CN104199247A - 一种安装于移动终端的两种成像模式的光学模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动终端的摄像领域，特别是一种安装于移动终端的两种成像模式的光学模块，现有技术中，用于移动终端内的光学模块一般属于其摄像头的一部分，光学模块中需要利用镜头采集光线，再进行一系列处理，该光学成像过程中，像距越大，所得到的成像更清晰，当像距达到一定数值以上时，其成像数据甚至能够进行虹膜识别功能，而移动终端中，摄像头一般设置于设备的正面或背面，用镜头采集光线，像距越长，越会影响移动终端的厚度，而本发明加入了反射装置的设计，把所述光线在移动设备厚度方向的传播转换到其扁平方向，解决了这个问题，其发明目的在于提供一种成像效果更清晰、同时优化移动终端厚度的光学模块。

Description

一种安装于移动终端的两种成像模式的光学模块

技术领域

本发明涉及移动终端的摄像领域，特别是一种安装于移动终端的两种成像模式的光学模块。

背景技术

    移动终端在现在社会的普及已非常广泛，比如笔记本电脑、平板电脑、手机、相机等等，已经能够实现大部分人们所需的常用职能，摄像、拍照为该职能的其中一部分，主要是通过移动终端上的摄像头实现，而随着时代发展，移动终端上的涉及到用户的保密技术日益成熟，其中生物识别技术渐渐占主导地位，生物识别技术中指纹识别、虹膜识别是未来的主流，而虹膜识别需要用到移动终端的摄像头，光学成像中，要使移动终端的摄像头采集完整的能够识别的虹膜光学图像，那么摄像头成像过程中的像距需等于或大于2cm，而现有技术中移动终端为满足用户的使用需求，摄像头的采光面都位于移动终端上其安装处的正面或反面，如果所述像距达到等于或大于2cm的需求，那么移动终端的厚度将会非常厚，这样的移动终端从用户体验角度来说是不允许存在的，所以急需一种解决方案，使移动终端在做到尽量薄的工艺前提下，能够实现虹膜识别，同时，像距的增大能够使移动终端收集到的光学图像更清晰，其所生成的相片或者视频片段也更清晰，使用户体验更好。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的发明目的在于提供一种成像效果更清晰、同时优化移动终端厚度、、两种成像模式的光学模块。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种安装于移动终端的两种成像模式的光学模块，其包括：

反射装置，用于从移动终端外部收集光线并通过反射改变该光线在移动终端内的传播方向；

镜头，其安装于移动终端内，用于收集所述反射后的光线，所述反射装置和所述镜头配合，使所述移动终端在厚度不变的情况下能够延长穿过镜头后的光线传播路径；

传感器，用于对穿过镜头后的光线进行成像；

所述反射装置的角度可调，从而控制所述光线在移动终端内的传播方向，以满足不同结构工艺，同时，所述传感器的数量为两个，设置在不同的两个方向，以成像效果相对比的优劣区别，当下移动终端许多设置有省电功能，此时启用成像效果相对较劣功耗较低的传感器，降低功耗，省电，当需要取消省电模式，需要好的成像效果时，控制所述反射装置，使其反射角度改变，使所述光线在移动终端内最终投射在成像效果相对较优的传感器上，满足该情况下的用户需求。

其加入了反射装置装置的设计，把所述光线在移动终端厚度方向的传播转换到其扁平方向，使其像距长度不会影响到移动终端的厚度，在保证移动终端尽量薄的工艺的同时，所成像更清晰。

作为本发明的优选方案，所述传感器为CCD传感器或CMOS传感器，所述传感器为CCD传感器时，其上连接有DSP，为常用的两种传感器，CMOS传感器的成本比CCD传感器高，但是其性能更优。

作为本发明的优选方案，所述反射装置能够为平面反射镜、直角棱镜、五棱镜、直角屋脊棱镜、反射膜，以及能实现所述反射装置反射功能的任意不规则棱镜或上述反射装置采用方案之间的任意组合，根据移动终端内部构造的设计选择所需的方案，适应性更强。

作为本发明的优选方案，所述光学模块还包括滤光片，在所述光线在移动终端内的传播路径上，所述滤光片设置于传感器之前，所述滤光片表面与所述光线进入所述传感器前的传播方向垂直，滤光片与传感器之间不设置反射装置或镜头，滤光片用来过滤所述光线，选取所需辐射波段的光线。

作为本发明的优选方案，所述反射装置与所述移动终端的外壳正面和/或背面连通，所述反射装置为一个反射部件，其能够改变所述光线的传播方向，使其在移动终端内所述外壳正面与背面之间的空间，与所述外壳正面或背面平行的方向上传播，所述镜头设置在该方向上，在该方向的所述光线传播路径上，所述镜头后依次设置有所述滤光片、传感器，这是光学模块的一种布置方式。

作为本发明的优选方案，所述反射装置包括第一反射部、第二反射部，所述第一反射部与所述移动终端的外壳正面和/或背面连通，其用于从移动终端外部收集光线并通过反射改变该光线在移动终端内的传播方向，使其在移动终端内所述外壳正面与背面之间的空间，与所述外壳正面或背面平行的方向上传播，该次反射后所述光线的传播方向上依次设置有所述镜头、对该光线进行第二次反射的所述第二反射部，其能够使接收到的光线在移动终端内所述外壳正面与背面之间的空间，与所述外壳正面或背面垂直的方向上传播，该次反射后，所述光线的传播方向上依次设置有所述镜头、滤光片、传感器，传感器一般承扁平状，该结构使所述传感器能够在移动终端的扁平方向布置，使移动终端的厚度更薄。

本发明的有益效果是：

1、使光线的成像效果更清晰；

2、安装在移动终端上时，在保证所述光线的成像效果更清晰的情况下，优化移动终端厚度。

3、两种成像模式，控制所述反射装置角度改变，使光线最终在不同的传感器上成像。

附图说明

图1是本发明实施例1的第一种结构示意图。

图2是本发明实施例2的第一种结构示意图。

图3是本发明实施例1的第二种结构示意图。

图4是本发明实施例2的第二种结构示意图。

图5是本发明实施例1的第三种结构示意图。

图6是本发明实施例2的第三种结构示意图。

图7是本发明的第一原理图。

图8是本发明的第二原理图。

图9是本发明的第三原理图。

图10是本发明的第四原理图。

图11是本发明的第五原理图。

图12是本发明的第六原理图。

图中标记：1-镜头，2-反射装置，3-滤光片，4-传感器，5-第一反射部，6-第二反射部，7-平面反射镜，8-直角棱镜，9-五棱镜，10-直角屋脊棱镜，11-反射膜，12-不规则棱镜。

具体实施方式

下面结合实施例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明的发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

如图1，所述的光学模块安装于手机内，为其摄像头的一部分，该摄像头包括PCB板、所述光学模块，所述光学模块包括镜头1、滤光片3、传感器4、反射装置2，所述传感器4安装于所述PCB板上，该传感器4为CCD传感器或CMOS传感器，在为CCD传感器时，该CCD传感器旁还连接有DSP，即数字信号处理芯片，并且所述PCB板为软硬结合板，当传感器4为CMOS传感器时，由于DSP集成于CMOS传感器内，所以不再需要装配单独的DSP，并且所述PCB板能够为硬板或软板或软硬结合板；

所述镜头1由透镜、镜筒、间隔环组成，所述透镜为塑胶透镜或玻璃透镜，所述反射装置2安装于手机内，并与手机的背部外壳或前部外壳连通（如图1、3、5），所述反射装置2能够从手机外部收集光线，通过反射使该光线在手机内往手机的扁平方向反射，该反射方向能够为水平方向，如图1，也能够为竖直方向，如图3，也能够为斜向，如图5，根据手机设计的不同需求，选择不同的反射方向，如图1、3、5，所述镜头1安装于手机内，其采光面与所述反射后的光线的传播方向垂直，在该次反射后所述光线的传播方向上，所述镜头1的出光面后依次设置有滤光片3、CCD传感器或CMOS传感器，所述传感器4通过所述PCB板与手机的处理器连接；

所述镜头1的透镜能够在与光线的传播方向垂直的平面上平移，所述镜头1旁设置有陀螺仪，能够侦测手机微小的移动，以该距离等比反馈给所述镜头1，镜头1在其移动平面上平移，补偿光线在所述传感器4上的成像，从而有效的克服因相机的振动产生的影像模糊；

所述光学模块还包括遥控器、接收器，该接收器安装在手机内，位于所述镜头旁，该接收器与所述遥控器能够wifi或红外连接，遥控器上设置有wifi芯片或红外发射芯片，所述接收器能够接收所遥控器的信号，控制所述传感器4的开关，实现所述光学模块的开启，实现远程遥控照相、录影等功能；

所述滤光片3内部为一个腔体，该腔体内填充有各色的滤光颗粒，单个的颗粒上设置有高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒，所述滤光颗粒分为三种，分别为红、绿、蓝滤光颗粒，分别过滤绿色、红色、蓝色的光线，每种滤光颗粒上附带的所述磁性颗粒大小不同，其受磁场的影响程度不同；所述腔体内还填充有非导磁性液体，所述绿光颗粒和所述非导磁性液体组合为悬浮体，所述滤光片3四周设置有磁场产生装置，该装置能够控制磁场方向与磁通密度，通过调整穿过所述悬浮体的磁场方向与磁通密度，改变集中在滤光片3腔体中部的三种滤光颗粒混合比例，由于绿色、红色、蓝色为三原色，能够组合所有颜色，所以通过该结构，能够选择性的过滤所有颜色的光线，以方便后期特殊用途；

所述CCD传感器4或CMOS传感器4的感光度范围等于或大于600ISO，高感光度能够使该光学模块的成像时间大大减小，当出现抖动时，起到防抖的作用；

所述反射装置2与手机背部外壳或前部外壳连通处设置有能够沿与光线传播方向垂直的平面伸出或缩回的偏振镜片，在背光使用所述光学模块时，伸出的偏振镜片能够帮助传感器4成像，不会出现曝光过度的情况，当正常光线下拍摄时，控制该偏振镜片缩回，离开光线的传播路径，即可恢复正常拍摄状态；

所述反射装置2的角度可调，从而控制所述光线在移动终端内的传播方向，以满足不同结构工艺，同时，所述传感器4的数量为两个，设置在不同的两个方向，以成像效果相对比的优劣区别，当下移动终端许多设置有省电功能，此时启用成像效果相对较劣功耗较低的传感器4，降低功耗，省电，当需要取消省电模式，需要好的成像效果时，控制所述反射装置2，使其反射角度改变，使所述光线在移动终端内最终投射在成像效果相对较优的传感器4上，满足该情况下的用户需求；

所述传感器4的位置可调，能够在所述光线的传播方向上前移或后移，以达到不同的成像效果；

所述反射装置2与手机背部外壳或前部外壳连通处设置有遮光罩，其能够向手机外部伸出，起到遮光效果，提升所述光学模块的最终成像效果；

所述反射装置2与手机背部外壳或前部外壳连通处还设置于第二镜头，其在光线传播方向上位于所述反射装置2之前，所述第二镜头由透光率92％以上的胶片构成，该胶片安装在其四周设置的一圈可放大缩小直径的圈状体上，通过该圈状体直径的放大或缩小，改变所述第二镜头的曲率，以调整该镜头的取光角度，形成广角镜头或窄角镜头，一个镜头满足更多需求，大大节约了用户的成本；

所述第二镜头能够单独调整角度，其镜头与所述光线的夹角可调，分为两个模式：正常镜头、移轴镜头，通过该镜头的可调实现正常镜头与移轴镜头的切换，使所述光学模块能够满足更多的用户需求，节约成本；

所述反射装置2能够为平面反射镜7（如图7）、直角棱镜8（如图8）、五棱镜9（如图9）、直角屋脊棱镜10（如图10）、反射膜11（如图11），以及能实现所述反射装置2反射功能的任意不规则棱镜12（如图12）或上述装置之间的任意组合，安装棱镜时，所述光线进入棱镜的面必须与此时光线传播方向垂直，所述光线射出棱镜的面必须与此时光线传播方向垂直，所述光线从所述镜头1的出光面到所述传感器4的传播路径长度等于或大于2cm。

实施例2

如图2，所述的光学模块安装于手机内，为其摄像头的一部分，该摄像头包括PCB板、所述光学模块，所述光学模块包括镜头1、滤光片3、传感器4、反射装置2，所述传感器4安装于所述PCB板上，该传感器4为CCD传感器或CMOS传感器，在为CCD传感器时，该CCD传感器旁还连接有DSP，即数字信号处理芯片，并且所述PCB板为软硬结合板，当传感器4为CMOS传感器时，由于DSP集成于CMOS传感器内，所以不再需要装配单独的DSP，并且所述PCB板能够为硬板或软板或软硬结合板；

如图2、4、6所述镜头1由透镜、镜筒、间隔环组成，所述反射装置2包括第一反射部5、第二反射部6，所述透镜为塑胶透镜或玻璃透镜，所述第一反射部5安装于手机内，并与手机的背部外壳或前部外壳连通，所述第一反射部5能够从手机外部收集光线，通过反射使该光线在手机内往手机的扁平方向反射，该反射方向能够为水平方向，如图2，也能够为竖直方向，如图4，也能够为斜向，如图6，根据手机设计的不同需求，选择不同的反射方向，如图2、4、6，所述镜头1安装于手机内，其采光面与该次反射后的光线的传播方向垂直并接收此次反射后的光线，所述镜头1的出光面后设置有所述第二反射部6，其能够使接收到的光线在手机内往手机的厚度方向反射，该次反射后光线的传播方向上设置有所述滤光片3，所述滤光片3的表面与该次被反射后的光线的传播方向垂直，滤光片3后方设置有CCD传感器或CMOS传感器，其通过所述PCB板与手机的处理器连接；

所述反射装置2能够为平面反射镜7（如图7）、直角棱镜8（如图8）、五棱镜9（如图9）、直角屋脊棱镜10（如图10）、反射膜11（如图11），以及能实现所述反射装置2反射功能的任意不规则棱镜12（如图12）或上述装置之间的任意组合，安装棱镜时，所述光线进入棱镜的面必须与此时光线传播方向垂直，所述光线射出棱镜的面必须与此时光线传播方向垂直，所述光线从所述镜头1的出光面到所述传感器4的传播路径长度等于或大于2cm。

上述实施例1-2的工作原理：所述镜头1采集的光线通过所述反射装置2的反射，所述滤光片3的过滤后，投射到传感器4上，然后光线被转换成电信号，电信号再经过模数转换变为数字信号，数字信号经过DSP加工处理，再被送到移动终端的处理器中进行处理，而所述的反射装置2的设计方式，使移动终端整体在尽可能满足薄的工艺要求下，其摄像头中的光学模块，能够使其收集到的光线更清晰，方便扩展下序的某些职能，比如虹膜识别、超高清相片与视频。

Claims (5)

1.一种安装于移动终端的两种成像模式的光学模块，其包括：

反射装置，用于从移动终端外部收集光线并通过反射改变该光线在移动终端内的传播方向；

镜头，其安装于移动终端内，用于收集所述反射后的光线，所述反射装置和所述镜头配合，使所述移动终端在厚度不变的情况下能够延长穿过镜头后的光线传播路径；

传感器，用于对穿过镜头后的光线进行成像；

所述反射装置的角度可调，从而控制所述光线在移动终端内的传播方向，所述传感器的数量为两个，设置在不同的两个方向。

2.根据权利要求1所述的一种安装于移动终端的两种成像模式的光学模块，其特征在于，所述传感器为CCD传感器或CMOS传感器，所述传感器为CCD传感器时，其上连接有DSP。

3.根据权利要求2所述的一种安装于移动终端的两种成像模式的光学模块，其特征在于，所述反射装置能够为平面反射镜、直角棱镜、五棱镜、直角屋脊棱镜、反射膜，以及能实现所述反射装置反射功能的任意不规则棱镜或上述反射部采用方案之间的任意组合。

4.根据权利要求3所述的一种安装于移动终端的两种成像模式的光学模块，其特征在于，所述反射装置与所述移动终端的外壳正面和/或背面连通，所述反射装置为一个反射部件，其能够改变所述光线的传播方向，使其在移动终端内所述外壳正面与背面之间的空间，与所述外壳正面或背面平行的方向上传播，所述镜头设置在该方向上，在该方向的所述光线传播路径上，所述镜头后设置有所述传感器。

5.根据权利要求3所述的一种安装于移动终端的两种成像模式的光学模块，其特征在于，所述反射装置包括第一反射部、第二反射部，所述第一反射部与所述移动终端的外壳正面和/或背面连通，其用于从移动终端外部收集光线并通过反射改变该光线在移动终端内的传播方向，使其在移动终端内所述外壳正面与背面之间的空间，与所述外壳正面或背面平行的方向上传播，该次反射后所述光线的传播方向上依次设置有所述镜头、对该光线进行第二次反射的所述第二反射部，其能够使接收到的光线在移动终端内所述外壳正面与背面之间的空间，与所述外壳正面或背面垂直的方向上传播，该次反射后，所述光线的传播方向上设置有所述传感器。