一种摄像模组及电子设备的制作方法

本申请涉及电子器件技术领域，尤其涉及一种摄像模组及电子设备。

背景技术：

随着科技的发展，电子设备上集成了越来越多的功能，如拍照功能。而且随着电子设备的广泛使用，用户对拍照功能的要求越来越高，比如，用户需要更高质量的图像，更高的光学变焦倍数等。目前，为了实现更高的光学变焦倍数，设置在电子设备上的摄像模组的结构如图1或图2所示。对于图1所示的结构，采用直立式架构，在对焦时是通过马达带动整个光学镜头组件来实现的，用于成像的光路较短，造成摄像模组无法实现较大的光学变焦倍数。对于图2所示的结构，也是通过马达带动成像镜头组件来进行对焦，需要较长的成像光路，造成摄像模组的尺寸也比较大，由于电子设备空间有限，也无法实现较大的光学变焦倍数。

技术实现要素：

本申请提供一种摄像模组及电子设备，用于实现摄像模组有较大的光学变焦倍数。

第一方面，本申请提供一种摄像模组，该摄像模组包括沿主光轴依次设置的光学镜头、对焦组件和图像处理组件。光学镜头，用于接收来自被拍摄物体发出的光束。对焦组件，包括第一驱动装置和n对第一反射面组，n对第一反射面组用于接收来自光学镜头的光束，并对光路进行折叠，第一驱动装置用于带动至少一个第一反射面组沿第一方向移动，以使折叠后的光束进行对焦。图像处理组件，用于对对焦后的光束形成的图像进行处理，其中，每个第一反射面组包括至少一个第一反射面，n为正整数。

基于该方案，通过n对第一反射面组可对来自光学镜头的光路进行折叠。与现有技术相比，在光学镜头的物理焦距相同的情况，本申请通过对成像光路的折叠，有助于减小成像光路所占用的空间长度，从而可有效缩短摄像模组的尺寸。也就是说，通过本方案可以实现在有限的空间内摄像模组可采用较大物理焦距的光学镜头，从而可实现较大的光学变焦倍数。进一步，本申请是通过第一驱动装置带动至少一个第一反射面组沿第一方向移动来实现对焦，以保证形成清晰的图像，也就是说，在对焦的过程中，光学镜头是固定不移动的。

在一种可能的实现方式中，第一反射面组为直角棱镜的直角面组或反射镜组。也可以理解为，第一反射面可以是直角棱镜的直角面，也可以是反射镜。

在一种可能的实现方式中，一对第一反射面组中的上下两个第一反射面相对设置，第一反射面组中的每个反射面分别与主光轴之间的夹角大于0度且小于90度。通过上下两个第一反射面相对设置，可实现上面的第一反射面将光束反射至下面的第一反射面时，下面的第一反射面可直接对光束进行反射。每个反射面分别与主光轴之间的夹角大于0度且小于90度，可以使得来自光学镜头的光束能射入第一反射面。

进一步，一对第一反射面组中的上下两个第一反射面可相对且平行设置。通过平行设置，可方便摄像模组的加工制作。

在一种可能的实现方式中，一个第一反射面组中任意相邻两个第一反射面之间的夹角大于0度且小于180度。如此，可以实现对光路的折叠，即形成折叠光路。

在一种可能的实现方式中，第一驱动装置用于带动至少一个第一反射面组沿垂直于主光轴的方向移动。在具体实现中，第一驱动装置可以带动一个第一反射面组沿垂直于主光轴的方向移动，也可以是带动两个第一反射面组沿垂直于主光轴的方向移动，或者也可以是带动全部的第一反射面组沿垂直于主光轴的方向移动。

为了使得摄像模组能拍摄出稳定的图像，可对摄像模组中的光束进行抖动补偿。本申请提供如下两种实现方式。

实现方式一，第一驱动装置，还用于带动至少一个第一反射面组沿第二方向移动，以对来自光学镜头的光束进行抖动补偿。如此，可以实现特定方向的光学防抖，且可以扩大防抖角度。

实现方式二，摄像模组还可以包括抖动补偿组件，沿主光轴设置于光学镜头之前。抖动补偿组件包括第二驱动装置和第二反射面，第二反射面组先接收来自被拍摄物体发出的光束，第二驱动装置用于带动第二反射面转动，以对来自被拍摄物体发出的光束进行抖动补偿，然后第二反射面组再将抖动补偿后的光束射入所述对焦组件，从而达到防抖动的作用。

在一种可能的实现方式中，第二驱动装置可以带动第二反射面在平行于主光轴的平面内转动。

在一种可能的实现方式中，第二反射面与主光轴之间的夹角可以为45度。

在一种可能的实现方式中，第二反射面可以为直角棱镜的斜面或反射镜。

第二方面，本申请提供一种电子设备，包括上述摄像模组。

附图说明

图1为现有技术中的一种相机结构示意图；

图2为现有技术中的一种相机结构示意图；

图3a为本申请提供的一种电子设备的结构示意图；

图3b为本申请提供的一种摄像模组的结构示意图；

图4a为本申请提供的一种光学镜头的结构示意图；

图4b为本申请提供的另一种光学镜头的结构示意图；

图5a为本申请提供的一种对焦组件的结构示意图；

图5b为本申请提供的另一种对焦组件的结构示意图；

图6a为本申请提供的一种抖动补偿组件的结构示意图；

图6b为本申请提供的一种抖动补偿组件的结构示意图；

图7为本申请提供的一种摄像模组的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

下面，为了便于理解，介绍本申请涉及的基本概念。

一、焦距：焦距的大小标志着折光能力的大小，焦距越短，其折光能力就越大。光学镜头的焦距决定了该光学镜头拍摄的被摄物体在成像平面上所形成图像的大小。假设以相同的距离面对同一被摄物体进行拍摄，那么光学镜头的焦距越长，则被摄体在感光元件(charge-coupleddevice，ccd)上所形成的图像的放大倍率就越大。

二、等效焦距：将不同尺寸感光元件上成像的视角，转化为135摄像模组上同样成像视角所对应的光学镜头焦距，这个转化后的焦距即是135等效焦距，也就是等效焦距。也可以理解为，135摄像模组作为一种标准，把非135规格摄像模组的焦距折算成135摄像模组的焦距。可选地，等效焦距＝光学镜头的物理焦距*焦距系数(或焦距倍数)，其中，焦距系数为非135规格的摄像模组的感应元件对角线长度与135规格摄像模组的感光元件的对焦线长度的比值。例如，光学镜头的物理焦距＝31mm，非135规格的摄像模组的感应元件对角线长度为4.8mm，135规格摄像模组的感光元件的对角线长度为43.27mm，则等效焦距＝31*43.27/4.8≈280mm。

三、光学变焦：主要是摄像模组内不同焦距的对比比例和切换。可用光学变焦倍数表示光学变焦的能力，光学变焦倍数越大，能拍摄的景物就越远。光学变焦倍数的大小与光学镜头的物理焦距相关。常以摄像模组的等效焦距为28mm为1x光学变焦倍数。比如，135规格摄像模组的感光元件的对角线长度为43.27mm，若非135规格的摄像模组的感应元件对角线长度为4.8mm，光学镜头的物理焦距＝31mm，则等效焦距＝31*43.27/4.8≈280mm；则该摄像模组的光学变焦倍数＝280/28＝10x。再比如，若非135规格的摄像模组的感应元件对角线长度为4.8mm，光学镜头的物理焦距＝20mm，则等效焦距＝20*43.27/4.8≈180mm，则该摄像模组的光学变焦倍数＝180/28≈6.4x。

四、光学防抖：也称为光束(或光线)抖动补偿，是指在摄像模组中，通过对光学镜头的移动或其它元件的移动，抵消由于抖动引起的成像光束偏移，使光路保持稳定，从而有效的克服因摄像模组的抖动产生的图像模糊。

五、对焦：对焦也称为对光、或聚焦。通过摄像模组中的对焦组件以变动像距，使被摄物体成像清晰的过程。对焦包括自动对焦和手动对焦，其中，自动对焦(autofocus)是利用物体光反射的原理，将反射的光被摄像模组上的感光元件接受，通过计算机处理，带动驱动装置进行对焦的方式。例如，摄像模组发射一种红外线(或其它射线)，根据被摄体的反射确定被摄体的距离，然后根据测得的结果调整像距，实现自动对焦。

本发明实施例中，下述“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列模块或单元。系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些模块或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些系统、模块或单元固有的其它模块或单元。

本申请实施例提供的摄像模组可以应用于任何电子设备，使得电子设备具有摄像功能。该电子设备包括但不限于个人计算机、服务器计算机、手持式或膝上型设备、移动设备(比如手机、移动电话、平板电脑、个人数字助理、媒体播放器等等)、消费型电子设备、小型计算机、大型计算机、胶片相机、数码相机、摄像机、监控设备、望远镜或潜望镜等。为了便于说明，以手机为例说明，如图3a所示，给出一种包括摄像模组的电子设备的结构示意图。该电子设备包括摄像模组，摄像模组可以用于对被拍摄物体进行拍摄或拍照。也就是说，摄像模组可以将来自被摄物体的光束进行成像。

本申请实施例主要在于对摄像模组的结构进行改进，作为示例，图3b示例性示出了本申请提供的一种摄像模组结构示意图。该摄像模组包括沿主光轴依次设置的光学镜头10、对焦组件20和图像处理组件30。光学镜头10，用于接收来自被拍摄物体发出的光束。对焦组件20，包括第一驱动装置201和n对第一反射面组202，n对第一反射面组用于接收来自光学镜头的光束，并对光路进行折叠；第一驱动装置用于带动至少一个第一反射面组沿第一方向移动，以使折叠后的光束进行对焦，第一反射面组包括至少一个第一反射面，n为正整数。图像处理组件30，用于对对焦后的光束形成的图像进行处理。

基于该方案，通过n对第一反射面组可对来自光学镜头的光路进行折叠。与现有技术相比，在光学镜头的物理焦距相同的情况，本申请通过对成像光路的折叠，有助于减小成像光路所占用的空间长度，从而可有效缩短摄像模组的尺寸。也就是说，通过本方案可以实现在有限的空间内摄像模组可采用较大物理焦距的光学镜头，从而可实现较大的光学变焦倍数。进一步，本申请是通过第一驱动装置带动至少一个第一反射面组沿第一方向移动来实现对焦，以保证形成清晰的图像，也就是说，在对焦的过程中，光学镜头是固定不移动的。

通过上述图3b所示的摄像模组，可以采用物理焦距不小于20mm的光学镜头，相应地，等效焦距不小于180mm，光学变焦倍数不小于6倍。

下面对图3b所示的各个结构分别进行介绍说明，以给出示例性的具体实现方案。

一、光学镜头10

作为示例，图4a给出了一种光学镜头的结构示意图。如图4a所示，光学镜头10沿主光轴依次包括第一透镜101和第二透镜102。其中，第一透镜101和第二透镜102的折光力均为正数。也就是说，第一透镜101和第二透镜102均为凸透镜。其中，凸透镜可以是双凸透镜，平凸透镜以及凸凹透镜中的任一种，本申请对此不做限定。

需要说明的是，第一透镜朝向被摄物体的入射光束的表面为凸面，可以是双凸透镜，或者是平凸透镜，或者是中央部分比边缘部分厚的凸凹透镜。第二透镜朝向被摄物体的入射光束的表面也为凸面，可以是双凸透镜，或者是平凸透镜，或者是中央部分比边缘部分薄的凸凹透镜，图4a以第一透镜101为平凸透镜、第二透镜102为凸凹透镜为例说明。

作为示例，图4b给出了另一种光学镜头的结构示意图。如图4b所示，光学镜头10沿主光轴依次包括第一透镜101、第三透镜103和第二透镜102。其中，第一透镜101、第三透镜103和第二透镜102的折光力均为正数。也就是说，第一透镜101、第三透镜103和第二透镜102均为凸透镜。其中，凸透镜可以是双凸透镜，平凸透镜以及凸凹透镜中的任一种，图4b以第一透镜101为平凸透镜、第二透镜102为凸凹透镜、第三透镜103为双凸透镜为例说明，本申请对此不做限定。

二、对焦组件20

在一种可能的实现方式中，对焦组件中的第一反射面组可为反射镜(mirror)组，也可以为直角棱镜的直角面。

作为示例，图5a给出了一种对焦组件的结构示意图。如图5a所示，对焦组件20包括第一驱动装置201和2对第一反射面组202。其中，第一反射面组202为反射镜组。第一反射面组202包括2个第一反射面，基于图5a所示的对焦组件，针对一个第一反射面组202包括左右相邻的两个第一反射面，如图5a所示的一个第一反射面组202包括第一反射面a和第一反射面b，另一个第一反射面组202包括第一反射面a和第一反射面b。一个第一反射面组中任意相邻两个第一反射面之间的夹角大于0度且小于180度。如此，可以实现对光路的折叠，即形成折叠光路，进而可缩小摄像模组的尺寸。

在一种可能的实现方式中，一对第一反射面组中的上下两个第一反射面相对设置，第一反射面组中的每个反射面分别与主光轴之间的夹角θ大于0度且小于90度。如图5a所示的一对第一反射面包括第一反射面a和第一反射面a，另一对第一反射面包括第一反射面b和第一反射面b。通过上下两个第一反射面相对设置，可实现上面的第一反射面将光束反射至下面的第一反射面时，下面的第一反射面可直接对光束进行反射。而且第一反射面与主光轴之间的夹角大于0度且小于90度，可以使得来自光学镜头的光束能射入第一反射面。

进一步，一对第一反射面组中的上下两个第一反射面可相对且平行设置。通过平行设置，可方便摄像模组的加工制作。可以理解的是，若一对第一反射面组中的上下两个第一反射面相对但不平行，在水平放置摄像模组拍摄图像时，图像处理组件中形成的图像可能会出现一定的倾斜，因此，在摄像模组加工和制作时，需要控制摄像模组的位置以实现在水平放置摄像模组拍摄图像时，图像处理组件形成的图像是正常的，不会出现倾斜。

需要说明的是，第一反射镜组包括至少一个第一反射镜，例如，可以图5a所示的左右相邻的两个第一反射镜，类似“v”型，或者也可以是类似“v\”型的三个第一反射镜，或者也可以是类似“w”型的四个第一反射镜，等等可以实现对光路进行折叠、且可以在图像处理组件上成像的其它形状，本申请对此不做限定。

作为示例，图5b给出的另一种对焦组件的结构示意图。如图5b所示，对焦组件20包括第一驱动装置201和2对第一反射面组202。其中，第一反射面组为直角棱镜的两个直角面。如图5b所示的对焦组件，一个第一反射面组202包括直角棱镜1的两个直角面，另一个第一反射面组202包括直角棱镜2的两个直角面。一对第一反射面包括棱角1的一个直角面和直角棱镜2的一个直角面，这两个直角面相对设置。也就是说，一对第一反射面包括直角棱镜1的左边的直角面和直角棱镜2的左边的直角面，另一对第一反射面包括直角棱镜1的右边的直角面和直角棱镜2的右边的直角面。通过上下两个第一反射面(直角棱镜的直角面)相对设置，可实现上面的第一反射面将光束反射至下面的第一反射面时，下面的第一反射面可直接对光束进行反射。如此，可以实现对光路的折叠，形成折叠光路，进而有助于缩小摄像模组的尺寸。进一步，一对第一反射面组中的上下两个直角面可相对且平行设置。通过平行设置，可方便摄像模组的加工制作。

在一种可能的实现方式中，直角棱镜1和直角棱镜2的每个直角面分别与主光轴之间的夹角θ大于0度且小于90度，从而可以使得来自光学镜头的光束能射入第一反射面。

上述中，第一驱动装置可以是对焦马达，也可以是伺服电机。且第一方向可以是与主光轴垂直的方向(如图5a所示)，也可以是与主光轴成一定角度α的方向(如图5a所示)，角度α大于0度且小于90度。

本申请中，第一驱动装置带动第一反射面组移动以实现对焦的过程可以为：第一驱动装置用于带动至少一个第一反射面组沿垂直于主光轴的方向或者沿与主光轴成一定角度的方向移动，以实现对焦。通过沿垂直于主光轴的方向移动来实现对焦有助于缩短第一反射面组移动的距离。

结合上述图5a，第一驱动装置可用于带动上面的第一反射面组202沿垂直于主光轴的方向向上(或者向下)移动。或者第一驱动装置可用于带动下面的第一反射面组202沿垂直于主光轴的方向向上(或者向下)移动。或者第一驱动装置可用于带动上面的第一反射面组202和下面的第一反射面组202一起沿垂直于主光轴的方向移动；比如，第一驱动装置带动上面的第一反射面组202沿垂直于主光轴的方向向下移动、且带动下面的第一反射面组202沿垂直于主光轴的方向向上移动；再比如，第一驱动装置带动上面的第一反射面组202沿垂直于主光轴的方向向上移动、且带动下面的第一反射面组202沿垂直于主光轴的方向向下移动。

结合上述图5b，第一驱动装置可用于带动上面的直角棱镜1沿垂直于主光轴的方向向上(或者向下)移动。或者第一驱动装置可用于带动下面的直角棱镜2沿垂直于主光轴的方向向上(或者向下)移动。或者第一驱动装置可用于带动上面的直角棱镜1和下面的直角棱镜2一起沿垂直于主光轴的方向移动，比如，第一驱动装置带动上面的直角棱镜1沿垂直于主光轴的方向向上移动，且带动下面的直角棱镜2沿垂直于主光轴的方向向上移动；再比如，第一驱动装置带动上面的直角棱镜1沿垂直于主光轴的方向向下移动，且带动下面的直角棱镜2沿垂直于主光轴的方向向下移动；再比如，第一驱动装置带动上面的直角棱镜1沿垂直于主光轴的方向向上移动，且带动下面的直角棱镜2沿垂直于主光轴的方向向下移动。

基于上述对焦组件20，可实现对不同物距下的光学对焦，从而可使该摄像模组拍摄出清晰的图像。

三、图像处理组件30

图像处理组件30可包括感应元件及相关电路，具体可以为感光芯片，以实现成像功能。可选地，来自被摄物体的光束在光学镜头10的作用下，经过汇聚、发散后，到达感光芯片，光信号在感光芯片的作用下转换为电信号。进一步，可对得到的原始图像进行去噪、增强、分割虚化等处理，以丰富用户体验。

为了将被拍摄的物体形成稳定的图像，本申请提供如下两种对光束进行抖动补偿的实现方式。也可以理解为光学防抖的两种实现方式。

实现方式一

第一驱动装置201还用于带动至少一个第一反射面组沿第二方向(如图5a所示)移动，以实现对来自光学镜头的光束进行抖动补偿。如此，可以实现特定方向的光学防抖，且可以扩大防抖角度。

此处，第二方向可以是与主光轴平行的方向，也可以是与主光轴成一定角度的方向，角度β大于0度且小于90度。可选地，第二方向与第一方向垂直。本申请对第二方向不做限定。

实现方式二

摄像模组还包括抖动补偿组件40，沿主光轴设置于光学镜头10之前。也可以理解为，抖动补偿组件40沿主光轴设置在被拍摄物体和光学镜头10之间(如图7所示)。如图6a所示，为本申请提供的一种抖动补偿组件结构示意图。该抖动补偿组件40包括第二驱动装置401和第二反射面402，其中，第二反射面可以为反射镜，且该反射镜为前反射镜。第二驱动装置用于带动第二反射面转动，以对来自被拍摄物体发出的光束进行抖动补偿。可选地，第二反射面的反射镜可以与第一反射面的反射镜相同，也可以不同。可选地，第二驱动装置也可以是光学防抖马达、伺服电机等驱动设备。

当然，摄像模组还可以包括抖动检测器和处理器，其中，抖动检测器可以是陀螺仪。具体可以是抖动检测器侦测到微小的移动，并且将信号传至处理器，处理器计算需要的补偿量，然后根据计算得到的补偿量控制第二驱动装置带动第二反射面调整位置和角度。

第二驱动装置可以带动第二反射面在平行于主光轴的平面内转动，具体地，可以是第二驱动装置带动第二反射面做小角度的倾斜，可对平行于主光轴的平面进行抖动补偿。

需要说明的是，第一驱动装置与第二驱动装置可以是集成在一起的，也可以是两个分开的独立的驱动装置。

作为示例，图6b给出了另一种抖动补偿组件的结构示意图。如图6b所示，该抖动补偿组件40包括第二驱动装置401和第二反射面402，其中，第二反射面可以为直角棱镜的斜面。第二驱动装置用于带动该直角棱镜转动，以对来自被拍摄物体发出的光束进行抖动补偿。可选地，第二反射面的直角棱镜可以与第一反射面的直角棱镜相同，也可以不同。

在一种可能的实现方式中，第二反射面与主光轴之间的夹角ψ可以为45度。当第二反射面为反射镜时，即反射镜与主光轴之间的夹角为45度。当第二反射面为直角棱镜的斜面时，直角棱镜的斜面与主光轴之间的夹角为45度。

本申请中，可以通过实现方式一进行光学防抖，也可以通过实现方式二进行光学防抖，或者也可以通过实现方式一和实现方式二结合的方式进行光学防抖。

作为示例，图7给出了一种摄像模组的结构示意图。如图7所示，该摄像模组包括抖动补偿组件40、光学镜头10、对焦组件20和图像处理组件30。抖动补偿组件40可以通过上述实现方式一进行光学防抖，也可以通过上述实现方式二中所示的图6a或图6b进行光学防抖，光学镜头10可以为上述图4a或图4b所示的光学镜头，对焦组件20可以为上述图5a和图5b所示的对焦镜头，图像处理组件30可参见上述介绍，此处不再赘述。

在一种可能的实现方式中，摄像模组还可以包括红外线(infraredradiation，ir)滤光器，ir滤光器可用于阻挡对图像处理组件30有损坏或不利地影响的红外辐射的作用，并且可被配置为对光学镜头10的焦距没有影响。可选地，ir滤光器可例如由玻璃材料构成。

进一步，基于上述摄像模组，可以实现摄像模组的高度不大于9mm，横向最大尺寸不大于40mm，可以方便的集成到电子设备中。

基于上述描述的摄像模组的结构和功能原理，本申请实施例还可以提供一种电子设备，该电子设备可以包括上述摄像模组，当然还可以包括其他器件，例如处理器、存储器、无线通信装置、传感器和触摸屏、显示屏等。也就是说，具有摄像或拍照功能的电子设备中均可以采用本申请实施例提供的摄像模组。

尽管结合具体特征及其实施例对本发明进行了描述，显而易见的，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的方案进行示例性说明，且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本申请实施例的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。