陣列式鏡頭與陣列式鏡頭模組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及陣列式鏡頭的設(shè)計(jì)，尤其涉及一種陣列式鏡頭與陣列式鏡頭模組。
【背景技術(shù)】
[0002]目前隨著多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、智能手機(jī)等具有攝錄功能的電子產(chǎn)品越來(lái)越為廣大消費(fèi)者青睞。這些電子產(chǎn)品的鏡頭也日益趨于輕薄短小和高像素方向發(fā)展，由于普通的單體式鏡頭越來(lái)越難以滿(mǎn)足消費(fèi)者對(duì)更高成像質(zhì)量的需求，因此應(yīng)用于小型化電子設(shè)備的陣列式鏡頭應(yīng)運(yùn)而生。
[0003]不同于一般單體式鏡頭，陣列式鏡頭通過(guò)仿生昆蟲(chóng)如蒼蠅的復(fù)眼構(gòu)造，由多個(gè)微型鏡頭組成鏡頭陣列，通過(guò)復(fù)雜的方式記錄下來(lái)自前方場(chǎng)景各個(gè)部位的光線，然后借助專(zhuān)業(yè)軟件對(duì)圖像進(jìn)行處理。
[0004]相較于一般的單體式鏡頭，同樣是三個(gè)鏡片的鏡頭，一般的單體式鏡頭，只能有一個(gè)成像；而陣列式鏡頭則由于存在多個(gè)微型透鏡，可以成多個(gè)像，如此像素即可成倍增加。至于其他含有三個(gè)鏡片以上的單個(gè)鏡頭，雖然其具有高像素的特點(diǎn)，但由于鏡片數(shù)目多而導(dǎo)致厚度大，因而不利于在小型化電子產(chǎn)品上使用。陣列式鏡頭卻可以在保持厚度不變的情況下，通過(guò)增加微型透鏡的數(shù)量來(lái)達(dá)到獲得高像素圖像的效果。
[0005]現(xiàn)有的陣列式鏡頭，包括由若干個(gè)單獨(dú)的小鏡頭組成的陣列式鏡頭和通過(guò)WLO(Wafer Level Optics)技術(shù)生產(chǎn)的晶圓級(jí)陣列式鏡頭。前者由于各個(gè)鏡頭相互獨(dú)立，一致性的要求較難滿(mǎn)足，無(wú)法很好的將四個(gè)小鏡頭同時(shí)在像平面聚焦成像，還需要人工調(diào)焦的步驟，其工藝繁瑣且生產(chǎn)成本高。后者雖然較好的克服了前者的缺陷，但其同樣也存在很多弊端，譬如專(zhuān)利號(hào)為 US8023208，名稱(chēng)為 “Miniature stacked glass lens module” 的美國(guó)專(zhuān)利，其設(shè)計(jì)自由度較低，鏡頭直接成型，無(wú)法后期更好地完善。此外，高解析度的鏡頭需要極高的光軸對(duì)準(zhǔn)精度，而陣列鏡頭的各個(gè)鏡片都具備各自獨(dú)立的光軸，在堆疊上另一片光學(xué)鏡片時(shí)，兩陣列鏡組的各鏡片光軸不能確?？梢詼?zhǔn)確的對(duì)準(zhǔn)，因此又會(huì)導(dǎo)致成品率低，以及其生產(chǎn)過(guò)程過(guò)分依賴(lài)于對(duì)工藝的高精度要求的不足。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種陣列式鏡頭與陣列式鏡頭模組及，通過(guò)各鏡片一體成型和分體式結(jié)構(gòu)相結(jié)合，提高鏡頭設(shè)計(jì)和組裝的靈活性及自由度，從而獲得更好的成像質(zhì)量、更高的像素；同時(shí)，還可縮小鏡頭尺寸，降低生產(chǎn)成本，有利于實(shí)現(xiàn)高像素鏡頭超薄化。
[0007]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種陣列式鏡頭，包含裝入鏡筒70的陣列式透鏡組和將所述陣列式透鏡組固定在所述鏡筒70內(nèi)的壓圈10 ;所述陣列式透鏡組包含多個(gè)鏡片組和隔片；所述的每個(gè)鏡片組包含呈陣列分布的nXm個(gè)鏡片；所述鏡筒70中具有一個(gè)遮光層76，該遮光層76包含與壓圈10、每個(gè)隔片及每個(gè)鏡片組呈相應(yīng)陣列分布的nXm個(gè)通光孔；n*m都為正整數(shù)，且η和m不同時(shí)為I ;靠近所述壓圈10的第一鏡片組20的各個(gè)單獨(dú)鏡片為可調(diào)焦鏡片，所述第一鏡片組20之后還設(shè)置有與之相配合的第一隔片30。
[0009]其中，所述陣列式透鏡組進(jìn)一步包括第三鏡片組60和第二鏡片組40。
[0010]所述第三鏡片組60和第二鏡片組40為注塑一體成型結(jié)構(gòu)。
[0011]第三鏡片組60和第二鏡片組40分別由形成在其邊緣的定位部進(jìn)行方向?qū)?zhǔn)。
[0012]所述定位部為至少兩個(gè)與第三鏡片組60或第二鏡片組40連接的銷(xiāo)，所述第二鏡片組40或第三鏡片組60上亦存在相應(yīng)的孔；所述銷(xiāo)和孔的形狀為互相匹配的圓柱體、長(zhǎng)方體或能夠?qū)崿F(xiàn)定位要求的其他形狀。
[0013]所述定位部為第三鏡片組60和第二鏡片組40的邊緣互相對(duì)應(yīng)的圓錐斜部、階梯直部或能夠?qū)崿F(xiàn)定位要求的互相扣合的其他設(shè)計(jì)。
[0014]所述第三鏡片組60與第二鏡片組40之間進(jìn)一步設(shè)有第二隔片50。
[0015]所述第二隔片50的邊緣設(shè)有與所述第三鏡片組60和第二鏡片組40相匹配的定位部。
[0016]所述第二隔片50的形狀隨所述第三鏡片組60和第二鏡片組40的定位部不同而相應(yīng)不同。
[0017]所述第三鏡片組60與第二鏡片組40由塑料制成。
[0018]所述第一鏡片組20的各個(gè)單獨(dú)鏡片的厚度為可調(diào)。
[0019]所述第一鏡片組20的各個(gè)單獨(dú)鏡片可旋轉(zhuǎn)。
[0020]所述第一鏡片組20的各個(gè)單獨(dú)鏡片邊緣為圓形、或至少有一條圓弧邊的任意形狀。
[0021]所述鏡筒70的內(nèi)部筒壁呈階梯狀，且該鏡筒70為鏡筒、遮光層76及鏡座注塑一體成型結(jié)構(gòu)。
[0022]一種包含陣列式鏡頭的陣列式鏡頭模組。
[0023]所述陣列式鏡頭模組還包含濾色片、感光芯片和線路板，其中所述感光芯片為一整塊芯片，通過(guò)軟件程序?qū)⑵浞譃閚Xm個(gè)獨(dú)立成像的區(qū)域，區(qū)域分布同鏡頭呈相同規(guī)格的陣列式設(shè)置；其中，η和m都為正整數(shù)，且η和m不同時(shí)為I。
[0024]本實(shí)用新型所提供的陣列式鏡頭與陣列式鏡頭模組，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0025]I)本實(shí)用新型的陣列式鏡頭的第二鏡片組與第三鏡片組采用注塑一體成型方式制成，由于一體成型的結(jié)構(gòu)部件較少，因而能夠提高組裝效率，且無(wú)需人工對(duì)焦，極大地降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)還可促進(jìn)各個(gè)微型透鏡的一致性，讓其更好地在同一成像面聚焦成像，達(dá)到更好的成像效果。
[0026]2)第二鏡片組、第三鏡片組由塑料制成，第一鏡片組材料不限，可塑料、可玻璃。而第一鏡片組、第二鏡片組對(duì)偏心的敏感度比較高，所以本實(shí)用新型采用第一鏡片組為nXm個(gè)單獨(dú)的鏡片，第一隔片為nXm個(gè)單獨(dú)的隔片，各個(gè)鏡片和隔片通過(guò)自身的外徑與第二鏡片組上凹槽的內(nèi)徑相匹配，從而一起固定在第二鏡片組上。
[0027]3)第一鏡片組采用若干單獨(dú)的鏡片有以下兩個(gè)好處:其一，第一鏡片組各個(gè)鏡片可以分別單獨(dú)旋轉(zhuǎn)，從而進(jìn)行偏心調(diào)整，實(shí)現(xiàn)每個(gè)微型透鏡的中心對(duì)準(zhǔn)，使得其成像清晰、均勻；其二，第一鏡片組各個(gè)鏡片的厚度可根據(jù)各鏡頭成像情況而變動(dòng)，隨整體需要而采取不同設(shè)置，如此可進(jìn)一步促進(jìn)各個(gè)透鏡的一致性，保證各獨(dú)立鏡頭的共焦，均在成像面聚焦成像。
[0028]4)第一鏡片組的各個(gè)獨(dú)立鏡片為圓形或其他能夠嵌入圓形凹槽并可以旋轉(zhuǎn)的多邊形，且該多邊形具有至少一條圓弧邊并靠圓弧邊和圓形凹槽進(jìn)行定位。可旋轉(zhuǎn)角度為O?360度的任意值。
[0029]5)第三鏡片組對(duì)偏心的敏感度比較低，因此僅通過(guò)鏡筒和鏡片的內(nèi)外徑配合設(shè)計(jì)將其與第二鏡片組限制在一起，只要光學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)定到3 μπι以?xún)?nèi)即可基本滿(mǎn)足組立要求。
[0030]6)第一鏡片組、第二鏡片組之間存在四個(gè)獨(dú)立的同第一鏡片組的四個(gè)鏡片相應(yīng)的第一隔片，其主要是起到光闌作用；另外，第二鏡片組、第三鏡片組之間也可以設(shè)置第二隔片，以達(dá)到更好的遮光效果，獲得更好的成像質(zhì)量，且此第二隔片也和第二、第三鏡片組有相同的陣列式設(shè)計(jì)。
[0031]7)本實(shí)用新型陣列式鏡頭中，第二鏡片組與第三鏡片組橫向兩個(gè)相鄰鏡片之間的距離與縱向兩個(gè)相鄰鏡片之間的距離可相等，也可不同；只需與陣列式鏡頭模組內(nèi)的芯片的有效區(qū)域的分布規(guī)則相一致即可。
[0032]8)在進(jìn)行組裝時(shí)，該第二鏡片組與第三鏡片組分別由形成在其邊緣的定位部進(jìn)行方向?qū)?zhǔn)。該定位部可以是至少兩個(gè)與第三鏡片組(第二鏡片組)連接的銷(xiāo)，第二鏡片組(第三鏡片組)上存在相應(yīng)的孔，且銷(xiāo)和孔的形狀為互相匹配的圓柱體、長(zhǎng)方體或者其他能夠?qū)崿F(xiàn)定位而且符合本實(shí)用新型要求的形狀。定位部也可以為第二鏡片組、第三鏡片組邊緣的互相對(duì)應(yīng)的圓錐斜部、階梯直部或者其他能夠?qū)崿F(xiàn)定位而且符合本實(shí)用新型要求的互相扣合的設(shè)計(jì)。
[0033]9)當(dāng)?shù)诙R片組、第三鏡片組之間存在隔片時(shí)，隔片的形狀隨兩者的定位部不同而不同，或相應(yīng)的存在兩個(gè)供第二鏡片組(第三鏡片)上的銷(xiāo)插入的孔，或相應(yīng)的存在圓錐斜部、階梯直部，或其他符合要求的而且相匹配的形狀。
[0034]10)本實(shí)用新型的各鏡頭單元組準(zhǔn)確定位。橫向，可保證每個(gè)微型透鏡光學(xué)中心的對(duì)準(zhǔn)，使得每個(gè)微型透鏡的成像清晰、均勻；縱向，可讓各個(gè)微型透鏡保持良好的一致性，實(shí)現(xiàn)同時(shí)在像平面聚焦成像，達(dá)到更好的成像效果。
[0035]11)本實(shí)用新型的包含陣列式鏡頭的陣列式鏡頭模組，主要由陣列式鏡頭、濾色片、感光芯片、線路板組成。其中，感光芯片為一整塊芯片，通過(guò)程序設(shè)置將其分為若干個(gè)互不影響的獨(dú)立成像區(qū)域，如此若干個(gè)獨(dú)立成像的鏡頭、若干個(gè)互不影響的成像區(qū)域，再經(jīng)過(guò)后端軟件對(duì)不同區(qū)域所收集的像進(jìn)行處理，便可以得到寬動(dòng)態(tài)范圍、全景深的圖像。