摄像模组和电子设备的制作方法

文档序号:25992474发布日期:2021-07-23 21:04阅读:65来源:国知局
摄像模组和电子设备的制作方法

本申请属于电子设备技术领域,具体涉及一种摄像模组和电子设备。



背景技术:

随着技术的发展和人们需求的提升,手机不仅是一种通讯工具,更是一种重要的拍摄工具。由于手机的便携性,使得人们越来越多的使用手机替代相机进行拍摄,相应地,人们对拍照的要求也越来越高,不仅要求近距离拍摄效果好,对于远距离拍摄效果也有了更多的期待和要求。但是,手机的便携性要求,使得手机越轻薄越好,这就和远距离拍摄的长焦距要求产生了矛盾。

为解决该矛盾,目前市场上具有高倍变焦功能的手机,基本采用潜望式摄像头或透镜折返式摄像头。

潜望摄像头是长焦距望远镜头,利用前后反射镜达到多次反射将镜筒减短,从而达到缩减机身厚度的目的。但是相应地会限制了芯片的大小和镜头光圈大小,不利于影像效果。而折返式摄像头的镜片直径较大,重量增加,不利于镜片移动进行自动对焦。



技术实现要素:

本申请旨在提供一种摄像模组和电子设备,至少解决潜望摄像头减短镜筒但是限制芯片大小和光圈大小的问题、折返式摄像头的镜片直径大,重量大等问题之一。

为了解决上述技术问题,本申请是这样实现的:

第一方面,本申请实施例提出了一种摄像模组,包括沿光轴方向依次设置的镜筒、反射件、第一镜头、第二镜头和感光芯片,第一镜头设于镜筒内,且第一镜头上远离第二镜头的一侧设有反射件;第二镜头设于镜筒内,并与第一镜头间隔设置,第二镜头位于第一镜头远离反射件的一侧;第二镜头的周向位置设置有反射阵列,其中,第一镜头用于透射光线,反射阵列用于将第一镜头透射的光线反射至反射件上,反射件用于将反射阵列反射的光线反射至第二镜头,第二镜头将光线汇聚至感光芯片。

第二方面,本申请实施例提出了一种电子设备,包括:中框;如上述第一方面中任一项的摄像模组,与中框相连。

根据本申请实施例提供的摄像模组,光线在穿过第一镜头之后,先后经过反射阵列、反射件两次反射。这样可以通过两次反射增大摄像模组的焦距,以便于提升远距离拍摄的影像效果。同时,反射件设置在第一镜头上,反射阵列沿第二镜头的周向设置,也就是反射件和反射阵列之间的距离和第一镜头、第二镜头之间的距离相同,也就不会增加摄像模组在光轴方向上的尺寸,从而可以保持电子设备原有的轻薄度,并同时提升了拍摄的影像效果。另外,由于反射件设置在第一镜头上,反射阵列设置在第二镜头的周向上,这就不会限制感光芯片的大小和光圈的大小,提升了电子设备设计的灵活性。而且采用反射阵列可以进行小型化设计,也就可以避免第二镜头尺寸增大、摄像模组重量增加的现象。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1是根据本申请一个实施例的摄像模组的立体结构示意图;

图2是根据本申请一个实施例的摄像模组的剖视结构示意图;

图3是根据本申请一个实施例的摄像模组焦距调节示意图;

图4是根据本申请一个另实施例的摄像模组的焦距调节示意图;

图5是根据本申请一个实施例的摄像模组的局部立体剖视结构示意图;

图6是根据本申请另一个实施例的摄像模组的局部立体剖视结构示意图;

图7是根据本申请又一个实施例的摄像模组的剖视结构示意图;

图8是根据本申请又一个实施例的摄像模组的反射件的工作原理示意图;

图9是根据本申请一个实施例的摄像模组的防抖工作原理示意图;

图10是根据本申请实施例的摄像模组的尺寸对比示意图;

图11是根据本申请另一个实施例的摄像模组的尺寸对比示意图;

图12是根据本申请一个实施例的电子设备的结构示意框图。

附图标记:

10摄像模组,100镜筒,102第一镜头,104反射件,106第二镜头,108反射阵列,110第一镜片,112感光芯片,114驱动电路,116电路板,118第一导电件,120第二导电件,122导电玻璃,124滤光片,126滤光支架,128连接器,130入射部,132电容,134第三导电件,20电子设备,200中框,300第一粘接件,302第二粘接件,304第三粘接件,306第四粘接件,308第五粘接件,310第六粘接件,312第七粘接件。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的实施例,实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作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。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”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,说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一,字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合图1至图12描述根据本申请实施例的摄像模组和电子设备。

如图1所示,根据本申请第一方面的实施例提供了一种摄像模组10。摄像模组10包括镜筒100、第一镜头102、第二镜头106、反射件104、反射阵列108和感光芯片112。

具体而言,第一镜头102第二镜头106均设于镜筒100内。在摄像模组10的光轴方向上,镜筒100、反射件104、第一镜头102、第二镜头106和感光芯片112依次设置。反射件104设于第一镜头102上,并位于第一镜头102远离第二镜头106的一侧。第二镜头106与第一镜头102间隔设置,且第二镜头106位于第一镜头102远离反射件104的一侧。反射阵列108沿第二镜头106的周向设置。感光芯片112设于第二镜头106远离第一镜头102的一侧。如图2所示,箭头线示出了光路。射入摄像模组10的光线的光路如下:光线经第一镜头102后,射至反射阵列108。反射阵列108将第一镜头102透射的光线反射至反射件104上,反射件104再将反射阵列108反射的光线反射至第二镜头106。最后,第二镜头106将光线汇聚至感光芯片112。

根据本申请第一方面的实施例提供的摄像模组10,其光线在穿过第一镜头102之后,先后经过反射阵列108、反射件104两次反射。这样可以通过两次反射增大摄像模组10的焦距,以便于提升远距离拍摄的影像效果。同时,反射件104设置在第一镜头102上,反射阵列108沿第二镜头106的周向设置,也就是反射件104和反射阵列108之间的距离和第一镜头102、第二镜头106之间的距离相同,也就没有增加摄像模组10轴向上的尺寸,从而可以保持电子设备20原有的轻薄度,并同时提升了拍摄的影像效果。另外,由于反射件104设置在第一镜头102上,反射阵列108设置在第二镜头106的周向位置上,这就不会限制感光芯片112的大小和光圈的大小,提升了电子设备20设计的灵活性。而且采用反射阵列108可以进行小型化设计,也就可以避免第二镜头106尺寸增大、摄像模组10重量增加的现象。

具体地,镜筒100的设置,便于容纳第一镜头102、第二镜头106等部件,形成对部件的保护。反射件104设置在第一镜头102上,既能够实现反射件104的安装,又可以节省空间。可以理解,反射件104的反射面朝向第二镜头106设置,也就是与光线的入射方向相反。第二镜头106的设置,可以将光线汇聚到感光芯片112上。反射阵列108设置在第二镜头106的周向上,有利于节省摄像模组10在轴向上的空间,也就是可以减薄电子设备20的厚度。同时,反射阵列108设置在第二镜头106的周向上,还有利于在摄像模组10的有限空间内,和反射件104保持最大的距离,从而保证更大的焦距。还需要指出,反射阵列108沿第二镜头106的周向设置,更便于模拟出凸透镜或凹透镜的效果,有利于将光线集中反射向反射件104。感光芯片112的设置,便于将汇聚的光线转换电信号,以便于传递和处理。

进一步地,反射阵列108包括多个第一镜片110。多个第一镜片110组合出反射阵列108,所以每个第一镜片110的体积可以设置得很小,占用的空间相对就很小。

在进一步的实施例中,如图3所示,反射阵列108可转动地设置,这就可以改变光线传播路径和路径的长度,从而达到调整焦距的目的,尤其是可以实现超长焦距的拍摄,进一步地提升拍摄效果。

具体而言,反射阵列108中,每个第一镜片110可以独立地转动。通过设置多个可以独立转动的第一镜片110,则多个第一镜片110可以转动成不同的角度而组合模拟出不同的反射效果。更具体地,如图4所示,通过多个第一镜片110转动成不同的角度,可以模拟出不同焦距的凹透镜或凸透镜,从而实现调整焦距的目的。另外,由于每个第一镜片110的体积小,因此其转动所需要的活动空间也很小,对于镜筒100内的空间占用就小,从而有利于实现电子设备20的轻薄化设计。

还需要指出的是,多个第一镜片110的设置,还可以通过调整反射角度,在一定程度上减少杂散光问题,进一步地提升拍摄效果。

如图5所示,在上述实施例中,摄像模组10还包括驱动电路114。驱动电路114与反射阵列108电连接,以便于调节每个第一镜片110的转动角度。这样可以根据具体需要,更加精确地控制每一个第一镜片110的角度,从而模拟出更为细微差距的不同焦距的凸透镜或凹透镜,实现精确调焦的目的。第一镜片110的数量为多个,从而可以有多种不同的组合,也就可以实现多种不同焦距,提升调焦的灵活性和调节幅度。

在上述实施例中,摄像模组10还包括电路板116和第一导电件118、第二导电件120。电路板116用于安装驱动电路114和感光芯片112。具体地,驱动电路114焊接在电路板116上,这样既能够固定驱动电路114和电路板116,又能实现电路板116和驱动电路114的电连接,以便于传递电信号。第一导电件118与电路板116电连接,还与反射阵列108电连接。这样,驱动电路114可以将控制信号通过电路板116和第一导电件118传递给反射阵列108,从而分别控制反射阵列108中各个第一镜片110的转动角度,有利于反射阵列108精确地模拟出不同焦距的凹透镜或凸透镜,从而提升调焦的准确度和精确度,提升拍摄效果。

在一些实施例中,第一导电件118镶嵌在镜筒100中,以减少其占用的空间。

第二导电件120与电路板116、感光芯片112分别电连接,以便于在电路板116和感光芯片112之间传递电信号。

在上述任一项实施例中,第一镜片110为平面反射镜。第一镜片110采用平面结构,简单,而且易于生产和安装。另外,采用平面反射镜,其反射角度易于计算,相应地也就易于控制和调节器反射角度,以便于实现精确对焦的目的。

在一些实施例中,反射件104仅有一个。即反射件104为一个反射膜,贴合在第一镜头102上。这样结构简单,易于生产和安装。

在另一些实施例中,反射件104的数量为多个。和反射阵列108类似,多个反射件104也呈阵列状排布。这样,每个反射件104都可以设置得很小,其体积小,占用空间少。同时,每个反射件104可转动地设置,这样的设置,使得多个反射件104也可以模拟出不同焦距的凸面镜或凹面镜,从而为摄像模组10的焦距调节提供更多的选择,并实现光学连续变焦的目的。如图8所示,将多个反射件104模拟出等效的凹透镜,将反射阵列108模拟出等效凸透镜。或者多个反射件104模拟出等效的凸透镜,反射阵列108模拟出等效凹透镜。

可以理解,为控制多个反射件104的转动角度,多个反射件104还与驱动电路114电连接,以便于驱动电路114控制各个反射件104的转动角度。具体地,第一镜头102上还设有导电玻璃122,与多个反射件104设于第一镜头102的同侧,并与多个反射件104电连接。导电玻璃122还与电路板116电连接。驱动电路114还通过电路板116和导电玻璃122与多个反射件电连接,从而可以实现对各个反射件104的转动角度的控制。导电玻璃122的设置,既能够实现反射件104和驱动电路114电连接的目的,又可以透射光线。

导电玻璃122是在钠钙基或硅硼基基片玻璃的基础上,利用磁控溅射的方法镀上一层氧化铟锡膜而形成。

如图7所示,镜筒100内还镶嵌有第三导电件134。第三导电件134的一端连接导电玻璃122,第三导电件134的另一端连接电路板116。通过第三导电件134的设置,可以在电路板116和导电玻璃122之间传递电信号,从而便于驱动电路114通过电路板116、第三导电件134和导电玻璃122,控制多个反射件104的转动角度。

在一些实施例中,摄像模组10还包括传感器,例如陀螺仪。传感器与第一镜头102连接。传感器用于感应第一镜头102的方位,以确定第一镜头102是否发生了偏移。进一步地,传感器还通过电路板116与驱动电路114电连接。在第一镜头102发生偏移时,驱动电路114还用于根据传感器反馈的第一镜头102的方位,控制多个第一镜片110进行转动,以便于进行防抖。

传感器也可以和第二镜头106连接,并感应第二镜头106的方位,或者传感器和第一镜头102、第二镜头106均相连,并感应第一镜头102和第二镜头这两者的方位。

在上述任一项实施例中,摄像模组10还包括滤光片124和滤光支架126。滤光片124安装在滤光支架126上,并位于第二镜头106和感光芯片112之间。滤光支架126设于电路板116上。

通过滤光片124的设置,可以阻止特定光线。滤光片124通过粘接固定的方式与滤光支架126结合固定。

在上述任一项实施例中,摄像还包括连接器128。连接器128与电路板116电连接,连接器128用于连接外部设备,以将导通电路板116和外部设备,传递电信号。

如图6所示,在上述任一项实施例中,镜筒100的开口处具有入射部130。入射部130是光线射入摄像模组10内部的起点,即光线是从入射部130射入摄像模组10内。在光线的入射方向上,入射部130的横截面积逐渐减小,也就是入射部130大致呈漏斗形。这样有利于最大限度地消除杂光,提升拍摄效果。

在上述任一项实施例中,摄像模组10还包括电容132。电容132用于滤波,降低通信杂讯。电容132可以是一个,也可以是多个。

如图12所示,根据本申请第二方面的实施例提供了一种电子设备20。电子设备20包括中框200和如上述第一方面中任一项的摄像模组10。摄像模组10与中框200相连。

电子设备20包括以下任意一种:手机、智能手表、数码相机、平板电脑、掌上游戏机等。

通过采用上述第一方面中任一项实施例的摄像模组10,从而具有了上述实施例的全部有益技术效果,在此不再赘述。

根据本申请提供的一个具体实施例的摄像模组10,是一种折返结构。本具体实施例的摄像模组10,将传统的折返镜片设计成微镜片阵列,也就是多个第一镜片110组成的反射阵列108。每个第一镜片110能转动一定角度,在高倍望远的场景下可以实现自动对焦,或者光学变焦,相对潜望式,也保留了小型化的特点。

如图3所示,本具体实施例的摄像模组10包括:

镜筒100:镜筒100由低反射的不透光输料材质成型,用于承载第一镜头102、第二镜头106和反射阵列108。镜筒100内部含有第一导电件118。第一导电件118为金属导通部件。

第一镜头102:由高透光材质成型,光学玻璃或者塑料件组成的光学部件,能够接收光信号并和第二镜头106一起作用,汇聚光信号于感光芯片112表面,是摄像头中必不可少的光学元件,直接影响成像质量的优劣,影响算法的实现和效果。第一镜头102的上部中心位置为不透光高反射的材料,也就是反射件104,反射件104用于反射光线。

第一粘接件300:用于粘接固定第一镜头102和镜筒100。

第二粘接件302:用于粘接固定反射阵列108和镜筒100。

第二镜头106:由1片或者多片镜片和镜筒100组成,通过第三粘接件304与反射阵列108粘接固定。

反射阵列108,由多个微小的第一镜片110组成,第一镜片110为平面反射镜。每个第一镜片110可以转动一定的角度,由此可调整光线的反射角度,起到调整焦距的目的。

滤光片124,用于阻止特定光线。通过第四粘接件306粘接固定的方式与滤光支架126结合固定。

滤光支架126,采用塑料材质成型,用于支撑滤光片124,中间通过第四粘接件306将两者粘接固定。

第五粘接件308:用于粘接固定镜筒100和电路板116;有利于保持光学中心与感光芯片112的中心不发生相对移动,从而保证影像效果。

第六粘接件310:用于粘接固定滤光支架126和电路板116。

第二导电件120,第二导电件120通过焊接/熔接的方式连接感光芯片112和电路板116,第二导电件120具有一定的弧度,起导通作用,将感光芯片112的电信号传递到电路板116。

驱动电路114,通过表面组装技术焊接在电路板116上,由此来调节反射阵列108里面每个第一镜片110的角度,达到精准对焦的目的。

第七粘接件312:用于粘接固定感光芯片112和电路板116。

电路板116作为感光芯片112的载体,通过第二导电件120将感光芯片112的信号接出,通过连接器128与外界导通。

连接器128,通过焊接的方式,与电路板116连接,起到与外界导通的作用。

第一导电件118,也就是金属导通部件,镶嵌于镜筒100中,在镜筒100内侧通过焊接的方式与反射阵列108导通,在镜筒100也通过焊接的方式与电路板116导通,由此驱动电路114的发送的信号经过电路板116和金属导通部件传递给反射阵列108,从而控制反射阵列108里面每个第一镜片110的角度,达到精准对焦的目的。

第四粘接件306:用于粘接固定滤光片124和滤光支架126。

感光芯片112:用于接收第一镜头102和第二镜头106汇聚的光线,并将光信号转化为电信号;通过第二导电件120实现与电路板116导通。

电容132:起滤波作用,降低通信杂讯,根据实际效果,一般会有多颗电容132。

光路说明:

如图4所示,光线透过第一镜头102,到达反射阵列108,经多个第一镜片110反射再次进入第一镜头102的中心区域,第一镜头102的中心区域镀反射膜,也就是反射件104,将再次进入的光线反射进入第二镜头106,再经过滤光片124,滤光片124允许特定范围波长的光通过,被允许通过的光到达感光芯片112,感光芯片112接收光信号,进而将光信号转换为电信号达到成像的目的。

反射阵列108实现自动对焦控制说明:

如图5所示,通过驱动电路114控制第一镜片110的角度来调整焦距,也就实现了自动对焦的原理,同时通过调整第一镜片110的角度,也可一定程度减少杂散光问题,提升影像效果。

第一镜片110角度变化,进而调整焦距说明:

根据球面镜成像公式1/u+1/v=1/f;其中u是物距,v是像距,f是焦距。该方案中因为镜头到感光芯片112的距离没有变化,也就是像距v不变,如果物距u发生变化,需要对应的焦距f匹配,才能拍出清晰的照片;如图4所示,而第一镜片110角度变化后形成的组合,可等效镜面弧度变化,也就改变了焦距f。

自动对焦驱动控制信号传递路径:

如图1所示,驱动电路114通过焊接在电路板116上。控制信号可以从驱动电路114传递到电路板116,电路板116通过焊接的方式,与镜筒100里面的第一导电件118连接导通。反射阵列108也同样通过焊接的方式与的第一导电件118连接导通,从而实现对单个第一镜片110角度的控制,实现自动对焦过程。

镜筒100的顶部,也就是开口的一侧,或者说光线入射的一侧,也就是入射部130,设计成深v形,或者说漏斗形。从镜筒100的表面到第一镜头102的深度一般1.5mm~2.5mm。如图8所示,可最大限度地消除杂散光,提升影像效果。

在另一个具体实施例中,如图7所示,将第一镜头102上的反射膜更改成多个更小的反射件104组成的阵列的设计,还可以实现连续光学变焦。此时需要在第一镜头102表面做导电玻璃122。导电玻璃122是在钠钙基或硅硼基基片玻璃的基础上,利用磁控溅射的方法镀上一层氧化铟锡膜加工制作成的。驱动控制信号从驱动电路114发出,经过电路板116,到第三导电件134,再到导电玻璃122,到达多个反射件104组成的阵列,从而驱动多个反射件104组成的阵列进行反射角度调整。

多个反射件104组成的阵列和反射阵列108一起,参考图7的组合方式,实现自动对焦+光学连续变焦的目的,如图8所示。

第一镜片110也可在驱动电路114的控制下实现不对称排列,此时可结合陀螺仪信息实现光学防抖,如图9所示。

模组尺寸对比:

如图10所示,根据本申请的具体实施例的摄像模组10,通过引入折返镜头增加光路行程,减少x,y方向,也就是摄像模组10的径向,或者说第一镜头102的径向的尺寸25.52mm→13mm,实现模组小型化。

如图11所示,同样是7.0mm的镜头,本具体实施例的摄像模组10射入的光线,通过多次反射后才达到感光芯片112,比起普通直接照射到感光芯片112的镜头而言,z方向,也就是第一镜头102的轴向上的尺寸可以大大减少至7mm~5.8mm。

本具体实施例的有益效果:

1、可以通过折返镜头实现10倍以上高倍率放大,使用在超长焦距的环境。

2、对比潜望式摄像头可以减少摄像模组10的体积,实现手机轻簿化。

本具体实施例可适用于便携式移动拍照产品,有拍照录像功能的摄像头产品。

根据本申请实施例的电子设备20的其他构成例如扬声器等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的,这里不再详细描述。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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、结构、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一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

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