一种液态镜头的自动对焦装置

1.本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种液态镜头的自动对焦装置。


背景技术：

2.相机的自动对焦技术在生活中应用非常广泛，比如手机拍照、二维码扫描、商品分拣等等，其极大的方便了生活与生产，提高了生活水平和生产效率。
3.而目前的自动对焦设备通常采用高性能cpu、高帧率传感器，通过软件算法实现自动对焦，或使用两个传感器的双目测距对焦，还有的对焦装置采用采用音圈马达机械镜头实现对焦。上述对焦装置都存在以下问题至少之一：对焦过程复杂、对焦速度慢、对焦准确度较低或者装置成本较高。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种液态镜头的自动对焦装置以方便的实现对焦。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种液态镜头的自动对焦装置，包括
6.液态镜头模组；
7.tof测距模组，用于测量并输出所述液态镜头模组与被测目标的距离信息；
8.数据处理模块，与所述tof测距模组连接，并接收所述tof测距模组输出的距离信息；所述数据处理模块根据所述距离信息确定驱动控制信号；
9.液态镜头驱动模块，与所述数据处理模块和所述液态镜头模组连接；所述液态镜头驱动模块接收所述数据处理模块输出的驱动控制信号，并根据所述驱动控制信号输出驱动电压至所述液态镜头模组以驱动所述液态镜头模组实现对焦。
10.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：先通过tof测距模组测量被测目标的距离信息，数据处理模块将距离信息转换成驱动控制信号发送至液态镜头驱动模块，最终镜头驱动模块输出驱动电压至液态镜头模组，以改变液态镜头中特殊液体的表面张力，使其成型为镜头模型，实现快速改变焦距。该装置利用了成本较低的设备，实现了过程简单的对焦，利用tof测距模组获取的信息进行对焦，实现了方便对焦或者提高了对焦的准确度。
附图说明
11.图1为本实用新型的电路示意图；
12.图2为本实用新型的结构示意图；
13.图3为本实用新型的又一结构示意图；
14.图4为液态镜头模组中温度与焦距的关系示意图；
15.图5为fpc结构示意图；
16.图6为液态镜头驱动模块的电路原理示意图；
17.图7为驱动电压vll1-vcom的波形示意图。
18.图中：1、液态镜头模组；2、tof测距模组；3、热敏电阻；4、fpc；5、红外滤光片。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
20.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
21.如图1-2所示，本实用新型提供一种技术方案：一种液态镜头的自动对焦装置，包括：液态镜头模组、tof测距模组2、数据处理模块、液态镜头驱动模块。
22.tof是time of flight的缩写，意为光的飞行时间测距法，发送光脉冲到被测物体，然后接收物体反射回来的光脉冲，tof测距模组2用于测量并输出液态镜头模组1与被测目标的距离信息，在tof测距模组2中可以测得相对距离，对于本技术涉及的技术只需要相对距离就可以了，考虑影响tof测距模组2测量的因素，其中温度影响最大，所以tof测距模组2必须要处理好温度漂移，因此该设备在出厂前已经计算好温漂系数，读出的距离值已经包含了温度补偿。
23.数据处理模块，与tof测距模组2连接，并接收tof测距模组2输出的距离信息；数据处理模块根据距离信息确定驱动控制信号。
24.液态镜头驱动模块，与数据处理模块和液态镜头模组1连接；液态镜头驱动模块接收数据处理模块输出的驱动控制信号，并根据驱动控制信号输出驱动电压至液态镜头模组1以驱动液态镜头模组1实现对焦,输出的驱动电压为vll1-vcom，加在液态镜头两端，改变液态镜头模组1中液体的曲率，最终实现焦距的改变，该方式加快了液态镜头模组1的焦距调节速率，增长了该设备的使用寿命，而且便于集成到多种物联网设备上。液态镜头通过ll1和com组成的驱动电压连接于液态镜头模组，液态镜头驱动模块的电路原理如图6所示，max14574是一款4通道的驱动器，驱动芯片的型号也可灵活选择，在本实用新型中只使用一路ll1，图中en为驱动芯片使能信号，用于使能芯片工作，低电平关闭芯片，高电平使能芯片；sda为iic的数据线；scl为iic的时钟线。
25.输出的驱动电压vll1-vcom其波形如图7所示，其中com和ll1都是周期性的pwm信号，调节llv1寄存器(0x05[7:0]:0x04[1:0])的值就可以改变vll1的占空比，从而改变加在液态镜头两端有效值电压，导致液态镜头液体的曲率改变，最终实现焦距的改变。利用本领域相关的技术即可实现该调节过程。
[0026]
可选地，还可以包括温度检测电路，用于检测并输出液态镜头模组1的温度信息。数据处理模块还与该温度检测电路连接，并接收温度检测电路输出的温度信息；数据处理模块根据温度信息和距离信息确定驱动控制信号。
[0027]
液态镜头模组1受温度的影响也很大，同样的驱动电压，在不同的温度下其焦距也不一样，因此通过温度检测模块采样液态镜头模组1的实时温度，利用温度对控制焦距的驱
动电压进行补偿修正。温度与焦距的关系如图4所示，可通过实验获取或者现有资料获取。可利用温度与焦距的数学关系对控制焦距的驱动电压进行修正补偿的相关技术来获取修正后的驱动电压。
[0028]
上述实施例中，先通过tof测距模组2测量被测目标的距离信息，因液态镜头模组1受温度的影响很大，同样的驱动电压，在不同的温度，其焦距也不一样，所以再通过温度检测电路检测液态镜头模组1的温度信息，数据处理模块将距离信息以及温度信息转换成驱动控制信号发送至液态镜头驱动模块，最终镜头驱动模块输出驱动电压至液态镜头模组1，以改变液态镜头中特殊液体的表面张力，使其成型为镜头模型，实现快速改变焦距。该装置利用了成本较低的设备，实现了过程简单的对焦，利用tof测距模组2获取的信息进行初步对焦，再通过温度检测电路获取的信息实现精准对焦，提高了对焦的准确度。
[0029]
可选地，温度检测电路包括热敏电阻3，热敏电阻3设置在液态镜头模组1附近，附近是指足以测量液态镜头模组1温度的位置。
[0030]
可选地，tof测距模组2的位置靠近于液态镜头模组1，使tof测距模组2靠近于液态镜头模组1聚焦的中心位置，这样对焦更快成像更加清晰。
[0031]
可选地，图3给出了一种实施例，自动对焦装置还包括加红外滤光片5，加红外滤光片5设置于液态镜头模组1的前方。tof意为光的飞行时间测距法，其原理是发送光脉冲到被测目标，然后接收目标反射回来的光脉冲，通过获取光脉冲的传输时间或通过获取光脉冲的相位差来计算与被测物体之间的距离，通常采用850nm～940nm的红外光脉冲，所以在液态镜头模组1前设置有红外滤光片5。
[0032]
可选地，tof测距模组2通过iic接口连接于数据处理模块。tof测距模组2的控制与读取接口为iic接口，读写速度可以达到400khz，可用于低端物联网处理器上，其测量范围为3cm～200cm，测量帧率可以达到50帧，而一般的图像传感器运行在30帧，所以其可以实现急速测距。
[0033]
可选地，iic接口设置于fpc4上，可减少iic接口在tof测距模组2连接于数据处理模块时的装配错误，并提高其使用寿命。fpc4是指柔性电路板，以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷电路板。fpc4的结构如图5所示，ll1为驱动信号端，com为驱动信号公共端，adc为电压读取端。
[0034]
可选地，数据处理模块通过iic接口连接于液态镜头驱动模块。
[0035]
可选地，iic接口设置于fpc4上，可减少iic接口在数据处理模块连接于液态镜头驱动模块时的装配错误，并提高其使用寿命。
[0036]
综上，本实用新型实施例所提供的液态镜头的自动对焦装置，包括液态镜头模组；tof测距模组，用于测量并输出所述液态镜头模组与被测目标的距离信息；数据处理模块与所述tof测距模组连接，接收信息并确定驱动控制信号；液态镜头驱动模块，液态镜头驱动模块接收数据处理模块输出的驱动控制信号，并根据驱动控制信号输出驱动电压至液态镜头模组以驱动液态镜头模组，最终方便地实现了液态镜头模组的对焦。
[0037]
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。