CN108111644A - 一种介质折射率可变的光学成像装置及其移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种介质折射率可变的光学成像装置及其移动终端，旨在解决现有的移动终端产品终端成像装置由于光路方向的物理距离而限制了移动终端产品轻薄化的技术问题。该光学成像装置包括成像传感器、镜头组、介质填充组件以及线路板连接基板，所述成像传感器安装在所述线路板连接基板上，通过所述线路板连接基板与处理器连接；所述镜头组设置在所述成像传感器前方，通过所述介质填充组件在所述成像传感器以及所述镜头组形成的成像光路上填充透光介质。在现有的移动终端摄像头模组基础上，采用不同折射率的透光介质填充成像光路空间，即在镜头的结构和距离不变，改变光路的折射率，从而实现成像系统的成像位置改变。

Description

一种介质折射率可变的光学成像装置及其移动终端

技术领域

本发明涉及移动终端摄像技术领域，尤其涉及一种介质折射率可变的光学成像装置及其移动终端。

背景技术

随着智能移动终端技术的发展，移动终端的功能越来越多样化，其中，移动终端的拍照摄像功能是智能移动终端的标准配置之一，作为移动终端产品的一种重要的附加功能模块，随着数码摄影摄像设备技术的不断进步以及智能移动终端技术的不断提升，拍照摄像功能模块也得到了迅速的发展。随着摄像头像素的提高以及图像处理技术的提升，拍摄效果已经能够接近专业单反相机的水平。

我们知道，实现移动终端的摄像头模组的变焦能力是提升其成像效果的关键，为了实现摄像头模组的自动对焦，现有的移动终端产品一般采集对焦马达盖板镜头组与成像传感器之间的光学距离来实现，其中，音圈马达是最为常用的对焦马达。音圈马达简称(VCM)，它包括固定部分和运动部分，固定部分和运动部分之间通过弹片来连接，弹片就好比一个可沿着光轴伸缩的弹簧，弹片的外圈部分与固定部分固定，内圈部分与运动部分固定，外圈和内圈之间通过弹丝来连接，使得运动部分可以沿着光轴来回移动，这是理想状态，即弹丝的各个方向所受的合力是沿着光轴的，但是在实际生产过程中，现有的制作工艺没办法保证弹丝各个方向上的受力均匀，尤其是弹丝越软，各方向上的受力越难保持均匀，镜头越容易发生倾斜。并且驱动运动部分运动的是通过线圈和磁石之间的作用力，各个方向上的作用力也较难保持一致，导致镜头倾斜。因此，现有使用的音圈马达实现的变焦能力有限，而其它的变焦结构，如潜望式变焦、MEMS变焦、DynaOptics变焦等方案并未被广泛应用。另外，双摄变焦主要是实现了2倍变焦，但是由于像素的增加，感光单元面积的减小，其弱光下的成像能力不足。但是由于轻薄化是移动终端产品的发展趋势，在狭小的空间内实现变焦的技术具有很大的提升空间。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种介质折射率可变的光学成像装置及其移动终端，旨在解决现有的移动终端产品终端成像装置由于光路方向的物理距离而限制了移动终端产品轻薄化的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种介质折射率可变的光学成像装置，包括成像传感器、镜头组、介质填充组件以及线路板连接基板，所述成像传感器安装在所述线路板连接基板上，通过所述线路板连接基板与处理器连接；所述镜头组设置在所述成像传感器前方，通过所述介质填充组件在所述成像传感器以及所述镜头组形成的成像光路上填充透光介质。

进一步的，所述镜头组和所述成像传感器安装在一密封壳体中，通过所述介质填充组件向所述镜头组和所述成像传感器之间的密封腔体填充透光介质。

进一步的，所述镜头组和所述成像传感器安装在一密封壳体中，所述镜头组至少包括第一透镜组和第二透镜组，通过所述介质填充组件向所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的密封腔体以及所述第二透镜组和所述成像传感器之间的密封腔体填充透光介质。

进一步的，所述镜头组至少包括第一透镜组和第二透镜组，所述第一透镜组和所述第二透镜组安装在一镜头壳体内，通过所述介质填充组件向所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的密封腔体填充透光介质。

进一步的，所述镜头组的透镜元件是中空薄壁结构，通过所述介质填充组件向所述中空薄壁结构填充透光介质。

进一步的，所述镜头壳体通过螺纹连接方式设置在一对焦马达上，在填充透光介质之后，通过所述对焦马达调整所述镜头组与所述成像传感器之间的距离。

进一步的，所述介质填充组件包括介质驱动件以及介质容置箱，所述介质驱动件以及所述介质容置箱与所述密封腔体或者所述中空薄壁结构连通。

进一步的，所述透光介质是在可见光(380-760nm)范围内的具有均匀透过率的透明液体、可变形透明聚合物或者透明相变材料。

进一步的，当所述透光介质是透明相变材料时，所述介质容置箱内设置有用于产生相变的加热件或者电压发生器。

基于同一发明构思，本发明的另一方面，还提供了一种移动终端，具有上述介质折射率可变的光学成像装置。

本发明技术方案的有益效果：

本发明技术方案的介质折射率可变的光学成像装置及其移动终端，在现有的移动终端摄像头模组基础上，采用不同折射率的透光介质填充成像光路空间，即在镜头的结构和距离不变，改变光路的折射率，从而实现成像系统的成像位置改变。透光介质改变可以结合对焦马达运动，实现清晰成像，而由于介质折射率的变化，可以实现更大范围的变焦。由于焦距的改变，可以实现比空气或真空中更小的成像距离，从而减小模组在光线传播方向上的整体厚度。

附图说明

图1是实现本发明各个实施例的一种移动终端的硬件结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种通信网络系统架构图；

图3是本发明实施例提供的一种移动终端产品的摄像头模组三维分解结构图；

图4是图3中摄像头模组的镜头组剖视结构示意图；

图5是图3中移动终端产品的摄像头模组成像光路示意图；

图6是本发明实施例提供的第一种介质折射率可变的光学成像装置结构示意图；

图7是本发明实施例提供的第二种介质折射率可变的光学成像装置结构示意图；

图8是本发明实施例提供的第三种介质折射率可变的光学成像装置结构示意图；

图9是本发明实施例提供的第四种介质折射率可变的光学成像装置结构示意图；

图10是本发明实施例提供的第五种介质折射率可变的光学成像装置结构示意图；

图11是本发明实施例提供的第六种介质折射率可变的光学成像装置结构示意图；

图12是本发明实施例提供的镜头组与成像传感器之间的光路示意图；

图13是本发明实施例提供的镜头组与成像传感器之间填充透光介质的光路示意图；

图14是本发明实施例提供的两组透镜之间的光路示意图；

图15是本发明实施例提供的两组透镜之间填充透光介质的光路示意图；

图16是本发明实施提供的中间透镜元件的光路示意图；

图17是本发明实施提供的中间透镜元件填充透光介质的光路示意图；

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

终端可以以各种形式来实施。例如，本发明中描述的终端可以包括诸如手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、个人数字助理(PersonalDigitalAssistant，PDA)、便捷式媒体播放器(Portable Media Player，PMP)、导航装置、可穿戴设备、智能手环、计步器等移动终端，以及诸如数字TV、台式计算机等固定终端。

后续描述中将以移动终端为例进行说明，本领域技术人员将理解的是，除了特别用于移动目的的元件之外，根据本发明的实施方式的构造也能够应用于固定类型的终端。

请参阅图1，其为实现本发明各个实施例的一种移动终端的硬件结构示意图，该移动终端100可以包括：RF(Radio Frequency，射频)单元101、WiFi模块102、音频输出单元103、A/V(音频/视频)输入单元104、传感器105、显示单元106、用户输入单元107、接口单元108、存储器109、处理器110、以及电源111等部件。本领域技术人员可以理解，图1中示出的移动终端结构并不构成对移动终端的限定，移动终端可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

下面结合图1对移动终端的各个部件进行具体的介绍：

射频单元101可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，具体的，将基站的下行信息接收后，给处理器110处理；另外，将上行的数据发送给基站。通常，射频单元101包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器、双工器等。此外，射频单元101还可以通过公共交通费用快捷支付与网络和其他设备通信。上述公共交通费用快捷支付可以使用任一通信标准或协议，包括但不限于GSM(Global System of Mobilecommunication，全球移动通讯系统)、GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务)、CDMA2000(Code Division Multiple Access 2000，码分多址2000)、WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址)、TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，时分同步码分多址)、FDD-LTE(FrequencyDivision Duplexing-Long Term Evolution，频分双工长期演进)和TDD-LTE(TimeDivision Duplexing-Long Term Evolution，分时双工长期演进)等。

WiFi属于短距离无线传输技术，移动终端通过WiFi模块102可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等，它为用户提供了无线的宽带互联网访问。虽然图1示出了WiFi模块102，但是可以理解的是，其并不属于移动终端的必须构成，完全可以根据需要在不改变发明的本质的范围内而省略。

音频输出单元103可以在移动终端100处于呼叫信号接收模式、通话模式、记录模式、语音识别模式、广播接收模式等等模式下时，将射频单元101或WiFi模块102接收的或者在存储器109中存储的音频数据转换成音频信号并且输出为声音。而且，音频输出单元103还可以提供与移动终端100执行的特定功能相关的音频输出(例如，呼叫信号接收声音、消息接收声音等等)。音频输出单元103可以包括扬声器、蜂鸣器等等。

A/V输入单元104用于接收音频或视频信号。A/V输入单元104可以包括图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)1041和麦克风1042，图形处理器1041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。处理后的图像帧可以显示在显示单元106上。经图形处理器1041处理后的图像帧可以存储在存储器109(或其它存储介质)中或者经由射频单元101或WiFi模块102进行发送。麦克风1042可以在电话通话模式、记录模式、语音识别模式等等运行模式中经由麦克风1042接收声音(音频数据)，并且能够将这样的声音处理为音频数据。处理后的音频(语音)数据可以在电话通话模式的情况下转换为可经由射频单元101发送到移动通信基站的格式输出。麦克风1042可以实施各种类型的噪声消除(或抑制)算法以消除(或抑制)在接收和发送音频信号的过程中产生的噪声或者干扰。

移动终端100还包括至少一种传感器105，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板1061的亮度，接近传感器可在移动终端100移动到耳边时，关闭显示面板1061和/或背光。作为运动传感器的一种，加速计传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别手机姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；至于手机还可配置的指纹传感器、压力传感器、虹膜传感器、分子传感器、陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。

显示单元106用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息。显示单元106可包括显示面板1061，可以采用液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)等形式来配置显示面板1061。

用户输入单元107可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与移动终端的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地，用户输入单元107可包括触控面板1071以及其他输入设备1072。触控面板1071，也称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板1071上或在触控面板1071附近的操作)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。触控面板1071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器110，并能接收处理器110发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板1071。除了触控面板1071，用户输入单元107还可以包括其他输入设备1072。具体地，其他输入设备1072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种，具体此处不做限定。

进一步的，触控面板1071可覆盖显示面板1061，当触控面板1071检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器110以确定触摸事件的类型，随后处理器110根据触摸事件的类型在显示面板1061上提供相应的视觉输出。虽然在图1中，触控面板1071与显示面板1061是作为两个独立的部件来实现移动终端的输入和输出功能，但是在某些实施例中，可以将触控面板1071与显示面板1061集成而实现移动终端的输入和输出功能，具体此处不做限定。

接口单元108用作至少一个外部装置与移动终端100连接可以通过的接口。例如，外部装置可以包括有线或无线头戴式耳机端口、外部电源(或电池充电器)端口、有线或无线数据端口、存储卡端口、用于连接具有识别模块的装置的端口、音频输入/输出(I/O)端口、视频I/O端口、耳机端口等等。接口单元108可以用于接收来自外部装置的输入(例如，数据信息、电力等等)并且将接收到的输入传输到移动终端100内的一个或多个元件或者可以用于在移动终端100和外部装置之间传输数据。

存储器109可用于存储软件程序以及各种数据。存储器109可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器109可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

处理器110是移动终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个移动终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储器109内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器109内的数据，执行移动终端的各种功能和处理数据，从而对移动终端进行整体监控。处理器110可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器110可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理公共交通费用快捷支付。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器110中。

移动终端100还可以包括给各个部件供电的电源111(比如电池)，优选的，电源111可以通过电源管理系统与处理器110逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。

尽管图1未示出，移动终端100还可以包括蓝牙模块等，在此不再赘述。

为了便于理解本发明实施例，下面对本发明的移动终端所基于的通信网络系统进行描述。

请参阅图2，图2为本发明实施例提供的一种通信网络系统架构图，该通信网络系统为通用移动通信技术的LTE系统，该LTE系统包括依次通讯连接的UE(User Equipment，用户设备)201，E-UTRAN(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network，演进式UMTS陆地无线接入网)202，EPC(Evolved Packet Core，演进式分组核心网)203和运营商的IP业务204。

具体地，UE201可以是上述终端100，此处不再赘述。

E-UTRAN202包括eNodeB2021和其它eNodeB2022等。其中，eNodeB2021可以通过回程(backhaul)(例如X2接口)与其它eNodeB2022连接，eNodeB2021连接到EPC203，eNodeB2021可以提供UE201到EPC203的接入。

EPC203可以包括MME(Mobility Management Entity，移动性管理实体)2031，HSS(Home Subscriber Server，归属用户服务器)2032，其它MME2033，SGW(Serving Gate Way，服务网关)2034，PGW(PDN Gate Way，分组数据网络网关)2035和PCRF(Policy andCharging Rules Function，政策和资费功能实体)2036等。其中，MME2031是处理UE201和EPC203之间信令的控制节点，提供承载和连接管理。HSS2032用于提供一些寄存器来管理诸如归属位置寄存器(图中未示)之类的功能，并且保存有一些有关服务特征、数据速率等用户专用的信息。所有用户数据都可以通过SGW2034进行发送，PGW2035可以提供UE 201的IP地址分配以及其它功能，PCRF2036是业务数据流和IP承载资源的策略与计费控制策略决策点，它为策略与计费执行功能单元(图中未示)选择及提供可用的策略和计费控制决策。

IP业务204可以包括因特网、内联网、IMS(IP Multimedia Subsystem，IP多媒体子系统)或其它IP业务等。

虽然上述以LTE系统为例进行了介绍，但本领域技术人员应当知晓，本发明不仅仅适用于LTE系统，也可以适用于其他公共交通费用快捷支付系统，例如GSM、CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA以及未来新的网络系统等，此处不做限定。

基于上述移动终端100硬件结构、通信网络系统提出本发明方法各个实施例。

如图3、4、5所示，本发明涉及的一种移动终端产品的摄像头模组，包括对焦马达10、线路连接基板20、镜头组30、成像传感器40、滤光片50、保护膜60，对焦马达10通过螺纹连接方式与镜头组30连接，线路连接基板20的上表面安装成像传感器40，线路连接基板20与成像传感器40之间通过金属导线连接。对焦马达10与线路连接基板20之间设有红外线滤光片50，镜头组30上粘附有保护膜60。

成像传感器40包括阵列单元，阵列单元包括光敏阵列单元、行选择阵列单元、列选择阵列单元和放大阵列单元，光敏阵列单元和行选择阵列单元与视频时序产生电路连接，列选择阵列单元和放大阵列单元与模拟信号处理单元连接。

如图4所示，镜头组30包括第一透镜组31和第二透镜组32，第一透镜组31和第二透镜组32安装在一镜头壳体34内，镜头壳体上设置有透光孔33，具体地，镜头组30包括镜头、以及安装于镜头上的镜筒和透镜，在镜筒和透镜设有间隔环。镜头包括遮光罩和镜身，镜身设有变焦环和对焦环。

线路连接基板20包括铝基板、设于铝基板上表面的导电胶，以及设于铝基板下表面的覆盖层和第一粘接层。覆盖层的下表面设有第二粘接层，第二粘接层的下表面设有补强，第一粘接层的下表面设有钢片。

实施例1

如图6-11所示，本发明实施例提供了一种介质折射率可变的光学成像装置，包括成像传感器40、镜头组、介质填充组件80以及线路板连接基板20，所述成像传感器40安装在所述线路板连接基板20上，通过所述线路板连接基板20与处理器110连接；所述镜头组设置在所述成像传感器40前方，通过所述介质填充组件80在所述成像传感器40以及所述镜头组形成的成像光路上填充透光介质83。

根据光学系统的成像原理，可以得到如果加大成像空间的折射率，可以实现焦距变小。如果将成像空间的折射率变大，成像系统的最小分辨率提高，即在成像传感器的感光单元尺寸受到光学系统的限制减弱。

本申请的技术方案在现有的摄像头模组周围设置填充材料，在需要替换填充时，通过气压等方式对所需填充的密封腔体进行均匀全面填充，从而实现折射率的改变。

如图6所示，所述镜头组和所述成像传感器40安装在一密封壳体70中，通过所述介质填充组件80向所述镜头组和所述成像传感器40之间的密封腔体填充透光介质83。当光线通过透光介质83时，由于折射率发生了改变，到达成像传感器40的光线发生了改变。

如图12、13所示，采用折射率大于空气(n≈1.0)的透光介质填充成像空间，使得焦平面位置提前，成像传感器40的位置也可以更靠近镜头组30，从而压缩了整个模组的大小，应用在移动终端上，更薄的模组可以实现移动终端整体的厚度一致性。另外成像系统的分辨率可以因此得到提高，因此最终成像的分辨率更依赖于成像传感器40的分辨率。

如图7所示，所述镜头组至少包括第一透镜组31和第二透镜组32，所述第一透镜组31和所述第二透镜32组安装在一镜头壳体34内，通过所述介质填充组件80向所述第一透镜组31和所述第二透镜组32之间的密封腔体填充透光介质83。

如图8所示，所述镜头组和所述成像传感器40安装在一密封壳体70中，所述镜头组至少包括第一透镜组31和第二透镜组32，通过所述介质填充组件80向所述第一透镜组31和所述第二透镜组32之间的密封腔体以及所述第二透镜组32和所述成像传感器40之间的密封腔体填充透光介质83。

如图9所示，所述镜头组的透镜元件是中空薄壁结构，通过所述介质填充组件80向所述中空薄壁结构填充透光介质83。

其中，所述镜头壳体34通过螺纹连接方式设置在一对焦马达10上，在填充透光介质83之后，通过所述对焦马达10调整所述镜头组与所述成像传感器40之间的距离。

考虑对焦马达运动与填充材料的折射率和厚度、位置的不同，一般设计多级清晰的成像位置，在成像时，根据用户的操作，确定需要对焦的位置，根据设计对所需的成像空间(镜片与镜片之间或镜片与成像传感器之间，如有7片镜片，则有7个可改变折射率的空间，每个空间填充折射率可选)进行填充，同时对焦马达进行微调，实现清晰成像，从而实现变焦操作。

如图14、15所示，在透镜之间的成像空间内填充透光介质，改变了透镜之间的成像光路，当透光介质的折射率n大于1.0时，就减少了透镜之间的距离。如n＝1.5时，透镜之间的距离明显减少。

如图16、17所示，透镜元件是中空薄壁结构，此时透镜元件是折射率为n＝1.1，当向透镜元件内填充透光介质后，根据透光介质的特性，n＝1.5。将镜片实现中空，通过填充镜片材料的改变实现焦距改变。为了减少折射的损耗，镜片外壳的材料与填充材料折射率应尽可能保持相近，如水凝胶与水。

其中，所述介质填充组件80包括介质驱动件81以及介质容置箱82，所述介质驱动件81以及所述介质容置箱82与所述密封腔体或者所述中空薄壁结构连通。介质驱动件81可以是微型抽吸气泵，或者由微型马达带动的微型气缸等元件，通过介质驱动件81的抽气或者充气，可以将介质容置箱82内的透光介质83在介质容置腔82和密封腔体或者中空薄壁结构内进行切换。从而实现成像光路的折射率的改变。

其中，所述透光介质83是在可见光(380-760nm)范围内的具有均匀透过率的透明液体、可变形透明聚合物或者透明相变材料。采用高折射率介质填充，得存在明显吸收峰，且整体透过率高，对光的损耗小。其中相变材料可以通过温度或电压的改变，使其从固态到液态再到固态的转变，实现填充并稳定。高折射率材料需要与填充空间周围材料具有良好的亲润性，保证完全填充，不存在气泡等影响成像质量。

如图10、11所示，当所述透光介质83是透明相变材料时，所述介质容置箱82内设置有用于产生相变的加热件84或者电压发生器85。

实施例2

基于同一发明构思，本发明的另一方面，还提供了一种移动终端，具有上述介质折射率可变的光学成像装置，具体地，如图6-11所示，介质折射率可变的光学成像装置包括成像传感器40、镜头组、介质填充组件80以及线路板连接基板20，所述成像传感器40安装在所述线路板连接基板20上，通过所述线路板连接基板20与处理器110连接；所述镜头组设置在所述成像传感器40前方，通过所述介质填充组件80在所述成像传感器40以及所述镜头组形成的成像光路上填充透光介质83。

如图6所示，所述镜头组和所述成像传感器40安装在一密封壳体70中，通过所述介质填充组件80向所述镜头组和所述成像传感器40之间的密封腔体填充透光介质83。当光线通过透光介质83时，由于折射率发生了改变，到达成像传感器40的光线发生了改变。

如图7所示，所述镜头组至少包括第一透镜组31和第二透镜组32，所述第一透镜组31和所述第二透镜32组安装在一镜头壳体34内，通过所述介质填充组件80向所述第一透镜组31和所述第二透镜组32之间的密封腔体填充透光介质83。

如图8所示，所述镜头组和所述成像传感器40安装在一密封壳体70中，所述镜头组至少包括第一透镜组31和第二透镜组32，通过所述介质填充组件80向所述第一透镜组31和所述第二透镜组32之间的密封腔体以及所述第二透镜组32和所述成像传感器40之间的密封腔体填充透光介质83。

如图9所示，所述镜头组的透镜元件是中空薄壁结构，通过所述介质填充组件80向所述中空薄壁结构填充透光介质83。

其中，所述镜头壳体34通过螺纹连接方式设置在一对焦马达10上，在填充透光介质83之后，通过所述对焦马达10调整所述镜头组与所述成像传感器40之间的距离。

考虑对焦马达运动与填充材料的折射率和厚度、位置的不同，一般设计多级清晰的成像位置，在成像时，根据用户的操作，确定需要对焦的位置，根据设计对所需的成像空间(镜片与镜片之间或镜片与成像传感器之间，如有7片镜片，则有7个可改变折射率的空间，每个空间填充折射率可选)进行填充，同时对焦马达进行微调，实现清晰成像，从而实现变焦操作。

如图14、15所示，在透镜之间的成像空间内填充透光介质，改变了透镜之间的成像光路，当透光介质的折射率n大于1.0时，就减少了透镜之间的距离。如n＝1.5时，透镜之间的距离明显减少。

如图16、17所示，透镜元件是中空薄壁结构，此时透镜元件是折射率为n＝1.1，当向透镜元件内填充透光介质后，根据透光介质的特性，n＝1.5。将镜片实现中空，通过填充镜片材料的改变实现焦距改变。为了减少折射的损耗，镜片外壳的材料与填充材料折射率应尽可能保持相近，如水凝胶与水。

其中，所述介质填充组件80包括介质驱动件81以及介质容置箱82，所述介质驱动件81以及所述介质容置箱82与所述密封腔体或者所述中空薄壁结构连通。介质驱动件81可以是微型抽吸气泵，或者由微型马达带动的微型气缸等元件，通过介质驱动件81的抽气或者充气，可以将介质容置箱82内的透光介质83在介质容置腔82和密封腔体或者中空薄壁结构内进行切换。从而实现成像光路的折射率的改变。

其中，所述透光介质83是在可见光(380-760nm)范围内的具有均匀透过率的透明液体、可变形透明聚合物或者透明相变材料。采用高折射率介质填充，得存在明显吸收峰，且整体透过率高，对光的损耗小。其中相变材料可以通过温度或电压的改变，使其从固态到液态再到固态的转变，实现填充并稳定。高折射率材料需要与填充空间周围材料具有良好的亲润性，保证完全填充，不存在气泡等影响成像质量。

如图10、11所示，当所述透光介质83是透明相变材料时，所述介质容置箱82内设置有用于产生相变的加热件84或者电压发生器85。

本发明技术方案的介质折射率可变的光学成像装置及其移动终端，在现有的移动终端摄像头模组基础上，采用不同折射率的透光介质填充成像光路空间，即在镜头的结构和距离不变，改变光路的折射率，从而实现成像系统的成像位置改变。透光介质改变可以结合对焦马达运动，实现清晰成像，而由于介质折射率的变化，可以实现更大范围的变焦。由于焦距的改变，可以实现比空气或真空中更小的成像距离，从而减小模组在光线传播方向上的整体厚度。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种介质折射率可变的光学成像装置，其特征在于，包括成像传感器、镜头组、介质填充组件以及线路板连接基板，所述成像传感器安装在所述线路板连接基板上，通过所述线路板连接基板与处理器连接；所述镜头组设置在所述成像传感器前方，通过所述介质填充组件在所述成像传感器以及所述镜头组形成的成像光路上填充透光介质。

2.根据权利要求1所述的介质折射率可变的光学成像装置，其特征在于，所述镜头组和所述成像传感器安装在一密封壳体中，通过所述介质填充组件向所述镜头组和所述成像传感器之间的密封腔体填充透光介质。

3.根据权利要求1所述的介质折射率可变的光学成像装置，其特征在于，所述镜头组至少包括第一透镜组和第二透镜组，所述第一透镜组和所述第二透镜组安装在一镜头壳体内，通过所述介质填充组件向所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的密封腔体填充透光介质。

4.根据权利要求1所述的介质折射率可变的光学成像装置，其特征在于，所述镜头组和所述成像传感器安装在一密封壳体中，所述镜头组至少包括第一透镜组和第二透镜组，通过所述介质填充组件向所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的密封腔体以及所述第二透镜组和所述成像传感器之间的密封腔体填充透光介质。

5.根据权利要求1所述的介质折射率可变的光学成像装置，其特征在于，所述镜头组的透镜元件是中空薄壁结构，通过所述介质填充组件向所述中空薄壁结构填充透光介质。

6.根据权利要求4或者5所述的介质折射率可变的光学成像装置，其特征在于，所述镜头壳体通过螺纹连接方式设置在一对焦马达上，在填充透光介质之后，通过所述对焦马达调整所述镜头组与所述成像传感器之间的距离。

7.根据权利要求6所述的介质折射率可变的光学成像装置，其特征在于，所述介质填充组件包括介质驱动件以及介质容置箱，所述介质驱动件以及所述介质容置箱与所述密封腔体或者所述中空薄壁结构连通。

8.根据权利要求1所述的介质折射率可变的光学成像装置，其特征在于，所述透光介质是在可见光范围内的具有均匀透过率的透明液体、可变形透明聚合物或者透明相变材料。

9.根据权利要求8所述的介质折射率可变的光学成像装置，其特征在于，当所述透光介质是透明相变材料时，所述介质容置箱内设置有用于产生相变的加热件或者电压发生器。

10.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端具有如权利要求7-9所述的介质折射率可变的光学成像装置。