双摄像头变焦模组的制作方法

本实用新型涉及一种双摄像头变焦模组，尤其是用于移动终端的双摄像头变焦模组。

背景技术：

中国专利CN201480051999.0公开了反射镜倾斜致动，其中设有反射镜及支承反射镜的基座。根据该专利，采用不同的枢轴支承反射镜，并利用磁铁、FP线圈、霍尔传感器以及弹簧等元件控制反射镜，避免其在使用过程出现的抖动。

这种反射镜倾斜致动结果复杂，零件数量众多，制造维修复杂。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供双摄像头变焦模组，该装置使得进入双摄模组中一个摄像模组和棱镜的光线平行度高，成像质量高，整体强度高，同时易实现量产性生产。

为实现上述实用新型目的，根据本实用新型提供双摄像头变焦模组，包括第一摄像模组、光转向机构和第二摄像模组，其中，第一摄像模组为广角摄像模组，第二摄像模组为变焦摄像模组，第二摄像模组与光转向机构组成潜望式摄像模组，经光转向机构反射的光入射到第二摄像模组的镜头，第一摄像模组与光转向机构共平面设置，第一摄像模组的入射光轴与光转向机构的入射光轴的间距为5mm至15mm。

其中，第一摄像模组的视场角为65°至130°，第二摄像模组的视场角为20°至55°。

此外，第一摄像模组的有效焦距为2.5mm至5.5mm，第二摄像模组的有效焦距为3.5mm至19.0mm。

此外，双摄像头变焦模组可以用于实现1.5倍至3.5倍的光学变焦。

根据本实用新型的一个方面，所述光转向机构包括棱镜单元和棱镜基座；

所述棱镜单元可转动地支承在所述棱镜基座中。

根据本实用新型的一个方面，所述棱镜单元包括棱镜外壳，棱镜，棱镜座，支承轴套和支承轴；

所述棱镜外壳呈矩形框，具有底边框和两个侧边框，两个所述侧边框分别各自一端与所述底边框固定连接，其另一端为向外延伸的自由端，两个所述自由端之间设有连接横梁。

根据本实用新型的一个方面，所述棱镜基座包括第一摄像模组容纳腔，棱镜容纳腔，连接壁，中间加强板和底板；

所述连接壁的一个表面上设有至少一个定位凸起。

根据本实用新型的一个方面，所述第二摄像模组包括摄像外壳，马达模组，防抖单元和支承壳；

所述摄像外壳、所述马达模组、所述防抖单元和所述支承壳相互同轴设置。

根据本实用新型的一个方面，所述摄像外壳包括外壳部，光轴开孔，定位孔、前面板和连接部；

所述连接部位于所述中空矩形柱状外壳部与前面板相邻一侧的端部，且至少为两个，相对设置。

根据本实用新型的一个方面，所述定位凸起位于所述定位孔中，所述自由端与所述连接部相互配合并相互固定连接。

根据本实用新型的一个方面，所述外壳部为中空矩形柱，所述前面板与中空矩形柱状外壳部的一个端部固定连接，所述光轴开孔设置于所述前面板中央，所述定位孔设置于所述前面板上。

根据本实用新型的双摄像头变焦模组将两个摄像模组的光轴间距设计为相隔合理距离，从而能够让双摄像头模组实现变焦操作，有效提高成像的解析度。

本实用新型将双摄像模组的视场角度、焦距设计在合理范围内，能够 进一步改善变焦和成像的效果。

根据本实用新型的双摄像头变焦模组将第一摄像模组和棱镜单元固定在棱镜基座上，由此保证了两者处于一个共同的平面上。这就使得进入第一摄像模组的光线与进入棱镜的光线之间相互平行，从而保证成像质量。

根据本实用新型在棱镜基座上设置中间加强板对棱镜基座进行加强，使得棱镜基座整体刚性提高，从而使得第一摄像模组和棱镜单元处于一个刚性更高的平面上，这将进一步保证第一摄像模组和棱镜之间的相对位置关系稳定，保证进入光线平行；同时还使得棱镜基座的强度更高，不易损坏。

根据本实用新型的双摄像头变焦模组在棱镜基座上设置了定位凸起，在第二摄像模组上设置了定位孔，两者相互配合，保证了组装时相互位置关系正确，提高成像质量。

根据本实用新型的双摄像头变焦模组采用了分体结构，将不同的组成部分分割成不同单元，然后再将其组装成一体。这种设计导致根据本实用新型的双摄像头变焦模组可以对其中不同组成部分单独进行更换。例如，如果第一摄像模组损坏或者棱镜单元损坏，可以单独进行更换，而不会影响后面的第二摄像模组。这种分体结构提供了单独更换零部件的可能性和灵活性，对于节省制造成本、节省人工成本、对于使用过程中维修费用等都大有裨益。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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实用新型的一些实施方式，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是根据本实用新型的双摄像头变焦模组的成像重叠区域的示意图；

图2是本实用新型双摄像头变焦模组组装后立体示意图；

图3是本实用新型双摄像头变焦模组的分解示意图；

图4是本实用新型棱镜单元分解示意图；

图5是本实用新型棱镜基座的立体示意图；

图6是本实用新型的棱镜单元组装到棱镜基座上的示意图；

图7是本实用新型第二摄像模组的分解示意图；

图8是本实用新型的光转向机构与第二摄像模组的相互连接的状态示意图。

具体实施方式

此说明性实施方式的描述应与相应的附图相结合，附图应作为完整的说明书的一部分。在附图中，实施方式的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中各结构的部分将以分别描述进行说明，值得注意的是，图中未示出或未通过文字进行说明的构件，为所属技术领域中的普通技术人员所知的形式。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本实用新型的实施方式并不因此限定于以下实施方式。

图1是根据本实用新型的双摄像头变焦模组的成像重叠区域的示意图。图2以立体图的形式示意性表示了根据本实用新型的一种实施方式的双摄像头变焦模组，该双摄像头变焦模组主要用于具有潜望镜式摄像头模组的移动终端，例如手机等设备。如图2所示，这种双摄像头变焦模组包括第一摄像模组1、光转向机构2和第二摄像模组3。

其中，第一摄像模组1为广角摄像模组，第二摄像模组3为变焦摄像模组，第二摄像模组3与光转向机构2组成潜望式摄像模组，经光转向机构2反射的光入射到第二摄像模组3的镜头。第一摄像模组1与光转向机构2共平面设置，第一摄像模组1的入射光轴与光转向机构2的入射光轴的间距为5mm至15mm。

参见图1所示，第一摄像模组1的视场角为α，焦距为h；光转向机构2的视场角为β。图1中所示的第一摄像模组1的半视场区域OH的大小等于h*tan(α/2)。在图1中，L为重叠视场区域的长度，d为第一摄像模组1的入射光轴与光转向机构2的入射光轴的间距，h为物距。其中，x1＝d-h*tan(β/2)，x2＝d+h*tan(β/2)，|x1|+x2＝L。x1为重叠视场的区域起始位置(光学变焦在远 焦情况下，重叠视场的左边界位于位于第一摄像模组1的光轴的左侧，假设光轴的水平位置坐标为0，则x1表示重叠视场的左边界所在的水平位置)，x2为重叠视场的终止位置(光学变焦在远焦情况下，重叠视场的右边界位于位于第一摄像模组1的光轴的右侧，假设第一摄像模组1的光轴的水平位置坐标为0，则x2表示重叠视场的右边界所在的水平位置)，此时，如果要完成变焦，就要满足第二摄像模组3的光转向机构2与第一摄像模组1的视场重叠区域在第一摄像模组1的某视场区域内。

假设L为重合视场区域的长度，ω为重合视场区域的长度L与第一摄像模组1的最大视场范围(OH*2)的长度比，为了实现对焦操作，则需要满足以下要求：

x2＝d+h*tan(β/2)＜h*tan(α/2)*ω；

即，d＜h*tan(α/2)*ω-h*tan(β/2)。

也就是说，在α、β和h已知的情况下，第一摄像模组1的入射光轴与光转向机构2的入射光轴的间距d应当满足上述条件。

为了让双摄像头变焦模组实现1.5倍至3.5倍的光学变焦，可以采用满足如下参数要求的摄像模组：

第一摄像模组1的视场角α为65°至130°，光转向机构2的视场角β为20°至55°；第一摄像模组1的有效焦距为2.5mm至5.5mm，第二摄像模组3的有效焦距为3.5mm至19.0mm。

实例1：实现2.5倍光学变焦。

在本实例中，第一摄像模组1的视场角α为74°，光转向机构2的视场角β为30°，物距为5000mm，当第一摄像模组1与光转向机构2的入射光轴间距d等于8.5mm时，OH等于3768，x1为-1331，x2为1348，x1与半视场区域的长度OH的比值(x1/OH)为-0.35，x2与半视场区域的长度OH的比值(x2/OH)为0.36。

实例2：实现1.5倍光学变焦。

在本实例中，第一摄像模组1的视场角α为74°，光转向机构2的视场角β为49°，物距为5000mm，当第一摄像模组1与光转向机构2的入射光轴间距d等于10mm时，OH等于3768，x1为-2269，x2为2289，x1与半视场 区域的长度OH的比值(x1/OH)为-0.60，x2与半视场区域的长度OH的比值(x2/OH)为0.61。

实例3：实现3.5倍光学变焦。

在本实例中，第一摄像模组1的视场角α为78°，光转向机构2的视场角β为23°，物距为5000mm，当第一摄像模组1与光转向机构2的入射光轴间距d等于10mm时，OH等于4049，x1为-1007，x2为1027，x1与半视场区域的长度OH的比值(x1/OH)为-0.25，x2与半视场区域的长度OH的比值(x2/OH)为0.25。

图3是图2所示双摄像头变焦模组的分解示意图，其中示意性表示了根据本实用新型的双摄像头变焦模组各个组成部分之间的位置关系。

从图2和3可以看出，根据本实用新型的这种双摄像头变焦模组采用分体式结构设计。在根据本实用新型的一种实施方式中，第一摄像模组1和棱镜单元201共平面的设计结构使得两者组合成为一体，作为一个组装单元。第二摄像模组3和电路板4为另外两个相互独立的组成部分或组装单元。这种分体式结构使得可以在组装前对各个不同的组成部分进行检测，一旦发现不合格的组成部分或单元，则可以简单地将其替换，而不会对其他组成部分造成任何影响。当然，一旦组装成型后，在使用一段时间之后，发现某个部分或单元损坏，也同样可以简单地对损坏的部分进行更换而不影响其他部分的继续使用。这将降低生产制造成本，以及使用维修成本。

在根据本实用新型的一种实施方式中，在光转向机构2与后面的第二摄像模组3相对的连接面上，涂覆有胶水，并且两者之间壳体的连接处通过激光焊接相互固定。在连接面上涂覆胶水，有利于封堵两个连接面之间的间隙，从而阻止不需要的光线进入根据本实用新型的双摄像头变焦模组。

如图2和3所示，这种双摄像头变焦模组包括第一摄像模组1，光转向机构2，第二摄像模组3和电路板4。如图所示，第一摄像模组1设置在整个双摄像头变焦模组的最左侧，其后设置着光转向机构2。光转向机构2包含一个长方形形状的棱镜基座202。棱镜基座202上设有两个位置，一个位置用于容纳棱镜单元201，另一个用于容纳第一摄像模组1。这样设置使得第一摄像模组1和棱镜单元201相互安装在一个底板或平面上，或者 说第一摄像模组1和棱镜单元201是共平面设置的。这样就消除了将第一摄像模组1和棱镜单元201设置在不同基座上所产生的相互之间的位置误差。这种布置方式以简单的结构保证了进入第一摄像模组1和棱镜单元201的光线平行度，也就是保证了成像质量。

如图2和3所示，根据本实用新型的一种实施方式，将第一摄像模组1和光转向机构2相互组装后，与第二摄像模组3相互固定连接。在实现这种连接的时候，要求两者相互严格定位并对齐。这样才能保证从棱镜单元201中折射出的光线与第二摄像模组3中的摄像镜头的光轴同心或同轴。这种定位的结构将在后面结合相关附图做进一步详细描述。在本实施方式中，固定有第一摄像模组1的光转向机构2与第二摄像模组3相互定位后，利用激光焊接或粘接将两者相互固定连接。电路板4可以预先组装在第二摄像模组3上，然后再将第一摄像模组1的光转向机构2与第二摄像模组3相互固定连接。也可以先将第一摄像模组1的光转向机构2与第二摄像模组3相互固定连接，然后再将电路板4固定连接在第二摄像模组3上。至此，根据本实用新型的双摄像头变焦模组组装完成，形成如图2所示的完整的双摄像头变焦模组。

图4以分解示意图的方式表示了根据本实用新型的双摄像头变焦模组中光转向机构2中的棱镜单元201。

如图4所示，棱镜单元201主要包括棱镜外壳2011、棱镜2012、棱镜座2013、支承轴套2014、支承轴2015和支承卡座2016。所述棱镜外壳2011是一个由三个侧壁或边框围成的矩形框，三个侧壁或边框分别是底边框2011a和两个侧边框2011b。其中的两个侧边框2011b的结构和形状相同，并且相互相对布置。在两个侧边框2011b的一端设有底边框2011a。由此形成一个大约呈U字形的框架。这个框架是一侧开口或敞开的矩形框架。两个侧边框2011b分别以各自一端与底边框2011a固定连接，其另一端则为向外延伸的自由端2011c。在本实施方式中，这两个自由端2011c用于与顺序设置于其后的第二摄像模组3相互连接。在两个自由端2011c之间还设有连接横梁2011d。连接横梁2011d一方面用于固定两个自由端2011c之间的距离，使其能够更加精准地与后面的第二摄像模组3衔接定位后相互固 定连接；另一方面，连接横梁2011d还起到遮挡有可能在连接缝隙处泄漏到棱镜2012与第二摄像模组3之间的空间中的光线。这有利于提高成像质量。连接横梁2011d提高了棱镜外壳2011的整体刚度，并有效地防止不需要的光线进入根据本实用新型的双摄像头变焦模组中。

如图4所示，这种棱镜单元201还包括棱镜2012、棱镜座2013、支承轴套2014和支承轴2015。棱镜2012固定设置在棱镜座2013中，从图中可以清晰地看出，在组装状态下，棱镜2012的上表面突出于棱镜座2013。支承轴套2014固定安装在棱镜座2013的下部，即棱镜座2013上的与安装棱镜2012的位置相对的另一侧。支承轴2015可转动地安装在支承轴套2014中。

如图4所示，棱镜2012的横截面基本呈直角三角形，图中所示的棱镜2012处于横置的状态。如图所示，直角三角形的一条直角边所在的平面朝上设置。这样，棱镜2012上直角三角形的斜边所在平面面对棱镜座2013，并支承于其中。

如图4所示，在根据本实用新型的一种实施方式中，支承轴套2014与支承轴2015相互配合地用于支承整个棱镜座2013和棱镜2012，使之可以围绕支承轴2015转动。

在如图4所示的根据本实用新型的一种实施方式中，首先在棱镜座2013中涂覆粘接用的胶水，然后将棱镜2012放入棱镜座2013中并使胶水固化，从而将棱镜2012与棱镜座2013相互粘接牢固。将支承轴套2014放入棱镜座2013上的通孔2013a中，并将其固定。通过支承轴2015将已经组装了棱镜2012的棱镜座2013可转动地支承在棱镜基座202上，再将棱镜外壳2011安装在棱镜座2013之上。

在根据本实用新型的实施方式中，在棱镜座2013上还设有用于驱动棱镜座2013运动的磁铁，在棱镜基座202上设有用于与上述驱动棱镜座2013运动的磁铁相互配合的线圈以及电路。由此形成驱动棱镜2012运动的驱动装置。在该驱动装置的驱动下，棱镜2012相对支承轴2015转动或移动，从而实现棱镜2012在不同自由度上的调整运动。

图5以立体图的形式示出了棱镜基座202的具体形状和结构。如图所 示，棱镜基座202呈长方形，其底板2025为一个长方形的平板。在底板2025的一个表面上，设有沿其边长延伸的定位框壁2026。如图所示，在根据本实用新型的这种实施方案中，定位框壁2026并不是连续地围绕底板2025的整个边长延伸，而是间断延伸的。图中所示第一开口2028用于施布第一摄像模组1的电源/信号线。同理，第二开口2029也是用于施布用于控制棱镜2012的电源/控制信号线的开口。

图5所示的棱镜基座202由中间隔壁2027分割成两个不同腔室，其中一个用于容纳或布置棱镜单元201的是棱镜容纳腔2022。另一个用于容纳第一摄像模组1的是第一摄像模组容纳腔2021。

在棱镜容纳腔2022的一侧设有连接壁2023，连接壁2023用于与第二摄像模组3连接，同时还起着在与第二摄像模组3相互连接的时候使两者相互精准定位的作用。在棱镜容纳腔2022中，还设有用于支承支承轴2015的支承座。支承轴2015固定支承在所述支承座上，从而使棱镜2012能够在驱动机构的驱动下运动。

根据本实用新型，在棱镜基座202上分别设置第一摄像模组1和光转向机构2。这种设置的目的之一在于使棱镜单元201与第一摄像模组1中的镜头所构成的有效光学区域相互对准。这对于成像质量非常重要。但是，当将两个部件或单元同时设置在棱镜基座202上时，导致棱镜基座202承担着两个具有一定重量的零件。这样，棱镜基座202的中间部位成为整个基座上相对脆弱的部位。当根据本实用新型的双摄像头变焦模组在使用过程中受到比较强烈的冲击或振动时，棱镜基座202会在中间部位断裂。

为了避免棱镜基座202的中间部位断裂，根据本实用新型在其中间部位设置了中间加强板2024。从图5可以看出，中间加强板2024沿着垂直于棱镜基座202长度方向、在其整个宽度上贯穿棱镜基座202延伸。中间加强板2024具有一定的厚度，从而增强了棱镜基座202中间部位的强度。有效地避免中间加强板2024断裂或损坏。此外，中间加强板2024提高了棱镜基座202的整体刚性，使得第一摄像模组1和棱镜单元201的安装基础更加牢固，两者之间的位置关系得以保证。

参见图6可以看出，棱镜基座202端部的连接壁2023的另一个表面上 设有定位凸起2026。在根据本实用新型的这种实施方式中，设置了四个定位凸起2026。这四个定位凸起2026分布在连接壁2023表面的四个角上。这些定位凸起2026用于与后面的第二摄像模组3上的摄像外壳301上的定位孔301c相互配合，确定棱镜基座202与第二摄像模组3之间的连接位置，保证棱镜2012的光学轴线与第二摄像模组3中的镜头的光学轴线相互同轴。与此同时，在连接壁2023的中心部位还开设有用于使光线通过的通孔。由棱镜2012折射的光线将通过这个通孔，进入第二摄像模组3中，穿过其中的镜头到达感光芯片。

图6中还清楚地示出棱镜外壳2011的自由端2011c。根据本实用新型的这种实施方式中，这两个自由端2011c用于与后面的第二摄像模组3固定连接。后面将对此做进一步详细描述。

图7示出了根据本实用新型的第二摄像模组3的部分结构。

在根据本实用新型的一种实施方式中，第二摄像模组3包括摄像外壳301。如图7所示，摄像外壳301呈中空矩形柱状，具有围绕形成中空矩形柱的外壳部301 a，以及固定连接在外壳部301a一端的前面板301e。如图7所示，前面板301e的长度小于摄像外壳301的宽度，因为在摄像外壳301沿宽度方向的两端分别设有两个连接部301b。这两个连接部301b是在摄像外壳301侧面上的两个凹陷。结合图6所示的棱镜外壳2011可以看出，在装配状态下，棱镜外壳2011的自由端2011c贴嵌在摄像外壳301端部两侧的这两个凹陷的连接部301b处，然后通过激光焊接或粘接将两者固定连接在一起。

如图7所示，在前面板301e的四个角上设置有四个定位孔301c。在将第二摄像模组3与安装有棱镜单元201和第一摄像模组1的棱镜基座202相互组合固定时，这些定位孔301c起定位作用。

图7中还示意性的表示了根据本实用新型的这种实施方式中的马达模组302，防抖单元303和支承壳304。这些部件相互同轴设置，马达模组302安装在防抖单元303中，并可在驱动机构的驱动下在防抖单元303中移动以抵消抖动造成的偏差。防抖单元303整体地安装在支承壳304中，并可在支承壳304中移动，以带动摄像模组中的镜头进行调焦。

图7中仅仅示意性表示了根据本实用新型的第二摄像模组3的组成部分，并未具体详细表示例如驱动磁铁、相应的霍尔传感器等。

图8示意性表示了在根据本实用新型的一种实施方式中光转向机构2与第二摄像模组3的相互连接状态。

在将棱镜单元201整体地安装到棱镜基座202上以后，便得到如图6所示的棱镜单元201与棱镜基座202的组合。然后在棱镜基座202面对第二摄像模组3的端面上涂覆粘接胶水，并在第二摄像模组3的相应端面-摄像外壳301的前面板301e上也附涂粘接胶水。

然后，将棱镜基座202上的四个定位凸起2026与第二摄像模组3的摄像外壳301上的四个定位孔301c相互对齐，然后插入定位孔301c中。这样，便可保证第二摄像模组3和棱镜单元201相互严格对齐。

在实现上述对齐之后，棱镜外壳2011的自由端2011c贴嵌在摄像外壳301端部两侧的这两个凹陷的连接部301b处。对自由端2011c与连接部301b施以激光焊接或也是通过涂覆胶水实施粘接，将两者固定连接。连接后得到如图8所示的组合，但图8中省略了第一摄像模组1以及相应的位于最右侧的电路板4。电路板4可以通过粘接等方式连接于第二摄像模组3的后面。

以上所述仅为本实用新型的一个方面的实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。