摄像头模组及终端设备制造技术

本申请实施例公开了摄像头模组及终端设备。摄像头模组包括多个沿着光轴方向从物侧至像侧依序排列的多个透镜，其中至少一个透镜为自由曲面透镜。所述自由曲面透镜为非旋转对称的透镜，所述多个透镜中，从物侧至像侧方向的第一个透镜为第一透镜，所述第一透镜的物侧表面至成像面于所述光轴上的距离为TTL，所述摄像头模组的有效焦距为EFL，TTL/EFL≤2.0，实现较短TTL。本申请通过对摄像头模组至少一个透镜为自由曲面透镜的限定，能够抑制摄像头模组的光学畸变问题，即使在超广角情况下，也能保证摄像头模组的成像效果，而且可以得到较短的摄像头模组的总长，实现摄像头模组的紧凑结构。构。构。

【技术实现步骤摘要】
摄像头模组及终端设备
[0001]本申请是分案申请，原申请的申请号是201911205850.4，原申请日是2019年11月29日，原申请的全部内容通过引用结合在本申请中。


[0002]本专利技术属于光学成像
，尤其涉及一种摄影光学系统的摄像头模组及终端设备。

技术介绍

[0003]随着移动终端设备的普及，用户获取影像的摄影技术迅猛发展。为了满足广泛的市场需求，大靶面、大光圈、多样化的视场、紧凑结构是摄影模组的重要发展趋势。从单摄模组，到双摄模组，以及多摄模组等，实现了多种视场镜头组合，这也使得超广角类型的镜头组应用于移动终端设备。
[0004]超广角镜头具有更大的视角，但难以平衡光学畸变与紧凑结构的矛盾，因此大部分超广角镜头都具有较大的光学畸变，图像的TV畸变也非常明显。在紧凑结构限制的移动电子摄影模组领域，光学畸变问题将更加突出，难以解决。同时在终端设备的应用上，使用超广角镜头录制视频时，对视频图像进行实时畸变矫正将耗费大量处理资源，难以实现。
[0005]如何解决超广角镜头组的光学畸变问题应为业界研发的方向。

技术实现思路

[0006]本申请实施例提供一种摄像头模组及终端设备，摄像头模组为超广角镜头，通过在镜头中引入非旋转对称的自由曲面镜片，解决了超广角镜头的光学畸变问题，实现超广角、低畸变的成像效果，提供用户良好的体验。
[0007]第一方面，本实施例提供了一种摄像头模组，应用于终端设备，包括：多个沿着光轴方向从物侧至像侧依序排列的多个透镜，透镜的数量可以为三个、四个、五个、六个或七个等等。所述多个透镜中的至少一个透镜为自由曲面透镜。所述自由曲面透镜为非旋转对称的透镜，所述多个透镜中，从物侧至像侧方向的第一个透镜为第一透镜，所述第一透镜的物侧表面至成像面于所述光轴上的距离为TTL，所述摄像头模组的有效焦距为EFL，TTL/EFL≤2.0，实现较短TTL。所述第一透镜之物侧表面至成像面于所述光轴上的距离为TTL，具体指的是第一透镜物侧表面与光轴的交点与成像面与光轴的交点之间的距离。本申请限定所述自由曲面透镜的面型为非旋转对称。非旋转对称的自由曲面透镜可以提高摄像头模组的光学设计自由度，不需将成像区域限定为旋转对称的像圆，可实现矩形成像区域。成像面上设置电子感光元件，具体为终端设备内的摄像头的感应芯片。本申请通过对至少一个透镜为自由曲面透镜的限定，能够抑制摄像头模组的光学畸变问题，即使在超广角情况下，也能保证摄像头模组的成像效果，而且可以得到较短的摄像头模组的总长，换言之，通过在摄像头模组中引入非旋转对称的自由曲面透镜，可以实现超广角、低畸变的成像效果，即能够降低或者最小化摄像头模组的系统像差，实现校正像差，降低畸变的功能，同时自由曲面透镜
还可以降低摄像头模组的TTL，使摄像头模组具有紧凑结构。
[0008]一种可能的实施方式中，X轴与所述光轴形成的第一平面，Y轴与所述光轴形成第二平面，所述X轴和所述Y轴为所述摄像头模组的所述成像面上相互垂直的两个中心轴，X轴和Y轴的交点为光轴的位置，所述自由曲面透镜为以所述第一平面为中心对称结构，所述自由曲面透镜亦为以所述第二平面为中心的对称结构。保持自由曲面透镜在X轴方向与Y轴方向的对称有利于保证成像质量，电子传感器的成像区域为矩形，自由曲面透镜在X轴方向与Y轴方向的对称使得成像区域像质保持一定对称性，有利于促进靠近光轴的中间区别的成像质量好于远离光轴的边缘区域的成像质量。
[0009]一种可能的实施方式中，所述自由曲面透镜的物侧面和/或像侧面为自由曲面，所述自由曲面的面型表达式为：
[0010][0011]其中，z是光学表面矢高，z是关于x和y的表达式；k为圆锥系数；c为曲率半径；r为光轴方向的半径高度；有r2＝x2+y2；A
i
是多项式系数；E
i
是X轴坐标和Y轴坐标的单项式，这里的x轴和y轴方向与上述使得自由曲面透镜在X轴方向与Y轴方向对称的X轴方向与Y轴方向一致；
[0012][0013]所述自由曲面透镜的所述面型表达式的E
i
中的x和y的指数同时为偶数，x为X轴坐标，y为Y轴坐标，以使得所述自由曲面透镜的所述面型具有对称性。具体而言，自由曲面透镜的面型表达式的E
i
中的x和y的指数同时为偶数能够使自由曲面透镜的面型对称性更好，利于透镜的加工与检测。
[0014]第二种实施方式中，所述自由曲面透镜的物侧面和/或像侧面为自由曲面，所述自由曲面透镜的面型表达式为：
[0015][0016]其中，z是光学表面矢高，z是关于x和y的表达式；k为圆锥系数；c为曲率半径；r为光轴方向的半径高度；有r2＝x2+y2；A
i
是多项式系数；E
i
是X轴坐标和Y轴坐标的单项式；
[0017][0018]其中，A
i
是多项式系数；x为X轴坐标，y为Y轴坐标。
[0019]第三种实施方式中，所述自由曲面透镜的物侧面和/或像侧面为自由曲面，所述自由曲面透镜的面型表达式为：
[0020][0021]其中，z是光学表面矢高，z是关于x和y的表达式；x为X轴坐标，y为Y轴坐标；k
x
、k
y
为圆锥系数；c
x
、c
y
为曲率半径；A
i
、B
i
是多项式系数。
[0022]一种可能的实施方式中，所述X轴和所述Y轴为穿过所述成像面中心且分别平行于所述成像面长边和短边的两个中心轴。
[0023]一种可能的实施方式中，所述多个透镜的数量为N，N≥3，所述多个透镜包括从物侧至像侧方向的依次排布的所述第一透镜至第N透镜，所述第一透镜至所述第N
‑
1透镜的物侧面和像侧面的面型均为非球面，所述第N透镜为自由曲面透镜。本申请实施例采用的透镜数量为六个，其他实施方式中透镜的数量也可以为七个、八个等，在实际实施的过程中也可以根据需要设置由三个、四个或者五个透镜组成的摄像头模组。通过在摄像头模组中引入自由曲面透镜，实现了针对超广角镜头组达到无图像畸变的视觉效果，可以实现普通非球面光学设计无法实现的成像品质。
[0024]一种可能的实施方式中，所述摄像头模组的所述成像面的有效像素区域的对角线半长度为ImgH，TTL/ImgH≤2.0，利于限制所述摄像头模组的系统总长，使所述摄像头模组具有紧凑结构，满足便携设备的设计需求。
[0025]一种可能的实施方式中，所述摄像头模组的入瞳直径为EPD，EFL/EPD≤2.2。本实施方式通过限定EPD/EPD≤2.2，限制了摄像头模组光圈数，利于成像质量。
[0026]一种可能的实施方式中，所述摄像头模组的视场角为FOV，FOV≥100deg，EFL＜20mm，所述摄像头模组具有超广角的成像效果。本实施方式通过在摄像头模组中引入自由曲面透镜，实现了超广角镜头组焦距短、视角大、低畸变的成像效果，同时得到较短的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种摄像头模组，包括沿着光轴方向从物侧至像侧依序排列的多个透镜，其特征在于，所述多个透镜中的至少一个透镜为自由曲面透镜，所述自由曲面透镜为非旋转对称的透镜，所述多个透镜中，从物侧至像侧方向的第一个透镜为第一透镜，所述第一透镜的物侧表面至成像面于所述光轴上的距离为TTL，所述摄像头模组的有效焦距为EFL，TTL/EFL≤2.0；所述摄像头模组的成像区域为矩形，所述自由曲面透镜相对第一平面对称，所述自由曲面透镜亦相对第二平面对称，以保证所述成像区域的成像质量；其中，所述第一平面为X轴与所述光轴形成的平面，所述第二平面为Y轴与所述光轴形成的平面，所述X轴和所述Y轴为所述摄像头模组的所述成像面上相互垂直的两个中心轴。2.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述自由曲面透镜的物侧面和/或像侧面为自由曲面，所述自由曲面的面型表达式为：其中，z是光学表面矢高；k为圆锥系数；c为曲率半径；r为光轴方向的半径高度；有r2＝x2+y2；A
i
是多项式系数；E
i
是X轴坐标和Y轴坐标的单项式；其中，所述自由曲面的所述面型表达式的E
i
中的x和y的指数同时为偶数，x为X轴坐标，y为Y轴坐标。3.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述自由曲面透镜的物侧面和/或像侧面为自由曲面，所述自由曲面透镜的面型表达式为：其中，z是光学表面矢高，z是关于x和y的表达式；k为圆锥系数；c为曲率半径；r为光轴方向的半径高度；有r2＝x2+y2；A
i
是多项式系数；E
i
是X轴坐标和Y轴坐标的单项式；其中，A
i
是多项式系数；x为X轴坐标，y为Y轴坐标。4.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述自由曲面透镜的物侧面和/或像侧面为自由曲面，所述自由曲面透镜的面型表达式为：
其中，z是光学表面矢高；x为X轴坐标，y为Y轴坐标；k
x
、k
y

【专利技术属性】
技术研发人员：叶海水，佟庆，王恒，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：