CN112887546B - 摄像模组和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种摄像模组和电子设备，涉及电子产品领域。一种摄像模组包括：基座、摄像头和压电作动机构，所述摄像头活动设置于所述基座，所述压电作动机构位于所述基座和所述摄像头之间，所述压电作动机构包括第一作动组件、第二作动组件和第三作动组件，且所述第一作动组件、所述第二作动组件和所述第三作动组件分别与所述基座和所述摄像头连接，通过三组作动组件可实现摄像头的不同模式的运动。一种电子设备，包括上述摄像模组。本申请能够解决摄像头模组拍摄画面的稳定性不佳而影响拍摄质量的问题。

Description

摄像模组和电子设备

技术领域

本申请属于电子产品技术领域，具体涉及一种摄像模组及电子设备。

背景技术

随着智能手机的发展，拍照、摄像越发成为用户关注的重点功能，手机拍照与摄像时的稳定性一直是保证拍照和摄像体验的关键所在。为了提高用户体验，相关技术中采用微云台机构或滚珠悬架机构对摄像头模组的方位进行调节、控制，然而，上述方式在调节摄像头模组的过程中不能很好地提升拍摄画面的稳定性，影响用户的拍摄体验。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种摄像模组及电子设备，能够解决常规摄像头模组拍摄画面的稳定性不佳而影响拍摄质量的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

本申请实施例提供了一种摄像模组，该摄像模组包括：

基座；

摄像头，所述摄像头设置于所述基座，所述摄像头的光轴沿第一方向延伸，且所述摄像头相对于所述基座可活动；

压电作动机构，所述压电作动机构位于所述基座和所述摄像头之间，所述压电作动机构包括第一作动组件、第二作动组件和第三作动组件，且所述第一作动组件、所述第二作动组件和所述第三作动组件分别与所述基座和所述摄像头连接；

其中，在所述第一作动组件通电的情况下，所述第一作动组件可变形且在所述第一方向上伸缩；在所述第二作动组件通电的情况下，所述第二作动组件可变形且在所述第一方向上伸缩；在所述第三作动组件通电的情况下，所述第三作动组件可变形且在所述第一方向上伸缩。

本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括：摄像模组和供电模块，所述摄像模组为上述实施例中的摄像模组；

所述供电模块与所述压电作动机构电连接，且所述供电模块分别为所述第一作动组件、所述第二作动组件和所述第三作动组件供电。

本申请实施例中，在摄像头与基座之间设置第一作动组件、第二作动组件和第三作动组件，三组作动组件均可以在通电情况下在第一方向伸缩运动，如此，通过改变各组作动组件的通电情况，可以实现对摄像头运动模式的控制。例如，控制摄像头围绕不同的轴线转动，或者沿第一方向靠近或远离基座，以实现防抖效果，从而提升拍摄质量。此外，相比于常规的微云台驱动方式或滚珠悬架机构驱动方式，本申请实施例中采用三组作动组件的驱动方式，使得摄像头的运动范围更广，如转动角度等，且运动自由度更多，从而使摄像模组具有更广的拍摄范围，且控制精度更高，响应速度更快，可靠性更佳，可以提升拍摄质量，进一步提升用户体验。

附图说明

图1为本申请实施例公开的摄像头、压电作动机构、基座以及供电模块的装配示意图；

图2为本申请实施例公开的三组作动组件排布在摄像头上的第一视角图；

图3为本申请实施例公开的三组作动组件排布在摄像头上的第二视角图；

图4为本申请实施例公开的第一作动组件或第二作动组件或第三作动组件的结构示意图；

图5为本申请实施例公开的弹性内支架在无约束情况下变形前后的示意图；

图6为本申请实施例公开的弹性外支架在自身宽度方向的一端固定情况下变形前后的示意图；

图7为本申请实施例公开的三组作动驱动摄像头围绕各轴线运动的示意图。

附图标记说明：

100-基座；

200-压电作动机构；210-第一作动组件；211-弹性内支架；2111-第一支架部；2112-第二支架部；2113-第三支架部；2114-第四支架部；212-弹性外支架；213-连接件；214-压电件；220-第二作动组件；230-第三作动组件；

300-摄像头；

400-供电模块。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的摄像模组进行详细地说明。

如图1至图7所示，本申请实施例公开一种摄像模组，所公开的摄像模组包括基座100、摄像头300和压电作动机构200。

基座100为摄像模组的基础安装构件，基座100为摄像头300提供安装基础，通过基座100可实现对摄像头300的安装。

摄像头300为摄像模组的核心拍摄构件，摄像头300设置在基座100上，且摄像头300可以相对于基座100活动，从而调节摄像头300相对于基座100的位置、角度等参数，以满足用户的拍摄需求。通常情况下，摄像头300在非工作情况下，其光轴沿第一方向延伸，此时，摄像头300的光轴可以与基座100的用于安装摄像头300的表面相垂直，以使摄像头300在非工作情况下处于初始状态。

压电作动机构200为摄像模组中的驱动构件，压电作动机构200用于为摄像头300的位置、角度等参数的调节提供动力。可选地，压电作动机构200设置在基座100和摄像头300之间，压电作动机构200既可以将摄像头300安装在基座100上，又可以驱动摄像头300相对于基座100运动，以调节摄像头300的位置、角度等参数。

压电作动机构200包括第一作动组件210、第二作动组件220和第三作动组件230，三组作动组件分别连接在基座100和摄像头300之间，且三组作动组件可以按照三角形阵列排布。在第一作动组件210通电的情况下，第一作动组件210可变形且在第一方向上伸缩，在第二作动组件220通电的情况下，第二作动组件220可变形且在第一方向上伸缩，在第三作动组件230通电的情况下，第三作动组件230可变形且在第一方向上伸缩。

基于上述设置，可以根据实际需求对三组作动组件的运动情况进行控制，例如，当需要摄像头300靠近或远离基座100时，可以同时对三组作动组件通入大小相等的正电压或负电压，此时，三组作动组件同步沿第一方向伸缩，从而驱动摄像头300靠近或远离基座100，以实现变焦。当需要摄像头300偏转时，可以对三组作动组件中的一部分通电，另一部分不通电，从而，通过通电的作动组件可以驱动摄像头300的局部靠近或远离基座100，而未通电的作动组件无法驱动摄像头300相对于基座100运动。如此，摄像头300可以围绕某一轴线偏转一定角度，从而实现了对摄像头300角度的调节，以实现更大角度的拍摄。

本申请实施例中，在摄像头300与基座100之间设置第一作动组件210、第二作动组件220和第三作动组件230，三组作动组件均可以在通电情况下在第一方向上实现伸缩，如此，通过对不同的作动组件通电，实现对摄像头300运动模式的控制。例如，控制摄像头300围绕不同的轴线转动，或者沿第一方向相对于基座100靠近或远离移动，以实现防抖效果，从而提升拍摄质量。此外，相比于常规的微云台驱动方式或滚珠悬架机构驱动方式，本申请实施例中采用三组作动组件的驱动方式，使得摄像头300的运动范围更广，如转动角度等，且运动自由度更多，从而使摄像模组具有更广的拍摄范围，且控制精度更高，响应速度更快，可靠性更佳，可以提升拍摄质量，进一步提升用户体验。

在一些可选的实施例中，第一作动组件210、第二作动组件220和第三作动组件230按正三角形阵列排布。请参见图2和图3，第一作动组件210、第二作动组件220和第三作动组件230分别设置在正三角形的三个顶点处，通过三组作动组件可以从正三角形的三个顶点处分别驱动摄像头300的局部运动。可选地，各组作动组件可以包括驱动部和固定部，驱动部用于与摄像头300活动连接，固定部用于与基座100固定连接，三组作动组件的驱动部分别位于正三角形的三个顶点处，从而，根据三组作动组件通入不同的电压情况对摄像头300的运动模式进行控制，以实现调节。

进一步地，第一作动组件210、第二作动组件220和第三作动组件230分别设置在邻近摄像头300的周侧边缘。基于此，可以增大三组作动组件在摄像头300上的平铺面积，从而可以减小每一组作动组件对于摄像头300运动产生的影响，并且，此种情况下，还可以减小摄像头300的运动幅度，在一定程度上可以提升摄像头300的运动精度和运动稳定性。

此处需要说明的是，本申请实施例中并不限制每一组作动组件的具体设置位置，只要能够实现对摄像头300的调节即可。

请参见图4，在一些可选的实施例中，第一作动组件210、第二作动组件220和第三作动组件230中的每一个包括弹性内支架211、弹性外支架212、连接件213和压电件214。具体地，压电件214设置在弹性内支架211内部，弹性内支架211至少部分设置在弹性外支架212内部，且压电件214的长度方向的两端分别与弹性内支架211的长度方向的两端对应连接，弹性内支架211的宽度方向的两端通过连接件213分别与弹性外支架212的长度方向的两端对应连接，弹性外支架212的宽度方向的两端分别与基座100和摄像头300连接。可选地，压电件214为杆状结构，且在通电情况下可沿自身长度方向伸缩，弹性内支架211和弹性外支架212均采用弹性材质，如弹性金属或弹性非金属，连接件213为刚性杆件。如此，在压电件214通电的情况下，压电件214可以带动弹性内支架211沿弹性内支架211的长度方向伸长或缩短，与此同时，弹性内支架211的宽度方向的两端相互靠近或远离，弹性内支架211将变形通过刚性的连接件213传递至弹性外支架212，以使弹性外支架212的长度方向的两端彼此靠近或远离，与此同时，弹性外支架212的宽度方向的两端彼此远离或靠近，从而，通过弹性外支架212带动摄像头300运动。

基于上述设置，当三组作动组件分别通入预定参数的电压时，可通过三组作动组件相互配合实现对摄像头300位置或角度等参数的调节，以满足用户需求。

此处需要说明的是，压电件214的伸缩情况与通入的电压的大小和方向相关，例如，当压电件214通入正电压时，压电件214伸长，当压电件214通入负电压时，压电件214缩短，且压电件214的伸长或缩短的距离与通入的电压的大小成正相关，从而，可以根据实际要求合理通入适当参数的电压。另外，压电件214的具体结构以及工作原理可参考相关技术，此处不作详细阐述。

请继续参见图4，在一些可选的实施例中，弹性内支架211和弹性外支架212均为菱形支架，其中，菱形支架包括第一支架部2111、第二支架部2112、第三支架部2113和第四支架部2114。具体地，第一支架部2111、第二支架部2112、第三支架部2113和第四支架部2114依次首尾相连，并围设成一个封闭的框架，而四个支架部的长度均相等，如此，四个支架部共同形成了菱形支架。基于菱形的特性，使得弹性内支架211沿自身长度方向的两端或宽度方向的两端分别对称，弹性外支架212沿自身长度方向的两端或宽度方向的两端分别对称。从而，在弹性内支架211和弹性外支架212发生变形时，弹性内支架211的长度方向的两端，或宽度方向的两端的变形量分别相等，弹性外支架212的长度方向的两端，或宽度方向的两端的变形量分别相等。基于上述设置，使得各组作动组件对摄像头300施加的驱动力更加精确，进一步提升了摄像头300的运动精度。

请继续参见图4，在一些可选的实施例中，第一支架部2111、第二支架部2112、第三支架部2113和第四支架部2114共同围成容纳空腔，也即，弹性内支架211具有容纳空腔，弹性外支架212也具有容纳空腔，如此，压电件214可以设置在弹性内支架211的容纳空腔中，弹性内支架211部分穿设在弹性外支架212的容纳空腔中。然而，考虑到弹性内支架211和弹性外支架212均可以发生变形，在设置弹性内支架211和弹性外支架212时，将弹性内支架211与弹性外支架212的容纳空腔的侧壁分隔开，使弹性内支架211和弹性外支架212之间形成避让空间，从而在弹性内支架211沿自身宽度方向伸长，且弹性外支架212沿自身宽度方向缩短时，弹性内支架211和弹性外支架212不会相互触碰，进而避免了弹性内支架211和弹性外支架212两者之间产生运动干涉而影响各组作动组件的变形。

在一些可选的实施例中，弹性内支架211的容纳空腔在弹性内支架211长度方向的两端处分别设有第一面，压电件214的长度方向的两端分别固定连接在第一面上，在压电件214通电情况下作伸缩运动时，可以同步带动弹性内支架211沿自身长度方向伸缩，以实现弹性内支架211变形。弹性内支架211的宽度方向的两端的外侧分别设有第二面，相应地，弹性外支架212的容纳空腔在弹性外支架212长度方向的两端处分别设有第三面，第三面与对应侧的第二面相对设置，将连接件213的两端分别固定在同一侧的第二面和第三面上。在弹性内支架211变形时，可以通过连接件213带动弹性外支架212沿自身长度方向变形，并由弹性外支架212带动摄像头300产生运动，以实现对摄像头300的调节。

在一些可选的实施例中，弹性内支架211的长度方向的两端之间的距离大于弹性内支架211的宽度方向的两端之间的距离，使得弹性内支架211呈扁平的菱形支架。与此同时，弹性外支架212的长度方向的两端之间的距离大于弹性外支架212的宽度方向的两端之间的距离。

基于上述设置，可以使弹性内支架211和弹性外支架212分别具有放大位移的效果，具体如下：

请参见图5和图6，在无约束情况下，对压电件214施加负电压，此时压电件214在X方向上缩短，假设压电件214在X方向上缩短的总变形量为Δx，压电件214的两端分别缩短Δx/2，弹性内支架211在X方向上的两端也分别缩短Δx/2，此时，弹性内支架211在Y方向上的总变形量为Δy，而弹性内支架211的两端分别伸长Δy/2。基于能量守恒原理可知，Δy＝Δxctgθ(ctg为余切函数)。当约束弹性内支架211的宽度方向的一端时，另一端则伸长量为Δy。上述两种状态下，作动组件的放大系数为A＝ctgθ。当对压电件214施加正电压时，过程与上述过程相反，但作动组件的放大系数不变。

基于上述设置，假设弹性内支架211的其中一个支架部与弹性内支架211的长度方向之间的夹角为θ₁，弹性内支架211的位移放大系数为A1＝Δy1/Δx＝ctgθ₁。由于θ₁的角度小于45°，使得A1大于1。因此，弹性内支架211具有放大运动位移的作用。

同理，假设弹性内支架211的其中一个支架部与弹性外支架212的长度方向之间的夹角为θ₂，弹性外支架212的位移放大系数为A2＝Δz/Δy₂＝ctgθ₂，由于θ₂的角度小于45°，使得A2大于1。因此，弹性外支架212具有放大运动位移的作用。

因此，通过弹性内支架211和弹性外支架212可以实现运动位移的两级放大，总的位移放大系数为：A1*A2＝ctgθ₁*ctgθ₂，此时，总的位移放大系数同样大于1。因此，通过弹性内支架211和弹性外支架212可以对压电件214的伸缩位移进行两级放大，从而增大了各组作动组件的运动位移输出。

其中，上述Δx为弹性内支架211沿自身长度方向的总变形量，Δy₁为弹性内支架211沿自身宽度方向的总变形量，Δy₂为弹性外支架212沿自身长度方向的总变形量，Δz为弹性外支架212沿自身宽度方向的总变形量，θ₁为弹性内支架211的边沿与压电件214之间的夹角，θ₂为弹性外支架212的边沿与连接件213之间的夹角。

在一些可选的实施例中，在第一作动组件210、第二作动组件220和第三作动组件230均断电的情况下，三者中的弹性外支架212沿自身宽度方向的两端之间的距离均相等。具体地，每一组作动组件中的弹性外支架212沿宽度方向的一端固定在基座100的表面上，另一端活动连接在摄像头300的安装表面上，从而，在每一组作动组件处于断电的情况下，使每一个作动组件的高度均相等，以使摄像头300处于初始状态，也即，摄像头300的光轴与基座100的表面相垂直。因此，以每一组作动组件断电情况下摄像头300所处的状态为初始状态，为后续调节摄像头300的角度奠定基础，以便于更加精确地调节摄像头300的位置、角度等参数。

在一些可选的实施例中，第一作动组件210、第二作动组件220和第三作动组件230分别与摄像头300铰接。本申请实施例中，铰接的方式可以包括：通过十字轴方式铰接、球副方式铰接等。基于上述设置，在三组作动组件中的一部分进行伸缩运动而另一部分不进行伸缩运动时，可以通过铰接区域实现摄像头300的转动，以实现摄像头300的角度的调节，因此，可以有效防止各组作动组件之间产生运动干涉而影响摄像头300的调节或导致结构件发生损坏。

本申请还公开了一种电子设备，所公开的电子设备包括摄像模组和供电模块400，摄像模组为上述实施例中的摄像模组，供电模块400与压电作动机构200电连接，从而可以通过供电模块400分别为第一作动组件210、第二作动组件220、第三作动组件230和第四作动组件供电，以使各组作动组件进行伸缩运动。

本申请实施例公开的摄像模组，通过第一作动组件210、第二作动组件220和第三作动组件230可以实现摄像头300的不同运动模式，具体请参见图7。

第一种情况：当第一作动组件210不通电，第二作动组件220和第三作动组件230通入大小相同、方向相反的电压时，如，第二作动组件220通入正电压(或负电压)，第三作动组件230通入负电压(或正电压)，第二作动组件220伸长，第三作动组件230缩短，从而使摄像头300围绕轴线P转动。

第二种情况：当第一作动组件210不通电，第二作动组件220和第三作动组件230通入大小相同、方向相同的电压时，如，第二作动组件220和第三作动组件230均通入正电压(或负电压)，第二作动组件220和第三作动组件230均伸长(或缩短)，从而使摄像头300围绕轴线Q转动。

当第二作动组件220不通电，第一作动组件210和第三作动组件230通电，与上述第一种情况和第二种情况类似，从而使摄像头300围绕轴线R或轴线T转动。

当第三作动组件230不通电，第一转动组件和第二作动组件220通电，与上述第一种情况和第二种情况类似，从而使摄像头300围绕轴线U或轴线V转动。

当第一作动组件210、第二作动组件220和第三作动组件230同时通入大小相等、方向相同时，如，三组作动组件均通入正电压或均通入负电压，此时摄像头300可以沿自身的光轴方向移动。

综上所述，本申请实施例通过第一作动组件210、第二作动组件220和第三作动组件230的相互配合，实现了摄像头300位置、角度的调节，实现了防抖效果，提升了拍摄质量，进一步提升了用户体验。

本申请实施例公开的电子设备可以是手机、平板电脑、电子书阅读器、可穿戴设备等，本申请实施例不限制电子设备的具体种类。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (9)

1.一种摄像模组，其特征在于，包括：

基座；

摄像头，所述摄像头设置于所述基座，所述摄像头的光轴沿第一方向延伸，且所述摄像头相对于所述基座可活动；

压电作动机构，所述压电作动机构位于所述基座和所述摄像头之间，所述压电作动机构包括第一作动组件、第二作动组件和第三作动组件，且所述第一作动组件、所述第二作动组件和所述第三作动组件分别与所述基座和所述摄像头连接，所述第一作动组件、所述第二作动组件和所述第三作动组件按照三角形阵列排布；

其中，在所述第一作动组件通电的情况下，所述第一作动组件可变形且在所述第一方向上伸缩；在所述第二作动组件通电的情况下，所述第二作动组件可变形且在所述第一方向上伸缩；在所述第三作动组件通电的情况下，所述第三作动组件可变形且在所述第一方向上伸缩；

所述第一作动组件、所述第二作动组件和所述第三作动组件中的每一个包括弹性内支架、弹性外支架、连接件和压电件；

所述压电件设置在所述弹性内支架内，所述弹性内支架设置在所述弹性外支架内，所述压电件沿自身长度方向的两端分别与所述弹性内支架的长度方向的两端对应连接，所述弹性内支架的宽度方向的两端通过所述连接件分别与所述弹性外支架的长度方向的两端对应连接，所述弹性外支架的宽度方向的两端分别与所述摄像头和所述基座连接；

在所述压电件通电的情况下，所述压电件可变形且沿自身长度方向伸缩，以驱动所述弹性内支架的长度方向的两端彼此远离或靠近，所述弹性内支架带动所述弹性外支架的长度方向的两端彼此靠近或远离，且所述弹性外支架的宽度方向的两端彼此远离或靠近。

2.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述第一作动组件、所述第二作动组件和所述第三作动组件按正三角形阵列排布，且分别邻近所述摄像头的周侧边缘。

3.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述弹性内支架和所述弹性外支架均为菱形支架；

所述菱形支架包括第一支架部、第二支架部、第三支架部和第四支架部，所述第一支架部、所述第二支架部、所述第三支架部和所述第四支架部依次首尾相连，且长度分别相等。

4.根据权利要求3所述的摄像模组，其特征在于，所述第一支架部、所述第二支架部、所述第三支架部和所述第四支架部共同围成容纳空腔，所述弹性内支架部分设置于所述弹性外支架的容纳空腔内，在所述压电件断电的情况下，所述弹性内支架与所述弹性外支架的容纳空腔的侧壁之间具有避让空间。

5.根据权利要求4所述的摄像模组，其特征在于，所述弹性内支架的容纳空腔在所述弹性内支架的长度方向的两端分别设有第一面，所述压电件的长度方向的两端分别与所述第一面对应连接；

所述弹性内支架的宽度方向的两端的外侧分别设有第二面，所述弹性外支架的容纳空腔在所述弹性外支架的长度方向的两端处分别设有第三面，所述连接件的两端分别与所述第二面和所述第三面对应连接。

6.根据权利要求3所述的摄像模组，其特征在于，所述弹性内支架的长度方向的两端之间的距离大于所述弹性内支架的宽度方向的两端之间的距离；

所述弹性外支架的长度方向的两端之间的距离大于所述弹性外支架的宽度方向的两端之间的距离。

7.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，在所述第一作动组件、第二作动组件和第三作动组件均断电的情况下，三者中的所述弹性外支架沿自身宽度方向的两端之间的距离均相等。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的摄像模组，其特征在于，所述第一作动组件、所述第二作动组件和所述第三作动组件分别与所述摄像头铰接。

9.一种电子设备，其特征在于，包括摄像模组和供电模块，所述摄像模组为根据权利要求1-8中任意一项所述的摄像模组，所述供电模块与所述压电作动机构电连接，且所述供电模块分别为所述第一作动组件、所述第二作动组件和所述第三作动组件供电。

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