CN111510607A - 摄像头以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种摄像头以及电子设备，该摄像头包括镜头组、感光组件和压电驱动机构，所述镜头组与所述感光组件相对设置，所述压电驱动机构与所述感光组件驱动相连，所述压电驱动机构通过形变驱动所述感光组件移动以调节所述感光组件与所述镜头组的距离，或者所述压电驱动机构通过形变驱动所述感光组件在第一方向上转动补偿角度，所述第一方向与所述摄像头的倾斜方向相反。上述方案能够解决目前的摄像头存在的镜头较重而难以进行调焦和防抖补偿的问题。

Description

摄像头以及电子设备

技术领域

本发明实施例涉及摄像技术领域，尤其涉及一种摄像头以及电子设备。

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，为了提升摄像头的成像质量，高性能镜头层出不穷，但是，高性能镜头都较重，音圈马达等驱动装置在对其进行调焦和防抖补偿时较为困难。

发明内容

本发明实施例提供一种摄像头以及电子设备，以解决目前的摄像头存在的镜头较重而难以进行调焦和防抖补偿的问题。

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头，其包括镜头组、感光组件和压电驱动机构，所述镜头组与所述感光组件相对设置，所述压电驱动机构与所述感光组件驱动相连，所述压电驱动机构通过形变驱动所述感光组件移动以调节所述感光组件与所述镜头组的距离，或者所述压电驱动机构通过形变驱动所述感光组件在第一方向上转动补偿角度，所述第一方向与所述摄像头的倾斜方向相反。

第二方面，本发明实施例提供一种电子设备，其包括前述的摄像头。

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头中，压电驱动机构与感光组件驱动相连，基于逆压电效应，压电驱动机构能够产生形变，一方面能够驱动感光组件移动以调节感光组件与镜头组的距离，进而实现了摄像头的调焦功能；另一方面能够驱动感光组件在与摄像头的倾斜方向相反的第一方向上转动，进而实现了摄像头的防抖功能。

相较于现有技术，本发明实施例公开的摄像头直接作用于重量较轻的感光组件，无疑更容易实现调焦和防抖功能；同时，该摄像头结构简单，且压电驱动机构产生的驱动力较音圈马达更大，进一步提升了调焦、防抖功能的响应速度和精度。

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摄像头的主视剖视图；

图2为本发明实施例公开的摄像头的俯视剖视图；

图3为本发明实施例公开的摄像头的仰视剖视图；

附图标记说明：

100-镜头组、200-感光组件、210-感光元件、220-电路板、

300-压电驱动机构、310-控制组件、311-电源模组、312-控制芯片、320-压电元件、

400-镜头座、410-导向空间、500-滤光部。

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3，本发明实施例公开一种摄像头，所公开的摄像头适用于电子设备，以实现电子设备的拍摄功能。本发明实施例公开的摄像头包括镜头组100、感光组件200和压电驱动机构300。

镜头组100用于传导外部光线以及对光线的光路进行调整，通常情况下，镜头组100都由多个镜片组成，随着高性能镜头的出现，镜片可以达到几十个，在提升了摄像头的拍摄质量的同时，高性能镜头较大的重量也给传统的音圈马达等驱动装置带来了极大的工作负担，进而导致摄像头的调焦和防抖功能较难正常实现，或者相应速度和精度变差。

感光组件200是摄像头的成像构件，其能够将镜头组100传导来的光线转化为图片。镜头组100通常与感光组件200相对设置，如此能够方便镜头组100传导的光线进入到感光组件200中，以便顺利成像。

在摄像头中，可通过改变镜头组100和感光组件200之间的间距，进而调节了物距与像距，就可以完成对摄像头的调焦；摄像头在使用时难免出现抖动，此时摄像头整体发生倾斜，当转动感光组件200时可对抖动倾斜角度进行补偿，进而优化成像质量，实现了摄像头的防抖功能。在本实施例中，压电驱动机构300与感光组件200驱动相连，本发明实施例所公开的摄像头即是通过压电驱动机构300实现摄像头的调焦和防抖功能。

压电驱动机构300是基于逆压电效应进行工作，逆压电效应即是在在压电材料的极化方向上施加电场，这些压电材料会发生形变，电场去掉后，压电材料的形变随之消失。压电材料的形变量与电场的变化关系如下：

其中，n为压电材料层数，d₃₃为压电应变系数，即在极化方向上的应变与在极化方向上所加电场强度之比，U为施加在压电材料两端的电压，I为通过压电材料的电流，C为压电材料的电容。由此可知，通过调整压电材料两端的电压、层数、电容及压电应变系数，就能够使得压电材料产生形变，在本实施例中即是通过压电驱动机构300产生形变，并作用于感光组件200来实现调焦和防抖功能。

需要说明的是，压电材料的形变原理如下：由于在电场方向上受到电场力的作用，压电材料的原子晶胞被拉长，大量原子晶胞在微观上被拉长并累积到一定量时，就表现为在宏观上压电材料的形变。正因为压电材料的形变是由原子晶胞形变引起，因此压电材料相较调焦马达等驱动装置具有更大推力，而且响应速度更快，作用精度更高，完全能够匹配较重的高性能镜头的调焦和防抖要求。压电材料的形变机理为公知技术，在此不再赘述。

同时，在使用音圈马达等驱动装置时，由于音圈马达内置有永磁铁，形成有强磁场，因此会造成电磁干扰。在本实施例中，压电驱动机构300不会产生磁场，不会对摄像头成像造成干扰。

其中，压电驱动机构300可以通过形变驱动感光组件200移动以调节感光组件200与镜头组100的距离。具体而言，压电驱动机构300基于逆压电效应产生形变后，并作用于感光组件200使其移动，使得感光组件200靠近或者远离镜头组100，进而实现摄像头的调焦功能。此时，压电驱动机构300的形变量即相当于音圈马达的作用行程。

压电驱动机构300还可以通过形变驱动感光组件200在第一方向上转动补偿角度，第一方向与摄像头的倾斜方向相反。具体而言，当摄像头发生抖动而处于倾斜状态时，即可以控制压电驱动机构300产生形变，并作用于感光组件200的一侧，使得感光组件200在第一方向上进行反向转动以实现角度补偿。通常情况下补偿角度与摄像头的倾斜角度相等，如此即可以完全弥补摄像头倾斜对成像造成的影响，确保成像图像稳定；当然，本实施例未限制感光组件200转动时的补偿角度与摄像头的倾斜角度的具体关系，二者也可以不相等，即补偿角度可大于或小于摄像头的倾斜角度。

由上述说明可知，在本发明实施例公开的摄像头中，压电驱动机构300与感光组件200驱动相连，基于逆压电效应，压电驱动机构300能够产生形变，一方面能够驱动感光组件200移动以调节感光组件200与镜头组100的距离，进而实现了摄像头的调焦功能；另一方面能够驱动感光组件200在与摄像头的倾斜方向相反的第一方向上转动，进而实现了摄像头的防抖功能。

相较于现有技术，本发明实施例公开的摄像头直接作用于重量较轻的感光组件200，相较于驱动更重的镜头组100，只需要更小的驱动力，无疑更容易实现调焦和防抖功能；同时，该摄像头结构简单，且压电驱动机构300基于逆压电效应产生的驱动力较音圈马达明显更大，可进一步提升了调焦、防抖功能的响应速度和精度。

在本实施例中，压电驱动机构300的类型有多种，本实施例对其未作限制，例如压电驱动机构300包括设置于感光组件200下侧的压电陶瓷片和感光组件200侧面的压电旋转马达，通过压电陶瓷片驱动感光组件200移动实现调焦，通过压电旋转马达驱动感光组件200转动实现防抖功能。

在一种具体的实施方式中，压电驱动机构300可以包括控制组件310和多个压电元件320，压电元件320均设置于感光组件200背离镜头组100的一侧，且压电元件320与控制组件310电连接，控制组件310向压电元件320发出电信号，以激发压电元件320产生形变。

应理解的是，控制组件310能够决定是否向压电元件320输出电信号以形成电场，以及控制输出电信号的大小，进而可以精确地调节压电元件320的形变量。当控制组件310输出的电信号通入压电元件320后，压电元件320即处于电场中，其会在极化方向上产生形变，变形后的压电元件320即可对感光组件200背离镜头组100的一侧产生驱动作用。

其中，在压电元件320均产生相同的形变时，压电元件320驱动感光组件200移动以调节感光组件200与镜头组100的距离；在压电元件320产生相异的形变时，压电元件320驱动感光组件200在第一方向上转动补偿角度。

具体而言，由于压电元件320有多个，多个压电元件320分别作用于感光组件200的不同位置。当需要调焦时，控制组件310控制多个压电元件320相互配合，使得多个压电元件320均产生相同的形变，感光组件200不会产生倾斜，如此就可以使得感光组件200在镜头组100的光轴方向上移动，表现为靠近或远离镜头组100，进而改变焦距；

当需要实现防抖功能时，控制组件310控制多个压电元件320相互配合，使得多个压电元件320产生相异的形变，且在与摄像头的倾斜方向相反的第一方向上产生最大的形变量，进而驱动感光组件200转动补偿角度。需要说明的是，在本实施例中，可以包括部分压电元件320零形变，仅部分其他压电元件320产生形变而作用于感光组件200的实施方式。

应理解的是，压电元件320在设置时，可与感光组件200直接接触，也可以间隔分布，只要压电元件320在产生形变时能够作用于感光组件200即可。本实施例不限制压电元件320与控制组件310的具体电连接关系，二者可以直接电连接，例如通过电连接件直接电连接；二者也可以间接电连接，例如压电元件320与控制组件310均电连接于电子设备的主板上。电连接件通常可选为导电线缆或柔性电路板等。

同时，本实施例未限制压电元件320的具体数量，在可选的方案中，压电驱动机构300包括四个压电元件320，且四个压电元件320呈环状均匀布设于感光组件200背离镜头组100的一侧。在具体的工作过程中，通过控制组件310控制四个压电元件320均产生相同的形变，就可以驱动感光组件200移动而实现调焦；通过控制组件310控制一个或两个压电元件320产生较大形变，而控制其余压电元件320产生较小形变(包括零形变)，则可以驱动感光组员200在第一方向上转动补偿角度而实现防抖。

进一步地，多个压电元件320可以围绕镜头组100的光轴均匀布设，也即是说，多个压电元件320与镜头组100的光轴距离相等，且压电元件320两两之间间距相等；同时，感光组件200通常镜头组100的形状相适配，如此设置下，压电元件320既能够围绕镜头组100的光轴均匀布设，也能够对应感光组件200均匀布设。

通常情况下，控制组件310包括电源模组311和控制芯片312。在控制组件310与压电元件320直接电连接的实施方式中，电源模组311可以通过电连接件与压电元件320电连接，控制芯片312设置于电连接件上。在具体的工作过程中，控制芯片312可以控制电连接件上电信号的通断以及电信号的大小，进而精确调节压电元件320的形变量。

需要说明的是，控制组件310通常是分别对不同的压电元件320进行控制，如此有利于在不同的压电元件320施加不同的电场信号，进而使得不同的压电元件320产生不同的形变量。因此在本实施例中，电源模组311通过不同的电连接件与不同的压电元件320电连接，且不同的电连接件上均设置有控制芯片312。

为了使得提升压电驱动机构300对于感光组件200的驱动灵敏度，在可选的方案中，压电元件320可以邻近感光组件200的边缘设置。如此设置下，压电元件320作用于感光组件200的作用点距离感光组件300的中心更远，因此感光组件200在相同大小的驱动作用下受到的转矩更大，更容易被驱动，进而增强了压电驱动机构300的响应速度，特别是在实现防抖功能时。

为了避免感光组件200在进行调焦和防抖补偿时出现偏斜或移位，在可选的方案中，摄像头还可以包括镜头座400，镜头座400具有导向空间410，镜头组100和感光组件200均设置于导向空间410内，压电驱动机构300驱动感光组件200在导向空间410内移动或转动。应理解的是，导向空间410能够对感光组件200起到限位约束作用，避免了感光组件200出现偏斜或移位，确保了镜头组100与感光组件200始终处于相对状态。通常情况下，导向空间410为通槽结构，镜头组100部分伸出于通槽之外，以便于接收外部光线。

在本实施例中，摄像头还可以包括滤光部500，滤光部500设置于镜头组100与感光组件200之间。具体而言，滤光部500能够对光线的不同波段进行选择性吸收，进而生成不同风格的光影效果。

当拍摄产生抖动时，摄像头会产生倾斜，为了获取摄像头的倾斜角度，本实施例所公开的摄像头还可以包括设置于镜头组100或感光组件200上的检测部，检测部即用于检测摄像头的倾斜角度。应理解的是，通过检测部实时检测摄像头的倾斜角度，就可以准确地通过驱动感光组件200转动来进行角度补偿，以实现防抖功能。在本实施例中，未限制检测部的具体类型，例如检测部可以为陀螺仪、霍尔传感器等。

在本实施例中，感光组件200可以包括感光元件210和电路板220，感光元件210与电路板220电连接，且感光元件210设置于电路板220上，压电驱动机构300与电路板220驱动相连，感光元件210随电路板220而实现移动或转动。应理解的是，感光元件210在使用时需要通电，感光元件210可以通过电路板220与电子设备的主板电连接，进而实现供电和信息交互。当然，感光元件210还可以通过电连接件与主板电连接。更为具体的，感光元件210设置于电路板220上，电路板220为感光元件210提供了支撑基础，同时也避免了压电驱动机构300直接作用于感光元件210，为感光元件210起到了一定的保护作用；电路板220在压电驱动机构300的驱动下而移动或转动，则带动感光元件210移动或转动，进而实现摄像头的调焦或防抖功能。

需要说明的是，本实施例未限制压电驱动机构300所采用的压电材料的具体类型，其通常可选用为压电陶瓷，压电陶瓷具有耐酸碱、能量转换效率高、无电磁干扰、制程简单等优点；当然，该压电材料还可以为选用为诸如聚偏氟乙烯等的高分子压电材料，或者为复合压电材料。

基于本发明实施例公开的摄像头，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头。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。

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 (11)

1.一种摄像头，其特征在于，包括镜头组(100)、感光组件(200)和压电驱动机构(300)，所述镜头组(100)与所述感光组件(200)相对设置，所述压电驱动机构(300)与所述感光组件(200)驱动相连，所述压电驱动机构(300)通过形变驱动所述感光组件(200)移动以调节所述感光组件(200)与所述镜头组(100)的距离，或者所述压电驱动机构(300)通过形变驱动所述感光组件(200)在第一方向上转动补偿角度，所述第一方向与所述摄像头的倾斜方向相反。

2.根据权利要求1所述的摄像头，其特征在于，所述压电驱动机构(300)包括控制组件(310)和多个压电元件(320)，所述压电元件(320)均设置于所述感光组件(200)背离所述镜头组(100)的一侧，且所述压电元件(320)与所述控制组件(310)电连接，所述控制组件(310)向所述压电元件(320)发出电信号，以激发所述压电元件(320)产生形变；

其中，在所述压电元件(320)均产生相同的形变时，所述压电元件(320)驱动所述感光组件(200)移动以调节所述感光组件(200)与所述镜头组(100)的距离；在所述压电元件(320)产生相异的形变时，所述压电元件(320)驱动所述感光组件(200)在所述第一方向上转动所述补偿角度。

3.根据权利要求2所述的摄像头，其特征在于，所述压电驱动机构(300)包括四个压电元件(320)，且所述四个压电元件(320)呈环状均匀布设于所述感光组件(200)背离所述镜头组(100)的一侧。

4.根据权利要求2或3所述的摄像头，其特征在于，多个所述压电元件(320)围绕所述镜头组(100)的光轴均匀布设。

5.根据权利要求2所述的摄像头，其特征在于，所述控制组件(310)包括电源模组(311)和控制芯片(312)，所述电源模组(311)通过电连接件与压电元件(320)电连接，所述控制芯片(312)设置于所述电连接件上。

6.根据权利要求2所述的摄像头，其特征在于，所述压电元件(320)邻近所述感光组件(200)的边缘设置。

7.根据权利要求1所述的摄像头，其特征在于，所述摄像头还包括镜头座(400)，所述镜头座(400)具有导向空间(410)，所述镜头组(100)和所述感光组件(200)均设置于所述导向空间(410)内，所述压电驱动机构(300)驱动所述感光组件(200)在所述导向空间(410)内移动或转动。

8.根据权利要求1所述的摄像头，其特征在于，所述摄像头还包括滤光部(500)，所述滤光部(500)设置于所述镜头组(100)与所述感光组件(200)之间。

9.根据权利要求1所述的摄像头，其特征在于，所述摄像头还包括设置于所述镜头组(100)或所述感光组件(200)上的检测部，所述检测部检测摄像头的倾斜角度。

10.根据权利要求1所述的摄像头，其特征在于，所述感光组件(200)包括感光元件(210)和电路板(220)，所述感光元件(210)与所述电路板(220)电连接，所述感光元件(210)设置于所述电路板(220)上，所述压电驱动机构(300)与所述电路板(220)驱动相连，所述感光元件(210)随所述电路板(220)而实现移动或转动。

11.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至10中任一项所述的摄像头。

Images