CN113422898B - 摄像头模组及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种摄像头模组及电子设备,包括镜头组件、感光组件及第一驱动模块。感光组件沿所述镜头组件的光轴与所述镜头组件相对设置。第一驱动模块包括动力单元及活动件。所述活动件连接所述镜头组件,所述动力单元用于驱动所述活动件直线运动,以带动所述镜头组件沿所述光轴相对于所述感光组件运动。本申请提供了一种提高成像品质的摄像头模组及电子设备。
Description
技术领域
本申请涉及电子技术领域,具体涉及一种摄像头模组及电子设备。
背景技术
随着人们对于拍摄出的高品质图像的追求,如何提高摄像头模组的成像品质成为需要解决的技术问题。
发明内容
本申请提供一种提高成像品质的摄像头模组及电子设备。
第一方面,本申请提供了一种摄像头模组,包括:
镜头组件;
感光组件,沿所述镜头组件的光轴与所述镜头组件相对设置;以及
第一驱动模块,包括动力单元及连接所述活动件,所述活动件连接所述镜头组件,所述动力单元用于驱动所述活动件直线运动,以带动所述镜头组件沿所述光轴相对于所述感光组件运动。
第二方面,本申请提供了一种电子设备,包括显示屏、壳体及所述的摄像头模组,所述壳体包括后盖和中框,所述显示屏和所述后盖分别围接于所述中框的相对两侧,所述后盖具有安装孔,所述镜头组件设于所述安装孔内,所述镜头组件在所述第一驱动模块的作用下朝向远离所述显示屏所在侧的伸出或朝向靠近所述显示屏的一侧缩回。
本申请提供的摄像头模组,通过设计第一驱动模块的动力单元驱动活动件沿直线运动,实现活动件带动镜头组件相对于感光组件运动,实现光学调焦,以实现更高的清晰度和真实度的成像效果,提高光学***的性能和成像品质。
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,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中摄像头模组在收回状态的结构示意图;
图2是本申请实施例提供的电子设备的分解结构示意图;
图3是本申请实施例提供的电子设备的摄像头模组在伸出状态的结构示意图;
图4是本申请实施例提供的电子设备中摄像头模组在收回状态的剖面图;
图5是本申请实施例提供的电子设备中摄像头模组在伸出状态的剖面图;
图6是本申请实施例提供的电子设备中摄像头模组在收回状态的立体图;
图7是本申请实施例提供的电子设备中摄像头模组在伸出状态的立体图;
图8是本申请实施例提供的电子设备的摄像头模组的分解示意图;
图9是图8所示的摄像头模组中的调节组件的分解示意图;
图10是本申请另一实施例提供的调节组件在摄像头模组中的剖面图;
图11是本申请实施例提供的承载架与镜头模块的分解示意图;
图12是本申请实施例提供的摄像头模组的具体分解示意图一;
图13是本申请实施例提供的摄像头模组的具体分解示意图二;
图14是本申请第一种实施例提供的第一驱动模块在收回状态的剖面图;
图15是本申请第一种实施例提供的第一驱动模块在伸出状态的剖面图;
图16是本申请实施例提供的摄像头模组的具体分解示意图三;
图17是本申请实施例提供的摄像头模组的具体分解示意图四;
图18是本申请实施例提供的摄像头模组的局部剖面图;
图19是本申请第一种实施例提供的第一种第二驱动模块在收回状态的局部剖面图;
图20是本申请第一种实施例提供的第一种第二驱动模块在伸出状态的局部剖面图;
图21是本申请第一种实施例提供的第二种第二驱动模块在收回状态的局部剖面图;
图22是本申请第一种实施例提供的第二种第二驱动模块在伸出状态的局部剖面图;
图23是本申请第二种实施例提供的第一种第二驱动模块在收回状态的局部剖面图;
图24是本申请第二种实施例提供的第一种第二驱动模块在伸出状态的局部剖面图;
图25是本申请第二种实施例提供的第二种第二驱动模块在收回状态的局部剖面图;
图26是本申请第二种实施例提供的第二种第二驱动模块在伸出状态的局部剖面图;
图27是本申请第二种实施例提供的第三种第二驱动模块在收回状态的局部剖面图;
图28是本申请第二种实施例提供的第三种第二驱动模块在伸出状态的局部剖面图;
图29是本申请第三种实施例提供的第一种第二驱动模块的局部剖面图;
图30是本申请第三种实施例提供的第二种第二驱动模块的局部剖面图;
图31是本申请第三种实施例提供的第三种第二驱动模块的局部剖面图;
图32是本申请第三种实施例提供的第四种第二驱动模块的局部剖面图;
图33是本申请第三种实施例提供的第五种第二驱动模块的局部剖面图;
图34是本申请第三种实施例提供的第六种第二驱动模块的局部剖面图;
图35是本申请第三种实施例提供的第七种第二驱动模块的局部剖面图;
图36是本申请第三种实施例提供的第八种第二驱动模块的局部剖面图;
图37是本申请第三种实施例提供的第九种第二驱动模块的局部剖面图;
图38是本申请第二种实施例提供的第一驱动模块在收回状态的局部剖面图;
图39是本申请第二种实施例提供的第一驱动模块在伸出状态的局部剖面图;
图40是本申请第三种实施例提供的第一种第一驱动模块的局部剖面图;
图41是本申请第三种实施例提供的第二种第一驱动模块的局部剖面图;
图42是本申请第三种实施例提供的第三种第一驱动模块的局部剖面图;
图43是本申请第四种实施例提供的第一驱动模块的俯视图;
图44是本申请第四种实施例提供的第一驱动模块的剖视图;
图45是本申请第五种实施例提供的第一种第一驱动模块的局部剖面图;
图46是本申请第五种实施例提供的第二种第一驱动模块的局部剖面图;
图47是本申请第五种实施例提供的第三种第一驱动模块的局部剖面图;
图48是本申请实施例提供的电子设备中第一种密封件的剖视图;
图49是本申请实施例提供的电子设备中第二种密封件的剖视图;
图50是本申请实施例提供的电子设备中另一种装饰圈的剖视图。
附图标号:电子设备1000;摄像头模组100;显示屏200;壳体300;中框301;边框302;中板303;后盖304;容置空间401;安装孔402;
收容壳1;收容腔1a;底板11;顶板12;伸缩孔1b;
镜头组件2;承载架21;延伸部212;凹槽部213;第一侧边214;伸出部215;主体部2151;弹性部2152;第一拐角部216;第二拐角部217;镜头模块22;透光盖板223;
感光组件3;图像传感器31;第一电路板33;滤光片32;
调节组件4;调节壳40;调焦模块41;光学防抖模块42;第一承载体411;电磁线圈组件412;第一磁性组件413;第二通孔412a;第二承载体421;导向部422;第二磁性组件423;第三通孔421a;导轨4221;滚动部4222;拐角处4211;
第二驱动模块52;第一导向杆521;第一弹性件522;第二导向杆523;第二弹件524;
第一驱动模块51;驱动壳510;驱动框511;驱动盖512;转动杆513;活动件514;动力单元515;传动件516;第一齿轮5161;第二齿轮5162;第三齿轮5163;导向件517;缓冲件518;连接件530;咬口部531;咬口531a;第一抵接壁532;第二抵接壁533;
涡轮534;蜗杆535;
密封件6;环形凸起61;环形凹槽1c;第一环形腔1d;第二环形腔1e;抵接部62;固定部63;装饰圈7。
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,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。本申请所列举的实施例之间可以适当的相互结合。
请参阅图1,本申请实施例提供了一种电子设备1000。该电子设备1000包括但不限于手机、电话、电视、平板电脑、手机、照相机、个人计算机、笔记本电脑、车载设备、可穿戴设备、个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)、电子书阅读器、膝上型便携计算机、台式计算机、机顶盒等。其中,可穿戴设备为直接随身佩戴或整合到用户的衣服或配件的一种便携式电子设备1000。本申请实施例以电子设备1000为手机为例进行具体说明。
请参阅图1及图2,电子设备1000包括显示屏200、壳体300及摄像头模组100。
显示屏200大致呈矩形。显示屏200为用于电子设备1000显示图像的模组。显示屏200设于电子设备1000的正面,电子设备1000的正面也是用户在正常使用电子设备1000时朝向的面。显示屏200包括但不限于为柔性显示屏、硬质显示屏、可弯折显示屏、可拉伸显示屏等等。显示屏200的种类包括但不限于为液晶显示屏(Liquid Crystal Display,LCD)、发光二极管(light emitting diode,LED)显示屏、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)显示屏等。从显示屏的形状划分,显示屏200包括但不限于为平直板状或2.5D曲面或3D曲面等。
请参阅图2,壳体300包括中框301及后盖304,显示屏200和后盖304分别围接于中框301的相对两侧。其中,中框301包括边框302及设于边框302内的中板303。边框302设于电子设备1000的侧面。边框302围接于显示屏200的周侧。当电子设备1000大致呈矩形时,边框302包括四个侧边以分别设于电子设备1000的四个侧面。中板303在电子设备1000的厚度方向上与显示屏200相对设置。中板303包括设于边框302内的铝合金注塑体、塑胶注塑体等等,中板303形成用于收容主板、电池、各种电子元件的腔室,以使主板、电池、各种电子元件能有序地安装于电子设备1000内。可以理解的,本申请中的显示屏200的屏占比较大,显示屏200厚度方向的正投影可完全覆盖中板303或覆盖中板303的80~100%。显示屏200的显示图像的面积占整个显示屏200正面的面积的85~100%。
请参阅图1及图2,后盖304盖接于边框302背离显示屏200的一侧。本实施例中,边框302与后盖304为相互独立的两个部分。在其他实施方式中,边框302与后盖304为一体成型。本申请对于边框302和后盖304的材质不做具体的限定,例如,边框302、后盖304的材质包括但不限于为塑料、金属、陶瓷、玻璃等中的至少一者。后盖304、中框301与显示屏200包围形成容置空间401,摄像头模组100的至少部分设于容置空间401。
请参阅图2,后盖304具有连通容置空间401的安装孔402。具体的,安装孔402沿电子设备1000的厚度方向贯穿后盖304。摄像头模组100的一部分安装于容置空间401内,摄像头模组100的另一部分安装于安装孔402内。
本申请提供的摄像头模组100为能够相对于后盖304伸缩的摄像头。例如,图1是摄像头模组100在收回状态的结构示意图。图3是摄像头模组100在伸出状态的结构示意图。其中,摄像头模组100也可称为可伸缩摄像头模组、可弹出摄像头模组等。
以下结合附图对于摄像头模组100的具体结构进行举例说明。
请参阅图4,摄像头模组100至少包括镜头组件2、感光组件3及第一驱动模块51。
请参阅图4,镜头组件2包括镜筒221及设于镜筒221内的透镜组222,透镜组222包括多个透镜。可选的,镜头组件2还包括透光盖板223,透光盖板223盖设于镜筒332朝向被拍摄物的一端,以密封和保护透镜组222。
感光组件3沿镜头组件2的光轴Z与镜头组件2相对设置。其中,镜头组件2的光轴也是透镜组222的光轴,光轴即沿多个透镜的排列方向经过透镜组222的几何中心点的轴线。为了便于描述,以镜头组件2朝向被拍摄物的一侧为物侧,以镜头组件2朝向感光组件3的一侧为像侧。后续的光轴方向包括沿光轴指向像侧的方向(本申请中简称光轴像侧方向,图4中的-Z方向),及沿光轴指向物侧的方向(本申请中简称光轴物侧方向,图4中的+Z方向)。
感光组件3至少包括用于将光信号转换成图像信号的传感器,例如图像传感器。图像传感器与透镜组222沿光轴方向排列,以接收经透镜组222透过的光信号。
请参阅图4及图5,第一驱动模块51包括动力单元515及活动件514,其中,动力单元515与活动件514可直接连接或通过磁性力等相互作用。活动件514连接镜头组件2,其连接方式包括不限于固定连接或活动连接,其中,固定连接包括但不限于焊接、螺接、卡合连接、粘接等;活动连接包括但不限于活动件514与镜头组件2在一个方向上的抵接等,该方向不限于光轴像侧方向(-Z轴)或光轴物侧方向(+Z轴)等。
动力单元515用于驱动活动件514直线运动,该直线运动方向可沿光轴像侧方向(-Z轴)、光轴物侧方向(+Z轴)或与光轴相交的倾斜方向(只要在光轴方向上具有一定的运动分量即可),以带动镜头组件2沿光轴Z相对于感光组件3运动。可选的,动力单元515驱动活动件514沿光轴像侧方向(-Z轴)单向运动、光轴物侧方向(+Z轴)单向运动、或光轴像侧方向(-Z轴)及光轴物侧方向(+Z轴)往返运动。当动力单元515驱动活动件514直线运动时,活动件514带动镜头组件2沿光轴Z靠近或远离感光组件3,镜头组件2与感光组件3之间的距离变化,实现摄像头模组100的光学调焦,提高摄像头模组100的成像品质。
需要说明的是,活动件514做直线运动,直线运动过程简单且能够将活动件514的运动产生的动力高效地传递至镜头组件2,还具有驱动结构简单,驱动力传递效率高等特点。
可选的,本申请将镜头组件2靠近至与感光组件3之间的距离最小的位置定义为收回位置,此时镜头组件2处于收回状态(也可以称为折叠状态、收纳状态、缩回状态等),及将镜头组件2远离至与感光组件3之间的距离最大的位置定义为伸出位置,此时镜头组件2处于伸出状态(也可以称为弹出状态、伸长状态等),此时摄像头模组100为工作状态。当然,镜头组件2还可以停留至伸出位置与收回位置之间的位置,即镜头组件2在伸出的过程中可在伸出部分进程时保持其位置不变,此时也作为中间伸出位置,摄像头模组100在中间伸出位置工作。本申请对于中间伸出位置的数量不做具体的限定,例如一个中间伸出位置、三个中间伸出位置等,以实现摄像头模组100在多个焦距下工作于不同的工作状态。
当镜头组件2处于收回状态时,镜头组件2与感光组件3之间的光轴Z方向上的距离小,摄像头模组100的总长小,利于摄像头模组100收纳于空间极其有限的电子设备1000中。当镜头组件2处于伸出状态时,镜头组件2与感光组件3形成的光学***的总长增加,光学设计时可以实现更长的焦距,而更长的焦距有利于提高光学***的性能和超出景深后的光学虚化效果,其中,光学虚化效果比算法虚化效果得到更真实和惊艳的照片,因为光学虚化效果完全依据实际景物的远近而不同,不会因为景物的复杂而出现差错,故本申请实施例通过设计镜头组件2远离感光组件3以增加焦距,以实现更高的清晰度和真实度的成像效果。
本申请实施例提供的摄像头模组100,通过设计第一驱动模块51的动力单元515驱动活动件514沿直线运动,活动件514带动镜头组件2相对于感光组件3运动,镜头组件2与感光组件3之间的距离变化,实现光学调焦,以实现更高的清晰度和真实度的成像效果,提高摄像头模组100的成像品质。
可以理解的,摄像头模组100的具体类型包括但不限于为主摄像头、广角摄像头、长焦摄像头、潜望式长焦摄像头、微距摄像头等中的一者或集成上述多种功能的摄像头。
结合参考图1~图4,对于整个电子设备1000而言,摄像头模组100安装于安装孔402和容置空间401内时,镜头组件2的至少部分设于安装孔402中,感光组件3安装于容置空间401。镜头组件2的收回状态可以是完全收容于安装孔402内,例如,镜头组件2物侧的盖板与后盖304的外表面齐平或镜头组件2物侧的盖板低于后盖304的外表面。或者,镜头组件2的收回状态具有少量凸出于后盖304外表面,以形成摄像头模组100与后盖304之间的高度区别,而又不会在后盖304上形成过于凸出的凸起。镜头组件2在第一驱动模块51的作用下朝向远离显示屏200所在侧的伸出,以使镜头组件2逐渐伸出安装孔402至适合的位置;和/或,镜头组件2在第一驱动模块51的作用下朝向靠近显示屏200的一侧缩回。需要说明的是,第一驱动模块51用于驱动镜头组件2做单程伸出、或做单程收回、或做双程的往返运动。
一般技术中,由于电子设备1000的厚度限制了摄像头的模组总长,当摄像头的模组总长限定后,摄像头的感光面积也随之限定,如此,摄像头的感光面积相对较小,使得摄像头的成像清晰度、逼真度等受到一定的影响。而且,现有的摄像头的设计对于模组高度十分敏感,过高的模组高度会在电子设备1000的后盖304形成突兀的凸起,影响电子设备1000的后盖304的触摸手感和整体外形的观感。
本申请通过设计摄像头模组100的镜头组件2从后盖304背离显示屏200的一侧伸出,镜头组件2处于伸出状态的长度是摄像头模组100正常工作的模组长度,也就是说,摄像头模组100的模组长度不再受到电子设备1000的厚度的限制,实现了摄像头模组100的模组长度相对较大及电子设备1000的厚度相对较小的兼容性。由于摄像头模组100在伸出状态时具有相对较大的长度,如此,实现摄像头模组100的感光组件3的成像尺寸也可设置相对较大(即大底感光),以使摄像头模组100的采光面积相对较大,进而获得质量更好的图像。本实施方式中,感光组件3所在的面为电子设备1000的长和宽所在面,那么电子设备1000本身在感光组件3所在的面有较大的承载空间,因此,电子设备1000也具备收容面积较大的感光组件3的潜质。当镜头组件2处于收回状态时,镜头组件2收回至容置空间401中,此时,摄像头模组100不会在后盖304上形成凸出的凸起,利于电子设备1000的外观形貌良好及用户手触摸的触感,提高电子设备1000的便携性。
本申请对于电子设备1000内的可伸缩摄像头模组100的数量不做具体的限定。例如,电子设备1000中可设置长焦摄像头的形式为本申请实施例提供的可伸缩形式,还可以设置长焦摄像头和微距摄像头的形式为本申请实施例提供的可伸缩形式。
本申请提供的镜头组件2、感光组件3的封装结构包括但不限于以下的实施方式。
可选的,请参阅图4及图5,摄像头模组100还包括收容壳1。收容壳1为摄像头模组100的外壳结构。结合参考图2,收容壳1固定安装于容置空间401内,收容壳1靠近物侧的一端安装于安装孔402内。
请参阅图4,收容壳1包括相对设置顶板12和底板11、以及围接于顶板12与底板11之间的周侧板13。其中,顶板12与底板11沿光轴Z排列。顶板12、底板11及周侧板13包围形成收容腔1a。可以理解的,顶板12、底板11及周侧板13只是从方位上进行划分。顶板12可以与周侧板13的一部分一体成型,底板11可以与周侧板13的另一部分一体成型。
请参阅图4,镜头组件2的至少部分设于收容壳1内。顶板12具有伸缩孔1b。可选的,活动件514设于收容壳1内。活动件514用于带动镜头组件2经伸缩孔1b至少部分伸出收容壳1或缩回至收容壳1内。感光组件3设于底板11。
请参阅图6及图7,图6和图7分别是本申请提供的一种摄像头模组100在收回状态下的立体示意图和在伸出状态下的立体示意图。本申请将以图6及图7的实施方式进行具体的说明。
请参阅图8,图8是图6所示的摄像头模组100的分解示意图。镜头组件2还包括承载架21及设于承载架21上的镜头模块22。镜头模块22包括上述的镜筒221、透镜组222及透光盖板223。
承载架21位于顶板12与底板11之间,并与顶板12、底板11皆相对设置。镜头模块22设于承载架21背离底板11的一侧。承载架21连接活动件514。活动件514在动力单元515的驱动下沿直线运动,以带动承载架21运动,进而带动镜头组件2伸缩。
请参阅图8及图9,摄像头模组100还包括调节组件4。调节组件4包括调焦模块41、光学防抖模块42中的至少一者。调节组件4可以调节镜头组件2运动过程产生的偏心和倾斜误差,同样也可以用来调节加工和装配产生的偏差。
调节组件4在摄像头模组100中的设置方式包括但不限于以下实施方式。
在第一种实施例提供的调节组件4中,请参阅图8,镜头组件2呈圆筒状。调节组件4围设于镜头组件2的周侧且设于承载架21上。调节组件4随着镜头组件2伸缩。通过设计调节组件4随着镜头组件2伸缩,以使摄像头模组100在镜头组件2伸出拍摄时能够进行光学防抖和自动对焦,以提高拍摄成像的质量。
本实施方式中,请参阅图9,调节组件4包括调节壳40、及设于调节壳40内的调焦模块41、光学防抖模块42。调节壳40与承载架21固定连接。调节壳40设有第一通孔40a,透光盖板223封盖第一通孔40a。镜头组件2设于调节壳40内并对应于第一通孔40a设置。调焦模块41及光学防抖模块42皆设于镜头组件2的周侧。
请参阅图9,调焦模块41至少包括第一承载体411、以及设于第一承载体411上的电磁线圈组件412、设于第一承载体411上且环绕电磁线圈组件412的周侧设置的多个第一磁性组件413。第一承载体411、多个第一磁性组件413与调节壳40相对固定。电磁线圈组件412具有第二通孔412a。电磁线圈组件412的第二通孔412a与调节壳40的第一通孔40a对应并导通。电磁线圈组件412环绕于镜头组件2的周侧。电磁线圈组件412连接镜头组件2。多个第一磁性组件413用于驱动电磁线圈组件412带动镜头组件2沿光轴Z方向运动。具体的,电磁线圈组件412接收电信号并与第一磁性组件413之间生产第一磁力。由于第一磁性组件413与承载架21相对固定。而电磁线圈组件412在光轴方向上能够运动,故该第一磁力驱动电磁线圈组件412沿光轴像侧或光轴物侧方向运动,进而带动镜头组件2沿光轴像侧或光轴物侧进行自动对焦调节。
可以理解的,调焦模块41对于镜头组件2沿光轴Z方向的移动量远远小于第一驱动模块51驱动镜头组件2的移动量。调焦模块41与第一驱动模块51的区别在于,前者是对于成像时在焦距范围内的精细调节至最佳焦距,后者是将镜头组件2与感光组件3之间的距离从极小间距增大至镜头组件2的焦距范围内。
请参阅图9,光学防抖模块42包括第二承载体421、多个导向部422以及第二磁性组件423。第二承载体421与第一承载体411的至少部分相对设置。第二承载体421具有第三通孔421a。第二承载体421的第三通孔421a与电磁线圈组件412的第二通孔412a对应并导通。第二承载体421围设于镜头组件2的周侧。第二承载体421连接镜头组件2。多个第一磁性组件413还用于驱动第二磁性组件423带动镜头组件2沿垂直于光轴方向运动。具体的,多个第一磁性组件413围绕第二磁性组件423的周侧设置。第二磁性组件423接收电信号并与第一磁性组件413之间生产第二磁力。由于第一磁性组件413与承载架21相对固定。而第二磁性组件423在垂直于光轴方向的平面上能够运动,故该第二磁力驱动第二磁性组件423带动第二承载体421及镜头组件2沿垂直于光轴Z方向运动,以补偿拍摄过程中的抖动带来的位移偏量,进而实现摄像头模组100的光学防抖功能。
进一步地,导向部422的至少部分滚动连接第一承载体411。导向部422包括导轨4221及与导轨4221滚动连接的滚动部4222。导轨4221设于第二承载体421。滚动部4222包括但不限于为滚珠。滚动部4222滚动连接第一承载体411,以提高在第一承载体411与第二承载体421相对运动时的运动顺滑性。
第二承载体421具有多个拐角处4211。图9中的拐角部421数量为4个。导向部422的数量为四个。每个导向部422设于一个拐角部421。当然,在其他实施方式中,拐角处4211的数量为三个、五个等。通过在四个拐角部421皆设置导轨4221及滚动部4222,提高第二承载体421在垂直于光轴Z方向的平面内移动的平稳性。由于镜头组件2为圆筒状。第二承载体421呈矩形,通过将导向部422设于拐角处4211可以充分利用第二承载体421的拐角处4211上的空间,进而进一步地减小整个镜头组件2及调节组件4的体积。
可选的,第一磁性组件413包括但不限于为永磁体、电磁线圈等。可选的,第一磁性组件413的数量为4个,分别设于第一承载体411的四个拐角处,以充分利用第一承载体411的拐角处的空间,进而减小调焦模块41的整体体积。
第二磁性组件423包括但不限于永磁体、电磁线圈等。可选的,第二磁性组件423为电磁线圈,第二磁性组件423圈孔的轴向为光轴方向。至少一个第二磁性组件423对应于一个第一磁性组件413设置,即第二磁性组件423也位于第二承载体421的拐角处4211,进一步有效地利用第二承载体421的拐角处4211上的空间,减小光学防抖模块42的整体体积。
图9中导向部422的导轨4221沿两条对角线方向设置。滚动部4222能够沿着导轨4221沿对角线方向移动。即第二承载体421能够带动镜头组件2沿两个对角线的方向移动,两个对角线的移动组合在一起,可以实现X-Y平面内任意方向的移动,从而实现光学防抖校准晃动的功能。当然,在其他实施方式中,导向部422的导轨4221还可以沿X轴方向、Y轴方向设置。或者,其他与X轴方向、Y轴方向相交的方向设置。
电子设备1000的控制器根据拍摄过程中产生的位移变化,形成补偿该位移变化的电信号。第一磁性组件413和/或第二磁性组件423接收电信号后在X轴方向和Y轴方向发生相应的位移,以带动镜头组件2在X-Y平面内运动,包括但不限于沿X轴正方向运动、沿X轴反方向运动、沿Y轴正方向运动、沿Y轴反方向运动、沿对角线方向运动等。本实施方式可以实现镜头组件2在X-Y平面内进行光学防抖补偿,进而提高摄像头模组100的成像品质。
在其他实施方式中,光学防抖模块42还可以由沿X轴方向和Y轴方向可发生形变的形变结构,例如,由电致伸缩材料制成的形变结构,具体例如,形状记忆合金、压电陶瓷、铁电聚合物等。电子设备1000的控制器根据拍摄过程中产生的位移变化,形成补偿该位移变化的电信号。形变结构接收电信号后在X轴方向和Y轴方向发生相应的形变,形变结构连接镜头组件2,以带动镜头组件2在X-Y平面内运动,进行光学防抖补偿,进而提高摄像头模组100的成像品质。
在第二种实施例提供的调节组件4中,请参阅图10,调节组件4设于感光组件3的周侧且与感光组件3相对固定。可选的,调节组件4设于底板11并与感光组件3相对固定。具体的,调节组件4围接感光组件3的周侧,用于调节感光组件3相对于镜头组件2沿光轴Z方向移动以实现自动对焦,还用于调节感光组件3相对于镜头组件2沿垂直于光轴Z方向的平面内移动,以实现光学防抖的功能。通过将调节组件4设于收容腔1a内,无需与镜头组件2一起伸出,可减少需要伸出的结构体积,进而减小了需要伸出的结构的尺寸和重量,减少第一驱动模块51所需驱动的重量,节省电能,提高电子设备1000的使用时长。当调节组件4不随着镜头组件2伸出时,镜头组件2的外形可以设计成圆形,以减小所需伸出的结构的体积。本实施方式中的调节组件4的具体结构可以参考图9中的结构。
在其他调节组件4的实施方式中,将调焦模块41、光学防抖模块42分开设置在感光组件3和镜头组件2,例如,将调焦模块41设于感光组件3的周侧,及光学防抖模块42设于镜头组件2的周侧;或者,将调焦模块41设于镜头组件2的周侧,及光学防抖模块42设于感光组件3的周侧,通过上述的灵活设计,以提高摄像头模组100的灵活多样性,基于不同的需求进行适应性的选择适合的调节组件4的设置方式。
请参阅图11,承载架21大致呈方形,且承载架21为中空结构,承载架21中间的中空通道为镜头组件2与感光组件3之间提供光线导通通道。承载架21的四角朝向中空结构内伸出四个延伸部212,该四个延伸部212皆朝向承载架21的中心延伸,镜头组件2的底部设有与该四个延伸部212相对应的凹槽部213。每个延伸部212设于一个凹槽部213内,以使镜头组件2与承载架21准确对位,且在X-Y平面不会相互运动。
通过设置承载架21,第一驱动模块51通过驱动承载架21运动,承载架21与镜头模块22固定连接,承载架21再带动镜头模块22运动,如此,无需在镜头模块22上设置与第一驱动模块51直接连接的结构,而是在承载架213上设置与第一驱动模块51连接的结构。需要说明的是,本申请中,由于镜头模块22与承载架21的运动同步,所以在描述驱动承载架21朝向某一方向运动时也代表驱动镜头模块22朝向相同的方向同步运动。
当然,在其他实施方式中,可不设置承载架21,第一驱动模块51直接连接镜头模块22,以驱动镜头模块22单程伸出、单程收回或往返运动。
本申请对于第一驱动模块51与镜头组件2之间的排布不做具体的限定。以下结合附图对于第一驱动模块51与镜头组件2之间的排布关系进行举例说明。
可选的,请参阅图4及图5,第一驱动模块51在第一方向上的正投影与镜头组件2在第一方向上正投影至少部分重合,其中,第一方向与光轴Z方向垂直。为了便于描述,定义垂直于光轴Z的平面为X-Y平面。第一方向可以为X-Y平面内的任意方向。举例而言,第一方向为图4中的X方向。
第一驱动模块51在第一方向上的正投影与镜头组件2在第一方向上正投影至少部分重合,以实现第一驱动模块51与镜头组件2在光轴Z方向上的高度至少部分重叠在一起,进而减小第一驱动模块51与镜头组件2在光轴Z方向上的尺寸。
具体的,第一驱动模块51与镜头组件2沿着不平行于光轴Z的方向排列。也就是说,第一驱动模块51与镜头组件2的排列方向可为X-Y平面中的任意一个方向,也可以为相对于X-Y平面倾斜的方向(与X-Y平面相交且与光轴Z方向不平行的方向)。
在一实施方式中,请参阅图4,第一驱动模块51与镜头组件2可以在X-Y平面内排列设置。具体为,第一驱动模块51与处于收回状态的镜头组件2在X-Y平面内共面,也可以在X-Y平面具有较小的落差。镜头组件2与第一驱动模块51采用在X-Y平面内并排布局方式,有利于缩小摄像头模组100沿光轴Z方向上的尺寸,还有利于实现后置摄像头的大底、大通光口径和长焦距的光学设计。
在另一实施方式中,第一驱动模块51与镜头组件2沿相对于X-Y平面倾斜的方向排列。
本实施方式通过设计第一驱动模块51与镜头组件2沿与光轴Z相交的方向排列,而非沿光轴Z方向堆叠设置,故能够减小第一驱动模块51与镜头组件2沿光轴Z方向的堆叠尺寸,由于光轴Z方向也是电子设备1000的厚度方向,进而减少摄像头模组100在电子设备1000的厚度方向的堆叠尺寸,促进电子设备1000的轻薄化。
从另一个角度上说,以镜头组件2、感光组件3为一个整体,第一驱动模块51位于镜头组件2、感光组件3组成的整体的侧面,这里的侧面是除去像侧和物侧的所在侧。需要说明的是,这里的“像侧”是指物体朝向光轴像侧所在侧的指向侧,“物侧”是指物体朝向光轴物侧所在侧的指向侧,后续还会有其他结构以像侧、物侧为参考侧,不再一一赘述。
本申请对于第一驱动模块51与收容壳1的位置关系不做具体的限定。可选的,第一驱动模块51设于收容壳1内。
请参阅图4及图12,第一驱动模块51具有驱动壳510,驱动壳510的内腔与收容壳1的收容腔1a连通。驱动壳510的部分表面与收容壳1的部分表面拼接成完整的表面。例如,结合图6及图8,驱动壳510朝向物侧的板与收容壳1的顶板12拼接成摄像头模组100朝向物侧的板件。驱动壳510朝向像侧的板设于收容壳1的底板11上,以实现收容壳1承载驱动壳510。第一驱动模块51可以作为一个独立的模组生产后与收容壳1内的镜头组件2进行装配,如此,摄像头模组100至少可以分成两个独立的模组进行加工和装配,避免了需要整体装配的不便性,提高组装方便性和效率,且在其中一个模组损坏时也便于更换。
对于第一驱动模块51的内部结构而言,请参阅图13,活动件514在第一方向上的正投影与镜头组件2在第一方向上的正投影至少部分重合。动力单元515在第二方向上的正投影与活动件514在第二方向上的正投影至少部分重叠,第二方向与光轴Z方向垂直,且第二方向与第一方向相交。则第二方向为X-Y平面内与第一方向相交的方向。通过设置活动件514、镜头组件2及动力单元515皆在X-Y平面内并排排列,以减少在光轴Z方向上的堆叠,减少摄像头模组100的厚度,有利于减小摄像头模组100沿光轴Z方向的尺寸,有利于实现后置摄像头大底、大通光口径和长焦距的光学设计。
可选的,第二方向与第一方向垂直,例如第二方向为Y轴方向。通过设置活动件514、动力单元515的排列方向与活动件514、镜头组件2的排列方向垂直,以使活动件514、动力单元515、镜头组件2在X-Y平面紧凑设置,进一步地减小整个摄像头模组100在X-Y平面内的面积,促进摄像头模组100小型化。
本申请对于镜头组件2整体外轮廓不做具体的限定,例如可以为圆形、方形等。镜头组件2的周侧可设置自动调焦模块41及光学防抖模块42等调节组件(见图8中的调节组件4),镜头组件2被封装后的整体外轮廓呈矩形。镜头组件2的一个边沿X轴方向,另一个边沿Y轴方向。具体的,第一方向为X轴方向,第二方向为Y轴方向。如此,活动件514和动力单元515排列在镜头组件2的Y轴方向延伸的边旁边,以使活动件514、动力单元515、镜头组件2在X轴方向和Y轴方向皆紧凑排列,摄像头模组100在X-Y平面内占据的面积小,且在光轴Z方向的堆叠尺寸小,促进摄像头模组100的小型化。而且,动力单元515沿第二方向作用于活动件514,以使活动件514沿光轴Z方向上直线运动或沿倾斜直线运动(例如活动件514沿倾斜滑块的倾斜面运动)并具有沿光轴Z方向的运动分量,进而带动镜头组件2沿光轴Z方向运动,上述的过程实现了将X-Y平面内的驱动力转换成光轴Z方向的作用力。
可选的,活动件514在动力单元515的作用下沿光轴Z运动,以使活动件514以较高的力传递效率带动镜头组件2沿光轴Z方向运动。
本申请中,第一驱动模块51可用于驱动镜头组件2往返、单程伸出或单程收回。
以下结合附图对于第一种实施例提供的第一驱动模块51驱动镜头组件2单程收回的具体结构进行举例说明。在第一驱动模块51驱动镜头组件2单程收回的过程中,摄像头模组100还包括第二驱动模块52(可参考图14)。第二驱动模块52与第一驱动模块51相配合实现镜头组件2的伸出及收回。
请参阅图12及图13,第一驱动模块51还包括转动杆513及传动件516。驱动壳510包括驱动框511及沿光轴Z方向盖合于驱动框511上的驱动盖512。动力单元515、活动件514、转动杆513及传动件516皆设于驱动壳510内。转动杆513沿光轴Z方向设置。可选的,转动杆513的相对两端分别转动连接于驱动盖512和驱动框511。活动件514套设于转动杆513并螺纹连接于转动杆513。
可选的,转动杆513为丝杠,活动件514为螺母,活动件514的内螺纹连接转动杆513的外螺纹。动力单元515通过驱动转动杆513转动(自转),以带动活动件514沿转动杆513移动(即光轴+Z方向或-Z方向运动)。
传动件516大致沿第二方向(Y轴方向)设置,且传动件516连接于动力单元515与转动杆513之间。换言之,动力单元515、传动件516及转动杆513依次沿Y轴方向设置,以减少整个模组在X轴方向上占据的面积。动力单元515用于通过传动件516驱动转动杆513转动,活动件514随着转动杆513的转动沿光轴Z运动。传动件516包括但不限于为齿轮组、传送带+滚轮组合、拉绳等。
可选的,传动件516包括依次啮合连接的第一齿轮5161、第二齿轮5162及第三齿轮5163。第二齿轮5162的数量为至少一个。第一齿轮5161与动力单元515的转轴同轴连接。第三齿轮5163与转动杆513同轴连接。
其中,动力单元515为电机,动力单元515的转轴沿光轴Z方向设置或沿Y轴方向设置。当动力单元515沿光轴Z方向设置时,第一齿轮5161与动力单元515的转轴沿光轴Z方向设置。具体的,第一齿轮5161设于动力单元515的物侧,第一齿轮5161、第二齿轮5162及第三齿轮5163沿Y轴方向设置。第三齿轮5163与转动杆513同轴连接,第三齿轮5163与转动杆513在转动方向上相对固定。
本申请对于齿轮的数量不做具体的限定。本申请通过设计齿轮的直径不同,以实现齿轮减速,进而增加齿轮传动的驱动力大小,以使第一驱动模块51提供相对较大的推力。例如,第一齿轮5161的齿轮直径、第二齿轮5162的齿轮直径及第三齿轮5163的齿轮直径依次增加,使转动速度逐渐减小,传动力矩逐渐增大,进而产生较大的驱动力,以驱动镜头组件2平稳地沿光轴Z方向运动。
图13中动力单元515的转轴沿光轴Z方向设置。在其他实施方式中,动力单元515的转轴还可以沿Y轴方向设置。第一齿轮5161的转轴为Y轴方向,第一齿轮5161与动力单元515沿Y轴方向排列,第二齿轮5162的转轴沿光轴Z方向设置。第一齿轮5161和第二齿轮5162皆为斜齿轮,以便于将绕Y轴方向的转动转换成绕光轴Z方向的转动。第三齿轮5163与转动杆513同轴连接,第三齿轮5163与转动杆513在转动方向上相对固定。当然,第一齿轮5161和第二齿轮5162还可以用涡轮蜗杆替代,实现将绕Y轴方向的转动转换成绕光轴Z方向的转动。通过设置动力单元515沿Y轴方向设置,动力单元515横向设置,可以降低动力单元515沿光轴Z方向的高度,能够为摄像头模组100的高度进一步地减少创造条件。
本实施方式中,活动件514活动连接镜头组件2,且活动件514对镜头组件2背离感光组件3的一侧具有抵接力。通过设计活动件514对镜头组件2的光轴物侧产生抵接力,活动件514在动力单元515的作用下沿光轴+Z方向运动,为镜头组件2在第二驱动模块52的作用下的伸出运动提供移动空间;活动件514在动力单元515的作用下沿光轴-Z方向运动,为镜头组件2的收回提供驱动力。
以下结合附图对于活动件514活动连接镜头组件2的具体实施方式进行举例说明。
可选的,请参阅图14及图15,活动件514作用于承载架21的物侧,活动件514沿光轴+Z方向运动可以为镜头组件2的伸出提供移动空间;活动件514沿光轴-Z方向运动,活动件514对镜头组件2背离感光组件3的一侧具有抵接力,以压合承载架21带动镜头组件2缩回至收容腔1a内。
可以理解的,上述活动件514与镜头组件2的连接关系可以是直接连接也可以是间接连接。
在活动件514间接活动连接镜头组件2的实施方式中,请参阅图16,第一驱动模块51还包括导向件517及连接件530。导向件517、转动杆513及动力单元515依次沿Y轴方向排列。导向件517沿光轴Z设置。导向件517的相对两端分别固定于驱动盖512及驱动框511。导向件517为滑杆,连接件530滑动连接导向件517。具体的,连接件530可设有缺口或通孔(图16中为通孔示意),连接件530通过缺口或通孔与导向件517的外壁相配合并滑动连接。本申请对于导向件517的横截面的形状不做限定,可选的,导向件517的横截面的形状包括但不限于为方形、圆形(图16中为圆形示意)、三角形等等。可选的,连接件530套设于导向件517上的通孔的孔径与导向件517的外径相适配(间隙配合),实现连接件530沿光轴Z方向相对于导向件517移动,且限制连接件530在X-Y平面内相对转动,进而提高镜头组件2沿光轴Z方向运动的稳定性。
进一步地,请参阅图16,第一驱动模块51还包括缓冲件518,缓冲件518套设于导向件517并位于连接件530的物侧,缓冲件518随着连接件530的运动而运动。当缓冲件518抵接至驱动盖512时,缓冲件518对连接件530的上升进程进行限位,还能够对于连接件530运动至抵接驱动盖512时进行缓冲。
请参阅图16,连接件530的第一端530a抵接活动件514。具体为,连接件530的第一端530a与活动件514在光轴Z方向上相互抵接。进一步地,连接件530的第一端530a位于背离感光组件3的一侧。连接件530的中间段530b滑动连接导向件517的外壁。连接件530的第二端530c连接镜头组件2的承载架21。连接件530的第一端530a、连接件530的中间段530b及连接件530的第二端530c依次沿Y轴方向排列。
可选的,连接件530的第一端530a套设于转动杆513上,且连接件530套设于转动杆513的通孔的孔径大于转动杆513的外径,故连接件530不与转动杆513发生触碰,以使转动杆513转动时不会带动连接件530转动,进而不会因此影响到镜头组件2在X-Y平面的平稳性。
当然,在其他实施方式中,连接件530的第一端530a还可以位于转动杆513外。连接件530的第一端530a在光轴Z方向的正投影与活动件514在光轴Z方向的正投影有重叠,如此,使得连接件530的第一端530a在光轴Z方向与活动件514具有相互抵接力。
本申请对于连接件530的结构不做具体的限定,以下结合附图对于连接件530的结构、连接件530与承载架21之间的连接关系进行具体的说明。当然,连接件530的结构包括但不限于以下的实施方式。
承载架21与连接件530的第二端530c在沿光轴Z方向上弹性连接,或者说,承载架21与连接件530在光轴Z方向上弹性抵接。弹性连接是指承载架21与连接件530的第二端530c在光轴Z方向上具有一定相对运动的弹性空间,该弹性空间可以是连接件530发生弹性形变(弹性形变为可恢复的形变)产生,也可以是承载架21发生弹性形变产生,还可以是连接于承载架21与连接件530之间的中间连接结构发生弹性形变产生。以便于在镜头组件2受到外界冲击力时,承载架21与连接件530的第二端530c之间发生上述的弹性形变,以缓冲上述的外界冲击力,提高摄像头模组100抗外界冲击能力;还能够连接件530将第一驱动模块51的驱动力和第二驱动模块52的驱动力加载在镜头组件2的瞬时,缓冲加载在镜头组件2上的驱动力冲量,防止镜头组件2猛然弹出、猛然收回,实现镜头组件2以柔和且稳定的方式伸缩。
以下结合附图对于承载架21与连接件530的第二端530c在光轴Z方向上弹性连接进行举例说明。
可选的,请参阅图16、图17及图18,连接件530大致呈片状。连接件530大致沿Y轴方向延伸。连接件530的第一端530a悬空套设于转动杆513,连接件530的中间段530b滑动套设于导向件517,连接件530的第二端530c与承载架21咬合连接。进一步地,承载架21与连接件530的第二端530c沿光轴Z方向上咬合连接,以使承载架21与连接件530在光轴Z方向上同步运动或基本同步运动。
具体的,请参阅图12,驱动框511对应于连接件530的第二端530c的部分为连通开口511a,本实施方式中,承载架21经连通开口511a伸入驱动框511内与连接件530的第二端530c连接。在其他实施方式中,连接件530的第二端530c经连通开口511a伸出并与承载架21连接。
本实施方式中,请参阅图17及18,连接件530的第二端530c具有咬口部531,咬口部531在光轴Z方向上形成咬口531a。
请参阅图17及18,承载架21沿Y轴方向延伸的边为第一侧边214。承载架21的第一侧边214具有朝向连接件530所在的方向延伸的伸出部215。伸出部215伸入咬口部531的咬口531a内并抵接咬口部531。
具体的,连接件530连接承载架21的一端(第二端530c)呈U型,该U型的开口形成咬口部531的咬口531a。咬口531a为U型空间。咬口部531的咬口531a朝向承载架21的第一侧边214。咬口部531的U型边沿光轴Z方向设置。
可选的,请参阅图18,咬口531a的内壁包括沿光轴Z方向相对设置的第一抵接壁532和第二抵接壁533。伸出部215包括相连接的主体部2152及弹性部2151。主体部2152与弹性部2151的一端固定连接。弹性部2151与主体部2152之间形成弹性间隔2153。弹性间隔2153位于咬口531a内。主体部2152抵接于第一抵接壁532,弹性部2151弹性抵接于第二抵接壁533。可以理解的,弹性部2151处于被压缩状态。主体部2152与弹性部2151实现了承载架21与连接件530在光轴+Z方向或光轴-Z方向的力传递。
本实施方式中,第一抵接壁532位于第二抵接壁533与底板11(结合图4)之间。可选的,主体部2152与承载架21一体成型。主体部2152为从承载架21的第一侧边214伸出的一部分,主体部2152可伸入连接件530的咬口部531的咬口531a内。弹性部2151固定于承载架21上背离底板11的一侧,弹性部2151的形状与主体部2152的形状相对应。弹性部2151呈弯折状,形成弯折拱起。该弯折拱起抵接于第二抵接壁533,且与主体部2152之间形成弹性间隔2153。
在镜头组件2伸出的过程中,动力单元515带动活动件514朝向光轴+Z方向移动。活动件514与连接件530具有分离趋势。承载架21受到第二驱动模块52沿朝向光轴+Z方向的驱动力而朝向光轴+Z方向移动,承载架21通过弹性部2151将驱动力传递至连接件530,以使连接件530紧贴着活动件514一起沿光轴+Z方向移动。
在承载架21受到朝向光轴+Z方向的驱动力的瞬时,由于承载架21通过弹性部2151传递连接件530,弹性部2151通过在弹性间隔2153内发生微小的形变,可以吸收部分朝向光轴+Z方向的冲量,避免承载架21直接猛然撞击连接件530,并直接作用于第一驱动模块51,导致镜头组件2损伤、或连接件530损伤、或第一驱动模块51损伤,还可以缓冲这一突然运动,以避免镜头组件2猛然运动,使镜头组件2以柔和方式伸出,进一步地提高镜头组件2沿光轴+Z方向的抗冲击力能力,提高电子设备1000的可靠性。此外,在动力单元515驱动活动件514下降及活动件514压合连接件530下降的瞬时,连接件530的第二抵接壁513压合弹性部2151,以对镜头组件2受到的瞬时作用力进行缓冲,以使镜头组件2的收回过程柔和。
可选的,主体部2152呈平直状,主体部2152与第一抵接壁512为面面贴合,以便于镜头组件2受到外界冲击力时与连接件530同步收回。
当然,在其他实施方式中,第二抵接壁513位于第一抵接壁512与底板11之间。主体部2152抵接于第二抵接壁513,弹性部2151抵接于第一抵接壁512。如此,主体部2152在朝向底板11的一侧具有可压缩空间,当镜头组件2处于伸出状态且受到冲击力时,该弹性部2151可发生形变,以抵消部分的冲击力。
当然,在其他实施方式中,主体部2152也可以为可形变的弹性结构,换言之,镜头组件2受到来自光轴+Z方向或光轴-Z方向上的冲击力时,分别可以通过主体部2152和弹性部2151进行缓冲,以防止较大的冲击力直接传递到第一驱动模块51,且导致第一驱动模块51内部零件受损或变形,还可以缓冲突然伸出或突然收回。
以下结合附图举例说明第一驱动模块51与第二驱动模块52的配合,以驱动镜头组件2伸出及收回。
第一驱动模块51与第二驱动模块52皆抵接于镜头组件2,第一驱动模块51与第二驱动模块52沿光轴Z具有相反的作用力。
第一驱动模块51用于驱动镜头组件2沿第三方向运动及为镜头组件2沿第四方向运动提供移动空间。本实施方式中,第三方向与第四方向为沿光轴Z且相反的两个方向。第三方向为光轴像侧方向,第四方向为光轴物侧方向。
第二驱动模块52用于在第一驱动模块51提供移动空间时驱动镜头组件2沿第四方向移动,及为镜头组件2沿第三方向运动提供移动空间。换言之,第一驱动模块51作用于承载架21的物侧,并对承载架21具有朝向光轴像侧的作用力,第二驱动模块52作用于承载架21的像侧,并对承载架21具有朝向光轴物侧的作用力。
通过第一驱动模块51和第二驱动模块52相配合以驱动镜头组件2的伸出和收回,以便于镜头组件2沿光轴Z方向受到两侧的夹持力下运动,相较于镜头组件2通过一个驱动模块的驱动力伸缩的技术方案而言,本申请通过镜头组件2沿光轴Z方向受到两侧的夹持力下运动,有助于提高镜头组件2沿光轴Z方向伸出和收回的运动平稳性。
可选的,第二驱动模块52作用于镜头组件2的像侧的驱动力包括但不限于为弹性力和/或磁性力。该弹性力和/或磁性力使得第二驱动模块52与镜头组件2的像侧为非硬性接触(即非刚性连接)。刚性连接是指两个结构之间相互连接且两者之间无可压缩空间,例如,丝杠与螺母之间为刚性连接、齿轮与丝杠之间为刚性连接。当刚性连接的两个结构在受到冲击力时,冲击力会带动一个结构运动,而另一个结构阻碍着上述的结构移动,进而导致上述两个结构发生物理损伤等(例如螺母在冲击力的作用下向像侧运动,而丝杠阻碍着螺母朝向像侧运动,导致螺母或丝杠产生裂纹或损坏)。非刚性连接例如弹性件与其他结构的连接、一对相对设置的磁性件与其他结构的连接、牵引绳与其他结构的连接等等,由于弹性件、一对相对设置的磁性件及牵引绳自身具有可压缩空间,在受到冲击力时,通过自身的压缩而缓冲部分或全部的冲击力,因而具有较好的抗击冲击的能力。
在镜头组件2处于伸出状态时,第二驱动模块52的一部分随着镜头组件2朝向物侧运动的同时,承载架21的像侧与底板11之间产生可压缩空间,该可压缩空间可以是由第二驱动模块52的内部被拉伸产生,也可以是第二驱动模块52内部被压缩使得承载架21远离底板11而产生。在镜头组件2受到朝向光轴-Z方向的外界冲击力(或按压力)时,第一驱动模块51不会阻挡镜头组件2朝像侧运动,第二驱动模块52随着镜头组件2在外界冲击力(或按压力)朝像侧运动,此时,承载架21的像侧与底板11之间可压缩空间逐渐减小,承载架21在运动的过程中需要克服部分的第二驱动模块51的作用力,以抵消部分或全部的外界冲击力(或按压力),进而避免冲击损伤或外界冲击力(或按压力)经镜头组件2传递至第一驱动模块51,导致第一驱动模块51内部驱动受损等问题,提高摄像头模组100的抗冲击能力。
本申请对于第二驱动模块52的结构不做具体的限定,以下结合附图对于第二驱动模块52的结构进行举例说明。
在第一种实施例提供的第二驱动模块52中,请参阅图14及图15,第二驱动模块52包括弹性件520。第二驱动模块52提供给镜头组件2的驱动力为弹性力。弹性件520弹性抵接于承载架21与顶板12之间和/或承载架21与底板11之间。本申请以弹性件520弹性抵接于承载架21的像侧和底板11之间为例进行举例说明,当弹性件520弹性抵接于承载架21的像侧和底板11之间时,弹性件520在镜头组件2收回状态被压缩,在第一驱动模块51带动活动件514朝向光轴物侧运动时,弹性件520推动镜头组件2沿光轴物侧运动,进而驱动镜头组件2伸出;当弹性件520弹性抵接于承载架21的物侧和顶板12之间时,弹性件520在镜头组件2处于收回状态时被拉伸,在第一驱动模块51带动活动件514朝向光轴物侧运动时,弹性件520拉动镜头组件2沿光轴物侧运动,进而驱动镜头组件2伸出。
具体的,请参阅图14及图15,弹性件520(522或524)的相对两端分别弹性抵接于承载架21的像侧与底板11,弹性件520(522或524)处于被压缩状态,或者,请参阅图19及图20,弹性件520(522或524)的相对两端分别弹性抵接于承载架21的物侧与顶板12,弹性件520(522或524)处于被压缩状态,或者,弹性件520的一部分弹性抵接于承载架21的物侧与顶板12之间,及弹性件520的另一部分弹性抵接于承载架21的像侧与底板11之间,或者,请参阅图21及图22,弹性件520的数量为两个,其中一个弹性件520(522或524)的相对两端分别弹性抵接于承载架21的像侧与底板11,并处于被压缩状态,另一个弹性件520(525或526)的相对两端分别弹性抵接于承载架21的物侧与顶板12,并处于被拉伸或被压缩状态,通过在承载架21的光轴像侧或光轴物侧都加载弹性力,以使承载架21在光轴Z方向保持较好的稳定性。需要说明的是,上述的弹性件520的数量和位置不做具体的限定,在于承载架21的物侧与顶板12之间设置多个弹性件520,靠近第一驱动模块51的弹性件520的弹性系数大于远离第一驱动模块51的弹性件520的弹性系数,或者,第一驱动模块51的弹性件520的数量大于远离第一驱动模块51的弹性件520的数量,以平衡第一驱动模块51在承载架21的一侧所施加的驱动力,平衡承载件21在X-Y平面内的作用力。
请参阅图14及图15,以弹性件520的相对两端弹性抵接于承载架21的像侧与底板11之间为例进行举例说明。当镜头组件2处于收回状态时,第一驱动模块51通过活动件514压合连接件530和承载架21,以使镜头组件2收容于收容腔1a内,承载架21压缩弹性件520,使弹性件520处于被压缩状态(即蓄能状态)。
控制器接收到伸出指令时,响应伸出指令并控制第一驱动模块51的动力单元515通过传动件516、转动件513带动活动件514朝向光轴物侧运动。在活动件514有与连接件530分离的趋势时,连接件530及承载架21在弹性件520的朝向光轴物侧的驱动力的推动下始终紧贴着活动件514运动,在此过程中,镜头组件2逐渐伸出,动力单元515驱动活动件514运动至最高的位置时,镜头组件2位于伸出位置,即处于伸出状态。此时,弹性件520仍处于被压缩状态,为镜头组件2提供朝向光轴物侧方向的支撑力,以使镜头组件2稳定地停留在伸出位置。
控制器接收到收回指令时,响应收回指令并控制第一驱动模块51的动力单元515通过传动件516、转动件513带动活动件514朝向光轴像侧运动。活动件514压合连接件530,并带动承载架21朝向光轴像侧运动,承载架21在运动的过程中压缩弹性件520,直至活动件514运动至最低位置,此时,镜头组件2回到收回位置。
弹性件520的具体结构包括但不限于为弹簧、弹片、弹性柱等。材质上包括但不限于为金属、塑料、橡胶、硅胶、弹性复合材料等等。本实施方式中,弹性件520为弹簧。
可选的,弹性件520的数量为多个。本申请对于弹性件520的具体数量不做限定。多个弹性件520并排设置在承载架21的像侧与底板11之间,既可以增加对于镜头组件2的承载力,通过间隔设置多个弹性件520,还可以增加对于镜头组件2的驱动力的均匀性,进而提高镜头组件2沿光轴Z向伸出的平稳性。
可选的,请参阅图14及图15,多个弹性件520包括第一弹性件522和第二弹性件524。以第一弹性件522和第二弹性件524皆为弹簧为例进行说明。
请参阅图14及图15,,第二驱动模块52还包括第一导向杆521。第一导向杆521沿光轴Z向设置。可选的,第一导向杆521贯穿承载架21,第一导向杆521的两端分别固定于顶板12和底板11。承载架21滑动连接第一导向杆521。换言之,第一导向杆521对承载架21的伸出或缩回起到导向的作用。第一导向杆521能够减少镜头组件2伸缩过程中的偏心和倾斜,提高镜头组件2的伸出或回缩稳定性。第一弹性件522套设于第一导向杆521上。第一导向杆521还可作为第一弹性件522弹性伸缩的导向杆。
进一步地,请参阅图14及图15,第二驱动模块52还包括第二导向杆523。第二弹性件524套设于第二导向杆523上。第二导向杆523沿光轴Z方向设置。可选的,第二导向杆523贯穿承载架21,第二导向杆523的两端分别固定于顶板12和底板11。承载架21滑动连接第二导向杆523。换言之,第二导向杆523与第一导向杆521皆对镜头组件2的伸出或缩回起到导向的作用。
本实施方式中,请参阅图16及图17,第一导向杆521与第二导向杆523呈对角分布,以使第一弹性件522与第二弹性件524在承载架21的两个对角位置产生弹性推力,提高镜头组件2在X-Y平面上的平稳性,减少承载架21的一侧或一角受到弹性推力导致镜头组件2在弹性的过程中发生倾斜,进而导致伸出过程卡死、不顺畅等问题。
当然,在其他实施方式中,第一导向杆521与第二导向杆523可位于承载架21的相对两侧。例如,第一导向杆521与第二导向杆523沿X轴方向排列。第一导向杆521与第二导向杆523对称设置,第一弹性件522与第二弹性件524在承载架21对称的两边产生弹性推力,提高镜头组件2在X-Y平面上的平稳性。
在其他实施方式中,一个导向杆与一个弹性件520为一组。导向杆和弹性件520的数量还可以为3组、4组等等,导向杆和弹性件520在承载架21下方均匀设置,以使镜头组件2在X-Y平面内受到均匀的伸出驱动力,进而使得镜头组件2平稳地沿光轴+Z方向伸出,有效地减少卡死、伸出不顺畅等问题。
进一步的,请参阅图16及图17,第一弹性件522相对于第二弹性件524靠近第一驱动模块51与镜头组件2的连接处。例如,第一驱动模块51连接承载架21的第一侧边214。第一弹性件522设于第一侧边214对应的一个拐角部,第二弹性件524设于与第一弹性件522对角的位置。
第一弹性件522的弹性系数大于第二弹性件524的弹性系数。即第一弹性件522相较于第二弹性件524难以在光轴Z方向发生形变。如此,在镜头组件2收回时第一弹性件522相较于第二弹性件524提供相对更大的弹力,以尽量平衡由于第一驱动模块51作用于承载架21的第一侧边214,而导致对于整个承载架21作用力不平衡的问题,提高镜头组件2伸出或收回的稳定性。
可选的,第一弹性件522的弹簧丝的直径大于第二弹性件524的弹簧丝的直径;和/或,第一弹性件522的弹簧圈的直径大于第二弹性件524的弹簧圈的直径;和/或,第一弹性件522的弹簧圈的圈数大于第二弹性件524的弹簧圈的圈数,等等方式,以使第一弹性件522的弹性系数大于第二弹性件524的弹性系数。
一般地,镜头组件2在收回的过程中,镜头组件2靠近第一驱动模块51的所在侧受到朝向光轴-Z方向的相对较大的压合力,远离第一驱动模块51的所在侧受到朝向光轴-Z方向的相对较小的压合力。本申请通过设计第一弹性件522以相对较大弹性系数抵抗相对较大的压合力,第二弹性件524以相对较小弹性系数抵抗相对较小的压合力,以使第一弹性件522与第二弹性件524沿光轴Z方向的压缩基本同步,提高镜头组件2在收回的过程中的平稳性,以避免镜头组件2靠近第一驱动模块51的所在侧在压合力相对较大的情况下发生倾斜,导致收回的过程发生卡死等问题。
请参阅图14及图15,动力单元515用于驱动活动件514朝向光轴+Z方向移动,以提供镜头组件2的伸出空间,故动力单元515需要提供的活动件514的驱动力不需很大,节省能量。镜头组件2伸出的驱动力由被压缩的第二驱动模块52提供,通过设置第二驱动模块52的多个弹性件520均匀设置,可提供均衡的推力,以减少镜头组件2的偏心或倾斜。
需要说明的是,当第二驱动模块52对于镜头组件2的驱动力为弹性力时,弹性件520的两端之间的空间为可压缩弹性空间。当镜头组件2伸出收容腔1a,且受到冲击力时,镜头组件2通过克服弹性力压缩可压缩弹性空间,以抵消部分或全部的冲击力,提高摄像头模组100的抗冲击力的能力。
在第二种实施例提供的第二驱动模块52中,请参阅图23及图24,第二驱动模块52包括至少一对相对设置的磁性件550。例如,磁性件550有两对,每对磁性件550中的一个磁性件固定于承载架21的像侧,每对磁性件550中的另一个磁性件固定于底板11,每对磁性件550之间相斥。在其他实施方式中,请参阅图25及图26,磁性件550有两对,每对磁性件550分别设于承载架21和顶板12,每对磁性件550之间相吸。需要说明的是,某些磁性件550遮挡了部分活动件514。在其他实施方式中,请参阅图27及图28,磁性件550的数量为四对,其中两对磁性件550皆分别位于承载架21与底板11,每对磁性件550皆相斥,其中另两对磁性件550皆分别位于承载架21和顶板12,每对磁性件550皆相吸。
本申请以一对磁性件550设于承载架21的像侧和底板11为例进行举例说明,当一对磁性件550设于承载架21的像侧和底板11时,一对磁性件550之间为斥力;当一对磁性件550设于承载架21的物侧和顶板12时,一对磁性件550之间为吸力。
第二驱动模块52提供给镜头组件2的驱动力为磁性力。本实施方式与上述实施方式相类似地,也设有第一导向杆521和第二导向杆523。与上述实施方式的主要不同在于:弹性抵接于承载架21与底板11之间的第一弹性件522换成一对相对且相斥的磁体,该一对磁体包括但不限于为永磁体与永磁体的组合、永磁体与电磁体的组合、电磁体与电磁体的组合等。在承载架21与底板11之间的第二弹性件524也换成一对相对且相斥的磁体。可选的,在承载架21与顶板12之间的第一弹性件522也可换成一对相对且相斥的磁体,及在承载架21与顶板之间的第二弹性件524也可换成一对相对且相斥的磁体。
进一步地,可控制靠近第一驱动模块51的一对磁性件550之间的斥力大于远离第一驱动模块51的一对磁性件550之间的斥力,以平衡动力单元515启动时的驱动力,以使镜头组件2在X-Y平面内平稳地伸缩。
需要说明的是,当第二驱动模块52对于镜头组件2的驱动力为磁性力时,一对相斥的磁性件550之间的空间为可压缩磁性空间。当镜头组件2伸出收容腔1a,且受到冲击力时,镜头组件2通过克服磁性斥力压缩可压缩磁性空间,以抵消部分或全部的冲击力,提高摄像头模组100的抗冲击力的能力,可有效地对镜头组件2进行防护,提高电子设备1000的摄像头模组100的跌落保护、碰撞保护能力。
在第三种实施例提供的第二驱动模块52中,请参阅图29,第二驱动模块52包括至少一对弹性件520及至少一对相对设置的磁性件550。具体的,一对磁性件550的两个磁性件分别设于承载架21与顶板12之间,每对磁性件550相斥。其中,请参阅图29至图31,弹性件520弹性抵接于承载架21与顶板12之间和/或承载架21与底板11之间,弹性件520处于被压缩或被拉伸状态。弹性件520的数量为多个,通过设置靠近第一驱动模块51的弹性件520弹性系数(或数量)大于远离第一驱动模块51的弹性件520弹性系数(或数量),可平衡第一驱动模块51对承载架21的一侧产生的驱动力,提高镜头组件2伸缩的平稳性。
举例而言,一对磁性件550分别设于承载架21的像侧与底板11。一对磁性件550磁性相斥。弹性件520弹性抵接于承载架21的像侧与底板11之间。可选的,弹性件520被压缩。通过设置一对磁性件550内设有弹性件520,磁性件550对于承载架21产生朝向光轴物侧的驱动力,弹性件520也对承载架21产生朝向光轴物侧的驱动力,磁性件550和弹性件520一起驱动承载架21伸出,同时在镜头组件2收回时,承载架21克服磁性件550和弹性件520的作用力,可提高镜头组件2在收回时的阻尼,以使镜头组件2平缓的收回。当然,在其他实施方式中,弹性件520还可以处于被拉伸状态,在磁性件550对承载架21产生朝向光轴物侧的驱动力时,弹性件520以减缓磁性件550对于承载架21的驱动力,以对镜头组件2的伸出进行阻尼,使镜头组件2平缓的伸出。
进一步地,顶板12与底板11设有导向杆,导向杆贯穿承载架21的拐角(或边缘)和一对磁性件550,弹性件520套设于导向杆的***,导向杆为一对磁性件550、弹性件520以及承载架21的运动提供沿光轴方向的导向。
请参阅图32至图34,一对磁性件550的两个磁性件分别设于承载架21与顶板12之间。一对磁性件550磁性相吸。其中,弹性件520弹性抵接于承载架21与顶板12之间和/或承载架21与底板11之间。弹性件520被拉伸或被压缩。弹性件520的数量为多个,通过设置靠近第一驱动模块51的弹性件520弹性系数(或数量)大于远离第一驱动模块51的弹性件520弹性系数(或数量),可平衡第一驱动模块51对承载架21的一侧产生的驱动力,提高镜头组件2伸缩的平稳性。
请参阅图35至图37,一对磁性件550的两个磁性件分别设于承载架21与顶板12之间且磁性相吸、另一对磁性件550的两个磁性件分别设于承载架21与底板11之间且磁性相斥。其中,弹性件520弹性抵接于承载架21与顶板12之间和/或承载架21与底板11之间。弹性件520被拉伸或被压缩。弹性件520的数量为多个,通过设置靠近第一驱动模块51的弹性件520弹性系数(或数量)大于远离第一驱动模块51的弹性件520弹性系数(或数量),可平衡第一驱动模块51对承载架21的一侧产生的驱动力,提高镜头组件2伸缩的平稳性。
本实施方式中,镜头组件2在第一驱动模块51和第二驱动模块52的作用下伸出或收回。具体的,摄像头模组100还包括控制器(未图示),控制器电连接动力单元515,控制器控制动力单元515的转轴转动,动力单元515的转轴带动第一齿轮5161绕Z轴转动,然后依次带动第二齿轮5162、第三齿轮5163转动;第三齿轮5163转动带动转动杆513绕Z轴转动,由于活动件514与转动杆513螺纹连接,故转动杆513绕Z轴转动带动活动件514沿转动杆513上下移动,即活动件514随着转动杆513的转轴而沿Z轴移动。
控制器响应伸出指令控制动力单元515通过传动件516、转动杆513带动活动件514沿光轴物侧运动,释放镜头组件2的伸出运动的活动空间。第二驱动模块52推动镜头组件2伸出收容腔1a,承载架21推动着连接件530紧随着活动件514运动,直至到达最大伸出位置,动力单元515停止驱动活动件514运动,连接件530停止运动,镜头组件2受到连接件530的限位作用,到达伸出状态。当镜头组件2处于伸出状态时,镜头组件2与感光组件3之间的距离位于可形成清晰图像的距离范围内(即适合的后焦距离),此时摄像头模组100处于工作状态。
控制器响应收回指令控制动力单元515反向转动,动力单元515通过传动件516、转动杆513带动活动件514沿光轴像侧运动,活动件514推动连接件530朝向光轴像侧运动,第二驱动模块52包括具有可压缩空间的弹性件520或一对磁性件550,第二驱动模块52内部的可压缩空间压缩,为镜头组件2朝向像侧运动提供移动空间,进而活动件514通过连接件530带动镜头组件2收回收容腔1a,直至镜头组件2处于收回状态。
本申请对于第一驱动模块51相对于镜头组件2的位置和方向不作限制,根据实际情况调整确定即可,第一驱动模块51在镜头组件2的四周任意方向都可以。
本申请实施例提供的摄像头模组100,通过设置第二驱动模块52及第一驱动模块51,第一驱动模块51用于通过活动件514的移动为镜头组件2提供伸出空间,即活动件514朝向光轴+Z方向运动后,镜头组件2具有可伸出空间,以便于在第二驱动模块52的推动下伸出,镜头组件2在受到第二驱动模块52和第一驱动模块51沿伸缩方向的夹持力下伸出或收回,以提高镜头组件2在伸缩过程中的伸缩平稳性和伸出可控性;对于承载有镜头组件2的摄像头模组100及电子设备1000,通过设置镜头组件2处于伸出状态以便于镜头组件2与用户或外界环境进行交互,镜头组件2处于收回状态以便于提高镜头组件2的隐藏性,提高电子设1000备的便携性,还节省电子设备1000的内部空间。
通过设置镜头组件2与第一驱动模块51在X轴方向的正投影至少部分重合,以减小沿光轴+Z方向的尺寸,进而减小镜头模块22在光轴+Z方向上所占据的空间,当镜头模块22为摄像头模组100时,感光组件3不随着镜头组件2伸出,镜头组件2相对于感光组件3伸出,以增加摄像头光学***的物理焦距,随着物理焦距的提高,可以提高光学***的性能和超出景深后的虚化效果,从而实现光学虚化。光学虚化得到的图片可以比算法虚化得到的图片更加的自然美观,更接近人眼观看的自然效果。
本申请结合以下附图对于第二种实施例提供的第一驱动模块51驱动镜头组件2单程伸出的具体结构进行举例说明。本实施方式提供的第一驱动模块51的结构与第一种实施方式提供的第一驱动模块51的结构基本相同,主要的不同在于:请参阅图38及图39,活动件514对镜头组件2朝向感光组件3的一侧具有抵接力。通过设计活动件514对镜头组件2的光轴像侧产生抵接力,活动件514沿光轴+Z方向运动,为镜头组件2的伸出提供驱动力;活动件514沿光轴-Z方向运动,为镜头组件2在第二驱动模块52的作用下收回提供移动空间。
在活动件514活动连接镜头组件2的具体实施方式中,活动件514作用于承载架21的像侧,活动件514沿光轴+Z方向运动,活动件514对镜头组件2朝向感光组件3的一侧具有抵接力,可以将镜头组件2推出收容腔1a,以使镜头组件2处于伸出状态;活动件514沿光轴-Z方向运动,以为镜头组件2收回至收容腔1a提供移动空间。
结合图16,连接件530的第一端530a位于活动件514背离感光组件3所在侧。即活动件514位于连接件530的第一端530a的像侧。活动件514沿光轴+Z方向运动,推动连接件530朝向物侧运动,进而将镜头组件2推出。
第一驱动模块51用于驱动镜头组件2沿第三方向运动及为镜头组件2沿第四方向运动提供移动空间。其中,第三方向为光轴物侧方向(+Z轴),且第四方向为光轴像侧方向(-Z轴)。
第二驱动模块52用于在第一驱动模块51提供移动空间时驱动镜头组件2沿第四方向移动,及为镜头组件2沿第三方向运动提供移动空间。第三方向与第四方向为沿光轴Z且相反的两个方向。
本实施方式中,第二驱动模块52的结构与上一实施例中的第二驱动模块52的结构大致相同,主要的不同在于:
本实施例中的弹性件520所处的状态与上一实施例中的弹性件520所处的状态不同。弹性件520对承载架21产生光轴像侧方向的作用力。例如,当承载架21的像侧与底板11之间设有弹性件520时,弹性件520处于被拉伸状态。当承载架21的物侧与顶板12之间设有弹性件520时,弹性件520处于被压缩状态。当然,弹性件520的位置还可以参考第一种实施例提供的第一驱动模块51中的实施方式。
以承载架21的像侧与底板11之间设有弹性件520为例,控制器响应伸出指令控制动力单元515通过传动件516、转动杆513带动活动件514沿光轴物侧运动,活动件514通过连接件530带动镜头组件2的伸出收容腔1a,此过程中承载架21的像侧与底板11之间的弹性件520被拉伸,直至到达最大伸出位置,动力单元515停止驱动活动件514运动,连接件530停止运动,镜头组件2受到连接件530的限位作用,到达伸出状态。
控制器响应收回指令控制动力单元515反向转动,动力单元515通过传动件516、转动杆513带动活动件514沿光轴像侧运动,为镜头组件2朝向像侧运动提供移动空间,承载架21的像侧与底板11之间设有弹性件520带动承载架21推动着连接件530紧随着活动件514运动,进而带动镜头组件2收回收容腔1a,直至镜头组件2处于收回状态。
本实施例通过设置第一驱动模块51驱动镜头组件2单程伸出,及设置第二驱动模块52驱动镜头组件2单程收回,由于在伸出的过程中,活动件514通过连接件530驱动承载架21伸出,活动件514由动力单元515所驱动,动力单元515可控制活动件514停留在转动杆513的任意位置,故镜头组件2可以在伸出进程的任意位置停留,以使得镜头组件2可以具有多种不同伸出距离的伸出状态,以实现镜头组件2与感光组件3之间具有不同的焦距;此外,活动件514对镜头组件2伸出的驱动力为硬性力可以提高镜头组件2处于伸出状态的稳定性。
当第二驱动模块52包括至少一对磁性件时,一对磁性件550本实施例中的一对磁性件550之间的作用力与上一实施例中的一对磁性件550之间的作用力不同。参考图28至图37,一对磁性件550对承载架21产生光轴像侧方向的作用力。例如,当承载架21的像侧与底板11之间设有一对磁性件550时,一对磁性件550之间磁性相吸。当承载架21的物侧与顶板12之间设有一对磁性件550时,一对磁性件550之间磁性相斥。当然,一对磁性件550的位置还可以参考第一种实施例提供的第一驱动模块51中的实施方式。
此外,本实施例中的导向杆的设置、多个弹性件520的位置、多对磁性件550的位置等均可参考上一实施例中的举例说明。
以上为第一驱动模块51包括电机、转动杆513、螺母的实施方式。当然,在其他实施方式中,第一驱动模块51的动力单元515和活动件514可以为一对磁性件550。
第三种实施例提供的第一驱动模块51中,请参阅图40,第一驱动模块51的一对磁性件550分别位于顶板12与承载架21的物侧之间,且相互磁斥。第一驱动模块51对承载架21产生朝向光轴像侧的驱动力。固定于顶板12上的磁性件550为动力单元515,固定在承载架21上的磁性件550为活动件514。动力单元515可以为电磁体,活动件514为电磁体、永磁体或导磁体等。
可选的,请参阅图40,第二驱动模块52包括弹性件520及导向杆(521、523)。弹性件520的两端分别弹性抵接于底板11与承载架21的像侧之间,弹性件520处于被压缩状态,对承载架21产生朝向光轴物侧的驱动力。其中,磁性件550的对数和弹性件520的数量皆可以为多个,多对磁性件550、多个弹性件520皆在承载架21的X-Y平面内均匀分布,以提高镜头组件2伸出和收回的平稳性。
控制器响应伸出指令控制动力单元515对活动件514产生的磁性斥力减小,该磁性斥力小于弹性件520的弹性推力,弹性件520带动承载架21朝向光轴物侧运动,进而实现镜头组件2伸出,直至镜头组件2处于伸出位置。控制器响应收回指令控制动力单元515对活动件514产生相对较大的磁性斥力,该磁性斥力大于弹性件520的弹性推力,以带动承载架21朝向光轴像侧运动,进而实现镜头组件2收回,直至镜头组件2处于收回位置。
当然,在其他实施方式中,第一驱动模块51的一对磁性件550分别位于顶板12与承载架21的物侧之间,且相互磁吸。第一驱动模块51对承载架21产生朝向光轴物侧的驱动力。弹性件520的两端分别弹性抵接于底板11与承载架21的像侧之间,弹性件520处于被拉伸状态,对承载架21产生朝向光轴像侧的驱动力。
当然,在其他实施方式中,弹性件520还可以设于顶板12与承载架21的物侧之间,处于被压缩状态,对承载架21产生朝向光轴物侧的驱动力,或者设于顶板12与承载架21的物侧之间和底板11与承载架21之间,对承载架21产生朝向光轴物侧的驱动力。图示可参考图33及图34中弹性件520的设置方式。
请参阅图41,第一驱动模块51的一对磁性件550分别位于底板11与承载架21的像侧之间,且磁性相吸,对镜头组件2产生朝向光轴像侧的作用力,用于驱动镜头组件2收回。第二驱动模块52的弹性件520的两端分别弹性抵接于顶板12与承载架21的物侧之间,弹性件520处于被拉伸状态,对镜头组件2产生朝向光轴物侧方向的作用力,用于驱动镜头组件2伸出。控制器根据伸出指令或收回指令,控制第一驱动模块51的一对磁性件550之间的磁性力的大小以控制镜头组件2伸出或收回。
当然,在其他实施方式中,一对磁性件550分别位于底板11与承载架21的像侧之间,且磁性相斥,对镜头组件2产生朝向光轴物侧的作用力。弹性件520的两端分别弹性抵接于顶板12与承载架21的物侧之间,弹性件520处于被压缩状态,对承载架21产生朝向光轴物侧的驱动力。
当然,在其他实施方式中,弹性件520还可以设于顶板12与承载架21的物侧之间,处于被压缩状态,对承载架21产生朝向光轴物侧的驱动力,或者设于顶板12与承载架21的物侧之间和底板11与承载架21之间,对承载架21产生朝向光轴物侧的驱动力。第二驱动模块52的弹性件520的设置方式可参考图29及图31中弹性件520的设置方式。
请参阅图42,第一驱动模块51的一对磁性件550位于底板11与承载架21的像侧之间,及另一对磁性件550设于顶板12与承载架21的物侧之间。设于底板11与承载架21之间的一对磁性件550磁性相吸,设于顶板12与承载架21的物侧之间另一对磁性件550磁性相斥,第一驱动模块51对承载架21产生朝向光轴像侧的驱动力。第二驱动模块52的弹性件520对承载架21产生朝向光轴物侧的驱动力。
当然,在其他实施方式中,第二驱动模块52的弹性件520对承载架21产生朝向光轴像侧的驱动力,第一驱动模块51对承载架21产生朝向光轴物侧的驱动力。
第二驱动模块52的弹性件520的设置方式可参考图35及图37中弹性件520的设置方式。第二驱动模块52的弹性件520可设于顶板12与承载架21的物侧之间,弹性件520处于被拉伸状态,或者,第二驱动模块52的弹性件520可设于底板11与承载架21的像侧之间,弹性件520处于被压缩状态;或者,第二驱动模块52的一个弹性件520设于顶板12与承载架21的物侧之间并处于被拉伸状态,及另一个弹性件520设于底板11与承载架21的像侧之间并处于被压缩状态,第二驱动模块52对承载架21产生朝向光轴物侧的驱动力。
第一驱动模块51的磁性件550的位置和第二驱动模块52的弹性件520的位置设计可以相互组合,在本申请中不做具体的说明。第一驱动模块51的磁性件550对于承载架21的作用力与第二驱动模块52的弹性件520对于承载架21的作用力方向相反。
以上为第一驱动模块51与第二驱动模块52相配合以驱动镜头组件2伸出和收回的实施方式,本申请实施例还提供了只设置第一驱动模块51驱动镜头组件2伸出和收回的实施方式。
以下结合附图对于本申请实施例提供的第四种实施例提供的第一驱动模块51的结构进行举例说明。
请参阅图43及图44,本实施例提供的第一驱动模块51的结构与第一种实施例提供的第一驱动模块51的结构大致相同:主要的不同在于,本实施例中活动件514与镜头组件2的承载架21固定连接,其中,该固定连接可以为直接固定连接(即活动件514与承载架21直接固定连接),也可以是间接固定连接(即活动件514与承载架21通过连接件530固定连接)。活动件514与承载架21在光轴上同步运动,而活动件514在动力单元515的作用下能够沿光轴+Z方向运动或沿光轴-Z方向运动,故镜头组件2能够随着活动件514沿光轴+Z方向运动至伸出位置,及沿光轴-Z方向运动至收回位置。
可选的,动力单元515为电机,活动件514为螺母。第一驱动模块51还包括转动杆513、传动件516。转动杆513为丝杠。传动件516包括多个齿轮。本实施方式中的第一驱动模块51的结构可以参考第一种实施例中第一驱动模块51的相对应的结构,在此不再赘述。
可选的,请参阅图43及图44,动力单元515为电机,动力单元515的转轴方向沿Y轴方向。第一驱动模块51还包括涡轮534、蜗杆535、转动杆513、传动件516。动力单元515的转轴沿Y轴方向设置,以减小第一驱动模块51的厚度,进而减小摄像头模组100的厚度。蜗杆535也沿Y轴方向设置。蜗杆535的一端固定连接动力单元515的转轴,当动力单元515转动时,蜗杆535随之转动,涡轮534将蜗杆535的绕Y轴方向的转动转换成绕光轴Z方向的转动。传动件516包括多个相互啮合的齿轮。本实施方式中的传动件516的结构可参考第一种实施例提供的第一驱动模块51中的传动件516的结构。通过传动件516的传动,以使转动杆513绕Z轴转动,活动件514与转动杆513螺纹连接。动力单元515输出转动,由动力单元515上的蜗杆535带动涡轮534转动,涡轮534的轴上装配有传动件516,经过一系列的传动件516传动到转动杆513,推动转动杆513转动。当转动杆513绕Z轴转动时,活动件514沿Z轴上下移动。活动件514固定连接镜头组件2,以带动镜头组件2伸出或缩回。
本实施方式提供的动力单元515沿Y轴方向放置方式,可以调节整个结构的形状和轮廓尺寸。动力单元515的转轴可以沿Y轴方向设置,即动力单元515横向放置,配合涡轮534和蜗杆535转换成绕光轴Z方向的转动,再配合传动件516将传动传递至活动件514。当动力单元515横向放置时,可以减小第一驱动模块51在光轴Z方向的厚度,以实现摄像头模组100的外轮廓逐渐减小厚度,摄像头模组100厚度呈台阶式减小。
动力单元515横向放置(沿Y轴方向放置)时,同步调节传动件516中齿轮的结构设计,可以实现外轮廓逐渐减小厚度,厚度呈台阶式减小。本实施方式提供的动力单元515横向放置,可以采用涡轮534、蜗杆535的减速齿轮方案,实现大的减速比和自锁能力,当反向按压伸出的镜头组件2时,镜头组件2不会缩回。
在第五种实施例提供的第一驱动模块51中,请参阅图45至图47,动力单元515与活动件514相对设置或贴合设置。动力单元515与活动件514中的至少一者为电磁体。动力单元515与活动件514之间具有磁性吸力或磁性斥力。活动件514与承载架21沿光轴Z方向连接。动力单元515设于顶板12和/或底板11上。
举例而言,第一驱动模块51提供至镜头组件2的作用力为磁性力。动力单元515为电磁体。活动件514为电磁体、永磁体或导磁体。其中,活动件514可设于承载架21的像侧或物侧,动力单元515与活动件514之间相对设置。举例而言,活动件514设于承载架21物侧,即活动件514与镜头组件2皆设于承载架21的同一侧。动力单元515固定于顶板12,且与活动件514相对设置。动力单元515为电磁体,例如电磁线圈。电子设备1000还包括控制器。控制器电连接动力单元515,控制器通过改变动力单元515的电流流向改变动力单元515的磁性,进而改变动力单元515与活动件514之间的磁性力,以控制动力单元515吸引活动件514,活动件514通过承载架21带通镜头组件2朝向物侧运动,进而逐渐伸出收容腔1a。当动力单元515与活动件514相互贴合时,镜头组件2处于伸出的最大位置,此时镜头组件2处于伸出状态,也是成像位置,此时摄像头模组100可工作。
控制器通过改变动力单元515的电流流向改变动力单元515的磁性,进而改变动力单元515与活动件514之间的磁性力,以控制动力单元515对活动件514产生斥力,活动件514通过承载架21带通镜头组件2朝向像侧运动,进而逐渐收回收容腔1a,直至承载架21抵接至底板11,此时镜头组件2处于收回状态。
进一步地,在X-Y平面内,承载架21的四边要超出镜头组件2的周边。可以在承载架21的边缘处镜头组件2旁设置导向杆(图45中的521和523),该导向杆的相对两侧分别固定于顶板12和底板11。导向杆穿设于承载架21。导向杆沿光轴Z方向设置。导向杆贯穿承载架21。当承载架21被驱动时,承载架21沿导向杆所导向的方向滑动,以使承载架21沿光轴Z方向滑出,提高镜头组件2伸缩的平稳性。本申请对于导向杆的数量不做具体的限定,例如,导向杆的数量可以为两个,两个导向杆分别设于镜头组件2的相对两侧(包括对角两侧),以提高镜头组件2的整体平稳性,防止镜头组件2在伸缩的过程中发生倾斜卡死等问题。
本申请实施方式通过设置动力单元515与活动件514为磁性驱动组合,无需设置电机、丝杠等结构,可以减小第一驱动模块51的体积,进而减小摄像头模组100的体积。此外,当镜头组件2处于伸出状态受到外界冲击力(例如跌落、碰撞等)时,冲击力作用于镜头组件2后,镜头组件2在冲击力的作用下朝向像侧运动,而承载架21与底板11之间为镜头组件2的运动提供了后退空间,且由于动力单元515与活动件514之间的磁性力,活动件514可随着承载架21一起与动力单元515分离,相较于直接刚性连接,本实施方式不会因外界冲击力导致动力单元515与活动件514的结构损坏,提高了摄像头模组100的抗冲击能力、抗跌落能力。
以上为动力单元515设于顶板12,活动件514固定于承载架21的物侧的实施方式。在其他实施方式中,请参阅图46,动力单元515还可以设于底板11,活动件514固定于承载架21的像侧。参考上述的控制方式,也可以实现驱动镜头组件2的伸出或收回。
当然,在其他实施方式中,请参阅图47,两个动力单元515分别设于底板11和顶板12,两个活动件514分别设于承载架21的物侧和像侧,承载架21可以在两组动力单元515和活动件514的作用力下平稳地伸出或收回,此实施方式不仅可以提高对于承载架21的运动过程控制的稳定性,还可以确保承载架21在顶板12与底板11之间的某个中间位置停留,以使镜头组件2具有全部伸出状态、中间伸出状态。
其中,以在承载架21的某一处设置的动力单元515与活动件514为一组驱动,可以在承载架21上设置多组驱动,例如两组驱动设于镜头组件2的相对两侧(包括对角两侧),为镜头组件2提供平稳的驱动力,提高镜头组件2的伸缩平稳性。
本申请中,请参阅图48至图50,结合参考图8,收容壳1安装于后盖304的安装孔402中,收容壳1的伸缩孔1b的内周壁设有密封件6。密封件6密封于伸缩孔1b的内周壁与镜头组件2的外周面之间。本实施方式中,密封件6为密封橡胶圈或防水泡棉圈等。密封件6的形状在图24及图25中只是作为示意,根据实际需要可以选择其他形状。密封件6的一侧固定于伸缩孔1b的内周壁,密封件6的另一侧环绕于镜头组件2周侧,镜头组件2在静止状态或运动状态皆挤压密封件6,以使密封件6密封于伸缩孔1b的内周壁与镜头组件2的外周面之间,进而起到防尘、防水的目的,提高对于镜头组件2的保护,提高镜头组件2的使用寿命。
可选的,请参阅图48,图48是第一种实施例提供的密封件6的结构示意图。伸缩孔1b的内周壁设有一圈环形凹槽1c,环形的密封件6的外周侧通过粘胶、或一体成型的方式固定于环形凹槽1c的底面,环形的密封件6的内周侧设有至少一圈环形凸起61,环形凸起61抵接于镜头组件2的外周面,环形凸起61与镜头组件2的外周面贴合面积相对较小,即实现了对于镜头组件2与收容壳1的伸缩孔1b之间的环形密封,还使得密封件6对于镜头组件2伸缩的阻尼力相对较小。
可选的,请参阅图49,图49是第二种实施例提供的密封件6的结构示意图。摄像头模组100还包括装饰圈7,装饰圈7设于顶板12的物侧。装饰圈7会露在摄像头模组100的外面,具有保护内部镜头组件2和将镜头组件2与后盖304分开等功能。装饰圈7也可以与收容壳1做成一体。装饰圈7的圈口与顶板12的伸缩孔1b导通。装饰圈7为中空结构,装饰圈7的内部空间与收容壳1之间形成相连通且隔开第一环形腔1d和第二环形腔1e。密封件6具有一体成型的固定部63和抵接部62,其中,固定部63位于外圈,抵接部62位于内圈。固定部63固定于第二环形腔1e内,抵接部62位于第一环形腔1d内并抵接于镜头组件2的外周面。当装饰圈7固定于收容壳1时,可将密封件6固定于第一环形腔1d和第二环形腔1e内,便于密封件6装配于伸缩孔1b。抵接部62相对于光轴Z方向倾斜。抵接部62的一端固定连接固定部63,抵接部62的另一端朝向远离径向向内且朝向伸缩孔1b之外逐渐延伸。抵接部62远离收容壳1的一端在径向向外具有一定扩展空间。换言之,当抵接部62处于自然状态下,抵接部62伸入伸缩孔1b内,故在伸缩孔1b内设有镜头组件2时,抵接部62朝向径向向外具有一定的扩展并抵接于镜头组件2的外周面,以实现对于镜头组件2的外周面与伸缩孔1b的内周壁之间的紧密密封。
可选的,装饰圈7的材质为金属或合金材质,以从视觉上区分镜头组件2和后盖,当然,在其他实施方式中,装饰圈7的材质还可以为硬质的橡胶和硅胶材质。
可选的,请参阅图49,装饰圈7的物侧面71为台阶面。
可选的,请参阅图50,装饰圈7的物侧面71为斜坡面,以避免台阶设计,减少台阶数,使外观更协调,提高装饰圈7的物侧面71的平滑度。装饰圈7的外周缘设置了一圈翻边72,翻边72与顶板12密封对接,为整机密封提供完整的密封面。
请参阅图49,感光组件3包括电路板32及设于电路板32上的图像传感器31。电路板32包括但不限于为柔性电路、硬质电路板及软硬结合电路板等。感光组件3还包括设于镜头组件2与图像传感器31之间的滤光片33。滤光片33滤掉红外光,滤光片33与图像传感器31之间留有间隙。可选的,滤光片33可设于电路板32上并盖合于图像传感器31。可选的,透光盖板223上也可以设有滤掉红外光的滤光膜。
以上是本申请的部分实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。
Claims (22)
1.一种摄像头模组,其特征在于,包括:
镜头组件;
感光组件,沿所述镜头组件的光轴与所述镜头组件相对设置;以及
第一驱动模块,包括动力单元及活动件,所述动力单元用于驱动所述活动件直线运动,以带动所述镜头组件沿所述光轴相对于所述感光组件运动;
第二驱动模块,所述第一驱动模块与所述第二驱动模块皆抵接于所述镜头组件且沿所述光轴具有相反的作用力,所述活动件在所述动力单元的驱动下沿第三方向运动及为所述镜头组件沿第四方向运动提供移动空间,所述第二驱动模块用于在所述活动件提供移动空间时驱动所述镜头组件沿所述第四方向移动,及为所述镜头组件沿所述第三方向运动提供移动空间;所述第三方向与所述第四方向为沿所述光轴且相反的两个方向。
2.如权利要求1所述的摄像头模组,其特征在于,所述第一驱动模块在第一方向上的正投影与所述镜头组件在所述第一方向上正投影至少部分重合,其中,所述第一方向与所述光轴垂直。
3.如权利要求2所述的摄像头模组,其特征在于,所述活动件在所述第一方向上的正投影与所述镜头组件在所述第一方向的正投影至少部分重合,所述动力单元在第二方向上的正投影与所述活动件在所述第二方向上的正投影至少部分重合,其中,所述第二方向与所述光轴垂直,所述第二方向与所述第一方向相交,所述活动件在所述动力单元的作用下沿所述光轴运动。
4.如权利要求1所述的摄像头模组,其特征在于,所述第一驱动模块还包括转动杆及传动件,所述转动杆沿所述光轴方向设置,所述活动件套设于所述转动杆并螺纹连接于所述转动杆,所述传动件连接于所述动力单元与所述转动杆之间,所述动力单元用于通过所述传动件驱动所述转动杆转动,所述活动件随着所述转动杆的转动沿所述光轴运动。
5.如权利要求4所述的摄像头模组,其特征在于,所述传动件包括依次啮合连接的第一齿轮、第二齿轮及第三齿轮,所述第二齿轮的数量为至少一个,所述第一齿轮与所述动力单元的转轴同轴连接,所述第三齿轮与所述转动杆同轴连接。
6.如权利要求1所述的摄像头模组,其特征在于,所述活动件固定连接所述镜头组件。
7.如权利要求1所述的摄像头模组,其特征在于,所述活动件活动连接所述镜头组件,且所述活动件对所述镜头组件朝向所述感光组件的一侧具有抵接力或对所述镜头组件背离所述感光组件的一侧具有抵接力。
8.如权利要求7所述的摄像头模组,其特征在于,所述第一驱动模块还包括导向件及连接件,所述导向件沿所述光轴设置,所述连接件滑动连接所述导向件,所述连接件的第一端抵接所述活动件,所述连接件的第二端连接所述镜头组件。
9.如权利要求8所述的摄像头模组,其特征在于,所述连接件的第一端与所述活动件在所述光轴方向上相互抵接;所述连接件的第一端位于所述活动件朝向所述感光组件所在侧或位于背离所述感光组件的一侧。
10.如权利要求8所述的摄像头模组,其特征在于,所述镜头组件包括承载架及设于所述承载架上的镜头模块,所述承载架位于所述镜头模块与所述感光组件之间,所述承载架与所述连接件的第二端在沿所述光轴方向上弹性连接。
11.如权利要求10所述的摄像头模组,其特征在于,所述承载架与所述连接件的第二端沿所述光轴方向上咬合连接。
12.如权利要求11所述的摄像头模组,其特征在于,所述连接件的第二端具有咬口部,所述咬口部在所述光轴方向上形成咬口,所述承载架具有伸出部,所述伸出部伸入所述咬口部的咬口内并抵接所述咬口部。
13.如权利要求12所述的摄像头模组,其特征在于,所述咬口的内壁包括相对设置的第一抵接壁和第二抵接壁,所述伸出部包括相连接的主体部及弹性部,所述主体部与所述弹性部之间形成位于所述咬口内的弹性间隔,所述主体部抵接于所述第一抵接壁,所述弹性部抵接于所述第二抵接壁。
14.如权利要求1~13任意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收容壳,所述收容壳包括相对设置顶板和底板、以及围接于所述顶板与所述底板之间的周侧板,所述镜头组件的至少部分设于所述收容壳内,所述顶板具有伸缩孔,所述活动件用于带动所述镜头组件经所述伸缩孔至少部分伸出所述收容壳或缩回至所述收容壳内,所述感光组件设于所述底板;所述镜头组件包括承载架及设于所述承载架上的镜头模块,所述承载架与所述顶板、所述底板皆相对设置,所述镜头模块设于所述承载架背离所述底板的一侧,所述承载架连接所述活动件。
15.如权利要求14所述的摄像头模组,其特征在于,所述动力单元与所述活动件相对设置或贴合设置,所述动力单元与所述活动件之间具有磁性吸力或磁性斥力,所述活动件与所述承载架沿所述光轴方向连接,所述动力单元设于所述顶板和/或底板上。
16.如权利要求14所述的摄像头模组,其特征在于,所述第二驱动模块包括弹性件,所述弹性件弹性抵接于所述承载架与所述顶板之间和/或所述承载架与所述底板之间。
17.如权利要求16所述的摄像头模组,其特征在于,所述弹性件的数量为多个,多个所述弹性件包括第一弹性件和第二弹性件,所述第一弹性件相对于所述第二弹性件靠近所述第一驱动模块与所述镜头组件的连接处,所述第一弹性件的弹性系数大于所述第二弹性件的弹性系数。
18.如权利要求14所述的摄像头模组,其特征在于,所述第二驱动模块包括至少一对相对设置的磁性件,一对所述磁性件分别设于所述承载架和所述顶板;和/或,一对所述磁性件分别设于所述承载架与所述底板。
19.如权利要求14所述的摄像头模组,其特征在于,所述摄像头模组还包括密封件,所述密封件密封于所述伸缩孔的内周壁与所述镜头组件的外周壁之间。
20.如权利要求1~13任意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调节组件,所述调节组件包括调焦模块、光学防抖模块中的至少一者;所述调节组件位于所述镜头组件的周侧,及所述调节组件随着所述镜头组件伸缩,或所述调节组件位于所述镜头组件的周侧并与所述感光组件相对固定。
21.如权利要求20所述的摄像头模组,其特征在于,所述调焦模块包括第一承载体、设于所述第一承载体上的电磁线圈组件及多个第一磁性组件,所述电磁线圈组件围设于所述镜头组件的周侧并连接所述镜头组件,多个所述第一磁性组件用于驱动所述电磁线圈组件带动所述镜头组件沿所述光轴方向运动;所述光学防抖模块包括第二承载体、设于所述第二承载体上的多个导向部及第二磁性组件,所述第二承载体与所述第一承载体的至少部分相对设置;所述第二承载体围设于所述镜头组件的周侧并连接所述镜头组件,所述第二承载体具有多个拐角部,所述导向部设于所述拐角部,所述导向部的至少部分滚动连接所述第一承载体,多个所述第一磁性组件还用于驱动所述第二磁性组件带动所述镜头组件沿垂直于所述光轴方向运动。
22.一种电子设备,其特征在于,包括显示屏、壳体及权利要求1~21任意一项所述的摄像头模组,所述壳体包括后盖和中框,所述显示屏和所述后盖分别围接于所述中框的相对两侧,所述后盖具有安装孔,所述镜头组件设于所述安装孔内,所述镜头组件在所述第一驱动模块的作用下朝向远离所述显示屏所在侧的伸出或朝向靠近所述显示屏的一侧缩回。
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