CN106060366A - 图像对焦系统、拍摄装置和电子设备 - Google Patents

图像对焦系统、拍摄装置和电子设备 Download PDF

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Abstract

本申请提出一种图像对焦系统、拍摄装置和电子设备，其中，该图像对焦系统，包括：微机电系统，所述微电机系统包括：固定电极；及与所述固定电极配合的活动电极；及与所述活动电极固定连接的镜头组件；所述固定电极及所述活动电极用于在驱动电压的作用下产生静电力，所述活动电极用于在所述静电力的作用下移动，以带动所述镜头组件移动，以进行对焦。本申请的实施例，通过由半导体制造技术制造的微机电系统带动镜头组件移动以进行对焦，有利于图像对焦系统的小型化，提高对焦效率。

Description

图像对焦系统、拍摄装置和电子设备
技术领域
本申请涉及图像对焦技术领域，特别涉及一种图像对焦系统、拍摄装置和电子设备。
背景技术
目前，大多移动终端的前置摄像头为定焦摄像头，只能固定一个对焦距离。目前的马达，如音圈马达(Voice Coil Motor，VCM)的高度最低在2.3mm以上，因此如果使用音圈马达进行对焦，则会导致摄像头模组体积和高度都会增加。此外，大多数音圈马达是弹片式的，由于弹簧有弹性，因此对焦时需要一定的稳定时间，对焦时间较长。
发明内容
本申请旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。
为此，本申请的第一个目的在于提出一种图像对焦系统，有利于图像对焦系统的小型化，提高对焦效率。
本申请的第二个目的在于提出一种拍摄装置。
本申请的第三个目的在于提出一种电子设备。
为达上述目的，根据本申请第一方面实施例提出了一种图像对焦系统，包括：
微机电系统，所述微电机系统包括：
固定电极；及
与所述固定电极配合的活动电极；及
与所述活动电极固定连接的镜头组件；
所述固定电极及所述活动电极用于在驱动电压的作用下产生静电力，所述活动电极用于在所述静电力的作用下移动，以带动所述镜头组件移动，以进行对焦。
根据本申请实施例的图像对焦系统，还可具有如下附加技术特征：
在本申请的一个实施例中，所述固定电极及所述活动电极为相互配合的梳状电极。
在本申请的一个实施例中，所述驱动电压与所述镜头组件的移动距离呈线性关系。
在本申请的一个实施例中，如果所述活动电极与所述镜头组件远离感光芯片的一端固定连接，则所述镜头组件与所述感光芯片的距离与所述驱动电压呈负相关关系。
在本申请的一个实施例中，如果所述活动电极与所述镜头组件接近感光芯片的一端固定连接，则所述镜头组件与所述感光芯片的距离与所述驱动电压呈正相关关系。
在本申请的一个实施例中，所述微机电系统包括多对所述固定电极和所述活动电极，所述多对所述固定电极和所述活动电极分别设置在所述镜头组件的多侧。
在本申请的一个实施例中，所述镜头组件为移动终端的前置摄像头中的镜头组件。
在本申请的一个实施例中，所述固定电极与电源的正极相连，所述活动电极与所述电源的负极相连。
本申请第二方面实施例提供了一种拍摄装置，包括本申请第一方面任一实施例的图像对焦系统。
本申请第二方面实施例提供了一种电子设备，包括本申请第二方面任一实施例的拍摄装置。
本申请实施例的图像对焦系统、拍摄装置和电子设备，通过微电机系统的活动电极在驱动电压的作用下带动镜头组件移动，实现对焦，由于微电机系统尺寸小，因此有利于图像对焦系统的小型化。此外，通过微电机系统的活动电极带动镜头组件移动，并不依赖与弹性性别，因此能够快速、稳定地控制镜头组件的位置，对焦时间短，提高了对焦效率。
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为根据本申请一个实施例的图像对焦系统的结构示意图；
图2a为根据本申请一个实施例的微电机系统的结构示意图；
图2b为根据本申请另一个实施例的微电机系统的结构示意图。
主要元件符号说明：
图像对焦系统10、微机电系统12、镜头组件14、固定电极122、活动电极124、基板16、感光芯片18及支撑件19
具体实施方式
下面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。
下面参考附图描述根据本申请实施例的图像对焦系统、拍摄装置和电子设备。
图1为根据本申请一个实施例的图像对焦系统的结构示意图。
如图1所示，根据本申请实施例的图像对焦系统10包括：微机电系统(microelectro-mechanical system，MEMS)12和镜头组件14。微机电系统12包括：固定电极122及活动电极124。
其中，活动电极124与固定电极122相配合。
镜头组件14与活动电极124固定连接。
固定电极122及活动电极124用于在驱动电压的作用下产生静电力，活动电极124用于在所述静电力的作用下移动，以带动镜头组件14移动，以进行对焦。该微机电系统12作为对焦马达，行程一般为200微米，移动精度(该微机电系统12单次移动的最小距离)可到达1微米(像素尺寸级别)。
MEMS是在微电子技术(半导体制造技术)基础上发展起来的，融合了光刻、腐蚀、薄膜、LIGA、硅微加工、非硅微加工和精密机械加工等技术制造的高科技电子机械器件，相较于现有的音圈马达具有较小的尺寸(毫米级)，有利于采用图像对焦系统的小型化。
根据本申请实施例的图像对焦系统，通过微电机系统的活动电极在驱动电压的作用下带动镜头组件移动，实现对焦，由于微电机系统尺寸小，因此有利于图像对焦系统的小型化。此外，通过微电机系统的活动电极带动镜头组件移动，并不依赖与弹性性别，因此能够快速、稳定地控制镜头组件的位置，对焦时间短，提高了对焦效率。
在本申请的一个实施例中，微机电系统12可包括多对固定电极122和活动电极124，多对固定电极122和活动电极124可分别设置在镜头组件14的多侧。举例来说，可如图1所示，两对固定电极122和活动电极124可分别设置在镜头组件14的两侧。或者，还可将多对固定电极122和活动电极124按照间隔预设角度分布在镜头组件14周围，以通过多组活动电极124带动镜头组件14移动，从而提升镜头组件14的移动速度，以提升对焦效率。
在本申请的一个实施例中，图像对焦系统可包括基板16、设置在基板16上的感光芯片18及用于支撑微机电系统12和镜头组件的支撑件19。
固定电极122可固定在支撑件19上。
具体地，在本申请的一个实施例中，如图1所示，固定电极122可固定在支撑件19的靠近镜头组件14上部的位置，活动电极124则设置在靠近镜头组件14下部的位置，即活动电极124与镜头组件14接近感光芯片18的一端固定连接。从而，活动电极124可在驱动电压的作用下带动镜头组件14向远离感光芯片18的方向移动。在此条件下，镜头组件14与感光芯片18的距离与驱动电压呈正相关关系。也就是说，驱动电压越大，镜头组件14与感光芯片18的距离越大。
在本申请的另一个实施例中，与图1所示实施例相反，固定电极122可固定在支撑件19的靠近镜头组件14下部的位置，活动电极124则设置在靠近镜头组件14上部的位置，即活动电极134与镜头组件14远离感光芯片18的一端固定连接。从而，活动电极124可在驱动电压的作用下带动镜头组件14向靠近感光芯片18的方向移动。在此条件下，镜头组件14与感光芯片18的距离与驱动电压呈负相关关系。也就是说，驱动电压越大，镜头组件14与感光芯片18的距离越小。
在本申请的一个实施例中，微机电系统12的固定电极122与电源的正极相连，活动电极124与电源的负极相连，从而电源可为微机电系统12提供驱动电压。
具体地，随着驱动电压的增大，活动电极124可逐渐向固定电极122所在方向移动，进而带动镜头组件14的移动距离越大。
在本申请的实施例中，驱动电压与镜头组件14的移动距离呈线性关系。也就是说，每个驱动电压可唯一对应一个移动距离。可预先设定各个驱动电影与镜头组件14的移动距离的对应关系。进而，可通过调整驱动电压的大小控制镜头组件14的移动至不同的位置，实现对焦。
举例来说，当驱动电压为0时，活动电极124与固定电极122为完全分离状态，即离的最远的状态，镜头组件14的移动距离为0。当驱动电压逐渐增大时，活动电极124向固定电极122靠近。
由此，可通过调整驱动电压准确地控制镜头组件14的移动距离，相对于传统的通过弹片式音圈马达带动镜头组件移动的方式来说，稳定时间极短，从而有效提高对焦效率。
如图2a所示，在本申请的一个实施例中，固定电极122及活动电极124为相互配合的梳状电极。通过采用梳状电极，固定电极122及活动电极124之间的面积配合更多，驱动电压转化成静电力的效率高，从而可降低功耗。
对于图2a所示的梳状电极，当驱动电压达到最大值时，固定电极122与活动电极124达到最近距离，如图2b所示。
在本申请的一个实施例中，镜头组件14可以是移动终端的前置摄像头中的镜头组件。由于移动终端中的前置摄像头大多只能固定一个对焦焦距，拍摄效果不理想。因此，本申请实施例的图像对焦系统应用在移动终端的前置摄像头中能在尽可能小的增加前置摄像头大小和体积的前提下提升前置摄像头的拍摄效果，示例性地，本申请实施例的图像对焦系统应用在移动终端的前置摄像头，可兼顾到手持式和自拍杆的距离进行清晰对焦，特别是对物距范围在30厘米至120厘米之间的前置拍摄目标而言。
对于移动终端的前置摄像头来说，主要用于近景拍摄，因此，镜头组件14的初始位置可设置为接近感光芯片18的位置，即图1中镜头组件14的位置。对于固定电极122固定在支撑件19的靠近镜头组件14上部的位置，活动电极124则设置在靠近镜头组件14下部的位置的设置方式，初始驱动电压可设置为0，从而可通过逐渐增加驱动电压控制镜头组件14逐渐远离感光芯片18，以进行对焦。
对于固定电极122固定在支撑件19的靠近镜头组件14下部的位置，活动电极124则设置在靠近镜头组件14上部的位置的设置方式，初始驱动电压可设置为最大值，从而可通过逐渐减小驱动电压控制镜头组件14逐渐远离感光芯片18，以进行对焦。
本申请还提出一种拍摄装置。
根据本申请实施例的拍摄装置，包括本申请任一实施例的图像对焦系统，通过微电机系统的活动电极在驱动电压的作用下带动镜头组件移动，实现对焦，由于微电机系统尺寸小，因此有利于图像对焦系统的小型化。此外，通过微电机系统的活动电极带动镜头组件移动，并不依赖与弹性性别，因此能够快速、稳定地控制镜头组件的位置，对焦时间短，提高了对焦效率。
本申请还提出一种电子设备。
根据本申请实施例的电子设备，包括本申请任一实施例的拍摄装置，通过微电机系统的活动电极在驱动电压的作用下带动镜头组件移动，实现对焦，由于微电机系统尺寸小，因此有利于图像对焦系统的小型化。此外，通过微电机系统的活动电极带动镜头组件移动，并不依赖与弹性性别，因此能够快速、稳定地控制镜头组件的位置，对焦时间短，提高了对焦效率。
需要说明的是，本申请实施方式的电子设备为手机或平板电脑，而本申请实施方式的拍摄装置可为手机或平板电脑的前置相机或者后置相机。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种图像对焦系统，其特征在于，包括：
微机电系统，所述微电机系统包括：
固定电极；及
与所述固定电极配合的活动电极；及
与所述活动电极固定连接的镜头组件；
所述固定电极及所述活动电极用于在驱动电压的作用下产生静电力，所述活动电极用于在所述静电力的作用下移动，以带动所述镜头组件移动，以进行对焦。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述固定电极及所述活动电极为相互配合的梳状电极。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中，所述驱动电压与所述镜头组件的移动距离呈线性关系。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，
如果所述活动电极与所述镜头组件远离感光芯片的一端固定连接，则所述镜头组件与所述感光芯片的距离与所述驱动电压呈负相关关系。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，
如果所述活动电极与所述镜头组件接近感光芯片的一端固定连接，则所述镜头组件与所述感光芯片的距离与所述驱动电压呈正相关关系。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述微机电系统包括多对所述固定电极和所述活动电极，所述多对所述固定电极和所述活动电极分别设置在所述镜头组件的多侧。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述镜头组件为移动终端的前置摄像头中的镜头组件。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中，所述固定电极与电源的正极相连，所述活动电极与所述电源的负极相连。
9.一种拍摄装置，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的图像对焦系统。
10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的拍摄装置。
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