一种可伸缩摄像头模组及电子设备的制作方法

一种可伸缩摄像头模组及电子设备
【技术领域】
1.本发明涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种可伸缩摄像头模组及电子设备。


背景技术：

2.目前，手机等电子设备都趋向于超薄化，于是对设置于超薄型电子设备中的可伸缩摄像头模组有更高的要求。但是相关技术的可伸缩摄像头模组无法兼顾外形尺寸和功能，普遍无法设计成很小的体积。
3.因此，有必要提供一种新的可伸缩摄像头模组解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种可伸缩摄像头模组，其占用空间小，同时能够保证伸缩平稳性。
5.本发明的技术方案如下：
6.一种可伸缩摄像头模组，包括具有收容空间的外壳、至少部分收容于所述外壳内的镜头组件、收容于所述外壳内并用于支撑所述镜头组件的支撑组件、设置于所述镜头组件一侧的驱动组件及盖设于所述外壳的外观件；
7.所述外壳包括底板和罩设于所述底板上的罩体，所述罩体包括开设有开口的顶板及自所述顶板向所述底板弯折延伸的周侧板，所述顶板外壁设置有凸起部；
8.所述外观件开设有与所述顶板上开口相对应的窗口，且所述外观件内壁设置有与所述凸起部匹配的第一凹槽；
9.所述支撑组件包括连接所述镜头组件靠近所述底板一侧的升降板、贯穿所述升降板且固定连接于所述凸起部和所述底板之间的导向杆及弹性连接于所述升降板与所述底板之间的至少两个弹性件，所述升降板固定有导向圈，所述导向杆通过所述导向圈与所述升降板滑动连接，所述至少两个弹性件分布于所述导向杆的两侧；
10.所述驱动组件包括装配于所述外壳的驱动单元及一端连接所述驱动单元、另一端固定连接所述导向圈的移动板，所述移动板位于所述升降板靠近所述顶板的一侧，所述驱动单元用于驱动所述移动板沿所述外壳高度方向运动，使得所述升降板带动所述镜头组件经所述开口伸出或缩回至所述罩体。
11.优选的，所述弹性件的数量为两个且分别位于所述导向杆远离所述镜头组件的一侧和所述镜头组件远离所述导向杆的一侧，所述导向杆和两个所述弹性件均位于所述镜头组件的一条对称轴上。
12.优选的，所述支撑组件还包括套设于所述弹性件内部的导轴及套设于所述导轴上的导套，所述导轴贯穿所述升降板且固定连接于所述顶板和所述底板之间，所述导套固定连接所述弹性件靠近所述升降板的一端。
13.优选的，各所述导套位于两个所述导套连线上的两侧内壁与所述导轴之间均设置间隙，各所述导套位于垂直于两个所述导套连线方向上的两侧内壁与所述导轴之间以微小
间隙配合。
14.优选的，所述驱动组件还包括沿所述外壳高度方向设置的传动杆，所述传动杆一端连接所述驱动单元，所述移动板套设于所述传动杆上并与所述传动杆螺纹连接，所述移动板一端沿其所在平面方向设有凸出部，所述周侧板的内壁沿所述外壳高度方向设置有第二凹槽，所述第二凹槽与所述凸出部配合。
15.优选的，所述驱动组件还包括包含至少两个齿轮的齿轮组，所述传动杆一端通过所述齿轮组与所述驱动单元连接。
16.优选的，所述导向圈靠近所述顶板的一端外壁沿其环向向外延伸出延伸部，所述延伸部位于所述升降板靠近所述顶板的一侧，所述移动板套设于所述导向圈上且与所述延伸部远离所述升降板的一侧固定连接。
17.优选的，所述外观件内壁设置有环形凹槽，所述环形凹槽内固定有密封圈，所述密封圈的内圈弹性密封于所述镜头组件的周侧面。
18.另一方面，本发明还提供了一种电子设备，包括屏幕、盖设于所述屏幕一面的后盖及上述可伸缩摄像头模组，所述可伸缩摄像头模组嵌设于所述后盖上。
19.优选的，所述外观件盖设于所述顶板外壁且凸出所述后盖外壁；所述可伸缩摄像头模组处于缩回状态时，所述镜头组件未凸出所述外观件外壁。
20.本发明的有益效果在于：本发明通过设计一种外观件，其和外壳匹配设计第一凹槽和凸起部，保证了可伸缩摄像头模组拥有更小的肩高，同时使得镜头组件有更大的移动行程和导向长度；通过设置导向圈和导向杆配合导向，且在导向杆两侧设置弹性件，以有效降低运行过程受力不平衡而造成的倾斜，保证镜头组件伸出时的平稳性，实现更好的光学特性。
【附图说明】
21.图1为本发明实施例提供的电子设备的可伸缩摄像头组件在缩回状态的结构示意图；
22.图2为本发明实施例提供的电子设备的可伸缩摄像头组件在伸出状态的结构示意图；
23.图3为本发明实施例提供的电子设备的分解结构示意图；
24.图4为本发明实施例提供的去掉外壳和外观件的可伸缩摄像头模组的立体结构示意图；
25.图5为本发明实施例提供的可伸缩摄像头模组在缩回状态的俯视图；
26.图6为本发明实施例提供的可伸缩摄像头模组沿a－a方向的剖视图；
27.图7为本发明实施例提供的可伸缩摄像头模组在伸出状态的俯视图；
28.图8为本发明实施例提供的可伸缩摄像头模组沿b－b方向的剖视图；
29.图9为本发明实施例提供的罩体的立体结构示意图；
30.图10为本发明实施例提供的罩体的仰视图；
31.图11为本发明实施例提供的外观件在一个视角下的立体结构示意图；
32.图12为本发明实施例提供的外观件在另一个视角下的立体结构示意图；
33.图13为本发明实施例提供的镜头组件伸出到最远时的受力分析示意图；
34.图14为本发明实施例提供的镜头组件伸出到最远时动态tilt仿真测试图。
【具体实施方式】
35.下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
36.本发明实施例提供的一种电子设备，包括但不限于手机、电话、电视、平板电脑、笔记本电脑、膝上型便携计算机、台式计算机、照相机、车载设备、可穿戴设备等。本发明实施例以电子设备为手机为例进行具体说明。
37.本发明提供的是一种带有后置式摄像头的电子设备，请参见图1至图3，电子设备包括屏幕200、后盖300和可伸缩摄像头模组100。具体地，后盖300盖设于屏幕200的一面，并与屏幕200围合成一个长方体或近长方体结构，后盖300可以通过粘接、焊接及卡接等方式盖设于屏幕200上。后盖300上设置有通孔310，可伸缩摄像头模组100嵌设于通孔310处，并且能穿过通孔310进行伸缩。图1是可伸缩摄像头模组100在缩回状态的结构示意图，图2是可伸缩摄像头模组100在伸出状态的结构示意图。
38.结合图1至图3所示，可伸缩摄像头模组100包括外壳110、外观件120、镜头组件130、支撑组件140和驱动组件150。
39.结合图6、图9和图10所示，外壳110包括底板111和罩设于底板111上的罩体112，罩体112包括顶板1121和周侧板1122，顶板1121开设开口1121a，其外壁设置有凸起部1121b，凸起部1121b可为矩形，周侧板1122自顶板1121向底板111弯折延伸。其中，顶板1121和周侧板1122可一体成型，周侧板1122可通过卡合、螺接等方式与底板111固定连接。
40.请参见图6、图11和图12，外观件120盖设于顶板1121外壁且凸出后盖300外表面，外观件120上开设窗口121，窗口121与顶板1121上的开口1121a相对应，使得镜头组件130可依次穿过开口1121a、窗口121伸出。外观件120内壁设置有第一凹槽122，第一凹槽122用于收纳与之匹配的凸起部1121b，第一凹槽122背面可以用于增加产品logo或标识，以达到美观的视觉效果。外观件120优选采用铝合金、不锈钢等金属材质，以提升手机外观美感和结构强度。
41.请参见图5至图8，镜头组件130部分收容于外壳110内，优选地，在镜头组件130处于缩回状态时，可伸缩摄像头模组100可完全收纳于手机内，即镜头组件130靠近顶板1121的一侧未凸出外观件120外壁，使得手机外观更加美观，应用性更广。镜头组件130可包括光学防抖马达131和安装于光学防抖马达131的镜头132，使得镜头组件130具有光学防抖功能，降低由于外部振动或者使用者的手抖动而导致的影像不稳定。
42.参见图4，支撑组件140包括升降板141、导向杆142、弹性件143和导向圈144。具体地，升降板141连接镜头组件130的靠近底板111侧，用于支撑镜头组件130；并且，升降板141上可开孔，便于防抖过程中镜头132穿过升降板141上的孔运动。导向杆142贯穿升降板141且固定连接于顶板1121和底板111之间，升降板141固定有导向圈144，导向杆142通过导向圈144与升降板141滑动连接，使得升降板141能够带动镜头组件130沿导向杆142轴线方向运动。优选的，导向圈144和导向杆142之间以微小间隙配合，以保证传动精度；导向圈144采用铜等金属材质，并通过铆压工艺与升降板141结合，以保证结构强度。在本实施例中，导向圈144可以为轴承。弹性件143弹性连接于升降板141与底板111之间，弹性件143具体可以为弹簧。为了保证镜头组件130伸缩过程中的平稳性，弹性件143的数量设计为至少两个，且多
个弹性件143分布于导向杆142的两侧。在保证镜头组件130平稳伸缩的前提下，为了简化可伸缩摄像头模组100内部结构，可以只设置两个弹性件143，其中一个弹性件143位于导向杆142远离镜头组件130的一侧，另一个弹性件143位于镜头组件130远离导向杆142的一侧，同时，导向杆142和两个弹性件143均位于镜头组件130的一条对称轴上。
43.结合图4、图6和图8，作为优选的，支撑组件140还包括导轴145和导套146。导轴145套设于各弹性件143内部，且贯穿升降板141并固定连接于顶板1121和底板111之间。导套146套设于导轴145上且固定于各弹性件143靠近升降板141的一端。优选的，各导套146位于两个导套146连线上的两侧内壁与导轴145之间均设置间隙，保证传动顺畅，避免自锁；各导套146位于垂直于两个导套146连线方向上的两侧内壁与导轴145之间以微小间隙配合，防止镜头组件130和升降板141发生平面旋转。本实施例中不限定导套146与导轴145之间间隙的具体大小，导套146优选采用聚甲醛(pom)等带自润滑性的材料。
44.请参见图6和图8，将导向杆142远离底板111的一端、位于导向杆142远离镜头组件130一侧的导轴145(即更靠近导向杆142的导轴145)远离底板111的一端均与凸起部1121b连接，这样的设计在保证较小肩高的情况下，增加镜头组件130伸缩移动行程，依据镜头132焦段和光学性能需要，越长的移动距离，应用范围越广；可适当延长导向长度，即增加导向圈144的高度，导向长度越长，传动越平稳，且结构抗冲击能力增加，从而提高产品可靠性，提高产品性能(降低运动过程动态倾斜)；同时由于凸起部1121b与导向杆142、导轴145连接处会设有安装孔，将带有第一凹槽122的外观件120盖设于凸起部1121b，有助于密封安装孔，保证结构的完整性和密封性。
45.参见图4，驱动组件150包括驱动单元151和移动板152，驱动单元151装配于外壳110，移动板152的一端连接驱动单元151，另一端固定连接导向圈144，移动板152位于升降板141靠近顶板1121的一侧，驱动单元151用于驱动移动板152沿外壳110高度方向运动，使得升降板141带动镜头组件130经开口1121a伸出或缩回至罩体112。请参见图6，在本实施例中，导向圈144靠近顶板1121的一端外壁可沿导向圈144环向自内向外延伸出延伸部1441，延伸部1441位于升降板141靠近顶板1121的一侧且与该侧面固定连接，移动板152套设于导向圈144上且与延伸部1441远离升降板141的一侧固定连接，延伸部1441的设计可增大导向圈144与升降板141的接触面积以及导向圈144与移动板152的接触面积，使得镜头组件130缩回时不容易翻转，进一步保证平稳性。
46.一些实施例中，驱动单元151可为电机，进一步宜为微型电机，具体的，可采用微型直线电机，通过其动子和移动板152连接以直接驱动移动板152直线运动；也可采用微型旋转电机，旋转电机的输出轴通过一些传动部件间接连接移动板152，将旋转电机输出轴的旋转运动转换成移动板152的直线运动，从而驱动镜头组件130伸缩。
47.为了优化占用空间大小、降低成本，本发明驱动单元151宜采用旋转电机。具体地，结合图4和图10，驱动组件150还包括传动杆153，传动杆153一端直接或间接连接旋转电机的输出轴，移动板152远离导向圈144的一端套设于传动杆153上并与传动杆153螺纹连接，移动板152一端沿其所在平面方向设有凸出部1521，周侧板1122的内壁沿外壳110高度方向设置有第二凹槽1122a，第二凹槽1122a与凸出部1521配合，防止移动板152转动，将传动杆153旋转运动转化为移动板152沿传动杆153轴向直线运动。进一步的，为了缩小占用空间，采用齿轮组154传动并变向，传动杆153通过齿轮组154与旋转电机的输出轴连接。本发明对
齿轮组154中齿轮的数量不做限定，具体可根据手机内部空间尺寸以及传动精度要求进行设计。
48.请参见图4和图12，作为优选的，可伸缩摄像头模组100还包括密封圈160，在外观件120内壁设置环形凹槽123，用于容纳密封圈160，密封圈160的内圈弹性密封于光学防抖马达131的周侧面。密封圈160可以为密封橡胶圈或防水泡棉圈等。镜头组件130在静止状态或运动状态均挤压密封圈160，以使密封圈160密封于环形凹槽123和光学防抖马达131外周面之间，进而起到防尘、防水的作用，提高镜头组件130的使用寿命。
49.作为优选的，可通过调整弹性件143的长度(即不受任何外力作用下的长度)、密封圈160的材质以及各导轴145与导向杆142之间的距离，使得当镜头组件130伸出到最远时，升降板141受到来自弹性件143的弹力和光学防抖马达131与密封圈160之间的摩擦力能使升降板141相对于导向杆142达到力矩平衡的状态，如图13所示，即满足f1
×
d1＝f2
×
d2-n
×
d3。如图14所示，仿真结果显示镜头组件130伸出到最远时动态tilt仅2.85min(非机械限位)。
50.结合图6和图8，本发明可伸缩摄像头模组100的工作原理为：驱动单元151驱动移动板152向上运动，压缩状态的弹性件143使升降板141克服摩擦阻力上升，实现镜头组件130伸出动作；驱动单元151驱动移动板152向下运动，其按压升降板141下降，实现镜头组件缩回动作。
51.以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。