一種攝像頭模組、終端及對焦方法與流程

2023-05-22 08:35:22 2

本發明涉及電子設備技術領域，具體涉及一種攝像頭模組、終端及對焦方法。

背景技術：

隨著信息技術快速發展，終端(如手機、平板電腦等)使用越來越普及。終端中集成的功能也越來越多，就拿拍照來說，不僅要求高像素，而且對對焦的要求也越來越高。目前，對於自動對焦技術來說，自動對焦是鏡頭置於一顆可以活動的馬達內，根據拍照距離的不同，驅動晶片控制馬達推動鏡頭移動量不同，調節拍照清晰度，達到清晰位置。由於馬達屬於磁性元器件，因而，在自動對焦過程中，會給終端帶來磁性幹擾。

技術實現要素：

本發明實施例提供了一種攝像頭模組、終端及對焦方法，可以在實現對焦的基礎上，降低攝像頭模組造成的磁性幹擾。

本發明實施例第一方面提供了一種攝像頭模組，包括：

PCB板，所述PCB板上附著有成像傳感器；

所述成像傳感器上方設置有鏡頭載體；

所述鏡頭載體上方設置有鏡頭；

所述鏡頭上方設置有可調透鏡T lens模塊，所述可調透鏡T lens模塊用於基於控制電壓實現對焦。

本發明實施例第二方面提供了一種終端，包括殼體、驅動電路和上述第一方面所描述的攝像頭模組，所述攝像頭模組裝配於所述殼體，所述驅動電路與所述可調透鏡T lens模塊連接，以通過控制電壓控制所述可調透鏡T lens模塊實現對焦。

本發明實施例第三方面提供了一種對焦方法，應用於第二方面所描述的終端，包括：

確定對焦區域；

根據所述對焦區域確定用於控制可調透鏡T lens模塊的控制電壓；

根據所述控制電壓控制所述可調透鏡T lens模塊進行對焦。

實施本發明實施例，具有如下有益效果：

可以看出，本發明實施例提供的攝像頭模組，PCB板，該PCB板上附著有成像傳感器，該成像傳感器上方設置有鏡頭載體，該鏡頭載體上方設置有鏡頭，該鏡頭位於濾光片上方，該鏡頭上方設置有可調透鏡T lens模塊，該可調透鏡T lens模塊用於基於控制電壓實現對焦，由於採用可調透鏡T lens模塊代替馬達用以實現對焦，因而，採用本發明實施例中的攝像頭模組，可在實現對焦的基礎上，不會產生磁性幹擾，從而降低攝像頭模組所帶來的磁性幹擾。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例提供的可調透鏡T lens模塊的封裝結構示意圖；

圖2是本發明實施例提供的可調透鏡T lens模塊的結構示意圖；

圖2a是本發明實施例提供的可調透鏡T lens模塊在加電壓後的彎曲程度示意圖；

圖2b是本發明實施例提供的可調透鏡T lens模塊在加電壓後的又一彎曲程度示意圖；

圖2c是本發明實施例提供的可調透鏡T lens模塊在加電壓後的又一彎曲程度示意圖；

圖3是本發明實施例提供的攝像頭模組的結構示意圖；

圖4是本發明實施例提供的一種終端的結構示意圖；

圖5是本發明實施例提供的一種對焦方法的實施例流程示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

本發明的說明書和權利要求書及所述附圖中的術語「第一」、「第二」、「第三」和「第四」等是用於區別不同對象，而不是用於描述特定順序。此外，術語「包括」和「具有」以及它們任何變形，意圖在於覆蓋不排他的包含。例如包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備沒有限定於已列出的步驟或單元，而是可選的還包括沒有列出的步驟或單元，或可選的還包括對於這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。

在本文中提及「實施例」意味著，結合實施例描述的特定特徵、結構或特性可以包含在本發明的至少一個實施例中。在說明書中的各個位置展示該短語並不一定均是指相同的實施例，也不是與其它實施例互斥的獨立的或備選的實施例。本領域技術人員顯式地和隱式地理解的是，本文所描述的實施例可以與其它實施例相結合。

本發明實施例所描述終端可以包括智慧型手機(如Android手機、iOS手機、Windows Phone手機等)、平板電腦、掌上電腦、筆記本電腦、移動網際網路設備(MID，Mobile Internet Devices)或穿戴式設備等，上述僅是舉例，而非窮舉，包含但不限於上述終端。

需要說明的是，本發明實施例中所涉及到的可調透鏡(Tunable lens，T lens)模塊是一種自動對焦模塊，如圖1所示，圖1為可調透鏡T lens模塊的封裝示意圖，其主要由外圍封裝電路101和中心的T lens核心部件102構成。其中，可調透鏡T lens模塊上的外圍封裝電路有4根引腳(一根正級，一根負極，一組正負極的備用接口)和攝像頭模組的PCB板相連接，通過正負極引腳供電實現對可調透鏡T lens模塊的驅動控制。

進一步地，如圖2所示，T lens模塊的核心部件102主要由玻璃基板201，高分子聚合物202，玻璃薄膜203，以及壓電陶瓷薄膜204構成。可調透鏡T lens模塊的主要工作原理如下：利用外圍封裝電路中的驅動晶片供給不同的電壓時，壓電陶瓷薄膜204會產生形變，從而，產生不同的折射率，改變光線的聚焦點。如圖2a-圖2c所示，加上不同電壓的時候產生的彎曲程度不同導致對匯聚光線的能力不一樣，其中，圖2a為加0V電壓時候的示意圖，圖2b為加5V電壓時候的示意圖，圖2c為加20V電壓時候的示意圖，當驅動晶片向T lens模塊提供電壓為0V時，如圖2a所示，光線通過T lens時，光路不發生改變，當驅動晶片向T lens模塊提供電壓為5V時，如圖2b所示，光線通過T lens時，光路發生改變，平行光變為聚攏光，當驅動晶片向T lens模塊提供的電壓增加到20V時，如圖2c所示，光線聚攏幅度加大，由此可看出，隨著電壓幅度的增大，可調透鏡T lens的焦距減小。通過控制電壓大小，可以改變焦點，實現自動聚焦。通俗形象的理解，即是相當於攝像頭前面帶了一個眼鏡，通過通電驅動來控制眼鏡的度數，電壓越高度數越高，從而通過一個連續可變的度數來解決攝像頭看清的問題。

具體應用中，驅動晶片供給可調透鏡T lens模塊不同電壓時，壓電陶瓷薄膜和玻璃薄膜發生形變，從而產生了不同的折射率，改變了光線的聚焦點。不同的電壓使得壓電陶瓷薄膜和玻璃薄膜的產生的彎曲度不同，在一定範圍內，隨著電壓增大，壓電陶瓷薄膜和玻璃薄膜彎曲度增加，導致焦距減小。

請參閱圖3，為本發明實施例提供的一種攝像頭模組的結構示意圖。本實施例中所描述的攝像頭模組300，包括：

PCB板301，所述PCB板301上附著有成像傳感器3011；

所述成像傳感器3011上方設置有鏡頭載體302；

所述鏡頭載體302上方設置有鏡頭304；

所述鏡頭304上方設置有可調透鏡T lens模塊305，所述可調透鏡T lens模塊305用於基於控制電壓實現對焦。

其中，可選的，所述鏡頭載體302內設置有濾光片303，其中，所述濾光片303與所述成像傳感器3011呈相對設置，所述鏡頭304位於所述濾光片303上方。

可選的，上述濾光片可為紅外截止玻璃片IR。

其中，上述PCB板301：攝像頭模組的控制電路部分。上述鏡頭載體302：固定鏡頭用，具體地，鏡頭載體302，將鏡頭304通過螺紋的作用裝在鏡頭載體302上。上述鏡頭304主要作用是收集光線。上述濾光片303主要過濾通過鏡頭304後中的部分光線(如紅外光線、可見光等)，以阻止其到達PCB板301上的成像傳感器3011。上述成像傳感器3011：鏡頭304收集到的光線投射到成像傳感器3011的晶片上，該晶片裡面的光電二極體將光信號轉化成電信號輸出。

可選的，所述可調透鏡T lens模塊305包含外圍封裝電路和T lens核心部件，其中，所述外圍封裝電路中包含驅動晶片，所述驅動晶片用於提供控制電壓，通過所述驅動晶片所提供的控制電壓以驅動所述T lens核心部件。

進一步可選的，所述T lens核心部件包括：

玻璃基板及置於所述玻璃基板上方的壓電陶瓷薄膜。

可選的，所述玻璃基板已進行紅外隔離鍍膜處理。

可選的，所述玻璃基板為藍色玻璃，所述藍色玻璃的主要成分為磷酸鹽或者弗磷酸；進一步可選的，所述藍色玻璃已進行紅外隔離鍍膜處理。

在T lens模塊305的玻璃基板上進行紅外隔離鍍膜處理，可以過濾紅外光，再通過鏡頭304後到達成像傳感器3011，從而起到了紅外濾光的功能，並且將T lens模塊305與紅外濾光的功能集成在可調透鏡T lens模塊305中，可以減少濾光片的設置，結構設置更為精簡。

可選的，上述本發明實施例中，可對可調鏡頭T lens模塊305的基板玻璃進行改造，攝像頭模組(例如，應用到手機中的攝像頭模組)裡可以用到一個紅外截止玻璃片(IR cut filter，IR)或者藍色玻璃(Blue Glass，BG)去截取紅外光線，由於攝像頭晶片會感應到紅外光線，而人眼只對可見光有反應，為保持和人眼看到的景物效果一致，改造後的可調鏡頭T lens模塊具有過濾紅外光線的功能。其中，IR玻璃的原理是在無色透明的基板玻璃上通過鍍紅外截止膜來反射紅外光線，藍色玻璃的主要原理是使用一種特殊材質的玻璃吸收掉紅外光線而只讓可見光通過(通常所用的BG材質為磷酸鹽玻璃或者弗磷酸玻璃，而普通玻璃為矽酸鹽玻璃)。因此，本發明實施例通過將可調透鏡T lens模塊305進行玻璃基板鍍紅外截止膜或者更換玻璃材質可以使得可調透鏡T lens模塊305的玻璃基板具有對焦和過濾紅外光線的功能。

可選的，所述鏡頭載體302與所述濾光片303形成一個固定封裝。

可選的，所述可調鏡頭T lens模塊305的上方設置有用於保護所述可調透鏡T lens模塊305的保護鏡。

本發明實施例，通過引入可調透鏡T lens模塊305來實現自動對焦，因而，其不需要馬達輔助也可實現自動對焦，因此，存在以下優點：

1、攝像頭模組結構簡單，相對於原來採用馬達實現對焦的攝像頭模組製造工藝更加簡單；

2、無磁性元器件，因此，不會產生電磁幹擾；

3、功耗小，大約只有帶馬達攝像頭模組的1％～5％；

4、無可以移動的物理結構，可靠性風險低。

其中，上述攝像頭模組，通過改變了以往傳統的需要推動鏡頭，改變鏡頭和成像晶片之間的距離這一傳統方法來實現自動對焦，本發明實施例的關鍵是通過改變鏡頭前面的T lens的折射率來改變鏡頭的焦點位置實現自動對焦。

可以看出，本發明實施例提供的攝像頭模組，PCB板，該PCB板上附著有成像傳感器，該成像傳感器上方設置有鏡頭載體，該鏡頭載體設置有濾光片，其中，該濾光片與該成像傳感器呈相對設置，該鏡頭載體上方設置有鏡頭，該鏡頭位於該濾光片上方，該鏡頭上方設置有可調透鏡T lens模塊，該可調透鏡T lens模塊用於實現對焦，由於採用可調透鏡T lens模塊代替馬達用以實現對焦，因而，採用本發明實施例中的攝像頭模組，可在實現對焦的基礎上，不會產生磁性幹擾。

與上述一致地，請參閱圖4，為本發明實施例提供的一種終端400的結構程示意圖。本實施例中所描述的終端400，其包括殼體401、驅動電路(圖中未標出)和如圖3所述的攝像頭模組300，所述攝像頭模組300裝配於所述殼體401，所述驅動電路用於與所述可調透鏡T lens模塊305連接，具體與可調透鏡T lens模塊305中的驅動晶片連接，從而可以通過控制電壓控制可調透鏡T lens模塊(圖中未標出)以實現對焦。

其中，如圖3所示，攝像頭模組400可包括如下模塊：

PCB板301，所述PCB板301上附著有成像傳感器3011；

所述成像傳感器3011上方設置有鏡頭載體302；

所述鏡頭載體302上方設置有鏡頭304；

可選的，所述鏡頭載體302設置有濾光片303，其中，所述濾光片303與所述成像傳感器3011呈相對設置；所述鏡頭304位於所述濾光片303上方；

可選的，所述濾光片為紅外截止玻璃片IR。

所述鏡頭304上方設置有可調透鏡T lens模塊305，所述可調透鏡T lens模塊305用於基於控制電壓以實現對焦。

可選的，所述可調透鏡T lens模塊305包含外圍封裝電路和T lens核心部件，其中，所述外圍封裝電路中包含驅動晶片，並通過所述驅動晶片驅動所述T lens核心部件。

進一步可選的，所述T lens核心部件包括：

玻璃基板及置於所述玻璃基板上方的壓電陶瓷薄膜。

可選的，所述玻璃基板為藍色玻璃，所述藍色玻璃的主要成分為磷酸鹽或者弗磷酸。

進一步可選的，所述藍色玻璃已進行紅外隔離鍍膜處理。

可選的，所述玻璃基板已進行紅外隔離鍍膜處理。

可選的，所述鏡頭載體302與所述濾光片303形成一個固定封裝。

可選的，所述可調鏡頭T lens模塊305的上方設置有用於保護所述可調透鏡T lens模塊305的保護鏡。

可以看出，本發明實施例提供的終端，由於採用可調透鏡T lens模塊代替馬達用以實現對焦，因而，採用本發明實施例中的攝像頭模組，可在實現對焦的基礎上，不會產生磁性幹擾。

請參閱圖5，為本發明實施例提供的一種對焦方法的實施例流程示意圖。基於上述圖4所描述對終端，本實施例中所描述的對焦方法，包括以下步驟：

501、確定對焦區域。

其中，用戶在利用終端進行拍照時，終端可實現自動對焦。在實現自對對焦過程中，需要先確定對焦區域，通常情況下，在終端的顯示界面展示拍攝場景的畫面，用戶可選擇某個區域，該區域作為對焦區域。或者，終端可對拍攝場景中的某個人物進行聚焦，將該人物所在的區域作為對焦區域。

502、根據所述對焦區域確定用於控制可調透鏡T lens模塊的控制電壓。

其中，在對焦區域確定之後，可按照對焦區域確定對焦距離，根據對焦距離確定與之對應的控制電壓，從而，後續可通過該控制電壓控制可調透鏡T lens模塊實現對焦。

可選的，步驟502根據所述對焦區域確定用於控制可調透鏡T lens模塊的控制電壓，可按照如下方式實現：

51)、根據所述對焦區域確定對焦距離；

52)、根據預設的距離與電壓之間的對應關係確定所述對焦距離對應的控制電壓。

其中，上述步驟51中，可根據距離傳感器確定對焦區域中的每一點與終端之間的距離，將對焦區域的所有點的平均距離值作為對焦距離。進一步地，上述步驟52中，可在實施本發明實施例之前，確定距離與電壓之間的對應關係，如下式所示：

y＝f(x)

其中，x為距離，y為電壓，f為距離與電壓之間的對應關係，在x為對焦距離時，y為對焦距離對應的控制電壓，f可為線性函數或者非線性函數。在實施本發明實施例之前，可通過大量實驗，採集不同的對焦距離與控制電壓對應數據，將其進行擬合或者採用訓練器進行訓練，從而，得到距離與電壓之間的對應關係。

503、根據所述控制電壓控制所述可調透鏡T lens模塊進行對焦。

其中，可進一步地，利用可調透鏡T lens模塊外圍封裝電路中的驅動晶片供給可調透鏡T lens模塊以上述控制電壓，壓電陶瓷薄膜便會產生形變，從而，產生與該控制電壓對應的折射率，利用該折射率實現對焦。如此，可通過可調透鏡T lens模塊實現對焦，在該對焦過程中，不需要用到馬達，因而，不會產生磁性幹擾。

可以看出，本發明實施例，可以確定對焦區域，根據該對焦區域確定用於控制可調透鏡T lens模塊的控制電壓，根據該控制電壓控制該可調透鏡T lens模塊進行對焦。因而，採用本發明實施例，可在對焦區域確定之後，根據該對焦區域確定可調透鏡T lens模塊的控制電壓，基於該控制電壓可調透鏡T lens模塊實現對焦，在該對焦過程中，不會產生磁性幹擾。

儘管結合具體特徵及其實施例對本發明進行了描述，顯而易見的，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，可對其進行各種修改和組合。相應地，本說明書和附圖僅僅是所附權利要求所界定的本發明的示例性說明，且視為已覆蓋本發明範圍內的任意和所有修改、變化、組合或等同物。顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。