CN107193102A - 镜头模组、相机模组及电子装置 - Google Patents

镜头模组、相机模组及电子装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开的镜头模组包括镜座、镜筒、导光件及驱动件。镜筒安装在镜座上，镜筒开设有通光孔。导光件能够运动地设置在镜座内。驱动件安装在镜座上，驱动件与导光件连接并能够驱动导光件运动，以使从通光孔进入的光线的传输方向在第一方向与第二方向之间切换。镜头模组通过驱动件驱动导光件运动到不同的位置以使从通光孔进入的光线的传输方向在第一方向与第二方向上切换，从而实现改变光线的传输方向，并能让沿着第一方向与第二方向传输的光线分别用于获取彩色图像与虹膜图像，实现了彩色摄像头与虹膜摄像头的复用，避免要专门设置虹膜摄像头，节省了电子装置的成本与空间。本发明还公开了一种相机模组及电子装置。

Description

镜头模组、相机模组及电子装置
技术领域
本发明涉及成像技术领域，具体涉及一种镜头模组、相机模组及电子装置。
背景技术
一般地，虹膜识别需要采用专门的虹膜摄像头来获取虹膜图像，因此，导致现有的电子装置除了要设置专门用于拍摄彩色图像的可见光摄像头外，还需要专门设置虹膜摄像头，不仅增加了电子装置的成本，还占用了电子装置的空间。
发明内容
本发明的实施方式提供了一种镜头模组、相机模组及电子装置。
本发明实施方式的镜头模组包括：
镜座；
镜筒，所述镜筒安装在所述镜座上，所述镜筒开设有通光孔；
导光件，所述导光件能够运动地设置在所述镜座内；和
驱动件，所述驱动件安装在所述镜座上，所述驱动件与所述导光件连接并能够驱动所述导光件运动，以使从所述通光孔进入的光线的传输方向在第一方向与第二方向之间切换。
在某些实施方式中，所述导光件包括反射镜，所述导光件在开放所述第一方向的光路时，所述光线沿着第一方向传输；所述导光件在进入所述第一方向的光路上时，所述导光件反射所述光线至所述第二方向。
在某些实施方式中，所述驱动件包括直线电机，所述直线电机包括直线定子和直线动子，所述直线定子安装在所述镜座上，所述直线动子与所述导光件连接，所述直线动子运动带动所述导光件移动以进入或开放所述第一光路。
在某些实施方式中，所述驱动件包括转动电机，所述转动电机包括转动定子和转动动子，所述转动定子安装在所述镜座上，所述转动动子与所述导光件的一端连接，所述转动动子转动带动所述导光件转动以进入或开放所述第一光路。
在某些实施方式中，所述第一方向与所述第二方向之间的夹角呈90度。
本发明实施方式的相机模组包括第一基板、第二基板、第一图像传感器、第二图像传感器及上述任意一项实施方式所述的镜头模组，所述第一图像传感器设置在所述第一基板上，所述第二图像传感器设置在所述第二基板上，所述镜头模组安装在所述第一基板上，所述第一图像传感器、所述第二图像传感器、及所述第二基板收容在所述镜头模组内，所述第一图像传感器与所述通光孔相对并设置在所述第一方向的光路上，所述第二图像传感器设置在所述第二方向的光路上，所述第一驱动件用于驱动所述导光件运动，以选择性的让从所述通光孔进入的光线沿着第一方向传输并入射到所述第一图像传感器，或沿着第二方向传输并入射到所述第二图像传感器。
在某些实施方式中，所述第一图像传感器用于获取彩色图像信息，所述第二图像传感器用于获取虹膜图像信息。
在某些实施方式中，所述镜头模组还包括彩色滤光片及红外滤光片，所述彩色滤光片安装在所述镜座上并覆盖所述第一图像传感器，所述红外滤光片安装在所述镜座上并覆盖所述第二图像传感器。
在某些实施方式中，所述相机模组还包括与所述第一图像传感器及所述第二图像传感器连接的图像处理器，所述图像处理器用于处理所述虹膜图像信号以得到虹膜图像，及用于处理所述彩色图像信号以得到彩色图像。
本发明实施方式的电子装置包括：
本体；和
上述任意一项实施方式所述的相机模组，所述相机模组安装在所述本体上。
本发明实施方式的电子装置、相机模组及镜头模组通过驱动件驱动导光件运动到不同的位置以使从通光孔进入的光线的传输方向在第一方向与第二方向上切换，从而实现改变光线的传输方向，并能让沿着第一方向与第二方向传输的光线分别用于获取彩色图像与虹膜图像，实现了彩色摄像头与虹膜摄像头的复用，避免要专门设置虹膜摄像头，节省了电子装置的成本与空间。
本发明的实施方式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，或通过本发明的实施方式的实践了解到。
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方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1-3是本发明某些实施方式的镜头模组的剖视图；
图4是本发明某些实施方式的电子装置的平面示意图；和
图5-12是本发明某些实施方式的相机模组的剖视图。
主要元件符号说明：
镜头模组100、镜座10、安装孔12、内壁14、镜筒20、通光孔22、导光件30、反射面32、驱动件40、转动电机42、转动定子422、转动动子424、直线电机44、直线定子442、直线动子444、直线驱动电机46、直线驱动定子462、直线驱动动子464、彩色滤光片50、红外滤光片60、相机模组200、第一基板201、第二基板202、第一图像传感器203、第二图像传感器204、图像处理器205、电子装置300、本体302。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式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方式是示例性的，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”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，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所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
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，也可以是电连接或可以相互通讯；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请参阅图1及图2，本发明实施方式的镜头模组100包括镜座10、镜筒20、导光件30和驱动件40。镜筒20安装在镜座10上，镜筒20开设有通光孔22。导光件30能够运动地设置在镜座10内。驱动件40安装在镜座10上，驱动件40与导光件30连接并能够驱动导光件30运动，以使从通光孔22进入的光线的传输方向在第一方向D1与第二方向D2之间切换。
导光件30能够运动地设置在镜座10内可以理解为：第一、导光件30能够转动地设置在镜座10内，也就是说，导光件30在镜座10内只作转动(如图1所示)；第二、导光件30能够移动(平移)地设置在镜座10内，也就是说，导光件30在镜座10内只做平移(如图2所示)；第三、导光件30在镜座10内既能够平移又能够转动。
请参阅图1，导光件30运动使从通光孔22进入的光线的传输方向在第一方向D1与第二方向D2之间切换可以理解为：第一、导光件30运动(转动、或移动、或转动及移动)到通光孔22对应的光路上时(如图1、2、5、7及10)，导光件30能够将从通光孔22进入的光线引导到第二方向D2，导光件30运动(转动、或移动、或转动及移动)到通光孔22对应的光路外时(如图6、8及11)，从通光孔22进入的光线继续沿着第一方向D1传输。第二、请结合图3，导光件30运动到通光孔22对应的光路上，且改变导光件30的反射面的朝向(例如，图3所示的朝向左侧或右侧)，导光件30能够分别将从通光孔22进入的光线引导到第一方向D1与第二方向D2上。
本发明实施方式的镜头模组100通过驱动件40驱动导光件30运动到不同的位置以使从通光孔22进入的光线的传输方向在第一方向D1与第二方向D2上切换，从而实现改变光线的传输方向，并能让沿着第一方向D1与第二方向D2传输的光线分别用于获取彩色图像与虹膜图像，实现了彩色摄像头与虹膜摄像头的复用，避免要专门设置虹膜摄像头，节省了电子装置的成本与空间。
请参阅图4，本发明实施方式的电子装置300包括本体302和相机模组200，相机模组200安装在本体302上。电子装置300包括手机、平板电脑、智能手表等中的任意一种。本发明实施方式以电子装置300是手机为例进行举例说明。
请参阅图5，本发明实施方式的相机模组200包括第一基板201、第二基板202、第一图像传感器203、第二图像传感器204及镜头模组100。
第一基板201与第二基板202均可以为电路板。
第一图像传感器203设置在第一基板201上，第二图像传感器204设置在第二基板202上，镜头模组100安装在第一基板201上，第一图像传感器203、第二图像传感器204、及第二基板202均收容在镜头模组100内。
第一图像传感器203能够用于获取彩色图像信息，具体地，第一图像传感器203可以为彩色图像传感器。第二图像传感器204能够用于获取虹膜图像信息，具体地，第二图像传感器204可以为虹膜识别传感器。
本发明实施方式的镜头模组100包括镜座10、镜筒20、导光件30、及驱动件40。
镜座10安装在第一基板201上，镜座10上设置有支架12，支架12自镜座10内壁14向外延伸形成。镜座10可以呈截面为圆环、“回字形”的柱状结构。
镜筒20安装在镜座10上，镜筒20开设有通光孔22。镜筒20可以呈截面为圆环、“回字形”的柱状结构。
第一图像传感器203、第二图像传感器204、及第二基板202收容在镜座10内。第一图像传感器203与通光孔22相对并设置在第一方向D1的光路上，第二图像传感器80设置在第二方向D2的光路上。本实施方式中，第一方向D1与第二方向D2之间的夹角呈90度。
导光件30能够运动地设置在镜座10内。具体地，导光件30能够转动地安装在支架12上。导光件30包括反射镜，反射镜可以为平面反射镜或三角形棱镜。导光件30包括用于反射光线的反射面32，反射面32呈平面。
驱动件40安装在镜座10上，驱动件40与导光件30连接并能够驱动导光件30运动，以使从通光孔22进入的光线的传输方向在第一方向D1与第二方向D2之间切换。具体地，驱动件40包括转动电机42，转动电机42包括转动定子422和转动动子424，转动定子422安装在支架12上，转动动子424与导光件30的一端连接，转动动子424转动带动导光件30转动以进入或开放第一光路D1。
当驱动件40驱动转动动子424转动并带动导光件30转动以进入第一光路D1上时(如图5所示)，也就是说，当导光件30位于通光孔22与第一图像传感器203之间，具体地，反射面32的中心、通光孔22的中心、及第一图像传感器203的中心三者对准；反射面32的中心与第二图像传感器204的中心二者对准，且反射面32的垂线V与第二方向D2之间的夹角为45度时，从通光孔22进入的光线经过导光件30反射后会沿着第二方向D2传输并入射到第二图像传感器204上，具体地，第二图像传感器204获取入射到第二图像传感器204上的光线中的红外光，第二图像传感器204能够根据该红外光获取虹膜图像信息。
当驱动件40驱动转动动子424转动并带动导光件30转动以开放第一光路D1上时(如图6所示)，也就是说，当驱动件40在第一基板201的正投影位于第一图像传感器203外时，此时，从通光孔22进入的光线不会被导光件30遮挡而是保持沿着第一方向D1传输并入射到第一图像传感器203上，具体地，第一图像传感器203获取入射到第一图像传感器203上的光线中的可见光，第一图像传感器203能够根据该可见光获取彩色图像信息。
本发明实施方式的电子装置300、相机模组200及镜头模组100通过驱动件40驱动导光件30运动到不同的位置以使从通光孔22进入的光线的传输方向在第一方向D1与第二方向D2上切换，从而实现改变光线的传输方向，并能让沿着第一方向D1与第二方向D2传输的光线分别用于获取彩色图像与虹膜图像，实现了彩色摄像头与虹膜摄像头的复用，避免要专门设置虹膜摄像头，节省了电子装置的成本与空间。
本发明实施方式的电子装置300和相机模组200还具有以下有益效果：当从通光孔22进入的光线在第一光路D1上传输时，光线不会传输到导光板30上，从而能够避免光线传输到导光板30上引起的衰减，提升了第一图像传感器203获取彩色图像信息的信号强度。
请参阅图7-9，在某些实施方式中，导光件30为三角形棱镜，上述实施方式的驱动件40可以替换为直线电机44，直线电机44包括直线定子442和直线动子444。上述实施方式的镜座10包括导轨组件16，导轨组件16包括两条导轨162，两条导轨162设置在镜座10的内壁14上，两条导轨162之间形成有通孔164。直线定子44安装在镜座10的内壁14上，直线动子444与导光件30连接，导光件30能够移动地安装在两条导轨162上。直线动子444移动带动导光件30移动以进入或开放第一光路D1。在导光件30的移动过程中，反射面32的垂线V与第二方向D2之间的夹角始终保持为45度。
当驱动件40驱动直线动子444移动并带动导光件30移动以进入第一光路D1上时(如图7所示)，也就是说，当导光件30位于通光孔22与第一图像传感器203之间，具体地，反射面32的中心、通光孔22的中心、及第一图像传感器203的中心三者对准；反射面32的中心与第二图像传感器204的中心二者对准从通光孔22进入的光线经过导光件30反射后会沿着第二方向D2传输并入射到第二图像传感器204上，具体地，第二图像传感器204获取入射到第二图像传感器204上的光线中的红外光，第二图像传感器204能够根据该红外光获取虹膜图像信息。
当驱动件40驱动直线动子444移动并带动导光件30移动以开放第一光路D1时(如图8所示)，也就是说，当驱动件40在第一基板201的正投影位于第一图像传感器203外时，此时，从通光孔22进入的光线不会被导光件30遮挡而是保持沿着第一方向D1传输并穿过通孔164然后入射到第一图像传感器203上，具体地，第一图像传感器203获取入射到第一图像传感器203上的光线中的可见光，第一图像传感器203能够根据该可见光获取彩色图像信息。
本实施方式的驱动件40能够驱动导光件30运动到不同的位置以使从通光孔22进入的光线的传输方向在第一方向D1与第二方向D2上切换，从而实现改变光线的传输方向，并能让沿着第一方向D1与第二方向D2传输的光线分别用于获取彩色图像与虹膜图像，实现了彩色摄像头与虹膜摄像头的复用，避免要专门设置虹膜摄像头，节省了电子装置的成本与空间。
请参阅图10及图11，在某些实施方式中，上述实施方式的导光件30能够转动地安装在支架12上，具体地，导光件30包括设置在导光件30一端的转轴34，支架12包括套筒(图未示)，转轴34设置在轴套内，导光件30能够绕转轴34转动。上述实施方式的驱动件40可以替换为直线驱动电机46，直线驱动电机46包括直线驱动定子462和直线驱动动子464。直线驱动定子462设置在镜座10的内壁14上，直线驱动动子464与导光件464远离转轴34一端连接，直线驱动动子464与导光件30为枢接(例如，直线驱动动子464与导光件30可相对滑动地连接在一起)或者通过万象接头连接在一起，驱动件30驱动直线驱动动子464移动以使导光件30绕转轴34转动。导光件30与支架12转动连接，直线驱动动子464与导光件464远离转轴34的一端连接，相对于只通过转动电机42的转动动子424连接，使导光件30能够更好的安装在镜座10内并减小导光件30与支架12的连接端的应力集中。
请参阅图12，在某些实施方式中，上述实施方式的镜头模组100还包括彩色滤光片50及红外滤光片60，彩色滤光片50安装在镜座10内并覆盖第一图像传感器203，红外滤光片60安装在镜座10内并覆盖第二图像传感器204。具体地，彩色滤光片50设置在导光件30与第一图像传感器203之间，红外滤光片60设置在导光件30与第二图像传感器204之间。具体地，彩色滤光片50为可见光通过滤光片，也就是说，从通光孔22进入的光线传输到彩色滤光片50上时，只有可见光能够穿过彩色滤光片50。红外滤光片60为红外通过滤光片，也就是说，从通光孔22进入的光线传输到红外滤光片60上时，只有红外光线能够穿过红外滤光片60。
在导光件30与第一图像传感器203之间设置彩色滤光片50能够过滤从通光孔22进入的光线，使只有可见光能够通过彩色滤光片50并传输至第一图像传感器203，减小了其他光线对第一图像传感器203获取彩色图像信息的影响，从而第一图像传感器203能够获得清晰度更高的彩色图像信息；在导光件30与第二图像传感器204之间设置红外滤光片60能够过滤从通光孔22进入的光线，使只有红外光能够通过红外滤光片60并传输至第二图像传感器204，减小了其他光线对第二图像传感器204获取虹膜图像信息的影响，从而第二图像传感器204能够获得清晰度更高的虹膜图像信息。
在某些实施方式中，上述实施方式的相机模组200还包括与第一图像传感器203及第二图像传感器204连接的图像处理器205，图像处理器205用于处理虹膜图像信号以得到虹膜图像，图像处理器205还用于处理彩色图像信号以得到彩色图像。具体地，图像传感器205可以通过第一基板201与第一图像传感器203电性连接，图像传感器205可以通过第二基板202与第二图像传感器204电性连接。图像处理器205可以设置在镜头模组100内，也可以设置在镜头模组100外。通过图像处理器205的处理，相机模组200既能够获得虹膜图像又能够获取彩色图像。
在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式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方式或示例中。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方式或示例。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方式或示例中以合适的方式结合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施方式进行变化、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)

1.一种镜头模组，其特征在于，包括：
镜座；
镜筒，所述镜筒安装在所述镜座上，所述镜筒开设有通光孔；
导光件，所述导光件能够运动地设置在所述镜座内；和
驱动件，所述驱动件安装在所述镜座上，所述驱动件与所述导光件连接并能够驱动所述导光件运动，以使从所述通光孔进入的光线的传输方向在第一方向与第二方向之间切换。
2.根据权利要求1所述的镜头模组，其特征在于，所述导光件包括反射镜，所述导光件在开放所述第一方向的光路时，所述光线沿着第一方向传输；所述导光件在进入所述第一方向的光路上时，所述导光件反射所述光线至所述第二方向。
3.根据权利要求2所述的镜头模组，其特征在于，所述驱动件包括直线电机，所述直线电机包括直线定子和直线动子，所述直线定子安装在所述镜座上，所述直线动子与所述导光件连接，所述直线动子运动带动所述导光件移动以进入或开放所述第一光路。
4.根据权利要求2所述的镜头模组，其特征在于，所述驱动件包括转动电机，所述转动电机包括转动定子和转动动子，所述转动定子安装在所述镜座上，所述转动动子与所述导光件的一端连接，所述转动动子转动带动所述导光件转动以进入或开放所述第一光路。
5.根据权利要求1所述的镜头模组，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向之间的夹角呈90度。
6.一种相机模组，其特征在于，所述相机模组包括第一基板、第二基板、第一图像传感器、第二图像传感器及权利要求1-5任意一项所述的镜头模组，所述第一图像传感器设置在所述第一基板上，所述第二图像传感器设置在所述第二基板上，所述镜头模组安装在所述第一基板上，所述第一图像传感器、所述第二图像传感器、及所述第二基板收容在所述镜头模组内，所述第一图像传感器与所述通光孔相对并设置在所述第一方向的光路上，所述第二图像传感器设置在所述第二方向的光路上，所述第一驱动件用于驱动所述导光件运动，以选择性的让从所述通光孔进入的光线沿着第一方向传输并入射到所述第一图像传感器，或沿着第二方向传输并入射到所述第二图像传感器。
7.根据权利要求6所述的相机模组，其特征在于，所述第一图像传感器用于获取彩色图像信息，所述第二图像传感器用于获取虹膜图像信息。
8.根据权利要求7所述的相机模组，其特征在于，所述镜头模组还包括彩色滤光片及红外滤光片，所述彩色滤光片安装在所述镜座上并覆盖所述第一图像传感器，所述红外滤光片安装在所述镜座上并覆盖所述第二图像传感器。
9.根据权利要求6所述的相机模组，其特征在于，所述相机模组还包括与所述第一图像传感器及所述第二图像传感器连接的图像处理器，所述图像处理器用于处理所述虹膜图像信号以得到虹膜图像，及用于处理所述彩色图像信号以得到彩色图像。
10.一种电子装置，其特征在于，包括：
本体；和
权利要求6-9任意一项所述的相机模组，所述相机模组安装在所述本体上。
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