CN111175964B - 液态镜头对焦和防抖装置、相机模块和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了液态镜头的对焦装置、相机模块和电子设备。液态镜头对焦和防抖装置，包括：液态镜头；SMA致动器，SMA致动器包括有SMA线和两个致动体，SMA线可通电收缩；致动体均包括连杆、支撑部和第一弹性臂，连杆的一端与SMA线连接，连杆的一端与支撑部弹性连接，第一弹性臂设在连杆与支撑部之间，第一弹性臂可弹性弯曲；被驱动件，连杆的一端与被驱动件铰接，被驱动件上设置有调节环，SMA线可通过收缩带动调节环运动以接触挤压液态镜头。本发明可使调节环的位移量可大于SMA线的收缩量，可在致动器体积较小的条件下实现较大的调焦行程，有利于小型化。同时，通过将SMA致动器中的两个连杆同轴铰接，有助于改善调节环的倾斜，从而提高成像质量。

Description

液态镜头对焦和防抖装置、相机模块和电子设备

技术领域

本发明涉及电子领域，特别涉及液态镜头对焦和防抖装置、相机模块和电子设备。

背景技术

液态镜头通常包括有环形镜框、分别封闭环形镜框两端面的透光盖板和透光膜，环形镜框内部封装有液体，通过接触并挤压透光膜将使其内部的液体流动，从而可以改变液体的形状，进而改变液态镜头的曲率和焦距等。

设有液态镜头的相机模块一般还包括有调节组件和致动器，调节组件设置在液态镜头具有透光膜的一侧，致动器用于驱动调节组件运动，以使其环与透光膜接触挤压或分离。该相机模块的致动器一般采用音圈马达或SMA致动器。

音圈马达是通过通电线圈在磁场中产生的洛伦兹力而产生驱动力的，而相机模块中通常还具有传感器及其他电子元器件，而音圈马达中的通电线圈和磁场产生电磁干扰在一定程度上会影响到其他电子元器件的正常运行。

SMA致动器中的驱动元件是SMA(shape memory alloy)，SMA是通过热弹性与马氏体相变及其逆变而具有形状记忆效应(shape memory effect,SME)的由两种以上金属元素所构成的材料；SMA可在较低的温度下变形，通电加热后可恢复变形前的形状，从而实现可电控的收缩，进而产生驱动力。现有的SMA致动器通常是通过SMA线直接拉动调节组件的，因此调节组件的驱动行程通常不大于SMA线的收缩量，通常只能通过增大SMA致动器的整体规模来使运动行程更大，所以不利于液态镜头调焦装置的小型化。另外，镜头的倾斜(Tilt)是相机模块中降低成像质量的重要因素，SMA致动器在工作时应尽量减小倾斜造成的不利影响。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种驱动行程较大且结构紧凑的液态镜头调焦装置、相机模块和电子设备。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

液态镜头对焦和防抖装置，包括：液态镜头，可通过接触挤压改变曲率焦距；SMA致动器，所述SMA致动器包括有SMA线和两个致动体，所述SMA线可通电收缩；所述致动体均包括连杆、支撑部和第一弹性臂，所述连杆的一端与所述SMA线连接，所述连杆的一端与所述支撑部弹性连接，所述第一弹性臂设在所述连杆与所述支撑部之间，所述第一弹性臂可弹性弯曲；被驱动件，所述连杆的一端与所述被驱动件铰接，所述被驱动件上设置有调节环，所述SMA线可通过收缩带动所述连杆相对所述支撑部摆动，所述连杆可带动所述被驱动件和调节环运动，调节环运动可接触挤压液态镜头。

液态镜头对焦和防抖装置至少具有以下有益效果：

通过SAM线、连杆、支撑部和第一弹性臂构成的致动器以驱动调节环，不会产生电磁干扰而影响其他电子元件的正常工作；并且，第一弹性臂使连杆可相对支撑部弹性摆动，使被驱动件和调节环的位移量可大于SMA线的收缩量，从而可在致动器体积较小的条件下实现较大的调焦行程，有利于液态镜头调焦装置的小型化。同时，SMA致动器中的两个连杆同轴铰接，有助于改善调节环的倾斜，从而提高成像质量。

在本发明的一种可能的实施方式中，支撑部、第一弹性臂和连杆是通过导电材料一体成型的。支撑部、第一弹性臂和连杆一体成型有利于降低SMA致动器的制造难度和成本，导电材料使支撑部、第一弹性臂和连杆可为SMA线导电，有利于简化SMA致动器的总体电路结构。

在本发明的一种可能的实施方式中，调节环与调节座一体成型，以简化连接结构。

在本发明的一种可能的实施方式中，液态镜头对焦和防抖装置包括至少一个第一SMA致动器和和至少一个第二SMA致动器，所述第一SMA致动器与所述第二SMA致动器可向相反的方向驱动所述调节环。第一SMA致动器与第二SMA致动器中的连杆、SMA线与底座体之间的相对位置不同，从而可向相反方向驱动被驱动件，可驱动调节环向更多方向运动，有利于扩展相机模块的对焦和防抖功能。

在本发明的一种可能的实施方式中，同轴铰接的两个连杆的接触面之间设有隔离片或隔离膜，隔离片或隔离膜是绝缘的。绝缘的隔离片或隔离膜可防止SMA线两端短路，并能起到减小连杆之间的摩擦的作用，还能减小两个连杆之间接触面的磨损。

相机模块，包括液态镜头对焦和防抖装置。

在本发明的一种可能的实施方式中，相机模块还包括有底座和固定镜头，所述液态镜头设置在所述底座上方，所述固定镜头连接在所述底座上，且位于所述液态镜头下方，所述SMA致动器连接在所述底座上，且所述调节环处于所述液态镜头与所述固定镜头之间，从而实现对焦或防抖。

在本发明的一种可能的实施方式中，还包括有调节组件，所述调节组件包括调节座和弹簧，所述被驱动件为所述调节座，所述弹簧与所述调节座固定连接，所述弹簧设有若干第二弹性臂，所述第二弹性臂的一端与所述底座连接，所述第二弹性臂使所述弹簧支撑所述调节座并使所述调节座相对所述底座可动。

电子设备，包括液态镜头对焦和防抖装置。

电子设备，包括相机模块。

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为本发明实施例的摄像模块的分解结构示意图；

图2为本发明实施例的第一SMA致动器的结构示意图；

图3为本发明实施例的第二SMA致动器的结构示意图；

图4为本发明实施例的镜头组件的结构示意图；

图5为本发明实施例的底座的结构示意图；

图6为本发明实施例的液态镜头的结构示意图；

附图标记：

SMA致动器1，SMA线101、致动体110、连杆102、第一弹性臂103、支撑部104；

调节组件2、调节座201、弹簧202、第二弹性臂204、铰接柱205；

底座3、连接柱301、第一安装孔302、开口槽303；

盖体4、第二安装孔404；

液态镜头5、透光盖板501、环形镜框502、透光膜503、液体504；

调节环6、固定镜头7。

具体实施方式

实施例1：

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1至6，本发明所述的摄像模块，包括本发明所述的液态镜头对焦和防抖装置。

液态镜头对焦和防抖装置，包括液态镜头5、调节环6和SMA致动器1、被驱动件。

液态镜头5包括有环形镜框502、分别封闭环形镜框502两端面的透光盖板501和透光膜503，环形镜框502内部封装有液体504，通过接触并挤压透光膜503将使其内部的液体504流动，从而可以改变液体504的形状，进而可以改变液态镜头5的曲率和焦距。

SMA致动器1，所述SMA致动器1包括有SMA线101和两个致动体110，所述SMA线101可通电收缩；所述致动体110均包括连杆102、支撑部104和第一弹性臂103，所述连杆102的一端与所述SMA线1连接，所述连杆102的一端与所述支撑部104弹性连接，所述第一弹性臂103设在所述连杆102与所述支撑部104之间，所述第一弹性臂103可弹性弯曲。

被驱动件，所述连杆102的一端与所述被驱动件铰接，所述被驱动件上设置有调节环6，所述SMA线1可通过收缩带动所述连杆102相对所述支撑部104摆动，所述连杆102可带动所述被驱动件和调节环6运动，调节环6运动可接触挤压液态镜头5。

上述液态镜头对焦和防抖装置至少具有以下有益效果：

通过SAM线101、连杆102、支撑部104和第一弹性臂103构成的致动器以驱动调节环6，不会产生电磁干扰而影响其他电子元件的正常工作；并且，第一弹性臂103使连杆102可相对支撑部104弹性摆动，使调节环6的位移量可大于SMA线101的收缩量，从而可在致动器体积较小的条件下实现较大的调焦行程，有利于液态镜头调焦装置的小型化。同时，SMA致动器1中的两个连杆102同轴铰接，可以避免在SAM线1收缩后，两个连杆102摆动的幅度不一致而导致调节环6出现不必要的倾斜的问题，从而提高成像质量。

关于支撑部104，支撑部104固定在底座3上，连杆102和调节座201可相对支撑部104运动。

关于SMA线101，SMA线101是指形状记忆合金线，在通电前后可实现长度收缩。

关于第一弹性臂103，第一弹性臂103是具有弹性的材质，在SMA线101收缩时可发生弯曲。第一弹性臂103为条形，第一弹性臂103的一端与支撑部104连接且另一端与连杆102连接。

关于连杆102，连杆102是具有一定刚度的杆件，可支撑调节环6等位移。

关于被驱动件，被驱动件为调节座201，调节座201上设有凸出的铰接柱，连杆102的一端设有铰接环，铰接环套在铰接柱上形成铰接机构，调节环6固定连接在调节座201上。可以理解的是，根据实际情况，在其他一些实施例中，调节环6还可以设置成与调节座201一体成型。

在本实施例中，支撑部104、第一弹性臂103和连杆102是通过导电材料一体成型的。支撑部104、第一弹性臂103和连杆102一体成型有利于降低SMA致动器1的制造难度和成本，导电材料使支撑部104、第一弹性臂103和连杆102可为SMA线101导电，有利于简化液态镜头调焦装置的总体电路结构。

关于支撑部104、第一弹性臂103和连杆102，支撑部104、第一弹性臂103和连杆102通过金属材质一体成型，既具有良好的弹性，又具有导电性。

在本实施例中，同一SMA致动器1中的致动体110对称布置，即同一SMA致动器1中支撑部104、第一弹性臂103和连杆102的数量均为两个且对称布置，以加强被驱动件运动的稳定性。

关于SMA线101，SMA线101的两端分别与同一SMA致动器1中的两个连杆102的一端连接，从而使SMA线101收缩时可同时驱动对称布置的两个连杆102。

关于所述SMA致动器1，所述SMA致动器1分为第一SMA致动器10a和第二SMA致动器10b，第一SMA致动器10a的SMA线101布置在连杆102与底座3之间，第二SMA致动器10b的连杆102布置在SMA线101与底座3之间。液态镜头对焦和防抖装置包括至少一个第一SMA致动器10a和至少一个第二SMA致动器10b，由于第一SMA致动器10a与第二SMA致动器10b中的连杆102、SMA线101与底座3之间的相对位置不同，从而可向相反方向驱动调节环6，可驱动调节环6向更多方向运动，有利于扩展液态镜头对焦和防抖装置的对焦和防抖功能。

在本实施例中，关于连杆102，两个连杆102的端部在被驱动件上同轴铰接。被驱动件为调节座201，调节座201上设有四个铰接柱205，四个铰接柱205均布在调节座201的四周，四个铰接柱205分别与两个第一SMA致动器10a和两个第二SMA致动器10b中的连杆102铰接。每个SMA致动器1中的两个连杆102共用一个铰接柱205，从而使一个SMA致动器1中的两个连杆102可实现同轴铰接。

在本实施例中，同轴铰接的两个连杆102的接触面之间设有隔离片或隔离膜，隔离片或隔离膜是绝缘的。绝缘的隔离片或隔离膜可防止SMA线101两端短路，并能起到减小连杆102之间的摩擦的作用，还能减小两个连杆102之间接触面的磨损。

当然根据实际情况，在其他一些实施例中，当致动体110采用非导电的其他弹性材质时，两个连杆102的接触面之间可以直接接触；或者当在致动体110的表面设置线路板来实现SMA线101的电连接，并且致动体110与SMA线101绝缘时，两个连杆102的接触面之间可以也可以直接接触。

关于隔离片和隔离膜，隔离片或隔离膜在图中并未示出。隔离片可设置为圆环形，与两个连杆102同轴嵌套在铰接柱205上。隔离片的材质可选用但不限于塑料片。隔离膜可设置为包裹在连杆102端部的薄膜或涂层，隔离膜可选用但不限于浸塑形成的塑料膜或喷涂形成的绝缘涂层。

关于SMA致动器1，优选地，各个SMA致动器1围绕在调节座201的四周。

关于液态镜头对焦和防抖装置，第一SMA致动器10a的数量为两个且关于调节座201对称布置，第二SMA致动器10b的数量为两个且关于调节座201对称布置。两个第一SMA致动器10a和两个第二SMA致动器10b分别关于调节座201对称布置，通过分别检测或控制各个SMA致动器1，可实现对调节座201和调节环6的倾角和位移的检测或控制，有利于进一步扩展摄像模块的防抖和对焦功能。

关于第一SMA致动器10a和第二SMA致动器10b，两者的区别从图1、图2和图3可形成对比。当SMA线101收缩时，第一SMA致动器10a的连杆102向远离底座3的方向摆动，从而驱动调节座201远离底座3。当SMA线101收缩时，第二SMA致动器10b的连杆102向靠近底座3的方向摆动，从而可驱动调节座201靠近底座3。

在本实施例中，摄像模块包括底座3和固定镜头7，所述液态镜头5连接在所述底座3上方，所述固定镜头7设置在所述底座3上，且位于所述液态镜头5下方，所述SMA致动器1连接在所述底座3上，且所述调节环6处于所述液态镜头5与所述固定镜头7之间，所述液态镜头对焦和防抖装置能够驱动所述调节环6运动，进而接触和挤压所述液态镜头5实现对焦和防抖功能。

关于摄像模块，还包括有调节组件2，所述调节组件2包括调节座201，所述调节环6设置在所述调节座201上，所述连杆102的一端与所述调节座201铰接，调节座201与底座3之间可动地连接，SMA致动器1可驱动调节座201和调节环6相对底座3运动，从而实现对焦或防抖。

关于所述调节组件2，还包括有弹簧202，所述弹簧202与所述调节座201固定连接，所述弹簧202设有若干第二弹性臂204，所述第二弹性臂204的一端与所述底座3连接，所述第二弹性臂204使所述弹簧202支撑所述调节座201并使所述调节座201相对所述底座3可动。

关于弹簧202，弹簧202与调节座201的上表面贴合固定。弹簧202与第二弹性臂204为一体成型的金属片，第二弹性臂204使调节座201可在底座3上形成弹性的悬挂状态，从而使调节座201在各个SMA致动器1上易于驱动。弹簧202构成镜头组件2的悬挂系统。此处弹簧202不是指机械领域常见的螺旋弹簧、涡卷弹簧或板弹簧，而是专用于调节组件2悬挂的异形弹簧。

当然根据实际情况，在其他一些实施例中，所述弹簧202的数量可以选择设置有多个，例如可以设置有两个，其中一个弹簧202与调节座201的上表面贴合固定，另一个弹簧202与调节座201的下表面贴合固定。

关于摄像模块，还包括有盖体4，盖体4罩设在底座3的上方，且盖体4与底座3之间形成容纳腔，底座3的中心开设有用于嵌装固定镜头7的第一安装孔302，盖体4顶部的中心开设有用于嵌装液态镜头5的第二固定孔401，固定镜头7、调节座201、调节环6、SMA致动器1均设置在容纳腔内部。

关于底座3，底座3的四个边角处均设置有向容纳腔内延伸的四个连接柱301，第二弹性臂204的一端连接到连接柱301的顶部，SMA致动器1中的支撑部104均连接在连接柱301的侧面，并且四个SMA致动器1分别对应底座3的四边，并且为了便于进行电路连接，支撑部104一端穿过所述底座3并延伸到容纳腔外部，底座3开设有容许支撑部104穿出的开口槽303。

本技术方案中的液态镜头对焦和防抖装置和摄像模块可用于电子设备中。

Claims (8)

1.液态镜头对焦和防抖装置，其特征在于，包括：

液态镜头，可通过接触挤压改变曲率焦距；

SMA致动器，所述SMA致动器包括至少一个第一SMA致动器和至少一个第二SMA致动器，所述第一SMA致动器、所述二SMA致动器均包括有SMA线和两个致动体，所述SMA线可通电收缩；所述致动体均包括连杆、支撑部和第一弹性臂，所述连杆的一端与所述SMA线连接，所述连杆的一端与所述支撑部弹性连接，所述第一弹性臂的一端与所述支撑部连接且所述第一弹性臂的另一端与所述连杆连接，所述第一弹性臂可弹性弯曲；

被驱动件，所述被驱动件上设有凸出的铰接柱，所述连杆的一端设有铰接环，所述铰接环套在所述铰接柱形成铰接机构，且所述致动体中两个连杆的端部在所述被驱动件上同轴铰接，所述被驱动件上设置有调节环，所述SMA线可通过收缩带动所述连杆相对所述支撑部摆动，所述连杆可带动所述被驱动件和调节环运动，调节环运动可接触挤压液态镜头；所述第一SMA致动器与所述第二SMA致动器可向相反的方向驱动所述调节环。

2.根据权利要求1所述的液态镜头对焦和防抖装置，其特征在于：所述支撑部、所述第一弹性臂和所述连杆是通过导电材料一体成型的。

3.根据权利要求1-2任意一项所述的液态镜头对焦和防抖装置，其特征在于：同轴铰接的两个所述连杆的接触面之间绝缘地直接接触；或同轴铰接的两个所述连杆的接触面之间设有隔离片或隔离膜，所述隔离片或隔离膜为绝缘材质。

4.相机模块，其特征在于：包括权利要求1至3任意一项所述的液态镜头对焦和防抖装置。

5.根据权利要求4所述的相机模块，其特征在于：还包括有底座和固定镜头，所述液态镜头设置在所述底座上方，所述固定镜头连接在所述底座上，且位于所述液态镜头下方，所述SMA致动器连接在所述底座上，且所述调节环处于所述液态镜头与所述固定镜头之间。

6.根据权利要求5所述的相机模块，其特征在于：还包括有调节组件，所述调节组件包括调节座和弹簧，所述被驱动件为所述调节座，所述弹簧与所述调节座固定连接，所述弹簧设有若干第二弹性臂，所述第二弹性臂的一端与所述底座连接，所述第二弹性臂使所述弹簧支撑所述调节座并使所述调节座相对所述底座可动。

7.电子设备，其特征在于：包括权利要求1至3任意一项所述的液态镜头对焦和防抖装置。

8.电子设备，其特征在于：包括权利要求4至6任意一项所述的相机模块。