CN111464728B - 摄像头模组和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种摄像头模组和电子设备。摄像头模组能够安装在载体上，包括第一镜头组件、第二镜头组件及图像传感器。图像传感器相对载体保持固定不动，第一镜头组件能够相对图像传感器运动并伸出载体外部，第二镜头组件能够在载体内部相对图像传感器运动。其中在摄像头模组处于第一模式下时，第一镜头组件的第一光轴与第二镜头组件的第二光轴重合，图像传感器接收经过第一镜头组件及第二镜头组件的光线以进行成像。本申请通过采取新的摄像头内部布局的方式，减少镜头设计中的总长限制，可实现镜头更高的分辨率和更好的成像质量。通过将镜头分段的方式，降低镜片组装难度，提升镜头整体良率。

Description

摄像头模组和电子设备

技术领域

本申请涉及光学成像技术领域，特别涉及一种摄像头模组和电子设备。

背景技术

随着人们对于成像品质的追求，电子设备中的摄像头的像素越来越高，使得摄像头的光圈越来越大，对应的探测器靶面也会越来越大，当探测器靶面持续变大，在视场角(FOV)基本不变的情况下，镜头的焦距也将持续变大，当镜头焦距增大，意味着镜头的总长也会相应增加，带来的后果就是会使得手机机身越来越厚，不利于电子设备的轻薄化。

发明内容

本申请实施方式提供一种摄像头模组和电子设备。

本申请实施方式提供一种摄像头模组，能够安装在载体上。所述摄像头模组包括第一镜头组件、第二镜头组件及图像传感器。所述图像传感器相对所述载体保持固定不动，所述第一镜头组件能够相对所述图像传感器运动并伸出所述载体外部，所述第二镜头组件能够在所述载体内部相对所述图像传感器运动。其中：在所述摄像头模组处于第一模式下时，所述第一镜头组件的第一光轴与所述第二镜头组件的第二光轴重合，所述图像传感器接收经过所述第一镜头组件及所述第二镜头组件的光线以进行成像。

在某些实施方式中，所述载体开设有通孔，所述第一镜头组件与所述通孔对应。在所述摄像头模组处于第一模式下时，所述第一镜头组件能够相对所述图像传感器运动并从所述通孔伸出到所述载体外部。

在某些实施方式中，在所述摄像头模组处于第二模式下时，所述第一镜头组件收缩在所述载体的内部，所述第二镜头组件位于所述第一镜头组件至所述图像传感器之间的光路之外，光线从所述通孔入射至所述第一镜头组件，所述图像传感器接收经过所述第一镜头组件的光线进行成像。

在某些实施方式中，在所述摄像头模组处于第二模式下时，所述第一光轴与所述第二光轴平行，所述第二镜头组件能够通过平移进入所述第一镜头组件至所述图像传感器之间的光路，并使得所述第一光轴与所述第二光轴重合。

在某些实施方式中，在所述摄像头模组处于第二模式下时，所述第一光轴与所述第二光轴呈夹角，所述第二镜头组件能够通过转动进入所述第一镜头组件至所述图像传感器之间的光路，并使得所述第一光轴与所述第二光轴重合。

在某些实施方式中，在所述摄像头模组处于第二模式下时，所述第一光轴与所述第二光轴呈夹角，所述第二镜头组件能够通过平移及转动进入所述第一镜头组件至所述图像传感器之间的光路，并使得所述第一光轴与所述第二光轴重合。

在某些实施方式中，所述第一模式包括长焦模式或伸展模式，所述第二模式包括短焦模式或收纳模式。

在某些实施方式中，所述载体开设有第一通孔及第二通孔。所述摄像头模组还包括与所述第一通孔对应的反射元件。在所述摄像头模组处于第一模式时，光线从所述第一通孔进入所述载体内部并入射到所述反射元件，并经过所述反射元件反射后入射到所述第一镜头组件及所述第二镜头组件。所述第一镜头组件能够相对所述图像传感器运动并从所述第二通孔伸出到所述载体外部。

在某些实施方式中，在所述摄像头模组处于第二模式下时，所述第一镜头组件从所述第二通孔伸出至所述载体外部，所述第一镜头组件位于所述第二镜头组件至所述图像传感器之间的光路之外，光线从所述第一通孔进入所述载体内部并入射到所述反射元件，并经过所述第二镜头组件后入射到所述图像传感器上进行成像。

在某些实施方式中，在所述摄像头模组处于第二模式下时，所述第一光轴与所述第二光轴平行。

在某些实施方式中，所述第一模式包括长焦模式或收纳模式，所述第二模式包括短焦模式或伸展模式。

在某些实施方式中，所述第一镜头组件包括一个或多个镜头组；和/或所述第二镜头组件包括一个或多个镜头组。

本申请实施方式还提供一种电子设备，所述电子设备包括上述任一实施方式的摄像头模组，所述摄像头模组与所述载体结合。

本方案通过采取新的摄像头内部布局的方式，减少镜头设计中的总长限制，可实现镜头更高的分辨率和更好的成像质量。另外，通过将镜头分段的方式，降低镜片组装难度，提升镜头整体良率。

本申请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，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点可以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是本申请某些实施方式的电子设备的结构示意图；

图2是本申请某些实施方式的电子设备在第二模式下的结构示意图；

图3是本申请某些实施方式的电子设备在第二模式下摄像头模组的结构示意图；

图4是本申请某些实施方式的电子设备在第一模式下的结构示意图；

图5是本申请某些实施方式的电子设备在第一模式下摄像头模组的结构示意图；

图6是本申请某些实施方式的电子设备在第一模式下的结构示意图；

图7是本申请某些实施方式的电子设备在第一模式下摄像头模组的结构示意图；

图8是本申请某些实施方式的电子设备在第一模式下的结构示意图；

图9是本申请某些实施方式的电子设备在第二模式下的结构示意图；

图10是本申请某些实施方式的摄像头模组的结构示意图；

图11是本申请某些实施方式的摄像头模组的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终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，仅用于解释本申请的实施方式，而不能理解为对本申请的实施方式的限制。

请一并参阅图1至图5，本申请实施方式的电子设备1000包括载体100和安装在载体100上的摄像头模组200。摄像头模组200包括第一镜头组件210、第二镜头组件220及图像传感器230。图像传感器230相对载体100保持固定不动，第一镜头组件210能够相对图像传感器230运动并伸出载体100外部，第二镜头组件220能够在载体100内部相对图像传感器230运动。其中在摄像头模组200处于第一模式下时，第一镜头组件210的第一光轴211与第二镜头组件220的第二光轴221重合，图像传感器230接收经过第一镜头组件210及第二镜头组件220的光线以进行成像。

具体地，电子设备1000可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、电子阅读器等。本申请实施方式以电子设备1000是手机为例进行说明，可以理解，电子设备1000的具体形式可以是其他，在此不作限制。

本申请电子设备1000中的摄像头模组200通过采取新的摄像头内部布局的方式，减少镜头设计中的总长限制，可实现镜头更高的分辨率和更好的成像质量。另外，通过将镜头分段的方式，降低镜片组装难度，提升镜头整体良率。

请一并参阅图4至图7，在某些实施方式中，载体100开设有通孔110，第一镜头组件210与通孔110对应，在摄像头模组200处于第一模式下时，第一镜头组件210能够相对图像传感器230运动并从通孔110部分伸出到载体100外部(如图4或图5所示)或全部伸出到载体100外部(如图6或图7所示)。当第一镜头组件210全部伸出到载体100外部时，摄像头模组200具有最长的焦距，可以拍摄的距离最远，适用于远程拍摄。当第一镜头组件210部分伸出到载体100外部时，摄像头模组200具有中间档位的焦距，拍摄时便于调节焦距令成像更加清晰。载体100可以是电子设备1000的外壳，例如是手机的中框及后盖。载体100可以作为电子设备1000的功能元件(如显示屏、摄像头、处理器、受话器、电源模块、及通信模块等)及主板的安装载体100，载体100可以为功能元件及主板提供防尘、防摔、防水等保护。

具体地，第一模式包括长焦模式或伸展模式。其中，请参阅图2和图3，当摄像头模组200处于初始状态(或非工作状态)时，第一镜头组件210和第二镜头组件220收纳在电子设备1000中，且第一镜头组件210与第二镜头组件220并排设置于电子设备1000中，以减小摄像头模组200占用电子设备1000长度方向的空间。请参阅图4和图6，当摄像头模组200处于长焦模式或伸展模式(或工作状态)时，摄像头模组200通过驱动装置分别驱动第一镜头组件210和第二镜头组件220，第一镜头组件210能够相对图像传感器230运动并从通孔110伸出到载体100外部，可以方便第一镜头组件210拍摄和获取图像。此外，通孔110能够刚好与第一镜头组件210相配合，不留间隙，使得外界光线能够全部从第一镜头组件210中射入至第二镜头组件220从而到达图像传感器230中，避免杂光的影响，可以提高成像质量。

本申请的电子设备1000在不需要使用摄像头模组200时，将第一镜头组件210掩藏于电子设备1000中，在需要使用摄像头模组200时，第一镜头组件210从通孔110中伸出到载体100的外部以获取图像，使得第一镜头组件210不易沾灰和受潮，不易受损。此外，由于第一镜头组件210可自由伸缩，摄像头模组200的总长不受限制，可以实现摄像头模组200更高的分辨率和更好的成像质量。

在一些实施方式中，第二镜头组件220可以与第一镜头组件210均从通孔110中伸出到载体100的外部以获取图像，由此可以能过获得更广的对焦范围。

请参阅图2和图3，在某些实施方式中，在摄像头模组200处于第二模式下时，第一镜头组件210收缩在载体100的内部，第二镜头组件220位于第一镜头组件210至图像传感器230之间的光路之外，光线从通孔110入射至第一镜头组件210，图像传感器230接收经过第一镜头组件210的光线进行成像。

具体地，第二模式包括短焦模式或收纳模式。当摄像头模组200处于短焦模式或收纳模式时，第一镜头组件210和第二镜头组件220收纳在电子设备1000中，且第一镜头组件210与第二镜头组件220并排设置于电子设备1000中。

本申请的电子设备1000在不需要使用摄像头模组200时，将第一镜头组件210和第二镜头组件220掩藏于电子设备1000中，在需要使用摄像头模组200时，第一镜头组件210从通孔110中伸出到载体100的外部以获取图像，使得第一镜头组件210和第二镜头组件220不易沾灰和受潮，不易受损。此外，由于第一镜头组件210可自由伸缩，摄像头模组200的总长不受限制，可以实现摄像头模组200更高的分辨率和更好的成像质量。

需要指出的是，在摄像头模组200处于第二模式下时，第一光轴211与第二光轴221平行。可以理解地，经过第一镜头组件210的第一光轴211和经过第二镜头组件220的第二光轴221平行可以有效避免杂光通过镜头组件反射至拍摄图像的光路中，提高成像质量。

具体地，请参阅图2和图3，在某些实施方式中，在摄像头模组200处于第二模式下时，第一光轴211与第二光轴221平行，在第一镜头组件210从通孔110中伸出到载体100的外部之后，第二镜头组件220能够通过平移进入第一镜头组件210至图像传感器230之间的光路，并使得第一光轴211与第二光轴221重合。通过保持第一光轴211与第二光轴221平行，可以使得第二镜头组件220进入第一镜头组件210至图像传感器230之间的光路后能够及时对准光路，缩短变焦时间，增强变焦效率，提高成像质量。此外，第二镜头组件220能够通过平移进入第一镜头组件210至图像传感器230之间的光路，可以设置导轨令第二镜头组件220平移至指定位置(即为能够达到成像清晰的位置)，使得第二镜头组件220的平移过程中不易碰撞到其它部件而损坏镜头组，从而增加摄像头模组200的使用寿命。

在某些实施方式中，第一光轴211与第二光轴221呈夹角，第二镜头组件220能够通过转动进入第一镜头组件210至图像传感器230之间的光路，并使得第一光轴211与第二光轴221重合。将第一光轴211与第二光轴221呈夹角设置，便于安装和拆卸，也可以为摄像头模组200中的其它部件腾出存放空间，有利于电子设备1000的轻薄化。第二镜头组件220能够通过转动进入第一镜头组件210至图像传感器230之间的光路，可以设置转动轴令第二镜头组件220转动到指定位置，能够减少第二镜头组件220与摄像头模组200内部装置的摩擦，不用时常更换摄像头模组200的内部零件，从而增加摄像头模组200的使用寿命。在一个例子中，第二镜头组件220通过转动进入第一镜头组件210至图像传感器230之间的光路是在第一镜头组件210从通孔110中伸出到载体100的外部之后进行的。在另一个例子中，第二镜头组件220通过转动进入第一镜头组件210至图像传感器230之间的光路与第一镜头组件210从通孔110中伸出到载体100的外部在执行时间上可以有重叠，甚至是完全同步，如此可以进一步缩短变焦对焦的时间，加快电子设备1000拍照的处理速度，提高用户体验。

在某些实施方式中，第一光轴211与第二光轴221呈夹角，第二镜头组件220能够通过平移及转动进入第一镜头组件210至图像传感器230之间的光路，并使得第一光轴211与第二光轴221重合。将第一光轴211与第二光轴221呈夹角设置，便于安装和拆卸，也可以为摄像头模组200中的其它部件腾出存放空间，有利于电子设备1000的轻薄化。第二镜头组件220能够通过平移及转动进入第一镜头组件210至图像传感器230之间的光路，可以同时设置转动轴和导轨让第二镜头组件220转动到指定位置，减少第二镜头组件220与摄像头模组200内部装置的摩擦的同时，使得第二镜头组件220的移动更加平稳、有效率，进而实现在增加摄像头模组200的使用寿命的基础上同时使得成像更加清晰，增强用户体验。

在一个例子中，第二镜头组件220可以先平移，再转动直至进入第一镜头组件210至图像传感器230之间的光路。在另一个例子中，第二镜头组件220可以先转动，再平移直至进入第一镜头组件210至图像传感器230之间的光路。在一个例子中，第二镜头组件220通过转动及平移进入第一镜头组件210至图像传感器230之间的光路是在第一镜头组件210从通孔110中伸出到载体100的外部之后进行的。在另一个例子中，第二镜头组件220通过转动及平移进入第一镜头组件210至图像传感器230之间的光路与第一镜头组件210从通孔110中伸出到载体100的外部在执行时间上可以有重叠，甚至是完全同步，如此可以进一步缩短变焦对焦的时间，加快电子设备1000拍照的处理速度，提高用户体验。

综上，在摄像头模组200处于第二模式下时，本申请通过平移或转动第二镜头组件220使得第一光轴211与第二光轴221重合，进而将像头模组200从第二模式变换为第一模式，即将摄像头模组200从短焦模式(或收纳模式)转换为长焦模式(或伸展模式)，不占用电子设备1000较多的空间，摄像头模组200就能具有较长的总长，实现摄像头模组200更高的分辨率和更好的成像质量。

请参阅图8，在另一种实施方式中，载体100开设有第一通孔111及第二通孔112，摄像头模组200还包括与第一通孔111对应的反射元件240，第一镜头组件210与第二通孔112对应。在摄像头模组200处于第一模式时，光线从第一通孔111进入载体100内部并入射到反射元件240，并经过反射元件240反射后入射到第一镜头组件210及第二镜头组件220，最后到达图像传感器230以成像。请参阅图8及图9，第一镜头组件210能够相对图像传感器230运动并从第二通孔112伸出到载体100外部。

具体地，反射元件240可以是棱镜，用于反射从外界经过第一通孔111进入的光线。通过在摄像头模组200中设置反射元件240，拍摄图像时，光线通过反射元件240反射后入射到第一镜头组件210及第二镜头组件220中，可以将摄像头模组200沿着电子设备1000的宽度方向摆放形成了潜望式摄像结构，减小了占用电子设备1000的长度方向的空间。

请参阅图9，在某些实施方式中，在摄像头模组200处于第二模式下时，第一镜头组件210从第二通孔112伸出至载体100外部，第一镜头组件210位于第二镜头组件220至图像传感器230之间的光路之外，光线从第一通孔111进入载体100内部并入射到反射元件240，再经过第二镜头组件220后入射到图像传感器230上进行成像。

具体地，当摄像头模组200从第二模式(即短焦模式或收纳模式)变换为第一模式(长焦模式或伸展模式)时，第一镜头组件210从第二通孔112伸出至载体100外部，第一镜头组件210位于第二镜头组件220至图像传感器230之间的光路之外，光线经过第二镜头组件220后入射到图像传感器230上进行成像。请参阅图9，入射光线通过第一通孔111入射至反射元件240并反射至第二镜头组件220，将第一镜头组件210伸出载体100外则经过第二通孔112，可以不需要移动第二镜头组件220，通过在摄像头模组200中设置第一通孔111和第二通孔112可以使得摄像头模组200从长焦模式转换为短焦模式更加便捷。此外，通过将第一镜头组件210自由伸出载体100外，在不占用电子设备1000较多的空间摄像头模组200就能具有较长的镜头总长的基础上，达到了变焦和/或对焦效果，提高了成像质量。

在某些实施方式中，第一镜头组件210包括一个或多个镜头组；和/或，第二镜头组件220包括一个或多个镜头组。包括以下情况：①第一镜头组件210为一个镜头组和第二镜头组件220为一个镜头组(如图3、图5和图7所示)，每个镜头组可以包括一个或多个镜片。摄像头模组200为两个镜头组，每个镜头组单独组装，减少了镜头组件的组装难度，提高了多镜片镜头的组装良率。②第一镜头组件210为多个镜头组和第二镜头组件220为多个镜头组，以第一镜头组件210为2个镜头组为例，请参阅图10(为第一镜头组212和第二镜头组213未伸出载体100时)和图11(为第一镜头组212和第二镜头组213部分伸出载体100时)，即第一镜头组件210包括第一镜头组212和第二镜头组213，摄像头模组200通过增加镜头组的数量可以有效增加长焦拍摄时的焦距，拍摄范围更广，拍摄远程图像时更清晰。③第一镜头组件210为一个镜头组和第二镜头组件220为多个镜头组。④第一镜头组件210为多个镜头组和第二镜头组件220为多个镜头组。本文以第一镜头组件210为一个镜头组和第二镜头组件220为一个镜头组为例进行说明。

图像传感器230可以为电荷耦合影像感测组件(Charge Coupled Device，CCD)或者互补金属氧化物半导体影像感测组件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS)。汇聚至图像传感器230的光线先经过处理后转变为电信号，再通过模数转换器芯片(Analog-to-digital converter chip，ADC)将电信号转换成数字信号，数字信号经过处理后用于成像。

需要指出的是，上述摄像头模组200中驱动第一镜头组件210和第二镜头组件220的驱动装置可以是致动器，例如可以为静电致动器、电磁致动器、磁致伸缩致动器、压电致动器、压电马达、步进马达或者电活性聚合物致动器等。

驱动装置可以包括一个或多个致动器。当驱动装置为一个致动器时，该致动器可以同时或分时驱动第一镜头组件210中的一个或多个镜头组或第二镜头组件220中的一个或多个镜头组。仅仅安装一个致动器，方便拆卸，简化了摄像头模组200的内部结构，有利于电子设备1000的轻薄化。

当驱动装置为多个致动器时，以2个致动器为例，即驱动装置包括第一致动器和第二致动器，第一致动器驱动第一镜头组件210中的一个或多个镜头组，第二致动器驱动第二镜头组件220中的一个或多个镜头组。第一致动器与第二致动器可以是同时执行驱动操作，也可以是分时执行驱动操作。安装多个致动器可以大大增加摄像头模组200的动力供给，增强第一镜头组件210和第二镜头组件220的移动效率。此外，在摄像头模组200中安装多个致动器，可以留一个或多个致动器作为备用存放于摄像头模组200中，在一个致动器损坏时可以及时顶替损坏的致动器工作，增强用户体验。

Claims (11)

1.一种摄像头模组，能够安装在载体上，其特征在于，所述摄像头模组应用于轻薄化电子设备，所述摄像头模组包括第一镜头组件、第二镜头组件及图像传感器，所述图像传感器相对所述载体保持固定不动，所述第一镜头组件能够相对所述图像传感器运动并伸出所述载体外部，所述第二镜头组件能够在所述载体内部相对所述图像传感器运动；其中：

在所述摄像头模组处于第一模式下时，所述第一镜头组件的第一光轴与所述第二镜头组件的第二光轴重合，所述图像传感器接收经过所述第一镜头组件及所述第二镜头组件的光线以进行成像，所述第一光轴与所述第二光轴的方向与所述电子设备的厚度方向垂直。

2.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述载体开设有通孔，所述第一镜头组件与所述通孔对应，在所述摄像头模组处于所述第一模式下时，所述第一镜头组件能够相对所述图像传感器运动并从所述通孔伸出到所述载体外部。

3.根据权利要求2所述的摄像头模组，其特征在于，

在所述摄像头模组处于第二模式下时，所述第一镜头组件收缩在所述载体的内部，所述第二镜头组件位于所述第一镜头组件至所述图像传感器之间的光路之外，光线从所述通孔入射至所述第一镜头组件，所述图像传感器接收经过所述第一镜头组件的光线进行成像。

4.根据权利要求3所述的摄像头模组，其特征在于，在所述摄像头模组处于所述第二模式下时，

所述第一光轴与所述第二光轴平行，所述第二镜头组件能够通过平移进入所述第一镜头组件至所述图像传感器之间的光路，并使得所述第一光轴与所述第二光轴重合；或

所述第一光轴与所述第二光轴呈夹角，所述第二镜头组件能够通过转动进入所述第一镜头组件至所述图像传感器之间的光路，并使得所述第一光轴与所述第二光轴重合；或

所述第一光轴与所述第二光轴呈夹角，所述第二镜头组件能够通过平移及转动进入所述第一镜头组件至所述图像传感器之间的光路，并使得所述第一光轴与所述第二光轴重合。

5.根据权利要求3所述的摄像头模组，其特征在于，所述第一模式包括长焦模式或伸展模式，所述第二模式包括短焦模式或收纳模式。

6.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述载体开设有第一通孔及第二通孔，所述摄像头模组还包括与所述第一通孔对应的反射元件，在所述摄像头模组处于所述第一模式时，光线从所述第一通孔进入所述载体内部并入射到所述反射元件，并经过所述反射元件反射后入射到所述第一镜头组件及所述第二镜头组件；所述第一镜头组件能够相对所述图像传感器运动并从所述第二通孔伸出到所述载体外部。

7.根据权利要求6所述的摄像头模组，其特征在于，在所述摄像头模组处于第二模式下时，所述第一镜头组件从所述第二通孔伸出至所述载体外部，所述第一镜头组件位于所述第二镜头组件至所述图像传感器之间的光路之外，光线从所述第一通孔进入所述载体内部并入射到所述反射元件，并经过所述第二镜头组件后入射到所述图像传感器上进行成像。

8.根据权利要求6所述的摄像头模组，其特征在于，在所述摄像头模组处于第二模式下时，所述第一光轴与所述第二光轴平行。

9.根据权利要求7或8所述的摄像头模组，其特征在于，所述第一模式包括长焦模式或收纳模式，所述第二模式包括短焦模式或伸展模式。

10.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，

所述第一镜头组件包括一个或多个镜头组；和/或

所述第二镜头组件包括一个或多个镜头组。

11.一种轻薄化电子设备，其特征在于，包括权利要求1-10任意一项所述的摄像头模组，所述摄像头模组与所述载体结合以构成所述轻薄化电子设备。

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