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潜望式摄像模组、多摄摄像模组和摄像模组的组装方法与流程

2021-11-15 15:12:00 来源:中国专利 TAG:


1.本技术涉及摄像模组领域,且更为具体地,涉及潜望式摄像模组、多摄摄像模组和摄像模组的组装方法。


背景技术:

2.随着移动电子设备(尤其是智能手机)的普及,被应用于移动电子设备用于帮助使用者获取影像(例如视频或者图像)的摄像模组的重要性越发凸显。
3.近年来,能够同时实现近景和远景拍摄的终端电子设备越来越受到市场的欢迎,对于远景拍摄的要求是不断深化。但是,远景拍摄需要的摄像模组配置与终端设备的小型化和薄型化发展趋势相矛盾:为了实现远景拍摄,摄像模组需要具有更大的焦距,在传统的直线式的模组设计中,这必然导致摄像模组的整体尺寸的增加(尤其是高度尺寸),影响摄像模组在终端设备上的应用。
4.为此,市场上提出了一种通过转折光路的方案来实现远景拍摄,即,潜望式摄像模组。相较于常规的直线式摄像模组,潜望式摄像模组的光学系统较为特殊,其通过光路的弯折来增大模组的焦距,而其高度尺寸却与直线式模组相近,因此,能满足终端设备的组装要求。
5.虽然现有的潜望式摄像模组,在一定程度上实现了远景拍摄的能力,但是,依旧不能很好地满足市场的要求。并且,相较于常规的直线式摄像模组,潜望式的光学系统设计更为复杂,结构设计更为复杂、组装难度更高、测试工艺更难,在一些应用场合,潜望式摄像模组还需要满足防抖要求,这些因素都限制着潜望式摄像模组的发展。


技术实现要素:

6.本技术的主要优势在于提供一种潜望式摄像模组、多摄摄像模组和摄像模组的组装方法,其通过采用特定的光学系统设计,以使得其能够在光学性能、光学系统的构建难易度和光学系统调整的难易度等方面取得较优的综合性能。
7.本技术的另一优势在于提供一种潜望式摄像模组、多摄摄像模组和摄像模组的组装方法,其中,所述潜望式摄像模组采用特定的光学系统设计,以将部分尺寸转移到相对更容易接受和设计的z方向尺寸上,从而减少其在x或者y方向上的尺寸。这里,在本技术一个具体示例中,当所述潜望式摄像模组安装于智能手机时,所述潜望式摄像模组的z方向对应于智能手机的厚度方向,其x方向对于智能手机的宽度方向,其y方向对应于智能手机的长度方向。
8.本技术的另一优势在于提供一种潜望式摄像模组、多摄摄像模组和摄像模组的组装方法,其中,所述潜望式摄像模组采用特定的光学系统设计,以使得所述潜望式摄像模组具有相对较优的光圈参数和相对较长的有效焦距。特别地,在本技术实施例中,通过所述特定的光学系统设计,所述潜望式摄像模组光圈值小于f4.0且其有效焦距的范围大于10mm。
9.本技术的另一优势在于提供一种潜望式摄像模组、多摄摄像模组和摄像模组的组
装方法,其中,所述潜望式摄像模组在其光学系统设计上采用了便于模块化的设计方案,以利于光学系统的构建和光学系统的调整。具体来说,在本技术实施例中,所述潜望式摄像模组在其光学系统的设计上分为光学防抖部分和自动调焦部分。
10.本技术的另一优势在于提供一种潜望式摄像模组、多摄摄像模组和摄像模组的组装方法,其中,所述潜望式摄像模组的光学防抖部分和/或自动调焦部分能够被配置为一体式模块化结构,以利于降低组装难度,提高组装精度。
11.本技术的另一优势在于提供一种潜望式摄像模组、多摄摄像模组和摄像模组的组装方法,其中,所述潜望式摄像模组通过防抖马达调整用于采集外界光线的光学镜头的方式来实现光学防抖,相较于现有的通过调整设置于壳体内的透镜或者光转折元件来实现光学防抖的方案,其更容易实现。
12.本技术的另一优势在于提供一种潜望式摄像模组、多摄摄像模组和摄像模组的组装方法,其中,所述自动调焦部分包括至少二光转折面,并且,通过所述第二载体使得所述至少二光转折元件之间具有确定的位置关系,因此,驱动所述第二载体进行调焦具有相对更高的调焦效率和调焦控制更为精准。
13.本技术的另一优势在于提供一种潜望式摄像模组、多摄摄像模组和摄像模组的组装方法,所述潜望式摄像模组通过模块化的方式进行组装,以利于提高组装效率和提高组装配合精度。
14.根据本技术的一方面,提供了一种光学组件,其包括:
15.光学镜头,用于接收来自外界的成像光线以形成具有第一光轴的第一光束;
16.对应于所述光学镜头的第一光转折元件,用于对所述第一光束进行转向以形成具有第二光轴的第二光束,所述第二光轴垂直于所述第一光轴;
17.对应于所述第一光转折元件的第二光转折元件,用于对所述第二光束进行转向以形成具有第三光轴的第三光路,所述第三光轴垂直于由所述第一光轴和所述第二光轴所设定的平面;
18.对应于所述第二光转折元件的第三光转折元件,用于对所述第三光束进行转向以形成具有第四光轴的第四光束,所述第四光轴垂直于所述第三光轴;以及
19.感光芯片,用于接收所述第四光束。
20.在根据本技术的潜望式摄像模组中,所述光学镜头与所述第一光转折元件具有一体式模块化结构。
21.在根据本技术的潜望式摄像模组中,所述潜望式摄像模组进一步包括第一载体,所述第一载体具有上表面和凹陷地形成于所述第一载体的安装槽,所述第一光转折元件安装于所述安装槽,所述光学镜头安装于所述上表面。
22.在根据本技术的潜望式摄像模组中,所述潜望式摄像模组进一步包括用于驱动所述光学镜头进行光学防抖的驱动元件。
23.在根据本技术的潜望式摄像模组中,所述潜望式摄像模组进一步包括用于驱动所述光学镜头进行光学防抖的驱动元件,其中,所述光学镜头被安装于所述驱动元件,所述驱动元件被安装于所述第一载体的上表面。
24.在根据本技术的潜望式摄像模组中,所述第二光转折元件和所述第三光转折元件具有一体式模块化结构。
25.在根据本技术的潜望式摄像模组中,所述潜望式摄像模组进一步包括第二载体,其中,所述第二光转折元件和所述第三光转折元件被安装于所述第二载体。
26.在根据本技术的潜望式摄像模组中,所述第二光转折元件和所述第三光转折元件之间具有一定间隙。
27.在根据本技术的潜望式摄像模组中,所述第二载体包括相互间隔的第一定位安装槽和第二定位安装槽,所述第二光转折元件安装于所述第一定位安装槽,所述第三光转折元件安装于所述第二定位安装槽。
28.在根据本技术的潜望式摄像模组中,所述潜望式摄像模组进一步包括用于驱动所述第二载体移动的第二驱动元件。
29.在根据本技术的潜望式摄像模组中,所述第二驱动元件用于驱动所述第二载体沿着第二光路或第四光路的方向移动。
30.在根据本技术的潜望式摄像模组中,所述光学镜头包括至少三光学透镜,其中,所述至少三光学透镜中包括至少一玻璃透镜。
31.在根据本技术的潜望式摄像模组中,位于最外侧且朝向于外界的所述光学透镜为玻璃透镜。
32.在根据本技术的潜望式摄像模组中,所述潜望式摄像模组的有效焦距的范围为大于10mm。
33.在根据本技术的潜望式摄像模组中,所述潜望式摄像模组的有效焦距的范围为15mm至25mm。
34.在根据本技术的潜望式摄像模组中,所述潜望式摄像模组的光圈值小于f4.0。
35.在根据本技术的潜望式摄像模组中,所述潜望式摄像模组的光圈值小于f2.0。
36.在根据本技术的潜望式摄像模组中,所述潜望式摄像模组的光阑直径大于或等于5mm。
37.在根据本技术的潜望式摄像模组中,所述潜望式摄像模组进一步包括用于封装所述第一载体、所述第二载体和所述感光芯片的外壳体。
38.根据本技术另一方面,还提供一种潜望式摄像模组,其包括:
39.光学防抖部分;
40.对应于所述光学防抖部分的自动调焦部分;以及
41.对应于所述自动调焦部分的感光芯片。
42.在根据本技术的潜望式摄像模组中,所述光学防抖部分,包括:
43.光学镜头,用于接收来自外界的成像光线以形成具有第一光轴的第一光束;
44.对应于所述光学镜头的第一光转折元件,用于对所述第一光束进行转向以形成具有第二光轴的第二光束,所述第二光轴垂直于所述第一光轴;
45.第一载体,所述第一载体具有上表面凹陷地形成于所述第一载体的安装槽,所述第一光转折元件安装于所述安装槽;以及
46.用于驱动所述光学镜头进行光学防抖的驱动元件,其中,所述驱动元件安装于所述第一载体的上表面,所述光学镜头安装于所述驱动元件,以使得所述光学镜头、所述驱动元件和所述第一光转折元件具有一体式模块化结构。
47.在根据本技术的潜望式摄像模组中,所述自动调焦部分包括:
48.对应于所述第一光转折元件的第二光转折元件,用于对所述第二光束进行转向以形成具有第三光轴的第三光路,所述第三光轴垂直于由所述第一光轴和所述第二光轴所设定的平面;
49.对应于所述第二光转折元件的第三光转折元件,用于对所述第三光束进行转向以形成具有第四光轴的第四光束,所述第四光轴垂直于所述第三光轴;以及
50.第二载体,所述第二载体包括相互间隔的第一定位安装槽和第二定位安装槽,所述第二光转折元件安装于所述第一定位安装槽,所述第三光转折元件安装于所述第二定位安装槽,以使得所述第二光转折元件和所述第三光转折元件具有一体式模块化结构;以及
51.用于驱动所述第二载体移动的第二驱动元件。
52.在根据本技术的潜望式摄像模组中,所述潜望式摄像模组进一步包括用于封装所述光学防抖部分、所述自动调焦部分和所述感光芯片的外壳体,其中,所述第二载体通过所述第二驱动元件被可移动地安装于所述外壳体。
53.在根据本技术的潜望式摄像模组中,所述潜望式摄像模组的有效焦距的范围大于10mm。
54.在根据本技术的潜望式摄像模组中,所述潜望式摄像模组的光圈值小于f4.0。
55.在根据本技术的潜望式摄像模组中,所述潜望式摄像模组的光阑直径大于或等于5mm。
56.根据本技术的又一方面,还提供一种多摄摄像模组,包括:
57.如上所述的潜望式摄像模组;以及
58.第二摄像模组,其中,所述潜望式摄像模组的等效焦距与所述第二摄像模组的等效焦距的比值大于或等于6。
59.在根据本技术的多摄摄像模组中,所述潜望式摄像模组的等效焦距与所述第二摄像模组的等效焦距的比值大于或等于10。
60.根据本技术的又一方面,还提供一种潜望式摄像模组的组装方法,包括:将光学镜头、驱动元件和第一光转折元件组装于第一载体,以形成第一模块;将第二光转折元件和第三光转折元件组装于第二载体,以形成第二模块;基于所述第一模块和所述第二模块之间位置关系,确定感光芯片的安装位置;以及,将感光芯片安装于该安装位置。
61.在根据本技术的潜望式摄像模组的组装方法中,将光学镜头、驱动元件和第一光转折元件安装于第一载体,以形成第一模块,包括:将所述光学镜头安装于所述驱动元件,以形成第一子模块;将所述第一光转折元件安装于所述第一载体,以形成第二子模块;以及,将所述第一子模块安装于所述第二子模块,以形成所述第一模块。
62.在根据本技术的潜望式摄像模组的组装方法中,将所述第一子模块安装于所述第二子模块,以形成所述第一模块,包括:将所述驱动元件安装于所述第一载体的上表面。
63.在根据本技术的潜望式摄像模组的组装方法中,将第二光转折元件和第三光转折元件组装于第二载体,以形成第二模块,包括:将所述第二光转折元件安装于所述第二载体的第一定位安装槽;以及,将所述第三光转折元件安装于所述第二载体的第二定位安装槽。
64.在根据本技术的潜望式摄像模组的组装方法中,在将第二光转折元件和第三光转折元件组装于第二载体,以形成第二模块之后和基于所述第一模块和所述第二模块之间位置关系,确定感光芯片的安装位置之前,还包括:将所述第二模块通过第二驱动元件可移动
地安装于外壳体。
65.在根据本技术的潜望式摄像模组的组装方法中,在将第二光转折元件和第三光转折元件组装于第二载体,以形成第二模块之后和在基于所述第一模块和所述第二模块之间位置关系,确定感光芯片的安装位置之前,还包括:将所述第二模块和所述第三模块组装于外壳体。
66.在根据本技术的潜望式摄像模组的组装方法中,将感光芯片安装于该安装位置,包括:将所述感光芯片安装于所述外壳体,以使得所述感光芯片被安装于该安装位置。
67.通过对随后的描述和附图的理解,本技术进一步的目的和优势将得以充分体现。
68.本技术的这些和其它目的、特点和优势,通过下述的详细说明,附图和权利要求得以充分体现。
附图说明
69.通过结合附图对本技术实施例进行更详细的描述,本技术的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本技术实施例的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本技术实施例一起用于解释本技术,并不构成对本技术的限制。在附图中,相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
70.图1图示了根据本技术实施例的潜望式摄像模组的光学系统的示意图。
71.图2图示了根据本技术实施例的所述潜望式摄像模组的光路示意图。
72.图3图示了根据本技术实施例的所述潜望式摄像模组中光学防抖部分的立体示意图。
73.图4图示了根据本技术实施例的所述潜望式摄像模组中光学防抖部分的爆炸示意图。
74.图5图示了根据本技术实施例的所述潜望式摄像模组中自动调焦部分的立体示意图。
75.图6图示了根据本技术实施例的所述潜望式摄像模组中自动调焦部分的另一立体示意图。
76.图7图示了根据本技术实施例的所述潜望式摄像模组的结构示意图。
77.图8图示了根据本技术实施例的多摄摄像模组的示意图。
78.图9a至9d图示了根据本技术实施例的所述潜望式摄像模组的组装过程的示意图。
79.图10图示了根据本技术实施例的所述潜望式摄像模组的另一示意图。
具体实施方式
80.下面,将参考附图详细地描述根据本技术的示例实施例。显然,所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例,而不是本技术的全部实施例,应理解,本技术不受这里描述的示例实施例的限制。
81.申请概述
82.如上所述,虽然现有的潜望式摄像模组,在一定程度上实现了远景拍摄的能力,但是,依旧不能很好地满足市场的要求。并且,相较于常规的直线式摄像模组,潜望式的光学系统设计更为复杂,结构设计更为复杂、组装难度更高、测试工艺更难,在一些应用场合,潜
望式摄像模组还需要满足防抖要求,这些因素都限制着潜望式摄像模组的发展。
83.中国专利cn110398872a揭露了一种镜头模组及照相机,其中,该镜头模组(该镜头模组为潜望式摄像模组)的光学系统包括第一折射元件、第二折射元件、反射元件及感光元件,其中,第一折射元件与反射元件沿第一光轴的方向设置,第二折射元件与反射元件沿第二光轴的方向设置,第一光轴为第一折射元件的光轴,第二光轴为第二折射元件的光轴,且第一光轴与第二光轴垂直,第二折射元件与感光元件平行设置,在所述镜头模组的高度方向上,第一折射元件的有效口径大于第二折射元件的有效口径,第一光轴与镜头模组的高度方向平行,第二光轴与镜头模组的高度方向垂直。根据其在背景部分和发明内容部分的内容可知,通过上述光学系统,该镜头模组更容易拍出大光圈的效果,也就是,该镜头模组采用的光学系统的设计方案,能够增大其光圈。但是,该光学系统设计方案在光学系统的构造和光学系统的调整方面却存在一些问题。
84.具体来说,为了增大光圈,该光学系统在第一反射元件的上方和右方分别配置了折射元件,即,第一折射元件和第二折射元件,这种设计方案在结构上难以实现,其原因主要包括:为了确保能够实现增大光圈的技术目的,在具体搭建该光学系统的过程中,第一折射元件、反射元件、第二折射元件这三者之间的装配精度要求很高,然而在该光学系统设计中,第一折射元件、反射元件、第二折射元件并非以直线状排布而是在空间上呈直角状排布,这要求在装配第一折射元件、反射元件、第二折射元件时需要考虑更多维度的位置精度(包括第一折射元件、反射元件、第二折射元件自身的倾斜角度、第一折射元件与反射元件之间的相对位置关系,以及,第二折射元件和反射元件之间的相对位置关系)。即便能够通过一些结构设计方案和高端的装配工艺使得其光学系统的构建精度满足预设要求,但是由于其光学系统的设计相对复杂,导致其稳定性相对较低,例如,在使用过程中,如果第一折射元件或第二折射元件发生晃动,其光学系统的性能将受到明显影响。
85.并且,该光学系统设计方案不利于光学系统的调整,例如,光学防抖、自动调焦等,其原因主要包括:在该光学系统设计方案中,用于调节光学性能的光学元件分布较为散乱。例如,在一种光学防抖的设计方案中,通过调节第一折射元件和第二折射元件来进行光学防抖,由于第一折射元件和第二折射元件分布于反射元件的两侧,因此,需要分别为第一折射元件和第二折射元件配置防抖马达,以实现光学防抖的效果,并且,应可以理解,这种光学防抖设计方案需要两个防抖马达相互配合,难度较高。
86.中国专利cn110879454a揭露了一种摄像头模组、潜望式摄像头模组、摄像头组件及电子装置,其中,该摄像头模组包括固定件、透镜组件、图像传感以及调焦组件,其中,图像传感器用于接收经过透镜组件的光线。在调焦组件中,第一光转向件用于对从透镜组件传输至图像传感器的过程中的光线进行转向;第二光转向件用于对第一光转向件转向后的光线进行转向,被配置为可相对于固定件移动,以改变光线从透镜组件传输至图像传感器的距离。根据其揭露的部分可知,其利用第一光转向件和第二光转向件之间的距离调整,可对透镜组件和图像传感器之间光线的传播路径的距离进行调整,完成了透镜组件的对焦,实现了图像传感器的成像,使得摄像头模组在透镜组件光轴方向的长度缩短。
87.然而,该光学系统设计方案在一些重要的光学特性上表现较差,尤其是光圈大小,该光学系统的进光量可能会不足,导致摄像模组的成像性能发生影响。并且,该光学系统设计方案也对于光学系统的构造不是特别友好,其主要原因在于:在该光学系统的构建方案
中,所有光学元件和调节机构都安装于一个载体内,即,固定件,本领域普通技术人员应知晓,这种装配方式在装配过程中很容易发生误差的累计,而导致最终成型的产品的装配精度不高。
88.在潜望式摄像模组的光学系统设计方案中,其不仅仅需要考虑光学系统能够实现的光学性能(例如,光圈大小、有效焦距大小等),还需要考虑该光学系统设计方案在光学系统构建方面的难易度以及光学系统调整方便的难易度。这里,应可以理解,光学系统的构建指的是通过结构设计方案来搭建出该光学系统设计方案,光学系统的调整指的是需要调整某些光学元件的位置以实现光学性能的变化。
89.针对上述技术思路和研发现状,本技术的基本构思是采用特定的光学系统设计,以使得所述光学系统能够在光学性能、光学系统的构建难易度和光学系统调整的难易度等方面取得较优的综合性能。
90.基于此,本技术提出了一种感光组件,其包括:光学镜头,用于接收来自外界的成像光线以形成具有第一光轴的第一光束;对应于所述光学镜头的第一光转折元件,用于对所述第一光束进行转向以形成具有第二光轴的第二光束,所述第二光轴垂直于所述第一光轴;对应于所述第一光转折元件的第二光转折元件,用于对所述第二光束进行转向以形成具有第三光轴的第三光路,所述第三光轴垂直于由所述第一光轴和所述第二光轴所设定的平面;对应于所述第二光转折元件的第三光转折元件,用于对所述第三光束进行转向以形成具有第四光轴的第四光束,所述第四光轴垂直于所述第三光轴;以及,感光芯片,用于接收所述第四光束。这样,采用特定的光学系统设计,以使得所述光学系统能够在光学性能、光学系统的构建难易度和光学系统调整的难易度等方面取得较优的综合性能。
91.在介绍本技术的基本原理之后,下面将参考附图来具体介绍本技术的各种非限制性实施例。
92.摄像模组示例
93.根据本技术实施例的所述潜望式摄像模组采用特定的光学系统设计,以使得所述光学系统能够在光学性能、光学系统的构建难易度和光学系统调整的难易度等方面取得较优的综合性能。
94.图1图示了根据本技术实施例的潜望式摄像模组的光学系统的示意图。如图1所示,所述潜望式摄像模组80的光学系统,沿着其感光路径,依次包括:光学镜头10、感光芯片30和设置于所述光学镜头10和所述感光芯片30之间的光转折组件20,其中,所述光学镜头10,用于采集来自外界的成像光线以形成第一光束;所述光转折组件20,用于对所述第一光束进行折叠并最终传播至所述感光芯片30。更具体地,在本技术实施例中,以所述光转折组件20包括第一光转折元件21、第二光转折元件22和第三光转折元件23为示例,说明所述潜望式摄像模组80的光学系统设计。
95.如图1所示,在本技术实施例中,所述第一光转折元件21对应于所述光学镜头10,用于对所述第一光束进行转向以形成具有第二光轴的第二光束;所述第二光转折元件22对应于所述第一光转折元件21,用于对所述第二光束进行转向以形成具有第三光轴的第三光路;所述第三光转折元件23对应于所述第二光转折元件22,用于对所述第三光束进行转向以形成具有第四光轴的第四光束;所述感光芯片30对应于所述第三光转折元件23,用于接收来自第四光路的光。特别地,在本技术实施例中,所述光学镜头10、所述第一光转折元件
21、所述第二光转折元件22和所述第三光转折元件23安装以特定方式进行配置,以使得所述光学系统能够在取得的光学性能、光学系统的构建难易度和光学系统调整的难易度等方面取得较优的综合性能。
96.具体来说,所述光学镜头10设置于所述潜望式摄像模组80的入光处(或者说,所述光学镜头10形成所述潜望式摄像模组80的入光处),外界光线藉由所述光学镜头10沿着所述光学镜头10所设定的光轴进入所述潜望式摄像模组80以形成具有第一光轴的所述第一光束,其中,所述第一光轴与所述光学镜头10所设定的轴线方向基本平行或者基本对齐。
97.所述第一光转折元件21对应于所述光学镜头10,更明确地,所述第一光转折元件21沿着所述光学镜头10的轴线方向(或者说,沿着所述第一光轴的方向)被设置于所述光学镜头10的下方,用于对所述第一光束进行转向以形成具有第二光轴的第二光束,所述第二光轴基本垂直于所述第一光轴。在一种可能的实现方式中,所述第一光转折元件21具有一第一光转折面210,所述第一光转折面210与所述光学镜头10的中轴线(或者说所述第一光轴)基本成45
°
夹角,以使得所述第一光束在所述第一光转折面210处发生基本成90
°
地转折以形成所述第二光束。
98.所述第二光转折元件22对应于所述第一光转折元件21,更明确地,在本技术实施例中,所述第二光转折元件22沿着所述第二光轴的方向被设置于所述第一光转折元件21的右侧,用于对所述第二光束进行转向以形成具有第三光轴的第三光路,所述第三光轴基本垂直于由所述第一光轴和所述第二光轴所设定的平面。在一种可能的实现方式中,所述第二光转折元件22具有一第二光转折面220,所述第二光转折面220与所述第二光轴基本成45
°
夹角,以使得所述沿着所述第二光轴传播的所述第二光束在所述第二光转折面220处发生基本成90
°
地转折以形成所述第三光束。
99.所述第三光转折元件23对应于所述第二光转折元件22,更明确地,在本技术实施例中,所述第三光转折元件23沿着所述第三光轴方向被设置于所述第二光转折元件22的下方,用于对所述第三光束进行转向以形成具有第四光轴的第四光束,所述第四光轴基本垂直于所述第三光轴。在一种可能的实现方式中,所述第三光转折元件23具有一第三光转折面230,所述第三光转折面230与所述第三光轴基本成45
°
夹角,其中,沿着所述第三光路传播的光在所述转折面处发生转折以形成所述第四光路,以使得所述沿着所述第三光轴传播的所述第三光束在所述第三光转折面230处发生基本成90
°
地转折以形成所述第四光束。如图1所示,在本技术实施例中,所述感光芯片30的感光面基本垂直于所述第四光轴,用于接收所述第四光束。
100.通过上述光学系统设计,根据本技术实施例的所述潜望式摄像模组80的有效焦距可大于10mm,例如,15mm,18mm,20mm,25mm等,在一些示例中,所述潜望式摄像模组80的有效焦距甚至可大于25mm。
101.图2图示了根据本技术实施例的所述潜望式摄像模组80的光路传播示意图。如图2所示,首先来自外界的成像光线穿过所述光学镜头10;接着,来自所述光学镜头10的成像光线光在所述第一光转折元件21处发生基本成90
°
地转折;接着,来自所述第一光转折元件21的成像光线在所述第二光转折元件22处再次发生基本成90
°
转折;接着,来自所述第二光转折元件22的成像光线在所述第三光转折元件23处再次发生基本成90
°
地转折,以传播至所述感光芯片30。
102.值得一提的是,在本技术实施例中,所述光学镜头10被设置于所述潜望式摄像模组80的入光口,用于直接接收来自外界的成像光线,通过这样的配置,所述潜望式摄像模组80有较大的进光量,能实现大光圈的光学性能需求。特别地,在本技术实施例中,所述光学镜头10包括至少三光学透镜100,其中,优选地,所述至少三光学透镜100中位于最外侧(朝向于外界)的所述光学透镜100为玻璃透镜,所述玻璃透镜具有相对极高的折射率,使得所述潜望式摄像模组80具有更高的进光量。剩余的所述光学透镜100的制成材料并不为本技术所局限,其可以由玻璃透镜或者也可以由其他材料制成,例如,塑料材料等。考虑到所述光学镜头10的成本、重量、组装等因素,优选地,剩余的所述光学透镜100为塑料透镜。通过上述配置,在本技术实施例中,所述潜望式摄像模组80的光圈值小于f4.0,甚至可以达到小于f2.0,且所述潜望式摄像模组80的光阑直径大于或等于5mm。
103.还值得一提的是,由于所述光学镜头10被设置于所述潜望式摄像模组80的入光口,这样的位置配置允许所述光学镜头10在其设定的镜头平面方向上移动(其中,所述镜头平面垂直于所述光学镜头10的中轴线),因此,为实现光学防抖提供便利的实施空间。具体来说,例如,在将所述潜望式摄像模组80应用于智能终端设备(例如,智能手机)以进行摄像时,通常是通过使用者手持的方式进行拍摄,而手持拍摄不可避免的一个问题就是抖动问题,使用者的抖动会严重影响模组的成像效果。相应地,在本技术实施例中,可为所述光学镜头10配置一驱动元件11,以通过所述驱动元件11控制所述光学镜头10在其镜头平面上微调位置,来实现光学防抖的效果。
104.并且,应注意到,在本技术实施例中,所述第一光转折元件21紧邻所述光学镜头10设置,即,在所述第一光转折元件21和所述光学镜头10之间没有配置其他光学元件。应可以理解,在所述潜望式摄像模组80的光学系统设计过程中,优选地穿过所述光学镜头10的所述第一光束能够完全地被所述第一光转折元件21所接收,因此,在尺寸配置上,所述第一光转折元件21的所述第一光转折面210在所述光学镜头10的轴线方向上的投影能够完全地覆盖所述光学镜头10的采光面。这样的尺寸配置关系,为所述第一光转折元件21和光学镜头10的光学系统的构建提供便利条件。优选地,在本技术实施例中,所述光学镜头10、所述驱动元件11和所述第一光转折元件21被配置为一体式模块化结构,其中,在被配置为一体式模块结构时,所述光学镜头10、所述驱动元件11和所述第一光转折元件21之间的相对位置关系接近于理想状态。
105.具体来说,在一种可能的实现方式,在本技术实施例中,为所述第一光转折元件21和所述光学镜头10进一步提供一第一载体41,以通过所述第一载体41将所述光学镜头10、所述第一光转折元件21和所述驱动元件11在结构上集成地配置。如图3所示,在本技术实施例中,所述第一载体41具有平整的上表面411和凹陷地形成于所述第一载体41的安装槽410,所述第一光转折元件21被安装于所述安装槽410内,所述光学镜头10安装于所述驱动元件11且所述驱动元件11安装于所述第一载体41的上表面411,以通过所述第一载体41在结构上集成所述光学镜头10、所述驱动元件11和所述第一光转折元件21,使得所述光学镜头10、所述驱动元件11和所述第一光转折元件21具有一体式模块化结构。应可以理解,所述第一载体41的上表面411为平整表面且具有相对较大的面积尺寸,因此,利于安装所述驱动元件11。优选地,在本技术实施例中,所述安装槽410的形状和尺寸与所述第一光转折元件21的形状和尺寸相适配,从而所述安装槽410能够对所述第一光转折元件21进行定位和限
位,以确保所述光学镜头10与所述第一光转折元件21之间的相对位置关系。
106.值得一提的是,所述第一光转折元件21还能够以其他方式被安装于所述第一载体41,其主要取决于所述第一光转折元件21自身的性质,例如,当所述第一光转折元件21被实施为转折棱镜时,通过如上所述的所述安装槽410来定位安装所述第一光转折元件21为较佳的实施方案。当所述第一光转折元件21被实施为平面反射镜时,则能够通过粘接的方式将所述第一光转折元件21贴附于所述第一载体41的预设位置,对此,并不为本技术所局限。还值得一提的是,在本技术实施例中,所述第一光转折元件21,所述第二光转折元件22和所述第三光转折元件23除了被实施为转折棱镜、平面反射镜之外,还可以实施其他形式,例如,光波导、光栅等,对此,并不为本技术所局限。
107.也就是说,在本技术实施例中,所述潜望式摄像模组80的所述光学镜头10和所述第一光转折元件21的光学系统设计便于其光学系统在构建过程中采用一体式模块化的构造方案。为了便于理解和说明,将该模块部分定义为所述潜望式摄像模组80的光学防抖部分50。
108.还值得一提的是,在本技术实施例中,在所述潜望式摄像模组80的光学系统设计方案中,所述第一光转折元件21、所述第二光转折元件22和所述第三光转折元件23具有特殊的配置方式,所述第三光轴基本垂直于由所述第一光轴和所述第二光轴所设定的平面,这样,所述潜望式摄像模组80具有相对更为紧凑的结构。相较于现有的潜望式摄像模组80,本技术实施例的所述潜望式摄像模组80将部分尺寸转移到相对更容易接受和设计的z方向尺寸上,从而减少其在x或者y方向上的尺寸。这里,在本技术一个具体示例中,当所述潜望式摄像模组80安装于智能手机时,所述潜望式摄像模组80的z方向对应于智能手机的厚度方向,其x方向对于智能手机的宽度方向,其y方向对应于智能手机的长度方向。
109.还值得一提的是,在本技术实施例中,所述第二光转折元件22和所述第三光转折元件23相邻设置,用于对成像光线进行折叠,通过这样的方式来延长所述潜望式摄像模组80的光程,以增大所述潜望式摄像模组80的有效焦距。
110.相应地,在本技术实施例中,还可以移动所述第二光转折元件22和所述第三光转折元件23进行自动调焦,其中,当所述第二光转折元件22和所述第三光转折元件23被移动远离所述第一光转折元件21时,可实现近焦(即,近景拍摄),当所述第二光转折元件22和所述第三光转折元件23被移动靠近所述第一光转折元件21时,可实现远焦(即,远景拍摄)。应可以理解,当所述第二光转折元件22和所述第三光转折元件23被移动时,其与所述光学镜头10和所述感光芯片30的位置同时发生变化,从而能够实现在一倍的空间内实现两倍行程的自动调焦,以提高调焦效率。
111.在移动所述第二光转折元件22和所述第三光转折元件23以进行调焦的过程中,优选地,所述第二光转折元件22和所述第三光转折元件23之间的相对位置关系保持不变,以确保调焦的稳定性。在本技术一种可能的实现方式中,在所述潜望式摄像模组80的光学系统构建的过程中,为所述第二光转折元件22和所述第三光转折元件23提供一第二载体42,其中,以通过所述第二载体42使得所述第二光转折元件22和所述第三光转折元件23具有一体式模块结构,通过这样的方式,确保所述第二光转折元件22与所述第三光转折元件23在被移动的过程中也具有确定的位置关系,并且,所述第二载体42相对可移动地安装于用于封装所述第一载体41、所述第二载体42和所述感光芯片30的外壳体60上,以实现自动变焦,
如图5所示。也就是说,在本技术实施例中,所述潜望式摄像模组80的所述第二光转折元件22和所述第三光转折元件23的光学设计便于其光学系统的构建过程中采用一体式模块化构造方案,即,通过所述第二载体42将所述第二光转折元件22和所述第三光转折元件23在结构上进行集成配置。
112.具体来说,如图5a所示,在本技术实施例中,所述第二载体42,包括相互间隔的第一定位安装槽421和第二定位安装槽422,其中,所述第二光转折元件22适配地嵌合于所述第一定位安装槽421,所述第三光转折元件23适配地嵌合于所述第二定位安装槽422,通过这样的方式,将所述第二光转折元件22和所述第三光转折元件23在结构上集成地配置,从而保证所述第二光转折元件22和所述第三光转折元件23移动的一致性,进而能够提供良好的对焦效果。
113.值得一提的是,在本技术其他示例中,所述第二光转折元件22、所述第三光转折元件23还能够以其他方式被集成于所述第二载体42,例如,如图5b所示,在该示例中,所述第二载体42具有安装腔420并在所述安装腔420内设有多个粘接面,以通过粘接的方式将所述第二光转折元件22和所述第三光转折元件23贴附于所述安装腔420内,对此,并不为本技术所局限。
114.进一步地,在一种可能的实现方式中,所述第二载体42与所述外壳体60之间通过滚珠结构实现平稳的滑动,且所述滚珠结构能够有效地降低驱动所述自动调焦部分为需要的驱动力,如图6所示。更具体地,如图6所示,在这种可能的实现方式中,用于驱动所述自动调焦部分相对于所述外壳体60移动的第二驱动元件43,包括至少一对均匀且对称地布置于所述第二载体42底部的磁铁431,以及,设置于所述外壳体60且对应于所述磁铁431的线圈432,以通过所述磁铁431和所述线圈432的相互作用,并且,在滚珠433和导轨434的协助下,实现自动调焦功能。为了便于说明,在本技术实施例中,将该模块部分定义为所述潜望式摄像模组80的自动调焦部分70。
115.当然,在本技术其他示例中,所述第二光转折元件22和所述第三光转折元件23还可以被配置为相互独立驱动,即,通过相互分离驱动的方式来分别驱动和控制所述第二光转折元件22和所述第三光转折元件23,对此,并不为本技术所局限。
116.综上,应可以理解,在本技术实施例中,所述潜望式摄像模组80所采用的光学系统设计方案利于其在构建过程中采用模块化构造方案,以形成如图7所示的结构配置。如图7所示,在本技术实施例中,所述潜望式摄像模组80,包括:光学防抖部分50、对应于所述光学防抖部分50的自动调焦部分70、对应于自动调焦部分70的感光芯片30,以及,用于封装所述光学防抖部分50、所述自动调焦部分70和所述感光芯片30的外壳体60。
117.更具体地说,在本技术实施例中,所述光学防抖部分50,包括:光学镜头10,用于接收来自外界的成像光线以形成具有第一光轴的第一光束;对应于所述光学镜头10的第一光转折元件21,用于对所述第一光束进行转向以形成具有第二光轴的第二光束,所述第二光轴垂直于所述第一光轴;第一载体41,所述第一载体41具有上表面凹陷地形成于所述第一载体41的安装槽410,所述第一光转折元件21安装于所述安装槽410;以及,用于驱动所述光学镜头10进行光学防抖的驱动元件11,其中,所述驱动元件11安装于所述第一载体41的上表面,所述光学镜头10安装于所述驱动元件11,以使得所述光学镜头10、所述驱动元件11和所述第一光转折元件21具有一体式模块化结构。
118.更具体地说,在本技术实施例中,所述自动调焦部分70,包括:对应于所述第一光转折元件21的第二光转折元件22,用于对所述第二光束进行转向以形成具有第三光轴的第三光路,所述第三光轴垂直于由所述第一光轴和所述第二光轴所设定的平面;对应于所述第二光转折元件22的第三光转折元件23,用于对所述第三光束进行转向以形成具有第四光轴的第四光束,所述第四光轴垂直于所述第三光轴;以及第二载体42,所述第二载体42包括相互间隔的第一定位安装槽421和第二定位安装槽422,所述第二光转折元件22安装于所述第一定位安装槽421,所述第三光转折元件23安装于所述第二定位安装槽422,以使得所述第二光转折元件22和所述第三光转折元件23具有一体式模块化结构;以及,用于驱动所述第二载体42移动的第二驱动元件43。
119.综上,基于本技术实施例的所述潜望式摄像模组80被阐明,其通过采用特定的光学系统设计,以使得其能够在取得的光学性能、光学系统的构建难易度和光学系统调整的难易度等方面取得较优的综合性能。具体来说,所述潜望式摄像模组80在其光学系统设计上采用了便于模块化的设计方案,以利于光学系统的构建和光学系统的调整,即,在本本技术实施例中,所述潜望式摄像模组80在其光学系统的构造上被分为光学防抖部分50和自动调焦部分70。并且,所述潜望式摄像模组80的光学防抖部分50和/或自动调焦部分70能够被配置为一体式结构,以利于降低组装难度,提高组装精度。
120.虽然,在上述实施例中,以所述光转折组件20包括所述第一光转折元件21、所述第二光转折元件22和所述第三光转折元件23为示例,应可以理解,在本技术其他示例中,所述光转折组件20还可以包括更多数量的光转折元件,对此,并不为本技术所局限。
121.进一步地,本技术实施例的所述潜望式摄像模组80,通过多次光路转折设计,可实现有效焦距达到15mm至25mm。现假设所述潜望式摄像模组80的等效焦距为p,有效焦距为f,相机标准芯片的对角线长为43.27mm,所述感光芯片30的对角线长为l,p=f*43.27/l,即,p*l=f*43.27,通过计算可知,可得到所述潜望式摄像模组80的有效焦距p=24*43.27/5.238≈198.26mm,也就是说,如果给所述潜望式摄像模组80再配备至少一个第二摄像模组90,其包括一个广角镜头,以形成多摄摄像模组100,如图8所示,,例如所述广角镜头的等效焦距p2为19.5mm,p/p2≈10,即可实现10倍光学变焦,再如所述广角镜头的等效焦距p2为33mm,p/p2≈6,即可实现6倍光学变焦。
122.在所述潜望式摄像模组80的应用中,例如,将所述潜望式摄像模组80组装于智能手机上,可选用选用p/p2≥6的广角模组来搭配使用到终端设备中,实现多摄摄像模组大于大于6倍光学变焦,甚至10倍光学变焦及以上。当然,在其他应用场景中,还可配备更多数量的上下模组,假设p为所述潜望式摄像模组80的等效焦距,p2为广角模组的等效焦距,p3为中焦模组的等效焦距,p/p2≈10,p3/p2≈5,实现流畅的5倍以上的光学变焦,对此,并不为本技术所局限。
123.示意性组装方法
124.在本技术实施例中,所述潜望式摄像模组80通过模块化的方式进行组装,以利于提高组装效率和提高组装配合精度。
125.图9a至9d图示了根据本技术实施例的所述潜望式摄像模组80的组装过程的示意图。
126.如图9a至9d所示,根据本技术实施例的所述潜望式摄像模组80的组装过程,包括:
首先,将光学镜头10、驱动元件11和第一光转折元件21组装于第一载体41,以形成第一模块;然后,将第二光转折元件22和第三光转折元件23组装于第二载体42,以形成第二模块;接着,基于所述第一模块和所述第二模块之间位置关系,确定感光芯片30的安装位置;再,将感光芯片30安装于该安装位置。
127.具体来说,将光学镜头10、驱动元件11和第一光转折元件21安装于第一载体41,以形成第一模块的过程,包括:
128.首先,将所述光学镜头10安装于所述驱动元件11,以形成第一子模块;
129.然后,将所述第一光转折元件21安装于所述第一载体41,以形成第二子模块;
130.进而,将所述第一子模块安装于所述第二子模块,以形成所述第一模块。
131.在本技术实施例中,所述驱动元件11为防抖马达,其包括但不限于vcm马达、sma马达、mems、压电致动器等驱动装置。
132.具体来说,在本技术实施例中,将第二光转折元件22和第三光转折元件23组装于第二载体42,以形成第二模块的过程,包括:
133.将所述第二光转折元件22安装于所述第二载体42的第一定位安装槽421;
134.将所述第三光转折元件23安装于所述第二载体42的第二定位安装槽422。
135.特别地,在本技术实施例中,所述第二载体42的底部还具有镂空结构,所述镂空结构用于收容和布设滚珠结构、线路板、磁铁的一个或多个的组合。所述第二载体42可移动地安装于所述潜望式摄像模组80的外壳体60上,所述第二载体42可控制所述第二光转折元件22和所述第三光转折元件23同时移动。
136.值得一提的是,在将第二光转折元件22和第三光转折元件23组装于第二载体42,以形成第二模块之后和在基于所述第一模块和所述第二模块之间位置关系,确定感光芯片30的安装位置之前,也可以先将所述第一模块和所述第二模块进行组装,例如,将所述第二模块和所述第三模块组装于所述外壳体60,以使得所述第二模块和所述第三模块具有一体式模块化结构。
137.进一步地,在本技术实施例中,可通过“假芯片”通电成像的方式,确定所述感光芯片30的安装位置,然后通过诸如aa、ha、aoa、机械定位等方式将感光芯片30安装于该安装位置上。
138.当然,在本技术实施例中,在基于所述第一模块和所述第二模块之间位置关系,确定感光芯片30的安装位置之前,也可以不选择将所述第一模块和所述第二模块的位置固定下来,而采用固定所述第一模块,同时可调整地夹持所述第二模块和所述感光芯片30,以在调整所述第二模块和所述感光芯片30达到理想成像效果之后,直接固定所述感光芯片30、所述第一模块和所述第二模块于所述外壳体60,以形成所述潜望式摄像模组80。
139.值得一提的是,在本技术其他示例中,还可以将所述潜望式摄像模组80中的光学元件做其他模块化整合,即采用其他的组装方法,例如,可以将所述光学镜头10、所述驱动元件11、所述第一光转折元件21和所述第二光转折元件22组装于同一载体,以形成第一模块;然后,基于所述第一模块和所述第三光转折元件23之间的位置关系,确定所述感光芯片30的安装位置;最终,将所述感光芯片30安装于该安装位置,其对应的产品如图10所示。或者,将所述第一光转折元件21、所述第二光转折元件22、所述第三光转折元件23组装于同一载体,以形成第一模块;然后,基于所述第一模块和所述光学镜头10之间的位置关系,确定
所述感光芯片30的安装位置;最终,将所述感光芯片30安装于该安装位置。对此,并不为本技术所局限。
140.应可以理解,本技术所采用的这种分段式模块化封装工艺,即先将零散的零件通过大的固定的元件进行位置限定,然后通过大的固定元件之间的组装来降低小的零散元件之间的组装引起的组装误差积累,能够有效减小模组的组装误差,提高组装精度,降低组装难度。
141.本领域的技术人员应理解,上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明,在没有背离所述原理下,本发明的实施方式可以有任何变形或修改。
再多了解一些

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