CN115278012A - 摄像头模组及其控制方法和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种摄像头模组及其控制方法和电子设备,摄像头模组包括图像传感器、镜头、传动组件和第一驱动部件,镜头包括镜筒和连接于镜筒的至少一个镜片,镜片与图像传感器沿光轴方向排列,传动组件包括螺纹连接的第一丝杆和传动件,传动件与镜筒相连接并用于带动镜筒沿第一丝杆往复移动,第一驱动部件与第一丝杆相连接,第一驱动部件被配置为带动第一丝杆转动,以使镜筒沿第一丝杆运动至目标位置且当镜筒位于目标位置时使镜筒沿第一丝杆运动以进行对焦。本申请的摄像头模组及其控制方法和电子设备,实现大的对焦行程,且无需在镜筒上设置诸如音圈马达等结构来进行对焦,从而降低第一驱动部件所承受的负载,以提升摄像头弹出效率及可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及电子设备技术领域,具体涉及摄像头模组及其控制方法和电子设备。
背景技术
相关技术中,通过设置音圈马达驱动镜头移动来实现摄像头模组的自动对焦。然而,音圈马达能够驱动镜头移动的距离有限,继而对焦行程小,较难实现多种拍摄模式下的自动对焦,而且采取弹出式摄像头设计时,摄像头的弹出效率低、可靠性差。
发明内容
本申请实施例中提供一种摄像头模组及其控制方法和电子设备,以解决对焦行程小及摄像头弹出效率低、可靠性差的问题。
一方面,本申请提供一种摄像头模组,包括:
图像传感器;
镜头,包括镜筒和连接于所述镜筒的至少一个镜片,所述镜片与所述图像传感器沿光轴方向排列;
传动组件,包括螺纹连接的第一丝杆和传动件,所述传动件与所述镜筒相连接并用于带动所述镜筒沿所述第一丝杆往复移动;以及
第一驱动部件,与所述第一丝杆相连接,所述第一驱动部件被配置为带动所述第一丝杆转动,以使所述镜筒沿所述第一丝杆运动至目标位置且当所述镜筒位于目标位置时使所述镜筒沿所述第一丝杆运动以进行对焦。
另一方面,本申请提供一种电子设备,包括外壳和上述的摄像头模组,所述摄像头模组的至少部分设于所述外壳内,所述镜头能够在所述第一驱动部件的驱使下相对所述外壳伸缩。
再一方面,本申请提供一种摄像头模组的控制方法,所述摄像头模组包括图像传感器、镜头、传动组件和第一驱动部件,所述镜头包括镜筒和连接于所述镜筒的至少一个镜片,所述镜片与所述图像传感器沿光轴方向排列,所述传动组件包括螺纹连接的第一丝杆和传动件,所述第一驱动部件与所述第一丝杆相连接,所述传动件与所述镜筒相连接;
所述控制方法包括以下步骤:
获取位置运动参数,根据所述位置运动参数控制所述第一驱动部件驱动所述第一丝杆转动,使得所述传动件带动所述镜筒沿所述第一丝杆运动至目标位置;
当所述镜筒位于所述目标位置时,根据对焦运动参数控制所述第一驱动部件驱动所述第一丝杆转动,使得所述镜筒沿所述第一丝杆运动以进行对焦。
本申请的摄像头模组及其控制方法和电子设备,利用第一驱动部件带动第一丝杆转动,使得镜筒在所述传动件的带动下沿第一丝杆运动至目标位置,第一丝杆与传动件之间螺纹配合,能够提升镜筒的移动行程,且由于镜筒位于目标位置时第一驱动部件经第一丝杆能够带动所述镜筒沿所述第一丝杆运动以进行对焦,从而增大对焦行程,且由于第一驱动部件能够实现对焦,从而无需在镜筒上设置诸如音圈马达等结构来进行对焦,从而降低第一驱动部件所承受的负载,以提升摄像头弹出效率及可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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,对于本领域普通技术人员来讲,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为一实施例中电子设备的立体示意图;
图2为图1所示电子设备沿I-I线的局部剖视示意图;
图3为一实施方式的电子设备的摄像头模组的分解结构示意图;
图4为一实施方式的电子设备中,摄像头模组的镜头的分解结构示意图;
图5为一实施方式的电子设备中,摄像头模组的第一驱动部件与第一丝杆的安装结构示意图;
图6为一实施方式的电子设备中,摄像头模组的部分结构的分解结构示意图;
图7为一实施方式的电子设备中,摄像头模组的传动件及弹性件的结构示意图;
图8为一实施方式的电子设备中,摄像头模组的弹出示意图;
图9为一实施方式的电子设备中,摄像头模组的反馈调节原理框图;
图10为另一实施方式的电子设备中,摄像头模组的反馈调节原理框图;
图11为另一实施方式的电子设备的摄像头模组的结构示意图;
图12为图11示出的摄像头模组在另一状态时的结构示意图;
图13为图11示出的摄像头模组在再一状态时的结构示意图;
图14为一实施方式的电子设备的摄像头模组的控制方法的流程示意图;
图15为一实施方式的电子设备的摄像头模组的控制方法中,步骤S204的流程示意图;
图16为一实施方式的电子设备的摄像头模组的控制方法中,步骤S206的流程示意图;
图17为一实施方式的电子设备的摄像头模组的控制方法中,步骤S2067的流程示意图;
图18为一实施方式的电子设备的摄像头模组的控制方法中,异常检测步骤的流程示意图;
图19为一实施方式的电子设备的摄像头模组的控制方法中,异常检测机制的流程框图;
图20为采取图19示出的异常检测机制,摄像头模组处于正常状态、长程AF状态及异常时所对应的反馈信号和误差信号的曲线示意图。
附图标记:
1000、电子设备;1001、固定空间;100、摄像头模组;101、安装壳;101a、第二避让口;102、密封结构;200、显示屏;300、外壳;110、图像传感器;110a、模组基板;120、镜头;121、镜筒;122、镜片;123、镜头载体;123a、传动连接部;123b、安装孔;123c、配合孔;124、摄像头盖板;130、传动组件;131、第一丝杆;132、传动件;132a、卡头;140、第一驱动部件;150、壳体;151、通孔;152、第一避让口;160、弹性件;170、导杆;180、调光镜片;180a、镜片载体;190、第二驱动部件;190a、第二丝杆;10、第一齿轮组;20、第二齿轮组;11、第一齿轮;12、第二齿轮;21、第三齿轮;22、第四齿轮。
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施例。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。
作为在此使用的“电子设备”指包括但不限于经由以下任意一种或者数种连接方式连接的能够接收和/或发送通信信号的装置:
(1)经由有线线路连接方式,如经由公共交换电话网络(Public SwitchedTelephone Networks,PSTN)、数字用户线路(Digital Subscriber Line,DSL)、数字电缆、直接电缆连接;
(2)经由无线接口方式,如蜂窝网络、无线局域网(Wireless Local AreaNetwork,WLAN)、诸如DVB-H网络的数字电视网络、卫星网络、AM-FM广播发送器。
被设置成通过无线接口通信的电子设备可以被称为“移动终端”。移动终端的示例包括但不限于以下移动终端:
(1)卫星电话或蜂窝电话;
(2)可以组合蜂窝无线电电话与数据处理、传真以及数据通信能力的个人通信系统(Personal Communications System,PCS)终端;
(3)无线电电话、寻呼机、因特网/内联网接入、Web浏览器、记事簿、日历、配备有全球定位系统(Global Positioning System,GPS)接收器的个人数字助理(PersonalDigital Assistant,PDA);
(4)常规膝上型和/或掌上型接收器;
(5)常规膝上型和/或掌上型无线电电话收发器等。
参阅图1所示,本申请提供一种电子设备1000,电子设备1000可以为智能手机、电脑或IPAD等,在此不作限定。
请一并参照图2,图2是图1所示的电子设备1000沿A-A方向的截面示意图。本申请实施例提供一种电子设备1000,电子设备1000可包括摄像头模组100、显示屏200和外壳300,外壳300与显示屏200可围成固定空间1001,固定空间1001用于收容摄像头模组100、主板、电池等器件。
摄像头模组100的至少部分设于外壳300内,并且摄像头模组100的部分结构穿设于外壳300上。
结合图3和图4所示,摄像头模组100采取弹出式设计,即摄像头模组100具有弹出部分,该弹出部分可以从外壳300伸出或收缩至外壳300内。
弹出部分的结构具有多种可能的实施方式,下面示例性地以弹出部分包括摄像头模组100的镜头120为例对摄像头模组100的结构做进一步说明。
具体地,摄像头模组100包括图像传感器110、镜头120、传动组件130和第一驱动部件140。镜头120包括镜筒121和连接于镜筒121的至少一个镜片122,镜片122与图像传感器110沿光轴方向排列,可理解地,在镜头120相对图像传感器110沿光轴方向移动时,由于镜头120到图像传感器110的距离发生变化,从而经过镜头120处理的光线进入图像传感器110能够呈现不同的成像效果,例如,长焦-短焦拍摄模式下与微距拍摄模式下,镜头120到图像传感器110的距离不同。
结合图3至图5所示,传动组件130包括螺纹连接的第一丝杆131和传动件132,传动件132与镜筒121相连接并用于带动镜筒121沿第一丝杆131往复移动。第一驱动部件140与第一丝杆131相连接,第一驱动部件140被配置为带动第一丝杆131转动,以使镜筒121沿第一丝杆131运动至目标位置且当镜筒121位于目标位置时使镜筒121沿第一丝杆131运动以进行对焦。该实施方式中,利用第一驱动部件140带动第一丝杆131转动,使得镜筒121在传动件132的带动下沿第一丝杆131运动至目标位置,第一丝杆131与传动件132之间螺纹配合,能够提升镜筒121的移动行程,且由于镜筒121位于目标位置时第一驱动部件140经第一丝杆131能够带动镜筒121沿第一丝杆131运动以进行对焦,从而增大对焦行程,且由于第一驱动部件140能够实现对焦,从而无需在镜筒121上设置诸如音圈马达等结构来进行对焦,从而降低第一驱动部件140所承受的负载,以提升摄像头弹出效率及可靠性。
为了便于理解,下面示例性地结合相关技术中的摄像头模组100,对本申请的摄像头模组100的有益效果做进一步说明。在相关技术的摄像头模组100,需要在镜头120内设置电子元件,并需要将电子元件通过电连接件(例如柔性线路板)与镜筒121外的器件相连接,这样,对柔性线路板的机械性能和可靠性要求高,而且,镜头120在弹出过程中,会受到柔性电路板的反作用力,导致受力不均而出现倾斜,对成像效果产生不良影响。
由于本申请的摄像头模组100,无需在镜筒121上设置诸如音圈马达等结构来进行对焦,从而也不需要设置柔性线路板将镜筒121上的电子元件与外部器件相连接,因此,本申请的摄像头模组100能够有效克服上述的相关技术中的摄像头模组100所存在的问题。
继续结合图3和图5所示,在一些实施方式中,摄像头模组100还包括壳体150,图像传感器110设于壳体150内,壳体150设有通孔151,镜头120能够经通孔151伸出于壳体150外或者缩回于壳体150内,镜头120在目标位置时处于伸出状态。该实施方式中,第一驱动部件140还用于驱动镜头120沿光轴方向运动至初始位置,镜头120在初始位置时处于缩回状态。利用壳体150可以将摄像头模组100封装成一个整体,以便整体组装至电子设备1000,提升组装效率。
图像传感器110包括电荷耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)、金属氧化物半导体元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)等光电器件。图像传感器110是利用光电器件的光电转换功能将感光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号。
第一驱动部件140可为步进电机、压电电机或线性马达等,在此不做限制。
结合图5和图6所示,第一驱动部件140以及传动组件130可以是安装在同一个安装壳101内,以便第一驱动部件140与传动组件130整体装配于摄像头模组100中,利用第一丝杆131与传动件132之间的螺纹配合为镜头120提供驱动力。
壳体150和安装壳101对应的位置分别设有第一避让口152和第二避让口101a,位于壳体150内的镜头120的部分结构由第一避让口152和第二避让口101a进入安装壳101内,以通过传动件132与第一丝杆131相连接,第一避让口152和第二避让口101a可以避免对镜头120沿光轴方向的移动产生干涉。
需要说明的是,镜头120作为摄像头模组100的弹出部分,镜筒121及镜筒121内的镜片122可以做成圆形,从而使得镜头120整体可以呈现为圆柱状,这样,在需要在镜头120与壳体150之间设置密封结构102时,密封结构102可以呈围绕镜头120周侧的圆形,继而密封结构102在各位置的过盈量一致性好。相对于其他形状(如方形)的密封结构102,圆形的密封结构102能够发挥更加均匀的密封效果,从而能够更好地保证防尘防水结构,以利用密封结构102提升对弹出部分的保护效果。
密封结构102可以是直接设置在镜头120与壳体150之间,并与其中一者相对固定,以便镜头120相对壳体150运动过程中,密封结构102能够发挥良好的密封效果,以进行防尘或防水。
结合图4至图6所示,镜头120包括镜头载体123,镜筒121与镜头载体123相连接,传动件132与镜头载体123相连接。镜头载体123连接有摄像头盖板124,摄像头盖板124沿光轴方向覆盖镜筒121的入光侧,从而利用摄像头盖板124对镜头120进行保护,且摄像头盖板124能够随镜头载体123移动,不会干涉镜头120的弹出运动。摄像头盖板124可以是玻璃材质,也可以是树脂材质,只要能够适应镜头120的保护需要,且能够供光线穿过需要即可。
镜筒121与镜头载体123可以是一体成型,也可以是分体设置。在一些实施方式中,镜筒121与镜头载体123卡扣连接、螺纹连接或热熔连接,对于两者之间的连接结构,在此不做限定。
镜头载体123具有传动连接部123a,传动连接部123a由壳体150伸入安装壳101。传动件132与传动连接部123a相连接,从而第一丝杆131螺纹带动传动件132时,传动件132可以带动镜头载体123移动,从而使得镜头120移动。传动件132与传动连接部123a之间的连接方式包括但不限于卡扣连接、焊接或胶水连接。在一些实施方式中,传动连接部123a开设有安装孔123b,传动件132安装在安装孔123b内。
该实施方式中,密封结构102可以是设置在镜头载体123与通孔151的侧壁之间,密封结构102被配置为能够密封镜头载体123与通孔151的侧壁之间的间隙,从而防止灰尘进入摄像头模组100内。
可以理解地,通孔151可以为与镜头120的外周形状相适配的圆形,此时,密封结构102可以为环形密封圈,以在镜头120与壳体150之间发挥良好的密封效果。
结合图7所示,在一些实施方式中,传动件132包括至少2个卡头132a,卡头132a具体数量可以为2个,也可以为3个或4个,对于卡头132a的数量,在此不做限定。
卡头132a通过弹性件160与镜头载体123相连接,至少2个卡头132a被配置为能够径向相互运动且在弹性件160的驱使下与第一丝杆131螺纹配合。可理解地,卡头132a可以是螺母沿径向切割形成,或者,2个或2个以上的卡头132a共同为何形成螺纹孔。
通过这种结构设置,由于弹性件160具有形变能力,从而在卡头132a受到径向向外的作用力时,卡头132a会解除与第一丝杆131的螺纹配合以沿第一丝杆131快速移动。
在一些实施方式中,当镜头120受到外界的冲击时,卡头132a的螺纹会将轴向的冲击力转变为径向扩张力,继而卡头132a径向向外移动,此时,卡头132a可以相对第一丝杆131上下自由移动,使得镜头120快速收回,避免镜头120受损。
弹性件160可以是预先安装在卡头132a上,再随着卡头132a安装至镜头载体123上。在一些实施方式中,弹性件160可以是预先安装在镜头载体123上,在卡头132a与镜头载体123相连接时,弹性件160的弹力作用下,卡头132a与第一丝杆131螺纹配合。
弹性件160具有可以为弹簧,也可以为弹片,在此不做限定。
再次参阅图3所示,摄像头模组100包括导杆170,导杆170的数量可以是1个,也可以是2个,在此不做限定。导杆170相对图像传感器110固定,并与镜头120的光轴方向相平行。镜头载体123与导杆170滑动连接,从而镜头载体123在导杆170的引导下能够稳定相对图像传感器110移动。
镜头载体123上具有与导杆170相配合的配合孔123c,当镜头载体123和导杆170均为金属材质时,可以通过在配合孔123c内侧设计高分子材料加工而成的轴套,从而缩小导杆170与配合孔123c之间的间隙,以改善导杆170的导向效果,抑制镜头120出现倾斜。
结合图3和图6所示,图像传感器110可以设置在模组基板110a上,以便利用模组基板110a作为图像传感器110的承载载体,为图像传感器110提供支撑。
需要说明的是,图像传感器110可以是与模组基板110a固定连接,也可以是通过其他组件与模组基板110a相连接。在一些实施方式中,图像传感器110连接有防抖组件(图未示出),防抖组件被配置为能够带动图像传感器110绕垂直于光轴方向的方向偏转以进行防抖,这样便可以利用防抖组件进行光学防抖。这种结构设置下,由于防抖组件在图像传感器110所在一侧实现防抖,从而无需在镜头120所在一侧配置防抖结构,使得镜头120的整体重量小,有利于第一驱动部件140带动镜头120快速移动,提升弹出效率。进一步地,防抖组件可以为电致伸缩膜,利用通电的方式使得电子伸缩膜带动图像传感器110朝特定方向偏摆以进行防抖。
需要特别说明的是,在光轴方向与图像传感器110相垂直时,则经过镜头120处理后的光线入射至图像传感器110能够获得良好的成像效果。可以认为防抖设计的目的就是尽可能地保持图像传感器110与光轴方向相垂直。因此,以图像传感器110相对光轴方向不垂直时的平面作为参考平面,在进行防抖时,防抖组件会将图像传感器110朝着使得图像传感器110恢复至与光轴方向相垂直的一侧偏转。假以图像传感器110调整前的所在平面作为参考面平面,则在进行防抖时,图像传感器110可以是绕着调整前后的所在平面的交线转动,基于图像传感器110调整后的所在平面与光轴方向相垂直,而图像传感器110调整前后的所在平面的交线必然位于图像传感器110调整后的所在平面上,因此,该交线与光轴方向相垂直。也就是说,防抖组件在对图像传感器110进行防抖时,图像传感器110绕垂直于光轴方向的方向偏转。可理解地,由于图像传感器110可能朝不同方向倾斜,因而在进行防抖时,图像传感器110调整前后的所在平面的交线可能是平行于图像传感器110的长边方向,也可能是平行于图像传感器110的短边方向,还可以是其他方向,也就是说,防抖组件带动图像传感器110的偏转方向在每次防抖操作中可能不一样,这与图像传感器110的倾斜方向有关,即防抖操作就是将图像传感器110朝着与倾斜方向相反的方向进行偏转,以达到防抖效果。对于防抖组件具体是带动图像传感器110绕什么方向偏转,在此不作限定。
在摄像头模组100设置于电子设备1000时,图像传感器110位于电子设备1000的固定空间1001内。
为了便于理解,图8示意性示出了镜头120在收纳状态到弹出状态的示意图。具体地,结合图8所示,镜头120在第一驱动部件140的驱使下相对图像传感器110沿光轴方向移动时,镜头120相对外壳300伸缩,镜头120从收纳状态到弹出状态的移动位移,即为弹出行程,因此,在镜头120的弹出行程内,可以实现调整镜头120的位置,继而镜头120相对外壳300伸缩的方式可以满足摄像头模组100的调焦需要,这样,便可以尽可能地对电子设备1000进行减薄设计,而不会受限于电子设备1000的厚度只能在较小行程范围内进行调焦。
在一些实施方式中,镜筒121以第一速度沿第一丝杆131运动至目标位置,镜筒121以第二速度沿第一丝杆131运动以进行对焦,第一速度大于第二速度。通过这种结构设置,镜筒121能够更快速地朝目标位置移动,在移动位移一定的情况下,缩短了运动时间,达到提升运动效率的效果。并且在进行对焦时,可以采取速度较慢的第二速度运动,提升对焦稳定性。
摄像头模组100包括电连接的检测组件和控制器,检测组件用于检测镜头120的位置信息,控制器电连接第一驱动部件140,控制器用于根据检测组件的检测信号控制第一驱动部件140以调整镜头120的位置,通过这种反馈调节方式,能够提升镜头120移动位置的准确性。该实施方式中,检测组件包括但不限于霍尔传感器、隧道磁阻传感器等磁性传感器件来实现,或者,检测组件包括光栅尺等光学传感器件。对于检测组件的类型,在此不做限定,只要检测组件输出的电信号能够建立与镜头载体123的位置之间的关系,检测组件就能够实现对镜头120的位置进行检测。
为了便于理解,下面以第一驱动部件140为步进电机,检测组件包括霍尔传感器为例对反馈调节原理做进一步说明。
结合图9所示,在一些实施方式中,镜头120连接有磁石,磁石具体可以是连接在镜头载体123上,也可以是连接在镜筒121上,在此不做限定。检测组件包括霍尔传感器,霍尔传感器在摄像头模组100内的位置固定,当镜头载体123运动的过程中,磁石和霍尔传感器之间的距离会发生改变,从而改变磁石在霍尔传感器上施加的磁信号,霍尔传感器传出的霍尔信号也随之发生改变。
结合图9所示,在一些实施方式中,霍尔信号反馈至应用处理器,通过标定数据(即不同强度的霍尔信号与霍尔传感器-磁石距离之间的关系)将其转换为镜头载体123的位置信息,基于镜头载体123的位置信息和设定位置之间的误差量可以提供下一个用于修正镜头载体123位置的控制信号(例如可以通过PID控制器来实现基于误差量的控制算法),以使步进电机带动镜头载体123到达所需要的设定位置。
需要说明的是,应用处理器位于电子设备1000中,用于处理运算任务,能够部署通用的控制算法。驱动芯片可以位于电子设备1000的主板上,也可以位于摄像头模组100的内部,其主要功能为接受应用处理器下达的控制信号,包括驱动镜头120到初始位置和工作状态下驱动到对焦位置的控制信号,驱动芯片基于控制信号生成对应的方波信号。H-Bridge为适用于步进电机的H桥驱动电路,可以是集成在驱动芯片中,将方波信号转换为周期性的驱动信号输入到步进电机中。步进电机具体可以是位于摄像头模组100的壳体150内,也可以是位于摄像头模组100的壳体150外,步进电机在接受到H-Bridge的驱动信号后按照指定方向旋转指定的步数,步进电机带动镜头载体123在光轴方向上进行移动。
结合图10所示,在一些实施方式中,控制器集成在驱动芯片中,控制算法也由驱动芯片完成。这种方案可以节省应用处理器的算力,提高反馈回路的速度,同时提高摄像头模组100的可迁移性,即在适配不同类型的应用处理器的过程中不需要重复部署控制算法。该方案的劣势在于需要设计专用的驱动芯片,驱动芯片本身也需要具有一定的计算能力,初始开发成本较高。
在上述的实现方案中,需要注意的是,图9和图10中所描述的反馈调节机制不限于第一驱动部件140为步进电机,确切的说,第一驱动部件140采用其他类型的动力源,也依然能够配合该反馈机制。第一驱动部件140包括但不限于压电马达或线性马达。第一驱动部件140还搭配其他的传动结构(如蜗轮蜗杆),或者,第一驱动部件140直接驱动第一丝杆131转动。
具体地,对于不同类型的第一驱动部件140,可以根据实际需要,将反馈回路中的H-Bridge更换为适用于第一驱动部件140的驱动电路。例如,第一驱动部件140为压电马达时,则将反馈回路中的H-Bridge更换为压电马达所需要的高频电路。
结合图11至图13所示,摄像头模组100包括调光镜片180和第二驱动部件190,调光镜片180沿光轴方向设置于镜筒121与图像传感器110之间,第二驱动部件190被配置为能够带动调光镜片180沿光轴方向往复移动。这样,利用调光镜片180在镜筒121和图像传感器110之间移动到不同位置,使得摄像头模组100处于不同状态。例如,如图11所示,摄像头模组100处于收纳状态,此时,镜头120和调光镜片180均尽可能地靠近图像传感器110,实现摄像头模组100的整体小型化,以减少占用空间。再例如,结合图12所示,摄像头模组100处于远焦-近焦工作状态,此时摄像头模组100能够满足远焦拍摄和近焦拍摄的需要。结合图13所示,摄像头模组100处于微距工作状态,此时摄像头模组100能够满足微距拍摄的需要。
需要说明的是,调光镜片180在收纳状态和远焦-近焦工作状态下与镜头120之间的间距保持恒定,此时调光镜片180和镜头120的功能与常规的一体式镜头120相同。当对焦距离缩短时,调光镜片180的运动与镜头120的运动根据设计进行,通过两者之间的距离改变来改善场曲等像差。
在一些实施方式中,第二驱动部件190和第一驱动部件140的结构相同,确切的说,第二驱动部件190也可以采取第二丝杆190a螺纹带动另一传动件132的方式来实现调光镜片180沿光轴方向移动。
调光镜片180可以是设置在镜片载体180a上,通过导向结构引导镜片载体180a相对图像传感器110移动,实现调光镜片180稳定地靠近或远离图像传感器110。进一步地,调光镜片180的导向结构可以复用为镜头120的导向结构,例如,调光镜片180的镜片载体180a与镜头120的镜头载体123连接在相同的导杆170上,如此可避免增大摄像头模组100的尺寸。
需要说明的说,第一驱动部件140与第一丝杆131之间可以通过齿轮组相连接,齿轮组包括但不限于锥齿轮组。利用锥齿轮组改变扭矩传递方向的同时,也可以通过合理配置传动比,达到调节第一丝杆131输出扭矩大小的效果。第二驱动部件190也可以通过另一齿轮组与第二丝杆190a相连接,第二丝杆190a与镜片载体180a螺纹连接,以在第二丝杆190a转动时,调光镜片180随镜片载体180a沿光轴方向移动。
为了便于描述,结合图11至图13所示,下面将第一驱动部件140和第一丝杆131之间的齿轮组成为“第一齿轮组10”,将第二驱动部件190和第二丝杆190a之间的齿轮组成为“第二齿轮组20”。
第一齿轮组10可包括能够啮合传动的第一齿轮11和第二齿轮12,其中,第一齿轮11与第一驱动部件140的转轴固定连接并可在第一驱动部件140的驱动下转动,第二齿轮12可与第一丝杆131固定连接并同轴设置。其中,第一齿轮11直径小于第二齿轮12直径,也即第一齿轮11的转速远大于第二齿轮12的转速,以使第一丝杆131能够以适当的转速转动。
第一齿轮11可为斜齿轮,第二齿轮12可为斜齿轮,第一齿轮11与第二齿轮12啮合,使得第一驱动部件140的转轴可与第一丝杆131呈夹角设置,以使第一驱动部件140能够适应电子设备1000的固定空间1001的扁平化设计,进而充分利用固定空间1001。
在其他实施方式中,第一齿轮11可为直齿轮,第二齿轮12可为直齿轮,第一齿轮11与第二齿轮12啮合,使得第一驱动部件140的转轴可与第一丝杆131平行错位设置,使得摄像头模组100在保持维持合适转速的情况下,不仅能够节省空间,而且布局合理、整齐。
第二齿轮组20可包括能够啮合传动的第三齿轮21和第四齿轮22,其中,第三齿轮21与第二驱动部件190的转轴固定连接并可在第二驱动部件190的驱动下转动,第四齿轮22可与第二丝杆190a固定连接并同轴设置。其中,第三齿轮21直径小于第四齿轮22直径,也即第三齿轮21的转速远大于第四齿轮22的转速,以使第二丝杆190a能够以适当的转速转动。
第二齿轮组20的相关结构设置,可以参考第一齿轮组10,在此不做赘述。
对于摄像头模组100而言,弹出行程是关键参数。弹出行程由光学参数决定(配置不同的镜头120所需要的弹出行程也有所不同),并对摄像头模组100在弹出状态时的高度具有较大的影响(弹出行程越大,摄像头模组100在弹出状态时的高度越大)。摄像头模组100在弹出状态时的高度,指的是摄像头模组100在弹出状态时沿光轴方向的尺寸。
下面结合表1示例性地对弹出行程与摄像头模组100的光线参数加以说明。
表1
表1示例性的给出了弹出行程与镜头120的光学参数之间的设计关系,其中,参数范围
为该参数可选择的范围,示例参数为用于示例计算所设置的一组参数,并非对本申请摄像头模组100的具体参数的限定。其中,镜头机械后焦定义为镜头120的镜筒121的底部(靠近图像传感器110的一侧)最外处与图像传感器110之间的距离。远焦、近焦和微距位置分别是镜头120不同工作状态下与物体的对焦距离。
温度行程补偿主要根据镜头120和传动组件130在不同温度下的变化(即结构变形或者折射率变化)需要对不同对焦条件下的镜头位移进行调整,由于这种调整可能会超出常温下的行程区间,因此需要在弹出行程中增加一定的距离用于这部分的补偿。镜头位移定义为镜头120对焦在非无限远位置时相对于对焦于无限远时的像距变化量。参阅表1所示,以示例参数为例,当摄像头模组100不需要微距功能时,镜头位移根据远焦到近焦的对焦距离计算,其镜头位移为0.53mm,弹出行程为3.73mm;当摄像头模组100需要具有微距功能时,镜头位移需要增加到2.50mm,弹出行程为5.70mm。
结合图14所示,本申请的另一实施例提供一种摄像头模组100的控制方法,控制方法包括以下步骤:
步骤S202,获取位置运动参数。
位置运动参数是控制运动部件如何进行运动的参数,可以预先存储在电子设备1000的存储器中,具体根据实际需要预先设置。位置运动参数包括第一驱动部件140的转动参数,以及传动组件130的传动参数。
为了便于理解,下面表2中以第一驱动部件140为步进电机为例示例性示出其中一个实施方式的摄像头模组100的部分结构的参数。
表2
参数名称 | 示例参数 |
步进电机步距角(°) | 4.5 |
齿轮组减速比 | 2 |
丝杆螺距(mm) | 0.2 |
单步步长(μm) | 1.25 |
表2中,步进电机步距角决定于步进电机本身的转子齿数和驱动方式。具体地,在采用单双拍驱动的方式下,一颗40齿的步进电机步距角为:
步进电机步距角=360°/(齿数*2),即步进电机步距角为360°/80=4.5°
基于摄像头模组100中配置了齿轮组,齿轮组的减速比会进一步缩小最后一级齿轮的步距角:
末端步距角=步进电机步距角/减速比,因此,末端步距角为4.5°/2=2.25°
步进步长(即单步步长)可以由丝杆螺距和末端步距角计算获得:
步进步长=丝杆螺距/(360°/末端步距角),因此,步进步长为1.25μm,也就是说,步进电机进行步进运动时,经过第一丝杆131带动镜头120移动的步进步长为1.25μm。
步骤S204,根据位置运动参数控制第一驱动部件140驱动第一丝杆131转动,使得传动件132带动镜筒121沿第一丝杆131运动至目标位置。
目标位置是预先设置的位置,在该位置开始进行对焦,位置运动参数能够使得镜筒121运动至目标位置,例如假设步长为1.25μm,则第一丝杆131以1.25μm的步进步长带动镜筒121朝目标位置移动。
步骤S206,当镜筒121位于目标位置时,根据对焦运动参数控制第一驱动部件140驱动第一丝杆131转动,使得镜筒121沿第一丝杆131运动以进行对焦。
对焦运动参数可以是预先存储在本地的,具体根据实际需要预先设置。当镜筒121位于目标位置时,从运动状态切换到对焦状态。可以理解的,对焦状态中,镜筒121也可以进行移动,只是该移动是以进行对焦为目的。而镜筒121在运动状态下,镜筒121是以运动到目标位置为目的。
镜筒121朝目标位置移动的移动速度可以大于镜筒121在对焦状态时的移动速度,继而可以基于位置进行状态的切换,使得镜筒121能够在初始阶段快速的进行移动,迅速到达预先设置的满足基本对焦条件的目标位置。
在一个实施例中,镜筒121朝目标位置移动过程中,对移动精度要求没有对焦状态高。例如,第一丝杆131带动镜筒121移动的步进步长为5μm的速度朝目标位置移动。在镜筒121移动到目标位置后,第一丝杆131带动镜筒121移动的步进步长为1.25μm的速度移动以进行对焦,从而确保对焦精度。
需要说明的是,镜筒121在传动件132的带动下沿第一丝杆131运动至目标位置,第一丝杆131与传动件132之间螺纹配合,能够提升镜筒121的移动行程。由于镜筒121位于目标位置时,第一驱动部件140经第一丝杆131能够带动镜筒121沿第一丝杆131运动以进行对焦,从而增大对焦行程,且由于第一驱动部件140能够实现对焦,从而无需在镜筒121上设置诸如音圈马达等结构来进行对焦,从而降低第一驱动部件140所承受的负载,以提升摄像头弹出效率及可靠性。
在摄像头模组100还包括至少一个检测组件的实施方式中,检测组件用于检测镜筒121的位置信息。检测组件包括但不限于霍尔传感器、隧道磁阻传感器等磁性传感器件来实现,或者,检测组件包括光栅尺等光学传感器件。对于检测组件的类型,在此不做限定,只要检测组件输出的电信号能够建立与镜筒121载体的位置之间的关系,检测组件就能够实现对镜筒121的位置进行检测。
结合图15所示,根据位置运动参数控制第一驱动部件140驱动第一丝杆131转动,使得传动件132带动镜筒121沿第一丝杆131运动至目标位置的步骤,即步骤S204,包括:
步骤S2041,根据预设映射关系和检测组件的检测信号确定镜筒121的位置,其中,预设映射关系为镜筒121的位置与检测组件的检测信号的对应关系。
步骤S2042,根据镜筒121的位置与目标位置之间的差异生成第一位置修正指令。
本申请实施例中,镜筒121的位置与目标位置之间的差异是两个位置之间的距离,还可以包括两个位置之间的方向关系。第一位置修正指令是根据镜筒121的位置与目标位置之间的差异生成的,用于控制镜筒121从所在位置移动到目标位置。例如第一修正指令中包括移动的距离以及移动的方向,移动的距离为两个位置之间的距离,移动的方向为镜筒121的位置指向目标位置的方向。
步骤S2043,根据第一位置修正指令控制第一驱动部件140驱动第一丝杆131转动,以使得镜筒121运动至目标位置。
本申请实施例中,当生成第一位置修正指令后,向第一驱动部件140发送该第一位置修正指令,以使得第一驱动部件140驱动第一丝杆131转动,镜筒121从所在位置开始移动,直至到达目标位置。
结合图16所示,步骤S206包括:
步骤S2061,获取设定对焦位置。
步骤S2062,根据设定对焦位置获得镜筒121的设定位移量。
步骤S2063,根据镜筒121的设定位移量以及第一驱动部件140经第一丝杆131驱动镜筒121运动时的设定步进步长,获取镜筒121的实际位移量。
由于步进步长的影响,实际位移量与设定位移量相差一步,设定位移量指是指与设定对焦位置相对应的镜头位移。由此,镜筒121的实际位移量比设定对焦位置相对应的镜头位移少一个步长,或者多一个步长。因此,在根据设定对焦位置获得镜筒121的设定位移量后,可以根据设定位移量和设定步进步长,计算获得此时的实际镜头位移。例如,在设定位移量(即镜头位移)为0.01mm,设定步进步长为0.005mm时,实际镜头位移为0.01mm加上0.005mm,或者,实际镜头位移为0.01mm减去0.005mm。继而获得实际镜头位移为0.005mm或0.015mm。
步骤S2064,根据镜筒121的实际位移量获取实际对焦位置,并根据实际对焦位置获取实际景深范围。
步骤S2065,根据设定对焦位置与实际景深范围之间的位置关系,确定步进步长调整策略。
步骤S2066,根据设定步进步长及步进步长调整策略确定对焦步进步长。
步骤S2067,控制第一驱动部件140经第一丝杆131驱使镜筒121以对焦步进步长沿第一丝杆131运动以进行对焦。
该实施方式中,可以通过对步进步长的调整,使得摄像头模组100在拍摄时,尽可能地使得设定对焦位置于实际对焦位置所对应的景深范围之间,以便获得清晰成像效果。
具体地,步进步长调整策略包括:
当设定对焦位置位于实际对焦位置所对应的景深范围之外时,减小设定步进步长。
该实施方式中,通过减小设定步进步长的方式,使得设定对焦位置位于实际对焦位置所对应的景深范围内,以提升拍摄清晰度。
为了便于理解,下面示例性的以EFL=10mm,光圈数F/2的镜头120为例,最大弥散圆大小设定为2μm,可以计算获得如下表格3和表格4,其中,表1为步进步长=1.25μm时关于对焦准确性的模拟计算结果,表4为步进步长=5μm时关于对焦准确性的模拟计算结果。
表3
设定对焦位置(m) | 镜头位移(mm) | 镜头位移-1.25um | 实际对焦位置(m) | 前景深(m) | 后景深(m) |
10 | 0.010 | 0.009 | 11.426 | 7.842 | 21.042 |
8 | 0.013 | 0.011 | 8.887 | 6.556 | 13.787 |
6 | 0.017 | 0.015 | 6.485 | 5.149 | 8.756 |
4 | 0.025 | 0.024 | 4.209 | 3.603 | 5.062 |
2 | 0.050 | 0.049 | 2.051 | 1.895 | 2.234 |
1 | 0.101 | 0.100 | 1.012 | 0.973 | 1.055 |
0.5 | 0.204 | 0.203 | 0.503 | 0.493 | 0.513 |
0.2 | 0.526 | 0.525 | 0.200 | 0.199 | 0.202 |
设定对焦位置(m) | 镜头位移(mm) | 镜头位移+1.25um | 实际对焦位置(m) | 前景深(m) | 后景深(m) |
10 | 0.010 | 0.011 | 8.891 | 6.559 | 13.798 |
8 | 0.013 | 0.014 | 7.274 | 5.635 | 10.260 |
6 | 0.017 | 0.018 | 5.583 | 4.564 | 7.188 |
4 | 0.025 | 0.026 | 3.810 | 3.306 | 4.496 |
2 | 0.050 | 0.052 | 1.952 | 1.810 | 2.117 |
1 | 0.101 | 0.102 | 0.988 | 0.950 | 1.029 |
0.5 | 0.204 | 0.205 | 0.497 | 0.487 | 0.507 |
0.2 | 0.526 | 0.528 | 0.200 | 0.198 | 0.201 |
表4
设定对焦位置(m) | 镜头位移(mm) | 镜头位移-0.005(mm) | 实际对焦位置(m) | 前景深(m) | 后景深(m) |
10 | 0.010 | 0.005 | 19.970 | 11.102 | 99.255 |
8 | 0.013 | 0.008 | 13.316 | 8.688 | 28.490 |
6 | 0.017 | 0.012 | 8.561 | 6.377 | 13.019 |
4 | 0.025 | 0.020 | 4.994 | 4.163 | 6.241 |
2 | 0.050 | 0.045 | 2220 | 2.039 | 2.436 |
1 | 0.101 | 0.096 | 1.052 | 1.009 | 1.098 |
0.5 | 0204 | 0.199 | 0.512 | 0.502 | 0.523 |
0.2 | 0.526 | 0.521 | 0.202 | 0.200 | 0.203 |
设定对焦位置(m) | 镜头位移(mm) | 镜头位移+0.005(mm) | 实际对焦位置(m) | 前景深(m) | 后景深(m) |
10 | 0.010 | 0.015 | 6.672 | 5.267 | 9.101 |
8 | 0.013 | 0.018 | 5.719 | 4.654 | 7.416 |
6 | 0.017 | 0.022 | 4.619 | 3.899 | 5.667 |
4 | 0.025 | 0.030 | 3.336 | 2.944 | 3.850 |
2 | 0.050 | 0.055 | 1.820 | 1.696 | 1.963 |
1 | 0.101 | 0.106 | 0.953 | 0.918 | 0.991 |
0.5 | 0.204 | 0.209 | 0.488 | 0.479 | 0.498 |
0.2 | 0.526 | 0.531 | 0.198 | 0.197 | 0.200 |
表3和表4中,前景深代表着从对焦位置到其前方能够保持图像清晰的物方距离,其计算公式为:
后景深代表对焦位置到其后方能够保持图像清晰的距离,计算公式为:
其中,F为光圈数,f为物理焦距,δ为最大弥散圆大小,L为对焦位置。
根据表3给出的步进步长为1.25μm的时候的计算结果,可以看出:即使实际对焦位置与设定对焦位置存在偏差,但当实际对焦位置仍落在景深范围内时,此时理想物点在离焦模糊后的像点仍然小于系统的最小弥散圆尺寸(例如为2μm),则此时离焦模糊无法被识别,也就是说看不出成像模糊,继而维持成像效果的清晰性。
根据表4给出的步进步长为5μm的时候的计算结果,可以看出,
当步进步长较长的时候,如果实际镜头位移少于设定镜头位移一个步长,就足以使对焦位置偏离较多,此时用户的设定对焦位置(如10m)就会落在实际景深(11.102m-99.255m)之外。由此,用户想要对焦的位置出现了可察觉的离焦模糊,则此时的步进步长就不满足用户的需求。
在本申请实施方式中,由于对焦步长会根据步进步长调整策略进行调整,例如当设定对焦位置位于实际对焦位置所对应的景深范围之外时,减小设定步进步长。因此,通过这种对步进步长的调整,减少镜筒121的实际位移量相对设定位移量的偏差,继而使得设定对焦位置能够位于实际对焦位置对应的景深范围之内,以提升摄像头模组100在设定对焦位置进行拍摄时的成像清晰度。
结合光学系统的参数来设定机械结构的参数既可以避免过低的精度对用户体验的负面影响,也可以避免精度设定过高带来额外的成本和良率损失。
在摄像头模组100还包括至少一个检测组件的实施方式中,镜筒121进行对焦时,也可以利用检测组件对镜筒121的位置进行检测。
结合图17所示,控制第一驱动部件140经第一丝杆131驱使镜筒121以对焦步进步长沿第一丝杆131运动以进行对焦的步骤,即步骤S2067,包括:
步骤S2067a,根据预设映射关系和检测组件的检测信号确定镜筒121的位置,其中,预设映射关系为镜筒121的位置与检测组件的检测信号的对应关系。
步骤S2067b,根据镜筒121的位置与设定对焦位置之间的差异生成第二位置修正指令。
本申请实施例中,镜筒121的位置与设定对焦位置之间的差异是两个位置之间的距离,还可以包括两个位置之间的方向关系。第二位置修正指令是根据镜筒121的位置与设定对焦位置之间的差异生成的,用于控制镜筒121从所在位置移动到设定对焦位置。例如第二修正指令中包括移动的距离以及移动的方向,移动的距离为两个位置之间的距离,移动的方向为镜筒121的位置指向设定对焦位置的方向。
步骤S2067c,根据第二位置修正指令控制第一驱动部件140驱动第一丝杆131转动,以使得镜筒121以对焦步进步长沿第一丝杆131运动以进行对焦。
在一些实施方式中,控制方法包括异常检测步骤。具体地,结合图18所示,异常检测步骤包括:
步骤S302,在根据控制信号控制第一驱动部件140经第一丝杆131转动以使得镜筒121沿第一丝杆131运动的过程中,采集预设时间段的反馈信号,预设时间段为当前时刻到前向设定时间之间的时间段。
步骤S304,将控制信号与反馈信号进行差异计算,以获得预设时间段的误差信号。
步骤S306,当基于误差信号判断策略确定误差信号存在异常时,则确定摄像头模组100存在异常,并触发异常处理策略。
误差信号判断策略可以是能够判断误差信号是否存在异常的指标。例如,基于有限时间内的反馈信号的统计特性,具体包括平均值、标准差和变化率(单位时间内变化量),可以在一定程度上判断摄像头模组100是否处于正常的工作状态,此时,则可以根据平均值、标准差和变化率来设定误差信号判断策略。
在一些实施方式中,当基于误差信号判断策略确定误差信号存在异常时,则确定摄像头模组100存在异常的步骤,包括:
将反馈信号与第一信号阈值进行对比,将误差信号与第二信号阈值进行对比。
当反馈信号大于或等于第一信号阈值且误差信号大于或等于第二信号阈值时,则确定摄像头模组100存在异常。
其中,第一信号阈值和第二信号阈值可以预先设定并存储在电子设备1000的存储器中。具体地,第一信号阈值和第二信号阈值,根据信号由正常变为异常时的临界值进行设定。例如,反馈信号大于或等于第一信号阈值时,反馈信号存在异常;误差信号大于或等于第二信号阈值,误差信号存在异常。
该实施方式中,不仅判断反馈信号是否存在异常,同时,也判断误差信号是否存在异常,从而在判断摄像头模组100存在异常时,能够进行综合判断,以避免误判。
为了便于理解,下面示例性示出了一种异常检测机制的实现方式。
具体地,结合图19所示,右侧为工作回路,工作回路为前面所描述的用于正常工作的回路,左侧为实现异常检测的保护回路,即判断摄像头模组100存在异常时,触发异常处理策略,以对摄像头模组100进行保护。该实施方式中,摄像头模组100的反馈信号本身可以作为该机制的一路输入,时间窗口(即预设时间段)使得处理器只采集当前时刻到前向设定时间间隔之间的反馈信号,这样既可以避免异常数据被大量正常数据平均,也可以减少存储的数据量。
基于有限时间内的反馈信号的统计特性,包括平均值、标准差和变化率(单位时间内变化量),可以在一定程度上判断摄像头模组100是否处于正常的工作状态。误差信号可作为该机制的另一路输入,其处理方式与反馈信号类似,同样采用时间窗口进行约束并统计其统计特性。基于两路输入数据的统计特性,组合判断模块判定摄像头模组100是否处于异常状态。
下面结合图20对图19给出的异常检测机制的一个例子的有益效果做进一步说明。如图20中的(a)所示,在正常工作状态下,由于摄像头模组100主要在小范围内进行自动对焦,因此反馈信号也在小范围内波动。当反馈信号突然出现较大变化时,意味着镜头120的空间位置在短时间内发生明显的变化,则反馈信号的平均值会显著变化,标准差、变化率也会有显著增加。这种情况可能是外界对镜头120产生冲击使得镜头120发生移位,因此需要启动保护机制。这种情况也可能是应用处理器突然下达一个行程较长的AF动作(参阅图20中的(b))。
在本申请实施方式中,由于增加对误差信号的检测,以进一步判断当前摄像头模组100反馈信号所提示的异常事件是否是应用处理器本身下达信号导致。结合图20中的(c)所示,当摄像头模组100由于外力介入使得其状态偏移正常状态时,则误差信号同样会出现均值变化、标准差、变化率增加的现象。由此,通过结合两路信号可以降低保护机制对摄像头模组100状态的误判,改善用户体验。
在一些实施方式中,异常处理策略包括控制第一驱动部件140经第一丝杆131转动以带动镜筒121朝图像传感器110所在一侧移动。
该实施方式中,当判断摄像头模组100状态异常时,则采取自动收回的方式来保护摄像头模组100。
需要说明的是,上述保护机制的具体执行单元可以设置在应用处理器内,也可以通过独立的控制芯片完成,或者将其作为一个单独的模块集成到驱动芯片中,在此不做限定。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (19)
1.一种摄像头模组,其特征在于,包括:
图像传感器;
镜头,包括镜筒和连接于所述镜筒的至少一个镜片,所述镜片与所述图像传感器沿光轴方向排列;
传动组件,包括螺纹连接的第一丝杆和传动件,所述传动件与所述镜筒相连接并用于带动所述镜筒沿所述第一丝杆往复移动;以及
第一驱动部件,与所述第一丝杆相连接,所述第一驱动部件被配置为带动所述第一丝杆转动,以使所述镜筒沿所述第一丝杆运动至目标位置且当所述镜筒位于目标位置时使所述镜筒沿所述第一丝杆运动以进行对焦。
2.根据权利要求1所述的摄像头模组,其特征在于,所述镜筒以第一速度沿所述第一丝杆运动至所述目标位置,所述镜筒以第二速度沿所述第一丝杆运动以进行对焦,所述第一速度大于所述第二速度。
3.根据权利要求1或2所述的摄像头模组,其特征在于,还包括壳体,所述图像传感器设于所述壳体内,所述壳体设有通孔,所述镜头能够经所述通孔伸出于所述壳体外或者缩回于所述壳体内,所述镜头在所述目标位置时处于伸出状态,所述第一驱动部件还用于驱动所述镜头沿所述光轴方向运动至初始位置,所述镜头在所述初始位置时处于缩回状态。
4.根据权利要求3所述的摄像头模组,其特征在于,包括电连接的检测组件和控制器,所述检测组件用于检测所述镜头的位置信息,所述控制器电连接所述第一驱动部件,所述控制器用于根据所述检测组件的检测信号控制所述第一驱动部件以调整所述镜头的位置。
5.根据权利要求3所述的摄像头模组,其特征在于,所述镜头包括镜头载体,所述镜筒与所述镜头载体相连接,所述传动件与所述镜头载体相连接,所述镜头载体与所述通孔的侧壁之间设有密封结构,所述密封结构被配置为能够密封所述镜头载体与所述通孔的侧壁之间的间隙。
6.根据权利要求5所述的摄像头模组,其特征在于,所述传动件包括至少2个卡头,所述至少2个卡头通过弹性件与所述镜头载体相连接,所述至少2个卡头被配置为能够径向相互运动且在所述弹性件的驱使下与所述第一丝杆螺纹配合。
7.根据权利要求5所述的摄像头模组,其特征在于,所述镜头载体连接有摄像头盖板,所述摄像头盖板沿所述光轴方向覆盖所述镜筒的入光侧。
8.根据权利要求1所述的摄像头模组,其特征在于,包括调光镜片和第二驱动部件,所述调光镜片沿所述光轴方向设置于所述镜筒与所述图像传感器之间,所述第二驱动部件被配置为能够带动所述调光镜片沿所述光轴方向往复移动。
9.根据权利要求1所述的摄像头模组,其特征在于,所述图像传感器连接有防抖组件,所述防抖组件被配置为能够带动所述图像传感器绕垂直于所述光轴方向的方向偏转以进行防抖。
10.一种电子设备,其特征在于,包括外壳和如权利要求1-9任一项所述的摄像头模组,所述摄像头模组的至少部分设于所述外壳内,所述镜头能够在所述第一驱动部件的驱使下相对所述外壳伸缩。
11.一种摄像头模组的控制方法,其特征在于,所述摄像头模组包括图像传感器、镜头、传动组件和第一驱动部件,所述镜头包括镜筒和连接于所述镜筒的至少一个镜片,所述镜片与所述图像传感器沿光轴方向排列,所述传动组件包括螺纹连接的第一丝杆和传动件,所述第一驱动部件与所述第一丝杆相连接,所述传动件与所述镜筒相连接;
所述控制方法包括以下步骤:
获取位置运动参数;
根据所述位置运动参数控制所述第一驱动部件驱动所述第一丝杆转动,使得所述传动件带动所述镜筒沿所述第一丝杆运动至目标位置;
当所述镜筒位于所述目标位置时,根据对焦运动参数控制所述第一驱动部件驱动所述第一丝杆转动,使得所述镜筒沿所述第一丝杆运动以进行对焦。
12.根据权利要求11所述的控制方法,其特征在于,所述镜筒以第一速度沿所述第一丝杆运动至所述目标位置,所述镜筒以第二速度沿所述第一丝杆运动以进行对焦,所述第一速度大于所述第二速度。
13.根据权利要求11或12所述的控制方法,其特征在于,所述摄像头模组还包括至少一个检测组件,所述检测组件用于检测所述镜筒的位置信息;
所述根据所述位置运动参数控制所述第一驱动部件驱动所述第一丝杆转动,使得所述传动件带动所述镜筒沿所述第一丝杆运动至目标位置的步骤,包括:
根据预设映射关系和所述检测组件的检测信号确定所述镜筒的位置,其中,所述预设映射关系为所述镜筒的位置与所述检测组件的检测信号的对应关系;
根据所述镜筒的位置与所述目标位置之间的差异生成第一位置修正指令;
根据所述第一位置修正指令控制所述第一驱动部件驱动所述第一丝杆转动,以使得所述镜筒运动至所述目标位置。
14.根据权利要求11所述的控制方法,其特征在于,所述当所述镜筒位于目标位置时,根据对焦运动参数控制所述第一驱动部件驱动所述第一丝杆转动,使得所述镜筒沿所述第一丝杆运动以进行对焦的步骤,包括:
获取设定对焦位置;
根据所述设定对焦位置获得所述镜筒的设定位移量;
根据所述镜筒的设定位移量以及所述第一驱动部件经所述第一丝杆驱动所述镜筒运动时的设定步进步长,获取所述镜筒的实际位移量;
根据所述镜筒的实际位移量获取实际对焦位置,并根据所述实际对焦位置获取实际景深范围;
根据所述设定对焦位置与所述实际景深范围之间的位置关系,确定步进步长调整策略;
根据所述设定步进步长及所述步进步长调整策略确定对焦步进步长;
控制所述第一驱动部件经所述第一丝杆驱使所述镜筒以所述对焦步进步长沿所述第一丝杆运动以进行对焦。
15.根据权利要求14所述的控制方法,其特征在于,所述步进步长调整策略包括:
当所述设定对焦位置位于所述实际对焦位置所对应的景深范围之外时,减小所述设定步进步长。
16.根据权利要求14或15所述的控制方法,其特征在于,所述摄像头模组还包括至少一个检测组件,所述检测组件用于检测所述镜筒的位置信息;
所述控制所述第一驱动部件经所述第一丝杆驱使所述镜筒以所述对焦步进步长沿所述第一丝杆运动以进行对焦的步骤,包括:
根据预设映射关系和所述检测组件的检测信号确定所述镜筒的位置,其中,所述预设映射关系为所述镜筒的位置与所述检测组件的检测信号的对应关系;
根据所述镜筒的位置与所述设定对焦位置之间的差异生成第二位置修正指令;
根据所述第二位置修正指令控制所述第一驱动部件驱动所述第一丝杆转动,以使得所述镜筒以所述对焦步进步长沿所述第一丝杆运动以进行对焦。
17.根据权利要求11所述的控制方法,其特征在于,所述控制方法包括异常检测步骤,所述异常检测步骤包括:
在根据控制信号控制所述第一驱动部件经所述第一丝杆转动以使得所述镜筒沿所述第一丝杆运动的过程中,采集预设时间段的反馈信号,所述预设时间段为当前时刻到前向设定时间之间的时间段;
将所述控制信号与所述反馈信号进行差异计算,以获得所述预设时间段的误差信号;
当基于误差信号判断策略确定所述误差信号存在异常时,则确定所述摄像头模组存在异常,并触发异常处理策略。
18.根据权利要求17所述的控制方法,其特征在于,所述当基于误差信号判断策略确定所述误差信号存在异常时,则确定所述摄像头模组存在异常的步骤,包括:
将所述反馈信号与第一信号阈值进行对比,将所述误差信号与第二信号阈值进行对比;
当所述反馈信号大于或等于第一信号阈值且所述误差信号大于或等于所述第二信号阈值时,则确定所述摄像头模组存在异常。
19.根据权利要求17或18所述的控制方法,其特征在于,所述异常处理策略包括控制所述第一驱动部件经所述第一丝杆转动以带动所述镜筒朝所述图像传感器所在一侧移动。
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