CN113568129A - 光学镜头组、摄像模组及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种光学镜头组、摄像模组及电子设备。光学镜头组包括第一镜头和第二镜头。所述第一镜头包括第一镜筒和固定于所述第一镜筒内的第一透镜群。所述第一透镜群具有正光焦度。所述第二镜头位于所述第一镜头的像侧。所述第二镜头包括镜头马达和安装于所述镜头马达内的对焦防抖透镜组。所述对焦防抖透镜组包括一个或多个透镜。所述镜头马达用于带动所述对焦防抖透镜组沿所述光学镜头组的光轴方向移动,还用于带动所述对焦防抖透镜组在垂直于所述光轴的平面上移动。光学镜头组结构的复杂度较低,以及成本投入较少。
Description
技术领域
本申请涉及到电子设备技术领域,尤其涉及到一种光学镜头组、摄像模组及电子设备。
背景技术
随着智能手机的普及和发展,手机拍照成为人们普遍使用的拍摄方式,并且,具有可对焦以及可光学防抖的手机越来越得到用户的喜爱。其中,为了实现对焦需求,传统的手机通过摄像头马达来驱动整个镜头沿光轴方向移动。此外,为了实现光学防抖需求,传统的手机通过棱镜马达来驱动棱镜调整接收环境光线的角度。然而,此种对焦方式以及光学防抖方式,容易显著增加手机结构的复杂度,以及成本投入。
发明内容
本申请提供了一种结构简单,且成本投入较低的光学镜头组、摄像模组及电子设备。
第一方面,提供了一种光学镜头组。所述光学镜头组包括第一镜头和第二镜头。所述第一镜头包括第一镜筒和固定于所述第一镜筒内的第一透镜群。所述第一透镜群具有正光焦度。所述第二镜头位于所述第一镜头的像侧。所述第二镜头包括镜头马达和安装于所述镜头马达内的对焦防抖透镜组。所述对焦防抖透镜组包括一个或多个透镜。所述镜头马达用于带动所述对焦防抖透镜组沿所述光学镜头组的光轴方向移动,还用于带动所述对焦防抖透镜组在垂直于所述光轴的平面上移动。
需要说明的是,本申请实施例中以透镜为界,被摄物体所在的一侧为物侧,透镜朝向物侧的表面可以称为物侧面;以透镜为界,被摄物体的图像所在的一侧为像侧,透镜朝向像侧的表面可以称为像侧面。
可以理解的是,相较于通过镜头马达带动整个光学镜头组沿光轴的方向移动,来实现光学镜头组的对焦功能的方案,本实施例通过镜头马达带动对焦防抖透镜组沿光学镜头组的光轴的方向移动,来实现光学镜头组的对焦功能。可以理解的是,本实施例的镜头马达带动对焦防抖透镜组移动的推力较小,因此,镜头马达的能耗较低,成本投入也较小,设计难度也较低。
此外,相较于通过棱镜马达带动棱镜转动,来实现光学镜头组的光学防抖功能的方案,本实施例通过镜头马达带动对焦防抖透镜组在垂直于所述光轴的平面上移动,来实现光学镜头组的光学防抖功能。可以理解的是,本实施例的镜头马达带动对焦防抖透镜组移动的推力较小,因此,镜头马达的能耗较低,成本投入也较小,设计难度也较低。
可以理解的是,本实施例的镜头马达既能够用于带动所述对焦防抖透镜组沿所述光学镜头组的光轴方向移动,以实现光学镜头组的对焦功能,还用于带动所述对焦防抖透镜组在垂直于所述光轴的平面上移动,以实现光学镜头组的光学防抖功能。本实施例的镜头马达具有“一物多用”的功能。这样,本实施例的马达数量减少,模组复杂度也较低。
此外,当本实施例的光学镜头组应用在电子设备时,光学镜头组在对焦过程中,光学镜头组无需整个沿光轴方向移动,这样,光学镜头组就不容易与电子设备的其他结构发生碰撞,也即降低光学镜头组损害的风险。
一种实施方式中,所述对焦防抖透镜组形成所述光学镜头组的第二透镜群。所述第二透镜群具有正光焦度或负光焦度。
可以理解的是,所述第二透镜群设置方式较为单一,可以简化所述光学镜头组的结构。
一种实施方式中,所述光学镜头组满足下列关系式:
0.5≤|(1-(α1×α2×…×αm)2)|≤4;其中,α1,α2,…,αm分别为所述对焦防抖透镜组中各个所述透镜的垂轴放大率,m满足:m≥1,且m为整数。
可以理解的是,上述关系式是关于对焦防抖透镜组的垂轴放大率的式子。可以理解的是,当对焦防抖透镜组的垂轴放大倍率满足上述关系式时,对焦防抖透镜组的垂轴放大倍率较为适中。此时,对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量均较为适中。可以理解的是,在光学镜头组的设计过程中,例如:镜头马达的结构、透镜的排布以及光学镜头组的整体尺寸均与对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量紧密相关。而在本实施例中,通过将对焦防抖透镜组的垂轴放大倍率设计满足上述关系式,以使对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量均较为适中。此时,在镜头马达的结构、透镜的排布以及光学镜头组的整体尺寸等光学镜头组的设计过程中,均能够在保证光学镜头组具有较佳的拍摄效果下,能够有效地降低光学镜头组的设计难度以及降低光学镜头组在组装过程中的组装难度。
例如,当对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量均较为适中时,镜头马达推动对焦防抖透镜组的行程较为适中,此时,镜头马达内的线圈及磁铁大小均不会因设计得较大而占用空间,或者因设计得较小而无法实现光学对焦以及光学防抖。
在本实施例中,当对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量均较为适中时,光学镜头组的焦点位置的调整不会花费太多时间,从而保证光学镜头组具有较佳的光学性能。
此外,当对焦防抖透镜组的垂轴放大倍率较为适中时,所述光学镜头组不容易因对焦防抖透镜组的垂轴放大率过大而出现像差。这样,所述光学镜头组将具有良好的成像性能。
此外,所述对焦防抖透镜组的垂轴放大率较为适中,使得光学镜头组的光焦度也较为适中。此时,当所述光学镜头组在成像过程中,各种像差也较小,也即导致光学性能恶化的概率较低。这样,本实施例的光学镜头组能够保证具有良好的光学性能。
一种实施方式中,所述光学镜头组还包括第三镜头。所述第三镜头位于所述对焦防抖透镜组的像侧。所述第三镜头包括第二镜筒和固定于所述第二镜筒内的固定透镜组。所述固定透镜组包括一个或多个透镜。所述固定透镜组与所述对焦防抖透镜组共同形成所述光学镜头组的第二透镜群。所述第二透镜群具有正光焦度或负光焦度。
可以理解的是,当所述第二透镜群包括固定透镜组时,所述固定透镜组可以用来补偿光学镜头组的像散、畸变、场曲等像差,从而保证光学镜头组具有良好的成像性能。
一种实施方式中,所述第二镜筒固定于所述镜头马达背向所述第一镜筒的一侧。
可以理解的是,通过将所述镜头马达与所述第二镜筒分开设置,从而使得所述镜头马达的尺寸能够实现小型化设计,进而降低所述镜头马达的结构复杂性以及所述镜头马达的制备与装配困难度。
一种实施方式中,所述第二镜筒固定于所述镜头马达的内部。
可以理解的是,通过将所述镜头马达与所述第二镜筒设置为一体,从而使得所述光学镜头组的整体性较佳,以及光学镜头组外漏的部件减小,光学镜头组的外观更加简洁。
一种实施方式中,所述光学镜头组满足下列关系式:
0.5≤|(1-(α1×α2×…×αm)2)×(β1×β2×…×βn)2|≤4;其中,α1,α2,…,αm分别为所述对焦防抖透镜组中各个所述透镜的垂轴放大率,m满足:m≥1,且m为整数。此外,β1,β2,…,βn为所述固定透镜组中各个透镜的垂轴放大率,n满足:n≥1,n为整数。
可以理解的是,上述关系式是关于对焦防抖透镜组的垂轴放大率的式子。可以理解的是,当对焦防抖透镜组的垂轴放大倍率满足上述关系式时,对焦防抖透镜组的垂轴放大倍率较为适中。此时,对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量均较为适中。可以理解的是,在光学镜头组的设计过程中,例如:镜头马达的结构、透镜的排布以及光学镜头组的整体尺寸均与对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量紧密相关。而在本实施例中,通过将对焦防抖透镜组的垂轴放大倍率设计满足上述关系式,以使对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量均较为适中。此时,在镜头马达的结构、透镜的排布以及光学镜头组的整体尺寸等光学镜头组的设计过程中,均能够在保证光学镜头组具有较佳的拍摄效果下,能够有效地降低光学镜头组的设计难度以及降低光学镜头组在组装过程中的组装难度。
例如,当对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量均较为适中时,镜头马达推动对焦防抖透镜组的行程较为适中,此时,镜头马达内的线圈及磁铁大小均不会因设计得较大而占用空间,或者因设计得较小而无法实现光学对焦以及光学防抖。
在本实施例中,当对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量均较为适中时,光学镜头组的焦点位置的调整不会花费太多时间,从而保证光学镜头组具有较佳的光学性能。
此外,当对焦防抖透镜组的垂轴放大倍率较为适中时,所述光学镜头组不容易因对焦防抖透镜组的垂轴放大率过大而出现像差。这样,所述光学镜头组将具有良好的成像性能。
此外,所述对焦防抖透镜组的垂轴放大率较为适中,使得光学镜头组的光焦度也较为适中。此时,当所述光学镜头组在成像过程中,各种像差也较小,也即导致光学性能恶化的概率较低。这样,本实施例的光学镜头组能够保证具有良好的光学性能。
一种实施方式中,所述光学镜头组还包括第三镜头。所述第三镜头位于所述对焦防抖透镜组的物侧。所述第三镜头包括第二镜筒和固定于所述第二镜筒内的固定透镜组。所述固定透镜组包括一个或多个透镜。所述固定透镜组与所述对焦防抖透镜组共同形成所述光学镜头组的第二透镜群。所述第二透镜群具有正光焦度或负光焦度。
可以理解的是,当所述第二透镜群包括固定透镜组时,所述固定透镜组可以用来补偿光学镜头组的像散、畸变、场曲等像差,从而保证光学镜头组具有良好的成像性能。
一种实施方式中,所述第二镜筒固定于所述镜头马达朝向所述第一镜筒的一侧。
可以理解的是,通过将所述镜头马达与所述第二镜筒分开设置,从而使得所述镜头马达的尺寸能够实现小型化设计,进而降低所述镜头马达的结构复杂性以及所述镜头马达的制备与装配困难度。
一种实施方式中,所述第二镜筒固定于所述镜头马达的内部。
可以理解的是,通过将所述镜头马达与所述第二镜筒设置为一体,从而使得所述光学镜头组的整体性较佳,以及光学镜头组外漏的部件减小,光学镜头组的外观更加简洁。
一种实施方式中,所述光学镜头组满足下列关系式:
0.5≤|(1-(α1×α2×…×αm)2)|≤4;
其中,α1,α2,…,αm分别为所述对焦防抖透镜组的各个所述透镜的垂轴放大率,m满足:m≥1,且m为整数。
可以理解的是,上述关系式是关于对焦防抖透镜组的垂轴放大率的式子。可以理解的是,当对焦防抖透镜组的垂轴放大倍率满足上述关系式时,对焦防抖透镜组的垂轴放大倍率较为适中。此时,对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量均较为适中。可以理解的是,在光学镜头组的设计过程中,例如:镜头马达的结构、透镜的排布以及光学镜头组的整体尺寸均与对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量紧密相关。而在本实施例中,通过将对焦防抖透镜组的垂轴放大倍率设计满足上述关系式,以使对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量均较为适中。此时,在镜头马达的结构、透镜的排布以及光学镜头组的整体尺寸等光学镜头组的设计过程中,均能够在保证光学镜头组具有较佳的拍摄效果下,能够有效地降低光学镜头组的设计难度以及降低光学镜头组在组装过程中的组装难度。
例如,当对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量均较为适中时,镜头马达推动对焦防抖透镜组的行程较为适中,此时,镜头马达内的线圈及磁铁大小均不会因设计得较大而占用空间,或者因设计得较小而无法实现光学对焦以及光学防抖。
在本实施例中,当对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量均较为适中时,光学镜头组的焦点位置的调整不会花费太多时间,从而保证光学镜头组具有较佳的光学性能。
此外,当对焦防抖透镜组的垂轴放大倍率较为适中时,所述光学镜头组不容易因对焦防抖透镜组的垂轴放大率过大而出现像差。这样,所述光学镜头组将具有良好的成像性能。
此外,所述对焦防抖透镜组的垂轴放大率较为适中,使得光学镜头组的光焦度也较为适中。此时,当所述光学镜头组在成像过程中,各种像差也较小,也即导致光学性能恶化的概率较低。这样,本实施例的光学镜头组能够保证具有良好的光学性能。
可以理解的是,当所述对焦防抖透镜组的焦距为Ff满足上述关系式时,对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量均较为适中。此时,在镜头马达的结构、透镜的排布以及光学镜头组的整体尺寸等光学镜头组的设计过程中,能够有效地降低光学镜头组的设计难度,从而降低光学镜头组在组装过程中的组装难度。
例如,所述对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量不会因太大而导致镜头马达行程太长,以及光学镜头组的总长TTL太长。这样,对于光学镜头组的尺寸设计及结构设计均能够较大程度地降低难度。
此外,当对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量均较为适中时,对焦防抖透镜组的场曲等各像差不会发生恶化,因此,光学镜头组的光学性能不会变差。另外,所述对焦防抖透镜组的敏感度较低,此时,所述对焦防抖透镜组在组装到镜筒中时的偏心误差较小,光学性能较佳。
一种实施方式中,所述光学镜头组满足关系式:
20<vf<60,其中,vf=(vf1+vf2+…+vfm)/m,vf1、vf2、…、vfm分别为各个所述对焦防抖透镜的阿贝数,m满足:m≥1,且m为整数。
可以理解的是,上述关系式是关于所述对焦防抖透镜组的阿贝数vf的式子。当所述对焦防抖透镜组的阿贝数vf满足上述关系式时,所述对焦防抖透镜组的色差较小,此时,所述光学镜头组的光学性能较佳。特别是,当所述光学镜头组在物体距离发生变动时进行对焦的过程中,所述光学镜头组也能够有效抑制色差等光学性能恶化。
可以理解的是,上述关系式是关于光学镜头组的总长TTL和光学镜头组的焦距F的式子。当光学镜头组的总长TTL和光学镜头组的焦距F满足上述关系式时,光学镜头组的焦点距离以及光学镜头组的总长TTL较为适中。此时,本实施例的光学镜头组不会因总长TTL太长,而使得镜头马达的结构、透镜的排布以及光学镜头组的整体尺寸等光学镜头组的设计难度显著增大。
此外,当光学镜头组的焦点距离以及光学镜头组的总长TTL较为适中时,第一透镜群与第二透镜群的光焦度也较为适中。这样,光学镜头组可以抑制各像差的发生,避免光学性能恶化。
可以理解的是,上述关系式是关于第一透镜群的焦距F1和第二透镜群的焦距F2的公式。当第一透镜群的焦距F1和第二透镜群的焦距F2满足上述关系式时,光学镜头组的总长TTL也较为适中。此时,本实施例的光学镜头组不会因光学镜头组的总长TTL太长,而使得镜头马达的结构、透镜的排布以及光学镜头组的整体尺寸等光学镜头组的设计难度显著增大。
此外,当第一透镜群的焦距F1和第二透镜群的焦距F2满足上述关系式时,第一透镜群的焦距F1与第二透镜群的焦距F2较为适中。此时,所述光学镜头组可以抑制各像差的发生,避免光学性能恶化。
可以理解的是,上述关系式是第一透镜群的焦距F1相对于光学镜头组的焦距F的公式。可以理解的是,当第一透镜群的焦距F1相对于光学镜头组的焦距F满足上述关系式时,光学镜头组的总长TTL也较为适中。此时,本实施例的光学镜头组不会因光学镜头组的总长TTL太长,而使得镜头马达的结构、透镜的排布以及光学镜头组的整体尺寸等光学镜头组的设计难度显著增大。
此外,当所述第一透镜群的焦距F1和光学镜头组的焦距F较为适中时,光学镜头组可以抑制球面像差和轴向色差的产生,从而确保所述光学镜头组具有良好的光学性能。
另外,当所述第一透镜群的焦距F1和光学镜头组的焦距F较为适中时,光学镜头组对光线的偏折较平缓,因此制造时所带来的变化就较小,公差敏感度较低。此时,所述对焦防抖透镜或者所述对焦防抖透镜组装到镜筒中时的偏心误差较小,光学性能较佳。
可以理解的是,上述关系式是第二透镜群焦距F2相对于光学镜头组的焦距F的式子。可以理解的是,当第二透镜群的焦距F2相对于光学镜头组的焦距F满足上述关系式时,光学镜头组的总长TTL也较为适中。此时,本实施例的光学镜头组不会因光学镜头组的总长TTL太长,而使得镜头马达的结构、透镜的排布以及光学镜头组的整体尺寸等光学镜头组的设计难度显著增大。
此外,当所述第二透镜群的焦距F2和光学镜头组的焦距F较为适中时,光学镜头组可以抑制场曲或畸变等的发生,确保所述光学镜头组具有良好的光学性能。
另外,当所述第二透镜群的焦距F2和光学镜头组的焦距F较为适中时,光学镜头组对光线的偏折较平缓,因此制造时所带来的变化就较小,公差敏感度较低。此时,所述对焦防抖透镜或者所述对焦防抖透镜组装到镜筒中时的偏心误差较小,光学性能较佳。
一种实施方式中,所述光学镜头组的F值满足:F值≥2.8。
可以理解的是,本实施例的所述光圈的F值满足上述关系式时,所述光学镜头组的进光量较多,拍照效果较佳。此外,所述光学镜头组也不容易因F值较大而出现拍照的背景内容虚化的问题。故而,本实施例的光学镜头组的光学性能较佳。
一种实施方式中,所述第一透镜群与所述第二透镜群中的每个透镜均具有切口。所述切口用于降低所述第一透镜群与所述第二透镜群中各个透镜的高度。
可以理解的是,当摄像模组的高度有限制的情况下,通过在第一透镜群与第二透镜群中的每个透镜中设置切口,可以在保证进光量和光学性能的情况下降低透镜的高度。这样,由于透镜的高度降低,使得光学镜头组的整体高度也可以相应的降低。此时,当光学镜头组应用于电子设备时,光学镜头组可以减少电子设备的高度,也即有利于电子设备的薄型化设置。
一种实施方式中,所述镜头马达包括第一电路板、第二电路板、第一移动支架、第二移动支架、第一组线圈、第二组线圈、第三组线圈、第一组磁铁、第二组磁铁以及第三组磁铁。
所述第一电路板与所述第二电路板相对且间隔设置。所述第一移动支架与所述第二移动支架均位于所述第一电路板与所述第二电路板之间。所述第一移动支架弹性连接于所述第一电路板。所述第二移动支架弹性连接于所述第一移动支架。所述对焦防抖透镜组安装于所述第二移动支架。
所述第一组线圈固定于所述第二移动支架。所述第一组磁铁固定于所述第一移动支架。所述第一组线圈与所述第一组磁铁用于产生推动所述第二移动支架相对所述第一移动支架沿所述光学镜头组的光轴移动的安培力。
所述第二组线圈固定于所述第二电路板。所述第三组线圈固定于所述第一电路板。所述第二组磁铁与所述第三组磁铁固定于所述第一移动支架的不同位置。所述第二组线圈与所述第二组磁铁用于产生推动所述第一移动支架与所述第二移动支架沿第一方向移动的安培力。所述第三组线圈与所述第三组磁铁用于产生推动所述第一移动支架与所述第二移动支架沿第二方向移动的安培力。所述第一方向与所述第二方向不同。所述第一方向与所述第二方向均垂直于所述光轴的方向。
可以理解的是,所述镜头马达的结构较为简单,容易大量生产。此外,本实施例的镜头马达既能够用于带动所述对焦防抖透镜组沿所述光学镜头组的光轴方向移动,以实现光学镜头组的对焦功能,还用于带动所述对焦防抖透镜组在垂直于所述光轴的平面(也即第一方向与第二方向所围成的平面)上移动,以实现光学镜头组的光学防抖功能。本实施例的镜头马达具有“一物多用”的功能。
一种实施方式中,所述镜头马达还包括悬线、第一簧片及第二簧片。所述第一簧片固定于所述第二移动支架与所述第一移动支架之间。所述第二簧片的一端固定于所述第二移动支架背向所述第一簧片的表面,另一端通过所述悬线固定于所述第一电路板,且所述第二簧片的中部固定连接于所述第一移动支架。
可以理解的是,所述镜头马达的结构简单,且稳定性较佳。
第二方面,本申请提供了一种摄像模组,该摄像模组包括电路板、感光芯片及如上所述的光学镜头组,所述感光芯片与所述光学镜头组均固定于所述电路板,所述光学镜头组用于将环境光线投射至所述感光芯片。
在本实施例中,当所述光学镜头组应用于所述摄像模组时,所述摄像模组的结构简单,成本投入低,且能耗也较低。
一种实施方式中,所述摄像模组还包括棱镜装置,所述棱镜装置位于所述的光学镜头组的物侧,所述棱镜装置用于将环境光线反射至所述光学镜头组内。
可以理解的是,通过设置棱镜装置,可以使得摄像模组的光轴不受限于沿一个方向延伸。这样,摄像模组的调焦范围可以显著增加,从而实现摄像模组的高倍数调焦。
第三方面,本申请提供了一种电子设备,该电子设备可以为手机和平板电脑等。该电子设备包括壳体以及如上述的摄像模组,所述摄像模组安装于所述壳体。
在本实施例中,当所述摄像模组应用于所述电子设备时,所述电子设备的结构简单,成本投入低,且能耗也较低。
附图说明
图1是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图;
图2是图1所示的电子设备的部分分解示意图;
图3是图1所示的电子设备在A-A线处的部分剖面示意图;
图4是图1所示的电子设备的摄像模组的一种实施方式的结构示意图;
图5是图4所示的摄像模组的部分分解示意图;
图6是图3所示的电子设备在B处的放大示意图;
图7是图4所示的摄像模组的光学镜头组的部分分解示意图;
图8是图7所示的光学镜头组的移动组件的结构示意图;
图9是图8所示的移动组件的分解示意图;
图10是图8所示的移动组件的部分结构示意图;
图11a是图8所示的移动组件的部分结构示意图;
图11b是图11a所示的移动组件的部分结构示意图;
图12a是图8所示的移动组件的部分结构示意图;
图12b是图12a所示的移动组件的部分结构示意图;
图13是图1所示的电子设备的摄像模组的另一种实施方式的结构示意图;
图14是图13所示的摄像模组的部分分解示意图;
图15是图4所示的摄像模组的光学镜头组的部分分解示意图;
图16a是图1所示的电子设备的棱镜装置与摄像模组的第一种实施例的部分结构示意图;
图16b是图16a所示的电子设备的轴向色差示意图;
图16c是图16a所示的电子设备的场曲示意图;
图16d是图16a所示的电子设备的光学畸变示意图;
图17a是图1所示的电子设备的棱镜装置与摄像模组的第二种实施例的部分结构示意图;
图17b是图17a所示的电子设备的轴向色差示意图;
图17c是图17a所示的电子设备的场曲示意图;
图17d是图17a所示的电子设备的光学畸变示意图;
图18a是图1所示的电子设备的棱镜装置与摄像模组的第三种实施例的部分结构示意图;
图18b是图18a所示的电子设备的轴向色差示意图;
图18c是图18a所示的电子设备的场曲示意图;
图18d是图18a所示的电子设备的光学畸变示意图;
图19a是图1所示的电子设备的棱镜装置与摄像模组的第四种实施例的部分结构示意图;
图19b是图19a所示的电子设备的轴向色差示意图;
图19c是图19a所示的电子设备的场曲示意图;
图19d是图19a所示的电子设备的光学畸变示意图;
图20a是图1所示的电子设备的棱镜装置与摄像模组的第五种实施例的部分结构示意图;
图20b是图20a所示的电子设备的轴向色差示意图;
图20c是图20a所示的电子设备的场曲示意图;
图20d是图20a所示的电子设备的光学畸变示意图;
图21a是图1所示的电子设备的棱镜装置与摄像模组的第六种实施例的部分结构示意图;
图21b是图21a所示的电子设备的轴向色差示意图;
图21c是图21a所示的电子设备的场曲示意图;
图21d是图21a所示的电子设备的光学畸变示意图;
图22a是图1所示的电子设备的棱镜装置与摄像模组的第七种实施例的部分结构示意图;
图22b是图22a所示的电子设备的轴向色差示意图;
图22c是图22a所示的电子设备的场曲示意图;
图22d是图22a所示的电子设备的光学畸变示意图;
图23a是图1所示的电子设备的棱镜装置与摄像模组的第八种实施例的部分结构示意图;
图23b是图23a所示的电子设备的轴向色差示意图;
图23c是图23a所示的电子设备的场曲示意图;
图23d是图23a所示的电子设备的光学畸变示意图。
具体实施方式
为方便理解本申请实施例提供的光学镜头组,对本申请中涉及到的英文简写和有关名词代表的含义:
光轴,是一条垂直穿过各个透镜,且经过各个透镜的中心的轴线。
以透镜为界,被摄物体所在一侧为物侧,透镜靠近物侧的表面称为物侧面。
以透镜为界,被摄物体的图像所在的一侧为像侧,透镜靠近像侧的表面称为像侧面。
正光焦度,也可以称为正折光力,表示透镜有正的焦距。
负光焦度,也可以称为负折光力,表示透镜有负的焦距。
焦距(focal length),也称为焦长,是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式,指无限远的景物通过透镜或透镜组在焦平面结成清晰影像时,透镜或透镜组的光学中心至焦平面的垂直距离。从实用的角度可以理解为镜头中心至成像平面的距离。对于定焦镜头来说,其光学中心的位置是固定不变的。
光学总长(total track length,TTL),指从光学镜头组远离成像面的一端至成像面的总长度,是形成相机高度的主要因素。
光圈,是用来控制进入感光芯片的光量的装置,它通常是在镜头内。表达光圈大小可以用F值表示。
光圈F值,是镜头的焦距/镜头通光直径得出的相对值(相对孔径的倒数)。
阿贝数,即色散系数,是光学材料在不同波长下的折射率的差值比,代表材料色散程度大小。
视场角(field of view,FOV),在光学仪器中,以光学仪器的镜头为顶点,以被测目标的物像可通过镜头的最大范围的两条边缘构成的夹角,称为视场角。视场角的大小决定了光学仪器的视野范围,视场角越大,视野就越大,光学倍率就越小。
入瞳直径,指光学镜头组的焦距与光圈F值的比值。
轴向色差,也称为纵向色差或位置色差或轴向像差,一束平行于光轴的光线,在经过镜头后会聚于前后不同的位置,这种像差称为位置色差或轴向色差。这是由于镜头对各个波长的光所成像的位置不同,使得最后成像时不同色的光的像其焦平面不能重合,复色光散开形成色散。
场曲,场曲用于表示非中心视场光线经过光学镜头组后的最清晰像点位置与中心视场最清晰像点位置在光轴向的差异。当透镜存在场曲时,整个光束的交点不与理想像点重合,虽然在每个特定点都能得到清晰的像点,但整个像平面则是一个曲面。
畸变(distortion),也称为失真,光学系统对物体所成的像相对于物体本身而言的失真程度。畸变是由于光阑球差的影响,不同视场的主光线通过光学系统后与高斯像面的交点高度不等于理想像高,两者之差就是畸变。因此畸变只改变轴外物点在理想面上的成像位置,使像的形状产生失真,但不影响像的清晰度。
光学畸变(optical distortion)是指光学理论上计算所得到的变形度。
彗差,由位于光轴外的某一轴外物点,向光学系统发出的单色圆锥形光束,经该光学系统折射后,在理想平面处不能结成清晰点,而是结成拖着明亮尾巴的彗星形光斑,则此光学系统的成像误差称为彗差。会影响最后图像的清晰度。
像散,由于物点不在光学系统的光轴上,它所发出的光束与光轴有一倾斜角。该光束经透镜折射后,其子午细光束与弧矢细光束的汇聚点不在一个点上。即光束不能聚焦于一点,成像不清晰,故产生像散。子午细光束和弧矢细光束是旋转对称的光学系统内两个垂直平面内的光束名称。
首先,下文将结合相关附图具体介绍电子设备、摄像模组以及光学镜头组的具体结构。
请参阅图1,图1是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。电子设备100可以为手机、平板电脑(tablet personal computer)、膝上型电脑(laptop computer)、个人数码助理(personal digital assistant,PDA)、照相机、个人计算机、笔记本电脑、车载设备、可穿戴设备、增强现实(augmented reality,AR)眼镜、AR头盔、虚拟现实(virtualreality,VR)眼镜或者VR头盔、或者具有拍照及摄像功能的其他形态的设备。图1所示实施例的电子设备100以手机为例进行阐述。如图1及图2所示,图2是图1所示的电子设备的部分分解示意图。为了便于描述,定义电子设备100的宽度方向为X轴。电子设备100的长度方向为Y轴。电子设备100的厚度方向为Z轴。
请参阅图2,电子设备100包括壳体10、屏幕20、主机电路板30、棱镜装置40及摄像模组50。可以理解的是,当电子设备100为一些其他形态的设备时,电子设备100也可以不包括屏幕20、主机电路板30及棱镜装置40。
其中,壳体10可用于支撑屏幕20以及电子设备100内相关器件。
在本实施方式中,壳体10包括后盖11及边框12。后盖11与屏幕20相对设置。后盖11与屏幕20安装于边框12的相背两侧,此时,后盖11、边框12与屏幕20共同围设出收容空间13。收容空间13可用于收容电子设备100的器件,例如电池、扬声器、麦克风或者听筒。结合附图1所示,附图1示意了后盖11、边框12与屏幕20围成大致呈长方体的结构。
一种实施方式中,后盖11可通过粘胶固定连接于边框12上。在另一种实施方式中,后盖11也可以与边框12形成一体结构,即后盖11与边框12一体成型。
此外,后盖11设有第一透光部14。第一透光部14用于使环境光线进入收容空间13内。第一透光部14的形状不仅限于附图1及附图2所示意的矩形。例如,第一透光部14的形状也可以为圆形。
其中,屏幕20用于显示图像、文字等。屏幕20安装于壳体10。
一种实施方式中,屏幕20包括保护盖板21和显示屏22。保护盖板21层叠于显示屏22。保护盖板21可以紧贴显示屏22设置,可主要用于对显示屏22起到保护防尘作用。保护盖板21的材质可以为但不仅限于为玻璃。显示屏22可以采用有机发光二极管(organiclight-emitting diode,OLED)显示屏,有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体(active-matrix organic light-emitting diode,AMOLED)显示屏等。
请再次参阅图2,主机电路板30安装于收容空间13内。主机电路板30可用于安装电子设备100的电子元器件。例如,电子元器件可以包括处理器(central processing unit,CPU)、存储器、电池管理单元和基带处理单元。主机电路板30位于屏幕20与后盖11之间,也即主机电路板30位于收容空间13内。
此外,主机电路板30可以为硬质电路板,也可以为柔性电路板,也可以为软硬结合电路板。此外,主机电路板30可以采用FR-4介质板,也可以采用罗杰斯(Rogers)介质板,也可以采用FR-4和Rogers的混合介质板,等等。这里,FR-4是一种耐燃材料等级的代号,Rogers介质板为一种高频板。
请再次参阅图2,棱镜装置40安装于收容空间13内。棱镜装置40用于将穿过第一透光部14的环境光线反射至摄像模组50内。
在本实施例中,主机电路板30设有避让空间31。部分棱镜装置40位于避让空间31内。此时,在Z轴方向,主机电路板30与棱镜装置40具有重叠区域,这样,电子设备100在Z轴方向的厚度可以设置得较薄。
在其他实施例中,主机电路板30也可以不设有避让空间31。棱镜装置40设置于主机电路板30,或者与主机电路板30间隔设置。
请参阅图3,并结合图2所示,图3是图1所示的电子设备在A-A线处的部分剖面示意图。棱镜装置40包括棱镜外壳41及棱镜42。棱镜42位于棱镜外壳41的内部。棱镜外壳41具有第二透光部43及第三透光部44。第二透光部43与后盖11的第一透光部14相对设置。第三透光部44位于棱镜外壳41的周侧。此外,棱镜42包括反射面45。反射面45用于将穿过第一透光部14的环境光线反射至摄像模组50内。具体的,环境光线依次穿过第一透光部14及第二透光部43,并投射至棱镜42的反射面45。此时,环境光线被棱镜42的反射面45反射至第三透光部44,并经第三透光部44传入摄像模组50内。
可以理解的是,通过设置棱镜装置40,可以使得摄像模组50的光轴不受限于沿Z轴方向延伸。摄像模组50的光轴指的是经过摄像模组50中的镜头中心的轴线。例如,摄像模组50的光轴也可以平行于X轴,或者Y轴。这样,因为电子设备100在X轴或者Y轴方向的空间较宽阔,所以摄像模组50的调焦范围可以显著增加,从而实现摄像模组50的高倍数调焦。
请再次参阅图3,并结合图2所示,摄像模组50固定于收容空间13内。摄像模组50用于采集经棱镜装置40反射的环境光线。可以理解的是,摄像模组50的数量不局限于图1至图3所给出的一个。摄像模组50的数量也可以为两个,或大于两个。当摄像模组50的数量为多个时,多个摄像模组50在X-Y平面内任意排布。例如,多个摄像模组50沿X轴方向排布,或者沿Y轴方向排布。此外,当摄像模组50的数量为两个或者两个以上时,两个或者两个以上的摄像模组50可以集成为一个摄像组件。
在本实施方式中,摄像模组50位于避让空间31内。此时,在Z轴方向,主机电路板30与摄像模组50具有重叠区域,这样,电子设备100在Z轴方向的厚度可以设置得较薄。此外,摄像模组50电连接于主机电路板30。此时,设置于主机电路板30的电子元器件(例如处理器)能够向摄像模组50发送信号,以控制摄像模组50拍摄图像或者录像。
在其他实施例中,主机电路板30也可以不设有避让空间31。摄像模组50设置于主机电路板30,或者与主机电路板30间隔设置。
在本实施例中,下文将结合相关附图介绍两种摄像模组50的具体结构。
第一种实施方式:如图4及图5所示,图4是图1所示的电子设备的摄像模组的一种实施方式的结构示意图。图5是图4所示的摄像模组的部分分解示意图。摄像模组50包括模组电路板51、感光芯片52、支架53、滤光片54及光学镜头组55。
请参阅图6,并结合图5所示,图6是图3所示的电子设备在B处的放大示意图。模组电路板51电连接于主机电路板30。这样,信号能够经主机电路板30传输至模组电路板51。信号也能够经模组电路板51传输至主机电路板30。此外,感光芯片52固定于模组电路板51上,且与模组电路板51电连接。这样,当感光芯片52接收环境光线之后,感光芯片52产生的信号能够经模组电路板51传输至主机电路板30。
一种实施方式中,感光芯片52可以通过板上芯片封装(chifon board,COB)技术贴装在模组电路板51。在其他实施方式中,感光芯片52也可以通过焊球阵列封装(ball gridarray,BGA)技术或者栅格阵列封装(land grid array,LGA)技术封装在模组电路板51。
可以理解的是,模组电路板51上还可以安装有电子元器件或者芯片(例如驱动芯片)。电子元器件或者芯片固定于感光芯片52的周边。电子元器件或者芯片用于辅助感光芯片52采集环境光线,和辅助感光芯片52对所采集的环境光线进行信号处理。
请再次参阅图5及图6,支架53固定于模组电路板51。支架53呈环形结构。此时,支架53的中间部分呈镂空状态,也即支架53的中间部分为镂空区域。感光芯片52可以部分或者全部位于支架53的镂空区域内。
此外,滤光片54固定于支架53上。滤光片54可以部分或者全部位于支架53的镂空区域内。滤光片54用于过滤环境光线中的杂光,并使过滤后的环境光线投射至感光芯片52,从而保证电子设备100拍摄图像具有较佳的清晰度。滤光片54可以为但不仅限于为蓝色玻璃滤光片。例如,滤光片54还可以为反射式红外滤光片,或者是双通滤光片(双通滤光片可使环境光线中的可见光和红外光同时透过,或者使环境光线中的可见光和其他特定波长的光线(例如紫外光)同时透过,或者使红外光和其他特定波长的光线(例如紫外光)同时透过。)。
请再次参阅图5及图6,光学镜头组55固定于支架53背向模组电路板51的表面。光学镜头组55用于接收经棱镜装置40反射的环境光线,并将环境光线传播至感光芯片52。附图4示意了模组电路板51、支架53以及光学镜头组55沿X轴依次堆叠设置。
此外,本实施方式的摄像模组50还可以包括柔性电路板56。柔性电路板56固定于模组电路板51,并与模组电路板51电连接。柔性电路板56用于将模组电路板51与主机电路板30电连接。可以理解的是,由于柔性电路板56具有较佳的柔韧性,使得当模组电路板51通过柔性电路板56电连接于主机电路板30时,柔性电路板56可通过弯曲或者折叠等形态来改变模组电路板51与主机电路板30的连接位置。换言之,模组电路板51与主机电路板30的连接位置较为灵活。
请参阅图7,图7是图4所示的摄像模组的光学镜头组的部分分解示意图。光学镜头组55包括第一镜筒551、镜头马达552、第二镜筒553、第一透镜群M及第二透镜群N。
在本实施方式中,镜头马达552位于第一镜筒551与第二镜筒553之间,也即第二镜筒553固定于所述镜头马达552背向所述第一镜筒551的一侧。附图5示意了第一镜筒551、镜头马达552以及第二镜筒553沿X轴方向依次排布。此外,附图6示意了第二镜筒553固定于支架53背向模组电路板51的表面。可以理解的是,通过将镜头马达552与第二镜筒553分开设置,从而使得镜头马达552的尺寸能够实现小型化设计,进而降低镜头马达552的结构复杂性以及镜头马达552的制备与装配困难度。
在其他实施方式中,第二镜筒553也可以位于镜头马达552与第一镜筒551之间。换言之,第二镜筒553固定于镜头马达552朝向第一镜筒551的一侧。此时,镜头马达552固定于支架53背向模组电路板51的表面。本实施方式以镜头马达552位于第一镜筒551与第二镜筒553之间为例进行阐述。
在其他实施方式中,摄像模组50也可以不包括支架53。此时,感光芯片54可以固定于第二镜筒553内。
其中,第一透镜群M包括多个透镜。第一透镜群M的多个透镜均固定于第一镜筒551内。此时,第一透镜群M与第一镜筒551构成第一镜头。第一透镜群M为具有正光焦度的固定透镜群。此时,第一透镜群M的多个透镜均相对电子设备100的壳体10固定设置。此外,正光焦度的透镜群具有正的焦距的透镜群。第一透镜群M的数量不仅限于附图7中示意的四个,例如,第一透镜群M的数量也可以为三个,或者大于四个。
本实施方式中,光学镜头组55还包括压环554。压环554固定于第一镜筒551内,且压环554位于第一透镜群M的物侧。压环554可以用于防止第一透镜群M的透镜从第一镜筒551内脱落。在其他实施方式中,光学镜头组55也可以不包括压环554。
一种实施方式中,第一透镜群M中的每个透镜均具有切口,切口用于降低透镜的高度。
可以理解的是,当摄像模组50的高度有限制的情况下,通过在第一透镜群M与第二透镜群N中的每个透镜中设置切口,可以在保证进光量和光学性能的情况下降低透镜的高度。这样,由于透镜的高度降低,使得光学镜头组55的整体高度也可以相应的降低。此时,当光学镜头组55应用于电子设备100时,光学镜头组55可以降低电子设备100的高度,也即有利于电子设备100的薄型化设置。
其中,第二透镜群N为具有正光焦度的透镜群,或者为具有负光焦度的透镜群。负光焦度的透镜群指的是具有负的焦距的透镜群。
在本实施方式中,第二透镜群N包括一个对焦防抖透镜N1以及一个固定透镜N2。对焦防抖透镜N1指的是透镜既能够用于光学对焦,又能够用于光学防抖。固定透镜N2指的是透镜相对电子设备100的壳体10为固定的。固定透镜N2可以用来补偿光学镜头组55的像散、畸变、场曲等像差,从而保证光学镜头组55具有良好的成像性能。
在其他实施方式中,对焦防抖透镜N1的数量不仅限于附图7所示意的一个。例如,对焦防抖透镜N1的数量也可以为两个,或者两个以上。固定透镜N2的数量不仅限于附图7所示意的一个。例如,固定透镜N2的数量也可以为两个,或者两个以上。
此外,对焦防抖透镜N1固定于镜头马达552内。此时,对焦防抖透镜N1与镜头马达552构成第二镜头。镜头马达552能够用于带动对焦防抖透镜N1沿光学镜头组55的光轴方向移动,也即在本实施方式中,镜头马达552带动对焦防抖透镜N1沿X轴方向移动。这样,对焦防抖透镜N1能够用于光学对焦。
此外,镜头马达552还用于带动对焦防抖透镜N1沿垂直于光轴的平面移动(在本实施例中,垂直于光轴的平面为Y-Z平面)。这样,当摄像模组50采集环境光线时,若摄像模组50在Y-Z平面产生抖动,此时,通过控制对焦防抖透镜N1在Y-Z平面上的移动,来抵消摄像模组50在Y-Z平面产生抖动行程,从而避免摄像模组50因在Y-Z平面产生抖动而发生拍摄质量较差。换言之,通过控制对焦防抖透镜N1在Y-Z平面上的移动,以实现摄像模组50的光学防抖。
此外,固定透镜N2固定于第二镜筒553内。此时,固定透镜N2均相对电子设备100的壳体10固定设置。此时,固定透镜N2与第二镜筒553构成第三镜头。
在其他实施方式中,当第二镜筒553位于第一镜筒551与镜头马达552之间时,固定透镜N2位于第一透镜群M与对焦防抖透镜N1之间。
在其他实施方式中,第二透镜群N也可以不包括固定透镜N2。此时,光学镜头组55可以不设置第二镜筒553。
在其他实施方式中,第二透镜群N中的每个透镜也可以设置有切口。切口用于降低第二透镜群N中的每个透镜的高度。
下文将结合相关附图具体介绍镜头马达552带动对焦防抖透镜N1运动的原理。
请再次参阅图7,镜头马达552包括外壳5521及移动组件5522。外壳5521包括罩体5523及底座5524。罩体5523固定连接于底座5524。罩体5523与底座5524围成外壳5521的内部。移动组件5522设置于外壳5521的内部。对焦防抖透镜N1固定于移动组件5522。
此外,移动组件5522用于带动对焦防抖透镜N1沿光学镜头组55的光轴方向移动,以及带动对焦防抖透镜N1在Y-Z平面上移动。
请参阅图8及图9,图8是图7所示的光学镜头组的移动组件的结构示意图。图9是图8所示的移动组件的分解示意图。移动组件5522包括第一电路板1、第二电路板2、第一移动支架3、第二移动支架4、三组线圈5、三组磁铁6、第一簧片7、第二簧片8以及悬线9。其中,三组线圈5包括第一组线圈501、第二组线圈502以及第三组线圈503。三组磁铁6包括第一组磁铁601、第二组磁铁602以及第三组磁铁603。
请结合图7所示,第一电路板1固定于外壳5521,且第一电路板1靠近第二镜筒553设置。一种实施方式中,第一电路板1的一侧面通过粘胶固定于底座5524,另一侧面通过粘胶固定于罩体5523。在其他实施方式中,第一电路板1的一侧面也可以直接固定于底座5524。
此外,第二电路板2与第一电路板1相对且间隔设置。第二电路板2固定于外壳5521,且第二电路板2靠近第一镜筒551设置。一种实施方式中,第二电路板2的一侧面通过粘胶固定于底座5524,另一侧面通过粘胶固定于罩体5523。在其他实施方式中,第二电路板2的一侧面也可以直接固定于底座5524。
请结合图6所示,第一电路板1与第二电路板2均电连接于模组电路板51。此时,第一电路板1与第二电路板2均能够通过模组电路板51接收主机电路板30的电流信号。一种实施方式中,第一电路板1与第二电路板2均可通过柔性电路板56(请参阅图5)电连接于模组电路板51。此时,第一电路板1与第二电路板2均能够通过柔性电路板56接收模组电路板51的电流信号。
在其他实施方式中,第一电路板1与第二电路板2也可通过导线电连接于模组电路板51。
在其他实施方式中,第一电路板1电连接于模组电路板51。第二电路板2电连接于第一电路板1。换言之,第二电路板2通过第一电路板1电连接于模组电路板51。
请再次参阅图8及图9,第一移动支架3位于第一电路板1背向第二镜筒553的一侧(请参阅图7)。第一移动支架3的形状大致呈“П”型。第一移动支架3包括依次连接的第一部分301、第二部分302及第三部分303。换言之,第二部分302连接在第一部分301与第三部分303之间。附图9通过虚线简单地区别第一部分301、第二部分302与第三部分303。此外,第一部分301、第二部分302与第三部分303围成一空间。
请参阅图10,并结合图9所示,图10是图8所示的移动组件的部分结构示意图。在X轴方向上,第一部分301与第三部分303均具有第一台阶面304与第二台阶面305。在本实施方式中,在Z轴方向上,第一部分301与第三部分303均具有两个第一台阶面304,两个第二台阶面305。
在本实施方式中,第一簧片7的数量为两个。两个第一簧片7分别固定连接于第一移动支架3的不同位置。具体的,第一簧片7的一端固定连接于第一部分301的第一台阶面304,另一端固定连接于第三部分303的第一台阶面304。两个第一簧片7均与第一移动支架3的第二部分302间隔设置。
请参阅图11a,并结合图9所示,图11a是图8所示的移动组件的部分结构示意图。第二移动支架4位于第一部分301、第二部分302与第三部分303所围成的空间内。此外,第二移动支架4固定于两个第一簧片7背向第一电路板1的表面。第二移动支架4用于固定对焦防抖透镜N1。
在本实施方式中,第二簧片8的数量为四个。悬线9的数量与第二簧片8的数量相同,也即悬线9的数量也为四个。在其他实施方式中,第二簧片8的数量也可以大于四个。悬线9的数量也可以与第二簧片8的数量不相等。具体的本实施方式不做限定。
此外,四个悬线9的一端均固定于第一电路板1,另一端均朝远离第一电路板1的方向延伸。四个悬线9分别固定于第一电路板1的不同位置。
此外,四个第二簧片8的一端均固定于第二移动支架4,四个第二簧片8的另一端分别一一对应地固定于四个悬线9的另一端。此外,四个第二簧片8的中部均固定于第一移动支架3。具体的,四个第二簧片8的中部分别一一对应地固定连接于第一移动支架3的四个第二台阶面305上。这样,通过四个第二簧片8和四个悬线9支撑起第一移动支架3与第二移动支架4,以使第一移动支架3与第二移动支架4与第一电路板1间隔设置。
此外,第二移动支架4固定于第二簧片8与第一簧片7之间。可以理解的是,因为第二簧片8与第一簧片7具有弹性,所以第二移动支架4能够在外力下,克服第二簧片8与第一簧片7的弹力相对第一移动支架3活动。
请参阅图10,并结合图9所示,第一组磁铁601包括两个磁铁,且每个磁铁均包括S极和N极。第一组磁铁601可以包括一个磁铁或者数量大于两个的磁铁。本申请不做具体的限制。
此外,第一移动支架3的第一部分301开设有第一安装槽306。第一组磁铁601中的一个磁铁固定于第一安装槽306内。
此外,第一组线圈501包括两个线圈。在其他实施方式中,第一组线圈501也可以包括一个线圈,或者数量大于两个的线圈。
此外,第二移动支架4开设有第二安装槽401。第二安装槽401的开口朝向第一部分301。第一组线圈501中的一个线圈安装于第二安装槽401内。
在本实施方式中,第一移动支架3的第三部分303也可以开设有第一安装槽(图未示)。第一组磁铁601中的另一个磁铁固定于第三部分303的第一安装槽内。
此外,第二移动支架4还开设有第三安装槽402。第三安装槽402的开口朝向第三部分303。第一组线圈501中的另一个线圈安装于第三安装槽402内。
在本实施方式中,第一组线圈501的两个线圈均电连接于第一电路板1。此时,第一组线圈501能够接收第一电路板1传输的电流信号。一种实施方式中,第一组线圈501的两个线圈可以通过导线电连接于第一电路板1。在其他实施方式中,第一组线圈501的两个线圈也可以通过导线电连接于第二簧片8,再通过第二簧片8以及悬线9电连接于第一电路板1。
可以理解的是,当第一组线圈501接收到电流信号时,第一组线圈501通电,第一组磁铁601可以产生沿X轴负方向或者X轴正方向的安培力。此时,第一组磁铁601在安培力下对第二移动支架4施加拉力,以使第二移动支架4克服第一簧片7与第二簧片8的弹力沿X轴负方向或者X轴正方向移动。当第二移动支架4沿X轴负方向或者X轴正方向移动时,固定于第二移动支架4的对焦防抖透镜N1也沿X轴负方向或者X轴正方向移动。这样,通过控制对焦防抖透镜N1沿X轴方向(也即摄像模组50的光轴方向)移动,从而实现摄像模组50的光学对焦。可以理解的是,可通过改变第一组线圈501上的电流方向来使得第二移动支架4沿X轴负方向移动或者沿X轴正方向移动。
请再次参阅图11a,并结合图9所示,第二组线圈502包括两个线圈。第二组磁铁602包括两个磁铁,且每个磁铁均包括S极和N极。在其他实施方式中,第二组线圈502也可以包括一个线圈,或者大于两个的线圈。第二组磁铁602也可以包括一个磁铁或者数量大于两个的磁铁。
在本实施方式中,第二电路板2开设有间隔设置的第一通孔201与第二通孔202。第二组线圈502的两个线圈分别固定于第一通孔201的孔壁与第二通孔202的孔壁。此外,第二组线圈502的两个线圈均电连接于第二电路板2。此时,第二组线圈502能够接收经第二电路板2传输的电流信号。在其他实施方式中,第二电路板2也可以未开设第一通孔201与第二通孔202。此时,第二组线圈502的两个线圈均直接固定于第二电路板2。
此外,第一移动支架3的第一部分301与第三部分303均开设有第一槽307。第二组磁铁602的两个磁铁分别固定于第一部分301的第一槽307和第三部分303的第一槽307。在其他实施方式中,第一移动支架3也可以未开设第一槽307。此时,第二组磁铁602的两个磁铁直接固定连接于第一移动支架3。
请参阅图11b,并结合图11a所示,图11b是图11a所示的移动组件的部分结构示意图。附图11b仅简单地示意了第二组线圈502中的一个线圈,第二组磁铁602中的一个磁铁。在本实施方式中,第二组线圈502呈椭圆轨道状,且第二组线圈502的长度方向为Z轴方向。第二组线圈502的电流方向为在Y-Z平面上的逆时针方向。第二组磁铁602的磁极分布为沿Y轴的正方向依次为北极(N极)和南极(S极)。此时,当第二组线圈502接收到电流信号时,第二组线圈502通电,第二组磁铁602可以产生沿第一方向(本实施例的第一方向为Y轴负方向)的安培力。此时,第二组磁铁602在安培力下推动第一移动支架3与第二移动支架4沿Y轴负方向移动,其中四个悬线9能够随着第一移动支架3与第二移动支架4沿Y轴负方向移动而发生弯曲。这样,固定于第二移动支架4的对焦防抖透镜N1也沿Y轴负方向移动。故而,通过控制对焦防抖透镜N1沿Y轴负方向移动,从而抵消摄像模组50在采集环境光线的过程中,在Y轴负方向的抖动行程,也即避免或者减少摄像模组50在采集环境光线过程中,在Y轴负方向出现的抖动现象,从而提高摄像模组50的成像质量。
在其他实施方式中,通过改变第二组线圈502上电流信号的方向,或者改变第二组磁铁602的S极或者N极的位置,从而当第二组线圈502通电时,第二组磁铁602可以产生沿Y轴正方向的安培力。此时,第二组磁铁602在安培力下能够推动第一移动支架3、第二移动支架4以及固定于第二移动支架4上的对焦防抖透镜N1沿Y轴正方向移动。
在其他实施方式中,通过改变第二组线圈502的形状以及第二组磁铁602的S极或者N极的排布方向,从而当第二组线圈502通电时,第二组磁铁602可以产生沿Z轴方向的安培力。
可以理解的是,通过将第二组磁铁602与第一组磁铁601设置于第一移动支架3的不同位置,从而避免第二组磁铁602与第一组磁铁601之间产生的磁场相互干扰。
在其他实施方式中,也可以通过调整第二组磁铁602与第一组磁铁601之间的距离,来避免第二组磁铁602与第一组磁铁601之间产生的磁场相互干扰。
请参阅图12a,并结合图9所示,图12a是图8所示的移动组件的部分结构示意图。第三组线圈503包括两个线圈。第三组磁铁603包括两个磁铁,且每个磁铁603均包括S极和N极。在其他实施方式中,第三组线圈503也可以包括一个线圈,或者数量大于两个的线圈。第三组磁铁603也可以包括一个磁铁,或者数量大于两个的磁铁。
在本实施方式中,第一电路板1开设有间隔设置的第三通孔101与第四通孔102。第三组线圈503的两个线圈分别固定于第三通孔101的孔壁与第四通孔102的孔壁。此外,第三组线圈503的两个线圈均电连接于第一电路板1。此时,第三组线圈503的两个线圈均能够接收经第一电路板1传输的电流信号。在其他实施方式中,第一电路板1也可以未开设第三通孔101与第四通孔102。此时,第三组线圈503的两个线圈均直接固定于第一电路板1。
此外,第一移动支架3开设有两个第二槽308。两个第二槽308分别位于第一移动支架3的两侧。第三组磁铁603的两个磁铁分别固定于两个第二槽308内。可以理解的是,第三组磁铁603与第二组磁铁602在第一移动支架3的位置不同。在其他实施方式中,第一移动支架3也可以未开设两个第二槽308,此时,第三组磁铁603的两个磁铁均直接固定连接于第一移动支架3。
请参阅图12b,图12b是图12a所示的移动组件的部分结构示意图。附图12b仅简单地示意了第三组线圈503中的一个线圈,第三组磁铁603中的一个磁铁。在本实施方式中,第三组线圈503呈椭圆轨道状,且第三组线圈503的长度方向为Y轴方向。第三组线圈503的电流方向为在Y-Z平面上的顺时针方向。第三组磁铁603的磁极分布为沿Z轴的正方向依次为S极和N极。此时,当第三组线圈503接收到电流信号时,第三组线圈503通电,第三组磁铁603可以产生沿第二方向(本实施例的第二方向为Z轴负方向)的安培力。此时,第三组磁铁603在安培力下推动第一移动支架3与第二移动支架4沿Z轴负方向移动。其中四个悬线9能够随着第一移动支架3与第二移动支架4沿Z轴负方向移动而发生弯曲。这样,固定于第二移动支架4的对焦防抖透镜N1也沿Z轴负方向移动。故而,通过控制对焦防抖透镜N1沿Z轴负方向移动,从而抵消摄像模组50在采集环境光线的过程中,在Z轴负方向的抖动行程,也即避免或者减少摄像模组50在采集环境光线过程中,在Z轴负方向出现的抖动现象,从而提高摄像模组50的成像质量。
在其他实施方式中,通过改变第三组线圈503上电流信号的方向,或者设置第三组磁铁603的S极或者N极的位置,从而当第三组线圈503通电时,第三组磁铁603可以产生沿Z轴正方向的安培力。此时,第三组磁铁603在安培力下能够推动第一移动支架3沿Z轴正方向移动。
在其他实施方式中,通过改变第三组线圈503的形状以及第三组磁铁603的S极或者N极的排布方向,从而当第三组线圈503通电时,第三组磁铁603可以产生沿Y轴方向的安培力。
可以理解的是,通过将第三组磁铁603、第二组磁铁602与第一组磁铁601设置于第一移动支架3的不同位置,从而避免第三组磁铁603、第二组磁铁602与第一组磁铁601之间产生的磁场相互干扰。
在其他实施方式中,也可以通过调整第三组磁铁603、第二组磁铁602与第一组磁铁601之间的距离,来避免第三组磁铁603、第二组磁铁602与第一组磁铁601之间产生的磁场相互干扰。
可以理解的是,当第二组线圈502与第三组线圈503均接收到电流信号时,第二组线圈502与第三组线圈503均通电,此时,第二组磁铁602可以产生沿Y轴方向的安培力,第三组磁铁603可以产生沿Z轴方向的安培力。这样,第二组磁铁602与第三组磁铁603在安培力下能够推动第一移动支架3与第二移动支架4在Y-Z平面上移动。因此,固定于第二移动支架4的对焦防抖透镜N1也能够在Y-Z平面上移动。通过控制对焦防抖透镜N1沿Y轴方向和Z轴方向移动,从而抵消摄像模组50在采集环境光线的过程中,在Y轴方向和Z轴方向的抖动距离,也即避免或者减少摄像模组50在采集环境光线过程中,在Y轴方向和Z轴方向出现的抖动现象,从而提高摄像模组50的成像质量。
上文具体介绍了摄像模组50的第一种实施方式,下文将结合相关附图介绍摄像模组50的第二种实施方式。
第二种实施方式,与第一种实施方式大部分相同的技术内容不再赘述:图13是图1所示的电子设备的摄像模组的另一种实施方式的结构示意图。图14是图13所示的摄像模组的部分分解示意图。摄像模组50包括模组电路板51、感光芯片52、支架53、滤光片54及光学镜头组55。
其中,模组电路板51、感光芯片52、支架53、滤光片54的设置方式与第一种实施方式的模组电路板51、感光芯片52、支架53、滤光片54的设置方式相同。具体可参阅第一种实施方式的相关内容,这里不再赘述。
请参阅图15,图15是图4所示的摄像模组的光学镜头组的部分分解示意图。光学镜头组55包括第一镜筒551、镜头马达552、第二镜筒553、第一透镜群M及第二透镜群N。其中,附图14示意了第一镜筒551与镜头马达552沿X轴方向排布。此外,第二镜筒553固定于镜头马达552的内部。
其中,第一透镜群M的设置方式与第一种实施方式的第一透镜群M的设置方式相同。例如,第一透镜群M为具有正光焦度的固定透镜群。第一透镜群M包括多个透镜。多个透镜均固定于第一镜筒551内。具体的可参阅第一种实施方式的第一透镜群M的设置方式。这里不再赘述。
其中,第二透镜群N的设置方式与第一种实施方式的第二透镜群N的设置方式相同。例如,第二透镜群N为具有正光焦度的透镜群,或者为具有负光焦度的透镜群。第二透镜群N包括一个对焦防抖透镜N1以及一个固定透镜N2。具体的可参阅第一种实施方式的第二透镜群N的设置方式。这里不再赘述。
一种实施方式中,第二镜筒553位于第二透镜群N的像侧。在其他实施方式中,第二镜筒553也可以位于第二透镜群N的像侧。
请再次参阅图15,镜头马达552包括外壳5521及移动组件5522。外壳5521包括底座5524及罩体5523。罩体5523固定连接于底座5524。罩体5523与底座5524围成外壳5521的内部。移动组件5522与第二镜筒553均位于外壳5521的内部。
其中,移动组件5522的设置方式及工作原理与第一种实施方式的移动组件5522的设置方式相同,这里不再赘述。
与第一种实施方式的摄像模组50不同的是,本实施方式的第二镜筒553固定于镜头马达552的内部,也即第二镜筒553固定于外壳5521所围的区域内。此时,第二镜筒553与移动组件5522相对设置。可以理解的是,通过将第二镜筒553设置于镜头马达552的内部,可以使得光学镜头组55的整体性较佳。
此外,第二透镜群N的对焦防抖透镜N1的固定位置与第一种实施方式的对焦防抖透镜N1的固定位置相同,也即第二透镜群N的对焦防抖透镜N1固定于移动组件5522。
此外,第二透镜群N的固定透镜N2的固定位置与第一种实施方式的第二透镜群N的固定透镜N2的固定位置相同,也即第二透镜群N的固定透镜N2固定于第二镜筒553内。
在本实施方式中,对焦防抖透镜N1实现光学对焦与光学防抖的原理与第一种实施方式的对焦防抖透镜N1实现光学对焦与光学防抖的原理相同。这里不再赘述。
上文通过相关附图具体介绍了两种摄像模组50的结构,可以理解的是,这两种摄像模组50结构均能够使得一个透镜或者一个透镜组实现光学对焦以及光学防抖。
可以理解的是,相较于通过镜头马达带动整个光学镜头组沿光轴的方向移动,来实现光学镜头组的对焦功能的方案,本实施例通过镜头马达552带动一个或者多个对焦防抖透镜N1沿光学镜头组55的光轴方向(本实施例中以X轴方向为例)移动,来实现光学镜头组55的对焦功能。可以理解的是,本实施例的镜头马达552带动一个或多个对焦防抖透镜N1移动的推力较小,因此,镜头马达552的能耗较低,成本投入也较小,设计难度也较低。
此外,相较于通过棱镜马达带动棱镜转动,来实现光学镜头组的光学防抖功能的方案,本实施例通过镜头马达552带动一个或多个对焦防抖透镜N1在Y-Z平面上移动,来实现光学镜头组55的光学防抖功能。可以理解的是,本实施例的镜头马达552带动一个或多个对焦防抖透镜N1移动的推力较小,因此,镜头马达552的能耗较低,成本投入也较小,设计难度也较低。
可以理解的是,本实施例的镜头马达552既能够用于带动一个或多个对焦防抖透镜N1沿光学镜头组55的光轴方向移动,以实现光学镜头组55的对焦功能,还用于带动一个或多个对焦防抖透镜N1在垂直于光轴的平面上移动,以实现光学镜头组55的光学防抖功能。本实施例的镜头马达552具有“一物多用”的功能。这样,本实施例的马达数量减少,模组复杂度也较低。
此外,当本实施例的光学镜头组55应用在电子设备时,光学镜头组55在对焦过程中,光学镜头组55无需整个沿光轴方向移动,这样,光学镜头组55就不容易与电子设备的其他结构发生碰撞,也即降低光学镜头组55损害的风险。
下文将结合上文中所示意的摄像模组50的结构图具体介绍一下摄像模组50的光学系统几种设置方式。可以理解的是,通过设置摄像模组50的光学系统,从而保证摄像模组50能够拍摄出较佳的图像。
一种实施方式中,对焦防抖透镜组形成光学镜头组55的第二透镜群N。对焦防抖透镜组包括一个或多个对焦防抖透镜N1。换言之,第二透镜群N只包括对焦防抖透镜组。第二透镜群N具有正光焦度或负光焦度。光学镜头组55满足下列关系式:
0.5≤|(1-(α1×α2×…×αm)2)|≤4;例如,|(1-(α1×α2×…×αm)2)|可以等于0.5、0.9、1、1.5、2、2.6、3或者4。
其中,α1,α2,…,αm分别为对焦防抖透镜组中各个透镜的垂轴放大率,m满足:m≥1,且m为整数。
可以理解的是,上述关系式是关于对焦防抖透镜组的垂轴放大率的式子。可以理解的是,当对焦防抖透镜组的垂轴放大倍率满足上述关系式时,对焦防抖透镜组的垂轴放大倍率较为适中。此时,对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量均较为适中。可以理解的是,在光学镜头组55的设计过程中,例如:镜头马达552的结构、透镜的排布以及光学镜头组55的整体尺寸均与对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量紧密相关。而在本实施例中,通过将对焦防抖透镜组的垂轴放大倍率设计满足上述关系式,以使对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量均较为适中。此时,在镜头马达552的结构、透镜的排布以及光学镜头组55的整体尺寸等光学镜头组55的设计过程中,均能够在保证光学镜头组55具有较佳的拍摄效果下,能够有效地降低光学镜头组55的设计难度以及降低光学镜头组55在组装过程中的组装难度。
例如,当对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量均较为适中时,镜头马达552推动对焦防抖透镜组的行程较为适中,此时,镜头马达552内的线圈及磁铁大小均不会因设计得较大而占用空间,或者因设计得较小而无法实现光学对焦以及光学防抖。
在本实施例中,当对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量均较为适中时,光学镜头组55的焦点位置的调整不会花费太多时间,从而保证光学镜头组55具有较佳的光学性能。
此外,当对焦防抖透镜组的垂轴放大倍率较为适中时,光学镜头组55不容易因对焦防抖透镜组的垂轴放大率过大而出现像差。这样,光学镜头组55将具有良好的成像性能。
此外,对焦防抖透镜组的垂轴放大率较为适中,使得光学镜头组55的光焦度也较为适中。此时,当光学镜头组55在成像过程中,各种像差也较小,也即导致光学性能恶化的概率较低。这样,本实施例的光学镜头组55能够保证具有良好的光学性能。
在其他实施方式中,|(1-(α1×α2×…×αm)2)|的取值范围也可以小于0.5,或者大于4。
一种实施方式中,光学镜头组55还包括第三镜头。第三镜头位于对焦防抖透镜组的像侧。第三镜头包括第二镜筒553和固定于第二镜筒553内的固定透镜组。固定透镜组包括一个或多个固定透镜N2。固定透镜组与对焦防抖透镜组共同形成光学镜头组55的第二透镜群N。第二透镜群N具有正光焦度或负光焦度。光学镜头组55满足下列关系式:
0.5≤|(1-(α1×α2×…×αm)2)×(β1×β2×…×βn)2|≤4;例如,|(1-(α1×α2×…×αm2×β1×β2×…×βn2可以等于0.5、1、1.5、2、2.6、3或者3.5等。
其中,α1,α2,…,αm分别为对焦防抖透镜组中各个透镜的垂轴放大率,m满足:m≥1,且m为整数;
β1,β2,…,βn为固定透镜组中各个透镜的垂轴放大率,n满足:n≥1,n为整数。
可以理解的是,上述关系式是关于对焦防抖透镜组的垂轴放大率的式子。可以理解的是,当对焦防抖透镜组的垂轴放大倍率满足上述关系式时,对焦防抖透镜组的垂轴放大倍率较为适中。此时,对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量均较为适中。可以理解的是,在光学镜头组55的设计过程中,例如:镜头马达552的结构、透镜的排布以及光学镜头组55的整体尺寸均与对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量紧密相关。而在本实施例中,通过将对焦防抖透镜组的垂轴放大倍率设计满足上述关系式,以使对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量均较为适中。此时,在镜头马达552的结构、透镜的排布以及光学镜头组55的整体尺寸等光学镜头组55的设计过程中,均能够在保证光学镜头组55具有较佳的拍摄效果下,能够有效地降低光学镜头组55的设计难度以及降低光学镜头组55在组装过程中的组装难度。
例如,当对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量均较为适中时,镜头马达552推动对焦防抖透镜组的行程较为适中,此时,镜头马达552内的线圈及磁铁大小均不会因设计得较大而占用空间,或者因设计得较小而无法实现光学对焦以及光学防抖。
在本实施例中,当对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量均较为适中时,光学镜头组55的焦点位置的调整不会花费太多时间,从而保证光学镜头组55具有较佳的光学性能。
此外,当对焦防抖透镜组的垂轴放大倍率较为适中时,光学镜头组55不容易因对焦防抖透镜组的垂轴放大率过大而出现像差。这样,光学镜头组55将具有良好的成像性能。
此外,对焦防抖透镜组的垂轴放大率较为适中,使得光学镜头组55的光焦度也较为适中。此时,当光学镜头组55在成像过程中,各种像差也较小,也即导致光学性能恶化的概率较低。这样,本实施例的光学镜头组55能够保证具有良好的光学性能。
在其他实施方式中,|(1-(α1×α2×…×αm)2)×(β1×β2×…×βn)2|的取值范围也可以小于0.5,或者大于4。
一种实施方式中,光学镜头组55还包括第三镜头。第三镜头位于对焦防抖透镜组的物侧。第三镜头包括第二镜筒553和固定于第二镜筒553内的固定透镜组。固定透镜组包括一个或多个固定透镜N2。固定透镜组与对焦防抖透镜组共同形成光学镜头组55的第二透镜群N。第二透镜群N具有正光焦度或负光焦度。光学镜头组55满足下列关系式:
0.5≤|(1-(α1×α2×…×αm)2)|≤4;例如,|(1-(α1×α2×…×αm)2)|可以等于0.5、1、1.5、2、2.6、3或者3.5等。
其中,α1,α2,…,αm分别为对焦防抖透镜组的各个透镜的垂轴放大率,m满足:m≥1,且m为整数。
可以理解的是,上述关系式是关于对焦防抖透镜组的垂轴放大率的式子。可以理解的是,当对焦防抖透镜组的垂轴放大倍率满足上述关系式时,对焦防抖透镜组的垂轴放大倍率较为适中。此时,对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量均较为适中。可以理解的是,在光学镜头组55的设计过程中,例如:镜头马达552的结构、透镜的排布以及光学镜头组55的整体尺寸均与对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量紧密相关。而在本实施例中,通过将对焦防抖透镜组的垂轴放大倍率设计满足上述关系式,以使对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量均较为适中。此时,在镜头马达552的结构、透镜的排布以及光学镜头组55的整体尺寸等光学镜头组55的设计过程中,均能够在保证光学镜头组55具有较佳的拍摄效果下,能够有效地降低光学镜头组55的设计难度以及降低光学镜头组55在组装过程中的组装难度。
例如,当对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量均较为适中时,镜头马达552推动对焦防抖透镜组的行程较为适中,此时,镜头马达552内的线圈及磁铁大小均不会因设计得较大而占用空间,或者因设计得较小而无法实现光学对焦以及光学防抖。
在本实施例中,当对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量均较为适中时,光学镜头组55的焦点位置的调整不会花费太多时间,从而保证光学镜头组55具有较佳的光学性能。
此外,当对焦防抖透镜组的垂轴放大倍率较为适中时,光学镜头组55不容易因对焦防抖透镜组的垂轴放大率过大而出现像差。这样,光学镜头组55将具有良好的成像性能。
此外,对焦防抖透镜组的垂轴放大率较为适中,使得光学镜头组55的光焦度也较为适中。此时,当光学镜头组55在成像过程中,各种像差也较小,也即导致光学性能恶化的概率较低。这样,本实施例的光学镜头组55能够保证具有良好的光学性能。
在其他实施方式中,|(1-(α1×α2×…×αm)2)|的取值范围也可以小于0.5,或者大于4。
可以理解的是,当对焦防抖透镜组的焦距为Ff满足上述关系式时,对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量均较为适中。此时,在镜头马达552的结构、透镜的排布以及光学镜头组55的整体尺寸等光学镜头组55的设计过程中,能够有效地降低光学镜头组55的设计难度,从而降低光学镜头组55在组装过程中的组装难度。
例如,对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量不会因太大而导致镜头马达552行程太长,以及光学镜头组55的总长TTL太长。这样,对于光学镜头组55的尺寸设计及结构设计均能够较大程度地降低难度。
此外,当对焦防抖透镜组在光学防抖中的移动量,以及在光学对焦中的移动量均较为适中时,对焦防抖透镜组的场曲等各像差不会发生恶化,因此,光学镜头组55的光学性能不会变差。另外,对焦防抖透镜组的敏感度较低,此时,对焦防抖透镜组在组装到镜筒中时的偏心误差较小,光学性能较佳。
一种实施方式中,光学镜头组55满足关系式:20<vf<60,例如,vf可以等于24、30、44、56或者59。
其中,vf=(vf1+vf2+…+vfm)/m,vf1、vf2、…、vfm分别为各个对焦防抖透镜的阿贝数,m满足:m≥1,且m为整数。
可以理解的是,上述关系式是关于对焦防抖透镜组的阿贝数vf的式子。当对焦防抖透镜组的阿贝数vf满足上述关系式时,对焦防抖透镜组的色差较小,此时,光学镜头组55的光学性能较佳。特别是,当光学镜头组55在物体距离发生变动时进行对焦的过程中,光学镜头组55也能够有效抑制色差等光学性能恶化。
在其他实施方式中,vf的取值范围也可以小于等于20,或者大于等于60。
可以理解的是,上述关系式是关于光学镜头组55的总长TTL和光学镜头组55的焦距F的式子。当光学镜头组55的总长TTL和光学镜头组55的焦距F满足上述关系式时,光学镜头组55的焦点距离以及光学镜头组55的总长TTL较为适中。此时,本实施例的光学镜头组55不会因总长TTL太长,而使得镜头马达552的结构、透镜的排布以及光学镜头组55的整体尺寸等光学镜头组55的设计难度显著增大。
此外,当光学镜头组55的焦点距离以及光学镜头组55的总长TTL较为适中时,第一透镜群M与第二透镜群N的光焦度也较为适中。这样,光学镜头组55可以抑制各像差的发生,避免光学性能恶化。
可以理解的是,上述关系式是关于第一透镜群M的焦距F1和第二透镜群N的焦距F2的公式。当第一透镜群M的焦距F1和第二透镜群N的焦距F2满足上述关系式时,光学镜头组55的总长TTL也较为适中。此时,本实施例的光学镜头组55不会因光学镜头组55的总长TTL太长,而使得镜头马达552的结构、透镜的排布以及光学镜头组55的整体尺寸等光学镜头组55的设计难度显著增大。
此外,当第一透镜群M的焦距F1和第二透镜群N的焦距F2满足上述关系式时,第一透镜群M的焦距F1与第二透镜群N的焦距F2较为适中。此时,光学镜头组55可以抑制各像差的发生,避免光学性能恶化。
可以理解的是,上述关系式是第一透镜群M的焦距F1相对于光学镜头组55的焦距F的公式。可以理解的是,当第一透镜群M的焦距F1相对于光学镜头组55的焦距F满足上述关系式时,光学镜头组55的总长TTL也较为适中。此时,本实施例的光学镜头组55不会因光学镜头组55的总长TTL太长,而使得镜头马达552的结构、透镜的排布以及光学镜头组55的整体尺寸等光学镜头组55的设计难度显著增大。
此外,当第一透镜群M的焦距F1和光学镜头组55的焦距F较为适中时,光学镜头组55可以抑制球面像差和轴向色差的产生,从而确保光学镜头组55具有良好的光学性能。
另外,当第一透镜群M的焦距F1和光学镜头组55的焦距F较为适中时,光学镜头组55对光线的偏折较平缓,因此制造时所带来的变化就较小,公差敏感度较低。此时,对焦防抖透镜或者对焦防抖透镜组装到镜筒中时的偏心误差较小,光学性能较佳。
可以理解的是,上述关系式是第二透镜群N焦距F2相对于光学镜头组55的焦距F的式子。可以理解的是,当第二透镜群N的焦距F2相对于光学镜头组55的焦距F满足上述关系式时,光学镜头组55的总长TTL也较为适中。此时,本实施例的光学镜头组55不会因光学镜头组55的总长TTL太长,而使得镜头马达552的结构、透镜的排布以及光学镜头组55的整体尺寸等光学镜头组55的设计难度显著增大。
此外,当第二透镜群N的焦距F2和光学镜头组55的焦距F较为适中时,光学镜头组55可以抑制场曲或畸变等的发生,确保光学镜头组55具有良好的光学性能。
另外,当第二透镜群N的焦距F2和光学镜头组55的焦距F较为适中时,光学镜头组55对光线的偏折较平缓,因此制造时所带来的变化就较小,公差敏感度较低。此时,对焦防抖透镜或者对焦防抖透镜组装到镜筒中时的偏心误差较小,光学性能较佳。
一种实施方式中,光学镜头组55的F值满足:F值≥2.8。例如,F值可以等于2.8、5、8、10、15或者20。
可以理解的是,本实施例的光圈的F值满足上述关系式时,光学镜头组55的进光量较多,拍照效果较佳。此外,光学镜头组55也不容易因F值较大而出现拍照的背景内容虚化的问题。故而,本实施例的光学镜头组55的光学性能较佳。
一种实施方式中,光学镜头组55的F值满足:F值≥3.4。这样,摄像模组50的成像质量会更佳。
在其他实施方式中,F值的取值范围也可以小于2.8。
下面将结合相关附图更加详细地描述本申请的一些具体的而非限制性的例子。
第一种实施例:请参阅图16a,图16a是图1所示的电子设备的棱镜装置与摄像模组的第一种实施例的部分结构示意图。在本实施例中,第一透镜群M的透镜数量为四片,分别为第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4。第二透镜群N的透镜数量为两片,分别为对焦防抖透镜N1和固定透镜N2。第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4、对焦防抖透镜N1和固定透镜N2自物侧至像侧依次设置,且各片透镜同轴设置。
在本实施例中,第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4、对焦防抖透镜N1和固定透镜N2均为塑料材质。在其他实施例中,第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4、对焦防抖透镜N1和固定透镜N2也可以为玻璃材质。
在本申请中,为了便于仿真,本申请的所有实施例的棱镜42均以正方形为例,此时,环境光线从左向右传播。附图16a通过带有箭头的线条简单的示意光线。由附图16a可知,光线自棱镜42进入,并依次穿过第一透镜群M、第二透镜群N、滤光片54,最终投射至感光芯片52上。
依据上文的关系式,本申请第一种实施例的设计参数如下表1。可以理解的是,本实施例的各参数的设计均满足上文的各个关系式。
表1第一种实施例的光学镜头组55的设计参数
第一透镜群的光焦度 | 正 |
第二透镜群的光焦度 | 负 |
|(1-α<sub>1</sub><sup>2</sup>)×(β<sub>1</sub>)<sup>2</sup>| | 2.168 |
F<sub>f</sub> | 7.352 |
F | 15.0372 |
|F<sub>f</sub>/F| | 0.489 |
v<sub>f</sub> | 55.710 |
TTL | 18.603 |
TTL/F | 1.237132 |
|F<sub>2</sub>/F<sub>1</sub>| | 5.300685 |
|F<sub>1</sub>/F| | 0.596 |
|F<sub>2</sub>/F| | 3.159 |
F值 | 3.000 |
此外,本申请第一种实施例的光学镜头组55的基本参数设置如下表2及表3。
表2第一种实施例的光学镜头组55的基本参数
表3第一种实施例的光学镜头组55的基本参数
其中,棱镜S1指的是棱镜42的物侧面。棱镜S2指的是棱镜42的像侧面。L1S1指的是第一透镜M1的物侧面。L1S2指的是第一透镜M1的像侧面。L2S1指的是第二透镜M2的物侧面。L2S2指的是第二透镜M2的像侧面。L3S1指的是第三透镜M3的物侧面。L3S2指的是第三透镜M3的像侧面。L4S1指的是第四透镜M4的物侧面。L4S2指的是第四透镜M4的像侧面。L5S1指的是对焦防抖透镜N1的物侧面。L5S2指的是对焦防抖透镜N1的像侧面。L6S1指的是固定透镜N2的物侧面。L6S2指的是固定透镜N2的像侧面。滤光片S1指的是滤光片54的物侧面。滤光片1S2指的是滤光片54的像侧面。感光芯片S1指的是感光芯片52的物侧面。需要说明的是,本申请中,棱镜1S1、棱镜S2、L1S1、L1S2、L2S1、L2S2、L3S1、L3S2、L4S1、L4S2、L5S1、L5S2、L6S1、L6S2、滤光片S1、滤光片S2以及感光芯片S1等符号表示的意义均相同,在后续再次出现时不再进行赘述。
在本实施例中,通过上述参数设计得到的光学镜头组55的各不同的透镜能够分别起到不同的作用,从而通过各透镜的配合,以得到具有良好的成像质量的光学镜头组55。具体的,在本实施例中,第一透镜M1能有效降低系统球差,第二透镜M2和第三透镜M3配合能有效降低色差和彗差,第四透镜M4能有效减小边缘视场的像差如畸变。对焦防抖透镜N1可以减小像散和场曲。需要说明的是,此处仅给出了本实施例中各透镜所起到的作用,在本申请的其它实施例中,各透镜能够起到其它的作用,此处不对其进行限制。
图16b-图16d为第一种实施例的电子设备的光学性能的表征图。
请参阅图16b,图16b是图16a所示的电子设备的轴向色差示意图。具体的,图16b示出了波长分别为656nm、587nm及435nm的光线经过第一种实施例的光学镜头组55后的轴向像差。图16b的纵坐标表示的是归一化瞳孔坐标,横坐标表示轴向方向上的像差,单位为毫米。从图16b中可以看出,在本实施例中,轴向方向上的像差接近于零,也即轴向像差控制在一个很小的范围内。
请参阅图16c,图16c是图16a所示的电子设备的场曲示意图。具体的,图16c示出了波长分别是656nm、587nm及435nm的光线经过第一种实施例的光学镜头组55后的场曲示意图,场曲用于表示光线经过光学镜头组55后的非中心视场光线聚焦位置与中心视场聚焦位置的差异。其中,图16c中的实线分别表示的是波长656nm、587nm及435nm的光线经过光学镜头组55后的子午方向的场曲示意图。虚线是656nm、587nm及435nm的光线经过光学镜头组55后的弧矢方向的场曲示意图。由图16c可见,在子午方向以及在弧矢方向上,非中心视场光线经过光学镜头组55后与中心视场光线的差异较小,光学系统的成像效果较好。
请参阅图16d,图16d是图16a所示的电子设备的光学畸变示意图。具体的,图16d示出了波长是587nm的光线经过第一种实施例的光学镜头组55后的光学畸变示意图。根据图16d可见,本实施例中,光学系统将光学畸变控制在肉眼辨识范围内(2%及以下肉眼不可辨识)。
第二种实施例:请参阅图17a,图17a是图1所示的电子设备的棱镜装置与摄像模组的第二种实施例的部分结构示意图。在本实施例中,第一透镜群M的透镜数量为四片,分别为第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4。第二透镜群N的透镜数量为两片,分别为对焦防抖透镜N1和固定透镜N2。第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4、对焦防抖透镜N1和固定透镜N2自物侧至像侧依次设置,且各片透镜同轴设置。
在本实施例中,第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4、对焦防抖透镜N1和固定透镜N2均为塑料材质。在其他实施例中,第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4、对焦防抖透镜N1和固定透镜N2也可以为玻璃材质。
依据上文的关系式,本申请第二种实施例的设计参数如下表4。可以理解的是,本实施例的各参数的设计均满足上文的各个关系式。本实施例与第一种实施例不同的是,第二透镜群N为负光焦度的透镜群。具体如下。
表4第二种实施例的光学镜头组55的设计参数
此外,本申请第二种实施例的光学镜头组55的基本参数设置如下表5及表6。
表5第二种实施例的光学镜头组55的基本参数
表6第二种实施例的光学镜头组55的基本参数
在本实施例中,通过上述参数设计得到的光学镜头组55的各不同的透镜能够分别起到不同的作用,从而通过各透镜的配合,以得到具有良好的成像质量的光学镜头组55。
图17b-图17d为第二种实施例的电子设备的光学性能的表征图。
请参阅图17b,图17b是图17a所示的电子设备的轴向色差示意图。具体的,图17b示出了波长分别为656nm、587nm及435nm的光线经过第二种实施例的光学镜头组55后的轴向像差。图17b的纵坐标表示的是归一化瞳孔坐标,横坐标表示轴向方向上的像差,单位为毫米。从图17b中可以看出,在本实施例中,轴向方向上的像差接近于零,也即轴向像差控制在一个很小的范围内。
请参阅图17c,图17c是图17a所示的电子设备的场曲示意图。具体的,图17c示出了波长分别是656nm、587nm及435nm的光线经过第二种实施例的光学镜头组55后的场曲示意图,场曲用于表示光线经过光学镜头组55后的非中心视场光线聚焦位置与中心视场聚焦位置的差异。其中,图17c中的实线分别表示的是波长656nm、587nm及435nm的光线经过光学镜头组55后的子午方向的场曲示意图。虚线是656nm、587nm及435nm的光线经过光学镜头组55后的弧矢方向的场曲示意图。由图17c可见,在子午方向以及在弧矢方向上,非中心视场光线经过光学镜头组55后与中心视场光线的差异较小,光学系统的成像效果较好。
请参阅图17d,图17d是图17a所示的电子设备的光学畸变示意图。图17d示出了波长是587nm的光线经过第二种实施例的光学镜头组55后的光学畸变示意图。根据图17d可见,本实施例中,光学系统将光学畸变控制在肉眼辨识范围内(2%及以下肉眼不可辨识)。
第三种实施例:请参阅图18a,图18a是图1所示的电子设备的棱镜装置与摄像模组的第三种实施例的部分结构示意图。在本实施例中,第一透镜群M的透镜数量为四片,分别为第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4。第二透镜群N的透镜数量为两片,分别为对焦防抖透镜N1和固定透镜N2。第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4、对焦防抖透镜N1和固定透镜N2自物侧至像侧依次设置,且各片透镜同轴设置。
在本实施例中,第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4、对焦防抖透镜N1和固定透镜N2均为塑料材质。在其他实施例中,第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4、对焦防抖透镜N1和固定透镜N2也可以为玻璃材质。
依据上文的关系式,本申请第三种实施例的设计参数如下表7。
表7第三种实施例的光学镜头组55的设计参数
此外,本申请第三种实施例的光学镜头组55的基本参数设置如下表8及表9。
表8第三种实施例的光学镜头组55的基本参数
表9第三种实施例的光学镜头组55的基本参数
在本实施例中,通过上述参数设计得到的光学镜头组55的各不同的透镜能够分别起到不同的作用,从而通过各透镜的配合,以得到具有良好的成像质量的光学镜头组55。
图18b-图18d为第三种实施例的光学镜头组55的光学性能的表征图。
请参阅图18b,图18b是图18a所示的电子设备的轴向色差示意图。具体的,图18b示出了波长分别为656nm、587nm及435nm的光线经过第三种实施例的光学镜头组55后的轴向像差。图18b的纵坐标表示的是归一化瞳孔坐标,横坐标表示轴向方向上的像差,单位为毫米。从图18b中可以看出,在本实施例中,轴向方向上的像差接近于零,也即轴向像差控制在一个很小的范围内。
请参阅图18c,图18c是图18a所示的电子设备的场曲示意图。具体的,图18c示出了波长分别是656nm、587nm及435nm的光线经过第三种实施例的光学镜头组55后的场曲示意图,场曲用于表示光线经过光学镜头组55后的非中心视场光线聚焦位置与中心视场聚焦位置的差异。其中,图18c中的实线分别表示的是波长656nm、587nm及435nm的光线经过光学镜头组55后的子午方向的场曲示意图。虚线是656nm、587nm及435nm的光线经过光学镜头组55后的弧矢方向的场曲示意图。由图18c可见,在子午方向以及在弧矢方向上,非中心视场光线经过光学镜头组55后与中心视场光线的差异较小,光学系统的成像效果较好。
请参阅图18d,图18d是图18a所示的电子设备的光学畸变示意图。具体的,图18d示出了波长是587nm的光线经过第三种实施例的光学镜头组55后的光学畸变示意图。根据图18d可见,本实施例中,光学系统将光学畸变控制在肉眼辨识范围内(2%及以下肉眼不可辨识)。
第四种实施例:请参阅图19a,图19a是图1所示的电子设备的棱镜与透镜的第四种实施例的结构示意图。在本实施例中,第一透镜群M的透镜数量为四片,分别为第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4。第二透镜群N的透镜数量为两片,分别为对焦防抖透镜N1和固定透镜N2。第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4、对焦防抖透镜N1和固定透镜N2自物侧至像侧依次设置,且各片透镜同轴设置。
在本实施例中,第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4、对焦防抖透镜N1和固定透镜N2均为塑料材质。在其他实施例中,第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4、对焦防抖透镜N1和固定透镜N2也可以为玻璃材质。
依据上文的关系式,本申请第四种实施例的设计参数如下表10。
表10第四种实施例的光学镜头组55的设计参数
第一透镜群的光焦度 | 正 |
第二透镜群的光焦度 | 负 |
|(1-α<sub>1</sub><sup>2</sup>)×β<sub>1</sub><sup>2</sup>| | 3.824 |
F<sub>f</sub> | -6.334 |
F | 29.0205 |
|F<sub>f</sub>/F| | 0.218 |
v<sub>f</sub> | 55.710 |
TTL | 28.6790565 |
TTL/F | 0.988 |
|F<sub>2</sub>/F<sub>1</sub>| | 2.401 |
|F<sub>1</sub>/F| | 0.503 |
|F<sub>2</sub>/F| | 1.207 |
F值 | 3.45 |
此外,本申请第四种实施例的光学镜头组55的基本参数设置如下表11及表12。
表11第四种实施例的光学镜头组55的基本参数
表12第四种实施例的光学镜头组55的基本参数
在本实施例中,通过上述参数设计得到的光学镜头组55的各不同的透镜能够分别起到不同的作用,从而通过各透镜的配合,以得到具有良好的成像质量的光学镜头组55。
图19b-图19d为第四种实施例的光学镜头组55的光学性能的表征图。
请参阅图19b,图19b是图19a所示的电子设备的轴向色差示意图。具体的,图19b示出了波长分别为656nm、587nm及435nm的光线经过第四种实施例的光学镜头组55后的轴向像差。图19b的纵坐标表示的是归一化瞳孔坐标,横坐标表示轴向方向上的像差,单位为毫米。从图19b中可以看出,在本实施例中,轴向方向上的像差接近于零,也即轴向像差控制在一个很小的范围内。
请参阅图19c,图19c是图19a所示的电子设备的场曲示意图。具体的,图19c示出了波长分别是656nm、587nm及435nm的光线经过第四种实施例的光学镜头组55后的场曲示意图,场曲用于表示光线经过光学镜头组55后的非中心视场光线聚焦位置与中心视场聚焦位置的差异。其中,图19c中的实线分别表示的是波长656nm、587nm及435nm的光线经过光学镜头组55后的子午方向的场曲示意图。虚线是656nm、587nm及435nm的光线经过光学镜头组55后的弧矢方向的场曲示意图。由图19c可见,在子午方向以及在弧矢方向上,非中心视场光线经过光学镜头组55后与中心视场光线的差异较小,光学系统的成像效果较好。
请参阅图19d,图19d是图19a所示的电子设备的光学畸变示意图。具体的,图19d示出了波长是587nm的光线经过第四种实施例的光学镜头组55后的光学畸变示意图。根据图19d可见,本实施例中,光学系统将光学畸变控制在肉眼辨识范围内(2%及以下肉眼不可辨识)。
第五种实施例:请参阅图20a,图20a是图1所示的电子设备的棱镜与透镜的第五种实施例的结构示意图。在本实施例中,第一透镜群M的透镜数量为四片,分别为第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4。第二透镜群N的透镜数量为两片,分别为对焦防抖透镜N1和固定透镜N2。第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4、对焦防抖透镜N1和固定透镜N2自物侧至像侧依次设置,且各片透镜同轴设置。在本实施例中,第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4、对焦防抖透镜N1和固定透镜N2均为塑料材质。在其他实施例中,第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4、对焦防抖透镜N1和固定透镜N2也可以为玻璃材质。
依据上文的关系式,本申请第三种实施例的设计参数如下表13。
表13第五种实施例的光学镜头组55的设计参数
第一透镜群光焦度 | 正 |
第二透镜群的光焦度 | 正 |
|(1-α<sub>1</sub><sup>2</sup>)×β<sub>1</sub><sup>2</sup>| | 1.761 |
F<sub>f</sub> | 7.722 |
F | 17.3525 |
|F<sub>f</sub>/F| | 0.445 |
v<sub>f</sub> | 55.710 |
TTL | 19.527 |
TTL/F | 1.125 |
|F<sub>2</sub>/F<sub>1</sub>| | 21.836 |
|F<sub>1</sub>/F| | 0.693 |
|F<sub>2</sub>/F| | 15.129 |
F值 | 3.56 |
此外,本申请第五种实施例的光学镜头组55的基本参数设置如下表14及表15。
表14第五种实施例的光学镜头组55的基本参数
表15第五种实施例的光学镜头组55的基本参数
在本实施例中,通过上述参数设计得到的光学镜头组55的各不同的透镜能够分别起到不同的作用,从而通过各透镜的配合,以得到具有良好的成像质量的光学镜头组55。
图20b-图20d为第五种实施例的光学镜头组55的光学性能的表征图。
请参阅图20b,图20b是图20a所示的电子设备的轴向色差示意图。具体的,图20b示出了波长分别为656nm、587nm及435nm的光线经过第五种实施例的光学镜头组55后的轴向像差。图20b的纵坐标表示的是归一化瞳孔坐标,横坐标表示轴向方向上的像差,单位为毫米。从图20b中可以看出,在本实施例中,轴向方向上的像差接近于零,也即轴向像差控制在一个很小的范围内。
请参阅图20c,图20c是图20a所示的电子设备的场曲示意图。具体的,图20c示出了波长分别是656nm、587nm及435nm的光线经过第五种实施例的光学镜头组55后的场曲示意图,场曲用于表示光线经过光学镜头组55后的非中心视场光线聚焦位置与中心视场聚焦位置的差异。其中,图20c中的实线分别表示的是波长656nm、587nm及435nm的光线经过光学镜头组55后的子午方向的场曲示意图。虚线是656nm、587nm及435nm的光线经过光学镜头组55后的弧矢方向的场曲示意图。由图20c可见,在子午方向以及在弧矢方向上,非中心视场光线经过光学镜头组55后与中心视场光线的差异较小,光学系统的成像效果较好。
请参阅图20d,图20d是图20a所示的电子设备的光学畸变示意图。具体的,图20d示出了波长是587nm的光线经过第五种实施例的光学镜头组55后的光学畸变示意图。根据图20d可见,本实施例中,光学系统将光学畸变控制在肉眼辨识范围内(2%及以下肉眼不可辨识)。
第六种实施例:请参阅图21a,图21a是图1所示的电子设备的棱镜装置与摄像模组的第六种实施例的部分结构示意图。在本实施例中,第一透镜群M的透镜数量为四片,分别为第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4。第二透镜群N的透镜数量为两片,分别为对焦防抖透镜N1和固定透镜N2。第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4、固定透镜N2和对焦防抖透镜N1自物侧至像侧依次设置,且各片透镜同轴设置。可以理解的是,与上述各实施例不同的是,本实施例的固定透镜N2的位置位于对焦防抖透镜N1的物侧。
在本实施例中,第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4、对焦防抖透镜N1和固定透镜N2均为塑料材质。在其他实施例中,第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4、对焦防抖透镜N1和固定透镜N2也可以为玻璃材质。
依据上文的关系式,本申请第三种实施例的设计参数如下表16。
表16第六种实施例的光学镜头组55的设计参数
第一透镜群的光焦度 | 正 |
第二透镜群的光焦度 | 正 |
|1-α<sub>1</sub><sup>2</sup>| | 0.959 |
F<sub>f</sub> | 13.813 |
F | 27.7666 |
|F<sub>f</sub>/F| | 0.497 |
v<sub>f</sub> | 56.074 |
TTL | 28.682 |
TTL/F | 1.033 |
|F<sub>2</sub>/F<sub>1</sub>| | 0.106 |
|F<sub>1</sub>/F| | 4.911 |
|F<sub>2</sub>/F| | 0.520 |
F值 | 3.560 |
此外,本申请第六种实施例的光学镜头组55的基本参数设置如下表17及表18。
表17第六种实施例的光学镜头组55基本参数
表18第六种实施例的光学镜头组55基本参数
在本实施例中,通过上述参数设计得到的光学镜头组55的各不同的透镜能够分别起到不同的作用,从而通过各透镜的配合,以得到具有良好的成像质量的光学镜头组55。
图21b-图21d为第六种实施例的光学镜头组55的光学性能的表征图。
请参阅图21b,图21b是图21a所示的电子设备的轴向色差示意图。具体的,图21b示出了波长分别为656nm、587nm及435nm的光线经过第六种实施例的光学镜头组55后的轴向像差。图21b的纵坐标表示的是归一化瞳孔坐标,横坐标表示轴向方向上的像差,单位为毫米。从图21b中可以看出,在本实施例中,轴向方向上的像差接近于零,也即轴向像差控制在一个很小的范围内。
请参阅图21c,图21c是图21a所示的电子设备的场曲示意图。具体的,图21c示出了波长分别是656nm、587nm及435nm的光线经过第六种实施例的光学镜头组55后的场曲示意图,场曲用于表示光线经过光学镜头组55后的非中心视场光线聚焦位置与中心视场聚焦位置的差异。其中,图21c中的实线分别表示的是波长656nm、587nm及435nm的光线经过光学镜头组55后的子午方向的场曲示意图。虚线是656nm、587nm及435nm的光线经过光学镜头组55后的弧矢方向的场曲示意图。由图21c可见,在子午方向以及在弧矢方向上,非中心视场光线经过光学镜头组55后与中心视场光线的差异较小,光学系统的成像效果较好。
请参阅图21d,图21d是图21a所示的电子设备的光学畸变示意图。具体的,图21d示出了波长是587nm的光线经过第六种实施例的光学镜头组55后的光学畸变示意图。根据图21d可见,本实施例中,光学系统将光学畸变控制在肉眼辨识范围内(2%及以下肉眼不可辨识)。
第七种实施例:请参阅图22a,图22a是图1所示的电子设备的棱镜装置与摄像模组的第七种实施例的部分结构示意图。本实施例中,第一透镜群M的透镜数量为四片,分别为第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4。第二透镜群N的透镜数量为一片,具体为对焦防抖透镜N1。第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4、对焦防抖透镜N1自物侧至像侧依次设置,且各片透镜同轴设置。可以理解的是,与上述各个实施例不同的是,本实施例的第二透镜群N不再包括固定透镜N2。
在本实施例中,第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4和对焦防抖透镜N1均为塑料材质。在其他实施例中,第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4和对焦防抖透镜N1也可以为玻璃材质。
依据上文的关系式,本申请第七种实施例的设计参数如下表19。可以理解的是,本实施例的各参数的设计均满足上文的各个关系式。
表19第七种实施例的光学镜头组55的设计参数
第一透镜群的光焦度 | 正 |
第二透镜群的光焦度 | 负 |
|1-α<sub>1</sub><sup>2</sup>| | 1.32 |
F<sub>f</sub> | -12.215 |
F | 15.05 |
|F<sub>f</sub>/F| | 0.812 |
v<sub>f</sub> | 56.074 |
TTL | 17.5 |
TTL/F | 1.163 |
|F<sub>2</sub>/F<sub>1</sub>| | 1.236 |
|F<sub>1</sub>/F| | 0.657 |
|F<sub>2</sub>/F| | 0.812 |
F值 | 3.39 |
此外,本申请第七种实施例的光学镜头组55的基本参数设置如下表20及表21。
表20第七种实施例的光学镜头组55的基本参数
表21第七种实施例的光学镜头组55基本参数
在本实施例中,通过上述参数设计得到的光学镜头组55的各不同的透镜能够分别起到不同的作用,从而通过各透镜的配合,以得到具有良好的成像质量的光学镜头组55。
图22b-图22d为第七种实施例的光学镜头组55的光学性能的表征图。
请参阅图22b,图22b是图22a所示的电子设备的轴向色差示意图。具体的,图22b示出了波长分别为656nm、587nm及435nm的光线经过第七种实施例的光学镜头组55后的轴向像差。图22b的纵坐标表示的是归一化瞳孔坐标,横坐标表示轴向方向上的像差,单位为毫米。从图22b中可以看出,在本实施例中,轴向方向上的像差接近于零,也即轴向像差控制在一个很小的范围内。
请参阅图22c,图22c是图22a所示的电子设备的场曲示意图。具体的,图22c示出了波长分别是656nm、587nm及435nm的光线经过第七种实施例的光学镜头组55后的场曲示意图,场曲用于表示光线经过光学镜头组55后的非中心视场光线聚焦位置与中心视场聚焦位置的差异。其中,图22c中的实线分别表示的是波长656nm、587nm及435nm的光线经过光学镜头组55后的子午方向的场曲示意图。虚线是656nm、587nm及435nm的光线经过光学镜头组55后的弧矢方向的场曲示意图。由图22c可见,在子午方向以及在弧矢方向上,非中心视场光线经过光学镜头组55后与中心视场光线的差异较小,光学系统的成像效果较好。
请参阅图22d,图22d是图22a所示的电子设备的光学畸变示意图。具体的,图22d示出了波长是587nm的光线经过第七种实施例的光学镜头组55后的光学畸变示意图。根据图22d可见,本实施例中,光学系统将光学畸变控制在肉眼辨识范围内(2%及以下肉眼不可辨识)。
第八种实施例:请参阅图23a,图23a是图1所示的电子设备的棱镜装置与摄像模组的第八种实施例的部分结构示意图。本实施例中,第一透镜群M的透镜数量为四片,分别为第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4。第二透镜群N的透镜数量为两片,分别为第一个对焦防抖透镜N1和第二个对焦防抖透镜N3。第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4、第一个对焦防抖透镜N1和第二个对焦防抖透镜N3自物侧至像侧依次设置,且各片透镜同轴设置。可以理解的是,与上述各个实施例不同的是,本实施例的第二透镜群N的对焦防抖透镜的数量为两个。
在本实施例中,第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4、第一个对焦防抖透镜N1和第二个对焦防抖透镜N3均为塑料材质。在其他实施例中,第一透镜M1、第二透镜M2、第三透镜M3、第四透镜M4、第一个对焦防抖透镜N1和第二个对焦防抖透镜N3也可以为玻璃材质。
依据上文的关系式,本申请第八种实施例的设计参数如下表22。可以理解的是,本实施例的各参数的设计均满足上文的各个关系式。
表22第八种实施例的光学镜头组55的设计参数
第一透镜群的光焦度 | 正 |
第二透镜群的光焦度 | 正 |
|1-(α<sub>1</sub>×α<sub>2</sub>)<sup>2</sup>| | 2.556 |
F<sub>f</sub> | 130.401 |
F | 27.7544 |
|F<sub>f</sub>/F| | 4.698 |
v<sub>f1</sub> | 25.576 |
v<sub>f2</sub> | 23.970 |
v<sub>f</sub> | 24.773 |
TTL | 23.262 |
TTL/F | 0.838 |
|F<sub>2</sub>/F<sub>1</sub>| | 8.860 |
|F<sub>1</sub>/F| | 0.530 |
|F<sub>2</sub>/F| | 4.698 |
F值 | 3.56 |
此外,本申请第八种实施例的光学镜头组55的基本参数设置如下表23及表24。
表23第八种实施例的光学镜头组55的基本参数
表24第八种实施例的光学镜头组55的基本参数
可以理解的是,与上述各个实施例不同的是,本实施例的L7S1指的是第一个对焦防抖透镜N1的物侧面。L7S2指的是第一个对焦防抖透镜N1的像侧面。L8S1指的是第二个对焦防抖透镜N2的物侧面。L8S2指的是第二个对焦防抖透镜N2的像侧面。
在本实施例中,通过上述参数设计得到的光学镜头组55的各不同的透镜能够分别起到不同的作用,从而通过各透镜的配合,以得到具有良好的成像质量的光学镜头组55。
图23b-图23d为第八种实施例的光学镜头组55的光学性能的表征图。
请参阅图23b,图23b是图23a所示的电子设备的轴向色差示意图。具体的,图23b示出了波长分别为656nm、587nm及435nm的光线经过第八种实施例的光学镜头组55后的轴向像差。图23b的纵坐标表示的是归一化瞳孔坐标,横坐标表示轴向方向上的像差,单位为毫米。从图23b中可以看出,在本实施例中,轴向方向上的像差接近于零,也即轴向像差控制在一个很小的范围内。
请参阅图23c,图23c是图23a所示的电子设备的场曲示意图。具体的,图23c示出了波长分别是656nm、587nm及435nm的光线经过第八种实施例的光学镜头组55后的场曲示意图,场曲用于表示光线经过光学镜头组55后的非中心视场光线聚焦位置与中心视场聚焦位置的差异。其中,图23c中的实线分别表示的是波长656nm、587nm及435nm的光线经过光学镜头组55后的子午方向的场曲示意图。虚线是656nm、587nm及435nm的光线经过光学镜头组55后的弧矢方向的场曲示意图。由图23c可见,在子午方向以及在弧矢方向上,非中心视场光线经过光学镜头组55后与中心视场光线的差异较小,光学系统的成像效果较好。
请参阅图23d,图23d是图23a所示的电子设备的光学畸变示意图。具体的,图23d示出了波长是587nm的光线经过第八种实施例的光学镜头组55后的光学畸变示意图。根据图23d可见,本实施例中,光学系统将光学畸变控制在肉眼辨识范围内(2%及以下肉眼不可辨识)。
在本实施例中,通过设置两个对焦防抖透镜所组成的对焦防抖透镜组,能够使得系统像散校正较好,且两个对焦防抖透镜的同时移动可以缩小光学镜头组在移动过程中多组件的误差,整体性能较好。
以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (20)
1.一种光学镜头组,其特征在于,包括第一镜头和第二镜头;
所述第一镜头包括第一镜筒和固定于所述第一镜筒内的第一透镜群,所述第一透镜群具有正光焦度;
所述第二镜头位于所述第一镜头的像侧,所述第二镜头包括镜头马达和安装于所述镜头马达内的对焦防抖透镜组,所述对焦防抖透镜组包括一个或多个透镜,所述镜头马达用于带动所述对焦防抖透镜组沿所述光学镜头组的光轴方向移动,还用于带动所述对焦防抖透镜组在垂直于所述光轴的平面上移动。
2.根据权利要求1所述的光学镜头组,其特征在于,所述对焦防抖透镜组形成所述光学镜头组的第二透镜群,所述第二透镜群具有正光焦度或者负光焦度。
3.根据权利要求2所述的光学镜头组,其特征在于,所述光学镜头组满足下列关系-式:
0.5≤|(1-(α1×α2×…×αm)2)|≤4;
其中,α1,α2,…,αm分别为所述对焦防抖透镜组中各个所述透镜的垂轴放大率,m满足:m≥1,且m为整数。
4.根据权利要求1所述的光学镜头组,其特征在于,所述光学镜头组还包括第三镜头,所述第三镜头位于所述对焦防抖透镜组的像侧,所述第三镜头包括第二镜筒和固定于所述第二镜筒内的固定透镜组,所述固定透镜组包括一个或多个透镜,所述固定透镜组与所述对焦防抖透镜组共同形成所述光学镜头组的第二透镜群,所述第二透镜群具有正光焦度或负光焦度。
5.根据权利要求4所述的光学镜头组,其特征在于,所述第二镜筒固定于所述镜头马达背向所述第一镜筒的一侧。
6.根据权利要求4所述的光学镜头组,其特征在于,所述光学镜头组满足下列关系式:
0.5≤|(1-(α1×α2×…×αm)2)×(β1×β2×…×βn)2|≤4;
其中,α1,α2,…,αm分别为所述对焦防抖透镜组中各个所述透镜的垂轴放大率,m满足:m≥1,且m为整数;
β1,β2,…,βn为所述固定透镜组中各个透镜的垂轴放大率,n满足:n≥1,n为整数。
7.根据权利要求1所述的光学镜头组,其特征在于,所述光学镜头组还包括第三镜头,所述第三镜头位于所述对焦防抖透镜组的物侧,所述第三镜头包括第二镜筒和固定于所述第二镜筒内的固定透镜组,所述固定透镜组包括一个或多个透镜,所述固定透镜组与所述对焦防抖透镜组共同形成所述光学镜头组的第二透镜群,所述第二透镜群具有正光焦度或负光焦度。
9.根据权利要求8所述的光学镜头组,其特征在于,所述光学镜头组满足关系式:
20<vf<60,
其中,vf=(vf1+vf2+…+vfm)/m,vf1、vf2、…、vfm分别为各个所述对焦防抖透镜的阿贝数,m满足:m≥1,且m为整数。
14.如权利要求1至7中任一项所述的光学镜头组,其特征在于,所述光学镜头组的F值满足:F值≥2.8。
15.根据权利要求2至7中任一项所述的光学镜头组,其特征在于,所述第一透镜群与所述第二透镜群中的每个透镜均具有切口,所述切口用于降低所述第一透镜群与所述第二透镜群中各个透镜的高度。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的光学镜头组,其特征在于,所述镜头马达包括第一电路板、第二电路板、第一移动支架、第二移动支架、第一组线圈、第二组线圈、第三组线圈、第一组磁铁、第二组磁铁以及第三组磁铁;
所述第一电路板与所述第二电路板相对且间隔设置,所述第一移动支架与所述第二移动支架均位于所述第一电路板与所述第二电路板之间,所述第一移动支架弹性连接于所述第一电路板,所述第二移动支架弹性连接于所述第一移动支架,所述对焦防抖透镜组安装于所述第二移动支架;
所述第一组线圈固定于所述第二移动支架,所述第一组磁铁固定于所述第一移动支架,所述第一组线圈与所述第一组磁铁用于产生推动所述第二移动支架相对所述第一移动支架沿所述光学镜头组的光轴移动的安培力;
所述第二组线圈固定于所述第二电路板,所述第三组线圈固定于所述第一电路板,所述第二组磁铁与所述第三组磁铁固定于所述第一移动支架的不同位置,所述第二组线圈与所述第二组磁铁用于产生推动所述第一移动支架与所述第二移动支架沿第一方向移动的安培力,所述第三组线圈与所述第三组磁铁用于产生推动所述第一移动支架与所述第二移动支架沿第二方向移动的安培力,所述第一方向与所述第二方向不同,所述第一方向与所述第二方向均垂直于所述光轴的方向。
17.根据权利要求16所述的光学镜头组,其特征在于,所述镜头马达还包括悬线、第一簧片及第二簧片;
所述第一簧片固定于所述第二移动支架与所述第一移动支架之间;
所述第二簧片的一端固定于所述第二移动支架背向所述第一簧片的表面,另一端通过所述悬线固定于所述第一电路板,且所述第二簧片的中部固定连接于所述第一移动支架。
18.一种摄像模组,其特征在于,包括电路板、感光芯片及如权利要求1至17中任一项所述的光学镜头组,所述感光芯片与所述光学镜头组均固定于所述电路板,所述光学镜头组用于将环境光线投射至所述感光芯片。
19.根据权利要求18所述的摄像模组,其特征在于,所述摄像模组还包括棱镜装置,所述棱镜装置位于所述的光学镜头组的物侧,所述棱镜装置用于将环境光线反射至所述光学镜头组内。
20.一种电子设备,其特征在于,包括壳体以及如权利要求18或19所述的摄像模组,所述摄像模组安装于所述壳体。
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