CN105163011A - 摄像模组及电子装置 - Google Patents

Abstract

一种摄像模组，包括壳体、镜头、分光镜、全反射镜、图像传感器及对焦传感器，壳体包括收容空间，镜头位于收容空间一端并封闭收容空间，分光镜与镜头同轴相对设置，用以将光线分成第一光线及第二光线，全反射镜位于分光镜一侧，用以反射第二光线，图像传感器用以接收第一光线并获取第一光线中的图像信息，对焦传感器用以接收第二光线并获取第二光线中的对焦信息。本发明提供的摄像模组，通过分光镜将经由镜头入射的光线分成第一光线和第二光线，并设全反射镜反射第二光线，图像传感器及对焦传感器用以接收第一光线及第二光线。通过图像传感器及对焦传感器的分工作用，同时实现图像处理及对焦。另，本发明还提供了一种具有上述摄像模组的电子装置。

Description

摄像模组及电子装置

技术领域

本发明涉及通信电子领域，尤其涉及一种摄像模组及电子装置。

背景技术

随着电子装置的飞速发展，越来越多的终端厂商为了增加智能终端设备的卖点，以手机为例，厂商开始投入精力去提升手机整体的拍照体验，而对焦速度慢便是消费者面临的一个缺点。

为了解决上述对焦速度慢的问题，目前市面各终端厂商主要采用相位对焦(PDAF)方案，该方案主要是通过对传感器部分像素上方的滤光片进行改造，通过检测这些被改造像素接受光的相位差来判断对焦距离，从而实现对焦。然而，现有的支持相位对焦的传感器会出现以下两个问题；

首先，作为实现相位对焦像素的点均被视为坏点，不参与成像，而为了保证对焦的准确性，必须有足够比例的像素用于相位对焦功能，此举会严重影响成像的清晰效果；

其次，如果要完成这些坏点的补偿，必须要有配套的平台坏点补偿算法及传感器坏点补偿算法，而开始此算法会大幅度增加整体功耗，此举会使得手机发热严重，耗电加快，大大地影响用户体验。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种能够保证图像对焦清晰度以及提高用户体验的摄像模组及电子装置。

为实现上述目的，本发明提供一种摄像模组，其中，所述摄像模组包括壳体、镜头、分光镜、全反射镜、图像传感器以及对焦传感器，所述壳体包括收容空间，所述镜头位于所述收容空间的一端并封闭所述收容空间，所述分光镜固定于所述收容空间内，所述分光镜与所述镜头同轴相对设置，用以将经由所述镜头入射的光线分成第一光线以及第二光线，所述全反射镜固定于所述收容空间内，并位于所述分光镜的一侧，所述全反射镜用以接收并反射所述第二光线，所述图像传感器固定于所述收容空间内，所述图像传感器用以接收所述第一光线并获取所述第一光线中的图像信息以及部分亮度信息，所述对焦传感器固定于所述收容空间内，并位于所述图像传感器的一侧，所述对焦传感器用以接收经由所述全反射镜反射出来的第二光线，并获取所述第二光线中的对焦信息。

其中，所述图像传感器位于所述分光镜下方，所述对焦传感器位于所述全反射镜下方，所述图像传感器为彩色图像传感器，所述对焦传感器为相位检测对焦传感器。

其中，所述摄像模组还包括图像处理器，所述图像处理器与所述图像传感器以及对焦传感器电连接，所述图像处理器用以将所述图像传感器传递过来的图像信息、部分亮度信息、以及所述对焦传感器传递过来的对焦信息进行处理并成像。

其中，所述摄像模组还包括一滤光片，所述滤光片固定于所述收容空间内，所述滤光片位于所述分光镜以及所述全反射镜下方，用以滤除经过所述分光镜以及所述全反射镜的多余光线。

其中，所述镜头包括驱动机构和透镜，所述透镜位于所述开口处，所述开口外侧的光线经所述透镜透射至所述分光镜，所述驱动机构驱动所述透镜移动，以调节所述透镜的焦点位置。

其中，所述驱动马达为音圈马达、中置马达或闭环马达。

其中，所述透镜包括依次层叠的第一凸透镜和第二凸透镜，所述第一凸透镜和所述第二凸透镜依次透射所述光线。

其中，所述摄像模组还包括柔性电路板，所述柔性电路板位于所述壳体内部，所述柔性电路板与所述图像传感器以及对焦传感器电连接。

其中，所述图像传感器以及对焦传感器的有效区域几何中心与所述镜头的中心重合，并且所述图像传感器以及所述对焦传感器的有效区域几何中心至所述镜头中心的光学最短有效路径相等。

相应地，本发明还提供了一种电子装置，所述电子装置包括本体、显示屏、主板、设置于主板的控制元件以及上述的摄像模组，所述摄像模组、显示屏以及主板均固定于所述本体，所述摄像模组和所述显示屏均电连接所述控制元件，所述控制元件控制所述摄像模组进行拍照，以获取所述摄像模组的图像信息并控制所述显示屏显示所述图像信息。

本发明提供的摄像模组，通过在镜头下方设置分光镜将经由镜头入射的光线分成第一光线和第二光线，然后在分光镜的一侧上设置全反射镜，第二光线通过全反射镜进行反射，设置图像传感器以及对焦传感器，图像传感器能够接收第一光线，并获取第一光线的图像信息以及部分亮度信息，对焦传感器能够接收第二光线，以获取第二光线中的对焦信息。通过图像传感器以及对焦传感器的分工作用，从而能够实现图像处理并进行快速对焦，替代了现有的采用一个传感器进行图像处理并进行对焦的设计方式，既能够保证对焦的一致性，又能够避免采用单个传感器而出现的图像不清晰，耗电而不利于用户体验的问题，提高图像拍摄效果，进而提高用户体验。

附图说明

为更清楚地阐述本发明的构造特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。

图1是本发明实施例提供的摄像模组的结构示意图。

具体实施例

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参阅图1，本发明提供一种电子装置，所述电子装置包括本体(图中未标识)、显示屏(图中未标识)、主板(图中未标识)、设置于所述主板上的控制元件以及摄像模组100，所述摄像模组100、显示屏以及所述主板均设于所述本体上。所述摄像模组100和所述显示屏均电连接所述控制元件，所述控制元件控制所述摄像模组100进行拍照，以获取所述摄像模组100的图像信息并控制所述显示屏显示所述图像信息。

所述电子装置100可以是包括但不限于手机、个人数字助理(PersonalDigitalAssistant，PDA)、平板电脑、照相机等电子设备。本实施例中，以所述电子装置100为手机为例进行说明。

所述摄像模组100包括壳体10、镜头20、分光镜30、全反射镜40、图像传感器50以及对焦传感器60，所述壳体10包括收容空间11。所述镜头20位于所述收容空间11的一端并封闭所述收容空间11。所述分光镜30固定于所述收容空间11内，所述分光镜30与所述镜头20同轴相对设置，用以将经由所述镜头20入射的光线L1分成第一光线L2以及第二光线L3。所述全反射镜40固定于所述收容空间11内，并位于所述分光镜30的一侧，所述全反射镜40用以接收并反射所述第二光线L3。所述图像传感器50固定于所述收容空间11内，用以接收所述第一光线L2，并获取所述第一光线L2中的图像信息以及部分亮度信息。所述对焦传感器60固定于所述收容空间11内，所述对焦传感器60用以接收经由所述全反射镜40反射出来的所述第二光线L3，并获取所述第二光线L3中的对焦信息。

本发明提供的摄像模组100通过设置所述图像传感器50以及对焦传感器60，然后设置所述分光镜30将经由所述镜头20入射的所述光线L1分成所述第一光线L2以及第二光线L3，并在所述分光镜30的一侧设置一全反射镜40，用以反射所述第二光线L3，然后通过所述图像传感器50接收所述第一光线L2中的图像信息以及部分亮度信息，所述对焦传感器60接收经由所述全反射镜40反射的所述第二光线L3并获取对焦信息，通过所述图像传感器50以及对焦传感器60分工合作，从而实现图像以及对焦，替代了现有的只采用一个传感器进行图像对焦而导致的图像清晰度不高的问题，从而提高了图像拍摄效果，提高用户体验。

具体而言，所述壳体10可以由塑胶件制成。所述壳体10可以是呈矩形或圆柱形等。优选地，所述壳体10包括底板101以及围合于所述底板101周缘上的遮光罩102。所述遮光罩102与所述底板101之间形成所述收容空间11，所述收容空间11包括一开口111，所述开口111朝向背离所述底板101的方向开设。如图所示，所述开口111的开口方向朝向竖直向上的方向设置，从而能够便于将所述开口111外部的光线投至所述镜头20上。在其他实施方式中，所述壳体10还可以是由下盖和盖板构成，然后将所述开口111开设于所述盖板上。

所述镜头20利用透镜或组合透镜聚焦于景物上，从而实现将所述光线L1投射至所述收容空间11内，从而使得所述图像传感器50以及所述对焦传感器60可以清晰地识别景物图像。

本实施例中，所述镜头20包括驱动机构21以及透镜22，所述透镜22位于所述开口111处，并封闭所述开口111。所述开口111外侧的光线经由所述透镜22透射至所述分光镜30上，所述驱动机构21驱动所述透镜22移动，以调节所述透镜22的焦点位置。具体地，所述驱动机构21为音圈马达、中置马达或闭环马达。所述驱动机构21可设于所述透镜22的周侧、下方或者其他位置，以实现驱动所述透镜22移动的效果。所述透镜22包括依次层叠的第一凸透镜221和第二凸透镜222，所述第一凸透镜221和所述第二凸透镜222依次透射所述光线L1。所述镜头20还包括套筒223，所述第一凸透镜221和所述第二凸透镜222依次固定于套筒223的两端，所述套筒223的外侧壁螺接于所述驱动机构21，所述驱动机构21驱动所述套筒223转动，即实现所述套筒223沿所述收容空间11的开口方向进行往复移动，从而驱动所述第一凸透镜221和所述第二凸透镜222沿所述收容空间11的开口方向进行往复移动，进而驱动所述第一凸透镜221和所述第二凸透镜222靠近或远离景物，从而实现所述透镜22的焦点位置调节。在其他实施方式中，所述驱动机构21还可以是电磁驱动，所述透镜22还可以是包括凸透镜和凹透镜的组合透镜。

所述分光镜30与所述镜头20同轴相对设置。本实施例中，所述分光镜30为半反半透镜，从而实现将所述光线L1分成所述第一光线L2以及所述第二光线L3。具体地，所述分光镜30可采用70％透射以及30％反射的组合方式，从而实现既能够透射光线，又能够反射光线的效果。可以理解的是，在其他实施例中，所述分光镜30还可根据实际使用情况调整透射以及反射的组合方式。

进一步地，所述分光镜30为一直角三角形棱镜，所述分光镜30包括一直角面31以及分光面32，所述分光面32与所述直角面31之间形成一45°夹角，如图所示。所述光线L1经由所述镜头20投射至所述分光面32上，在所述分光面32分成所述第一光线L2以及第二光线L3，所述第一光线L2经过所述直角面31直接投射至所述图像传感器50上，所述第二光线L3经过所述分光面32直接反射至所述全反射镜40上。

本实施例中，所述全反射镜40为一直角三角形棱镜，所述全反射镜40包括一全反射面41，所述全反射面41朝向所述分光面32设置，从而能够实现所述第二光线L3经由所述分光面32反射至所述全反射面41上，然后将所述第二光线L3经由所述全反射面41全反射至所述对焦传感器60上，以便于所述对焦传感器60获取所述第二光线L3中的对焦信息。

本实施例中，所述图像传感器50位于所述分光镜30下方。具体地，所述图像传感器50可位于所述直角面31的下方，所述图像传感器50可固定于所述底板101上，并沿所述底板101的长度方向延伸设置，即，所述图像传感器50沿水平方向设置。所述图像传感器50可接收经由所述直角面31透射的所述第一光线L2，进而能够获取所述第一光线L2中的图像信息以及部分亮度信息。优选地，所述图像传感器50为彩色图像传感器，从而能够便于后续的成像。

本实施例中，所述对焦传感器60位于所述图像传感器50的一侧，所述对焦传感器60为PDAF(PhaseDetectionAuto-Focus相位检测自动对焦)传感器，所述对焦传感器60位于所述全反射镜40的下方。具体地，所述对焦传感器60位于所述全反射面41的下方，所述对焦传感器60可贴合所述底板101设置，并且所述对焦传感器60沿所述底板101的长度方向延伸，即，所述对焦传感器60沿水平方向设置，并且所述对焦传感器60与所述图像传感器50相对设置。所述对焦传感器60可接收经由所述全反射面41反射的所述第二光线L3，进而能够获取所述第二光线L3中的相位差信息，从而能够便于后续的对焦。

进一步地，所述图像传感器50以及所述对焦传感器60的有效区域几何中心与所述镜头20的光学成像圆中心重合，并且所述图像传感器50以及所述对焦传感器60的有效区域几何中心至所述镜头20中心的光学最短有效路径相等。本实施例中，所述图像传感器50表面具有多个成像点，所述对焦传感器60表面具有多个有效相位对焦像素，多个所述成像点的中心以及多个所述有效相位对焦像素的中心分别形成所述有效区域几何中心，所述镜头20包括光轴(图中未标识)，所述光轴与所述图像传感器50以及对焦传感器60的有效区域几何中心重合，以保证所述摄像模组100的摄像平整度。此外，所述图像传感器50以及所述对焦传感器60的有效区域几何中心至所述镜头20中心的光学最短有效路径相等，即所述第二光线L2至所述图像传感器50的接收面的距离与所述第三光线L3至所述对焦传感器60的接收面的距离相等，从而能够保证所述图像传感器50与所述对焦传感器60的焦距一致，从而保证快速对焦效果。

当使用所述摄像模组100进行拍照时，所述对焦传感器60能够实时检测对所述第二光线L3的相位差，根据所述相位差信息进行判断焦点的偏差量，从而将所述偏差量传输至所述主板上的所述控制元件上，使得所述控制元件接收所述偏差量并控制所述驱动机构21驱动所述透镜22移动至对焦位置完成对焦，并控制所述图像处理器进行拍照，从而获取所述图像处理器上的图像传感器50传递的图像信息并控制所述显示屏显示所述图像信息，从而达到成像效果。通过所述图像传感器50获取图像信息以及所述对焦传感器60获取对焦信息，从而能够同时完成图像以及对焦信息的获取，从而能够解决现有的采用一个传感器进行对焦而导致的成像不清晰并且增大终端能耗的问题，从而使得对焦更为快速便捷，并且成像效果更佳。

进一步地，所述摄像模组100还包括滤光片70，所述滤光片70固定于所述收容空间11内。本实施例中，所述滤光片70可为蓝玻璃，并且所述滤光片70为方形片状结构。所述滤光片70位于所述分光镜30以及所述全反射镜40下方，用以滤除所述分光镜30以及所述全反射镜40的多余光线。具体地，所述滤光片70位于所述分光镜30、所述图像传感器50之间以及所述全反射镜40、所述对焦传感器60之间，从而能够滤除所述第一光线L2以及第二光线L3中波长较长的光线，从而能够使得所述图像传感器50所识别的图像信息更柔和，并且所述对焦传感器60识别的对焦信息更为精准，进而使得所述摄像模组100可以拍摄出图像信息更柔和的照片，进而提高所述摄像模组100的拍照效果。

进一步地，所述摄像模组100还包括图像处理器(图中未标识)，所述图像传感器与所述图像传感器50以及所述对焦传感器60均电连接，所述图像处理器用以将所述图像传感器50传递过来的图像信息、部分亮度信息、以及所述对焦传感器60传递过来的相位差进行处理并成像。本实施例中，所述图像处理器可设于所述壳体10内，也可设于所述本体上。优选地，所述图像处理器可为设于所述主板上的芯片。

进一步地，所述摄像模组100还包括柔性电路板(图中未标识)，所述柔性电路板电连接于所述图像传感器50和所述对焦传感器60。并且优选地，所述柔性电路板与所述图像处理器电连接，所述柔性电路板实现所述图像传感器50的数字信息和所述对焦传感器60的数字信息的传输，并且所述柔性电路板可设于所述壳体10内或者设于所述本体上，所述柔性电路板可通过连接线或者连接器与所述图像传感器50、对焦传感器60以及所述图像处理器电连接，从而实现所述摄像模组100的可拆卸性，以及增加所述摄像模组100的适配性，方便对所述摄像模组100的维护更换。

本发明提供的摄像模组，通过在镜头下方设置分光镜将经由镜头入射的光线分成第一光线和第二光线，然后在分光镜的一侧上设置全反射镜，第二光线通过全反射镜进行反射，设置图像传感器以及对焦传感器，图像传感器能够接收第一光线，并获取第一光线的图像信息以及部分亮度信息，对焦传感器能够接收第二光线，以获取第二光线中的对焦信息。通过图像传感器以及对焦传感器的分工作用，从而能够实现图像处理并进行快速对焦，替代了现有的采用一个传感器进行图像处理并进行对焦的设计方式，既能够保证对焦的一致性，又能够避免采用单个传感器而出现的图像不清晰，耗电而不利于用户体验的问题，提高图像拍摄效果，进而提高用户体验。

以上所述是本发明的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种摄像模组，其特征在于，所述摄像模组包括壳体、镜头、分光镜、全反射镜、图像传感器以及对焦传感器，所述壳体包括收容空间，所述镜头位于所述收容空间的一端并封闭所述收容空间，所述分光镜固定于所述收容空间内，所述分光镜与所述镜头同轴相对设置，用以将经由所述镜头入射的光线分成第一光线以及第二光线，所述全反射镜固定于所述收容空间内，并位于所述分光镜的一侧，所述全反射镜用以接收并反射所述第二光线，所述图像传感器固定于所述收容空间内，所述图像传感器用以接收所述第一光线并获取所述第一光线中的图像信息以及部分亮度信息，所述对焦传感器固定于所述收容空间内，并位于所述图像传感器的一侧，所述对焦传感器用以接收经由所述全反射镜反射出来的第二光线，并获取所述第二光线中的对焦信息。

2.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述图像传感器位于所述分光镜下方，所述对焦传感器位于所述全反射镜下方，所述图像传感器为彩色图像传感器，所述对焦传感器为相位检测对焦传感器。

3.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述摄像模组还包括图像处理器，所述图像处理器与所述图像传感器以及对焦传感器电连接，所述图像处理器用以将所述图像传感器传递过来的图像信息、部分亮度信息、以及所述对焦传感器传递过来的对焦信息进行处理并成像。

4.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述摄像模组还包括一滤光片，所述滤光片固定于所述收容空间内，所述滤光片位于所述分光镜以及所述全反射镜下方，用以滤除经过所述分光镜以及所述全反射镜的多余光线。

5.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述镜头包括驱动机构和透镜，所述透镜位于所述开口处，所述开口外侧的光线经所述透镜透射至所述分光镜，所述驱动机构驱动所述透镜移动，以调节所述透镜的焦点位置。

6.根据权利要求5所述的摄像模组，其特征在于，所述驱动马达为音圈马达、中置马达或闭环马达。

7.根据权利要求5所述的摄像模组，其特征在于，所述透镜包括依次层叠的第一凸透镜和第二凸透镜，所述第一凸透镜和所述第二凸透镜依次透射所述光线。

8.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述摄像模组还包括柔性电路板，所述柔性电路板位于所述壳体内部，所述柔性电路板与所述图像传感器以及对焦传感器电连接。

9.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述图像传感器以及对焦传感器的有效区域几何中心与所述镜头的中心重合，并且所述图像传感器以及所述对焦传感器的有效区域几何中心至所述镜头中心的光学最短有效路径相等。

10.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括本体、显示屏、主板、设置于主板的控制元件以及如权利要求1～9任意一项所述的摄像模组，所述摄像模组、显示屏以及主板均固定于所述本体，所述摄像模组和所述显示屏均电连接所述控制元件，所述控制元件控制所述摄像模组进行拍照，以获取所述摄像模组的图像信息并控制所述显示屏显示所述图像信息。