CN114900594A - 摄像头模组以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了摄像头模组以及电子设备。摄像头模组包括镜头组件、光传感器、以及第一压电驱动装置。光传感器沿镜头组件的光轴设置，第一压电驱动装置与所述光传感器连接，沿垂直于所述光轴的方向设置在所述光传感器的一侧，所述第一压电驱动装置用于在施加电压后产生沿所述光轴方向的形变，并带动所述光传感器沿所述光轴方向运动。通过上述方式，本申请的摄像头模组能够通过第一压电驱动装置进行对焦。

Description

摄像头模组以及电子设备

技术领域

本申请涉及摄像头结构技术领域，特别是涉及摄像头模组以及电子设备。

背景技术

手机、平板电脑等影像行业进步迅速，对尺寸、成本、品质可靠性的需求也日益增长，在未来随着感光芯片相面增大，摄像头的镜头体积及重量也随之增大，镜头马达也要具备足够大功率。

在相关技术中，镜头马达通常采用电磁动方案，然而电磁动方案需要有更大的体积放置足够大的磁石和线圈才能实现足够大的功率，限制了摄像头小型化和低功耗的发展，而且还存在磁性干扰。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供摄像头模组以及电子设备，能够调节摄像头模组的焦距。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种摄像头模组，包括：

镜头组件，具有光轴；

光传感器，沿所述光轴设置；

第一压电驱动装置，与所述光传感器连接，沿垂直于所述光轴的方向设置在所述光传感器的一侧，用于在施加电压后产生沿所述光轴方向的形变，并带动所述光传感器沿所述光轴方向运动。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种电子设备，包括：

本申请提供的摄像头模组；以及

控制电路板，所述摄像头模组与所述控制电路板电连接。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请的摄像头模组包括镜头组件、光传感器以及第一压电驱动装置。光传感器设置在镜头组件的光轴上，第一压电驱动装置能够在施加电压后产生沿光轴方向的形变，并带动光传感器沿光轴方向运动，进而改变光传感器与镜头组件的距离，调节摄像头模组的焦距。压电驱动装置能够提供足够大的推力和响应速度，使得摄像头模组能够快速精准地完成对焦，而且无需占用体积过大的磁石和线圈，缩小了摄像头模组的体积。

附图说明

图1是本申请电子设备一实施例的正面结构示意图；

图2是图1实施例中电子设备的背面结构示意图；

图3是本申请摄像头模组实施例的结构示意图；

图4是图1实施例中摄像头模组的侧视结构示意图；

图5是现有技术中摄像头模组的结构剖面图；

图6是图4实施例中摄像头模组在A-A处的结构剖视示意图；

图7是图6摄像头模组另一实施例的结构示意图。

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，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、机构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、机构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

作为在此使用的“电子设备”(或简称为“终端”)包括，但不限于被设置成经由有线线路连接(如经由公共交换电话网络(PSTN)、数字用户线路(DSL)、数字电缆、直接电缆连接，以及/或另一数据连接/网络)和/或经由(例如，针对蜂窝网络、无线局域网(WLAN)、诸如DVB-H网络的数字电视网络、卫星网络、AM-FM广播发送器，以及/或另一通信终端的)无线接口接收/发送通信信号的装置。被设置成通过无线接口通信的通信终端可以被称为“无线通信终端”、“无线终端”或“移动终端”。移动终端的示例包括，但不限于卫星或蜂窝电话；可以组合蜂窝无线电电话与数据处理、传真以及数据通信能力的个人通信***(PCS)终端；可以包括无线电电话、寻呼机、因特网/内联网接入、Web浏览器、记事簿、日历以及/或全球定位***(GPS)接收器的PDA；以及常规膝上型和/或掌上型接收器或包括无线电电话收发器的其它电子装置。手机即为配置有蜂窝通信模块的电子设备。

本申请提供电子设备以及摄像头模组的实施例。请一并参阅图1和图2，图1是本申请电子设备一实施例的正面结构示意图，图2是图1实施例中电子设备的背面结构示意图，本申请实施例中的电子设备可以包括手机、平板电脑、笔记本电脑、可穿戴设备等。其中，本实施例以手机为例进行说明。

具体而言，该电子设备可以包括显示屏30、壳体20、控制电路板40、电池50以及摄像头模组10。在本实施例中的电子设备可以是包括多个摄像头模组10。所述摄像头模组10可以是与所述壳体20或者显示屏30连接(形成前置以及后置摄像头结构)；所述壳体20和所述显示屏30配合形成容纳空间，所述控制电路板40以及电池50设于所述容纳空间内，所述控制电路板40与所述摄像头模组10、所述电池50以及所述显示屏30电连接。摄像头模组10为本申请提供的摄像头模组，在需要进行拍摄时，摄像头模组10可以接收外界光线进行成像。电池50用于供电，控制电路板40用于控制摄像头模组10、所述电池50以及所述显示屏30的工作状态。关于电子设备其他部分结构的详细技术特征在本领域技术人员的理解范围内，此处亦不再赘述。

请参阅图3、图4，图3是本申请摄像头模组实施例的结构示意图，图4是图1实施例中摄像头模组的侧视结构示意图。摄像头模组10包括镜头组件100和底座组件200，镜头组件100与底座组件200连接。其中，镜头组件100内部设有多个透镜，用于成像和对焦，例如可以包括若干凸透镜和/或凹透镜形成的透镜组，以利用透镜组对光线产生聚焦或发散等光学处理。底座组件200设有电路板和光传感器，用于接收镜头组件100的光线并进行成像。

请参阅图5，图5是现有技术中摄像头模组的结构剖面图。在相关技术中，通常采用VCM(Voice Coil Motor)音圈马达带动镜头运动的方式进行摄像头模组AF(AutomaticFocus)功能。即在镜头的周围设置线圈，线圈通电后与其周围的磁石相互作用发生运动，以此实现对焦。但是随着镜头体积和重量增大，音圈马达中的磁石和线圈的体积和重量也要随之增大对镜头的推力，从而实现精准对焦。因此，目前的摄像头模组在存在占用体积、重量过大的问题。

请参阅图4和6，图6是图4实施例中摄像头模组在A-A处的结构剖视示意图。

在本申请中，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该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实施例中，底座组件200包括第一压电驱动装置201和光传感器202。

其中，光传感器202对镜头组件100的光轴设置，光传感器202具有感光区(图未示)，其感光区可以在受光照射时产生光电效应以进行成像。第一压电驱动装置201沿垂直于镜头组件100光轴方向设置在光传感器202的一侧。

可选地，光传感器202的类型可以包括CCD(电荷耦合)元件、CMOS(互补金属氧化物导体)器件和光敏二极管等。从色彩来划分，光传感器202可以是彩色光传感器、单色光传感器、红外光传感器和灰度传感器等。

可选地，底座组件200内还可以包括红外滤光片203，红外滤光片203位于光传感器202与镜头组件100之间，红外滤光片203可以过滤掉光线中的红外光，从而使得光传感器202成像时不受红外光干扰，以提高成像效果。

在本实施例中，摄像头模组10具有光轴，其光轴由镜头组件100的具有的光轴界定，红外滤光片203和光传感器202都是沿着光轴设置。镜头组件100内部光学器件与光传感器202按照光路安装需要组装形成摄像头模组10后，摄像头模组10进行拍摄时，外界光线沿摄像头模组10的成像光轴的方向入射光传感器202的感光区，从而使得感光区受光照射而成像。其中，“外界光线沿摄像头模组10的成像光轴的方向入射光传感器202的感光区”并不意味着入射到光传感器202上的所有光线的传播方向完全与成像光轴的方向重合或平行，只要这些光能够进入摄像头模组10并照射光传感器202的感光区域以满足光传感器202的成像需要即可。

第一压电驱动装置201可为摄像头模组10的防抖和对焦提供所需动力，从而保证拍摄质量。

在本实施例中，第一压电驱动装置201由压电材料制成。压电材料例如可以是压电陶瓷，是一种能够将电能转化为机械能的电子陶瓷材料，压电陶瓷内的铁电晶粒产生的自发极化矢量混乱取向，在通入电压后，极化矢量方向会沿电场方向取向。

因此，在对第一压电驱动装置201施加电压后，第一压电驱动装置201能够产生沿镜头组件100光轴方向的形变。其中，“沿镜头组件100光轴方向”指的是沿平行于镜头组件100光轴的方向。

在本实施例中，第一压电驱动装置201与光传感器202连接，在第一压电驱动装置201产生沿镜头组件100光轴方向形变时，第一压电驱动装置201能够带动光传感器202沿镜头组件100光轴方向的直线运动。即第一压电驱动装置201带动光传感器202沿光轴往远离镜头组件100的方向运动或者第一压电驱动装置201带动光传感器202沿光轴往靠近镜头组件100的方向运动，进而改变光传感器202与镜头组件100之间的距离，满足对焦和防抖需要。

在其他的实施例中，第一压电驱动装置201也可以带动镜头组件100沿着光轴方向运动，而光传感器202保持不动，也能够满足对焦和防抖需要。

由于压电材料具有响应快、推力大等特点，能够使摄像头模组10可以快速调整光传感器202的位置而进行快速对焦，且无论是针对大感光区传感器还是大体积镜头，第一压电驱动装置201都能够有足够的推力移动传感器或者镜头。同时第一压电驱动装置201由非磁材料制成，不会对摄像头模组10的其他元件或者应用摄像头模组10的电子设备产生磁干扰。

关于第一压电驱动装置201带动光传感器202沿镜头组件100光轴方向运动的方式，可以直接将光传感器202与第一压电驱动装置201直接连接，第一压电驱动装置201直接推动光传感器202运动，也可以以下述方式，具体参阅以下实施例的描述。

进一步地，在本实施例中底座组件200还可以包括载体204。载体204用于安装红外滤光片203和光传感器202。

具体而言，载体204沿着镜头组件100的光轴而设置，红外滤光片203和光传感器202设置在载体204上。载体204可以设有相应的开口(图未标号)，开口与镜头组件100相对，红外滤光片203和光传感器202设置在载体204的开口上。

载体204不仅能够作为红外滤光片203和光传感器202的承载基础，而且能够将第一压电驱动装置201沿平行于光轴方向的运动转化为光传感器202所需的防抖运动和焦距调节运动，并进而实现拍摄装置在拍摄过程中的对焦和防抖。

第一压电驱动装置201沿垂直于镜头组件100光轴方向设置在载体204的一侧，载体204与第一压电驱动装置201连接，使得光传感器202通过载体204与第一压电驱动装置201连接，在第一压电驱动装置201产生沿镜头组件100光轴方向形变时，第一压电驱动装置201驱动载体204沿光轴方向运动，载体204带动光传感器202沿光轴方向运动，进而改变光传感器202与镜头组件100之间的距离，满足对焦和防抖需要。

因为第一压电驱动装置201沿垂直于镜头组件100光轴方向设置在载体204的一侧，而并非设置在光轴方向，所以在光轴方向上减小了摄像头模组10的厚度。

进一步地，底座组件200还可以包括第一摩擦件205。第一摩擦件205设置在载体204靠近第一压电驱动装置201的一侧，并位于第一压电驱动装置201与载体204之间，载体204通过第一摩擦件205与第一压电驱动装置201连接。

第一摩擦件205的一端与载体204固定连接，例如可以通过粘接、镶嵌、螺钉连接等方式固定在载体204的一侧。

第一摩擦件205的另一端与第一压电驱动装置201抵接，在第一压电驱动装置201产生沿光轴方向形变时，第一压电驱动装置201对第一摩擦件205产生在光轴方向的摩擦力，第一压电驱动装置201通过摩擦力带动第一摩擦件205沿光轴方向运动。由于第一摩擦件205与载体204固定连接，载体204与设置在载体204上的光传感器202受到第一压电驱动装置201影响，沿光轴方向运动，进而实现对焦和防抖。

具体地，第一压电驱动装置201包括压电驱动本体2011和摩擦头2012。压电驱动本体2011为被施加电压后产生形变的部分，摩擦头2012为与第一摩擦件205抵接的部分。压电驱动本体2011与摩擦头2012固定连接，也可以是压电驱动本体2011中凸向第一摩擦件205的一部分。

在对压电驱动本体2011施加电压后，压电驱动本体2011产生在光轴方向的形变，以带动摩擦头2012沿光轴方向运动。摩擦头2012对第一摩擦件205产生摩擦力，推动第一摩擦件205、载体204以及安装在载体204上的光传感器202一同沿光轴方向运动，以实现对焦和防抖。

可选地，第一摩擦件205由氧化锆材料制成。氧化锆具有耐高温、绝缘以及耐摩擦的性能，能够保证第一摩擦件205具有很长的使用寿命。

可选地，摩擦头2012与第一摩擦件205之间过盈配合，使得摩擦头2012对第一摩擦件205产生垂直于第一摩擦件205的压力，增大摩擦头2012与第一摩擦件205之间的摩擦力，避免摩擦头2012与第一摩擦件205之间发生打滑。同时，还能达自锁效果，在对焦完成后可以撤销第一压电驱动装置201的电压，第一压电驱动装置201的形态固定，此时第一摩擦件205与摩擦头2012之间还存在很大的静摩擦力，在静摩擦力的作用下，第一摩擦件205和载体保持固定状态，使得光传感器202位置固定，不会随意移动，保证摄像头模组10的整体对焦效果不再改变。

在本实施例中，底座组件200还可以包括第一电路板207和第二电路板206。

其中，第二电路板206可以安装在载体204上，例如通过粘接、焊接等方式设置在载体204。光传感器202采取贴片的形式安装于电路板230上，或者，光传感器202通过胶水粘接在第二电路板206上，光传感器202与第一电路板。在载体204沿光轴方向运动时，第二电路板206以及第二电路板206上的光传感器202也跟随沿光轴方向运动。

第一电路板207设置在第二电路板206的外周，也可以与第二电路板206重叠设置，第一电路板207也可以第二电路板206电连接。

第一压电驱动装置201支撑于第一电路板207上，并将第一压电驱动装置201固定，防止第一压电驱动装置201松动。在一些实施例中，第一压电驱动装置201还可以与第一电路板207电性连接，第一电路板207对第一压电驱动装置201通电，以使第一压电驱动装置201产生形变。

可选地，第一电路板207或第二电路板206内还可以设有位置传感器，位置传感器用于检测光传感器202的位置信息，并基于位置信息调整第一压电驱动装置201的电压大小，以改变光传感器202的位置，进而实现摄像头模组的自动对焦、防抖等功能。

可选地，第一电路板207和第二电路板206可以是PCB板(Printed Circuit Board)或FPC板(Flexible Printed Circuit)。

在第一电路板207为FPC板时，第二电路板206具有一定的柔性，能够为第一压电驱动装置201在产生形变时起到弹片的作用，能够在一定程度上避免对焦运动中出现卡滞等异常，也可以使第一压电驱动装置201产生旋转运动，即防抖运动进行弹性形变，以适应防抖运动过程中载体204的偏摆。

进一步地，底座组件200还可以包括运动导向机构208。运动导向机构208沿垂直于镜头组件100光轴方向设置在载体204远离第一压电驱动装置201的一端，例如可以固定在第一电路板207上。

运动导向机构208用于引导载体204沿镜头组件100光轴方向运动，减小摄像头模组10沿光轴方向运动的阻力，并且对载体204提供一部分运动支撑。

运动导向机构208具体可以包括固定件2081、滚珠2082以及滑动件2083。

滑动件2083沿垂直于镜头组件100光轴方向设置在载体204远离第一压电驱动装置201的一端，并与载体204固定连接，例如可以通过粘接、镶嵌、螺钉连接等方式固定连接。

固定件2081固定在滑动件2083远离载体204的一侧，滚珠2082设置在固定件2081和滑动件2083之间，在载体204沿光轴方向运动时，滑动件2083通过滚珠2082与固定件2081之间发生滑动，进而达到载体204与固定件2081之间发生滑动的效果。固定件2081与第一压电驱动装置201共同为载体204沿光轴方向的运动提供运动支撑。

可选地，运动导向机构208可以设有多个，多个运动导向机构208设置在载体204的周围，增强载体204的运动稳定性。

进一步地，底座组件200还包括外壳211以及底座212，第一压电驱动装置201、光传感器202、红外滤光片203、载体204、第一摩擦件205、第二电路板206以及第一电路板207、运动导向机构208设置在外壳211内，底座212将以上元件罩设在外壳211内。

可选地，外壳211可以是金属材料制成，第一压电驱动装置201也可以与外壳211电连接，在对外壳211通电的情况下，也能使得第一压电驱动装置201产生压电效应产生形变。

请参阅图4、6、7，图7是图6摄像头模组另一实施例的结构示意图。

在此实施例中，摄像头模组10包括镜头组件100和底座组件200。底座组件200包括外壳211、底座212、第一压电驱动装置、光传感器202、红外滤光片203、载体204、第一摩擦件205、第二电路板206以及第一电路板207、第二压电驱动装置209和第二摩擦件210。

第一压电驱动装置201、光传感器202、红外滤光片203、载体204、第一摩擦件205、第二电路板206以及第一电路板207、第二压电驱动装置209和第二摩擦件210设置在外壳211内，底座212将以上元件罩设在外壳211内。

第一压电驱动装置201、光传感器202、红外滤光片203、载体204、第一摩擦件205、第二电路板206以及第一电路板207和的设置方式可以参考上一实施例。

第二压电驱动装置209和第二摩擦件210沿垂直于镜头组件100光轴方向设置在载体204远离第一压电驱动装置201的一端，例如可以固定在第一电路板207上。

第二压电驱动装置209由压电材料制成，在对第二压电驱动装置209施加电压后，第二压电驱动装置209能够产生沿镜头组件100光轴方向的形变。

在第二压电驱动装置209产生沿镜头组件100光轴方向形变时，第二压电驱动装置209驱动载体204沿光轴方向直线运动，载体204带动光传感器202沿光轴方向运动，进而改变光传感器202与镜头组件100之间的距离，满足对焦和防抖需要。

第二摩擦件210的一端与载体204远离第一压电驱动装置201的一端固定连接，另一端与第二压电驱动装置209抵接，在第二压电驱动装置209产生沿光轴方向形变时，第二压电驱动装置209对第二摩擦件210产生在光轴方向的摩擦力，第二压电驱动装置209通过摩擦力带动第二摩擦件210沿光轴方向运动。由于第二摩擦件210与载体204固定连接，载体204与设置在载体204上的光传感器202受到第二压电驱动装置209影响，沿光轴方向运动，进而实现对焦。

关于第二压电驱动装置209与第二摩擦件210的详细描述，可以参阅第一压电驱动装置201与第一摩擦件205的描述，在此不作赘述。

在此实施例中，第一压电驱动装置201和第二压电驱动装置209共同为载体204沿光轴方向的运动提供运动支撑，驱动载体204与设置在载体204上的光传感器202沿光轴方向运动。

在其他实施例中，还可以设置第三压电驱动装置或更多压电驱动装置。

综上，本申请通过压电材料的产生压电效应对光传感器位置进行调节，压电驱动的方式精度高、响应快，适宜于包括本申请在内的小型精密结构使用。相对于VCM调焦结构，本实施例的摄像头模组具有更大的推力，提高摄像头模组对焦速度，无需占用体积过大的磁石和线圈，缩小了摄像头模组的体积。并且本申请摄像头模组外部全封闭、无可动件，对电子设备内部堆叠应用更有优势。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种摄像头模组，其特征在于，包括：

镜头组件，具有光轴；

光传感器，沿所述光轴设置；

第一压电驱动装置，与所述光传感器连接，沿垂直于所述光轴的方向设置在所述光传感器的一侧，用于在施加电压后产生沿所述光轴方向的形变，并带动所述光传感器沿所述光轴方向运动。

2.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，

所述摄像头模组还包括载体，所述载体沿所述光轴设置，所述光传感器设于所述载体中，所述载体与所述第一压电驱动装置连接，所述电驱动装置产生形变以驱动所述载体沿所述光轴方向运动，所述载体带动所述光传感器沿所述光轴方向运动。

3.根据权利要求2所述的摄像头模组，其特征在于，

所述摄像头模组还包括第一摩擦件，所述第一摩擦件位于所述载体与所述第一压电驱动装置之间，所述第一摩擦件的一端与所述第一压电驱动装置抵接，另一端固定在所述载体的一侧，所述第一压电驱动装置产生形变对所述第一摩擦件产生摩擦力，以驱动所述第一摩擦件沿所述光轴方向运动。

4.根据权利要求3所述的摄像头模组，其特征在于，

所述第一压电驱动装置包括压电驱动本体和与所述压电驱动本体连接的摩擦头，所述摩擦头与所述第一摩擦件抵接；

所述压电驱动本体在施加电压后产生沿所述光轴方向的形变，带动所述摩擦头沿所述光轴方向运动。

5.根据权利要求3所述的摄像头模组，其特征在于，

所述第一摩擦件由氧化锆材料制成。

6.根据权利要求2所述的摄像头模组，其特征在于，

所述摄像头模组还包括运动导向机构，所述运动导向机构与所述载体远离所述第一压电驱动装置的一端连接，所述运动导向机构用于引导所述载体沿所述光轴方向运动。

7.根据权利要求6所述的摄像头模组，其特征在于，

所述运动导向机构包括固定件、滑动件以及滚珠，所述滑动件与所述载体远离所述第一压电驱动装置的一端连接，所述固定件在所述滑动件的一侧，所述滚珠设于所述滑动件与所述固定件之间，所述滑动件通过所述滚珠与所述固定件发生沿所述光轴方向的滑动。

8.根据权利要求2所述的摄像头模组，其特征在于，

所述摄像头模组还包括第二压电驱动装置，所述第二压电驱动装置与述载体远离所述第一压电驱动装置的一端连接，所述第二压电驱动装置在施加电压后产生形变，以驱动所述载体沿所述光轴方向运动。

9.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，

所述摄像头模组还包括第一电路板，所述第一压电驱动装置固定并支撑于所述第一电路板上，所述第一压电驱动装置与所述第一电路板电性连接。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

如权利要求1～9任意一项所述的摄像头模组；以及

控制电路板，所述摄像头模组与所述控制电路板电连接。

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