CN113630528A - 防抖组件、摄像模组及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种防抖组件、摄像模组及电子设备。防抖组件安装于固定架,固定架内设收容腔,防抖组件包括第一驱动部、微透镜滤光片支架和设于微透镜滤光片支架的微透镜滤光片,微透镜滤光片支架沿垂直于光轴的方向活动设置于收容腔内,微透镜滤光片包括微透镜滤光片本体和微透镜阵列,微透镜阵列设于微透镜滤光片本体的垂直于光轴的至少一侧,第一驱动部至少部分位于微透镜滤光片支架上,第一驱动部能够驱动微透镜滤光片支架在收容腔内沿垂直于光轴的方向移动,从而带动微透镜滤光片移动,以使经镜头出射的光线入射至微透镜阵列时发生折射而补偿镜头抖动造成的光路偏移。本申请的防抖组件解决了现有技术中摄像头防抖系统可靠性低的问题。
Description
技术领域
本申请涉及摄像技术领域,尤其涉及一种防抖组件、摄像模组及电子设备。
背景技术
随着影像技术的快速发展,使用摄像头进行拍照的现象越来越普遍。用户在使用摄像头进行拍摄的过程中,存在因摄像头抖动而导致拍摄的图像模糊、不清晰的问题。目前摄像头可以通过集成光学防抖(Optical Image Stabilizer,OIS)、电子防抖(Electronicanti shake,EIS)等技术以减弱摄像头抖动对成像清晰度的影响。然而,传统的摄像头防抖系统存在可靠性低的问题。
发明内容
鉴于此,本申请提供一种摄像模组及电子设备,以解决现有技术中摄像头防抖系统可靠性低的问题。
第一方面,本申请提供一种防抖组件,所述防抖组件安装于固定架,所述固定架内设收容腔,所述防抖组件包括第一驱动部、微透镜滤光片支架和设于所述微透镜滤光片支架的微透镜滤光片,所述微透镜滤光片支架沿垂直于光轴的方向活动设置于所述收容腔内,所述微透镜滤光片包括微透镜滤光片本体和微透镜阵列,所述微透镜阵列设于所述微透镜滤光片本体的垂直于光轴的至少一侧,所述第一驱动部至少部分位于所述微透镜滤光片支架上,所述第一驱动部能够驱动所述微透镜滤光片支架在所述收容腔内沿垂直于光轴的方向移动,从而带动所述微透镜滤光片移动,以使经镜头出射的光线入射至所述微透镜阵列时发生折射而补偿镜头抖动造成的光路偏移。
由此,通过设置微透镜阵列,从而可以在电子设备发生抖动使得影像光路偏移而产生模糊时,移动微透镜阵列以对光路偏移进行位移量补偿,进而补偿抖动。此设置形成一种新的抖动补偿模式,且相对于传统的移动镜头而实现补偿抖动的设置,能够有效改善传统的抖动模式中因镜头重,导致移动镜头所需的马达体积较大以及高功耗的问题,能够有效的进行抖动补偿,提高应用微透镜阵列的摄像模组的可靠性,实用性强,应用范围广泛。
一种可能的实施方式中,所述微透镜阵列位于所述微透镜滤光片本体的物侧,也即为,微透镜滤光片本体垂直于光轴的两个表面中仅有朝向镜头的一个表面铺设有微透镜阵列,从而使得微透镜滤光片整体能够具备折射光线的作用。
一种可能的实施方式中,所述微透镜阵列位于所述微透镜滤光片本体的物侧和像侧,也即为,微透镜滤光片本体垂直于光轴的两个表面均铺设有微透镜阵列,从而使得微透镜滤光片整体能够具备折射光线的作用。
一种可能的实施方式中,设于所述物侧的所述微透镜阵列的背离所述微透镜滤光片本体的表面镀有红外截止膜,设于所述像侧的所述微透镜阵列的背离所述微透镜滤光片本体表面镀有增透膜。。
可以理解的是,红外截止膜能够透过可见光线,截止红外光线,起阻挡作用,增透膜能够提高光线的透过率,起增透作用,从而使得微透镜滤光片整体能够具备滤除红外光线和修整进来的光线的作用。由此,微透镜滤光片具有过滤光线和折射光线的双重性能,能够多元化微透镜滤光片的使用性能,实用性强,有利于应用于更多的使用场景,应用范围广泛。
一种可能的实施方式中,所述微透镜阵列包括多个阵列布置的微透镜,每一所述微透镜的与所述微透镜滤光片本体接触的表面的形状包括六边形、矩形和圆形。
可以理解的是,阵列布置的微透镜能够均匀的铺设于微透镜滤光片本体的表面,从而保证经镜头出射的光线均能够穿透微透镜而射入微透镜滤光片本体,使得即使因抖动而使光线的光路发生偏移,也可在移动微透镜滤光片和微透镜的折射的配合下,补偿光路的偏移,从而能够实现防抖。
一种可能的实施方式中,所述第一驱动部包括防抖线圈和防抖磁体,所述防抖线圈设于所述微透镜滤光片支架,所述防抖磁体设于所述固定架且与所述防抖线圈相对设置。
需说明的是,防抖线圈和防抖磁体相对设置且其之间会形成间隙,间隙能够使其之间具有一定的相对间隔距离,以使防抖线圈和防抖磁体之间能够通过磁场的相互作用而有效驱动微透镜滤光片支架沿光轴方向进行移动。同时,因防抖线圈和防抖磁体之间并非互相接触,而是存在径向距离,从而使得微透镜滤光片支架在沿光轴方向移动时,微透镜滤光片支架与固定架之间的摩擦阻力几乎为零,有效降低了能耗。
一种可能的实施方式中,所述收容腔的内侧壁凸设有底座,所述底座上设有柔性线路板,所述第一驱动部包括记忆金属件,所述记忆金属件连接于所述柔性线路板和所述微透镜滤光片支架之间。
可以理解的是,记忆金属件具有在通电后发生一定的伸缩的特性,并且还具有随着通电电流或者电压大小的改变可以改变其尺寸的特性,从而通过记忆金属件既能够实现对微透镜滤光片支架的支撑固定,还可以实现由记忆金属件带动微透镜滤光片支架在垂直于光轴的平面上移动的作用,进而实现摄像模组的平移式防抖,平移式防抖具有较大的抖动补偿范围,且微透镜滤光片支架在做平移时,能够保证光轴指向的稳定,此设置使得摄像模组结构简单,成像效果优良。
一种可能的实施方式中,所述第一驱动部还包括防抖弹片,所述防抖弹片连接于所述固定架和所述微透镜滤光片支架之间。防抖弹片可以在微透镜滤光片支架相对固定架发生移动后,起到限位作用以限制微透镜滤光片支架的移动范围,另外,还可在停止对防抖线圈输入电流后起到复位作用,以为微透镜滤光片支架回复到初始位置提供回复力。
一种可能的实施方式中,所述折射的折射角的角度范围在0°~15°的范围内,从而能够满足不同程度抖动的补偿需求,灵活性强,应用范围广泛。
一种可能的实施方式中,所述微透镜滤光片的中心线偏离所述光轴的偏移范围在0um~200um的范围内。也即为,微透镜滤光片能够被驱动而沿垂直于光轴的方向进行移动的范围在0um~200um的范围内,此平移式补偿的补偿范围大,能够有效的进行抖动补偿,有利于更好的实现摄像模组的光学防抖。
第二方面,本申请还提供一种摄像模组,所述摄像模组包括固定架、对焦组件和如上所述的防抖组件,所述固定架内设收容腔,所述对焦组件包括用于承载镜头的镜头载体和第二驱动部,所述镜头载体沿光轴的方向活动设置于所述收容腔内且位于所述述对焦组件的微透镜滤光片的上方,所述第二驱动部位于所述固定架和所述镜头载体上,所述第二驱动部能够驱动所述镜头载体在所述收容腔内沿光轴的方向移动以实现自动对焦。
可以理解的是,镜头载体可以为中空的圆柱状或棱柱状结构,其具有贯穿其自身的安装通孔,安装通孔用于安装镜头,从而可以在镜头载体被第二驱动部驱动进行移动时,能够带动镜头一起移动,以实现沿光轴方向的自动对焦。另外,通过设置第二驱动部,能够为镜头载体在收容腔内沿光轴方向的上下移动提供可靠的驱动力需求,使得镜头载体无需另设复杂的结构即可在收容腔内沿光轴方向进行移动,实用性和可靠性强。
一种可能的实施方式中,所述第二驱动部包括对焦线圈和对焦磁体,所述对焦线圈设于所述镜头载体,所述对焦磁体设于所述固定架且与所述对焦线圈相对设置。
需说明的是,对焦线圈和对焦磁体相对设置且其之间会形成间隙,间隙能够使其之间具有一定的相对间隔距离,以使对焦线圈和对焦磁体之间能够通过磁场的相互作用而有效驱动镜头载体沿光轴方向进行移动。同时,因对焦线圈和对焦磁体之间并非互相接触,而是存在径向距离,从而使得镜头载体在沿光轴方向移动时,镜头载体与固定架之间的摩擦阻力几乎为零,有效降低了能耗。
一种可能的实施方式中,所述第二驱动部还包括对焦弹片,所述对焦弹片与所述对焦磁体间隔设置且连接于所述固定架和所述镜头载体之间。对焦弹片可以在镜头载体相对固定架发生移动后,起到限位作用以限制镜头载体的移动范围,另外,还可在停止对对焦线圈输入电流后起到复位作用,以为镜头载体回复到初始位置提供回复力。
一种可能的实施方式中,所述摄像模组还包括电路板,所述固定架包括下支架和上支架,所述下支架设于所述电路板,所述上支架设于所述下支架背离所述电路板的表面,所述下支架和所述上支架共同形成所述收容腔,所述对焦组件位于所述上支架,所述防抖组件位于所述下支架。
可以理解的是,通过将固定架设置为分体式的上支架和下支架,并将对焦组件设于上支架,而防抖组件设于下支架,使得对焦组件和防抖组件位于不同的支架上,从而能够在对焦组件和防抖组件的一者或两者需要返修时,能够顺利拆装而便于维修。
第三方面,本申请还提供一种电子设备,所述电子设备包括如上所述的摄像模组。
本申请的技术方案通过设置微透镜阵列,从而可以在电子设备发生抖动使得影像光路偏移而产生模糊时,移动微透镜阵列以对光路偏移进行位移量补偿,进而补偿抖动。此设置形成一种新的抖动补偿模式,且相对于传统的移动镜头而实现补偿抖动的设置,能够有效改善传统的抖动模式中因镜头重,导致移动镜头所需的马达体积较大以及高功耗的问题,能够有效的进行抖动补偿,提高应用微透镜阵列的摄像模组的可靠性,实用性强,应用范围广泛。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面将对实施方式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申请的一些实施方式,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,还可以如这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的电子设备的示意图;
图2是图1所示的电子设备的摄像模组的一种剖面示意图;
图3是图1所示的电子设备的摄像模组的微透镜滤光片的一种剖面示意图;
图4是图1所示的电子设备的摄像模组的微透镜滤光片的另一种剖面示意图;
图5是图1所示的电子设备的摄像模组的微透镜滤光片的一种俯视示意图;
图6是图1所示的电子设备的摄像模组的微透镜滤光片的另一种俯视示意图;
图7是图1所示的电子设备的摄像模组的微透镜滤光片的又一种俯视示意图;
图8是图1所示的电子设备的摄像模组的另一种剖面示意图;
图9是图1所示的电子设备的摄像模组的又一种剖面示意图;
图10是图1所示的电子设备的摄像模组的再一种剖面示意图。
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,所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1,本申请提供一种电子设备200,电子设备200可以是数字相机、数字摄像机、手机、平板电脑、监视器或其他具有摄像功能的设备。本申请的实施例中,以电子设备200是手机为例进行说明。
电子设备200包括壳体210和安装于壳体210的摄像模组100,摄像模组100全部收容于壳体210内部,或者,摄像模组100大部分收容于壳体210内部,摄像模组100能够使得电子设备200实现实时采集影像、即时视频通话或者获取待测对象的三维信息等功能中的一者或多者,其即可以作为前置摄像头,以捕获电子设备200前方的静态图像或动态视频,也可以作为后置摄像头,以捕获电子设备200后方的静态图像或动态视频。
请一并参阅图1和图2,摄像模组100包括电路板10、固定架20、对焦组件30和防抖组件40。固定架20设于电路板10的一侧,其形成摄像模组100的外壳结构。对焦组件30和防抖组件40均安装于固定架20,对焦组件30能够使摄像模组100具备自动对焦的功能,防抖组件40能够对镜头抖动所造成的光路偏移进行位移量补偿,以实现防抖,从而保证影像的清晰、稳定和流畅。
可以理解的是,在垂直于电路板10的方向上,对焦组件30和防抖组件40依次设置,且防抖组件40相比于对焦组件30更靠近电路板10。换言之,如图2所示,对焦组件30位于防抖组件40的上方。
固定架20内设收容腔21,对焦组件30包括镜头31、用于承载镜头31的镜头载体32和第二驱动部33,镜头载体32沿光轴I的方向活动设置于收容腔21内,第二驱动部33位于固定架20和镜头载体32上,且第二驱动部33能够驱动镜头载体32在收容腔21内沿光轴I的方向移动以实现自动对焦。
可以理解的是,镜头载体32可以为中空的圆柱状或棱柱状结构,其具有贯穿其自身的安装通孔321,安装通孔321用于安装镜头31,从而可以在镜头载体32被第二驱动部33驱动进行移动时,能够带动镜头31一起移动,以实现沿光轴I方向的自动对焦。另外,通过设置第二驱动部33,能够为镜头载体32在收容腔21内沿光轴I方向的上下移动提供可靠的驱动力需求,保证镜头载体32沿光轴I方向能够进行移动,从而带动镜头载体32所承载的镜头31也能够沿光轴I方向进行移动,使得镜头31无需另设其他用于实现对焦的结构即可在收容腔21内沿光轴I方向进行移动来实现对焦,实用性和可靠性强。
本申请的实施例中,定义光轴I的方向为Z轴,垂直于光轴I的方向分别为X轴和Y轴,X轴、Y轴和Z轴彼此垂直。
第二驱动部33包括对焦线圈34和对焦磁体35,对焦线圈34设于镜头载体32,对焦磁体35设于固定架20且与对焦线圈34相对设置。需说明的是,对焦线圈34和对焦磁体35相对设置且其之间会形成间隙,间隙能够使其之间具有一定的相对间隔距离,以使对焦线圈34和对焦磁体35之间能够通过磁场的相互作用而有效驱动镜头载体32沿光轴I方向进行移动。同时,因对焦线圈34和对焦磁体35之间并非互相接触,而是存在径向距离,从而使得镜头载体32在沿光轴I方向移动时,镜头载体32与固定架20之间的摩擦阻力几乎为零,有效降低了能耗。
一种可能的实施方式中,镜头载体32可以为四棱柱状结构,对焦线圈34套设于镜头载体32的外围,从而使得镜头载体32的外周壁的每一侧壁均可被对焦线圈34覆盖。相应地,为对应镜头载体32的四个棱面,保证能与每一棱面均具有相互作用力,对焦磁体35的数量为四个。具体而言,收容腔21包括四个依次连接的侧壁(图未标),每一侧壁均向固定架20的外侧凹陷形成一个容置槽(图未标),四个对焦磁体35分别收容于四个容置槽内。也即为,四个对焦磁体35两两为一组,每一组对焦磁体35均在X轴或Y轴方向相背设置,且由于每一组的两个对焦磁体35均位于X轴或Y轴的两个相背的方向(正方向或负方向),从而使得对焦线圈34通电后,镜头载体32因对焦线圈34和对焦磁体35的磁场之间的相互作用而可以在X轴或Y轴方向均维持在中心位置并保持较佳的稳定性。换言之,镜头载体32可在对焦线圈34和对焦磁体35的共同驱动下,沿垂直于光轴I的方向进行移动,使得镜头载体32的中心线能够始终与光轴I对正,保持较佳的稳定性和可靠性。由此,镜头载体32不仅能够沿光轴I方向进行移动而实现对焦,也可以使镜头载体32沿垂直于光轴I的方向进行移动而实现对正,灵活性强,应用范围广泛。当然,其他的实施方式中,镜头载体32也可以为如圆柱状等其他形状。
需说明的是,对焦磁体35并不局限于通过容置槽来固定在固定架20的收容腔21的腔壁上,对焦磁体35也可直接粘接在收容腔21的腔壁上。而对焦磁体35可以为永久磁体或者电磁体,如果为永久磁体,则对焦磁体35产生不变的磁场(即永磁场),如果为电磁体,则可产生可变的磁场。
本申请的实施例中,对焦磁体35为永磁体,当对焦线圈34未通入电流时,对焦线圈34便不会产生磁场,此时,摄像模组100中仅存在对焦磁体35产生的永磁场,对焦线圈34与对焦磁体35之前不会存在磁作用力,故,镜头载体32保持初始位置;当对焦线圈34中有电流流入时,则对焦线圈34便会产生磁场,摄像模组100中不仅存在对焦磁体35产生的永磁场,而且还存在对焦线圈34产生的可变磁场,根据通入电流方向和大小的不同,作用于对焦磁体35的力的方向和大小也会相应的发生变化,从而使镜头载体32的运动方向和速度发生变化。由于对焦磁体35固定在固定架20上而无法运动,镜头载体32可移动地设置在收容腔21中,对焦线圈34固定于镜头载体32上使得镜头载体32是可动的,故,镜头载体32可被对焦线圈34带动而沿光轴I方向移动,以使承载于其上的镜头31实现对焦功能。当对焦完成后,可以停止给对焦线圈34输入电流,使得镜头载体32回到初始位置,或者输入反向电流给对焦线圈34使其产生方向相反的磁场,以使镜头载体32回到初始位置。
进一步地,第二驱动部33还包括对焦弹片36,对焦弹片36连接于固定架20和镜头载体32之间。对焦弹片36可以在镜头载体32相对固定架20发生移动后,起到限位作用以限制镜头载体32的移动范围,另外,还可在停止对对焦线圈34输入电流后起到复位作用,以为镜头载体32回复到初始位置提供回复力。进一步地,对焦弹片36与对焦磁体35间隔设置,从而避免干扰对焦磁体35与对焦线圈34的磁作用力。
请再次参阅图2,本申请的实施例中,防抖组件40包括第一驱动部41、微透镜滤光片支架42和设于微透镜滤光片支架42的微透镜滤光片43,微透镜滤光片支架42沿垂直于光轴I的方向活动设置于收容腔21内,微透镜滤光片43包括微透镜滤光片本体431和微透镜阵列432,微透镜阵列432设于微透镜滤光片本体431的垂直于光轴I的至少一侧,第一驱动部41至少部分位于微透镜滤光片支架42上,第一驱动部41能够驱动微透镜滤光片支架42在收容腔21内沿垂直于光轴I的方向移动,从而带动微透镜滤光片43移动,以使经镜头31出射的光线入射至微透镜阵列432时发生折射而补偿镜头31抖动造成的光路偏移。
可以理解的是,在电子设备200发生抖动时,经镜头31射入微透镜滤光片43的光线的光路会产生偏移,导致入射至微透镜阵列432的光线会偏离预定的光路,导致光线无法全部准确入射至感光元件的感光面,从而造成成像质量低的问题。但因微透镜阵列432和第一驱动部41的设置,使得光线的光路发生偏移时,第一驱动部41能够驱动微透镜滤光片支架42移动,进而带动微透镜滤光片43整体进行移动,使得光线能够入射至微透镜滤光片43的微透镜阵列432,又因光线穿过微透镜阵列432时会发生折射,两者配合能够使光线的光路偏移的位移量被补偿,使得光线仍能够以预定的入射角度入射至后续的感光元件以便将光信号转换为图像信号。也即为,即使因抖动而导致光路偏移,使得入射至微透镜阵列432时光线的入射角度偏离预定轨迹,但是透过移动微透镜阵列432和微透镜阵列432的折射,仍可以补偿此位移量的偏移,使得光路的偏移得到补正,保证影像不因抖动而产生模糊,实现对摄像模组100拍摄时的光学防抖,提高电子设备200的拍摄质量。
通过设置微透镜阵列432,从而可以在电子设备200发生抖动使得影像光路偏移而产生模糊时,移动微透镜阵列432以对光路偏移进行位移量补偿,进而补偿抖动。此设置形成一种新的抖动补偿模式,且相对于传统的移动镜头31而实现补偿抖动的设置,能够有效改善传统的抖动模式中因镜头31重,导致移动镜头31所需的马达体积较大以及高功耗的问题,能够有效的进行抖动补偿,提高应用微透镜阵列432的摄像模组100的可靠性,实用性强,应用范围广泛。
请一并参阅图2和图3,一种可能的实施方式中,微透镜阵列432位于微透镜滤光片本体431的物侧和像侧。可以理解的是,物侧为靠近镜头31的一侧,像侧为背离镜头31的一侧。换言之,微透镜阵列432位于微透镜滤光片本体431的相对两侧,其可通过微型化注塑工艺成形于微透镜滤光片本体431的相对设置的两个表面。也即为,微透镜滤光片本体431垂直于光轴I的两个表面均铺设有微透镜阵列432,从而使得微透镜滤光片43整体能够具备折射光线的作用。而设于物侧的微透镜阵列432的背离微透镜滤光片本体431的表面镀有红外截止膜433(Infrared cut coating,IR),红外截止膜433能够透过可见光线,截止红外光线,起阻挡作用;设于像侧的微透镜阵列432的背离微透镜滤光片本体431的表面镀有增透膜434(Anti-reflective coating,AR),增透膜434能够提高光线的透过率,起增透作用,从而使得微透镜滤光片43整体能够具备滤除红外光线和修整进来的光线的作用。由此,微透镜滤光片43具有过滤光线和折射光线的双重性能,能够多元化微透镜滤光片43的使用性能,实用性强,有利于应用于更多的使用场景,应用范围广泛。
请一并参阅图2和图4,另一种可能的实施方式中,与上述实施方式不同的是,微透镜阵列432仅位于微透镜滤光片本体431的像侧。也即为,微透镜滤光片本体431垂直于光轴I的两个表面中仅有朝向镜头31的一个表面铺设有微透镜阵列432。而此微透镜阵列432的表面镀有红外截止膜433,红外截止膜433能够透过可见光线,截止红外光线,起阻挡作用;微透镜滤光片本体431背向微透镜阵列432的表面镀有增透膜434,增透膜434能够提高光线的透过率,起增透作用,从而使得微透镜滤光片43整体能够具备滤除红外光线和修整进来的光线的作用。
由此,本申请的实施例中,可根据光学设计的需求而在微透镜滤光片本体431的单面和双面设置微透镜阵列432,选择多样,灵活性强。
请一并参阅图2、图3和图5,微透镜阵列432包括多个阵列布置的微透镜435,阵列布置的微透镜435能够均匀的铺设于微透镜滤光片本体431的表面,从而保证经镜头31出射的光线均能够穿透微透镜而射入微透镜滤光片本体431,使得即使因抖动而使光线的光路发生偏移,也可在移动微透镜滤光片43补偿光路的偏移,从而能够实现防抖。
可以理解的是,微透镜435为凸透镜,其具有折射光线的作用,且其折射的折射角的角度范围在0°~15°的范围内,从而能够满足不同程度抖动的补偿需求,灵活性强,应用范围广泛。进一步地,如图5-图7所示,每一微透镜435与微透镜滤光片本体431接触的表面的形状可以是六边形、矩形和圆形。而微透镜435的尺寸和各微透镜435的间隔尺寸可依照实际的光学设计而制定,本申请在此不做具体限制。
需说明的是,微透镜435的外表面(不与微透镜滤光片本体431接触的表面)的形状可以是球面、非球面或其他的弧形面,图2中仅以半球状的弧形面作为示意画出,实际表面形态并不以此为限。
进一步地,微透镜滤光片43的中心线偏离光轴I的偏移范围在0um~200um的范围内。也即为,微透镜滤光片43能够被驱动而沿垂直于光轴I的方向进行移动的范围在0um~200um的范围内,此平移式补偿的补偿范围大,能够有效的进行抖动补偿,有利于更好的实现摄像模组100的光学防抖。
请再次参阅图2,摄像模组100还包括感光芯片50,感光芯片50与固定架20均设于电路板10的同侧,且感光芯片50位于收容腔21内,经镜头31进入摄像模组100内的光线在经过微透镜滤光片43后,可以一定角度入射至感光芯片50,此光线的入射位置可以为经抖动补偿后所射入的光线的预设光路(未发生抖动时的光路)的最终位置,从而能够有效避免因光路偏移所带来的影像模糊的问题。而感光芯片50感应接收的光线以获得光信号,并将光信号转换为电信号并通过电路板10传输给主板上的后续处理元件如图像信号处理器等,进而转化为人眼可见的图像。可以理解的是,感光芯片50即为前文所述的感光元件。
一种可能的实施方式中,第一驱动部41包括防抖线圈44和防抖磁体45,防抖线圈44设于微透镜滤光片支架42,防抖磁体45设于固定架20且与防抖线圈44相对设置。需说明的是,防抖线圈44和防抖磁体45相对设置且其之间会形成间隙,间隙能够使其之间具有一定的相对间隔距离,以使防抖线圈44和防抖磁体45之间能够通过磁场的相互作用而有效驱动微透镜滤光片支架42沿光轴I方向进行移动。同时,因防抖线圈44和防抖磁体45之间并非互相接触,而是存在径向距离,从而使得微透镜滤光片支架42在沿光轴I方向移动时,微透镜滤光片支架42与固定架20之间的摩擦阻力几乎为零,有效降低了能耗。
一种可能的实施方式中,微透镜滤光片支架42可以为四棱柱状结构,其具有贯穿微透镜滤光片支架42的通孔421,微透镜滤光片43安装于通孔421内以使微透镜滤光片支架42能够承载微透镜滤光片43。防抖线圈44套设于微透镜滤光片支架42的外围,从而使得微透镜滤光片支架42的外周壁的每一侧壁均可被防抖线圈44覆盖。相应地,为对应微透镜滤光片支架42的四个棱面,保证能与每一棱面均具有相互作用力,防抖磁体45的数量为四个。具体而言,收容腔21的每一侧壁均向固定架20的外侧凹陷形成一个收容槽(图未标),四个防抖磁体45分别收容于四个收容槽内。也即为,四个防抖磁体45两两为一组,每一组防抖磁体45均在X轴或Y轴方向相背设置,且每一组的两个防抖磁体45均位于X轴或Y轴的两个相背的方向(正方向或负方向)。当然,其他的实施方式中,微透镜滤光片支架42也可以为如圆柱状等其他形状。
可以理解的是,每一组防抖磁体45和对应的防抖线圈44配合均可使微透镜滤光片支架42在垂直于光轴I的一个轴向(X轴或Y轴)上进行移动。从而使得防抖线圈44通电后,微透镜滤光片支架42因防抖线圈44和防抖磁体45的磁场之间的相互作用而可以在X轴或Y轴方向进行移动。换言之,微透镜滤光片支架42可在两组防抖磁体45和防抖线圈44配合驱动下,分别在垂于光轴I的两个轴向(X轴和Y轴)上进行移动,从而能够在电子设备200发生抖动时,有针对性的在两个方向上进行移动而补偿抖动所造成的光路偏移的问题,使得摄像模组100的影像质量具有较佳的稳定性和可靠性。也即为,两组防抖磁体45和防抖线圈44配合可使微透镜滤光片支架42分别在垂直于光轴I的两个轴向(X轴和Y轴)上进行移动,以补偿抖动。
需说明的是,第一驱动部41不仅能够驱动微透镜滤光片支架42在收容腔21内沿垂直于光轴I的方向移动,其还能驱动微透镜滤光片支架42在收容腔21内沿光轴I的方向移动,有利于进一步提高镜头31的对焦效果,改善影像的画面质量。由此,微透镜滤光片支架42不仅能够沿垂直于光轴I方向进行移动而实现防抖,也可以使微透镜滤光片支架42沿垂直于光轴I的方向进行移动而进一步提高对焦效果,灵活性强,应用范围广泛。
另外,防抖磁体45并不局限于通过收容槽来固定在固定架20的收容腔21的腔壁上,防抖磁体45也可直接粘接在收容腔21的腔壁上。而防抖磁体45可以为永久磁体或者电磁体,如果为永久磁体,则防抖磁体45产生不变的磁场(即永磁场),如果为电磁体,则可产生可变的磁场。
本申请的实施例中,防抖磁体45为永磁体,当防抖线圈44未通入电流时,防抖线圈44便不会产生磁场,此时,摄像模组100中仅存在防抖磁体45产生的永磁场,防抖线圈44与防抖磁体45之前不会存在磁作用力,故,微透镜滤光片支架42保持初始位置;当防抖线圈44中有电流流入时,则防抖线圈44便会产生磁场,摄像模组100中不仅存在防抖磁体45产生的永磁场,而且还存在防抖线圈44产生的可变磁场,根据通入电流方向和大小的不同,作用于防抖磁体45的力的方向和大小也会相应的发生变化,从而使微透镜滤光片支架42的运动方向和速度发生变化。由于防抖磁体45固定在固定架20上而无法运动,微透镜滤光片支架42可移动地设置在收容腔21中且位于镜头载体32的下方,防抖线圈44固定于微透镜滤光片支架42上使得微透镜滤光片支架42是可动的,故,微透镜滤光片支架42可被防抖线圈44带动而沿垂直于光轴I方向移动,以使承载于其上的微透镜滤光片43实现防抖功能。当防抖功能完成后,可以停止输入给防抖线圈44的电流,使得微透镜滤光片支架42回到初始位置,或者输入反向电流给防抖线圈44使其产生方向相反的磁场,以使微透镜滤光片支架42回到初始位置。
请继续参阅图2,进一步地,第一驱动部41还包括防抖弹片46,防抖弹片46连接于固定架20和微透镜滤光片支架42之间。防抖弹片46可以在微透镜滤光片支架42相对固定架20发生移动后,起到限位作用以限制微透镜滤光片支架42的移动范围,另外,还可在停止对防抖线圈44输入电流后起到复位作用,以为微透镜滤光片支架42回复到初始位置提供回复力。
由此,对焦组件30和防抖组件40可被分别的驱动,从而使得对焦组件30应用于摄像模组100的对焦,而防抖组件40应用于摄像模组100的抖动补偿,此设置无需通过摆动镜头31即可进行抖动补偿,使得驱动镜头31进行对焦的第二驱动部33的尺寸会有所减小,有利于实现驱动源的平衡分配需求,降低摄像模组100的功耗。
请参阅图8,另一种可能的实施方式中,与上述实施方式不同的是,第一驱动部41不再设置防抖磁体45和防抖线圈44。而前述实施方式中描述的摄像模组100中的除防抖磁体45和防抖线圈44外其他部件,在不冲突的情况下,这些描述均可应用于图8所示的摄像模组100。
具体而言,固定架20的收容腔21的内侧壁凸设有底座22,底座22上设有柔性线路板60,第一驱动部41包括记忆金属件47,记忆金属件47连接于柔性线路板60和微透镜滤光片支架42之间。
可以理解的是,微透镜滤光片支架42通过记忆金属件47悬空设置于柔性线路板60的上方,记忆金属件47可以通过通电伸缩而带动微透镜滤光片支架42在垂直于光轴I的平面上移动,进而能够带动微透镜滤光片43一起在垂直于光轴I的平面移动。具体为,记忆金属件47具有在通电后发生一定的伸缩的特性,并且还具有随着通电电流或者电压大小的改变可以改变其尺寸的特性,从而通过记忆金属件47既能够实现对微透镜滤光片支架42的支撑固定,还可以实现由记忆金属件47带动微透镜滤光片支架42在垂直于光轴I的平面上移动的作用,进而实现摄像模组100的平移式防抖,平移式防抖具有较大的抖动补偿范围,且微透镜滤光片支架42在做平移时,能够保证光轴I指向的稳定,此设置使得摄像模组100结构简单,成像效果优良。
本申请的实施例中,记忆金属件47的材料可以为如镍钛合金的记忆合金(ShapeMemory Alloys,SMA)。记忆金属件47的数量可以为四个。四个记忆金属件47分别对应微透镜滤光片支架42的四个依次连接的侧面设置,即每个记忆金属件47均对应微透镜滤光片支架42的一个侧面设置,从而能更好地实现对于微透镜滤光片支架42的支撑固定,也可以更好的实现由记忆金属件47带动微透镜滤光片支架42移动的作用,同时四个记忆金属件47抗断裂的能力更强,能够有效提高光学防抖摄像模组100的质量。
可以理解的是,位于同一轴线上的两个记忆金属件47为一组,每一组记忆金属件47均在X轴或Y轴方向相对设置,且由于每一组的两个记忆金属件47均位于X轴或Y轴的两个相背的方向(正方向和负方向),从而使得每一组的记忆金属件47通电后,微透镜滤光片支架42因该组记忆金属件47的伸缩作用而可以在X轴或Y轴方向进行移动,从而能够有效方便记忆金属件47带动微透镜滤光片支架42,进而带动微透镜滤光片43进行X轴或Y轴的的补偿移动。
进一步地,记忆金属件47与柔性线路板60电性连接,而柔性线路板60又电连接电路板10,从而可以实现电路板10对记忆金属件47的供电和控制的功能。
请再次参阅图2和图8,一种可能的实施方式中,对焦组件30和防抖组件40均可以收容于固定架20内的收容腔21里,且对焦组件30整体位于防抖组件40的上方。也即为,固定架20可以为一体式的结构,一体式的结构一致性强,能够减少生产成本和组装工序,有利于避免安装偏差,提高摄像模组100的组装精度。
请一并参阅图9和图10,另一种可能的实施方式中,固定架20包括下支架23和上支架24,下支架23设于电路板10,上支架24设于下支架23背离电路板10的表面,下支架23和上支架24共同形成收容腔21,对焦组件30位于上支架24,防抖组件40位于下支架23。具体而言,镜头载体32沿光轴I的方向活动设置于收容腔21位于上支架24的部分,微透镜滤光片支架42沿垂直于光轴I的方向活动设置于收容腔21位于下支架23的部分。
可以理解的是,通过将固定架20设置为分体式的上支架24和下支架23,并将对焦组件30设于上支架24,而防抖组件40设于下支架23,使得对焦组件30和防抖组件40位于不同的支架上,从而能够在对焦组件30和防抖组件40的一者或两者需要返修时,能够顺利拆装而便于维修。
本申请的技术方案通过设置微透镜阵列432,从而可以在电子设备200发生抖动使得影像光路偏移而产生模糊时,移动微透镜阵列432以对光路偏移进行位移量补偿,进而补偿抖动。此设置形成一种新的抖动补偿模式,且相对于传统的移动镜头31而实现补偿抖动的设置,能够有效改善传统的抖动模式中因镜头31重,导致移动镜头31所需的马达体积较大以及高功耗的问题,能够有效的进行抖动补偿,提高应用微透镜阵列432的摄像模组100的可靠性,实用性强,应用范围广泛。
以上对本申请实施例进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (15)
1.一种防抖组件,所述防抖组件安装于固定架,所述固定架内设收容腔,其特征在于,所述防抖组件包括第一驱动部、微透镜滤光片支架和设于所述微透镜滤光片支架的微透镜滤光片,所述微透镜滤光片支架沿垂直于光轴的方向活动设置于所述收容腔内,所述微透镜滤光片包括微透镜滤光片本体和微透镜阵列,所述微透镜阵列设于所述微透镜滤光片本体的垂直于光轴的至少一侧,所述第一驱动部至少部分位于所述微透镜滤光片支架上,所述第一驱动部能够驱动所述微透镜滤光片支架在所述收容腔内沿垂直于光轴的方向移动,从而带动所述微透镜滤光片移动,以使经镜头出射的光线入射至所述微透镜阵列时发生折射而补偿镜头抖动造成的光路偏移。
2.如权利要求1所述的防抖组件,其特征在于,所述微透镜阵列位于所述微透镜滤光片本体的物侧。
3.如权利要求1所述的防抖组件,其特征在于,所述微透镜阵列位于所述微透镜滤光片本体的物侧和像侧。
4.如权利要求3所述的防抖组件,其特征在于,设于所述物侧的所述微透镜阵列的背离所述微透镜滤光片本体的表面镀有红外截止膜,设于所述像侧的所述微透镜阵列的背离所述微透镜滤光片本体表面镀有增透膜。
5.如权利要求1所述的防抖组件,其特征在于,所述微透镜阵列包括多个阵列布置的微透镜,每一所述微透镜的与所述微透镜滤光片本体接触的表面的形状包括六边形、矩形和圆形。
6.如权利要求1所述的防抖组件,其特征在于,所述第一驱动部包括防抖线圈和防抖磁体,所述防抖线圈设于所述微透镜滤光片支架,所述防抖磁体设于所述固定架且与所述防抖线圈相对设置。
7.如权利要求1所述的防抖组件,其特征在于,所述收容腔的内侧壁凸设有底座,所述底座上设有柔性线路板,所述第一驱动部包括记忆金属件,所述记忆金属件连接于所述柔性线路板和所述微透镜滤光片支架之间。
8.如权利要求6或7任一项所述的防抖组件,其特征在于,所述第一驱动部还包括防抖弹片,所述防抖弹片与所述防抖磁体间隔设置且连接于所述固定架和所述微透镜滤光片支架之间。
9.如权利要求1所述的防抖组件,其特征在于,所述折射的折射角的角度范围在0°~15°的范围内。
10.如权利要求1所述的防抖组件,其特征在于,所述微透镜滤光片的中心线偏离所述光轴的偏移范围在0um~200um的范围内。
11.一种摄像模组,其特征在于,所述摄像模组包括固定架、对焦组件和如权利要求1-10任一项所述的防抖组件,所述固定架内设收容腔,所述对焦组件包括用于承载镜头的镜头载体和第二驱动部,所述镜头载体沿光轴的方向活动设置于所述收容腔内且位于所述对焦组件的微透镜滤光片的上方,所述第二驱动部位于所述固定架和所述镜头载体上,所述第二驱动部能够驱动所述镜头载体在所述收容腔内沿光轴的方向移动以实现自动对焦。
12.如权利要求11所述的摄像模组,其特征在于,所述第二驱动部包括对焦线圈和对焦磁体,所述对焦线圈设于所述镜头载体,所述对焦磁体设于所述固定架且与所述对焦线圈相对设置。
13.如权利要求12所述的摄像模组,其特征在于,所述第二驱动部还包括对焦弹片,所述对焦弹片与所述对焦磁体间隔设置且连接于所述固定架和所述镜头载体之间。
14.如权利要求11所述的摄像模组,其特征在于,所述摄像模组还包括电路板,所述固定架包括下支架和上支架,所述下支架设于所述电路板,所述上支架设于所述下支架背离所述电路板的表面,所述下支架和所述上支架共同形成所述收容腔,所述对焦组件位于所述上支架,所述防抖组件位于所述下支架。
15.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括如权利要求11-14任一项所述的摄像模组。
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