CN116266007A - 折叠透镜系统及其潜望式摄像模组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种折叠透镜系统和潜望式摄像模组，折叠透镜系统包括光转向机构、镜头组件以及折叠转向组件，光转向机构用于接收来自外界的成像光线，并将成像光线沿第一光轴转向，镜头组件用于接收通过光转向机构转向的成像光线，以形成具有第一光轴的第一光束，折叠转向组件设有至少三反射面，至少三反射面沿第二光轴间隔设置，用于对第一光束进行多折转向，以形成围绕第二光轴多折反射的第二光束，感光芯片位于第二光束的出射方向，第二光束的出射方向与第一光轴相平行，第二光轴垂直于第一光轴。从而通过对光路的多折转向设计，减小长焦摄像模组的尺寸，提高摄像模组的空间利用率。

Description

折叠透镜系统及其潜望式摄像模组

技术领域

本发明涉及摄像领域，具体地说，是一种折叠透镜系统及其潜望式摄像模组。

背景技术

近来，由于移动通信技术的发展而普遍化的如智能手机类便携终端，小型化以及轻便化的摄像头模块出现，因此在便携终端本体上至少配置有一个以上的摄像头模块。客户对摄像模组的设计需求日渐增高，用户不仅要求移动终端上配置的摄像头模块具有高容量、高性能的特点，并且还需求开发达到数码相机(DSLR)标准的摄像头模块，摄像头模块的开发在维持高性能高容量的同时，需满足小型化以及轻便化的发展趋势。

其中潜望式摄像模组通过在传统棱镜的前端安置反射棱镜的方式，将从竖直方向入射到摄像模组前端的光束进行反射，使得光束能够从竖直方向被转折至竖直方向相互垂直的水平方向，再通过镜头组件和滤色片后到达感光芯片，进而保障长焦距摄像模组在满足长焦距拍摄效果的同时降低长焦摄像模组的高度，可以将摄像模组横放的方式安装于电子设备中。因此，潜望式摄像模组能够在很大程度上实现终端设备小型化以及光学变焦的要求，通过转化入射光线的角度，合理改变较长的镜头结构，降低模组高度。

同时，摄像模组的拍摄角度与光学镜头的焦距相关，光学镜头的焦距越小所拍摄的角度越大，此时摄像模组对近处景物的拍摄能力就越强，相应地，光学镜头的焦距越大所拍摄的角度越小，此时摄像模组对远处景物的拍摄能力就越强。长焦镜头因为具有较大的焦距，因此其可以拍摄的距离能够达到更长，从而可以在很远的距离进行拍摄，因此长焦镜头的体形通常比较大，大体形的长焦镜头尤其会导致摄像模组的高度比较大，在将具有长焦镜头的摄像模组配置于电子设备时，长焦镜头的端面会严重地突出于电子设备的表面，这不仅会影响电子设备的外观，而且在电子设备被使用时，长焦镜头由于与其他物体的接触而导致其容易被磨损或者被碰触而损坏。在拍照的过程中，当镜头的焦距越来越长的时候，镜头的总长也会变成，即镜头在电子设备中的所需宽度也增加，影响整机的堆叠，

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种折叠透镜系统及其潜望式摄像模组，其通过对光路的多折转向设计，减小长焦摄像模组的尺寸，提高摄像模组的空间利用率。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种折叠透镜系统，包括：

光转向机构，用于接收来自外界的成像光线，并将所述成像光线沿第一光轴转向；

镜头组件，所述镜头组件用于接收通过所述光转向机构转向的成像光线，以形成具有所述第一光轴的第一光束；

折叠转向组件，所述折叠转向组件设有至少三反射面，所述至少三反射面沿第二光轴间隔设置，用于对所述第一光束进行多折转向，以形成围绕所述第二光轴多折反射的第二光束，感光芯片位于所述第二光束的出射方向，所述第二光束的出射方向与所述第一光轴相平行，所述第二光轴垂直于所述第一光轴。

在一个实施方式中，所述至少三反射面包括第一反射面、中间反射面以及第三反射面，所述第二光束包括第一折段光束、中间折段光束以及第三折段光束，所述第一光束经所述第一反射面转向形成所述第一折段光束，所述第一折段光束经所述中间反射面的转向形成所述中间折段光束，所述中间折段光束经所述第三反射面的转向形成所述第三折段光束，所述第一反射面、所述中间反射面以及所述第三反射面依次沿所述第二光轴方向间隔排列，所述第三折段光束的出射方向与所述第一光轴相平行，其中，所述第一反射面和所述第二光轴之间的夹角小于45°，所述第三反射面和所述第二光轴之间的夹角小于45°。

在一个实施方式中，所述第一折段光束和所述第一反射面的第一反射角小于45°，所述第三折段光束和所述第三反射面的第三反射角小于45°，所述中间折段光束和所述中间反射面的中间反射角大于所述第一反射角和所述第三反射角。

在一个实施方式中，所述中间反射面设有2n+1个反射区，其中，n为≥0的整数，所述中间折段光束经各个所述反射区的连续反射，沿着所述第二光轴方向传递直到经所述第三反射面出射。

在一个实施方式中，当n为≥1的整数时，所述反射区分别设置于所述第二光轴的纵向两侧，所述中间折段光束在各个反射区之间连续倾斜传递。

在一个实施方式中，所述第一折段光束和所述第一反射面的第一反射角为10°～40°，所述第三折段光束和所述第三反射面的第三反射角为10°～40°，所述中间折段光束和所述中间反射面的中间反射角为20°～80°。

在一个实施方式中，所述第一折段光束和所述第一反射面的第一反射角为15°～35°，所述第三折段光束和所述第三反射面的第三反射角为15°～35°，所述中间折段光束和所述中间反射面的中间反射角为30°～70°。

在一个实施方式中，所述折叠转向组件包括沿所述第二光轴方向依次排列的第一光转向元件、中间光转向元件以及第三光转向元件，所述第一光转向元件和所述第三光转向元件位于所述中间光转向元件的横向两侧，所述第一反射面位于所述第一光转向元件，所述第一反射面倾斜地面向所述镜头组件和所述中间光转向元件，所述中间反射面位于所述第二光转向元件的纵向侧壁，所述第三光转向元件倾斜地面向所述中间光转向元件和感光芯片。

在一个实施方式中，所述第一光转向元件和所述中间光转向元件之间设有第一间隙，所述第一间隙为0.01mm-1mm。

在一个实施方式中，所述第三光转向元件和所述中间光转向元件之间设有第三间隙，所述第三间隙为0.01mm-1mm。

在一个实施方式中，所述第一光转向元件进一步包括第一入光面以及第一出光面，所述第一反射面倾斜地连接所述第一入光面和所述第一出光面，所述第一入光面沿第一光轴面向所述镜头组件，所述第一出光面沿第二光轴面向所述中间光转向元件，所述第一反射面和所述第一入光面之间的第一夹角小于45°。

在一个实施方式中，所述第一反射面和所述第一入光面之间的第一夹角为10°～40°，优选的，所述第一反射面和所述第一入光面之间的第一夹角为15°～35°。

在一个实施方式中，所述第三光转向元件进一步包括第三入光面以及第三出光面，所述第三反射面倾斜地连接所述第三入光面和所述第三出光面，所述第三入光面沿第二光轴面向所述中间光转向元件，所述第三出光面沿第三光轴面向感光芯片，其中，所述第三光轴和所述第一光轴相平行，所述第三反射面和所述第三出光面之间的第三夹角小于45°。

在一个实施方式中，所述第三反射面和所述第三出光面之间的第三夹角为10°～40°，优选的，所述第三反射面和所述第三出光面之间的第三夹角为15°～35°。

在一个实施方式中，所述第一光转向元件和所述第三光转向元件对称地位于所述中间光转向元件的横向两侧。

在一个实施方式中，所述中间光转向元件设有第一光学面和第二光学面，所述第一光学面和所述第二光学面分别纵向地位于所述中间光转向元件的两侧壁，在所述第一光学面和所述第二光学面设有至少三反射区，所述第一反射面和所述第三反射面分别倾斜地面向所述第一光学面，所述第一光学面的反射区数量比所述第二光学面的反射区数量多一个。

在一个实施方式中，所述中间折段光束在所述第一光学面和所述第二光学面的中间反射角大于所述第一夹角和所述第三夹角。

在一个实施方式中，所述中间光转向元件进一步设有第二入光面和第二出光面，所述第一光转向元件的第一出光面面向所述第一入光面，所述第二出光面面向所述第三入光面，其中，所述第二入光面的口径适配于所述第一出光面，所述第二出光面的口径适配于所述第三入光面。

在一个实施方式中，所述第一光转向元件的所述第一入光面和第一出光面之间为直角或钝角结构，所述第三光转向元件的所述第三入光面和所述第三出光面之间为直角或钝角结构。

在一个实施方式中，所述第二入光面和所述第一光学面之间的夹角为直角或锐角结构，所述第二出光面和所述第一光学面之间的夹角为直角或锐角结构。

在一个实施方式中，所述中间光转向元件为一体结构或分体结构。

在一个实施方式中，所述光转向机构设有一对直角面和一斜面，其中一个直角面面向外界光线，其中另一个直角面面向所述镜头组件，所述斜面用于外界成像光线的转向。

在一个实施方式中，所述第一光学面和所述第二光学面平行，所述第一光学面设有两个反射区，所述第二光学面设有一个反射区，所述第二光学面的反射区位于所述第一光学面的两个反射区的正投影之间。

在一个实施方式中，所述第一光学面的两个反射区为连续相接的反射面或间隔的反射面。

在一个实施方式中，所述光转向机构、第一光转向元件和第三光转向元件均为棱镜。

根据本申请提供的另一方面，一种潜望式摄像模组，包括：

如上所述的折叠透镜系统；

感光芯片，所述感光芯片位于第二光束的出射方向，用于接收第二光束的成像光线以才进行成像。

在一个实施方式中，所述潜望式摄像模组进一步包括至少一驱动元件，所述驱动元件可驱动地连接所述折叠转向组件，得以驱动所述折叠转向组件沿第二光轴方向实现AF防抖和/或沿第一光轴方向实现OIS防抖。

在一个实施方式中，所述潜望式摄像模组进一步包括遮光件，所述遮光件环形设置于所述折叠转向组件的外周，得以遮挡所述折叠转向组件的外周光线。

附图说明

图1是根据本申请一实施例的潜望式摄像模组的结构示意图；

图2是根据本申请上述实施例的潜望式摄像模组的光路示意图；

图3是根据本申请另一实施例的潜望式摄像模组的结构示意图；

图4是根据本申请另一实施例的潜望式摄像模组的结构示意图；

图5是根据本申请另一实施例的潜望式摄像模组的结构示意图(连续反射区)；

图6是根据本申请另一实施例的潜望式摄像模组的结构示意图(间隔反射区)；

图7是根据本申请另一实施例的潜望式摄像模组的结构示意图；

图8是根据本申请另一实施例的潜望式摄像模组的结构示意图。

图9是根据本申请实施例的潜望式摄像模组的光路折叠面积示意图。

具体实施方式

下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”、“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，如在本申请中使用的，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。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是接触连接或通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

根据本申请的第一个方面，如图1和图2所示的一种折叠透镜系统，折叠透镜系统包括光转向机构10、镜头组件1以及折叠转向组件20，光转向机构10用于接收来自外界的成像光线，并将成像光线沿第一光轴31转向，镜头组件1用于接收通过光转向机构10转向的成像光线，以形成具有第一光轴31的第一光束61，折叠转向组件20设有至少三反射面，至少三反射面沿第二光轴32间隔设置，用于对第一光束61进行多折转向，以形成围绕第二光轴32多折反射的第二光束62，感光芯片40位于第二光束62的出射方向，第二光束62的出射方向与第一光轴31相平行，第二光轴32垂直于第一光轴31。从而通过对光路的多折转向设计，减小长焦摄像模组的尺寸，提高摄像模组的空间利用率。

其中，图1所示的正交坐标系(X，Y，Z)适用于所有附图，Z轴为镜头组件的第一光轴31方向，为前后方向，将与Z轴正交的X轴和Y轴作为第一光轴31正交方向，X轴为第二光轴32方向，为左右方向，Y轴为上下方向，并且应当理解的是，此坐标系仅用于示例性，而不应解释为限制性。

在一些实施例中，至少三反射面包括第一反射面223、中间反射面230以及第三反射面243，第二光束62包括第一折段光束621、中间折段光束622以及第三折段光束623，第一光束61经第一反射面223转向形成第一折段光束621，第一折段光束621经中间反射面230的转向形成中间折段光束622，中间折段光束622经第三反射面243的转向形成第三折段光束623，第一反射面223、中间反射面230以及第三反射面243依次沿第二光轴32方向间隔排列，第三折段光束623的出射方向与第一光轴31相平行。从而，第一折段光束621形成于第一反射面223和中间反射面230之间，中间波段光束622形成于中间反射面230和第三反射面243之间，第三折段光束623形成于第三反射面243和感光芯片40之间，第二光束62沿着第二光轴32依次经第一反射面223、中间反射面230以及第三反射面243反射，直至射向Z轴方向的感光芯片40，换句话说，Z轴方向的第一光束61经至少三反射面的多折反射，沿着X轴方向的前后折线传播，最后沿另一侧的Z轴方向射向感光芯片40。

也就是说，折叠转向组件20位于镜头组件1和感光芯片40之间，并且镜头组件1和感光芯片40均位于折叠转向组件20沿Z轴方向的同一侧，折叠转向组件20用于对穿过镜头组件1的第一光束61进行多折反射，有助于最大程度利用X轴方向的空间，减小Y轴高度和Z轴宽度的空间。

在一些实施例中，至少三反射面可以有三个反射面，第一光束61和第二光束62呈W型，并且第二光束62的出射方向和第一光束61相平行，至少三反射面也可以有五个反射面、七个反射面或更多的奇数反射面，第一反射面223和第三反射面243位于X轴两侧，其余的反射面沿X轴方向间隔地排列在第一反射面223和第三反射面243中间，形成中间反射面230，第二光束62沿着X轴方向从第一反射面223前后多次转向，直至传到第三反射面243。

在一些实施例中，第一反射面223和第二光轴32之间的夹角小于45°，第三反射面243和第二光轴32之间的夹角小于45°，便于Z轴的第一光束61经第一反射面223的反射，得以射向X轴的前后方向中间反射面230，再由中间反射面230射向第三反射面243，增大光程。如果第一反射面223和第二光轴32之间的夹角等于45°，第三反射面243和第二光轴32之间的夹角等于45°，第一光束61经第一反射面223的反射，将会直接射向第三反射面243，而不会经过中间反射面230折叠，也就不会增大光程，更不会对第一光束61的光线进行折叠。而当第一反射面223和第二光轴32之间的夹角小于45°，第三反射面243和第二光轴32之间的夹角小于45°时，第一光束61的光线经多次光路折叠，增大光线折叠面积，得以保证到达第三反射面243的第二光束62有足够光程的同时，减小折叠转向组件20在Z轴方向的尺寸需求，进一步实现潜望式摄像模组的小型化。

在一些实施例中，第一折段光束621和第一反射面223的第一反射角小于45°，第三折段光束623和第三反射面243的第三反射角小于45°，中间折段光束622和中间反射面230的中间反射角大于第一反射角和第三反射角。

在一些实施例中，第一反射角和第三反射角可以相同，中间折段光束622和中间反射面230的中间反射角可以为第一反射角或第三反射角的两倍。

在一些实施例中，第一折段光束621和第一反射面223的第一反射角为10°～40°，第三折段光束623和第三反射面243的第三反射角为10°～40°，中间折段光束622和中间反射面230的中间反射角为20°～80°。

在一些实施例中，第一折段光束621和第一反射面223的第一反射角为15°～35°，第三折段光束623和第三反射面243的第三反射角为15°～35°，中间折段光束622和中间反射面230的中间反射角为30°～70°。其中，第一折段光束621和第一反射面223的第一反射角的具体数值包括但不限于15°、17°、20°、21°、22°、23°、24°、25°、26°、27°、28°、29°、30°、31°、33°、35°。其中，第三折段光束623和第三反射面243的第三反射角的具体数值包括但不限于包括但不限于15°、17°、20°、21°、22°、23°、24°、25°、26°、27°、28°、29°、30°、31°、33°、35°。其中，中间折段光束622和中间反射面230的中间反射角包括但不限于30°、34°、40°、42°、44°、46°、48°、50°、52°、54°、56°、58°、60°、62°、66°、70°。

在一些实施例中，中间反射面230设有2n+1个反射区，其中，n为≥0的整数，中间折段光束622经各个反射区的连续反射，沿着第二光轴32方向传递直到经第三反射面243出射。也就是说，中间反射面230可以有1个反射区、3个反射区、5个反射区或更多的奇数反射区，保证第二光束62传到第三反射面243。

在一些实施例中，当n为≥1的整数时，反射区分别设置于第二光轴32的纵向两侧，中间折段光束622在各个反射区之间连续倾斜传递。也就是说，当中间反射面有3个反射区、5个反射区甚至更多的反射区时，第二光束62得以在X轴的前后两侧来回折线反射，在有限的空间内延长成像光线的光程，反射区的具体数量也需要结合折叠转向组件20在X轴和Z轴方向的尺寸限制。

在一些实施例中，折叠转向组件20包括沿第二光轴32方向依次排列的第一光转向元件22、中间光转向元件23以及第三光转向元件24，第一光转向元件22和第三光转向元件24位于中间光转向元件23的横向两侧，第一反射面223位于第一光转向元件22，第一反射面223倾斜地面向镜头组件1和中间光转向元件23，中间反射面230位于中间光转向元件23的纵向侧壁，第三光转向元件24倾斜地面向中间光转向元件23和感光芯片40。从而，通过光转向机构10、第一光转向元件22、中间光转向元件23以及第三光转向元件24的相互配合，例如通过改变各个折叠转向组件20的摆放位置和摆放角度等，使得沿Z轴穿过镜头组件1的成像光线，最终从另一侧的Z轴方向射出，到达感光芯片40成像。

其中，折叠透镜系统具有三个个光轴，分别为第一光轴31、第二光轴32以及第三光轴33，第一光轴31和第二光轴32大致垂直，即第一光轴31和第二光轴32大致成90°，第一光轴31和第三光轴33基本上平行设置，光转向机构10、镜头组件1以及第一光转向元件22沿第一光轴31(Z轴)从左向右依次排列，感光芯片40和第三光转向元件24沿第三光轴33(Z轴)从左向右依次排列，第一光转向元件22、中间光转向元件23和第三光转向元件24沿第二光轴32(X轴)从前向后依次排列。其中，镜头组件1沿第一光轴31布置以接收被光转向机构10折转的入射光。感光芯片40沿第三光轴33布置并接收通过第三光转向元件24折转的出射光。

其中，第一光转向元件22紧邻镜头组件1设置，在第一光转向元件22和镜头组件1之间没有配置其他光学元件。应可以理解，在折叠透镜系统中，穿过镜头组件1的第一光束61能够完全地被第一光转向元件22接收，第一反射面223在镜头组件1的第一光轴31方向上的投影得以完全覆盖镜头组件1的采光面，有助于为第一光转向元件22和镜头组件1的光学系统的构建提供便利条件。

其中，光转向机构10与第一光转向元件22之间沿第一光轴31的方向设置有一定间隔，使得光转向机构10与第一光转向元件22在第一光轴31方向上具有一定间距，为镜头组件1预留空间，以使得镜头组件1沿Z轴设置于光转向机构10和第一光转向元件22。

在一些实施例中，第一光转向元件22和中间光转向元件23之间设有第一间隙，第一间隙为0.01mm-1mm，有助于第一光转向元件22和中间光转向元件23的组装，避免造成干涉。第三光转向元件24和中间光转向元件23之间设有第三间隙，第三间隙为0.01mm-1mm，有助于第三光转向元件24和中间光转向元件23的组装，避免造成干涉。从而，由于第一光转向元件22和光转向机构10之间、第三光转向元件24和第一光转向元件22之间，以及第三光转向元件24和感光芯片40之间均具有一定尺寸的间隔，可以使得潜望式摄像模组的焦距相对增大，同时给后续组装预留出一定空间。

其中，镜头组件1与光转向机构10和第一光转向元件22之间的间距，中间光转向元件23与第一光转向元件22和第三光转向元件24之间的间距、第三光转向元件24和感光芯片40之间的间距，以及折叠转向组件20中各个部件的尺寸，都可以根据镜头组件1的设置位置以及其他因素确定。进一步地，在镜头组件1尺寸相对较大的情况下，可通过适当改变第一光转向元件22和第三光转向元件24的形状，即改变第一反射面223和第三反射面243与第二光轴32(X轴)的角度，保证成像光线经镜头组件1聚焦再发散所形成的图像得以完整地呈现在各个折叠转向组件20的各部件，并最终完整地呈现于感光芯片40上。

在一些实施例中，光转向机构10设有一对直角面11和一斜面13，其中一个直角面11面向外界光线，其中另一个直角面11面向镜头组件1，斜面13用于外界成像光线的转向，得以对外界的成像光线转向90°，斜面13和Z轴之间的夹角为45°，提升潜望式摄像模组的结构紧凑性。其中，光转向机构10的斜面13为反射面，面向进光口，第一光转向元件22的第一反射面223沿Z轴朝向镜头组件1，中间光转向元件23的一端沿X轴朝向第一光转向元件22，另一端沿X轴朝向第三光转向元件24，第三光转向元件24的第三反射面243沿Z轴朝向感光芯片40，以使得成像光线依次通过折叠透镜系统的各个组件。从而整个潜望式摄像模组的空间利用率较高，可以使占据空间较小的潜望式摄像模组具有较大的焦距。

其中，光转向机构10用于接收并反射外界的成像光线，成像光线自进光口进入后，经光转向机构10反射，再经镜头组件1聚焦以形成沿Z轴方向的第一光束61，第一光束61射入第一光转向元件22，第一光转向元件22上所形成的图像为自进光口进入的成像光线在第一光转向元件22上形成的像。中间光转向元件23和第一光转向元件22相互配合，从而将第一光转向元件22上的像经折叠反射至中间光转向元件23上，形成的第二光束62通过中间光转向元件23反射至第三光转向元件24，并经第三光转向元件24最终射向感光芯片40，通过感光芯片40形成图像。

在一些实施例中，光转向机构10和折叠转向组件20为具有光反射能力的光学元件，其包括但不限于转折棱镜、平面反射镜、光波导、光栅等。其中，光转向机构10、第一光转向元件22和第三光转向元件24均为棱镜，其中，光转向机构10为全反射棱镜，第一光转向元件22和第三光转向元件24可以为直角棱镜或钝角棱镜，中间光转向元件23可以为矩形棱镜、梯形棱镜或分体棱镜组。其中，当中间光转向元件23为矩形棱镜时，矩形内部设置有若干反射区用于反射光线，光转向机构10和折叠转向组件20可设定规则排布，只需保证光线经多次反射后，有足够的的光程得以射向感光芯片40，适于长焦摄像模组。

在一些实施例中，第一折段光束621形成于第一光转向元件22和中间光转向元件23之间，中间折段光束622形成于中间光转向元件23和第三光转向元件24之间，第三折段光束623形成于第三光转向元件24和感光芯片40之间，第二光束62沿着X轴依次经第一光转向元件22、中间光转向元件23以及第三光转向元件24反射，直至射向Z轴方向的感光芯片40，第一光束61和第二光束62的第三折段光束623互相平行，也就是镜头组件1的第一光轴31所在方向和光线自第三光转向元件24射向感光芯片40的方向相互平行，得以最大程度的利用摄像模组的空间，减小X和Z方向上的尺寸。

在一些实施方例中，中间光转向元件23设有第一光学面231和第二光学面232，第一光学面231和第二光学面232分别纵向地位于中间光转向元件23的两侧壁，在第一光学面231和第二光学面232设有至少三反射区，第一反射面223和第三反射面243分别倾斜地面向第一光学面231，第一光学面231的反射区数量比第二光学面232的反射区数量多一个。

也就是说，第一光学面231和第二光学面232沿Z轴方向设置于中间光转向元件23的前后两侧，第一光学面231具有至少二反射区，第一光学面231用于接收和射出光线，第二光学面232具有至少一反射区，第二光学面232的反射区接收来自第一光学面231反射的光线并将该光线反射至第一光学面231上，来自第一光转向元件22的成像光线从第一光学面231进入中间光转向元件23中，并从第一光学面231的另一侧射向第三光转向元件24。

在一些实施例中，第一光学面231和第二光学面232可为中间光转向元件23的侧壁，也可以是第一光学面231和第二光学面232的反射区附着于侧壁，对此，并不为本申请所局限。

在一些实施例中，第一光学面231和第二光学面232平行，第一光学面231设有两个反射区，第二光学面232设有一个反射区，第二光学面232的反射区位于第一光学面231的两个反射区的正投影之间。

在一些实施例中，第一光学面231的两个反射区为连续相接的反射面或间隔的反射面。其中，第一光学面231可以设置成两个具有一定间隔的反射区，反射区为第一反射区235和第二反射区236，第一反射区235设置于靠近第一光转向元件22的一侧，第二反射区236设置于靠近第三光转向元件24的一侧，在该实施例中，光线由第一光转向元件22反射到第一反射区235上，再由第一光学面231的第一反射区235反射到第二光学面232，再由第二光学面232反射到第一光学面231的第二反射区236，最后从第一光学面231的第二反射区236反射向第三光转向元件24。其中，第一反射区235和第二反射区236之间可以是连续的反射面，如图5所示，也可以是第一反射区235和第二反射区236之间是没有反射面的间隔，如图6所示。

在一些实施例中，第一光学面231为完整的反射面，第一反射区235和第二反射区236连续设置，得以增大第一光学面231的反射面积，提供空间利用率，满足较大口径的摄像模组需求，为大口径的光路提供更大面积的反射区域。

在一些实施例中，第一光转向元件22进一步包括第一入光面221以及第一出光面222，第一反射面223倾斜地连接第一入光面221和第一出光面222，第一入光面221沿第一光轴31面向镜头组件1，第一出光面222沿第二光轴32面向中间光转向元件23，第一反射面223和第一入光面221之间的第一夹角θ1小于45°。

在一些实施例中，中间光转向元件23进一步设有第二入光面233和第二出光面234，第一光转向元件22的第一出光面222面向第一入光面221，第二出光面234面向第三入光面241，其中，第二入光面233的口径适配于第一出光面222，第二出光面234的口径适配于第三入光面241。其中，第二入光面233和第二出光面234形成中间光转向元件23的通光口径，第二光束62从第二入光面233进入中间光转向元件23，从第二出光面234射出离开中间光转向元件23。

在一些实施例中，第三光转向元件24进一步包括第三入光面241以及第三出光面242，第三反射面243倾斜地连接第三入光面241和第三出光面242，第三入光面241沿第二光轴32面向中间光转向元件23，第三出光面242沿第三光轴33面向感光芯片40，其中，第三光轴33和第一光轴31相平行，第三反射面243和第三出光面242之间的第三夹角θ3小于45°。

也就是说，第一出光面222在Z轴方向的宽度小于第一入光面221在X轴方向的宽度，第三入光面241在Z轴方向的宽度小于第三出光面242在X轴方向的宽度，第二入光面233在Z轴方向的通光口径与第一出光面222相一致，第二出光面234在Z轴方向的通光口径与第三入光面241相一致。第一出光面222和第三入光面241在Z轴方向的通光口径可相同，也可不同。与第一反射面223和第一入光面221之间的第一夹角θ1等于45°的棱镜相比较，当第一出光面222和第三入光面241在Z轴方向的通光口径相同时，由于镜头组件1的在X轴方向的尺寸是不变的，即第一入光面221在X轴方向的尺寸是固定的，当第一反射面223和第一入光面221之间的第一夹角θ1小于45°时，第一出光面222在Z轴方向的尺寸变小，同时也有利于第二光束62折叠地向中间光转向元件23传递，增大光程，不需要延长X轴方向的光路，相应地，第二入光面233和第三入光面241的在Z轴方向的尺寸变小，从而通过增大光线折叠面积和多折光程，折叠转向组件20得以减小Z方向和X轴方向的尺寸。相比于现有技术中潜望式镜头中的全反射棱镜的直角边与斜边之间所成角度等于45°，在同样的镜头组件1尺寸的条件下，本申请中的潜望式摄像模组的第一光转向元件22在Z轴方向所需的尺寸更小，有利于降低潜望式摄像模组沿Z轴方向的尺寸，实现潜望式摄像模组的小型化。

换句话说，如图9，沿厚度方向观察，由镜头组件1进入到第一光转向元件22的第一反射面223的第一光束61，与经过第一反射面223反射后的光线会有部分光路折叠，当光路的折叠角度为θ，摄像模组的入光口径为D，则光路折叠部分得面积为dS＝D/(2cosθ*tanθ)*D/2cosθ＝D2/2sin2θ，折叠厚度h＝D/(2sinθ)，折叠区宽度b＝D/cosθ。与现有潜望式摄像模组相比，全反射棱镜的直角边与斜边之间所成角度等于45°，所以光路的折叠部分的面积为0.5D*D。由于本申请中的潜望式摄像模组中经由第一光转向元件22的光路的折叠角度小于45°，光路折叠面积大于现有技术中的光路折叠面积，可以减小第二光束62在Z轴方向所需的尺寸，并且在X轴方向尺寸的同时保证足够的光程，有助于提高像素的同时实现摄像模组的小型化。

在一些实施例中，第一反射面223和第一入光面221之间的第一夹角θ1为10°～40°，优选的，第一反射面223和第一入光面221之间的第一夹角θ1为15°～35°。

在一些实施例中，第三反射面243和第三出光面242之间的第三夹角θ3为10°～40°，优选的，第三反射面243和第三出光面242之间的第三夹角θ3为15°～35°。

在一些实施例中，第一反射面223和第一入光面221之间的第一夹角θ1的具体数值包括但不限于15°、17°、20°、21°、22°、23°、24°、25°、26°、27°、28°、29°、30°、31°、33°、35°。其中，第三反射面243和第三出光面242之间的第三夹角θ3的具体数值包括但不限于包括但不限于15°、17°、20°、21°、22°、23°、24°、25°、26°、27°、28°、29°、30°、31°、33°、35°。

也就是说，在现有的潜望式摄像模组中，为了达到增加光程的效果，必然会导致宽度等单一方向(如X轴方向)尺寸增加，然而应用该潜望式摄像模组的移动设备的尺寸有限，换句话说，由于受到移动设备本身的宽度尺寸的限制，导致现有的潜望式摄像模组的光程增加十分有限，无法满足长焦摄像模组的需求。本申请中的潜望式摄像模组通过多次改变光线的传播方向，使得不需要延长X轴方向宽度的同时，使得潜望式摄像模组的光程增大，进而在该潜望式摄像模组的设计过程中，可以根据采用该潜望式摄像头的移动设备的实际长度值和宽度值，通过改变潜望式摄像模组内部件形状等方式，进而改变光线反射角度和反射次数，以适应潜望式摄像头所需的光程，以满足长焦摄像模组的设计需求，通过对光线增大折叠面积并增加反射次数，增大光程，得以减小摄像模组在Z轴方向和X轴方向的尺寸需求，有利于实现潜望式摄像模组的小型化。

在一些实施例中，第一光转向元件22和第三光转向元件24对称地位于中间光转向元件23的横向两侧。

在一些实施例中，中间折段光束622在第一光学面231和第二光学面232的中间反射角大于第一夹角θ1和第三夹角θ3。

在一些实施例中，第一光转向元件22的第一入光面221和第一出光面222之间为直角或钝角结构，第三光转向元件24的第三入光面241和第三出光面242之间为直角或钝角结构。

在一些实施例中，第二入光面233和第一光学面231之间的夹角为直角或锐角结构，第二出光面234和第一光学面231之间的夹角为直角或锐角结构。

在一些实施例中，中间光转向元件23可以设置成梯形形状，第一光转向元件22和中间光转向元件23可以设置成等腰钝角三角形，第一出光面222基本上平行于第二入光面233，第二出光面234基本上平行于三入光面，可以使得经过第一光转向元件22和第三光转向元件24反射后的光路对称地改变光束方向，提升摄像模组的成像质量，如图8所示。

在一些实施例中，中间光转向元件23为一体结构或分体结构。中间光转向元件23可以设置成不规则形状，可以由多个反射区组合而成，可以使摄像模组更加紧凑，第三光转向元件的形状不受限制，如图7所示。

在一些实施例中，镜头组件1可以包括多个透镜，为了提升成像质量及成像范围等，优选地，镜头组件1可以包括至少一个凸透镜和至少一个凹透镜，凸透镜和凹透镜两种透镜可以以设定规则排布，且两种透镜的光轴重合，从而对经进光口进入的光线进行多次聚焦，以形成清晰度相对较高的图像，再使前述图像经第一光转向元件22、中间光转向元件23以及第三光转向元件24，最终射向感光组件，形成图像。

根据本申请提供的第二个方面，提供一种潜望式摄像模组，包括如上的折叠透镜系统；感光芯片40，感光芯片40位于第二光束62的出射方向，用于接收第二光束62的成像光线以才进行成像。从而成像光线经过感光芯片40的感光作用而将光信号转变为电信号，传输与相连的接线板，进而通过接线板将电信号传送至应用的电子设备，从而实现图像的采集，通过电子设备实现图像的再现。

在一些实施例中，在第三光转向组件和感光芯片40之间也可设置有光学透镜70，从而对成像光线进行更多次地聚焦，以进一步保证自进光口进入的光线能在感光芯片40上形成清晰度较高的图像。

在一些实施例中，镜头组件1可设置为D-CUT镜头，沿摄像模组厚度方向，将镜头组件1切除上下两部分，可降低摄像模组厚度。

在一些实施例中，潜望式摄像模组进一步包括遮光件，遮光件环形设置于折叠转向组件20的外周，得以遮挡折叠转向组件20的外周光线。也就是说，在折叠透镜系统的各个部件以及感光芯片40的边缘都可设置环形遮光件，控制杂光，遮光件可设置为一圆环，圆环的中间镂空形成一通光孔，防止遮光件遮挡住入射光。同时遮光件环状部分设置为黑色或不透光材料，可以抑制杂光。进一步，镜头组件1入光侧也可设置一光阑，更好的抑制杂光。

在一些实施例中，潜望式摄像模组进一步包括至少一驱动元件50，驱动元件50可驱动地连接折叠转向组件20，得以驱动折叠转向组件20沿第二光轴32方向实现AF防抖和/或沿第一光轴31方向实现OIS防抖。

在一些实施例中，在中间光转向元件23的外周设置AF驱动元件50，同时在设置有驱动元件50的一侧外壳内设置一线路板。AF驱动元件50包括至少一AF线圈及至少一AF磁石，AF线圈设置在摄像模组的外壳内侧，AF磁石设置在中间光转向元件23的外周，AF线圈与AF磁石位置对应，AF线圈设置在摄像模组线路板的上方，通过线路板导通AF线圈，再通过AF线圈与AF磁石之间的电磁力带动AF磁石沿第二光轴32(X轴)方向移动，进而带动中间光转向元件23沿第二光轴32方向移动，实现潜望式摄像模组的对焦，实现X轴方向的AF防抖修正。

在一些实施例中，在中间光转向元件23的外周设置OIS驱动元件50，OIS驱动元件50设置有至少两个OIS线圈及与OIS线圈对应的至少两个OIS磁石，OIS线圈设置在摄像模组的外壳内侧，OIS磁石设置在中间光转向元件23的外周，OIS线圈与OIS磁石位置对应，OIS线圈设置在摄像模组线路板的上方，通过线路板导通OIS线圈，再通过OIS线圈与OIS磁石之间的电磁力带动OIS磁石沿第一光轴31方向及摄像模组的厚度方向进行移动，进而带动中间光转向元件23在Z轴和Y轴相交平面上的移动，实现潜望式摄像模组的OIS防抖修正。

在一些实施例中，折叠透镜系统在长焦摄像模组中所需尺寸较小，适用于智能手机、平板计算机、上网本、笔记本电脑以及超级本计算机中的摄像应用。

以上描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (15)

1.一种折叠透镜系统，其特征在于，包括：

光转向机构，用于接收来自外界的成像光线，并将所述成像光线沿第一光轴转向；

镜头组件，所述镜头组件用于接收通过所述光转向机构转向的成像光线，以形成具有所述第一光轴的第一光束；

折叠转向组件，所述折叠转向组件设有至少三反射面，所述至少三反射面沿第二光轴间隔设置，用于对所述第一光束进行多折转向，以形成围绕所述第二光轴多折反射的第二光束，感光芯片位于所述第二光束的出射方向，所述第二光束的出射方向与所述第一光轴相平行，所述第二光轴垂直于所述第一光轴。

2.根据权利要求1所述的折叠透镜系统，其特征在于，所述至少三反射面包括第一反射面、中间反射面以及第三反射面，所述第二光束包括第一折段光束、中间折段光束以及第三折段光束，所述第一光束经所述第一反射面转向形成所述第一折段光束，所述第一折段光束经所述中间反射面的转向形成所述中间折段光束，所述中间折段光束经所述第三反射面的转向形成所述第三折段光束，所述第一反射面、所述中间反射面以及所述第三反射面依次沿所述第二光轴方向间隔排列，所述第三折段光束的出射方向与所述第一光轴相平行，其中，所述第一反射面和所述第二光轴之间的夹角小于45°，所述第三反射面和所述第二光轴之间的夹角小于45°。

3.根据权利要求2所述的折叠透镜系统，其特征在于，所述第一折段光束和所述第一反射面的第一反射角小于45°，所述第三折段光束和所述第三反射面的第三反射角小于45°，所述中间折段光束和所述中间反射面的中间反射角大于所述第一反射角和所述第三反射角。

4.根据权利要求3所述的折叠透镜系统，其特征在于，所述中间反射面设有2n+1个反射区，其中，n为≥0的整数，所述中间折段光束经各个所述反射区的连续反射，沿着所述第二光轴方向传递直到经所述第三反射面出射。

5.根据权利要求4所述的折叠透镜系统，其特征在于，当n为≥1的整数时，所述反射区分别设置于所述第二光轴的纵向两侧，所述中间折段光束在各个反射区之间连续倾斜传递。

6.根据权利要求3所述的折叠透镜系统，其特征在于，所述第一折段光束和所述第一反射面的第一反射角为10°～40°，所述第三折段光束和所述第三反射面的第三反射角为10°～40°，所述中间折段光束和所述中间反射面的中间反射角为20°～80°，优选地，所述第一折段光束和所述第一反射面的第一反射角为15°～35°，所述第三折段光束和所述第三反射面的第三反射角为15°～35°，所述中间折段光束和所述中间反射面的中间反射角为30°～70°。

7.根据权利要求4～6中任一所述的折叠透镜系统，其特征在于，所述折叠转向组件包括沿所述第二光轴方向依次排列的第一光转向元件、中间光转向元件以及第三光转向元件，所述第一光转向元件和所述第三光转向元件位于所述中间光转向元件的横向两侧，所述第一反射面位于所述第一光转向元件，所述第一反射面倾斜地面向所述镜头组件和所述中间光转向元件，所述中间反射面位于所述第二光转向元件的纵向侧壁，所述第三光转向元件倾斜地面向所述中间光转向元件和感光芯片。

8.根据权利要求7所述的折叠透镜系统，其特征在于，所述第一光转向元件和所述中间光转向元件之间设有第一间隙，所述第一间隙为0.01mm-1mm，所述第三光转向元件和所述中间光转向元件之间设有第三间隙，所述第三间隙为0.01mm-1mm。

9.根据权利要求7所述的折叠透镜系统，其特征在于，所述第一光转向元件进一步包括第一入光面以及第一出光面，所述第一反射面倾斜地连接所述第一入光面和所述第一出光面，所述第一入光面沿第一光轴面向所述镜头组件，所述第一出光面沿第二光轴面向所述中间光转向元件，所述第一反射面和所述第一入光面之间的第一夹角小于45°，优选地，所述第一反射面和所述第一入光面之间的第一夹角为10°～40°，优选的，所述第一反射面和所述第一入光面之间的第一夹角为15°～35°，其中，所述第三光转向元件进一步包括第三入光面以及第三出光面，所述第三反射面倾斜地连接所述第三入光面和所述第三出光面，所述第三入光面沿第二光轴面向所述中间光转向元件，所述第三出光面沿第三光轴面向感光芯片，其中，所述第三光轴和所述第一光轴相平行，所述第三反射面和所述第三出光面之间的第三夹角小于45°，优选地，所述第三反射面和所述第三出光面之间的第三夹角为10°～40°，优选的，所述第三反射面和所述第三出光面之间的第三夹角为15°～35°。

10.根据权利要求9所述的折叠透镜系统，其特征在于，所述第一光转向元件和所述第三光转向元件对称地位于所述中间光转向元件的横向两侧，所述中间光转向元件设有第一光学面和第二光学面，所述第一光学面和所述第二光学面分别纵向地位于所述中间光转向元件的两侧壁，在所述第一光学面和所述第二光学面设有至少三反射区，所述第一反射面和所述第三反射面分别倾斜地面向所述第一光学面，所述第一光学面的反射区数量比所述第二光学面的反射区数量多一个，所述中间折段光束在所述第一光学面和所述第二光学面的中间反射角大于所述第一夹角和所述第三夹角。

11.根据权利要求10所述的折叠透镜系统，其特征在于，所述中间光转向元件进一步设有第二入光面和第二出光面，所述第一光转向元件的第一出光面面向所述第一入光面，所述第二出光面面向所述第三入光面，其中，所述第二入光面的口径适配于所述第一出光面，所述第二出光面的口径适配于所述第三入光面。

12.根据权利要求11所述的折叠透镜系统，其特征在于，所述第一光转向元件的所述第一入光面和第一出光面之间为直角或钝角结构，所述第三光转向元件的所述第三入光面和所述第三出光面之间为直角或钝角结构，所述第二入光面和所述第一光学面之间的夹角为直角或锐角结构，所述第二出光面和所述第一光学面之间的夹角为直角或锐角结构，其中，所述中间光转向元件为一体结构或分体结构。

13.根据权利要求12所述的折叠透镜系统，其特征在于，所述光转向机构设有一对直角面和一斜面，其中一个直角面面向外界光线，其中另一个直角面面向所述镜头组件，所述斜面用于外界成像光线的转向，所述第一光学面和所述第二光学面平行，所述第一光学面设有两个反射区，所述第二光学面设有一个反射区，所述第二光学面的反射区位于所述第一光学面的两个反射区的正投影之间，所述第一光学面的两个反射区为连续相接的反射面或间隔的反射面，其中，所述光转向机构、第一光转向元件和第三光转向元件均为棱镜。

14.一种潜望式摄像模组，其特征在于，包括：

如权利要求1～14中任一所述的折叠透镜系统；

感光芯片，所述感光芯片位于第二光束的出射方向，用于接收第二光束的成像光线以才进行成像。

15.根据权利要求14所述的潜望式摄像模组，其特征在于，其进一步包括至少一驱动元件和遮光件，所述驱动元件可驱动地连接所述折叠转向组件，得以驱动所述折叠转向组件沿第二光轴方向实现AF防抖和/或沿第一光轴方向实现OIS防抖，所述遮光件环形设置于所述折叠转向组件的外周，得以遮挡所述折叠转向组件的外周光线。

Images