CN115480327A - 摄像模组及其光学镜头和变焦方法 - Google Patents

摄像模组及其光学镜头和变焦方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一摄像模组及其光学镜头和变焦方法，其中所述光学镜头包括至少一变焦镜片单元，其包括、一透光片、一可变形的透光薄膜、一折光部以及一环形的支撑基座，所述支撑基座具有一基座顶侧和对应于所述基座顶侧的一基座底侧，所述透光薄膜被设置于所述支撑基座的所述基座顶侧，所述透光片被设置于所述支撑基座的所述基座底侧，以于所述透光薄膜、所述透光片和所述支撑基座之间形成一保持空间，其中所述折光部充满和被保持在所述保持空间，并由所述透光薄膜限定所述折光部的入光面的面型，和由所述透光片限定所述折光部的出光面的面型，其中所述折光部被配置为允许所述折光部的所述入光面的面型随着所述透光薄膜的变形而变形。

Description

摄像模组及其光学镜头和变焦方法
技术领域
本发明涉及光学成像领域，特别涉及一摄像模组及其光学镜头和变焦方法。
背景技术
随着电子设备越来越朝向智能化和轻薄化方向发展，电子设备的应用场景也日益丰富，这对被配置于电子设备的摄像模组的尺寸和成像能力提出了更为苛刻的要求。根据是否能够变焦来区分摄像模组的类型，其包括变焦摄像模组和定焦摄像模组，顾名思义，变焦摄像模组是指焦距能够被调整的摄像模组，而定焦摄像模组是指焦距不能够被调整的摄像模组。受限于电子设备的尺寸，被配置于电子设备的后侧的摄像模组(即，后置摄像模组)通常为变焦摄像模组，其通过改变光学镜头相对于感光芯片的相对位置的方式调整变焦摄像模组的焦距，如此光学镜头必须预留较大的行程空间以供镜头组沿着光轴方向运动而实现变焦摄像模组的变焦，这导致摄像模组的整体高度尺寸无法被实质性地降低，进而导致变焦摄像模组的发展趋势不符合电子设备的轻薄化的发展方向；被配置于电子设备的前侧的摄像模组(即，前置摄像模组)通常为定焦摄像模组，其光学镜头相对于感光芯片的相对位置保持不变，如此虽然光学镜头不必预留行程空间而能够降低定焦摄像模组的整体高度尺寸，但是定焦摄像模组的成像能力受到较大的限制而进一步限制电子设备的应用场景。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一摄像模组及其光学镜头和变焦方法，其中所述光学镜头提供至少一变焦镜片单元，所述变焦镜片单元的折光部的入光面的面型能够被改变，如此在不改变所述摄像模组的感光芯片和所述光学镜头的相对位置的前提下即可实现所述摄像模组的变焦。
本发明的一个目的在于提供一摄像模组及其光学镜头和变焦方法，其中所述摄像模组的中心轴线和所述折光部的中心轴重合，并且在所述折光部距离所述摄像模组的中心轴线同一个环形位置，所述折光部的变形程度一致，如此保证所述摄像模组的可靠性。
本发明的一个目的在于提供一摄像模组及其光学镜头和变焦方法，其中所述折光部的入光面的面型曲率能够以连续变化的方式被调整，以实现所述摄像模组的连续变焦。
本发明的一个目的在于提供一摄像模组及其光学镜头和变焦方法，其中所述折光部的入光面的面型可以被调整为凸面、平面或凹面，以大幅度的增加所述摄像模组的变焦能力和变焦范围。
本发明的一个目的在于提供一摄像模组及其光学镜头和变焦方法，其中所述变焦镜片单元提供一环形的支撑基座以及分别被设置于所述支撑基座的相对两侧的一可变形的透光薄膜和一透光片，并且在所述支撑基座、所述透光薄膜和所述透光片之间形成一保持空间，以充满和保持有所述折光部，通过这样的方式，所述折光部的形状能够被维持而进一步维持所述光学镜头的入射光路。
本发明的一个目的在于提供一摄像模组及其光学镜头和变焦方法，其中所述折光部的入光面贴合于所述透光薄膜，并且所述折光部被配置为允许所述折光部的入光面的面型随着所述透光薄膜的变形而同步地和同幅度地变形，如此便于通过调整所述透光薄膜的形状的方式实现所述摄像模组的变焦，并便于控制所述摄像模组的变焦精度。
本发明的一个目的在于提供一摄像模组及其光学镜头和变焦方法，其中所述变焦镜片单元提供一环形的驱动中介和一驱动器，所述驱动中介贴合于所述透光薄膜而使二者结合为一体，所述驱动器通过所述驱动中介驱动所述透光薄膜而调整所述透光薄膜的形状，如此：一方面，通过避免所述驱动器直接接触所述透光薄膜的方式能够避免所述透光薄膜直接施压而出现破损的不良现象，另一方面，所述驱动中介能够均匀地传递驱动力至所述驱动薄膜而使所述驱动薄膜的环形方向产生程度一致的变形。
本发明的一个目的在于提供一摄像模组及其光学镜头和变焦方法，其中所述摄像模组提供一变焦马达，以驱动所述光学镜头沿着所述摄像模组的中心轴线运动而实现所述摄像模组的变焦，如此两种变焦方式相互配合能够进一步增大所述摄像模组的变焦范围和增强所述摄像模组的变焦能力。
依本发明的一个方面，本发明提供一光学镜头，包括至少一变焦镜片单元，所述变焦镜片单元具有一保持空间，并且所述变焦镜片单元进一步包括：
一透光片；
一可变形的透光薄膜；
一折光部，其中所述折光部具有一入光面和对应于所述入光面的一出光面；以及
一环形的支撑基座，其中所述透光薄膜和所述透光片分别被设置于所述支撑基座的相对两侧而于所述透光薄膜、所述支撑基座和所述透光片之间形成所述保持空间，其中所述折光部充满和被保持在所述保持空间，其中所述折光部被配置为允许所述折光部的入光面的面型能够被调整。
根据本发明的一个实施例，所述支撑基座具有一基座顶侧和对应于所述基座顶侧的一基座底侧，所述透光薄膜被设置于所述支撑基座的所述基座顶侧，所述透光片被设置于所述支撑基座的所述基座底侧。
根据本发明的一个实施例，所述支撑基座具有一基座顶侧和对应于所述基座顶侧的一基座底侧，所述透光薄膜被设置于所述支撑基座的所述基座顶侧，其中所述透光片以所述透光片被所述支撑基座环绕的方式被设置于所述支撑基座。
根据本发明的一个实施例，所述透光薄膜限定所述折光部的所述入光面的面型，并且所述折光部的所述入光面的面型随着所述透光薄膜的变形而变形。
根据本发明的一个实施例，所述透光片限定的所述折光部的所述出光面的面型。
根据本发明的一个实施例，所述折光部是流体。
根据本发明的一个实施例，所述折光部的所述入光面贴合于所述透光薄膜，以允许所述折光部的所述入光面的面型随着所述透光薄膜的形变而同步地和同幅度地变形。
根据本发明的一个实施例，所述透光片具有一透光内壁，所述折光部的所述出光面贴合于所述透光片的所述透光内壁，其中所述透光片的所述透光内壁的面型为平面、凸面或凹面。
根据本发明的一个实施例，在所述折光部的所述入光面的面型随着所述透光薄膜的形变而变形的过程中，所述折光部的所述入光面的面型曲率自所述折光部的中心轴向所述折光部的有效边缘位置具有单调性。
根据本发明的一个实施例，所述变焦镜片单元进一步包括一环形的驱动中介和一驱动器，所述驱动中介具有一中介穿孔，所述驱动中介被贴合于所述透光薄膜而使二者结合为一体，所述透光薄膜的中部对应于所述驱动中介的所述中介穿孔，所述驱动器被配置为通过所述驱动中介施力于所述透光薄膜。
根据本发明的一个实施例，所述驱动器为PZT驱动器。
根据本发明的一个实施例，所述驱动中介具有一中介外侧和对应于所述中介外侧的一中介内侧，所述中介内侧界定所述中介穿孔，其中所述驱动中介的所述中介外侧对应于所述支撑基座，所述驱动中介的所述中介内侧向所述透光薄膜的中部延伸而界定所述折光部的有效边缘位置，其中所述驱动中介能够被所述驱动器驱动以所述驱动中介的所述中介外侧和所述支撑基座的相对位置保持不变、所述驱动中介的所述中介内侧向上或向下运动的方式产生弯曲变形。
根据本发明的一个实施例，所述透光片具有一注入口，所述注入口连通所述保持空间，其中所述变焦镜片单元进一步包括一封口元件，所述封口元件形成于所述透光片的所述注入口而封闭所述注入口。
根据本发明的一个实施例，所述透光片的所述注入口位于所述折光部的有效边缘区域的外侧。
依本发明的另一个方面，本发明进一步提供一摄像模组，其包括一感光组件和被保持于所述感光组件的感光路径的一光学镜头，其中所述光学镜头包括至少一变焦镜片单元，所述变焦镜片单元具有一保持空间，并且所述变焦镜片单元进一步包括：
一透光片；
一可变形的透光薄膜；
一折光部，其中所述折光部具有一入光面和对应于所述入光面的一出光面；以及
一环形的支撑基座，其中所述透光薄膜和所述透光片分别被设置于所述支撑基座的相对两侧而于所述透光薄膜、所述支撑基座和所述透光片之间形成所述保持空间，其中所述折光部充满和被保持在所述保持空间，其中所述折光部被配置为允许所述折光部的入光面的面型能够被调整。
根据本发明的一个实施例，所述支撑基座具有一基座顶侧和对应于所述基座顶侧的一基座底侧，所述透光薄膜被设置于所述支撑基座的所述基座顶侧，所述透光片被设置于所述支撑基座的所述基座底侧。
根据本发明的一个实施例，所述支撑基座具有一基座顶侧和对应于所述基座顶侧的一基座底侧，所述透光薄膜被设置于所述支撑基座的所述基座顶侧，其中所述透光片以所述透光片被所述支撑基座环绕的方式被设置于所述支撑基座。
根据本发明的一个实施例，所述透光薄膜限定所述折光部的所述入光面的面型，并且所述折光部的所述入光面的面型随着所述透光薄膜的变形而变形。
根据本发明的一个实施例，所述透光片限定的所述折光部的所述出光面的面型。
根据本发明的一个实施例，所述折光部是流体。
根据本发明的一个实施例，所述折光部的所述入光面贴合于所述透光薄膜，以允许所述折光部的所述入光面的面型随着所述透光薄膜的形变而同步地和同幅度地变形。
根据本发明的一个实施例，所述透光片具有一透光内壁，所述折光部的所述出光面贴合于所述透光片的所述透光内壁，其中所述透光片的所述透光内壁的面型为平面、凸面或凹面。
根据本发明的一个实施例，在所述折光部的所述入光面的面型随着所述透光薄膜的形变而变形的过程中，所述折光部的所述入光面的面型曲率自所述折光部的中心轴向所述折光部的有效边缘位置具有单调性。
根据本发明的一个实施例，所述变焦镜片单元进一步包括一环形的驱动中介和一驱动器，所述驱动中介具有一中介穿孔，所述驱动中介被贴合于所述透光薄膜而使二者结合为一体，所述透光薄膜的中部对应于所述驱动中介的所述中介穿孔，所述驱动器被配置为通过所述驱动中介施力于所述透光薄膜。
根据本发明的一个实施例，所述驱动器为PZT驱动器。
根据本发明的一个实施例，所述驱动中介具有一中介外侧和对应于所述中介外侧的一中介内侧，所述中介内侧界定所述中介穿孔，其中所述驱动中介的所述中介外侧对应于所述支撑基座，所述驱动中介的所述中介内侧向所述透光薄膜的中部延伸而界定所述折光部的有效边缘位置，其中所述驱动中介能够被所述驱动器驱动以所述驱动中介的所述中介外侧和所述支撑基座的相对位置保持不变、所述驱动中介的所述中介内侧向上或向下运动的方式产生弯曲变形。
根据本发明的一个实施例，所述透光片具有一注入口，所述注入口连通所述保持空间，其中所述变焦镜片单元进一步包括一封口元件，所述封口元件形成于所述透光片的所述注入口而封闭所述注入口。
根据本发明的一个实施例，所述透光片的所述注入口位于所述折光部的有效边缘区域的外侧。
根据本发明的一个实施例，所述光学镜头进一步包括一镜筒，所述变焦镜片单元被组装于所述镜筒，其中所述感光组件包括一电路板、一感光芯片以及一底座，所述底座具有一光窗，所述感光芯片被导通地连接于所述电路板，所述底座结合于或被贴装于所述电路板，以使所述感光芯片的感光区域对应于所述底座的所述光窗，其中所述镜筒被直接地组装于所述底座，以保持所述光学镜头于所述感光组件的感光路径。
根据本发明的一个实施例，所述光学镜头进一步包括一镜筒，所述变焦镜片单元被组装于所述镜筒，其中所述感光组件包括一电路板、一感光芯片以及一底座，所述底座具有一光窗，所述感光芯片被导通地连接于所述电路板，所述底座结合于或被贴装于所述电路板，以使所述感光芯片的感光区域对应于所述底座的所述光窗，其中所述摄像模组进一步包括一变焦马达，所述光学镜头的所述镜筒被可驱动地组装于所述变焦马达，所述变焦马达被组装于所述底座，以保持所述光学镜头于所述感光组件的感光路径。
依本发明的另一个方面，本发明进一步提供一摄像模组的变焦方法，其中所述变焦方法包括如下步骤：
(a)施力于一光学镜头的一变焦镜片单元的一驱动中介，以允许所述驱动中介带动所述变焦镜片单元的一透光薄膜同步地和同幅度地弯曲变形；和
(b)允许所述变焦镜片单元的一折光部的一入光面的面型随着所述透光薄膜的变形而变形，以通过改变所述光学镜头的光线路径的方式实现所述摄像模组的变焦。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤(b)中，允许所述折光部的所述入光面的面型随着所述透光薄膜的变形同步地和同幅度地变形。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤(b)中，在所述折光部的所述入光面的面型随着所述透光薄膜的变形而变形时，保持所述折光部的对应于所述入光面的一出光面的面型不变。
根据本发明的一个实施例，所述变焦方法进一步包括步骤：(c)驱动所述光学镜头沿着所述摄像模组的中心轴线运动，以调整所述光学镜头和所述摄像模组的一感光芯片的相对位置而实现所述摄像模组的变焦。
附图说明
图1是依本发明的一较佳实施例的一摄像模组的立体示意图。
图2A至图2C是依本发明的上述较佳实施例的所述摄像模组在不同焦距的剖视示意图。
图3是依本发明的上述较佳实施例的所述摄像模组的第一个变形示例的剖视示意图。
图4是依本发明的上述较佳实施例的所述摄像模组的第二个变形示例的剖视示意图。
图5是依本发明的上述较佳实施例的所述摄像模组的第三个变形示例的剖视示意图。
图6是依本发明的上述较佳实施例的所述摄像模组的第四个变形示例的剖视示意图。
图7是依本发明的上述较佳实施例的所述摄像模组的第五个变形示例的剖视示意图。
图8是依本发明的一较佳实施例的一电子设备的立体示意图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
参考本发明的说明书附图之附图1至图2C，依本发明的一较佳实施例的一摄像模组100在接下来的描述中将被揭露和被阐述，其中所述摄像模组100包括一感光组件10和被保持在所述感光组件10的感光路径的一光学镜头20，其中被物体反射的光线在穿过所述光学镜头20后能够被所述感光组件10接收，如此所述感光组件10在后续能够进行光电转化而得到关于物体影像的电信号。
具体地，继续参考附图1至图2C，所述感光组件10包括一电路板11和被导通地连接于所述电路板11的一感光芯片12，其中所述光学镜头20被保持在所述感光芯片12的感光路径，被物体反射的光线在穿过所述光学镜头20后能够被所述感光组件10的所述感光芯片12接收，随后所述感光芯片12进行光电转化而成像。
优选地，所述感光芯片12被贴装于所述电路板11，并且所述感光组件10包括至少一组引线13，这些所述引线13的两个相对端部分别被连接于所述感光芯片12和所述电路板11，以导通所述感光芯片12和所述电路板11。可选地，在本发明的所述摄像模组100的其他示例中，所述感光芯片12被贴装于所述电路板11，并且所述感光芯片12和所述电路板11被直接导通。
继续参考附图1至图2C，所述感光组件10进一步包括一底座14，所述底座14具有一光窗141，其中所述底座14通过模塑工艺一体地结合于所述电路板11，并且所述感光芯片12的感光区域对应于所述底座14的所述光窗141，如此在所述底座14和所述电路板11之间不需要被设置胶水而有利于降低所述摄像模组100的高度尺寸。
优选地，所述底座14进一步结合于所述感光芯片12的非感光区域。换言之，所述底座14一体地结合于所述电路板11和所述感光芯片12，如此：第一方面，在所述底座14和所述感光芯片12之间不需要预留安全距离或贴装距离，以有利于减小所述摄像模组100的长宽尺寸；第二方面，所述底座14能够保证所述感光芯片12的平整度，这样所述电路板11可以选择尺寸更薄的板材，以有利于降低所述摄像模组100的高度尺寸；第三方面，所述底座14直接接触所述感光芯片12，这样所述底座14能够直接地传导和向外辐射所述感光芯片12在工作时产生的热量，以有利于降低所述感光芯片12的工作温度；第四方面，所述底座14能够包覆所述引线13，以有利于保证所述引线13和所述电路板11的焊接位置的可靠性以及保证所述引线13和所述感光芯片12的焊接位置的可靠性。
可选地，在本发明的所述摄像模组100的其他示例中，所述底座14被预制，其被预制的所述底座14被贴装于所述电路板11，其中所述底座14环绕所述感光芯片12的四周，以允许所述感光芯片12的感光区域对应于所述底座14的所述光窗141。
继续参考附图1至图2C，所述光学镜头20包括至少一变焦镜片单元21，其中所述变焦镜片单元21进一步包括一环形的支撑基座211、一可变形的透光薄膜212、一透光片213以及一折光部214，并且所述变焦镜片单元21进一步具有一保持空间210，所述保持空间210形成于所述支撑基座211、所述透光薄膜212和所述透光片213之间，其中所述折光部214充满和被保持在所述变焦镜片单元21的所述保持空间210。
具体地，所述支撑基座211具有一基座顶侧2111和对应于所述基座顶侧2111的一基座底侧2112，其中所述透光薄膜212被设置于所述支撑基座211的所述基座顶侧2111，所述透光片213被设置于所述支撑基座211的所述基座底侧2112，如此所述变焦镜片单元21于所述支撑基座211、所述透光薄膜212和所述透光片213之间形成所述保持空间210。所述折光部214具有一入光面2141、对应于所述入光面2141的一出光面2142以及延伸于所述入光面2141和所述出光面2142之间的一周缘2143，其中所述折光部214的所述入光面2141的面型由所述透光薄膜212限定和维持，所述折光部214的所述出光面2142的面型由所述透光片213限定和维持，所述折光部214的所述周缘2143的面型由所述支撑基座211限定和维持，如此所述折光部214被设置充满和保持在所述变焦镜片单元21的所述保持空间210。
更具体地，所述透光薄膜212的边缘和所述支撑基座211的所述基座顶侧2111的表面紧密贴合，以设置所述透光薄膜212于所述支撑基座211的所述基座顶侧2111，并且所述透光薄膜212封闭所述支撑基座211在所述基座顶侧2111的开口；相应地，所述透光片213的边缘和所述支撑基座211的所述基座底侧2112的表面紧密贴合，以设置所述透光片213于所述支撑基座211的所述基座底侧2112，并且所述透光片213封闭所述支撑基座211在所述基座底侧2112的开口；通过这样的方式，所述光学镜头20能够保证所述折光部214充满和被保持在所述变焦镜片单元21的所述保持空间210。
值得一提的是，所述透光薄膜212的边缘和所述支撑基座211的所述基座顶侧2111的表面的贴合方式在本发明的所述摄像模组100中不受限制，例如可以通过胶水粘接的方式贴合所述透光薄膜212的边缘和所述支撑基座211的所述基座顶侧2111的表面。相应地，所述透光片213的边缘和所述支撑基座211的所述基座底侧2112的表面的贴合方式在本发明的所述摄像模组100中不受限制，例如可以通过胶水粘接的方式贴合所述透光片213的边缘和所述支撑基座211的所述基座底侧2112的表面。
继续参考附图1至图2C，所述折光部214的所述入光面2141贴合于所述透光薄膜212，以允许所述透光薄膜212限定和维持所述折光部214的所述入光面2141的面型，其中所述透光薄膜212是可变形的，所述折光部214被配置为允许所述折光部214的所述入光面2141的面型随着所述透光薄膜212的变形而同步地和同幅度地变形，如此便于通过调整所述透光薄膜212的形状的方式实现所述摄像模组100的变焦，并便于控制所述摄像模组100的变焦精度。
优选地，所述折光部214是流体的，例如液体，如此：一方面，所述折光部214被保证没有弹性模量，以允许所述摄像模组100的变焦精度能够被进一步精确控制；另一方面，所述折光部214的所述入光面2141的曲率半径能够以连续变化的方式被调整，以实现所述摄像模组100的连续变焦。可选地，所述折光部214是低模量胶状物。
优选地，所述折光部214的厚度范围是0.15mm-0.3mm(包括0.15mm和0.3mm)。
所述折光部214的所述出光面2142贴合于所述透光片213，以允许所述透光片213限定和维持所述折光部214的所述出光面2142的面型，其中所述透光片214是硬质的，如此在所述折光部214的所述入光面2141的面型随着所述透光薄膜212的变形而同步地和同幅度地变形时，所述透光片213使所述折光部214的所述出光面2142的面型维持不变，从而便于精确控制所述摄像模组100的变焦精度。
优选地，在附图1至图2C示出的所述摄像模组100的这个具体示例中，所述透光片213具有一透光内壁2131，所述透光内壁2131是平面，如此所述折光部214的所述出光面2142是平面。可选地，在附图3示出的所述摄像模组100的另一个具体示例中，所述透光片213的所述透光内壁2131是凸面，如此所述折光部214的所述出光面2142是凹面。可选地，在附图4示出的所述摄像模组100的再一个具体示例中，所述透光片213的所述透光内壁2131是凹面，如此所述折光部214的所述出光面2142是凸面。
值得一提的是，所述透光薄膜212的材质类型在本发明的所述摄像模组100中不受限制，其只要能够保证封闭所述支撑基座211在所述基座顶侧2111的开口、并且在受力时能够产生变形即可。所述透光片213的材质类型在本发明的所述摄像模组100中不受限制，其只要能够保证封闭所述支撑基座211的所述基座底侧2112的开口、并且在所述透光薄膜212受力时维持所述折光部214的所述出光面2142的面型不变即可，例如所述透光片213可以是玻璃材质。所述支撑基座211的材质类型在本发明的所述摄像模组100中不受限制，其只要能够在所述透光片213受力时保持不变即可，例如所述支撑基座211可以是玻璃材质或金属材质。
继续参考附图1至图2C，所述摄像模组100具有一中心轴线101，其中所述摄像模组100的所述中心轴线101和所述变焦镜片单元21的所述折光部214的中心轴重合，并且在所述折光部214距离所述摄像模组100的所述中心轴线101的整个环形位置，所述折光部214的变形程度一致，如此便于精度控制所述摄像模组100在变焦后的光线路径，从而保证所述摄像模组100的可靠性。
为了便于理解，在所述折光部214的所述入光面2141任意选取三个环形位置，即一第一环形位置21411、一第二环形位置21412以及一第三环形位置21413，所述第一环形位置21411的任意一点到所述摄像模组100的所述中心轴线101之间的距离相等，所述第二环形位置21412的任意一点到所述摄像模组100的所述中心轴线101之间的距离相等，所述第三环形位置21413的任意一点到所述摄像模组100的所述中心轴线101之间的距离相等，并且所述第二环形位置21412位于所述第一环形位置21411的外侧，所述第三环形位置21413位于所述第二环形位置21412的外侧。无论在所述变焦镜片单元21的所述透光薄膜212受力以调整所述折光部214的所述入光面2141的面型而实现所述摄像模组100的变焦的过程中和变焦后，所述折光部214在所述第一环形位置21411的各点的变形程度一致，所述折光部214在所述第二环形位置21412的各点的变形程度一致，所述折光部214在所述第三环形位置21413的各点的变形程度一致，并且所述折光部214在所述第三环形位置21413的变形程度大于在第二环形位置21412的变形程度，相应地，所述折光部214在所述第二环形位置21412的变形程度大于所述第一环形位置21411的变形程度。
优选地，无论在所述变焦镜片单元21的所述透光薄膜212受力以调整所述折光部214的所述入光面2141的面型而实现所述摄像模组100的变焦的过程中和变焦后，所述折光部214的所述入光面2141的面型曲率自所述折光部214的中心轴向所述折光部214的有效边缘位置2144均具有单调性，其中所述折光部214的所述有效边缘位置2144是指所述折光部214允许光线穿过的最外侧位置。换言之，所述折光部214的所述入光面2141的面型在靠近所述有效边缘位置2144的变形程度大于在靠近中心轴的变形程度。
继续参考附图1至图2C，所述变焦镜片单元21进一步包括一环形的驱动中介215和一驱动器216，其中所述驱动中介215具有一中介穿孔2151，所述驱动中介215被贴合于所述透光薄膜212以使所述驱动中介215和所述透光薄膜212结合为一体，所述透光薄膜212的中部对应于所述驱动中介215的所述中介穿孔2151，并且所述驱动中介215界定所述折光部214的所述有效边缘位置2144，其中所述驱动器216通过所述驱动中介215驱动所述透光薄膜212而调整所述透光薄膜212的形状，通过这样的方式，一方面，所述光学镜头20可以避免所述驱动器216直接接触所述透光薄膜212，如此能够避免所述透光薄膜212直接受力而出现破损的不良现象，例如能够避免所述透光薄膜212被所述驱动器216直接施压而出现破损的不良现象，另一方面，所述驱动中介215能够均匀地传递驱动力至所述透光薄膜212而使所述透光薄膜212的环形方向产生程度一致的变形。
值得一提的是，所述变焦镜片单元21的所述驱动器216的类型在本发明的所述摄像模组100中不受限制，例如在附图1至图2C示出的所述摄像模组100的这个具体示例中，所述变焦镜片单元21的所述驱动器216可以是PZT驱动器(Piezoelectric Transducer)，其被贴装于所述驱动中介215而用于驱动所述驱动中介215产生弯曲变形，如此有利于实现所述光学镜头20的小型化而进一步减小所述摄像模组100的尺寸。
具体地，参考附图1至图2C，所述驱动中介215具有一中介外侧2152和对应于所述中介外侧2152的一中介内侧2153，所述中介内侧2153界定所述中介穿孔2151，其中所述驱动中介215的所述中介外侧2152对应于所述支撑基座211，所述驱动中介215的所述中介内侧2153向所述摄像模组100的所述中心轴线101方向延伸至合适位置而界定所述折光部214的所述有效边缘位置2144。所述驱动中介215能够被所述驱动器216驱动以所述驱动中介215的所述中介外侧2152和所述支撑基座211的相对位置保持不变、所述驱动中介215的所述中介内侧2153向上或向下运动的方式产生弯曲变形，当所述驱动中介215以所述驱动中介215的所述中介内侧2153向下运动的方式产生弯曲变形时，所述驱动中介215在整个环形方向均匀地施压于所述透光薄膜212而使所述透光薄膜212同步地和同幅度地产生变形，此时所述折光部214的所述入光面2141的面型随着所述透光薄膜212的变形而同步地和同幅度地产生变形以呈现出凸面面型，如此实现所述摄像模组100的变焦，相应地，当所述驱动中介215以所述驱动中介215的所述中介内侧2153向上运动的方式产生弯曲变形时，所述驱动中介215在整个环形方向均匀地拉扯所述透光薄膜212而使所述透光薄膜212同步地和同幅度地产生变形，此时所述折光部214的所述入光面2141的面型随着所述透光薄膜212的变形而同步地和同幅度地产生变形以呈现出凹面面型，如此实现所述摄像模组100的变焦。通过上述这样的方式，在不改变所述摄像模组100的所述感光芯片12和所述光学镜头20的相对位置的前提下即可实现所述摄像模组100的变焦，如此能够有效地降低变焦类型的所述摄像模组100的高度尺寸，并且变焦类型的所述摄像模组100也可以被应用于电子设备的前侧而形成前置摄像模组。
继续参考附图1至图2C，所述光学镜头20进一步包括一镜筒22，所述变焦镜片单元21被组装于所述镜筒22，所述镜筒22被直接地组装于所述感光组件10的所述底座14，以保持所述光学镜头20于所述感光芯片12的感光路径，其中所述摄像模组100能够在不改变所述光学镜头20和所述感光芯片12的相对位置的前提下，通过调整所述光学镜头20的所述变焦镜片单元21的所述折光部214的所述入光面2141的面型的方式即可实现所述摄像模组100的变焦，如此，一方面，所述摄像模组100不需要预留供所述光学镜头20运动的行程空间而能够降低所述摄像模组100的高度尺寸，另一方面，通过省去现有的摄像模组的变焦马达的方式能够减小所述摄像模组100在对应于所述光学镜头20的部位的长宽尺寸，以允许本发明的具有变焦能力的所述摄像模组100适用于追求轻薄化的电子设备或应用于电子设备的前侧而形成前置摄像模组。
继续参考附图1至图2C，所述光学镜头20进一步包括至少一硬质镜片23，其中所述硬质镜片23被组装于所述镜筒22，以允许这些所述硬质镜片23和所述变焦镜片单元21形成一个完整的光学系统。所述硬质镜片23的入光面的面型和出光面的面型均不可被调整。
值得一提的是，所述硬质镜片23的数量在本发明的所述摄像模组100中不受限制，其根据所述摄像模组100的应用场景被设计。另外，所述硬质镜片23和所述变焦镜片单元21的相对位置在本发明的所述摄像模组100中不受限制，例如这些所述硬质镜片23可以被设置于所述变焦镜片单元21的一侧，或者这些所述硬质镜片23可以被设置在所述变焦镜片单元21的相对两侧。
值得一提的是，尽管在附图1至图2C示出的所述摄像模组100的这个实施例中，所述变焦镜片单元21的数量是一个，并且所述变焦镜片单元21搭配多个所述硬质镜片23形成光学系统，但是在本发明的所述摄像模组100的一些可选示例中，所述变焦镜片单元21的数量也可以是两个以上，并且这些所述变焦镜片单元21搭配至少一个所述硬质镜片23形成光学系统，或者在本发明的所述摄像模组100的另外一些可选示例中，所述光学镜头20可以被配置多个所述变焦镜片单元21而不需要配置所述硬质镜片23。
优选地，所述折光部214具有较高的折射率，其最低折射率为1.2，如此在所述折光部214的面型角度较小的情况下，所述摄像模组100也可以具有较大的变焦范围。即，对于所述摄像模组100来说，所述折光部214的折射率越高，在改变相同的焦距时，所述折光部214的面型角度越小。
参考附图2A至图2C，设所述折光部214的所述入光面2141对应于所述驱动中介215的内侧边缘的两个相对点为A和A'，其中A和A'于所述驱动中介215的投影位于所述驱动中介215的内边缘，A和A'之间的连线和所述摄像模组100的所述中心轴线101相交，设所述摄像模组100的所述中心轴线101上的一个点为B，其中设点A和B之间的连线为L1，点A'和B之间的连线为L2，L1和L2之间形成夹角θ，以所述折光部214的折射率为1.55为例，L1和L2之间的夹角θ的最小值为7.5°。可以理解的是，所述折射部214的折射率越低，L1和L2之间的夹角θ的最小值越大。
优选地，所述光学镜头20的透过率大于或等于90％，并且所述折光部214的透过率大于或等于95％。更优选地，所述透光薄膜212和所述透光片213的透过率均大于所述折光部214的透过率，以保证所述光学镜头20的透过率。
在本发明的所述摄像模组100的一个具体示例中，所述光学镜头20的光阑直径可以是4mm，其中所述折光部214的有效透光区域的直径至少为4.5mm，即，所述折光部214的有效透光区域的直径比所述光阑的直径大至少0.5mm，并且为了保证光路顺畅，在所述光阑的孔径内可以不设置任何挡光涂层或结构。附图5示出了本发明的所述摄像模组100的一个变形示例，与附图1至图2C示出的所述摄像模组100不同的是，在附图5示出的所述摄像模组100的这个具体示例中，所述摄像模组100包括一变焦马达30，所述光学镜头20的所述镜筒22被可驱动地安装于所述变焦马达30，所述变焦马达30被组装于所述感光组件10的所述底座14，以保持所述光学镜头20于所述感光芯片12的感光路径。在本发明的所述摄像模组100中，首先，通过调整所述光学镜头20的所述变焦镜片单元21的所述折光部214的所述入光面2141的面型的方式能够实现所述摄像模组100的变焦，其次，通过所述变焦马达30驱动所述光学镜头20沿着所述摄像模组100的所述中心轴线101运动而调整所述光学镜头20相对于所述感光芯片12的位置的方式能够实现所述摄像模组100的变焦，上述两种变焦方式相互配合能够大幅度地提高所述摄像模组100的变焦能力。
附图6示出了本发明的所述摄像模组100的一个变形示例，与附图1至图2C示出的所述摄像模组100不同的是，在附图6示出的所述摄像模组100的这个具体示例中，所述变焦镜片单元21的所述透光片213具有一注入口2130，所述透光片213的所述注入口2130连通所述变焦镜片单元21的所述保持空间210，其中流体被设置经所述透光片213的所述注入口2130被注入所述变焦镜片单元21的所述保持空间210，以形成所述折光部214，其中所述变焦镜片单元21进一步包括一封口元件217，其中所述封口元件217形成于所述透光片213的所述注入口2130，以用于封闭所述透光片213的所述注入口2130，如此允许所述变焦镜片单元21的所述保持空间210形成封闭空间而避免用于形成所述折光部214的流体经所述透光片213的所述注入口2130泄露。
值得一提的是，用于在所述透光片213的所述注入口2130形成所述封口元件217的材质在本发明的所述摄像模组100中不受限制，其只要能够可靠地结合于所述透光片213而封闭所述透光片213的所述注入口2130即可，例如用于在所述透光片213的所述注入口2130形成所述封口元件217的材质可以是玻璃胶水。
优选地，所述透光片213的所述注入口2130位于所述折光部214的所述有效边缘位置2144的外侧，并尽可能地靠近所述支撑基座211，以避免对所述光学镜头20的光路造成影响而在所述摄像模组100成像的过程中出现杂散光的不良现象。换言之，所述透光片213的所述注入口2130位于所述驱动中介215在所述透光片213的投影范围内，如此使得所述透光片213的所述注入口2130位于所述折光部214的所述有效边缘位置2144的外侧。
附图7示出了本发明的所述摄像模组100的一个变形示例，与附图1至图2C示出的所述摄像模组100不同的是，在附图7示出的所述摄像模组100的这个具体示例中，所述透光片213并未被直接设置于所述支撑基座211的所述基座底侧2112的表面，而是所述透光片213以所述透光片213被所述支撑基座211环绕的方式被设置于所述支撑基座211。具体地，所述支撑基座211具有一环形的凸台2113，其凸出于所述支撑基座211的内壁，即，所述支撑基座211的所述凸台2113凸向所述保持空间210，其中所述透光片213被安装于所述支撑基座211的所述凸台2113，以使所述透光片213被设置于所述支撑基座211的侧部。优选地，所述透光片213可以通过胶水粘接的方式被安装于所述支撑基座211的所述凸台2113。
值得一提的是，尽管在附图7示出的所述摄像模组100的这个具体示例中，所述透光片213被安装于所述支撑基座211的所述凸台2113的上侧而使所述支撑基座2111承托所述透光片213，在所述摄像模组的其他示例中，所述透光片213也可以被设置于所述支撑基座211的下侧而使所述透光片213悬吊于所述支撑基座211。
参考附图8，本发明进一步提供一电子设备，所述电子设备包括一电子设备本体200和被设置于所述电子设备本体200的后侧的所述摄像模组100，其中所述摄像模组100在接收被物体反射的光线而进行光电转化后得到的关于物体的电信号能够被所述电子设备本体200接收和处理，以在后续被存储在所述电子设备本体200的存储器和/或显示于所述电子设备本体200的显示屏幕。
可选地，在本发明的所述电子设备的其他示例中，所述摄像模组100可以被设置于所述电子设备本体200的前侧。
值得一提的是，所述电子设备可以是智能手机、平板电脑、智能手表等，本发明在这方面不受限制。
依本发明的另一个方面，本发明进一步提供所述摄像模组100的变焦方法，其中所述变焦方法包括如下步骤：
(a)施力于所述光学镜头20的所述变焦镜片单元21的所述驱动中介215，以允许所述驱动中介215带动所述变焦镜片单元21的所述透光薄膜212同步地和同幅度地弯曲变形；和
(b)允许所述变焦镜片单元21的所述折光部214的所述入光面2141的面型随着所述透光薄膜212的变形而变形，以通过改变所述光学镜头20的光线路径的方式实现所述摄像模组100的变焦。
进一步地，在所述步骤(b)中，允许所述折光部214的所述入光面2141的面型随着所述透光薄膜212的变形同步地和同幅度地变形。
进一步地，在所述步骤(b)中，在所述折光部214的所述入光面2141的面型随着所述透光薄膜212的变形而变形时，保持所述折光部214的对应于所述入光面2141的所述出光面2142的面型不变。
优选地，所述变焦方法进一步包括步骤：(c)驱动所述光学镜头20沿着所述摄像模组100的中心轴线运动，以调整所述光学镜头20和所述摄像模组100的所述感光芯片12的相对位置而实现所述摄像模组100的变焦。
本领域的技术人员可以理解的是，以上实施例仅为举例，其中不同实施例的特征可以相互组合，以得到根据本发明揭露的内容很容易想到但是在附图中没有明确指出的实施方式。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 (34)

1.一光学镜头，其特征在于，包括至少一变焦镜片单元，所述变焦镜片单元具有一保持空间，并且所述变焦镜片单元进一步包括：
一透光片；
一可变形的透光薄膜；
一折光部，其中所述折光部具有一入光面和对应于所述入光面的一出光面；以及
一环形的支撑基座，其中所述透光薄膜和所述透光片分别被设置于所述支撑基座的相对两侧而于所述透光薄膜、所述支撑基座和所述透光片之间形成所述保持空间，其中所述折光部充满和被保持在所述保持空间，其中所述折光部被配置为允许所述折光部的入光面的面型能够被调整。
2.根据权利要求1所述的光学镜头，其中所述支撑基座具有一基座顶侧和对应于所述基座顶侧的一基座底侧，所述透光薄膜被设置于所述支撑基座的所述基座顶侧，所述透光片被设置于所述支撑基座的所述基座底侧。
3.根据权利要求1所述的光学镜头，其中所述支撑基座具有一基座顶侧和对应于所述基座顶侧的一基座底侧，所述透光薄膜被设置于所述支撑基座的所述基座顶侧，其中所述透光片以所述透光片被所述支撑基座环绕的方式被设置于所述支撑基座。
4.根据权利要求1所述的光学镜头，其中所述透光薄膜限定所述折光部的所述入光面的面型，并且所述折光部的所述入光面的面型随着所述透光薄膜的变形而变形。
5.根据权利要求4所述的光学镜头，其中所述透光片限定的所述折光部的所述出光面的面型。
6.根据权利要求1所述的光学镜头，其中所述折光部是流体。
7.根据权利要求4所述的光学镜头，其中所述折光部的所述入光面贴合于所述透光薄膜，以允许所述折光部的所述入光面的面型随着所述透光薄膜的形变而同步地和同幅度地变形。
8.根据权利要求5所述的光学镜头，其中所述透光片具有一透光内壁，所述折光部的所述出光面贴合于所述透光片的所述透光内壁，其中所述透光片的所述透光内壁的面型为平面、凸面或凹面。
9.根据权利要求4所述的光学镜头，其中在所述折光部的所述入光面的面型随着所述透光薄膜的形变而变形的过程中，所述折光部的所述入光面的面型曲率自所述折光部的中心轴向所述折光部的有效边缘位置具有单调性。
10.根据权利要求4所述的光学镜头，其中所述变焦镜片单元进一步包括一环形的驱动中介和一驱动器，所述驱动中介具有一中介穿孔，所述驱动中介被贴合于所述透光薄膜而使二者结合为一体，所述透光薄膜的中部对应于所述驱动中介的所述中介穿孔，所述驱动器被配置为通过所述驱动中介施力于所述透光薄膜。
11.根据权利要求10所述的光学镜头，其中所述驱动器为PZT驱动器。
12.根据权利要求10所述的光学镜头，其中所述驱动中介具有一中介外侧和对应于所述中介外侧的一中介内侧，所述中介内侧界定所述中介穿孔，其中所述驱动中介的所述中介外侧对应于所述支撑基座，所述驱动中介的所述中介内侧向所述透光薄膜的中部延伸而界定所述折光部的有效边缘位置，其中所述驱动中介能够被所述驱动器驱动以所述驱动中介的所述中介外侧和所述支撑基座的相对位置保持不变、所述驱动中介的所述中介内侧向上或向下运动的方式产生弯曲变形。
13.根据权利要求1至12中任一所述的光学镜头，其中所述透光片具有一注入口，所述注入口连通所述保持空间，其中所述变焦镜片单元进一步包括一封口元件，所述封口元件形成于所述透光片的所述注入口而封闭所述注入口。
14.根据权利要求13所述的光学镜头，其中所述透光片的所述注入口位于所述折光部的有效边缘区域的外侧。
15.一摄像模组，其特征在于，包括一感光组件和被保持于所述感光组件的感光路径的一光学镜头，其中所述光学镜头包括至少一变焦镜片单元，所述变焦镜片单元具有一保持空间，并且所述变焦镜片单元进一步包括：
一透光片；
一可变形的透光薄膜；
一折光部，其中所述折光部具有一入光面和对应于所述入光面的一出光面；以及
一环形的支撑基座，其中所述透光薄膜和所述透光片分别被设置于所述支撑基座的相对两侧而于所述透光薄膜、所述支撑基座和所述透光片之间形成所述保持空间，其中所述折光部充满和被保持在所述保持空间，其中所述折光部被配置为允许所述折光部的入光面的面型能够被调整。
16.根据权利要求15所述的摄像模组，其中所述支撑基座具有一基座顶侧和对应于所述基座顶侧的一基座底侧，所述透光薄膜被设置于所述支撑基座的所述基座顶侧，所述透光片被设置于所述支撑基座的所述基座底侧。
17.根据权利要求15所述的摄像模组，其中所述支撑基座具有一基座顶侧和对应于所述基座顶侧的一基座底侧，所述透光薄膜被设置于所述支撑基座的所述基座顶侧，其中所述透光片以所述透光片被所述支撑基座环绕的方式被设置于所述支撑基座。
18.根据权利要求15所述的摄像模组，其中所述透光薄膜限定所述折光部的所述入光面的面型，并且所述折光部的所述入光面的面型随着所述透光薄膜的变形而变形。
19.根据权利要求18所述的摄像模组，其中所述透光片限定的所述折光部的所述出光面的面型。
20.根据权利要求15所述的摄像模组，其中所述折光部是流体。
21.根据权利要求18所述的摄像模组，其中所述折光部的所述入光面贴合于所述透光薄膜，以允许所述折光部的所述入光面的面型随着所述透光薄膜的形变而同步地和同幅度地变形。
22.根据权利要求19所述的摄像模组，其中所述透光片具有一透光内壁，所述折光部的所述出光面贴合于所述透光片的所述透光内壁，其中所述透光片的所述透光内壁的面型为平面、凸面或凹面。
23.根据权利要求18所述的摄像模组，其中在所述折光部的所述入光面的面型随着所述透光薄膜的形变而变形的过程中，所述折光部的所述入光面的面型曲率自所述折光部的中心轴向所述折光部的有效边缘位置具有单调性。
24.根据权利要求18所述的摄像模组，其中所述变焦镜片单元进一步包括一环形的驱动中介和一驱动器，所述驱动中介具有一中介穿孔，所述驱动中介被贴合于所述透光薄膜而使二者结合为一体，所述透光薄膜的中部对应于所述驱动中介的所述中介穿孔，所述驱动器被配置为通过所述驱动中介施力于所述透光薄膜。
25.根据权利要求24所述的摄像模组，其中所述驱动器为PZT驱动器。
26.根据权利要求24所述的摄像模组，其中所述驱动中介具有一中介外侧和对应于所述中介外侧的一中介内侧，所述中介内侧界定所述中介穿孔，其中所述驱动中介的所述中介外侧对应于所述支撑基座，所述驱动中介的所述中介内侧向所述透光薄膜的中部延伸而界定所述折光部的有效边缘位置，其中所述驱动中介能够被所述驱动器驱动以所述驱动中介的所述中介外侧和所述支撑基座的相对位置保持不变、所述驱动中介的所述中介内侧向上或向下运动的方式产生弯曲变形。
27.根据权利要求15所述的摄像模组，其中所述透光片具有一注入口，所述注入口连通所述保持空间，其中所述变焦镜片单元进一步包括一封口元件，所述封口元件形成于所述透光片的所述注入口而封闭所述注入口。
28.根据权利要求27所述的摄像模组，其中所述透光片的所述注入口位于所述折光部的有效边缘区域的外侧。
29.根据权利要求15至28中任一所述的摄像模组，其中所述光学镜头进一步包括一镜筒，所述变焦镜片单元被组装于所述镜筒，其中所述感光组件包括一电路板、一感光芯片以及一底座，所述底座具有一光窗，所述感光芯片被导通地连接于所述电路板，所述底座结合于或被贴装于所述电路板，以使所述感光芯片的感光区域对应于所述底座的所述光窗，其中所述镜筒被直接地组装于所述底座，以保持所述光学镜头于所述感光组件的感光路径。
30.根据权利要求15至28中任一所述的摄像模组，其中所述光学镜头进一步包括一镜筒，所述变焦镜片单元被组装于所述镜筒，其中所述感光组件包括一电路板、一感光芯片以及一底座，所述底座具有一光窗，所述感光芯片被导通地连接于所述电路板，所述底座结合于或被贴装于所述电路板，以使所述感光芯片的感光区域对应于所述底座的所述光窗，其中所述摄像模组进一步包括一变焦马达，所述光学镜头的所述镜筒被可驱动地组装于所述变焦马达，所述变焦马达被组装于所述底座，以保持所述光学镜头于所述感光组件的感光路径。
31.一摄像模组的变焦方法，其特征在于，所述变焦方法包括如下步骤：
(a)施力于一光学镜头的一变焦镜片单元的一驱动中介，以允许所述驱动中介带动所述变焦镜片单元的一透光薄膜同步地和同幅度地弯曲变形；和
(b)允许所述变焦镜片单元的一折光部的一入光面的面型随着所述透光薄膜的变形而变形，以通过改变所述光学镜头的光线路径的方式实现所述摄像模组的变焦。
32.根据权利要求31所述的变焦方法，其中在所述步骤(b)中，允许所述折光部的所述入光面的面型随着所述透光薄膜的变形同步地和同幅度地变形。
33.根据权利要求31所述的变焦方法，其中在所述步骤(b)中，在所述折光部的所述入光面的面型随着所述透光薄膜的变形而变形时，保持所述折光部的对应于所述入光面的一出光面的面型不变。
34.根据权利要求31至33中任一所述的变焦方法，进一步包括步骤：(c)驱动所述光学镜头沿着所述摄像模组的中心轴线运动，以调整所述光学镜头和所述摄像模组的一感光芯片的相对位置而实现所述摄像模组的变焦。
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