本發(fā)明涉及拍攝設(shè)備，尤其涉及一種自由曲面潛望長(zhǎng)焦鏡頭。

背景技術(shù)：

1、隨著手機(jī)等便攜式電子設(shè)備的不斷發(fā)展，用戶對(duì)電子設(shè)備的攝像頭模組的拍照性能的要求愈來(lái)愈高，長(zhǎng)焦鏡頭在現(xiàn)代智能手機(jī)中扮演著越來(lái)越重要的角色?，F(xiàn)在智能手機(jī)的光學(xué)變焦功能通常依賴于在攝像頭系統(tǒng)中集成多個(gè)鏡頭，每個(gè)鏡頭具有不同的焦距，從而實(shí)現(xiàn)不同變焦倍數(shù)的功能，其中，長(zhǎng)焦鏡頭在提供較高變焦倍數(shù)時(shí)起到關(guān)鍵作用。然而，隨著變焦倍數(shù)的增加，特別是需要較高倍數(shù)的長(zhǎng)焦鏡頭時(shí)，面臨的挑戰(zhàn)是智能手機(jī)設(shè)計(jì)的限制。智能手機(jī)的設(shè)計(jì)趨向于輕薄化，這限制了單一長(zhǎng)焦鏡頭的物理尺寸和長(zhǎng)度，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的長(zhǎng)焦鏡頭在提供高倍數(shù)變焦時(shí)需要較長(zhǎng)的光學(xué)路徑，這往往導(dǎo)致攝像頭突出于手機(jī)背部，增加了手機(jī)整體厚度，這種情況下，潛望式攝像頭成為了一種解決方案。

2、但是，目前常見(jiàn)的長(zhǎng)焦攝像頭設(shè)計(jì)通常使用兩個(gè)直角棱鏡來(lái)折疊光路，同時(shí)配合多個(gè)塑膠非球面鏡片，直角棱鏡的作用是在有限的厚度內(nèi)折疊光學(xué)路徑，以減小模組的厚度。然而，為了達(dá)到高分辨率和光學(xué)性能的要求，需要多個(gè)復(fù)雜的非球面鏡片來(lái)校正光學(xué)畸變和色差，這導(dǎo)致了整體長(zhǎng)度的增加，限制了設(shè)計(jì)的優(yōu)化空間。

3、因此，亟需一種自由曲面潛望長(zhǎng)焦鏡頭，減小鏡頭的整體長(zhǎng)度，優(yōu)化鏡頭的體積和結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種自由曲面潛望長(zhǎng)焦鏡頭，減小鏡頭的整體長(zhǎng)度，優(yōu)化鏡頭的體積和結(jié)構(gòu)。

2、本發(fā)明提供了一種自由曲面潛望長(zhǎng)焦鏡頭，包括：沿光軸從物面至像面依次包括：

3、第一自由曲面棱鏡，用于使光線折轉(zhuǎn)90度：

4、具有正曲折力的第一透鏡；

5、具有負(fù)曲折力的第二透鏡；

6、第二自由曲面棱鏡，用于再次折轉(zhuǎn)光線90度。

7、進(jìn)一步的，所述第一自由曲面棱鏡和所述第二自由曲面棱鏡，均包括：入光面、反射面和出光面；

8、所述入光面、反射面和出光面的曲面面型表達(dá)式均為：

9、；

10、其中：x為x軸坐標(biāo)值，y為y軸坐標(biāo)值，z為z軸坐標(biāo)值，c為自由曲面頂點(diǎn)的曲率，r為從曲面的頂點(diǎn)到曲面上某點(diǎn)的徑向距離，k為圓錐系數(shù)，n為zernike多項(xiàng)式的總數(shù)，a為zernike多項(xiàng)式的系數(shù)，ei(x，y)為zernike多項(xiàng)式。

11、進(jìn)一步的，所述第一自由曲面棱鏡分配焦距范圍是3mm至20mm；

12、所述第二自由曲面棱鏡分配焦距范圍是-5mm至30mm。

13、進(jìn)一步的，所述第一透鏡和第二透鏡為非球面鏡片；

14、所述第一透鏡和第二透鏡的焦距范圍是5mm至50mm。

15、本發(fā)明還提供了一種自由曲面潛望長(zhǎng)焦鏡頭，包括：沿光軸從物面至像面依次包括：

16、第一自由曲面棱鏡，用于折轉(zhuǎn)光線，折射光線的范圍為大于等于60度小于90度；

17、第二自由曲面棱鏡，用于折轉(zhuǎn)光線，折射光線的范圍為大于等于60度小于90度；

18、具有正曲折力的第一透鏡；

19、具有負(fù)曲折力的第二透鏡。

20、進(jìn)一步的，所述第一自由曲面棱鏡和所述第二自由曲面棱鏡，均包括：入光面、反射面、二次反射面和出光面；

21、所述入光面、反射面、二次反射面和出光面的曲面面型表達(dá)式均為：

22、；

23、其中：x為x軸坐標(biāo)值，y為y軸坐標(biāo)值，z為z軸坐標(biāo)值，c為自由曲面頂點(diǎn)的曲率，r為從曲面的頂點(diǎn)到曲面上某點(diǎn)的徑向距離，k為圓錐系數(shù)，n為zernike多項(xiàng)式的總數(shù)，a為zernike多項(xiàng)式的系數(shù)，ei(x，y)為zernike多項(xiàng)式。

24、進(jìn)一步的，所述二次反射面用于全反射。

25、進(jìn)一步的，所述第一自由曲面棱鏡分配焦距范圍是3mm至20mm；

26、所述第二自由曲面棱鏡分配焦距范圍是-5mm至30mm。

27、進(jìn)一步的，所述第一透鏡和第二透鏡為非球面鏡片；

28、所述第一透鏡和第二透鏡的焦距范圍是5mm至50mm。

29、本發(fā)明實(shí)施例具有以下技術(shù)效果：

30、本發(fā)明通過(guò)引入兩個(gè)自由曲面棱鏡來(lái)替代傳統(tǒng)的直角棱鏡，可以顯著簡(jiǎn)化光學(xué)路徑，自由曲面棱鏡可以更有效地折疊光路，減少了需要的鏡片數(shù)量和復(fù)雜性，從而優(yōu)化了整體光學(xué)結(jié)構(gòu)。自由曲面棱鏡能夠更有效地折疊光路，因此可以顯著減小模組的物理體積，這對(duì)于智能手機(jī)等輕薄設(shè)備尤為重要，能夠在保持性能的同時(shí)，提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)的緊湊性和用戶體驗(yàn)。

31、同時(shí)，引入自由曲面棱鏡后，可以更精確地控制光路的折射和反射，有助于減少光學(xué)畸變和提升圖像的清晰度和色彩表現(xiàn)，加上少量的塑膠非球面鏡片，可以進(jìn)一步提升光學(xué)性能，確保攝像的高分辨率和高質(zhì)量輸出。

技術(shù)特征：

1.一種自由曲面潛望長(zhǎng)焦鏡頭，其特征在于，沿光軸從物面至像面依次包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自由曲面潛望長(zhǎng)焦鏡頭，其特征在于，所述第一自由曲面棱鏡和所述第二自由曲面棱鏡，均包括：入光面、反射面和出光面；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自由曲面潛望長(zhǎng)焦鏡頭，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自由曲面潛望長(zhǎng)焦鏡頭，其特征在于，

5.一種自由曲面潛望長(zhǎng)焦鏡頭，其特征在于，沿光軸從物面至像面依次包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種自由曲面潛望長(zhǎng)焦鏡頭，其特征在于：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種自由曲面潛望長(zhǎng)焦鏡頭，其特征在于：

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種自由曲面潛望長(zhǎng)焦鏡頭，其特征在于：

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種自由曲面潛望長(zhǎng)焦鏡頭，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及拍攝設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自由曲面潛望長(zhǎng)焦鏡頭，本申請(qǐng)?zhí)峁┑淖杂汕鏉撏L(zhǎng)焦鏡頭由第一自由曲面棱鏡、第二自由曲面棱鏡、具有正曲折力的第一透鏡、具有負(fù)曲折力的第二透鏡組成，并通過(guò)不同的排列方式，使光線的傳播方向可以改變60度至90度，減小了整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的物理尺寸，使其更加緊湊，減小了潛望式長(zhǎng)焦鏡頭的長(zhǎng)度。

技術(shù)研發(fā)人員：徐航宇,郭躍武,許張飛,陳果
受保護(hù)的技術(shù)使用者：沂普光電（天津）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10