CN110149466A - 滤光变焦组件、摄像头模组和终端 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种滤光变焦组件、摄像头模组和终端，所述滤光变焦组件包括变焦单元(10)、滤光元件(20)以及环形的安装支架(30)，所述安装支架(30)具有沿轴向方向相对的第一端(301)和第二端(302)，所述变焦单元(10)和所述滤光元件(20)沿所述轴向方向从所述第一端(301)向所述第二端(302)依次布置且保持在所述安装支架(30)中，且所述第二端(302)设置有适于与镜头(40)前端连接的固定部。通过上述技术方案，本公开提供的滤光变焦组件能够兼具变焦和截止滤光功能，有效防止因将滤光元件独立组装到摄像头模组的过程中而引入粉尘颗粒等脏污，从而提高摄像头模组的成品率。

Description

滤光变焦组件、摄像头模组和终端

技术领域

本公开涉及摄像头模组技术领域，具体地，涉及一种滤光变焦组件、摄像头模组和终端。

背景技术

现有的摄像头模组通常内置有截止滤光片，截止滤光片紧贴放置在成像传感器上，以过滤掉容易对图像传感器产生信号串扰的波段。然而，在截止滤光片与成像传感器的组装过程中，往往容易引入粉尘颗粒等脏污，导致摄像头模组的成品率降低。

发明内容

本公开的目的是提供一种滤光变焦组件，该滤光变焦组件能够兼具变焦和截止滤光功能，有效防止因将滤光元件独立组装到摄像头模组的过程中而引入粉尘颗粒等脏污，从而提高摄像头模组的成品率。

本公开的另一目的是提供一种摄像头模组，该摄像头模组能够同时实现自动变焦和截止滤光功能，而且能够有效防止在组装过程中引入粉尘颗粒等脏污，具有良好的成像质量和性能。

本公开的再一目的是提供一种终端，该终端具有自动变焦的功能，且具有良好的成像质量。

为了实现上述目的，本公开提供一种滤光变焦组件，所述滤光变焦组件包括变焦单元、滤光元件以及环形的安装支架，所述安装支架具有沿轴向方向相对的第一端和第二端，所述变焦单元和所述滤光元件沿所述轴向方向从所述第一端向所述第二端依次布置且保持在所述安装支架中，且所述第二端设置有适于与镜头前端连接的固定部。

可选地，所述变焦单元和所述滤光元件相对独立地固定在所述安装支架中。

可选地，所述滤光元件固定于所述变焦单元，所述变焦单元固定在所述安装支架中。

可选地，所述变焦单元包括衬底薄膜，所述滤光元件沉积于所述衬底薄膜的像侧表面。

可选地，所述变焦单元包括沿所述轴向方向从所述第一端向所述第二端依次布置的保护玻璃、能够变形或变性的光学填充物和衬底薄膜，所述保护玻璃保持在所述安装支架中，所述光学填充物填充在由所述保护玻璃、所述衬底薄膜以及所述安装支架之间限定的空间中。

可选地，变焦单元还包括压电弹性薄膜，所述压电弹性薄膜能够通电变形以使得所述衬底薄膜弯曲变形，从而改变所述光学填充物的形状进而改变所述变焦单元的焦距f。

可选地，所述安装支架的内壁上设置有环形的第一卡接槽，所述保护玻璃的边缘容纳且固定在所述第一卡接槽中。

可选地，所述安装支架的内壁上设置有环形的第二卡接槽，所述衬底薄膜的边缘间隙配合地容纳在所述第二卡接槽中。

可选地，所述安装支架的内壁上设置有环形的第三卡接槽，所述滤光元件的边缘容纳且固定在所述第三卡接槽中。

可选地，所述压电弹性薄膜构造为环形结构且具有与所述轴向方向共线的中心轴线，所述滤光元件沉积在所述衬底薄膜的像侧表面并且位于所述环形结构中，且所述滤光元件的几何中心位于所述中心轴线上。

可选地，所述固定部构造有外螺纹。

在上述技术方案的基础上，本公开还提供一种摄像头模组，该摄像头模组包括具有固定焦距的镜头和上述滤光变焦组件，所述滤光变焦组件通过所述固定部安装在所述镜头的前端。

在上述技术方案的基础上，本公开也提供一种终端，该终端包括上述摄像头模组。

通过上述技术方案，本公开提供的滤光变焦组件通过安装支架将变焦单元和滤光元件集成在一起，具体为变焦单元和滤光元件沿安装支架的轴向方向从第一端向第二端依次布置且保持在安装支架中，这样，变焦单元和滤光元件与安装支架能够作为一个整体进行组装，从而一步到位地完成滤光元件与镜头的安装，不仅有益于减少组装步骤、提高生产效率，而且还能够有效防止因将滤光元件独立组装到镜头的过程中而引入粉尘颗粒等脏污，避免脏污影响摄像头模组的成像质量和性能，提高摄像头模组的成品率。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1示出了本公开一种实施例提供的滤光变焦组件的结构示意图；

图2示出了本公开一种实施例提供的滤光变焦组件变焦时的结构示意图；

图3示出了使用本公开一种实施例提供的滤光变焦组件的摄像头模组的结构示意图；

图4示出了使用本公开另一种实施例提供的滤光变焦组件的摄像头模组的结构示意图；

图5示出了本公开实施例提供的摄像头模组用于拍摄彩色照片时滤光元件的透光率光谱图；

图6示出了本公开实施例提供的摄像头模组用于虹膜识别时滤光元件的透光率光谱图。

附图标记说明

10-变焦单元，101-衬底薄膜，102-保护玻璃，103-光学填充物，104-压电弹性薄膜，20-滤光元件，30-安装支架，301-第一端，302-第二端，40-镜头，50-图像传感器，100-输入光线，200-输出光线。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“前、后”是基于摄像头模组进行定义的，认为在使用时镜头所面向的方位为前，反方向为后，其位于轴向方向上，另外，在本公开提供的附图中，“前、后”方位对应于图1至图4的图面中的上方位、下方位。另外，“内、外”是相对于对应的部件自身轮廓而言的“内、外”。此外，本公开所使用的术语“第一、第二、第三”等是为了区分一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。此外，在下面的描述中，当涉及到附图时，除非另有解释，不同的附图中相同的附图标记表示相同或相似的要素。上述定义仅用于解释和说明本公开，不应当理解为对本公开的限制。

根据本公开的具体实施方式，提供一种滤光变焦组件，图1和图2示出了其中一种实施例，图3示出了使用根据这种实施例的滤光变焦组件的摄像头模组的一种实施例，图4示出了使用根据另一种实施例的滤光变焦组件的摄像头模组的另一实施例。参考图1和图2所示，滤光变焦组件包括变焦单元10、滤光元件20以及环形的安装支架30，安装支架30具有沿轴向方向相对的第一端301和第二端302，变焦单元10和滤光元件20沿轴向方向从第一端301向第二端302依次布置且保持在安装支架30中，且第二端302设置有适于与镜头40连接的固定部。其中，需要说明的是，在本公开中，未作相反说明的情况下，认为在滤光变焦组件安装到镜头40上时，上述的“轴向方向”与镜头40的中心线重合。

通过上述技术方案，本公开提供的滤光变焦组件通过安装支架30将变焦单元10和滤光元件20集成在一起，具体为变焦单元10和滤光元件20沿安装支架30的轴向方向从第一端301向第二端302依次布置且保持在安装支架30中，这样，变焦单元10和滤光元件20与安装支架30能够作为一个整体进行组装，通过设置在安装支架30的第二端302的固定部将滤光变焦组件连接到镜头40上，从而一步到位地完成滤光元件20与镜头40的安装，不仅有益于减少组装步骤、提高生产效率，而且还能够有效防止因将滤光元件20独立组装到镜头40的过程中而引入粉尘颗粒等脏污，避免脏污影响摄像头模组的成像质量和性能，提高摄像头模组的成品率。

在本公开提供的具体实施方式中，变焦单元10和滤光元件20可以以任意合适的方式保持在安装支架30中。可选择地，变焦单元10和滤光元件20可以相对独立地固定在安装支架30中，例如图1至图3中所示，变焦单元10和滤光元件20分别独立地安装在安装支架30上，并且变焦单元10和滤光元件20之间设置有间隙，以为变焦单元10中的衬底薄膜101留有弯曲变形的空间。还可以选择的是，滤光元件20固定于变焦单元10，变焦单元10固定在安装支架30中，例如图4中所示的实施例，变焦单元10包括衬底薄膜101，滤光元件20可以通过物理气相沉积或化学气相沉积的方式沉积于衬底薄膜101的像侧表面，通过这种方式，将滤光元件20与变焦单元10作为一个整体，使得滤光变焦组件的结构更为简单，厚度更纤薄，进而有益于摄像头模组实现小型化。

在本公开提供的具体实施方式中，变焦单元10可以以任意合适的方式构造。可选择地，变焦单元10可以构造为曲率能够变化的透镜，这种变焦单元10结构是适于与滤光元件20通过安装支架30集成在一起的，使得滤光变焦组件的结构更加简单，且更有益于摄像头模组的小型化，而且在变焦过程中不需要例如依靠机械部件来驱动镜头40移动进而改变摄像头模组的焦距，因此，在改变摄像头模组的焦距的过程中变焦单元10将不会受磁场干扰，且具有变焦速度快、功耗低、无噪声的特点。

在本公开提供的具体实施方式中，参考图1和图2所示，变焦单元10可以包括沿轴向方向从第一端301向第二端302依次布置的保护玻璃102、能够变形或变性的光学填充物103和衬底薄膜101，保护玻璃102保持在安装支架30中，光学填充物103填充在由保护玻璃102、衬底薄膜101以及安装支架30之间限定的空间中。

在一种实施方式中，可以通过改变光学填充物103的性质进而改变变焦单元10的焦距f。此处，“变性”是指改变光学填充物103的物理性质，由此而改变光学填充物103的折射率。在本公开提供的一种实施例中，变焦单元10可以构造为液晶变焦透镜，即光学填充物103可以为液晶，通过改变光学填充物103的折射率进而改变变焦单元10的焦距f。其中，液晶的前端和后端分别设置有电极层，保护玻璃102保持在安装支架30中，液晶填充在由电极层和安装支架30之间限定的空间中，电极层通电后，形成轴对称的不均匀电场使得液晶中的晶体改变姿态(例如旋转)从而改变光学填充物103的折射率进而改变变焦单元10的焦距f。

在另一种实施方式中，可以通过改变光学填充物103的形状进而改变变焦单元10的焦距f。在本公开提供的一种实施例中，变焦单元10可以构造为电润湿式变焦透镜，即光学填充物103可以为液体填充物。其中，液体填充物的前端和后端分别设置有透明电极，保护玻璃102保持在安装支架30中，液体填充物填充在由透明电极和安装支架30之间限定的空间中，液体填充物可以包括导电溶液和绝缘的非极性液体，这两种液体透明但不混溶，对导电溶液和透明电极之间施加电压后，导电溶液与非极性液体之间的表面张力会发生改变，从而改变导电溶液与非极性液体的接触角，进而改变变焦单元10的焦距f。

在本公开提供的另一种实施例中，变焦单元10可以构造为压电式变焦透镜，即变焦单元10还可以包括压电弹性薄膜104，压电弹性薄膜104能够通电变形以使得衬底薄膜101弯曲变形，从而改变光学填充物103的形状进而改变变焦单元10的焦距f。当作用于压电弹性薄膜104的输入电压为零时，压电弹性薄膜104不会发生变形，进而衬底薄膜101和光学填充物103的形状都不会发生改变，对于外界输入光线100平行射入滤光变焦组件时，输出光线200仍保持平行，参考图1中所示。当作用于压电弹性薄膜104的输入电压不为零时，压电弹性薄膜104发生变形，以使得衬底薄膜101弯曲变形，从而改变光学填充物103的形状以形成光学透镜状，进而改变变焦单元10的焦距f，对于外界输入光线100平行射入滤光变焦组件时，输出光线200将汇聚于一点，参考图2中所示。其中，参考图1至图4中所示，光学填充物103可以填充在由保护玻璃102、衬底薄膜101以及安装支架30之间限定的部分空间，即不填满，光学填充物103也可以填充在由保护玻璃102、衬底薄膜101以及安装支架30之间限定的整个空间，即填满，这两种情况都不影响衬底薄膜101的变形，因此，本公开对此不做具体限制。

其中，保护玻璃102可以以任意合适的方式固定连接于安装支架30。在一种实施例中，安装支架30的内壁上可以设置有环形的第一卡接槽，保护玻璃102的边缘容纳且固定在第一卡接槽中，以将保护玻璃102设置在安装支架30的第一端301，从而保护设置在安装支架30内部的部件不会受到外界挤压而损坏。此外，通过第一卡接槽将保护玻璃102限制在安装支架30中，实现保护玻璃102与安装支架30之间便捷稳固的连接，避免发生松动。在另一种实施例中，保护玻璃102可以通过螺纹配合结构拧入到安装支架30中，例如，安装支架30的内壁上可以设置有内螺纹，保护玻璃102的边缘可以设置有外螺纹，通过内、外螺纹的相互配合实现安装支架30与保护玻璃102之间便捷稳固的连接，避免发生松动，同时还能够起到一定的密封作用。此外，为了保证两者之间的密封性，还可以增设密封结构，例如打胶等。

其中，衬底薄膜101可以以任意合适的方式连接于安装支架30。在一种实施例中，安装支架30的内壁上设置有环形的第二卡接槽，衬底薄膜101的边缘间隙配合地容纳在第二卡接槽中，一方面能够使得衬底薄膜101的边缘具有可弯曲变形的空间，进而增强衬底薄膜101弯曲变形的程度，加快变焦速度，另一方面通过第二卡接槽将衬底薄膜101限制在安装支架30中，实现衬底薄膜101与安装支架30之间便捷稳固地连接，避免发生松动。在另一实施例中，安装支架30的内壁上可以设置有向内凸起的支撑台，衬底薄膜101由该支撑台支撑和止挡，这种情况下可以保证衬底薄膜101具有可弯曲变形的空间。也就是说，在本公开提供的具体实施例中，只要能够保证衬底薄膜101具有可弯曲变形的空间，可以选择任意合适的安装结构，对此，本公开不做具体限制。

由此，变焦单元10的边缘与安装支架30之间可以建立密封连接，当安装支架30通过固定部安装到镜头40(参考图3和图4)上时，有益于防止粉尘颗粒等脏污进入到滤光元件20所处的密闭环境(基于变焦单元10与安装支架30之间的密封连接和固定部与镜头40之间的密封连接)中，进一步保障摄像头模组的成像质量和性能，提高摄像头模组的成品率。

其中，变焦单元10可以相对于这种滤光变焦组件独立地固定在安装支架30中，参考图1至图3中所示，并且，滤光元件20可以以任意合适的方式连接于安装支架30。在一种实施例中，如图1至图3中所示，安装支架30的内壁上设置有环形的第三卡接槽，滤光元件20的边缘容纳且固定在第三卡接槽中，通过第三卡接槽将滤光元件20限制在安装支架30中，实现滤光元件20与安装支架30之间便捷稳固地连接，避免发生松动。在另一种实施例中，滤光元件20可以通过螺纹配合结构连接到安装支架30中，例如，安装支架30的内壁上设置有内螺纹，滤光元件20的边缘设置有外螺纹，通过内、外螺纹的配合实现滤光元件20与安装支架30之间便捷稳固的连接，避免发生松动。在另一种实施例中，如图4中所示，滤光元件20可以通过物理气相沉积或化学气相沉积的方式沉积于衬底薄膜101的像侧表面，通过这种方式，将滤光元件20与变焦单元10作为一个整体，使得滤光变焦组件的结构更为简单，厚度更纤薄，进而有益于摄像头模组实现小型化。

其中，压电弹性薄膜104可以以任意合适的方式构造。压电弹性薄膜104可以构造为环形结构，具有连接于衬底薄膜101的前端面和朝向滤光元件20的后端面，前端面和后端面连接电路之后，通过施加电压可以使得环形结构发生均匀的变形，从而使得衬底薄膜101弯曲变形后各部分具有相同的曲率，从而达到更好的聚焦目的。另外，压电弹性薄膜104可以具有与轴向方向共线的中心轴线，参考图4中所示，滤光元件20沉积在衬底薄膜101的像侧表面并且位于环形结构中，且滤光元件20的几何中心位于压电弹性薄膜104的中心轴线上，由此，能够实现对穿过该区域的光线的过滤。

在本公开提供的具体实施方式中，光学填充物103可以为液体或具有流动性和/或柔性的聚合物，以允许衬底薄膜101变形。例如，光学填充物103可以是硅油，或者，氟化聚合物等。除此之外，光学填充物可以是任何能够变形的透明、具有吸收或反射光线性质的材料，对此，本公开不做限制。

在本公开提供的具体实施方式中，焦距f满足以下公式：

其中，n为光学填充物103的折射率，ρ为衬底薄膜101发生弯曲变形时的曲率半径。因此，可以选择具有合适折射率n的光学填充物103以及选择施加在压电弹性薄膜104上的合适电压，来获得所需的焦距f。

此外，在本公开提供的具体实施方式中，固定部可以以任意合适的方式构造。在一种实施例中，固定部可以构造有外螺纹，镜头40的前端构造有内螺纹，由此，滤光变焦组件通过内外螺纹的配合可以安装于镜头40的前端。在另一种实施例中，滤光变焦组件可以通过卡接方式安装于镜头40，例如，固定部可以构造为环形的卡接凸起，镜头40支架的内壁上设置有环形的卡槽，卡接凸起容纳且固定在卡槽中，从而实现滤光变焦组件与镜头40之间便捷稳固的连接。在再一种实施例中，固定部可以通过胶粘的方式固定连接于镜头40。

另外，在本公开提供的具体实施方式中，可以根据实际需求选择滤光元件20，该滤光元件20允许对应波段的光线通过。例如，参考图5中示出的摄像头模组用于拍摄彩色照片时滤光元件20的透光率光谱图，其中所选择的滤光元件20允许通过的光线波长为450nm-630nm。参考图6中示出的摄像头模组用于虹膜识别时滤光元件20的透光率光谱图，其中所选择的滤光元件20允许通过的光线波长为770nm-880nm。

在上述技术方案的基础上，本公开还提供一种摄像头模组，该摄像头模组包括具有固定焦距的镜头40和上述滤光变焦组件，滤光变焦组件通过固定部安装在镜头40的前端，以实现滤光变焦组件与镜头40之间便捷稳固的连接，从而有效防止因将滤光元件20独立组装到镜头40的过程中而引入粉尘颗粒等脏污，避免脏污影响摄像头模组的成像质量和性能，使得摄像头模组同时实现自动变焦和截止滤光功能。在实际拍摄时，输入光线100经过变焦单元10聚焦并经滤光元件20的过滤，可以将其中对图像传感器50产生信号串扰的波段截止过滤掉，仅使具有所需波段的光线通过，这些光线称为输出光线200并进入镜头40，最后被图像传感器50接收进行成像。

在上述技术方案的基础上，本公开也提供一种终端，该终端包括上述摄像头模组。该终端可以为手机、平板、笔记本、相机等电子产品，通过摄像头模组能够实现自动变焦，且具有良好的成像质量。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (13)

1.一种滤光变焦组件，其特征在于，所述滤光变焦组件包括变焦单元(10)、滤光元件(20)以及环形的安装支架(30)，所述安装支架(30)具有沿轴向方向相对的第一端(301)和第二端(302)，所述变焦单元(10)和所述滤光元件(20)沿所述轴向方向从所述第一端(301)向所述第二端(302)依次布置且保持在所述安装支架(30)中，且所述第二端(302)设置有适于与镜头(40)前端连接的固定部。

2.根据权利要求1所述的滤光变焦组件，其特征在于，所述变焦单元(10)和所述滤光元件(20)相对独立地固定在所述安装支架(30)中。

3.根据权利要求1所述的滤光变焦组件，其特征在于，所述滤光元件(20)固定于所述变焦单元(10)，所述变焦单元(10)固定在所述安装支架(30)中。

4.根据权利要求3所述的滤光变焦组件，其特征在于，所述变焦单元(10)包括衬底薄膜(101)，所述滤光元件(20)沉积于所述衬底薄膜(101)的像侧表面。

5.根据权利要求1所述的滤光变焦组件，其特征在于，所述变焦单元(10)包括沿所述轴向方向从所述第一端(301)向所述第二端(302)依次布置的保护玻璃(102)、能够变形或变性的光学填充物(103)和衬底薄膜(101)，所述保护玻璃(102)保持在所述安装支架(30)中，所述光学填充物(103)填充在由所述保护玻璃(102)、所述衬底薄膜(101)以及所述安装支架(30)之间限定的空间中。

6.根据权利要求5所述的滤光变焦组件，其特征在于，所述变焦单元(10)还包括压电弹性薄膜(104)，所述压电弹性薄膜(104)能够通电变形以使得所述衬底薄膜(101)弯曲变形，从而改变所述光学填充物(103)的形状进而改变所述变焦单元(10)的焦距f。

7.根据权利要求5所述的滤光变焦组件，其特征在于，所述安装支架(30)的内壁上设置有环形的第一卡接槽，所述保护玻璃(102)的边缘容纳且固定在所述第一卡接槽中。

8.根据权利要求5所述的滤光变焦组件，其特征在于，所述安装支架(30)的内壁上设置有环形的第二卡接槽，所述衬底薄膜(101)的边缘间隙配合地容纳在所述第二卡接槽中。

9.根据权利要求5所述的滤光变焦组件，其特征在于，所述安装支架(30)的内壁上设置有环形的第三卡接槽，所述滤光元件(20)的边缘容纳且固定在所述第三卡接槽中。

10.根据权利要求5所述的滤光变焦组件，其特征在于，所述压电弹性薄膜(104)构造为环形结构且具有与所述轴向方向共线的中心轴线，所述滤光元件(20)沉积在所述衬底薄膜(101)的像侧表面并且位于所述环形结构中，且所述滤光元件(20)的几何中心位于所述中心轴线上。

11.根据权利要求1所述的滤光变焦组件，其特征在于，所述固定部构造有外螺纹。

12.一种摄像头模组，其特征在于，所述摄像头模组包括具有固定焦距的镜头(40)和根据权利要求1-11中任意一项所述的滤光变焦组件，所述滤光变焦组件通过所述固定部安装在所述镜头(40)的前端。

13.一种终端，其特征在于，所述终端包括根据权利要求12所述的摄像头模组。