CN119535717A - 光学镜头、摄像头模组及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及光学镜头、摄像头模组及电子设备。光学镜头包括第一光学元件、第二光学元件和第三光学元件;第一光学元件包括第一光折叠元件,第一光折叠元件将光轴的传播方向由第一方向改变为第二方向,第二方向与第一方向相交;第二光学元件位于第一光学元件的像侧,第二光学元件包括至少一片透镜;第三光学元件包括第二光折叠元件,第二光折叠元件包括顶面、底面和N个侧面,N≥5,顶面和底面沿第一方向排列且相互平行,顶面为N边形,N个侧面包括入光面、出光面和至少两个反射面,每个侧面均连接于顶面与底面之间。本申请实施例中的光学镜头的结构紧凑、尺寸小,具有小型化特征,在电子设备内占用的空间小。
Description
技术领域
本发明涉及拍摄设备技术领域,尤其涉及一种光学镜头、摄像头模组及电子设备。
背景技术
智能手机中长焦摄影镜头可极大提高用户的长焦摄影体验,成为智能手机中必不可少的一部分。随着智能手机长焦摄影越来越普遍,消费者对长焦光学镜头的要求越来越高,比如获得更好的成像质量,以及要保持更紧凑的尺寸,以保证手机手感、续航等使用体验。因此,有必要提供一种小型化的光学镜头。
发明内容
本申请实施例提供一种光学镜头、摄像头模组及电子设备。本申请实施例中的光学镜头的结构紧凑、尺寸小,具有小型化特征,在电子设备内占用的空间小。
第一方面,本申请实施例提供一种光学镜头。摄像模组包括该光学镜头,电子设备包括该摄像头模组。光学镜头包括第一光学元件、第二光学元件和第三光学元件;第一光学元件包括第一光折叠元件,第一光折叠元件将光轴的传播方向由第一方向改变为第二方向,第一方向为外界光束进入光学镜头的方向,第二方向与第一方向相交;第二光学元件位于第一光学元件的像侧,第二光学元件包括至少一片透镜;第三光学元件包括第二光折叠元件,第二光折叠元件包括顶面和底面,顶面和底面沿第一方向排列且相互平行,顶面为N边形,N为大于或等于5的整数,第二光折叠元件还包括N个侧面,每个侧面均连接于顶面与底面之间,N个侧面包括入光面、出光面和至少两个反射面。其中,光学镜头的高度方向平行于第一方向,第二光折叠元件的顶面和底面的排列方向平行于第一方向,也即排列于光学镜头的高度方向,从而有利于光学镜头的小型化设计。
本申请实施例中第一光折叠元件可以用于改变光学镜头的入射光的传播方向,使得光学镜头的结构布置更灵活。通过设置第二光折叠元件对光线进行至少两次反射,使得光学镜头具有较长的光程和较短的物理长度,能够缩短光学镜头的后焦,缩小光学镜头的尺寸,实现光学镜头的小型化设计。第二光折叠元件在顶面和底面排列的方向上的尺寸通常较小,通过设置在光学镜头中第二光折叠元件的顶面和底面沿第一方向排列,也即排列于光学镜头的高度方向,从而有利于光学镜头的小型化设计,也便于光学镜头及摄像头模组于薄型化的电子设备中的应用。
可以理解地,将第二光折叠元件以在第一方向上具有较小尺寸的角度放置在光学镜头中,第二光折叠元件在第一方向上的尺寸相比于第二光折叠元件在其他方向上的尺寸较小,第二光折叠元件在第一方向上占用较小的空间,有利于光学镜头的小型化,避免第二光折叠元件在第一方向上占用较大空间时,增大光学镜头在第一方向的尺寸,不利于光学镜头的小型化。
可以理解地,在电子设备中,电子设备的厚度方向可以平行于第一方向,电子设备的厚度通常需要设计的较小,电子设备厚度上的空间有限,因此需要光学镜头在第一方向上的尺寸较小。此时,由于进入第二光折叠元件在第二方向与第四方向所在的平面内传播,光线传播平面垂直于第一方向,因此在光学镜头的高度尺寸受限、第二光折叠元件的高度(即顶面与底面之间的距离)尺寸受限的情况下,第二光折叠元件的光路设计的自由度仍是比较高的,可以更好地满足长焦拍摄需求或其他拍摄需求。
此外,在光学镜头整体体积受限时,由于第二光折叠元件在第一方向上受到的尺寸限制较小,可以增大第二光折叠元件的出光面,也能够选用与出光面匹配的具有较大感光面积的感光元件,从而有利于实现大靶面的设计。
一种可能的实施方式中,在光学镜头对焦的过程中,第二光学元件中的至少一个透镜沿第二方向移动。在本实施方式中,通过移动第二光学元件中的至少一个透镜实现光学镜头的对焦,无需在电子设备中安装多个光学镜头即可实现变焦,减少了光学镜头的占用空间,节省了成本。本申请实施例中,可以通过合理配置第二光学元件的透镜的数量、透镜的光焦度等使第二光学元件的结构简单、降低对焦难度。
一种可能的实施方式中,第二光学元件由一个活动透镜群组成,或者由一个活动透镜群和至少一个固定透镜群组成;在光学镜头对焦的过程中,活动透镜群沿第二方向移动。在本实施方式中,活动透镜群的数量为一个,相对于多个活动透镜群的设置,减少了驱动活动透镜群移动的马达的数量,减小了光学镜头的体积,对焦时只需移动一个活动透镜群,便于控制,实现精准对焦。
一种可能的实施方式中,在光学镜头防抖的过程中,第一光学元件绕第一方向、第二方向、第三方向中的至少一者转动,第三方向与第一方向相交,且与第二方向相交。在本实施方式中,可以通过常规的防抖马达驱动第一光学元件运动,实现光学镜头的防抖,有利于提高光学镜头的成像质量。
一种可能的实施方式中,第二光折叠元件的第一反射面的法线方向与第二方向的夹角α,满足下列关系式:10°≤α≤30°。在本实施方式中,通过设置第二光折叠元件的第一反射面的法线方向与第二方向的夹角在10°至30°的范围内,能够保持第二光折叠元件的小型化,也即保持光学镜头整体的小型化且能够避免光束在第二光折叠元件中产生干扰。第二光折叠元件的第一反射面的法线方向与第二方向的夹角小于10°时,光束在第二光折叠元件中易于产生干涉,影响光学镜头的成像质量,第二光折叠元件的第一反射面的法线方向与第二方向的夹角大于30°时,使得第二光折叠元件的尺寸较大,不利于光学镜头的小型化。
一种可能的实施方式中,第二光折叠元件的出光面的法线方向与第二方向的夹角β,满足下列关系式:45°≤β≤90°。在本实施方式中,通过设置第二光折叠元件的出光面的法线方向与第二方向的夹角在45°至90°的范围内,能够保持光学镜头的小型化,且能够避免产生光束干扰。第二光折叠元件的出光面的法线方向与第二方向的夹角小于45°时,光束易于产生干涉,影响光学镜头的成像质量,第二光折叠元件的出光面的法线方向与第二方向的夹角大于90°时,使得第二光折叠元件的尺寸较大,不利于光学镜头的小型化。
一种可能的实施方式中,第二光折叠元件的光路总长W2和光学镜头的有效焦距EFL,满足下列关系式:0.5≤W2/EFL≤1.5。在本实施方式中,通过限定第二光折叠元件的光路总长W2和光学镜头的有效焦距EFL的比值范围大于等于0.5且小于等于1.5,能够实现光路多次折叠,使得光学镜头具有较长的光程和较短的物理长度,能够缩短光学镜头的后焦,缩小光学镜头的尺寸,实现光学镜头的小型化设计。
一种可能的实施方式中,第一光折叠元件的光路总长W1与第二光折叠元件的光路总长W2,满足下列关系式:0.05≤W1/W2≤0.5。在本实施方式中,通过设置第一光折叠元件的光路总长W1与第二光折叠元件的光路总长W2的比值范围大于等于0.05且小于等于0.5,有利于缩短光学镜头的光学总长,且能够在保证光学镜头的光学性能,实现光学镜头的高质量成像且小型化。其中,如果W1/W2小于0.05,则会导致光学镜头的焦距过长,难以保证足够的光圈。如果W1/W2大于0.5,则第二光折叠元件的光折叠效果降低。
一种可能的实施方式中,第一光折叠元件的光路总长W1和第一光折叠元件与第二光折叠元件的间距D,满足下列关系式:0.5≤W1/D≤2.0。在本实施方式中,通过限定第一光折叠元件的光路总长W1和第一光折叠元件与第二光折叠元件的间距D的比值范围,能够在第一光折叠元件和第二光折叠元件之间预留足够的空间设置第二光学元件,且保证光学镜头的物理长度较短,实现光学镜头的小型化。第一光折叠元件的光路总长和第一光折叠元件与第二光折叠元件的间距D的比值小于0.5时,第一光折叠元件与第二光折叠元件的间距很大,不利于光学镜头的小型化;第一光折叠元件的光路总长W1和第一光折叠元件与第二光折叠元件的间距D的比值大于2时,第一光折叠元件的尺寸较大,导致光线传输效率低,在光学镜头的安装空间受限时,会导致光学镜头的光圈变小,成像变暗。
一种可能的实施方式中,从第一光折叠元件射出的光束在光轴上的最大高度FH与从第二光折叠元件射入的光束在光轴上的最大高度BH,满足下列关系式:1<FH/BH≤2。在本实施方式中,通过设置从第一光折叠元件射出的光束在光轴上的最大高度FH与从第二光折叠元件射入的光束在光轴上的最大高度BH的比值大于1、且小于或等于2,能够保证光学镜头的小型化和优异的光学性能。如果FH/BH大于2,则光线的传播方向改变过大,导致光学镜头的成像质量较差,如果FH/BH小于或等于1,则光学镜头的光线汇聚能力差,导致光学镜头的尺寸增加,不利于光学镜头的小型化。
一种可能的实施方式中,第二光折叠元件的光路总长W2,满足下列关系式:W2≥15mm。在本实施方式中,光学镜头通过对第二光折叠元件的光路总长W2的数值设计,有利于缩短后焦,实现摄像头模组的小型化。
一种可能的实施方式中,光学镜头包括第一透镜,第一透镜位于第一光学元件或第二光学元件,第一透镜的焦距f1和第二光学元件中用于对焦的透镜的焦距F2,满足下列关系式:0.1≤|f1/F2|≤8。在本实施方式中,通过限定第一透镜的焦距f1和第二光学元件中用于对焦的透镜的焦距F2的比值范围,以兼顾小型化和对焦性能。其中,当|f1/F2|小于0.1时,第二光学元件中用于对焦的透镜需要移动较大的行程以满足对焦需求,这会导致光学镜头的光学总长变长,结构尺寸变大,不利于小型化设计。当|f1/F2|大于8时,第二光学元件中用于对焦的透镜的移动量对像面的变化的影响过大,容易因制造误差而导致失焦,影响对焦性能和成像质量。
一种可能的实施方式中,光学镜头的有效焦距EFL和第一光学元件的焦距F1,满足下列关系式:0≤EFL/F1≤1.0。在本实施方式中,通过限定光学镜头的有效焦距EFL与第一光学元件的焦距F1的比值范围,有利于实现第一光学元件的光学防抖且保证高质量成像。
一种可能的实施方式中,光学镜头在物距为无穷远时的视场角FOV,满足下列关系式:FOV≤40°。在本实施方式中,通过设置光学镜头在物距为无穷远时的视场角FOV小于或等于40°,有利于实现光学镜头的长焦拍摄。
一种可能的实施方式中,第二光折叠元件的光路总长W2、光学镜头的半像高Y和第二光折叠元件的阿贝数Ab,满足下列关系式:0.1≤(W2/Y)/Ab≤0.5。在本实施方式中,第二光折叠元件的光路总长W2、光学镜头的半像高Y和第二光折叠元件的阿贝数Ab满足上述关系式,有利于校正色差,提高光学镜头的成像质量。
一种可能的实施方式中,第二光折叠元件在第一方向上的高度h2满足:5mm≤h2≤11mm。在本实施方式中,光学镜头可以在保持相对照度的情况下具有较小的模组高度,以利于小型化设计。
一种可能的实施方式中,第一光折叠元件在第一方向上的高度h1和第二光折叠元件在第一方向上的高度h2满足:0.5≤h2/h1≤1.1。在本实施方式中,光学镜头可以在保持相对照度的情况下降低模组高度,从而有利于小型化设计。
一种可能的实施方式中,主光线被第一光折叠元件的反射面反射的位置与主光线被第二光折叠元件的第一反射面反射的位置之间的距离PD,及光学镜头的半像高满足:3≤PD/Y≤10。在本实施方式中,通过设置PD/Y的比值范围,既能够缩短第一光折叠元件与第二光折叠元件之间的距离,有利于模组小型化,还能够确保第一光折叠元件与第二光折叠元件之间的空间足够排布第二光学元件。
一种可能的实施方式中,在第二方向上,主光线于成像面上的位置位于主光线被第一光折叠元件的反射面反射的位置与主光线被第二光折叠元件的第一反射面反射的位置之间。在本实施方式中,通过设置主光线的多个关键位置的相对位置关系,从而既能够通过排布感光元件的位置来减小模组尺寸,有利于模组小型化,还能够避免感光元件与其他结构之间发生干涉。
第二方面,本申请实施方式还提供一种摄像头模组,摄像头模组包括感光元件和上述任意一项的光学镜头,感光元件位于光学镜头的像侧。本申请实施方式中的摄像头模组具有结构紧凑、尺寸小的特性,易于实现小型化。
第三方面,本申请实施方式还提供一种电子设备,电子设备包括图像处理器和上述的摄像头模组,图像处理器与摄像头模组通信连接,图像处理器用于从摄像头模组获取图像数据,并处理图像数据。本申请实施方式中的摄像头模组的模组尺寸小,易于安装于电子设备中,也有利于电子设备的小型化设计。
一种可能的实施方式中,电子设备还包括后盖板,摄像头模组通过后盖板上的开孔采集光线,其中,第一方向垂直于后盖板。在本实施例中,光线由垂直于后盖板的方向进入光学镜头的第一光学元件中,第三光学元件的顶面和底面的排布方向、第三光学元件的厚度方向垂直于后盖板。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或背景技术中的技术方案,下面将对本发明实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
图1是本申请实施方式提供的一种电子设备的结构示意图;
图2是图1所示电子设备沿A-A线剖开的部分结构示意图;
图3是图2所示摄像头模组在一些实施例中的立体结构示意图;
图4是图2所示摄像头模组在一些实施例中的结构示意图;
图5A是图4所示摄像头模组的另一角度的结构示意图;
图5B是图4所示摄像头模组的另一角度的结构示意图;
图6是图4、图5A和图5B所示摄像头模组在一种可能的实施例中的仿真效果图;
图7是图2所示摄像头模组在另一些实施例中的结构示意图;
图8是图7所示摄像头模组的另一角度的结构示意图;
图9是图7和图8所示摄像头模组在一种可能的实施例中的仿真效果图;
图10是图2所示摄像头模组在另一些实施例中的结构示意图;
图11是图10所示摄像头模组的另一角度的结构示意图;
图12是图10和图11所示摄像头模组在一种可能的实施例中的仿真效果图;
图13是图2所示摄像头模组在另一些实施例中的结构示意图;
图14是图13所示摄像头模组的另一角度的结构示意图;
图15是图13和图14所示摄像头模组在一种可能的实施例中的仿真效果图;
图16是图2所示摄像头模组在另一些实施例中的结构示意图;
图17是图16所示摄像头模组的另一角度的结构示意图;
图18是图16和图17所示摄像头模组在一种可能的实施例中的仿真效果图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
光焦度(focal power),等于像方光束会聚度与物方光束会聚度之差,它表征光学系统偏折光线的能力。
具有正光焦度的透镜或透镜组,透镜或透镜组具有正的焦距,具有会聚光线的效果。
具有负光焦度的透镜或透镜组,透镜或透镜组具有负的焦距,具有发散光线的效果。
焦距(focal length),也称为焦长,是光学系统中衡量光的集聚或发散的度量方式,指无限远的景物通过透镜或透镜组在焦平面结成清晰影像时,透镜或透镜组的光学中心至焦平面的垂直距离。从实用的角度可以理解为物体在无限远时镜头中心至平面的距离。对于定焦镜头来说,其光学中心的位置是固定不变的;对于长焦镜头来说,镜头的光学中心的变化带来镜头焦距的变化。
物侧面,以透镜为界,被摄物体所在一侧为物侧,透镜靠近物侧的表面称为物侧面。
像侧面,以透镜为界,被摄物体的图像所在的一侧为像侧,透镜靠近像侧的表面称为像侧面。
孔径光阑(aperture diaphragm),是用来控制光线透过镜头,进入机身内感光面光量的装置,它通常是在镜头内。
光圈值,又称F数(Fno),是镜头的焦距/镜头入瞳直径得出的相对值(相对孔径的倒数)。光圈值愈小,在同一单位时间内的进光量便愈多。光圈值越大,景深越小,拍照的背景内容将会虚化,类似长焦镜头的效果。
光学总长(total track length,TTL),指镜头最靠近物侧的表面至成像面的总长度。
成像面,位于长焦镜头中所有透镜的像侧、且光线依次穿过长焦镜头中各透镜后形成像的载面。
光轴,是一条垂直穿过透镜中心的轴线。镜头光轴是通过镜头的各个透镜的中心的轴线。与光轴平行的光线射入凸透镜时,理想的凸透镜应是所有的光线会聚在透镜后的一点,这个会聚所有光线的一点,即为焦点。
阿贝数(Abbe),即色散系数,是光学材料在不同波长下的折射率的差值比,代表材料色散程度大小。
视场角(field of view,FOV),在光学仪器中,以光学仪器的镜头为顶点,以被测目标的物像可通过镜头的最大范围的两条边缘构成的夹角,称为视场角。视场角的大小决定了光学仪器的视野范围,视场角越大,视野就越大,光学倍率就越小。
像差,光学系统近轴区具有理想光学系统的性质,物体上的一点发出的近轴光线与像面相交在一点(也即近轴像点),但是实际穿过镜头不同孔径的光线很难完美的相交在一点,而是与近轴像点的位置有一定偏差,这些差异统称为像差。
轴向色差(longitudinal spherical aber),也称为纵向色差或位置色差或轴向像差,一束平行于光轴的光线,在经过镜头后会聚于前后不同的位置,这种像差称为位置色差或轴向色差。这是由于镜头对各个波长的光所成像的位置不同,使得最后成像时不同色的光的像方焦平面不能重合,复色光散开形成色散。
畸变(distortion),也称为失真,光学系统对物体所成的像相对于物体本身而言的失真程度。畸变是由于光阑球差的影响,不同视场的主光线通过光学系统后与高斯像面的交点高度不等于理想像高,两者之差就是畸变。因此畸变只改变轴外物点在理想面上的成像位置,使像的形状产生失真,但不影响像的清晰度。
像散(astigmatism),由于物点不在光学系统的光轴上,它所发出的光束与光轴有一倾斜角。该光束经透镜折射后,其子午细光束与弧矢细光束的汇聚点不在一个点上。即光束不能聚焦于一点,成像不清晰,故产生像散。子午细光束和弧矢细光束是旋转对称的光学系统内两个垂直平面内的光束名称。
子午面(meridian plane),光轴外物点的主光线(主光束)与光轴所构成的平面,称为子午面。
弧矢面(sagittal surface),过光轴外物点的主光线(主光束),并与子午面垂直的平面,称为弧矢面。
场曲(curvature of field),场曲用于表示非中心视场光线经过光学镜头组后的最清晰像点位置与中心视场最清晰像点位置在光轴向的差异。当透镜存在场曲时,整个光束的交点不与理想像点重合,虽然在每个特定点都能得到清晰的像点,但整个像平面则是一个曲面。
下面将结合附图对本申请实施例中的技术方案进行描述。其中,在本申请实施例的描述中,除非另有说明,“/”表示或的意思,例如,A/B可以表示A或B;文本中的“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,在本申请实施例的描述中,“多个”是指两个或多于两个。
以下,术语“第一”、“第二”等用词仅用于描述目的,而不能理解为暗示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
另外,在本申请实施例中,提到的相对位置关系的限定,例如平行、垂直等。这些限定,均是针对当前工艺水平而言的,而不是绝对严格的限定,允许存在少量偏差,近似于平行、近似于垂直等均可以。例如,A与B平行,是指A与B之间平行或者近似于平行,A与B之间的夹角在0度至10度之间均可。例如,A与B垂直,是指A与B之间垂直或者近似于垂直,A与B之间的夹角在80度至100度之间均可。
本申请实施例提供一种光学镜头、包括该光学镜头的摄像头模组以及应用该摄像头模组的电子设备。光学镜头包括第一光学元件、第二光学元件和第三光学元件;第一光学元件包括第一光折叠元件,第一光折叠元件将光轴的传播方向由第一方向改变为第二方向,第一方向为外界光束进入光学镜头的方向,第二方向与第一方向相交;第二光学元件位于第一光学元件的像侧,第二光学元件包括至少一片透镜;第三光学元件包括第二光折叠元件,第二光折叠元件包括顶面和底面,顶面和底面沿第一方向排列且相互平行,顶面为N边形,N为大于或等于5的整数,第二光折叠元件还包括N个侧面,每个侧面均连接于顶面与底面之间,N个侧面包括入光面、出光面和至少两个反射面。从第二光学元件射出的光线在第二光折叠元件内发生至少两次反射。本申请实施例中,光学镜头的高度方向平行于第一方向,第二光折叠元件的顶面和底面的排列方向平行于第一方向,也即排列于光学镜头的高度方向,从而有利于光学镜头的小型化设计。
如图1、图2和图3所示,图1是一种电子设备1000的结构示意图,图2是图1所示电子设备1000沿A-A线剖开的部分结构示意图,图3是图2所示摄像头模组200在一些实施例中的立体结构示意图。电子设备1000可以为手机、平板电脑、手提电脑、可穿戴设备、照相机或其他形态的具有拍摄或摄像功能的设备,可穿戴设备可以是手环、手表、眼镜等设备。在本申请的实施例中,以电子设备1000为手机为例进行描写。
电子设备1000可以包括壳体100、显示屏110、摄像头模组200以及图像处理器300。壳体100包括后盖板101和边框102。后盖板101可以与边框102为一体成型结构,也可以通过组装方式(例如,胶粘固定连接)形成一体式结构。显示屏110和后盖板101分别安装于边框102的两侧,共同围设出整机内腔,用于安装摄像头模组200、图像处理器300或其他的结构件。
其中,电子设备1000可以具有宽度方向X’、长度方向Y’及厚度方向Z’,长度方向Y’垂直于宽度方向X’,厚度方向Z’垂直于宽度方向X’及长度方向Y’。其中,显示屏110和后盖板101可以相对地排列于电子设备1000的厚度方向Z’。此时,后盖板101可以垂直于电子设备1000的厚度方向Z’。
摄像头模组200可以设于后盖板101上,作为电子设备1000的后置摄像头。后盖板101可以设有开孔,摄像头模组200通过后盖板101的开孔采集光线,以实现图片或视频拍摄。示例性地,后盖板101可以包括透光镜片,透光镜片安装于后盖板101的开孔,以允许光线穿过,并且能够防尘、防水。在其他一些实施例中,摄像头模组200也可以作为电子设备1000的前置摄像头。
可以理解的是,图1所示实施例的电子设备1000的摄像头模组200的安装位置仅仅是示意性的,本申请对摄像头模组200的安装位置不做严格限定。在一些其他的实施例中,摄像头模组200也可以安装于电子设备1000的其他位置,例如摄像头模组200可以安装于电子设备1000背面的上部中间或右上角。在一些其他的实施例中,电子设备1000可以包括终端本体和能够相对终端本体转动、移动或拆卸的辅助部件上,摄像头模组200也可以设置在辅助部件上。
显示屏110固定至壳体100,显示屏110用于显示图像,满足用户的使用需求。显示屏110可以包括显示层和覆盖在显示层上的触摸层,触摸层可以供用户进行触摸操作,触摸层可以为透明玻璃盖板、塑料或者其他透光性好的材料。显示层可以为液晶显示屏、有源矩阵有机发光二极体显示屏、微型发光二极管、微型有机发光二极管显示屏、量子点发光二极管显示屏或者有机发光二极管显示屏等。显示层可包括显示区和非显示区,非显示区位于显示区的一侧,或者围设于显示区的外围,其中,在一些电子设备中,可以不设置非显示区。
图像处理器300与摄像头模组200通信连接,摄像头模组200用于获取图像数据并将图像数据输入到图像处理器300,图像处理器300用于对从摄像头模组200获取的图像数据进行处理。其中,摄像头模组200与图像处理器300的通信连接可以包括通过走线等电连接方式进行数据传输,也可以通过耦合等方式实现数据传输。可以理解的是,摄像头模组200与图像处理器300还可以通过其它能够实现数据传输的方式实现通信连接。
图像处理器300可以包括多个处理模块,可以运行以转换摄像头模组200捕捉的原始图像信号,以形成图像信息,把处理后的信息传到显示屏的显示模组中,通过显示屏进行图像或影像的显示。图像处理器300可以是图像处理芯片或数字信号处理芯片,用于调整图像的颜色,对图像进行降噪处理等,进一步提高图像质量。
一些实施例中,电子设备1000可以包括模数转换器400,模数转换器400连接于摄像头模组200和图像处理器300之间,模数转换器400用于将摄像头模组200产生的信号转换为数字图像信号并传输至图像处理器300之间。
一些实施例中,电子设备1000可以包括存储器(图1和图2未示出),存储器与图像处理器300通信连接,图像处理器对图像数字信号加工处理后再将图像传输至存储器,以便于在后续需要查看图像时能够随时从存储器中查找图像并在显示屏上进行显示。
一些实施例中,图像处理器300还会对处理后的图像数字信号进行压缩,再存储至存储器中,以节约存储器空间。
在本申请实施例中,电子设备1000中摄像头模组200的工作原理可以为:被摄景物反射的光线射入摄像头模组200的内部,生成光学图像投射到感光元件30的表面,感光元件30将光学图像转为电信号即模拟图像信号并将转换得到的模拟图像信号传输至模数转换器400,以通过模数转换器400转换为数字图像信号给图像处理器300,图像处理器300可以运行以转换摄像头模组200捕捉的原始图像信号,以形成图像信息,把处理后的信息传输到显示屏的显示模组中,通过显示屏进行图像或影像的显示,或者,图像处理器300可以对图像数字信号加工处理后将图像传输至存储器,以便于在后续需要查看图像时能够随时从存储器中查找图像并在显示屏上进行显示。
图1只是示意性的表示一种电子设备1000的结构示意图。其中图1所示的摄像头模组200、图像处理器300、模数转换器400的尺寸、数量和位置等只是示意性的表示,可以根据需要调整,本申请对此不做限定。
在其他实施例中,电子设备1000也可以不包括壳体100和显示屏110。
如图2和图3所示,摄像头模组200可以包括光学镜头20、感光元件30和滤光片40。被摄物反射过来的光,通过光学镜头20的折射后,入射至感光元件30成像。
感光元件30可以位于光学镜头20的像侧,感光元件30是一种半导体芯片,表面包含有几十万到几百万的光电二极管,受到光照射时,会产生电荷。感光元件30利用光电器件的光电转换功能,将其感光面上的光像转化为与光像成相应比例关系的电信号,感光元件30的感光面面向光学镜头20设置。感光元件30可以是电荷耦合器件、互补金属氧化物半导体、光电晶体管或者薄膜晶体管等。
摄像头模组200还可以包括驱动件(图中未示),驱动件可以包括固定部和活动部。固定部和活动部活动连接,活动部和固定部可以相对运动。驱动件可以为马达,示例性地,驱动件可以为音圈马达。
滤光片40可以位于光学镜头20与感光元件30之间。经光学镜头20的光线入射至滤光片40上,并经滤光片40的光线过滤作用在感光元件30成像。示例性的,滤光片40可以为红外滤光片。滤光片40可以消除投射到感光元件30上的不必要的波段的光线,防止感光元件30产生伪色或波纹,以提高其有效分辨率和彩色还原性。
一些实施例中,也可以取消滤光片结构件,而是通过对光学镜头20的至少一片光学元件进行表面处理或材料处理,以实现滤光。本申请不对用于实现滤光的结构件或结构的具体实施例进行严格限定。
其中,光学镜头20可以是直立式镜头或者是潜望式镜头,本实施例以光学镜头20是潜望式镜头为例进行描述。光学镜头20为潜望式镜头时,能够更好地适用于薄型电子设备1000中。
请结合参阅图2、图3、图4、图5A和图5B,图4是图2所示摄像头模组200在一些实施例中的结构示意图。图5A是图4所示摄像头模组200的另一角度的结构示意图,图5B是图4所示摄像头模组的另一角度的结构示意图,图5A和图5B是相同的结构图,只是为了便于标示通过两张图来呈现。
光学镜头20包括第一光学元件G1、第二光学元件G2和第三光学元件G3。第一光学元件G1包括第一光折叠元件1a,第一光折叠元件1a将光轴O的传播方向由第一方向Z改变为第二方向Y。第一方向Z为外界光束进入光学镜头20的方向,第二方向Y与第一方向Z相交。示例性地,第二方向Y垂直于第一方向Z。
示例性的,光学镜头20可以具有宽度方向、长度方向及高度方向,长度方向可以垂直于宽度方向,高度方向可以垂直于宽度方向和长度方向。其中,光学镜头20的高度方向平行于第一方向Z,光学镜头20的长度方向平行于第二方向Y;光学镜头20还可以具有第三方向X,光学镜头20的宽度方向平行于第三方向X。其中,摄像头模组200安装于电子设备1000中时,光学镜头20的高度方向平行于电子设备1000的厚度方向Z’;光学镜头20的宽度方向可以平行于电子设备1000的宽度方向X’,光学镜头20的长度方向可以平行于电子设备1000的长度方向Y’,或者,光学镜头20的宽度方向可以平行于电子设备1000的长度方向Y’,光学镜头20的长度方向可以平行于电子设备1000的宽度方向X’。此时,第一方向Z可以平行于电子设备1000的厚度方向Z’,垂直于电子设备1000的后盖板101。
第二光学元件G2位于第一光学元件G1的像侧,第二光学元件G2包括至少一片透镜。
第三光学元件G3包括第二光折叠元件1b,从第二光学元件G2射出的光线在第二光折叠元件1b内发生至少两次反射,第二光折叠元件1b的出光面24可以垂直于第一光折叠元件1a的入光面11。
可以理解地,第二光折叠元件1b的出光面24可以垂直于电子设备1000的显示屏110。第二光折叠元件1b的出光面24与电子设备1000的感光元件30所在的像平面相对且平行。
在一些实施例中,第二光折叠元件1b包括顶面26和底面27。顶面26和底面27沿第一方向Z排列且相互平行,也即顶面26和底面27排列于光学镜头20的高度方向。其中,第二光折叠元件1b的高度方向亦平行于光学镜头20的高度方向。顶面26可以为N边形,N为大于或等于5的整数,例如5、6、7等。底面27的形状可以与顶面26的形状相同。第二光折叠元件1b还可以包括N个侧面,每个侧面均顶面26与底面27之间。N个侧面可以依次首尾相连。N个侧面可以均垂直于顶面26。N个侧面28包括入光面23、出光面24和至少两个反射面。
在一些实施例中,顶面26可以平行于第一光折叠元件1a的入光面11,底面27可以平行于第一光折叠元件1a的入光面11。第二光折叠元件1b的出光面24连接顶面26和底面27,且垂直于顶面26和底面27。第二光折叠元件1b的入光面23连接顶面26和底面27,且垂直于顶面26和底面27,第二光折叠元件1b的反射面连接顶面26和底面27,且垂直于顶面26和底面27。第二光折叠元件1b的入光面23面向第二光学元件G2设置。可以理解地,第二光折叠元件1b的入光面23、反射面、出光面24均可以垂直于第一光折叠元件1a的入光面11。示例性地,第二光折叠元件1b为五棱镜时,顶面26为五边形,底面27为五边形。
在一些实施例中,射入第二光折叠元件1b内的光线在第二方向Y与第四方向B所在的平面内传播。第四方向B与第一方向Z相交,且与第二方向Y相交。示例性地,第四方向B可以垂直于第一方向Z相交,且第四方向B可以垂直于第二方向Y。
本申请实施例中第一光折叠元件1a可以用于改变光学镜头20的入射光的传播方向,使得光学镜头20的结构布置更灵活。通过设置第二光折叠元件1b对光线进行至少两次反射,使得光学镜头20具有较长的光程和较短的物理长度,能够缩短光学镜头20的后焦,缩小光学镜头20的尺寸,实现光学镜头20的小型化设计。第二光折叠元件1b在顶面26和底面27排列的方向上的尺寸通常较小,通过设置在光学镜头20中第二光折叠元件1b的顶面26和底面27沿第一方向Z排列,也即排列于光学镜头20的高度方向,从而有利于光学镜头20的小型化设计,也便于光学镜头20及摄像头模组200于薄型化的电子设备1000中的应用。
可以理解地,将第二光折叠元件1b以在第一方向Z上具有较小尺寸的角度放置在光学镜头20中,第二光折叠元件1b在第一方向Z上的尺寸相比于第二光折叠元件1b在其他方向上的尺寸较小,第二光折叠元件1b在第一方向Z上占用较小的空间,有利于光学镜头20的小型化,避免第二光折叠元件1b在第一方向Z上占用较大空间时,增大光学镜头20在第一方向Z的尺寸,不利于光学镜头20的小型化。
可以理解地,在电子设备1000中,电子设备1000的厚度方向可以平行于第一方向,电子设备1000的厚度通常需要设计的较小,电子设备1000厚度上的空间有限,因此需要光学镜头20在第一方向Z上的尺寸较小。此时,由于进入第二光折叠元件1b在第二方向Y与第四方向B所在的平面内传播,光线传播平面垂直于第一方向Z,因此在光学镜头20的高度尺寸受限、第二光折叠元件1b的高度(即顶面26与底面27之间的距离)尺寸受限的情况下,第二光折叠元件1b的光路设计的自由度仍是比较高的,可以更好地满足长焦拍摄需求或其他拍摄需求。
此外,在光学镜头20整体体积受限时,由于第二光折叠元件1b在第一方向Z上受到的尺寸限制较小,可以增大第二光折叠元件1b的出光面24,也能够选用与出光面24匹配的具有较大感光面积的感光元件30,从而有利于实现大靶面的设计。
其中,如图4所示,光学镜头20的高度H为光学镜头20在第一方向Z上的尺寸。例如,光学镜头20的高度尺寸H可以是第一光学元件G1在第一方向Z上的尺寸、第二光学元件G2在第一方向Z上的尺寸、第三光学元件G3在第一方向Z上的尺寸中的最大值。
可以理解地,在光学镜头20中,将包括至少一片透镜的第二光学元件G2设置于第一光折叠元件1a与第二光折叠元件1b之间,能够将会聚光引导至第二光折叠元件1b,从而缩短第二光折叠元件1b与图像传感器之间的距离,有利于模组的小型化。如果将包括至少一片透镜的第二光学元件G2设置于第一光折叠元件1a的物侧,则会增加模组的厚度。如果将包括至少一片透镜的第二光学元件G2设置于第二光折叠元件1b的像侧,则第二光学元件G2的像侧还需要预留一个后聚焦空间,会导致模组尺寸变大。
在一些实施例中,在光学镜头20对焦的过程中,第二光学元件G2中的至少一个透镜沿第二方向Y移动。示例性地,第二光学元件G2中的透镜数量可以为三个、四个或者五个等,本申请实施例中对第二光学元件G2中的透镜的数量不做限定。通过移动第二光学元件G2中的至少一个透镜实现光学镜头20的对焦,无需在电子设备1000中安装多个光学镜头即可实现变焦,减少了光学镜头20的占用空间,节省了成本。本申请实施例中,可以通过合理配置第二光学元件G2的透镜的数量、透镜的光焦度等使第二光学元件G2的结构简单、降低对焦难度。可以理解地,在对焦的过程中,可以移动第二光学元件G2中的部分透镜或者全部透镜。
一种可能的实施方式中,第二光学元件G2由一个活动透镜群组成,或者由一个活动透镜群和至少一个固定透镜群组成;在光学镜头20对焦的过程中,活动透镜群沿第二方向Y移动。活动透镜群的数量为一个,相对于多个活动透镜群的设置,减少了驱动活动透镜群移动的马达的数量,减小了光学镜头20的体积,对焦时只需移动一个活动透镜群,便于控制,实现精准对焦。
一些实施例中,在光学镜头20防抖的过程中,第一光学元件G1绕第一方向Z、第二方向Y、所述第三方向X中的至少一者转动,第三方向X与第一方向Z相交,且与第二方向Y相交。示例性地,第三方向X可以垂直于第一方向Z相交,且第三方向X可以垂直于第二方向Y。本申请实施例中可以通过常规的防抖马达驱动第一光学元件G1运动,实现光学镜头的防抖,有利于提高光学镜头20的成像质量。
一些实施例中,第四方向B与第三方向X可以平行,也可以不平行。
在其他一些实施例中,也可以沿垂直于光轴的方向移动感光元件30以实现防抖功能,提高摄像头模组200的成像质量。可以理解地,这里的光轴是指感光元件30所在的那部分光轴。
在一些实施例中,第一光学元件G1可以包括第一光折叠元件1a和第一透镜L1,第一光折叠元件1a将光轴O的传播方向由第一方向Z改变为第二方向Y,第一透镜L1的像侧面与第一光折叠元件1a的入光面11胶合,或,第一透镜L1的物侧面与第一光折叠元件1a的出光面13胶合。
在一些实施例中,第一光学元件G1可以包括第一光折叠元件1a、第一透镜L1和第二透镜L2,第一光折叠元件1a将光轴O的传播方向由第一方向Z改变为第二方向Y,第一透镜L1的像侧面与第一光折叠元件1a的入光面11胶合,第二透镜L2的物侧面与第一光折叠元件1a的出光面13胶合。
在一些实施例中,第一光学元件G1的透镜也可以与第一光折叠元件1a不胶合。
一些实施例中,第二光折叠元件1b的第一反射面21的法线方向与第二方向Y的夹角α,满足下列关系式:10°≤α≤30°。示例性地,第二光折叠元件1b的第一反射面21的法线方向与第二方向Y的夹角α的值可以为15°、19°、25°等。
在本申请实施例中,通过设置第二光折叠元件1b的第一反射面21的法线方向与第二方向Y的夹角在10°至30°的范围内,能够保持第二光折叠元件1b的小型化,也即保持光学镜头20整体的小型化且能够避免光束在第二光折叠元件1b中产生干扰。第二光折叠元件1b的第一反射面21的法线方向与第二方向Y的夹角小于10°时,光束在第二光折叠元件1b中易于产生干涉,影响光学镜头20的成像质量,第二光折叠元件1b的第一反射面21的法线方向与第二方向Y的夹角大于30°时,使得第二光折叠元件1b的尺寸较大,不利于光学镜头20的小型化。
一些实施例中,第二光折叠元件1b的出光面24的法线方向与第二方向Y的夹角β,满足下列关系式:45°≤β≤90°。示例性地,第二光折叠元件1b的出光面24的法线方向N2与第二方向Y的夹角β的值可以为50°、55°、60°、64°、73°、85°等。
在本申请实施例中,通过设置第二光折叠元件1b的出光面24的法线方向与第二方向Y的夹角在45°至90°的范围内,能够保持光学镜头20的小型化,且能够避免产生光束干扰。第二光折叠元件1b的出光面24的法线方向与第二方向Y的夹角小于45°时,光束易于产生干涉,影响光学镜头20的成像质量,第二光折叠元件1b的出光面24的法线方向与第二方向Y的夹角大于90°时,使得第二光折叠元件1b的尺寸较大,不利于光学镜头20的小型化。
一些实施例中,第二光折叠元件1b的光路总长W2和光学镜头20的有效焦距EFL,满足下列关系式:0.5≤W2/EFL≤1.5。示例性地,W2/EFL的值可以为0.6、0.7、0.8、1.1、1.2、1.3、1.4等。
本申请实施例中,通过限定第二光折叠元件1b的光路总长W2和光学镜头20的有效焦距EFL的比值范围大于等于0.5且小于等于1.5,能够实现光路多次折叠,使得光学镜头20具有较长的光程和较短的物理长度,能够缩短光学镜头20的后焦,缩小光学镜头20的尺寸,实现光学镜头20的小型化设计。
一些实施例中,第一光折叠元件1a的光路总长W1与第二光折叠元件1b的光路总长W2,满足下列关系式:0.05≤W1/W2≤0.5。示例性地,W1/W2的值可以为0.1、0.2、0.4、0.45等。
本申请实施例中通过设置第一光折叠元件1a的光路总长W1与第二光折叠元件1b的光路总长W2的比值范围大于等于0.05且小于等于0.5,有利于缩短光学镜头20的光学总长,且能够在保证光学镜头20的光学性能,实现光学镜头20的高质量成像且小型化。其中,如果W1/W2小于0.05,则会导致光学镜头20的焦距过长,难以保证足够的光圈。如果W1/W2大于0.5,则第二光折叠元件1b的光折叠效果降低。
一些实施例中,第一光折叠元件1a的光路总长W1和第一光折叠元件1a与第二光折叠元件1b的间距D,满足下列关系式:0.5≤W1/D≤2.0。示例性地,W1/D的值可以为0.6、0.7、0.8、1.2、1.4、1.5、1.7、1.8、1.9等。
本申请实施例中,通过限定第一光折叠元件1a的光路总长W1和第一光折叠元件1a与第二光折叠元件1b的间距D的比值范围,能够在第一光折叠元件1a和第二光折叠元件1b之间预留足够的空间设置第二光学元件G2,且保证光学镜头20的物理长度较短,实现光学镜头20的小型化。第一光折叠元件1a的光路总长W1和第一光折叠元件1a与第二光折叠元件1b的间距D的比值小于0.5时,第一光折叠元件1a与第二光折叠元件1b的间距很大,不利于光学镜头20的小型化;第一光折叠元件1a的光路总长W1和第一光折叠元件1a与第二光折叠元件1b的间距D的比值大于2时,第一光折叠元件1a的尺寸较大,导致光线传输效率低,在光学镜头20的安装空间受限时,会导致光学镜头20的光圈变小,成像变暗。
一些实施例中,从第一光折叠元件1a射出的光束在光轴O上的最大高度FH与从第二光折叠元件1b射入的光束到光轴O的最大高度BH,满足下列关系式:1<FH/BH≤2。示例性地,FH/BH的值可以为1.1、1.2、1.63、1.7、1.8、1.9等。这里的光轴O是指光轴沿第二方向延伸的部分。光束在光轴O上的最大高度对应为the maximum height of the rays On-Axis,也可以理解为光束的最外侧光线到光轴O上的高度。
本申请实施例中,通过设置从第一光折叠元件1a射出的光束在光轴O上的最大高度FH与从第二光折叠元件1b射入的光束在光轴O上的最大高度BH的比值大于1、且小于或等于2,能够保证光学镜头20的小型化和优异的光学性能。如果FH/BH大于2,则光线的传播方向改变过大,导致光学镜头20的成像质量较差,如果FH/BH小于或等于1,则光学镜头20的光线汇聚能力差,导致光学镜头20的尺寸增加,不利于光学镜头20的小型化。
一些实施例中,第二光折叠元件的光路总长W2,满足下列关系式:W2≥15mm,有利于缩短后焦,实现摄像头模组的小型化。示例性地,W2的值可以为20mm、25mm、35mm、40mm、45mm、60mm等。
一些实施例中,光学镜头20的有效焦距EFL和第一光学元件G1的焦距F1,满足下列关系式:0≤EFL/F1≤1.0。示例性地,EFL/F1的值可以为0.1、0.2、0.6、0.7、0.8、0.9等。在本申请实施例中,通过限定光学镜头20的有效焦距EFL与第一光学元件G1的焦距F1的比值范围,有利于实现第一光学元件G1的光学防抖且保证高质量成像。
一些实施例中,光学镜头20在物距为无穷远时的视场角FOV,满足下列关系式:FOV≤40°。示例性地,FOV的值可以为20°、25°、30°、35°等。本申请实施方式中,通过设置光学镜头20在物距为无穷远时的视场角FOV小于或等于40°,有利于实现光学镜头20的长焦拍摄。
一些实施例中,光学镜头20包括第一透镜L1,第一透镜L1位于第一光学元件G1或第二光学元件G2,第一透镜L1的焦距f1和第二光学元件G2中用于对焦的透镜的焦距F2,满足下列关系式:0.1≤|f1/F2|≤8。示例性地,|f1/F2|的值可以为2、2.5、3、5、5.5、6、6.5、7、7.5等。第二光学元件G2中用于对焦的透镜是指第二光学元件G2中用于移动实现对焦的透镜。
本申请实施方式中通过限定第一透镜L1的焦距f1和第二光学元件G2中用于对焦的透镜的焦距F2的比值范围,以兼顾小型化和对焦性能。其中,当|f1/F2|小于0.1时,第二光学元件G2中用于对焦的透镜需要移动较大的行程以满足对焦需求,这会导致光学镜头20的光学总长变长,结构尺寸变大,不利于小型化设计。当|f1/F2|大于8时,第二光学元件G2中用于对焦的透镜的移动量对像面的变化的影响过大,容易因制造误差而导致失焦,影响对焦性能和成像质量。
一些实施例中,第二光折叠元件1b的光路总长W2、光学镜头20的半像高Y和第二光折叠元件1b的阿贝数Ab,满足下列关系式:0.1≤(W2/Y)/Ab≤0.5。示例性地,(W2/Y)/Ab的值可以为0.25、0.3、0.35、0.4、0.45等。
本申请实施例中,第二光折叠元件1b的光路总长W2、光学镜头20的半像高Y和第二光折叠元件1b的阿贝数Ab满足上述关系式,有利于校正色差,提高光学镜头20的成像质量。
一些实施例中,主光线被第一光折叠元件1a的反射面12反射的位置P1与主光线被第二光折叠元件1b的第一反射面21反射的位置P2之间的距离PD,及光学镜头20的半像高Y满足:3≤PD/Y≤10。示例性地,PD/Y的值可以为4.5、5.2、5.5、5.8、6.3、7.6、8.2等。
在本实施例中,通过设置PD/Y的比值范围,既能够缩短第一光折叠元件1a与第二光折叠元件1b之间的距离,有利于模组小型化,还能够确保第一光折叠元件1a与第二光折叠元件1b之间的空间足够排布第二光学元件G2。
一些实施例中,在第二方向Y上,主光线于成像面上的位置P3位于主光线被第一光折叠元件1a的反射面12反射的位置P1与主光线被第二光折叠元件1b的第一反射面21反射的位置P2之间。
在本实施例中,通过设置位置P3在位置P1与位置P2之间,从而既能够通过排布感光元件30的位置来减小模组尺寸,有利于模组小型化,还能够避免感光元件30与其他结构之间发生干涉。
一些实施例中,第二光折叠元件1b在第一方向Z上的高度h2满足:5mm≤h2≤11mm。示例性的,h2的值可以为5、5.4、6.6、7.2、7.8等。此时,光学镜头可以在保持相对照度的情况下具有较小的模组高度,以利于小型化设计。
一些实施例中,第一光折叠元件1a在第一方向Z上的高度h1和第二光折叠元件1b在第一方向Z上的高度h2的比值满足:0.5≤h2/h1≤1.1。示例性的,h2/h1的值可以为0.65、0.7、0.76、0.8、0.85、0.88、0.92等。在本实施例中,光学镜头可以在保持相对照度的情况下降低模组高度,从而有利于小型化设计。
一些实施例中,光学镜头20的有效焦距EFL可以满足:EFL≤40,第二光折叠元件1b可以包括两个反射面。在另一些实施例中,光学镜头20的有效焦距EFL可以满足:EFL>40,第二光折叠元件1b可以包括三个反射面。
在本申请实施例中,可以通过设计反射面的数量与光学镜头20的有效焦距EFL匹配,从而在满足小型化的体积需求的情况下,也能满足光路设计需求。
一些实施例中,光学镜头20的至少一个透镜的物侧面为凸面。本申请实施方式中,通过设置光学镜头20的至少一个透镜的物侧面为凸面,有利于校正光学镜头20的球面像差,提高光学镜头20的成像质量。
一些实施例中,光学镜头20中的透镜可以均为塑料材质,也可以均为玻璃材质,或者有的透镜为塑料材质,有的透镜为玻璃材质。
一些实施例中,光学镜头20中的透镜的物侧面或像侧面可以为球面或者非球面。
一些实施例中,光学镜头20中的一些透镜的物侧面和/或像侧面为非球面时,一些透镜的物侧面和/或像侧面可利用但不限于以下非球面公式进行限定:
其中z(x,y)是光学表面矢高;k为圆锥系数;c为曲率半径;r为光轴方向的半径高度;r2=x2+y2;αi是多项式系数;ri是标准化径向坐标。
下面将通过五个实施例结合图4至图18更加详细的描述本申请的一些具体的而非限制性的例子。
第一实施例
请结合参阅图4、图5A和图5B,本申请实施例中,摄像头模组200可以包括光学镜头20、感光元件30和滤光片40,光线依次经过光学镜头20、滤光片40至感光元件30成像。其中,光学镜头20可以包括第一光学元件G1、第二光学元件G2和第三光学元件G3。
第一光学元件G1包括第一光折叠元件1a,第一光折叠元件1a将光轴O的传播方向由第一方向Z改变为第二方向Y,第二方向Y与第一方向Z相交。示例性地,第二方向Y垂直于第一方向Z。第一光折叠元件1a可以包括入光面11、反射面12及出光面13。光线经过入光面11射入第一光折叠元件1a,光线在反射面12被反射,反射面12用于改变光轴O的传播方向,光线经过出光面13射出第一光折叠元件1a。第一光折叠元件1a可以为棱镜,示例性地,第一光折叠元件1a可以为三棱镜。
第二光学元件G2位于第一光学元件G1的像侧。第二光学元件G2可以包括第一透镜组G21和位于第一透镜组G21的像侧的第二透镜组G22。第一透镜组G21包括沿物侧到像侧排列的第一透镜L1和第二透镜L2,第二透镜组G22包括第三透镜L3。
本实施例中,第二透镜L2的物侧面的近光轴处和第三透镜L3的物侧面的近光轴处均为凸面,有利于校正光学镜头20的球面像差,提高光学镜头20的成像质量。
本实施例中,第一透镜L1具有正光焦度,第二透镜L2具有负光焦度,第三透镜L3具有负光焦度。
第三光学元件G3可以包括第二光折叠元件1b,第二光折叠元件1b包括入光面23、第一反射面21、第二反射面22、出光面24。入光面23、第一反射面21、第二反射面22、出光面24均为第二光折叠元件1b的侧面。第三光学元件G3的出光面24垂直于第一光折叠元件1a的入光面11,第三光学元件G3的出光面24与电子设备1000的感光元件30所在的像平面相对且平行。从第二光学元件G2射出的光线经过入光面23射入第二光折叠元件1b,光线在第一反射面21被反射,经过第一反射面21反射的光线在第二反射面22被反射,光线经过出光面24射出第二光折叠元件1b。光线在第二光折叠元件1b内发生两次反射。可以理解地,射入第二光折叠元件1b的光线在第二光折叠元件1b内经过两次反射后射出第二光折叠元件1b时与射入第二光折叠元件1b的光线产生交叉。第二光折叠元件1b将光路折叠,能够缩短后焦,使得光学镜头20的结构更紧凑,实现光学镜头20的小型化,减小光学镜头20在电子设备1000中占用的空间,便于电子设备1000中其他结构件的设置,有利于提高电子设备1000的空间利用率。
在光学镜头20防抖的过程中,第一光学元件G1绕第一方向Z、第二方向Y、第三方向X中的至少一者转动。本申请实施例中可以通过常规的防抖马达驱动第一光学元件G1运动,实现光学镜头的防抖,有利于提高光学镜头20的成像质量。
本申请实施例中的第一透镜组G21为固定透镜群,第二透镜组G22为活动透镜群。在光学镜头20对焦的过程中,可以通过将第三透镜L3向物侧或者像侧移动(沿第二方向Y移动)实现对焦。通过移动第三透镜L3实现光学镜头20的对焦,无需在电子设备1000中安装多个光学镜头即可实现变焦,减少了光学镜头20的占用空间,节省了成本。本实施例中,移动第三透镜L3即可实现对焦,对焦结构简单、难度低。活动透镜群的数量为一个,相对于多个活动透镜群的设置,减少了驱动活动透镜群移动的马达的数量,减小了光学镜头20的体积,对焦时只需移动一个活动透镜群,便于控制,实现精准对焦。
第一光折叠元件1a可以用于改变光学镜头20的入射光的传播方向,使得光学镜头20的结构布置更灵活。通过设置第二光折叠元件1b对光线进行至少两次反射,使得光学镜头20具有较长的光程和较短的物理长度,能够缩短光学镜头20的后焦,缩小光学镜头20的尺寸,实现光学镜头20的小型化设计。在光学镜头20中第二光折叠元件1b的顶面26和底面27沿第一方向Z排列,有利于光学镜头20的小型化设计。
请参考表1a,表1a是图4、图5A和图5B所示摄像头模组200在一种可能的实施例中的各透镜、光折叠元件及滤光片的曲率半径、厚度、折射率、阿贝数、有效半径、倾斜角度。其中,厚度包括结构本身的厚度和结构之间的间距,INF是指无穷大。表1a中有效半径对应的X、Y及倾斜角度对应的X、Y、Z与图4、中的X、Y、Z不同,表1a中有效半径对应的X、Y及倾斜角度对应的X、Y、Z始终以光轴为Z轴。
表1a
请参考表1b,表1b是图4、图5A和图5B所示摄像头模组200在一种可能的实施例中的各透镜的非球面系数。
表1b
面号 | K | A4 | A6 | A8 | A10 |
8 | 5.22E+00 | -1.18E-03 | 8.28E-06 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
9 | 5.68E+00 | -1.43E-03 | 1.99E-06 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
10 | -1.05E+00 | 3.88E-04 | 4.64E-06 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
11 | -1.41E+00 | -1.63E-04 | 1.47E-05 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
其中,K为二次曲面常数,A4、A6、A8、A10等符号表示非球面系数。
本实施例中,表1a中的光学镜头20的非球面,可以采用但不限于以下非球面公式进行限定:
其中,z为非球面上距离光轴为r的点,其与相切于非球面光轴上交点切面的相对距离;r为非球面曲线上的点与光轴的垂直距离;c为曲率;k为锥面系数;αi为第i阶非球面系数。
请参考表1c,表1c是图4、图5A和图5B所示摄像头模组200在一种可能的实施例中的基本参数。其中,表1c中Y为光学镜头20的半像高,EFL为光学镜头20的有效焦距,Fno为光学镜头20的光圈数,RED为微距下光学镜头20的放大倍率,TTL为光学镜头20的光学总长,R光为光学镜头20的第一个入光面的曲率半径(本实施例中为第一光折叠元件1a的入光面11的曲率半径),F1为第一光学元件G1的焦距,W1为第一光折叠元件1a的光路总长,W2为第二光折叠元件1b的光路总长,Ab为第二光折叠元件1b的阿贝数,F2为第二光学元件G2中用于对焦的透镜的焦距,S为对焦感度,f1为第一透镜L1的焦距,f2为第二透镜L2的焦距,f3为第三透镜L3的焦距,h1为第一光折叠元件1a在第一方向Z上的高度,h2为第二光折叠元件1b在第一方向Z上的高度,PD为主光线被第一光折叠元件1a的反射面12反射的位置P1与主光线被第二光折叠元件1b的第一反射面21反射的位置P2之间的距离。
表1c
请参考表1d,表1d是图4、图5A和图5B所示摄像头模组200在一种可能的实施例中的设计参数。
表1d
α | β | EFL/F1 | FOV | W2/EFL | W1/W2 | |f1/F2| | (W2/Y)/Ab | W1/D | FH/BH | PD/Y | h2/h1 |
21° | 78° | 0.00 | 12.28° | 0.93 | 0.29 | 0.52 | 0.14 | 1.13 | 1.54 | 6.32 | 0.76 |
请参阅图6,图6是图4、图5A和图5B所示摄像头模组200在一种可能的实施例中的仿真效果图。
其中,图6包括轴向色差曲线、像散场曲曲线、畸变曲线。其中,轴向色差曲线表示不同波长的光线经由光学系统的各透镜后的会聚焦点偏离,轴向色差曲线的参考波长为486nm、588nm、656nm。其物理意义为,在0度视场发出的相应波长的光,通过光学镜头后,相对于理想像点的偏离;其横坐标为沿光轴方向的偏离值,纵坐标为在光瞳处的归一化坐标。图6中值均较小,光学镜头20的轴向像差(球差,色差等)校正较好。像散场曲曲线表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲,用于示意不同视场细光束汇聚点与理想成像面的偏离,其中,实线为子午方向光束,虚线为弧矢方向光束,其横坐标为沿光轴方向的偏离值,纵坐标为相应视场。像散曲线的参考波长可以为486nm、588nm、656nm。当某视场值过大时,则该视场像质较差或存在高级像差。图6所示两方向场曲均较小,系统具有较好的焦深。畸变曲线表示不同视场光束汇聚点(实际像高)与理想像高的相对偏离量,畸变曲线的参考波长可以为486nm、588nm、656nm,图6所示均在0.5%以内,可以确保画面没有明显的变形。根据图6可知,本实施例所给出的摄像头模组200能够实现良好的成像品质。
本实施例中提供的摄像头模组200,其光学镜头20在物距为无穷远时的视场角FOV为12.28°,光学镜头20的光学总长TTL为28.08mm,W2/EFL的值为0.93、W1/W2的值为0.29,光线在第二光折叠元件1b能反射折叠两次,使得光学镜头组20具有长焦距和小型化的特征,且摄像头模组200能够具有良好的成像品质。
第二实施例
请结合参阅图7和图8,图7是图2所示摄像头模组200在另一些实施例中的结构示意图,图8是图7所示摄像头模组200的另一角度的结构示意图。可以理解地,图7未示出光线在第二光折叠元件1b的传播,光线在第二光折叠元件1b的传播参阅图8。
本申请实施例中,摄像头模组200可以包括光学镜头20、感光元件30和滤光片40,光线依次经过光学镜头20、滤光片40至感光元件30成像。其中,光学镜头20可以包括第一光学元件G1、第二光学元件G2和第三光学元件G3。
第一光学元件G1包括沿物侧到像侧排列的第一透镜L1、第一光折叠元件1a和第二透镜L2,第一光折叠元件1a将光轴的传播方向由第一方向Z改变为第二方向Y,第二方向Y与第一方向Z相交。示例性地,第二方向Y垂直于第一方向Z。第一光折叠元件1a可以包括入光面11、反射面12及出光面13,光线经过入光面11射入第一光折叠元件1a,光线在反射面12被反射,反射面12用于改变光轴的传播方向,光线经过出光面13射出第一光折叠元件1a。第一光折叠元件1a可以为棱镜,示例性地,第一光折叠元件1a可以为三棱镜。第一透镜L1的像侧面与第一光折叠元件1a的入光面11胶合,有利于光学镜头20的小型化。第二透镜L2的物侧面与第一光折叠元件1a的出光面13胶合。
第二光学元件G2位于第一光学元件G1的像侧。第二光学元件G2可以包括第一透镜组G21和位于第一透镜组G21的像侧的第二透镜组G22。第一透镜组G21包括沿物侧到像侧排列的第三透镜L3和第四透镜L4,第二透镜组G22包括第五透镜L5。
本实施例中,第一透镜L1的物侧面的近光轴处、第三透镜L3的物侧面的近光轴处和第五透镜L5的物侧面的近光轴处均为凸面,有利于校正光学镜头20的球面像差,提高光学镜头20的成像质量。
本实施例中,第一透镜L1具有正光焦度,第二透镜L2具有负光焦度,第三透镜L3具有正光焦度,第四透镜L4具有正光焦度,第五透镜L5具有负光焦度。
第三光学元件G3可以包括第二光折叠元件1b,第二光折叠元件1b包括入光面23、第一反射面21、第二反射面22、出光面24。入光面23、第一反射面21、第二反射面22、出光面24均为第二光折叠元件1b的侧面。第三光学元件G3的出光面24垂直于第一光折叠元件1a的入光面11,第三光学元件G3的出光面24与电子设备1000的感光元件30所在的像平面相对且平行。从第二光学元件G2射出的光线经过入光面23射入第二光折叠元件1b,光线在第一反射面21被反射,经过第一反射面21反射的光线在第二反射面22被反射,光线经过出光面24射出第二光折叠元件1b。光线在第二光折叠元件1b内发生两次反射。可以理解地,射入第二光折叠元件1b的光线在第二光折叠元件1b内经过两次反射后射出第二光折叠元件1b时,与射入第二光折叠元件1b的光线产生交叉。第二光折叠元件1b将光路折叠,能够缩短后焦,使得光学镜头20的结构更紧凑,实现光学镜头20的小型化,减小光学镜头20在电子设备1000中占用的空间,便于电子设备1000中其他结构件的设置,有利于提高电子设备1000的空间利用率。
在光学镜头20防抖的过程中,第一光学元件G1绕第一方向Z、第二方向Y、第三方向X中的至少一者转动。本申请实施例中可以通过常规的防抖马达驱动第一光学元件G1运动,实现光学镜头20的防抖,有利于提高光学镜头20的成像质量。
本申请实施例中的第一透镜组G21为固定透镜群,第二透镜组G22为活动透镜群。在光学镜头20对焦的过程中,可以通过将第五透镜L5向物侧或者像侧移动(沿第二方向Y移动)实现对焦。通过移动第五透镜L5实现光学镜头20的对焦,无需在电子设备1000中安装多个光学镜头即可实现变焦,减少了光学镜头20的占用空间,节省了成本。本实施例中,移动第五透镜L5即可实现对焦,对焦结构简单、难度低。活动透镜群的数量为一个,相对于多个活动透镜群的设置,减少了驱动活动透镜群移动的马达的数量,减小了光学镜头的体积,对焦时只需移动一个活动透镜群,便于控制,实现精准对焦。
第一光折叠元件1a可以用于改变光学镜头20的入射光的传播方向,使得光学镜头20的结构布置更灵活。通过设置第二光折叠元件1b对光线进行至少两次反射,使得光学镜头20具有较长的光程和较短的物理长度,能够缩短光学镜头20的后焦,缩小光学镜头20的尺寸,实现光学镜头20的小型化设计。在光学镜头20中第二光折叠元件1b的顶面26和底面27沿第一方向Z排列,有利于光学镜头20的小型化设计。
请参考表2a,表2a是图7和图8所示摄像头模组200在一种可能的实施例中的各透镜、光折叠元件及滤光片的曲率半径、厚度、折射率、阿贝数、有效半径、倾斜角度。其中,厚度包括结构本身的厚度和结构之间的间距,INF是指无穷大。表2a中有效半径对应的X、Y及倾斜角度对应的X、Y、Z与图7中的X、Y、Z不同,表2a中有效半径对应的X、Y及倾斜角度对应的X、Y、Z始终以光轴为Z轴。
表2a
请参考表2b,表2b是图7和图8所示摄像头模组200在一种可能的实施例中的各透镜的非球面系数。
表2b
其中,K为二次曲面常数,A4、A6、A8、A10等符号表示非球面系数。
本实施例中,表2a中的光学镜头20的非球面,可以采用但不限于以下非球面公式进行限定:
其中,z为非球面上距离光轴为r的点,其与相切于非球面光轴上交点切面的相对距离;r为非球面曲线上的点与光轴的垂直距离;c为曲率;k为锥面系数;αi为第i阶非球面系数。
请参考表2c,表2c是图7和图8所示摄像头模组200在一种可能的实施例中的基本参数。其中,表2c中Y为光学镜头20的半像高,EFL为光学镜头20的有效焦距,Fno为光学镜头20的光圈数,RED为微距下光学镜头20的放大倍率,TTL为光学镜头20的光学总长,R光为光学镜头20的第一个入光面的曲率半径(本实施例中为第一透镜L1的物侧面的曲率半径),F1为第一光学元件G1的焦距,W1为第一光折叠元件1a的光路总长,W2为第二光折叠元件1b的光路总长,Ab为第二光折叠元件1b的阿贝数,F2为第二光学元件G2中用于对焦的透镜的焦距,S为对焦感度,f1为第一透镜L1的焦距,f2为第二透镜L2的焦距,f3为第三透镜L3的焦距,f4为第四透镜L4的焦距,f5为第五透镜L5的焦距,h1为第一光折叠元件1a在第一方向Z上的高度,h2为第二光折叠元件1b在第一方向Z上的高度,PD为主光线被第一光折叠元件1a的反射面12反射的位置P1与主光线被第二光折叠元件1b的第一反射面21反射的位置P2之间的距离。
表2c
请参考表2d,表2d是图7和图8所示摄像头模组200在一种可能的实施例中的设计参数。
表2d
α | β | EFL/F1 | FOV | W2/EFL | W1/W2 | |f1/F2| | (W2/Y)/Ab | W1/D | FH/BH | PD/Y | h2/h1 |
24° | 80° | 0.35 | 12.28° | 0.88 | 0.30 | 1.43 | 0.16 | 1.60 | 1.29 | 5.23 | 0.8 |
请参阅图9,图9是图7和图8所示摄像头模组200在一种可能的实施例中的仿真效果图。
其中,图9包括轴向色差曲线、像散场曲曲线、畸变曲线。其中,轴向色差曲线表示不同波长的光线经由光学系统的各透镜后的会聚焦点偏离,轴向色差曲线的参考波长为486nm、588nm、656nm。其物理意义为,在0度视场发出的相应波长的光,通过光学镜头后,相对于理想像点的偏离;其横坐标为沿光轴方向的偏离值,纵坐标为在光瞳处的归一化坐标。图9中值均较小,光学镜头20的轴向像差(球差,色差等)校正较好。像散场曲曲线表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲,用于示意不同视场细光束汇聚点与理想成像面的偏离,其中,实线为子午方向光束,虚线为弧矢方向光束,其横坐标为沿光轴方向的偏离值,纵坐标为相应视场。像散曲线的参考波长可以为486nm、588nm、656nm。当某视场值过大时,则该视场像质较差或存在高级像差。图9所示两方向场曲均较小,系统具有较好的焦深。畸变曲线表示不同视场光束汇聚点(实际像高)与理想像高的相对偏离量,畸变曲线的参考波长可以为486nm、588nm、656nm,图9所示均在0.2%以内,可以确保画面没有明显的变形。根据图9可知,本实施例所给出的摄像头模组200能够实现良好的成像品质。
本实施例中提供的摄像头模组200,其光学镜头20在物距为无穷远时的视场角FOV为12.28°,光学镜头20的光学总长TTL为24.00mm,W2/EFL的值为0.88、W1/W2的值为0.30,光线在第二光折叠元件1b能反射折叠两次,使得光学镜头20具有长焦距和小型化的特征,且摄像头模组200能够具有良好的成像品质。
第三实施例
请结合参阅图10和图11,图10是图2所示摄像头模组200在另一些实施例中的结构示意图,图11是图10所示摄像头模组200的另一角度的结构示意图。可以理解地,图10未示出光线在第二光折叠元件1b的传播,光线在第二光折叠元件1b的传播参阅图11。
本申请实施例中,摄像头模组200可以包括光学镜头20、感光元件30和滤光片40,光线依次经过光学镜头20、滤光片40至感光元件30成像。其中,光学镜头20可以包括第一光学元件G1、第二光学元件G2和第三光学元件G3。
第一光学元件G1包括沿物侧到像侧排列的第一透镜L1和第一光折叠元件1a,第一光折叠元件1a将光轴的传播方向由第一方向Z改变为第二方向Y,第二方向Y与第一方向Z相交。示例性地,第二方向Y垂直于第一方向Z。第一光折叠元件1a可以包括入光面11、反射面12及出光面13。光线经过入光面11射入第一光折叠元件1a,光线在反射面12被反射,反射面12用于改变光轴的传播方向,光线经过出光面13射出第一光折叠元件1a。第一光折叠元件1a可以为棱镜,示例性地,第一光折叠元件1a可以为三棱镜。
第二光学元件G2位于第一光学元件G1的像侧。第二光学元件G2可以包括第一透镜组G21和位于第一透镜组G21的像侧的第二透镜组G22。第一透镜组G21包括沿物侧到像侧排列的和第二透镜L2和第三透镜L3,第二透镜组G22包括和第四透镜L4。
本实施例中,第一透镜L1的物侧面的近光轴处、第二透镜L2的物侧面的近光轴处、第三透镜L3的物侧面的近光轴处和第四透镜L4的物侧面的近光轴处均为凸面,有利于校正光学镜头20的球面像差,提高光学镜头20的成像质量。
本实施例中,第一透镜L1具有正光焦度,第二透镜L2具有正光焦度,第三透镜L3具有正光焦度,第四透镜L4具有负光焦度。
第三光学元件G3可以包括第二光折叠元件1b,第二光折叠元件1b包括入光面23、第一反射面21、第二反射面22、出光面24。入光面23、第一反射面21、第二反射面22、出光面24均为第二光折叠元件1b的侧面。第三光学元件G3的出光面24垂直于第一光折叠元件1a的入光面11,第三光学元件G3的出光面24与电子设备1000的感光元件30所在的像平面相对且平行。从第二光学元件G2射出的光线经过入光面23射入第二光折叠元件1b,光线在第一反射面21被反射,经过第一反射面21反射的光线在第二反射面22被反射,光线经过出光面24射出第二光折叠元件1b。光线在第二光折叠元件1b内发生两次反射。可以理解地,射入第二光折叠元件1b的光线在第二光折叠元件1b内经过两次反射后射出第二光折叠元件1b时与射入第二光折叠元件1b的光线产生交叉。第二光折叠元件1b将光路折叠,能够缩短后焦,使得光学镜头20的结构更紧凑,实现光学镜头20的小型化,减小光学镜头20在电子设备1000中占用的空间,便于电子设备1000中其他结构件的设置,有利于提高电子设备1000的空间利用率。
在光学镜头20防抖的过程中,第一光学元件G1绕第一方向Z、第二方向Y、第三方向X中的至少一者转动。本申请实施例中可以通过常规的防抖马达驱动第一光学元件G1运动,实现光学镜头20的防抖,有利于提高光学镜头20的成像质量。
本申请实施例中的第一透镜组G21为固定透镜群,第二透镜组G22为活动透镜群。在光学镜头20对焦的过程中,可以通过将第四透镜L4向物侧或者像侧移动(沿第二方向Y移动)实现对焦。通过移动第四透镜L4实现光学镜头20的对焦,无需在电子设备1000中安装多个光学镜头即可实现变焦,减少了光学镜头20的占用空间,节省了成本。本实施例中,移动第四透镜L4即可实现对焦,对焦结构简单、难度低。活动透镜群的数量为一个,相对于多个活动透镜群的设置,减少了驱动对活动透镜群移动的马达的数量,减小了光学镜头20的体积,对焦时只需移动一个活动透镜群,便于控制,实现精准对焦。
第一光折叠元件1a可以用于改变光学镜头20的入射光的传播方向,使得光学镜头20的结构布置更灵活。通过设置第二光折叠元件1b对光线进行至少两次反射,使得光学镜头20具有较长的光程和较短的物理长度,能够缩短光学镜头20的后焦,缩小光学镜头20的尺寸,实现光学镜头20的小型化设计。在光学镜头20中第二光折叠元件1b的顶面26和底面27沿第一方向Z排列,有利于光学镜头20的小型化设计。
请参考表3a,表3a是图10和图11所示摄像头模组200在一种可能的实施例中的各透镜、光折叠元件及滤光片的曲率半径、厚度、折射率、阿贝数、有效半径、倾斜角度。其中,厚度包括结构本身的厚度和结构之间的间距,INF是指无穷大。表3a中有效半径对应的X、Y及倾斜角度对应的X、Y、Z与图10中的X、Y、Z不同,表3a中有效半径对应的X、Y及倾斜角度对应的X、Y、Z始终以光轴为Z轴。
表3a
请参考表3b,表3b是图10和图11所示摄像头模组200在一种可能的实施例中的各透镜的非球面系数。
表3b
面号 | K | A4 | A6 | A8 | A10 |
1 | 1.72E+00 | -3.53E-04 | -7.18E-06 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
2 | -2.52E+00 | -4.24E-04 | -4.11E-06 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
8 | 2.81E+00 | 9.92E-04 | -3.45E-05 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
9 | 4.23E+00 | 9.52E-04 | -3.90E-05 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
12 | -1.86E+00 | 1.41E-04 | 1.66E-05 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
13 | -3.03E+00 | -1.65E-03 | 5.96E-05 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
其中,K为二次曲面常数,A4、A6、A8、A10等符号表示非球面系数。
本实施例中,表3a中的光学镜头20的非球面,可以采用但不限于以下非球面公式进行限定:
其中,z为非球面上距离光轴为r的点,其与相切于非球面光轴上交点切面的相对距离;r为非球面曲线上的点与光轴的垂直距离;c为曲率;k为锥面系数;αi为第i阶非球面系数。
请参考表3c,表3c是图10和图11所示摄像头模组200在一种可能的实施例中的基本参数。其中,表3c中Y为光学镜头20的半像高,EFL为光学镜头20的有效焦距,Fno为光学镜头20的光圈数,RED为微距下光学镜头20的放大倍率,TTL为光学镜头20的光学总长,R光为光学镜头20的第一个入光面的曲率半径(本实施例中为第一透镜L1的物侧面的曲率半径),F1为第一光学元件G1的焦距,W1为第一光折叠元件1a的光路总长,W2为第二光折叠元件1b的光路总长,Ab为第二光折叠元件1b的阿贝数,F2为第二光学元件G2中用于对焦的透镜的焦距,S为对焦感度,f1为第一透镜L1的焦距,f2为第二透镜L2的焦距,f3为第三透镜L3的焦距,f4为第四透镜L4的焦距,h1为第一光折叠元件1a在第一方向Z上的高度,h2为第二光折叠元件1b在第一方向Z上的高度,PD为主光线被第一光折叠元件1a的反射面12反射的位置P1与主光线被第二光折叠元件1b的第一反射面21反射的位置P2之间的距离。
表3c
请参考表3d,表3d是图10和图11所示摄像头模组200在一种可能的实施例中的设计参数。
表3d
α | β | EFL/F1 | FOV | W2/EFL | W1/W2 | |f1/F2| | (W2/Y)/Ab | W1/D | FH/BH | PD/Y | h2/h1 |
21° | 78° | 0.44 | 12.28° | 0.93 | 0.26 | 4.29 | 0.15 | 1.32 | 1.35 | 5.69 | 0.81 |
请参阅图12,图12是图10和图11所示摄像头模组200在一种可能的实施例中的仿真效果图。
其中,图12包括轴向色差曲线、像散场曲曲线、畸变曲线。其中,轴向色差曲线表示不同波长的光线经由光学系统的各透镜后的会聚焦点偏离,轴向色差曲线的参考波长为486nm、588nm、656nm。其物理意义为,在0度视场发出的相应波长的光,通过光学镜头后,相对于理想像点的偏离;其横坐标为沿光轴方向的偏离值,纵坐标为在光瞳处的归一化坐标。图12中值均较小,光学镜头20的轴向像差(球差,色差等)校正较好。像散场曲曲线表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲,用于示意不同视场细光束汇聚点与理想成像面的偏离,其中,实线为子午方向光束,虚线为弧矢方向光束,其横坐标为沿光轴方向的偏离值,纵坐标为相应视场。像散曲线的参考波长可以为486nm、588nm、656nm。当某视场值过大时,则该视场像质较差或存在高级像差。图12所示两方向场曲均较小,系统具有较好的焦深。畸变曲线表示不同视场光束汇聚点(实际像高)与理想像高的相对偏离量,畸变曲线的参考波长可以为486nm、588nm、656nm,图12所示均在0.2%以内,可以确保画面没有明显的变形。根据图12可知,本实施例所给出的摄像头模组200能够实现良好的成像品质。
本实施例中提供的摄像头模组200,其光学镜头20在物距为无穷远时的视场角FOV为12.28°,光学镜头20的光学总长TTL为25.30mm,W2/EFL的值为0.93、W1/W2的值为0.26,光线在第二光折叠元件1b能反射折叠两次,使得光学镜头20具有长焦距和小型化的特征,且摄像头模组200能够具有良好的成像品质。
第四实施例
请结合参阅图13和图14,图13是图2所示摄像头模组200在另一些实施例中的结构示意图,图14是图13所示摄像头模组200的另一角度的结构示意图。可以理解地,图13未示出光线在第二光折叠元件1b的传播,光线在第二光折叠元件1b的传播参阅图14。
本申请实施例中,摄像头模组200可以包括光学镜头20、感光元件30和滤光片40,光线依次经过光学镜头20、滤光片40至感光元件30成像。其中,光学镜头20可以包括第一光学元件G1、第二光学元件G2和第三光学元件G3。
第一光学元件G1包括沿物侧到像侧排列的第一透镜L1和第一光折叠元件1a,第一光折叠元件1a将光轴的传播方向由第一方向Z改变为第二方向Y,第二方向Y与第一方向Z相交。示例性地,第二方向Y垂直于第一方向Z。第一光折叠元件1a可以包括入光面11、反射面12及出光面13,光线经过入光面11射入第一光折叠元件1a,光线在反射面12被反射,反射面12用于改变光轴的传播方向,光线经过出光面13射出第一光折叠元件1a。第一光折叠元件1a可以为棱镜,示例性地,第一光折叠元件1a可以为三棱镜。第一透镜L1的像侧面与第一光折叠元件1a的入光面11胶合,有利于光学镜头20的小型化。
第二光学元件G2位于第一光学元件G1的像侧。第二光学元件G2可以包括第一透镜组G21和位于第一透镜组G21的像侧的第二透镜组G22。第一透镜组G21包括沿物侧到像侧排列的和第二透镜L2和第三透镜L3,第二透镜组G22包括和第四透镜L4。
本实施例中,第一透镜L1的物侧面的近光轴处、第二透镜L2的物侧面的近光轴处、第三透镜L3的物侧面的近光轴处和第四透镜L4的物侧面的近光轴处均为凸面,有利于校正光学镜头20的球面像差,提高光学镜头20的成像质量。
本实施例中,第一透镜L1具有正光焦度,第二透镜L2具有正光焦度,第三透镜L3具有正光焦度,第四透镜L4具有负光焦度。
第三光学元件G3可以包括第二光折叠元件1b,第二光折叠元件1b包括入光面23、第一反射面21、第二反射面22、出光面24。入光面23、第一反射面21、第二反射面22、出光面24均为第二光折叠元件1b的侧面。第三光学元件G3的出光面24垂直于第一光折叠元件1a的入光面11,第三光学元件G3的出光面24与电子设备1000的感光元件30所在的像平面相对且平行。从第二光学元件G2射出的光线经过入光面23射入第二光折叠元件1b,光线在第一反射面21被反射,经过第一反射面21反射的光线在第二反射面22被反射,光线经过出光面24射出第二光折叠元件1b。光线在第二光折叠元件1b内发生两次反射。可以理解地,射入第二光折叠元件1b的光线在第二光折叠元件1b内经过两次反射后射出第二光折叠元件1b时与射入第二光折叠元件1b的光线产生交叉。第二光折叠元件1b将光路折叠,能够缩短后焦,使得光学镜头20的结构更紧凑,实现光学镜头20的小型化,减小光学镜头20在电子设备1000中占用的空间,便于电子设备1000中其他结构件的设置,有利于提高电子设备1000的空间利用率。
在光学镜头20防抖的过程中,第一光学元件G1绕第一方向Z、第二方向Y、第三方向X中的至少一者转动。本申请实施例中可以通过常规的防抖马达驱动第一光学元件G1运动,实现光学镜头20的防抖,有利于提高光学镜头20的成像质量。
本申请实施例中的第一透镜组G21为固定透镜群,第二透镜组G22为活动透镜群。在光学镜头20对焦的过程中,可以通过将第四透镜L4向物侧或者像侧移动(沿第二方向Y移动)实现对焦。通过移动第四透镜L4实现光学镜头20的对焦,无需在电子设备1000中安装多个光学镜头即可实现变焦,减少了光学镜头20的占用空间,节省了成本。本实施例中,移动第四透镜L4即可实现对焦,对焦结构简单、难度低。活动透镜群的数量为一个,相对于多个活动透镜群的设置,减少了驱动活动透镜群移动的马达的数量,减小了光学镜头20的体积,对焦时只需移动一个活动透镜群,便于控制,实现精准对焦。
第一光折叠元件1a可以用于改变光学镜头20的入射光的传播方向,使得光学镜头20的结构布置更灵活。通过设置第二光折叠元件1b对光线进行至少两次反射,使得光学镜头20具有较长的光程和较短的物理长度,能够缩短光学镜头20的后焦,缩小光学镜头20的尺寸,实现光学镜头20的小型化设计。在光学镜头20中第二光折叠元件1b的顶面26和底面27沿第一方向Z排列,有利于光学镜头20的小型化设计。
请参考表4a,表4a是图13和图14所示摄像头模组200在一种可能的实施例中的各透镜、光折叠元件及滤光片的曲率半径、厚度、折射率、阿贝数、有效半径、倾斜角度。其中,厚度包括结构本身的厚度和结构之间的间距,INF是指无穷大。表4a中有效半径对应的X、Y及倾斜角度对应的X、Y、Z与图13中的X、Y、Z不同,表4a中有效半径对应的X、Y及倾斜角度对应的X、Y、Z始终以光轴为Z轴。
表4a
请参考表4b,表4b是图13和图14所示摄像头模组200在一种可能的实施例中的各透镜的非球面系数。
表4b
面号 | K | A4 | A6 | A8 | A10 |
1 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
9 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
10 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
11 | 1.58E+00 | -4.42E-04 | 1.41E-05 | -2.12E-08 | 0.00E+00 |
12 | -1.68E+00 | -1.53E-03 | 9.28E-06 | 5.06E-07 | 0.00E+00 |
其中,K为二次曲面常数,A4、A6、A8、A10等符号表示非球面系数。
本实施例中,表4a中的光学镜头20的非球面,可以采用但不限于以下非球面公式进行限定:
其中,z为非球面上距离光轴为r的点,其与相切于非球面光轴上交点切面的相对距离;r为非球面曲线上的点与光轴的垂直距离;c为曲率;k为锥面系数;αi为第i阶非球面系数。
请参考表4c,表4c是图13和图14所示摄像头模组200在一种可能的实施例中的基本参数。其中,表4c中Y为光学镜头20的半像高,EFL为光学镜头20的有效焦距,Fno为光学镜头20的光圈数,RED为微距下光学镜头20的放大倍率,TTL为光学镜头20的光学总长,R光为光学镜头20的第一个入光面的曲率半径(本实施例中为第一透镜L1的物侧面的曲率半径),F1为第一光学元件G1的焦距,W1为第一光折叠元件1a的光路总长,W2为第二光折叠元件1b的光路总长,Ab为第二光折叠元件1b的阿贝数,F2为第二光学元件G2中用于对焦的透镜的焦距,S为对焦感度,f1为第一透镜L1的焦距,f2为第二透镜L2的焦距,f3为第三透镜L3的焦距,f4为第四透镜L4的焦距,h1为第一光折叠元件1a在第一方向Z上的高度,h2为第二光折叠元件1b在第一方向Z上的高度,PD为主光线被第一光折叠元件1a的反射面12反射的位置P1与主光线被第二光折叠元件1b的第一反射面21反射的位置P2之间的距离。
表4c
请参考表4d,表4d是图13和图14所示摄像头模组200在一种可能的实施例中的设计参数。
表4d
α | β | EFL/F1 | FOV | W2/EFL | W1/W2 | |f1/F2| | (W2/Y)/Ab | W1/D | FH/BH | PD/Y | h2/h1 |
21° | 78° | 0.44 | 12.29° | 0.94 | 0.26 | 4.28 | 0.15 | 1.35 | 1.41 | 5.65 | 0.82 |
请参阅图15,图15是图13和图14所示摄像头模组200在一种可能的实施例中的仿真效果图。
其中,图15包括轴向色差曲线、像散场曲曲线、畸变曲线。其中,轴向色差曲线表示不同波长的光线经由光学系统的各透镜后的会聚焦点偏离,轴向色差曲线的参考波长为486nm、588nm、656nm。其物理意义为,在0度视场发出的相应波长的光,通过光学镜头后,相对于理想像点的偏离;其横坐标为沿光轴方向的偏离值,纵坐标为在光瞳处的归一化坐标。图15中值均较小,光学镜头20的轴向像差(球差,色差等)校正较好。像散场曲曲线表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲,用于示意不同视场细光束汇聚点与理想成像面的偏离,其中,实线为子午方向光束,虚线为弧矢方向光束,其横坐标为沿光轴方向的偏离值,纵坐标为相应视场。像散曲线的参考波长可以为486nm、588nm、656nm。当某视场值过大时,则该视场像质较差或存在高级像差。图15所示两方向场曲均较小,系统具有较好的焦深。畸变曲线表示不同视场光束汇聚点(实际像高)与理想像高的相对偏离量,畸变曲线的参考波长可以为486nm、588nm、656nm,图15所示均在0.5%以内,可以确保画面没有明显的变形。根据图15可知,本实施例所给出的摄像头模组200能够实现良好的成像品质。
本实施例中提供的摄像头模组200,其光学镜头20在物距为无穷远时的视场角FOV为12.29°,光学镜头20的光学总长TTL为25.20mm,W2/EFL的值为0.94、W1/W2的值为0.26,光线在第二光折叠元件1b能反射折叠两次,使得光学镜头20具有长焦距和小型化的特征,且摄像头模组200能够具有良好的成像品质。
第五实施例
请结合参阅图16和图17,图16是图2所示摄像头模组200在另一些实施例中的结构示意图,图17是图16所示摄像头模组200的另一角度的结构示意图。可以理解地,图16未示出光线在第二光折叠元件1b的传播,光线在第二光折叠元件1b的传播参阅图17。
本申请实施例中,摄像头模组200可以包括光学镜头20、感光元件30和滤光片40,光线依次经过光学镜头20、滤光片40至感光元件30成像。其中,光学镜头20可以包括第一光学元件G1、第二光学元件G2和第三光学元件G3。
第一光学元件G1包括沿物侧到像侧排列的第一透镜L1和第一光折叠元件1a,第一光折叠元件1a将光轴的传播方向由第一方向Z改变为第二方向Y,第二方向Y与第一方向Z相交。示例性地,第二方向Y垂直于第一方向Z。第一光折叠元件1a可以包括入光面11、反射面12及出光面13。光线经过入光面11射入第一光折叠元件1a,光线在反射面12被反射,反射面12用于改变光轴O的传播方向,光线经过出光面13射出第一光折叠元件1a。第一光折叠元件1a可以为棱镜,示例性地,第一光折叠元件1a可以为三棱镜。
第二光学元件G2位于第一光学元件G1的像侧。第二光学元件G2可以包括沿物侧到像侧排列的第二透镜L2和第三透镜L3。第二透镜L2和第三透镜L3胶合。
本实施例中,第一透镜L1的物侧面的近光轴处为凸面,有利于校正光学镜头20的球面像差,提高光学镜头20的成像质量。
本实施例中,第一透镜L1具有正光焦度,第二透镜L2具有正光焦度,第三透镜L3具有负光焦度。
第三光学元件G3可以包括第二光折叠元件1b,第二光折叠元件1b包括入光面23、第一反射面21、第二反射面22、第三反射面25和出光面24。入光面23、第一反射面21、第二反射面22、第三反射面25和出光面24均为第二光折叠元件1b的侧面。第三光学元件G3的出光面24垂直于第一光折叠元件1a的入光面11,第三光学元件G3的出光面24与电子设备1000的感光元件30所在的像平面相对且平行。从第二光学元件G2射出的光线经过入光面23射入第二光折叠元件1b,光线在第一反射面21被反射,经过第一反射面21反射的光线在第二反射面22被反射,经过第二反射面22光线反射的光线在第三反射面25被反射,光线经过出光面24射出第二光折叠元件1b。光线在第二光折叠元件1b内发生三次反射。可以理解地,射入第二光折叠元件1b的光线在第二光折叠元件1b内经过三次反射后射出第二光折叠元件1b时与射入第二光折叠元件1b的光线产生交叉。第二光折叠元件1b将光路折叠,能够缩短后焦,使得光学镜头20的结构更紧凑,实现光学镜头20的小型化,减小光学镜头20在电子设备1000中占用的空间,便于电子设备1000中其他结构件的设置,有利于提高电子设备1000的空间利用率。
在光学镜头20防抖的过程中,第一光学元件G1绕第第一方向Z、第二方向Y、第三方向X中的至少一者转动。本申请实施例中可以通过常规的防抖马达驱动第一光学元件G1运动,实现光学镜头20的防抖,有利于提高光学镜头20的成像质量。
本申请实施例中的活动透镜群包括第二透镜L2和第三透镜L3。在光学镜头20对焦的过程中,可以通过将第二透镜L2和第三透镜L3向物侧或者像侧移动(沿第二方向Y移动)实现对焦。通过移动第二透镜L2和第三透镜L3实现光学镜头20的对焦,无需在电子设备1000中安装多个光学镜头即可实现变焦,减少了光学镜头20的占用空间,节省了成本。本实施例中,移动第二透镜L2和第三透镜L3即可实现对焦,对焦结构简单、难度低。活动透镜群的数量为一个,相对于多个活动透镜群的设置,减少了驱动活动透镜群移动的马达的数量,减小了光学镜头20的体积,对焦时只需移动一个活动透镜群,便于控制,实现精准对焦。
第一光折叠元件1a可以用于改变光学镜头20的入射光的传播方向,使得光学镜头20的结构布置更灵活。通过设置第二光折叠元件1b对光线进行至少两次反射,使得光学镜头20具有较长的光程和较短的物理长度,能够缩短光学镜头20的后焦,缩小光学镜头20的尺寸,实现光学镜头20的小型化设计。在光学镜头20中第二光折叠元件1b的顶面26和底面27沿第一方向Z排列,有利于光学镜头20的小型化设计。
请参考表5a,表5a是图16和图17所示摄像头模组200在一种可能的实施例中的各透镜、光折叠元件及滤光片的曲率半径、厚度、折射率、阿贝数、有效半径、倾斜角度。其中,厚度包括结构本身的厚度和结构之间的间距,INF是指无穷大。表5a中有效半径对应的X、Y及倾斜角度对应的X、Y、Z与图16中的X、Y、Z不同,表5a中有效半径对应的X、Y及倾斜角度对应的X、Y、Z始终以光轴为Z轴。
表5a
请参考表5b,表5b是图16和图17所示摄像头模组200在一种可能的实施例中的各透镜的非球面系数。
表5b
面号 | K | A4 | A6 | A8 | A10 |
1 | 0.00E+00 | -6.11E-05 | -1.33E-06 | -7.92E-09 | 5.01E-10 |
2 | 0.00E+00 | -6.59E-05 | -1.36E-06 | 2.33E-09 | 4.41E-11 |
8 | -1.65E+00 | -6.08E-05 | -1.19E-07 | 5.74E-09 | -2.63E-10 |
其中,K为二次曲面常数,A4、A6、A8、A10等符号表示非球面系数。
本实施例中,表5a中的光学镜头20的非球面,可以采用但不限于以下非球面公式进行限定:
其中,z为非球面上距离光轴为r的点,其与相切于非球面光轴上交点切面的相对距离;r为非球面曲线上的点与光轴的垂直距离;c为曲率;k为锥面系数;αi为第i阶非球面系数。
请参考表5c,表5c是图16和图17所示摄像头模组200在一种可能的实施例中的基本参数。其中,表5c中Y为光学镜头20的半像高,EFL为光学镜头20的有效焦距,Fno为光学镜头20的光圈数,RED为微距下光学镜头20的放大倍率,TTL为光学镜头20的光学总长,R光为光学镜头20的第一个入光面的曲率半径(本实施例中为第一透镜L1的物侧面的曲率半径),F1为第一光学元件G1的焦距,W1为第一光折叠元件1a的光路总长,W2为第二光折叠元件1b的光路总长,Ab为第二光折叠元件1b的阿贝数,F2为第二光学元件G2中用于对焦的透镜的焦距,S为对焦感度,f1为第一透镜L1的焦距,f2为第二透镜L2的焦距,f3为第三透镜L3的焦距,h1为第一光折叠元件1a在第一方向Z上的高度,h2为第二光折叠元件1b在第一方向Z上的高度,PD为主光线被第一光折叠元件1a的反射面12反射的位置P1与主光线被第二光折叠元件1b的第一反射面21反射的位置P2之间的距离。
表5c
请参考表5d,表5d是图16和图17所示摄像头模组200在一种可能的实施例中的设计参数。
表5d
α | β | EFL/F1 | FOV | W2/EFL | W1/W2 | |f1/F2| | (W2/Y)/Ab | W1/D | FH/BH | PD/Y | h2/h1 |
20° | 68° | 0.55 | 8.19° | 1.07 | 0.16 | 0.77 | 0.21 | 0.96 | 1.31 | 7.36 | 0.86 |
请参阅图18,图18是图16和图17所示摄像头模组200在一种可能的实施例中的仿真效果图。
其中,图18包括轴向色差曲线、像散场曲曲线、畸变曲线。其中,轴向色差曲线表示不同波长的光线经由光学系统的各透镜后的会聚焦点偏离,轴向色差曲线的参考波长为486nm、588nm、656nm。其物理意义为,在0度视场发出的相应波长的光,通过光学镜头后,相对于理想像点的偏离;其横坐标为沿光轴方向的偏离值,纵坐标为在光瞳处的归一化坐标。图18中值均较小,光学镜头20的轴向像差(球差,色差等)校正较好。像散场曲曲线表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲,用于示意不同视场细光束汇聚点与理想成像面的偏离,其中,实线为子午方向光束,虚线为弧矢方向光束,其横坐标为沿光轴方向的偏离值,纵坐标为相应视场。像散曲线的参考波长可以为486nm、588nm、656nm。当某视场值过大时,则该视场像质较差或存在高级像差。图18所示两方向场曲均较小,系统具有较好的焦深。畸变曲线表示不同视场光束汇聚点(实际像高)与理想像高的相对偏离量,畸变曲线的参考波长可以为486nm、588nm、656nm,图18所示均在0.2%以内,可以确保画面没有明显的变形。根据图18可知,本实施例所给出的摄像头模组200能够实现良好的成像品质。
本实施例中提供的摄像头模组200,其光学镜头20在物距为无穷远时的视场角FOV为8.19°,光学镜头20的光学总长TTL为32.30mm,W2/EFL的值为1.07、W1/W2的值为0.16,光线在第二光折叠元件1b能反射折叠三次,使得光学镜头20具有长焦距和小型化的特征,且摄像头模组200能够具有良好的成像品质。
以上所述,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所述权利要求的保护范围为准。
Claims (22)
1.一种光学镜头(20),其特征在于,包括第一光学元件(G1)、第二光学元件(G2)和第三光学元件(G3);
所述第一光学元件(G1)包括第一光折叠元件(1a),所述第一光折叠元件(1a)将光轴(O)的传播方向由第一方向(Z)改变为第二方向(Y),所述第一方向(Z)为外界光束进入所述光学镜头(20)的方向,所述第二方向(Y)与所述第一方向(Z)相交;
所述第二光学元件(G2)位于所述第一光学元件(G1)的像侧,所述第二光学元件(G2)包括至少一片透镜;
所述第三光学元件(G3)包括第二光折叠元件(1b),所述第二光折叠元件(1b)包括顶面(26)和底面(27),所述顶面(26)和所述底面(27)沿所述第一方向(Z)排列且相互平行,所述顶面(26)为N边形,N为大于或等于5的整数,所述第二光折叠元件(1b)还包括N个侧面,每个所述侧面均连接于所述顶面(26)与所述底面(27)之间,N个所述侧面包括入光面(23)、出光面(24)和至少两个反射面。
2.如权利要求1所述的光学镜头(20),其特征在于,在所述光学镜头(20)对焦的过程中,所述第二光学元件(G2)中的至少一个所述透镜沿所述第二方向(Y)移动。
3.如权利要求1或2所述的光学镜头(20),其特征在于,所述第二光学元件(G2)由一个活动透镜群组成,或者由一个活动透镜群和至少一个固定透镜群组成;
在所述光学镜头(20)对焦的过程中,所述活动透镜群沿第二方向(Y)移动。
4.如权利要求1-3任一项所述的光学镜头(20),其特征在于,在所述光学镜头(20)防抖的过程中,所述第一光学元件(G1)绕所述第一方向(Z)、所述第二方向(Y)、所述第三方向(X)中的至少一者转动,所述第三方向(X)与所述第一方向(Z)相交,且与所述第二方向(Y)相交。
5.如权利要求1-4任一项所述的光学镜头(20),其特征在于,所述第二光折叠元件(1b)的第一反射面(21)的法线方向与所述第二方向(Y)的夹角α,满足下列关系式:
10°≤α≤30°。
6.如权利要求1-5任一项所述的光学镜头(20),其特征在于,所述第二光折叠元件(1b)的出光面(24)的法线方向与所述第二方向(Y)的夹角β,满足下列关系式:
45°≤β≤90°。
7.如权利要求1-6任一项所述的光学镜头(20),其特征在于,所述第二光折叠元件(1b)的光路总长W2和所述光学镜头(20)的有效焦距EFL,满足下列关系式:
0.5≤W2/EFL≤1.5。
8.如权利要求1-7任一项所述的光学镜头(20),其特征在于,所述第一光折叠元件(1a)的光路总长W1与所述第二光折叠元件(1b)的光路总长W2,满足下列关系式:
0.05≤W1/W2≤0.5。
9.如权利要求1-8任一项所述的光学镜头(20),其特征在于,所述第一光折叠元件(1a)的光路总长W1和所述第一光折叠元件(1a)与所述第二光折叠元件(1b)的间距D,满足下列关系式:
0.5≤W1/D≤2.0。
10.如权利要求1-9任一项所述的光学镜头(20),其特征在于,从所述第一光折叠元件(1a)射出的光束在所述光轴(O)上的最大高度FH与从所述第二光折叠元件(1b)射入的光束在所述光轴(O)上的最大高度BH,满足下列关系式:
1<FH/BH≤2。
11.如权利要求1-10任一项所述的光学镜头(20),其特征在于,所述第二光折叠元件(1b)的光路总长W2,满足下列关系式:
W2≥15mm。
12.如权利要求1-11任一项所述的光学镜头(20),其特征在于,所述光学镜头(20)包括第一透镜(L1),所述第一透镜(L1)位于所述第一光学元件(G1)或所述第二光学元件(G2),所述第一透镜(L1)的焦距f1和所述第二光学元件(G2)中用于对焦的所述透镜的焦距F2,满足下列关系式:
0.1≤|f1/F2|≤8。
13.如权利要求1-12任一项所述的光学镜头(20),其特征在于,所述光学镜头(20)的有效焦距EFL和所述第一光学元件(G1)的焦距F1,满足下列关系式:
0≤EFL/F1≤1.0。
14.如权利要求1-13任一项所述的光学镜头(20),其特征在于,所述光学镜头(20)在物距为无穷远时的视场角FOV,满足下列关系式:
FOV≤40°。
15.如权利要求1-14任一项所述的光学镜头(20),其特征在于,所述第二光折叠元件(1b)的光路总长W2、所述光学镜头(20)的半像高Y和所述第二光折叠元件(1b)的阿贝数Ab,满足下列关系式:
0.1≤(W2/Y)/Ab≤0.5。
16.如权利要求1-15任一项所述的光学镜头(20),其特征在于,所述第二光折叠元件(1b)在第一方向(Z)上的高度h2满足:5mm≤h2≤11mm。
17.如权利要求1-16任一项所述的光学镜头(20),其特征在于,所述第一光折叠元件(1a)在第一方向(Z)上的高度h1和所述第二光折叠元件(1b)在第一方向(Z)上的高度h2满足:0.5≤h2/h1≤1.1。
18.如权利要求1-17任一项所述的光学镜头(20),其特征在于,主光线被所述第一光折叠元件(1a)的反射面(12)反射的位置(P1)与主光线被所述第二光折叠元件(1b)的第一反射面(21)反射的位置(P2)之间的距离PD,及所述光学镜头(20)的半像高(Y)满足:
3≤PD/Y≤10。
19.如权利要求1-18任一项所述的光学镜头(20),其特征在于,在所述第二方向(Y)上,主光线于成像面上的位置(P3)位于主光线被所述第一光折叠元件(1a)的反射面(12)反射的位置(P1)与主光线被所述第二光折叠元件(1b)的第一反射面(21)反射的位置(P2)之间。
20.一种摄像头模组(200),其特征在于,包括感光元件(30)和权利要求1至19中任一项所述的光学镜头(20),所述感光元件(30)位于所述光学镜头(20)的像侧。
21.一种电子设备(1000),其特征在于,包括图像处理器(300)和权利要求20所述的摄像头模组(200),所述图像处理器(300)与所述摄像头模组(200)通信连接,所述图像处理器(300)用于从所述摄像头模组(200)获取图像数据,并处理所述图像数据。
22.如权利要求21所述的电子设备(1000),其特征在于,所述电子设备(1000)还包括后盖板(101),所述摄像头模组(200)通过所述后盖板(101)上的开孔采集光线,其中,第一方向(Z)垂直于所述后盖板(101)。
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