CN111679395A - 摄像头模组以及具有其的移动终端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种摄像头模组以及具有其的移动终端,摄像头模组包括:第一光路转换组件、镜头、第二光路转换组件、图像感应元件以及至少一个线路板,第一光路转换组件包括第一棱镜、第一驱动件,第一驱动件与第一棱镜连接以驱动第一棱镜转动;镜头包括多个镜片,镜头朝向第一棱镜的出射面设置;第二光路转换组件包括至少一个棱镜、第二驱动件、第三驱动件,初始入射面所属的棱镜与第二驱动件连接以被驱动转动;图像感应元件与至少一个棱镜的最终出射面相对设置,且在彼此相对的方向上,至少一个棱镜与第三驱动件连接以被驱动移动。由此,在保持镜头位置固定的情况下,实现自动对焦和光学防抖,且驱动相对质量小的棱镜可以节省马达的功耗。
Description
技术领域
本发明涉及光学模组领域,尤其是涉及一种摄像头模组以及具有其的移动终端。
背景技术
目前在小型化的长焦摄像头模组中(比如用在手机上的长焦潜望式),包括一个棱镜以及一个镜头,对焦是通过镜头前后移动实现,防抖是通过镜头移动与棱镜转动配合实现,由于镜头长度越来越长,重量越来越重,尺寸越来越大的特点,使得在设计和制作长焦模组时,遇到尺寸大、功耗高、马达载重太大设计困难等问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种结构紧凑、节约功耗的摄像头模组。
根据本发明第一实施例的摄像头模组包括:第一光路转换组件、镜头、第二光路转换组件、图像感应元件以及至少一个线路板,所述第一光路转换组件包括第一棱镜、第一驱动件,所述第一驱动件与所述第一棱镜连接以驱动所述第一棱镜绕第一方向转动;所述镜头包括多个镜片,所述镜头朝向所述第一棱镜的出射面设置;所述第二光路转换组件包括至少一个棱镜、第二驱动件、第三驱动件,所述至少一个棱镜的初始入射面、所述镜头、所述第一棱镜沿第三方向依次设置,所述初始入射面所属的棱镜与所述第二驱动件连接以被驱动绕第二方向转动;所述图像感应元件与所述至少一个棱镜的最终出射面在第三方向或者第一方向相对设置,且在彼此相对的方向上,所述至少一个棱镜与所述第三驱动件连接以被驱动移动,所述第一方向、所述第二方向、所述第三方向中的任意两个互相垂直;所述第一驱动件、所述第二驱动件、所述第三驱动件与所述至少一个线路板电连接。
本发明实施例的摄像头模组将镜头设置为固定不动方式,且在此基础上,增加了第二光路转换组件,通过至少移动第二光路转换组件的最终出射面所属的棱镜,以改变在光轴方向的焦距,实现自动对焦;通过绕第一方向转动第一棱镜,以实现第二方向的抖动补偿,通过绕第二方向转动初始入射面所属的棱镜,以实现在第一方向的抖动补偿,由此通过实现了光学防抖。综上,在保持镜头位置固定的情况下,实现摄像头模组的自动对焦和光学防抖的功能,且驱动相对质量小的棱镜可以节省马达的功耗,是一种全新的潜望式摄像头模组。
在一些实施例中,所述第二光路转换组件包括:第二棱镜和第三棱镜,所述第二棱镜被构造成可绕第二方向转动,所述第二棱镜的入射面形成为初始入射面;所述第三棱镜的出射面形成为最终出射面,所述第三棱镜与所述第二棱镜在第一方向相对设置,且使第三棱镜出射的光线与第二棱镜入射的光线方向相反,所述第三棱镜和所述第二棱镜被构造成可沿第三方向同步移动,图像感应元件与第三棱镜在第三方向相对设置。
由此,两个棱镜的设计,使得在对焦时马达带动棱镜移动一倍的距离,后焦光路长度改变两倍,可以缩减马达一倍的移动行程,实现更快对焦,而且使第三棱镜出射的光线与第二棱镜入射的光线方向相反,减小摄像头模组的沿着光轴方向的长度,使模组更加紧凑化、小型化。
在一些实施例中,所述第二光路转换组件还包括第二外壳、设于所述第二外壳内的安装座、传动机构,所述第二棱镜可转动地连接于所述安装座,所述第三棱镜固设于所述安装座,所述传动机构连接在所述安装座与所述第三驱动件之间以驱动所述安装座带动所述第二棱镜、所述第三棱镜一起沿第三方向移动。由此,将第二棱镜、第三棱镜集成在同一个安装座上,以实现对第二棱镜、第三棱镜在第三方向移动的同步驱动,同时能够实现对第二棱镜转动的独立调节。
在一些实施例中,所述传动机构包括丝杆、螺套,所述丝杆与固定于所述第二外壳内的所述第三驱动件连接,所述螺套一体形成于所述安装座,所述丝杆与所述螺套通过螺纹传动。这样,采用丝杆螺套组成的传动机构实现对安装座、第二棱镜、第三棱镜整体沿第三方向的移动驱动,传动更平稳、位移控制精度更高,而且螺套直接由安装座攻螺纹形成,更方便加工生产、简化了组装工序。
在一些实施例中,所述第二光路转换组件还包括:导向杆,所述导向杆固定在所述第二外壳内,所述安装座具有与所述导向杆滑动配合的滑孔,所述丝杆、所述导向杆分别设于所述安装座在第一方向相对的两侧。由此,通过导向杆与安装座的滑孔滑动配合以为安装座沿第三方向的移动提供导向,使在第一方向尺寸较大的安装座的两侧能够同步运动、运动更流畅,避免了第三驱动件偏置于安装座一侧所造成的安装座受力不均、产生歪斜的现象发生。
在一些实施例中,所述安装座的朝向所述镜头的一侧设有倒梯形的安装槽,所述第二棱镜、第三棱镜伸入所述安装槽内且分别安装于所述安装槽的两个侧壁。由此,两个棱镜伸入到安装座的安装槽内,使第二棱镜、第三棱镜的安装更稳固,而且使整个第二光路转换组件的结构更紧凑。
在一些实施例中,还包括第一位移感应元件、第二位移感应元件、第三位移感应元件,所述线路板的个数为三个且分别为第一线路板、第二线路板、第三线路板;所述第一线路板包括第一驱动集成电路,所述第一驱动件、所述第一位移感应元件均与所述第一驱动集成电路电连接,以根据所述第一位移感应元件发出的位移信息控制所述第一驱动件;所述第二线路板包括第二驱动集成电路、第三驱动集成电路,所述第二驱动件、所述第二位移感应元件均与所述第二驱动集成电路电连接,以根据所述第二位移感应元件发出的位移信息控制所述第二驱动件,所述第三驱动件、所述第三位移感应元件均与所述第三驱动集成电路电连接,以根据所述第三位移感应元件发出的位移信息控制所述第三驱动件。
由此,驱动集成电路对相应的驱动件通电以控制相应的棱镜旋转或移动,相应的位移感应元件感应并确认棱镜的位置变化,反馈给驱动集成电路,驱动集成电路根据接收到的位置变化调整电流输出,从而对棱镜的整体位置准确度进行控制,上述闭环控制调节精度更高。
在一些实施例中,所述第二驱动件包括感应线圈和磁石,所述感应线圈设于所述安装座上,所述磁石嵌设于所述棱镜的朝向所述感应线圈的一侧,所述第二线路板的一部分穿过所述安装座以与所述感应线圈连接,所述第二位移感应元件与所述第二线路板连接且至少部分伸出所述感应线圈的中空空间外。由此,感应线圈被通电后产生电磁力对磁石作用,使磁石带动第二棱镜绕第二方向转动,第二线路板、第二驱动件、第二位移感应元件的布置位置也更合理。
在一些实施例中,所述第三驱动件为微型步进电机,所述第三驱动件、所述第三位移感应元件均集成在所述第二线路板上,所述第二线路板在所述安装座的下方与一部分所述第二棱镜、所述第三棱镜相对。由此,采用微型步进电机驱动丝杆转动,从而使螺套沿丝杆移动进而带动安装座、最终出射面靠近或远离图像感应元件移动。第二线路板设置在上述位置更方便第二驱动件、第三驱动件、第二位移感应组件、第三位移感应组件的电连接。
在一些实施例中,所述第一光路转换组件包括第一外壳,所述第一棱镜通过第一转轴连接在所述第一外壳内,所述第一线路板伸出所述第一外壳外;所述镜头包括镜筒,所述镜片设于所述镜筒内;所述第一外壳、所述第二光路转换组件的第二外壳分别与所述镜筒的两端连接,所述第二线路板的一部分、所述第二驱动集成电路、所述第三驱动集成电路、所述第三线路板伸出所述第二外壳外。这样,三个线路板均至少部分外置,更方便模组在移动终端上的电连接。
在一些实施例中,所述第一位移感应元件、所述第二位移感应元件、所述第三位移感应元件为霍尔元件、巨磁器、隧道磁阻传感器中的任一种。由此,采用上述位移感应元件结构紧凑且感应灵敏。
在一些实施例中,所述第一驱动件、所述第二驱动件、所述第三驱动件选自:音圈马达、步进式马达、压电马达中的任一种。由此,采用上述马达驱动棱镜转动或移动,更方便布置且使摄像头模组的结构更紧凑。
在一些实施例中,在第三方向上,所述图像感应元件嵌入所述镜头的镜筒或者所述第二光路转换组件的第二外壳内。由此,采用嵌入式设计,进一步在光轴方向上缩短了整个摄像头模组的长度。
根据本发明第二方面实施例的移动终端,包括上述实施例的摄像头模组。
本发明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,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本发明实施例的摄像头模组的原理示意图。
图2是根据本发明实施例的摄像头模组的剖视示意图。
附图标记:
摄像头模组100,
第一光路转换组件110,第一棱镜111,第一外壳112,第一转轴113,
镜头120,镜片121,镜筒122,
第二光路转换组件130,第二棱镜131,第三棱镜132,初始入射面a,最终出射面b,第二驱动件133,感应线圈1331,磁石1332,第三驱动件134,第二外壳135,安装座136,安装槽1361,传动机构137,丝杆1371,螺套1372,导向杆138,第二转轴139,图像感应元件140,
第一线路板150a,第二线路板150b,第三线路板150c,第一驱动集成电路151a,第二驱动集成电路151b,第三驱动集成电路151c,
第二位移感应元件160b,第三位移感应元件160c,第三磁石170,
第一方向X,第二方向Y,第三方向Z。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,参考附图描述的实施例是示例性的,下面详细描述本发明的实施例。
下面参考图1至图2描述根据本发明实施例的摄像头模组100。
根据本发明第一实施例的摄像头模组100包括:第一光路转换组件110、镜头120、第二光路转换组件130以及图像感应元件140。
第一光路转换组件110包括第一棱镜111、第一驱动件(图中未示出),第一驱动件与第一棱镜111连接以驱动第一棱镜111绕第一方向X转动。第一方向X可以是图中所示的X轴方向,绕第一方向X转动指的是第一棱镜111的转轴113是沿第一方向X设置。
第一棱镜111可以包括棱镜座以及三棱镜,三棱镜的三个面分别为入射面、出射面以及反射面,入射面与出射面彼此垂直,反射面形成为与入射面、出射面均具有夹角的倾斜面,三棱镜的倾斜面安装于棱镜座上,枢转连接的结构也可以设置在棱镜座上,以使第一棱镜111的光学性能不受转动的影响。
镜头120包括多个镜片121,镜头120设置在第一棱镜111的出射面。多个镜片121依次设置且沿光轴方向依次分布,第一光路转换组件110的镜头120与第一棱镜111的出射面相对设置,以使从第一棱镜111反射出的光线进入镜头120内。
第二光路转换组件130包括至少一个棱镜、第二驱动件133、第三驱动件134,至少一个棱镜的初始入射面a、镜头120、第一棱镜111沿第三方向Z依次设置,初始入射面a所属的棱镜与第二驱动件133连接以被驱动绕第二方向Y转动。图像感应元件140与至少一个棱镜的最终出射面b在第三方向Z或者第一方向X相对设置,第一方向X、第二方向Y、第三方向Z中的任意两个互相垂直。
需要说明的是,初始第二光路转换组件130可以包括一个棱镜,也可以包括多个棱镜,对于“至少一个棱镜的初始入射面a”、“至少一个棱镜的最终出射面b”的定义如下:
1)当仅仅设置一个棱镜时,此棱镜的入射面就是“至少一个棱镜的初始入射面a”,此棱镜的出射面就是“至少一个棱镜的最终出射面b”。
2)当棱镜的个数为多个时,光路的改变不局限于90度,如也可以实现光线的180度转折,在光线的进出方向上,多个棱镜中的一个棱镜用于入射从镜头120射出的光线,该棱镜的入射面为“至少一个棱镜的初始入射面a”,多个棱镜中的另一个棱镜用于向图像感应元件140射出光线,该棱镜的出射面为“至少一个棱镜的最终出射面b”。
由此可知,“至少一个棱镜的初始入射面a”、“至少一个棱镜的最终出射面b”都是指的其中一个棱镜的一个面,而非多个棱镜的入射面都称之为初始入射面a、多个棱镜的出射面都称之为最终出射面b。
光线依次途径第一棱镜111、多个镜片121、第二光路转换组件130的棱镜,最终投射到图像感应元件140上,图像感应元件140将光信号转化为电信号,并发给移动终端的控制器,最终被处理、成像。
图像感应元件140与至少一个棱镜的最终出射面b在第三方向Z或者第一方向X相对设置,且在彼此相对的方向上,至少一个棱镜与第三驱动件134连接以被驱动移动。
也就是说,在一些实施例中,第二光路转换组件130只包含一个棱镜,此时该棱镜的最终出射面b与图像传感器在第一方向X相对设置,该棱镜被设置成能够绕第二方向Y转动,且能够在第一方向X上靠近或远离图像传感器移动。
在另一些实施例中,第二光路转换组件130包括多个棱镜,此时在光路传播方向的首个棱镜被设置成能够绕第二方向Y转动,最末一个棱镜的出射面为最终出射面b,该最末一个棱镜与图像传感器在第三方向Z相对设置,在不影响光线传播的前提下,可以仅仅将最末一个棱镜设置成在第三方向Z可移动,也可以将多个棱镜整体设置成可同步沿第三方向Z移动。
相较于已有设计,已有的对焦是通过镜头120前后移动实现,防抖是通过镜头120左右移动与棱镜转动配合实现。本发明实施例的摄像头模组100将镜头120设置为固定不动方式,且在此基础上,增加了第二光路转换组件130,通过至少移动第二光路转换组件130的最终出射面b所属的棱镜,以改变在光轴方向的焦距,实现自动对焦;通过绕第一方向X转动第一棱镜111,以实现第二方向Y的抖动补偿,通过绕第二方向Y转动初始入射面a所属的棱镜,以实现在第一方向X的抖动补偿,由此通过实现了光学防抖。
综上,在保持镜头120位置固定的情况下,实现摄像头模组100的自动对焦和光学防抖的功能,且驱动相对质量小的棱镜可以节省马达的功耗,是一种全新的潜望式摄像头模组100。
在一个具体实施例中,参见图2所示,第二光路转换组件130包括两个棱镜,举例而言,第二光路转换组件130包括第二棱镜131和第三棱镜132,第二棱镜131被构造成可绕第二方向Y转动,第二棱镜131、镜头120、第一棱镜111沿第三方向Z依次设置。第一方向X为图1所示的X轴方向,第二方向Y为图1中所示的Y轴方向,第三方向Z为图1中所示的Z轴方向,第一方向X、第二方向Y、第三方向Z为两两正交的方向。
第二棱镜131的结构与第一棱镜111类似,也可以包括镜座以及三棱镜,枢转连接的结构也可以设置在棱镜座上,第一棱镜111的出射面与镜头120的一端相对设置,第二棱镜131的入射面与镜头120的另一端相对设置。
第二棱镜131的入射面形成为初始入射面a,第三棱镜132的出射面形成为最终出射面b。第三棱镜132与第二棱镜131在第一方向X相对设置,且使第三棱镜132出射的光线与第二棱镜131入射的光线方向相反,第三棱镜132和第二棱镜131被构造成可沿第三方向Z移动。
也就是说,第三棱镜132的入射面与第二棱镜131的出射面在第一方向X相对设置,以改变光路,从第三棱镜132出射的光线相对于从第二棱镜131入射的光线在第一方向X上发生了偏移,使从第三棱镜132出射的光线与从第二棱镜131入射的光线方向相反。这样,在保证对焦的前提下,减少了沿第三方向Z的布置长度。
图像感应元件140与第三棱镜132在第三方向Z相对设置。第三棱镜132和第二棱镜131能够被一起带动沿光轴方向(第三方向Z)移动,以改变摄像头组件的焦距。
由此,两个棱镜的设计,使得在对焦时马达带动棱镜移动一倍的距离,后焦光路长度改变两倍,可以缩减马达一倍的移动行程,实现更快对焦,而且使第三棱镜132出射的光线与第二棱镜131入射的光线方向相反,减小摄像头模组100的沿着光轴方向的长度,使模组更加紧凑化、小型化。
上述实施例的基本工作原理简述如下:
1)外部光线通过第一棱镜111垂直反射至镜头120(Lens),通过镜头120后传至第二棱镜131,经过第二棱镜131反射至第三棱镜132,再通过第三棱镜132传输到影像传感器进行成像;
2)其中第二棱镜131和第三棱镜132可以作为一个组合,为自动对焦棱镜组合,此组合沿着光轴方向进行移动以实现自动对焦功能,且此棱镜组移动1倍的距离,对焦行程移动2倍。
3)其中第一棱镜111和第二棱镜131可以作为另一个组合,为光学防抖棱镜组合,第一棱镜111绕X轴旋转,实现Y轴方向的抖动补偿;第二棱镜131绕Y轴旋转,实现X轴方向的抖动补偿。
各个驱动件选择的马达类型可以相同,也可以不同。第一驱动件、第二驱动件133、第三驱动件134可以选自:音圈马达、步进式马达、压电马达中的任一种。由此,采用上述马达驱动棱镜转动或移动,更方便布置且使摄像头模组100的结构更紧凑。
在一些实施例中,第二光路转换组件130还包括第二外壳135、设于第二外壳135内的安装座136、传动机构137,第二棱镜131可转动地连接于安装座136,第三棱镜132固设于安装座136,传动机构137连接在安装座136与第三驱动件134之间以驱动安装座136带动第二棱镜131、第三棱镜132一起沿第三方向Z移动。
由此,将第二棱镜131、第三棱镜132集成在同一个安装座136上,以实现对第二棱镜131、第三棱镜132在第三方向Z移动的同步驱动,同时能够实现对第二棱镜131转动的独立调节。
在图2所示的具体实施例中,传动机构137包括丝杆1371、螺套1372,丝杆1371与固定于第二外壳135内的第三驱动件134连接,螺套1372一体形成于安装座136,丝杆1371与螺套1372通过螺纹传动。这样,采用丝杆1371和螺套1372组成的传动机构137实现对安装座136、第二棱镜131、第三棱镜132整体沿第三方向Z的移动驱动,传动更平稳、位移控制精度更高,而且螺套1372直接由安装座136攻螺纹形成,更方便加工生产、简化了组装工序。
可选地,第二光路转换组件130还包括:导向杆138,导向杆138固定在第二外壳135内,安装座136具有与导向杆138滑动配合的滑孔,丝杆1371、导向杆138分别设于安装座136在第一方向X相对的两侧。由此,通过导向杆138与安装座136的滑孔滑动配合以为安装座136沿第三方向Z的移动提供导向,使在第一方向X尺寸较大的安装座136的两侧能够同步运动、运动更流畅,避免了第三驱动件134偏置于安装座136一侧所造成的安装座136受力不均、产生歪斜的现象发生。
参见图2所示,进一步地,安装座136的朝向镜头120的一侧设有倒梯形的安装槽1361,第二棱镜131、第三棱镜132伸入安装槽1361内且分别安装于安装槽1361的两个侧壁。也就是说,安装槽1361包括底壁以及连接在底壁的两端的两个倾斜侧面,两个倾斜侧面分别朝相反的方向倾斜,其中一个倾斜侧面在第三方向Z上与镜头120相对,第二棱镜131以反射面朝向其中一个倾斜侧面的方式枢转连接于该倾斜侧面,第三棱镜132的反射面固设于另一个倾斜侧面。
由此,两个棱镜伸入到安装座136的安装槽1361内,使第二棱镜131、第三棱镜132的安装更稳固,而且使整个第二光路转换组件130的结构更紧凑。
在一些实施例中,第二驱动件133包括感应线圈1331和磁石1332,感应线圈1331设于第二光路转换组件130的安装座136上,磁石1332嵌设于棱镜的朝向感应线圈1331的一侧,第二线路板150b的一部分穿过安装座136以与感应线圈1331连接,第二位移感应元件160b与第二线路板150b连接且至少部分伸出感应线圈1331的中空空间外。由此,感应线圈1331被通电后产生电磁力对磁石1332作用,使磁石1332带动第二棱镜131绕第二方向Y转动,第二线路板150b、第二驱动件133、第二位移感应元件160b的布置位置也更合理。
摄像头模组100还包括第一位移感应元件、第二位移感应元件160b、第三位移感应元件160c,线路板的个数为三个且分别为第一线路板150a、第二线路板150b、第三线路板150c;第一线路板150a包括第一驱动集成电路151a,第一驱动件、第一位移感应元件均与第一驱动集成电路151a电连接,以根据第一位移感应元件发出的位移信息控制第一驱动件;第二线路板150b包括第二驱动集成电路151b、第三驱动集成电路151c,第二驱动件133、第二位移感应元件160b均与第二驱动集成电路151b电连接,以根据第二位移感应元件160b发出的位移信息控制第二驱动件133,第三驱动件134、第三位移感应元件160c均与第三驱动集成电路151c电连接,以根据第三位移感应元件160c发出的位移信息控制第三驱动件134。
由此,驱动集成电路对相应的驱动件通电以控制相应的棱镜旋转或移动,相应的位移感应元件感应并确认棱镜的位置变化,反馈给驱动集成电路,驱动集成电路根据接收到的位置变化调整电流输出,从而对棱镜的整体位置准确度进行控制,上述闭环控制调节精度更高。
在图2所示的具体示例中,第三驱动件134为微型步进电机,第三驱动件134、第三位移感应元件160c均集成在第二线路板150b上,第二线路板150b在第二光路转换组件130的安装座136的下方与一部分第二棱镜131、第三棱镜132相对。由此,采用微型步进电机驱动丝杆1371转动,从而使螺套1372沿丝杆1371移动进而带动安装座136、最终出射面b靠近或远离图像感应元件140移动。第二线路板150b设置在上述位置更方便第二驱动件133、第三驱动件134、第二位移感应元件160b、第三位移感应元件160c的电连接。
在一些实施例中,第一光路转换组件110包括第一外壳112,第一棱镜111通过第一转轴113连接在第一外壳112内,第一线路板150a伸出第一外壳112外;镜头120包括镜筒122,镜片121设于镜筒122内;第一外壳112、第二光路转换组件130的第二外壳135分别与镜筒122的两端连接,第二线路板150b的一部分、第二驱动集成电路151b、第三驱动集成电路151c、第三线路板150c伸出第二外壳135外。这样,三个线路板均至少部分外置,更方便模组在移动终端上的电连接。
其中,镜头120可以与第二光路转换组件130先组装在一体,并且调校完毕,之后再将已组装好的第一光路转换组件110安装到镜头120上。
在另一些实施例中,第一位移感应元件、第二位移感应元件160b、第三位移感应元件160c可以是霍尔元件、巨磁器、隧道磁阻传感器(TMR)中的任一种。由此,采用上述位移感应元件结构紧凑且感应灵敏。
在图2所示的具体示例中,在第三方向Z上,图像感应元件140嵌入镜头120的镜筒122或者第二光路转换组件130的第二外壳135内。由此,采用嵌入式设计,进一步在光轴方向上缩短了整个摄像头模组100的长度。
下面简述图2所示的具体实施例的摄像头模组100的结构以及工作过程。
1)、第二驱动件133的线圈1331与磁石1332相对安装,第二驱动集成电路151b(驱动集成电路也称之为Driver IC)对线圈通电后产生电磁力对磁石1332作用,第二棱镜131绕第二转轴139进行旋转运动,第二位移感应元件160b感应上方磁石1332的磁场变化(也可以是其他的感应元件,如隧道磁阻传感器,巨磁器等),进而确认第二棱镜131的位置变化,反馈给第二驱动集成电路151b,根据位置变化第二驱动集成电路151b进行调整电流输出,对第二棱镜131的位置准度进行控制,由此在需要光学防抖时,控制第二棱镜131转动合适的角度进行抖动补偿。
2)、第三驱动集成电路151c对第三驱动件134(比如为微型步进电机)通电后产生扭矩,带动丝杆1371旋转,螺套1372带动安装座136、第二棱镜131、第三棱镜132整体向靠近或远离图像感应元件140方向进行移动,第三位移感应元件160c感应嵌设在安装座136底面的第三磁石170的磁场变化(也可以是其他的感应元件,如隧道磁阻传感器,巨磁器等),进而确认第二棱镜131和第三棱镜132的位置变化,反馈给第三驱动集成电路151c,根据位置变化第三驱动集成电路151c调整电流输出,以在需要调节焦距或者自动对焦时,对上述第二棱镜131、第三棱镜132所处位置进行控制。
3)、第二驱动件133的线圈1331、第二位移感应元件160b、第三位移感应元件160c、第二驱动集成电路151b、第三驱动集成电路151c都与第二线路板150b电路连接,第二线路板150b最终与主机控制端连接。
4)、第一棱镜111的转动与第二棱镜131的转动采用同样或类似的原理,通过第一驱动集成电路151a对第一驱动件的线圈(图中未示出)通电后产生电磁力对固定在第一棱镜111上的第一磁石(图中未示出)作用,第一棱镜111绕转轴进行旋转运动,其内部的第一位移感应元件感应上方磁石的磁场变化(也可以是其他的感应元件,如隧道磁阻传感器,巨磁器等),进而确认第一棱镜111的位置变化(可以是角位移,可以是直线位移),反馈给第一驱动集成电路151a,根据位置变化第一驱动集成电路151a调整电流输出,对第一棱镜111的整体位置准度进行控制。第一驱动件的线圈、第一位移感应元件和第一驱动集成电路151a都与第一线路板150a电路连接,第一线路板150a最终与主机控制端连接。
5)、图像感应元件140与第三线路板150c连接,第三线路板150c最终与主机控制端连接。
对于移动终端或者其他电子产品而言,主机控制端指的是装置自身的控制器。
根据本发明第二方面实施例的移动终端,包括上述实施例的摄像头模组100。由此,尤其是对于长焦潜望式摄像头模组100,将摄像头模组100的自动对焦和光学防抖的功能通过使用棱镜组合的方式进行实现,可以在保持镜头120位置不变的情况下,实现长焦的自动对焦和光学防抖功能,通过这种方式可以有效减小模组的尺寸,更有利于在移动终端上的布置,有利于实现小型化、轻量化。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中,第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。在本发明的描述中,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (14)
1.一种摄像头模组,其特征在于,包括:
第一光路转换组件,所述第一光路转换组件包括第一棱镜、第一驱动件,所述第一驱动件与所述第一棱镜连接以驱动所述第一棱镜绕第一方向转动;
镜头,所述镜头包括多个镜片,所述镜头朝向所述第一棱镜的出射面设置;
第二光路转换组件,所述第二光路转换组件包括至少一个棱镜、第二驱动件、第三驱动件,所述至少一个棱镜的初始入射面、所述镜头、所述第一棱镜沿第三方向依次设置,所述初始入射面所属的棱镜与所述第二驱动件连接以被驱动绕第二方向转动;
图像感应元件,所述图像感应元件与所述至少一个棱镜的最终出射面在第三方向或者第一方向相对设置,且在彼此相对的方向上,所述至少一个棱镜与所述第三驱动件连接以被驱动移动,所述第一方向、所述第二方向、所述第三方向中的任意两个互相垂直;以及
至少一个线路板,所述第一驱动件、所述第二驱动件、所述第三驱动件与所述至少一个线路板电连接。
2.根据权利要求1所述的摄像头模组,其特征在于,所述第二光路转换组件包括:
第二棱镜,所述第二棱镜被构造成可绕第二方向转动,所述第二棱镜的入射面形成为初始入射面;和
第三棱镜,所述第三棱镜的出射面形成为最终出射面,所述第三棱镜与所述第二棱镜在第一方向相对设置,且使第三棱镜出射的光线与第二棱镜入射的光线方向相反,所述第三棱镜和所述第二棱镜被构造成可沿第三方向同步移动,图像感应元件与第三棱镜在第三方向相对设置。
3.根据权利要求2所述的摄像头模组,其特征在于,所述第二光路转换组件还包括第二外壳、设于所述第二外壳内的安装座、传动机构,所述第二棱镜可转动地连接于所述安装座,所述第三棱镜固设于所述安装座,所述传动机构连接在所述安装座与所述第三驱动件之间以驱动所述安装座带动所述第二棱镜、所述第三棱镜一起沿第三方向移动。
4.根据权利要求3所述的摄像头模组,其特征在于,所述传动机构包括丝杆、螺套,所述丝杆与固定于所述第二外壳内的所述第三驱动件连接,所述螺套一体形成于所述安装座,所述丝杆与所述螺套通过螺纹传动。
5.根据权利要求3所述的摄像头模组,其特征在于,所述第二光路转换组件还包括:导向杆,所述导向杆固定在所述第二外壳内,所述安装座具有与所述导向杆滑动配合的滑孔,所述丝杆、所述导向杆分别设于所述安装座在第一方向相对的两侧。
6.根据权利要求3所述的摄像头模组,其特征在于,所述安装座的朝向所述镜头的一侧设有倒梯形的安装槽,所述第二棱镜、第三棱镜伸入所述安装槽内且分别安装于所述安装槽的两个侧壁。
7.根据权利要求3-6中任一项所述的摄像头模组,其特征在于,还包括第一位移感应元件、第二位移感应元件、第三位移感应元件,所述线路板的个数为三个且分别为第一线路板、第二线路板、第三线路板;
所述第一线路板包括第一驱动集成电路,所述第一驱动件、所述第一位移感应元件均与所述第一驱动集成电路电连接,以根据所述第一位移感应元件发出的位移信息控制所述第一驱动件;
所述第二线路板包括第二驱动集成电路、第三驱动集成电路,所述第二驱动件、所述第二位移感应元件均与所述第二驱动集成电路电连接,以根据所述第二位移感应元件发出的位移信息控制所述第二驱动件,所述第三驱动件、所述第三位移感应元件均与所述第三驱动集成电路电连接,以根据所述第三位移感应元件发出的位移信息控制所述第三驱动件。
8.根据权利要求7所述的摄像头模组,其特征在于,所述第二驱动件包括感应线圈和磁石,所述感应线圈设于所述安装座上,所述磁石嵌设于所述棱镜的朝向所述感应线圈的一侧,所述第二线路板的一部分穿过所述安装座以与所述感应线圈连接,所述第二位移感应元件与所述第二线路板连接且至少部分伸出所述感应线圈的中空空间外。
9.根据权利要求7所述的摄像头模组,其特征在于,所述第三驱动件为微型步进电机,所述第三驱动件、所述第三位移感应元件均集成在所述第二线路板上,所述第二线路板在所述安装座的下方与一部分所述第二棱镜、所述第三棱镜相对。
10.根据权利要求7所述的摄像头模组,其特征在于,
所述第一光路转换组件包括第一外壳,所述第一棱镜通过第一转轴连接在所述第一外壳内,所述第一线路板伸出所述第一外壳外;
所述镜头包括镜筒,所述镜片设于所述镜筒内;
所述第一外壳、所述第二光路转换组件的第二外壳分别与所述镜筒的两端连接,所述第二线路板的一部分、所述第二驱动集成电路、所述第三驱动集成电路、所述第三线路板伸出所述第二外壳外。
11.根据权利要求7所述的摄像头模组,其特征在于,所述第一位移感应元件、所述第二位移感应元件、所述第三位移感应元件为霍尔元件、巨磁器、隧道磁阻传感器中的任一种。
12.根据权利要求1所述的摄像头模组,其特征在于,所述第一驱动件、所述第二驱动件、所述第三驱动件选自:音圈马达、步进式马达、压电马达中的任一种。
13.根据权利要求2-6中任一项所述的摄像头模组,其特征在于,在第三方向上,所述图像感应元件嵌入所述镜头的镜筒或者所述第二光路转换组件的第二外壳内。
14.一种移动终端,其特征在于,包括如权利要求1-13中任一项所述的摄像头模组。
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