CN109167909B - 成像模组及电子装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种成像模组。成像模组包括基板、传感器组件、透镜组件及可调透镜组件，传感器组件设置在基板上，且用于接收穿过可调透镜组件及透镜组件的光线，可调透镜组件包括压电致动器及可调透镜，压电致动器用于在电信号的作用下驱动可调透镜发生形变，以改变成像模组的焦距。本申请还公开了一种电子装置。可以通过电信号作用在压电致动器上，进而驱动可调透镜发生形变，以改变成像模组的焦距，而可以省略音圈马达等额外的驱动装置，以减小成像模组的尺寸，同时，其他电子元器件产生的***磁场不会对可调透镜组的工作产生影响，成像模组的抗干扰能力较强。

Description

成像模组及电子装置
技术领域
本申请涉及影像设备技术领域，更具体而言，涉及一种成像模组及电子装置。
背景技术
目前手机镜头模组均采用音圈马达驱动透镜移动，以进行场景对焦，音圈马达的存在大大增加了镜头模组的体积，阻碍了镜头模组做小做薄，同时，音圈马达通过磁力作用带动透镜移动以完成对焦，其他电子元器件产生的***磁场会干扰音圈马达的正常工作。
发明内容
本申请实施方式提供一种成像模组及电子装置。
本申请实施方式的成像模组包括基板、传感器组件、透镜组件及可调透镜组件，所述传感器组件设置在所述基板上，且用于接收穿过所述可调透镜组件及所述透镜组件的光线，所述可调透镜组件包括压电致动器及可调透镜，所述压电致动器用于在电信号的作用下驱动所述可调透镜发生形变，以改变所述成像模组的焦距。
在某些实施方式中，所述可调透镜组件设置在所述透镜组件上，所述透镜组件位于所述基板与所述可调透镜组件之间。
在某些实施方式中，所述透镜组件包括镜筒及收容在所述镜筒内的透镜，所述可调透镜组件包括至少两个接触端子，所述接触端子与所述压电致动器连接，所述镜筒上设置有多个导电件，至少两个所述导电件的两端分别与所述接触端子及所述基板电连接，以传输所述电信号。
在某些实施方式中，所述导电件设置在所述镜筒的外表面。
在某些实施方式中，所述镜筒的外表面与所述导电件对应的位置开设有线槽，所述导电件设置在所述线槽内。
在某些实施方式中，所述镜筒形成有顶面，所述可调透镜组件结合在所述顶面上，所述顶面开设有避让槽，所述接触端子延伸至所述避让槽内并与所述导电件电连接。
在某些实施方式中，所述传感器组件包括传感器及封装体，所述传感器用于接收光线，所述封装体用于封装所述传感器，所述镜筒包括本体及自所述本体延伸的连接凸起，所述连接凸起上形成有所述导电件，所述封装体上形成有连接槽，所述基板与所述连接槽对应的位置形成有触点，所述连接凸起伸入连接槽内，以使所述连接凸起上的所述导电件与所述触点电连接。
在某些实施方式中，所述可调透镜组件还包括框体，所述框体设置在所述镜筒上，所述压电致动器及所述可调透镜收容在所述框体内，所述接触端子固定在所述框体上。
在某些实施方式中，所述可调透镜组件还包括导电的屏蔽件，所述屏蔽件设置在所述框体的与所述镜筒相背的一端，至少一个所述导电件的两端分别与所述屏蔽件及所述基板电连接，以使所述屏蔽件接地。
本申请实施方式的电子装置包括壳体及上述任一实施方式所述的成像模组，所述成像模组设置在所述壳体上。
本申请实施方式的成像模组及电子装置中，可以通过电信号作用在压电致动器上，进而驱动可调透镜发生形变，以改变成像模组的焦距，而可以省略音圈马达等额外的驱动装置，以减小成像模组的尺寸，同时，其他电子元器件产生的***磁场不会对可调透镜组的工作产生影响，成像模组的抗干扰能力较强。
本申请的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实施方式的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本申请实施方式的电子装置的结构示意图；
图2是本申请实施方式的成像模组的立体装配示意图；
图3是本申请实施方式的成像模组的立体分解示意图；
图4是本申请实施方式的可调透镜组件的立体装配示意图；
图5是本申请实施方式的可调透镜组件的立体分解示意图；
图6是图3所示的可调透镜组件沿VI-VI线的截面示意图；
图7是图2所示的成像模组的VII部分的放大示意图；
图8是图2所示的成像模组的VIII部分的放大示意图。
主要元件符号说明：
电子装置1000、成像模组100、基板10、触点11、传感器组件20、传感器21、封装体22、连接槽221、透镜组件30、镜筒31、顶面311、底面312、线槽313、避让槽314、本体315、连接凸起316、透镜32、可调透镜组件40、压电致动器41、第二通光孔411、可调透镜42、接触端子43、框体44、容置空间441、薄膜45、衬底46、支撑件47、固定件48、第一通光孔481、屏蔽件49、屏蔽本体491、屏蔽端子492、导电件50、滤光件60、焊锡70、壳体200、显示屏300。
具体实施方式
以下结合附图对本申请的实施方式作进一步说明。附图中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
另外，下面结合附图描述的本申请的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请的实施方式，而不能理解为对本申请的限制。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参阅图1及图2，本申请实施方式的电子装置1000包括壳体200及成像模组100。电子装置1000可以利用成像模组100获取目标场景的影像，例如用于场景的拍摄照片或录制视频等。电子装置1000具体可以是手机、平板电脑、监控摄像头、头显设备、智能手表等设备。本申请实施方式以电子装置1000是手机为例进行说明，可以理解，电子装置1000的具体形式并不限于手机，还可以是其他，在此不作限制。
壳体200可以是电子装置1000的外壳。壳体200可以作为成像模组100的安装载体，壳体200可以为成像模组100提供防水、防尘、防摔的保护。在一个例子中，壳体200上可以开设有通孔，当成像模组100设置在壳体200上时，成像模组100的入光孔可以与通孔对准，而通孔可以开设在壳体200的正面或者背面。在另一个例子中，壳体200上还安装有显示屏300，成像模组100可以设置在显示屏300下方，即，光线穿过显示屏300后由成像模组100接收并用于成像。在又一个例子中，在不需要使用成像模组100时，成像模组100位于显示屏300下方，显示屏300遮挡成像模组100；在需要使用成像模组100时，驱动显示屏300与成像模组100相对运动(例如驱动显示屏300与成像模组100相对滑动或相对转动)，使得显示屏300不再遮挡成像模组100，便于成像模组100接收环境光线。
成像模组100设置在壳体200上，具体地，成像模组100可以是完全安装在壳体200内；成像模组100也可以是部分位于壳体200内，部分从壳体200中伸出。成像模组100可以是依靠可见光成像的可见光成像模组(包括彩色图像成像模组及黑白图像成像模组)，也可以是依靠红外光成像的红外成像模组。
请结合图2及图3，成像模组100包括基板10、传感器组件20、透镜组件30及可调透镜组件40。传感器组件20设置在基板10上，传感器组件20用于接收穿过可调透镜组件40及透镜组件30的光线。可调透镜组件40包括压电致动器41及可调透镜42(如图4至图6所示)。压电致动器41用于在电信号的作用下驱动可调透镜42发生形变，以改变成像模组100的焦距。
具体地，基板10可以包括线路板及设置在线路板上的电子元器件。其中，线路板可以是印刷线路板、柔性线路板或者软硬线路板。电子元器件可以是晶体管、电容、电感等器件。基板10可以用于将成像模组100连接至电子装置1000的主板上，例如将传感器组件20与可调透镜组件40电连接到主板上，以使成像模组100与电子装置1000的主板进行通信。
请参阅图3，传感器组件20设置在基板10上。传感器组件20可用于将接收到的光信号转化为电信号，将电信号通过基板10传输给电子装置1000的处理器，并用于最终成像。传感器组件20包括传感器21及封装体22。其中传感器21用于接收光线，传感器21可以是CCD或CMOS影像传感器。封装体22用于封装传感器21，在本申请实施例中，传感器21可以固定在封装体22上，封装体22可以与基板10通过粘胶等方式固定。进一步地，封装体22上还可以承载有滤光件60，滤光件60可以用于滤除进入成像模组100的干扰光线，例如在成像模组100为可见光成像模组时，滤光件60可以用于滤除红外光，此时滤光件60具体可以是蓝玻璃，以减少红外光对成像质量的影响；在成像模组100为红外成像模组100时，滤光件60可以用于滤除可见光，以减少可见光对成像质量的影响。
请继续参阅图3，透镜组件30可以设置在传感器组件20上。具体地，透镜组件30包括镜筒31及透镜32，其中镜筒31可以承载在封装体22上，透镜32可以收容在镜筒31内。镜筒31整体可以呈上小下大的形状，以使镜筒31安装后较平稳。镜筒31包括相背的顶面311与底面312，底面312可以用于与封装体22结合，顶面311可以用于与可调透镜组件40结合。透镜32的数量可以为多个，透镜32可以改变进入成像模组100的光线的光路，以对光线产生汇聚或扩散的作用。在本申请实施例中，透镜组件30的焦距不可调，即不需要调节多个透镜32之间的距离，因此可以不需要设置额外的驱动装置(例如音圈马达)驱动透镜32移动，使得透镜组件30的结构简单且尺寸较小。
请参阅图2及图3，可调透镜组件40设置在透镜组件30上，光线先后穿过可调透镜组件40及透镜组件30以进入成像模组100，具体地，可调透镜组件40设置在镜筒31的顶面311上，透镜组件30位于基板10与可调透镜组件40之间，如此，可调透镜组件40容易拆装和更换。可调透镜组件40包括压电致动器41及可调透镜42。
压电致动器41可以与基板10电连接，压电致动器41可以由具备压电效应的材料制成，例如由压电陶瓷制成，压电致动器41在电信号(例如电压)的作用下可发生形变。可调透镜42可以由透明的柔性聚合物制成，可调透镜42在外力的挤压或拉扯作用下容易发生形变而使可调透镜42的外表面的曲率发生变化，进而改变可调透镜42对光线的折射作用的大小，也即是改变成像模组100的焦距。
由于不需要驱动整个透镜32移动来改变焦距，使用可调透镜组件40具有如下有益效果：(1)可调透镜组件40在改变焦距时的功耗较低，例如可以仅需要5毫瓦的功耗；(2)可调透镜组件40不会产生因成像模组100的放置方向不同，而导致驱动透镜32移动的难易程度有差异的问题，即改变焦距时不会受到重力的影响；(3)多个透镜32不需要相对移动，也就不会产生多个透镜32相对移动发生偏移时，导致光轴不稳定的问题；(4)在对可调透镜组件40进行测试及校正时，只需要对一个可调透镜42进行测试及校正即可，不需要对多个透镜32进行测试及校正，降低测试及校正的成本；(5)可调透镜42在电信号的作用下不会产生磁滞现象。
在需要调节成像模组100的焦距时，依据需要调节的焦距的大小，向压电致动器41施加对应大小的电信号，以使压电致动器41产生相应的形变，压电致动器41的形变导致可调透镜42受到外力的作用，可调透镜42产生相应的形变，并最终达到调节焦距的目的。可以理解，由于在整个调节焦距的过程中，并不需要传统机械结构进行驱动，可调透镜组件40工作时不会产生噪声，且调节焦距所需的时间较短，可实现快速对焦。
另外，在利用可调透镜组件40实现变焦的过程中，可调透镜42与传感器21之间的距离不会发生改变，成像模组100的视场范围不会发生改变，结合可调透镜组件40可快速对焦的特性，可以在短时间内拍摄得到多张不同物方焦面的图像。将该多张图像进行合成，即可得到视场范围内所有物体均清晰的图像；或者可以在该多张图像中，选定需要成像清晰的面或深度范围，然后进行背景虚化，以利用单个成像模组100实现背景虚化。
综上，本申请实施方式的电子装置1000中，可以通过电信号作用在压电致动器41上，进而驱动可调透镜42发生形变，以改变成像模组100的焦距，而可以省略音圈马达等额外的驱动装置，以减小成像模组100的尺寸，同时，其他电子元器件产生的***磁场不会对可调透镜组的工作产生影响，成像模组的抗干扰能力较强。
请参阅图3及图4，在某些实施方式中，可调透镜组件40还包括至少两个接触端子43。接触端子43与压电致动器41连接。镜筒31上设置有多个导电件50，至少两个导电件50的两端分别与接触端子43及基板10电连接，以传输电信号。
在本申请实施例中，接触端子43的数量为两个，两个接触端子43均与压电致动器41连接。每个接触端子43均通过一个导电件50与基板10电连接，两个导电件50之间可以未直接接触。导电件50具体可以由铜箔等可以导电的材料制成。
在一个例子中，导电件50设置在镜筒31的外表面，以容易将导电件50制作在镜筒31上，例如镀在镜筒31的外表面。进一步地，多个导电件50可以形成在镜筒31的外壁的同一侧上，以便于布置接触端子43，及便于布置基板10上的线路。
请参阅图3、图7及图8，在某些实施方式中，镜筒31的外表面与导电件50对应的位置开设有线槽313，导电件50设置在线槽313内。导电件50设置在线槽313内，导电件50不容易被外部的异物刮擦而影响其导电性能，且导电件50容易被固定在线槽313内，不易脱出。
请参阅图2及图7，在某些实施方式中，顶面311开设有避让槽314，接触端子43延伸至避让槽314内并与导电件50电连接。具体地，在避让槽314的底部也可以设置有导电件50，接触端子43伸入避让槽314内并与导电件50接触。通过在镜筒31上开设避让槽314，实际上为容纳部分接触端子43提供了空间，减小了成像模组100的整体尺寸。
请参阅图2、图3及图8，在某些实施方式中，镜筒31包括本体315及连接凸起316。连接凸起316自本体315延伸。连接凸起316上形成有导电件50。封装体22上形成有连接槽221。基板10上与连接槽221对应的位置形成有触点11。连接凸起316伸入连接槽221内，以使连接凸起316上的导电件50与触点11电连接。
具体地，连接凸起316自底面312向远离顶面311的方向延伸，且在连接凸起316上形成有导电件50。封装体22上形成有连接槽221，连接槽221可以贯穿封装体22。在向基板10上安装传感器组件20时，可以将连接槽221与触点11对准安装，在向传感器组件20上安装透镜组件30时，可以将连接凸起316与连接槽221对准安装，以快速找准安装方向，防止装反。连接凸起316伸入连接槽221内后，导电件50与触点11靠近或者接触，可以进一步通过焊锡70将导电件50与触点11焊接，以增加电连接的可靠性。
请参阅图4至图6，在某些实施方式中，可调透镜组件40还包括框体44。框体44设置在镜筒31上，压电致动器41及可调透镜42收容在框体44内。接触端子43固定在框体44上。
框体44整体可以呈中空的环状，框体44的中空的部分形成容置空间441，压电致动器41及可调透镜42均可以收容在容置空间441内。接触端子43固定在框体44上，具体可以通过模内注塑的方式将接触端子43与框体44一同制造。
请继续参阅图4至图6，在本申请实施例中，可调透镜组件40还可包括薄膜45、衬底46、支撑件47及固定件48。
薄膜45可以是透光的玻璃薄膜45，薄膜45可以设置在压电致动器41与可调透镜42之间，具体地，薄膜45可以与压电致动器41及可调透镜42贴合。压电致动器41整体可以呈环状，压电致动器41的中空部分对准可调透镜42，压电致动器41发生形变时，压电致动器41可以向薄膜45传递作用力，薄膜45发生形变并带动可调透镜42发生形变，形变量与作用在压电致动器41上的电信号的大小成正比。
衬底46可以整体呈环状并环绕可调透镜42，衬底46收容在容置空间441内，衬底46位于可调透镜42与框体44之间，可调透镜42与衬底46的侧壁间隔，从而可以为可调透镜42提供轴向及径向的形变空间。衬底46的两个端面可以分别与薄膜45及固定件48相抵并结合在一起。衬底46的材料可以是硅。
支撑件47与可调透镜42贴合，具体地，支撑件47贴合在可调透镜42的与薄膜45相背的一侧。支撑件47可以由透光的玻璃制成。在可调透镜42发生形变时，由于支撑件47的限制作用，可调透镜42与支撑件47贴合的一面可以不发生形变，或者说可调透镜42与支撑件47贴合的一面的曲率不发生改变，而使得形变量集中在与薄膜45贴合的一侧。
固定件48固定在框体44上，具体地，固定件48固定在框体44的与镜筒31相背的一侧。固定件48可以用于将衬底46固定在容置空间441内，防止衬底46、可调透镜42等元件从容置空间441中脱出。
进入成像模组100的光线在穿过可调透镜组件40时，光线可以依次穿过固定件48上的第一通光孔481、支撑件47、可调透镜42、薄膜45及压电致动器41上的第二通光孔411。
请参阅图3、图5及图6，在某些实施方式中，可调透镜组件40还包括导电的屏蔽件49。屏蔽件49设置在框体44的与镜筒31相背的一端。至少一个导电件50的两端分别与屏蔽件49及基板10电连接，以使屏蔽件49接地。
具体地，屏蔽件49可以由铜箔等导电材料制成，屏蔽件49设置在固定件48上，且可以位于成像模组100的最顶部。屏蔽件49通过导电件50与基板10连接，并进一步与将屏蔽件49接地，例如接到电子装置1000的壳体200上。具体地，屏蔽件49包括屏蔽本体491及自屏蔽本体491边缘延伸的屏蔽端子492，屏蔽本体491设置在框体44的与镜筒31相背的一端，屏蔽端子492朝透镜组件30的方向延伸并与导电件50的一端电性连接。屏蔽件49可以为可调透镜组件40提供静电释放(Electro-Static discharge,ESD)的保护，避免外界的静电对压电致动器41等元件的影响，而影像调焦的精度。
在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个，除非另有明确具体的限定。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种成像模组，其特征在于，包括：基板、传感器组件、透镜组件及可调透镜组件，所述传感器组件设置在所述基板上，且用于接收穿过所述可调透镜组件及所述透镜组件的光线，所述可调透镜组件包括压电致动器及可调透镜，所述压电致动器用于在电信号的作用下驱动所述可调透镜发生形变，以改变所述成像模组的焦距；
所述透镜组件包括镜筒及收容在所述镜筒内的透镜，所述可调透镜组件包括至少两个接触端子，所述接触端子与所述压电致动器连接，所述镜筒上设置有多个导电件，至少两个所述导电件的两端分别与所述接触端子及所述基板电连接，以传输所述电信号；
所述传感器组件包括传感器及封装体，所述传感器用于接收光线，所述封装体用于封装所述传感器，所述镜筒包括本体及自所述本体延伸的连接凸起，所述连接凸起上形成有所述导电件，所述封装体上形成有连接槽，所述基板与所述连接槽对应的位置形成有触点，所述连接凸起伸入连接槽内，以使所述连接凸起上的所述导电件与所述触点电连接，所述导电件与所述触点通过焊锡焊接。
2.根据权利要求1所述的成像模组，其特征在于，所述可调透镜组件设置在所述透镜组件上，所述透镜组件位于所述基板与所述可调透镜组件之间。
3.根据权利要求1所述的成像模组，其特征在于，所述导电件设置在所述镜筒的外表面。
4.根据权利要求3所述的成像模组，其特征在于，所述镜筒的外表面与所述导电件对应的位置开设有线槽，所述导电件设置在所述线槽内。
5.根据权利要求1所述的成像模组，其特征在于，所述镜筒形成有顶面，所述可调透镜组件结合在所述顶面上，所述顶面开设有避让槽，所述接触端子延伸至所述避让槽内并与所述导电件电连接。
6.根据权利要求1所述的成像模组，其特征在于，所述可调透镜组件还包括框体，所述框体设置在所述镜筒上，所述压电致动器及所述可调透镜收容在所述框体内，所述接触端子固定在所述框体上。
7.根据权利要求6所述的成像模组，其特征在于，所述可调透镜组件还包括导电的屏蔽件，所述屏蔽件设置在所述框体的与所述镜筒相背的一端，至少一个所述导电件的两端分别与所述屏蔽件及所述基板电连接，以使所述屏蔽件接地。
8.一种电子装置，其特征在于，包括：
壳体；及
权利要求1至7任意一项所述的成像模组，所述成像模组设置在所述壳体上。
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