CN114222036A - 光学组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光学组件，所述光学组件包括第一反射镜、第二反射镜和图像传感器，其中所述第一反射镜的光轴、所述第二反射镜的光轴和所述图像传感器的中心轴重合，且所述第一反射镜、所述第二反射镜和所述图像传感器按序依次布置，所述第一反射镜包括透射区域和反射区域，所述第二反射镜包括反射区域和通光区域，光线经过所述第一反射镜的透射区域射入后，依次经过所述第二反射镜的反射区域和所述第一反射镜的反射区域反射后，再通过所述第二反射镜的通光区域成像到所述图像传感器上。采用本申请，能解决现有技术中拍照手抖模糊、图像画面噪点较多的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种光学组件。
背景技术
目前，电子设备发展趋势之一就是具备更强大的拍照能力。为此，电子设备的摄像头模组中镜头的数量不断增多。然而在实践中发现，以手机为例，手机长焦距镜头拍照时，由于视场角比较小，与短焦距镜头相比需要更长的曝光时间，容易导致拍照时手抖模糊的情况。且由于曝光时间较长，拍照形成的图像噪声较多，图像画面噪点较多。
因此，亟需提出一种更好地光学组件。
发明内容
本申请实施例通过提供一种光学组件，解决了现有技术中拍照手抖模糊、图像画面噪点较多的技术问题。
一方面，本申请通过本申请的一实施例提供一种光学组件，所述光学组件包括：第一反射镜、第二反射镜和图像传感器，其中：
所述第一反射镜的光轴、所述第二反射镜的光轴和所述图像传感器的中心轴重合，且所述第一反射镜、所述第二反射镜和所述图像传感器按序依次布置，所述第一反射镜包括透射区域和反射区域，所述第二反射镜包括反射区域和通光区域，光线经过所述第一反射镜的透射区域射入，依次经过所述第二反射镜和所述第一反射镜的反射区域反射后，再通过所述第二反射镜的通光区域成像到所述图像传感器上。
可选地，所述第一反射镜为平面反射镜，所述第二反射镜为凹面反射镜。
可选地，所述通光区域用于放置所述图像传感器。
可选地，所述反射区域为所述第一反射镜的中心区域，其余区域为所述透射区域。
可选地，所述中心区域为预设大小的圆形区域，所述透射区域为空心的圆环区域。
可选地，所述光学组件还包括至少一个像差修正镜，至少一个所述像差修正镜布置在所述第二反射镜与所述图像传感器之间，且至少一个所述像差修正镜与所述第二反射镜同光轴布置。
可选地，所述依次经过所述第二反射镜和所述第一反射镜的反射区域反射后，再经过至少一个所述像差修正镜进行像差修正，最后将所述像差修正后的光线成像到所述图像传感器上。
可选地，所述像差修正镜为凹透镜或者凸透镜。
可选地，所述第二反射镜的材料包括以下中的至少一项：玻璃、塑料、锗、硒化锌、硫化锌、氟化钡和砷化镓。
可选地，所述第一反射镜的反射区域镀有反射膜，所述反射膜的材料包括以下中的至少一种：铝、银、金、镍和钛。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本申请提供一种光学组件包括第一反射镜、第二反射镜和图像传感器，其中所述第一反射镜的光轴、所述第二反射镜的光轴和所述图像传感器的中心轴重合，所述第一反射镜包括透射区域和反射区域，所述第二反射镜包括反射区域和通光区域，光线经过所述第一反射镜的透射区域射入后，依次经过所述第二反射镜和所述第一反射镜的反射区域反射后，再通过所述第二反射镜的通光区域成像到所述图像传感器上。采用本申请，能提高拍照通光孔面积、改善进光量，从而解决现有技术中拍照手抖模糊、图像画面噪点较多的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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是本申请实施例提供的一种光学组件的结构示意图。
图2是本申请实施例提供的一种第一反射镜的结构示意图。
图3是本申请实施例提供的一种第二反射镜的结构示意图。
图4是本申请实施例提供的另一种光学组件的结构示意图。
图5是本申请实施例提供的一种光线入射光学组件的场景示意图。
图6是本申请实施例提供的另一种光线入射光学组件的场景示意图。
具体实施方式
申请人在提出本申请的过程中还发现：目前，为解决长焦距摄像头由于曝光时间较长导致拍照容易手抖模糊、图像噪声累积较多、图像画面噪点较多等问题，通常可以从如下几方面着手：1、选光圈(F)数较小的镜头，例如高成本的大光圈镜头，成本显著提升。2、拍摄时通过三脚架等辅助设备来固定，但随身携带三脚架很不方便，影响用户体验，特别是使用手机拍摄时。3、在手机摄像头模组内使用光学防抖结构，即增加多轴马达等器件来达到防抖效果，成本明显增加，。
为解决上述问题，本申请实施例提供一种光学组件。
本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：本申请提供一种光学组件包括：第一反射镜、第二反射镜和图像传感器，其中：
所述第一反射镜的光轴、所述第二反射镜的光轴和所述图像传感器的中心轴重合，所述第一反射镜包括透射区域和反射区域，所述第二反射镜包括反射区域和通光区域，光线经过所述第一反射镜的透射区域射入，依次经过所述第二反射镜反射的反射区域和所述第一反射镜的反射区域反射后，再通过所述第二反射镜的通光区域成像到所述图像传感器上。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
首先说明，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
请参见图1，是本申请实施例提供的一种光学组件的结构示意图。如图1所示的光学组件10中包括：第一反射镜101、第二反射镜102和图像传感器103。其中，所述第一反射镜101和所述第二反射镜102共光轴布置，所述图像传感器103的中心轴和所述第一反射镜101或所述第二反射镜102的光轴重合，即所述第一反射镜101的光轴、所述第二反射镜102的光轴和所述图像传感器103的中心轴重合，换言之所述第一反射镜101、所述第二反射镜102和所述图像传感器103共中心轴布置。且按照所述第一反射镜101、所述第二反射镜102和所述第三反射镜103的顺序依次按序布置，换言之所述第二反射镜102布置在所述第一反射镜101和所述图像传感器103之间。
具体地，如图2、图3所示，所述第一反射镜101包括透射区域1011和反射区域1012。所述第二反射镜102包括反射区域1021和通光区域1022。光线经过所述第一反射镜101的透射区域1011射入，再经过所述第二反射镜102的反射区域1021反射成像，形成的成像(也可称为反射的光线)被反射至所述第一反射镜101的反射区域1012。然后再被所述第一反射镜101的反射区域1012反射，经过所述第二反射镜102的通光区域1022成像至所述图像传感器103上。
在可选实施例中，所述第一反射镜101为平面反射镜。所述反射区域1012为所述第一反射镜101的中心区域(也可称为中央区域)，所述中心区域的形状并不做限定，例如可为圆形区域、椭圆区域或矩形区域等。所述透射区域1011为所述第一反射镜101中除所述反射区域1012之外的其余区域。
举例来说，请参见图2示出一种可能的第一反射镜的示意图。如图2中，黑色区域为所述第一反射镜101的反射区域1012，图示仅以反射区域1012为圆形区域为例示出，但并不构成限定。所述反射区域1012的大小并不做限定，其可根据实际需求设定。图2中的浅色区域为所述第一反射镜101的透射区域1011，图示仅以所述透射区域1011为空心的圆环区域为例示出，但并不构成限定。同样地，所述透射区域1011的形状和大小本申请也不做限定，可根据实际需求自定义设置。
在实际应用中，所述第一反射镜101可为整块平面透明的反射镜，且中央(即反射区域1012)是镜面的单面或双面镀有反射膜，所述反射镜的材料/材质包括但不限于以下中的任一项或多项的组合：玻璃、塑料、锗、硒化锌、硫化锌、氟化钡、砷化镓或其他镜面材料。所述反射膜的材料包括但不限于以下中的任一项或多项的组合：铝、银、金、镍、钛或其他金属等。
可选地，所述第一反射镜101也可由透射区域1011和反射区域1012组成，所述透射区域1011可以是一个中央反射镜，所述反射区域可以是一个中心区域掏空的平面透明反射镜，本申请可将它们结合连接在一起形成所述第一反射镜101，例如可将所述中央反射镜放置于所述平面透明反射镜的被掏空的中心区域中。其中，所述中央反射镜可以使用独立的反射镜，例如独立圆形或矩形反射镜等。所述中央反射镜以平面嵌入、胶粘或其他连接方式嵌入到中央掏空的平面透明反射镜中，从而形成得到了所述第一反射镜101。可选地，所述第一反射镜101也可以使用反射镜悬空中央的方式获得，或者其他方式制备获得，本申请不做限定。
在可选实施例中，所述第二反射镜102为凹面反射镜，例如球面反射镜、非球面反射镜等。具体地，所述第二反射镜102为具备通光区域1022的反射镜，所述通光区域1022的位置并不做限定，可根据实际需求设定。所述第二反射镜102的凹面与所述第一反射镜101相对设置，即凹面反射镜的凹面与第一反射镜(平面反射镜的平面)面对面设置，以能对经过所述第一反射镜101的透射区域所射入的光线进行反射。
优选地，本申请所述第二反射镜102为中央掏空的凹面反射镜，即所述通光区域1022为所述第二反射镜102的中心区域。所述通光区域用于放置所述图像传感器103，以将所述第二反射镜102所形成的光线反射至所述图像传感器上成像。
在实际应用中，所述第二反射镜102可为中央镂空、四周凹面的反射镜。所述第二反射镜102也可为使用塑料、玻璃或其他材料塑性的凹面反射镜。所述第二反射镜102的凹面可为透明或不透明的反射镜，且所述反射镜的镜面上单面或双面均镀有反射膜，所述反射膜包括但不限于：铝膜、银膜、金膜、镍膜、钛膜、其他金属膜或其他混合金属膜等。
可选地，本申请使用凹面反射镜成像，通过第一反射镜101的反射区域1012反射使成像恰好落在图像传感器103上，从而拍摄出清晰图像。此外，本申请通过凹面反射镜大大提高了进光面积，使较暗环境(例如夜晚拍照)的曝光时间显著缩短，从而无需光学/电子防抖器件就可以拍照出没有抖动模糊等问题的图像。
在可选实施例中，所述光学组件10还包括至少一个像差修正镜104。请参见图4示出本申请的另一种光学件镜头的结构示意图。如图4所示的光学组件中包括：第一反射镜101、第二反射镜102、图像传感器103和像差修正镜104，关于所述第一反射镜101、所述第二反射镜102和所述图像传感器103的介绍可对应参见前述实施例中的具体介绍，这里不再赘述。
具体地，所述像差修正镜104分别于所述第一反射镜101、所述第二反射镜102和所述图像传感器103共光轴布置，且具体布置在所述第二反射镜102之后，在所述图像传感器103之前，即所述像差修正镜104布置在所述第二反射镜102和所述图像传感器103之间。可选地，若所述第二反射镜102为具备空心区域的反射镜，则所述像差修正镜104和所述图像传感器103具体布置在所述第二反射镜102的通光区域1022中。
具体实现中，光线经过所述第一反射镜101的透射区域1011射入，再经过所述第二反射镜102的反射区域1021反射，该反射后的光线会被再次反射至所述第一反射镜101的反射区域1012。所述第一反射镜101的反射区域1012将反射的光线反射至至少一个所述像差修正镜104中，以进行像差修正，使得修正后得到的光线图像更加清晰、无毛刺等。最后，所述像差修正镜104将修正后得到的光线反射至所述图像传感器103上成像。
在可选实施例中，所述像差修正镜104的数量并不做限定，本申请下文仅以2个像差修正镜104为例进行相关内容的阐述。所述像差修正镜104具体可为以下中的任一项：凹透镜、凸透镜或凹凸透镜。
举例来说，请分别参见图5和图6示出两种不同入射角度的光线射入光学组件10中光线成像的具体示意图。如图5，具体示出平行于光轴的光线入射至光学组件10中光线成像的示意图。图6具体示出大视场角的光线(即不平行于光轴、与光轴具有一定夹角的入射光线)入射至光学组件10中光线成像的示意图。其中，图5和图6中所示的镜面为光学组件101中所述第一反射镜101和所述第二反射镜102的镜面，光线通过所述第一反射镜101进入后，依次被所述第二反射镜102和所述第一反射镜101反射后，经过两个像差修正镜104中进行相应地像差修正，最后将像差修正后的光线反射至所述图像传感器103(sensor)上成像。
通过实施本申请，本申请提供一种光学组件包括第一反射镜、第二反射镜和图像传感器，其中所述第一反射镜的光轴、所述第二反射镜的光轴和所述图像传感器的中心轴重合，所述第一反射镜包括透射区域和反射区域，光线经过所述第一反射镜的透射区域射入后，依次经过所述第二反射镜的反射区域和所述第一反射镜的反射区域反射后，再通过所述第二反射镜的通光区域成像到所述图像传感器上。采用本申请，可以在不明显增加成本的情况下解决现有技术中拍照手抖模糊、图像画面噪点较多的技术问题，即提高拍照通光孔面积，从而改善进光量。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种光学组件，其特征在于，所述光学组件包括：第一反射镜、第二反射镜和图像传感器，其中：
所述第一反射镜的光轴、所述第二反射镜的光轴和所述图像传感器的中心轴重合，且所述第一反射镜、所述第二反射镜和所述图像传感器按序依次布置，所述第一反射镜包括透射区域和反射区域，所述第二反射镜包括反射区域和通光区域，光线经过所述第一反射镜的透射区域射入，依次经过所述第二反射镜的反射区域和所述第一反射镜的反射区域反射后，再通过所述第二反射镜的通光区域成像到所述图像传感器上。
2.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述第一反射镜为平面反射镜，所述第二反射镜为凹面反射镜。
3.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述通光区域用于放置所述图像传感器。
4.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述反射区域为所述第一反射镜的中心区域，其余区域为所述透射区域。
5.根据权利要求4所述的光学组件，其特征在于，所述中心区域为预设大小的圆形区域，所述透射区域为空心的圆环区域。
6.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述光学组件还包括至少一个像差修正镜，至少一个所述像差修正镜布置在所述第二反射镜与所述图像传感器之间，且至少一个所述像差修正镜与所述第二反射镜同光轴布置。
7.根据权利要求6所述的光学组件，其特征在于，所述依次经过所述第二反射镜的反射区域和所述第一反射镜的反射区域反射后，再通过所述第二反射镜的通光区域成像到所述图像传感器上包括：
依次经过所述第二反射镜的反射区域和所述第一反射镜的反射区域反射后，再经过至少一个所述像差修正镜进行像差修正，最后将所述像差修正后的光线通过所述第二反射镜的通光区域成像到所述图像传感器上。
8.根据权利要求6所述的光学组件，其特征在于，所述像差修正镜为凹透镜或者凸透镜。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述第二反射镜的材料包括以下中的至少一项：玻璃、塑料、锗、硒化锌、硫化锌、氟化钡和砷化镓。
10.根据权利要求1-8中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述第一反射镜的反射区域镀有反射膜，所述反射膜的材料包括以下中的至少一种：铝、银、金、镍和钛。
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