一种折超混合镜头、摄像模组及终端设备的制作方法

文档序号:43839073发布日期:2025-11-21 21:07阅读:44来源:国知局

本发明涉及可见光摄影,特别涉及一种折超混合镜头、摄像模组及终端设备。


背景技术:

1、可见光移动端前置成像技术(如手机前置成像技术)是指利用可见光波段(约400-700纳米)捕捉图像或视频的技术,这一技术使得手机能够进行高质量的摄影和视频通话。随着智能手机的普及和移动互联网的发展,前摄镜头已成为智能手机不可或缺的组成部分,广泛应用于自拍、视频会议、直播和社交媒体互动等场景。近年来,随着消费者对手机摄影质量要求的提升,前摄镜头技术也在不断进步,尤其在高清分辨率、低光性能、自动对焦和图像稳定等方面取得了显著进展。此外,随着人工智能技术的发展,前摄镜头还融合了人脸识别、表情分析和增强现实(ar)等功能,极大地丰富了用户的使用体验和应用场景。在现代智能手机中,可见光成像镜头发挥着至关重要的作用,透镜的大小直接影响设备的紧凑性、轻量化和集成度。

2、超表面(metasurface)是一种厚度小于波长的人工材料,由一系列微米级别的二维结构单元组成。超表面的制造工艺相对简单,可借助常规光刻、溅射、喷涂等方法,成本较低。通过合理设计超表面,可以高效收集光场信息,从而获得物体的清晰像。因此,利用超表面技术制备的镜头显著减小了镜头的体积和重量,为手机的轻薄化设计提供了关键支持。此外,超表面技术能够实现复杂的光学功能(如色差校正、广角成像等),在提升成像质量的同时减少镜片数量,降低生产成本。

3、利用超表面透镜与传统折射透镜形成的折超混合系统能够有效解决传统透镜中的问题,折超混合透镜通常能够实现较高的焦距与光路折叠,从而在相对较小的光学系统内实现所需的光路长度。这有助于减小光学系统的体积和尺寸,使其更适合紧凑的应用场景。但如何将超表面透镜结合传统折射透镜组合设计以实现更佳的光学性能和更小体积,仍是一个挑战。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种折超混合镜头、摄像模组及终端设备,旨在解决如何优化超表面透镜与传统折射透镜的组合设计,实现更出色的光学性能和更小的体积的问题。

2、为解决上述技术问题,本发明的目的是通过以下技术方案实现的:提供一种折超混合镜头,包括沿光轴从物面到像面依次设置的多个透镜;其中至少一个透镜为超表面透镜,其余透镜为非超表面透镜;

3、所述折超混合镜头满足:

4、其中,yd表示所述折超混合镜头的最大像高,fno表示光圈数,efl表示焦距,fov表示对角线视场角,ttl表示所述折超混合镜头中靠近所述物面的第一个透镜的物侧面的光轴中心至所述像面的距离。

5、进一步地,所述折超混合镜头包括沿光轴从物面到像面依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜;

6、其中,所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜中的一个为超表面透镜,其余的透镜为拓展非球面透镜。

7、进一步地,所述第二透镜为超表面透镜;第一透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜均为拓展非球面透镜;

8、所述第一透镜具有正光焦度,所述第一透镜的物侧面为凸面,所述第一透镜的像侧面为凹面;

9、所述第二透镜具有正光焦度,所述第二透镜的物侧面为平面,所述第二透镜的像侧面为二元面;所述第二透镜的像侧面上排列有微结构;

10、所述第三透镜具有正光焦度,所述第三透镜的物侧面为凹面,所述第三透镜的像侧面为凸面;

11、所述第四透镜具有正光焦度,所述第四透镜的物侧面为凹面,所述第四透镜的像侧面为凸面;

12、所述第五透镜具有负光焦度,所述第五透镜的物侧面为凹面,所述第五透镜的像侧面为具有中心凹陷区域的凸面。

13、进一步地,所述第一透镜的物侧面具有正曲率半径,所述第一透镜的像侧面具有正曲率半径;

14、所述第三透镜的物侧面具有正曲率半径,所述第三透镜的像侧面具有正曲率半径;

15、所述第四透镜的物侧面具有负曲率半径,所述第四透镜的像侧面具有负曲率半径;

16、所述第五透镜的物侧面具有负曲率半径;所述第五透镜的像侧面的中心区域具有正曲率半径,所述第五透镜的像侧面的边缘区域具有负曲率半径。

17、进一步地,所述第一透镜物侧面的光轴中心至像面的距离ttl满足:

18、进一步地,所述第二透镜的材料为二氧化硅或氮化硅;所述第二透镜的厚度范围为0.2~0.3mm。

19、进一步地,所述第一透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜的材料均为塑料。

20、进一步地,所述折超混合镜头还包括:

21、光阑,位于所述第一透镜的物侧面,或位于所述第一透镜和第二透镜之间的光路中,或位于所述第二透镜和第三透镜之间的光路中。

22、进一步地,所述折超混合镜头的焦距f满足:f≥2.1mm。

23、进一步地,所述折超混合镜头的对角线视场角fov满足:fov≥90°。

24、进一步地,所述折超混合镜头的工作温度范围为-30℃~70℃。

25、本发明实施例还提供一种摄像模组,包括如上所述的折超混合镜头。

26、本发明实施例还提供一种终端设备,包括如上所述的摄像模组。

27、本发明实施例的有益效果为:

28、在确保焦距和f数的前提下,显著减少了透镜数量、ttl光学总长、整体体积及制造成本,实现了大视场、低fno的光学系统,不仅提高了光学性能,还实现了更轻量化的设计。此外,通过利用超表面透镜的负色散特性,有效实现了消色差,从而达到了高分辨成像的效果。



技术特征:

1.一种折超混合镜头,其特征在于,包括沿光轴从物面到像面依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜;所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜中的一个为超表面透镜,其余透镜为拓展非球面透镜;

2.根据权利要求1所述的折超混合镜头,其特征在于,所述第二透镜为超表面透镜;第一透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜均为拓展非球面透镜;

3.根据权利要求2所述的折超混合镜头,其特征在于,所述第一透镜的物侧面具有正曲率半径,所述第一透镜的像侧面具有正曲率半径;

4.根据权利要求2所述的折超混合镜头,其特征在于,所述第一透镜物侧面的光轴中心至像面的距离ttl满足:

5.根据权利要求3所述的折超混合镜头,其特征在于,所述第二透镜的材料为二氧化硅或氮化硅;所述第二透镜的厚度范围为0.2~0.3mm。

6.根据权利要求3所述的折超混合镜头,其特征在于,所述第一透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜的材料为塑料或玻璃。

7.根据权利要求1所述的折超混合镜头,其特征在于,还包括:

8.根据权利要求1所述的折超混合镜头,其特征在于,所述折超混合镜头的焦距f满足:f≥2.1mm。

9.根据权利要求1所述的折超混合镜头,其特征在于,所述折超混合镜头的对角线视场角fov满足:fov≥90°。

10.根据权利要求1所述的折超混合镜头,其特征在于,所述折超混合镜头的工作温度范围为-30℃~70℃。

11.一种摄像模组,其特征在于,包括如权利要求1~10任一项所述的折超混合镜头。

12.一种终端设备,其特征在于,包括如权利要求11所述的摄像模组。


技术总结
本发明公开了一种折超混合镜头、摄像模组及终端设备,折超混合镜头包括沿光轴从物面到像面依次设置的多个透镜;其中至少一个透镜为超表面透镜,其余透镜为非超表面透镜。本发明通过结合超表面透镜与传统折射透镜,构建折超混合系统,折超混合透镜能够实现更高的焦距和更优的光路折叠效果,从而在相对较小的光学系统内达到所需的光路长度。这一特性有助于显著减小光学系统的体积和尺寸,使其在智能手机、可穿戴设备、微型摄像头等小型化、集成化需求日益增长的领域具有广泛的应用前景。

技术研发人员:邢圆圆,侍鹏
受保护的技术使用者:杭州纳境科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2025/11/20
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