CN113452879B - 摄像头模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种摄像头模组及电子设备。所述摄像头模组包括镜组组件与感光元件，所述镜组组件包括在第一方向上间隔设置的所述多个镜组，多个所述镜组的焦距不同。所述镜组组件包括进光侧与出光侧，所述感光元件在第二方向上位于所述镜组组件的出光侧一侧，所述感光元件可在所述第一方向上移动，以切换接收从多个所述镜组出射的光线，所述第一方向与所述第二方向垂直。本发明提供的摄像头模组可以增大其焦距范围，以解决现有技术中的摄像头模组焦距范围窄的技术问题。

Description

摄像头模组及电子设备

技术领域

本发明涉及摄像头技术领域，特别涉及一种摄像头模组及电子设备。

背景技术

随着摄像技术的发展，摄像头在各种便携式电子设备中得到广泛的应用，如手机、摄像机、电脑等。当前的潜望摄像模组包括定焦式和连续变焦式，定焦式摄像头模组只有一个倍率，连续变焦式摄像头模组也只能实现一个区间倍率的连续变焦。因此，不管是定焦式摄像头模组还是连续变焦式摄像头模组均存在倍率空挡，焦距范围都较窄，无法满足使用者的差异化需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种摄像头模组及电子设备，以解决现有技术中的摄像头模组焦距范围窄的技术问题。

为解决以上问题，本发明提供一种摄像头模组，包括：镜组组件与感光元件。所述镜组组件包括在第一方向上间隔设置的所述多个镜组，多个所述镜组的焦距不同。所述镜组组件包括进光侧与出光侧，所述感光元件在第二方向上位于所述镜组组件的出光侧一侧，所述感光元件可在所述第一方向上移动，以切换接收从多个所述镜组出射的光线，所述第一方向与所述第二方向垂直。

本实施例中，通过在第一方向上设置多个镜组，且多个所述镜组的焦距不同，所述感光元件切换接收从不同镜组出射的光线，从而使感光元件可以输出显示不同焦距的图像数据，这增大了摄像头模组的焦距范围，可以满足使用者的差异化需求。

在一种实施方式中，所述摄像头模组还包括光转向件，所述光转向件位于所述进光侧一侧，所述光转向件将射入所述摄像头模组的光线转向并射入所述镜组组件的进光侧。

在一种实施方式中，所述镜组均为定焦镜组。所述定焦镜组的焦距可以为3倍，5倍或者7倍等。本实施例中多个定焦镜组具有不同的焦距，从而使所述摄像头模组可以至少具有两个不同的焦距。

在一种实施方式中，所述镜组均为变焦镜组。所述变焦镜组的焦距范围可以为(3-5)倍，(5-7)倍，(7-10)倍等组合。本实施例中，多个变焦镜组具有不同的焦距范围，从而使所述摄像头模组可以至少具有两个不同的焦距范围。

在一种实施方式中，多个所述镜组包括至少一个定焦镜组与至少一个变焦镜组，至少一个所述变焦镜组与至少一个所述定焦镜组沿所述第一方向间隔设置。本实施例中，摄像头模组可以具有至少一个焦距和一个焦距范围，从而可以扩大所述摄像头模组的焦距范围。

在一种实施方式中，所述摄像头模组还包括第一驱动件，所述第一驱动件与所述光转向件连接，所述第一驱动件用于驱动所述光转向件绕着所述第一方向转动。本实施例中，通过设置第一驱动件以驱动光转向件绕第一方向旋转，以补偿由于抖动而造成的光线在所述第二方向的偏移，从而使所述摄像头模组实现第二方向上的光学防抖。

在一种实施方式中，所述摄像头模组还包括第二驱动件，所述感光元件与所述第二驱动件连接，所述第二驱动件用于驱动所述感光元件在所述第一方向上移动。本实施例中，通过设置第二驱动件以驱动所述感光元件在所述第一方向上移动，可以实现所述感光芯片的移动，从而实现所述摄像头模组的变焦，同时还可以补偿由于抖动而造成的光线在所述第一方向的偏移，从而使所述摄像头模组实现在所述第一方向上的光学防抖。

在一种实施方式中，所述摄像头模组还包括移动载体，所述感光芯片固定在所述移动载体上；所述第二驱动件包括压电元件、驱动杆和弹性件，所述弹性件与所述移动载体固定连接，并与所述驱动杆接触，所述压电元件与所述驱动杆连接，所述压电元件用于驱动所述驱动杆沿所述第一方向移动，以通过所述弹性件推动所述移动载体沿所述第一方向移动。本实施例中，通过压电驱动的方式驱动所述感光元件移动，可以提高驱动精度、增大驱动行程。

在一种实施方式中，所述弹性件为锯齿形弹片或U形弹片。

本发明还一种电子设备，包括上述的摄像头模组。

综上所述，本发明通过在第一方向上设置多个镜组，且多个所述镜组的焦距不同，所述感光元件切换接收从不同镜组出射的光线，从而使感光元件可以输出显示不同焦距的图像数据，这增大了摄像头模组的焦距范围，可以满足使用者的差异化需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的摄像头模组的结构示意图；

图2是图1所示摄像头模组中感光元件移动至第二镜组的出光侧时的结构示意图；

图3是图1所示摄像头模组的部分结构示意图。

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，所描述的实施例仅仅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，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种电子设备，电子设备包括摄像头模组。电子设备可以包括手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备。还可以包括蜂窝电话(cellular phone)、智能手机(smart phone)、个人数字助理(personaldigital assistant，PDA)电脑、平板型电脑、膝上型电脑(laptop computer)、机器类型通信(machine type communication，MTC)终端、销售终端(point of sales，POS)、车载电脑以及其他具有成像功能的终端。

请参阅图1，摄像头模组100包括：镜组组件10与感光元件20，所述镜组组件10包括进光侧101与出光侧102，所述镜组组件10包括在第一方向X上间隔设置的所述第一镜组11与第二镜组12，所述第一镜组11和所述第二镜组12的焦距不同，所述感光元件20在第二方向Y上位于所述镜组组件10的所述出光侧102一侧，感光元件20在所述第一方向X上移动，以切换接收从所述第一镜组11和所述第二镜组12出射的光线，所述第一方向X与所述第二方向Y垂直。可以理解的是，第一镜组11和第二镜组12均包括多个镜片1以及用于安装该多个镜片1的载体2，载体2上可设置多个卡位(图中未示出)，使多个镜片1间隔固定在对应的卡位中。感光元件20可以是CMOS(complementary metal-oxide semiconductor，金属氧化物半导体元件)图像传感器或者CCD(charge coupled device，电荷耦合元件)图像传感器，用于对入射的光线的光信号进行光电转换以及A/D(analog/digital，模拟信号/数字信号)转换，从而输出用于显示单元显示的图像数据。镜组组件10的进光侧101包括第一镜组11的进光侧111与第二镜组12的进光侧121；镜组组件10的出光侧102包括第一镜组11的出光侧112与第二镜组12的出光侧122。可选地，感光元件20接收从第一镜组11出射的光线时，感光元件20与第一镜组11的光轴垂直且第一镜组11的光轴通过感光元件20的感光面的中心，感光元件20接收从第二镜组12出射的光线时，感光元件20与第二镜组12的光轴垂直且第二镜组12的光轴通过感光元件20的感光面的中心。

本申请中，通过在第一方向X上设置第一镜组11与第二镜组12，所述第一镜组11和所述第二镜组12的焦距不同，感光元件20切换接收从所述第一镜组11和所述第二镜组12出射的光线，从而使感光元件20可以输出显示不同焦距的图像数据，这增大了摄像头模组100的焦距范围，可以满足使用者的差异化需求。

在一个具体的实施例中，所述摄像头模组100还包括光转向件30，所述光转向件30位于所述进光侧101一侧，所述光转向件30用于将射入所述摄像头模组100的光线转向并射入所述镜组组件10的进光侧101。具体地，光线可沿摄像头模组100的进光轴射入摄像头模组100，经光转向件30转向后，沿镜组组件10的光轴射入镜组组件10的进光侧101，具体设计时，可以使摄像头模组100的进光轴与镜组组件10的光轴相垂直，使摄像头模组100成为一个具有潜望式结构的模组，从而可以应用于采用超薄设计的电子设备上，扩展其应用场景。应当说明的是，沿进光轴射入的光线可以理解为以进光轴为中心射入摄像头模组100内的光线，光线与进光轴可以平行，也可以与进光轴具有一定的夹角；类似地，沿镜组组件10的光轴射入的光线可以理解为以第一镜组11和/或第二镜组12的光轴为中心射入进光侧101的光线，光线与第一镜组11和/或第二镜组12的光轴可以平行，也可以与第一镜组11和/或第二镜组12的光轴具有一定的夹角。

可以理解的是，光转向件30具体可以为棱镜或者平面镜。例如在图1和图2所示的实施例中，光转向件30为三棱镜，光线可从三棱镜的其中一个直角面(入光面)入射，然后经过反射后从另一个直角面(出光面)出射，入光面上可以形成红外滤光膜以进行滤光，出光面上可以设置增透膜以增强可见光的透光率，如此可减小额外的滤光片与支架结构。在其它实施例中，所述光转向件也可以为平面镜，平面镜可直接将入射光反射从而实现转向，可以在反射镜的一侧形成红外滤光片，红外滤光片上形成增透膜，既可以滤光，也可以增强可见光的透过率。

在一个具体的实施例中，所述摄像头模组100还包括第一驱动件(图未示)，所述第一驱动件与所述光转向件30连接，所述第一驱动件用于驱动所述光转向件30绕着所述第一方向X转动。

具体的，所述第一驱动件包括驱动部和转轴，所述转轴的沿所述第一方向X延伸，所述驱动部与所述转轴转动连接，所述转轴与所述光转向件30连接。所述驱动部具体可以为电动马达。所述驱动部驱动所述转轴绕第一方向X旋转，从而带动光转向件30绕所述第一方向X旋转。本实施例中，通过设置第一驱动件以驱动光转向件30绕第一方向X旋转，以补偿由于抖动而造成的光线在所述第二方向Y的偏移，从而使所述摄像头模组100实现第二方向Y上的光学防抖。

在一个具体的实施例中，所述第一镜组11和所述第二镜组12均为定焦镜组。可以理解的是，定焦镜组的焦距可以为3倍，5倍或者7倍等。本申请的摄像头模组100可以至少具有两个不同的焦距。

在一个具体的实施例中，所述第一镜组11和所述第二镜组12均为变焦镜组。可以理解的是，变焦镜组的焦距范围可以为(3-5)倍，(5-7)倍，(7-10)倍等组合。本申请的摄像头模组100可以具有至少两个不同的焦距范围。需要说明的是，这里所说的(3-5)倍，(5-7)倍，(7-10)倍均不包括端值，如，(3-5)倍表示3倍-5倍之间不包括3倍和5倍的倍率。

在一个具体的实施例中，所述第一镜组11和所述第二镜组12中的其中一个为定焦镜组，另一个为变焦镜组。可以理解的是，定焦镜组的焦距可以为3倍，5倍或者7倍等。变焦镜组的焦距范围可以为(3-5)倍，(5-7)倍，(7-10)倍等组合。本申请的摄像头模组100可以具有至少一个焦距和一个焦距范围。

在一个具体的实施例中，所述第一镜组11为多个，多个所述第一镜组11沿所述第一方向X间隔设置。

在一个具体的实施例中，所述第二镜组12为多个，多个第二镜组12沿所述第一方向X间隔设置。

在一个具体的实施例中，所述第一镜组和所述第二镜组均为多个，多个所述第一镜组均为定焦镜组，多个所述第二镜组均为变焦镜组，多个所述定焦镜组和多个所述变焦镜组沿所述第一方向X间隔设置。这里所说的“间隔设置”是指不区分定焦镜组和变焦镜组，沿着所述第一方向X设置，且相邻两个镜组之间在第一方向X具有间隔。当然，所述第一镜组与第二镜组可以交错间隔设置。或者，多个第一镜组和多个第二镜组依次间隔排列。本申请不限定多个第一镜组和多个第二镜组的位置关系。

在一个具体的实施例中，所述定焦镜组具有第一定焦距，另一个所述定焦镜组具有第二定焦距，所述变焦镜组具有第一焦距范围，所述变焦镜组具有预设焦距范围，所述预设焦距范围的一个虚拟端值为所述第一定焦距，所述第一焦距范围的另一个虚拟端值为所述第二定焦距。通过设置两个定焦镜组和一个变焦镜组，使得所述摄像头模组100的焦距为连续焦距，进一步扩大了所述摄像头模组100的焦距范围。

具体的，所述变焦镜组的第一焦距范围为(5-7)倍，所述第一定焦距为5倍，所述第二定焦距为7倍，这样，所述摄像头模组100的焦距为5-7倍(包括5倍和7倍)。在其它实施例中，所述第一焦距范围可以为3-5倍，所述第一定焦距为3倍，所述第二定焦距为5倍，以使所述摄像头模组100的焦距为3-5倍(包括3倍和5倍)。或者，所述第一焦距范围可以为(7-10)倍，所述第一定焦距为7倍，所述第二定焦距为10倍，以使所述摄像头模组100的焦距为7-10倍(包括7倍和10倍)。

可以理解的是，上述定焦镜组焦距与变焦镜组的焦距范围仅为本申请实施例的示例性范围，不应理解为对于本申请保护范围的限制。

请参阅图1和图3，所述摄像头模组100还包括第二驱动件40，所述感光元件20与所述第二驱动件40连接，所述第二驱动件40用于驱动所述感光元件20在所述第一方向X上移动。本实施例中，通过设置第二驱动件40以驱动所述感光元件20在所述第一方向X上移动，可以实现所述感光元件20的移动，从而实现所述摄像头模组100的变焦，同时还可以补偿由于抖动而造成的光线在所述第一方向X的偏移，从而使所述摄像头模组100实现在所述第一方向X上的光学防抖。

具体的，所述摄像头模组100还包括移动载体50，所述感光元件20固定在所述移动载体50上。在一个具体的实施例中，所述第二驱动件40包括压电元件41、驱动杆42和弹性件43，所述弹性件43与所述移动载体50固定连接。所述压电元件41与所述驱动杆42固定连接，且驱动杆42的长度方向与第一方向X相同。所述驱动杆42位于所述移动载体50的一侧，且所述驱动杆42的侧壁421与所述弹性件43接触。所述压电元件41用于驱动所述驱动杆42沿所述第一方向X移动，以通过所述弹性件43推动所述移动载体50沿所述第一方向X移动。本实施例中，通过压电驱动的方式驱动所述感光元件20移动，可以提高驱动精度、增大驱动行程。

在一个具体的的实施例中，所述弹性件43为锯齿形弹片，在其它实施例中，所述弹性件也可以是U形弹片。

在一个具体的的实施例中，所述摄像头模组100还包括控制器(图未示)，所述控制器与所述压电元件41电连接，所述控制器发出控制信号以控制压电元件41在所述第一方向X上伸长或者缩回。在其它实施例中，也可以是所述电子设备的控制器与所述压电元件41电连接，所述电子设备的控制器发出控制信号控制所述压电元件41在第一方向X上伸长或者缩回。

为了便于描述，本实施例中，将第一方向X上压电元件41朝向驱动杆42的方向定义为第一方向的正方向X1，与所述第一方向的正方向X1相反的方向定义为第一方向的反方向X2。

在原始状态下，所述压电元件41未发生形变，所述弹性件43与所述驱动杆42接触，所述移动载体50保持静止。当所述控制器对所述压电元件41施加电压，并控制所述压电元件41发生缓慢形变时，所述压电元件41沿所述第一方向的正方向X1缓慢伸长，从而带动所述驱动杆42沿第一方向的正方向X1移动。所述弹性件43与所述驱动杆42之间产生摩擦力，所述驱动杆42带动所述弹性件43沿第一方向的正方向X1移动，从而使所述移动载体50也会随着所述弹性件43沿所述第一方向的正方向X1移动。

当所述控制器控制所述压电元件41形变急速恢复时，所述驱动杆42朝向所述第一方向的反方向X2急速回缩。所述移动载体50和所述弹性件43由于惯性作用，会保持在原来的位置不发生移动。

当所述控制器不断给所述压电元件41施加脉冲电压时，所述压电元件41会发生缓慢伸长和急速回缩的反复动作，从而可以驱动所述移动载体50不断朝着所述第一方向的正方向X1移动。

本实施例中，所述压电元件41在一个缓慢伸长和急速回缩过程中，所述移动载体50沿第一方向X移动50nm～200nm。

在一个具体的实施例中，在原始状态下，如图1所示，所述移动载体50及所述感光元件20位于所述第一镜组11的出光侧112，所述感光元件20接收从第一镜组11出射的光线。当需要将所述感光元件20切换至所述第二镜组12的出光侧122时，通过控制器不断给所述压电元件41施加脉冲电压时，使所述压电元件41会发生缓慢伸长和急速回缩的反复动作，从而驱动所述移动载体50不断朝着所述第一方向的正方向X1移动，直至所述移动载体50和所述感光元件20移动至所述第二镜组12的出光侧122(如图2所示)。所述感光元件20移动至所述第二镜组12的出光侧122时，所述感光元件20接收由所述第二镜组12出射的光线。

当需要控制所述移动载体50沿所述第一方向的反方向X2移动时，可以改变所述控制器对所述压电元件41施加的电压波形。所述控制器控制所述压电元件41急速伸长，所述驱动杆42沿第一方向X正方向移动。然后，所述控制器控制所述压电元件41缓慢缩回，所述驱动杆42沿所述第一反向反方向移动，所述弹性件43与所述驱动杆42之间的摩擦力带动所述弹性件43和所述移动载体50缓慢沿第一方向X反方向移动。如此重复急速伸长和缓慢回缩过程，从而可以使所述移动载体50沿所述第一方向的反方向X2不断移动。

在一个具体的实施例中，如图2所示，在原始状态下，所述移动载体50及所述感光元件20位于所述第二镜组12的出光侧122，所述感光元件20接收从第二镜组12出射的光线。当需要将所述感光元件20切换至所述第一镜组11的出光侧112时，通过控制器不断给所述压电元件41施加脉冲电压时，使所述压电元件41会发生缓慢伸长和急速回缩的反复动作，从而驱动所述移动载体50不断朝着所述第一方向的反方向X2移动，直至所述移动载体50和所述感光元件20移动至所述第一镜组11的出光侧112(如图1所示)。所述感光元件20移动至所述第一镜组11的出光侧112时，所述感光元件20接收由所述第一镜组11出射的光线。

可以理解的是，在一些其他可行的实施例中，镜组组件10还可以包括三个及以上的镜组，凡是基于本申请思想所做出的无需付出创造性劳动即可得到的替换或者改进方案，均应视为落入本申请保护范围内。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种摄像头模组，其特征在于，包括：镜组组件与感光元件，所述镜组组件包括在第一方向上间隔设置的多个镜组，多个所述镜组的焦距不同；所述镜组组件包括进光侧与出光侧，所述感光元件在第二方向上位于所述镜组组件的所述出光侧一侧，所述感光元件可在所述第一方向上移动，以切换接收从多个所述镜组出射的光线，所述第一方向与所述第二方向垂直；

所述摄像头模组还包括第二驱动件和移动载体，所述感光元件固定在所述移动载体上，所述第二驱动件包括压电元件、驱动杆和弹性件，所述弹性件与所述移动载体固定连接，并与所述驱动杆接触，所述压电元件与所述驱动杆连接，所述压电元件用于驱动所述驱动杆沿所述第一方向移动，以通过所述弹性件推动所述移动载体沿所述第一方向移动。

2.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述摄像头模组还包括光转向件，所述光转向件位于所述进光侧一侧，所述光转向件将射入所述摄像头模组的光线转向并射入所述镜组组件的进光侧。

3.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述镜组均为定焦镜组。

4.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述镜组均为变焦镜组。

5.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述镜组包括至少一个定焦镜组与至少一个变焦镜组，至少一个所述变焦镜组与至少一个所述定焦镜组沿所述第一方向间隔设置。

6.根据权利要求2所述的摄像头模组，其特征在于，所述摄像头模组还包括第一驱动件，所述第一驱动件与所述光转向件连接，所述第一驱动件用于驱动所述光转向件绕着所述第一方向转动。

7.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述弹性件为锯齿形弹片或U形弹片。

8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-7任一项所述的摄像头模组。

Images