CN112444933A - 屏下摄像组件、摄像模组和光学镜头及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种光学镜头，其包括第一镜片和第二镜头部件。所述第一镜片具有位于物侧的第一表面和位于像侧的第二表面，其中第一表面的中央区域向物侧凸起形成突出部，突出部的顶面形成光学区，第一表面还具有围绕在所述突出部周围的第一结构区，突出部的侧面连接所述光学区和所述第一结构区。第二镜头部件包括第二镜筒和安装在所述第二镜筒内侧的至少一个第二镜片，所述至少一个第二镜片与所述第一镜片共同构成可成像的光学系统。其中，所述第一镜片的所述第二表面与所述第二镜筒的顶面粘结。本申请还提供了相应的摄像模组、屏下摄像组件以及光学镜头和摄像模组的制作方法。本申请有助于减小屏幕开孔的孔径，保证较大的视场角以及确保成像品质。

Description

屏下摄像组件、摄像模组和光学镜头及其制作方法

技术领域

本发明涉及摄像模组技术领域，具体地说，本发明涉及屏下摄像组件和相应的摄像模组、光学镜头及其制作方法。

背景技术

随着移动电子设备的普及，被应用于移动电子设备的用于帮助使用者获取影像(例如视频或者图像)的摄像模组的相关技术得到了迅猛的发展和进步，并且在近年来，摄像模组在诸如医疗、安防、工业生产等诸多的领域都得到了广泛的应用。

在消费电子领域，例如智能手机领域中，前置摄像模组是不可或缺的一个组件。前置摄像模组通常设置在显示屏的同侧，用于满足使用者的自拍等功能。然而，随着屏占比越来越大，对前置摄像头的布置也提出了越来越高的要求。为减少摄像头对屏占比的影响，实现全面屏，不同厂家从不同的角度开发多种解决方案。一种技术方向是：将前置摄像模组布置在手机顶框，形成接近全面屏的刘海屏或水滴屏。另一种技术方向是：采用伸缩式的摄像模组以便隐藏和使用摄像头。当需要摄像时，可控制摄像头伸出手机(或其它电子设备)壳体之外进行拍摄；拍摄完毕后，摄像头缩回至手机(或其它电子设备)壳体中。然而，摄像头在不断的伸缩过程以及摄像头相对于手机(或其它电子设备)伸出时，容易受外力撞击而导致前置摄像损坏，并且更换困难。

目前市场上还常采用“开孔屏”方案，“开孔屏”方案通常配合屏下摄像模组的来实现手机屏占比尽可能的提高。“开孔屏”即通过取消屏幕中部分影响镜头接收光线的结构，形成一可以透过可见光的孔，在该孔对应的位置设置一摄像模组，从而实现手机前置拍摄的同时，尽可能的提升屏占比。但目前的摄像模组的头部尺寸均在3mm以上，摄像模组的头部放入孔中会使得屏幕开孔的尺寸要够大，而将摄像模组置于屏幕之后，考虑到摄像模组视场角的需求，屏幕开孔的侧壁不能影响摄像模组采集光线，因此同样的开孔要做的相对较大，其至少在4.5mm以上。这种较大的开孔会导致屏幕的显示效果不佳，影响到屏幕的使用体验。因此人们期待“开孔屏”的开孔尽可能小。

而另一方面，高像素、大光圈、小尺寸等要素已成为摄像模组不可逆转的发展趋势，消费者对摄像模组的成像质量要求也不断提高。因此，如何在尽可能缩小“开孔屏”的开孔的同时，使前置摄像模组满足高像素、大光圈、小尺寸等要求且不牺牲其成像质量，亦是当今市场亟待解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种屏下摄像组件及相应的光学镜头和摄像模组的解决方案。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种光学镜头，其包括：第一镜片，所述第一镜片具有位于物侧的第一表面和位于像侧的第二表面，其中所述第一表面的中央区域向物侧凸起形成突出部，所述突出部的顶面形成用于成像的光学区，所述第一表面还具有围绕在所述突出部周围的第一结构区，所述突出部的侧面连接所述光学区和所述第一结构区；以及第二镜头部件，其包括第二镜筒和安装在所述第二镜筒内侧的至少一个第二镜片，其中所述至少一个第二镜片与所述第一镜片共同构成可成像的光学系统；其中，所述第一镜片的所述第二表面与所述第二镜筒的顶面粘结。

其中，所述第一镜片的中轴线与所述第二镜头部件的中轴线具有不为零的夹角。

其中，所述第二表面与所述第二镜筒的顶面通过第一胶材粘结，所述第一胶材固化后支撑所述第一镜片和所述第二镜头部件，使得所述第一镜片和所述第二镜头部件的相对位置维持在主动校准所确定的相对位置，其中所述主动校准是根据所述光学系统的实际成像结果来对所述第一镜片和所述第二镜头部件的相对位置进行调整的过程。

其中，所述突出部的侧面、所述第一结构区以及所述第一镜片的外侧面均附着遮光层。

其中，所述第二表面具有用于成像的光学区和围绕所述光学区的第二结构区，所述第二结构区附着遮光层。

其中，所述第一镜片为单个镜片或者是多个子镜片互相嵌合而成的复合镜片，所述第二镜片具有多个并且多个所述第二镜片通过所述第二镜筒组立在一起。

其中，所述第一镜片为模造玻璃镜片。

其中，所述突出部的顶面具有过渡区，所述过渡区位于所述顶面的边缘，所述过渡区附着遮光层。

其中，所述突出部的横截面的直径为1.0-2.0mm。

其中，所述突出部的横截面的直径为1.2-1.6mm。

其中，所述突出部的高度为0.3-1.2mm。

其中，所述突出部的高度为0.4-0.8mm。

其中，所述突出部的侧面与所述光学镜头的光轴之间的夹角小于15°。

其中，所述第一镜片的制作材料的折射率为1.48-1.55。

其中，所述第一镜片的阿贝数为50.0-70.1。

其中，所述第一镜片的总高为0.4-1.6mm。

其中，所述第一镜片的总高为0.6-1.2mm。

其中，所述第一镜片的外径为3.0-4.0mm。

其中，所述第一镜片的外径为3.2-3.8mm。

其中，所述遮光层的厚度大于5μm。

其中，所述遮光层的厚度为15-30μm。

其中，所述突出部的侧面、所述第一结构区、所述第一镜片的外侧面以及所述第二结构区中的一项或多项进行了表面粗糙化处理。

其中，所述第二镜筒或所述第一镜片的外侧面包括至少一个切割面。

其中，所述光学镜头的视场角大于60°。

其中，所述第二镜筒的进光孔的孔径与所述突出部的横截面的直径的比值为0.80-1.25。

根据本申请的另一方面，提供了一种摄像模组，其包括：前述任一项中的光学镜头；以及感光组件，所述光学镜头安装于所述感光组件。

其中，所述摄像模组的光学总长为3.4-4.4mm。

根据本申请的又一方面，还提供了一种屏下摄像组件，其包括：显示屏，其具有通光孔；以及前述任一摄像模组，其中所述摄像模组的所述突出部伸入所述通光孔内。

其中，所述显示屏包括基板，所述摄像模组的所述第一结构区承靠于所述基板的底面。

其中，所述显示屏包括基板，所述基板具有开孔且所述开孔的直径大于所述第一镜片的外侧面的直径，所述第一结构区位于所述开孔内并且承靠于所述显示屏。

根据本申请的再一方面，还提供了一种光学镜头制作方法，其包括：1)准备彼此分离的第一镜片和第二镜头部件；其中所述第一镜片具有位于物侧的第一表面和位于像侧的第二表面，其中所述第一表面的中央区域向物侧凸起形成突出部，所述突出部的顶面形成用于成像的光学区，第一表面还具有围绕在所述突出部周围的第一结构区，所述突出部的侧面连接所述光学区和所述第一结构区；所述第二镜头部件，其包括第二镜筒和安装在所述第二镜筒内侧的至少一个第二镜片；2)对所述第一镜片和所述第二镜头部件进行预定位，使得所述至少一个第二镜片与所述第一镜片共同构成可成像的光学系统；3)对所述第一镜片和所述第二镜头部件进行主动校准；以及4)将所述第一镜片的底面与所述第二镜筒的顶面粘合，使得所述第一镜片和所述第二镜头部件的相对位置维持在主动校准所确定的相对位置。

其中，所述步骤1)中，通过模造玻璃工艺制作所述第一镜片，通过切削或打磨工艺加工所述突出部，使得所述突出部的侧面与所述光学镜头的光轴之间的夹角小于15°。

根据本申请的再一方面，还提供了一种摄像模组制作方法，其包括：a)根据前文所述的任一光学镜头制作方法制作光学镜头；以及b)将所述光学镜头与感光组件组装在一起得到摄像模组。

其中，所述步骤b)中，基于主动校准工艺，通过第二胶材将所述光学镜头与所述感光组件粘合在一起。

其中，所述步骤b)中，在所述第二镜头部件与所述感光组件之间进行主动校准，并且，所述步骤3)中的所述第一镜片和所述第二镜头部件之间的主动校准，与所述步骤b)中的所述第二镜头部件与所述感光组件之间的主动校准同时执行。

与现有技术相比，本申请具有下列至少一个技术效果：

1.本申请的光学镜头和摄像模组有助于减小屏幕开孔的孔径。

2.本申请的光学镜头和摄像模组可以降低屏幕孔径对镜头视场角的影响。

3.本申请的光学镜头和摄像模组可以减小杂光对摄像模组成像的影响。

4.本申请的光学镜头和摄像模组可以提升镜头的成像质量。

5.本申请可以减小镜头体积。

6.本申请可以减小终端设备需要为摄像模组预留的空间。

附图说明

图1示出了本申请一个实施例的光学镜头1000的剖面示意图；

图2示出了本申请的一个实施例中的第一镜片及其周边结构的局部放大示意图；

图3示出了本申请另一个实施例中的第一镜片及其周边结构的局部放大示意图；

图4示出了本申请的一个实施例中的第一镜片的剖面示意图；

图5示出了本申请一个实施例的摄像模组的剖面示意图；

图6示出了本申请一个实施例中的光学镜头的立体示意图；

图7a示出了第二镜筒具有单个切割面的一个光学镜头示例的俯视示意图，图7b示出了第二镜筒具有两个切割面的一个光学镜头示例的俯视示意图，图7c示出了第二镜筒具有四个切割面的一个光学镜头示例的俯视示意图；

图8a示出了将具有切割面的摄像模组设置于贴近手机边框位置的一个示例的示意图，图8b示出了将具有切割面的摄像模组设置于贴近手机边框位置的另一个示例的示意图；

图9示出了本申请一个实施例中的屏下摄像组件的剖面示意图；

图10示出了本申请另一个实施例中的屏下摄像组件的剖面示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

应注意，在本说明书中，第一、第二等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一主体也可被称作第二主体。

在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了物体的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可以”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

如在本文中使用的，用语“基本上”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语，而不用作表程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。

除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1示出了本申请一个实施例的光学镜头1000的剖面示意图。参考图1，本实施例中，所述光学镜头1000包括第一镜片110和第二镜头部件200。其中第一镜片110可以理解为第一镜头部件，本实施例中，第一镜头部件由单个第一镜片110构成。第一镜片110通常为透镜。所述第一镜片110具有位于物侧的第一表面112和位于像侧的第二表面117，其中所述第一表面112的中央区域向物侧凸起形成突出部111，所述突出部111的顶面113形成用于成像的光学区113a，第一表面112还具有围绕在所述突出部111周围的第一结构区115，所述突出部111的侧面114连接所述光学区113a和所述第一结构区115。本文中，结构区为非光学区，也可以称为光学无效区。本实施例中，第二镜头部件200包括第二镜筒220和安装在所述第二镜筒220内侧的多个第二镜片210，其中多个第二镜片210与所述的第一镜片110共同构成可成像的光学系统。所述第一镜片110的所述第二表面117与所述第二镜筒220的顶面粘结。具体来说，第一镜片110的第二表面117的第二结构区118与第二镜筒220的顶面粘结。本实施例中，第一镜片110与所述第二镜筒220的顶面通过第一胶材300粘结，所述第一胶材300固化后支撑所述第一镜片110和所述第二镜头部件200，使得所述第一镜片110和所述第二镜头部件200的相对位置维持在主动校准所确定的相对位置，其中所述主动校准是根据所述光学系统的实际成像结果来对所述第一镜片110和所述第二镜头部件200的相对位置进行调整的过程。主动校准过程中，摄取机构(例如夹持机构)可以通过夹持第一镜片的外侧面来在多个自由度上移动所述第一镜片，从而调整第一镜片与第二镜头部件的相对位置，进而找出可以使光学系统的实际成像结果优化的位置。这里实际成像结果是指由置于第二镜片后端的感光芯片所接收并输出的实际图像。该感光芯片可以是专门用于主动校准工序的感光芯片(在这种情形下，感光芯片可以设置于主动校准设备中)，也可以是实际要组装的感光组件中的感光芯片(在这种情形下，该用于主动校准的感光芯片最终会与被校准的光学镜头组装在一起构成摄像模组)。由于第一镜片在制造过程中具有制造公差，第二镜头部件中的各镜片之间存在着制造公差和组装公差，在主动校准后，所述第一镜片的中轴线与所述第二镜头部件的中轴线可以具有不为零的夹角，从而可以补偿上述制造公差和组装公差。本实施例的光学镜头特别适合用于屏下摄像模组。本实施例的光学镜头中，由于第一镜片110暴露在第二镜筒220外部，突出部111可以伸入显示屏的小孔(即显示屏为屏下摄像模组预留的通光孔)中，从而使得光学镜头的入光面更加接近显示屏的上表面，使光学镜头采集光线受到显示屏小孔的侧壁的影响降低。这样光学镜头可以获得更大的视场角，使得可以在确保光学镜头进光量的同时，缩小显示屏的小孔(所预留的通光孔)孔径。进一步地，本实施例中，通过第一镜片的底面(例如通过第二表面的第二结构区)与第二镜筒的顶面的粘结，来将第一镜片固定在第二镜筒上，这种设计方案可以将第一镜片暴露在外，从而便于主动校准。第一镜片的形状是经过特殊设计的，特别是具有所述的突出部111，这种第一镜片的成型难度可能高于普通镜片(例如第二镜片)。所以第一镜片的制造公差可能会高于普通镜片，并且在大批量生产中，第一镜片的光学参数和性能的一致性也可能存在不足，如果不考虑上述因素，那么实际量产的光学镜头的实际成像质量可能会不如预期，导致生产良率下降等一系列的问题。而本实施例中，可以通过主动校准过程来避免或抑制第一镜片本身的制造公差或一致性不足等问题，从而确保实际量产产品的成像质量，同时提升生产良率。

进一步地，仍然参考图1，在本申请的一个实施例中，所述第一镜片与所述第二镜筒的粘结面(可理解为第一镜片的底面的与第一胶材接触的区域以及第二镜筒顶面的与第一胶材接触的区域)均设置为平面。光学镜头可能遇到高温高湿环境下或机械冲击环境，将所述第一镜片与所述第二镜筒的粘结面设置为平面，可以降低上述环境所导致的第一胶材变异对第一镜片与第二镜筒在水平方向的相对位置的影响，从而解决或缓解因第一胶材变异而导致的光学镜头成像质量下降问题。

进一步地，图2示出了本申请的一个实施例中的第一镜片及其周边结构的局部放大示意图。结合参考图1和图2，本实施例中，所述第一镜片110的突出部111的侧面114、所述第一表面112的第一结构区115以及所述第一镜片110的外侧面116均附着油墨层。所述第二表面117具有用于成像的光学区和围绕所述光学区的第二结构区118，更进一步地，在一个实施例中，所述第二表面117的第二结构区118也可以附着油墨层。在第一镜片110的上述区域附着油墨层可以起到减小杂光的作用。另外，油墨层也可以起到光阑的作用，以控制进摄像模组的光量。即，将光学镜头的光阑设置在第一片镜片的第一表面。在本申请的其它实施例中，油墨层也可以被其它材料形成的附着于第一镜片的上述区域的遮光层替代，例如可以以镀膜的方式来附着不透光材料，从而形成所述遮光层。

进一步地，仍然参考图1，本申请的一个实施例中，所述光学镜头中，所述第二镜片210具有多个并且多个所述第二镜片210通过所述第二镜筒220组立在一起。具体来说，第二镜筒220的内侧面可以形成多级台阶，在组立第二镜片210时，可以由小到大地将第二镜片210依次嵌入该多级台阶。多个第二镜片210组立在一起后，各镜片的位置固定，从而形成稳定的透镜组。

前述实施例中，第一镜片均为单个独立镜片，但本申请并不限于此。例如，在本申请的另一个实施例中，第一镜片可以是由多个子镜片互相嵌合而成的复合镜片。在主动校准阶段，复合镜片可以作为一个整体移动并调整与第二镜头部件的相对位置关系。

进一步地，仍然参考图1，本申请的一个实施例中，所述光学镜头1000中，在通过第二镜筒220组立的前提下，多个第二镜片210还可以相互嵌合(通常是在第二镜片的第二结构区互相嵌合，结构区为非光学区，或称为光学无效区)，从而进一步提升透镜组的稳固性。进一步地，还可以在多个第二镜片210之间设置垫片，以提升光学镜头结构的稳定性。

进一步地，本申请的一个实施例中，由于第一镜片的突出部的高度相对较高，对光学镜头的透光率影响较大，因此为保证摄像模组的感光芯片能够获取较多的成像光线，所述第一镜片可以采用玻璃材料。并且进一步地，由于所述第一镜片的入光面通常为非球面，所述第一镜片可以是模造玻璃镜片。模造玻璃镜片的成型原理包括：将已具初形的玻璃初胚置于精密加工成型模具中，升高温度使玻璃软化，再由模仁表面施压使玻璃受力变形分模取出，即可形成我们所需要的镜片形状。模造玻璃是通过成型模具制造而成，成型后的第一镜片的突出部侧壁与光轴可能不能严格地平行，例如突出部侧壁与光轴之间可能存在较大的夹角(即突出部侧壁倾角)。此时可以通过冷加工技术研磨第一镜片，使第一镜片的突起部侧壁与光轴的夹角小于15°。这样即可避免因突出部侧壁倾角过大而导致突出部的最大直径(即突出部根部的直径)过大。突出部根部的直径过大将导致显示屏的开孔孔径不得不增大。

进一步地，图3示出了本申请另一个实施例中的第一镜片及其周边结构的局部放大示意图。本实施例中，所述突出部111的顶面113具有光学区113a和过渡区113b，所述过渡区113b位于所述顶面113的边缘，所述过渡区113b可以附着油墨层。本实施例中，第一镜片110的形状特殊(例如其具有突出部111)，而模造玻璃在成型和开模的过程中，镜片的边缘处的成型精度可能难以控制。因此，本实施例中，在第一镜片110的突出部111的顶部113与侧壁114之间具有一过渡区113b，该过渡区113b可以设置(即附着)遮光材料，使得光线不能透过该区域，以减小该区域对光学成像的影响。优选地，该过渡区从所述突出部的侧壁向中心位置方向具有大约0.03-0.05mm的宽度(该宽度指径向尺寸，即垂直于光学镜头光轴的方向上的尺寸)。在其它实施例中，过渡区的宽度也可以是其它值，这具体取决于模造玻璃的成型精度。

进一步地，图4示出了本申请的一个实施例中的第一镜片的剖面示意图。参考图4，在本申请的一个实施例中，所述突出部的横截面的直径L1可以为1.0-2.0mm。优选地，所述突出部的横截面的直径L1可以为1.2-1.6mm。上述参数范围可以适用于玻璃材质的第一镜片，但需要注意，这些参数范围并不限于玻璃材质，它们也可以适用于其它材质的第一镜片。

进一步地，仍然参考图4，本申请的一个实施例中，所述突出部的高度H1可以为0.3-1.2mm。优选地，所述突出部的高度H1可以为0.4-0.8mm。其中所述突出部的高度是所述第一表面的第一结构区到所述突出部的弧顶的高度，所述高度是沿着所述光学镜头的光轴方向上的尺寸。上述参数范围可以适用于玻璃材质的第一镜片，但需要注意，这些参数范围并不限于玻璃材质，它们也可以适用于其它材质的第一镜片。

进一步地，仍然参考图4，本申请的一个实施例中，所述第一镜片的总高H2可以为0.4-1.6mm。优选地，所述第一镜片的总高H2可以为0.6-1.2mm。其中所述第一镜片的总高是所述第二表面的第二结构区到所述突出部的弧顶的高度，所述高度是沿着所述光学镜头的光轴方向上的尺寸。上述参数范围可以适用于玻璃材质的第一镜片，但需要注意，这些参数范围并不限于玻璃材质，它们也可以适用于其它材质的第一镜片。参考图4，本实施例中，第一镜片的结构区厚度等于第一镜片总高H2-突出部高度H1。通常来说，第一镜片的结构区厚度越小，约有利于突出部111更充分地伸入显示屏的通光孔中。然而，如果结构区厚度过小，会造成第一镜片易于在夹持和移动过程中发生弯曲，可能导致主动校准不能达到预期效果，进而导致成像品质下降。具体来说，如果结构区厚度过小，夹具夹持第一镜片时，可能会导致第一镜片发生弯曲，尽管这个弯曲可能十分微小，但由于光学系统(尤其是手机摄像模组的光学系统)十分精密和敏感，即便十分微小的第一镜片形变，也会导致感光芯片获得的成像结果变异，从而导致主动校准不能达到预期效果。

进一步地，仍然参考图4，本申请的一个实施例中，所述第一镜片的外径L2可以为3.0-4.0mm。优选地，所述第一镜片的外径L2可以为3.2-3.8mm。如果外径L2过小，可能导致可用于布置第一胶材的区域变小，影响粘结的稳固性和可靠性。而如果外径L2过大，则第一镜片易于在夹持和移动过程中发生弯曲，可能导致主动校准不能达到预期效果，进而导致成像品质下降。具体来说，如果第一镜片的外径L2过大，夹具夹持第一镜片时，可能会导致第一镜片发生弯曲，尽管这个弯曲可能十分微小，但由于光学系统(尤其是手机摄像模组的光学系统)十分精密和敏感，即便十分微小的第一镜片形变，也会导致感光芯片获得的成像结果变异，从而导致主动校准不能达到预期效果。

上述参数范围可以适用于玻璃材质的第一镜片，但需要注意，这些参数范围并不限于玻璃材质，它们也可以适用于其它材质的第一镜片。

进一步地，结合参考图1，在本申请的一个实施例中，所述第二镜头部件的第二镜筒220的顶部向内延伸(指向光学系统的中心延伸)形成一进光孔222。该进光孔222为光束进入第二镜头部件的进光孔。为便于描述，将第二镜筒220的顶部向内延伸的部分称为延伸部221。该延伸部221的底面可以承靠第一个第二镜片，从而使第二镜片的组立更加稳固。本实施例中，第二镜筒220的延伸部221的孔径(即进光孔222的孔径)大小与光学镜头的成像光束在此处的直径有关，而成像光束在此处的的直径又与第一镜片的突出部111顶面113上的用于成像的光学区113a的直径相关联。延伸部的孔径过小会限制成像光束的通过，导致感光芯片所接收到的进光量减少，而该尺寸过大，则会导致本申请所述光学镜头的MTF值(或者其它可表征感光芯片输出图像的解像力的参数值)降低，并且会使得杂光的问题加重。光学镜头的成像光束受限制和因MTF值降低、杂光问题加重都可能导致成像品质下降。因此，本实施例中，第二镜筒220的延伸部221的孔径(即第二镜筒220的进光孔222的孔径)与光学区113a的直径的比值可以设置成0.80-1.25。进一步地，在一些实施方式中，由于成型工艺的限制，第一镜片的突出部111的顶面113上还具有一过渡区113b，由于该尺寸相对较小，因此第二镜筒220的延伸部221的孔径(即第二镜筒220的进光孔222的孔径)与突出部111的横截面直径的比值也可以约为0.80-1.25。

进一步地，在本申请的一个实施例中，所述第一镜片的突出部的横截面的直径小于第二镜筒外径的三分之一。其中第二镜筒外径是指第二镜筒外侧尺寸最大处的外径。第二镜筒外侧尺寸最大处一般位于第二镜筒的底部(即光学系统中靠近像方的一侧)。通常来说，多个第二镜片由小到大依次嵌入第二镜筒中，尺寸最大的镜片通常位于最底端，因此第二镜筒外侧尺寸最大处也一般位于第二镜筒的底部。但需要注意，在特殊情形下，此第二镜筒外侧尺寸最大处也可能位于其它位置。进一步地，在一个优选实施例中，所述第二镜筒的外径(即第二镜筒的外侧尺寸最大处的外径)不小于4mm。

进一步地，在本申请的一个实施例中，所述第一镜片的制作材料的折射率为1.48-1.55。所述第一镜片的阿贝数可以为50.0-70.1。第一镜片通常采用非球面，当所述第一镜片由玻璃材料制成时，第一镜片通常采用模造玻璃的工艺方法制成。由于模造玻璃需要使用模具对玻璃施压进行加工，通常模造玻璃制造双凹型的镜片对模具的损伤较大，因此第一镜片的第一表面(即物侧面)优选为凸面。本实施例中，第一片镜片相对横向尺寸具有较厚的厚度，与之相对应地，将镜片成型材料的折射率优选为1.48-1.55，第一镜片的阿贝数优选为50.0-70.1，可以更好地控制分体式镜头的成像品质。

进一步地，在本申请的一个实施例中，所述光学镜头的视场角(即FOV)大于60°。如前文所述，本申请的光学镜头具有第一镜片，且第一镜片具有突出部，该突出部可以伸入孔径较小的通光孔(指显示屏的通光孔)中，因此光学镜头的入光面(第一镜片的第一表面的光学区)可以更加接近显示屏的上表面，使光学镜头的视场角受显示屏小孔直径的影响相对更小。因此，本实施例中，光学镜头的视场角(即FOV)可以大于60°。优选地，光学镜头的视场角可以大于75°。

进一步地，本申请的一个实施例中，所述第一镜片的所述油墨层的厚度大于5μm。优选地，为使得油墨层具有较好的遮光效果，同时使油墨层的厚度对突出部111的高度H1影响较小，所述第一镜片的所述油墨层的厚度可以为15-30μm。

进一步地，本申请的一个实施例中，所述第一镜片中，所述突出部的侧面、所述第一表面的所述第一结构区、所述第一镜片的外侧面以及所述第二表面的所述第二结构区进行了表面粗糙化处理。表面粗糙化处理例如可以通过研磨的方式实现。对第一镜片的上述区域进行粗糙化处理，既可以减少杂光对镜头成像的影响，又可以提高油墨层与镜片的结合强度，使镜头在使用过程中，油墨不易脱落，减小脏污对镜头成像的影响。在变形的实施例中，表面粗糙化处理的区域也可以是所述突出部的侧面、所述第一表面的所述第一结构区、所述第一镜片的外侧面以及所述第二表面的所述第二结构区中的一项、两项或三项。

进一步地，图5示出了本申请一个实施例的摄像模组的剖面示意图。参考图5，根据本申请的一个实施例，提供了一种摄像模组，该摄像模组包括光学镜头1000和感光组件2000。所述光学镜头1000安装于所述感光组件2000。具体来说，光学镜头1000可以通过第二胶材400粘合于感光组件2000。所述光学镜头可以是如图1所示的光学镜头，其具体结构此处不再赘述。感光组件2000可以包括感光芯片2001、线路板2002、滤色片2003、镜座2004和电子元件2005。感光芯片2001粘贴于线路板2002的上表面。镜座2004安装于所述线路板2002的上表面并围绕在所述感光芯片2001的周围。镜座的顶面可以作为光学镜头1000的安装面。滤色片2003安装于镜座2004。线路板的上表面还可以安装电子元件2005。感光芯片2001和线路板2002之间可以通过引线结合(即wire bonding，也可以称为“打线”)工艺电连接。连接线可以是金线或者其它导电性能好的金属线。

进一步地，在本申请的一个实施例中，所述摄像模组的光学总长(TTL)可以为3.4-4.4mm。

进一步地，在本申请的一个实施例中，所述光学镜头中，所述第二镜筒的侧面可以具有切割面。图6示出了本申请一个实施例中的光学镜头1000的立体示意图。参考图6，在本申请的一个实施例中，光学镜头1000包括第一镜片110和第二镜头部件。其中第二镜头部件包括第二镜筒220和安装在第二镜筒220内的多个第二镜片(图6中第二镜片被遮挡)。第一镜片110粘合于第二镜筒220的顶面。本实施例中，第二镜筒220的外侧面223具有一个切割面224。这个切割面224可以使前置摄像模组被布置到更加靠近电子设备(例如手机)壳体的边框的位置处。图7a、7b、7c分别示出了三种第二镜筒切割方式的俯视示意图。具体来说，图7a示出了第二镜筒具有单个切割面的一个光学镜头示例的俯视示意图，图7b示出了第二镜筒具有两个切割面的一个光学镜头示例的俯视示意图，图7c示出了第二镜筒具有四个切割面的一个光学镜头示例的俯视示意图。图7a、7b、7c中，阴影部分表示被切割的区域。进一步地，图8a示出了将具有切割面的摄像模组设置于贴近手机边框位置的一个示例的示意图，图8b示出了将具有切割面的摄像模组设置于贴近手机边框位置的另一个示例的示意图。可以看出，对第二镜筒的侧面进行切割，有助于将摄像模组设置到更加靠近手机边框的位置处。如图8a所示，前置摄像模组的光学镜头1000可以具有一个切割面，该切割面可以设置在贴近终端设备(例如手机)的顶部边框10处。如图8b所示，前置摄像模组的光学镜头1000可以具有四个切割面，其中顶部和右侧的切割面可以分别贴近终端设备(例如手机)的顶部边框10a和右侧边框10b设置。图8a、8b中，x、y坐标轴分别表示垂直于摄像模组光轴的平面(即显示屏表面所在的平面)上的直角坐标系的两个坐标轴。

进一步地，在另一个实施例中，所述第一镜片的外侧面也可以包括切割面，所述切割面可以是一个也可以是多个。其切割方式可以参考图7a、7b、7c。

进一步地，图9示出了本申请一个实施例中的屏下摄像组件的剖面示意图。参考图9，根据本申请的一个实施例，还提供了一种屏下摄像组件，其包括：显示屏3000和摄像模组(需注意，图9中仅示出其光学镜头，为示出其感光组件)。显示屏3000具有通光孔3002。具体来说，显示屏3000具有正面和背面，其中正面是显示图像的一面，背面是与之相反的一面。在屏下摄像组件中，显示屏3000具有通光孔3002，以便外界光线进入位于屏下的摄像模组。该通光孔3002可以是通孔也可以是盲孔。显示屏3000的正面可以覆盖透明盖板3001，在通光孔3002处，该盖板3001可以不打穿(如图9所示)。当盖板3001不打穿时，即盖板3001完整时，可以起到较好的防尘和保护作用。需要注意，在其它实施例中，在通光孔3002处盖板也可以被打穿。进一步地，本实施例中，所述摄像模组的光学镜头可以是如图1所示的光学镜头1000，该光学镜头具有第一镜片110，该第一镜片110具有突出部111。本实施例中，所述突出部111伸入所述通光孔3002内。所述显示屏3000还可以包括基板3003，该基板3003位于显示屏3000的背面，因该基板3003也可以称为背板。本实施例中，所述摄像模组的第一镜片110的第一表面(即上表面)的第一结构区可以位于所述基板3003的底面下方。第一表面的第一结构区与所述基板的底面之间可以保留一个微小间隙。本实施例的方案可以使光学镜头获得更大的视场角(图9中视场角用虚线表示)，并且有助于在保证光学镜头进光量的前提下缩小显示屏通光孔的孔径，从而提升显示屏的视觉效果和用户体验。本实施例中，所述突出部111与所述显示屏盖板3001(或者称为盖板层)之间的间隙可以为0.01-0.5mm。突出部111与所述显示屏盖板3001之间的间隙可以理解为突出部111顶面的弧顶与所述显示屏盖板3001之间的间隙。本实施例中，第一镜片的非光学区还可以设置遮光层，具体内容可参考图2、图3及前文中相应的实施例，此处不再赘述。

图10示出了本申请另一个实施例中的屏下摄像组件的剖面示意图。参考图10，本申请的另一个实施例中，所述显示屏3000的所述基板3001(或背板)可以具有开孔3004且所述开孔3004的直径大于所述第一镜片110的外侧面(外侧面的含义可参考图1及相应实施例的描述)的直径。基板3003的所述开孔3004也可以称为安装孔。所述第一镜片110的第一表面(即上表面)的所述第一结构区可以位于所述开孔3004内。即，所述第一镜片110的外侧面的至少一部分置于所述基板3003的开孔3004(即安装孔)内。这种方案中，所述突出部111可以更充分地伸入显示屏3000的通光孔3002中，从而使得光学镜头的入光面更加接近显示屏的上表面(或者说更加接近于盖板)。这样，光学镜头可以获得更大的视场角(图10中视场角用虚线表示)，并且有助于在保证光学镜头进光量的前提下缩小显示屏通光孔的孔径，从而提升显示屏的视觉效果和用户体验。本实施例中，所述突出部与所述显示屏盖板(或者称为盖板层)之间的间隙可以为0.01-0.5mm。突出部111与所述显示屏盖板3001之间的间隙可以理解为突出部111顶面的弧顶与所述显示屏盖板3001之间的间隙。本实施例中，第一镜片的非光学区还可以设置遮光层，具体内容可参考图2、图3及前文中相应的实施例，此处不再赘述。

上述实施例中，所述显示屏可以是OLED显示屏，也可以LCD显示屏。

进一步地，根据本申请的一个实施例，还提供了一种光学镜头制作方法，其包括下列步骤S1-S4。

步骤S1，准备彼此分离的第一镜片和第二镜头部件。仍然参考图1，第一镜片110具有位于物侧的第一表面112和位于像侧的第二表面117，其中所述第一表面112的中央区域向物侧凸起形成突出部111，所述突出部111的顶面113形成用于成像的光学区113a，第一表面112还具有围绕在所述突出部111周围的第一结构区115，所述突出部111的侧面114连接所述光学区113a和所述第一结构区115。第二镜头部件200包括第二镜筒220和安装在所述第二镜筒220内侧的多个第二镜片210，其中多个第二镜片210与所述的第一镜片110共同构成可成像的光学系统。

步骤S2，对第一镜片110和第二镜头部件200进行预定位。本步骤中，第一镜片110、第二镜头部件200和感光组件(可以是待组装的感光组件，也可以是主动校准设备所配备的感光组件或感光芯片)沿光轴排布，使第一镜片110及第二镜头部件200所组成的光学系统可成像。此时，第一镜片110和第二镜头部件200可以视为一分体式镜头。本实施例中，可以将第二镜头部件200置于载台，该载台可以具有通光孔，感光组件可以置于载台的通光孔下方。第一镜片110可以有六轴可动的夹具夹取并移动。其中六轴将在步骤S3中具体解释。夹具可以夹持第一镜片的外侧面来摄取和移动第一镜片110。在另一实施例中，夹具可以通过夹持突出部的侧面来摄取和移动第一镜片110。

步骤S3，进行主动校准。本步骤中，感光组件通电获取所述分体式镜头所成的图像，通过SFR、MTF等图像算法计算分体式镜头的成像品质及其调整量，根据调整量在六轴方向上的至少一个方向上实时主动调整第一镜头部件(本实施例中第一镜头部件即第一镜片110)和第二镜头部件之间的相对位置。一次或多次调整后使分体式镜头的成像品质(主要包含峰值、场曲、像散等光学参数)达到目标值。其中，六轴方向可以是x、y、z、u、v、w方向，其中x、y、z方向为水平及垂直方向，即三维直角坐标系中三个坐标轴的方向，u、v、w方向分别是绕x、y、z轴旋转的方向。

步骤S4，最后通过第一胶材300粘合第一镜片110和第二镜头部件200。第一胶材300固化后可以使第一镜片300和第二镜头部件200维持在主动校准所确定的相对位置。

上述实施例中，第一胶材的布设可以在预定位(即步骤S2)之前执行，也可以在主动校准(即步骤S3)完成后执行。当第一胶材的布设在主动校准(即步骤S3)完成后执行时，先移开第一镜头部件，然后在第二镜头部件(第二镜筒的顶面)上布设第二胶材，然后再执行步骤S4，使第一胶材固化。在本申请中第一胶材适于通过可见光、紫外线、烘烤等方式中的至少一种进行固化。

进一步地，在本申请的一个实施例中，所述步骤S1中，通过模造玻璃工艺制作所述第一镜片，通过切削或打磨等去除工艺加工所述突出部，使得所述突出部的侧面与所述光学镜头的光轴之间的夹角小于15°。

进一步地，根据本申请的一个实施例，还提供了一种摄像模组制作方法，其包括步骤a和步骤b。

步骤a，根据前述实施例中的光学镜头制作方法(步骤S1-S4)制作光学镜头。

步骤b，将所述光学镜头与感光组件组装在一起得到摄像模组。

其中，所述步骤b中，基于主动校准工艺，通过第二胶材将所述光学镜头与所述感光组件粘合在一起。在一个实施例中，可以先组装光学镜头，然后再将光学镜头与感光组件组装。将光学镜头与感光组件组装的工艺可以是传统的主动校准工艺(AA工艺，指不调整光学系统本身的主动校准工艺，即通过调整光学镜头与感光组件之间的相对位置的方式将镜头与感光组件粘接固定)，也可以是传统的支架贴附工艺(HA工艺，即直接通过视觉识别等机械定位的方式将镜头直接贴附于感光组件)。

进一步地，在本申请的另一个实施例中，所述步骤b中，可以在所述第二镜头部件与所述感光组件之间进行主动校准。并且，所述步骤S3中的所述第一镜片和所述第二镜头部件之间的主动校准，与所述步骤b中的所述第二镜头部件与所述感光组件之间的主动校准可以同时执行。然后再分别粘合所述第一镜片和所述第二镜头部件(可以通过第一胶材粘合)以及所述第二镜头部件与所述感光组件(可以通过第二胶材粘合)，从而构成完整的摄像模组。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (35)

1.一种光学镜头，其特征在于，包括：

第一镜片，所述第一镜片具有位于物侧的第一表面和位于像侧的第二表面，其中所述第一表面的中央区域向物侧凸起形成突出部，所述突出部的顶面形成用于成像的光学区，所述第一表面还具有围绕在所述突出部周围的第一结构区，所述突出部的侧面连接所述光学区和所述第一结构区；以及

第二镜头部件，其包括第二镜筒和安装在所述第二镜筒内侧的至少一个第二镜片，其中所述至少一个第二镜片与所述第一镜片共同构成可成像的光学系统；

其中，所述第一镜片的所述第二表面与所述第二镜筒的顶面粘结。

2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一镜片的中轴线与所述第二镜头部件的中轴线具有不为零的夹角。

3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第二表面与所述第二镜筒的顶面通过第一胶材粘结，所述第一胶材固化后支撑所述第一镜片和所述第二镜头部件，使得所述第一镜片和所述第二镜头部件的相对位置维持在主动校准所确定的相对位置，其中所述主动校准是根据所述光学系统的实际成像结果来对所述第一镜片和所述第二镜头部件的相对位置进行调整的过程。

4.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述突出部的侧面、所述第一结构区以及所述第一镜片的外侧面均附着遮光层。

5.根据权利要求4所述的光学镜头，其特征在于，所述第二表面具有用于成像的光学区和围绕所述光学区的第二结构区，所述第二结构区附着遮光层。

6.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一镜片为单个镜片或者是多个子镜片互相嵌合而成的复合镜片，所述第二镜片具有多个并且多个所述第二镜片通过所述第二镜筒组立在一起。

7.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一镜片为模造玻璃镜片。

8.根据权利要求7所述的光学镜头，其特征在于，所述突出部的顶面具有过渡区，所述过渡区位于所述顶面的边缘，所述过渡区附着遮光层。

9.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述突出部的横截面的直径为1.0-2.0mm。

10.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述突出部的横截面的直径为1.2-1.6mm。

11.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述突出部的高度为0.3-1.2mm。

12.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述突出部的高度为0.4-0.8mm。

13.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述突出部的侧面与所述光学镜头的光轴之间的夹角小于15°。

14.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一镜片的制作材料的折射率为1.48-1.55。

15.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一镜片的阿贝数为50.0-70.1。

16.根据权利要求11所述的光学镜头，其特征在于，所述第一镜片的总高为0.4-1.6mm。

17.根据权利要求12所述的光学镜头，其特征在于，所述第一镜片的总高为0.6-1.2mm。

18.根据权利要求9所述的光学镜头，其特征在于，所述第一镜片的外径为3.0-4.0mm。

19.根据权利要求10所述的光学镜头，其特征在于，所述第一镜片的外径为3.2-3.8mm。

20.根据权利要求5所述的光学镜头，其特征在于，所述遮光层的厚度大于5μm。

21.根据权利要求20所述的光学镜头，其特征在于，所述遮光层的厚度为15-30μm。

22.根据权利要求5所述的光学镜头，其特征在于，所述突出部的侧面、所述第一结构区、所述第一镜片的外侧面以及所述第二结构区中的一项或多项进行了表面粗糙化处理。

23.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第二镜筒或所述第一镜片的外侧面包括至少一个切割面。

24.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的视场角大于60°。

25.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第二镜筒的进光孔的孔径与所述突出部的横截面的直径的比值为0.80-1.25。

26.一种摄像模组，其特征在于，包括：

权利要求1-25中任意一项所述的光学镜头；以及

感光组件，所述光学镜头安装于所述感光组件。

27.根据权利要求26所述的摄像模组，其特征在于，所述摄像模组的光学总长为3.4-4.4mm。

28.一种屏下摄像组件，其特征在于，包括：

显示屏，其具有通光孔；以及

权利要求26或27所述的摄像模组，其中所述摄像模组的所述突出部伸入所述通光孔内。

29.根据权利要求28所述的屏下摄像组件，其特征在于，所述显示屏包括基板，所述摄像模组的所述第一结构区位于所述基板的底面下方。

30.根据权利要求28所述的屏下摄像组件，其特征在于，所述显示屏包括基板，所述基板具有开孔且所述开孔的直径大于所述第一镜片的外侧面的直径，所述第一结构区位于所述开孔内。

31.一种光学镜头制作方法，其特征在于，包括：

1)准备彼此分离的第一镜片和第二镜头部件；其中所述第一镜片具有位于物侧的第一表面和位于像侧的第二表面，其中所述第一表面的中央区域向物侧凸起形成突出部，所述突出部的顶面形成用于成像的光学区，第一表面还具有围绕在所述突出部周围的第一结构区，所述突出部的侧面连接所述光学区和所述第一结构区；所述第二镜头部件，其包括第二镜筒和安装在所述第二镜筒内侧的至少一个第二镜片；

2)对所述第一镜片和所述第二镜头部件进行预定位，使得所述至少一个第二镜片与所述第一镜片共同构成可成像的光学系统；

3)对所述第一镜片和所述第二镜头部件进行主动校准；以及

4)将所述第一镜片的底面与所述第二镜筒的顶面粘合，使得所述第一镜片和所述第二镜头部件的相对位置维持在主动校准所确定的相对位置。

32.根据权利要求31所述的光学镜头制作方法，其特征在于，所述步骤1)中，通过模造玻璃工艺制作所述第一镜片，通过切削或打磨工艺加工所述突出部，使得所述突出部的侧面与所述光学镜头的光轴之间的夹角小于15°。

33.一种摄像模组制作方法，其特征在于，包括：

a)根据权利要求31或32所述的光学镜头制作方法制作光学镜头；以及

b)将所述光学镜头与感光组件组装在一起得到摄像模组。

34.根据权利要求33所述的摄像模组制作方法，其特征在于，所述步骤b)中，基于主动校准工艺，通过第二胶材将所述光学镜头与所述感光组件粘合在一起。

35.根据权利要求33所述的摄像模组制作方法，其特征在于，所述步骤b)中，在所述第二镜头部件与所述感光组件之间进行主动校准，并且，所述步骤3)中的所述第一镜片和所述第二镜头部件之间的主动校准，与所述步骤b)中的所述第二镜头部件与所述感光组件之间的主动校准同时执行。

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