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镜头组件和摄像模组的制作方法

2022-12-21 08:09:08 来源:中国专利 TAG:


1.本技术涉及摄像模组领域,尤其涉及镜头组件和摄像模组。


背景技术:

2.随着移动电子设备的普及,被应用于移动电子设备的用于帮助使用者获取影像(例如,视频或者图像)的摄像模组的相关技术得到了迅猛的发展和进步。目前在市场中,配置于移动电子设备(例如,智能手机)的摄像模组需要实现多倍变焦拍摄功能。
3.为实现多倍变焦拍摄的技术需求或长焦拍摄的技术需求,需配置至少一长焦摄像模组,这里,长焦摄像模组指的是具有较大有效焦距的摄像模组。随着变焦倍数的增加,长焦摄像模组的总有效焦距会随之增大导致摄像模组的整体高度尺寸不断增高,这显然难以适配电子设备轻薄化的发展趋势。
4.为了解决传统的直立式摄像模组在高度尺寸和较大有效焦距之间的技术矛盾,大多数厂商采用潜望式摄像模组来替代传统的直立式摄像模组。相较于传统的直立式摄像模组,潜望式摄像模组通过光转折元件(例如,棱镜、反射镜等)来改变其成像光学路径,从而实现摄像模组整体高度尺寸的降低的同时满足具有较大有效焦距的光学设计需求。
5.然而,潜望式摄像模组具有相对更为复杂的结构,这一方面导致了其成本的上升,另一方面,也直接导致其工艺难度的增加。此外,潜望式摄像模组是以牺牲长宽方向上的尺寸为代价来换得其在高度方向上的缩减,而长宽尺寸较大的潜望式摄像模组在终端设备上并不美观,影响了用户体验。
6.还有,在光学性能方面,虽然潜望式摄像模组具有相对较大的有效焦距,但其有效焦距为固定值,也就是,潜望式摄像模组的光学性能具有相对较差的可调整性。为了满足消费者对于摄像模组的多样化需求,通常需要为电子设备配置多个摄像模组,即,为电子设备配置多摄摄像模组,这不仅带来了成本的激增,也进一步地加剧了工艺难度。
7.因此,需要一种优化的摄像模组方案来解决摄像模组在高度尺寸和较大有效焦距之间的技术矛盾。


技术实现要素:

8.本技术的一优势在于提供一种镜头组件和摄像模组,其中,所述摄像模组在时间分布上错开直立式摄像模组在整体高度尺寸和较大有效焦距之间的矛盾。具体地,在不工作状态下所述摄像模组具有相对较小的高度尺寸,在工作状态下所述摄像模组具有相对较大的有效焦距,以在不工作状态满足终端设备对于摄像模组的整体高度尺寸的需求,在工作状态下满足摄像模组的较大有效焦距的需求。
9.本技术的另一优势在于提供一种镜头组件和摄像模组,其中,所述摄像模组以包括至少二镜头部分的分体式镜头作为其成像镜头,并在工作状态下通过驱动器来调整所述至少两个镜头部分之间的相对位置关系以使得所述至少两个镜头部分所形成的光学系统的有效焦距在预设范围内,这样,在不工作状态下所述摄像模组具有相对较小的高度尺寸,
在工作状态下所述摄像模组具有相对较大的有效焦距,通过这样的方式解决了传统直立式摄像模组在整体高度尺寸和较大有效焦距之间的技术矛盾。
10.本技术的另一优势在于提供一种镜头组件和摄像模组,其中,通过所述驱动器和所述分体式镜头,所述摄像模组能够实现光学变焦和/或光学对焦等光学性能的调整。也就是,根据本技术实施例的所述摄像模组具有相对较强的光学性能调整能力。
11.通过下面的描述,本技术的其它优势和特征将会变得显而易见,并可以通过权利要求书中特别指出的手段和组合得到实现。
12.为实现上述至少一优势,本技术提供一种镜头组件,其包括:
13.设有一光轴的光学镜头,包括沿着所述光轴布置的第一镜头部分和第二镜头部分,所述第一镜头部分包括至少一光学透镜,所述第二镜头部分包括至少一光学透镜,其中,所述第一镜头部分和所述第二镜头部分之间具有间隙;以及
14.驱动组件,包括用于驱动所述第一镜头部分沿着所述光轴所设定的方向进行移动的第一驱动元件和用于驱动所述第二镜头部分沿着所述光轴所设定的方向进行移动的第二驱动元件,所述第二驱动元件位于所述第一驱动元件的内侧,其中,所述第一驱动元件被配置为驱动所述第一镜头部分沿着所述光轴所设定的方向移动以调整所述第一镜头部分和所述第二镜头部件至预定位置,其中,在该预定位置,所述第一镜头部分和所述第二镜头部分形成的光学系统的有效焦距在预设范围内。
15.在根据本技术的镜头组件中,所述第二驱动元件被配置为在由所述第一驱动元件将所述第一镜头部分和所述第二镜头部件之间的相对位置关系调整至特定相对位置关系后,驱动所述第二镜头部分沿着所述光轴所设定的方向移动,以进行光学对焦,其中,在由所述第二驱动元件驱动所述第二镜头部分移动的过程中,所述第一镜头部分和所述第二镜头部分形成的光学系统的有效焦距仍保持在该预设范围内。
16.在根据本技术的镜头组件中,所述第二驱动元件被配置为在由所述第一驱动元件将所述第一镜头部分和所述第二镜头部件调整至该预定位置后,驱动所述第二镜头部分沿着所述光轴所设定的方向移动以进行光学变焦。
17.在根据本技术的镜头组件中,所述第一镜头部分和所述第二镜头部分所形成的可成像光学系统中,所述第一镜头部分中位于最下部的光学透镜与所述第二镜头部分中位于最上部的光学透镜之间的距离最大。
18.在根据本技术的镜头组件中,所述镜头组件进一步包括基底和被安装于所述基底的壳体,所述壳体具有收容腔和连通于所述收容腔的第一开口,其中,所述光学镜头被收容于所述壳体的收容腔内,所述光学镜头的第一镜头部分对应于所述第一开口且所述第一开口的孔径大于所述第一镜头部分的外径以允许所述第一镜头部分在所述第一驱动元件的驱动下通过所述第一开口伸出或缩回所述收容腔。
19.在根据本技术的镜头组件中,所述镜头组件进一步包括镜头支架,所述镜头支架具有安装腔,以及,形成于所述镜头支架的上端部且连通于所述安装腔的第二开口,其中,所述第一镜头部分被安装于所述镜头支架的安装腔内,所述第一驱动元件被配置为驱动所述镜头支架沿着所述光轴所设定的方向移动以带动所述第一镜头部分沿着所述光轴所设定的方向移动。
20.在根据本技术的镜头组件中,所述第一驱动元件被设置于所述镜头支架的外侧,
所述第二驱动元件被设置于所述镜头支架的内侧,通过这样的方式,所述第二驱动元件位于所述第一驱动元件的内侧。
21.在根据本技术的镜头组件中,所述镜头支架包括筒状支架主体和自所述筒状支架主体向外且向下延伸的支撑腿,其中,所述筒状支架主体的内腔形成用于安装所述第一镜头部分的安装腔,所述支撑腿配合所述基底形成容置腔,其中,所述第二驱动元件被安装于所述容置腔内。
22.在根据本技术的镜头组件中,所述第一驱动元件被实施为压电致动器,所述第二驱动元件被实施为电磁式致动器。
23.在根据本技术的镜头组件中,所述驱动组件进一步包括用于引导所述镜头支架沿着所述光轴所设定的方向移动的引导机构。
24.在根据本技术的镜头组件中,所述第一驱动元件和所述引导机构位于所述镜头支架相对的第一侧和第二侧。
25.在根据本技术的镜头组件中,所述引导机构架设于所述壳体的底表面和顶表面之间且贯穿所述镜头支架的引导杆,其中,所述引导的延伸方向与所述光轴所设定的方向相一致。
26.在根据本技术的镜头组件中,所述镜头支架的上端部的外径等于所述第一开口的内径,以使得所述镜头支架被适配地卡设于所述第一开口内。
27.在根据本技术的镜头组件中,所述镜头组件进一步包括密封所述第二开口的可透光盖板。
28.在根据本技术的镜头组件中,所述镜头组件进一步包括设置于所述第二镜头部分上方且位于所述容置腔内的限位元件,用于限制所述第二镜头部分向上移动的最大高度。
29.在根据本技术的镜头组件中,所述限位元件环绕地形成于所述第二镜头部分的周围以形成用于隔离所述第二镜头部分的隔离元件。
30.在根据本技术的镜头组件中,所述镜头支架和/所述限位元件配合所述壳体在所述壳体的收容腔内形成蜿蜒的至少一流道。
31.根据本技术的另一方面,还提供了一种摄像模组,其包括:
32.感光组件,包括线路板和电连接于所述线路板的感光芯片;以及
33.如上所述的镜头组件,其中,所述镜头组件被保持于所述感光组件的感光路径上。
34.在根据本技术的摄像模组中,所述驱动组件进一步包括第三驱动元件,所述第三驱动元件被配置为驱动所述感光组件在垂直于所述光轴的平面内移动以进行光学防抖。
35.在根据本技术的摄像模组中,所述第三驱动元件被配置为驱动所述感光组件的感光芯片在垂直于所述光轴的平面内移动以进行光学防抖。
36.在根据本技术的摄像模组中,所述第三驱动元件被实施为形状记忆合金驱动器。
37.通过对随后的描述和附图的理解,本技术进一步的目的和优势将得以充分体现。
38.本技术的这些和其它目的、特点和优势,通过下述的详细说明,附图和权利要求得以充分体现。
附图说明
39.通过结合附图对本技术实施例进行更详细的描述,本技术的上述以及其他目的、
特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本技术实施例的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本技术实施例一起用于解释本技术,并不构成对本技术的限制。在附图中,相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
40.图1图示了根据本技术实施例的摄像模组的在非工作状态下的立体示意图。
41.图2图示了根据本技术实施例的所述摄像模组的立体爆炸图。
42.图3图示了根据本技术实施例的所述摄像模组的截面示意图。
43.图4图示了根据本技术实施例的所述摄像模组从非工作状态切换到工作状态的立体示意图。
44.图5图示了根据本技术实施例的所述摄像模组在工作状态下的示意图之一。
45.图6图示了根据本技术实施例的所述摄像模组的在工作状态下的示意图之二。
46.图7a和图7b图示了根据本技术实施例的所述第一驱动元件的示意图。、
47.图8a和图8b图示了根据本技术实施例的所述第一驱动元件的一个变形实施的示意图。
48.图9图示了根据本技术实施例的电子设备的示意图之一。
49.图10图示了根据本技术实施例的电子设别的示意图之二。
具体实施方式
50.下面,将参考附图详细地描述根据本技术的示例实施例。显然,所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例,而不是本技术的全部实施例,应理解,本技术不受这里描述的示例实施例的限制。
51.示例性摄像模组
52.如图1至图3所示,根据本技术实施例的摄像模组被阐明,其中,所述摄像模组300,包括感光组件10、被安装于所述感光组件10的基底21、被安装于所述基底21的壳体22,被收容于所述壳体22内且被保持于所述感光组件10的感光路径上的光学镜头23,以及,用于驱动所述光学镜头23移动以进行光学性能调整的驱动组件30。特别地,在本技术实施例中,所述光学镜头23和所述驱动组件30具有特殊的结构配置使得所述摄像模组300的工作状态和非工作状态下切换,其中,在不工作状态下所述摄像模组300具有相对较小的高度尺寸,在工作状态下所述摄像模组300具有相对较大的有效焦距,以解决传统直立式摄像模组300在整体高度尺寸和较大有效焦距之间的技术矛盾。
53.相应地,如图1至图3所示,在本技术实施例中,所述感光组件10,包括:线路板11,感光芯片12、支架13和滤光元件14。具体地,所述感光芯片12电连接于所述线路板11,以藉由所述线路板11为所述感光芯片12提供工作所需要的控制电路和电能。例如,在一个示例中,所述感光芯片12被安装于所述线路板11的上表面,并通过打金线的方式电连接于所述线路板11。当然,在本技术其他示例中,所述感光芯片12还能以其他方式被设置于所述线路板11和/或其他方式电连接于所述线路板11,例如,以芯片倒装的方式贴附于所述线路板11的下表面,对此,并不为本技术所局限。
54.所述支架13形成于所述线路板11上以用于支撑其他部件,其中,所述支架13具有对应于所述感光芯片12的至少感光区域的光窗。在本技术一个具体的示例中,所述支架13被实施为单独成型的塑料支架13,其通过黏着剂附着于所述线路板11的表面,并用于支撑
其他部件。当然,在本技术其他示例中,所述支架13还能以其他方式形成于所述线路板11,例如,所述支架13被实施为模塑支架13,其通过模塑工艺一体成型于所述线路板11的预设位置,对此,并不为本技术所局限。
55.所述滤光元件14可被安装于所述支架13上,以被保持于所述感光芯片12的感光路径上,这样,在外界光线穿过所述滤光元件14以抵达所述感光芯片12的过程中,该外界光线中的杂散光能够被所述滤光元件14所过滤,以提高成像质量。值得一提的是,在本技术其他示例中,所述滤光元件14还能够以其他方式被安装于所述支架13上,例如,先在所述支架13上设置滤光元件支架(未有图示意),进而将所述滤光元件14安装在所述滤光元件支架上,也就是,在该示例中,所述滤光元件14可通过其他支撑件被间接地安装于所述支架13上。并且,在本技术的其他示例中,所述滤光元件14还能够被安装于所述摄像模组300的其他位置,例如,所述滤光元件14形成于所述光学镜头23内(例如,作为一层滤光膜附着于所述光学镜头23的某片光学透镜的表面),对此,并不为本技术所局限。
56.为了增加所述感光组件10的底部强度,在本技术的一些示例中,所述感光组件10进一步包括设置于所述线路板11的下表面的加强板(未有图示意),例如,可在所述线路板11的下表面设置钢板,以通过所述钢板来加强所述线路板11的强度。相应地,所述加强板可被配置为与所述线路板11具有相一致的形状和尺寸,以在被叠置于所述线路板11的下表面后,对所述线路板11的整体进行加强。
57.如图1至图3所示,在本技术实施例中,所述基底21被安装于所述支架13上,其中,被安装于所述基底21的所述壳体22具有收容腔220和连通于所述收容腔220的第一开口221,所述光学镜头23被收容于所述壳体22的收容腔220内。特别地,在本技术实施例中,所述第一开口221的孔径大于所述光学镜头23的外径以允许所述光学镜头23通过所述第一开口221伸出或缩回所述收容腔220。
58.特别地,在本技术实施例中,所述光学镜头23被实施为分体式镜头,其包括至少两个镜头部分,例如,在如图1至图3所示意的示例中,所述分体式镜头包括两个镜头部分:第一镜头部分231和第二镜头部分232,其中,所述第一镜头部分231包括第一镜筒2311和安装于所述第一镜筒2311内的至少一光学透镜230,所述第二镜头部分232包括第二镜筒2321和被安装于所述第二镜筒2321内的至少一光学透镜230,所述第一透镜部分的至少一光学透镜230与所述第二镜头部分232的至少一光学透镜230相互配合以形成可成像光学系统。
59.本领域普通技术应知晓,对于由所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232形成的可成像光学系统而言,在预定光学透镜230的数量范围内,所述可成像光学系统的有效焦距与光学透镜230的数量成正比,其解像力也与光学透镜230的数量正正比。也就是,在预定数量范围内,所述可成像光学系统的有效焦距越大,其所包含的光学透镜230的数量越多;所述可成像光学系统的解像力越好,其所包含的光学透镜230的数量越大。
60.如前所述,在本技术实施例中,随着移动电子设备的普及,被应用于移动电子设备的用于帮助使用者获取影像的摄像模组300的相关技术得到了迅猛的发展和进步。目前在市场中,期待配置于移动电子设备的摄像模组300实现多倍变焦拍摄功能或长焦拍摄功能,即要求所配置的摄像模组300具有相对较大的有效焦距。这就要求所配置的光学镜头23的可成像光学系统具有相对较大的有效焦距,也就是,所述光学镜头23的可成像光学系统要配置相对更多数量的光学透镜230。
61.在这样的技术要求下,如果所述分体式镜头被实施为常规的分体式镜头,即,所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232之间具有固定的相对位置关系,则所述分体式镜头将具有相对较大的高度尺寸,进而导致所述摄像模组300整体具有相对较大的高度尺寸,难以满足移动电子设备轻薄化的组装要求。
62.针对上述技术问题,本技术发明人尝试将所述分体式镜头配置为动态分体式镜头,即,所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232之间的相对位置关系可发生调整,这样,在工作状态下,所述分体式镜头的所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232被调整至预定位置以形成完整的可成像光学系统,在非工作状态下,所述分体式镜头的所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232相互靠近以缩减其整体高度尺寸进而缩减所述摄像模组300的整体高度尺寸,以满足移动电子设备轻薄化的组装要求。
63.为此,在本技术实施例中,为所述分体式镜头配置所述驱动组件30,以通过所述驱动组件30驱动所述分体式镜头在工作状态下和非工作状态下进行切换,其中,在工作状态下,所述驱动组件30驱动所述分体式镜头以调整所述分体式镜头的所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232至预定位置以形成完整的可成像光学系统;在非工作状态下,所述驱动组件30驱动所述分体式镜头中所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232相互靠近以缩减其整体高度尺寸进而缩减所述摄像模组300的整体高度尺寸,以满足移动电子设备轻薄化的组装要求。
64.具体地,如图1至图3所示,在本技术实施例中,所述驱动组件30包括第一驱动元件31,其中,在工作状态下,所述第一驱动元件31被配置为驱动所述第一镜头部分231沿着所述光轴所设定的方向移动以调整所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232至预定位置,其中,在该预定位置,所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232形成的可成像光学系统的有效焦距在预设范围内。
65.特别地,在本技术实施例中,所述光学镜头23的第一镜头部分231对应于所述第一开口221且所述第一开口221的孔径大于所述第一镜头部分231的外径,通过这样的尺寸配置允许所述第一镜头部分231在所述第一驱动元件31的驱动下通过所述第一开口221伸出或缩回所述收容腔220,如图4所示。也就是,在本技术实施例中,通过所述第一开口221的尺寸配置,所述第一镜头部分231向上具有较大的运动行程,这样在工作状态下,所述第一镜头部分231能够在所述第一驱动元件31的作用下伸出所述壳体22以使得所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232能够被调整至该预定位置。
66.进一步地,如图5所示,在本技术实施例中,所述驱动组件30还包括第二驱动元件32,其中,在工作状态下,所述第二驱动元件32被配置为在由所述第一驱动元件31将所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232调整至该预定位置后,驱动所述第二镜头部分232沿着所述光轴所设定的方向移动以进行光学对焦。特别地,在本技术实施例中,在由所述第二驱动元件32驱动所述第二镜头部分232移动的过程中,所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232形成的光学系统的有效焦距仍保持在该预设范围内。
67.也就是,在本技术的一个具体示例中,在工作状态下,首先所述第二镜头部分232保持不动,所述第一驱动元件31驱动所述第一镜头部分231沿着所述光轴移动至预定位置,其中,在该预定位置所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232形成的可成像光学系统的有效焦距在预设范围内;接着,所述第一镜头部分231保持不动,所述第二驱动元件32驱
动所述第二镜头部分232沿着所述光轴进行移动以进行光学对焦,其中,特别地,在由所述第二驱动元件32驱动所述第二镜头部分232移动的过程中,所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232形成的光学系统的有效焦距仍保持在该预设范围内,如图5所示。
68.值得一提的是,在本技术其他示例中,所述工作状态的模式还可以被设置为其他类型。例如,在另外一个具体示例中,所述摄像模组300的工作状态为:首先,所述第二镜头部分232保持不动,所述第一驱动元件31驱动所述第一镜头部分231沿着所述光轴移动至预定位置,其中,在该预定位置所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232形成的可成像光学系统的有效焦距在预设范围内;接着,所述第一驱动元件31和所述第二驱动元件32同时驱动所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232沿着所述光轴的同一方向移动以进行光学对焦,通过这样的方式,可提高光学对焦的速率,其中,特别地,在藉由所述第一驱动元件31和所述第二驱动元件32同时驱动所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232沿着所述光轴的同一方向移动的过程中,所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232形成的光学系统的有效焦距仍保持在该预设范围内,如图6所示。
69.再如,在又一个具体的示例中,所述摄像模组300的工作状态为:首先,所述第二镜头部分232保持不动,所述第一驱动元件31驱动所述第一镜头部分231沿着所述光轴移动至预定位置,其中,在该预定位置所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232形成的可成像光学系统的有效焦距在预设范围内;接着,所述第一镜头部分231保持不动,所述第二驱动元件32驱动所述第二镜头部分232沿着所述光轴进行移动以进行光学变焦。也就是,在该工作模式下,在由所述第二驱动元件32驱动所述第二镜头部分232移动的过程中,所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232形成的光学系统的有效焦距发生改变。
70.应可以理解,在本技术其他示例中,所述摄像模组300的工作状态模式还可以被设置为其他类型,对此,并不为本技术所局限。
71.相应地,在非工作状态下,所述第一驱动元件31和/或所述第二驱动元件32驱动所述第一镜头部分231和/或所述第二镜头部分232相互靠近,以使得所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232整体所占的尺寸缩减。例如,在一个具体的示例中,所述非工作状态为:所述第二镜头部分232保持不动,所述第一驱动元件31驱动所述第一镜头部分231靠近所述第二镜头部分232,以缩减所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232之间的距离。
72.值得一提的是,为了尽可能地缩减所述分体式镜头在非工作状态下的整体高度尺寸,优选地,在本技术实施例中,在所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232所形成的光学系统中,所述第一镜头部分231中位于最下部的光学透镜230与所述第二镜头部分232中位于最上部的光学透镜230之间的距离最大。也就是,在所述光学镜头23所形成的可成像光学系统中,在具有最大间隙的两片光学透镜230之间作划分以将所述可成像光学系统分成两个子光学系统部分:所述第一镜头部分231具有第一子光学系统,所述第二镜头部分232具有第二子光学系统。这样,在非工作状态下,所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232可尽可能地靠近,以最大程度地缩减所述光学镜头23在非工作状态下的整体高度尺寸。
73.当然,在本技术实施例中,还可以采用其他方式对所述光学镜头23所形成的可成像光学系统进行划分,对此,并不为本技术所局限。
74.值得一提的是,在本技术实施例中,当处于工作状态时,所述第一镜头部分231和
所述第二镜头部分232之间的间隙达到完整光学设计所需的间隙。当处于非工作状态时,所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232相互靠近,在此状态下,所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232之间不一定存在连续的间隙,即,所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232之间可完全地分离以具有连续的间隙,或者,所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232之间可部分地接触,以具有不连续的间隙,对此,并不为本技术所局限。
75.特别地,在本技术实施例中,所述第一驱动元件31被实施为压电致动器。所述摄像模组300进一步包括镜头支架24,其中,所述镜头支架24包括筒状支架主体243和自所述筒状支架主体243向外且向下延伸的支撑腿242,其中,所述筒状支架主体243的内腔形成安装腔240,其中,所述第一镜头部分231被安装于所述镜头支架24的安装腔240内。进一步地,所述镜头支架24还具有形成于所述镜头支架24的上端部且连通于所述安装腔240的第二开口241。相应地,所述第一驱动元件31被配置为驱动所述镜头支架24沿着所述光轴所设定的方向移动以带动所述第一镜头部分231沿着所述光轴所设定的方向移动。也就是,以压电致动器驱动所述镜头支架24以带动第一镜头部分231沿着所述光轴所设定的方向移动。
76.图7a和图7b图示了根据本技术实施例的所述压电致动器的一个具体示例的示意图。如图7a和图7b所示,所述压电致动器100,包括:压电主动部110、可传动地连接于所述压电主动部110的从动轴120,以及,与所述从动轴120紧配的驱动部130,其中,所述驱动部130在所述压电主动部110和所述从动轴120的作用下被配置为驱动镜头支架24以带动所述第一镜头部分231沿着所述光轴所设定的方向移动。
77.在如图7a和图7b所示意的示例中,所述压电主动部110包括电极板111和叠置于所述电极板111的至少一压电基板。所述压电基板是具有逆压电效应并且根据极化方向和电场方向收缩或膨胀的基板,例如,其可以通过在单晶或者多晶陶瓷、聚合物等在厚度方向上使用基板极化来制成并使用。这里,逆压电效应是指在电介质的极化方向施加电场,电介质在产生电势差时会发生机械变形。
78.更具体地,在如图7a和图7b所示意的示例中,所述至少一压电基板,包括第一压电基板112和第二压电基板113,所述电极板111被夹设于所述第一压电基板112和所述第二压电基板113之间。并且,在该示例中,所述压电主动部110进一步包括分别形成于所述第一压电基板112的上表面和下表面的电极层115,以及,分别形成于所述第二压电基板113的上表面和下表面的电极层115,以通过所述电极层115和所述电极板111为所述第一压电基板112和所述第二压电基板113提供脉冲电压。
79.在该示例中,所述电极板111可以由带有一定弹性的板状元件构成,例如,带有一定弹性的金属板构成。在如图7a和图7b所示意的示例中,所述压电主动部110,进一步包括与所述电极板111电连接的至少一电导通部位114,例如,所述至少一电导通部位114可通过焊接的方式焊接于所述电极板111,或者是所述至少一电导通部位114与所述电极板111一体形成。值得一提的是,当所述电导通部位114的数量为多个时,优选地,所述多个电导通部位114对称地分布于所述电极板111的外表面。
80.在该示例中,所述第一压电基板112和所述第二压电基板113分别通过所述电极层115被附着于所述电极板111的第一侧表面和与所述第一侧表面相对的第二侧表面。例如,在该示例中,所述第一压电基板112和所述第二压电基板113可以与所述电极板111以相互面与面啮合的方式固定,或者,所述第一压电基板112和所述第二压电基板113通过导电银
胶被附着于所述电极板111。
81.优选地,在该示例中,所述第一压电基板112和所述第二压电基板113的形状的大小与所述电极板111相近或者相一致,从而使得所述压电主动部110具有更优的振动效率。在该具体示例中,所述第一压电基板112、所述第二压电基板113和所述电极板111为圆形板。
82.在如图7a和图7b所示意的示例中,所述从动轴120被固定于所述压电主动部110,例如,通过黏着剂附着于所述压电主动部110的中心。具体地,所述从动轴120可通过黏着剂被附着于所述第一压电基板112的外表面的电极层115上,或者,通过黏着剂被嵌套地附着于所述第一压电基板112的外表面的电极层115的中心孔内,或者,所述第一压电基板112具有一中心孔,所述从动轴120进一步被嵌合于所述第一压电基板112的中心孔内,或者,所述压电主动部110具有贯穿于其上下表面的中心孔,所述从动轴120通过黏着剂被被嵌合于所述压电主动部110的中心孔内。在具体实施中,所述从动轴120可被实施为碳棒。所述从动轴120的截面形状为圆形或者多边形,优选为圆形。
83.在如图7a和图7b所示意的示例中,所述驱动部130与所述从动轴120通过摩擦配合,以使得所述驱动部130可活动地紧配于所述从动轴120上。在具体实施中,所述驱动部130可被实施为夹持所述从动轴120的夹持机构,其中,优选地,所述夹持机构可以是夹持力可调整的夹持机构,或者,部分或全部由弹性材料制成的夹持机构。
84.如图7a和图7b所示,在所述压电主动部110的表面暴露的所述电极层115电连接于电源控制部位116的正电极117,所述电极板111通过所述电导通部位114被电连接于所述电源控制部位116的负电极118,这样,当所述电源控制部位116给所述电极层115和所述电极板111反复施加脉冲电压时,所述第一压电基板112和所述第二压电基板113在逆压电效应的作用下朝着一个方向变形,并在所述电极板111的弹性作用下快速恢复为平板状。在上述形变过程中,所述从动轴120在其所设定的轴方向上往返移动,而由于所述驱动部130与所述从动轴120之间为摩擦配合,因此,当所述压电主动部110向着一个方向变形时,所述驱动部130和所述从动轴120共同移动,而当所述压电主动部110快速地恢复为原状时,所述从动轴120也逆向移动而所述驱动部130则由于惯性作用无法跟随所述从动轴120的动作而未能返回原来的位置,只能停留在所在的位置。因此,在一个形变过程中,所述驱动部130的位置发生改变,相应地,通过反复施加脉冲电压,可重复上述移动,从而使得所述驱动部130被移动至目标位置。
85.图8a图示了根据本技术实施例的所述压电致动器100的另一个实施例的示意图之一。图8b图示了根据本技术实施例的所述压电致动器100的另一个实施例的示意图之二。如图8a和8b所示,在该示例中,所述压电致动器100包括:压电主动部110、可传动地连接于所述压电主动部110的从动轴120,以及,与所述从动轴120紧配的驱动部130,其中,所述驱动部130在所述压电主动部110和所述从动轴120的作用下被配置为驱动第一载体44或所述第二载体45,以带动所述变焦部分22或所述对焦部分23沿着该光轴移动。
86.如图8a和图8b所示,在该示例中,所述压电主动部110包括压电元件111a,所述压电元件111a具有如图8a中所示意的层叠结构。具体地,如图8a所示,所述压电元件111a包括多个压电伸缩件112a和多个电极113a,所述多个压电伸缩件112a和所述多个电极113a之间交替层叠设置。特别地,通过如上所述的层叠结构,所述压电元件111a即便在施加了很小的
电场的情况下,也可获得相对较大的形变量。
87.在该示例中,为了便于说明,将交替地夹着多个压电伸缩件112a而成的电极113a定义为内部电极,而将配设于所述压电伸缩件112a的表面且位于所述压电元件111a的上表面和下表面的电极113a分别定义为上电极和下电极,同时,将配设于所述压电伸缩件112a的表面且位于所述压电元件111a的侧表面的电极113a定义为侧电极。相应地,在多层的情况下,相同极性的电极113a通过所述侧电极进行电连接。
88.如图8b所示,在该示例中,所述从动轴120具有圆柱形状并通过黏着剂附着于所述压电元件111a的上表面的中间区域,以使得所述从动轴120接合于所述压电元件111a。当然,在本技术其他示例中,所述从动轴120的形状也可以做出调整,对此,并不为本技术所局限。
89.并且,所述从动轴120由以“碳、重金属、重金属的碳化物、重金属的硼化物以及重金属的氮化物”中的任一为主要成分的材料制成,所述压电元件111a具有长方体形状,其具有分别沿着相互正交的x轴、y轴以及z轴的边。在该示例中,所述压电元件111a的x轴方向长度为1mm,所述压电元件111a的y轴方向长度为1mm,所述压电元件111a的z轴方向长度(高度)为2mm。
90.值得一提的是,相较于传统的电磁式驱动器,图8a和图8b所示意的所述压电致动器100具有体积小、推力大,精度高的优势。并且,相较于图7a和图7b所示意的压电致动器100,图8a和图8b所示意的所述压电致动器100的所述压电主动部110具有相对更小的截面尺寸,适于在空间紧凑的模组中使用,但是其厚度尺寸相对较达,同时,所述压电元件111a的内部结构相对较为复杂。
91.相应地,根据本技术实施例的所述压电致动器100能够提供相对较高的驱动力。更明确地,本技术所选择的所述压电致动器100能够提供的驱动力大小为0.6n至2n,其足以驱动重量大于100mg的部件。
92.并且,除了能够提供相对较大的驱动力以外,相较于传统的电磁式马达方案和记忆合金马达方案,所述压电致动器100还具有其他优势,包括但不限于:尺寸相对较小(具有细长状),响应精度更佳,结构相对更为简单,驱动控制相对更为简单,产品一致性高,没有电磁干扰,具有相对更大的行程,稳定时间短,重量相对较小等。
93.更具体地,在本技术实施例中,以图8a和图8b所示意的所述压电致动器100为所述第一驱动元件31。并且,在本技术实施例中,所述压电致动器100的驱动部130被安装于所述镜头支架24的侧部,所述压电致动器100的压电主动部110被安装于所述基底21。在一个具体的示例中,所述驱动部130与所述镜头支架24一体成型,即,所述驱动部130与所述镜头支架24具有一体式结构。
94.为了使得所述第一镜头部分231的移动更为平滑且所述第一镜头部分231不发生较大倾斜,优选地,在本技术实施例中,如图1至图3所示,所述驱动组件30进一步包括用于引导所述镜头支架24沿着所述光轴所设定的方向移动的引导机构33。如图1至图3所示,在该实施例中,所述引导机构33被实施为导杆结构,值得一提的是,在本技术其他示例中,所述引导机构33还可以被实施为滑块结构或者滚珠结构,对此,并不为本技术所局限。
95.特别地,在本技术实施例中,所述第一驱动元件31和所述引导机构33位于所述镜头支架24相对的第一侧和第二侧。也就是,所述压电致动器100和所述引导机构33位于所述
镜头支架24的相对的两侧。这样,所述压电致动器100在所述镜头支架24的第一侧驱动所述镜头支架24,所述引导机构33在所述镜头支架24的第二侧引导所述镜头支架24的运动,以提高所述镜头支架24移动的平稳度防止其在移动过程中发生倾斜。
96.值得一提的是,优选地,在本技术实施例中,所述镜头支架24的上端部的外径等于所述第一开口221的内径,以使得所述镜头支架24被卡设于所述第一开口221内。也就是,所述镜头支架24被紧密地契合于所述第一开口221内,并且,更优选地,所述第一开口221与所述镜头支架24的上端部具有相一致的形状,以通过这样的方式来提高所述壳体22的密封性能,防止灰尘、水汽等杂物通过所述镜头支架24与所述第一开口221之间的间隙进入所述壳体22内部。更优选地,为了进一步提高所述摄像模组300的密封性,进一步将所述镜头支架24的第二开口241密封,例如,在所述第二开口241上设置可透光盖板25(例如,玻璃盖板),以通过所述可透光盖板25防止灰尘、水汽等杂物通过所述第二开口241进入所述镜头支架24的内部。
97.还值得一提的是,虽然在如图1至图3所示意的示例中,以所述第一镜头部分231包含镜筒为示例,应可以理解,在本技术其他示例中,所述第一镜头部分231也可以不配置所述第一镜筒2311,而将所述镜头支架24作为所述第一镜头部分231的至少一光学透镜230的承载部件。也就是,在本技术其他示例中,所述第一镜头部分231仅包含至少一光学透镜230,所述至少一光学透镜230被安装于所述镜头支架24的安装腔240内。
98.进一步地,在本技术实施例中,所述第二驱动元件32被实施为传统的电磁式马达,包括但不限于弹片式电磁式马达、滚珠式电磁式马达等。具体地,所述第二驱动元件32包括具有安装腔240的驱动载体和用于驱动所述驱动载体移动的线圈-磁石对,其中,所述第二镜头部分232被安装于所述驱动载体的安装腔240内,所述驱动载体在所述线圈-磁石对的作用下沿着光轴移动以带动所述第二镜头部分232移动。
99.特别地,如图1所示,在本技术实施例中,所述第一驱动元件31和所述第二驱动元件32在所述摄像模组300的高度方向上并列地设置,且所述第二驱动元件32位于所述第一驱动元件31的内侧,通过这样的位置设置,有利于所述第一驱动元件31和所述第二驱动元件32在所述壳体22内的布局。并且,由于所述第一驱动元件31为压电致动器100、所述第二驱动元件32为电磁式马达,因此,所述第一驱动元件31和所述第二驱动元件32之间也不会发生干扰。并且,在本技术实施例中,所述第一镜头部分231需配置较大的行程,所述第二镜头部分232的行程相对较小,因此,为所述第一镜头部分231配置压电致动器100,同时为所述第二镜头部分232配置电磁式马达也能满足两者的行程需求。
100.更具体地,如图1至图3所示,所述第二驱动元件32被设置于所述镜头支架24的支撑腿242所形成的空间内,通过这样的方式使得所述第二驱动元件32位于所述第一驱动元件31的内侧。
101.值得一提的是,虽然在如图1至图3所示意的示例中,以所述第二镜头部分232包含镜筒为示例,但本领域普通技术人员应知晓,在本技术其他示例中,所述第二镜头部分232也可以不配置所述第二镜筒2321而选择将所述第二驱动元件32的马达载体作为其承载部件。也就是,在本技术其他示例中,所述第二镜头部分232仅包含至少一光学透镜230,所述至少一光学透镜230被安装于所述马达载体的安装腔240内。
102.进一步地,为了防止所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232发生碰撞并进
一步地对所述第二镜头部分232进行限位,如图1至图3所示,在本技术实施例中,所述摄像模组300进一步包括设置于所述第二镜头部分232上方的限位元件26,用于限制所述第二镜头部分232向上移动的最大高度。应注意到,所述限位元件26被设置于所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232之间,因此,其也能防止所述第一镜头部分231与所述第二镜头部分232发生串扰,例如,发生碰撞等。
103.具体地,如图1至图3所示,在该实施例中,所述限位元件26具有形成于其侧部的限位腔260,所述第二镜筒2321包括第二镜筒主体2322和自所述第二镜筒主体2322往外延伸且伸入所述限位腔260内的挡臂2323,以通过所述挡臂2323和所述限位腔260将所述第二镜头部分232的移动限位于所述限位腔260所设定的高度范围内。具体地,当所述第二镜头部分232被所述第二驱动元件32驱动向上移动时,其行程上限为所述挡臂2323碰到所述限位腔260的上表面,通过这样的方式,限制所述第二镜头部分232向上移动的最大高度。
104.特别地,当所述摄像模组300处于非工作状态时,所述第一镜头部分231可承靠于所述限位元件26的上表面,以为所述第一镜头部分231提供支撑。并且,通过这样的方式,还能够充分利用所述壳体22内的空间压缩所述壳体22的整体高度,从而实现所述摄像模组300的结构小型化。
105.为了对所述第二镜头部分232进行保护,如图1至图3所示,在本技术实施例中,所述摄像模组300进一步包括设置于所述第二镜头部分232外围的隔离元件27,所述隔离元件27形成隔离腔,所述第二镜头部分232位于所述隔离腔内。
106.在如图1至图3所示意的示例中,所述隔离元件27与所述限位元件26具有一体式结构。具体地,在该示例中,所述限位元件26环绕地设置于所述第二镜头部分232的外围以形成所述隔离元件27,也就是,在该示例中,所述限位元件26具有环形结构,且所述隔离元件27与所述限位元件26为同一部件。值得一提的是,在本技术其他示例中,所述隔离元件27和所述限位元件26也可以被实施为单独的部件,对此,并不为本技术所局限。
107.应注意到,如图1所示,在本技术实施例中,所述镜头支架24具有非规则的外表面形状,所述限位元件26具有非规则的外表面形状,这样,所述镜头支架24和所述限位元件26能够配合所述壳体22形成蜿蜒的至少一流道,这样在外部灰尘、水汽等杂物透过间隙进入所述壳体22内部时,这些杂物能够在所述至少一流道内发生并进行沉积以防止其进入所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232内或者触及所述感光芯片12。
108.进一步地,如图1至图3所示,所述驱动组件30进一步包括第三驱动元件34,所述第三驱动元件34被配置为驱动所述感光组件10在垂直于所述光轴的平面内移动以进行光学防抖。在具体实施例中,所述第三驱动元件34可驱动所述感光组件10整体在垂直于所述光轴的平面内移动以进行光学防抖,或者,所述第三驱动元件34仅驱动所述感光芯片12在垂直于所述光轴的平面内移动以进行光学防抖,对此,并不为本技术所局限。
109.特别地,在本技术实施例中,所述第三驱动元件34被实施为形状记忆合金驱动器。也就是,在本技术实施例中,所述驱动组件30结合压电致动器、电磁式马达和形状记忆合金驱动器这三种马达来满足摄像模组300的光学性能调整需求:通过压电致动器100和电磁式马达来实现光学对焦和/或光学变焦功能,以及,通过形状记忆合金驱动器来实现光学防抖功能。
110.综上,基于本技术实施例的摄像模组300被阐明,其中,所述摄像模组300在时间分
布上错开直立式摄像模组300在整体高度尺寸和较大有效焦距之间的矛盾。具体地,在不工作状态下所述摄像模组300具有相对较小的高度尺寸,在工作状态下所述摄像模组300具有相对较大的有效焦距,以在不工作状态满足终端设备对于摄像模组300的整体高度尺寸的需求,在工作状态下满足摄像模组300的较大有效焦距的需求。更具体地,所述摄像模组300以包括至少二镜头部分的分体式镜头作为其成像镜头,并在工作状态下通过驱动器来调整所述至少两个镜头部分之间的相对位置关系以使得所述至少两个镜头部分所形成的光学系统的有效焦距在预设范围内,这样,在不工作状态下所述摄像模组300具有相对较小的高度尺寸,在工作状态下所述摄像模组300具有相对较大的有效焦距,通过这样的方式解决了传统直立式摄像模组300在整体高度尺寸和较大有效焦距之间的技术矛盾。
111.根据本技术的另一方面,还提供了一种镜头组件20,其中,所述镜头组件20包括设有一光轴的光学镜头23,包括沿着所述光轴布置的第一镜头部分231和第二镜头部分232,所述第一镜头部分231包括至少一光学透镜230,所述第二镜头部分232包括至少一光学透镜230,其中,所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232之间具有间隙;以及,驱动组件30,包括第一驱动元件31,所述第一驱动元件31被配置为驱动所述第一镜头部分231沿着所述光轴所设定的方向移动以调整所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232至预定位置,其中,在该预定位置,所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232形成的光学系统的有效焦距在预设范围内。
112.在上述镜头组件20中,在一个具体的示例中,所述驱动组件30,还包括第二驱动元件32,所述第二驱动元件32被配置为在由所述第一驱动元件31将所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232调整至该预定位置后,驱动所述第二镜头部分232沿着所述光轴所设定的方向移动以进行光学对焦;其中,在由所述第二驱动元件32驱动所述第二镜头部分232移动的过程中,所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232形成的光学系统的有效焦距仍保持在该预设范围内。
113.在上述镜头组件20中,在一个具体的示例中,所述驱动组件30,还包括第二驱动元件32,所述第二驱动元件32被配置为在由所述第一驱动元件31将所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232调整至该预定位置后,驱动所述第二镜头部分232沿着所述光轴所设定的方向移动以进行光学变焦。
114.在上述镜头组件20中,在一个具体的示例中,所述第一镜头部分231和所述第二镜头部分232所形成的光学系统中,所述第一镜头部分231中位于最下部的光学透镜230与所述第二镜头部分232中位于最上部的光学透镜230之间的距离最大。
115.在上述镜头组件20中,在一个具体的示例中,所述镜头组件20进一步包括基底21和被支持于所述基底21的壳体22,所述壳体22具有收容腔220和连通于所述收容腔220的第一开口221,其中,所述光学镜头23被收容于所述壳体22的收容腔220内,所述光学镜头23的第一镜头部分231对应于所述第一开口221且所述第一开口221的孔径大于所述第一镜头部分231的外径以允许所述第一镜头部分231在所述第一驱动元件31的驱动下通过所述第一开口221伸出或缩回所述收容腔220。
116.在上述镜头组件20中,在一个具体的示例中,所述镜头组件20进一步包括镜头支架24,所述镜头支架24具有安装腔240,以及,形成于所述镜头支架24的上端部且连通于所述安装腔240的第二开口241,其中,所述第一镜头部分231被安装于所述镜头支架24的安装
腔240内,所述第一驱动元件31被配置为驱动所述镜头支架24沿着所述光轴所设定的方向移动以带动所述第一镜头部分231沿着所述光轴所设定的方向移动。
117.在上述镜头组件20中,在一个具体的示例中,所述第一驱动元件31被实施为压电致动器100。
118.在上述镜头组件20中,在一个具体的示例中,所述驱动组件30进一步包括用于引导所述镜头支架24沿着所述光轴所设定的方向移动的引导机构33。
119.在上述镜头组件20中,在一个具体的示例中,所述第一驱动元件31和所述引导机构33位于所述镜头支架24相对的第一侧和第二侧。
120.在上述镜头组件20中,在一个具体的示例中,所述镜头支架24的上端部的外径等于所述第一开口221的内径,以使得所述镜头支架24被卡设于所述第一开口221内。
121.在上述镜头组件20中,在一个具体的示例中,所述镜头组件20进一步包括密封所述第二开口241的可透光盖板25。
122.在上述镜头组件20中,在一个具体的示例中,所述镜头支架24包括筒状支架13主体和自所述筒状支架13主体向外且向下延伸的支撑腿242,其中,所述筒状支架13主体的内腔形成所述安装腔240。
123.在上述镜头组件20中,在一个具体的示例中,所述第二驱动元件32被实施为电磁式马达,所述第二镜头部分232被安装于所述电磁式马达。
124.在上述镜头组件20中,在一个具体的示例中,所述第二驱动元件32位于所述第一驱动元件31的内侧。
125.在上述镜头组件20中,在一个具体的示例中,所述第二驱动元件32被实施为电磁式马达,其中,所述第二驱动元件32位于所述第一驱动元件31的内侧。
126.在上述镜头组件20中,在一个具体的示例中,所述第二驱动元件32被设置于所述镜头支架24的支撑腿242所形成的空间内,通过这样的方式使得所述第二驱动元件32位于所述第一驱动元件31的内侧。
127.在上述镜头组件20中,在一个具体的示例中,所述镜头组件20进一步包括设置于所述第二镜头部分232上方的限位元件26,用于限制所述第二镜头部分232向上移动的最大高度。
128.在上述镜头组件20中,在一个具体的示例中,所述镜头进一步包括设置于所述第二镜头部分232外围的隔离元件27,所述隔离元件27形成隔离腔,所述第二镜头部分232位于所述隔离腔内。
129.示例性电子设备
130.根据本技术的另一方面,还提供了一种电子设备。
131.图9图示了根据本技术实施例的电子设备的示意图。如图9所示,根据本技术实施例的所述电子设备200,包括电子设备本体210和被组装于所述电子设备本体210的如上所述的摄像模组300。
132.在具体实施中,所述摄像模组300可被部署于所述电子设备本体210的背部,以作为后置摄像模组300被应用。当然,其也可被设置为所述电子设备本体210的前部,以作为前置摄像模组300被应用。对于所述摄像模组300在所述电子设备本体210的具体安装位置,并不为本技术所局限。
133.特别地,相较于常规的直立式摄像模组300,所述摄像模组300在其工作状态下,能够将其光学镜头23的第一镜头部分231伸出以增大其总光学长度直至满足拍摄需求,如图10所示。
134.本领域的技术人员应理解,上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明,在没有背离所述原理下,本发明的实施方式可以有任何变形或修改。
再多了解一些

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