CN216291117U - 摄像头模组及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种摄像头模组及电子设备。本申请提供的一种摄像头模组,包括:镜头,所述镜头具有光轴;图像传感器,所述图像传感器位于所述镜头的像侧;传动组件,所述传动组件和所述图像传感器连接;以及电致形变组件,所述电致形变组件与所述传动组件连接,所述电致形变组件用于驱动所述传动组件带动所述图像传感器在垂直于所述镜头的光轴的平面上移动,以补偿所述摄像头模组抖动造成的图像模糊。本申请的光学防抖方式避免了电磁干扰的产生,光学防抖稳定性高,成像质量佳。
Description
技术领域
本申请涉及光学成像领域,具体涉及一种摄像头模组及电子设备。
背景技术
随着摄像技术的发展,在要求高成像质量的终端设备中,常采用光学影像稳定器(Optical ImageStabilization,简称OIS)以减少在摄影期间由于手部抖动引起的影像模糊,即光学防抖。目前的光学防抖主要是通过音圈马达(Voice Coil Montor,简称VCM)内的磁石和线圈相互配合将电磁力转化为机械力,带动镜头或图像传感器实现抖动补偿的。然而,目前的光学防抖的方式存在磁石和线圈与摄像头模组内的电路相互电磁干扰的问题,导致光学防抖稳定性不高,成像质量不佳。
实用新型内容
针对上述问题,本申请实施例提供一种摄像头模组及电子设备,能够避免光学防抖时的电磁干扰,防抖稳定性更高,成像质量更佳。
第一个方面,本申请的实施方式提供了一种摄像头模组,包括:
镜头,所述镜头具有光轴;
图像传感器,所述图像传感器位于所述镜头的像侧;
传动组件,所述传动组件和所述图像传感器连接;以及
电致形变组件,所述电致形变组件与所述传动组件连接,所述电致形变组件用于驱动所述传动组件带动所述图像传感器在垂直于所述镜头的光轴的平面上移动,以补偿所述摄像头模组抖动造成的图像模糊。
根据本申请的实施方式提供的摄像头模组,镜头在图像传感器上成像,图像传感器与传动组件连接,传动组件与电致形变组件连接,摄像头模组发生抖动时,电致形变组件通过通电产生形变的效应可以驱动传动组件带动图像传感器在垂直于镜头光轴的平面移动,补偿了摄像头模组抖动产生的位移和图像模糊,这种光学防抖方式避免了电磁干扰的产生,光学防抖稳定性高,成像质量佳。
在一种实施方式中,所述传动组件包括:第一传动件,所述第一传动件连接所述电致形变组件;第二传动件,所述第二传动件连接所述第一传动件远离所述电致形变组件的一端,且所述第二传动件与所述图像传感器连接,所述第二传动件还用于承载所述图像传感器;当所述电致形变组件发生形变时,驱动所述第一传动件带动所述第二传动件在垂直于所述镜头的光轴的平面上移动,进而带动所述图像传感器在垂直于所述镜头的光轴的平面上移动,以补偿所述摄像头模组抖动造成的图像模糊。如此,传动组件分别和电致形变组件、图像传感器相对独立连接,传动过程更加稳定,传动组件的传动效率更高。
在一种实施方式中,所述电致形变组件与所述传动组件连接,所述电致形变组件与所述传动组件的连接处为连接部,所述连接部为一个,一个所述连接部的面积与所述电致形变组件连接所述传动组件的表面的面积的比例小于10%;或者,所述连接部为多个,多个所述连接部围合成的面积与所述电致形变组件连接所述传动组件的表面的面积的比值小于10%。当这个比例小于10%时,电致形变组件的形变可以更好的传导至传动组件上,进而传导至图像传感器上,从而可以将电致形变组件的形变更好的传到至传动组件上,进而传到至图像传感器上,可以在更大范围内实现防抖,将电致形变组件的位移量更精准的传递到图像传感器上,光学防抖准确性更高
在一种实施方式中,所述摄像头模组还包括承载件,所述承载件设置于所述第二传动件远离所述图像传感器的一侧,所述电致形变组件活动连接于所述承载件;所述传动组件还包括滚动件,所述滚动件滚动设置于所述第二传动件且与所述第二传动件联动,所述滚动件远离所述第二传动件的一端抵接于所述承载件;当所述第二传动件在所述电致形变组件的驱动下发生移动时,带动所述滚动件在所述承载件上滚动以实现所述图像传感器在垂直于所述镜头的光轴的平面上移动。如此,电致形变组件可以相对承载件变形而产生驱动力,第二传动件依托于可以在承载件上滚动的滚动件,可以在滚动件滚动时一起移动,实现了更稳定的光学防抖。
在一种实施方式中,所述第二传动件至少部分镂空,所述第二传动件设有卡槽,所述卡槽位于所述第二传动件面向所述承载件的表面,所述滚动件活动卡设于所述卡槽内,且可相对所述第二传动件滚动,所述滚动件至少部分凸出于所述第二传动件面向所述承载件的表面,所述滚动件凸出于所述卡槽的部分抵接所述承载件。如此,第二传动件至少部分镂空可以减轻第二传动件的重量,也有助于第二传动件所承载的图像传感器更好地散热。将滚动件卡设于第二传动件的卡槽,可以让滚动件和第二传动件活动连接,当滚动件在承载件上滚动时,第二传动件可以垂直于镜头的光轴的平面上平稳地移动。
在一种实施方式中,所述卡槽为通槽,所述滚动件还凸出于所述第二传动件背离所述承载件的表面。如此,滚动件更加稳定地卡设于第二传动件。
在一种实施方式中,所述电致形变组件还包括第一弹性件,所述第一弹性件的相对两端分别连接所述电致形变层及所述承载件,所述第一弹性件用于在摄像头模组结束防抖时,对所述电致形变层进行复位。如此,用第一弹性件将电致形变组件和承载件连接在一起,在防抖结束时,第一弹性件的弹力可以将电致形变层拉回原位,复位非常方便,光学防抖效率更高。
在一种实施方式中,所述摄像头模组还包括电路板,所述电路板设置于所述第二传动件远离所述第一传动件的表面上,所述电路板分别与所述图像传感器及所述电致形变组件电连接,所述图像传感器设置于所述电路板远离所述第二传动件的表面上,所述电路板用于为所述电致形变层提供电压或电流,当所述电致形变组件发生形变时,驱动所述传动组件在垂直于所述镜头的光轴的平面上移动,从而带动所述电路板在垂直于所述镜头的光轴的平面上移动,进而带动所述图像传感器在垂直于所述镜头的光轴的平面上移动,以补偿所述摄像头模组抖动造成的图像模糊;所述第一弹性件还用于连接所述电路板,用于将所述电路板提供的电压或电流传输至所述电致形变层,以使所述电致形变层变形,相对所述承载件产生移动;
或者,所述第二传动件为电路板,所述电路板分别与所述图像传感器及所述电致形变组件电连接,所述图像传感器设置于所述电路板远离所述第一传动件的表面,所述电路板用于为所述电致形变层提供电压或电流,当所述电致形变组件发生形变时,驱动所述第一传动件在垂直于所述镜头的光轴的平面上移动,从而带动所述电路板在垂直于所述镜头的光轴的平面上移动,进而带动所述图像传感器在垂直于所述镜头的光轴的平面上移动,以补偿所述摄像头模组抖动造成的图像模糊;所述第一弹性件还用于连接所述电路板,用于将所述电路板提供的电压或电流传输至所述电致形变层,以使所述电致形变层变形,相对所述承载件产生移动。如此,电路板既可以给图像传感器供电,使其实现光电转换;又可以给电致形变组件供电,使电致形变层产生形变。简化了电路构造,有利于实现摄像头头模组小型化,提高了光学防抖效率。当第二传动件直接作为电路板时,简化了结构,增加了部件集成化程度,有利于摄像头模组小型化。
在一种实施方式中,所述摄像头模组还包括安装组件,所述安装组件位于所述镜头的像侧,所述安装组件包括:第一安装件,所述第一安装件设有通光孔;以及第二安装件,所述第二安装件与所述第一安装件围合成容置空间,所述图像传感器、所述传动组件、所述电致形变组件和所述承载件设于所述容置空间,所述承载件相较于所述图像传感器更靠近所述第二安装件设置,所述图像传感器对应所述通光孔设置。如此,图像传感器、传动组件、电致形变组件和承载件可以安装进安装组件的容置空间内,结构更加稳固,移动图像传感器实现光学防抖时不受容置空间外的部件干扰,光学防抖更加稳定。
在一种实施方式中,所述摄像头模组还包括第二弹性件,所述第二弹性件用于将所述第二传动件分别连接于所述第一安装件和所述承载件,以在摄像头模组结束防抖时,对所述图像传感器进行复位。如此,在防抖结束时,第二弹性件可以将第二传动件以及与第二传动件连接的图像传感器和滚动件拉回初始位置,起到复位的效果,结构非常简便,提高了光学防抖的效率。
第二个方面,本申请的实施方式还提供了一种电子设备,包括:设备主体;以及如上所述的摄像头模组,所述摄像头模组设于所述设备主体上,所述摄像头模组用于拍摄图像。
根据本申请的实施方式提供的电子设备,摄像头模组设于设备主体上拍摄图像,具有高稳定性的光学防抖功能,拍摄图像的质量更佳。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本申请实施例的摄像头模组的爆炸结构示意图。
图2是本申请实施例的摄像头模组的组装后的结构示意图。
图3是本申请实施例的摄像头模组在图2的A-A方向的剖视图。
图4是本申请实施例的电子设备的结构示意图。
附图标记说明:
10-镜头,101-光轴,11-马达,20-图像传感器,21-电路板,30-传动组件,301-第一传动件,302-第二传动件,3021-卡槽,303-滚动件,40-电致形变组件,401-电致形变层,402-保护层,403-第一弹性件,90-第二弹性件,50-承载件,70-滤光片,80-第一安装件,81-第二安装件,100-摄像头模组,200-电子设备,210-设备主体。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,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。
在相关技术中,许多电子装置,例如智能型手机或数字相机等,都有摄像头模组以实现照相或录像的功能。
下面将结合实施例和附图对本申请的技术方案作进一步的说明。
请一并参阅图1、图2和图3,本申请的实施例提供的摄像头模组100包括镜头10、图像传感器20、传动组件30和电致形变组件40。镜头10具有光轴101,图像传感器20位于镜头10的像侧;传动组件30和图像传感器20连接;以及电致形变组件40与传动组件30连接,电致形变组件40用于驱动传动组件30带动图像传感器20在垂直于镜头10的光轴101 的平面上移动,以补偿所述摄像头模组100抖动造成的图像模糊。
本申请术语“电致形变”指加载电流、电场或电压后,会发生伸缩、弯曲等形变的现象。
根据本申请如图1、图2和图3实施例提供的摄像头模组100,镜头10在图像传感器20上成像,图像传感器20与传动组件30连接,传动组件30与电致形变组件40连接,摄像头模组100 发生抖动时,电致形变组件40通过通电产生形变的效应可以驱动传动组件30带动图像传感器 20在垂直于镜头10的光轴101的平面移动,补偿了摄像头模组100抖动产生的位移和图像模糊,这是一种基于图像传感器20移动的光学防抖结构,这种光学防抖结构有效地避免了电磁干扰的产生,防抖补偿量可以通过通电电流或电压精准控制,光学防抖稳定性高,成像质量佳。
需要说明的是,镜头10是摄取物体反射或发出的光线用以生成影像的光学部件。镜头10 具有光轴101,光轴101是镜头10的对称轴或通过镜头10的光束的中心线。
图像传感器20为一种光电转换器件,对光线的感知比较敏感,用以将成像光信号转化为电信号,如电荷耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)或互补性氧化金属半导体元件 (Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor,CMOS sensor)等。图像传感器20位于镜头 10的像侧,可以理解的是图像传感器20位于镜头10成像面的一侧,即沿着光轴101的方向光线射出镜头10的一侧。可选的是,图像传感器20位于镜头10的焦深范围内。在一种实施例中,图像传感器20的感光面与镜头10的成像面重合。
可选的,电致形变组件40部分与传动组件30连接;换言之,传动组件30与电致形变组件40的连接部仅覆盖部分电致形变组件40的表面。电致形变组件40是通过加载电压、电场或电流后产生伸缩、弯曲等形变,电致形变组件40产生的形变通过传动组件30传导至图像传感器20,当传动组件30与电致形变组件40的连接部覆盖大部分或者全部电致形变组件40 面向所述传动组件30的表面时,传动组件30会限制电致形变组件40的形变,电致形变组件 40的形变很难完全传导至传动组件30,进而带动图像传感器20在垂直于镜头10的光轴101 的平面上移动,以补偿摄像头模组100抖动造成的图像模糊。在一些实施例中,传动组件30 与电致形变组件40连接处为连接部,所述连接部可以为一个或多个,一个所述连接部的面积或多个所述连接部围合成的面积与电致形变组件40连接传动组件30的表面的面积的比值均小于10%,当这个比例小于10%时,电致形变组件40的形变可以更好的传导至传动组件30上,进而传导至图像传感器20上,从而可以将电致形变组件40的形变更好的传到至传动组件30 上,进而传到至图像传感器20上,可以在更大范围内实现防抖,将电致形变组件40的位移量更精准的传递到图像传感器20上,光学防抖准确性更高。
需要说明的是,所述传动组件30与所述电致形变组件40连接部围合成的面积可以为,所述传动组件30与所述电致形变组件40各个连接点围合成的面积。例如,当传动组件30与电致形变组件40具有间隔设置的四个连接点时,四个连接点围合成的面积为所述传动组件 30与所述电致形变组件40连接部围合成的面积。
传动组件30作为摄像头模组100的动力传输构件,具有可活动的部位。传动组件30和所述图像传感器20连接,将光学防抖所需的位移量传输给图像传感器20,即传动组件30能够带动图像传感器20移动。
进一步的情况,传动组件30包括第一传动件301和第二传动件302。第一传动件301具有相对的两端,第一传动件301连接部分电致形变组件40,第二传动件302连接第一传动件301远离电致形变组件40的一端,且第二传动件302与图像传感器20连接,第二传动件302还用于承载图像传感器20。当电致形变组件40发生形变时,驱动第一传动件301带动第二传动件302在垂直于镜头10的光轴101的平面上移动,进而带动图像传感器20在垂直于所述镜头10的光轴101 的平面上移动,以补偿摄像头模组100抖动造成的图像模糊。
请参阅图1,可选的,当电致形变组件40沿第一方向的相对两端加载电压,所述电致形变组件40沿第一方向(如图1箭头a所示)发生形变,以驱动所述第一传动件301带动所述第二传动件302沿第一方向移动,进而带动所述图像传感器20沿第一方向移动,以补偿摄像头模组100 在第一方向上移动造成的图像模糊。当电致形变组件40沿第二方向的相对两端加载电压,所述电致形变组件40沿第二方向(如图1箭头b所示)发生形变,以驱动所述第一传动件301带动所述第二传动件302沿第二方向移动,进而带动所述图像传感器20沿第二方向移动,以补偿摄像头模组100在第二方向上移动造成的图像模糊。第二方向与第一方向垂直,第二方向与第一方向组成的平面平行于所述图像传感器20所在的平面。可选的,所述第一方向为X轴,所述第二方向为Y轴;或者,所述第一方向为Y轴,所述第二方向为X轴。第三方向(如图1箭头c 所示)为镜头10的光轴方向,即为Z轴。X轴、Y轴和Z轴两两垂直。在一些实施例中,第一方向具有正向和负向,第二方向具有正向和负向。当需要使电致形变组件40在第一方向的正向运动时,则在电致形变组件40沿第一方向相对的两端加载电压,以使流经电致形变组件40 的电流沿第一方向的正向或沿第一方向的负向,进而使得电致形变组件40沿第一方向的正向运动;相反地,当需要使电致形变组件40在第一方向的负向运动时,则在电致形变组件40沿第一方向相对的两端加载电压,以使流经电致形变组件40的电流沿第一方向的负向或沿第一方向的正向,进而使得电致形变组件40沿第一方向的负向运动。当需要使电致形变组件40在第二方向的正向运动时,则在电致形变组件40沿第二方向相对的两端加载电压,以使流经电致形变组件40的电流沿第二方向的正向或沿第二方向的负向,进而使得电致形变组件40沿第二方向的正向运动;相反地,当需要使电致形变组件40在第二方向的负向运动时,则在电致形变组件40沿第二方向相对的两端加载电压,以使流经电致形变组件40的电流沿第二方向的负向或沿第二方向的正向,进而使得电致形变组件40沿第二方向的负向运动。
可以理解的是,传动组件30通过第一传动件301和第二传动件302分别和电致形变组件40、图像传感器20相对独立连接,即第一传动件301和电致形变组件40连接、第二传动件302和图像传感器20连接,电致形变组件40不与图像传感器20直接连接而是通过传动组件30间接连接。图像传感器20和电致形变组件40都是需要通电工作的部件,图像传感器20和电致形变组件40 通过传动组件30间接连接可以避免各自的电场相互干扰,传动精度更高,传动过程更加稳定,也就是说传动组件30的提高了光学防抖的稳定性和效率。第一传动件301可以是一个连接球、连接柱或连接杆,第一传动件301的一端连接着电致形变组件40,相对的另一端连接着第二传动件302。第二传动件302可以是一个承接板,可以承载着图像传感器20移动。第一传动件301 可以连接着电致形变组件40的中央和第二传动件302的中央,也可以连接着电致形变组件40 和第二传动件302的边缘,也可以连接着电致形变组件40和第二传动件302之间相对表面的任意位置,第一传动件301可以连接着电致形变组件40的中央和第二传动件302的中央能够传动更加稳定。第一传动件301要有足够的刚性实现动力的稳定传输,所以优选的情况是第一传动件301与电致形变组件40和第二传动件302刚性连接。也可以有多个第一传动件301连接电致形变组件40和第二传动件302,多个第一传动件301可以分布于电致形变组件40和第二传动件302 之间不同位置,相互配合实现更稳定、更大的动力传输。第一传动件301分别和电致形变组件 40、第二传动件302的连接可以通过胶粘、焊接、热铆等方式进行。第一传动件301和第二传动件302可以为塑料、橡胶、金属、合金等材质。第一传动件301连接电致形变组件40和第二传动件302的两端之间的部位可以适当加粗或加细,以适应材料的受力可靠性。第二传动件302 至少部分镂空,具体地,第二传动件302不与第一传动件301连接的部位可以在不影响承载图像传感器20的承载可靠性的情况下镂空,以减轻摄像头模组100重量,实现摄像头模组100轻量化效果,也能更好地散发图像传感器20的热量。
进一步的情况,传动组件30还包括滚动件303,滚动件303滚动设置于第二传动件302且滚动件303与第二传动件302可以联动。可以理解的是,滚动件303与第二传动件302连接,滚动件303可以相对于第二传动件302滚动,即滚动件303与第二传动件302是可活动连接,如滚动件303卡设于第二传动件302,滚动件303在第二传动件302的卡设部位可相对第二传动件302 滚动,滚动件303的滚动对应着第二传动件302的平动,实现光学防抖时动力转换。滚动件303 可相对第一传动件301设置于第二传动件302的中央或边缘,可选的是,第一传动件301连接于第二传动件302的中央,滚动件303连接于第二传动件302的边缘。第一传动件301、第二传动件302和滚动件303构成一套稳定的动力传输组件,将电致形变组件40产生的位移传输给图像传感器20以使其产生移动进行光学防抖。滚动件303可以降低第二传动件302移动过程中与其它组件的摩擦,从而可以将电致形变组件40的形变更好的传到至第二传动件302上,进而传到至图像传感器20上,可以在更大范围内实现防抖,将电致形变组件40的位移量更精准的传递到图像传感器20上,光学防抖准确性更高,滚动摩擦阻力小,实现动力传输时因为摩擦力做功损耗的动能更少,电致形变组件40需要消耗的电能也更少,有利于摄像头模组100降低功耗。
请一并参阅图1、图2和图3,在一些实施例中,摄像头模组100还包括承载件50,承载件 50设置于第二传动件302远离图像传感器20的一侧,电致形变组件40活动连接于承载件50;滚动件303远离第二传动件302的一端抵接于承载件50;当第二传动件302在电致形变组件40的驱动下发生移动时,带动滚动件303在承载件50上滚动。可以理解的是,承载件50可以为一个承载板,电致形变组件40可以活动连接于承载件50的外周,或承载件50中央开孔,电致形变组件40可以活动连接于承载件50开孔的内壁。滚动件303的一端连接于第二传动件302,相对的另一端抵接于承载板,电致形变组件40通过第一传动件301驱动第二传动件302以及第二传动件302上连接的图像传感器20移动,与此同时,第二传动件302带动滚动件303在承载件50上滚动,承载件50还起到对滚动件303一定的支撑作用,滚动件303还起到对第二传动件302一定的支撑作用,让整个光学防抖结构更稳固,光学防抖效果更稳定。如此,电致形变组件40可以相对承载件50变形而产生驱动力,第二传动件302依托于可以在承载件50上滚动的滚动件303,可以在滚动件303滚动时一起移动,实现了更稳定的光学防抖。进一步的,滚动件303可以为滚珠或滚筒,当滚动件303为滚珠时可以在承载板上有任意方向的滚动自由度,可以实现图像传感器20在垂直于镜头10的光轴101的平面上任意移动,防抖效果更加;当滚动件303为滚筒时,只能在一个维度上滚动,实现图像传感器20在垂直于镜头10的光轴101的平面上一个维度移动,防抖过程更好控制。可选的,滚动家303为四个滚珠,连接在第二传动件302的四边,可以稳定地实现在垂直于镜头10的光轴101的平面上任意方向滚动。
进一步的,第二传动件302至少部分镂空,第二传动件302设有卡槽3021,卡槽3021位于第二传动件302面向承载件50的表面,滚动件303活动卡设于卡槽3021内,且可相对第二传动件302滚动,滚动件303至少部分凸出于第二传动件302面向承载件50的表面,滚动件303凸出于卡槽3021的部分抵接承载件50。如此,第二传动件302至少部分镂空可以减轻第二传动件302 的重量,也有助于第二传动件302所承载的图像传感器20更好地散热。将滚动件303卡设于第二传动件302的卡槽3021内,可以让滚动件303和第二传动件302活动连接,当滚动件303在承载件50上滚动时,第二传动件302可以垂直于镜头10的光轴101的平面上平稳地移动。可选的,卡槽3021为通槽,滚动件303还凸出于第二传动件302背离承载件50的表面。如此,滚动件303 更加稳定地卡设于第二传动件302,还可以降低第二传动件302的厚度,进一步使得摄像头模组100小型化。
电致形变组件40是通电可以产生变形的构件,电致形变组件40变形时会相对未通电的状态产生一定的位移量。电致形变组件40与传动组件30连接,电致形变组件40作为摄像头模组 100的动力产生构件,用于驱动传动组件30带动图像传感器20在垂直于镜头10的光轴101的平面上移动,以补偿摄像头模组100抖动造成的图像模糊。可以理解的是,摄像头模组100的抖动是由于拍摄者手持拍摄设备不稳或拍摄设备装载环境不稳造成的,在抖动时,拍摄曝光时间内摄像头模组100相对被拍摄物体产生了位移,导致被拍摄部位在图像传感器20上没有获得足够的曝光,而电致形变组件40驱动传动组件30带动图像传感器20在垂直于镜头10的光轴101 的平面上移动,主动补偿了摄像头模组100相对被拍摄物体产生的位移,使得被拍摄部位能够在图像传感器20上获得足够的曝光。
请一并参阅图1、图2和图3,在一些实施例中,电致形变组件40包括电致形变层401和保护层402,电致形变层401在加载电压或电流时发生形变;保护层402设置于所述电致形变层401 的表面,且与所述第一传动件301连接,保护层402至少覆盖电致形变层401对应第一传动件301 的表面,保护层402用于保护电致形变层401,并在电致形变层401发生形变时,随电致形变层 401一起运动。如此,电致形变组件40的电致形变层401被保护层402保护,可以经受反复变形而不损坏电致形变层401,实现了更稳定的光学防抖。可以理解的是,电致形变层401为电致动变形材料,电致动变形材料是在其上施加电压从而可以在某个方向上产生应变的材料,宏观上表现为通电后产生伸缩、扭转等变形,具有质量轻、柔韧性好、驱动电压低、反应迅速和大变形等突出优点。可选的,电致动变形材料基于逆压电效应工作,逆压电效应即是在在电致动变形材料的极化方向上施加电场,这些电致动变形材料会发生形变,电场去掉后,电致动变形材料的形变随之消失。电致动变形材料的形变量与电场的变化关系如下:
其中,n为电致动变形材料层数,d为压电应变系数,即在极化方向上的应变与在极化方向上所加电场强度之比,U为施加在电致动变形材料两端的电压,I为通过电致动变形材料的电流,C为电致动变形材料的电容。由此可知,通过调整电致动变形材料两端的电压、层数、电容及压电应变系数,就能够使得电致动变形材料产生形变,在本实施例中即是通过电致动变形材料组成的电致形变层401产生形变,作用于传动组件30,将抖动补偿量传递到图像传感器20上实现光学防抖功能。
需要说明的是,电致动变形材料的形变原理如下:由于在电场方向上受到电场力的作用,电致动变形材料的原子晶胞被拉长,大量原子晶胞在微观上被拉长并累积到一定量时,就表现为在宏观上电致动变形材料的形变。正因为电致动变形材料的形变是由原子晶胞形变引起,因此电致动变形材料相较调焦马达等驱动装置具有更大推力,而且响应速度更快,作用精度更高,完全能够匹配较重摄像头模组100的光学防抖需求。在本申请中的应用为,给电致形变层401施加电压使其宏观上产生垂直于镜头10光轴101的平面上的形变。电致动变形材料可以使用无机电致动变形材料或有机电致动变形材料,无机电致动变形材料可以使用压电晶体或压电陶瓷,如石英晶体、镓酸锂、锗酸锂、锗酸钛、钛酸钡、锆钛酸铅、改性锆钛酸铅、偏铌酸铅、铌酸铅钡锂、改性钛酸铅等,有机电致动变形材料可以使用聚偏氟乙烯等。
在一些实施例中,第一传动件301与保护层402连接处为连接部,所述连接部可以为一个或多个,一个所述连接部的面积或多个所述连接部围合成的面积与保护层402连接第一传动件301的表面的面积的比值均小于10%,当这个比例小于10%时,电致形变层401的形变可以更好的传导至第一传动件301上,进而传导至图像传感器20上,从而可以将电致形变层 401的形变更好的传到至传动组件30上,进而传到至图像传感器20上,可以在更大范围内实现防抖,将电致形变组件40的位移量更精准的传递到图像传感器20上,光学防抖准确性更高。需要说明的是,第一传动件301与保护层402连接部围合成的面积可以为,第一传动件301与保护层402各个连接点围合成的面积。例如,当第一传动件301与保护层402具有间隔设置的四个连接点时,四个连接点围合成的面积为第一传动件301与保护层402连接部围合成的面积。
请一并参阅图1、图2和图3,在一些实施例中,保护层402仅覆盖电致形变层401对应第一传动件301的表面。如此,保护层402只局部覆盖电致形变层401对应第一传动件301的表面,节省保护层402的材料,此时可以使用较大刚性的保护层材料。在另一些实施例中,保护层402 覆盖整个电致形变层401靠近第一传动件301的表面。如此,电致形变层401被保护得更加全面,不易损坏,此时可以使用较大柔性的保护层材料。进一步的,保护层402可以覆盖电致形变层401裸露的所有表面,如此电致形变层401被保护得最全面。可以理解的是,保护层402可以紧密附着于电致形变层401,可随电致形变层401一起变形,保护层402可以为金属层,如铜箔,既不容易损坏,也有足够的韧性随电致形变层401一起变形。第一传动件301直接连接保护层 402,也就是说第一传动件301通过保护层402连接于电致形变层401,从而获得防抖所需的移动量。从而电致形变层401更耐用,不易损坏。
进一步的情况,电致形变组件40还包括第一弹性件403,第一弹性件403的相对两端分别连接电致形变层401及承载件50,第一弹性件403用于在摄像头模组结束防抖时,对所述电致形变层401进行复位。用第一弹性件403将电致形变组件和承载件连接在一起,在防抖结束时,第一弹性件的弹力可以将电致形变层401拉回原位,复位非常方便。进一步的,第一弹性件403 为第一弹性导线,第一弹性件403用于为电致形变层401加载电压或电流,以使电致形变层401 变形,相对承载件50产生移动,如此,用第一弹性件403将电致形变组件40和承载件50连接在一起,并通过第一弹性件403给电致形变层401直接供电,使电致形变层401产生变形,没有了电磁干扰,光学防抖效率更高。可以理解的是,第一弹性件403是具有弹性的导体,将电致形变层401连接于承载件50,并从承载件50的一端给电致形变层401供电,使电致形变层401相对于承载件50产生变形,进而驱动传动组件30带动图像传感器20移动来实现光学防抖。因为第一弹性件403具有弹性,当给电致形变组层401通电时,电致形变层401发生形变会拉动第一弹性件403变形,当摄像头模组100拍摄结束时,电致形变层401被断电,电致形变层401可被第一弹性件403拉回初始位置。可选的,第一弹性件403具有多根,如4根,分别位于电致形变层 401的四周,其中两根第一弹性件403沿第一方向分别连接于电致形变层401的相对两端,给电致形变层401在第一方向上施加电压,另外两根第一弹性件403沿第二方向分别连接于电致形变层401相对的另外两端,给电致形变层401在第二方向上施加电压。第一弹性件401既对电致形变层401施加电压,又能对电致形变层401进行复位,还能对电致形变组件40和承载件50之间的相对运动起到一定的限位作用,防止电致形变组件40在光学防抖时脱离工作范围,具有多方面功能集成的优点,有利于使摄像头模组100小型化。当然,也可以在电致形变层401的四周增加更多第一弹性件403,使得电致形变层401和承载件50的连接结构更加稳固,也能施加更多位置的电压,实现更多维度的防抖。
请一并参阅图1、图2和图3,在一些实施例中,摄像头模组100还包括电路板21,电路板 21设置于第二传动件302远离所述第一传动件301的表面上,电路板21分别与图像传感器20及电致形变组件40电连接,图像传感器20设置于电路板21远离所述第二传动件302的表面上,电路板21用于为电致形变层401提供电压或电流,当电致形变组件40发生形变时,驱动传动组件30在垂直于镜头10的光轴101的平面上移动,从而带动电路板21在垂直于镜头10的光轴101的平面上移动,进而带动图像传感器20在垂直于镜头10的光轴101的平面上移动,以补偿摄像头模组100抖动造成的图像模糊;第一弹性件403还用于连接电路板21,用于将电路板21提供的电压或电流传输至电致形变层401,以使电致形变层401变形,相对承载件50产生移动。如此,电路板21既可以给图像传感器20供电,使其实现光电转换;又可以给电致形变组件40供电,使电致形变层401产生形变。简化了电路构造,有利于实现摄像头头模组小型化,提高了光学防抖效率。可以理解的是,如果需要结构更加稳固,电路板21可固定于第二传动件302上,图像传感器20可固定于电路板21上。可选的,第二传动件302直接为电路板21,分别与图像传感器20及电致形变组件40电连接,既起到电路导通的作用又起到传动和承载的作用,电路板21 分别与图像传感器20及电致形变组件40电连接,图像传感器20设置于电路板21远离所述第二传动件302的表面上,电路板21用于为电致形变层401提供电压或电流,当电致形变组件40发生形变时,驱动传动组件30在垂直于镜头10的光轴101的平面上移动,从而带动电路板21在垂直于镜头10的光轴101的平面上移动,进而带动图像传感器20在垂直于镜头10的光轴101的平面上移动,以补偿摄像头模组100抖动造成的图像模糊;第一弹性件403还用于连接电路板21,用于将电路板21提供的电压或电流传输至电致形变层401,以使电致形变层401变形,相对承载件50产生移动。如此,当第二传动件302直接作为电路板21时,简化了结构,增加了部件集成化程度,有利于摄像头模组100小型化。
进一步的,摄像头模组100还包括安装组件,安装组件位于镜头10的像侧,安装组件包括第一安装件80和第二安装件81,第一安装件80设有通光孔,通光孔用于通过镜头10射出的成像光线。第二安装件81与第一安装件80围合成容置空间,图像传感器20、传动组件30、电致形变组件40和承载件50设于容置空间,承载件50相较于图像传感器20更靠近第二安装件81设置,图像传感器20对应通光孔设置,即从镜头10射来的光线最终打在图像传感器20的感光面上。承载件50可通过胶水、螺丝等固定于第二安装件81内侧底壁,电致形变组件40通过第一弹性件403连接于承载件50,电致形变层401远离第一传动件301的表面贴覆在第二安装件81 内侧底壁,由此第二安装件81给电致形变组件40起到一定的承重作用,但不妨碍电致形变层 401产生变形。如此,图像传感器20、传动组件30、电致形变组件40和承载件50可以安装进安装组件的容置空间内,结构更加稳固,移动图像传感器20实现光学防抖时不受容置空间外的部件干扰,光学防抖更加稳定。
进一步的,摄像头模组100还包括第二弹性件90,第二弹性件90的相对两端将第二传动件 302分别连接于第一安装件80和承载件50,以在摄像头模组100结束防抖时,对图像传感器20 进行复位。如此,在防抖结束时,第二弹性件90可以将第二传动件302以及与第二传动件302 连接的图像传感器20和滚动件303拉回初始位置,起到复位的效果,结构非常简便,提高了光学防抖的效率。进一步的,第二弹性件为404第二弹性导线,第二弹性件90分别与电路板21 及第一弹性件403电连接,用于将电路板21提供的电压或电流传输至所述第一弹性件403,以使所述电致形变层401变形,相对所述承载件50产生移动;第二弹性件90还分别与承载件50 及第一安装件81连接,以在摄像头模组结束防抖时,对图像传感器20进行复位。可选的,第二弹性件90可以与第一弹性件403一体结构,即第二弹性件90与第一弹性件403为一根弹性导线的两个部分,也可以分开的两条导线,第二弹性件90与第一弹性件403于承载件50的位置(例如承载件50的表面,或穿过承载件50内部)电连接。第二弹性件90的相对两端将电路板21分别连接于第一安装件80和承载件50,且第二弹性件90和第一弹性件403于承载件50电连接,以使电路板21和电致形变组件40电连接。如此,通过第一弹性件403和第二弹性件90实现了电路板21和电致形变组件40的电性导通,也实现了电路板21、第一安装件80、承载件50和电致形变组件40的连接,让摄像头模组100内部更加稳固,电致形变组件40通电变形更加容易,光学防抖更加稳定。可选的,第二弹性件90的一端固定连接承载件50,另一端穿过第二传动件302,接着电连接于电路板21,再固定连接于第一安装件80。在光学防抖时,第二传动件302的移动会拉动第二弹性件90发生弹性形变,所以第二弹性件90会对第二传动件302以及与第二传动件 302连接的图像传感器20的活动范围进行限定,防止第二传动件302和图像传感器20脱离防抖范围。在防抖结束时,第二弹性件90断电,电致形变组件40没有了动力来源,电致形变组层 401被第一弹性件403拉回初始位置(即在第一弹性件403形变回复力的作用下,被拉回至初始位置),第二传动件302以及与第二传动件302连接的电路板21、图像传感器20、滚动件303 被第二弹性件90拉回初始位置(即在第二弹性件90形变回复力的作用下,被拉回至初始位置),并且第一弹性件403和第二弹性件90的弹力可以通过第一传动件301共享,可以使光学防抖时发生位移的部件在防抖补偿结束后一起回归初始位置,具有联动复位的效果,防抖结构更加可靠,可反复经受多次光学防抖而能保持优良的防抖精度。
进一步的,摄像头模组100还包括马达11以及滤光片70,马达11与镜头10连接,用于驱动镜头10进行对焦或者补偿摄像头模组100抖动造成的图像模糊;滤光片70设于镜头10和第一安装件80之间,或设于容置空间内,位于镜头10和图像传感器20之间,滤光片70用于过滤杂光。如此,通过马达11驱动镜头10还能从镜头10端实现对焦和防抖功能,作为图像传感器20光学防抖的进一步补充,成像更加清晰。滤光片70过滤掉透过镜头10的杂光,使得到达图像传感器20的成像光线更加纯粹,成像质量更高。具体的,马达11可以为音圈马达,音圈马达具有内螺纹,镜头10具有外螺纹,镜头10和音圈马达通过螺纹固定连接,滤光片70可以为红外截止滤光片,滤光片70可以覆盖于图像传感器20,还能对图像传感器20起到保护的作用,也能防止灰尘或水汽进入图像传感器20。可选的,如图2所示,摄像头模组100组装好之后,马达的11外壳、第一安装件80、第二安装件81依次固定,形成稳固的容纳壳体,马达11留有通孔,镜头10位于马达11内,镜头10突出于通孔。
请参阅图4,本申请的第二个方面还提供了电子设备200,图4为本申请实施例的电子设备 200的结构示意图。电子设备200包括设备主体210以及如上所述的摄像头模组100,摄像头模组100设于设备主体210上,摄像头模组100用于拍摄图像,使得电子设备200为具有摄像功能的电子设备200。本申请实施例的电子设备200可以为但不限于为手机、平板、笔记本电脑、台式电脑、智能手环、智能手表、电子阅读器、游戏机等带摄像头模组100的电子设备200。根据本申请的实施方式提供的电子设备200,摄像头模组100设于设备主体210上拍摄图像,具有高稳定性的光学防抖功能,拍摄图像的质量更佳。
Claims (11)
1.一种摄像头模组,其特征在于,包括:
镜头,所述镜头具有光轴;
图像传感器,所述图像传感器位于所述镜头的像侧;
传动组件,所述传动组件和所述图像传感器连接;以及
电致形变组件,所述电致形变组件与所述传动组件连接,所述电致形变组件用于驱动所述传动组件带动所述图像传感器在垂直于所述镜头的光轴的平面上移动,以补偿所述摄像头模组抖动造成的图像模糊。
2.根据权利要求1所述的摄像头模组,其特征在于,所述传动组件包括:
第一传动件,所述第一传动件连接所述电致形变组件;
第二传动件,所述第二传动件连接所述第一传动件远离所述电致形变组件的一端,且所述第二传动件与所述图像传感器连接,所述第二传动件还用于承载所述图像传感器;
当所述电致形变组件发生形变时,驱动所述第一传动件带动所述第二传动件在垂直于所述镜头的光轴的平面上移动,进而带动所述图像传感器在垂直于所述镜头的光轴的平面上移动,以补偿所述摄像头模组抖动造成的图像模糊。
3.根据权利要求1所述的摄像头模组,其特征在于,所述电致形变组件与所述传动组件的连接处为连接部,所述连接部为一个,一个所述连接部的面积与所述电致形变组件连接所述传动组件的表面的面积的比例小于10%;或者,
所述连接部为多个,多个所述连接部围合成的面积与所述电致形变组件连接所述传动组件的表面的面积的比值小于10%。
4.根据权利要求2所述的摄像头模组,其特征在于,
所述摄像头模组还包括承载件,所述承载件设置于所述第二传动件远离所述图像传感器的一侧,所述电致形变组件活动连接于所述承载件;
所述传动组件还包括滚动件,所述滚动件滚动设置于所述第二传动件且与所述第二传动件联动,所述滚动件远离所述第二传动件的一端抵接于所述承载件;
当所述第二传动件在所述电致形变组件的驱动下发生移动时,带动所述滚动件在所述承载件上滚动以实现所述图像传感器在垂直于所述镜头的光轴的平面上移动。
5.根据权利要求4所述的摄像头模组,其特征在于,所述第二传动件至少部分镂空,所述第二传动件设有卡槽,所述卡槽位于所述第二传动件面向所述承载件的表面,所述滚动件活动卡设于所述卡槽内,且可相对所述第二传动件滚动,所述滚动件至少部分凸出于所述第二传动件面向所述承载件的表面,所述滚动件凸出于所述卡槽的部分抵接所述承载件。
6.根据权利要求5所述的摄像头模组,其特征在于,所述卡槽为通槽,所述滚动件还凸出于所述第二传动件背离所述承载件的表面。
7.根据权利要求6所述的摄像头模组,其特征在于,所述电致形变组件包括电致形变层及第一弹性件,所述第一弹性件的相对两端分别连接所述电致形变层及所述承载件,所述第一弹性件用于在摄像头模组结束防抖时,对所述电致形变层进行复位。
8.根据权利要求7所述的摄像头模组,其特征在于,所述摄像头模组还包括电路板,所述电路板设置于所述第二传动件远离所述第一传动件的表面,所述电路板分别与所述图像传感器及所述电致形变组件电连接,所述图像传感器设置于所述电路板远离所述第二传动件的表面,所述电路板用于为所述电致形变层提供电压或电流,当所述电致形变组件发生形变时,驱动所述传动组件在垂直于所述镜头的光轴的平面上移动,从而带动所述电路板在垂直于所述镜头的光轴的平面上移动,进而带动所述图像传感器在垂直于所述镜头的光轴的平面上移动,以补偿所述摄像头模组抖动造成的图像模糊;所述第一弹性件还用于连接所述电路板,用于将所述电路板提供的电压或电流传输至所述电致形变层,以使所述电致形变层变形,相对所述承载件产生移动;
或者,所述第二传动件为电路板,所述电路板分别与所述图像传感器及所述电致形变组件电连接,所述图像传感器设置于所述电路板远离所述第一传动件的表面,所述电路板用于为所述电致形变层提供电压或电流,当所述电致形变组件发生形变时,驱动所述第一传动件在垂直于所述镜头的光轴的平面上移动,从而带动所述电路板在垂直于所述镜头的光轴的平面上移动,进而带动所述图像传感器在垂直于所述镜头的光轴的平面上移动,以补偿所述摄像头模组抖动造成的图像模糊;所述第一弹性件还用于连接所述电路板,用于将所述电路板提供的电压或电流传输至所述电致形变层,以使所述电致形变层变形,相对所述承载件产生移动。
9.根据权利要求4-8任一项所述的摄像头模组,其特征在于,所述摄像头模组还包括安装组件,所述安装组件位于所述镜头的像侧,所述安装组件包括:
第一安装件,所述第一安装件设有通光孔;以及
第二安装件,所述第二安装件与所述第一安装件围合成容置空间,所述图像传感器、所述传动组件、所述电致形变组件和所述承载件设于所述容置空间,所述承载件相较于所述图像传感器更靠近所述第二安装件设置,所述图像传感器对应所述通光孔设置。
10.根据权利要求9所述的摄像头模组,其特征在于,还包括第二弹性件,所述第二弹性件用于将所述第二传动件分别连接于所述第一安装件和所述承载件,以在摄像头模组结束防抖时,对所述图像传感器进行复位。
11.一种电子设备,其特征在于,包括:
设备主体;以及
如权利要求1-10任一项所述的摄像头模组,所述摄像头模组设于所述设备主体上,所述摄像头模组用于拍摄图像。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
CN202122198990.2U CN216291117U (zh) | 2021-09-10 | 2021-09-10 | 摄像头模组及电子设备 |
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CN202122198990.2U CN216291117U (zh) | 2021-09-10 | 2021-09-10 | 摄像头模组及电子设备 |
Publications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN115190246A (zh) * | 2022-08-01 | 2022-10-14 | 维沃移动通信有限公司 | 摄像装置和电子设备 |
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2021
- 2021-09-10 CN CN202122198990.2U patent/CN216291117U/zh active Active
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