镜头模组、镜头模组的控制方法、成像装置和电子设备与流程

[0001]
本申请涉及成像技术，特别涉及一种镜头模组、镜头模组的控制方法、成像装置和电子设备。


背景技术：

[0002]
目前，随着终端技术以及光学技术的不断发展，用户可以使用电子设备的变焦镜头对物体进行拍摄，并通过改变变焦镜头的焦距拍摄清晰的图像。例如可以通过光学变焦方式调整变焦镜头的焦距，但在相关技术中，由于变焦镜头的调整精度较差，可能会导致变焦镜头无法实现准确对焦，从而使得拍摄的图像较模糊。


技术实现要素：

[0003]
本申请的实施例提供了一种镜头模组、镜头模组的控制方法、成像装置和电子设备。
[0004]
本申请实施方式的镜头模组包括：可移动的第一透镜组、设置在所述第一透镜组上的第一磁性元件和与所述第一磁性元件对应的多个第一磁电传感器，所述第一透镜组的移动通道包括多个对焦通道，所述第一透镜组在每个所述对焦通道中移动以实现对焦，每个所述对焦通道均对应至少一个所述第一磁电传感器，所述第一磁电传感器用于感应所述第一磁性元件的位置以确定所述第一透镜组的位置。
[0005]
本申请实施方式的控制方法可以用于镜头模组，所述镜头模组包括可移动的第一透镜组、设置在所述第一透镜组上的第一磁性元件和与所述第一磁性元件对应的多个第一磁电传感器，每个所述对焦通道均对应至少一个所述第一磁电传感器，所述控制方法包括：控制所述第一磁电传感器感应所述第一磁性元件的位置以确定所述第一透镜组的位置；根据所述第一透镜组的位置控制所述第一透镜组在所述对焦通道中移动以实现对焦。
[0006]
本申请实施方式的成像装置包括镜头模组和图像传感器，所述镜头模组包括可移动的第一透镜组、设置在所述第一透镜组上的第一磁性元件和与所述第一磁性元件对应的多个第一磁电传感器，所述第一透镜组的移动通道包括多个对焦通道，所述第一透镜组在每个所述对焦通道中移动以实现对焦，每个所述对焦通道均对应至少一个所述第一磁电传感器，所述第一磁电传感器用于感应所述第一磁性元件的位置以确定所述第一透镜组的位置。所述镜头模组用于为所述图像传感器聚光。
[0007]
本申请实施方式的电子设备包括壳体和上述的成像装置，所述成像装置包括镜头模组和图像传感器，所述镜头模组包括可移动的第一透镜组、设置在所述第一透镜组上的第一磁性元件和与所述第一磁性元件对应的多个第一磁电传感器，所述第一透镜组的移动通道包括多个对焦通道，所述第一透镜组在每个所述对焦通道中移动以实现对焦，每个所述对焦通道均对应至少一个所述第一磁电传感器，所述第一磁电传感器用于感应所述第一磁性元件的位置以确定所述第一透镜组的位置。所述镜头模组用于为所述图像传感器聚光。所述成像装置设于所述壳体内。
[0008]
本申请实施方式的镜头模组、镜头模组的控制方法、成像装置和电子设备中，由于第一透镜组的移动通道包括多个对焦通道，通过在每个对焦通道中对应设置至少一个第一磁电传感器，第一磁电传感器与第一磁性元件相互配合，等效缩短了每个第一磁电传感器对第一磁性元件的感应长度，从而能够更准确地确定第一磁性元件的位置以确定第一透镜组的位置，进而能够实现镜头模组的精确对焦，使得镜头模组拍摄的图像更加清晰。
[0009]
本申请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，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0010]
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0011]
图1为相关技术中镜头模组的结构示意图；
[0012]
图2为相关技术中磁电传感器的参数示意图；
[0013]
图3为本申请某些实施方式的第一透镜组的结构示意图；
[0014]
图4为本申请某些实施方式的第一透镜组的结构示意图；
[0015]
图5为本申请某些实施方式的第一透镜组的结构示意图；
[0016]
图6为本申请某些实施方式的镜头模组的结构示意图；
[0017]
图7为本申请某些实施方式的成像装置的结构示意图；
[0018]
图8为本申请某些实施方式的第一透镜组的结构示意图；
[0019]
图9为本申请某些实施方式的第一透镜组的结构示意图；
[0020]
图10至图12为本申请某些实施方式的镜头模组的控制方法的流程示意图；
[0021]
图13为本申请某些实施方式的电子设备的示意图。
具体实施方式
[0022]
下面详细描述本申请的实施例，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，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0023]
请参阅图1，在相关技术中，可以将磁性元件12设置在透镜组11上，当镜头模组10要进行变焦或对焦时，可以由电子设备的控制器(图未示)控制透镜组11进行移动；在透镜组11移动的过程中，镜头模组10的磁电传感器13可以利用与磁性元件12之间的磁电感应检测磁性元件12的位置，以确定透镜组11的位置。磁电传感器13通过磁电感应生成模拟电信号并传输至驱动芯片(图未示)，驱动芯片对模拟电信号进行模数转换，得到数字量化值，驱动芯片将数字量化值发送给控制器，控制器通过该数字量化值得到磁性元件12的位置，从而确定透镜组11的位置。
[0024]
在上述方式中，在透镜组11移动的过程中，磁电传感器13与磁性元件12之间的距离越远，磁电传感器13输出的模拟电信号就越小；磁电传感器13与磁性元件12之间的距离越近，磁电传感器13输出的模拟电信号就越大。磁电传感器13输出的模拟电信号可以通过驱动芯片进行量化。请结合图2，相关技术中的驱动芯片的模数转换的有效位数为10bit，可以得到2
10
＝1024个量化值。使用这1024个量化值可以对模拟电信号进行量化。相关技术都
是使用一个磁电传感器13对透镜组11的整个移动过程进行检测，然而，透镜组11的移动通道的长度可能比较长，例如为4000微米，利用1024个量化值来表示4000微米的移动通道，磁电传感器13的测量精度为4000um
÷
1024≈4um，也就是说，磁电传感器13能够检测到透镜组11移动的最小距离近似为4um。镜头模组10对焦时为了使得对焦准确以输出清晰的图像，一般要求对焦精度是小于或等于1um，而由上述可知，磁电传感器13的测量精度较低，无法实现1um的测量精度，从而可能会使光学镜头无法实现准确对焦，进而导致拍摄的图像较模糊。
[0025]
请参阅图3，本申请实施方式的镜头模组30包括可移动的第一透镜组311、设置在第一透镜组311上的第一磁性元件321和与第一磁性元件321对应的多个第一磁电传感器，第一透镜组311的移动通道p3包括多个对焦通道，第一透镜组311在每个对焦通道中移动以实现对焦，每个对焦通道对应至少一个第一磁电传感器，第一磁电传感器用于感应第一磁性元件321的位置以确定第一透镜组311的位置。
[0026]
由于第一透镜组311的移动通道p3包括多个对焦通道，通过在每个对焦通道中对应设置至少一个第一磁电传感器，第一磁电传感器与第一磁性元件321相互配合，等效缩短了每个第一磁电传感器对第一磁性元件321的感应长度，从而能够更准确地确定第一磁性元件321的位置以确定第一透镜组311的位置，进而能够实现镜头模组30的精确对焦，使得镜头模组30拍摄的图像更加清晰。另外，由于等效缩短了每个第一磁电传感器对第一磁性元件321的感应长度，利用现有的磁电传感器即可实现精确对焦，无需重新设计磁电传感器(重新设计磁电传感器的成本较高)，从而可以减少镜头模组30的生产成本。
[0027]
第一透镜组311可以为单片式，也可以为多片式，本申请实施方式对此不作限制。需要说明的是，第一磁性元件321可为磁铁；第一磁电传感器可为霍尔(hall)传感器。其中，第一透镜组311作为一个整体进行移动。
[0028]
请继续参阅图3，第一透镜组311的移动通道p3还可包括变焦通道p33，第一透镜组311通过变焦通道p33在多个对焦通道之间进行切换以实现变焦。第一透镜组311的移动通道包括变焦通道p33和多个对焦通道，变焦通道p33的数量可为一个，也可为两个或两个以上。变焦通道p33可以位于两个对焦通道之间，通过变焦通道p33的设置，可以增长第一透镜组311的移动通道p3，从而便于镜头模组30实现变焦功能，提升了镜头模组30的适用范围。例如，当镜头模组30的变焦倍数包括第一变焦倍数和第二变焦倍数时，第一透镜组311的移动通道p3可以包括两个对焦通道，分别为与第一变焦倍数对应的第一对焦通道p31和与第二变焦倍数对应的第二对焦通道p32，第一透镜组311的移动通道p3还包括一个变焦通道p33，该变焦通道p33设置在第一对焦通道p31和第二对焦通道p32之间，通过变焦通道p33实现第一透镜组311在第一对焦通道p31与第二对焦通道p32之间移动以实现变焦。在变焦通道p33上也可对应设有一个或多个第一磁电传感器，当第一透镜组311位于变焦通道p33时，可通过与变焦通道p33对应的第一磁电传感器对第一磁性元件321进行感应，确定第一磁性元件321在变焦通道p33的位置以确定第一透镜组311的位置。另外，变焦通道p33上也可不设置第一磁电传感器，当第一透镜组311在变焦通道p33上移动时，不对第一透镜组311的位置进行确认，只需要将第一透镜组311经过变焦通道p33移动到第一对焦通道p31或第二对焦通道p32就可以，然后由与第一对焦通道p31对应的第一磁电传感器331或第二对焦通道对应的第一磁电传感器332检测第一透镜组311的位置。缺省变焦通道p33上的第一磁电传
感器可以节省镜头模组30的生产成本。
[0029]
在实际应用中，可以由第一磁电传感器先确定第一透镜组311所处的通道的位置，然后根据用户需要，移动第一透镜组311至目标变焦倍数对应的对焦通道中。接着利用与目标变焦倍数对应的对焦通道上对应的第一磁电传感器对第一透镜组311上的磁性元件321进行定位，再由第一磁电传感器输出模拟电信号至控制器(图未示)，控制器控制第一透镜组311在对焦通道上移动以实现变焦。例如，当用户需要使用第二变焦倍数进行拍照时，若第一透镜组311当前处于第一对焦通道p31中，则可以通过控制器控制第一透镜组311从第一对焦通道p31经过变焦通道p33移动至第二对焦通道p32中的任意位置，移动期间可以先由第一对焦通道p31上的第一磁电传感器331对第一磁性元件321进行感应以确定第一透镜组311的位置，在第一透镜组311到达第二对焦通道p32中后，改由第二对焦通道p32中的第一磁电传感器332对第一磁性元件321进行感应，并将感应的位置信息传输至控制器，控制器可以根据感应的位置信息控制第一透镜组311对焦以得到目标图像。
[0030]
请参阅图4，当镜头模组40的变焦倍数包括第一变焦倍数、第二变焦倍数和第三变焦倍数时，第一透镜组411的移动通道p4包括三个对焦通道，分别为与第一变焦倍数对应的第一对焦通道p41、与第二变焦倍数对应的第二对焦通道p42和与第三变焦倍数对应的第三对焦通道p43。第一透镜组411的移动通道p4还包括两个变焦通道，其中一个变焦通道p44处于第一对焦通道p41与第二对焦通道p42之间，另外一个变焦通道p45处于第二对焦通道p42与第三对焦通道p43之间。通过两个变焦通道实现第一透镜组411在第一对焦通道p41、第二对焦通道p42和第三对焦通道p43之间移动以实现变焦。两个变焦通道上可对应设置一个或多个第一磁电传感器，也可不设置第一磁电传感器，在此不做具体限定。另外，请参阅图5，在某些实施方式中，镜头模组50的移动通道p5包括第一对焦通道p51、第二对焦通道p52和与第三对焦通道p53，第一对焦通道p51、第二对焦通道p52和与第三对焦通道p53之间也可以相互邻接，在此不做具体限定。
[0031]
请参阅图6，本申请实施方式的镜头模组60还包括第二透镜组611、设置在第二透镜组611上的第二磁性元件621和与第二磁性元件621对应的第二磁电传感器631，第二透镜组611能够在移动通道p61上移动以实现变焦，第二磁电传感器631用于感应第二磁性元件621的位置以确定第二透镜组611的位置。其中，第二磁性元件621的材料可与第一磁性元件622的材料一致，第二磁性元件621可为磁铁。在镜头模组60进行变焦过程中时，第一透镜组622在移动通道p6上移动，第二透镜组611在移动通道p61上移动以实现变焦，第一透镜组622和第二透镜组612可以同时进行移动，以相互配合实现变焦。在镜头模组60进行对焦过程中，只需要第一透镜组612在对焦通道p62中进行移动对焦，第二透镜组611则在移动通道p61中固定不动，这样更有利于镜头模组60实现更加精确的对焦，且操作更加简便。由于第二透镜组611只用于实现变焦，不用于实现对焦，而变焦精度的要求一般低于对焦精度的要求，因此，第二磁电传感器621对应的模数转换的有效位一般能够满足变焦的精度要求，因此对应第二透镜组611的第二磁电传感器631可以只设置一个，从而节省镜头模组60的生产成本。
[0032]
请参阅图7，本申请实施方式的镜头模组70还包括第三透镜组73，第二透镜组72位于第一透镜组71和第三透镜组73之间，第三透镜组73固定设置。第三透镜组73的远离第二透镜组72的一侧还设有棱镜74，其中该棱镜74可以是反射棱镜，反射棱镜用于改变入射光
线的传播方向。第一透镜组71的远离第二透镜组72的一侧还设有图像传感器75，图像传感器75用于采集入射光线以形成图像。
[0033]
请参阅图3，在某些实施方式中，第一磁电传感具有预定位数的有效位，第一透镜组311对焦时允许小于预定距离的误差，每个对焦通道对应的第一磁电传感器的数量根据每个对焦通道的长度、预定位数和预定距离确定。第一磁电传感器根据其规格的不同，第一磁电传感器具有预定位数的有效位。该有效位可为10bit和8bit等等。第一透镜组311对焦时允许小于预定距离的误差，在预定距离内，镜头模组30的对焦才足够准确，得到的图像足够清晰，该预定距离可为1微米、2微米等等。其中，第一磁电传感器具有预定位数的有效位可以是指第一磁电传感器的模数转换的有效位为预定位数。在某些实施方式中，第一磁电传感器输出的模拟电信号也可以通过驱动芯片进行量化，此时驱动芯片的模数转换的有效位为预定位数。
[0034]
请参阅图8，例如，在某些实施方式中，第一透镜组的移动通道p8包括第一对焦通道p81和第二对焦通道p82。第一磁电传感器831的有效位为10bit，即第一磁电传感器831能得到2
10
＝1024个量化值，在第一透镜组811对焦时允许的误差为1微米时，则一个有效位为10bit的第一磁电传感器831在预定距离为1微米的情况下，可对1024
×
1＝1024微米的第一对焦通道p81长度进行精确对焦，只要第一对焦通道p81的长度小于或等于1024微米时，即第一对焦通道的长度在(0，1024]时，该第一对焦通道p81则只需要对应设置一个有效位为10bit的第一磁电传感器就可以实现镜头模组80的精确对焦。如果第二对焦通道p82的长度大于1024微米且小于或等于2048微米时，即第二对焦通道p82的长度在(1024，2048]时，该第二对焦通道p82则需要对应设置两个有效位为10bit的第一磁电传感器832和第一磁电传感器833，以实现镜头模组80的精确对焦。同理，在对焦通道的长度大于2048微米时，可以根据上述实施方式类推获得对焦通道对应的磁电传感器的数量。当然，镜头模组80对焦时的预定距离也可以为2微米、3微米等等，第一磁电传感器的有效位也可以为8bit、6bit等等，相应的第一磁电传感器的设置与上述类似，这里不再一一赘述。如此，可以确定合适的第一磁电传感器的数量，从而在达到精确对焦的同时，能够节省镜头模组80的生产成本。
[0035]
在某些实施方式中，在不考虑生产成本的前提下，也可在对焦通道上设置更多的第一磁电传感器，在本申请实施方式对此不作限制。
[0036]
请参阅图9，镜头模组90的多个对焦通道的长度可以不相同，对焦通道对应设置的磁电传感器的数量也可以不同。在某些实施方式中，当镜头模组90设有第一变焦倍数和第二变焦倍数时，第一透镜组911的移动通道p9包括与第一变焦倍数对应的第一对焦通道p91、变焦通道p93和与第二变焦倍数对应的第二对焦通道p92，在预定距离为1微米时，第一对焦通道p91的长度为1000微米，第二对焦通道p92为2000微米，变焦通道p93距离为1000微米，第一对焦通道p91对应可设置一个有效位为10bit的第一磁电传感器931，一个有效位为10bit的第一磁电传感器931可对1024微米进行量化，1000微米在1024微米范围内，所以能达到镜头模组90在第一对焦通道p91中的精确对焦。第二对焦通道p92可对应设置两个有效位为10bit的第一磁电传感器932和第一磁电传感器933，两个有效位为10bit的第一磁电传感器可对1024
×
2＝2048微米进行量化，2000微米在2048微米范围内，所以能达到镜头模组90在第二对焦通道p92中的精确对焦。变焦通道p93上可对应设置一个第一磁电传感器，也可不设置第一磁电传感器，本申请实施方式对此不作限制。
[0037]
请参阅图10，本申请实施方式的控制方法可以用于控制上述的任意一种实施方式的镜头模组。镜头模组包括可移动的第一透镜组、设置在第一透镜组上的第一磁性元件和与第一磁性元件对应的多个第一磁电传感器，第一透镜组的移动通道包括多个对焦通道，每个对焦通道均对应至少一个第一磁电传感器。镜头模组的控制方法包括：
[0038]
0101、控制第一磁电传感器感应第一磁性元件的位置以确定第一透镜组的位置；
[0039]
0102、根据第一透镜组的位置控制第一透镜组在对焦通道中移动以实现对焦。
[0040]
其中，对焦通道的数量与镜头模组能实现几个变焦倍数相关。例如，请参阅图3，镜头模组30能实现第一变焦倍数和第二变焦倍数两个焦段的变焦，则镜头模组30对应的对焦通道就设有两个，分别为第一变焦倍数对应的第一对焦通道p31和第二变焦倍数对应的第二对焦通道p32。请参阅图4，若镜头模组40能实现第一变焦倍数、第二变焦倍数和第三变焦倍数三个焦段的变焦，则镜头模组40对应的对焦通道就设有三个，分别为第一对焦通道p41、第二对焦通道p42和第三对焦通道p43。可在每个对焦通道中对应设置至少一个第一磁电传感器。
[0041]
由于第一透镜组311的移动通道p3包括多个对焦通道，通过在每个对焦通道中对应设置至少一个第一磁电传感器，第一磁电传感器与第一磁性元件相互配合，等效缩短了每个第一磁电传感器对第一磁性元件的感应长度，从而能够更准确地确定第一磁性元件的位置以确定第一透镜组311的位置，进而能够实现镜头模组30的精确对焦，使得镜头模组30拍摄的图像更加清晰。
[0042]
请参阅图11，在某些实施方式中，第一透镜组的移动通道还包括变焦通道，镜头模组的控制方法包括：
[0043]
0111、控制第一磁电传感器感应第一磁性元件的位置以确定第一透镜组的位置；
[0044]
0112、控制第一透镜组通过变焦通道在多个对焦通道之间进行切换以实现变焦；
[0045]
0113、根据第一透镜组的位置控制第一透镜组在对焦通道中移动以实现对焦。
[0046]
其中，变焦通道的数量可以为一个，也可以为两个或两个以上，变焦通道的数量跟第一透镜组能实现几个变焦倍数相关。例如，请参阅图3，当镜头模组30能实现第一变焦倍数和第二变焦倍数时，相应的第一透镜组311的移动通道p3就分为第一变焦倍数对应的第一对焦通道p31、变焦通道p33和第二变焦倍数对应的第二对焦通道p32，这里就只需要设有一个变焦通道p33就能实现镜头模组30在第一对焦通道p31和第二对焦通道p32之间进行切换以实现第一变焦倍数和第二变焦倍数之间的变焦。请参阅图4；若镜头模组40能实现第一变焦倍数、第二变焦倍数和第三变焦倍数时，相应的第一透镜组411的移动通道p4就分为第一变焦倍数对应的第一对焦通道p41、变焦通道p44、第二变焦倍数对应的第二对焦通道p42、变焦通道p45和第三变焦倍数对应的第三对焦通道p43，这里就可设有两个变焦通道，变焦通道设于两两对焦通道之间。这样就能实现镜头模组40从第一变焦倍数与第二变焦倍数，第二变焦倍数与第三变焦倍数之间变焦。当然，镜头模组40还能实现更多的变焦倍数，相应的变焦通道和对焦通道的数量都可作出相应的调整，这里不再一一阐述。
[0047]
请参阅图5，在其他实施方式中，多个对焦通道也可以在不需要变焦通道的情况下直接相互邻接，在此不做具体限定。
[0048]
请参阅图12，在某些实施方式中，镜头模组还包括第二透镜组、设置在第二透镜组上的第二磁性元件和与第二磁性元件对应的第二磁电传感器。镜头模组的控制方法还包
括：
[0049]
0121、控制第二磁电传感器感应第二磁性元件的位置以确定第二透镜组的位置；
[0050]
0122、根据第二透镜组的位置控制第二透镜组移动以实现变焦。
[0051]
其中，在考虑生产成本的前提下，第二磁电传感器的数量可以为一个。当然，第二磁电传感器也可以设有多个。这里对其不作限制。
[0052]
请结合图3和图7，本申请实施方式的成像装置70包括上述任意一种实施方式的镜头模组711和图像传感器75。如图3，镜头模组30包括可移动的第一透镜组311、设置在第一透镜组311上的第一磁性元件321和与第一磁性元件321对应的多个第一磁电传感器，第一透镜组311的移动通道p3包括多个对焦通道，每个对焦通道均对应至少一个第一磁电传感器。作用于该镜头模组30的控制方法包括：控制第一磁电传感器感应第一磁性元件321的位置以确定第一透镜组311的位置，根据第一透镜组311的位置控制第一透镜组311在对焦通道中移动以实现对焦。如图7，镜头模组,711用于为图像传感器75聚光，图像传感器75可以为ccd相机图像传感器或cmos相机图像传感器。
[0053]
由于第一透镜组的移动通道包括多个对焦通道，通过在每个对焦通道中对应设置至少一个第一磁电传感器，第一磁电传感器与第一磁性元件相互配合，等效缩短了每个第一磁电传感器对第一磁性元件的感应长度，从而能够更准确地确定第一磁性元件的位置以确定第一透镜组的位置，进而能够实现镜头模组的精确对焦，使得镜头模组拍摄的图像更加清晰。
[0054]
请参阅图13，本申请实施方式的电子设备130包括上述的成像装置132和壳体131，成像装置132包括镜头模组和图像传感器，镜头模组包括可移动的第一透镜组、设置在第一透镜组上的第一磁性元件和与第一磁性元件对应的多个第一磁电传感器，第一透镜组的移动通道包括多个对焦通道，每个对焦通道均对应至少一个第一磁电传感器。作用于该镜头模组的控制方法包括：控制第一磁电传感器感应第一磁性元件的位置以确定第一透镜组的位置，根据第一透镜组的位置控制第一透镜组在对焦通道中移动以实现对焦。成像装置132设于壳体131内，可以对成像装置132起到保护作用。控制器(图未示)根据磁电传感器的信息控制透镜组移动以实现对焦。
[0055]
在某些实施方式中，电子设备130还包括控制器(图未示)，控制器可以用于执行上述任意一种实施方式的控制方法以控制镜头模组进行变焦和/或对焦。