CN212989739U

CN212989739U - 光学镜头及摄像模组

Info

Publication number: CN212989739U
Application number: CN202021474678.0U
Authority: CN
Inventors: 蒯泽文; 高健; 袁银潮
Original assignee: Zhejiang Sunny Optics Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Sunny Optics Co Ltd
Priority date: 2020-07-23
Filing date: 2020-07-23
Publication date: 2021-04-16
Anticipated expiration: 2030-07-23

Abstract

本实用新型涉及一种光学镜头，包括镜筒(1)、位于所述镜筒(1)内部的镜片组(2)以及设置在所述镜筒(1)像侧的底座(4)，所述镜片组(2)包括至少一枚红外截止镜片(6)，所述红外截止镜片(6)包括镜片本体(7)和红外截止层(8)，所述红外截止层(8)设置在所述镜片本体(7)的至少一侧镜面上，所述红外截止层(8)由高、低折射率膜层交替层叠而成。光学镜头中的镜片组包含至少一枚红外截止镜片，红外截止镜片是在镜片本体上设置红外截止膜层而实现了镜片具备红外线滤除的功能，这样的光学镜头可以无需设置红外截止滤光片，从而降低了整体高度。

Description

光学镜头及摄像模组

技术领域

本实用新型涉及光学成像领域，尤其涉及一种具有红外线滤除功能的光学镜头以及摄像模组。

背景技术

在成像摄像模组中，由于光电效应，摄像测感器CCD或者CMOS等半导体不仅可以感应可见光，也可以感应位于红外波段(波长大于760nm)的光线，使感应光的波段得到延伸。由于CCD和CMOS本身能够感应红外线的特性，使得在不搭配使用该红外截止滤光片时所获得的图像会偏绿，与人眼观察到的非常不一致。因此，传统摄像模组大部份都通过红外截止滤光片来达到图像色彩还原的效果，使得获得的图像与人眼观察到的色彩一致。

传统摄像模组的该红外截止滤光片是通过在普通玻璃上镀膜以达到红外截止的效果。然而，随着摄像模组的发展，进一步地通过将蓝玻璃上镀膜来代替传统红外截止滤光片。由于蓝玻璃基材本身有近红外光吸收特性，从而通过芯片的接收，在红光上的吸收效果接近人眼对红光的感知。但是，随着现今许多科技产品微型化的发展，更多的终端产品更要求轻薄化，因此对于摄像模组除了成像品质的要求外，其中轻薄的结构亦是未来的驱势，但是，现今摄像模组中常采用的蓝玻璃厚度由于工艺的难度和高昂的制作成本，以及蓝玻璃易碎的特性使得摄像模组的发展受到了局限。

同时，随着个人电子产品逐渐轻薄化，电子产品内部各个零部件被要求具有更小的尺寸。尤其摄影用光学系统的尺寸于市场趋势下面临必须小型化的要求，如何减小滤光片的厚度和如何在保证摄像模组光学性能的情况下取消滤光片的使用成为研究方向之一。

现有技术中的光学镜头中的镜片组中的镜片均为普通镜片，因此摄像模组中需要额外设置红外截止滤光片。这就需要进而在底座中心设置支架(即holder)，用来安装滤光片。然而这种方式会导致整个摄像模组的高度增加，不利于镜头向着小型化的趋势发展。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种整体高度较低的光学镜头以及摄像模组。

本实用新型提供一种光学镜头，包括镜筒、位于所述镜筒内部的镜片组以及设置在所述镜筒像侧的底座，所述镜片组包括至少一枚红外截止镜片，所述红外截止镜片包括镜片本体和红外截止层，所述红外截止层设置在所述镜片本体的至少一侧镜面上，所述红外截止层由高、低折射率膜层交替层叠而成。

根据本实用新型的一个方面，还包括设置在所述镜筒和所述底座之间的线路板。

根据本实用新型的一个方面，所述镜片组中最靠近像侧的镜片为红外截止镜片，其中所述红外截止层设置在所述镜片的像侧面上。

根据本实用新型的一个方面，所述红外截止层包括的膜层数量至少为30层。

根据本实用新型的一个方面，所述红外截止层中的高折射率膜层的总厚度和低折射率膜层的总厚度的比值满足:0.50<DH总/DL总<1.50；

所述红外截止层中的高折射率膜层的总厚度DH总满足：1200nm≤DH总≤2500nm；低折射率膜层的总厚度DL总满足：2500nm≤DL总≤3500nm。

根据本实用新型的一个方面，所述镜片本体在700nm-1100nm波段的平均透过率＜1％。

根据本实用新型的一个方面，所述镜片本体的材料为环烯烃共聚物、环烯烃和乙烯的共聚物、环氧树脂、聚烯烃、聚甲基丙烯酸之一或者多种组合的混合物。

根据本实用新型的一个方面，所述高折射率膜层的折射率n1满足：2.0≤n1≤4.0，所述低折射率膜层的折射率n2满足：1.4≤n2≤2.0。

根据本实用新型的一个方面，所述高、低折射率膜层的材料为Al、Mg、Ti、Si、Sn、Hf、Nb、Ta、Zr或Y的氧化物、氢化物、氮化物、氟化物或氮氧化物。

根据本实用新型的一个方面，所述红外截止层在410nm-650nm波段的平均透过率Tave≥99％；

所述红外截止层在700nm-1150nm波段的平均透过率Tave≤0.3％。

根据本实用新型的一个方面，所述镜片组的物侧面至像侧面在光轴上的距离TTL与所述镜片组的像侧面上有效像素区域的对角线长的一半ImgH满足以下条件式：0.8＜TTL/ImgH＜1.65。

利用光学镜头的摄像模组，还包括设置在所述光学镜头像侧的感光芯片。

根据本实用新型的一个方案，在镜片本体上设置红外截止层，从而使其形成一个具备红外线滤除功能的红外截止镜片。将这样的一个或多个红外截止镜片与其他普通镜片或红外截止镜片组成镜片组应用于光学镜头中后，可以使得光学镜头中无需设置红外截止滤光片即可具备红外线滤除功能。因此也无需设置安装滤光片所用的支架，从而降低了整体高度。由此使得光学镜头乃至利用了该光学镜头的摄像模组都朝着微型化发展。而镜片组中最靠近像侧的镜片为红外截止镜片，其中红外截止层设置在该镜片的像侧面上。这样可以避免磨损，从而增加光学镜头的寿命。

根据本实用新型的一个方案，高、低折射率膜层的材料为Al、Mg、Ti、Si、Sn、Hf、Nb、Ta、Zr或Y的氧化物、氢化物、氮化物、氟化物或氮氧化物。红外截止层中的高折射率膜层的总厚度和低折射率膜层的总厚度的比值满足:0.50<DH_总/DL_总<1.50。红外截止层中的高折射率膜层的总厚度DH总满足：1200nm≤DH_总≤2500nm。低折射率膜层的总厚度DL_总满足：2500nm≤DL_总≤3500nm。红外截止层包括的膜层数量至少为30层。高折射率膜层的折射率n1满足：2.0≤n1≤4.0，低折射率膜层的折射率n2满足：1.4≤n2≤2.0。如上述设置的膜层可以使得红外截止层在410nm-650nm波段的平均透过率T_ave高达99％以上，且使其在700nm-1150nm波段的平均透过率T_ave可以低于0.3％。从而使得红外截止层同时具备可见光透过性能好以及红外线滤除功能好的优点。

根据本实用新型的一个方案，镜片本体的材料为环烯烃共聚物、环烯烃和乙烯的共聚物、环氧树脂、聚烯烃、聚甲基丙烯酸之一或者多种组合的混合物。镜片本体在700nm-1100nm波段的平均透过率＜1％。如此设置的镜片本体配合上述红外截止层的设置可以使得光学镜头中的镜片组的物侧面至像侧面在光轴上的距离TTL与镜片组的像侧面上有效像素区域的对角线长的一半ImgH满足以下条件式：0.8＜TTL/ImgH＜1.65。从而使光学镜头微型化的同时还能具备良好的光学性能。

附图说明

图1是示意性表示根据本实用新型的一种实施方式的摄像模组的结构图；

图2是示意性表示根据本实用新型的一种实施方式的红外截止镜片的结构图；

图3是示意性表示根据本实用新型的一种实施方式的红外截止镜片的透过率曲线示意图；

图4是示意性表示根据本实用新型的一种实施方式的红外截止镜片的反射率曲线示意图；

图5是现有技术的摄像模组的结构图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

在针对本实用新型的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本实用新型的实施方式并不因此限定于以下实施方式。

参见图1，本实用新型的摄像模组包括光学镜头以及位于光学镜头像侧的感光芯片5。光学镜头包括镜筒1、镜片组2和底座4。在图1所示的实施方式中，光学镜头中还包括线路板3，其位于底座4和镜筒1之间。镜片组2位于镜筒1内部，其包括至少一枚红外截止镜片6。这样，光学镜头本身具备了红外线滤除功能，而无需设置滤光片，因此也未设置支持滤光片的支架。使得光学镜头的高度显著降低，进而也使得包含了光学镜头的摄像模组的高度也得以降低。对比图1和图5可知，本实用新型的摄像模组相比于图5而言，其高度降低了0.2mm≤H≤0.6mm，从而实现了摄像模组的小型化。根据本实用新型的构思，镜片组2中任意一片或几片镜片为红外截止镜片1均可实现本功能。参见图2示出的本实用新型一种实施方式的红外截止镜片6，其包括镜片本体7和红外截止层8。其中，镜片本体7可以理解为一枚镜片，而红外截止层8设置在其任意的一侧镜面上皆可。考虑到镜片的结构并不规则，因此在镜片上镀膜相对于在滤光片上镀膜难度较大。但为了避免更改镜片的结构，可以选择将镜片组2中平整度较好的一片镜片替换为红外截止镜片。如果此镜片的材质以及相关光学参数满足本实用新型下述对于镜片本体7的要求，则可以直接在其上镀膜，使其成为红外截止镜片。由此可知，具体将红外截止层8镀制在哪一侧镜面也可依据镜面的平整度而确定。当然，从寿命角度考虑，图1中最下方的镜片的像侧面不与任何部件接触，因此其受到的磨损最小。由此可以选择该镜片作为红外截止镜片，并将红外截止层镀制在其像侧面上，从而最大程度减小组装过程中对于膜层的磨损。综合上述，镜片本体7和红外截止层8组成了一枚具备近红外截止功能的镜片，利用了该镜片的光学镜头和摄像模组均无需设置额外的红外截止滤光片，可以省去滤光片及其支架所占据的空间。

继续参见图2，本实用新型中的红外截止层8由高、低折射率膜层交替膜层叠而成，并且其与镜片本体7直接接触的一膜层可以为二者中的任意一种。由此，可将两层层叠的高、低折射率膜层称为一对，本实用新型中一个红外截止层8总共应包含15对以上的高、低折射率膜层。整体来讲，一对高、低折射率膜层也可以理解为二者交替层叠一次。即，一个红外截止层8所包含的膜层数量应在30层以上。此外，本实用新型中，高、低折射率膜层的材料则为Al、Mg、Ti、Si、Sn、Hf、Nb、Ta、Zr或Y的氧化物、氢化物、氮化物、氟化物或氮氧化物，例如Ti₃O₅、SiO₂等。其中，Al、Mg、Ti、Si、Sn、Hf、Nb、Ta或Zr的氧化物、氢化物、氮化物、氟化物或氮氧化物为高折材料，Y的氧化物、氢化物、氮化物、氟化物或氮氧化物为低折材料。在选取时，应注意高折折率膜层不应选择最低的折射率材料，同理，低折射率膜层也不应选择折射率最高的材料。高折射率膜层的折射率n1满足：2.0≤n1≤4.0，低折射率膜层的折射率n2满足：1.4≤n2≤2.0。高折射率膜层的总厚度和低折射率膜层的总厚度的比值满足:0.50<DH_总/DL_总<1.50。高折射率膜层的总厚度DH_总满足：1200nm≤DH_总≤2500nm。低折射率膜层的总厚度DL_总满足：2500nm≤DL_总≤3500nm。如上述设置可以使得本实用新型的红外截止层8在410nm-650nm波段的平均透过率Tave达到99％以上，且在700nm-1150nm波段的平均透过率Tave低于0.3％。这样，该红外截止层在近红外波段实现高截止率，而在可见光波段实现高透过率。

本实用新型中，由于该红外截止镜片需要实现红外线滤除功能，因此镜片本体7的材质也与普通玻璃镜片不同，其材质为环烯烃共聚物(COP)、环烯烃和乙烯的共聚物(COC)、环氧树脂(EP)、聚烯烃(APEL)、聚甲基丙烯酸(PMMA)的其中之一或者多种组合而成的混合物。并且，镜片本体7本身在700nm-1100nm波段的平均透过率＜1％。这样，配合上述红外截止层的相关参数能够实现较好的红外线滤除的功能，也可以使得组装而成的摄像模组中的镜片组2(参见图1)的物侧面至像侧面在光轴上的距离TTL与镜片组2的像侧面上有效像素区域的对角线长的一半ImgH满足以下条件式：0.8＜TTL/ImgH＜1.65。从而使得摄像模组形成良好的光学性能的同时，实现微型化的目的。而上述实施方式中，TTL为2.53mm，常规摄像模组TTL一般为3.28mm至3.38mm，可见本实用新型的摄像模组TTL距离远小于常规模组，从而达到超薄模组的效果。

以下通过本实用新型的上述红外截止镜片的实施方式的两个实施例来详细说明：

实施例1：

本实施例中红外截止层8由20对交替层叠的高折射率膜层和低折射率膜层组成。即膜层结构为Sub/(HL)*m，其中m＝20，即交替层叠20次。在本实施例中，高折射率膜层的材质为Ti₃O₅，低折射率膜层的材质为SiO₂，且高折射率膜层的折射率n1＝2.48，低折射率膜层的折射率n2＝1.48。上述n1和n2均为所述膜层在波长为550nm时的折射率。在本实施例中，高折射率膜层的总厚度为1786.57nm，低折射率膜层的总厚度为2940.9nm，膜层的具体参数参见表1：

表1

TTL/ImgH＝1.56

实施例2：

本实施例中红外截止层8中的高、低折射率膜层的材质以及在波长为550nm时的折射率均与实施例1相同，区别仅在于比实施例1在最上层多一层低折射率膜层。即本实施例的红外截止层8中的膜层共有20对零一层。在本实施例中，由于高折射率膜层的数量没变，因此高折射率膜层的总厚度为1786.57nm，但低折射率膜层的总厚度变为2956.45nm。膜层的具体参数参见表2：

表2

如图3所示，本实用新型的红外截止镜片6在可见光范围410nm-650nm波段的平均透过率Tave为99.7％-100％之间，而在红外波段700nm-1150nm波段的平均透过率Tave为0％-0.30％之间。如图4所示，本实用新型的红外截止镜片6在可见光范围410nm-650nm波段范围的平均反射率Rave为0％-0.8％，而在红外波段700nm-1150nm波段的平均反射率Rave为99.5％-100％。由此可知，本实用新型的红外截止镜片6既能保证在可见光的高透过率，又能保证对红外线的滤除功能。因此其既维持了作为光学镜片的可见光透过性能，又兼具了常规红外截止滤光片的红外滤除功能。因此使用了本实用新型的红外截止镜片的光学镜头无需额外搭载滤光片，从而降低了整体高度，有利于模组小型化生产。

综合上述实施方式，本实用新型在镜片本体上设置红外截止膜层从而形成既具备红外线滤除功能，又维持了可见光透过性能的镜片。并且，本实用新型的光学镜头中使用了至少一片这样的红外截止镜片，因此该光学镜头在完全无需设置红外截止滤光片的情况下就已具备了红外线滤除功能。因此可以不用设置支架，也省去了安装滤光片的空间，从而使得光学镜头乃至摄像模组的整体高度减小，也使得摄像模组后焦间隙明显缩小。并且，由于省去了滤光片，既有效避免了滤光片反射产生的杂光影响，还使得光学镜头中的元件数量得以减少，使光学镜头达到更微型化的效果，同时满足了高成像品质与薄型化的需求。

以上所述仅为本实用新型的一个实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种光学镜头，包括镜筒(1)、位于所述镜筒(1)内部的镜片组(2)以及设置在所述镜筒(1)像侧的底座(4)，其特征在于，所述镜片组(2)包括至少一枚红外截止镜片(6)，所述红外截止镜片(6)包括镜片本体(7)和红外截止层(8)，所述红外截止层(8)设置在所述镜片本体(7)的至少一侧镜面上，所述红外截止层(8)由高、低折射率膜层交替层叠而成。

2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，还包括设置在所述镜筒(1)和所述底座(4)之间的线路板(3)。

3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述镜片组(2)中最靠近像侧的镜片为红外截止镜片(6)，其中红外截止层(8)设置在所述镜片的像侧面上。

4.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述红外截止层(8)包括的膜层数量至少为30层。

5.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述红外截止层(8)中的高折射率膜层的总厚度和低折射率膜层的总厚度的比值满足:0.50

<DH_总/DL_总<1.50；

所述红外截止层(8)中的高折射率膜层的总厚度DH_总满足：1200nm≤DH_总≤2500nm；低折射率膜层的总厚度DL_总满足：2500nm≤DL_总≤3500nm。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述镜片本体(7)在700nm-1100nm波段的平均透过率＜1％；

所述镜片本体(7)的材料为环烯烃共聚物、环烯烃和乙烯的共聚物、环氧树脂、聚烯烃、聚甲基丙烯酸之一。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述高折射率膜层的折射率n1满足：2.0≤n1≤4.0，所述低折射率膜层的折射率n2满足：1.4≤n2≤2.0；

所述高、低折射率膜层的材料为Al、Mg、Ti、Si、Sn、Hf、Nb、Ta、Zr或Y的氧化物、氢化物、氮化物、氟化物或氮氧化物。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述红外截止层(8)在410nm-650nm波段的平均透过率Tave≥99％；

所述红外截止层(8)在700nm-1150nm波段的平均透过率Tave≤0.3％。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述镜片组(2)的物侧面至像侧面在光轴上的距离TTL与所述镜片组(2)的像侧面上有效像素区域的对角线长的一半ImgH满足以下条件式：0.8＜

TTL/ImgH＜1.65。

10.一种利用权利要求1-9中任一项所述的光学镜头的摄像模组，其特征在于，还包括设置在所述光学镜头像侧的感光芯片(5)。