液态镜头及其光学曲线调整方法、摄像模组、终端设备与流程

1.本公开涉及电子设备摄像领域，具体地，涉及一种液态镜头、摄像模组、终端设备及液态镜头的制作方法。


背景技术：

2.液态镜头是一种使用液体制成的无机械连接的光学元件，可以通过外部控制改变光学元件的内部参数。相比传统镜头，简单来说是透镜的介质由固态的玻璃变为液体，使用时通过改变液体的形状以实现对焦等光学需求。
3.传统的液态镜头包括：液体、用于容纳液体的透光槽体以及封装槽体的可变形薄膜，使用时通过对可变形薄膜施加压力使其变形以控制液体的形状得到需要的光学曲线。薄膜变形后的形态与常规的玻璃透镜相似，为了调整液态镜头的成像效果，通常采用更换液体介质、改变薄膜类型以及调整镜头整体尺寸等手段，但即使如此，对液态镜头进行光路模拟时，其薄膜形变后产生的曲线仍不能与需要的光学曲线一致，满足不了光学需求。


技术实现要素：

4.本公开的目的是提供一种液态镜头及其光学曲线调整方法、摄像模组、终端设备，以至少部分地解决相关技术中存在的问题。
5.为了实现上述目的，本公开提供一种液态镜头，包括可透光的槽状部件、容纳在所述槽状部件中的液体介质以及封装所述槽状部件的可弹性变形的薄膜，其中，所述薄膜对应于所述槽状部件的槽口的封装部为不等厚的透光结构。
6.可选地，还包括环状的压板，所述压板贴设在所述薄膜的背离所述液体的一侧，以用于挤压所述薄膜。
7.可选地，所述封装部的对应于所述压板的内侧的部分为不等厚结构。
8.可选地，所述封装部与所述压板形状匹配，所述压板构造为圆形环状，或者方形环状，或者椭圆环状，所述压板居中地设置在所述封装部。
9.可选地，所述薄膜的朝向所述液体介质的表面为平面，背离所述液体介质的表面居中形成有环状的第一凹槽和/或环状的第一凸起。
10.可选地，所述凹槽的数量为多个，和/或所述凸起的数量为多个。
11.可选地，所述薄膜的朝向所述液体介质的表面为平面，背离所述液体介质的表面居中形成有球面的第二凸起和/或球面的第二凹槽。
12.可选地，所述薄膜的折射率与所述液体介质的折射率相同。
13.根据本公开的第二个方面，提供一种摄像模组，包括：平台，用于安装上述的液态镜头；驱动部，包括至少三组驱动机构，以及底座，用于安装所述驱动机构，其中，所述平台具有分别对应于各个所述驱动机构的驱动位置，所述驱动机构用于在各自对应的驱动位置驱动所述平台，并使所述液态镜头的薄膜发生形变。
14.可选地，还包括分别具有球形或半球形的凸起的多个支撑件，所述凸起的弧面支
撑所述平台，所述支撑件配置为被其相对应的驱动机构驱动，并使所述平台随动。
15.可选地，还包括用于承载所述平台的承载部和将所述承载部压紧到所述凸起上的弹片，所述承载部外周设置有沿径向向外延伸的抵接片，所述凸起抵顶在所述抵接片上，所述抵接片的两侧分别连接弹片的一端，所述弹片的另一端固定连接所述支撑件。
16.可选地，所述驱动机构包括磁体和线圈，所述磁体和所述线圈中的一者固定在所述支撑件上，另一者固定在所述底座上，所述线圈通电后与所述磁体之间产生的电磁力用于驱动所述支撑件运动。
17.可选地，所述底座和所述支撑件中的固定有所述线圈的一者还固定有导磁片，用于和所述磁体磁吸配合以提供使得所述平台复位的驱动力。
18.可选地，所述底座包括底板和立设在所述底板上表面的立板，所述摄像模组还包括导向部，所述导向部包括设置在所述支撑件和所述立板之间的滚珠，其中，所述支撑件和所述立板中的至少一者开设有槽沟，所述槽沟沿所述支撑件的运动部分的运动方向延伸，所述滚珠容纳在所述槽沟中。
19.可选地，还包括控制所述驱动机构的控制部以及连接所述控制部的位置传感器，所述位置传感器用于检测所述驱动位置的实时位置并将检测结果反馈给所述控制部。
20.根据本公开的第三个方面，提供一种终端设备，包括上述的摄像模组。
21.根据本公开的第四个方面，提供一种液态镜头的光学曲线调整方法，所述液态镜头包括可透光的槽状部件、容纳在所述槽状部件中的液体介质以及封装所述槽状部件的可弹性变形的薄膜，所述薄膜对应于所述槽状部件的槽口的封装部为透光结构，所述方法包括：利用所述液态镜头对目标物体成像；向所述封装部施加朝向所述槽状部件内部的力，并通过计算机模拟器获取所述液态镜头的光学曲线；根据目标成像效果确定所述光学曲线与目标曲线的位移差；以及根据所述位移差确定所述薄膜的各位置的目标厚度。
22.通过上述技术方案，使用时，根据所需要的目标光学曲线，调整可变形的薄膜的局部位置的厚度，使其构造成符合条件的不等厚的结构，即在外力驱动下，薄膜可以变形挤压液体介质得到与所需要的目标光学曲线相同的光学曲线，从而满足光学需求。
23.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
24.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
25.图1-图3分别是根据本公开示例性示出的薄膜等厚的液态镜头的爆炸图、主视图以及光学曲线；
26.图4-图6分别是根据本公开示例性示出的第一种薄膜不等厚的液态镜头的爆炸图、主视图以及光学曲线；
27.图7-图9分别是根据本公开示例性示出的第二种薄膜不等厚的液态镜头的爆炸图、主视图以及光学曲线；
28.图10-图12分别是根据本公开示例性示出的第三种薄膜不等厚的液态镜头的爆炸图、主视图以及光学曲线；
29.图13-图15分别是根据本公开示例性示出的第四种薄膜不等厚的液态镜头的爆炸
图、主视图以及光学曲线；
30.图16-图18分别是根据本公开示例性示出的第五种薄膜不等厚的液态镜头的爆炸图、主视图以及光学曲线；
31.图19-图21分别是根据本公开示例性示出的第六种薄膜不等厚的液态镜头的爆炸图、主视图以及光学曲线；
32.图22是根据本公开示例性示出的薄膜是椭圆环状的液态镜头的爆炸图；
33.图23是根据本公开示例性示出的薄膜是方形环状的液态镜头的爆炸图；
34.图24是根据本公开示例性示出的一种摄像模组的示意图；
35.图25-图26是根据本公开示例性示出的一种摄像模组的两种爆炸图；
36.图27是根据本公开示例性示出的一种终端设备的示意图。
37.附图标记说明
38.10-槽状部件；20-液体介质；30-薄膜；40-压板；50-平台；60-驱动机构；61-磁体；62-线圈；70-平台；71-底板；72-立板；80-支撑件；81-凸起；90-弹片；100-承载部；101-抵接片；110-导向部；111-滚珠；112-槽沟；120-导磁片；130-机体。
具体实施方式
39.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
40.在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词“内、外”应基于相关部件的应用环境而理解，其可能是基于相关部件实际使用的方向定义，也可能是根据该部件的本身轮廓而言。例如：封装部的对应于所述压板的“内侧”的部分指的是封装部的被压板的内径所围绕的部分；承载部外周设置有向“外”延伸的抵接片指的是抵接片位于承载部周边远离圆心的一侧。
41.除此之外，下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。
42.首先，为了方便对技术方案的理解，参照图1-3，对薄膜30等厚的液态镜头的光学曲线进行简单介绍，相关技术中的薄膜30为等厚设计，薄膜30受到压板40的挤压发生变形，由于薄膜30各个位置的厚度一致，参照图3，变形产生的光学曲线不能达到目标光学曲线的要求，往往分辨率不均匀，难以获得较佳成像效果。
43.参照图4-图21，本公开提供一种液态镜头，其包括可透光的槽状部件10、容纳在槽状部件10中的液体介质20以及封装槽状部件10的可弹性变形的薄膜30，其中，薄膜30对应于槽状部件10的槽口的封装部为不等厚的透光结构。
44.为了满足基本的光学成像需求，本公开需要槽状部件10和薄膜30均配置为可透光，在一些实施例中，槽状部件10可以包括透明玻璃和密封围绕玻璃外周的边框。在其他一些实施例中，槽状部件10可以全部由透明玻璃一体成型，本公开对此不作限定。
45.需要解释的是，光学曲线指的是镜头表面的曲线轮廓，在本公开中指的是液体介质20受到薄膜30挤压后表面形成的轮廓曲线。目标光学曲线指的是提前预设的一个能满足光学需求的镜头的表面轮廓曲线，下文对光学曲线不作重复解释。
46.通过使用上述技术方案，使用时，根据所需要的目标光学曲线，调整可变形的薄膜
30的局部位置的厚度，使其构造成符合条件的不等厚的结构，即在外力驱动下，薄膜30可以变形挤压液体介质20得到与所需要的目标光学曲线相同的光学曲线，从而满足光学需求。具体地，通过将薄膜30设置成非等厚的结构，可以得到通过等厚薄膜30无法得到的更为复杂的光学曲线，例如：光学曲线的中间和边缘处的曲率不同，进一步地，通过边缘处具有与中间不同曲率的光学曲线，可以扩大镜头的成像范围，使位于镜头边缘处的光线可以很好的聚焦、对焦以实现光学成像。
47.相应地，参照图25，本公开还提供一种液态镜头的光学曲线调整方法，该方法包括：
48.利用液态镜头对目标物体成像；向封装部施加朝向槽状部件10内部的力，并通过计算机模拟器获取液态镜头的光学曲线；根据目标成像效果确定光学曲线与目标曲线的位移差；以及根据该位移差确定薄膜30的各位置的目标厚度。
49.这里需要说明的是，上述的目标成像效果根据镜头的实际应用场景而定，例如，广角镜头和长焦镜头对镜头的功能需求不同，其所需求的薄膜30的形状也应不同。本实施例中液态镜头可以独立使用，也可以与其他镜头组合使用形成镜组，当然其他镜头应保持固定位置，只有液态镜头的薄膜30在操作时产生位移。实际操作时，将目标物体、液态镜头、感光芯片以及计算机模拟器等部件连接到位，通过调整朝向槽状部件10的力而调整薄膜30的位移。当薄膜移动到成像清晰的位置，计算机模拟器可以显示当前的光学曲线，也能够获取图像的成像效果，根据该成像效果，可获得图像各位置的清晰度是否统一，如果有偏差，可以明确此时光学曲线的较佳的目标位置，即得到当前曲线与目标曲线的位移差，继而根据该位移差确定薄膜30的各位置的目标厚度。
50.该调整方法具有上述的液态镜头的所有有益效果，这里不再赘述。本公开对计算机模拟软件的类型不作限定，例如：可以是ansys。
51.另外，在本公开中，为了避免液态镜头的薄膜30本身具有一定厚度且其透光率和折射率与液体介质20不同，导致对焦、变焦的效果不佳，在本公开中，薄膜30的折射率可以与液体介质20的折射率相同。例如，液体介质20可以是预配的甘油和水的混合物，使其折射率和透光性与薄膜30相同，当然，在其他一些实施例中，液体介质20可以根据需求适应性调整，本公开对此不作限定。
52.为了使薄膜30可以均匀受到预设的挤压力，以能够变形得到需要的光学曲线，在一些实施例中，液态镜头还可以包括环状的压板40，压板40可以贴设在薄膜30的背离液体20的一侧，以用于挤压薄膜30。
53.进一步地，为了使压板40不会遮挡住光路而影响成像效果，在一些实施例中，封装部的对应于压板40的内侧的部分为不等厚结构(即成像光线全部从压板40内圈所围绕的部分穿过)。
54.参照图4-图21，为了使成像光路能够均匀聚焦，满足成像需求，在一些实施例中，封装部可以为圆形，并被配置为轴心旋转对称结构，压板40可以构造为圆形环状居中地设置在封装部。此外，参照图22-图23，在其他一些实施例中，压板40也可以构造为与封装部形状相互匹配的椭圆环状或者方形环状，本公开对此不作限定。
55.本公开对不等厚薄膜30的具体厚度尺寸不作限定，针对不同的目标光学曲线，薄膜30的尺寸也不同，例如，在一些实施例中，薄膜30的朝向液体介质20的表面可以为平面，
背离液体介质20的表面可以居中形成有环状的凹槽或环状的凸起。此外，在其他一些实施例中，薄膜30的背离介质20的表面可以同时居中形成有环状的第一凹槽和环状的第一凸起。
56.再或者，在其他一些实施例中，薄膜30的朝向液体介质20的表面可以为平面，背离液体介质20的表面可以居中形成有球面的第二凸起或球面的第二凹槽。此外，背离液体介质20的表面也可以同时居中形成有球面的第二凸起和球面的第二凹槽。
57.当然，为了满足一些更高要求的目标光学曲线，上述的球面的第二凸起和第二凹槽可以与环状的第一凹槽和环状的第一凸起搭配使用，且上述的凹槽和上述的凸起的数量可以为多个。
58.为了方便对不等厚的薄膜30的理解，下面结合附图介绍几个具体的实施例：
59.实施例1：参照图4-图6，提供一种液态镜头，其薄膜30的背离液体介质20的表面可以形成有横截面为扁平倒u形的环状凸起，其光学曲线如图6所示。
60.实施例2：参照图7-图9，提供一种液态镜头，其薄膜30的背离液体介质20的表面可以形成有横截面为扁平u形的环状凹槽，其光学曲线如图9所示。
61.实施例3：参照图10-图12，提供一种液态镜头，其薄膜30的背离液体介质20的表面可以形成有球面的凸起，其光学曲线如图12所示。
62.实施例4：参照图13-图15，提供一种液态镜头，其薄膜30的背离液体20的表面可以形成有球面的凹槽，其光学曲线如图15所示。
63.实施例5：参照图16-图18，提供一种液态镜头，其薄膜30的背离液体介质20的表面可以形成有横截面为扁平u形的环状凹槽，薄膜30的被环状凹槽的内径所围绕的部分还可以形成有球面的凸起，其光学曲线如图18所示。
64.实施例6：参照图19-图21，提供一种液态镜头，其薄膜30的背离液体介质20的表面可以形成有横截面为扁平倒u形的环状凸起，薄膜30的被环状凸起的内径所围绕的部分还可以形成有球面的凹槽，其光学曲线如图21所示。
65.上述的六种实施例只是为了方便理解不等厚薄膜30，但并不限于上述的六种情况。
66.根据本公开的另一个方面，参照图24-图26，提供了一种摄像模组，可以包括：平台50，用于安装上述的液态镜头；驱动部，包括至少三组驱动机构60，以及底座70，用于安装驱动机构60，其中，平台50具有分别对应于各个驱动机构60的驱动位置，驱动机构60用于在各自对应的驱动位置驱动平台50，并使液态镜头的薄膜30发生形变，该摄像模组具有上述万向致动器的所有有益效果，这里不再赘述。
67.为了使驱动机构60能够驱动平台50运动，参照图24-图26，在一些实施例中，摄像模组还可以包括分别具有球形或半球形的凸起81的多个支撑件80，凸起81的弧面支撑平台50，支撑件80配置为被其相对应的驱动机构60驱动，并使平台50随动。
68.为了使平台50受到凸起81的支撑力时能够保持受力均匀，且平台50能够压紧在凸起81上，以能够快速响应凸起81的支撑力，参照图24-图26，在一些实施例中，还包括用于承载平台50的承载部100和将承载部100压紧到凸起81上的弹片90，承载部100外周设置有沿径向向外延伸的抵接片101，凸起81抵顶在抵接片101上，抵接片101的两侧分别连接弹片90的一端，弹片90的另一端固定连接支撑件80。
69.在本公开的实施例中，弹片90可以一端固定到承载部100上、另一端固定到支撑件80上，弹片90具有将承载部100压紧到凸起81的弹性力。此时，弹片90一端可以直接固定连接在承载部100上，连接方式可以是粘接、螺栓连接等，另一端固定到支撑件80，具体地，在支撑件80的顶面可以设置有两个凸点，弹片90与支撑件80连接的端部开设有圆孔，以固定套设在与其位置对应的凸点上。当然，在其他一些实施例中，弹片90另一端可以直接焊接在支撑件80的顶面。
70.本公开对承载部100的形状不作限定，可以是圆形环状、方形环状或者板状等。弹片90被配置为具有朝向凸起81方向的弹力，以将抵接片101压紧在凸起81上。
71.参照图26，为了驱动支撑件80运动，在本实施例中，驱动机构60可以是电磁驱动器，电磁驱动器可以包括磁体61和线圈62，磁体61和线圈62中的一者固定在支撑件80上，另一者固定在底座70上，线圈62通电后与磁体61之间产生的电磁力用于驱动支撑件80运动。在本实施例中，线圈62固定在底座70上，使用时，线圈62根据需求通电，与磁体61产生磁力作用，由于线圈62固定无法运动，反作用力驱动磁体61运动，由于磁体61固定在支撑件80内，从而驱动机构60可以带动支撑件80运动。当然，在其他一些实施例中，可以把磁体61和线圈62的位置调换，本公开对此不作限制。
72.需要说明的是，参照图26，在本实施例中，驱动机构60和支撑件80均设置有三个，三个支撑件80分别各自对应一个驱动机构60，三个驱动机构60可以彼此独立运动。为了使平台50在三个驱动机构60的驱动下受力稳定，平稳运动，参照图22，在一些实施例中，三个驱动机构60可以在环绕平台50的方向上等间隔设置。
73.另外，为了给平台50提供运动后的复位力，参照图26，在一些实施例中，底座70和支撑件80中的固定有线圈62的一者还固定有导磁片120，用于和磁体61磁吸配合以提供使得平台50复位的驱动力。除此之外，导磁片120还可以用于增大磁力。
74.本实施例中，导磁片120可以固定在下文将提到的立板72上与线圈62对应的位置，此外，如果线圈62固定在支撑件80内，则导磁片110可以固定到支撑件80的与线圈62相应的位置。本公开对驱动机构60的种类不作限定，例如在一些实施例中，驱动机构60可以是电磁驱动器，在其他一些实施例中，驱动机构60也可以是sma驱动器或者压电驱动器，在驱动机构60为sma驱动器或者压电驱动器时，对应的其他部件做适应性调整即可。
75.参照图26，为了给支撑件80的运动提供支撑和导向，在一些实施例中，底座70可以包括底板71和立设在底板71上表面的立板72，摄像模组还可以包括导向部110，导向部110可以包括设置在支撑件80和立板72之间的滚珠111，其中，支撑件80和立板72中的至少一者开设有槽沟112，槽沟112沿驱动构件60的运动部分的运动方向延伸，滚珠111容纳在槽沟112中。此外，在其他一些实施例中，可以将滚珠111更换为滑轴，本公开对此不作限定。
76.需要强调的是，在本实施例中，为了增加导向的稳定性，槽沟112可以设置有两组，分别对称地布置在形成槽沟112的端面的靠近两侧的位置。
77.为了保证平台50位移的准确性而对驱动机构60实现闭环控制，在本实施例中，摄像模组还包括控制驱动机构60的控制部以及连控制部的位置传感器，所述置传感器用于检测驱动位置的实时位置并将检测结果反馈给控制部。
78.在本公开的实施例中，通过闭环控制系统以对驱动机构60的挤压行程进行精确控制，一方面，可以确保薄膜30形变的统一性，另一方面，通过闭环控制驱动机构60，并配合不
同的支撑件80，可以实现对薄膜30不同区域施加不同的挤压形变，以抵消薄膜加工过程、或液态镜头装配过程中造成的误差，提高成像效果。此外，在液态镜头非水平朝上布置时，可以通过对薄膜30施加不均匀的挤压形变，以抵消液态镜头由于液体介质20的重力对薄膜30形变的影响。
79.根据本公开的另一个方面，参照图27，提供一种终端设备，包括上述的摄像模组。例如，在终端设备是手机时，则其可以包括上述的摄像模组和机体130，该终端设备具有上述摄像模组的所有有益效果，这里不再赘述。
80.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
81.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
82.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。