摄像模组及电子设备的制作方法

专利2022-05-09  3


本申请属于电子设备技术领域,具体涉及一种摄像模组及电子设备。



背景技术:

随着手机、平板电脑等电子设备的普及,用户对于电子设备中的摄像模组的对焦性能要求越来越高。马达是实现调焦功能的重要部件。马达可以驱动镜头沿镜头的光轴方向移动,从而实现摄像模组的调焦运动,但是由于镜头在摄像模组中的位置不固定,使得镜头容易出现晃动,进而导致摄像模组出现异响,影响用户的使用体验。与此同时,镜头的晃动会与电子设备的其它构件例如保护透光盖板碰撞,进而造成碰损。



技术实现要素:

本申请实施例的目的是提供一种摄像模组及电子设备,能够解决相关技术的摄像模组中,镜头由于晃动而产生异响及碰损的问题。

为了解决上述技术问题,本申请是这样实现的:

第一方面,本发明公开一种摄像模组,包括模组壳体、镜头、永磁体、第一线圈和第二线圈,其中,

所述永磁体设于所述镜头上,所述第一线圈和所述第二线圈均设于所述模组壳体上,所述镜头可活动地设于所述模组壳体;

在所述第一线圈通电的情况下,所述第一线圈可通过与所述永磁体的磁性配合,驱动所述永磁体带动所述镜头运动;

在所述第一线圈断电、且所述镜头相对于所述模组壳体运动的情况下,所述第二线圈用于产生感应电流,且产生所述感应电流的所述第二线圈通过与所述永磁体的磁性配合,抑制所述镜头运动。

第二方面,本发明还提供一种电子设备,包括上文中的摄像模组。

在本申请实施例中,镜头与永磁体相连,通过设置第一线圈,并给第一线圈通电,使得第一线圈和永磁体配合,驱动镜头相对模组壳体移动;通过设置第二线圈抑制镜头的运动,在第一线圈断电,且永磁体和镜头相对于模组壳体移动的过程中,第二线圈能够产生感应电流,感应电流会产生抑制永磁体带动镜头运动的磁场,从而抑制镜头运动,缓解摄像模组出现异响,同时也能够缓解镜头与电子设备的其他构件发生碰撞。由此可见,本申请公开的摄像模组能够缓解相关技术的摄像模组中,镜头由于晃动而产生异响及碰损的问题。

附图说明

图1为本申请实施例公开的摄像模组的结构示意图;

图2为本申请实施例公开的镜头和导轨槽的分解结构示意图;

图3为本申请实施例公开的控制电路图;

图4为本申请实施例公开的永磁体在导轨槽中运动时的结构示意图。

附图标记说明:

100-模组壳体、110-外壳、111-内沿、120-支架、130-导轨槽、

200-镜头、210-镜筒、211-镜筒本体、212-配重凸起、

300-永磁体、

410-第一线圈、420-第二线圈、

500-电路板、

600-感光芯片、

700-滤光片、

810-干路、820-第一支路、830-第二支路、840-控制开关、850-控制器件、900-位置传感器、

1000-电连接件、

f-反作用力。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员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”等是用于区别类似的对象,而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施,且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类,并不限定对象的个数,例如第一对象可以是一个,也可以是多个。

请参考图1至图4,本申请实施例公开一种摄像模组,所公开的摄像模组可以应用于电子设备。所公开的摄像模组包括模组壳体100、镜头200、永磁体300、第一线圈410和第二线圈420。

模组壳体100为摄像模组的部分功能器件提供安装基础。第一线圈410和第二线圈420均设于模组壳体100上。可选的,第一线圈410和第二线圈420均可以采用固定的方式设于模组壳体100上。镜头200可活动地设于模组壳体100,从而能够相对于模组壳体100移动,进而实现变焦或防抖。永磁体300设于镜头200上。

在第一线圈410通电的情况下,第一线圈410可通过与永磁体300的磁性配合,驱动永磁体300带动镜头200运动,进而实现变焦或防抖。镜头200的运动可以为沿镜头200的光轴方向的运动,此种情况下,可以实现摄像模组的调焦运动;镜头200的运动也可以为垂直于镜头200的光轴方向的运动,此种情况下,镜头200能够在垂直于镜头200的光轴方向的平面内移动,进而可以实现摄像模组的移动防抖。

在第一线圈410断电、且镜头200相对于模组壳体100运动的情况下,第二线圈420用于产生感应电流,且产生感应电流的第二线圈420通过与永磁体300的磁性配合,抑制镜头200运动。在第一线圈410断电的情况下,永磁体300和镜头200相对于模组壳体100运动的过程中会引起第二线圈420中磁通量的变化,第二线圈420会产生感应电流,根据楞次定律,我们知道,感应电流产生的磁场方向会阻碍永磁体300的运动,进而抑制镜头200运动,也就是说,在第一线圈410断电、且镜头200相对于模组壳体100运动的过程中,永磁体300和第二线圈420配合产生反作用力f,反作用力f的方向与镜头200的运动方向(虚线箭头所指的方向)相反,从而抑制镜头200运动。

需要说明的是,本文中,抑制镜头200的运动,指的是感应电流产生的磁场能够阻碍镜头200的运动,使得镜头200的速度降下来或者停止,从而达到抑制的效果。另外,在第一线圈410断电的情况下,镜头200的运动为不良运动,本文中抑制镜头200的运动指的是抑制在第一线圈410不对镜头200施加力约束的情况下,镜头200由于没有约束而形成的运动。

在本申请实施例中,镜头200与永磁体300相连,通过设置第一线圈410,并给第一线圈410通电,可以使得第一线圈410和永磁体300配合,驱动镜头200相对模组壳体100运动;在第一线圈410断电的情况下,通过设置第二线圈420,在永磁体300和镜头200相对于模组壳体100移动的过程中,第二线圈420产生抑制永磁体300带动镜头200运动的磁场,从而抑制镜头200运动,缓解摄像模组出现异响的问题,在摄像模组安装于电子设备的情况下,也可以缓解镜头200与电子设备的其他构件发生碰撞,而造成的碰损。由此可见,本申请公开的摄像模组能够解决相关技术的摄像模组中,镜头200由于晃动而产生异响及碰损的问题。

在上述方案中,通过给第一线圈410通电,使得第一线圈410和永磁体300相互配合产生能够驱动镜头200运动的作用力,但是,若想获得足够驱动镜头200运动的作用力,需要给第一线圈410通入较大的电流,消耗较大的电能,并且,在镜头200运动的过程中,镜头200与模组壳体100相互摩擦产生的摩擦力会阻碍镜头200的运动,为了克服此摩擦力,需要进一步增大通入第一线圈410中的电流,则需要消耗更大的电能,从而导致摄像模组耗电过快,进而影响用户的使用体验。

为了解决上述问题,永磁体300可以为滚动体,永磁体300可以设于镜头200和模组壳体100之间,且镜头200和模组壳体100均可以与永磁体300滚动配合,镜头200可以通过永磁体300与模组壳体100活动配合。此种情况下,滚动体既能够作为磁性件与第一线圈410和第二线圈420磁性配合,又能够充当滚动配合的结构件,进而在镜头200相对于模组壳体100移动的过程中,能减小镜头200与模组壳体100之间的摩擦力,达到一物多用的目的。

需要说明的是,在永磁体300为滚动体的情况下,永磁体300会发生滚动,进而会导致其磁极发生变化,在此种情况下,在第一线圈410通过与永磁体300的配合驱动镜头200移动的过程中,第一线圈410可以通入交变电流,进而来适应性地调整自身产生的磁场,使得第一线圈410产生的磁场能够与永磁体300持续保持配合,达到驱动镜头200运动的目的。当然,在变焦或防抖的过程中,镜头200的运动距离可能比较小,在此种情况下,即便永磁体300由于滚动而磁极发生变化,但是此变化只要不阻止镜头200运动也是可以接受的。当然,磁极发生变化导致的永磁体300与第一线圈410之间的作用力,可能会倾斜,本领域技术人员可以通过装配结构的限制,来维持镜头200的照常运动。

为了提高镜头200的运动精度,模组壳体100还可以开设有导轨槽130,滚动体与导轨槽130滚动配合,且滚动体可沿导轨槽130在导轨槽130的延伸方向带动镜头200移动。导轨槽130的延伸方向可以与镜头200的光轴方向平行(适用于变焦),也可以与镜头200的光轴方向垂直(适用于移动防抖),本申请公开的实施例中,导轨槽130的延伸方向与镜头200的光轴方向平行。此种情况下,导轨槽130对镜头200的移动起到限位导向作用,防止镜头200的运动路径发生偏移,进而能够提高镜头200的运动精度。

如上文所述,滚动体与导轨槽130配合,在装配完成后,滚动体的部分结构会深入到导轨槽130内。导轨槽130可以为封闭槽,导轨槽130的端部的侧壁能够对滚动体起到限位的作用,避免其从导轨槽130中滚出。

为了便于滚动体和导轨槽130的拆装,导轨槽130的两端均可以设为开口端,在此种情况下,导轨槽130为端部开口槽,第二线圈420为两个,两个第二线圈420分别可拆卸地封堵在两个开口端。

在本申请公开的实施例中,两个第二线圈420分别可拆卸地封堵在两个开口端,将第二线圈420从导轨槽130上拆除后,通过开口端方便滚动体和导轨槽130的拆装,将第二线圈420安装于导轨槽130后,两个第二线圈420又能够在导轨槽130的延伸方向起到对镜头200的限位作用,达到一物多用的目的。

此外,第二线圈420的数量为两个,在永磁体300和镜头200相对于模组壳体100运动的过程中,两个第二线圈420均可以产生感应电流,且两个第二线圈420产生的感应电流均可以产生抑制永磁体300带动镜头200运动的磁场,以增大镜头200受到的反作用力f,从而能够更好地抑制镜头200的运动,进而能够较好地缓解镜头200运动带来的异响问题,也能够缓解碰损。

在一种可选的方案中,模组壳体100可以包括外壳110和支架120,支架120可以设于外壳110之内,第一线圈410可以埋设在外壳110内,起到保护第一线圈410的作用,导轨槽130可以开设于支架120上,第二线圈420可以为两个,两个第二线圈420可以分别设于支架120的顶端和支架120的底端。此种情况下,模组壳体100为分体式结构,第一线圈410和第二线圈420分别设于外壳110和支架120,有利于降低相互之间的干扰。

另外,导轨槽130可以单独开设于支架120内,在生产制造的过程中,可以单独在支架120上开设导轨槽130,并安装第二线圈420,同时可以单独在外壳110内埋设第一线圈410,此种结构有利于实现单独装配,有利于简化制造及装配。

在进一步的技术方案中,沿第一方向,位于顶端的第二线圈420与镜头200限位配合;沿第二方向,位于底端的第二线圈420与镜头200限位配合,其中第一方向与第二方向相反,第一方向与第二方向均与镜头200的光轴方向相平行。

两个第二线圈420可以分别设于支架120的顶端和支架120的底端,两个第二线圈420能够分别在第一方向和第二方向对镜头200起到限位作用,达到一物多用的目的。

在本申请实施例中,第二线圈420可以为刚性线圈,但是在镜头200运动的过程中,镜头200可能会与第二线圈420发生碰撞,由于刚性线圈的硬度较大,与镜头200发生碰撞后,可能会导致镜头200受损。为了解决上述问题,在本申请公开的实施例中,第二线圈420可以选用弹性线圈,弹性线圈具有一定的缓冲作用,可以在一定程度上起到保护镜头200的作用,而且能够通过减震的方式缓解碰损。具体的,第二线圈420可以为弹性材料制成,或,第二线圈420可以通过螺旋形成立体螺旋结构,进而实现弹性功能。

在进一步的技术方案中,摄像模组还可以包括基座和感光芯片600,基座包括电路板500,感光芯片600设于基座上,外壳110设于基座上,且与基座固定相连,感光芯片600位于外壳110围绕的区域内。摄像模组还可以包括电连接件1000,电连接件1000的第一端与电路板500电连接,电连接件1000的第二端穿入外壳110之内,且与第一线圈410电连接。电连接件1000既能够给第一线圈410供电,又能够起到辅助连接外壳110和基座的作用,达到一物多用的目的。

在进一步的技术方案中,电连接件1000还能够与第二线圈420电连接,达到能够为第二线圈420供电的目的。在此种情况下,电连接件1000能够为第一线圈410和第二线圈420供电,无疑能够简化供电结构。

一种可选的实施例中,外壳110还可以包括朝向镜头200的光轴延伸的内沿111,支架120搭接在内沿111上,提高支架120与外壳110的配合稳定性。为了防止拍摄出的图像颜色失真,摄像模组还包括滤光片700,滤光片700设置在内沿111上,且位于镜头200与感光芯片600之间。在此种情况下,内沿111的设置能够同时为支架120和滤光片700提供安装基础,进而能够以较为简单的结构实现两个构件的安装,这无疑能够有利于简化摄像模组的结构。

在本申请实施例中,摄像模组还可以包括位置传感器900,位置传感器900可以为霍尔器件,位置传感器900可以检测镜头200的位置,以作为反馈控制的依据,位置传感器900可以埋设在外壳110内。此种情况下,外壳110可以起到保护位置传感器900的作用。在进一步的技术方案中,第一线圈410可以与位置传感器900电连接,进而为位置传感器900进行供电,在此种情况下,无需再另设供电电路为位置传感器900供电。

在上述方案中,为了保证镜头200和模组壳体100与滚动体之间滚动配合的灵活性,滚动体可以为滚球,镜头200包括镜筒210,镜筒210为镜片提供安装基础,镜筒210设有球面凹槽,滚球设于球面凹槽,且滚球的位于球面凹槽之外的部分与模组壳体100接触。在此种情况下,滚球能相对于镜头200滚动,但是两者不会发生相对移动,最终能够实现永磁体300与第一线圈410的配合,进而带动镜头200运动。

滚球的数量可以为一个或多个,球面凹槽的数量与滚球的数量相同,且二者一一对应设置。为了实现摄像模组的轻量化,在本申请公开的实施例中,滚球的数量可以为一个。

在镜筒210的表面开设球面凹槽,需要增大镜筒210的壁厚,这无疑增大了摄像模组的整体尺寸,然而,电子设备内部堆叠空间有限,将摄像模组设于电子设备时,摄像模组的尺寸增大,会给电子设备的装配造成负担。

为了解决上述问题,镜筒210可以包括镜筒本体211和设于镜筒210一侧的配重凸起212,球面凹槽设于配重凸起212上。此种情况下,相较于增大镜筒210的整体壁厚的设计方案,上述方案在一定程度上减小了镜筒210的尺寸,进而减小了整体摄像模组的尺寸。与此同时,由于滚球的数量为一个,在第一线圈410驱动滚球在模组壳体100内滚动的情况下,容易导致镜头200受到偏向力,进而导致镜头200变焦过程中发生倾斜,很显然,这会影响后续的拍摄。配重凸起212能够发挥配重的作用,能够使得整个镜头200的重心邻近滚球,在此种情况下,能够提高第一线圈410对镜头200驱动的均衡性,缓解镜头200受力不均导致的偏向问题。

在进一步的技术方案中,配重凸起212与第二线圈420在摄像模组的拍摄方向依次设置,配重凸起212与第二线圈420在拍摄方向可限位配合,滚球可以设于配重凸起212背向镜头200的光轴的表面。也就是说,在镜头200移动至配重凸起212与第二线圈420接触的情况下,由于配重凸起212的阻挡,镜头200不能沿原方向继续移动。此种情况下,通过配重凸起212与第二线圈420在拍摄方向的限位配合,实现镜头200与第二线圈420在镜头200的光轴方向的限位配合,防止镜头200过度移动。此种情况下,在极端异常的高速跌落或磕碰的过程中,能够通过限位配合来缓解碰撞。本文中,拍摄方向与镜头的光轴方向相平行。

在具体的工作过程中,第二线圈420产生的感应电流较弱,在摄像模组剧烈晃动的情况下,通过感应电流产生的磁场较难有效地抑制镜头200,摄像模组可能依旧会发出异响,将摄像模组安装于电子设备时,镜头200可能依旧会撞击电子设备上的其他构件。当然,此种情况下,由于产生感应电流的第二线圈420已经发挥抑制作用,可能会导致异响没那么明显或撞击力度减小。

为了解决上述问题,摄像模组可以包括控制电路,控制电路可以包括第二线圈420、检测器件和控制器件850,在检测器件检测到第二线圈420内产生感应电流的情况下,控制器件850控制流经第二线圈420的电流增大,第二线圈420的电流增大,能够使镜头200的移动速度快速降为零,从而保证摄像模组不会发出异响,镜头200不会撞击电子设备上的其他构件,达到彻底杜绝的目的。

需要说明的是,检测器件和控制器件850可以为独立的两个器件,也可以为同时具有检测功能和控制功能的一个仪器,例如,处理器,处理器既能够检测第二线圈420中产生的感应电流,又可以控制流经第二线圈420的电流。

上述方案中,第一线圈410和第二线圈420可以分别通电,即在第一线圈410通电的情况下,第二线圈420断电;在第一线圈410断电的情况下,第二线圈420通电。

请再次参考图3,为了实现第一线圈410和第二线圈420分别通电,摄像模组可以包括控制电路,控制电路可以包括第一线圈410、第二线圈420、干路810、第一支路820、第二支路830和控制开关840,第一支路820和第二支路830并联在干路810的端部,且第一线圈410和第二线圈420中的一者连接于第一支路820,另一者连接于第二支路830,控制开关840连接于第一支路820和第二支路830与干路810之间。

在控制开关840处于第一状态的情况下,第一支路820导通,且第二支路830断开;在控制开关840处于第二状态的情况下,第一支路820断开,且第二支路830导通。此种情况下,可以防止在摄像模组工作的过程中,第二线圈420通电产生抑制镜头200运动的作用力,影响摄像模组的正常工作;也可以防止在摄像模组不需要工作的情况下,第一线圈410通电,导致镜头200发生计划外的运动,影响用户的使用体验。

可选的,控制开关840可以为电磁继电器,第一线圈410可以连接在第一支路820中,第二线圈420可以连接在第二支路830中。在电磁继电器处于通电状态的情况下,第一支路820导通,第二支路830断开,即第一线圈410通电,第二线圈420断电;在电磁继电器处于断电状态的情况下,第一支路820断开,第二支路830导通,即第一线圈410断电,第二线圈420通电。上述方案中,电磁继电器只需在摄像模组的第一线圈410通电的情况下处于通电状态,在摄像模组不工作的情况下,电磁继电器处于断电状态即可,可以减小摄像模组的功耗。当然,控制开关840还可以选用其他类型的控制开关840,本申请对此不作限制。电磁继电器的种类较多,不同的电磁继电器的线路接线结构会有所差异,只要能够满足对上述电路的控制即可。

当然,在上述方案中,第一线圈410和第二线圈420也可以同时通电,在第一线圈410通电,且第二线圈420通电的情况下,第一线圈410与第二线圈420产生的磁场协同驱动永磁体300带动镜头200运动。此种情况下,第一线圈410和第二线圈420协同驱动镜头200运动,可以更高效地驱动镜头200运动。

基于上文的摄像模组,本申请实施例还公开一种电子设备,包括上文的摄像模组。摄像模组的电路板500可以与电子设备的主板电连接,从而对摄像模组供电和控制。

本申请实施例公开的电子设备可以为智能手机、平板电脑、电子阅读器或可穿戴设备。当然,该电子设备也可以是其他设备,本申请实施例对此不作限制。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述,但是本申请并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本申请的启示下,在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,均属于本申请的保护之内。

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