本發(fā)明實施例涉及光學成像技術領域，尤其涉及一種攝像頭組件及使用該攝像頭組件的拍攝裝置和飛行器。

背景技術：

隨著攝像技術的發(fā)展，定焦攝像頭組件由于具有設計簡單，對焦速度快，成像質量穩(wěn)定的優(yōu)點，在各種用途的攝像電子設備中得到廣泛的應用。

目前常用的定焦攝像頭組件一般包括鏡頭、鏡座及圖像傳感器芯片；其中，鏡頭設置在鏡座上，圖像傳感器芯片設在鏡頭與鏡座形成的容納空間中。鏡頭中設有塑料鏡片，塑料鏡片對外界溫度敏感，當圖像傳感器芯片散熱，或者環(huán)境溫度升高時，塑料鏡片受熱發(fā)生熱膨脹，塑料鏡片的形狀發(fā)生變化，導致鏡頭的焦距發(fā)生變化，使得鏡頭出現(xiàn)失焦現(xiàn)象，成像品質不佳。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供一種攝像頭組件及使用該攝像頭組件的拍攝裝置和飛行器，該攝像頭組件可以補償鏡片膨脹引起的焦距變化量。

一方面，本發(fā)明實施例提供一種攝像頭組件，包括：鏡座和安裝在鏡座上的鏡頭組件，所述鏡頭組件包括至少一個透鏡構成的鏡片；所述鏡座包括連接件，所述連接件用于在所述鏡座內部溫度升高時帶動所述鏡頭組件沿所述鏡片的光軸方向移動預設位移，所述預設位移用于補償所述鏡片膨脹引起的焦距變化量。

另一方面，本發(fā)明實施例提供一種拍攝裝置，所述拍攝裝置包括拍攝裝置的本體和設置于所述本體上的攝像頭組件，所述攝像頭組件包括鏡座和安裝在鏡座上的鏡頭組件，所述鏡頭組件包括至少一個透鏡構成的鏡片；所述鏡座包括連接件，所述連接件用于在所述鏡座內部溫度升高時帶動所述鏡頭組件沿所述鏡片的光軸方向移動預設位移，所述預設位移用于補償所述鏡片膨脹引起的焦距變化量。

再一方面，本發(fā)明實施例提供一種飛行器，該飛行器包括機身以及安裝于所述機身的拍攝裝置，所述拍攝裝置包括拍攝裝置的本體和設置在所述本體上的攝像頭組件，所述攝像頭組件包括：鏡座和安裝在鏡座上的鏡頭組件，所述鏡頭組件包括至少一個透鏡構成的鏡片；所述鏡座包括連接件，所述連接件用于在所述鏡座內部溫度升高時帶動所述鏡頭組件沿所述鏡片的光軸方向移動預設位移，所述預設位移用于補償所述鏡片膨脹引起的焦距變化量。

本發(fā)明實施例提供的攝像頭組件及使用該攝像頭組件的拍攝裝置和飛行器，該攝像頭組件包括鏡座和安裝在鏡座上的鏡頭組件，鏡頭組件包括至少一個透鏡構成的鏡片；鏡座包括連接件，連接件在鏡座內部溫度升高時帶動鏡頭組件沿鏡片的光軸方向移動預設位移，該預設位移用于補償鏡片膨脹引起的焦距變化量，從而保證了攝像頭組件在溫度變化后的焦平面的位置與溫度變化前的焦平面的位置重合，使得攝像頭組件可以拍攝清晰的圖像。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明提供的攝像頭組件的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的攝像頭組件的工作原理示意圖；

圖3為本發(fā)明提供的攝像頭組件的爆炸結構示意圖；

圖4為本發(fā)明提供的攝像頭組件的視場角示意圖；

圖5為本發(fā)明提供的攝像頭組件的俯視示意圖；

圖6為圖5中的a-a面的截面示意圖；

圖7為本發(fā)明提供的飛行器的結構示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本實施例提供的攝像頭組件，可以應用到各種攝像領域，以克服鏡片熱膨脹導致的鏡頭失焦的問題。該攝像頭組件不僅可以應用到各種電子設備中，例如手機、平板、攝像機、相機等具有攝像功能的電子設備中，還可以應用到飛行器、無人車、無人船等。在本實施例中，以該攝像頭組件應用于飛行器為例，進行詳細說明。

下面以具體地實施例對本實施例的攝像頭組件以及飛行器的結構和實現(xiàn)原理進行詳細說明。下面這幾個具體的實施例可以相互結合，對于相同或相似的概念或過程在某些實施例中不再贅述。

圖1為本發(fā)明提供的攝像頭組件的結構示意圖。如圖1所示，該攝像頭組件包括鏡座20和安裝在鏡座20上的鏡頭組件40，鏡頭組件40包括至少一個透鏡構成的鏡片；

鏡座20包括連接件，連接件用于在鏡座20內部溫度升高時帶動鏡頭組件40沿鏡片的光軸方向移動預設位移，該預設位移用于補償鏡片膨脹引起的焦距變化量。

在本實施例中，該連接件具體可以為具有熱脹冷縮功能的連接結構?？梢詭隅R頭組件移動預設位移。該連接件可以與鏡頭組件連接，也可以與鏡頭組件不連接。以連接件帶動鏡頭組件向上移動為例，在連接時，該連接件可以與鏡頭組件遠離鏡座的一端連接，并從鏡頭組件遠離鏡座的一端帶動鏡頭組件向上移動，該連接件也可以與鏡頭組件靠近鏡座的一端連接，并從鏡頭組件靠近鏡座的一端推動鏡頭組件向上移動。上述僅示意性的示出了連接的實現(xiàn)方式，對于連接件與鏡頭組件的其它連接關系，本實施例此處不做特別限制。當連接件與鏡頭組件不連接時，該連接件與鏡頭組件之間設置中間媒介，通過連接件驅動中間媒介來使鏡頭組件移動預設位移。

在圖1中示出了一種可行的實現(xiàn)方式，如圖1所示，該連接件具體可以為熱膨脹件30，該熱膨脹件30的頂端與鏡頭組件40連接。鏡頭組件40包括至少一個透鏡構成的鏡片。在組成鏡片的材料中，存在至少一個鏡片的材質為塑料，其它鏡片的材質可以為玻璃等材質。

在具體實現(xiàn)過程中，在溫度升高時，熱膨脹件30發(fā)生熱膨脹，鏡片發(fā)生熱膨脹，此時熱膨脹件30帶動鏡頭組件40沿鏡片的光軸方向移動預設位移，以補償鏡片膨脹引起的焦距變化量。

下面結合圖2，對本發(fā)明提供的攝像組件的實現(xiàn)原理進行詳細說明。圖2為本發(fā)明提供的攝像頭組件的工作原理示意圖。如圖2所示，(一)代表了在鏡頭組件40未受熱時，焦平面的位置。具體的，在鏡頭組件40未受熱時，光路如實線所示，此時，正常的焦平面所處的位置為a1，該正常的焦平面所處的位置即圖像傳感器芯片所處的平面l。(二)代表了現(xiàn)有技術中的鏡頭組件40受熱時，焦平面的位置。具體地，在鏡頭組件40受熱時，鏡頭組件40中的鏡片發(fā)生熱膨脹，在圖2所示的視角中，鏡片發(fā)生熱膨脹之后，具體的光路如虛線所示，此時焦平面所處的位置為a2，即焦平面下移距離y，此時焦平面沒有落在圖像傳感器芯片上。(三)代表了在攝像頭組件中設置熱膨脹件時，鏡頭組件40受熱時，焦平面的位置。具體地，在圖2所示的視角中，在鏡頭組件40受熱時，鏡片發(fā)生熱膨脹，將會導致焦平面下移，但與此同時，熱膨脹件受熱膨脹，在受熱膨脹之后，熱膨脹件沿鏡片的光軸方向的長度延長，從而帶動鏡頭組件向遠離圖像傳感器芯片的方向移動，即帶動鏡頭組件向上移動，在本實施例中，熱膨脹件30沿光軸方向的膨脹位移量與鏡片沿光軸方向的焦平面的位移量相等，即焦平面下移的距離y與鏡頭組件上移的距離x相等，最終的焦平面a2落在了圖像傳感器芯片所處的平面l，從而保證溫度變化后的焦平面與溫度變化前的焦平面重合，即始終落在所述圖像傳感器芯片上，進而保證了成像的清晰。本實施例使得連接件向上帶動鏡頭組件移動的距離與焦平面向下移動的距離相等，從而保證了焦平面始終位于圖像傳感器芯片所處的平面上，使得攝像頭組件可以拍攝清晰的圖像。

本領域技術人員可以理解，物體受熱膨脹伸長量＝溫差×物體長度×熱膨脹率。通過有限次實驗可以得到鏡頭的焦平面隨著溫度升高的移動量，從而得到焦平面移動量與溫升的對應關系。最終的實驗數(shù)據(jù)顯示焦平面移動量與溫升的關系呈現(xiàn)線性關系。由于溫差是環(huán)境給定的，因此，可以選擇一種熱膨脹率盡可能高的材料，通過上述公式求得熱膨脹件的長度?？蛇x地，還可以根據(jù)攝像頭組件的整體尺寸，先確定熱膨脹件的長度，然后確定熱膨脹率，最終選擇熱膨脹率對應的材質。即本實施例中的熱膨脹件的材質為滿足預設熱膨脹系數(shù)的塑料。本實施例對熱膨脹件的材質以及熱膨脹件的熱膨脹率不做特別限制，只要可以補償鏡片膨脹引起的焦距變化量即可。

本實施例提供的攝像頭組件，該攝像頭組件包括鏡座和安裝在鏡座上的鏡頭組件，鏡頭組件包括至少一個透鏡構成的鏡片；鏡座包括連接件，連接件在鏡座內部溫度升高時帶動鏡頭組件沿鏡片的光軸方向移動預設位移，該預設位移用于補償鏡片膨脹引起的焦距變化量，從而保證了溫度變化后的焦平面的位置和溫度變化前的焦平面的位置重合，使得攝像頭組件可以拍攝清晰的圖像。

下面結合圖3至圖5，對本實施例提供的攝像頭組件的結構進行詳細說明。

圖3為本發(fā)明提供的攝像頭組件的爆炸結構示意圖，圖5為本發(fā)明提供的攝像頭組件的俯視示意圖，圖6為圖5中的a-a面的截面示意圖。如圖3、圖5以及圖6所示，該熱膨脹件30為環(huán)繞鏡頭組件設置的熱膨脹環(huán)。

本實施例的熱膨脹環(huán)的頂端與鏡頭組件40連接，通過熱膨脹環(huán)環(huán)繞熱膨脹件設置，熱膨脹環(huán)在帶動鏡頭組件40向上移動時，可以使得鏡頭組件40受力平衡，保證焦平面不會發(fā)生傾斜。

可選地，該熱膨脹環(huán)頂端邊緣凹陷形成有凹部33。例如，在圖3所示的實施例中，熱膨脹環(huán)頂端的邊緣凹陷形成至少兩個凹部33，各凹部等間距設置。對應地，相鄰的兩個凹部之間形成凸部34，該凸部34用于在鏡座內部溫度升高時帶動鏡頭組件40沿鏡片的光軸方向移動預設位移。

在具體實現(xiàn)過程中，攝像頭組件中的鏡頭存在視場角，具體如圖4所示。圖4為本發(fā)明提供的攝像頭組件的視場角示意圖。由圖4所示，鏡頭的視場角一般為90-100度左右，為一個圓錐面。在本實施例中，為了保證攝像頭組件具有良好的視場角，因此，在熱膨脹環(huán)頂端邊緣凹陷形成有凹部，該凹部可以避開鏡頭的視角，使得鏡頭的視角完整。同時，在相鄰的兩個凹部之間形成凸部34，該凸部34可以與鏡頭組件40進行連接，以帶動鏡頭組件40沿鏡片的光軸方向移動預設位移。

下面采用一個具體的實施例，對熱膨脹環(huán)的結構進行詳細說明。

在一種可行的實現(xiàn)方式中，鏡座20還包括安裝座21，鏡頭組件40設置在安裝座21的容納腔中，熱膨脹環(huán)設置在安裝座21上。本實施例中的熱膨脹環(huán)為環(huán)繞設置的環(huán)形，對應地該安裝座21為環(huán)繞設置的凸臺結構，該熱膨脹環(huán)的每一凸部34均對應套設在凸臺的一個角部?？梢岳斫?，所述熱膨脹環(huán)可以為多邊形環(huán)、圓環(huán)、橢圓環(huán)、不規(guī)則圓弧拼接的環(huán)狀等；所述安裝座21可為多邊形凸臺、環(huán)狀凸臺、橢圓環(huán)狀凸臺、多段圓弧拼接的環(huán)繞結構的凸臺。

在本實施例中，凸部34的內側還可以設置用于套設凸臺的角部的凹槽?？蛇x地，凸臺的角部還可以設置有倒角211，該凸部34可以套設在凸臺的倒角211上。本實施例的凸臺的角部設置的倒角211，在熱膨脹環(huán)向上延伸時，減少了對熱膨脹環(huán)的磨損。

具體地，請繼續(xù)參照圖3，在圖3所示的實施例中，鏡座20為正方體，則對應的熱膨脹環(huán)為四邊形熱膨脹環(huán)，該四邊形熱膨脹環(huán)包括四個凹部和四個凸部，凹部和凸部間隔設置。該凹部可以避開鏡頭的視角，該凸部可以與鏡頭組件連接。

下面采用詳細的實施例來說明熱膨脹環(huán)與鏡頭組件的連接的具體實現(xiàn)方式。

請繼續(xù)參照圖3以及圖6。鏡頭組件40還包括外殼，鏡片安裝在外殼中，外殼與熱膨脹環(huán)連接。例如，該外殼可以通過粘結、搭接、鎖扣、卡合等方式與熱膨脹環(huán)連接。對于外殼與熱膨脹環(huán)的具體連接方式，本實施例此處不做特別限制。

本實施例此處提供外殼與熱膨脹環(huán)連接的一種具體的實現(xiàn)方式。在本實施例中，該外殼包括鏡筒10和設置在鏡筒外圍的剛性連接架400，鏡片安裝在鏡筒10中，剛性連接架400與熱膨脹環(huán)30連接。

該剛性連接架400具體可以由剛性材料制成，該剛性材料在受熱后不會發(fā)生變形。該熱膨脹環(huán)的頂端與剛性連接架400連接。

可選地，鏡座還包括設置在安裝座21底部的底座22，熱膨脹環(huán)的底端的端面與底座22的頂端連接。例如，熱膨脹環(huán)的底端的端面與底座22的頂端通過粘接的方式實現(xiàn)連接?？梢岳斫猓鰺崤蛎洯h(huán)也可通過卡合、扣合等方式和底座22連接。

本實施例通過設置剛性連接架，可以在熱膨脹環(huán)的長度大于鏡筒的長度時，即熱膨脹環(huán)在沿光軸方向上的長度大于安裝座21的長度時，實現(xiàn)熱膨脹環(huán)與鏡筒的連接。即通過剛性連接架反向固定鏡筒，然后剛性連接架與熱膨脹環(huán)的頂端連接。

在具體實現(xiàn)過程中，當鏡座內部受熱時，鏡片受熱發(fā)生熱膨脹，導致焦平面向下移動，而此時熱膨脹環(huán)受熱發(fā)生熱膨脹，由于熱膨脹環(huán)的底端的端面與底座22的頂端連接，熱膨脹環(huán)在受熱發(fā)生熱膨脹后，由于底座22的限制，熱膨脹環(huán)只能向底座22相反的方向延伸，即熱膨脹環(huán)向遠離所述底座22的方向延伸，熱膨脹環(huán)延伸的過程中，帶動剛性連接架400向遠離底座22的方向移動，該剛性連接架400再帶動鏡筒移動，剛性連接架400帶動鏡筒向遠離底座22移動的距離與焦平面向靠近底座22移動的距離相等，從而實現(xiàn)了溫度變化后焦平面的位置與溫度變化前焦平面的位置重合，從而使得焦平面始終落在感測圖像的圖像傳感器芯片上，使得攝像頭組件可以拍攝清晰的圖像。

下面結合圖3以及圖6，對剛性連接架400的結構進行詳細說明。如圖3和圖6所示，該剛性連接架400包括承載部41以及設置在承載部41邊緣的固定部42；其中，承載部41與鏡筒10連接，固定部42與熱膨脹環(huán)的頂端32連接。

在具體實現(xiàn)過程中，承載部41可以通過粘結、卡設、搭接、套設等連接方式與鏡筒連接，即將鏡筒設置在承載部41的底部?？蛇x地，承載部41上設置有通孔411，通孔411朝向鏡筒10的一側連接有環(huán)形固定件412，環(huán)形固定件412與鏡筒10連接?？蛇x地，該鏡筒10可以通過粘結的方式與環(huán)形固定件412連接。

如圖3所示，承載部41朝向鏡座20的投影面積大于鏡筒10朝向鏡座20的投影面積，則鏡筒10設置在鏡座20形成的容納腔內，而該承載部41則設置在鏡頭10的上方，并被容納腔的上緣23所承載。

本實施例通過設置通孔以及環(huán)形固定件，一方面可以將鏡筒固定設置在承載部的底部，另一方面，該通孔保證了鏡頭的視野。

進一步地，如圖3所示，固定部42包括立柱421和凸起422，立柱421的第一端與承載部41連接，凸起422設置在立柱421的第二端，且凸起422與熱膨脹環(huán)的頂端31連接。

在本實施例中，該凸起422與熱膨脹環(huán)的頂端31連接。以圖3為例，該凸起422搭設在熱膨脹環(huán)的凸部31上，并通過粘結的方式進行固定。

進一步地，在上述實施例的基礎上，本實施例提供的攝像頭組件還包括圖像傳感器芯片，所述圖像傳感器芯片設置于所述鏡座的容納腔內并設置于鏡座的底部。從而當熱膨脹環(huán)帶動所述鏡頭的位置發(fā)生變化，而保證鏡頭的焦平面始終落在所述圖像傳感器芯片上。

進一步地，本實施例中的攝像頭組件還包括設置在鏡座底部的基板，所述圖像傳感器芯片設置在基板上。

下面以一個具體的實施例，來說明上述的攝像頭組件應用到飛行器的具體示意。當該攝像頭組件應用到飛行器上時，該飛行器可以實現(xiàn)各種航拍的功能。

圖7為本發(fā)明提供的飛行器的結構示意圖。該飛行器例如可以為無人飛行器。如圖7所示，該飛行器包括機身100以及安裝于該機身100的攝像頭組件(未示出)。對于該攝像頭組件的具體實現(xiàn)方式，可參見上述圖1至圖6所示的實施例，本實施例此處不再贅述。

在本實施例中，飛行器還包括動力組件110，動力組件110包括螺旋槳111和驅動螺旋槳111轉動的電機112，以提供飛行器的升力。

該機身100包括機體中心部120和沿機體中心部120延伸的至少一個機臂130。上述的動力組件110可以設置在機臂130上。

可選地，機身100包括上殼體101和下殼體102；其中，

上殼體101和下殼體102對合設置，形成了機體中心部120和沿機體中心部120延伸的至少一個機臂130。

可選地，無人機還包括：金屬腔體(未示出)和腳架150；

該金屬腔體設置在上殼體101和下殼體102之間，金屬腔體用于放置電池，腳架150設置在下殼體102的下方。

可選地，該攝像頭組件可以包括設置在機體上的云臺140。具體地，該云臺140設置在機體中心部120的下方，云臺140上設置有安裝部141，鏡座安裝在安裝部上。

需要說明的是，圖7只是以示例的形式示意出一種飛行器的實體結構圖，并不是對飛行器結構的限定，本發(fā)明對飛行器的結構不作具體限定。

本實施例提供的飛行器，包括機身以及安裝于機身的攝像頭組件，該攝像頭組件包括：鏡座和安裝在鏡座上的鏡頭組件，鏡頭組件包括至少一個透鏡構成的鏡片；鏡座包括連接件，連接件用于在鏡座內部溫度升高時帶動鏡頭組件沿鏡片的光軸方向移動預設位移，預設位移用于補償鏡片膨脹引起的焦距變化量，本實施例使得飛行器在航拍過程中，在鏡座內的溫度升高時，溫度變化后焦平面的位置與溫度變化前焦平面的位置重合，使得攝像頭組件可以拍攝清晰的圖像。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。