一种具有内置变形镜头的移动终端的制作方法

本发明涉及手机镜头技术领域，具体涉及一种具有内置变形镜头的移动终端。

背景技术：

手机内置摄像头数量越来越多，市面上主流旗舰手机已经内置广角摄像头、超广角摄像头、长焦摄像头、微距摄像头。随着未来技术和需求发展，对于使用手机简单、快捷的拍摄宽荧幕图片和视频必然是一大需求，目前手机软件和硬件均无法实现。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的手机上内置的镜头无法实现宽荧幕拍摄功能的缺陷，从而提供一种具有内置变形镜头的移动终端。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种具有内置变形镜头的移动终端，所述移动终端上设有宽荧幕变形镜头；所述宽荧幕变形镜头包括柱面透镜组和球面透镜组，所述柱面透镜组至少包括一组负光焦度柱面透镜及一组正光焦度柱面透镜。

进一步地，所述柱面透镜组和所述球面透镜组沿着光轴从物方到像方依次设置。

进一步地，所述柱面透镜组包括沿着光轴从物方到像方依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜和所述第二透镜为负光焦度柱面透镜，所述第三透镜为正光焦度柱面透镜。

进一步地，所述球面透镜组包括至少四个非球面透镜。

进一步地，所述球面透镜组包括沿着光轴从物方到像方依次设置的第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜；所述第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜均为偶次非球面透镜。

进一步地，所述柱面透镜组和所述球面透镜组之间设有屈折式元件，所述屈折式元件位于经所述柱面透镜组入射的入射光线的光路上并屈折该入射光线到所述球面透镜组。

进一步地，所述柱面透镜组的机械中心线和所述球面透镜组的机械中心线相互垂直。

进一步地，所述屈折式元件为三棱镜或平面镜或五棱镜。

进一步地，所述宽荧幕变形镜头的变形系数范围为1.33到2.0之间。

进一步地，所述宽荧幕变形镜头的厚度不大于12mm。

进一步地，所述宽荧幕变形镜头内嵌式安装在所述移动终端上。

进一步地，所述移动终端为手机或平板电脑。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的具有内置变形镜头的移动终端，通过在移动终端上设置一颗小型的宽荧幕变形镜头，利用宽荧幕变形镜头中至少由一组负光焦度柱面透镜及一组正光焦度柱面透镜组成的柱面透镜组的光学特性，可以将水平进入柱面透镜组的入射光线进行“压缩”，而垂直方向进入柱面透镜组的入射光线保持不变，因而宽荧幕变形镜头可以将宽荧幕的画面压缩到标准的画面区域内，宽荧幕变形镜头拍摄到的被压缩画面经过图像矫正模块变形矫正后，可以得到宽荧幕图片和视频，满足使用者对移动终端宽荧幕拍摄的需求。

2.本发明提供的具有内置变形镜头的移动终端，宽荧幕变形镜头利用由三个柱面透镜构成的柱面透镜组的光学特性，将水平进入的入射光线进行“压缩”，而垂直方向进入的入射光线保持不变，再经过后面球面透镜组对入射光线进行综合矫正，从而将镜头水平拍摄的视场角增加，使实际拍摄的画面长宽比变大，实现宽荧幕照片和视频的功能。

3.本发明提供的具有内置变形镜头的移动终端，在宽荧幕变形镜头的柱面透镜组和球面透镜组之间设置屈折式元件，屈折式元件可以改变光路的方向，进而使柱面透镜组和球面透镜组可以呈非直线式排布，比如潜望式的‘l’形，有利于将宽荧幕变形镜头安装在移动终端上。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一中内嵌式安装有宽荧幕变形镜头的手机的背面示意图；

图2为本发明实施例一中内嵌式安装有宽荧幕变形镜头的手机侧面的剖视图；

图3为本发明实施例一中透镜组的结构示意图；

图4为本发明实施例一中透镜组的光路图；

图5为本发明实施例一中透镜组的光学畸变曲线，横坐标为畸变百分比，纵坐标为视场角度；

图6为本发明实施例一中透镜组的mtf(modulationtransferfunction)传递函数曲线，其中，横坐标代表空间频率，纵坐标代表mtf值。

附图标记说明：100、移动终端；200、宽荧幕变形镜头；210、柱面透镜组；220、球面透镜组；

p1、第一透镜；p2、第二透镜；p3、第三透镜；pm、屈折式元件；p4、第四透镜；p5、第五透镜；p6、第六透镜；p7、第七透镜；

1、第一透镜的物侧面；2、第一透镜的像侧面；3、第二透镜的物侧面；4、第二透镜的像侧面；5、第三透镜的像侧面；6、屈折式元件的光线入射面；7、屈折式元件的光线出射面；8、第四透镜的物侧面；9、第四透镜的像侧面；10、光阑；11、第五透镜的物侧面；12、第五透镜的像侧面；13、第六透镜的物侧面；14、第六透镜的像侧面；15、第七透镜的物侧面；16、第七透镜的像侧面。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例一

如图1和图2所示，一种具有内置变形镜头的移动终端，移动终端100上设有一颗小型的宽荧幕变形镜头200，宽荧幕变形镜头200具有拍摄挤压变形画面的功能。宽荧幕变形镜头200可以采用内嵌式结构安装在移动终端上，例如，移动终端100上设置有一凹槽，含有宽荧幕变形镜头的镜头模组整体内嵌固定在凹槽上。在其它实施方式中，含有宽荧幕变形镜头的镜头模组还可以通过转动机构转动连接在移动终端上，转动机构具体可以转动销，含有宽荧幕变形镜头的镜头模组转动连接在转动销上，镜头模组在转动过程中至少有一种状态是内置在移动终端上，镜头模组的内置可以理解为镜头模组的全部或一部分伸进移动终端的内部，或者理解为镜头模组安装在移动终端上之后，镜头模组不能采用除破坏式拆除方式之外的其他方式从移动终端上拆卸下来，以区别于采用外挂式结构安装的镜头模组。

在宽荧幕变形镜头中，宽荧幕的定义是指其拍摄画面的宽高比大于目前高清电视荧幕宽高比16：9，例如变形镜头中拍摄画面的宽高比为2.7：1，即为宽荧幕变形镜头。宽荧幕变形镜头的变形系数范围为1.33到2.0之间，例如变形系数可以为1.33、1.5、1.8、2.0等。

结合图3和图4，在本实施例中，宽荧幕变形镜头包括从物方到像方依次设置的柱面透镜组210、球面透镜组220和屈折式元件pm，柱面透镜组210至少包括一组负光焦度柱面透镜及一组正光焦度柱面透镜。利用由至少一组负光焦度柱面透镜及一组正光焦度柱面透镜组成的柱面透镜组的光学特性，可以将水平进入柱面透镜组210的入射光线进行“压缩”，而垂直方向进入柱面透镜组210的入射光线保持不变，因而宽荧幕变形镜头可以将宽荧幕的画面压缩到标准的画面区域内，宽荧幕变形镜头拍摄到的被压缩画面经过图像矫正模块变形矫正后，可以还原得到宽荧幕图片和视频，满足使用者对移动终端宽荧幕拍摄的需求。

其中，柱面透镜的整体形状一般为圆柱形或半圆柱形，可理解为由圆柱玻璃体纵向截取一部分而成。柱面透镜的轴为圆柱玻璃体的轴，柱面透镜包括有一个柱面和一个平面；柱面透镜的柱面在与轴平行的方向是平行面、在与轴垂直的方向是圆形面。柱面透镜与轴平行的方向为轴向子午线方向，柱面透镜与轴垂直的方向为屈光力子午线方向，柱面透镜在轴向子午线方向和屈光力子午线上的半径不同，因而柱面透镜在轴向子午线和屈光力子午线上有着不同的放大倍率，根据柱面透镜的这种特性，水平进入柱面透镜的入射光线会被压缩，而垂直方向进入柱面透镜的入射光线保持不变，因而可以将宽幅的画面压缩到标准的画面区域被镜头摄入。

在本实施例中，移动终端可以为手机、平板电脑等移动电子终端。

在本实施例中，宽荧幕变形镜头的光学结构原理图和光路图分别如图3和图4所示，宽荧幕变形镜头包括从物侧到像侧依次设置的柱面透镜组210、屈折式元件pm、球面透镜组220，屈折式元件pm位于经柱面透镜组210入射的入射光线的光路上并屈折该入射光线到球面透镜组220，柱面透镜组210的机械中心线和球面透镜组220的机械中心线相互垂直。在其它实施方式中，屈折式元件pm还可以位于柱面透镜组中的多个透镜组合之间或球面透镜组中的多个透镜组合之间。

在本实施例中，柱面透镜组由三个柱面透镜组成，屈折式元件pm为平面镜、三棱镜或五棱镜中的任意一种，球面透镜组由四个非球面透镜组成。这种结构形式排布的宽荧幕变形镜头，拍摄出来的图像画面，除了有画面水平压缩变形效果之外，还具有水平拉丝和椭圆形焦外光斑的视觉效果，水平拉丝是指拍摄得到画面的光源上会形成一条水平方向延伸的光线，这条光线的粗细和拍摄距离、光源光强、宽荧幕变形镜头的变形系数相关。当然，此处可以理解的是，构成柱面透镜组的柱面透镜的数量还可以是四个或以上，构成球面透镜组的非球面透镜的数量还可以是四个以上数量，只要构成柱面透镜组的柱面透镜可以将水平进入的入射光线进行“压缩”，而垂直方向进入的入射光线保持不变，构成球面透镜组的球面透镜可以对入射光线进行综合矫正，从而将镜头水平拍摄的视场角增加，使实际拍摄的画面长宽比变大，在不牺牲像素的前提下可以得到宽荧幕视频或照片即可。

在本实施例中，柱面透镜组包括沿着着光轴从物方到像方依次设置的第一透镜p1、第二透镜p2和第三透镜p3；第一透镜p1和第二透镜p2为负光焦度柱面透镜，第三透镜p3为正光焦度柱面透镜。球面透镜组包括沿着光轴从物方到像方依次设置的第四透镜p4、第五透镜p5、第六透镜p6和第七透镜p7；第四透镜p4、第五透镜p5、第六透镜p6和第七透镜p7均为偶次非球面透镜。非球面透镜的非球面系数满足以下方程：

z＝cy²/[1+{1－(1+k)c²y²}^+1/2]+a4y⁴+a6y⁶+a8y⁸+a10y¹⁰

其中：z为非球面矢高、c为非球面近轴曲率、y为镜头口径、k为圆锥系数、a4为4次非球面系数、a6为6次非球面系数、a8为8次非球面系数、a10为10次非球面系数。

在本实施例中，第一透镜p1的物侧面和像侧面近光轴处均为凹面，第二透镜p2的物侧面近光轴处为凸面，第二透镜p2的像侧面近光轴处为凹面，第三透镜p3的像侧面近光轴处为凸面，屈折式元件pm的光线入射面与第三透镜p3机械中心线的夹角为45度，第四透镜p4的像侧面和物侧面于近光轴处均为凸面，为双凸型透镜，第五透镜p5的物侧面于近光轴处为凹面，第六透镜p6的像侧面和物侧面于近光轴处均为凸面，为双凸型透镜；第七透镜p7的物侧面于近光轴处为凸面，第七透镜p7的像侧面于近光轴处为凹面，且其物侧面及像侧面于离轴处均具有变曲点。

宽荧幕变形镜头的厚度不大于12mm。在本实施例中，柱面透镜组沿着光轴的厚度为5.50mm；球面透镜组沿着光轴方向的厚度为5.20mm；屈折式元件pm沿着光轴方向的厚度为2.40mm。这种宽荧幕变形镜头整体的尺寸较小，柱面透镜组的机械中心线和球面透镜组的机械中心线垂直，可以在厚度较薄的移动终端上实现宽荧幕变形镜头的内嵌式安装。当然，也可以适当比例缩小柱面透镜组、球面透镜组和屈折式元件pm的尺寸。

下面列出本实施例中各枚透镜的参数：

柱面非球面系数：

1、k＝－1.1411，a4＝9.0e^－4，a6＝6.37e^－5，a8＝2.5772e^－6，a10＝－7.20396e^－7；

2、k＝－1.6136，a4＝1.9e^－3，a6＝2.00e^－4，a8＝5.01650e^－5，a10＝－6.30190e^－6；

5、k＝－3.8613，a4＝－3.0e^－4，a6＝－1.00e^－4，a8＝5.6852e^－6；

非球面系数：

8、k＝－0.3923，a4＝8.2e^－3，a6＝4.00e^－4，a8＝9.000e^－4，a10＝－5.400e^－3；

9、k＝4.9815，a4＝1.87e^－2，a6＝－5.1e^－3，a8＝－1.07e^－2，a10＝3.60e^－3；

11、k＝－4.9919，a4＝－3.18e^－2，a6＝5.8e^－3，a8＝－1.42e^－2，a10＝1.27e^－2；

12、k＝－2.511，a4＝4.8448e^－5，a6＝1.99e^－2，a8＝－5.5e^－3，a10＝7.5e^－3；

13、k＝0.8828，a4＝－9.1e^－3，a6＝7.0e^－4，a8＝－7.0e^－4，a10＝4.0e^－4；

14、k＝1.3393，a4＝－4.1e^－2，a6＝2.69e^－2，a8＝－1.45e^－2，a10＝2.8e^－3；

15、k＝4.9988，a4＝－3.671e^－1，a6＝1.166e^－1，a8＝－1.60e^－2，a10＝－4.90e^－3；

16、k＝－4.8512，a4＝－1.256e^－1，a6＝5.34e^－2，a8＝－1.22e^－2，a10＝7.0e^－4；

其中，k为圆锥系数、a4为4次非球面系数、a6为6次非球面系数、a8为8次非球面系数、a10为10次非球面系数。

图5为实施例一中透镜组的光学畸变曲线图，图3中“imght”为像高，英文全名为imageheight；图6为实施例一中透镜组mtf(modulationtransferfunction)传递函数曲线图(光学传递函数)，可以综合反映系统的成像质量，其曲线形状越平滑，且相对x轴的高度越高，证明系统的成像质量越好，镜头具有较高的清晰度。

实施例二

与实施例一的不同之处在于，柱面透镜组和球面透镜组的位置互换，由四个非球面透镜组成的球面透镜组作为前透镜组，由三个柱面透镜组成的柱面透镜组作为后透镜组；这种结构形式排布的宽荧幕变形镜头，与实施例一结构排布形式的宽荧幕变形镜头相比，依然具有画面挤压变形拍摄的功能，但拍摄出来的画面缺少了水平拉丝和椭圆形焦外光斑的视觉效果。

实施例三

与实施例一的不同之处在于，宽荧幕变形镜头包括两组柱面透镜组和一组球面透镜组，柱面透镜组一、球面透镜组、柱面透镜组二沿着光轴从物方到像方依次设置。这种排布形式的宽荧幕变形镜头，不仅具有画面水平压缩变形效果，还具有水平拉丝和椭圆形焦外光斑的视觉效果，光学效果与实施例一方案光学效果相同。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。