CN114070967A - 一种镜头模组及其相位对焦方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种镜头模组，包括：微距镜头；设置在所述微距镜头下的滤光片阵列；设置在所述滤光片上的像素阵列；设置在所述像素阵列与所述滤光片阵列之间的电致变色层，所述电致变色层具有透明态及非透明态转变的特性，所述电致变色层用于在对焦时显示为非透明态，在非对焦时显示为非透明态；在不需要对焦时，通过使得电致变色层的全部区域处于透明态，消除对对像素阵列的遮挡，从而使得在镜头模组成像的过程中，不会使得像素阵列失去图像信息而导致成像分辨率下降。

Description

一种镜头模组及其相位对焦方法
技术领域
本申请涉及电致变色技术领域，具体涉及一种镜头模组及其相位对焦方法。
背景技术
镜头模组，例如图像传感器，在拍摄成像的过程中，需要对拍摄的物体进行对焦，从而使得拍摄成像较为清晰。
一般的图像传感器，需要使用遮挡像素来完成对焦，遮挡像素占据总像素数3％左右。
但是，由于遮挡像素的遮挡层采用不透光材料，这部分遮挡像素就会失去图像信息，损失图像分辨率。
发明内容
鉴于此，本申请提供一种镜头模组，以解决现有遮挡层不能实现透光和不透光的状态切换，遮挡像素就会失去图像信息，损失图像分辨率的问题。
本申请第一方面提供一种镜头模组，包括：微距镜头；设置在所述微距镜头下的滤光片阵列；设置在所述滤光片上的像素阵列；设置在所述像素阵列与所述滤光片阵列之间的电致变色层，所述电致变色层具有透明态及非透明态转变的特性，所述电致变色层用于在对焦时显示为非透明态，在非对焦时显示为非透明态。
其中，所述电致变色层由电致变色块组成，所述像素阵列由像素块组成；每一个像素块包括2×2排列的四个像素，每个像素上均设置有2×2排列的四个所述电致变色块。
其中，所述电致变色层的电致变色特性激发条件为电压，所述电致变色层接通电压为非透明态，未接通电压为透明态。
本发明第二方面提供一种镜头模组的相位对焦方法，包括：判断镜头模组是否需要对焦，所述镜头模组包括微距镜头；设置在所述微距镜头下的滤光片阵列；设置在所述滤光片上的像素阵列；设置在所述像素阵列与所述滤光片阵列之间的电致变色层；若无需对焦，则控制电致变色层为透明态；若需要对焦，则控制电致变色层为非透明态，以在遮挡像素阵列上生成遮挡，令光像素阵列感应到的图像生成相位差，并完成相位对焦。
其中，所述电致变色层由电致变色块组成，所述像素阵列由像素块组成；每一个像素块包括2×2排列的四个像素，每个像素上均设置有2×2排列的四个所述电致变色块；若需要水平相位对焦，则控制非相邻的两个像素水平方向上的两个电致变色块变色，分别在非相邻的两个像素对应后的不同水平位置形成遮挡；若需要竖直相位对焦，则控制非相邻的两个像素竖直方向上的两个电致变色块变色，分别在非相邻的两个像素对应后的不同竖直位置形成遮挡。
其中，若所述场景内为水平方向的物体，则判断所述镜头模组需要水平相位对焦；若所述场景内为竖直方向的物体，则判断所述镜头模组需要竖直相位对焦。
其中，所述判断镜头模组是否需要对焦还包括：若需要混合对焦，则控制一行及一列所述电致变色块变色，在一行及一列遮挡像素阵列上形成遮挡，进行混合对焦。
其中，所述判断镜头模组是否需要对焦包括：获取镜头模组对场景成像的上一帧的对焦情况，根据上一帧的对焦情况判断所述场景内线条的分布情况；若所述场景内线条的分布情况水平方向的线条多于其他方向的线条数量超过预定阈值，则判定所述场景内为水平方向的物体，需要水平相位对焦；若所述场景内线条的分布情况竖直方向的线条多于其他方向的线条的数量超过所述预定阈值，则判定所述场景内为竖直方向物体，需要竖直相位对焦；若所述场景内线条的分布情况水平线条及竖直线条的数量差距在所述预定阈值范围内，则判定所述场景内为水平方向物体及竖直方向物体，需要混合对焦。
其中，所述判断镜头模组是否需要对焦还包括：响应于用户的对焦操作，将用户的对焦操作转化为对焦指令，为镜头模组进行水平相位对焦或竖直相位对焦或混合对焦。
其中，所述判断镜头模组是否需要对焦还包括：实时监测所述场景内的物体，并根据所述物体的方向自动切换水平相位对焦、竖直相位对焦或混合对焦。
本申请上述的镜头模组，能够在对焦控制电致变色层的变色，使得电致变色层的部分区域处于非透明态，从而在像素阵列上形成遮挡，以在后续完成对焦，而在不需要对焦时，通过控制电致变色层的全部区域处于透明态，消除对像素阵列的遮挡，从而使得在镜头模组成像的过程中，不会使得像素阵列失去图像信息而导致成像分辨率下降。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例的镜头模组的结构示意图；
图2是本申请实施例的镜头模组的像素块及覆盖及其上的电致变色块的结构示意图；
图3是本申请实施例的镜头模组进行竖直相位对焦时像素块上的电致变色块的变色分布示意图；
图4是本申请实施例的镜头模组进行水平相位对焦时像素块上的电致变色块的变色分布示意图；
图5是本申请实施例的镜头模组进行混合相位对焦时像素块上的电致变色块的变色分布示意图；
图6是本申请实施例镜头模组的相位对焦方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。
请参阅图1，本实施例第一方面提供一种镜头模组，镜头模组包括：微距镜头1、滤光片阵列2、像素阵列3、电致变色层4；滤光片阵列2设置在微距镜头1下；像素阵列3设置在滤光片上；电致变色层4设置在像素阵列3与滤光片阵列2之间，电致变色层4具有透明态及非透明态转变的特性，电致变色层4用于在对焦时显示为非透明态，在非对焦时显示为非透明态。
在镜头模组需要对焦时，控制电致变色层4的部分区域处于非透明态，从而在遮挡像素阵列上形成遮挡，以在后续完成对焦，而在不需要对焦时，控制电致变色层4的全部区域处于透明态，消除电致变色层对像素阵列3的遮挡，从而使得在镜头模组成像的过程中，不会使得像素阵列3失去图像信息而导致成像分辨率下降。
请参阅图2，电致变色层4由电致变色块41组成，像素阵列3由像素块31组成；每一个像素块31包括2×2排列的四个像素(图中每个圆形区域均代表一个像素)，每个像素上均设置有2×2排列的四个所述电致变色块41。
请参阅图2，在本实施例中，采用的对焦方式为相位对焦，主要以使用相位差的方式完成相位对焦，以一个像素块31及其上的电致变色块41为例，一个像素块31包含的像素可划分为第一像素311、第二像素312、第三像素313及第四像素314。
请参阅图3，在需要竖直相位对焦时，第一像素311及第四像素314的竖直方向上的一半区域对应的电致变色块变色，且第一像素311及第四像素314变色的区域不相同，使得第一像素311及第四像素314的不同竖直方向上形成遮挡，第一像素311及第四像素314被遮挡的部位失去一半信息，从而在成像时，第一像素311及第四像素314能够在竖直方向上形成竖直相位差，完成竖直相位对焦。
请参阅图4，在需要水平相位对焦时，第二像素312及第三像素313的水平方向上的一半区域对应的电致变色块变色，且第二像素312及第三像素313变色的区域不相同，使得第二像素312及第三像素313的不同水平方向上形成遮挡，第二像素312及第三像素313被遮挡的部位失去一半信息，从而在成像时，第二像素312及第三像素313能够在水平方向上形成水平相位差，完成水平相位对焦。
请参阅图5，在需要混合相位对焦时，以四个像素块31及其上的电致变色块41为例，使用不相邻的两个像素块31，分别进行如上述的水平相位对焦及竖直相位对焦，从而在同一个场景内，分别在需要水平相位对焦及竖直相位对焦的物体进行相应的相位对焦。
在本实施例中，电致变色层4在透明态或非透明态特性激发条件为电压，接通电压时为非透明态，未接通电压时为透明态。
在其他实施例中，电致变色层4在透明态或非透明态特性激发条件还可为电流、温度，具体根据电致变色层4的透明态及非透明态的特性受到电流、温度或其他变量的影响而激发透明态或非透明态，从而选择不同特性的电致变色层。
请参阅图6，本申请实施例还提供一种上述镜头模组的相位对焦方法，包括：S1、判断镜头模组是否需要对焦；S2、若无需对焦，则控制电致变色层为透明态；S3、若需要对焦，则控制电致变色层为非透明态，以在遮挡像素阵列上生成遮挡，令光像素阵列感应到的图像生成相位差，并完成相位对焦。其中，镜头模组包括微距镜头；设置在微距镜头下的滤光片阵列；设置在滤光片上的像素阵列，像素阵列包括遮挡像素阵列及感光像素阵列；设置在像素阵列与滤光片阵列之间的电致变色层。
在镜头模组需要对焦时，控制电致变色层的部分区域处于非透明态，从而在遮挡像素阵列上形成遮挡，以在后续完成对焦，而在不需要对焦时，控制电致变色层的全部区域处于透明态，消除对像素阵列的遮挡，从而使得在镜头模组成像的过程中，不会使得像素阵列失去图像信息而导致成像分辨率下降。
其中，电致变色层由电致变色块组成，像素阵列由像素块组成；每一个像素块包括2×2排列的四个像素(图中每个圆形区域均代表一个像素)，每个像素上均设置有2×2排列的四个所述电致变色块。
具体地，若场景内为水平方向的物体，则判断镜头模组需要水平相位对焦；若场景内为竖直方向的物体，则判断镜头模组需要竖直相位对焦。
判断镜头模组是否需要对焦还包括：若需要混合对焦，则控制一行及一列所述电致变色块变色，在一行及一列遮挡像素阵列上形成遮挡，进行混合对焦。
若场景内同时存在水平方向的物体及竖直方向的物体，由于采用竖直相位对焦的方式会使得水平方向的物体成像失帧，而采用水平相位对焦的方式会使得竖直方向的物体成像失帧，而使用混合对焦的方式，对竖直方向和水平方向的物体分别使用竖直相位对焦和水平相位对焦，能够防止场景内的物体失帧，从而提升镜头模组成像的帧率。
具体地，在需要竖直相位对焦时，则控制非相邻的两个像素竖直方向上的两个电致变色块变色，分别在非相邻的两个像素对应后的不同竖直位置形成遮挡；以一个像素块为例，像素块中不相邻的两个像素分别在竖直方向上被电致变色层遮挡一半区域，且两个像素未被遮挡的另一半区域可形成互补，被遮挡的区域失去成像信息，从而能够在竖直方向上形成竖直相位差，完成竖直相位对焦。
在需要水平相位对焦时，则控制非相邻的两个像素水平方向上的两个电致变色块变色，分别在非相邻的两个像素对应后的不同水平位置形成遮挡；仍以上述的一个像素块为例，竖直相位对焦未被遮挡的两个像素分别在水平方向上被电致变色层遮挡一半区域，且两个像素未被遮挡的另一半区域可形成互补，被遮挡的区域失去成像信息，从而能够在水平方向上形成水平相位差，完成水平相位对焦。
在需要混合相位对焦时，则控制一行及一列所述电致变色块变色，在一行及一列遮挡像素阵列上形成遮挡，进行混合对焦；以四个2×2排列的像素块为例，使用不相邻的两个像素块，分别进行如上述的水平相位对焦及竖直相位对焦，从而在同一个场景内，分别在需要水平相位对焦及竖直相位对焦的物体进行相应的相位对焦。判断镜头模组是否需要对焦包括：获取镜头模组对场景成像的上一帧的对焦情况，根据上一帧的对焦情况判断场景内线条的分布情况；若场景内线条的分布情况水平方向的线条多于其他方向的线条数量超过预定阈值，则判定场景内为水平方向的物体，需要水平相位对焦；若场景内线条的分布情况竖直方向的线条多于其他方向的线条的数量超过预定阈值，则判定场景内为竖直方向物体，需要竖直相位对焦；若场景内线条的分布情况水平线条及竖直线条的数量差距在预定阈值范围内，则判定场景内为水平方向物体及竖直方向物体，需要混合对焦。
判断镜头模组是否需要对焦还包括：响应于用户的对焦操作，将用户的对焦操作转化为对焦指令，为镜头模组进行水平相位对焦或竖直相位对焦或混合对焦。
在本实施例中，能够响应用户的对焦操作来选择水平相位对焦或竖直相位对焦或混合对焦，从而使得用户能够根据镜头模组成像的情况选择相应的对焦方式，防止自动对焦发生错误而不能准确对焦的情况发生。
判断镜头模组是否需要对焦还包括：实时监测场景内的物体，并根据物体的方向自动切换水平相位对焦、竖直相位对焦或混合对焦。
通过自动切换对焦方式，能够更加快速且准确地对焦场景内的物体，从而提升镜头模组的拍摄速度及拍摄效果。
尽管已经相对于一个或多个实现方式示出并描述了本申请，但是本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本申请包括所有这样的修改和变型，并且仅由所附权利要求的范围限制。特别地关于由上述组件执行的各种功能，用于描述这样的组件的术语旨在对应于执行所述组件的指定功能(例如其在功能上是等价的)的任意组件(除非另外指示)，即使在结构上与执行本文所示的本说明书的示范性实现方式中的功能的公开结构不等同。
即，以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“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为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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，因此不能理解为对本申请的限制。另外，对于特性相同或相似的结构元件，本申请可采用相同或者不相同的标号进行标识。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，“示例性”一词是用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何一个实施例不一定被解释为比其它实施例更加优选或更加具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，本申请给出了以上描述。在以上描述中，为了解释的目的而列出了各个细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实施例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

Claims (10)

1.一种镜头模组，其特征在于，包括：
微距镜头；
设置在所述微距镜头下的滤光片阵列；
设置在所述滤光片上的像素阵列；
设置在所述像素阵列与所述滤光片阵列之间的电致变色层，所述电致变色层具有透明态及非透明态转变的特性，所述电致变色层用于在对焦时显示为非透明态，在非对焦时显示为透明态。
2.根据权利要求1所述的镜头模组，其特征在于，
所述电致变色层由电致变色块组成，所述像素阵列由像素块组成；
每一个像素块包括2×2排列的四个像素，每个像素上均设置有2×2排列的四个所述电致变色块。
3.根据权利要求1所述的镜头模组，其特征在于，
所述电致变色层的电致变色特性激发条件为电压，所述电致变色层接通电压为非透明态，未接通电压为透明态。
4.一种镜头模组的相位对焦方法，其特征在，包括：
判断镜头模组是否需要对焦，所述镜头模组包括微距镜头；设置在所述微距镜头下的滤光片阵列；设置在所述滤光片上的像素阵列；设置在所述像素阵列与所述滤光片阵列之间的电致变色层；
若无需对焦，则控制电致变色层为透明态；
若需要对焦，则控制电致变色层为非透明态，以在遮挡像素阵列上生成遮挡，令光像素阵列感应到的图像生成相位差，并完成相位对焦。
5.根据权利要求4所述的镜头模组的相位对焦方法，其特征在于，
所述电致变色层由电致变色块组成，所述像素阵列由像素块组成；
每一个像素块包括2×2排列的四个像素，每个像素上均设置有2×2排列的四个所述电致变色块；
若需要水平相位对焦，则控制电致变色块中非相邻的两个像素上水平方向的两个电致变色块变色，分别在非相邻的两个像素对应后的不同水平位置形成遮挡；
若需要竖直相位对焦，则控制电致变色块中非相邻的两个像素上竖直方向的两个电致变色块变色，分别在非相邻的两个像素对应后的不同竖直位置形成遮挡。
6.根据权利要求5所述的镜头模组的相位对焦方法，其特征在于，
若所述场景内为水平方向的物体，则判断所述镜头模组需要水平相位对焦；
若所述场景内为竖直方向的物体，则判断所述镜头模组需要竖直相位对焦。
7.根据权利要求5所述的镜头模组的相位对焦方法，其特征在于，
所述判断镜头模组是否需要对焦还包括：
若需要混合对焦，则控制一行及一列所述电致变色块变色，在一行及一列遮挡像素阵列上形成遮挡，进行混合对焦。
8.根据权利要求7所述的镜头模组的相位对焦方法，其特征在于，
所述判断镜头模组是否需要对焦包括：
获取镜头模组对场景成像的上一帧的对焦情况，根据上一帧的对焦情况判断所述场景内线条的分布情况；
若所述场景内线条的分布情况水平方向的线条多于其他方向的线条数量超过预定阈值，则判定所述场景内为水平方向的物体，需要水平相位对焦；
若所述场景内线条的分布情况竖直方向的线条多于其他方向的线条的数量超过所述预定阈值，则判定所述场景内为竖直方向物体，需要竖直相位对焦；
若所述场景内线条的分布情况水平线条及竖直线条的数量差距在所述预定阈值范围内，则判定所述场景内为水平方向物体及竖直方向物体，需要混合对焦。
9.根据权利要求7所述的镜头模组的相位对焦方法，其特征在于，
所述判断镜头模组是否需要对焦还包括：
响应于用户的对焦操作，将用户的对焦操作转化为对焦指令，为镜头模组进行水平相位对焦或竖直相位对焦或混合对焦。
10.根据权利要求7所述的镜头模组的相位对焦方法，其特征在于，
所述判断镜头模组是否需要对焦还包括：
实时监测所述场景内的物体，并根据所述物体的方向自动切换水平相位对焦、竖直相位对焦或混合对焦。
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