摄像模组和电子设备的制作方法

专利2022-05-09  1


本申请属于电子技术领域,具体涉及一种摄像模组和电子设备。



背景技术:

相关技术中,随着市场对于手机摄像头功能要求日益提高,自动对焦(autofocus,af)功能作为拍照时最常用的功能已成为手机拍照、录像的必备基础功能。而该功能的好坏也直接影响了整个相机的使用体验。参考图1,按照高斯成像公式,在固定镜头焦距f的情况下,拍摄不同物距u的物体可以通过调节像距v来实现对焦最终图像传感器a得到清晰的图像,对焦公式为1/u 1/v=1/f。

而目前行业中相机模组的自动对焦功能则是利用音圈电机(voicecoilmotor,vcm)驱使镜头运动产生与芯片成像面的相对位移来调节像距最终实现对焦。参考图2为近景状态下的光学镜头位置示意图,参考图3为远景状态下的光学镜头位置示意图,在近景和远景状态下,调节光学镜头b的位置使得光学镜头b与过滤片c及感光芯片d的距离发生变化,实现对焦。

随着消费者对拍照要求的不断提升,摄像头像素在逐步提升,芯片底尺寸也在不停增大,随之匹配的镜头在尺寸与重量方面也随着在不断递增。在实现本申请过程中,发明人发现现有技术中至少存在如下问题:镜头重量与行程增大,传统vcm驱动马达中由于镜头为活动部件,镜头在跌落过程中由于加速度作用与重力加大,晃动的情况进一步恶化;随着镜头重量增大,对vcm驱动力要求也在提高,使得vcm设计变得困难,同时vcm的驱动功耗与体积也必须进一步提升,影响整机设计。



技术实现要素:

本申请旨在提供一种摄像模组和电子设备,至少解决传统vcm驱动马达中随着镜头重量增大,对vcm驱动力要求也在提高,使得vcm设计变得困难,同时vcm的驱动功耗与体积提升而影响整机设计的问题。

为了解决上述技术问题,本申请是这样实现的:

第一方面,本申请实施例提出了一种摄像模组,包括:镜头组件和镜头座,所述镜头组件安装于所述镜头座;运动载体,设于所述镜头座内;成像芯片组件,连接于所述运动载体;压电驱动模块,连接于所述镜头座与所述运动载体之间,包括相连的压电材料体和谐振子,通过所述压电材料体通电产生形变与所述谐振子一体驱动所述运动载体带动所述成像芯片组件靠近或远离所述镜头组件。

根据本申请实施例提供的摄像模组,所述压电驱动模块还包括:摩擦片,所述摩擦片固定于所述镜头座,所述谐振子连接于所述运动载体的一侧,所述谐振子沿第一方向的两侧各设有一个所述压电材料体,且所述谐振子沿第二方向的两侧各与一个所述摩擦片相接触;其中,所述第一方向和所述第二方向相垂直,且所述第一方向和所述第二方向分别垂直于所述镜头组件的轴向。

根据本申请实施例提供的摄像模组,所述压电驱动模块还包括:压电输入片,所述压电输入片与两个所述压电材料体分别相连;压簧,所述压簧固定于所述镜头座,所述压簧包括相对的两个弹片,两个所述弹片与两个所述摩擦片一一对应相连。

根据本申请实施例提供的摄像模组,所述谐振子沿第二方向呈分叉结构,使得所述谐振子沿第二方向的两侧分别具有弹性分支,所述弹性分支与所述摩擦片对应接触。

根据本申请实施例提供的摄像模组,还包括:定位框架,所述定位框架设于所述运动载体的侧壁与所述镜头座的内壁之间,且固定于所述镜头座,所述运动载体与所述定位框架通过滚动体滚动连接,所述滚动体的滚动方向沿所述运动载体的移动方向。

根据本申请实施例提供的摄像模组,所述运动载体的侧壁与所述定位框架之间对接形成至少一个滑槽,所述滑槽的延伸方向沿所述运动载体的移动方向,所述滚动体设于所述滑槽内。

根据本申请实施例提供的摄像模组,所述定位框架与所述压电驱动模块位于所述运动载体的同一侧,所述定位框架靠近所述运动载体的一侧设有避让槽,所述避让槽与所述压电驱动模块匹配。

根据本申请实施例提供的摄像模组,所述运动载体和所述镜头座之间设有磁性连接的磁石和导电体。

根据本申请实施例提供的摄像模组,至少一个所述磁石相对所述镜头座固定设置,所述导电体连接于所述运动载体靠近所述磁石的一侧。

根据本申请实施例提供的摄像模组,还包括:控制芯片,用于控制施加于所述压电材料体的电能信号的通断;所述磁石设于所述运动载体连接所述压电驱动模块的一侧,所述控制芯片连接于所述运动载体且与一个所述磁石对应设置,所述控制芯片还用于通过监测与所述磁石的相对位置获取所述运动载体的位移量。

根据本申请实施例提供的摄像模组,所述镜头座远离所述镜头组件的一端设有开口,所述镜头座在所述开口处连接有加强底板。

第二方面,本申请实施例提出了一种电子设备,包括:壳体;摄像模组,所述摄像模组为根据上述实施例所述的摄像模组,所述摄像模组安装于所述壳体。

在本申请的实施例中,通过利用成像芯片组件移动来代替镜头移动实现对焦,可以改善高像素相机镜头质量过大导致对焦系统设计困难、尺寸过大的问题,同时由于芯片质量远小于镜头组件质量,其所需驱动力也随着减小,系统的整体功耗也随之降低,且对焦过程中镜头组件固定不动,可避免镜头的跌落及晃动;另外,本实施例依据逆压电效应产生机械振动作为驱动来源,驱使谐振子带动运动载体和成像芯片组件运动,实现芯片对焦,该驱动结构体积较小,有利于提高整机设置的灵活性。

本发明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,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/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是现有相机成像原理示意图;

图2是现有相机模组近景状态下的光学镜头位置示意图;

图3是现有相机模组远景状态下的光学镜头位置示意图;

图4是根据本发明实施例的摄像模组的分解示意图;

图5是根据本发明实施例的压电驱动模块的分解示意图;

图6是根据本发明实施例的压电驱动模块的整体示意图;

图7是根据本发明实施例的运动载体与定位框架的配合示意图;

图8是根据本发明实施例的摄像模组中固定件的分解示意图;

图9是根据本发明实施例的摄像模组中固定件的连接示意图;

图10是根据本发明实施例的摄像模组中运动件的分解示意图;

图11是根据本发明实施例的摄像模组中运动件的连接示意图;

图12是根据本发明实施例的摄像模组中运动件与加强底板的配合示意图;

图13是根据本发明实施例的成像芯片组件的分解示意图;

图14是根据本发明实施例的成像芯片组件的连接示意图;

图15是根据本发明实施例的摄像模组的截面示意图;

图16是根据本发明实施例的摄像模组的整体示意图。

附图标记:

1:镜头组件;2:镜头座;3:定位框架;4:磁石;5:压电驱动模块;5-1:压簧;5-2:压电输入片;5-3:压电材料体;5-4:摩擦片;5-5:谐振子;6:控制芯片;7:内置线路板;8:滚动体;9:导电体;10:运动载体;11:过滤片组件;12:芯片基板;13:柔性线路板;14:加强底板;a:图像传感器;b:光学镜头;c:过滤片;d:感光芯片;u:物距;f:焦距;v:像距。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的实施例,所述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,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。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。在本发明的描述中,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。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“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发明和简化描述,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发明的限制。

在本发明的描述中,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发明中的具体含义。

下面结合图4-图16描述根据本发明实施例的摄像模组及电子设备。

如图4所示,根据本发明一些实施例的摄像模组,该摄像模组包括:镜头组件1和镜头座2,所述镜头组件1安装于所述镜头座2;运动载体10,设于所述镜头座2内;成像芯片组件,连接于所述运动载体10;压电驱动模块5,连接于所述镜头座2与所述运动载体10之间,包括相连的压电材料体5-3和谐振子5-5,通过所述压电材料体5-3通电产生形变与所述谐振子5-5一体驱动所述运动载体10带动所述成像芯片组件靠近或远离所述镜头组件1。

本实施例中镜头组件1具有光线聚焦与成像作用,是光学成像不可或缺的部件。镜头座2设置在整个模组外侧,为外部固定结构,起x、y方向限位,起到保护支撑作用与固定光学镜头组作用。运动载体10设在镜头座2的内部,在压电驱动模块5的驱动下,运动载体10带动成像芯片组件移动,使得成像芯片组件相对镜头组件1做靠近或远离的移动,从而实现成像芯片组件与镜头组件1相对距离的调节。其中,本实施例中定义运动载体10的移动方向为z方向,与z方向垂直的两个方向为x、y方向。

本实施例中,运动载体10用来连接压电驱动模块5和成像芯片组件,可便于成像芯片组件的连接和移动,也便于压电驱动模块5的连接设置。压电驱动模块5具体包括压电材料体5-3和谐振子5-5,当对压电材料体5-3施加交变电压时,由于逆压电效应,将产生机械振动与高频声信号,高频声信号将促使谐振子5-5发生形变,产生移动,从而提供运动载体10和成像芯片组件移动的驱动力,通过成像芯片组件的移动实现镜头对焦。

根据本发明实施例的摄像模组,提出了新的成像对焦方案,通过利用成像芯片组件移动来代替镜头移动实现对焦,可以改善高像素相机镜头质量过大导致对焦系统设计困难、尺寸过大的问题,同时由于芯片质量远小于镜头组件1质量,其所需驱动力也随着减小,系统的整体功耗也随之降低,且对焦过程中镜头组件1固定不动,可避免镜头的跌落及晃动;另外,本实施例依据逆压电效应产生机械振动作为驱动来源,驱使谐振子5-5带动运动载体10和成像芯片组件运动,实现芯片对焦,该驱动结构体积较小,有利于提高整机设置的灵活性。

进一步地,常规摄像头模组镜头需要上下移动,摄像头保护盖上需开更大的丝印开窗,影响美观,同时摄像头镜头需从马达内部进行固定,马达壳体开窗也较大,部分摄像头可从外部看到马达内部零部件,同样影响美观;本实施例提供的摄像模组中镜头组件1为固定部件,保护盖上不需要开更大的丝印开窗,且不存在镜头的马达壳体开窗,美观性较强。

另外,现有滚珠式闭环马达,驱动磁石相对于外壳是可动的,重量大,需要消耗较大驱动力,增加功耗,且动磁式整机布局时需规避开有磁石的其它摄像头,影响整机布局,或增加占用的体积;本实施例提供的摄像模组中采用压电驱动模块5作为动力源来驱动运动载体10和成像芯片组件移动,所需驱动力较小,系统功耗随之降低,且压电驱动模块5无需设置磁石4,可灵活设置,便于整机布局,降低体积占用。

参考图5和图6,根据本发明进一步的实施例,所述压电驱动模块5还包括:摩擦片5-4,所述谐振子5-5连接于所述运动载体10的一侧,所述谐振子5-5沿第一方向的两侧各设有一个所述压电材料体5-3,所述摩擦片5-4固定于所述镜头座2,且所述谐振子5-5沿第二方向的两侧各与一个所述摩擦片5-4相接触;其中,所述第一方向和所述第二方向相垂直,且所述第一方向和所述第二方向分别垂直于所述镜头组件1的轴向。

具体地,本实施例中谐振子5-5可为片状结构。谐振子5-5可与运动载体10的一侧侧壁平行连接,即谐振子5-5与运动载体10的一侧侧壁平行且与该侧侧壁相连。在谐振子5-5的两侧侧面分别设置压电材料体5-3,在谐振子5-5的两侧侧端分别设置摩擦片5-4。即第一方向为谐振子5-5的两侧侧面方向,第二方向为谐振子5-5的两侧侧端方向。

在一个具体实施例中,谐振子5-5为金属谐振子5-5。压电材料体5-3固定于金属谐振子5-5两侧侧面,同时外侧与压电品相连接,通过施加电压可以产生振动波,为系统的驱动来源。摩擦片5-4为耐磨片,为固定件,内侧与金属谐振子5-5接触,为受力接收端。金属谐振子5-5接收振动波产生形变,对耐磨摩擦片5-4产生推力或拉力作用,从而产生相对位移,促使金属谐振子5-5上下运动。

具体地,摩擦片5-4的延伸方向可与镜头组件1的轴向平行;即沿图4中的上下方向设置;两个摩擦片5-4平行设置,从而谐振子5-5会带动运动载体10沿摩擦片5-4移动,实现沿镜头组件1轴向的移动对焦。设置摩擦片5-4,不仅可通过摩擦片5-4与谐振子5-5的相对位移实现谐振子5-5以及运动载体10和成像芯片组件的上下移动对焦,还可通过谐振子5-5与摩擦片5-4之间的摩擦力实现在压电材料体5-3不通电时运动载体10和成像芯片组件的固定。

参考图5和图6,根据本发明进一步的实施例,所述压电驱动模块5还包括:压电输入片5-2,所述压电输入片5-2与两个所述压电材料体5-3分别相连;压电输入片5-2起信号导通作用。压簧5-1,所述压簧5-1固定于所述镜头座2,所述压簧5-1包括相对的两个弹片,两个所述弹片与两个所述摩擦片5-4一一对应相连。压簧5-1固定耐磨摩擦片5-4,起止位、限位等作用。摩擦片5-4外侧与压簧5-1固定,内侧与谐振子5-5的侧端接触。压簧5-1可固定于镜头座2,实现摩擦片5-4的固定。压簧5-1的两个弹片对两个摩擦片5-4施加相对的弹力,可保证两个摩擦片5-4对应与谐振子5-5两侧侧端之间的有效接触。

如图5所示,在一个具体实施例中,该方案驱动力核心为压电驱动模块5,其组成包含压簧5-1、压电pin即压电输入片5-2、压电材料体5-3、耐磨摩擦片5-4与金属谐振子5-5。压簧5-1顶端与镜头座2固定作为固定件,而压簧5-1两个架子即弹片则通过点胶等方式与耐磨摩擦片5-4固定。

本实施例中,压电材料体5-3、压电pin与金属谐振子5-5组合在一起形成一个动力发生源。当对压电材料施加交变电压时,由于逆压电效应,将产生机械振动与高频声信号。高频声信号将促使金属谐振子5-5发生形变,对与相互接触的耐磨摩擦片5-4产生推力或者拉力的相互作用,从而产生相对位移。因压电材料体5-3、压电pin和金属谐振子5-5与成像芯片组件、运动载体10等连接固定,也同样带动芯片进行位移改变,实现芯片对焦功能。

参考图5和图6,根据本发明进一步的实施例,所述谐振子5-5沿第二方向呈分叉结构,使得所述谐振子5-5沿第二方向的两侧分别具有弹性分支,所述弹性分支与所述摩擦片5-4对应接触。本实施例中设置谐振子5-5具有两个弹性分支,弹性分支是谐振子5-5自身本体的一部分,通过分叉结构使得弹性分支呈悬臂状,从而具有弹性。谐振子5-5两侧的两个弹性分支与两个摩擦片5-4一一对应接触。通过设置谐振子5-5自身具有弹性分支,用于与摩擦片5-4匹配接触,使得谐振子5-5通过自身弹性分支的弹性能够灵活实现相对摩擦片5-4的移动,且有利于保证谐振子5-5和摩擦片5-4之间的有效均匀接触,提高压电驱动模块5的灵活性和稳定性。

参考图5和图6,根据本发明的一些实施例,谐振子5-5的上部可为分叉结构,具体包括三个分支,三个分支之间形成两个开槽,位于两侧的两个分支形成为弹性分支与摩擦片5-4匹配接触;两个压电材料体5-3在谐振子5-5的两侧侧面可与谐振子5-5贴合放置;压电输入片5-2可为弯折结构,压电输入片5-2插入谐振子5-5上部分支之间的开槽中,压电输入片5-2的两侧对应与两个压电材料体5-3接触相连。且通过压电输入片5-2实现压电材料体5-3和谐振子5-5的接触相连。形成音叉压电模块。具体地,压电输入片5-2可通过弹力与压电材料体5-3接触相连,即压电输入片5-2通过自身弹力对应压设在压电材料体5-3上;压电输入片5-2也可通过紧固件与压电材料体5-3接触相连;具体连接方式不做限定,以能实现压电输入片5-2、压电材料体5-3和谐振子5-5的稳定接触且一体移动为目的。

进一步地,谐振子5-5也可在下部分叉形成分支;谐振子5-5也可形成两个分支作为两侧的弹性分支与摩擦片5-4匹配;谐振子5-5的具体分叉部位以及分支数量不做限定,以能形成两个弹性分支与摩擦片5-4匹配接触且便于压电输入片5-2的设置为目的。

参考图4和图7,根据本发明进一步的实施例,摄像模组还包括:定位框架3,所述定位框架3设于所述运动载体10的侧壁与所述镜头座2的内壁之间,且固定于所述镜头座2,所述运动载体10与所述定位框架3通过滚动体8滚动连接,所述滚动体8的滚动方向沿所述运动载体10的移动方向。定位框架3固定连接于镜头座2,为固定件,在对焦过程中,运动载体10与定位框架3发生相对位移。且设置运动载体10与定位框架3滚动连接,在运动载体10移动进行对焦过程中,运动载体10相对定位框架3发生滚动移动,有利于限定运动载体10的移动路径且有利于减少摩擦,顺利实现运动载体10的移动。

根据本发明进一步的实施例,所述运动载体10的侧壁与所述定位框架3之间对接形成至少一个滑槽,所述滑槽的延伸方向沿所述运动载体10的移动方向,所述滚动体8设于所述滑槽内。定位框架3与运动载体10的一侧壁相接设置,可在运动载体10的侧壁设置半包围槽,在定位框架3的对应处同样设置半包围槽,在定位框架3和运动载体10安装之后,二者的半包围槽对接形成滑槽。滑槽内部放置滚动体8,可为滚珠,实现运动载体10和定位框架3的滚动连接。

本实施例提供的摄像模组,通过利用音叉压电模块与滚珠式导轨结合的方案驱动成像芯片组件移动来代替镜头移动对焦系统。现有芯片驱动对焦方案主要是利用电磁驱动方式与形状记忆合金(shapememoryalloy,sma)悬丝方案。前者存在磁干扰大,反应不灵敏,承载力小等问题,而后者则存在行程小,高频反应不灵敏低。而本实施例中所用到的音叉压电模块则拥有低磁干扰、速度快、推力大与行程大等优点,可以完美的解决现有动芯片方案的弊端。同时结合滚珠式导轨设计,变滑动摩擦为滚动摩擦更优于功耗的降低。

可选地,运动载体10的侧壁也可直接与镜头座2的内壁之间通过滚动件滚动连接,即可在运动载体10的侧壁和镜头座2的内壁之间对接形成滑槽,滑槽内放置滚动体8。本实施例主要在于运动载体10在移动对焦时形成滚动移动,具体实现形式不做限定。

参考图8和图9,根据本发明进一步的实施例,所述定位框架3与所述压电驱动模块5位于所述运动载体10的同一侧,所述定位框架3靠近所述运动载体10的一侧设有避让槽,所述避让槽与所述压电驱动模块5匹配。在定位框架3和压电驱动模块5设于运动载体10的同一侧时,定位框架3需要与运动载体10的该侧壁对接形成滑槽,压电驱动模块5的谐振子5-5需要与运动载体10的该侧壁相连,此时,可在定位框架3上开设避让槽,压电驱动模块5位于避让槽内,既可实现定位框架3与运动载体10侧壁的对接,又可实现压电驱动模块5与运动载体10侧壁的连接。

具体地,本实施例中压电驱动模块5可连接在运动载体10侧壁的中间部位,在运动载体10侧壁的两侧部位可形成滑槽,既可实现压电驱动模块5均匀驱动运动载体10移动,又可实现运动载体10的均匀滚动支撑。在其他实施例中,压电驱动模块5和滑槽在运动载体10侧壁的分布也可为其他,滑槽的数量也可为其他,具体不做限定。

本实施例中将压电驱动模块5和定位框架3设在运动载体10的同一侧,有利于提高结构的紧凑性,降低安装占用体积;且在定位框架3上设置避让槽,压电驱动模块5位于避让槽中,还可实现对压电驱动模块5的限位。在其他实施例中,压电驱动模块5和定位框架3也可设在运动载体10的不同侧壁,具体不做限定。

参考图4,根据本发明进一步的实施例,所述运动载体10和所述镜头座2之间设有磁性连接的磁石4和导电体9。通过磁石4和导电体9的磁性连接,可实现运动载体10的定位固定,可有效防止运动载体10在x方向和y方向发生移动。

根据本发明进一步的实施例,至少一个所述磁石4相对所述镜头座2固定设置,所述导电体9连接于所述运动载体10靠近所述磁石4的一侧。即本实施例中设置磁石4为固定件,设置导电体9为活动件,且可设置一个或多个磁石4与导电体9配合。

在其他实施例中,也可将磁石4固定在运动载体10上,将导电体9固定在镜头座2上,即设置磁石4为活动件,设置导电体9为固定件,同样可实现对运动载体10的定位固定。

参考图4,根据本发明进一步的实施例,摄像模组还包括:控制芯片6,用于控制施加于所述压电材料体5-3的电能信号的通断;即控制芯片6通过控制压电材料体5-3上电能信号的通断,来控制谐振子5-5的移动,从而控制运动载体10的移动。

进一步地,所述磁石4设于所述运动载体10连接所述压电驱动模块5的一侧,所述控制芯片6连接于所述运动载体10且与一个所述磁石4对应设置,所述控制芯片6还用于通过监测与所述磁石4的相对位置获取所述运动载体10的位移量。控制芯片6包括霍尔传感器,含霍尔传感功能,可以通过与磁石4相对位置获得当前的具体位移量,形成闭环系统。该磁石4不仅用于与导电体9配合实现运动载体10的定位固定,还用于与控制芯片6配合实现位移量反馈的闭环控制。

进一步地,现有存在弹片式闭环马达,内部用于位置反馈的小磁石,相对驱动磁石是活动的,两者之间有磁干扰问题存在,影响位置反馈精度;且有单向吸力,对焦时会有沿垂直z向的运动,影响成像效果。而本实施例中只设有一种磁石4,不存在磁干扰的问题,位置反馈精度较高。

进一步地,参考图15,压电驱动模块5、定位框架3和磁石4均设于运动载体10的同一侧,控制芯片6可连接在运动载体10连接谐振子5-5的侧壁上,定位框架3朝向运动载体10的一侧同样可设有与控制芯片6匹配的避让空间。磁石4可固定于定位框架3,具体地,定位框架3在背离运动载体10的一侧可设置磁石槽,用于固定放置磁石4。磁石4也可固定与镜头座2,具体不做限定,磁石4的数量不做限定。

参考图10和图11,根据本发明进一步的实施例,摄像模组还包括:内置线路板7,所述内置线路板7设于所述运动载体10连接所述压电驱动模块5的侧面,所述压电材料体5-3和所述谐振子5-5信号连接于所述内置线路板7。通过内置线路板7对压电材料体5-3和谐振子5-5施加电能信号。

具体地,参考图11,运动载体10连接压电驱动模块5的侧壁下部和上部分别设有定位凸台,谐振子5-5的下部对应与下部的定位凸台连接,谐振子5-5的上部对应与上部的定位凸台连接,从而实现谐振子5-5与运动载体10侧壁的连接。内置线路板7设在运动载体10连接谐振子5-5的侧壁表面。压电输入片5-2上可设置针脚与内置线路板7信号连接,从而实现压电材料体5-3与内置线路板7的信号连接。谐振子5-5也可与内置线路板7信号连接。

具体地,参考图12,运动载体10为不规则设计,运动载体10的一侧侧壁的高度大于其他侧侧壁的高度,该高度较高的侧壁的外壁与内置线路板7固定,内壁与导电体9连接固定。控制芯片6同样通过焊接等方式固定于内置线路板7上并具备电信号传递功能。导电体9的顶部可设置连接针脚,连接针脚延伸至内置线路板7上。内置线路板7有焊盘点,可以通过焊接、打线等方式与导电体9进行电信号传递。

如图12所示,在一个具体实施例中,压电驱动模块5同样位于固定于内置线路板7上,其由压簧5-1、压电pin、压电材料体5-3、耐磨摩擦片5-4与谐振子5-5组成;参考图6,金属谐振子5-5位于模块中心,其两侧表面分别与压电材料体5-3接触固定,两侧侧端与耐磨摩擦片5-4接触并起限定作用,顶端则与导电体9伸出的针脚相连接导通内置线路板7的电信号;压电pin不但起到导通作用,其一端与内置线路板7先导通,其他端则与各个压电材料体5-3导通传递电能信号,同时其还起到固定压电材料体5-3与谐振子5-5的作用。压簧5-1则起到了作为参考支撑点的作用,其顶端固定于镜头座2顶部内侧,尾部则与耐磨摩擦片5-4固定。

即本实施例中导电体9设于运动载体10连接谐振子5-5的侧壁内壁,内置线路板7设于运动载体10连接谐振子5-5的侧壁外壁。导电体9分别与内置线路板7和谐振子5-5导通,实现谐振子5-5和内置线路板7的信号连通。在其他实施例中,谐振子5-5也可通过其他形式实现与内置线路板7的信号连通,例如可在内置线路板7上设置针脚直接与谐振子5-5相连,具体连接形式不做限定。

参考图10和图12,根据本发明进一步的实施例,摄像模组还包括:过滤片组件11,所述运动载体10为顶部和底部分别设有第一开口的中空结构,所述过滤片组件11设于所述运动载体10的顶部内侧,所述成像芯片组件连接于所述运动载体10的底部。运动载体10具有内腔,内腔最底部与成像芯片组件相连接固定,内腔最顶部则与光学过滤片组件11固定结合,形成一个封闭内腔。

进一步地,常规摄像头模组,支撑滤光片的支架与镜头或成像芯片间,需要额外的台阶避让空间,会增加z向高度;而本实施例中过滤片组件11和成像芯片组件均通过运动载体10进行固定,无需设置台阶,有利于降低z向高度。

参考图12和图13,根据本发明进一步的实施例,所述成像芯片组件包括:芯片基板12,所述芯片基板12连接于所述运动载体10的底部;柔性线路板13,所述柔性线路板13连接于所述芯片基板12,所述内置线路板7信号连接于所述柔性线路板13,所述柔性线路板13设有外部接口。柔性线路板13为柔性结构,可与运动载体10一体移动。

具体地,参考图14,芯片基板12上可设置连接针脚,内置线路板7的底部可与芯片基板12上的连接针脚导通,进而实现与柔性线路板13的信号连通。

参考图4和图15,根据本发明进一步的实施例,所述镜头座2远离所述镜头组件1的一端设有开口,所述镜头座2在所述开口处连接有加强底板14。镜头座2远离镜头组件1的一端设置的该开口为第二开口。镜头座2与加强底板14连接实现镜头座2的封闭,摄像模组整体呈封闭结构,如图16所示,可解决现有技术中防尘结构较低,防尘有效性较低的问题。

根据本发明一些实施例的一种电子设备,电子设备包括:壳体;摄像模组,所述摄像模组为根据上述任一实施例所述的摄像模组,所述摄像模组安装于所述壳体。

进一步地,电子设备具体可为手机等移动终端,也可为运动相机、手持设备等。根据本发明实施例的电子设备的其他构成例如按键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。

根据本发明一些实施例的摄像模组,其包括新型的音叉式压电模块驱动系统与滚珠式动芯片部件结构设计;通过有别于正常摄像头模组的组装工艺,用移动芯片方式代替传统方案中移动镜头的方式来改变像距从而达到对焦的目的。该摄像模组具体包括镜头组件1;镜头座2;定位框架3:用于固定压电驱动模块5、磁石4与滚珠;磁石4:与导电体9配合实现运动载体10的固定定位以及与控制芯片6配合实现位置反馈闭环控制;压电驱动模块5:驱动系统组成部分,通过施加电压可以使压电材料产生形变形成震动波,从而使谐振子5-5对外接触部件产生推拉动作,提供系统移动的驱动力,通过不限于点胶等方式固定于镜头座2内部。

本实施例中,压电驱动模块5具体包括:压电材料体5-3;压电pin:起电信号导通作用,一端连通内置线路板7,一端与压电材料体5-3接触相连;谐振子5-5;摩擦片5-4;压簧5-1。

本实施例中,摄像模组还包括:控制芯片6:压电驱动系统的控制与z方向的位置反馈;内置线路板7:电能及信号传递;滚珠:活动件,起带动运动载体10产生位移的作用;导电体9:起信号导通作用,一端与内置线路板7相连接,一端接通金属谐振子5-5,且具有聚磁作用,与磁石4产生吸引力;运动载体10:支撑,固定运动部件;光学过滤片组件11:影像成像的光学器件,起过滤自然光中的紫外与红外部分作用,使感光芯片可以正常成像;芯片基板12:电能及信号传递,成像芯片组件的支撑;柔性线路板与连接器:电能及信号传递,外部接口;补强板即加强底板14:模组保护,承载。

本实施例中,滚珠式芯片运动部件则是由运动载体10与芯片基板12通过点胶等方式组合固定,并底部加以柔性线路板13。压电驱动模块5、控制芯片6通过内置线路板7内嵌于运动载体10内,同时通过内置线路板7与外部系统进行电信号传递。滚珠式芯片运动部件通过内嵌滚珠以滚动摩擦方式带动成像芯片组件运动,与镜头座2产生相对位置变化。

本实施例中,整个模组可以为固定件与运动件两部分;如图8和图9所示固定件包括光学镜头组件1、镜头座2、定位框架3、压簧5-1、摩擦片5-4与磁石4。与传统工艺一致,光学镜头组件1锁附于镜头座2的腔体内。定位框架3的顶部则通过粘胶或者焊接等方式与镜头座2的内侧顶部固定,同时,定位框架3内设置磁石槽,以包括但不限于以粘接或焊接形式固定数个磁石4。如图15所示,镜头座2底部则与加强底板14即补强板相连接并固定。补强板位于整个模组成片的最底端,其上表面通过点胶或焊接等方式与镜头座2连接固定。

如图10所示,本实施例中,运动件包括压电驱动模块5、控制芯片6、内置线路板7、滚珠、导电体9可为导电钢臂、运动载体10、光学过滤片组件11、芯片基板12、柔性线路板与连接器与补强板组成。如图12所示,芯片基板12上通过点胶等方式与运动载体10结合。如图13和图14所示,柔性线路板与连接器的上表面则通过焊接或压合等方式与芯片基板12相连接。

如图12所示,本实施例中,运动载体10一边外侧设计有滚珠槽,滚珠将被限制在滚珠槽内滚动。滚珠被设定在定位框架3和镜头座2之间的导向槽内,从而起到支撑和间隔与两者相连的其它部件的作用,且导电钢臂与磁石4之间产生相互吸力,进而,可保证移动部件整体只能沿着z向运动,控制芯片6设置在磁石4的对侧,当移动部件上下运动时,其相对于镜头的位置会被控制芯片6内的位置反馈元件获知,进而起到闭环控制成像芯片对焦的作用。

如图15和图16所示,本实施例中,最后将包含镜头组件1、镜头座2、定位框架3与磁石4在内的固定件固定在补强板之上,并通过点胶等方式密封,形成完整的成像芯片对焦装置。

本实施例中,该摄像模组的工作过程为:相机检测到画面发生变化需要出发对焦机制时,系统将会给摄像头对焦系统发出控制命令,使其产生对焦动作。系统接收到命令,控制芯片6通过内置控制板、导电钢臂对压电材料体5-3附加交变变压;由于逆压电效应,压电材料体5-3将发生机械形变产生声波;金属谐振子5-5由于声波作用,将发生定向变向,对与其端子接触的耐磨摩擦片5-4产生推力或者拉力;由于力的相互作用,金属谐振子5-5将会相对于耐磨摩擦片5-4产生反方向位置变化;由于金属谐振子5-5与整个运动件为固定连接关系时,从而带动芯片基板12运动,实现对焦功能。

本实施例的目的在于提出新的移动设备成像对焦方案,通过利用成像芯片移动装置来代替镜头移动对焦系统或者配合镜头对焦系统一起使用,可以有效改善高像素相机镜头质量过大导致对焦系统设计困难、尺寸过大等问题,同时由于芯片质量远小于镜头组质量,其所需驱动力也随着减小,系统的整体功耗也随之降低。

高像素模组镜头组质量大,本实施例为芯片对焦方式,可以有效规避因质量过大带来的不灵敏与功耗过大等问题;本实施例提供的摄像模组对焦方式可与镜头组对焦技术相结合,可以增加光学尺寸移动量,可以达到超微距对焦;本实施例中磁石4相对外壳是固定,可相邻设置有磁石4的摄像头马达,减小空间占用,可动部分重量轻,可降低功耗;镜头静止不动,可提升可靠性;无固定滤光片支架与镜头或芯片间的台阶,可降低z向高度;碰撞位置与滤光片顶面具有更远的距离,加长碰撞点与滤光片的距离,具有更有效的防尘结构;用于位置反馈的磁石4与定位磁石4为同一颗,无相对运动件间的磁干扰问题;镜头静止不动,可减小丝印开窗,且马达壳可做小开孔遮住内部组件,镜头可无需做蘑菇头,整体改善美观度;多向扩展的fpcb结构,有利于降低其阻力,降低驱动力需求,进而可降低功耗。

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发明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发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明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,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

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