CN114449147A - 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，属于摄像技术领域，摄像模组包括壳体、进光口、可形变透镜、透镜支架、驱动组件和传动组件，壳体具有容纳腔，壳体上设置有与容纳腔连通的进光口，可形变透镜设在容纳腔内，可形变透镜与进光口相对，透镜支架与可形变透镜连接，驱动组件通过传动组件与透镜支架相连，其中，驱动组件能够驱动可形变透镜发生形变，以改变可形变透镜的焦距。

Description

摄像模组和电子设备

技术领域

本申请属于摄像技术领域，具体涉及一种摄像模组和电子设备。

背景技术

近几年来，随着智能手机逐渐深入人们的生活，极大地促进了手机行业的迅猛发展，因此也促进了与智能手机相关的摄像模组行业的快速发展。随着手机越做越薄，摄像模组的可利用空间也越来越小，促使研发人员不断开发出体积小、能耗低、噪音小等综合性能优异的摄像模组。为了提高摄像质量，在不同的拍摄场景中需要对摄像模组内部的镜头进行重新对焦，从而以适应不同的拍摄场景。

相关技术中比较常用的调整对焦的方式是采用马达驱动镜头相对于感光芯片运动，从而改变镜头和感光芯片之间的间距以实现对焦。这种对焦方式需要预留出足够的空间以供镜头运动，会增大镜头所占的空间。

发明内容

本申请旨在提供一种摄像模组和电子设备，至少解决相关技术中改变焦距的所需空间大，增大摄像模组所占空间问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提出了一种摄像模组，包括：

壳体，壳体具有容纳腔，壳体上设置有与容纳腔连通的进光口；

可形变透镜，设在容纳腔内，可形变透镜与进光口相对；

透镜支架，透镜支架与可形变透镜连接；

驱动组件和传动组件，驱动组件通过传动组件与透镜支架相连；

其中，驱动组件能够驱动可形变透镜发生形变，以改变可形变透镜的焦距。

第二方面，本申请实施例提出了一种电子设备，包括：如上述第一方面所提供的摄像模组。

在本申请的实施例中，摄像模组包括壳体、进光口、可形变透镜、透镜支架、驱动组件和传动组件，壳体具有容纳腔，容纳腔用于容置可形变透镜、驱动组件和传动组件。壳体上设有进光口，外部光线经由进光口射向可形变透镜。驱动组件用于提供动力源，传动组件用于动力传输，方便驱动组件、可形变透镜根据需求灵活布设，透镜支架用于为可形变透镜提供结构支撑，驱动组件能够通过传动组件、透镜支架为可形变透镜施加作用力，使得可形变透镜在外力作用下发生形变，从而改变曲率和焦距。

本申请中的驱动组件通过传动组件带动可形变透镜发生形变以改变焦距，改变光路传播，结构简单易于实现，控制精度高。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本申请实施例的摄像模组的结构爆炸图；

图2是根据本申请实施例的摄像模组的结构示意图之一；

图3是根据本申请实施例的摄像模组的部分结构示意图；

图4是根据本申请实施例的摄像模组的结构示意图之二；

图5是沿图4中A-A线的剖面图；

图6是沿图4中B-B线的剖面图；

图7是根据本申请实施例的摄像模组中可形变透镜在不同的形变状态下的结构示意图。

附图标记：

11进光口，12底座，13罩体，14滑轨，

21可形变透镜，22透镜支架，

31驱动线圈，32磁性件，

41转动件，411环形转盘，412安装凸板，

42限位槽，

43传动杆，431杆体，432滑槽，433固定轴。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。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。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合图1-图7描述根据本申请实施例的摄像模组和电子设备。

如图1、图2、图3和图4所示，根据本申请一些实施例的摄像模组，其包括壳体、进光口11、可形变透镜21、透镜支架22、驱动组件和传动组件，壳体具有容纳腔，壳体上设有与容纳腔连通的进光口11，可形变透镜21设在容纳腔内，可形变透镜21与进光口11相对，透镜支架22与可形变透镜21连接，驱动组件通过传动组件与透镜支架22相连，其中，驱动组件能够驱动可形变透镜21发生形变，以改变可形变透镜21的焦距。

在本申请的实施例中，摄像模组包括壳体、进光口11、可形变透镜21、透镜支架22、驱动组件和传动组件，壳体具有容纳腔，容纳腔用于容置可形变透镜21、透镜支架22、驱动组件和传动组件。壳体上设有进光口11，外部光线经由进光口11射向可形变透镜21。驱动组件用于提供动力源，传动组件用于动力传输，方便驱动组件、可形变透镜21根据需求灵活布设，透镜支架22用于为可形变透镜21提供结构支撑，驱动组件能够通过传动组件、透镜支架22为可形变透镜21施加作用力，使得可形变透镜21在外力作用下发生形变，从而改变曲率和焦距。

本申请中的驱动组件通过传动组件实现可形变透镜发生形变以改变焦距，改变光路传播，结构简单易于实现，控制精度高。也就是说，本申请中采用机械传动的摄像模组，利用驱动组件和传动组件来实现机械传动，从而改变可形变透镜21的焦距，实现清晰拍摄大范围物距内被摄景物的功能。

可选地，可形变透镜21沿径向发生形变，具有控制容易、控制精度高的特点。当可形变透镜21发生径向形变后，可形变透镜21的表面积相较于形变前的可形变透镜21的表面积发生变化。

进一步地，透镜支架22用于为可形变透镜21提供结构支撑，同时也能够约束可形变透镜21的变形量。可选地，可以仅对光线通过的位置设置可形变透镜21，其余非必要的位置可以使用透镜支架22，节约成本，且可以令结构布置更加合理。

其中，关于摄像模组的成像原理如下：高斯公式，1/u+1/v＝1/f，其中，u(物距)是指被摄景物到镜头主点的距离，v(像距)是指成像面到镜头主点的距离，f(镜头焦长)对于单颗镜头而言是固定的。当物距u与像距v满足上述公式时，被摄景物在成像面的成像最清晰。

值得说明的是，本申请中可形变透镜21的背光侧设有感光芯片，尽管可形变透镜21会在径向上发生形变，但是可形变透镜21的主点与感光芯片之间的像距不会发生变化，从而可以摆脱摄像模组尺寸的限制，此外，由于可形变透镜21的焦距f会随着可形变透镜21的弧面的变化而发生变化，且二者之间的相对变化很大，即可形变透镜21的弧面变换一点点，可形变透镜21的焦距f的变化很大，所以能够对较大物距范围内的被摄景物拍摄清晰。

本申请中通过设置可形变透镜21，可形变透镜21的曲率、焦距能够通过驱动组件和传动组件得到精准控制，不仅不会对摄像模组的整体尺寸造成影响，而且能够满足多场景拍摄的需求，节约物料成本。

值得说明的是，轴向为光轴方向，径向指的是与轴向垂直的方向。

能够想到地，可形变透镜21包括弹性透光膜和包裹于弹性透光膜内的液体，弹性透光膜可以通过透镜支架与传动组件连接，弹性透光膜能够沿径向往复形变，从而形成形态各异的空腔，空腔内容置有透光液体。

进一步地，由于可形变透镜与传动组件具有连接关系，那么无论在摄像模组处于何种状态，可形变透镜均会受到传动组件的约束，而不会在摄像模组内部摇晃，也就是说，本申请中的摄像模组在未工作的状态下，可形变透镜位置稳定性较好，不会存在其与摄像模组内部的其他结构碰撞的可能性，噪音较小，且可以延长可形变透镜的使用寿命。

在一种可能的实施例中，进一步地，如图1、图2、图3和图4所示，传动组件包括转动件41和传动杆43，转动件41位于容纳腔内，转动件41上设有限位槽42，驱动组件与转动件41连接，驱动组件能够带动转动件41相对于壳体转动。传动杆43穿设在限位槽42中，传动杆43的第一端与壳体滑动连接，传动杆43的第二端与透镜支架22连接，在转动件41相对于壳体转动的情况下，传动杆43在限位槽42中相对于壳体移动，以带动可形变透镜21发生形变。

在该实施例中，传动组件包括转动件41和传动杆43，转动件41位于容纳腔内，转动件41上设有限位槽42，驱动组件与转动件41相连，驱动组件能够带动转动件41相对于壳体转动，即转动件41能够在驱动组件的作用下做圆周运动。

进一步地，传动杆43穿设于限位槽42中，传动杆43的第一端与壳体滑动连接。具体地，传动杆43的第一端与壳体沿径向滑动连接。传动杆43通过限位槽42实现与转动件41的配合，传动杆43的第二端设置在透镜支架22上，当转动件41转动时，传动杆43受到转动件41的作用，并通过透镜支架22将作用力传递至可形变透镜21上，从而为可形变透镜21提供径向上的作用力。

具体地，如图3所示，转动件41圆周方向上的运动，传动杆43受到转动件41通过限位槽42给予的合力F_(合力)，合力F可分解为非径向力F_(y)和径向力F_(x)，由于传动杆43的第一端会受到壳体的约束限位而导致非径向力F_(y)被抵消，故传动杆43无法沿着非径向运动，而径向力F_(x)未被抵消，所以传动杆43可以沿着径向移动，当传动杆43沿着径向移动时会带动可形变透镜沿着径向移动，从而实现变焦目的。

需要说明的是，传动杆43的第一端能够相对于壳体沿径向滑动移动。传动杆43的第二端与透镜支架22连接，可选地，传动杆43的第二端与透镜支架22固定连接，也就是说，在转动件41的作用下，传动杆43沿径向平移，能够将径向作用力更加顺畅地传递至可形变透镜21，防止运动过程中的干涉问题。

在一种可能的实施例中，进一步地，如图1所示，壳体上设有滑轨14，传动杆43的第一端卡入滑轨14内并能够沿着滑轨14移动。

在该实施例中，壳体上设有滑轨14，滑轨14用于与传动杆43的第一端配合，滑轨14的设置可以允许传动杆43沿径向移动，即传动杆43的第一端会沿着径向滑动移动，与此同时，滑轨14的设置会限制传动杆43在非径向上的运动，确保传动杆43能够带动透镜支架22沿径向移动，滑轨14的设置令传动过程简单易于实现。

具体地，壳体包括底座12和罩体13，底座12上设有滑轨14，传动杆43的第一端卡入滑轨14内并能够沿着滑轨14移动。罩体13设置在底座12上并围合形成容纳腔，罩体13上设有进光口11。

其中，罩体13设置在底座12上，罩体13和底座12围合形成容纳腔，罩体13上还设有进光口11，外部光线可以经由进光口11射向可形变透镜，然后再传播至感光芯片处以实现成像。

值得说明的是，为了实现光线的传播，底座12的中部镂空设置。

在一种可能的实施例中，进一步地，如图1、图2、图3和图4所示，转动件41包括环形转盘411和安装凸板412，安装凸板412设在环形转盘411的内壁上，限位槽42设在安装凸板412上。

在该实施例中，环形转盘411为安装凸板412提供结构支撑，环形转盘411能够相对于底座12转动。进一步地，底座12包括环形座体，环形座体和环形转盘411同圆心设置，环形转盘411内套设在环形座体中，环形座体能够辅助环形转盘411转动，令环形转盘411能够平稳转动，进一步提升可形变透镜的形变控制的精准度。

能够想到地，滑轨14设在环形座体的内部，滑轨14沿径向延伸。

进一步地，安装凸板412用于设置限位槽42，转动件41的中部镂空设置，容许进光。针对于需要设置限位槽42的位置对应设置安装凸板412，减少了不必要的结构，令转动件41重量轻，整体转动负载轻，结构轻巧。

值得说明的是，安装凸板412和限位槽42可以为一一对应的多个，即一个安装凸板412上设置一个限位槽42。和/或，一个安装凸板412设置多个限位槽42，可以根据实际结构排布适应性调整。

在一种可能的实施例中，进一步地，如图1、图2、图3和图4所示，限位槽42包括相背的第一槽端和第二槽端，第一槽端与环形转盘所在圆的圆心之间的距离，和第二槽端与圆心之间的距离不相等。

在该实施例中，限位槽42包括相背的第一槽端和第二槽端，具体地，第一槽端和第二槽端沿限位槽42的延伸方向分布。第一槽端和第二槽端分别与环形转盘所在圆的圆心之间的距离不相等，在此情况下，位于限位槽42内的传动杆43才能受到转动件41传递的作用力，进而才能实现带动可形变透镜21形变的目的。

具体地，限位槽42可以为直线槽、曲线槽等。

可选地，限位槽42为弧形槽。

弧形槽的槽壁与传动杆43相切设置，在转动件41圆周运动的过程中，位于限位槽42内的传动杆43才能够受到弧形槽给予的作用力，而带动可形变透镜发生径向形变。

其中，弧形槽的设置能够尽可能地减少传动杆43的磨损，延长使用寿命。

在一种可能的实施例中，进一步地，如图1、图2、图3和图4所示，传动杆43的数量为多个，多个传动杆43围绕可形变透镜21间隔分布，限位槽42的数量为多个，多个传动杆43与多个限位槽42一一对应设置。

在该实施例中，传动杆43的数量为多个，多个传动杆43能够围绕可形变透镜21间隔分布，从而可以为可形变透镜21提供不同方向的径向力，令可形变透镜21的径向形变更加均匀化，提升可形变透镜21的控制精度，也能够延长可形变透镜21的使用寿命。

具体地，传动杆43的数量为4个，4个传动杆43沿可形变透镜21的周向间隔排布。

能够想到地，传动杆43、限位槽42、滑轨14的数量一一对应设置。

在一种可能的实施例中，进一步地，如图1、图2、图3和图5所示，传动杆43包括杆体431和滑槽432，杆体431伸入限位槽42内。滑槽432设在杆体431的第一端，滑槽432与壳体滑动配合。

在该实施例中，传动杆43包括杆体431和滑槽432，杆体431的一部分位于限位槽42内，杆体431能够受到限位槽42的槽壁的挤压而被带动沿径向移动。杆体431的第一端设有滑槽432，滑槽432与壳体上的滑轨14配合，实现传动杆43在径向上的移动，限制传动杆43在非径向上的运动。

在一种可能的实施例中，进一步地，如图1、图2、图3和图5所示，传动杆43还包括安装孔和固定轴433，安装孔设在杆体431的第二端，固定轴433穿设于安装孔内并与透镜支架22连接。

在该实施例中，传动杆43包括安装孔和固定轴433，安装孔设在杆体431的第二端，固定轴433穿设于安装孔内并与透镜支架22连接。当径向作用力经由杆体431向透镜支架22、可形变透镜21传递时，杆体431、固定轴433和透镜支架22会同步运动，三者之间不发生相对运动，此时，杆体431、固定轴433和透镜支架22会作为一个整体沿径向移动，使得径向作用力很好地传递至可形变透镜21处，令可形变透镜21发生形变以获得合适的焦距。

在一种可能的实施例中，进一步地，透镜支架22的数量为多个，多个透镜支架22间隔设置在可形变透镜21上。

在该实施例中，透镜支架22的数量与传动杆43的数量一一对应，从而可以为可形变透镜21提供不同方向的径向力，令可形变透镜21的径向形变更加均匀化，提升可形变透镜21的控制精度，也能够延长可形变透镜21的使用寿命。

其中，相邻两个透镜支架22之间具有间隙，能够满足可形变透镜21的形变需求。

具体地，杆体431的底部设有滑槽432，滑槽432可以卡在底座12上的滑轨14上，当传动杆43沿径向向外运动时，就会拉动刚性支架22向外运动，此时，透镜支架22向外运动时会拉动中间的可形变透镜21，会导致可形变透镜21直径变大，厚度变薄，从而实现焦距变大。

在一种可能的实施例中，进一步地，如图1、图2、图3和图4所示，驱动组件包括驱动线圈31和磁性件32，驱动线圈31设置在壳体上。磁性件32设置在传动组件上，磁性件32能够与驱动线圈31相配合。

在该实施例中，驱动线圈31位于磁性件32的磁感应范围内，当驱动线圈31通电后产生电磁力，在电磁力的作用下，磁性件32能够带动传动组件运动，进而实现可形变透镜的径向形变。

具体地，驱动线圈31设在底座12上，磁性件32设置在转动件41上。进一步地，磁性件32设置在安装凸板412上。

其中，如图5、图6和图7所示，在初始状态时，外部输入信号，控制驱动线圈31电流的大小和方向，从而控制转动件41正反转。当转动件41顺时针转动，转动件41上的限位槽42让传动杆43径向向外和向上运动，但是由于底座12上滑轨14的存在，使得传动杆43只能沿滑轨14径向移动。故传动杆43只能沿滑轨14向外运动，进而拉动刚性支架22，使可形变透镜21直径变大，厚度变薄，从而焦距由f1变大至f2。

其中，由于转动件41和底座12只是相对转动，故不会存在相关技术中发生晃动异响的问题，另外变焦过程是由四周的传动杆43直接带动，不直接受控于磁性件32和驱动线圈31产生的力，故磁性件32只需安装一处即可，不需要在四周均匀安装，可以节约成本。

根据本申请一些实施例的电子设备，包括上述任一实施例中提供的摄像模组。

本申请提供的电子设备，包括上述任一设计所提供的摄像模组，因此具有该摄像模组的全部有益效果，在此不再赘述。

具体地，电子设备可以为手机等移动终端、可穿戴式设备、平板电脑、膝上型电脑、移动计算机、掌上游戏机、录像机、摄录机、收音机、收录机、激光唱机及小型音响等等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种摄像模组，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体具有容纳腔，所述壳体上设置有与所述容纳腔连通的进光口；

可形变透镜，设在所述容纳腔内，所述可形变透镜与所述进光口相对；

透镜支架，所述透镜支架与所述可形变透镜连接；

驱动组件和传动组件，所述驱动组件通过所述传动组件与所述透镜支架相连；

其中，所述驱动组件能够驱动所述可形变透镜发生形变，以改变所述可形变透镜的焦距。

2.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述传动组件包括：

转动件，位于所述容纳腔内，所述转动件上设有限位槽，所述驱动组件与所述转动件连接，所述驱动组件能够带动所述转动件相对于所述壳体转动；

传动杆，所述传动杆穿设在所述限位槽中，所述传动杆的第一端与所述壳体滑动连接，所述传动杆的第二端与透镜支架连接，在所述转动件相对于所述壳体转动的情况下，所述传动杆在所述限位槽中相对于所述壳体移动，以带动所述可形变透镜发生形变。

3.根据权利要求2所述的摄像模组，其特征在于，

所述壳体上设有滑轨，所述传动杆的第一端卡入所述滑轨内并能够沿着所述滑轨移动。

4.根据权利要求2所述的摄像模组，其特征在于，所述转动件包括：

环形转盘；

安装凸板，设在所述环形转盘的内壁上，所述限位槽设在所述安装凸板上。

5.根据权利要求4所述的摄像模组，其特征在于，

所述限位槽包括相背的第一槽端和第二槽端，所述第一槽端与所述环形转盘所在圆的圆心之间的距离，和所述第二槽端与所述圆心之间的距离不相等。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的摄像模组，其特征在于，

所述传动杆的数量为多个，多个所述传动杆围绕所述可形变透镜间隔分布；

所述限位槽的数量为多个，多个所述传动杆与多个所述限位槽一一对应设置。

7.根据权利要求2至5中任一项所述的摄像模组，其特征在于，所述传动杆包括：

杆体，所述杆体伸入所述限位槽内；

滑槽，设在所述杆体的第一端，所述滑槽与所述壳体滑动配合；

安装孔，设在所述杆体的第二端；

固定轴，穿设于所述安装孔内并与所述透镜支架连接。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的摄像模组，其特征在于，

所述透镜支架的数量为多个，多个透镜支架间隔设置在所述可形变透镜上。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的摄像模组，其特征在于，所述驱动组件包括：

驱动线圈，设置在所述壳体上；

磁性件，设置在所述传动组件上，所述磁性件能够与所述驱动线圈相配合。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：如权利要求1至9中任一项所述的摄像模组。

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