摄像组件、指纹识别模组及电子设备
技术领域
本申请涉及摄像相关的技术领域,尤其涉及一种摄像组件、指纹识别模组及电子设备。
背景技术
通过将镜片模组搭载在智能手机、平板电脑、便携电话机、视频电话等智能终端,能够方便人们拍照、摄影。未来智能终端将往小型化、轻薄化方向发展,相应的,对镜片模组的尺寸也要求更小。
某些摄像组件为满足成像要求,需有一定的物距和像距,所以这类摄像组件的厚度普遍在2mm以上。并且由于摄像组件的厚度方向与拍照设备的厚度方向一致,故摄像组件的厚度增加会直接影响拍照设备整体的厚度。因此,降低摄像组件的厚度成为降低拍照设备的整机厚度的关键一步。
申请内容
本申请提供一种摄像组件、指纹识别模组及电子设备,能够减小摄像组件的厚度,从而减少摄像组件的占用空间。
根据本申请的一个方面,提供了一种摄像组件,包括:
支架,限定出成像腔室,所述支架具有集光口以及与所述集光口相对的成像口,所述成像腔室的靠近所述集光口的一端设置有镜片;
线路板,与所述支架的位于所述成像口处的外端口抵接,所述线路板具有第一让位孔,且所述线路板具有连线接头;
成像芯片,抵接于所述线路板的背离所述镜片的表面,且与所述连线接头电性连接,外部光线透过所述镜片进入所述成像腔室内后,穿过所述第一让位孔并照射向所述成像芯片。
进一步地,所述连线接头位于所述线路板背离所述镜片的表面;
所述成像芯片包括接线引脚,所述接线引脚与所述连线接头电性连接。
进一步地,所述线路板包括走线层,所述走线层设置于所述线路板的面向所述镜片的表面,所述线路板具有导电通孔,所述导电通孔由所述线路板的面向所述镜片的表面贯通至背离所述镜片的表面,所述连线接头通过所述导电通孔而与所述走线层电性连接;或
所述线路板包括走线层,所述走线层设置于所述线路板的背离所述镜片的表面,所述走线层包括所述连线接头。
进一步地,所述摄像组件还包括:
增强板,用于增强所述线路板的刚度,所述增强板贴合于所述线路板背离所述镜片的表面,所述增强板具有第二让位孔,所述成像芯片位于所述第二让位孔内。
进一步地,所述第二让位孔为通孔,且所述增强板的厚度尺寸大于所述成像芯片的厚度尺寸;或
所述第二让位孔为盲孔,且所述第二让位孔的开口方向朝向所述成像芯片;
所述第二让位孔的深度尺寸大于所述成像芯片的厚度尺寸,以使得所述成像芯片被包覆于所述第二让位孔内。
进一步地,所述摄像组件还包括:
防护层,贴合于所述线路板背离所述镜片的表面,所述防护层具有第三让位孔,所述成像芯片位于所述第三让位孔内;
其中,所述第三让位孔的深度尺寸大于所述成像芯片的厚度尺寸,以使得所述防护层能够保护所述成像芯片。
进一步地,所述第三让位孔为通孔,且所述防护层的厚度尺寸大于所述成像芯片的厚度尺寸;或
所述第三让位孔为盲孔,且所述第三让位孔的开口朝向所述成像芯片,以使得所述成像芯片被包覆于所述第三让位孔内。
进一步地,所述成像芯片包括接线引脚,所述接线引脚抵接于所述连线接头并与所述连线接头焊接;
所述摄像组件还包括密封层,所述密封层完全覆盖所述接线引脚以及所述连线接头的外表面。
本申请的第二方面还提供了一种指纹识别模组,
包括光源以及上述任一项所述的摄像组件;
其中,所述摄像组件用于接收所述光源发出并被用户手指反射回的光线以获取指纹信息。
本申请的第三方面还提供了一种电子设备,
包括上述任一项所述的摄像组件。
本申请提供一种摄像组件,该摄像组件包括支架、线路板以及成像芯片。支架限定出成像腔室,成像腔室内设置有镜片。镜片设置于靠近支架的集光口的一端,线路板设置于支架的成像口。特别地,本申请中的线路板具有第一让位孔。成像芯片抵接于线路板背离支架的表面且与线路板的连线接头电性连接。光线由集光口位置透过镜片进入成像腔室,并穿过线路板上的第一让位孔而射向成像芯片。与现有技术相比,本申请中的摄像组件至少减去了线路板的厚度,故其在拍照设备中占用的空间更小。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中的具有增强板的摄像组件的第一剖视示意图;
图2为现有技术中的不具有增强板的摄像组件的剖视示意图;
图3为现有技术中的具有增强板的摄像组件的第二剖视示意图;
图4为本申请一种实施例中的摄像组件的第一剖视示意图;
图5为本申请一种实施例中的摄像组件的第二剖视示意图;
图6为图4中M处的局部放大示意图;
图7为本申请另一种实施例中的摄像组件的第一剖视示意图;
图8为本申请另一种实施例中的摄像组件的第二剖视示意图;
图9为图7中N处的局部放大示意图;
图10为本申请又一种实施例中的摄像组件的剖视示意图;
图11为图10的局部放大示意图;
图12为本申请一种实施例中的成像芯片加工时的结构示意图;其中,成像芯片正准备安装于线路板;
图13为本申请一种实施例中的成像芯片加工时的结构示意图;其中,成像芯片已安装于线路板;
图14为本申请一种实施例中的摄像组件加工时的结构示意图;其中,支架正准备与线路板连接;
图15为本申请另一种实施例中的电子设备的结构框图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
如图1至图3所示,现有的摄像组件100一般主要包括支架110、芯片、线路板120以及钢片补强板(当线路板120的刚度不够时需要钢片补强,若线路板120为硬质线路板120则可以去掉钢片补强板)。支架110具有集光口112以及成像口113,且内部限定出成像腔室111。成像腔室111内设置有镜片114,镜片114设置于成像腔室111靠近集光口112的一端且密封集光口112。线路板120设置于支架110的成像口113。线路板120面向镜片114的表面具有走线层122,且走线层122上具有连线接头1221。成像芯片130设置于成像腔室111内且紧贴线路板120面向镜片114的表面,成像芯片130的成像面132(被光线照射的表面)上具有接线引脚131,接线引脚131与线路板120上的连线接头1221电性连接,主要利用金线170连通。
现有技术中,为了达到预期的成像效果,对摄像组件100的像距有一定的要求。摄像组件100的像距不能低于某一界限值(取值随镜片114的参数而定),即镜片114到成像芯片130的成像面132之间的距离不能低于上述界限值。上述界限值是制约摄像组件100的厚度的一个主要因素。
如图4至图6所示,本实施例提供了一种摄像组件100,该组件能够在不改变镜片114到成像芯片130的成像面132之间的距离的情况下减小成像组件整体的厚度。本实施例中的摄像组件100包括支架110、线路板120以及成像芯片130。
支架110具有集光口112以及与集光口112相对的成像口113。支架110内部限定出成像腔室111,集光口112以及成像口113分别布置在成像腔室111的相对的两边,且均与成像腔室111贯通。成像腔室111靠近集光口112的一端设置有镜片114,镜片114完全密封集光口112,外部光线透过集光口112处的镜片114而折射入成像腔室111内。
线路板120设置于支架110的成像口113处,并与支架110的成像口113处的外端口连接,支架110具体可以利用粘接胶与线路板120胶接。特别地,本实施例中的线路板120的正对镜片114的部位具有第一让位孔121,且线路板120具有与成像芯片130上的接线引脚131对应电性连接的连线接头1221。
本实施例中的成像芯片130没有设置于线路板120与镜片114之间,而是抵接于线路板120背离镜片114的表面。成像芯片130的成像面132正对镜片114,线路板120上的第一让位孔121给成像芯片130的成像面132进行让位,使进入成像腔室111内的光线能够穿过第一让位孔121而照射向成像芯片130的成像面132。由于线路板120的连线接头1221布置在与成像芯片130抵接的表面,故连线接头1221与芯片上的接线引脚131的电性连接十分方便。
参见图2和图5所示,图2为现有技术中的摄像组件100的截面示意图,图5为本实施例中的摄像组件100的截面示意图。摄像组件100整体的厚度为B,镜片114至成像芯片130的成像面132之间的距离为A,A的值与摄像组件100的像距相关,由于像距不能低于某一界限值,故A的值亦不能低于某一值。为了方便描述,这里取A的值等于上述的界限值。本实施例中的摄像组件100的厚度B为距离A加上成像芯片130的厚度。现有技术中的摄像组件100的厚度B为距离A、成像芯片130的厚度以及线路板120的厚度之和。可以看到,相比于现有技术中的摄像组件100,本实施例中的摄像组件100的厚度减少了线路板120的厚度值。
上述实施例中,摄像组件100的线路板120为硬质线路板120,当线路板120为硬质线路板120时,其具体可以为PCB硬板、软硬结合板或陶瓷基板等。而摄像组件100中的线路板120还可以不为硬质板,当线路板120不为硬纸板时,则需要在线路板120的表面贴附增强板140,增强板140一般为钢片补强板。
如图7至图9所示,当线路板120贴附增强板140时,增强板140可以贴合于线路板120背离镜片114的表面。由于成像芯片130也设置于此表面,故为了防止成像芯片130与增强板140产生位置干涉,可以在增强板140上开设第二让位孔141,使成像芯片130设置于第二让位孔141内。
第二让位孔141可以为盲孔也可以为通孔。当第二让位孔141为盲孔时,第二让位孔141的深度尺寸至少大于成像芯片130的厚度尺寸,以使得成像芯片130被包覆于所述第二让位孔141内、不与增强板140产生位置干涉。当第二让位孔141为通孔时,增强板140的厚度尺寸可以大于成像芯片130的厚度尺寸,以使得增强板140能够对成像芯片130进行保护,防止成像芯片130与其它部件产生磕碰。
如图8所示的实施例中的摄像组件100相比于现有技术中具有增强板140的摄像组件100而言,不仅减少了线路板120的厚度,还减小了成像芯片130的厚度。进一步地,由于现有技术中的摄像组件100的成像芯片130与线路板120之间还具有贴合胶,故本实施例中的摄像组件100相比于现有技术中具有增强板140的摄像组件100而言还减少了贴合胶的厚度。
对于硬质的线路板120,由于其不需要对其进行刚度补强,故可以省去增强板140。但省去增强板140后,成像芯片130完全外露,易被损坏。故为了保护外露的成像芯片130,一种实施例中,如图10至图11所示,还可以在线路板120背离镜片114的表面设置防护层150,防护层150用于保护成像芯片130。防护层150可以为具有弹性的材质制成,例如可以由泡棉、硅胶、弹性树脂或弹性橡胶等材质制成。为了防止防护层150与成像芯片130之间产生位置干涉,防护层150上也可以具有第三让位孔151,第三让位孔151具体可以为盲孔,且盲孔的开口方向朝向成像芯片130。盲孔的深度尺寸至少大于芯片的厚度尺寸,以使得芯片能够被完全包覆于第三让位孔151中。第三让位孔151还可以为通孔,且防护层150的厚度尺寸大于成像芯片130的厚度尺寸,以防止成像芯片130与其它部件产生磕碰。
为了使成像芯片130的成像面132既能够完好的接收成像腔室111内照射的光线,又能够使成像芯片130能够良好的固定在线路板120背离镜片114的表面。可以使第一让位孔121与成像芯片130的外形相同、大小不同,具体为成像芯片130的尺寸大于线路板120的尺寸。例如,当成像芯片130的形状为圆形时,第一让位孔121的形状也为圆形,且第一让位孔121的直径小于成像芯片130的直径。当成像芯片130安装于线路板120上后,成像芯片130的圆心以及第一让位孔121的圆心均位于第一让位孔121的中心轴线上。第一成像芯片130的延伸出第一让位孔121的环形边缘部分与线路板120背离镜片114的表面连接。当成像芯片130的形状为正方形时,第一让位孔121的形状也为正方形,且第一让位孔121的边长小于成像芯片130的边长。当成像芯片130安装于线路板120上后,成像芯片130的形心以及第一让位孔121的形心均位于第一让位孔121的中心轴线上。第一成像芯片130的延伸出第一让位孔121的环形边缘部分与线路板120背离镜片114的表面连接。
成像芯片130装配完成后,其成像面132需面向镜片114,以接收来自镜片114所折射的光线。成像芯片130的成像面132上具有接线引脚131。为了防止接线引脚131影响光线接收效果,一种实施例中,接线引脚131可以布置于成像芯片130的延伸出第一让位孔121的环形边缘部分。
由于现有技术中的线路板120的连线接头1221均位于线路板120的面向成像腔室111的表面,为了使接线引脚131能够与线路板120上的连线接头1221电性连接,一种实施例中,可以在线路板120上设置导电通孔(图中未示出),并利用上述导电通孔将连线接头1221由面向成像腔室111的表面引向线路板120背离成像腔室111的表面。这样,成像芯片130上的接线引脚131便可以与连线接头1221电性连接。另一种实施例中,还可以直接将现有技术中的线路板120翻转,即线路板120上的走线层122原本位于线路板120的面向成像腔室111的表面,翻转后其变成位于线路板120背离成像腔室111的表面。走线层122包括上述的连线接头1221,连线接头1221可以设置于靠近第一让位孔121的边缘的位置,具体可以设置于成像芯片130与线路板120之间,使得当成像芯片130与线路板120抵接时,成像芯片130上的接线引脚131可以直接与连线接头1221抵接,而不用采用金线170(图1中示出)连接。
如图6或图9所示,一种实施例中,当连线接头1221设置于成像芯片130与线路板120之间时,可以让接线引脚131与连线接头1221焊接。具体可以利用锡球、金球、锡铅合金或金锡合金等其中一种或多种材料对两者进行焊接。当接线引脚131与连线接头1221焊接后,成像芯片130则固定至线路板120上。相比于现有技术中利用金线170连接接线引脚131与连线接头1221的结构而言,直接将相互抵接的接线引脚131与连线接头1221焊接的结构加工更简单,同时接线引脚131与连线接头1221的连接关系也更稳定。
当然,在其它实施例中,也可以不让接线引脚131与连线接头1221焊接。可以使成像芯片130采用其它方式固定于线路板120,且让成像芯片130固定于线路板120上后,接线引脚131与连线接头1221对应抵接,以实现两者的电性连接。
如图6或图9所示,当接线引脚131与连线接头1221焊接时,为了防止接线引脚131与连线接头1221的焊接部位因为生锈而失效,摄像组件100还可以包括密封层180,密封层180完全覆盖接线引脚131以及连线接头1221的外表面,将接线引脚131与连线接头1221焊接部位与空气隔离,提高了成像芯片130与线路板120之间连接的可靠性。
如图12至图14所示,本申请由于将成像芯片130设置于线路板120的下方,从而使成像芯片130的加工较为麻烦。为了方便加工,在将成像芯片130焊接至线路板120上的过程中,可以先将线路板120倒置,使线路板120的走线层122朝上布置,从上至下放置成像芯片130。当芯片的接线引脚131与走线层122上的连线接头1221位置对应后,高温加热接线引脚131上的锡球,以使得接线引脚131与连线接头1221焊接。
当成像芯片130与线路板120焊接完成后,将两者的整体翻转,然后在线路板120背离成像芯片130的表面连接支架110,以使得线路板120上的第一让位孔121处于成像芯片130与支架110的成像腔室111之间。
摄像组件100还可以包括滤光片160,滤光片160贴合于成像芯片130的面向镜片114的表面,并处于第一让位孔121内。滤光片160配置成对照射向成像芯片130的光线进行过滤,以增强成像质量。具体地,滤光片160具体可以为红外线滤光片160,并用于隔绝600纳米至900纳米之间的波长的光波。
本申请的第二方面还提供了一种指纹识别模组300,该指纹识别模组300包括上述任一实施例中的摄像组件100。该指纹识别模组300还包括光源(图中未示出),光源产生光线射向用户手指并反射至摄像组件100,摄像组件100根据反射回的光线来分析用户的指纹信息。该指纹识别模组300可以用于任意需要对用户指纹进行识别的设备上,例如指纹打卡器或需要进行屏内指纹识别的手机等。
当指纹识别模组300设置于手机内并用于进行屏内指纹识别时,指纹识别模组300可以设置于手机的屏幕下方,摄像组件100的支架110的上方可以设置双面胶190,摄像组件100利用双面胶190而定位在手机内。
如15所示,本申请第三方面还提供了一种电子设备10。该电子设备10包括上述任一实施例中的摄像组件100。上述实施例中的电子设备10可以为任何需要进行视频或图像录入的设备,例如照相机、摄像机、手机、笔记本、平板、行车记录仪、智能手表或指纹打卡器等。
具体地,电子设备10可以为手机,摄像组件100可以为手机的前置/后置摄像头,也可以设置于手机的屏内,作为手机的屏内指纹识别模组的一部分,用于识别用户的指纹,从而进行指纹解锁。具体地,手机还可以包括射频电路、存储器、输入单元、无线保真(WiFi,wireless fidelity)模块、显示单元、传感器、音频电路、处理器、电池等部件。
射频电路可用于在收发信息或通话过程中,信号的接收和发送,特别地,将基站的下行信息接收后,给处理器处理;另外,将手机上行的数据发送给基站。通常,射频电路包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器、双工器等。此外,射频电路还可以通过无线通信与网络和其他设备通信。上述无线通信可以使用任一通信标准或协议,包括但不限于全球移动通讯系统(GSM,Global System for Mobile communication)、通用分组无线服务(GPRS,General Packet Radio Service)、码分多址(CDMA,CodeDivision Multiple Access)、宽带码分多址(WCDMA,Wideband Code Division MultipleAccess)、长期演进(LTE,Long Term Evolution)、电子邮件、短消息服务(SMS,ShortMessaging Service)等。
其中,存储器可用于存储软件程序以及模块,处理器通过运行存储在存储器的软件程序以及模块,从而执行手机的各种功能应用以及数据处理。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(如声音播放功能、图像播放功能等)等;存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(如音频数据、电话本等)等。此外,存储器可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
输入单元可用于接收输入的数字或字符信息,以及产生与手机的用户设置以及功能控制有关的键信号。具体地,输入单元可包括触控面板以及其他输入设备。触控面板,也称为触摸屏,可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板上或在触控面板附近的操作),并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。可选的,触控面板可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中,触摸检测装置检测用户的触摸方位,并检测触摸操作带来的信号,将信号传送给触摸控制器;触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息,并将它转换成触点坐标,再送给处理器,并能接收处理器发来的命令并加以执行。此外,可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板。除了触控面板,输入单元还可以包括其他输入设备。具体地,其他输入设备可以包括但不限于物理键盘、按键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种。
其中,显示单元可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及手机的各种菜单。显示单元可包括显示面板,可选的,可以采用液晶显示单元(LCD,Liquid CrystalDisplay)、有机发光二极管(OLED,Organic Light-Emitting Diode)等形式来配置显示面板。进一步的,触控面板可覆盖显示面板,当触控面板检测到在其上或附近的触摸操作后,传送给处理器以确定触摸事件的类型,随后处理器根据触摸事件的类型在显示面板上提供相应的视觉输出。
其中,该人眼能够识别的该视觉输出外显示面板中的位置,可以作为后述“显示区域”。可以将触控面板与显示面板作为两个独立的部件来实现手机的输入和输出功能,也可以将触控面板与显示面板集成而实现手机的输入和输出功能。
另外,手机还可包括至少一种传感器,比如姿态传感器、光传感器、以及其他传感器。
具体地,姿态传感器也可以称为运动传感器,并且,作为该运动传感器的一种,可以列举重力传感器,重力传感器采用弹性敏感元件制成悬臂式位移器,并采用弹性敏感元件制成的储能弹簧来驱动电触点,从而实现将重力变化转换成为电信号的变化。
作为运动传感器的另一种,可以列举加速计传感器,加速计传感器可检测各方向上(一般为三轴)加速度大小,静止时可检测出重力的大小及方向,可用于识别手机姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等。
可以采用以上列举的运动传感器作为获得后述“姿态参数”元件,但并不限定于此,其他能够获得“姿态参数”的传感器均落入本申请的保护范围内,例如,陀螺仪等,并且,该陀螺仪的工作原理和数据处理过程可以与现有技术相似,这里,为了避免赘述,省略其详细说明。
此外,作为传感器,还可配置气压计、湿度计、温度计和红外线传感器等其他传感器,在此不再赘述。
光传感器可包括环境光传感器及接近传感器,其中,环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板的亮度,接近传感器可在手机移动到耳边时,关闭显示面板和/或背光。
音频电路、扬声器和传声器可提供用户与手机之间的音频接口。音频电路可将接收到的音频数据转换后的电信号,传输到扬声器,由扬声器转换为声音信号输出;另一方面,传声器将收集的声音信号转换为电信号,由音频电路接收后转换为音频数据,再将音频数据输出处理器处理后,经射频电路以发送给比如另一手机,或者将音频数据输出至存储器以便进一步处理。
WiFi属于短距离无线传输技术,手机通过WiFi模块可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等,它为用户提供了无线的宽带互联网访问。
处理器是手机的控制中心,利用各种接口和线路连接整个手机的各个部分,通过运行或执行存储在存储器内的软件程序和/或模块,以及调用存储在存储器内的数据,执行手机的各种功能和处理数据,从而对手机进行整体监控。可选的,处理器可包括一个或多个处理单元;优选的,处理器可集成应用处理器和调制解调处理器,其中,应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等,调制解调处理器主要处理无线通信。
可以理解的是,上述调制解调处理器也可以不集成到处理器中。
并且,该处理器可以作为上述处理单元的实现元件,执行与处理单元相同或相似的功能。
手机还包括给各个部件供电的电源(比如电池)。
电源可以通过电源管理系统与处理器逻辑相连,从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。尽管未示出,手机还可以包括蓝牙模块等,在此不再赘述。
本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件;在本申请的描述中,需要理解的是,若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,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,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制,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的具体含义。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。