CN111562661A - 镜头模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种镜头模组及电子设备，所述镜头模组包括：透明盖板、镜头和导光组件，所述镜头设于所述透明盖板的一侧，外界光线能够透过所述透明盖板进入所述镜头，并在所述镜头的像面成像，所述镜头模组的光学放大倍率RED≥0.5，并且所述镜头模组的共轭距大于等于预设阈值。能够实现微距拍照，并且镜头模组能够设置于电子设备内部，解决了相关技术中微距拍照时外接镜头和电子设备的镜头对位困难，导致拍照时操作复杂的问题。

Description

镜头模组及电子设备

技术领域

本公开涉及电子设备技术领域，具体而言，涉及一种镜头模组及电子设备。

背景技术

随着技术的发展和进步，人们对电子设备的拍摄功能的要求越来越高。比如人们希望手机等电子设备能够实现微距拍照。目前，为了是电子设备能够实现微距拍照，通常在电子设备的摄像头上外接镜头，通过外接镜头实现微距拍照。外接镜头实现微距拍照需要设置单独的外接镜头，外接镜头和电子设备分离，导致外接镜头和电子设备的镜头对位困难，进而使拍照时操作复杂。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种镜头模组及电子设备，进而至少在一定程度上克服微距拍照时外接镜头和电子设备的镜头对位困难，导致拍照时操作复杂的问题。

根据本公开的一个方面，提供一种镜头模组，所述镜头模组包括：

透明盖板；

镜头，所述镜头设于所述透明盖板的一侧，外界光线能够透过所述透明盖板进入所述镜头，透过所述镜头的光线在所述镜头的像面成像；

所述镜头模组的光学放大倍率RED≥0.5，并且所述镜头模组的共轭距大于等于预设阈值。

根据本公开的另一个方面，提供一种电子设备，所述电子设备包括上述的镜头模组。

本公开实施例提供的镜头模组，待拍摄物体所反射的光线通过透明盖板进入镜头后在像面上成像，镜头模组的光学放大倍率大于等于0.5，并且镜头模组的共轭距大于等于预设阈值，能够实现微距拍照，镜头模组能够设置于电子设备内部，解决了相关技术中微距拍照时外接镜头和电子设备的镜头对位困难，导致拍照时操作复杂的问题。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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为本公开示例性实施例提供的一种镜头模组的示意图；

图2为本公开示例性实施例提供的一种镜头的示意图；

图3a为本公开示例性实施例提供的一种镜头的色差图；

图3b为本公开示例性实施例提供的一种镜头的场曲图；

图3c为本公开示例性实施例提供的一种镜头的畸变图；

图4为本公开示例性实施例提供的一种电子设备的的示意图。

图中：

100、镜头模组；110、透明盖板；120、镜头；121、第一透镜；122、第二透镜；123、第三透镜；124、第四透镜；130、运动组件；140、导光组件；

10、显示屏；11、显示区域；12、非显示区；20、边框；30、主板；40、电池；50、后盖。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

本示例实施方式中首先提供了一种镜头模组100，如图1所示，该镜头模组100包括透明盖板110、镜头120和导光组件140，镜头120设于透明盖板110的一侧，外界光线能够透过透明盖板110进入镜头120并在镜头120的像面成像，镜头模组的光学放大倍率RED(Lateralmagnification，光学放大倍率)≥0.5，并且镜头模组的共轭距大于等于预设阈值。

本公开实施例提供的镜头模组100，待拍摄物体所反射的光线通过透明盖板110进入镜头120后在像面上成像，镜头模组的光学放大倍率大于等于0.5，并且镜头模组的共轭距大于等于预设阈值，能够实现微距拍照，镜头模组能够设置于电子设备内部，解决了相关技术中微距拍照时外接镜头和电子设备的镜头对位困难，导致拍照时操作复杂的问题。

进一步的，本公开实施例提供的镜头模组100还可以包括运动组件130、导光组件140和发光元件(图中未示出)，运动组件130和镜头120连接，运动组件130用于调节镜头120和透明盖板110之间的距离。通过运动组件130能够调节镜头120和透明盖板110之间的距离，进而保证镜头模组的成像范围和实现镜头模组的对焦。导光组件140设于透明盖板110靠近镜头120的一侧，发光元件的出光部和导光组件160相对。发光元件向导光组件提供光源，导光组件160用于将发光元件所发的光转化为均匀的光线，以在微距拍照时对待拍摄物体进行补光，提升微距拍摄的照片品质。

下面将对本公开实施例提供的镜头模组100的各部分进行详细说明：

透明盖板110可以是玻璃盖板或者透明塑料盖板等，透明盖板110一方面用于使外部光线进入镜头120，另一方面透明盖板110可以保护镜头120。在实际应用中，透明盖板110可以设置于电子设备的壳体上，电子设备的壳体上可以设置有通孔，透明盖板110可以设置在该通孔。其中，透明盖板110可以和电子设备的壳体平齐或者透明盖板110可以突出于电子设备壳体的表面。

透明盖板110和镜头120之间的距离大于2.5毫米，也即是镜头模组100的物距OBJ(Object distance，成像物距)≥2.5毫米。镜头120的物方数值孔径NAO NumericalAperture，物方数值孔径)大于等于0.15，镜头120的光圈数F小于等于2.5。镜头120的光学放大倍率RED大于等于0.5，进一步的，镜头120的光学放大倍率RED大于等于1.0。

镜头模组的共轭距大于等于6毫米，镜头模组的共轭距为透明盖板110远离镜头120的一表面和镜头的像面的距离。

示例的，镜头120的有效焦距EFL(Effective focal length，有效焦距)为1.18毫米，镜头120的物方数值孔径NAO(为0.20，镜头120的光圈数为1.24，镜头模组100的共轭距为7毫米，镜头模组100的光学放大倍率为1.25，镜头模组100的物距为2.5毫米。

本公开实施例提供的镜头模组100，镜头120的数值孔径NAO≥0.15，镜头120的光圈数F≤2.5，镜头模组100的物距OBJ≥2.5mm，镜头模组100的光学放大倍率RED≥0.5，解决了微距成像中近焦物距较大、光学放大倍率较低、近焦处边缘调制传递函数MTF损失较为严重、分辨率较低、体积过大的问题。在保证光学性能的前提下，实现了电子设备0cm超微距高精度成像，并且该镜头模组100具有高分辨率、高放大率、0cm近焦处清晰成像、边缘视场无损等优点，所成的图像可用于细微结构观测，或者医疗性质的检查及判别。

镜头120包括三个或三个以上的透镜，多个透镜在透明盖板110。

其中，镜头120中的多个透镜可以是塑料透镜或者玻璃透镜，或者镜头120中的多个透镜部分为塑料透镜部分为玻璃透镜。镜头120中的透镜可以是非球面镜片或者球面镜片。

比如，镜头120中透镜的组合方式可以是3P(Plastic Lens，塑料镜片)、4P、5P、6P、3G(Glass Lens，玻璃镜片)、4G、5G、1G2P和2G2P中的任意一种。其中，P代表塑料镜头，G代表玻璃透镜。当然在实际应用中，镜头120中的透镜的组合方式也可以是其他方式，本公开实施例并不以此为限。

下面将以镜头120包括四个透镜为例对镜头120进行详细说明：

如图2所示，镜头120可以包括：第一透镜121、第二透镜122、第三透镜123和第四透镜124。第一透镜121具有凸面，凸面朝向第一透镜121远离透明盖板110的一侧。第二透镜122设于第一透镜121远离透明盖板110的一侧，并且第二透镜122靠近第一透镜121的一侧具有凸面，第二透镜122远离第一透镜121的一侧具有凹面。第三透镜123设于第二透镜122远离第一透镜121的一侧，第三透镜123双面为非球面，第三透镜123靠近第二透镜122的一侧具有凸面，第三透镜123远离第二透镜122的一侧具有凸面。第四透镜124设于第三透镜123远离第二透镜122的一侧，第四透镜124双面为非球面，第四透镜124靠近第三透镜123的一侧在光轴处具有凸面，第四透镜124远离第三透镜123的一侧在所述光轴处具有凹面。

第一透镜121在光轴处凸面朝向透明盖板110并且具有正的光焦度。第二透镜122在光轴附近凹面朝向第一透镜121侧且具有负的光焦度，第二透镜122在光轴附近的凸面朝向第三透镜123。第三透镜123靠近第二透镜122的一侧在光轴附近凹面朝向像侧且具有负的光焦度，第三透镜123的像靠近第二透镜122的一侧的面形成为在光轴上以外的位置具有极点的非球面。第四透镜124靠近第三透镜123的一侧在光轴附近凹面朝向像侧且具有正的光焦度，第四透镜124的像靠近第三透镜123的一侧的面形成为在光轴上以外的位置具有极点的非球面。

第一透镜121具有正的光焦度，其形状形成为在光轴附近凸面朝向物体侧且凹面朝向第二透镜122侧的弯月形状。因此，良好地校正球面色差、场曲和畸变。

第二透镜122靠近第一透镜的一侧的凸面具有正的光焦度，其形状形成为在光轴附近凸面朝向第一透镜121的弯月形状。因此，光线向第二透镜122的入射角变为适当的值，并且良好地校正色差、场曲和畸变。

第三透镜123的两侧均具有正的光焦度，因此，光线向第三透镜123的入射角变为适当的值，并且良好地校正色差、场曲和畸变。

第四透镜124具有负的光焦度，且凹面朝向像面的弯月形状，第四透镜124的物体侧的面和像侧的面形成为在光轴上以外的位置具有极点的非球面。因此，更好地校正场曲和畸变，并且能够适当地控制光线向摄像元件的入射角。

本公开示例性实施方式中，在透镜面的非球面上采用的非球面形状在将光轴方向的长度设为Z，将与光轴正交的方向的高度设为H，将近轴曲率半径设为R，将圆锥系数设为k，将非球面系数设为A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20时，在光轴方向的长度可以通过如下公式计算：

在此基础上镜头120的数据如下：

镜头120的有效焦距EFL为1.18毫米；

镜头120的光圈数F为1.24；

镜头120的物方数值孔径NAO为0.20毫米；

镜头120物距OBJ为2.5毫米；

镜头120的共轭距为7毫米；

镜头120的放大率RED为1.25毫米。

镜头120的表面数据如表1所示：

表1

在表1中，r为近轴曲率半径，d表示光轴上透镜面之间的距离(面间隔)，Nd表示d线(基准波长)的折射率，νd表示相对于d线的色散系数。编号i中的1表示第一透镜121靠近透明盖板110的一面，2表示第一透镜121远离透明盖板110的一面，3表示第二透镜122靠近第一透镜121的一面，4表示第二透镜122远离第一透镜121的一面，5表示第三透镜123靠近第二透镜122的一面，6表示第三透镜123远离第二透镜122的一面，7表示第四透镜124靠近第三透镜123的一面，8表示第四透镜124远离第三透镜123的一面。

镜头120的组成透镜数据如表2所示：

表2

镜头120的非球面数据如表3所示：

表3

表3(续)

当镜头120中的参数如上述表中所示时，镜头120的轴上色差如图3a所示，在图3a中横坐标为色差，镜头120的场曲图如图3b所示，在图3b中横坐标为场曲，镜头120的畸变图如图3c所示，在图3c中横坐标为畸变。如图3a、3b和3c所示，镜头120的色差、场曲和畸变得到了良好的校正。

进一步的，镜头120还可以包括封装壳体，第一透镜121、第二透镜122、第三透镜123和第四透镜124封装于封装壳体。

运动组件130可以包括马达和滑轨等，马达输出轴和镜头120连接，比如马达输出轴可以和封装壳体连接。滑轨沿镜头120到透明盖板110的方向设置，马达驱动镜头120沿滑轨运动。

导光组件140设于透明盖板110靠近镜头120的一侧。导光组件140可以包括导光膜，导光膜一端连接于透明盖板110，导光膜的另一端连接镜头120，并且导光膜环绕镜头，导光膜在镜头120和透明盖板110之间形成有封闭的空间。

示例的，导光膜环绕透明盖板110和镜头120之间的区域。示例的镜头120和透明盖板110可以是圆形，此时导光膜可以是空心柱状结构，该空心柱状结构的一端和透明盖板110连接，该空心柱状结构的另一端和镜头120连接，形成封闭的腔体。在导光膜的外侧可以是设置有全反射膜，该全反射膜用于防止漏光，全反射膜上可以开设有透光孔，透光孔和电子设备中的光源相对，以使光源所发的光能够进入导光组件140。

如图1所示，物体AB在物面上的高度为y，物体AB经过镜头120在像面成像为A’B’，A’B’的高度为y’，y’/y大于0.5，也即是镜头模组100的光学放大倍率大于等于0.5。需要说明的是图1中的虚线表示光路，箭头表示光传播方向。

本公开实施例提供的镜头模组，待拍摄物体所反射的光线通过透明盖板进入镜头后在像面上成像，镜头模组的光学放大倍率大于等于0.5，并且镜头模组的共轭距大于等于预设阈值，能够实现微距拍照，通过导光组件140向镜头提供光源，能够实现电子设备零距离微距拍照，并且镜头模组能够设置于电子设备内部，解决了相关技术中微距拍照时外接镜头和电子设备的镜头对位困难，导致拍照时操作复杂的问题。

本公开实施例提供的镜头模组100，镜头120的数值孔径NAO≥0.20，镜头120的光圈数F≤2.5，镜头模组100的物距OBJ≥2.5mm，镜头模组100的光学放大倍率RED≥0.5，解决了微距成像中近焦物距较大、光学放大倍率较低、近焦处边缘调制传递函数MTF损失较为严重、分辨率较低，体积过大的问题。在保证光学性能的前提下，实现了电子设备0cm超微距高精度成像，并且该镜头模组100具有高分辨率、高放大率、0cm近焦处清晰成像、边缘视场无损等优点，所成的图像可用于细微结构观测，或者医疗性质的检查及判别。

本公开示例性实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括上述的镜头模组100。

进一步的，电子设备还包括：后盖50，所述后盖上设置有安装部，透明盖板设于所述安装部

其中，后盖可以是金属后盖、玻璃后盖或者塑料后盖，发光元件可以是LED发光元件或者发光元件可以是和电子设备闪光灯共用。

本公开实施例提供的电子设备可以是手机、平板电脑、相机、电子阅读器或者笔记本电脑等具有摄像头的电子设备。下面以电子设备为手机为例对电子设备进行详细说明。

如图4所示，本公开实施例提供的电子设备还可以包括显示屏10、边框20、主板30、电池40以及后盖50。其中，显示屏10安装在边框20上，以形成电子设备的显示面，显示屏10作为电子设备的前壳。后盖50通过双面胶粘贴在边框上，显示屏10、边框20与后盖50形成一收容空间，用于容纳电子设备的其他电子元件或功能模块。同时，显示屏10形成电子设备的显示面，用于显示图像、文本等信息。显示屏10可以为液晶显示屏(Liquid CrystalDisplay，LCD)或有机发光二极管显示屏(OrganicLight-Emitting Diode，OLED)等类型的显示屏。

显示屏10上可以设置有玻璃盖板。其中，玻璃盖板可以覆盖显示屏10，以对显示屏10进行保护，防止显示屏10被刮伤或者被水损坏。

显示屏10可以包括显示区域11以及非显示区域12。其中，显示区域11执行显示屏10的显示功能，用于显示图像、文本等信息。非显示区域12不显示信息。非显示区域12可以用于设置摄像头、受话器、接近传感器等功能模块。在一些实施例中，非显示区域12可以包括位于显示区域11上部和下部的至少一个区域。

显示屏10可以为全面屏。此时，显示屏10可以全屏显示信息，从而电子设备具有较大的屏占比。显示屏10只包括显示区域11，而不包括非显示区域。此时，电子设备中的摄像头、接近传感器等功能模块可以隐藏在显示屏10下方，而电子设备的指纹识别模组可以设置在电子设备的背面。

边框20可以为中空的框体结构。其中，边框20的材质可以包括金属或塑胶。主板30安装在上述收容空间内部。例如，主板30可以安装在边框20上，并随边框20一同收容在上述收容空间中。主板30上设置有接地点，以实现主板30的接地。主板30上可以集成有马达、麦克风、扬声器、受话器、耳机接口、通用串行总线接口(USB接口)、摄像头、接近传感器、环境光传感器、陀螺仪以及处理器等功能模块中的一个或多个。同时，显示屏10可以电连接至主板30。

主板30上设置有显示控制电路。显示控制电路向显示屏10输出电信号，以控制显示屏10显示信息。

电池40安装在上述收容空间内部。例如，电池40可以安装在边框20上，并随边框20一同收容在上述收容空间中。电池40可以电连接至主板30，以实现电池40为电子设备供电。其中，主板30上可以设置有电源管理电路。电源管理电路用于将电池40提供的电压分配到电子设备中的各个电子元件。

后盖50用于形成电子设备的外部轮廓。后盖50可以一体成型。在后盖50的成型过程中，可以在后盖50上形成后置摄像头孔、指纹识别模组安装孔等结构。

本公开实施例提供的镜头模组100可以是电子设备的前置摄像头的镜头或者电子设备的后置摄像头，由于本公开实施例提供的镜头为微距镜头，因此本公开实施例提供的镜头模组100通常适用于后置摄像头。

镜头模组100可以连接于后盖50、主板30或者边框20。其中，透明盖板110可以设置于后盖50，运动组件130可以设置于后盖50、边框20或者主板30，镜头120和运动组件130连接。

本公开实施例提供的镜头模组，待拍摄物体所反射的光线通过透明盖板进入镜头后在像面上成像，镜头模组的光学放大倍率大于等于0.5，并且镜头模组的共轭距大于等于预设阈值，能够实现微距拍照，通过导光组件140向镜头提供光源，能够实现电子设备零距离微距拍照，并且镜头模组能够设置于电子设备内部，解决了相关技术中微距拍照时外接镜头和电子设备的镜头对位困难，导致拍照时操作复杂的问题。

本公开实施例提供的镜头模组100，镜头120的数值孔径NAO≥0.20，镜头120的光圈数F≤2.5，镜头模组100的物距OBJ≥2.5mm，镜头模组100的光学放大倍率RED≥0.5，解决了微距成像中近焦物距较大、光学放大倍率较低、近焦处边缘调制传递函数MTF损失较为严重、分辨率较低、体积过大的问题。在保证光学性能的前提下，实现了电子设备0cm超微距高精度成像，并且该镜头模组100具有高分辨率、高放大率、0cm近焦处清晰成像、边缘视场无损等特点，所成的图像可用于细微结构观测，或者医疗性质的检查及判别。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (11)

1.一种镜头模组，其特征在于，所述镜头模组包括：

透明盖板；

镜头，所述镜头设于所述透明盖板的一侧，外界光线能够透过所述透明盖板进入所述镜头，并在所述镜头的像面成像；

所述镜头模组的光学放大倍率RED≥0.5，并且所述镜头模组的共轭距大于等于预设阈值。

2.如权利要求1所述的镜头模组，其特征在于，所述镜头模组还包括：

导光组件，所述导光组件设于所述透明盖板靠近所述镜头的一侧。

3.如权利要求2所述的镜头模组，其特征在于，所述导光组件包括：

导光膜，所述导光膜一端连接于所述透明盖板，所述导光膜的另一端连接所述镜头，并且所述导光膜环绕所述镜头，所述导光膜在所述镜头和所述透明盖板之间形成有封闭的空间。

4.如权利要求2所述的镜头模组，其特征在于，所述镜头模组还包括：

发光元件，所述发光元件的出光部和所述导光组件相对。

5.如权利要求1所述的镜头模组，其特征在于，所述镜头模组还包括：

运动组件，所述运动组件和所述镜头连接，所述运动组件用于调节所述镜头和所述透明盖板之间的距离。

6.如权利要求1所述的镜头模组，其特征在于，镜头模组的共轭距大于等于6毫米，所述镜头模组的共轭距为所述透明盖板远离所述镜头的表面和所述像面的距离。

7.如权利要求1所述的镜头模组，其特征在于，所述镜头模组满足如下条件：

所述镜头的物方数值孔径NAO≥0.15。

8.如权利要求1所述的镜头模组，其特征在于，所述镜头包括三个或三个以上的透镜，多个透镜在所述透明盖板的一侧依次排布。

9.如权利要求8所述的镜头模组，其特征在于，所述镜头至少包括：

第一透镜，所述第一透镜具有凸面，所述凸面朝向所述第一透镜远离所述透明盖板的一侧；

第二透镜，所述第二透镜设于所述第一透镜远离所述透明盖板的一侧，并且所述第二透镜靠近所述第一透镜的一侧具有凸面，所述第二透镜远离所述第一透镜的一侧具有凹面；

第三透镜，所述第三透镜设于所述第二透镜远离所述第一透镜的一侧，所述第三透镜双面为非球面，所述第三透镜靠近所述第二透镜的一侧具有凸面，所述第三透镜远离所述第二透镜的一侧具有凸面；

第四透镜，所述第四透镜设于所述第三透镜远离所述第二透镜的一侧，所述第四透镜双面为非球面，所述第四透镜靠近所述第三透镜的一侧在光轴处具有凸面，所述第四透镜远离所述第三透镜的一侧在所述光轴处具有凹面。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1-9任一所述的镜头模组。

11.如权利要求10所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：

后盖，所述后盖上设置有安装部，透明盖板设于所述安装部。

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