CN110475055A - 光圈组件、摄像头模组和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种光圈组件、摄像头模组和电子设备。光圈组件包括光圈和调节机构。光圈具有入光孔，调节机构包括磁致伸缩膜和磁组件，磁致伸缩膜设于光圈的外周且连接光圈。磁组件设于磁致伸缩膜的背离光圈的一侧，磁组件能够产生磁场，以驱动磁致伸缩膜伸缩并带动光圈，进而调整入光孔的尺寸。上述光圈组件，由于磁组件能够产生磁场以驱动磁致伸缩膜伸缩并带动光圈，进而调整入光孔的尺寸，光圈组件应用于摄像头模组时，可以根据环境光线的强度调整入光孔的尺寸，进而调整摄像头模组的入光量。例如，在光照较强的环境中，可以使用尺寸相对较小的入光孔；在暗光环境中，则可以使用尺寸相对较大的入光孔，从而可以提升拍摄的质量。

Description

光圈组件、摄像头模组和电子设备

技术领域

本申请涉及摄像头技术领域，特别是涉及一种光圈组件、摄像头模组和电子设备。

背景技术

智能手机等移动终端的摄像头模组的光圈一般位置固定，不能调节入光孔的孔径的大小，在暗光环境拍摄时，难以获得较好的拍摄质量。

发明内容

本申请实施例第一方面公开了一种光圈组件，以解决摄像头模组的光圈不能调节入光孔的孔径的问题。

一种光圈组件，包括：

光圈，具有入光孔；及

调节机构，包括磁致伸缩膜和磁组件，所述磁致伸缩膜设于所述光圈的外周且连接所述光圈；所述磁组件设于所述磁致伸缩膜的背离所述光圈的一侧，所述磁组件能够产生磁场，以驱动所述磁致伸缩膜伸缩并带动所述光圈，进而调整所述入光孔的尺寸。

上述光圈组件，由于磁组件能够产生磁场以驱动磁致伸缩膜伸缩并带动光圈，进而调整入光孔的尺寸，光圈组件应用于摄像头模组时，可以根据环境光线的强度调整入光孔的尺寸，进而调整摄像头模组的入光量。例如，在光照较强的环境中，可以使用尺寸相对较小的入光孔；在暗光环境中，则可以使用尺寸相对较大的入光孔，从而可以提升拍摄的质量。

在其中一个实施例中，所述光圈包括多个叶片，多个所述叶片形成所述入光孔，每一所述叶片对应连接有所述磁致伸缩膜，以通过所述磁致伸缩膜驱动所述叶片运动。

在其中一个实施例中，所述叶片的运动为局部变形；或者，所述叶片的运动为平移运动；或者，所述光圈包括支撑体，所述叶片连接所述支撑体且在所述磁致伸缩膜的驱动下能够相对所述支撑体转动。

在其中一个实施例中，多个所述磁致伸缩膜等间距地排布于所述光圈的周向。

在其中一个实施例中，所述光圈组件包括以下任一种方案：

所述磁组件包括线圈，所述线圈在通电时能够产生磁场；

所述磁组件包括线圈和铁芯，所述线圈呈螺旋状地绕设于所述铁芯的外周，且所述铁芯的轴线穿过所述磁致伸缩膜，所述线圈在通电时能够产生磁场。

在其中一个实施例中，所述磁致伸缩膜包括非磁性基体以及设于所述非磁性基体的膜层，所述膜层在所述磁组件的磁场中能够产生变形，以带动所述非磁性基体弯曲，所述光圈连接所述膜层或所述非磁性基体。

在其中一个实施例中，所述非磁性基体包括相背设置的第一表面和第二表面，所述膜层包括正磁致伸缩层和负磁致伸缩层，所述正磁致伸缩层设于所述第一表面，所述负磁致伸缩层设于所述第二表面。

在其中一个实施例中，所述非磁性基体的材质为硅或者玻璃或者聚酰亚胺；所述膜层闪蒸成型于所述非磁性基体，或者所述膜层离子束溅射成型于所述非磁性基体，或者所述膜层电离子镀膜成型于所述非磁性基体。

本申请实施例第二方面公开了一种摄像头模组，以解决摄像头模组的光圈不能调节入光孔的孔径的问题。

一种摄像头模组，其特征在于，包括镜头筒、透镜组、底座、图像传感器以及以上任一实施例所述的光圈组件，所述透镜组安装于所述镜头筒，所述镜头筒连接所述底座，所述图像传感器设于所述底座，且环境光线能够穿过所述透镜组并入射至所述图像传感器；所述光圈连接所述镜头筒或者所述底座且所述入光孔能够用于控制所述摄像头模组的入光量。

在其中一个实施例中，所述光圈位于所述透镜组的背离所述图像传感器的一侧；或者所述透镜组包括至少两个透镜，所述光圈位于相邻的两个所述透镜之间；或者所述光圈位于所述透镜组和所述图像传感器之间。

本申请实施例第三方面公开了一种电子设备，以解决摄像头模组的光圈不能调节入光孔的孔径的问题。

一种电子设备，其特征在于，包括以上任一实施例所述的摄像头模组。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一实施例中电子设备的立体图；

图2为本申请一实施例中摄像头模组的剖视图；

图3为本申请另一实施例中摄像头模组的剖视图；

图4为本申请又一实施例中摄像头模组的剖视图；

图5为本申请第一实施例中光圈组件的示意图；

图6为图5所示光圈组件的入光孔调整后的示意图；

图7为本申请第二实施例中光圈组件的示意图；

图8为图7所示光圈组件的入光孔调整后的示意图；

图9为本申请第三实施例中光圈组件的示意图；

图10为图9所示光圈组件的入光孔调整后的示意图；

图11为一实施例中光圈组件的磁致伸缩膜的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。

参考图1，在一些实施方式中，电子设备10为智能手机，电子设备10包括摄像头模组100，摄像头模组100可用于执行拍摄功能。例如，在一些实施方式中，摄像头模组100能够执行前置摄像头的功能，用户可以通过摄像头模组100进行自拍、视频通话等操作。在另一些实施方式中，摄像头模组100能够执行后置摄像头的功能，用户可以通过摄像头模组100进行近景拍摄、远景拍摄、视频录制等操作。在其他实施方式中，电子设备10可以为平板电脑、笔记本电脑或者相机等。本申请以智能手机的摄像头模组100为例进行说明，但可以理解的是，本申请公开的摄像头模组100，对于其他类型的电子设备10也是适用的。

参考图2、图3和图4，摄像头模组100包括镜头筒110、透镜组120、底座130、图像传感器140以及光圈组件150，镜头筒110大致呈圆筒状，透镜组120安装于镜头筒110，镜头筒110连接底座130，图像传感器140设于底座130，且环境光线能够穿过透镜组120并入射至图像传感器140，图像传感器140即可将环境光信号转化为电信号，经过进一步的处理即可成形成被拍摄物的图像。透镜组120可以包括两个或者两个以上的透镜121，结合图5和图6，光圈组件150连接镜头筒110或者底座130且光圈组件150具有尺寸可变的入光孔151，入光孔151能够用于控制摄像头模组100的入光量。

在一些实施方式中，常态下入光孔151的尺寸较小。具体地，参考图5，入光孔151大致呈圆孔状，在常态下入光孔151的内径较小，在白天室外环境中电子设备10的摄像头模组100可以正常拍摄。参考图6，当用户在暗光环境例如在夜晚或者室内暗光环境中使用摄像头模组100时，光圈组件150的入光孔151的尺寸被调大，从而使得摄像头模组100的入光量可以提升，进而可以提升暗光环境下的拍摄质量。在另一些实施方式中，常态下入光孔151具有基本尺寸，以满足白天室外环境正常拍摄的需求；在光线较强的环境中，光圈组件150的入光孔151的尺寸可以被调小，从而可以减少摄像头模组100的入光量，以提升拍摄的质量；在暗光环境中，光圈组件150的入光孔151的尺寸被调大，从而可以增加摄像头模组100的入光量，进而提升拍摄的质量。对于智能手机、平板电脑等电子设备10，可以采用环境光传感器检测环境光线的强度，结合软件和电路控制即可调整光圈组件150的入光孔151的尺寸，从而可以较容易地实现自动控制，以使摄像头模组100能够获得较好的拍摄质量。

参考图2，在一些实施方式中，光圈组件150设置于透镜组120的远离图像传感器140的一侧，这种设置，可以将光圈组件150制成独立的部件，再组装至摄像头模组100的镜头筒110或者底座130，以提升组装的便利性，并提升光圈组件150的通用性。参考图3，在另一些实施方式中，光圈组件150可以设置于透镜组120的相邻的两个透镜121之间，以使摄像头模组100的内部结构较为紧凑，从而利于摄像头模组100的小型化、轻薄化设计。参考图3，在其他实施方式中，光圈组件150可以设置在透镜组120和图像传感器140之间，这种设置同样可以通过控制入光孔151的尺寸控制摄像头模组100的入光量，由于底座130具有相对较大的体积，这种设置也有利于光圈组件150与底座130的装配，并使得摄像头模组100内部结构较为紧凑。

参考图5和图6，光圈组件150包括光圈152和调节机构153，入光孔151形成于光圈152，入光孔151可以呈圆孔状，也可以呈矩形孔状或者其他形状。调节机构153包括磁致伸缩膜155和磁组件157，磁致伸缩膜155设于光圈152的外周且连接光圈152，磁组件157设于磁致伸缩膜155的背离光圈152的一侧，磁组件157能够产生磁场，以驱动磁致伸缩膜155伸缩并带动光圈152，进而调整入光孔151的尺寸。参考图5、图7和图9，在一些实施方式中，光圈152包括多个叶片154，例如叶片154的数量为两个或者两个以上。多个叶片154形成入光孔151，每一叶片154对应连接有磁致伸缩膜155，以通过磁致伸缩膜155驱动叶片154运动，进而改变入光孔151的尺寸。

具体地，参考图5、图6、图7和图8，在一些实施方式中，叶片154的运动为平移运动，磁致伸缩膜155在磁场作用下产生形变，即可带动叶片154平移，多个叶片154向入光孔151的中心靠近时入光孔151的尺寸即可减小，多个叶片154远离入光孔151的中心运动时入光孔151的尺寸即可增大，从而实现了对入光孔151尺寸的调节。参考图9和图10，在另一些实施方式中，光圈152包括支撑体156，支撑体156可以呈环形薄片状，叶片154连接支撑体156且在磁致伸缩膜155的驱动下能够相对支撑体156转动，多个叶片154的背离转动轴的一端向入光孔151的中心靠近时入光孔151的尺寸即可减小，多个叶片154的背离转动轴的一端远离入光孔151的中心运动时入光孔151的尺寸即可增大，从而实现了对入光孔151尺寸的调节。支撑体156的设置有利于光圈组件150与镜头筒110或者底座130的装配，以利于实现光圈组件150的通用化设计。当然，在其他实施方式中，支撑体156可以省略，叶片154转动连接镜头筒110或者底座130即可。当然，在其他实施方式中，叶片154的运动也可以是局部的变形，也即磁致伸缩膜155驱动叶片154产生局部变形，进而使叶片154产生局部的位移，以调整光圈152入光孔151的尺寸。

参考图5和图6，在一些实施方式中，叶片154的数量为2个且关于摄像头模组100的光轴呈中心对称设置，调节机构153的数量为2个以分别控制2个叶片154的运动。参考图7和图8，在另一些实施方式中，叶片154的数量为3个或者3个以上，且等间距地排布在摄像头模组100的光轴的周向，例如，在入光孔151呈圆形孔的实施方式中，磁致伸缩膜155等间距地排布在光圈152的周向，以对叶片154进行控制，进而调节入光孔151的尺寸。在一实施例中，叶片154的数量为3个，相邻叶片154之间间隔的圆心角为120。在另一实施例中，叶片154的数量为4个，相邻叶片154之间间隔的圆心角为90度。

在一些实施方式中，磁组件157包括线圈，线圈在通电时能够产生磁场。结合图11，磁致伸缩膜155包括非磁性基体156以及设于非磁性基体156的膜层158，膜层158在磁组件157的磁场中能够产生变形，以带动非磁性基体156弯曲，光圈152连接膜层158或非磁性基体156，进而使得光圈152的入光孔151的尺寸发生改变，实现入光孔151的尺寸的调节。进一步，在一些实施方式中，非磁性基体156的材质为硅或者玻璃或者聚酰亚胺，膜层158的材质为Laves相稀土铁化合物RFe₂，其具有较好的磁致伸缩性能和较低的磁晶各向异性，有利于实现精密的机械运动。进一步，在一些实施方式中，膜层158的材质为Terfenol-D，这种磁致伸缩材料在低磁场中具有相对较大的磁致伸缩系数，也即磁组件157的线圈通过相对较小的电流即可在磁致伸缩膜155获得相对较大的形变，从而有利于降低摄像头模组100的能耗，并有利于光圈组件150的小型化设计，进而利于摄像头模组100和电子设备10的小型化、轻薄化设计。

通过改变磁组件157的线圈中电流的大小，即可调整磁组件157的磁场强度，磁场作用于磁致伸缩膜155，即可调整磁致伸缩膜155的形变量，进而可以对光圈152的入光孔151的尺寸进行较高精度地调节，以实现入光孔151孔径的多级化、连续化、精细化地调节，从而可以根据拍摄环境的不同调整入光孔151的尺寸，获得更好的拍摄质量。进一步，对于智能手机、平板电脑等电子设备10，其使用环境中干扰磁场的方向较为复杂，但根据磁致伸缩原理，磁致伸缩膜155只受固定方向磁场干扰，因此环境中的干扰磁场对上述光圈组件150的影响较小，从而可以实现较高精度的控制并提升控制的可靠性。

上述光圈组件150，由于磁组件157能够产生磁场以驱动磁致伸缩膜155伸缩并带动光圈152，进而调整入光孔151的尺寸，光圈组件150应用于摄像头模组100时，可以根据环境光线的强度调整入光孔151的尺寸，进而调整摄像头模组100的入光量。例如，在光照较强的环境中，可以使用尺寸相对较小的入光孔151；在暗光环境中，则可以使用尺寸相对较大的入光孔151，从而可以提升拍摄的质量。采用线圈产生磁场，并通过磁场作用于磁致伸缩膜155，这种结构的光圈组件150结构较为简单，有利于摄像头模组100的小型化、轻薄化设计，且能够获得相对较高的控制精度。

在其他实施方式中，磁组件157可以包括线圈和铁芯，线圈呈螺旋状地绕设于铁芯的外周，且铁芯的轴线穿过磁致伸缩膜155，线圈在通电时能够产生磁场。这种磁组件157，铁芯可以增加磁场的强度，线圈通过较小的电流即可获得对相对较大的磁场，因而可以降低光圈组件150的能耗并提升控制的便捷性。

进一步，参考图11，在一些实施方式中，非磁性基体156包括相背设置的第一表面156a和第二表面156b，膜层158包括正磁致伸缩层158a和负磁致伸缩层158b，正磁致伸缩层158a设于第一表面156a，负磁致伸缩层158b设于第二表面156b。正磁致伸缩层158a在磁场作用下长度变长，负磁致伸缩层158b在磁场作用下长度缩短，这种结构的磁致伸缩膜155，在相对较小的磁场作用即可产生相对较大的形变，因而可以降低光圈组件150的能耗，并实现摄像头模组100的小型化、轻薄化设计。

在一些实施方式中，膜层158闪蒸成型于非磁性基体156。闪蒸成型是在真空或气氛条件下，用蒸发器加热蒸发物质，使之汽化，蒸发粒子流直接射向基体并在基体沉积形成固态薄膜的成型工艺。闪蒸成型具有设备与工艺相对比较简单、能够沉积比较纯净的膜层158、可制备具有特定结构和性质的膜层158等优点。在另一些实施方式中，膜层158离子束溅射成型于非磁性基体156。离子束溅射成型是利用高能离子冲击材料靶，从其表面溅射出粒子并沉积在基体表面上形成薄膜的方法，溅射镀膜工艺生产的膜层158较为均匀牢固,且面积和质量较容易控制，加工的灵活性较高。在其他实施方式中，膜层158可以电离子镀膜成型于非磁性基体156。电离子镀膜是在真空条件下，利用气体放电使气体或被蒸发物质部分电离，并在气体离子或被蒸发物质离子的轰击下，将蒸发物质或其反应物沉积在基体上的方法。电离子镀膜具有镀层附着性能好、绕镀能力强、镀层质量好、清洗过程简化、可镀材料广泛等优点。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种光圈组件，其特征在于，包括：

光圈，具有入光孔；及

调节机构，包括磁致伸缩膜和磁组件，所述磁致伸缩膜设于所述光圈的外周且连接所述光圈；所述磁组件设于所述磁致伸缩膜的背离所述光圈的一侧，所述磁组件能够产生磁场，以驱动所述磁致伸缩膜伸缩并带动所述光圈，进而调整所述入光孔的尺寸。

2.根据权利要求1所述的光圈组件，其特征在于，所述光圈包括多个叶片，多个所述叶片形成所述入光孔，每一所述叶片对应连接有所述磁致伸缩膜，以通过所述磁致伸缩膜驱动所述叶片运动。

3.根据权利要求2所述的光圈组件，其特征在于，所述叶片的运动为局部变形；或者，所述叶片的运动为平移运动；或者，所述光圈包括支撑体，所述叶片连接所述支撑体且在所述磁致伸缩膜的驱动下能够相对所述支撑体转动。

4.根据权利要求2所述的光圈组件，其特征在于，多个所述磁致伸缩膜等间距地排布于所述光圈的周向。

5.根据权利要求1-4任一项所述的光圈组件，其特征在于，包括以下任一种方案：

所述磁组件包括线圈，所述线圈在通电时能够产生磁场；

所述磁组件包括线圈和铁芯，所述线圈呈螺旋状地绕设于所述铁芯的外周，且所述铁芯的轴线穿过所述磁致伸缩膜，所述线圈在通电时能够产生磁场。

6.根据权利要求1-4任一项所述的光圈组件，其特征在于，所述磁致伸缩膜包括非磁性基体以及设于所述非磁性基体的膜层，所述膜层在所述磁组件的磁场中能够产生变形，以带动所述非磁性基体弯曲，所述光圈连接所述膜层或所述非磁性基体。

7.根据权利要求6所述的光圈组件，其特征在于，所述非磁性基体包括相背设置的第一表面和第二表面，所述膜层包括正磁致伸缩层和负磁致伸缩层，所述正磁致伸缩层设于所述第一表面，所述负磁致伸缩层设于所述第二表面。

8.根据权利要求6所述的光圈组件，其特征在于，所述非磁性基体的材质为硅或者玻璃或者聚酰亚胺；所述膜层闪蒸成型于所述非磁性基体，或者所述膜层离子束溅射成型于所述非磁性基体，或者所述膜层电离子镀膜成型于所述非磁性基体。

9.一种摄像头模组，其特征在于，包括镜头筒、透镜组、底座、图像传感器以及权利要求1-8任一项所述的光圈组件，所述透镜组安装于所述镜头筒，所述镜头筒连接所述底座，所述图像传感器设于所述底座，且环境光线能够穿过所述透镜组并入射至所述图像传感器；所述光圈连接所述镜头筒或者所述底座且所述入光孔能够用于控制所述摄像头模组的入光量。

10.根据权利要求9所述的摄像头模组，其特征在于，所述光圈位于所述透镜组的背离所述图像传感器的一侧；或者所述透镜组包括至少两个透镜，所述光圈位于相邻的两个所述透镜之间；或者所述光圈位于所述透镜组和所述图像传感器之间。

11.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求9或10所述的摄像头模组。