CN114721111B - 光学变焦摄像模组 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光学变焦模组，其包括：模组壳体；沿着一轴线同轴布置的多个镜组；直线导杆，其平行于所述轴线并设置在所述模组壳体的第一侧；多个载体，每个所述载体内安装一个所述镜组，所述多个载体中的至少两个载体为可动载体，所述直线导杆穿过至少两个所述的可动载体，使得至少两个所述的可动载体可沿着所述直线导杆分别移动；以及第二轨道，其位于所述模组壳体的第二侧，所述第二侧是所述第一侧的相反一侧，所述第二轨道与所述直线导杆平行，所述第二轨道的上表面与所述可动载体的下表面之间通过滚珠支撑。本申请可以以较小的空间代价实现连续光学变焦，并且可动镜头的变焦移动具有优异的准直度。

Description

光学变焦摄像模组

技术领域

本发明涉及摄像模组技术领域，具体地说，本发明涉及光学变焦摄像模组。

背景技术

随着生活水平的升高，消费者对于手机、平板等终端设备的摄像功能要求越来越高，不仅要求实现背景虚化、夜间拍摄等效果，还对远摄提出了需求，消费者需要能够清楚地拍摄远处画面的终端设备。光学变焦是实现变焦拍摄的摄像模组。光学变焦是通过改变镜头光学镜片之间的距离来改变镜头的焦距以达到变焦的目的，其可以比较清晰的拍摄远处的物体，其所成图像的成像品质也相对较高。这里变焦是指改变焦距以便拍摄不同距离的景物。进一步地，目前手机等终端设备中往往使用潜望式模组来满足远摄需求，而如何在手机的有限空间内使潜望式模组具备光学变焦能力，是当前面临的一大难题。

光学变焦摄像模组通常包括至少两个可滑动的镜头载体，以便使变焦镜组和补偿镜组分别移动。其中，变焦镜组沿着光轴移动，可以调节整个成像***的焦距。补偿镜组也沿着其光轴方向移动，实现摄像模组的对焦功能，对于因变焦镜组移动而造成的焦点偏移进行补偿，从而提升模组的成像品质。为实现上述移动，现有技术中的一种思路是在模组壳体上设置引导槽，通过滚珠和对应的轴承将两个（或更多的）镜头载体装配在引导槽上，使得变焦镜组和补偿镜组可以沿着引导槽沿着光轴移动。然而，对于光学变焦模组，尤其是具有长焦焦段的光学变焦模组，镜头载体的移动行程往往较长，而制作在模组壳体（或者其他类似固定部）的引导槽的加工精度（尤其是量产产品的加工精度）是有限的，引导槽本身的制作公差可能会导致两个（或更多个）镜头载体的移动行程的准直度不足，进而导致模组的成像品质下降。

为解决上述问题，现有技术中提出了一种基于双导杆引导来实现多个镜头载体的准直滑动的解决方案。此类方案中，通常在光学变焦模组的两侧安装两个平行的导杆，两个镜头载体均架设在位于两侧的两个导杆上，且每个直线导杆均穿过这两个镜头载体。这样在变焦过程中，两个镜头载体均可以沿着导杆滑动。更具体地，将安装有透镜结构的多个载体从物侧面到像侧面依次设置，在拍摄的过程中，驱动多个载体移动，以实现拍摄过程中的连续变焦，有效的提升模组的成像质量。需要注意，此类方案中，有时也可以设置更多的导杆，上面是以两侧各设置一个导杆为例进行说明。例如，专利申请CN201980011002.1披露了一种相机模块，其包括：基座；多个引导杆，联接到所述基座；第一动子，设置在所述基座中，所述第一动子包括设置在其中的至少一个透镜；以及第二动子，设置在所述基座中，所述第二动子包括设置在其中的至少一个透镜，其中，所述第一动子和所述第二动子中的每个均包括形成在其中的多个引导槽，以允许所述引导杆设置在所述引导槽中，其中，所述多个引导槽中的每个均包括突出部分，所述突出部分形成为与所述引导杆中的相应一个引导杆接触。其中，第一动子可以对应于前述的一个镜头载体（镜头载体内可以安装子镜头或直接安装透镜镜组），第二动子可以对应于前述的另一个镜头载体。

由于导杆可以采用金属材质或者其他不易弯曲的刚性材料制作，因此比壳体（通常为塑料材质）上的直线引导槽具有更好的准直度。然而，此类技术方案中，需要在模组两侧分别安装金属导杆，且导杆往往需要贯通地穿过至少两个镜头载体，这就导致镜头载体本身也需要一定的厚度来保证其结构强度，从而导致模组在其两侧占用较大的体积，不利于器件的小型化。

因此，当前迫切需要一种既能够减小光学变焦模组的体积，又能够保证其滑动部件的移动路径具有较高的准直度的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种既能够减小光学变焦模组的体积，又能够保证其滑动部件的移动路径具有较高的准直度的解决方案。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种光学变焦模组，其包括：模组壳体；沿着一轴线同轴布置的多个镜组；直线导杆，其平行于所述轴线并设置在所述模组壳体的第一侧；多个载体，每个所述载体内安装一个所述镜组，所述多个载体中的至少两个载体为可动载体，所述直线导杆穿过至少两个所述的可动载体，使得至少两个所述的可动载体可沿着所述直线导杆分别移动；以及第二轨道，其位于所述模组壳体的第二侧，所述第二侧是所述第一侧的相反一侧，所述第二轨道与所述直线导杆平行，所述第二轨道的上表面与所述可动载体的下表面之间通过滚珠支撑。

其中，所述第二轨道具有平整的上表面。

其中，所述第二轨道是长条形的金属片，所述金属片的上表面与所述可动载体的下表面之间通过所述滚珠支撑。

其中，所述第二轨道直接形成于所述模组壳体的底板的上表面。

其中，在所述模组壳体的第二侧，所述可动载体的底面设置开口朝下的凹槽，所述滚珠容纳于所述凹槽，所述滚珠被夹持在所述凹槽和所述第二轨道之间。

其中，在所述模组壳体的第一侧，每个所述可动载体均具有导杆适配通孔，所述导杆依次穿过每个所述可动载体的所述导杆适配通孔。

其中，所述导杆适配通孔的内侧面与所述导杆之间形成至少一个环形容纳腔，所述环形容纳腔具有多个第二滚珠，所述第二滚珠环绕在所述导杆。

其中，所述光学变焦模组为潜望式光学变焦模组。

其中，所述光学变焦模组还包括光转折元件，所述光转折元件适于将入射光从入射通道反射至成像通道，所述入射通道的光学中心形成入射光轴，所述成像通道的光学中心形成所述的主光轴，所述入射光轴垂直于所述主光轴。

其中，所述多个载体包括一个固定载体和两个所述的可动载体，所述固定载体内安装固定镜组，两个所述的可动载体内分别安装变焦镜组和补偿镜组；所述变焦镜组适于调节整个成像***的焦距，所述补偿镜组实现所述成像***的对焦，以对因所述变焦镜组移动而造成的焦点偏移进行补偿。

其中，从物方到像方依次布置所述固定镜组、所述变焦镜组和所述补偿镜组。

其中，所述光学变焦模组还包括感光组件，所述感光组件包括线路板和安装于线路板表面的感光芯片，所述线路板的侧面具有一柔性连接带，所述柔性连接带弯折至所述模组壳体的第一侧或第二侧，所述模组壳体的第一侧或第二侧具有第二线路板，所述第二线路板通过所述柔性连接带与所述线路板电导通。

其中，所述导杆固定于所述模组壳体；所述模组壳体包括壳体底板、壳体侧壁和盖。

其中，所述第二轨道是制作在所述壳体底板的引导槽，所述滚珠设置在所述引导槽并适于沿着所述引导槽滚动，所述引导槽的引导方向与所述直线导杆平行，所述滚动的顶面支撑所述可动载体的底面。

其中，所述可动载体包括位于所述第一侧的第一滑动安装件、位于所述第二侧的第二滑动部和连接所述第一滑动安装件和所述第二滑动部的载体底板，所述第一滑动安装件、第二滑动部和所述底板形成U形槽，所述镜组安装在所述U形槽中。

其中，所述镜组通过镜筒组立，所述镜筒的外侧面固定于所述U形槽的内侧面。

其中，所述载体底板与所述壳体底板之间具有间距。

其中，在所述第一侧，所述壳体侧壁具有限位结构，所述限位结构设置在相邻的两个所述可动载体的所述第一滑动安装件之间，所述导杆穿过至少两个所述可动载体的所述第一滑动安装件和所述限位结构。

其中，所述第一滑动安装件的端面和/或所述限位结构的端面设置缓冲层。

其中，在所述第一侧，所述壳体侧壁具有限位结构，所述限位结构设置在相邻的两个所述可动载体的所述第一滑动安装件之间，所述导杆穿过至少两个所述可动载体的所述第一滑动安装件和所述限位结构；相邻的两个所述可动载体的所述U形槽内的所述镜筒的端面设置缓冲层。

其中，所述可动载体通过磁石线圈进行驱动。

其中，所述磁石设置于所述壳体侧壁的内侧面，所述线圈设置于所述可动载体的外侧面。

其中，所述可动载体包括第一滑动安装件、第二滑动部和连接所述第一滑动安装件和所述第二滑动部的载体底板，其中，所述第一滑动安装件位于所述模组壳体的所述第一侧，所述第二滑动部位于所述模组壳体的所述第二侧；所述第一滑动安装件、第二滑动部和所述底板形成U形槽，所述镜组安装在所述U形槽中；所述磁石设置于所述第一侧的所述壳体侧壁的内侧面，所述线圈设置于所述可动载体的所述第一滑动件的外侧面。

其中，每个所述第二滑动部的底面均具有凹槽，所述滚珠设置在所述凹槽中，并且所述第二滑动部的底面与所述第二轨道的上表面由所述滚珠支撑。

其中，所述第二轨道具有导磁材料；所述第二滑动部中，在所述凹槽的上方安装第二磁铁，所述第二磁铁和所述第二轨道间的磁力使所述凹槽和所述第二轨道将所述滚珠夹住。

与现有技术相比，本申请具有下列至少一个技术效果：

1.本申请的光学变焦模组可以以较小的空间代价实现连续光学变焦，且其滑动部件可以沿着导杆滑动，因此具有优异的准直度。

2.本申请的光学变焦模组具有导杆，可以有效地保证变焦群组和补偿群组的移动方向不偏离主光轴，尤其适合具有长焦焦段的连续光学变焦模组。

3.本申请的一些实施例中，可以通过在光学变焦模组的滑动部件设置防撞材料来避免碰撞产生的碎屑，进而降低镜头所拍摄图像出现污点的风险。

4.本申请的一些实施例中，光学变焦模组的结构紧凑且便于组装，十分有利于大规模量产。

5.本申请的光学变焦模组的解决方案特别适合于潜望式结构的长焦变焦模组，换句话说，在滑动部件的移动行程较长时，相对于无导杆的光学变焦方案，本申请的优势将更加明显。

附图说明

图1示出了本申请一个实施例中的三个子镜头的位置关系的示意图；

图2示出了本申请一个实施例中的光学变焦模组的立体结构示意图；

图3示出了图2实施例中的光学变焦模组在另一个角度下的立体结构示意图；

图4示出了本申请一个实施例中可动载体与壳体底板之间的连接关系的示意图；

图5示出了本申请一个光学变焦模组去除三个子镜头后的立体示意图；

图6示出了所述光学变焦模组的沿着所述直线导杆的轴线剖开后的立体示意图；

图7示出了本申请一个实施例中的潜望式光学变焦模组；

图8示出了本申请的一个实施例中光学元件的位置关系；

图9示出了本申请的一个实施例中的模组壳体即直线导杆的立体示意图；

图10示出了两个可动载体的立体结构示意图；

图11示出了第三子镜头的立体示意图；

图12示出了本申请一个实施例中的摄像模组的局部立体示意图；

图13示出了本申请一个变形的实施例的潜望式光学变焦模组的光路示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

应注意，在本说明书中，第一、第二等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一主体也可被称作第二主体。

在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了物体的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可以”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

如在本文中使用的，用语“基本上”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语，而不用作表程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。

除非另外限定，否则本文中使用的所有用语（包括技术用语和科学用语）均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语（例如在常用词典中定义的用语）应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步地描述。

根据本申请的一个实施例，提供了一种包括三个子镜头的光学变焦模组。三个子镜头中，一个是固定镜头，两个是可动镜头，这些镜头沿着一轴线（例如主光轴）同轴布置，并且两个可动镜头可沿着所述轴线分别移动。下面结合附图做进一步地说明。图1示出了本申请一个实施例中的三个子镜头的位置关系的示意图。参考图1，本实施例中，三个镜头沿着主光轴ax同轴布置。在光学设计上，第一子镜头10可以是固定镜头，第二子镜头20和第三子镜头30可以是可动镜头。本实施例中，可以利用导杆对第二子镜头20和第三子镜头30的移动进行限位，以保证二者的移动方向在同一条直线上，即保证二者移动的直线度。子镜头可以安装在载体中，载体与导杆之间实现活动连接，使得子镜头可以沿着导杆移动。本实施例中，每个子镜头中均具有一个由单个或多个透镜组成的镜片组，为便于描述，本申请中将镜片组简称为镜组。进一步地，图2示出了本申请一个实施例中的光学变焦模组的立体结构示意图。图3示出了图2实施例中的光学变焦模组在另一个角度下的立体结构示意图。参考图2和图3，本实施例中，所述光学变焦模组1000包括模组壳体100、沿着主光轴ax同轴布置的多个镜组（对应于第一子镜头10、第二子镜头20和第三子镜头30）、直线导杆200、多个载体、以及布置在模组壳体100的第二轨道（图2中被遮挡，该第二轨道具有一个平整的上表面，在下文中还有更进一步的描述）。所述直线导杆200平行于主光轴ax（参考图1）并设置在所述模组壳体100的一侧，第二轨道设置在模组壳体100的另一侧。为便于描述，本申请中将具有直线导杆的一侧称为第一侧A，将与之相反的另一侧称为第二侧B。在图2中，第一侧A为后侧（即图2中位于x轴负方向的一侧），第二侧B为前侧（即图2中位于x轴正方向的一侧）。本实施例中，所述多个载体中的每个载体内均安装一个子镜头，这些子镜头可以分别用于实现不同的功能。所述多个载体中的至少两个载体为可动载体。本实施例中，可动载体的数目为两个，两个可动载体分别为第二载体40和第三载体50。所述直线导杆200穿过这两个可动载体（第二载体40和第三载体50），使得两个可动载体（例如第二载体40和第三载体50）可沿着所述直线导杆200分别移动。第二轨道位于所述模组壳体100的第二侧B，所述第二轨道（所述第二轨道在图2中被遮挡，因此未示出）与所述直线导杆200平行，所述第二轨道的上表面与所述可动载体的下表面之间通过滚珠支撑，从而使得可动载体可以在z轴方向上被限位（在下文中将结合更多的实施例对此进行更详细的介绍）。在所述第一侧A，在驱动元件的作用下，可动载体可以沿着所述直线导杆200移动，而在所述第二侧B，在第二轨道和滚珠的支撑下，可动载体也可以被驱动元件驱动而在xoy平面移动。由于在第一侧的直线导轨的限位作用，且可动载体本身是刚性的，因此在第二侧，所述可动载体的运动方向也是直线的。概括地说，本实施例中采用了不对称的引导结构，在模组的单侧布置直线导杆，而在模组的另一侧设置第二轨道且第二轨道通过滚珠与可动载体实现活动连接。相比两侧均布置直线导杆的引导结构，本实施例的不对称引导结构能够减少导杆及其适配结构所占用的空间，从而减小了模组的宽度（宽度即图2中x轴方向的尺寸，图2中y轴方向为主光轴的方向，也可以称为模组长度方向，z轴方向为模组高度方向）。同时，由于本实施例的不对称引导结构采用直线导杆，使得光学变焦模组的两个可动镜组能够更精确地沿着同一直线移动，从而有效地保障了模组的成像品质。

进一步地，图4示出了本申请一个实施例中可动载体与壳体底板之间的连接关系的示意图。本实施例中，所述第二轨道具有平整的上表面。所述第二轨道是长条形的金属片111，所述金属片111的上表面与所述可动载体41的下表面之间通过滚珠112支撑。通常来说，模组壳体100通过模塑工艺（或注塑等塑料加工工艺）制作，而金属片111的表面的光滑度往往高于塑料件的表面，因此可以制作出更加平整的表面，进而使可动镜组的移动始终保持在同一条直线上。与此同时，将金属片111作为第二轨道的表面，还可以减小可动载体41移动的阻力，从而减小对驱动元件的驱动力要求，有助于减小器件的尺寸。需注意，采用金属片111作为第二轨道并不是唯一的实现方式，本申请的其他实施例中，第二轨道也可以直接设置在模组壳体的底板（即壳体底板110）上。例如可以在制作模组壳体时，通过选择高度平整的模具使得模组底板对应区域的平整度可以提高，或者通过对模组底板对应区域进行抛光处理等方法来提升模组底板对应区域的平整度，以形成所述第二轨道。本申请的一些实施例中，所述第二轨道可以分段设置，每个第二轨道分段(每个第二轨道分段是一个独立的金属片)对应于一个可动载体。而在另一些实施例中，第二轨道也可以是一个整体的金属片，各个可动载体对应于该金属片的不同区段。

进一步地，在本申请的一个变形的一个实施例中，所述第二轨道可以为制作在所述壳体底板的引导槽，所述滚珠设置在所述引导槽并适于沿着所述引导槽滚动，所述引导槽的引导方向与所述直线导杆平行，所述滚珠的顶面支撑所述可动载体的底面。引导槽的横截面形状可以是弧形的，以便与滚珠形成更好的配合。需注意，在准直度方面，壳体底板的加工精度可能难以达到直线导杆的水平，因此在变焦移动时，所述滚珠有可能存在x轴方向上的漂移（或称为偏移），但由于另一侧的直线导杆的限位作用，所述可动载体的移动路线依然可以保持很高的直线度。也就是说，滚珠位置的偏移并不会影响到可动载体的移动路线的准直度。本实施例中，引导槽在壳体底板的上表面制作，其开口朝上。在一个例子中，所述引导槽可以是具有两个槽侧面和一个底面，槽侧面垂直于槽底面。在另一个例子中，所述引导槽可以具有与滚动表面相适配的弧形面，以便更好地与滚珠适配。引导槽的底面或者其弧形面可以视为所述壳体底板的上表面的一部分，在本实施例中，引导槽的底面或者其弧形面可以视为第二轨道的上表面。第二轨道的上表面与可动载体的下表面由所述滚珠112所支撑，实现z轴方向上的限位，即可动载体相对于第二轨道的移动自动度被限制在xoy平面内，z轴方向上不发生移动。更进一步地，由于另一侧的直线导杆的引导作用，可动载体在x轴方向上也被限位（即可动载体不发生x轴方向的移动），因此可动载体的移动自由度实际上被限制在y轴方向上，即与直线导杆的方向一致。本实施例中，所述引导槽与对应的所述可动载体的下表面共同构成容纳所述滚珠的容纳结构。需注意，本申请的一些实施例中，所述引导槽可以分为多段（即可以分成多个共线的子引导槽），每一段对应于一个可动载体，而在另一些实施例中，所述引导槽也可以是一条连续的引导槽，不同的可动载体分别对应于这条连续的引导槽的不同区段。也就是说，所述第二轨道可以分成多段，也可以是连续的完整轨道。

进一步地，仍然参考图4，在本申请的一个实施例中，所述可动载体41（例如第二载体40和第三载体50）的底面均分别设置凹槽，所述凹槽的开口朝下，所述滚珠112容纳于所述凹槽中。在图4中，可以在可动载体41的底部可以制作出一个凸台113，在仰视图中，该凸台可以是圆环环形的，以便与滚珠的周沿适配。也就是说，所述的开口向下的凹槽可以形成在所述凸台中，所述滚珠112设置在所述凸台113内的所述凹槽中，该凹槽可以对滚珠起到限位作用，以避免滚珠滑脱。本实施例中，所述凹槽与金属片111共同构成用于容纳滚珠112的容纳结构。需注意，所述凸台113并不是本申请所必须的，在变形的实施例中，所述凸台113也可以取消，例如所述可动载体41的下表面可以是一个具有圆形凹槽（指仰视角度下，所述凹槽的周沿呈圆形）的平面，所述圆形凹槽的开口向下，滚珠位于所述凹槽与所述第二轨道的上表面之间。进一步地，本实施例中，在导杆侧的引导作用下，当可动载体移动时，所述滚珠可在所述第二轨道移动。滚珠本身则在z轴方向上起到支撑作用，使得所述第二载体40和第三载体50的两侧（即第一侧A和第二侧B）平衡，从而保证移动精度。同时，由于第二轨道设置在所述第二载体40和第三载体50的底部，因此设置第二轨道不会增加所述第二载体40和第三载体50的宽度（即x轴方向上的尺寸）。因此，相比双侧布置导杆的方案，本实施例的摄像模组可以减小宽度（即x轴方向上的尺寸），从而有助于模组的小型化。本实施例中，所述第二轨道可以是条形的金属片，该金属片置于壳体底板的上表面，但本申请并不限于此。在本申请的另一实施例中，所述第二轨道可以为制作在所述壳体底板表面的引导槽，该实施例中，所述引导槽与所述可动载体的下表面的开口向下的凹槽共同构成容纳所述滚珠的容纳结构。

进一步地，本申请的一个实施例中，在所述光学变焦模组中，所述直线导杆的数目为一。相比多导杆的结构，较少的导杆数目可以帮助降低导杆及其适配结构的占用体积，从而减小光学变焦模组的体积。但需要注意，本申请的其他实施例，直线导杆的数目也可以是两个或者更多。例如可以将在第一侧的不同高度处布置两个直线导杆，每个直线导杆均贯穿所述第二载体和第三载体。由于所有的直线导杆均布置在模组壳体的同一侧，另一侧由第二轨道和滚珠来支撑所述第二载体40和第三载体50，因此这些具有多个直线导杆的变形的实施例仍然可以减小光学变焦模组的宽度（即x轴方向上的尺寸），从而有助于模组的小型化。

进一步地，图5示出了本申请一个光学变焦模组去除三个子镜头后的立体示意图。图6示出了所述光学变焦模组的沿着所述直线导杆的轴线剖开后的立体示意图。为使图面简洁，图6中仅输出了可动载体（即第二载体40和第三载体50）和壳体底板110。参考图5和图6，本申请的一个实施例中，在所述第一侧A，每个所述可动载体（例如第二载体40和第三载体50）均具有导杆适配通孔，所述直线导杆依次穿过每个所述可动载体的所述导杆适配通孔。所述导杆适配通孔的内侧面与所述直线导杆200之间形成至少一个环形容纳腔210，所述环形容纳腔210具有多个第二滚珠211，所述第二滚珠211环绕在所述直线导杆200周围，以便减小可动载体沿直线导杆滑动时的摩擦力。

进一步地，本申请的一个实施例中，所述光学变焦模组为潜望式光学变焦模组。图7示出了本申请一个实施例中的潜望式光学变焦模组。参考图7，本实施例中，潜望式光学变焦模组2000包括模组壳体100和安装于所述模组壳体100内的光转折元件70、第一载体、第二载体40和第三载体50，以及分别安装于所述第一载体、第二载体40和第三载体50中的第一子镜头10、第二子镜头20和第三子镜头30。其中第二载体40和第三载体50是可动载体。第一载体是固定载体。所述第一载体可以直接形成于所述模组壳体。图7中，第一载体可以是形成于所述模组壳体100的固定镜头支撑件150。每个可动载体的一侧（例如第一侧A）具有导杆适配孔，至少一个直线导杆200从所述导杆适配孔贯穿全部可动载体（本实施例中为第二载体40和第三载体50）。每个可动载体的另一侧（例如第二侧B）的底面设置滚珠（具体来说该滚珠可以设置于可动载体底面的凹槽中），所述模组壳体100的底板上表面可以设置第二轨道，该第二轨道的上表面平整以支撑所述滚珠并允许滚珠在xoy平面内移动（包括滚动和滑动）。本实施例中，所述光转折元件70适于将入射光从入射通道反射至成像通道，所述入射通道的光学中心形成入射光轴，所述成像通道的光学中心形成所述的主光轴ax，所述入射光轴垂直于所述主光轴ax。本实施例中，光转折元件70可以将入射光旋转90度，以便减小模组在手机（或其他电子设备）的厚度方向上占用的尺寸。

进一步地，图8示出了本申请的一个实施例中光学元件的位置关系。结合参考图7和图8，所述潜望式光学变焦模组2000中，第一载体为固定载体，固定载体内安装固定子镜头（即第一子镜头10）。第二载体40内安装变焦子镜头（即第二子镜头20），变焦子镜头具有变焦镜组，本实施例中，可以通过沿光轴移动变焦镜组来调节整个成像***的焦距（即整个光学变焦模组的焦距）。第三载体50内安装补偿子镜头（即第三子镜头30），补偿子镜头内安装补偿镜组。本实施例中，所述补偿镜组实现所述成像***的对焦，以对因所述变焦镜组移动而造成的焦点偏移进行补偿。本实施例中，固定子镜头、变焦子镜头和补偿子镜头沿着主光轴ax（可结合参考图1）由物方至像方依次布置。所述光转折元件70可以设置在最靠近物方的位置处，固定子镜头设置在所述光转折元件70的出射端。

进一步地，仍然参考图8，本申请的一个实施例中，所述光学变焦模组中，所述光学变焦模组还可以包括感光组件80，所述感光组件80的感光面大致垂于所述主光轴ax（可结合参考图1），即感光面大致垂直于所述直线导杆的轴线。

进一步地，本申请的一个实施例中，所述光学变焦模组中，所述直线导杆固定于所述模组壳体，在所述第一侧A，所述可动载体由所述导杆支撑且所述可动载体的底面与所述模组壳体底板间具有间隙，即在所述第一侧A，所述可动载体可以是悬空的。

进一步地，图9示出了本申请的一个实施例中的模组壳体即直线导杆的立体示意图。参考图9，本实施例中，所述模组壳体包括壳体底板110、壳体侧壁120、130和盖。其中，结合参考图3，壳体侧壁120、130分别位于模组壳体的第一侧A和第二侧B，图9中未示出了盖，盖通常罩在所述壳体底板或壳体侧壁，使得模组壳体形成封闭结构，以便保护其内部的各个元件。进一步地，图10示出了两个可动载体的立体结构示意图。参考图10，本实施例中，所述可动载体包括第一滑动安装件61、第二滑动部62和连接所述第一滑动安装件61和所述第二滑动部62的载体底板63。其中，第一滑动安装件61位于所述模组壳体的第一侧A。第二滑动部62位于所述模组壳体的第二侧B。所述第一滑动安装件61、第二滑动部62和所述载体底板63形成U形槽，各个所述的子镜头安装在所述U形槽中。所述子镜头可以包括镜筒和安装在镜筒内的透镜组（即镜组）。例如，图11示出了第三子镜头的立体示意图。参考图11，第三子镜头30可以包括镜筒31和安装于其内部的镜组（通常是多个透镜组成的镜片组）。所述镜组通过镜筒组立。所述镜筒的外侧面固定于（例如粘结于）所述U形槽的内侧面。所述可动载体的所述载体底板63与所述壳体底板110之间具有间隙。

进一步地，仍然参考图9和图10，本申请的一个实施例中，所述模组壳体包括壳体底板110、壳体侧壁120、130和盖。所述壳体侧壁120具有限位结构140，所述限位结构140可以设置在相邻的两个所述可动载体（例如第二载体40和第三载体50）的所述第一滑动安装件61之间，所述直线导杆200穿过至少两个所述可动载体的所述第一滑动安装件61和所述限位结构140。本实施例中限位结构140可以将第二载体40和第三载体50的移动行程分别限制在其各自预设的范围内。进一步地，本实施例中，所述第一滑动安装件61的端面和/或所述限位结构140的端面可以设置缓冲层300。这里端面是指垂直于直线导杆200的轴线的面，对于第一滑动安装件61来说，其面对所述限位机构的一面61a就是它的一个端面，对于限位结构140来说，其面对第一滑动安装件61的一面140a就是它的一个端面，将缓冲材料300设置在第一滑动安装件61和/或限位结构140的端面，可以防止可动载体在移动时与限位结构发生碰撞。具体来说，本申请的发明人发现，为实现快速变焦功能，需要可动载体进行快速移动。这就导致驱动元件需要为可动载体提供较大的驱动力，较大的驱动力可能会导致可动载体过度移动以致超过变焦所需的位置。虽然在实际使用时，还可以通过改变驱动力的方向等方法将可动载体的位置回调，但是此种情形仍然会影响到用户的实际体验。例如，某些情况下，由于瞬时驱动力过大而移动过大，可能导致可动载体与限位结构发生碰撞，这种碰撞发出声响将给用户（消费者）的使用体验带来负面影响。另外，由于对于基于直线导杆的光学变焦模组，由于可动载体的移动阻力被大幅降低，当用户未进行变焦拍摄时，如果搭载该光学变焦模组的终端设备（例如手机）所受到外部的撞击/碰撞力较大时，也可能导致可动载体与限位结构发生碰撞，那么手机中将发出异常声响，给用户带来不快，影响使用体验。而本实施例中，在第一滑动安装件和/或限位结构的端面设置缓冲材料（上述缓冲材料构成缓冲层300），可以有效地避免因可动载体与限位结构发生碰撞而导致的异常声响。

进一步地，在本申请的另一个实施例中，所述光学变焦摄像模组中，在所述第一侧A(即具有直线导杆的一侧)，所述壳体侧壁具有限位结构，所述限位结构设置在相邻的两个所述可动载体的所述第一滑动安装件之间，所述导杆穿过至少两个所述可动载体的所述第一滑动安装件和所述限位结构。其中，相邻的两个所述可动载体的所述U形槽内安装对应的镜头。该镜头可以包括镜筒和安装在镜筒内的镜组，所述镜筒的端面可以设置缓冲层（参考图11，缓冲层300可以设置在镜筒31的端面）。在镜筒的端面设置缓冲层也可以避免变焦过程中可动载体与限位结构发生碰撞。

进一步地，在本申请的一个实施例中，所述可动载体通过磁石线圈进行驱动。具体来说，光学变焦模组的两侧（即第一侧A和第二侧B）均可以布置驱动元件。具体来说，所述磁石可以设置于所述壳体侧壁120的内侧面121（结合参考图9），所述线圈可以设置于所述可动载体的外侧面61b（结合参考图10）。其中，内侧面121是指壳体侧壁120的靠近镜组（即靠近光轴）的一侧的侧面，外侧面61b是指可动载体的背离镜组（即背离光轴）的一侧的侧面。图9和图10中仅示出了第一侧A的壳体侧壁的内侧面和可动载体的外侧面，需注意，在第二侧B，同样也可以在壳体侧壁的内侧面和可动载体的外侧面分别设置磁石和线圈。在另一实施例中，所述驱动元件也可以仅在单侧布置驱动元件（例如可以仅布置在具有直线导杆的一侧）。

进一步地，仍然参考图10，在本申请的一个实施例中，所述可动载体包括位于所述第一侧A的第一滑动安装件61、位于所述第二侧B的第二滑动部62和连接所述第一滑动安装件61和所述第二滑动部62的载体底板63，所述第一滑动安装件61、第二滑动部62和所述载体底板63形成U形槽，所述子镜头安装在所述U形槽中。所述磁石设置于模组第一侧A（即具有直线导杆的一侧）的所述壳体侧壁的内侧面，所述线圈设置于所述可动载体的第一滑动安装件61的外侧面。

进一步地，仍然参考图10，在本申请的一个实施例中，每个所述第二滑动部62（即每个可动载体的第二滑动部62）的底面均具有开口朝下的凹槽（本实施例所述凹槽可以设置在环形凸台113中，可结合参考图4），所述滚珠设置在所述凹槽中，并且所述第二滑动部62的底面（即所述凹槽的槽底面，由于本实施例中凹槽开口朝下，所以该槽底面实际上对应于滚珠的顶面）与所述第二轨道的上表面由所述滚珠支撑。本实施例中，所述第二轨道可以是独立的金属片111（例如钢片），该金属片111可以设置在模组壳体的壳体底板110（结合参考图9）的上表面。所述第二轨道具有导磁材料（例如第二轨道由导磁材料制作或者贴附有导磁材料）。本实施例中，用于容纳滚珠的凹槽的上方还可以设置第二磁铁114（也就是说，该所述第二磁铁114可以位于所述滚珠正上方），所述第二磁铁114和所述第二轨道（金属片111）间形成磁力，该磁力可以使凹槽的槽底面（由于凹槽开口向下，因此槽底面实际上对应于滚珠的顶面）和第二轨道的上表面将所述滚珠夹住，以避免所述可动载体在其驱动元件未通电时沿所述直线导杆做不受控的滑动。而当驱动元件通电时，在驱动元件的作用下，沿着直线导杆方向（即y轴方向）的驱动力可以克服滚珠的摩擦力，推动所述可动载体在y轴方向上移动。另外，所述第二磁铁114和所述第二轨道（金属片111）间形成磁力也有助于将滚珠限制在凹槽中，避免滚珠滑脱。

进一步地，本申请中，所述缓冲层既可以设置在限位结构的端面，也可以设置在可动载体的端面。通常来说，只要将缓冲层设置在所述限位结构的端面与所述可动载体的端面之间即可。更进一步地，限位结构不仅可以设置在相邻的可动载体之间，也可以设置在感光组件支撑件和可动载体之间、或者设置在固定载体支撑件（或固定镜头支撑件）与可动载体之间。例如，图12示出了本申请一个实施例中的摄像模组的局部立体示意图。参考图12，本实施例中，在可动载体（第二载体40）的端面与固定镜头支撑件150的端面之间可以设置缓冲层300，在感光组件支撑件（图12中未示出）的端面和可动载体（例如第三载体50）的端面之间也可以设置缓冲层300，这些设计可以进一步地避免终端设备（例如手机）使用过程中因可动载体碰撞而发出声响或震动，从而提升用户体验。所述的固定镜头支撑件150和感光组件支撑件可以是模组壳体100的一部分，与模组壳体100一体成型。其中，固定镜头支撑件可以在前端（即物方的一端）限制可动载体的移动行程，感光组件支撑件则可以在后端（即像方的一端）限制可动载体的移动行程，因此固定镜头支撑件和感光组件支撑件也均可以被视为限位结构。

进一步地，本申请中，所述潜望式光学变焦模组的子镜头组合并不限于一个固定镜头和两个可动镜头的组合。例如图13示出了本申请一个变形的实施例的潜望式光学变焦模组的光路示意图。参考图13，该变形的实施例中，可以包括一个光转折元件和三个可动镜头，这三个可动镜头分别安装于三个可动载体41。并且，该变形的实施例中，模组可以具有两个分别位于不同高度的直线导杆201，每个直线导杆均贯穿三个可动载体41。本实施例中，两个直线导杆201位于模组的同一侧，而该模组的另一侧则可以设置第二轨道和相应的滚珠结构，以便在z轴方向上起到支撑可动载体的作用，使得可动载体的两侧可以平衡。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (25)

1.一种光学变焦模组，其特征在于，包括：

模组壳体；

沿着一轴线同轴布置的多个镜组；

直线导杆，其平行于所述轴线并且所有的所述直线导杆均设置在所述模组壳体的第一侧；

多个载体，每个所述载体内安装一个所述镜组，所述多个载体中的至少两个载体为可动载体，所述直线导杆穿过至少两个所述的可动载体，使得至少两个所述的可动载体可沿着所述直线导杆分别移动；以及

第二轨道，其位于所述模组壳体的第二侧，所述第二侧是所述第一侧的相反一侧，所述第二轨道与所述直线导杆平行，所述第二轨道的上表面与所述可动载体的下表面之间通过滚珠支撑。

2.根据权利要求1所述的光学变焦模组，其特征在于，所述第二轨道具有平整的上表面。

3.根据权利要求2所述的光学变焦模组，其特征在于，所述第二轨道是长条形的金属片，所述金属片的上表面与所述可动载体的下表面之间通过所述滚珠支撑。

4.根据权利要求2所述的光学变焦模组，其特征在于，所述第二轨道直接形成于所述模组壳体的底板的上表面。

5.根据权利要求2所述的光学变焦模组，其特征在于，在所述模组壳体的第二侧，所述可动载体的底面设置开口朝下的凹槽，所述滚珠容纳于所述凹槽，所述滚珠被夹持在所述凹槽和所述第二轨道之间。

6.根据权利要求1所述的光学变焦模组，其特征在于，在所述模组壳体的第一侧，每个所述可动载体均具有导杆适配通孔，所述直线导杆依次穿过每个所述可动载体的所述导杆适配通孔。

7.根据权利要求6所述的光学变焦模组，其特征在于，所述导杆适配通孔的内侧面与所述直线导杆之间形成至少一个环形容纳腔，所述环形容纳腔具有多个第二滚珠，所述第二滚珠环绕在所述直线导杆。

8.根据权利要求1所述的光学变焦模组，其特征在于，所述光学变焦模组为潜望式光学变焦模组。

9.根据权利要求1所述的光学变焦模组，其特征在于，所述光学变焦模组还包括光转折元件，所述光转折元件适于将入射光从入射通道反射至成像通道，所述入射通道的光学中心形成入射光轴，所述成像通道的光学中心形成主光轴，所述入射光轴垂直于所述主光轴。

10.根据权利要求9所述的光学变焦模组，其特征在于，所述多个载体包括一个固定载体和两个所述的可动载体，所述固定载体内安装固定镜组，两个所述的可动载体内分别安装变焦镜组和补偿镜组；所述变焦镜组适于调节整个成像***的焦距，所述补偿镜组实现所述成像***的对焦，以对因所述变焦镜组移动而造成的焦点偏移进行补偿。

11.根据权利要求10所述的光学变焦模组，其特征在于，从物方到像方依次布置所述固定镜组、所述变焦镜组和所述补偿镜组。

12.根据权利要求11所述的光学变焦模组，其特征在于，所述光学变焦模组还包括感光组件，所述感光组件包括线路板和安装于线路板表面的感光芯片，所述线路板的侧面具有一柔性连接带，所述柔性连接带弯折至所述模组壳体的第一侧或第二侧，所述模组壳体的第一侧或第二侧具有第二线路板，所述第二线路板通过所述柔性连接带与所述线路板电导通。

13.根据权利要求2所述的光学变焦模组，其特征在于，所述直线导杆固定于所述模组壳体；所述模组壳体包括壳体底板、壳体侧壁和盖。

14.根据权利要求13所述的光学变焦模组，其特征在于，所述第二轨道是制作在所述壳体底板的引导槽，所述滚珠设置在所述引导槽并适于沿着所述引导槽滚动，所述引导槽的引导方向与所述直线导杆平行，所述滚动的顶面支撑所述可动载体的底面。

15.根据权利要求14所述的光学变焦模组，其特征在于，所述可动载体包括位于所述第一侧的第一滑动安装件、位于所述第二侧的第二滑动部和连接所述第一滑动安装件和所述第二滑动部的载体底板，所述第一滑动安装件、第二滑动部和所述底板形成U形槽，所述镜组安装在所述U形槽中。

16.根据权利要求15所述的光学变焦模组，其特征在于，所述镜组通过镜筒组立，所述镜筒的外侧面固定于所述U形槽的内侧面。

17.根据权利要求15所述的光学变焦模组，其特征在于，所述载体底板与所述壳体底板之间具有间距。

18.根据权利要求15所述的光学变焦模组，其特征在于，在所述第一侧，所述壳体侧壁具有限位结构，所述限位结构设置在相邻的两个所述可动载体的所述第一滑动安装件之间，所述直线导杆穿过至少两个所述可动载体的所述第一滑动安装件和所述限位结构。

19.根据权利要求18所述的光学变焦模组，其特征在于，所述第一滑动安装件的端面和/或所述限位结构的端面设置缓冲层。

20.根据权利要求16所述的光学变焦模组，其特征在于，在所述第一侧，所述壳体侧壁具有限位结构，所述限位结构设置在相邻的两个所述可动载体的所述第一滑动安装件之间，所述直线导杆穿过至少两个所述可动载体的所述第一滑动安装件和所述限位结构；

相邻的两个所述可动载体的所述U形槽内的所述镜筒的端面设置缓冲层。

21.根据权利要求14所述的光学变焦模组，其特征在于，所述可动载体通过磁石线圈进行驱动。

22.根据权利要求21所述的光学变焦模组，其特征在于，所述磁石设置于所述壳体侧壁的内侧面，所述线圈设置于所述可动载体的外侧面。

23.根据权利要求21所述的光学变焦模组，其特征在于，所述可动载体包括第一滑动安装件、第二滑动部和连接所述第一滑动安装件和所述第二滑动部的载体底板，其中，所述第一滑动安装件位于所述模组壳体的所述第一侧，所述第二滑动部位于所述模组壳体的所述第二侧；所述第一滑动安装件、第二滑动部和所述底板形成U形槽，所述镜组安装在所述U形槽中；

所述磁石设置于所述第一侧的所述壳体侧壁的内侧面，所述线圈设置于所述可动载体的所述第一滑动安装件的外侧面。

24.根据权利要求15所述的光学变焦模组，其特征在于，每个所述第二滑动部的底面均具有凹槽，所述滚珠设置在所述凹槽中，并且所述第二滑动部的底面与所述第二轨道的上表面由所述滚珠支撑。

25.根据权利要求24所述的光学变焦模组，其特征在于，所述第二轨道具有导磁材料；所述第二滑动部中，在所述凹槽的上方安装第二磁铁，所述第二磁铁和所述第二轨道间的磁力使所述凹槽和所述第二轨道将所述滚珠夹住。