CN111338160B - 摄像装置及其温度补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一摄像装置及其温度补偿方法，其中所述摄像装置包括一镜筒、一光学系统、至少一补偿装置、以及一感光芯片，其中所述光学系统被所述镜筒保持在所述感光芯片的感光路径，其中所述补偿装置被设置于所述镜筒，藉由所述补偿装置补偿所述镜筒由于温度变化而产生的形变，从而调节所述摄像装置的温度补偿。

Description

摄像装置及其温度补偿方法

技术领域

本发明涉及光学成像领域，尤其涉及一摄像装置及其温度补偿方法。

背景技术

光学镜头的在日常生活中扮演着越来越重要的作用，如手机镜头，摄像镜头，监控境镜头，车载镜头等，光学镜头在使用过程中的稳定性直接影响使用者的使用效果。特别是在汽车领域，随着汽车行业的迅猛发展，汽车作为出行的工具，其安全性能密切关系到驾驶员及其他乘员的人身安全。车载光学镜头作为汽车之眼，所获得的图像、影像信息直接影响到乘车人员或车辆内部系统对于外界事物的观察效果。车载光学镜头的成像稳定性和清晰性直接影响到车辆和车辆驾驶人员的健康，因此车载光学镜头的稳定工作显得极为重要。

光学镜头成像的稳定性取决于多方面的因素，其中温度的影响极为显著。正常工作状态下的光学镜头适应常温，比如20℃时，光学镜头能够正常工作，但是当温度变化时镜头的镜筒以及内部的光学镜片的尺寸大小会发生相应的变化。光学镜头的尺寸大小发生变化时，镜头的成像的稳定性和清晰性都会受到影响。

当汽车在夏天，在冬天行驶，在热带在寒带行驶时，都必须要保证镜头的稳定性。这就需要保证镜头的温度补偿性，来保证镜头在不同的温度下，都可以稳定高效的工作。这就要求镜头拥有较优良的温度补偿能力，镜头的温度补偿能力越好，镜头的解像能力越稳定。现有技术的光学镜头为了满足温度补偿能力，设计具有温度补偿功能的光学镜头，但是光学镜头的光学镜片在满足光学性能比如MTF(Modulation Transfer Function，调制传递函数)的前提下兼顾镜片的温度补偿，这对于光学镜片的设计难度非常大。

附图1示出了现有技术的一种光学镜头，其中该光学镜头包括一镜筒10P和一光学系统20P，其中该光学系统20P内部包括至少一光学镜片21P。该光学镜片21P被固定在该镜筒10P内部，其中该镜筒10P的内部还设置有该光学镜头的一感光芯片30P，其中该光学镜片21P被保持在该感光芯片30P的感光路径。在常温状态下，该光学系统20P的最佳成像面形成在该感光芯片30P的表面，此时认为光学镜头的成像性能良好。

由于温度的变化，该镜片21P和该镜筒10P发生膨胀变形，该镜片21P相互之间的间距变化；或者该镜筒10P的内径大小发生变化，而导致该镜片21P与该镜筒10P的内壁间距变化，从而导致最佳成像面的偏移。该感光芯片30P不能接收到最佳成像面的最佳成像信息，而导致成像模糊。

如图2A和图2B所示，根据温度补偿原理，在温度发生变化时，如高温(低温相反)，该镜筒10P发生膨胀向上，带动该光学系统20P向上，该镜片21P的成像面相对于该感光芯片30P向上偏移，该镜片21P自身膨胀向下，使得成像面相对于该感光芯片30P向下偏移，当总的偏移量越靠近0时，成像面越清晰，实际使用时总的偏移量需在一定范围内。

对于现有技术的镜头而言，在设计制造该镜片21P时需要满足该镜片21P的光学性能的前提下，考虑该镜片21P在遇到温度变化的时候所需要的温度补偿量。该光学系统20P的组装基准面到该感光芯片30P的距离固定不变，无法根据温度补偿要求进行特别定制，只能通过光学设计去调节温度补偿，也就是重新设计该镜片21P的光学结构性能。但是在保证相应的光学参数(MTF等)兼顾温度补偿，该光学系统20P组装基准到该感光芯片30P的距离无法达到温度补偿要求，需要进行特别定制。在保证设计的前提下兼顾温度补偿，难度较大，同时也很难以满足在各种环境温度下该光学镜头成像的稳定性。

发明内容

本发明的一个优势在于提供一摄像装置及其温度补偿方法，其中所述摄像装置特别适于被设置于一交通工具，例如汽车，从而使得所述摄像装置形成车载摄像装置。

本发明的另一个优势在于提供一摄像装置及其温度补偿方法，其中所述摄像装置通过结构设计实现所述摄像装置的温度补偿性能，调节温度补偿效果，使所述摄像装置适应温度的变化。

本发明的另一个优势在于提供一摄像装置及其温度补偿方法，其中所述摄像装置不需要改变原有的结构，在调节温度补偿效果时，不会影响所述摄像装置的光学成像性能。

本发明的另一个优势在于提供一摄像装置及其温度补偿方法，其中所述镜头的镜筒设置至少一补偿装置，所述补偿装置用于限制所述镜筒的膨胀量，进而实现所述摄像装置的温度补偿，从而保证所述摄像装置在各种温度条件下的成像稳定性。

本发明的另一个优势在于提供一摄像装置及其温度补偿方法，其中所述补偿装置嵌入至所述镜筒，通过调整所述补偿装置的长度大小对所述摄像装置的温度补偿进行调节。

本发明的另一个优势在于提供一摄像装置及其温度补偿方法，其中所述补偿装置调节所述摄像装置的温度补偿，以便在光学设计时放开温度补偿，有利于光学设计。

本发明的另一个优势在于提供一摄像装置及其温度补偿方法，其中在保持原有光学镜片光学设计不变的情况下，通过所述补偿装置控制所述镜筒自身膨胀量，使得所述摄像装置的最佳成像面符合实际使用需求。

本发明的另一个优势在于提供一摄像装置及其温度补偿方法，其中所述摄像装置的光学镜片之间设置高CTE(coefficient of thermal expansion，即热膨胀系数)的材料或低CTE材料的隔圈，在温度变化时通过隔圈控制光学镜片的膨胀，从而调整所述镜筒中的温度补偿性能。

本发明的另一个优势在于提供一摄像装置及其温度补偿方法，其中所述摄像装置通过搭配使用所述补偿装置和所述隔圈，来控制所述摄像装置成像面位置靠近感光芯片的位置，以减小所述摄像装置的成像面的偏移量。

本发明的另一个优势在于提供一摄像装置及其温度补偿方法，其中所述摄像装置通过调整所述补偿装置的长度，也就是说在镜片变形导致的成像面位置偏移量不变的情况下通过调整镜筒的补偿装置，以使得成像面的总偏移量处于可行范围内，从而达到成像清晰的效果。

本发明的另一个优势在于提供一摄像装置及其温度补偿方法，其中所述摄像装置通过调整所述补偿装置的材料性能，也就是说在所述镜片变形导致的成像面位置偏移量不变的情况下通过调整镜筒的补偿装置，以使得成像面的总偏移量处于可行范围内，从而达到成像清晰的效果。

本发明的另一个优势在于提供一摄像装置及其温度补偿方法，其中所述摄像装置在调节控制温度补偿性能时，不需要改变原有的光学镜片的结构性能，也不需要重新设计镜筒，便于加工，节约成本。

本发明的其它优势和特点通过下述的详细说明得以充分体现并可通过所附权利要求中特地指出的手段和装置的组合得以实现。

依本发明的一个方面，能够实现前述目的和其他目的和优势的本发明的一摄像装置，包括：

一镜筒；

一光学系统，其中所述光学系统被设置于所述镜筒；

至少一补偿装置，其中所述补偿装置被设置于所述镜筒，藉由所述补偿装置控制所述镜筒由于温度变化而产生的形变，从而调节所述摄像装置的温度补偿；以及

一感光芯片，其中所述光学系统被保持在所述感光芯片的感光路径。

根据本发明的一个实施例，所述镜筒包括一镜筒主体和至少一固定元件，其中所述补偿装置被嵌入至所述镜筒主体，所述固定元件将所述光学系统固定装配于所述镜筒主体。

根据本发明的一个实施例，所述镜筒主体进一步设有至少一嵌入槽，其中所述补偿装置通过胶粘或螺纹连接的方式安装于所述镜筒主体的所述嵌入槽。

根据本发明的一个实施例，所述镜筒主体进一步具有一内壁和一容纳腔，所述光学系统被设置于所述容纳腔，其中所述嵌入槽被形成于所述镜筒主体的下部，并且所述嵌入槽靠近所述镜筒主体的内壁。

根据本发明的一个实施例，所述光学系统形成一最佳光学成像面，其中所述补偿装置通过控制所述内壁的形变，补偿所述最佳光学成像面向上的偏移量。

根据本发明的一个实施例，所述补偿装置的长度被调整，以补偿所述最佳光学成像面的偏移量的大小。

根据本发明的一个实施例，所述补偿装置为1≤CTE≤10的低CTE材料，温度变化时，所述补偿装置抑制所述镜筒主体的形变，进而补偿所述最佳光学成像面的偏移量的大小。

根据本发明的一个实施例，所述补偿装置为30≤CTE≤75的高CTE材料，温度变化时，所述补偿装置促使所述镜筒主体的形变，进而扩大所述最佳光学成像面的偏移量的大小。

根据本发明的一个实施例，所述补偿装置进一步包括至少两个插片，其中所述插片为弧形片状结构，并且所述插片被相互间隔地嵌入至所述镜筒主体。

根据本发明的一个实施例，所述补偿装置进一步包括一插环和至少一插脚，其中所述插脚一体地延伸于所述插环的下方，藉由所述插脚将所述插环固定地安装于所述镜筒主体。

根据本发明的一个实施例，所述补偿装置进一步包括至少两个栓柱，其中所述栓柱为柱状支撑结构，并且所述栓柱通过所述嵌入槽安装至所述镜筒主体。

根据本发明的一个实施例，所述光学系统进一步包括至少一光学镜片和至少一滤光装置，其中所述光学镜片将光线通过所述滤光装置形成所述最佳光学成像面。

根据本发明的一个实施例，所述光学系统进一步包括至少一隔圈，所述隔圈被设置于所述光学镜片，藉由所述隔圈控制所述光学镜片之间的间距，以控制所述最佳光学成像面偏移量的大小。

根据本发明的一个实施例，所述隔圈由殷钢材料制作而成。

根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一摄像装置的温度补偿方法，其中所述温度补偿方法包括如下方法步骤：

(1)设置至少一补偿装置于一镜筒；和

(2)藉由所述补偿装置补偿所述镜筒在温度变化时产生的变形，以限制一光学系统的一最佳光学成像面的总偏移量。

根据本发明的一个实施例，在上述温度补偿方法(1)中，所述补偿装置被以胶粘或者螺纹连接的方式连接于一镜筒主体。

根据本发明的一个实施例，在上述温度补偿方法(2)进一步包括：调整所述补偿装置的长度，以控制所述镜筒在温度变化时产生的变形程度，进而调节温度补偿。

根据本发明的一个实施例，在上述温度补偿方法(2)进一步包括：调整所述补偿装置的材料，以使所述补偿装置控制所述镜筒在温度变化时产生的变形程度，进而调节温度补偿。

根据本发明的一个实施例，在上述温度补偿方法(2)中，保持所述最佳光学成像面的偏移量不变的情况下，藉由所述补偿装置调节所述最佳光学成像面的偏移量，以限制所述最佳光学成像面的总偏移量。

通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。

本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。

附图说明

图1是现有技术的一种光学摄像装置的示意图。

图2A是现有技术的所述光学摄像装置在温度变化情况下的成像面的位置变化示意图。

图2B是现有技术的所述光学摄像装置在温度变化情况下的成像面的位置变化示意图。

图3是根据本发明的第一较佳实施例的一摄像装置的整体示意图。

图4A是根据本发明的上述较佳实施例的所述摄像装置的分解示意图。

图4B是根据本发明的上述较佳实施例的所述摄像装置的另一分解示意图。

图5是根据本发明的上述较佳实施例的所述摄像装置的平面剖视图。

图6是根据本发明的第二述较佳实施例的一摄像装置的剖视图。

图7A是根据本发明的上述较佳实施例的所述摄像装置的一补偿装置的另一可选实施方式的示意图。

图7B是根据本发明的上述较佳实施例的所述摄像装置的所述补偿装置的另一可选实施方式的示意图。

图7C是根据本发明的上述较佳实施例的所述摄像装置的所述补偿装置的另一可选实施方式的示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

参照本发明说明书附图之图3至图5所示，依照本发明第一较佳实施例的一摄像装置在接下来的描述中被阐述。所述摄像装置包括一镜筒10、一光学系统20、至少一感光芯片30，以及至少一补偿装置40，其中所述感光芯片30和所述光学系统20被设置于所述镜筒10，藉由所述镜筒10固定所述光学系统20和所述感光芯片30。所述补偿装置40被设置于所述镜筒10，藉由所述补偿装置40限制所述镜筒10在温度变化时的变形。

所述光学系统20被所述镜筒10固定装配于所述感光芯片30的前方，所述光学系统20具有一最佳光学成像面201。优选地，在正常工作温度下，比如常温20℃时，所述光学系统20的所述光学成像面201靠近或位于所述感光芯片30的表面。此时的所述感光芯片30接收到所述光学系统20投射的最佳光学影像信息。所述补偿装置40被设置于所述镜筒10，藉由所述补偿装置40抑制所述镜筒10在温度变化时所述镜筒10的变形，进而抑制由于所述镜筒10变形而导致的所述光学系统20的最佳光学成像面201的移动。所述感光芯片30具有一感光路径，所述感光芯片30接收所述感光路径的光线，并基于接收到的光线生成图像信息，其中所述光学系统20被保持在所述感光芯片的感光路径。

可以理解的是，当温度变化时，由于温度变化而导致的所述镜筒10和所述光学系统20的膨胀或收缩，会造成所述光学系统20的所述最佳光学成像面201相对于所述感光芯片30的位置发生变化。在本发明的第一较佳实施例中，通过限制所述摄像装置的所述镜筒10在温度变化时的膨胀，以调整所述光学系统20的所述最佳光学成像面201相对所述感光芯片30的偏移量。

值得一提的是，由于温度变化导致所述摄像装置的所述镜筒10和所述光学系统20的变形，从而导致所述光学系统20的所述最佳光学成像面201的偏移。在温度发生变化时，比如所述摄像装置处于高温(低温相反)情况下，所述镜筒10发生膨胀，所述光学系统20的所述最佳光学成像面201相对于所述感光芯片30向上偏移，偏移量为a。也就是说，在高温情况下，由于所述镜筒10受热变形而导致的所述光学系统20的所述最佳成像面201偏移至所述感光芯片30的前方。相应地，所述摄像装置处于高温(低温相反)情况下，所述光学系统20的镜片受热发生膨胀，所述光学系统20的所述最佳光学成像面201相对于所述感光芯片30向下偏移，偏移量为b。所述光学系统20的所述最佳光学成像面201的总的偏移量为c＝|b-a|。可以理解的是，当c越靠近0时，成像面越清晰，在实际使用时，c需要在一定范围内时，所述摄像装置能够满足实际使用需求。

所述补偿装置40嵌入至所述镜筒10，温度变化时所述补偿装置40限制所述镜筒10的形变。也就是说，当所述摄像装置的所处的温度变化时，所述镜筒10被所述补偿装置40限制，在偏移量b不发生调节的情况下，调节偏移量a的范围，使得总偏移量c在合理的区域范围内，从而达到成像清晰的效果。

如图4A和图4B所示，所述镜筒10进一步包括一镜筒主体11和至少一固定元件12，其中所述固定元件12将所述光学系统20固定地安装于所述镜筒主体11。所述镜筒10的所述镜筒主体11进一步具有一容纳腔111和一内壁112，其中所述光学系统20被安装于所述容纳腔11中。所述镜筒主体11的所述内壁112定义所述镜筒主体11的所述容纳腔111。可以理解的是，在高温情况下，所述镜筒10的所述镜筒主体11受热膨胀，其中所述内壁112挤压所述容纳腔111内的所述光学系统20的镜片，导致所述光学系统20的所述最佳光学成像面201相对所述感光芯片30向上偏移。

相应地，所述补偿装置40被设置于所述镜筒10的所述镜筒主体11，当温度变化时，所述补偿装置40限制所述镜筒主体11的所述内壁112向内膨胀变形，避免所述内壁112向内地挤压所述光学系统20。换句话说，所述补偿装置40限制所述镜筒主体11的所述内壁112挤压所述容纳腔111中的所述光学系统20的镜片，限制偏移量b。

所述光学系统20进一步包括至少一光学镜片21和至少一滤光装置22，其中所述光学镜片21和所述滤光装置22被所述固定元件12固定于所述镜筒10的所述容纳腔111。所述光学镜片21通过所述滤光装置22将光线投射至所述感光芯片30。

如图4和图5所示，所述镜筒10的所述镜筒主体11进一步设有至少一嵌入槽113，其中所述补偿装置40通过所述嵌入槽113设置于所述镜筒10。所述嵌入槽113被形成于所述镜筒主体11的下部，其中所述补偿装置40通过所述嵌入槽113限制所述镜筒主体11下部在温度变化时的变形。所述嵌入槽113的形状和大小适配于所述补偿装置40。值得一提的是，当温度升高时，所述补偿装置40通过所述嵌入槽113限制所述镜筒主体11的内壁112向内膨胀变形；当温度降低时，所述补偿装置40通过所述嵌入槽113支撑所述镜筒主体11，限制所述镜筒主体11的内壁112收缩变形。

优选地，所述嵌入槽113被形成于所述镜筒主体11的内侧，也就是说，所述嵌入槽113被形成靠近于所述内壁112的一侧。

在本发明的第一较佳实施例中，所述补偿装置40被实施为限制所述镜筒主体11变形的环状支撑结构，其中所述补偿装置40被以胶粘连接或螺纹连接的方式连接于所述镜筒主体11。

优选地，所述补偿装置40是由低CTE(coefficient of thermal expansion，即热膨胀系数)材料(如殷钢、石墨、电木、或玻璃等材料)制作而成，其中材料的CTE值在1至10之间。优选地，所述补偿装置40的材料CTE值在1至8之间。由于所述补偿装置40是低CTE材料，因而当温度变化时，所述补偿装置40随温度变化膨胀变化量小，藉由所述补偿装置40抑制所述镜筒主体11的形变，从而抑制所述光学系统20的向上偏移量a。更优选地，所述补偿装置40为殷钢材料制作而成的环形插片。值得一提的是，在发明的第一较佳实施例中，所述补偿装置40的材料在此仅仅作为示例性质的，而非限制。因此，其他种类合适的材料也可应用于此。

可以理解的是，当温度变化时，所述光学系统20的所述光学镜片21随温度的变化而产生的形变(比如高温时的膨胀)较小时，所述光学系统20的所述最佳光学成像面201向下的偏移量b较小。通过所述补偿装置40限制所述镜筒主体11的形变，从而抑制所述光学系统20的所述最佳光学成像面201向上的偏移量a，以使所述最佳光学成像面201的总偏移量c限定在较小的区域范围内，从而使所述摄像装置达到成像清晰的效果。

可选地，所述补偿装置40是由高CTE材料制作而成，比如塑料。当所述光学系统20的所述光学镜片21随着温度的变化产生较大的形变量时，所述光学系统20的所述最佳光学成像面201的偏移量b较大。值得一提的是，在本发明中，所述高CTE材料是指材料的CTE值大于30。优选地，所述补偿装置40材料的CTE值在30至75之间。

为了使得所述光学系统20的总偏移量c限定在较小的范围内，所述镜筒10需要获得较大的形变量，以使得所述光学系统20的偏移量a抵消所述光学镜片21产生的偏移量b。换言之，所述镜筒10需要被所述补偿装置40支撑，当温度变化时，由所述补偿装置40增大所述镜筒10变形，使所述镜筒10产生的偏移量a抵消由所述光学镜片21产生的偏移量b。所述光学系统20的所述最佳光学成像面201的总偏移量c被限定在较小的范围内，所述摄像装置得以获取清晰的成像效果。值得一提的是，在发明的第一较佳实施例中，所述补偿装置40的材料在此仅仅作为示例性质的，而非限制。因此，其他种类合适的材料也可应用于此。

换言之，所述补偿装置40的材料不同，在温度变化时，所述补偿装置40改变所述镜筒10产生的形变量不同。因此，可以根据实际使用需求选择使用合适材料的所述补偿装置40，以使所述镜筒10形变产生的偏移量a足以抵消所述光学系统20形变产生的偏移量b。

装配至所述镜筒10的所述补偿装置40的长度影响偏移量b的大小。所述补偿装置40的长度越大时，由所述补偿装置40对所述镜筒40的支撑或限制作用越大。所述镜筒主体11的所述内壁112在所述补偿装置40的支撑或限制作用下的形变量越大或越小。例如，当所述补偿装置40的材料为低CTE材料(殷钢材料/石墨/电木)时，所述补偿装置40的长度越大，所述补偿装置40对于所述镜筒主体11的限制作用越大。当温度变化(温度升高)时，所述镜筒主体11在所述补偿装置40的限制作用下的变形越大，由所述镜筒主体11变形引起的偏移量a越小。相反地，当所述补偿装置40的长度越小，所述补偿装置40对所述镜筒主体11的限制作用越小。

可以理解的是，当所述补偿装置40的材料为高CTE材料(塑料)时，所述补偿装置40的长度越大，所述补偿装置40对于所述镜筒主体11的支撑作用越大。当温度变化(温度升高)时，所述镜筒主体11在所述补偿装置40的支撑作用下的变形越大，由所述镜筒主体11变形引起的偏移量a越大。

可以理解的是，在本发明的第一较佳实施例中，在不调节所述光学系统20由于温度变化而产生的偏移量b的情况下，通过调节所述补偿装置40的长度大小，或者通过选择使用所述补偿装置40的材料，调节所述镜筒10变形而产生的偏移量a的大小的范围。简言之，所述补偿装置40通过调整所述光学系统20的所述最佳光学成像面201的偏移量a的大小来调整所述光学系统20的所述最佳光学成像面201的总体偏移量c靠近于0，以使所述感光芯片30获取清晰成像数据。

在本发明的第一较佳实施例中，不改变所述光学系统20的所述光学镜片21的原有结构，通过在所述镜筒10的所述镜筒主体11的下端嵌入所述补偿装置40的方式对温度补偿进行调节。值得一提的是，通过调节所述补偿装置40的长度和材料可以精确地调节所述摄像装置的温度补偿，而无需考虑由于温度的变化而导致所述光学镜片21产生的温度补偿问题。在设计所述光学系统20的所述光学镜片21时，可以放开或避免温度补偿问题，有利于所述光学镜片21的光学设计。

参照本发明说明书附图之图6所示，依照本发明第二较佳实施例的一摄像装置在接下来的描述中被阐述。所述摄像装置包括一镜筒10、一光学系统20A、至少一感光芯片30，以及至少一补偿装置40，其中所述感光芯片30和所述光学系统20A被设置于所述镜筒10，藉由所述镜筒10固定所述光学系统20和所述感光芯片30。所述补偿装置40被设置于所述镜筒10，藉由所述补偿装置40限制所述镜筒10在温度变化时的变形。所述光学系统20A被所述镜筒10固定装配于所述感光芯片30的前方，所述光学系统20A具有一最佳光学成像面201A。

值得一提的是，在本发明的第二较佳实施例中，所述摄像装置的所述镜筒10、所述感光芯片30、以及所述补偿装置40的结构和性能与上述第一较佳实施例的结构和性能相同。不同点在于所述光学系统20A的结构与上述较佳实施例的所述光学系统20的结构和性能不同。更值得一提的是，在本发明的第二较佳实施例中，所述摄像装置通过搭配地控制所述光学系统20A的所述最佳光学成像面201A的向上偏移量a和向下偏移量b，以使总偏移量c靠近于0，从而使得所述摄像装置获得清晰的成像性能。

相应地，所述光学系统20A进一步包括至少一镜片21A、一滤光装置22A、以及至少一隔圈23A，其中所述隔圈23A被设置于所述镜片21A，藉由所述隔圈23A支撑所述镜片21A，和保持所述镜片21A的相对位置不变。优选地，所述光学系统20A包括两个以上的所述镜片21A，其中所述隔圈23A被设置于两个所述镜片21A之间，藉由所述隔圈23A控制所述镜片21A之间的间距的变化量。

如图6所示，所述光学镜片21A和所述隔圈23A通过胶粘或者螺纹连接的方式连接，所述光学镜片21A被所述隔圈23A固定于所述镜筒10。优选地，所述隔圈23A进一步设有至少一施胶部231A，其中所述施胶部231A通过胶粘的方式连接于所述光学镜片21A。可以理解的是，所述光学系统20A的所述光学镜片21A被以胶粘的方式连接于所述隔圈23A，藉由所述隔圈23A调节和控制所述光学镜片21A在所述镜筒10的相对位置，和控制所述光学镜片21A之间的间距。

优选地，所述隔圈23A是由低CTE材料(如殷钢、石墨、电木、或玻璃等材料)制作而成，其中材料的CTE数值≥1。由于所述隔圈23A是低CTE材料，因而当温度变化时，所述隔圈23A随温度变化膨胀变化量小，藉由所述隔圈23A控制所述光学镜片21A之间的间距大小保持不变，从而抑制所述光学系统20A的所述最佳光学成像面201A向下的偏移量b。更优选地，所述隔圈23A为殷钢材料制作而成的环形插片。值得一提的是，在发明的第一较佳实施例中，所述隔圈23A的材料在此仅仅作为示例性质的，而非限制。因此，其他种类合适的材料也可应用于此。

值得一提的是，在本发明的第二较佳实施例中，通过所述补偿装置40限制所述光学系统20A的所述最佳光学成像面201A向上的偏移量a的同时，由所述隔圈23A限制所述光学系统20A的所述最佳光学成像面201A向下的偏移量b，以使所述光学系统20A的所述最佳光学成像面201A的总偏移量c靠近0，以使所述摄像装置获得清晰的图像数据。

可选地，所述隔圈23A是由高CTE材料制作而成，比如塑料。当所述镜筒10随着温度的变化产生较大的形变量时，所述光学系统20A的所述最佳光学成像面201A的偏移量a较大。为了使得所述光学系统20A的总偏移量c限定在较小的范围内，需要获取足够大的所述光学系统20A的偏移量b，以便抵消所述光学镜片21A产生的偏移量a。换言之，当温度变化(温度升高)时，所述光学镜片21A需要被所述隔圈23A支撑扩大所述光学镜片21A之间的间距，以使所述光学镜片21A产生的偏移量b足以抵消由所述镜筒10产生的偏移量a。所述光学系统20A的所述最佳光学成像面201A的总偏移量c被限定在较小的范围内，所述摄像装置得以获取清晰的成像效果。

换言之，所述隔圈23A的材料不同，在温度变化时，所述隔圈23A改变所述光学镜片之间的间隔大小不同。因此，可以根据实际使用需求选择使用合适材料的所述隔圈23A，以使所述隔圈23A形变产生的偏移量b足以抵消所述镜筒形变产生的偏移量a。

参照本发明说明书附图之图7A至图7C，示出了上述第一较佳实施例和所述第二较佳实施例的所述光学摄像装置的所述补偿装置40的另外几种可选实施方式。如图7A所示，所述补偿装置40B进一步包括至少两个插片41B，其中所述插片41B被间隔地设置于所述镜筒10的所述镜筒主体11的下部。所述补偿装置40B的所述插片41B在温度变化时，限制或控制所述镜筒10的形变，以控制所述镜筒10的形变造成的所述光学系统20的所述最佳成像面201的偏移量a。

优选地，所述补偿装置40B包括四个所述插片41B，并且所述插片41B被环绕地设置于所述镜筒主体11的所述嵌入槽113。值得一提的是，所述补偿装置40B的所述插片41B的材料为高CET材料(如塑料)；或低CET材料(如殷钢、石墨、电木、或玻璃等材料)CET的范围为(CET≥1)。根据实际使用情况可以选择使用不同材料的所述插片41B。更优选地，所述补偿装置40B的所述插片41B为弧形片状的支撑结构，所述插片41B被固定地插入至所述光学系统20的周边。

如图7B所示，所述补偿装置40C进一步包括一插环41C和至少一插脚42C，其中所述插脚42被设置于所述插环41C的下方。优选地，所述补偿装置40C的所述插环41C和所述插脚42C为一体式结构，也就是说，所述插脚42C一体地延伸于所述插环41C的下部。

相应地，所述镜筒10的所述镜筒主体11进一步设有一环形插槽1131和一插脚插槽1132，其中所述环形插槽1131连通于所述插脚插槽1132。所述补偿装置40C通过所述环形插槽1131和所述插脚插槽1132适配于所述补偿装置40C的所述插环41C和所述插脚42C的大小和形状。

所述补偿装置40C的所述插环41C被所述插脚42C固定于所述环形插槽1131，优选地，所述插脚42C通过点胶的方式连接于所述镜筒主体11。值得一提的是，所述补偿装置40C的所述插环41C限制或控制所述镜筒10底部的变形量，其中所述插脚42C限制或控制所述镜筒10内部的变形量。所述补偿装置40C的材料为高CET材料(如塑料)；或低CET材料(如殷钢、石墨、电木、或玻璃等材料)CET的范围为(CET≥1)。根据实际使用情况可以选择使用不同材料的所述插片40C。

如图7C所示，所述补偿装置40D进一步包括至少两个栓柱41D，其中所述栓柱41D被间隔地设置于所述镜筒10的所述镜筒主体11的下部。所述补偿装置40D的所述栓柱41D在温度变化时，限制或控制所述镜筒10的形变，以控制所述镜筒10的形变造成的所述光学系统20的所述最佳成像面201的偏移量a。

优选地，所述补偿装置40D包括四个所述栓柱41D，并且所述栓柱41D被环绕地设置于所述镜筒主体11的所述嵌入槽113。值得一提的是，所述补偿装置40D的所述栓柱41D的材料为高CET材料(如塑料)；或低CET材料(如殷钢、石墨、电木、或玻璃等材料)CET的范围为(CET≥1)。根据实际使用情况可以选择使用不同材料的所述栓柱41D。更优选地，所述补偿装置40D的所述栓柱41D为柱形的支撑结构，所述栓柱41D被固定地插入至所述光学系统20的周边。

依照本发明的另一方面，本发明进一步提供一摄像装置的制造方法，其中所述制造方法包括如下方法步骤：

(I)形成至少一嵌入槽113于一镜筒10；和

(II)固定安装至少一补偿装置40于所述嵌入槽113，和安装一光学系统20于所述镜筒10。

在本发明的上述摄像装置的制造方法(I)中，在所述镜筒10的所述镜筒主体11的底部设置形成所述嵌入槽113，其中所述嵌入槽113被形成于所述镜筒主体11靠近所述镜筒主体11的内壁112的一侧。

在本发明的上述摄像装置的制造方法(II)中，所述补偿装置40通过点胶或螺纹连接的方式固定地安装至所述镜筒10的所述镜筒主体11。

依照本发明的另一方面，本发明进一步提供一摄像装置的温度补偿方法，其中所述摄像装置的温度补偿方法包括如下方法步骤：

(1)设置至少一补偿装置40于一镜筒10；和

(2)藉由所述补偿装置40控制所述镜筒10在温度变化时产生的变形，以限制一光学系统20的一最佳光学成像面201的总偏移量c。

在上述镜筒的温度补偿方法(1)中，所述补偿装置40被设置于所述镜筒10的一镜筒主体11，其中所述补偿装置40被以胶粘或者螺纹连接的方式连接于所述镜筒主体11。

在上述镜筒的温度补偿方法(2)中，通过调整所述补偿装置40的长度，以控制所述镜筒10在温度变化时产生的变形程度，进而调节温度补偿。通过调整所述补偿装置40的材料，以使所述补偿装置40控制所述镜筒10在温度变化时产生的变形程度，进而调节温度补偿。当所述补偿装置40的材料为低CTE材料时，在温度变化时，所述补偿装置40抑制所述镜筒10变形，以限制所述光学系统20的一最佳光学成像面201向上的偏移量a；当所述补偿装置40的材料为高CTE材料时，在温度变化时，所述补偿装置40支撑所述镜筒10变形，以增大所述光学成像面201向上偏移量a的大小。

在上述镜筒的温度补偿方法(2)中，保持所述最佳光学成像面201的向下的偏移量b不变的情况下，藉由所述补偿装置40控制所述镜筒10，调节所述光学系统20的所述最佳光学成像面201向上的偏移量a，以限制所述最佳光学成像面201的总偏移量。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (16)

1.一摄像装置，其特征在于，包括：

镜筒，包括镜筒主体以及在所述镜筒主体的内壁的下部分设置的嵌入槽，所述镜筒主体具有容纳腔；

光学系统，设置于所述容纳腔，并包括两个以上的光学镜片以及设置于相邻的所述光学镜片之间的隔圈，所述隔圈用于控制所述镜片之间的间距的变化量；

感光芯片，设置于所述镜筒主体的底部并靠近所述嵌入槽，所述光学系统被保持在所述感光芯片的感光路径；以及

至少一个补偿装置，设置于所述嵌入槽并延伸至所述镜筒主体的底部，藉由所述补偿装置补偿所述镜筒主体由于温度变化而产生的形变，并且所述补偿装置通过控制所述内壁的形变的方式，补偿最佳光学成像面的偏移量；

其中，通过所述隔圈和所述补偿装置调节所述摄像装置的温度补偿，以减小所述摄像装置的最佳光学成像面在所述感光路径上相对于所述感光芯片的偏移量。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中所述镜筒还包括至少一个固定元件，其中所述补偿装置被嵌入至所述镜筒主体，所述固定元件将所述光学系统固定装配于所述镜筒主体。

3.根据权利要求2所述的摄像装置，其中所述补偿装置通过胶粘或螺纹连接的方式安装于所述嵌入槽。

4.根据权利要求1所述的摄像装置，其中所述补偿装置的长度被调整，以补偿所述最佳光学成像面的偏移量。

5.根据权利要求1或4所述的摄像装置，其中，当所述补偿装置为1≤CTE≤10的低CTE材料，温度变化时，所述补偿装置抑制所述镜筒主体的形变，进而限制补偿所述最佳光学成像面的偏移量。

6.根据权利要求1或4所述的摄像装置，其中，当所述补偿装置为30≤CTE≤75的高CTE材料，温度变化时，所述补偿装置促使所述镜筒主体的形变，进而增大补偿所述最佳光学成像面的偏移量。

7.根据权利要求1所述的摄像装置，其中所述补偿装置进一步包括至少两个插片，其中所述插片为弧形片状结构，并且所述插片被相互间隔地嵌入至所述镜筒主体。

8.根据权利要求1所述的摄像装置，其中所述补偿装置进一步包括一插环和至少一插脚，其中所述插脚一体地延伸于所述插环的下方，藉由所述插脚将所述插环固定地安装于所述镜筒主体。

9.根据权利要求1所述的摄像装置，其中所述补偿装置进一步包括至少两个栓柱，其中所述栓柱为柱状支撑结构，并且所述栓柱通过所述嵌入槽安装至所述镜筒主体。

10.根据权利要求1所述的摄像装置，其中所述光学系统进一步包括至少一光学镜片和至少一滤光装置，其中所述光学镜片将光线通过所述滤光装置形成所述最佳光学成像面。

11.根据权利要求1所述的摄像装置，其中所述隔圈由殷钢材料制作而成。

12.一摄像装置的温度补偿方法，其特征在于，其中所述温度补偿方法包括如下方法步骤：

(1)设置至少一个补偿装置于镜筒，所述镜筒包括镜筒主体以及在所述镜筒主体的内壁的下部分设置的嵌入槽，其中，所述补偿装置设置于所述嵌入槽并延伸至所述镜筒主体的底部，所述镜筒主体具有容纳腔；

(2)设置光学系统，所述光学系统被设置于所述容纳腔，并包括两个以上的光学镜片以及设置于相邻的所述光学镜片之间的隔圈，所述隔圈用于控制所述镜片之间的间距的变化量；

(3)设置感光芯片，所述感光芯片设置于所述镜筒主体的底部并靠近所述嵌入槽，其中所述光学系统被保持在所述感光芯片的感光路径；

(4)藉由所述补偿装置补偿所述镜筒主体由于温度变化而产生的形变，并通过控制所述内壁的形变的方式，补偿最佳光学成像面的偏移量；

其中，通过所述隔圈和所述补偿装置调节所述摄像装置的温度补偿，以减小所述摄像装置的最佳光学成像面在所述感光路径上相对于所述感光芯片的偏移量。

13.根据权利要求12所述的温度补偿方法，其中在上述步骤(1)中，所述补偿装置被以胶粘或者螺纹连接的方式连接于一镜筒主体。

14.根据权利要求12所述的温度补偿方法，其中在上述步骤(2)进一步包括：调整所述补偿装置的长度，以控制所述镜筒在温度变化时产生的变形程度，进而调节温度补偿。

15.根据权利要求12所述的温度补偿方法，其中在上述步骤(2)进一步包括：调整所述补偿装置的材料，以使所述补偿装置控制所述镜筒在温度变化时产生的变形程度，进而调节温度补偿。

16.根据权利要求12所述的温度补偿方法，其中在上述步骤(2)中，保持所述最佳光学成像面的偏移量不变的情况下，藉由所述补偿装置调节所述最佳光学成像面的偏移量，以限制所述最佳光学成像面的总偏移量。

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