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的焦距的自动对焦(af)功能，并且可以通过变焦透镜聚焦远处对象。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。此外，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，并且为了实现高分辨率，正在进行使用多个透镜的研究。此外，为了实现高分辨率，正在进行使用具有正(+)折光力或负(-)折光力的多个成像透镜的研究。

4、此外，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，前置摄像装置的形状因子不断变化，并且由此应用了将前置摄像装置隐藏在显示器下的屏下摄像装置。

5、然而，当摄像装置放置在显示器的底部时，由于显示器面板导致的光的损失，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，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，需要具有无论摄像装置的位置如何都可以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、本实施方式旨在提供具有提高的分辨率、改进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，该光学系统包括沿光轴从对象侧至传感器侧顺序地布置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，其中，第四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曲面表面，并且第四透镜满足以下式a，

5、[式a]

6、|max sag_o_x_4|≠|max sag_o_y_4|

7、(在式a中，max|sag_o_x_4|意指第四透镜的对象侧表面上在x轴方向上的最大垂度值的绝对值，以及max|sag_o_y_4|意指第四透镜的对象侧表面上在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、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。)

15、[式3]

16、ca_o_x<ca_o_5

17、(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、折光力、厚度、间隔等而具有改善的像差特性、分辨率等。

20、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、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)，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、另外，实施方式包括在从对象侧到传感器侧的方向上沿光轴顺序地布置的五个透镜，并且五个透镜中的第四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曲面表面。

23、具体地，第四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的变化，并且第四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限定的垂度值和垂度值的变化值来限定。

24、因此，当光穿过第四透镜并且移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提高。具体地，穿过第四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，穿过第四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，穿过第四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足够的光亮度，而不受显示装置的位置的影响，从而实现提高的分辨率。

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，在保持透镜的尺寸以及改善的光学特性的同时增加入射在图像传感器单元上的光量。

27、另外，根据实施方式的光学模块可以通过使用具有自由曲面表面的第四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提高相对照度。

29、如果不存在包括自由曲面表面的第四透镜，为了提高相对照度，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)，但是根据实施方式的光学模块可以通过经由包括自由曲面表面的第四透镜控制光的移动方向，在不增加ttl的情况下提高相对照度。

30、也就是说，与不包括包含自由曲面表面的第四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、另外，根据实施方式的光学模块可以通过具有自由曲面表面的第四透镜而具有改善的mtf和提高的分辨率。

32、具体地，根据实施方式的光学模块可以通过增加入射在图像传感器单元至具有自由曲面表面的第四透镜上的光量而具有改善的mtf特性。

33、此外，根据实施方式的光学模块提高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图像获取之后的后处理而下降。

34、换句话说，不包括具有自由曲面表面的透镜的光学模块的图像传感器单元具有低相对照度，因此需要通过图像传感器单元获得图像并且然后调整要实现的图像尺寸的后处理过程。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曲面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降低，使得光学模块可以具有提高的分辨率。