CN114167569B - 光学镜头、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、摄像模组及电子设备。光学镜头包括定焦镜头和对焦镜头。对焦镜头位于定焦镜头的物侧。对焦镜头包括马达、第一透镜以及第二透镜。第二透镜位于第一透镜的像侧。其中,第二透镜与第一透镜的相对位置发生变化时,对焦镜头的光焦度变化。马达包括第一驱动部和第二驱动部。第一驱动部连接第一透镜。第一驱动部用于驱动第一透镜在垂直于定焦镜头的光轴方向上移动。第二驱动部连接第二透镜。第二驱动部用于驱动第二透镜在垂直于定焦镜头的光轴方向上移动。光学镜头在对焦的过程中,马达能耗较低。
Description
技术领域
本申请涉及到镜头领域,尤其涉及到一种光学镜头、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。传统手机的摄像模组包括马达和镜头。其中,在摄像模组的拍照过程中,通过马达驱动镜头沿光轴方向移动,来实现摄像模组的对焦需求。然而,在马达推动镜头移动的过程中,由于镜头的重量较重,马达需要较大的推力,导致马达的能耗较大,不利于摄像模组长时间拍摄。
发明内容
本申请提供了一种在光学对焦的过程中,马达能耗较低的光学镜头、摄像模组及电子设备。
第一方面,本申请实施例提供了一种光学镜头。光学镜头包括定焦镜头和对焦镜头。所述对焦镜头位于所述定焦镜头的物侧。所述对焦镜头包括马达、第一透镜以及第二透镜。所述第二透镜位于所述第一透镜的像侧。其中,所述第二透镜与所述第一透镜的相对位置发生变化时,所述对焦镜头的光焦度变化。应理解,第一透镜与第二透镜的相对位置发生变化是指,第一透镜正对第二透镜的部分发生变化,和/或,第二透镜正对第一透镜的部分发生变化。其中,两个部分“正对”是指这两个部分在垂直于光学镜头的光轴方向的平面上的正投影重合。其中,当第一透镜正对第二透镜的部分发生变化时,第一透镜正对第二透镜的部分的物侧面形状、像侧面形状、厚度等因素中至少一者发生变化。第二透镜正对第一透镜的部分发生变化时,第二透镜正对第一透镜的部分的物侧面形状、像侧面形状、厚度等因素中至少一者发生变化。
所述马达包括第一驱动部和第二驱动部。可以理解的是,第一驱动部包括动力源组件以及传动组件。传动组件连接于动力源组件。动力源组件带动传动组件移动。一种实施方式中,动力源组件可以包括线圈与磁铁。磁铁在线圈所产生的磁场下形成安培力。传动件组件在安培力下相对动力源组件移动。一种实施方式中,动力源组件可以包括形状记忆合金(shape memory alloys,SMA)线。当SMA线接收电流信号时,SMA线可以产生收缩力。传动件组件在该收缩力下相对动力源组件移动。一种实施方式中,动力源组件也可以包括电机以及齿条。齿条与电机的齿轮啮合。当电机转动时,电机带动齿条移动。齿条带动传动件组件移动。第二驱动部的结构可以参阅第一驱动部的结构。这里不再赘述。第二驱动部的动力源组件可以共用第一驱动部的动力源组件。另外,第二驱动部的部分传动组件也可以与第一驱动部的传动组件共用。
另外,所述第一驱动部连接所述第一透镜。所述第一驱动部用于驱动所述第一透镜在垂直于所述定焦镜头的光轴方向上移动。所述第二驱动部连接所述第二透镜。所述第二驱动部用于驱动所述第二透镜在垂直于所述定焦镜头的光轴方向上移动。
在本实施例中,通过所述第一驱动部驱动所述第一透镜在垂直于所述定焦镜头的光轴方向上移动,所述第二驱动部驱动所述第二透镜在垂直于所述定焦镜头的光轴方向上移动,以实现光学镜头的对焦。一方面,本实施例的光学镜头无需通过马达带动整个镜头沿X轴方向移动。此时,马达的推力较小,马达的能耗较低,光学镜头的拍摄时长较长。另一方面,当传统的摄像模组的等效焦距大于40毫米时,传统的摄像模组为了能够在短物距的物体成像,镜头的移动行程较大。此时,传统的摄像模组在X轴方向的长度整体较大。而本实施方式的光学镜头通过对焦镜头对焦,对焦镜头无需在X轴方向移动镜头。这样,光学镜头在X轴方向的尺寸可以做得较小,从而使得光学镜头在X轴方向可以实现小型化设置。
一种实施方式中,所述第一透镜在第一位置,所述第二透镜在第二位置时,所述对焦透镜处于无光焦度状态。此时,第一透镜与第二透镜相当于一个平板玻璃。这样,当平行的环境光线依次穿过第一透镜与第二透镜之后,环境光线依然平行出射。
所述第一透镜自所述第一位置沿第一方向移动,所述第二透镜自所述第二位置沿第二方向移动,所述对焦镜头处于正光焦度状态,也即对焦镜头具有正的焦距。当平行的环境光线依次穿过第一透镜与第二透镜之后,平行的环境光线汇聚至一个点。这样,第一透镜与第二透镜具有汇聚环境光线的效果。
所述第一透镜自所述第一位置沿所述第二方向移动,所述第二透镜自所述第二位置沿所述第一方向移动,所述对焦镜头处于负光焦度状态,对焦镜头具有负的焦距。所述第一方向与所述第二方向相反。此时,当平行的环境光线依次穿过第一透镜与第二透镜之后,平行的环境光线未汇聚于一个点,且向外发散。
可以理解的是,通过设置所述第一透镜沿第一方向以及第二方向移动,其中所述第一方向与所述第二方向相反,从而使得第一透镜的移动方向较为简单。这样,第一驱动部的结构设计也较为简单,容易实现。另外,通过设置所述第二透镜沿第一方向以及第二方向移动,也可以使得第二透镜的移动方向较为简单。这样,第二驱动部的结构设计也较为简单,容易实现。
一种实施方式中,所述第一透镜自所述第一位置沿所述第一方向移动的行程在1毫米至4毫米的范围内。
可以理解的是,当第一透镜自第一位置沿所述第一方向上移动的行程在该尺寸范围内时,一方面,可以避免第一透镜因移动行程较短而导致第一透镜的弯曲程度显著增大,从而有利于第一透镜的制造,且不容易加大与第二透镜碰撞的风险,另一方面,可以避免第一透镜因移动行程过长而影响马达的控制精度,以及显著增大光学镜头体积。
一种实施方式中,第二透镜自第二位置沿第二方向上移动的行程在1毫米至4毫米的范围内。
一种实施方式中,第一透镜自第一位置沿第二方向上移动的行程在1毫米至4毫米的范围内。可以理解的是,当第一透镜自第一位置沿第二方向上移动的行程在该尺寸范围内时,一方面,可以避免第一透镜因移动行程较短而导致第一透镜的弯曲程度显著增大,从而有利于第一透镜的制造,且不容易加大与第二透镜碰撞的风险,另一方面,可以避免第一透镜因移动行程过长而影响马达的控制精度,以及显著增大光学镜头体积。
在其他实施方式中,第二透镜自第二位置沿第一方向移动的行程在1毫米至4毫米的范围内。
一种实施方式中,所述第一透镜的物侧面和像侧面均为自由曲面,所述第二透镜的物侧面和像侧面均为自由曲面。这样,光学镜头的光学设计的自由度能够显著增大。此时,在光学镜头采集环境光线的过程中,第一透镜与第二透镜能够优化减小像差,进而提高光学镜头的成像质量。
一种实施方式中,所述第一透镜的物侧面和像侧面均为自由曲面。所述第二透镜的物侧面。所述第二透镜的像侧面为平面或者球面。此时,对焦镜头具有三个自由曲面。这样,光学镜头的光学设计的自由度也能够显著增大。此时,在光学镜头采集环境光线的过程中,第一透镜与第二透镜能够优化减小像差,进而提高光学镜头的成像质量。
一种实施方式中,所述自由曲面满足:
其中,z为所述自由曲面的矢高;r为在所述对焦镜头的光轴方向上的半径高度;c为曲率半径;k为圆锥系数;N为级数中多项式系数的总数;Ei(x,y)是x,y方向的幂级数;Ai是多项式系数;n为正整数;a与b为偶数。
这样,由于x的幂和y的幂只使用偶次项,自由曲面可以关于垂直于光轴方向的平面对称。
一种实施方式中,在所述定焦镜头的光轴方向上,所述第一透镜与所述第二透镜之间的距离在0.1毫米至2毫米的范围内。
可以理解的是,通过将第一透镜与第二透镜之间的距离设置在该尺寸范围内,从而既可以避免第一透镜与第二透镜之间的距离因过小而增大第一透镜与第二透镜在移动过程中发生碰撞的风险,又可以避免第一透镜与第二透镜之间的距离因过大而导致空气间隙引起的像差。另外,当对焦镜头的物侧设置有三棱镜时,第一透镜与第二透镜之间的距离不容易因过大而导致三棱镜的尺寸增大,进而有利于三棱镜的制造以及小型化设置。
一种实施方式中,在所述定焦镜头的光轴方向上,所述第二透镜与所述定焦镜头之间的距离在0.1毫米至5毫米的范围内。
可以理解的是,通过将第二透镜与定焦镜头之间的距离设置在该尺寸范围内,从而避免第二透镜与定焦镜头之间的距离因过小而增大第二透镜与定焦镜头间的碰撞风险。当对焦镜头的物侧设置有三棱镜时,第二透镜与定焦镜头之间的距离不容易因过大而导致三棱镜的尺寸显著增大,进而有利于三棱镜的制造以及小型化设置。
一种实施方式中,所述第一透镜的阿贝数vf1满足:20<vf1<60。可以理解的是,当第一透镜的阿贝数vf1满足该尺寸时,第一透镜引起的成像色差可以显著减小。
一种实施方式中,第二透镜的阿贝数vf2满足:20≤vf2≤60。例如,vf2可以为20、22、27、30、40、50、52、56或者60。可以理解的是,当第二透镜的阿贝数vf2满足该尺寸时,第二透镜引起的成像色差可以显著减小。
一种实施方式中,摄像模组的成像距离的范围为10毫米至无穷远。可以理解的是,相较于传统摄像模组的最小成像距离0.5米,本实施方式的光学镜头的最小成像距离可以达到10毫米。此时,本实施方式的光学镜头的成像范围更大,实用性更广,用户的体验性更佳。
一种实施方式中,第一透镜与第二透镜可以为塑料材质、玻璃材质或者其它的复合材料。其中,塑料材质能够容易的制得各种形状复杂的透镜结构。玻璃材质的透镜的折射率n1满足:1.50≤n1≤1.90,其相对于塑料透镜的折射率范围(1.55-1.65)来说,折射率可选择的范围较大,更容易得到较薄但性能较好的玻璃透镜,有利于减小对焦镜头的轴上厚度,不容易制得形状复杂的透镜结构。因此,本申请的一些实施方式中,考虑制作成本、效率以及光学效果,根据需要合理的搭配不同透镜的具体应用材质。
一种实施方式中,所述光学镜头具有成像面,所述定焦镜头靠近所述对焦镜头的端部与所述成像面之间的距离为D。所述定焦镜头在无穷远对焦时的光学总长为TTL。D与TTL满足:TTL-10毫米≤D≤TTL+10毫米。
可以理解的是,通过设置定焦镜头与成像面之间的距离D满足上述关系时,从而既可以避免定焦镜头与成像面之间的距离因过大而影响实际成像时的光圈值以及增大光学镜头的体积,又可以避免定焦镜头与成像面之间的距离D因过小而需要对焦镜头提供更大的光焦度,进而有利于扩展更大的成像范围。
另外,当D的尺寸在上述范围内时,对焦镜头均能够对不同物距的物体进行对焦,从而使得定焦镜头对不同物距的物体清晰成像。特别是,当TTL毫米<D≤TTL+10毫米时,传统的光学镜头在无穷远处较难对焦,此时,传统的光学镜头在无穷远处很难实现清晰成像。故而,传统的光学镜头的D的尺寸范围很难设置在上述范围内。而在本实施例,当光学镜头在无穷远处对焦时,对焦镜头的光焦度可以切换至负光焦度,此时,无穷远处的物体能够被定焦镜头清晰地成像。这样,本实施方式的光学镜头的适用性较广,用户的体验性更佳。
在本实施例中,当D与TTL在不同的关系中,对焦镜头可以在不同场景下采用不同的光焦度状态来实现对焦,以使定焦镜头对不同物距的物体清晰成像。
一种实施方式中,当D与TTL满足:TTL毫米<D≤TTL+10毫米时,通过将对焦镜头的光焦度自负光焦度向正光焦度调节,从而使得定焦镜头能够对不同物距的物体清晰成。
一种实施方式中,当D与TTL满足:D=TTL时,通过将对焦镜头的光焦度自无光焦度向正光焦度调节,从而使得定焦镜头能够对不同物距的物体清晰成像。
一种实施方式中,当D与TTL满足:TTL-10毫米≤D<TTL毫米时,通过改变对焦镜头的正光焦度的大小,从而使得定焦镜头能够对不同物距的物体清晰成像。
一种实施方式中,所述光学镜头还包括外壳、棱镜马达及反射件。所述对焦镜头与所述定焦镜头均设置于所述外壳。所述棱镜马达设置于所述外壳,且位于所述对焦镜头的物侧。所述反射件连接于所述棱镜马达,且相对所述棱镜马达转动。所述反射件用于反射环境光线,以使环境光线传播至所述对焦镜头。
可以理解的是,通过将棱镜马达、对焦镜头、定焦镜头设置于所述外壳,此时,外壳、棱镜马达、对焦镜头以及定焦镜头形成成一个整体,光学镜头的整体性较高。这样,当光学镜头应用于摄像模组以及电子设备时,摄像模组与电子设备更加简洁,整体性更佳。
在本实施例中,利用三棱镜将沿Z轴方向传播的环境光线反射至沿X轴方向传播。这样,接收沿X轴方向传播的环境光线的摄像模组的器件可以沿X轴方向排布。由于电子设备在X轴方向的尺寸较大,摄像模组内的器件在X轴方向的排布更加的灵活,更加简单。
另外,光学镜头在采集环境光线的过程中容易发生抖动,此时,环境光线的传输路径容易发生偏折,从而导致光学镜头拍摄的图像不佳。在本实施例中,通过将所述反射件连接于所述棱镜马达,且相对所述棱镜马达转动,从而当环境光线的传输路径发生偏折时,棱镜马达能够驱动三棱镜转动,从而利用三棱镜来调整环境光线的传输路径,减少或者避免环境光线的传输路径发生偏折,进而保证光学镜头具有较佳的拍摄效果。故而,三棱镜与棱镜马达可以起到光学防抖的效果。
一种实施方式中,所述外壳包括上盖以及底座。所述上盖安装于所述底座。所述上盖与所述底座围出所述外壳的内部。所述棱镜马达、所述对焦镜头与所述定焦镜头均位于所述外壳的内部,且均设置于所述底座。所述上盖设有第一透光孔。所述第一透光孔将所述外壳的外部连通至所述外壳的内部。所述环境光线经所述第一透光孔传播至所述反射件。所述底座开设有第二透光孔。所述第二透光孔将所述外壳的内部连通至所述外壳的外部,所述第二透光孔正对于所述定焦镜头的出光侧。
可以理解的是,通过将棱镜马达、对焦镜头、定焦镜头设置所述外壳的内部,此时,外壳、棱镜马达、对焦镜头、定焦镜头成一个整体,从而显著提高光学镜头的整体性。这样,当光学镜头应用于摄像模组以及电子设备时,摄像模组与电子设备更加简洁,整体性更佳。
一种实施方式中,所述外壳还包括固定台,所述固定台位于所述外壳的内部,且固定于所述底座,所述固定台设置有限位槽,所述定焦镜头固定于所述限位槽内。可以理解的是,通过将定焦镜头设置于限位槽内,从而利用限位槽的槽壁对定焦镜头进行限位,进而提高定焦镜头的稳定性。
第二方面,本申请实施例提供了一种摄像模组。摄像模组包括模组电路板、感光芯片、滤光片以及如上所述光学镜头。所述模组电路板位于所述定焦镜头的像侧。所述感光芯片固定于所述模组电路板朝向所述定焦镜头的一侧。所述感光芯片用于采集穿过所述定焦镜头的环境光线。所述滤光片位于所述定焦镜头与所述感光芯片之间。可以理解的是,当环境光线依次穿过对焦镜头、定焦镜头,并传输至滤光片时,滤光片可用于过滤环境光线中的杂光,并使过滤后的环境光线传播至感光芯片,从而保证摄像模组拍摄图像具有较佳的清晰度。
另外,当能耗较低、X轴方向可以实现小型化的光学镜头应用于摄像模组时,摄像模组能耗也较低,在X轴方向也可以实现小型化设置。
第三方面,本申请实施例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。
可以理解的是,当能耗较低、X轴方向可以实现小型化的摄像模组应用于电子设备时,电子设备的能耗也较低,在X轴方向也可以实现小型化设置。
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4所示的摄像模组的部分结构示意图;
图7是图5所示的摄像模组的对焦镜头处于一种状态的示意图;
图8是图5所示的摄像模组的对焦镜头处于另一种状态的示意图;
图9a是图5所示的摄像模组的对焦镜头处于再一种状态的示意图;
图9b是图5所示的摄像模组的部分成像示意图;
图10a是图5所示的第一透镜与第二透镜的一种实施方式的结构示意图;
图10b是图10a所示的第一透镜与第二透镜所对应的摄像模组在物距为2米,视场为0的MTF曲线图;
图10c是图10a所示的第一透镜与第二透镜所对应的摄像模组在物距为2米,视场为0.8的MTF曲线图;
图10d是图10a所示的第一透镜与第二透镜所对应的摄像模组在物距为1米,视场为0的MTF曲线图;
图10e是图10a所示的第一透镜与第二透镜所对应的摄像模组在物距为1米,视场为0.8的MTF曲线图;
图11a是图5所示的第一透镜与第二透镜的另一种实施方式的结构示意图;
图11b是图11a所示的第一透镜与第二透镜所对应的摄像模组在物距为2米,视场为0的MTF曲线图;
图11c是图11a所示的第一透镜与第二透镜所对应的摄像模组在物距为2米,视场为0.8的MTF曲线图;
图11d是图11a所示的第一透镜与第二透镜所对应的摄像模组在物距为1米,视场为0的MTF曲线图;
图11e是图11a所示的第一透镜与第二透镜所对应的摄像模组在物距为1米,视场为0.8的MTF曲线图;
图12a是图5所示的第一透镜与第二透镜的再一种实施方式的结构示意图;
图12b是图12a所示的第一透镜与第二透镜所对应的摄像模组在物距为2米,视场为0的MTF曲线图;
图12c是图12a所示的第一透镜与第二透镜所对应的摄像模组在物距为2米,视场为0.8的MTF曲线图;
图12d是图12a所示的第一透镜与第二透镜所对应的摄像模组在物距为1米,视场为0的MTF曲线图;
图12e是图12a所示的第一透镜与第二透镜所对应的摄像模组在物距为1米,视场为0.8的MTF曲线图。
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,是一条经过各个透镜的中心的轴线。
物侧面,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。
像侧面,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物体在无限远时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。
对焦,也叫对光、聚焦。通过照相机对焦机构变动物距和相距的位置,使被拍物成像清晰的过程就是对焦。
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。
光圈,是用来控制光线透过镜头的光量的装置,它通常是在镜头内。表达光圈大小可以用F数(符号:Fno)表示。
光学总长(total track length,TTL),是指从物侧指向像侧的方向,光学镜头的第一透镜的物侧面至成像面的距离。
主光线(主光束),光线由物的边缘出射,通过孔径光阑的中心最后到达像的边缘的光束。
子午面,光轴外物点的主光线(主光束)与光轴所构成的平面,称为子午面。
弧矢面,过光轴外物点的主光线(主光束),并与子午面垂直的平面,称为弧矢面。
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。
首先,下文将结合相关附图具体介绍电子设备以及摄像模组的具体结构。
请参阅图1,图1是本申请实施例提供的电子设备100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。
请参阅图2,并结合图1所示,图2是图1所示的电子设备100的部分分解示意图。电子设备100包括壳体10、屏幕20、主机电路板30及摄像模组40。需要说明的是,图1、图2以及下文相关附图仅示意性的示出了电子设备100包括的一些部件,这些部件的实际形状、实际大小、实际位置和实际构造不受图1、图2以及下文各附图限定。此外,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以及主机电路板30。
另外,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。可以理解的是,电子设备100的坐标系设置可以根据具体需要灵活设置。
其中,壳体10包括边框11以及后盖12。后盖12固定于边框11的一侧。一种实施方式中,后盖12通过粘胶固定连接于边框11。在另一种实施方式中,后盖12与边框11形成一体成型结构,即后盖12与边框11为一个整体结构。
在其他实施例中,壳体10也可以包括中板(图未示)。中板连接于边框11的内表面。中板与后盖12相对且间隔设置。
另外,屏幕20固定于边框11的另一侧。此时,屏幕20与后盖12相对设置。屏幕20、边框11与后盖12共同围出电子设备100的内部。电子设备100的内部可用于放置电子设备100的器件,例如电池、受话器以及麦克风等。
在本实施例中,屏幕20可用于显示图像、文字等。屏幕20可以为平面屏,也可以为曲面屏。屏幕20包括第一盖板21和显示屏22。第一盖板21层叠于显示屏22。第一盖板21可以紧贴显示屏22设置,可主要用于对显示屏22起到保护以及防尘作用。第一盖板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(organic light-emittingdiode,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,量子点发光二极管(quantumdot light emitting diodes,QLED)显示屏等。
请参阅图3,并结合图2所示,图3是图1所示的电子设备100在A-A线处的部分剖面示意图。主机电路板30固定于电子设备100的内部。具体的,主机电路板30可以固定于屏幕20朝向后盖12的一侧。在其他实施例中,当壳体10包括中板。主机电路板30可以固定于中板朝向后盖12的表面。
可以理解的是,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。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。另外,主机电路板30可以用于设置芯片。例如,芯片可以为中央处理器(central processing unit,CPU)、图形处理器(graphics processing unit,GPU)以及通用存储器(universal flash storage,UFS)等。
请再次参阅图3,并结合图2所示,摄像模组40固定于电子设备100的内部。具体的,摄像模组40固定于屏幕20朝向后盖12的一侧。在其他实施例中,当壳体10包括中板时,摄像模组40可以固定于中板朝向后盖12的表面。
另外,主机电路板30设置有避让空间31。避让空间31的形状不仅限于图1与图2所示意的矩形。此时,主机电路板30的形状也不限于附图1与附图2所示意的“┘”型。摄像模组40位于避让空间31内。这样,在Z轴方向上,摄像模组40与主机电路板30具有重叠区域,从而避免了因摄像模组40堆叠于主机电路板30而导致电子设备100的厚度增大。
在其他实施例中,主机电路板30也可以未设置避让空间31。此时,摄像模组40可以堆叠于主机电路板30,或者与主机电路板30间隔设置。
在本实施例中,摄像模组40电连接于主机电路板30。具体的,摄像模组40通过主机电路板30电连接于CPU。当CPU接收到用户的指令时,CPU能够通过主机电路板30向摄像模组40发送信号,以控制摄像模组40拍摄图像或者录像。在其他实施例中,当电子设备100未设置主机电路板30时,摄像模组40也可以直接接收用户的指令,并根据用户的指令进行拍摄图像或者录像。
请再次参阅图3,后盖12开设有通孔13。通孔13将电子设备100的内部连通至电子设备100的外部。电子设备100还包括摄像头装饰件51和第二盖板52。部分摄像头装饰件51可以固定于后盖12的内表面,部分摄像头装饰件51接触于通孔13的孔壁。第二盖板52固定连接在摄像头装饰件51的内表面。摄像头装饰件51与第二盖板52将电子设备100的内部与电子设备100的外部隔开,从而避免外界的水或者灰尘经通孔进入电子设备100的内部。第二盖板52的材质为透明材料。例如,玻璃或者塑料。此时,电子设备100外部的环境光线能够穿过第二盖板52进入电子设备100的内部。摄像模组40采集进入电子设备100内部的环境光线。可以理解的是,通孔13的形状不仅限于附图1及附图2所示意的圆形。例如,通孔13的形状也可以为椭圆形或者其他不规则图形等。
在其他实施例中,摄像模组40也可以采集穿过后盖12的环境光线。具体的,后盖12的材质为透明材料。例如,玻璃或者塑料。后盖12朝向电子设备100内部的表面部分涂覆油墨,部分未涂覆油墨。此时,未涂覆油墨的区域形成透光区域。当环境光线经该透光区域进入电子设备100的内部时,摄像模组40采集环境光线。可以理解的是,本实施例的电子设备100可以不用开设通孔13,也可以不用设置摄像头装饰件51和第二盖板52。电子设备100的整体性较佳,成本较低。
上文结合相关附图具体介绍了电子设备100的部分结构,以及各部分结构的相关作用。下文将结合相关附图具体介绍摄像模组40的结构。
请参阅图4及图5,图4是图1所示的电子设备100的摄像模组40的结构示意图。图5是图4所示的摄像模组40的部分分解示意图。摄像模组40包括外壳41、反射装置42、对焦镜头43、定焦镜头44、滤光片45、模组电路板46以及感光芯片47。其中,外壳41、反射装置42、对焦镜头43与定焦镜头44构成光学镜头。需要说明的是,本实施例的摄像模组40的光轴方向与对焦镜头43的光轴方向和定焦镜头44的光轴方向相同。
其中,外壳41包括上盖411以及底座412。上盖411的结构不仅限于图4与图5所示意的框状结构。例如,上盖411也可以为平板结构。需要说明的是,图5的上方的标记412在图5的下方已经清楚地标记所对应的结构。图5的上方标记412主要说明底座412与上盖411均属于底座412。
此外,上盖411安装于底座412。上盖411与底座412围出外壳41的内部。结合附图3所示,当上盖411安装于底座412时,部分上盖411位于底座412的顶部,部分上盖411位于底座412的周边。
请再次参阅图4与图5,上盖411设有第一透光孔413。第一透光孔413将外壳41的内部连通至外壳41的外部。第一透光孔413的形状不仅限于图4与图5所示意的长方形。结合图3所示,第一透光孔413与第二盖板52相对设置。此时,电子设备100外部的环境光线能够经第二盖板52、第一透光孔413进入外壳41的内部,也即摄像模组40的内部。
请再次参阅图5,底座412包括底板4120、相对设置的左侧板4121与右侧板4122、以及相对设置的前侧板4123与后侧板4124。底板4120连接在左侧板4121与右侧板4122之间。底板4120也连接在前侧板4123与后侧板4124之间。左侧板4121与右侧板4122连接在前侧板4123与后侧板4124之间。这样,底板4120、左侧板4121、右侧板4122、前侧板4123与后侧板4124围成框状结构。
请参阅图6,并结合图5所示,图6是图4所示的摄像模组40的部分结构示意图。反射装置42位于外壳41的内部。反射装置42固定于底板4120。此外,反射装置42可以连接于左侧板4121。这样,反射装置42可以将左侧板4121连接至底板4120。底座412的整体性更佳,结构强度也更佳。当然,反射装置42可以连接于前侧板4123或者后侧板4124。在其他实施例中,反射装置42也可以固定于外壳41的其他位置,例如上盖411。
其中,反射装置42包括棱镜马达421及反射件422。棱镜马达421固定于底板4120。反射件422可以为三棱镜,也可以为反射镜。本实施例的反射件422以三棱镜为例进行描述。需要说明的是,下文三棱镜的标号与反射件的标号相同。
请结合图3所示,三棱镜422包括入光面4221、反射面4222以及出光面4223。反射面4222连接于入光面4221与出光面4223之间。入光面4221与第一透光孔413相对设置。此时,当环境光线经第一透光孔413进入外壳41的内部时,环境光线经入光面4221进入三棱镜422内,并在三棱镜422的反射面4222处进行反射。此时,沿Z轴方向传播的环境光线被反射至沿X轴方向传播。最后,环境光线再经三棱镜422的出光面4223传出三棱镜422的外部。
可以理解的是,通过在外壳41的内部设置三棱镜422,从而利用三棱镜422将沿Z轴方向传播的环境光线反射至沿X轴方向传播。这样,接收沿X轴方向传播的环境光线的摄像模组40的器件可以沿X轴方向排布。由于电子设备100在X轴方向的尺寸较大,摄像模组40内的器件在X轴方向的排布更加的灵活,更加简单。在本实施例中,摄像模组40的光轴方向为X轴方向。在其他实施例中,摄像模组40的光轴方向也可以为Y轴方向。
请再次参阅图6,三棱镜422可以转动连接于棱镜马达421。三棱镜422能够以Y轴为转动轴,在XZ平面转动。另外,三棱镜422也能够以Z轴为转动轴,在XY平面转动。可以理解的是,摄像模组40在采集环境光线的过程中容易发生抖动,此时,环境光线的传输路径容易发生偏折,从而导致摄像模组40拍摄的图像不佳。在本实施例中,当环境光线的传输路径发生偏折时,棱镜马达421能够驱动三棱镜422转动,从而利用三棱镜422来调整环境光线的传输路径,减少或者避免环境光线的传输路径发生偏折,进而保证摄像模组40具有较佳的拍摄效果。故而,反射装置40可以起到光学防抖的效果。
在其他实施例中,三棱镜422也可以固定连接于棱镜马达421或者也可以滑动连接于棱镜马达421。
请再次参阅图6,对焦镜头43位于外壳41的内部。对焦镜头43设置于底座412。对焦镜头43位于反射装置42的出光侧,也即反射装置42位于对焦镜头43的物侧。这样,经反射装置42反射的环境光线能够传输至对焦镜头43内。在其他实施例中,对焦镜头43也可以设置于外壳41的其他位置。例如,对焦镜头43也可以设置于反射装置42的入光侧。这样,环境光线能够先经对焦镜头43之后,再传输至反射装置42。
请再次参阅图5,并结合图6所示,对焦镜头43包括马达430、第一透镜433以及第二透镜434。马达430设置于底座412。第一透镜433与第二透镜434均安装于马达430。第二透镜434位于第一透镜433的像侧。马达430用于带动第一透镜433与第二透镜434在垂直于摄像模组40的光轴方向(也即X轴方向)上移动。此时,第一透镜433与第二透镜434的移动方向可以为YZ平面上的任一方向。例如,第一透镜433与第二透镜434的移动方向为Y轴方向(包括Y轴正方向和Y轴负方向)。可以理解的是,第一透镜433与第二透镜434的移动方向可以相反也可以相同。此外,第一透镜433与第二透镜434可以同时移动,也可以间隔移动。
请再次参阅图5及图6,马达430包括第一驱动部431以及第二驱动部432。第一驱动部431以及第二驱动部432均设置于底座412。第一驱动部431包括动力源组件以及传动组件。传动组件连接于动力源组件。动力源组件带动传动组件移动。例如,动力源组件可以包括线圈与磁铁。磁铁在线圈所产生的磁场下形成安培力。传动件组件在安培力下相对动力源组件移动。再例如,动力源组件可以包括形状记忆合金(shape memory alloys,SMA)线。当SMA线接收电流信号时,SMA线可以产生收缩力。传动件组件在该收缩力下相对动力源组件移动。再例如,动力源组件也可以包括电机以及齿条。齿条与电机的齿轮啮合。当电机转动时,电机带动齿条移动。齿条带动传动件组件移动。
可以理解的是,第二驱动部432的结构可以参阅第一驱动部431的结构。这里不再赘述。第二驱动部432的动力源组件可以共用第一驱动部431的动力源组件。另外,第二驱动部432的部分传动组件也可以与第一驱动部431的传动组件共用。具体情况可以根据需要灵活设置。
另外,第一驱动部431连接第一透镜433。第一驱动部431用于驱动第一透镜433在垂直于X轴方向上移动。在本实施例中,第一驱动部431用于驱动第一透镜433沿Y轴方向(Y轴方向包括Y轴正方向和Y轴负方向)移动。
另外,第二驱动部432连接第二透镜434。第二驱动部432用于驱动第二透镜434在垂直于X轴方向上移动。在本实施例中,第二驱动部432用于驱动第二透镜434沿Y轴方向移动。
在本实施例中,当第一驱动部431驱动第一透镜433沿Y轴方向移动,第二驱动部432驱动第二透镜434沿Y轴方向移动时,第一透镜433与第二透镜434的相对位置发生变化。需要说明的是,第一透镜433与第二透镜434的相对位置发生变化是指,第一透镜433正对第二透镜434的部分发生变化,和/或,第二透镜434正对第一透镜433的部分发生变化。其中,两个部分“正对”是指这两个部分在垂直于摄像模组40的光轴方向的平面(YZ平面)上的正投影重合。其中,当第一透镜433正对第二透镜434的部分发生变化时,第一透镜433正对第二透镜434的部分的物侧面形状、像侧面形状、厚度等因素中至少一者发生变化。第二透镜434正对第一透镜433的部分发生变化时,第二透镜434正对第一透镜433的部分的物侧面形状、像侧面形状、厚度等因素中至少一者发生变化。
在本实施例中,第一透镜433与第二透镜434具有阿尔瓦雷斯(Alvarez)透镜对的特性。当第一透镜433与第二透镜434的相对位置发生变化时,第一透镜433正对第二透镜434的部分发生变化,对焦镜头43的光焦度变化。与Alvarez透镜对不同的是本实施例的第一透镜433的物侧面与像侧面均为自由曲面。第二透镜434的物侧面与像侧面均为自由曲面。此时,第一透镜433与第二透镜434的自由曲面的总数量为四个。这样,摄像模组40的光学设计的自由度能够显著增大。此时,在摄像模组40采集环境光线的过程中,第一透镜433与第二透镜434能够优化减小像差,进而提高摄像模组40的成像质量。
在其他实施例中,第一透镜433的物侧面和像侧面中包括至少一个自由曲面。第二透镜434的物侧面和像侧面中包括至少一个自由曲面。自由曲面的总数量为两个或者三个。例如,第一透镜433的物侧面为非自由曲面,例如平面或者球面。第一透镜433的像侧面为自由曲面。第二透镜434的物侧面为自由曲面。第二透镜434的像侧面为非自由曲面,例如平面或者球面。
请再次参阅图6,并结合图5所示,定焦镜头44位于外壳41的内部。定焦镜头44设置于底座412。定焦镜头44位于对焦镜头43的像侧,也即对焦镜头43位于定焦镜头44的物侧。这样,对焦镜头43位于反射装置42与定焦镜头44之间。
此外,外壳41还包括固定台4125。固定台4125固定于底板4120。固定台4125可以连接于右侧板4122。这样,固定台4125能够将右侧板4122连接至底板4120。此时,底座412的整体性更好,结构强度也更佳。另外,固定台4125设置有限位槽4126。此时,固定台4125大致呈“凵”型。另外,定焦镜头44固定于限位槽4126内。可以理解的是,通过将定焦镜头44设置于限位槽4126内,从而利用限位槽4126的槽壁对定焦镜头44进行限位,进而提高定焦镜头44的稳定性。
请再次参阅图6,并结合图5所示,底座412开设有第二透光孔4127。第二透光孔4127将外壳41的内部连通至外壳41的外部。第二透光孔4127与固定台4125相对设置,且第二透光孔4127正对于定焦镜头44的出光侧。
另外,滤光片45固定于第二透光孔4127内,也即滤光片45固定于外壳41。滤光片45位于定焦镜头44与感光芯片47之间,且均与定焦镜头44与感光芯片47间隔设置。结合附图3所示,当环境光线经三棱镜422的出光面4223射出时,环境光线依次穿过对焦镜头43、定焦镜头44,并传输至滤光片45。此时,滤光片45可用于过滤环境光线中的杂光,并使过滤后的环境光线传播至感光芯片47,从而保证电子设备100拍摄图像具有较佳的清晰度。滤光片45可以为但不仅限于为蓝色玻璃滤光片。例如,滤光片45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。)。
在其他实施例中,滤光片45不局限于固定于右侧板4122。例如,右侧板4122远离左侧板4121的一侧设置有支架。支架设置有第三透光孔。第三透光孔与第二透光孔4127相对设置。此时,滤光片45固定连接于第三透光孔的孔壁。这样,当环境光线传输出定焦镜头44之后,环境光线能够依次穿过第二透光孔4127与第三透光孔,并传输至滤光片45。
请参阅图5,并结合图3所示,模组电路板46固定于右侧板4122远离左侧板4121的一侧。此时,模组电路板46与定焦镜头44间隔设置,且位于定焦镜头44的像侧。此外,感光芯片47固定于模组电路板46朝向滤光片45的一侧,也即感光芯片47固定于模组电路板46朝向定焦镜头44的一侧。感光芯片47用于采集穿过定焦镜头44与滤光片45的环境光线。此外,感光芯片47位于第二透光孔4127内。此时,在X轴方向上,感光芯片47与右侧板4122具有重叠区域。摄像模组40在X轴方向上的长度较小。
在其他实施例中,感光芯片47也可以未设置于第二透光孔4127内,但感光芯片47与滤光片45正对设置。
其中,模组电路板46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。模组电路板46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。
另外,模组电路板46电连接于马达430与主机电路板30之间。这样,当主机电路板30接收到用户改变对焦透镜43的光焦度的指令时,主机电路板30通过模组电路板46向马达340发送信号。此时,马达340根据信号带动第一透镜433与第二透镜434移动。
另外,模组电路板46还电连接于感光芯片47与主机电路板30之间。这样,当感光芯片47采集到环境光线之后。感光芯片47能够通过模组电路板46向主机电路板30发送信号。
一种实施方式中,感光芯片47可以通过板上芯片封装(chifon board,COB)技术贴装在模组电路板46。
在其他实施方式中,感光芯片47也可以通过焊球阵列封装(ball grid array,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46。
在其他实施方式中,模组电路板46上还可以安装有电子元器件。电子元器件固定于感光芯片47的周边。电子元器件可以用于辅助感光芯片47采集环境光线,或者辅助感光芯片47对所采集的环境光线进行信号处理。
上文结合相关附图具体介绍了一种摄像模组40的结构。在其他实施例中,摄像模组40也可以未包括外壳41与反射装置42。此时,摄像模组40包括对焦镜头43与定焦镜头44。对焦镜头43与定焦镜头44沿Z方向堆叠设置。在其他实施例中,摄像模组40还可以包括固定透镜。固定透镜位于反射装置42与对焦镜头43之间。固定透镜可以用于较大程度地接收大视场角的光线。固定透镜的具体数量不做限定。
下文将结合上文中所示意的摄像模组40的结构具体介绍对焦镜头43的三种状态:无光焦度、正光焦度和负光焦度。
第一种状态:对焦镜头43处于无光焦度状态。
请参阅图7,并结合图6所示,图7是图5所示的摄像模组40的对焦镜头43处于一种状态的示意图。当第一驱动部431带动第一透镜433处于第一位置,第二驱动部432带动第二透镜434处于第二位置时,第一透镜433与第二透镜434完全正对设置。附图7通过虚线示意了第一透镜433与第二透镜434正对的部分。第一透镜433与第二透镜434完全正对指的是第一透镜433在YZ平面的正投影与第二透镜434在YZ平面的正投影完全重叠。此时,第一透镜433与第二透镜434相当于一个平板玻璃。这样,当平行的环境光线依次穿过第一透镜433与第二透镜434之后,环境光线依然平行出射,也即第一透镜433处于第一位置与第二透镜434处于第二位置时,第一透镜433与第二透镜434既无汇聚光线的效果,也无发散环境光线的效果。
第二种状态:对焦镜头43处于正光焦度状态。
请参阅图8,并结合图6和图7所示,图8是图5所示的摄像模组40的对焦镜头43处于另一种状态的示意图。当第一驱动部431带动第一透镜433自第一位置沿Y轴负方向(也即第一方向)移动,第二驱动部432带动第二透镜434自第二位置沿Y轴正方向(也即第二方向)移动时,部分第一透镜433与部分第二透镜434正对设置。附图8通过虚线示意了第一透镜433与第二透镜434正对的部分。此时,对焦镜头43具有正的焦距。当平行的环境光线依次穿过第一透镜433与第二透镜434之后,平行的环境光线汇聚至一个点。这样,第一透镜433与第二透镜434具有汇聚环境光线的效果。另外,在第一透镜433相对第二透镜434的移动过程中,对焦镜头43的光焦度可以增大,也可以减小。
一种实施方式中,第一透镜433自第一位置沿Y轴负方向上移动的行程在1毫米至4毫米的范围内。例如,第一透镜433自第一位置沿Y轴负方向上移动的行程可以为1毫米、2毫米、3毫米或者4毫米。可以理解的是,当第一透镜433自第一位置沿Y轴负方向上移动的行程在该尺寸范围内时,一方面,可以避免第一透镜433因移动行程较短而导致第一透镜433的弯曲程度显著增大,从而有利于第一透镜433的制造,且不容易加大与第二透镜434碰撞的风险,另一方面,可以避免第一透镜433因移动行程过长而影响马达的控制精度,以及显著增大摄像模组40体积。
在其他实施方式中,第二透镜434自第二位置沿Y轴正方向上移动的行程可以参阅第一透镜433自第一位置沿Y轴负方向移动的行程。这里不再赘述。
第三种状态:对焦镜头43处于负光焦度状态。
请参阅图9a,并结合图6和图7所示,图9a是图5所示的摄像模组40的对焦镜头43处于再一种状态的示意图。当第一驱动部431带动第一透镜433自第一位置沿Y轴正方向移动。第二驱动部432带动第二透镜434自第二位置沿Y轴负方向移动时,部分第一透镜433与部分第二透镜434正对设置。附图9a通过虚线示意了第一透镜433与第二透镜434正对的部分。此时,对焦镜头43具有负的焦距。此时,当平行的环境光线依次穿过第一透镜433与第二透镜434之后,平行的环境光线未汇聚于一个点,且向外发散。这样,第一透镜433与第二透镜434具有发散环境光线的效果。
一种实施方式中,第一透镜433自第一位置沿Y轴正方向上移动的行程在1毫米至4毫米的范围内。例如,第一透镜433在Y轴正方向的移动行程可以为1毫米、2毫米、3毫米或者4毫米。可以理解的是,当第一透镜433自第一位置沿Y轴正方向上移动的行程在该尺寸范围内时,一方面,可以避免第一透镜433因移动行程较短而导致第一透镜433的弯曲程度显著增大,从而有利于第一透镜433的制造,且不容易加大与第二透镜434碰撞的风险,另一方面,可以避免第一透镜433因移动行程过长而影响马达的控制精度,以及显著增大摄像模组40体积。
在其他实施方式中,第二透镜434自第二位置沿Y轴负方向移动的行程可以参阅第一透镜433自第一位置沿Y轴正方向上移动的行程。这里不再赘述。
上文结合相关附图具体介绍了对焦镜头43的三种状态。下文将结合对焦镜头43的三种状态来具体介绍这三种状态的几种应用场景。
请参阅图9b,图9b是图5所示的摄像模组40的部分成像示意图。当环境光线穿过对焦镜头43与定焦镜头44之后,在定焦镜头44的像侧成像。成像的所在平面为成像面。定焦镜头44靠近对焦镜头43的端部与成像面之间的距离为D。定焦镜头44在无穷远对焦的光学总长为TTL。D与TTL之间满足:TTL-10毫米≤D≤TTL+10毫米。例如,D可以等于TTL-10毫米、TTL-7毫米、TTL-5毫米、TTL-2毫米、TTL-1毫米、TTL毫米、TTL+1毫米、TTL+2毫米、TTL+3毫米、TTL+4毫米、TTL+5毫米、TTL+8毫米、TTL+9毫米或者TTL+10毫米。
可以理解的是,通过设置定焦镜头44与成像面之间的距离D满足上述关系时,从而既可以避免定焦镜头44与成像面之间的距离D因过大而影响实际成像时的光圈值以及增大摄像模组40的体积,又可以避免定焦镜头44与成像面之间的距离D因过小而需要对焦镜头43提供更大的光焦度,进而有利于扩展更大的成像范围。
另外,当D的尺寸在上述范围内时,对焦镜头43均能够对不同物距的物体进行对焦,从而使得定焦镜头44对不同物距的物体清晰成像。特别是,当TTL毫米<D≤TTL+10毫米时,传统的光学镜头在无穷远处较难对焦,传统的光学镜头在无穷远处很难实现清晰成像。而在本实施例,当光学镜头在无穷远处对焦时,对焦镜头43的光焦度可以切换至负光焦度,此时,无穷远处的物体能够被定焦镜头清晰地成像。这样,本实施方式的光学镜头的使用性较广,用户的体验性更佳。
在其他实施例中,定焦镜头44与成像面之间的距离D与定焦镜头44在无穷远对焦的光学总长TTL也可以未满足上述关系。
在本实施例中,当D与TTL在不同的关系中,对焦镜头43可以在不同场景下采用不同的光焦度状态来实现对焦,以使定焦镜头44对不同物距的物体清晰成像。具体参阅如下。
第一种实施方式,当D与TTL满足:TTL毫米<D≤TTL+10毫米时,摄像模组40可以通过对焦镜头43在以下各场景中实现对焦。请再次参阅图7和图9a,当摄像模组40在无穷远成像时,通过将第一透镜433自第一位置沿Y轴正方向移动,第二透镜434自第二位置沿Y轴负方向移动,从而使得对焦镜头43的光焦度为负值。当第一透镜433与第二透镜434移动至合适的位置时,定焦镜头44能够对无穷远的物体清晰成像。可以理解的是,上述过程为摄像模组40在无穷远处成像时的对焦过程。
当用户自无穷远向近距离拍摄时,拍摄物体的物距减小,也即对焦距离拉近。此时,在无穷远处对焦的第一透镜433与第二透镜434已经无法使得定焦镜头44对物体清晰成像。通过将第一透镜433沿Y轴负方向移动,并靠近第一位置,以及第二透镜434沿Y轴正方向移动,并靠近第二位置,以使对焦镜头43的光焦度增大(光焦度依然为负值),从而实现定焦镜头44对不同物距的物体清晰成像。
请再次参阅图7及图8,随着拍摄物体的物距继续减小,也即对焦距离继续拉近。此时,光焦度为负值的对焦镜头43已经无法使得定焦镜头44对物体清晰成像。通过将第一透镜433继续沿Y轴负方向移动,以及第二透镜434继续沿Y轴正方向移动,以使对焦镜头43的光焦度继续增大(光焦度可以经无光焦度变化为正光焦度),从而使得定焦镜头44能够对不同物距的物体清晰成像。
可以理解的是,当D与TTL满足:TTL毫米<D≤TTL+10毫米时,通过将对焦镜头43的光焦度自负光焦度向正光焦度调节,从而使得定焦镜头44能够对不同物距的物体清晰成像。
第二种实施方式,当D与TTL满足:D=TTL毫米时,摄像模组40可以通过对焦镜头43在以下各场景中实现对焦。请再次参阅图7,当摄像模组40在无穷远成像时,通过将第一透镜433移动至第一位置,将第二透镜434移动至第二位置,从而使得对焦镜头43的光焦度为无光焦度。此时,定焦镜头44能够对无穷远的物体清晰成像。可以理解的是,上述过程为摄像模组40在无穷远处成像时的对焦过程。
请再次参阅图7和图8,当用户自无穷远向近距离拍摄时,拍摄物体的物距减小,也即对焦距离拉近。此时,在无穷远处对焦的第一透镜433与第二透镜434已经无法使得定焦镜头44对物体清晰成像。通过将第一透镜433自第一位置沿Y轴负方向移动,也即远离第一位置,以及第二透镜434自第二位置沿Y轴正方向移动,也即远离第二位置,以使对焦镜头43的光焦度增大(光焦度依然为正值),从而使得定焦镜头44对不同物距的物体清晰成像。
可以理解的是,当D与TTL满足:D=TTL时,通过将对焦镜头43的光焦度自无光焦度向正光焦度调节,从而使得定焦镜头44能够对不同物距的物体清晰成像。
第三种实施方式,当D与TTL满足:TTL-10毫米≤D<TTL时,摄像模组40可以通过对焦镜头43在以下各场景中实现对焦。请再次参阅图7及图8,当摄像模组40在无穷远成像时,通过将第一透镜433自第一位置沿Y轴负方向移动,第二透镜434自第二位置沿Y轴正方向移动,从而使得对焦镜头43的光焦度为正值。当第一透镜433与第二透镜434移动至合适的位置时,定焦镜头44能够对无穷远的物体清晰成像。可以理解的是,上述过程为摄像模组40在无穷远处成像时的对焦过程。
当用户自无穷远向近距离拍摄时,拍摄物体的物距减小,也即对焦距离拉近。此时,在无穷远处对焦的第一透镜433与第二透镜434已经无法使得定焦镜头44对物体清晰成像。通过将第一透镜433继续沿Y轴负方向移动,以及第二透镜434继续沿Y轴正方向移动,以使对焦镜头43的光焦度增大(光焦度依然为正值),从而使得定焦镜头44对不同物距的物体清晰成像。
可以理解的是,当D与TTL满足:TTL-10毫米≤D<TTL毫米时,通过改变对焦镜头43的正光焦度的大小,从而使得定焦镜头44能够对不同物距的物体清晰成像。
由上文可知,本实施例结合相关附图具体介绍了一种摄像模组40的结构、对焦镜头43的三种状态及其几种应用场景。可以理解的是,摄像模组40的对焦方式与传统摄像模组的对焦方式不同。本实施例通过第一驱动部431驱动第一透镜433沿Y轴方向移动,第二驱动部432驱动第二透镜434沿Y轴方向移动,从而实现摄像模组40的对焦。一方面,本实施方式的摄像模组40无需通过马达带动整个镜头沿X轴方向移动。此时,马达430的推力较小,马达430的能耗较低,摄像模组40的拍摄时长较长。另一方面,当传统的摄像模组的等效焦距大于40毫米时,传统的摄像模组为了能够在短物距的物体成像,镜头的移动行程较大。此时,传统的摄像模组在X轴方向的长度整体较大。而本实施方式的摄像模组40通过对焦镜头43对焦,对焦镜头43无需在X轴方向移动镜头。这样,摄像模组40在X轴方向的尺寸可以做得较小,从而使得摄像模组40在X轴方向可以实现小型化设置。
另外,本实施例通过将反射装置42、对焦镜头43、定焦镜头44、滤光片45、模组电路板46以及感光芯片47设置成一个整体,从而显著提高摄像模组40的整体性。这样,当摄像模组40应用于电子设备100时,电子设备100更加简洁,整体性更佳。
下文将结合上文中所示意的摄像模组40的结构(可参阅图1至图9b)来具体介绍一下摄像模组40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40的光学系统,从而保证摄像模组40能够拍摄出较佳的图像。
一种实施方式中,在X轴方向上,第一透镜433与第二透镜434之间的距离在0.1毫米至2毫米的范围内。例如,第一透镜433与第二透镜434之间的距离可以为0.1毫米、0.2毫米、0.8毫米、1毫米、1.2毫米、1.5毫米或者2毫米。
可以理解的是,通过将第一透镜433与第二透镜434之间的距离设置在该尺寸范围内,从而既可以避免第一透镜433与第二透镜434之间的距离因过小而增大第一透镜433与第二透镜434在移动过程中发生碰撞的风险,又可以避免第一透镜433与第二透镜434之间的距离因过大而导致空气间隙引起的像差,又可以避免第一透镜433与第二透镜434之间的距离因过大而导致反射装置的尺寸增大,进而有利于三棱镜422的制造以及小型化设置。
一种实施方式中,在X轴方向上,第二透镜434与定焦镜头44之间的距离在0.1毫米至5毫米的范围内。例如,第二透镜434与定焦镜头44之间的距离可以为0.1毫米、0.5毫米、1毫米、2毫米、3毫米、4毫米或者5毫米。
可以理解的是,通过将第二透镜434与定焦镜头44之间的距离设置在该尺寸范围内,从而既可以避免第二透镜434与定焦镜头44之间的距离因过小而增大第二透镜434与定焦镜头44间的碰撞风险,又可以避免第二透镜434与定焦镜头44之间的距离因过大而导致三棱镜422的尺寸显著增大,进而有利于三棱镜422的制造以及小型化设置。
一种实施方式中,第一透镜433的阿贝数vf1满足:20≤vf1≤60。例如,vf1可以为20、22、27、30、40、50、52、56或者60。可以理解的是,当第一透镜433的阿贝数vf1满足该尺寸时,第一透镜433引起的成像色差可以显著减小。
一种实施方式中,第二透镜434的阿贝数vf2满足:20≤vf2≤60。例如,vf2可以为20、22、27、30、40、50、52、56或者60。可以理解的是,当第二透镜434的阿贝数vf2满足该尺寸时,第二透镜434引起的成像色差可以显著减小。
一种实施方式中,摄像模组40(也即光学镜头)的成像距离的范围为10毫米至无穷远。可以理解的是,相较于传统摄像模组40的最小成像距离0.5米,本实施方式的摄像模组40的最小成像距离可以达到10毫米。此时,本实施方式的摄像模组40的成像范围更大,实用性更广,用户的体验性更佳。
一种实施方式中,第一透镜433与第二透镜434可以为塑料材质、玻璃材质或者其它的复合材料。其中,塑料材质能够容易的制得各种形状复杂的透镜结构。玻璃材质的透镜的折射率n1满足:1.50≤n1≤1.90,其相对于塑料透镜的折射率范围(1.55-1.65)来说,折射率可选择的范围较大,更容易得到较薄但性能较好的玻璃透镜,有利于减小对焦镜头43的轴上厚度,不容易制得形状复杂的透镜结构。因此,本申请的一些实施方式中,考虑制作成本、效率以及光学效果,根据需要合理的搭配不同透镜的具体应用材质。
一种实施方式中,第一透镜433的物侧面4331与像侧面4332均为自由曲面。第二透镜434的物侧面4341与像侧面4342也均为自由曲面。自由曲面满足:
其中,z为所述自由曲面的矢高。r为摄像模组40的光轴方向上的半径高度。c为曲率半径。k为圆锥系数。N为级数中多项式系数的总数。Ei(x,y)是x,y方向的幂级数。Ai是多项式系数;n为正整数。a与b为偶数。
这样,由于x的幂和y的幂只使用偶次项,自由曲面可以关于YZ平面的对称。
下面将结合相关附图更加详细地描述本申请实施方式的一些具体的而非限制性的例子。
第一种实施方式,请再次参阅图10a,图10a是图5所示的第一透镜433与第二透镜434的一种实施方式的结构示意图。第一透镜433的物侧面4331与像侧面4332均为自由曲面。第二透镜434的物侧面4341与像侧面4342也均为自由曲面。第一种实施方式的第一透镜433与第二透镜434的设计参数如下表1。
表1第一种实施方式的第一透镜433与第二透镜434的设计参数
其中,S1表示第一透镜433的物侧面4331。S2表示第一透镜433的像侧面4332。S3表示第二透镜434的物侧面4341。S4表示第二透镜434的像侧面4342。另外,S1的厚度指的是第一透镜433的物侧面4331与第一透镜433的像侧面4332之间的距离。S2的厚度指的是第一透镜433的像侧面4332与第二透镜434的物侧面4341之间的距离。S3的厚度指的是第二透镜434的物侧面4341与第二透镜434的像侧面4342之间的距离。APL5014指的是折射率大致为1.54,阿贝数大致为55.9的塑料。
另外,第一种实施方式的第一透镜433与第二透镜434中的自由曲面的设计参数如下表2。
表2第一种实施方式的第一透镜433与第二透镜434的自由曲面的设计参数
参数 | S1 | S2 | S3 | S4 |
A1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
A2 | -1.98E-03 | -3.24E-03 | -1.89E-02 | -1.75E-02 |
A3 | 8.00E-03 | 5.31E-03 | -1.68E-02 | -1.40E-02 |
A4 | 2.12E-03 | 1.06E-02 | 1.13E-02 | 2.65E-03 |
A5 | 1.01E-03 | 4.00E-03 | 3.70E-03 | 6.88E-04 |
A6 | -1.30E-04 | 1.79E-05 | 3.90E-04 | 2.44E-04 |
A7 | -3.74E-04 | -3.56E-04 | 4.44E-04 | 4.62E-04 |
A8 | 4.83E-05 | 6.31E-05 | 4.15E-05 | 3.65E-05 |
A9 | -7.71E-05 | -4.91E-05 | -8.47E-05 | -1.04E-04 |
A10 | -1.40E-04 | -1.35E-04 | -1.85E-04 | -1.74E-04 |
A11 | -4.81E-05 | -5.50E-05 | -6.50E-05 | -5.50E-05 |
A12 | 9.50E-06 | 8.93E-06 | -1.43E-05 | -1.34E-05 |
其中,A1、A2、A3、……、A10、A11以及A12等符号表示多项式系数。通过将上述参数代入至公式:
其中,n为正整数,a与b为偶数,能够设计得到本实施方式的第一透镜433的物侧面4331与像侧面4332,以及第二透镜434的物侧面4341与像侧面4342的面型。
其中,本实施方式中,z为自由曲面的矢高。N为级数中多项式系数的总数。r为光轴方向的半径高度。c为曲率半径。k为圆锥系数。Ei(x,y)是x,y方向的幂级数。Ai是多项式系数。x的幂和y的幂只使用偶次项,以使得自由曲面可以关于YZ平面的对称。另外,表格中不存在的多项式系数(如A13、A14等)均为0。
请参阅图10b,图10b是图10a所示的第一透镜433与第二透镜434所对应的摄像模组40在物距为2米,视场为0的调制传递函数(modulation transfer function,MTF)曲线图。其中,图10b的横坐标为空间频率,单位为周期/mm。图10b的纵坐标是光学传递函数(optical transfer function,OTF)模值。可以理解的是,下文中的各个MTF曲线图的横坐标、纵坐标均相同,下文将不再赘述。另外,图10b的实线表示的是摄像模组40在弧矢方向的MTF曲线。图10b的虚线表示的是摄像模组40在子午方向的MTF曲线。需要说明的是,由于两条曲线基本重叠,附图10b大致呈现一条曲线。
由图10b可知,不管在弧矢方向,还是在子午方向,摄像模组40的成像在0至125频率范围内的OTF模值均大于0.6。故而,在物距为2米,视场为0的环境下,不管是弧矢方向还是子午方向,成像质量均较佳。
请参阅图10c,图10c是图10a所示的第一透镜433与第二透镜434所对应的摄像模组40在物距为2米,视场为0.8的MTF曲线图。其中,图10c的实线表示的是摄像模组40在弧矢方向的MTF曲线。图10c的虚线表示的是摄像模组40在子午方向的MTF曲线。由图10c可知,不管在弧矢方向,还是在子午方向,摄像模组40的成像在0至125频率范围内的OTF模值均大于0.6。故而,在物距为2米,视场为0.8的环境下,不管是弧矢方向还是子午方向,成像质量均较佳。
请参阅图10d,图10d是图10a所示的第一透镜433与第二透镜434所对应的摄像模组40在物距为1米,视场为0的MTF曲线图。其中,图10d的实线表示的是摄像模组40在弧矢方向的MTF曲线。图10d的虚线表示的是摄像模组40在子午方向的MTF曲线。需要说明的是,由于两条曲线基本重叠,附图10d大致呈现一条曲线。
由图10d可知,不管在弧矢方向,还是在子午方向,摄像模组40的成像在0至125频率范围内的OTF模值均大于0.6。故而,在物距为1米,视场为0的环境下,不管是弧矢方向还是子午方向,成像质量均较佳。
请参阅图10e,图10e是图10a所示的第一透镜433与第二透镜434所对应的摄像模组40在物距为1米,视场为0.8的MTF曲线图。其中,图10e的实线表示的是摄像模组40在弧矢方向的MTF曲线。图10e的虚线表示的是摄像模组40在子午方向的MTF曲线。由图10e可知,不管在弧矢方向,还是在子午方向,摄像模组40的成像在0至125频率范围内的OTF模值均大于0.6。故而,在物距为1米,视场为0.8的环境下,不管是弧矢方向还是子午方向,成像质量均较佳。
根据图10b至图10e可知,摄像模组40均能够对不同物距下的物体清晰成像。
第二种实施方式,请参阅图11a,图11a是图5所示的第一透镜433与第二透镜434的另一种实施方式的结构示意图。第一透镜433的物侧面4331与像侧面4332均为自由曲面。第二透镜434的物侧面4341为自由曲面。第二透镜434的像侧面4342为平面。第二种实施方式的第一透镜433与第二透镜434的设计参数如下表3。
表3第二种实施方式的第一透镜433与第二透镜434的设计参数
面号 | 表面类型 | 曲率半径 | 厚度 | 材质 |
S1 | XY多项式 | 无限 | 0.8 | APL5014 |
S2 | XY多项式 | 无限 | 0.3 | |
S3 | XY多项式 | 无限 | 0.8 | APL5014 |
S4 | 平面 | 无限 | - |
另外,第二种实施方式的第一透镜433与第二透镜434的自由曲面的系数的设计参数如下表4。
表4第二种实施方式的第一透镜433与第二透镜434的自由曲面的设计参数
参数 | S1 | S2 | S3 |
A1 | 0 | 0 | 0 |
A2 | 5.17E-03 | 7.99E-03 | 2.62E-03 |
A3 | 1.63E-02 | 1.61E-02 | -4.90E-04 |
A4 | 4.64E-03 | 1.22E-02 | 7.51E-03 |
A5 | 1.39E-03 | 3.96E-03 | 2.54E-03 |
A6 | 3.13E-04 | 8.95E-04 | 5.70E-04 |
A7 | -3.00E-04 | -2.44E-04 | 8.59E-06 |
A8 | -2.46E-05 | -9.27E-06 | 8.12E-06 |
A9 | -1.05E-04 | -1.06E-04 | -1.11E-05 |
A10 | -1.48E-04 | -1.47E-04 | -1.55E-05 |
A11 | -3.57E-05 | -3.55E-05 | -3.79E-06 |
A12 | -2.43E-05 | -5.45E-05 | -3.01E-05 |
其中,A1、A2、A3、……、A10、A11以及A12等符号表示多项式系数。通过将上述参数代入至公式:
其中,n为正整数,a与b为偶数,能够设计得到本实施方式的第一透镜433的物侧面4331与像侧面4332的面型,以及第二透镜434的物侧面4341的面型。
请参阅图11b,图11b是图11a所示的第一透镜433与第二透镜434所对应的摄像模组40在物距为2米,视场为0的MTF曲线图。其中,图11b的实线表示的是摄像模组40在弧矢方向的MTF曲线。图11b的虚线表示的是摄像模组40在子午方向的MTF曲线。需要说明的是,由于两条曲线基本重叠,附图11b大致呈现一条曲线。
由图11b可知,不管在弧矢方向,还是在子午方向,摄像模组40的成像在0至125频率范围内的OTF模值均大于0.6。故而,在物距为2米,视场为0的环境下,不管是弧矢方向还是子午方向,成像质量均较佳。
请参阅图11c,图11c是图11a所示的第一透镜433与第二透镜434所对应的摄像模组40在物距为2米,视场为0.8的MTF曲线图。其中,图11c的实线表示的是摄像模组40在弧矢方向的MTF曲线。图11c的虚线表示的是摄像模组40在子午方向的MTF曲线。由图11c可知,不管在弧矢方向,还是在子午方向,摄像模组40的成像在0至125频率范围内的OTF模值均大于0.6。故而,在物距为2米,视场为0.8的环境下,不管是弧矢方向还是子午方向,成像质量均较佳。
请参阅图11d,图11d是图11a所示的第一透镜433与第二透镜434所对应的摄像模组40在物距为1米,视场为0的MTF曲线图。其中,图11d的实线表示的是摄像模组40在弧矢方向的MTF曲线。图11d的虚线表示的是摄像模组40在子午方向的MTF曲线。需要说明的是,由于两条曲线基本重叠,附图11d大致呈现一条曲线。
由图11d可知,不管在弧矢方向,还是在子午方向,摄像模组40的成像在0至125频率范围内的OTF模值均大于0.6。故而,在物距为1米,视场为0的环境下,不管是弧矢方向还是子午方向,成像质量均较佳。
请参阅图11e,图11e是图11a所示的第一透镜433与第二透镜434所对应的摄像模组40在物距为1米,视场为0.8的MTF曲线图。其中,图11e的实线表示的是摄像模组40在弧矢方向的MTF曲线。图11e的虚线表示的是摄像模组40在子午方向的MTF曲线。由图11e可知,不管在弧矢方向,还是在子午方向,摄像模组40的成像在0至125频率范围内的OTF模值均大于0.6。故而,在物距为1米,视场为0.8的环境下,不管是弧矢方向还是子午方向,成像质量均较佳。
根据图11b至图11e可知,摄像模组40均能够对不同物距下的物体清晰成像。
第三种实施方式,请参阅图12a,图12a是图5所示的第一透镜433与第二透镜434的再一种实施方式的结构示意图。第一透镜433的像侧面4332与第二透镜434的物侧面4341为自由曲面。第一透镜433的物侧面4331与第二透镜434的像侧面4342为平面。本申请第三种实施方式的第一透镜433与第二透镜434的设计参数如下表5。
表5第三种实施方式的第一透镜433与第二透镜434的设计参数
面号 | 表面类型 | 曲率半径 | 厚度 | 材质 |
S1 | 平面 | 无限 | 0.65 | EP7000 |
S2 | XY多项式 | 无限 | 0.05 | |
S3 | XY多项式 | 无限 | 0.65 | EP7000 |
S4 | 平面 | 无限 | - |
其中,EP7000指的是折射率大致为1.65,阿贝数大致为21.5的树脂材料。
另外,第三种实施方式的第一透镜433与第二透镜434中的自由曲面的系数的设计参数如下表6。
表6第三种实施方式的第一透镜433与第二透镜434的自由曲面的系数的设计参数
参数 | S1 | S2 |
A1 | -5.12E-002 | -5.29E-002 |
A2 | 1.62E-002 | 1.62E-002 |
A3 | 1.01E-004 | 2.04E-004 |
A4 | 5.13E-003 | 5.24E-003 |
A5 | 1.52E-003 | 1.57E-003 |
A6 | 4.04E-004 | 3.55E-004 |
A7 | 5.06E-004 | 4.25E-004 |
其中,A1、A2、A3、……、A6以及A7等符号表示多项式系数。通过将上述参数代入至公式:
其中,n为正整数,a与b为偶数,能够设计得到本实施方式的第一透镜433的像侧面4332的面型,以及第二透镜434的物侧面4341的面型。
请参阅图12b,图12b是图12a所示的第一透镜433与第二透镜434所对应的摄像模组40在物距为2米,视场为0的MTF曲线图。其中,图12b的实线表示的是摄像模组40在弧矢方向的MTF曲线。图12b的虚线表示的是摄像模组40在子午方向的MTF曲线。需要说明的是,由于两条曲线基本重叠,附图12b大致呈现一条曲线。
由图12b可知,不管在弧矢方向,还是在子午方向,摄像模组40的成像在0至125频率范围内的OTF模值均大于0.6。故而,在物距为2米,视场为0的环境下,不管是弧矢方向还是子午方向,成像质量均较佳。
请参阅图12c,图12c是图12a所示的第一透镜433与第二透镜434所对应的摄像模组40在物距为2米,视场为0.8的MTF曲线图。其中,图12c的实线表示的是摄像模组40在弧矢方向的MTF曲线。图12c的虚线表示的是摄像模组40在子午方向的MTF曲线。由图12c可知,不管在弧矢方向,还是在子午方向,摄像模组40的成像在0至125频率范围内的OTF模值均大于0.6。故而,在物距为2米,视场为0.8的环境下,不管是弧矢方向还是子午方向,成像质量均较佳。
请参阅图12d,图12d是图12a所示的第一透镜433与第二透镜434所对应的摄像模组40在物距为1米,视场为0的MTF曲线图。其中,图12d的实线表示的是摄像模组40在弧矢方向的MTF曲线。图12d的虚线表示的是摄像模组40在子午方向的MTF曲线。
由图12d可知,不管在弧矢方向,还是在子午方向,摄像模组40的成像在0至125频率范围内的OTF模值均大于0.6。故而,在物距为1米,视场为0的环境下,不管是弧矢方向还是子午方向,成像质量均较佳。
请参阅图12e,图12e是图12a所示的第一透镜433与第二透镜434所对应的摄像模组40在物距为1米,视场为0.8的MTF曲线图。其中,图12e的实线表示的是摄像模组40在弧矢方向的MTF曲线。图12e的虚线表示的是摄像模组40在子午方向的MTF曲线。由图12e可知,不管在弧矢方向,还是在子午方向,摄像模组40的成像在0至125频率范围内的OTF模值均大于0.6。故而,在物距为1米,视场为0.8的环境下,不管是弧矢方向还是子午方向,成像质量均较佳。
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 (14)
1.一种光学镜头,其特征在于,包括定焦镜头和对焦镜头,所述对焦镜头位于所述定焦镜头的物侧;
所述对焦镜头包括马达、第一透镜以及第二透镜,所述第二透镜位于所述第一透镜的像侧,其中,所述第二透镜与所述第一透镜的相对位置发生变化时,所述对焦镜头的光焦度变化;
所述马达包括第一驱动部和第二驱动部,所述第一驱动部连接所述第一透镜,所述第一驱动部用于驱动所述第一透镜在垂直于所述对焦镜头的光轴方向上移动,所述第二驱动部连接所述第二透镜,所述第二驱动部用于驱动所述第二透镜在垂直于所述对焦镜头的光轴方向上移动;
所述第一透镜在第一位置,所述第二透镜在第二位置时,所述对焦镜头处于无光焦度状态;
所述第一透镜自所述第一位置沿第一方向移动,所述第二透镜自所述第二位置沿第二方向移动,所述对焦镜头处于正光焦度状态;
所述第一透镜自所述第一位置沿所述第二方向移动,所述第二透镜自所述第二位置沿所述第一方向移动,所述对焦镜头处于负光焦度状态,所述第一方向与所述第二方向相反。
2.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜自所述第一位置沿所述第一方向移动的行程在1毫米至4毫米的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜的物侧面和像侧面均为自由曲面,所述第二透镜的物侧面和像侧面均为自由曲面。
4.根据权利要求3所述的光学镜头,其特征在于,所述自由曲面满足:
其中,z为所述自由曲面的矢高;r为在所述对焦镜头的光轴方向上的半径高度;c为曲率半径;k为圆锥系数;N为级数中多项式系数的总数;Ei(x,y)是x,y方向的幂级数;Ai是多项式系数;n为正整数;a与b为偶数。
5.根据权利要求1或2所述的光学镜头,其特征在于,在所述定焦镜头的光轴方向上,所述第一透镜与所述第二透镜之间的距离在0.1毫米至2毫米的范围内。
6.根据权利要求1或2所述的光学镜头,其特征在于,在所述定焦镜头的光轴方向上,所述第二透镜与所述定焦镜头之间的距离在0.1毫米至5毫米的范围内。
7.根据权利要求1或2所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜的阿贝数vf1满足:20<vf1<60。
8.根据权利要求1或2所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头的成像距离的范围为10毫米至无穷远。
9.根据权利要求1或2所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头具有成像面,所述定焦镜头靠近所述对焦镜头的端部与所述成像面之间的距离为D,所述定焦镜头在无穷远对焦时的光学总长为TTL,D与TTL满足:TTL-10毫米≤D≤TTL+10毫米。
10.根据权利要求1或2所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头还包括外壳、棱镜马达及反射件,所述对焦镜头与所述定焦镜头均设置于所述外壳;
所述棱镜马达设置于所述外壳,且位于所述对焦镜头的物侧,所述反射件连接于所述棱镜马达,且相对所述棱镜马达转动,所述反射件用于反射环境光线,以使环境光线传播至所述对焦镜头。
11.根据权利要求10所述的光学镜头,其特征在于,所述外壳包括上盖以及底座,所述上盖安装于所述底座,所述上盖与所述底座围出所述外壳的内部,所述棱镜马达、所述对焦镜头与所述定焦镜头均位于所述外壳的内部,且均设置于所述底座;
所述上盖设有第一透光孔,所述第一透光孔将所述外壳的外部连通至所述外壳的内部,所述环境光线经所述第一透光孔传播至所述反射件;
所述底座开设有第二透光孔,所述第二透光孔将所述外壳的内部连通至所述外壳的外部,所述第二透光孔正对于所述定焦镜头的出光侧。
12.根据权利要求11所述的光学镜头,其特征在于,所述外壳还包括固定台,所述固定台位于所述外壳的内部,且固定于所述底座,所述固定台设置有限位槽,所述定焦镜头固定于所述限位槽内。
13.一种摄像模组,其特征在于,包括模组电路板、感光芯片、滤光片以及如权利要求1至12中任一项所述光学镜头;
所述模组电路板位于所述定焦镜头的像侧;
所述感光芯片固定于所述模组电路板朝向所述定焦镜头的一侧,所述感光芯片用于采集穿过所述定焦镜头的环境光线;
所述滤光片位于所述定焦镜头与所述感光芯片之间。
14.一种电子设备,其特征在于,包括壳体以及如权利要求13所述的摄像模组,所述摄像模组安装于所述壳体。
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