CN107071254A - 摄像头组件及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种摄像头组件及电子设备，摄像头组件包括：镜头底座、多个层叠设置的镜片、SMA形变件和供电电路。镜片设于镜头底座；任意相邻的镜片中至少存在一对镜片，该对镜片之间设有SMA形变件，SMA形变件适于产生形变以调整相邻的两个镜片之间的距离。供电电路与SMA形变件连接以驱动SMA形变件产生形变。根据本发明的摄像头组件，通过在镜头底座上层叠设置多个镜片，且任意相邻的镜片中至少存在一对镜片的镜片之间设置有SMA形变件，SNA形变件与供电电路连接。由此，可以通过控制供电电路中的电流变化，控制SMA形变件的形变，从而可以调整镜片之间的不同距离，进而实现摄像头组件的光学变焦，提高了摄像头组件的拍摄效果。
Description
技术领域
本发明涉及电子设备技术领域，具体而言，尤其涉及一种摄像头组件及电子设备。
背景技术
相关技术中，相机通过驱动装置移动镜片，实现光学变焦。在手机尺寸受约束的情况下，摄像头组件内不能容纳较大的驱动装置，无法通过移动镜片实现光学变焦，极大地影响了手机拍照的适用场景和创作方向。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种摄像头组件，所述摄像头组件具有结构紧凑、操作方便的优点。
本发明还提出一种电子设备，所述电子设备包括上述所述的摄像头组件。
根据本发明实施例的摄像头组件，包括：镜头底座；多个层叠设置的镜片，所述镜片设于所述镜头底座；SMA形变件，任意相邻的所述镜片中至少存在一对镜片，该对镜片之间设有所述SMA形变件，所述SMA形变件适于产生形变以调整相邻的两个所述镜片之间的距离；和供电电路，所述供电电路与所述SMA形变件连接以驱动所述SMA形变件产生形变。
根据本发明实施例的摄像头组件，通过在镜头底座上层叠设置多个镜片，且任意相邻的镜片中至少存在一对镜片的镜片之间设置有SMA形变件，SNA形变件与供电电路连接。由此，可以通过控制供电电路中的电流变化，可以控制SMA形变件的形变，从而可以带动镜片移动以调整镜片之间的不同距离，进而实现摄像头组件的光学变焦。扩大了摄像头组件的场景适用范围，提高了摄像头组件的拍摄效果。
根据本发明的一些实施例，任意相邻的两个所述镜片之间设有多个所述SMA形变件。由此，可以降低单个SMA形变件的受力，防止SMA形变件发生断裂。
可选地，多个所述SMA形变件沿所述镜片的周向方向间隔分布。由此，可以增强SMA形变件驱动镜片移动的平稳性。
进一步地，多个所述SMA形变件均匀分布。由此，可以进一步增强SMA形变件驱动镜片移动的平稳性。
在本发明的一些实施例中，所述SMA形变件呈直线型、螺旋线型或块状。由此，通过将SMA形变件设置为直线型，便于SMA形变件的加工制造，从而可以降低生产成本；通过将SMA形变件设置为螺旋线型，可以使SMA形变件具有良好的弹性，提高SMA形变件的受力强度，并便于SMA形变件弹性恢复；通过将SMA形变件设置为块状，可以提高SMA形变件的结构强度，从而延长SMA形变件的使用寿命。
根据本发明的一些实施例，多个所述镜片中的一个为固定镜片，其余为变焦镜片。由此，可以通过SMA形变件驱动变焦镜片移动，以实现摄像头组件的变焦。
在本发明的一些实施例中，所述镜头底座具有滑动槽，所述镜片沿所述滑动槽可移动。由此，可以通过滑动槽限定镜片的移动方向。
进一步地，所述滑动槽内设有滚珠。由此，可以降低镜片移动时，镜片与滑动槽间的摩擦力，从而可以减小摄像头组件的磨损。
可选地，所述镜头底座上设有限位凸起。由此，可以通过限位凸起限定镜片的移动范围，防止镜片移动距离过大造成摄像头内部组件的损坏。
根据本发明实施例的电子设备，包括上述所述的摄像头组件。
根据本发明实施例的电子设备，通过在摄像头组件内层叠设置多个镜片，且镜片之间设置有SMA形变件，SMA形变件与供电电路连接。由此，可以通过控制供电电路内电流的变化调整SMA形变件的形变，进而通过SMA形变件带动镜片移动，实现了摄像头组件的变焦，提高了摄像头组件的拍摄效果，进而提高了电子设备的整体性能。本发明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，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的摄像头组件的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的摄像头组件的结构示意图；
图3是根据本发明实施例的摄像头组件的局部结构示意图；
图4是根据本发明实施例的电子设备的结构示意图。
附图标记：
摄像头组件100，
镜头底座10，滑动槽110，滚珠111，限位凸起112，
镜片20，第一镜片210，第二镜片220，第三镜片230，
SMA形变件30，
电子设备500，显示单元530。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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发明和简化描述，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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的摄像头组件100及电子设备500。
如图1和图2所示，根据本发明实施例的摄像头组件100，摄像头组件100包括：镜头底座10、镜片20、SMA形变件30和供电电路(图中未示出)。
具体而言，镜片20具有多个且层叠设于镜头底座10，由此，镜头底座10可以支撑固定镜片20。而且通过层叠设置多个镜片20，可以通过调整多个镜片20之间的相对距离，实现摄像头组件100的光学变焦，扩大了摄像头组件100拍摄的适用场景并提高了拍摄效果。
任意相邻的镜片20中至少存在一对镜片20，该对镜片20之间设有SMA形变件30，SMA形变件30适于产生形变以调整相邻的两个镜片20之间的距离。可以理解的是，多个镜片20层叠设置，每相邻的两个镜片20构成一对。其中，在至少一对镜片20间设置SMA形变件30。由此，通过控制SMA形变件30的形变量可以调整相邻的两个镜片20之间的距离，以实现摄像头组件100的光学变焦。
为方便理解，以一个具体的实施例描述SMA形变件30布局设置。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对本发明的具体限定。
如图2所示，镜头底座10上层叠设置有四个镜片20，每相邻的两个镜片20构成一对镜片20。四个层叠的镜片20构成a、b、c三对镜片20。在a、b、c三对镜片20中，至少有一对镜片20内设置有SMA形变件30。具体地，a、b、c三对镜片20中，设置SMA形变件30的布局设置具有如下情形：
(1)a、b、c三对镜片20中仅有一对镜片20内设有SMA形变件30；(2)a、b、c三对镜片20中有两对镜片20内设有SMA形变件30；(3)a、b、c三对镜片20中均设有SMA形变件30。由此，可以通过SMA形变件30的形变调整多个镜片20之间的距离，实现摄像头组件100的光学变焦。
可以理解的是，摄像头组件100不局限于层叠设置四个镜片20，可以根据不同摄像头组件100的拍摄性能要求和摄像头组件100内部空间大小进行相应地调整。
供电电路与SMA形变件30连接以驱动SMA形变件30产生形变。由此，可以通过供电电路中电流变化对SMA的形变进行调整，控制方便、调整精确。需要说明的是，SMA(ShapeMemory Alloys)为记忆合金片，是一种在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形，恢复其变形前原始形状的合金材料，即拥有“记忆”效应的合金。
SMA形变件30的温度变化与供电电路的通电电流的大小相关，由此，通过控制供电电路电流的大小即可控制SMA形变件30的温度变化，进而可以控制SMA形变件30的形变量。还需说明的是，SMA形变件30的形变量与温度之间存在定量关系，从而可以通过控制供电电路流经SMA形变件30的电流，控制SMA形变件30的温度变化量，进而可以控制SMA形变件30的形变量。由此可以精确控制镜片20的移动量，即可以调整镜片20之间的距离，进而实现摄像头组件100的变焦。可以理解的是，通过SMA形变件30随温度形状变化的特性，精确地对镜片20之间的距离进行控制，从而实现摄像头组件100不同焦距的调整，实现背景虚化并增强拍摄效果，同时获得更优秀的影像效果。而对于SMA形变件30上电流的控制，只需使用一颗Driver IC即可实现。而驱动电流与相变位移的关系，可以通过实际测量来形成DATAsheet，精度可达1um。
根据本发明实施例的摄像头组件100，通过在镜头底座10上层叠设置多个镜片20，且任意相邻的镜片20中至少存在一对镜片20的镜片20之间设置有SMA形变件30，SNA形变件与供电电路连接。由此，可以通过控制供电电路中的电流变化，可以控制SMA形变件30的形变，从而可以带动镜片20移动以调整镜片20之间的不同距离，进而实现摄像头组件100的光学变焦。扩大了摄像头组件100的场景适用范围，提高了摄像头组件100的拍摄效果。
根据本发明的一些实施例，如图1和图2所示，任意相邻的两个镜片20之间可以设有多个SMA形变件30。由此，通过在两个镜片20之间设置多个SMA形变件30，可以使驱动镜片20移动的作用力分散到各个SMA形变件30上，从而降低单个SMA形变件30的受力，以防止SMA形变件30受力过大断裂。而且，设置多个SMA形变件30，可以使驱动镜片20移动的作用力更加均匀，有利于提高镜片20移动的稳定性和平衡性。
可选地，多个SMA形变件30沿镜片20的周向方向间隔分布。由此，可以使多个SMA形变件30驱动镜片20移动的驱动力更加均匀的传递至镜片20，以提高镜片20移动的顺畅性。进一步地，多个SMA形变件30可以均匀分布。由此，进一步提高了SMA驱动力的均匀性，使镜片20的受力更加均匀，从而进一步增强了镜片20移动的平稳性。
在本发明的一些实施例中，SMA形变件30可以呈直线型、螺旋线型或块状。也就是说，SMA形变件30可以设置为直线型，如图1和图2所示，由此，便于SMA形变件30的加工制造，从而可以降低生产成本；SMA形变件30也可以设置为螺旋线型，由此，可以使SMA形变件30具有良好的弹性，可以提高SMA形变件30的受力强度，并利于SMA形变件30的形变恢复；SMA形变件30还可以设置为块状，由此，可以提高SMA形变件30的结构强度，防止SMA形变件30发生断裂，延长了形变件的使用寿命。
根据本发明的一些实施例，多个镜片20中的一个为固定镜片20，其余为变焦镜片20。由此，可以使固定镜片20相对于镜头底座10的位置可以固定不动，通过SMA形变件30调整变焦镜片20间的距离实现摄像头组件100的变焦。
在本发明的一些实施例中，如图1所示，镜头底座10具有滑动槽110，镜片20沿滑动槽110可移动。由此，可以使镜片20的移动更加顺畅，而且滑槽可以对镜片20的移动方向限位、控制，防止镜片20移动时发生偏移，造成与其它部件之间的干涉磨损。
进一步地，如图1所示，滑动槽110内可以设有滚珠111。由此，可以减小镜片20在滑动槽110内移动时的摩擦力，减小摄像头组件100内各部件之间的磨损。而且，设置滚珠111可以使镜片20在滑槽内的移动更加顺畅，从而可以降低SMA形变件30的驱动力要求。
可选地，如图1所示，镜头底座10上可以设有限位凸起112。由此，通过限位凸起112可以限定出镜片20的移动范围，防止镜片20移动范围过大造成部件间的碰撞损坏。如图1所示，在滑动槽110的端部设置有限位凸起112，限位凸起112可以为具有一定弹性的材质制成，以防止镜片20移动至限位凸起112处造成损坏。
为方便理解，以一个具体的实施例描述SMA形变件30驱动镜片20移动过程。
如图3所示，镜头底座10层叠设置有三个镜片20：第一镜片210、第二镜片220和第三镜片230。第一镜片210和第三镜片230固定于镜头底座10。第二镜片220与第三镜片230之间设置有SMA形变件30，SMA形变件30与供电电路连接。通过控制供电电路内电流量的大小对SMA形变件30的温度进行调节，从而使SMA形变件30发生形变。
如图3所示，当SMA形变件30发生形变而收缩时，SMA形变件30向靠近第三镜片20的方向移动(如图3中箭头m所示)，并带动第二镜片20沿滑动槽110向靠近第三镜片230、远离第一镜片210的移动移动(如图3中箭头m所示)，从而缩短了第二镜片220与第三镜片230之间的距离，并增大了第二镜片220与第一镜片210之间的距离；当SMA形变件30发生形变而延长时，SMA形变件30向远离第三镜片230的方向移动(如图3中箭头n所示)，并带动第二镜片220向远离第三镜片230、靠近第一镜片210的方向移动，从而缩短了第二镜片220与第一镜片210之间的距离，并增大了第二镜片220与第三镜片230之间的距离。由此，通过SMA形变件30的形变控制镜片20的移动。
在本发明的一些实施例中，摄像头组件100还可以包括检测电路和控制电路(图中未示出)。检测电路可以测量SMA形变件30的电阻值，并通过电阻值计算SMA形变件30当前长度，并将SMA形变件30的长度信息传递至控制电路。控制电路可以根据长度反馈信息对供电电路的电流大小进行调整。由此，可以精确的调整SMA形变件30的形变量，从而可以驱动镜片20更加精确的移动变焦。
根据本发明实施例的电子设备500，包括上述的摄像头组件100。需要说明的是，作为在此使用的“电子设备500”包括，但不限于被设置成经由有线线路连接(如经由公共交换电话网络(PSTN)、数字用户线路(DSL)、数字电缆、直接电缆连接，以及/或另一数据连接/网络)和/或经由(例如，针对蜂窝网络、无线局域网(WLAN)、诸如DVB-H网络的数字电视网络、卫星网络、AM-FM广播发送器，以及/或另一通信终端的)无线接口接收/发送通信信号的装置。电子设备500的示例包括，但不限于卫星或蜂窝电话；可以组合蜂窝无线电电话与数据处理、传真以及数据通信能力的个人通信系统(PCS)终端；可以包括无线电电话、寻呼机、因特网/内联网接入、Web浏览器、记事簿、日历以及/或全球定位系统(GPS)接收器的PDA；以及常规膝上型和/或掌上型接收器或包括无线电电话收发器的其它电子装置。
电子设备500可以是各种能够从外部获取数据并对该数据进行处理的设备，或者，电子设备500可以是各种内置有电池，并能够从外部获取电流对该电池进行充电的设备，例如，手机(如图4中所示实施例)、平板电脑、计算设备或信息显示设备等。手机仅为一种电子设备500设备的举例，本发明并未特别限定，本发明可以应用于手机、平板电脑等电子设备，本发明对此不做限定。
在本发明实施例中，手机可以包括射频电路、存储器、输入单元、无线保真(WiFi，wireless fidelity)模块、显示单元530、传感器、音频电路、处理器、摄像头组件100、电池等部件。
其中，射频电路可用于在收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，特别地，将基站的下行信息接收后，给处理器处理；另外，将手机上行的数据发送给基站。通常，射频电路包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器、双工器等。此外，射频电路还可以通过无线通信与网络和其他设备通信。
存储器可用于存储软件程序以及模块，处理器通过运行存储在存储器的软件程序以及模块，从而执行手机的各种功能应用以及数据处理。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
输入单元可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与手机的用户设置以及功能控制有关的键信号。具体地，输入单元可包括触控面板以及其他输入设备。触控面板，也称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板上或在触控面板附近的操作)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。
可选的，触控面板可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器，并能接收处理器发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板。除了触控面板，输入单元还可以包括其他输入设备。具体地，其他输入设备可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种。
显示单元530可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及手机的各种菜单。显示单元530可包括显示面板，可选的，可以采用液晶显示单元530(LCD，LiquidCrystal Display)、有机发光二极管(OLED，Organic Light-Emitting Diode)等形式来配置显示面板。进一步的，触控面板可覆盖显示面板，当触控面板检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器以确定触摸事件的类型，随后处理器根据触摸事件的类型在显示面板上提供相应的视觉输出。
音频电路、扬声器和传声器可提供用户与手机之间的音频接口。音频电路可将接收到的音频数据转换后的电信号，传输到扬声器，由扬声器转换为声音信号输出；另一方面，传声器将收集的声音信号转换为电信号，由音频电路接收后转换为音频数据，再将音频数据输出处理器处理后，经射频电路以发送给比如另一手机，或者将音频数据输出至存储器以便进一步处理。
WiFi属于短距离无线传输技术，手机通过WiFi模块可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等，它为用户提供了无线的宽带互联网访问。但是可以理解的是，WiFi模块并不属于手机的必须构成，完全可以根据需要在不改变发明的本质的范围内而省略。
处理器是手机的控制中心，处理器安装在电路板组件上，利用各种接口和线路连接整个手机的各个部分，通过运行或执行存储在存储器内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，执行手机的各种功能和处理数据，从而对手机进行整体监控。可选的，处理器可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。
摄像头组件100可以用于拍摄照片和视频，从而进一步提高了手机的功能多样性。而且，手机便于随身携带，使拍摄更加方便、灵活。
电源可以通过电源管理系统与处理器逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。尽管未示出，手机还可以包括蓝牙模块、传感器(比如姿态传感器、光传感器、还可配置气压计、湿度计、温度计和红外线传感器等其他传感器)等，在此不再赘述。
根据本发明实施例的电子设备500，通过在摄像头组件100内层叠设置多个镜片20，且镜片20之间设置有SMA形变件30，SMA形变件30与供电电路连接。由此，可以通过控制供电电路内电流的变化调整SMA形变件30的形变，进而通过SMA形变件30带动镜片20移动，实现了摄像头组件100的变焦，提高了摄像头组件100的拍摄效果，进而提高了电子设备500的整体性能。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种摄像头组件，其特征在于，包括：
镜头底座；
多个层叠设置的镜片，所述镜片设于所述镜头底座；
SMA形变件，任意相邻的所述镜片中至少存在一对镜片，该对镜片之间设有所述SMA形变件，所述SMA形变件适于产生形变以调整相邻的两个所述镜片之间的距离；和
供电电路，所述供电电路与所述SMA形变件连接以驱动所述SMA形变件产生形变。
2.根据权利要求1所述的摄像头组件，其特征在于，任意相邻的两个所述镜片之间设有多个所述SMA形变件。
3.根据权利要求2所述的摄像头组件，其特征在于，多个所述SMA形变件沿所述镜片的周向方向间隔分布。
4.根据权利要求3所述的摄像头组件，其特征在于，多个所述SMA形变件均匀分布。
5.根据权利要求1所述的摄像头组件，其特征在于，所述SMA形变件呈直线型、螺旋线型或块状。
6.根据权利要求1所述的摄像头组件，其特征在于，多个所述镜片中的一个为固定镜片，其余为变焦镜片。
7.根据权利要求1所述的摄像头组件，其特征在于，所述镜头底座具有滑动槽，所述镜片沿所述滑动槽可移动。
8.根据权利要求7所述的摄像头组件，其特征在于，所述滑动槽内设有滚珠。
9.根据权利要求1所述的摄像头组件，其特征在于，所述镜头底座上设有限位凸起。
10.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的摄像头组件。
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