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用于镜头的透光组件、摄像模组以及电子终端的制作方法

时间:2022-02-18 阅读: 作者:专利查询

用于镜头的透光组件、摄像模组以及电子终端的制作方法

1.本公开涉及电子设备摄像领域,具体地,涉及一种用于镜头的透光组件、摄像模组以及电子终端。


背景技术:

2.光学超分辨技术是突破传统意义上的衍射成像分辨率极限,使光学成像系统突破衍射成像分辨率极限,从而获得高分辨率成像的一种技术。为了实现超分辨,在相关技术中,针对同一束光线,通常需要移动感光部件,从而使感光部件的每个感光位置能够接收更多的光线,光束信息能够被更精确地表达。然而,由于超分辨技术中通常需要实现亚像素级的平行移动,而在分辨率要求越来越高的电子显示领域,像素点的宽度为几十微米甚至几微米,现有的机械驱动方式无法精准实现亚像素级的平行移动,通过马达行程平移一个像素点的位移,误差可能高达半个像素点,难以实现超分辨效果。


技术实现要素:

3.本公开的目的是提供一种用于镜头的透光组件、摄像模组以及电子终端,以至少部分地解决相关技术中存在的问题。
4.为了实现上述目的,本公开提供一种用于镜头的透光组件,包括:平面透镜;载体,固定在所述平面透镜的边部;基体,设置在所述平面透镜的边部,所述载体可转动地连接在所述基体上,以带动所述平面透镜摆动,其中,所述基体具有限制所述载体转动角度的限位结构;以及驱动机构,用与驱动所述载体相对于所述基体转动。
5.可选地,所述载体和所述基体为依次环绕所述平面透镜的矩形框架式结构。
6.可选地,还包括连接在所述载体和所述基体之间的簧片,所述簧片为h形,并包括:两个条带部,其中一者同向延伸地固定在所述载体的边框上,另一者同向延伸地固定在所述基体的边框上;和连接部,连接在所述两个条带部之间,其中,所述载体配置为绕所述连接部而相对于所述基体转动。
7.可选地,所述簧片被配置为:在所述驱动机构未驱动所述基体时,所述簧片的弹力将所述基体弹性抵顶到所述限位机构上,其中,所述弹力的方向与所述驱动机构驱动所述基体的方向相反。
8.可选地,所述两个条带部的一者的两端固定连接在所述载体上,另一者的两端固定连接在所述基体上。
9.可选地,所述簧片的数量为两个,且对称地设置在所述载体和所述基体的两侧。
10.可选地,所述载体的相对的两侧对称地设置有向外凸出的旋转轴,所述基体上开设有供所述旋转轴伸入且与所述旋转轴形状配合的旋转孔,其中,所述载体配置为绕所述旋转轴而相对于所述基体转动。
11.可选地,所述载体和所述基体之间连接有弹性复位片。
12.可选地,所述弹性复位片被配置为:在所述驱动机构未驱动所述基体时,所述弹性
复位片的弹力将所述基体弹性抵顶到所述限位机构上,其中,所述弹力的方向与所述驱动机构驱动所述基体的方向相反。
13.可选地,所述载体的一侧设置有向外凸出的限位凸起,所述限位结构包括开设在所述基体的对应于所述限位凸起的一侧且供所述限位凸起伸入的长孔,所述长孔与其所对应的基体的边框延伸方向相同,且所述长孔在宽度方向上与所述限位凸起形成有间隙,其中,所述限位凸起被配置为随所述平面透镜摆动而被所述长孔在宽度方向上限位。
14.可选地,所述长孔为楔形孔,在延伸方向上具有线性渐变的宽度。
15.可选地,所述限位结构包括从所述基体的内侧向内凸出的第一限位挡板和第二限位挡板,所述第一限位挡板和所述第二限位挡板分别止挡所述载体的两个极限位置。
16.可选地,所述载体具有朝向所述基体凸出的驱动凸起,所述驱动机构为sma驱动器,所述sma驱动器包括两端固定在所述基体上、中部挂设在所述驱动凸起上的长条记忆合金,所述长条记忆合金用于在通电受热变形时驱动所述驱动凸起而带动所述载体转动。
17.可选地,所述载体具有朝向所述基体凸出的驱动凸起,所述驱动机构为双片式驱动器,所述双片式驱动器包括叠置的两片膨胀系数不同的金属片,两片金属片中的一者抵接在所述驱动凸起上,用于在通电受热变形时驱动所述驱动凸起而带动所述载体转动。
18.可选地,所述驱动机构为电磁驱动器,所述电磁驱动器包括磁体和线圈,所述磁体和所述线圈中的一者固定在所述基体上,另一者固定在所述载体上,所述线圈通电后与所述磁体之间产生的电磁力驱动载体转动。
19.根据本公开的第二个方面,还提供一种摄像模组,包括传感器芯片和上述的用于镜头的透光组件。
20.根据本公开的第三个方面,还提供一种电子终端,包括上述的摄像模组。
21.通过上述技术方案,使用时,通过驱动机构驱动载体带动平面透镜相对与基体摆动,以使射入平面透镜的光束可以根据需求进行折射以实现射出光束的亚像素级平移。
22.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
23.附图是用来提供对本公开的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本公开,但并不构成对本公开的限制。在附图中:
24.图1-3是光线三种角度穿过平面透镜的光线图;
25.图4-5是根据本公开第一种实施方式提供的透光组件的不同角度示意图;
26.图6是根据本公开第一种实施方式提供的透光组件的爆炸图;
27.图7是根据本公开第二种实施方式提供的透光组件的爆炸图;
28.图8是根据本公开第三种实施方式提供的透光组件的示意图;
29.图9是根据本公开第四种实施方式提供的透光组件的爆炸图;
30.图10是根据本公开第四种实施方式提供的透光组件的示意图;
31.图11是根据本公开第五种实施方式提供的透光组件的爆炸图;
32.图12是根据本公开第五种实施方式提供的透光组件的示意图。
33.附图标记说明
34.1-玻璃片;2-感光部件;110、210、310、410、510-基体;111-长孔;211、311、411、
511-第一限位挡板;212、312、412、512-第二限位挡板;513-旋转孔;120、220、320、420、520-载体;121-内凸缘;122、222、322-驱动凸起;123-限位凸起;524-旋转轴;130、230、330、430、530-平面透镜;140、240-sma驱动器;340-双片式驱动器;440、540-电磁驱动器;441、541-磁体;442、542-线圈;150、250、350、450-簧片;151、251、351、451-条带部;152、252、352、452-连接部;560-弹性复位片;561-固定片;562-弹性丝。
具体实施方式
35.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。
36.在本公开中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词“内”“外”是针对相关零部件的本身轮廓而言的,例如:“从基体210的内侧向内凸”指的是从基体210的靠近载体220的侧面向平面透镜230凸出,应当理解,尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息,但这些术语是为了区别一个要素和另一个要素,不具有顺序性和重要性。此外,下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表本公开的所有实施方式。
37.为清楚说明本公开实施例,首先结合图1-图3描述本公开实施例所涉及的基本的光学成像原理。
38.根据光的折射原理,当光线从空气中倾斜于具有一定厚度的玻璃片1入射时,其穿出玻璃片1后会相较于入射前发生一定的偏移,从而使得位于玻璃片1对侧的感光部件2(例如光线传感器)的某一感光位置可以接收到偏移后的光线。具体地,参照图1,在光线垂直于玻璃片1入射时,出射后不会发生偏移,示例地,图1中的第一光线l照射到感光部件2的第一感光位置a。参照图2,玻璃片1逆时针转动一定角度后,第一光线l照射到感光部件2的第二感光位置b,照射点发生了向右的偏移,此时,第一感光位置a能够接收到与第一光线l平移的另一束光。与之类似地,参照图3,玻璃片1顺时针转动一定角度,第一光线l的照射到感光部件2的位置向左偏移到了第三感光位置c,此时第一感光位置a又能够接收另一束与之前二者不同的光线。
39.基于上述原理,本公开提供一种透光组件,该透光组件包括基体、载体以及平面透镜,其中,平面透镜固定在载体上,载体可转动地连接到基体上,以带动平面透镜摆动,即平面透镜的转轴与其表面平行。这里需说明的是,载体和基体可以分别位于平面透镜的边部,以避免遮挡光线,即确保光线能够从平面透镜的一侧照射到另一侧。
40.通过上述方案,本公开实施例可以通过平面透镜的转动来使得光线发生需要的平移。这样,平面透镜对侧设置用于接收光线的传感器芯片后,由于射出平面透镜的光线的平移改变了光线照射到传感器芯片的位置,使得针对传感器芯片上的某一感光位置,其可以在平面透镜转动过程中接收更多的光束,从而实现“超分辨”的效果。由于转动的方案不会因为移动距离大小而影响精度,例如,无论平移微米级的距离还是平移毫米级的距离,均可以通过平面透镜转动一个预先计算好的固定转角来实现,而超分辨技术需要亚像素级偏移,因此,相比于线性推动传感器芯片而实现“超分辨”的方案,通过平面透镜转角大小来控制光线的亚像素级偏移量是更容易实现的,只需要计算好平面透镜转动角度和光线平移量的关系,然后根据需要的平移量控制平面透镜的转动角度即可。当然,应当理解的是,平面
透镜的厚度、平面透镜与感光部件的距离以及平面透镜的折射率都会影响偏移量,本公开实施例是在选定了这些因子后,通过控制转角大小来控制光线偏移。
41.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例,这些实施例在不矛盾的情况下可以相互组合。
42.第一实施例
43.参照图4-图6,载体120和基体110为依次环绕平面透镜130的框架式结构,基体110和载体120分别设置为具有四个长直边框的矩形。当然,本公开实施例对基体110和载体120的框架式结构的具体形状不作限制,例如也可以设置二者为圆形的边框式结构,又或者二者具有不同的形状,下面仅以载体120和基体110构造为方形边框式结构的情况进行描述。
44.为了使平面透镜130随着载体120一起转动,参照图6,平面透镜130的四个边依次环绕载体110的长直边框并固定连接。载体120的内周形成有内凸缘121,平面透镜130的边缘位置搭接在该内凸缘121上,通过粘接的方式固定,如此,平面透镜130可以跟随载体120做相对于基体110的转动。平面透镜130的外周缘也可以通过粘接的形式固定在载体120的内周缘。在其他一些实施例中,也可以在载体120的边框上设置有供平面透镜130插入的安装槽,将平面透镜130安装在安装槽中,本公开对此不作限定。
45.这里,载体120和基体110之间的转动连接借助簧片150来实现,簧片150可以构造为h形,并具体包括平行延伸的两个条带部151和垂直连接在两个条带部151之间的连接部152。簧片150的两个条带部151延伸方向和与其固定连接的长直边框延伸方向一致,其中一者固定在载体120上,另一者固定在基体110上。参照图4-图6,簧片150设置有两个,对称地设置在基体110以及载体120的两组相对的边框处,确保两个簧片150的“转轴”保持同向延伸。进一步地,为了使两个簧片150的受力和变形更均衡稳定,在本实施例中,两个簧片150分别设置在与其对应的基体110和载体120的长直边框的中间位置,当然,本公开对此不作限定。
46.这里,簧片150的条带部151的两端可以通过螺栓固定连接于基体110和载体120上,实现与基体110或载体120的可拆卸连接,且只有条带部151的端部固定在载体或基体上,更方便簧片150的转动或者扭动。在其他一些实施例中,簧片150可以焊接在基体110和载体120上,或者也可以通过粘接的方式固定,本公开对此不作限定。
47.此外,在本实施例中,为了给载体120提供做相对基体110转动的驱动力,透光组件还包括驱动机构。参照图4-图6,驱动机构为sma驱动器140,sma驱动器140包括一个长条记忆合金,载体120的与簧片150的条带部151延伸方向垂直的一条长直边框设置有驱动凸起122,长条记忆合金两端固定在基体110上,中间位置挂设在驱动凸起122处。在常温下,长条记忆合金和簧片150将载体120保持在初始位置,通电加热后,长条记忆合金变形以拉拽驱动凸起122,进而驱动载体120克服簧片150的弹力而发生转动。断电后,长条记忆合金回复到初始状态,簧片150的弹性复位力驱动载体120复位。
48.驱动凸起122的形状可以为圆柱形,以避免尖角对sma驱动器140的划损。在其他一些实施例中,驱动凸起122可以为构造为截面为椭圆柱的或者其他异形结构等。
49.此外,为了精确控制转角,避免载体120过转动,载体120的两个极限位置可以设置有限位结构,确保载体120连同平面透镜130转动后,光线不会偏移过量。
50.参照图4-图6,在本实施例中,载体120的与设置有驱动凸起122的长直边框的对侧的长直边框设置有限位凸起123,基体110的与限位凸起123相对应的长直边框设置有长孔111,该长孔111的长度方向与具有其的长直边框的延伸方向相同。限位凸起123伸入到长孔111中,限位凸起123和长孔111的长边具有间隙,以使限位凸起123可以跟随载体120的转动在长孔111中沿着长孔111的宽度方向运动,长孔111的两个长边内周对限位凸起123的运动起到限位作用,即限位凸起123随所述平面透镜130摆动而被长孔111在宽度方向上限位。
51.这里需要说明的是,在透光组件的初始状态时,限位凸起123可以通过簧片150的弹性力抵顶在长孔111的一个限位边部以使设置有限位凸起123的载体120无法相对基体110继续沿这个方向的转动。在载体120收到驱动机构的作用而转动时,两个条带部151可以以连接部152为轴沿另一方向相对转动以带动载体120转动。当载体120完成需要的转动,驱动机构的作用力取消时,在簧片150自身弹力的复位作用下,两个条带部151带动载体120恢复到初始位置。此外,在其他的一些实施例中,例如在下述的第二实施例中,初始状态下,载体220的与条带部251延伸方向垂直的边可以通过簧片250的弹性力抵顶在下述的第一限位挡板211或第二限位挡板212。本公开中可以理解为:初始状态时,载体的一部分通过弹性力抵顶基体的限位机构上以使其无法继续沿这个方向转动,驱动机构可以驱动载体沿另一个方向相对基体转动,在转动结束后,驱动机构停止工作,在上述弹性力的作用下,载体复位到初始状态,在下文对此不作赘述。
52.限位凸起123可以为构造为图6中所示的圆柱体结构,也可以构造为长方体或其他任意适当形状的结构。
53.进一步地,根据一些实施例,为了使透光组件具有更广的适用范围,载体120可以具有不同的最大转动角度,在本实施例中,参照图6,长孔111横截面可以构造为楔形,楔形的长孔111的两条长边的距离在其对应的长直边框的延伸方向上逐渐变化增大或减小,即长孔111的高度逐渐变化,根据使用需要可以将限位凸起123设置在长孔111中不同高度的位置。根据限位凸起123对应位置的楔形长孔111的不同高度,其所能限制的转角大小也不同,可以根据光线的目标偏移量来确定最大转角,进而确定限位凸起123在长孔111中的位置。例如在光线需要偏移一个像素点的情况下,像素点越大,所需要的转角就越大;而针对相同大小的像素点,转角越大,光线偏移量就越大。因此可以根据像素点的大小需求、以及光线偏移量的需求选择限位凸起123相适合的高度。
54.这里,楔形的长孔111可以为直角梯形、等腰梯形、普通的梯形或者三角形等其他适当的多边形结构,本公开对其具体形状不作限定。
55.第二实施例
56.参照图7,本实施例提供一种透光组件,与第一实施例的不同之处在于,本实施例中,限位机构采用不同的构造,具体是通过设置在基体210上的限位挡板来实现对载体220的限位,其他部分的结构可具体参阅第一实施例,在此不再赘述。
57.在本实施例中,为了防止载体220转动角度过大,在基体210上设置有分别从两个方向止挡载体220最大转动角度的第一限位挡板211和第二限位挡板212。第一限位挡板211和第二限位挡板212位于基体210的未连接簧片250的长直边框上并从基体210的内侧向内凸出以能够与载体220抵接。第一限位挡板211和第二限位挡板212位于对侧的长直边框,分别对载体220的两个边部进行限位。本实施例中,第一限位挡板211和第二限位挡板212分别
为长板状,其延伸方向与簧片250的条带部251延伸方向垂直。当然,第一限位挡板211和第二限位挡板212也可以设置为其他形状和尺寸。
58.使用时,驱动机构驱动载体220做相对于基体210的转动,位于基体210上的第一限位挡板211限制载体220沿一个方向转动的极限位置,第二限位挡板212限制载体220沿相反的方向转动的极限位置。
59.第三实施例
60.参照图8,本实施例提供一种透光组件,与第二实施例的不同之处在于,本实施例中,驱动机构由双片式驱动器340代替sma驱动器,其他部分的结构可具体参阅第二实施例,在此不再赘述。
61.在本实施例中,双片式驱动器340可以包括热膨胀系数不同的两种金属片,两种金属片叠置在一起且抵在驱动凸起322上。基于金属片的弯曲特性,两种金属片受热时由于热膨胀系数不同,所以产生的热变形也不同,进而双金属片会发生朝一个方向的弯曲,利用该弯曲可以驱动凸起322移动,进而驱动载体320和平面透镜330转动。常温状态下,双片式驱动器可以恢复到初始位置。
62.此外,需要说明的是,上述的双金属片材料可以分为通用性、高温型、低温型以及电阻式等,本公开对此不作限定。
63.第四实施例
64.参照图9-图10,本实施例提供一种透光组件,与第二实施例的不同之处在于,本实施例中,驱动机构由电磁驱器440代替sma驱动器,其他部分的结构可具体参阅第二实施例,在此不再赘述。
65.在本实施例中,电磁驱动器440包括磁体441和线圈442,磁体441固定在载体420的相邻于簧片450所连接的长直边框上,线圈442固定在基体410的与磁体441相对应的位置。使用时,线圈442根据需求通电,与磁体441产生磁力作用,由于线圈442固定无法运动,作用力驱动磁体441带动载体420发生转动。这里,在本实施例中,电磁驱动器440设置有一个,在其他一些实施例中,电磁驱动器440可以设置有多个,且磁体441与线圈442的安装位置不限于上面描述的方式,例如可以将磁体441固定在基体410上,将线圈442固定在载体420上。
66.另外,本实施例中磁体441为永磁体,根据其他一些实施例,磁体441也可以设置为电磁体,本公开对此不作限定。
67.第五实施例
68.参照图11-图12,本实施例提供一种透光组件,与第四实施例的不同之处在于:第一,限位结构中改变了第一限位挡板511的设置位置;第二,载体520转动时借助的转动轴由圆柱形的旋转轴524替代了簧片,其他部分的结构可具体参阅第四实施例,在此不再赘述。
69.本实施例中,载体520的两条相互平行的长直边框的贴近基体510的表面分别设置有旋转轴524,旋转轴524构造为圆柱体,基体510的与上述两条长直边框相对应的两条长直边框分别设置有旋转轴524可以伸入并旋转的旋转孔513,使用时,旋转轴524可以在旋转孔513中自由旋转。在本实施例中,旋转孔513可以构造为贯穿基体510长直边框的通孔。在其他一些实施例中,旋转孔513可以构造为能容纳旋转轴524自由旋转的盲孔,本公开对此不作限定。除此之外,在本实施例中,旋转孔513的横截面可以设置为与旋转轴524横截面相匹配的圆形。在其他一些实施例中,旋转孔513的横截面可以设置为与旋转轴524相互匹配的
半圆形,本公开对此不作限定。
70.进一步地,使用时,为了使载体520在相对基体510转动一定角度后能够恢复原状,在一些实施例中,透光组件还设置有弹性复位片560,弹性复位片560连接在载体520和基体510之间,弹性复位片560包括两个延伸方向平行的固定片561和连接在两个固定片561之间的弹性丝562,弹性丝562设计为弯曲的形状,弹性丝562设置有两个,对称分布在两个固定片561之间,两个固定片561分别固定连接载体520和基座510两个相临近且相互平行的长直边框,工作时,弹性复位片560两个固定片561相互转动或者扭动,驱动力消失后通过弹性丝562的弹性力可以将旋转后的载体520复位。这样,本实施例中的旋转轴524和弹性复位片560的共同作用相当于实施例一至实施例四中的簧片,换言之,实施例一至实施例四中可以利用一个部件来提供旋转基准和复位机构。在其他一些实施例中,旋转轴524外周可以套设复位扭簧,复位扭簧可以将旋转后的载体520复位,本公开对此不作限定。
71.这里,需要说明的是,在初始状态下,和上述第一实施例类似地,载体520的一个边可以通过弹性复位片560的弹性力抵顶在第一限位挡板511或第二限位挡板512,无法相对基体510继续沿这个方向的转动。
72.参照图11-图12,在本实施例中,与实施例四不同的是,第一限位挡板511和第二限位挡板512位于同侧的长直边框,对载体220的同一个边部进行限位。
73.需要说明的是,除了上述几种实施例提到的驱动机构以外,在其他一些实施例中,驱动机构还可以采用压电驱动器,螺杆电机等结构,本公开对此不作限定。
74.另外还需要说明的是,上面的实施例中仅涉及平面透镜绕一根轴线实现转动,传感器芯片只能接收在一个方向上平移的光线。在其他实施例中,还可以将平面透镜设计成能够绕其他方向平移,这样,传感器芯片还可以接收在其他方向上平移的光线。或者,还可以另设一组透光组件,两组透光组件在光线的路径上间隔设置,但二者各自的平面透镜具有不同的摆动方向,传光线经过多次折射后照射到传感器芯片上。
75.根据本公开第二个方面,还提供一种摄像模组,该摄像模组包括上述透光组件,该摄像模组具有上述透光组件的所有有益效果,这里不再赘述。
76.根据本公开的第三个方面,还提供一种电子终端,该电子终端包括上述摄像模组,该电子终端具有上述摄像模组的所有有益效果,这里不再赘述。
77.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。
78.另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
79.此外,本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本公开的思想,其同样应当视为本公开所公开的内容。