液态镜头、摄像装置、移动终端及液态镜头变焦方法与流程

1.本公开涉及摄像技术领域，尤其涉及液态镜头、摄像装置、移动终端及液态镜头变焦方法。


背景技术：

2.随着电子消费类产品的迅速发展，诸如智能手机等电子设备已由传统的通话，发信息等功能进化为对影像技术、屏幕技术及充电技术等方面的极致追求，其中影像技术作为人们记录生活的一个支点，在人们的日常生活中受到了广泛的使用。
3.为满足消费者对影像的极致追求，同时实现长焦及微距功能，液态镜头越来越多的应用到电子设备中。目前，液态镜头的变焦原理大多为音圈马达驱动动子运动，动子挤压液态镜头的薄膜，进而改变液态镜头的曲率。
4.然而通动子等机械部件挤压或拉扯液态镜头薄膜的方式，存在变焦精度差等问题。


技术实现要素：

5.为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种液态镜头、摄像装置、移动终端及液态镜头变焦方法。
6.根据本公开实施例的第一方面，提供一种液态镜头，包括：第一支撑部，设置有流入口和流出口；透光膜，设置于所述第一支撑部，与所述第一支撑部形成第一腔体，所述第一腔体内填充有流体；其中，从所述流入口向所述第一腔体内流入所述流体的状态下，所述第一腔体内的所述流体挤压所述透光膜，使所述透光膜形变，以改变所述透光膜表面的曲率；或者，所述第一腔体内的所述流体从所述流出口流出的状态下，所述透光膜恢复形变，以改变所述透光膜表面的曲率。
7.根据本公开一些实施例，包括：第二支撑部；驱动部件，设置于所述第二支撑部，与所述第二支撑部形成第二腔体，所述第二腔体通过所述流入口与所述第一腔体相连通，用于驱动所述第二腔体内的所述流体通过所述流入口流入到所述第一腔体；第三支撑部，形成有第三腔体，所述第三腔体通过所述流出口与所述第一腔体连通；控制阀，用于控制所述流出口开启或关闭。
8.根据本公开一些实施例，所述驱动部件包括第一压电部件，所述第一压部件通电产生形变挤压所述第二腔体内的流体，使所述流体通过所述流入口流入到所述第一腔体内。
9.根据本公开一些实施例，所述控制阀包括第二压电部件，设置于所述流出口，所述第二压电部件通电产生形变以开启或关闭所述流出口。
10.根据本公开一些实施例，所述第二腔体与所述第三腔体通过管路相连通。
11.根据本公开一些实施例，包括：第一单向阀，设置于所述流入口，用于允许所述第二腔体内的流体流向所述第一腔体，阻止所述第一腔体内的流体流向所述第二腔体；第二
单向阀，设置于所述管路或者所述第二支撑部，用于允许所述第三腔体内的流体流向所述第二腔体，阻止所述第二腔体内的流体流向所述第三腔体。
12.根据本公开一些实施例，所述第二支撑部从第一支撑部外壁沿伸形成环形支臂，所述第一压电部件密封固定在环形支臂的周缘，其中，所述第一压电部件、所述环形支臂及部分所述第一支撑部的外壁共同形成所述第二腔体；所述第三支撑部固定于所述第一支撑部的外壁，与所述第一支撑部的外壁形成第三腔体相对。
13.根据本公开一些实施例，所述第一支撑部包括环形周壁及透明基板，所述透明基板固定于所述环形周壁下端部，所述透光膜固定于所述环形周壁的上端部。
14.根据本公开实施例的第二方面，提供一种摄像装置，包括：如上第一方面任一实施例所述的液态镜头；图像传感器，设置于所述液态镜头的成像侧，经由所述液态镜头折射的光线射入到所述图像传感器以成像。
15.根据本公开实施例的第三方面，还提供一种移动终端，包括：如上第二方面任一实施例的摄像装置。
16.根据本公开实施例的第四方面，还提供一种液态镜头变焦方法，应用于上述第一方面中任一实施例的的液态镜头，所述方法包括：所述第一支撑部件的流入口向所述第一腔体内流入流体，使所述第一腔体内的流体挤压所述透光膜，使所述透光膜形变，改变所述透光膜表面的曲率；和/或所述第一腔体内的流体从所述流出口流出，使所述透光膜恢复形变，以改变所述透光膜表面的曲率。
17.本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
18.本公开实施例的液态镜头，通过第一支撑部的流入口或流出口向第一腔体内部补充或者从第一腔体内部流出流体的方式，直接通过流体挤压透光膜变形或者使透光膜恢复形变，以改变透光膜表面的曲率。相较于传统音圈马达驱动连接结构挤压或者拉扯透光膜产生形变的方式相比，流入流出到第一腔体内的流体量更容易控制，透光膜发生形变表面曲率变化更精准，能够提高变焦精度。
19.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
20.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
21.图1是根据本公开一示例性实施例示出的摄像装置的结构示意图。
22.图2是根据本公开一示例性实施例示出的液态镜头的结构示意图。
23.图3是根据本公开一示例性实施例示出的单向阀结构示意图。
24.图4是根据本公开一示例性实施例示出的单向阀另一视角结构示意图。
25.图5是根据本公开一示例性实施例示出的移动终端的结构示意图。
26.图6是根据本公开一示例性实施例示出的液态镜头变焦方法的流程示意图。
具体实施方式
27.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。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。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
28.图1是根据本公开一示例性实施例示出的摄像装置的结构示意图。图2是根据本公开一示例性实施例示出的液态镜头的结构示意图。图5是根据本公开一示例性实施例示出的移动终端的结构示意图。
29.如图1、图2和图5所示，根据本公开实施例提供一种液态镜头100，可以安装于摄像装置200中。摄像装置200可以应用于移动终端300，用于为移动终端300提供拍照或录像等功能。移动终端300可以是手机、笔记本电脑、平板电脑、诸如智能手环及智能手表等可穿戴设备、照相机、摄像机、行车记录仪、无人机等具有拍照或摄像功能的电子设备。以下描述中，以设置在手机上的摄像装置200为例进行说明，但并不限于此。
30.移动终端300可以包括外壳310以及设置于外壳310内的摄像装置200、处理器、显示屏等。
31.在一些实施例中，摄像装置200可具有连续对焦、防抖功能，其中，防抖功能可以用于消除因移动终端300抖动引起的成像模糊，以获得更加清晰的图像。移动终端300的抖动可以是由于用户手持移动终端300而产生的振动(抖动)或转动，或者承载移动终端300的移动装置移动过程中产生的振动(抖动)或转动。移动装置例如可以是移动架或者行驶车辆等。
32.在一些实施例中，摄像装置200可以作为移动终端300的后置摄像头使用。在另一些实施例中，摄像装置200可以作为移动终端300的前置摄像头使用。无论是摄像装置200作为移动终端300的前置摄像头还是后置摄像头，其数量可是一个或多个。
33.显示屏用于显示摄像装置200拍摄到的图像或视频。处理器可以用于控制移动终端300执行各种功能。例如控制摄像装置200执行防抖、连续对焦等功能。
34.如图2所示，本公开实施例的液态镜头100可以包括第一支撑部2及透光膜1。
35.第一支撑部2可以呈中空筒状，中空筒状的轴心可以与液态镜头100的光轴大致重合。透光膜1设置于第一支撑部2，与第一支撑部2形成第一腔体9。第一支撑部2可以是刚性结构，以便于支撑和保持透光膜1。第一支撑部2可以包括底壁21和周壁，透光膜1密封固定于周壁的顶边缘，从而第一支撑部2的底壁21、周壁以及透光膜1形成第一腔体9。
36.底壁21和周壁可以一体成型，也可以分体设置。底壁21可以为刚性材料制成的透明基板，通过粘贴与周壁固定在一起，以便于光线穿过。透明基板可以是玻璃板、透明水晶板或者透明刚性聚合物等。
37.透光膜1可以为柔性透明材料制成，且不易渗水。例如，聚烯烃，多环芳烃脂肪，聚醚，聚酯，聚酰胺和聚氨酯等制成的透明的且具有一定弹性的薄膜。
38.在第一腔体9内填充有流体，流体为无色透明液体，以便于光线穿过。无色透明液体可以是水、矿物油、甘油和有机硅等。
39.第一支撑部2设置有流入口201和流出口203。流入口201和流出口203可以设置在第一支撑部2的周壁，与第一腔体9相通。例如，流入口201与流出口203相面对。但并不限于此，流入口201和流出口203也可以非面对设置，如间隔一定距离设置。外部流体通过流入口201流入到第一腔体9内，第一腔体9内的流体通过流出口203流出。其中，从流入口201向第
一腔体9内流入流体时，第一腔体9内的流体增加以挤压透光膜1，使透光膜1形变，以改变透光膜1表面的曲率；或者，第一腔体9内的流体从流出口203流出时，第一腔体9内的流体减少，透光膜1恢复形变，以改变透光膜1表面的曲率。
40.使用时，可以将第一支撑部2的流出口203关闭，流入口201开启，外部流体通过流入口201流入到第一腔体9，使第一腔体9内的流体挤压透光膜1，透光膜1凸起发生形变使表面曲率发生变化。还可以通过第一支撑部2的流入口201关闭，流出口203开启，外部流体不能通过流入口201流入到第一腔体9，第一腔体9内的流体通过流出口203流出，第一腔体9内的流体减少，透光膜1恢复形变使表面曲率发生变化。通过透光膜1曲率的变化，可以实现摄像装置的变焦。并且，可以通过控制第一腔体9内的流体流入或者流出量来实现摄像装置的连续变焦。
41.本公开实施例的液态镜头100，通过第一支撑部2的流入口201或流出口203向第一腔体9内部补充或者从第一腔体9内部流出流体的方式，直接通过流体挤压透光膜1变形或者使透光膜1恢复形变，以改变透光膜1表面的曲率。相较于传统音圈马达驱动连接结构挤压或者拉扯透光膜产生形变的方式相比，第一腔体9内的流体量的流入或流出更容易控制，透光膜1发生形变表面曲率变化更精准，这样能够提高变焦精度。
42.在一些实施例中，液态镜头100还包括第二支撑部、驱动部件4、第三支撑部及控制阀。其中，驱动部件4与第二支撑部形成第二腔体3，第二腔体3通过流入口201与第一腔体9相连通，第二腔体3内也填充有流体。驱动部件4用于驱动第二腔体3内的流体通过流入口201向第一腔体9流入，以使第一腔体9内的流体挤压透光膜1，使透光膜1发生形变，从而改变透光膜1表面的曲率。第三支撑部形成有第三腔体7，第三腔体7通过流出口203与第一腔体9相连通，其中，第二腔体3与第三腔体7通过管路6相连通。控制阀用于控制流出口203开启或者关闭。
43.使用时，控制阀控制流出口203关闭，驱动部件4驱动第二腔体3内的流体通过流入口201流入到第一腔体9，使第一腔体9内的流体挤压透光膜1，透光膜1凸起发生形变使表面曲率发生变化。控制阀控制流出口203开启，第一腔体9内的流体通过流出口203流出至第三腔体7内，第一腔体9内的流体减少，透光膜1恢复形变使表面曲率发生变化。第二腔体3和第三腔体7通过管路6连通，第二支撑部上设置导流口202，第三腔体7内的流体通过导流口202回流至第二腔体3。在导流口202处或者管路6设置有第二单向阀52，第二单向阀52只允许第三腔体3内的流体向第二腔体3内流动，而阻止第二腔体3内的流体向第三腔体7内流动，以调节两个腔体之间的流体平衡。
44.在一些实施例中，驱动部件4可以为第一压电部件，第一压部件通电产生形变挤压第二腔体3内的流体，使流体通过流入口201流入到第一腔体9内。
45.使用时，对第一压电部件通电，第一压电部件自身产生形变，挤压第二腔体3内的流体，使第二腔体3内的流体通过流入口201流入到第一腔体9内，第一腔体9内的流体挤压透光膜1形变，以使表面曲率发生变化。第一压电部件可以是压电陶瓷。
46.具体来说，第一支撑部2的外壁朝向外侧沿伸有环形支臂，第一压电部件密封固定在环形支臂的周缘，从而第一压电部件、环形支臂及部分第一支撑部2的外壁共同形成第二腔体3。环形支臂可以呈圆环形，第一压电部件可以呈圆形，圆形第一压电部件通过密封胶固定在圆环形的支臂周缘。但并不限于此，环形支臂还可以为矩形或者其他形状。
47.本公开实施例，通过第一压电部件通电自身产生形变的方式将第二腔体3内流体挤压至第一腔体1，再由第一腔体1内的流体挤压透光膜1变形的方式改变透光膜1表面曲率。可以通过控制流入到第一压电部件的电流大小来控制第一压电部件的振动幅度，以控制第一压电部件产生形变大小，从而控制从第二腔体3流入到第一腔体1的流体流量的大小。由于第一压电部件的振动幅度范围很小，这样可以精准控制从第二腔体3流入到第一腔体1的流体流量，因此，透光膜1表面曲率可以精准控制，从而能够得到较佳的连续变焦效果。此外，相较于音圈马达磁驱动的方式，压电驱动不产生磁干扰，也不会受到其他磁吸器件的干扰，确保变焦更精准。压电驱动的功率密度高，在小尺寸使用场景下，输出的功率相较电磁驱动而言更高。
48.在一些实施例中，控制阀可以包括第二压电部件8，设置于流出口203，第二压电部件8通电产生形变以开启或关闭流出口203。
49.使用时，通过对第二压电部件8通电，第二压电部件自身产生形变，使第二压电部件8脱离流出口203，第一腔体9内的流体通过流出口203流出到第三腔体7中，第一腔体9内的流体减少，透光膜1恢复形变，表面曲率发生变化。可以通过控制第二压电部件的电流大小，控制第二压电部件的振动幅度，以调节第二压电部件8的形变量，从而调节从流出口203流出流体量，以控制透光膜1的形变量，表面曲率发生变化。第二压电部件可以是压电陶瓷。
50.具体来说，第三支撑部可以通过在第一支撑部2的外壁朝向外侧延伸形成，从而第三支撑部、第一支撑部2的一部分外壁形成密闭的第三腔体7。第二压电部件8可以呈板状，固定在第三支撑部形成的第三腔体7内，并封堵流出口203。
51.通过第二压电部件8的通电断电控制流出口203开启或关闭，以控制第一腔体9内的流体流出，改变透光膜1的表面曲率，由于第二压电部件8的振动幅度范围很小，这样可以精准控制从第一腔体9流入到第三腔体7的流体流量，因此，透光膜1表面曲率可以精准控制，从而能够得到较佳的连续变焦效果
52.在一些实施例中，液态镜头100还包括第一单向阀51和第二单向阀52。其中，第一单向阀51设置于流入口，用于允许第二腔体3内的流体流向第一腔体9，阻止第一腔体9内的流体流向第二腔体3。第二单向阀52设置于管路6或者第二支撑部，用于允许第三腔体7内的流体流向第二腔体3，阻止第二腔体3内的流体流向第三腔体7。这样，第一腔体9内的流体通过第二腔体3补充，第二腔体3内的流体通过第三腔体7补充，流体得到单向循环。
53.图3是根据本公开一示例性实施例示出的单向阀结构示意图。图4是根据本公开一示例性实施例示出的单向阀另一视角结构示意图。如图3和图4所示，以第一单向阀51为例，第一单向阀51包括本体511、密封部513及弹性连接部512。本体511上开设有通孔，密封部513通过多个间隔设置的弹性连接部512与本体511连接。初始状态下，密封部513封堵于本体511上的通孔，当流体从第二腔体3流入第一腔体9时，通过流体自身压力使密封部513脱离本体511以打开通孔，此时，弹性连接部512伸长，流体通过通孔及多个弹性连接部之间的空隙流入到第一腔体9内(如图4箭头所示)，当不需要流体从第二腔体3流入第一腔体时，弹性连接部512恢复形变，使密封部513封堵本体511的通孔，以阻止第一腔体9内的流体向第二腔体3流入。
54.综上所述，本公开实施例的液态镜头100，使用时，通过第二压电部件8将第一腔体9的流出口203封堵，向第一压电部件通电，使其自身产生形变，挤压第二腔体3内的流体，流
体经由第一单向阀51流入到第一腔体9内，第一腔体9内的流体增加，挤压透光膜1，使透光膜1发生形变，表面曲率发生变化，实现变焦。通过对第二压电部件8通电，使其自身产生形变，脱离第一腔体9的流出口203，第一腔体9内的流体经由流出口流入到第三腔体7内，从而第一腔体9内的流体减少，透光膜1恢复形变，表面曲率发生变化，实现变焦。第三腔体7内的流体经由管路6通过第二单向阀52流入第二腔体3内，以补充第二腔体3内的流体。
55.根据本公开实施例还提供一种摄像装置200，如图1所示，摄像装置200包括如上文提到的任意实施例的液态镜头100，以及图像传感器。图像传感器设置于液态镜头100的成像侧，经由液态镜头100折射的光线射入到图像传感器以成像。
56.液态镜头100用于接收待拍摄物体反射的入射光，并将可见光汇聚至图像传感器。液态镜头100具有入光侧和出光侧。入光侧为靠近待拍摄物体的一侧，也称为物侧。出光侧为靠近图像传感器的一侧，也称为成像侧。
57.图像传感器位于液态镜头100的出光侧。图像传感器的感光面可以面向液态镜头100，且感光面的中心位于液态镜头100的光轴o上，用于接收从液态镜头100的出光侧射出的入射光，并将光信号转换成电信号。图像传感器可以将生成的图像传送至处理器。
58.在一些实施例中，图像传感器可以是电荷耦合器件(charge coupled device，ccd)或者互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，cmos)。
59.本公开实施例的摄像装置200通过第一支撑部2的流入口201或流出口203向第一腔体9内部补充或者从第一腔体9内部流出流体的方式，直接通过流体挤压透光膜1变形或者使透光膜1恢复形变，以改变透光膜1表面的曲率。相较于传统音圈马达驱动连接结构挤压或者拉扯透光膜产生形变的方式相比，流入流出到第一腔体9内的流体量更容易控制，透光膜1发生形变表面曲率变化更精准，这样能够提高变焦精度。
60.通过第一压电部件和第二压电部件8配合，精准控制从第二腔体3流入到第一腔体1的流体流量，因此，透光膜1表面曲率可以精准控制，从而能够得到较佳的连续变焦效果。此外，相较于音圈马达磁驱动的方式，压电驱动不产生磁干扰，也不会受到其他磁吸器件的干扰，确保变焦更精准。压电驱动的功率密度高，在小尺寸使用场景下，输出的功率相较电磁驱动而言更高。
61.根据本公开实施例还提供一种移动终端300，如图5所示，移动终端300包括外壳310及支撑于外壳310上的摄像装置200。摄像装置200用于为移动终端300提供拍照或录像等功能。移动终端300可以是手机、笔记本电脑、平板电脑、诸如智能手环及智能手表等可穿戴设备、照相机、摄像机、行车记录仪、无人机等具有拍照或摄像功能的电子设备。
62.在一示例中，摄像装置200的入光侧可以面向移动终端300的正面，作为移动终端300的前置摄像头使用。在另一示例中，摄像装置200的入光侧可以面向移动终端300的背面，作为移动终端300的后置摄像头使用。无论是摄像装置200作为移动终端300的前置摄像头还是后置摄像头，其数量可是一个或多个。
63.显示屏用于显示摄像装置200拍摄到的图像或视频。处理器可以用于控制移动终端300执行各种功能。例如控制摄像装置200执行防抖、对焦等功能。
64.本公开实施例的移动终端300，通过配置本公开实施例的摄像装置200，通过第一压电部件和第二压电部件8配合，精准控制从第二腔体3流入到第一腔体1的流体流量，因此，透光膜1表面曲率可以精准控制，从而能够得到较佳的连续变焦效果。此外，相较于音圈
马达磁驱动的方式，压电驱动不产生磁干扰，也不会受到其他磁吸器件的干扰，确保变焦更精准。压电驱动的功率密度高，在小尺寸使用场景下，输出的功率相较电磁驱动而言更高。
65.图6是根据本公开一示例性实施例示出的液态镜头变焦方法的流程示意图。
66.根据本公开实施例还提供一种液态镜头变焦方法，如图6所示，方法包括步骤s11和/或步骤s12。
67.在步骤s11中，第一支撑部件的流入口向第一腔体内流入流体，使第一腔体内的流体挤压透光膜，使透光膜形变，改变透光膜表面的曲率。
68.在步骤s12中，第一腔体内的流体从流出口流出，使透光膜恢复形变，以改变透光膜表面的曲率。
69.使用时，可以将第一支撑部2的流出口203关闭，流入口201开启，外部流体通过流入口201流入到第一腔体9，使第一腔体9内的流体挤压透光膜1，透光膜1凸起发生形变使表面曲率发生变化。还可以通过第一支撑部2的流入口201关闭，流出口203开启，外部流体不能通过流入口201流入到第一腔体9，第一腔体9内的流体通过流出口203流出，第一腔体9内的流体减少，透光膜1恢复形变使表面曲率发生变化。通过透光膜1曲率变化，可以实现摄像装置的变焦。并且，可以通过控制第一腔体9内的流体流入或者流出量来实现摄像装置的连续变焦。
70.本公开实施例的液态镜头变焦方法，通过第一支撑部2的流入口201或流出口203向第一腔体9内补充或者从第一腔体9内部流出流体的方式，直接通过流体挤压透光膜1变形或者使透光膜1恢复形变，以改变透光膜1表面的曲率。相较于传统音圈马达驱动方式挤压或者拉扯透光膜产生形变的方式相比，流入流出到第一腔体9内的流体量更容易控制，透光膜1发生形变表面曲率变化更精准，这样能够提高变焦精度。
71.可以理解的是，本公开中“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
72.进一步可以理解的是，术语“第一”、“第二”等用于描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开，并不表示特定的顺序或者重要程度。实际上，“第一”、“第二”等表述完全可以互换使用。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。
73.进一步可以理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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施例和简化描述，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。
74.进一步可以理解的是，除非有特殊说明，“连接”包括两者之间不存在其他构件的直接连接，也包括两者之间存在其他元件的间接连接。
75.进一步可以理解的是，本公开实施例中尽管在附图中以特定的顺序描述操作，但是不应将其理解为要求按照所示的特定顺序或是串行顺序来执行这些操作，或是要求执行全部所示的操作以得到期望的结果。在特定环境中，多任务和并行处理可能是有利的。
76.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实施例后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。
77.应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。