CN212324197U - 电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电子设备，属于电子设备领域。该电子设备包括设备外壳和摄像头组件；摄像头组件包括图像传感器、至少两个镜头和驱动机构；设备外壳上开设有透光孔，透光孔的投影覆盖图像传感器；驱动机构包括转动盘、齿条和驱动电机，驱动电机驱动齿条运动，至少两个镜头固定在转动盘上，齿条带动转动盘转动；在齿条带动转动盘转动的情况下，至少两个镜头中的任一个处于图像传感器和透光孔之间的光路中。当不同的镜头位于图像传感器和透光孔之间的光路中，可以使得摄像头组件具有不同的拍摄功能。这样，可以减少摄像头模组所占据的空间，为其他器件提供更多安装位置。

Description

电子设备

技术领域

本申请属于电子设备领域，具体涉及一种电子设备。

背景技术

随着电子的不断发展，电子设备的拍摄功能也越来越强大。为了进一步的提升电子设备的拍摄功能，通常会在电子设备的摄像头组件通常会包括多个摄像头，如一个摄像头组件同时包括广角摄像头、超广角摄像头、长焦摄像头器和景深摄像头等。

然而，在实现本申请过程中，申请人发现现有技术中至少存在如下问题：随着摄像头个数的增多，摄像头组件与PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)之间的走线也越来越复杂，挤占了PCB的布局空间，不利于其他器件的安装，同时增加了摄像头组件的生产成本。

实用新型内容

本申请实施例的目的是提供一种电子设备，能够解决因摄像头个数的增多带来的PCB板占用率过高的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括设备外壳和摄像头组件；

所述摄像头组件包括图像传感器、至少两个镜头和驱动机构；

所述设备外壳上开设有透光孔，所述透光孔的投影覆盖所述图像传感器；

所述驱动机构包括转动盘、齿条和驱动电机，所述驱动电机驱动所述齿条运动，至少两个所述镜头固定在所述转动盘上，所述齿条带动所述转动盘转动；

在所述齿条带动所述转动盘转动的情况下，至少两个所述镜头中的任一个处于所述图像传感器和所述透光孔之间的光路中。

从上述实施例可以出，在本申请实施例中，由于驱动电机驱动齿条运动，至少两个镜头固定在转动盘上，齿条带动转动盘转动，因此，当驱动电机驱动齿条做直线运动时，可以带动转动盘发生转动，进而使得转动盘上设置的镜头得到切换，可以使得不同镜头位于图像传感器和透光孔之间的光路中，在切换镜头的过程中，使得摄像头组件的拍摄功能也发生了改变，当不同的镜头位于图像传感器和透光孔之间的光路中，可以使得摄像头组件具有不同的拍摄功能。这样，在和电子设备的PCB接线时，摄像头组件可以为一个整体进行接线，且由于只有一个图像传感器，在连接时，只需对该图像传感器进行接线，简化了摄像头组件与PCB之间的线路，节省了PCB的布局空间，降低了PCB的阶数，进而降低了摄像头组件的生产和安装成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的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，对于本领域普通技术人员来讲，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1是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的电子设备包括的传动机构的传动示意图；

图3是本申请实施例提供的电子设备的装配示意图；

图4是本申请实施例提供的电子设备包括的镜头的分布示意图。

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、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的电子设备进行详细地说明。图1是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图，如图1所示，该电子设备包括设备外壳和摄像头组件；摄像头组件包括图像传感器1、至少两个镜头2和驱动机构3；设备外壳上开设有透光孔，透光孔的投影覆盖图像传感器1；驱动机构3包括转动盘31、齿条32和驱动电机33，驱动电机33驱动齿条32运动，至少两个镜头2固定在转动盘31上，齿条32带动转动盘31转动；在齿条32带动转动盘31转动的情况下，至少两个镜头2中的任一个处于图像传感器1和透光孔之间的光路中。

其中，该电子设备可以为：手机、平板电脑、电子书阅读器、MP3播放器、MP4播放器、膝上型便携计算机、车载电脑、台式计算机、机顶盒、智能电视机或可穿戴设备。

需要说明的是，设备外壳为可以为壳体或者电池盖，通常可以在电池盖上开设透光孔，进而方便用户进行拍摄。需要说明的是，该透光孔沿孔的轴线方向的投影覆盖图像传感器1，以使光线可以全部照射到图像传感器1的受光面上。进一步的，透光孔可以为圆形孔或者方形孔，透光孔的沿第一方面的截面的面积大于图像传感器1的受光面的面积，其中，第一方向为和透光孔轴线垂直的方向，这样，图像传感器1的受光面没有光线照不到的区域，进而使得图像传感器1成像后不会出现黑斑。

还需要说明的是，将本申请实施例提供的摄像头组件安装在电子设备中之后，由于设备外壳上只设置有一个透光孔，开孔数量减少，使电子设备上的视窗开孔减少，进而提高了电子设备的整体性，延长电子设备的使用寿命，提升用户体验。

摄像头组件包括图像传感器1、至少两个镜头2和驱动机构3；驱动机构3可以控制至少两个镜头2中的任一个覆盖图像传感器1，其中，每个镜头2的光学性能不同。此外，图像传感器1可以包括镜头、固定器和滤色片、传感器和其它部件。在一种可能实现的方式中，该图像传感器1的工作原理可以为：镜头将生成的光学图像投射到传感器上，之后光学图像被转换成电信号，电信号再转换为数字信号，数字信号经过加工处理，再传递到印制电路板上进行处理，最终转换成电子设备的屏幕上能够看到的图像。

需要说明的是，图像传感器1包括的镜头是将拍摄的物像传递到传感器上进行成像的器件，可以包括多片透镜，通过改变不同镜头之间的距离可以改变图像传感器1的焦距。以图像传感器1包括一个凸透镜和一个凹透镜为例，随着凸透镜和凹透镜之间距离的变化，图像传感器1的焦距也会发生变化，换言之，不同焦距的图像传感器1的内部镜头组合方式也不相同。

驱动机构3可以控制至少两个镜头2中的任一个覆盖图像传感器1，驱动机构3可以为齿轮电机传动的一种，图像传感器1和电子设备上开设的透光孔对齐，进而通过驱动机构3转动镜头2，可以使得不同镜头2位于图像传感器1和透光孔之间的光路中。由于每个镜头2的光学性能不同，因此在切换镜头2的过程中，使得摄像头组件的拍摄功能也发生了改变。其中，镜头2的光学性能可以包括镜头2的折射率、色散力和透光率等，当不同光学性能的镜头2位于图像传感器1和透光孔之间的光路中时，可以使得摄像头组件具有不同的拍摄功能。

具体的，如图2和图3所示，在本申请实施例中，驱动机构3主要用于控制至少两个镜头2中的任一个覆盖图像传感器1，进而实现不同的拍摄功能。驱动机构3可以包括转动盘31、齿条32和驱动电机33，转动盘31可以为硬质塑料圆盘或者铝合金圆盘，齿条32可以通过齿轮等连接件和转动盘31配合连接。这样，由于驱动电机33驱动齿条32运动，至少两个镜头2固定在转动盘31上，齿条32带动转动盘31转动，当驱动电机33驱动齿条32如图2中的A方向所示做直线运动时，可以带动转动盘31以图2中的B所示的方向转动，进而使得转动盘31上设置的镜头2得到切换，上述实施例所述的转动盘如图1中所示的转动盘一致。

此外，在一种可能实现的方式中，如图4所示，镜头2可以包括平光镜21、微距镜22和广角镜23。在正常拍摄情况下，即在不需要变焦和景深等操作时，可以将平光镜21转动到图像传感器1和透光孔之间的光路中时，可以使得摄像头组件进行正常拍摄。若需要更开阔的拍摄视角时，如全景拍摄时，可以将广角镜23转动到图像传感器1和透光孔之间的光路中，实现广角拍摄。若需要通过进行放大拍摄时，可以将微距镜22转动到图像传感器1和透光孔之间的光路中，实现变焦拍摄的功能。需要说明的是，镜头2可以为塑胶镜头，也可以为玻璃镜头，本申请实施例对此不做限定。

从上述实施例可以出，在本申请实施例中，由于于驱动电机33驱动齿条32运动，至少两个镜头2固定在转动盘31上，齿条32带动转动盘31转动，因此，当驱动电机33驱动齿条32做直线运动时，可以带动转动盘发生转动，进而使得转动盘31上设置的镜头2得到切换，可以使得不同镜头2位于图像传感器1和透光孔之间的光路中，在切换镜头2的过程中，使得摄像头组件的拍摄功能也发生了改变，当不同的镜头2位于图像传感器1和透光孔之间的光路中，可以使得摄像头组件具有不同的拍摄功能。这样，在和电子设备的PCB接线时，摄像头组件可以为一个整体进行接线，且由于只有一个图像传感器1，在连接时，只需对该图像传感器1进行接线，简化了摄像头组件与PCB之间的线路，节省了PCB的布局空间，降低了PCB的阶数，进而降低了摄像头组件的生产和安装成本。

可选的，驱动机构3还包括丝杠34和螺母座；丝杠34的一端通过连轴器和驱动电机33连接，丝杠34的另一端和螺母座螺接，齿条32和螺母座固定连接。

具体的，丝杠34包括滚珠丝杠，在装配时，滚珠丝杠的一端通过联轴器和驱动电机33的驱动轴配合连接，以使滚珠丝杠和驱动轴同轴转动，滚珠丝杠的另一端配合连接有螺母座，螺母座包括内螺纹，螺母座的内螺纹和滚珠丝杠的外螺纹配合连接，齿条32和螺母座固定连接，这样，当驱动电机33的驱动轴转动时，带动滚珠丝杠转动，使得螺母座沿着动滚珠丝杠的长度方向运动，滚珠丝杠的运动方向如图2中的C方向所示。当螺母座沿着动滚珠丝杠的长度方向运动时，可以进而带动齿条32做直线运动，齿条311可以通过和齿轮等连接件配合连接，进而带动转动盘313以图2中的B所示的方向转动，进而使得转动盘313上设置的头2得到切换。

可选的，如图3所示，驱动机构3还包括第一齿轮35和转轴36；转轴36的一端和第一齿轮35固定连接，转轴36的另一端和转动盘31固定连接，第一齿轮35和转动盘31同轴转动，第一齿轮35和齿条32啮合。

具体的，第一齿轮35为直齿型齿轮的一种，方便与齿条32啮合。转轴36为圆柱形杆状结构，转轴36的一端和第一齿轮35固定连接，转轴36的另一端和转动盘31固定连接，这样，当齿条32运动时，会带动第一齿轮35转动，由于第一齿轮35和转动盘31同轴转动，这样，转动盘31也会发生转动，进而使得转动盘31上设置的镜头2得到切换。需要说明的是，由于第一齿轮35和转动盘31同轴转动，因此第一齿轮35位于转动盘31的一侧，即第一齿轮35和转动盘31为纵向排布，有利于降低摄像头组件的横向安装空间。其中，纵向为和转动盘31的盘面垂直的方向，横向为和转动盘31的盘面平行的方向。还需要说明的是，第一齿轮35和转轴36可以为硬度较高的钢材或者铸铁等材料，以延长传动组件3的使用寿命。

可选的，驱动机构3还包括第二齿轮和第三齿轮；第三齿轮固定在转动盘31上，第三齿轮和第二齿轮啮合，第二齿轮和齿条32啮合，第二齿轮转动带动第三齿轮转动。

具体的，第二齿轮和第三齿轮也为直齿型齿轮的一种，且第二齿轮和第三齿轮的模数、齿高等参数相同。第三齿轮的端面可以通过焊接或者粘接等方式固定在转动盘31的盘面上，以使第三齿轮和转动盘31为一个整体，第三齿轮和第二齿轮啮合，第二齿轮和齿条32啮合，这样，当驱动电机33的驱动轴转动时，带动滚珠丝杠转动，使得螺母座沿着动滚珠丝杠的长度方向运动，进而带动齿条32做直线运动，齿条32带动第二齿轮转动，第二齿轮带动第三齿轮转动，进而使得转动盘31随着第三齿轮一起转动，进而使得转动盘31上设置的镜头2得到切换，需要说明的是，由于第二齿轮和第三齿轮啮合，因为第二齿轮和第三齿轮为横向排列，即第二齿轮和第三齿轮为横向设置，利于降低摄像头组件的纵向安装空间。还需要说明是，在本申请中，转动盘31可以为包括齿面的圆盘，转动盘31可以直接和第二齿轮进行啮合，或者，在摄像头组件的纵向安装空间充足的情况下，可以使得第二齿轮和第三齿轮啮合，第三齿轮再和转动盘31啮合，均可以达到上述实施例的目标效果，本申请对此不再赘述。

可选的，如图4所示，电子设备还包括位移传感器5；位移传感器5和螺母座连接，位移传感器5用于监测螺母座在丝杠34上的移动距离。

具体的，该位移传感器5为直线式位移传感器5的一种，直线式位移传感器5可以包括电阻滑轨和滑片，滑片和螺母座固定连接，电阻滑轨固定在传感器的内部，当螺母座发生移动后，使得滑片在电阻滑轨上发生移动，使得电阻滑轨的电阻值发生变化，电阻滑轨连接稳态直流电压，滑片起始端之间的电压与滑片移动的长度成正比，进而通过滑片起始端之间的电压的变化来监测滑片的位移量，通过滑片的位移量反映螺母座在丝杠34上的移动距离。由于螺母和齿条32固定连接，齿条32的移动距离和螺母座在丝杠34上的移动距离相等，这样，可以通过位移传感器5监测齿条32的移动距离。需要说明的是，可以建立齿条32的移动距离和转动盘31的转动角度之间的对应关系，如齿条32每运动1mm，转动盘31转动20°。示例性的，若至少两个镜头2包括平光镜21、微距镜22和广角镜23，平光镜21处于初始位置，当转动盘31转动的预设角度为120°时，切换到广角镜23，当转动盘31转动的预设角度为240°时，切换到微距镜22，这样，只需要通过控制电机使得齿条32运动预设长度，即可以使目标镜头2处于图像传感器1的光路中，实现不同镜头2的切换，使得整个镜头2切换的过程安全可控，且可以精确控制镜头2的切换。

可选的，至少两个镜头2均匀设置固定在转动盘31的盘面上。

具体的，以至少两个镜头2包括平光镜21、微距镜22和广角镜23为例，如图4所示，平光镜21的镜头2的中心到转动盘31的轴线之间的连线和微距镜22的镜头2的中心到转动盘31的轴线之间的连线形成的夹角α为120度，平光镜21的镜头2的中心到转动盘31的轴线之间的连线和广角镜23的镜头2的中心到转动盘31的轴线之间的连线形成的夹角γ为120度，微距镜22的镜头2的中心到转动盘31的轴线之间的连线和广角镜23的镜头2的中心到转动盘31的轴线之间的连线形成的夹角β为120度，这样，使得每个镜头2均匀设置在转动盘31的盘面上，在切换镜头2时，使得切换镜头2所用的时间相等，更加有利于镜头2的平稳切换。

可选的，透光孔中安装有透光镜片4。

需要说明的是，由于设备外壳上只设置有一个透光孔，因此在透光孔中安装有透光镜片4后，在保证光线透过的情况下，透光镜片4可以起到一定的保护作用，防止图像传感器1发生磨损，也可以降低外部粉尘或者水气等进入到摄像头组件的内部，延长图像传感器1的使用寿命。

可选的，至少两个镜头2包括平光镜21、微距镜22和广角镜23。

具体的，平光镜21为无屈光度的镜头2，对光线无折射和反射作用，因此，当将平光镜21转动到图像传感器1和透光孔之间的光路中时，可以使得摄像头组件进行正常拍摄。微距镜22可以为内置伸缩镜筒的镜头2的一种，通过旋转镜头对焦环控制伸缩镜筒的移动，完成对焦操作。微距镜22也可以为变换内部光学镜头组前后位置的以改变焦距的镜头中的一种，通过变换镜头内光学镜头组的前后位置来实现较高的影像放大率，从而实现近摄的目的。因此，当将微距镜22转动到图像传感器1和透光孔之间的光路中后，可以使得摄像头组件实现变焦拍摄的功能。此外，当将广角镜23转动到图像传感器1和透光孔之间的光路中后，由于广角镜23的焦距短，视角大，因此，在较短的拍摄距离范围内，可以使得摄像头组件拍摄到较大面积的景物，进而实现广角拍摄。由此可见，在切换镜头2的过程中，使得摄像头组件的拍摄功能也发生了改变，当不同光学性能的镜头2位于图像传感器1光路中时，可以使得摄像头组件具有不同的拍摄功能。

可选的，电子设备还包括处理器和容纳件，摄像头组件固定在容纳件中，容纳件上设置有接触触点，摄像头组件通过接触触点和处理器电连接。

需要说明的是，处理器可以包括电路板组件，具体的，电路板组件可以为单面板型印刷电路板、双面板型印刷电路板、四层板型印刷电路板、六层板型印刷电路板以及其他多层印刷电路板的任一中，电路板组与摄像头组件电连接，以通过电路板组件控制摄像头组件的不同镜头2进行工作。此外，可以将摄像头组件集成在一个容纳件上，容纳件上开设有进光孔，进光孔和透光孔对齐，进而使得容纳件不会对图像传感器1成像路径造成影响。这样，无论是将摄像头组件装在电子设备中，还是将摄像头组件从电子设备上拆下，都只需将摄像头组件整个安装或者拆下，更加方便后期的维修和更换。

此外，还需要说明的是，摄像头组件的走线均可以集成到容纳件包括的接触触点上，该接触触点和电子设备的接触触点进行接触，使得该摄像头组件完成接线，这样，在接线时，可以以摄像头组件为一个整体进行接线，简化了摄像头组件与PCB之间的线路，节省了PCB的布局空间。

上述实施例可以出，在本申请实施例中，以为玻璃镜头，本申请实施例对此不做限定。

从上述实施例可以出，在本申请实施例中，由于于驱动电机33驱动齿条32运动，至少两个镜头2固定在转动盘31上，齿条32带动转动盘31转动，因此，当驱动电机33驱动齿条32做直线运动时，可以带动转动盘发生转动，进而使得转动盘31上设置的镜头2得到切换，可以使得不同镜头2位于图像传感器1和透光孔之间的光路中，在切换镜头2的过程中，使得摄像头组件的拍摄功能也发生了改变，当不同的镜头2位于图像传感器1和透光孔之间的光路中，可以使得摄像头组件具有不同的拍摄功能。这样，在和电子设备的PCB接线时，摄像头组件可以为一个整体进行接线，且由于只有一个图像传感器1，在连接时，只需对该图像传感器1进行接线，简化了摄像头组件与PCB之间的线路，节省了PCB的布局空间，降低了PCB的阶数，进而降低了摄像头组件的生产和安装成本。

除此之外，摄像头组件还包括位移传感器5；位移传感器5和螺母座连接，位移传感器5用于监测螺母座在丝杠34上的移动距离。这样，只需要通过控制电机使得齿条32运动预设长度，即可以使目标镜头2处于图像传感器1的光路中，实现不同镜头2的切换，使得整个镜头2切换的过程安全可控，且可以精确控制镜头2的切换。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括设备外壳和摄像头组件；

所述摄像头组件包括图像传感器、至少两个镜头和驱动机构；

所述设备外壳上开设有透光孔，所述透光孔的投影覆盖所述图像传感器；

所述驱动机构包括转动盘、齿条和驱动电机，所述驱动电机驱动所述齿条运动，至少两个所述镜头固定在所述转动盘上，所述齿条带动所述转动盘转动；

在所述齿条带动所述转动盘转动的情况下，至少两个所述镜头中的任一个处于所述图像传感器和所述透光孔之间的光路中。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述驱动机构还包括丝杠和螺母座；

所述丝杠的一端通过连轴器和所述驱动电机连接，所述丝杠的另一端和所述螺母座螺接，所述齿条和所述螺母座固定连接。

3.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述驱动机构还包括第一齿轮和转轴；

所述转轴的一端和所述第一齿轮固定连接，所述转轴的另一端和所述转动盘固定连接，所述第一齿轮和所述转动盘同轴转动，所述第一齿轮和所述齿条啮合。

4.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述驱动机构还包括第二齿轮和第三齿轮；

所述第三齿轮固定在所述转动盘上，所述第三齿轮和所述第二齿轮啮合，所述第二齿轮和所述齿条啮合，所述第二齿轮转动带动所述第三齿轮转动。

5.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述摄像头组件还包括位移传感器；

所述位移传感器和所述螺母座连接，所述位移传感器用于监测所述螺母座在所述丝杠上的移动距离。

6.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，至少两个所述镜头均匀设置固定在所述转动盘的盘面上。

7.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述透光孔中安装有透光镜片。

8.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括处理器，所述摄像头组件和所述处理器电连接。

9.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，至少两个所述镜头包括平光镜、微距镜和广角镜。

10.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括处理器和容纳件；

所述摄像头组件固定在所述容纳件中；

所述容纳件上设置有接触触点，所述摄像头组件通过所述接触触点和所述处理器电连接。

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