CN218413038U - 摄像头模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种能够兼顾成像效果和设计尺寸摄像头模组及电子设备。所述摄像头模组包括：变形透镜组，所述变形透镜组在第一方向上对光线的屈光力大于所述变形透镜组在第二方向上对光线的屈光力，以使得所述变形透镜组可在所述第一方向上以预设倍率对光线进行压缩；成像透镜组，所述成像透镜组与所述变形透镜组相对设置；以及感光元件，所述感光元件具有有效感光区域，所述有效感光区域用于接收穿过所述成像透镜组和所述变形透镜组的光线，穿过所述成像透镜组和所述变形透镜组的光线照射在所述有效感光区域内所形成的区域为实际感光区域，所述实际感光区域在所述第一方向上的尺寸等于所述有效感光区域在所述第一方向上的尺寸。

Description

摄像头模组及电子设备

技术领域

本申请涉及摄像头技术领域，具体涉及一种摄像头模组及电子设备。

背景技术

随着手机影像的发展，消费者对手机拍摄的照片及视频画质要求越来越高。现有技术中，为了做到更好的画质，手机摄像头的感光元件也在不断升级，当前手机后置主摄像头(直立式摄像头)的感光元件尺寸也已经升级到1inch(X*Y尺寸增加)，摄像头尺寸已做到22.5*22.5mm，接近占用手机主板空间的1/3面积。感光元件尺寸的加大，会直接导致摄像头X*Y尺寸增加，占用更多手机主板的X*Y向空间，而导致其他模块布局及走线受限制，模组的尺寸和拍摄质量只能选择其一，无法兼顾。

实用新型内容

本申请提供一种能够兼顾成像效果和设计尺寸摄像头模组及电子设备。

第一方面，本申请提供一种摄像头模组，所述摄像头模组包括：

变形透镜组，所述变形透镜组在第一方向上对光线的屈光力大于所述变形透镜组在第二方向上对光线的屈光力，以使得所述变形透镜组可在所述第一方向上以预设倍率对光线进行压缩；

成像透镜组，所述成像透镜组与所述变形透镜组相对设置；以及

感光元件，所述感光元件具有有效感光区域，所述有效感光区域用于接收穿过所述成像透镜组和所述变形透镜组的光线，穿过所述成像透镜组和所述变形透镜组的光线照射在所述有效感光区域内所形成的区域为实际感光区域，所述实际感光区域在所述第一方向上的尺寸等于所述有效感光区域在所述第一方向上的尺寸。

第二方面，本申请还提供一种电子设备，所述电子设备包括设备本体及上述摄像头模组，所述摄像头模组安装于所述设备本体。

在本申请提供的摄像头模组中，通过设置在第一方向上对光线的屈光力大于在第二方向对光线的屈光力的变形透镜组，使得第一方向上的光线被压缩，从而减小了感光元件的实际感光区域在第一方向上的尺寸。同时，将感光元件的有效感光区域和实际感光区域在第一方向上的尺寸设置为相同大小，因此，感光元件在第一方向上的外轮廓尺寸只需要满足大于或等于有效感光区域在第一方向上的尺寸即可。相较于现有技术而言，本申请在设置变形透镜组后，从而可以将感光元件在第一方向上的尺寸设计的更小，摄像头模组在第一方向上的尺寸也就可以相应减小。此外，摄像头模组在设置变形透镜压缩光线后，图像画质并不受影响，换而言之，本申请提供的摄像头模组在不损失画质的前提下，可以将第一方向上的尺寸做得更小(即摄像头模组的宽度得以减小)，当应用于电子设备时，则可以减少空间占用，从而为其他模块提供更多的布局空间(例如可以采用更大的电池)，这样就有利于电子设备性能的提升。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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，下面描述中的附图是本申请一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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。

图1为本申请实施例提供的一种摄像头模组的Y-Z截面示意图。

图2为图1所示的摄像头模组的X-Z截面示意图。

图3为本申请实施例提供的另一种摄像头模组的示意图。

图4为本申请实施例提供的又一种摄像头模组的示意图。

图5为本申请实施例提供的又一种摄像头模组的示意图。

图6为本申请实施例提供的又一种摄像头模组的示意图。

图7为本申请实施例提供的一种电子设备的示意图。

图8为图7所示的电子设备的另一视角的示意图。

图9为本申请实施例提供的一种电子设备的部分零件的示意图。

图10为本申请实施例提供的另一种电子设备的部分零件的示意图。

图11为本申请实施例提供的电子设备中摄像头模组和图像处理器的电连接关系示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本文中提及“实施例”或“实施方式”意味着，结合实施例或实施方式描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参照图1和图2，本申请提供一种摄像头模组10，所述摄像头模组10包括变形透镜组110、成像透镜组120及感光元件140。需说明的是，所述摄像头模组10为直立式摄像头，所谓的直立式摄像头是指在进行拍摄时，感光元件140上能够接收光线的一侧面向于被摄景物的摄像头类型。

所述变形透镜组110在第一方向D1上对光线的屈光力大于所述变形透镜组110在第二方向D2上对光线的屈光力，以使得所述变形透镜组110可在所述第一方向D1上以预设倍率对光线进行压缩。所述成像透镜组120与所述变形透镜组110相对设置。所述成像透镜组120主要用于克服成像缺陷，改善色差、减少像差等。所述感光元件140具有有效感光区域，所谓的有效感光区域是指感光元件140上可以感测光线的全部区域。所述有效感光区域用于接收穿过所述成像透镜组120和所述变形透镜组110的光线。穿过所述成像透镜组120和所述变形透镜组110的光线照射在所述有效感光区域内所形成的区域为实际感光区域。也就是说，所谓的实际感光区域是指感光元件140上实际接收到穿过变形透镜组110和成像透镜组120的光线的区域，且实际感光区域在有效感光区域内。所述实际感光区域在所述第一方向D1上的尺寸等于所述有效感光区域在所述第一方向D1上的尺寸。

为便于方案理解，结合空间直角坐标系XYZ以辅助描述，其中，Z轴平行于光轴G，Y轴平行于第一方向D1，X轴平行于第二方向D2。

感光元件140也可称为感光芯片、或图像传感器、或Sensor，其用于接收穿过镜片的光线，并将光信号转换为电信号。感光元件140可以是电荷耦合器件(Charge CoupledDevice，CCD)，也可以是互补金属氧化物导体器件(Complementary Metal OxideSemiconductor，CMOS)。

感光元件140具有预设的长度、宽度及厚度，其长度方向、宽度方向、厚度方向两两垂直。其中，厚度方向平行于Z轴(光轴G)，宽度方向平行于Y轴(第一方向D1)，长度X轴(第二方向D2)。当然，在其他实施方式中，第一方向D1也可以平行于长度方向，第二方向D2平行于宽度方向(即光线在长度方向被压缩)，本申请仅以前者进行示例性说明(即第一方向D1平行于宽度方向，第二方向D2平行于长度方向)。

需说明的是，在本申请中，第一方向D1和第二方向D2指的是光线的分布方向(或称为排布方向)而非传播方向，第一方向D1的光线即为沿第一方向D1分布的光线，第二方向D2的光线即为沿第二方向D2分布的光线。

变形透镜组110是用于使光学系统在第一方向D1和第二方向D2上产生不同屈光力的透镜组，从而使得摄像头模组10在第一方向D1和第二方向D2对光线的屈光力不同，这也就要求变形透镜组110为非旋转对称的光学元件。其中，所谓屈光是指光线由一种物质射入到另一种光密度不同的物质时，其光线的传播方向产生偏折的现象。屈光力的大小可通过屈光度表示，屈光力越大，折射能力则越强，反之则越弱。

变形透镜组110在第一方向D1上对光线的屈光力大于在第二方向D2对光线的屈光力，即意味着变形透镜组110对第一方向D1的光线的折射能力大于变形透镜组110对第二方向D2的光线的折射能力，因此，第一方向D1上的光线在宏观上将体现为被变形透镜压缩。其中，所谓的压缩是指光线的分布范围减小，相应的，第一方向D1上的光线被压缩即为光线沿第一方向D1上的分布范围减小，因此，第一方向D1上的光线在感光元件140上的投射范围也将减小。

从另一角度来阐述压缩：若第一方向D1上的光线以预设倍率被压缩后，实际感光区域在第一方向D1上的尺寸则为第一尺寸；若第一方向D1上的光线未被压缩，实际感光区域在第一方向D1上的尺寸则为第二尺寸；其中，第一尺寸小于第二尺寸，且第二尺寸与第一尺寸的比值等于预设倍率。换而言之，第一方向D1上的光线被压缩后，实际感光区域在第一方向D1上的尺寸将减小。因此，感光元件140在第一方向D1上的尺寸则可以设计的更小。

预设倍率可以根据画幅需要设定，在此不做限定。可选的，预设倍率大于1且小于3，例如，预设倍率为1.1、1.2、1.3、1.33、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.6等。可以理解的是，预设倍率越大，实际感光区域在第一方向D1上的尺寸越小，摄像头模组10在第一方向D1上的尺寸也可以做的更小。

需说明的是，在第二方向D2上，光线保持不变，即不被压缩也不被放大。

现有技术中，为了获得更好的画质，因而使用大尺寸的感光元件140(即感光元件140的长度、宽度较大)，这样将导致摄像头模组10在X*Y方向的尺寸增大。

在本申请提供的摄像头模组10中，通过设置在第一方向D1上对光线的屈光力大于在第二方向D2对光线的屈光力的变形透镜组110，使得第一方向D1上的光线被压缩，从而减小了感光元件140的实际感光区域在第一方向D1上的尺寸。同时，将感光元件140的有效感光区域和实际感光区域在第一方向D1上的尺寸设置为相同大小，因此，感光元件140在第一方向D1上的外轮廓尺寸只需要满足大于或等于有效感光区域在第一方向D1上的尺寸即可。相较于现有技术而言，本申请在设置变形透镜组110后，从而可以将感光元件140在第一方向D1上的尺寸设计的更小，摄像头模组10在第一方向D1上的尺寸也就可以相应减小。此外，摄像头模组10在设置变形透镜压缩光线后，图像画质并不受影响，换而言之，本申请提供的摄像头模组10在不损失画质的前提下，可以将第一方向D1上的尺寸做得更小(即摄像头模组10的宽度得以减小)，当应用于电子设备1时，则可以减少空间占用，从而为其他模块提供更多的布局空间(例如可以采用更大的电池)，这样就有利于电子设备1性能的提升。

变形透镜组110可以包含多枚镜片，镜片的数量可以但不仅限于为2枚、3枚、4枚、5枚等。成像透镜组120也可以包含多枚镜片，镜片的数量可以但不仅限于为2枚、3枚、4枚、5枚、6枚等。

请参照图1和图2，摄像头模组10还可以包括滤光片130，滤光片130设置在感光元件140面向于变形透镜组110和成像透镜组120的一侧。滤光片130用于消除不必要的光线，以提高有效分辨率和彩色还原性。滤光片130可以但不仅限于为红外滤光片130。

请参照图1和图2，所述变形透镜组110包括相对设置的第一透镜组111和第二透镜组112。第二透镜组112位于第一透镜组111和感光元件140之间，即在光线的传播路径上，光线依次经过第一透镜组111、第二透镜组112。其中，第二透镜组112可以对第一透镜组111的出射光线起到像差校正的作用。在第一方向D1上，第一透镜组111和第二透镜组112的光焦度为一正一负，也就是说，所述第一透镜组111为正光焦度且所述第二透镜组112为负光焦度，或者，所述第一透镜组111为负光焦度且所述第二透镜组112为正光焦度。其中，正光焦度代表光学元件可以对光线起汇聚作用，负光焦度代表光学元件可以对光线起发散作用。

进一步的，所述第一透镜组111在所述第一方向D1上的曲率半径不同于所述第二透镜组112在所述第一方向D1上的曲率半径。换而言之，在第一方向D1上，第一透镜组111的曲率半径大于第二透镜组112的曲率半径；或者，在第一方向D1上，第一透镜组111的曲率半径小于第二透镜组112的曲率半径。如此设置，以使得光线在第一方向D1上的放大倍率和压缩倍率不同，从而确保变形透镜组110在第一方向D1上能够压缩光线。

所述变形透镜组110包括柱面镜片、复曲面镜片、自由曲面镜片中的任意一种或任意两种或三种。具体的，第一透镜组111可以包括一枚或多枚第一子镜片，当第一子镜片的数量为一枚时，第一子镜片可以为柱面镜片、复曲面镜片、自由曲面镜片中的任意一种。当第一子镜片的数量为多枚时，多个第一子镜片可以为柱面镜片、复曲面镜片、自由曲面镜片中的任意一种或任意两种或三种。同样，第二透镜组112可以包括一枚或多枚第二子镜片，当第二子镜片的数量为一枚时，第二子镜片可以为柱面镜片、复曲面镜片、自由曲面镜片中的任意一种。当第二子镜片的数量为多枚时，多个第二子镜片可以为柱面镜片、复曲面镜片、自由曲面镜片中的任意一种或任意两种或三种。以下实施例中在未特别说明的情况下以第一透镜组111和第二透镜组112包括一枚子镜片为例。

下面结合附图介绍变形透镜组110和成像透镜组120的各种布置形式。

请参照图1和图2，在一种实施方式中，所述成像透镜组120设置于所述变形透镜组110和所述感光元件140之间，即光线在传播过程中，依次穿过变形透镜组110、成像透镜组120，最后到达感光元件140。

请参照图3，在另一种实施方式中，所述变形透镜组110设置于所述成像透镜组120与所述感光元件140之间，即光线在传播过程中，依次穿过成像透镜组120、变形透镜组110，最后到达感光元件140。

请参照图4和图5，在又一种实施方式中，所述变形透镜组110中的至少一枚镜片被夹设在所述成像透镜组120中。具体的，变形透镜组110和成像透镜组120均包括多枚镜片，变形透镜组110可以全部被夹设于组成成像透镜组120的多枚镜片中(如图4所示)；或者，变形透镜组110中的部分镜片被夹设于组成成像透镜组120的多枚镜片中且变形透镜组110中的另一部分镜片未被夹设在成像透镜组120中(如图5所示)。

请参照图5和图6，在又一种实施方式中，所述成像透镜组120中的至少一枚镜片被夹设在所述变形透镜组110中。具体的，变形透镜组110和成像透镜组120均包括多枚镜片，成像透镜组120可以全部被夹设于组成变形透镜组110的多枚镜片中(如图6所示)；或者，成像透镜组120中的部分镜片被夹设于组成变形透镜组110的多枚镜片中且成像透镜组120中的另一部分镜片未被夹设在变形透镜组110中(如图5所示)。

以上关于成像透镜组120和变形透镜组110的不同位置关系方式仅是示例性描述，当然，还可以是其他可行的实施形式，在此不一一详述。

所述成像透镜组120中至少包含一枚非球面镜片。非球面镜片的表面弧度与普通球面镜片不同，为了追求镜片薄度就需要改变镜片的曲面，以往采用球面设计，使得像差和变形增大，结果出现明显的影像不清，视界歪曲、视野狭小等不良现象。采用非球面的设计，则可以修正影像，解决视界歪曲等问题，同时，使镜片更轻、更薄、更平。而且，仍然保持优异的抗冲击性能，让使用者更安全。

请参照图7和图8，本申请还提供一种电子设备1，所述电子设备1包括设备本体20及以下任意实施例中所描述的摄像头模组10，所述摄像头模组10安装于所述设备本体20。

所述电子设备1可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、摄像装置、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、可穿戴设备(如智能手表、手环、VR设备等)、电视机、车载设备、电子阅读器等设备。需说明的是，本申请实施例仅以电子设备1为手机进行示例性说明，但不应视作为是对本申请的限制。

所述设备本体20是指电子设备1的主体部分，主体部分包括实现电子设备1主要功能的电子组件以及保护、承载这些电子组件的壳体。以手机为例，设备本体20可以包括显示屏210、中框220、电池盖230，显示屏210和电池盖230均连接于中框220，且设置于中框220的相背两侧。

根据实际需求，摄像头模组10可以显露于电子设备1的任意一侧，本申请对此不作限定。以手机为例，所述摄像头模组10可以设置于手机的正面、背面、侧面。其中，所谓正面是指手机具备显示屏210的一侧；所谓背面是指手机具备电池盖230的一侧；所谓侧面是指手机的中框220的环周侧。可以理解的是，电子设备1的类型不同，其正面、背面、侧面等称呼的定义可能不同，对于其它类型的电子设备1在此不一一详述。

请参照图9，所述设备本体20包括电池盖230及透光盖板250，所述电池盖230具有透光孔251，所述透光盖板250与所述透光孔251相对设置。所述变形透镜组110中远离所述感光元件140的镜片作为所述透光盖板250。或者，所述成像透镜组120中远离所述感光元件140的镜片作为所述透光盖板250。

具体的，透光孔251为电池盖230上的通孔，透光孔251的形状可以为圆形、椭圆形、矩形等。透光盖板250为可以透过光线的透明材料制成，其用于透光、防水、防尘等。透光盖板250与透光孔251相对设置，具体可以设置在透光孔251中，也可以设置在电池盖230之外，还可以设置在电子设备1内，在此不做限定。摄像头模组10正对于透光孔251设置，并且，摄像头模组10中的第一枚镜片充当透光盖板250。当变形透镜组110位于成像透镜组120背离感光元件140的一侧时，则变形透镜组110中最远离感光元件140的一枚镜片充当透光盖板250。当成像透镜组120位于变形透镜组110背离感光元件140的一侧时，则成像透镜组120中最远离感光元件140的一枚镜片充当透光盖板250。可以理解的是，由于本申请提供的摄像头模组10为直立式摄像头，其高度将影响电子设备1的厚度，本实施例将摄像头模组10中的镜片充当透光盖板250，则可以减小电子设备1的厚度，或者说减小摄像头模组10对电子设备1厚度的影响。

当然，在其他实施方式中，透光盖板250也可以为独立于摄像头模组10之外的零件，如图10所示。

请参照图11，所述设备本体20包括图像处理器240(Image Signal Processing，ISP)，所述图像处理器240电连接于所述摄像头模组10。所述摄像头模组10用于输出第一图像，所述第一图像在所述第一方向D1上的尺寸为第一尺寸。所述图像处理器240用于接收所述第一图像并将所述第一图像在所述第一方向D1上的第一尺寸以所述预设倍率放大为第二尺寸，以形成第二图像。

具体的，当使用摄像头模组10拍摄时，进入摄像头模组10的光线被变形透镜组110以预设倍率压缩，感光元件140利用压缩后的光线形成第一图像，由于感光元件140的实际感光区域在第一方向D1上的尺寸为第一尺寸，因而第一图像在第一方向D1上的尺寸相应为第一尺寸。图像处理器240电连接于感光元件140，感光元件140形成第一图像后将其传输给图像处理器240，图像处理器240进而根据第一图像形成第二图像，其中，第二图像在第一方向D1上的尺寸为第二尺寸，第二尺寸与第一尺寸的比值等于预设倍率，也就是说，第一图像在第一方向D1上的尺寸被放大，从而由第一尺寸变成第二尺寸。可以看出，相较于未设置变形透镜组110的现有技术而言，最终都获得相同尺寸、相同画质的第二图像，但是，在设置变形透镜组110后可以减小摄像头模组10在第一方向D1上的尺寸，从而可以为其他模块提供更多的布局空间(例如可以采用更大的电池)，这样就有利于电子设备1性能的提升。其中，第二图像的长宽比可以但不仅限于为16:9、4:3、3:2等。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种摄像头模组，其特征在于，所述摄像头模组包括：

变形透镜组，所述变形透镜组在第一方向上对光线的屈光力大于所述变形透镜组在第二方向上对光线的屈光力，以使得所述变形透镜组可在所述第一方向上以预设倍率对光线进行压缩；

成像透镜组，所述成像透镜组与所述变形透镜组相对设置；以及

感光元件，所述感光元件具有有效感光区域，所述有效感光区域用于接收穿过所述成像透镜组和所述变形透镜组的光线，穿过所述成像透镜组和所述变形透镜组的光线照射在所述有效感光区域内所形成的区域为实际感光区域，所述实际感光区域在所述第一方向上的尺寸等于所述有效感光区域在所述第一方向上的尺寸。

2.如权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述变形透镜组包括相对设置的第一透镜组和第二透镜组，所述第一透镜组为正光焦度且所述第二透镜组为负光焦度，或所述第一透镜组为负光焦度且所述第二透镜组为正光焦度。

3.如权利要求2所述的摄像头模组，其特征在于，所述第一透镜组在所述第一方向上的曲率半径不同于所述第二透镜组在所述第一方向上的曲率半径。

4.如权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述变形透镜组包括柱面镜片、复曲面镜片、自由曲面镜片中的任意一种或任意两种或三种。

5.如权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述成像透镜组设置于所述变形透镜组和所述感光元件之间；或者，所述变形透镜组设置于所述成像透镜组与所述感光元件之间；或者，所述变形透镜组中的至少一枚镜片被夹设在所述成像透镜组中；或者，所述成像透镜组中的至少一枚镜片被夹设在所述变形透镜组中。

6.如权利要求4所述的摄像头模组，其特征在于，所述成像透镜组中至少包含一枚非球面镜片。

7.如权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述预设倍率大于1且小于3。

8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括设备本体及如权利要求1-7任意一项所述的摄像头模组，所述摄像头模组安装于所述设备本体。

9.如权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述设备本体包括图像处理器，所述图像处理器电连接于所述摄像头模组，所述摄像头模组用于输出第一图像，所述第一图像在所述第一方向上的尺寸为第一尺寸，所述图像处理器用于接收所述第一图像并将所述第一图像在所述第一方向上的第一尺寸以所述预设倍率放大为第二尺寸，以形成第二图像。

10.如权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述设备本体包括电池盖及透光盖板，所述电池盖具有透光孔，所述透光盖板与所述透光孔相对设置，所述变形透镜组中远离所述感光元件的镜片作为所述透光盖板；或者，所述成像透镜组中远离所述感光元件的镜片作为所述透光盖板。

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