镜头组件及电子设备的制作方法

本申请涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种镜头组件及电子设备。

背景技术：

电子设备以手机为例，手机镜头配置有用于补光的闪光灯，当近距离微距或超微距拍摄时，镜头与被拍摄物的距离很近可能只有几毫米至十几毫米，闪光灯无法向微距或超微距拍摄模式下镜头摄像区域补光，镜头摄像区域内被拍摄物照度明显不足，无法拍清楚被拍摄物。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请实施例期望提供一种镜头组件及电子设备，以解决电子设备微距或超微距拍摄模式下镜头的摄像区域无法补光的问题。

为达到上述目的，本申请的技术方案是这样实现的：

本申请实施例一方面提供一种镜头组件，包括：

镜头；

主光源，位于所述镜头的成像侧；以及

反光装置，形成有容纳空间，所述主光源位于所述容纳空间内，所述反光装置用于反射所述主光源产生的光线；

所述主光源产生的光线经所述反光装置反射，绕所述镜头的圆周方向投向所述镜头的摄像区域。

本申请实施例另一方面提供一种电子设备，包括壳体、屏幕以及摄像头，所述摄像头至少部分位于所述壳体和所述屏幕共同形成的空间内，所述摄像头包括上述任意一项所述的镜头组件、用于对经过所述镜头组件的光线进行成像的图像传感器，所述屏幕用于显示所述摄像头拍摄的图像。

本申请实施例提供的镜头组件及电子设备，将主光源设置于镜头的成像侧，主光源产生的光线经过反光装置反射，绕镜头的圆周方向投向镜头的摄像区域，解决微距或超微距拍摄模式下镜头的摄像区域补光的问题。主光源产生的光线通过反光装置的反射作用，抵达被拍摄物，从而提高了被拍摄物的照度。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种镜头组件的结构示意图；

图2为电子设备拍摄被拍摄物的示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种镜头组件的结构示意图。

附图标记说明

镜头11；主光源12；反光装置13；容纳空间13a；透镜单元14；第一反射单元15；补光装置16；补光源161；第二反射单元162；被拍摄物17；屏幕18；屏幕放大图像19；图像传感器20；壳体21；摄像区域1000。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。

在介绍本申请实施例提供的镜头组件之前，首先对本申请各个实施例的镜头组件所涉及应用场景进行介绍。该应用场景中镜头组件可以是固定在任意具有拍摄功能的电子设备上，其中，电子设备例如可以是智能手机、平板电脑、pda(personaldigitalassistant，个人数字助理)、照相机或便携计算机等。以下实施例，以镜头组件应用于手机为例进行描述。

镜头用于手机中，通常属于摄像头的组成部分。摄像头包括pcb(printedcircuitboard，印刷电路板)、图像传感器、镜头。图像传感器固定在pcb上。在拍摄过程中，被拍摄物的光线进入镜头，然后到达图像传感器。光线中的光子打到图像传感器上产生可移动电荷，这是内光电效应，可移动电荷汇集形成电信号。a/d转换器将电信号转换成数字信号，数字信号经过dsp(digitalsignalprocessor，数字信号处理器)处理后。最终传输到电子设备的屏幕上显示图像，即实现了对被拍摄物的拍摄。

需要说明的是，图像传感器可以是cmos(complementarymetaloxidesemiconductor，互补金属氧化物半导体)或ccd(chargedcoupleddevice，电荷耦合器件)，也可以是cmos或ccd以外的其他类型的图像传感器，例如cid传感器(chargeinjectiondevice,电荷注入器件)。可以理解的是，对于cmos，可以将dsp集成在cmos内。cmos具有集成度高、功耗低、成本低等优点，比较适合安装空间受限的手机。

请参见图1，本申请实施例提供一种镜头组件，包括镜头11、主光源12和反光装置13。主光源12位于镜头11的成像侧。反光装置13形成有容纳空间13a。主光源12位于容纳空间13a内。反光装置13用于反射主光源12产生的光线。主光源12产生的光线经反光装置13反射，绕镜头11的圆周方向投向镜头11的摄像区域1000。

主光源12例如包括一个或多个点光源，位于镜头11的成像侧，通过镜头11将主光源12隐藏起来。主光源12包括一个或多个点光源，所有的点光源均位于同一个容纳空间13a内。主光源12产生的光线经过同一个反光装置13反射，经反光装置13反射的光线绕镜头11的圆周方向投向镜头11的摄像区域1000。也就是说，主光源12产生的光线通过反光装置13的反射作用，沿镜头11的外部空间抵达被拍摄物，从而提高了被拍摄物的照度。

反光装置13形成内凹的容纳空间13a，主光源12设置于容纳空间13a内，使得主光源12产生的光线尽可能都通过反光装置13投向镜头11的摄像区域1000，提高主光源12产生的光线利用率，以使主光源12的光通量能够照亮镜头11的摄像区域1000。

需要说明的是，在电子设备的光学成像系统中，物侧是指被拍摄物所在的一侧。成像侧是指被拍摄物的光线经过镜头的镜片之后成像的一侧。摄像区域是指镜头可以获取物侧光线的区域。示例性的，被拍摄物17在摄像区域1000内，主光源12产生的光线经反光装置13反射后，绕镜头11的圆周方向投向镜头11的摄像区域1000，主光源12产生的光线到达摄像区域1000内的被拍摄物17上，再经被拍摄物17反射进入镜头11，经过镜头11的镜片到达图像传感器。

优选的，主光源12产生的光线经过反光装置13反射形成准直和/或汇聚光，经反光装置13反射的准直和/或汇聚光，绕镜头11的圆周方向投向镜头11的摄像区域1000。可以理解的是，可以通过改变主光源12与反光装置13之间的位置关系以使主光源12产生的光线经过反光装置13反射形成准直和/或汇聚光；和/或，通过改变反光装置13的形状或构造以使主光源12产生的光线经过反光装置13反射形成准直和/或汇聚光。反光装置13的构造，例如可以为反光装置13配置多个光学镜片，通过调整多个光学镜片的数量或位置关系，从而改变反光装置13的构造。

需要说明的是，镜头11可以是常规的独立的一个镜头，也可以是有多个镜头，或者镜头与另外的一个或者多个透镜组成的复合镜头。可以理解的是，为实现拍摄功能，本申请实施例中图像传感器设置于镜头11与反光装置13之间，图像传感器与镜头11连接，图像传感器的具体安装位置和安装方向不予限定，只要能够实现镜头11的入射光的光子可以打到图像传感器上产生可移动电荷即可。

本申请实施例提供的镜头组件可用于微距或超微距拍摄。微距或超微距拍摄指的是电子设备在距离被拍摄物较近时以大倍率进行拍摄，也就是说镜头11与被拍摄物的距离很近可能只有几毫米至十几毫米。本申请实施例提供的镜头组件用于微距或超微距拍摄时，以大倍率进行拍摄，例如进行1∶4或更大影像比(也可称为光学放大率)的拍摄，其中，影像比指的是图像传感器的成像高度与被拍摄物的高度之间的比值。

需要说明的是，用户感受到的放大率＝光学放大率*屏幕放大率*数码放大率，光学放大率指图像传感器上成像的高度与被拍摄物的高度的比值，屏幕放大率指屏幕尺寸与图像传感器尺寸的比值，数码放大率是用户人为放大屏幕中部分而产生同一部分的放大后在屏幕上的尺寸与放大前在屏幕上的尺寸的比值。具体的，举例说明用户在拍摄后所感受到的图像的放大原理，如图2所示，被拍摄物17上反射的光线在经过镜头11后到达图像传感器20上，然后产生电信号，经过模数转换器，电信号转换成数字信号，经过dsp数字信号处理芯片处理后，传输到电子设备的屏幕18上形成图像，而用户可在屏幕18上按需对图像的局部进行放大，此时在屏幕18上所显示的图像便为屏幕放大图像19。

具体的，根据基本的光学成像原理，tan(fov/2)＝成像高度/焦距＝被拍摄物高度/物距。其中，fov为视场角，视场角是指光学仪器中以光学仪器的镜头中心为顶点，以被测或被拍摄物可通过镜头中心的最大范围的两条边构成的夹角。fov通常用于衡量镜头的视野范围，例如，常规的标准镜头的视场角在45度左右，广角镜头的视场角在60度以上，但近处的物体拍摄会发生变形。在图像传感器的有效感应尺寸一定的情况下，即成像高度的尺寸是受到限制的，要增大光学放大率，则只能减小被拍摄物的高度，根据光学原理，被摄物高度＝物距*tan(fov/2)，那么对应的应减小物距和fov，减小fov在成像高度一定的情况下则需增大焦距。因此，在图像传感器一定的情况下，增大光学放大率可以通过减小物距，即镜头尽可能的靠近被拍摄物和增加镜头的焦距来实现。

本申请实施例提供的镜头组件，由于主光源12设置于镜头11的成像侧，主光源12产生的光线经反光装置13反射，绕镜头11的圆周方向投向镜头11的摄像区域1000，镜头11于被拍摄物之间的距离为几毫米或者几十毫米，主光源12仍能对被拍摄物进行补光，主光源12产生的光线能够经反光装置13反射，绕镜头11的圆周方向投向被拍摄物上，从而实现微距或超微距拍摄。

本申请一实施例中，反光装置13为全内反射透镜或屋脊棱镜。

具体地，请参见图3，反光装置13为全内反射透镜。主光源12产生的光线经过全内反射透镜的反射，绕镜头11的圆周方向投向镜头11的摄像区域1000。全内反射透镜能够使得尽可能多的主光源12产生的光线被反射至镜头11的摄像区域1000，提高主光源12产生的光线利用率。采用全内反射透镜还能使主光源12产生的光线更集中，使得摄像区域1000的照度更加均匀，实现均匀补光，进一步改进拍摄效果。避免主光源12产生的角度较小的光线不能被反光装置13反射，导致摄像区域1000的照度不够均匀。

在本申请未示出的实施例中，反光装置13为屋脊棱镜。主光源12产生的光线经过屋脊棱镜的反射，绕镜头11的圆周方向投向镜头11的摄像区域1000。屋脊棱镜体积较小，能够减小镜头组件总体体积。

可以理解的是，屋脊棱镜可以为一个、也可以为多个。屋脊棱镜若为一个，则在屋脊棱镜上形成有容纳空间13a。屋脊棱镜若为多个，则多个屋脊棱镜围设形成容纳空间13a。当然，全内反射透镜也可以为一个、也可以为多个。全内反射透镜若为一个，则在全内反射透镜上形成有容纳空间13a。全内反射透镜若为多个，则多个全内反射透镜围设形成容纳空间13a。

本申请一实施例中，请参见图1，反光装置13为反光杯。反光装置13形成容纳空间13a的内壁面为反光面。主光源12产生的光线经过反光面反射绕镜头11的圆周方向投向镜头11的摄像区域1000。反光杯制造加工容易，制造成本较为低廉。

本申请一实施例中，请参见图1，镜头11至少部分容纳于容纳空间13a内。反光装置13例如为反光杯。镜头11至少部分容纳于反光杯形成的容纳空间13a内，不仅能够使得镜头11能够更加靠近被拍摄物，还能缩短主光源12与被拍摄物之间的距离，使得主光源12产生的光线能够更好的投向被摄物体上。

可以理解的是，镜头11至少部分容纳于容纳空间13a内。可以是镜头11全部容纳于容纳空间13a内。也可以是镜头11部分容纳于容纳空间13a内，镜头11的另一部分位于容纳空间13a外。

在一实施例中，若反光装置13为一个全内反射透镜，则镜头11在容纳空间13a的外部。

本申请一实施例中，反光装置13的反光面可选为圆面、椭圆面、双曲面、抛物面或非球面的一种或多种组合。

本申请一具体实施例中，请参见图1，反光装置13的反光面为椭圆面，主光源12设置于反光装置13的焦点上。主光源12产生的光线经反光装置13反射后，光线形成为汇聚光。示例性的，反光装置13为反光杯。反光杯形成容纳空间13a的内壁面为反光面。反光杯的反光面为椭圆面，主光源12设置于反光装置13的焦点上。主光源12产生的光线经反光装置13反射后，光线形成为汇聚光。

本申请一未示出的具体实施例中，反光装置13的反光面为抛物面，主光源12设置于反光装置13的焦点上。主光源12产生的光线经反光装置13反射后，光线形成为准直光。示例性的，反光装置13为反光杯。反光杯形成容纳空间13a的内壁面为反光面。反光杯的反光面为抛物面，主光源12设置于反光装置13的焦点上。主光源12产生的光线经反光装置13反射后，光线形成为准直光。

本申请一实施例中，请参见图1，镜头组件还包括设置于反光装置13靠近镜头11一侧的透镜单元14，透镜单元14将主光源12产生的光线汇聚至镜头11的摄像区域1000。由于主光源12角度较小的部分光线不易被反光装置13有效反射，主光源12角度较小的部分光线容易沿反光装置13的边沿散射出去，散射出去的光线可能无法到达镜头11的摄像区域1000，也可能造成摄像区域1000的照度不够均匀。透镜单元14将主光源12产生的角度较小的部分光线尽可能汇聚至镜头11的摄像区域1000，不仅提高主光源12产生的光线利用率，还能更好的整合镜头组件的光线使得摄像区域1000的照度更加均匀，实现均匀补光，进一步改进拍摄效果。

为实现主光源12产生的光线经透镜单元14折射后形成汇聚光，本申请一实施例中，透镜单元14包括非球面折射面，主光源12产生的光线经非球面折射面汇聚至镜头11的摄像区域1000。

本申请一实施例中，请参见图1，镜头组件还包括第一反射单元15，第一反射单元15设置于主光源12与镜头11之间，第一反射单元15将主光源12朝镜头11发射的光线反射至反光装置13上。主光源12朝镜头11发射的光线经过第一反射单元15，反射至反射装置13的反光面上，再通过反射装置13的反光面反射至摄像区域1000。避免主光源12朝镜头11发射的光线无法到达摄像区域1000。不仅提高主光源12产生的光线利用率，还能更好的整合镜头组件的光线使得摄像区域1000的照度更加均匀，实现均匀补光，进一步改进拍摄效果。在一具体实施例中，反光装置13为反光杯，第一反射单元15位于容纳腔13a内。如此，使得镜头组件的结构更加紧凑。

可以理解的是，请参见图1，镜头组件可以同时包括设置于反光装置13靠近镜头11一侧的透镜单元14和第一反射单元15。

在一具体实施例中，反光装置13、透镜单元14和第一反射单元15互相抵接。第一反射单元15的反光面沿镜头11的光轴方向的投影面积大于或等于镜头11沿其光轴方向的投影面积，如此使得第一反射单元15能够将主光源12向镜头11发射的光线尽可能都反射至反光装置13上。透镜单元14和第一反射单元15将反射装置13形成的容纳空间13a隔离成远离镜头11的第一容纳空间和靠近镜头11的第二容纳空间，主光源12设置于第一容纳空间内，镜头11至少部分容纳于第二容纳空间内。此种条件下，光路a上的光线从主光源12发出，经过反光装置13的反射进入透镜单元14，经过透镜单元14的折射绕镜头11的圆周方向投向镜头11的摄像区域1000，到达被拍摄物17上。光路b上的光线从主光源12发出，经过反光装置13的反射进入透镜单元14，经过透镜单元14的折射绕镜头11的圆周方向投向镜头11的摄像区域1000，到达被拍摄物17上。光路c上的光线从主光源12发出，经过第一反射单元15的反射至反光装置13上，再经过反光装置13的反射进入透镜单元14，经过透镜单元14的折射绕镜头11的圆周方向投向镜头11的摄像区域1000，到达被拍摄物17上。

由于主光源12产生的光线的角度相异，反光装置13、透镜单元14、第一反射单元15中镜片的曲率半径相异，经过反光装置13、透镜单元14和/或第一反射单元15反射和/或折射的光线偏折程度相异。例如，光路a上的光线与光路b上的光线从主光源12发出后，都经过反光装置13的反射和透镜单元14的折射，由于光路a上的光线与光路b上的光线的角度不同，光路a上的光线与反光装置13之间的反射角、光路b上的光线与反光装置13之间的反射角不同，光路a上的光线与透镜单元14之间的折射角、光路b上的光线与透镜单元14之间的折射角也会不同。

因此，可以通过改变主光源12与反光装置13之间的位置关系、反光装置13反光面的结构来改变光线的光路，例如，反光装置13的反光面为抛物面，主光源12设置在反光装置13的焦点上，此时，主光源12发射的光线经过反射装置13的反光面反射之后形成为准直光，也就是说，光路a上的光线和光路b上的光线经过反光装置13之后互相平行，再通过透镜单元14的折射汇聚至镜头11的摄像区域1000，到达被拍摄物17上。

本申请一实施例中，请参见图1，第一反射单元15为非球面反射镜。非球面反射镜相对而言更平、更薄、更轻便，由于第一反射单元15设置于主光源12与镜头11之间，可以尽量减小镜头组件的体积，便于镜头组件做的更小，重量更轻。

本申请一实施例中，请参见图1，镜头组件还包括设置于镜头11外侧的补光装置16，补光装置16包括补光源161和第二反射单元162，第二反射单元162将补光源161产生的光线反射至镜头11的摄像区域1000。利用补光装置16进一步对镜头11的摄像区域1000补光，提高摄像区域1000照度，进一步改进拍摄效果。

为了进一步加强对镜头11的摄像区域1000补光。本申请一实施例中，请参见图1，补光装置16的数量为多个，多个补光装置16沿镜头11的圆周方向分布。每个补光装置16的补光源16也可以为一个或多个。

可以理解的是，多个补光装置16围绕镜头11的布置位置不限，只要能够便于安装，便于对镜头11的摄像区域1000补光，尽量减少多个补光装置16之间、补光装置16与反光装置13之间的干涉即可。

本申请一实施例中，请参见图1，多个补光装置16沿镜头11的圆周方向均匀分布。此种设计，便于补光装置16对镜头11的摄像区域1000均匀补光。

本申请一实施例中，请参见图1，主光源12和补光源161的发光强度可以分别独立调整，以向镜头11的摄像区域1000独立补光。当主光源12包括多个点光源时，每个点光源可以设置为独立调整；当每个补光装置16的补光源161为多个时，每个补光源161可以设置为独立调整。此种设计，便于根据镜头组件的使用情况，独立调整主光源12和补光源161的发光强度，从而实现对摄像区域1000的均匀补光。

需要说明的是，镜头11的摄像区域1000可以划分为多个子区域，多个子区域的大小和分布方式不限，例如子区域划分为中心区域和周边区域。

示例性地，当镜头11的摄像区域1000的某个子区域照度较小，则可以增大主光源12和/或补光源161的发光强度，使得镜头11的摄像区域1000的照度分布趋于均匀。再例如，镜头11的摄像区域1000的某个子区域照度较大，则可以减小主光源12和/或补光源161的发光强度，使得镜头11的摄像区域1000的照度分布趋于均匀。由此可见，本申请实施例的镜头组件通过独立调整主光源12和补光源161的发光强度，可以针对镜头11的摄像区域1000中照度较小或较大的子区域进行独立补光，能够使得镜头11的摄像区域1000中的照度分布较为均匀，从而使得电子设备的成像画面亮度较为均匀，改善拍摄效果。

可以理解的是，当补光装置16为多个，则补光源161为多个，每个补光源161可以独立调整发光强度以能够向镜头11的摄像区域1000的多个子区域独立补光。通过可以减小/增加每个补光源161的发光强度，针对子区域进行独立补光，使得镜头11的摄像区域1000的照度分布趋于均匀。

本申请一实施例中，补光源161的产生的光束的角度可以调整，也就是说，补光源161产生的光线投向的摄像区域1000可以改变。此种设计，便于在镜头组件使用过程中，根据不同的场景改进拍摄效果。

本申请一实施例中，第二反射单元162为全内反射透镜或屋脊棱镜。

本申请一具体实施例中，第二反射单元162为全内反射透镜。补光源161产生的光线经过全内反射透镜的反射至镜头11的摄像区域1000。全内反射透镜能够使得尽可能多的补光源161产生的光线被反射至镜头11的摄像区域1000，提高补光源161的光线利用率。采用全内反射透镜还能使补光源161的光线更集中，使得摄像区域1000的照度更加均匀，实现均匀补光，进一步改进拍摄效果。

本申请另一具体实施例中，第二反射单元162为屋脊棱镜。补光源161产生的光线经过屋脊棱镜的反射至镜头11的摄像区域1000。屋脊棱镜体积较小，能够减小补光装置16的体积。

本申请一实施例中，请参见图1，第二反射单元162将补光源161产生的光线汇聚至镜头11的摄像区域1000的中心区域。通过此种设计，便于通过补光装置16、主光源12、反光装置13相互配合，以实现镜头11的摄像区域1000均匀补光，从而降低反光装置13的设计难度。

本申请一实施例中，请参见图1，第二反射单元162为反光杯。反光杯制造加工容易，制造成本较为低廉。

本申请一实施例中，请参见图1，第二反射单元162的反光面为椭圆面或抛物面，补光源161设置于第二反射单元162的焦点上。

本申请一具体实施例中，请参见图1，第二反射单元162为反光杯。第二反射单元162的反光面为椭圆面。补光源161设置于第二反射单元162的焦点上。补光源161产生的光线经第二反射单元162反射后，光线形成为汇聚光。

本申请另一具体实施例中，第二反射单元162为反光杯。第二反射单元162的反光面为抛物面。补光源161设置于第二反射单元162的焦点上。补光源161产生的光线经第二反射单元162反射后，光线形成为准直光。

可以理解的是，由于补光源161产生的光线的角度相异，第二反射单元162中镜片的曲率半径相异，经过第二反射单元162反射和/或折射的补光源161产生的光线偏折程度相异。因此，可通过补光源161与第二反射单元162之间的位置关系、第二反射单元162的构造来实现改变补光源161产生的光线的光路的目的。

可以理解的是，本申请实施例中的主光源12产生的光的波段与镜头11需要采集的光的波段相适应。例如，当镜头11需要采集的是红外光，则主光源12产生红外光。再例如，当镜头11采集的光线为可见光，则主光源12产生可见光。

在本申请一实施例中，可以主光源12为能够产生白光的led(lightemittingdiode，发光二极管)光源，补光源161用于产生红光，主光源12产生的白光与补光源产生的红光混合产生波长至少包括450-680nm且各波段的相对光谱功率均大于0.3的混合光。混合光光谱更加趋近于自然光，提高镜头组件的显色指数。

本申请实施例提供的镜头组件，反光装置所形成的反射光学系统可以是同轴式反射系统，也可以是离轴式反射系统，具体见本申请实施例。本申请一未示出的实施例中，反光装置包括三个反射镜，三个反射镜构成离轴三反射式系统，三个反射镜形成有容纳空间，主光源设置于容纳空间内，通过离轴三反射式系统将主光源产生的光线多次反射，主光源产生的光线绕镜头的圆周方向投向镜头的摄像区域。同理，补光装置所形成的反射光学系统可以是同轴式反射系统，也可以是离轴式反射系统，例如补光装置为离轴三反射式系统。

请参见图1和图2，本申请实施例另一方面提供一种电子设备，包括壳体21、屏幕18以及摄像头(图未示出)。摄像头至少部分位于壳体21和屏幕18共同形成的空间内。摄像头包括上述任意一实施例的镜头组件、用于对经过镜头组件的光线进行成像的图像传感器20。屏幕18用于显示摄像头拍摄的图像。

摄像头用于拍摄被拍摄物17以形成图像。主光源12产生的光线经反光装置13反射，经反光装置13反射的光线绕镜头11的圆周方向投向镜头11的摄像区域1000。从而到达位于摄像区域1000的被拍摄物17上。被拍摄物17将光线反射至镜头11内。光线经过镜头11到达图像传感器20。图像传感器20用于对经过镜头组件的光线进行成像。具体的，光线中的光子打到图像传感器20上产生可移动电荷。可移动电荷汇集形成电信号。a/d转换器将电信号转换成数字信号。数字信号经过dsp处理后。最终传输到屏幕18上显示图像。即实现了对被拍摄物17的拍摄。

以上所述，仅为本申请的较佳实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。