光学镜头及其制备方法、摄像头模组、电子设备与流程

1.本技术涉及成像技术领域，具体涉及一种光学镜头、摄像头模组、电子设备及光学镜头的制备方法。


背景技术：

2.波前编码技术是在光学镜头中加入特殊设计的波前编码元件对被摄物体进行景深延拓波前编码成像，再利用图像处理软件进行解码而得到景深延拓的光学成像技术。波前编码技术不仅可以大幅度增加光学系统的景深，而且能够校正由于安装误差和温度变化等原因引起的离焦像差，以提升成像性能。然而，波前编码元件的加入导致光学镜头的高度增加，不适用于内部空间有限的电子设备。


技术实现要素：

3.本技术提供了一种能够实现景深延拓和降低高度的光学镜头、摄像头模组、电子设备及光学镜头的制备方法。
4.一方面，本技术提供了一种光学镜头，其特征在于，包括：
5.镜筒；
6.第一透镜，所述第一透镜设于所述镜筒内，所述第一透镜包括相邻的透光部和安装部，所述安装部与所述镜筒相连；及
7.功能片，所述功能片设于所述镜筒内并与所述第一透镜沿光轴方向排列，所述功能片包括透光基材、设于所述透光基材上的第一遮光层和设于所述透光基材上的相位编码部，所述第一遮光层在所述第一透镜上的正投影覆盖至少部分所述安装部并露出所述透光部，所述相位编码部在所述第一透镜上的正投影覆盖至少部分露出的所述透光部，所述相位编码部用于接收光线并形成相位编码。
8.另一方面，本技术还提供了一种摄像头模组，包括图像传感器、图像处理器及所述的光学镜头，所述图像传感器与所述第一透镜、所述功能片沿光轴方向排列，所述图像传感器用于接收所述第一透镜、所述功能片透过的光线并转换为电信号，所述图像处理器电连接所述相位编码部和所述图像传感器，所述图像处理器用于对所述相位编码进行解码，并根据所述解码的信息和所述电信号进行成像。
9.再一方面，本技术还提供了一种电子设备，包括显示屏及摄像头模组，所述显示屏电连接所述图像处理器，所述显示屏用于显示所述图像处理器处理的图像。
10.又一方面，本技术还提供了一种光学镜头的制备方法，包括：
11.制备镜筒；
12.制备第一透镜，使所述第一透镜包括相邻的透光部和安装部；
13.将所述第一透镜设于所述镜筒内，使所述安装部与所述镜筒相连；
14.制备功能片，使所述功能片包括透光基材、设于所述透光基材上的第一遮光层和设于所述透光基材上的相位编码部；
15.将所述功能片设于所述镜筒内并与所述第一透镜沿光轴方向排列，使所述第一遮光层在所述第一透镜上的正投影覆盖所述至少部分安装部并露出所述透光部，使所述相位编码部在所述第一透镜上的正投影覆盖至少部分露出的所述透光部。
16.本技术提供的光学镜头、摄像头模组、电子设备及光学镜头的制备方法通过在镜筒内设置第一透镜和功能片，使功能片包括透光基材、成型于透光基材上的第一遮光层和成型于透光基材上的相位编码部。相位编码部用于实现相位编码，以便于进行景深延拓波前编码成像。由于相位编码部与第一遮光层皆成型于透光基材上，相当于相位编码部与第一遮光层共用同一透光基材即相位编码部与第一遮光层集成于一体，从而可减少光学镜头中用于分别支撑相位编码部与第一遮光层的基材和分别安装、固定相位编码部与第一遮光层的元件，从而便于降低光学镜头的高度，使其能够应用于内部空间有限的电子设备中。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
18.图1是本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
19.图2是图1所示电子设备中摄像头模组的平面示意图；
20.图3是图2所示摄像头模组中光学镜头的平面示意图；
21.图4是图3所示光学镜头中功能片的一种平面示意图；
22.图5是图3所示光学镜头中功能片的另一种平面示意图；
23.图6是图3所示光学镜头的局部放大示意图；
24.图7是图4所示功能片中透光基材与相位编码部的一种平面示意图；
25.图8是图4所示功能片中透光基材与相位编码部的另一种平面示意图；
26.图9是图4所示功能片还包括第二遮光层的平面示意图；
27.图10是图3所示光学镜头中功能片包括透光基材、第一遮光层及第二遮光层，且功能片设于第一透镜的物侧的平面示意图；
28.图11是图10所示光学镜头的局部放大示意图；
29.图12是图3所示光学镜头中功能片包括透光基材、第一遮光层及第二遮光层，且功能片设于第一透镜的像侧的平面示意图；
30.图13是图3所示光学镜头还包括至少一个第二透镜，且功能片设于相邻的两个第二透镜之间的平面示意图；
31.图14是图3所示光学镜头还包括至少一个第二透镜，且功能片、第一透镜及第二透镜依次沿光轴方向排列的平面示意图；
32.图15是本技术实施例提供的一种光学镜头的制备方法的流程示意图；
33.图16是图15所示的光学镜头的制备方法中步骤s104的一种流程示意图。
具体实施方式
34.为了提升摄像头的成像性能，其镜头中设置的透镜数量大幅增加。对于利用波前编码技术提高成像性能的摄像头，其镜头中还需要设置波前编码元件，进一步导致光学镜头高度的增加。然而，为了提升电子设备的便携性，需要尽可能满足其小型化、轻薄化的特
性。显然，光学镜头高度的增加将会导致其在电子设备内的安装困难，且体积较大不适用内部空间有限的电子设备。因此，本技术提供了一种能够实现景深延拓和降低高度的光学镜头、摄像头模组、电子设备及光学镜头的制备方法。
35.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术所列举的实施例之间可以适当的相互结合。
36.如图1所示，图1为本技术提供的一种电子设备100的结构示意图。本技术提供的电子设备100可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、媒体播放器、手表、汽车、无人机、机器人、安防、ar等具有成像功能的设备。本技术实施例中以手机为例。电子设备100包括显示屏2和摄像头模组1。
37.其中，显示屏2可以为硬质屏也可以为柔性屏。摄像头模组1可以为前置摄像头模组也可以为后置摄像头模组。显示屏2与摄像头模组1电连接。显示屏2用于显示摄像头模组1所拍摄的图像。
38.如图2所示，图2为本技术提供的一种摄像头模组1的结构示意图。摄像头模组1包括图像传感器20、图像处理器30及光学镜头10。
39.其中，图像传感器20可以是固态图像传感器，例如：电荷耦合元件(charge coupled device，ccd)、金属氧化物半导体元件(complementary metal
‑
oxide semiconductor，cmos)等。图像传感器20用于接收光学镜头10透射的光线并将接收的光线转换为电信号传输至图像处理器30。
40.请参照图1和图2，图像处理器30可以是图像处理芯片。图像处理器30可以与图像传感器20集成于一体，也可以与图像传感器20独立设置。图像处理器30电连接显示屏2，图像处理器30用于处理图像并传输至显示屏2。显示屏2用于显示经图像处理器30处理之后的图像。图像处理器30还电连接图像传感器20。图像处理器30还用于接收图像传感器20转换的电信号。
41.如图3所示，图3为本技术提供的一种光学镜头10的结构示意图。光学镜头10包括镜筒101、第一透镜102及功能片103。
42.其中，镜筒101的数量可以为一个或多个。可选的，光学镜头10包括一个镜筒101，或者，光学镜头10包括活动连接(例如：滑动连接或者滚动连接)的多个镜筒101。本技术实施例中以光学镜头10包括一个镜筒101为例。镜筒101的材质可以为塑胶。
43.请参照图2和图3，第一透镜102可以是平面镜、凸透镜、凹透镜等中的一种。第一透镜102的物侧面可以是平面、球面、非球曲面、自由曲面等中的一种。第一透镜102的像侧面可以是平面、球面、非球曲面、自由曲面等中的一种。其中，第一透镜102的物侧面即第一透镜102朝向外部的表面。第一透镜102的像侧面即第一透镜102朝向图像传感器20的表面。第一透镜102的材质可以是塑胶或玻璃中的一种。第一透镜102设于镜筒101内。其中，第一透镜102可以设于镜筒101靠近物侧的一端，也可以设于镜筒101靠近像侧的一端，当然，第一透镜102还可以设于镜筒101的中部。本技术实施例中，第一透镜102设于镜筒101靠近物侧的一端。第一透镜102包括相邻接的第一透光部120和第一安装部121。第一透光部120的材质和第一安装部121的材质可以相同。第一透光部120和第一安装部121可以一体成型。
44.第一安装部121与镜筒101相连。一实施例中，第一透镜102包括第一透光部120、第
一安装子部和第二子安装部。第一子安装部、第一透光部120及第二子安装部可以依次沿光学镜头10的长度方向或者宽度方向排列。其中，光学镜头10的长度方向可参照图中的x轴方向。光学镜头10的宽度方向可参照图中的y轴方向。光学镜头10的长度方向、光学镜头10的宽度方向皆与光学镜头10的光轴方向垂直。光学镜头10的光轴可参照m轴线。光学镜头10的光轴方向可参照图中的z轴方向。第一子安装部和第二子安装部皆连接于镜筒101的内壁上。可选的，第一子安装部和第二子安装部粘接于镜筒101的内壁上。
45.另一实施例中，第一透镜102包括第一透光部120和围设第一透光部120一周的第一安装部121。第一安装部121背离第一透光部120的一侧用于连接镜筒101的内壁。可选的，第一安装部121粘接于镜筒101的内壁上。
46.功能片103设于镜筒101内并与第一透镜102、图像传感器20沿光轴方向排列。图像传感器20用于接收第一透镜102、功能片103透过的光线并转换为电信号。其中，功能片103可以设于第一透镜102的物侧，也可以设于第一透镜102的像侧。
47.请参照图3和图4，功能片103包括透光基材130、设于透光基材130上的第一遮光层131和设于透光基材130上的相位编码部132。透光基材130可以是玻璃基材也可以是塑胶基材。透光基材130包括相背设置的第一表面130a、第二表面130b和连接于第一表面130a与第二表面130b之间的侧面130c。其中，透光基材130的侧面130c朝向镜筒101。第一遮光层131可以是油墨层、碳层等中的一种。相位编码部132可以为具有特定形状的透明导电部。第一遮光层131和相位编码部132可以设于透光基材130的同一侧，也可以设于透光基材130的不同侧。
48.一实施例中，如图4所示，第一遮光层131和相位编码部132设于透光基材130的同一侧，例如：第一遮光层131和相位编码部132皆设于透光基材130的第一表面130a，或者，第一遮光层131和相位编码部132皆设于透光基材130的第二表面130b。
49.另一实施例中，请参照图3和图5，第一遮光层131和相位编码部132设于透光基材130的不同侧，例如：第一遮光层131设于透光基材130的侧面130c，相位编码部132设于透光基材130的第一表面130a，或者，第一遮光层131设于透光基材130的第二表面130b，相位编码部132设于透光基材130的第一表面130a。其中，当第一遮光层131设于透光基材130的侧面130c，相位编码部132设于透光基材130的第一表面130a时，功能片103的厚度较小，此时可通过第一遮光层131连接镜筒101。
50.请参照图3和图6，第一遮光层131在第一透镜102上的正投影覆盖至少部分第一安装部121并露出第一透光部120。相位编码部132在第一透镜102上的正投影覆盖至少部分露出的第一透光部120。一实施例中，第一遮光层131在第一透镜102上的正投影覆盖部分第一安装部121并露出第一透光部120和部分第一安装部121。相位编码部132在第一透镜102上的正投影覆盖露出的第一透光部120，或者相位编码部132在第一透镜102上的正投影覆盖露出的第一透光部120和露出的部分第一安装部121。另一实施例中，第一遮光层131在第一透镜102上的正投影覆盖全部的第一安装部121并露出至少部分第一透光部120。相位编码部132在第一透镜102上的正投影覆盖至少部分露出的第一透光部120。相位编码部132用于接收光线并形成相位编码。
51.图像处理器30电连接相位编码部132。图像处理器30用于对相位编码部132所形成的相位编码进行解码以得到解码信号，并根据解码信号和图像传感器20传输的电信号进行
成像。
52.本技术提供的光学镜头10、摄像头模组1、电子设备100通过在镜筒101内设置第一透镜102和功能片103，使功能片103包括透光基材130、成型于透光基材130上的第一遮光层131和成型于透光基材130上的相位编码部132。相位编码部132用于实现相位编码，以便于进行景深延拓波前编码成像。由于相位编码部132与第一遮光层131皆成型于透光基材130上，相当于相位编码部132与第一遮光层131共用同一透光基材130即相位编码部132与第一遮光层131集成于一体，从而可减少光学镜头10中用于分别支撑相位编码部132与第一遮光层131的基材和分别安装、固定相位编码部132与第一遮光层131的元件，从而便于降低光学镜头10的高度，使其能够应用于内部空间有限的电子设备100中。
53.可选的，如图7所示，相位编码部132包括多个间隔设置的第一编码面132a和多个间隔设置的第二编码面132b。第一编码面132a与第一表面130a齐平。第二编码面132b位于第一表面130a与第二表面130b之间。第一编码面132a与第二编码面132b依次首尾相连。其中，相邻的第一编码面132a与第二编码面132b之间可以通过平面、斜面、弧面、波纹面等中的一种或者多种进行连接。一实施方式中，如图7所示，相邻的第一编码面132a与第二编码面132b之间通过斜面进行连接。另一实施方式中，如图8所示，相邻的第一编码面132a与第二编码面132b之间通过平面进行连接。
54.本实施例中，通过将相位编码部132的第一编码面132a与透光基材130的第一表面130a齐平设置，将相位编码部132的第二编码面132b设于透光基材130的第一表面130a与透光基材130的第二表面130b之间，使得整个功能片103的厚度相当于透光基材130和第一遮光层131的厚度，可减少占用的镜筒101的体积，从而进一步地降低光学镜头10的高度。此外，当第一遮光层131设于透光基材130的侧面130c时，整个功能片103的厚度相当于透光基材130与第一遮光层131中厚度较大的一者的厚度，功能片103的厚度进一步地缩小，使得光学镜头10的高度更低。
55.进一步地，请参照图9和图10，功能片103还包括设于透光基材130上的第二遮光层133。第二遮光层133与第一遮光层131相背设置。第二遮光层133在第一透镜102上的正投影覆盖至少部分第一安装部121并露出第一透光部120。一实施例中，第一遮光层131设于透光基材130的第一表面130a。第二遮光层133设于透光基材130的第二表面130b。第二遮光层133在第一透镜102上的正投影与第一遮光层131在第一透镜102上的正投影重叠。其中，第一遮光层131、透光基材130及第二遮光层133皆可以连接于镜筒101的内壁上，以提高功能片103与镜筒101之间的连接可靠性。
56.本实施例中，通过在透光基材130第一表面130a和第二表面130b分别设置第一遮光层131和第二遮光层133，可简化功能片103的成型工艺，同时由于第一遮光层131在第一透镜102上的正投影露出了至少部分第一透光部120，因此外部光线可能会斜射进第一遮光层131所覆盖的区域，造成漏光，而在透光基材130背离第一遮光的一侧设置第二遮光层133，可进一步地减少或避免斜射的光线射入，从而提高遮光效果，提升成像质量。
57.可选的，相位编码部132朝向第一透光部120。一实施方式中，请参照图10和图11，功能片103设于第一透镜102的物侧，且相位编码部132朝向第一透光部120。另一实施方式中，如图12所示，功能片103设于第一透镜102的像侧，且相位编码部132朝向第一透光部120。本实施例中，当功能片103设于第一透镜102的物侧，且相位编码部132朝向第一透光部
120，或者，功能片103设于第一透镜102的像侧时，相位编码部132通过透光基材130或者第一透镜102与外部环境分隔，可以减少外部环境中灰尘、水渍等对相位编码部132的污染、侵蚀，提高相位编码部132的可靠性。
58.进一步地，如图13所示，光学镜头10还包括至少一个第二透镜104。第二透镜104设于镜筒101内。本技术对于第二透镜104的数量不做限定。第二透镜104的数量可以为一个、两个、三个、四个以及更多。本技术实施例中以三个第二透镜104为例。第二透镜104包括第二透光部140和第二安装部141。功能片103设于第一透镜102与第二透镜104之间，或者，功能片103设于相邻的两个第二透镜104之间；或者，功能片103、第一透镜102及第二透镜104沿光轴方向依次排列。
59.一实施例中，如图13所示，功能片103设于相邻的两个第二透镜104之间。其中，第一透镜102靠近物侧。第二透镜104靠近像侧。当功能片103设于相邻的两个第二透镜104之间时，相位编码部132与第二透镜104的第一透光部120之间具有间隙。可选的，一个第二透镜104的像侧面与另一个第二透镜104的物侧面皆为凹面，此时，相位编码部132与一个第二透镜104的像侧面，以及另一个第二透镜104的物侧面相间隔，可避免相位编码部132与相邻的两个第二透镜104干涉，提高成像质量。本实施例中，透光基材130、第一遮光层131及第二遮光层133可与镜筒101、第二安装部141中的一者或多者相连接。可选的，透光基材130、第一遮光层131及第二遮光层133皆与镜筒101相连，第一遮光层131、第二遮光层133与第二安装部141相接触，以减少功能片103的边缘与第二透镜104之间的间隙，提高功能片103的遮光效果。
60.另一实施例中，如图14所示，功能片103、第一透镜102及第二透镜104沿光轴方向依次排列。本实施可在第一透镜102、第二透镜104安装、以及进行光学性能检测完成后再安装功能片103，从而提高对于光学镜头10的光学性能检测的准确性。其中，功能片103可通过压环、点胶等方式固定于第一透镜102上。
61.可选的，功能片103的厚度大于或等于0.008mm，且小于或等于0.15mm。其中，透光基材130的厚度可大于0.004mm。第一遮光层131、第二遮光层133的厚度可大于0.002mm。本技术中功能片103的厚度相较于一般的波前编码元件(大于0.2mm)的厚度大大减小。
62.此外，本技术还提供了一种光学镜头的制备方法。如图15所示，图15为本技术实施例提供的一种光学镜头的制备方法的流程示意图。光学镜头的制备方法至少包括以下步骤s101，s102，s103，s104，s105。其中，步骤s101、步骤s102及步骤s104可同步进行，也可依次进行。步骤s105可位于步骤s103之后。
63.s101：制备镜筒。
64.可选的，采用注塑的方式制备镜筒。
65.s102：制备第一透镜，使所述第一透镜包括相邻的透光部和安装部。
66.可选的，第一透镜为塑胶透镜或者玻璃透镜中的一者。
67.s103：将所述第一透镜设于所述镜筒内，使所述安装部与所述镜筒相连。
68.可选的，采用点胶的方式连接安装部与镜筒。
69.s104：制备功能片，使所述功能片包括透光基材、设于所述透光基材上的第一遮光层和设于所述透光基材上的相位编码部。
70.一实施例中，如图16所示，步骤s104包括但不限于包括步骤s140、s141及s142。
71.s140：提供透光基材，其中，所述透光基材包括相背设置的第一表面和第二表面。
72.其中，透光基材可以是塑胶基材(例如：pc、coc、cop等)也可以是玻璃基材。透光基材的形状可以是圆柱形、长方形等。塑胶基材的厚度可以大于或等于0.004mm。
73.s141：采用纳米压印的方式在所述透光基材上成型相位编码部，使所述相位编码部包括多个间隔设置的第一编码面和多个间隔设置的第二编码面，所述第一编码面与所述第一表面齐平，所述第二编码面位于所述第一表面与所述第二表面之间，所述第一编码面与所述第二编码面依次首尾相连。
74.其中，采用纳米压印的方式在透光基材上成型相位编码部，可以是采用纳米压印的方式在透光基材上一次成型一个或多个间隔设置的相位编码部。相位编码部的厚度小于透光基材的厚度。相位编码部的结构可参照上述实施例，此处不再赘述。
75.s142：采用印刷的方式在所述透光基材上成型第一遮光层和第二遮光层，使所述第一遮光层位于所述第一表面，使所述第二遮光层位于所述第二表面。
76.其中，第一遮光层、第二遮光层可以是油墨层、碳层等。第一遮光层、第二遮光层的厚度可大于0.002mm。采用印刷的方式在所述透光基材上成型第一遮光层和第二遮光层可以是采用印刷的方式在透光基材上一次成型一个或多个间隔设置的第一遮光层，并一次成型一个或多个间隔设置的第二遮光层。其中，第一遮光层位于相邻的两个相位编码部之间。第二遮光层位于相邻的两个相位编码部之间。
77.当一次成型多个间隔设置的相位编码部，多个间隔设置的第一遮光层，多个间隔设置的第二遮光层时，在步骤s142之后可采用模切的方式形成功能片，使功能片包括一个相位编码部、一个第一遮光层和一个第二遮光层。
78.s105：将所述功能片设于所述镜筒内并与所述第一透镜沿光轴方向排列，使所述第一遮光层在所述第一透镜上的正投影覆盖所述至少部分安装部并露出所述透光部，使所述相位编码部在所述第一透镜上的正投影覆盖至少部分露出的所述透光部。
79.其中，功能片可设于第一透镜的物侧也可设于第一透镜的像侧。第一遮光层在第一透镜上的正投影的面积可以大于、等于或小于安装部的面积。相位编码部在第一透镜上的正投影的面积可以大于、等于或小于透光部的面积。功能片与镜筒可采用点胶的方式连接。
80.本技术提供的光学镜头的制备方法可将第一遮光层、第二遮光层及相位编码部集成于透光基材上。相位编码部用于实现相位编码，以便于进行景深延拓波前编码成像。第一遮光层、第二遮光层及相位编码部皆成型于透光基材上相当于相位编码部与第一遮光层、第二遮光层共用同一透光基材，并且集成于一体，从而可减少光学镜头中用于分别支撑相位编码部、第一遮光层及第二遮光层的基材和分别安装、固定相位编码部、第一遮光层及第二遮光层的元件，从而便于降低光学镜头的高度，使其能够应用于内部空间有限的电子设备中。
81.以上是本技术的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本技术的保护范围。