CN114185166A - 一种潜望式摄像模组及终端设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种潜望式摄像模组及终端设备，该潜望式摄像模组包括：镜头组件，包括配合设置的固态光学透镜组和液态透镜；变焦部件，包括第一变焦机构和第二变焦机构，第一变焦机构用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，以调节整个镜头组件的焦距。通过第一变焦机构和第二变焦机构配合，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。

Description

一种潜望式摄像模组及终端设备

技术领域

本申请涉及摄像技术领域，尤其涉及一种潜望式摄像模组以及终端设备。

背景技术

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。

发明内容

本申请实施例通过提供一种潜望式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。

第一方面，本申请实施例提供了一种潜望式摄像模组，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；

变焦部件，包括第一变焦机构和第二变焦机构，所述第一变焦机构用于调节所述液态透镜的焦距，所述第二变焦机构用于驱动所述镜头组件沿光轴方向移动，以调节整个所述镜头组件的焦距；

图像传感器，平行于所述镜头组件的光轴方向设置，用于采集入射光线对应的图像；

第一调光部件以及第二调光部件，其中，所述第一调光部件用于将外部入射的光线反射到所述镜头组件，所述第二调光部件用于将所述镜头组件出射的光线反射到所述图像传感器。

进一步地，所述液态透镜设置于所述固态光学透镜组的入光侧。

进一步地，所述液态透镜设置于所述固态光学透镜组的出光侧。

进一步地，所述液态透镜设置于所述固态光学透镜组中的相邻两片透镜之间。

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。

进一步地，上述潜望式摄像模组还包括：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。

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。

进一步地，所述第二调光部件，包括红外滤光膜、透明基板以及反射膜，其中，所述红外滤光膜形成于所述透明基板的第一表面，所述反射膜形成于所述透明基板的与所述第一表面相对的第二表面，

从所述镜头组件出射的光线依次经所述红外滤光膜以及所述透明基板入射到所述反射膜，由所述反射膜反射到所述图像传感器。

进一步地，所述第二调光部件包括反射棱镜以及形成于所述反射棱镜的目标表面的红外滤光膜，所述目标表面为所述反射棱镜的第一直角面和/或第二直角面。

第二方面，本申请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潜望式摄像模组。所述潜望式摄像模组中图像传感器的感光侧平行于所述显示屏设置。

本申请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：

本申请实施例提供的潜望式摄像模组，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，可以通过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的调节，实现一定范围内的连续变焦，从而进一步细化镜头的调焦尺度。

附图说明

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。

图1为本申请实施例中潜望式摄像模组的结构示意图；

图2为本申请实施例中镜头组件工作状态的示例图一；

图3为本申请实施例中镜头组件工作状态的示例图二；

图4为本申请实施例中镜头组件工作状态的示例图三；

图5为本申请实施例中潜望式摄像模组的第一种示例性光路图；

图6为本申请实施例中潜望式摄像模组的第二种示例性光路图；

图7为本申请实施例中潜望式摄像模组的第三种示例性光路图；

图8为本申请实施例中终端设备的结构示意图。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本申请的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本申请的范围。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申请的概念。

在附图中示出了根据本申请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。

下面就分别对本申请实施例提供的潜望式摄像模组以及终端设备进行详细说明。应当理解的是，本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请实施例技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

第一方面，本申请实施例提供了一种潜望式摄像模组。如图1所示，该潜望式摄像模组包括：第一调光部件110、镜头组件120、变焦部件、第二调光部件130以及图像传感器140。

其中，镜头组件120包括配合设置的固态光学透镜组和液态透镜121。液态透镜121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121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。

液态透镜121在镜头组件120中的具体位置取决于具体的光路设计，例如，可以放在固态光学透镜组的入光侧、出光侧或者是固态光学透镜组中的相邻两片透镜之间。液态透镜121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121，有利于减少镜片数量，提升变焦倍数以及镜头的光学性能，实现镜头的连续变焦。

变焦部件用于调节镜头组件120的焦距，具体包括第一变焦机构(图中未示出)和第二变焦机构150。其中，第一变焦机构与液态透镜121配合设置，用于调节液态透镜121的焦距，第二变焦机构150与整个镜头组件120配合设置，用于驱动镜头组件120沿光轴方向移动，以调节整个镜头组件120的焦距。在需要变焦时，可以通过第二变焦机构150驱动整个镜头组件120移动到特定位置，再配合第一变焦机构的调节，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。例如，在一种应用场景中，可以实现2倍～10倍范围内的连续变焦。

以通过控制曲率变化调整焦距的液态透镜121为例，镜头组件120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150带动镜头组件120沿光轴方向移动，可使镜头伸出到特定的每一个位置，然后通过第一变焦机构控制液态透镜121曲率变化，调整EFL(Effective Focal Length，有效焦距)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时，在第一变焦机构的控制下，可以实现1～5倍连续变焦。也就是说，本实施例提供的摄像模组可以将目前主摄镜头和伸缩镜头的功能集为一体，并实现连续变焦。

为了便于理解镜头组件120的工作状态，图2-4示出了液态透镜121位于镜头组件120的不同位置处时，镜头组件120处于不同工作状态的示意图。需要说明的是，图2-4所示的示意图中，镜头组件120包含的透镜数量仅是作为示意，具体数量根据实际需要设计，并且，为了便于对比镜头缩回状态与伸出状态与图像传感器140之间的距离变化，将图像传感器140折转到了镜头组件120的出光侧进行示意。在图2的(a)图中，液体镜头位于固态光学透镜组的入光侧，且整个镜头组件120处于缩回原始位置的状态。在图2的(b)图中，液体镜头位于固态光学透镜组的入光侧，且整个镜头组件120处于伸出状态。在图3的(a)图中，液体镜头位于固态光学透镜组的中间位置，且整个镜头组件120处于缩回原始位置的状态。在图3的(b)图中，液体镜头位于固态光学透镜组的中间位置，且整个镜头组件120处于伸出状态。在图4的(a)图中，液体镜头位于固态光学透镜组的出光侧，且整个镜头组件120处于缩回原始位置的状态。在图4的(b)图中，液体镜头位于固态光学透镜组的出光侧，且整个镜头组件120处于伸出状态。

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121的内部参数，从而调节液态透镜121的焦距。例如，液态透镜121为液体填充式透镜，可以通过改变液态透镜121的曲率半径调整焦距。这种液态透镜121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121的容纳腔内液体施加的压力，以调整液态透镜121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121曲率半径的连续变化，从而实现镜头的连续变焦。

在一种可选的实施方式中，第二变焦机构150可以采用AF(Auto Focus，自动对焦)马达模组，能够驱动镜头组件120实现较大行程的位置变化，从而达到较大的变焦范围。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120。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120移动。

第一调光部件110和第二调光部件130均为具有光路转折功能的光学部件如反射棱镜或反射镜。本说明书实施例中，通过设置第一调光部件110和第二调光部件130对光路进行转折，可以将图像传感器140平行于镜头组件120的光轴方向设置，从而减小摄像模组的厚度尺寸。

第二调光部件130用于将镜头组件120出射的光线反射到图像传感器140中。在一种可选的实施方式中，为了进一步减小摄像模组的厚度尺寸，可以在第二调光部件130中形成红外滤光膜，使得第二调光部件130集光路转折功能以及红外光过滤功能于一体。此时，第二调光部件130用于过滤从镜头组件120出射的光线中的红外光，并将光线转折90度，使光线入射到图像传感器140的感光侧成像。举例来讲，可以通过镀膜的方式在反射部件的其中一个或多个表面形成红外滤光膜，从而得到第二调光部件130。

具体来讲，第二调光部件130的实施方式可以有多种，本说明书实施例主要列举了以下三种结构进行说明，具体实施过程中，也可以采用其他适用的结构，此处不作限制。需要说明的是，为了更清楚地示意光路结构，下文中的图5-7均示出的是本实施例提供的潜望式摄像模组的光路图。

第一种，如图5所示，第二调光部件130可以包括层叠设置的红外滤光膜132、透明基板131以及反射膜133。其中，透明基板131可以采用透过率较高基板材料如玻璃制成，红外滤光膜132可以形成于透明基板131的第一表面，反射膜133形成于透明基板131的与第一表面相对的第二表面。也就是说，通过镀膜的方式在透明基板131的第一表面镀红外滤光膜，第二表面镀反射膜。此时，从镜头组件120入射到第二调光部件130的光线，先经过红外滤光膜132，再透过透明基板131，由反射膜133反射到图像传感器140。

第二种，第二调光部件130可以包括依次层叠设置的基板、反射膜以及红外滤光膜。也就是说，先在基板表面镀反射膜，然后再在反射膜表面形成红外滤光膜。此时，从镜头组件120入射到第二调光部件130的光线，先经过红外滤光膜，对光线中的红外光进行过滤处理，再由反射膜反射到图像传感器140。

可以理解的是，通过基板与反射膜构成的反射镜能够充分地实现光路转折，避免光线转折不充分给摄像模组带来的杂散光。

第三种，如图6所示，第二调光部件130可以包括反射棱镜134以及形成于反射棱镜134的目标表面的红外滤光膜135。可以理解的是，反射棱镜为具有光线转折功能的棱镜，通常为直角棱镜，包括第一直角面、第二直角面和反射面，从任意一直角面入射的光线在反射面发生全反射，实现光线的转折。

目标表面可以包括反射棱镜134的第一直角面和/或第二直角面。举例来讲，反射棱镜134的第一直角面以及第二直角面可以均形成有红外滤光膜135。此时，从镜头组件120入射到反射棱镜134的光线，经过直角面上形成的红外滤光膜135的红外光过滤处理后，入射到反射面，由反射面反射到第二直角面，再次经过第二直角面上形成的红外滤光膜135的红外光过滤处理后出射到图像传感器140的感光侧。这样经过两次红外光过滤处理，能够有效地过滤掉光线中的红外光。

第一调光部件110用于将外部入射的光线转折90度，使光线入射到镜头组件120。例如，第一调光部件110可以采用反射镜或反射棱镜。

在一种可选的实施方式中，为了进一步增强对红外光的过滤作用，减少系统杂散光，如图7所示，第一调光部件110可以包括反射棱镜111以及形成于反射棱镜111的目标表面的红外滤光膜112，使得第一调光部件110也集光路转折功能以及红外光过滤功能于一体。这样，经过第一调光部件110和第二调光部件130的双重红外过滤作用，能够更有效地滤除光线中的红外光。其中，反射棱镜111的目标表面也可以包括反射棱镜111的第一直角面和/或第二直角面。

举例来讲，第一调光部件110的反射棱镜111的第一直角面形成有红外滤光膜112。此时，从外部入射到反射棱镜111的光线，经过第一直角面上形成的红外滤光膜112的红外光过滤处理后，入射到反射面，由反射面反射后从第二直角面出射到镜头组件120。

具体实施时，上述第二调光部件130包含的反射棱镜134和第一调光部件110包含的第二反射棱镜111可以采用H-ZF3(折射率为1.7173)牌号的光学玻璃材料，或者，也可以采用其他高折射率材料如H-ZF4、H-ZF5或H-ZF6牌号的光学玻璃材料。可以理解的是，棱镜材料的折射率越高，反射棱镜的尺寸越小，但折射率越高材质成本越高，因此需依据实际应用场景中光路设计的需要确定。

由此，外部入射的光线依次经过第一调光部件110、镜头组件120、第二调光部件130进入图像传感器140的感光侧成像，由图像传感器140采集入射光线对应的图像，实现摄像模组的图像拍摄功能。

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潜望式摄像模组还包括：防抖微调机构160。防抖微调机构160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160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。

相比于在镜头组件120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160，能够避免防抖微调机构160工作时影响液态透镜121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。

本申请实施例提供的潜望式摄像模组，通过在镜头组件120中搭配液态透镜121，结合第一变焦机构与第二变焦机构150共同调整镜头组件120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。

第二方面，本申请实施例还提供了一种终端设备，如图8所示，该终端设备40包括显示屏200以及潜望式摄像模组100，潜望式摄像模组100中图像传感器140的感光侧平行于显示屏200设置。可以理解的是，图8中示出的x轴方向为终端设备40的厚度方向，即终端设备40中所装配的潜望式摄像模组100的高度方向，y轴方向为终端设备40的长度方向。其中，潜望式摄像模组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。

当然，除了包括显示屏200以及潜望式摄像模组100以外，终端设备40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40的相关技术，此处不做详述。举例来讲，终端设备40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。

由于上述第一方面提供的潜望式摄像模组100，能够在采用高像素图像传感器的情况下，保证整个摄像模组高度尺寸较低，即厚度较薄，因此，有利于使得安装该摄像模组的终端设备在具有较高成像质量的同时，实现轻薄化。

以手机为例，由于采用了上述第一方面提供的潜望式摄像模组，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。

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。

尽管已描述了本申请的优选实施例，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申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种潜望式摄像模组，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；

变焦部件，包括第一变焦机构和第二变焦机构，所述第一变焦机构用于调节所述液态透镜的焦距，所述第二变焦机构用于驱动所述镜头组件沿光轴方向移动，以调节整个所述镜头组件的焦距；

图像传感器，平行于所述镜头组件的光轴方向设置，用于采集入射光线对应的图像；

第一调光部件以及第二调光部件，其中，所述第一调光部件用于将外部入射的光线反射到所述镜头组件，所述第二调光部件用于将所述镜头组件出射的光线反射到所述图像传感器。

2.根据权利要求1所述的潜望式摄像模组，其特征在于，所述液态透镜设置于所述固态光学透镜组的入光侧。

3.根据权利要求1所述的潜望式摄像模组，其特征在于，所述液态透镜设置于所述固态光学透镜组的出光侧。

4.根据权利要求1所述的潜望式摄像模组，其特征在于，所述液态透镜设置于所述固态光学透镜组中的相邻两片透镜之间。

5.根据权利要求1所述的潜望式摄像模组，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。

6.根据权利要求1所述的潜望式摄像模组，其特征在于，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。

7.根据权利要求6所述的潜望式摄像模组，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。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的潜望式摄像模组，其特征在于，所述第二调光部件，包括红外滤光膜、透明基板以及反射膜，其中，所述红外滤光膜形成于所述透明基板的第一表面，所述反射膜形成于所述透明基板的与所述第一表面相对的第二表面，

从所述镜头组件出射的光线经所述红外滤光膜以及所述透明基板入射到所述反射膜，由所述反射膜反射到所述图像传感器。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的潜望式摄像模组，其特征在于，所述第二调光部件包括反射棱镜以及形成于所述反射棱镜的目标表面的红外滤光膜，所述目标表面为所述反射棱镜的第一直角面和/或第二直角面。

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中任一项所述的潜望式摄像模组，所述潜望式摄像模组中图像传感器的感光侧平行于所述显示屏设置。

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