CN212410943U - 镜头、摄像模组及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种镜头、摄像模组及电子设备。镜头沿有效光束的入射光路依次包括:具有屈折力的第一镜头元件,第一镜头元件用于调制有效光束;第一光路折叠元件,包括至少两个第一反射面,第一反射面用于反射来自第一镜头元件的有效光束,有效光束能够被至少两个第一反射面依次反射;及具有屈折力的第二镜头元件,第二镜头元件用于调制来自第一光路折叠元件的有效光束。上述镜头能够在提升系统焦距的同时,还能兼顾小型化设计。
Description
技术领域
本实用新型涉及摄像领域,特别是涉及一种镜头、摄像模组及电子设备。
背景技术
智能手机、数码相机等电子设备中常会采用长焦镜头来为电子设备带来远摄效果。但是,碍于长焦镜头的轴向尺寸往往过大,从而导致设备在沿镜头的轴向上需要设置足够的空间以容置镜头,而这不可避免地会导致电子设备于该轴向上的尺寸变大,从而难以满足目前设备的小型化设计潮流。
实用新型内容
基于此,有必要针对如何兼顾小型化设计及提升焦距的问题,提供一种镜头、摄像模组及电子设备。
一种镜头,沿有效光束的入射光路依次包括:
具有屈折力的第一镜头元件,所述第一镜头元件用于调制所述有效光束;
第一光路折叠元件,包括至少两个第一反射面,所述第一反射面用于反射来自所述第一镜头元件的所述有效光束,所述有效光束能够被至少两个所述第一反射面依次反射;及
具有屈折力的第二镜头元件,所述第二镜头元件用于调制来自所述第一光路折叠元件的所述有效光束。
上述镜头在所述第一镜头元件与所述第二镜头元件的光路之间设置所述第一光路折叠元件,使由所述第一镜头元件出射的有效光束在所述第一光路折叠元件中的至少两个反射面发生反射,从而实现光路折叠的效果,即所述第一光路折叠元件能够将所述第一镜头元件与所述第二镜头元件之间的光路折叠,以此缩短所述第一镜头元件与所述第二镜头元件之间的空间距离,从而有利于所述镜头的小型化设计。同时,所述第一光路折叠元件也能够增加所述第一镜头元件与所述第二镜头元件之间的光路距离,从而有利于提升所述第一镜头元件的焦距,进而提升所述镜头的焦距。另一方面,由于所述第一光路折叠元件能够为提升所述第一镜头元件的焦距提供空间,因此在设计长焦镜头时能够缩短所述第二镜头元件的焦距,以此减小所述第二镜头元件于轴向上的尺寸,同时也有利于减小所述镜头的后焦空间,即缩短所述第二镜头元件与镜头成像面之间的距离,从而使所述镜头的结构紧凑,使所述镜头在拥有长焦距的情况下仍然能够保持小型化的特性。以上,上述镜头能够在提升焦距的同时,还能兼顾小型化设计。
在其中一个实施例中,所述有效光束在所述第一光路折叠元件中的光路存在相交。所述有效光束在所述第一光路折叠元件中的传播光路相交,在所述有效光束于所述第一光路折叠元件中的传播光路的距离一定的情况下,其中传播光路的交点越多,则传播光路被折叠的程度越大,从而能够缩小所述第一光路折叠元件的尺寸,进而有利于为所述第一镜头元件提供焦距的提升空间,还有利于实现所述镜头的小型化设计。
在其中一个实施例中,所述第一镜头元件包括至少两个镜组,所述第一镜头元件中的至少一个镜组能够相对所述第一光路折叠元件移动。上述第一镜头元件能够通过控制镜组的相对移动以改变所述第一镜头元件的焦距,进而实现镜头的变焦效果。
在其中一个实施例中所述第二镜头元件包括至少两个镜组,所述第二镜头元件中的至少一个镜组能够相对所述第一光路折叠元件移动。上述第二镜头元件能够通过控制所述第三镜组和所述第四镜组的移动以改变所述第二镜头元件的焦距,进而实现所述镜头的变焦效果。当所述第一镜头元件的焦距较长时,所述第二镜头元件能够通过变焦移动以配合所述第一镜头元件,缩短透镜系统的焦距,使所述镜头能够切换至广角端。且当所述第一镜头元件和所述第二镜头元件均能够调节焦距时,所述第一镜头元件能够与所述第二镜头元件相互形成良好的匹配,使所述镜头能够实现更高倍数的变焦。
以上,对于定焦镜头而言,通过设置第一光路折叠元件能够为第一镜头元件提供更大的像方焦距的空间,从而有利于第一镜头元件的焦距的提升,进而有利于镜头拥有长焦特性。对于变焦镜头而言,通过设置第一光路折叠元件能够为第一镜头元件提供更大的像方焦距的空间,从而有利于第一镜头元件在在更大的焦距范围内进行变焦,使所述镜头能够实现10倍-20倍,甚至更高倍数的光学变焦效果,同时也不会导致镜头于第一镜头元件的轴向空间过大。
在其中一个实施例中,所述第一光路折叠元件为棱镜,其中所述第一光路折叠元件还包括第一入射面和第一出射面,所述第一入射面朝向所述第一镜头元件的像端,所述第一出射面朝向所述第二镜头元件的物端,所述有效光束能够经所述第一入射面进入所述第一光路折叠元件,且经各所述第一反射面反射后从所述第一出射面出射至所述第二镜头元件。棱镜的结构相对简单,且加工方便。通过使来自所述第一镜头元件的有效光束从所述第一入射面入射至第一光路折叠元件中,并在所述第一光路折叠元件中实现至少两次反射,且反射光路相交,最后从所述第一出射面出射至所述第二镜头元件。
在其中一个实施例中,所述第一光路折叠元件为五棱镜或七棱镜。对于具有五棱镜或七棱镜结构的所述第一光路折叠元件而言,所述第一光路折叠元件的面数合理,有足够的面数用于有效光束的入射、出射及至少两次内反射。且五棱镜和七棱镜的面数也不会过多,从而能够在棱镜结构尺寸较小的情况下,确保各棱镜表面有足够大的面积以完整透过及反射所述有效光束。
在其中一个实施例中,所述第一光路折叠元件开设有第一反射槽,所述第一反射槽包括至少两个槽面,所述第一反射槽的至少两个槽面作为所述第一光路折叠元件的所述第一反射面。通过开设所述第一反射槽,来自所述第一镜头元件的所述有效光束能够直接通过所述第一反射槽的槽口进入所述第一反射槽,并在所述第一反射槽的至少两个槽面发生外反射,并最终被反射至所述第二镜头元件。以上,所述有效光束能够直接通过槽面进行反射,无需在入射或出射所述第一光路折叠元件时经过元件的界面,从而能够防止光束于元件的入射面和出射面处发生非预期的折射。
在其中一个实施例中,所述镜头包括第一光阑,所述第一光阑设置于所述第一光路折叠元件与所述第二镜头元件之间。进入所述镜头的光束除了最终能够成像于所述图像传感器的有效光束外,还存在非预期的杂散光,杂散光会导致系统的成像不良。与所述有效光束一并存在于入射光路中的杂散光,在经所述第一光路折叠元件多次反射后的传播方向将变得更加发散且混乱,进而导致系统的成像品质下降。因此通过在所述第一光路折叠元件与所述第二镜头元件之间设置所述第一光阑,可有效拦截由所述第一光路折叠元件出射的杂散光,从而有效改善系统的成像画质。
在其中一个实施例中,所述第一镜头元件的光轴垂直于所述第二镜头元件的光轴。通过上述设计,可有效利用所述镜头于两个相互垂直的方向上的空间,满足镜头的小型化设计需求,避免光学元件由于过于集中在一个方向上而导致镜头于该方向的尺寸过长。因此在装配至电子设备中时能够进一步缩小占据空间,使镜头在提升透镜系统焦距的同时,还能兼顾小型化设计。
在其中一个实施例中,所述第二镜头元件的像侧还设置有第二光路折叠元件,所述第二光路折叠元件包括至少两个第二反射面,所述第二反射面用于反射来自所述第二镜头元件的所述有效光束,来自所述第二镜头元件的所述有效光束能够被至少两个所述第二反射面依次反射。当所述第二镜头元件为入射光路上最靠近所述图像传感器的具有屈折力的光学元件时,所述第二光路折叠元件能够对透镜系统的出射光路实现有效折叠,以缩短镜头的像端空间,从而进一步兼顾镜头的长焦及小型化设计。
在其中一个实施例中,所述有效光束在所述第二光路折叠元件中的光路存在相交。所述有效光束在所述第二光路折叠元件中的传播光路相交,在所述有效光束于所述第二光路折叠元件中的传播光路的距离一定的情况下,其中传播光路的交点越多,则传播光路被折叠的程度越大,从而能够缩小所述第二光路折叠元件的尺寸,进而有利于实现所述镜头的小型化设计。
在其中一个实施例中,所述镜头包括第二光阑,所述第二光阑设置于所述第二光路折叠元件与所述图像传感器之间。进入所述镜头的光除了最终能够成像于镜头成像面的有效光束外,还存在非预期的杂散光,杂散光会导致系统的成像不良。与所述有效光束一并存在于入射光路中的杂散光,在经所述第一光路折叠元件多次反射后的传播方向将变得更加发散且混乱,进而导致系统的成像品质下降。因此通过在所述第二光路折叠元件与所述图像传感器之间设置所述第二光阑,可有效拦截由所述第二光路折叠元件出射的杂散光,从而有效改善系统的成像画质。
在其中一个实施例中,所述第二镜头元件的焦距绝对值小于所述第一镜头元件的焦距绝对值。
在其中一个实施例中,所述第一镜头元件和所述第二镜头元件均具有正屈折力,所述第二镜头元件的焦距小于等于所述第一镜头元件的焦距的三分之二。
在其中一个实施例中,所述第一镜头元件具有负屈折力,所述第二镜头元件均具有正屈折力,所述第二镜头元件的焦距绝对值小于等于所述第一镜头元件的焦距绝对值的三分之二。
一种摄像模组,包括图像传感器及上述任意一个实施例所述的镜头,所述图像传感器用于接收来自所述镜头的所述有效光束。
一种电子设备,包括安装件及上述实施例所述的摄像模组,所述摄像模组设置于所述安装件。由于所述摄像模组在提升透镜系统焦距的同时还能兼顾模组的小型化设计,因此所述电子设备以较小的空间便能装配具有长焦特性的所述摄像模组。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的摄像模组的结构示意图;
图2为本申请一实施例中具有变焦效果的摄像模组的示意图;
图3为本申请一实施例中的摄像模组的结构示意图;
图4为本申请一实施例中的摄像模组的结构示意图;
图5为本申请一实施例中包括两个光路折叠元件的摄像模组的结构示意图;
图6为本申请一实施例中的摄像模组的结构示意图;
图7为本申请一实施例中的摄像模组的结构示意图;
图8为本申请一个实施例提供的电子设备的示意图。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型,下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是,本实用新型可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使本实用新型的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个原件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个原件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反,当元件被称作“直接在”另一原件“上”时,不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
智能手机、数码相机等电子设备中常会采用长焦镜头来为电子设备带来远摄效果。但是,碍于长焦镜头的轴向尺寸往往过大,从而导致设备在沿镜头的轴向上需要设置足够的空间以容置镜头,而这不可避免地会导致电子设备于该轴向上的尺寸变大,从而难以满足目前设备的小型化设计潮流。
参考图1,本申请的一些实施例提供了一种摄像模组20,摄像模组20沿有效光束的入射光路102依次包括镜头10及图像传感器210。另外,摄像模组20包括壳体220,镜头10和图像传感器210安装于壳体220内。镜头10沿有效光束的入射光路102依次包括具有屈折力的第一镜头元件110、第一光路折叠元件120、具有屈折力的第二镜头元件130及图像传感器210。入射光路102从镜头10的物侧开始依次经过第一镜头元件110、第一光路折叠元件120、第二镜头元件130,并最终到达图像传感器210,入射光路102在镜头10中存在弯折。携带被摄物信息的光束从镜头10的物侧入射,并沿入射光路102在镜头10中传播,携带被摄物的光束在依次经过第一镜头元件110、第一光路折叠元件120、第二镜头元件130后将成像于图像传感器210。需要注意的是,沿入射光路102传播,并能够最终到达并成像于图像传感器210的有效成像区域的光束称为有效光束。且需注意的是,入射光路102为示意的光路,有效光束在实际传播时存在折射发散,并不会完全沿直线传播。
在这些实施例中,第一镜头元件110包括至少一个透镜,当第一镜头元件110中的透镜数量大于等于两个时,各透镜同轴设置,第一镜头元件110中的透镜数量具体可以为三个、四个、五个或更多个;第二镜头元件130包括至少一个透镜,当第二镜头元件130中的透镜数量大于等于两个时,各透镜同轴设置,第二镜头元件130中的透镜数量具体可以为三个、四个、五个或更多个。第一镜头元件110和第二镜头元件130中的透镜均保持固定,此时的摄像模组20为定焦模组。具有屈折力第一镜头元件110和第二镜头元件120均能够对有效光束进行调制,即修正系统的像差等,使有效光束能够最终在图像传感器210上形成良好的成像。另外,第一镜头元件110的光轴与第二镜头元件130的光轴相互垂直,这种设计下的摄像模组20具有潜望式结构,此时在应用至电子设备时(例如在应用至智能手机),使第一镜头元件110的光轴大致与镜头入光口的中心轴共线,此时第二镜头元件130及第二镜头元件130像侧的图像传感器210均能够沿垂直于第一镜头元件110的光轴方向排布。
另外,在上述实施例中,第一光路折叠元件120为五棱镜,且第一光路折叠元件120的表面包括一个第一入射面121、两个第一反射面122及一个第一出射面123。具体可通过在第一光路折叠元件120的至少两个表面设置反射镀层,以使设置有反射镀层的表面形成第一反射面122,有效光束能够被两个第一反射面122依次反射,并最终从第一光路折叠元件120出射。反射镀层可以为具有高反射率(如反射率高于90%)的单质金属镀层、金属-金属镀层或金属-非金属镀层。第一光路折叠元件120的第一反射面122均为平面,且第一入射面121垂直于第一出射面123,第一入射面121朝向第一镜头元件110的像端,第一出射面123朝向第二镜头元件130的物端。特别地,第一入射面121、第一反射面122及第一出射面123均垂直于同一个虚拟平面,入射光路102平行于该虚拟平面。
在上述实施例中,图像传感器210为CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)。
来自第一镜头元件110的有效光束将从第一入射面121进入第一光路折叠元件120,随后有效光束将依次在两个第一反射面122处发生内反射,并最终从第一出射面123出射至第二镜头元件130,随后有效光束在第二镜头元件130中得到调制,以校正在第一镜头元件110中所形成的像差,并最终出射至图像传感器210以实现成像。
以上,有效光束在第一光路折叠元件120中的传播光路相交,在有效光束于第一光路折叠元件120中的传播光路的距离一定的情况下,传播光路的交点104越多,则传播光路被折叠的程度越大,从而有利于使第一光路折叠元件120的尺寸得到缩小,进而有利于镜头10的小型化设计。相应地,在第一光路折叠元件120的尺寸一定的情况下,有效光束在第一光路折叠元件120中的交点104越多,则越有利于增长有效光束于第一光路折叠元件120中的传播光路,从而能够为第一镜头元件110提供更大的焦距空间,为第一镜头元件110拥有更长的焦距提供了可能。另一方面,由于第一光路折叠元件120能够为提升第一镜头元件110的焦距提供设计空间,因此在设计长焦镜头时能够使系统的屈折力主要集中于第二镜头元件130(即缩短第二镜头元件130的焦距),从而减小第一镜头元件110及第二镜头元件130于各自轴向上的尺寸;同时也有利于减小模组的后焦,即缩短第二镜头元件130与图像传感器210之间的距离,从而使镜头10的结构更为紧凑,使镜头10在拥有长焦特性的情况下仍然能够保持小型化的特性。
当系统的屈折力主要集中于第二镜头元件130时,在一些实施例中具体可以体现为,第二镜头元件130的焦距绝对值小于第一镜头元件110的焦距绝对值。具体地,第一镜头元件110和第二镜头元件130均具有正屈折力,第二镜头元件130的焦距小于等于第一镜头元件110的焦距的三分之二。或者,第一镜头元件110具有负屈折力,而第二镜头元件130均具有正屈折力,第二镜头元件130的焦距绝对值小于等于第一镜头元件110的焦距绝对值的三分之二。
除了将摄像模组20设计为定焦模组外,在一些实施例中也能将摄像模组20设计为变焦模组。
参考图2,在一些实施例中,第一镜头元件110包括至少两个镜组,每个镜组中均设置有至少一个透镜。当摄像模组20为变焦模组时,在一些实施例中,第一镜头元件110中的至少一个镜组能够相对第一光路折叠元件120移动。具体地,在一个实施例中,第一镜头元件110包括第一镜组112、第二镜组114及第一驱动件116,第二镜组114设置于第一镜组112与第一光路折叠元件120之间,第一驱动件116可以为音圈马达。第一镜组112和第二镜组114在第一驱动件116的作用下能够做非同步移动以改变第一镜头元件110的焦距。或者,在另一些实施例中第一镜头元件110中的各透镜可在第一驱动件116的驱动下同步移动。
在一些实施例中,第一镜头元件110包括光阑,光阑与第一镜头元件110中的至少一个透镜相对固定。在以上设置有能够相对移动的第一镜组112和第二镜组114的实施例中,光阑能够与第一镜组112和第二镜组114中的一个同步移动。
另一方面,一些实施例中的第一镜头元件110除了包括第一镜组112和第二镜组114外,还包括额外的至少一个镜组,每个镜组中设置有至少一个透镜。在其中一个实施例中,第一镜头元件110中的各镜组均能够相对第一光路折叠元件120移动。而在另一个实施例中,第一镜头元件110中的其中一个或两个镜组相对第一光路折叠元件120固定,而其余的镜组能够相对第一光路折叠元件120移动。
以上实施例仅列举了部分第一镜头元件110中的变焦方式,实际上,根据镜头10对第一镜头元件110的实际变焦需求,第一镜头元件110可以包括任意已知的变焦结构及采用任意已知的变焦方式,此处不加以赘述。
继续参考图2,在一些实施例中,第二镜头元件130包括至少两个镜组,每个镜组中均设置有至少一个透镜。当摄像模组20为变焦模组时,在一些实施例中,第二镜头元件130中的至少一个镜组能够相对第一光路折叠元件120移动。具体地,在一个实施例中,第二镜头元件130包括第三镜组132、第四镜组134及第二驱动件136,第三镜组132设置于第四镜组134与第一光路折叠元件120之间,第二驱动件136可以为音圈马达。第三镜组132和第四镜组134分别包括至少一个透镜,第三镜组132和第四镜组134同轴设置。在一些实施例中,第三镜组132和第四镜组134能够在第二驱动件136的作用下做非同步移动,以改变第二镜头元件130的焦距。在其他的一些实施例中,第二镜头元件130在变焦结构上并不仅仅包括第三镜组132和第四镜组134,也可以包含更多镜组。且第二镜头元件130在变焦方式上也不只限于所有镜组均能够做变焦移动的情况。在这些实施例中,第二镜头元件130的变焦结构和变焦方式可参考以上实施例中第一镜头元件110的变焦结构及变焦方式,此处不加以赘述。
上述第二镜头元件130能够通过控制镜组的移动以改变第二镜头元件130的焦距,进而实现模组的变焦效果。当第一镜头元件110的焦距较长时,第二镜头元件130能够通过变焦移动以配合第一镜头元件110,缩短透镜系统的焦距,使镜头10能够切换至广角端。且当第一镜头元件110和第二镜头元件130均能够调节焦距时,第一镜头元件110能够与第二镜头元件130相互形成良好的匹配,使镜头10拥有更高的变焦倍数。
参考图3,除了可以为五棱镜外,一些实施例中的第一光路折叠元件120也可以为七棱镜,七棱镜的面数相对而言更多,因此除了包括第一入射面121和第一出射面123外,七棱镜可以设计更多的第一反射面122(如图3实施例中所展现的四个第一反射面122),此时有效光束于第一光路折叠元件120的传播光路能够被多次折叠,且光路在空间上存在多处相交以形成多个交点104,从而使第一光路折叠元件120能够进一步以较小的尺寸便使有效光束在其中拥有较长的传播光路,因此在设计长焦镜头时能够使系统的屈折力主要集中于第二镜头元件130(即缩短第二镜头元件130的焦距),从而减小第一镜头元件110及第二镜头元件130于各自轴向上的尺寸;同时也有利于减小模组的后焦,即缩短第二镜头元件130与图像传感器210之间的距离,从而使镜头10的结构紧凑,使镜头10在拥有长焦特性的情况下仍然能够保持小型化的特性。对于具有五棱镜或七棱镜结构的第一光路折叠元件120而言,第一光路折叠元件120的面数合理,有足够的面数用于入射光的入射、至少两次内反射以及出射。且五棱镜和七棱镜的面数也不会过多,从而能够在棱镜结构尺寸较小的情况下,确保各棱镜表面有足够大的面积以完整透过及反射有效光束。
除了五棱镜和七棱镜的结构外,第一光路折叠元件120也可以为六棱镜或其他多面棱镜,具体结构根据实际需求而定,只要保证第一光路折叠元件120拥有足够数量的第一反射面122以至少两次反射有效光束以使光路折叠,进一步地,也可确保有效光束于第一光路折叠元件120中的传播广路存在相交,且保证棱镜的相应表面有足够大的面积以完整反射或透过有效光束即可。具体地,当由第一镜头元件110出射的有效光束的束径及发散角度较小时,第一镜头元件110中的各个第一反射面122的面积相较而言可以设计得较小,从而相应增加第一反射面122的面数以进一步折叠有效光束的光路。在第一光路折叠元件120的结构中,有效光束在入射光路上被各第一反射面122依次反射,并最终从第一光路折叠元件120出射。
参考图4,除了可以为棱镜外,第一光路折叠元件120也可以通过开设第一反射槽124以使有效光束的传播光路在槽中折叠。具体地,在一些实施例中,第一反射槽124包括三个槽面,第一反射槽124的两个间隔槽面分别作为第一光路折叠元件120的两个第一反射面122,来自第一镜头元件110的有效光束首先从第一消光槽的槽口入射,随后在作为一个第一反射面122的槽面被反射,被反射后的有效光束到达另一个作为第一反射面122的槽面,并最终被后者反射至第二镜头元件130。具体地,可通过在第一反射槽124的相应槽面设置反射镀层以使该槽面作为用于反射有效光束的第一反射面122。需要注意的是,在另一些实施例中,第一反射槽124的槽面并不限于图中所展现的三个,且能够作为第一反射面122的槽面也不限于图中所展现的两个,也可以为三个、四个或更多个。通过开设第一反射槽124,来自第一镜头元件110的有效光束能够直接通过第一反射槽124槽口进入第一反射槽124,以在第一反射槽124的至少两个槽面发生外反射,并最终被反射至第二镜头元件130。以上,有效光束能够直接通过槽面进行反射,无需在入射或出射第一光路折叠元件120时经过元件的界面,从而能够防止光束于元件的入射面和出射面处发生非预期的折射而产生像差。
参考图5,除了仅设置一个光路折叠元件外,在另一些实施例中,第二镜头元件130与图像传感器210之间的光路上还设置有第二光路折叠元件150,第二光路折叠元件150包括至少两个第二反射面152,第二反射面152用于反射来自第二镜头元件130的有效光束,有效光束能够被至少两个第二反射面152依次反射,并最终从第二光路折叠元件150出射。有效光束在第二光路折叠元件150中的反射光路在空间上相交,且有效光束在第二光路折叠元件150中发生至少两次反射后到达图像传感器210。在一些实施例中,当第二镜头元件130为在入射光路102上最靠近图像传感器210的具有屈折力的光学元件时,第二光路折叠元件150能够对透镜系统的后焦实现折叠,缩短模组的像端空间,使镜头10的结构紧凑,从而进一步兼顾模组的长焦及小型化设计。
在图5所呈现的实施例中,第二光路折叠元件150同样为五棱镜,且第二光路折叠元件150的表面包括一个第二入射面151、两个第二反射面152及一个第二出射面153。具体可通过在第二光路折叠元件150的至少两个表面设置反射镀层,以使设置有反射镀层的表面形成第二反射面152。反射镀层可以为具有高反射率(如反射率高于90%)的单质金属镀层、金属-金属镀层或金属-非金属镀层。第二光路折叠元件150的各表面均为平面,且第二入射面151垂直于第二出射面153,第二入射面151朝向第二镜头元件130的像端,第二出射面153朝向图像传感器210的感光表面。
来自第二镜头元件130的有效光束将从第二入射面151进入第二光路折叠元件150,随后有效光束将依次在两个第二反射面152处发生内反射,并最终从第二出射面153出射并成像于图像传感器210的感光表面。
以上,有效光束在第二光路折叠元件150中的传播光路存在折叠及相交,在传播光路的距离一定的情况下,其中传播光路的交点104越多,则有效光束于第二光路折叠元件150中的传播光路被折叠的程度越大,从而能够缩小第二光路折叠元件150的尺寸,进而有利于镜头10的小型化设计。相应地,在第二光路折叠元件150的尺寸一定的情况下,有效光束在第二光路折叠元件150中的交点104越多,则有效光束于第二光路折叠元件150中的传播光路越长,从而能够为第二镜头元件130提供更大的焦距设计空间,为第二镜头元件130拥有更长的焦距提供了可能。当第二镜头元件130为入射光路102上最靠近图像传感器210的具有屈折力的光学元件时,第二光路折叠元件150能够对透镜系统的后焦实现有效折叠,以缩短模组的像端空间,保持镜头10的结构的紧凑性,从而进一步兼顾模组的长焦及小型化设计。以上,一些实施例通过同时设置第一光路折叠元件120和第二光路折叠元件150,使第一镜头元件110和第二镜头元件130均拥有长焦特性的同时还能保持镜头10的小尺寸结构,进而有利于镜头10在保持小型化设计的前提下拥有超远摄性能。
除了可以为五棱镜外,在一些实施例中,第二光路折叠元件150的具体结构可参考上述各实施例中的第一光路折叠元件120的结构,即第二光路折叠元件150可以为五棱镜外的其他多面棱镜,或者可以通过开设反射槽以使有效光束在反射槽中反射,棱镜的面数和反射槽的槽面可根据实际需求设定,此处不加以赘述。
继续参考图5,进入镜头10的光束除了最终能够成像于图像传感器210的有效光束外,还存在非预期的杂散光,当杂散光被图像传感器210接收时便会造成成像画面出现眩光、鬼影等现象,导致模组的成像不良。特别地,与有效光束一并存在于入射光路102中的杂散光,在经第一光路折叠元件120多次反射后的传播方向将变得更加发散且混乱。因此,在一些实施例中,镜头10还包括第一光阑160,第一光阑160设置于第一光路折叠元件120与第二镜头元件130之间,通过在第一光路折叠元件120与第二镜头元件130之间设置第一光阑160,能够有效且直接地拦截由第一光路折叠元件120出射的杂散光,从而有效改善模组的成像画质。
当然,在一些设置有第二光路折叠元件150的实施例中,镜头10还包括第二光阑170,第二光阑170设置于第二光路折叠元件150与图像传感器210之间,第二光阑170能够有效且直接地拦截由第二光路折叠元件150出射的杂散光,从而有效改善模组的成像画质。
参考图6,在一些实施例中,第一镜头元件110的物侧还设置有第一反射元件180,第一反射元件180为三棱镜,第一反射元件180用于将入射光束反射至第一镜头元件110,以使镜头10具有潜望式结构。具体地,在一个实施例中,三棱镜的一个直角面为入射面,斜面为反射面,另一个直角面为出射面,有效光束从入射面入射第一反射元件180并在反射面处发生内反射,随后从出射面出射至第一镜头元件110。由于第一反射元件180和第一光路折叠元件120均能够改变入射光束的传播方向,因此通过第一光路折叠元件120与第一反射元件180的配合,可使镜头10中的入射光路102分布于两个不同的方向上,以避免镜头10的长度沿单独的一个方向延伸,使镜头10在任一入射光路102的分布方向上的尺寸不会过大。在一些实施例中,第一反射元件180除了可以为三棱镜外,还可以为其他能够起到反射入射光束的元件。
参考图7,在一个实施例中,第二镜头元件130的像侧还设置有第二反射元件190,第二反射元件190为三棱镜,第二反射元件190用于将来自第二镜头元件130的有效光束反射至图像传感器210。具体地,在一个实施例中,三棱镜的一个直角面为入射面,斜面为反射面,另一个直角面为出射面,有效光束从入射面入射第二反射元件190并在反射面处发生内反射,随后从出射面出射至图像传感器210。通过第一光路折叠元件120与第二反射元件190的配合,可使镜头10中的入射光路102分布于两个不同的方向上,以避免镜头10的长度沿单独的一个方向延伸,使镜头10在任一入射光路102的分布方向上的尺寸不会过大。在一些实施例中,第二反射元件190除了可以为三棱镜外,还可以为其他能够起到反射入射光束的元件。
参考图8,本申请的一些实施例还提供了一种电子设备30,电子设备30包括安装件310及上述任意一项实施例中的摄像模组20,摄像模组20安装于安装件310。电子设备30可以为但不限于智能手机、智能手表、电子书阅读器、车载摄像设备、监控设备、医疗设备(如内窥镜)、平板电脑、生物识别设备(如指纹识别设备或瞳孔识别设备等)、PDA(PersonalDigital Assistant,个人数字助理)、无人机等。具体地,当电子设备30为智能手机时,安装件310可以为电路板或中框。如以上实施例所示,设置于电子设备30中的摄像模组20可以为定焦模组或变焦模组。且特别地,通过本申请实施例中的第一光路折叠元件120的设置,不仅能够提升第一镜头元件110的焦距,同时也能够将系统的屈折力集中于第二镜头元件130,从而缩小摄像模组20于第一镜头元件110的轴向及第二镜头元件130的轴向的尺寸。由于摄像模组20在提升透镜系统焦距的同时,还能兼顾模组的小型化设计,因此电子设备30以较小的空间便能装配入射光路102较长的摄像模组20(如长焦模组),从而有利于电子设备30实现远摄效果,同时,也可以有效避免摄像模组20由于轴向尺寸过大而突出设备的表面。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (12)
1.一种镜头,其特征在于,沿有效光束的入射光路依次包括:
具有屈折力的第一镜头元件,所述第一镜头元件用于调制所述有效光束;
第一光路折叠元件,包括至少两个第一反射面,所述第一反射面用于反射来自所述第一镜头元件的所述有效光束,所述有效光束能够被至少两个所述第一反射面依次反射;及
具有屈折力的第二镜头元件,所述第二镜头元件用于调制来自所述第一光路折叠元件的所述有效光束。
2.根据权利要求1所述的镜头,其特征在于,所述有效光束在所述第一光路折叠元件中的光路存在相交。
3.根据权利要求1所述的镜头,其特征在于,所述第一镜头元件包括至少两个镜组,所述第一镜头元件中的至少一个镜组能够相对所述第一光路折叠元件移动。
4.根据权利要求1或3所述的镜头,其特征在于,所述第二镜头元件包括至少两个镜组,所述第二镜头元件中的至少一个镜组能够相对所述第一光路折叠元件移动。
5.根据权利要求1所述的镜头,其特征在于,所述第一光路折叠元件为棱镜,其中所述第一光路折叠元件还包括第一入射面和第一出射面,所述第一入射面朝向所述第一镜头元件的像端,所述第一出射面朝向所述第二镜头元件的物端,所述有效光束能够经所述第一入射面进入所述第一光路折叠元件,且经各所述第一反射面反射后从所述第一出射面出射至所述第二镜头元件。
6.根据权利要求5所述的镜头,其特征在于,所述第一光路折叠元件为五棱镜或七棱镜。
7.根据权利要求1所述的镜头,其特征在于,所述第一光路折叠元件开设有第一反射槽,所述第一反射槽包括至少两个槽面,所述第一反射槽的至少两个槽面作为所述第一光路折叠元件的所述第一反射面。
8.根据权利要求1所述的镜头,其特征在于,所述第一镜头元件的光轴垂直于所述第二镜头元件的光轴。
9.根据权利要求1所述的镜头,其特征在于,所述第二镜头元件的像侧还设置有第二光路折叠元件,所述第二光路折叠元件包括至少两个第二反射面,所述第二反射面用于反射来自所述第二镜头元件的所述有效光束,来自所述第二镜头元件的所述有效光束能够被至少两个所述第二反射面依次反射。
10.根据权利要求9所述的镜头,其特征在于,所述有效光束在所述第二光路折叠元件中的光路存在相交。
11.一种摄像模组,其特征在于,包括图像传感器及权利要求1-10任意一项所述的镜头,所述图像传感器用于接收来自所述镜头的所述有效光束。
12.一种电子设备,其特征在于,包括安装件及权利要求11所述的摄像模组,所述摄像模组设置于所述安装件。
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