CN116360092B - 一种液体透镜、摄像头模组及电子设备 - Google Patents

一种液体透镜、摄像头模组及电子设备 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种液体透镜、摄像头模组及电子设备。其中,液体透镜包括基座、覆膜层、柔性介质和使动机构。基座包括容纳腔;覆膜层覆盖在容纳腔上形成封闭腔体。柔性介质填充在封闭腔体内,用于透光。使动机构作用在覆膜层上,可以使覆膜层产生形变,并带动柔性介质的形变,以改变封闭腔体的形态,进而改变液体透镜的焦距。本申请实施例提供的液体透镜,可以在不依赖马达的情况下具备调节焦距能力。当本申请实施例提供的液体透镜应用于摄像头模组中时,摄像头模组不需要配备马达等器件,因此,有利于实现摄像头模组小型化,可以减小对电子设备内部空间的占用,进而实现电子设备的轻薄化。

Description

一种液体透镜、摄像头模组及电子设备
技术领域
本申请涉及透镜技术领域,尤其涉及一种液体透镜、摄像头模组及电子设备。
背景技术
拍摄功能对于电子设备(例如手机、笔记本电脑、平板等)来说已经是不可或缺的功能,为了得到良好的影像品质及摄像效果,电子设备中安装摄像头模组来提供广泛的拍摄功能。
摄像头模组通常可以包括镜头、马达、滤光片、芯片和印刷线路板(printedcircuit board,PCB)等器件。上述各器件依次堆叠在一起,使得摄像头模组具有一定高度。而具有一定高度的摄像头模组会占据电子设备的内部空间,进而增加电子设备的尺寸,难以实现电子设备的轻薄化。
发明内容
本申请提供了一种液体透镜、摄像头模组及电子设备,以解决摄像头模组的尺寸影响电子设备无法实现轻薄化需求的问题。
第一方面,本申请提供了一种液体透镜,包括:基座,基座包括容纳腔;覆膜层,覆盖在容纳腔上,以形成封闭腔体;柔性介质,填充在封闭腔体内,柔性介质用于透光;使动机构,作用在覆膜层上,用于使覆膜层产生形变,并带动柔性介质的形变,以改变封闭腔体的形态。这样,本申请实施例提供的液体透镜,可以在不依赖马达的情况下具备调节焦距能力。当本申请实施例提供的液体透镜应用于摄像头模组中时,摄像头模组不需要配备马达等器件,因此,有利于实现摄像头模组小型化,可以减小对电子设备内部空间的占用,进而实现电子设备的轻薄化。
本申请一些实施例中,柔性介质包括近红外介质,近红外介质用于吸收近红外光。这样,本申请实施例提供的液体透镜可以在不依赖滤光片的情况下具备吸收近红外光的作用,并可消除鬼影。当本申请实施例提供的液体透镜应用于摄像头模组中时,摄像头模组不需要配备滤光片等器件,因此,有利于进一步实现摄像头模组小型化,可以进一步减小对电子设备内部空间的占用,进而实现电子设备的轻薄化。
本申请一些实施例中,使动机构,用于使覆膜层产生形变,使封闭腔体处于第一形态,第一形态包括:覆膜层具有第一膜曲率,第一膜曲率为0;使动机构,用于使覆膜层产生形变,使封闭腔体处于第二形态,第二形态包括:覆膜层具有第二膜曲率,第二膜曲率大于0。这样,通过使动机构可以改变覆膜层的膜曲率,以改变封闭腔体的形态。
本申请一些实施例中,使动机构包括第一使动机构和第二使动机构;第一使动机构贴合在覆膜层上;第二使动机构贴合在基座上;第一使动机构和第二使动机构用于沿液体透镜的光轴方向产生相对运动,以改变封闭腔体的形态。这样,可以通过可以产生相向运动的第一使动机构和第二使动机构实现封闭腔体的形态变化,以精准控制液体透镜的形变。
本申请一些实施例中,第一使动机构包括第一使动环,第一使动环与光轴方向同轴;第二使动机构包括第二使动环,第二使动环与光轴方向同轴。第一使动环和第二使动环均包括压电陶瓷、电极、磁石或线圈中的一种。第一使动环具有第一极性,第二使动环具有第二极性,第一极性与第二极性相反,使第一使动环与第二使动环之间具有吸引力;利用驱动机构调节吸引力,在吸引力为初始吸引力时,封闭腔体处于第一形态;在吸引力大于初始吸引力时,封闭腔体处于第二形态;其中,初始吸引力是指在驱动机构未使能时,第一使动环和第二使动环之间的吸引力。这样,可以通过第一使动环和第二使动环的吸引力强弱的变化,实现第一使动环和第二使动环的相对运动,进而改变封闭腔体的形态,以调节液体透镜的焦距。
本申请一些实施例中,第一使动环沿光轴方向朝向靠近第二使动环的方向运动,使覆膜层的第一部分从第一使动环的环形中心区域向远离第二使动环的方向凸出,使封闭腔体处于第二形态;第一使动环沿光轴方向朝向远离第二使动环的方向运动,使第一部分从第一使动环的环形中心区域向靠近第二使动环的方向下降,使封闭腔体处于第一形态;其中,第一部分是指覆膜层的位于第一使动环的环形中心区域内的部分。这样,封闭腔体由第一形态变化至第二形态,可以实现调大镜头焦距。封闭腔体由第二形态变化至第一形态,可以实现调小镜头焦距。
本申请一些实施例中,第一使动环沉积在覆膜层的外表面或内表面;第二使动环沉积在基座的外表面或内表面。这样,可以提高第一使动环和第二使动环的固定稳定性。
本申请一些实施例中,覆膜层包括高分子弹性聚合物薄膜;近红外介质包括介电常数不为0的近红外吸收液体。这样,可以实现覆膜层的可形变特性,以及,实现近红外介质的吸收近红外光线的功能。
本申请一些实施例中,基座上镀有近红外截止膜层和增透膜层中的一种;覆膜层上镀有近红外截止膜层和增透膜层中的另一种。这样,可以利用近红外截止膜层提高近红外光线的吸收能力,利用增透膜层降低反射率。
第二方面,本申请提供了一种摄像头模组,包括:基板、感光元件和液体镜头组件;感光元件贴合在基板上;液体镜头组件包括镜筒和第一方面所述的液体透镜,液体透镜固定在镜筒内;镜筒覆盖在感光元件上,并通过胶层与基板贴合。这样,采用具有调节焦距能力和吸收近红外光能力的液体透镜,摄像头模组不需要配备马达和滤光片等器件,因此,有利于实现摄像头模组小型化,可以减小电子设备内部空间的占用,进而实现电子设备的轻薄化。
第三方面,本申请提供了一种电子设备,包括第二方面所述的摄像头模组。这样,采用具有小型化特点的摄像头模组,可以实现电子设备的轻薄化。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A是本申请实施例提供的电子设备100的结构示意图;
图1B是本申请实施例提供的电子设备100的侧视图;
图2是一种摄像头组件30的结构示意图;
图3是本申请实施例提供的液体透镜40的结构示意图;
图4是本申请实施例提供的基座101的剖视图;
图5是本申请实施例提供的液体透镜40的分解结构示意图;
图6是图3中A-A截面示意图;
图7是图5中B-B截面示意图;
图8是本申请实施例提供的处于第一形态下液体透镜的结构示意图;
图9是本申请实施例提供的处于第二形态下液体透镜的结构示意图;
图10是本申请实施例提供的处于第二形态下液体透镜的剖视图;
图11是本申请实施例提供的摄像头模组50的分解结构示意图;
图12是本申请实施例提供的摄像头模组50的结构示意图。
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地描述。显然,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,而不是全部实施例。基于本申请的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的其他实施例,都属于本申请的保护范围。
以下,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等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,本申请中,“上”、“下”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的,应当理解到,这些方向性术语是相对的概念,它们用于相对于的描述和澄清,其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
本申请实施例所述的电子设备包括但不限定于手机、笔记本电脑、平板电脑、膝上型电脑、个人数字助理或可穿戴式设备等。以下以电子设备为手机进行说明。
图1A是本申请实施例提供的电子设备100的结构示意图。
如图1A所示,电子设备100可以包括机身10和屏幕20,屏幕20覆盖在机身10上。机身10内设置有摄像头组件30,以为电子设备100提供拍摄功能。
摄像头组件30在应用在电子设备100上时,既可以作为前置摄像头组件,也可作为后置摄像头组件。本申请实施例以作为后置摄像头组件为例,摄像头组件30的镜头外露在电子设备100的表面,在拍摄时,通过摄像头组件30采集图像进行拍摄。
而随着电子设备100的轻薄化发展趋势,电子设备100内用于容纳摄像头组件30的空间也越来越小,因此需要摄像头组件30更加小型化。
图1B是本申请实施例提供的电子设备100的侧视图。
如图1B所示,摄像头组件30通常设置在电子设备100的靠近机身顶端的位置,摄像头组件30相对于机身后壳凸出,摄像头组件30的高度方向为电子设备100的厚度方向。因此,摄像头组件30的高度H30影响电子设备100的厚度H100。例如,摄像头组件30的高度H30越高,电子设备100的厚度H100越厚。
图2是一种摄像头组件30的结构示意图。
如图2所示,摄像头组件30可以包括镜头31、马达32、胶层33、滤光片34、感光芯片35、底座36和电路板37等。
光线自镜头31的入光侧进入镜头31,自镜头31的出光侧射出镜头31,镜头31具有光线汇聚作用。镜头31包括镜筒及固定于镜筒内侧的至少一个镜片。示例性的,镜片的数量可以为多个,多个镜片的光轴重合以组合成镜片组,从而具备更佳的光学性能。其中,镜头31的光线轴31a为镜片或镜片组的光轴。摄像头组件30的高度方向DH平行于镜头31的光线轴31a。
马达32与镜头31固定连接,并安装于镜头31的出光侧。在摄像头组件30的高度方向上,马达32与镜头31彼此间隔地堆叠设置。镜头31可在马达32的驱动下,沿光线轴31a方向移动实现光学对焦(也可称调焦)和变焦。其中,光学变焦是通过移动镜头内部镜片的相对位置来改变焦点的位置,改变镜头焦距的长短,并改变镜头的视角大小,从而实现影像的放大与缩小;光学对焦是指调整整个镜头31相对于感光芯片35的位置(而不是镜头31内的镜片的位置),来控制像距,从而使成像最清晰。
底座36用于承载马达32,马达32通过胶层33与底座36连接。底座36可局部镂空形成阶梯安装槽,滤光片34和感光芯片35置于该阶梯安装槽内。示例性的,滤光片34位于阶梯安装槽中靠近镜头31的槽内,感光芯片35位于阶梯安装槽中远离镜头31的槽内。滤光片34与光线轴31a垂直,外界光线可穿过镜头31到达滤光片34。滤光片34用于吸收近红外光。感光芯片35的受光面朝向镜头31,光线通过镜头31和滤光片34后,照射到受光面上。感光芯片35利用光电器件的光电转换功能,将其受光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号,以形成图像。
电路板37固定在底座36的背离马达32的一面,电路板37与马达32分别位于底座36的相对两侧。电路板37可以包括相连的硬质电路板及柔性电路板。硬质电路板上可布置感光芯片35,柔性电路板远离硬质电路板的一端可布置连接器,摄像头组件30通过该连接器连接至电子设备100的主板。
感光芯片35可以通过镂空的阶梯安装槽与电路板37连接。示例性的,可以采用粘接、焊接等固定工艺将感光芯片35固定在电路板37上。感光芯片35与电路板37之间除了上述的固定连接外,两者之间还电连接,即感光芯片35通过金属飞线实现电连接,感光芯片35转换的电信号可以通过该金属飞线传递到电路板37上,并通过电路板37传递到电子设备100的处理器上。
由于马达32具有一定高度H32,用于承载马达32的底座36也具有一定高度H36,二者是占据摄像头组件30的最大容纳空间的器件。而底座36需容纳滤光片34和感光芯片35,滤光片34的高度H34和感光芯片35的高度使得底座36的高度H36进一步增加。这样,使得摄像头组件30的高度增加。摄像头组件30占据电子设备100的内部空间,进而增加电子设备100的厚度H100,难以实现电子设备100的轻薄化。
为了实现电子设备100的轻薄化,本申请实施例提供一种液体透镜40和摄像头模组50,利用该液体透镜40可以降低摄像头模组50的高度,减小摄像头模组50对电子设备100内部空间的占用,以实现电子设备100的轻薄化。
图3是本申请实施例提供的液体透镜40的结构示意图。
如图3所示,在一些实施例中,液体透镜40可以包括:基座101、覆膜层102、柔性介质103和使动机构。
基座101为液体透镜40的框架,用于承载液体透镜40的其他器件。示例性的,基座101可以采用光学塑胶或玻璃等材质,以便基座101可以在摄像头模组50的有效透光区域中透光,保证光学性能。
图4是本申请实施例提供的基座101的剖视图。
如图4所示,在一些实施例中,基座101可以包括容纳腔1011。
容纳腔1011可以沿液体透镜40的光轴方向D40由基座101的上表面向基座101的中心凹陷一定深度形成,使得基座101形成具有上表面开口的腔体。
容纳腔1011的纵向截面形状可以为矩形,也可以为梯形,本申请实施例不进行限定。
图5是本申请实施例提供的液体透镜40的分解结构示意图。
结合图4和图5所示,在一些实施例中,覆膜层102覆盖在容纳腔1011上,以形成封闭腔体。
覆膜层102可以采用对可见光透明,并可产生形变,使液体透镜发生面形变化的材质。示例性的,覆膜层102可以采用高分子弹性聚合物薄膜或其他材料制成。
在一些实施例中,覆膜层102可以是片状薄膜,该片状薄膜粘接在基座101的上表面,以由该片状薄膜和容纳腔1011形成封闭腔体。这样,该封闭腔体中由该片状薄膜发生面形变化。
在一些实施例中,覆膜层102可以是囊状薄膜,该囊状薄膜贴合在容纳腔1011的内表面,由基座101支撑该囊状薄膜,以形成封闭腔体。这样,覆膜层102中用于发生面形变化的表面是该囊状薄膜的未与容纳腔1011内表面贴合的部分。
图6是图3中A-A截面示意图。
如图6所示,在一些实施例中,柔性介质103填充在封闭腔体内,柔性介质103可以采用能够透光、且具有流动性的液体。
柔性介质103可以随覆膜层102的形变而形变,从而实现液体透镜40发生形变,以改变液体透镜40的焦距。
使动机构作用在覆膜层102上,用于使覆膜层102产生形变,以改变封闭腔体的形态。其中,覆膜层102产生的形变可以包括平面、球面或非球面等面形变化。
使动机构可以基于电、磁、热或声等任意技术原理实现,可以是接触式的使动机构,也可以是非接触式的使动机构。其中,接触式是指通过与覆膜层102接触并使其产生形变的方式,例如,接触式的使动机构可以基于电或磁等技术原理实现;非接触式是指不与覆膜层102接触而使其产生形变的方式,例如,非接触式的使动机构可以基于热或声等任意技术原理实现。
在一些实施例中,使动机构用于使覆膜层102产生形变,使封闭腔体处于第一形态,第一形态包括:覆膜层102具有第一膜曲率,第一膜曲率为0。示例性的,第一形态可以包括覆膜层102的表面为平面的状态。
在一些实施例中,使动机构用于使覆膜层102产生形变,使封闭腔体处于第二形态,第二形态包括:覆膜层102具有第二膜曲率,第二膜曲率大于0。示例性的,第二形态可以包括覆膜层102的表面为球面或非球面的状态。
示例性的,使动机构使覆膜层102产生形变,在使封闭腔体从第一形态变化至第二形态时,覆膜层102的膜曲率变大,以调大液体透镜40的焦距。在使封闭腔体从第二形态变化至第一形态时,覆膜层102的膜曲率变小,以调小液体透镜40的焦距。
这样,本申请实施例提供的液体透镜40,可通过使动机构使可变形的覆膜层102变形,并带动其内包覆的柔性介质103,精确控制液体透镜40发生形变,从而改变液体透镜40的焦距。这样,本申请实施例提供的液体透镜40,可以在不依赖马达32的情况下具备调节焦距能力。当本申请实施例提供的液体透镜40应用于摄像头模组50中时,摄像头模组50不需要配备马达32等器件,并基于液体透镜40发生形变的特点,可使镜片尺寸更大。因此,摄像头模组50中取消配备马达32,并取消配备用于支撑马达32的底座36,可以降低摄像头模组50的高度,有利于实现摄像头模组50小型化,可以减小对电子设备100内部空间的占用,进而实现电子设备100的轻薄化。
在目前的摄像头组件30中,利用滤光片34实现近红外光吸收时,会使摄像头组件30拍摄的图像中存在“鬼影”。
在一些实施例中,为了消除“鬼影”,本申请实施例提供的液体透镜40中,柔性介质103可以包括近红外介质,近红外介质用于吸收近红外光,起到滤光片34的作用。
近红外介质为可见光下无色,具有高透过率,介电常数不为0,近红外下不透明,对近红外光具有高吸收率的液体。示例性的,近红外介质包括但不限于:磷酸酯-铜配位化合物等常温下为液体或可溶于水的溶剂。
因此,采用近红外介质替代滤光片34吸收近红外光,不仅可以提高吸收效果,还可消除由滤光片带来的“鬼影”,以提高摄像头模组的图像拍摄质量。
这样,本申请实施例提供的液体透镜40,可以在不依赖滤光片的情况下具备吸收近红外光的作用,并可消除“鬼影”。当本申请实施例提供的液体透镜应用于摄像头模组中时,摄像头模组不需要配备滤光片。因此,摄像头模组中取消配备滤光片,可以进一步降低摄像头模组的高度,有利于进一步实现摄像头模组小型化,可以进一步减小对电子设备内部空间的占用,进而实现电子设备的轻薄化。
在一些实施例中,本申请实施例提供的液体透镜40,可以同时采用可产生形变的覆膜层102,以及,由覆膜层102内包覆近红外介质的方案,这样,可以使液体透镜40在不依赖马达32的情况下具备调节焦距能力,并且,在不依赖滤光片34的情况下具备吸收近红外光的作用,从而消除“鬼影”。当本申请实施例提供的液体透镜40应用于摄像头模组50中时,摄像头模组50不需要配备马达32和滤光片34等器件。因此,摄像头模组50中取消配备马达32和滤光片34,并取消配备用于支撑马达32的底座36,可以进一步降低摄像头模组50的高度,有利于进一步实现摄像头模组50小型化,可以进一步减小对电子设备100内部空间的占用,进而实现电子设备100的轻薄化。
在一些实施例中,使动机构可以包括第一使动机构和第二使动机构。第一使动机构贴合在覆膜层102上;第二使动机构贴合在基座101上;第一使动机构和第二使动机构用于沿液体透镜40的光轴方向D40产生相对运动,以改变封闭腔体的形态。
图7是图5中B-B截面示意图。
结合图3、图6和图7所示,在一些实施例中,第一使动机构可以包括第一使动环104,第一使动环104贴合在覆膜层102上,第一使动环104的中心轴与液体透镜的光轴同轴。第二使动机构可以包括第二使动环105,第二使动环105贴合在基座101上,第二使动环105的中心轴与液体透镜40的光轴同轴。第一使动环104位于覆膜层102的位置与第二使动环105位于基座101的位置相对,便于第一使动环104和第二使动环105能够产生最佳的相对运动,以便精准调节液体透镜40的焦距。
第一使动环104可以沉积在覆膜层102的外表面或内表面;第二使动环105可以沉积在基座101的外表面或内表面。这样,可以使第一使动环104更可靠地贴合在覆膜层102上,以及,使第二使动环105更可靠地贴合在基座101上。其中,沉积工艺是指在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜生产技术。
第一使动环104和第二使动环105均可以包括压电陶瓷、电极、磁石或线圈中的一种。第一使动环104和第二使动环105的材质相同,示例性的,在第一使动环104采用电极时,第二使动环105也采用电极。
第一使动环104具有第一极性,第二使动环105具有第二极性,且第一极性与第二极性相反。这样,第一使动环104和第二使动环105异性相吸,使第一使动环104与第二使动环105之间具有吸引力。
图8是本申请实施例提供的处于第一形态下液体透镜的结构示意图。
如图8所示,在一些实施例中,利用驱动机构调节吸引力,使第一使动环104和第二使动环105能够沿液体透镜40的光轴方向产生相对运动,改变第一使动环104和第二使动环105之间的距离,以改变封闭腔体的形态。
驱动机构用于对第一使动环104和第二使动环105使能,以驱动第一使动环104和第二使动环105产生相对运动。示例性的,在使动机构采用压电陶瓷、电极、磁石或线圈中的一种时,驱动机构可以采用驱动电路60。驱动电路60可以是摄像头模组的供电模块。
驱动电路60可以输出不同的电压,以调节第一使动环104和第二使动环105之间的吸引力,控制封闭腔体形变的程度,进而控制液体透镜40焦距的调节程度。电压与吸引力具有正比对应关系,驱动电路60输出的电压越大,第一使动环104和第二使动环105之间的吸引力越大;驱动电路60输出的电压越小,第一使动环104和第二使动环105之间的吸引力越小。
不同的电压使第一使动环104和第二使动环105之间具有不同的吸引力,使封闭腔体产生不同程度的形变,进而使覆膜层102具有不同的膜曲率,以实现液体透镜40的焦距调节。
在驱动电路60不通电状态下,即驱动电路60未使能时,驱动电路60输出的电压为0,第一使动环104和第二使动环105具有初始吸引力。也就是说,初始吸引力是指在驱动电路60未使能时,第一使动环104和第二使动环105之间的吸引力。这样,第一使动环104和第二使动环105不产生相对运动,第一使动环104和第二使动环105之间具有第一距离L1,封闭腔体处于第一形态,第一距离L1是指在初始吸引力作用下第一使动环104和第二使动环105之间的初始距离。这种情况下,覆膜层102的膜曲率为0,覆膜层102的表面可以为平面。此时,液体透镜40的焦距未改变,仍为默认焦距。
图9是本申请实施例提供的处于第二形态下液体透镜的结构示意图。
如图9所示,在一些实施例中,在驱动电路60通电下,即驱动电路60使能时,驱动电路60输出第一电压,第一电压大于0,使第一使动环104和第二使动环105具有第一吸引力,第一吸引力大于初始吸引力,第一吸吸引力是指在驱动电路60使能时,第一使动环104和第二使动环105之间的吸引力。这样,第一使动环104和第二使动环105产生相对运动,使第一使动环104和第二使动环105之间的距离减小至第二距离L2,封闭腔体处于第二形态。这种情况下,覆膜层102的膜曲率不为0,覆膜层102的表面可以为球面或非球面。
在驱动电路60输出第一电压时,由于第二使动环105固定在基座101的底部,那么基座101会阻止第二使动环105受驱动电路60的使能而运动;而第一使动环104固定在覆膜层102上,第一使动环104可受驱动电路60的使能而运动。因此,可以由第一使动环104朝向第二使动环105运动,第一使动环104和第二使动环105之间距离减小,进而使覆膜层102产生形变。
图10是本申请实施例提供的处于第二形态下液体透镜的剖视图。
结合图9和图10所示,在一些实施例中,在驱动电路60输出第一电压时,增加第一使动环104和第二使动环105之间的吸引力至第一吸引力。这样,第一使动环104沿光轴方向D40朝向靠近第二使动环105的方向D1运动,使第一使动环104和第二使动环105之间的距离减小至第二距离L2,第一使动环104对覆膜层102产生压力,将封闭腔体内的柔性介质103挤向透镜中心,使覆膜层102的第一部分1021从第一使动环104的环形中心区域向远离第二使动环105的方向D2凸出,改变膜曲率;以及使覆膜层102的第二部分1022产生较小形变。其中,第一部分1021是指覆膜层102的位于第一使动环104的环形中心区域内的部分,第二部分1022是指覆膜层102的临近基座101边缘的部分。
第一部分1021沿光轴方向D40朝远离第二使动环105的方向相对于第一使动环104凸出第一高度h1,使得覆膜层102的膜曲率增加至第二膜曲率。这样,封闭腔体由第一形态变化至第二形态,以调大液体透镜40的焦距。
在一些实施例中,在驱动电路60输出第二电压,且第二电压小于第一电压时,使第一使动环104和第二使动环105之间的吸引力由第一吸引力降低至第二吸引力,第二吸引力大于初始吸引力。这样,第一使动环104沿光轴方向D40朝向远离第二使动环105的方向D2运动,使第一使动环104和第二使动环105之间的距离逐渐增加,第一使动环104对覆膜层101产生的压力减小,封闭腔体内的柔性介质103由透镜中心向四周运动,使第一部分1021从第一使动环104的环形中心区域向靠近第二使动环105的方向D1下降。
第一部分1021相对于第一使动环104凸出的第一高度h1逐渐减小,覆膜层102的膜曲率由第二膜曲率逐渐降低。这样,封闭腔体由第二形态变化至第三形态,以调小液体透镜40的焦距。其中,第三形态为介于第一形态和第二形态之间的形态。
在一些实施例中,在驱动电路60输出第三电压,且第三电压为0时,也就是说驱动电路60不通电时,第一使动环104和第二使动环105之间的吸引力由第二吸引力降低至初始吸引力。这样,第一使动环104继续沿光轴方向D40朝向远离第二使动环105的方向D2运动,第一使动环104和第二使动环105之间的距离逐渐增加至第一距离L1。第一部分1021相对于第一使动环104凸出的第一高度h1减小至0,覆膜层102的膜曲率降低至为0,覆膜层102的表面趋近于平面。这样,封闭腔体由第二形态(或第三形态)变化至第一形态,以调小液体透镜40的焦距,液体透镜40的焦距恢复至默认焦距。
需要说明的是,覆膜层102的膜曲率与液体透镜40的目标焦距需求均和驱动电路60输出的电压呈正比关系。也就是说,电压越大,膜曲率越大,焦距越大。电压越小,膜曲率越小,焦距越小。
在一些实施例中,基座101上镀有近红外截止膜层和增透膜层中的一种;覆膜层102上镀有近红外截止膜层和增透膜层中的另一种。近红外截止膜层用于提高近红外光线的吸收能力,增透膜层用于降低反射率。示例性的,在基座101上镀近红外截止膜层,在覆膜层102上增透膜层。
需要说明的是,第一使动机构和第二使动机构还可采用其他结构,例如,还可以为三角环状结构或方形环结构等,以能实现覆膜层102产生膜曲率的变化即可。
这样,本申请实施例提供的液体透镜40,可以利用覆膜层102的受使动机构作用可产生形变的特点,实现液体透镜40的焦距调节;并在覆膜层102包覆的柔性介质103为近红外介质时,实现近红外光线吸收。这样,可以使液体透镜40在不依赖马达32的情况下具备调节焦距能力,并且,还可以在不依赖滤光片34的情况下具备吸收近红外光的作用,从而消除“鬼影”。当本申请实施例提供的液体透镜40应用于摄像头模组50中时,摄像头模组50不需要配备马达32和滤光片34等器件。因此,摄像头模组50中取消配备马达32和滤光片34,并取消配备用于支撑马达32的底座36,可以进一步降低摄像头模组50的高度,有利于进一步实现摄像头模组50小型化,可以进一步减小对电子设备100内部空间的占用,进而实现电子设备100的轻薄化。
图11是本申请实施例提供的摄像头模组50的分解结构示意图。
如图11所示,在一些实施例中,摄像头模组50可以包括:基板501、感光元件502和液体镜头组件503。
基板501可以包括相互连接的硬质电路板和柔性电路板,硬质电路板上可布置感光元件502,柔性电路板远离硬质电路板的一端可布置连接器,摄像头模组50通过该连接器连接至电子设备100的主板。
硬质电路板可以包括第一凹槽5011和第二凹槽5012,第一凹槽5011和第二凹槽5012均由基板501的上表面向内部凹陷一定深度形成,形成第一凹槽5011的凹陷深度大于形成第二凹槽5012的凹陷深度。第一凹槽5011的尺寸小于第二凹槽5012的尺寸。
感光元件502贴合在基板501上;示例性的,感光元件502贴合在第一凹槽5011内。这样,将感光元件502嵌入基板501中,可以降低摄像头模组50的高度。
在感光元件502固定在第一凹槽5011时,可以采用粘接、焊接等常见的固定工艺。在感光元件502固定在基板501上后,感光元件502的受光面背离基板501,以使得该受光面朝向液体镜头组件503,液体镜头组件503中射入的光线可以直接照射到感光元件502。
图12是本申请实施例提供的摄像头模组50的结构示意图。
如图12所示,在一些实施例中,液体镜头组件503可以包括镜筒5031和前述任一实施例提供的液体透镜40,液体透镜40固定在镜筒5031内。
镜筒5031覆盖在感光元件502上,并通过胶层504与基板501贴合。示例性的,镜筒5031通过胶层504与第二凹槽5012贴合。
基板501通过导线与液体透镜40中的使动机构连接,对液体透镜40施加不同电压从而发生曲率变化,实现快速的变焦及调焦功能。
在一些实施例中,液体镜头组件503可以包括多个液体透镜40和多个光学透镜5013,多个液体透镜40和多个光学透镜5013均固定在镜筒5031内,多个液体透镜40和多个光学透镜5013同轴。
多个液体透镜40和多个光学透镜5013的位置可以相互交错,此处不进行具体限定。示例性的,图12所示的液体镜头组件503中,液体透镜40位于第一位,光学透镜5013位于最后一位,二者之间的透镜省略展示。
在一些实施例中,当本申请实施例提供的摄像头模组50中应用液体透镜40时,液体透镜40的焦距调节能力,可以使摄像头模组50具有调焦、变焦功能。
调焦功能和变焦功能所依据的液体透镜40的焦距调节程度不同,示例性的,在调节液体透镜40的焦距至第一焦距时,可以实现摄像头模组50的调焦功能;在调节液体透镜40的焦距至第二焦距时,可以实现摄像头模组50的变焦功能。其中,第一焦距小于第二焦距。
摄像头模组50所具有的调焦、变焦功能可以依据用户操作电子设备100的调焦需求而实现。其中,调焦需求可以包括使图像变清晰、看近或看远等。
电子设备100响应于用户的使图像变清晰的调焦需求,确定液体透镜40的目标焦距为第一焦距。结合图8至图10所示内容,控制驱动电路60输出与第一焦距对应的电压V1,V1大于0,增加液体透镜40中第一使动环104和第二使动环105之间的吸引力,使第一使动环104和第二使动环105之间的距离减小,增加覆膜层102的膜曲率。这样,可以微调液体透镜40的焦距至第一焦距,实现摄像头模组50的调焦功能,使摄像头模组50具有内对焦能力,使得用户可以通过摄像头模组50采集的图像看到清晰的物体。
电子设备100响应于用户的看远需求,确定液体透镜40的目标焦距为第二焦距。结合图8至图10所示内容,控制驱动电路60输出与第二焦距对应的电压V2,V2大于V1,进一步增加液体透镜40中第一使动环104和第二使动环105之间的吸引力,使第一使动环104和第二使动环105之间的距离减小至第二距离L2,增加覆膜层102的膜曲率至第二膜曲率。其中,第二距离L2大于第一焦距对应的距离,第二膜曲率大于第一焦距对应的膜曲率。这样,可以调大液体透镜40的焦距至第二焦距,实现摄像头模组50的变焦功能,使得用户可以通过摄像头模组50采集的图像看到较远距离的物体。
电子设备100响应于用户的看近需求,确定液体透镜40的目标焦距为第三焦距,第三焦距小于第二焦距,且第三焦距大于第一焦距。结合图8至图10所示内容,控制驱动电路60输出与第三焦距对应的电压V3,V3小于V2,且V3大于V1,降低液体透镜40中第一使动环104和第二使动环105之间的吸引力,使第一使动环104和第二使动环105之间的距离由第二距离L2增加至第三距离,使覆膜层102的膜曲率由第二膜曲率降低至第三膜曲率。其中,第三距离小于第一焦距对应的距离,第三膜曲率大于第一焦距对应的膜曲率。这样,可以使液体透镜40的焦距由第二焦距调小至第三焦距,实现摄像头模组50的变焦功能,使得用户可以通过摄像头模组50采集的图像看到较近距离的物体。
由于液体透镜40可以同时具有自动调节焦距功能和/或吸收近红外光线功能,那么,摄像头模组50中可以省去滤光片34和/或马达32,同时省去用于固定马达32的底座36。这样,镜筒5031和感光元件502可以直接与基板501通过粘胶结合,可以降低摄像头模组50的尺寸。
可见,本申请实施例提供的摄像头模组50,在不使用马达32和滤光片34等器件时,可以通过液体透镜40保证摄像头模组50仍具有焦距调节的能力和吸收近红外光线的能力,进而实现摄像头模组50的调焦、变焦功能。这样,摄像头模组50中取消配备马达32和滤光片34,并取消配备用于支撑马达32的底座36,可以进一步降低摄像头模组50的高度,即摄像头模组50的高度H50小于图2所示摄像头组件30的高度H30,而取消配备马达32和底座36,还可以降低摄像头模组50的宽度。本申请实施例提供的摄像头模组50可以实现小型化,可以减小对电子设备100内部空间的占用,实现电子设备100的轻薄化。
进一步的,采用近红外介质替代滤光片34,来吸收近红外光线,不仅可以提高吸收效果,还可消除由滤光片34带来的“鬼影”,以提高摄像头模组50的图像拍摄质量。可见,本申请实施例提供的摄像头模组50,不仅具有小型化特点,还可实现更清晰的成像要求。
在一些实施例中,本申请实施例还提供一种摄像头模组50,包括镜头组件,该镜头组件包括玻璃透镜。
玻璃透镜采用具有在可见光区域具有高透过率,近红外区域截止的玻璃材质,该玻璃透镜包括蓝玻璃或其他具有相似特性的光学玻璃。
使用这种材质的玻璃透镜的摄像头模组50,其无需再设置单独的滤光片34,且玻璃透镜的高度小于滤光片34的高度。这样,摄像头模组50中取消配备滤光片34,可以降低摄像头模组50的尺寸,实现摄像头模组50的小型化。
在一些实施例中,本申请实施例还提供一种电子设备,包括前述任一项实施例提供的摄像头模组。摄像头模组具有小型化特点,进而可以实现电子设备的轻薄化。
需要说明的是,本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后,将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本申请的真正范围由下面的权利要求指出。
应当理解的是,本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (12)

1.一种液体透镜,其特征在于,包括:
基座(101),所述基座(101)包括容纳腔(1011);
覆膜层(102),覆盖在所述容纳腔(1011)上,以形成封闭腔体;
柔性介质(103),填充在所述封闭腔体内,所述柔性介质(103)用于透光;
使动机构,作用在所述覆膜层(102)上,用于使所述覆膜层(102)产生形变,并带动所述柔性介质(103)的形变,以改变所述封闭腔体的形态;其中,
所述使动机构包括第一使动机构和第二使动机构;所述第一使动机构贴合在所述覆膜层(102)上,所述第二使动机构贴合在所述基座(101)上;
所述第一使动机构和所述第二使动机构之间用于产生吸引力,以使所述第一使动机构和所述第二使动机构在所述吸引力的作用下沿所述液体透镜的光轴方向产生相对运动,以改变所述封闭腔体的形态。
2.根据权利要求1所述的液体透镜,其特征在于,
所述柔性介质(103)包括近红外介质,所述近红外介质用于吸收近红外光。
3.根据权利要求1所述的液体透镜,其特征在于,
所述使动机构,用于使所述覆膜层(102)产生形变,使所述封闭腔体处于第一形态,所述第一形态包括:所述覆膜层(102)具有第一膜曲率,所述第一膜曲率为0;
所述使动机构,用于使所述覆膜层(102)产生形变,使所述封闭腔体处于第二形态,所述第二形态包括:所述覆膜层(102)具有第二膜曲率,所述第二膜曲率大于0。
4.根据权利要求1所述的液体透镜,其特征在于,
所述第一使动机构包括第一使动环(104),所述第一使动环(104)的中心轴与所述液体透镜的光轴同轴;
所述第二使动机构包括第二使动环(105),所述第二使动环(105)的中心轴与所述液体透镜的光轴同轴。
5.根据权利要求4所述的液体透镜,其特征在于,
所述第一使动环(104)和所述第二使动环(105)均包括压电陶瓷、电极、磁石或线圈中的一种。
6.根据权利要求5所述的液体透镜,其特征在于,
所述第一使动环(104)具有第一极性,所述第二使动环(105)具有第二极性,所述第一极性与所述第二极性相反,使所述第一使动环(104)与所述第二使动环(105)之间具有吸引力;
利用驱动机构调节所述吸引力,在所述吸引力为初始吸引力时,所述封闭腔体处于第一形态;在所述吸引力大于初始吸引力时,所述封闭腔体处于第二形态;
其中,所述初始吸引力是指在所述驱动机构未使能时,所述第一使动环(104)和所述第二使动环(105)之间的吸引力。
7.根据权利要求6所述的液体透镜,其特征在于,
所述第一使动环(104)沿所述光轴方向朝向靠近所述第二使动环(105)的方向运动,使所述覆膜层(102)的第一部分(1021)从所述第一使动环(104)的环形中心区域向远离所述第二使动环(105)的方向凸出,使所述封闭腔体处于第二形态;
所述第一使动环(104)沿光轴方向朝向远离所述第二使动环(105)的方向运动,使所述第一部分(1021)从所述第一使动环(104)的环形中心区域向靠近所述第二使动环(105)的方向下降,使所述封闭腔体处于第一形态;
其中,所述第一部分(1021)是指所述覆膜层(102)的位于所述第一使动环(104)的环形中心区域内的部分。
8.根据权利要求4-7任一项所述的液体透镜,其特征在于,
所述第一使动环(104)沉积在所述覆膜层(102)的外表面或内表面;
所述第二使动环(105)沉积在所述基座(101)的外表面或内表面。
9.根据权利要求2所述的液体透镜,其特征在于,
所述覆膜层(102)包括高分子弹性聚合物薄膜;
所述近红外介质包括介电常数不为0的近红外吸收液体。
10.根据权利要求1所述的液体透镜,其特征在于,
所述基座(101)上镀有近红外截止膜层和增透膜层中的一种;
所述覆膜层(102)上镀有近红外截止膜层和增透膜层中的另一种。
11.一种摄像头模组,其特征在于,包括:基板(501)、感光元件(502)和液体镜头组件(503);
所述感光元件(502)贴合在所述基板(501)上;
所述液体镜头组件(503)包括镜筒(5031)和权利要求1-10任一项所述的液体透镜,所述液体透镜固定在所述镜筒(5031)内;
所述镜筒(5031)覆盖在所述感光元件(502)上,并通过胶层(504)与所述基板(501)贴合。
12.一种电子设备,其特征在于,包括权利要求11所述的摄像头模组。
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