CN113900211A - 自动聚焦组件、摄像装置、电子设备和自动聚焦方法 - Google Patents
自动聚焦组件、摄像装置、电子设备和自动聚焦方法 Download PDFInfo
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Abstract
本申请提供一种自动聚焦组件、摄像装置、电子设备及自动聚焦方法。自动聚焦组件包括光学件和驱动件,光学件包括沿光轴方向依次设置且均为无光焦度元件的第一光学件和第二光学件,第一光学件和第二光学件在光轴方向上的尺寸分别为第一厚度和第二厚度,沿着第二方向,第二方向与光轴方向呈夹角设置,第一厚度的变化趋势和第二厚度的变化趋势相反且均呈渐变状态,驱动件用于驱动第一光学件和/或第二光学件移动,以改变光轴上的第一厚度和第二厚度的和。本申请提供的自动聚焦组件具有低成本、精度高,一致性好的优势。
Description
技术领域
本申请涉及光学技术领域,特别涉及一种自动聚焦组件、摄像装置和电子设备。
背景技术
摄像装置已被广泛应用于人们的生活中,自动聚焦(Auto Focus,AF)方案已成为摄像装置中的必备技术。目前被各大厂商广泛采用的AF方案主要包括两种:第一种方案为沿着光轴移动镜组/镜头(简称Lens shift AF);第二种方案为沿着光轴移动图像传感器(Sensor)来实现AF(简称Sensor shift AF)。通常通过移动装置(例如音圈马达)驱动移动镜组/镜头和图像传感器移动,由于镜组/镜头和图像传感器均为光学系统的敏感部件,采用上述两种方案,对移动装置的要求都比较高,需要其具备较高的驱动精度及可靠性,自然需要较高的成本。而且,移动镜组/镜头和图像传感器的过程中,有可能造成镜组/镜头和图像传感器位置的倾斜,影响成像品质。
发明内容
本申请提供一种自动聚焦组件、摄像装置和电子设备,通过自动聚焦组件独立于镜组和感光元件,实现解耦,自动聚焦组件的调节过程不需要改变镜组/镜头和感光元件的位置,具有低成本、精度高,一致性好的优势。
第一方面,本申请提供一种自动聚焦组件,包括光学件和驱动件,光学件包括均为无光焦度元件的第一光学件和第二光学件,沿着光轴方向,所述第一光学元件位于所述第二光学元件的物侧,所述第一光学件在所述光轴方向上的尺寸为第一厚度,所述第二光学件在所述光轴方向上的尺寸为第二厚度,沿着第二方向,所述第一厚度的变化趋势和所述第二厚度的变化趋势相反且均呈渐变状态,所述第二方向与所述光轴方向呈夹角设置,具体而言,所述夹角可以为大于0度及小于等于90度;驱动件用于驱动所述第一光学件和/或所述第二光学件移动,以改变所述光轴上的所述第一厚度和所述第二厚度的和。
可以理解为,在所述第一光学件的径向方向上,所述第一厚度呈渐变状态;在所述第二光学件的径向方向上,所述第二厚度呈渐变状态。光学件(第一光学件和第二光学件)的厚度方向为沿着光轴的方向上的尺寸;光学件(第一光学件和第二光学件)的径向方向指的是光学件于光轴上的位置向光学件的边缘延伸的方向,光学件(第一光学件和第二光学件)可以为方形、圆形、多边形等,不管是什么形状,其径向方向均可以理解为光轴的位置向光学件边缘延伸的方向。径向方向可以垂直于光轴方向,即为前述所定义的第二方向,径向方向(或第二方向)与光轴垂直,可以理解为:径向方向(或第二方向)与光轴之间为接近垂直的状态,包括绝对的呈90度夹角的理想状态,也包括在90度上下浮动的某个角度范围,例如80度至100度之间。
由于摄像装置像面聚焦位置随着光学件于光轴上的厚度的改变而改变,本申请通过设置无光焦度的第一光学元件和第二光学元件,通过驱动第一光学元件和第二光学元件的移动改变光轴上二者的厚度的和,实现聚焦。此聚焦的方案能够将自动聚焦组件独立于摄像装置的镜组,即实现了自动聚焦组件与镜组的解耦,不需要改变镜组及图像传感器的位置,有利于保证摄像装置的成像品质,而且,无光焦度的第一光学元件和第二光学元件具有低成本、精度高,一致性好的特点。本申请提供的自动聚焦组件应用在摄像装置中对组装对位设备的要求低,即组装对位更简便易行,有利于提升成像品质,而且可以降低高低温对模组匹配的要求。具体而言,模组匹配指的是镜组与图像传感器之间的匹配,光线经过镜组,其成像位置需要位于图像传感器上,即组装过程中,需要满足图像传感器的位置对焦在镜组的像面。对于摄像装置而言,高低温变化会导致像面位置的变动。主要原因在于:镜头内的光学镜片由于其热胀冷缩的性能,对环境温度变化较为敏感,会随着温度变化改变尺寸。环境温度在高低温变化的过程中,由于镜头内的光学镜片的尺寸的变化,摄像装置的像面的位置也会产生变化。本申请通过自动聚焦组件可以实现焦距的调节,即便摄像装置在高低温变换的情况下,也可以通过自动聚焦组件,改变第一厚度和第二厚度的和来调节像面的位置,因此,本申请提供的自动聚焦组件应用在摄像装置中,可以降低高低温对模组匹配的要求。
第一方面一种可能的实现方式中,所述第一光学件的物侧面和像侧面均为平面且形成夹角,所述第二光学件的物侧面和像侧面均为平面且形成夹角,所述第一光学件的物侧面和所述第二光学件的像侧面均垂直于所述光轴。
本申请所有实施方式中描述的两个特征之间的垂直关系中的“垂直”的限定均可以理解为:接近垂直的状态,例如第一光学件的物侧面与光轴的夹角为在90度上下浮动的某个允许的公差范围内,例如85-95度,这个公差可以理解为组装公差,加工光学件过程中形成的平面度的公差等等。(本说明适用于后续其它的实施例,后续实施方式中不再重复解释)
本实施方式中第一光学件和第二光学件共同共成平板架构,但二者相对的面均为相较第二方向倾斜的斜面,通过斜面的设置,使得第一光学件和第二光学件在第二方向上不同的位置具有不同的厚度。第一光学件的物侧面和第二光学件的像侧面垂直于光轴,使得第一光学件和第二光学件的制作工艺简单,只要提供一块方形平板状镜片,只在其一个表面切掉一部分形成斜面就可以形成第一光学件(或第二光学件)的形态,制作成本低。
具体而言,一种实施方式中,第一光学件和第二光学件可以为同样的形状尺寸,在组装在自动聚焦组件内时,将第一光学件的斜面与第二光学件的斜面相对,但保证第一光学件的物侧面和第二光学件的像侧面均垂直于光轴即可。同样形状尺寸的第一光学件和第二光学件可以批量制作,而且它们的结构可以互换,使得本申请自动聚焦组件易于组装,组装成本低。
以光轴为Z轴及垂直于光轴的两个轴分别为X轴、Y轴,构建右手坐标系。在Y轴和Z轴所构建的平面上,第一光学件和第二光学件的截面形状为楔形或三角形,在X轴和Y轴所构建的平面上,第一光学元件和第二光学元件的截面形状可以为但不限于圆形、方形。
第一方面一种可能的实现方式中,所述第一光学件和所述第二光学件之间设有间隙,所述第一光学件和/或所述第二光学件移动的方向垂直于所述光轴。本实施方式将第一光学件和第二光学件的移动方向限定为垂直于光轴,即第二方向,垂直于光轴的移动,使得第一光学件和第二光学件在移动的过程中,可以保持第一光学件的物侧面在光轴上的位置及第二光学件的像侧面在光轴上的位置不变,只是改变第一厚度和第二厚度的和,就可以实现聚焦,聚焦方案简化,精度高,而且垂直于光轴的移动亦有利于驱动方案的设计,驱动精度更容易把握。本实施方式通过在第一光学件和第二光学件之间设置间隙,间隙的设置为第一光学件和第二光学件在第二方向上的移动提供了避让空间,即在第二方向上的第一光学件的移动过程中,第二光学件不会阻挡第一光学件,同样在第二方向上的第二光学件的移动过程中,第一光学件也不会阻挡第二光学件。若第一光学件和第二光学件移动的行程可以较小,光轴方向上,间隙的尺寸可以设置的比较小,若保证第一光学件和第二光学件沿着第二方向移动,需要根据移动的距离设置二者之间间隙的大小。
具体而言,第一光学件在X轴和Y轴所构建的平面上的投影为第一投影,第二光学件在X轴和Y轴所构建的平面上的投影为第二投影,当间隙尺寸较小的情况下,第一投影和第二投影部分重叠(即二者具有相交区域);当间隙尺寸较大的情况下,第一投影和第二投影之间设有间隔或者邻接,即第一投影和第二投影之间不形成重叠(或相交)的区域,这样在第一光学件沿着第二方向移动的方向上,不管移动的行程多大,第二光学件都不会对阻挡第一光学件。
第一方面一种可能的实现方式中,所述第一光学件和所述第二光学件接触。本实施方式通过第一光学件和第二光学件的接触,使得自动聚焦组件在光轴方向上的尺寸可以得到较小的设计,有利于摄像装置的小型化,及电子设备薄型化设计。可以理解的是,第一光学件和第二光学件接触的架构下,驱动件驱动第一光学件和第二光学件移动的过程,第一光学件和第二光学件的移动方向是沿着二者的接触面的延伸方向移动,移动方向相较第二方向倾斜。
第一方面一种可能的实现方式中,所述驱动件施加至所述第一光学件和/或所述第二光学件的驱动力的方向垂直于所述光轴,驱动力的方向垂直于光轴有利于简化驱动件的配置、安装。当垂直于光轴的方向的力驱动第一光学件时,由于第二光学件的物侧面是斜面,使得作用在第一光学件上的驱动力产生沿着光轴方向的分力,使得第一光学件的物侧面的位置发生了变化,同样,第二光学元件受到垂直于光轴方向的驱动力时,也能产生沿着光轴方向的位移,第二光学元件的像侧面的位置也可以发生变化,本实施方式,第一光学件和第二光学件之间无间隙,通过第一光学件的物侧面和第二光学件像侧面的位置的变化,使得第一厚度和第二厚度的和发生变化。
第一方面一种可能的实现方式中,所述光学件的数量为至少两个,且沿着所述光轴依次分布,所述驱动件驱动至少两个所述光学件移动,以实现自动聚焦。本实施方式通过驱动件驱动设置在光轴方向上的至少一个光学件来实现自动聚焦,可以提升自动聚焦的精度和效率,可以提升摄像装置的成像效果。
第一方面一种可能的实现方式中,所述第一光学件的物侧面设有IR(Infrared-Reflection,红外截止)层,本实施方式通过在第一光学件的物侧面设置IR层,使得第一光学件不但具有聚焦的功能,还具有截止红外光线及透过可见光线的滤光作用,当摄像装置于白天工作的状态下,可以使用具有IR层的第一光学件,提高拍摄效果,IR层可以通过光学镀膜的方式制作在第一光学件的物侧面,IR层也可以为独立于第一光学件的滤光片结构,固定连接在第一光学件的物侧面,例如可以通过光学胶将IR层粘贴固定在第一光学件上。
另一种可能的实现方式中,所述第一光学件的物侧面设有AR(Anti-Reflection,高透光率防反射)层,本实施方式通过在第一光学件的物侧面设置AR层,使得第一光学件不但具有聚焦的功能,还具有高透光防反射的功能,当摄像装置周围的环境光较暗时,例如用于夜晚工作的状态下时,可以使用具有AR层的第一光学件,提高拍摄效果。AR层也可以通过光学镀膜的方式制作在第一光学件的物侧面,AR层也可以为独立于第一光学件的滤光片结构,固定连接在第一光学件的物侧面。
第一方面一种可能的实现方式中,所述光学件还包括第三光学件,所述第三光学件位于所述第一光学件的外围,所述第一光学件和所述第三光学件之一者的物侧面设有IR层,所述第一光学件和所述第三光学件中另一个的物侧面设有AR层,所述驱动件用于驱动所述第一光学件和所述第三光学件移动,以在所述第二光学件的物侧的位置切换所述第一光学件和所述第三光学件。本实施方式通过第三光学件的设置,可以实现IR层和AR层在所述第二光学件的物侧的位置的切换,能够提升摄像装置的拍摄效果,当环境光照度较强(例如在白天使用摄像装置)的情况下,使用IR层,当环境光照度较弱(例如在夜晚使用摄像装置)的情况下,使用AR层。具体而言,通过配置在摄像装置内的光敏器件感受环境光的变化,光敏器件传送环境光照度的信号给控制芯片,通过控制芯片传送信号给驱动件,启动驱动件工作,驱动第一光学件和第三光学件移动,以在所述第二光学件的物侧的位置切换所述第一光学件和所述第三光学件。
第一方面一种可能的实现方式中,所述第一光学件和所述第三光学件固定于一个固定架上,所述驱动件驱动所述固定架旋转或平移的方式实现切换所述第一光学件和所述第三光学件。本实施方式将第一光学件和第三光学件固定在同一个固定架上,当需要切换第一光学件和第三光学件时,只需要驱动固定架移动即可,固定架的运动方式可以但不限于:往复平移或旋转的方式。
本申请一种可能的实现方式中,针对切换第一光学件和第三光学件的位置配置的驱动件的驱动方案与带动第一光学件(或第三光学件)移动进行聚焦的驱动件的驱动方案可以是不同的驱动架构。切换第一光学件和第三光学件的位置配置的驱动件的驱动方案,需要产生较大的位移,使得第一光学件和第三光学件中的一个移动至第二光学件的外围区域,同时,保证第一光学件和第三光学件中的另一个移动至第二光学件的物侧位置。而驱动第一光学件(或第三光学件)移动进行聚焦的驱动方案,不需要将第一光学件(或第三光学件)移动至第二光学件的外围,只需要在第二光学件的物侧位置,对第一光学件(或第三光学件)做小幅度的移动,改变其在光轴上的厚度即可。
第一方面一种可能的实现方式中,所述驱动件包括电机、齿轮和齿条,所述齿轮固定于所述电机的输出轴,所述齿条与所述齿轮配合,所述齿条与所述固定架固定连接,通过所述电机带动所述齿条连同固定架移动,所述齿条和所述固定架移动的方向为所述第二方向。本实施方式通过齿轮和齿条的配合方式驱动固定架构沿着第二方向固定移动,只需要控制电机的工作时间,就可以控制固定架移动的距离,当需要调整第一光学件(或第三光学件)在第二光学件的物侧位置做小幅度移动,进行聚焦时,控制电机转动较少的时间,带动固定架构产生小距离的位移即可,当需要在第二光学件的物侧位置切换第一光学件和第三光学件时,控制电机转动较长的时间,带动固定架产生较大的距离的位移即可。可以理解的是,可以在自动聚焦组件内设置位置传感器,感测第三光学件和第一光学件的具体的位置信息,位置传感器与控制芯片电连接,控制芯片通过位置传感器检测到的信号,带动驱动件工作。
第一方面一种可能的实现方式中,所述自动聚焦组件包括外壳,所述外壳内形成容置空间,所述光学件和所述驱动件收容在所述容置空间内,所述外壳内设滑杆,所述固定架包括相互固定连接承载部和滑块,所述承载部用于安装所述第一光学件和所述第二光学件,所述滑块位于所述承载部的边缘且套设在所述滑杆上,所述齿条固定连接至所述滑块。本实施方式通过滑动与滑杆配合实现固定架与外壳的滑动连接,滑杆的延伸方向与齿条的延伸方向一致,齿条与滑块之间可以为一体式的结构,滑块与滑杆之间可以设滚珠轴承及润滑油,以使二者之间滑动过程顺畅。
外壳可以包括相对设置的第一壁和第二壁,第一壁上设有入光口,第二壁上设有出光口,入光口和出光口相对设置,入光口的中心位置和出光口的中心位置位于光轴上,位于入光口和出光口之间的部分容置空间为透光区,第一光学件和第二光学件位于透光区,第三光学件位于透光区的外围,滑杆、滑块及驱动件均位于透光区的外围。本申请将自动聚焦组件集成在一个外壳内部,形成一个整体架构,将自动聚焦组件组装至摄像装置时,只要把外壳的位置固定,将驱动件及自动聚焦组件内部的传感器等电子器件与外部的控制芯片电连接,组装工艺简单,安装精度也容易保证。
一种可能的实施方式中,第二光学件固定在第二壁上的出光口的位置,驱动件驱动第一光学件和第三光学件移动,第二光学件固定不动。
第一方面一种可能的实现方式中,所述第一光学件的物侧面设有IR层,所述第二光学件的物侧面设有AR层,所述驱动件驱动所述光学件旋转,以切换所述IR层和所述AR层使用。本实施方式通过驱动件控制光学件旋转的方式实现切换IR层和AR层的使用,不需要设置第三光学件,只要在第一光学件和第二光学件上分别配置IR层和AR层,结构简单,相较设置第三光学件,本实施方式提供的自动聚焦组件整体结构可以做到较小尺寸。本实施方式中,光学件的中心轴垂直于光轴,以第一光学件的物侧面与光轴的交点和第二光学件的像侧面与光轴的交点之间的中点落在所述中心轴上,通过驱动件控制第一光学件和第二光学件以中心轴为中心同步旋转,当旋转至第一光学件位于第二光学件的物侧,且IR层朝向摄像装置的镜组时,启用IR层,通常此应用环境为光照度较强的白天;当旋转至第二光学件位于第一光学件的物侧,且AR层朝向摄像装置的镜组时,启用AR层,通常此应用环境为光照度较弱的夜晚。
第一方面一种可能的实现方式中,自动聚焦组件还包括光学防抖装置,所述光学防抖装置用于驱动所述第一光学件和所述第二光学件中的至少一个绕X轴或Y轴旋转,以补偿影像晃动,所述X轴、所述Y轴和所述光轴构建右手坐标系。
第一方面一种可能的实现方式中,自动聚焦组件还包括光学防抖装置,所述光学防抖装置用于驱动所述第一光学件/或所述第二光学件沿着所述光轴移动,以补偿影像晃动。
第一方面一种可能的实现方式中,自动聚焦组件还包括光学防抖装置,所述光学防抖装置用于驱动所述第一光学件和所述第二光学件绕所述光轴旋转,以补偿影像晃动。
第一方面一种可能的实现方式中,所述驱动件电连接至摄像模组的控制芯片,所述控制芯片电连接至所述摄像装置的图像信号处理模块,所述图像信息处理模块用于判断所述摄像装置的图像传感器上的成像是否清晰,当所述成像不清晰时,所述控制芯片用于驱动所述驱动件工作,以使所述第一光学件和/或所述第二光学件移动,当所述成像清晰时,所述控制芯片控制所述驱动件停止工作。
第二方面,本申请提供一种摄像装置,包括镜组、图像传感器和沿光轴方向上设置在所述镜组和所述图像传感器之间的本申请第一方面各种可能的实现方式提供的所述自动聚焦组件。镜组可以为但不限于:定焦镜头、变焦镜头、红外/多光谱成像镜头。本申请通过自动聚焦组件实现自动聚焦的功能,实现了自动聚焦组件与镜组的解耦,自动聚焦组件中的光学件为无光焦度元件,自动聚焦组件与镜组彼此独立,只要将自动聚焦组件安装在镜组和图像传感器之间即可,可以降低对组装设备的要求,实现高性能、多光谱、高低温下的清晰成像,具体而言,应用本申请提供的自动聚焦组件的摄像装置的有益效果主要表面在以下几方面:1、分辨率高;2、可以实现低照环境的成像,例如夜间的环境光照较暗,在不补光的情况下,本申请也可以实现清楚的成像;3、具有多光谱性能,在补光的情况下,低照环境的拍照可以实现彩色成像。
第三方面,本申请提供一种电子设备,包括图像处理器和本申请第二方面提供的摄像装置,所述图像处理器与所述摄像头装置通信连接,所述图像处理器用于从所述图像传感器获取图像数据,并处理所述图像数据。本申请提供的电子设备不限于手机,还可以为平板、笔记本电脑及其它具有摄像功能的电子设备。摄像装置可以为电子设备的后置摄像头或前置摄像头。
电子设备还可以包括模数转换器(也可称为A/D转换器)。模数转换器连接于摄像装置与图像处理器之间。模数转换器用于将摄像装置产生的信号转换为数字图像信号并传输至图像处理器,再通过图像处理器对数字图像信号进行处理,最终通过显示屏进行图像或者影像显示。
电子设备也可以将获取的图像数据通过网络接口传输至其它设备或者传输至网络或云端。
电子设备还可以包括存储器,存储器与图像处理器通信连接,图像处理器对图像数字信号加工处理以后再将图像传输至存储器中,以便于在后续需要查看图像时能够随时从存储中查找图像并在显示屏上进行显示。一些实施例中,图像处理器还会对处理后的图像数字信号进行压缩,再存储至存储器中,以节约存储器空间。
第四方面,本申请提供一种自动聚焦方法,应用于摄像装置,所述摄像装置包括镜组、图像传感器和沿光轴方向上设置在所述镜组和所述图像传感器之间的自动聚焦组件,所述自动聚焦组件包括均为无光焦度元件的第一光学件和第二光学件,沿着光轴方向,所述第一光学元件位于所述第二光学元件的物侧,所述第一光学件在所述光轴方向上的尺寸为第一厚度,所述第二光学件在所述光轴方向上的尺寸为第二厚度,沿着第二方向,所述第一厚度的变化趋势和所述第二厚度的变化趋势相反且均呈渐变状态,所述第二方向垂直于所述光轴方向;所述自动聚焦方法包括如下步骤:
判断所述图像传感器的成像是否清晰,当所述成像不清晰时,驱动所述第一光学件和/或所述第二光学件移动,以改变所述光轴上的所述第一厚度和所述第二厚度的和,从而实现对焦。
本申请提供的自动聚焦方法,通过调节第一光学件和第二光学件在光轴上的厚度和进行聚焦,有利于提升成像质量,提高聚焦精度,而且能够降低结构件的组装要求,降低高低温对摄像装置的影响。
第四方面一种可能的实现方式中,驱动所述第一光学件和/或所述第二光学件移动的方向为所述第二方向。
第四方面一种可能的实现方式中,所述自动聚焦组件还包括第三光学件,所述第三光学件位于所述第一光学件的外围,所述第一光学件的物侧面设有IR层,所述第三光学件的物侧面设有AR层;所述自动聚焦方法还包括如下步骤:
感测环境光照度;当所述环境光照度为第一光照度变化为第二光照度时,驱动所述第一光学件和所述第三光学件移动,以在所述第二光学件的物侧的位置切换所述第一光学件和所述第三光学件。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图进行说明。
图1是本申请实施例提供的电子设备在一些实施例中的结构示意图;
图2是图1所示的电子设备沿A-A线剖开的部分结构示意图;
图3是图1所示的电子设备沿B-B线剖开的部分结构示意图;
图4是本申请实施例提供的摄像装置的示意图;
图5是本申请一种实施方式提供的自动聚集组件中的第一光学件和第二光学件的位置关系示意图;
图6是本申请一种实施方式提供的自动聚集组件中的第一光学件和第二光学件的位置关系示意图;
图7是本申请一种实施方式提供的自动聚焦组件的聚焦光线原理示意图;
图8是本申请一种实施方式提供的自动聚集组件的示意图;
图9是本申请一种实施方式提供的自动聚集组件应用在摄像装置中的示意图;
图10是本申请一种实施方式提供的自动聚集组件应用在摄像装置中的示意图;
图11是本申请一种实施方式提供的自动聚集组件应用在摄像装置中的示意图;
图12是本申请一种实施方式提供的自动聚集组件应用在摄像装置中的示意图;
图13是本申请一种实施方式提供的自动聚集组件的示意图,其中第一光学件位于第二光学件的物侧;
图14是图13所示的自动聚焦组件切换为第三光学件位于第二光学件的物侧的示意图;
图15A是本申请一种实施方式提供的自动聚集组件的示意图;
图15B是本申请一种实施方式提供的自动聚集组件的示意图;
图16是本申请一种实施方式提供的摄像装置的结构示意图;
图17是图16所示的摄像装置的自动聚焦组件内部结构示意图;
图18是图16所示的摄像装置的立体分解示意图;
图19是图16所示的摄像装置中的自动聚焦组件中的固定架的示意图;
图20是图19所示的固定架另一方向的示意图;
图21是图16所示的摄像装置中的自动聚焦组件的部分结构的剖面示意图;
图22是图16所示的摄像装置中的自动聚焦组件在切换第一光学件和第三光学件过程上,在第一状态下的示意图;
图23是图16所示的摄像装置中的自动聚焦组件在切换第一光学件和第三光学件的过程中,在第二状态下的示意图;
图24是本申请一种实施方式提供的自动聚集组件应用在摄像装置中的示意图;
图25是本申请一种实施方式提供的自动聚集组件应用在摄像装置中的示意图。
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。
为方便理解,下面先对本申请实施例所涉及的英文简写和有关技术术语进行解释和描述。
分辨率(Resolution):代表镜头的解析能力,数值越高,解析能力越强,成像越清晰,市面上有100万像素(1mega pixels,简称1M)、2M、4M、6M、4K摄像机。
变焦镜头(zoom lens):是在一定范围内可以通过改变镜组之间的距离来变换焦距,从而得到不同宽窄的视场角、不同大小的影像和不同景物范围的照相机镜头,镜头中通常含有zoom群与focus镜组群。
图像传感器(sensor):它是一种半导体器件,作用就像胶片一样,但它是把光信号转换成电荷信号,sensor上植入的微小光敏物质称作像素(Pixel),一块sensor上包含的像素数越多,其提供的画面分辨率也就越高。
光焦度(focal power):像方光束会聚度与物方光束会聚度之差,它表征光学系统对入射平行光束的屈折本领,折射球面透镜的光焦度其中,n'为透镜的折射率,n为透镜所处介质的折射率,通常处理空气中,n则为1。的数值越大,平行光束折得越厉害;时,为正屈光力,屈折是会聚性的;时,为负屈光力,屈折是发散性的。时,即为平面折射,也称为无光焦度,这时沿轴平行光束经折射后仍是沿轴平行光束,不出现屈折现象。
光轴,是一条垂直穿过透镜中心的光线。镜头光轴是通过镜头中心的线。与光轴平行的光线射入凸透镜时,理想的凸透镜应是所有的光线会聚在透镜后的一点,这个会聚所有光线的一点,即为焦点。
红外线滤光片切換器(ICR):滤光片的切换,决定影像感测器是否能接收红外光,滤光片切换时间,则取决于摄影机上感测器侦测到的可见光强度。
以透镜或透镜组为界,被摄物体所在的一侧为物侧,被摄物体的图像所在的一侧为像侧;透镜靠近物侧的表面可以称为物侧面,透镜靠近像侧的表面可以称为像侧面。
成像面,位于变焦镜头中所有透镜的像侧、且光线依次穿过变焦镜头中各透镜后形成像的载面。
本申请所有实施方式中描述的两个特征之间的垂直关系中的“垂直”的限定均可以理解为:接近垂直的状态,例如第一光学件的物侧面与光轴的夹角为在90度上下浮动的某个允许的公差范围内,例如80-100度,这个公差可以理解为组装公差,加工光学件过程中形成的平面度的公差等等。
本申请提供一种自动聚焦组件、摄像装置、电子设备及自动聚焦方法。自动聚焦组件应用在摄像装置的镜组和图像传感器之间,用于自动聚焦,摄像装置应用在电子设备中,电子设备可以为手机、平板电脑、手提电脑、投影设备、用于安防的摄像机等具有拍照或摄像功能的设备。自动聚焦组件中的光学件包括均为无光焦度元件的第一光学件和第二光学件,沿着光轴方向,所述第一光学元件位于所述第二光学元件的物侧,所述第一光学件在所述光轴方向上的尺寸为第一厚度,所述第二光学件在所述光轴方向上的尺寸为第二厚度,沿着第二方向,所述第一厚度的变化趋势和所述第二厚度的变化趋势相反且均呈渐变状态,所述第二方向垂直于所述光轴方向,通过驱动件驱动所述第一光学件和/或所述第二光学件移动,以改变所述光轴上的所述第一厚度和所述第二厚度的和,实现AF(自动聚焦)。
请一并参阅图1和图2,图1是本申请实施例提供的电子设备100在一些实施例中的结构示意图,图2是图1所示电子设备100沿A-A线剖开的部分结构示意图。本实施例中,以电子设备100是手机为例进行描述。本申请提供的电子设备不限于手机,还可以为平板、笔记本电脑及其它具有摄像功能的电子设备。
电子设备100包括壳体10、显示屏20、图像处理器30以及摄像装置40。一些实施例中,壳体10包括边框101和后盖102。边框101与后盖102可以为一体成型结构,也可以通过组装方式形成一体式结构。显示屏20和后盖102分别安装于边框101的两侧,共同围设出整机内腔50。
图像处理器30和摄像装置40收容于整机内腔50。图像处理器30与摄像装置40通信连接,图像处理器30用于从摄像装置40获取图像数据,并处理图像数据。其中,摄像装置40与图像处理器30的通信连接可以包括通过走线等电连接方式进行数据传输,也可以通过耦合等方式实现数据传输。可以理解的是,摄像装置40与图像处理器30还可以通过其它能够实现数据传输的方式实现通信连接。
图像处理器30的功能是通过一系列复杂的数学算法运算,对数字图像信号进行优化处理,最后把处理后的信号传到显示屏20上。图像处理器30可以处理图像信号及数字信号,它的作用是将摄像装置40内的图像传感器(sensor)获得的数据及时快速地传递给中央处理器并刷新图像传感器,因此图像处理器30和图像传感器的品质及稳定性,直接影响画面品质(比如色彩饱和度、清晰度等)。
本实施例中,后盖102设有摄像孔103,摄像装置40通过摄像孔103采集光线,摄像装置40作为电子设备100的后置摄像头。示例性的,后盖102包括透光镜片104,透光镜片104安装于摄像孔103,以允许光线穿过,并且能够防尘、防水。在其他一些实施例中,摄像装置40也可以作为电子设备100的前置摄像头。
可以理解的是,图1所示实施例的电子设备100的摄像装置40的安装位置仅仅是示意性的,本申请对摄像装置40的安装位置不做严格限定。在一些其他的实施例中,摄像装置40也可以安装于电子设备100的其他位置,例如摄像装置40可以安装于电子设备100背面的上部中间或右上角。在一些其他的实施例中,电子设备100可以包括终端本体和能够相对终端本体转动、移动或拆卸的辅助部件上,摄像装置40也可以设置在辅助部件上。
一些实施例中,电子设备100还可以包括模数转换器(也可称为A/D转换器,图中未示出)。模数转换器连接于摄像装置40与图像处理器30之间。模数转换器用于将摄像装置40产生的信号转换为数字图像信号并传输至图像处理器30,再通过图像处理器30对数字图像信号进行处理,最终通过显示屏20进行图像或者影像显示。
一些实施例中,电子设备100还可以包括存储器(图中未示出),存储器与图像处理器30通信连接,图像处理器30对图像数字信号加工处理以后再将图像传输至存储器中,以便于在后续需要查看图像时能够随时从存储中查找图像并在显示屏20上进行显示。一些实施例中,图像处理器30还会对处理后的图像数字信号进行压缩,再存储至存储器中,以节约存储器空间。
如图2和图3所示,一些实施例中,摄像装置40包括电路板1、图像传感器2、镜组4以及自动聚焦组件5。镜组4、自动聚焦组件5和图像传感器2从物侧至像侧依次排布设置。图像传感器2固定于电路板1。镜组4、自动聚焦组件5和图像传感器2可以组装在基座3内(图3示意性地表示了基座3的基本形态,本申请提供的摄像装置40的基座不限于此形态,根据具体的结构特征设置与摄像装置40相匹配的基座),基座3可以固定在电路板1上。光线从透光镜片104进入电子设备,且能够穿过镜组4及自动聚焦组件5,且照射到图像传感器2的成像面21。示例性的,摄像装置40的工作原理为:被摄景物反射的光线通过镜组4生成光学图像投射到图像传感器2的成像面21,图像传感器2将光学图像转为电信号即模拟图像信号并传输至模数转换器,以通过模数转换器转换为数字图像信号给图像处理器30。
图像传感器2(也称为感光元件)是一种半导体图像传感器,表面包含有几十万到几百万的光电二极管,受到光照射时,会产生电荷。图像传感器2可以是电荷耦合器件(charge coupled device,CCD),也可以是互补金属氧化物导体器件(complementarymetal-oxide semiconductor,CMOS)。电荷藕合器件使用一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷。电荷藕合器件由许多感光单位组成,通常以百万像素为单位。当电荷藕合器件表面受到光线照射时,每个感光单位会将电荷反映在组件上,所有的感光单位所产生的信号加在一起,就构成了一幅完整的画面。互补金属氧化物导体器件主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,使其在互补金属氧化物导体器件上共存着带N(带-电)和P(带+电)级的半导体,这两个互补效应所产生的电流即可被处理图像传感器纪录和解读成影像。
镜组4影响成像质量和成像效果,其主要利用透镜的折射原理进行成像,即景物光线通过镜组4,在焦平面上形成清晰的影像,并通过位于焦平面上的图像传感器2记录景物的影像。
自动聚焦组件5用于实现摄像装置40的自动聚焦,本申请将自动聚焦功能集成在自动聚焦组件5上,且自动聚焦组件5与镜组4互相独立,自动聚焦组件5只需要设置在镜组2和图像传感器2之间,并不需要对镜组4做任何的调整,具体的应用中,使用者可以根据具体的需求决定是否配置自动聚焦组件5,若需要,直接将自动聚焦组件组装在镜组和图像传感器之间即可,因此,本申请实现了解耦镜组4和自动聚焦组件5,保证成像质量的情况下,提升了组装的便利性,不需要精度较高的组装工艺要求,能够降低组装成本。
参阅图4,一种实施方式中,自动聚焦组件5应用在摄像装置40中且位于镜组4和图像传感器2之间。自动聚焦组件5包括光学件51和驱动件52,光学件51位于光轴P上,且位于镜组4和图像传感器2之间,光线进入镜组4后,再经过光学件51,进入图像传感器2。光学件51包括均为无光焦度元件的第一光学件511和第二光学件512,沿着光轴P的方向(如图4所示,光轴P的方向从摄像装置40的物侧指向像侧),所述第一光学元件511位于所述第二光学元件512的物侧。所述第一光学件511在所述光轴P方向上的尺寸为第一厚度D1,所述第二光学件在所述光轴方向上的尺寸为第二厚度D2,沿着第二方向Y(如图4所示,第二方向为朝向上方指向的Y方向),所述第一厚度D1的变化趋势和所述第二厚度D2的变化趋势相反且均呈渐变状态,所述第二方向Y垂直于所述光轴P的方向,此处“垂直”的限定可以理解为:接近垂直的状态,包括绝对的呈90度夹角的理想状态,也包括在90度上下浮动的某个角度范围,例如80度至100度之间。第一光学件511位于光轴P两侧的第一厚度D是不同的,如图4所示,光轴P上方的第一光学件511的第一厚度D1沿着Y方向越来越小,光轴P下方的第一光学件511的第一厚度D1沿着Y方向的反向越来越大。第一光学件511在光轴P上的第一厚度标识为D10。光轴P上方的第二光学件512的第二厚度D2沿着Y方向越来越大,光轴P下方的第二光学件512的第二厚度D2沿着Y方向的反向越来越小。第二光学件512在光轴P上的第二厚度标识为D20。
第一光学件511和第二光学件512的具体的结构形态描述如下:
以光轴P为Z轴及垂直于光轴P的两个轴分别为X轴(图4中垂直于纸面方向)、Y轴(即前述第二方向Y所在的轴),构建右手坐标系。在Y轴和Z轴所构建的平面上(图4所示为光学件在Y轴和Z轴所构建的平面上的结构形态),第一光学件511和第二光学件512的截面形状为楔形或三角形,在X轴和Y轴所构建的平面上,第一光学元件511和第二光学元件512的截面形状可以为但不限于圆形、方形。
具体而言,参阅图5和图6,所述第一光学件511的物侧面S1和像侧面S2均为平面且形成夹角a1,所述第二光学件512的物侧面S3和像侧面S4均为平面且形成夹角a2。夹角a1可以与夹角a2相等,也可以不等。第一光学件511和第二光学件512的制作工艺简单,只要提供一块方形平板状镜片,只在其一个表面切掉一部分形成斜面就可以形成第一光学件(或第二光学件)的形态,制作成本低。
第一光学件511和第二光学件512可以为同样的形状尺寸,在组装在自动聚焦组件5内时,将第一光学件511的斜面(即第一光学件511的像侧面S2)与第二光学件512的斜面(即第二光学件512的物侧面S3)相对,保证第一光学件511的物侧面S1和第二光学件512的像侧面S4均垂直于光轴P。同样形状尺寸的第一光学件511和第二光学件512可以批量制作,组装过程只要将两块相同的光学元件按照本申请提供的自动聚焦组件5中的第一光学件511和第二光学件512位置要求进行组装定位,不需要去判断哪一块是第一光学元件,哪一块是第二光学元件,因为二者结构形状都相同,可以互换,因此本申请自动聚焦组件易于组装,组装成本低。
驱动件52设置在光学件51的外围,驱动件52用于驱动所述第一光学件511和/或所述第二光学件512移动,以改变所述光轴P上的所述第一厚度D10和所述第二厚度D20的和。可以理解为:驱动件52可以只驱动第一光学件511移动,或者,驱动件52可以只驱动第二光学件512移动,或者,驱动件52可以同时驱动第一光学件511和第二光学件512移动,不管是何种驱动方案,只要能够改变光轴P上的第一厚度D10和第二厚度D20的和,就可以实现聚焦的功能。因此,可以理解的是,驱动件52同时驱动第一光学件511和第二光学件512移动时,对第一光学件511和对第二光学件512的驱动力是反向的,即,第一光学件511和第二光学件512若要同时移动,它们的移动方向为反向,例如,其中一个朝向第二方向Y移动(向上移动),另一个朝向第二方向Y的反向移动(向下移动)。
参阅图5和图6,所述第一光学件511和所述第二光学件512之间设有间隙G,所述第一光学件511和/或所述第二光学件512移动的方向垂直于所述光轴P。本实施方式将第一光学件511和第二光学件512的移动方向限定为垂直于光轴P,第一光学件511和第二光学件512在移动的过程中,可以保持第一光学件511的物侧面S1在光轴P上的位置及第二光学件512的像侧面S4在光轴P上的位置不变,只是改变第一厚度D10和第二厚度D20的和(即改变间隙G的尺寸),就可以实现聚焦,且聚焦方案简化、精度高,而且垂直于光轴P的移动亦有利于驱动方案的设计,驱动精度更容易把握。
设置在第一光学件511和第二光学件512之间的间隙G,为第一光学件511和第二光学件512在垂直于光轴P的方向上的移动提供了避让空间,即第一光学件511在垂直于光轴P的方向上移动的过程中,第二光学件512不会阻挡第一光学件511,同样第二光学件512在垂直于光轴P的方向上移动的过程中,第一光学件511也不会阻挡第二光学件512。若第一光学件511和第二光学件512移动的行程可以较小,光轴P方向上,间隙G的尺寸可以设置的比较小(如图5所示)。例如,驱动件52驱动第一光学件511和/或第二光学件512移动只是为了聚焦,只需要驱动第一光学件511和/或第二光学件512的小幅度的移动,就可以满足摄像装置成像的要求,此种情况下,间隙G的尺寸不需要较大,可以根据像面聚焦位置可能的变化量配置间隙G的尺寸。其它实施方式中,参阅图6,若需要大幅度移动第一光学件511(例如需要切换另一个光学件,后续会有具体的实施例进行详细的描述)的情况下,可以将间隙G的尺寸设置为大尺寸,以使第一光学件511大幅度移动的过程中,不受第二光学件512的阻挡。
具体而言,第一光学件511在X轴和Y轴所构建的平面上的投影为第一投影,第二光学件在X轴和Y轴所构建的平面上的投影为第二投影,如图5和图6所示,第一投影位于光轴P上的标示为1和2的两点之间,第二投影位于光轴P上的标示为3和4的两点之间,当间隙G尺寸较小的情况下,即图5所示的实施方式,第一投影和第二投影部分重叠(即二者具有相交区域),图5中标示为3的点位于1和2之间,3和2之间的区域为第一投影和第二投影的重叠区域;当间隙G尺寸较大的情况下,第一投影和第二投影之间设有间隔或者邻接,即第一投影和第二投影之间不形成重叠(或相交)的区域,如图6所示,1、2、3、4这四个点在光轴上依次排布,2和3之间具有间隔代表第一投影和第二投影之间设间隔,当2和3重合时,代表第一投影和第二投影邻接。图6所示的实施方式下,在第一光学件511沿着垂直于光轴P的方向移动的过程中,不管移动的行程多大,第二光学件512都不会对阻挡第一光学件511。
由于摄像装置40的像面聚焦位置随着光学件51于光轴P上的厚度的改变而改变,本申请通过设置无光焦度的第一光学元件511和第二光学元件512,通过驱动第一光学元件511和第二光学元件512的移动改变光轴P上二者的厚度的和(即D10+D20),实现聚焦。具体原理说明如下:
参阅图7,驱动件52驱动第一光学件511沿第二方向Y移动,移动后的第一光学件511用虚线表示,移动前的第一光学件511用实线表示,对比移动前后的第二光学件511的位置,可以看到第一光学件511在光轴P上的第一厚度D10变为第一厚度D10’,即第一光学件511在光轴P上的第一厚度变大了。第一光学件511移动前,光线经过光学件51后的聚焦位置为A点,第一光学件511移动后,光线经过光学件51后的聚焦位置为B点,光线在光轴P上的补偿量为A点和B点的距离Δz,第一光学件511和第二光学件512的折射率为n(可以理解为,一种实施方式中,二者材质相同,折射率相同),第一厚度D10和第二厚度D20的和为光学件的厚度d,光线在光轴P上的补偿量Δz与光学件的厚度d之间的关系式如下:
镜组4的位置不变,第一厚度D10和第二厚度D20的和变大的情况下,像面聚焦位置远离所述镜组4,第一厚度D10和第二厚度D20的和变小的情况下,像面聚焦位置靠近所述镜组4。图7所示的实施方式中,驱动件52也可以同时驱动第一光学件511和第二光学件512反向移动。
本申请提供的聚焦的方案能够将自动聚焦组件5独立于镜组4,即实现了自动聚焦组件5与镜组4的解耦,不需要改变镜组4及图像传感器2的位置,有利于保证摄像装置40的成像品质,而且,无光焦度的第一光学元件511和第二光学元件512具有低成本、精度高,一致性好的特点。本申请提供的自动聚焦组件5应用在摄像装置40中对组装对位设备的要求低,即组装对位更简便易行,有利于提升成像品质,而且可以降低高低温对模组匹配的要求。这里所讲的“模组匹配”指的是镜组4与图像传感器2之间的匹配,光线经过镜组4,其成像位置需要位于图像传感器2上,即组装过程中,需要满足图像传感器2的位置对焦在镜组4的像面。对于摄像装置而言,高低温变化会导致像面位置的变动。主要原因在于:镜头内的光学镜片由于其热胀冷缩的性能,对环境温度变化较为敏感,会随着温度变化改变面形、镜片厚度、空气间隔。环境温度在高低温变化的过程中,由于镜头内的光学镜片面形、厚度及空气间隔的变化,摄像装置的像面的位置也会产生变化。本申请通过自动聚焦组件5可以实现焦距的调节,即便摄像装置40在高低温变换的情况下,也可以通过自动聚焦组件5,改变第一厚度和第二厚度的和来调节像面的位置,因此,本申请提供的自动聚焦组件应用在摄像装置40中,可以降低高低温对模组匹配的要求。
当前光学技术领域朝向高解析力、强低照成像、低成本的趋势发展,摄像装置的发展方向为高分辨率、大光圈、红外共焦、多光谱成像。摄像装置的镜头及图像传感器等光学器件通过组装设备进行定位组装,高性能镜头组装对于组装设备的组装精度要求也是越来越严格。现有组装设备对于光轴方向上焦面位置(成像面在光轴上的具体的位置的组装公差)的精度约为8μm(微米),组装过程中,图像传感器亦具有可能相对垂直于光轴的方向倾斜的精度要求,当前组装设备可能满足的倾斜角度为0.02度。本申请提供的自动聚焦组装应用在摄像装置中,能够降低组装精度的要求,由于其自身具有调节像面位置(聚焦功能),即便是组装精度较差的组装设备,也不影响摄像装置产生较好的成像品质。
参阅图8,本申请提供的自动聚焦组件5的另一种实施方式中,第一光学件511可以与第二光学件512接触,即第一光学件511的像侧面S2和第二光学件512的物侧面S3重合。通过第一光学件511和第二光学件512的接触的方案,使得自动聚焦组件5在光轴P方向上的尺寸可以得到较小的设计,有利于摄像装置40的小型化,及电子设备薄型化设计。可以理解的是,第一光学件511和第二光学件512接触的架构下,驱动件52驱动第一光学件511和第二光学件512移动的过程,第一光学件511和第二光学件512的移动方向是沿着二者的接触面(即第一光学件511的像侧面S2和第二光学件512的物侧面S3)的延伸方向移动,移动方向相较第二方向Y倾斜。本实施方式下,所述驱动件52施加至所述第一光学件511和/或所述第二光学件512的驱动力的方向仍可以为垂直于所述光轴P(即第二方向Y),驱动力的方向垂直于光轴有利于简化驱动件52的配置和安装。当垂直于光轴的方向的力驱动第一光学件511时,由于第二光学件512的物侧面S3是斜面,使得作用在第一光学件511上的驱动力产生沿着光轴P方向的分力,能够第一光学件511的物侧面S1的位置发生了变化,同样,第二光学元件512受到垂直于光轴P方向的驱动力时,也能产生沿着光轴P方向的位移,第二光学元件512的像侧面S4的位置也可以发生变化,本实施方式,第一光学件511和第二光学件512之间无间隙,通过第一光学件511的物侧面S1和第二光学件512像侧面S4的位置的变化,使得第一厚度D10和第二厚度D20的和发生变化。
如图8所示,驱动件52同时驱动第一光学件511向上移动及第二光学件512向下移动,虚线所示的位置代表第一光学件511和第二光学件512移动后的位置,移动后,第一厚度D10尺寸变大(为D10’),第二厚度D20的尺寸亦变大(为D20’)。当然,本实施方式中,驱动件也可以只驱动第一光学件511或者第二光学件512,其中一个光学件的位置变化均能够改变光学件51于光轴上的厚度(即第一厚度和第二厚度的和)。
参阅图9,一种实施方式提供的自动聚焦组件5配置在摄像装置40的镜组4和图像传感器2之间,可以实现更精确、更高效的自动聚焦。本实施方式中,自动聚焦组件5中的光学件51的数量为至少两个且沿着所述光轴P依次分布。图9中只示意性地表达了排列在首尾的两个光学件51,这两个光学件51之间的省略号表示这个位置还可以设置光学件。所述驱动件52同时驱动至少两个所述光学件51移动,以实现自动聚焦。相较前述驱动件驱动一个光学件进行自动聚焦的实施例子,本实施方式中,将前述实施例子的一个光学件的移动的位置分散至由至少一个光学件51执行,因此,每次自动聚焦的过程中,每一个光学件51的移动幅度可以更小,光学件移动的幅度越小,聚焦的精度越高,效率也会提升。因此,本实施方式通过驱动件52驱动设置在光轴方向上的至少一个光学件来实现自动聚焦,可以提升自动聚焦的精度和效率,可以提升摄像装置的成像效果。本实施方式中,各光学件51的具体的结构与前述实施例的光学件的结构可以相同,不再赘述。
参阅图10,本实施方式与前述实施方式的区别在于:第一光学件511的物侧面S1设有光学膜片515。一种情况下,光学膜片515为IR(Infrared-Reflection,红外截止)层,通过在第一光学件511的物侧面S1设置IR层,使得第一光学件511不但具有聚焦的功能,还具有截止红外光线及透过可见光线的滤光作用,当摄像装置40周围的环境光较亮时,例如于白天工作的状态下,可以使用具有IR层的第一光学件511,提高拍摄效果,IR层可以通过光学镀膜的方式制作在第一光学件511的物侧面S1,IR层也可以为独立于第一光学件511的滤光片结构,将此滤光片结构固定连接在第一光学件511的物侧面S1,例如可以通过光学胶将IR层粘贴固定在第一光学件511上。另一种情况下,光学膜片515为AR(Anti-Reflection,高透光率防反射)层,通过在第一光学件的物侧面设置AR层,使得第一光学件511不但具有聚焦的功能,还具有高透光防反射的功能,当摄像装置40周围的环境光较暗时,例如用于夜晚工作的状态下时,可以使用具有AR层的第一光学件511,提高拍摄效果。AR层也可以通过光学镀膜的方式制作在第一光学件511的物侧面S1,AR层也可以为独立于第一光学件511的滤光片结构,固定连接在第一光学件511的物侧面。
参阅图11,本实施方式提供的自动聚焦组件5不但具有自动聚焦的功能,还具有ICR(IR-Cut Filter Removable,红外线滤光片切換器)功能。本实施方式中,第一光学件511的物侧面设有IR层516,第二光学件512的物侧面设有AR层517。光学件51的中心轴C垂直于光轴P,以第一光学件511的物侧面S1与光轴P的交点1和第二光学件512的像侧面S4与光轴P的交点2之间的中点O落在所述中心轴C上,所述驱动件52驱动所述光学件51旋转,具体而言,第一光学件511和第二光学件512同步以中心轴C为中心旋转,旋转的角度可以为180度,当旋转至第一光学件511位于第二光学件512的物侧,且IR层516朝向摄像装置的镜组4时,启用IR层516,通常此应用环境为光照度较强的白天;当旋转至第二光学件512位于第一光学件511的物侧,且AR层517朝向摄像装置的镜组4时,启用AR层517,通常此应用环境为光照度较弱的夜晚。本实施方式通过驱动件52控制光学件51旋转的方式实现切换IR层516和AR层517的使用,结构简单,整体结构可以做到较小尺寸。
驱动件52包括第一驱动件521和第二驱动件522,第一驱动件521用于驱动第一光学件511和第二光学件512沿着垂直于光轴P的方向移动,进行自动聚焦,第二驱动件522用于驱动第一光学件511和第二光学件512同步旋转。为了保证光学件51的中心轴C的位置固定,当需要自动聚焦时,第一驱动件521可以同时驱动第一光学件511和第二光学件512移动,且移动的幅度相同,这样不但可以提升聚焦精度,还可以保证光学件51的中心轴C的位置不变。本实施方式中,第一光学件511和第二光学件512的形状尺寸可以相同,第一光学件511和第二光学件512之间设有间隙G,第一驱动件21驱动第一光学件511和第二光学件512移动的过程中,间隙G的尺寸会产生变化,但是光学件51的物侧面和像侧面于光轴P上的位置不变。容易理解的是,当第一光学件511位于第二光学件的物侧时,光学件51的物侧面为第一光学件511的物侧面,光学件51的像侧面为第二光学件512的像侧面;反之,经过旋转,当第二光学件512位于第一光学件511的物侧时,第二光学件512的物侧面为光学件51的物侧面,第一光学件511的像侧面为光学件的像侧面,光学件51的物侧面和像侧面均为垂直于光轴P的平面。光学件51的中心轴C的位置不变的情况下,不管是第一光学件511位于第二光学件512的物侧,还是第二光学件512位于第一光学件511的物侧,对于光学件51而言,它的物侧面和像侧面的位置均不变,因此,本实施方式通过旋转的方式切换IR层516和AR层517的过程不会影响摄像装置40成像的清晰度。只要在旋转之前已经完成自动聚焦,旋转后也不需要再进行自动聚焦。
本实施方式中,光学件51与驱动件52具体的连接架构可以但不限于如下描述。摄像装置内包括安装支架。第一光学件511和第二光学件512固定在安装支架上,在中心轴C的方向上,安装支架能够带动第一光学件511和第二光学件512分别移动,以中心轴C为中心的圆周方向上,安装支架能够带动第一光学件511和第二光学件512同步转动。第二驱动件522可以与第一驱动件521为两套驱动系统,相互独立,第一驱动件521驱动安装支架沿着中心轴C的方向(Y轴方向)移动,用于实现自动聚焦,第二驱动件522驱动安装支架以中心轴C为中心旋转,用于实现切换IR层516和AR层517的位置。
参阅图12,本申请一种自动聚焦组件5,相较图4所示的实施方式,本实施方式提供的自动聚焦组件5的区别在于:光学件51除了包括第一光学件511、第二光学件512,还包括第三光学件513,本实施方式中第一光学件511和第二光学件512的具体的结构及位置关系与图4所示的实施方式相同,不再赘述。本实施方式增设的第三光学件513与第一光学件511的结构形态可以形同。第三光学件513包括物侧面S5和像侧面S6,物侧面S5和像侧面S6之间形成夹角。第三光学件513位于所述第一光学件511的外围,所述第一光学件511和所述第三光学件513之一者的物侧面(S1或S5)设有IR层516,所述第一光学件511和所述第三光学件513中另一个的物侧面(S5或S1)设有AR层517,可以理解的是,当第一光学件511的物侧面S1设IR层516时,第三光学件513的物侧面S5设有AR层517,反之,当第一光学件511的物侧面S1设AR层517时,第三光学件513的物侧面S5设有IR层516。具体而言,第一光学件511的物侧面S1与第三光学件513的物侧面S5共面,即它们在光轴P上的位置相同。
本实施方式中,驱动件52除了可以驱动第一光学件511和/或第二光学件512移动进行自动聚焦,驱动件52还用于驱动所述第一光学件511和所述第三光学件513移动,以在所述第二光学件512的物侧的位置切换所述第一光学件511和所述第三光学件513。本实施方式通过第三光学件513的设置,及IR层516和AR层517在所述第二光学件512的物侧的位置的切换,能够提升摄像装置40的拍摄效果,当环境光照度较强(例如在白天使用摄像装置)的情况下,使用IR层516,当环境光照度较弱(例如在夜晚使用摄像装置)的情况下,使用AR层517。具体而言,可以通过配置在摄像装置40内的光敏器件(未图示)感受环境光的变化,光敏器件传送环境光照度的信号给控制芯片(未图示),通过控制芯片传送信号给驱动件51,启动驱动件51工作,驱动第一光学件511和第三光学件513移动,以在所述第二光学件512的物侧的位置切换所述第一光学件511和所述第三光学件513。
本实施方式中,驱动件52可以采用多种方案,通过以下两种具体的实施方式进行举例说明,分别为:
第一种实施方式,驱动件52为一个驱动架构,可以实现自动聚焦及切换IR层516和AR层517。图13和图14分别表示了第一光学件511在第二光学件512的物侧位置及第三光学件513在第二光学件512的物侧位置两种状态。本实施方式中,第一光学件511和第三光学件513固定连接,可以通过固定架或固定板连接在一起。在光轴P的延伸方向上,第一光学件511和第三光学件513在光轴上对应的位置与第二光学件512之间需要设置较大的间隙,需要满足驱动件52驱动第一光学件511和第三光学件513同时移动切换IR层516和AR层517位置的过程中,第二光学件512不会阻挡第一光学件511和第三光学件513的移动。
驱动件12带动第一光学件511和/或第二光学件512沿着垂直于光轴P的方向移动进行自动聚焦的过程中,第一光学件511和第三光学件513同步产生较小位移。驱动件52也可以驱动第一光学件511和第三光元件513沿着垂直于光轴的方向同时产生较大位移的移动,以实现IR层516和AR层517在所述第二光学件512的物侧的位置的切换。本实施方式只利用一个驱动件沿着同一个方向(垂直于光轴的方向)驱动光学件51,即可实现不同功能。
第二种实施方式,驱动件52也可以包括两个驱动架构,分别实现自动聚焦及切换IR层516和AR层517。本实施方式中,针对切换第一光学件511和第三光学件513的位置配置的驱动件的驱动方案与带动第一光学件(或第三光学件)移动进行聚焦的驱动件的驱动方案可以是不同的驱动架构。切换第一光学件和第三光学件的位置配置的驱动件的驱动方案,需要产生较大的位移,使得第一光学件和第三光学件中的一个移动至第二光学件的外围区域,同时,保证第一光学件和第三光学件中的另一个移动至第二光学件的物侧位置。而驱动第一光学件(或第三光学件)移动进行聚焦的驱动方案,不需要将第一光学件(或第三光学件)移动至第二光学件的外围,只需要在第二光学件的物侧位置,对第一光学件(或第三光学件)做小幅度的移动,改变其在光轴上的厚度即可。
参阅图15A,一种可能的实现架构中,驱动件52包括第一驱动件521和第二驱动件522,第一驱动件521驱动光学件51沿着垂直于光轴P的方向小幅度移动,进行自动聚焦,本实施方式中,第一光学件511和第三光学件513在光轴P上的位置与第二光学件512之间可以设置较小的间隙,只要满足自动聚焦的移动行程即可。第二驱动件522带动第一光学件511和第三光学件513在XY平面(XY平面为垂直于光轴P的平面,光轴P所在的轴为Z轴,X、Y、Z构成相互垂直的三轴坐标系)上移动。可以将第一光学件511和第三光学件513固定在一个固定架构(例如转盘)上,通过第二驱动件522带动固定架在XY平面上转动来切换第一光学件511和第三光学件513在光轴P上第二光学件512物侧的位置。也可以通过第二驱动件522带动第一光学件511和第三光学件513沿着X轴的方向(图15A中垂直于纸面的方向)往复平移,来切换第一光学件511和第三光学件513在光轴P上第二光学件512物侧的位置。
参阅图15B,图15B所示的实施方式与图15A所示的实施方式区别在于:第一光学件511和第三光学件513镜像设置在一转轴的两侧,第二驱动件522驱动第一光学件511和第三光学件513以该转轴为中心翻转,通过翻转实现第一光学件511和第三光学件513的切换。此架构下,第一光学件511位于第二光学件512物侧时,第一光学件511和第二光学件512之间可以没有间隙,也可以保持较小的间隙。第二驱动件522驱动第一光学件511和第三光学件513翻转的过程,不会受到第二光学件512的阻挡。
图16至图23为本申请一种可能的实施方式提供的摄像装置40的示意图。
参阅图16、图17和图18,摄像装置40的自动聚焦组件5安装在一框架6内,该框架6呈内部中空、两部开口的架构,框架6的一部分为圆筒状结构61,套设在摄像装置40的镜组4上,与所述镜组4固定连接,框架6的另一部分为框状主体62,框状主体62的一端为安装壁621,圆筒状结构61形成在安装壁621的中心处。自动聚集组件5收容在框状主体62内,且固定连接至安装壁621,具体而言,通过锁螺丝的方式将自动聚集组件5的外壳与安装壁621固定。框状主体62的另一端呈开口状,用于安装电路板1,摄像装置40的图像传感器2固定在电路板1上,且图像传感器2正对圆筒状结构61的中心区域,具体而言,电路板1可以为正方形或长方形,图像传感器2位于电路板1的中心区域。电路板1与框状主体62之间亦可以通过螺丝固定连接。
自动聚集组件5包括外壳501、固定架502、滑杆503、电机504、齿轮505、齿条506和光学件51,电机504、齿轮505和齿条506构成驱动件52。外壳501内设容置空间C,驱动件52、光学件51、滑杆503及固定架502均收容在容置空间C内。滑杆503固定在外壳内501,滑杆503的延伸方向与摄像装置40光轴P的延伸方向垂直,滑杆503的延伸方向为第二方向。固定架502滑动连接至滑杆503。齿轮505固定于所述电机504的输出轴,所述齿条506与所述齿轮505配合,所述齿条506与所述固定架502固定连接,通过所述电机504带动所述齿条506连同固定架502移动,所述齿条506和所述固定架502移动的方向为所述第二方向(即垂直于光轴P的方向)。本实施方式通过齿轮505和齿条506的配合方式驱动固定架502沿着第二方向往复移动,只需要控制电机504的工作时间,就可以控制固定架502移动的距离。光学件51包括第一光学件511、第二光学件512和第三光学件513,第一光学件511和第三光学件513固定至固定架上,第二光学件512固定在外壳501上。通过调整第一光学件511(或第三光学件513)在第二光学件512的物侧位置做小幅度移动,进行聚焦,控制电机504转动较少的时间,带动固定架502产生小距离的位移即可,当需要在第二光学件512的物侧位置切换第一光学件511和第三光学件513时,控制电机504转动较长的时间,带动固定架502产生较大的距离的位移即可。可以理解的是,可以在自动聚焦组件5内设置位置传感器(未图示),感测第三光学件513和第一光学件511的具体的位置信息,位置传感器与控制芯片电连接,控制芯片通过位置传感器检测到的信号,带动电机504工作。控制芯片可以设置在电路板1上,也可以设置在摄像装置40的外部,例如集成在电子设备内的主板上。
具体而言,参阅图19和图20,所述固定架502包括相互固定连接承载部5021和滑块5022,所述承载部5021用于安装所述第一光学件511和所述第三光学件513,承载部5021呈平板状,承载部5021设有两个开窗W1、W2,其中一个开窗W1用于固定第一光学件,另一个开窗W2用于固定第三光学件513,参阅图21,开窗W1、W2的内壁设有台阶状定位结构S,第一光学件511和第三光学件513的边缘搭接在台阶状定位结构S上,第一光学件511及第三光学件513与承载部5021之间可以通过粘胶的方式固定连接。所述滑块5022位于所述承载部5021的边缘且套设在所述滑杆503上,滑块5022的数量为四个,分布在承载部5021相对的两个侧边上,其中一个侧边上的两个滑块5022为第一滑块50221,另一个侧边上的两个滑块5022为第二滑块50222,所述齿条506的两端分别固定连接至两个所述第二滑块50222,本实施方式中,齿条506与第二滑块50222为一体成型的架构。滑杆503的数量为两个,且平行设置,两个第一滑块50221套设在其中一个滑杆503上,两个第二滑块50222套设在另一个滑杆503上。可以理解的是,第一滑块50221和第二滑块50222的数量可以为一个,也可以为三个或更多的数量,本申请不做限制。本申请通过滑块5022与滑杆503配合实现固定架502与外壳501的滑动连接,滑杆503的延伸方向与齿条506的延伸方向一致,滑块5022与滑杆503之间可以设滚珠轴承及润滑油,以使二者之间滑动过程顺畅。
外壳501的具体结构为:参阅图18,外壳501可以包括相对设置的第一壁5011和第二壁5012,第一壁5011上设有入光口5013,第二壁5012上设有出光口5014,入光口5013和出光口5014相对设置,入光口5013的中心位置和出光口5014的中心位置位于光轴P上,位于入光口5013和出光口5014之间的部分容置空间为透光区,第一光学件511位于透光区,第二光学件512收容在出光口5014处,且固定连接至第二壁5012,其它实施方式中,可以将第二光学件512设置在外壳501内部的容置空间中的透光区,第二光学件512也可以固定至一支架(可以为类似固定架的结构),通过电机也可以带动该支架活动,以带动第二光学件512在垂直于光轴的方向上移动,以调整光轴上的光学件51的厚度。本实施方式中,第三光学件513位于透光区的外围,滑杆503、滑块5022及驱动件52均位于透光区的外围。第一壁5011和第二壁5012均为平板状结构,且二者平行设置,固定架502的承载部5021平行于第一壁5011。
一种状态下,入光口5013、承载部5021上的一个开窗中的第三光学件513(或第一光学件511)、第二光学件512,沿着光轴P的方向从物侧至像侧依次排布,且间隔相对。
外壳501还包括连接在第一壁5011和第二壁5012之间的框部5015,框部5015的外表面设有固定片5016,固定片5016上设通孔5017,可以通过螺钉穿过固定片5016上的通孔5017并锁固至框架6的安装壁621上。第一壁5011和框部5015为一体成型的结构,第二壁5012可以通过粘胶或螺丝固定的方式连接至框部5015背离第一壁5011的一端。
本申请将自动聚焦组件5集成在一个外壳501内部,形成一个整体架构,将自动聚焦组件5组装至摄像装置40时,只要把外壳501的位置固定,将驱动件52及自动聚焦组件5内部的传感器等电子器件与外部的控制芯片电连接,组装工艺简单,安装精度也容易保证。
图22为自动聚焦组件处于第一状态下的示意图,图23为自动聚焦组件处于第二状态下的示意图。参阅图22,第一状态下,第一光学件511和第二光学件512相对设置,第一光学件511位于第二光学件512的物侧,第一光学件511的物侧表面设有IR层,此时,齿条506位于第一位置,图中显示齿条506对应设置在滑杆503的左半部分。参阅图23,第二状态下,第三光学件513和第二光学件512相对设置,第三光学件513位于第二光学件512的物侧,第三光学件513的物侧表面设有AR层,此时,齿条506位于第二位置,图中显示齿条506对应设置在滑杆503的右半部分。从第一状态至第二状态,只在驱动电机504运行,带动齿条506移动,即可实现固定架502的平移,切换第一光学件511和第三光学件513的位置。
本申请提供的自动聚焦组件还可以通过设置光学防抖装置进行补偿影像晃动。例如:一种实施方式中,参阅图24,自动聚焦组件5内设置光学防抖装置53,光学防抖装置53用于驱动所述第一光学件511和/或所述第二光学件512绕X轴或Y轴旋转(X轴为垂直于纸面的方向),以补偿影像晃动,所述X轴、所述Y轴和所述光轴P构建右手坐标系。另一实施方式中,参阅图25,自动聚焦组件5内设置光学防抖装置54,光学防抖装置54用于驱动所述第一光学件511/或所述第二光学件512沿着所述光轴P移动,以补偿影像晃动。本实施方式中,光学防抖装置54还可以用于驱动所述第一光学件511和所述第二光学件512绕所述光轴P旋转,以补偿影像晃动。
本申请还提供一种自动聚焦方法,包括如下步骤(可以概括为自动聚焦步骤):
光线通过镜组成像在图像传感器上;
图像信号处理模块对图像传感器上的成像进行处理;
控制芯片判断所述成像是否清晰;
当所述成像不清晰时,控制芯片驱动自动聚焦组件中的驱动件工作,使得所述驱动件驱动所述第一光学件和/或所述第二光学件移动,以改变所述光轴上的所述第一厚度和所述第二厚度的和,从而实现对焦;
控制芯片驱动件运转的过程中,图像信号处理模块实时处理图像传感器上的成像,控制芯片实时分析成像是否清晰,当成像清晰时,控制芯片发送停止工作信号(关机信号)给驱动件,以控制驱动件停止工作。
具体而言,可以通过驱动件单独驱动第一光学件沿垂直于光轴的方向移动,或者通过驱动件单独驱动第二光学件沿垂直于光轴的方向移动,或者通过驱动件同时驱动第一光学件和第二光学件在垂直于光轴的方向上反向移动。
本申请提供的自动聚焦方法,通过调节第一光学件和第二光学件在光轴上的厚度和进行聚焦,有利于提升成像质量,提高聚焦精度,而且能够降低结构件的组装要求,降低高低温对摄像装置的影响。
所述自动聚焦方法还包括如下步骤(可以概括为切换IR层和AR层步骤):
感测环境光照度,具体而言,摄像装置内设光敏器件,通过光敏器件感测环境光照度;当所述环境光照度为第一光照度变化为第二光照度时,驱动所述第一光学件和所述第三光学件移动,以在所述第二光学件的物侧的位置切换所述第一光学件和所述第三光学件。可以理解为:第一光照度大于第二光照度,例如,第一光照度的环境为白天,此种应用场景下,使用IR层,使得自动聚焦组件具有截止红外光线及透过可见光线的滤光作用。第二光照度的环境为夜晚,此种应用场景下,使用AR层,使得自动聚焦组件具有高透光防反射的功能,提高拍摄效果。
具体的应用场景下,可以先进行切换IR层和AR层的步骤,再进行自动聚焦步骤。
以上对本申请实施例所提供的自动聚焦组件、摄像装置、电子设备及自动聚焦方法进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施例进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施例及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (21)
1.一种自动聚焦组件,其特征在于,包括:
光学件,包括均为无光焦度元件的第一光学件和第二光学件,沿着光轴方向,所述第一光学元件位于所述第二光学元件的物侧,所述第一光学件在所述光轴方向上的尺寸为第一厚度,所述第二光学件在所述光轴方向上的尺寸为第二厚度,沿着第二方向,所述第一厚度的变化趋势和所述第二厚度的变化趋势相反且均呈渐变状态,所述第二方向与所述光轴方向呈夹角设置;和
驱动件,用于驱动所述第一光学件和/或所述第二光学件移动,以改变所述光轴上的所述第一厚度和所述第二厚度的和。
2.根据权利要求1所述的自动聚焦组件,其特征在于,所述第一光学件的物侧面和像侧面均为平面且形成夹角,所述第二光学件的物侧面和像侧面均为平面且形成夹角,所述第一光学件的物侧面和所述第二光学件的像侧面均垂直于所述光轴。
3.根据权利要求1或2所述的自动聚焦组件,其特征在于,所述第一光学件和所述第二光学件之间设有间隙,所述第一光学件和/或所述第二光学件移动的方向垂直于所述光轴。
4.根据权利要求1或2所述的自动聚焦组件,其特征在于,所述第一光学件和所述第二光学件接触。
5.根据权利要求4所述的自动聚焦组件,其特征在于,所述驱动件施加至所述第一光学件和/或所述第二光学件的驱动力的方向垂直于所述光轴。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的自动聚焦组件,其特征在于,所述光学件的数量为至少两个,且沿着所述光轴依次分布,所述驱动件同时驱动至少两个所述光学件移动,以实现自动聚焦。
7.根据权利要求1至5任意一项所述的自动聚焦组件,其特征在于,所述第一光学件的物侧面设有红外截止IR层;或者,所述第一光学件的物侧面设有高透光率防反射AR层。
8.根据权利要求1至5任意一项所述的自动聚焦组件,其特征在于,所述光学件还包括第三光学件,所述第三光学件位于所述第一光学件的外围,所述第一光学件和所述第三光学件之一者的物侧面设有红外截止IR层,所述第一光学件和所述第三光学件中另一个的物侧面设有高透光率防反射AR层,所述驱动件用于驱动所述第一光学件和所述第三光学件移动,以在所述第二光学件的物侧的位置切换所述第一光学件和所述第三光学件。
9.根据权利要求8所述的自动聚焦组件,其特征在于,所述第一光学件和所述第三光学件固定于一个固定架上,所述驱动件驱动所述固定架旋转或平移的方式实现切换所述第一光学件和所述第二光学件。
10.根据权利要求9所述的自动聚焦组件,其特征在于,所述驱动件包括电机、齿轮和齿条,所述齿轮固定于所述电机的输出轴,所述齿条与所述齿轮配合,所述齿条与所述固定架固定连接,通过所述电机带动所述齿条连同固定架移动,所述齿条和所述固定架移动的方向为所述第二方向。
11.根据权利要求10所述的自动聚焦组件,其特征在于,所述自动聚焦组件包括外壳,所述外壳内形成容置空间,所述光学件和所述驱动件收容在所述容置空间内,所述外壳内设滑杆,所述固定架包括相互固定连接承载部和滑块,所述承载部用于安装所述第一光学件和所述第二光学件,所述滑块位于所述承载部的边缘且套设在所述滑杆上,所述齿条固定连接至所述滑块。
12.根据权利要求1至5任意一项所述的自动聚焦组件,其特征在于,所述第一光学件的物侧面设有红外截止IR层,所述第二光学件的物侧面设有高透光率防反射AR层,所述驱动件驱动所述光学件旋转,以切换所述IR层和所述AR层使用。
13.根据权利要求1至5任意一项所述的自动聚焦组件,其特征在于,还包括光学防抖装置,所述光学防抖装置用于驱动所述第一光学件和所述第二光学件中的至少一个绕X轴或Y轴旋转,以补偿影像晃动,所述X轴、所述Y轴和所述光轴构建右手坐标系。
14.根据权利要求1至5任意一项所述的自动聚焦组件,其特征在于,还包括光学防抖装置,所述光学防抖装置用于驱动所述第一光学件/或所述第二光学件沿着所述光轴移动,以补偿影像晃动。
15.根据权利要求1至5任意一项所述的自动聚焦组件,其特征在于,还包括光学防抖装置,所述光学防抖装置用于驱动所述第一光学件和所述第二光学件绕所述光轴旋转,以补偿影像晃动。
16.根据权利要求1-15任意一项所述的自动聚焦组件,其特征在于,所述驱动件电连接至摄像模组的控制芯片,所述控制芯片电连接至所述摄像装置的图像信号处理模块,所述图像信息处理模块用于判断所述摄像装置的图像传感器上的成像是否清晰,当所述成像不清晰时,所述控制芯片用于驱动所述驱动件工作,以使所述第一光学件和/或所述第二光学件移动,当所述成像清晰时,所述控制芯片控制所述驱动件停止工作。
17.一种摄像装置,其特征在于,包括镜组、图像传感器和沿光轴方向上设置在所述镜组和所述图像传感器之间的如权利要求1至16任意一项所述的自动聚焦组件。
18.一种电子设备,其特征在于,包括图像处理器和如权利要求17所述的摄像装置,所述图像处理器与所述摄像头装置通信连接,所述图像处理器用于从所述图像传感器获取图像数据,并处理所述图像数据。
19.一种自动聚焦方法,其特征在于,应用于摄像装置,所述摄像装置包括镜组、图像传感器和沿光轴方向上设置在所述镜组和所述图像传感器之间的自动聚焦组件,所述自动聚焦组件包括均为无光焦度元件的第一光学件和第二光学件,沿着光轴方向,所述第一光学元件位于所述第二光学元件的物侧,所述第一光学件在所述光轴方向上的尺寸为第一厚度,所述第二光学件在所述光轴方向上的尺寸为第二厚度,沿着第二方向,所述第一厚度的变化趋势和所述第二厚度的变化趋势相反且均呈渐变状态,所述第二方向垂直于所述光轴方向;所述自动聚焦方法包括:
判断所述图像传感器的成像是否清晰,当所述成像不清晰时,驱动所述第一光学件和/或所述第二光学件移动,以改变所述光轴上的所述第一厚度和所述第二厚度的和,从而实现对焦。
20.根据权利要求19所述的自动聚焦方法,其特征在于,驱动所述第一光学件和/或所述第二光学件移动的方向为所述第二方向。
21.根据权利要求19所述的自动聚焦方法,其特征在于,所述自动聚焦组件还包括第三光学件,所述第三光学件位于所述第一光学件的外围,所述第一光学件的物侧面设有红外截止IR层,所述第三光学件的物侧面设有高透光率防反射AR层;所述自动聚焦方法还包括:
感测环境光照度;当所述环境光照度为第一光照度变化为第二光照度时,驱动所述第一光学件和所述第三光学件移动,以在所述第二光学件的物侧的位置切换所述第一光学件和所述第三光学件。
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