CN116224538A - 摄像模组 - Google Patents
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Abstract
公开了一种摄像模组,其中,所述摄像模组的光学透镜具有特定的光学***设计以使得在成像光线进入所述光学透镜后,该成像光线适于在所述光学透镜内发生至少两次反射后从所述光学透镜射出。相应地,所述光学透镜具有相对较大的横向尺寸和相对较重的重量,因此,所述摄像模组采用驱动感光组件的方式来进行所述摄像模组的光学性能的调整。
Description
技术领域
本申请涉及摄像模组领域,尤其涉及具有特殊光学透镜的摄像模组。
背景技术
随着移动电子设备的普及,被应用于移动电子设备的用于帮助使用者获取影像(例如,视频或者图像)的摄像模组的相关技术得到了迅猛的发展和进步。光学镜头是摄像模组中必不可少的部件,直接影响摄像模组的成像质量。相应地,随着对摄像模组的成像质量和拍摄功能的要求越来越高,光学镜头也变得越来越精密和多样化。从有效焦距上来看,可将光学镜头分为短焦距镜头、中焦距镜头和长焦距镜头,随着光学镜头的有效焦距的增大,光学镜头的纵向高度尺寸也在逐渐增加,这与移动电子设备的轻薄化的趋势相违背。
为了解决长焦距与薄型化之间的技术矛盾,市场上常用的方案是采用潜望式摄像头或者透镜折返式摄像头。潜望式摄像头是长焦距望远镜头,其利用反射镜改变光路的传播方向并牺牲镜头在长度方向上的尺寸来换得镜头在高度方向上尺寸的缩减,从而达到摄像模组薄型化的目的,但是潜望式摄像头会限制感光芯片的大小和镜头光圈大小,不利于成像效果。透镜折返式摄像头是长焦距镜头的特殊形式,其具有相对较大的外径以使得折返式镜头的整体特征为纵向很短而横向很长,这种结构和尺寸配置使得折返式镜头在被配置于电子设备时,会占用较大的容纳空间。并且,折返式摄像头包括多片光学元件(包括反射镜和投射镜),这导致折返式摄像头具有相对较大的重量,不利于驱动器的设计。
因此,期待一种优化的长焦摄像模组的设计方案。
发明内容
本申请的一优势在于提供一种摄像模组,其中,所述光学透镜具有特殊的光学设计以使得所述光学透镜的光学总长与其有效焦距之间的比值为0.01-0.5,以使得配置有所述光学透镜的摄像模组既可以长焦的拍摄效果,也同时可以实现大口径和大像面。
本申请的另一优势在于提供一种摄像模组,其中,考虑到所述光学透镜具有相对较大的横向尺寸和相对较重的重量,因此,所述摄像模组采用驱动感光组件的方式来进行所述摄像模组的光学性能的调整,通过这样的方式,来简化所述摄像模组的驱动方案的设计难度。
为实现上述至少一优势,本申请提供一种摄像模组,其包括:
感光组件;
被保持于所述感光组件的感光路径上的光学透镜,其中,所述光学透镜具有特定的光学***设计以使得在成像光线进入所述光学透镜后,该成像光线适于在所述光学透镜内发生至少两次反射后从所述光学透镜射出;以及,
用于驱动所述感光组件进行移动的驱动组件,其中,所述驱动组件包括驱动壳体和位于所述驱动壳体内的第一驱动元件,所述第一驱动元件在所述驱动壳体内的设置位置位于所述光学透镜的最外缘的内侧。
在根据本申请的摄像模组中,所述光学透镜被安装于所述驱动组件的驱动壳体上。
在根据本申请的摄像模组中,所述第一驱动元件适于驱动所述感光组件在所述感光组件所设定的平面内移动以进行光学防抖,所述驱动组件还包括位于所述驱动壳体内的第二驱动元件,所述第二驱动元件适于驱动所述感光组件沿着所述感光路径移动以进行光学对焦。
在根据本申请的摄像模组中,所述第一驱动元件在所述驱动壳体内沿着所述驱动壳体所设定的水平方向设置,所述第二驱动元件在所述驱动壳体内沿着所述驱动壳体所设定的高度方向设置。
在根据本申请的摄像模组中,所述第二驱动元件位于所述第一驱动元件的内侧。
在根据本申请的摄像模组中,所述第二驱动元件在所述驱动壳体内的设置位置高于所述第一驱动元件。
在根据本申请的摄像模组中,所述第一驱动元件为音圈马达,所述第二驱动元件为压电致动器。
在根据本申请的摄像模组中,所述驱动壳体包括相互扣合的上盖和基底,相互扣合的所述上盖和所述基底形成用于***述第一驱动元件和所述第二驱动元件于其内的容置腔。
在根据本申请的摄像模组中,所述驱动壳体还包括防抖载体和对焦载体,所述对焦载体被悬持地设置于所述防抖载体,其中,所述感光组件被设置于所述对焦载体,所述第二驱动元件被固定于所述防抖载体且适于驱动所述对焦载体沿着所述感光路径移动以带动所述感光组件沿着所述感光路径移动;所述第一驱动元件被设置于所述防抖载体和所述基底之间且适于驱动所述防抖载体在所述感光组件所设定的平面内移动以带动所述第二驱动元件、所述对焦载体和所述感光组件在所述感光组件所设定的平面内移动。
在根据本申请的摄像模组中,所述第二驱动元件被固定于所述防抖载体的一个转角处。
在根据本申请的摄像模组中,所述防抖载体具有凹陷地形成于其中的容置腔,所述对焦载体被悬持地收容于所述容置槽内。
在根据本申请的摄像模组中,所述防抖载体还具有突出地形成于所述容置槽的内底表面的限位凸起,所述限位凸起位于所述对焦载体的下方。
在根据本申请的摄像模组中,所述驱动组件进一步包括设置于所述基底和所述防抖载体之间的以不共线的方式布置的至少三支撑组件。
在根据本申请的摄像模组中,所述至少三支撑组件包括位于所述基底和所述防抖载体之间的四个转角处的四个支撑组件。
在根据本申请的摄像模组中,所述光学透镜的光学总长与其有效焦距之间的比值为0.01至0.5,所述光学透镜的高度小于等于7.5mm,所述光学透镜的视场角为1°-30°,所述光学透镜的光圈数为0.5-10,所述光学透镜的有效焦距与其像面的直径之间的比值为4.8-9.6。
通过对随后的描述和附图的理解,本申请进一步的目的和优势将得以充分体现。
本申请的这些和其它目的、特点和优势,通过下述的详细说明,附图和权利要求得以充分体现。
附图说明
通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述,本申请的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本申请实施例一起用于解释本申请,并不构成对本申请的限制。在附图中,相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
图1图示了根据本申请实施例的光学透镜的示意图。
图2图示了根据本申请实施例的所述光学透镜的俯视图。
图3图示了根据本申请实施例的所述光学透镜的一个变形实施的示意图。
图4图示了根据本申请另一实施例的光学透镜的示意图。
图5图示了根据本申请另一实施例的所述光学透镜的一个变形实施的示意图。
图6图示了根据本申请另一实施例的所述光学透镜的另一个变形实施的示意图。
图7图示了根据本申请另一实施例的所述光学透镜的另一个变形实施的立体示意图。
图8图示了根据本申请实施例的摄像模组的示意图。
图9图示了根据本申请实施例的所述摄像模组的一个变形实施的示意图。
图10图示了根据本申请实施例的所述摄像模组的另一个变形实施的示意图。
图11图示了根据本申请实施例的所述摄像模组的又一变形实施的示意图。
图12图示了根据本申请实施例的所述摄像模组的又一变形实施的示意图。
图13图示了根据本申请另一实施例的摄像模组的示意图。
图14图示了根据本申请另一实施例的所述摄像模组的驱动组件的截面示意图。
图15图示了根据本申请另一实施例的所述驱动组件的俯视图。
图16图示了根据本申请另一实施例的所述驱动组件的立体剖视图。
图17图示了根据本申请另一实施例的所述驱动组件的另一立体剖视图。
具体实施方式
下面,将参考附图详细地描述根据本申请的示例实施例。显然,所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例,而不是本申请的全部实施例,应理解,本申请不受这里描述的示例实施例的限制。
申请概述
如上所述,随着对摄像模组的成像质量和拍摄功能的要求越来越高,光学镜头也变得越来越精密和多样化。从有效焦距上来看,可将光学镜头分为短焦距镜头、中焦距镜头和长焦距镜头,随着光学镜头的有效焦距的增大,光学镜头的纵向高度尺寸也在逐渐增加,这与移动电子设备的轻薄化的趋势相违背。这里,短焦距、中焦距和长焦距是三个相对概念,其中,短焦距表示光学镜头的有效焦距在第一预设范围内,中焦距表示光学镜头的有效焦距在第二预设范围内,长焦距表示光学镜头的有效焦距在第三预设范围内,且第一预设范围、第二预设范围和第三预设范围的具体取值可随着技术发展和迭代做出调整。
为了解决长焦距与薄型化之间的技术矛盾,市场上常用的方案是采用潜望式摄像头或者透镜折返式摄像头。潜望式摄像头是长焦距望远镜头,其利用反射镜改变光路的传播方向并牺牲镜头在长度方向上的尺寸来换得镜头在高度方向上尺寸的缩减,从而达到摄像模组薄型化的目的。应可以理解,潜望式摄像头的有效焦距取决于其长度尺寸,因此,为了增加潜望式摄像头的有效焦距,会不可避免地增加潜望式摄像头的长度。并且,由于电子设备的高度尺寸有限,因此,潜望式摄像头会限制感光芯片的大小和镜头光圈大小,不利于成像效果。透镜折返式摄像头是长焦距镜头的特殊形式,其具有相对较大的外径以使得折返式镜头的整体特征为纵向很短而横向很长,这种结构和尺寸配置使得折返式镜头在被配置于电子设备时,会占用较大的容纳空间。并且,折返式摄像头包括多片光学元件(包括反射镜和投射镜),这导致折返式摄像头具有相对较大的重量,不利于驱动器的设计。
因此,期待一种优化的长焦摄像模组的设计方案。
针对上述技术矛盾,本申请发明人的技术构思为吸取折返式摄像头的设计思路和特点设计出一种一体式光学透镜,其在一片光学透镜上布置多个相互交替且相对的反射区以通过此特殊的光学设计以使得所述光学透镜的光学总长与其有效焦距之间的比值为0.01-0.5,以使得配置有所述光学透镜的摄像模组既可以长焦的拍摄效果,也同时可以实现大口径和大像面。
基于此,本申请提供了一种光学透镜,其中,所述光学透镜具有相对的第一光学面和第二光学面;其中,所述第一光学面和所述第二光学面具有特定的面型结构使得在成像光线从所述第一光学面进入所述光学透镜后,该成像光线适于在所述第一光学面和所述第二光学面之间被至少两次反射后从所述第二光学面射出。
在介绍了本申请的基本原理之后,下面将参考附图来具体介绍本申请的各种非限制性实施例。
实施例1
如图1和图2所示,根据本申请实施例的光学透镜100被阐明,其具有特殊的光学设计以使得所述光学透镜100的光学总长与其有效焦距之间的比值为0.01-0.5,这样使得配置有所述光学透镜100的摄像模组既可以长焦的拍摄效果,也同时可以实现大口径和大像面。
相应地,如图1和图2所示,所述光学透镜100具有上下相对的第一光学面110和第二光学面120,以及,延伸于所述第一光学面110和所述第二光学面120之间的透射部件130。特别地,在如图1所示意的所述光学透镜100的摆放样式中,所述第一光学面110配置于物侧,所述第二光学面120配置于像侧,也就是,来自外界的成像光线从所述第一光学面110进入所述光学透镜100并从所述第二光学面120射出。
在本申请实施例中,所述第一光学面110从其边缘区域至其中心区域具有至少一折射区和至少一反射区,所述第二光学面120从其边缘区域到其中心区域具有至少一反射区和至少一折射区,其中,所述第一光学面110的第一折射区111,用于允许外界成像光线自所述第一光学面110的折射区进入所述光学透镜100内;所述第二光学面120的至少一反射区与所述第一光学面110的至少一反射区分别相互相对地设置,用于允许进入所述光学透镜100的成像光线在所述第二光学面120的至少一反射区和所述第一光学面110的至少一反射区之间交替反射并传播至所述第二光学面120的第二折射区123;所述第二光学面120的第二折射区123,用于允许进入所述光学透镜100内的成像光线自所述第二光学面120的第二折射区123射出所述光学透镜100,通过这样的特殊光学设计,以使得所述光学透镜100的光学总长与其有效焦距之间的比值为0.01至0.5。
在如图1所示的示例中,所述第一光学面110的第一折射区111位于所述第一光学面110的边缘区域,所述第二光学面120的第二折射区123位于所述第二光学面120的中间区域,也就是说,在该示例中,来自外界的成像光线从所述光学透镜100的上表面的边缘区域进入所述光学透镜100,并从所述光学透镜100的下表面的中间区域离开所述光学透镜100。相应地,所述第一光学面110的第一折射区111形成了所述光学透镜100的入光口径,且所述第一光学面110的第一折射区111形成了所述光学透镜100的视场角。量化来看,特别地,在该示例中,所述第一光学面110的第一折射区111的内径为12.8-17.9mm,且其外径为10mm-100mm(也就是,所述光学透镜100的口径为10mm-100mm),且所述光学透镜100的视场角为1°-30°。
进一步地,在如图1所示意的示例中,以所述第一光学面110包括以所述光学透镜100的光轴为中心轴的两个反射区和所述第二光学面120包括以所述光轴为中心轴的两个反射区为示例来说明所述光学透镜100的光学设计,这里,为了说明定义所述第一光学面110的两个反射区为第二反射区112和第四反射区113,且定位所述第二光学面120的两个反射区为第一反射区121和第三反射区122。也就是,在如图1所示意的示例中,所述第一光学面110的至少一反射区自所述第一光学面110的边缘区域向所述第一光学面110的中间区域包括第二反射区112和第四反射区113,所述第二光学面120的至少一反射区自所述第二光学面120的边缘区域向所述第二光学面120的中间区域包括第一反射区121和第三反射区122,其中,所述第一反射区121朝向所述第一光学面110的第一折射区111,所述第二反射区112朝向所述第一反射区121,所述第三反射区122朝向所述第二反射区112,所述第四反射区113朝向所述第三反射区122,所述第二光学面120的第二折射区123朝向所述第四反射区113。
相应地,在成像过程中,来自外界的成像光线从位于所述第一光学面110的边缘区域的折射区进入所述光学透镜100内,并沿着所述透射部件130传播向位于所述第二光学面120的边缘区域的所述第一反射区121,其中,所述第一反射区121将成像光线反射向所述第一光学面110的所述第二反射区112,所述第二反射区112将来自所述第一反射区121的成像光线反射向所述第三反射区122,所述第三反射区122将来自所述第二反射区112的成像光线反射向所述第四反射区113,所述第四反射区113将来自所述第三反射区122的成像光线反射向位于所述第二光学面120的中间区域的折射区并从所述第二光学面120的第二折射区123透出所述光学透镜100。
也就是,在如图1所示的示例中,位于所述第一光学面110边缘区域的折射区用于接收来自物侧的入射光,入射光透过所述第一光学面110的第一折射区111到达所述第二光学面120的第一反射区121,所述第二光学面120的第一反射区121用于反射来自所述第一光学面110的第一折射区111的光线,所述第一光学面110的第二反射区112用于反射来自所述第二光学面120的第一反射区121的光线,所述第二光学面120的第三反射区122用于反射来自所述第一光学面110的第二反射区112的光线,所述第一光学面110的第四反射区113用于反射来自所述第二光学面120的第三反射区122的光线,所述第二光学面120的第二折射区123用于折射来自所述第一光学面110的第四反射区113的光线。也就是,入射光透过所述第一光学面110的第一折射区111后,经过所述第二光学面120的第一反射区121、所述第一光学面110的第二反射区112、所述第二光学面120的第三反射区122、所述第一光学面110的第四反射区113的反射,再透过所述第二光学面120的第二折射区123折射后射出,最终会聚到像面上成像。
更具体地,在本申请实施例中,优选地,所述第一光学面110的第一折射区111为平面,即,所述第一光学面110的第一折射区111的曲率半径为无穷大。由于所述第一光学面110的第一折射区111被设置为平面,便于加工,同时可以在所述第一光学面110的第一折射区111上通过镀膜、贴附等方式施加额外的材料,比如保护膜层或增透膜、增反膜,例如可以在所述第一光学面110的第一折射区111上镀保护膜,用于保护所述第一光学面110的第一折射区111,防止所述第一光学面110的第一折射区111在后续加工过程中被刮擦,造成损坏。当然也可以在所述第一光学面110的第一折射区111上镀一红外滤光膜或者在所述第一光学面110的第一折射区111上表面贴附一IR镜片,用于滤光。也就是,在本申请一些示例中,所述光学透镜100进一步包括设置于所述第一光学面110的第一折射区111的膜结构,其中,所述膜结构可以是滤光膜或者保护膜,对此,并不为本申请所局限。
量化来看,特别地,在该示例中,所述第一光学面110的第一折射区111的内径为5mm-20mm(例如,所述第一光学面110的第一折射区111的内径为12.8-17.9mm),且其外径为10mm-100mm(也就是,所述光学透镜100的口径为10mm-100mm),且所述光学透镜100的视场角为1°-30°。优选地,所述第一光学面110的第一折射区111的内径为12.8-17.9mm,其外径为20mm-38mm,所述光学透镜100的视场角为2.6°12°。
所述第二光学面120的第一反射区121设置为一非球面,所述第二光学面120的第一反射区121向物侧凹陷,用于会聚光线。在本申请一些示例中,还可以所述第二光学面120的第一反射区121上可以设置有一反射膜,用于增强反射光线的强度,减少光线损失。所述第二光学面120的第一反射区121远离光轴一侧的高度,高于所述第二光学面120的第一反射区121靠近光轴一侧的高度。优选地,在本申请实施例中,所述第二光学面120的第一反射区121从所述光学透镜100的边缘区域向其中心区域的高度逐渐减低,即,所述第一反射区121的远离光轴的端点为所述第一反射区121的最高点,所述第一反射区121靠近所述光轴的端点为所述第一反射区121的最低点。
所述第一光学面110的第二反射区112被设置为一非球面。具体地,所述第一光学面110的第二反射区112向像侧凸起,用于扩散光线。在本申请的一些示例中,还可以在所述第一光学面110的第二反射区112上可以设置有一反射膜,用于增强反射光线的强度,减少光线损失。特别地,在本申请实施例中,所述第一光学面110的第二反射区112远离光轴一侧的高度高于所述第一光学面110的第二反射区112靠近光轴一侧的高度。
所述第二光学面120的第三反射区122设置为一非球面,所述第二光学面120的第三反射区122向物侧凹陷,用于会聚光线。在本申请一些示例中,还可以在所述第二光学面120的第三反射区122上可以设置有一反射膜,用于增强反射光线的强度,减少光线损失。所述第二光学面120的第三反射区122远离光轴一侧的高度,高于所述第二光学面120的第三反射区122靠近光轴一侧的高度。优选地,在本申请实施例中,所述第二光学面120的第三反射区122最外侧的高度与所述第二光学面120的第一反射区121最内侧的高度齐平,防止两镜面边缘存在突起而造成磕伤损坏,同时可以便于制造。
所述第一光学面110的第四反射区113设置为一非球面,所述第一光学面110的第四反射区113向像侧凸起,用于扩散光线。当然,也可以在所述第一光学面110的第四反射区113上可以设置有一反射膜,用于增强反射光线的强度,减少光线损失。特别地,在本申请实施例中,所述第一光学面110的第四反射区113形成所述光学透镜100的顶部中心区域。如图1所示,在本申请实施例中,所述第四反射区113的中心区域的至少一部分没有光线,为了便于安装和定位,可将所述第四反射区113中没有光线的部分进行加工以形成具有凹锥状的顶部中心区域。相应地,在安装过程中,所述凹锥状的顶面形成凹锥状空间,有利于对所述光学透镜100进行定位。
所述第二光学面120的第二折射区123位于所述第二光学面120的中间区域,其被设置为一非球面,所述第二光学面120的第二折射区123向物侧凸起,此时所述第二光学面120的第二折射区123用于扩散光线,光线透过所述第二光学面120的第二折射区123后在像面上形成焦点,所述第二光学面120的第二折射区123可以扩大所述光学镜头像面面积,有利于大像面模组的实现。所述第二光学面120的第二折射区123远离光轴一侧的高度,低于所述第二光学面120的第二折射区123靠近光轴一侧的高度。
特别地,在该示例中,所述第二光学面120的第三反射区122与所述第二光学面120的折射区123之间平滑地过渡,所述第二光学面120的第三反射区122最内侧的高度与所述第二光学面120的第二折射区123最外侧的高度齐平,防止两镜面边缘存在突起而造成磕伤损坏,同时可以便于制造。
应可以理解,在本申请其他实施例中,所述第二光学面120的第三反射区122与所述第二光学面120的折射区123之间的也可以具有一高度差,此时所述第二光学面120的第三反射区122与所述第二光学面120的第二折射区123之间的高度差,导致所述第二光学面120的第三反射区122与所述第二光学面120的第二折射区123之间存在一个斜度较大的侧面,此时所述侧面可以用于遮挡杂光。同时,所述第二光学面120的第三反射区122与所述第二光学面120的第二折射区123之间的高度差,可以增大所述第二光学面120的第二折射区123与感光组件之间的距离,这样可以合理利用后焦空间,使得摄像模组更加紧凑。特别地,当所述第二光学面120的第二折射区123被设置为向物侧凸起的非球面,其可以折射经过所述第一光学面110的第四反射区113反射的光线,未经折射的光线会聚到的像面高度低于经过折射的光线会聚到的像面高度,将所述第二光学面120的第二折射区123设置为向物侧凸起的非球面可以在保证光程不变及成像清晰的条件下,降低摄像模组高度,有利于摄像模组小型化。所述第一光学面110的第四反射区113的宽度、所述第二光学面120的第二折射区123的宽度以及所述光学透镜100的成像面140的宽度之间的比例为0.5-2,(例如,所述第一光学面110的第四反射区113的宽度、所述第二光学面120的第二折射区123的宽度以及所述光学透镜100的成像面140的宽度相等),此时通过所述第一光学面110的第四反射区113反射的光线无需大角度转折就可以到达所述第二光学面120的第二折射区123,便于所述第二光学面120的第二折射区123的设计与制造。
所述第二光学面120的第二折射区123与所述光学透镜100的成像面140高度差为0.4-1.6mm,也就是,在本申请实施例中,所述光学透镜100的后焦值为0.1-4mm。应注意到,在本申请实施例中,所述第二光学面120的第二折射区123与所述光学透镜100的成像面140高度差较小,降低了所述摄像模组的TTL,使得所述摄像模组实现了长焦功能同时,减小了高度尺寸,有利于长焦摄像模组尺寸小型化。特别地,在本申请实施例中,TTL(total tracklength)表示成像光线在进入所述光学透镜后并在高度方向多次折叠后在高度方向上所占的总高度尺寸。
值得一提的是,在本申请实施例中,所述光学透镜100的面宽与反射次数之间的比值为0.5至5,之类,所述光学透镜100的面宽表示所述光学透镜100在垂直光轴方向上的截面的横向尺寸。
进一步地,在如图1所示意的示例中,所述第二反射区112和所述第四反射区113在所述第一光学面110上具有第二间隙1100,也就是,在上述示例中,设置于所述第二光学面120的至少两个反射区之间存在间隙,且设置于所述第一光学面110的至少两个反射区之间存在间隙,这样经过所述第二光学面120的第三反射区122反射的光线与通过所述第二光学面120的第二折射区123折射的光线不存在焦点,防止光线发生干涉,影响成像,有利于提高摄像模组成像质量。在本申请的一些其他示例中,还可以在所述第一间隙1100处设置缺口1000,在所述缺口1000处设置遮光罩,所述遮光罩可以为直筒式遮光罩,来用于防杂光。所述遮光罩还可以设置为蜂窝式遮光罩,光线通过所述蜂窝式遮光罩通光孔的最大入射角与通过直筒式遮光罩的最大入射角应近似相等,同样可以来用于防杂光,如图3所示,对此,并不为本申请所局限。当然,也可以在所述第一间隙1100处可以设置遮光部件用于防杂光,所述遮光部可以为台阶、涂敷遮光材料的镜面等。
应可以理解,所述第二光学面120的第一反射区121和所述第二光学面120的第三反射区122两个相邻反射区之间的间距可设置地相对较小,这样更便于加工制造。进一步地,在本申请的一些示例中,所述第二光学面120的第一反射区121与所述第二光学面120的第三反射区122相邻的局部区域曲率相似,所以所述第二光学面120的第一反射区121与所述第二光学面120的第三反射区122可以设置成一个连续曲面,即所述第二光学面120的第一反射区121和所述第二光学面120的第三反射区122部分重叠,即所述第二光学面120的第一反射区121与所述第二光学面120的第三反射区122可以共用部分反射区,便于加工,同时可以减小尺寸,降低成本。也就是,在本申请一些实施例中,所述第一反射区121与所述第三反射区122邻接,和/或,所述第二反射区112和所述第四反射区113邻接,并且,所述第一反射区121和所述第二反射区112具有相近的曲率,所述第二反射区112和所述第四反射区113具有相近的曲率。
由于所述第二光学面120的第一反射区121、所述第一光学面110的第二反射区112、所述第二光学面120的第三反射区122、所述第一光学面110的第四反射区113都是远离光轴一侧的高度高于靠近光轴一侧的高度,所以经过所述第二光学面120的第一反射区121、所述第一光学面110的第二反射区112、所述第二光学面120的第三反射区122、所述第一光学面110的第四反射区113反射的光线始终在向中心汇聚。也就是,在本申请实施例中,所述第一光学面110的反射区和所述第二光学面120的反射区自所述光学透镜100的边缘区域像所述光学透镜100的中间区域交替地设置。
值得一提的是,所述第二光学面120的第一反射区121、所述第一光学面110的第二反射区112、所述第二光学面120的第三反射区122、所述第一光学面110的第四反射区113都是远离光轴一侧的高度高于靠近光轴一侧的高度,以便于将所述第一光学面120和/或所述第一光学面110一次性加工成型。
应可以理解,如图2和图3所示意的光学透镜100的光学设计其吸取折返式摄像头的设计思路和特点,其在一片光学透镜100上布置多个相互交替且相对的反射区以通过此特殊的光学设计以使得所述光学透镜100的光学总长与其有效焦距之间的比值为0.1-0.4,以使得配置有所述光学透镜100的摄像模组既可以长焦的拍摄效果,也同时可以实现大口径和大像面。
应注意到,在本申请实施例中,所述光学透镜100具有一体式结构,也就是,所述光学透镜100被设置为一片,与现有技术中具有多片透镜的折返式镜头或者潜望式镜头相比,一片式光学镜头在碰撞环境下的影响较小,抗冲击、抗高温,稳定性更好,可以降低光学镜头得高度,能够使光学镜头的高度小于7.5mm。
并且,当所述一体式光学透镜100与镜筒形成单片透镜式镜头时,相较于相比现有技术中多镜片式镜头,所述单片透镜式镜头无需增加镜片之间的组装和调试工序,提高组装效率,减小组装误差,同时可以节约成本。所述第一光学面110以光轴为中心由内向外分别包括所述第一光学面110的第四反射区113、所述第一光学面110的第二反射区112、所述第一光学面110的第一折射区111,优选地,所述第一镜面上的每个镜面的最高点设置在同一高度平面上,可以减少干涉、碰撞磕伤,提高良率。所述第二光学面120以光轴为中心由内向外分别为所述第二光学面120的第二折射区123、所述第二光学面120的第三反射区122、所述第二光学面120的第一反射区121,即所述所述第一光学面110的第一折射区111设置在所述所述第一光学面110的第二反射区112的外侧,所述所述第一光学面110的第二反射区112设置在所述所述第一光学面110的第四反射区113的外侧,所述所述第二光学面120的第一反射区121设置在所述所述第二光学面120的第三反射区122的外侧,所述所述第二光学面120的第三反射区122设置在所述所述第二光学面120的第二折射区123的外侧。
并且,在如图2和图3所示意的示例中,所述光学透镜100包括四个反射区,也就是,进入所述光学透镜100内的成像光线经过四次反射后穿出所述光学透镜100。在一个具体的示例中,当所述光学透镜100包含四个反射区时,所述光学透镜100的成像面140的直径为6.4mm、所述光学镜头厚度为7.14mm时、所述光学镜头的口径为25.5mm、所述光学镜头的后焦为0.8mm;所述光学镜头的有效焦距为30.6mm;所述光学镜头的FNO为1.2。此时TTL/EFL=0.26;所述光学透镜100的成像面140的直径与所述摄像模组的光学总长的比值为:0.8;所述摄像模组的有效焦距与光学镜头像面的直径的比值为4.8。
在本申请另一个具体的示例中,当所述光学透镜100包含四个反射区时,所述光学透镜100的成像面140的直径为6.4mm、所述光学镜头厚度为6.61mm时、所述光学镜头的口径为24mm、所述光学镜头的后焦为1.4mm;所述光学镜头的有效焦距为61.2mm;所述光学镜头的FNO为2.6。此时TTL/EFL=0.13;所述光学透镜100的成像面140的直径与所述摄像模组的光学总长的比值为:0.8;所述摄像模组的有效焦距与光学镜头像面的直径的比值为9.6。
应可以理解,当所述光学透镜100的反射区被设置为4个,成像光线在所述光学透镜100内的反射次数为4次,在其他实施方式中,可以设置更多数量的反射区,例如,可以为6个、8个等,反射次数也随之增加,反射次数的增多,可以增加所述光学透镜100的有效焦距,增加反射区的数量也可以使更多的面参与图像校正,提高成像质量。
值得一提的是,当所述光学透镜100的反射区的数量增加时,所述光学透镜100的在垂直光轴方向的截面面积增大,由于所述第一光学面110的第一折射区111位于所述光学透镜100的最外侧,所述光学透镜100的直径增大,导致所述第一光学面110的第一折射区111的内外径增大。相应地,在所述第一光学面110的第一折射区111宽度固定的情况下,所述第一光学面110的第一折射区111的面积增大,进而增加所述光学透镜100的进光量面积。同时,所述光学透镜100的直径增大,FNO数值减小,还可以提升衍射极限,可以使摄像模组适用于更短的波长,更小的像素尺寸,使整个摄像模组具有更好的分辨能力,同时实现摄像模组小型化。
实施例2
如图4所示,根据本申请另一实施例的光学透镜100被阐明,其中,所述光学透镜100具有特殊的光学设计使得成像光线在从其第一光学面110进入所述光学透镜100内后经过至少两次反射后从其与所述第一光学面110相对的第二光学面120射出。与实施例1中所述的光学透镜相一致,根据本申请实施例2的所述光学透镜具有特殊的光学设计以使得所述光学透镜100的光学总长与其有效焦距之间的比值为0.01-0.5,这样使得配置有所述光学透镜100的摄像模组既可以长焦的拍摄效果,也同时可以实现大口径和大像面。
相应地,如图4所示,所述光学透镜100具有上下相对的第一光学面110和第二光学面120,其中,所述第一光学面110对应于物侧,所述第二光学面120对应于像侧,也就是,来自外界的成像光线从所述第一光学面110进入所述光学透镜100并从所述第二光学面120射出,所述光学透镜100的第一光学面110形成所述光学透镜100的入光面,所述光学透镜100的第二光学面形成所述光学透镜120的出入光面,所述光学透镜100的像面形成于所述第二光学面120所在的一侧。
在本申请实施例中,所述第一光学面110从其边缘区域至其中心区域具有至少一折射区和至少一反射区,所述第二光学面120从其边缘区域到其中心区域具有至少一反射区和至少一折射区,通过这样的配置方式使得成像光线在从其第一光学面110进入所述光学透镜100内后经过至少两次反射后从其与所述第一光学面110相对的第二光学面120射出。
具体地,所述第一光学面110的折射区,用于允许外界成像光线自所述第一光学面110的折射区进入所述光学透镜100内;所述第二光学面120的至少一反射区与所述第一光学面110的至少一反射区分别相互相对地设置,用于允许进入所述光学透镜100的成像光线在所述第二光学面120的至少一反射区和所述第一光学面110的至少一反射区之间交替反射并传播至所述第二光学面120的第二折射区123;所述第二光学面120的第二折射区123,用于允许进入所述光学透镜100内的成像光线自所述第二光学面120的第二折射区123透出所述光学透镜100,通过这样的特殊光学设计,以使得所述光学透镜100的光学总长与其有效焦距之间的比值为0.01至0.5。
在如图4所示的示例中,将所述第一光学面110的折射区定义为第一折射区111且将所述第二光学面120的折射区定义为第二折射区123,其中,所述第一光学面110的第一折射区111位于所述第一光学面110的边缘区域,所述第二光学面120的第二折射区123位于所述第二光学面120的中间区域,也就是说,在该示例中,来自外界的成像光线从所述光学透镜100的上表面的边缘区域进入所述光学透镜100,并从所述光学透镜100的下表面的中间区域离开所述光学透镜100。相应地,所述第一光学面110的第一折射区111形成了所述光学透镜100的入光口径,且所述第一光学面110的第一折射区111形成了所述光学透镜100的视场角。
量化来看,在该示例中,所述第一折射区111的内直径为5mm-20mm,所述第一折射区111的外直径为10mm-100mm,所述第一折射区111的内直径与外直径之比为0.1-0.95,且所述光学透镜100的视场角为1°-30°。这里,应可以理解,在如图4所示意的示例中,所述第一折射区111具有环形结构,其内周缘直径为所述内直径,其外周缘直径为所述外直径。应可以理解,所述第一折射区111的内直径和外直径之比表征着所述光学透镜100的开口比例,也就是说,在本申请实施例中,所述光学透镜100的开口比例为0.1-0.95。
进一步地,在如图1所示意的示例中,以所述第一光学面110包括以所述光学透镜100的光轴为中心轴的两个反射区和所述第二光学面120包括以所述光轴为中心轴的两个反射区为示例来说明所述光学透镜100的光学设计,这里,为了说明定义所述第一光学面110的两个反射区为第二反射区112和第四反射区113,且定义所述第二光学面120的两个反射区为第一反射区121和第三反射区122。也就是,在如图1所示意的示例中,所述第一光学面110的至少一反射区自所述第一光学面110的边缘区域向所述第一光学面110的中间区域包括第二反射区112和第四反射区113,所述第二光学面120的至少一反射区自所述第二光学面120的边缘区域向所述第二光学面120的中间区域包括第一反射区121和第三反射区122,其中,所述第一反射区121朝向所述第一光学面110的第一折射区111,所述第二反射区112朝向所述第一反射区121,所述第三反射区122朝向所述第二反射区112,所述第四反射区113朝向所述第三反射区122,所述第二光学面120的第二折射区123朝向所述第四反射区113。
特别地,在本申请实施例中,每一所述反射区包括以所述光学透镜100所设定的光轴对称分布的两个反射半区,例如,在如图4所示意的示例中,每一所述反射区为环形反射区,其包括以所述光学透镜100所设定的光轴对称分布的两个半环形反射半区。当然,在本申请实施例中,每一所述反射区还可以被实施为不同的形状,或者,各个所述反射区之间具有不同的形状,对此,只需要满足每一所述反射区包括以所述光学透镜100所设定的光轴对称分布的两个反射半区即可。
相应地,在成像过程中,来自外界的成像光线从位于所述第一光学面110的边缘区域的第一折射区111进入所述光学透镜100内,并沿着所述透射部件130传播向位于所述第二光学面120的边缘区域的所述第一反射区121,其中,所述第一反射区121将成像光线反射向所述第一光学面110的所述第二反射区112,所述第二反射区112将来自所述第一反射区121的成像光线反射向所述第三反射区122,所述第三反射区122将来自所述第二反射区112的成像光线反射向所述第四反射区113,所述第四反射区113将来自所述第三反射区122的成像光线反射向位于所述第二光学面120的中间区域的第二折射区123并从所述第二光学面120的第二折射区123透出所述光学透镜100。
也就是,在如图4所示的示例中,位于所述第一光学面110边缘区域的所述第一折射区111用于接收来自物侧的入射光,入射光透过所述第一光学面110的第一折射区111到达所述第二光学面120的第一反射区121,所述第二光学面120的第一反射区121用于反射来自所述第一光学面110的第一折射区111的光线,所述第一光学面110的第二反射区112用于反射来自所述第二光学面120的第一反射区121的光线,所述第二光学面120的第三反射区122用于反射来自所述第一光学面110的第二反射区112的光线,所述第一光学面110的第四反射区113用于反射来自所述第二光学面120的第三反射区122的光线,所述第二光学面120的第二折射区123用于折射来自所述第一光学面110的第四反射区113的光线。也就是,入射光透过所述第一光学面110的第一折射区111后,经过所述第二光学面120的第一反射区121、所述第一光学面110的第二反射区112、所述第二光学面120的第三反射区122、所述第一光学面110的第四反射区113的反射,再透过所述第二光学面120的第二折射区123折射后射出,最终会聚到像面上成像。
更具体地,在本申请实施例中,优选地,所述第一光学面110的第一折射区111为平面,即,所述第一光学面110的第一折射区111的曲率半径为无穷大。更优选地,在本申请实施例中,所述第一折射区111所设定的平面与所述光学透镜100所设定的光轴垂直,这样有助于减小入射光线的色差。并且,当所述第一光学面110的第一折射区111被设置为平面时,便于加工。
如图4所示,在本申请实施例中,所述第一折射区111的高度为所述光学透镜100的最大高度,也就是说,所述第一折射区111的最高点的高度为所述光学透镜100的最高高度,当然,当所述第一折射区111为平面时,所述第一折射区111的各个点的高度相等。而当所述第一折射区111的高度为所述光学透镜100的最大高度时,为了防止所述第一折射区111被损坏或者被刮伤,在本申请的一些实施例中,可以在所述第一折射区111的上表面设置一个保护元件,用于保护所述第一折射区111,防止所述第一折射区111在后续加工过程中被刮擦,造成损坏。在本申请其他实施例中,所述第四反射区113的最高点的高度为所述光学透镜100的最高高度。
在本申请一个具体的示例中,所述保护元件可以被实施为保护膜层或增透膜、增反膜,例如可以在所述第一光学面110的第一折射区111上镀保护膜,用于保护所述第一光学面110的第一折射区111,防止所述第一光学面110的第一折射区111在后续加工过程中被刮擦,造成损坏。在本申请另一具体示例中,所述保护元件为玻璃盖板,并且,为了降低所述光学透镜100的整体高度尺寸还可以在所述第一折射区111上设置凹槽,其中,所述玻璃盖板被被设置于所述凹槽内且所述玻璃盖板的顶表面不高于所述光学透镜100的顶表面,以避免所述光学透镜100的高度的增加。值得一提的是,所述凹槽还可以进一步地阻挡侧面的杂散光进入所述光学透镜100内。
在本申请其他示例中,还可以在所述第一折射区111的上表面设置滤光元件,用于对进入所述光学透镜100的成像光线进行过滤。也就是说,可以在所述光学透镜100的入光端设置所述滤光元件。为了进一步地避免因在所述第一折射区111上设置所述滤光元件而导致所述光学透镜100的整体高度尺寸的增加,在该具体示例中,同样可在所述第一折射区111的上表面设置凹槽,并将所述滤光元件嵌合于所述凹槽内。并且,形成于所述第一光学面110的所述凹槽可以进一步地阻挡来自侧面的杂光进入所述光学透镜内。当然,在本申请其他示例中,还可以在所述第一折射区111的上表面设置红外滤光膜,也就是说,所述滤光元件的实施形态可做出调整,对此,并不为本申请所局限。
量化来看,在本申请实施例中,所述第一光学面110的第一折射区111的内径为5mm-20mm(例如,所述第一光学面110的第一折射区111的内径为12.8-17.9mm),且其外径为10mm-100mm,且所述光学透镜100的视场角为1°-30°。优选地,所述第一光学面110的第一折射区111的内径为12.8-17.9mm,其外径为20mm-38mm,所述光学透镜100的视场角为2.6°12°。
所述第二光学面120的第一反射区121设置为一非球面,所述第二光学面120的第一反射区121向物侧凹陷,用于会聚光线。也就是,在本申请实施例中,所述第一反射区为向下凹陷的凹面。所述第二光学面120的第一反射区121远离光轴一侧的高度,高于所述第二光学面120的第一反射区121靠近光轴一侧的高度。优选地,在本申请实施例中,所述第二光学面120的第一反射区121从所述光学透镜100的边缘区域向其中心区域的高度逐渐减低,即,所述第一反射区121的远离光轴的端点为所述第一反射区121的最高点,所述第一反射区121靠近所述光轴的端点为所述第一反射区121的最低点。
值得一提的是,在本申请一些示例中,还可以所述第二光学面120的第一反射区121上可以设置有一反射膜,用于增强反射光线的强度,减少光线损失。
所述第一光学面110的第二反射区112被设置为一非球面。具体地,所述第一光学面110的第二反射区112向像侧凸起,用于扩散光线。也就是说,在本申请实施例中,所述第二折射区112为下突出的凸面,用于扩散光线。特别地,在本申请实施例中,所述第一光学面110的第二反射区112远离光轴一侧的高度高于所述第一光学面110的第二反射区112靠近光轴一侧的高度,也就是,所述第二折射区112的凸面自所述光学透镜100的边缘区域向其中间区域的高度逐渐降低。在本申请的一些示例中,还可以在所述第一光学面110的第二反射区112上可以设置有一反射膜,用于增强反射光线的强度,减少光线损失。
所述第二光学面120的第三反射区122设置为一非球面,所述第二光学面120的第三反射区122向物侧凹陷,用于会聚光线。也就是说,在本申请实施例中,所述第三反射区为向下凹陷的凹面,用于会聚成像光线。所述第二光学面120的第三反射区122远离光轴一侧的高度,高于所述第二光学面120的第三反射区122靠近光轴一侧的高度。优选地,所述第三反射区122的凹面从所述光学透镜100的边缘区域向其中间区域逐渐降低。在本申请一些示例中,还可以在所述第二光学面120的第三反射区122上可以设置有一反射膜,用于增强反射光线的强度,减少光线损失。
所述第一光学面110的第四反射区113设置为一非球面,所述第一光学面110的第四反射区113向像侧凸起,用于扩散光线。当然,也可以在所述第一光学面110的第四反射区113上可以设置有一反射膜,用于增强反射光线的强度,减少光线损失。特别地,在本申请实施例中,所述第一光学面110的第四反射区113形成所述光学透镜100的顶部中心区域。在本申请实施例中,所述第四反射区113的中心区域至少一部分没有光线,为了便于安装和定位,可将所述第四反射区113中没有光线的部分进行加工以形成具有凹锥状的顶部中心区域。相应地,在安装过程中,所述凹锥状的顶面形成凹锥状空间,有利于对所述光学透镜100进行定位。
所述第二光学面120的第二折射区123位于所述第二光学面120的中间区域,其被设置为一非球面,所述第二光学面120的第二折射区123向物侧凸起,此时所述第二光学面120的第二折射区123用于扩散光线,光线透过所述第二光学面120的第二折射区123后在像面上形成焦点,所述第二光学面120的第二折射区123可以扩大所述光学镜头像面面积,有利于大像面模组的实现。所述第二光学面120的第二折射区123远离光轴一侧的高度,低于所述第二光学面120的第二折射区123靠近光轴一侧的高度。
特别地,当所述第二光学面120的第二折射区123被设置为向物侧凸起的非球面,其可以折射经过所述第一光学面110的第四反射区113反射的光线,未经折射的光线会聚到的像面高度低于经过折射的光线会聚到的像面高度,将所述第二光学面120的第二折射区123设置为向物侧凸起的非球面可以在保证光程不变及成像清晰的条件下,降低摄像模组高度,有利于摄像模组小型化。
并且,所述第二光学面120的第二折射区123与所述光学透镜100的成像面140高度差为0.4-1.6mm,也就是,在本申请实施例中,所述光学透镜100的后焦值为0.1-4mm。应注意到,在本申请实施例中,所述第二光学面120的第二折射区123与所述光学透镜100的成像面140高度差较小,降低了所述摄像模组的TTL,使得所述摄像模组实现了长焦功能同时,减小了高度尺寸,有利于长焦摄像模组尺寸小型化。特别地,在本申请实施例中,TTL(totaltrack length)表示成像光线在进入所述光学透镜后并在高度方向多次折叠后在高度方向上所占的总高度尺寸。
值得一提的是,在本申请实施例中,所述光学透镜100的面宽与反射次数之间的比值为0.5至5,所述光学透镜100的面宽表示所述光学透镜100在垂直光轴方向上的截面的横向尺寸。
特别地,在本申请实施例中,如图4所示,所述第二光学面120的第一反射区121和第三反射区122相邻接,且所述第一反射区121与所述第三反射区122之间形成平滑的倾斜曲面,通过这样的方式配置,不仅可以使得所述第二光学面120的第一反射区121和第三反射区122的制造难度更小,而且能够获得最大的进光量。
更具体地,所述第一光学面110的第一折射区111的内直径为D1,外直径为D2,所述光学透镜100的开口比例为内直径和外直径之比,即D1/D2。相应地,当所述光学透镜100的开口比例最小时,能够进入所述光学透镜100的进光量最大。进一步地,所述第二光学面120的第一反射区121和第三反射区122与所述第一光学面110的第一折射区111相对设置,这样通过所述第一光学面110的第一折射区111入射的光线会经过所述第二光学面120的第一反射区121和第三反射区122进行反射,所述第一反射区121和所述第三反射区122对光线具有汇聚作用,即,经过所述第一反射区121和所述第三反射区122的光线都具有上窄下宽的特征,因此所述第一反射区121和所述第三反射区1212所在的弧面更低,抵达所述第一反射区121和所述第三反射区122光线的宽度会越大。也就是说,在所述光学透镜100的高度有限的情况下,尽量让光束填满所述光学透镜100的内部空间能够最大化空间利用率和提高成像效果。
并且,在本申请实施例中,所述第二光学面120的第一反射区121和第三反射区122之间的高度差会影响所述第一反射区121和所述第三反射区122上的光线的宽度。应注意到,由于光线相互之间不能干涉且所述第二光学面120的第一反射区121和第三反射区122之间的高度差会影响所述光学透镜100的开口比例,进而影响进入所述光学透镜100内的进光量以及光束在所述光学透镜100内部空间的分布,当所述第二光学面120的第一反射区121和第三反射区121相邻接且所述第一反射区121与所述第三反射区122之间形成平滑的倾斜曲面时,所述光学透镜100的开口比例最大,进入所述光学透镜100的进光量最大,这样光线在所述光学透镜内传播更不易发生干涉。在本申请一具体示例中,所述光学透镜100的开口比例为0.1至0.95之间,第二光学面的第一反射区和第三反射区之间的高度差是指第一反射区的最低点与第三反射区的最高点之间的距离。
具体地,在本申请一实施例中,所述第二光学面120的第一反射区121的宽度大于所述第三反射区122宽度的0.5倍。所述光学透镜100的有效焦距设定对所述第二光学面120的第一反射区121的宽度和所述第三反射区122的宽度有一定的影响。具体地,当所述光学透镜100的有效焦距越大时,所述第二光学面120的第一反射区121的宽度越大,而所述第三反射区122的宽度越小。在本申请另一具体示例中,所述第一反射区121的宽度大于所述第二反射区122的宽度的0.7倍;在本申请另一具体示例中,所述第一反射区121的宽度大于所述第二反射区122的宽度的0.9倍。也就是说,合理地设置所述第二光学面120的第一反射区121的宽度和第三反射区122的宽度,有助于提高成像品质。
应注意到,在本申请实施例中,所述第二光学面120的第三反射区122最外侧的高度与所述第二光学面120的第一反射区121最内侧的高度齐平,防止两镜面边缘存在突起而造成磕伤损坏,同时可以便于制造。当然,在本申请另一具体示例中,所述第一反射区121与所述第三反射区122之间通过一平缓的倾斜曲面连接,即所述第一反射区121的最低点的高度高于所述第三反射区122的最高点的高度,以便于所述第一反射区121与所述第三反射区122的成型。
应可以理解,所述第二光学面120的第一反射区121和所述第二光学面120的第三反射区122两个相邻反射区之间的间距可设置地相对较小,这样更便于加工制造。进一步地,在本申请的一些示例中,所述第二光学面120的第一反射区121与所述第二光学面120的第三反射区122相邻的局部区域曲率相似,所以所述第二光学面120的第一反射区121与所述第二光学面120的第三反射区122可以设置成一个连续曲面,即所述第二光学面120的第一反射区121和所述第二光学面120的第三反射区122部分重叠,即所述第二光学面120的第一反射区121与所述第二光学面120的第三反射区122可以共用部分反射区,便于加工,同时可以减小尺寸,降低成本。也就是,在本申请一些实施例中,所述第一反射区121与所述第三反射区122邻接,和/或,所述第二反射区112和所述第四反射区113邻接,并且,所述第一反射区121和所述第二反射区112具有相近的曲率,所述第二反射区112和所述第四反射区113具有相近的曲率。
进一步地,在本申请实施例中,所述第四反射区113的最高点(例如,如图4中所示意的B)的高度与所述第二反射区的最高点(例如,如图4中所示意的A)的高度之差小于等于1mm。注意到,在本申请实施例中,成像光线由所述第一光学面100的第一折射区111入射至所述第二光学面120的第一反射区121,进而由所述第二光学面120的第一反射区121反射至所述第一光学面110的第二反射区112,接着由所述第一光学面110的第二反射区112反射至所述第二光学面120的第三反射区122,然后由所述第二光学面120的第三反射区122反射至所述第一光学面110的第四反射区113,最后由所述第一光学面110的第四反射区113反射至所述第二光学面120的第二折射区123并射出所述光学透镜100。在光线传播的路径上,所述第一光学面110的第四反射区113为成像光线能够到达的最大高度,也就是说,在本申请实施例中,所述光学透镜100具有特殊的面型配置以使得成像光线在所述光学透镜100内传播路径的最高点形成于所述第四反射区113上。相应地,将所述第一光学面110的第四反射区113的最高点的高度设置于大于所述第二反射区112的最大高度,这种设置方式可以充分利用光学透镜110的高度空间,使得光线经过的光程更长,使得成像效果更好。
进一步地,在本申请实施例中,所述第二光学面120的第一反射区121和第三反射区122能够对光线进行汇聚,因此,当所述第二光学面120的第一反射区121与所述第一光学面110的第二反射区112之间的距离越大时,光线经过所述第二光学面120的第一反射区121后到达所述第一光学面110的第二反射区112,所产生的聚光效果越好;同理,当所述第二光学面120的第三反射区122与所述第一光学面110的第四反射区113之间的距离越大时,光线经过所述第二光学面120的第三反射区123后到达所述第一光学面110的第四反射区113,所产生的聚光效果越好,因此,理论上所述第二光学面120的第一反射区121与所述第一光学面110的第二反射区112之间的距离越大,且所述第二光学面120的第三反射区122与所述第一光学面110的第四反射区113之间的距离越大越好。然而,在本申请的技术方案中,所述第一光学面110的第二反射区112的高度受限于所述第一光学面110的第四反射区113的高度,而所述第一光学面110的第四反射区113的高度受限于所述光学透镜100的最大高度,相应地,为了取得光学性能和结构设计上的全局最优,在本申请实施例中,所述第四反射区的最高点的高度与所述第二反射区的最高点的高度之差小于等于1mm。
从另一个角度量化来看,在本申请实施例中,所述第一光学面110的第四反射区113的最大高度与所述第二反射区112的最大高度之差小于所述光学透镜100的光学总高(例如,如图6中所示意的H)的20%。也就是说,所述第四反射区113的最高点的高度与所述第二反射区112的最高点的高度之差小于所述光学透镜100的光学总高的20%,其中,所述光学透镜的光学总高表示成像光线在所述光学透镜内传播路径上的最高点到所述光学透镜的像面之间的距离。进一步地,在本申请实施例中,所述第一光学面110的第四反射区113的最大高度与所述第二反射区112的最大高度之差小于光学总高的13%。
进一步地,由于所述第一光学面110的第四反射区113和第二反射区112之间具有一定的高度差,因此,在申请一个具体的示例中,如图4所示,所述第一光学面110的第四反射区113和第二反射区112之间通过一斜面114进行连接。在该具体示例中,如图6和图7所示,所述斜面114为一弧形斜面114,所述弧形斜面114的内边缘连接于所述第四反射区113的外边缘,所述弧形斜面114的与所述内边缘相对的外边缘连接于所述第二反射区112的内边缘。在本申请中,所述弧形斜面114可以与所述第一光学面110和所述第二光学面120一次注塑或模塑成型,由于所述弧形斜面114较为平缓,能够减小脱模难度。更进一步地,一次注塑成型还有助于减小光学透镜的公差,进而使得成像品质更好。当然,可以理解的是,在本申请中,也可以将所述第一光学面110和所述第二光学面120注塑成型后,通过切割等工艺形成所述斜面114,本申请对此不做限制。在本申请另一具体示例中,如图5所示,所述斜面114为一平面斜面114,不仅成型更加简单,还可以提高粗糙度以降低杂光的直接反射成像比例。
更具体地,为避免杂光的影响,在本申请一具体示例中,可以在所述斜面114涂覆一层反射膜,以避免外界的杂光通过所述斜面114进入所述光学透镜100内。在本申请另一具体示例中,在所述斜面114涂覆黑色材料,一方面可以避免外界的杂光通过所述114进入所述光学透镜100内,另一方面也可以对所述光学透镜100内反射到所述斜面114的杂光进行吸收,进而避免影响成像效果。在本申请另一具体示例中,也可以对所述斜面114进行粗糙化处理,本申请对此不做限制。
应可以理解,如图4至图7所示意的光学透镜100的光学设计其吸取折返式摄像头的设计思路和特点,其在一片光学透镜100上布置多个相互交替且相对的反射区以通过此特殊的光学设计以使得所述光学透镜100的光学总长与其有效焦距之间的比值为0.1-0.4,以使得配置有所述光学透镜100的摄像模组既可以长焦的拍摄效果,也同时可以实现大口径和大像面。
应注意到,在本申请实施例中,所述光学透镜100具有一体式结构,也就是,所述光学透镜100被设置为一片,与现有技术中具有多片透镜的折返式镜头或者潜望式镜头相比,一片式光学镜头在碰撞环境下的影响较小,抗冲击、抗高温,稳定性更好,可以降低光学镜头得高度,能够使光学镜头的高度小于7.5mm。
应注意到,在如图4至图7所示意的光学透镜100中,所述光学透镜100包括四个反射区,也就是,进入所述光学透镜100内的成像光线经过四次反射后穿出所述光学透镜100。在一个具体的示例中,当所述光学透镜100包含四个反射区时,所述光学透镜100的成像面140的直径为6.4mm、所述光学镜头厚度为7.14mm时、所述光学镜头的口径为25.5mm、所述光学镜头的后焦为0.8mm;所述光学镜头的有效焦距为30.6mm;所述光学镜头的FNO为1.2。此时TTL/EFL=0.26;所述光学透镜100的成像面140的直径与所述摄像模组的光学总长的比值为:0.8;所述摄像模组的有效焦距与光学镜头像面的直径的比值为4.8。
在本申请另一个具体的示例中,当所述光学透镜100包含四个反射区时,所述光学透镜100的成像面140的直径为6.4mm、所述光学镜头厚度为6.61mm时、所述光学镜头的口径为24mm、所述光学镜头的后焦为1.4mm;所述光学镜头的有效焦距为61.2mm;所述光学镜头的FNO为2.6。此时TTL/EFL=0.13;所述光学透镜100的成像面140的直径与所述摄像模组的光学总长的比值为:0.8;所述摄像模组的有效焦距与光学镜头像面的直径的比值为9.6。
应可以理解,当所述光学透镜100的反射区被设置为4个,成像光线在所述光学透镜100内的反射次数为4次,在其他实施方式中,可以设置更多数量的反射区,例如,可以为6个、8个等,反射次数也随之增加,反射次数的增多,可以增加所述光学透镜100的有效焦距,增加反射区的数量也可以使更多的面参与图像校正,提高成像质量。
值得一提的是,当所述光学透镜100的反射区的数量增加时,所述光学透镜100的在垂直光轴方向的截面面积增大,由于所述第一光学面110的第一折射区111位于所述光学透镜100的最外侧,所述光学透镜100的直径增大,导致所述第一光学面110的第一折射区111的内外径增大。相应地,在所述第一光学面110的第一折射区111宽度固定的情况下,所述第一光学面110的第一折射区111的面积增大,进而增加所述光学透镜100的进光量面积。同时,所述光学透镜100的直径增大,FNO数值减小,还可以提升衍射极限,可以使摄像模组适用于更短的波长,更小的像素尺寸,使整个摄像模组具有更好的分辨能力,同时实现摄像模组小型化。
示意性摄像模组1
如图8所示,根据本申请实施例的摄像模组被阐明,其中,所述摄像模组,包括:感光组件10以及被保持于所述感光组件10的感光路径上的光学镜头30。
在本申请实施例中,所述光学镜头30包括镜筒31和安装于所述镜筒31的至少一如上所述的光学透镜100。特别地,在本申请实施例中,所述光学透镜100吸取折返式摄像头的设计思路和特点,其在一片光学透镜100上布置多个相互交替且相对的反射区以通过此特殊的光学设计以使得所述光学透镜100的光学总长与其有效焦距之间的比值为0.01-0.5,以使得配置有所述光学透镜100的摄像模组既可以长焦的拍摄效果,也同时可以实现大口径和大像面。
相应地,所述感光组件10,包括:线路板11,感光芯片12、镜座13和滤光元件14,其中,所述线路板11作为所述感光组件10的安装基板。具体地,所述感光芯片12电连接于所述线路板11(例如,在一个示例中,所述感光芯片12被安装于所述线路板11的上表面,并通过打金线的方式电连接于所述线路板11),以藉由所述线路板11为所述感光芯片12提供工作所需要的控制电路和电能。
所述镜座13被设置于所述线路板11上且以用于支撑其他部件,其中,所述镜座13具有对应于所述感光芯片12的至少感光区域的光窗。例如,在本申请一个具体的示例中,所述镜座13被实施为单独成型的塑料支架,其通过黏着剂附着于所述线路板11的表面,并用于支撑其他部件。当然,在本申请其他示例中,所述镜座13还能以其他方式形成于所述线路板11,例如,所述镜座13被实施为模塑镜座13,其通过模塑工艺一体成型于所述线路板11的预设位置。
进一步地,在本申请的一些具体示例中,所述滤光元件14可被安装于所述镜座13上,以使得所述滤光元件14被保持于所述感光芯片12的感光路径上,这样,在外界光线穿过所述滤光元件14以抵达所述感光芯片12的过程中,该外界光线中的杂散光能够被所述滤光元件14所过滤,以提高成像质量。
图9图示了根据本申请实施例的所述摄像模组的一个变形实施的示意图。如图9所示,在该变形实施例中,所述滤光元件14设置于所述光学镜头30的所述光学透镜100的第一光学面110的第一折射区111的上方(例如,在所述第一光学面110的第一折射区111上方镀滤光膜结构以实现滤光效果)。应可以理解,相较于图8所示意的摄像模组,在该变形实施例中,环绕地设置在所述感光芯片12周围的所述镜座13以及设置在所述光学镜头30与所述感光芯片12之间的所述滤光元件14也被省略,以使得所述摄像模组的高度尺寸可被缩减。
在本申请实施例中,所述光学透镜100的成像面140形成于所述感光芯片12上,其中,所述像面的半像高hima为0.5mm-8mm,也就是,所述像面的半径为1mm-16mm。并且,应注意到,在本申请实施例中,所述第二光学面120的第一反射区121和所述第二光学面120的第三反射区122高于所述成像面140,其中,所述第一光学面110的第四反射区113的直径与所述第一光学面110的第四反射区113到所述成像面140之间的高度之间的比值为0.5-2,所述光学镜头30的成像面140的直径与所述摄像模组的光学总长的比值为0.5-0.8,所述摄像模组的有效焦距与光学镜头30的成像面140的直径的比值为4.8-9.6。
图10图示了根据本申请实施例的所述摄像模组的另一变形实施的示例图。如图10所示,在该变形实施例中,所述摄像模组进一步包括设置于所述光学镜头30和所述感光芯片12之间的透镜结构20,其中,通过移动所述透镜结构20可以调节所述摄像模组后焦以实现对焦,这样可以合理利用后焦空间,使得摄像模组更加紧凑。优选地,所述透镜结构20的下表面可以与所述光学镜头30的光学透镜100的第二光学面120齐平,进一步降低摄像模组高度。在本实施例中,所述透镜结构的上下表面可以用来参与图像校正,改善成像质量,同时可以利用所述透镜结构20来降低畸变和改善场曲。
图11图示了根据本申请实施例的所述摄像模组的又一个变形实施的示意图。如图11所示,在该变形实施例中,所述光学镜头30的光学透镜100设有更多数量的反射区。如上所述,当所述光学透镜100的反射区的数量增加时,所述光学透镜100的截面面积增大,由于所述第一光学面110的第一折射区111位于所述光学透镜100的最外侧,所述光学透镜100的直径增大,导致所述第一光学面110的第一折射区111的内外径增大。相应地,在所述第一光学面110的第一折射区111宽度固定的情况下,所述第一光学面110的第一折射区111的面积增大,进而增加所述光学透镜100的进光量面积。同时,所述光学透镜100的直径增大,FNO数值减小,还可以提升衍射极限,可以使摄像模组适用于更短的波长,更小的像素尺寸,使整个摄像模组具有更好的分辨能力,同时实现摄像模组小型化。
图12图示了根据本申请实施例的所述摄像模组的又一个变形实施的示意图。如图12所示,在该变形实施例中,所述摄像模组进一步包括用于调整所述感光组件10和所述光学镜头30之间的相对位置关系的驱动元件40。本领域普通技术人员应知晓,传统的直立式摄像模组,通常将光学镜头安装于驱动元件内以通过驱动元件来驱动光学镜头来调整光学镜头和感光组件之间的相对位置关系。然而,在本申请实施例中,由于所述光学镜头30的光学透镜100的特殊性,即,所述光学透镜100的尺寸可能比所述感光芯片12的尺寸还要大,导致所述光学镜头30的重量也比传统的光学镜头要大很多,因此,传统的驱动元件可能无法提供足够大的驱动力。相应地,在本申请实施例中,将所述驱动元件40的驱动对象摄像为所述感光组件10,例如,所述感光组件10的整体,或者,所述感光组件10中的感光芯片13,如图12所示,对此,并不为本申请所局限。也就是,在本申请实施例中,所述感光组件10被安装于所述驱动元件40以通过所述驱动元件40来改变所述感光组件10相对于所述光学镜头30之间的位置关系,通过这样的方式,来调整所述摄像模组的光学性能。
在本申请实施例中,所述驱动元件40驱动所述感光组件10的行程大于30um,更进一步地,其行程大于150um。在本申请一个具体的示例中从无穷远对焦到5m距离物体驱动的行程是310um,对焦到10m行程是160um,对焦到50m行程是30um。
值得一提的是,在本申请实施例中,由于所述光学透镜100的面型相对位置非常精准,温度变化不会有传统镜头那样复杂的多组件变形,带来的后果主要是镜片厚度的变化导致的像面平行于光轴移动,因此通过移动所述感光组件10还可以弥补温度变化造成的图像变化,即不同温度下只要改变所述感光组件10与所述光学透镜100的在光轴方向上距离即可清晰成像。这个移动距离和温度变化的比值大约是160℃/130um,即每℃对应移动量0.5-1.5um。
在具体实施中,所述驱动元件40可被实施为音圈马达,记忆合金马达或者压电致动器等,即,所述驱动元件40的类型并不为本申请所局限。并且,在本申请实施例中,所述驱动元件40可通过驱动所述感光组件10来进行光学对焦或者驱动所述感光组件10来进行光学防抖,应可以理解,当所述驱动元件40驱动所述感光组件10沿着所述感光组件10所设定的感光路径进行移动时,所述驱动元件40在进行光学对焦,当所述驱动元件40驱动所述感光组件10在垂直于所述感光路径的平面内移动时,所述驱动元件40在进行光学防抖。
综上,基于本申请实施例的摄像模组被阐明,其中,所述摄像模组的光学镜头30具有特殊的光学设计,以使得所述摄像模组既可以长焦的拍摄效果,也同时可以实现大口径和大像面。
示意性摄像模组2
如图14所示,根据本申请另一实施例的摄像模组被阐明,其中,所述摄像模组,包括:感光组件10、被保持于所述感光组件10的感光路径上的光学透镜100,以及,用于调整所述摄像模组的光学性能的驱动组件50。应注意到,在本申请实施例中,所述光学透镜100以直接安装于所述驱动组件50上的方式被保持于所述感光组件10的感光路径上。
如上所述,在本申请实施例中,所述光学透镜100的第一光学面110为入光侧(即对应于物侧),其第二光学面120为出光侧(即,对应于像侧),相应地,在本申请实施例中,所述光学透镜100以其第二光学面120被安装于所述驱动组件50的方式被保持于所述感光组件10的感光路径上。更明确地,在本申请实施例中,所述光学透镜100在其第二光学面120的外表面中仅有中间区域设有光学区域(即,所述第二折射区123),即,可在所述第二光学面120的第二折射区123的周围设置结构区(图中未示意)以使得所述光学透镜100可直接地被安装于所述驱动组件50上。
相应地,在本申请一个具体的示例中,可以不为所述光学透镜100配置镜筒而是直接将所述光学透镜100安装于所述驱动组件50上,以避免因镜筒的引入而导致的尺寸增加。当然,在本申请其他示例中,也可以为所述光学透镜100配置镜筒,其中,所述光学透镜100被收容于所述镜筒内以通过所述镜筒为所述光学透镜100提供保护。
相应地,在本申请实施例中,所述驱动组件50用于驱动所述光学透镜100和/或所述感光组件10移动以调整所述光学透镜100和所述感光组件10之间的相对位置关系以实现所述摄像模组的光学性能的调整。
在本申请一个具体的示例中,所述驱动组件50用于驱动所述感光组件10沿着X轴方向或者Y轴方向上平移以实现光学防抖,和/或驱动所述感光组件10沿着Z轴方向平移以实现光学对焦。这里,在本申请实施例中,Z轴方向为所述感光组件10的感光路径所设定的方向,X轴方向为所述感光组件10的长度方向,Y轴方向为所述感光组件10的宽度方向,并且,X轴方向和Y轴方向相互垂直,Z轴方向垂直于X轴方向和Y轴方向所在平面,也就是说,X轴、Y轴和Z轴构成了三维立体坐标系。
在本申请另一个具体的示例中,所述驱动组件50用于驱动所述感光组件10沿着所述Z轴方向移动,和/或驱动所述光学透镜100沿着所述X轴方向和/或所述Y轴方向移动,以实现所述摄像模组的光学防抖和光学对焦功能。在本申请又一个具体的示例中,所述驱动组件50用于驱动所述感光组件10和/或所述光学透镜100绕X轴旋转或者绕Y轴旋转以实现所述摄像模组的Tilt防抖功能。
特别地,考虑到本申请实施例的所述光学透镜100具有相对较大的宽度尺寸且具有相对较大的重量,如果将所述驱动组件50的驱动对象设置为所述光学透镜100,则所述驱动组件50需要提供更大的驱动力才能驱动所述光学透镜100移动,这对致动器提出了更高的要求。并且,由于所述光学透镜100具有相对较大的横向尺寸,因此,在所述光学透镜100的侧向能够留给所述驱动组件50的安装空间较小。因此,优选地,在本申请实施例中,选择以所述感光组件10作为所述驱动组件50的驱动对象。
以下以所述驱动组件50的驱动对象为感光组件10为示例来说明所述驱动组件50。如图13至图17所示,在本申请实施例中,所述驱动组件50包括具有容置腔510的驱动壳体51、第一驱动元件52、第二驱动元件53、防抖载体54和对焦载体55,其中,所述第一驱动元件52、所述第二驱动元件53、所述防抖载体54和所述对焦载体55均被收容于所述驱动壳体51的容置腔510内,通过这样的方式,可以有效地保护所述驱动组件50中各个部件因撞击而发生损坏,同时,还可以避免灰尘、脏污或者杂散光进入所述驱动组件50的内部。
相应地,在本申请实施例中,所述第一驱动元件52适于驱动所述感光组件10在所述感光组件10所设定的平面内移动以进行光学防抖,即,所述第一驱动元件52为防抖驱动器,其用于驱动所述感光组件10沿着所述X轴方向和所述Y轴方向移动;而所述第二驱动元件53适于驱动所述感光组件10沿着所述感光路径移动以进行光学防抖,即,所述第二驱动元件53为对焦驱动器,其用于驱动所述感光组件10沿着所述Z轴方向进行移动以进行光学对焦。
应注意到,在本申请实施例中,所述光学透镜100具有相对较大的宽度尺寸,量化来看,在本申请实施例中,所述光学透镜100的横向尺寸大于所述驱动组件50的驱动壳体51的横向尺寸或者几近等于所述驱动壳体51的横向尺寸,因此,当所述第一驱动元件52和所述第二驱动元件53布置于所述驱动壳体51内时,所述第一驱动元件52和所述第二驱动元件53位于所述光学透镜100的最外缘的内侧(即,靠近光轴的一侧)。并且,在本申请一些实施例中,所述光学透镜100的最外缘突出于所述驱动壳体51的最外缘。当然,在本申请其他一些实施例中,所述光学透镜100的最外缘也可以位于所述驱动壳体51的最外缘的内侧(即,靠近所述光轴的一侧)。这里,在本申请实施例中,所述驱动壳体51的最外缘表示所述驱动壳体51的相对于所述光轴最远处的边缘,而所述光学透镜100的最外缘表示所述光学透镜100的相对于所述光轴最远处的边缘。
进一步地,如图13至图17所示,在本申请实施例中,所述对焦载体55相对于所述防抖载体54可移动,例如,在一个具体的示例中,所述对焦载体55被悬持地设置于所述防抖载体54,这样所述对焦载体55能够被驱动相对于所述防抖载体54进行移动。所述感光组件10被设置于所述对焦载体55,所述第二驱动元件53被固定于所述防抖载体54且适于驱动所述对焦载体55沿着所述感光路径移动以带动所述感光组件10沿着所述感光路径移动。所述第一驱动元件52被设置于所述防抖载体54和所述基底512之间且适于驱动所述防抖载体54在所述感光组件10所设定的平面内移动以带动所述第二驱动元件53、所述对焦载体55和所述感光组件10在所述感光组件10所设定的平面内移动。也就是说,在本申请实施例中,所述第二驱动元件53被设置于所述第一驱动元件52内,其中,所述第二驱动元件53适于驱动所述对焦载体55以调动所述感光组件10进行光学对焦,所述第一驱动元件52适于驱动所述防抖载体54以带动所述第二驱动元件53、所述对焦载体55和所述感光组件10在所述感光组件10所设定的平面内移动进行光学防抖。
值得一提的是,在本申请其他示例中,所述第一驱动元件52可被设置于所述第二驱动元件53内,对此,并不为本申请所局限。
如图13至图17所示,在本申请实施例中,所述第一驱动元件52在所述驱动壳体51内沿着所述驱动壳体51所设定的水平方向设置,而所述第二驱动元件53在所述驱动壳体51内沿着所述驱动壳体51所设定的高度方向设置。也就是说,所述第一驱动元件52和所述第二驱动元件53充分利用所述容置腔510所形成的三维空间,以提升所述驱动组件50的元件布置的紧凑度。
具体地,在本申请实施例中,所述第一驱动元件52环绕地设置于所述感光组件10的周围,而所述第二驱动元件53被设置于所述第一驱动元件52内且沿着所述驱动组件50所设定的高度方向延伸。也就是说,在本申请实施例中,如果以所述光学透镜100的外边缘为参考标准,所述第一驱动元件52相较于所述第二驱动元件53更为邻近于所述感光组件10,而如果以所述感光组件10为参考标准,所述第二驱动元件53相对于所述第一驱动元件52更为邻近于所述感光组件10。
更具体地,在本申请实施例中,所述驱动壳体51包括相互扣合的上盖511和基底512,相互扣合的所述上盖511和所述基底512形成用于***述第一驱动元件52和所述第二驱动元件53于其内的容置腔510。所述第一驱动元件52被设置于所述防抖载体54和所述基底512之间,如图13至图17所示。特别地,在本申请实施例中,所述第一驱动元件52被实施为音圈马达,其包括至少一磁石521和与所述至少一磁石521相对应的至少一线圈522。为了实现在所述X轴方向和所述Y轴方向的防抖,在本申请一个具体的示例中,所述第一驱动元件52包括设置于所述基底512的四条侧边的四个线圈522和设置于所述防抖载体54的四条侧边且对应于所述四个线圈522的四个磁石521。
值得一提的是,在本申请其他示例中,所述第一驱动元件52的线圈522和磁石521的安装位置可对换,即,将所述磁石521安装于所述基底512上,而将所述线圈522安装于所述防抖载体54上。特别地,将所述线圈522安装于所述基底512的方案有利于为所述线圈522配置电连接方案。并且,也值得一提的是,在本申请其他示例中,可配置更少数量或者更多数量的线圈-磁石对,例如,可仅在所述基底512和所述防抖载体54的相邻的两条侧边设置2个线圈-磁石对,对此,并不为本申请所局限。
为了提高所述第一驱动元件52在光学防抖过程中运动的稳定性,如图13至图17所示,在本申请实施例中,所述驱动组件50进一步在所述防抖载体54和所述基底512之间设置支撑组件56,以通过所述支撑组件56为所述防抖载体54在被移动以进行光学防抖的过程中提供稳定的面支撑,使得所述防抖载体54能够被平稳地移动。相应地,为了提供面支撑,所述支撑组件56的数量至少为3个,且所述至少三支撑组件56以不完全共线的方式布置。
在本申请实施例中,所述至少三支撑组件56包括位于所述基底512和所述防抖载体54之间的四个转角处的四个支撑组件56。应可以理解,将所述四个支撑组件56设置于所述防抖载体54和所述基底512之间的四个转角位置,可以充分地利用所述驱动组件50内的闲置空间,即,提高了所述驱动组件50的空间利用率以使得所述驱动组件50具有相对更为紧凑的结构和小巧的尺寸。
在本申请实施例中,每一所述支撑组件56包括轨道以及设置于所述轨道内的至少一滚珠,应可以理解,由于所述至少一滚珠被设置于所述轨道内,因此,所述至少一滚珠的运动轨迹也被限制在轨道内,即,所述支撑组件56还能够为所述防抖载体54的移动提供导向作用。具体地,在本申请实施例中,所述轨道可以凹陷地形成于所述基底512,或者,所述轨道可以凹陷地形成于所述防抖载体54,或者,所述轨道可包括形成于所述基底512的轨道和形成于所述防抖载体54的轨道,对此,并不为本申请所局限。值得一提的是,当所述轨道包括凹陷地形成于所述基底512的第一轨道和凹陷地形成于所述防抖载体54的第二轨道时,优选地,所述第一轨道和所述第二轨道相对设置,例如,所述第一轨道和所述第二轨道相互垂直,以形成“十”字轨道槽结构;更优选地,所述第一轨道沿着所述X轴方向延伸,所述第二轨道沿着所述Y轴方向延伸,以使得所述第一轨道和所述第二轨道相互垂直且形成“十”字轨道槽结构。
为了使得所述支撑组件56能够更为稳定地夹持于所述基底512和所述防抖载体54之间,如图13至图17所示,在本申请实施例中,所述驱动组件50进一步包括设置于所述基底512的磁吸构件57,其中,所述磁吸构件57与所述第一驱动元件52的磁石521相对设置以通过两者之间的磁吸力使得所述防抖载体54吸附于所述基底512,而所述支撑组件56被设置于所述防抖载体54和所述基底512之间,因此,所述支撑组件56能够在所述磁吸力的作用下被稳定地夹持于所述防抖载体54和所述基底512之间。相应地,当所述支撑组件56被稳定地夹持于所述防抖载体54和所述基底512之间时,所述支撑组件56能够始终保持与所述防抖载体54进行摩擦接触以提供更为稳定的面支撑和导向作用。
进一步地,由于所述磁吸构件57与所述磁石521沿着所述Z轴方向相对设置,即,所述磁吸构件57与所述磁石521之间的磁吸力方向为沿着Z轴方向,这样可有效地防止所述防抖载体54随着摄像模组的晃动或倒置而产生脱落。在具体实施中,所述磁吸构件57可设置于所述基底512的内底表面,优选地,所述磁吸构件57可通过注塑工艺一体成型于所述基底512内,这样可以不占据所述驱动组件50的内部空间。
值得一体的是,当所述第一驱动元件52的磁石521和线圈522的位置发生对调时,此时,可将所述磁吸构件57设置于所述防抖载体54内且对应于所述磁石521,对此,并不为本申请所局限。
进一步地,在本申请实施例中,设置于所述第一驱动元件52内的所述第二驱动元件53适于驱动所述感光组件10沿着所述Z轴方向进行移动以进行光学对焦。在本申请一个具体的示例中,所述第二驱动元件53和所述第一驱动元件52可被实施为同种类型的驱动器,即所述第二驱动元件53也可被实施为音圈马达。应可以理解,当所述第一驱动元件52和所述第二驱动元件53同时被实施为音圈马达时,所述第一驱动元件52和所述第二驱动元件53之间可能发生电磁干扰,以影响光学对焦和/或光学防抖的准确性。因此,在本申请的另外一些示例中,所述第二驱动元件53和所述第一驱动元件52可被实施为不同类型的致动器,例如,所述第二驱动元件53被实施为压电致动器,如图13至图17所示。
相应地,在本申请实施例中,被实施为压电致动器的所述第二驱动元件53被固定于所述防抖载体54上且沿着所述驱动组件50所设定的高度方向延伸。应注意到,在本申请实施例中,所述第一驱动元件52被设置于所述防抖载体54的下方,而所述第二驱动元件53被设置于所述防抖载体54的上方,因此,在本申请一些示例中,所述第一驱动元件52的设置位置的高度低于所述第二驱动元件53的设置位置,即,所述第二驱动元件53的设置位置的高度高于所述第一驱动元件52的设置位置。当然,在本申请其他示例中,所述第一驱动元件52和所述第二驱动元件53在高度方向上也可以呈现为其他相对位置关系,例如,所述第一驱动元件52和所述第二驱动元件53在高度方向上部分重叠,对此,并不为本申请所局限。
为了更为充分地利用所述驱动组件50的内部空间,在本申请实施例中,如图13至图17所示,所述第二驱动元件53被固定于所述防抖载体54的一个转角处。
相应地,在本申请实施例中,所述第二驱动元件53包括压电元件531、驱动杆532以及夹持件533。如图13至图17所示,在本申请实施例中,所述压电元件531被固定于所述防抖载体54,所述驱动杆532自所述压电元件531往上延伸,所述夹持件533被安装于所述驱动杆532上且与所述驱动杆532保持摩擦接触。
具体地,在本申请实施例中,所述夹持件533的一端夹持于所述驱动杆532以保持与所述驱动杆532的摩擦接触,而所述夹持件533的另一端则***于所述对焦载体55,这样,当所述驱动杆532在所述压电元件531的驱动下发生移动时,所述夹持件533因与所述驱动杆532保持摩擦接触且由于惯性作用,所述夹持件533会带着所述对焦载体55做步进运动以进行光学对焦。也就是说,在本申请实施例中,所述夹持件533具有两个夹持部,其中,一个夹持部用于夹持所述驱动杆532与所述夹持件533之间保持摩擦接触,而另一个夹持部用于***所述对焦载体55以使得所述夹持件533被固定于所述对焦载体55。
值得一提的是,在本申请实施例中,所述夹持件533也可以仅设有一个夹持部,例如,将所述夹持件533与所述对焦载体55一体成型,而所述夹持件533通过一个夹持部与所述驱动杆532之间保持摩擦接触。应注意到,所述第二驱动元件53的压电元件531、驱动杆532和夹持件533沿着所述Z轴方向排列,因此,当所述夹持件533与所述对焦载体55一体成型时,可减小所述第二驱动元件53在后续组装过程中带来的误差。
为了导引所述对焦载体55的移动以提高所述对焦载体55的移动稳定性,在所述第二驱动元件53的对角位置处设置导向构件534。在本申请一个具体的示例中,所述导向构件534包括设置于所述对焦载体55的导环和穿过所述导环的导杆,其中,所述导杆沿着所述Z轴方向延伸。
为了进一步地提高所述驱动组件50的空间利用率,如图13至图17所示,在本申请实施例中,所述防抖载体54具有凹陷地形成于其中的容置槽540,所述对焦载体55被悬持地收容于所述容置槽540内,通过这样的方式,可避免所述摄像模组的高度尺寸的增加。为了避免所述对焦载体55在被所述第二驱动元件53所移动的过程中所述对焦载体55与所述防抖载体54之间发生碰撞,在本申请一个具体的示例中,进一步地,在所述容置槽540的内底表面设置向上凸起的限位凸起541,其中,所述限位凸起541沿着所述Z轴方向延伸。应可以理解,所述限位凸起541可以防止所述对焦载体55在移动过程中直接撞击所述防抖载体54,造成所述感光组件10损坏。
值得一提的是,在本申请实施例中,所述限位凸起541的数量大于等于2,即,所述防抖载体54至少包括两个所述限位凸起541,其分别被设置于所述防抖载体54相对的两侧面,以避免所述对焦载体55产生倾斜。
如图13至图17所示,所述驱动组件50进一步包括位置感测元件58,用于监测所述感光组件10的位置。具体地,在本申请实施例中,所述位置感测元件58包括用于感测所述感光组件10在X轴方向上的位置的位置感测元件58和用于感测所述感光组件10的在Y轴方向上的位置的位置感测元件58。在本申请一个具体的示例中,所述位置感测元件58被设置于所述基底512上且与所述磁石521相对设置,用以感测所述磁石521的移动位置。当然,在本申请其他示例中,所述位置感测元件58还可以被设置于其他位置,例如,将所述位置感测元件58设置于所述线圈522内,也可以设置于所述线圈522的背面,或者,将所述位置感测元件58设置于第一驱动元件52的电连接板上,以方便所述位置感测元件58的电路导通。
如图13至图17所示,在本申请实施例中,所述驱动组件50进一步包括用于实现电路导通的电连接元件59。具体地,所述电连接元件59包括用于导通所述第一驱动元件52的第一电路板591和用于导通所述第二驱动元件53的第二电路板592。特别地,在本申请一些示例中,所述第二电路板592的设置位置的高度大于所述第一电路板591的设置位置的高度。相应地,所述感光组件10的线路板11通过一软板沿着所述防抖载体54和所述上盖511之间的间隙往外延伸。
更具体地,在本申请实施例中,所述第一电路板591被设置于所述基底512的内底表面以利于所述第一驱动元件52的线圈522的导通。而所述第二电路板592则从所述防抖载体54的底面延伸至所述感光组件10的线路板11的软板并电连接于所述感光组件10的线路板11。
值得一提的是,在本申请实施例中,所述第一电路板591与所述感光组件10的线路板11分开导通并分别电连接至外界的电子器件,也就是说,所述第一电路板591和所述感光组件10的线路板11为在空间上相互独立的电连接结构,通过这样的设置方式,有助于减小所述感光组件10的线路板11反力的影响,即,所述感光组件10的线路板11在所述第一驱动元件52驱动所述感光组件10会产生与驱动方向相反的作用力。更进一步地,在本申请实施例中,所述第一电路板591的外界电连接端与所述感光组件10的线路板11的外界电连接端可以是同侧设置,也可以是异侧设置,对此,并不为本申请所局限。
综上,基于本申请实施例的摄像模组被阐明,其中,所述摄像模组的光学透镜100具有特定的光学***设计以使得在成像光线进入所述光学透镜100后,该成像光线适于在所述光学透镜100内发生至少两次反射后从所述光学透镜100射出。相应地,所述光学透镜100具有相对较大的横向尺寸和相对较重的重量,因此,所述摄像模组采用驱动感光组件10的方式来进行所述摄像模组的光学性能的调整。
本领域的技术人员应理解,上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明,在没有背离所述原理下,本发明的实施方式可以有任何变形或修改。
Claims (15)
1.一种摄像模组,其特征在于,包括:
感光组件;
被保持于所述感光组件的感光路径上的光学透镜,其中,所述光学透镜具有特定的光学***设计以使得在成像光线进入所述光学透镜后,该成像光线适于在所述光学透镜内发生至少两次反射后从所述光学透镜射出;以及,
用于驱动所述感光组件进行移动的驱动组件,其中,所述驱动组件包括驱动壳体和位于所述驱动壳体内的第一驱动元件,所述第一驱动元件在所述驱动壳体内的设置位置位于所述光学透镜的最外缘的内侧。
2.根据权利要求1所述的摄像模组,其中,所述光学透镜被安装于所述驱动组件的驱动壳体上。
3.根据权利要求2所述的摄像模组,其中,所述第一驱动元件适于驱动所述感光组件在所述感光组件所设定的平面内移动以进行光学防抖,所述驱动组件还包括位于所述驱动壳体内的第二驱动元件,所述第二驱动元件适于驱动所述感光组件沿着所述感光路径移动以进行光学对焦。
4.根据权利要求3所述的摄像模组,其中,所述第一驱动元件在所述驱动壳体内沿着所述驱动壳体所设定的水平方向设置,所述第二驱动元件在所述驱动壳体内沿着所述驱动壳体所设定的高度方向设置。
5.根据权利要求3所述的摄像模组,其中,所述第二驱动元件位于所述第一驱动元件的内侧。
6.根据权利要求3所述的摄像模组,其中,所述第二驱动元件在所述驱动壳体内的设置位置高于所述第一驱动元件。
7.根据权利要求3所述的摄像模组,其中,所述第一驱动元件为音圈马达,所述第二驱动元件为压电致动器。
8.根据权利要求3所述的摄像模组,其中,所述驱动壳体包括相互扣合的上盖和基底,相互扣合的所述上盖和所述基底形成用于***述第一驱动元件和所述第二驱动元件于其内的容置腔。
9.根据权利要求8所述的摄像模组,其中,所述驱动壳体还包括防抖载体和对焦载体,所述对焦载体被悬持地设置于所述防抖载体,其中,所述感光组件被设置于所述对焦载体,所述第二驱动元件被固定于所述防抖载体且适于驱动所述对焦载体沿着所述感光路径移动以带动所述感光组件沿着所述感光路径移动;所述第一驱动元件被设置于所述防抖载体和所述基底之间且适于驱动所述防抖载体在所述感光组件所设定的平面内移动以带动所述第二驱动元件、所述对焦载体和所述感光组件在所述感光组件所设定的平面内移动。
10.根据权利要求9所述的摄像模组,其中,所述第二驱动元件被固定于所述防抖载体的一个转角处。
11.根据权利要求9所述的摄像模组,其中,所述防抖载体具有凹陷地形成于其中的容置槽,所述对焦载体被悬持地收容于所述容置槽内。
12.根据权利要求11所述的摄像模组,其中,所述防抖载体还具有突出地形成于所述容置槽的内底表面的限位凸起,所述限位凸起位于所述对焦载体的下方。
13.根据权利要求9所述的摄像模组,其中,所述驱动组件进一步包括设置于所述基底和所述防抖载体之间的以不共线的方式布置的至少三支撑组件。
14.根据权利要求13所述的摄像模组,其中,所述至少三支撑组件包括位于所述基底和所述防抖载体之间的四个转角处的四个支撑组件。
15.根据权利要求1所述的摄像模组,其中,所述光学透镜的光学总长与其有效焦距之间的比值为0.01至0.5,所述光学透镜的高度小于等于7.5mm,所述光学透镜的视场角为1°-30°,所述光学透镜的光圈数为0.5-10,所述光学透镜的有效焦距与其像面的直径之间的比值为4.8-9.6。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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