潜望式镜头模组及电子设备的制作方法

1.本技术属于光学镜头技术领域，具体涉及一种潜望式镜头模组及电子设备。

背景技术：

2.随着手机等移动终端设备在人们生活中应用越来越普及，消费者对于手机拍照的要求也越来越高，超长焦的应用场景需求越来越大。
3.目前潜望式镜头，通过棱镜折叠光路，可实现超长焦拍摄，如图1所示；随着对潜望镜头解析力的要求越来越高，镜头的光圈变得越来越大，导致镜头模组的高度h变得越来越高，这样与安装有该镜头模组的电子设备的轻薄化相冲突。

技术实现要素：

4.本技术实施例的目的是提供一种潜望式镜头模组及电子设备，能够解决现有潜望式镜头的大光圈与电子设备的轻薄化不可兼得的问题。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种潜望式镜头模组包括：第一透镜组、第一棱镜、第二透镜组和图像传感器；
6.其中，所述第一棱镜、所述第二透镜组和所述图像传感器位于壳体内，所述第二透镜组位于所述第一棱镜和所述图像传感器之间；
7.所述第一透镜组面向所述第一棱镜的第一入光面设置，且所述第一透镜组凸出于壳体；
8.光线经过所述第一透镜组进入所述第一棱镜，经过所述第一棱镜的反射进入所述第二透镜组，经过所述第二透镜组到达所述图像传感器。
9.第二方面，本技术实施例提供了一种电子设备，包括如第一方面所述的潜望式镜头模组。
10.在本技术实施例中，潜望式镜头模组包括位于壳体内部的第一棱镜、第二透镜组和图像传感器，该第二透镜组位于第一棱镜与图像传感器之间；还包括面向第一棱镜的第一入光面设置的第一透镜组，且第一透镜组凸出于壳体；光线经过第一透镜组进入第一棱镜，经过第一棱镜的反射进入第二透镜组，经过第二透镜组到达图像传感器，如此，通过将面向第一棱镜的第一入光面设置的第一透镜组凸出于壳体，起到了压缩光线的作用，这样可以降低进入第二透镜组的光线高度，从而实现在增大光圈的同时降低电子设备的机身厚度的目的。
附图说明
11.图1是本技术实施例的潜望式镜头模组的结构示意图；
12.图2是本技术实施例的潜望式镜头模组除去第一镜头组的结构示意图；
13.图3是本技术实施例的光线在第二棱镜的第一反射面上发生反射和折射的示意图；
14.图4是本技术实施例的光线在第二棱镜的第一反射面上发生反射的示意图；
15.图5是本技术实施例的潜望式镜头模组中的红外滤光片的组装位置示意图；
16.图6是本技术实施例提供的第二入光面设有红外截止膜层的第二棱镜的结构示意图；
17.图7是本技术实施例的第二棱镜绕垂直于第二透镜组的光轴的方向转动的示意图；
18.图8是本技术实施例的第二棱镜绕第二透镜组的光轴的方向转动的示意图。
具体实施方式
19.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地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
20.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。
21.下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本技术实施例提供的潜望式镜头模组进行详细地说明。
22.如图1所示，本技术实施例提供了一种潜望式镜头模组，该潜望式镜头模组安装于电子设备上，包括：第一透镜组1、第一棱镜2、第二透镜组3和图像传感器4；其中，第一棱镜2、第二透镜组3和图像传感器4位于壳体9内，第二透镜组3位于第一棱镜2和图像传感器4之间；第一透镜组1面向第一棱镜2的第一入光面21设置，且第一透镜组1凸出于壳体9。
23.光线经过第一透镜组1进入第一棱镜2，经过第一棱镜2的反射进入第二透镜组3，经过第二透镜组3到达图像传感器4。
24.可选地，壳体9开设有一进光口10，第一入光面21朝向进光口10。
25.需要说明的是，壳体9指的是电子设备的壳体，其目的是为了便于产品集成化，大规模生产应用。
26.这里，潜望式镜头模组被分成两部分，第一部分，即第一透镜组1凸出于壳体9，第二部分，即潜望式镜头模组除第一透镜组1之外的其他部件均位于壳体9内，并且，第一透镜组1的光轴垂直于第二透镜组3的光轴，这样，突出于电子设备的机身外部的第一透镜组1对光线具有压缩作用，进入潜望式镜头模组的第二部分的光线高度降低，从而实现在增大光圈的同时降低电子设备的机身厚度的目的。
27.可选地，如图1和图2所示，第一棱镜2还包括：连接第一入光面21的第三反射面22和连接第一入光面21和第三反射面22的出光面23。
28.具体的，第一棱镜2为反射棱镜，，出光面23朝向第二透镜组3，第三反射面22与第一透镜组1的光轴的夹角为45
°
，这样起到改变光线传播方向的作用。
29.进一步地，第一入光面21与出光面23相垂直。
30.作为一可选地实现方式，如图1和图2所示，本技术实施例的潜望式镜头模组还可
包括：
31.位于第二透镜组3和图像传感器4之间的第二棱镜5，第二棱镜5包括：朝向第二透镜组3的第二入光面51、连接第二入光面51的第一反射面52以及与第二入光面51和第一反射面52连接第二反射面53；第一反射面52设有半透半反射膜层521；图像传感器4的感光面面向第一反射面52设置，且与第二透镜组3的光轴之间的夹角小于90
°
，即图像传感器4的感光面与第二透镜组3的光轴不相垂直。
32.相应的，光线经过第一透镜组1进入第一棱镜2，经过第一棱镜2的反射进入第二透镜组3，经过第二透镜组3从第二入光面51入射后，经过第一反射面52的反射到达第二反射面53，经过第二反射面53的反射后从第一反射面52射出，到达图像传感器4。
33.需要说明的是，由于第二棱镜5的第一反射面52设有半透半反射膜层，既能透过光线又能反射光线。因此，光线才可以从第二入光面51入射后，经过第一反射面52的反射到达第二反射面53，经过第二反射面53的反射后再从第一反射面52射出。
34.这里，如果光线在第一反射面52上发生全反射，则可以避免折射带来的光线能量损失，从而增大到达图像传感器的光线能量。
35.参考图3和图4，从几何关系上可知入射角b的大小满足如下公式：
36.b＝90
°
－a
37.由上述公式可知入射角b随着第一反射面52与第二反射面53之间夹角a的减小而增大。当b值等于b1时光线在第一反射面52上发生反射和折射，如图3所示；当b值大于某一数据b2时光线在第一反射面52上发生全反射，如图4所示。
38.所以在潜望式镜头模组设计阶段可通过调整第一反射面52和第二反射面53之间的角度a，来实现光线在第一反射面52上发生全反射，避免光线在第一反射面52发生折射。
39.可选地，第一反射面52和第二反射面53之间的角度a为15
°
～55
°
。即第一反射面52和第二反射面53之间的角度a在15
°
～55
°
之间变化时，可以实现光线在第一反射面52上发生全反射。
40.需要说明的是，由于光线在第二棱镜5上发生两次反射(如图1和图2所示)，折叠光路，可以实现图像传感器4的感光面与第二透镜组3的光轴之间的夹角小于90
°
，即实现图像传感器4相对于第二透镜组3的倾斜设置，从而进一步降低潜望式镜头模组的第二部分模组的高度，可以实现在增大光圈的同时进一步降低电子设备的机身厚度的目的。
41.可选地，第二入光面51垂直于第二反射面53。
42.在一可选地实现方式中，图像传感器4与第二透镜组3的光轴之间的夹角等于第一反射面52与第二反射面53之间的夹角。
43.也可以理解为，图像传感器4的感光面与第一反射面52平行，这样能够使尽可能多的光线进入到图像传感器4，提升图像的成像质量。
44.在一可选地实现方式中，如图5所示，第二棱镜5与图像传感器4之间设有红外滤光片6。
45.这里，在第二棱镜5与图像传感器4之间设置红外滤光片6，其目的是为了滤除光线中红外线，使得滤除了红外线的光线进入图像传感器4后，获得成像质量佳的彩图像。
46.在另一可选地实现方式中，如图6所示，第二入光面51设有红外截止膜层511。
47.需要说明的是，在第二棱镜5的第二入光面51设有红外截止膜层511，能够起到滤
除光线中红外线的作用，而且不必如图5所示，在第二棱镜5与图像传感器4之间组装红外滤光片6，既节省了模组空间又减小了组装难度。
48.在一可选地实现方式中，第二透镜组3可沿其光轴运动。
49.具体的，第二透镜组3可沿第二透镜组3的光轴在第一棱镜2与图像传感器4之间运动；或者，第二透镜组3可沿第二透镜组3的光轴在第一棱镜2与第二棱镜5之间运动。
50.需要说明的是，第二透镜组3的运动可以实现对焦功能，改善长焦镜头微距时的性能，实现长焦微距拍摄。即第二透镜组3的运动可以平衡远焦(第二透镜组3远离第一棱镜2)和近焦(第二透镜组3靠近第一棱镜2)的性能。
51.可选地，本技术实施例的潜望式镜头模组还包括：第一固定底座7，第一棱镜2设置于第一固定底座7。
52.这里，第一固定底座7用于固定第一棱镜2。
53.可选地，本技术实施例的潜望式镜头模组还包括：第二固定底座8，第二棱镜5设置于第二固定底座8。
54.这里，第二固定底座8用于固定第二棱镜5。
55.作为一可选地实现方式，本技术实施例的潜望式镜头模组还包括：第一驱动装置，第二棱镜5设置于第一驱动装置；其中，第一驱动装置可带动第二棱镜5转动，使第二棱镜5绕垂直于第二透镜组3的光轴的方向转动，或者绕第二透镜组3的光轴的方向转动。
56.具体的，第二固定底座8设置于第一驱动装置，第一驱动装置处于工作状态时，可带动第二固定底座8转动，第二棱镜5同步转动，使第二棱镜5绕垂直于第二透镜组3的光轴的方向转动，或者绕第二透镜组3的光轴的方向转动。
57.需要说明的是，第二棱镜5分别以第二透镜组3的光轴的方向和垂直于第二透镜组3的光轴的方向为旋转轴转动实现光学防抖。
58.如图7所示，是第二棱镜5绕垂直于第二透镜组3的光轴的方向转动的示意图。
59.第二棱镜5在第一驱动装置(如马达)的驱动下以p1为旋转中心转动，其中，图中实线为旋转前的位置，虚线为旋转后的位置，转动角度c1在﹣2.5
°
～2.5
°
之间。
60.如图8所示，是第二棱镜5绕第二透镜组3的光轴的方向转动的示意图。
61.第二棱镜5在第一驱动装置(如马达)的驱动下以p2为旋转中心转动，其中，图中实线为旋转前的位置，虚线为旋转后的位置，转动角度c2在﹣1.5
°
～1.5
°
之间。
62.作为另一可选地实现方式，本技术实施例的潜望式镜头模组还包括：
63.第二驱动装置，第一棱镜2设置于第二驱动装置；
64.其中，第二驱动装置可带动第一棱镜2转动，使第一棱镜2绕垂直于第二透镜组3的光轴的方向转动，或者绕第二透镜组3的光轴的方向转动。
65.具体的，第一固定底座7设置于第二驱动装置，第二驱动装置处于工作状态时，可带动第一固定底座7转动，第一棱镜2同步转动，使第一棱镜2绕垂直于第二透镜组3的光轴的方向转动，或者绕第二透镜组3的光轴的方向转动。
66.需要说明的是，第一棱镜2分别以第二透镜组3的光轴的方向和垂直于第二透镜组3的光轴的方向为旋转轴转动实现光学防抖。
67.作为又一可选地实现方式，本技术实施例的潜望式镜头模组还包括：
68.第三驱动装置，图像传感器4设置于第三驱动装置；
69.其中，第三驱动装置可带动图像传感器4转动，使图像传感器4绕垂直于第二透镜组3的光轴的方向转动，或者绕第二透镜组3的光轴的方向转动。
70.需要说明的是，图像传感器4分别以第二透镜组3的光轴的方向和垂直于第二透镜组3的光轴的方向为旋转轴转动实现光学防抖。
71.可选地，如图1和图2所示，第一透镜组1包括具有光焦度的第一透镜l1，第一透镜l1的两个侧面均为非球面。
72.第二透镜组3沿其光轴从物侧到像侧方向依次包括具有光焦度的第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4和第五透镜l5，其中，第二透镜组3内的所有透镜的物侧面和像侧面均为非球面。
73.这里，第一透镜l1至第五透镜l5的面号依次为s1-s10。
74.在本技术实施例中潜望式镜头模组透镜的折射率、阿贝数和焦距均以波长为555.00nm的光线为参考。其中，潜望式镜头模组的相关系数如表1所示。其中，efl为潜望式镜头模组的有效焦距，fno表示光圈值，fov表示潜望式镜头模组的最大视场角，ttl为第一透镜l1物侧面至成像面于光轴上的距离，mgh为像高，曲率半径、厚度、焦距的单位均为毫米。
75.表1
[0076][0077]
在本技术实施例中，各非球面可利用以下非球面公式进行限定：
[0078][0079]
其中，x为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高；c为非球面的近轴曲率，c＝1/r(即，近轴曲率c为上表1中曲率半径r的倒数)；k为圆锥系数(在表1中已给出)；ai是非球面第i-th阶的修正系数。
[0080]
下表2给出了各非球面的高次项系数a4、a6、a8、a10、a12、a14、a16、a18和a20。
[0081]
表2
[0082][0083][0084]
本技术实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括上述所述的潜望式镜头模组。
[0085]
该电子设备可以是终端，也可以为除终端之外的其他设备。示例性的，电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、移动上网装置(mobile internet device，mid)、增强现实(augmented reality，ar)/虚拟现实(virtual reality，vr)设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，umpc)、上网本或者个人数字助理(personal digital assistant，pda)等，本技术实施例不作具体限定。
[0086]
上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。

技术特征：

1.一种潜望式镜头模组，其特征在于，包括：第一透镜组(1)、第一棱镜(2)、第二透镜组(3)和图像传感器(4)；其中，所述第一棱镜(2)、所述第二透镜组(3)和所述图像传感器(4)位于壳体(9)内，所述第二透镜组(3)位于所述第一棱镜(2)和所述图像传感器(4)之间；所述第一透镜组(1)面向所述第一棱镜(2)的第一入光面(21)设置，且所述第一透镜组(1)凸出于所述壳体(9)；光线经过所述第一透镜组(1)进入所述第一棱镜(2)，经过所述第一棱镜(2)的反射进入所述第二透镜组(3)，经过所述第二透镜组(3)到达所述图像传感器(4)。2.根据权利要求1所述的潜望式镜头模组，其特征在于，还包括：位于所述第二透镜组(3)和所述图像传感器(4)之间的第二棱镜(5)，所述第二棱镜(5)包括：朝向所述第二透镜组(3)的第二入光面(51)、连接所述第二入光面(51)的第一反射面(52)以及与所述第二入光面(51)和所述第一反射面(52)连接第二反射面(53)；所述第一反射面(52)设有半透半反射膜层(521)；所述图像传感器(4)的感光面面向所述第一反射面(52)设置，且与所述第二透镜组(3)的光轴之间的夹角小于90
°
；其中，光线经过所述第一透镜组(1)进入所述第一棱镜(2)，经过所述第一棱镜(2)的反射进入所述第二透镜组(3)，经过所述第二透镜组(3)从所述第二入光面(51)入射后，经过所述第一反射面(52)的反射到达所述第二反射面(53)，经过所述第二反射面(53)的反射后从所述第一反射面(52)射出，到达所述图像传感器(4)。3.根据权利要求2所述的潜望式镜头模组，其特征在于，所述第二入光面(51)垂直于所述第二反射面(53)。4.根据权利要求2所述的潜望式镜头模组，其特征在于，所述图像传感器(4)与所述第二透镜组(3)的光轴之间的夹角等于所述第一反射面(52)与所述第二反射面(53)之间的夹角。5.根据权利要求2所述的潜望式镜头模组，其特征在于，所述第二棱镜(5)与所述图像传感器(4)之间设有红外滤光片(6)。6.根据权利要求2所述的潜望式镜头模组，其特征在于，所述第二入光面(51)设有红外截止膜层(511)。7.根据权利要求1所述的潜望式镜头模组，其特征在于，所述第二透镜组(3)可沿其光轴运动。8.根据权利要求1所述的潜望式镜头模组，其特征在于，所述第一棱镜(2)还包括：连接所述第一入光面(21)的第三反射面(22)和连接所述第一入光面(21)和所述第三反射面(22)的出光面(23)。9.根据权利要求1或8所述的潜望式镜头模组，其特征在于，还包括：第一固定底座(7)，所述第一棱镜(2)设置于所述第一固定底座(7)。10.根据权利要求2所述的潜望式镜头模组，其特征在于，还包括：第二固定底座(8)，所述第二棱镜(5)设置于所述第二固定底座(8)。11.根据权利要求2所述的潜望式镜头模组，其特征在于，还包括：第一驱动装置，所述第二棱镜(5)设置于所述第一驱动装置；其中，所述第一驱动装置可带动所述第二棱镜(5)转动，使所述第二棱镜(5)绕垂直于
所述第二透镜组(3)的光轴的方向转动，或者绕所述第二透镜组(3)的光轴的方向转动。12.根据权利要求1所述的潜望式镜头模组，其特征在于，还包括：第二驱动装置，所述第一棱镜(2)设置于所述第二驱动装置；其中，所述第二驱动装置可带动所述第一棱镜(2)转动，使所述第一棱镜(2)绕垂直于所述第二透镜组(3)的光轴的方向转动，或者绕所述第二透镜组(3)的光轴的方向转动。13.根据权利要求1所述的潜望式镜头模组，其特征在于，还包括：第三驱动装置，所述图像传感器(4)设置于所述第三驱动装置；其中，所述第三驱动装置可带动所述图像传感器(4)转动，使所述图像传感器(4)绕垂直于所述第二透镜组(3)的光轴的方向转动，或者绕所述第二透镜组(3)的光轴的方向转动。14.根据权利要求1所述的潜望式镜头模组，其特征在于，所述第一透镜组(1)包括具有光焦度的第一透镜(l1)，所述第一透镜(l1)的两个侧面均为非球面；所述第二透镜组(3)沿其光轴从物侧到像侧方向依次包括具有光焦度的第二透镜(l2)、第三透镜(l3)、第四透镜(l4)和第五透镜(l5)，其中，所述第二透镜组(3)内的所有透镜的物侧面和像侧面均为非球面。15.一种电子设备，其特征在于，包括：如权利要求1至14任一项所述的潜望式镜头模组。

技术总结

本申请公开了一种潜望式镜头模组及电子设备，属于光学镜头技术领域。本申请的潜望式镜头模组包括：第一透镜组、第一棱镜、第二透镜组和图像传感器；其中，所述第一棱镜、所述第二透镜组和所述图像传感器位于壳体内，所述第二透镜组位于所述第一棱镜和所述图像传感器之间；所述第一透镜组面向所述第一棱镜的第一入光面设置，且所述第一透镜组凸出于壳体；光线经过所述第一透镜组进入所述第一棱镜，经过所述第一棱镜的反射进入所述第二透镜组，经过所述第二透镜组到达所述图像传感器。述第二透镜组到达所述图像传感器。述第二透镜组到达所述图像传感器。