CN112394576B - 一种摄像模组、电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种摄像模组、电子设备,涉及光学成像技术领域,用于解决采用机械叶片构成的可变光圈,且当可调光圈的档位较多时,可变光圈的厚度较大的问题。该摄像模组中的镜头组件包括第一透镜和第二透镜;光阑结构位于第一透镜和第二透镜之间;光阑结构包括:第一透明电极层、第二透明电极层以及位于第一透明电极层和第二透明电极层之间的调光层。第一透明电极层和第二透明电极层用于在预设工作状态下,在调光层上形成多个调光区;多个调光区包括中心调光区,以及位于中心调光区外围的至少一个周边调光区。
Description
技术领域
本申请涉及光学成像技术领域,尤其涉及一种摄像模组、电子设备。
背景技术
随着科技的进步,现今电子设备朝向多功能、小尺寸的方向发展。为了满足拍照需求,电子设备内设置有摄像头。该摄像头内通常设置有可变光圈,以适应不同的拍照环境。
目前上述可变光圈包括如图1a所示的多个叶片100。该多个叶片100通过机械连接能够相对转动,从而改变叶片100围绕的通光孔101的孔口口径的大小,来实现光圈的改变。例如图1a中,通光孔101的孔口口径小于图1b中通光孔101的孔口口径。因此,可变光圈处于图1a所示的状态时的光圈,小于图1b所示的状态时的光圈。
可变光圈中叶片100的数量与可变光圈能够获得的可调光圈的档位成正比。即可变光圈中叶片100的数量越多,通光孔101的孔口口径的可调范围越多,可调光圈的档位越多。然而,当可调光圈档位越多时,叶片100的数量会越多,该可变光圈的整体厚度会越大。从而使得摄像头在电子设备中占据的尺寸较大,不利于电子设备的小型化。
发明内容
本申请实施例提供一种摄像模组、电子设备,用于解决采用机械叶片构成的可变光圈,且当可调光圈的档位较多时,可变光圈的厚度较大的问题。
为达到上述目的,本申请实施例采用如下技术方案:
本申请实施例的第一方面,提供一种摄像模组。该摄像模组包括镜头组件、光阑结构。其中,镜头组件包括位于同一光轴上的第一透镜和第二透镜。光阑结构位于第一透镜和第二透镜之间。光阑结构包括第一透明电极层、第二透明电极层以及位于第一透明电极层和第二透明电极层之间的调光层。第一透明电极层和第二透明电极层用于在预设工作状态下,在调光层上形成多个调光区。多个调光区包括中心调光区,以及位于中心调光区外围的至少一个周边调光区。上述调光区的透过率可以通过分别施加至位于调光层两侧的第一透明电极层和第二透明电极层的电压,使得在第一透明电极层和第二透明电极层之间的电场作用改变调光区所在位置处调光层的光透过率。这样一来,当需要获得多个可调光圈的档位时,只需要增大第一透明电极层和第二透明电极层形成的电场的作用面积,即可以达到增加上述调光区中周边调光区数量的目的。由上述可知,本申请实施例可以实现多个可调光圈的档位。由于第二透明电极层中位于调光层的同一侧,因此当第一透明电极层和第二透明电极层形成的电场的作用面积增大时,不会对光阑结构的厚度产生影响。从而可以解决目前采用机械叶片构成的可变光圈,且当可调光圈的档位较多时,可变光圈的厚度较大的问题。
根据第一方面,在一种可能的设计中,第一透明电极层覆盖所有调光层。此外,第二透明电极层包括多个间隔设置的第二电极。任意一个第二电极为圆环结构。多个第二电极由内向外依次排布。这样一来,可以第二透明电极层中的各个第二电极的电压均可以单独控制,从而使得每个第二电极与第一透明电极层在预设工作状态下,在调光层上形成透过率可以调节的上述周边调光区。
结合第一方面中的一种可能的设计,多个第二电极共圆心。第二电极的圆心在第一透镜和第二透镜的光轴上。从而使得整个光阑结构的中心能够位于第一透镜和第二透镜的光轴上。有利于提高拍摄过程中对焦的准确性。
根据第一方面,在另一种可能的设计中,所述第一透明电极层覆盖调光层。第二透明电极层包括多个电极组。任意一个电极组中包括多个具有预设间隔的块状的第二电极。上述多个块状的第二电极呈环状分布,且不同的电极组由内向外分布。这样一来,同一电极组中各个第二电极可以施加相同的电压,或者同一电极组中各个第二电极可以施加不同的电压。从而使得每个第二电极与第一透明电极层在预设工作状态下,在调光层上形成透过率可以调节的上述周边调光区。
结合第一方面中的至少一种可能的设计,调光层为液晶层。摄像模组还包括绕调光层外围一周设置的第一挡墙。第一挡墙与第一透镜和第二透镜形成用于容纳调光层的容纳腔。在此情况下,可以通过各个调光区中的第二电极与第一透明电极层之间的电场,以达到控制上述各个调光区的液晶分子偏转角度的目的。从而改变各个调光区的光线透过率。
结合第一方面中的至少一种可能的设计,调光层为聚合物分散液晶薄膜。该聚合物分散液晶薄膜中,液晶以微米量级的小微滴分散在有机固态聚合物基体内。在上述第一透明电极层和第二透明电极层中的各个第二电极之间产生的电场作用下,可以对液晶微滴的光轴取向进行调节,使得能够呈现透明或者不透明的状态。
结合第一方面中的一种可能的设计,摄像模组还包括多个圆环结构的第二挡墙。每个第二挡墙位于相邻两个第二电极之间,且第二挡墙与第一透明电极层相接触。调光层包括位于第一透明电极层和第二电极之间的电致变色层和电解质层。在上述第一透明电极层和第二透明电极层中的各个第二电极之间产生的电场作用下,可以控制电解质层能够将自由离子从第二电极与第一透明电极层中注入至电致变色层,使得电致变色层由透明变为不透明的状态,调光区的光线透过率接近或等于0。或者,控制电解质层能够将自由离子从电致变色层抽取,并传输至第二电极与第一透明电极层中,使得电致变色层由不透明变为透明的状态,使得调光区呈透明状。
结合第一方面中的一种可能的设计,摄像模组还包括多个为圆环结构的第二挡墙。每个第二挡墙位于相邻两个电极组之间,且第二挡墙与第一透明电极层相接触。调光层包括位于第一透明电极层和第二电极之间的电致变色层和电解质层。电致变色层和电解质层的技术效果同上所述,此处不再赘述。
根据第一方面,在另一种可能的设计中,第一透明电极层、第二透明电极层均覆盖调光层。第一透明电极层和第二透明电极层均为圆形。通过改变施加至第一透明电极层和第二透明电极层的电压,使得第一透明电极层和第二透明电极层之间的电场发生改变,从而达到调节形成于调光层上的周边调光区透过率的目的。
结合第一方面中的至少一种可能的设计,调光层包括有色油墨层和电解质层。摄像模组还包括绕调光层一周设置的第一挡墙。第一挡墙与第一透镜和第二透镜形成用于容纳调光层的容纳腔。在上述第一透明电极层和第二透明电极层中的各个第二电极之间产生的电场作用下,可以控制电解质层与有色油墨层的表面张力,从而推动有色油墨层中的油墨在第一透镜、第二透镜之间运动。从而使得具有油墨的调光区的光线透过率接近或等于0,没有油墨的调光区呈透明状。
结合第一方面中的至少一种可能的设计,摄像模组还包括第一电控引脚和第二电控引脚。其中,第一电控引脚设置于第一透镜朝向第二透镜的一侧表面,第一电控引脚与第一透明电极层电连接。从而通过第一电控引脚向第一透明电极层提供电压。多个第二电控引脚设置于第二透镜朝向第一透镜的一侧表面。每个第二电控引脚与第二电极电连接。从而可以通过一个第二电控引脚向一个调光区内的至少一个第二电极提供电压。
结合第一方面中的至少一种可能的设计,摄像模组还包括镜筒、镜头马达、模组线路板。其中,镜头组件安装于镜筒上;镜筒包括内嵌金属线路。第一电控引脚、第二电控引脚与内嵌金属线路电连接。镜头马达,与镜筒的内嵌金属线路电连接,用于驱动镜头组件中的透镜运动。模组线路板包括供电电路。该供电电路与镜头马达电连接,用于向镜头马达供电。在此情况下,上述供电电路可以通过镜头马达、镜筒的内嵌金属线路向上述第一电控引脚提供电压,从而通过第一供电引脚向第一透明电极层进行充电。并且,上述供电电路还可以通过镜头马达、镜筒的内嵌金属线路向上述第二电控引脚提供电压,从而通过不同的第二供电引脚向各个第二电极进行充电。
结合第一方面中的至少一种可能的设计,模组线路板还包括图像处理电路。摄像模组还包括感光元件。该感光元件与图像处理电路电连接。感光元件用于将透过镜头组件的光线转换成图像数据,并传输至图像处理电路,以通过图像处理电路对图像数据进行处理或者拍摄的图像。
结合第一方面中的至少一种可能的设计,摄像模组还包括滤光片、模组底座。其中,滤光片位于镜头组件的像侧。此外,模组底座位于镜头组件与感光元件之间;模组底座将马达与模组线路板上的供电电路电连接。其中,模组底座在对应镜头组件的位置设置有通孔。该滤光片位于通孔内。该滤光片可以对穿过镜头组件中的部分对成像不利的光线,例如红外光进行滤除。该模组底座内设置有电路埋线。从而使得供电电路与马达通过上述电路埋线电连接。
根据第一方面,在另一种可能的设计中,第一透镜和第二透镜之间的光轴上的间距为D12,D12≤0.2mm。在此情况下,位于第一透镜和第二透镜之间的光阑结构的厚度(第一透明电极层、第二透明电极层以及调光层的厚度之和)可以小于或等于0.2mm。从而能够进一步减小摄像模组的尺寸,缩短光路总长。
根据第一方面,在另一种可能的设计中,第一透镜具有正屈折力,第一透镜的物侧表面为凸面,靠近所述光阑结构(即像侧)的表面为平面。从而可以使得整个透镜组件在物侧具有较好的光线汇聚能力,可以减小透镜组件的光路总长。第二透镜具有负屈折力,第二透镜的靠近所述光阑结构(即物侧)的表面为平面。从而可以补偿一部分由第一透镜的正屈折力带来的像差,达到提高摄像模组成像品质的目的。
结合第一方面中的一种可能的设计,在光阑结构与第一透镜和第二透镜为独立的结构时,第一透镜靠近光阑结构的表面、第二透镜靠近光阑结构的表面均与光阑结构所在的表面平行。从而可以使得第一透镜、第二透镜与光阑结构的贴合更加的紧密。或者,当光阑结构中的第一透明电极层、第二透明电极层承载于第一透镜上、第二透镜上时,该第一透镜靠近光阑结构的表面、第二透镜靠近光阑结构的表面均与调光层所在的表面平行。
结合第一方面中的一种可能的设计,第一透镜的像侧表面、第二透镜的物侧表面具有纳米光束调制结构。这样一来,进入衍射光学元件以及超透镜内部的光线,可以通过上述纳米光束调制结构的光波调制作用改变光路,从而将不同波长范围的光线汇聚到相同的交点上,从而可以分担电子设备对消除色差的负担,达到优化成像质量、提升光圈或者缩短光路总长的目的。
根据第一方面,在另一种可能的设计中,镜头组件还包括依次远离第二透镜像侧,且与第二透镜位于同一光轴上的第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜。第三透镜具有负屈折力,从而有助于校正镜头组件的场曲,以使得镜头组件的成像面更平坦。第四透镜具有正屈折力,从而可以分散光线在第四透镜的物侧端的汇聚能力,以避免第一透镜屈折力过大,而使得镜头组件产生过多像差。第五透镜具有屈折力,其物侧表面为凹面,像侧表面为凸面,从而有助于增加镜头组件的对称性,以降低其敏感度、提升成像品质。第六透镜具有屈折力,其物侧表面以及像侧表面均为非球面。该非球面可以使得透镜容易制作成球面以外的形状,获得较多的控制变数,用以消减像差,进而缩减所需使用透镜的数目,因此可以有效降低光学总长度。此外,且第六透镜的物侧表面、像侧表面中的至少一个面具有至少一个反曲点,该反曲点有助于进一步修正镜头组件的离轴像差。第七透镜具有屈折力,其物侧表面以及像侧表面均为非球面,且第七透镜的物侧表面、像侧表面中的至少一个面具有至少一个反曲点。非球面以及反曲点的技术效果同上所述,此处不再赘述。此外,镜头组件满足以下条件:0.6<|f1/f|<1.2;|f6/f|>1.0;|f7/f|>1.0。其中,f为镜头组件的焦距;f1为第一透镜的焦距,f6为第六透镜的焦距,f7为第七透镜的焦距。这样一来,通过将第一透镜的焦距f1与镜头组件的焦距f比值设置为满足0.6 <|f1/f|<1.2,第六透镜的焦距f6与镜头组件的焦距f比值设置为满足|f6/f|>1.0,将第七透镜的焦距f7与镜头组件的焦距f比值设置为满足|f7/f|>1.0,有助于控制镜头组件的主要屈折力位于第一透镜,并远离第六透镜以及第七透镜,可以使得镜头组件在其物侧端足够的光线汇聚能力,有助于缩短总长度而维持镜头组件的小型化。
根据第一方面,在另一种可能的设计中,镜头组件还包括依次远离第二透镜像侧,且与第二透镜位于同一光轴上的第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜。第三透镜具有负屈折力。第四透镜具有正屈折力。第五透镜具有屈折力,其物侧表面为凹面,像侧表面为凸面。第三镜头、第四镜头以及第五镜头的设置方式以及技术效果同行所述,此处不再赘述。第六透镜具有负屈折力,其物侧表面为凹面,像侧表面为凸面。这样一来,有助于增加镜头组件的对称性,以降低敏感度、提升成像品质。第七透镜具有正屈折力,其物侧表面以及像侧表面均为非球面。这样一来,第七透镜具有正屈折力,从而可以配合第六镜头使用,以进一步降低镜头组件的像差。第八透镜具有屈折力,其物侧表面以及像侧表面均为非球面,且第八透镜至少一表面具有至少一个反曲点。非球面以及反曲点的技术效果与示例四相同,此处不再赘述。镜头组件满足以下条件:0.7<|f1/f|<1.3;0.6 <|f7/f|<1.0;0.5 <|f8/f|<0.9。其中,f为镜头组件的焦距;f1为第一透镜的焦距;f7为第七透镜的焦距,f8为第八透镜的焦距。这样一来,通过将第一透镜的焦距f1与镜头组件的焦距f比值设置为满足0.7<|f1/f|< 1.3,有助于保证透镜组件中位于该透镜组件物侧的第一个透镜,即第一透镜有足够的屈折力,可以使得透镜组件的物侧端足够的光线汇聚能力,有助于缩短透镜组件的系统总长度,使得该透镜组件实现小型化的设置。此外,第七透镜的焦距f7与镜头组件的焦距f比值设置为满足0.6<|f7/f|<1.0,将第八透镜的焦距f8与镜头组件的焦距f比值设置为满足0.5<|f8/f|<0.9,也有利于缩短透镜组件的系统总长。
结合第一方面中的一种可能的设计,镜头组件满足以下条件:D23≤0.15mm;0 <D12/D34<0.3;0 <D23/D34<0.3。其中,D12为第一透镜和第二透镜之间的光轴上的间距;D23为第二透镜和第三透镜之间的光轴上的间距;D34为第三透镜和第四透镜之间的光轴上的间距。这样一来,通过限制镜头组件中的前三个透镜,即上述第一透镜、第二透镜以及第三透镜的空气间隔(即两个透镜在光轴上的间距),将有利于使得镜头组件中提供主要屈折力的透镜靠近光阑结构,从而有利于像差校正和缩短镜头组件的系统总长。
本申请的第二方面,提供一种电子设备,包括显示屏,以及上所述的任意一种摄像模组。该显示屏具有显示面以及远离显示面的背面。摄像模组位于显示屏的背面。或者,显示屏上开设有安装孔,摄像模组位于安装孔内。上述电子设备具有与前述实施例提供的摄像模组相同的技术效果,此处不再赘述。
根据第二方面,在一种可能的设计中,显示屏还包括中框和后壳。中框远离后壳的一侧表面与显示屏相连接。中框朝向后壳的表面设置有主板。摄像模组包括模组线路板,模组线路板与主板电连接。从而可以使得主板对模组线路板拍摄到的图像数据进行处理,并传输至显示屏进行显示。
应理解,在不违背自然规律的前提下,上述可能的实现方案可以进行任意组合。
附图说明
图1a为本申请实施例提供的一种可变光圈的结构示意图;
图1b为本申请实施例提供的另一种可变光圈的结构示意图;
图2a为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图;
图2b为图2a中显示屏的一种结构示意图;
图3a为本申请实施例提供的一种摄像模组的设置方式示意图;
图3b为本申请实施例提供的另一种摄像模组的设置方式示意图;
图3c为本申请实施例提供的摄像模组在显示屏上的一种设置位置示意图;
图3d为本申请实施例提供的另一种摄像模组的设置方式示意图;
图4为本申请实施例提供的一种摄像模组的结构示意图;
图5a为本申请实施例提供的一种光阑结构的示意图;
图5b为图5a所示的光阑结构的中心调光区和周边调光区的一种示意图;
图5c为图5a所示的光阑结构的中心调光区和周边调光区的另一种示意图;
图5d为本申请实施例提供的另一种光阑结构的示意图;
图6a为本申请实施例提供的光阑结构中第二透明电极层的一种设置方式示意图;
图6b为沿图6a中的虚线D-D进行剖切得到的一种剖视图;
图6c为本申请实施例提供的光阑结构中第二透明电极层的另一种设置方式示意图;
图6d为沿图6c中的虚线F-F进行剖切得到的一种剖视图;
图7a为沿图6a中的虚线D-D进行剖切得到的另一种剖视图;
图7b为本申请实施例提供的光阑结构的一种光圈大小设置示意图;
图7c为沿图6a中虚线D-D进行另一种剖切得到的剖视图;
图7d为本申请实施例提供的光阑结构的另一种光圈大小设置示意图;
图7e为本申请实施例提供的光阑结构的另一种光圈大小设置示意图;
图8a为本申请实施例提供的光阑结构中调光层的一种设置方式示意图;
图8b为本申请实施例提供的光阑结构中调光层的另一种设置方式示意图;
图8c为图8b所示的光阑结构的一种光圈大小示意图;
图8d为图8b所示的光阑结构的另一种光圈大小示意图;
图8e为图8a中第二挡墙的结构示意图;
图9为本申请实施例提供的光阑结构第二透明电极层的另一种设置方式示意图;
图10为本申请实施例提供的光阑结构中调光层的另一种设置方式示意图;
图11为本申请实施例提供的另一种摄像模组的结构示意图;
图12a为本申请实施例提供的一种电控引脚的示意图;
图12b为本申请实施例提供的另一种电控引脚的示意图;
图13为图10中的模组线路板的结构示意图;
图14a为本申请实施例提供的一种镜头组件的示意图;
图14b为图14a所示的镜头组件在较大光圈下的成像示意图;
图14c为图14a所示的镜头组件在较小光圈下的成像示意图;
图15为本申请实施例提供的另一种镜头组件的示意图。
附图标记:
100-叶片;101-通光孔;01-电子设备;10-显示屏;11-中框;12-壳体;13-BLU;20-摄像模组;103-透光区;104-安装区;21-镜头组件;211-第一透镜;212-第二透镜;22-光阑结构;200-中心调光区;201-周边调光区;30-调光层;31-第一透明电极层;32-第二透明电极层;320-第二电极;321-辅助电极;322-电极组;33-第一挡墙;301-液晶分子;3022-电解质层;3023-有色油墨层; 3021-电致变色层;34-第二挡墙;41-镜筒;410-金属线路;42-镜头马达;43-模组线路板;44-感光元件;45-滤光片;46-模组底座;460-通孔;51-第一电控引脚;52-第二电控引脚;430-供电电路;431-图像处理电路;213-第三透镜;214-第四透镜;215-第五透镜;216-第六透镜;217-第七透镜;220-成像面;218-第八透镜。
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描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
以下,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义可以是两个或两个以上。
此外,本申请中,“上”、“下”、“左”、“右”等方位术语可以包括但不限于相对附图中的部件示意置放的方位来定义的,应当理解到,这些方向性术语可以是相对的概念,它们用于相对于的描述和澄清,其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。
本申请实施例提供一种电子设备。该电子设备包括例如手机、平板电脑、个人数字助理(personal digital assistant,PDA)、车载电脑等。本申请实施例对上述电子设备的具体形式不做特殊限制。以下为了方便说明,是以电子设备为手机为例进行的说明。
在此情况下,如图2a所示,上述电子设备01包括但不限于显示屏10、中框11以及壳体12。显示屏10安装于中框11远离后壳12的一侧表面上,中框11与壳体12相连接。其中,显示屏10具有用于显示图像的显示面A1以及远离显示面A1的背面A2。当显示屏10安装于中框11,并通过中框11与壳体12相连接时,壳体12设置于显示屏10的背面A2。
在本申请的一些实施例中,如图2b所示,上述显示屏10可以包括但不限于是液晶显示屏(liquid crystal display,LCD)。在此情况下,上述电子设备01还可以包括用于向该液晶显示屏提供光源的背光模组(back light unit,BLU)13。
可选的,在本申请的另一些实施例中,上述显示屏10可以包括但不限于是有机发光二极管(organic light emitting diode,OLED)显示屏,该OLED显示屏能够实现自发光,因此电子设备01中无需设置上述BLU。
此外,上述电子设备01还包括用于实现图像拍摄的摄像模组。在本申请的一些实施例中,上述摄像模组可以作为后置摄像头。在此情况下,如图3a所示,摄像模组20可以位于显示屏10的背面A2。并且,该摄像模组20的受光面(用于接收光线的表面)可以远离显示屏10的背面A2。
或者,在本申请的另一些实施例中,上述摄像模组20可以作为前置摄像头。在此情况下,如图3b所示,摄像模组20可以位于显示屏10的背面A2。并且,摄像模组20的受光面可以朝向显示屏10的背面A2。基于此,为了使得光线能够入射至摄像模组20的受光面,该显示屏10在对应摄像模组20的位置可以具有透光区103。该透光区103可以设置于如图3c所示的有效显示区(ative area,AA)中。
其中,上述透光区103的光线透过率,大于AA区中除了透光区103以外区域的光线透过率。
可选的,在本申请的另一些实施例中,上述摄像模组20可以作为前置摄像头。在此情况下,如图3d所示,可以显示屏10上设置安装区104,摄像模组20位于安装区104内。并且,摄像模组20的受光面可以与显示屏10的显示面A1位于同一侧。其中,图3d中,安装区104周围的斜线填充部分均表示显示屏10。
以下对上述摄像模组20的结构进行举例说明。
如图4所示,摄像模组20可以但不限于包括镜头组件21。其中,镜头组件21可以但不限于包括位于同一光轴O-O上的第一透镜211和第二透镜212。在本申请的一些实施例中,上述第一透镜211可以为镜头组件21中更靠近物侧(即更靠近拍摄物体的一侧,图中为左侧)的一个透镜。该第二透镜212可以为与第一透镜211相邻的透镜。
如图4所示,第一透镜211可以具有正屈折力,或可以理解为该第一透镜211为凸透镜。这样一来可以使得整个透镜组件21在物侧具有较好的光线汇聚能力,可以减小透镜组件21的光路总长。在本申请的一些实施例中,第一透镜211的物侧(左侧)表面为凸面。
此外,第二透镜212可以具有负屈折力,即该第二透镜212为凹透镜。这样一来可以补偿一部分由第一透镜211的正屈折力带来的像差,达到提高摄像模组20成像品质的目的。
在此基础上,如图4所示,摄像模组20还可以包括光阑结构22。该光阑结构22可以位于第一透镜211和第二透镜212之间。为了使得光阑结构22能够更好的与第一透镜211和第二透镜212相接触。该第一透镜211像侧(用于成像的一侧,图中为右侧)表面,即靠近光阑结构22的一侧表面可以为平面。第二透镜212的物侧(图中为左侧)表面,即靠近光阑结构22的一侧表面可以为平面。
在本申请的一些实施例中,第一透镜211像侧表面、第二透镜212的物侧表面可以与光阑结构22所在的平面平行。从而可以使得第一透镜211与光阑结构22之间,以及第二透镜212与光阑结构22之间能够更好的贴合。
在此基础上,第一透镜211像侧(图中为右侧)表面、第二透镜212的物侧(图中为左侧)表面可以具有纳米光束调制结构。在本申请的一些实施例中,具有上述纳米光束调制结构的第一透镜211或者第二透镜212可以作为衍射光学元件(diffractive opticalelements,DOE)或者超透镜(meta lens)。
这样一来,进入DOE以及超透镜内部的光线,可以通过上述纳米光束调制结构的光波调制作用改变光路,从而将不同波长范围的光线汇聚到相同的交点上,从而可以分担电子设备01对消除色差的负担,达到优化成像质量、提升光圈或者缩短光路总长的目的。
在此基础上,上述光阑结构22可以但不限于包括如图5a所示的第一透明电极层31和第二透明电极层32,以及位于第一透明电极层31和第二透明电极层32之间的调光层30。
第一透明电极层31和第二透明电极层32用于在预设工作状态下,在调光层30上形成如图5b所示的多个调光区。该多个调光区可以包括中心调光区200,以及位于该中心调光区200外围的至少一个周边调光区201。
需要说明的是,上述预设工作状态可以包括但不限于是指,向第一透明电极层31和第二透明电极层32分别输入电压,使得第一透明电极层31和第二透明电极层32之间产生电场,从而能够在调光层30上形成调光区的状态。当改变向第一透明电极层31和第二透明电极层32输入的电压时,第一透明电极层31和第二透明电极层32之间产生的电场也会发生变化,从而在该电场的作用下,使得在调光层30上形成的调光区的光线透过率发生改变。
因此,一种预设工作状态,与向第一透明电极层31和第二透明电极层32分别提供的一组电压、第一透明电极层31和第二透明电极层32形成的电场,以及在调光层30上形成的调光区的光线透过率相匹配。
需要说明的是,图5b是以光阑结构22包括一个调光区201为例进行的说明。图5c是以光阑结构22包括三个调光区,分别为由内向外依次排布的调光区201a、调光区201b以及调光区201c为例进行的说明。
其中,调光区的标号“201”后面的字母“a”、“b”以及“c”是为方便对多个调光区进行举例说明,而加以标注区分。
本申请是以中心调光区200可以包括但不限于是圆形,周边调光区201可以包括但不限于是圆环形。为了使得摄像模组20的成像效果更好,且为了方便举例说明,以下实施例均是以中心调光区200为圆形,周边调光区201为圆环形为例。
此外,在本申请的一些实施例中,如图5a所示,第一透明电极层31可以设置于第一透镜211朝向或靠近第二透镜212的一侧表面。在本申请的实施例中,该第一透明电极层31可以为覆盖调光层30的一整层薄膜层。该第一透明电极层31可以为圆形薄膜。
第二透明电极层32如图5a所示,可以设置于第二透镜212朝向或靠近第一透镜211的一侧表面。
或者,在本申请的另一些实施例中,如图5d所示,第二透明电极层32设置于第一透镜211朝向或靠近第二透镜212的一侧表面。第一透明电极层31设置于第二透镜212朝向或靠近第一透镜211的一侧表面。
上述是以将第一透明电极层31(或第二透明电极层32)设置于第一透镜211上,第二透明电极层32(或第一透明电极层31)设置于第二透镜212上为例,对位于第一透镜211和第二透镜212之间的光阑结构22中的第一透明电极层31和第二透明电极层32的设置方式的举例说明。在此情况下,第一透镜211和第二透镜212作为了该光阑结构22中第一透明电极层31和第二透明电极层32的载体。
在本申请的另一种可能的实现方式中,光阑结构22可以独立于第一透镜211和第二透镜212。例如,该光阑结构22可以具有靠近第一透镜211的上基板、靠近第二透镜212的下基板。第一透明电极层31和第二透明电极层32可以分别制作于上述上基板和下基板上。其他用于将光阑结构22设置于第一透镜211和第二透镜212中间的方式在此不再一一赘述。
以下结合不同的示例,对调光层30的结构,以及第一透明电极层31和第二透明电极层32在预设工作状态下,在调光层30上形成多个调光区的方式进行举例说明。
示例一
在本示例的一些实施例中,上述第一透明电极层31由上述可知,可以为覆盖调光层30的圆形薄膜。
此外,图5a中的第二透明电极层32可以包括图6a中多个间隔设置的第二电极320。其中,第二透明电极层32包括多个间隔设置的第二电极320可以包括但不限于是指,第二透明电极层32包括多个第二电极320,且相邻两个第二电极320之间如图6b(沿图6a中的虚线D-D进行剖切得到的剖视图)所示具有间隙H。该间隙H用于将相邻两个第二电极320之间间隔开,从而避免向相邻两个第二电极320输入电压后,出现电场干扰的现象。
本申请对上述相邻两个第二电极320之间的间隙H的大小不做限定,只要保证该间隙H能够防止相邻两个第二电极320之间出现电场干扰即可。
在此基础上,如图6a所示,任意一个第二电极320可以为圆环结构。多个第二电极320由内向外依次排布。在本申请的一些实施例中,上述多个第二电极320可以共圆心。基于此,该第二电极320的圆心可以在上述第一透镜211和第二透镜212的光轴O-O(如图4所示)。
在此情况下,每个第二电极320和第一透明电极层31用于在预设工作状态下,在调光层30上形成一个周边调光区。例如,图6a中,由内向外依次排布的三个第二电极320,与第一透明电极层31 在预设工作状态下,分别形成如图5c所示的,由内向外依次排布的周边调光区201a、周边调光区201b以及周边调光区201c。
其中,第二电极320在第二透镜212上的正投影与该第二电极320在调光层30上形成的周边调光区201在该第二透镜212上的正投影重叠。即第二电极320的宽度可以决定该第二电极320和第一透明电极层31在预设工作状态下,在调光层30上形成一个周边调光区的宽度。
因此,当第二电极320的宽度较大时,可以得到宽度较大的周边调光区,反之得到宽度较小的周边调光区。本申请对第二电极320的宽度不做限定,本领域技术人员可以根据光阑结构22在一定光圈数值下需要的孔径大小,对第二电极320的宽度进行调节。
需要说明的是,在本申请的一些实施例中,上述中心调光区200可以在第一透明电极层31通电和未通电的情况下,均处于透明状态。在此情况下,如图6b所示,第二透明电极层32可以在中心调光区200内可以为镂空,即没有电极图案。
或者,在本申请的另一些实施例中,第二透明电极层32还可以包括设置在中心调光区200中的,如图6c所示的圆形辅助电极321。如图6d(沿图6c中的虚线F-F进行剖切得到的剖视图)所示,上述辅助电极321与该辅助电极321相邻的第二电极320之间可以具有间隙L。
本申请对该间隙L的大小不做限定,只要能够保证辅助电极321与该辅助电极321相邻的第二电极320之间不会产生电场干扰即可。这样一来,在光阑结构22正常工作时,可以通过控制输入至第一透明电极层31和辅助电极321之间的电压,使得中心调光区200处于透明状态。
以下为了方便说明,均是以中心调光区200在光阑结构22正常工作时和非工作状态下,均处于透明状态为例进行的说明。
其中,构成第一透明电极层31和第二透明电极层32中的各个第二电极320以及上述辅助电极321的材料可以为透明导电材料。例如,氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)、氧化铟锌(Indium Zinc Oxide,IZO)。
在本申请实施例中,任意两个第二电极320的材料可以相同,也可以不同。为了制作简单,可选的,第一透明电极层31和第二透明电极层32中的各个第二电极320以及上述辅助电极321的材料可以相同,例如可以均可以为上述ITO。
在此情况下,当向上述第一透明电极层31和第二透明电极层32中各个第二电极320提供电压时,可以控制每个周边调光区201位置处的调光层30的透过率。例如,可以控制第一透明电极层31与各个第二电极320之间的电压差,以使得光阑结构22具有多个可调光圈的档位。以下对光阑结构22实现多档位光圈调节的过程进行举例说明。
例如,在本申请的一些实施例中,如图7a所示,调光层30可以为液晶层,该液晶层内设置有液晶分子301。由于液晶层为液体,因此该液晶层可以填充于相邻两个第二电极320之间的间隙内。
为了对液晶层中的液晶分子301进行密封。如图7b所示,上述摄像模组20还可以包括绕液晶层外围一周设置的第一挡墙33。该第一挡墙33与第一透镜211和第二透镜212可以形成用于容纳液晶层的液晶盒。
在中心调光区200的光线透过率最大,该中心调光区200呈透明状态情况下,例如,向第一透明电极层31,以及所有第二电极320(图6a所示)提供电压,以使得第一透明电极层31与各个第二电极320之间的电压差均可以为第一电压V1。示例的,该第一电压V1=0V。
在此情况下,可以使得在上述各个周边调光区(包括周边调光区201a、周边调光区201b以及周边调光区201c)中的第二电极320与第一透明电极层31的控制下,如图7a所述,上述各个周边调光区的液晶分子301的角度未发生偏转,光线能够透过上述各个周边调光区。此时,上述各个周边调光区位置处的调光层30的光线透过率与中心调光区200的光线透过率可以接近,或者相同。
这样一来,入射至摄像模组20的光线,可以通过周边调光区201a、周边调光区201b、周边调光区201c以及中心调光区200进入第二透镜212实现成像。此时,上述摄像模组20的光圈可以为如图7b所示的最大光圈,例如Fno=1.4。在此情况下,可以利用该大光圈去拍摄比较昏暗的场景,从而使得更多的光线能够进入到摄像模组20内,减少噪点。
或者,又例如,向第一透明电极层31,以及各个第二电极320提供电压,以使得第一透明电极层31与各个第二电极320之间的电压差均可以为第二电压V2。示例的,该|V2|<30V,第二电压V2为非零值。例如,第二电压V2=30V。
在此情况下,可以使得在各个周边调光区(包括周边调光区201a、周边调光区201b以及周边调光区201c)中的第二电极320与第一透明电极层31之间的电场的控制下,上述各个周边调光区的液晶分子301的角度发生偏转,光线无法透过上述各个周边调光区。
此时,上述各个周边调光区位置处的调光层30的光线透过率接近或等于零。从而使得入射至摄像模组20的光线,只能够通过中心调光区200进入第二透镜212实现成像,而无法穿过上述各个中心调光区进入到第二透镜212。
在此情况下,上述摄像模组20的光圈可以为如图7d所示的最小光圈,例如Fno=6。这样一来,可以利用上述小光圈去拍摄烟火的轨迹、流星的轨迹、雾化的流水等。
或者,又例如,通过控制用于生成周边调光区201c的第二电极320的电压,以使得第一透明电极层31与该第二电极320的电压差均可以为上述第二电压V2。由上述可知,周边调光区201c位置处的调光层30的透过率接近或等于零。
此外,控制其余各个第二电极320的电压,以使得第一透明电极层31与其余各个第二电极320的电压差均可以为第一电压V1=0,以使得如图7e所示周边调光区201a、周边调光区201b的透过率与中心调光区200的透过率相同。
这样一来,入射至摄像模组20的光线,如图7e所示,可以通过周边调光区201a、周边调光区201b,以及中心调光区200进入第二透镜212实现成像,而无法穿过上述各个周边调光区201c进入到第二透镜212。此时,上述摄像模组20的光圈相对于图7d所示的结构而言,光圈有所增大,例如可以为Fno=3.4。
此外,上述是以第一透明电极层31与第二电极320的电压差可以为第一电压V1=0时,在调光层30上形成的各个周边调光区201的透过率最大。第一透明电极层31与第二电极320的电压差均可以为第二电压V2,例如V2=30V的非零值时,在调光层30上形成的各个周边调光区201的透过率接近或等于零为例进行的说明。
在本申请的另一些可能实现的方案中,还可以当第一透明电极层31与第二电极320的电压差可以为第一电压V1=0时,在调光层30上形成的各个周边调光区201的透过率接近或等于零。当第一透明电极层31与第二电极320的电压差均可以为第二电压V2,例如V2=30V的非零值时,在调光层30上形成的各个周边调光区201的透过率最大。
由上述可知,当第一透明电极层31与各个第二电极320的电压差均可以为第二电压V2=30V时,第一透明电极层31与各个第二电极320在该预设工作状态下,在调光层30上形成的各个周边调光区201的透过率可以为零。在本申请的另一些可能实现的方案中,第一透明电极层31与第二电极320的电压差可以不相同,从而对各个周边调光区201透过率的百分比进行调节。
例如,控制用于生成周边调光区201a的第二电极320的电压,以使得第一透明电极层31与该第二电极320的电压差可以为10V,周边调光区201a位置处的调光层30的透过率可以为60%。控制用于生成周边调光区201b的第二电极320的电压,以使得第一透明电极层31与该第二电极320的电压差可以为20V,周边调光区201b位置处的调光层30的透过率可以为30%。控制用于生成周边调光区201c的第二电极320的电压,以使得第一透明电极层31与该第二电极320的电压差可以为30V,周边调光区201c位置处的调光层30的透过率可以接近零。
此时,光阑结构22的光圈会小于图7e对应的光圈Fno=3.4,且大于图7d对应的光圈Fno=6。
需要说明的是,上述仅仅是对第一透明电极层31与第二电极320的预设工作状态,即设置第一透明电极层31与第二电极320电压差的方式进行的举例说明。其他电压差的设置方式同理可得,此处不再赘述。
综上所述,本申请实施例提供的摄像模组20的光阑结构22中,具有多个光线透过率可调的调光区(可以包括中心调光区200以及多个周边调光区201)。并且,上述调光区的透过率可以通过分别施加至位于调光层30两侧的第一透明电极层31和第二透明电极层32的电压进行调节。这样一来,当需要获得多个可调光圈的档位时,只需要增加用于构成第二透明电极层32中的第二电极320的数量,即可以达到增加上述调光区中周边调光区201数量的目的。在此情况下,上述摄像模组20能够对拍摄物体进行光学成像,并在拍摄动作触发后,根据系统算法自动优化计算的光圈数值来调整光阑结构22的光圈,以实现光圈Fno=1.4~Fno=6之间的多个可调光圈的档位。
由于第二透明电极层32中的第二电极320均位于调光层30的同一侧,因此当第二电极320的数量增加时,不会对光阑结构22的厚度产生影响。从而可以解决目前采用机械叶片构成的可变光圈,且当可调光圈的档位较多时,可变光圈的厚度较大的问题。
需要说明的是,本申请对光阑结构22的外观轮廓形状不进行限定,例如,图6a是以光阑结构22的外观轮廓形状为矩形为例进行的说明。在本申请的另一些实施例中,该光阑结构22还可以为圆形、三角形、菱形等其他可能的形状。
可选的,在本示例的另一些实施例中,上述调光层30还可以为聚合物分散液晶薄膜(polymer dispersed liquid crystal,PDLC)。该PDLC中,液晶以微米量级的小微滴分散在有机固态聚合物基体内。在上述第一透明电极层31和第二透明电极层32中的各个第二电极320之间产生的电场作用下,可以对液晶微滴的光轴取向进行调节,使得PDLC能够呈现透明或者不透明的状态。
在此情况下,上述第二透明电极层32中各个第二电极320的设置方式同上所述,此处不再赘述。
可选的,在本申请的另一些实施例中,摄像模组还包括如图8a所示多个第二挡墙34。任意一个第二挡墙34如图8e所示为圆环结构。如图8a所示,每个第二挡墙34位于相邻两个第二电极320之间。并且,第二挡墙34与该第一透明电极层31相接触。此外,调光层30包括位于第一透明电极层31和第二电极320之间的电致变色层3021和电解质层3022。
需要说明的是,图8a是以电致变色层3021可以设置于第一透明电极层31上,电解质层3022可以设置于第二电极320上为例进行的说明。在本申请的另一些实施例中,电致变色层3021可以设置于第二电极320上,电解质层3022可以设置于第一透明电极层31上。
示例的,以在中心调光区200的光线透过率最大,该中心调光区200呈透明状态的情况下,例如,当向如图8a所示的第一透明电极层31和各个第二电极320提供电压,以使得第一透明电极层31与各个第二电极320之间的电压差均可以为上述第一电压V1=0V。此时,在上述各个周边调光区中的第二电极320与第一透明电极层31之间的电场的控制下,电解质层3022能够将自由离子从第二电极320与第一透明电极层31中注入至电致变色层3021,使得电致变色层3021由透明变为不透明的状态。
此时,上述各个周边调光区(包括周边调光区201a、周边调光区201b以及周边调光区201c)位置处的调光层30的光线透过率接近或等于零。从而使得入射至摄像模组20的光线,只能够通过中心调光区200进入第二透镜212实现成像,而无法穿过上述各个中心调光区进入到第二透镜212。在此情况下,上述摄像模组20的光圈可以为最小光圈,例如Fno=6。
或者,又例如,当向如图8a所示的第一透明电极层31和各个第二电极320提供电压,以使得第一透明电极层31与各个第二电极320之间的电压差均可以为第二电压V2。例如,V2=30V。此时,在上述各个周边调光区中的第二电极320与第一透明电极层31之间的电场的控制下,电解质层3022能够将自由离子从电致变色层3021抽取,并传输至第二电极320与第一透明电极层31中,使得电致变色层3021由不透明变为透明的状态。
此时,上述各个周边调光区(包括周边调光区201a、周边调光区201b以及周边调光区201c)位置处的调光层30的光线透过率与中心调光区200接近。从而使得入射至摄像模组20的光线,能够通过各个周边调光区201和中心调光区200,并进入第二透镜212实现成像。在此情况下,上述摄像模组20的光圈可以为最大光圈,例如Fno=1.4。
需要说明的是,上述是以当第一透明电极层31与第二电极320的电压差可以为第一电压V1=0时,在调光层30上形成的各个周边调光区201的透过率接近或等于零。当第一透明电极层31与第二电极320的电压差均可以为第二电压V2,例如V2=30V的非零值时,在调光层30上形成的各个周边调光区201的透过率最大为例进行的说明。
在本申请的另一些可能实现的方案中,还可以当第一透明电极层31与第二电极320的电压差可以为第一电压V1=0时,在调光层30上形成的各个周边调光区201的透过率最大。第一透明电极层31与第二电极320的电压差均可以为第二电压V2,例如V2=30V的非零值时,在调光层30上形成的各个周边调光区201的透过率接近或等于零。
此外,还可以控制用于生成不同周边调光区201的第二电极320的电压,以使得第一透明电极层31与不同的第二电极320的电压差,在|V2|<30V,且为非零值的范围内选取不同的数值,从而对各个周边调光区201透过率的百分比进行调节。具体调节过程同行所述,此处不再赘述。
可选的,在本申请的另一些实施例中,如图8b所示,上述调光层30可以包括有色油墨层3023和电解质层3022。有色油墨层3023和电解质层3022可以为一整层薄膜层。该有色油墨层3023和电解质层3022可以被密封于由第一挡墙33与第一透镜211、第二透镜212形成的容纳腔内。
在此情况下,在上述第一透明电极层31和第二透明电极层32中的各个第二电极320的作用下,可以控制电解质层3022与有色油墨层3023的表面张力,从而推动有色油墨层3023中的油墨在第一透镜211、第二透镜212之间运动。
这样一来,当向第二透明电极层32和第二透明电极层32施加电压,以使得第二透明电极层32和第二透明电极层32之间的压差可以为上述第一电压V1=0V时,有色油墨层3023中的油墨被推到光阑结构22的边缘。如图8c所示,中心调光区200的面积远大于周边调光区201的面积。且该中心调光区200内由于没有油墨覆盖而呈透明状态,其光线透过率最大。此时,该光阑结构22可以具有大光圈,例如Fno=1.4。
当调节施加至第二透明电极层32和第二透明电极层32的施加电压,以使得第二透明电极层32和第二透明电极层32之间的压差可以为上述第二电压V2,例如V2=30V时,位于光阑结构22的边缘的油墨逐渐向光阑结构22的中心位置移动,从而使得中心调光区200的面积如图8d所示有所减小,而周边调光区201的面积增大。此时,该光阑结构22可以具有小光圈,例如Fno=6。
需要说明的是,上述是以当第二透明电极层32和第二透明电极层32之间的压差可以为上述第一电压V1=0V时,有色油墨层3023中的油墨被推到光阑结构22的边缘。当第二透明电极层32和第二透明电极层32之间的压差可以为上述第二电压V2时,有色油墨层3023中的油墨渐向光阑结构22的中心位置移动,从而使得中心调光区200的面积有所减小为例进行的说明。
在本申请的另一些可能的实现方式中,还可以当第二透明电极层32和第二透明电极层32之间的压差可以为上述第一电压V1=0V时,例如,当向第一透明电极层31和第二透明电极层32不施加电压时,由于有色油墨层3023中的油墨没有发生移动,从而均匀分散于各个调光区,使得整个光阑结构22的光线透过率接近或等于0,达到省电的目的。当第二透明电极层32和第二透明电极层32之间的压差可以为上述第二电压V2时,有色油墨层3023中的油墨被推到光阑结构22的边缘,光阑结构22的光圈变大。
需要说明的是,图8b是以有色油墨层3023靠近第一透明电极层31设置,电解质层3022靠近第二电极320设置为例进行的说明。在本申请的另一些实施例中,有色油墨层3023可以靠近第二电极320设置,电解质层3022可以靠近第一透明电极层31设置。
此外,本申请实施例中,上述有色油墨层3023中油墨的颜色可以为遮光性能较好的黑色、灰色等,本申请实施例对该有色油墨层3023中油墨的颜色不做限定。
由上述可知,构成第一透明电极层31和第二透明电极层32的材料可以为采用透明导电材料形成的薄膜层。因此第一透明电极层31和第二透明电极层32的厚度可以制作的很小。此外,对于上述任意一种调光层30而言,该调光层30的厚度可以由第一透镜211和第二透镜212之间的光轴O-O上的间距决定。
在本申请的一些实施例中,如图4所示,第一透镜211和第二透镜212之间的光轴O-O上的间距为D12,D12可以≤0.2mm。在此情况下,位于第一透镜211和第二透镜212之间的光阑结构22的厚度(第一透明电极层31、第二透明电极层32以及调光层30的厚度之和)可以小于或等于0.2mm。从而能够进一步减小摄像模组20的尺寸,缩短光路总长。
示例的,上述光阑结构22的厚度可以为0.01mm、0.02mm、0.03 mm、0.04 mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm或者0.2mm。
示例二
在本示例的一些实施例中,上述第一透明电极层31由上述可知,可以为覆盖调光层30的圆形薄膜。
此外,图5a中的第二透明电极层32可以包括如图9所示的多个电极组322。不同的电极组322由内向外分布。其中图9中圆形的实线并不是实体结构,该实线用于界定出相邻的两个电极组322。
在此基础上,任意一个电极组322中包括多个具有预设间隔的块状的第二电极320。并且,上述多个块状的第二电极320呈环状分布。每个电极组322和第一透明电极层31用于在上述预设的工作状态下,在调光层30上形成一个周边调光区。
例如,图9中,由内向外依次排布的三个电极组322,与第一透明电极层31 上述预设的工作状态下下,分别形成如图5c所示的,由内向外依次排布的周边调光区201a、周边调光区201b以及周边调光区201c。
在此情况下,为了使得不同周边调光区的透过率能够单独调节,分别位于相邻的电极组322的两个第二电极320之间需要具有一定的间隙。本申请对该间隙的大小不做限定,只要能够保证不同电极组322的第二电极320之间能够避免电场干扰即可。
此外,由于一个电极组322和第一透明电极层31用于预设工作状态下,在调光层30上形成一个周边调光区,因此同一电极组322中各个第二电极320的电压可以相同。所以本申请对同一电极组322中相邻两个第二电极320之间的间距,即上述预设间隔不做限定。
在本申请实施例中,由内向外依次排布的,多个位于不同电极组322中的第二电极320可以位于同一直线上,或者也可以不再同一直线上。本申请对此不作限定。
需要说明的是,本示例中,当同一电极组322中的多个第二电极320彼此相连接时,便可以形成示例一中,如图6a所示的一个环形的第二电极320。
基于此,上述调光层30可以为上述液晶层。在此情况下,只有位于第二电极320和第一透明电极层31之间的液晶层中的液晶分子,才能够在第二电极320和第一透明电极层31的控制下,进行翻转以实现透过率的调节。因此,同一电极组322中第二电极320的密度越大,该电极组322和第一透明电极层31在预设工作状态下,在调光层30上形成的周边调光区的面积越大。
此外,上述调光层30还可以包括有色油墨层3023和电解质层3022。或者上述调光层30还可以为PDLC。
在此情况下,在向同一电极组322中的第二电极320施加电压时,在本申请的一些可能的实现方式中,可以向同一电极组322中的第二电极320施加相同的电压,以使得第一透明电极层31与同一电极组322中每个第二电极320的电压差可以为上述第二电压V2,例如V2=30V。
或者,在本申请的另一些可能的实现方式中,还可以单独控制同一电极组322中各个第二电极320的电压,以使得第一透明电极层31与同一电极组322中不同的第二电极320的电压差,在|V2|<30V,且为非零值的范围内选取不同的数值,从而对各个周边调光区201透过率的百分比进行调节。具体调节过程同行所述,此处不再赘述。
示例三
本示例中,第一透明电极层31、第二透明电极层32如图10所示,均可以为覆盖调光层30的一整层薄膜层。该第一透明电极层31、第二透明电极层32均可以为圆形。
在此情况下,上述调光层30包括有色油墨层3023和电解质层3022。该有色油墨层3023和电解质层3022可以被密封于由第一挡墙33与第一透镜211、第二透镜212形成的容纳腔内。
基于此,当向第二透明电极层32施加不同的电压时,第一透明电极层31和第二透明电极层32之间产生的电场,在推动有色油墨层3023中的油墨在第一透镜211、第二透镜212之间运动的过程中,可以使得有色油墨层3023具有不同的透光面积,从而达到调节光圈的目的。
例如,当向第一透明电极层31和第二透明电极层32施加电压,以使得第一透明电极层31和第二透明电极层32之间的压差第一电压V1=0时,有色油墨层3023中的油墨被推到光阑结构22的边缘。如图8c所示,中心调光区200的面积远大于周边调光区201的面积。且该中心调光区200内由于没有油墨覆盖而呈透明状态,其光线透过率最大。此时,该光阑结构22可以具有大光圈。
当调节施加至第一透明电极层31和第二透明电极层32的电压时,以使得第二透明电极层32和第二透明电极层32之间的压差可以为上述第二电压V2,例如V2=30V,位于光阑结构22的边缘的油墨逐渐向光阑结构22的中心位置移动,从而使得中心调光区200的面积如图8d所示有所减小,而周边调光区201的面积增大。此时,该光阑结构22可以具有小光圈。
需要说明的是,上述是以当第二透明电极层32和第二透明电极层32之间的压差可以为上述第一电压V1=0V时,有色油墨层3023中的油墨被推到光阑结构22的边缘。当第二透明电极层32和第二透明电极层32之间的压差可以为上述第二电压V2时,有色油墨层3023中的油墨渐向光阑结构22的中心位置移动,从而使得中心调光区200的面积有所减小为例进行的说明。
在本申请的另一些可能的实现方式中,还可以当第二透明电极层32和第二透明电极层32之间的压差可以为上述第一电压V1=0V时,有色油墨层3023均匀分散于各个调光区。当第二透明电极层32和第二透明电极层32之间的压差可以为上述第二电压V2时,有色油墨层3023中的油墨被推到光阑结构22的边缘,光阑结构22的光圈变大。
基于此,对于具有示例一、示例二以及示例三所述的任意一种光阑结构22的摄像模组20而言,该摄像模组20如图11所示还包括镜筒41、镜头马达42以及模组线路板43。此外,为了对光阑结构22中的第一透明电极层31和第二透明电极层32中的各个第二电极320提供电压。上述摄像模组20还可以包括如图12a所示的第一电控引脚51和如图12b所示的第二电控引脚52。
第一电控引脚51可以设置于第一透镜211朝向第二透镜212的一侧表面。该第一电控引脚51与第一透明电极层31电连接。从而通过第一电控引脚51向第一透明电极层31提供电压。多个第二电控引脚52设置于第二透镜212朝向第一透镜211的一侧表面。每个第二电控引脚52与第二电极320电连接。从而可以通过一个第二电控引脚52向一个调光区内的至少一个第二电极320提供电压。
此外,上述镜头组件21可以安装于镜筒41上。镜筒41包括镜筒本体,该镜筒本体用于对镜头组件21中的透镜进行支撑。此外,镜筒41还可以包括内嵌于镜筒本体内的,如图11所示的内嵌金属线路410。上述第一电控引脚51、第二电控引脚52与该镜筒41中的内嵌金属线路410电连接。
在此基础上,图11中的镜头马达42与镜筒41的内嵌金属线路410可以电连接。当上述镜头组件21还包括设置于第二镜头212像侧的多个镜头时,该镜头马达42可以用于驱动镜头组件21中的透镜,例如设置于第二透镜212像侧的其余镜头相对于第二镜头212运动。
在申请的一些实施例中,上述镜头马达42可以具有自动对焦(auto focus,AF)、光学防抖(optical image stabilization,OIS)中的任意一种功能。
此外,上述模组线路板43可以包括如图13所示的供电电路430。该供电电路430可以与镜头马达42电连接,用于向镜头马达42供电。在此情况下,上述供电电路430还可以通过镜头马达42、镜筒41的内嵌金属线路410向上述第一电控引脚51提供电压,从而通过第一供电引脚51向第一透明电极层31进行充电。并且,上述供电电路430还可以通过镜头马达42、镜筒41的内嵌金属线路410向上述第二电控引脚52提供电压,从而通过不同的第二供电引脚52向各个第二电极320进行充电。
此外为了对穿过镜头组件21的光线进行采集,以实现成像。该模组线路板43还包括如图11所示的感光元件44(也可以称为图像芯片),以及如图13所示的图像处理电路431。该感光元件44与图像处理电路431电连接,感光元件44可以用于将透过镜头组件21的光线进行光电转换,以生成数字图像(也可以称为图像数据),并传输至图像处理电路431,以通过图像处理电路431对图像数据进行处理或者拍摄的图像。
需要说明的是,上述感光元件44可以为电荷耦合器件(charge coupled device,CCD),或者互补金属氧化物半导体器件(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)。
基于此,如图2a所示,中框11朝向后壳12的表面设置有主板,例如印刷电路板(printed circuit board,PCB)时,上述模组线路板43可以与主板电连接。显示屏10中的驱动电路可以通过柔性电路板(flexible printed circuit,FPC)穿过中框11后,与中框11上的主板电连接,从而可以使得摄像模组20拍摄的画面能够传输至显示屏10进行显示。
此外,为了对感光元件44进行保护,并且使得感光元件44与镜头组件21之间具有一定的距离用于成像,上述摄像模组20还包括如图11所示的,位于镜头组件21与感光元件44之间模组底座46。
在此情况下,为了使得模组线路板43上的供电电路430与马达42电连接,该模组底座46内设置有电路埋线(图中未示出)。从而使得供电电路430与马达42通过上述电路埋线电连接。
此外,为了对穿过镜头组件21中的部分对成像不利的光线,例如红外光进行滤除。该摄像模组20还包括位于镜头组件21像侧的,如图11所示的滤光片45。为了对该滤光片45进行固定,上述模组底座46在对应镜头组件21的位置设置有通孔460,上述滤光片45固定于通孔460内。
以下对镜头组件21的设置方式进行进行举例说明。
示例四
本示例中,如图14a所示,镜头组件21包括七个镜头,即该镜头组件21除了包括上述第一镜头211和第二镜头212以外,还包括如图14a所示的依次远离第二透镜212像侧,且与第二透镜212位于同一光轴上的第三透镜213、第四透镜214、第五透镜215、第六透镜216、第七透镜217。
其中,第三透镜213可以具有负屈折力,从而有助于校正镜头组件21的场曲,以使得镜头组件21的成像面更平坦。第四透镜214可以具有正屈折力,从而可以分散光线在第四透镜214的物侧端的汇聚能力,以避免第一透镜211屈折力过大,而使得镜头组件21产生过多像差。
此外,第五透镜215可以具有屈折力,其物侧(左侧)表面可以为凹面,像侧(右侧)表面可以为凸面,从而有助于增加镜头组件21的对称性,以降低其敏感度、提升成像品质。
第六透镜216可以具有屈折力,其物侧(左侧)表面以及像侧(右侧)表面可以均为非球面(aspheric ,ASP )。该非球面可以使得透镜容易制作成球面以外的形状,获得较多的控制变数,用以消减像差,进而缩减所需使用透镜的数目,因此可以有效降低光学总长度。此外,第六透镜216的物侧(左侧)表面、像侧(右侧)表面中的至少一个面可以具有至少一个反曲点。该反曲点有助于进一步修正镜头组件21的离轴像差。
第七透镜217可以具有屈折力,其物侧(左侧)表面以及像侧(右侧)表面可以均为非球面,且第七透镜217的物侧(左侧)表面、像侧(右侧)表面中的至少一个面可以具有至少一个反曲点。非球面以及反曲点的技术效果同上所述,此处不再赘述。
此外,上述镜头组件21可以满足以下条件:0.6<|f1/f|<1.2;|f6/f|>1.0;|f7/f|>1.0。其中,f为镜头组件21的焦距。f1为第一透镜211的焦距,f6为第六透镜216的焦距,f7为第七透镜217的焦距。其中,焦距的单位为毫米(mm)。
这样一来,通过将第一透镜211的焦距f1与镜头组件的焦距f比值设置为满足0.6<|f1/f|<1.2,第六透镜216的焦距f6与镜头组件的焦距f比值设置为满足|f6/f|>1.0,将第七透镜217的焦距f7与镜头组件的焦距f比值设置为满足|f7/f|>1.0,有助于控制镜头组件21的主要屈折力位于第一透镜211,并远离第六透镜216以及第七透镜217,可以使得镜头组件21在其物侧端足够的光线汇聚能力,有助于缩短总长度而维持镜头组件21的小型化。
此外,镜头组件21满足以下条件:D23≤0.15mm;0<D12/D34<0.3;0<D23/D34<0.3。
其中,D12为第一透镜211和第二透镜212之间的光轴O-O上的间距。D23为第二透镜212和第三透镜213之间的光轴O-O上的间距。D34为第三透镜213和第四透镜214之间的光轴O-O上的间距。这样一来,通过限制镜头组件21中的前三个透镜,即上述第一透镜211、第二透镜212以及第三透镜213的空气间隔(即两个透镜在光轴O-O上的间距),将有利于使得镜头组件21中提供主要屈折力的透镜靠近光阑结构22,从而有利于像差校正和缩短镜头组件21的系统总长。
由上述可知,当光阑结构22如图7b所示,中心调光区200呈透明状态,且周边调光区201a、周边调光区201b以及周边调光区201c中的光线透过率与中心调光区200的光线透过率接近,或者相同时,该摄像模组20的光圈可以为最大光圈,例如Fno=1.4。在此情况下,如图14b所示,外界较多的光线可以进入到镜头组件21中,并经过该镜头组件21中的各个镜头,在成像面220上进行成像。
或者,当光阑结构22如图7c所示,中心调光区200呈透明状态,且周边调光区201a、周边调光区201b以及周边调光区201c中的光线透过率接近或者等于0时,该摄像模组20的光圈可以为最小光圈,例如Fno=6。在此情况下,如图14c所示,外界较少的光线可以进入到镜头组件21中,并经过该镜头组件21中的各个镜头,在成像面220上进行成像。
以下对图14a中所示的镜头组件21中各个透镜的参数进行举例说明,详细参数设置如表1和表2所示。
表1
其中,上述表1为镜头组件21的结构数据,其中曲率半径、厚度、焦距的单位为毫米(mm)。表1中透镜的表面代号如图14a所示。
需要说明的是,图14a中仅对表1中该镜头组件21中的各个透镜的表面进行了标注,其余表面,例如被摄物体表面S0、光阑结构所在表面S3以及滤光片所在表面S15,以及成像表面S17和S18未在图14a中进行标注。
表2
其中,表2为镜头组件21中各个表面的非球面数据,其中k为锥面系数,A4到A16为第4到第16阶非球面系数。
示例五
本示例中,如图15所示,镜头组件21包括八个镜头,即该镜头组件21除了包括上述第一镜头211和第二镜头212以外,还包括依次远离第二透镜212像侧(右侧),且与第二透镜212位于同一光轴O-O上的第三透镜213、第四透镜214、第五透镜215、第六透镜216、第七透镜217以及第八透镜218。
其中,第三透镜213可以具有负屈折力。第四透镜214可以具有正屈折力。第五透镜215具有屈折力,其物侧(左侧)表面可以为凹面,像侧(右侧)表面可以为凸面。第三镜头213、第四镜头214以及第五镜头215的设置方式以及技术效果与示例四相同,此处不再赘述。
此外,第六透镜216可以具有负屈折力,其物侧(左侧)表面可以为凹面,像侧(右侧)表面可以为凸面。这样一来,有助于增加镜头组件21的对称性,以降低敏感度、提升成像品质。
第七透镜217可以具有正屈折力,其物侧(左侧)表面以及像侧(右侧)表面均可以为非球面。这样一来,第七透镜217具有正屈折力是可以配合第六镜头216使用,以进一步降低镜头组件21的像差。
第八透镜218可以具有屈折力,其物侧(左侧)表面以及像侧(右侧)表面均可以为非球面,且第八透镜218至少一表面具有至少一个反曲点。非球面以及反曲点的技术效果与示例四相同,此处不再赘述。
此外,上述镜头组件21可以满足以下条件:0.7<|f1/f|<1.3;0.6<|f7/f|<1.0;0.5<|f8/f|<0.9。其中,f为镜头组件21的焦距。f1为第一透镜211的焦距,f7为第七透镜217的焦距。f8为第八透镜218的焦距。其中,焦距的单位为毫米(mm)。
这样一来,通过将第一透镜211的焦距f1与镜头组件的焦距f比值设置为满足0.7<|f1/f|<1.3,有助于保证透镜组件21中位于该透镜组件21物侧的第一个透镜,即第一透镜211有足够的屈折力,可以使得透镜组件21的物侧端足够的光线汇聚能力,有助于缩短透镜组件21的系统总长度,使得该透镜组件21实现小型化的设置。此外,第七透镜217的焦距f7与镜头组件的焦距f比值设置为满足0.6<|f7/f|<1.0,将第八透镜218的焦距f8与镜头组件的焦距f比值设置为满足0.5<|f8/f|<0.9,也有利于缩短透镜组件21的系统总长。
此外,本示例中镜头组件21满足以下条件:D23≤0.15mm;0<D12/D34<0.3;0<D23/D34<0.3。镜头组件21满足上述条件的技术效果同上所述,此处不再赘述。
以下对图15中所示的镜头组件21中各个透镜的参数进行举例说明,详细参数设置如表3和表4所示。
表3
其中,上述表3为镜头组件21的结构数据,其中曲率半径、厚度、焦距的单位为毫米(mm)。表3中透镜的表面代号如图15所示。
需要说明的是,图15中仅对表3中该镜头组件21中的各个透镜的表面进行了标注,其余表面,例如被摄物体表面S0、光阑结构所在表面S3以及滤光片所在表面S18,以及成像表面S19和S20未在图15中进行标注。
表4
其中,表4为镜头组件21中各个表面的非球面数据,其中k为锥面系数,A4到A16为第4到第16阶非球面系数。
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,任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换,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 (13)
1.一种摄像模组,其特征在于,包括:
镜头组件,包括位于同一光轴上的第一透镜和第二透镜;
光阑结构,位于所述第一透镜和所述第二透镜之间;所述光阑结构包括:第一透明电极层、第二透明电极层以及位于所述第一透明电极层和所述第二透明电极层之间的调光层;
所述第一透明电极层和所述第二透明电极层用于在预设工作状态下,在所述调光层上形成多个调光区;所述多个调光区包括中心调光区,以及位于所述中心调光区外围的至少一个周边调光区;
其中,所述第一透明电极层覆盖所述调光层;所述第二透明电极层包括多个电极组;任意一个电极组中包括具有预设间隔的多个块状的第二电极,所述多个块状的第二电极呈环状分布;且不同的电极组由内向外分布;同一所述电极组中各个所述第二电极的电压单独控制。
2.根据权利要求1所述的摄像模组,其特征在于,
所述调光层为液晶层;
所述摄像模组还包括绕所述调光层外围一周设置的第一挡墙;所述第一挡墙与所述第一透镜和所述第二透镜形成用于容纳所述调光层的容纳腔。
3.根据权利要求1所述的摄像模组,其特征在于,
所述摄像模组还包括多个电极组的第二挡墙;每个所述第二挡墙位于相邻两个电极组之间,且所述第二挡墙与所述第一透明电极层相接触;
所述调光层包括位于所述第一透明电极层和所述第二电极之间的电致变色层和电解质层。
4.根据权利要求1所述的摄像模组,其特征在于,所述调光层包括有色油墨层和电解质层;
所述摄像模组还包括绕所述调光层一周设置的第一挡墙;所述第一挡墙与所述第一透镜和所述第二透镜形成用于容纳所述调光层的容纳腔。
5.根据权利要求1所述的摄像模组,其特征在于,摄像模组还包括:
第一电控引脚,设置于所述第一透镜朝向所述第二透镜的一侧表面;所述第一电控引脚与所述第一透明电极层电连接;
多个第二电控引脚;设置于所述第二透镜朝向所述第一透镜的一侧表面;每个所述第二电控引脚与一个所述第二电极电连接。
6.根据权利要求5所述的摄像模组,其特征在于,所述摄像模组还包括:
镜筒;所述镜头组件安装于所述镜筒上;所述镜筒包括内嵌金属线路;所述第一电控引脚、所述第二电控引脚与所述内嵌金属线路电连接;
镜头马达,与所述镜筒的所述内嵌金属线路电连接,用于驱动所述镜头组件中的透镜运动;
模组线路板,包括供电电路;所述供电电路与所述镜头马达电连接,用于向所述镜头马达供电。
7.根据权利要求1所述的摄像模组,其特征在于,所述第一透镜和所述第二透镜之间的光轴上的间距为D12,D12≤0.2mm。
8.根据权利要求1所述的摄像模组,其特征在于,
所述第一透镜具有正屈折力,所述第一透镜的物侧表面为凸面,靠近所述光阑结构的表面为平面;
所述第二透镜具有负屈折力,所述第二透镜的靠近所述光阑结构的表面为平面。
9.根据权利要求8所述的摄像模组,其特征在于,所述镜头组件还包括依次远离所述第二透镜像侧,且与所述第二透镜位于同一光轴上的第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜;
所述第三透镜具有负屈折力;
所述第四透镜具有正屈折力;
所述第五透镜具有屈折力,其物侧表面为凹面,像侧表面为凸面;
所述第六透镜具有屈折力,其物侧表面以及像侧表面均为非球面,且所述第六透镜的物侧表面、像侧表面中的至少一个面具有至少一个反曲点;
所述第七透镜具有屈折力,其物侧表面以及像侧表面均为非球面,且所述第七透镜的物侧表面、像侧表面中的至少一个面具有至少一个反曲点;
所述镜头组件满足以下条件:
0.6<|f1/f|<1.2;|f6/f|>1.0;|f7/f|>1.0;
其中,f为所述镜头组件的焦距;f1为所述第一透镜的焦距,f6为所述第六透镜的焦距,f7为所述第七透镜的焦距。
10.根据权利要求8所述的摄像模组,其特征在于,所述镜头组件还包括依次远离所述第二透镜像侧,且与所述第二透镜位于同一光轴上的第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜;
所述第三透镜具有负屈折力;
所述第四透镜具有正屈折力;
所述第五透镜具有屈折力,其物侧表面为凹面,像侧表面为凸面;
所述第六透镜具有负屈折力,其物侧表面为凹面,像侧表面为凸面;
所述第七透镜具有正屈折力,其物侧表面以及像侧表面均为非球面;
所述第八透镜具有屈折力,其物侧表面以及像侧表面均为非球面,且所述第八透镜至少一表面具有至少一个反曲点;
所述镜头组件满足以下条件:
0.7<|f1/f|<1.3;0.6 <|f7/f|<1.0;0.5<|f8/f|<0.9;
其中,f为所述镜头组件的焦距;f1为所述第一透镜的焦距;f7为所述第七透镜的焦距,f8为所述第八透镜的焦距。
11.根据权利要求9或10所述的摄像模组,其特征在于,所述镜头组件满足以下条件:
D23≤0.15mm;0 <D12/D34<0.3;0 <D23/D34<0.3;
其中,D12为所述第一透镜和所述第二透镜之间的光轴上的间距;D23为所述第二透镜和所述第三透镜之间的光轴上的间距;D34为所述第三透镜和所述第四透镜之间的光轴上的间距。
12.一种电子设备,其特征在于,包括显示屏,以及如权利要求1-11任一项所述的摄像模组;
所述显示屏具有显示面以及远离所述显示面的背面;所述摄像模组位于所述显示屏的背面;
或者,所述显示屏上开设有安装孔,所述摄像模组位于所述安装孔内。
13.根据权利要求12所述的电子设备,其特征在于,所述显示屏还包括中框和后壳;
所述中框远离所述后壳的一侧表面与所述显示屏相连接;所述中框朝向所述后壳的表面设置有主板;
所述摄像模组包括模组线路板,所述模组线路板与所述主板电连接。
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