传感器模组、沙姆光学系统及电子设备的制作方法

本公开涉及光学，尤其涉及一种传感器模组、沙姆光学系统及电子设备。

背景技术：

1、沙姆光学系统是一种利用沙姆定律成像的系统。根据沙姆定律，当目标平面、镜头主面以及探测器平面三者延长线相交与一线，此时可以对整个倾斜目标视野范围清晰成像。

2、探测器的表面通常设有一片与之平行的薄平板玻璃，成为盖板玻璃(coverglass)，起到保护探测器的作用。在沙姆光学系统中，探测器的表面与镜头主面不平行，使得盖板玻璃和镜头主面之间存在不为零的预设夹角。相对于镜头主面倾斜的盖板玻璃引起像散和彗差，导致成像不清晰，影响沙姆光路系统的成像质量。

技术实现思路

1、本公开提供一种传感器模组、沙姆光学系统及电子设备，以解决现有探测器的透光盖板倾斜于光轴而产生像散，影响成像清晰度的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本公开采用如下技术方案：

3、本公开的第一方面提供一种传感器模组，应用于沙姆光路，其包括沿光轴依次设置的校正模块以及感光芯片，所述校正模块设置于所述感光芯片的入光侧；所述校正模块包括透光盖板以及至少一片透光平板，所述透光盖板设置于所述感光芯片的入光侧，且所述至少一片透光平板设置于所述透光盖板背离所述感光芯片的一侧；所述透光盖板的入射面和出射面为相平行的平面，所述至少一片透光平板的入射面和出射面为相平行的平面；其中至少一片所述透光平板与第一基准面之间形成第一夹角，所述第一夹角为锐角；所述第一基准面垂直于所述感光芯片的感光面，且所述第一基准面平行于光轴；物侧光线经由所述校正模块成像于所述感光芯片。

4、与现有技术相比，本公开的第一方面提供的传感器模组具有如下优点：

5、本公开提供的传感器模组，在感光芯片的入光侧同轴设置有校正模块，同轴设置，易于装调；校正模块包括透光盖板以及至少一片透光平板，透光盖板和透光平板均为平板结构，结构简单，方便加工，成本低；透光平板相对于第一基准面之间形成为锐角的第一夹角，在光线进入透光盖板和感光芯片之前经过透光平板的折射，从而改减小光线中子午光束和弧矢光束的光程差，校正沙姆光路中的像散，提高传感光芯片的成像质量和成像清晰度，进而提高沙姆光学系统的检测精度。

6、作为本公开上述传感器模组的一种改进，所述透光盖板平行于所述感光芯片的感光面。

7、作为本公开上述传感器模组的一种改进，所述感光芯片与第二基准面之间形成第二夹角；至少一片所述透光平板与所述第二基准面之间形成第三夹角；所述第三夹角和所述第二夹角的差值为5°～15°；其中，所述第二基准面垂直于所述第一基准面，且所述第二基准面垂直于光轴。

8、作为本公开上述传感器模组的一种改进，所述透光平板垂直于第三基准面，所述第三基准面、所述第二基准面以及所述第一基准面两两垂直。

9、作为本公开上述传感器模组的一种改进，物侧光线经由所述校正模块成像于所述感光芯片，且各视场在110lp/mm处的调制传递函数的子午分量和弧矢分量的差值dv满足0≤dv≤0.15。

10、作为本公开上述传感器模组的一种改进，所述透光平板设置有多个，多个所述透光平板沿光轴依次布置。

11、作为本公开上述传感器模组的一种改进，所述透光盖板和所述透光平板的材质相同，且厚度相同。

12、作为本公开上述传感器模组的一种改进，所述校正模块还包括反射元件，所述反射元件同轴设置于所述透光平板的入光侧；所述反射元件与反射前的光轴形成设定夹角；所述校正模块与所述感光芯片沿反射后的光轴依次布置。

13、本公开的第二方面提供一种沙姆光学系统，包括由物侧至像侧沿光轴方向依次排布沙姆镜头以及校正模块；所述沙姆镜头包括至少一个透镜；所述校正模块包括透光盖板以及至少一片透光平板，所述沙姆镜头、所述透光平板以及所述透光盖板由物侧至像侧沿光轴依次布置；所述透光盖板的入射面和出射面为相平行的平面，所述透光平板的入射面和出射面为相平行的平面；其中至少一片所述透光平板与第一基准面之间形成第一夹角，所述第一基准面垂直于所述沙姆镜头的镜头主面，且所述第一基准面平行于所述沙姆镜头的光轴。

14、与现有技术相比，本公开的第二方面提供的沙姆光学系统具有如下优点：

15、本公开提供的沙姆光学系统，包括由物侧至像侧沿光轴方向依次排布沙姆镜头以及校正模块，同轴设置易于装调，降低成本；物侧光线依次经过沙姆镜头和校正模块，光线经过透光平板的校正后，光线中的子午光束和弧矢光束的光程差减小，使得子午光束的汇聚点和弧矢光束的汇聚点的距离减小，从而校正透光盖板带来的像散，提高沙姆光学系统的成像质量，进而提高沙姆光学系统的检测精度。并且，本公开实施例的沙姆镜头具备高分辨率、高对比度、低畸变的特点。

16、作为本公开上述沙姆光学系统的一种改进，所述沙姆光学系统还包括感光芯片，所述沙姆镜头、所述透光平板、所述透光盖板以及所述感光芯片由物侧至像侧沿光轴依次布置，物侧光线依次经过所述沙姆镜头、所述透光平板以及所述透光盖板成像于所述感光芯片上；所述透光盖板平行于所述感光芯片的感光面。

17、作为本公开上述沙姆光学系统的一种改进，所述透光盖板与所述感光芯片封装形成图像传感器；所述透光平板封装于所述沙姆镜头的出光侧；或者，所述透光盖板和所述透光平板均封装于所述感光芯片的入光侧。

18、作为本公开上述沙姆光学系统的一种改进，所述透光盖板沿所述沙姆镜头的镜头主面之间形成第二夹角；至少一片所述透光平板与所述沙姆镜头的镜头主面之间形成第三夹角；所述第三夹角和所述第二夹角的差值为5°～15°。

19、作为本公开上述沙姆光学系统的一种改进，物侧光线经由所述沙姆镜头和所述校正模块成像于所述感光芯片，且各视场在110lp/mm处的调制传递函数的子午分量和弧矢分量的差值dv满足0≤dv≤0.15。

20、作为本公开上述沙姆光学系统的一种改进，其中至少一片所述透光平板垂直于第三基准面；所述第三基准面垂直于所述沙姆镜头的镜头主面，且所述第三基准面垂直于所述第一基准面。

21、作为本公开上述沙姆光学系统的一种改进，所述透光平板设置有多个，多个所述透光平板沿光轴依次布置。

22、作为本公开上述沙姆光学系统的一种改进，所述透光盖板和所述透光平板的材质相同，且厚度相同。

23、作为本公开上述沙姆光学系统的一种改进，所述校正模块还包括反射元件，所述反射元件同轴设置于所述透光平板的入光侧；所述反射元件与反射前的光轴形成设定夹角；所述校正模块片沿反射后的光轴依次布置。

24、作为本公开上述沙姆光学系统的一种改进，所述沙姆镜头的焦距f满足40mm≤f≤100mm；光圈数fno满足f1.2≤fno≤f6.0，工作波段wl满足385mm≤wl≤700mm；系统光学总长ttl满足50mm≤ttl≤140mm，视野fov满足15mm≤fov≤30mm；倍率pmag满足0.2＜pmag＜1.1。

25、作为本公开上述沙姆光学系统的一种改进，所述沙姆镜头包括由物侧至像侧依次同轴排布的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜以及第十透镜；所述第五透镜和所述第六透镜之间设置有孔径光阑；所述第六透镜和所述第七透镜为胶合透镜；其中，所述第一透镜为双凸透镜，所述第二透镜为凸凹透镜，所述第三透镜为凸凹透镜，所述第四透镜为凹凸透镜，所述第五透镜为凸凹透镜，所述第六透镜为凹凸透镜，所述第七透镜为凹凸透镜，所述第八透镜为凹凸透镜，所述第九透镜为凹凸透镜，所述第十透镜为双凸透镜。

26、作为本公开上述沙姆光学系统的一种改进，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜以及所述第五透镜形成第一透镜组，所述第六透镜、所述第七透镜、所述第八透镜、所述第九透镜以及所述第十透镜形成第二透镜组；所述第一透镜组的焦距fa满足30mm≤fa≤90mm，所述第二透镜组的焦距fb满足10mm≤fb≤60mm，所述第一透镜组和所述第二透镜组沿光轴的空气间隔d11满足3mm≤d11≤16mm，所述第二透镜组和所述校正模块沿光轴的空气间隔d12满足10mm≤d12≤70mm。

27、作为本公开上述沙姆光学系统的一种改进，所述第一透镜具有正光焦度，所述第二透镜具有正光焦度，所述第三透镜具有正光焦度，所述第四透镜具有正光焦度，所述第五透镜具有负光焦度，所述第六透镜具有负光焦度，所述第七透镜具有正光焦度，所述第八透镜具有正光焦度，所述第九透镜具有正光焦度，所述第十透镜具有正光焦度。

28、作为本公开上述沙姆光学系统的一种改进，所述沙姆镜头的焦距f满足45mm≤f≤55mm；光圈数fno满足f1.7≤fno≤f5.0，工作波段wl满足390mm≤wl≤485mm；系统光学总长ttl满足90mm≤ttl≤130mm，系统后焦bfl满足30mm≤bfl≤80mm。

29、作为本公开上述沙姆光学系统的一种改进，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜以及所述第五透镜形成第一透镜组，所述第六透镜、所述第七透镜、所述第八透镜、所述第九透镜以及所述第十透镜形成第二透镜组；所述第一透镜组的焦距fa满足40mm≤fa≤80mm，所述第二透镜组的焦距fb满足20mm≤fb≤50mm，所述第一透镜组和所述第二透镜组沿光轴的空气间隔d11满足5mm≤d11≤14mm，所述第二透镜组和所述校正模块沿光轴的空气间隔d12满足20mm≤d12≤60mm。

30、作为本公开上述沙姆光学系统的一种改进，所述第一透镜的焦距f1满足65mm≤f1≤75mm；所述第二透镜的焦距f2满足50mm≤f2≤60mm；所述第三透镜的焦距f3满足190mm≤f3≤200mm；所述第四透镜的焦距f4满足590mm≤f4≤600mm；所述第五透镜的焦距f5满足-30mm≤f5≤-20mm；所述第六透镜的焦距f6满足-25mm≤f6≤-15mm；所述第七透镜的焦距f7满足60mm≤f7≤70mm；所述第八透镜的焦距f8满足95mm≤f8≤105mm；所述第九透镜的焦距f9满足45mm≤f9≤55mm；所述第十透镜的焦距f10满足55mm≤f10≤65mm。

31、作为本公开上述沙姆光学系统的一种改进，所述第一透镜的n1折射率满足1.7≤n1≤1.8，阿贝数v1满足35≤v1≤40；所述第二透镜的折射率n2满足1.7≤n2≤1.8，阿贝数v2满足50≤v2≤55；所述第三透镜的折射率n3满足1.6≤n3≤1.7，阿贝数v3满足55≤v3≤60；所述第四透镜的折射率n4满足1.5≤n4≤1.6，阿贝数v4满足55≤v4≤60；所述第五透镜的折射率n5满足1.8≤n5≤1.9，阿贝数v5满足25≤v5≤30；所述第六透镜的折射率n6满足1.8≤n6≤1.9，阿贝数v6满足25≤v6≤30；所述第七透镜的折射率n7满足1.4≤n7≤1.5，阿贝数v7满足65≤v7≤70；所述第八透镜的折射率n8满足1.7≤n8≤1.8，阿贝数v8满足45≤v8≤50；所述第九透镜的折射率n9满足1.7≤n9≤1.8，阿贝数v9满足35≤v9≤40；所述第十透镜的折射率n10满足1.7≤n10≤1.8，阿贝数v10满足55≤v10≤60。

32、作为本公开上述沙姆光学系统的一种改进，所述第一透镜的入射面的曲率半径r11满足145mm≤r11≤155mm，出射面的曲率半径r12满足-95mm≤r12≤-85mm；所述第二透镜的入射面的曲率半径r21满足25mm≤r21≤35mm，出射面的曲率半径r22满足80mm≤r22≤90mm；所述第三透镜的入射面的曲率半径r31满足30mm≤r31≤40mm，出射面的曲率半径r32满足40mm≤r32≤50mm；所述第四透镜的入射面的曲率半径r41满足-45mm≤r41≤-35mm，出射面的曲率半径r42满足-45mm≤r42≤-35mm；所述第五透镜的入射面的曲率半径r51满足90mm≤r51≤100mm，出射面的曲率半径r52满足10mm≤r52≤20mm；所述第六透镜的入射面的曲率半径r61满足-20mm≤r61≤-10mm，出射面的曲率半径r62满足-230mm≤r62≤-220mm；所述第七透镜的入射面的曲率半径r71满足-230mm≤r71≤-220mm，出射面的曲率半径r72满足-40mm≤r72≤-30mm；所述第八透镜的入射面的曲率半径r81满足-40mm≤r81≤-30mm，出射面的曲率半径r82满足-30mm≤r82≤-20mm；所述第九透镜的入射面的曲率半径r91满足-130mm≤r91≤-120mm，出射面的曲率半径r92满足-40mm≤r92≤-30mm；所述第十透镜的入射面的曲率半径r101满足50mm≤r101≤60mm，出射面的曲率半径r12满足-190mm≤r102≤-180mm。

33、作为本公开上述沙姆光学系统的一种改进，所述第一透镜的中心厚度gt1满足3mm≤gt1≤6mm；所述第二透镜的中心厚度gt2满足3mm≤gt2≤6mm；所述第三透镜的中心厚度gt3满足2mm≤gt3≤5mm；所述第四透镜的中心厚度gt4满足2mm≤gt4≤5mm；所述第五透镜的中心厚度gt5满足2mm≤gt5≤5mm；所述第六透镜的中心厚度gt6满足3mm≤gt6≤6mm；所述第七透镜的中心厚度gt7满足3mm≤gt7≤6mm；所述第八透镜的中心厚度gt8满足3mm≤gt8≤6mm；所述第九透镜的中心厚度gt9满足mm4≤gt9≤7mm；所述第十透镜的中心厚度gt10满足4mm≤gt10≤7mm。

34、作为本公开上述沙姆光学系统的一种改进，所述第一透镜和所述第二透镜沿光轴的空气间隔距离at1满足0mm≤at1≤2mm；所述第二透镜和所述第三透镜沿光轴的空气间隔距离at2满足0mm≤at2≤2mm；所述第三透镜和所述第四透镜沿光轴的空气间隔距离at3满足3mm≤at3≤5mm；所述第四透镜和所述第五透镜沿光轴的空气间隔距离at4满足0mm≤at4≤2mm；所述第五透镜和所述孔径光阑沿光轴的空气间隔at5满足3mm≤at5≤5mm；所述孔径光阑和所述第六透镜沿光轴的空气间隔at6满足5mm≤at6≤7mm；所述第六透镜和所述第七透镜为胶合透镜；所述第七透镜和所述第八透镜沿光轴的空气间隔距离at7满足0mm≤at7≤2mm；所述第八透镜和所述第九透镜沿光轴的空气间隔距离at8满足0mm≤at8≤2mm；所述第九透镜和所述第十透镜沿光轴的空气间隔距离at9满足0mm≤at9≤2mm。

35、作为本公开上述沙姆光学系统的一种改进，所述第五透镜和所述孔径光阑沿光轴的空气间隔at5与所述孔径光阑和所述第六透镜沿光轴的空气间隔at6满足9mm＜at5+at6＜11mm；和/或，所述第六透镜和所述第七透镜的阿贝数差值大于10。

36、作为本公开上述沙姆光学系统的一种改进，所述校正模块包括所述透光盖板、一片所述透光平板以及反射元件，所述反射元件同轴设置于所述透光平板的入光侧；所述透光盖板与光轴的之间形成的第四夹角a4满足30°≤a4≤60°；所述第一夹角a1满足30°≤a1≤60°，所述反射元件与光轴之间形成的第五夹角为30°≤a5≤60°；和/或，所述透光平板与所述沙姆镜头的镜头主面之间形成第三夹角a3，且所述第三夹角a3满足25°≤a3≤60°；所述透光盖板与所述沙姆镜头的镜头主面之间形成第二夹角a2，且所述第二夹角a2满足25°≤a2≤60°；和/或，所述透光盖板和所述透光平板的材质相同，所述透光盖板和所述透光平板的折射率n11满足1.5≤n11≤1.6，所述透光盖板和所述透光平板的阿贝数v11满足60≤v11≤65；和/或，所述透光盖板的厚度nt1满足0.3mm≤nt1≤3mm，所述透光平板的厚度nt2满足0.3mm≤nt2≤3mm；和/或，所述第十透镜和所述反射元件沿光轴的空气间隔at10满足15mm≤at10≤25mm；所述反射元件和所述透光平板沿光轴的空气间隔at11满足10mm≤at11≤20mm，所述透光平板和所述透光盖板沿光轴的空间间隔at12满足7mm≤at12≤9mm。

37、本公开的第三方面提供一种电子设备，其包括本公开的第一方面所述的传感器模组；或者，包括第二方面提供的沙姆光学系统。

38、本公开第四方面的电子设备，由于其包括本公开的第一方面所述的传感器模组；或者，包括第二方面提供的沙姆光学系统，因此本公开的第四方面提供的电子设备也具有与第一方面所述的传感器模组，或者，第二方面所述的沙姆光学系统的相同的优点。

39、作为本公开上述电子设备的一种改进，所述电子设备为3d相机。