CN215499250U - 摄像头模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种摄像头模组和电子设备。摄像头模组包括多棱镜组件和图像传感器；多棱镜组件和图像传感器间隔设置，多棱镜组件包括至少一个多棱镜；所述多棱镜包括入光面和出光面，所述入光面和所述出光面至少一个为曲面，光线从所述入光面射入所述多棱镜内，经反射后从所述出光面射出所述多棱镜外后到达所述图像传感器。与在先技术中一个透镜相比，一个多棱镜的面比透镜的面多，并且通过多棱镜的光路通常是折射与反射混合的光路，经过多棱镜的光路比经过透镜的光路长，因此，多棱镜的分辨率高，并且，对于分辨率相同的摄像头模组，多棱镜需要的数目比透镜少，可以减少镜头的厚度，利于摄像头模组向小型化发展。

Description

摄像头模组及电子设备

技术领域

本实用新型涉及摄像头模组技术领域，具体涉及一种摄像头模组及电子设备。

背景技术

随着科技的进步，用户对电子设备的摄像头模组的成像功能要求越来越高，摄像头模组的镜头趋于高分辨率、宽视场、轻量化、长焦距、大光圈和小型化的方向发展，因此，长焦镜头应运而生。

在先技术中，长焦镜头通常采用透镜，而透镜的分辨率较低，导致成像效果较差，为了实现高分辨率，长焦镜头通常通过增加透镜的数目来实现，一般透镜的数目大于等于5组，这样，导致长焦镜头的厚度较大，影响摄像头模组向小型化发展。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种摄像头模组及电子设备，以解决相关技术中长焦镜头的分辨率低、厚度大的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种摄像头模组，包括：多棱镜组件和图像传感器；

所述多棱镜组件和所述图像传感器间隔设置，所述多棱镜组件包括至少一个多棱镜；

所述多棱镜包括入光面和出光面，所述入光面和所述出光面至少一个为曲面，光线从所述入光面射入所述多棱镜内，经反射后从所述出光面射出所述多棱镜外后到达所述图像传感器。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种电子设备，包括上述摄像头模组。

在本实用新型实施例中，摄像头模组包括多棱镜组件和图像传感器，多棱镜组件和图像传感器间隔设置，多棱镜组件包括至少一个多棱镜；多棱镜包括入光面和出光面，入光面和出光面至少一个为曲面，光线从入光面射入多棱镜内，经反射后从出光面射出多棱镜外后到达图像传感器。与在先技术中的一个透镜相比，一个多棱镜通常包括至少3个面，多棱镜的面比透镜的面多，并且通过多棱镜的光路通常是折射与反射混合的光路，经过多棱镜的光路比经过透镜的光路长，因此，多棱镜的分辨率高，并且，对于分辨率相同的摄像头模组，由于多棱镜的入光面和出光面至少一个为曲面，可以降低光路的长度，这样，多棱镜需要的数目比透镜少，以减少镜头的厚度，利于摄像头模组向小型化发展。

附图说明

图1表示本实用新型实施例提供的一种摄像头模组的结构示意图之一；

图2表示本实用新型实施例提供的一种摄像头模组的结构示意图之二；

图3表示本实用新型实施例提供的一种摄像头模组的结构示意图之三；

图4表示本实用新型实施例提供的一种摄像头模组的结构示意图之四。

附图标记：

1-多棱镜组件，11-第一多棱镜，111-第一入光面，1110-孔径光阑，112-第一反射面，113-第二反射面，114-第一连接面，115-第一出光面，12-第二多棱镜，121-第二入光面，122-第三反射面，123-第四反射面，124-第二连接面，125-第二出光面，2-图像传感器，3-滤光片，4-透镜组，41-透镜。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

在本实用新型实施例中，提出了一种摄像头模组，参照图1至图4，摄像头模组具体可以包括多棱镜组件1和图像传感器2；多棱镜组件1和图像传感器2间隔设置，多棱镜组件1包括至少一个多棱镜，多棱镜包括入光面和出光面，入光面和出光面至少一个为曲面，光线从入光面射入多棱镜内，经反射后从出光面射出多棱镜外后到达图像传感器2。

具体而言，如图1至图4所示，多棱镜组件1与图像传感器2间隔设置，图像传感器2是利用光电器件的光电转换功能，其将感光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号。图像传感器2是将其受光面上的光像，分成许多小单元，将其转换成可用的电信号的一种功能器件。图像传感器2分为光导摄像管和固态图像传感器2。与光导摄像管相比，固态图像传感器2具有体积小、重量轻、集成度高、分辨率高、功耗低、寿命长、价格低等特点。因此，本实施例的图像传感器2使用固态图像传感器2。

具体而言，由于多棱镜组件包括至少一个多棱镜，与在先技术中的一个透镜相比，一个多棱镜通常包括至少3个面，多棱镜的面比透镜41的面多，并且通过多棱镜的光路通常是折射与反射混合的光路，经过多棱镜的光路比经过透镜的光路长，因此，多棱镜的分辨率高，并且，对于分辨率相同的摄像头模组，多棱镜需要的数目比透镜少，可以减少镜头的厚度，利于摄像头模组向小型化发展。

具体而言，多棱镜的入光面和出光面至少一个为曲面，也即，入光面和出光面中的任一个为曲面，或者入光面和出光面均为曲面。曲面可以为球面、和非球面。在本实施例中，曲面为赋予光焦度的曲面，光焦度象征光学系统偏折光线的能力，光焦度的数值越大，平行光束折得越厉害。光焦度还可以校正像差，从而提高摄镜头模组的分辨率。这样，多棱镜可以降低光路的长度，也利于摄像头模组向小型化发展。

在本实用新型实施中，如图1至图4所示，多棱镜组件1包括：间隔设置的第一多棱镜11和第二多棱镜12；第一多棱镜11包括第一入光面111和第一出光面115，第二多棱镜12包括第二入光面121和第二出光面125，第一入光面111为第一多棱镜11靠近物侧的表面，其中，物侧为摄像头模组拍摄时靠近被拍摄物体的一侧；第一出光面115与第二入光面121相对，第二出光面125为第二多棱镜12靠近图像传感器2的表面；第一入光面111、第一出光面115、二入光面和第二出光面125均为曲面，光线从第一入光面111折射进入第一多棱镜11内，经反射后从第一出光面115射出，在经第二入光面121折射进入第二多棱镜12内，经反射后从第二出光面125射出，以射到图像传感器2上。

在实际应用中，光线从物侧依次经第一多棱镜11和第二多棱镜12射到图像传感器2上。其中，物侧为摄像头模组拍摄时靠近被拍摄物体的一侧，图像传感器2位于像侧。

具体而言，如图1至图4所示，第一入光面111、第一出光面115、第二入光面121和第二出光面125均为曲面，曲面可以为球面或非球面。这样，可以降低光路的长度，与在先技术相比，可以降低透镜的数目，有利于摄像头模组向小型化发展。

示例性的，如图1至图4所示，第一入光面111为朝向被拍摄物体凹陷的曲面，第一出光面115为朝向第二入光面121凸出的曲面，第二入光面121为朝向第一出光面115凹陷的曲面，第二出光面125为朝向图像传感器2凸出的曲面。当然，第一入光面111为朝向被拍摄物体凸出的曲面，第一出光面115为朝向第二入光面121凹陷的曲面，第二入光面121为朝向第一出光面115凸出的曲面，第二出光面125为朝向图像传感器2凹陷的曲面，对于第一入光面111、第一出光面115、第二入光面121和第二出光面125的具体结构，本实施例可以不做限定，具体可以根据实际需求进行设定。

并且，第一入光面111、第一出光面115、第二入光面121和第二出光面125都赋予光焦度。第一入光面111、第一出光面115、第二入光面121和第二出光面125分别具有的光焦度可以相同，也可以不同，具体数值本实施例可以不做限定，可以根据实际情况进行设定。

在本实用新型实施例中，如图2和图3所示，第一多棱镜11为第一五棱镜，第二多棱镜12为第二五棱镜；第一多棱镜11还包括第一反射面112、第一连接面114和第二反射面113，第一入光面111、第二反射面113、第一连接面114、第一反射面112和第一出光面115依次首尾连接，第一反射面112至少部分与第一入光面111相对，第二发射面至少部分与第一出光面115相对；第二多棱镜12还包括第三反射面122、第二连接面124和第四反射面123，第二入光面121、第二出光面125、第三反射面122、第二连接面124和第四反射面123首尾连接，第三反射面122至少部分与第二入光面121相对，第四反射面123至少部分与第二出光面125相对；光线从第一入光面111折射进入第一多棱镜11内，依次经第一反射面112和第二反射面113反射后从第一出光面115射出，在经第二入光面121折射进入第二多棱镜12内，依次经第三反射面122和第四反射面123反射后从第二出光面125射出，以射到图像传感器2上。

示例性的，如图2和图3所示，本实施例的第一多棱镜11和第二多棱镜12均以五棱镜为例进行说明。对于第一五棱镜，第一入光面111、第二反射面113、第一连接面114、第一反射面112和第一出光面115依次首尾连接，第一反射面112至少部分与第一入光面111相对，第二发射面至少部分与第一出光面115相对，第一连接面114位于第一反射面112和第二反射面113之间，并且，第一连接面114的面积是第一五棱镜中的面积最小的面。对于第二五棱镜，第二入光面121、第二出光面125、第三反射面122、第二连接面124和第四反射面123首尾连接，第三反射面122至少部分与第二入光面121相对，第四反射面123至少部分与第二出光面125相对，第二连接面124位于第三反射面122和第四反射面123之间，并且，第二连接面124的面积是第二五棱镜中的面积最小的面。

示例性的，如图2和图3所示，光线从第一入光面111折射进入第一五棱镜内，且照射到第一反射面112上，经反射后照射到第二反射面113，再经反射后照射到第一出光面115上，经折射后射出第一出光面115且射到第二入光面121上，经折射后进入第二五棱镜内，且照射到第三反射面122上，经反射后照射到第四反射面123上，再经反射后照射到第二出光面125上，经折射后射出第二出光面125，且照射到图像传感器2上以成像。

在先技术中，为了实现更高的可变光焦度比，对于一般摄影而言，焦距能从28mm到300mm改变放大率的变焦镜头，即大约10倍的可变光焦度比足以满足，一般需要5组或更多组的透镜41，但使得摄像头模组的镜头厚度较大，不利于摄像头模组的小型化发展。然而，本实施例的需要两个五棱镜就能够满足大约10倍的可变光焦度比，两个五棱镜的结构紧凑，可以将在先技术漫长的光路集成在两个折叠光路之中，能进一步提高焦距长度的同时有效压缩镜头体积，且具有更少的光学元件，不仅可以降低镜头的厚度，以利于摄像头模组向小型化发展，还可以降低摄像头模组模块的封装、校准的难度。

在本实用新型实施例中，第一反射面112、第二反射面113、第三反射面122和第四反射面123均为曲面；或者，第一反射面112、第二反射面113、第三反射面122和第四反射面123中的部分为曲面，部分为平面。

具体而言，如图3所示，第一反射面112、第二反射面113、第三反射面122和第四反射面123均为曲面，与平面相比，曲面的面积较大，可以吸收更多的光线，从而提高镜头的分辨率，进而提高摄像头模组的成像效果。并且，反射面的曲面的面型可以为球面、非球面、离轴非球面或自由曲面等，可以为多棱镜提供更多的设计自由度，从而为更高分辨率的光学系统设计提供设计变量。本实施例在第一五棱镜和第二五棱镜组合的基础上，通过反射面(第一反射面112、第二反射面113、第三反射面122和第四反射面123)与折射面(第一入光面111、第二入光面121，第一出光面115和第二出光面125)的配合设置，通过光线的折射与反射来实现稿质量长焦距的成像。本实施例四个反射面构成在空间上属于离轴四反式光路，则四个反射面中应该有其中一个的面型为自由曲面，以校正离轴像差，从而提高成像效果。

需要说明的是，第一反射面112、第二反射面113、第三反射面122和第四反射面123中的也可以部分为曲面，部分为平面，或者全部为平面(如图2所示)，四个反射面具体的形状本实施例可以不做限定，具体可以根据实际情况进行设定。

在本实用新型实施例中，第一反射面112、第二反射面113、第三反射面122和第四反射面123上设有反射涂层。

具体而言，为了提高四个反射面的反射率，本实施例可以在第一反射面112、第二反射面113、第三反射面122和第四反射面123上均设有反射涂层。对于反射涂层的材质，可以为本领域普通技术人员公知的材质，本实施例对此可以不做限定。

需要说明的是，反射面的反射角度决定光线的反射位置，对于每个反射面的反射角度，需要根据实际情况进行设定，本实施例对于各反射面具体反射角度的数值可以不做限定。

在本实用新型的可选实施例中，除了第一多棱镜11和第二多棱镜12均为五棱镜外，还可以为其他组合，例如：第一多棱镜11为五棱镜，第二多棱镜12为三棱镜，或者，第一多棱镜11为三棱镜，第二多棱镜12为五棱镜，或者，第一多棱镜11和第二多棱镜12为其他多棱镜的组合，本实施例对此可以不做限定，具体可以根据实际需求进行设定。

在本实用新型实施例中，如图1所示，物侧与像侧位于多棱镜组件1的同一侧，其中，像侧为摄像头模组拍摄时成像的一侧。

在实际应用中，光线从物侧至像侧依次经第一多棱镜11和第二多棱镜12射到图像传感器2上。图1示出的物侧位于第一多棱镜11的左侧，像侧位于第二多棱镜12的左侧，这样，可以使多棱镜组件1占用的空间更小，更有利于摄像头模组向小型化发展。

需要说明的是，本实施的物侧和像侧可也可以位于多棱镜组件1的不同侧，如图2至图4所示，在先技术中，由于使用的透镜，图像传感器只能位于透镜远离物侧的一侧，也即，物侧与像侧只能位于同一侧，而本实施例的图像传感器2的设置位置自由度大，可以根据空间灵活设定。

在本实用新型实施例中，摄像头模组还包括透镜组4，透镜组4包括至少一个透镜41；透镜组4位于物侧；或者，透镜组4设置于第一出光面115与第二入光面121之间；或者，透镜组4设置于第二出光面125与图像传感器2之间。

具体而言，为了提高摄像头模组的成像效果，可以在两个五棱镜的基础上增加透镜41组4，透镜41组4至少包括一个透镜41，示例性的，如图4所示，本实施例在第二出光面125与图像传感器2之间增加了两个透镜41。本实施例对于透镜41的具体增加数目，具体可以根据实际情况进行设定。并且，对于透镜41组4的增加位置，除了图4所示的位置外，还可以设置在第一出光面115与第二入光面121之间，或者位于物侧。

当透镜41组4位于物侧时，光线经过透镜41组4照射到第一入光面111上；当设置在第一出光面115与第二入光面121之间，从第一出光面115射出的光线经过透镜41组4射到第二入光面121上；当透镜41组4设置在第二出光面125与图像传感器2之间，从第二出光面125射出的光线经过透镜41组4射到图像传感器2上。

在本实用新型实施例中，为了提高摄像头模组的成像效果，摄像头模组还包括滤光片3，如图1至图3所示，滤光片3设置于第二出光面125与图形传感器之间，如图4所示，滤光片3设置于透镜41组4与图形传感器之间。滤光片主要用于吸收红外光，让可见光透过以照射到图像传感器2上进行成像。当然，如果还有其他的光对成像有影响，还可以采用另一个滤光片进行吸收。

需要说明的是，多棱镜可由球面研磨制成，也可由球面、非球面及自由曲面的曲面压印技术制成，也可以是直接注塑成型的方式，本实施例对多棱镜的具体制成方式可以不做限定，具体可以根据实际情况进行选择。

在本实用新型实施例中，如图1至图4所示，第一入光面111上设有孔径光阑1110，孔径光阑1110的面积与第一入光面111的面积可以基本相等，以提高入光量，从而提高摄像头模组的成像效果。

本实用新型实施例提出的摄像头模组至少具有以下优点：

在本实用新型实施例中，摄像头模组包括多棱镜组件和图像传感器，多棱镜组件和图像传感器间隔设置，多棱镜组件包括至少一个多棱镜；多棱镜包括入光面和出光面，入光面和出光面至少一个为曲面，光线从入光面射入多棱镜内，经反射后从出光面射出多棱镜外后到达图像传感器。与在先技术中的一个透镜相比，一个多棱镜通常包括至少3个面，多棱镜的面比透镜的面多，并且通过多棱镜的光路通常是折射与反射混合的光路，经过多棱镜的光路比经过透镜的光路长，因此，多棱镜的分辨率高，并且，对于分辨率相同的摄像头模组，由于多棱镜的入光面和出光面至少一个为曲面，可以降低光路的长度，这样，多棱镜需要的数目比透镜少，以减少摄像头模组的厚度，利于摄像头模组向小型化发展。

在本实用新型实施例中，还提供了一种电子设备，具体可以包括上述摄像头模组。

具体而言，电子设备包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载终端、可穿戴设备、以及计步器等。电子设备包括摄像头模组，摄像头模组的具体结构和工作原理上文已经详述，此处不再赘述。

电子设备所具有的优点与上文摄像头模组所具有的优点相同，本实施例此处不再赘述。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本实用新型实施例的可选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括可选实施例以及落入本实用新型实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本实用新型所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的原理及实现方式，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种摄像头模组，其特征在于，包括：多棱镜组件和图像传感器；

所述多棱镜组件和所述图像传感器间隔设置，所述多棱镜组件包括至少一个多棱镜；

所述多棱镜包括入光面和出光面，所述入光面和所述出光面至少一个为曲面，光线从所述入光面射入所述多棱镜内，经反射后从所述出光面射出所述多棱镜外后到达所述图像传感器。

2.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述多棱镜组件包括：间隔设置的第一多棱镜和第二多棱镜；

所述第一多棱镜包括第一入光面和第一出光面，所述第二多棱镜包括第二入光面和第二出光面，所述第一入光面为所述第一多棱镜靠近物侧的表面，所述第一出光面与所述第二入光面相对，所述第二出光面为所述第二多棱镜靠近所述图像传感器的表面，其中，所述物侧为所述摄像头模组拍摄时靠近被拍摄物体的一侧；

所述第一入光面、所述第一出光面、所述第二入光面和所述第二出光面均为曲面，光线从所述第一入光面折射进入所述第一多棱镜内，经反射后从所述第一出光面射出，在经所述第二入光面折射进入所述第二多棱镜内，经反射后从所述第二出光面射出，以射到所述图像传感器上。

3.根据权利要求2所述的摄像头模组，其特征在于，所述第一多棱镜为第一五棱镜，所述第二多棱镜为第二五棱镜；

所述第一多棱镜还包括第一反射面、第一连接面和第二反射面，所述第一入光面、所述第二反射面、所述第一连接面、所述第一反射面和所述第一出光面依次首尾连接，所述第一反射面至少部分与所述第一入光面相对，所述第二反射面至少部分与所述第一出光面相对；

所述第二多棱镜还包括第三反射面、第二连接面和第四反射面，所述第二入光面、所述第二出光面、所述第三反射面、所述第二连接面和所述第四反射面首尾连接，所述第三反射面至少部分与所述第二入光面相对，所述第四反射面至少部分与所述第二出光面相对；

光线从所述第一入光面折射进入所述第一多棱镜内，依次经所述第一反射面和所述第二反射面反射后从所述第一出光面射出，在经所述第二入光面折射进入所述第二多棱镜内，依次经所述第三反射面和所述第四反射面反射后从所述第二出光面射出，以射到所述图像传感器上。

4.根据权利要求3所述的摄像头模组，其特征在于，所述第一反射面、所述第二反射面、所述第三反射面和所述第四反射面均为曲面；或者，

所述第一反射面、所述第二反射面、所述第三反射面和所述第四反射面中的部分为曲面，部分为平面。

5.根据权利要求3所述的摄像头模组，其特征在于，所述第一反射面、所述第二反射面、所述第三反射面和所述第四反射面上均设有反射涂层。

6.根据权利要求2所述的摄像头模组，其特征在于，所述第一多棱镜为五棱镜，所述第二多棱镜为三棱镜；或者，

所述第一多棱镜为三棱镜，所述第二多棱镜为五棱镜。

7.根据权利要求2所述的摄像头模组，其特征在于，物侧与像侧位于所述多棱镜组件的同一侧，其中，所述像侧为所述摄像头模组拍摄时成像的一侧。

8.根据权利要求7所述的摄像头模组，其特征在于，所述摄像头模组还包括透镜组，所述透镜组包括至少一个透镜；

所述透镜组位于所述物侧；或者，

所述透镜组设置于所述第一出光面与所述第二入光面之间；或者，

所述透镜组设置于所述第二出光面与所述图像传感器之间。

9.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述摄像头模组还包括：滤光片；

所述滤光片设置于所述多棱镜组件与所述图像传感器之间。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的摄像头模组。

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