CN110650274B - 摄像模组及终端设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种摄像模组及终端设备。摄像模组包括透镜;镜座,用于安装透镜;以及第一磁致伸缩件,包括第一磁致伸缩片以及第一磁场元件,第一磁场元件用于产生磁场,第一磁致伸缩片连接镜座,第一磁致伸缩片在第一磁场元件产生的磁场作用下能够发生翘曲,从而带动镜座偏转或者在垂直于透镜的光轴方向位移。在上述摄像模组中,第一磁致伸缩片在磁场作用下能够发生翘曲形变,以此驱动镜座偏转或在垂直于透镜的光轴方向位移,从而使摄像模组具备光学防抖能力。另外,第一磁致伸缩件仅受少数方向的磁场作用而发生形变,因此能够有效减少复杂环境下的多个方向的磁场的干扰,进而增加摄像模组的光学防抖性能的可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及摄像技术领域,特别是涉及一种摄像模组及终端设备。
背景技术
在常见的摄像模组中,一般依靠磁力包裹悬浮的镜头以实现光学防抖功能。但在实际的应用环境中,环境中的磁场方向及强度复杂,对镜头的悬浮干扰较大,从而降低摄像模组的防抖性能。
发明内容
本申请实施例提供一种能有效减小磁干扰的摄像模组及终端设备,以解决上述技术问题。
一种摄像模组,包括:
透镜;
镜座,用于安装所述透镜;以及
第一磁致伸缩件,包括第一磁致伸缩片以及第一磁场元件,所述第一磁场元件用于产生磁场,所述第一磁致伸缩片连接所述镜座,所述第一磁致伸缩片在所述第一磁场元件产生的磁场作用下能够发生翘曲,从而带动所述镜座偏转或者在垂直于所述透镜的光轴方向位移。
在上述摄像模组中,所述第一磁致伸缩片在磁场作用下能够发生翘曲形变,以此驱动所述镜座偏转或在垂直于所述透镜的光轴方向位移,从而使所述摄像模组具备光学防抖能力。另外,所述第一磁致伸缩件仅受少数方向的磁场作用而发生形变,因此,采用所述第一磁致伸缩件能够有效减少复杂环境下的多个方向的磁场的干扰,从而有效防止镜座发生非预期的运动,进而增加所述摄像模组的光学防抖性能的可靠性。
在其中一个实施例中,所述第一磁致伸缩片翘曲时能够驱动所述镜座在第一方向上位移或者绕第二方向偏转,所述第一方向和所述第二方向分别垂直于所述透镜的光轴。
在其中一个实施例中,所述摄像模组包括底座以及连接所述底座的第二磁致伸缩件,所述第二磁致伸缩件包括第二磁场元件以及第二磁致伸缩片,所述第二磁致伸缩片连接第一磁致伸缩件,所述第二磁致伸缩片在所述第二磁场元件的磁场作用下能够发生翘曲,以驱动所述镜座和所述第一磁致伸缩片在所述第二方向上位移或者绕所述第一方向偏转。
在其中一个实施例中,所述摄像模组包括第一基板,所述第一磁致伸缩片连接所述镜座与所述第一基板,所述第二磁致伸缩片连接所述第一基板与所述底座,所述第二磁致伸缩片发生翘曲时能够驱动所述第一基板、所述第一磁致伸缩片以及所述镜座在所述第二方向上发生位移或者绕所述第一方向偏转。
在其中一个实施例中,所述摄像模组包括以下任意一种:
所述第一基板的数量为一个,在所述第二方向上,所述第一基板间隔设置有至少两个所述第二磁致伸缩片;
所述第一基板、所述第一磁致伸缩片和所述第二磁致伸缩片的数量分别为至少两个,每个所述第一基板连接至少一个所述第一磁致伸缩片和至少一个所述第二磁致伸缩片;
所述第一磁致伸缩片的数量为至少两个,所述镜座的外壁的相背两侧分别设置有所述第一磁致伸缩片。
在其中一个实施例中,所述摄像模组包括第三磁致伸缩件,所述第三磁致伸缩件包括第三磁致伸缩片和第三磁场元件,所述第三磁致伸缩片连接所述第二磁致伸缩件与所述底座,所述第三磁致伸缩片在所述第三磁场元件的磁场作用下能够发生翘曲,以驱动所述镜座沿所述透镜的光轴方向移动。
在其中一个实施例中,所述摄像模组包括第三磁致伸缩件,所述第三磁致伸缩件包括第三磁致伸缩片和第三磁场元件,所述第三磁致伸缩片连接所述镜座以及所述第一磁致伸缩片,所述第三磁致伸缩片在所述第三磁场元件的磁场作用下能够发生翘曲,以驱动所述镜座沿所述透镜的光轴方向移动,所述第一磁致伸缩片发生翘曲时能够驱动所述第三磁致伸缩片和所述镜座在所述第一方向位移或者绕所述第二方向偏转。
在其中一个实施例中,所述第三磁致伸缩片的数量为至少两个,且所述第三磁致伸缩片设置于所述镜座的外壁的相背两侧或相邻两侧。
在其中一个实施例中,所述摄像模组包括以下任一种:
所述第一磁致伸缩片包括基片和磁致伸缩薄膜,所述磁致伸缩薄膜设置于所述基片的一侧;
所述第一磁致伸缩片包括基片、正磁致伸缩薄膜和负磁致伸缩薄膜,所述正磁致伸缩薄膜和所述负磁致伸缩薄膜分别设置于所述基片的相背两侧;
所述第二磁致伸缩片包括基片和磁致伸缩薄膜,所述磁致伸缩薄膜设置于所述基片的一侧;
所述第二磁致伸缩片包括基片、正磁致伸缩薄膜和负磁致伸缩薄膜,所述正磁致伸缩薄膜和所述负磁致伸缩薄膜分别设置于所述基片的相背两侧。
在其中一个实施例中,所述第一磁场元件包括线圈或电磁铁,所述第二磁场元件包括线圈或电磁铁。
一种终端设备,包括壳体及上述任意一项实施例所述的摄像模组,所述摄像模组设置于所述壳体。
在上述终端设备中,通过控制所述磁致伸缩件中的磁场以控制所述磁致伸缩件的翘曲形变量,进而能够控制所述镜座的位移量。在摄像过程中,根据分析所述终端设备的抖动幅度及抖动方向,所述磁致伸缩件能够驱动所述镜座移动往预期方向移动预期的位移量以实现光路补偿,从而能够实现光学防抖功能。另外,当所述终端设备在复杂的磁场环境中时,由于所述磁致伸缩件所受复杂磁场的影响较小,因此当采用所述磁致伸缩件以驱动所述镜座时,能够有效减小外界复杂磁场对所述镜座的移动的影响,从而增加所述终端设备的防抖性能的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述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为本申请一实施例中摄像模组的轴测轴测图;
图2为本申请一实施例中摄像模组中的磁致伸缩件的示意图;
图3为本申请一实施例中摄像模组的示意图;
图4为本申请一实施例中摄像模组的示意图;
图5为本申请一实施例中摄像模组的示意图;
图6为本申请一实施例中摄像模组的示意图;
图7为本申请一实施例中摄像模组的俯视图;
图8为图7中的摄像模组于A-A方向的剖视图;
图9为图8中的摄像模组于B区域的放大图;
图10为本申请一实施例中摄像模组的示意图;
图11为本申请一实施例中的终端设备的示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施例。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。
作为在此使用的“终端设备”指包括但不限于经由以下任意一种或者数种连接方式连接的能够接收和/或发送通信信号的装置:
(1)经由有线线路连接方式,如经由公共交换电话网络(Public SwitchedTelephone Networks,PSTN)、数字用户线路(Digital Subscriber Line,DSL)、数字电缆、直接电缆连接;
(2)经由无线接口方式,如蜂窝网络、无线局域网(Wireless Local AreaNetwork,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。
被设置成通过无线接口通信的终端设备可以被称为“移动终端”。移动终端的示例包括但不限于以下电子装置:
(1)卫星电话或蜂窝电话;
(2)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系统(Personal Communications System,PCS)终端;
(3)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、配备有全球定位系统(Global Positioning System,GPS)接收器的个人数字助理(PersonalDigital Assistant,PDA);
(4)常规膝上型和/或掌上型接收器;
(5)常规膝上型和/或掌上型无线电电话收发器等。
在常见的具有摄像功能的终端设备中,为防止用户在拍摄时因为手抖而导致成像画面变得模糊,一般摄像模组中会依靠磁力包裹镜头使之悬浮以实现光学防抖功能,或者通过电机(如音圈马达)配合磁石以操控镜头在微小的范围内运动以实现防抖功能。但在实际的应用环境中,环境中的磁场方向及强度较为复杂,环境磁场对镜头的悬浮或运动干扰较大,从而会降低摄像模组的防抖性能。为此,本申请实施例提供一种能有效减小磁干扰的摄像模组及终端设备以解决上述技术问题。
参考图1和图2,在本申请的实施例中,摄像模组10包括镜座110和磁致伸缩件120,磁致伸缩件120连接镜座110,镜座110设置有容置腔112,容置腔112用于安装透镜。在一些实施例中,容置腔112可以安装一个透镜,也可以安装两个、三个或更多透镜,此时镜座110于轴线111方向的尺寸也可随之变大,并不限于图1中的大小。磁致伸缩件120在通电后能够产生磁场,且磁致伸缩件120能够在磁场作用下发生翘曲,从而作用镜座110。磁致伸缩件120可设置于镜座110的多个方向,例如设置于镜座110于X轴方向(第一方向)的相背两侧或设置于镜座110于Y轴方向(第二方向)的相背两侧,从而使镜座110能够在X轴和Y轴中的至少一个方向上发生位移。X轴和Y轴相互垂直,X轴和Y轴所构成的平面可理解为垂直于透镜的光轴的平面,且X轴可以为垂直透镜光轴的平面中的任一方向。
具体参考图2和图3,在一个实施例中,磁致伸缩件120包括第一磁致伸缩件1210,第一磁致伸缩件1210包括第一磁致伸缩片1211和第一磁场元件1212,第一磁场元件1212为围绕第一磁致伸缩片1211设置的线圈1203,线圈1203在通电后能够在自身轴向上形成磁场。在本申请中,为了方便起见,可将围绕第一磁致伸缩片1211设置的线圈1203称为第一线圈。第一磁致伸缩片1211包括基片1201,基片1201一般为采用硅、玻璃或聚酰亚胺材料的非磁性基片。基片1201的相背两侧分别设置有磁致伸缩薄膜1202,两侧的磁致伸缩薄膜1202分别为正磁致伸缩薄膜和负磁致伸缩薄膜,薄膜可通过闪蒸、离子束溅射、电离镀膜等方式设置在基片1201上。第一磁致伸缩片1211沿镜座110的轴线111方向竖直设置,且第一磁致伸缩片1211的一端固定于镜座110的底部,而另一端可固定于电路板上。在第一线圈的磁场作用下,第一磁致伸缩片1211能够产生线磁致伸缩效应从而发生翘曲形变。
在该实施例中,摄像模组10包括两个第一磁致伸缩片1211,两个第一磁致伸缩片1211在镜座110的X轴方向上间隔设置,且两个第一磁致伸缩片1211关于镜座110的轴线111对称设置,此时两个第一磁致伸缩片1211能够增加镜座110的移动灵敏性,使镜座110能够更快且更精确地实现位移,且两个第一磁致伸缩片1211能够起到支撑镜座110的作用。当然,在一些实施例中,第一磁致伸缩片1211的数量也可以是一个、三个、四个或更多个。在一些实施例中,在Y轴方向上也可设置两个或更多第一磁致伸缩片1211。另外,在一些实施例中,一个第一线圈围绕一个第一磁致伸缩片1211,或者一个第一线圈也可围绕多个第一磁致伸缩片1211设置。
在该实施例中,第一磁致伸缩片1211呈片状结构。但在一些实施例中,第一磁致伸缩片1211也可以呈条状结构。第一磁致伸缩片1211的法线方向平行于X轴,当第一磁致伸缩片1211受到线圈1203的轴向磁场作用时,基片1201两侧的磁致伸缩薄膜1202会发生形变进而带动基片1201在X轴方向上发生翘曲,而当镜座110在受到第一磁致伸缩片1211的形变作用时,镜座110将在第一磁致伸缩片1211的形变方向(X轴方向)发生位移。需要注意的是,由于制备工艺上存在的误差,第一磁致伸缩片1211的法线方向在实际上也可与X轴存在小角度的倾斜夹角,例如夹角在0-10°之间。
在另一些实施例中,第一磁场元件1212为电磁铁,电磁铁包括铁芯及缠扰铁芯的线圈,电磁铁结构能够显著增强第一磁场元件1212所产生的磁场强度。具体地,在未通电时,铁芯的轴向可垂直于第一磁致伸缩片1211设置,线圈通电后,沿铁芯轴线方向磁场将穿过第一磁致伸缩片1211并作用磁致伸缩膜,进而使第一磁致伸缩片1211翘曲形变。在另一些实施例中,电磁铁的结构以及与第一磁致伸缩片1211的位置关系并不限于以上实施例,只要能够产生作用第一磁致伸缩片1211的磁场即可。
具体地,通过配合陀螺仪等元件探测摄像模组10的抖动方向,随后根据抖动方向调节线圈1203的电流以使线圈1203产生的预期强度的磁场,从而定量调节第一磁致伸缩片1211的形变量,进而控制镜座110在第一磁致伸缩片1211的形变方向的位移量,最终对成像光路进行补偿以实现光学防抖功能。在上述实施例中,在基片1201两侧分别设置正负磁致伸缩薄膜1202的结构能够增大第一磁致伸缩片1211在磁场作用下的翘曲形变量,从而使镜座110的最大位移量也得到增加,以此增加镜座110在光学防抖操作中的可调性。在另一些实施例中,也可仅在基片1201的一侧设置磁致伸缩薄膜1202。
在一些实施例中,第一磁致伸缩片1211的一端可伸入镜座110的底部以与镜座110固定。或者,一些实施例中的第一磁致伸缩片1211也可固定于镜座110的外壁,此时当第一磁致伸缩片1211的数量为至少两个时,第一磁致伸缩片1211可分别设置于镜座110的外壁的相背两侧。第一磁致伸缩片1211与镜座110之间也可以存在其他固定方式,只要能够使镜座110在X轴方向发生位移即可。在另一些实施例中,第一磁致伸缩片1211与镜座110之间并不存在固定关系,此时第一磁致伸缩片1211在X轴方向上可抵住镜座110或与镜座110之间存在一个间隔距离,使第一磁致伸缩片1211在X轴方向上发生形变时能够带动镜座110即可。
在一些实施例中,第一磁致伸缩片1211的数量为至少两个,且在X-Y平面的一个方向上,第一磁致伸缩片1211设置在镜座110的外壁的相背两侧,并位于靠近镜座110于该X-Y平面的对角线位置,此时,当第一磁致伸缩片1211在第一磁场元件1212的磁场作用下翘曲形变时,镜座110将绕透镜的光轴偏转,即绕Z轴转动,从而能够实现绕Z轴的防抖功能。
在另一些实施例中,第一磁致伸缩片1211的数量为至少两个,且在X-Z平面的一个方向上,第一磁致伸缩片1211设置在镜座110的外壁的相背两侧,并位于靠近镜座110于该X-Y平面的对角线位置,此时,当第一磁致伸缩片1211在第一磁场元件1212的磁场作用下翘曲形变时,镜座110将绕第二方向偏转,即绕Y轴转动,从而能够实现绕Y轴的防抖功能。
继续参考图1和图3,为使摄像模组10能够实现多轴的光学防抖效果,在一些实施例中,摄像模组10设置有第一基板131以及第二磁致伸缩件1220,第一基板131的法线方向平行或近乎平行于Z轴,Z轴可理解为镜座110中的透镜的光轴,第一磁致伸缩片1211和围绕第一磁致伸缩片1211的第一线圈连接第一基板131,第一基板131可以为FPC、PCB等能够设置电路的元件,第一基板131上可设置电路并连接第一线圈,从而为第一线圈提供电流,同时还能够起到支撑第一伸缩片的作用。第二磁致伸缩件1220包括第二磁致伸缩片1221及第二磁场元件1222。在一些实施例中,第二磁致伸缩片1221呈片状结构或条状结构。第二磁场元件1222为围绕第二磁致伸缩片1221设置的线圈,此时第二磁场元件1222能够在自身轴向上产生磁场以作用第二磁致伸缩片1221,使第二磁致伸缩片1221翘曲形变,进而带动镜座110。第二磁致伸缩件1220的结构可参考第一磁致伸缩件1210的结构,也可参考图2所呈现的结构。在本申请中,为了方便起见,可将围绕第二磁致伸缩片1221设置的线圈1203称为第二线圈。第二磁致伸缩片1221的一端连接第一基板131,另一端连接第三基板133,第三基板133为摄像模组10的底座,第三基板133可以为刚性电路板,同时,围绕第二磁致伸缩片1221的第二线圈也连接至第三基板133上,第三基板133能够为围绕第二磁致伸缩片1221的第二线圈提供电流。第二磁致伸缩片1221的结构可参考第一磁致伸缩片1211的结构,即第二磁致伸缩片1221包括基片1201以及设置在基片1201上的磁致伸缩薄膜1202,此时磁致伸缩薄膜1202在第二线圈的磁场作用下能够发生形变以带动基片1201形变。在一些实施例中,摄像模组10包括图像传感器140,图像传感器140设置于第三基板133上,图像传感器140用于接收经透镜调节后的光线。
在一些实施例中,第二磁场元件1222为电磁铁,电磁铁包括铁芯及缠扰铁芯的线圈,电磁铁结构能够显著增强第二磁场元件1222所产生的磁场强度。具体地,在未通电时,铁芯的轴向可垂直于第二磁致伸缩片1221设置,线圈通电后,沿铁芯轴线方向磁场将穿过第二磁致伸缩片1221并作用磁致伸缩膜,进而使第二磁致伸缩片1221翘曲形变。在另一些实施例中,电磁铁的结构以及与第二磁致伸缩片1221的位置关系并不限于以上实施例,只要能够产生作用第二磁致伸缩片1221的磁场即可。
第二磁致伸缩片1221的法线方向与Y轴平行,当第二磁致伸缩片1221受到第二线圈的轴向磁场作用时,基片1201两侧的磁致伸缩薄膜1202会发生形变进而带动基片1201在Y轴方向上发生翘曲,当第一基板131在受到第二磁致伸缩片1221的形变作用时,第一基板131和第一磁致伸缩片1211将在第二磁致伸缩片1221的形变方向(Y轴方向)发生位移,进而带动镜座110在Y方向发生位移。此时,通过控制围绕第一磁致伸缩片1211的第一线圈的电流以及围绕第二磁致伸缩片1221的第二线圈的电流,摄像模组10中的镜座110能够同时在X轴方向和Y轴方向发生预期位移,从而使摄像模组10能够实现两轴(沿X轴抖动或Y轴抖动)的光学防抖。需要注意的是,由于制备工艺上存在的误差,第二磁致伸缩片1221的法线方向在实际上也可与Y轴存在小角度的倾斜夹角,例如夹角在0-10°之间。优选地,第一磁致伸缩片1211的法线方向与第二磁致伸缩片1221的法线方向应互相垂直。
在一些实施例中,第二磁致伸缩片1221的数量为至少两个,且在X-Y平面的一个方向上,第二磁致伸缩片1221设置在镜座110的外壁的相背两侧,并位于靠近镜座110于该X-Y平面的对角线位置,此时,当第二磁致伸缩片1221在第二磁场元件1222的磁场作用下翘曲形变时,镜座110将绕透镜的光轴偏转,即绕Z轴转动,从而能够实现绕Z轴的防抖功能。
在另一些实施例中,第一磁致伸缩片1211的数量为至少两个,且在Y-Z平面的一个方向上,第二磁致伸缩片1221设置在镜座110的外壁的相背两侧,并位于靠近镜座110于该Y-Z平面的对角线位置,此时,当第二磁致伸缩片1221在第二磁场元件1222的磁场作用下翘曲形变时,将驱动镜座110绕第一方向偏转,即绕X轴转动,从而能够实现绕X轴的防抖功能。
参考图1和图4,在上述设置有第二磁致伸缩片1221的实施例中,摄像模组10包括两个第二磁致伸缩片1221,两个第二磁致伸缩片1221分别被不同的第二线圈围绕,两个第二磁致伸缩片1221在Y轴方向上间隔设置,且两个第二磁致伸缩片1221关于镜座110的轴线111对称设置,此时两个第二磁致伸缩片1221能够增加镜座110的移动灵敏性,使镜座110能够更快且更精确地实现位移,且两个第二磁致伸缩片1221能够起到支撑镜座110、基板、第一磁致伸缩片1211以及线圈1203的作用。在一些实施例中,第二磁致伸缩片1221的数量也可以是一个、三个、四个或更多个。在一些实施例中,在X轴方向上也可设置两个或更多第二磁致伸缩片1221。在一些实施例中,一个第二线圈围绕一个第二磁致伸缩片1221,或者一个第二线圈也可围绕多个第二磁致伸缩片1221。
需要注意的是,第二磁致伸缩片1221远离第一基板131的一端也可连接至未设置有电路的刚性结构上,而围绕第二磁致伸缩片1221的第二线圈连接第一基板131,此时可通过第一基板131对围绕第二磁致伸缩片1221的第二线圈提供电流。
参考图1和图4,在一些实施例中,当第三基板133设置于第一基板131远离镜座110的一侧时,第一基板131上开设有成像孔1311(可参考图8中的成像孔1311),而第三基板133上可设置图像传感器140,经镜座110中的透镜调节后的光线能够穿过成像孔1311并被图像传感器140接收;或者,图像传感器140也可设置在第一基板131上,此时第一基板131无需开设成像孔1311。图像传感器140可以为CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)。
在另一些实施例中,当上述第三基板133设置于第一基板131靠近镜座110的一侧时,第三基板133开设有设置孔以允许镜座110穿过,此时的图像传感器140可设置于第一基板131上,穿过镜座110的光线能够被图像传感器140接收。
参考图5,在一些实施例中,第一基板131的数量为两个,两个第一基板131在X轴方向上间隔设置,且第一基板131在靠近镜座110的一侧连接第一磁致伸缩片1211,而在远离镜座110的一侧连接第二磁致伸缩片1221。在一些实施例中,第一基板131、第一磁致伸缩片1211和第二磁致伸缩片1221的数量分别为至少两个,每个第一基板131连接至少一个第一磁致伸缩片1211和至少一个第二磁致伸缩片1221。
需要注意的是,将围绕第一磁致伸缩片1211的线圈称为第一线圈,将围绕第二磁致伸缩片1221的线圈称为第二线圈,为了防止第一线圈和第二线圈所产生的磁场互相干扰而导致第一磁致伸缩片1211和第二磁致伸缩片1221无法精确形变,因此,第一线圈和第二线圈在Z轴方向上的投影不存在重叠。
除了实现光学防抖功能外,一些实施例中的摄像模组10还具备对焦功能。参考图1和图6,在一些实施例中,摄像模组10还设置有具有刚性的第二基板132,而磁致伸缩件120还包括第三磁致伸缩件1230,第三磁致伸缩件1230包括第三磁致伸缩片1231以及第三磁场元件1232。在一些实施例中,第三磁致伸缩片1231呈片状结构或条状结构,而第三磁场元件1232为围绕第三磁致伸缩片1231的线圈,在本申请中可将围绕第三磁致伸缩片1231的线圈称为第三线圈。第三磁致伸缩件1230的结构可参考第一磁致伸缩件1210的结构,也可参考图2所呈现的结构,即第三磁致伸缩片1231包括基片1201以及设置在基片1201上的磁致伸缩薄膜1202,此时磁致伸缩薄膜1202能够在第三线圈的磁场作用下形变以使基片1201形变。第一磁致伸缩片1211的一端连接第二基板132,第二基板132的法线方向垂直或近乎垂直于Z轴,而第三磁致伸缩片1231的一端连接第二基板132,另一端连接镜座110,第三磁致伸缩片1231的法线方向平行于Z轴。第三磁致伸缩片1231可连接至镜座110的顶部、底部、外侧壁或内部中任意一处。需要注意的是,由于制备工艺上存在的误差,以及镜座110的重力作用,第三磁致伸缩片1231的法线方向在实际上也可与Z轴存在小角度的倾斜夹角,例如夹角在0-20°之间。
在一些实施例中,第三磁场元件1232为电磁铁,电磁铁包括铁芯及缠扰铁芯的线圈,电磁铁结构能够显著增强第三磁场元件1232所产生的磁场强度。具体地,在未通电时,铁芯的轴向可垂直于第三磁致伸缩片1231设置,线圈通电后,沿铁芯轴线方向磁场将穿过第三磁致伸缩片1231并作用磁致伸缩膜,进而使第三磁致伸缩片1231翘曲形变。在另一些实施例中,电磁铁的结构以及与第三磁致伸缩片1231的位置关系并不限于以上实施例,只要能够产生作用第三磁致伸缩片1231的磁场即可。
在一些实施例中,第三线圈设置于第二基板132,第二基板132上能够设置电路以对第三线圈提供电流,且第二基板132还能够起到支撑第三磁致伸缩片1231的作用。当设置有第二基板132以及第三磁致伸缩片1231时,第一磁致伸缩片1211将连接至第二基板132,第一磁致伸缩片1211在翘曲形变时能够带动第二基板132、第三磁致伸缩片1231以及镜座110移动。
第三磁致伸缩片1231能够在第三线圈的磁场作用下在Z方向发生翘曲,进而作用镜座110,使镜座110也能够在翘曲方向(Z轴方向)发生移动,从而,控制第三线圈的电流便可控制第三磁致伸缩片1231的翘曲形变程度,进而定量地控制镜座110在Z轴方向的位移,从而能够实现对焦效果。而由于第一磁致伸缩片1211连接至第二基板132,因此控制第一磁致伸缩片1211的翘曲程度便可带动第二基板132在X轴方向发生位移,进而带动第三磁致伸缩片1231以及镜座110在X轴方向同步移动。在一些实施例中,第一磁致伸缩片1211的翘曲形变也可以带动第三磁致伸缩片1231以及镜座110绕第二方向偏转,即绕Y轴转动。此时,当摄像模组10还设置有第二磁致伸缩片1221时,控制第二磁致伸缩片1221的翘曲程度便可带动第一基板131、第一磁致伸缩片1211、第二基板132、第三磁致伸缩片1231以及镜座110在Y轴方向发生预期位移,从而最终使摄像模组10具备双轴光学防抖以及对焦功能。
在另一些在一些实施例中,第三磁致伸缩片1231的数量为至少两个,且第三磁致伸缩片1231设置在镜座110的外侧壁的相背两侧。当第三磁致伸缩片1231沿X轴方向设置时,通过控制使镜座110一侧的第三磁致伸缩片1231向镜座110的物方翘曲,使镜座110的另一侧的第三磁致伸缩片1231向镜座110的像方翘曲,从而能够使镜座110绕Y轴偏转。相似地,在另一些实施例中,使第三磁致伸缩片1231沿Y轴方向设置在镜座110的外侧壁的相背两侧,从而能够使镜座110绕X轴偏转。
在一些实施例中,第三磁致伸缩片1231的数量为至少两个,第三磁致伸缩片1231分别设置在镜座110的物侧端及像侧端,且位于镜座110中任一X-Z平面或任一Y-Z平面的对角线附近。具体地,在其中一个实施例中,一个第三磁致伸缩片1231连接镜座110的物侧端,另一个第三磁致伸缩片1231连接镜座110的像侧端,且在镜座110的X-Z平面(经过镜座110的中心)上,两个第三磁致伸缩片1231设置在镜座110于该X-Z平面上的对角线附近,从而,控制第三磁致伸缩片1231的翘曲形变便可带动镜座110绕第二方向偏转,即绕Y轴转动,从而实现绕Y轴的防抖。
需要注意的是,第三磁致伸缩片1231也可以设置在镜座110的外壁相邻两侧,且上述各实施例中的第三磁致伸缩片1231的数量也可以为一个,此时镜座110的可通过弹片等元件连接至摄像模组10的底座。
在一些实施例中,第一磁致伸缩片1211、第三磁致伸缩片1231和第二基板132的数量分别为至少两个,每个第二基板132连接至少一个第一磁致伸缩片1211和至少一个第三磁致伸缩片1231。在其中一个实施例中,在X轴方向上,镜座110的外壁的相背两侧分别设置有至少一个第二基板132,每个第二基板132上设置有至少一个第三磁致伸缩片1231,第三磁致伸缩片1231的另一端连接至镜座110,每个第二基板132还连接有至少一个第一磁致伸缩片1211,每个第一磁致伸缩片1211的另一端连接至第一基板131。
在另一些实施例中,第三磁致伸缩片1231连接第二磁致伸缩件1220与第三基板133(即底座),此时,第三磁致伸缩片1231在第三磁场元件1232的磁场作用下能够发生翘曲,以驱动第二磁致伸缩件1220和镜座110沿透镜的光轴方向移动。在另一些实施例中,第三磁致伸缩片1231连接第一磁致伸缩件1210与第三基板133,此时第三磁致伸缩片1231能够驱动第一磁致伸缩件1210和镜座110沿透镜的光轴方向移动。
具体地,参考图7、图8和图9,在一些实施例中,第一基板131设置在镜座110的像侧(底部一侧),摄像模组10在镜座110的X轴方向上间隔设置有两个第一磁致伸缩片1211,两个第一磁致伸缩片1211分别设置在镜座110的外壁的相背两侧,两个第一磁致伸缩片1211分别被不同的第一线圈围绕。在Z轴方向上,两个第一磁致伸缩片1211的一端连接在第一基板131靠近镜座110的一侧,另一端分别连接一个第二基板132(两个第二基板132位于镜座110的外壁于X轴方向的相背两侧),第一磁致伸缩片1211和第二基板132的法线方向均平行或近似平行于X轴。两个第二基板132靠近镜座110的一侧分别设置有第三磁致伸缩片1231,两个第三磁致伸缩片1231分别被不同的第三线圈围绕。在X轴方向上,第三磁致伸缩片1231的一端连接镜座110的外壁,另一端连接第二基板132,第三磁致伸缩片1231的法线方向平行或近似平行于Z轴。另外,可结合图4,在该实施例中,摄像模组10还包括第二磁致伸缩片1221,第二磁致伸缩片1221的数量为两个,两个第二磁致伸缩片1221的法线方向均平行或近乎平行于Y轴方向,两个第二磁致伸缩片1221在Y轴方向间隔设置,第二磁致伸缩片1221的一端连接在第一基板131远离镜座110的一侧,另一端连接在刚性电路板上。由此,摄像模组10能够形成一种支撑结构,即第二磁致伸缩片1221支撑着第一基板131和第一磁致伸缩片1211,第一磁致伸缩片1211支撑着第二基板132和第三磁致伸缩片1231,而第三磁致伸缩片1231支撑着镜座110。另外,第一磁致伸缩片1211、第二磁致伸缩片1221以及第三磁致伸缩片1231所构成的驱动结构关于镜座110的轴线111对称。
在其中一些实施例中,图像传感器140可设置于第一基板131靠近镜座110的一侧,入射光线经镜座110中的透镜调节后被图像传感器140接收;或者,在第一基板131上开设成像孔1311,而图像传感器140设置在刚性电路板上。
以上,通过在摄像模组10中设置翘曲方向朝向X轴方向的第一磁致伸缩片1211、翘曲方向朝向Y轴方向的第二磁致伸缩片1221以及翘曲方向朝向Z轴方向的第三磁致伸缩片1231,且在控制线圈电流的情况下,镜座110能够在X轴方向和Y轴方向实现定量的位移,即镜座110能够在X-Y平面上朝预期方向移动预期的位移量,从而实现双轴(X轴及Y轴)光学防抖。另外,在控制线圈电流的情况下,镜座110能够在Z轴方向发生位移,从而能够改变镜座110中的透镜与图像传感器140之间的相对距离,从而能够具有对焦功能。
在其中一些实施例中,摄像模组10在镜座110的物侧(远离图像传感器140的一侧)还固定设置有物端透镜,物端透镜包括至少一个透镜,而镜座110中的透镜可称为像端透镜,像端透镜同样包括至少一个透镜。此时,当像端透镜在第三磁致伸缩片1231的作用下发生Z轴方向的位移时,物端透镜与像端透镜之间的相对距离发生改变,即物端透镜与像端透镜所组成的光学系统的焦距将随之放生改变,从而使摄像模组10具备变焦功能,以此改善成像质量。
参考图10,在一些实施例中,第二基板132呈现凹槽结构,第三磁致伸缩片1231连接至凹槽结构的槽侧壁上,且图像传感器140设置于凹槽结构的槽底,即图像传感器140设置于第二基板132靠近镜座110的一侧。此时,当第一磁致伸缩片1211和第二磁致伸缩片1221驱动第二基板132在X轴和Y轴方向移动时,图像传感器140能够随透镜一同移动,而当第三磁致伸缩片1231驱动镜座110在Z轴方向移动时,镜座110中的透镜在Z轴方向能够相对图像传感器140发生位移,从而使摄像模组10具备对焦功能。
对于以上各实施例,摄像模组10在具备光学防抖功能的同时还能省去一般的机械驱动结构,从而有利于缩小模组尺寸,以减少在设备中的占据体积,同时,由于利用了线磁致伸缩效应以实现光学防抖效果,摄像模组10中的第一磁致伸缩片1211仅受第一线圈的轴向磁场作用、第二磁致伸缩片1221仅受第二线圈的轴向磁场作用、第三磁致伸缩片1231仅受第三线圈的轴向磁场作用,从而本申请实施例中的摄像模组10能够有效减小外界的复杂磁场的干扰,以增加光学防抖的效果,提升成像质量。
进一步地,结合上述实施例可知,摄像模组10能够使镜座110沿X轴方向和Y轴方向平移,或者使镜座绕X轴、Y轴及Z轴中的任一个转动,此时,通过配合终端算法控制施加在第一磁致伸缩片1211、第二磁致伸缩片1221及第三磁致伸缩片1231上的磁场强度以控制各磁致伸缩片形变量,摄像模组10能够实现五轴光学防抖功能。
本申请还提供一种应用上述摄像模组10的终端设备20,在一些实施例中,终端设备20可以为智能手机、智能手表、眼镜、游戏机、车载摄像设备等。摄像模组10安装于终端设备20的壳体上。
参考图11,当终端设备20为智能手机时,摄像模组10可作为智能手机的后置摄像模组,或者也可作为智能手机的前置摄像模组,此时,壳体可理解为智能手机的中框,摄像模组10安装于中框,或者摄像模组10也可以安装于显示盖板上。通过采用上述摄像模组10,终端设备20将具有光学防抖功能,且由于摄像模组10的尺寸较小,摄像模组10在终端设备20中的安装位置也能较为灵活。同时,本申请中的摄像模组10无需采用机械结构(如音圈马达等)来驱动透镜移动,因此能够有效降低模组的受损概率,提升模组的使用寿命。另外,当终端设备20在较为复杂的磁场环境下使用时,上述摄像模组10还能够有效降低外界磁场对光学防抖功能的干扰,提升终端设备20在不同环境下摄像时的可靠性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种摄像模组,其特征在于,包括:
底座;
透镜;
镜座,用于安装所述透镜;
第一基板;
第一磁致伸缩件,包括第一磁致伸缩片以及第一磁场元件,所述第一磁场元件用于产生磁场,所述第一磁致伸缩片连接所述镜座,所述第一磁致伸缩片在所述第一磁场元件产生的磁场作用下能够发生翘曲,从而带动所述镜座在第一方向上位移或者绕第二方向偏转,所述第一方向、所述第二方向及所述透镜的光轴方向两两相互垂直;以及
第二磁致伸缩件,连接所述底座,所述第二磁致伸缩件包括第二磁场元件以及第二磁致伸缩片,所述第二磁致伸缩片通过所述第一基板连接第一磁致伸缩件,所述第二磁致伸缩片在所述第二磁场元件的磁场作用下能够发生翘曲,以驱动所述镜座和所述第一磁致伸缩片在所述第二方向上位移或者绕所述第一方向偏转。
2.根据权利要求1所述的摄像模组,其特征在于,包括以下任意一种:
所述第一基板的数量为一个,在所述第二方向上,所述第一基板间隔设置有至少两个所述第二磁致伸缩片;
所述第一基板、所述第一磁致伸缩片和所述第二磁致伸缩片的数量分别为至少两个,每个所述第一基板连接至少一个所述第一磁致伸缩片和至少一个所述第二磁致伸缩片;
所述第一磁致伸缩片的数量为至少两个,所述镜座的外壁的相背两侧分别设置有所述第一磁致伸缩片。
3.根据权利要求1所述的摄像模组,其特征在于,包括第三磁致伸缩件,所述第三磁致伸缩件包括第三磁致伸缩片和第三磁场元件,所述第三磁致伸缩片连接所述第二磁致伸缩件与所述底座,所述第三磁致伸缩片在所述第三磁场元件的磁场作用下能够发生翘曲,以驱动所述镜座沿所述透镜的光轴方向移动。
4.根据权利要求1所述的摄像模组,其特征在于,包括第三磁致伸缩件,所述第三磁致伸缩件包括第三磁致伸缩片和第三磁场元件,所述第三磁致伸缩片连接所述镜座以及所述第一磁致伸缩片,所述第三磁致伸缩片在所述第三磁场元件的磁场作用下能够发生翘曲,以驱动所述镜座沿所述透镜的光轴方向移动,所述第一磁致伸缩片发生翘曲时能够驱动所述第三磁致伸缩片和所述镜座在所述第一方向位移或者绕所述第二方向偏转。
5.根据权利要求3或4所述的摄像模组,其特征在于,所述第三磁致伸缩片的数量为至少两个,且所述第三磁致伸缩片设置于所述镜座的外壁的相背两侧或相邻两侧。
6.根据权利要求1所述的摄像模组,其特征在于,包括以下任一种:
所述第一磁致伸缩片包括基片和磁致伸缩薄膜,所述磁致伸缩薄膜设置于所述基片的一侧;
所述第一磁致伸缩片包括基片、正磁致伸缩薄膜和负磁致伸缩薄膜,所述正磁致伸缩薄膜和所述负磁致伸缩薄膜分别设置于所述基片的相背两侧;
所述第二磁致伸缩片包括基片和磁致伸缩薄膜,所述磁致伸缩薄膜设置于所述基片的一侧;
所述第二磁致伸缩片包括基片、正磁致伸缩薄膜和负磁致伸缩薄膜,所述正磁致伸缩薄膜和所述负磁致伸缩薄膜分别设置于所述基片的相背两侧。
7.根据权利要求1所述的摄像模组,其特征在于,所述第一磁场元件包括线圈或电磁铁,所述第二磁场元件包括线圈或电磁铁。
8.一种终端设备,其特征在于,包括壳体及权利要求1至7任意一项所述的摄像模组,所述摄像模组设置于所述壳体。
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