CN110764232A - 光学镜头和电子装置 - Google Patents

光学镜头和电子装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110764232A
CN110764232A CN201911204355.1A CN201911204355A CN110764232A CN 110764232 A CN110764232 A CN 110764232A CN 201911204355 A CN201911204355 A CN 201911204355A CN 110764232 A CN110764232 A CN 110764232A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
lens group
optical
reflector
lens module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911204355.1A
Other languages
English (en)
Inventor
徐青
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Original Assignee
Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd filed Critical Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Priority to CN201911204355.1A priority Critical patent/CN110764232A/zh
Publication of CN110764232A publication Critical patent/CN110764232A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0055Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element
    • G02B13/0065Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element having a beam-folding prism or mirror
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0055Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element
    • G02B13/0065Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element having a beam-folding prism or mirror
    • G02B13/007Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element having a beam-folding prism or mirror the beam folding prism having at least one curved surface
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02Bodies
    • G03B17/12Bodies with means for supporting objectives, supplementary lenses, filters, masks, or turrets
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02Bodies
    • G03B17/17Bodies with reflectors arranged in beam forming the photographic image, e.g. for reducing dimensions of camera

Abstract

本申请公开了一种光学镜头和电子装置。光学镜头包括第一反射件、镜头模组、第二反射件和图像传感器。外界入射的光线经由第一反射件反射后入射到镜头模组,从镜头模组出射后的光线入射到第二反射件,经由第二反射件反射后的光线汇聚至图像传感器,图像传感器用于将汇聚的光线转换为电信号以成像。本申请实施方式的光学镜头和电子装置通过第二反射件折叠镜头模组和图像传感器之间的光路,减小了光学镜头的长度,有利于电子装置的主板上器件的摆放,容易布局,同时有利于实现长焦距的光学镜头。

Description

光学镜头和电子装置
技术领域
本申请涉及光学成像技术领域,特别涉及一种光学镜头和电子装置。
背景技术
诸如手机等电子装置上一般设置有光学镜头进行拍照。为了具有较好的成像性能,光学镜头通常长度较长,在一定程度上局限了主板上器件的摆放,使得电子装置的体积较大,不便于携带。
发明内容
本申请实施方式提供一种光学镜头和电子装置。
本申请实施方式的光学镜头包括第一反射件、镜头模组、第二反射件和图像传感器,外界入射的光线经由所述第一反射件反射后入射到所述镜头模组,从所述镜头模组出射后的光线入射到所述第二反射件,经由所述第二反射件反射后的光线汇聚至所述图像传感器,所述图像传感器用于将汇聚的光线转换为电信号以成像;所述镜头模组为变焦透镜组,所述镜头模组从物侧到像侧方向上依次设有第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组,所述第一透镜组、所述第二透镜组和所述第三透镜组均能够在所述光学镜头的光轴方向上移动;当所述光学镜头从长焦切换为短焦时,所述第二透镜组在所述光轴上的位置相对固定,所述第一透镜组和所述第三透镜组沿所述光轴朝所述光学镜头的物侧移动;当所述光学镜头从短焦切换为长焦时,所述第二透镜组在所述光轴上的位置相对固定,所述第一透镜组和所述第三透镜组沿所述光轴朝所述光学镜头的像侧移动;或者所述镜头模组为定焦透镜组。
本申请实施方式的电子装置包括机壳和光学镜头,所述光学镜头与所述机壳结合;所述光学镜头包括第一反射件、镜头模组、第二反射件和图像传感器,外界入射的光线经由所述第一反射件反射后入射到所述镜头模组,从所述镜头模组出射后的光线入射到所述第二反射件,经由所述第二反射件反射后的光线汇聚至所述图像传感器,所述图像传感器用于将汇聚的光线转换为电信号以成像;所述镜头模组为变焦透镜组,所述镜头模组从物侧到像侧方向上依次设有第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组,所述第一透镜组、所述第二透镜组和所述第三透镜组均能够在所述光学镜头的光轴方向上移动;当所述光学镜头从长焦切换为短焦时,所述第二透镜组在所述光轴上的位置相对固定,所述第一透镜组和所述第三透镜组沿所述光轴朝所述光学镜头的物侧移动;当所述光学镜头从短焦切换为长焦时,所述第二透镜组在所述光轴上的位置相对固定,所述第一透镜组和所述第三透镜组沿所述光轴朝所述光学镜头的像侧移动;或者所述镜头模组为定焦透镜组。
本申请实施方式的光学镜头和电子装置通过第二反射件折叠镜头模组和图像传感器之间的光路,减小了光学镜头的长度,有利于电子装置的主板上器件的摆放,容易布局,同时有利于实现长焦距的光学镜头。
本申请实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点可以从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本申请某些实施方式的电子装置的示意图;
图2、图3、图4和图5是本申请某些实施方式的光学镜头的平面光路示意图;
图6是本申请某些实施方式的光学镜头的结构示意图;
图7是本申请某些实施方式的光学镜头的模块示意图;
图8是本申请某些实施方式的光学镜头中镜头模组为变焦透镜组,并处于短焦状态的结构示意图;
图9是本申请某些实施方式的光学镜头中镜头模组为变焦透镜组,并处于长焦状态的结构示意图;
图10a是本申请某些实施方式的光学镜头的简化示意图;
图10b是本申请某些实施方式的光学镜头的对焦示意图;
图10c是图10b中光学镜头对焦过程中图像的清晰度的直方图;
图11是本申请某些实施方式的光学镜头的装配示意图;
图12是本申请某些实施方式的光学镜头的部分分解示意图;
图13是图11中光学镜头沿XIII-XIII线的截面示意图;
图14是本申请某些实施方式的变焦透镜组的透镜的示意图;
图15是本申请某些实施方式的光学镜头的平面光路示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指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所述特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本申请。此外,本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外,本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请参阅图1,本申请实施方式的电子装置2000包括光学镜头1000和机壳200。其中,电子装置2000可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、游戏机、智能手表、智能手环、头显设备、无人机、数字相机(Digital Still Camera,DSC)、数字摄录像机(Digital VideoCamcorder,DVC)、行车记录器等监视设备以及其它具备照相机或摄录像机的电子设备。本申请实施方式以电子装置2000是手机为例进行说明,可以理解,电子装置2000的具体形式并不限于手机。
光学镜头1000与机壳200结合。机壳200可用于安装光学镜头1000,或者说,机壳200可作为光学镜头1000的安装载体。机壳200可对光学镜头1000起到支撑、连接、保护等作用。机壳200还可用于安装电子装置2000的供电装置、成像装置、通信装置等功能模块,以使机壳200为功能模块提供防尘、防摔、防水等保护。机壳200的材料可为塑料、金属、玻璃等,在此不作限制。
请参阅图2,本申请实施方式的光学镜头1000包括第一反射件50、镜头模组100、第二反射件90和图像传感器402。外界入射的光线经由第一反射件50反射后入射到镜头模组100,从镜头模组100出射后的光线入射到第二反射件90,经由第二反射件90反射后的光线汇聚至图像传感器402,图像传感器402用于将汇聚的光线转换为电信号以成像。请参阅图8和图9,镜头模组100为变焦透镜组,镜头模组100从物侧到像侧方向上(也即在镜头模组100的入光方向上)依次设有第一透镜组10、第二透镜组20和第三透镜组30。第一透镜组10、第二透镜组20和第三透镜组30均能够在镜头模组100的光轴O上移动。当镜头模组100由长焦切换为短焦时,第二透镜组20在光轴O上的位置相对固定,第一透镜组10和第三透镜组30沿光轴O朝镜头模组100的物侧方向(接近第一反射件50的方向)移动;当镜头模组100由短焦切换为长焦时,第二透镜组20在光轴O上的位置相对固定,第一透镜组10和第三透镜30组沿光轴O朝镜头模组100的像侧方向(接近第二反射件90的方向)移动。或者,镜头模组100为定焦透镜组。
本申请实施方式的光学镜头1000和电子装置2000通过第二反射件90折叠镜头模组100和图像传感器402之间的光路,减小了光学镜头1000的长度,有利于电子装置2000的主板上器件的摆放,容易布局,同时有利于实现长焦距的光学镜头。另外,当镜头模组100为变焦透镜组时,光学镜头1000通过移动第一透镜组10和第三透镜组30使得镜头模组100的焦距可变,无需在电子装置2000(图1所示)中安装多个镜头即可实现光学变焦,提高了成像质量的同时减少了摄像头的占用空间,且节省了成本。当镜头模组100为定焦透镜组时,光学镜头1000通过设置定焦透镜组,使得相对于变焦镜头而言,镜片结构更简单,能够减少光线在镜头中的绕射,提高成像性能,并且更加轻便方便携带。
请参阅图2和图3,光学镜头1000包括第一反射件50、镜头模组100、第二反射件90和图像传感器402。第一反射件50、镜头模组100、第二反射件90沿光轴O分布,而图像传感器402不沿此光轴O分布,图像传感器402设置在第二反射件90的一侧,使得光学镜头1000的整体横向面积不会太宽。
第一反射件50可以为棱镜或者平面镜等实现反射功能的光学器件。例如,第一反射件50可以为棱镜501。第一反射件50包括至少一个反射面,可用于改变光学镜头1000的入射光的入射方向,以实现光学镜头1000的潜望式结构,使得光学镜头1000能够横向安装在电子装置2000(见图1)上。在图2和图3的示例中,第一反射件50用于将入射光线折弯90度。
更具体地,第一反射件50可以为三棱镜,其中三棱镜可以为全反射三棱镜,将入射光线反射,折弯光路,改变光学镜头1000的入射光的入射方向,使得光学镜头1000能够横向安装在电子装置2000上。
第二反射件90包括至少一个反射面。
请参阅图2、图3和图4,在一个实施例中,第二反射件90可以为三棱镜90a。具体地,三棱镜90a可以为全反射三棱镜。三棱镜90a包括首尾依次相连的入射面901、反射面902和出射面903。三棱镜90a的横截面可以为直角三角形,直角三角形的两条直角边分别形成入射面901和出射面903,直角三角形的斜边形成反射面902。三棱镜90a的反射面902可与棱镜501的反射面呈面对称分布,对称面为一个垂直于镜头模组100的光轴O的虚拟平面R。
从镜头模组100出射的光线通过入射面901进入到三棱镜90a的内部,其中,入射光线可垂直于入射面901入射进入到三棱镜90a的内部,即入射方向与入射面901垂直。从反射面902反射的光线穿过出射面903出射,其中,出射光线可垂直于出射面903从三棱镜90a射出,即出射方向与出射面903可垂直。出射光线汇聚到图像传感器402,图像传感器402将汇聚的光线转换为电信号。在本实施例中,三棱镜90a可以将镜头模组100出射的光线弯折90度,以将光线汇聚到图像传感器402。
光学镜头1000通过设置三棱镜90a作为第二反射件90,实现了镜头模组100和图像传感器402之间的光路折叠,使得光学镜头1000的结构更为紧凑。另外,全反射相比一般的反射具有更高的反射效率,光线在反射中的损失率趋近于零,因此使得光学镜头1000相比传统的光学镜头,具有更好的成像效果。
请参阅图2、图3和图5,在另一个实施例中,第二反射件90可以为平面镜90b。进一步地,平面镜90b的反射面可与棱镜501的反射面呈面对称分布,对称面为一个垂直于镜头模组100的光轴O的虚拟平面R。
从镜头模组100出射的光线以一定角度(例如45度)入射到平面镜90b,经由平面镜90b的反射,以一定角度(例如45度)出射的出射光线汇聚到图像传感器402,图像传感器402将汇聚的光线转换为电信号。在本实施例中,平面镜90b可以将镜头模组100入射的光线弯折90度,以将光线汇聚到图像传感器402。
光学镜头1000通过设置平面镜90b作为第二反射件90,实现了镜头模组100和图像传感器402之间的光路折叠,使得光学镜头1000的结构更为紧凑。另外,在具有同样大小的反射面的平面镜、全反射三棱镜和其他棱镜中,一般而言平面镜会具有更小的体积,因此在组装时平面镜90b会占用更少的空间,并且平面镜90a一般具体更轻的重量,因此有利于光学镜头1000的小型化和轻便化的实现。
请参阅图2、图3、图4和图5,图像传感器402位于光路的末端。具体地,图像传感器402可以与外界入射的光线位于光轴O的同侧(如图2、图4和图5所示),或者图像传感器402与外界入射的光线位于光轴O的异侧(如图3所示)。光线经过第二反射件92反射后汇聚到图像传感器402的表面,图像传感器402将汇聚的光线转换为电信号以成像。图像传感器402可以是互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)图像传感器或者电荷耦合元件(Charge-coupled Device,CCD)图像传感器。图像传感器402可以是可见光图像传感器,也可以是红外图像传感器。
请参阅图6和图7,在某些实施方式中,光学镜头1000还可包括抖动检测组件801、驱动组件803和控制器802。抖动检测组件801用于检测光学镜头1000的抖动情况,控制器802与抖动检测组件801连接,控制器802用于根据抖动情况控制驱动组件803运动以带动第一反射件50和/或第二反射件90运动。
在一个实施例中,抖动检测组件801包括第一检测件8011。驱动组件803包括第一驱动件8031。第一检测件8011与第一反射件50之间可具有刚性连接。第一检测件8011、第一驱动件8031分别与控制器802可通信地连接。第一检测件8011可内置有线圈、霍尔传感器和陀螺仪,可对光学镜头1000的抖动/微小移动情况进行检测,并且第一检测件8011可将光学镜头1000的抖动/微小移动情况转化为电信号后发送到控制器802。控制器802收到电信号后,根据该电信号表示的抖动/微小移动情况,发出控制指令到第一驱动件8031。第一驱动件8031根据该控制指令运动以带动第一反射件50做出对应的反向位移,以补偿第一检测件8011检测到的光学镜头的抖动/微小移动位移。
本实施例中,光学镜头1000通过设置抖动检测组件801、驱动组件803和控制器802,实现实时检测光学镜头1000的抖动/微小移动情况,并且及时通过第一反射件50进行位移补偿,使得光学镜头1000在一定程度上能避免在抖动/微小移动的情况下的对焦困难和成像模糊,对比传统的光学镜头具有更快的对焦速度和更好的成像效果。
在另一个实施例中,抖动检测组件801包括第二检测件8012。驱动组件803包括第二驱动件8032。第二检测件8012与第二反射件90之间可具有刚性连接。第二检测件8012、第二驱动件8032分别与控制器802可通信地连接。第二检测件8012可内置有线圈、霍尔传感器和陀螺仪,可对光学镜头1000的抖动/微小移动情况进行检测,并且第二检测件8012可将光学镜头1000的抖动/微小移动情况转化为电信号后发送到控制器802。控制器802收到电信号后,根据该电信号表示的抖动/微小移动情况,发出控制指令到第二驱动件8032。第二驱动件8032根据该控制指令运动以带动第二反射件90做出对应的反向位移,以补偿第二检测件8012检测到的光学镜头的抖动/微小移动位移。
本实施例中,光学镜头1000通过设置抖动检测组件801、驱动组件803和控制器802,实现实时检测光学镜头1000的抖动/微小移动情况,并且及时通过第二反射件90进行位移补偿,使得光学镜头1000在一定程度上能避免在抖动/微小移动的情况下的对焦困难和成像模糊,对比传统的光学镜头具有更快的对焦速度和更好的成像效果。
在又一个实施例中,抖动检测组件801包括第一检测件8011和第二检测件8012,驱动组件803包括第一驱动件8031和第二驱动件8032。第一检测件8011与第一反射件50之间可具有刚性连接,第二检测件8012与第二反射件90之间可具有刚性连接。第一检测件8011、第二检测件8012、第一驱动件8031、第二驱动件8032分别与控制器802可通信地连接。第一检测件8011和第二检测件8012可内置有线圈、霍尔传感器和陀螺仪,可对光学镜头1000的抖动/微小移动情况进行检测,并且第一检测件8011和第二检测件8012可将光学镜头1000的抖动/微小移动情况转化为电信号后发送到控制器802。控制器802收到电信号后,根据该电信号表示的抖动/微小移动情况,发出控制指令到第一驱动件8031和第二驱动件8032。第一驱动件8031和第二驱动件8032根据该控制指令运动以带动第一反射件50和第二反射件90中的任意一个或多个做出对应的反向位移,以补偿第一检测件8011和/或第二检测件8012检测到的光学镜头的抖动/微小移动位移。
本实施例中,光学镜头1000通过设置抖动检测组件801、驱动组件803和控制器802,实现实时检测光学镜头1000的抖动/微小移动情况,并且及时通过第一反射件50和第二反射件90中的任意一个或多个进行位移补偿,使得光学镜头1000在一定程度上能避免在抖动/微小移动的情况下的对焦困难和成像模糊,对比传统的光学镜头具有更快的对焦速度和更好的成像效果。
请参阅图8和图9,在某些实施方式中,第一透镜组10可包括一个或多个透镜,第二透镜组20可包括一个或多个透镜,第三透镜组30可包括一个或多个透镜。本申请的一实施方式中,第一透镜组10包括两个透镜,分别为第一透镜101和第二透镜102;第二透镜组20包括三个透镜,分别为第三透镜201、第四透镜202和第五透镜203;第三透镜组30包括两个透镜,分别为第六透镜301和第七透镜302。第一透镜101、第二透镜102、第三透镜201、第四透镜202、第五透镜203、第六透镜301和第七透镜302可以全部是玻璃透镜或全部是塑料透镜,也可是部分为玻璃透镜,部分为塑料透镜。
在某些实施方式中,镜头模组100在短焦与长焦的切换过程中,第二透镜组20在镜头模组100的光轴O上保持固定不动,第一透镜组10和第三透镜组30可同步沿光轴O朝镜头模组100的物侧方向或像侧方向移动。即,在镜头模组100由长焦切换为短焦时,第二透镜组20在镜头模组100的光轴O上保持固定不动,第一透镜组10和第三透镜组30同步朝镜头模组100的物侧方向移动;在镜头模组100由短焦切换为长焦时,第二透镜组20在镜头模组100的光轴O上保持固定不动,第一透镜组10和第三透镜组30同步朝镜头模组100的像侧方向移动。需要说明的是,同步可理解为:第一透镜组10和第三透镜组30在移动过程中二者的相对间距不变,即,第一透镜组10的移动方向和移动量与第三透镜组30的移动方向和移动量均相同。由于第一透镜组10和第三透镜组30为同步移动,可由一个透镜控制器(图未示)同时控制第一透镜组10和第三透镜组30,控制逻辑更简单。
在某些实施方式中,镜头模组100在短焦与长焦的切换过程中,第二透镜组20在镜头模组100的光轴O上保持固定不动,第一透镜组10和第三透镜组30可同时沿光轴O朝镜头模组100的物侧方向或像侧方向移动。即,在镜头模组100由长焦切换为短焦时,第二透镜组20在镜头模组100的光轴O上保持固定不动,第一透镜组10和第三透镜组30同时朝镜头模组100的物侧方向移动;在镜头模组100由短焦切换为长焦时,第二透镜组20在镜头模组100的光轴O上保持固定不动,第一透镜组10和第三透镜组30同时朝镜头模组100的像侧方向移动。镜头模组100在短焦与长焦的切换过程中,第一透镜组10和第三透镜组30同时朝镜头模组100的物侧方向或像侧方向移动,节省了透镜组的移动时间,缩短了镜头模组100的变焦时间。需要说明的是,在同时移动的过程中,第一透镜组10的移动方向与第三透镜组30的移动方向相同,而第一透镜组10的移动量与第三透镜组30的移动量可以相同,也可以不相同。
在某些实施方式中,镜头模组100在短焦与长焦的切换过程中,第二透镜组20在镜头模组100的光轴O上保持不动,第一透镜组10和第三透镜组30可先后沿光轴O朝镜头模组100的物侧方向或像侧方向移动。即,在镜头模组100由长焦切换为短焦时,第二透镜组20在镜头模组100的光轴O上保持固定不动,可第一透镜组10先朝镜头模组100的物侧方向移动,然后第三透镜组30也朝镜头模组100的物侧方向移动;或者第三透镜组30先朝镜头模组100的物侧方向移动,然后第一透镜组10也朝镜头模组100的物侧方向移动。在镜头模组100由短焦切换为长焦时,第二透镜组20在镜头模组100的光轴O方向上保持固定不动,可第一透镜组10先朝镜头模组100的像侧方向移动,然后第三透镜组30也朝镜头模组100的像侧方向移动;或者第三透镜组30先朝镜头模组100的像侧方向移动,然后第一透镜组10也朝镜头模组100的像侧方向移动。由于两个透镜组移动的时间不同,第一透镜组10和第三透镜组30之间不会存在干扰的现象,镜头模组100的变焦精度更高。
在某些实施方式中,在镜头模组100完成短焦与长焦的切换之后,第二透镜组20可沿光轴O移动以实现自动对焦。在自动对焦过程中,第二透镜组20根据图像传感器402上得到的图像的清晰度确定在光轴O上的移动方向和在光轴O上的移动量。需要说明是,清晰度可通过对图像传感器402上的图像进行处理后得到一个对比度值。即图像清晰与否可通过对比度值的大小来体现,具体地,对比度值越大,图像的清晰度越高。
具体地,自动对焦过程中,采用对比度检测算法实现自动对焦过程,第二透镜组20可沿着光轴O以固定步距移动。例如,如图10a、图10b和图10c所示,图10c的直方图的纵坐标表示在该位置的对比度值的大小,第二透镜组20每到达一个位置,图像传感器402就获取一个图像,该图像就会产生一个对应的对比度值。在镜头模组100完成短焦与长焦之间的切换后,镜头模组100开始自动对焦,第一透镜组10、第三透镜组30及图像传感器402在光轴O上均保持相对固定,第二透镜组20的初始位置为第一位置P1,对应的,图像传感器402获取的第一图像具有第一对比度值,且该第一对比度值对应该第一图像的第一清晰度,若第二透镜组20向镜头模组100的物侧方向移动一步距,达到第二位置P2,对应的,在第二透镜组20位于第二位置P2时,图像传感器402获取的第二图像具有第二对比度值,且该第二对比度值对应该第二图像的第二清晰度,通过比较第一对比度值与第二对比度值之间的大小获取第一清晰度和第二清晰度之间的大小关系。若第一对比度值小于第二对比度值,则第一清晰度小于第二清晰度,即第二透镜组20在第二位置P2时,图像传感器402获取的第二图像的清晰度高于第二透镜组20在第一位置P1时图像传感器402获取的第一图像的清晰度,则第二透镜组20继续向镜头模组100的物侧方向移动并达到第三位置P3,对应的,在第二透镜组20位于第三位置P3时,图像传感器402获取的第三图像具有第三对比度值,且该第三对比度值对应第三图像的第三清晰度,通过比较第二对比度值与第三对比度值之间的大小获取第三清晰度和第二清晰度之间的大小关系,若第二对比度值小于第三对比度值,则第二清晰度小于第三清晰度,即,第二透镜组20在第三位置P3时,图像传感器402获取的第三图像的清晰度高于第二透镜组20在第二位置P2时图像传感器402获取的第二图像的清晰度,则第二透镜组20继续向镜头模组100的物侧方向移动一步距并到达第四位置P4,在第二透镜组20位于第四位置P4时,图像传感器402获取的第四图像具有第四对比度值,且该第四对比度值对应第四图像的第四清晰度,通过比较第三对比度值与第四对比度值之间的大小获取第四清晰度和第三清晰度之间的大小关系,若第三对比度值小于第四对比度值,则第四清晰度大于第三清晰度,即,第二透镜组20在第四位置P4时,图像传感器402获取的第四图像的清晰度高于第二透镜组20在第三位置P3时图像传感器402获取的第三图像的清晰度,则第二透镜组20继续向镜头模组100的物侧方向移动一步距并到达第五位置P5,在第二透镜组20位于第五位置P5时,图像传感器402获取的第五图像具有第五对比度值,且该第五对比度值对应第五图像的第五清晰度,通过比较第五对比度值与第四对比度值之间的大小获取第五清晰度和第四清晰之间的大小关系,由直方图可看出第五对比度值小于第四对比度值,则第五清晰度小于第四清晰度,即,第二透镜组20在第五位置P5时,图像传感器402获取的第五图像的清晰度低于第二透镜组20在第四位置P4时图像传感器402获取的第四图像的清晰度,则第二透镜组20返回第四位置P4,并完成对焦。当然,第二透镜组20也可以先向镜头模组100的像侧方向移动,对焦方式类似,在此不一一赘述。通过逐步调节第二透镜组20的位置并对应检测图像传感器402采集的图像的对比度,直至图像传感器402采集的图像为最大对比度时,完成对焦。
在成像过程中,第一透镜组10和第三透镜组30的移动实现了镜头模组100在长焦和短焦之间切换,然后移动第二透镜组20实现镜头模组100的自动对焦过程,第二透镜组20的移动不会对镜头模组100的变焦产生影响。即,第一透镜组10和第三透镜组30的移动是进行变焦过程,第二透镜组20的移动是进行对焦过程,镜头模组100的变焦过程和对焦过程互不影响,以使得镜头模组100的对焦精度更高。在某些实施方式中,第一透镜组10和第三透镜组30是同步移动以实现变焦,此时第一透镜组10和第三透镜组30可看作为一个透镜组,移动第二透镜组20实现自动对焦的控制逻辑比移动第一透镜组10和第三透镜组30实现对焦的控制逻辑更简单。
在某些实施方式中,光学镜头1000还可包括滤光片401,滤光片401设于图像传感器402与第二反射件90之间。滤光片401可采用IR通过滤光片或IR截止滤光片等,可根据实际用途使用不同类型的滤光片。例如,当光学镜头1000采用IR通过滤光片,且图像传感器402为红外图像传感器,则仅允许红外光线穿过滤光片401达到图像传感器402上,光学镜头1000获取的是红外图像,红外图像可以用来进行虹膜识别,或者作为结构光测距用的结构光图像来获取深度信息,或者与可见光图像一起进行3D建模,或双目测距等。当光学镜头1000采用IR截止滤光片,且图像传感器402为可见光图像传感器,则不允许红外光线穿过滤光片401,而允许可见光穿过滤光片401达到图像传感器402上,光学镜头1000获取的是可见光图像,可以作为一般的拍摄需求使用。
请参阅图8及图9,在某些实施方式中,镜头模组100还可包括光阑103,光阑103可设于第一透镜组10上,具体地,光阑103可设于第一透镜101朝向第一反射件50的一侧。在镜头模组100在短焦与长焦的切换过程中,光阑103可与第一透镜组10一起沿光轴O移动。在镜头模组100的物侧到像侧方向上,第一反射件50、第一透镜组10(与光阑103一起)、第二透镜组20、第三透镜组30、及第二反射件90依次排列。
请一并参阅图8及图11至图13,更具体地,在某些实施方式中,光学镜头1000还可包括壳体60、棱镜筒51、第一移动组件11、第二移动组件21以及第三移动组件31。棱镜筒51、第一移动组件11、第二移动组件21、第三移动组件31均收容在壳体60内,且镜头模组100包括第一移动组件11、第二移动组件21、及第三移动组件31。第一反射件50安装在棱镜筒51内。第一透镜组10与光阑103一起安装在第一移动组件11内。第二透镜组20安装在第二移动组件21内。第三透镜组30安装在第三移动组件31内。需要说明的是,光学镜头1000的棱镜筒51、第一反射件50、第二反射件90、滤光片401及图像传感器402也可收容在壳体60内,具体地,可以均固定在壳体60的尾端。
当镜头模组100在短焦与长焦之间的切换过程中,棱镜筒51和第二移动组件21在镜头模组100的光轴O上的位置均保持固定不变,使得棱镜501和第二透镜组20在镜头模组100的光轴O上的位置也均保持固定不变。当镜头模组100变焦完成后(即,完成短焦与长焦的切换之后),且镜头模组100进行自动对焦的过程中,棱镜筒51、第一移动组件11和第三移动组件31在镜头模组100的光轴O上的位置保持固定不变,使得第一反射件50、第一透镜组10和第三透镜组30在镜头模组100的光轴O上的位置也保持固定不变。
当镜头模组100在短焦与长焦之间的切换过程中,第一移动组件11和第三移动组件31均能沿着镜头模组100的光轴O移动,从而带动第一透镜组10和第三透镜组30也能沿着镜头模组100的光轴O移动。请结合图9,具体地,当镜头模组100从长焦切换为短焦时,第一移动组件11沿着镜头模组100的光轴O朝镜头模组100的物侧方向移动,从而带动第一透镜组10和光阑103朝镜头模组100的物侧移动。当镜头模组100从长焦切换为短焦时,第三移动组件31沿着镜头模组100的光轴O朝镜头模组100的物侧方向移动,从而带动第三透镜组30朝镜头模组100的物侧移动。当镜头模组100从短焦切换为长焦时,第一移动组件11沿着镜头模组100的光轴O朝镜头模组100的像侧方向移动,从而带动第一透镜组10和光阑103朝镜头模组100的像侧移动。当镜头模组100从短焦切换为长焦时,第三移动组件31沿着镜头模组100的光轴O朝镜头模组100的像侧方向移动,从而带动第三透镜组30朝镜头模组100的像侧移动。
当镜头模组100变焦完成后(即,完成短焦与长焦的切换之后),且镜头模组100在进行自动对焦的过程中,棱镜筒51、第一移动组件11和第三移动组件31在镜头模组100的光轴O上的位置保持固定不变,使得第一反射件50、第一透镜组10和第三透镜组30在镜头模组100的光轴O上的位置也保持固定不变。而第二移动组件21沿着镜头模组100的光轴O移动,从而带动第二透镜组20沿着镜头模组100的光轴O移动,移动方向与移动量采用前述的对比度检测算法来确定,在此不再赘述。
具体地,请一并参阅图11至图13,壳体60包括基板611、侧板612和盖板613。基板611、侧板612和盖板613围成收容空间614。棱镜筒51、第一移动组件11、第二移动组件21、第三移动组件31、第二反射件90、滤光片401和图像传感器402均设置在收容空间614内。
光学镜头1000将镜头模组100安装在壳体60内,在保证镜头模组100可实现变焦和/或对焦的同时,壳体60也能对镜头模组100、第一反射件50、第二反射件90、滤光片401和图像传感器402起到保护作用。
为方便后续描述,镜头模组100的光轴为O,平行于光轴O的方向被定义为x方向,垂直x方向的两个方向分别定义为y方向和z方向,即x方向、y方向和z方向两两互相垂直。
基板611包括承载面6111。承载面6111用于承载侧板612、镜头模组100、棱镜筒51、第一反射件50、第二反射件90、滤光片401和图像传感器402。基板611可以是长方体结构、正方体结构、圆柱体结构、或其他形状的结构等,在此不作限制,本申请实施方式中,基板611为长方体结构。
承载面6111上开设有滑轨6112,滑轨6112的延伸方向与镜头模组100的光轴方向O平行,也即是与x方向平行。滑轨6112的数量为一个、两个、三个、四个、甚至更多个。本实施方式中,滑轨6112的数量为两个。两个滑轨6112的长度相同。
侧板612自基板611的边缘环绕设置。侧板612垂直于基板611的承载面6111。侧板612可以通过胶合、螺合、卡和等方式设置在基板611上。侧板612还可以与基板611一体成型。
侧板612包括内侧面6121、外侧面6122、上表面6123和下表面6124。内侧面6121与外侧面6122相背,内侧面6121位于收容空间614内,外侧面6122位于收容空间614外,内侧面6121与上表面6123和下表面6124均连接,外侧面6122也与上表面6123和下表面6124均连接。上表面6123与下表面6124相背。下表面6124与基板611的承载面6111结合,上表面6123与基板611的承载面6111相背。
侧板612还包括平行于x方向的第一侧板6125和第二侧板6126。第一侧板6125和第二侧板6126相对。第一侧板6125的内侧面6121和/或第二侧板6126的内侧面6121上开设有滑槽6127和安装槽6128。例如,第一侧板6125的内侧面6121开设有滑槽6127和安装槽6128,或者,第二侧板6126的内侧面6121开设有滑槽6127和安装槽6128,或者,第一侧板6125的内侧面6121和第二侧板6126的内侧面6121上均开设有滑槽6127和安装槽6128。本实施方式中,第一侧板6125的内侧面6121和第二侧板6126的内侧面6121上均开设有滑槽6127和安装槽6128,滑槽6127的延伸方向与承载面6111平行。
滑槽6127与收容空间614连通,滑槽6127的延伸方向还与x方向平行,滑槽6127的槽深小于侧板612的厚度,也即是说,滑槽6127未贯穿侧板612的外侧面6122。在其他实施方式中,滑槽6127可贯穿侧板612的外侧面6122,以使得收容空间614与外界连通。第一侧板6125的内侧面6121和第二侧板612的内侧面6121开设的滑槽6127的数量均可以是一个或多个。例如,第一侧板6125的内侧面6121开设有一个滑槽6127,第二侧板6126的内侧面6121开设有一个滑槽6127;再例如,第一侧板6125的内侧面6121开设有两个滑槽6127,第二侧板6126的内侧面6121开设有两个滑槽6127;又例如,第一侧板6125的内侧面6121开设有一个滑槽6127,第二侧板6126的内侧面6121开设有两个滑槽6127等等,在此不再一一列举。本实施方式中,第一侧板6125的内侧面6121和第二侧板6126的内侧面6121均开设有一个滑槽6127及两个安装槽6128。滑槽6127被垂直于x方向的面截得的形状可为矩形、半圆形、或其他形状,例如其他规则形状或非规则的异形形状。
两个安装槽6128与收容空间614相通,安装槽6128的一端贯穿侧板612的上表面6123,另一端连接滑槽6127,安装槽6128的延伸方向可与滑槽6127的延伸方向垂直或倾斜。例如,安装槽6128的延伸方向与镜头模组100的光轴O方向垂直;或者安装槽6128的延伸方向与镜头模组100的光轴O方向呈一定的倾斜角度(不为0度,可为30度、60度、75度等等)。本申请实施方式中,安装槽6128的延伸方向与x方向垂直,即,安装槽6128的延伸方向与滑槽6127的延伸方向垂直。
盖板613设置在侧板612上,具体地,盖板613可通过卡合、螺合、胶合等方式安装在侧板612的上表面6123。盖板613包括盖板本体6131和抵持部6132。盖板本体6131开设有贯通的入光口6133,入光口6133的深度方向可以与x方向垂直,以使光学镜头1000整体呈潜望式的结构。
抵持部6132设置在盖板本体6131的两侧,具体地,抵持部6132位于盖板本体6131的与第一侧板6125和第二侧板6126分别对应的两侧。当盖板613安装在侧板612上时,抵持部6132位于安装槽6128内,且抵持部6132沿z方向的长度等于安装槽6128沿z方向的深度。抵持部6132位于安装槽6128内可以是:抵持部6132位于安装槽6128内并占据安装槽6128的部分空间;抵持部6132位于安装槽6128内还可以是:抵持部6132位于安装槽6128内并完全填充安装槽6128,此时,抵持部6132与安装槽6128的结合更为牢固,以使得盖板613和侧板612的连接更为牢固。在其他实施方式中,入光口6133并不局限于为开口结构,还可为透光实体结构,光线可从该透光实体结构入射进收容空间614内并进入第一反射件50。
在某些实施方式中,至少一个移动组件包括滚珠,滚珠设置在对应移动组件的外壳与基板611相对的底面上;和/或滚珠设置在对应移动组件的外壳与盖板613相对的底面上。例如,第一移动组件11、第二移动组件21和第三移动组件31上均可设置滚珠;或者,第一移动组件11上设置滚珠,第二移动组件21和第三移动组件31上不设置滚珠;或者,第一移动组件11和第二移动组件21上均设置滚珠,第三移动组件31上不设置滚珠等等。本申请实施方式中,在第一移动组件11、第二移动组件21和第三移动组件31上均设置滚珠,以实现更好的移动第一移动组件11、第二移动组件21和第三移动组件31,减小移动过程中的阻力。滚珠可设置在第一移动组件11、第二移动组件21和第三移动组件31的外壳与基板611相对的底面上;或者,滚珠可分别设置在第一移动组件11、第二移动组件21和第三移动组件31的外壳与盖板613相对的底面上;或者,第一移动组件11上的滚珠是设置在第一移动组件11外壳与盖板613相对的底面上,第二移动组件21与第三移动组件31上的滚珠是分别设置在第二移动组件21与第三移动组件31的外壳与基板613相对的底面上等等。
第一移动组件11包括第一外壳111和设置在第一外壳111两侧的第一滑块112。第一外壳111开设有与第一透镜组10对应的第一进光口113和第一出光口114,第一外壳111形成有第一容置空间115以收容第一透镜组10,第一容置空间115通过第一进光口113和第一出光口114与收容空间614连通。
第一外壳111包括相背的第一顶面116和第一底面117。第一顶面116与盖板613相对。第一底面117与基板611的承载面6111相对。第一移动组件11还可包括第一滚珠118,第一滚珠118设置在第一底面117上。具体地,第一底面117开设有第一凹槽119,第一滚珠118设于第一凹槽119内,位于第一底面117的第一凹槽119内的第一滚珠118与滑轨6112的底部抵触。
具体地,第一凹槽119与第一滚珠118的形状相匹配,例如,第一滚珠118为球形,运动阻力较小,第一凹槽119为半圆形凹槽,第一滚珠118的直径和第一凹槽119的直径相等,也即是说,第一滚珠118的一半位于第一凹槽119内,第一滚珠118和第一凹槽119的结合较为紧密,在第一滚珠118运动时,可带动第一外壳111移动。滑轨6112可以是承载面6111上形成的延伸方向与x方向平行的凹槽,滑轨6112也可以是设置在承载面6111上延伸方向与x方向平行的凸块,凸块的与第一外壳111的第一底面117相对的表面形成有与第一滚珠118配合的凹槽。在本实施方式中,滑轨6112为承载面6111上形成的延伸方向与x方向平行的凹槽。在第一移动组件11安装在收容空间614内后,第一滚珠118的一部分位于滑轨6112内,并与滑轨6112的底面抵触。当然,第一顶面116上也可设置第一滚珠118,相应的第一顶面116上也可开设有第一凹槽119,此时,盖板613的内表面也可形成第一轨道,位于第一顶面116的第一凹槽119内的第一滚珠118与第一轨道的底部抵触,其中,第一轨道的结构与滑轨6112的结构类似,在此不再赘述。在第一顶面116上开设第一凹槽119,并对应设置第一滚珠118,使得第一外壳111在移动过程中与第一顶面116之间的移动阻力更小。
在第一底面117或第一顶面116上,第一凹槽119的数量可为一个或多个。例如,第一凹槽119的数量为一个、两个、三个、四个、甚至更多个等,本实施方式中,第一凹槽119的数量为三个。在第一底面117或第一顶面116上,第一滚珠118的数量可以是一个或多个。本实施方式中,第一滚珠118的数量与第一凹槽119的数量相同,也为三个。三个第一凹槽119间隔设置在第一底面117或第一顶面116上。
下面仅以第一底面117上的第一凹槽119、第一滚珠118、及滑轨6112为例进行说明,第一顶面116上的第一凹槽119、第一滚珠118、及第一轨道之间的关系以此参考,不做详细说明。具体地,在第一底面117上,滑轨6112的数量可根据三个第一凹槽119的位置确定,例如,三个第一凹槽119的连线平行于镜头模组100的光轴O,则只需要设置一个滑轨6112即可;再例如,三个第一凹槽119分两组(下称第一组和第二组),第一组包括一个第一凹槽119,第二组包括两个第一凹槽119,且第一组的第一凹槽119不在第二组的两个第一凹槽119的连线上(即,三个第一凹槽119可围成三角形),则需要两个滑轨6112与第一组和第二组分别对应。本实施方式中,三个第一凹槽119分为第一组和第二组,第一组包括一个第一凹槽119,第二组包括两个第一凹槽119,第一组的第一凹槽119和第一滑轨6113对应,第二组的第一凹槽119和第二滑轨6114对应。如此,第一组的第一凹槽119对应的第一滚珠118在第一滑轨6113内运动(包括滑动、滚动、或边滚边滑),第二组的第一凹槽119对应的第一滚珠118在第二滑轨6114内运动,第一组对应的第一滚珠118和第二组对应的第一滚珠118分别被限制在第一滑轨6113和第二滑轨6114内,三个第一滚珠118围成三角形(位于第一滑轨6112内的第一滚珠118的中心为三角形的顶点),在保证运动稳定性的前提下,尽量减少第一滚珠118的数量,可减小运动阻力。而且,由于在y方向上,第一组对应的第一滚珠118的外壁的相背两侧被第一滑轨6113的内壁的相背两侧抵触,第二组对应的第一滚珠118的外壁的相背两侧被第二滑轨6114的内壁的相背两侧抵触,三个第一滚珠118围成三角形,可防止第一外壳111在y方向上发生晃动或倾斜,从而保证光学镜头1000的成像质量不受影响。
第一滑块112位于第一外壳111的与第一侧板6125和/或第二侧板6126的内侧面6121相对的表面。例如,第一滑块112位于第一外壳111的与第一侧板6125的内侧面6121相对的表面;或,第一滑块112位于第一外壳111的与第二侧板6126的内侧面6121相对的表面;或,第一滑块112位于第一外壳111的与第一侧板6125的内侧面6121相对的表面,且位于第一外壳111的与第二侧板6126的内侧面6121相对的表面。本实施方式中,第一滑块112位于第一外壳111的与第一侧板6125的内侧面6121相对的表面,且位于第一外壳111的与第二侧板6126的内侧面6121相对的表面。第一滑块112穿设安装槽6128后滑入滑槽6127内,以使得第一滑块112可滑动地设置在滑槽6127内。
第一滑块112的数量与对应的安装槽6128的数量相匹配。具体地,位于第一外壳111的与第一侧板6125的内侧面6121相对的表面的第一滑块112的数量与第一侧板6125的内侧面6121开设的安装槽6128的数量相同,均为两个,两个第一滑块112与两个安装槽6128一一对应;位于第一外壳111的与第二侧板6126的内侧面6121相对的表面的第一滑块112的数量与第二侧板6126的内侧面6121开设的安装槽6128的数量相同,均为两个,两个第一滑块112与两个安装槽6128一一对应。在其他实施方式中,第一滑块112的数量也可少于安装槽6128的数量,例如位于第一外壳111的与第一侧板6125的内侧面6121相对的表面的第一滑块112的数量少于第一侧板6125的内侧面6121开设的安装槽6128的数量,位于第一外壳111的与第二侧板6126的内侧面6121相对的表面的第一滑块112的数量少于第二侧板6126的内侧面6121开设的安装槽6128的数量。而且,第一滑块112沿x方向的长度小于或等于安装槽6128沿x方向的长度,从而方便第一滑块112穿设安装槽6128后滑入滑槽6127内。
第一透镜组10设置在第一容置空间115内。具体地,第一透镜组10可通过胶合、螺合、卡合等方式安装在第一容置空间115内。
第二移动组件21包括第二外壳211和设置在第二外壳211两侧的第二滑块212。第二外壳211开设有与第二透镜组20对应的第二进光口213和第二出光口214,第二外壳211形成有第二容置空间215以收容第二透镜组20,第二容置空间215通过第二进光口213和第二出光口214与收容空间614连通。
第二外壳211包括相背的第二顶面216和第二底面217。第二顶面216与盖板613相对。第二底面217与基板611的承载面6111相对。第二移动组件20还可包括第二滚珠218,第二滚珠218设置在第二底面217上。具体地,第二底面217开设有第二凹槽219,第二滚珠218设于第二凹槽219内,位于第二底面217的第二凹槽219内的第二滚珠218与滑轨6112的底部抵触。
具体地,第二凹槽219与第二滚珠218的形状相匹配,例如,第二滚珠218为球形,运动阻力较小,第二凹槽219为半圆形凹槽,第二滚珠218的直径和第二凹槽219的直径相等,也即是说,第二滚珠218的一半位于第二凹槽219内,第二滚珠218和第二凹槽219的结合较为紧密,在第二滚珠218运动时,可带动第二外壳211移动。在第二移动组件21安装在收容空间614后,第二滚珠218的一部分位于滑轨6112内,并与滑轨6112的底面抵触。当然,第二顶面216上也可设置第二滚珠218,相应的第二顶面216上也可开设有第二凹槽219,此时,盖板613的内表面也可形成第二轨道,位于第二顶面216的第二凹槽219内的第二滚珠218与第二轨道的底部抵触,其中,第二轨道的结构与滑轨6112的结构类似,在此不再赘述。第一轨道和第二轨道可互为贯通,形成同一轨道。轨道与滑轨6112的结构类似。
在第二底面217或第二顶面216上,第二凹槽219的数量可为一个或多个。例如,第二凹槽219的数量为一个、两个、三个、四个、甚至更多个等,本实施方式中,第二凹槽219的数量为三个。在第二底面217或第二顶面216上,第二滚珠218的数量可以是一个或多个。本实施方式中,第二滚珠218的数量与第二凹槽219的数量相同,也为三个。三个第二凹槽219间隔设置在第二底面217或第二顶面216上。
下面仅以第二底面217上的第二凹槽219、第二滚珠218、及滑轨6112为例进行说明,第二顶面216上的第二凹槽219、第二滚珠218、及第二轨道之间的关系以此参考,不做详细说明。具体地,在第二底面217上,三个第二凹槽219分为第一组和第二组,第一组包括一个第二凹槽219,第二组包括两个第二凹槽219,第一组的第二凹槽219和第一滑轨6113对应,第二组的第二凹槽219和第二滑轨6114对应。如此,第一组的第二凹槽219对应的第二滚珠218在第一滑轨6113内运动(包括滑动、滚动、或边滚边滑),第二组的第二凹槽219对应的第二滚珠218在第二滑轨6114内运动,第一组对应的第二滚珠218和第二组对应的第二滚珠218分别被限制在第一滑轨6113和第二滑轨6114内,三个第二滚珠218围成三角形(位于第一滑轨6113内的第二滚珠218的中心为三角形的顶点),在保证运动稳定性的前提下,尽量减少第二滚珠218的数量,可减小运动阻力。而且,由于在y方向上,第一组对应的第二滚珠218的外壁的相背两侧被第一滑轨6113的内壁的相背两侧抵触,第二组对应的第二滚珠218的外壁的相背两侧被第二滑轨6114的内壁的相背两侧抵触,三个第二滚珠218围成三角形,可防止第二外壳211在y方向上发生晃动或倾斜,从而保证光学镜头1000的成像质量不受影响。
第二滑块212位于第二外壳211的与第一侧板6125和/或第二侧板6126的内侧面6121相对的表面。例如,第二滑块212位于第二外壳211的与第一侧板6125的内侧面6121相对的表面;或,第二滑块212位于第二外壳211的与第二侧板6126的内侧面6121相对的表面;或,第二滑块212位于第二外壳211的与第一侧板6125的内侧面6121相对的表面,且位于第二外壳211的与第二侧板6126的内侧面6121相对的表面。本实施方式中,第二滑块212位于第二外壳211的与第一侧板6125的内侧面6121相对的表面,且位于第二外壳211的与第二侧板6126的内侧面6121相对的表面。第二滑块212穿设安装槽6128后滑入滑槽6127内,以使得第二滑块212可滑动地设置在滑槽6127内。
第二滑块212的数量与对应的安装槽6128的数量相匹配。具体地,位于第二外壳211的与第一侧板6125的内侧面6121相对的表面的第二滑块212的数量与第一侧板6125的内侧面6121开设的安装槽6128的数量相同,均为两个,两个第二滑块212与两个安装槽6128一一对应;位于第二外壳211的与第二侧板6126的内侧面6121相对的表面的第二滑块212的数量与第二侧板6126的内侧面6121开设的安装槽6128的数量相同,均为两个,两个第二滑块212与两个安装槽6128一一对应。在其他实施方式中,第二滑块212的数量也可少于安装槽6128的数量,例如位于第二外壳211的与第一侧板6125的内侧面6121相对的表面的第二滑块212的数量少于第一侧板6125的内侧面6121开设的安装槽6128的数量,位于第二外壳211的与第二侧板6126的内侧面6121相对的表面的第二滑块212的数量少于第二侧板6126的内侧面6121开设的安装槽6128的数量。而且,第二滑块212沿x方向的长度小于或等于安装槽6128沿x方向的长度,从而方便第二滑块212穿设安装槽6128后滑入滑槽6127内。
第二透镜组20设置在第二容置空间215内。具体地,第二透镜组20可通过胶合、螺合、卡合等方式安装在第二容置空间215内。
第三移动组件31包括第三外壳311和设置在第三外壳311两侧的第三滑块312。第三外壳311开设有于第三透镜组30对应的第三进光口313和第三出光口314,第三外壳311形成有第三容置空间315以收容第三透镜组30,第三容置空间315通过第三进光口313和第三出光口314与收容空间614连通。
第三外壳311包括相背的第三顶面316和第三底面317。第三顶面316与盖板613相对。第三底面317与基板611的承载面6111相对。第三移动组件31还可包括第三滚珠318,第三滚珠318设置在第三底面317上。具体地,第三底面317开设有第三凹槽319,第三滚珠318设于第三凹槽319内,位于第三底面317的第三凹槽319内的第三滚珠318与滑轨6112的底部抵触。
具体地,第三凹槽319与第三滚珠318的形状相匹配,例如,第三滚珠318为球形,运动阻力较小,第三凹槽319为半圆形凹槽,第三滚珠318的直径和第三凹槽319的直径相等,也即是说,第三滚珠318的一半位于第三凹槽319内,第三滚珠318和第三凹槽319的结合较为紧密,在第三滚珠318运动时,可带动第三外壳311移动。在第三移动组件31安装在收容空间614后,第三滚珠318的一部分位于滑轨6112内,并与滑轨6112的底面抵触。当然,第三顶面316上也可设置第三滚珠318,相应的第三顶面316上也可开设有第三凹槽319,此时,盖板613的内表面也可形成第三轨道,位于第三顶面316的第三凹槽319内的第三滚珠318与第二轨道的底部抵触,其中,第三轨道的结构与滑轨6112的结构类似,在此不再赘述。第一轨道、第二轨道和第三轨道可互为贯通,形成同一轨道。轨道与滑轨6112的结构类似。
在第三底面317或第三顶面316上,第三凹槽319的数量可为一个或多个。例如,第三凹槽319的数量为一个、两个、三个、四个、甚至更多个等,本实施方式中,第三凹槽319的数量为三个。在第三底面317或第三顶面316上,第三滚珠318的数量可以是一个或多个。本实施方式中,第三滚珠318的数量与第三凹槽319的数量相同,也为三个。三个第三凹槽319间隔设置在第三底面317上。
下面仅以第三底面317上的第三凹槽319、第三滚珠318、及滑轨6112为例进行说明,第三顶面316上的第三凹槽319、第三滚珠318、及第三轨道之间的关系以此参阅,不做详细说明。具体地,在第三底面317上,三个第三凹槽319分为第一组和第二组,第一组包括一个第三凹槽319,第二组包括两个第三凹槽319,第一组的第三凹槽319和第一滑轨6113对应,第二组的第三凹槽319和第二滑轨6114对应。如此,第一组的第三凹槽319对应的第三滚珠318在第一滑轨6113内运动(包括滑动、滚动、或边滚边滑),第二组的第三凹槽319对应的第三滚珠318在第二滑轨6114内运动,第一组对应的第三滚珠318和第二组对应的第三滚珠318分别被限制在第一滑轨6113和第二滑轨6114内,三个第三滚珠318围成三角形(位于第一滑轨6113内的第三滚珠318的中心为三角形的顶点),在保证运动稳定性的前提下,尽量减少第三滚珠318的数量,可减小运动阻力。而且,由于在y方向上,第一组对应的第三滚珠318的外壁的相背两侧被第一滑轨6113的内壁的相背两侧抵触,第二组对应的第三滚珠318的外壁的相背两侧被第二滑轨6114的内壁的相背两侧抵触,三个第三滚珠318围成三角形,可防止第三外壳311在y方向上发生晃动或倾斜,从而保证光学镜头1000的成像质量不受影响。
第三滑块312位于第三外壳311的与第一侧板6125和/或第二侧板6126的内侧面6121相对的表面。例如,第三滑块312位于第三外壳311的与第一侧板6125的内侧面6121相对的表面;或,第三滑块312位于第三外壳311的与第二侧板6126的内侧面6121相对的表面;或,第三滑块312位于第三外壳311的与第一侧板6125的内侧面6121相对的表面,且位于第三外壳311的与第二侧板6126的内侧面6121相对的表面。本实施方式中,第三滑块312位于第三外壳311的与第一侧板6125的内侧面6121相对的表面,且位于第三外壳311的与第二侧板6126的内侧面6121相对的表面。第三滑块312穿设安装槽6128后滑入滑槽6127内,以使得第三滑块312可滑动地设置在滑槽6127内。
第三滑块312的数量与对应的安装槽6128的数量相匹配。具体地,位于第三外壳311的与第一侧板6125的内侧面6121相对的表面的第三滑块312的数量与第一侧板6125的内侧面6121开设的安装槽6128的数量相同,均为两个,两个第三滑块312与两个安装槽6128一一对应;位于第三外壳311的与第二侧板6126的内侧面6121相对的表面的第三滑块312的数量与第二侧板6126的内侧面6121开设的安装槽6128的数量相同,均为两个,两个第三滑块312与两个安装槽6128一一对应。在其他实施方式中,第三滑块312的数量也可少于安装槽6128的数量,例如位于第三外壳311的与第一侧板6125的内侧面6121相对的表面的第三滑块312的数量少于第一侧板6125的内侧面6121开设的安装槽6128的数量,位于第三外壳311的与第二侧板6126的内侧面6121相对的表面的第三滑块312的数量少于第二侧板6126的内侧面6121开设的安装槽6128的数量。而且,第三滑块312沿x方向的长度小于或等于安装槽6128沿x方向的长度,从而方便第三滑块312穿设安装槽6128后滑入滑槽6127内。
第三透镜组30设置在第三容置空间315内。具体地,第三透镜组30可通过胶合、螺合、卡合等方式安装在第三容置空间315内。
棱镜筒51可通过胶合、螺合、卡合等方式安装在承载面6111上,棱镜筒51还可与基板611一体成型。棱镜筒51包括进光通孔512、出光通孔511和第四容置空间513。进光通孔512和出光通孔513将第四容置空间513与收容空间614连通。第一反射件50为棱镜501,棱镜501设置在第四容置空间513内。具体地,棱镜501可通过胶合、卡合等方式安装在棱镜筒51内。棱镜501包括入射面5011、反射面5012和出射面5013,反射面5012倾斜连接入射面5011和出射面5013,反射面5012与承载面6111的夹角可以是15度、30度、45度、60度、75度等等,本实施方式中,反射面5012与承载面6111的夹角为45度。入射面5011与进光通孔512相对,出射面5013与出光通孔511相对。棱镜501用于改变从进光通孔512进入的光线的出射方向。棱镜501可以是三棱镜,具体地,棱镜501的截面为直角三角形,直角三角形的两条直角边分别由入射面5011和出射面5013形成,直角三角形的斜边由反射面5012形成。
请一并参阅图12及图13,本申请实施方式的镜头模组100还包括驱动件70,驱动件70设置在壳体60内,驱动件70包括第一驱动件71、第二驱动件72和第三驱动件73。第一驱动件71与第一移动组件11的第一外壳111连接,第二驱动件72与第二移动组件21的第二外壳211连接,第三驱动件73与第三移动组件31的第三外壳311连接。第一驱动件71用于驱动第一外壳111移动,以带动第一外壳111内的第一透镜组10移动;第二驱动件72用于驱动第二外壳211移动,以带动第二外壳211内的第二透镜组20移动;第三驱动件73用于驱动第三外壳311移动,以带动第三外壳311内的第三透镜组30移动。
第一驱动件71包括第一线圈711和第一磁铁712。
第一线圈711为一个或多个,例如,第一线圈711的数量为一个、两个、三个、四个、甚至更多个等,本实施方式中,第一线圈711的数量为一个。第一线圈711设置在第一侧板6125或第二侧板6126上,本实施方式中,第一线圈711设置在第一侧板6125上,第一线圈711可通过胶合、螺合、卡合等方式安装在第一侧板6125上。在其他实施方式中,第一线圈711为两个,两个第一线圈711分别相对设置在第一侧板6125和第二侧板6126上。第一线圈711可以设置在第一侧板6125的任意位置,例如,第一线圈711可以设置在第一侧板6125的内侧面6121,并位于第一透镜组10和第二透镜组20之间;或者,第一线圈711可以设置在第一侧板6125的内侧面6121,并位于第一反射件50和第一透镜组10之间等等,在此不再赘述。本实施方式中,第一线圈711设置在第一侧板6125的内侧面6121,并位于第一透镜组10和第二透镜组20之间。在其他实施方式中,第一线圈711可以设置在第一移动组件11上并与第一磁铁712相对。
第一磁铁712与第一外壳111连接,第一磁铁712可设置在第一外壳111的任意位置上,例如,第一磁铁712设置在第一外壳111的与第二移动组件21相对的表面,或者,第一磁铁712设置在第一外壳111的与第一反射件50相对的表面等。本实施方式中,第一磁铁712设置在第一外壳111的与第二移动组件21相对的表面。第一磁铁712可通过螺合、胶合、卡合等方式安装在第一外壳111上。第一磁铁712可以是具有磁性的金属,例如,第一磁铁712可以是铁、钴和镍中任意一种,或者,第一磁铁712可以是由铁、钴和镍中至少两种组成的合金。
在其他实施方式中,第一磁铁712设置在第一侧板6125或第二侧板6126上,第一线圈711设置在第一外壳111上。第一线圈711还可设置在棱镜筒51上的任意位置,例如,第一线圈711设置在棱镜筒51的与第一外壳111相对的表面,此时,第一磁铁712可设置在第一外壳111上的任意位置,例如,第一磁铁712设置在第一外壳111的与棱镜筒51相对的表面。第一线圈711和第一磁铁712的安装位置可以互换,例如,第一磁铁712设置在棱镜筒51的与第一外壳111相对的表面;第一线圈711设置在第一外壳111的与棱镜筒51相对的表面。
第二驱动件72包括第二线圈721和第二磁铁722。
第二线圈721为一个或多个,例如,第二线圈721的数量为一个、两个、三个、四个、甚至更多个等,本实施方式中,第二线圈721的数量为一个。第二线圈721设置在第一侧板6125或第二侧板6126上,本实施方式中,第二线圈721设置在第一侧板6125上,第二线圈721可通过胶合、螺合、卡合等方式安装在第一侧板6125上。在其他实施方式中,第二线圈721为两个,两个第二线圈721分别相对设置在第一侧板6125和第二侧板6126上。第二线圈721可以设置在第一侧板6125的任意位置,例如,第二线圈721可以设置在第一侧板6125的内侧面6121,并位于第二透镜组20和第三透镜组30之间;或者,第二线圈721可以设置在第一侧板6125的内侧面6121,并位于第一透镜组10和第二透镜组20之间等等,在此不再赘述。本实施方式中,第二线圈721设置在第一侧板6125的内侧面6121,并位于第二透镜组20和第三透镜组30之间。在其他实施方式中,第二线圈721可以设置在第二移动组件21上并与第二磁铁722相对。
第二磁铁722与第二外壳211连接,第二磁铁722可设置在第二外壳211的任意位置上,例如,第二磁铁722设置在第二外壳211的与第三移动组件31相对的表面,或者,第二磁铁722设置在第二外壳211的与第一移动组件11相对的表面等。本实施方式中,第二磁铁722设置在第二外壳211的与第三移动组件31相对的表面。第二磁铁722可通过螺合、胶合、卡合等方式安装在第二外壳211上。第二磁铁722可以是具有磁性的金属,例如,第二磁铁722可以是铁、钴和镍中任意一种,或者,第二磁铁722可以是由铁、钴和镍中至少两种组成的合金。
第三驱动件73包括第三线圈731和第三磁铁732。
第三线圈731为一个或多个,例如,第三线圈731的数量为一个、两个、三个、四个、甚至更多个等,本实施方式中,第三线圈731的数量为一个。第三线圈731设置在第一侧板6125或第二侧板6126上,本实施方式中,第三线圈731设置在第一侧板6125上,第三线圈731可通过胶合、螺合、卡合等方式安装在第一侧板6125上。在其他实施方式中,第三线圈731为两个,两个第三线圈731分别相对设置在第一侧板6125和第二侧板6126上。第三线圈731可以设置在第一侧板6125的任意位置,例如,第三线圈731可以设置在第一侧板6125的内侧面6121,并位于第三透镜组30和第二反射件90之间;或者,第三线圈731可以设置在第一侧板6125的内侧面6121,并位于第二透镜组20和第三透镜组30之间等等,在此不再赘述。本实施方式中,第三线圈731设置在第一侧板6125的内侧面6121,并位于第三透镜组30和第二反射件90之间。在其他实施方式中,第三线圈731可以设置在第三移动组件31上并与第三磁铁732相对。
第三磁铁732与第三外壳311连接,第三磁铁732可设置在第三外壳311的任意位置上,例如,第三磁铁732设置在第三外壳311的与第二反射件90相对的表面,或者,第三磁铁732设置在第三外壳311的与第二移动组件21相对的表面等。本实施方式中,第三磁铁732设置在第三外壳311的与第二反射件90相对的表面。第三磁铁732可通过螺合、胶合、卡合等方式安装在第三外壳311上。第三磁铁732可以是具有磁性的金属,例如,第三磁铁732可以是铁、钴和镍中任意一种,或者,第三磁铁732可以是由铁、钴和镍中至少两种组成的合金。
在第一线圈711通电时,第一线圈711和第一磁铁712之间产生洛伦兹力,由于第一线圈711是固定在第一侧板6125或第二侧板6126上,所以第一磁铁712被洛伦兹力推动以使得第一移动组件11的第一外壳111沿着第一滑轨6113和第二滑轨6114移动。在第二线圈721通电时,第二线圈721和第二磁铁722之间产生洛伦兹力,第二磁铁722被洛伦兹力推动以使得第二移动组件21的第二外壳211沿第一滑轨6113和第二滑轨6114移动。在第三线圈731通电时,第三线圈731和第三磁铁732之间产生洛伦兹力,第三磁铁732被洛伦兹力推动以使得第三移动组件31的第三外壳311沿第一滑轨6113和第二滑轨6114移动。镜头模组100对第一线圈711通电以控制第一外壳111在x方向上移动,通过对第二线圈721通电以控制第二外壳211在x方向上移动,通过对第三线圈731通电以控制第三外壳311在x方向上移动。另外,第一线圈711和第三线圈731可同时通电,即第一透镜组10和第三透镜组30同时进行移动,以节省镜头模组100的移动变焦时间。需要说明的是,第一线圈711和第三线圈731通入的电流方向相同,以使得第一透镜组10和第三透镜组30同时在光轴O上朝同一个方向移动。第一线圈711和第三线圈731的电流大小可以相同也可以不同,当第一线圈711和第三线圈731的电流大小相同时,使得第一透镜组10和第三透镜组30同步在光轴O上移动。第一线圈711和第三线圈731同时通电,且通入的电流大小和电流方向都相同,实现了第一透镜组10和第三透镜组30在光轴O上同步移动,降低了镜头模组100的变焦控制逻辑。当然,第一线圈711和第三线圈731可不同时通电,从而防止第一线圈711和第三线圈731通电后产生的磁场相互影响,可提高移动精度。
在镜头模组100由短焦切换长焦的过程中,同时控制第一线圈711和第三线圈731通电。例如,控制第一线圈711和第三线圈731通入第一方向的电流,以使得第一透镜组10向镜头模组100的像侧方向移动,及第三透镜组30向镜头模组100的像侧方向移动,从而实现镜头模组100由短焦切换为长焦。在镜头模组100由长焦切换为短焦时,同时控制第一线圈711和第三线圈731通电。例如,控制第一线圈711和第三线圈731通入与第一方向相反的电流,以使得第一透镜组10向镜头模组100的物侧方向移动,及第三透镜组30向镜头模组100的物侧方向移动,从而实现镜头模组100由长焦切换为短焦。这里给第一线圈711和第三线圈731通入的电流大小可以相同,以实现第一透镜组10和第三透镜组30同步移动,降低镜头模组100在变焦过程中的控制逻辑。
在镜头模组100的自动对焦过程中,控制第一线圈711和第三线圈731停止通电,以使得第一透镜组10和第三透镜组30在光轴O的位置保持不变。通过获取图像传感器402上的图像的清晰度确定第二透镜组20的移动方向和移动量。根据移动方向控制第二线圈721的通电的电流方向,根据移动量控制第二线圈721的通电的电流大小,从而实现第二透镜组20向镜头模组100的物侧方向或像侧方向移动,直到图像传感器402上的图像的清晰度最大时,控制第二线圈721停止通电,从而实现镜头模组100的自动对焦。
请参阅图9,本申请实施方式的第一透镜组10可包括一个或多个透镜,第二透镜组20可包括一个或多个透镜,第三透镜组30可包括一个或多个透镜。例如,第一透镜组10包括一个透镜,第二透镜组20包括一个透镜,第三透镜组30包括一个透镜;或者第一透镜组10包括一个透镜,第二透镜组20包括两个透镜,第三透镜组30包括三个透镜。在本实施方式中,第一透镜组10包括两个透镜,分别为第一透镜101和第二透镜102;第二透镜组20包括三个透镜,分别为第三透镜201、第四透镜202和第五透镜203;第三透镜组30包括两个透镜,分别为第六透镜301和第七透镜302。
一个或多个透镜可以均为回转体的一部分,或者部分透镜为回转体,部分透镜为回转体的一部分。本实施方式中,每个透镜均为回转体的一部分。以第一透镜101为例,如图14所示,第一透镜101首先通过模具形成回转体透镜s1,回转体透镜s1被垂直于镜头模组100的光轴O的面截得的形状为圆形,该圆形的直径为D,然后对回转体透镜s1的边缘进行切割,以形成第一透镜101。第一透镜101被垂直于光轴O的面截得的形状为矩形,矩形的两条边长分别为T1和T2,T1/D∈[0.5,1),T2/D∈[0.5,1)。例如,T1/D可以是0.5、0.6、0.7、0.75、0.8、0.95等等,T2/D可以是0.55、0.65、0.7、0.75、0.85、0.9等等。可以理解,T1/D和T2/D的具体比例根据电子装置2000(图1所示)的内部空间的大小、镜头模组100的光学参数(如第一透镜101有效光学区域大小)等因素确定。或者,第一透镜101使用特制的模具直接制作,模具的模腔即为已经确定好T1/D和T2/D的具体比例的回转体的一部分,从而直接制成第一透镜101。如此,第一透镜101为回转体透镜s1的一部分,相较于完整的回转体透镜s1而言,体积较小,从而使得镜头模组100的整体体积减小,有利于电子装置2000的小型化。当然,其他透镜(包括第二透镜102、第三透镜201、第四透镜202、第五透镜203、第六透镜301和第七透镜302中的至少一个)也可以采用同样的方式进行处理。需要注意的是,图14仅用于示意第一透镜101,并不用于表示第一透镜101的尺寸,更不应理解为每个透镜的尺寸都相同。
请参阅图15,在某些实施方式中,光学镜头1000还包括第一反射镜191和第二反射镜192,第一反射镜开设有通孔190。物点W发出或反射的入射光线入射第一反射件50并被第一反射件50反射,被第一反射件50反射后的入射光线入射至第一反射镜191并被第一反射镜191反射,被第一反射镜191反射后的入射光线入射至第二反射镜192并被第二反射镜192反射,被第二反射镜192反射后的入射光线穿过通孔190,经过透镜模组100的折射和第二反射件90的反射后最终汇聚至图像传感器402,其像点为W’。
第一反射镜191包括相背的第一物侧面1912和第一像侧面1913,第一物侧面1912为凹面。第一物侧面1912用于反射从第一反射件50反射至第一反射镜191的入射光线。第一物侧面1912可为抛物面、球面、椭球面或双曲面中的任意一种。当第一物侧面1912为抛物面、球面、椭球面或双曲面时,可有效优化镜头模组100的成像像差,提高成像质量。进一步地,当第一物侧面1912为抛物面时,由于抛物面为二次曲面,可以进一步优化镜头模组100的成像像差,校正镜头模组100的本身像差,极大地提高成像质量。
第二反射镜192包括相背的第二物侧面1922和第二像侧面1923,第二像侧面1923为凸面。第一物侧面1912与第二像侧面1923相对。第二像侧面1923用于反射被第一物侧面1912反射至第二像侧面1923的入射光线。第二像侧面1923可为抛物面、球面、椭球面或双曲面中的任意一种。当第二像侧面1923为抛物面、球面、椭球面或双曲面时,可有效优化镜头模组100的成像像差,提高成像质量。进一步地,当第二像侧面1923为抛物面时,由于抛物面为二次曲面,可以进一步优化镜头模组100的成像像差,校正镜头模组100的本身像差,极大地提高成像质量。另外,第一物侧面1912与第二像侧面1923相对设置,有利于经由第一反射件反射的入射光线在第一物侧面1912与第二像侧面1923之间形成反射光路,折叠入射光线,实现镜头模组100乃至光学镜头1000的小型化。
第一反射镜191、第二反射镜192、镜头模组100可以是共轴设置。具体地,物点W发出或反射的入射光线沿第一光路1111入射至第一反射镜191并被第一反射镜191反射,被第一反射镜191反射后的入射光线沿第二光路1112入射至第二反射镜192并被第二反射镜192反射,被第二反射镜192反射后的入射光线沿第三光路1113穿过通孔190经过镜头模组100和第二反射件90,光线最终汇聚至图像传感器402以成像,其成像点为W’。上述第一光路1111的中心对称轴O1、第二光路1112的中心对称轴O2和第三光路1113的中心对称轴O3重合时称为共轴方式设置(如图15所示)。可以理解地,当第一反射镜191、第二反射镜192、镜头模组100共轴设置时,光学镜头1000的内部结构设置较为整齐一致,内部结构排布紧凑,可以最大限度地利用光学镜头1000的内部空间,有利于光学镜头1000的小型化。
第二反射镜192位于第一反射镜191的物侧。入射光线依次入射至第一反射镜191、第二反射镜192和图像传感器402,可有效减小镜头模组100的总长度,从而有利于减小光学镜头1000的总长度。
第一反射镜191和第二反射镜192可采用碳化硅或适用于空间的高比刚度、接近零膨胀的、热畸变小的替代材料,如超低膨胀(ULE)玻璃腔体、ZERODO材料,有利于镜头模组100乃至光学镜头1000的轻量化设计。
第一反射镜191和/或第二反射镜192为可变曲率反射镜。第一反射镜191和/或第二反射镜192为可变曲率反射镜包括:第一反射镜191为可变曲率反射镜;或者,第二反射镜192为可变曲率反射镜;或者,第一反射镜191和第二反射镜192均为可变曲率反射镜。
当第一反射镜191为可变曲率反射镜时,第二反射镜192可为固定曲率反射镜(即反射镜的曲率是固定不变的,下同),此时通过改变第一反射镜191的曲率半径,进而改变第一反射镜191的焦距,即可实现对整体光学镜头1000的焦距的微调,从而实现对不同距离的物体的清晰成像。依此类推,当第二反射镜192为可变曲率反射镜时,第一反射镜191可为固定曲率反射镜,此时通过改变第二反射镜192的曲率半径,进而改变第二反射镜192的焦距,即可实现对整体光学镜头1000焦距的微调,从而实现对不同距离的物体的清晰成像。当第一反射镜191和第二反射镜192均为可变曲率反射镜时,此时通过改变第一反射镜191和/或第二反射镜192的曲率半径,进而改变第一反射镜191和/或第二反射镜192的焦距,即可实现对整体光学镜头1000焦距的微调,从而实现对不同距离的物体的清晰成像。具体改变第一反射镜191曲率半径还是第二反射镜192的曲率半径可依据所需的拍摄场景而定,例如,如果仅通过改变第一反射镜191的曲率半径以改变第一反射镜191的焦距,或仅通过改变第二反射镜192的曲率半径以改变第二反射镜192的焦距达不到理想的成像效果,则此时可以同时改变第一反射镜191和第二反射镜192的曲率半径,直到光学镜头1000达到理想的成像效果。
可变曲率反射镜可以为液态透镜。液态透镜相比于传统的透镜可以通过改变自身的曲率半径从而实现自动变焦,避免移动透镜实现变焦,不用预留透镜的移动空间实现变焦,因此可以有效减小镜头的总长同时实现镜头的自动变焦功能,有利于电子装置2000的轻薄化。液态透镜具体可以为渐变折射率透镜、液体填充式透镜或电润湿效应透镜。渐变折射率透镜通过改变施加在液晶上的电压,从而来调节液晶折射率,从而实现变焦。渐变折射率透镜的优点是控制电压低,容易实现阵列化。液体填充式透镜通过填充和吸出液体使透镜表面的曲率发生变化而变焦,使用机械装置对腔内液体施加压力,从而使液体在体腔内重新分配,改变曲率半径,从而实现变焦。液体填充式透镜的优点是驱动功耗小,镜头光圈大小灵活、外形仅由薄膜力学性能决定,与填充液体无关、变焦范围大。电润湿效应透镜是通过改变施加的电压来控制液体在固体表面上的润湿特性的液体透镜,由于液体表面的润湿特性发生变化引起电润湿效应透镜的曲率半径变化,从而实现变焦。电润湿效应透镜优点在于响应时间短、变焦范围宽、操作便捷、集成性能好、结构简单等。在实际应用中,可变曲率反射镜可根据需要选择渐变折射率透镜、液体填充式透镜或电润湿效应透镜中的任意一种。
综上,本申请实施方式的光学镜头1000和电子装置2000中,通过第二反射件90折叠镜头模组100和图像传感器402之间的光路,控制了光学镜头1000的长度,有利于电子装置2000的主板上器件的摆放,容易布局,同时有利于实现长焦距的光学镜头。
在本说明书的描述中,参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指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至少一个所述特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
尽管上面已经示出和描述了本申请实施方式,可以理解,上述实施方式是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型,本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种光学镜头,其特征在于,所述光学镜头包括第一反射件、镜头模组、第二反射件和图像传感器,外界入射的光线经由所述第一反射件反射后入射到所述镜头模组,从所述镜头模组出射后的光线入射到所述第二反射件,经由所述第二反射件反射后的光线汇聚至所述图像传感器,所述图像传感器用于将汇聚的光线转换为电信号以成像;
所述镜头模组为变焦透镜组,所述镜头模组从物侧到像侧方向上依次设有第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组,所述第一透镜组、所述第二透镜组和所述第三透镜组均能够在所述光学镜头的光轴方向上移动;
当所述光学镜头从长焦切换为短焦时,所述第二透镜组在所述光轴上的位置相对固定,所述第一透镜组和所述第三透镜组沿所述光轴朝所述光学镜头的物侧移动;
当所述光学镜头从短焦切换为长焦时,所述第二透镜组在所述光轴上的位置相对固定,所述第一透镜组和所述第三透镜组沿所述光轴朝所述光学镜头的像侧移动;或者
所述镜头模组为定焦透镜组。
2.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第二反射件包括三棱镜。
3.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第二反射件包括平面镜。
4.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述镜头模组为变焦透镜组,在所述光学镜头完成短焦与长焦的切换之后,所述第二透镜组沿所述光轴移动以实现自动对焦。
5.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头还包括抖动检测组件、驱动组件和控制器,所述抖动检测组件用于检测所述光学镜头的抖动情况,所述控制器与所述抖动检测组件连接,所述控制器用于根据所述抖动情况控制所述驱动组件运动以带动所述第一反射件和/或所述第二反射件运动。
6.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述镜头模组为变焦透镜组,所述光学镜头还包括:
壳体,所述壳体包括基板和设置在所述基板上的侧板,所述侧板上开设有滑槽,所述滑槽沿着所述光轴方向延伸;
设置在所述壳体内的第一移动组件,所述第一移动组件包括第一外壳及设置在所述第一外壳两侧的第一滑块,所述第一透镜组安装在所述第一外壳内;
设置在所述壳体内的第二移动组件,所述第二移动组件包括第二外壳及设置在所述第二外壳两侧的第二滑块,所述第二透镜组安装在所述第二外壳内;
设置在所述壳体内的第三移动组件,所述第三移动组件包括第三外壳及设置在所述第三外壳两侧的第三滑块,所述第三透镜组安装在所述第三外壳内;其中:
所述第一滑块、所述第二滑块和所述第三滑块可移动地安装在所述滑槽内,所述第一外壳、所述第二外壳和所述第三外壳移动时分别带动所述第一透镜组、所述第二透镜组和所述第三透镜组沿所述光轴移动。
7.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头还包括第一反射镜和第二反射镜,所述第一反射镜开设有通孔,经由所述第一反射件反射后的光线入射至所述第一反射镜并被所述第一反射镜反射,被所述第一反射镜反射后的光线入射至所述第二反射镜并被所述第二反射镜反射,被所述第二反射镜反射后的光线穿过所述通孔入射至所述镜头模组。
8.根据权利要求7所述的光学镜头,其特征在于,所述第一反射镜、所述第二反射镜和所述镜头模组共轴设置。
9.根据权利要求8所述的光学镜头,其特征在于,所述第一反射镜包括相背的第一物侧面和第一像侧面,所述第二反射镜包括相背的第二物侧面和第二像侧面,所述第一物侧面与所述第二像侧面相对,所述第一物侧面用于反射经由所述第一反射件反射后的入射光线,所述第二像侧面用于反射被所述第一物侧面反射后的入射光线。
10.根据权利要求7所述的光学镜头,其特征在于,所述第一反射镜和/或所述第二反射镜为可变曲率反射镜。
11.一种电子装置,其特征在于,包括:
机壳;和
权利要求1至10任意一项所述的光学镜头,所述光学镜头与所述机壳结合。
CN201911204355.1A 2019-11-29 2019-11-29 光学镜头和电子装置 Pending CN110764232A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911204355.1A CN110764232A (zh) 2019-11-29 2019-11-29 光学镜头和电子装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911204355.1A CN110764232A (zh) 2019-11-29 2019-11-29 光学镜头和电子装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110764232A true CN110764232A (zh) 2020-02-07

Family

ID=69340358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911204355.1A Pending CN110764232A (zh) 2019-11-29 2019-11-29 光学镜头和电子装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110764232A (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111371995A (zh) * 2020-03-13 2020-07-03 北京理工大学 用于观测动物神经元细胞活动的图像采集方法及装置
CN112817133A (zh) * 2021-01-13 2021-05-18 北京航空航天大学 一种基于液体变焦相机的无人机拍摄系统
CN113286019A (zh) * 2021-05-07 2021-08-20 南昌欧菲光电技术有限公司 光学模组、摄像头和电子设备
CN113703130A (zh) * 2020-05-19 2021-11-26 三星电机株式会社 相机模块及终端设备
WO2021258306A1 (zh) * 2020-06-23 2021-12-30 欧菲光集团股份有限公司 摄像头模组以及具有其的移动终端
CN113934085A (zh) * 2020-06-26 2022-01-14 三星电机株式会社 相机模块及电子装置
CN114070994A (zh) * 2020-07-30 2022-02-18 宁波舜宇光电信息有限公司 摄像模组装置、摄像系统、电子设备和自动变焦成像方法
WO2022116650A1 (zh) * 2020-12-03 2022-06-09 中兴通讯股份有限公司 摄像模组、电子设备及光学变焦方法
CN114690373A (zh) * 2020-12-28 2022-07-01 三星电机株式会社 透镜和光学成像系统
CN115933286A (zh) * 2021-09-29 2023-04-07 华为技术有限公司 摄像模组以及电子设备
CN116366953A (zh) * 2023-06-01 2023-06-30 荣耀终端有限公司 摄像头模组和电子设备

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1864085A (zh) * 2003-10-02 2006-11-15 索尼株式会社 透镜镜筒
CN200944149Y (zh) * 2006-04-14 2007-09-05 昆明物理研究所 一种变焦物镜的补偿镜驱动机构
CN102262332A (zh) * 2010-05-28 2011-11-30 索尼公司 聚焦控制设备和方法、镜头系统和聚焦透镜驱动方法
CN105472235A (zh) * 2014-09-30 2016-04-06 韩华泰科株式会社 用于寻找最优变焦速度的设备和方法
CN109194859A (zh) * 2018-10-31 2019-01-11 维沃移动通信(杭州)有限公司 一种摄像头及终端设备
CN109413317A (zh) * 2018-12-11 2019-03-01 信利光电股份有限公司 双向防抖反射模块及潜望式模组
CN208888449U (zh) * 2018-09-20 2019-05-21 信泰光学(深圳)有限公司 一种潜望式镜头模组
CN208922030U (zh) * 2018-10-25 2019-05-31 信利光电股份有限公司 潜望式防抖模组及潜望式摄像模组
CN209248213U (zh) * 2019-01-09 2019-08-13 信利光电股份有限公司 一种镜头防抖模块、反射防抖模块及潜望式模组
CN110441234A (zh) * 2019-08-08 2019-11-12 上海御微半导体技术有限公司 一种变焦筒镜、缺陷检测装置及缺陷检测方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1864085A (zh) * 2003-10-02 2006-11-15 索尼株式会社 透镜镜筒
CN200944149Y (zh) * 2006-04-14 2007-09-05 昆明物理研究所 一种变焦物镜的补偿镜驱动机构
CN102262332A (zh) * 2010-05-28 2011-11-30 索尼公司 聚焦控制设备和方法、镜头系统和聚焦透镜驱动方法
CN105472235A (zh) * 2014-09-30 2016-04-06 韩华泰科株式会社 用于寻找最优变焦速度的设备和方法
CN208888449U (zh) * 2018-09-20 2019-05-21 信泰光学(深圳)有限公司 一种潜望式镜头模组
CN208922030U (zh) * 2018-10-25 2019-05-31 信利光电股份有限公司 潜望式防抖模组及潜望式摄像模组
CN109194859A (zh) * 2018-10-31 2019-01-11 维沃移动通信(杭州)有限公司 一种摄像头及终端设备
CN109413317A (zh) * 2018-12-11 2019-03-01 信利光电股份有限公司 双向防抖反射模块及潜望式模组
CN209248213U (zh) * 2019-01-09 2019-08-13 信利光电股份有限公司 一种镜头防抖模块、反射防抖模块及潜望式模组
CN110441234A (zh) * 2019-08-08 2019-11-12 上海御微半导体技术有限公司 一种变焦筒镜、缺陷检测装置及缺陷检测方法

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111371995A (zh) * 2020-03-13 2020-07-03 北京理工大学 用于观测动物神经元细胞活动的图像采集方法及装置
US11796764B2 (en) 2020-05-19 2023-10-24 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Camera module with telephoto imaging including three lenses of +-+, four lenses of +--+, or five lenses of +-+-+ or +--+- refractive powers
CN114624863A (zh) * 2020-05-19 2022-06-14 三星电机株式会社 相机模块及终端设备
CN113703130A (zh) * 2020-05-19 2021-11-26 三星电机株式会社 相机模块及终端设备
WO2021258306A1 (zh) * 2020-06-23 2021-12-30 欧菲光集团股份有限公司 摄像头模组以及具有其的移动终端
CN113934085A (zh) * 2020-06-26 2022-01-14 三星电机株式会社 相机模块及电子装置
CN113934085B (zh) * 2020-06-26 2024-02-02 三星电机株式会社 相机模块及电子装置
CN114070994A (zh) * 2020-07-30 2022-02-18 宁波舜宇光电信息有限公司 摄像模组装置、摄像系统、电子设备和自动变焦成像方法
WO2022116650A1 (zh) * 2020-12-03 2022-06-09 中兴通讯股份有限公司 摄像模组、电子设备及光学变焦方法
CN114690373A (zh) * 2020-12-28 2022-07-01 三星电机株式会社 透镜和光学成像系统
CN112817133A (zh) * 2021-01-13 2021-05-18 北京航空航天大学 一种基于液体变焦相机的无人机拍摄系统
CN113286019A (zh) * 2021-05-07 2021-08-20 南昌欧菲光电技术有限公司 光学模组、摄像头和电子设备
CN113286019B (zh) * 2021-05-07 2022-06-21 南昌欧菲光电技术有限公司 光学模组、摄像头和电子设备
CN115933286A (zh) * 2021-09-29 2023-04-07 华为技术有限公司 摄像模组以及电子设备
CN116366953A (zh) * 2023-06-01 2023-06-30 荣耀终端有限公司 摄像头模组和电子设备
CN116366953B (zh) * 2023-06-01 2023-11-28 荣耀终端有限公司 摄像头模组和电子设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110764232A (zh) 光学镜头和电子装置
CN111158103B (zh) 变焦镜头、相机模组和电子装置
CN111045183B (zh) 变焦镜头、成像模组和电子设备
WO2021136280A1 (zh) 变焦镜头、相机模组和电子装置
CN110737077A (zh) 光学镜头和电子装置
CN111123490B (zh) 变焦镜头、成像模组和电子设备
CN111580237A (zh) 电子设备及其控制方法
WO2021052345A1 (zh) 成像方法、成像模组和电子设备
US20200409015A1 (en) A lens actuator
CN110798600B (zh) 镜头模组、控制方法和电子设备
CN111246070A (zh) 摄像头模组及电子设备
CN110646932B (zh) 反射式摄像头和电子装置
US20210124145A1 (en) Camera Module, Camera Assembly, and Electronic Device
CN113645374B (zh) 潜望式摄像模组、多摄摄像模组和摄像模组的组装方法
CN112394496A (zh) 变焦镜头、相机模组和电子装置
CN112612127B (zh) 变焦镜头、成像模组和电子设备
US20230221537A1 (en) Lens module, camera module, and terminal
WO2020007085A1 (zh) 摄像头组件、电子装置、移动终端以及电子设备
CN112327467B (zh) 光学镜头、相机模组及拍摄设备
CN112612126B (zh) 变焦镜头、成像模组、成像方法和电子设备
CN114079710A (zh) 潜望式连续光变摄像模组及相应的电子设备
CN211791692U (zh) 摄像头模组及电子设备
US11609404B2 (en) Camera module
EP4141540A1 (en) Camera module and mobile terminal
CN113556444B (zh) 潜望式摄像模组、多摄摄像模组和摄像模组的驱动方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200207