CN118041024A - 一种光学变焦马达、摄像头模组及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及终端设备技术领域。本申请公开了一种光学变焦马达、摄像头模组及电子设备。光学变焦马达包括:动子和第一弹性件。动子用于固定镜头;第一弹性件与动子连接;第一弹性件由形状记忆合金制成,第一弹性件被配置为接收电信号,并基于电信号产生形变,以驱动动子沿镜头的光轴方向运动,进而带动镜头沿光轴方向运动。利用形状记忆合金超强的变形恢复能力,将第一弹性件作为光学变焦马达的动力源,利用第一弹性件的形变过程,驱动动子的运动。这样,不仅可以利用第一弹性件支撑动子,提高动子的可靠性,还可以利用第一弹性件的弹性变化作为动子的驱动力,驱动动子运动,进而驱动镜头的运动,以实现摄像头模组的变焦功能。
Description
技术领域
本申请涉及终端设备技术领域,尤其涉及一种光学变焦马达、摄像头模组及电子设备。
背景技术
近年来,随着多媒体技术的发展,摄像头模组的应用范围越来越广,被广泛的应用于手机、电脑、***头等电子产品中。在用户使用摄像头模组的场景下,用户可能需要拍摄近点或远点的图像,因此,需要摄像头模组具有变焦能力。
发明内容
本申请提供了一种光学变焦马达、摄像头模组及电子设备,以使得摄像头模组具有变焦能力,提高用户体验。
第一方面,本申请提供了一种光学变焦马达,包括:动子和第一弹性件。动子用于固定镜头;第一弹性件与动子连接;第一弹性件由形状记忆合金制成,第一弹性件被配置为接收电信号,并基于电信号产生形变,以驱动动子沿镜头的光轴方向运动,进而带动镜头沿光轴方向运动。
本申请实施例提供的光学变焦马达,第一弹性件采用形状记忆合金制成,利用形状记忆合金超强的变形恢复能力,将第一弹性件作为光学变焦马达的动力源,利用第一弹性件的形变过程,驱动动子的运动。这样,不仅可以利用第一弹性件支撑动子,提高动子的可靠性,还可以利用第一弹性件的弹性变化作为动子的驱动力,驱动动子运动,进而驱动镜头的运动,以实现摄像头模组的变焦功能。
在一些实现方式中,还包括:底座;底座包括底板和两个侧板,两个侧板位于底板相对的两端;动子位于底板的上方,且位于两个侧板之间。这样,将底座作为定子,便于后续动子相对于底座运动。
在一些实现方式中,第一弹性件位于底板和动子之间;第一弹性件的一端与底板连接,第一弹性件的另一端与动子的底部连接。这样,可以将第一弹性件作为下弹片使用,不仅可以保证动子相对于底座的稳定性,还可以在第一弹性件产生形变时,驱动动子相对于底板运动。
在一些实现方式中,第一弹性件位于动子的背离底板的一侧;第一弹性件的一端与侧板连接,第一弹性件的另一端与动子的顶部连接。这样,可以将第一弹性件作为上弹片使用,不仅可以保证动子相对于底座的稳定性,还可以在第一弹性件产生形变时,驱动动子相对于底板运动。
在一些实现方式中,第一弹性件的数量为两个;其中一个第一弹性件位于底板和动子之间,第一弹性件的一端与底板连接,另一端与动子的底部连接;另一个第一弹性件位于动子的背离底板的一侧,第一弹性件的一端与侧板连接,另一端与动子的顶部连接。这样,可以将两个第一弹性件作为上弹片和下弹片使用,两个第一弹性件产生形变时,可以提高驱动动子相对于底板运动的驱动力。
在一些实现方式中,第一弹性件被配置为在未接收到电信号时,具有第一形态,使动子位于初始位置,镜头具有初始焦距;第一弹性件被配置为在接收到电信号时,形变至第二形态,驱动动子沿光轴的进光方向朝底座运动,镜头的焦距增加。这样,第一弹性件基于是否接收到电信号而产生不同的形态,进而根据形态变化驱动动子的运动,以带动镜头的运动,实现镜头的变焦。
在一些实现方式中,电信号为电流;电流的大小与第一弹性件的形变程度呈正相关。这样,可以根据调节电流的大小,实时调整第一弹性件的形变程度,进而实时调整镜头的焦距。
在一些实现方式中,第一弹性件被配置为在接收到目标电流时,驱动动子沿进光方向运动目标距离,镜头的焦距增加至目标焦距。这样,第一弹性件可以基于不同的目标电流产生对应的形变,进而驱动动子运动对应的目标距离,以实现镜头的全行程焦距调节,实现无级变焦。
在一些实现方式中,底板为多边形结构,底板包括第一通孔;第一弹性件包括多个子弹性件,多个子弹性件沿第一通孔的周向分布,且与底板的多个边一一对应设置。这样,多个子弹性件分布于底板的各个边,能够均匀地向位于底板上方的动子施加驱动力,避免动子倾斜。
在一些实现方式中,底板包括与多个子弹性件一一对应的多个固定区,多个固定区沿第一通孔的周向分布;每个子弹性件包括固定部、活动部和形变部,形变部连接于固定部和活动部之间;固定部与其对应的固定区连接,活动部与动子的底部连接;其中,至少两个子弹性件的活动部通过连接部连接。这样,子弹性件在产生形变时,因其固定部与作为定子的底板连接,使得形变部的形变带动活动部的运动,进而驱动与活动部连接的动子的运动。
在一些实现方式中,每个固定区包括至少一个固定柱,每个固定部包括至少一个固定孔,至少一个固定柱与至少一个固定孔一一对应;固定柱嵌入到其对应的固定孔内。这样,利用固定柱和固定孔的嵌合作用,可以提高子弹性件的固定部与底板的可靠性。
在一些实现方式中,底板还包括多个凹槽;多个凹槽环绕于第一通孔的边缘,且与底板的多个边一一对应设置;子弹性件的活动部被配置为可形变至凹槽内。这样,可以便于后续子弹性件产生形变时,活动部能够形变至凹槽内,避免活动部影响动子相对于底板的下降运动。
在一些实现方式中,动子的底部包括多个定位柱,沿光轴方向,定位柱与凹槽一一对应;每个子弹性件的活动部包括定位孔,多个定位柱与多个定位孔一一对应,定位柱嵌入到其对应的定位孔内。这样,利用定位柱和定位孔的嵌合作用,可以提高子弹性件的活动部与动子的可靠性。
在一些实现方式中,还包括:第二弹性件;第二弹性件位于动子的背离底板的一侧,第二弹性件的一端与动子的顶部连接,第二弹性件的另一端与侧板连接。这样,可以利用第二弹性件与第一弹性件配合,共同支撑动子,避免动子出现晃动或倾斜。
在一些实现方式中,第二弹性件包括弹性片、两个支撑片和多个弯折部;弹性片与动子的顶部连接;两个支撑片位于弹性片的相对两侧,两个支撑片通过多个弯折部与弹性片连接,且每个支撑片分别与两个侧板的相对两端连接。这样,第二弹性件的两端与侧板连接,第二弹性件的中间区域与动子连接,便于第二弹性件的弹性片相对于支撑片运动,可以更好地起到支撑作用。
在一些实现方式中,底座的其中一个侧板包括容纳槽;容纳槽内包括驱动IC,驱动IC用于向第一弹性件发送电信号。这样,在马达侧设置驱动IC,可以便于采用闭环控制方式向第一弹性件发送电信号。
在一些实现方式中,还包括:霍尔器件和磁性体,霍尔器件位于容纳槽,磁性***于动子上;磁性体被配置为产生磁场;霍尔器件被配置为感应磁场而产生磁通量,并将磁通量发送至驱动IC;驱动IC被配置为基于磁通量和目标磁通量的大小关系,调整电流的大小,以调整镜头的焦距。这样,在驱动动子运动的过程中,通过霍尔器件和磁性体持续向驱动IC返回磁通量,驱动IC基于磁通量的变化,实时调整电流的大小,进而修正镜头的焦距。
第二方面,本申请还提供一种摄像头模组,包括:镜头,滤光片、感光芯片、电路板、马达支架,以及,第一方面提供的光学变焦马达;镜头与光学变焦马达连接,光学变焦马达通过马达支架固定于电路板上;滤光片位于马达支架上,感光芯片位于电路板上。
第三方面,本申请还提供一种电子设备,包括显示屏、中框和后壳;显示屏和后壳位于中框的相对两侧,且与中框连接,中框上设置有如第二方面提供的摄像头模组。
可以理解地,上述各个方面所提供的摄像头模组和电子设备均应用于上文所提供的光学变焦马达,因此,其所能达到的有益效果可参考上文所提供的光学变焦马达中的有益效果,此处不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案,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,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,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的结构示意图;
图2是本申请实施例提供的电子设备的后视图;
图3是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图;
图4是本申请实施例提供的摄像头模组40的分解结构示意图;
图5是本申请实施例提供的摄像头模组40的第一个结构示意图;
图6是本申请实施例提供的摄像头模组40的第二个结构示意图;
图7是本申请实施例提供的光学变焦马达42的分解结构示意图;
图8是本申请实施例提供的光学变焦马达42的第一个结构示意图;
图9是本申请实施例提供的光学变焦马达42的第二个结构示意图;
图10是本申请实施例提供的光学变焦马达42和镜头41的第一个结构示意图;
图11是本申请实施例提供的光学变焦马达42的第三个结构示意图;
图12是本申请实施例提供的光学变焦马达42和镜头41的第二个结构示意图;
图13是本申请实施例提供的底座100的第一个结构示意图;
图14是本申请实施例提供的底座100的第二个结构示意图;
图15是本申请实施例提供的第一弹性件300的结构示意图;
图16是本申请实施例提供的第一弹性件300的形变状态示意图;
图17是本申请实施例提供的底座100和第一弹性件300的结构示意图;
图18是本申请实施例提供的动子200的结构示意图;
图19是本申请实施例提供的动子200和第一弹性件300的第一个结构示意图;
图20是本申请实施例提供的动子200和第一弹性件300的第二个结构示意图;
图21是本申请实施例提供的在初始状态下底座100与第一弹性件300的第一个结构示意图;
图22是本申请实施例提供的在初始状态下底座100与第一弹性件300的第二个结构示意图;
图23是本申请实施例提供的在变焦状态下底座100与第一弹性件300的第一个结构示意图;
图24是本申请实施例提供的在变焦状态下底座100与第一弹性件300的第二个结构示意图;
图25是本申请实施例提供的在初始状态下光学变焦马达42的结构示意图;
图26是本申请实施例提供的在变焦状态下光学变焦马达42的结构示意图;
图27是本申请实施例提供的导电线分布的第一个示意图;
图28是本申请实施例提供的导电线分布的第二个示意图;
图29是本申请实施例提供的导电线分布的第三个示意图;
图30是本申请实施例提供的第二弹性件400的结构示意图;
图31是本申请实施例提供的光学变焦马达42的俯视图;
图32是本申请实施例提供的第二弹性件400的形变状态示意图。
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地描述。显然,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,而不是全部实施例。基于本申请的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的其他实施例,都属于本申请的保护范围。
在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
此外,本申请中,“上”、“下”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的,应当理解到,这些方向性术语是相对的概念,它们用于相对于的描述和澄清,其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
以下,对本申请实施例中提及的专业术语进行解释说明,以便于本领域技术人员理解。
形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)是通过热弹性与马氏体相变及其逆变而具有形状记忆效应(shape memory effect,SME)的两种以上金属元素所构成的材料,SMA受到机械应力或温度变化时会发生相变,从而产生形变。
形状记忆合金中具有两种相:高温相奥氏体相和低温相马氏体相。形状记忆合金的形变过程中材料内部发生的热弹性马氏体相变,使得形状记忆合金具有超强的变形恢复能力。其中,引起相变的温度变化可以通过一个电子元件对 SMA 加热的方式实现。
形状记忆效应包括单程记忆效应、双程记忆效应和全程记忆效应。
单程记忆效应:形状记忆合金在较低的温度下变形,加热后可恢复变形前的形状,这种只在加热过程中存在的形状记忆现象称为单程记忆效应。
双程记忆效应:形状记忆合金在加热时恢复高温相形状,冷却时又能恢复低温相形状,称为双程记忆效应。
全程记忆效应:形状记忆合金在加热时恢复高温相形状,冷却时变为形状相同而取向相反的低温相形状,称为全程记忆效应。
为了使得摄像头模组具有变焦功能,满足用户体验,本申请实施例提供一种光学变焦马达、摄像头模组及电子设备。
本申请实施例所述的电子设备包括但不限定于手机、笔记本电脑、平板电脑、膝上型电脑、个人数字助理或可穿戴式设备等。以下以电子设备为手机进行说明。
图1是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图;图2是本申请实施例提供的电子设备的后视图。
如图1和图2所示,在一些实施例中,电子设备可以包括显示屏10、中框20和后壳30。显示屏10和后壳30位于中框20的相对两侧,显示屏10、中框20和后壳30依次扣合在一起,形成整机腔体。其中,整机腔体内包括主电路板、电池和扬声器组件等电子器件,此处不一一列举。
为便于说明电子设备中各个部件的位置,本申请实施例示例性的基于电子设备建立三维坐标系,其中,x轴方向为电子设备的宽度方向,y轴方向为电子设备的长度方向,z轴方向为电子设备的厚度方向。
图3是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。其中,图3中未示出后壳30的结构。
结合图2和图3所示,在一些实施例中,电子设备可以包括摄像头模组40,以为电子设备提供拍摄功能。
摄像头模组40在应用于电子设备上时,既可以作为前置摄像头,也可以作为后置摄像头。其中,图2和图3所示结构为摄像头模组40作为后置摄像头使用的场景。
摄像头模组40安装在中框20上,摄像头模组40镜头侧朝向后壳30。后壳30上设有装饰件(图中未示出),以将镜头外露在电子设备的表面。这样,可以由后壳30与中框20将摄像头模组40卡住,以固定摄像头模组40。
摄像头模组40可以位于中框20的左上部,中框20的摄像头模组40的右侧可以设置主电路板,中框20的摄像头模组40的下方可以设置电池等器件。
图4是本申请实施例提供的摄像头模组40的分解结构示意图。
如图4所示,在一些实施例中,摄像头模组40可以包括镜头41、光学变焦马达42、滤光片43、马达支架44、感光芯片45和电路板46。
光线自镜头41的入光侧进入镜头41,自镜头41的出光侧射出镜头41,镜头41具有光线汇聚作用。镜头41包括镜筒及固定于镜筒内侧的至少一个镜片,图中未示出镜筒和镜片的结构。示例性的,镜片的数量可以为多个,多个镜片的光轴重合以组合成镜片组,从而具备更佳的光学性能。
光学变焦马达42用于驱动镜头41,镜头41可在光学变焦马达42的驱动下,沿光轴方向移动实现光学对焦和变焦。
马达支架44用于承载光学变焦马达42,提高光学变焦马达42的稳定性。
滤光片43用于吸收光线中的近红外光。
感光芯片45是一种将光信号转换成电子信号的器件。穿过镜头41的光线照射在感光芯片45的感光面上,感光面上的感光元件对光线的光强等信息进行采集和记录,形成图像。感光芯片45也可以称为图像传感器或影像传感器。
电路板46用于实现摄像头模组40内各电子器件的电连接,电路板46与电子设备内的主电路板连接。
图5是本申请实施例提供的摄像头模组40的第一个结构示意图;图6是本申请实施例提供的摄像头模组40的第二个结构示意图。其中,图5和图6示出不同视角的结构。
结合图4、图5和图6所示,在一些实施例中,光学变焦马达42与镜头41固定连接,并安装于镜头41的出光侧。光学变焦马达42通过马达粘接胶471固定于马达支架44上,其中,马达粘接胶471可以采用AA胶。其中,AA胶是AA(Active Alignment)制程胶的简称,其是指具有UV加热双重固化机理的胶粘剂。
马达支架44包括通孔441和安装槽442,安装槽442位于通孔441的边缘。通孔441用于便于光线的穿过,安装槽442用于安装滤光片43。
滤光片43通过胶层472粘接在安装槽442内,其中,滤光片43可以采用蓝玻璃,胶层472可以采用蓝玻璃粘接胶。滤光片43与光轴垂直,外界光线可穿过镜头41到达滤光片43,以利用滤光片43吸收外界光线中的红外光。
感光芯片45设置在电路板46上,感光芯片45与电路板46电连接。为降低摄像头模组40的整体高度,电路板46上可以开设镂空孔(图中未示出),感光芯片45内嵌至镂空孔内,感光芯片45通过金属飞线与电路板46实现电连接,感光芯片45转换的电信号可以通过该金属飞线传递到电路板46上,并通过电路板46传递到电子设备的处理器上。
马达支架44通过第二胶层473粘接在电路板46上,且覆盖感光芯片45,感光芯片45的受光面朝向镜头41,光线通过镜头41和滤光片43后,照射到受光面上。感光芯片45利用光电器件的光电转换功能,将其受光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号,以形成图像。
电路板46固定在马达支架44的背离光学变焦马达42的一侧,电路板46与光学变焦马达42分别位于马达支架44的相对两侧。电路板46可以包括相连的硬质电路板(PrintedCircuit Board,PCB)及柔性电路板(Flexible Printed Circuit,FPC),图中未示出相应结构。硬质电路板上可布置感光芯片45,柔性电路板远离硬质电路板的一端可布置板对板(Board-to-board,BTB)连接器461,摄像头模组40通过该连接器461连接至电子设备的主电路板。
硬质电路板及柔性电路板的连接处还可以利用FPC保护胶462进行粘接,以提高硬质电路板及柔性电路板的可靠性。
在硬质电路板上开设镂空孔以安装感光芯片45时,硬质电路板的背离镜头41的一侧可以设置电路板补强板463。电路板补强板463通过补强板胶464贴合于硬质电路板的背离镜头41的一侧,以提高硬质电路板的可靠性。
然而,具备变焦能力的摄像头模组40中通常会包含线圈或磁石等用于驱动镜头41运动的器件,这些驱动器件通常设置在光学变焦马达内,使得光学变焦马达的体积和重量增加,进而增大摄像头模组的体积和重量。
为了降低摄像头模组的体积和重量,本申请实施例提供一种光学变焦马达42,不仅可以使摄像头模组具有更佳的变焦能力,而且尺寸更小,重量更轻,以提高用户体验。
图7是本申请实施例提供的光学变焦马达42的分解结构示意图。
如图7所示,在一些实施例中,光学变焦马达42可以包括底座100、动子200、第一弹性件300和外壳500。
底座100和外壳500作为光学变焦马达42的定子,在变焦过程中,底座100和外壳500不动。动子200作为载体,用于承载镜头41。动子200相对于底座100和外壳500产生运动,动子200的运动用于调整镜头41的焦距,实现变焦。
第一弹性件300既用于支撑动子200,提高动子200的稳定性,又作为动力源,驱动动子200相对于底座100和外壳500产生运动。
图8是本申请实施例提供的光学变焦马达42的第一个结构示意图;图9是本申请实施例提供的光学变焦马达42的第二个结构示意图;图10是本申请实施例提供的光学变焦马达42和镜头41的第一个结构示意图。其中,图9和图10中未示出外壳500的结构。
结合图7和图8所示,在一些实施例中,外壳500与底座100扣合在一起,且外壳500与底座100连接形成腔体,动子200和第一弹性件300位于腔体内。
结合图9和图10所示,底座100可以包括底板101和两个侧板102,两个侧板102位于底板101相对的两端。两个侧板102沿y轴方向位于底板101的相对两侧,且侧板102相对于底板101的延展方向平行于z轴方向。
动子200为中空结构,动子200用于固定镜头41。动子200位于底板101的上方,且位于两个侧板102之间。动子200相对底座100的整体结构悬空,动子200与底座100并未直接连接。
底板101可以包括第一通孔103,第一通孔103可以位于底板101的中心区域;动子200可以包括第二通孔201,第二通孔201可以位于动子200的中心区域。第一通孔103和第二通孔201连通且轴线重合,以容纳镜头41。
镜头41嵌入第二通孔201内,镜头41与第二通孔201的内壁贴合,实现固定。示例性的,镜头41与第二通孔201的内壁可以通过点胶贴合,以提高镜头41与动子200的稳定性。
镜头41的光轴方向与第二通孔201的轴线平行,镜头41的光轴方向平行于z轴方向。光轴方向可以包括出光方向和进光方向,出光方向和进光方向相反,出光方向和进光方向均平行于z轴方向。图10示出出光方向z1,出光方向z1为由底座100至镜头41的方向,第二通孔201的轴线平行于出光方向z1。
第一弹性件300的一端与动子200连接,第一弹性件300的另一端可以与底座100连接,或者,第一弹性件300的另一端还可以与外壳500连接。动子200通过第一弹性件300与底座100或外壳500间接连接,以便于动子200可以相对于底座100和外壳500运动。这样,镜头41可以在动子200的带动下沿镜头41的光轴方向上下运动,以实现变焦。
第一弹性件300由形状记忆合金制成,形状记忆合金中具有两种相:高温相奥氏体相和低温相马氏体相。示例性的,形状记忆合金可以为Ti-Ni合金,Fe-Mn-Si合金或Cu-Al-Ni合金等。
第一弹性件300可以利用形状记忆合金的双程记忆效应(也可以称为双向记忆效应),形状记忆合金在加热时恢复高温相形状,冷却时又能恢复低温相形状。
图10所示内容为光学变焦马达42处于初始状态的结构,在光学变焦马达42处于初始状态时,第一弹性件300具有第一形态,镜头41具有初始焦距,动子200与底板101之间沿z轴方向具有一定距离(图中未示出)。其中,第一形态为形状记忆合金处于低温相的形态,初始焦距可以为1倍焦距。
对第一弹性件300进行加热,以引起形状记忆合金的相变而使第一弹性件300形变至第二形态。其中,加热的方式可以采用向第一弹性件300输入电信号的方式。
图11是本申请实施例提供的光学变焦马达42的第三个结构示意图;图12是本申请实施例提供的光学变焦马达42和镜头41的第二个结构示意图。其中,图11和图12示出光学变焦马达42处于变焦状态的结构,图11和图12未示出外壳500的结构。
如图11和图12所示,在一些实施例中,第一弹性件300被配置为接收电信号,利用电信号对第一弹性件300进行加热。第一弹性件300基于电信号受到温度变化而产生形变,以使光学变焦马达42由初始状态变化为变焦状态。
在光学变焦马达42处于变焦状态时,第一弹性件300具有第二形态,镜头41具有目标焦距,动子200与底板101之间沿z轴方向无间隙或距离较小。其中,第二形态为形状记忆合金处于高温相的形态,目标焦距大于初始焦距,目标焦距可以为2倍、3倍或5倍焦距等。
第一弹性件300的形变驱动动子200沿镜头41的光轴方向运动,进而带动镜头41沿光轴方向运动,以实现变焦。
光轴方向包括进光方向z2,图12示出进光方向z2,进光方向z2为由镜头41至底座100的方向。示例性的,在光学变焦马达42由初始状态变化为变焦状态时,第一弹性件300沿z2方向产生形变,进而驱动动子200沿z2方向运动,进而带动镜头41沿z2方向运动。
本申请实施例提供的光学变焦马达,第一弹性件300采用形状记忆合金制成,利用形状记忆合金超强的变形恢复能力,将第一弹性件300作为光学变焦马达42的动力源,利用第一弹性件300的形变过程,驱动动子200的运动。这样,不仅可以利用第一弹性件300支撑动子200,提高动子200的可靠性,还可以利用第一弹性件300的弹性变化作为动子200的驱动力,驱动动子200运动,进而驱动镜头41的运动,以实现摄像头模组40的变焦功能。另外,相比于现有的采用磁石或线圈等作为动力源的光学变焦马达,利用第一弹性件300同时起到支撑和提供驱动力的作用,可以减少光学变焦马达42中原设置的磁石或线圈等的数量,进而可以减小光学变焦马达的体积。体积减小的光学变焦马达42可以降低占用摄像头模组40的内部空间,进而降低摄像头模组40的体积,实现摄像头模组40的小型化。
在一些实施例中,光学变焦马达42可以包括上弹片和上弹片,利用两个弹片与动子200连接,可以进一步提高动子200的可靠性,避免出现倾斜或晃动而引起异响问题,以及,避免影响变焦效果。第一弹性件300可以作为上弹片使用,也可以作为下弹片使用,还可以同时作为上弹片和下弹片使用。
在第一弹性件300作为下弹片使用时,结合图9,第一弹性件300位于底板101和动子200之间;第一弹性件300的一端与底板101连接,第一弹性件300的另一端与动子200的底部连接。
在第一弹性件300作为上弹片使用时,第一弹性件300位于动子200的背离底板101的一侧,如图9中第二弹性件400所在位置;第一弹性件300的一端与侧板102连接,第一弹性件300的另一端与动子200的顶部连接。或者,第一弹性件300的一端与外壳500的内壁连接,第一弹性件300的另一端与动子200的顶部连接。作为上弹片使用的第一弹性件300的固定方式可以参照下文中第二弹性件400的固定方式,此处不赘述。
在第一弹性件300同时作为上弹片和下弹片使用时,第一弹性件300的数量可以为两个,沿光轴方向,两个第一弹性件300分别位于动子200的相对两侧。其中一个第一弹性件300位于底板101和动子200之间,第一弹性件300的一端与底板101连接,第一弹性件300的另一端与动子200的底部连接。其中,这种固定方式可以参照作为下弹片使用的第一弹性件300的固定方式。另一个第一弹性件300位于动子200的背离底板101的一侧,该另一个第一弹性件300的一端与侧板102连接,第一弹性件300的另一端与动子200的顶部连接。或者,该另一个第一弹性件300的一端与外壳500连接,第一弹性件300的另一端与动子200的顶部连接。其中,这种固定方式可以参照作为上弹片使用的第一弹性件300的固定方式。
本文以第一弹性件300作为下弹片使用为例,示例性说明光学变焦马达42的结构和驱动原理。
图13是本申请实施例提供的底座100的第一个结构示意图;图14是本申请实施例提供的底座100的第二个结构示意图。
如图13和图14所示,在一些实施例中,底板101可以为多边形结构,进一步的,底板101可以为正多边形结构。示例性的,底板101可以为矩形结构。
底板101可以包括多个固定区104和多个凹槽106,多个固定区104沿第一通孔103的周向分布;多个固定区104一一对应位于底板101的各个拐角处。多个凹槽106环绕于第一通孔103的边缘,凹槽106的边缘与第一通孔103连通,且每个凹槽106与底板101的各个边一一对应设置。
示例性的,在底板101为矩形时,底板101包括四个拐角,每个拐角处分别用于形成一个固定区104,则固定区104的数量可以为四个。底板101包括四条直角边,每条直角边对应一个凹槽106,则凹槽106的数量可以为四个。
四个固定区104分别为第一固定区104-1、第二固定区104-2、第三固定区104-3和第四固定区104-4。四个凹槽106分别为第一凹槽106-1、第二凹槽106-2、第三凹槽106-3和第四凹槽106-4。第一凹槽106-1对应第一固定区104-1和第二固定区104-2之间的直角边,第二凹槽106-2对应第二固定区104-2和第三固定区104-3之间的直角边,第三凹槽106-3对应第三固定区104-3和第四固定区104-4之间的直角边,第四凹槽106-4对应第四固定区104-4和第一固定区104-1之间的直角边。
每个固定区104包括至少一个固定柱105,示例性的,每个固定区104包括两个固定柱105。例如,第一固定区104-1包括两个第一固定柱105-1、第二固定区104-2包括两个第二固定柱105-2、第三固定区104-3包括两个第三固定柱105-3和第四固定区104-4包括两个第四固定柱105-4。
图15是本申请实施例提供的第一弹性件300的结构示意图。
如图15所示,在一些实施例中,第一弹性件300可以包括多个子弹性件,多个子弹性件呈环形分布。
子弹性件的数量与固定区104的数量相同。在固定区104的数量为四个时,子弹性件的数量也为四个,第一弹性件300包括第一子弹性件301、第二子弹性件302、第三子弹性件303和第四子弹性件304。
每个子弹性件分别包括固定部、活动部和形变部,形变部连接于固定部和活动部之间。第一子弹性件301包括第一固定部3011、第一活动部3012和第一形变部3013,第一形变部3013连接于第一固定部3011和第一活动部3012之间。第二子弹性件302包括第二固定部3021、第二活动部3022和第二形变部3023,第二形变部3023连接于第二固定部3021和第二活动部3022之间。第三子弹性件303包括第三固定部3031、第三活动部3032和第三形变部3033,第三形变部3033连接于第三固定部3031和第三活动部3032之间。第四子弹性件304包括第四固定部3041、第四活动部3042和第四形变部3043,第四形变部3043连接于第四固定部3041和第四活动部3042之间。
每个子弹性件的固定部可以为片状结构,既便于安装,又不会占据z向空间。每个子弹性件的固定部包括至少一个固定孔,固定孔的数量与固定柱105的数量相同。示例性的,第一子弹性件301包括至少一个第一固定孔3014;第二子弹性件302包括至少一个第二固定孔3024;第三子弹性件303包括至少一个第三固定孔3034;第四子弹性件304包括至少一个第四固定孔3044。
每个子弹性件的活动部可以为片状结构,既便于安装,又不会占据z向空间。每个子弹性件的活动部包括定位孔,示例性的,第一子弹性件301包括第一定位孔3015;第二子弹性件302包括第二定位孔3025;第三子弹性件303包括第三定位孔3035;第四子弹性件304包括第四定位孔3045。
每个子弹性件的形变部呈线性弯曲状态,且相邻两个子弹性件的形变部的弯曲方向不同,以使得第一弹性件300能够支撑动子200,避免动子200沿x轴和y轴方向晃动而倾斜。形变部可以由多个S型结构组成,还可以由多个U型结构组成。示例性的,在形变部由多个U型结构组成时,多个U型结构并排连接,且相邻两个U型结构的开口方向相反。
由于多个子弹性件呈环形分布,使得相邻两个子弹性件的形变部中多个U型结构的排列方向不同,对角两个子弹性件的形变部中多个U型结构的排列方向相同。第一子弹性件301的第一形变部3013中多个U型结构的排列方向平行于y轴方向,第二子弹性件302的第二形变部3023中多个U型结构的排列方向平行于x轴方向,第三子弹性件303的第三形变部3033中多个U型结构的排列方向平行于y轴方向,第四子弹性件304的第四形变部3043中多个U型结构的排列方向平行于x轴方向。这样,可以在x轴方向和y轴方向起到限位作用,利用多个子弹性件可以避免动子200出现倾斜或晃动,进而避免产生异响和影响变焦效果。
在一些实施例中,多个子弹性件可以各自独立存在;或者,还可以相邻的至少两个子弹性件的活动部通过连接部连接,形成多组子弹性件。示例性的,将第一子弹性件301的第一活动部3012和第二子弹性件302的第二活动部3022通过第一连接部3051连接,形成第一组子弹性件。将第三子弹性件303的第三活动部3032和第四子弹性件304的第四活动部3042通过第二连接部3052连接,形成第二组子弹性件。或者,还可以其中一个子弹性件独立存在,另外三个子弹性件的活动部通过连接部连接。对于多个子弹性件的存在形式,本申请实施例不进行限定。
图16是本申请实施例提供的第一弹性件300的形变状态示意图。其中,图16中(a)示出第二组子弹性件的俯视图,图16中(b)和(c)示出第二组子弹性件的侧视图。
如图16中(a)所示,在一些实施例中,第一弹性件300可以基于受热与否的情况沿z轴方向在第一形态和第二形态之间形变。以第一弹性件300中第二组子弹性件的结构为例,第二组子弹性件包括第三子弹性件303和第四子弹性件304。
如图16中(b)所示,在一些实施例中,在第一弹性件300处于第一形态时,沿出光方向z1,形变部的与活动部连接的一端,高于形变部的与固定部连接的一端,以使活动部高于固定部。
在第三子弹性件303中,第三形变部3033的与第三活动部3032连接的一端,高于第三形变部3033的与第三固定部3031连接的一端,以使第三活动部3032高于第三固定部3031。在第四子弹性件304中,第四形变部3043的与第四活动部3042连接的一端,高于第四形变部3043的与第四固定部3041连接的一端,以使第四活动部3042高于第四固定部3041。第三固定部3031与第三活动部3032的高度差,等于第四固定部3041与第四活动部3042的高度差。
如图16中(c)所示,在一些实施例中,在第一弹性件300处于第二形态时,沿进光方向z2,形变部的与活动部连接的一端低于形变部的与固定部连接的一端,以使活动部低于固定部。
在第三子弹性件303中,第三形变部3033的与第三活动部3032连接的一端,低于第三形变部3033的与第三固定部3031连接的一端,以使第三活动部3032低于第三固定部3031。在第四子弹性件304中,第四形变部3043的与第四活动部3042连接的一端,低于第四形变部3043的与第四固定部3041连接的一端,以使第四活动部3042低于第四固定部3041。第三固定部3031与第三活动部3032的高度差,等于第四固定部3041与第四活动部3042的高度差。
在一些实施例中,第一弹性件300在制备时可以过变形,示例性的,如果第一弹性件300在低温相和高温相的形变幅度为(-1,1),则制备时将第一弹性件300制成形变幅度为(-2,2)的形状。其中,-1为低温相的形变距离,1为高温相的形变距离。
在第一弹性件300未受热变形时,其以形变幅度为(-2,2)的过变形形状存在;在第一弹性件300受热形变时,其以(-1,1)的形变幅度进行形变。这样,可以在初始状态下,第一弹性件300以第一形态((-2,2)的过变形形状)给动子200施加一个初始压力,防止动子200随意运动,进而防止晃动异响发生。
图17是本申请实施例提供的底座100和第一弹性件300的结构示意图。
如图17所示,在一些实施例中,第一弹性件300位于底座100和动子200之间,多个子弹性件沿第一通孔103的周向分布,多个子弹性件与多个固定区104一一对应,且与底板101的多个边一一对应设置。
每个子弹性件的固定部与其对应的固定区104连接,每个固定区104上至少一个固定柱105与每个固定部上至少一个固定孔一一对应,固定柱105嵌入到其对应的固定孔内,以固定每个子弹性件的固定部与底板101。结合图15和图16,示例性的,第一子弹性件301的第一固定部3011与第一固定区104-1连接,多个第一固定柱105-1对应嵌入多个第一固定孔3014内。第二子弹性件302的第二固定部3021与第二固定区104-2连接,多个第二固定柱105-2对应嵌入多个第二固定孔3024内。第三子弹性件303的第三固定部3031与第三固定区104-3连接,多个第三固定柱105-3对应嵌入多个第三固定孔3034内。第四子弹性件304的第四固定部3041与第四固定区104-4连接,多个第四固定柱105-4对应嵌入多个第四固定孔3044内。
各个子弹性件的固定部固定于底板101的各个拐角处,各个子弹性件的活动部临近第一通孔103的边缘。第一子弹性件301的第一活动部3012、第二子弹性件302的第二活动部3022、第三子弹性件303的第三活动部3032和第四子弹性件304的第四活动部3042呈环形分布并临近第一通孔103的边缘。
第一活动部3012和第二活动部3022之间的第一连接部3051呈弯曲状态,且沿第一通孔103的边缘延展。第三活动部3032和第四活动部3042之间的第二连接部3052呈弯曲状态,且沿第一通孔103的边缘延展。
图18是本申请实施例提供的动子200的结构示意图。其中,图18为仰视视角,示出动子200的底部结构。
如图18所示,在一些实施例中,动子200的底部包括多个定位柱202,多个定位柱202环绕于第二通孔201的边缘。
为适应底座100的结构,动子200也可以为多边形结构。在动子200为矩形结构时,各个定位柱202与动子200的各个边一一对应设置。示例性的,定位柱202包括第一定位柱202-1、第二定位柱202-2、第三定位柱202-3和第四定位柱202-4。
结合图14和图18所示,沿光轴方向,定位柱202与底板101上的凹槽106一一对应设置。示例性的,第一定位柱202-1与第一凹槽106-1对应,第二定位柱202-2与第二凹槽106-2对应,第三定位柱202-3与第三凹槽106-3对应,第四定位柱202-4与第四凹槽106-4对应。
图19是本申请实施例提供的动子200和第一弹性件300的第一个结构示意图;图20是本申请实施例提供的动子200和第一弹性件300的第二个结构示意图。
如图19和图20所示,在一些实施例中,第一弹性件300位于底座100和动子200之间,每个子弹性件的固定部与底板101连接,每个子弹性件的活动部与动子200的底部连接。
多个定位柱202与多个定位孔一一对应,定位柱202嵌入到其对应的定位孔内,以固定每个子弹性件的活动部与动子200的底部。
示例性的,结合图15和图19,第一定位柱202-1嵌入第一子弹性件301的第一活动部3012的第一定位孔3015内,第二定位柱202-2嵌入第二子弹性件302的第二活动部3022的第二定位孔3025内,第三定位柱202-3嵌入第三子弹性件303的第三活动部30322的第三定位孔3035内,第四定位柱202-4嵌入第四子弹性件304的第四活动部3042的第四定位孔3045内。
这样,利用定位柱和定位孔的配合,可以提高每个子弹性件的活动部与动子200的底部连接的可靠性。
图21是本申请实施例提供的在初始状态下底座100与第一弹性件300的第一个结构示意图;图22是本申请实施例提供的在初始状态下底座100与第一弹性件300的第二个结构示意图。
如图21和图22所示,在一些实施例中,各个子弹性件的固定部相对于底板101的高度相同,各个子弹性件的活动部相对于底板101的高度相同。
在光学变焦马达42处于初始状态时,第一弹性件300处于第一形态,第一固定部3011、第二固定部3021、第三固定部3031和第四固定部3041的相对于底板101的高度相同,且位于同一水平面上。第一活动部3012、第二活动部3022、第三活动部3032和第四活动部3042相对于底板101的高度相同,且位于同一水平面上。
在第一弹性件300处于第一形态时,沿光轴方向,形变部的与活动部连接的一端,高于形变部的与固定部连接的一端,使得活动部与底板101上的凹槽106具有一定距离。示例性的,结合图13、图16和图21所示,第一活动部3012与第一凹槽106-1具有一定距离,第二活动部3022与第二凹槽106-2具有一定距离,第三活动部3032与第三凹槽106-3具有一定距离,第四活动部3042与第四凹槽106-4具有一定距离。
图23是本申请实施例提供的在变焦状态下底座100与第一弹性件300的第一个结构示意图;图24是本申请实施例提供的在变焦状态下底座100与第一弹性件300的第二个结构示意图。
如图23和图24所示,在一些实施例中,在光学变焦马达42由初始状态变化至变焦状态时,第一弹性件300产生形变,各个子弹性件的形变部同步形变。沿光轴方向,形变部的与活动部连接的一端朝底板101运动,以使各个活动部同步运动。
在第一弹性件300由第一形态形变至第二形态时,第一形变部3013、第二形变部3023、第三形变部3033和第四形变部3043同步形变。沿光轴方向,第一形变部3013的与第一活动部3012连接的一端朝底板101运动,第二形变部3023的与第二活动部3022连接的一端朝底板101运动,第三形变部3033的与第三活动部3032连接的一端朝底板101运动,第四形变部3043的与第四活动部3042连接的一端朝底板101运动,以使第一活动部3012、第二活动部3022、第三活动部3032和第四活动部3042同步朝底板101运动。
这样,各个子弹性件同步形变,可以保证第一弹性件300能够在驱动动子200沿光轴方向运动时,避免动子200出现倾斜或晃动,提高可靠性。
在一些实施例中,在第一弹性件300产生最大形变时,各个子弹性件的活动部可形变至其对应的凹槽106内。示例性的,结合图13、图16和图23所示,在第一弹性件300产生最大形变时,第一活动部3012可形变至第一凹槽106-1内,第二活动部3022可形变至第二凹槽106-2内,第三活动部3032可形变至第三凹槽106-3内,第四活动部3042可形变至第四凹槽106-4内。
这样,利用凹槽106容纳对应的活动部,将各个活动部隐藏至底板101内,避免各个活动部阻碍动子200的下降。
图25是本申请实施例提供的在初始状态下光学变焦马达42的结构示意图。其中,图25中未示出外壳500的结构。
结合图10和图25所示,在一些实施例中,在光学变焦马达42处于初始状态时,第一弹性件300被配置为在未接收到电信号时,具有第一形态,第一形态为形状记忆合金处于低温相的形态,使动子200位于初始位置,镜头41具有初始焦距。其中,初始焦距可以为1倍焦距。
在第一弹性件300处于第一形态时,结合图16中(b),以第三子弹性件303和第四子弹性件304为例,在第三子弹性件303中,第三活动部3032高于第三固定部3031。在第四子弹性件304中,第四活动部3042高于第四固定部3041。这样,使得动子200与底板101之间沿z轴方向具有第一距离L1,使动子200相对于底板101位于初始位置。
图26是本申请实施例提供的在变焦状态下光学变焦马达42的结构示意图。其中,图26中未示出外壳500的结构。
结合图12和图26所示,在一些实施例中,第一弹性件300被配置为在接收到电信号时,因受热而形变至第二形态,第二形态为形状记忆合金处于高温相的形态。第一弹性件300由第一形态形变至第二形态时,驱动动子200沿进光方向z2朝底板101运动,镜头41的焦距增加。
在第一弹性件300处于第二形态时,结合图16中(c),以第三子弹性件303和第四子弹性件304为例,在第三子弹性件303中,第三活动部3032低于第三固定部3031。在第四子弹性件304中,第四活动部3042低于第四固定部3041。第三活动部3032和第四活动部3042沿进光方向z2向下运动,驱动动子200由初始位置进光方向z2朝底板101运动,使得动子200与底板101之间的第一距离L1逐渐减小。动子200朝底板101运动,带动镜头41朝底板101运动,以增加镜头41的焦距。示例性的,增加后的焦距可以为2倍、3倍或5倍焦距等。
在第一弹性件300产生最大形变时,第三活动部3032和第四活动部3042形变至底板101上设置的对应凹槽内,各个活动部隐藏至底板101内,可以使得动子200与底板101之间无间隙。这时,镜头41具有最大焦距。示例性的,如果镜头41的变焦范围为1倍至5倍,则在动子200下降至与底板101贴合时,镜头41具有最大的5倍焦距。
在光学变焦马达42应用在前置摄像头时,前置摄像头支持的变焦范围较小,例如,前置摄像头可支持1倍和2倍的焦距调节。对应的,第一弹性件300产生的形变较小,驱动动子200的运动距离较小,例如,在第一弹性件300产生最大形变时,可以驱动动子200产生0.2mm左右的位置变化。在光学变焦马达42应用在后置摄像头时,后置摄像头支持的变焦范围较大,例如,后置摄像头可支持1倍至5倍的焦距调节。对应的,第一弹性件300产生的形变较大,驱动动子200的运动距离较大,例如,在第一弹性件300产生最大形变时,可以驱动动子200产生0.5mm-0.6mm左右的位置变化。
在一些实施例中,在第一弹性件300接收到的电信号消失时,第一弹性件300受到的温度下降,以由第二形态恢复至第一形态。这时,结合图10和图25所示,以第三子弹性件303和第四子弹性件304为例,在第三子弹性件303中,第三形变部3033产生形变使得第三活动部3032由低于第三固定部3031的状态形变至高于第三固定部3031的状态。在第四子弹性件304中,第四形变部3043产生形变使得第四活动部3042由低于第四固定部3041的状态形变至高于第四固定部3041的状态。第三活动部3032和第四活动部3042沿出光方向z1朝远离底座100的方向运动,带动动子200沿出光方向z1朝远离底座100的方向运动,以带动镜头41沿出光方向z1朝远离底座100的方向运动,镜头41的焦距降低。在动子200沿出光方向z1向上运动至初始位置时,镜头41的焦距恢复至初始焦距。
可见,本申请实施例中,通过对第一弹性件300进行通电,加热第一弹性件300并使其形变至第二形态;对第一弹性件300断电,使第一弹性件300受到的温度降低,以由第二形态形变至第一形态。第一弹性件300在第一形态和第二形态之间形变,可以驱动动子200的运动,进而带动镜头41的运动,实现镜头41的焦距的增加或降低。因此,可以利用第一弹性件300作为光学变焦马达42的驱动力,实现镜头41的变焦功能。
在一些实施例中,电信号可以为电流;电流的大小与第一弹性件300的形变程度呈正相关。并且,电流的大小与镜头41的焦距呈正相关。也就是说,电流值、第一弹性件300的形变程度(或动子200的运动距离)与镜头的焦距具有一一对应的关系。其中,第一弹性件300的形变程度可以以活动部相对于固定部的运动距离来表示,活动部相对于固定部的运动距离等于动子200的运动距离;也可以以当前活动部的运动距离与最大形变对应的总运动距离的占比来表示。
示例性的,电流的大小范围为0-100mA,其对应的第一弹性件300的受热温度范围为0-80℃,第一弹性件300的形变程度为0-100%,动子200的运动距离为0-0.5mm,焦距为1-5倍。在电流值为0时,第一弹性件300的受热温度为0℃,形变程度为0,动子200的运动距离为0,镜头41的焦距为初始1倍焦距。在电流值为50 mA时,第一弹性件300的受热温度为40℃,形变程度为50%,动子200的运动距离为0.25mm,镜头41的焦距为2.5倍焦距。在电流值为100mA时,第一弹性件300的受热温度为80℃,形变程度为100%,动子200的运动距离为0.5mm,镜头41的焦距为5倍焦距。
在一些实施例中,向第一弹性件300输入电流的方式可以包括开环控制、闭环控制和两档控制等。
在第一种实现方式中,在采用开环控制方式向第一弹性件300输入电流时,结合图4,摄像头模组40包括驱动芯片(IC)(图中未示出),驱动IC用于向第一弹性件300发送电信号。驱动IC与感光芯片45并排设置在电路板46上,且驱动IC与电路板46电连接。
图27是本申请实施例提供的导电线分布的第一个示意图。其中,图27示出动子200和第一弹性件300的仰视图,图27未示出底板101的结构。
如图27所示,底板101内包括多条导电线600,结合图10和图12,多条导电线600的引脚601由底板101的底部伸出,其中,引脚601的数量可以为2个。多条导电线600用于连接第一弹性件300与摄像头模组中的驱动IC。第一弹性件300的多个子弹性件通过导电线600连接,以同时向多个子弹性件通电。示例性的,导电线600包括三条,其中两条导电线用于连接第一子弹性件301、第四子弹性件304和摄像头模组中的驱动IC,另一条导电线600用于连接第二子弹性件302和第三子弹性件303。
在用户选择使用镜头41的目标焦距时,目标焦距大于初始焦距,驱动IC基于目标焦距,直接向第一弹性件300输入目标电流。第一弹性件300在目标电流的作用下加热升温,由第一形态形变至第二形态,第二形态的形变程度与目标电流的大小呈正相关。第一弹性件300被配置为在接收到目标电流时,驱动动子200沿进光方向z2朝底板101运动目标距离,镜头41的焦距增加至目标焦距。
不同的目标焦距对应不同的目标电流,进而可以实现不同的目标焦距的调节。这样,在开环控制方式下,可以全行程精准调节动子200的位置,进而可以全行程调节镜头41的焦距。其中,这种开环控制方式适用于后置摄像头的无级变焦功能,可以调节1-5倍焦距中的任一焦距,例如,1倍、1.5倍、2倍、2.5倍、3倍、3.5倍、4倍、4.5倍、5倍等,调节步长可以为0.1倍。
在第二种实现方式中,在采用两档控制方式向第一弹性件300输入电流时,驱动IC位于摄像头模组40侧,具体内容可参照第一种实现方式的内容,此处不赘述。其中,引脚601的数量可以为2个。
在摄像头模组40提供两档焦距调节时,例如前置摄像头提供1倍焦距和2倍焦距的变焦功能,调节步长为1倍。那么,可以基于2倍焦距确定所需的目标电流的大小。第一弹性件300被配置为在未接收到目标电流时,镜头41的焦距为1倍焦距;第一弹性件300被配置为在接收到目标电流时,驱动动子200沿进光方向z2朝底板101运动目标距离,镜头41的焦距增加至2倍焦距。第一弹性件300被配置为在接收到的目标电流消失时,镜头41的焦距降低至1倍焦距。
在第三种实现方式中,在采用闭环控制方式向第一弹性件300输入电流时,再次参见图7,光学变焦马达42还可以包括控制模组701和磁性体702,控制模组701包括驱动IC和霍尔器件,驱动IC和霍尔器件位于光学变焦马达42侧。
结合图14,底座100的其中一个侧板102包括容纳槽107,驱动IC和霍尔器件位于容纳槽107内。磁性体702位于动子200上(图中未示出),示例性的,磁性体702设置于动子200的朝向容纳槽107的一侧。磁性体被配置为产生磁场,磁性体可以为磁石或磁铁等,霍尔器件被配置为感应磁场而产生磁通量。
图28是本申请实施例提供的导电线分布的第二个示意图;图29是本申请实施例提供的导电线分布的第三个示意图。其中,图28示出动子200和第一弹性件300的仰视图,图29示出侧视图,图28和图29未示出底板101的结构。
如图28和图29所示,在一些实施例中,底板101内包括第一组导电线602和第二组导电线603,第一组导电线602的引脚601由底板101的底部伸出。在闭环控制方式下,引脚601的数量可以为4个,则第一组导电线602包括四条导电线。第一组导电线602用于连接驱动IC与摄像头模组中的电路板,第二组导电线603用于连接驱动IC与第一弹性件300,以同步向第一弹性件300中的各个子弹性件通电。示例性的,第二组导电线603包括三条导电线,第一条导电线连接第四子弹性件304和驱动IC,第二条导电线连接第一子弹性件301和驱动IC,第三条导电线连接第二子弹性件302和第三子弹性件303。
在用户选择使用镜头41的目标焦距时,目标焦距大于初始焦距,驱动IC通过第一组导电线602接收包括目标焦距的控制信号,并向第一弹性件300输入目标电流。目标电流通过第二组导电线603依次经过第三子弹性件303、第二子弹性件302、第一子弹性件301和第四子弹性件304,以同时向多个子弹性件通电。
第一弹性件300在目标电流的作用下加热升温,由第一形态形变至第二形态,第二形态的形变程度与目标电流的大小呈正相关。第一弹性件300被配置为在接收到目标电流时,驱动动子200沿进光方向z2朝底板101运动目标距离,镜头41的焦距增加至目标焦距。
在动子200随着第一弹性件300的形变而运动时,动子200上的磁性体702随着动子200运动。霍尔器件随着磁性体702的运动,感应到磁通量产生变化。霍尔器件将实时感应到的磁通量发送至驱动IC,驱动IC被配置为基于磁通量和目标磁通量的大小关系,调整电流的大小,以调整镜头的焦距。
目标电流、第一弹性件300的形变程度(或动子200运动的目标距离)、镜头的目标焦距与目标磁通量具有一一对应的关系。
驱动IC对比实时接收到的磁通量和目标磁通量,如果实时磁通量大于目标磁通量,说明动子200与底板101的距离较近,动子200下降的距离大于目标距离,第一弹性件300接收到的电流大于目标电流,镜头41的焦距大于目标焦距,则驱动IC调小电流,以修正镜头41的焦距降低至目标焦距。如果实时磁通量小于目标磁通量,说明动子200与底板101的距离较远,动子200下降的距离小于目标距离,第一弹性件300接收到的电流小于目标电流,镜头41的焦距小于目标焦距,则驱动IC调大电流,以修正镜头41的焦距增加至目标焦距。
在驱动IC向第一弹性件300通电,以驱动动子200运动的过程中,通过霍尔器件和磁性体持续向驱动IC返回磁通量,驱动IC基于磁通量的变化,实时调整电流的大小,进而修正镜头41的焦距。并且,不同的目标焦距对应不同的目标电流,进而可以实现不同的目标焦距的调节。这样,在闭环控制方式下,可以全行程精准调节动子200的位置,进而可以全行程调节镜头41的焦距。其中,这种闭环控制方式适用于后置摄像头模组的无级变焦功能。
在一些实施例中,再次参见图9,光学变焦马达42还包括第二弹性件400。沿光轴方向,第一弹性件300和第二弹性件400分别位于动子200的相对两侧。第二弹性件400用于与第一弹性件300配合,共同支撑动子200,避免动子200出现倾斜或晃动。
第二弹性件400可以作为上弹片,第二弹性件400采用合金材质制成。第二弹性件400位于动子200的背离底板101的一侧,第二弹性件400的一端与动子200的顶部连接,第二弹性件400的另一端与侧板102连接。
或者,在外壳500的内壁设置支架(图中未示出),第二弹性件400的一端与动子200的顶部连接,第二弹性件400的另一端与支架连接,以将第二弹性件400的另一端固定于外壳500。
图30是本申请实施例提供的第二弹性件400的结构示意图。
如图30所示,在一些实施例中,第二弹性件400可以包括弹性片401、两个支撑片402和多个弯折部403。
两个支撑片402位于弹性片401的相对两侧,两个支撑片402通过多个弯折部403与弹性片401连接。弹性片401包括第三通孔4011和多个凸出部4012,多个凸出部4012环绕于第三通孔4011的边缘。
每个支撑片402的两端分别包括固定柄4021,其中一个支撑片402的两个固定柄4021分别通过对应的弯折部403与相邻的两个凸出部4012连接,另一个支撑片402的两个固定柄4021分别通过对应的弯折部403与相邻的另外两个凸出部4012连接。
示例性的,两个支撑片402包括第一支撑片402-1和第二支撑片402-2,第一支撑片402-1和第二支撑片402-2沿x轴方向位于弹性片401的相对两侧。第一支撑片402-1包括第一固定柄4021-1和第二固定柄4021-2,第二支撑片402-2包括第三固定柄4021-3和第四固定柄4021-4。
弹性片401的数量与动子200的各个边的数量相同,在动子200为矩形时,弹性片401包括四个凸出部4012,分别为第一凸出部4012-1、第二凸出部4012-2、第三凸出部4012-3和第四凸出部4012-4。弯折部403的数量与凸出部的数量相同,例如弯折部403的数量为四个,分别为第一弯折部403-1、第二弯折部403-2、第三弯折部403-3和第四弯折部403-4。
在第一支撑片402-1中,第一固定柄4021-1通过第一弯折部403-1与第一突出部2012-1的一端连接,第二固定柄4021-2通过第二弯折部403-2与第二凸出部4012-2的一端连接。在第二支撑片402-2中,第三固定柄4021-3通过第三弯折部403-3与第三凸出部4012-3的一端连接,第四固定柄4021-4通过第四弯折部403-4与第四凸出部4012-4的一端连接。
图31是本申请实施例提供的光学变焦马达42的俯视图。其中,图31未示出外壳500的结构。
结合图30和图31所示,在一些实施例中,第三通孔4011与第一通孔103、第二通孔201对应且连通,以容纳镜头41。
弹性片401与动子200的顶部连接,也就是说,多个凸出部4012与动子200的顶部连接,连接位置位于第二通孔201的边缘。
两个支撑片402位于两个侧板102之间,每个支撑片402分别与两个侧板102的相对两端连接,也就是说,支撑片402的每个固定柄4021与两个侧板102的相对两端连接。示例性的,第一支撑片402-1的两个固定柄4021与两个侧板102的相对两端连接,第二支撑片402-2的两个固定柄4021与两个侧板102的另外的相对两端连接。
弹性片401相对于动子200不动,支撑片402相对于侧板102不动。那么在动子200受到第一弹性件300的形变驱动力后,动子200相对于侧板102运动,使得弹性片401通过弯折部403相对于支撑片402运动。
图32是本申请实施例提供的第二弹性件400的形变状态示意图。其中,图32示出图30的左视图。
结合图25和图32中(a)所示,在一些实施例中,在光学变焦马达42处于初始状态时,动子200相对于底座100位于初始位置,第一弹性件300处于第一形态,第一弹性件300的各个活动部高于固定部。第二弹性件400的形态跟随第一弹性件300的形态,则沿出光方向z1,第二弹性件400的弹性片401高于支撑片402。
结合图26和图32中(b)所示,在一些实施例中,在光学变焦马达42处于变焦状态时,动子200沿进光方向z2朝底板101运动,第一弹性件300处于第二形态,第一弹性件300的各个活动部低于固定部。第二弹性件400的弹性片401跟随动子200沿进光方向z2朝底板101的运动而运动,沿进光方向z2,弹性片401低于支撑片402。
在光学变焦马达42由变焦状态变化至初始状态时,第一弹性件300由第二形态形变至第一形态,第一弹性件300的各个活动部由低于固定部的状态形变至高于固定部的状态,对应的,第二弹性件400的弹性片401由低于支撑片402的状态运动至高于支撑片402的状态。
本申请实施例中,在光学变焦马达42由变焦状态变化至初始状态时,第二弹性件400跟随第一弹性件300驱动动子200的运动而运动,第二弹性件400可以与第一弹性件300配合,共同支撑动子200,避免动子200出现倾斜或晃动。
需要说明的是,本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后,将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本申请的真正范围由下面的权利要求指出。
应当理解的是,本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (19)
1.一种光学变焦马达,其特征在于,包括:
动子(200),所述动子(200)用于固定镜头;
第一弹性件(300),所述第一弹性件(300)与所述动子(200)连接;所述第一弹性件(300)由形状记忆合金制成,所述第一弹性件(300)被配置为接收电信号,并基于所述电信号产生形变,以驱动所述动子(200)沿所述镜头的光轴方向运动,进而带动所述镜头沿所述光轴方向运动。
2.根据权利要求1所述的光学变焦马达,其特征在于,
还包括:底座(100);
所述底座(100)包括底板(101)和两个侧板(102),两个所述侧板(102)位于所述底板(101)相对的两端;
所述动子(200)位于所述底板(101)的上方,且位于两个所述侧板(102)之间。
3.根据权利要求2所述的光学变焦马达,其特征在于,
所述第一弹性件(300)位于所述底板(101)和所述动子(200)之间;
所述第一弹性件(300)的一端与所述底板(101)连接,所述第一弹性件(300)的另一端与所述动子(200)的底部连接。
4.根据权利要求2所述的光学变焦马达,其特征在于,
所述第一弹性件(300)位于所述动子(200)的背离所述底板(101)的一侧;
所述第一弹性件(300)的一端与所述侧板(102)连接,所述第一弹性件(300)的另一端与所述动子(200)的顶部连接。
5.根据权利要求2所述的光学变焦马达,其特征在于,
所述第一弹性件(300)的数量为两个;
其中一个所述第一弹性件(300)位于所述底板(101)和所述动子(200)之间,所述第一弹性件(300)的一端与所述底板(101)连接,另一端与所述动子(200)的底部连接;
另一个所述第一弹性件(300)位于所述动子(200)的背离所述底板(101)的一侧,所述第一弹性件(300)的一端与所述侧板(102)连接,另一端与所述动子(200)的顶部连接。
6.根据权利要求3-5中任一项所述的光学变焦马达,其特征在于,
所述第一弹性件(300)被配置为在未接收到所述电信号时,具有第一形态,使所述动子(200)位于初始位置,所述镜头具有初始焦距;
所述第一弹性件(300)被配置为在接收到所述电信号时,形变至第二形态,驱动所述动子(200)沿所述光轴的进光方向朝所述底座(100)运动,所述镜头的焦距增加。
7.根据权利要求6所述的光学变焦马达,其特征在于,
所述电信号为电流;
所述电流的大小与所述第一弹性件(300)的形变程度呈正相关。
8.根据权利要求7所述的光学变焦马达,其特征在于,
所述第一弹性件(300)被配置为在接收到目标电流时,驱动所述动子(200)沿所述进光方向运动目标距离,所述镜头的焦距增加至目标焦距。
9.根据权利要求3所述的光学变焦马达,其特征在于,
所述底板(101)为多边形结构,所述底板(101)包括第一通孔(103);
所述第一弹性件(300)包括多个子弹性件,多个所述子弹性件沿所述第一通孔(103)的周向分布,且与所述底板(101)的多个边一一对应设置。
10.根据权利要求9所述的光学变焦马达,其特征在于,
所述底板(101)包括与多个所述子弹性件一一对应的多个固定区(104),多个所述固定区(104)沿所述第一通孔(103)的周向分布;
每个所述子弹性件包括固定部、活动部和形变部,所述形变部连接于所述固定部和所述活动部之间;
所述固定部与其对应的所述固定区(104)连接,所述活动部与所述动子(200)的底部连接;
其中,至少两个所述子弹性件的所述活动部通过连接部连接。
11.根据权利要求10所述的光学变焦马达,其特征在于,
每个所述固定区(104)包括至少一个固定柱(105),每个所述固定部包括至少一个固定孔,至少一个所述固定柱(105)与至少一个所述固定孔一一对应;
所述固定柱(105)嵌入到其对应的所述固定孔内。
12.根据权利要求10所述的光学变焦马达,其特征在于,
所述底板(101)还包括多个凹槽(106);
多个所述凹槽(106)环绕于所述第一通孔(103)的边缘,且与所述底板(101)的多个边一一对应设置;
所述子弹性件的所述活动部被配置为可形变至所述凹槽(106)内。
13.根据权利要求12所述的光学变焦马达,其特征在于,
所述动子(200)的底部包括多个定位柱(202),沿所述光轴方向,所述定位柱(202)与所述凹槽(106)一一对应;
每个所述子弹性件的所述活动部包括定位孔,多个所述定位柱(202)与多个所述定位孔一一对应,所述定位柱(202)嵌入到其对应的所述定位孔内。
14.根据权利要求3所述的光学变焦马达,其特征在于,
还包括:第二弹性件(400);
所述第二弹性件(400)位于所述动子(200)的背离所述底板(101)的一侧,所述第二弹性件(400)的一端与所述动子(200)的顶部连接,所述第二弹性件(400)的另一端与所述侧板(102)连接。
15.根据权利要求14所述的光学变焦马达,其特征在于,
所述第二弹性件(400)包括弹性片(401)、两个支撑片(402)和多个弯折部(403);
所述弹性片(401)与所述动子(200)的顶部连接;两个所述支撑片(402)位于所述弹性片(401)的相对两侧,两个所述支撑片(402)通过多个所述弯折部(403)与所述弹性片(401)连接,且每个所述支撑片(402)分别与两个所述侧板(102)的相对两端连接。
16.根据权利要求7所述的光学变焦马达,其特征在于,
所述底座(100)的其中一个所述侧板(102)包括容纳槽(107);
所述容纳槽(107)内包括驱动IC,所述驱动IC用于向所述第一弹性件(300)发送电信号。
17.根据权利要求16所述的光学变焦马达,其特征在于,
还包括:霍尔器件和磁性体,所述霍尔器件位于所述容纳槽(107),所述磁性***于所述动子(200)上;
所述磁性体被配置为产生磁场;
所述霍尔器件被配置为感应所述磁场而产生磁通量,并将所述磁通量发送至所述驱动IC;
所述驱动IC被配置为基于所述磁通量和目标磁通量的大小关系,调整所述电流的大小,以调整所述镜头的焦距。
18.一种摄像头模组,其特征在于,包括:镜头,滤光片、感光芯片、电路板、马达支架,以及,如权利要求1-17任一项所述的光学变焦马达;
所述镜头与所述光学变焦马达连接,所述光学变焦马达通过所述马达支架固定于所述电路板上;
所述滤光片位于所述马达支架上,所述感光芯片位于所述电路板上。
19.一种电子设备,其特征在于,包括显示屏、中框和后壳;
所述显示屏和所述后壳位于所述中框的相对两侧,且与所述中框连接,所述中框上设置有如权利要求18所述的摄像头模组。
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- 2024-03-12 CN CN202410276530.2A patent/CN118041024A/zh active Pending
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