成像芯片组件、摄像模组及其对焦方法和电子设备与流程

1.本技术属于电子设备组件技术领域，具体涉及一种成像芯片组件、摄像模组及其对焦方法和电子设备。


背景技术：

2.随着科技水平的不断发展和进步，多数便携式数码产品都配备有摄像功能，而消费者对其拍摄画质要求越来越高。目前，自动对焦摄像头模组大部分使用音圈马达驱动镜头完成自动对焦，很多电子产品为了更清晰的画质，开始搭载大底芯片来获得亮度更好、噪声水平根号的高质量图像，以带给消费者更好的使用体验。
3.现有技术中，大底芯片往往需要搭配更大直径的镜头，而大直径镜头往往四周的清晰度会差一些，尤其是近焦的四周模糊程度更严重。另外，由于大底芯片面积较大，平整度要求也越来越高，这类不平整引起的场曲问题也会导致照片局部模糊，影像拍摄画质。


技术实现要素：

4.本技术旨在提供一种成像芯片组件、摄像模组、摄像模组的对焦方法和电子设备，至少解决背景技术的问题之一。
5.为了解决上述技术问题，本技术是这样实现的：
6.第一方面，本技术实施例提出了一种成像芯片组件，包括：
7.成像芯片，所述成像芯片包括多个呈矩阵式排列的感光单元；
8.连接基板，多个所述感光单元设置在所述连接基板的一侧上；
9.多个微电机，所述微电机的数量与所述感光单元的数量相同，多个所述微电机设置在所述连接基板的另一侧上，每个所述微电机的动力输出端与每个所述感光单元一一相对，每个所述微电机通过所述动力输出端推动每个对应的所述感光单元沿垂直于所述连接基板的方向移动。
10.第二方面，本技术实施例提出了一种摄像模组，包括：
11.光学镜头、驱动组件和第一方面所述的成像芯片组件；
12.所述成像芯片组件设置在所述光学镜头的成像端，所述成像芯片设置在所述连接基板上的靠近成像端的一侧，并与所述光学镜头相对设置；
13.所述驱动组件与所述光学镜头或所述成像芯片连接，所述驱动组件用于调节所述光学镜头和所述成像芯片沿所述光学镜头的轴线方向的距离。
14.第三方面，本技术实施例提出了一种摄像模组的对焦方法，应用于第二方面所述的摄像模组，所述对焦方法包括：
15.预先设定对焦标准，通过驱动组件控制所述光学镜头整体靠近或远离所述成像芯片，对所述成像芯片执行对焦动作；
16.获取所述成像芯片中成像未达到对焦标准的感光单元的数量和位置；
17.通过所述微电机推动成像未达到标准的所述感光单元沿所述光学镜头的光轴方
向移动，以使所述感光单元的成像达到对焦标准。
18.第四方面，本技术实施例提出了一种电子设备，包括权利要求第二方面所述的摄像模组。
19.在本技术的实施例中，成像芯片包括多个呈矩阵式排列的感光单元，与每个感光单元相对设置有微电机，微电机的动力输出端能够对每个感光单元沿光学镜头轴线方向(垂直于连接基板的方向)的位置进行调整，从而使采用此成像芯片组件的摄像模组能够拍出全局对焦的清晰照片。
20.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
21.本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
22.图1是根据本技术实施例的具有多个感光单元的成像芯片的主视示意图；
23.图2是图1的俯视示意图；
24.图3是图1的左视示意图；
25.图4是根据本技术实施例的成像芯片组件的示意图。
26.附图标记：
27.1－成像芯片；11－感光单元；2－微电机；21－压电体；22－滑块；23－轨道；24－滚珠；3－连接基板。
具体实施方式
28.下面将详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
29.本技术的说明书和权利要求书中的术语“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该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
30.在本技术的描述中，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”、“轴向”、“径向”、“周向”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技术和简化描述，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技术的限制。
31.在本技术的描述中，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；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本
申请中的具体含义。
32.摄像模组一般包含镜头组件、对焦马达和影像传感器，在拍摄时，先通过对焦马达对镜头组件进行对焦，对焦后镜头组件获取的影像会通过影像传感器将图像的光信号转换为电信号进行输出，实现拍摄过程。
33.为了获得亮度更高、噪声水平更好的高质量图像，影像传感器通常通过采用大底芯片来实现，但大底芯片必须要搭载更大直径的镜头，大直径镜头的四周清晰度较差，尤其是近焦处的四周清晰度会更差；另外，大底芯片通常设置在电路基板上，由于尺寸较大，电路基板或者大底芯片如果不平整则会引起场曲问题，从而导致获取的图片会出现局部模糊的现象。
34.为了解决上述问题，现有技术采用提高电路基板或者大底芯片的平整度，以及提高摄像模组的组装工艺，这使得生产成本大大提高。
35.下面结合附图描述根据本技术实施例的摄像模组和电子设备。
36.如图1至图4所示，根据本技术一些实施例提供了一种成像芯片组件，包括成像芯片1、连接基板3和多个微电机2；所述成像芯片1包括多个呈矩阵式排列的感光单元11；多个所述感光单元11设置在所述连接基板3的一侧上；所述微电机2的数量与所述感光单元11的数量相同，多个所述微电机2设置在所述连接基板3的另一侧上，每个所述微电机2的动力输出端与每个所述感光单元11一一相对，每个所述微电机2通过所述动力输出端推动每个对应的所述感光单元11沿垂直于所述连接基板3的方向移动。
37.具体地，在本实施例中，所述成像芯片组件直接可以应用于各种常规的摄像模组中，在摄像模组进行对焦后，整个矩阵式成像芯片1都处于对焦的位置，但由于成像芯片1或者连接基板3的不平整造成场曲问题，导致成像芯片1的个别感光单元11的区域未对焦，此时，可以结合摄像模组内的自动对焦算法检测，假如成像芯片1中的其中某一块感光单元11的区域处于不完全对焦的位置，则与其相对设置的微电机2通过动力输出端可以驱动此处的感光单元11发生沿光学镜头轴线方向移动，不同感光单元11的区域有不同后焦，实现对焦过程，使得整个成像芯片1的每个感光单元11均处于精准对焦的位置，此时就可以拍下全局对焦的清晰照片(参考图4)。其中，微电机2即微型电动机，其可选择的种类较多，例如压电式和超磁致伸缩式等，具体可以根据摄像模组的具体结构和形式来选择。
38.在本实施例中，成像芯片1包括多个呈矩阵式排列的感光单元11(如图1至图3)，与每个感光单元11相对设置有微电机2(如图4所示，仅示意出了其中一个感光单元对应一个微电机2的结构；另外，为了方便理解，图示每个感光单元上的小方块可理解为感光单元上的多个像素块)，微电机2的动力输出端能够对每个感光单元11沿光学镜头轴线方向的位置进行调整，从而使摄像模组通过光学镜头或成像芯片1进行对焦后，再通过微电机2推动感光单元11进行二次对焦，最终实现每个感光单元11都能准确对焦的目的，使得在配备大底芯片的摄像模组中，能够拍出全局对焦的清晰照片。
39.同时，由于采用了微电机2来改变不同区域的感光单元11的后焦，解决了由于大底芯片翘曲、连接基板3翘曲以及大直径的光学镜头局部掉点带来的缺陷问题，对连接基板3的平整度要求降低，并一定程度上可以覆盖局部掉点的镜头，使得对光学镜头的要求也可以适当降低，这样可以通过降低上述二级物料(连接基板3、光学镜头)的要求来提升二级物料的良率，降低了生产成本。
40.可选地，所述微电机2为压电马达，每个所述压电马达的动力输出端为压电体21。
41.具体地，压电马达即超声波马达，是利用压电体21的压电逆效应进行机电能量转换的电动机装置。其一般压电体21的能量转换效率比较低，且振动或伸缩的幅值比较小，能够获得微小变位的蠕动。在本技术中，摄像模组在实现对焦操作后，成像芯片1的整体大部分均处于对焦位置，仅有个别感光单元11区域处于不对焦位置，此时，仅需要微小的位移便可以使其处于对焦状态，因此，采用压电马达作为驱动件推动未对焦的感光单元11实现对焦状态，其准确度较高，并且容易控制。另外，压电马达的条形压电体21可以直接作为动力输出端，提高了微电机2的传动效率。
42.可选地，如图4所示，每个所述压电马达还包括滑块22和滑轨，所述滑块22的一端与所述压电体21摩擦接触，所述滑块22的另一端与所述感光单元11相对；所述压电体21在电压作用下能推动所述滑块22在所述滑轨中来回移动。
43.具体地，在本实施例中，滑块22作为微电机2的动力输出端设置在滑轨上，并且一端与感光单元11相对，一端与压电体21摩擦接触，压电体21在电压作用下发生伸缩形变，使得滑块22在滑轨中可以上下移动，推动感光单元11沿光学镜头的轴线方向移动，实现对焦过程。利用滑块22作为动力输出端，可以避免压电体21在通电后，其电压传递到感光单元11上，干扰芯片的成像功能。
44.可选地，如图4所示，所述滑轨包括滚珠24和轨道23，所述滑块22通过滚珠24在所述轨道23中来回移动。
45.具体地，所述滑轨包括滚珠24和轨道23，这种滑轨结构形式简单，并且滑块22通过滚珠24在滑轨内运动时，摩擦力较小，可以提升压电马达的传递效率。
46.可选地，所述压电体21为压电陶瓷。
47.具体地，压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的陶瓷材料压电压电陶瓷在电场作用下产生的形变量很小，最多不超过本身尺寸的千万分之一，使得其在电压作用下推动感光单元11移动时，位移量可以很小，实现准确对焦。
48.可选地，所述连接基板3为柔性电路板或软硬结合板。
49.具体地，柔性电路板(fpc)是以聚脂薄膜或聚酰亚胺为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳曲挠性的印刷电路，通过在可弯曲的轻薄塑料片上，从而形成可弯曲的挠性电路。此种电路可随意弯曲、折迭重量轻，体积小，散热性好，安装方便，在本实施例中，采用柔性电路板不仅便于成像芯片1以及其它元器件的安装，另外由于其易弯折的特性，使得微电机2在推动感光单元11时更加容易实现。
50.软硬结合板，就是柔性线路板与硬性线路板，经过压合等工序，按相关工艺要求组合在一起，形成的具有fpc特性与pcb特性的线路板，一方面，具有pcb的特性便于固定成像芯片1，防止成像芯片1随连接基板3相对于微电机2发生移动，提高对焦的准确性，另一方面，具有fpc特性便于微电机2推动感光单元11移动对焦，提高了感光单元11的对焦效率。
51.本技术还提供了一种摄像模组，包括光学镜头、驱动组件和上述实施例中任意一个成像芯片组件；所述成像芯片组件设置在所述光学镜头的成像端，所述成像芯片1设置在所述连接基板3上的靠近成像端的一侧，并与所述光学镜头相对设置；所述驱动组件与所述光学镜头或所述成像芯片1连接，所述驱动组件用于调节所述光学镜头和所述成像芯片1沿所述光学镜头的轴线方向的距离。
52.具体地，在本实施例中，成像芯片1作为影像传感器，用于接收光学镜头生成的影像信息，并将此影像信息的光信号转化为电信号，传递到摄像模组的电路中。连接基板3设置在光学镜头的成像端，使光学镜头生成的图像信息可以落在成像芯片1上。连接基板3为摄像模组的电路板，可以与外部电子产品的主板或控制系统连接，使成像芯片1转化的电信号可以通过连接基板3进行传输。在拍照时，驱动组件可以通过驱动光学镜头或者成像芯片1移动，来调整光学镜头和成像芯片1之间的沿光学镜头轴线方向的距离，使得光学镜头获取的影像信息能够大部分准确投射在成像芯片1上，实现对焦过程。其中，驱动组件可以是压电马达或电磁马达等，具体可以根据光学镜头等部件的形式来选择，本技术对此不作限制。
53.采用本实施例中的摄像模组，在对焦后可以通过调整感光单元11的位置实现对局部不对焦的位置进行二次对焦调整，使成像不清晰的区域清晰成像，最终拍摄的图像更加清晰，避免了摄像模组采用常规的大尺寸成像芯片(影像传感器)造成的局部图像不清晰的问题。在本实施例中，每个对应的感光单元11沿垂直于所述连接基板的方向移动即可指沿光学镜头轴线方向移动。另外，在摄像模组生产过程中，模组厂调焦的精度要求也可以降低人力成本，有助于提升产品良率和生产效率，降低了生产成本；摄像模组的精度要求降低后，使得调焦设备具有更多的可选空间，还可以间接降低设备成本。
54.可选地，如图4所示，所述驱动组件与所述光学镜头连接，所述微电机2和所述连接基板3的相对位置固定。
55.具体地，驱动组件与光学镜头连接，即在进行对焦的过程中，驱动组件可以通过驱动光学镜头沿其轴线方向的移动，来调整所述光学镜头和成像芯片1之间的距离。在本实施例中，成像芯片1的各个感光单元11与所述多个微电机2一一相对，而感光单元11是设置在连接基板3上，将微电机2和连接基板3的位置相对固定，可以使驱动组件在进行对焦后，感光单元11相对于微电机2的位置也相对固定，这样可以避免在对焦后，由于连接基板3的位置偏移，而造成微电机2推动未对焦的感光单元11进行对焦时发生偏差，进一步提高了对焦的准确性。
56.其中所述驱动组件可以为电磁式马达。电磁式马达是依据电磁感应定律实现电能转换或传递的马达装置。在本实施例中，采用电磁式马达驱动光学镜头或成像芯片1时，聚焦速度快，且噪音较低。
57.本技术还提供了一种摄像模组的对焦方法，应用于上述实施例中的摄像模组，所述对焦方法包括：
58.第一、预先设定对焦标准，通过驱动组件控制所述光学镜头整体靠近或远离所述成像芯片，对所述成像芯片执行对焦动作；
59.第二、获取所述成像芯片中成像未达到对焦标准的感光单元的数量和位置；
60.第三、通过所述微电机推动成像未达到标准的所述感光单元沿所述光学镜头的光轴方向移动，以使所述感光单元的成像达到对焦标准。
61.具体地，在本实施例中，驱动组件可以连接在光学镜头上，也可以连接在成像芯片1上，即驱动组件可以通过调整光学镜头移动，也可以通过调整成像芯片1移动来调整两者之间的距离，实现全局对焦的过程；对焦结束后，获取感光单元11中成像未达到对焦标准的个别感光单元11的位置和数量，其中，获取方法可以通过各种算法获取，也可以通过分析所
在芯片上目前的成像信息获取，本技术在此不作限制。在获取到上述信息后，由于每个感光单元11下方都对应设置有微电机2，因此成像未达到对焦标准的感光单元11下方的微电机2，的动力输出端推动未达到对焦标准的感光单元11移动到对焦的位置即可。
62.上述整个对焦方法简单、易操作，并且能够针对成像芯片1上的不清晰的区域进行二次对焦，使得最终所获取的图像信息在各个成像区域都很清晰。在上述实施例中，各个感光单元11是否对焦可以通过判断每个所述感光单元11的成像清晰度来确认，感光单元11成像清晰度可以与第一次对焦时的算法相同，本技术对此不作限制。成像未达到对焦标准的感光单元11的移动距离可以通过对比其与已经达到对焦标准的感光单元11之间的距离来确定，确定未达到对焦标准的感光单元11需要移动的距离后，与未达到对焦标准的感光单元11相对应的微电机2驱动其移动至对焦位置，所述对焦位置即与成像已经达到对焦标准的感光单元11位于同一平面上，实现全局对焦。
63.本技术还提供了一种电子设备，包括上述任一实施例中所述的摄像模组。
64.具体地，本技术中的电子产品不限于手机、电脑、个人游戏机和数码相机等，凡是可以配备摄像功能的电子设备均可采用本实施例中的摄像模组。采用可本技术中的摄像模组的电子设备，其拍摄的照片质量更加清晰；另外，当电子设备采用大底芯片作为成像芯片1时，可以改善大直径镜头拍摄的照片产生的四周模糊的情况；由于其对于二次物料的要求降低，同时也提高了生产效率，降低了生产成本。
65.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
66.尽管已经示出和描述了本技术的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由权利要求及其等同物限定。