CN114879428A - 镜头模块 - Google Patents

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Abstract

一种镜头模块包括复数个透镜、环状体及反射组件。反射组件、这些透镜及环状体沿着光轴从物侧至像侧排列。反射组件设置于物侧至这些透镜之间，且包括反射面。环状体设置于物侧至这些透镜之间、这些透镜之间或这些透镜至像侧之间。镜头模块满足以下条件：0.5mm<EPA/PL<5.5mm；其中EPA为镜头模块的入射瞳的面积，PL为反射组件的长度，此长度等于反射面的边长的长度，此边长与光轴互相垂直。

Description

镜头模块
技术领域
本发明有关于一种镜头模块。
背景技术
智能型手机为了提升影像质量，其中的镜头模块所使用的透镜数量也就愈来愈多，造成镜头模块总长度愈长，为了缩短镜头模块总长度，一般采用潜望式镜头模块设计来缩短镜头模块总长度。另一方面为了符合智能型手机薄型化的需求，潜望式镜头模块也需进一步缩短厚度，如此将压缩到传统圆形光圈尺寸导致入光量减少，如果要增加入光量，光圈外形只能改设计成非圆形，例如近似跑道形。当智能型手机厚度更薄到某种程度后，非圆形光圈会被进一步压缩成更扁平外形，使得非圆形光圈的短边入光量明显小于长边入光量，造成短边方向的成像亮度明显低于长边的成像亮度，成像亮度明显不均匀，影响影像质量。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种镜头模块，其包括可变遮光片，可控制光圈的长边的入光量，使得光圈的长边与短边的入光量差异变小，可改善成像亮度不均匀现象。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种镜头模块包括复数个透镜、环状体及反射组件。反射组件、这些透镜及环状体沿着光轴从物侧至像侧排列。反射组件设置于物侧至这些透镜之间，且包括反射面。环状体设置于物侧至这些透镜之间、这些透镜之间或这些透镜至像侧之间。镜头模块满足以下条件：0.5mm<EPA/PL<5.5mm；其中EPA为镜头模块的入射瞳的面积，PL为反射组件的长度，此长度等于反射面的边长的长度，此边长与光轴互相垂直。
其中环状体为光圈或遮光组件，此遮光组件包括作动件、可变洞孔及驱动组件，此作动件围绕光轴形成可变洞孔，此驱动组件使作动件可进行作动以使可变洞孔的内径改变，作动件为非圆形片体，此可变洞孔为非圆形洞孔，遮光组件可沿着光轴移动，此光圈包括一洞孔，此洞孔大小固定。
其中非圆形洞孔的形状为多边形、与光轴对称的多边形、与光轴不对称的多边形、跑道形、樽形、橡木桶形、波浪形、花朵形、叶片形、云朵形、星形、锯齿形、爱心形或同时包含有直线及弧线或由不规则线条相连组成的形状。
其中这些透镜中至少一个透镜可移动以进行变焦，当镜头模块之焦距改变，作动件可进行作动以使可变洞孔的内径改变。
其中镜头模块至少满足以下其中一条件：0.2<SDX/STD<2；0<SDY/STD<1.2；0.2<EPDX/STD<2.1；0<EPDY/STD<1.5；0.7mm<EPA/STD<10mm；其中SDX为可变洞孔通过光轴的最大可变洞孔间距，SDY为可变洞孔通过光轴的最小可变洞孔间距，STD为光圈的直径，EPDX为入射瞳通过光轴的最大入射瞳间距，EPDY为入射瞳通过光轴的最小入射瞳间距，EPA为镜头模块的入射瞳的面积。
其中镜头模块至少满足以下其中一条件：0<SDX/EPDX<1.6；0.5<SDY/EPDY<2.3；其中SDX为可变洞孔通过光轴的最大可变洞孔间距，SDY为可变洞孔通过光轴的最小可变洞孔间距，EPDX为入射瞳通过光轴的最大入射瞳间距，EPDY为入射瞳通过光轴的最小入射瞳间距。
其中镜头模块至少满足以下其中一条件：1mm<SA/STD<9mm；0.4<SA/EPA<2.4；其中SA为遮光组件的可变洞孔面积，EPA为镜头模块的入射瞳的面积，STD为光圈的直径。
其中反射组件可更包括入射面及出射面，入射面与出射面互相垂直。
其中镜头模块至少满足以下其中一条件：0.8<PL/EPDX<4；0.7<PH/EPDY<3；其中PL为反射组件的长度，PH为反射组件的高度，此高度等于出射面的边长的长度，此边长方向垂直入射面，EPDX为入射瞳通过光轴的最大入射瞳间距，EPDY为入射瞳通过光轴的最小入射瞳间距。
其中镜头模块至少满足以下其中一条件：0.8<(SDY+EPDY)/PH<2；0.5<(SDX+EPDX)/PL<2.2；2<(SDX/SDY)+(EPDX/EPDY)+(PL/PH)<6.5；其中SDX为可变洞孔通过光轴的最大可变洞孔间距，SDY为可变洞孔通过光轴的最小可变洞孔间距，EPDX为入射瞳通过光轴的最大入射瞳间距，EPDY为入射瞳通过光轴的最小入射瞳间距，PL为反射组件的长度，PH为反射组件的高度，此高度等于出射面的边长的长度，此边长方向垂直入射面。
实施本发明的镜头模块，具有以下有益效果：可控制光圈的长边的入光量，使得光圈的长边与短边的入光量差异变小，可改善成像亮度不均匀现象。
附图说明
为使本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例并配合附图做详细说明。
图1是依据本发明的镜头模块处于广角端，其中可变遮光片的一实施例处于小口径状态时的示意图。
图2是依据本发明的镜头模块处于中间端，其中可变遮光片的一实施例处于中口径状态时的示意图。
图3是依据本发明的镜头模块处于望远程，其中可变遮光片的一实施例处于大口径状态时的示意图。
图4是依据本发明的镜头模块，其中反射组件的一实施例示意图。
具体实施方式
本发明提供一种镜头模块，包括：复数个透镜；环状体；及反射组件；其中此反射组件、这些透镜及此环状体沿着光轴从物侧至像侧排列；其中反射组件设置于物侧至这些透镜之间，且包括反射面；其中环状体设置于物侧至这些透镜之间、这些透镜之间或这些透镜至像侧之间；其中镜头模块满足以下条件：0.5mm<EPA/PL<5.5mm；其中EPA为镜头模块的入射瞳的面积，PL为反射组件的长度，此长度等于反射面的边长的长度，此边长与光轴互相垂直。
请同时参阅图1、图2、图3及图4，图1、图2及图3是依据本发明的镜头模块处于望远程、中间端及广角端，其中可变遮光片的一实施例分别处于大口径、中口径及小口径状态时的示意图，图4是依据本发明的镜头模块，其中反射组件的一实施例示意图。本发明的镜头模块(未图标)包括复数个透镜(未图示)、复数个环状体(未图标)及反射组件20，可以理解的是，环状体(未图示)可以为一光圈(未图示)或一遮光组件(未图标)，在本实施例中环状体(未图示)为一遮光组件(未图标)，此遮光组件可以为如图1、图2及图3所示的可变遮光片10，底下文件将以可变遮光片10代替环状体(未图标)及遮光组件(未图标)，复数个透镜(未图示)、光圈(未图示)、可变遮光片10及反射组件20沿着光轴OA排列，光圈(未图示)设置于复数个透镜(未图示)之间，可变遮光片10设置于复数个透镜(未图示)之间，但本发明不以此为限，光圈(未图示)亦可设置于物侧(未图示)与复数个透镜(未图示)之间，可变遮光片10亦可设置于物侧(未图示)与复数个透镜(未图示)之间或者复数个透镜(未图示)与像侧(未图示)之间，此外，反射组件20设置于物侧(未图示)与像侧(未图示)之间，即反射组件20可设置于物侧(未图示)与复数个透镜(未图示)之间、复数个透镜(未图示)之间或复数个透镜(未图示)与像侧(未图示)之间。这些透镜中至少一个透镜可移动以进行变焦或对焦。光圈(未图示)包括一洞孔，此洞孔大小固定。
可变遮光片10包括作动件11、可变洞孔13及驱动组件(未图标)，可变遮光片10可沿着光轴OA移动，随着不同的焦距以改变可变洞孔13的内径大小。作动件11为非圆形片体，作动件11包括线段111、线段113、弧形115及弧形117，线段111的两端分别连接弧形115及弧形117的一端，线段113的两端分别连接弧形115及弧形117的另一端，使得线段111与线段113相对，弧形115与弧形117相对，作动件11围绕光轴OA形成可变洞孔13，藉由驱动组件(未图标)提供驱动力使得作动件11可进行作动并且改变其内径大小，其中驱动组件(未图标)可以是电驱动马达、步进马达、磁石线圈组件、音圈马达、压电材料、形状记忆合金(ShapeMemory Alloy,SMA)等来实现的驱动器，当作动件11改变大小(即改变内径尺寸及形状)即可改变可变洞孔13的大小，上述作动件11由两线段及两弧形组成，但本发明不以此为限，作动件11也可以由多条线段组成，或者由多个弧形组成，或者由任意多条线段及任意多个弧形组成，或者由任意多条曲线组成，或者由任意多条线段、任意多个弧形及任意多条曲线组成。可变洞孔13为非圆形洞孔，可变洞孔13其形状呈非圆形，在本实施例中由光轴方向观察，其外观形状近似两U字形由开口处对接后所呈现的外形，但本发明不以此为限，其形状亦可为多边形、与光轴对称的多边形、与光轴不对称的多边形、跑道形、樽形、橡木桶形、波浪形、花朵形、叶片形、云朵形、星形、锯齿形、爱心形、同时包含有直线及弧线、或者由不规则线条相连组成的形状，如此设计有利于镜头模块整体有效减小尺寸、厚度及体积，其中部分形状例如波浪形、云朵形、星形、锯齿形亦可兼具达成减少杂散光及鬼影的功效。可变洞孔13通过光轴OA的最大可变洞孔间距为SDX，可变洞孔13通过光轴OA的最小可变洞孔间距为SDY。由图1、图2及图3可明显看出，当镜头模块(未图标)由广角端变焦至中间端再到望远程时，其最大可变洞孔间距SDX由最小逐渐变大，最后变为最大，最小可变洞孔间距SDY则变动很小几乎大小相等。光圈(未图示)及可变洞孔13可让来自物侧(未图示)的光线通过，其大小将影响镜头模块(未图标)的通光量，进而影响光圈值(F-Number)以及成像质量。反射组件20为一棱镜，包括入射面Sin、反射面Sref及出射面Sout，反射面Sref包括一边长，此边长与光轴OA互相垂直，反射组件20的长度PL等于此边长的长度，出射面Sout包括一边长，此边长方向垂直入射面Sin，反射组件20的高度PH等于此该边长的长度，来自物侧(未图示)的光线由入射面Sin入射，经反射面Sref反射改变行进方向，最后由出射面Sout射出反射组件20，入射面Sin与出射面Sout互相垂直，反射组件20也可以是一反射镜，当为反射镜时可以仅包含反射面。
另外，镜头模块(未图标)至少满足底下其中一条件：
0.7mm<EPA/STD<10mm； (1)
0.2<SDX/STD<2； (2)
0<SDY/STD<1.2； (3)
0.2<EPDX/STD<2.1； (4)
0<EPDY/STD<1.5； (5)
0<SDX/EPDX<1.6； (6)
0.5<SDY/EPDY<2.3； (7)
1mm<SA/STD<9mm (8)
0.4<SA/EPA<2.4； (9)
0.8<PL/EPDX<4； (10)
0.7<PH/EPDY<3； (11)
0.8<(SDY+EPDY)/PH<2； (12)
0.5<(SDX+EPDX)/PL<2.2； (13)
2<(SDX/SDY)+(EPDX/EPDY)+(PL/PH)<6.5； (14)
0.5mm<EPA/PL<5.5mm (15)
其中，EPA为镜头模块的入射瞳的面积，即入射瞳其孔径所建构出的面积，STD为光圈的直径，SDX为可变洞孔通过光轴的最大可变洞孔间距，SDY为可变洞孔通过光轴的最小可变洞孔间距，EPDX为入射瞳通过光轴的最大入射瞳间距，EPDY为入射瞳通过光轴的最小入射瞳间距，SA为可变遮光片的可变洞孔面积，即可变洞孔其孔径所建构出的面积，PL为反射组件的长度，此长度等于反射面Sref的边长的长度，此边长与光轴互相垂直，PH为反射组件的高度，此高度等于出射面Sout的边长的长度，此边长方向垂直入射面Sin。
利用上述复数个透镜(未图示)、光圈(未图示)、可变遮光片10、反射组件20及至少满足条件(1)至条件(15)其中一条件的设计，使得镜头模块(未图标)能有效的缩短镜头总长度、有效的缩短镜头厚度、有效的提升影像亮度均匀性。
当满足条件(1)、(9)：0.7mm<EPA/STD<10mm、0.4mm<SA/EPA<2.4mm时，可有效增加进光量并且提升影像亮度。
当满足条件(2)、(3)：0.2<SDX/STD<2、0<SDY/STD<1.2时，可有效缩减镜头尺寸、厚度并同时控制可变遮光片的最大可变洞孔间距与最小可变洞孔间距，有利于提升影像亮度均匀性。
当满足条件(4)、(5)、(6)、(7)：0.2<EPDX/STD<2.1、0<EPDY/STD<1.5、0<SDX/EPDX<1.6、0.5<SDY/EPDY<2.3时，可有效控制入光量，维持入射瞳及可变洞孔的最大间距与最小间距两个方向之间的相对照度值(Relative Illumination，RI)差异，避免落差过大影响成像，以及提升影像亮度。
当满足条件(10)、(11)、(15)：0.8<PL/EPDX<4、0.7<PH/EPDY<3、0.5mm<EPA/PL<5.5mm时，可有效控制反射组件的长度与入射瞳的最大入射瞳间距的比例、反射组件的高度与入射瞳的最小入射瞳间距的比例及入射瞳的面积与反射组件的长度的比例，有利于缩短镜头模块厚度，达到薄型化的目的且兼具良好光学性能表现。
表一为第一实施例的镜头模块(未图标)处于广角端时的相关参数值及其对应条件(1)至条件(15)的计算值，由表一可知，第一实施例的镜头模块(未图标)处于广角端时皆能满足条件(1)至条件(15)的要求。
表一
Figure BDA0003454254220000071
表二为第一实施例的镜头模块(未图标)处于中间端时的相关参数值及其对应条件(1)至条件(15)的计算值，由表一可知，第一实施例的镜头模块(未图标)处于中间端时皆能满足条件(1)至条件(15)的要求。
表二
Figure BDA0003454254220000072
表三为第一实施例的镜头模块(未图标)处于望远程时的相关参数值及其对应条件(1)至条件(15)的计算值，由表一可知，第一实施例的镜头模块(未图标)处于望远程时皆能满足条件(1)至条件(15)的要求。
表三
Figure BDA0003454254220000081
上述实施例中，镜头模块为可变焦距镜头，然而可以了解到，镜头模块也可以为固定焦距镜头，亦应属本发明的范畴。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，但其并非用以限定本发明，本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种镜头模块，其特征在于，包括：
复数个透镜；
环状体；以及
反射组件；
其中该反射组件、这些透镜以及该环状体沿着光轴从物侧至像侧排列；
其中该反射组件设置于该物侧至这些透镜之间，且包括反射面；
其中该环状体设置于该物侧至这些透镜之间、这些透镜之间或这些透镜至该像侧之间；
其中该镜头模块满足以下条件：
0.5mm<EPA/PL<5.5mm；
其中EPA为该镜头模块的入射瞳的面积，PL为该反射组件的长度，该长度等于该反射面的边长的长度，该边长与该光轴互相垂直。
2.如权利要求1所述的镜头模块，其特征在于，该环状体为一光圈或一遮光组件，该遮光组件包括作动件、可变洞孔以及驱动组件，该作动件围绕该光轴形成该可变洞孔，该驱动组件使该作动件可进行作动以使该可变洞孔的内径改变，该作动件为非圆形片体，该可变洞孔为非圆形洞孔，该遮光组件可沿着该光轴移动，该光圈包括一洞孔，该洞孔大小固定。
3.如权利要求2所述的镜头模块，其特征在于，这些透镜中至少一个透镜可移动以进行变焦，当该镜头模块之焦距改变，该作动件可进行作动以使该可变洞孔的内径改变。
4.如权利要求3所述的镜头模块，其特征在于，该非圆形洞孔的形状为多边形、与光轴对称的多边形、与光轴不对称的多边形、跑道形、樽形、橡木桶形、波浪形、花朵形、叶片形、云朵形、星形、锯齿形、爱心形或同时包含有直线及弧线或由不规则线条相连组成的形状。
5.如权利要求2所述的镜头模块，其特征在于，该镜头模块至少满足以下其中一条件：
0.2<SDX/STD<2；
0<SDY/STD<1.2；
0.2<EPDX/STD<2.1；
0<EPDY/STD<1.5；
0.7mm<EPA/STD<10mm；
其中SDX为该可变洞孔通过该光轴的最大可变洞孔间距，SDY为该可变洞孔通过该光轴的最小可变洞孔间距，STD为该光圈的直径，EPDX为该入射瞳通过该光轴的最大入射瞳间距，EPDY为该入射瞳通过该光轴的最小入射瞳间距，EPA为该镜头模块之该入射瞳之该面积。
6.如权利要求2所述的镜头模块，其特征在于，该镜头模块至少满足以下其中一条件：
0<SDX/EPDX<1.6；
0.5<SDY/EPDY<2.3；
其中SDX为该可变洞孔通过该光轴的最大可变洞孔间距，SDY为该可变洞孔通过该光轴的最小可变洞孔间距，EPDX为该入射瞳通过该光轴的最大入射瞳间距，EPDY为该入射瞳通过该光轴的最小入射瞳间距。
7.如权利要求2所述的镜头模块，其特征在于，该镜头模块至少满足以下其中一条件：
1mm<SA/STD<9mm；
0.4<SA/EPA<2.4；
其中SA为该遮光组件的可变洞孔面积，EPA为该镜头模块之该入射瞳之该面积，STD为该光圈的直径。
8.如权利要求1所述的镜头模块，其特征在于，该反射组件更包括入射面以及出射面，该入射面与该出射面互相垂直。
9.如权利要求8所述的镜头模块，其特征在于，该镜头模块至少满足以下其中一条件：
0.8<PL/EPDX<4；
0.7<PH/EPDY<3；
其中PL为该反射组件的该长度，PH为该反射组件的高度，该高度等于该出射面的边长的长度，该边长方向垂直该入射面，EPDX为该入射瞳通过该光轴的最大入射瞳间距，EPDY为该入射瞳通过该光轴的最小入射瞳间距。
10.如权利要求8所述的镜头模块，其特征在于，该镜头模块至少满足以下其中一条件：
0.8<(SDY+EPDY)/PH<2；
0.5<(SDX+EPDX)/PL<2.2；
2<(SDX/SDY)+(EPDX/EPDY)+(PL/PH)<6.5；
其中SDX为该可变洞孔通过该光轴的最大可变洞孔间距，SDY为该可变洞孔通过该光轴的最小可变洞孔间距，EPDX为该入射瞳通过该光轴的最大入射瞳间距，EPDY为该入射瞳通过该光轴的最小入射瞳间距，PL为该反射组件的该长度，PH为该反射组件的高度，该高度等于该出射面的边长的长度，该边长方向垂直该入射面。
CN202210003071.1A 2021-02-05 2022-01-04 镜头模块 Active CN114879428B (zh)

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