CN115052082B - 潜望式摄像模组和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种潜望式摄像模组,其包括:壳体;被可枢转地安装于所述壳体内的光转折组件,所述光转折组件包括载体和被安装于所述载体的光转折元件,所述光转折元件被配置为对来自被摄目标的成像光线进行转折;被保持于所述光转折组件的光转折路径上的透镜组;被保持于所述透镜组的出光路径上的感光组件,包括线路板和电连接于所述线路板的感光芯片;以及,驱动组件,所述驱动组件包括压电致动器和可传动地连接所述光转折组件和所述压电致动器的传动机构,所述压电致动器被配置为提供线性作用力于所述传动机构,所述传动机构被配置为将所述线性作用力转化为作用于所述光转折组件的转动作用力,以驱动所述光转折组件进行枢转从而进行光学防抖。
Description
技术领域
本申请涉及摄像模组领域,尤其涉及潜望式摄像模组和电子设备,其中,所述潜望式摄像模组采用压电致动器作为驱动器来枢转光转折组件以实现光学防抖。
背景技术
随着移动电子设备的普及,被用于移动电子设备的用于帮助使用者获取影像(例如,视频或者图像)的摄像模组的相关技术得到了迅猛的发展和进步。近年来,为了满足移动电子设备(例如,智能手机)能够实现多倍变焦拍摄的功能需求,能够解决摄像模组的高度尺寸和高倍变焦之间的技术矛盾的潜望式摄像模组被广泛地应用。
相较于传统的直立式摄像模组,潜望式摄像模组设有光转折元件(例如,棱镜、反射镜等)来改变其光学成像路径,从而实现降低摄像模组整体高度尺寸的同时满足具有较大有效焦距的光学设计需求。
为了提高潜望式摄像模组的成像性能的稳定性,在现有的一些潜望式摄像模组中,采用驱动元件旋转光转折元件的方案来实现光学防抖。主流的驱动元件为电磁式马达,例如,音圈马达(Voice Coil Motor:VCM)、形状记忆合金驱动器(Shape of Memory AlloyActuator:SMA)等。电磁式马达在传统的直立式摄像模组中被良好地应用,然而,当电磁式马达被应用于潜望式摄像模组中来实现光学防抖时,其表现却不佳,例如,其结构相对较为复杂,其所提供的驱动力相对较小,其驱动行程相对较小等。
相较于传统的直立式摄像模组,潜望式摄像模组等新型的摄像模组改变了摄像模组相对于移动电子设备的结构和位置关系,为驱动元件的布置和选择提供了更大的空间。
因此,期待一种用于潜望式摄像模组的光学防抖驱动方案。
发明内容
本申请的一优势在于提供了一种潜望式摄像模组和电子设备,其中,所述潜望式摄像模组采用压电致动器作为驱动器来枢转光转折组件以实现光学防抖,其不仅能够提供足够大的驱动力,而且,能够提供精度更高和行程更长的驱动性能。
本申请的另一优势在于提供了一种潜望式摄像模组和电子设备,其中,所述潜望式摄像模组采用传动机构将压电致动器提供的线性作用力转化为作用于枢转光转折组件的转动作用力以驱动所述光转折组件进行枢转,能够进行有效的光学防抖调整。
本申请的又一优势在于提供了一种潜望式摄像模组和电子设备,其中,所述压电致动器具有相对较小的尺寸和更为简化的结构,以利于所述压电致动器在所述潜望式摄像模组的布置。
通过下面的描述,本申请的其它优势和特征将会变得显而易见,并可以通过权利要求书中特别指出的手段和组合得到实现。
为实现上述至少一优势,本申请提供一种潜望式摄像模组,其包括:
壳体;
被可枢转地安装于所述壳体内的光转折组件,其中,所述光转折组件,包括载体和被安装于所述载体的光转折元件,所述光转折元件被配置为对来自被摄目标的成像光线进行转折;
被保持于所述光转折组件的光转折路径上的透镜组;
被保持于所述透镜组的出光路径上的感光组件,包括线路板和电连接于所述线路板的感光芯片;以及
驱动组件,其中,所述驱动组件包括压电致动器和可传动地连接所述光转折组件和所述压电致动器的传动机构,其中,所述压电致动器被配置为提供线性作用力于所述传动机构,所述传动机构被配置为将所述线性作用力转化为作用于所述光转折组件的转动作用力,以驱动所述光转折组件进行枢转从而进行光学防抖。
在根据本申请的潜望式摄像模组中,所述压电致动器包括压电主动部、自所述压电主动部延伸的从动轴以及紧配于所述从动轴的驱动部,其中,所述驱动部在所述压电主动部和所述从动轴的作用下被配置为提供沿着所述从动轴所设定的方向的线性作用力。
在根据本申请的潜望式摄像模组中,所述载体包括载体主体和突出地自所述载体主体延伸的枢转轴,所述枢转轴被可枢转地安装于所述壳体,以使得所述光转折组件能够绕着所述枢转轴进行枢转。
在根据本申请的潜望式摄像模组中,所述枢转轴形成于所述载体主体的位置对应于所述光转折组件的重心。
在根据本申请的潜望式摄像模组中,所述传动机构具有第一端和相对于所述第一端的第二端,所述传动机构的第一端连接于所述压电致动器的驱动部,所述传动机构的第二端连接于所述枢转轴。
在根据本申请的潜望式摄像模组中,所述传动机构包括第一连杆和铰接于所述第一连杆的第二连杆,其中,所述第一连杆的自由端连接于所述压电致动器的驱动部,所述第二连杆的自由端连接于所述枢转轴。
在根据本申请的潜望式摄像模组中,所述载体包括具有弧形面的载体主体,所述壳体具有凹陷地形成于其内侧面的弧形腔,所述载体主体以其弧形面被可枢转地嵌合于所述弧形腔的方式被可枢转地安装于所述壳体的所述弧形腔内,所述载体还包括突出地自所述载体主体的侧表面延伸的驱动轴。
在根据本申请的潜望式摄像模组中,所述弧形面的形状与所述弧形腔的内侧面的形状相适配。
在根据本申请的潜望式摄像模组中,所述弧形面设有第一中心轴,所述弧形腔设有第二中心轴,所述第一中心轴与所述第二中心轴重合。
在根据本申请的潜望式摄像模组中,所述光转折组件进一步包括设置于所述弧形腔内的弧形导向结构,所述弧形导向结构被配置为引导所述光转折组件沿着所述弧形导向结构所设定的导向路线转动。
在根据本申请的潜望式摄像模组中,所述弧形导向结构包括凹陷地形成于所述弧形面的至少一弧形导槽和安装于所述弧形导槽内的至少一滚珠。
在根据本申请的潜望式摄像模组中,所述弧形导向结构包括凹陷地形成于所述弧形腔的内侧面的至少一弧形导槽和安装于所述弧形导槽内的至少一滚珠。
在根据本申请的潜望式摄像模组中,所述至少一弧形导槽包括第一弧形导槽和第二弧形导槽,所述第一弧形导槽平行于所述第二弧形导槽。
在根据本申请的潜望式摄像模组中,所述驱动轴形成于所述载体主体的侧表面的位置对应于所述第一中心轴。
在根据本申请的潜望式摄像模组中,所述传动机构具有第一端和相对于所述第一端的第二端,所述传动机构的第一端连接于所述压电致动器的驱动部,所述传动机构的第二端连接于所述枢转轴。
在根据本申请的潜望式摄像模组中,所述传动机构包括第一连杆和铰接于所述第一连杆的第二连杆,其中,所述第一连杆连接于所述压电致动器的驱动部,所述第二连杆连接于所述枢转轴。
在根据本申请的潜望式摄像模组中,所述压电致动器所产生的线性作用力的大小为0.6N至2N。
根据本申请的另一方面,本申请还提供了一种电子设备,包括如上所述的包括如上所述的潜望式摄像模组。
通过对随后的描述和附图的理解,本申请进一步的目的和优势将得以充分体现。
本申请的这些和其它目的、特点和优势,通过下述的详细说明,附图和权利要求得以充分体现。
附图说明
通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述,本申请的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本申请实施例一起用于解释本申请,并不构成对本申请的限制。在附图中,相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
图1图示了根据本申请实施例的潜望式摄像模组的示意图。
图2图示了根据本申请实施例的所述潜望式摄像模组的光学系统的示意图。
图3图示了根据本申请实施例的所述潜望式摄像模组的光阻挡元件的一个具体示例的示意图。
图4A和图4B图示了根据本申请实施例的所述潜望式摄像模组的压电致动器的示意图。
图5A和图5B图示了根据本申请实施例的所述潜望式摄像模组的压电致动器的一个变形实施例的示意图。
图6图示了根据本申请实施例的所述潜望式摄像模组的光转折组件的爆炸示意图。
图7图示了根据本申请实施例的所述潜望式摄像模组的光转折组件的一个变形实施例的爆炸示意图。
图8图示了配置有根据本申请实施例的所述潜望式摄像模组的电子设备示意图。
具体实施方式
下面,将参考附图详细地描述根据本申请的示例实施例。显然,所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例,而不是本申请的全部实施例,应理解,本申请不受这里描述的示例实施例的限制。
申请概述
如上所述,现有的用于驱动潜望式摄像模组中的光转折元件12以进行光学防抖的驱动元件为电磁式马达,例如,音圈马达(Voice Coil Motor:VCM)、形状记忆合金驱动器(Shape of Memory Alloy Actuator:SMA)等。由于传统的直立式摄像模组沿着电子设备,比如手机的厚度方向设置,因此摄像模组中的各个组件以轻薄和小型化为趋势,在这种情况下,电磁式马达可以提供足够的驱动力。但是,随着潜望式摄像模组等新型的摄像模组改变了摄像模组相对于电子设备的结构和位置关系,也就是,可以沿着电子设备的长度或者宽度方向设置,使得摄像模组不再受到电子设备的厚度方向的尺寸限制,从而可以在尺寸增加方面获得更大的自由度。
并且,随着对于摄像模组的成像性能的要求提高,对于摄像模组的感光芯片提出了更高的要求。伴随着尺寸增加方面的限制减小,为了实现更强的功能,摄像模组中与感光芯片适配的组件的尺寸也相应地增大(包括光学镜头、光转折元件等),从而导致组件的重量也进一步增大,例如,光转折元件的重量增加了。
在这种情况下,传统的电磁式马达不再能够提供足够的驱动力,量化来看,现有的音圈马达驱动器仅能够驱动重量小于100mg的部分(例如,光学镜头),而记忆合金马达则需要较大的行程空间设置,也就是,如果摄像模组中的待驱动的组件的重量超过100mg,现有的驱动器将无法满足潜望式摄像模组的光学防抖的应用需求,因此必须为摄像模组开发新一代的驱动方案。
基于此,本申请的技术路线是提供一种基于能够提供更大驱动力的压电致动器来满足潜望式摄像模组的光学防抖的设计要求,从而满足新型的潜望式摄像模组中的组件大型化之后对组件驱动力的需求。
这里,本领域技术人员可以理解的是,由于新型的潜望式摄像模组的技术要求与传统的需要实现小型化的潜望式摄像模组的技术要求完全相反,因此在针对新型的潜望式摄像模组的技术路线中,需要一整套基于新型的潜望式摄像模组的技术要求的设计方案,而不仅是简单地将新型的制动元件应用于传统的潜望式摄像模组的设计当中。
具体地,本申请的技术方案提供了一种潜望式摄像模组,包括:壳体;被可枢转地安装于所述壳体内的光转折组件,其中,所述光转折组件,包括载体和被安装于所述载体的光转折元件,所述光转折元件被配置为对来自被摄目标的成像光线进行转折;被保持于所述光转折组件的光转折路径上的透镜组;被保持于所述透镜组的出光路径上的感光组件,包括线路板和电连接于所述线路板的感光芯片;以及,驱动组件,其中,所述驱动组件包括压电致动器和可传动地连接所述光转折组件和所述压电致动器的传动机构,其中,所述压电致动器被配置为提供线性作用力于所述传动机构,所述传动机构被配置为将所述线性作用力转化为作用于所述光转折组件的转动作用力,以驱动所述光转折组件进行枢转从而进行光学防抖。
这样,通过以能够提供更大驱动力的压电致动器为基础的潜望式摄像模组的整体结构配置,将压电致动器作为需要旋转的光转折组件的驱动元件,可以驱动重量更大的潜望式摄像模组的光转折组件,也就是,重量远大于100毫克,例如直到重量超过1克的光转折组件。并且,即使压电致动器单次形变所提供的行程有限,也可以通过叠加多次形变提供的行程的方式,来实现待移动的光学组件的较长距离的移动,且压电致动器单次形变加上恢复的时间很短,完全可以满足变焦时间上的需要。此外,采用传动机构将压电致动器提供的线性作用力转化为作用于枢转光转折组件的转动作用力以驱动所述光转折组件进行枢转,以实现光学抖动的调整。
示例性潜望式摄像模组
图1图示了根据本申请实施例的潜望式摄像模组的示意图。如图1所示,根据本申请实施例的所述潜望式摄像模组,包括:光转折组件10、透镜组20、感光组件30和驱动组件40。
如图1所示,在本申请实施例中,所述光转折组件10包括:载体11和被安装于所述载体上的光转折元件12,其中,所述光转折元件12,用于接收来自被摄目标的成像光线,并将该成像光线转折至所述透镜组。也就是,所述透镜组20被保持于所述光转折组件的光转折路径上,如图2所示。特别地,在本申请实施例中,所述光转折元件12被配置为将来自被摄目标的成像光线进行90°的转折,以使得所述潜望式摄像模组的整体高度尺寸可得以缩减。这里,考虑到制造公差,在实际工作过程中,所述光转折元件12对成像光线进行转折的角度可能存在1°以内的误差,对此,本领域普通技术人员应可以理解。
在本申请的具体示例中,所述光转折元件12可被实施为反射镜(例如,平面反射镜),或者,光转折棱镜(例如,三棱镜)。例如,当所述光转折元件12被实施为光转折棱镜时,所述光转折棱镜的光入射面与其光出射面相互垂直且所述光转折棱镜的光反射面与所述光入射面和所述光出射面成45°角倾斜,这样,当成像光线以垂直于所述光入射面的方式进入所述光转折棱镜后,该成像光线能够在所述光反射面处发生90°转折,以垂直于所述光出射面的方式从所述光出射面输出。
如图1所示,在本申请实施例中,所述载体11具有承载面,在具体实施中,所述光转折元件12可通过黏着剂被附着于所述载体的承载面上。应可以理解,所述承载面的倾斜角度影响着所述光转折元件12的光反射面的角度,在本申请实施例中,所述承载面相对于水平面的夹角为45°,这样,当所述光转折元件12被附着于所述承载面时,所述光转折元件12能够使得成像光线在其光反射面处发生仅90°的转折。
进一步地,在本申请实施例中,所述透镜组20对应于所述光转折元件12,用于接收来自所述光转折元件12的成像光线以该成像光线进行汇聚。也就是,在本申请实施例中,所述透镜组20被保持于所述光转折组件12的光转折路径上,如图2所示。
在本申请实施例中,所述透镜组20包括至少一光学透镜21,用于对成像光线进行汇聚。在本申请一些示例中,所述透镜组还包括用于收容所述至少一光学透镜的镜筒22。当然,在本申请另外一些示例中,所述透镜组也可以不包括所述镜筒,即,所述透镜组被实施为裸镜头。
值得一提的是,在本申请的一些示例中,所述透镜组沿着其所设定的光轴方向,包括:固定部分、变焦部分和对焦部分(未有图示意:所述透镜组包括固定部分、变焦部分和对焦部分),其中,所述变焦部分和所述对焦部分适于在驱动器的作用下相对于所述固定部分的位置能够分别进行调整,从而实现所述潜望式摄像模组的光学性能的调整,包括但不限于光学对焦和光学变焦等。
进一步地,在本申请实施例中,所述感光组件30对应于所述透镜组20,用于接收来自所述透镜组20的成像光线并进行成像,也就是,在本申请实施例中,所述感光组件30被保持于所述透镜组20的出光路径上,如图2所示。
具体地,如图1所示,在本申请实施例中,所述感光组件30包括线路板31、电连接于所述线路板31的感光芯片32和被保持于所述感光芯片32的感光路径上的滤光元件33,其中,所述滤光元件33用于过滤成像光线中的杂散光。在如图1所示意的示例中,所述感光组件30,进一步包括设置于所述线路板31的支架34,其中,所述滤光元件33被安装于所述支架34上以被保持于所述感光芯片32的感光路径上。
值得一提的是,在本申请其他示例中,所述滤光元件33被保持于所述感光芯片32的感光路径上的具体实施方式并不为本申请所局限,例如,所述滤光元件34可被实施为滤波膜并涂覆于所述透镜组20的某一光学透镜的表面,以起到滤光的效果,再如,所述感光组件30可进一步包括安装于所述支架34的滤光元件支架(未有图示意),其中,所述滤光元件33以被安装于所述滤光元件支架的方式被保持于所述感光芯片32的感光路径上。
为了对进入所述感光组件30的成像光线进行限制,在本申请一些示例中,所述潜望式摄像模组,进一步包括设置于所述感光组件30的感光路径上的光阻挡元件50,其中,所述光阻挡元件能够至少部分地阻挡成像光线投射,以尽可能地减少杂散光对所述潜望式摄像模组的成像质量的影响。
图3图示了根据本申请实施例的所述潜望式摄像模组的光阻挡元件50的一个具体示例的示意图。如图3所示,在该具体示例中,所述光阻挡元件50被安装于所述光转折元件12的出光面,其中,所述光阻挡元件50具有透光孔500,其适于使成像光线中的有效部分透过并阻挡至少部分成像光线中的杂散光。优选地,所述透光孔500为圆形孔,以配合所述可透镜组的圆形有效光学区,尽可能地减少杂散光对成像质量的影响。
值得一提的是,在本申请其他示例中,所述光阻挡元件50可被设置于所述光转折元件12的其他位置,例如,所述光转折元件12的光入射面或者光反射面,对此,并不为本申请所局限。还值得一提的是,在本申请其他示例中,所述光阻挡元件12也可以作为一个独立的部件被设置于所述感光组件30的感光路径上,例如,作为一个独立的部件被设置于所述光转折元件12和所述透镜组支架,再如,作为一个独立的部分被设置于所述透镜组20和所述感光组件30之间,对此,并不为本申请所局限。
进一步地,如图1所示,在本申请实施例中,所述驱动组件40包括被配置为提供用驱动所述光转折组件12进行枢转的线性作用力的驱动元件,以通过所述驱动元件实现所述潜望式摄像模组的光学防抖功能,来提高所述潜望式摄像模组的拍摄性能的稳定性。应可以理解,在拍摄过程中,所述潜望式摄像模组的不经意间的抖动会使得其所采集的图像模糊,相应地,通过所述驱动元件旋转所述光转折组件12可以对冲不经意间的抖动对成像性能造成的影响,以确保成像性能的稳定性。
如前所述,在现有的潜望式摄像模组中,主流的驱动元件100为电磁式马达,例如,音圈马达(Voice Coil Motor:VCM)、形状记忆合金驱动器(Shape of Memory AlloyActuator:SMA)等。但是,当电磁式马达作为驱动元件被应用于潜望式摄像模组中来实现光学防抖时,其表现却不佳,例如,其结构相对较为复杂,其所提供的驱动力相对较小,其驱动行程相对较小等。也就是,电磁式马达作为驱动元件无法满足潜望式摄像模组对于光学防抖的驱动器的技术要求。
具体地,技术要求主要集中于三个方面:第一,相对更大的驱动力;第二,更优的驱动性能(具体地包括:更高精度的驱动控制和更长的驱动行程);第三,更为简化的结构和更小的尺寸以利于其在潜望式摄像模组的空间布置。
经研究和试验,本申请发明人发现选择采用压电致动器能够满足所述潜望式摄像模组对于驱动器的技术要求,也就是,在本申请实施例中,所述驱动元件被实施为压电致动器100,所述驱动组件100包括被配置为提供用以驱动所述光转折组件12进行枢转的线性作用力的压电致动器100。
图4A和图4B图示了根据本申请实施例的所述潜望式摄像模组的所述压电致动器的示意图。如图4A和图4B所示,所述压电致动器100,包括:压电主动部110、可传动地连接于所述压电主动部110的从动轴120,以及,与所述从动轴120紧配的驱动部130,其中,所述驱动部130在所述压电主动部110和所述从动轴120的作用下被配置为驱动光转折组件进行移动。
在如图4A和图4B所示意的示例中,所述压电主动部110包括电极板111和叠置于所述电极板111的至少一压电基板。所述压电基板是具有逆压电效应并且根据极化方向和电场方向收缩或膨胀的基板,例如,其可以通过在单晶或者多晶陶瓷、聚合物等在厚度方向上使用基板极化来制成并使用。这里,逆压电效应是指在电介质的极化方向施加电场,电介质在产生电势差时会发生机械变形。
更具体地,在如图4A和图4B所示意的示例中,所述至少一压电基板,包括第一压电基板112和第二压电基板113,所述电极板111被夹设于所述第一压电基板112和所述第二压电基板113之间。并且,在该示例中,所述压电主动部110进一步包括分别形成于所述第一压电基板112的上表面和下表面的电极层115,以及,分别形成于所述第二压电基板113的上表面和下表面的电极层115,以通过所述电极层115和所述电极板111为所述第一压电基板112和所述第二压电基板113提供脉冲电压。
在该示例中,所述电极板111可以由带有一定弹性的板状元件构成,例如,带有一定弹性的金属板构成。在如图4A和图4B所示意的示例中,所述压电主动部110,进一步包括与所述电极板111电连接的至少一电导通部位114,例如,所述至少一电导通部位114可通过焊接的方式焊接于所述电极板111,或者是所述至少一电导通部位114与所述电极板111一体形成。值得一提的是,当所述电导通部位114的数量为多个时,优选地,所述多个电导通部位114对称地分布于所述电极板111的外表面。
在该示例中,所述第一压电基板112和所述第二压电基板113分别通过所述电极层115被附着于所述电极板111的第一侧表面和与所述第一侧表面相对的第二侧表面。例如,在该示例中,所述第一压电基板112和所述第二压电基板113可以与所述电极板111以相互面与面啮合的方式固定,或者,所述第一压电基板112和所述第二压电基板113通过导电银胶被附着于所述电极板111。
优选地,在该示例中,所述第一压电基板112和所述第二压电基板113的形状的大小与所述电极板111相近或者相一致,从而使得所述压电主动部110具有更优的振动效率。在该具体示例中,所述第一压电基板112、所述第二压电基板113和所述电极板111为圆形板。
在如图4A和图4B所示意的示例中,所述从动轴120被固定于所述压电主动部110,例如,通过黏着剂附着于所述压电主动部110的中心。具体地,所述从动轴120可通过黏着剂被附着于所述第一压电基板112的外表面的电极层115上,或者,通过黏着剂被嵌套地附着于所述第一压电基板112的外表面的电极层115的中心孔内,或者,所述第一压电基板112具有一中心孔,所述从动轴120进一步被嵌合于所述第一压电基板112的中心孔内,或者,所述压电主动部110具有贯穿于其上下表面的中心孔,所述从动轴120通过黏着剂被被嵌合于所述压电主动部110的中心孔内。在具体实施中,所述从动轴120可被实施为碳棒。所述从动轴120的截面形状为圆形或者多边形,优选为圆形。
在如图4A和图4B所示意的示例中,所述驱动部130与所述从动轴120通过摩擦配合,以使得所述驱动部130可活动地紧配于所述从动轴120上。在具体实施中,所述驱动部130可被实施为夹持所述从动轴120的夹持机构,其中,优选地,所述夹持机构可以是夹持力可调整的夹持机构,或者,部分或全部由弹性材料制成的夹持机构。
在如图4A和图4B所示意的示例中,在所述压电主动部110的表面暴露的所述电极层115电连接于电源控制部位116的正电极117,所述电极板111通过所述电导通部位114被电连接于所述电源控制部位116的负电极118,这样,当所述电源控制部位116给所述电极层115和所述电极板111反复施加脉冲电压时,所述第一压电基板112和所述第二压电基板113在逆压电效应的作用下朝着一个方向变形,并在所述电极板111的弹性作用下快速恢复为平板状。在上述形变过程中,所述从动轴120在其所设定的轴方向上往返移动,而由于所述驱动部130与所述从动轴120之间为摩擦配合,因此,当所述压电主动部110向着一个方向变形时,所述驱动部130和所述从动轴120共同移动,而当所述压电主动部110快速地恢复为原状时,所述从动轴120也逆向移动而所述驱动部130则由于惯性作用无法跟随所述从动轴120的动作而未能返回原来的位置,只能停留在所在的位置。因此,在一个形变过程中,所述驱动部130的位置发生改变,相应地,通过反复施加脉冲电压,可重复上述移动,从而使得所述驱动部130被移动至目标位置。
图5A图示了根据本申请实施例的所述压电致动器的另一个实施例的示意图之一。图5B图示了根据本申请实施例的所述压电致动器的另一个实施例的示意图之二。如图5A和5B所示,在该示例中,所述压电致动器100包括:压电主动部110、可传动地连接于所述压电主动部110的从动轴120,以及,与所述从动轴120紧配的驱动部130,其中,所述驱动部130在所述压电主动部110和所述从动轴120的作用下被配置为驱动所述光转折组件进行移动。
如图5A和5B所示,在该示例中,所述压电主动部110包括压电元件111A,所述压电元件111A具有层叠结构。具体地,如图5A所示,所述压电元件111A包括多个压电伸缩件112A和多个电极113A,所述多个压电伸缩件112A和所述多个电极113A之间交替层叠设置。特别地,通过如上所述的层叠结构,所述压电元件111A即便在施加了很小的电场的情况下,也可获得相对较大的形变量。
在该示例中,为了便于说明,将交替地夹着多个压电伸缩件112A而成的电极113A定义为内部电极,而将配设于所述压电伸缩件112A的表面且位于所述压电元件111A的上表面和下表面的电极113A分别定义为上电极和下电极,同时,将配设于所述压电伸缩件112A的表面且位于所述压电元件111A的侧表面的电极113A定义为侧电极。相应地,在多层的情况下,相同极性的电极113A通过所述侧电极进行电连接。
如图5B所示,在该示例中,所述从动轴120具有圆柱形状并通过黏着剂附着于所述压电元件111A的上表面的中间区域,以使得所述从动轴120接合于所述压电元件111A。当然,在本申请其他示例中,所述从动轴120的形状也可以做出调整,对此,并不为本申请所局限。
并且,所述从动轴120由以“碳、重金属、重金属的碳化物、重金属的硼化物以及重金属的氮化物”中的任一为主要成分的材料制成,所述压电元件111A具有长方体形状,其具有分别沿着相互正交的X轴、Y轴以及Z轴的边。在该示例中,所述压电元件111A的X轴方向长度为1mm,所述压电元件111A的Y轴方向长度为1mm,所述压电元件111A的Z轴方向长度(高度)为2mm。
值得一提的是,相较于传统的电磁式驱动器,图5A和图5B所示意的所述压电致动器100具有体积小、推力大,精度高的优势。并且,相较于图4A和图4B所示意的压电致动器100,图5A和图5B所示意的所述压电致动器100的所述压电主动部110具有相对更小的截面尺寸,适于在空间紧凑的模组中使用,但是其厚度尺寸相对较达,同时,所述压电元件111A的内部结构相对较为复杂。
相应地,根据本申请实施例的所述压电致动器100能够提供相对较高的驱动力。更明确地,本申请所选择的所述压电致动器100能够提供的线性驱动力大小为0.6N至2N,其足以驱动重量大于100mg的部件。
并且,除了能够提供相对较大的驱动力以外,相较于传统的电磁式马达方案和记忆合金马达方案,所述压电致动器100还具有其他优势,包括但不限于:尺寸相对较小(具有细长状),响应精度更佳,结构相对更为简单,驱动控制相对更为简单,产品一致性高,没有电磁干扰,具有相对更大的行程,稳定时间短,重量相对较小等。
具体来说,所述潜望式摄像模组需要其所配置的驱动器具有驱动行程较长且需要保证较好的对准精度等特征。在现有的音圈马达方案中,为了保证运动线性度需要额外设计导杆或滚珠导轨,同时需要在镜头侧部适配大尺寸的驱动磁铁/线圈等,同时需要设置滚珠、弹片、悬丝等辅助定位装置,为容纳较多的部件、保障结构强度和预留结构间隙,往往导致模组横向尺寸偏大,且结构设计复杂,模组重量较重。而记忆合金马达方案,受限于记忆合金方案同比例能够提供的行程相对较少,同时存在潜在断线等可靠性风险。
而所述压电致动器100具有相对较为简单的结构,组装结构更加简单,另外其压电主动部110、从动轴120和驱动部130等主动元件大小与运动行程大小基本无关,因此在光学变焦类产品中所述压电致动器100可以实现大推力、小尺寸,小重量等优势,同时匹配更大行程或更重器件重量进行设计,设计中的集成度也更高。
进一步地,所述压电致动器100利用振动时的摩擦力和惯性,以摩擦接触的方式推动待推动对象进行微米级运动,其相较于电磁式方案非接触的方式驱动待推动对象需要依靠电磁力抵消重力,摩擦力的方式,具有更大推力,更大位移和更低功耗的优势,同时控制精度更高,可实现高精度连续变焦。而且在存在多个马达机构时,所述压电致动器100不存在磁铁线圈结构,无磁干扰问题。另外,所述压电致动器100可依靠部件之间的摩擦力自锁,因此可以降低所述潜望式摄像模组在进行光学变焦时的晃动异响。
在选择以所述压电致动器100作为驱动元件来驱动所述光转折组件10进行光学防抖时,所述压电致动器100所提供的驱动力为线性作用力(这里,线性作用力表示所述作用力的方向是沿着直线的),也就是,所述压电致动器100无法直接带动所述光转折组件10旋转;因此,需采用合理的驱动方向转化方案以解决所述光转折元件12驱动方向的转化问题。
具体地,在本申请实施例中,为了使得所述压电致动器100所提供的线性作用力能够驱动所述光转折组件10进行旋转,选择将所述光转折组件10进行可枢转地安装。具体地,如图1所示,在本申请实施例中,所述潜望式摄像模组进一步包括用于安装所述光转折组件10的壳体50,其中,所述光转折组件10被可枢转地安装于所述壳体50内。更具体地,在本申请实施例中,所述载体11包括载体主体111和突出地自所述载体主体111延伸的枢转轴112,所述枢转轴112被可枢转地安装于所述壳体50上,以使得所述光转折组件10能够绕着所述枢转轴112进行枢转。
值得一提的是,在如图1所示意的示例中,所述枢转轴112形成于所述载体主体111的位置对应于所述光转折组件10的重心。应可以理解,在本申请其他示例中,所述枢转轴112还可以被设置与所述载体主体111的其他位置,例如,所述枢转轴112被设置于所述载体主体111的上部或下部区域(未有图示意)。也就是,在本申请实施例中,所述枢转轴112的设置位置并不为本申请所局限。
还值得一提的是,在本申请中,所述枢转轴112的形状也并不为本申请所局限,其可被实施为“一”字形枢转轴,也可以被实施为“L”型或者“Z”型枢转轴等。
具体地,在本申请示例中,所述驱动组件40还包括可传动地连接所述光转折组件10和所述压电制动器100的传动机构41,所述传动机构41被配置为将所述线性作用力转化为作用于所述光转折组件10的转动作用力,以驱动所述光转折组件10绕着其枢转轴112进行枢转,从而进行光学防抖调整,也就是,通过这样的方式,解决了压电制动器100驱动方向的转化问题。
特别地,所述传动机构41具有第一端410和相对与所述第一端410的第二端420,所述传动机构41的第一端410连接于所述压电制动器100的驱动部130,所述传动机构41的第二端420连接于所述枢转轴112。也就是,所述压电制动器100的驱动部130所形成的线性作用力自所述第一端410经所述传动机构41转化为转动作用力后传动至所述第二端420,并作用于所述枢转轴112以驱动所述光转折组件10绕着所述枢转轴112进行枢转,从而进行光学防抖调整。
更具体地,如图1所示,在本申请实施例中,所述传动机构包括第一连杆411和铰接于所述第一连杆411的第二连杆412,其中,所述第一连杆411的自由端连接于所述压电致动器100的驱动部130,所述第二连杆412的自由端连接于所述枢转轴112。通过多连杆的方式设置,在所述压电制动器100进行线性运动时,所述第一连杆111被驱动的同时通过铰接处驱动所述第二连杆412绕着所述枢转轴112转动,有效地将线性作用力转化为转动作用力。
进一步地,在如图1所示意的潜望式摄像模组中,所述载体主体111具有弧形面1110,相应地,所述壳体50具有凹陷地形成于其内侧面的弧形腔51,所述载体主体111以其弧形面1111被可枢转地嵌合于所述弧形腔51的方式被可枢转地安装于所述壳体50的所述弧形腔51内,所述载体11还包括突出地自所述载体主体111的侧表面延伸的驱动轴113。
优选地,所述弧形面1111的形状与所述弧形腔52的内侧面的形状相适配,更优选地,所述弧形面1111设有第一中心轴,所述弧形腔设有第二中心轴,所述第一中心轴与所述第二中心轴重合,以使得所述弧形面和所述弧形腔的配合效果最好。
特别地,在本申请一些示例中,如图1所示,所述驱动轴112形成于所述载体主体111的侧表面的位置对应于所述第一中心轴,也就是,所述驱动轴113为所述第一中心轴,所述驱动轴113与所述枢转轴112重合。应理解地,所述驱动轴113可不对应于所述第一中心轴,即所述驱动轴和所述枢转轴相互独立,所述传动机构41可驱动所述驱动轴113运动以使所述光转折组件10绕着所述枢转轴112转动,在此并不为本申请所局限。
图6图示了根据本申请实施例的所述潜望式摄像模组的光转折组件10的爆炸示意图。其中,所述光转折组件10进一步包括设置于所述弧形腔51内的弧形导向结构13,所述弧形导向结构13被配置为引导所述光转折组件10沿着所述弧形导向结构13所设定的导向路线转动。其中,所述弧形导向结构13包括凹陷地形成于所述弧形面1110的至少一弧形导槽131和安装于所述弧形导槽131内的至少一滚珠132,所述弧形导槽131能够为所述光转折组件10的转动提供导向作用,所述滚珠132能够减小所述载体主体111转动时所述弧形面1110和所述弧形腔52内侧面之间的摩擦,使得光学防抖调整更加顺滑。
当然,在本申请其他示例中,所述弧形导槽131凹陷地形成于所述弧形腔52的内侧面,所述滚珠132被安装于所述弧形导槽131内,如图7所示。
特别地,在本申请一些示例中,所述至少一弧形导槽131包括第一弧形导槽1311和第二弧形导槽1312,所述第一弧形导槽1311平行于所述第二弧形导槽1312,通过这样的方式设置,使得所述光转折组件10的转动更加稳定,从而提高了光学防抖调整的精度,应理解地,所述弧形导槽131的数量仅为示例,可以设置更多的平行弧形导槽,并不为本申请所局限。
如图8所示,本发明还提供一电子设备200,所述电子设备200包括一电子设备本体210和如上所述潜望式摄像模组220,所述潜望式摄像模组220组装于所述电子设备本体210,为所述电子设备200提供图像采集功能。
综上,基于本申请实施例的所述潜望式摄像模组被阐明,其中,所述潜望式摄像模组采用压电致动器作为驱动器来枢转光转折组件以实现光学防抖,其不仅能够提供足够大的驱动力,提供精度更高和行程更长的驱动性能,而且,通过采用传动机构有效地将所述压电制动器所产生的线性作用力转化为旋转作用力,以满足所述潜望式摄像模组的光学防抖的需求。
本领域的技术人员应理解,上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明,在没有背离所述原理下,本发明的实施方式可以有任何变形或修改。
Claims (13)
1.一种潜望式摄像模组,其特征在于,包括:
壳体;
被可枢转地安装于所述壳体内的光转折组件,其中,所述光转折组件,包括载体和被安装于所述载体的光转折元件,所述光转折元件被配置为对来自被摄目标的成像光线进行转折;
被保持于所述光转折组件的光转折路径上的透镜组;
被保持于所述透镜组的出光路径上的感光组件,包括线路板和电连接于所述线路板的感光芯片;以及
驱动组件,其中,所述驱动组件包括压电致动器和可传动地连接所述光转折组件和所述压电致动器的传动机构,其中,所述压电致动器被配置为提供线性作用力于所述传动机构,所述传动机构被配置为将所述线性作用力转化为作用于所述光转折组件的转动作用力,以使得提供所述线性作用力的所述压电致动器在所述传动机构的配合下驱动所述光转折组件进行枢转从而进行光学防抖;
所述载体包括具有弧形面的载体主体,所述壳体具有凹陷地形成于其内侧面的弧形腔,所述载体主体以其弧形面被可枢转地嵌合于所述弧形腔的方式被可枢转地安装于所述壳体的所述弧形腔内,所述弧形面在所述透镜组所设定的光轴上与所述透镜组相对,所述载体还包括突出地自所述载体主体的侧表面延伸的驱动轴;所述弧形面的形状与所述弧形腔的内侧面的形状相适配;
所述弧形面设有第一中心轴,所述弧形腔设有第二中心轴,所述第一中心轴与所述第二中心轴重合;
所述光转折组件还包括设置于所述弧形腔内的弧形导向结构,所述弧形导向结构被配置为引导所述光转折组件沿着所述弧形导向结构所设定的导向路线转动;所述弧形导向结构包括凹陷地形成于所述弧形面的至少一弧形导槽和安装于所述弧形导槽内的至少一滚珠。
2.根据权利要求1所述的潜望式摄像模组,其中,所述压电致动器包括压电主动部、自所述压电主动部延伸的从动轴以及紧配于所述从动轴的驱动部,其中,所述驱动部在所述压电主动部和所述从动轴的作用下被配置为提供沿着所述从动轴所设定的方向的线性作用力。
3.根据权利要求2所述的潜望式摄像模组,所述载体包括载体主体和突出地自所述载体主体延伸的枢转轴,所述枢转轴被可枢转地安装于所述壳体,以使得所述光转折组件能够绕着所述枢转轴进行枢转。
4.根据权利要求3所述的潜望式摄像模组,其中,所述枢转轴形成于所述载体主体的位置对应于所述光转折组件的重心。
5.根据权利要求3所述的潜望式摄像模组,其中,所述传动机构具有第一端和相对于所述第一端的第二端,所述传动机构的第一端连接于所述压电致动器的驱动部,所述传动机构的第二端连接于所述枢转轴。
6.根据权利要求3所述的潜望式摄像模组,其中,所述传动机构包括第一连杆和铰接于所述第一连杆的第二连杆,其中,所述第一连杆的自由端连接于所述压电致动器的驱动部,所述第二连杆的自由端连接于所述枢转轴。
7.根据权利要求1所述的潜望式摄像模组,其中,所述弧形导向结构包括凹陷地形成于所述弧形腔的内侧面的至少一弧形导槽和安装于所述弧形导槽内的至少一滚珠。
8.根据权利要求7所述的潜望式摄像模组,其中,所述至少一弧形导槽包括第一弧形导槽和第二弧形导槽,所述第一弧形导槽平行于所述第二弧形导槽。
9.根据权利要求1所述的潜望式摄像模组,其中,所述驱动轴形成于所述载体主体的侧表面的位置对应于所述第一中心轴。
10.根据权利要求3所述的潜望式摄像模组,其中,所述传动机构具有第一端和相对于所述第一端的第二端,所述传动机构的第一端连接于所述压电致动器的驱动部,所述传动机构的第二端连接于所述枢转轴。
11.根据权利要求10所述的潜望式摄像模组,其中,所述传动机构包括第一连杆和铰接于所述第一连杆的第二连杆,其中,所述第一连杆连接于所述压电致动器的驱动部,所述第二连杆连接于所述枢转轴。
12.根据权利要求2所述的潜望式摄像模组,其中,所述压电致动器所产生的线性作用力的大小为0.6N至2N。
13.一种电子设备,其特征在于,包括如权利要求1至12中任一所述的潜望式摄像模组。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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