摄像模组和电子设备

技术领域

本申请属于图像采集技术领域，具体涉及一种摄像模组和电子设备。

背景技术

相关技术中，镜头的多样化和小型化特点，为镜头在手机平台上提供了更广泛的功能和应用。但相对的，也增加了对于镜头本身的光学及结构设计的限制和要求，从而导致一系列问题。

当镜头视场内或视场外一定范围内存在强光源时，由强光源发射出的光线，经由镜头内部结构(结构件、镜片)反射或散射，之后汇聚到图像传感器上形成一点或一片特定的干扰图像。

为了改善图像传感器的成像质量，常常从改善结构件的表面处理、微调光学设计以及优化镜片镀膜设计等方式入手，尝试解决严重的干扰图像，但是收效甚微。

发明内容

本申请旨在提供一种摄像模组和电子设备，至少解决杂光、鬼像降低图像质量的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提出了一种摄像模组，其包括：

镜筒，镜筒具有光通道；

镜片组，设置在镜筒，并位于光通道内；

偏振调制件，设于镜片组中，并位于光通道的边缘处；

图像传感器，设于镜片组的出光侧，图像传感器包括偏振像元，偏振像元和偏振调制件的偏振方向不同。

第二方面，本申请实施例提出了一种电子设备，包括：壳体；

摄像模组，摄像模组为根据上述第一方面提供的摄像模组，摄像模组安装在壳体上。

在本申请的实施例中，摄像模组包括镜筒、镜片组、偏振调制件和图像传感器，其中，镜筒具有光通道，光通道用于允许光线传播至图像传感器处。镜片组设置在镜筒，镜片组位于光通道内。其中，镜片组包括多个镜片，多个镜片沿光轴由物侧至像侧依次设置在光通道中。可选地，镜筒可以为多个镜片提供结构支撑。

其中，偏振调制件设于镜片组中，偏振调制件位于光通道的边缘处，在光通道的边缘处会存在有干扰光线，即偏振调制件位于干扰光线的光路上。当干扰光线经过偏振调制件后，干扰光线会被施加偏振态，转换成为偏振光线。其中，干扰光线包括杂光光线和/或鬼像光线。

其中，图像传感器设于镜片组的出光侧，图像传感器包括偏振像元，偏振像元和偏振调制件的偏振方向不同。当普通光线传播至图像传感器处时会正常成像，而偏振光线传播至图像传感器处时，会被偏振像元阻隔，使得偏振光线无法成像，此时，图像传感器所生产的图像则为去干扰图像，即不包含干扰光线形成的干扰图像。也就是说，去干扰图像不再受到(杂光、鬼像)干扰，清晰度高。

本申请通过镜片组上设置偏振调制件，从而可以对干扰光线进行偏振调制，使得干扰光线不对图像传感器的成像造成影响，令图像传感器具有分辨杂光鬼像和有效成像的能力，显著提升图像传感器的成像清晰度。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本申请第一个实施例的摄像模组的示意图；

图2是根据本申请第二个实施例的摄像模组的示意图；

图3是根据本申请第三个实施例的摄像模组的示意图；

图4是根据本申请第四个实施例的摄像模组的示意图；

图5是根据本申请一个实施例中图像传感器的结构示意图；

图6示出了根据本申请一个实施例中偏振调制件处光线通过情况的示意图；

图7示出了根据本申请一个实施例中偏振像元的结构示意图。

附图标记：

10镜筒，10a光通道，

11镜片，

12分隔件，120通光口，

121第一隔圈，122第一隔片，

123第二隔圈，124第二隔片，125第三隔片，

13偏振调制件，130第一线性偏振片，131第二线性偏振片，132过光口，133a第一偏振镀层，133b第二偏振镀层，

14图像传感器，

140偏振像元，141微透镜，142光电二极管，143线性偏振片，144非偏振像元，

15滤光片。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合图1至图7描述根据本申请实施例的摄像模组和电子设备。

如图1、图2、图3和图4所示，根据本申请一些实施例的摄像模组，其包括镜筒10、镜片组、偏振调制件13和图像传感器14，镜筒10具有光通道10a，镜片组设置在镜筒10内，并位于光通道10a中，偏振调制件13设于镜片组中，并位于光通道10a的边缘处，图像传感器14设于镜片组的出光侧，图像传感器14包括偏振像元140，偏振像元140和偏振调制件13的偏振方向不同。

在本申请的实施例中，摄像模组包括镜筒10、镜片组、偏振调制件13和图像传感器14，其中，镜筒10具有光通道10a，光通道10a用于允许光线传播至图像传感器14处。镜片组设置在镜筒10内，镜片组位于光通道10a内。其中，镜片组包括多个镜片11，多个镜片11沿光轴由物侧至像侧依次设置在光通道10a中。可选地，镜筒10可以为多个镜片11提供结构支撑。

其中，偏振调制件13设于镜片组中，偏振调制件13位于光通道10a的边缘处，在光通道10a的边缘处会存在有干扰光线，即偏振调制件13位于干扰光线的光路上。当干扰光线经过偏振调制件13后，干扰光线会被施加偏振态，转换成为偏振光线。其中，干扰光线包括杂光光线和/或鬼像光线。

其中，图像传感器14设于镜片组的出光侧，图像传感器14包括偏振像元140，偏振像元140和偏振调制件13的偏振方向不同。当普通光线传播至图像传感器14处时会正常成像，而偏振光线传播至图像传感器14处时，会被偏振像元140阻隔，使得偏振光线无法成像，此时，图像传感器14所形成的图像则为去干扰图像，即不包含干扰光线形成的干扰图像。也就是说，去干扰图像不再受到(杂光、鬼像)干扰，清晰度高。

本申请通过镜片组上的特定位置处设置偏振调制件13，并配合在图像传感器14上设置偏振像元140，从而可以对干扰光线进行偏振调制，使得干扰光线不对图像传感器14的成像造成影响，令图像传感器14具有分辨杂光鬼像和有效成像的能力，显著提升图像传感器14的成像清晰度。

值得说明的是，图像传感器14利用光电器件的光电转换功能，将感光面上的光线转换为与光像成相应比例关系的电信号。偏振像元140能够用于检测光线偏振态的像元。

值得说明的是，在相关技术，关于改善结构件的表面处理的方式，虽然某种程度上能够降低杂光强度，但无法完全消除杂光，同时存在造成新杂光现象的风险；关于微调光学设计的方式，修改后的光学系统性能表现方面会有所牺牲，同时也存在几乎无法修改的鬼像，比如，大角度光源入射的情况下，主摄镜头第一片镜片内部产生的四次反射鬼像几乎存在于所有手机主摄镜头中；关于优化镜片11镀膜设计的方式，尽管能够增加镜片11的透射性能、减少反射，但是仍存在极限，而且由于镜片11的面型多种多样，针对于复杂面型，很难实现均匀镀膜，导致效果并不理想。而本申请中的摄像模组，通过添加偏振调制件13并在图像传感器14上设置偏振像元140，就能够有效消除杂光、鬼像会对成像的清晰度造成影响，满足图像质量需求。

可选地，偏振调制件13的数量为一个，干扰光线的光路包括杂光光路和鬼像光路，偏振调制件13设在杂光光路和鬼像光路集中的特定位置，实现一个偏振调制件13对干扰光线的不同光路施加偏振态，简化结构也可以降低成本。

可选地，偏振调制件13的数量为至少两个，至少两个偏振调制件13间隔设在干扰光线的光路上。

在该实施例中，当摄像模组的视场内或视场外一定范围内存在至少两个强光源时，则由强光源发射出的光线，会在摄像模组内部的至少两个不同位置处形成干扰光线，针对于不同位置处的干扰光线分别设置相应的偏振调制件13，从而对每一处干扰光线都能准确施加偏振态，令不同位置处的干扰光线均转换成为偏振光线，在具有偏振像元140的图像传感器14上不能成像，从而得到无杂光、鬼像影响的去干扰图像，可以有效提升摄像模组的成像效果和清晰度。

根据本申请的一些实施例，进一步地，如图5和图7所示，图像传感器14还包括非偏振像元144，非偏振像元144和偏振像元140阵列排布。

在该实施例中，图像传感器14还包括非偏振像元144，非偏振像元144能够构成传统的成像系统，偏振像元140能够构成偏振成像系统，图像传感器14在非偏振像元144和偏振像元140的组合下，构成了传统成像系统和偏振成像系统相结合的成像系统。

值得说明的是，偏振像元140和非偏振像元144阵列排布在同一层。

偏振光线传播至偏振像元140处时会被过滤，即偏振光线无法在图像传感器14处成像，普通光线传播至偏振像元140处可以正常成像，但是普通光线在经过偏振像元140后，会损失部分光强，因此，根据偏振像元140可以获得去干扰图像，去干扰图像具有低亮度、无杂光鬼像的特点。如果图像传感器14仅包含偏振像元140，虽然能够完全去除杂光鬼像，但是会大量损失进光量，造成去干扰图像亮度过低的问题。

当偏振光线传播至非偏振像元144、普通光线传播至非偏振像元144或偏振像元140时，均能够正常成像，根据非偏振像元144，或者非偏振像元144和偏振像元140能够获得传统图像，传统图像具有高亮度、包括杂光鬼像的特点。也就是说，当光线经过非偏振像元144时，光强损失较小，非偏振像元144能够有效保证图像传感器14的进光量。

根据传统图像和去干扰图像，再借助一些像质清晰度评价方法和图像分析手段，比如，能量梯度函数、深度学习、去雾算法等，从传统图像中筛选出并去除杂光鬼像的成分，之后能够获得亮度高、清晰度高的成像。

在非偏振像元144和偏振像元140的配合作用下，能够获得亮度高、清晰度高的成像，进一步提升成像质量。

根据本申请的一些实施例，进一步地，如图5和图7所示，偏振像元140的数量a和非偏振像元144的数量b，满足，0.5(a+b)≤b≤0.75(a+b)。

在该实施例中，偏振像元的数量在图像传感器14中像元总数中占较小比例，非偏振像元144占较大比例，这是由于，若图像传感器14中偏振像元140的数量过多，虽然能够显著去除杂光鬼像，但是会大量损失进光量，造成去干扰图像亮度过低的问题，所以要将偏振像元140和非偏振像元144的占比均衡化，才能够保证图像传感器14进光量的同时，也能够有效去除杂光鬼像。

可选地，非偏振像元144的数量b占图像传感器14像元总数(a+b)的一半至四分之三。

根据本申请的一些实施例，进一步地，如图7所示，偏振像元140包括微透镜141、光电二极管142和线性偏振片143，光电二极管142设在微透镜141的出光侧，线性偏振片143位于微透镜141和光电二极管142之间。

在该实施例中，微透镜141用于汇聚光线，光电二极管142用于将光线转换为电信号，线性偏振片143用于过滤偏振光线，令偏振光线不抵达光电二极管142处，即偏振光线不会在光线二极管上成像。

值得说明的是，线性偏振片143的主轴与偏振调制件13的主轴相互垂直，在这种情况下，能够实现偏振像元140对于来自于偏振调制件13的偏振光线进行过滤，即偏振光线不会抵达光电二极管142，偏振光线不会在光电二极管142处被成像。

可选地，非偏振像元144包括微透镜141和光电二极管142。光线在微透镜141的汇聚作用下，被引导至光电二极管142内，进而满足成像需求。

可选地，基于传统的RGGB图像传感器14，RGGB图像传感器14的阵列中包括25％红色、50％绿色、25％蓝色。RGGB图像传感器14中包含偏振像元140，由微透镜141汇聚的光线会通过线性偏振片143后最终到达光电二极管142处，进行光电转换并成像。

基于RGGB图像传感器14的结构，偏振调制件13只会允许一个方向的电矢量震动方向的光通过，并吸收其他方向的光线，这个方向就称之为主轴。

同样地，对于RGGB图像传感器14的偏振像元140而言，线性偏振片143也同样具有一个主轴，当偏振调制件13的主轴和线性偏振片143的主轴相互垂直的情况下，通过偏振调制件13的光线就不会抵达偏振像元140的光电二极管142，即偏振光线不会被成像。

根据本申请的一些实施例，进一步地，如图1、图2、图3和图4所示，镜片组包括多个镜片11和分隔件12，分隔件12设在多个镜片11上，分隔件12具有通光口120，偏振调制件13设在分隔件12上。

在该实施例中，多个镜片11沿光轴由物侧至像侧依次设置在光通道10a中，分隔件12设在多个镜片11上，可以用来调整镜片11之间的间隙。由于镜片11的数量为多个，多个镜片11中一组相邻镜片11可以直接接触，不设置分隔件12，二者之间间隙为0。多个镜片11中另一组相邻镜片11之间不直接接触，通过分隔件12令二者之间的间隙大于0。也就是说，当镜片11的数量为n时，则分隔件12的数量大于0，小于等于n-1。分隔件12的数量可以根据实际镜片11设置需求相应调整。分隔件12上设有通光口120，分隔件12在起到间隔相邻镜片11作用的同时，不会对光线正常传播造成不良影响。

可选地，分隔件12包括隔圈，隔圈可以用来定位多个镜片11的位置，即调整相邻镜片11之间的间隙。可选地，分隔件12还包括隔片，隔片用于拦光和吸收镜片11非有效径位置处的杂光。

偏振调制件13设置在分隔件12和/或镜片11上，且位于干扰光线的光路上，当干扰光线经过偏振调制件13后，干扰光线会被施加偏振态，转换成为偏振光线。其中，干扰光线包括杂光光线L1和/或鬼像光线L2。值得说明的是，杂光光线L1是由分隔件12和镜片11反射或散射导致的。鬼像光线L2是由镜片11间的反射导致的。也就是说，杂光光线L1、鬼像光线L2的形成都离不开分隔件12、镜片11，因而令偏振调制件13设在分隔件12和/或镜片11上，从而可以对杂光光线L1和/或鬼像光线L2有效消除。

可选地，镜片11的数量包括3、4、5、6、7、8等。

在一个具体的实施例中，如图1和图2所示，偏振调制件13包括第一线性偏振片130，第一线性偏振片130设置在分隔件12靠近通光口120的边沿上。

在该实施例中，对偏振调制件13的具体设置位置做出说明，其中，偏振调制件13包括第一线性偏振片130，第一线性偏振片130设置在分隔件12的内边沿上，由于分隔件12具有通光口120，则第一线性偏振片130位于通光口120内，第一线性偏振片130的设置不会额外增加摄像模组在光轴方向上的尺寸，适应于摄像模组的小型化发展趋势。其中，第一线性偏振片130具有过光口132，过光口132用于成像光线的通过，在满足对干扰光线的偏振调制的前提下，尽可能保证成像光线传播至图像传感器14处。

可选地，第一线性偏振片130设置在隔片的内边沿上。

可选地，第一线性偏振片130采用粘结剂粘在分隔件12的内边沿上。

可选地，当通光口120的通光截面为圆形时，则分隔件12为分隔环，当过光口132的通光截面为圆形时，则第一线性偏振片130为偏振环，偏振环设置在分隔环的内环处。

值得说明的是，未设置第一线性偏振片130的情况下，通过通光口120的光线包括干扰光线和成像光线。当分隔件12的内边沿设置第一线性偏振片130后，干扰光线被偏振调制，与此同时，通过通光口120的成像光线的一部分也会被第一线性偏振片130偏振调节，对于该部分成像光线而言，会产生50％的光强损失，但是对于最终的成像效果不会造成除画面整体亮度下降外任何影响。其中，最终的成像效果的亮度下降的程度取决于第一线性偏振片130的大小。

在位于通光口120内第一线性偏振片130的面积比较大，过光口132较小的情况下，则会对亮度影响较大，因为会有比较多的成像光线穿过第一线性偏振片130，存在较大的光强损失，造成亮度减小。

在位于通光口120内第一线性偏振片130的面积设置合理，过光口132大小合适时，在满足对干扰光线偏振调制的基础上，能够减少对成像光线的影响，因而不会对亮度造成过大影响。

其中，如图6所示，干扰光线集中通过的位置A和物方光源B相对位置在成像系统中一般存在对应关系，光源B在物方的位置一般和干扰光线集中通过的位置A以光轴中心互为对称关系(即图中过光口132的圆心)。值得说明的是，干扰光线集中通过的区域A的形状不限制为圆形，也可以为椭圆形，或者是圆弧形状等等。

值得说明的是，干扰光线集中通过的区域A的面积决定了第一线性偏振片130的实际大小，参考摄像模组中常见的几种杂光光路示意图，一般杂光鬼像在镜头的成像系统中要么发生点位于光通道10a的孔径边缘，要么，干扰光线的传播路径靠近通光孔径边缘，那么在干扰光线集中通过的位置，即靠近分隔件12内边沿的位置增加偏振调制件13，可以即做到对干扰光线进行偏振调制，也可以将对系统成像的亮度影像降到最低。

此外，针对不同位置的干扰光线而言，可以在不同位置重复使用偏振调制件13，当这些偏振调制件13的偏振方向一致时，重复的结构不会造成额外的光强影响。

进一步地，如图1和图2所示，分隔件12包括第一隔圈121和第一隔片122，第一隔片122与第一隔圈121堆叠设置，第一线性偏振片130设在第一隔片122靠近通光口120的边沿上。

在该实施例中，分隔件12包括第一隔圈121和第一隔片122，第一隔片122与第一隔圈121堆叠设置，其中，第一隔圈121主要起到定位镜片11的位置，调整相邻镜片11之间的间隙。第一隔片122用于拦光和吸收镜片11非有效径位置处的杂光，令第一线性偏振片130设在第一隔片122靠近通光口120的边沿上，能够更有效地对干扰光线集中通过的区域进行偏振调制。

在一个具体的实施例中，如图3所示，偏振调制件13包括第二线性偏振片131，第二线性偏振片131与分隔件12堆叠设置。第二线性偏振片131具有与通光口120连通的过光口132，过光口132的直径小于通光口120的直径。

在该实施例中，对偏振调制件13的具体设置位置做出说明，其中，偏振调制件13包括第二线性偏振片131，第二线性偏振片131沿光轴方向叠设在分隔件12一侧。可选地，第二线性偏振片131叠设在分隔件12的入光侧。或者，第二线性偏振片131叠设在分隔件12的出光侧。第二线性偏振片131具有与通光口120连通的过光口132，过光口132的直径D2小于通光口120的直径D1，即第二线性偏振片131的第一部分叠设在分隔件12的一侧，可选地，第二线性偏振片131的第一部分可以叠设在分隔件12与镜片11之间，也可以叠设在两个分隔件12之间。第二线性偏振片131的第一部分用于定位安装，使得第二线性偏振片131能够稳定地装配在摄像模组内部，位置稳定性更好，制备难度小。与此同时，第二线性偏振片131的第二部分相对于分隔件12的内边沿显露出来，第二线性偏振片131的第二部分用于对干扰光线施加偏振态。

根据本申请的一些实施例，进一步地，如图4所示，分隔件12包括间隔设置的第二隔片124和第三隔片125。偏振调制件13包括第一偏振镀层133a和第二偏振镀层133b，第一偏振镀层133a设在第二隔片124朝向第三隔片125的表面上；第二偏振镀层133b设在第三隔片125朝向第二隔片124的表面上，第一偏振镀层133a和第二偏振镀层133b的偏振方向一致。

在该实施例中，偏振调制件13包括偏振镀层，偏振镀层设在分隔件12上，干扰光线在偏振镀层反射并转换为偏振光线。可选地，偏振镀层设在分隔件12的隔片上，不会影响成像系统中的成像光线，能够有效影响干扰光线中杂光问题。

其中，第二隔片124和第三隔片125具有彼此靠近的内表面，第一偏振镀层133a和第二偏振镀层133b分别设在第二隔片124和第三隔片125的内表面上。其中，干扰光线能够在第一偏振镀层133a和第二偏振镀层133b上被施加偏振态，最终形成偏振光线。

可选地，第二隔片124和第三隔片125之间设有第二隔圈123。可选地，第二隔片124设在第二隔圈123的入光侧，第三隔片125设在第二隔圈123的出光侧。

可选地，如图1、图2和图3所示，摄像模组还包括滤光片15，滤光片1515设在图像传感器14的进光侧，滤光片15用于过滤光线中的红外波段，可以阻挡红外线穿过图像传感器14而造成图片失真。

根据本申请一些实施例的电子设备，其包括壳体和前述任一实施例提供的摄像模组，摄像模组安装在壳体上。

本申请提供的电子设备，包括上述任一设计所提供的摄像模组，因此具有该摄像模组的全部有益效果，在此不再赘述。

可选地，电子设备如手机等移动终端、可穿戴式设备、平板电脑、膝上型电脑、移动计算机、掌上游戏机、录像机、摄录机、收音机、收录机、激光唱机及小型音响等等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。