一种摄像模组及终端设备的制作方法

1.本技术涉及摄像技术领域，尤其涉及一种摄像模组以及终端设备。


背景技术：

2.目前，带有摄像功能的终端设备已经成为人们工作和生活中不可或缺的电子产品，如智能手机、平板电脑等。为了拍摄到清晰的图像，镜头变焦控制是终端设备不可或缺的功能。然而，现有技术中的终端设备如手机镜头不是连续变焦，而是靠不同镜头接力实现了特定范围的变焦，并且这个特定范围还存在局限，例如：手机不同的镜头可能会有1倍、3倍、5倍以及10倍光学变焦，但是除去这些固定倍数之外，光学变焦就不连续了，比如3倍与5倍之间的4倍光学变焦就无法达到。


技术实现要素：

3.本技术实施例通过提供一种摄像模组以及终端设备，能够实现连续变焦，从而进一步细化镜头的调焦尺度。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种摄像模组，包括：
5.镜头组件，包括配合设置的固态光学透镜组和液态透镜；
6.第一变焦机构，用于调节所述液态透镜的焦距；
7.第二变焦机构，用于驱动所述镜头组件沿光轴方向移动，以配合所述第一变焦机构调节整个所述镜头组件的焦距；
8.图像传感器，垂直于所述镜头组件的光轴方向设置，用于采集从所述镜头组件出射的光线对应的成像图像。
9.进一步地，所述液态透镜设置于所述镜头组件的入光侧。
10.进一步地，所述液态透镜设置于所述镜头组件的出光侧。
11.进一步地，所述液态透镜设置于所述镜头组件中相邻两片固态光学透镜之间。
12.进一步地，所述液态透镜设置有多个。
13.进一步地，所述第一变焦机构包括微电机驱动结构，所述微电机驱动结构用于根据输入电压控制对所述液态透镜的容纳腔内液体施加的压力，以调整所述液态透镜的曲率半径。
14.进一步地，所述第二变焦机构包括驱动马达和镜头固定结构，所述镜头固定结构用于固定所述镜头组件，所述驱动马达与所述镜头固定结构连接，用于驱动所述镜头固定结构移动，从而带动所述镜头组件沿光轴方向移动，所述驱动马达为步进马达，压电马达，压电两段式马达或压电三段式马达。
15.进一步地，所述摄像模组还包括：防抖微调机构，与所述图像传感器连接，所述防抖微调机构用于根据抖动信号带动所述图像传感器移动，以对抖动带来的成像偏移量进行补偿。
16.进一步地，所述防抖微调机构为形状记忆合金驱动器，弹片式驱动器或压电驱动
器。
17.第二方面，本技术实施例提供了一种终端设备，包括显示屏以及上述第一方面提供的摄像模组。所述摄像模组中镜头组件的光轴垂直于所述显示屏。
18.本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
19.本技术实施例提供的摄像模组，通过在镜头组件中配置液态透镜，并设置用于调节液态透镜的焦距的第一变焦机构，以及用于驱动镜头组件沿光轴方向移动，以配合第一变焦机构调节整个镜头组件焦距的第二变焦机构。在需要变焦时，可以第二变焦机构驱动整个镜头组件移动到特定位置，再配合第一变焦机构调节液态透镜的焦距，从而实现整个镜头组件一定范围内的连续变焦，进一步细化镜头的调焦尺度。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本技术实施例中一种示例性摄像模组的结构示意图；
22.图2为本技术实施例中一种示例性镜头组件光路图；
23.图3为本技术实施例中一种示例性液态透镜的结构示意图；
24.图4为本技术实施例中另一种示例性摄像模组在缩回状态下的结构示意图；
25.图5为图4示出的摄像模组在伸出状态下的结构示意图；
26.图6为本技术实施例中终端设备的结构示意图。
具体实施方式
27.以下，将参照附图来描述本技术的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本技术的概念。
28.在附图中示出了根据本技术实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
29.下面就分别对本技术实施例提供的摄像模组以及终端设备进行详细说明。应当理解的是，本技术实施例以及实施例中的具体特征是对本技术实施例技术方案的详细的说明，而不是对本技术技术方案的限定，在不冲突的情况下，本技术实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
30.第一方面，本技术实施例提供了一种摄像模组。如图1所示，该摄像模组100包括：镜头组件110、第一变焦机构以及图像传感器140。当然，除此之外，摄像模组100还包括红外滤光片130、芯片驱动电路板150以及用于支撑镜头的支架160等结构，具体可以参考相关技术，此处不做详述。
31.其中，镜头组件110包括配合设置的固态光学透镜组和液态透镜111，镜头组件110可以是一段式结构，也可以是多段结构。液态透镜111的光轴与固态光学透镜组的光轴重合。固态光学透镜组可以包括多片光学透镜，例如，可以均为塑胶镜片。液态透镜111的类型有多种，具体实施时，可以采用电润式液态透镜，机械液压式液态透镜，介电力驱动式液态透镜，或者是液晶材料液态透镜等，本实施例对此不做限定。
32.需要说明的是，本文附图中示出的液态透镜111的位置仅为示意，不作为限定，具体实施时，液态透镜111在镜头组件110中的具体位置取决于具体的光路设计。例如，液态透镜111可以放在镜头组件110的入光侧、出光侧或者是相邻两片固态光学透镜之间。图2示出了一种示例性镜头组件的光路图，其中位于入光侧的p1为液态透镜，p2-p6均为固态光学透镜。如图2所示，入射到镜头组件的光线依次经过p1-p6后，经由红外滤光片处理后，聚焦到图像传感器140的感光面成像。
33.液态透镜具有响应时间快、成像品质好，重量轻、尺寸小的优点，可以通过外部控制改变透镜的内部参数，从而实现连续变焦。在镜头中增设液态透镜111，有利于减少镜片数量，提升变焦倍数以及镜头的光学性能，通过单个镜头即可实现连续变焦。
34.第一变焦机构与液态透镜111配合设置，用于调节液态透镜111的焦距。在一种可选的实施方式中，第一变焦机构可以改变液态透镜111的内部参数，从而调节液态透镜111的焦距。例如，液态透镜111为液体填充式透镜，可以通过改变液态透镜111的曲率半径调整焦距。这种液态透镜111驱动功耗小，变焦范围大，光圈大小灵活，外形是由容纳腔内薄膜的力学性能决定的，与填充液体无关。在此基础上，第一变焦机构可以采用微电机驱动结构，微电机驱动结构用于根据输入电压控制对液态透镜111的容纳腔内液体施加的压力，以调整液态透镜111的曲率半径。这样，通过向微电机驱动结构输入不同的电压，就可以控制液态透镜111曲率半径的连续变化，从而实现镜头的连续变焦。
35.例如，如图3所示，液态透镜111可以包括：第一平板玻璃111a和第二平板玻璃111b，第一平板玻璃111a和第二平板玻璃111b之间设置有液体容纳腔111c，容纳腔内存放有两种互不相溶的液态材料。第一变焦机构120如微电机驱动结构在不同输入电压的控制下，沿垂直于第一平板玻璃111a方向对第一平板玻璃111a施加的压力，传递给液态透镜111容纳腔内的液态材料，控制容纳腔内液态材料的变化量，光线在透过两种液态材料之间的界面时，发生偏折，进而实现变焦的功能。
36.在一种可选的实施方式中，为了满足实际需要的连续变焦范围，镜头组件110中也可以设置多个液态透镜111，通过各自对应设置的第一变焦机构120控制液态透镜111的焦距变化，实现所需倍率范围的连续变焦。例如，可实现摄像模组1x～4.5x连续变焦。
37.本实施例通过设置液态透镜111及其对应的第一变焦机构120，可实现目前的主摄拍照场景和长焦望远场景，并实现真正意义的连续变焦。在一种应用场景中，使用图像传感器的型号为imx766，摄像模组100在主摄、1.5倍变焦、2.5倍变焦以及4.5倍变焦场景下，镜头组件110中液态透镜111和塑胶镜头的搭配参数可以如下表所示，表中参数的单位为mm，摄像模组100的efl(effective focal length，有效焦距)能够实现在5.9mm～25.2mm范围内变化。
38.类型efl液态透镜焦距液态透镜屈光度固态透镜焦距主摄5.919.750.78
变焦1.5倍8.45219.28变焦2.5倍14-31.5-31.78变焦4.5倍25.2-14.92-67.028
39.进一步地，为了增大摄像模组100的连续变焦范围，如图4所示，本说明书实施例提供的摄像模组100还包括：第二变焦机构170。第二变焦机构170与整个镜头组件110配合设置，用于驱动镜头组件110沿光轴方向移动，以配合上述第一变焦机构调节整个镜头组件110的焦距，实现较大倍率范围的连续变焦。可以理解的是，将本实施例提供的摄像模组100在应用于终端设备时，镜头组件110的光轴垂直于显示屏设置，这样镜头组件110就可以在第二变焦机构170的驱动下伸出到终端设备的壳体外部，可以在不占用过多终端设备空间的基础上，驱动镜头组件110实现较大行程的位置变化，从而达到较大的变焦范围。
40.在一种可选的实施方式中，第二变焦机构170可以采用af(auto focus，自动对焦)马达模组。例如，af马达模组可以包括驱动马达和镜头固定结构，镜头固定结构用于固定镜头组件110。驱动马达与镜头固定结构连接，用于驱动镜头固定结构移动，从而带动整个镜头组件110移动。具体实施时，驱动马达可以采用步进电机结构马达，压电两段或三段式马达，压电(pizeo)马达等结构中的一种。
41.此时，在需要变焦时，可以通过第二变焦机构170驱动整个镜头组件110移动，再配合第一变焦机构120对液态透镜111的变焦控制，实现一定范围内的连续变焦，有利于细化镜头的调焦尺度，具体变焦范围根据实际应用场景的需要设计。这样，本实施例提供的摄像模组100就可以将主摄镜头和伸缩镜头的功能集为一体，有利于丰富摄像模组100的功能，减少终端设备需要布设的镜头数量，并实现真正意义的连续变焦。
42.以通过控制曲率变化调整焦距的液态透镜111为例，如图4所示，镜头组件110处于缩回到原始位置的状态时，可实现主摄的功能。进一步地，通过第二变焦机构170带动镜头组件110沿光轴方向移动，可使镜头伸出到特定的每一个位置。如图5所示，并通过第一变焦机构120控制液态镜头曲率变化，调整efl参数到理论设计的范围，使得镜头实现所需的连续变焦倍率范围。例如，在一种应用场景中，镜头组件伸出到某一特定位置，并结合第一变焦机构120的控制，可以实现1～4.5倍连续变焦。
43.完成镜头组件110的变焦后，外部入射的光线就可以依次经变焦后的镜头组件110、红外滤光片130，成像到图像传感器140的感光面，由图像传感器140采集当前成像图像，实现变焦后的图像拍摄。本实施例中，图像传感器140垂直于镜头组件110的光轴方向设置。
44.进一步地，为了改善由于环境抖动因素引起的成像质量问题，本说明书实施例提供的摄像模组100还包括：防抖微调机构180。防抖微调机构180与图像传感器140连接，用于根据抖动信号带动图像传感器140移动，以对抖动带来的成像偏移量进行补偿。例如，防抖微调机构180可以为形状记忆合金(shape memory alloys，sma)驱动器，弹片(spring)式驱动器或压电驱动器。假设以垂直于图像传感器140感光侧的方向为z轴方向，建立直角坐标系，通过驱动图像传感器140移动，实现x，y两个方向的防抖功能，达到成像清晰的目的。
45.相比于在镜头组件110上连接防抖微调机构，在图像传感器140上连接防抖微调机构180，能够避免防抖微调机构180工作时影响液态透镜111内部参数如曲率半径的稳定性，从而影响镜头焦距的稳定性，有利于进一步提高成像质量。
46.本技术实施例提供的摄像模组，通过在镜头组件110中搭配液态透镜111，结合第一变焦机构120与第二变焦机构170共同调整镜头组件110的焦距，有效地实现了镜头的连续变焦，从而进一步细化镜头的调焦尺度。并且，变焦速度快，可实现的连续变焦范围较大。
47.第二方面，本技术实施例还提供了一种终端设备，如图6所示，该终端设备60包括显示屏200以及摄像模组100，摄像模组100中镜头组件110的光轴垂直于显示屏表面。可以理解的是，图6中示出的x轴方向为终端设备60的厚度方向，即终端设备60中所装配的摄像模组100的光轴方向，y轴方向为终端设备60的长度方向。其中，摄像模组100的具体结构可以参照上述第一方面的描述，此处不再赘述。
48.当然，除了包括显示屏200以及摄像模组100以外，终端设备60还包括其他结构，如壳体、处理器、存储器等，具体实施细节可以参照关于终端设备60的相关技术，此处不做详述。例如，终端设备60可以响应于用户触发的变焦指令，下发变焦控制指令至摄像模组100，控制第一变焦机构120或者是控制第一变焦机构120与第二变焦机构170配合，调节镜头组件110的焦距达到用户所需的变焦倍率。举例来讲，终端设备60可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等具有摄像功能的电子设备。
49.由于摄像模组100中镜头组件110的光轴沿垂直于显示屏方向设置，镜头组件110可以在第二变焦机构170的驱动下，穿过终端设备60壳体上针对摄像模组100设置的开口，伸出到壳体外部。这样可以在不占用过多终端设备60空间的基础上，驱动镜头组件110实现较大行程的位置变化，从而达到较大的变焦范围。
50.以手机为例，由于采用了上述第一方面提供的摄像模组100，用户在使用手机进行拍照时，相比于仅能从1倍、3倍、5倍以及10倍这些离散变焦倍率中选择的调焦方式，能够实现较大范围的连续变焦，更有利于满足用户的变焦需求，从而提高用户对手机拍照功能的使用体验。
51.在以上的描述中，对于各层的构图等技术细节并没有做出详细的说明。但是本领域技术人员应当理解，可以通过各种技术手段，来形成所需形状的层、区域等。另外，为了形成同一结构，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。另外，尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。并且，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
52.尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
53.显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种摄像模组，其特征在于，包括：镜头组件，包括配合设置的固态光学透镜组和液态透镜；第一变焦机构，用于调节所述液态透镜的焦距；第二变焦机构，用于驱动所述镜头组件沿光轴方向移动，以配合所述第一变焦机构调节整个所述镜头组件的焦距；图像传感器，垂直于所述镜头组件的光轴方向设置，用于采集从所述镜头组件出射的光线对应的成像图像。2.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述液态透镜设置于所述镜头组件的入光侧。3.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述液态透镜设置于所述镜头组件的出光侧。4.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述液态透镜设置于所述镜头组件中相邻两片固态光学透镜之间。5.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述液态透镜设置有多个。6.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述第一变焦机构包括微电机驱动结构，所述微电机驱动结构用于根据输入电压控制对所述液态透镜的容纳腔内液体施加的压力，以调整所述液态透镜的曲率半径。7.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述第二变焦机构包括驱动马达和镜头固定结构，所述镜头固定结构用于固定所述镜头组件，所述驱动马达与所述镜头固定结构连接，用于驱动所述镜头固定结构移动，从而带动所述镜头组件沿光轴方向移动。8.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述摄像模组还包括：防抖微调机构，与所述图像传感器连接，所述防抖微调机构用于根据抖动信号带动所述图像传感器移动，以对抖动带来的成像偏移量进行补偿。9.根据权利要求8所述的摄像模组，其特征在于，所述防抖微调机构为形状记忆合金驱动器，弹片式驱动器或压电驱动器。10.一种终端设备，其特征在于，包括显示屏以及权利要求1-9中任一项所述的摄像模组，所述摄像模组中镜头组件的光轴垂直于所述显示屏。

技术总结
本申请公开了一种摄像模组及终端设备，该摄像模组包括：镜头组件、第一变焦机构、第二变焦机构以及图像传感器；其中，镜头组件包括配合设置的固态光学透镜组和液态透镜；第一变焦机构于调节液态透镜的焦距；第二变焦机构用于驱动镜头组件沿光轴方向移动，以配合第一变焦机构调节整个镜头组件的焦距；图像传感器垂直于镜头组件的光轴方向设置，用于采集从镜头组件出射的光线对应的成像图像。通过该摄像模组能够有效地实现镜头的连续变焦，从而进一步细化镜头的调焦尺度。化镜头的调焦尺度。化镜头的调焦尺度。


技术研发人员：郭书存 薛梅 黄庆跃 崔桥军
受保护的技术使用者：昆山丘钛光电科技有限公司
技术研发日：2021.11.26
技术公布日：2022/3/8