CN116471469A - 摄像模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种摄像模组及电子设备，其中，摄像模组包括：镜头组件，包括镜头和承载镜头的镜头载体；压电驱动机构，用于驱动镜头载体带动镜头沿光轴方向线性运动，压电驱动机构包括沿光轴方向延伸布置的弹性体，弹性体的一侧固定连接有多个沿光轴方向相邻布置的压电体、另一侧设有用于与镜头载体相抵接的驱动足；壳体，镜头组件和压电驱动机构均设于壳体的内腔中，弹性体的两端在壳体内固定；以及导向结构，用于引导镜头载体沿光轴方向线性运动；其中，摄像模组整体配置为：在压电体通电时，弹性体发生形变，驱动足驱动镜头载体沿导向结构往复运动。这样，上述摄像模组可应用于更大对焦行程的长焦模组，对成像质量有很大的提升。

Description

摄像模组及电子设备

技术领域

本公开涉及光学成像技术领域，尤其涉及摄像模组及电子设备。

背景技术

摄像模组已经广泛应用于手机、平板电脑等电子设备中，随着影像技术的提升，电子设备的影像功能愈发强大，比如，摄像头数量由传统的单模组演变为双摄、三摄、四摄等，摄像头结构的微型化及精密化程度也得到了提升。为了满足影像爱好者在不同物距下均能取得满意的成像效果，现有摄像模组通常采用主摄模组、长焦模组及微距模组组合，其中，主摄模组多定位于拍摄10cm至无穷远物距下的场景，长焦模组多定位于将远处的场景拉近以实现更清晰的成像效果，而微距模组通常将小于10cm甚至更短的物距下的场景进行放大以呈现更多的细节。

相关技术中，多个模组之间实现对焦或者变焦的功能通常基于电磁原理，这样，多摄之间的堆叠会产生电磁干扰；另外，在手机等电子设备有限尺寸下，更多的摄像模组会对电子设备上其他器件的堆叠及散热的实现带来新的挑战。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种摄像模组及电子设备。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种摄像模组，其特征在于，包括：

镜头组件，包括镜头和承载所述镜头的镜头载体；

压电驱动机构，用于驱动所述镜头载体带动所述镜头沿光轴方向线性运动，所述压电驱动机构包括沿光轴方向延伸布置的弹性体，所述弹性体的一侧固定连接有多个沿所述光轴方向相邻布置的压电体、另一侧设有用于与所述镜头载体相抵接的驱动足；

壳体，所述镜头组件和所述压电驱动机构均设于所述壳体的内腔中，所述弹性体的两端在所述壳体内固定；以及

导向结构，用于引导所述镜头载体沿所述光轴方向线性运动；

其中，所述摄像模组整体配置为：在所述压电体通电时，所述弹性体发生形变，所述驱动足驱动所述镜头载体沿所述导向结构往复运动。

可选地，任意相邻两个所述压电体的极化方向相反，所述驱动足为沿所述光轴方向间隔布置的多个，且多个所述驱动足中的至少部分用于与所述镜头载体相抵接。

可选地，所述压电体包括多个与所述驱动足位置相对应的第一压电体和设置在相邻两个所述第一压电体之间的第二压电体，相邻两个所述第一压电体之间至少设置有一个所述第二压电体。

可选地，所述摄像模组包括两个所述压电驱动机构，两个所述压电驱动机构分别沿垂直于所述光轴方向间隔布置在所述镜头的两侧。

可选地，所述壳体在所述光轴方向上的两端的内壁分别设有支撑凸台，所述弹性体的两端分别搭接在所述支撑凸台上并通过所述驱动足在所述光轴方向上限位。

可选地，所述镜头载体在所述光轴方向上的两侧分别设有防撞凸台。

可选地，所述导向结构包括沿所述光轴方向延伸设置的导向杆，所述镜头载体上形成有供所述导向杆穿过的第一固定孔，所述壳体上形成有供所述导向杆穿过的第二固定孔。

可选地，所述导向结构至少为两组，且沿垂直于所述光轴方向间隔布置在所述镜头两侧。

可选地，两组所述导向结构中，其中一侧的所述导向杆的位于所述第一固定孔处套设有刚性套，另一侧的所述导向杆的位于所述第一固定孔处套设有弹性套。

可选地，两组所述导向结构中，其中一侧的所述导向杆与所述第二固定孔的内壁之间设置有弹性圈。

可选地，所述弹性圈包括套设在所述导向杆上的内圈、固定在所述第二固定孔内的外圈、以及连接在所述内圈与所述外圈之间的多条弯曲的悬丝。

可选地，所述壳体包括沿所述光轴方向相对接的第一半壳和第二半壳，所述第一半壳和所述第二半壳分别具有与所述镜头位置相对应的开窗；

所述摄像模组包括设置在所述镜头组件的位于光入射的一侧的棱镜和用于驱动所述棱镜转动的马达；

所述摄像模组包括依次设置在所述镜头组件的另一侧的玻璃组件、CMOS图像传感器芯片和图像处理电路板，所述CMOS图像传感器芯片固定设置在所述图像处理电路板上；

所述壳体与所述图像处理电路板之间固定连接有玻璃支架，所述玻璃支架的中部开设有用于固定所述玻璃组件的开孔。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种电子设备，包括上述的摄像模组。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

通过上述技术方案，采用无电磁结构的压电驱动机构，在通一定频率的交变电压下产生驻波，进而驱动镜头组件沿着光轴方向移动，可应用于更大对焦行程的长焦模组，不会产生磁干扰，更有利于多摄之间的磁干扰规避，并且，压电驱动的功率密度大，有利于整机的结构堆叠，能够优化整机结构尺寸。本公开采用接触式压电驱动，相对于电磁式的非接触式驱动，有更小的动态光轴，对成像质量有很大的提升。另外，压电驱动还有利于对焦精度以及对焦速度。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是本公开一示例性实施例示出的摄像模组的装配示意图；

图2是本公开一示例性实施例示出的摄像模组的拆分示意图；

图3是本公开一示例性实施例示出的摄像模组的爆炸图；

图4是本公开一示例性实施例示出的摄像模组中镜头组件的结构示意图；

图5是本公开一示例性实施例示出的摄像模组中压电驱动机构的结构示意图；

图6是本公开一示例性实施例示出的摄像模组中壳体的结构示意图；

图7是本公开另一示例性实施例示出的摄像模组的爆炸图；

图8是本公开另一示例性实施例示出的摄像模组中弹性圈的结构示意图。

附图标记说明

100 镜头组件 110 镜头

120 镜头载体 121 第一固定孔

122 防撞凸台 200 压电驱动机构

210 弹性体 220 压电体

221 第一压电体 222 第二压电体

230 驱动足 300 壳体

310 第二固定孔 320 支撑凸台

330 开窗 400 导向杆

410 刚性套 420 弹性套

430 弹性圈 431 内圈

432 外圈 433 悬丝

500 磁轭 600 棱镜

610 马达 700 玻璃组件

710 玻璃支架 800 CMOS图像传感器芯片

900 图像处理电路板

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，“内、外”是针对相应零部件的本身轮廓而言的。此外，本公开中使用的术语“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。

如图1至图8所示，本公开提供了一种摄像模组，该摄像模组可以包括镜头组件100、压电驱动机构200、壳体300以及导向结构，其中，镜头组件100包括镜头110和承载镜头110的镜头载体120；压电驱动机构200用于驱动镜头载体120带动镜头110沿光轴方向线性运动，压电驱动机构200可以包括沿光轴方向延伸布置的弹性体210，弹性体210的一侧固定连接有多个沿光轴方向相邻布置的压电体220、另一侧设有用于与镜头载体120相抵接的驱动足230；镜头组件100和压电驱动机构200均设于壳体300的内腔中，弹性体210的两端在壳体300内固定；导向结构用于引导镜头载体120沿光轴方向线性运动。其中，摄像模组整体配置为：利用逆压电效应的原理，在压电体220通电时，压电体220产生压电现象，同时发生纵向和横向上的振动位移的激励使弹性体210发生形变，整体呈现波浪形运动形态，又受限于弹性体210的两端固定在壳体300，因此将压电体220的运动传递到弹性体210及驱动足230上，从而驱动镜头载体120沿导向结构做线性往复运动，以实现对焦功能。在初始状态下，驱动足230与镜头载体120是接触的，且存在一定的预压量，以更好的将压电振动能量传递到镜头载体120上。在本公开的实施例中，压电体220可以为压电陶瓷片，压电陶瓷片粘接在弹性体210上，弹性体210可以构造为长条形金属基板。另外，需要说明的是，上述“光轴方向”指的是穿过镜头中心垂直于镜头的方向，为本领域技术人员所熟知，具体可以参照图2中的箭头方向。

通过上述技术方案，采用无电磁结构的压电驱动机构200，在通一定频率的交变电压下产生驻波，进而驱动镜头组件100沿着光轴方向移动，可应用于更大对焦行程的长焦模组，不会产生磁干扰，更有利于多摄之间的磁干扰规避，并且，压电驱动的功率密度大，有利于整机的结构堆叠，能够优化整机结构尺寸。本公开采用接触式压电驱动，相对于电磁式的非接触式驱动，有更小的动态光轴，对成像质量有很大的提升。另外，压电驱动还有利于对焦精度以及对焦速度，尤其适用于更大对焦行程的长焦模组。

在本公开的实施例中，如图5所示，任意相邻两个压电体220的极化方向相反，驱动足230为沿光轴方向间隔布置的多个，且多个驱动足230中的至少部分用于与镜头载体120相抵接。具体地，在压电体220的表面镀有一层导电银层，电源的一端设置在压电体220上的导电银层，另一端设置在弹性体210上，多个压电体220整体形成梳齿状结构，当给压电体220通一个交变电压时，根据压电陶瓷的压电效应可知，不同极化方向上的压电体220的变形形态相反，整体呈现波浪形运动形态，弹性体210的两端固定，压电体220的运动传递到了压弹性体210和驱动足230上，从而带动镜头载体120沿着光轴方向移动，以实现对焦功能。

进一步地，压电体220可以包括多个与驱动足230位置相对应的第一压电体221和设置在相邻两个第一压电体221之间的第二压电体222，相邻两个第一压电体221之间至少设置有一个第二压电体222，如图5所示，由于相邻两个压电体220的极化方向相反，第二压电体222向上弯曲时，相邻的两个第一压电体221向下弯曲，与镜头载体120相接触，并通过摩擦作用拨动镜头载体120定向运动。

根据本公开的一种实施方式，如图2所示，摄像模组可以包括两个压电驱动机构200，两个压电驱动机构200分别沿垂直于光轴方向间隔布置在镜头110的两侧。这样设置能够实现更大的驱动力并且产生更大的驱动位移，因此能更快地提升对焦响应速度，降低卡滞发生率。两个压电驱动机构220可以同时设置在镜头载体120的顶面或底面，或者一个布置在顶面，一个布置在底面，两个压电驱动机构200的压电体220同时通电，保证对镜头载体120驱动作用的同步性。

根据一些实施例，壳体300在光轴方向上的两端的内壁可以分别设有支撑凸台320，弹性体210的两端分别搭接在支撑凸台320上并通过驱动足230在光轴方向上限位，以实现弹性体210端部的限位。在其他实施方式中，弹性件210的两端也可以直接固定到壳体300上，例如通过紧固件固定或粘接在壳体300的两端。

进一步地，镜头载体120在光轴方向上的两侧可以分别设有防撞凸台122，能够避免在对焦过程中，镜头载体120与壳体300直接发生撞击。防撞凸台122可以为弹性材质，通过设置防撞凸台122，能限制镜头组件100在光轴方向上的运动行程，可以更好地保护镜头组件100。

导向结构可以构造为任意适当的形式。在本公开的实施例中，参考图2，导向结构可以包括沿光轴方向延伸设置的导向杆400，如图4、图6所示，镜头载体120上形成有供导向杆400穿过的第一固定孔121，壳体300上形成有供导向杆400穿过的第二固定孔310，镜头载体120沿着导向杆400移动，实现精准导向，避免在对焦过程中发生偏移，影响成像质量。在其他实施例中，导向结构还可以为滑轨和滑块，其中，导轨沿光轴方向固定在壳体300上，镜头载体120固定连接到滑块上，滑块可滑动连接至导轨，以实现镜头载体120的运动导向。

进一步地，导向结构至少为两组，且沿垂直于光轴方向间隔布置在镜头110两侧。具体地，导向结构与压电驱动机构200的数量及位置可以相对应，以便压电驱动机构200驱动镜头组件100沿导向结构运动。

根据本公开的一种实施方式，参考图3，两侧的导向结构中，其中一侧的导向杆400的位于第一固定孔121处套设有刚性套410，另一侧的导向杆400的位于第一固定孔121处套设有弹性套420。当两个导向杆400之间存在一定范围的不平行度时，另一侧的导向杆400可以压缩不同位移量的弹性套420使两侧的导向杆400处于平行状态，进而可以避免卡滞，有效防止两个导向杆400的平行度差导致镜头载体120卡滞的现象。这里，弹性套420的材质可选为橡胶或者其他弹性材质，在此不做具体限制。在其他实施方式中，设置有刚性套410的那一侧还可以取消刚性套410，直接通过导向杆400和第一固定孔121的配合实现导向作用。

根据本公开的另一实施例，参考图7，位于两侧的导向杆400的位于第一固定孔121处均套设有刚性套410，其中一侧的第二固定孔310的开孔直径稍大于导向杆400的直径，直径差即为可以允许的不平行度公差，在位于该侧的导向杆400与第二固定孔310的内壁之间设置有弹性圈430，这样当两侧的导向杆400之间的不平行度在一定范围内时，装有弹性圈430一侧的导向杆400可以自动压缩弹性圈430以实现与另一侧导向杆400的平行，以此避免两侧导向杆400之间的卡滞现象。

其中，弹性圈430可以包括套设在导向杆400上的内圈431、固定在第二固定孔310内的外圈432、以及连接在内圈431与外圈432之间的多条弯曲的悬丝433，当两侧的导向杆400之间存在不平行度时，一侧的导向杆400能够自动压缩悬丝433来实现与另一侧的导向杆400平行。

具体地，如图6、图7所示，壳体300可以包括沿光轴方向相对接的第一半壳和第二半壳，以便于安装，进一步地，第一半壳和第二半壳分别具有与镜头位置相对应的开窗330，以使光线能够透光第一半壳上的开窗330进入镜头110，并透过第二半壳上的开窗330以在芯片上进行成像。如图6所示，开窗330分别形成在第一半壳和第二半壳端面的中部，且可以构造为方形、圆形或其他适当的形状，能够使光线穿过即可，均属于本公开的保护范围。进一步地，如图2所示，摄像模组还可以包括用于容纳壳体300的磁轭500。

作为本公开的一示例性实施例，参考图2，摄像模组可以包括设置在镜头组件100的位于光入射的一侧的棱镜600和用于驱动棱镜600转动的马达610。马达610可以为簧片式、滚珠式，可驱动棱镜600绕相互垂直的两个轴线运动，从而实现光学防抖。参考图2，摄像模组还可以包括依次设置在镜头组件100的另一侧的玻璃组件700、CMOS(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器芯片800和图像处理电路板900，CMOS图像传感器芯片800固定设置在图像处理电路板900上。具体地，CMOS图像传感器芯片800粘贴于图像处理电路板900上，并与图像处理电路板900电性连接，实现信号的传输及通讯，其中，玻璃组件700可以为蓝玻璃组件，蓝玻璃组件能够滤除不可见光。棱镜600、壳体300的开窗330、镜头110、玻璃组件700以及CMOS图像传感器芯片800均相对设置，当光线垂直照射在棱镜600上时，经过棱镜600的反射，将光线反射通过第一半壳的开窗330、镜头110、第二半壳的开窗330、玻璃组件700，进而传递到CMOS图像传感器芯片800上进行成像。CMOS图像传感器芯片800和玻璃组件700的所在平面相互平行，压电驱动机构200驱动镜头组件100在垂直于CMOS图像传感器芯片800和玻璃组件700所在平面的方向上做靠近或远离CMOS图像传感器芯片800和玻璃组件700的运动，以实现对焦。

参考图2，壳体300与图像处理电路板900之间固定连接有玻璃支架710，具体地，玻璃支架710分别粘贴在壳体300与图像处理电路板900上，玻璃支架710的中部开设有用于固定玻璃组件700的开孔711，起到支撑玻璃组件700作用。

根据本公开的第二个方面，还提供一种电子设备，该电子设备包括本公开提供的摄像模组。本申请提供的摄像模组，采用压电驱动机构200驱动镜头组件100运动，可应用于更大对焦行程的长焦模组，有利于多摄之间的磁干扰的规避，结构尺寸更小，有利于整机的结构堆叠，散热效果好，同时配合弹性套420或弹性圈430的设置，能够最大程度地抑制镜头卡滞现象的发生，使得摄像模组可涵盖远距、中距和近距拍射的功能，且结构简单、对焦速度快、精度高，对成像质量有很大的提升，可以应用于手机、电脑、相机等具有摄像功能的电子设备，该电子设备具有上文介绍的摄像模组的所有有益效果，此处不做赘述。

本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、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公开的一般性原理并包括本公开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，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开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。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (13)

1.一种摄像模组，其特征在于，包括：

镜头组件(100)，包括镜头(110)和承载所述镜头(110)的镜头载体(120)；

压电驱动机构(200)，用于驱动所述镜头载体(120)带动所述镜头(110)沿光轴方向线性运动，所述压电驱动机构(200)包括沿光轴方向延伸布置的弹性体(210)，所述弹性体(210)的一侧固定连接有多个沿所述光轴方向相邻布置的压电体(220)、另一侧设有用于与所述镜头载体(120)相抵接的驱动足(230)；

壳体(300)，所述镜头组件(100)和所述压电驱动机构(200)均设于所述壳体(300)的内腔中，所述弹性体(210)的两端在所述壳体(300)内固定；以及

导向结构，用于引导所述镜头载体(120)沿所述光轴方向线性运动；

其中，所述摄像模组整体配置为：在所述压电体(220)通电时，所述弹性体(210)发生形变，所述驱动足(230)驱动所述镜头载体(120)沿所述导向结构往复运动。

2.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，任意相邻两个所述压电体(220)的极化方向相反，所述驱动足(230)为沿所述光轴方向间隔布置的多个，且多个所述驱动足(230)中的至少部分用于与所述镜头载体(120)相抵接。

3.根据权利要求2所述的摄像模组，其特征在于，所述压电体(220)包括多个与所述驱动足(230)位置相对应的第一压电体(221)和设置在相邻两个所述第一压电体(221)之间的第二压电体(222)，相邻两个所述第一压电体(221)之间至少设置有一个所述第二压电体(222)。

4.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述摄像模组包括两个所述压电驱动机构(200)，两个所述压电驱动机构(200)分别沿垂直于所述光轴方向间隔布置在所述镜头(110)的两侧。

5.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述壳体(300)在所述光轴方向上的两端的内壁分别设有支撑凸台(320)，所述弹性体(210)的两端分别搭接在所述支撑凸台(320)上并通过所述驱动足(230)在所述光轴方向上限位。

6.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述镜头载体(120)在所述光轴方向上的两侧分别设有防撞凸台(122)。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的摄像模组，其特征在于，所述导向结构包括沿所述光轴方向延伸设置的导向杆(400)，所述镜头载体(120)上形成有供所述导向杆(400)穿过的第一固定孔(121)，所述壳体(300)上形成有供所述导向杆(400)穿过的第二固定孔(310)。

8.根据权利要求7所述的摄像模组，其特征在于，所述导向结构至少为两组，且沿垂直于所述光轴方向间隔布置在所述镜头(110)两侧。

9.根据权利要求8所述的摄像模组，其特征在于，两组所述导向结构中，其中一侧的所述导向杆(400)的位于所述第一固定孔(121)处套设有刚性套(410)，另一侧的所述导向杆(400)的位于所述第一固定孔(121)处套设有弹性套(420)。

10.根据权利要求8所述的摄像模组，其特征在于，两组所述导向结构中，其中一侧的所述导向杆(400)与所述第二固定孔(310)的内壁之间设置有弹性圈(430)。

11.根据权利要求10所述的摄像模组，其特征在于，所述弹性圈(430)包括套设在所述导向杆(400)上的内圈(431)、固定在所述第二固定孔(310)内的外圈(432)、以及连接在所述内圈(431)与所述外圈(432)之间的多条弯曲的悬丝(433)。

12.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述壳体(300)包括沿所述光轴方向相对接的第一半壳和第二半壳，所述第一半壳和所述第二半壳分别具有与所述镜头位置相对应的开窗(330)；

所述摄像模组包括设置在所述镜头组件(100)的位于光入射的一侧的棱镜(600)和用于驱动所述棱镜(600)转动的马达(610)；

所述摄像模组包括依次设置在所述镜头组件(100)的另一侧的玻璃组件(700)、CMOS图像传感器芯片(800)和图像处理电路板(900)，所述CMOS图像传感器芯片(800)固定设置在所述图像处理电路板(900)上；

所述壳体(300)与所述图像处理电路板(900)之间固定连接有玻璃支架(710)，所述玻璃支架(710)的中部开设有用于固定所述玻璃组件(700)的开孔(711)。

13.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-12中任一项所述的摄像模组。