CN111901512A - 一种镜头 - Google Patents

Abstract

公开了一种镜头，所述镜头包括第一镜头总成、中间单元和压电单元。其中，第一镜头总成内部具有透光液，透光液由第一镜头总成下端的第一薄膜和第一镜头总成的内壁所承载塑型，通过压电单元受控产生形变驱动与压电单元固定连接的中间单元运动带动与中间单元固定连接的第一薄膜形变，进而使得第一薄膜所承载的透光液形态发生变化，完成镜头模组的变焦和/或防抖。本发明采用一套压电模块对镜头模组的变焦和防抖实现独立控制，提高了镜头变焦和/或防抖的稳定性与精度，采用镜头模组基于自身透光液形态变化实现变焦和/或防抖，节约了镜头变焦和/或防抖所需要的空间。

Description

一种镜头

技术领域

本发明涉及光电器件领域，具体涉及一种镜头。

背景技术

镜头是现在日常生活中最常用的光学成像器件，人们对图像质量的要求不断提高，为了获得清晰、准确的图像，变焦与防抖起着重要的作用，每次变焦和防抖技术的升级都能大幅提升输入图像的质量，并适应更多复杂场景不同的需求。

现有的镜头光学变焦和防抖配合稳定性有限，变焦和/或防抖的精度受限，且大范围变焦功能需要在镜头轴向上预设较大的空间，不利于日益减薄的整机要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以压电驱动变焦和防抖的镜头模组，以减小镜头变焦和/或防抖所需要的空间，缩小镜头体积。

第一方面，本发明实施例提供了一种镜头，包括：

第一镜头总成，内部具有透光液，所述第一镜头总成上具有柔性透光的第一薄膜，所述透光液与所述第一薄膜接触；

中间单元，与所述第一薄膜固定连接；以及

压电单元，连接于所述中间单元，被配置为接收电信号产生形变以驱动所述中间单元带动所述第一薄膜形变进而改变所述透光液的形态。

进一步地，所述第一镜头总成还包括：

环状外壳，具有贯通的容纳孔，所述第一薄膜与所述环状外壳的一端连接并覆盖该端所述容纳孔的开口；以及

透光密封件，与所述环状外壳的另一端连接并覆盖该端所述容纳孔的开口；

所述透光密封件和所述第一薄膜封闭所述容纳孔形成腔体，所述透光液容纳于所述腔体中。

进一步地，所述透光密封件设置为第二薄膜；

所述第一镜头总成还包括：

光学透镜，设置于所述第一镜头总成外侧与所述第二薄膜固定连接。

进一步地，所述中间单元包括：

第一支架，具有贯通的第一通孔，所述第一支架的上端面与所述第一薄膜固定连接，所述第一支架的外侧沿周向具有N个第一突出部；

其中，N为大于等于2的正整数。

进一步地，所述中间单元还包括：

第二支架，具有贯通的第二通孔，所述第二支架的外侧沿周向具有N个第二突出部，所述第一支架与所述第二支架固定连接，所述第一突出部与所述第二突出部贴合。

进一步地，所述中间单元还包括：

N个金属弹片，N个所述金属弹片的第一端分别与N个所述第二突出部固定连接。

进一步地，所述镜头还包括：

壳体，所述壳体具有贯通的第四通孔，所述第一镜头总成、所述中间单元和所述压电单元设置于所述第四通孔中,所述金属弹片的第二端与所述壳体固定连接。

进一步地，所述金属弹片的第二端具有两个热熔孔，所述壳体(5)对应的位置具有热熔柱，所述金属弹片的第二端与所述壳体通过所述热熔孔和所述热熔柱热熔连接。

进一步地，所述镜头还包括：

电路单元，所述电路单元与所述压电单元电连接。

进一步地，所述电路单元设置为具有贯通的第三通孔的柔性电路板，所述压电单元设置为N个沿周向布置的压电陶瓷片，所述柔性电路板的外侧沿周向具有N个第三突出部，N个所述压电陶瓷片分别与N个所述第三突出部固定连接；

所述柔性电路板上还具有连接部，所述柔性电路板通过所述连接部与所述壳体固定连接。

进一步地，所述镜头还包括：

第二镜头总成；以及

感光器件。

本发明在第一镜头总成下方设置中间单元和压电单元，通过压电单元受控产生形变驱动中间单元带动第一镜头总成上的第一薄膜形变，使得第一镜头总成内部的透光液形态发生变化，透光液的光学参数发生变化，完成镜头的变焦和/或防抖，不但提高了镜头变焦和/或防抖的稳定性与精度，而且节省了镜头变焦和/或防抖需要的空间。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1为本发明实施例的镜头的分解示意图；

图2为本发明实施例的镜头内部结构的剖视图；

图3为本发明实施例的第一镜头总成的分解示意图；

图4为本发明实施例的电路单元与壳体连接的示意图；

图5为本发明实施例的第二镜头总成的示意图；

图6为本发明实施例的中间单元的结构示意图；

图7为本发明实施例的变焦原理示意图；

图8为本发明实施例的防抖原理示意图；

图9为本发明实施例的金属弹片的示意图。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。

除非上下文明确要求，否则在说明书的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

图1-图9为本发明的镜头的示意图。如图1所示，所述镜头包括第一镜头总成11、中间单元2和压电单元3。其中，如图3所示，第一镜头总成11的内部设置透光液，第一镜头总成11的下部为柔性透光的第一薄膜111，使透光液与第一薄膜111接触。中间单元2与第一薄膜111固定连接，压电单元3与中间单元2固定连接。压电单元3被配置为受控产生形变以驱动中间单元2带动第一薄膜111形变进而改变第一镜头总成11内部透光液的形态，进而改变透光液的屈光率从而达到镜头变焦或防抖的效果。

具体地，在镜头不进行变焦或防抖的状态下，透光液被第一镜头总成11的内壁和第一薄膜111所承载并塑型，在第一薄膜111一侧形成为平面或其它的预定形状。

如图7所示，当需要镜头变焦时，中间单元2受到压电单元3的形变驱动而产生移动或姿态变化，进而带动第一薄膜111形变，使第一薄膜111的表面向内凹陷或向外凸起，进而带动透光液的液面凹陷或凸起，或者使得原本凹陷或凸起的薄膜面的曲率改变，使得光路参数发生变化。并通过改变压电单元3形变的程度进而调整透光液的形态变化程度进而使透光液相对入射光具有不同的屈光率，以完成镜头的变焦。

如图8所示，当需要镜头防抖时，中间单元2受到压电单元3的形变驱动第一薄膜111形变，使第一薄膜111的表面一侧向内凹陷或向外凸起，另一侧向外凸起或向内凹陷，进而带动透光液在第一镜头总成11内部的分布状态形成一定的倾斜，从而调整入射光的光路。并通过改变压电单元3形变的程度进而调整透光液的液面的倾斜角度进而使得透光液适应性调整入射光的光路，以完成镜头的防抖。

透光液可以设置为水、有机溶剂或其他具备良好透光性的水性或油性溶液。

如图3所示，本实施例所述的第一镜头总成11包括环状外壳113和透光密封件112。其中，环状外壳113具有轴向贯通的容纳孔113a，第一薄膜111设置于容纳孔113a的下方与环状外壳113连接，透光密封件112设置于容纳孔113a的上方与环状外壳113连接。由此，第一薄膜111与透光密封件112封闭容纳孔113a形成腔体，使透光液容纳于所述腔体中。

第一薄膜111的尺寸大于环状外壳113的尺寸，第一薄膜111的边缘部分与环状外壳113的下端面固定连接，连接方式可以为胶接。第一薄膜111的中心部分覆盖容纳孔113a的开口。

透光密封件112用于与第一薄膜111一起形成容纳透光液的腔体，透光密封件112可以设置为膜、光学透镜或膜与光学透镜的组合等。

如图3所示，在本实施例中，透光密封件112设置为第二薄膜，所述第二薄膜设置在容纳孔113a与第一薄膜111相对的另一侧，与环状外壳113的连接方式和第一薄膜111与环状外壳113的连接方式相同。由此，相比于硬质的材料例如光学透镜，透光密封件112设置为薄膜形式可以更有效的防止透光液漏出。

如图3所示，本实施例所述的第一镜头总成11还包括光学透镜112a，光学透镜112a设置于第二薄膜上方与第二薄膜固定连接，用于和透光液以及薄膜配合来实现第一镜头总成11的光学参数。在某些情况下，光学透镜112a还可以用于固定第二薄膜并对镜头内部起到一定保护作用。根据镜头设计需求，光学透镜112a可以设置为凹透镜、凸透镜或平光镜。

第一薄膜和第二薄膜的材料为本领域技术人员所公知的应用于液态镜头内的膜材料，例如，聚合物膜等，本发明对此不作限制。

如图1和图2所示，中间单元2包括第一支架21。本实施例中，第一支架21为环形件，具有贯通的第一通孔21a，第一通孔21a用于提供光路。第一支架21的上端面与第一薄膜111固定连接。其中，第一通孔21a的尺寸小于容纳孔113a的尺寸，使得第一支架21的形变可以带动第一薄膜111形变。

如图1和图2所示，中间单元2还包括第二支架22。本实施例中，第二支架22为环形件，具有贯通的第二通孔22a，第二通孔22a用于提供光路。第二支架22的上端面与第一支架21的下端面固定连接，第二支架22用于稳定镜头的结构而避免镜头装配或使用中部件倾斜。

如图1和图2所示，中间单元2还包括N个(N≥2)金属弹片23。具体地，本实施例中，金属弹片23的数量为四个。如图9所示，本实施例中，金属弹片23形成为具有一定弧度的月牙状或扇环形，设置于第二支架22的下方与金属弹片23固定连接，金属弹片23用于传动来自于压电单元3的形变驱动第二支架22运动。

具体地，如图1所示，第一支架21的外侧沿周向具有N(N≥2)个第一突出部21b，第二支架22的外侧对应的位置具有N个第二突出部22b，第一支架21与第二支架22固定连接时，第一突出部21b与第二突出部22b一一贴合，如图6所示，形成一个便于与金属弹片23连接的部位。第一支架21和第二支架22的环状主体的尺寸小于四个金属弹片23组成的圆环的内径。同时，如图9所示，金属弹片23的第一端具有向内凸起的第一部分23c，如图1所示，其中，所述金属弹片23的第一端为远离用于固定金属弹片23的第二端23b的端部。金属弹片23通过第一部分23c与第二突出部22b固定连接，进而与第二支架22和第一支架21固定连接。第一部分23c与第二突出部22b固定连接方式可以为焊接或胶接。

突出部的设置使得第一支架21以及第二支架22与金属弹片23错开安装，使得安装操作更加方便。

应理解，在另一个可选实现方式中，也可以将第一支架21和第二支架22的环状主体的尺寸设置为大于四个金属弹片23组成的圆环的外径。在金属弹片23上设置向外突出的第一部分，同时在第一支架21和第二支架22上对应设置向内突出的突出部，以实现连接。

在一个可选实现方式中，第一支架21和第二支架22可以使用绝缘材料制成。例如，塑料。由此，可以避免对镜头造成电磁干扰。

应理解，本实施例不对中间单元2的形状作限制，只要中间单元2可以在压电单元3的驱动下带动第一薄膜111形变，且不阻碍由第一薄膜111入射光线的光路，任何形状或构造的中间单元2均适用于本发明。进一步地，可以理解，所述中间单元2不包括第二支架22和/或金属弹片23，也可以实现相同的功能，本发明对中间单元2包含部件的数量与形状同样不作限制。

同时，金属弹片23的第二端23b用于固定金属弹片23，使得金属弹片23一端相对于镜头的感光元件的位置保持固定。由此，在金属弹片23形变时，与第一支架21固定的第一镜头总成11与感光元件之间的光路就会对应发生变化。

如图1所示，本实施例所述的镜头还包括壳体5。金属弹片23的第二端23b与壳体5固定连接。壳体5具有贯通的第四通孔51a。进一步地，金属弹片23的第二端23b是固定连接在第四通孔51a的孔壁上。压电单元3布置于金属弹片23的上表面或下表面，优选地，布置在金属弹片23的下表面，使压电单元3更容易与电路单元4连接。

金属弹片23的第二端与壳体5的连接方式包括但不限于胶接、焊接等连接方式。在一种优选的实现方式中，如图1所示，金属弹片23的第二端设置有两个热熔孔23a，相对应地，在第四通孔51a的孔壁上具有数量相同的热熔柱53a。将金属弹片23的热熔孔23a对准热熔柱53a放下后，热熔热熔柱53a使热熔柱53a上端形成盖帽状结构扣合在热熔孔23a上。由此，金属弹片23的第二端与壳体5的连接更加稳固。

在一种其他的可选实现方式中，金属弹片23的第二端还可以通过激光焊接固定连接在壳体5上。激光焊接适于加工体积较小的零件，实现金属弹片23和壳体5的稳固连接，提高产品的可靠性。

如图1所示，本实施例中，压电单元3设置为N个压电陶瓷片，N个压电陶瓷片分别固定在N个金属弹片23的下表面。在一个可选的实现方式中，压电陶瓷片上形成有电路，以将电信号传递到压电陶瓷片的预定位置。在另一个可选的实现方式中，也可以采用外接电路连接到压电陶瓷片，使压电陶瓷片可以接收电信号基于压电效应以产生形变。压电陶瓷片可以进而带动与其固定连接的金属弹片23形变，进而带动第二支架22及第一支架21运动，使第一支架21带动第一薄膜111形变。

其中，压电陶瓷为一类具有压电效应的材料，所述压电效应是指，对材料的不同表面施加电压并产生电势差后材料会沿电势差方向产生形变的一种现象。所述压电陶瓷材料包括但不限于PZT(Pb(Zr、Ti)O3)、PT(PbTiO3)、PLZT((Pb、La)(Zr、Ti)O3)或者钛酸钡(BaTiO3)等。

如图1所示，本实施例的镜头还包括电路单元4。电路单元4与压电单元3电连接，用于对压电单元3施加电信号。本实施例中，电路单元4设置为环形的柔性电路板(FlexiblePrinted Circuit，FPC)，具有贯通的第三通孔43a，第三通孔43a用于提供光路。柔性电路板的外侧沿周向具有N个第三突出部43b，N个第三突出部43b分别与N个压电陶瓷片连接并电导通，进而使得电路单元4与压电单元3连接。

如图2所示，柔性电路板的下表面一侧具有向下延伸形成的连接部41，连接部41为折线形结构。如图4所示，镜头模组装配时，使连接部41的折线臂与壳体5卡合进而起到定位与限位的作用。由此，通过柔性电路板向下延伸的部分以及折线形结构使得电路从壳体5的底部引出，便于镜头通过壳体5底部的连接端子连接到压电单元3的控制电路。

在本实施例中，N＝4，也即，第一支架21的外侧沿周向具有4个第一突出部21b。第二支架22的外侧沿周向具有4个第二突出部22b。压电陶瓷片的数量为4个。柔性电路板的外侧沿周向具有四个第三突出部43b。并且，可以理解的是，第一突出部21b、第二突出部22b、压电陶瓷片与第三突出部43b一一对应。

优选地，第一突出部21b等间距地设置在第一支架21的外侧(也即相邻第一突出部21b的角度为90°)。相应地，第二突出部22b、压电陶瓷片、第三突出部43b同样等间距设置。由此，镜头的内部结构更加合理且较为稳固。

如图1所示，镜头还包括第二镜头总成12，第二镜头总成12设置在壳体5的第四通孔51a中。第二镜头总成12可以为光学镜片、光学镜片组或具备变焦功能的镜头总成，用于对经过第一镜头总成11传来的入射光进一步光学处理。

如图5所示，第二镜头总成12的上方具有四个凸起12a。由于金属弹片23c通过向内凹陷的第一部分23c与电路单元4连接，因此，金属弹片23c未凹陷的部分与电路单元4形成间隙。凸起12a从所述间隙中伸出，使得第二镜头总成12与上方的第一镜头总成11相对定位。

如图1所示，镜头还包括感光器件6。感光器件6设置于第二镜头总成12下方，与电路单元4电连接，用于将经由第一镜头总成11和第二镜头总成12传来的光信号转换为电信号并作后续处理，或将转换后的电信号反馈至电路单元4。

本发明的镜头通过电路单元控制压电单元形变，驱动与压电单元固定连接的金属弹片形变，带动与金属弹片固定连接的第二支架运动，进而带动与第二支架固定连接的第一支架拉扯和/或推动第一薄膜，使与被第一薄膜所承载的透光液形态发生变化，以对透光液的屈光率作出调整，使得入射光以适宜的光路经由透光密封件、透光液、第一薄膜、第一通孔、第二通孔、第三通孔、第四通孔以及第二镜头总成传播至感光器件上，并由感光器件作后续处理。采用同一套压电模块既可以控制镜头的变焦，又可以控制压电模块的防抖，使配合稳定性以及控制精度大大提高，且镜头基于自身透光液形态变化完成变焦和/或防抖，不必在镜头轴向预留距离，节约空间。不但保证了镜头成像质量的提高而且满足了日益减薄的整机需求。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。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保护范围之内。

Claims (11)

1.一种镜头，其特征在于，包括：

第一镜头总成(11)，内部具有透光液，所述第一镜头总成(11)上具有柔性透光的第一薄膜(111)，所述透光液与所述第一薄膜(111)接触；

中间单元(2)，与所述第一薄膜(111)固定连接；以及

压电单元(3)，连接于所述中间单元(2)，被配置为接收电信号产生形变以驱动所述中间单元(2)带动所述第一薄膜(111)形变进而改变所述透光液的形态。

2.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述第一镜头总成(11)还包括：

环状外壳(113)，具有贯通的容纳孔(113a)，所述第一薄膜(111)与所述环状外壳(113)的一端连接并覆盖该端所述容纳孔(113a)的开口；以及

透光密封件(112)，与所述环状外壳(113)的另一端连接并覆盖该端所述容纳孔(113a)的开口；

所述透光密封件(112)和所述第一薄膜(111)封闭所述容纳孔(113a)形成腔体，所述透光液容纳于所述腔体中。

3.根据权利要求2所述的镜头，其特征在于，所述透光密封件(112)设置为第二薄膜；

所述第一镜头总成(11)还包括：

光学透镜(112a)，设置于所述第一镜头总成(11)外侧与所述第二薄膜固定连接。

4.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述中间单元(2)包括：

第一支架(21)，具有贯通的第一通孔(21a)，所述第一支架(21)的上端面与所述第一薄膜(111)固定连接，所述第一支架(21)的外侧沿周向具有N个第一突出部(21b)；

其中，N为大于等于2的正整数。

5.根据权利要求4所述的镜头，其特征在于，所述中间单元(2)还包括：

第二支架(22)，具有贯通的第二通孔(22a)，所述第二支架(22)的外侧沿周向具有N个第二突出部(22b)，所述第一支架(21)与所述第二支架(22)固定连接，所述第一突出部(21b)与所述第二突出部(22b)贴合。

6.根据权利要求5所述的镜头，其特征在于，所述中间单元(2)还包括：

N个金属弹片(23)，N个所述金属弹片(23)的第一端分别与N个所述第二突出部(22b)固定连接。

7.根据权利要求6所述的镜头，其特征在于，所述镜头还包括：

壳体(5)，所述壳体(5)具有贯通的第四通孔(51a)，所述第一镜头总成(11)、所述中间单元(2)和所述压电单元(3)设置于所述第四通孔(51a)中,所述金属弹片(23)的第二端与所述壳体(5)固定连接。

8.根据权利要求7所述的镜头，其特征在于，所述金属弹片(23)的第二端具有两个热熔孔(23a)，所述壳体(5)对应的位置具有热熔柱(53a)，所述金属弹片(23)的第二端与所述壳体(5)通过所述热熔孔(23a)和所述热熔柱(53a)热熔连接。

9.根据权利要求8所述的镜头，其特征在于，所述镜头还包括：

电路单元(4)，所述电路单元(4)与所述压电单元(3)电连接。

10.根据权利要求9所述的镜头，其特征在于，所述电路单元(4)设置为具有贯通的第三通孔(43a)的柔性电路板，所述压电单元(3)设置为N个沿周向布置的压电陶瓷片，所述柔性电路板的外侧沿周向具有N个第三突出部(43b)，N个所述压电陶瓷片分别与N个所述第三突出部(43b)固定连接；

所述柔性电路板上还具有连接部(41)，所述柔性电路板通过所述连接部(41)与所述壳体(5)固定连接。

11.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述镜头还包括：

第二镜头总成(12)；以及

感光器件(6)。

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