光学模块的制作方法

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制造，并且不仅应用于诸如智能手机、平板pc和膝上型电脑的便携式装置，而且应用于无人机和车辆，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形成的图像转换成电信号的图像传感器。此时，摄像装置模块可以执行自动调节图像传感器与成像透镜之间的距离以对准透镜焦距的自动聚焦(af)功能，并且可以通过变焦透镜对远程对象进行聚焦。可以通过增加或减小摄像装置的放大率来执行放大或缩小的变焦功能。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的移动而导致摄像装置移动引起的图像抖动。

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，对高分辨率的兴趣增加，并且为了实现这一点，正在进行使用多透镜的研究。另外，正在进行使用具有正(+)或负(-)屈光力的多个成像透镜以实现高分辨率的研究。

4、另外，最近，由于需要配备摄像装置模块的智能手机的前置显示器，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，当摄像装置被放置在显示器的底部时，由于由显示面板导致的光损失，会出现诸如摄像装置模块的图像质量劣化、亮度降低和重影/光斑产生的问题。特别地，当亮度下降至现有水平的20％时，需要可以补偿摄像装置的亮度的新光学结构。

6、因此，需要具有无论摄像装置的位置如何都能够具有提高的分辨率和改进的照度的新结构的光学系统。

技术实现思路

1、[技术问题]

2、本实施方式提供了一种具有提高的分辨率、改进的照度以及改善的光学特性并且可以小型化的光学系统。

3、[技术解决方案]

4、根据本发明的实施方式的摄像装置模块包括：传感器；以及光学系统，该光学系统包括沿光轴在从对象侧到传感器侧的方向上顺序布置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，并且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，

5、第五透镜满足下面的式a：

6、[式a]

7、|max sag_o_x_5|≠|max sag_o_y_5|

8、(在式a中，max|sag_o_x_5|是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|是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。)

9、光学系统满足下面的式1至式3：

10、[式1]

11、60°≤fov≤90°

12、(式1中的fov是指视场。)

13、[式2]

14、0.50≤ttl/imgh≤1.0

15、(在式2中，ttl是指在光轴方向上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的距离，并且imgh是指从与光轴交叠的图像传感器单元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。)

16、[式3]

17、ca_o_x<ca_o_5

18、(在式3中，ca_o_x是指在孔径光阑与传感器之间的透镜中的最靠近孔径光阑的透镜的对象侧表面的有效直径，并且ca_o_5是指第五透镜的对象侧表面的有效直径。)

19、[有益效果]

20、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。详细地，由于多个透镜具有设置的形状、屈光力、厚度、间隔等，因此光学系统可以具有改善的像差特性、分辨率等。

21、另外，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，并且不仅在视场(fov)的中心部分而且在外围部分也可以具有良好的光学性能。

22、另外，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)，因此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。

23、另外，本实施方式包括沿光轴在从对象侧到传感器侧的方向上顺序布置的五个透镜，并且五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。

24、详细地，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定义的垂度值和垂度值的变化值，并且第四透镜的对象侧表面和传感器侧表面中的至少一个的自由形式形状可以由通过上面的式定义的垂度值和垂度值的变化值限定。

25、因此，当光穿过第五透镜并且移动至图像传感器单元时，入射到图像传感器单元上的光的相对照度可以被改进。详细地，穿过第五透镜并且入射到图像传感器单元上的光的相对照度可以为30％或更大。详细地，穿过第五透镜并且入射到图像传感器单元上的光的相对照度可以为35％或更大。详细地，穿过第五透镜并且入射到图像传感器单元上的光的相对照度可以为45％或更大。

26、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改变的光量的减少。也就是说，包括光学系统的摄像装置模块可以确保足够亮度的光量，而不受显示装置的位置的影响，从而实现提高的分辨率。

27、因此，为了增加入射到图像传感器单元上的光量，根据实施方式的光学系统可以在不扩大透镜孔径的情况下增加入射到图像传感器单元上的光量，同时保持透镜的尺寸和改善的光学特性。

28、另外，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。

29、详细地，根据实施方式的光学模块可以提高相对照度，同时减小光学系统和光学模块的尺寸。

30、当不存在包括自由形式表面的第五透镜时，必须增加光学系统的ttl(第一透镜与图像传感器单元之间在光轴方向上的距离)以提高相对照度，但是根据实施方式的光学模块通过包括自由弯曲表面的第五透镜来控制光的移动方向，从而在不增加ttl的情况下提高环境光量比。

31、也就是说，与不包括具有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的尺寸减小10％至20％。因此，光学模块可以小型化，并且光学模块可以容易地应用于各种显示装置。

32、另外，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和提高的分辨率。

33、详细地，根据实施方式的光学模块可以通过经由具有自由形式表面的第五透镜增加入射到图像传感器单元上的光量而具有改善的mtf特性。

34、另外，根据实施方式的光学模块提高了入射到图像传感器单元上的光的周边光量比，从而防止由于图像采集之后的后校正而导致的分辨率降低。

35、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的相对照度，因此需要通过图像传感器单元获得图像，然后实施后校正处理，并且光学模块的分辨率可能在该后校正处理中降低。

36、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，并且因此不需要后校正或者分辨率没有由于后校正处理而显著降低，因此它可以具有提高的分辨率。