CN114244984B - 液态镜头模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种液态镜头模组及电子设备，液态镜头模组包括底座以及设置于所述底座的液态镜头、按压件和驱动机构；所述液态镜头包括柔性封装壳体以及设置于所述柔性封装壳体内的透光介质，所述驱动机构与所述按压件相连；在所述液态镜头模组处于变焦状态时，所述透光介质呈液态，所述驱动机构驱动所述按压件按压所述柔性封装壳体，以使所述透光介质变形；在所述液态镜头模组处于拍摄状态时，所述透光介质呈固态。

Description

液态镜头模组及电子设备

技术领域

本申请属于摄像技术领域，具体涉及一种液态镜头模组及电子设备。

背景技术

现如今，随着电子设备的摄像技术不断提高，人们希望可以利用电子设备拍摄出质量更高的影像，变焦是提高拍摄质量的重要手段之一。相关技术中，摄像头采用包含液态介质的液态镜头，液态介质的形状可以发生变化，从而实现变焦。但液态介质容易受重力作用的影响，从而更多地分布于光轴的一侧，导致拍摄质量不佳。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种液态镜头模组及电子设备，能够解决液态镜头受重力影响导致拍摄质量不佳的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种液态镜头模组，其包括底座以及设置于所述底座的液态镜头、按压件和驱动机构；

所述液态镜头包括柔性封装壳体以及设置于所述柔性封装壳体内的透光介质，所述驱动机构与所述按压件相连；

在所述液态镜头模组处于变焦状态时，所述透光介质呈液态，所述驱动机构驱动所述按压件按压所述柔性封装壳体，以使所述透光介质变形；在所述液态镜头模组处于拍摄状态时，所述透光介质呈固态。

第二方面，本申请实施例提供了一种电子设备，其包括上述液态镜头模组。

本申请实施例中，在液态镜头处于变焦状态时，透光介质呈液体，此时驱动机构可以驱动按压件按压柔性封装壳体，从而向透光介质施加作用力，使得透光介质变形，以此改变液态镜头的焦距；变焦结束后，即可使透光介质呈固态，此时液态镜头的焦距不再发生变化，液态镜头模组可以处于拍摄状态。由于液态镜头模组变焦后，透光介质就转化成固态介质，其形状不再受到重力作用的影响，从而可以提升拍摄质量。

附图说明

图1为本申请实施例公开的液态镜头模组的爆炸图；

图2至图4分别为本申请实施例公开的液态镜头模组在不同位置处的剖视图；

图5为本申请另一实施例公开的液态镜头模组的剖视图。

附图标记说明：

100-底座；

200-液态镜头、210-柔性封装壳体、220-透光介质、230-转动座；

300-按压件、310-环形槽；

410-第一驱动组件、411-第一线圈、412-第一磁体、420-第二驱动组件、421-驱动件、422-第一弹性件、423-驱动块、423a-筒状件、423b-球形件；

500-加热装置；

600-位置检测件；

700-第二弹性件；

800-感光组件、810-安装座、820-感光元件；

900-固定件。

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、完整的描述，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。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液态镜头模组及电子设备进行详细地说明。

参考图1至图4，本申请实施例公开一种液态镜头模组，其包括底座100以及设置于底座100的液态镜头200、按压件300和驱动机构。液态镜头模组还可以包括感光元件820，该感光元件820与液态镜头200相对设置，光线可以穿过液态镜头200到达感光元件820，感光元件820可以实现光电转换，从而形成图像。

液态镜头200包括柔性封装壳体210以及设置于柔性封装壳体210内的透光介质220。透光介质220可供光线穿过，同时透光介质220具有汇聚光线等改变光线传播方向的作用，同时，透光介质220可以在液态和固态之间转化。柔性封装壳体210受力后可以发生变形，因此柔性封装壳体210一方面可以封装透光介质220，另一方面可以为透光介质220的流动提供条件。驱动机构与按压件300相连，按压件300可以向柔性封装壳体210施加作用力，从而使得柔性封装壳体210以及透光介质220发生变形。可选地，这里的驱动机构可以包括电机等能够输出驱动力的部件。

在液态镜头模组处于变焦状态时，透光介质220呈液态，驱动机构驱动按压件300按压柔性封装壳体210，以使透光介质220变形；在液态镜头模组处于拍摄状态时，透光介质220呈固态。也就是说，当液态镜头200需要变焦时，可以使透光介质220呈液体，此时驱动机构可以驱动按压件300按压柔性封装壳体210，从而向透光介质220施加作用力，使得透光介质220变形，进而改变液态镜头200的焦距，以实现无极光学变焦；变焦结束后，即可使透光介质220呈固态，此时液态镜头200的焦距不再发生变化，液态镜头模组可以处于拍摄状态。由于液态镜头模组变焦后，透光介质220就转化成固态介质，其形状不再受到重力作用的影响，从而不容易偏心分布，因此该方案可以提升拍摄质量。

透光介质220的固液转化可以通过多种方式实现，其中可以包括改变透光介质220的温度，从而实现透光介质220的固液转化。可选地，液态镜头模组还包括加热装置500，在加热装置500的作用下，透光介质220由固态转化为液态，停止加热后，透光介质220可以由液态转化为固态。可选地，加热装置500可以采用电加热装置，从而更准确地控制透光介质220的温度。

上述透光介质220的温度升高至预设温度时即可转化为液态介质，其转化为液态介质所需的时间可定义为软化时长，当加热装置500不再加热透光介质220时，透光介质220转化为固态所需的时间可定义为固化时长，透光介质220呈固态时的透光率可以定义为固态透光率。可选地，透光介质220的可选材料及其相关参数如下表一所示，当然，透光介质220并不限于下表一中所列出的介质，还可以采用其他能够在外部条件改变的情况下转化物理状态的介质。此外，当液态镜头模组所处的环境发生变化时，表一中的相关参数的数值可能会发生变化。

表一

透光介质	预设温度	软化时长	固化时长	固态透光率
					光学胶	70～80°	5～20S	5～20S	95％
丙烯酸树脂	60～80°	5～20S	5～20S	70％～80％
					香胶树脂	50～80°	5～20S	5～20S	80～90％

加热装置500的设置位置有多种选择方案，可选地，加热装置500可以位于液态镜头200和感光元件820之间，即加热装置500设置于液态镜头200的出光侧。但是，如此设置时，加热装置500距离感光元件820较近，在加热装置500的加热作用下，感光元件820的温度容易升高，从而导致感光元件820的故障几率变大。为此，可以将加热装置500设置于液态镜头200的入光侧，即加热装置500位于液态镜头200背离感光元件820的一侧，从而使得加热装置500距离感光元件820更远，以此防止感光元件820在加热装置500的作用下升温。进一步地，加热装置500可以作为液态镜头模组的外观部件，从而不需要额外设置外观部件以固定液态镜头200等部件，因此该实施例还可以简化液态镜头模组的结构，并降低其成本。

另一种可选的实施例中，透光介质220可以为电流变液，当透光介质220处于外加电场中时，在该外加电场的作用下，透光介质220的物理状态将会发生变化。具体来讲，在透光介质220被施加第一电压时，透光介质220呈液态；在透光介质220被施加第二电压时，透光介质220呈固态。这里的第一电压可以大于第二电压，也可以小于第二电压，本申请实施例对此不作限制。此实施例中，可以将透光介质220与导线等导电体相连，通过导电体即可向透光介质220施加电压。

透光介质220还可以为磁流变液，当透光介质220处于外加磁场中时，在该外加磁场的作用下，透光介质220的物理状态将会发生变化。这里的外加磁场可以通过线圈等磁性元件作用于透光介质220，该磁性元件通电后即可产生外加磁场，因此，当磁性元件被通入第一电流时，透光介质220呈液态；在磁性元件被通入第二电流时，透光介质220呈固态。这里的第一电流可以大于第二电流，也可以小于第二电流，本申请实施例对此不作限制。

相对而言，通过加热装置500改变透光介质220的物理状态时，加热装置500主要带来的是温度变化，此种变化基本不会带来安全隐患，也不容易对其它零部件造成电磁干扰；当透光介质220为电流变液或磁流变液时，作用于透光介质220的外加电场或外加磁场基本不会对其它零部件的温度带来影响，因此液态镜头模组不容易因温度过高而出现损坏。

可选地，液态镜头200可以固定设置于底座100，也可以可转动地设置于底座100，当透光介质220为液态介质时，液态镜头200转动的过程中，透光介质220受到离心力的作用，就可以均匀分布，此种分布状态可以持续到透光介质220呈固态，因此无论透光介质220处于液态还是固态，都可以均匀分布，从而进一步提升拍摄质量。

为了驱动液态镜头200转动，驱动机构可以包括第一驱动组件410，第一驱动组件410与液态镜头200相连。在透光介质220由液态转化为固态的过程中，第一驱动组件410驱动液态镜头200绕第一轴线转动，该第一轴线与液态镜头200的光轴相平行，换言之，第一驱动组件410可以使透光介质220以液态镜头200的光轴为中心线对称分布。第一驱动组件410可以精准地控制液态镜头200的转动参数，从而使得透光介质220呈固态时分布得更加均匀，同时可以使液态镜头200的焦距更趋近于目标焦距，从而可以呈现较佳的拍摄效果。可选地，这里的第一驱动组件410可以包括电机等能够输出驱动力的部件。

上述第一驱动组件410还可以驱动液态镜头200高速旋转，从而形成陀螺结构，液态镜头200在短时间内由于角动量守恒将呈现定轴特性，即使液态镜头模组出现轻微抖动，液态镜头200也不容易出现偏转。

可选的实施例中，第一驱动组件410包括第一线圈411和第一磁体412，底座100和液态镜头200中，一者与第一线圈411相连，另一者与第一磁体412相连。第一线圈411通电后可以产生磁场，该磁场与第一磁体412相作用，即可在第一线圈411和第一磁体412之间产生磁性作用力，在该磁性作用力的作用下，液态镜头200可以相对于底座100转动。该实施例采用非接触式驱动的方式驱动液态镜头200转动，从而可以降低第一驱动组件410的磨损，使得第一驱动组件410更可靠、更准确地驱动液态镜头200转动。

如前所述，驱动机构一方面要驱动透光介质220变形，另一方面还要驱动液态镜头200转动，一种可选的实施例中，驱动机构可以通过同一部分同时驱动透光介质220变形及驱动液态镜头200转动，为了实现这一目的，底座100和按压件300中，一者设有第一线圈411，另一者设有第一磁体412，在透光介质220呈液态时，第一线圈411和第一磁体412相作用，以驱动按压件300按压柔性封装壳体210；在透光介质220由液态转化为固态的过程中，第一线圈411和第一磁体412相作用，以通过按压件300驱动液态镜头200绕第一轴线转动。当按压件300按压柔性封装壳体210以及液态镜头200转动时，按压件300的运动方向可以相交，通过两个运动过程共有的按压件300，就可以通过同一部分同时驱动透光介质220变形及驱动液态镜头200转动，此实施例可以简化驱动机构，同时减小液态镜头模组所占用的空间。

液态镜头模组进行拍摄的过程中常常存在抖动，为了削弱抖动对拍摄质量的影响，可以对液态镜头模组所产生的抖动进行补偿，即在拍摄过程中实现防抖。在透光介质220呈固态时，第一线圈411和第一磁体412相作用，从而通过按压件300驱动液态镜头200绕第一轴线转动，以实现防抖。进一步地，鉴于液态镜头模组的抖动方向比较多样，也可以在其他方向上实现防抖。可选地，在透光介质220呈固态时，第一线圈411和第一磁体412相作用，以通过按压件300驱动液态镜头200绕第二轴线转动，这里的第二轴线与第一轴线相交或异面，从而在更多方向上实现防抖。

进一步可选地，可以增加第一线圈411和第一磁体412的数量，从而使得各第一线圈411和第一磁体412形成多个驱动机构，这些驱动机构所形成的磁力的大小和方向可以不同，从而驱动液态镜头200在不同方向上转动，以实现多个方向上的防抖。可选地，第一线圈411和第一磁体412均可以设置6个，这些第一线圈411和第一磁体412可以形成三个驱动机构，该三个驱动机构可以实现至少三个方向上的防抖，在拍摄过程中，可以根据液态镜头模组的抖动方向，驱动液态镜头200仅在一个方向上运动，也可以驱动液态镜头200在至少两个方向上做复合运动，从而改善防抖效果。

另一种可选的实施例中，驱动机构可以分别设置不同的驱动部分，从而分别驱动透光介质220变形及驱动液态镜头200转动，为了实现该目的，驱动机构还包括第二驱动组件420，第二驱动组件420与按压件300相连，在透光介质220呈液态时，第二驱动组件420驱动按压件300按压柔性封装壳体210。此实施例中，第一驱动组件410和第二驱动组件420可以独立工作，从而使得透光介质220的变形与液态镜头200的转动彼此不干扰，以使液态镜头模组更可靠地工作。当然，透光介质220的变形可以仅通过第一驱动组件410或第二驱动组件420实现，也可以同时通过第一驱动组件410和第二驱动组件420实现，本申请实施例对此不作限制。进一步可选地，第一驱动组件410和第二驱动组件420均可以设置为一个或者至少两个，两者的数量增加后，可以更可靠地驱动按压件300和液态镜头200运动。

可选地，底座100可以为一体式结构，但为了方便设置第一驱动组件410和第二驱动组件420，液态镜头模组还可以包括固定件900，该固定件900与底座100分体设置，两者可以通过粘接等方式相连。第一线圈411或第一磁体412可以设置于底座100和固定件900之间，第二驱动组件420可以整体设置于固定件900的顶部，且第二驱动组件420可以位于底座100的上方，从而便于第二驱动组件420与按压件300相连。

上述第二驱动组件420的结构有多种选择方案，可选地，第二驱动组件420可以包括驱动件421、第一弹性件422和驱动块423，第一弹性件422的一端与驱动件421相连，第一弹性件422的另一端与驱动块423相连，按压件300设有驱动斜面，驱动块423与驱动斜面相配合。在透光介质220呈液态时，驱动件421通过第一弹性件422驱动驱动块423移动，驱动块423通过驱动斜面驱动按压件300按压柔性封装壳体210，即，驱动块423逐渐靠近液态镜头200的光轴的过程中，驱动斜面持续受到驱动块423所施加的作用力，从而按压柔性封装壳体210。由于驱动件421和驱动块423之间设有第一弹性件422，该第一弹性件422具有吸收冲击力的作用，因此该第二驱动组件420不仅可以驱动按压件300运动，还可以在液态镜头200受到外力作用时实现缓冲，防止液态镜头模组因外力作用而损坏。

可选地，上述驱动件421包括电机，但电机占用的空间较大，不利于液态镜头模组的小型化，因此驱动件421可以包括电磁铁，该电磁铁可以包括第二线圈和第二磁体，第二线圈通电后即可输出驱动力，并且该驱动力的大小可以调整，从而改变按压件300的移动距离。第一弹性件422的延伸方向可以垂直于液态镜头200的光轴，从而输出更有效的驱动力，同时便于液态镜头模组的结构设计。驱动块423可以包括球形件423b以及安装球形件423b的筒状件423a，筒状件423a的一端为封闭端，另一端为开放端，球形件423b可以安装于开放端，第一弹性件422的一端则与封闭端相连，此种结构可以可靠地安装球形件423b，球形件423b可以相对于筒状件423a转动，从而使得驱动块423与按压件300可以滚动配合，以此缓解磨损，并且球形件423b的球面可以与按压件300以更大的面积接触，从而进一步缓解磨损。

在设置驱动斜面的结构时，可以同时兼顾液态镜头200的转动需求，从而使得按压件300按压柔性封装壳体210的操作不干扰液态镜头200的转动。据此，可选地，可以在按压件300的外周面设置环形槽310，该环形槽310环绕液态镜头200的光轴，环形槽310设有驱动斜面，可选地，这里的驱动斜面可以是锥面(参考图5所示)，也可以是弧形面(参考图3所示)。驱动块423作用于环形槽310的任意一处时，都可以通过驱动斜面驱动按压件300运动，与此同时，液态镜头200需要转动时，驱动块423则与环形槽310转动配合，从而不影响液态镜头200的转动，甚至可以为液态镜头200的转动提供导向，使得液态镜头200更平稳地转动。此外，在液态镜头200不运动时，驱动块423还可以实现液态镜头200相对于底座100的固定，从而使得液态镜头200可以保持稳定。

为了更精准地控制液态镜头200的位置，液态镜头模组还包括位置检测件600，底座100设有位置检测件600。该位置检测件600可以实时检测液态镜头200和按压件300中的至少一者的位置，从而反馈液态镜头200的位置，以便于确认液态镜头200的位置是否满足要求。可选地，按压件300设有第一磁体412，位置检测件600可以是霍尔元件，霍尔元件可感应第一磁体412的磁场变化，从而获取液态镜头200所处的位置。当然，位置检测组件还可以是其他能够检测位置的部件，本申请实施例对此不作限制。

驱动机构可以同时驱动按压件300在相反的方向上运动，从而实现按压件300按压柔性封装壳体210，以及按压件300复位，柔性封装壳体210恢复变形的目的。另一实施例中，液态镜头模组还包括第二弹性件700，第二弹性件700设置于底座100和按压件300之间，在透光介质220呈液态时，第二弹性件700驱动按压件300远离柔性封装壳体210。也就是说，驱动机构可以驱动按压件300按压柔性封装壳体210，而第二弹性件700则驱动按压件300复位，从而便于柔性封装壳体210恢复变形，如此设置后，驱动机构仅需要驱动按压件300在单个方向上运动即可，因此可以简化驱动机构的控制，并降低液态镜头模组的功耗。

上述第二弹性件700可以设置为至少两个，各第二弹性件700沿环绕液态镜头200的光轴的方向离散设置，但为了增大第二弹性件700施加于按压件300的作用力，第二弹性件700可以为环形件，此时第二弹性件700环绕液态镜头200的光轴。此实施例中的第二弹性件700与按压件300的作用面积较大，因此可以提供更大的作用力，同时可以提升按压件300运动时的稳定性。

液态镜头200可以通过球形连接件与底座100相连，另一实施例中，液态镜头200还包括转动座230，转动座230设有第一球面，底座100设有第二球面，第一球面与第二球面接触，柔性封装壳体210设置于转动座230。通过第一球面和第二球面之间的配合可以实现液态镜头200的转动，而转动座230与底座100之间可以形成更大的接触面积，从而使得液态镜头200更稳定地转动。

前文提到，液态镜头模组还可以包括感光元件820，为了便于安装感光元件820，液态镜头模组还可以包括感光组件800，该感光组件800包括安装座810以及前文所述的感光元件820，安装座810可与转动座230相连，即液态镜头模组的感光元件820可以通过安装座810与转动座230相连，安装座810与转动座230可以分体设置，因此可以将感光元件820安装于安装座810上以后，再将安装座810与转动座230相连，从而方便安装感光元件820。

本申请实施例还公开一种电子设备，其包括上述任意实施例所述的液态镜头模组。

本申请实施例公开的电子设备可以是智能手机、平板电脑、电子书阅读器、可穿戴设备(例如智能手表)、电子游戏机等电子设备，本申请实施例对电子设备的种类不作具体限制。

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 (10)

1.一种液态镜头模组，其特征在于，包括底座以及设置于所述底座的液态镜头、按压件和驱动机构；

所述液态镜头包括柔性封装壳体以及设置于所述柔性封装壳体内的透光介质，所述驱动机构与所述按压件相连；

在所述液态镜头模组处于变焦状态时，所述透光介质呈液态，所述驱动机构驱动所述按压件按压所述柔性封装壳体，以使所述透光介质变形；在所述液态镜头模组处于拍摄状态时，所述透光介质呈固态。

2.根据权利要求1所述的液态镜头模组，其特征在于，所述液态镜头模组还包括加热装置，在所述加热装置的作用下，所述透光介质由固态转化为液态。

3.根据权利要求2所述的液态镜头模组，其特征在于，所述加热装置设置于所述液态镜头的入光侧。

4.根据权利要求1所述的液态镜头模组，其特征在于，所述透光介质为电流变液或磁流变液。

5.根据权利要求1所述的液态镜头模组，其特征在于，所述液态镜头可转动地设置于所述底座，所述驱动机构包括第一驱动组件，所述第一驱动组件与所述液态镜头相连；

在所述透光介质由液态转化为固态的过程中，所述第一驱动组件驱动所述液态镜头绕第一轴线转动，所述第一轴线与所述液态镜头的光轴相平行。

6.根据权利要求5所述的液态镜头模组，其特征在于，所述第一驱动组件包括第一线圈和第一磁体，所述底座和所述液态镜头中，一者与所述第一线圈相连，另一者与所述第一磁体相连。

7.根据权利要求6所述的液态镜头模组，其特征在于，所述底座和所述按压件中，一者设有所述第一线圈，另一者设有所述第一磁体；

在所述透光介质呈液态时，所述第一线圈和所述第一磁体相作用，以驱动所述按压件按压所述柔性封装壳体；

在所述透光介质由液态转化为固态的过程中，所述第一线圈和所述第一磁体相作用，以通过所述按压件驱动所述液态镜头绕所述第一轴线转动。

8.根据权利要求7所述的液态镜头模组，其特征在于，在所述透光介质呈固态时，所述第一线圈和所述第一磁体相作用，以通过所述按压件驱动所述液态镜头绕第二轴线转动，所述第二轴线与所述第一轴线相交或异面。

9.根据权利要求5所述的液态镜头模组，其特征在于，所述驱动机构还包括第二驱动组件，所述第二驱动组件与所述按压件相连；

在所述透光介质呈液态时，所述第二驱动组件驱动所述按压件按压所述柔性封装壳体。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的液态镜头模组。