CN111510594B - 摄像模组以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种摄像模组以及电子设备，所公开的摄像模组包括壳体、第一反射元件和感光组件，壳体具有透光部和内腔，透光部与内腔连通，第一反射元件和感光组件均设置于内腔中；第一反射元件具有第一反射面，第一反射面与感光组件相对设置，第一反射面将通过透光部进入的环境光线反射至感光组件；第一反射元件为第一微反射镜阵列，且第一反射元件具有基于拍摄物距而切换的第一状态和第二状态；其中，在第一反射元件处于第一状态时，第一反射面为平面面型；在第一反射元件处于第二状态时，第一反射面为曲面面型。上述方案能够解决目前的镜头在进行显微拍摄时，由于物距较小而导致的对焦马达行程过大的问题。

Description

摄像模组以及电子设备

技术领域

本发明实施例涉及摄像技术领域，尤其涉及一种摄像模组以及电子设备。

背景技术

随着科技的发展，电子设备(例如手机、平板电脑等)的性能得到了长足的发展，其中电子设备的拍照摄像功能也越发强大。

目前，在实现微距拍摄时通常采用超广角镜头和微距镜头，但是它们却难以实现超微距的显微拍摄。首先，在显微拍摄时，物距会非常小，因此要求镜头中的对焦马达的行程需要很大，进而会挤占电子设备内部过多的结构空间。

发明内容

本发明实施例提供一种摄像模组以及电子设备，以解决目前的镜头在进行显微拍摄时，由于物距较小而导致的对焦马达行程过大的问题。

为了解决上述问题，本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供一种摄像模组，其包括壳体、第一反射元件和感光组件，所述壳体具有透光部和内腔，所述透光部与所述内腔连通，所述第一反射元件和所述感光组件均设置于所述内腔中；

所述第一反射元件具有第一反射面，所述第一反射面与所述感光组件相对设置，所述第一反射面将通过所述透光部进入的环境光线反射至所述感光组件；所述第一反射元件为第一微反射镜阵列，且所述第一反射元件具有基于拍摄物距而切换的第一状态和第二状态；

其中，在所述第一反射元件处于所述第一状态时，所述第一反射面为平面面型；在所述第一反射元件处于第二状态时，所述第一反射面为曲面面型。

第二方面，本发明实施例提供一种电子设备，其包括前述的摄像模组。

本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：

在本发明实施例公开的摄像模组以及电子设备中，通过将第一反射元件设置为第一微反射镜阵列，通过透光部进入内腔中的环境光线在被第一反射元件反射时，基于第一微反射镜阵列的特性，第一微反射镜阵列表面的曲率能够实时可调，进而可以实现超快对焦；同时，基于第一微反射镜阵列的特性，第一反射元件还能够基于拍摄物距在第一状态和第二状态之间切换，具体即为在拍摄物距较远时，第一反射元件切换为第一状态，第一反射面适配为平面面型，在拍摄物距较近时，第一反射元件切换为第二状态，第一反射面适配为曲面面型。

相较于现有技术，本发明实施例公开的摄像模组具有更大的光焦度可调范围和优秀的对焦性能，无疑能够胜任显微拍摄，同时避免了使用传统的对焦马达，进而优化了电子设备内部的结构布局。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例公开的电子设备的结构示意图；

图2为本发明实施例公开的第一种摄像模组在物距较远时的结构示意图；

图3为本发明实施例公开的第一种摄像模组在物距较近时的结构示意图；

图4为本发明实施例公开的第二种摄像模组在物距较远时的结构示意图；

图5为本发明实施例公开的第二种摄像模组在物距较近时的结构示意图；

附图标记说明：

100-外壳、110-透光部、

200-摄像模组、210-第一反射元件、220-感光组件、221-感光元件、222-滤光片、230-第二反射元件、240-像差矫正镜组、

300-拍摄物面。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图，详细说明本发明各个实施例公开的技术方案。

请参考图1～图5，本发明实施例公开一种摄像模组200，所公开的摄像模组200适用于电子设备，以实现电子设备的拍摄功能。本发明实施例公开的摄像模组200包括壳体、第一反射元件210和感光组件220。

其中，壳体是摄像模组200的基础构件，其为包括第一反射元件210和感光组件220在内的其他构件提供了安装支撑基础，同时也起到一定的防护作用。在本实施例中，第一反射元件210和感光组件220均设置于壳体。具体而言，壳体具有内腔，第一反射元件210和感光组件220均设置于内腔中。

目前的摄像头如果竖直安装于电子设备中，会使得电子设备的厚度显著增加，与现在的轻薄化设计理念相悖。基于此，在本实施例中，摄像模组200通过第一反射元件210来进行环境光线的光路调节，进而使得摄像模组200能够横置于电子设备中。第一反射元件210为摄像模组200的光学构件。

同时，壳体还包括透光部110，透光部110与内腔连通。应理解的是，透光部110能够供环境光线射入到内腔中，为后续感光组件220的感光提供准备。具体地，壳体上可以开设有安装孔，透光部110为设置于安装孔的透光盖板。透光盖板可以为透明树脂或玻璃制成的盖板，当然，本实施例未限制透光部110的具体类型，透光部110还可以直接构造为透光孔，但是该方式不利于摄像模组200的防水防尘性能。

感光组件220是摄像模组200的成像构件，其能够将进入到壳体的内腔中的环境光线转化为图片，即感光后形成图像。在环境光线通过透光部110进入到内腔后，环境光线可经第一反射元件210处理后而改变光路，并投射在感光组件220上。具体而言，第一反射元件210具有第一反射面，第一反射面与感光组件220相对设置，也即是说，第一反射元件210通过第一反射面将通过透光部110进入的环境光线反射至感光组件220上，进而使得感光组件220能够感应由透光部110进入的环境光线，并转化为图像。

在本实施例中，第一反射元件210为第一微反射镜阵列。

需要说明的是，微反射镜阵列是一种微机械电子器件，通常由多个微型反射镜单元组成，每个微型反射镜单元均具有微反射面，多个微型反射镜单元的微反射面能够组合形成反射元件的反射面(如被实施例中的第一反射元件210的第一反射面，以及后文所述的第二放射元件230的第二反射面)；为了提高调整精度，一个微反射镜阵列甚至可达数万片微型反射镜单元的量级。其中，每个微型反射镜单元均具备三个方向的运动自由度，具体而言，每个微型反射镜单元都可以实现X轴向、Y轴向的偏转动作和Z轴向的移动动作。同时，每个微型反射镜单元的运动状态可根据后台的控制模组的指令进行动作，以实现微反射镜阵列所要达到的面型和曲率。

第一反射元件210具有基于拍摄物距而切换的第一状态和第二状态。应理解的是，由于拍摄物距会直接影响到摄像模组的成像景深，物距越远，景深越深，物距越近，景深越浅，也就是说，物距较远更容易对焦而清晰成像，物距较劲更难以对焦而容易导致成像模糊。在本实施例中，基于第一微反射镜阵列的特性，第一反射元件210具备匹配不同拍摄物距的第一状态和第二状态，在第一状态时，第一反射面为平面面型，在第二状态时，第一反射面为曲面面型。以下结合具体的工作过程进行说明。

如图2所示，拍摄物面300处于较远的情况下，物距较大，景深较深，对焦难度较低而能够清晰成像，第一反射元件210此时可切换为第一状态，第一反射面为平面面型，环境光线经过第一反射元件210反射至感光组件220上，即可实现清晰成像。

如图3所示，拍摄物面300处于较近的情况下，物距较小，景深较浅，对焦难度较高而容易成像模糊，第一反射面处于前述的平面面型已不能满足感光组件220的成像要求。此时，基于微反射镜阵列的特性，第一反射元件210可切换为第二状态，其能够通过对其上的微型反射镜单元进行多维自由度调节，使得第一反射面变为曲面面型，由于曲面面型具有可调的光焦度，能够对环境光线进行汇聚。当然，焦距的具体参数由第一反射面的曲面曲率决定，而第一反射面的曲面参数是通过后台的控制模组来调节。因此，在本实施例所公开的摄像模组200中，通过第一反射元件210来实现摄像模组200的对焦功能，而避免了使用传统的对焦马达，突破电子设备尺寸的限制。

同时，由于独立的微型反射镜单元的动作响应速度非常快，因此摄像模组200能够实现超快对焦，提升了拍摄功能的体验感。需要说明的是，在进行显微拍摄时，由于物距较小，使得镜头的景深较浅，导致拍摄物难以清晰成像，该问题特别是在拍摄凹凸不平的物体时更为凸显。本实施例所公开的摄像模组200，由于能够超快对焦，因此能够在极端的时间内对拍摄物的不同部位进行超快拍摄，然后再通过后台的处理模组合成3D超景深图像，进而实现超景深显微拍摄，能够较好地应对上述的问题。

由上述说明可知，在本发明实施例公开的摄像模组200以及电子设备中，通过将第一反射元件210设置为第一微反射镜阵列，通过透光部110进入内腔中的环境光线在被第一反射元件210反射时，基于第一微反射镜阵列的特性，第一微反射镜阵列表面的曲率能够实时可调，进而可以实现超快对焦；同时，基于第一微反射镜阵列的特性，第一反射元件210还能够基于拍摄物距在第一状态和第二状态之间切换，具体即为在拍摄物距较远时，第一反射元件210切换为第一状态，第一反射面适配为平面面型，在拍摄物距较近时，第一反射元件210切换为第二状态，第一反射面适配为曲面面型。

相较于现有技术，本发明实施例公开的摄像模组200具有更大的光焦度可调范围和优秀的对焦性能，无疑能够胜任显微拍摄，同时避免了使用传统的对焦马达，进而优化了电子设备内部的结构布局。

在本实施例中，未限制摄像模组200内部的具体反射结构，举例来说，第一反射元件210可以直接与透光部110相对设置、且同时与感光组件220相对设置。

请再次参考图2和图3，在可选的方案中，摄像模组200还可以包括第二反射元件230，第二反射元件230设置于内腔中，第二反射元件230具有第二反射面；第二反射面与透光部110相对设置，且第二反射面与第一反射面相对设置。具体而言，拍摄物面300反射的环境光线可通过透光部110进入到壳体的内腔中，由于第二反射面与透光部110和第一反射面均相对，因此环境光线会被第二反射面反射至第一反射面，最终由第一反射面将环境光线反射至感光组件220上，而顺利生成图像。

当然，第二反射元件230的类型可以有多种，例如直角反射棱镜。在一种具体的实施方式中，第二反射元件230可以为第二微反射镜阵列。同样地，第二微反射镜阵列也包括多个微型反射镜单元，第二反射面也由多个微型反射镜单元的微反射面组合形成。当然，第二反射元件230也具有第一状态和第二状态，在第一状态时，第二反射面为平面面型，在第二状态时，第二反射面为曲面面型。

如图4所示，拍摄物面300处于较远的情况下，物距较大，景深较深，第二反射元件230和第一反射元件210此时均可切换为第一状态，第一反射面和第二反射面为平面面型，环境光线经过第二反射元件230反射至第一反射元件210，再经由第一反射元件210反射至感光组件220上，即可实现清晰成像。

如图5所示，拍摄物面300处于较近的情况下，物距较小，景深较浅，第二反射面和第一反射面处于前述的平面面型已不能满足感光组件220的成像要求。此时，可以通过后台控制第二反射元件230和第一反射元件210均切换为第二状态，调整第二反射面和第一反射面为曲面面型，并配合调节二者的曲面曲率，进而实现摄像模组200的对焦，并通过感光组件220清晰成像。应理解的是，当摄像模组200中存在两个微反射镜阵列时，无疑能够增大摄像模组200的对焦范围，进而提升摄像模组200的适用性。

为了提升摄像模组200的成像质量，在可选的方案中，摄像模组200还可以包括像差矫正镜组240，像差矫正镜组240设置于内腔中，且像差矫正镜组240位于环境光线的光路上。应理解的是，如此设置下，环境光线在壳体的内腔中传播时，无疑会穿过像差矫正镜组240，以顺利对环境光线进行像差矫正，以提升成像质量。像差矫正镜组240通常由多个塑料非球面镜片组成，当然，本实施例未限制像差矫正镜组240的具体构成。

本实施例未限制像差矫正镜组240位于环境光线的光路上的具体位置，举例来说，像差矫正镜组240可以设置在第一反射元件210和感光组件220之间。

在一种具体的实施方式中，像差矫正镜组240可以位于第一反射元件210和第二反射元件230之间。在具体的工作过程中，进入内腔中的环境光线经第二反射面反射至像差矫正镜组240中，以使环境光线进行像差矫正，矫正后的环境光线被传播至第一反射面，再由第一反射面将其反射至感光组件220上，以顺利生成图像。应理解的是，如此设置下，像差矫正镜组240通常为横置于壳体内，因此能够避免增加电子设备的整机厚度。

进一步地，像差矫正镜组240的光轴可以与透光部110的进光方向相垂直。上述角度关系无疑有利于像差矫正镜组240在壳体内的设置，能够优化壳体内部的结构布局。当然，本实施例未限制像差矫正镜组240在壳体内的具体角度布置方式。

在本实施例中，感光组件220可以包括感光元件221和滤光片222，滤光片222设置于感光元件221接收环境光线的一侧。应理解的是，滤光片222能够对光线的不同波段进行选择性吸收，进而在成像时适配不同风格的光影效果。通常情况下，通过滤光片222可以将红外光线吸收掉，以避免红外光线影响成像效果。

基于本发明实施例公开的摄像模组，本发明实施例公开一种电子设备，所公开的电子设备包括上文所述的摄像模组。本发明实施例所指的电子设备可以是智能手机、平板电脑、电子书阅读器、可穿戴装置等设备，本发明实施例不限制电子设备的具体种类。

通常情况下，摄像模组200的壳体与电子设备的外壳100分别为独立的构件。当然，摄像模组200的壳体也可以为电子设备的外壳100，此时，透光部110即为外壳100的一部分；同时，该种设置方式也减小了摄像模组200的体积，提升了电子设备内部的空间利用率。

本发明上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种摄像模组，其特征在于，包括壳体、第一反射元件(210)和感光组件(220)，所述壳体具有透光部(110)和内腔，所述透光部(110)与所述内腔连通，所述第一反射元件(210)和所述感光组件(220)均设置于所述内腔中；

所述第一反射元件(210)具有第一反射面，所述第一反射面与所述感光组件(220)相对设置，所述第一反射面将通过所述透光部(110)进入的环境光线反射至所述感光组件(220)；所述第一反射元件(210)为第一微反射镜阵列，且所述第一反射元件(210)具有基于拍摄物距而切换的第一状态和第二状态；

其中，在所述第一反射元件(210)处于所述第一状态时，所述第一反射面为平面面型；在所述第一反射元件(210)处于第二状态时，所述第一反射面为曲面面型。

2.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述摄像模组(200)还包括第二反射元件(230)，所述第二反射元件(230)设置于所述内腔中，所述第二反射元件(230)具有第二反射面；所述第二反射面与所述透光部(110)相对设置，且所述第二反射面与所述第一反射面相对设置；所述第二反射面将穿过所述透光部(110)的所述环境光线反射至所述第一反射面，所述第一反射面将所述环境光线反射至所述感光组件(220)。

3.根据权利要求2所述的摄像模组，其特征在于，所述第二反射元件(230)为第二微反射镜阵列。

4.根据权利要求3所述的摄像模组，其特征在于，所述第一微反射镜阵列和所述第二微反射镜阵列均包括多个微型反射镜单元，每个所述微型反射镜单元均具有微反射面，多个所述微型反射镜单元的微反射面组合形成所述第一反射面或所述第二反射面。

5.根据权利要求2所述的摄像模组，其特征在于，所述摄像模组(200)还包括像差矫正镜组(240)，所述像差矫正镜组(240)设置于所述内腔中，且所述像差矫正镜组(240)位于所述环境光线的光路上。

6.根据权利要求5所述的摄像模组，其特征在于，所述像差矫正镜组(240)位于所述第一反射元件(210)和所述第二反射元件(230)之间，所述环境光线经所述第二反射面反射后穿过所述像差矫正镜组(240)投射在所述第一反射面上。

7.根据权利要求6所述的摄像模组，其特征在于，所述像差矫正镜组(240)的光轴与所述透光部(110)的进光方向相垂直。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的摄像模组，其特征在于，所述壳体上开设有安装孔，所述透光部(110)为设置于所述安装孔的透光盖板。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的摄像模组，其特征在于，所述感光组件(220)包括感光元件(221)和滤光片(222)，所述滤光片(222)设置于所述感光元件(221)接收所述环境光线的一侧。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的摄像模组(200)。

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