光学模块的制作方法

本实施方式涉及能够实现高分辨率和小型化的光学模块。

背景技术：

1、摄像装置模块执行拍摄对象并将其保存为图像或视频的功能，并且摄像装置模块安装在各种应用中。特别地，摄像装置模块以超小型尺寸进行制造，并且不仅应用于诸如智能电话、平板pc和膝上型计算机的便携式装置，还应用于无人机和交通工具，从而提供各种功能。

2、例如，摄像装置模块的光学系统可以包括：形成图像的成像透镜；以及将所形成的图像转换为电信号的图像传感器。此时，摄像装置模块可以执行自动地调节图像传感器与成像透镜之间的距离以对准透镜的焦距的自动聚焦(af)功能，并且可以通过变焦透镜聚焦于远处的对象上。放大或缩小的变焦功能可以通过增加或减小摄像装置的放大率来执行。另外，摄像装置模块采用图像稳定(is)技术来校正或防止由于不稳定的固定装置或用户移动而导致的摄像装置移动所引起的图像抖动。

3、用于该摄像装置模块获得图像的最重要的元件是形成图像的成像透镜。最近，对高分辨率的兴趣正在增加，并且为了实现这一目标，正在进行使用多个透镜的研究。另外，为了实现高分辨率，正在进行使用具有正(+)屈光力或负(-)屈光力的多个成像透镜的研究。

4、另外，最近，由于需要配备有摄像装置模块的智能电话的前置显示器，因此前置摄像装置的形状因子不断变化，并且因此应用了将前置摄像装置隐藏在显示器下方的屏下摄像装置。

5、然而，当摄像装置放置在显示器的底部处时，由于由显示器面板导致的光损失，出现了诸如摄像装置模块的图像质量劣化、亮度降低和重影/耀斑出现的问题。特别地，由于亮度降低至现有水平的20％，因此需要可以补偿摄像装置的亮度的新的光学结构。

6、因此，需要以下光学系统：该光学系统具有可以具有提高的分辨率和改善的照度而与摄像装置的位置无关的新结构。

技术实现思路

1、技术问题

2、本实施方式旨在提供一种具有改善的分辨率、改善的照度和改善的光学特性并且可以被小型化的光学系统。

3、技术方案

4、根据实施方式的光学模块包括：传感器；以及光学系统，该光学系统包括从对象侧至传感器侧沿光轴依次布置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，其中，第五透镜的对象侧表面和传感器侧表面中的至少一个包括自由形式表面，并且第五透镜满足以下式a，

5、[式a]

6、|max sag_o_x_5|≠|max sag_o_y_5|

7、(在式a中，max|sag_o_x_5|意指第五透镜的对象侧表面上的在x轴方向上的最大垂度值的绝对值，并且max|sag_o_y_5|意指第五透镜的对象侧表面上的在y轴方向上的最大垂度值的绝对值。)

8、光学系统满足以下的式1至式3。

9、[式1]

10、60°≤fov≤90°

11、(式1中的fov意指视角。)

12、[式2]

13、0.50≤ttl/imgh≤1.0

14、(在式2中，ttl意指从第一透镜的对象侧表面的顶点到图像传感器单元的图像表面在光轴方向上的距离，以及imgh意指从图像传感器单元与光轴交叠的图像表面到图像传感器的1.0场区域的对角线距离的两倍。)

15、[式3]

16、ca_o_x<ca_o_5

17、(在式3中，ca_o_x意指孔径与传感器之间的透镜中最靠近孔径的透镜的对象侧表面的有效直径，以及ca_o_5意指第五透镜的对象侧表面的有效直径。)

18、有益效果

19、根据实施方式的光学系统和摄像装置模块可以具有改善的光学特性。具体地，光学系统可以由于多个透镜具有设定的形状、屈光力、厚度、间隔等而具有改善的像差特性、分辨率等。

20、附加地，根据实施方式的光学系统和摄像装置模块可以具有改善的畸变和像差控制特性，并且可以不仅在视场(fov)的中心部分中而且在视场的外围区域中具有良好的光学性能。

21、附加地，根据实施方式的光学系统可以具有改善的光学特性和小的ttl(总轨迹长度)，使得光学系统和包括光学系统的摄像装置模块可以以纤薄且紧凑的结构来设置。

22、附加地，实施方式包括在从对象侧到传感器侧的方向上沿光轴依次布置的六个透镜，并且六个透镜中的第五透镜的对象侧表面和传感器侧表面中的至少一个可以形成为自由形式表面。

23、具体地，第五透镜的对象侧表面和传感器侧表面中的至少一个可以具有由式限定的垂度值和垂度值变化，并且第五透镜的对象侧表面或传感器侧表面中的至少一个的自由弯曲形状可以被由以上式所限定的垂度值和垂度值变化值来限定。

24、因此，当光穿过第五透镜并且运动至图像传感器单元时，入射在图像传感器单元上的光的相对照度可以得到改善。具体地，穿过第五透镜并且入射在图像传感器单元上的光的相对照度可以为30％或更大。具体地，穿过第五透镜并且入射在图像传感器单元上的光的相对照度可以为35％或更大。具体地，穿过第五透镜并且入射在图像传感器单元上的光的相对照度可以为45％或更大。

25、因此，包括光学系统的摄像装置模块可以补偿可能根据显示装置的位置而变化的光量的减少。也就是说，包括光学系统的摄像装置模块可以确保光的足够亮度，而不受显示装置的位置的影响，从而实现改善的分辨率。

26、因此，根据实施方式的光学系统可以在不增大透镜的孔径以便增加入射在图像传感器单元上的光量的情况下，增加入射在图像传感器单元上的光量，同时保持透镜的尺寸以及改善的光学特性。

27、附加地，根据实施方式的光学模块可以通过使用具有自由形式表面的第五透镜来实现光学系统和光学模块的小型化。

28、具体地，根据实施方式的光学模块可以在减小光学系统和光学模块的尺寸的同时改善相对照度。

29、如果没有包括自由形式表面的第五透镜，则必须增加光学系统的ttl(第一透镜与图像传感器单元在光轴方向上的距离)以改善相对照度，但根据实施方式的光学模块可以通过包括自由形式表面的第五透镜控制光的运动方向来在不增加ttl的情况下改善相对照度。

30、也就是说，与不包括包含自由形式表面的第五透镜的光学模块相比，根据实施方式的光学模块可以将ttl的大小减小10％至20％。因此，可以将光学模块小型化，并且光学模块可以容易地应用于各种显示装置。

31、附加地，根据实施方式的光学模块可以通过具有自由形式表面的第五透镜而具有改善的mtf和改善的分辨率。

32、具体地，根据实施方式的光学模块可以通过增加入射至具有自由形式表面的第五透镜、入射在图像传感器单元上的光量而具有改善的mtf特性。

33、另外，根据实施方式的光学模块改善了入射在图像传感器单元上的光的相对照度，从而防止分辨率由于在图像获取之后的后处理而下降。

34、换言之，不包括具有自由形式表面的透镜的光学模块具有图像传感器单元的低相对照度，因此需要后处理过程，以通过图像传感器单元获得图像，然后调整要实现的图像大小。因此，光学模块的分辨率可能在该后处理过程期间劣化。

35、然而，根据实施方式的光学模块通过使用具有自由形式表面的透镜来增加图像传感器单元的相对照度，并且因此不需要后处理或者分辨率不会由于后处理过程而显著减小，使得该光学模块可以具有改善的分辨率。