固定光学组件、潜望式光学变焦模组及其组装方法技术

本发明专利技术提供了一种固定光学组件，其包括：光转折元件，其具有使入射光转折的反射面、入射面和出射面；至少一个固定透镜；以及固定组件壳体，其包括光转折元件安装部以及至少一个镜筒部，所述至少一个固定透镜安装于所述至少一个镜筒部的内侧面，所述光转折元件安装部设置于所述镜筒部的靠近所述反射面的一端；其中，所述光转折元件固定于所述光转折元件安装部，并且所述光转折元件的位置由主动校准确定。本发明专利技术还提供了固定光学组件的组装方法以及相应的潜望式光学变焦模组及其组装方法。可以通过主动校准使得固定光学组件以及潜望式光学变焦模组的元器件制造公差和组装公差进行补偿，从而提高光学系统的成像品质。从而提高光学系统的成像品质。从而提高光学系统的成像品质。

【技术实现步骤摘要】
固定光学组件、潜望式光学变焦模组及其组装方法


[0001]本专利技术涉及摄像模组
，具体地说，本专利技术涉及用于潜望式模组的固定光学组件、潜望式光学变焦模组以及它们的组装方法。

技术介绍

[0002]随着生活水平的升高，消费者对于手机、平板等终端设备的摄像功能要求越来越高，不仅要求实现背景虚化、夜间拍摄等效果，还对远摄提出了需求，消费者需要能够清楚地拍摄远处画面的终端设备。
[0003]为实现不同距离的拍摄，目前市场上的终端设备通过广角镜头+长焦镜头组成阵列模组的方式实现变焦拍摄，但由于其镜头通常为定焦镜头，其焦距不可调整，只能通过将感光芯片所截取的影像进行差值等算法来实现数码变焦，图片的成像品质较差，即使部分终端设备使用了具备AF(Auto Focus)功能的镜头，可以自动对焦，提升终端设备的拍摄效果，但对焦通常只能将镜头所成图像调整到最佳，仍然不能调整光学系统的焦距，不能满足消费者变焦拍摄的需求。
[0004]另一方面，光学变焦是实现变焦拍摄的摄像模组。光学变焦是通过改变镜头光学镜片之间的距离来改变镜头的焦距以达到变焦的目的，其可以比较清晰的拍摄远处的物体，其所成图像的成像品质也相对较高。这里变焦是指改变焦距以便拍摄不同距离的景物。进一步地，目前手机等终端设备中往往使用潜望式模组来满足远摄需求，而如何在手机的有限空间内使潜望式模组具备光学变焦能力，是当前面临的一大难题。
[0005]进一步地，相比普通的摄像模组，潜望式连续光学变焦模组的光学元件及其结构件众多，在空间十分受限的前提下，其组装难度也大幅增加。在光学成像镜头的制造过程中，影响镜头解像力因素来自于各元件及其装配的误差、镜片间隔元件厚度的误差、各镜片的装配配合的误差以及镜片材料折射率的变化等。其中，各元件及其装配的误差包含各镜片单体的光学面厚度、镜片光学面矢高、光学面面型、曲率半径、镜片单面及面间偏心，镜片光学面倾斜等误差，这些误差的大小取决于模具精度与成型精度控制能力。镜片间隔元件厚度的误差取决于元件的加工精度。各镜片的装配配合的误差取决于被装配元件的尺寸公差以及镜头的装配精度。镜片材料折射率的变化所引入的误差则取决于材料的稳定性以及批次一致性。上述各个元件影响解像力的误差存在累积恶化的现象，这个累计误差会随着透镜数量的增多而不断增大。对于潜望式连续光学变焦模组来说，其结构更加复杂，各个光学元件的影响解像力的误差的积累更加难以控制。另一方面，由于潜望式摄像模组具有更加复杂的结构，因此在其组装过程中，模组的各个结构件的组装过程也可以能在光学系统中引入新的误差(可称为组装误差)，此类组装误差可能导致模组最终成像的解析力不能达到既定规格，进而造成模组厂良品率低下。
[0006]因此，当前迫切需要一种实现连续光变，且能够进行高精度组装的小型化潜望式摄像模组的解决方案。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种实现连续光变，且能够进行高精度组装的小型化潜望式摄像模组的解决方案。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种固定光学组件，其用于潜望式摄像模组，其特征在于，所述固定光学组件包括：光转折元件，其具有使入射光转折的反射面、入射面和出射面；至少一个固定透镜；以及固定组件壳体，其包括光转折元件安装部以及至少一个镜筒部，所述至少一个固定透镜安装于所述至少一个镜筒部的内侧面，所述光转折元件安装部设置于所述镜筒部的靠近所述反射面的一端；其中，所述光转折元件固定于所述光转折元件安装部，并且所述光转折元件与所述光转折元件安装部的相对位置由主动校准确定，或者所述光转折元件安装部和所述至少一个镜筒部的相对位置由主动校准确定；所述主动校准是将所述至少一个固定透镜、所述光转折元件、变焦光学组件、补偿光学组件和感光组件排列成潜望式长焦光学成像系统，然后根据所述感光组件通电获取的实测长焦成像结果来调整各个光学元件的相对位置的过程。
[0009]其中，所述至少一个固定透镜包括至少一个入光侧透镜和至少一个出光侧透镜；所述至少一个镜筒部包括入光侧镜筒部和出光侧镜筒部，所述入光侧镜筒部和所述出光侧镜筒部的轴线互相垂直；所述至少一个入光侧透镜安装于所述入光侧镜筒部的内侧面，所述至少一个出光侧透镜安装于所述出光侧镜筒部的内侧面；所述光转折元件安装部设置于所述入光侧镜筒部的靠近所述反射面一端，以及所述出光侧镜筒部的靠近所述反射面一端；其中，所述光转折元件固定于所述光转折元件安装部，并且所述光转折元件与所述光转折元件安装部的相对位置由主动校准确定；所述主动校准是将所述至少一个入光侧透镜、所述光转折元件、所述至少一个出光侧透镜、变焦光学组件、补偿光学组件和感光组件依次排列构成潜望式长焦光学成像系统，然后根据所述感光组件通电获取的实测长焦成像结果来调整各个光学元件的相对位置的过程。
[0010]其中，所述主动校准包括第一主动校准，所述第一主动校准是在所述光转折元件和所述固定组件壳体彼此分离时，将所述至少一个入光侧透镜、所述光转折元件、所述至少一个出光侧透镜、变焦光学组件、补偿光学组件和感光组件依次排列构成所述潜望式长焦光学成像系统，然后根据所述感光组件通电获取的实测长焦成像结果来校准所述光转折元件和所述光转折元件安装部的相对位置的过程。
[0011]其中，所述光转折元件为反光棱镜，所述反光棱镜具有两个棱镜侧面，每个所述棱镜侧面均与所述反射面、所述入射面和所述出射面相交；所述光转折元件安装部具有两个壳体侧壁，所述反光棱镜置于所述两个壳体侧壁之间，并且所述棱镜侧面与所述壳体侧壁之间具有不为零的倾角；其中所述棱镜侧面与所述壳体侧壁之间的倾角小于1度。
[0012]其中，所述棱镜侧面与所述壳体侧壁之间的倾角小于0.5度。
[0013]其中，所述棱镜侧面与所述壳体侧壁之间的倾角具有第一旋转方向分量和第二旋转方向分量，其中所述第一旋转方向分量是绕x轴旋转的旋转分量，所述第二旋转方向分量是绕y轴旋转的旋转分量，所述x轴与所述潜望式长焦光学成像系统的主光轴方向一致，所述y轴垂直于所述x轴和z轴，所述z轴与所述固定光学组件的入射光一侧的光轴方向一致。
[0014]其中，所述光转折元件通过胶材承靠并固定于所述光转折元件安装部。
[0015]其中，所述入光侧镜筒部的靠近所述反射面的一端具有第一端面，所述出光侧镜
筒部的靠近所述反射面的一端具有第二端面；所述胶材的布置位置包括：所述入光面与所述第一端面之间的间隙、所述第二端面与所述出射面之间的间隙、所述棱镜侧面与所述壳体侧壁之间的间隙中的一项或多项。
[0016]其中，所述胶材适于通过可见光、紫外线、烘烤中的一种或多种方式进行固化。
[0017]其中，所述棱镜侧面与所述壳体侧壁之间的间距为10-100μm。
[0018]其中，所述棱镜侧面包括第一棱镜侧面和位于其相反位置的第二棱镜侧面，所述壳体侧壁包括第一壳体侧壁和位于其相反位置的第二壳体侧壁，所述第一棱镜侧面与所述第一壳体侧壁的间距不等于所述第二棱镜侧面与所述第二壳体侧壁的间距。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固定光学组件，其用于潜望式摄像模组，其特征在于，所述固定光学组件包括：光转折元件，其具有使入射光转折的反射面、入射面和出射面；至少一个固定透镜；以及固定组件壳体，其包括光转折元件安装部以及至少一个镜筒部，所述至少一个固定透镜安装于所述至少一个镜筒部的内侧面，所述光转折元件安装部设置于所述镜筒部的靠近所述反射面的一端；其中，所述光转折元件固定于所述光转折元件安装部，并且所述光转折元件与所述光转折元件安装部的相对位置由主动校准确定，或者所述光转折元件安装部和所述至少一个镜筒部的相对位置由主动校准确定；所述主动校准是将所述至少一个固定透镜、所述光转折元件、变焦光学组件、补偿光学组件和感光组件排列成潜望式长焦光学成像系统，然后根据所述感光组件通电获取的实测长焦成像结果来调整各个光学元件的相对位置的过程。2.根据权利要求1所述的固定光学组件，其特征在于，所述至少一个固定透镜包括至少一个入光侧透镜和至少一个出光侧透镜；所述至少一个镜筒部包括入光侧镜筒部和出光侧镜筒部，所述入光侧镜筒部和所述出光侧镜筒部的轴线互相垂直；所述至少一个入光侧透镜安装于所述入光侧镜筒部的内侧面，所述至少一个出光侧透镜安装于所述出光侧镜筒部的内侧面；所述光转折元件安装部设置于所述入光侧镜筒部的靠近所述反射面一端，以及所述出光侧镜筒部的靠近所述反射面一端；其中，所述光转折元件固定于所述光转折元件安装部，并且所述光转折元件与所述光转折元件安装部的相对位置由主动校准确定；所述主动校准是将所述至少一个入光侧透镜、所述光转折元件、所述至少一个出光侧透镜、变焦光学组件、补偿光学组件和感光组件依次排列构成潜望式长焦光学成像系统，然后根据所述感光组件通电获取的实测长焦成像结果来调整各个光学元件的相对位置的过程。3.根据权利要求2所述的固定光学组件，其特征在于，所述主动校准包括第一主动校准，所述第一主动校准是在所述光转折元件和所述固定组件壳体彼此分离时，将所述至少一个入光侧透镜、所述光转折元件、所述至少一个出光侧透镜、变焦光学组件、补偿光学组件和感光组件依次排列构成所述潜望式长焦光学成像系统，然后根据所述感光组件通电获取的实测长焦成像结果来校准所述光转折元件和所述光转折元件安装部的相对位置的过程。4.根据权利要求3所述的固定光学组件，其特征在于，所述光转折元件为反光棱镜，所述反光棱镜具有两个棱镜侧面，每个所述棱镜侧面均与所述反射面、所述入射面和所述出射面相交；所述光转折元件安装部具有两个壳体侧壁，所述反光棱镜置于所述两个壳体侧壁之间，并且所述棱镜侧面与所述壳体侧壁之间具有不为零的倾角；其中所述棱镜侧面与所述壳体侧壁之间的倾角小于1度。5.根据权利要求4所述的固定光学组件，其特征在于，所述棱镜侧面与所述壳体侧壁之间的倾角小于0.5度。
6.根据权利要求4所述的固定光学组件，其特征在于，所述棱镜侧面与所述壳体侧壁之间的倾角具有第一旋转方向分量和第二旋转方向分量，其中所述第一旋转方向分量是绕x轴旋转的旋转分量，所述第二旋转方向分量是绕y轴旋转的旋转分量，所述x轴与所述潜望式长焦光学成像系统的主光轴方向一致，所述y轴垂直于所述x轴和z轴，所述z轴与所述固定光学组件的入射光一侧的光轴方向一致。7.根据权利要求6所述的固定光学组件，其特征在于，所述光转折元件通过胶材承靠并固定于所述光转折元件安装部。8.根据权利要求7所述的固定光学组件，其特征在于，所述入光侧镜筒部的靠近所述反射面的一端具有第一端面，所述出光侧镜筒部的靠近所述反射面的一端具有第二端面；所述胶材的布置位置包括：所述入光面与所述第一端面之间的间隙、所述第二端面与所述出射面之间的间隙、所述棱镜侧面与所述壳体侧壁之间的间隙中的一项或多项。9.根据权利要求7所述的固定光学组件，其特征在于，所述胶材适于通过可见光、紫外线、烘烤中的一种或多种方式进行固化。10.根据权利要求4所述的固定光学组件，其特征在于，所述棱镜侧面与所述壳体侧壁之间的间距为10-100μm。11.根据权利要求4所述的固定光学组件，其特征在于，所述棱镜侧面包括第一棱镜侧面和位于其相反位置的第二棱镜侧面，所述壳体侧壁包括第一壳体侧壁和位于其相反位置的第二壳体侧壁，所述第一棱镜侧面与所述第一壳体侧壁的间距不等于所述第二棱镜侧面与所述第二壳体侧壁的间距。12.根据权利要求2所述的固定光学组件，其特征在于，所述固定组件壳体中，所述入光侧镜筒部、所述出光侧镜筒部和所述光转折元件安装部是一体成型的。13.根据权利要求2所述的固定光学组件，其特征在于，所述固定组件壳体中，所述入光侧镜筒部和所述出光侧镜筒部中的一个是单独成型的，另一个与所述光转折元件安装部一体成型构成一体成型构件，所述单独成型的构件固定于所述一体成型构件，以构成所述固定组件壳体；其中，所述单独成型的构件与所述一体成型构件的相对位置由所述主动校准确定。14.根据权利要求13所述的固定光学组件，其特征在于，所述固定组件壳体中，所述单独成型的构件与所述一体成型构件之间的间隙为10-100μm。15.根据权利要求13所述的固定光学组件，其特征在于，所述固定光学组件中，当所述单独成型的构件为所述入光侧镜筒部时，所述光转折元件在其入光侧的光轴与所述入光侧镜筒部的轴线具有不为零的夹角；当所述单独成型的构件为所述出光侧镜筒部时，所述光转折元件在其出光侧的光轴与所述出光侧镜筒部的轴线具有不为零的夹角。16.一种潜望式光学变焦模组，其特征在于，包括：权利要求1-15中任意一项所述的固定光学组件；可调光学组件，其包括驱动机构、变焦光学组件和补偿光学组件，所述驱动机构包括驱动元件和可调组件壳体，所述驱动元件适于分别驱动所述变焦光学组件和所述补偿光学组件相对于所述可调组件壳体沿着x轴移动，所述x轴与所述潜望式长焦光学成像系统的主光轴方向一致；以及感光组件，其包括滤光组件、感光芯片和线路板；
其中，所述固定组件壳体固定于所述可调组件壳体，并且所述固定组件壳体与所述可调组件壳体的相对位置由第二主动校准确定；所述第二主动校准是在所述固定光学组件和所述可调光学组件彼此分离时，将所述固定光学组件、所述变焦光学组件、所述补偿光学组件和所述感光组件依次排列构成所述的潜望式长焦光学成像系统，然后根据所述感光组件通电获取的实测长焦成像结果来校准所述固定组件壳体和所述可调组件壳体的相对位置。17.根据权利要求16所述的潜望式光学变焦模组，其特征在于，所述固定光学组件和所述可调光学组件之间具有间隙，所述间隙的间距为10-100μm。18.根据权利要求16所述的潜望式光学变焦模组，其特征在于，所述固定光学组件的出光侧的光轴与所述可调光学组件的光轴具有不为零的夹角。19.根据权利要求18所述的潜望式光学变焦模组，其特征在于，所述固定光学组件的出光侧的光轴与所述可调光学组件的光轴的夹角小于1度。20.根据权利要求18所述的潜望式光学变焦模组，其特征在于，所述固定光学组件的出光侧的光轴与所述可调光学组件的光轴的夹角小于0.5度。21.一种固定光学组件的组装方法，其特征在于，包括：1)准备固定组件壳体、光转折元件、至少一个入光侧透镜和至少一个出光侧透镜，其中所述光转折元件具有使入射光转折的反射面、入射面和出射面，所述固定组件壳体包括入光侧镜筒部、出光侧镜筒部以及光转折元件安装部，所述入光侧镜筒部和所述出光侧镜筒部的轴线互相垂直；所述至少一个入光侧透镜安装于所述入光侧镜筒部的内侧面，所述至少一个出光侧透镜安装于所述出光侧镜筒部的内侧面；所述光转折元件安装部设置于所述入光侧镜筒部的靠近所述反射面的一端，以及所述出光侧镜筒部的靠近所述反射面的一端；2)分别摄取所述光转折元件和已装入所述至少一个入光侧透镜和所述至少一个出光侧透镜的所述固定组件壳体，将所述至少一个入光侧透镜、所述光转折元件、所述至少一个出光侧透镜、变焦光学组件、补偿光学组件和感光组件依次排列构成潜望式长焦光学成像系统，从而完成预定位；3)进行主动校准，根据所述感光组件通电获取的实测长焦成像结果来校准所述光转折元件和所述光转折元件安装部的相对位置；以及4)基于所述主动校准所确定的相对位置，将所述光转折元件与所述光转折元件安装部粘结。22.根据权利要求21所述的固定光学组件的组装方法，其特征在于，所述主动校准包括在x轴平移、y轴平移、z轴平移、绕x轴旋转、绕y轴旋转和绕z轴旋转中的至少一个移动方向上移动所述光转折元件；其中所述x轴与所述固定光学组件的出光侧光轴方向一致，所述y轴垂直于所述x轴和所述z轴，所述z轴与所述固定光学组件的入射光一侧的光轴方向一致。23.根据权利要求21所述的固定光学组件的组装方法，其特征在于，所述步骤4)中，通过胶材粘结所述光转折元件和所述光转折元件安装部，所述胶材适于通过可见光、紫外线、烘烤中的一种或多种方式进行固化。24.根据权利要求23所述的固定光学组件的组装方法，其特征在于，先布置胶材，然后执行所述步骤3)完成所述的主动校准，再通过可见光、紫外线、烘烤中的一种或多种方式对
所述胶材进行固化。25.根据权利要求23所述的固定光学组件的组装方法，其特征在于，先执行所述步骤3)完成所述的主动校准，然后布置胶材，再将所述光转折元件与所述光转折元件安装部恢复至所述主动校准所确定的相对位置，最后通过可见光、紫外线、烘烤中的一种或多种方式对所述胶材进行固化。26.一种固定光学组件的组装方法，其特征在于，包括：1)准备彼此分离的第一固定子镜头和第二固定子镜头，其中，所述第一固定子镜头包括光转折元件、至少一个入光侧透镜和第一壳体构件，所述第一壳体构件包括入光侧镜筒部和光转折元件安装部；所述第二固定子镜头包括至少一个出光侧透...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中武彦，常树杭，裴海鹏，吴雨榕，张勋龙，王启，
申请(专利权)人：宁波舜宇光电信息有限公司，
类型：发明
国别省市：