照明透镜、摄像模块和电子设备的制作方法

文档序号:11634814阅读:270来源:国知局
照明透镜、摄像模块和电子设备的制造方法与工艺

本发明涉及照明透镜、摄像模块和电子设备。



背景技术:

近年来,用户携带的诸如智能手机和平板pc(个人电脑)等电子设备(在下文中,也称为“移动设备”)逐渐增加,在所述电子设备中,安装有用于摄取静止图像和/或运动图像的摄像模块。所述摄像模块包括具有摄像功能的相机单元和用作当摄取图像时的闪光光源的照明单元。

在所述摄像模块中,改善来自照明单元的照射光的特性以获得更高质量的所摄图像是十分重要的。作为用于改善照射光的特性的技术,例如,专利文献1公开了一种用于闪光光源(flashlightsource)的光源模块,该光源模块包括:诸如发光二极管(led:lightemittingdiode)等光源;反射构件,其被布置成在来自所述光源的光的发射方向上扩展的同时围绕着该光的发射方向;以及扩散构件和聚光构件,所述扩散构件和所述聚光构件被布置在从所述光源发射的光的光路上。根据专利文献1中所公开的技术,从光源发射的光经由扩散构件和聚光构件而朝着外部出射,且因此能够抑制照射光的由光源造成的亮度不均匀和照度不均匀的发生。

引用列表

专利文献

专利文献1:日本专利申请特开jp2010-238837a



技术实现要素:

要解决的技术问题

这里,上面引用的专利文献1中所公开的光源模块被配置成使反射构件、扩散构件和聚光构件按此顺序被布置在来自光源的光的发射方向上,且因此不能必然地说这种构造是简单构造。与此同时,关于安装有摄像模块的移动设备,需要降低其制造成本,且还需要进一步减小其尺寸和重量。因此,关于摄像模块的照明单元,需要一种能够在具有更简单构造的情况下发射出具有更良好特性的光的技术。

鉴于此,本发明提出了新的、改进的且能够在具有更简单构造的情况下发射出具有更良好特性的光的照明透镜、摄像模块和电子设备。

解决技术问题的技术方案

根据本发明,提供了一种照明透镜,它包括:透镜部,所述透镜部被设置在板状构件的板面的大体中央部处;平坦部,所述平坦部被设置在所述板面的除了所述透镜部的区域以外的区域中;和反射抑制结构,所述反射抑制结构被配置成抑制光在所述照明透镜内部的全反射,且所述反射抑制结构被设置在所述平坦部和所述照明透镜的侧端部中的至少一者中。

此外,根据本发明,提供了一种摄像模块,其包括:照明单元,所述照明单元包括光源和照明透镜,并且所述照明单元被布置在后盖上以使得从所述光源发射的光穿过所述照明透镜和所述后盖且朝着外部出射;以及相机单元,其被设置成使物镜在所述后盖的与设置有所述照明单元的表面相同的表面上面对所述后盖。所述照明透镜包括:透镜部,其被设置在板状构件的板面的大体中央部处;平坦部,其被设置在所述板面的除了所述透镜部的区域以外的区域中;以及反射抑制结构,所述反射抑制结构被配置成抑制光在所述照明透镜内部的全反射,且所述反射抑制结构被设置在所述平坦部和所述照明透镜的侧端部中的至少一者中。

此外,根据本发明,提供了一种包括摄像模块的电子设备。所述摄像模块包括:照明单元,所述照明单元包括光源和照明透镜,并且所述照明单元被布置在后盖上以使得从所述光源发射的光透过所述照明透镜和所述后盖且朝着外部出射;以及相机单元,其被设置成使光的物镜在所述后盖的与设置有所述照明单元的表面相同的表面上面对所述后盖。所述照明透镜包括:透镜部,其被设置在板状构件的板面的大体中央部处;平坦部,其被设置在所述板面的除了所述透镜部的区域以外的区域中;以及反射抑制结构,所述反射抑制结构被配置成抑制光在所述照明透镜内部的全反射,且所述反射抑制结构被设置在所述平坦部和所述照明透镜的侧端部中的至少一者中。

根据本发明,用于抑制光在所述照明透镜内部的全反射的所述反射抑制结构被设置在所述照明透镜的所述平坦部和所述侧端部中的至少一者中。这里,在所述照明透镜的所述平坦部和所述侧端部上重复地发生全反射的同时在所述照明透镜内部发生全反射的光是偏离设计意图的光,而且是会降低来自所述照明透镜的照射光的特性的光。在本发明中,所述反射抑制结构被设置用来抑制光在所述照明透镜中的全反射,因此能够抑制这种不期望的光的产生并且能够提高来自所述照明透镜的照射光的特性。此外,所述反射抑制结构具有能够被设置在所述照明透镜的所述平坦部和/或所述侧端部上的比较简单的构造,且因此,根据本发明,能够在具有更简单构造的情况下发射出具有更良好特性的光。

本发明的有益效果

如上所述,根据本发明,能够在具有更简单构造的情况下发射出具有更良好特性的光。需要注意的是,上述效果不一定是限制性的。与上述效果一起或替代上述效果的是,可以实现本说明书中所说明的效果中的任一效果或者可以实现从本说明书中可以掌握的其他效果。

附图说明

图1示出了安装有常规摄像模块的电子设备的示例。

图2示出了常规摄像模块的构造例。

图3是用于解释闪光杂散光(flashstraylight)的图。

图4是用于解释在使用常规摄像模块来摄取图像的时候检查闪光杂散光对所摄图像的影响的实验环境的图。

图5示出了在不驱动照明单元的情况下和在驱动照明单元的情况下在图4所示的实验环境中通过常规摄像模块而获得的所摄图像。

图6示出了安装有闪光杂散光抑制结构的常规摄像模块的构造例。

图7示出了安装有闪光杂散光抑制结构的常规摄像模块的另一种构造例。

图8是用于更详细地解释闪光杂散光的图。

图9是示出了常规照明透镜的结构的立体图。

图10是示出了常规照明透镜的结构的立体图。

图11是示出了常规摄像模块中的光在后盖上的入射角r与入射到相机单元上的闪光杂散光的能量之间的关系的曲线图。

图12示出了穿过常规照明透镜的光的光束追踪仿真的结果。

图13示出了根据第一实施例的摄像模块的构造例。

图14示出了根据第一实施例的照明透镜的构造例。

图15示出了常规照明透镜的侧端部附近的结构。

图16是示出了在设置有锥形结构的情况下所获得的入射到相机单元上的闪光杂散光的量的曲线图。

图17示出了根据第二实施例的照明透镜的构造例。

图18是示出了在设置有倒锥形结构的情况下所获得的入射到相机单元上的闪光杂散光的量的曲线图。

图19示出了根据第三实施例的照明透镜的构造例。

图20是示出了在设置有斜坡结构的情况下所获得的入射到相机单元上的闪光杂散光的量的曲线图。

图21示出了根据第四实施例的照明透镜的构造例。

图22是示出了在设置有棱柱结构的情况下所获得的入射到相机单元上的闪光杂散光的量的曲线图。

图23示出了根据第五实施例的照明透镜的构造例。

图24是示出了在设置有凸型圆柱结构、凹型圆柱结构、凸型三角柱结构或凹型三角柱结构的情况下所获得的入射到相机单元上的闪光杂散光的量的曲线图。

图25示出了根据第六实施例的照明透镜的构造例。

图26示出了根据第七实施例的照明透镜的构造例。

图27是示出了在设置有吸收构件的情况下所获得的入射到相机单元上的闪光杂散光的量的曲线图。

图28是示出了设置有吸收构件的照明透镜的光分布特性的曲线图。

具体实施方式

在下文中,将参照附图详细地说明本发明的优选实施例。在本说明书以及附图中,使用相同的附图标记来标示具有大体相同的功能和结构的构成元件,并且省略这些构成元件的重复说明。

需要注意的是,将按照下列顺序提供说明。

1.常规摄像模块的研究

1-1.常规摄像模块的构造

1-2.闪光杂散光

1-3.常规闪光杂散光抑制结构

1-4.闪光杂散光的研究

1-5.研究结果的总结

2.第一实施例

2-1.摄像模块的构造

2-2.照明透镜的构造

3.第二实施例

4.第三实施例

5.第四实施例

6.第五实施例

7.第六实施例

8.第七实施例

9.补充

1.常规摄像模块的研究

1-1.常规摄像模块的构造

在说明本发明的优选实施例之前,为了使本发明更清楚,将会先说明本发明的发明人对于现有常规摄像模块的研究结果,并且将会先说明本发明的发明人做出本发明时的背景。

将参照图1和图2来说明常规摄像模块的构造。图1示出了安装有常规摄像模块的电子设备的示例。图2示出了常规摄像模块的构造例。

如图1所示,常规摄像模块90被布置在电子设备9的壳体中,使得相机单元910的至少一部分和照明单元960的至少一部分通过被设置在电子设备9的壳体的隔离壁中的第一开口和第二开口而经由稍后说明的后盖940露出。例如,摄像模块90能够被安装在用户所携带的诸如智能手机和平板pc等电子设备(移动设备)上。图1示出了作为能够安装有摄像模块90的电子设备9的示例的智能手机。

相机单元910的物镜在第一开口中露出,且来自被摄体的光经由该第一开口而通过该物镜入射到相机单元910上。来自被摄体的光经由该物镜而被相机单元910的摄像元件接收,且因此被摄体的图像被摄取。需要注意的是,在适当的时候,不仅可以在相机单元910的内部设置有物镜,而且还可以在相机单元910的内部设置有诸如其他透镜等各种光学元件。通过这些光学元件,来自被摄体的光被聚集于摄像元件中。

照明单元960起到闪光光源的作用,并且在使用闪光来摄取图像时,从照明单元960的光源920发射的光通过第二开口而经由照明透镜930输出。

这里,能够通过被设置在电子设备9中的控制单元来适当地控制摄像模块90(即,相机单元910和照明单元960)的驱动。该控制单元是由各种处理器构成的,并且该控制单元具有如下的功能:以使得各处理器根据预定程序来进行运算处理的方式,控制包括摄像模块90的电子设备9的操作。根据该控制单元的控制,在使用闪光来摄取图像时,在一个预定时段内驱动照明单元960,且因此被摄体受到来自光源920的光的照射。

需要注意的是,在下面的说明中,把来自摄像模块90的照明单元960的光的发射方向(图1中与纸张垂直的方向)定义为z轴方向。光的发射方向是z轴的正方向。在下文中,也将z轴方向称为“垂直方向”。此外,把与z轴垂直的平面内的彼此正交的两个方向定义为x轴方向和y轴方向。这里,将相机单元910和照明单元960在摄像模块90中并排布置着的方向定义为x轴。在下文中,也将与x-y平面平行的方向称为“侧方”。

图2在该图的上部中示出了摄像模块90的平面图(从z轴的负方向观察的视图)、且在该图的下部中示出了摄像模块90的侧视图(从y轴方向观察的视图)。当参照图2时,摄像模块90被配置成使得相机单元910和照明单元960并排布置在作为板状构件的后盖940的一个表面上。

相机单元910被布置成使得它的物镜(即,光的入口(未图示))面对后盖940。

照明单元960是由光源920和照明透镜930组成的。作为光源920,可以使用诸如led(发光二极管)等能够各向同性地发光的各种光源。照明透镜930具有如下的功能:其能够转变从光源920发射的光以使该光具有所期望的光分布特性。照明透镜930由对于至少可见光波段内的光而言透明的材料(在下文中,也称为“透明材料”)制成。例如,照明透镜930能够由各种树脂材料或玻璃材料制成。从光源920发射的光穿过照明透镜930而入射到后盖940上。

摄像模块90被装配在电子设备9中,且使得后盖940的不与相机单元910和照明单元960连接的表面面对电子设备9的壳体的内壁。后盖940是由透明材料制成的,并且来自照明单元960的光(即,从光源920发射的光)穿过后盖940且通过设置在电子设备9的壳体中的第二开口而朝着外部出射。此外,通过设置在电子设备9的壳体中的第一开口而入射到壳体内部的光穿过后盖940而到达相机单元910。

在后盖940的与相机单元910和照明单元960连接的表面上,在除了与相机单元910和照明单元960连接的区域以外的区域中设置有反射膜950,反射膜950具有能够反射至少可见光波段内的光的特性。例如,通过将具有上述反射特性的涂料涂布到后盖940上来形成反射膜950。通过设置有反射膜950,就能够抑制来自照明单元960的且在后盖940内被引导的光、以及通过第一开口和第二开口入射到电子设备9的壳体内部的外部光经由后盖940而泄漏到该壳体内部。需要注意的是,反射膜950的可见光反射率不一定需要接近100%,且反射膜950仅需要具有即使稍微地反射可见光的功能。

在上文中,已经参照图1和图2说明了常规摄像模块90的构造。

1-2.闪光杂散光

这里,如上所述,在摄像模块90中,来自照明单元960的光(即,从光源920发射的光)穿过后盖940且通过设置在电子设备9的壳体中的第二开口而朝着外部出射。此时,在某些情况下,来自照明单元960的光的一部分分量在后盖940中传播且入射到相机单元910上。在下文中,在来自照明单元960的光中,在后盖940中传播的光的分量被称为“闪光杂散光”。

将参照图3来说明闪光杂散光。图3是用于说明闪光杂散光的图。

在图3中,在图2所示的摄像模块90的构造中,利用模拟箭头来表示从照明单元960发射的光中的在后盖940中传播的光(即,闪光杂散光)。如图3所示,从照明单元960发射的光的一部分可以作为闪光杂散光而在后盖940中朝着相机单元910传播。

此时,闪光杂散光的一部分分量利用菲涅尔反射(fresnelreflection)而在后盖940的上表面(位于z轴正方向上的表面)上发生反射,且剩余分量通过后盖940而朝着外部(空气中)出射。此外,反射膜950被设置在后盖940的下表面(位于z轴负方向上的表面)上,且因此闪光杂散光的绝大部分会在该下表面上发生反射。

在如上所述当后盖940由透明材料制成且不存在用于对后盖940中的光进行遮挡的构造的情况下,从照明单元960发射的光的一部分可以通过在后盖940的上表面和下表面上重复地发生反射的同时在后盖940中传播从而变成闪光杂散光。尽管闪光杂散光随着该闪光杂散光在后盖940中的传播而逐渐衰减,但是闪光杂散光的一部分可能会入射到相机单元910上且可能会对相机单元910的所摄图像有影响。

本发明的发明人进行了这样的实验:该实验在使用摄像模块90来摄取图像的时候,检查这样的闪光杂散光对所摄图像的影响。图4示出了进行该实验的环境。图4是用于说明在使用常规摄像模块90来摄取图像的时候检查闪光杂散光对所摄图像的影响的实验环境的图。

在该实验中,在除了从照明单元960发射的光以外而几乎不存在能够由相机单元910检测到的光的足够暗的暗室内,利用摄像模块90来摄取黑色被摄体961的图像。此时,为了仅检测闪光杂散光,如图4所示,在摄像模块90的外部,在相机单元910与照明单元960之间设置有遮挡板962。遮挡板962被设置用来防止被摄体961被从照明单元960发射的朝着摄像模块90的外部出射的光照射。换言之,在设置有遮挡板962的状态下通过驱动照明单元960来摄取图像的情况下,只有从照明单元960发射的光中的在后盖940中传播的光(即,闪光杂散光)入射到相机单元910上。

在图4所示的实验环境中,在不驱动照明单元960的情况下和在驱动照明单元960的情况下,通过摄像模块90摄取被摄体961的图像。图5示出了这两种情况的结果。图5示出了在图4所示的实验环境中在不驱动照明单元960的情况下和在驱动照明单元960的情况下通过常规摄像模块90而获得的所摄图像。

图5中的(a)示出了在不驱动照明单元960的情况下通过摄像模块90获得的所摄图像。当参照图5中的(a)时,在不驱动照明单元960的情况下,获得了全黑的所摄图像。

图5中的(b)示出了在驱动照明单元960的情况下通过摄像模块90获得的所摄图像。当参照图5中的(b)时,在驱动照明单元960的情况下,发现有光泄漏到所摄图像中。

如上所述,通过遮挡板962防止了被摄体961被从照明单元960发射的朝着摄像模块90的外部出射的光照射,且因此,即使在驱动照明单元960的情况下,也推测能够获得图5中的(a)所示的黑色所摄图像,除非有闪光杂散光入射到相机单元910上。换言之,图5中的(b)所示的结果表明:在常规摄像模块90中,闪光杂散光大量地入射到相机单元910上且该闪光杂散光会对所摄图像有影响。闪光杂散光不是来自被摄体的原本要被检测的光,而是无意中入射到相机单元910上的光,且因此存在这样的担忧:在通过驱动照明单元960而使用闪光来摄取图像时,闪光杂散光会降低所摄图像的图像质量。

1-3.常规的闪光杂散光抑制结构

从本发明的发明人所进行的实验的结果中能够清楚地看出,存在着这样的担忧:在常规摄像模块90中,闪光杂散光入射到相机单元910上从而降低了所摄图像的图像质量。鉴于此,提出了用于抑制闪光杂散光对所摄图像的影响的各种结构(在下文中,称为“闪光杂散光抑制结构”)。

图6和图7示出了均安装有闪光杂散光抑制结构的现有常规摄像模块的构造例。图6示出了安装有闪光杂散光抑制结构的常规摄像模块的构造例。此外,图7示出了安装有闪光杂散光抑制结构的常规摄像模块的另一种构造例。需要注意的是,图6和图7所示的摄像模块分别对应于将闪光杂散光抑制结构添加到图2所示的摄像模块90中而获得的摄像模块,且因此,在稍后的关于图6和图7所示的摄像模块的说明中,省略与摄像模块90的构造相同的构造的详细说明。

当参照图6时,在常规摄像模块80中,作为闪光杂散光抑制结构而设置有如下的这种结构:在该结构中,相机单元910被装配到设置在后盖940中的开口中。在图6中,与在图3中相同,利用模拟箭头来表示闪光杂散光。因为设置了上述结构,所以,如图6所示,在摄像模块80中,即使在产生闪光杂散光的情况下,闪光杂散光也不会到达相机单元910的物镜。因此,根据摄像模块80,能够减小闪光杂散光对所摄图像的影响。

当参照图7时,在具有另一种构造的常规摄像模块85中,在后盖940的内部设置有遮光结构970以作为闪光杂散光抑制结构。遮光结构970是由如下材料制成的板状构件:该材料例如至少遮挡了与从照明单元960发射的光对应的波段内的光,且如图7所示,遮光结构970在后盖940的内部被设置在照明单元960与相机单元910之间。在图7中,与在图3中相同,利用模拟箭头来表示闪光杂散光。如图7所示,在摄像模块85中,即使在产生闪光杂散光的情况下,也能够利用遮光结构970来遮挡闪光杂散光,且因此闪光杂散光不会到达相机单元910的物镜。因此,根据摄像模块85,能够减小闪光杂散光对所摄图像的影响。

在上文中,已经参照图6和图7来说明了安装有闪光杂散光抑制结构的常规摄像模块的一些构造例。如上所述,可以通过设置图6和图7所示的闪光杂散光抑制结构来减小闪光杂散光对所摄图像的影响。

然而,为了设置闪光杂散光抑制结构,与当制备图2所示的摄像模块90时的情况相比,在当制备图6和图7所示的摄像模块80和85时的情况下,工序数量和部件数量都增加了,且因此担心制造成本的增加。于是,期望更简单的闪光杂散光抑制结构。

这里,作为更简单的闪光杂散光抑制结构,考虑了将照明单元960和相机单元910布置在彼此足够远地分离的位置处的结构。闪光杂散光随着该闪光杂散光在后盖940中的传播而逐渐衰减,因此,即使在闪光杂散光入射到相机单元910上的情况下,也可以通过将照明单元960和相机单元910布置在彼此足够远地分离的位置处来抑制闪光杂散光对所摄图像的影响。然而,在该结构中,使用相机单元910的图像摄取范围的中心和使用照明单元960的光照射范围的中心相互大幅度地偏离。因此,即使在能够抑制由闪光杂散光造成的所摄图像的图像质量降低的情况下,也存在这样的担忧:会发生因图像摄取范围与照射范围之间的偏离而造成的图像质量降低。

1-4.闪光杂散光的研究

考虑到上述的现有常规摄像模块的研究结果,本发明的发明人进一步研究了一种不会引起由其他因素造成的所摄图像的图像质量降低的更简单构造。本发明的发明人更详细地分析了充当会造成图像质量降低的因素的闪光杂散光的行为。

将参照图8至图10来说明本发明的发明人对闪光杂散光进行的更详细研究的结果。图8是用于更详细地说明闪光杂散光的图。图9和图10是示出了常规照明透镜930的结构的立体图。

在图8中,与在图3中相同,利用模拟箭头来表示闪光杂散光在常规摄像模块90中的传播状态。然而,在图8中,与图3相比,更详细地示出了闪光杂散光在后盖940中的光路。此外,在图8中,分别利用不同线型的箭头来表示两种光在后盖940中的传播状态,这两种光在后盖940上具有不同的入射角。

如图8所示,从光源920发射的光穿过照明透镜930且入射到后盖940上。这里,常规照明透镜930例如具有图9和图10所示的结构。图9示出了从下表面侧(来自光源920的光的入射侧)观察的常规照明透镜930的状态,并且图10示出了从上表面侧(来光源920的光的出射侧)观察的常规照明透镜930的状态。

如图9和图10所示,常规照明透镜930被构造成将透镜部设置在板状构件的大体中央部处。在照明透镜930的除了透镜部的区域以外的区域中,设置有大体上平坦(即,厚度大体上均匀)的平坦部931。如图9所示,凸透镜932被设置为位于照明透镜930的下表面上的透镜部。此外,如图10所示,菲涅尔透镜933被设置为位于照明透镜930的上表面上的透镜部。

从光源920发射的光通过位于照明透镜930的下表面上的凸透镜932而入射到照明透镜930上,再通过位于照明透镜930的上表面上的菲涅尔透镜933而出射,然后入射到后盖940上。通过使从光源920发射的光穿过照明透镜930的透镜部(即,凸透镜932和菲涅尔透镜933),将所发射的光的光分布特性转变成所期望的特性。换言之,照明透镜930的透镜部的光学特性被设计成使得从光源920发射的光的光分布特性转变成所期望的特性。

当更详细地研究从照明透镜930出射的且入射到后盖940上的光的行为时,从照明透镜930出射的光的一部分分量因菲涅尔反射而被空气与后盖940之间的界面反射,且该光的剩余分量入射到后盖940上。当入射到后盖940内部的光在后盖940的上表面上通过后盖940而向空气中出射时,该光的一部分分量因菲涅尔反射而发生反射从而在后盖940中传播,并且该光的剩余分量出射到空气中。反射膜950被设置在后盖940的下表面上,且因此,在后盖940中传播的光中的绝大部分会在该下表面上发生反射。结果,从照明单元960发射的光的一部分就会在后盖940的上表面和下表面上重复地发生反射的同时通过后盖940而被引导,因而变成闪光杂散光。

这里,如上所述,在图8中,分别利用不同线型的箭头来表示两种光在后盖940中的传播状态,这两种光在后盖940上具有不同的入射角。如图8所示,据考虑,入射角为r1的光(由虚线箭头表示的光)和入射角为r2的光(由实线箭头表示的光)在后盖940的上表面上的入射角是不同的,因此它们在该上表面上的反射率和透射率也是不同的。因此,从照明透镜930出射的光在后盖940上的入射角r和入射到相机单元910上的闪光杂散光的光量(能量)很可能具有某种关系。

需要注意的是,在图8中,将光在后盖940上的入射角r定义为与后盖940的厚度方向(即,z轴方向)所成的角。即,具有更大入射角r的光变成从与后盖940的板面平行的方向入射到后盖940上的光。

本发明的发明人进行了下面的分析,以便检查上述的光在后盖940上的入射角r与入射到相机单元910上的闪光杂散光的能量之间的关系。即,本发明的发明人制作了这样的计算模型:在该计算模型中,对图8所示的构造进行仿真,且通过仿真而计算出在从照明单元960入射到后盖940上的光的各入射角r下入射到相机单元910上的闪光杂散光的能量。

图11示出了计算结果。图11是示出了常规摄像模块90中的光在后盖940上的入射角r与入射到相机单元910上的闪光杂散光的能量之间的关系的曲线图。在图11中,通过将光在后盖940上的入射角r设定为横轴并将入射到相机单元910上的闪光杂散光的能量设定为纵轴而绘制这两者之间的关系。需要注意的是,纵轴上的值是当入射到后盖940上的光的能量被设定为1时而获得的入射到相机单元910上的闪光杂散光的能量的值。

当参照图11时,能够发现:在以约80度至90度的入射角r入射到后盖940上的情况下,入射到相机单元910上的闪光杂散光的能量较大。该结果表明:作为入射到相机单元910上的闪光杂散光,由在后盖940上具有相对较大的入射角r的分量而造成的光在入射到后盖940上的光中占主导地位。因此,在入射到后盖940上的光中,认为需要减少在后盖940上具有相对较大的入射角r的分量,以便减小闪光杂散光对所摄图像的影响。

可以说,在后盖940上具有相对较大的入射角r的光是从照明透镜930出射的出射角相对较大的光。鉴于此,本发明的发明人详细地分析了从照明透镜930出射的出射角相对较大的光在照明透镜930中的行为。需要注意的是,这里所述的从照明透镜930出射的光的出射角是指与照明透镜930的厚度方向(即,z轴方向)的角。

具体地,本发明的发明人制作了这样的计算模型:在该计算模型中,对光源920和照明透镜930进行仿真,且进行了关于从光源920发射的且穿过照明透镜930的光的光束追踪仿真。图12示出了仿真结果。图12示出了穿过常规照明透镜930的光的光束追踪仿真的结果。

为了防止附图变得复杂,仅从光束追踪仿真的结果中提取从照明透镜930出射的出射角相对较大的单光束,并在图12中示出该单光束。由于光束追踪仿真,如图12所示,能够发现:从照明透镜930出射的出射角相对较大的光是在照明透镜930的侧端部和平坦部931上重复地发生全反射的同时通过照明透镜930而被引导的光。

1-5.研究结果的总结

在上文中,已经说明了本发明的发明人所进行的现有常规摄像模块90的研究的结果。如上所述,作为常规摄像模块90的研究的结果,本发明的发明人获得了下面的知识。

例如,在安装于图1至图3所示的作为移动设备的电子设备9上的常规摄像模块90中,在某些情况下,从照明单元960发射的光的一部分在后盖940中传播从而入射到相机单元910上。通过在图4所示的环境中进行实验,本发明的发明人已经确认了:在摄像模块90中,在后盖940中传播的光(即,闪光杂散光)实际上会入射到相机单元910上。该闪光杂散光是无意中入射到相机单元910上的光,且因此,如图5所示,该闪光杂散光很可能对通过相机单元910获得的所摄图像有影响,并且很可能降低所摄图像的图像质量。

为了抑制由闪光杂散光造成的所摄图像的图像质量的降低,例如,提议了图6和图7所示的均设置有闪光杂散光抑制结构的摄像模块80和85。然而,为了在这些摄像模块80和85中制备闪光杂散光抑制结构,需要对后盖940进行额外处理,且因此担心制造成本的增加。于是,需要一种能够抑制由闪光杂散光造成的所摄图像的图像质量降低的更简单结构。

鉴于此,本发明的发明人对常规摄像模块90中的闪光杂散光进行了更详细的分析。结果,本发明的发明人发现:光在后盖940上的入射角r和入射到相机单元910上的闪光杂散光的能量具有图11所示的关系。即,获得了下面的知识:作为入射到相机单元910上的闪光杂散光,由在后盖940上具有相对较大的入射角r的分量造成的光在入射到后盖940上的光中占主导地位。基于该结果,可以认为:在入射到后盖940上的光中,仅需要使在后盖940上具有相对较大的入射角r的分量减少,以便减小闪光杂散光对所摄图像的影响。

鉴于此,本发明的发明人进一步详细地分析了在后盖940上具有相对较大的入射角r的光(即,从照明透镜930出射的光中的出射角相对较大的光)在照明透镜930中的行为。作为光束追踪仿真的结果,能够发现:如图12所示,从照明透镜930出射的出射角相对较大的光是在照明透镜930的侧端部和平坦部931上重复地发生全反射的同时通过照明透镜930而被引导的光。

本发明的发明人已经基于上面的研究结果而努力研究了能够减小闪光杂散光对所摄图像的影响的更简单构造,结果,本发明的发明人构想出本发明的优选实施例。具体地,在本发明的优选实施例中,将用于抑制通过照明透镜而被引导的光的全反射的反射抑制结构设置在照明透镜的侧端部和/或平坦部中。通过设置该反射抑制结构,能够在照明透镜的侧端部和/或平坦部上抑制通过照明透镜而被引导的光的全反射,且因此,在从照明透镜出射的光中,能够减少出射角相对较大的分量。此外,当能够减少从照明透镜出射的光中的出射角相对较大的分量时,可以减少入射到后盖940上的光中的入射角r相对较大的分量,且可以抑制由闪光杂散光造成的所摄图像的图像质量的降低。

此外,反射抑制结构是能够被设置在照明透镜的平坦部和/或侧端部中的比较简单的构造。因此,与上述的摄像模块80和85不同,能够在不添加大规模步骤或构件的前提下抑制由闪光杂散光造成的所摄图像的图像质量的降低。

需要注意的是,此时,反射抑制结构仅需要被设置在照明透镜的侧端部和/或平坦部的至少一部分区域中。这是因为当能够在照明透镜内部的任何部分中抑制全反射时,就能够获得上述效果。此外,为了防止照明透镜原本应该表现出来的功能被反射抑制结构抑制,反射抑制结构可以被设置在使得该反射抑制结构对透镜部的特性没有影响的区域中。

这里,例如,在图9和图10所示的照明透镜930中,透镜部的材料或厚度和透镜部的透镜特性等通常被设计成使已经穿过透镜部的光具有所期望的特性。在这种意义上,可以说,如图12所示的在侧端部和平坦部931上重复地发生全反射的同时通过照明透镜930而被引导的光是偏离设计初衷的光。这种无意的光是会表现出并非原本所期望的行为的光,且因此不仅可能发生由闪光杂散光造成的所摄图像的图像质量的降低,而且还可能发生经由照明透镜930而出射的光的各种特性的劣化。事实上,如稍后例如参照图28所描述的,已经能够确认从光源920发射的且穿过照明透镜930而出射的光的光分布特性等由于无意的光的存在而劣化,且光分布特性通过设置根据本实施例的反射抑制结构而得到提高。如上所述,在具有反射抑制结构的照明透镜被用于摄像模块中的情况下,根据本实施例的反射抑制结构不仅能够抑制由闪光杂散光造成的所摄图像的图像质量的降低,而且还能够提高经过设置有反射抑制结构的照明透镜的照射光的各种特性。

此外,经过照明透镜的照射光的特性由于在照明透镜中发生全反射的同时被引导的无意的光而劣化的上述现象不一定仅发生在用于摄像模块的照明透镜中。一般地,可以说存在这样的高的可能性:即使在用于其他用途的照明透镜中,偏离设计初衷的上述光也会造成经过照明透镜的照射光的特性劣化。鉴于此,能够应用根据本实施例的反射抑制结构的照明透镜不一定限于待被安装在摄像模块上的照明透镜。更一般地,通过将根据本实施例的反射抑制结构应用于能够被安装在各种模块上的照明透镜,能够提高经过照明透镜的照射光的特性。

在下文中,将详细地说明本发明的发明人已经想到的本发明的一些优选实施例。

2.第一实施例

2-1.摄像模块的构造

将参照图13说明根据第一实施例的摄像模块的构造。图13示出了根据第一实施例的摄像模块的构造例。

当参照图13时,根据第一实施例的摄像模块10被配置成将相机单元110和照明单元160连接至作为板状构件的后盖140的一个表面。照明单元160是由光源120和照明透镜130组成的。此外,在后盖140的与相机单元110和照明单元160连接的表面上,在除了与相机单元110和照明单元160连接的区域以外的区域中设置有反射膜150,反射膜150具有能够反射至少可见光波段内的光的特性。

与图1所示的摄像模块90相同,摄像模块10能够被安装在各种电子设备上,特别是被安装在诸如智能手机和平板pc等移动设备上。能够通过设置在电子设备中的控制单元来适当地控制摄像模块10(即,相机单元110和照明单元160)的驱动。该控制单元例如是由诸如中央处理单元(cpu:centralprocessingunit)和数字信号处理器(dsp:digitalsignalprocessor)等各种处理器构成或由一体化地设置有处理器和诸如存储器等存储器件的所谓的微型计算机构成,并且该控制单元具有控制包括摄像模块10的电子设备的操作的功能。所述处理器基于预定程序而执行运算处理,且因此电子设备的各功能得到执行。

例如,在使用闪光来摄取图像时,根据控制单元的控制在预定时段内驱动照明单元160,且因此使用来自光源120的光照射被摄体。是否使用闪光来摄取图像,即是否驱动照明单元160,可以由用户来设定。需要注意的是,控制单元对摄像模块10的控制可以类似于在常规电子设备中对摄像模块的驱动控制,且因此在这里省略该控制的详细说明。

相机单元110被布置成使其物镜(即,光的入口(未图示))面对后盖140。此外,照明单元160被布置在后盖140上,使得从光源120发射的光穿过照明透镜130和后盖140且朝着外部出射。

作为光源120,能够使用诸如led等能够各向同性地发光的各种光源。光源120的具体种类不受限制,且作为光源120,可以应用能够用作常规摄像模块90的光源920的各种光源。照明透镜130是由透明材料制成的。照明透镜130的具体材料不受限制,且作为照明透镜130的材料,例如,可以应用能够用作常规摄像模块90的照明透镜930的材料的各种材料,诸如各种树脂材料和玻璃材料等。

这里,后盖140、相机单元110、光源120和反射膜150的构造和功能可以类似于图2所示的常规摄像模块90中的后盖940、相机单元910、光源920和反射膜950的构造和功能。换言之,在第一实施例中,作为后盖140、相机单元110、光源120和反射膜150,可以应用与用于常规摄像模块90的构件类似的构件。

在根据第一实施例的摄像模块10中,照明透镜130的构造与常规摄像模块90中的照明透镜的构造不同。具体地,照明透镜130在其侧端部处具有锥形结构135,锥形结构135的厚度朝着侧端部以预定的锥角逐渐减小。锥形结构135是设置在侧端部中的反射抑制结构的示例。因为设置有锥形结构135,所以能够在锥形结构135中抑制光在照明透镜130中的全反射,且因此可以在摄像模块10中抑制由闪光杂散光造成的所摄图像的图像质量的降低。

在下文中,将更详细地说明照明透镜130的结构。

2-2.照明透镜的构造

将参照图14说明根据第一实施例的照明透镜130的构造。图14示出了根据第一实施例的照明透镜130的构造例。

需要注意的是,根据第一实施例的照明透镜130具有与常规照明透镜930的构造类似的构造,除了照明透镜130的侧端部中设置有作为反射抑制结构的示例的锥形结构135。即,照明透镜130包括设置在板状构件的板面的大体中央部处的透镜部和设置在侧端部中的锥形结构135。此外,作为透镜部,例如,在透镜部的上表面上设置有菲涅尔透镜133且在透镜部的下表面上设置有凸透镜132,以使得从光源120发射的光的光分布特性转变成所期望的特性。因此,为了主要说明作为照明透镜130的特性构造的锥形结构135,图14仅示出了照明透镜130的一个侧端部附近的结构。

此外,为了比较,在图15中,示出了常规照明透镜930的一个侧端部附近的结构。图15示出了在常规照明透镜930的侧端部附近的结构。在图14和图15中,利用模拟箭头来表示照明透镜130和930中的光路。

当参照图15时,如上面参照图12所述,可能会在常规照明透镜930的侧端部中发生全反射。与此同时,如图14所示,厚度朝着侧端部以预定的锥角r1逐渐减小的锥形结构135被设置在根据第一实施例的照明透镜130的侧端部中。例如,锥形结构135被设置在照明透镜130的侧端部的整个区域中。

通过设置锥形结构135,如图14所示,入射到照明透镜130的侧端部上的光的绝大部分透过锥形结构135而朝着照明透镜130的外部出射,且因此可以抑制侧端部上的全反射。结果,在安装有照明透镜130的摄像模块10中,可以抑制由闪光杂散光造成的所摄图像的图像质量的降低。此外,能够通过对照明透镜130的侧端部进行比较简单的处理来设置锥形结构135。因此,根据第一实施例的照明透镜130能够在具有更简单构造的前提下抑制由闪光杂散光造成的所摄图像的图像质量的降低。

为了确认锥形结构135所表现出来的效果,本发明的发明人检查入射到图13所示的摄像模块10中的相机单元110上的闪光杂散光的量。图16示出了检查结果。图16是示出了在设置有锥形结构135的情况下所获得的入射到相机单元110上的闪光杂散光的量的曲线图。

在图16中,通过将锥形结构135的锥角r1(参见图14)设定为横轴并将入射到相机单元110上的闪光杂散光的量设定为纵轴来绘制这两者之间的关系。此外,在图16中,改变锥形结构135的锥长h(锥形结构135沿x轴方向设置的长度;参见图14),且示出了针对各锥长h的上述两者之间的关系。需要注意的是,作为纵轴上的值,绘制的是通过将在锥角r1为0度(即,没有设置锥形结构135)的情况下所获得的值设定为1而获得的相对值。

当参照图16时,能够发现:在锥角r1大约是10度以上的情况下,入射到相机单元110上的闪光杂散光的量极大地减少。还能够发现:在锥角r1大约是30度以上的情况下,入射到相机单元110上的闪光杂散光的量的减少量大体饱和。需要注意的是,即使在将锥长h改变为0.2(mm)、0.3(mm)和0.4(mm)的情况下,上述的入射到相机单元110上的闪光杂散光的量与锥角r1的依赖关系也大体类似。由上述结果可知,在锥形结构135中,其锥角r1优选地是10度以上,且更优选地,其锥角r1是30度以上。

需要注意的是,图16所示的实验结果以及稍后说明的图18、图20、图22、图24、图27和图28所示的实验结果是当将聚碳酸酯用作根据各实施例的照明透镜的材料且将照明透镜的平坦部131的厚度d设定为0.7(mm)时所获得的结果。然而,图16、图18、图20、图22、图24、图27和图28所示的实验结果不是仅适用于将聚碳酸酯用作照明透镜的材料的情况,且当材料是通常用于照明透镜的折射率约为1.4至1.7的透明材料(例如,各种树脂材料和玻璃材料)时,也可以获得大体类似的结果。此外,由于本发明的发明人所进行的分析的结果,已经能够确认:即使在改变根据各实施例的照明透镜的平坦部131的厚度d的情况下,也能够获得与图16、图18、图20、图22、图24、图27和图28所示的结果大体类似的结果。

在上文中,已经参照图14说明了根据第一实施例的照明透镜130的构造。此外,已经参照图16说明了根据第一实施例的照明透镜130所表现出来的能够减少入射到相机单元110上的闪光杂散光的量的效果。需要注意的是,锥形结构135不必被设置在照明透镜130的侧端部的整个区域中,且可以仅被设置在侧端部的一部分区域中。同样,在这种情况下,能够在设置有锥形结构135的部分中获得上述的抑制全反射的效果,且因此可以减少入射到相机单元110上的闪光杂散光的量。

3.第二实施例

将说明本发明的第二实施例。这里,在本发明的第一至第七实施例的各者中,反射抑制结构被设置在摄像模块的照明透镜中,且在各实施例中,安装有照明透镜的摄像模块的构造类似于图13所示的摄像模块10的构造。因此,在稍后的第二实施例至第七实施例的说明中,将省略摄像模块的构造的说明且将详细地说明照明透镜的构造。

此外,与根据第一实施例的照明透镜130相同,稍后说明的根据第二实施例至第七实施例的照明透镜均具有与常规照明透镜930类似的构造,除了照明透镜的侧端部中设置有反射抑制结构。因此,与图14相同,稍后所示的图17、图19、图21、图23、图25和图26仅示出了根据第二实施例至第七实施例的照明透镜的侧端部附近的结构。此外,同样在各附图中,利用模拟箭头来表示根据各实施例的照明透镜中的光路。

将参照图17说明根据第二实施例的照明透镜的构造。图17示出了根据第二实施例的照明透镜的构造例。

当参照图17时,根据第二实施例的照明透镜230在其侧端部上具有倒锥形结构235,倒锥形结构235的厚度朝着侧端部以预定的锥角r2逐渐增大。倒锥形结构235是设置在侧端部中的反射抑制结构的示例。例如,倒锥形结构235被设置在照明透镜230的侧端部的整个区域中。

通过设置倒锥形结构235,如图17所示,入射到照明透镜230的侧端部上的光的绝大部分透过倒锥形结构235而朝着照明透镜230的外部出射,且因此可以抑制在侧端部上的全反射。结果,在安装有照明透镜230的摄像模块中,可以抑制由闪光杂散光造成的所摄图像的图像质量的降低。此外,能够通过对照明透镜230的侧端部进行比较简单的处理来设置倒锥形结构235。因此,根据第二实施例的照明透镜230能够在具有更简单构造的情况下抑制由闪光杂散光造成的所摄图像的图像质量的降低。

为了确认倒锥形结构235所表现出来的效果,本发明的发明人检查了在将照明透镜230应用于图13所示的摄像模块10的情况下所获得的入射到相机单元110上的闪光杂散光的量。图18示出了检查结果。图18是示出了在设置有倒锥形结构235的情况下所获得的入射到相机单元110上的闪光杂散光的量的曲线图。

在图18中,通过将倒锥形结构235的锥角r2(参见图17)设定为横轴并将入射到相机单元110上的闪光杂散光的量设定为纵轴来绘制这两者之间的关系。此外,在图18中,改变倒锥形结构235的锥长h(倒锥形结构235沿x轴方向设置的长度;参见图17),且示出了针对于各锥长h的所述两者之间的关系。需要注意的是,作为纵轴上的值,绘制的是通过将在锥角r2为0度(即,没有设置倒锥形结构235)的情况下所获得的值设定为1而获得的相对值。

当参照图18时,能够发现:在锥角r2大约是10度以上的情况下,入射到相机单元110上的闪光杂散光的量极大地减少。还能够发现:在锥角r2大约是30度以上的情况下,入射到相机单元110上的闪光杂散光的量的减少量大体饱和。需要注意的是,即使在将锥长h改变为0.2(mm)、0.3(mm)和0.4(mm)的情况下,上述的入射到相机单元110上的闪光杂散光的量与锥角r2的依赖关系也大体类似。由上述结果可知,在倒锥形结构235中,其锥角r2优选地是10度以上,且更优选地,其锥角r2是30度以上。

在上文中,已经参照图17说明了根据第二实施例的照明透镜230的构造。此外,已经参照图18说明了根据第二实施例的照明透镜230所表现出来的能够减少入射到相机单元110上的闪光杂散光的量的效果。需要注意的是,倒锥形结构235不必被设置在照明透镜230的侧端部的整个区域中,且可以仅被设置在侧端部的一部分区域中。同样,在这种情况下,能够在设置有倒锥形结构235的部分中获得上述的抑制全反射的效果,且因此可以减少入射到相机单元110上的闪光杂散光的量。

4.第三实施例

将参照图19说明根据第三实施例的照明透镜的构造。图19示出了根据第三实施例的照明透镜的构造例。

当参照图19时,根据第三实施例的照明透镜330在其侧端部上具有斜坡结构335,在斜坡结构335中,所述侧端部的端面以预定的坡角(slopeangle)r3向厚度方向倾斜。斜坡结构335是设置在侧端部中的反射抑制结构的示例。例如,斜坡结构335被设置在照明透镜330的侧端部的整个区域中。

通过设置斜坡结构335,如图19所示,入射到照明透镜330的侧端部上的光的绝大部分透过斜坡结构335而朝着照明透镜330的外部出射,且因此可以抑制在侧端部上的全反射。结果,在安装有照明透镜330的摄像模块中,可以抑制由闪光杂散光造成的所摄图像的图像质量的降低。此外,能够通过对照明透镜330的侧端部进行比较简单的处理来设置斜坡结构335。因此,根据第三实施例的照明透镜330能够在具有更简单构造的情况下抑制由闪光杂散光造成的所摄图像的图像质量的降低。

为了确认斜坡结构335所表现出来的效果,本发明的发明人检查了在将照明透镜330应用于图13所示的摄像模块10的情况下所获得的入射到相机单元110上的闪光杂散光的量。图20示出了检查结果。图20是示出了在设置有斜坡结构335的情况下所获得的入射到相机单元110上的闪光杂散光的量的曲线图。

在图20中,通过将斜坡结构335的坡角r3(端面与厚度方向的坡角;参见图19)设定为横轴并将入射到相机单元110上的闪光杂散光的量设定为纵轴来绘制这两者之间的关系。需要注意的是,作为纵轴上的值,绘制的是通过将在坡角r3为0度(即,没有设置斜坡结构335)的情况下所获得的值设定为1而获得的相对值。

当参照图20时,能够发现:在坡角r3大约是10度以上的情况下,入射到相机单元110上的闪光杂散光的量极大地减少。由结果可知,在斜坡结构335中,其坡角r3优选地是10度以上。

在上文中,已经参照图19说明了根据第三实施例的照明透镜330的构造。此外,已经参照图20说明了根据第三实施例的照明透镜330所表现出来的能够减少入射到相机单元110上的闪光杂散光的量的效果。需要注意的是,斜坡结构335并非必须被设置在照明透镜330的侧端部的整个区域中,且可以仅被设置在侧端部的一部分区域中。同样,在这种情况下,能够在设置有斜坡结构335的部分中获得上述的抑制全反射的效果,且因此可以减少入射到相机单元110上的闪光杂散光的量。

5.第四实施例

将参照图21说明根据第四实施例的照明透镜的构造。图21示出了根据第四实施例的照明透镜的构造例。

当参照图21时,根据第四实施例的照明透镜430在其侧端部上具有棱柱结构435,在棱柱结构435中,沿厚度方向以预定节距设置有凹凸不平结构。棱柱结构435是设置在侧端部中的反射抑制结构的示例。通过以预定节距p布置以预定角(棱角(prismangle)r4)向厚度方向倾斜的凹凸不平结构来设置棱柱结构435。例如,棱柱结构435被设置在照明透镜430的侧端部的整个区域中。

通过设置棱柱结构435,如图21所示,入射到照明透镜430的侧端部上的光的绝大部分透过棱柱结构435而朝着照明透镜430的外部出射,且因此可以抑制在侧端部上的全反射。结果,在安装有照明透镜430的摄像模块中,可以抑制由闪光杂散光造成的所摄图像的图像质量的降低。此外,能够通过对照明透镜430的侧端部进行比较简单的处理来设置棱柱结构435。因此,根据第四实施例的照明透镜430能够在具有更简单构造的情况下抑制由闪光杂散光造成的所摄图像的图像质量的降低。

为了确认棱柱结构435所表现出来的效果,本发明的发明人检查了在将照明透镜430应用于图13所示的摄像模块10的情况下所获得的入射到相机单元110上的闪光杂散光的量。图22示出了检查结果。图22是示出了在设置有棱柱结构435的情况下所获得的入射到相机单元110上的闪光杂散光的量的曲线图。

在图22中,通过将棱柱结构435的棱角r4(参见图21)设定为横轴并将入射到相机单元110上的闪光杂散光的量设定为纵轴来绘制这两者之间的关系。需要注意的是,作为纵轴上的值,绘制的是通过将在棱角r4为0度(即,没有设置棱柱结构435)的情况下所获得的值设定为1而获得的相对值。此外,图22示出了在棱柱结构435中的凹凸不平结构的节距p为0.07(mm)的情况下所获得的结果而作为示例。

当参照图22时,能够发现:在棱角r4大约是10度以上的情况下,入射到相机单元110上的闪光杂散光的量极大地减少。还能够发现:在棱角r4大约是30度以上的情况下,入射到相机单元110上的闪光杂散光的量的减少量大体饱和。由上述结果可知,在棱柱结构435中,其棱角r4优选地是10度以上,且更优选地,其棱角r4是30度以上。

在上文中,已经参照图21说明了根据第四实施例的照明透镜430的构造。此外,已经参照图22说明了根据第四实施例的照明透镜430所表现出来的能够减少入射到相机单元110上的闪光杂散光的量的效果。需要注意的是,棱柱结构435不必被设置在照明透镜430的侧端部的整个区域中,且可以仅被设置在侧端部的一部分区域中。同样,在这种情况下,能够在设置有棱柱结构435的部分中获得上述的抑制全反射的效果,且因此可以减少入射到相机单元110上的闪光杂散光的量。

6.第五实施例

将说明本发明的第五实施例。这里,在上述的第一实施例至第四实施例的所有实施例中,作为反射抑制结构,照明透镜130、230、330和430的侧端部的形状是从一般形状变化而来的。然而,能够用作反射抑制结构的侧端部的形状不限于第一实施例至第四实施例所示的形状,且可以具有其他形状。在第五实施例中,将说明与第一实施例至第四实施例不同的具有能够用作反射抑制结构的侧端部的形状的照明透镜。

将参照图23说明根据第五实施例的照明透镜的构造。图23示出了根据第五实施例的照明透镜的构造例。

作为根据第五实施例的照明透镜,图23示出了反射抑制结构具有不同形状的四种照明透镜530a、530b、530c和530d。当参照图23中的(a)时,照明透镜530a在其侧端部上具有突出结构535a(在下文中,也称为“凸型圆柱结构535a”),突出结构535a以具有圆弧形状的方式朝着侧方突出。当参照图23中的(b)时,照明透镜530b在其侧端部上具有凹陷结构535b(在下文中,也称为“凹型圆柱结构535b”),凹陷结构535b以具有圆弧形状的方式向侧方凹陷。

当参照图23中的(c)时,照明透镜530c在其侧端部上具有突出结构535c(在下文中,也称为“凸型三角柱结构535c”),突出结构535c以具有楔形形状的方式朝着侧方突出。当参照图23中的(d)时,照明透镜530d在其侧端部上具有凹陷结构535d(在下文中,也称为“凹型三角柱结构535d”),凹陷结构535d以具有楔形形状的方式向侧方凹陷。所有的凸型圆柱结构535a、凹型圆柱结构535b、凸型三角柱结构535c和凹型三角柱结构535d是设置在侧端部中的反射抑制结构的示例。例如,凸型圆柱结构535a、凹型圆柱结构535b、凸型三角柱结构535c和凹型三角柱结构535d分别被设置在照明透镜530a、530b、530c和530d的侧端部的整个区域中。

通过设置凸型圆柱结构535a、凹型圆柱结构535b、凸型三角柱结构535c或凹型三角柱结构535d,入射到照明透镜530a、530b、530c或530d的侧端部上的光的绝大部分透过凸型圆柱结构535a、凹型圆柱结构535b、凸型三角柱结构535c或凹型三角柱结构535d而朝着照明透镜530a、530b、530c或530d的外部出射。因此,可以抑制在侧端部上的全反射。结果,在安装有照明透镜530a、530b、530c或530d的摄像模块中,可以抑制由闪光杂散光造成的所摄图像的图像质量的降低。此外,能够通过分别对照明透镜530a、530b、530c和530d的侧端部进行比较简单的处理来设置凸型圆柱结构535a、凹型圆柱结构535b、凸型三角柱结构535c和凹型三角柱结构535d。因此,根据第五实施例的照明透镜530a、530b、530c和530d能够在具有更简单构造的情况下抑制由闪光杂散光造成的所摄图像的图像质量的降低。

为了确认凸型圆柱结构535a、凹型圆柱结构535b、凸型三角柱结构535c或凹型三角柱结构535d所表现出来的效果,本发明的发明人检查了在将照明透镜530a、530b、530c或530d应用于图13所示的摄像模块10的情况下所获得的入射到相机单元110上的闪光杂散光的量。图24示出了检查结果。图24是示出了在设置有凸型圆柱结构535a、凹型圆柱结构535b、凸型三角柱结构535c或凹型三角柱结构535d的情况下所获得的入射到相机单元110上的闪光杂散光的量的曲线图。

在图24中,将入射到相机单元110上的闪光杂散光的量设定为纵轴,且针对没有设置反射抑制结构的常规照明透镜930、设置有凸型圆柱结构535a的照明透镜530a、设置有凹型圆柱结构535b的照明透镜530b、设置有凸型三角柱结构535c的照明透镜530c和设置有凹型三角柱结构535d的照明透镜530d,绘制了入射到相机单元110上的闪光杂散光的量。需要注意的是,作为纵轴上的值,绘制的是在将常规照明透镜930的值设定为1的情况下所获得的相对值。

图24中的(a)、(b)、(c)和(d)对应于图23中的(a)、(b)、(c)和(d)。即,(a)示出了关于设置有凸型圆柱结构535a的照明透镜530a的结果,(b)示出了关于设置有凹型圆柱结构535b的照明透镜530b的结果,(c)示出了设置有凸型三角柱结构535c的照明透镜530c的结果,且(d)示出了设置有凹型三角柱结构535d的照明透镜530d的结果。

当参照图24时,能够发现:与没有设置反射抑制结构的情况相比,在凸型圆柱结构535a、凹型圆柱结构535b、凸型三角柱结构535c和凹型三角柱结构535d中的任一者被设置为反射抑制结构的情况下,入射到相机单元110上的闪光杂散光的量极大地减少。

这里,所有的凸型圆柱结构535a、凹型圆柱结构535b、凸型三角柱结构535c和凹型三角柱结构535d是照明透镜530a、530b、530c和530d的侧面与板面不垂直的结构。图24所示的结果表明:因为侧端部中设置有侧面与板面不垂直的突出结构或凹陷结构,所以可以抑制光在照明透镜530a、530b、530c和530d中的全反射,且因此可以减少入射到相机单元110上的闪光杂散光的量。图24所示的结果还表明:用来表现出能够减少入射到相机单元110上的闪光杂散光的量的效果的突出结构和凹陷结构的具体形状不限于独特形状,且能够任意地设定突出结构和凹陷结构的形状。

在上文中,已经参照图23说明了根据第五实施例的照明透镜530a、530b、530c和530d的构造。此外,已经参照图24说明了根据第五实施例的照明透镜530a、530b、530c和530d所表现出来的能够减少入射到相机单元110上的闪光杂散光的量的效果。需要注意的是,凸型圆柱结构535a、凹型圆柱结构535b、凸型三角柱结构535c和凹型三角柱结构535d不必分别被设置在照明透镜530a、530b、530c和530d的侧端部的整个区域中,且可以被设置在侧端部的一部分区域中。同样,在这种情况下,能够在设置有凸型圆柱结构535a、凹型圆柱结构535b、凸型三角柱结构535c或凹型三角柱结构535d的部分中获得上述的抑制全反射的效果,且因此可以减少入射到相机单元110上的闪光杂散光的量。

7.第六实施例

将参照图25说明根据第六实施例的照明透镜的构造。图25示出了根据第六实施例的照明透镜的构造例。

当参照图25时,根据第六实施例的照明透镜630在其侧端部上具有散射结构635,散射结构635用于使来自内部的光发生散射且使光朝着外部出射。散射结构635是设置在侧端部中的反射抑制结构的示例。例如,散射结构635被设置在照明透镜630的侧端部的整个区域中。

例如,通过在照明透镜630的侧面上设置微小的凹凸或将白色油墨很薄地涂布至照明透镜630的侧面来实现散射结构635。然而,散射结构635的具体结构不限于这样的示例,且散射结构635可以由其他结构实现。

通过设置散射结构635,如图25所示,入射到照明透镜630的侧面上的光的绝大部分在散射结构635上发生散射而朝着照明透镜630的外部出射,且因此可以抑制在侧端部上的全反射。结果,在安装有照明透镜630的摄像模块中,可以抑制由闪光杂散光造成的所摄图像的图像质量的降低。此外,能够通过对照明透镜630的侧端部进行比较简单的处理来设置散射结构635。因此,根据第六实施例的照明透镜630能够在具有更简单构造的情况下抑制由闪光杂散光造成的所摄图像的图像质量的降低。

在上文中,已经参照图25说明了根据第六实施例的照明透镜630的构造。需要注意的是,散射结构635不必被设置在照明透镜630的侧端部的整个区域中,且可以仅被设置在侧端部的一部分区域中。同样,在这种情况下,能够在设置有散射结构635的部分中获得上述的抑制全反射的效果,且因此可以减少入射到相机单元110上的闪光杂散光的量。

8.第七实施例

将说明本发明的第七实施例。这里,在上述的第一实施例至第六实施例的所有实施例中,反射抑制结构通过使光从照明透镜130、230、330、430、530a、530b、530c、530d和630的内部朝着这些照明透镜的外部透过且使光朝着外部出射来抑制全反射。然而,反射抑制结构不限于这样的透光结构,且反射抑制结构可以例如是通过吸收光来抑制全反射的结构。在第七实施例中,将说明通过使用与第一实施例至第六实施例中的功能不同的功能来抑制全反射的这样的反射抑制结构的构造例。

将参照图26说明根据第七实施例的照明透镜的构造。图26示出了根据第七实施例的照明透镜的构造例。

当参照图26时,根据第七实施例的照明透镜730在其侧端部上具有用于吸收入射光的吸收构件735。吸收构件735是设置在侧端部中的反射抑制结构的示例。例如,吸收构件735被设置在照明透镜730的侧端部的整个区域中。

吸收构件735例如是涂布至照明透镜730的侧面上的光吸收性抗蚀剂。然而,吸收构件735的具体构造不限于这样的示例,且吸收构件735可以例如是遮光带、涂布有一层或多层用于彩色滤光片的材料的构件或中性密度(nd:neutraldensity)滤光片。

通过设置吸收构件735,如图26所示,入射到照明透镜730的侧面上的光的绝大部分被吸收构件735吸收,且因此可以抑制在侧端部上的全反射。结果,在安装有照明透镜730的摄像模块中,可以抑制由闪光杂散光造成的所摄图像的图像质量的降低。此外,能够通过对照明透镜730的侧端部进行比较简单的处理来设置吸收构件735。因此,根据第七实施例的照明透镜730能够在具有更简单构造的情况下抑制由闪光杂散光造成的所摄图像的图像质量的降低。

为了确认吸收构件735所表现出来的效果,本发明的发明人检查了在将照明透镜730应用于图13所示的摄像模块10的情况下所获得的入射到相机单元110上的闪光杂散光的量。图27示出了检查结果。图27是示出了在设置有吸收构件735的情况下所获得的入射到相机单元110上的闪光杂散光的量的曲线图。

在图27中,将入射到相机单元110上的闪光杂散光的量设定为纵轴,且针对没有设置反射抑制结构的常规照明透镜930和设置有吸收构件735的照明透镜730,绘制了入射到相机单元110上的闪光杂散光的量。需要注意的是,作为纵轴上的值,绘制的是在将常规照明透镜930的值设定为1的情况下所获得的相对值。

当参照图27时,能够发现:与没有设置反射抑制结构的情况相比,通过将吸收构件735设置为反射抑制结构,入射到相机单元110上的闪光杂散光的量极大地减少。

这里,本发明的发明人进一步检查了设置有吸收构件735的照明透镜730的光分布特性。图28示出了检查结果。图28是示出了设置有吸收构件735的照明透镜730的光分布特性的曲线图。

在图28中,通过将在从预定光源发射的光经由照明透镜730出射的情况下所获得的照射光的照射角设定为横轴并将照射光的标准化亮度设定为纵轴来绘制这两者之间的关系。此外,为了比较,在图28中,还绘制了在使用没有设置反射抑制结构的常规照明透镜930的情况下所获得的标准化亮度。

当参照图28时,能够发现:与常规照明透镜930相比,在设置有吸收构件735的照明透镜730中,光分布特性是平滑的,并且照射光的不均匀性进一步降低。该结果表明:通过使用照明透镜730,能够使用更自然的闪光照射被摄体。

需要注意的是,尽管图28示出了在将根据第七实施例的照明透镜730用作示例的情况下所获得的光分布特性,但是即使在使用根据第一实施例至第六实施例的照明透镜130至630的情况下,也认为能够获得提高光分布特性的类似效果。这是因为,本发明的发明人认为造成常规照明透镜930的光分布特性劣化的一个因素是在照明透镜930的侧端部和平坦部931上重复地发生全反射的同时还通过照明透镜930而被引导的这种偏离设计初衷的光,且因此认为:只要照明透镜具有反射抑制结构,则即使在使用诸如照明透镜130至730等任何照明透镜的情况下,也能够获得与图28所示的效果类似的能够提高光分布特性的效果。

在上文中,已经参照图26说明了根据第七实施例的照明透镜730的构造。此外,已经参照图27和图28说明了通过使用根据第七实施例的照明透镜730来减少入射到相机单元110上的闪光杂散光的量的效果以及照明透镜730的光分布特性。需要注意的是,吸收构件735不必被设置在照明透镜730的侧端部的整个区域中,且可以仅被设置在侧端部的一部分区域中。同样,在这种情况下,能够在设置有吸收构件735的部分中获得上述的抑制全反射的效果,且因此可以减少入射到相机单元110上的闪光杂散光的量。

9.补充

已经在上面参照附图说明了本发明的优选实施例,然而本发明不限于上面的示例。本领域技术人员可以在随附权利要求书的范围内发现各种变更例和变型例,且应当理解的是,这些变更例和变型例将自然地落入本发明的技术范围内。

此外,本说明书中所述的效果仅是说明性的或示例性的效果,而不是限制性的。即,与上述效果一起或替代上述效果,根据本发明的技术可以实现本领域技术人员根据本说明书的说明而明显得出的其他效果。

例如,尽管已经在上述的第一实施例至第七实施例中说明了反射抑制结构被设置在侧端部中的情况,但是本发明不限于这些示例。例如,反射抑制结构可以被设置在照明透镜130至730中的各者的平坦部131中。根据本发明,在能够抑制在照明透镜130至730中的各者的平坦部131或侧端部上的全反射的情况下,可以获得类似于上述效果的效果。此外,反射抑制结构不必被设置在平坦部131的整个区域和/或侧端部的整个区域中,且可以仅被设置在平坦部131的一部分区域和/或侧端部的一部分区域中。

此外,反射抑制结构的具体构造不限于上述的第一实施例至第七实施例所示的示例。反射抑制结构仅需要具有能够抑制光在照明透镜130至730中的各者的内部的全反射的结构,且反射抑制结构的具体结构可以是各种任意结构。

此外,尽管在上述的第一实施例至第七实施例中照明透镜130至730被用作摄像模块10中的用于使用闪光来摄取图像的镜头,但是本发明不限于这些示例。如上面的章节(1-5.研究结果的总结)所述,在常规照明透镜930中,在照明透镜930的侧端部和平坦部931上重复地发生全反射的同时还通过照明透镜930而被引导的光是偏离设计初衷的光,且存在这样的担忧:该光造成从照明透镜930出射的照射光的光学特性劣化。这种现象不一定仅发生在用于摄像模块的照明透镜中,且可以说存在这样的高的可能性:即使在用于其他用途的照明透镜中,偏离设计初衷的光也会造成从照明透镜出射的照射光的特性劣化。在根据本发明的照明透镜中,用于抑制光在照明透镜中的全反射的反射抑制结构被设置在照明透镜的侧端部和/或平坦部中,从而能够减小这样的无意的光对照明透镜的特性的影响,且因此,根据本发明,不管照明透镜的用途如何,都可以提高从照明透镜出射的照射光的特性。

此外,在上述的第一实施例至第七实施例中,照明透镜130至730被用作摄像模块10中的用于使用闪光来摄取图像的镜头,且因此凸透镜132被设置在镜头的下表面上且菲涅尔透镜133被设置在镜头的上表面上。然而,本发明不限于这样的示例。根据本发明的照明透镜的透镜部中设置的透镜的具体种类可以根据照明透镜的用途而适当地改变。不管透镜的种类如何,都同样能够获得通过抑制在照明透镜的侧端部和/或平坦部上的全反射来提高照明透镜的特性的效果。因此,根据本发明,可以在不将透镜的形状限于照明透镜中所设置的透镜的具体形状的情况下提高照明透镜的特性。

此外,上述的第一实施例至第七实施例中所述的反射抑制结构可以尽可能地彼此组合。例如,散射结构635或吸收构件735可以被设置在锥形结构135、倒锥形结构235、斜坡结构335、棱柱结构435、凸型圆柱结构535a、凹型圆柱结构535b、凸型三角柱结构535c或凹型三角柱结构535d的外表面上。如上所述,当通过组合多个不同种类的构造来设置反射抑制结构时,能够通过反射抑制结构进一步提高抑制全反射的效果。

此外,本发明还可以被如下地实施。

(1)一种照明透镜,其包括:

透镜部,所述透镜部被设置在板状构件的板面的大体中央部处;

平坦部,所述平坦部被设置在所述板面的除了所述透镜部的区域以外的区域中;和

反射抑制结构,所述反射抑制结构被配置成抑制光在所述照明透镜内部的全反射,且所述反射抑制结构被设置在所述平坦部和侧端部中的至少一者中。

(2)根据(1)所述的照明透镜,其中,

所述反射抑制结构使入射到所述反射抑制结构上的光透过且使该光朝着所述照明透镜的外部出射。

(3)根据(2)所述的照明透镜,其中,

所述反射抑制结构被设置在所述侧端部中,并且所述反射抑制结构是锥形结构,在所述锥形结构中,所述照明透镜的厚度朝着所述侧端部以预定锥角逐渐减小。

(4)根据(3)所述的照明透镜,其中,

所述锥形结构的所述锥角是10度以上。

(5)根据(2)所述的照明透镜,其中,

所述反射抑制结构被设置在所述侧端部中,并且所述反射抑制结构是倒锥形结构,在所述倒锥形结构中,所述照明透镜的厚度朝着所述侧端部以预定锥角逐渐增大。

(6)根据(5)所述的照明透镜,其中,

所述倒锥形结构的所述锥角是10度以上。

(7)根据(2)所述的照明透镜,其中,

所述反射抑制结构被设置在所述侧端部中,并且所述反射抑制结构是斜坡结构,在所述斜坡结构中,所述侧端部的端面相对于所述照明透镜的厚度方向以预定的坡角倾斜。

(8)根据(7)所述的照明透镜,其中,

所述斜坡结构的所述坡角是10度以上。

(9)根据(2)所述的照明透镜,其中,

所述反射抑制结构被设置在所述侧端部中,并且所述反射抑制结构是棱柱结构,在所述棱柱结构中,按预定的节距设置有相对于所述照明透镜的厚度方向以预定的棱角倾斜的凹凸不平结构。

(10)根据(9)所述的照明透镜,其中,

所述棱柱结构中的所述棱角是10度以上。

(11)根据(2)所述的照明透镜,其中,

所述反射抑制结构是突出结构,在所述突出结构中,所述侧端部朝着侧方突出。

(12)根据(2)所述的照明透镜,其中,

所述反射抑制结构是凹陷结构,在所述凹陷结构中,所述侧端部朝着侧方凹陷。

(13)根据(2)至(12)中任一项所述的照明透镜,其中,

所述反射抑制结构被设置在所述侧端部中,并且所述反射抑制结构是散射结构,所述散射结构被配置成使来自所述内部的光发生散射且使该光朝着所述外部出射。

(14)根据(1)至(13)中任一项所述的照明透镜,其中,

所述反射抑制结构吸收入射到所述反射抑制结构上的光。

(15)根据(14)所述的照明透镜,其中,

所述反射抑制结构被设置在所述侧端部中,并且所述反射抑制结构是被配置成能够吸收入射光的吸收构件。

(16)根据(15)所述的照明透镜,其中,

所述吸收构件是下列中的任一者:涂布至所述照明透镜的侧面上的光吸收性抗蚀剂、层叠在所述侧面上的彩色滤光片材料、和设置在所述侧面上的nd滤光片。

(17)根据(1)至(16)中任一项所述的照明透镜,其中,

所述透镜部包括:设置在所述照明透镜的光入射面上的凸透镜;和设置在所述照明透镜的光出射面上的菲涅尔透镜。

(18)一种摄像模块,其包括:

照明单元,所述照明单元包括光源和照明透镜,并且所述照明单元被布置在后盖上,使得从所述光源发射的光穿过所述照明透镜和所述后盖且朝着外部出射;以及

相机单元,所述相机单元被设置成使物镜在所述后盖的与设置有所述照明单元的表面相同的表面上面对所述后盖,

其中,所述照明透镜包括:

透镜部,所述透镜部被设置在板状构件的板面的大体中央部处;

平坦部,所述平坦部被设置在所述板面的除了所述透镜部的区域以外的区域中;和

反射抑制结构,所述反射抑制结构被配置成抑制光在所述照明透镜内部的全反射,且所述反射抑制结构被设置在所述平坦部和所述照明透镜的侧端部中的至少一者中。

(19)一种电子设备,其包括摄像模块,

其中,所述摄像模块包括:

照明单元,所述照明单元包括光源和照明透镜,并且所述照明单元被布置在后盖上,使得从所述光源发射的光透过所述照明透镜和所述后盖且朝着外部出射;以及

相机单元,所述相机单元被设置成使光的物镜在所述后盖的与设置有所述照明单元的表面相同的表面上面对所述后盖,

并且,所述照明透镜包括:

透镜部,所述透镜部被设置在板状构件的板面的大体中央部处;

平坦部,所述平坦部被设置在所述板面的除了所述透镜部的区域以外的区域中;和

反射抑制结构,所述反射抑制结构被配置成抑制光在所述照明透镜内部的全反射,且所述反射抑制结构被设置在所述平坦部和所述照明透镜的侧端部中的至少一者中。

附图标记的说明

10、90:摄像模块

110、190:相机单元

120、920:光源

130、230、330、430、530a~530d、630、730、930:照明透镜

140、940:后盖

150、950:反射膜

160、960:照明单元

135:锥形结构

235:倒锥形结构

335:斜坡结构

435:棱柱结构

535a:凸型圆柱结构

535b:凹型圆柱结构

535c:凸型三角柱结构

535d:凹型三角柱结构

635:散射结构

735:吸收构件

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