摄像模组及电子装置的制作方法

文档序号:22243767发布日期:2020-09-15 19:59阅读:138来源:国知局
摄像模组及电子装置的制作方法

本实用新型涉及光学技术领域,特别是涉及一种摄像模组及电子装置。



背景技术:

目前市场上的常规双摄结构需要设置两个镜头和两个图像传感器,每个镜头与一个图像传感器配合以构成一个摄像模组,每个摄像模组独立工作。对于上述双摄结构而言,相互独立设置的摄像模组的成本较高。



技术实现要素:

基于此,有必要针对如何降低双摄结构的成本的问题,提供一种摄像模组及电子装置。

一种摄像模组,包括:

第一镜头单元,包括至少一片透镜;

第二镜头单元,包括至少一片透镜;

运动型反射单元,设置于所述第一镜头单元和所述第二镜头单元的光轴上,且可沿预定方向运动;

第一反射单元,设置于所述第一镜头单元远离所述运动型反射单元的一侧,所述第一反射单元用于将第一入射光线反射至所述第一镜头单元;

第二反射单元,设置于所述第二镜头单元远离所述运动型反射单元的一侧,所述第二反射单元用于将第二入射光线反射至所述第二镜头单元;以及

图像传感器,与所述运动型反射单元相对设置,所述运动型反射单元在沿预定方向运动时可以在第一位置和第二位置之间切换,当所述运动型反射单元位于所述第一位置时,所述运动型反射单元可将自所述第一镜头单元出射的光线反射至所述图像传感器,当所述运动型反射单元位于所述第二位置时,所述运动型反射单元可将自所述第二镜头单元出射的光线反射至所述图像传感器。

上述摄像模组通过设置所述第一反射单元和所述第二反射单元,并将所述第一镜头单元设置于所述第一反射单元的反射光路,以及将所述第二镜头单元设置于所述第二反射单元的反射光路,从而使所述摄像模组具备潜望式双摄结构,有利于减小上述摄像模组的尺寸。同时,通过设置所述运动型反射单元,利用所述运动型反射单元的运动特性以使所述运动型反射单元沿预定方向运动,以在第一位置及第二位置之间切换,选择性地将来自所述第一镜头单元或所述第二镜头单元的光线反射至所述图像传感器,实现两个镜头单元共用一个图像传感器的效果,从而可省去至少一个图像传感器,实现单个图像传感器的设计,在降低制作成本的同时还能缩小摄像模组的尺寸,利于所述摄像模组的小型化设计。

在其中一个实施例中,所述第一镜头单元的焦距与所述第二镜头单元的焦距不同。通过采用上述设计,所述摄像模组将拥有不同焦距的镜头单元,从而可通过控制所述运动型反射单元以切换不同的倍率。上述摄像模组可应用于不同的拍摄环境,并对应拍摄环境切换至不同的成像效果。例如,当将所述第一镜头单元设计成长焦镜头单元,而将所述第二镜头单元设计成广角镜头单元时,通过控制所述运动型反射单元,使得在拍摄远景时选择经过长焦镜头单元的光线到达所述图像传感器,在拍摄近景时选择经过广角镜头单元的光线到达所述图像传感器。

在其中一个实施例中,所述第一镜头单元的光轴、所述第二镜头单元的光轴以及所述图像传感器的感光表面的中心法线处于同一平面,所述运动型反射单元设置于所述第一镜头单元与所述第二镜头单元之间,且所述运动型反射单元具有旋转轴,所述旋转轴垂直于所述平面,所述运动型反射单元通过绕所述旋转轴转动可在所述第一位置和所述第二位置之间切换;或者

所述运动型反射单元具有旋转轴,所述旋转轴垂直于所述第一镜头单元的光轴和所述第二镜头单元的光轴,且所述旋转轴与所述图像传感器的感光表面的法线平行,所述运动型反射单元通过绕所述旋转轴转动可在所述第一位置和所述第二位置之间切换。所述运动型反射单元能够通过转动的方式选择性地将来自所述第一镜头单元和所述第二镜头单元的光线反射至所述图像传感器。且所述运动型反射单元的转动方向可多样化设计,增加了设计灵活性。

在其中一个实施例中,所述摄像模组还包括第三反射单元和第三镜头单元,所述第三镜头单元包括至少一片透镜,所述第三镜头单元的光轴经过所述运动型反射单元,且所述第三镜头单元的光轴与所述第一镜头单元及所述第二镜头单元的光轴处于同一平面,所述第三反射单元设置于所述第三镜头单元远离所述运动型反射单元的一侧,所述第三反射单元用于将第三入射光线反射至所述第三镜头单元,所述运动型反射单元具有旋转轴,所述旋转轴垂直于所述平面且与所述图像传感器的感光表面的法线平行,所述运动型反射单元通过绕所述旋转轴转动可在所述第一位置、所述第二位置及第三位置之间切换,当所述运动型反射单元位于所述第三位置时,所述运动型反射单元可将自所述第三镜头单元出射的光线反射至所述图像传感器。通过设置所述第三反射单元和所述第三镜头单元,且将所述第三镜头单元设置于所述第三反射单元的反射光路,所述摄像模组将具备潜望式三摄结构。其中,利用所述运动型反射单元的运动特性,使所述运动型反射单元在第一位置、第二位置及第三位置之间切换,进而选择性地将来自所述第一镜头单元、所述第二镜头单元及所述第三镜头单元的光线反射至所述图像传感器,从而实现三个镜头单元共用一个图像传感器的效果。上述结构可省去至少两个图像传感器,使所述摄像模组实现单图像传感器的设计,在降低制作成本的同时还能缩小摄像模组的尺寸,利于所述摄像模组的小型化设计。另一方面,三摄结构还能为所述摄像模组带来更多的拍摄功能。

在其中一个实施例中,包括第四反射单元和第四镜头单元,所述第四镜头单元包括至少一片透镜,所述第四镜头单元的光轴处于所述平面内,且所述第四镜头单元的光轴经过所述运动型反射单元,所述第四反射单元设置于所述运动型反射单元远离所述第三反射单元的一侧,所述第四反射单元用于将第四入射光线反射至所述第四镜头单元,所述运动型反射单元能够绕所述旋转轴转动以切换至第四位置,当所述运动型反射单元位于所述第四位置时,所述运动型反射单元可将自所述第四镜头单元出射的光线反射至所述图像传感器。通过设置所述第四反射单元和所述第四镜头单元,且将所述第四镜头单元设置于所述第四反射单元的反射光路,所述摄像模组将具备潜望式四摄结构。其中,利用所述运动型反射单元的运动特性,使所述运动型反射单元在第一位置、第二位置、第三位置及第四位值之间切换,进而选择性地将来自所述第一镜头单元、所述第二镜头单元、所述第三镜头单元及所述第四镜头单元的光线反射至所述图像传感器,选择性地将来自所述第四镜头单元的光线反射至所述图像传感器,从而实现四个镜头单元共用一个图像传感器的效果。上述结构可省去至少三个图像传感器,使所述摄像模组实现单图像传感器的设计,在降低制作成本的同时还能缩小摄像模组的尺寸,利于所述摄像模组的小型化设计。另一方面,四摄结构还能为所述摄像模组带来更多的拍摄功能。

在其中一个实施例中,所述第一镜头单元的光轴与所述第二镜头单元的光轴处于同一直线,所述运动型反射单元能够沿所述直线移动以在所述第一位置和所述第二位置之间切换,所述运动型反射单元包括第一反射面和第二反射面,所述第一反射面朝向所述第一镜头单元,所述第二反射面朝向所述第二镜头单元;

当所述运动型反射单元移动至所述第一位置时,所述第一镜头单元和所述图像传感器位于所述第一反射面的同一侧;当所述运动型反射单元移动至所述第二位置时,所述第二镜头单元和所述图像传感器位于所述第二反射面的同一侧。所述运动型反射单元能够沿所述第一镜头单元和所述第二镜头单元的光轴移动,以在第一位置和第二位置之间进行切换。例如当所述运动型反射单元朝所述第二镜头单元移动时能够到达第一位置,此时所述第一反射面将来自所述第一镜头单元的光线反射至所述图像传感器;所述运动型反射单元朝所述第一镜头单元移动时能够到达第二位置,此时所述第二反射面将来自所述第二镜头单元的光线反射至所述图像传感器。上述结构可通过移动所述运动型反射单元以切换到达所述图像传感器的光线,增加了运动型反射单元于模组中的设置多样性。

在其中一个实施例中,所述摄像模组包括外壳,所述外壳开设有空腔,所述第一反射单元、所述第二反射单元、所述第一镜头单元、所述第二镜头单元、所述运动型反射单元及所述图像传感器设置于所述空腔。此时,所述摄像模组的主要部件将集成于所述空腔中,从而便于整体安装及拆卸,同时可以在前期集成于所述空腔时即对其中的光路进行校准,在后期重复拆卸和安装时无需再进行重复校准。

在其中一个实施例中,所述摄像模组包括运动传感器,所述运动传感器设置于所述外壳,所述运动传感器用于感应所述运动型反射单元的运动状态。所述运动传感器可感应所述运动型反射单元的运动状态,并能够将该运动状态反馈至控制系统,进而起到精确调节所述运动型反射单元的运动状态的作用。

在其中一个实施例中,所述空腔的腔壁设置有吸光结构。通过在所述空腔的腔壁设置吸光结构,可有效吸收到达腔壁处的干扰光,避免干扰光经腔壁反射至所述图像传感器,避免干扰光对正常成像造成影响。

在其中一个实施例中,所述外壳开设有两个通光孔,两个所述通光孔分别对应所述第一反射单元及所述第二反射单元。从两个所述通光孔入射的光线可分别到达所述第一反射单元及所述第二反射单元。

一种电子装置,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。

通过采用上述摄像模组,所述电子装置中的摄像模组成本可得到有效降低,且所述摄像模组的潜望式结构有利于减少所述电子装置的厚度,有利于所述电子装置实现超薄化设计。

附图说明

图1为本申请一实施例中的摄像模组的示意图;

图2为图1中的摄像模组切换至另一光路状态下的示意图;

图3为本申请另一实施例中的摄像模组的示意图;

图4为本申请一实施例中具有三摄结构的摄像模组的示意图;

图5为本申请一实施例中具有四摄结构的摄像模组的示意图;

图6为本申请一实施例中的电子装置的示意图;

图7为本申请一实施例中的电子装置的示意图。

摄像模组100、第一光轴101、第二光轴102、第三光轴103、第四光轴104、第一法线105、第一镜头单元111、第一反射单元112、第二镜头单元121、第二反射单元122、第三镜头单元131、第三反射单元132、第四镜头单元141、第四反射单元142、运动型反射单元150、运动反射面151、旋转轴152、第一反射面1511、第二反射面1512、图像传感器160、外壳170、空腔171、通光孔172、运动传感器180、电子装置200、壳体210。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型,下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是,本实用新型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本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个原件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个原件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反,当元件被称作“直接在”另一原件“上”时,不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

目前市场上的常规双摄结构需要设置两个镜头和两个图像传感器,每个镜头与一个图像传感器配合以构成一个摄像模组,每个摄像模组独立工作。对于上述双摄结构而言,相互独立设置的摄像模组的成本较高。为此,本申请的实施例提供一种摄像模组以解决目前双摄摄像模组成本较高的问题。

参考图1,在本申请的一个实施例中,摄像模组100包括第一镜头单元111、第二镜头单元121、第一反射单元112、第二反射单元122、运动型反射单元150及一个图像传感器160。第一镜头单元111包括三个透镜,三个透镜的光轴均处于同一直线上,该直线及其延长线即为第一镜头单元111的光轴,第一镜头单元111的光轴称为第一光轴101。同样地,在该实施例中,第二镜头单元121也包括三个透镜,三个透镜的光轴也处于同一直线上,该直线及其延长线即为第二镜头单元121的光轴,第二镜头单元121的光轴称为第二光轴102。第一光轴101与第二光轴102处于同一直线上,运动型反射单元150设置于第一镜头单元111与第二镜头单元121之间,且处于第一光轴101和第二光轴102上。第一反射单元112设置于第一镜头单元111远离运动型反射单元150的一侧,第一反射单元112用于将第一入射光线反射至第一镜头单元111,第一入射光线经第一反射单元112反射后将经过第一镜头单元111,随后到达运动型反射单元150。第二反射单元122设置于第二镜头单元121远离运动型反射单元150的一侧,第二反射单元122用于将第二入射光线反射至第二镜头单元121,第二入射光线经第二反射单元122反射后将经过第二镜头单元121,随后到达运动型反射单元150。而运动反射单元150能够沿预定方向运动,以将自第一镜头单元111或第二镜头单元121出射的光线反射至图像传感器160。

需要注意的是,一些实施例中的第一镜头单元111和第二镜头单元121分别包括至少一个透镜,例如可以是一个透镜、两个透镜、四个透镜或更多透镜,并不限于上述实施例所呈现的三片透镜,且第一镜头单元111与第二镜头单元121的透镜数量和透镜结构可以相同,也可以不同。

继续参考图1和图2,在该实施例中,第一反射单元112为等腰直角棱镜,该棱镜的斜面为第一反射单元112的反射面,该反射面与第一光轴101呈45°夹角。同样地,第二反射单元122为等腰直角棱镜,该棱镜的斜面为第二反射单元122的反射面,该反射面与第二光轴102呈45°夹角。具体地,可通过设置金属镀层以使第一反射单元112和第二反射单元122的斜面成为反射面。在一些实施例中,第一反射单元112和第二反射单元122的还可以呈板状或其他形状。

在该实施例中,图像传感器160与运动型反射单元150相对设置,图像传感器160的感光表面的中心法线可称为第一法线105。此时,图像传感器160的感光表面朝向运动型反射单元150,且第一法线105经过运动型反射单元150,第一法线105与第一光轴101和第二光轴102处于同一平面,且第一法线105垂直于第一光轴101和第二光轴102,三者关系可参考图1和图2。图像传感器160可以为ccd(chargecoupleddevice,电荷耦合器件)或cmos(complementarymetaloxidesemiconductor,互补金属氧化物半导体)。具体地,运动型反射单元150为等腰直角棱镜,该等腰直角棱镜的斜面设置有金属镀层以形成运动型反射单元150的运动反射面151,运动型反射单元150具有旋转轴152,运动型反射单元150能够绕旋转轴152转动,旋转轴152垂直于第一光轴101、第二光轴102及第一法线105。运动反射面151平行于旋转轴152,当运动型反射单元150绕旋转轴152旋转时,该运动反射面151将同步绕旋转轴152转动。

在该实施例中,运动型反射单元150绕旋转轴152旋转时将存在两个特殊位置,即第一位置和第二位置,运动型反射单元150能够绕旋转轴152转动以在第一位置和第二位置之间实现切换。参考图1,当运动型反射单元150位于第一位置时,运动反射面151将朝向第一镜头单元111和图像传感器160,即此时的第一镜头单元111和图像传感器160位于运动反射面151的同一侧,且第一光轴101和第一法线105均与运动反射面151形成45°夹角,从而运动型反射单元150可将自第一镜头单元111出射的光线反射至图像传感器160。参考图2,当运动型反射单元150绕旋转轴152逆时针旋转90°以位于第二位置时,运动反射面151将朝向第二镜头单元121和图像传感器160,即此时的第二镜头单元121和图像传感器160位于运动反射面151的同一侧,且第二光轴102和第一法线105均与运动反射面151形成45°夹角,从而运动型反射单元150可将自第二镜头单元121出射的光线反射至图像传感器160。应理解的是,当描述运动型反射单元150的反射面朝向镜头单元时,并不意味着该镜头单元的光轴与该反射面存在垂直关系,实际上应是倾斜关系,因为该反射面需要将来自该镜头单元的光线反射至图像传感器160。

需注意的是,在上述实施例中,设置在直角棱镜斜面处的金属镀层包括靠近直角棱镜的表面及远离直角棱镜的表面,其中靠近直角棱镜的表面作为运动反射面151,当称运动反射面151朝向某一侧时,可理解为金属镀层靠近直角棱镜的表面朝向该侧,而远离直角棱镜的另一表面则是背离该侧。当运动型反射单元150位于第一位置或第二位置时,来自第一镜头单元111或第二镜头单元121的光线首先经过运动型反射单元150的一个侧面以进入其中,随后在运动反射面151处发生内反射并从直角棱镜的另一个侧面射出至图像传感器160。在另一些实施例中,位于第一位置和第二位置的运动型反射单元150通过在斜面处发生外反射以将光线反射至图像传感器160,此时金属镀层远离直角棱镜的表面作为运动反射面151。

在图1的状态下,运动型反射单元150位于第一位置以将来自第一镜头单元111的光线反射至图像传感器160,此时来自第二镜头单元121的光线同样能够到达运动反射面151,但由于该实施例中的运动反射面151由金属镀层形成,即运动反射面151的两侧均能对光线进行反射,因此来自第二镜头单元121的光线将在运动反射面151处发生外反射并被朝远离图像传感器160的方向反射,从而在该状态下来自第二镜头单元121的光线无法到达图像传感器160。

相反地,在图1的基础上将运动型反射单元150绕旋转轴152逆时针转动90°以达到图2所呈现的状态,此时运动型反射单元150位于第二位置。与上述情况相反,此时来自第二镜头单元121的光线能够被运动反射面151反射至图像传感器160,而来自第一镜头单元111的光线将被运动反射面151朝远离图像传感器160的方向反射,从而在该状态下来自第一镜头单元111的光线无法到达图像传感器160。通过上述结构设置可使运动型反射单元150在第一位置与第二位置之间切换,进而选择来自第一镜头单元111或第二镜头单元121的光线在图像传感器160上成像。

在该实施例中,第一镜头单元111的焦距大于第二镜头单元121的焦距,从而使得第一镜头单元111和第二镜头单元121拥有不同倍率及不同的成像效果。例如,当将第一镜头单元111设计成长焦镜头单元,而将第二镜头单元121设计成广角镜头单元时,通过控制运动型反射单元150,使得在拍摄远景时选择经过长焦镜头单元的光线到达图像传感器160,在拍摄近景时选择经过广角镜头单元的光线到达图像传感器160,从而实现在不同拍摄环境下摄像模组100的成像效果的切换。

以上,通过调节运动型反射单元150的转动角度便可将来自第一镜头单元111或来自第二镜头单元121的光线切换至图像传感器160,即,可选择性地将来自第一镜头单元111或来自第二镜头单元121的光线反射至图像传感器160,从而使两个镜头单元(第一镜头单元111和第二镜头单元121)共用一个图像传感器160,使摄像模组100在具有双摄结构的同时还能省去一个图像传感器160,以此有效降低生产成本。同时,由于来自不同的镜头单元的光线在运动型反射单元150与图像传感器160之间的光路存在重叠,因此可实现缩小模组尺寸的效果。另一方面,由于第一镜头单元111设置于第一反射单元112的反射光路上,且第二镜头单元121设置于第二反射单元122的反射光路上,从而使得摄像模组100具备潜望式双摄结构,有利于进一步减小摄像模组100的尺寸。

需要注意的是,对于通过转动运动型反射单元150以实现切换光线的摄像模组100而言,第一光轴101与第二光轴102并非必须要设置于同一直线上。在一些实施例中,第一光轴101与第二光轴102可以在一个平面上呈一倾斜夹角,例如第一光轴101与第二光轴102呈60°、70°、80°、90°、100°、110°、120°夹角分布,或者也可以为其他角度,此处不一一列举。

在上述实施例中,摄像模组100可通过设置旋转电机及旋转变速箱以驱动运动型反射单元150,旋转变速箱中设置有大小不同的齿轮,旋转电机的转轴与旋转变速箱中的齿轮啮合,运动型反射单元150也设置有齿轮,且旋转变速箱中的齿轮与运动型反射单元150中的齿轮啮合,通过设置齿轮的大小比例可控制运动型反射单元150的转速。除了电机驱动外,运动型反射单元150的转动也可受磁力驱动,例如在摄像模组100中设置线圈,在运动型反射单元150上固定磁石,在通过设置限位件以限定运动型反射单元150的最大转动角度,使运动型反射单元150于两个最大转动角度处分别对应第一镜头单元111和第二镜头单元121(如图1和图2的状态),通过控制线圈电流以作用磁石,进而使运动反射面151转动最大转动角度以对应第一镜头单元111或第二镜头单元121。

运动型反射单元150除了可以转动设置于摄像模组100中,也可以平移设置于摄像模组100中。

参考图3,在一些实施例中,第一光轴101与第二光轴102处于同一直线上,运动型反射单元150平移设置于第一镜头单元111与第二镜头单元121之间,且运动型反射单元150的平移方向平行于第一光轴101和第二光轴102,同时平移方向也垂直于第一法线105。运动型反射单元150为等腰直角棱镜,等腰直角棱镜中两个直角边所对应的侧面设置有金属镀层以形成反射面,金属镀层可采用银、铝、钛等具有优良反射率的材料,且上述金属镀层应具有高于90%的反射率。此时运动反射面151包括第一反射面1511和第二反射面1512,该等腰直角棱镜的上述两个侧面分别形成第一反射面1511和第二反射面1512。相对而言,第一反射面1511朝向第一镜头单元111,第二反射面1512朝向第二反射单元122,第一光轴101和第一法线105分别与第一反射面1511呈45°夹角,第二光轴102与第一法线105分别与第二反射面1512呈45°夹角,且在运动型反射单元150平移过程中,上述夹角关系不会发生改变。

当需要切换来自第二反射单元122和第二镜头单元121的光线时,通过控制运动型反射单元150朝第一镜头单元111移动,使第二反射面1512移动至图像传感器160的上方,此时第二镜头单元121和图像传感器160均位于第二反射面1512的同一侧,从而使来自第二镜头单元121的光线能够被第二反射面1512反射至图像传感器160。相应地,此时第一反射面1511在移动后将偏离图像传感器160的上方,从而来自第一镜头单元111的光线在经第一反射面1511反射后将无法到达图像传感器160。同样地,当需要切换来自第一反射单元112和第一镜头单元111的光线时,通过控制运动型反射单元150朝第二镜头单元121移动,使第一反射面1511移动至图像传感器160的上方,此时第一镜头单元111和图像传感器160均位于第一反射面1511的同一侧,从而使来自第一镜头单元111的光线能够被第一反射面1511反射至图像传感器160。

具体地,在一些实施例中,摄像模组100中设置有伸缩电机,伸缩电机连接运动型反射单元150,伸缩电机用于驱动运动型反射单元150移动,通过控制伸缩电机的伸缩距离便可选择到达图像传感器160的光线,实现切换效果。当然,在一些实施例中,摄像模组100中也可设置平移轨道及磁石,运动型反射单元150滑动设置于平移轨道上,同时运动型反射单元150上设置有线圈,通过调节线圈的电流以产生磁场,进而配合磁石驱动运动型反射单元150在平移轨道上移动。

采用转动式和平移式设计的运动型反射单元150能够增加摄像模组100的设计多样性,利于摄像模组100适应更多样的安装环境。

除了双摄结构外,还可通过增加反射单元及镜头单元以使摄像模组100具有三摄、四摄、五摄甚至六摄结构。

参考图1和图4,在一些实施例中,摄像模组100包括第三镜头单元131和第三反射单元132,第三镜头单元131包括至少一片透镜,第三镜头单元131中的透镜的光轴处于同一直线上,该直线及其延长线即为第三镜头单元131的光轴,第三镜头单元131的光轴也称为第三光轴103。第三光轴103与第一光轴101和第二光轴102处于同一平面,且第三光轴103经过运动型反射单元150,第一光轴101、第二光轴102及第三光轴103中任意两者之间互成120°夹角,第三反射单元132设置于第三镜头单元131远离运动型反射单元150的一侧。第三反射单元132用于将第三入射光线反射至第三镜头单元131和运动型反射单元150。具体地,第三反射单元132具有一个反射面,该反射面与第三光轴103呈45°夹角,第三反射单元132的该反射面用于将入射至其上的第三入射光线反射至第三镜头单元131。

图像传感器160的第一法线105与运动型反射单元150的旋转轴152平行,且两者均垂直于第一光轴101、第二光轴102及第三光轴103所处的平面,运动型反射单元150位于图像传感器160的上方,即图像传感器160的感光表面朝向运动型反射单元150,同时第一法线105经过运动型反射单元150,且运动型反射单元150的旋转轴152平行于第一法线105。

继续参考图4,对于上述实施例中拥有三个镜头单元的结构而言,运动型反射单元150在绕旋转轴152转动时将存在三个特殊位置,即第一位置、第二位置和第三位置。与双摄结构的描述相似,当转动运动型反射单元150至第一位置时,运动反射面151将朝向第一镜头单元111和图像传感器160,且第一光轴101和第一法线105分别与运动反射面151呈45°夹角,此时来自第一镜头单元111的光线将被运动反射面151反射至图像传感器160;当转动运动型反射单元150至第二位置时,转动运动反射面151将朝向第二镜头单元121和图像传感器160,且第二光轴102和第一法线105分别与运动反射面151呈45°夹角,此时来自第二镜头单元121的光线将被运动反射面151反射至图像传感器160;当转动运动型反射单元150至第三位置时,运动反射面151将朝向第三镜头单元131,且第三光轴103和第一法线105分别与运动反射面151呈45°夹角,此时来自第三镜头单元131的光线将被运动反射面151反射至图像传感器160。

在另一些实施例中,第一光轴101、第二光轴102以及第三光轴103中的两者处于同一直线,另一者与该直线呈90°夹角。当然,第一光轴101、第二光轴102以及第三光轴103之间也可以呈其他夹角分布,并不限于上述举例。但需要注意的是,第一反射单元112、第二反射单元122及第三反射单元132的设置位置应分别随着第一光轴101、第二光轴102及第三光轴103的改变而改变,使第一光轴101始终经过第一反射单元112的反射面、第二光轴102始终经过第二反射单元122的反射面、第三光轴103始终经过第三反射单元132的反射面,进而保证第一反射单元112能够将第一入射光线反射至第一镜头单元111,保证第二反射单元122能够将第二入射光线反射至第二镜头单元121,同时也保证第三反射单元132能够将第三入射光线反射至第三镜头单元131。无论是对应上述的双摄或下文即将提及的四摄结构,反射单元的设置位置均应满足上述要求。

特别地,在其中一些实施例中,当运动型反射单元150位于第一位置时,运动反射面151与第一反射单元112的反射面平行;当运动型反射单元150位于第二位置时,运动反射面151与第二反射单元122的反射面平行;当运动型反射单元150位于第三位置时,运动反射面151与第三反射单元132的反射面平行。当然,在另一些实施例中,当运动型反射单元150位于三个位置中的任一个时,运动反射面151也可与相应反射单元的反射面呈垂直关系,此时图像传感器160相对运动型反射单元150的设置位置与上述实施例中的相反。

第三镜头单元131中的透镜结构及透镜数量可以与第一镜头单元111或者第二镜头单元121相同,或者不同。一些实施例中的第三镜头单元131的焦距可以与第一镜头单元111以及第二镜头单元121的焦距相同,或者也可以不同。不同焦距的设计可使摄像模组100能够在三种倍率的成像效果之间切换,使摄像模组100能够应用于更多的拍摄环境。

以上,通过转动运动型反射单元150以实现摄像模组100在第一位置、第二位置及第三位置之间的切换,实现三个镜头单元(第一镜头单元111、第二镜头单元121和第三镜头单元131)共用一个图像传感器160的效果,相较传统设计省去了两个图像传感器160,从而可有效降低生产成本,同时因为运动型反射单元150与图像传感器160之间存在光路重叠的原因,因此上述结构还能有效减小摄像模组100的尺寸,有利于摄像模组100的小型化设计。同时,由于第三镜头单元131设置于第三反射单元132的反射光路上,从而使得摄像模具备潜望式三摄结构,有利于进一步缩小摄像模组100的尺寸。

参考图1和图5,更进一步地,在一些实施例中,摄像模组100还包括第四镜头单元141和第四反射单元142,第四镜头单元141包括至少一片透镜,第四镜头单元141中的透镜的光轴处于同一直线上,该直线及其延长线即为第四镜头单元141的光轴,第四镜头单元141的光轴也称为第四光轴104。第四光轴104与第一光轴101、第二光轴102及第三光轴103处于同一平面,且第四光轴104经过运动型反射单元150,第四反射单元142设置于第四镜头单元141远离运动型反射单元150的一侧。第四反射单元142为等腰直角棱镜,第四反射单元142用于将第四入射光线反射至第四镜头单元141。具体地,第四反射单元142于斜面上设置有用于反射入射光的金属镀层,该金属镀层形成第四反射单元142的反射面,该反射面与第四光轴104呈45°夹角,第四反射单元142的该反射面用于将入射至其上的第四入射光线反射至第四镜头单元141,经过第四镜头单元141的光线随后将出射至运动型反射单元150。具体地,在该实施例中,第四反射单元142中一直角边对应的侧面朝向物空间,而另一直角边对应的侧面朝向第四镜头单元141,此时第四入射光线首先经过上述的其中一个侧面进入第四反射单元142,随后入射光线到达斜面处的金属镀层并发生内反射,最终从另一个侧面出射至第四镜头单元141。

在该实施例中,第一光轴101与第二光轴102处于同一直线,第三光轴103与第四光轴104处于同一直线,两条直线相互垂直。

图像传感器160的第一法线105及运动型反射单元150的旋转轴152均垂直于第一光轴101、第二光轴102、第三光轴103及第四光轴104所处的平面,运动型反射单元150位于图像传感器160的上方,且运动型反射单元150的旋转轴152平行于第一法线105。对于具有四个镜头单元的结构而言,摄像模组100具有四种状态,除了包括上述实施例中三摄结构的三种位置外,还包括第四位置,当运动型反射单元150绕旋转轴152转动至第四位置时,运动反射面151朝向第四镜头单元141和图像传感器160,且第四光轴104和第一法线105分别与运动反射面151呈45°夹角,此时来自第四镜头单元141的光线将被运动反射面151反射至图像传感器160。与上述三摄结构的实施例相似,一些实施例中的运动型反射单元150旋转至相应的特殊位置时,运动反射面151与相应反射单元上的反射面平行或垂直。

通过转动运动型反射单元150以实现摄像模组100在第一位置、第二位置、第三位置及第四位置之间的切换,实现四个镜头单元(第一镜头单元111、第二镜头单元121、第三镜头单元131及第四镜头单元141)共用一个图像传感器160的效果,相较传统设计省去了三个图像传感器160,从而可有效降低生产成本,同时还能有效减小摄像模组100的尺寸,有利于摄像模组100的小型化设计。同时,由于第四镜头单元141设置于第四反射单元142的反射光路上,从而使得摄像模具备潜望式四摄结构,有利于进一步缩小摄像模组100的尺寸。

第四镜头单元141中的透镜结构及透镜数量可以与第一镜头单元111、第二镜头单元121或者第三镜头单元131相同,或者不同。一些实施例中的第四镜头单元141的焦距可以与第一镜头单元111、第二镜头单元121或者第三镜头单元131的焦距相同,或者也可以不同。不同焦距的设计可使摄像模组100能够在四种倍率的成像效果之间切换,使摄像模组100能够应用于更多的拍摄环境。

对于上述具有三摄结构或四摄结构的摄像模组100而言,运动型反射单元150的旋转轴152在一些实施例中也可以垂直于第一法线105,只需使运动反射面151在转动后能够切换至其他状态即可。

在一些实施例中,对于具有四摄结构的摄像模组100而言,运动型反射单元150也可以以平移驱动的方式切换状态。此时,运动型反射单元150具有四个反射面,每个反射面始终分别对应一个镜头单元(第一镜头单元111、第二镜头单元121、第三镜头单元131或第四镜头单元141),即该反射面始终与该镜头单元的光轴及第一法线105分别呈45°夹角。运动型反射单元150能够沿第一光轴101、第二光轴102、第三光轴103及第四光轴104的方向平移,从而将相应的反射面移动至图像传感器160的上方,使来自对应的镜头单元的光线被反射至图像传感器160,而使来自其他镜头单元的光线即使被反射后也无法到达图像传感器160,从而实现不同状态的切换。

同样地,对于具有三摄结构的摄像模组100而言,运动型反射单元150的结构及运动状态可参考上述具有四射结构的实施例,此处不加以赘述。

在以上各实施例中,除了在运动型反射单元150、第一反射单元112、第二反射单元122、第三反射单元132、第四反射单元142上设置金属镀层外,一些实施例中也可通过在反射单元的相应表面上设置高反射率涂层、高反射率薄膜等手段以在相应表面上形成高反射率的反射面,且具体所采用的材料可以是金属、合金、化合物等适用于形成高反射表面的材料。另外,高反射率可以指大于80%的反射率,具体可以是85%、90%、93%、95%、98%或99%。

另外,一些实施例中的运动型反射单元150、第一反射单元112、第二反射单元122、第三反射单元132、第四反射单元142除了可以是等腰直角棱镜外,也能是其他形状的三棱镜,或者也可以是平面反射镜。

需要注意的是,对于上述各实施例中的线与线之间的夹角、线与面之间的夹角、多条线处于同一平面的描述,在实际生产过程中不可避免会出现细微偏差,例如,两个光轴之间在理想状态应呈90°夹角,但实际产品中的夹角可能是87°或92°,应理解的是,10%范围内的误差也应属于本申请的记载范围。

重新参考图1,在一些实施例中,摄像模组100包括外壳170,外壳170开设有空腔171,各镜头单元(如第一镜头单元111及第二镜头单元121,一些实施例中还包括了第三镜头单元131和第四镜头单元141)、反射单元(如第一反射单元112及第二反射单元122,一些实施例中还包括了第三反射单元132和第四反射单元142)、运动型反射单元150及图像传感器160均设置于空腔171。一些实施例中,图像传感器160可与柔性电路板电性连接,且柔性电路板伸的一端出外壳170以作为与其他元件电性连接的部分。此时,摄像模组100的主要部件将集成于空腔171中,从而便于整体安装及拆卸,同时可以在前期集成于空腔171时即对其中的光路进行校准,在后期重复拆卸和安装时无需再进行重复校准。

在一些实施例中,摄像模组100开设有至少两个通光孔172,图像传感器160设置于空腔171一侧的腔壁,而摄像模组100的通光孔172开设于空腔171另一侧的腔壁上,具体可参考图1至图3所示的结构,入射光线通过通光孔172进入空腔171,进而入射到相应的反射单元中,随后经反射单元的反射面反射至镜头单元。通光孔172与模组中各反射单元一一对应,如第一反射单元112和第二反射单元122均对应有一个通光孔172。当然,在另一些实施例中,通光孔172也可开设在与图像传感器160同一侧的腔壁上。

在一些实施例中,对于双摄结构而言,外壳170开设有两个通光孔172,两个通光孔172分别对应第一反射单元112和第二反射单元122。对应第一反射单元112的通光孔172的轴线与第一反射单元112的反射面呈45°夹角,对应第二反射单元122的通光孔172的轴线与第二反射单元122的反射面呈45°夹角。

在一些实施例中,摄像模组100包括运动传感器180,运动传感器180设置于外壳170,即设置于空腔171的腔壁上,运动传感器180用于感应运动型反射单元150的运动状态,并将运动状态反馈至控制系统,进而起到精确调节运动型反射单元150的运动状态的作用。例如,运动传感器180用于实时感应运动型反射单元150的转动角度,当运动型反射单元150未转动至预设角度时,控制系统可通过运动传感器180感应得知,从而继续驱动运动型反射单元150转动。

在一些实施例中,为避免非预期的光线进入图像传感器160,空腔171的内壁设置有吸光结构,例如黑色涂料或其他能够有效吸收可见光波段的材料。通过设置黑色涂料以吸收到达腔壁处的干扰光,防止干扰光经腔壁反射至图像传感器160,从而避免干扰光对正常成像造成影响。例如,当图像传感器160正在接收来自第一镜头单元111的光线时,第二镜头单元121的光线可能被运动反射面151反射至腔壁,此时,腔壁上的吸光结构能够有效吸收来自第二镜头单元121的光线。

在一些实施例中,图像传感器160包括用于滤除红外光的红外滤光片,红外滤光片能够防止红外光到被图像传感器160的感光表面接收,从而防止红外光对正常成像造成干扰。

参考图6,本申请的实施例还提供了一种电子装置200,电子装置200包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑、个人数字助理、游戏机、pc、电子书籍阅读器、便携多媒体播放器(pmp)、移动医疗装置、智能可穿戴设备等。电子装置200包括壳体210,摄像模组100安装于壳体210上。

在一些实施例中,摄像模组100应用于智能手机,具体作为智能手机的前置摄像模组。具体地,其中一些实施例中的摄像模组100具有双摄结构。

参考图7,在另一些实施例中,摄像模组100作为智能手机的后置摄像模组。具体地,其中一些实施例中的摄像模组100具有双摄结构、三摄结构、四摄结构、五摄结构或六摄结构。通过采用上述摄像模组100,电子装置200中的摄像模组成本可得到有效降低,且摄像模组100的潜望式结构有利于减少电子装置200的厚度,有利于电子装置200实现超薄化设计。

在以上各实施例的描述中,平行、垂直、共线、处于同一平面等描述是指理想状态下各结构的关系,但实际生产制备过程中不可避免会存在少许偏差,难以严格地以平行、垂直等关系设置,但这类存在少许偏差的结构也应属于是本申请所能保护的范围。

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实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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