摄像头模组和终端设备的制作方法

文档序号:19792023发布日期:2020-01-24 14:26阅读:167来源:国知局
摄像头模组和终端设备的制作方法

本申请涉及光学摄像头技术领域,特别是涉及一种摄像头模组和终端设备。



背景技术:

智能手机等移动终端一般配备有摄像头模组,且高像素的摄像头模组越来越成为移动终端的必要配置。但随着摄像头模组的像素的增加,透镜组的体积也相应增大,因此需要更大的驱动力来满足摄像头模组的对焦或防抖要求,但更大的驱动力会使得驱动结构的体积相应地增大,不利于摄像头模组的小型化设计。



技术实现要素:

本申请实施例提供一种摄像头模组和终端设备,以满足高像素摄像头模组的对焦或防抖要求,并有利于摄像头模组的小型化设计。

一种摄像头模组,包括:

反射元件;

透镜组,环境光线能够入射至所述反射元件,并被所述反射元件反射至所述透镜组;所述透镜组具有光轴,且所述光轴的延伸方向与所述反射元件的入光面平行或者成锐角;

图像传感器,光线能够透过所述透镜组并入射至所述图像传感器;及

驱动结构,包括流体元件和挤压元件,所述图像传感器连接所述流体元件,所述挤压元件能够挤压所述流体元件以驱使所述流体元件变形,带动所述图像传感器运动。

上述摄像头模组,挤压元件可以挤压流体元件,以使流体元件产生变形,进而带动图像传感器运动,图像传感器的运动即可实现摄像头模组的对焦或者防抖功能。驱动结构具有相对较小的体积、结构较为简单,且流体的变形易于控制,因而能够在相对较低的功耗下较为容易地控制图像传感器的运动,以获得更快的对焦速度或者更好的防抖效果。

在其中一个实施例中,所述流体元件变形时,所述图像传感器能够沿所述光轴平移以靠近或远离所述透镜组。

在其中一个实施例中,所述挤压元件包括两个第一挤压元件,且两个所述第一挤压元件相背设置于所述流体元件的两端。

在其中一个实施例中,所述流体元件变形时,所述图像传感器能够产生偏转。

在其中一个实施例中,所述挤压元件包括两个第二挤压元件,且两个所述第二挤压元件与两个所述第一挤压元件交替并间隔设置于所述流体元件的周向,两个所述第二挤压元件相背设置。

在其中一个实施例中,相邻所述第一挤压元件和所述第二挤压元件关于所述光轴的圆心角相等。

在其中一个实施例中,两个所述第一挤压元件能够分别独立控制以驱使所述图像传感器平移或者绕第一轴偏转,两个所述第二挤压元件能够分别独立控制以驱使所述图像传感器平移或者绕第二轴偏转,所述第一轴与所述第二轴垂直。

在其中一个实施例中,所述摄像头模组包括座体,所述反射元件、所述透镜组和所述挤压元件安装于所述座体。

在其中一个实施例中,所述摄像头模组包括电路板,所述电路板连接所述座体且与所述图像传感器电性连接,所述流体元件连接所述电路板并位于所述图像传感器和所述电路板之间。

在其中一个实施例中,所述摄像头模组包括滤光元件,所述滤光元件安装于所述座体且位于所述透镜组和所述图像传感器之间。

在其中一个实施例中,所述摄像头模组包括以下任一种方案:

所述摄像头模组包括音圈马达,所述音圈马达设置于所述座体且能够驱动所述透镜组移动;

所述透镜组包括多个透镜,所述摄像头模组包括音圈马达,所述音圈马达设置于所述座体且能够驱使至少一个所述透镜移动。

在其中一个实施例中,所述摄像头模组包括以下任一种方案:

所述流体元件包括外壳和流体,所述外壳为柔性体且包覆所述流体,所述外壳连接所述图像传感器;

所述挤压元件包括压电陶瓷件、磁致伸缩件中的任一种;

所述挤压元件包括电磁铁和永磁铁,所述电磁铁固定连接所述座体,所述电磁铁通电时能够驱动所述永磁铁相对所述座体移动以挤压所述流体元件;

所述挤压元件包括永磁铁和线圈,所述永磁铁固定连接座体并用于提供磁场,所述线圈连接所述座体并设于磁场中,所述线圈在通电时能够移动以挤压所述流体元件。

在其中一个实施例中,所述反射元件为棱镜且包括反射面,所述反射面能够对入射光线产生全反射。

在其中一个实施例中,所述反射元件为棱镜且包括反射面,所述反射面镀有反射膜以使入射至所述反射面的光线产生全反射。

一种终端设备,包括壳体和以上任一实施例所述的摄像头模组,所述摄像头模组设置于所述壳体。

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为一实施例中终端设备的立体图;

图2为一实施例中摄像头模组的剖视图;

图3为图2所示摄像头模组的驱动结构的一种状态示意图;

图4为图3所示摄像头模组的驱动结构的另一种状态示意图;

图5为一实施例中摄像头模组的驱动结构、图像传感器、电路板的位置示意图;

图6为图3所示摄像头模组的驱动结构的又一种状态示意图;

图7为另一实施例中摄像头模组的驱动结构、图像传感器、电路板的位置示意图;

图8为本申请实施例中终端设备的一种结构示意图。

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(publicswitchedtelephonenetworks,pstn)、数字用户线路(digitalsubscriberline,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(wirelesslocalareanetwork,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(personalcommunicationssystem,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(globalpositioningsystem,gps)接收器的个人数字助理(personaldigitalassistant,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。

参考图1,在一些实施方式中,终端设备10为智能手机,终端设备10包括摄像头模组100和壳体200,摄像头模组100设置于壳体200,摄像头模组100可用于执行拍摄功能。例如,在一些实施方式中,摄像头模组100能够执行前置摄像头的功能,用户可以通过摄像头模组100进行自拍、视频通话等操作。在另一些实施方式中,摄像头模组100能够执行后置摄像头的功能,用户可以通过摄像头模组100进行近景拍摄、远景拍摄、视频录制等操作。在其他实施方式中,终端设备10可以为平板电脑、笔记本电脑等。本申请以智能手机的摄像头模组100为例进行说明,但可以理解的是,本申请公开的摄像头模组100,对于其他类型的终端设备10也是适用的。

参考图2,摄像头模组100采用了潜望式摄像头方案,即摄像头模组100的入光面101与摄像头模组100的光轴103的延伸方向不是相互垂直的关系。例如,参考图1,终端设备10包括相背设置的显示面201和背面203,显示面201可用于显示信息并为用户提供交互界面。摄像头模组100从终端设备10的背面203入光,摄像头模组100的光轴103与终端设备10的厚度方向垂直,因此在光轴103的延伸方向上,摄像头模组100可以具有相对较大的长度和宽度,以获得较长的焦距,并获得更好的拍摄质量。这种结构的摄像头模组100,其内部可以提供相对较大的空间供透镜移动,进而可以实现光学变焦功能,以获得更好的拍摄质量,并适应更多样的拍摄场景。

具体地,参考图2,摄像头模组100包括座体110、反射元件120、透镜组130、图像传感器140和驱动结构150,反射元件120、透镜组130分别安装于座体110并被座体110支撑,反射元件120用于摄像头模组100的入光,环境光线能够入射至反射元件120,并被反射元件120反射至透镜组130,穿过透镜组130的光线可以进一步入射至图像传感器140,以将环境光信号转化为电信号,经过进一步的处理后即可形成被拍摄物的图像。光轴103由透镜组130确定,且光轴103的延伸方向与反射元件120的入光面101平行或者成锐角。驱动结构150包括流体元件151和挤压元件153,挤压元件153安装于座体110,图像传感器140连接流体元件151,挤压元件153能够挤压流体元件151以驱使流体元件151变形,进而带动图像传感器140运动。

摄像头模组100进一步包括电路板160,电路板160连接座体110,流体元件151连接电路板160并位于图像传感器140和电路板160之间。电路板160与图像传感器140电性连接,电路板160可以设置柔性线路板,并通过柔性线路板电性连接至终端设备10的主板,以将摄像头模组100采集的图像数据传输至终端设备10的处理器作进一步的处理。进一步,摄像头模组100包括滤光元件170,滤光元件170安装于座体110且位于透镜组130和图像传感器140之间。滤光元件170能够过滤红外光,以使摄像头模组100能够获得更好的拍摄质量。

在一些实施方式中,反射元件120大致呈三棱柱状,且反射元件120为棱镜并包括反射面121,反射面121能够对入射光线产生全反射。全反射的设置,使得入射光经由反射元件120后的损失较小,有利于获得更好的拍摄质量。在其他实施方式中,反射元件120为棱镜且包括反射面121,反射面121镀有反射膜以使入射至反射面121的光线产生全反射。在这种实施方式中,反射膜为光学膜且加工较为容易,因而可以降低对棱镜的材质要求,在降低摄像头模组100的制造成本的同时,获得相对较高的拍摄质量。

流体元件151包括外壳和流体,外壳为柔性体且包覆流体,流体可以为液体或者气体或者气液混合物且被外壳密封。外壳可以采用粘接或者其他连接方式连接至图像传感器140,以在流体元件151变形时带动图像传感器140运动。挤压元件153包括压电陶瓷件、磁致伸缩件中的任一种。具体地,压电陶瓷件在电场作用下尺寸会发生变化,因此可以通过控制电场使挤压元件153对流体元件151施加挤压力;磁致伸缩件在磁场作用于下可以产生伸缩变形,因此可以通过采用电磁铁等结构控制磁场使挤压元件153对流体元件151施加挤压力。在一些实施方式中,挤压元件153包括电磁铁和永磁铁,电磁铁与座体110的位置相对固定,永磁铁则可以相对座体110移动,在电磁铁通电产生磁场时,可以驱使永磁铁移动并挤压流体元件151。当然,挤压元件153也可以包括永磁铁和线圈,永磁铁固定设置于座体110并用于提供磁场,线圈连接座体110并设于磁场中且在通电时能够移动以挤压流体元件151。

参考图3和图4,在一些实施方式中,挤压元件153挤压流体元件151使流体元件151变形时,图像传感器140能够沿光轴103平移以靠近或远离透镜组130。具体地,参考图5,在这种实施方式中,挤压元件153包括两个第一挤压元件153a,且两个第一挤压元件153a相背设置于流体元件151的两端。两个第一挤压元件153a可以相互独立控制,也可以同步控制,以使两个第一挤压元件153a同时产生相等的位移,进而使得图像传感器140在光轴103的延伸方向产生平移运动。这种结构的摄像头模组100,由于挤压元件153能够挤压流体元件151,进而驱使图像传感器140平移,因而可以实现对焦功能。例如,当物距发生变化时,基于成像原理1/f=1/u+1/v(其中f为镜头焦距,u为物距,v为相距)可知,像距也应当相应发生改变,通过驱动结构150即可调整图像传感器140的位置,进而满足对焦的需求。参考图5,在一些实施方式中,第一挤压元件153a和第二挤压元件153可以关于光轴103呈中心对称布置。在其他实施方式中,第一挤压元件153a的数量可以在2个以上,以更便捷、精确地控制流体元件151的变形,且驱动结构150的可以获得相对较快的响应。由于流体元件151的变形较容易控制,采用相对较小的挤压力即可实现流体的变形,因而挤压元件153可以具有相对较低的功耗,并且挤压元件153的结构可以相对简单、制造也较为容易,且占用的体积可以相对较小,以使驱动结构150能够提供相对较大的位移并利于实现摄像头模组100的小型化设计,进而有利于终端设备10的轻薄化设计。

进一步,结合图3和图6,在一些实施方式中,挤压元件153挤压流体元件151使流体元件151变形时,图像传感器140能够产生偏转。具体地,参考图5和图6,两个第一挤压元件153a能够分别独立控制,以此为例,其中一个第一挤压元件153a挤压流体元件151时,另一个可以不挤压流体元件151,或者两个第一挤压元件153a对于流体元件151的挤压位移不相等,图像传感器140即可产生偏转。这种结构的摄像头模组100,由于挤压元件153能够挤压流体元件151,进而驱使图像传感器140偏转,因而可以实现防抖功能,以在摄像头模组100产生抖动时仍然可以获得清晰的拍摄图像。例如,终端设备10包括陀螺仪,通过陀螺仪可以检测终端设备10的抖动量,在终端设备10产生抖动时,驱动结构150可以根据抖动量对图像传感器140进行补偿,以获得清晰的拍摄图像。同样地,这种防抖的方式也可以获得相对较快的响应,并有利于摄像头模组100和终端设备10的轻薄化设计。

当两个第一挤压元件153a关于光轴103呈中心对称地设置于流体元件151的两端时,两个第一挤压元件153a可以驱使图像传感器140绕第一轴偏转,进而实现摄像头模组100在第一轴的防抖。当然,第一挤压元件153a可以设置2个以上,以实现更精确的控制。进一步,参考图7,挤压元件153包括两个能够相互独立控制的第二挤压元件153b,且两个第二挤压元件153b与两个第一挤压元件153a交替并间隔设置于流体元件151的周向,两个第二挤压元件153b相背设置。第二挤压元件153b的结构和工作原理可以和第一挤压元件153a相似,两个第二挤压元件153b也可用于摄像头模组100的对焦。进一步,两个第二挤压元件153b可以驱使图像传感器140绕第二轴偏转,进而实现摄像头模组100在第二轴的防抖。第一轴与第二轴可以相互垂直,也可以呈锐角。

以第一轴与第二轴相互垂直为例,相邻第一挤压元件153a和第二挤压元件153b关于光轴103的圆心角相等。例如,在第一挤压元件153a为两个、第二挤压元件153b为两个的实施方式中,相邻第一挤压元件153a与第二挤压元件153b的圆心角为90度,这种设置能够较为便捷地控制驱动结构150,以实现摄像头模组100在第一轴和第二轴的防抖功能,进而获得更好的防抖效果。终端设备10的陀螺仪可以检测终端设备10的抖动量,并在终端设备10产生抖动时,根据抖动量在第一轴和第二轴分别对图像传感器140进行补偿,以获得清晰的拍摄图像。同样地,这种防抖的方式也可以获得相对较快的响应,并有利于摄像头模组100和终端设备10的轻薄化设计。

上述摄像头模组100,挤压元件153可以挤压流体元件151,以使流体元件151产生变形,进而带动图像传感器140运动,图像传感器140的运动即可实现摄像头模组100的对焦或者防抖功能。驱动结构150具有相对较小的体积、结构较为简单,且流体的变形易于控制,因而能够在相对较低的功耗下较为容易地控制图像传感器140的运动,以获得更快的对焦速度或者更好的防抖效果。上述驱动结构150对于大体积的透镜和大面积的图像传感器140同样适用,且有利于简化摄像头模组100的结构、缩小摄像头模组100的体积并降低摄像头模组100的功耗。

进一步,在一些实施方式中,摄像头模组100包括音圈马达,音圈马达设置于座体110且能够驱动透镜组130移动。具体地,音圈马达包括线圈和磁铁,线圈连接透镜组130,磁铁连接座体110并用于提供磁场,在线圈通电时即可驱使透镜组130移动。进一步,音圈马达可以驱使透镜组130中的单个或多个透镜沿光轴103方向移动,进而实现光学变焦功能。

参考图8,图8为本申请提供的终端设备10的结构示意图。该终端设备10可以包括射频(rf,radiofrequency)电路501、包括有一个或一个以上计算机可读存储介质的存储器502、输入单元503、显示单元504、传感器505、音频电路506、无线保真(wifi,wirelessfidelity)模块507、包括有一个或者一个以上处理核心的处理器508、以及电源509等部件。本领域技术人员可以理解,图8中示出的终端设备10结构并不构成对终端设备10的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。

射频电路501可用于收发信息,或通话过程中信号的接收和发送,特别地,将基站的下行信息接收后,交由一个或者一个以上处理器508处理;另外,将涉及上行的数据发送给基站。通常,射频电路501包括但不限于天线、至少一个放大器、调谐器、一个或多个振荡器、用户身份模块(sim,subscriberidentitymodule)卡、收发信机、耦合器、低噪声放大器(lna,lownoiseamplifier)、双工器等。此外,射频电路501还可以通过无线通信与网络和其他设备通信。该无线通信可以使用任一通信标准或协议,包括但不限于全球移动通信系统(gsm,globalsystemofmobilecommunication)、通用分组无线服务(gprs,generalpacketradioservice)、码分多址(cdma,codedivisionmultipleaccess)、宽带码分多址(wcdma,widebandcodedivisionmultipleaccess)、长期演进(lte,longtermevolution)、电子邮件、短消息服务(sms,shortmessagingservice)等。

存储器502可用于存储应用程序和数据。存储器502存储的应用程序中包含有可执行代码。应用程序可以组成各种功能模块。处理器508通过运行存储在存储器502的应用程序,从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器502可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等;存储数据区可存储根据终端设备10的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外,存储器502可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。相应地,存储器502还可以包括存储器控制器,以提供处理器508和输入单元503对存储器502的访问。

输入单元503可用于接收输入的数字、字符信息或用户特征信息(比如指纹),以及产生与用户设置以及功能控制有关的键盘、鼠标、操作杆、光学或者轨迹球信号输入。具体地,在一个具体的实施例中,输入单元503可包括触敏表面以及其他输入设备。触敏表面,也称为触摸显示屏或者触控板,可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触敏表面上或在触敏表面附近的操作),并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。可选的,触敏表面可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中,触摸检测装置检测用户的触摸方位,并检测触摸操作带来的信号,将信号传送给触摸控制器;触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息,并将它转换成触点坐标,再送给处理器508,并能接收处理器508发来的命令并加以执行。

显示单元504可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及终端设备10的各种图形用户接口,这些图形用户接口可以由图形、文本、图标、视频和其任意组合来构成。显示单元504可包括显示面板。可选的,可以采用液晶显示器(lcd,liquidcrystaldisplay)、有机发光二极管(oled,organiclight-emittingdiode)等形式来配置显示面板。进一步的,触敏表面可覆盖显示面板,当触敏表面检测到在其上或附近的触摸操作后,传送给处理器508以确定触摸事件的类型,随后处理器508根据触摸事件的类型在显示面板上提供相应的视觉输出。虽然在图8中,触敏表面与显示面板是作为两个独立的部件来实现输入和输入功能,但是在某些实施例中,可以将触敏表面与显示面板集成而实现输入和输出功能。

终端设备10还可包括至少一种传感器505,比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地,光传感器可包括环境光传感器及接近传感器,其中,环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板的亮度,接近传感器可在终端设备10移动到耳边时,关闭显示面板和/或背光。作为运动传感器的一种,重力加速度传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小,静止时可检测出重力的大小及方向,可用于识别手机姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等;至于终端设备10还可配置的陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器,在此不再赘述。

音频电路506可通过扬声器、传声器提供用户与终端设备10之间的音频接口。音频电路506可将接收到的音频数据转换成电信号,传输到扬声器,由扬声器转换为声音信号输出;另一方面,传声器将收集的声音信号转换为电信号,由音频电路506接收后转换为音频数据,再将音频数据输出处理器508处理后,经射频电路501以发送给比如另一终端设备10,或者将音频数据输出至存储器502以便进一步处理。音频电路506还可能包括耳机座,以提供外设耳机与终端设备10的通信。

无线保真(wifi)属于短距离无线传输技术,终端设备10通过无线保真模块507可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等,它为用户提供了无线的宽带互联网访问。虽然图8示出了无线保真模块507,但是可以理解的是,其并不属于终端设备10的必须构成,完全可以根据需要在不改变发明的本质的范围内而省略。

处理器508是终端设备10的控制中心,利用各种接口和线路连接整个终端设备10的各个部分,通过运行或执行存储在存储器502内的应用程序,以及调用存储在存储器502内的数据,执行终端设备10的各种功能和处理数据,从而对终端设备10进行整体监控。可选的,处理器508可包括一个或多个处理核心;优选的,处理器508可集成应用处理器和调制解调处理器,其中,应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等,调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是,上述调制解调处理器也可以不集成到处理器508中。

终端设备10还包括给各个部件供电的电源509。优选的,电源509可以通过电源管理系统与处理器508逻辑相连,从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源509还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。

尽管图8中未示出,终端设备10还可以包括蓝牙模块等,在此不再赘述。具体实施时,以上各个模块可以作为独立的实体来实现,也可以进行任意组合,作为同一或若干个实体来实现,以上各个模块的具体实施可参见前面的方法实施例,在此不再赘述。

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。

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