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CN111866328A - 一种摄像头模组及移动终端 - Google Patents

一种摄像头模组及移动终端 Download PDF

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CN111866328A
CN111866328A CN201910364078.4A CN201910364078A CN111866328A CN 111866328 A CN111866328 A CN 111866328A CN 201910364078 A CN201910364078 A CN 201910364078A CN 111866328 A CN111866328 A CN 111866328A
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light
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郭利德
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Abstract

本申请提供了一种摄像头模组及移动终端,该摄像头模组包括底板,封装在所述底板上的用于折转光轴的反射镜,以及沿光轴排列的第一镜组及第二镜组;还包括用于驱动所述反射镜转动的防抖马达;其中,所述第二镜组包括多个用于折叠光线路径的反射面,且所述多个反射面中至少部分反射面为所述光线在设定角度照射时可透过的反射面。在上述技术方案中,通过在摄像头模组中增加第二镜组,该第二镜组上具有多个反射面以及可以透射的面,从而光线在穿过第二镜组时,可以折叠光线的路径,进而缩短摄像头模组的长度。

Description

一种摄像头模组及移动终端
技术领域
本申请涉及到摄像技术领域,尤其涉及到一种摄像头模组及移动终端。
背景技术
随着消费性电子手机的普及,手机摄像头已逐渐取代数码相机,随着对摄像的要求越来越高,长焦镜头在手机摄像头发展也越来越重要,要做到更高倍率受限于手机尺寸,如何在满足性能的前提将更高倍率的长焦摄像头小型化相当关键。如现有技术中采用的一种折叠透镜摄像头模组,通过采用光线反射的原理将通过第一光轴的光的方向改变到第二光轴上,并在图像传感器处形成像图像。但是使用单一反射元件折叠光路,光学总长没有根本性改变,其折叠摄像头模组焦距范围8-14mm,其望远比|TTL(Total track length,光学总长)/f(Focal length,焦距)|在0.8-1.2的范围内,较难适用于焦距大于14mm的长焦镜头,模组尺寸仍然较长。
发明内容
本申请提供了一种摄像头模组及移动终端,用以增加焦距的同时维持摄像头模组的小型化,进而提高摄像效果。
第一方面,提供了一种摄像头模组,该摄像头模组包括一个底板,以及封装在该底板上的用于折转光轴的反射镜,以及一个第一镜组以及第二镜组,其中,第一镜组及第二镜组沿光轴排列。还包括用于驱动所述反射镜转动的防抖马达,通过设置的该马达可以防止抖动对拍照带来的影响。在具体设置该第二镜组时,该第二镜组包括多个用于折叠光线路径的反射面,且所述多个反射面中至少部分反射面为所述光线在设定角度照射时可透过的反射面。在上述技术方案中,通过在摄像头模组中增加第二镜组,该第二镜组上具有多个反射面以及可以透射的面,从而光线在穿过第二镜组时,可以折叠光线的路径,进而缩短摄像头模组的长度,实现小型化。
在具体设置第二镜组的反射面时,该反射面包括第一反射面及第二反射面,所述第二反射面为所述光线在设定角度照射时可透过的反射面;其中,所述第二反射面的个数为至少三个。通过设置的第二反射面与第一反射面的配合折叠了光线在第二镜组内的传播路径。
在具体设置该第二镜组时,该第二镜组可以采用不同的结构形式,如采用单个透镜,或者采用多个透镜,在一个具体的实施方案中,所述第二镜组包括相对而置的第一棱镜及第二棱镜;其中,所述第一棱镜上设置有入光面,以及第二反射面及至少一个第一反射面;所述第二棱镜上设置有两个相对而置的所述第二反射面以及至少一个第一反射面,其中,所述两个第二反射面中远离所述第一棱镜的第二反射面为出光面。通过采用两个棱镜的配合来折叠光线在第二镜组中的传播路径。
在具体设置第一棱镜时,所述第一棱镜上设置有一个第二反射面,且所述第二反射面与所述入光面相邻而置,其中,所述第一棱镜的第二反射面与所述入光面的夹角介于19.5°-25.5°的范围内。如在一个具体的可实施方案中,所述第一棱镜上的第二反射面与所述入光面的夹角为22.5°。
在具体设置第一棱镜时,所述第一棱镜上设置有一个第一反射面,且所述第一反射面与所述第二反射面分列在所述入光面两侧;其中,所述第一棱镜的第一反射面与所述入光面的夹角介于109.5-115.5°范围内。如在一个具体的可实施方案中,所述第一棱镜的第一反射面与所述入光面的夹角为112.5°。
在具体设置第二棱镜时,所述第二棱镜上的出光面与所述入光面平行。
此外,该第二棱镜具有一个第一反射面,且所述第二棱镜的第一反射面与所述出光面的夹角介于64.5°-70.5°范围内。如在一个具体的可实施方案中,所述第二棱镜的第一反射面与所述出光面的夹角为67.5°。
在具体设置第二棱镜时,所述第二棱镜的另一第二反射面分别与所述第一反射面及出光面相邻;且所述第二棱镜的另一第二反射面与所述出光面的夹角介于42.5°-48.5°范围内。如在一个具体的可实施方案中,所述第二棱镜的另一第二反射面与所述出光面的夹角为45°。
在具体设置摄像头模组时,所述摄像头模组的望远比率:|TTL/f|≤0.85。其中,望远比:指的是光学总长和焦距的比值。其中,光学总长为从第一透镜元件的物体侧表面沿光轴至成像面的总长度。
在具体设置摄像头模组时,所述摄像头模组的后截距与有效焦距的比值:|BFL/f|≤0.4。其中,后截距为从最后一片透镜元件的像侧表面沿光轴至成像面的总长度。
在具体设置第一镜组时,该第一镜组可以采用不同的结构,如所述第一镜组包括:正光焦度的第一透镜和具有负光焦度的第二透镜;且所述第一透镜、第二透镜沿物侧到像侧排列。
在具体设置上述的第一透镜及第二透镜时,所述第一透镜与所述第二透镜的折射率Nd≥1.55,且所述第二透镜的阿贝数Vd≤32。或者还可以采用所述第一透镜的折射率Nd≥1.53,所述第二透镜的折射率Nd≥1.62,所述第二透镜的阿贝数Vd≤25。
除上述结构外,第一镜组还可以采用其他的结构,如所述第一镜组包括具有正光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜以及具有负光焦度的第三透镜;且所述第一透镜、第二透镜及第三透镜沿物侧到像侧排列。
在具体设置上述的三个透镜时,所述第一透镜与第二透镜的折射率Nd≥1.55,所述第二透镜的阿贝数Vd≤32,所述第三透镜的阿贝数Vd≥50。
在设置反射镜时,该反射镜为棱镜或者平面镜;其中,所述棱镜或平面镜位于所述第一镜组之前;或所述棱镜或平面镜位于所述第一镜组的任意两个透镜之间。
此外,该摄像头模组还包括位于所述第一镜组靠近物侧的一侧的可变曲面透镜。通过设置的可变曲面透镜也可以实现防抖。
在具体设置该可变曲面透镜时,该可变曲面透镜为液态透镜。通过液态透镜的形态发生改变,来实现防抖的效果。
在具体设置上述的防抖马达时,该所述防抖马达为形状记忆合金丝马达、电磁马达或者压电马达。
在具体设置第一镜组时,所述第一镜组为扁平状的镜组。
第二方面,提供了一种移动终端,该移动终端包括壳体以及设置在所述壳体内的上述任一项所述的摄像头模组。在上述技术方案中,通过在摄像头模组中增加第二镜组,该第二镜组上具有多个反射面以及可以透射的面,从而光线在穿过第二镜组时,可以折叠光线的路径,进而缩短摄像头模组的长度。
附图说明
图1为本申请实施例的摄像头模组的结构参考图;
图2为本申请实施例提供的第二镜组的各面的角度示意图;
图3为本申请实施例提供的另一种摄像头模组的结构参考图;
图4为本申请实施例提供的另一种摄像头模组的结构参考图;
图5为本申请实施例提供的另一种摄像头模组的结构参考图;
图6为本申请实施例提供的另一种摄像头模组的结构参考图;
图7为本申请实施例提供的另一种摄像头模组的结构参考图;
图8为本申请实施例提供的防抖马达与反射镜的配合示意图;
图9为本申请实施例提供的另一种摄像头模组的结构参考图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
为了方便理解本申请实施例提供的摄像头模组,首先说明一下其应用场景,该摄像头模组应用于移动终端中,如笔记本电脑、平板电脑或者手机等常见的移动终端。在使用时,该摄像头模组固定在移动终端内并可用于摄像或拍照,但是由于移动终端的逐渐薄型化发展,限制了摄像头模组的尺寸不易过大,极大地影响到摄像头的摄像效果。为此本申请实施例提供了一种摄像头模组,下面结合具体的附图对其结构进行详细说明。
本申请实施例提供的摄像头模组可以采用潜望式的摄像头模组。如图1中所示,图1中示出了本申请实施例提供的一种摄像头模组的具体结构,该摄像头模组采用的是潜望式的摄像头模组,此时,该摄像头模组包括一个底板50,以及封装在底板50上并用于折转光轴的反射镜10、沿光轴排列的第一镜组20及第二镜组30,在设置反射镜10时,反射镜10可以设置在第一镜组10之前,也可以设置在第一镜组20中的透镜之间。如图1中所示,该摄像头模组具有两个光轴,分别为第一光轴及第二光轴,在光线射入到摄像头模组时,光线沿第一光轴射入到摄像头模组内,并通过摄像头模组的反射镜10反射到第二光轴上,在传播过程中照射到摄像头模组中的透镜中,光线在穿过透镜后照射到感光器40上感光,且在透镜与感光器之间还可以设置滤光片(图中未标示)。下面以潜望式的摄像头模组为例对本申请实施例提供的第一镜组20及第二镜组30分别进行描述。
首先,说明一下本申请实施例提供的第一镜组20及第二镜组30,其中,第一镜组20为Lens镜组,而第二镜组30为用于折叠光线路径的镜组。在具体设置第一镜组20及第二镜组30时,第一镜组20及第二镜组30沿光轴设置并通过底板50承载上述的第一镜组20及第二镜组30。并且在具体设置时第一镜组20及第二镜组30时,第一镜组20及第二镜组30均可以包含不同个数的透镜,如第一镜组20可以包含一个透镜,也可以包含两个或两个以上的透镜,在具体设置时可以根据实际需要而定。在第一镜组20包含两个或两个以上的透镜时,两个或两个以上的透镜可以均沿第一光轴设置,也可以均沿第二光轴设置,或者部分沿第一光轴设置,部分沿第二光轴设置,在具体设置时可以根据需要进行限定。另外在具体设置第一镜组20中的透镜时,可以根据需要选择不同的透镜。而对于第二镜组30,在设置时,该第二镜组30包含多个用于折叠光线路径的反射面。光线在传播到第二镜组30内时,通过设置的多个反射面可以使得光线在射入到第二透镜L2组内后经过多个反射面的反射来折叠光线的传播路径,并且在设置多个反射面时其中的至少部分反射面为所述光线在设定角度照射时可透过的反射面,从而可以使得光线从第二镜组30中射出。在具体设置该多个反射面时,可以通过采用不同的棱镜来实现。
为了方便描述第二镜组30中的反射面,对上述的反射面按照其功能进行了划分,分别命名为第一反射面及第二反射面,其中,第一反射面为进行全反射的反射面,不会有光线透过的反射面,而第二反射面为光线在设定角度照射时可透过的反射面。在设置第一反射面及第二反射面时,第一反射面及第二反射面可以根据需要进行设置。此外,为了大幅减小后截距,后截距为从最后一片透镜元件的像侧表面沿光轴至成像面的总长度。设置的第二反射面的个数为至少三个,如采用三个、四个、或者五个第二反射面。在具体设置上述的第一反射面及第二反射面时,该第一反射面及第二反射面为棱镜上的面,因此,本申请实施例提供的第二镜组30包含至少一个棱镜,如通过一个棱镜形成上述的第一反射面及第二反射面,或者通过两个及两个以上的棱镜形成上述的第一反射面及第二反射面。
以第二镜组30具有两个棱镜为例,为例方便描述,将两个棱镜分别命名为第一棱镜31及第二棱镜32,并且第一棱镜31及第二棱镜32之相对而置,其中,第一棱镜31及第二棱镜32的折射率Nd≥1.8,如1.9、2.0、2.1等不同的折射率。在具体设置第一棱镜31及第二棱镜32时,第一棱镜31及第二棱镜32沿第二光轴方向上具有空气间隙,使得光线进入到第二镜组30时全视场光线通过第一反射面可以至少发生两次全反射,以折叠光线路径,进而缩短摄像头模组的物理长度。
在具体设置第一棱镜31及第二棱镜32时,如图2所示,第一棱镜31设置有入光面311,第二棱镜32设置有出光面323,且出光面323与入光面311位于第一棱镜31及第二棱镜32上相对远离的两个面。在光线传播到第二镜组30时,通过入光面311射入到第二镜组30中,之后在第二镜组30内经第一反射面及第二反射面进行反射和透射后出光面323射出。为了方便理解本申请实施例提供的第一棱镜31及第二棱镜32,结合图1及图2对其结构进行详细说明。
如图1及图2所示,第一棱镜31及第二棱镜32相对而置,并且两者之间间隔有空气间隙。对于第一棱镜31及第二棱镜32来说,其均包含有上述的第一反射面及第二反射面,并且第一反射面及第二反射面的个数可以根据需要进行设定。下面以图2中所示的第二透镜L2组为例对第二镜组30为例进行说明。首先说明一下第一棱镜31的结构,该第一棱镜31包含入光面311、一个第一反射面312及一个第二反射面313,其中,第二反射面313与入光面311相邻而置,且第一反射面312与第二反射面313分列在入光面311两侧。此外,第一反射面312、第二反射面313与入光面311之间呈不同的角度,如第二反射面313与所述入光面311的夹角介于19.5°-25.5°的范围内。具体的可以为20°、22.5°、24°、25.5°等不同的角度。而第一棱镜31的第一反射面312与入光面311的夹角介于109.5-115.5°范围内。具体的可以为109.5°、110.5°、112.5°、115.5°等不同的角度。在光线从第一棱镜31的入光面311射入到第一棱镜31内时,首先照射到第二反射面313上,该第二反射面313对光线进行全反射后照射到第一反射面312,再经由第一反射面312进行全反射后照到第二反射面313上并穿过第二反射面313后射出。
经第二反射面313透射出的光线,射入到第二棱镜32中,该第二棱镜32包含两个相对而置的第二反射面以及一个第一反射面322,且两个第二反射面及一个第一反射面之间分别成一定的夹角。如第二棱镜32的第一反射面322与出光面323的夹角介于64.5°-70.5°范围内。具体的可以为64.5°、65.5°、67.5°、68.5°、70.5°等不同的角度。而第二棱镜32的另一第二反射面321与出光面323的夹角介于42.5°-48.5°范围内。具体的可为42.5°、44.5°、45°、47.5°、48.5°等不同的角度。其中,两个第二反射面中的一个第二反射面为出光面323,另外一个第二反射面321与第一棱镜31的第二反射面313平行而置并作为第二棱镜32的入射面。且第二棱镜32的另一第二反射面321分别与第一反射面322及出光面323相邻。在光线由第一棱镜31的第二反射面射出后,通过第二棱镜32的第二反射面321进入到第二棱镜32中,之后光线照射到作为出光面323的第二反射面上并在该第二反射面上进行全反射,反射后的光线照射到第一反射面322上,并经第一反射面322反射后反射到作为第二棱镜32的入射面的第二反射面321上进行全反射,之后光线从出光面323射出,完成在第二镜组30内的传播。由上述描述可以看出,光线在第二镜组30中经历了五次全反射,从而折叠了光线的传播路径,而缩短摄像头模组的物理长度。如在本申请实施例提供的摄像头模组中,摄像头模组的望远比率:|TTL/f|≤0.85。其中,望远比:指的是光学总长和焦距的比值。其中,光学总长为从第一透镜元件的物体侧表面沿光轴至成像面的总长度。而摄像头模组的后截距与有效焦距的比值:|BFL/f|≤0.4。其中,后截距为从最后一片透镜元件的像侧表面沿光轴至成像面的总长度。
对于第一镜组20与第二镜组30配合时,该第一镜组20可以包含多个透镜,下面分别举例对其进行说明。
首先参考图3,图3示出了摄像头模组在第二光轴上的XZ平面图,该摄像头模组是为覆盖470nm到650nm的可见光谱设计的摄像头模组。其中,该摄像头模组包括用于折转光轴的反射镜10,置于镜组件物方空间,使光线从第一光轴折转到第二光轴。
其中的第一镜组20包括具有正光焦度的第一透镜L1和具有负光焦度的第二透镜L2,并且光圈位于第一透镜L1前,其中,具有正光焦度并且具有凸的物侧表面的第一透镜L1在摄像头模组中起到聚集光线的作用;具有负光焦度并且具有凹的像侧表面的第二透镜L2校正了摄像头模组中不同波长光线产生的色差,该第二透镜L2具有弯月形状弯向像侧的结构校正边缘光线像差,合理参数配置使成像镜组件有效焦距=31mm,经过第一镜组20入射到第二镜组30入光口平面的主光线角小于8°。
一并参考表1A-1C,表1A-表1C提供了图3所示的摄像头模组的各种光学和物理参数值,可提供足够的摄远焦距和较小的主光线角。
在具体设置第二镜组30时,其包括第一棱镜31及第二棱镜32,并且在具体设置第一棱镜31及第二棱镜32时,第一棱镜31及第二棱镜32上的第一反射面、第二反射面的夹角可以参考上述中的具体描述,在此不再赘述。第一镜组20传播的光线射入到第二镜组30中,且光线在第二镜组30,第二镜组30至少发生五次反射。且在具体设置第二镜组30时,该第二镜组30沿第二光轴方向长度小于9mm,沿第一光轴方向高度小于7mm,总体积小于820立方厘米。
如图3中所示,在光线多次反射折叠光路,极大地减小后截距,实现摄像头模组望远比率|TTL/f|=0.54,摄像头模组后截距与有效焦距的比值|BFL/f|=0.36,从而缩减摄像头模组的总长;
表1A
焦距 31
F值 5.2
半FOV 4.6°
总轨道长度TTL 16.8
摄远比率TTL/f 0.78
设计波长 650nm,610nm,555nm,510nm,470nm
表1B
Figure BDA0002047676400000061
表1C
S# K A B C D
8 0 4.54E-04 4.59E-05 -4.64E-06 3.11E-07
9 0 2.53E-03 -1.89E-04 1.06E-05 2.05E-07
10 0 -6.97E-04 -7.52E-04 9.35E-05 -3.76E-06
11 0 -5.80E-03 -1.08E-03 1.76E-04 -1.34E-05
在图3所示的结构中,采用第二镜组30置于第一镜组20与感光器40之间,使光线发生多次反射折叠,优化调节第一镜组20光线进入第二镜组30的入射角,并且通过设置第二镜组30倾斜角以及折射率参数以使全视场光线至少发生五次反射,其中实现两次以上全反射,有效缩减摄像头模组在第二光轴上的物理长度,从而减少摄像头模组的尺寸。此外,第一镜组20及第二镜组30中采用至少一片非球面透镜组成的成像镜组件,采用具有正光焦度的第一透镜L1和具有负光焦度的第二透镜L2,且第一透镜L1与第二透镜L2材质折射率Nd≥1.55,第二透镜L2阿贝数Vd≤32;此外,非球面镜片沿模组高度方向使用去边化镜片,其镜筒及支架一体化注塑成型,有利于控制模组高度尺寸小于7mm。
如图4所示,该图4示出了摄像头模组在第二光轴上的XZ平面(平行于图1中底板50的平面)图,该摄像头模组是为覆盖470nm到650nm的可见光谱设计的摄像头模组。其中,该摄像头模组包括用于折转光轴的反射镜10,置于镜组件物方空间,使光线从第一光轴折转到第二光轴。
继续参考图4,该第一镜组20是包括采用具有正光焦度的第一透镜L1、具有负光焦度的第二透镜L2以及具有负光焦度的第三透镜L3。并且光圈位于第一透镜L1前。其中,采用具有正光焦度的第一透镜L1、具有负光焦度的第二透镜L2以及具有负光焦度的第三透镜L3,且第一透镜L1与第二透镜L2材质折射率Nd≥1.55,第二透镜L2阿贝数Vd≤32,第三透镜L3阿贝数Vd≥50;合理的优化配置进一步提高摄像头模组的成像质量。如表2A~表2C,其中表2A-2C提供了如图4所示的摄像头模组的各种光学和物理参数值,可提供足够的摄远焦距和较小的主光线角。
在具体设置第二镜组30时,其包括第一棱镜31及第二棱镜32,并且在具体设置第一棱镜31及第二棱镜32时,第一棱镜31及第二棱镜32上的第一反射面、第二反射面的夹角可以参考上述中的具体描述,在此不再赘述。第一镜组20传播的光线射入到第二镜组30中,且光线在第二镜组30,第二镜组30至少发生五次反射。且在具体设置第二镜组30时,该第二镜组30沿第二光轴方向长度小于9mm,沿第一光轴方向高度小于7mm,总体积小于820立方厘米。
表2A
Figure BDA0002047676400000071
表2B
Figure BDA0002047676400000072
表2C
S# K A B C D
8 0 6.59E-05 8.64E-06 0 0
9 0 8.58E-04 -2.54E-05 0 0
10 0 -5.74E-04 -1.50E-05 0 0
11 0 -2.19E-03 -7.37E-06 0 0
12 0 -4.69E-04 -7.20E-06 0 0
13 0 -6.56E-05 1.37E-05 0 0
在采用上述摄像头模组时,.第二镜组30使全视场光线至少发生五次反射;多次反射折叠光路,极大地减小光学后截距,实现摄像头模组望远比率|TTL/f|=0.56,摄像头模组后截距与有效焦距的比值|BFL/f|=0.38,从而缩减潜望式摄像头模组总长。
如图5所示,图5示出了摄像头模组在第二光轴上的XZ平面图,该摄像头模组是为覆盖470nm到650nm的可见光谱设计的摄像头模组。其中,该摄像头模组包括用于折转光轴的反射镜10,置于镜组件物方空间,使光线从第一光轴折转到第二光轴。
继续参考图5中所示,该第一镜组20是包括具有正光焦度的第一透镜L1和具有负光焦度的第二透镜L2,并且光圈位于第一透镜L1前。其中,第一透镜L1材质折射率Nd≥1.53,第二透镜L2材质折射率Nd≥1.62,阿贝数Vd≤25,第一透镜L1及第二透镜L2材质可为光学树脂。
一并参考表3A-3C,表3A~表3C示出了图5所示的摄像头模组的各种光学和物理参数值,可提供足够的摄远焦距和较小的主光线角。
在具体设置第二镜组30时,其包括第一棱镜31及第二棱镜32,并且在具体设置第一棱镜31及第二棱镜32时,第一棱镜31及第二棱镜32上的第一反射面、第二反射面的夹角可以参考上述中的具体描述,在此不再赘述。第一镜组20传播的光线射入到第二镜组30中,且光线在第二镜组30,第二镜组30至少发生五次反射。且在具体设置第二镜组30时,该第二镜组30沿第二光轴方向长度小于9mm,沿第一光轴方向高度小于7mm,总体积小于820立方厘米。
表3A
焦距 31
F值 4.8
半FOV 4.55°
总轨道长度TTL 21.4
摄远比率TTL/f 0.8
设计波长 650nm,610nm,555nm,510nm,470nm
表3B
Figure BDA0002047676400000081
表3C
S# K A B C D
1 0 1.58E-03 -5.95E-05 2.41E-06 6.49E-08
2 0 7.22E-03 -8.02E-04 5.45E-05 -1.18E-06
3 0 6.97E-03 -1.81E-03 1.55E-04 -5.37E-06
4 0 1.86E-03 -2.61E-03 2.97E-04 -1.73E-05
在上述结构中,第二镜组30使全视场光线至少发生五次反射;多次反射折叠光路,极大地减小光学后截距,实现摄像头模组望远比率|TTL/f|=0.69,摄像头模组后截距与有效焦距的比值|BFL/f|=0.34,从而缩减潜望式摄像头模组总长。
如图6中所示,图6示出了摄像头模组在第二光轴上的XZ平面图,该摄像头模组是为覆盖470nm到650nm的可见光谱设计的摄像头模组。其中,该摄像头模组包括用于折转光轴的反射镜10,置于镜组件物方空间,使光线从第一光轴折转到第二光轴。
其中的第一镜组20是包括采用具有正光焦度的第一透镜L1及具有负光焦度的第二透镜L2。光圈位于第一透镜L1前,其中,采用具有正光焦度的第一透镜L1和具有负光焦度的第二透镜L2,且第一透镜L1材质折射率Nd≥1.53,第二透镜L2材质折射率Nd≥1.62,阿贝数Vd≤25。并且在设置反射镜10时将其置于第一镜组20两个透镜之间,如图6中所示,反射镜10设置在了第一透镜L1与第二透镜L2之间,并且使光线从第一光轴折转到第二光轴,同时有利于加大光圈,缩短摄像头模组总长度。
一并参考表4A~表4C,该表4A-4C提供了如图6所示的摄像头模组的各种光学和物理参数值,可提供足够的摄远焦距和较小的主光线角。
该第二镜组30可以具有两个棱镜元件复合而成,其棱镜折射率Nd≥1.8,且棱镜元件之间沿光轴具有不为0的空气间隙,使经过第一镜组20进入到第二镜组30的全视场光线在第二镜组30内至少可以发生两次全反射;并且第二镜组30沿第二光轴方向长度小于9mm,沿第一光轴方向高度小于7mm,总体积小于820立方厘米。
表4A
焦距 31
F值 5.0
半FOV 4.5°
总轨道长度TTL 19.6
摄远比率TTL/f 0.63
设计波长 650nm,610nm,555nm,510nm,470nm
表4B
Figure BDA0002047676400000091
表4C
S# K A B C D
1 0 -2.60E-03 2.11E-04 -1.40E-05 1.88E-07
2 0 -3.12E-03 2.97E-04 -2.05E-05 4.21E-07
3 0 -7.67E-03 1.89E-03 -2.49E-04 1.25E-05
4 0 -8.85E-03 2.49E-03 -3.92E-04 2.32E-05
在图6所示的结构中,第二镜组30使全视场光线至少发生五次反射;多次反射折叠光路,极大地减小光学后截距,实现摄像头模组望远比率|TTL/f|=0.63,摄像头模组后截距与有效焦距的比值|BFL/f|=0.34,从而缩减潜望式摄像头模组总长。
如图7中所示,图7为小型化潜望式摄像头模组500在第二光轴上的YZ平面图,是为覆盖470nm到650nm的可见光谱设计的紧凑成像透镜摄像头模组;其包括用于折转光轴的反射镜10,该反射镜10可置于镜组件各个透镜之间,使光线从第一光轴折转到第二光轴;
而第一镜组20是包括具有正光焦度的第一透镜L1和具有负光焦度的第二透镜L2,光圈位于第一透镜L1前,采用具有正光焦度的第一透镜L1和具有负光焦度的第二透镜L2,且第一透镜L1材质折射率Nd≥1.53,第二透镜L2材质折射率Nd≥1.62,阿贝数Vd≤25;并且在设置反射镜10时将其置于第一镜组20两个透镜之间,如图7中所示,反射镜10设置在了第一透镜L1与第二透镜L2之间,并且使光线从第一光轴折转到第二光轴,同时有利于加大光圈,缩短摄像头模组总长度。
表5A-5C提供了如图8所示的摄像头模组500的各种光学和物理参数值,可提供足够的摄远焦距和较小的主光线角。
3.用于多次反射以折叠光路的第二镜组30,其中,光线在第二镜组30至少发生五次反射;
第二镜组30可以具有两个棱镜元件复合而成,其棱镜折射率Nd≥1.8,且棱镜元件之间沿光轴具有不为0的空气间隙,使经过第一镜组20进入到第二镜组30的全视场光线在第二镜组30内至少可以发生两次全反射;第二镜组30沿第二光轴方向长度小于9mm,沿第一光轴方向高度小于7mm,总体积小于820立方厘米。
表5A
焦距 40mm
F值 6.22
半FOV 3.6°
总轨道长度TTL 24.8
摄远比率TTL/f 0.62
设计波长 650nm,610nm,555nm,510nm,470nm
表5B
Figure BDA0002047676400000101
表5C
S# K A B C D
1 0 -2.61E-03 2.25E-04 -1.33E-05 2.12E-07
2 0 -2.94E-03 3.08E-04 -1.95E-05 4.02E-07
3 0 -5.90E-03 1.83E-03 -2.30E-04 1.06E-05
4 0 -7.68E-03 2.67E-03 -3.97E-04 2.17E-05
在采用如图7所述的结构时,通过镜片参数配置合理,可实现焦距f≥40mm的同时保持摄像头模组望远比率|TTL/f|=0.62,摄像头模组后截距与有效焦距的比值|BFL/f|=0.37,缩减潜望式摄像头模组总长。
通过上述描述可以看出,在具体设置第一镜组20、第二镜组30及反射镜10时,可以根据需要进行排列。但是第一镜组20及第二镜组30在排列时,按照由物侧到像侧的方式进行排列。此外,在上述第二镜组30中,仅以两个具体的第一棱镜31及第二棱镜32进行举例进行的说明。但是在实际设置中,该第一棱镜31及第二棱镜32除了上述列举的面外,还可以包括其他的面,如该第一棱镜31上设置有入光面311,以及第二反射面及至少一个第一反射面;第二棱镜32上设置有两个相对而置的第二反射面以及至少一个第一反射面。即可以通过设置更多的反射面来改变光线路径,缩短摄像头模组长度。
在上述实施例中,设置的反射镜10可以采用不同的镜来实现,如该反射镜10可以为平面镜或者棱镜,当然还可以为其他的能够实现反射光线的镜子。
此外,在摄像头模组使用时,容易出现抖动影响到拍摄的效果。因此在设置摄像头模组时,如图8中所示,该摄像头模组还包括一个防抖马达,该防抖马达用于驱动反射镜10转动,通过防抖马达带动反射镜10沿不同的轴线转动,以实现防抖的效果。在具体设置时,该防抖马达可以选择不同的马达,如采用形状记忆合金丝马达、电磁马达或者压电马达。以电磁马达为例,如图8中所示,在设置时,反射镜10设置在支架60上,而压电马达70包含两组线圈71以及两组磁石72,通过线圈以及磁石配合驱动棱镜的绕进光轴以及绕点头轴旋转,从而可以实现摄像头模组的光学防抖。
当然,除了上述通过防抖马达外,还可以采用其他的方式来实现防抖,如图9中所示,在图9所示的结构中,该摄像头模组还包括位于第一镜组20靠近物侧的一侧的可变曲面透镜80。在图9中,在第一镜组20与反射镜10之间设置了一个可变曲面透镜80,通过改变可变曲面透镜80的曲面来实现防抖效果。在具体实现时,该可变曲面透镜为液态透镜。该液态镜头具有一个封装液体的膜层以及驱动该膜层发生形变的驱动器,通过驱动器来驱动膜层的不同位置发生形变从而可以实现防抖的效果。当然在具体实现防抖时,可以单独通过可变曲面透镜80来实现,也可以通过防抖马达来实现,同时也可以两种方式一起应用来改善防抖效果。
此外,该液态镜头除了用于防抖,还可以用于实现调焦,在使用液态镜头调焦时,通过驱动器驱动膜材伸缩从而达到调焦的效果。
除了上述的调焦方式外,还可以采用第一镜组20实现调焦。在具体设置时,通过采用第一镜组20可以相对底板10沿光轴移动的方式来实现调焦,摄像头模组还设置了一个用于驱动第一镜组20移动的驱动马达,在使用时,通过设置的驱动马达来驱动第一镜组20的位置,以实现对焦。其中的驱动马达可以采用现有技术中常见的能够驱动部件移动的马达。当然除了上述方式外,还可以采用驱动第一镜组20中靠近第二镜组30的一个透镜移动的方式实现调焦,如在具体设置第一镜组20时,该第一镜组20包括一个第一透镜L1以及第二透镜L2,其中,第二透镜L2位于第一透镜L1及第二镜组30之间,并且在设置第二透镜L2时,第二透镜L2可相对底板10沿光轴(第二光轴)移动。通过设置驱动马达带动第二镜头L2移动也可实现调焦的效果。
在设置第一镜组20及第二镜组30时,为了方便降低整个摄像头模组的厚度,如图1中所示在设置的第一镜组20为扁平状的镜头组。即第一镜组20中的透镜中进行扁平化处理,如设置的各个透镜不是采用常见的镜头的圆形,而是采用扁平的透镜,所谓的扁平的透镜值得是,透镜具有朝向底板50的平面以及背离底板50的平面,对于第一镜组20中的部件可以理解成将圆形的透镜进行切割,形成两个平面,从而方便将第一镜组20封装在底板50上,同时还可以降低第一镜组20的厚度。此外,对于第二镜组30采用菱形的透镜,其也具有朝向和背离底板50的两个平面,且在设置时,第一镜组20的厚度与第二镜组30的厚度近似相等,上述的厚度指的是第一镜组20与第二镜组30在垂直于底板50的放置面的厚度。
本申请实施例还供了一种移动终端,该移动终端可以为手机、平板电脑、笔记本电脑等常见的移动终端。但是无论采用上述哪一个移动终端,其均包括壳体以及设置在所述壳体内的上述任一项所述的摄像头模组。在上述技术方案中,通过在摄像头模组中增加第二镜组30,该第二镜组30上具有多个反射面以及可以透射的面,从而光线在穿过第二透镜L2组时,可以折叠光线的路径,进而缩短摄像头模组长度,使得移动终端内可以放入焦距更大的摄像头模组。
以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种摄像头模组,其特征在于,包括:底板,封装在所述底板上的用于折转光轴的反射镜,以及沿光轴排列的第一镜组及第二镜组;还包括用于驱动所述反射镜转动的防抖马达;其中,
所述第二镜组包括多个用于折叠光线路径的反射面,且所述多个反射面中至少部分反射面为所述光线在设定角度照射时可透过的反射面。
2.根据权利要求1所述的摄像头模组,其特征在于,所述反射面包括第一反射面及第二反射面,所述第二反射面为所述光线在设定角度照射时可透过的反射面;其中,所述第二反射面的个数为至少三个。
3.根据权利要求2所述的摄像头模组,其特征在于,所述第二镜组包括相对而置的第一棱镜及第二棱镜;其中,
所述第一棱镜上设置有入光面,以及第二反射面及至少一个第一反射面;
所述第二棱镜上设置有两个相对而置的所述第二反射面以及至少一个第一反射面,其中,所述两个第二反射面中远离所述第一棱镜的第二反射面为出光面。
4.根据权利要求3所述的摄像头模组,其特征在于,所述第一棱镜上设置有一个第二反射面,且所述第二反射面与所述入光面相邻而置,其中,
所述第一棱镜的第二反射面与所述入光面的夹角介于19.5°-25.5°的范围内。
5.根据权利要求4所述的摄像头模组,其特征在于,所述第一棱镜上设置有一个第一反射面,且所述第一反射面与所述第二反射面分列在所述入光面两侧;其中,
所述第一棱镜的第一反射面与所述入光面的夹角介于109.5-115.5°范围内。
6.根据权利要求3~5任一项所述的摄像头模组,其特征在于,所述第二棱镜上的出光面与所述入光面平行。
7.根据权利要求6所述的摄像头模组,其特征在于,所述第二棱镜具有一个第一反射面,且所述第二棱镜的第一反射面与所述出光面的夹角介于64.5°-70.5°范围内。
8.根据权利要求7所述的摄像头模组,其特征在于,所述第二棱镜的另一第二反射面分别与所述第一反射面及出光面相邻;且所述第二棱镜的另一第二反射面与所述出光面的夹角介于42.5°-48.5°范围内。
9.根据权利要求1~8任一项所述的摄像头模组,其特征在于,所述摄像头模组的望远比率:|TTL/f|≤0.85。
10.根据权利要求9所述的摄像头模组,其特征在于,所述摄像头模组的后截距与有效焦距的比值:|BFL/f|≤0.4。
11.根据权利要求1~10任一项所述的摄像头模组,其特征在于,所述反射镜为棱镜或者平面镜;其中,
所述棱镜或平面镜位于所述第一镜组之前;或
所述棱镜或平面镜位于所述第一镜组的任意两个透镜之间。
12.根据权利要求1~11任一项所述的摄像头模组,其特征在于,还包括位于所述第一镜组靠近物侧的一侧的可变曲面透镜。
13.根据权利要求12所述的摄像头模组,其特征在于,所述可变曲面透镜为液态透镜。
14.根据权利要求1~13任一项所述的摄像头模组,其特征在于,所述防抖马达为形状记忆合金丝马达、电磁马达或者压电马达。
15.根据权利要求1~14任一项所述的摄像头模组,其特征在于,所述第一镜组为扁平状的镜组。
16.一种移动终端,其特征在于,包括壳体以及设置在所述壳体内的如权利要求1~15任一项所述的摄像头模组。
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