CN118317180A - 摄像模组及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种摄像模组及电子设备,涉及电子设备技术领域,所述摄像模组包括:沿着光路依次排列的第一透镜组(G1)、反射件(112)以及图像传感器(120),所述反射件(112)用于将来自于所述第一透镜组(G1)的光线反射至所述图像传感器(120),所述摄像模组还包括:防抖对焦马达(140),所述防抖对焦马达(140)用于驱动所述第一透镜组(G1)沿着所述第一透镜组(G1)的光轴进行移动,还用于驱动所述第一透镜组(G1)在垂直于所述光轴的平面上进行移动。本申请能够实现摄像模组的低成本与小型化。
Description
技术领域
本申请涉及电子设备技术领域,特别涉及一种摄像模组及电子设备。
背景技术
近年来,同时具备防抖能力和对焦能力的潜望式摄像模组在各类电子产品中逐渐得到应用。该类型的摄像模组通常配置有防抖马达和对焦马达,其中,防抖马达用来驱动反射元件和/或图像传感器进行抖动补偿以实现光学防抖功能,对焦马达用来驱动位于反射元件像侧的对焦透镜组沿着光轴前后移动以实现对焦功能。然而,以上对焦方式以及防抖方式会增大模组的体积和成本,使得当前技术中的摄像模组的体积较大且成本高昂。
发明内容
本申请实施例提供了一种摄像模组及电子设备,能够实现摄像模组的低成本与小型化。
第一方面,提供了一种摄像模组,包括:沿着光路依次排列的第一透镜组、反射件以及图像传感器,所述反射件用于将来自于所述第一透镜组的光线反射至所述图像传感器,所述摄像模组还包括:防抖对焦马达,所述防抖对焦马达用于驱动所述第一透镜组沿着所述第一透镜组的光轴进行移动,还用于驱动所述第一透镜组在垂直于所述光轴的平面上进行移动。
本申请实施例提供的摄像模组包括第一透镜组、反射件、图像传感器以及防抖对焦马达,其中,第一透镜组位于反射件的物侧,反射件用于将来自于第一透镜组的光线反射至图像传感器。防抖对焦马达用于驱动第一透镜组沿着光轴进行移动以实现对焦功能,还用于驱动该第一透镜组在垂直于光轴的平面上进行移动以实现防抖功能。也就是说,本申请实施例中的防抖对焦马达不仅可以被用作对焦马达,还可以被用作防抖马达,实现“一物多用”的目的,并且防抖对焦马达被用于驱动同一个透镜组来实现防抖功能和对焦功能,使得摄像模组所需配置的马达数量得以减少,摄像模组的集成度更高,使摄像模组的体积变得紧凑小巧,并且实施成本更低,进而实现摄像模组的低成本与小型化。
此外,本申请实施例通过将至少部分透镜设置于反射件的物侧以形成第一透镜组,防抖对焦马达被用来驱动该第一透镜组来实现防抖和对焦功能,由于第一透镜组位于整个模组的外侧边缘,而不是位于模组的内部,由此能够为防抖对焦马达的设计带来便利,即能够降低防抖对焦马达的设计难度,有利于提高防抖对焦马达的工作性能,帮助摄像模组获得更佳的成像质量,提高用户的使用体验。
在一种可能的实现方式中,所述摄像模组还包括中部具有镂空部的底板,所述防抖对焦马达包括:悬丝,用于将所述第一透镜组悬置于所述底板的一侧,所述底板的另一侧设有所述反射件,来自所述第一透镜组的光线通过所述镂空部射入所述反射件。
本申请实施例提供的摄像模组包括具有镂空部的底板,第一透镜组悬置于底板的一侧面,反射件设置(例如贴合)于底板的另一侧面,来自第一透镜组的光线能够通过该镂空部射入反射件,通过以上设置,能够使整个模组的尺寸更加小巧紧凑。此外,本申请通过悬丝来悬置第一透镜组,悬丝方案简单可靠,技术方案成熟度高,在实施成本、尺寸和运行稳定性等方面均可满足设计需求,有利于进一步实现摄像模组的小型化与低成本。
可选地,该镂空部可以是设于顶板上的通孔结构或者缺口结构。
在一种可能的实现方式中,所述防抖对焦马达还包括:防抖支架,通过所述悬丝悬置于所述底板上;对焦支架,弹性连接于所述防抖支架上,并承载所述第一透镜组;致动部,用于驱动所述防抖支架在垂直于所述光轴的平面上进行摆动或者转动,还用于驱动所述对焦支架沿着所述光轴进行移动。
本申请实施例通过多根(例如四根)悬丝将防抖支架弹性悬置于底板上,防抖支架弹性托举对焦支架,对焦支架上承载或者安装第一透镜组。这样,当需要进行对焦操作时,致动部可以克服弹力驱动对焦支架(即驱动第一透镜组)沿着光轴进行移动,进而实现对焦功能;而当需要进行防抖操作时,致动部克服悬丝的弹力依次通过防抖支架、对焦支架带动第一透镜组在垂直于光轴的平面上进行摆动或者旋转,进而实现防抖功能,例如实现X/Y/Roll轴防抖。以上设计简单巧妙,运行稳定性高,并且结构小巧紧凑,有利于进一步实现摄像模组的小型化与低成本。
在一些示例中,防抖支架与对焦支架可以均为框架状、环状结构或者两端通透的筒状结构,第一透镜组被固定安装于对焦支架的内部,对焦支架被弹性安装于防抖支架内,多根悬丝被间隔均匀的分布于防抖支架的外周。
通过以上设置,能够提高安装的稳定性和连接的可靠性,进而能够提高模组的运行稳定性和可靠性,确保防抖对焦马达能够长时间稳定运行,帮助摄像模组获得更佳的成像质量,提高用户的使用体验。
在一些示例中,第一透镜组包括镜筒,多片透镜被固定安装于该镜筒内,镜筒通过粘接、焊接、卡接或者螺接等方式固定安装于对焦支架的内部。
在一些示例中,镜筒与对焦支架可以通过一体成型工艺(例如注塑)形成一体结构。
在一种可能的实现方式中,所述致动部包括:致动磁石,被设置于所述防抖支架;防抖线圈,被设置于所述底板,并与所述致动磁石相对;对焦线圈,被设置于所述对焦支架,并与所述致动磁石相对。
也就是说,本申请实施例中的防抖对焦马达可以为音圈马达,或者说,可以通过音圈马达作为致动部来驱动第一透镜组以实现对焦功能和防抖功能。音圈马达方案简单可靠,技术成熟度高,在实施成本、尺寸和运行稳定性等方面均可满足设计需求,有利于进一步实现摄像模组的小型化与低成本。
在一种可能的实现方式中,所述致动磁石包括第一磁石、第二磁石以及第三磁石,所述防抖线圈包括第一防抖线圈、第二防抖线圈以及第三防抖线圈,所述对焦线圈包括第一对焦线圈、第二对焦线圈,其中,所述第二磁石和所述第三磁石相对地设置于所述第一磁石的两侧,所述第一防抖线圈、所述第二防抖线圈以及所述第三防抖线圈被固定于所述底板并依次与所述第一磁石、所述第二磁石以及所述第三磁石一一相对,所述第一对焦线圈、所述第二对焦线圈被固定于所述对焦支架并依次与所述第二磁石以及所述第三磁石一一相对。
本申请通过对以上磁石数量的选取以及磁石位置的布局设计,在可靠实现对焦与防抖功能的同时,能够降低实施成本以及减小模组尺寸。此外,通过磁石复用,使第二磁石和第三磁石同时用于驱动防抖线圈和对焦线圈,能够优化致动部的结构设计,有利于进一步实现摄像模组的小型化与低成本。
在一种可能的实现方式中,所述反射件为棱镜并具有入光口和出光口,所述入光口与所述出光口形成于所述反射件的同一平面上,所述第一透镜组与所述入光口相对,所述图像传感器与所述出光口相对,所述第一磁石设置于所述防抖支架远离所述出光口的一侧。
也就是说,入光口与出光口形成于反射件的同一平面上,通过入光口进入反射件内部的光线先后经过两个反射面一共偏折180度后从出光口出射,第一透镜组与图像传感器并列设置并且分别与入光口、出光口相对,这样能够使得模组的结构更加小巧紧凑。此外,本申请中的第一磁石设置于防抖支架远离出光口的一侧,第二磁石与第三磁石相对地设置于图像传感器的两侧,由此能够为图像传感器的设置预留位置,降低整个模组的结构设计难度。
在一种可能的实现方式中,所述防抖支架靠近所述出光口的一侧设有配重块。
由于防抖支架靠近出光口的一侧未设置磁石,本申请通过设置配重块来进行重量平衡,保证重心位置在致动部的中心位置,防止模组在进行对焦操作或者防抖操作时因不平衡发生支架倾覆等问题。
在一种可能的实现方式中,所述对焦支架通过簧片弹性连接于所述防抖支架上,所述对焦支架的内部埋设有导电引线,所述底板上设有连接端子,所述连接端子依次通过所述悬丝、所述簧片以及所述导电引线与所述对焦线圈电连接。
本申请通过采用悬线+簧片+金属埋线的方案来实现对焦线圈的电连接,而无需通过柔性电路板来实现电连接,由此能够简化电连接方式,降低实施成本,提高电连接的可靠性,确保防抖对焦马达能够长时间稳定运行,帮助摄像模组获得更佳的成像质量,提高用户的使用体验。
在一种可能的实现方式中,所述防抖对焦马达还包括:控制器,设置于所述对焦支架上,并电连接所述导电引线与所述防抖线圈,所述控制器包括控制电路和对焦位置检测传感器,所述控制电路用于根据所述对焦位置检测传感器的检测信号对输入至所述对焦线圈的电流进行控制。
通过以上设置,能够对输入至对焦线圈的电流进行闭环控制,从而能够加快对焦速度、提升(对焦)成像质量。
第二方面,提供了一种电子设备,包括处理器以及前述第一方面中任一种可能的实现方式所提供的摄像模组,所述摄像模组用于获取图像数据并将所述图像数据输入到所述处理器中,所述处理器用于对所述图像数据进行处理。
由于电子设备采用了前述第一方面所提供的摄像模组,因此使得电子设备也具有与该摄像模组相应的技术效果,在此不再赘述。
附图说明
图1是无光学防抖功能和有光学防抖功能的摄像模组的摄像效果对比图。
图2是五轴光学防抖的原理性示意图。
图3是现有技术中的一种潜望式摄像模组的结构示意图。
图4是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
图5是本申请实施例提供的一种摄像模组的结构示意图。
图6是本申请实施例提供的另一种摄像模组的结构示意图。
图7是图6所示的摄像模组的爆炸分解图。
图8是图6所示的摄像模组的内部结构示意图一。
图9是图6所示的摄像模组的内部结构示意图二。
图10是图6所示的摄像模组沿线A-A进行剖切后的剖视图。
图11是图6所示的摄像模组沿线B-B进行剖切后的剖视图。
图12是图6所示的摄像模组的致动部的结构示意图。
图13是图6所示的摄像模组的底板的结构示意图。
图14是图6所示的摄像模组的反射件的俯视图。
图15是图6所示的摄像模组的对焦线圈的电路连接示意图。
附图标记:
1、镜头;1a、反射元件;1b、透镜;2、图像传感器;3、红外滤光片;G1、第一透镜组;G2、第二透镜组;
100、摄像模组;110、镜头;111、透镜;112、反射件;1121、入光口;1122、出光口;113、镜筒;120、图像传感器;130、滤光片;140、防抖对焦马达;141、悬丝;142、防抖支架;143、对焦支架;144、致动磁石;1441、第一磁石;1442、第二磁石;1443、第三磁石;145、防抖线圈;1451、第一防抖线圈;1452、第二防抖线圈;1453、第三防抖线圈;146、对焦线圈;1461、第一对焦线圈;1462、第二对焦线圈;147、控制器;148、簧片;149、导电引线;150、底板;151、镂空部;152、连接端子;153、防抖位置检测传感器;160、顶盖;161、开口;170、配重块;180、下簧片;
200、后盖;300、显示屏;400、边框;1000-电子设备。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施方式,所述实施方式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方式是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
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”、“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,也可以是电连接或可以相互通讯;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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“侧”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于安装的方位或位置关系,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。
以下,术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请实施例的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
为方便理解,下面先对本申请所涉及的技术术语进行解释和描述。
镜头:是利用透镜的折射原理,使景物光线通过镜头,在聚焦平面上形成清晰的影像的部件。
光路:光路是指光的传播路径,包括光传播中的折射/反射后的路线。光学系统的光路是指光线在光学系统中的传播路径,对于离轴和反射系统,光路也会呈现为折线。
光轴(opticalaxis,OA):是指光束(光柱)的中心线,或光学系统的对称轴,参考中心视场的主光线。对于对称透射系统,一般与光学系统旋转中心线重合。
物侧、像侧:以透镜为界,被摄物体所在的一侧为物侧,透镜靠近物侧的表面可以称为物侧面;以透镜为界,被摄物体的图像所在的一侧为像侧,透镜靠近像侧的表面可以称为像侧面。
对焦(focus):对焦也叫对光、聚焦。通过照相机对焦机构改变物距和相距的位置,使被拍物成像清晰的过程就是对焦。通常数码相机有多种对焦方式,分别是自动对焦、手动对焦或者多重对焦方式等。
自动对焦(auto focus,AF):自动对焦是利用被摄物体的光反射原理,将反射的光经过镜头后在图像传感器上成像及接收,再通过计算机处理得到被摄物体的物距,然后根据物距自动移动镜头完成调焦。自动对焦的作用是使不同距离的物体在图像传感器上成像清晰。摄像模组通常通过音圈马达(voice coil motor,VCM)等动力结构来控制光学镜头沿光轴方向前后移动以此调整镜头与图像传感器之间的距离,从而实现自动对焦。
光学防抖(optical image stabilization,OIS):光学防抖是指在成像仪器例如照相机中,通过光学元器件的设置,例如镜头设置,来避免或者减少捕捉光学信号过程中出现的仪器抖动现象,以提高成像质量。通常的一种做法是通过陀螺仪做抖动检测,然后通过音圈马达等驱动机构反方向平移、旋转镜头或者图像传感器,补偿曝光期间因成像仪器设备抖动引起的图像模糊。
图1是无光学防抖功能和有光学防抖功能的摄像模组的摄像效果对比图。其中,图1中的(a)部分是无光学防抖功能的摄像模组的摄像效果图,图1中的(b)部分是有光学防抖功能的摄像模组的摄像效果图。如图1中的(a)部分所示,t0时刻,光线经过镜头1的折射处理后射向图像传感器2,此时由于人手以及拍照物体均处于静止状态,使得拍摄获得的图像十分理想。在t1时刻,由于用户手的抖动,连带着整个摄像模组发生倾斜抖动,使得本应射入图中S1成像点的光线偏移而射入S2成像点,由此使得拍摄获得的图像变得模糊不清,影响用户的体验。
如图1中的(b)部分所示,当电子设备具备光学防抖功能以后,当电子设备配备的陀螺仪检测到设备发生抖动后,可以通过防抖马达反方向平移或者旋转镜头1,以进行抖动补偿,即补偿曝光期间因抖动引起的图像模糊。此时镜头1被防抖马达移动,能够保证本应射入图中S1成像点的光线不会偏移射入其他位置,进而能够保证拍照质量,提升用户的拍照体验。
图2是五轴光学防抖的原理性示意图。如图2所示,为了尽可能的进行抖动补偿以保证拍摄质量,在通过陀螺仪等传感器检测到电子设备的抖动情况后,需要针对相机中的镜头(Lens)进行偏转(Yaw)以及俯仰(Pitch),以及针对图像传感器(Sensor)进行X轴平移、Y轴平移、转动(Roll),一共5轴的反运动补偿,使镜头、图像传感器进行拍照时,在电子设备中维持静止不动,实现拍照时的防抖功能。
在实际应用中,由于物理条件的限制,通常需要结合多个防抖马达才能实现全部的5轴反运动补偿。例如镜头防抖(Lens OIS)马达针对俯仰(Pitch)、偏转(Yaw)轴防抖,图像传感器防抖(Sensor OIS)马达针对X、Y轴以及转动(Roll)轴防抖。
音圈马达:音圈马达是一种将电能转化为机械能的装置,利用永久磁铁的磁场与通电线圈导体产生的磁场对磁极的作用,产生运动,进而使得磁极带动镜头做直线型或者有限摆角的运动。在摄像领域,音圈马达通常被用作对焦马达以实现模组的对焦功能,也经常被用作防抖马达以实现模组的防抖功能。
音圈马达通常包括固定件、活动件以及致动件三个部分,固定件具有容纳空间,用于容纳活动件;活动件可活动的设置于固定件上,用于固定安装透镜或者图像传感器;致动件用于驱动活动件进行移动(例如平移和/或转动),以进行反运动补偿,进而实现光学防抖功能。
致动件通常包括线圈和磁石的组合,线圈以及磁石可以分别固定设置于固定件和活动件上,二者可以正对平行设置,通过给线圈接通直流电能够向磁石提供驱动力,通过改变线圈的直流电流大小和方向能够控制被磁场覆盖的磁石的受力大小和方向,磁石可以将该驱动力提供给活动件以驱动活动件进行移动,活动件进一步带动镜头或者图像传感器移动,以此实现光学防抖功能。
近年来,同时具备防抖能力和对焦能力的潜望式摄像模组在各类电子产品中逐渐得到应用。图3是现有技术中的一种潜望式摄像模组的结构示意图,如图3所示,该潜望式摄像模组包括沿着光轴OA方向依次设置的反射元件1a、由多个透镜1b组成的成像透镜组、滤光片3以及图像传感器2等。物侧的光线沿着Y方向(即手机的厚度方向)入射到反射元件1a(例如棱镜或者反射镜),通过反射元件1a的反射面发生90°偏转,沿着Z轴方向(即手机的长度方向)依次经过成像透镜组的汇聚作用、滤光片3的过滤作用之后,成像在图像传感器2上。
为了实现光学防抖功能,该潜望式摄像模组还包括至少一个防抖马达(图中未示出),该至少一个防抖马达用于驱动反射元件1a和/或图像传感器2进行抖动补偿,以提高拍摄质量。具体地,如图3所示,防抖马达可以带动反射元件1a围绕图中的Y轴进行转动,即带动反射元件1a进行摇头运动,以实现偏转轴防抖。防抖马达还可以带动反射元件1a围绕图中垂直于纸面的X轴进行转动,即带动反射元件1a进行点头(抬头)运动,以实现俯仰轴防抖。此外,防抖马达还可以带动图像传感器2在XY轴所在的平面内移动(例如平移或旋转)以实现光学防抖,即可以实现摄像模组的X/Y/Roll轴防抖。
为了实现光学对焦功能,该潜望式摄像模组还包括对焦马达(图中未示出),此时潜望式摄像模组的成像透镜组可以包括沿着光轴OA依次设置的第一透镜组G1和第二透镜组G2,其中第一透镜组G1为固定透镜组,第二透镜组G2为对焦透镜组,该对焦马达可以驱动第二透镜组G2沿着光轴OA进行前后移动,例如沿着光轴向物侧或者像侧移动,进而实现对焦功能。
在图3示出的潜望式摄像模组中,通过防抖马达来驱动反射元件1a和/或图像传感器2来进行抖动补偿以实现光学防抖功能,通过对焦马达来驱动位于反射元件1a像侧的第二透镜组G2沿着光轴OA进行前后移动以实现对焦功能。然而,由于需要多个马达才能同时实现摄像模组的防抖和对焦功能,以上对焦方式以及防抖方式会增大模组的体积和成本,使得摄像模组的体积较大且成本高昂。
针对上述问题,本申请实施例提供了一种摄像模组及电子设备,该摄像模组包括第一透镜组、反射件、图像传感器以及防抖对焦马达,其中,第一透镜组位于反射件的物侧,反射件用于将来自于第一透镜组的光线反射至图像传感器。防抖对焦马达用于驱动第一透镜组沿着光轴进行移动以实现对焦功能,还用于驱动该第一透镜组在垂直于光轴的平面上进行移动以实现防抖功能。也就是说,本申请实施例中的防抖对焦马达不仅可以被用作对焦马达,还可以被用作防抖马达,实现“一物多用”的目的,并且防抖对焦马达被用于驱动同一个透镜组来实现防抖功能和对焦功能,使得摄像模组所需配置的马达数量得以减少,摄像模组的集成度更高,使摄像模组的体积变得紧凑小巧,并且实施成本更低,进而实现摄像模组的低成本与小型化。
本申请实施例首先提供一种电子设备,该电子设备例如可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、电视机、车载设备、可穿戴设备、个人数字助理(personal digital assistant,PDA)、销售终端(point of sales,POS)、摄像机、照相机、视频监控设备等具有拍照或摄像功能的电子产品。手机例如可以是常规的直板手机,也可以是可折叠手机,例如可以是上下小折叠手机、左右内折叠手机或者左右外折叠手机。可穿戴设备例如可以是智能手环、智能手表、无线耳机、增强现实(augmented reality,AR)眼镜、AR头盔、虚拟现实(virtualreality,VR)眼镜或者VR头盔等。本申请实施例以电子设备是手机为例进行说明。
图4是本申请实施例提供的电子设备1000的结构示意图。如图4所示,电子设备1000包括摄像模组100、后盖200、显示屏300、边框400以及位于设备内部的图像处理器(图中未示出)。后盖200和显示屏300相背地固定于边框400的两侧,后盖200、显示屏300和边框400共同围设出电子设备1000的整机内腔。
其中,显示屏300可以用于显示图像,还可以集成触控功能以实现人机交互。摄像模组100收容于整机内腔中,摄像头组100用于采集电子设备1000外部的光学信息,并形成对应的图像信号。图像处理器与摄像模组100通信连接,图像处理器用于从摄像模组100获取图像信号,并处理图像信号。摄像模组100与图像处理器的通信连接可以包括通过走线等电连接方式进行数据传输,也可以通过耦合等方式实现数据传输。可以理解的是,摄像模组100与图像处理器还可以通过其它能够实现数据传输的方式实现通信连接。
在一些示例中,后盖200可以设有摄像孔,摄像模组100通过摄像孔采集光线,摄像模组100可以用作电子设备1000的后置摄像头。示例性的,后盖200可以包括透光镜片,透光镜片安装于摄像孔,以允许光线穿过,并且能够防尘、防水。该透光镜片一些情况下也可以看作是摄像模组100的一部分。
在一些示例中,摄像模组100也可以作为电子设备1000的前置摄像头。示例性的,显示屏300可以设有透光区域,摄像模组100可以通过透光区域采集电子设备1000外部的光学信息。也就是说,摄像模组100可以用作电子设备1000的前置摄像模组,也可以用作电子设备1000的后置摄像模组,本申请实施例对此不作严格限定。
在实际应用中,电子设备1000可以具有一个摄像模组,即仅包括摄像模组100,也可以具有包括摄像模组100在内的两个、三个、四个、五个或者更多个摄像模组。当摄像模组的数量为多个时,该多个摄像模组可以按照一定的方式排布于电子设备1000的侧面上,例如其中的一个或者多个设置于显示屏300所在的前侧面,作为前置摄像头使用,其余的一个或者多个摄像模组设置于后盖200上,作为后置摄像头使用。
在一些示例中,电子设备1000可以包括前置摄像头(模组)、后置摄像头、主摄镜头、副摄镜头、长焦镜头、超广角镜头、微距镜头或者景深镜头等中的一个或者多个,摄像模组100可以是上述镜头中的任意一个。
在一些示例中,摄像模组100可以和整机内腔中的主板电连接。作为一种实施方式,摄像模组100可以通过电连接器与主板电连接。例如,摄像模组100设有电连接器的公座,主板设有电连接器的母座,通过将母座插接于公座,以实现摄像模组100与主板的电连接。其中,主板上设有处理器,通过处理器控制摄像模组100拍摄图像。当用户输入拍摄指令时,处理器接收拍摄指令,并根据拍摄指令控制摄像模组100对拍摄对象进行拍摄。
在一些示例中,电子设备1000还可以包括模数转换器(也可称为A/D转换器,图中未示出)。模数转换器连接于摄像模组100与图像处理器之间。模数转换器用于将摄像头模组100产生的模拟图像信号转换为数字图像信号并传输至图像处理器,再通过图像处理器对数字图像信号进行处理、得到处理后的图像信号,处理后的图像信号可以通过显示屏进行图像或者影像显示。
在一些示例中,电子设备1000还可以包括存储器(图中未示出),存储器与图像处理器通信连接,图像处理器将处理后的图像信号传输至存储器中,以便于在后续需要查看图像时能够随时从存储器中查找处理后的图像信号并在显示屏上进行显示。一些实施例中,图像处理器还会对处理后的图像信号进行压缩,再存储至存储器中,以节约存储器空间。
图5是本申请实施例提供的一种摄像模组100的结构示意图,如图5所示,本申请实施例中的摄像模组100包括光学镜头110和图像传感器120。
其中,图像传感器120位于光学镜头110的像侧。摄像模组100还可以包括电路板(图中未示出),图像传感器120可以设置于电路板上。光线能够穿过光学镜头110照射到图像传感器120。示例性地,摄像模组100的工作原理为:被摄景物反射的光线通过光学镜头110生成光学图像投射到图像传感器120,图像传感器120将光学图像转为电信号也即模拟图像信号并传输至模数转换器,以通过模数转换器转换为数字图像信号给图像处理器。
其中,图像传感器120(也称为感光元件)是一种半导体芯片,表面包含有几十万到几百万的光电二极管,受到光照射时,会产生电荷。图像传感器120可以是电荷耦合器件(charge coupled device,CCD),也可以是互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide semiconductor,CMOS)。电荷耦合器件使用一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷。电荷耦合器件由许多感光单位组成,通常以百万像素为单位。当电荷耦合器件表面(即感光面)受到光线照射时,每个感光单位会将电荷反映在组件上,所有的感光单位所产生的信号加在一起,就构成了一幅完整的画面。互补金属氧化物半导体主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,使其在互补金属氧化物半导体上共存着N极和P极的半导体,这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。
在一些示例中,如图5所示,摄像模组100还包括滤光片130。滤光片130可以位于光学镜头110与图像传感器120之间,用于滤除光线中不需要的波段,防止图像传感器120产生伪色或波纹,以提高其有效分辨率和彩色还原性。示例性地,滤光片130可以为红外滤光片,例如红外截止滤光片(infrared radiation-cut filter,IRCF)。其中,本实施例中的滤光片130是位于光学镜头110与图像传感器120之间的独立部件,在其他实施例中,滤光片130可以设置于图像传感器120之前的任意位置上,也可以取消滤光片130这一结构件,而是通过对光学镜头110的至少一片光学元件进行表面处理或材料处理,以实现滤光。本申请不对用于实现滤光的结构件或结构的具体实施例进行严格限定。
示例性的,滤光片130可以通过在蓝水晶基底上蒸镀红外(infrared radiation,IR)材料涂层实现。
示例性的,滤光片130可以为白玻璃滤光片或者蓝玻璃滤光片等。
如图5所示,光学镜头110包括第一透镜组G1和反射件112,其中,第一透镜组G1包括至少一片透镜111,例如包括两片、三片、四片或者更多片透镜111。第一透镜组G1、反射件112以及图像传感器120沿着光路依次排列。第一透镜组G1位于反射件112的物侧,用于接收外部环境光线。反射件112位于第一透镜组G1与图像传感器120之间,用于将来自于第一透镜组G1的光线反射(偏转)至图像传感器120。由于反射件112能够改变光线的传播方向(例如偏转90度或者180度),使得图像传感器120的光轴方向可以与外部光线进入电子设备1000的方向不同,使摄像模组100能够实现潜望式的结构布局,进而使摄像模组100的布置位置和角度都更加灵活。
在本实施例中,反射件112为反射镜(mirror),在其他实施例中,反射件112也可以为棱镜(prism),例如直角棱镜或者异形棱镜等。
在一些示例中,反射件112的反射面可以是蒸镀法或溅射法制备的金属反射膜层,金属可以是镍、铝、银、金等或者其合金。
在一些示例中,可以采用高反射膜层设计,在反射面上设置高反射膜层,以提高成像质量。
在一些示例中,考虑到光学系统对近红外和紫外光的截止能力,可以把反射面的膜层设计为具备可见光(380nm~780nm)高反射的特性,紫外波段(380nm以下)和近红外波段(780nm以上)高透射的特性,从而能够减少非可见光进入到图像传感器20中,提高成像的质量。
在一些示例中,反射面的反射率可以要求在可见光带宽范围内95%以上,对紫外和近红外不做反射率约束。
在一些示例中,反射件112的反射面可以为平面,具有良好的加工性。此外,反射件112的反射面也可以是球面(凹面或者凸面)、柱面(一个方向有曲率,另一方向是直线延伸)或自由曲面。此时,反射件112的反射面在实现光线反射时,还可以校正像散和像差,以实现进一步提高像质或降低模组体积。
如图5所示,摄像模组100还包括防抖对焦马达140,防抖对焦马达140与第一透镜组G1传动连接,用于驱动第一透镜组G1沿着第一透镜组G1的光轴OA进行前后移动,以实现对焦功能;防抖对焦马达140还用于驱动第一透镜组G1在垂直于光轴OA的平面上进行移动,以实现防抖功能。
具体地,本申请实施例中的防抖对焦马达140被配置为能够驱动第一透镜组G1沿着光轴OA进行移动,例如沿着光轴OA向物侧或者像侧移动,进而能够实现光学对焦(例如自动对焦)功能。此外,防抖对焦马达140还能够驱动第一透镜组G1在垂直于光轴OA的平面(即图5中XY轴所在的平面)上进行移动,以实现光学防抖功能。例如防抖对焦马达140可以驱动第一透镜组G1在垂直于光轴OA的平面上进行平移或者旋转,进而实现前述的X/Y/Roll轴防抖。
本申请实施例提供的摄像模组100包括第一透镜组G1、反射件112、图像传感器120以及防抖对焦马达140,其中,第一透镜组G1位于反射件112的物侧,反射件112用于将来自于第一透镜组G1的光线反射至图像传感器120。防抖对焦马达140用于驱动第一透镜组G1沿着光轴OA进行移动以实现对焦功能,还用于驱动该第一透镜组G1在垂直于光轴OA的平面上进行移动以实现防抖功能。也就是说,本申请实施例中的防抖对焦马达不仅可以被用作对焦马达,还可以被用作防抖马达,实现“一物多用”的目的,并且防抖对焦马达140被用于驱动同一个透镜组来实现防抖功能和对焦功能,使得摄像模组100所需配置的马达数量得以减少,摄像模组100的集成度更高,使摄像模组100的体积变得紧凑小巧,并且实施成本更低,进而实现摄像模组100的低成本与小型化。
此外,本申请实施例通过将至少部分透镜设置于反射件112的物侧以形成第一透镜组G1,防抖对焦马达140被用来驱动该第一透镜组G1来实现防抖和对焦功能,由于第一透镜组G1位于整个模组的外侧边缘,而不是位于模组的内部,由此能够为防抖对焦马达140的设计带来便利,即能够降低防抖对焦马达140的设计难度,有利于提高防抖对焦马达140的工作性能,帮助摄像模组100获得更佳的成像质量,提高用户的使用体验。
在一些示例中,如图5所示,反射件112与图像传感器120之间还设置有第二透镜组G2,第二透镜组G2包括至少一片透镜,例如包括沿着光轴方向依次间隔设置的两片、三片、四片或者更多片透镜。来自于反射件112的光线首先通过第二透镜组G2的光学处理之后才射入图像传感器120。通过设置位于反射件112像侧的第二透镜组G2,能够帮助摄像模组100获得更好的对焦效果以及成像质量。
图6是本申请实施例提供的另一种摄像模组100的结构示意图。图7是图6所示的摄像模组100的爆炸分解图。图8是图6所示的摄像模组100的内部结构示意图一。图9是图6所示的摄像模组100的内部结构示意图二。图10是图6所示的摄像模组100沿线A-A进行剖切后的剖视图。图11是图6所示的摄像模组100在沿线B-B进行剖切后的的剖视图。如图6-图11所示,本实施例提供的摄像模组100包括外壳以及前述的透镜组G1、防抖对焦马达140以及反射件112。
其中,外壳包括底板150和顶盖160,顶盖160盖合于底板150之上,以此形成外壳的内腔。第一透镜组G1和防抖对焦马达140等元件被容纳于该内腔内。
顶盖160安装于底板150之上,对内腔内的各个元件起到收容保护作用。本申请对顶盖160如何安装于底板150之上不做限定,包括但不限于通过螺钉、卡扣、胶粘等连接方式。
为了减少电磁干扰,顶盖160可以由非导磁材料构成。可选地,顶盖160可以由塑胶或者非导磁金属构成。例如,顶盖160的材质可以为不锈钢SUS316L,或者铝合金、铜合金、镁合金等材质构成,并通过锻造、压铸、注塑等工艺形成。
如图6、图7、图10和图11所示,顶盖160呈盖状,包括具有开口161的顶板以及环绕顶板边缘设置的侧板,第一透镜组G1被设置于外壳内,并且第一透镜组G1的一端通过顶盖160上的开口161伸出到外部。光线可以从第一透镜组G1穿出的一端进入到镜组内部,之后依次射入到反射件112、图像传感器120。
如图6-图11所示,第一透镜组G1包括镜筒113和多个透镜111。示例性的,镜筒113可以沿第一透镜组G1的光轴方向设置,即镜筒113的轴向与第一透镜组G1的光轴方向平行,例如,镜筒113的中轴线与第一透镜组G1的光轴重合。
多个透镜111被固定封装在镜筒113内。其中,多个透镜111沿第一透镜组G1的光轴方向依次间隔设置,即多个透镜111沿着光线的入射方向依次设置。第一透镜组G1的光轴穿过该多个透镜111的中心,该多个透镜111对入射光线进行汇聚,汇聚后的光线从第一透镜组G1的出光侧出射至反射件112。
在一些示例中,可以在制作镜筒113的过程中,将多个透镜111封装在镜筒113内,使透镜111和镜筒113形成一体结构,即第一透镜组G1为一体化构件。
镜筒113为两端通透的筒状结构,一端具有入光孔,另一端具有出光孔。在光线的入射方向上,多个透镜111固定且间隔设置于镜筒113内,外界环境光线通过该入光孔进入到镜筒113内,并且依次通过该多个透镜111的汇聚作用以后,从出光孔出射至反射件112。
在一些示例中,多片透镜111的大小及形状(例如面型)可以根据需要设置的不同,例如在光线的入射方向上,多个透镜111的尺寸可以逐渐增大或者逐渐变小,从而使得第一透镜组G1的结构更加稳定且能够实现更好的光学性能。
如图10和图11所示,第一透镜组G1包括四片透镜111。在其他实现方式中,第一透镜组G1也可以具有更多或者更少片透镜111,例如第一透镜组G1包括三片、五片、六片或者更多片透镜111。
在一些示例中,镜筒113的内壁设有安装槽,多片透镜111安装于对应的安装槽内。
在一些示例中,第一透镜组G1还包括至少一个间隔环,间隔环被固定设置于镜筒113内并位于相邻的两片透镜111之间,间隔环用于实现透镜111的安装以及固定。
在一些示例中,第一透镜组G1的多个透镜111可以采用同一材质,例如玻璃、树脂等。其中,玻璃具有高折射率和低膨胀特性,使得第一透镜组G1具有更好的成像质量和低温飘特性。树脂的密度低,能够减小透镜组的重量。在另一些实施例中,第一透镜组G1的多个透镜111中至少存在一个透镜111与其他透镜111的材质不同,本申请对此不作限定。
在一些示例中,第一透镜组G1的多片透镜111可以采用注塑、模压和/或抛光磨削等工艺加工成型。
在一些示例中,第一透镜组G1的至少一片透镜111的光学表面为非球面,非球面形状的光学表面从近轴到外视场区域有不同的光焦度,以使成像画面具有更均衡的画质。和/或,第一透镜组G1的至少一片透镜111的光学表面可以为自由曲面,以校正像差。其中,非球面为绕光轴旋转对称的表面;自由曲面可以无对称轴,也可以沿某个方向对称,或者沿某两个方向对称。
在一些示例中,第一透镜组G1的多个透镜111之间通过主动校准(activealignment,AA)工艺进行组装,以保证组装精度。
在一些示例中,第一透镜组G1的至少一个透镜111的光学表面可以形成衍射光栅结构。通过合理设置衍射光栅结构,能够减少色差,也能够减少第一透镜组G1的体积。
在一些示例中,第一透镜组G1的至少一个透镜111可以采用异形技术,以减少第一透镜组G1的尺寸,使第一透镜组G1能够更好地适用于小型化的电子设备1000,增加了第一透镜组G1的适用范围。切口可通过I-CUT工艺实现。此外,由于透镜111通过切口方式降低其高度,因此透镜111可以设置较大的通光口径,从而提高第一透镜组G1的通光量,使得第一透镜组G1的成像质量较佳。其中,也可以在镜筒113、间隔环等结构支撑件上采用异形技术,以减少第一透镜组G1的尺寸。
在一些示例中,第一透镜组G1的至少一片透镜111的周侧面或支撑面可以进行黑化处理或粗化处理,以消除杂光,提高成像质量。其中,黑化处理可以是涂或镀黑色油墨等消光材料,也可以是贴膜。粗化处理主要是用于增加粗糙度。
在一些示例中,第一透镜组G1还包括至少一个遮光片,遮光片被固定设置于镜筒113内并位于相邻的两片透镜111之间,遮光片用于对透镜111外边缘处的杂光进行遮挡,以提高第一透镜组G1的成像效果。
如图7、图10以及图11所示,底板150的中部具有镂空部151,该镂空部151例如可以是通孔结构或者缺口结构,防抖对焦马达140还包括多根悬丝141,多根悬丝141用于将第一透镜组G1悬置于底板150的一侧(例如图中的上侧),反射件112设置于底板150的另一侧(例如图中的下侧),来自第一透镜组G1的光线通过该镂空部151之后出射至反射件112。
本申请实施例提供的摄像模组100包括具有镂空部151的底板150,第一透镜组G1悬置或者悬浮于底板150的一侧面,反射件112设置(例如贴合)于底板150的另一侧面,来自第一透镜组G1的光线能够通过该镂空部151射入至反射件112,通过以上设置,能够使整个模组的尺寸更加小巧紧凑。此外,本申请通过悬丝141来悬置第一透镜组G1,悬丝方案简单可靠,技术方案成熟度高,在实施成本、尺寸和运行稳定性等方面均可满足设计需求,有利于进一步实现摄像模组100的小型化与低成本。
在一些示例中,镂空部151可以为设置于底板150中部的通孔,该通孔例如可以为圆形、椭圆形、矩形、跑道形等任意形状的通孔。镂空部151还可以为与底板150的一侧边缘相连的缺口结构,例如可以为U形缺口,但不限于此。
在一些示例中,悬丝141的数量为四根,并且一一对应的分布于矩形状的底板150的四个角。在另一些示例中,悬丝141的数量可以为5根、6根、8根或者更多根,底板150也可以为圆形、跑道形等其他形状,本申请对此不做限定。
在一些示例中,悬丝141可以为钢丝、铜丝等金属悬丝,悬丝141具有一定的弹性变形能力以及支撑强度。
如图7-图11所示,防抖对焦马达140还包括防抖支架142、对焦支架143以及致动部。其中,防抖支架142通过四根悬丝141悬置于底板150上,对焦支架143通过弹性件(例如簧片148)弹性连接于防抖支架142上,并承载或者安装第一透镜组G1,致动部作为动力输出机构,用于驱动防抖支架142在垂直于光轴的平面上进行摆动或者转动,以实现光学防抖功能,致动部还用于驱动对焦支架143沿着光轴进行前后移动,以实现光学对焦功能。
本申请实施例通过多根(例如四根)悬丝141将防抖支架142弹性悬置于底板150上,防抖支架142弹性托举对焦支架143,对焦支架143上承载或者安装有第一透镜组G1。这样,当需要进行对焦操作时,致动部可以克服弹力驱动对焦支架143(即驱动第一透镜组G1)沿着光轴进行移动,进而实现对焦功能;而当需要进行防抖操作时,致动部克服悬丝141的弹力依次通过防抖支架142、对焦支架143带动第一透镜组G1在垂直于光轴的平面上进行摆动或者旋转,进而实现防抖功能,例如实现X/Y/Roll轴防抖。以上设计简单巧妙,运行稳定性高,并且结构小巧紧凑,有利于进一步实现摄像模组100的小型化与低成本。
在一些示例中,如图7-图11所示,防抖支架142与对焦支架143可以均为框架状、环状结构或者两端通透的筒状结构,第一透镜组G1被固定安装于对焦支架143的内部,对焦支架143被安装于防抖支架142内,即第一透镜组G1、对焦支架143以及防抖支架142依次套接,第一透镜组G1可以通过卡接、粘接等方式固定安装于对焦支架143内,对焦支架143可以通过多根簧片148被弹性安装于防抖支架142内。多根悬丝141被间隔均匀的分布于防抖支架142的外周。
通过以上设置,能够提高安装的稳定性和连接的可靠性,进而能够提高模组的运行稳定性和可靠性,确保防抖对焦马达140能够长时间稳定运行,帮助摄像模组100获得更佳的成像质量,提高用户的使用体验。
在一些示例中,如图7-图11所示,第一透镜组G1通过镜筒113固定安装于对焦支架143的内部,例如镜筒113可以通过粘合介质粘接、卡接、螺接或者焊接等方式固定于对焦支架143内。此外,镜筒113与对焦支架143也可以通过一体成型工艺(例如注塑)形成一体结构。也就是说,此时镜筒113与对焦支架143为同一个部件,或者说,将第一透镜组G1的镜筒113作为前述的对焦支架143来与防抖支架142弹性连接,本申请对具体实现方式不做限定。
在一些示例中,如图7-图11所示,对焦支架143通过多根簧片148弹性安装于防抖支架142的内部,簧片148具有一定的变形能力以及变形后的恢复能力,这样在致动部的作用下能够带动对焦支架143(即第一透镜组G1)相对于防抖支架142进行光轴方向上的伸缩运动,从而能够实现对焦功能。而当致动部的作用力消失后,簧片148能够带动对焦支架143(即第一透镜组G1)恢复至初始位置。
示例性的,簧片148具有四个,对焦支架143的四个角各自通过一个簧片148与防抖支架142相连。簧片148可以设置于防抖支架142与对焦支架143的顶端,因此簧片148也可以被称为上簧片。在其他示例中,如图9所示,对焦支架143的底端还可以通过多个(例如四个)下簧片180与防抖支架142相连,从而能够确保对焦支架143的运动稳定性。
在一些示例中,致动部例如可以是音圈马达、微机电系统(micro-electromechanicalsystem,MEMS)工艺制造的MEMS马达、压电马达(piezo motor)、形状记忆合金(shape memory alloys,SMA)马达或者步进马达等任意的动力输出机构,但不限于此。
在一些示例中,如图7-图11所示,致动部包括致动磁石144、防抖线圈145以及对焦线圈146。其中,致动磁石144(例如第一磁石1441、第二磁石1442以及第三磁石1443)被固定设置于防抖支架142的内侧底部,防抖线圈145(例如第一防抖线圈1451、第二防抖线圈1452以及第三防抖线圈1453)被固定设置于底板150的物侧表面并与致动磁石144相对,对焦线圈146(例如第一对焦线圈1461、第二对焦线圈1462)被设置于对焦支架143的外侧壁,并与致动磁石144相对。
也就是说,本申请实施例中的防抖对焦马达140可以为音圈马达,或者说,可以通过音圈马达作为致动部来驱动第一透镜组G1以实现对焦功能和防抖功能,音圈马达方案简单可靠,技术成熟度高,在实施成本、尺寸和运行稳定性等方面均可满足设计需求,有利于进一步实现摄像模组100的小型化与低成本。
当需要使用防抖对焦马达140进行对焦操作时,对焦线圈146通电,对焦线圈146产生的磁场与致动磁石144自身的磁场相互作用,使得对焦支架143克服簧片148的弹力带动第一透镜组G1沿着光轴方向向物侧或者像侧移动,从而实现对焦功能。在对焦线圈146断电后,对焦支架143在簧片148复原力(弹力)的作用下带动第一透镜组G1回到初始位置。
当需要使用防抖对焦马达140进行防抖操作时,防抖线圈145通电,防抖线圈145产生的磁场与致动磁石144自身的磁场相互作用,使得防抖支架142克服悬丝141的弹力带动第一透镜组G1在垂直于光轴的平面内做相反的位移(例如平移或者旋转),以补偿抖动偏移量,从而获得高质量的照片。防抖线圈145断电后,防抖支架142在悬丝141的复原力(弹力)的作用下带动第一透镜组G1回到初始位置。
图12是图6所示的摄像模组100的致动部的结构示意图。图13是图6所示的摄像模组100的底板的结构示意图。
在一些示例中,如图7-图13所示,致动磁石144包括第一磁石1441、第二磁石1442以及第三磁石1443,防抖线圈145包括第一防抖线圈1451、第二防抖线圈1452以及第三防抖线圈1453,对焦线圈146包括第一对焦线圈1461、第二对焦线圈1462。其中,第二磁石1442和第三磁石1443相对地设置于第一磁石1441的两侧,三个磁石大致形成“匚”形结构排列,并被固定安装于防抖支架142底部内侧的凹槽内。
第一防抖线圈1451、第二防抖线圈1452以及第三防抖线圈1453被固定于底板150的物侧表面并依次与第一磁石1441、第二磁石1442以及第三磁石1443一一相对,第一对焦线圈1461、第二对焦线圈1462被固定于对焦支架143的外壁并依次与第二磁石1442以及第三磁石1443一一相对。
本申请通过对以上磁石数量的选取以及磁石位置的布局设计,在可靠实现对焦与防抖功能的同时,能够降低实施成本以及减小模组尺寸。此外,通过磁石复用,使第二磁石1442和第三磁石1443同时用于驱动防抖线圈145和对焦线圈146,能够优化致动部的结构设计,有利于进一步实现摄像模组100的小型化与低成本。
如图12所示,第二磁石1442和第三磁石1443相对地设置于第一磁石1441的两侧,第二磁石1442和第三磁石1443被复用,第二磁石1442同时与第二防抖线圈1452与第一对焦线圈1461相对,第三磁石1443同时与第三防抖线圈1453与第二对焦线圈1462相对。第二磁石1442和第三磁石1443各自包括沿着光轴方向层叠设置的两块,即第二磁石1442和第三磁石1443采用上下双磁石排布方式,在其他示例中,第二磁石1442和第三磁石1443也可以采用三磁石及更多磁石的海尔贝克磁石方案,本申请对此不做限定。
第二磁石1442和第三磁石1443沿着图12中的X轴方向相对设置,能够驱动第一透镜组G1进行X轴(平移)防抖。第一磁石1441与第一防抖线圈1451相对,仅用于防抖功能而不用于对焦功能,第一磁石1441能够驱动第一透镜组G1进行Y轴(平移)防抖。为了使X轴防抖与Y轴防抖的驱动力大致相等以确保防抖效果并保证防抖对焦马达140的工作稳定性,在本申请实施例中,第一磁石1441包括在光轴方向上并列设置的两块,从而能够使Y轴防抖具有足够的驱动力,能够与X轴防抖的驱动力大致相等。
图14是图6所示的摄像模组100的反射件112的俯视图。如图7、图10、图11以及图14所示,在本实施例中,反射件112为棱镜,反射件112具有入光口1121和出光口1122,入光口1121与出光口1122形成于反射件112的同一平面上,第一透镜组G1与入光口1121相对,图像传感器120与出光口1122相对,第一磁石1441设置于防抖支架142远离出光口1122的一侧。
也就是说,入光口1121与出光口1122形成于反射件112的同一平面上,通过入光口1121进入反射件112内部的光线先后经过两个反射面一共偏折180度后从出光口1122出射,第一透镜组G1与图像传感器120并列设置并且分别与入光口1121、出光口1122相对,这样能够使得模组的结构更加小巧紧凑。此外,本申请中的第一磁石1441设置于防抖支架142远离出光口1122的一侧,第二磁石1442与第三磁石1443相对地设置于图像传感器120的两侧,由此能够为图像传感器120的设置预留位置,降低整个模组的结构设计难度。
如图11和图14所示,反射件112沿光轴方向进行剖切后的截面大致呈梯形并具有两个反射面,该梯形的较大底面与底板150的下侧面相对,例如贴合于底板150之上,入光口1121与出光口1122形成于该较大底面上,光线从入光口1121进入到反射件112的内部后,先后进过两个斜面(梯形的腰)的反射(全反射)之后偏转180度从出光口1122出射至图像传感器120。图像传感器120设置于外壳或者第一透镜组G1的一侧,由此使得整个模组的尺寸更加小巧紧凑。
如图11和图12所示,防抖支架142靠近出光口1122的一侧设有配重块170,配重块170可以被安装于防抖支架142内侧的安装槽内。由于防抖支架142靠近出光口1122的一侧未设置磁石,本申请通过设置配重块170来进行重量平衡,保证重心位置在致动部的中心位置,防止模组在进行对焦操作或者防抖操作时因不平衡发生支架倾覆等问题。示例性的,配重块170为不导磁的金属块,例如可以为铜块或者钢块等,但不限于此。
图15是图6所示的摄像模组100的对焦线圈146的电路连接示意图。如图13中的(b)部分、图15所示,对焦支架143通过簧片148弹性连接于防抖支架142上,对焦支架143的内部埋设有导电引线149,底板150上(例如下表面)设有连接端子152,所述连接端子152依次通过悬丝141、簧片148以及导电引线149与对焦线圈146电连接。
本申请通过采用悬线+簧片+金属埋线的方案来实现对焦线圈146的电连接,而无需通过柔性电路板(flexible printed circuit,FPC)来实现电连接,由此能够简化电连接方式,降低实施成本,提高电连接的可靠性,确保防抖对焦马达140能够长时间稳定运行,帮助摄像模组100获得更佳的成像质量,提高用户的使用体验。
在一些示例中,导电引线149可以通过模内注塑(Insert-Molding)工艺埋设于对焦支架143的内部,导电引线149的两个引脚可以被露出于对焦支架143的外部,导电引线149一个引脚与簧片148相连,另一个引脚与对焦线圈146(例如第一对焦线圈1461、第二对焦线圈1462)电连接。
在一些示例中,防抖对焦马达140还包括控制器147,其中,控制器147设置于对焦支架143上,例如设置于其中一个对焦线圈146(例如第一对焦线圈1461)的内部,控制器147电连接导电引线149与对焦线圈146,控制器147包括控制电路和对焦位置检测传感器,对焦位置检测传感器用于检测对焦支架143的位移量,控制电路用于根据对焦位置检测传感器的检测信号对输入至对焦线圈146的电流进行控制,例如增大或者减小线圈的电流大小,以及改变电流方向。
通过以上设置,能够对输入至对焦线圈146的电流进行闭环控制,从而能够加快对焦速度、提升(对焦)成像质量。
在一些示例中,四根悬丝141各自通过簧片148以及导电引线149与控制器147电连接,一共形成四路,即控制器147具有四个输入端,这四个输入端一方面向控制器147进行供电,另一方面传输初始的控制指令,控制器147的输出端与对焦线圈146电连接,进而可以根据对焦位置检测传感器的检测信号来校准初始的控制指令,对输入至对焦线圈146的电流实现高精度的闭环控制,确保对焦精度和效果。
在一些示例中,控制电路与对焦位置检测传感器可以集成为一体结构以此形成控制器147,该控制器147例如可以是多合一(All In One)集成电路(integrated circuit,IC)。
在一些示例中,对焦位置检测传感器例如可以是霍尔(Hall)传感器或者磁阻(magnetic resistance,MR)传感器,但不限于此。
在一些示例中,如图13中的(a)部分所示,防抖对焦马达140还包括设置于底板150上的防抖位置检测传感器153,防抖位置检测传感器153用于检测防抖支架142的位移量,并且向防抖芯片输出检测信号,防抖芯片可以根据该检测信号来对输入至防抖线圈145的电流进行闭环控制,例如增大或者减小线圈的电流大小,以及改变电流方向。
在一些示例中,防抖位置检测传感器153通过金属埋线与连接端子152电连接。防抖位置检测传感器153可以设置于防抖线圈145的内部。防抖位置检测传感器153可以包括两个,其中一个用于检测防抖支架142在X轴的位移量,另一个用于检测防抖支架142在Y轴的位移量,其中一个防抖位置检测传感器153可以设置于第一防抖线圈1451的内部,另一个设置于第三防抖线圈1453的内部。
在一些示例中,防抖位置检测传感器153例如可以是霍尔传感器或者MR传感器,但不限于此。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种摄像模组,其特征在于,包括:沿着光路依次排列的第一透镜组(G1)、反射件(112)以及图像传感器(120),所述反射件(112)用于将来自于所述第一透镜组(G1)的光线反射至所述图像传感器(120),所述摄像模组还包括:
防抖对焦马达(140),所述防抖对焦马达(140)用于驱动所述第一透镜组(G1)沿着所述第一透镜组(G1)的光轴进行移动,还用于驱动所述第一透镜组(G1)在垂直于所述光轴的平面上进行移动。
2.根据权利要求1所述的摄像模组,其特征在于,所述摄像模组还包括中部具有镂空部(151)的底板(150),所述防抖对焦马达(140)包括:
悬丝(141),用于将所述第一透镜组(G1)悬置于所述底板(150)的一侧,所述底板(150)的另一侧设有所述反射件(112),来自所述第一透镜组(G1)的光线通过所述镂空部(151)射入所述反射件(112)。
3.根据权利要求2所述的摄像模组,其特征在于,所述防抖对焦马达(140)还包括:
防抖支架(142),通过所述悬丝(141)悬置于所述底板(150)上;
对焦支架(143),弹性连接于所述防抖支架(142)上,并承载所述第一透镜组(G1);
致动部,用于驱动所述防抖支架(141)在垂直于所述光轴的平面上进行摆动或者转动,还用于驱动所述对焦支架(143)沿着所述光轴进行移动。
4.根据权利要求3所述的摄像模组,其特征在于,所述致动部包括:
致动磁石(144),被设置于所述防抖支架(142);
防抖线圈(145),被设置于所述底板(150),并与所述致动磁石(144)相对;
对焦线圈(146),被设置于所述对焦支架(143),并与所述致动磁石(144)相对。
5.根据权利要求4所述的摄像模组,其特征在于,所述致动磁石(144)包括第一磁石(1441)、第二磁石(1442)以及第三磁石(1443),所述防抖线圈(145)包括第一防抖线圈(1451)、第二防抖线圈(1452)以及第三防抖线圈(1453),所述对焦线圈(146)包括第一对焦线圈(1461)、第二对焦线圈(1462),其中,
所述第二磁石(1442)和所述第三磁石(1443)相对地设置于所述第一磁石(1441)的两侧,所述第一防抖线圈(1451)、所述第二防抖线圈(1452)以及所述第三防抖线圈(1453)被固定于所述底板(151)并依次与所述第一磁石(1441)、所述第二磁石(1442)以及所述第三磁石(1443)一一相对,所述第一对焦线圈(1461)、所述第二对焦线圈(1462)被固定于所述对焦支架(143)并依次与所述第二磁石(1442)以及所述第三磁石(1443)一一相对。
6.根据权利要求5所述的摄像模组,其特征在于,所述反射件(112)为棱镜并具有入光口(1121)和出光口(1122),所述入光口(1121)与所述出光口(1122)形成于所述反射件(112)的同一平面上,所述第一透镜组(G1)与所述入光口(1121)相对,所述图像传感器(120)与所述出光口(1122)相对,所述第一磁石(1441)设置于所述防抖支架(142)远离所述出光口(1122)的一侧。
7.根据权利要求6所述的摄像模组,其特征在于,所述防抖支架(142)靠近所述出光口(1122)的一侧设有配重块(170)。
8.根据权利要求4-7中任一项所述的摄像模组,其特征在于,所述对焦支架(143)通过簧片(148)弹性连接于所述防抖支架(142)上,所述对焦支架(143)的内部埋设有导电引线(149),所述底板(150)上设有连接端子(152),所述连接端子(152)依次通过所述悬丝(141)、所述簧片(148)以及所述导电引线(149)与所述对焦线圈(146)电连接。
9.根据权利要求8所述的摄像模组,其特征在于,所述防抖对焦马达(140)还包括:
控制器(147),设置于所述对焦支架(143)上,并电连接所述导电引线(149)与所述对焦线圈(146),所述控制器(147)包括控制电路和对焦位置检测传感器,所述控制电路用于根据所述对焦位置检测传感器的检测信号对输入至所述对焦线圈(146)的电流进行控制。
10.一种电子设备,其特征在于,包括处理器以及如权利要求1-9中任一项所述的摄像模组,所述摄像模组用于获取图像数据并将所述图像数据输入到所述处理器中,所述处理器用于对所述图像数据进行处理。
Publications (1)
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CN118317180A true CN118317180A (zh) | 2024-07-09 |
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