光学镜头、摄像头模组和终端

摘要

本申请提供了一种光学镜头、摄像头模组和终端。通过在成像用的光学镜头中的镜片中设置至少一片非旋转对称镜片，非旋转对称镜片能够调整光学镜头成像区域的对称关系为两轴对称，即成像区域的对称轴为两个，两个对称轴分别沿第一方向及第二方向延伸，使包括非旋转对称镜片的光学镜头对三维场景成像时产生向沿第一方向的收缩畸变和/或沿第二方向的收缩畸变，恰好能够矫正三维场景的边缘物体成像时产生的拉伸形变，同时沿这两个方向的形变能保持图像中的直线横平竖直，依然保持为直线，使得收缩畸变不易被发现，从而得到较好的成像。

权利要求

1.一种光学镜头，其特征在于，包括自物侧至像侧排列的多片镜片，多片所述镜片中包括至少一片非旋转对称镜片，所述非旋转对称镜片用于调整所述光学镜头的成像区域的对称特性为两轴对称，使三维场景经所述光学镜头后的成像产生在第一方向的收缩畸变和/或在第二方向的收缩畸变，所述第一方向与所述第二方向垂直；

所述光学镜头使成像产生在所述第一方向内的收缩畸变的形变量从成像视场的中间形变位置至边缘逐渐增大，所述光学镜头使成像产生沿第二方向的收缩畸变的形变量从成像视场的中间形变位置至边缘逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述非旋转对称镜片包括物侧面及像侧面，所述物侧面和/或所述像侧面为非旋转对称面，所述非旋转对称面满足公式：

2 2 2

其中，z为光学表面矢高；r为光轴方向的半径高度，其中，r ＝x+y ；c为曲率半径；K为i圆锥系数；Ai为多项式系数；E为x，y方向的幂级数；

3.根据权利要求1或2所述的光学镜头，其特征在于，所述非旋转对称镜片具有两个对称平面，一个所述对称平面平行于所述第一方向，另一个的所述对称平面平行于所述第二方向。

4.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述非旋转对称镜片相对于其它所述镜片靠近所述光学镜头的像侧。

5.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头使成像产生的沿所述第一方向和/或沿所述第二方向的光学畸变均不小于3％。

6.根据权利要求1或5所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头使成像产生的沿所述第一方向和/或沿所述第二方向的TV畸变均不大于1％。

7.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，在第一镜片物方侧表面到物体无穷远对应的像面距离为镜头组系统总长TTL，镜头组的成像面有效像素区域对角线半长度为ImgH，满足条件：TTL/ImgH≤1.50。

8.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的焦距小于20mm。

9.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，

所述光学镜头的最大视场角超过100°。

10.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头除所述非旋转对称镜片外的其它镜片均为旋转对称镜片，所述旋转对称镜片的物侧面和/或像侧面为旋转对称的自由曲面，所述旋转对称的自由曲面满足公式：其中，y为非球面的矢高，r为非球面的径向坐标，c为非球面顶点球曲率，K为二次曲面常数，ai为非球面系数，p为归一化轴向坐标。

11.一种摄像头模组，其特征在于，包括感光元件、和如权利要求1‑10任一项所述的光学镜头，所述感光元件位于所述光学镜头的像侧，光线经所述光学镜头后投射至所述感光元件。

12.根据权利要求11所述的摄像头模组，其特征在于，所述感光元件为方形，所述感光元件包括垂直的第一边及第二边，所述第一方向与所述第一边的延伸方向相同，所述第二方向与所述第二边的延伸方向相同。

13.一种终端，其特征在于，包括图像处理器和如权利要求11或12所述的摄像头模组，所述图像处理器与所述摄像头模组通信连接，所述摄像头模组用于获取图像数据并将所述图像数据输入到所述图像处理器中，所述图像处理器用于对输出其中的所述图像数据进行处理。

说明书

光学镜头、摄像头模组和终端

[0001] 本申请是分案申请，原申请的申请号是201911403975.8，原申请日是2019年12月28日，原申请的全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

[0002] 本申请实施方式涉及镜头领域，具体涉及一种光学镜头、摄像头模组和终端。

背景技术

[0003] 在使用镜头获取影像时，边缘影像常会发生变形。例如，在多人合影等场景，时常出现边缘人物发生形变的情况，看起来变胖、被拉伸等。这种现象在成像视野较大的广角镜
头拍摄或录像的过程中更加明显。

[0004] 请参阅图1，图1所示为通过光学镜头摄取三维场景的影像时的光路原理示意图。从图1中可知，通过镜头摄取的影像边缘发生变形与成像畸变无关，这种变形与客观投影关
系造成三维物体发生形变、图像质量不佳。具体的，图1中包括镜头1，位于镜头1的物侧的待
成像物A、待成像物B、待成像物C，位于镜头1的物像侧的像A′、像B′、像C′。其中，待成像物A、
待成像物B、待成像物C为大小相同的球状结构。待成像物B、待成像物C分别位于待成像物A
的两边。待成像物A正对镜头A，待成像物B、待成像物C均位于镜头1的成像视角的边缘。待成
像物B形成的像B′、待成像物C形成的像C′分别位于待成像物A形成的像A′的两边。从图中可
以看出，同样大小的待成像物A、待成像物B、待成像物C形成的像的大小不同，更靠近成像视
角的边缘的待成像物B、待成像物C的成像相对于正对于镜头1的待成像物A的成像更大，即
位于成像视角边缘的待成像物被拉伸。

发明内容

[0005] 本申请实施方式提供一种光学镜头、包括所述光学镜头的摄像头模组、以及包括所述摄像头模组的终端，旨在避免光学镜头获取的影像的边缘产生变形，得到高质量的图
像。

[0006] 第一方面，提供了一种光学镜头。光学镜头包括自物侧至像侧排列的多片镜片，多片所述镜片中包括至少一片非旋转对称镜片，所述非旋转对称镜片用于调整所述光学镜头
的成像区域的对称特性为两轴对称，使三维场景经所述光学镜头后的成像产生沿第一方向
的收缩畸变和/或沿第二方向的收缩畸变，所述第一方向与所述第二方向垂直。

[0007] 通过在成像用的光学镜头中的镜片中设置至少一片非旋转对称镜片，非旋转对称镜片能够调整光学镜头成像区域的对称关系为两轴对称，即成像区域的对称轴为两个，两
个对称轴分别沿第一方向及第二方向延伸，使包括非旋转对称镜片的光学镜头对三维场景
成像时产生向沿第一方向的收缩畸变和/或沿第二方向的收缩畸变，恰好能够矫正三维场
景的边缘物体成像时产生的拉伸形变，同时沿这两个方向的形变能保持图像中的直线横平
竖直，依然保持为直线，使得收缩畸变不易被发现，从而得到较好的成像。

[0008] 一些实施方式中，所述非旋转对称镜片包括物侧面及像侧面，所述物侧面和/或所述像侧面为非旋转对称面，所述非旋转对称面满足公式：

[0009]

[0010] 其中，z为光学表面矢高；r为光轴方向的半径高度，其中，r2＝x2+y2；c为曲率半径；i
K为圆锥系数；Ai为多项式系数；E为x，y方向的幂级数；

[0011]

[0012] 通过上述公式能够计算得到非旋转对称镜片的物侧面及像侧面各个位置的坐标，从而设计得到所需的非旋转对称镜片。

[0013] 一些实施方式中，所述非旋转对称镜片具有两个对称平面，一个所述对称平面平行于所述第一方向，另一个的所述对称平面平行于所述第二方向，因此，非旋转对称镜片能
够调整光学镜头成像区域的对称关系为两轴对称，使三维场景经所述光学镜头后的成像产
生沿第一方向的收缩畸变和/或沿第二方向的收缩畸变。

[0014] 一些实施方式中，所述非旋转对称镜片相对于其它所述镜片靠近所述光学镜头的像侧。越靠近光学镜头的像侧，其承担的调整光路的工作越大，对于光学效果的调整越重
要，当将靠近光学镜头的像侧的镜片设置为非旋转对称镜片时，能够实现更好的矫正三维
场景边缘物体成像时产生的拉伸形变的效果。并且，将非旋转对称镜片相对于光学镜头的
其它镜片更靠近所述光学镜头的像侧，使得非旋转对称镜片能够对其物侧的其它镜片产生
的像差进行相应的矫正，以得到更好的成像效果。

[0015] 一些实施方式中，所述光学镜头使成像产生在所述第一方向内的收缩畸变的形变量从成像视场的中间形变位置至边缘逐渐增大，所述光学镜头使成像产生沿第二方向的收
缩畸变的形变量从成像视场的中间形变位置至边缘逐渐增大。

[0016] 由于三维场景在镜片全部为旋转对称镜片的传统光学镜头下的成像在第一方向上以及在第二方向上的中间形变位置至边缘的拉伸变形逐渐增大，因此，通过调整非旋转
对称镜片，使得包括该非旋转对称镜片的光学镜头使成像产生在所述第一方向内的收缩畸
变的形变量从成像视场的中间形变位置至边缘逐渐增大，所述光学镜头使成像产生沿第二
方向的收缩畸变的形变量从成像视场的中间形变位置至边缘逐渐增大，从而能够对成像的
各个位置进行相应的矫正，以得到较佳的成像。

[0017] 一些实施方式中，所述光学镜头使成像产生在所述第一方向的相同位置且在所述第二方向的不同的位置的收缩畸变的形变量相同；所述光学镜头使成像产生在所述第二方
向的相同位置且在所述第一方向的不同的位置的收缩畸变的形变量相同，从而使得光学镜
头对成像的收缩程度与旋转对称镜片对成像的拉伸程度相对应，使得光学镜头的收缩畸变
能够对成像的各个位置进行相应的矫正，并能够保证矫正后的成像中的直线依然能够基本
保证横平竖直，不会产生明显的弯曲，符合用户对无畸变成像的一般判定标准，从而得到较
佳的成像。

[0018] 一些实施方式中，所述光学镜头使成像产生的沿所述第一方向和/或沿所述第二方向的光学畸变不小于3％，从而能够充分的矫正三维场景边缘物体成像产生的拉伸变形，
以尽量减弱二维场景形变的影响，从而得到较佳的成像质量。

[0019] 一些实施方式中，光学镜头使成像产生的沿第一方向以及沿第二方向的TV畸变均不大于1％，TV畸变较小，光学镜头的成像经矫正后弯曲变形不明显，从而能够得到良好的
成像效果。

[0020] 一些实施方式中，在第一镜片物方侧表面到物体无穷远对应的像面距离为镜头组系统总长TTL，镜头组的成像面有效像素区域对角线半长度为ImgH，满足条件：TTL/ImgH≤
1.50。当TTL/ImgH≤1.50时，能够保证光学镜头10的镜头组系统总长TTL较小，且镜头组的
成像面有效像素区域对角线半长度为ImgH较大，从而在得到较高的成像像素的同时，光学
镜头10的镜头组系统总长TTL较小，从而便于光学镜头10在手机等终端设备中的应用，实现
手机等终端设备的薄型化。

[0021] 一些实施方式中，所述光学镜头的焦距小于20mm。即光学镜头的镜片与感光元件之间的距离能够较小，从而使得光学镜头的镜头组系统总长能够较小。

[0022] 一些实施方式中，所述光学镜头的最大视场角超过100°，即本申请的光学镜头可以为广角镜头或者超广角镜头，具有较大的拍摄视场。

[0023] 一些实施方式中，其它所述镜片为非球面对称曲面，且每一片镜片的所述像侧面及所述物侧面满足公式：

[0024]

[0025] 其中，y为非球面的矢高，r为非球面的径向坐标，c为非球面顶点球曲率，K为二次曲面常数，ai为非球面系数，ρ为归一化轴向坐标。

[0026] 通过上述公式能够计算得到非旋转对称镜片的物侧面及像侧面各个位置的坐标，从而设计得到所需的旋转对称镜片。

[0027] 第二方面，提供了一种摄像头模组，摄像头模组包括感光元件和光学镜头，所述感光元件位于所述光学镜头的像侧，光线经所述光学镜头后投射至所述感光元件。

[0028] 通过感光元件将经过光学镜头后得到的光学图像转为电信号，再进行图像处理等后续步骤，从而能够得到成像质量较好的像。并且，本申请的光学镜头对三维场景的边缘物
体的拉伸变形进行矫正，能够得到较好的成像质量。因此，本申请的摄像头模组也能够实现
良好的成像质量。

[0029] 一些实施方式中，所述感光元件为方形，所述感光元件包括垂直的第一边及第二边，所述第一方向与所述第一边的延伸方向相同，所述第二方向与所述第二边的延伸方向
相同。

[0030] 由于本申请光学镜头的成像区域的两轴对称的对称特性，成像区域的收缩畸变沿第一方向以及第二方向，且第一方向与感光元件的第一边平行，第二方向与感光元件的第
二边平行，从而能够使得收缩畸变后的成像中的直线能够保持横平竖直，引入的畸变不易
被发现，从而得到更好的拍摄质量。

[0031] 第三方面，提供了一种终端，终端包括图像处理器和摄像头模组，所述图像处理器与所述摄像头模组通信连接，所述摄像头模组用于获取图像数据并将所述图像数据输入到
所述图像处理器中，所述图像处理器用于对输出其中的所述图像数据进行处理。

[0032] 本申请中，通过图像处理器实现对两个摄像头模组的图像数据进行处理，以得到更好的拍摄图片或影像。并且，本申请的光学镜头对三维场景的边缘物体的拉伸变形进行
矫正，能够得到较好的成像质量。因此，本申请的终端能够拍摄得到具有良好的成像质量的
图像。

附图说明

[0033] 图1是通过光学镜头摄取三维场景的影像时的光路原理示意图。

[0034] 图2是本申请一种实施方式的终端的结构示意图。

[0035] 图3是本申请另一种实施方式的终端的结构示意图。

[0036] 图4是图3所示终端的成像原理示意图。

[0037] 图5是本申请一种实施方式的摄像头模组的结构示意图。

[0038] 图6是本申请一种实施方式的光学镜头的一片非旋转对称镜片的结构示意图。

[0039] 图7是图6所示非旋转对称镜片沿A‑A方向的剖面示意图。

[0040] 图8是图6所示非旋转对称镜片沿B‑B方向的剖面示意图。

[0041] 图8a是传统光学镜头的成像面的对称特性。

[0042] 图8b是本申请的光学镜头的成像面的对称特性。

[0043] 图9是本申请一些实施方式的光学镜头在成像面上的成像仿真结构示意图。

[0044] 图10为本申请一些实施方式中的光学镜头与待成像物的位置关系示意图。

[0045] 图11是图10所示的待成像物通过不同光学镜头拍摄得到的成像示意图。

[0046] 图12是图9中位置II的放大示意图。

[0047] 图13是本申请一种实施方式的光学镜头的结构示意图。

具体实施方式

[0048] 下面将结合附图，对本申请实施方式中的技术方案进行描述。

[0049] 为方便理解，下面先对本申请所涉及的技术术语进行解释和描述。

[0050] 焦距(focal length，f)，也称为焦长，是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式，指无限远的景物通过镜片或镜片组在焦平面结成清晰影像时，镜片或镜片组的光学
中心至焦平面的垂直距离。从实用的角度可以理解为镜头中心至成像平面的距离。对于定
焦镜头来说，其光学中心的位置是固定不变的；对于变焦镜头来说，镜头的光学中心的变化
带来镜头焦距的变化。

[0051] 正屈折力，也可以称为正折光力，表示镜片有正的焦距、有会聚光线的效果。

[0052] 负屈折力，也可以称为负折光力，表示镜片有负的焦距、有发散光线的效果。

[0053] 光学总长(total track length，TTL)，指从光学镜头远离成像面的一端至成像面的总长度，是形成相机高度的主要因素。

[0054] 色散系数，是光学材料在不同波长下的折射率的差值比，代表材料色散程度大小。

[0055] 视场角(field of view，FOV)，在光学仪器中，以光学仪器的镜头为顶点，以被测目标的物像可通过镜头的最大范围的两条边缘构成的夹角，称为视场角。视场角的大小决
定了光学仪器的视野范围，视场角越大，视野就越大，光学倍率就越小。

[0056] 光轴，是一条垂直穿过理想镜片中心的光线。与光轴平行的光线射入凸镜片时，理想的凸镜应是所有的光线会聚在镜片后的一点，这个会聚所有光线的一点，即为焦点。

[0057] 物侧，以镜片为界，被摄物体所在的一侧为物侧。

[0058] 像侧，以镜片为界，被摄物体的图像所在的一侧为像侧。

[0059] 物侧面，镜片靠近物侧的表面称为物侧面。

[0060] 像侧面，镜片靠近像侧的表面称为像侧面。

[0061] 光学畸变(optical distortion)是指畸变图像中点显示位置与它们在理想系统中所处位置之间的差距，关注微观中各点的位置偏移情况。

[0062] TV畸变(TV distortion)是指方形边线和中间边线之间的高度差，关注宏观的矩形图像失真情况。

[0063] 本申请提供一种终端，终端可以为手机、平板、电脑、摄像机、照相机或其他形态的具有拍照或摄像功能的设备。请参阅图2，图2所示为本申请一种实施方式的终端1000的结
构示意图。本实施方式中，终端1000为手机。其它实施方式中，终端1000可以为平板、照相机
等其它形态的具有拍摄功能的设备。

[0064] 终端1000包括摄像头模组100以及与摄像头模组100通信连接的图像处理器200。摄像头模组100用于获取图像数据并将图像数据输入到图像处理器200中，以便图像处理器
200对图像数据进行处理。其中，摄像头模组100与图像处理器200的通信连接可以包括通过
走线连接等电连接方式进行数据传输，也可以通过光缆连接或无线传输等其它能够实现数
据传输的方式实现通信连接。

[0065] 图像处理器200的功能是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号进行优化处理，最后把处理后的信号传到显示器上或存储至存储器中。图像处理器200可以是图
像处理芯片或数字信号处理(digital signal processing，DSP)芯片。

[0066] 图2所示实施方式中，摄像头模组100设于终端1000的背面，为终端1000的后置摄像头。可以理解的是，一些实施方式中，摄像头模组100还可设于终端1000的正面，作为终端
1000的前置摄像头。前置摄像头及后置摄像头均可以用于自拍，也可以用于拍摄者拍摄其
他对象。

[0067] 一些实施方式中，摄像头模组100有多个，多个是指为两个或者两个以上。多个摄像头模组100能够进行配合工作，从而实现较佳的拍摄效果。图2所示实施方式中，终端1000
的后置摄像头有两个，两个摄像头模组100均与图像处理器200进行通信连接，以通过图像
处理器200实现对两个摄像头模组100的图像数据进行处理，以得到更好的拍摄图片或影
像。

[0068] 应理解，图2所示实施方式的终端1000的摄像头模组100的安装位置仅仅是示意性的，在一些其他的实施方式中，摄像头模组100也可以安装于手机上的其他位置。例如，摄像
头模组100可以安装于手机背面的上部中间或右上角；或者，摄像头模组100还可以不设置
在手机主体上，而设置在相对手机可移动或转动的部件上，例如该部件可以从手机主体上
外伸、收回或旋转等。本申请对摄像头模组100的安装位置不做任何限定。

[0069] 请参阅图3及图4，图3是本申请另一种实施方式的终端的结构示意图，图4为图3所示终端的成像原理示意图。一些实施方式中，终端1000还包括模数转换器(也可称为A/D转
换器)300。模数转换器300连接于摄像头模组100与图像处理器200之间。模数转换器300用
于将摄像头模组100产生的模拟图像信号转换为数字图像信号并传输至图像处理器200，再
通过图像处理器200对数字图像信号进行处理，最终通过显示屏或者显示器进行图像或者
影像显示。

[0070] 一些实施方式中，终端1000还包括存储器400，存储器400与图像处理器200通信连接，图像处理器200对图像数字信号加工处理以后再将图像传输至存储器400中，以便于在
后续需要查看图像时能够随时从存储中查找图像并在显示屏上进行显示。一些实施方式
中，图像处理器200还会对处理后的图像数字信号进行压缩，再存储至存储器400中，以节约
存储器400空间。需要说明的是，图3仅为本申请实施方式的结构示意图，其中所示的摄像头
模组100、图像处理器200、模数转换器300、存储器400的位置结构等均仅为示意。

[0071] 请参阅图4，摄像头模组100包括光学镜头10以及感光元件20。感光元件20位于光学镜头10的像侧，且当摄像头模组100进行工作时，待成像景物反射的光线经所述光学镜头
10后投射至所述感光元件20。具体的，摄像头模组100的工作原理为：被摄景物反射的光线L
通过光学镜头10生成光学图像投射到感光元件20的表面，感光元件20将光学图像转为电信
号即模拟图像信号S1并将转换得到的模拟图像信号S1传输至模数转换器300，以通过模数
转换器300转换为数字图像信号S2给图像处理器200。

[0072] 感光元件20是一种半导体芯片，表面包含有几十万到几百万的光电二极管，受到光照射时，会产生电荷，从而完成将光学信号转化为电信号。可选的，感光元件20可以为任
意能够将光学信号转化为电信号的器件。例如，感光元件20可以是电荷耦合元件(charge 
coupled device，CCD)，也可以是互补金属氧化物导体器件(complementary metal‑oxide 
semiconductor，CMOS)。

[0073] 光学镜头10影响成像质量和成像效果。光学镜头10包括从物侧至像侧排列的多片镜片11，其主要利用镜片11的折射原理进行成像。具体的，待成像物体的光线通过光学镜头
10在焦平面上形成清晰的影像，并通过位于焦平面上的感光元件20记录景物的影像。相邻
的镜片11之间可以具有空气间隔，也可以紧贴设置。各片镜片11起到的主要作用不同，通过
不同镜片11之间的配合以得到最佳的成像质量。

[0074] 一些实施方式中，光学镜头10还包括光阑12，光阑12可以设置于多片镜片11的物侧，或者位于多片镜片11中靠近物侧的镜片之间。例如，光阑可以位于靠近物侧的第一片镜
片与第二片镜片之间，或者位于多片镜片11中靠近物侧的第二片镜片与第三片镜片之间。
光阑12可以为孔径光阑，孔径光阑用于限制入光光线的量，以改变成像的亮度。

[0075] 一些实施方式中，光学镜头10还包括红外滤光片30，红外滤光片30位于感光元件20与光学镜头10的镜片11之间。经光学镜头10折射的光线照射至红外滤光片30上，并经红
外滤光片30传输至感光元件20。红外滤光片可以滤掉投射至感光元件20上的不必要的光
线，防止感光元件20产生伪色或波纹，以提高其有效分辨率和彩色还原性。

[0076] 请参阅图5，图5所示为本申请一些实施方式的摄像头模组的结构示意图。一些实施方式中，光学镜头10还包括镜筒10a，光学镜头10的多片镜片11固定于镜筒10a内，且固定
于镜筒10a内的多片镜片11同轴设置。本申请实施例中，多片镜片11固定于镜筒10a内，各镜
片11之间的距离固定，光学镜头10为固定焦距的镜头。本申请的其它一些实施例中，光学镜
头10的多片镜片11能够在镜筒10a内进行相对移动，以改变多片镜片11之间的距离，从而能
够改变光学镜头10的焦距，实现光学镜头10的调焦。红外滤光片30可以固定于光学镜头10
的镜筒10a朝向像侧的一端。

[0077] 摄像头模组100还包括固定基座50(holder)、线路板60等结构。

[0078] 固定基座50包括收容腔，光学镜头10收容于固定基座50的收容腔，并与收容腔的腔壁固定，光学镜头10相对于固定基座50固定，不能相对固定基座50移动。线路板60固定于
固定基座50背离光学镜头10的一侧。线路板60用于传输电信号。线路板60可以是柔性电路
板(flexible printed circuit，FPC)或印刷电路板(printed circuit board，PCB)，其中，
FPC可以是单面柔性板、双面柔性板、多层柔性板、刚柔性板或混合结构的柔性电路板等。对
于摄像头模组100包括的其他元件在此不再一一详述。红外滤光片30可以与固定基座50的
腔壁固定，并位于光学镜头10与线路板60之间；或者，也可以通过支架支撑固定于线路板60
的上方。

[0079] 感光元件20通过键合或者贴片等方式固定于线路板60上。并且，感光元件20位于光学镜头10的像侧并与光学镜头10相对设置，光学镜头10生成的光学图像能够投射至感光
元件20。一些实施方式中，模数转换器300、图像处理器200、存储器400等也通过键合或者贴
片等方式集成于线路板60上，从而通过线路板60实现感光元件20、模数转换器300、图像处
理器200、存储器400等之间的通信连接。

[0080] 一些实施方式中，光学镜头10的镜筒10a与固定基座50能够相对固定基座50进行移动，以改变光学镜头10与感光元件20之间的距离。当光学镜头10的焦距发生改变时，相应
调整光学镜头10与感光元件20之间的距离，从而保证摄像头模组100的成像质量。例如，一
些实施方式中，所述固定基座50包括收容腔的腔壁设有内螺纹，镜筒10a的外壁设有外螺
纹，镜筒10a与固定基座50进行螺纹连接。通过驱动件驱动镜筒10a旋转，从而使得镜筒10a
相对固定基座50产生轴向方向的移动，使得光学镜头10的镜片11靠近或远离感光元件20。
可以理解的是，镜筒10a还可以以其它的方式与固定基座50连接，并实现相对固定基座50的
移动。例如，镜筒10a与固定基座50之间通过滑轨进行连接。

[0081] 本申请中，光学镜头10的多片镜片11中至少一片镜片11为非旋转对称镜片。非旋转对称镜片的物侧面和/或像侧面为非旋转对称面。其中，非旋转对称镜片的物侧面和/或
像侧面为非旋转对称面是指：非旋转对称镜片可以为物侧面及像侧面均为非旋转对称面的
镜片；或者，非旋转对称镜片为物侧面为旋转对称面，像侧面为非旋转对称面的镜片；或者，
非旋转对称镜片为物侧面为非旋转对称面，像侧面为旋转对称面的镜片。其中，旋转对称面
能够通过线旋转得到，非旋转对称面不能够通过线旋转得到。请参阅图6、图7及图8，图6所
述为本申请一种实施方式的光学镜头10的一片非旋转对称镜片的结构示意图。其中，图6中
所示X方向为第一方向，Y方向为第二方向。图7为图6所示非旋转对称镜片沿A‑A方向的剖面
示意图，其中，剖面A‑A与X方向平行且经过镜片的光轴；图8为图6所示非旋转对称镜片沿B‑
B方向的剖面示意图，其中，剖面B‑B与Y方向平行且经过镜片的光轴。从图中可知，非旋转对
称镜片沿A‑A方向剖得的剖面A‑A与非旋转对称镜片沿B‑B方向剖得的剖面B‑B不同，即非旋
转对称镜片不能够通过平面旋转得到。本实施方式中，非旋转对称镜片的A‑A方向两侧的镜
片对称，非旋转对称镜片的B‑B方向两侧的镜片对称。也可以说，本实施方式中，所述非旋转
对称镜片具有两个对称平面，一个所述对称平面平行于所述第一方向，为剖面B‑B所在平
面；另一个的所述对称平面平行于所述第二方向，为剖面A‑A所在平面。可以理解的是，一些
其它的实施方式中，非旋转对称镜片的A‑A方向两侧的镜片也可以不对称，非旋转对称镜片
的B‑B方向两侧的镜片也可以不对称。

[0082] 非旋转对称镜片能够使得三维场景经包括非旋转对称镜片的光学镜头10后的成像能够产生沿第一方向的收缩畸变和/或沿第二方向的收缩畸变。其中，第一方向与第二方
向垂直。一些实施方式中，感光元件20为方形，方形的感光元件20包括相互垂直的第一边以
及第二边，其中，第一方向与第一边的延伸方向相同，第二方向与第二边的延伸方向相同。
在进行三维场景成像时，尤其是通过广角镜头或者超广角镜头对三维场景进行成像时，三
维场景边缘物体更容易产生拉伸形变。三维场景边缘物体是指在拍摄三维场景时位于光学
镜头10的视场的边缘的物体。例如，在进行大合照时，位于光学镜头10的视场的边缘的人。
本申请实施方式中，通过包括非旋转对称镜片的光学镜头10后的成像能够产生沿第一方向
的收缩畸变和/或沿第二方向的收缩畸变，能够矫正三维场景边缘物体产生的拉伸形变，从
而得到高质量的成像。

[0083] 通过在成像用的光学镜头中的镜片中设置至少一片非旋转对称镜片。通过非旋转对称镜片改变光学镜头成像区域的对称特性，从中心旋转对称的对称特性变为两轴对称的
对称特性。具体的，请参阅图8a及图8b，图8a所示为传统光学镜头的成像面的对称特性；图
8b为本申请的光学镜头10的成像面的对称特性。传统光学镜头的各镜片均为旋转对称镜
片，传统的光学镜头成像区域为成像圆，即其成像区域为圆形，成像圆的对称特性为中心旋
转对称，应用传统镜头使得成像产生的收缩畸变的方向为从各个方向向成像圆的中心收缩
(如图8a中箭头方向所示)。而本申请的光学镜头10的成像区域为方形，其对称特性为两轴
对称，即成像区域的对称轴为两条，两条对称轴分别沿第一方向与第二方向延伸，应用光学
镜头10使得成像产生的收缩畸变的方向为沿第一方向收缩和/或沿第二方向收缩(如图8b
中箭头方向所示)，而非旋转对称镜片的引入使三维场景边缘物体的成像产生的沿第一方
向的收缩畸变和/或沿第二方向的收缩畸变能够矫正三维场景边缘物体成像时产生的拉伸
形变，得到较佳的成像质量。例如，请参阅图9，图9所示实施例为本申请光学镜头10在成像
面上的成像仿真结构示意图。其中，实线网格a为需要成像的结构，该结构为平面结构。图中
“X”连接形成的网格为实线网格a经过光学镜头10后的成像仿真图。从图中可知，通过包含
有至少一片非旋转对称镜片的光学镜头10进行成像时，光学镜头10能够使成像产生沿第一
方向的收缩畸变以及沿第二方向的收缩畸变。因此，当将光学镜头10应用于三维场景拍摄
时，非旋转对称镜片在光学镜头10中的应用使得成像产生的沿第一方向的收缩畸变能够矫
正三维场景边缘物体成像时第一方向产生的拉伸形变，光学镜头10使成像产生的沿产生的
第二方向的收缩畸变能够矫正三维场景边缘物体成像时第二方向产生的拉伸形变，能够减
弱拍摄三维场景时三维场景边缘物体的成像产生的拉伸形变。同时，由于本申请光学镜头
10的成像区域的两轴对称的对称特性，成像区域的收缩畸变沿第一方向以及第二方向，且
第一方向与感光元件20的第一边平行，第二方向与感光元件20的第二边平行，从而能够使
得收缩畸变后的成像中的直线能够保持横平竖直，引入的畸变不易被发现，从而得到更好
的拍摄质量。

[0084] 例如，请参阅图10及图11，图10为本申请一些实施方式中的光学镜头与待成像物的位置关系示意图。图11所示为图10所述的待成像物通过不同光学镜头拍摄得到的成像示
意图。其中，待成像的物体分别为待成像物A、待成像物B、待成像物C、待成像物D、待成像物
E。待成像物体A正对于光学镜头，位于光学镜头的视场中间位置。待成像物B、待成像物C分
别位于光学镜头的第一方向上的视场边缘，并分别位于待成像物A的两侧。待成像物D、待成
像物E分别位于光学镜头的第二方向上的视场边缘，并分别位于待成像物A的两侧。

[0085] 图11中虚线所示为通过现有的普通光学镜头拍摄待成像物A、待成像物B、待成像物C、待成像物D、待成像物E时在感光元件20上得到的成像。其中，待成像物体A得到的成像
为像A1，待成像物B得到的成像为像B1，待成像物体C得到的成像为像C1，待成像物D得到的
成像为像D1，待成像物体E得到的成像为像E1。实线所示为通过本实施方式中的光学镜头10
拍摄待成像物体A、待成像物B、待成像物C、待成像物D、待成像物E时在感光元件20上得到的
成像，其中，待成像物体A得到的成像为像A2，待成像物B得到的成像为像B2，待成像物体C得
到的成像为像C2，待成像物D得到的成像为像D2，待成像物体E得到的成像为像E2。从图中可
以容易看出，位于视场边缘的待成像物B、待成像物C、待成像物D、待成像物E通过普通的光
学镜头进行拍摄时，会产生拉伸形变。由于本实施方式的光学镜头10使成像产生沿第一方
向的收缩畸变能够矫正三维场景边缘物体成像时第一方向产生的拉伸形变，并使成像产生
沿第二方向的收缩畸变能够矫正三维场景边缘物体成像时第二方向产生的拉伸形变，因
此，能够将三维场景边缘物体的拉伸形变进行适当矫正，从而得到实线所示的成像。

[0086] 一些其它的实施方式中，当三维场景成像时主要产生第一方向(如图6中X方向)的拉伸变形时，可以设计非旋转对称镜片，以使包括该非旋转对称镜片的光学镜头10能够使
三维场景成像产生向沿第一方向的收缩畸变，其中，包括该非旋转对称镜片的光学镜头10
使三维场景成像产生的第一方向的收缩畸变能够矫正三维场景边缘物体成像时第一方向
产生的拉伸形变，从而得到较佳的成像。或者，当三维场景成像时主要产生第二方向(如图6
中Y方向)的拉伸变形时，可以设计非旋转对称镜片，以使包括该非旋转对称镜片的光学镜
头10能够使三维场景成像产生向沿第二方向的收缩畸变，其中，包括该非旋转对称镜片的
光学镜头10使三维场景成像产生的第二方向的收缩畸变能够矫正三维场景成像时第二方
向产生的拉伸形变，从而得到较佳的成像。

[0087] 请参阅图9及图12，图12所示为图9中位置II的放大示意图。三维场景在镜片全部为旋转对称镜片的传统光学镜头下的成像在第一方向上中间形变位置至边缘的拉伸变形
逐渐增大，其中，中间形变位置是指成像的中间区域开始形变的位置。本申请实施方式中，
通过引入旋转对称镜片，使得光学镜头10成像产生在所述第一方向内的收缩畸变的形变量
从成像视场的中间形变位置至边缘逐渐增大，即L5大于L6，L7大于L8；光学镜头10使成像产
生沿第二方向的收缩畸变的形变量从成像视场的中间形变位置至边缘逐渐增大，即L1大于
L3，L2大于L4。因此，包含非旋转对称镜片的光学镜头10能够对成像的各个位置进行相应的
矫正，以得到较佳的成像。

[0088] 本申请实施方式的光学镜头10使成像产生在所述第一方向的相同位置且在所述第二方向的不同的位置的收缩畸变的形变量基本相同，即L5基本等于L7，L6基本等于L8；光
学镜头10使成像产生在所述第二方向的相同位置且在所述第一方向的不同的位置的收缩
畸变的形变量基本相同，即L1基本等于L2，L3基本等于L4。因此，光学镜头10对成像的收缩
程度与旋转对称镜片对成像的拉伸程度相对应，使得光学镜头10的收缩畸变能够对成像的
各个位置进行相应的矫正，并能够保证矫正后的成像中的直线依然能够基本保证横平竖
直，不会产生明显的弯曲，符合用户对无畸变成像的一般判定标准，从而得到较佳的成像。

[0089] 一些实施方式中，非旋转对称镜片的像侧面及物侧面中，至少非旋转对称镜片的像侧面为非旋转对称面。由于像侧面更加的靠近感光元件，光线在像侧面的会聚程度比物
侧面更佳，当将像侧面设置为非旋转对称面时，相对于仅将物侧面设置为非旋转对称面能
够实现更好的矫正三维场景边缘物体成像时产生的拉伸形变的效果。

[0090] 一些实施方式中，非旋转对称镜片相对于光学镜头的其它镜片更靠近所述光学镜头的像侧。越靠近光学镜头的像侧，其承担的调整光路的工作越大，对于光学效果的调整越
重要，当将靠近光学镜头的像侧的镜片设置为非旋转对称镜片时，能够实现更好的矫正三
维场景边缘物体成像时产生的拉伸形变的效果。并且，将非旋转对称镜片相对于光学镜头
的其它镜片更靠近所述光学镜头的像侧，使得非旋转对称镜片能够对其物侧的其它镜片产
生的像差进行相应的矫正，以得到更好的成像效果。

[0091] 本申请中，光学镜头10的多片镜片11的物侧面或者像侧面可以为球面或者非球面。本申请一些实施方式中，光学镜头10的镜片11均采用非球面镜片，非球面镜片的物侧面
和/或像侧面采用为非球面的自由曲面。非球面镜片的特点是：从镜片中心到镜片边缘，曲
率是连续变化的。与从镜片中心到镜片周边具有恒定曲率的球面镜片不同，非球面镜片具
有更佳的曲率半径特性，具有改善歪曲像差及改善像散像差的优点。采用非球面镜片后，能
够尽可能地消除在成像的时候出现的像差，从而改善成像质量。

[0092] 本申请实施方式中，非旋转对称镜片的非旋转对称面也为非球面的自由曲面，非旋转对称面满足公式：

[0093]

[0094] 其中z(x,y)是光学表面矢高；k为圆锥系数；c为曲率半径；r为光轴方向的半径高度，其中，r2＝x2+y2；Ai是多项式系数；Ei是x，y方向的幂级数。具体的，

[0095]

[0096] 本申请实施方式中，光学镜头10的多片镜片11除非旋转对称镜片外的其它镜片11的物侧面以及像侧面均为旋转对称的自由曲面。其中，旋转对称的自由曲面满足公式：

[0097]

[0098] 其中z(x,y)是光学表面矢高；k为圆锥系数；c为曲率半径；r为光轴方向的半径高2 2 2 i
度；r＝x+y；αi是多项式系数；ρ是标准化径向坐标。

[0099] 通过上述关系式，以得到具有不同的非球面的镜片11，使得不同的镜片11能够实现不同的光学效果，从而通过各不同的非球面镜片11的配合实现良好的拍摄效果。

[0100] 本申请一些实施方式中，光学镜头10使成像产生的沿第一方向(如图11中X方向)以及沿第二方向(如图11中Y方向)的光学畸变均不小于3％，从而能够充分的矫正三维场景
边缘物体成像产生的拉伸变形，以尽量减弱二维场景形变的影响，从而得到较佳的成像质
量。由于非旋转对称镜片的光学镜头10能够改变光学镜头10的成像区域的对称特性为两轴
对称，使成像的产生的第一方向与第二方向收缩畸变，从而使得包括非旋转对称镜片的光
学镜头10能够对成像的各个位置的拉伸形变进行相应的矫正。由于光学镜头10的成像区域
的对称特性为两轴对称，成像在矫正以后边缘不会有明显的弯曲变形，保证TV畸变较小，从
而得到较佳的成像质量。本实施方式中，光学镜头的TV畸变不大于1％，即光学镜头10使成
像产生的沿第一方向(如图11中X方向)以及沿第二方向(如图11中Y方向)的TV畸变均不大
于1％，TV畸变较小，光学镜头10的成像经矫正后弯曲变形不明显，从而能够得到良好的成
像效果。

[0101] 本申请一些实施方式中，光学镜头10的镜头组系统总长TTL与镜头组的成像面有效像素区域对角线半长度为ImgH，满足条件：TTL/ImgH≤1.50。当TTL/ImgH≤1.50时，能够
保证光学镜头10的镜头组系统总长TTL较小，且镜头组的成像面有效像素区域对角线半长
度为ImgH较大，从而在得到较高的成像像素的同时，光学镜头10的镜头组系统总长TTL较
小，从而便于光学镜头10在手机等终端设备中的应用，实现手机等终端设备的薄型化。一些
实施方式中，TTL/ImgH也可以大于1.50。但是，TTL/ImgH大于1.50时，光学镜头的镜头组系
统总长TTL较长，不适合应用于手机、平板等要求尽量薄型化的终端中。

[0102] 一些实施方式中，光学镜头10的焦距可以小于20mm，即光学镜头10的镜片11与感光元件20之间的距离能够较小，从而使得光学镜头的镜头组系统总长能够较小。一些实施
方式中，光学镜头10的最大视场角可以超过100°，即光学镜头10可以为广角镜头或者超广
角镜头，通过在光学镜头10的多片镜片11中设置至少一片非旋转对称镜片，以减小成像的
边缘产生拉伸形变，从而保证广角镜头或者超广角镜头拍出的照片也能够有较佳的成像效
果。

[0103] 请参阅图13，图13所示为本申请一种实施方式的光学镜头10的结构示意图。本实施方式中，光学镜头10包括从物侧至像侧依次排列的六片镜片11。相邻的镜片11之间均具
有空气间隔。通过六片镜片11的配合形成具有较佳成像效果的影像。可以理解的是，其它一
些实施例中，光学镜头10的镜片11也可以为其它数量，例如，光学镜头10的镜片11可以为五
片、七片。六片镜片11自物侧至像侧依次为第一镜片111、第二镜片112、第三镜片113、第四
镜片114、第五镜片115及第六镜片116，各片镜片11同轴设置。可以理解的是，本申请的所述
多片镜片11均为具有正屈折力或负曲折力的镜片11，当在多片镜片11之间插入平面镜时，
平面镜不算作为本申请的光学镜头的镜片11。例如，在第四镜片114、第五镜片115之间插入
平面镜时，平面镜不能算作本申请实施方式的第五镜片11。本实施方式中，光阑12设于第二
镜片112与第三镜片113之间。

[0104] 其中，第一镜片111具有正屈折力，其物侧面于近轴处为凹面，其像侧面于近轴处为凸面；第二镜片112具有负屈折力，其物侧面于近轴处为凸面，其像侧面于近轴处为凸面；
第三镜片113具有正屈折力，其物侧面于近轴处为凸面，其像侧面于近轴处为凹面；第四镜
片114具有正屈折力，其物侧面于近轴处为凹面，其像侧面于近轴处为凹面；第五镜片115具
有负屈折力，其物侧面于近轴处为凹面，其像侧面于近轴处为凹面；第六镜片116具有正屈
折力，其物侧面于近轴处为凹面，其像侧面于近轴处为凸面。其中，第一镜片111、第二镜片
112、第三镜片113、第四镜片114、第五镜片115的物侧面及像侧面均为旋转对称的自由曲
面，第六镜片116的物侧面及像侧面均为非旋转对称的自由曲面。

[0105] 本申请实施方式中，光学镜头10的各不同的镜片11能够分别起到不同的作用，从而通过各镜片11的配合得到具有良好的成像质量的光学镜头10。具体的，本实施方式中，第
一镜片111具有正屈折力，能够起到增大视场角度的目的；第二镜片112为负屈折力，能够起
到汇聚光线的作用；第二镜片112和第四镜片114均为弯月型结构，能够形成类双高斯结构，
有助于改善光学镜头10的像差，以提高光学镜头10的成像品质；第二镜片112与第三镜片
113配合，以矫正色差；第五镜片115具有负屈折力，用于对光线进行扩束，增大成像像高；第
六镜片116可以加大系统通光量及矫正畸变。需要说明的是，此处仅给出了本实施方式中各
镜片11所起到的作用，在本申请的其它实施方式中，各镜片11能够起到其它的作用，此处不
对其进行限制。

[0106] 满足上述正负屈折力的分配，有利于减缓光线的偏折角度，从而利用反摄远原理达到增大视场角度的目的，尤其是与第一透镜采用正透镜的摄远结构相比，使第一透镜具
有负屈折力可使得系统更容易增大视场角度。

[0107] 本实施方式中，第一镜片111、第二镜片112、第三镜片11 3、第四镜片114、第五镜片115及第六镜片116均为树脂材质，红外滤光片30为玻璃材质。树脂材质易于成型得到；玻
璃材质的膨胀系数小，在大的温差变化下性能较为稳定，并且，玻璃材质的折射率范围较
大，能够根据需要获得厚度较薄且成像质量较好的镜片。一些实施方式中，镜片11也可以为
玻璃材质，考虑制作成本、效率以及光学效果，根据需要合理的搭配不同镜片11的具体应用
材质。

[0108] 依据上文的关系式，本实施方式的光学镜头的各镜片的设计参数如下表1、表2及表3所示。

[0109] 表1光学镜头10的设计参数

[0110]

[0111]

[0112] 其中，S1表示第一镜片111的物侧面，S2表示第一镜片111的像侧面，S3表示第二镜片112的物侧面，S4表示第二镜片112的像侧面，STO表示光阑12，S5表示第三镜片113的物侧
面，S6表示第三镜片113的像侧面，S7表示第四镜片114的物侧面，S8表示第四镜片114的像侧
面，S9表示第五镜片115的物侧面，S10表示第五镜片115的像侧面，S11表示第六镜片116的物
侧面，S12表示第六镜片116的像侧面，S13表示红外滤光片30的物侧面，S14表示红外滤光片30
的像侧面。需要说明的是，本申请中，S1、S2、S3、S4、STO、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14等符号表示的意义均相同，在后续再次出现时不再进行赘述。

[0113] 表2光学镜头10的设计参数

[0114]

[0115]

[0116] 其中，K表示圆锥系数，α1、α2、α3、α4、α5、α6、α7、α8、α9、α10、α11、α12、α13、α14、α15、α16等符号表示多项式系数。

[0117] 通过将上述参数代入至旋转对称的自由曲面满足的公式：

[0118] 即能够设计得到第一镜片111、第二镜片112、第三镜片113、第四镜片114以及第五镜片115。

[0119] 表3光学镜头10的设计参数

[0120]

[0121] 通过将上述参数代入至非旋转对称的自由曲面满足的公式：

[0122]

[0123]

[0124] 即能够设计得到第六镜片116。

[0125] 根据上述参数设计得到的光学镜头10具有如表4所示的基本参数。

[0126] 表4光学镜头10的基本参数

[0127]焦距f 3.05mm
光圈F值 2.2
FOV 120°
总体光学长度TTL 5.564mm
第一方向光学畸变 ‑9.5％
第二方向光学畸变 ‑4.5％
第一方向TV畸变 0.2％
第二方向TV畸变 0.1％

[0128] 本申请实施方式中，光学镜头10的焦距为3.05mm，总体光学长度TTL为5.564mm，ImgH为5.186mm，即本实施方式中TTL/ImgH≤1.50。当TTL/ImgH≤1.50时，能够实现得到较
高的成像像素的同时，光学镜头10的镜头组系统总长TTL较小，从而便于光学镜头10在手机
等终端设备中的应用，实现手机等终端设备的薄型化。光学镜头10的FOV为120°，即本实施
方式的光学镜头10为广角镜头。光学镜头10的第一方向以及第二方向的光学畸变均大于
3％，即三维场景边缘物体成像经光学镜头10后的成像产生的第一方向的收缩畸变以及第
二方向的收缩畸变均能够大于3％，从而对三维场景边缘物体成像产生的拉伸变形产生较
好的矫正效果，从而得到较佳的成像质量。光学镜头10的TV畸变均小于1％，从而保证得到
的成像在矫正以后边缘不会有明显的弯曲变形，从而得到较佳的成像质量。需要说明的是，
本申请仅给出了光学镜头10的一种实施方式，但是本申请还有其它的实施方式的光学镜头
10，以实现矫正三维场景边缘物体成像时产生的拉伸形变，从而得到较好的成像。

[0129] 本申请中，通过在成像用的光学镜头10中的镜片11中设置至少一片非旋转对称镜片，非旋转对称镜片能够调整镜头成像面的对称关系，从中心旋转对称的对称关系，变为两
轴对称的对称关系，使光学镜头10对三维场景边缘物体成像时产生向沿第一方向的收缩畸
变和/或沿第二方向的收缩畸变，而光学镜头10使成像产生的沿第一方向的收缩畸变和/或
沿第二方向的收缩畸变恰好能够矫正三维场景边缘物体成像时产生的拉伸形变，从而得到
较好的成像。同时沿这两个方向的形变能保持图像中的直线横平竖直，依然保持为直线，使
得收缩畸变不易被发现，从而得到较好的成像。

[0130] 以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在
本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。