CN213957662U

CN213957662U - 调焦装置、光学成像系统、取像模组和电子装置

Info

Publication number: CN213957662U
Application number: CN202022834184.5U
Authority: CN
Inventors: 邹金华; 刘彬彬; 李明
Original assignee: Jiangxi Jingchao Optical Co Ltd
Current assignee: Jiangxi Jingchao Optical Co Ltd
Priority date: 2020-11-30
Filing date: 2020-11-30
Publication date: 2021-08-13
Anticipated expiration: 2030-11-30

Abstract

本实用新型提出一种调焦装置、光学成像系统、取像模组和电子装置，所述调焦装置沿光轴由物侧到像侧包括导光层和电致变形层，所述导光层的像侧面具有柔性，所述电致变形层的物侧面和所述导光层的像侧面胶合，所述电致变形层通电后产生形变并带动所述导光层的像侧面发生形变。上述调焦装置、光学成像系统、取像模组和电子装置避免了复杂的校准过程并减小了自动对焦响应时间。

Description

调焦装置、光学成像系统、取像模组和电子装置

技术领域

本实用新型涉及光学成像技术，特别涉及一种调焦装置、光学成像系统、取像模组和电子装置。

背景技术

目前，镜头对焦模式分为手动对焦和自动对焦。手动对焦需要通过人工去调节对焦环，拍摄效率较低并且对使用者的操作要求较高。自动对焦即人工智能自动对焦，相机对焦系统会始终以被选择的对焦点联动不间断的进行跟随对焦，拍摄效率较高且操作便捷。

现有的自动对焦采用音圈马达(VCM)技术，即通过调焦螺牙移动整个镜头组来实现成像面清晰的物理对焦模式。

在实现本申请过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有的音圈马达技术受到温度和机械振动的影响，需要复杂的校准过程，自动对焦响应时间长。

实用新型内容

鉴于以上内容，有必要提出一种调焦装置、光学成像系统、取像模组和电子装置，以解决上述问题。

本申请的实施例提出一种调焦装置，所述调焦装置沿光轴由物侧到像侧包括导光层和电致变形层，所述导光层的像侧面具有柔性，所述电致变形层的物侧面和所述导光层的像侧面胶合，所述电致变形层通电后产生形变并带动所述导光层的像侧面发生形变。

上述调焦装置中，所述电致变形层的物侧面和所述导光层的像侧面胶合，所述电致变形层通电后产生形变并带动所述导光层的像侧面发生形变，以使所述导光层像侧面的曲率半径跟随所述电致变形层物侧面的曲率半径一起改变，进而实现光学调焦的功能。通过胶合的方式使所述电致变形层的物侧面和所述导光层的像侧面紧密贴合，避免产生间隙或脱落。对比传统镜头自动调焦方式，即通过调焦螺牙移动整个镜头组实现成像面清晰的物理对焦模式，所述电致变形层不受温度影响，并且不会产生机械震动，避免了复杂的校准过程并减小了自动对焦响应时间。

在一些实施例中，所述导光层由柔性聚合物制成，所述电致变形层由压电材料制成。

如此，所述导光层由柔性聚合物制成，以使所述导光层的像侧面具有柔性，进而使所述导光层的像侧面与所述电致变形层的物侧面胶合并通过所述电致变形层产生形变并带动所述导光层的像侧面发生形变，实现光学调焦的功能。所述电致变形层由压电材料制成，所述压电材料具有逆压电效应，即对所述压电材料施加变电场，所述压电材料将产生机械变形，当外电场撤离，所述压电薄膜将产生机械变形也随着消失，通过给所述电致变形层通电，通过逆压电效应使所述电致变形层受力变形，从而使所述电致变形层的物侧面及像侧面曲率半径变化，实现光学调焦的功能。对比螺牙对焦模式，所述电致变形层不受温度影响，并且不会产生机械震动，避免了复杂的校准过程并减小了自动对焦响应时间。

在一些实施例中，所述导光层为液体填充式透镜，所述导光层内填充液体，通过所述电致变形层对所述导光层内液体施加压力，从而使液体在所述导光层体腔内重新分配，使所述导光层表面的曲率发生变化。

如此，所述液体填充式透镜透介质为液体，通过所述电致变形层对液体施加压力，减弱了所述导光层对所述电致变形层的阻力，从而减小了所述电致变形层产生形变所需的功耗。并且通过所述液体改变导光层表面形状来改变焦距，具有光圈大小灵活、变焦范围大及占用体积小的优点。

在一些实施例中，所述调焦装置还包括保护层，所述保护层、所述导光层和所述电致变形层依次贴合，所述电致变形层的厚度范围为0.02mm至0.1mm。

如此，导光层的物侧面贴合于保护层，导光层的像侧面贴合于电致变形层的物侧面，通过给电致变形层通电调节电致变形层的物侧面的曲率半径，并带动导光层的像侧面的曲率半径一起改变，以便于改变光线偏折，进而实现光学调焦的功能。在满足调焦功能的同时，所述电致变形层的厚度范围为0.02mm至0.1mm，与传统机械变焦的方式相比，光学成像系统尺寸更小，运动轨迹更短，有效降低应用光学成像系统装置的厚度，进而有利于光学成像系统小型化。

在一些实施例中，所述电致变形层的物侧面于光轴处的曲率半径为R1，R1满足以下关系式：-500mm＜R1＜500mm；所述电致变形层的像侧面于光轴处的曲率半径为R2，R2满足以下关系式：-500mm＜R2＜500mm。

如此，R₁及R₂的数值越小，则曲率越大，相应的，曲率越大则拍摄的距离变近，便于与镜头组件配合实现近距离拍摄，并且曲率越大则光线偏折程度越小，从电致变形层出来的光线越集中，以使成像清晰。

在一些实施例中，所述调焦装置于光轴上的厚度范围为0.510mm至0.580mm。

如此，在满足调焦功能的同时，所述调焦装置于光轴上的厚度范围为0.510mm至0.580mm，与传统机械变焦的方式相比，光学成像系统尺寸更小，运动轨迹更短，有效降低应用光学成像系统装置的厚度，进而有利于光学成像系统小型化。

本实用新型的实施例提出一种光学成像系统，包括上述实施例中所述的调焦装置，所述光学成像系统还包括镜头组件，所述调焦装置设置于所述镜头组件的物侧或设置于所述镜头组件内。

上述光学成像系统中，所述镜头组件用于成像，所述镜头组件与所述调焦装置配合，以实现光学调焦，使整个成像面清晰均匀。所述光学成像系统中的所述电致变形层不受温度影响，并且不会产生机械震动，避免了复杂的校准过程并减小了自动对焦响应时间。

在一些实施例中，所述镜头组件由物侧到像侧包括：具有屈折力的第一透镜，所述第一透镜的物侧面在近光轴处为凸面；具有屈折力的第二透镜；具有屈折力的第三透镜；具有屈折力的第四透镜，所述第四透镜的物侧面在近光轴处为凹面，所述第四透镜的像侧面在近光轴处为凹面。

如此，通过合理的屈折力配置和面型设置，使镜头组件对于物距变化敏感度提升。

在一些实施例中，所述调焦装置设置于所述第一透镜的物侧或所述第二透镜与第三透镜之间。

如此，在拍摄物距改变的情况下，通过调节电致变形层的曲率半径数值实现镜头调焦的功能及成像解析力的对比。

本实用新型的实施例提出一种取像模组，包括感光元件和上述实施例中所述的光学成像系统，所述感光元件设置于所述光学成像系统的像侧。

本实用新型实施例的取像模组包括光学成像系统，所述光学成像系统同时具有小型化，工艺更加简单及调焦成像画面更加清晰均匀的优点，可以在保证光学成像系统高成像质量的前提下，减小取像模组的厚度，进而利于光学成像系统的屏下封装。所述取像模组中的所述电致变形层不受温度影响，并且不会产生机械震动，避免了复杂的校准过程并减小了自动对焦响应时间。

本实用新型的实施例提出一种电子装置，包括壳体和上述实施例的取像模组，所述取像模组安装在所述壳体上。

本实用新型实施例的电子装置中的光学成像系统同时具有小型化，工艺更加简单及调焦成像画面更加清晰均匀的优点。一方面，可以在保证光学成像系统高成像质量的前提下，减小电子装置的厚度，从而利于电子装置达到轻薄化效果；另一方面，在拍摄效果上，因光学成像系统通过调节电致变形层的曲率半径数值实现镜头调焦的功能及成像解析力的对比，获得更加清晰的成像，满足用户的拍照体验。所述电子装置中的所述电致变形层不受温度影响，并且不会产生机械震动，避免了复杂的校准过程并减小了自动对焦响应时间。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的调焦装置结构示意图。

图2是本实用新型一实施例的调焦装置设置于镜头组件物侧方向的光学成像系统结构示意图。

图3是本实用新型一实施例的调焦装置设置于镜头组件内的光学成像系统结构示意图。

图4是本实用新型一实施例的取像模组的结构示意图。

图5是本实用新型一实施例的电子装置的结构示意图。

图6是本实用新型第一实施例的调焦装置设置于镜头组件物侧方向的光学成像系统MTF曲线图。

图7是本实用新型第一实施例的调焦装置设置于镜头组件物侧方向的光学成像系统物距改变-0.04mm调焦前镜头MTF曲线图。

图8是本实用新型第一实施例的调焦装置设置于镜头组件物侧方向的光学成像系统物距改变-0.04mm调焦后镜头MTF曲线图。

图9是本实用新型第一实施例的调焦装置设置于镜头组件物侧方向的光学成像系统物距改变-0.1mm调焦前镜头MTF曲线图。

图10是本实用新型第一实施例的调焦装置设置于镜头组件物侧方向的光学成像系统物距改变-0.1mm调焦后镜头MTF曲线图。

图11是本实用新型第一实施例的调焦装置设置于镜头组件物侧方向的光学成像系统物距改变-0.2mm调焦前镜头MTF曲线图。

图12是本实用新型第一实施例的调焦装置设置于镜头组件物侧方向的光学成像系统物距改变-0.2mm调焦后镜头MTF曲线图。

图13是本实用新型第一实施例的调焦装置设置于镜头组件内的光学成像系统MTF曲线图。

图14是本实用新型第一实施例的调焦装置设置于镜头组件内的光学成像系统物距改变+0.04mm调焦前镜头MTF曲线图。

图15是本实用新型第一实施例的调焦装置设置于镜头组件内的光学成像系统物距改变+0.04mm调焦后镜头MTF曲线图。

图16是本实用新型第一实施例的调焦装置设置于镜头组件内的光学成像系统物距改变+0.1mm调焦前镜头MTF曲线图。

图17是本实用新型第一实施例的调焦装置设置于镜头组件内的光学成像系统物距改变+0.1mm调焦后镜头MTF曲线图。

图18是本实用新型第一实施例的调焦装置设置于镜头组件内的光学成像系统物距改变+0.2mm调焦前镜头MTF曲线图。

图19是本实用新型第一实施例的调焦装置设置于镜头组件内的光学成像系统物距改变+0.2mm调焦后镜头MTF曲线图。

主要元件符号说明

光学成像系统 100

调焦装置 10

保护层 12

导光层 14

电致变形层 16

镜头组件 20

第一透镜 L1

第二透镜 L2

第三透镜 L3

第四透镜 L4

红外滤光片 L5

物侧面 S1、S3、S5、S7、S9、S11、S13

像侧面 S2、S4、S6、S8、S10、S12、S14

像面 S15

感光元件 30

壳体 40

取像模组 1000

电子装置 10000

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，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”、顺时针”、“逆时针”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1，本实用新型实施例的调焦装置10沿光轴由物侧到像侧依次包括保护层12、导光层14及电致变形层16。保护层12、导光层14及电致变形层16依次贴合，保护层12用于保护调焦装置10，导光层14用于传播光线，通过调节电致变形层16的曲率半径改变光线偏折，进而实现光学调焦的功能。

具体地，导光层14具有物侧面S11及像侧面S12，电致变形层16具有物侧面S13及像侧面S14。导光层14的物侧面S11贴合于保护层12。导光层14的像侧面S12贴合于电致变形层16的物侧面S13。通过给电致变形层16通电调节电致变形层16的物侧面S13的曲率半径，并带动导光层14的像侧面S12的曲率半径一起改变，电致变形层16的物侧面S13的曲率半径与导光层14的像侧面S12的曲率半径的绝对值相等，以便于改变光线偏折，进而实现光学调焦的功能。

在一些实施例中，保护层12由玻璃材料制成，此时，调焦装置10能够耐受较高的温度且具有较好的光学性能。

导光层14的像侧面S12具有柔性，电致变形层16的物侧面S13和导光层14的像侧面S12胶合，电致变形层16通电后产生形变并带动导光层14的像侧面S12发生形变。通过胶合的方式使电致变形层16的物侧面S13和导光层14的像侧面S12紧密贴合，避免产生间隙或脱落。

在一些实施例中，导光层14由聚合物材料制成，以具有柔性及易变形的特性，进而便于导光层14的物侧面S11贴合于保护层12，导光层14的像侧面S12贴合于电致变形层16的物侧面S13，并且使导光层14的像侧面S12的曲率半径跟随电致变形层16的物侧面S13曲率半径的一起改变。在一些实施例中，导光层14由PDMS(polydimethylsiloxane、聚二甲基硅氧烷)材料制成，具有优异的透光率、电绝缘性、耐候性、疏水性，并具有高抗剪切能力，以便于提高导光层14结构的稳定性。

可以理解的是，在其他实施例中，导光层14为液体填充式透镜，导光层14内填充液体，通过电致变形层16对导光层14内液体施加压力，从而使液体在导光层14体腔内重新分配，使导光层14表面的曲率发生变化。通过电致变形层16对液体施加压力，减弱了导光层14对电致变形层16的阻力，从而减小了电致变形层16产生形变所需的功耗。并且，所述液体填充式透镜透介质为液体，通过液体改变导光层14表面形状来改变焦距，具有光圈大小灵活、变焦范围大及占用体积小的优点。

电致变形层16为压电薄膜，所述压电薄膜具有逆压电效应，即对所述压电薄膜施加变电场，所述压电薄膜将产生机械变形，当外电场撤离，所述压电薄膜将产生机械变形也随着消失。具体地，通过给电致变形层16通电，通过逆压电效应使电致变形层16受力变形，从而使电致变形层16的物侧面S13及像侧面S14曲率半径变化，变形的电致变形层16带动导光层14的像侧面S12一起变形，以使导光层14像侧面S12的曲率半径跟随电致变形层16物侧面S13的曲率半径一起改变，进而实现光学调焦的功能。在一些实施例中，电致变形层16由PZT(锆钛酸铅压电陶瓷)材料制成，具有性能较稳定和压电常数较高的优点，便于提高电致变形层16调节的稳定性。

可以理解的是，在其他实施例中，电致变形层16由单晶体、多晶体及有机压电材料中的一种或多种制成。所述单晶体可以为石英、水溶性压电晶体及铌酸锂晶体中的一种或多种；所述多晶体可以为钛酸钡压电陶瓷、铌酸盐系压电陶瓷及铌镁酸铅压电陶瓷中的一种或多种；有机压电材料可以为压电橡胶或塑料等。

在一些实施例中，电致变形层16厚度范围为0.02mm至0.1mm，例如取值为0.02mm、0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm、0.1mm等；调焦装置10的厚度范围为0.510mm至0.580mm，例如取值为0.510mm、0.520mm、0.530mm、0.540mm、0.550mm、0.560mm、0.570mm、0.580mm等。控制电致变形层16厚度和调焦装置10的厚度范围，使光学成像系统100尺寸更小，运动轨迹更短，有效降低应用光学成像系统100装置的厚度，进而有利于光学成像系统100小型化。

在一些实施例中，电致变形层16的物侧面S13的曲率半径为R₁，R₁满足以下关系式：-500mm＜R₁＜500mm；电致变形层16的像侧面S14的曲率半径为R₂，R₂满足以下关系式：-500mm＜R₂＜500mm。R₁和R₂的数值越小，则曲率越大。相应的，曲率越大则拍摄的距离变近，便于与镜头组件20配合实现近距离拍摄。并且曲率越大则光线偏折程度越小，从电致变形层16出来的光线越集中，以使成像清晰。

请一并参阅图2及图3，本实用新型实施例的光学成像系统100包括上述调焦装置10及镜头组件20，调焦装置10用于调整焦距，镜头组件20用于成像。调焦装置10设置于镜头组件20的物侧方向或设置于镜头组件20内，以实现光学调焦，使整个成像面清晰均匀。

镜头组件20由物侧到像侧依次包括：具有屈折力的第一透镜L1；具有屈折力的第二透镜L2；具有屈折力的第三透镜L3；具有屈折力的第四透镜L4。

第一透镜L1具有物侧面S1及像侧面S2，物侧面S1在近光轴处为凸面，像侧面S2在近光轴处为凸面；第二透镜L2具有物侧面S3及像侧面S4，物侧面S3在近光轴处为凹面；第三透镜L3具有物侧面S5及像侧面S6，物侧面S5在近光轴处为凹面，像侧面S6在近光轴处为凸面；第四透镜L4具有物侧面S7及像侧面S8，物侧面S7在近光轴处为凹面，像侧面S8在近光轴处为凹面。另外，镜头组件20的像侧还有一像面S15，优选地，像面S15可以为感光元件的接收面。

在一些实施例中，镜头组件20还包括红外滤光片L5，红外滤光片L5具有物侧面S9及像侧面S10。红外滤光片L5设置在第四透镜L4的像侧面S8，红外滤光片L5用于过滤成像的光线，具体用于隔绝红外光，防止红外光被感光元件接收，从而防止红外光对正常影像的色彩与清晰度造成影响，进而提高光学成像系统100的成像品质。

在一些实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4的材质均为塑料，此时，塑料材质的透镜能够减少镜头组件20的重量并降低生产成本，进而减少光学成像系统100的重量并降低生产成本。

在一些实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4的材质均为玻璃，此时，镜头组件20能够耐受较高的温度且具有较好的光学性能。

在另一些实施例中，也可以仅是第一透镜L1为玻璃材质，而其他透镜为塑料材质，此时，最靠近物侧的第一透镜L1能够较好地耐受物侧的环境温度影响，且由于其他透镜为塑料材质的关系，从而使光学成像系统100保持较低的生产成本。或者，在一些实施例中，第一透镜L1的材质为玻璃，其他透镜的材质可任意组合。如此，光学成像系统100通过对透镜的材料的合理配置，在校正像差和解决温漂问题的同时可以实现超薄化，且成本较低。

上述镜头组件20通过合理的屈折力配置和面型设置，对于物距变化敏感，适用于微距拍摄，并且能够更加直观的表现光学成像系统100的调焦及成像模式。可以理解的是，镜头组件20不限于本实施例中的四片式透镜的设置，也可以为其他数量的透镜组合，例如一片、二片、三片及多片式；另外，镜头组件20中的屈折力以配置和面型设置也可为其他方式。

请参阅图2，在一些实施例中，调焦装置10设置于镜头组件20的物侧方向，具体地，调焦装置10设置于第一透镜L1的物侧。此时，当光学成像系统100用于成像时，被摄物发出或反射的光线从物侧方向进入光学成像系统100，并依次穿过保护层12、导光层14、电致变形层16、第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4，最终汇聚到像面S15上。在拍摄物距改变的情况下，通过调节电致变形层16的曲率半径数值实现镜头调焦的功能及成像解析力的对比。

请参阅图2，在一些实施例中，调焦装置10设置于镜头组件20内，具体地，调焦装置10设置于第二透镜L2与第三透镜L3之间。此时，当光学成像系统100用于成像时，被摄物发出或反射的光线从物侧方向进入光学成像系统100，并依次穿过第一透镜L1、第二透镜L2、保护层12、导光层14、电致变形层16、第三透镜L3及第四透镜L4，最终汇聚到像面S15上。在拍摄物距改变的情况下，通过调节电致变形层16的曲率半径数值实现镜头调焦的功能及成像解析力的对比。

在一些实施例中，光学成像系统100还包括光阑，当调焦装置10设置于镜头组件20的物侧方向时，光阑设置于调焦装置10与镜头组件20之间，具体地，光阑设置于电致变形层16像侧面与第一透镜L1物侧面之间。此时光阑用以减少杂散光，有助于提升影像质量。当调焦装置10设置于镜头组件20内时，光阑设置于镜头组件20物侧方向，具体地，光阑设置于第一透镜L1物侧方向。此时光阑在整个光学成像系统100中的位置较为靠前，使光学成像系统100具有远心效果，并可增加感光元件30接收影像的效率，从而提高成像质量。

上述光学成像系统100中，对比传统的镜头自动调焦方式，即通过调焦螺牙移动整个镜头组来实现成像面清晰的物理对焦模式，具有以下优点：

1.自动对焦响应迅速，响应时间小于1ms；

2.拍照和摄影取像过程能够保持连续的清晰成像，调焦过程不会出现模糊的状态；

3.具有更高的光学光轴的稳定性，不会受到温度，和机械振动的影响，不需要复杂的校准过程，因此可以简化加工制造就能拥有更好的成像品质；

4.极其低的功率消耗，功率消耗小于1mW，可以应用在微型相机和穿戴设备上，低功耗不会产生过高的温度，影响感光芯片的成像品质；

5.光学成像系统100尺寸更小，运动轨迹更短，有效降低摄影取像模组的厚度，进而有利于光学成像系统100小型化。

请参阅图4，本实用新型实施例的取像模组1000包括光学成像系统100和感光元件30，感光元件30设置在光学成像系统100的像侧。具体地，感光元件30可以采用互补金属氧化物半导体(CMOS，Complementary Metal Oxide Semiconductor)影像感测器或者电荷耦合元件(CCD，Charge-coupled Device)。

本实用新型实施例的取像模组1000包括光学成像系统100，光学成像系统100同时具有小型化，工艺更加简单及调焦成像画面更加清晰均匀的优点。可以在保证光学成像系统100高成像质量的前提下，减小取像模组1000的厚度，进而利于取像模组1000的屏下封装。

请参阅图5，本实用新型实施例的电子装置10000包括壳体40和取像模组1000，取像模组1000安装在壳体40上以用于获取图像。

本实用新型实施例的电子装置10000包括但不限于为智能手机、汽车车载镜头、监控镜头、平板电脑、笔记本电脑、电子书籍阅读器、便携多媒体播放器(PMP)、便携电话机、视频电话机、数码静物相机、移动医疗装置、可穿戴式设备等支持成像的电子装置。

上述实施例的电子装置10000中的光学成像系统100同时具有小型化，工艺更加简单及调焦成像画面更加清晰均匀的优点。一方面，可以在保证光学成像系统100高成像质量的前提下，减小电子装置10000的厚度，从而利于电子装置达到轻薄化效果；另一方面，在拍摄效果上，因光学成像系统100通过调节电致变形层16的曲率半径数值实现镜头调焦的功能及成像解析力的对比，获得更加清晰的成像，满足用户的拍照体验。

下面通过具体实施方式说明本实用新型：

第一实施例

请一并参阅图2及图6，第一实施例的光学成像系统100由物侧到像侧依次包括盖板玻璃、保护层12、导光层14、电致变形层16、第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及红外滤光片L5。

其中，第一透镜L1的物侧面S1在近光轴处为凸面，像侧面S2在近光轴处为凸面；第二透镜L2的物侧面S3在近光轴处为凹面；第三透镜L3的物侧面S5在近光轴处为凹面，像侧面S6在近光轴处为凸面；第四透镜L4的物侧面S7在近光轴处为凹面，像侧面S8在近光轴处为凹面。

保护层12、导光层14、电致变形层16物侧面及像侧面均为球面。

保护层12的材质为玻璃。导光层14的材质为聚合物。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4物侧面及像侧面均为非球面。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4的材质均为塑料。红外滤光片L5的材质为玻璃。

第一实施例中的参考波长为587.6nm，且第一实施例中的光学成像系统100满足下面表格的条件。由物面至像面的各元件依次按照表1从上至下的各元件的顺序排列。面序号1和面序号2分别为盖板玻璃的物侧面和像侧面；面序号3为保护层；面序号4为导光层；面序号5和面序号6分别为电致变形层的物侧面和像侧面；面序号8和9分别为第一透镜L1的物侧面S1和像侧面S2，即同一透镜中，面序号较小的表面为物侧面，面序号较大的表面为像侧面。表1中的Y半径为相应面序号的物侧面或像侧面在近光轴处的曲率半径。第一透镜的“厚度”参数列中的第一个数值为该透镜于光轴上的厚度，第二个数值为该透镜的像侧面至后一透镜的物侧面于光轴上的距离。表2为表1中各透镜的非球面表面的相关参数表，其中K为圆锥常数，Ai为非球面面型公式中与第i项高次项相对应的系数。

图6中纵坐标为MTF值，横坐标为空间频率。在偏离像场中心的位置，由沿切线方向的线条与沿径向方向的线条的正弦光栅所测得的MTF值是不同的。将平行于直径的线条产生的MTF曲线称为弧矢曲线，标为S(Sagittal)，而将平行于切线的线条产生的MTF曲线称为子午曲线，标为M(Meridional)。图6中的实线为S方向测得，虚线为M方向测得。即实线代表光学成像系统100对径向线条的解像力，虚线代表对切向线条的解像力。MTF值大于0并小于1，MTF值越接近1，说明镜头的性能越优异。在第一实施例中，随着各区间的空间频率增加，成像质量呈现缓慢下降趋势。

表1

需要说明的是，EFL为光学成像系统100的焦距，FNO为光学成像系统100的光圈数，FOV为光学成像系统100的视场角，OBJD为光学成像系统100物面至该第一透镜L1物侧面S1的距离，即物距。表格中Y半径和焦距的单位均为mm。

表2

第二实施例

请一并参阅图7及图8，第二实施例的光学成像系统100由物侧到像侧依次包括盖板玻璃、保护层12、导光层14、电致变形层16、第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及红外滤光片L5。

保护层12的材质为玻璃。导光层14的材质为聚合物。

第二实施例中的参考波长为587.6nm，物距改变-0.04mm，光学成像系统100的调焦前数据及调焦后数据分别如表3和表4所示，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，在此不再赘述。图7及图8各参数的定义可由第一实施例得出，在此也不再赘述。在第二实施例中，调焦前，随着各区间的空间频率增加，成像质量呈现快速下降趋势；调焦后，随着各区间的空间频率增加，成像质量呈现缓慢下降趋势。由此可知，调焦后成像质量显著提高。

表3

需要说明的是，EFL为光学成像系统100的焦距，FNO为光学成像系统100的光圈数，FOV为光学成像系统100的视场角，OBJD为光学成像系统100物面至该第一透镜物侧面的距离，即物距。表格中Y半径和焦距的单位均为mm。

表4

第三实施例

请一并参阅图9及图10，第三实施例的光学成像系统100由物侧到像侧依次包括盖板玻璃、保护层12、导光层14、电致变形层16、第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及红外滤光片L5。

保护层12的材质为玻璃。导光层14的材质为聚合物。

第三实施例中的参考波长为587.6nm，物距改变-0.1mm，光学成像系统100的调焦前数据及调焦后数据分别如表5和表6所示，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，在此不再赘述。图9及图10各参数的定义可由第一实施例得出，在此也不再赘述。在第三实施例中，调焦前，随着各区间的空间频率增加，成像质量呈现快速下降趋势；调焦后，随着各区间的空间频率增加，成像质量呈现缓慢下降趋势。由此可知，调焦后成像质量显著提高。

表5

表6

第四实施例

请一并参阅图11及图12，第四实施例的光学成像系统100由物侧到像侧依次包括盖板玻璃、保护层12、导光层14、电致变形层16、第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及红外滤光片L5。

保护层12的材质为玻璃。导光层14的材质为聚合物。

第四实施例中的参考波长为587.6nm，物距改变-0.2mm，光学成像系统100的调焦前数据及调焦后数据分别如表7和表8所示，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，在此不再赘述。图11及图12各参数的定义可由第一实施例得出，在此也不再赘述。在第四实施例中，调焦前，随着各区间的空间频率增加，成像质量呈现快速下降趋势；调焦后，随着各区间的空间频率增加，成像质量呈现缓慢下降趋势。由此可知，调焦后成像质量显著提高。

表7

表8

第五实施例

请一并参阅图3及图13，第五实施例的光学成像系统100由物侧到像侧依次包括盖板玻璃、第一透镜L1、第二透镜L2、保护层12、导光层14、电致变形层16、第三透镜L3、第四透镜L4及红外滤光片L5。

保护层12的材质为玻璃。导光层14的材质为聚合物。

第五实施例中的参考波长为587.6nm，且第五实施例中的光学成像系统100满足下面表格的条件。由物面至像面S15的各元件依次按照表1从上至下的各元件的顺序排列。面序号1和面序号2分别为盖板玻璃的物侧面和像侧面；面序号4和5分别为第一透镜L1的物侧面S1和像侧面S2，即同一透镜中，面序号较小的表面为物侧面，面序号较大的表面为像侧面。面序号8为保护层；面序号9为导光层；面序号10和面序号11分别为电致变形层的物侧面和像侧面。表9中的Y半径为相应面序号的物侧面或像侧面在近光轴处的曲率半径。第一透镜的“厚度”参数列中的第一个数值为该透镜于光轴上的厚度，第二个数值为该透镜的像侧面至后一透镜的物侧面于光轴上的距离。表10为表9中各透镜的非球面表面的相关参数表，其中K为圆锥常数，Ai为非球面面型公式中与第i项高次项相对应的系数。图13各参数的定义可由第一实施例得出，在此不再赘述。在第五实施例中，随着各区间的空间频率增加，成像质量呈现缓慢下降趋势。

表9

表10

第六实施例

请一并参阅图14及图15，第六实施例的光学成像系统100由物侧到像侧依次包括盖板玻璃、第一透镜L1、第二透镜L2、保护层12、导光层14、电致变形层16、第三透镜L3、第四透镜L4及红外滤光片L5。

保护层12的材质为玻璃。导光层14的材质为聚合物。

第六实施例中的参考波长为587.6nm，物距改变+0.04mm，光学成像系统100的调焦前数据及调焦后数据分别如表11和表12所示，且其中各参数的定义可由第五实施例得出，在此不再赘述。图14及图15各参数的定义可由第一实施例得出，在此也不再赘述。在第六实施例中，调焦前，随着各区间的空间频率增加，成像质量呈现快速下降趋势；调焦后，随着各区间的空间频率增加，成像质量呈现缓慢下降趋势。由此可知，调焦后成像质量显著提高。

表11

表12

第七实施例

请一并参阅图16及图17，第七实施例的光学成像系统100由物侧到像侧依次包括盖板玻璃、第一透镜L1、第二透镜L2、保护层12、导光层14、电致变形层16、第三透镜L3、第四透镜L4及红外滤光片L5。

保护层12的材质为玻璃。导光层14的材质为聚合物。

第七实施例中的参考波长为587.6nm，物距改变+0.1mm，光学成像系统100的调焦前数据及调焦后数据分别如表13和表14所示，且其中各参数的定义可由第五实施例得出，在此不再赘述。图16及图17各参数的定义可由第一实施例得出，在此也不再赘述。在第七实施例中，调焦前，随着各区间的空间频率增加，成像质量呈现快速下降趋势；调焦后，随着各区间的空间频率增加，成像质量呈现缓慢下降趋势。由此可知，调焦后成像质量显著提高。

表13

表14

第八实施例

请一并参阅图18及图19，第八实施例的光学成像系统100由物侧到像侧依次包括盖板玻璃、第一透镜L1、第二透镜L2、保护层12、导光层14、电致变形层16、第三透镜L3、第四透镜L4及红外滤光片L5。

保护层12的材质为玻璃。导光层14的材质为聚合物。

第八实施例中的参考波长为587.6nm，物距改变+0.2mm，光学成像系统100的调焦前数据及调焦后数据分别如表15和表16所示，且其中各参数的定义可由第五实施例得出，在此不再赘述。图18及图19各参数的定义可由第一实施例得出，在此也不再赘述。在第八实施例中，调焦前，随着各区间的空间频率增加，成像质量呈现快速下降趋势；调焦后，随着各区间的空间频率增加，成像质量呈现缓慢下降趋势。由此可知，调焦后成像质量显著提高。

表15

表16

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本实用新型内。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种调焦装置，其特征在于，所述调焦装置沿光轴由物侧到像侧包括：

导光层，所述导光层的像侧面具有柔性；和

电致变形层，所述电致变形层的物侧面和所述导光层的像侧面胶合，所述电致变形层通电后产生形变并带动所述导光层的像侧面发生形变。

2.如权利要求1所述的调焦装置，其特征在于，所述导光层由柔性聚合物制成，所述电致变形层由压电材料制成。

3.如权利要求1所述的调焦装置，其特征在于，所述导光层为液体填充式透镜，所述导光层内填充液体，通过所述电致变形层对所述导光层内液体施加压力，从而使液体在所述导光层体腔内重新分配，使所述导光层表面的曲率发生变化。

4.如权利要求1所述的调焦装置，其特征在于，所述调焦装置还包括保护层，所述保护层、所述导光层和所述电致变形层依次贴合，所述电致变形层的厚度范围为0.02mm至0.1mm。

5.如权利要求1所述的调焦装置，其特征在于，所述电致变形层的物侧面于光轴处的曲率半径为R₁，R₁满足以下关系式：-500mm＜R₁＜500mm；所述电致变形层的像侧面于光轴处的曲率半径为R₂，R₂满足以下关系式：-500mm＜R₂＜500mm。

6.如权利要求1所述的调焦装置，其特征在于，所述调焦装置于光轴上的厚度范围为0.510mm至0.580mm。

7.一种光学成像系统，包括如权利要求1至6中任意一项所述调焦装置，其特征在于，所述光学成像系统还包括镜头组件，所述调焦装置设置于所述镜头组件的物侧或设置于所述镜头组件内。

8.如权利要求7所述的光学成像系统，其特征在于，所述镜头组件由物侧到像侧包括：

具有屈折力的第一透镜，所述第一透镜的物侧面在近光轴处为凸面；

具有屈折力的第二透镜；

具有屈折力的第三透镜；

具有屈折力的第四透镜，所述第四透镜的物侧面在近光轴处为凹面，所述第四透镜的像侧面在近光轴处为凹面。

9.如权利要求8所述的光学成像系统，其特征在于，所述调焦装置设置于所述第一透镜的物侧或所述第二透镜与第三透镜之间。

10.一种取像模组，其特征在于，包括感光元件和如权利要求7至9中任意一项所述的光学成像系统，所述感光元件设置于所述光学成像系统的像侧。

11.一种电子装置，其特征在于，包括壳体和如权利要求10所述的取像模组，所述取像模组安装在所述壳体上。