阅读说明：本技术 设计用于缓和杂散光的间隔件 (Spacer designed to mitigate stray light ) 是由 伊泰·耶德 以法莲·戈登堡 于 2019-03-01 设计创作，主要内容包括：用于将一第一镜头元件从一第二镜头元件分隔开的间隔件,包含所述间隔件的镜头模块,及包含所述镜头模块的数码相机。所述间隔件包含沿着其边缘与第一镜头元件和第二镜头元件接触的至少一接触区段以及与第一镜头元件分离的至少一非接触区段。所述至少一非接触区段包括一内部倾斜表面,所述内部倾斜表面设计为减少或减轻杂散光。(The spacer is used for separating a first lens element from a second lens element, the lens module comprising the spacer, and the digital camera comprising the lens module. The spacer includes at least one contact section contacting the first lens element and the second lens element along an edge thereof and at least one non-contact section separated from the first lens element. The at least one non-contact section includes an inner angled surface designed to reduce or mitigate stray light.)

设计用于缓和杂散光的间隔件

相关申请的交叉引用

本申请涉及并主张2018年3月2日提交的美国临时专利申请第62/637,451号的优先权，其全部内容明确地通过引用合并于本文。

技术领域

目前公开的主题总体上涉及数码相机的镜头，而且包括折叠式数码相机。

背景技术

典型的数码相机包括图像传感器(或称“传感器”)和镜头(也称“镜头组件”或“镜头模块”)。镜头在传感器上形成图像。镜头可以包括通常组装在一个镜筒中的多个镜头元件。折叠式相机(Folded cameras,FC)和双折叠式相机(double-folded cameras,DFC)是已知的，例如参见共同拥有的美国专利第US9,392,188号，其全部内容通过引用并入本文中。

发明内容

根据当前公开的主题的一些示例，提供一种间隔件，用于将一第一镜头元件从一第二镜头元件分隔，所述间隔件包括一间隔件边缘部，所述间隔件边缘部包含与所述第一镜头元件及所述第二镜头元件接触的一接触区段以及与所述第一镜头元件分隔的一非接触区段。

除了上述特征之外，根据本公开主题的这个方面的间隔件能够可选地以任何技术上可能的组合或置换包括以下特征(一)至(八)中的一个或多个：

(一)所述非接触区段包含一非接触区段内部倾斜表面，所述非接触区段内部倾斜表面具有的一高度(D2)在所述间隔件的一内部轮廓以及所述非接触区段内部倾斜表面的一基部之间延伸，所述间隔件边缘部具有的一厚度(t)在所述间隔件的面向所述第二镜头元件的一后表面的一接触点以及所述间隔件的面向所述第一镜头元件的一前表面的一接触点之间延伸，且其中所述非接触区段内部倾斜表面的一倾斜度大于所述高度(D2)/所述厚度(t)。

(二)所述高度(D2)垂直于所述厚度(t)。

(三)所述接触区段包含一接触区段内部倾斜表面，所述接触区段内部倾斜表面具有的一倾斜度小于所述非接触区段内部倾斜表面的倾斜度。

(四)所述第一镜头元件相对于所述间隔件位在一物体侧，以及所述第二镜头元件相对于所述间隔件位在一图像侧。

(五)所述第一镜头元件或第二镜头元件的一光学部件是非圆形的。

(六)所述间隔件被包括在具有一图像传感器的一相机中，所述非接触区段内部倾斜表面被设计用于重新定向杂散光使得杂散光不会碰到所述图像传感器。

(七)所述传感器的特征在于有至少二侧面，各个侧面的特征在于具有不同长度。

(八)所述传感器的特征是非圆形。

根据当前公开的主题的一些示例，提供一种镜头模块，包括多个镜头元件，从一物体侧到一图像侧沿着一镜头对称轴排列；及一间隔件，位于所述多个镜头元件中的一镜头元件以及一连续镜头元件之间，所述间隔件沿着一间隔件边缘部包含与第一镜头元件及第二镜头元件接触的一接触区段，以及与所述第一镜头元件分隔的一非接触区段。所述镜头模块中的间隔件能够以任何技术上可能的组合或排列包括上述特征(一)至(八)中的一个或多个。

根据当前公开的主题的一些示例，提供一种数码相机，包括一镜头模块，容纳有从一物体侧到一图像侧沿着一镜头对称轴排列的多个镜头元件，以及位于所述多个镜头元件中的一镜头元件以及一连续镜头元件之间的至少一间隔件，所述间隔件包括一间隔件边缘部，所述间隔件边缘部包含与第一镜头元件及第二镜头元件接触的一接触区段，以及与所述第一镜头元件分隔的一非接触区段。所述数码相机中的间隔件能够以任何技术上可能的组合或排列包括上述特征(一)至(八)中的一个或多个。

附图说明

非限制性示例在下面参考此段落之后列出的附图进行描述，出现在多个附图中的相同结构、元件或部件通常在所有出现的附图中均标有相同的数字。所述附图和说明用意在表示及说明本文公开主题的示例，并且不应被视为以任何方式进行限制。在所述附图中：

图1A显示在一般的等轴测图中示意性地显示一镜头。

图1B显示根据本发明主题示例穿过装有图1A的镜头的一镜筒的切口，以及穿过所述镜筒至一图像传感器的一杂散光光路。

图1C显示由一间隔件分隔如图1A镜头的第一物体侧镜头元件及第二物体侧镜头元件。

图1D显示如图1B的间隔件的(a)物体侧的一前表面，以及(b)图像侧的一后表面。

图2A示意性显示根据本发明的示例的镜头的等轴测图。

图2B显示根据本发明主题示例穿过装有图2A的镜头的一镜筒的切口，以及穿过所述镜筒至一图像传感器的一杂散光光路。

图2C显示根据本发明主题示例由一间隔件分隔如图2A的镜头的第一物体侧镜头元件及第二物体侧镜头元件。

图2D显示根据本发明主题示例如图2B的间隔件的(a)物体侧的一前表面，以及(b)图像侧的一后表面。

具体实施方式

在以下详细描述中，叙述了许多具体细节以便提供清楚的理解。然而，本领域技术人员将了解，可以在没有这些具体细节的情况下实践目前公开的主题。在其他情况下，没有详细描述公知的方法，以免模糊目前公开的主题。

应当理解的是，为清楚起见，在分开的实施例的上下文中描述目前公开的主题的某些特征也可以在单个实施例中组合提供。相反地，为简洁起见，在单个实施例的上下文中描述目前公开的主题的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合来提供。

应当理解的是，除非另有明确说明，否则本文所用的如“第一”，“第二”，“第三”等用语不一定意暗指特定顺序，而仅意味着区分不同的元件，或动作。例如，本文中使用的第一镜头元件和第二镜头元件不必指的是下文中公开的镜头100中的最靠近物体侧的一对镜头元件，并且“镜头”可以指位于镜头100中其他地方的一对不同的镜头元件。例如第二及第三镜头元件。

杂散光是光学系统中光线不理想的效果。杂散光是不希望根据光学设计进入光学系统但仍到达传感器的光。在某些情况下，杂散光可能来自预期的光源(例如从相机视场中的物体反射的光)，但是遵循除预期路径之外的路径(在到达传感器的路径上未通过镜头模块中所有镜头元件的光学区域的光学路径)。在其他情况下，杂散光可能来自预期来源以外的其他来源(例如在相机视场(field of view,FOV)之外)。

例如，图1B示意地显示照相机150，包括一镜头(在图1A中编号为100)，所述镜头100具有从一内部间隔件R1反射到一图像传感器104上的杂散光220(如下文更详细描述)。图1A以大等轴测图显示镜头100。所述镜头100包括多个(N)镜头元件L_i(其中“i”是1至N之间的整数)，以分解图显示，其中分别显示不同的镜头元件。L₁是最靠近物体侧的镜头元件，L_N是最靠近图像侧即图像传感器所位于的一侧的镜头元件，在镜头中100N＝5。然而，这不是限制性的，并且可以使用不同数量的镜头元件。根据一些示例，N等于或大于3。例如，N可以等于3、4、5、6或7。坐标X-Y-Z适用于所有其他未标记的视图。镜头元件沿着光轴108放置，所述光轴与从物体侧到图像侧的传感器的Z轴对准。

每个镜头元件L_i包括相应的前表面S_2i-1(索引“2i-1”是前表面的数目)及相应的后表面S_2i(索引“2_i”是后表面的数目)，其中“i”是1到N之间的整数。在整个描述中都使用此编号设定。替代地，如本说明书通篇所指出的，镜头表面被标记为“S_k”，其中k从1到2N。在某些情况下，前表面和后表面可以是非球面的。但是，这不是限制性的。如图1A所示，在一些示例中，第一镜头元件L₁的光学部分(即，用于朝向传感器的光通过的部分)是非圆形的，例如，非圆形，具有平坦的顶部和底部。

图1B显示相机150的横截的侧视图。相机150包括一镜筒102，其中，镜头元件Li和镜头100的间隔件Ri位于镜筒102内。相机150还包括图像传感器104和可选的光学元件106(例如，红外滤光片)。在所示的示例中，两个相邻的镜头元件被标记为“R_I”的间隔件隔开。因此，镜头元件L1和L2由间隔件R1隔开，镜头元件L2和L3由间隔件R2隔开，镜头元件L3和L4由间隔件R3隔开，镜头元件L4和L5由间隔件R4隔开。

如本文所使用的，每个镜头元件或间隔件的用语“前表面(front surface)”是指镜头元件或间隔件的位置，其更靠近相机的入口(相机物体侧)和用语“后表面”是指镜头元件或间隔件的表面，更靠近图像传感器(相机图像侧)。

图1C显示由间隔件R1分开的镜头元件L1和L2的放大图，而且图2D显示间隔件R1的前视图(物体侧)和后视图(图像侧)。每个间隔件被设计成在其中心处具有周边和开口，以允许光从中穿过而朝向传感器。周边可以在一侧与第一镜头接触并且在另一侧与第二镜头接触。所述间隔件在一镜头组件中的使用在本领域中是已知的。

参照图1B至图2B描述可能呈现杂散光的镜头设计的示例。相机150中的杂散光120可以例如来自间隔件R1的内表面(面对一内部开口118)上的反射而到达，并且因此取决于间隔件R1的形状(特别是其内表面的形状)。在所示的示例中，当组装在镜筒中时，镜头元件L1的后表面S2在间隔件R1的整个前接触面110上(包括底部和顶部前表面接触区段110a和110b)接触间隔件R1。镜头元件L2的前表面S3在间隔件R1的整个后表面接触面112上，包括在底部和顶部后表面接触部分112a和112b处，与间隔件R1接触。沿着Z轴方向，前接触面110a和后接触面112a的接触点之间的距离限定了间隔件厚度t，对于间隔件R1，所述间隔件厚度t被标记为t1。

在前接触区段110a的边缘114a及后接触区段112a的边缘114b之间的间隔件R1的内表面114具有长度D3和倾斜度(角度)α，间隔件R1具有后接触区段112a(也如图1B所示)的高度D2(基本上垂直于厚度t1)，在间隔件的内部轮廓之间延伸(内部开口118的边缘，如图1D中的箭头115a所示)，而且倾斜表面的底部115(由箭头115b表示)设置倾斜度(角度)α。在一些情况下，间隔件R1还可以具有前底部接触区段110a的厚度D1，所述厚度D1从间隔件的基部115沿X方向朝着间隔件的外边缘延伸(由箭头115c指示)。值得注意的是，类似的表面114以及厚度D1和高度D2存在于间隔件R1的顶部(即镜头沿轴线X径向对称)。在其他示例中，类似于114的其他或另外的倾斜表面可以存在于间隔件的周边周围的其他位置。如上所述，倾角度α由间隔件的厚度t1和高度D2来确定，其中

根据显示的示例，给定第一镜头元件L1和角度α的设计并显示于图1B，从物体侧进入镜头的杂散光光线120被镜头元件L1折射，入射到间隔件R1的表面114，并从该表面反射，并且沿光路在点122处终止于图像传感器104处连续穿过镜头。

根据本文公开的主题，建议通过为此目的设计的特殊间隔件设计来解决上述杂散光的问题。参照图2A至2D描述间隔件设计的示例。图2A以大轴测图示意性地示出根据本公开主题的示例的编号为200的镜头。镜头200以分解图显示，其中分开显示了不同的镜头元件。图2B显示由间隔件R1’分隔开的镜头200的第一物体侧镜头元件和第二物体侧镜头元件。图2C显示相机250的横截面的侧视图。镜头250包括容纳镜头200的镜筒202。相机250还包括图像传感器104和可选的光学元件106(例如，IR滤光器)。图2C还显示了沿物体侧方向穿过镜筒的杂散光光线220。图2D显示在(a)物体侧的一前表面，以及图2B显示(b)图像侧的一后表面。

举例来说，镜头200显示包括五个镜头，类似于镜头100。如上所述，所述示例并不意味着是限制性的，并且同样可以设想不同/更多数量的元件。根据一示例，除了位于镜头元件L1和L2之间的编号为R1’的“改进的”第一间隔件之外，镜头200的所有元件与镜头100的那些元件相似。间隔件R1’具有更陡的内表面(斜率)214，其倾斜角α’大于α，例如，与等于大约20°的角度α相比，角度α’＝33.3°。在一些示例中，通过缩短边缘214a和214b之间的长度(与上面的114a和114b相比)来获得更陡的倾斜度，以获得倾斜度D3'。在一些示例中，高度D2与间隔件R1的高度相同。值得注意的是，通过增加高度D2来增加倾斜度可能会产生不利影响，因为这会减少间隔件的中心(开口118)处的开放空间，从而增加通过镜头的光线的阻挡。

与上述镜头100不同，S2和R1之间的接触发生在整个前接触面110上，这里D3`的长度较短(相对于D3)导致R1'中的非接触区段(例如底部和顶部)，与镜头L1的表面S2分开(即，在隔离件R1中显示接触区段110a和110b)。与S2接触的接触区段210a和210b位于非接触区段附近。通过在隔离件的某些区段不允许隔离件R1'和S2之间的接触，可以增加倾斜角度。根据建议的设计，内部倾斜表面的倾斜度大于高度D2与厚度t1之间的比，使得由于内底部表面214的倾斜更陡，从物体侧进入镜头的杂散光220被镜头元件L1折射，碰到间隔件R1’的表面214，并且镜头沿着错过所述图像传感器104的光路连续穿过镜头。

如上所述，镜头200的变化，特别是间隔件R1’的变化，带来了显著的设计灵活性。如表面214的表面的增加的倾斜度减少了杂散光。

作为R1’的底面和/或顶面的表面214的示例不以任何方式进行限制：可以在间隔件R1’的周围形成一个、两个或多个这样的表面。如面对表面S2。在一个实施例(未示出)中，表面S2可以在间隔件R1’的前接触表面上仅在三个点处接触，这样，大多数侧边缘都包括非接触表面(倾斜度更大)，例如表面214。

要注意的是，尽管以上描述涉及非圆形镜头元件(具有平坦的顶部和/或底部部分)，但这不应解释为限制性的。根据其他示例，镜头元件可以是圆形的，其中镜头和/或包括这种圆形镜头元件的相机仍由于如本文所公开的间隔件设计而受益于杂散光的减少。本公开的主题可以用于减轻杂散光问题，其中所述问题存在于间隔件的周边的一个或多个部分中。

如上所述，从物体侧进入镜头的杂散光被镜头元件L1折射，入射到间隔件表面的一部分，并沿着光路继续朝着传感器穿过镜头。

例如，考虑以矩形为特征的传感器，由于传感器和镜头之间的形状差异(具有圆形或基本圆形的形状)，当从间隔件的一侧反射时，杂散光会击中传感器，并且从间隔件的另一面反射时可能会错过传感器。当传感器的特征在于具有不同长度的侧面时，例如在非正方形的矩形传感器的情况下，也会遇到这种差异。

间隔件(例如，位于镜头元件L1和L2之间的R1’)可以如上所述进行调适，以在间隔件的侧面具有更陡的倾斜的内部表面214，所述内部表面214反射杂散光，因此它不会碰到传感器。如上所述，可以通过缩短边缘214a和214b之间的长度并获得非接触部分D3’来获得较高的倾斜度。

要注意的是，以上讨论的数码相机(150、250)可以是包括一个或多个附加的立式相机以及一个或多个折叠相机的多孔径相机。折叠相机包括一反射元件(例如反射镜或棱镜)，所述反射元件被配置折叠进来的光沿着第一光路从物体侧到第二光路(基本上垂直于第一光路)沿着镜头对称轴朝向所述传感器。折叠式相机的示例在美国专利号US9,392,188中描述，所述专利通过引用整体并入本文。

尽管已经根据某些实施例和通常相关的方法描述本公开，但是对本领域技术人员而言，实施例和方法的变更和置换将是显而易见的。应当理解的是，本公开内容不受本文所述的具体实施方案的限制，而仅受所附权利要求书的范围的限制。

除非另有说明，否则在选择选项列表的最后两个成员之间使用表达“和/或”表示选择一个或多个所列选项是适当的，并且可以进行选择。

在本说明书中提及的所有参考文献均通过引用以其整体并入本文，其程度就好像每个单独的参考文献被具体地和单独地指示为通过引用并入本文。另外，在本申请中对任何参考文献的引用或标识均不应解释为承认参考文献可作为本申请的现有技术。