CN114915704B - 套筒组件、摄像模组及其运行方法和移动电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种套筒组件、摄像模组及其运行方法和移动电子设备。套筒组件(1)包括镜筒单元(10),镜筒单元(10)包括用于承载光学镜头(3)的镜筒(11)和用于驱动用于承载光学镜头(3)的镜筒(11)往复运动的驱动机构(12)。驱动机构(12)包括谐振器(122)、设置在谐振器(122)上的压电元件(123)以及能够相对于谐振器(122)运动的从动件(121),其中从动件(121)与镜筒(11)的底部固定连接。通过本申请提出的方案,显著减小了摄像模组的总结构高度,同时确保摄像模组可以快速响应成像和焦距等的调整需求,即便对于较重的镜头零部件,也能高效实现微米级的镜筒精确动作控制和较大调整行程,由此高效焦平面调整和高成像质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种套筒组件、摄像模组及其运行方法和移动电子设备。
背景技术
这里的描述仅提供与本发明有关的背景信息,而不必然地构成现有技术。
现今社会,人们的生活已离不开例如手机、平板电脑等移动设备。其中,用于获取视频或图像的摄像模组技术也得到了迅猛的发展和进步。
目前在市场中,配置于移动电子设备(例如,智能手机)的摄像模组需要实现多倍变焦拍摄功能。为了实现多倍变焦拍摄,需要配置有效焦距较大的长焦摄像模组。但是,变焦倍数的增加会增加长焦摄像模组的总焦距,从而导致摄像模组的整体高度尺寸的增高,难以适配电子设备轻薄化的发展趋势。
为了解决摄像模组的高度设计和高倍变焦拍摄功能之间的技术矛盾,大多数厂商采用潜望式摄像模组来替代传统的直立式摄像模组。相较于传统的直立式摄像模组,潜望式摄像模组通过设有例如棱镜、反射镜等光转折元件来改变成像光学路径,从而在降低摄像模组整体高度尺寸的同时满足大有效焦距的光学设计需求。
然而,潜望式摄像模组在结构方面,由于其具有更为复杂的结构导致了成本的上升和工艺难度的增加;在光学性能方面,虽然潜望式摄像模组具有较大的有效焦距,但其有效焦距为固定值,光学性能的可调整性差,从而通常需要为电子设备配置多个潜望式摄像模组相互配合才能满足人们对摄像功能多样化的需求,进一步增加了成本和工艺难度。
发明内容
本发明的目的在于提出一种可伸缩的套筒组件、包括这种套筒组件的摄像模组、包括这种摄像模组的移动电子设备,以及所述摄像模组的运行方法。
根据本发明的第一方面,提出一种套筒组件,包括镜筒单元,其中所述镜筒单元包括:
镜筒,其设置用于承载光学镜头;和
驱动机构,其设置用于驱动所述用于承载光学镜头的镜筒往复运动,其中所述驱动机构包括:
谐振器,
设置在所述谐振器上的压电元件,和
能够相对于谐振器运动的从动件,其中所述从动件与镜筒的底部固定连接。
根据本发明的第一方面的一些实施方式,通过在所述压电元件上施加不同的脉冲电压,所述谐振器能够在不同的振动模式下与所述从动件产生相互作用力。
根据本发明的第一方面的一些实施方式,通过所述谐振器与所述从动件之间的相互作用力,所述谐振器能够驱动所述从动件和与所述从动件固定连接的镜筒往复运动。
根据本发明的第一方面的一些实施方式,所述套筒组件还包括用于容纳所述镜筒单元的底座,其中所述镜筒单元的驱动机构的谐振器固定在所述镜筒单元的底座上。
根据本发明的第一方面的一些实施方式,所述套筒组件还包括一个套筒,所述镜筒单元的镜筒嵌套在所述套筒中,并能够通过所述驱动机构驱动所述镜筒单元的镜筒相对于所述套筒进行往复运动,实现所述镜筒单元的镜筒从所述套筒伸出和收缩到所述套筒中,其中所述镜筒单元的驱动机构的谐振器固定在所述套筒上。
根据本发明的第一方面的一些实施方式,所述套筒组件包括多个套筒,所述多个套筒彼此层层嵌套并能够相对彼此伸缩移动,其中所述镜筒单元的镜筒嵌套在最内层套筒中,并且所述镜筒单元的驱动机构的谐振器固定在所述最内层套筒上。
根据本发明的第一方面的一些实施方式,每个套筒分别配有驱动器,所述驱动器设置用于驱动对应的套筒进行伸缩移动。
根据本发明的第一方面的一些实施方式,所述套筒的驱动器构造成与所述镜筒单元的驱动机构相同类型的,其中每个内层套筒的驱动器的谐振器固定在相邻的外层套筒上。
根据本发明的第一方面的一些实施方式,所述套筒组件还包括用于容纳所述套筒的底座,其中最外层套筒嵌套在所述底座中并能够相对于底座伸缩移动,其中最外层套筒的驱动器的谐振器固定在所述底座上。
根据本发明的第一方面的一些实施方式,至少一个套筒的驱动器与所述镜筒单元的驱动机构构造成不同类型的。
根据本发明的第一方面的一些实施方式,在所述镜筒单元中,所述驱动机构的谐振器能够使镜筒步进1~3μm的距离。
根据本发明的第一方面的一些实施方式,在所述套筒组件的工作状态下,所述镜筒单元的镜筒和套筒组件的所有套筒都相对于相邻的外层套筒或底座达到最大伸出位置。
根据本发明的第一方面的一些实施方式,在所述套筒组件的非工作状态下,所述镜筒单元的镜筒和套筒组件的所有套筒都完全收缩到相邻的外层套筒或底座中,并且最外层套筒完全收缩到所述套筒组件的底座中。
根据本发明的第一方面的一些实施方式,所述套筒组件包括第一套筒和第二套筒,其中所述第二套筒、所述第一套筒和所述镜筒单元的镜筒的口径按照顺序依次减小并由外层向内层依次层叠嵌套设置。
根据本发明的第一方面的一些实施方式,所述套筒组件还包括驱动电路,所述驱动电路用于给所述镜筒单元的驱动机构和/或所述套筒的驱动器供电和/或提供控制信号。
根据本发明的第一方面的一些实施方式,为所述镜筒单元设有单独的驱动电路,所述单独的驱动电路用于给所述镜筒单元的驱动机构的压电元件提供不同频率的脉冲电压。
根据本发明的第一方面的一些实施方式,在所述镜筒单元中,所述驱动机构的从动件呈L型,所述从动件远离所述谐振器的一端与所述镜筒的底部的外侧壁相连接。
根据本发明的第一方面的一些实施方式,在所述镜筒单元中,所述驱动机构的从动件呈I型,所述从动件远离所述谐振器的一端与所述镜筒的底部的外侧壁相切并连接。
根据本发明的第一方面的一些实施方式,在所述镜筒单元中,所述驱动机构的谐振器具有至少两个呈轴对称设置的谐振臂。
根据本发明的第一方面的一些实施方式,在每个谐振臂上设有接触部,所述接触部用于活动地夹持和驱动所述从动件。
根据本发明的第一方面的一些实施方式,所述套筒组件还包括运动引导装置,所述运动引导装置限定所述镜筒单元的镜筒和/或所述套筒的伸缩运动的移动轨迹。
根据本发明的第一方面的一些实施方式,所述运动引导装置包括滚珠和导轨,或所述运动引导装置包括滑块和导轨。
通过本申请提出的套筒组件,能够有效减小包括这种套筒组件的装置,例如摄像模组的总结构高度。此外,这种套筒组件不但可以快速响应调整需求,而且能够驱动较重的镜头零部件,实现微米级的镜筒精确动作控制和镜筒较大调整行程,由此可以快速和准确调整镜头的焦平面使其大致与感光芯片(成像面)重合,达到工作的后焦要求,确保具有高成像质量。
根据本发明的第二方面,提出一种摄像模组,包括:
前述的套筒组件;
感光芯片,用于处理光线并形成图像信号;和
光学镜头,安装于所述套筒组件的镜筒单元的镜筒内并且其并光轴与所述感光芯片的光轴同轴。
根据本发明的第二方面的一些实施方式,所述摄像模组还包括线路板,所述感光芯片设在所述线路板上。
根据本发明的第二方面的一些实施方式,所述套筒组件的驱动电路设置在所述线路板上并与所述线路板电连接。
根据本发明的第二方面的一些实施方式,所述光学镜头包括多个子镜头,其中至少一个子镜头安装在所述套筒组件的镜筒单元的镜筒内,和/或至少一个子镜头安装在所述套筒组件的套筒中。
根据本发明的第二方面的一些实施方式,在所述套筒组件的非工作状态下,所述光学镜头和所述感光芯片之间具有安全间隙。
根据本发明的第三方面,提出一种移动电子设备,其包括前述的摄像模组。
根据本发明的第四方面,提出一种所述摄像模组的运行方法,其包括以下步骤:
给所述镜筒单元的驱动机构的压电元件施加第一频率的脉冲电压,从而使谐振器处于第一振动模式并通过与镜筒的底部固定连接的从动件带动镜筒朝着光学镜头的物侧运动,由此使所述光学镜头相对于感光芯片沿着光学镜头的光轴方向朝着光学镜头的物侧伸出;
给所述镜筒单元的驱动机构的压电元件施加第二频率的脉冲电压,从而使谐振器处于第二振动模式并通过与镜筒的底部固定连接的从动件带动镜筒朝着光学镜头的像侧运动,由此使所述光学镜头相对于感光芯片沿着光学镜头的光轴方向朝着光学镜头的像侧缩回。
根据本发明的第四方面的一些实施方式,控制所述套筒组件的镜筒单元的驱动机构和所述套筒组件的套筒的驱动器,使所述镜筒单元的镜筒和所述套筒组件的套筒都达到最大伸出位置,进入套筒组件的工作状态。
根据本发明的第四方面的一些实施方式,控制所述套筒组件的镜筒单元的驱动机构和所述套筒组件的套筒的驱动器,使所述镜筒单元的镜筒和所述套筒组件的套筒都达到完全收缩位置,进入套筒组件的非工作状态。
通过本申请提出的摄像模组及其运行方法,显著减小了摄像模组的总结构高度,同时确保摄像模组可以快速响应成像和焦距等的调整需求,即便对于较重的镜头零部件,也能高效实现微米级的镜筒精确动作控制和镜筒较大调整行程,由此可以快速和准确调整镜头的焦平面使其大致与感光芯片(成像面)重合,达到工作的后焦要求,确保摄像模组具有高成像质量。
附图说明
以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述。在附图中,除非另有说明,相同的附图标记用于表示相同的部件。其中:
图1为本申请提出的套筒组件的一些实施例的简化的示意剖视图;
图2为本申请提出的套筒组件的另一些实施例的简化的示意剖视图,其中套筒组件处在全部伸出的工作状态;
图3为图2中所示的套筒组件的另一状态的简化的示意剖视图,其中套筒组件处在全部收缩的非工作状态;
图4为本申请提出的套筒组件的镜筒单元的一些实施例的俯视图;
图5为本申请提出的套筒组件的镜筒单元的另一些实施例的俯视图;
图6为本申请提出的套筒组件的镜筒单元的另一些实施例的俯视图;
图7为本申请提出的套筒组件的镜筒单元的一些实施例的立体图;
图8为本申请提出的套筒组件的一些实施例的立体图;
图9为本申请提出的驱动机构的一些实施例的结构示意图;
图10为图9所示驱动机构的简化的示意横截面图;
图11-13为本申请提出的驱动机构的谐振器的作用原理示意图;
图14为本申请提出的驱动机构的一些实施例的结构示意图;
图15为本申请提出的驱动机构的另一些实施例的结构示意图;
图16为本申请提出的驱动机构的另一些实施例的结构示意图;
图17为本申请提出的驱动机构的多层压电元件的结构示意图;
图18为本申请提出的摄像模组的一些实施例的示意剖视图;
图19为本申请提出的摄像模组的另一些实施例的简化的示意剖视图,其中摄像模组的套筒组件处在全部伸出的工作状态;
图20为图19所示的摄像模组的另一状态的简化的示意剖视图,其中摄像模组的套筒组件处在全部收缩的非工作状态。
附图标记列表
1、套筒组件 125、第一接头;
10、镜筒单元; 126、第二接头;
11、镜筒; 2、感光芯片;
12、驱动机构; 13、第一套筒;
121、从动件; 131、第一从动件;
1211、分杆部; 132、第一谐振器;
1212、传动件; 14、第二套筒;
122、谐振器; 141、第二从动件;
1221、谐振臂; 142、第二谐振器;
1222、接触部; 20、底座;
1223、接触面; 32、驱动器
123、压电元件; 21、底部;
124、多层压电元件; 22、安装口;
1241、压电单元; 3、光学镜头
具体实施方式
下面参照具体实施例,对本发明的构思进一步详细说明。需要指出,这里列举的实施例仅仅用于清楚地阐述本发明的发明构思,而不应理解成对本发明的限制。在此涉及的套筒组件、摄像模组、移动电子设备和摄像模组的运行方法的技术特征,只要没有违背自然规律或者技术规范,都可以在本发明构思的框架内任意组合或者替换,都在本发明的构思范围内。
需要指出,附图示出的实施例仅作为示例用于具体和形象地解释和说明本发明的构思,其在尺寸结构方面既不必然按照比例绘制,也不构成对本发明构思的限制。
在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各个附图中所示的构造进行定义的,它们是相对的概念,因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以,也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
本申请提出的套筒组件包括镜筒单元,其中所述镜筒单元包括镜筒和驱动机构。镜筒设置用于承载光学镜头。驱动机构设置用于驱动所述用于承载光学镜头的镜筒往复运动。
驱动机构可以包括谐振器、设置在所述谐振器上的压电元件以及从动件。从动件可以与镜筒固定连接,尤其与镜筒的底部固定连接。替代地,谐振器可以与镜筒固定连接,尤其与镜筒的底部固定连接。
通过在所述压电元件上施加不同的脉冲电压,所述谐振器能够在不同的振动模式下与所述从动件产生相互作用力。通过所述谐振器与所述从动件之间的相互作用力,能够在谐振器与从动件之间产生相对运动,因此可以借助与镜筒固定连接的从动件或谐振器,带动镜筒进行往复运动。
在随后的实施例中,以从动件与镜筒固定连接并带动镜筒移动的方式作为示例,但是显然,也可以交换谐振器与从动件的位置和连接关系,采用谐振器与镜筒固定连接并带动镜筒移动的方式,都在本申请公开的范围内。
图1为本申请提出的套筒组件的一些实施例的示意剖视图。
如图1所示,在本实施例中,套筒组件1包括一个镜筒单元10,其中该镜筒单元10包括镜筒11和驱动机构12。在镜筒11中安装光学镜头3。驱动机构12设置用于驱动所述用于承载光学镜头3的镜筒11进行往复运动,通常是沿着光学镜头3的光轴方向往复运动。
具体地,驱动机构12包括谐振器122和设置在所述谐振器122上的压电元件123。利用不同的脉冲电压,例如不同频率的脉冲电压,可以激励压电元件123产生压电效应,并使谐振器122进入不同的振动模式。驱动机构12还包括从动件121,其一端与所述镜筒11固定连接,另一端与谐振器122活动连接。所述谐振器122可以驱动所述从动件121和与所述从动件121固定连接的镜筒11往复运动。
如图1所示,套筒组件1还可以包括用于容纳所述镜筒单元10的底座20。驱动机构12的谐振器122可以固定在套筒组件1的底座20上,例如通过远离从动件121的那一端固定在底座20的内侧底部21上。驱动机构12的谐振器122驱动从动件121和与所述从动件121固定连接的镜筒11相对于底座20往复运动,优选沿光学镜头3的光轴方向,从而实现镜筒11完全或部分地从底座20伸出,或者收缩到底座20中。在此,从动件121尤其可以与镜筒11的底部固定连接,这里底部是指镜筒11的沿光学镜头3的光轴方向靠近像侧的端部,亦即靠近底座20方向的端部。此外,镜筒11的底部既可以是镜筒端面区域,也可以是临近端面的侧面部分。通过从动件121与镜筒11的底部固定连接,有利于通过驱动机构12实现镜筒11的最大伸缩移动行程,以及从动件121形成优化的驱动力臂。
可选地,套筒组件1也可以不包括底座20。在这种情况下,驱动机构12的谐振器122也可以固定在其他无需随光学镜头移动的基础结构上,从而驱动从动件121和与所述从动件121固定连接的镜筒11往复运动,例如相对于摄像模组的感光芯片往复运动,优选沿光学镜头3的光轴方向,从而实现镜筒11以及承载的光学镜头3相对于例如摄像模组的感光芯片2调整距离。
从动件121的一端与谐振器122传动连接,另一端与镜筒11连接,在图1的示意实施例中例如与镜筒11的底部21连接。通过给驱动机构12的压电元件123施加例如不同频率的脉冲电压,所述谐振器122能够以不同的振动模式驱动所述从动件121和与所述从动件121固定连接的镜筒11往复运动,由此镜筒11能够完全或部分地伸出底座20和收缩到底座20内。通过这种方式,能够有效减小包括这种套筒组件1的装置、例如摄像模组的总结构高度。此外,通过镜筒单元10的驱动机构12,一方面可以快速响应例如镜头焦平面或者焦距的调整需求,另一方面能够实现微米级的精确步进控制。例如,所述驱动机构12的谐振器122利用压电效应能够使镜筒11步进大约1~3μm的微小距离。
通过调整镜筒11,使镜头伸缩,可以调整镜头的焦平面使其大致与感光芯片(成像面)重合,达到工作的后焦要求。为实现更高质量的调节,根据需要,也可以选择设置多个驱动机构12共同驱动一个镜筒11。例如,可以考虑设置2、3、4个以及更多驱动机构12。多个驱动机构12可以围绕镜筒11均匀布置,实现均衡和更加精确的运动控制。
图2和图3为本申请提出的套筒组件的另一些实施例的简化的示意剖视图。根据本申请的构思,套筒组件1还可以包括一个或者多个套筒,其构造成一层或者多层嵌套的套筒,包围并容纳镜筒单元10,并可以相对彼此伸出和缩回。
根据一些实施例,可以设置仅一个套筒,其在外部以同心套筒的形式,包围镜筒单元10的镜筒11,并能够相对镜筒11往复运动。通过镜筒单元10的驱动机构12,镜筒单元10的镜筒11能够完全或部分地伸出这个套筒和收缩到这个套筒内,总体形成一种伸缩式套筒组件。
在套筒组件1包括仅一个套筒的情况下,镜筒单元10的镜筒11嵌套在所述套筒中,并能够通过所述驱动机构12驱动所述镜筒单元10的镜筒11相对于这个套筒进行往复运动,实现所述镜筒单元10的镜筒11从这个套筒伸出和收缩到这个套筒中。在此,镜筒单元10的驱动机构12的谐振器122可以固定在唯一的套筒上,例如固定在这个套筒的内侧底部上。相应地,这个套筒可以具有自身的驱动器32,具体请参见后面的描述。如果这个套筒的驱动器32采用与镜筒单元10的驱动机构12相同的结构形式,则驱动器32的谐振器122可以固定在套筒组件1的底座20上,或者在不包括底座20的情况下,直接固定在其他固定的基础结构上。
根据另一些实施例,也可以设置多个套筒,这些套筒例如构造成一系列直径不同的圆形或方形套筒,这些套筒可以一层套一层彼此同心地安装,形成层层嵌套的套筒组合,其中套筒可以相对彼此伸缩移动,例如内侧套筒从相邻外层套筒伸出和收缩到相邻外层套筒中。最内层套筒可以嵌套和包围镜筒单元10,尤其是嵌套镜筒单元10的镜筒11。在此,镜筒单元10的驱动机构12的谐振器122可以固定在最内层套筒上。最外层套筒的驱动器的谐振器可以固定在套筒组件1的底座20上,或者在不包括底座20的情况下,直接固定在其他固定的基础结构上。
在图2和图3的实施例中,以2个套筒13、14为例说明套筒组件的一些实施例的结构。但是显然,套筒组件的套筒的数量不限于1个或者2个,而是可以根据详细描述的层层嵌套的套筒结构形式包括更多数量的套筒。在示出的实施例中,套筒组件1包括第一套筒13和第二套筒14,其中所述第二套筒14、所述第一套筒13和所述镜筒单元10的镜筒11的口径按照顺序依次减小,并由外层向内层依次层叠嵌套设置。
图2示出套筒组件1包括2个套筒13、14,并处在全部伸出的工作状态。图3示出对应的套筒组件1处在全部收缩的非工作状态。如图所示,套筒组件1的镜筒单元10嵌套在内层套筒13中,内层套筒13嵌套在外层套筒14中,而外层套筒14嵌套在底座20中,其中镜筒单元10的镜筒11、内层套筒13、外层套筒14和底座20俩俩相邻,并能够相对彼此往复运动。
每个套筒可以分别配有单独的驱动器32,所述驱动器32能够驱动对应的套筒相对于相邻外层的套筒或底座进行往复运动,从而实现从相邻外层的套筒或底座伸出和收缩到相邻外层的套筒或底座中。根据一些实施例,驱动器32可以是传统的用于驱动镜头的磁石驱动器或电磁驱动器,例如音圈马达等。
例如,套筒13、14的驱动器可以都采用传统的驱动器,只有镜筒单元10的镜筒11利用本申请提出的驱动机构12来驱动。在此情况下,只有套筒组件1的镜筒单元10包括利用压电效应的驱动机构12,这一方面充分利用了传统驱动器实现大步进距离的快速粗调,另一方面充分利用驱动机构12细微步进距离的精细微调,再结合驱动机构12适于驱动较重的零部件的特性,由此总体上实现摄像模组迅速、精确和稳定的镜头调整,确保高质量的成像。
可选地,部分或者全部套筒的驱动器32可以构造成与所述镜筒单元10的驱动机构12具有相同构造,即驱动器32也可以包括谐振器122、与谐振器122可动连接的从动件121和设置在所述谐振器122上的压电元件123。参见图2和3示出的实施例。
具体地,对于内层套筒,自身驱动器32的谐振器122的一端可以固定在相邻外层的套筒上,另一端可与从动件121活动地连接,而从动件121在远离谐振器122的另一端可以与套筒本身固定连接,尤其是与套筒的底部固定连接。换句话说,每个内层套筒13的驱动器32的谐振器122都可以固定在相邻的外层套筒14上,而从动件121与套筒本身固定连接,如此结构布置规则同样适用于使用3个、4个或者更多数量套筒的情况。
对于最外层套筒,自身驱动器32的谐振器122可以固定在套筒组件1的底座20上,或者在不包括底座20的情况下直接固定到其他固定的基础结构上。同样,从动件121一端与自身驱动器32的谐振器122可动地连接,另一端与最外层套筒本身固定连接,尤其是与套筒的底部固定连接。前面结合驱动机构12的从动件121与镜筒11的连接方式所描述的特征和技术效果,在此同样适用于驱动器32,在此不再赘述。
前面关于镜筒单元10的驱动机构12的工作过程和技术效果的描述同样适用于套筒自身的驱动器32。利用不同的脉冲电压,例如不同频率的脉冲电压,可以激励压电元件123产生压电效应,并使谐振器122进入不同的振动模式。内层套筒13的驱动器32的谐振器122可以驱动从动件121和与所述从动件121固定连接的内层套筒13相对于相邻的外层套筒14往复运动,优选沿光学镜头3的光轴方向,实现内层套筒13完全或部分地从外层套筒14伸出,或者收缩到外层套筒14中。同样,外层套筒14可以完全或部分地从底座20伸出,或者收缩到底座20中。
在所述套筒组件1的工作状态下,所述镜筒单元10的镜筒11和套筒组件1的所有套筒都相对于相邻的外层套筒或底座20达到最大伸出位置。具体地,在图2的实施例中,镜筒单元10的镜筒11从套筒13完全伸出,套筒13从套筒14完全伸出,而套筒14从底座20完全伸出。在图2和图3的实施例中,套筒组件1包括2个套筒,因此从底座20向外伸出达到最大伸出位置的伸长长度范围大约为18.6mm至28.6mm。
在套筒组件1的非工作状态下,所述镜筒单元10的镜筒11和套筒组件1的所有套筒都完全收缩到相邻的外层套筒或底座20中。具体地,在图3的实施例中,镜筒单元10的镜筒11完全收缩到套筒13中,套筒13完全收缩到套筒14中,而套筒14完全收缩到底座20中。根据一些实施例,在套筒组件1的非工作状态下,镜筒单元10的镜筒11以及所有套筒都完全收纳在底座20中,尤其是镜筒11、各层套筒以及底座20的外表面齐平。
根据一些实施例,镜筒单元10的镜筒11带动光学镜头3伸缩,由此调整光学镜头3的焦平面,使其大致与感光芯片(成像面)重合,达到工作的后焦要求。可选地,光学镜头3是定焦镜头,因此镜筒11全部伸出时为工作状态,此时光学镜头3达到固定焦距,而全部缩回时为非工作状态,由此减小模组总高度。定焦的光学镜头3的这些特征同样适用于下述套筒组件还包括一个或者多个套筒的情况。
根据一些实施例,所述套筒组件1还包括驱动电路,所述驱动电路用于给所述镜筒单元10的驱动机构12和/或所述套筒的驱动器32供电和/或提供控制信号。
镜筒单元10的驱动机构12和/或所述套筒的驱动器32也可以分别设有单独的驱动电路,所述单独的驱动电路可以给对应的驱动机构12和/或32提供不同的供电模式和/或控制信号。
例如,在套筒组件1中,压电元件123的第一电极可以与驱动电路的第一端电连接,第二电极可以与驱动电路的第二端电连接,驱动电路用于给压电元件123提供不同频率的脉冲电压。
根据一些实施例,套筒组件还可以包括运动引导装置,所述运动引导装置限定所述镜筒单元10的镜筒11和/或所述套筒的伸缩运动的移动轨迹,尤其是直线往复运动。例如,运动引导装置可以包括滚珠和导轨,或者包括滑块和导轨。
需要指出,在图1至图3的实施例中,从动件121与镜筒11的底部固定连接并带动镜筒11伸缩移动,而谐振器122固定在相邻的外部套筒上,或者直接固定在套筒组件1的底座20上,或者直接固定在其他固定的基础结构上。但是,也可以交换谐振器122与从动件121的位置和连接关系,即谐振器122与镜筒11的底部固定连接并带动镜筒11伸缩移动,而从动件121固定在相邻的外部套筒上,或者直接固定在套筒组件1的底座20上,或者直接固定在其他固定的基础结构上,这同样可以驱动机构12的相应功能,并且能够与前面以及后面描述的其他技术特征组合成完整的技术方案,这些技术方案都在本申请的公开范围内。
图4至图6为本申请提出的套筒组件1的镜筒单元10的一些实施例的俯视图。
如图4所示,在所述镜筒单元10中,驱动机构12的从动件121呈L型,从动件121远离谐振器122的一端与镜筒11的底部的外侧壁相连接。
如图5所示,在所述镜筒单元10中,驱动机构12的从动件121呈I型,从动件121远离谐振器122的一端与镜筒11的底部的外侧壁相切并连接。
如图6所示,在所述镜筒单元10中,驱动机构12的从动件121呈I型,从动件121远离谐振器122的一端通过传动件1212与镜筒11的底部相连接。传动件1212可以根据结构需求采用合适的形式。
图7示出了套筒组件的镜筒单元10的一些实施例的立体图。在此,镜筒单元10的镜筒11例如构造为圆柱体形状,从动件121可以如上所述构造为合适的形式,并与镜筒11固定连接。可选地,从动件121可以通过传动件1212间接地与镜筒11固定连接,这有利于与不同规格的镜筒灵活组装。在谐振器122的不同的振动模式下,从动件121连同镜筒11能够被谐振器122驱动进行往复运动,例如在图纸平面内向上运动或者向下(Y向)运动。
显然,在套筒的驱动器32构造成与所述镜筒单元10的驱动机构12相同结构的情况下,图7中原本表示镜筒单元10的镜筒11的圆柱体也可以是套筒组件1的套筒。同样,在不同的振动模式下,谐振器122驱动从动件121连同套筒可以进行往复运动,实现套筒的伸出和收缩。
图8示出了套筒组件的一些实施例的立体图,其中虚线所示的圆柱体形状可以表示镜筒单元10的镜筒11,从动件121可以如上所述构造为合适的形式,并与镜筒11固定连接。在谐振器122的不同的振动模式下,从动件121连同镜筒11能够被谐振器122驱动,例如在图纸平面内向上运动,代表伸出,或者在图纸平面内向下运动,代表收缩。
如图所示,可以根据设计或者性能需要,在外部围绕镜筒单元10嵌套安装一个或者多个套筒。因此,外层套筒包围内层套筒或者镜筒11,并可以彼此相对往复运动,实现套筒组合的伸出和收缩。尤其是可以围绕内层套筒以层层嵌套的结构形式设置更多数量的外部套筒,在此套筒不限于圆柱体形状,也可以如图所示为立方体形状,或者为其他合适的规则或不规则形状。
下面结合图9和图10,示例性地说明驱动机构的结构形式。图9为本申请提出的驱动机构的一些实施例的结构示意图,图10为图9所示驱动机构的简化的示意横截面图。如图所示,谐振器122可以包括多个谐振臂1221,其通过连接部彼此连接,整体上具有至少两个呈轴对称设置的谐振臂1221,例如构造成音叉状。每个谐振臂1221上设有接触部1222和压电元件123,多个谐振臂1221的接触部1222用于活动地夹持从动件121。
压电元件123由具有压电效应的材料制成,例如单晶或多晶陶瓷。当外电场的频率与压电元件123的固有频率一致时,压电元件123进入谐振状态,引起谐振臂1221振动,谐振臂1221于是通过接触部1222与从动件121之间的力作用,带动从动件121产生位移。通过施加不同的脉冲电压,可以产生不同的振动模式,由此实现不同的运动方式,后面还将结合附图描述具体的作用原理。
具体地,由于谐振臂1221的数量为多个,进而驱动机构12的压电元件123的数量也可以为对应多个。可选地,多个压电元件123的第一电极并联后再与驱动电路的第一电极电连接,多个压电元件123的第二电极并联后再与驱动电路的第二电极电连接。
在示出的实施例中,从动件121构造成圆杆,其一端被多个谐振臂1221的接触部1222活动地夹持,从而能够在谐振臂1221的力用作下,沿着所示直角坐标系的Y轴方向往复运动。可选地,接触面1223的曲率小于从动件121的侧周表面的曲率,使得二者之间既能有足够的预紧力,又能对从动件121产生足够的摩擦力以带动从动件121运动。
例如,在此从动件121可以构造成L形的圆杆,其远离谐振器122的另一自由端可以与镜筒单元10的镜筒11固定连接,或者与套筒组件1的套筒固定连接,从而驱动其沿着所示直角坐标系的Y轴方向往复运动。
可选地,从动件121可以为多棱柱杆,或者具有异型横截面等。
显然,在本申请的构思中,谐振器122、压电元件123和从动件121的具体结构形式及其相互位置关系,可以根据设计结构和产品性能合理选择,而不限于在此举例说明的形式。
随后结合图11、图12和图13简要说明谐振器122在压电元件123的激励下可能产生的作用形态和原理。简而言之,利用压电元件123激励谐振器122,可以使其处于不同的振动状态。
图11示出在第一激励频率时的典型状态。—方面,谐振臂1221在纵向(Y向)振动,另一方面,相互靠近或相互离开地(X向)振动。根据两种振动中哪个振动优先于另一振动,使接触部1222执行具有相应旋转方向的椭圆运动。由此接触部1222可以将在正的或负的Y向上的作用力施加到从动件121上。
图12对应于不同于第一激励频率的第二激励频率时的状态。此时,接触部1222主要在X向振动并且相互撞击。由此从动件121可以活动地引导,并可以通过外部作用力移动。
图13对应于不同的第三激励频率,此时谐振臂1221可以围绕纵向(Y向)进行扭转运动,并以相应的方式驱动从动件121。
谐振臂1221的接触部1222与从动件121相接触的表面为接触面1223。可选地,接触面1223的形状可以匹配对应从动件121的侧周表面的形状,从而从动件121与谐振臂1221之间实现更精确的力传递和运动控制。
在本实施例中,谐振臂1221的数量为两个且两个谐振臂1221间隔相对设置。从动件121呈杆状并与谐振臂1221相垂直设置。在其他实施例中,谐振臂1221的数量可以为三个、四个或者更多。
通过选择不同的脉冲电压,尤其是具有不同频率的电压,可以实现谐振臂1221不同的振动激励模式,进而驱动从动件121实现不同的运动方式,包括运动方向、速度、步进距离和动作频率等方面的变化。本申请不限于作为示例的实施例给出的驱动机构12的具体形式,而是可以根据设计和性能合理选择结构形式及其组合。
图14示出了驱动机构12的一些实施例的结构示意图。如图14所示,驱动机构12的从动件121靠近谐振器122的一端构造有多个分杆部1211,例如包括与驱动机构12的谐振臂1221数量相应的分杆部1211,例如分杆部1211的数量为两个。可选地,例如通过预先成型的形状或者材料特性形成的预应力,使每个分杆部1211与对应的谐振臂1221之间产生的作用力与反作用力可以在分杆部1211与谐振臂1221之间形成过盈配合。由此,即使在驱动机构12不通电时,也能在从动件121与谐振臂1221之间形成自锁效果,这有利于实现运动模式的精确控制和调整。
图15示出了驱动机构12的另一些实施例的结构示意图。如图所示,谐振臂1221的内侧和外侧可以分别设置有压电元件123,例如采用对称布置的方式,这有利于均匀和平衡地驱动从动件121实现不同的运动方式。
图16示出了驱动机构12的另一些实施例的结构示意图,在此压电元件123设置于谐振臂1221的外侧。压电元件123可以是单层压电元件。压电元件123可以通过导电粘接剂连接于谐振臂1221上,导电粘接剂可以为添加环氧银或导电微金属球的粘接剂。可选地,压电元件123可以涂覆或逐层形成于谐振臂1221上,或压电元件123通过电解技术可导电地连接于谐振臂1221上。
图17示出了驱动机构12的多层压电元件的结构示意图。在此,压电元件可以是多层压电元件124,多层压电元件124包括多个压电单元1241,每两个压电单元1241之间设有由银、镍或铂制成的导电层。多个压电单元1241交错设置并厚度在10~20μm范围内,多层压电元件124具有比单层压电元件运行电压更低的优点。例如0.25mm厚的单层压电元件需要100V电压才能达到工作电场,而12.5μm厚度的20层多层压电元件可以在5V电压下即可运行,使用更方便。
下面结合图18、图19和图20示例性地描述本申请出的摄像模组的一些实施例。如未特别说明,前面结合套筒组件1所描述的关于套筒的相关特征、结构形式、作用方式和技术效果等,同样适用于包括套筒组件1的下述摄像模组。
图18示出了摄像模组的一些实施例的示意剖视图,在此摄像模组包括前述的套筒组件1,其仅具有一个镜筒单元10,而不包括额外的套筒。镜筒单元10容纳在底座20中。驱动机构12的谐振器122可以固定在套筒组件1的底座20上。
底座20包括底部21。底座20还包括足够的容纳空间,以便于容纳至少一个镜筒单元10。底座20还开设有安装口22,至少一个镜筒单元10的镜筒11能够通过该安装口22伸出底座20或缩回底座20。安装口22的形状和尺寸匹配镜筒单元10的镜筒11的形状和大小,以方便通过安装口22安装镜筒11和其他套筒。在本实施例中,镜筒11和安装口22为圆形。底座20可以为方形或者圆形等合适形状。
如图所示,用于处理光线并形成图像信号的感光芯片2可以安装在底座20的底部21上。可选地,所述摄像模组还可以包括线路板,所述感光芯片2设在所述线路板上。所述线路板也可以设置在底座20的底部21上,或者以其他传统方式固定在摄像模组中。套筒组件1的驱动电路也可以一同设置在所述线路板上并与线路板电连接。
在镜筒单元10的镜筒11中安装光学透镜3。例如,光学镜头3可以通过螺接、卡接或胶接等常用方式安装于镜筒单元10的镜筒11内。
光学透镜3的光轴与所述感光芯片2的光轴同轴。在摄像模组的非工作状态下,镜筒单元10的镜筒11收缩到底座20中。此时,所述光学镜头3和所述感光芯片2之间具有安全间隙。换句话说,在套筒组件1缩到最短时,光学镜头3和感光芯片2之间仍具有一段距离,避免干涉影响成像功能。
图19和图20示出了摄像模组的另一些实施例,在此摄像模组包括前述的套筒组件1,其不仅包括镜筒单元10,而且还可以包括额外的一个或者多个套筒13、14。
如图所示,光学镜头3安装于套筒组件1的镜筒单元10的镜筒11内,并且光学镜头3可以在镜筒单元10的镜筒11的带动下沿着光学镜头3的光轴朝光学镜头3的物侧伸出或朝光学镜头3的像侧收缩。相应地,套筒组件1的套筒13、14可以同步或者异步地伸出或者收缩,由此摄像模组的光学镜头3与感光芯片2之间的距离变大或缩小,从而实现摄像模组的多倍变焦,满足更多的拍照需求。
图19所示的摄像模组处在工作状态中,此时所有第一套筒13和第二套筒14以及镜筒单元10的镜筒11全部伸出。具体地,镜筒单元10的镜筒11从套筒13完全伸出,套筒13从套筒14完全伸出,而套筒14从底座20完全伸出。
在此,最外层套筒14的形状和尺寸可以小于等于底座20的安装口22的形状和大小,以使套筒组件1的镜筒单元10以及套筒能够通过安装口22伸出或缩回底座20。
根据本申请,在摄像模组的套筒组件包括2个套筒、即第一套筒13和第二套筒14的情况下,所述可伸缩套筒组件的最大高度尺寸的范围为大约18.6mm至28.6mm。包括这种套筒组件的摄像模组的最大高度尺寸可以为大约23mm至31mm。而当处于非工作状态时,所述可伸缩套筒组件的最小高度尺寸的范围为6mm至9mm。包括这种套筒组件的摄像模组的最小高度尺寸可以为大约8mm至12mm。
图20所示的摄像模组的套筒组件处在非工作状态中,此时第一套筒13和第二套筒14以及镜筒单元10的镜筒11全部收缩。具体地,镜筒单元10的镜筒11完全收缩到套筒13中,套筒13完全收缩到套筒14中,而套筒14完全收缩到底座20中。可选地,镜筒11、各层套筒、底座20的外表面以及摄像模组的对应外壳表面都是齐平的,这有利于简化摄像模组结构和实现模块化设计。
在图19和图20的实施例中,以2个套筒、即第一套筒13和第二套筒14为例说明套筒组件的一些实施例的结构。在此,所述套筒组件1包括第一套筒13和第二套筒14,其中所述第二套筒14、所述第一套筒13和所述镜筒单元10的镜筒11的口径按照顺序依次减小并由外层向内层依次层叠嵌套设置。但是显然,套筒组件的套筒的数量不限于1个或者2个,而是可以根据详细描述的层层嵌套的套筒结构形式包括更多数量的套筒。
需要指出,在此套筒13可以示例性地表示内层套筒或者最内层套筒,而套筒14可以示例性地表示最外层套筒。因此结合两个套筒13、14描述的上述特征同样适用于包括多于2个套筒,例如3个、4个、5个甚至更多套筒的其他套筒组件,尤其是适用于相应最内层套筒和最外层套筒。
在图19和图20的实施例中,套筒组件1包括第一套筒13和第二套筒14。其中第一套筒13包括和第一驱动器,第一驱动器包括第一从动件131和第一谐振器132。第二套筒14包括第二驱动器,第二驱动器包括第二从动件141和第二谐振器142。第二套筒14、第一套筒13和镜筒11的口径按照顺序依次减小并由外层向内层依次层叠嵌套设置。此外,第一套筒13和第二套筒14可以分别在两端构造有合适的通孔,方便实现套筒嵌套和伸缩运动。
如图所示,第一从动件131的一端与第一套筒13相连接,第一谐振器132固定连接于第二套筒14的内侧底部。给第一谐振器132的压电元件提供不同频率的脉冲电压,使得第一从动件131带动第一套筒13通过安装口22伸出或缩回第二套筒14内。例如,给第一谐振器132的压电元件提供第一频率的脉冲电压,第一谐振器132处于第一振动模式,第一谐振器132通过第一从动件131带动第一套筒13沿第一方向运动,即第一套筒13伸出第二套筒14。给第一谐振器132的压电元件提供第二频率的脉冲电压,第一谐振器132处于第二振动模式,第一谐振器132通过第一从动件131带动第一套筒13沿第二方向运动,即第一套筒13缩回第二套筒14。
第二从动件141的一端与第二套筒14相连接,第二谐振器142固定连接于底座20的底部21。给第二谐振器142的压电元件提供不同频率的脉冲电压,使得第二从动件141带动第二套筒14伸出或缩回底座20。例如,给第二谐振器142的压电元件提供第三频率的脉冲电压,第二谐振器142处于第一振动模式,第二谐振器142通过第二从动件141带动第二套筒14沿第一方向运动,即第二套筒14伸出底座20。给第二谐振器142的压电元件提供第四频率的脉冲电压,第二谐振器142处于第二振动模式,第二谐振器142通过第二从动件141带动第二套筒14沿第二方向运动,即第二套筒14缩回底座20。前述第一频率、第二频率、第三频率和第四频率可以根据设计需要选择为相同或者不同的。
每个套筒可以分别配有单独的驱动器32,具体请参见前面关于套筒的驱动器的特征描述。
根据一些实施例,摄像模组的套筒组件还包括运动引导装置,所述运动引导装置限定所述镜筒单元10的镜筒11和/或所述套筒的伸缩运动的移动轨迹。例如,运动引导装置可以包括滚珠和导轨,或者包括滑块和导轨。可选地,可以在两个相邻套筒上,或者在镜筒单元10的镜筒11与最内层套筒上,分别设置滚珠和导轨,或者分别设置滑块和导轨,从而通过滚珠和导轨的运动配合,或者滑块和导轨的运动配合,例如实现直线引导镜筒11与最内层套筒之间或者套筒之间的相对往复运动。
根据一些实施例,光学镜头3是定焦镜头。在镜筒11和所有套筒13、14全部伸出时为摄像模组的工作状态,达到光学镜头3的固定焦距,而在全部缩回时为摄像模组的非工作状态,由此减小模组总高度,并利用有限的结构空间实现不同的焦距需求。
根据另一些实施例,所述光学镜头3可以包括多个子镜头,其中至少一个子镜头安装在所述套筒组件1的镜筒单元10的镜筒11内,而其他子镜头可以根据光学性能需要安装在其他一个或者多个套筒中,例如安装在最内层套筒13中,或者安装在最外层套筒14中。在此情况下,光学镜头3也可以是变焦镜头,由此通过镜筒11和/或套筒的组合动作,实现摄像模组变焦。
此外,本申请还涉及一种移动电子设备,其包括前述的摄像模组。
根据本申请提出的摄像模组的运行方法,可以根据需要按照任意顺序实施以下方法步骤:
给所述镜筒单元10的驱动机构12的压电元件123施加第一频率的脉冲电压,从而使对应的谐振器122处于第一振动模式并通过对应的从动件121带动与从动件121固定连接的镜筒11朝着光学镜头3的物侧运动,由此使所述光学镜头3相对于感光芯片2沿着光学镜头3的光轴方向朝着光学镜头3的物侧伸出,机械后焦增大,达到工作焦距;
给所述镜筒单元10的驱动机构12的压电元件123施加第二频率的脉冲电压,从而使对应的谐振器122处于第二振动模式并通过对应的从动件121带动与从动件121固定连接的镜筒11朝着光学镜头3的像侧运动,由此使所述光学镜头3相对于感光芯片2沿着光学镜头3的光轴方向朝着光学镜头3的像侧缩回,机械后焦减小,降低镜头总长TTL(Total TrackLength),减小整体高度尺寸。
根据提出的运行方法的一些实施例,控制所述套筒组件1的镜筒单元10的驱动机构12和所述套筒组件1的套筒的驱动器32,使所述镜筒单元10的镜筒11和所述套筒组件1的套筒都达到最大伸出位置,进入套筒组件1的工作状态。
还可以控制所述套筒组件1的镜筒单元10的驱动机构12和所述套筒组件1的套筒的驱动器32,使所述镜筒单元10的镜筒11和所述套筒组件1的套筒都达到完全收缩位置,进入套筒组件1的非工作状态
通过执行本申请提出的摄像模组的运行方法,例如通过施加合适的脉冲电压,控制套筒的驱动器和/或镜筒的驱动机构,实现控制套筒组件1的伸长和缩短,由此调整光学镜头3的焦平面,使其大致与感光芯片(成像面)重合,达到工作的后焦要求,确保高质量的成像。
在一些实施例中,可以给所述镜筒单元10的驱动机构12的压电元件123以一定时间间隔施加第一频率的脉冲电压,从而使套筒组件1的所有套筒和镜筒单元10的镜筒11从内层向外层或者从外层向内层依次伸出。
在另一些实施例中,也可以给所述镜筒单元10的驱动机构12的压电元件123以一定时间间隔施加第二频率的脉冲电压,从而使套筒组件1的所有套筒和镜筒单元10的镜筒11从内层向外层或者从外层向内层依次缩回。第一频率的脉冲电压和第二频率的脉冲电压可以根据结构和性能合理地选择,也可以是相同或者不同的。
可选地,还可以使套筒组件的所有套筒和镜筒单元10的镜筒11同时伸出和/或缩回。
通过本申请提出的摄像模组的运行方法,能够在显著减小摄像模组的总结构高度的情况下,仍然确保摄像模组执行快速和准确的响应动作,并确保高成像质量。尤其是,对套筒组件的镜筒单元10的控制可以快速响应调整需求,同时能够实现微米级的精确动作控制,驱动较重的镜头零部件。例如,摄像模组能够使镜筒11步进大约1~3μm的距离。
需要指出,在此提出的技术方案不仅仅局限于上述说明中的内容,本领域技术人员可以在不脱离本发明的发明思想的前提下,对上述实施例进行多种变型和修改,而这些变型和修改均属于本发明的保护范围。
Claims (28)
1.一种套筒组件(1),其特征在于,所述套筒组件(1)包括镜筒单元(10),其中所述镜筒单元(10)包括:
镜筒(11),其设置用于承载光学镜头(3);和
驱动机构(12),其设置用于驱动所述用于承载光学镜头(3)的镜筒(11)往复运动,其中所述驱动机构(12)包括:
谐振器(122),
设置在所述谐振器(122)上的压电元件(123),和
能够相对于谐振器(122)运动的从动件(121),其中所述从动件(121)与镜筒(11)的底部固定连接;
所述套筒组件(1)包括多个套筒(13,14),所述多个套筒(13,14)彼此层层嵌套并能够相对彼此伸缩移动,其中所述镜筒单元(10)的镜筒(11)嵌套在最内层套筒中,并且所述镜筒单元(10)的驱动机构(12)的谐振器(122)固定在所述最内层套筒上;
每个套筒分别配有驱动器(32),所述驱动器(32)包括谐振器(122)、从动件(121)和压电元件(123),每个内层套筒的驱动器(32)的谐振器(122)一端固定在相邻的外层套筒上,另一端与该内层套筒的驱动器的从动件(121)活动地连接,该内层套筒的驱动器(32)的从动件(121)与该内层套筒固定连接。
2.根据权利要求1所述的套筒组件(1),其中,通过在所述压电元件(123)上施加不同的脉冲电压,所述谐振器(122)能够在不同的振动模式下与所述从动件(121)产生相互作用力。
3.根据权利要求2所述的套筒组件(1),其中,通过所述谐振器(122)与所述从动件(121)之间的相互作用力,所述谐振器(122)能够驱动所述从动件(121)和与所述从动件(121)固定连接的镜筒(11)往复运动。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的套筒组件(1),其中,所述套筒组件(1)还包括用于容纳所述镜筒单元(10)的底座(20),其中所述镜筒单元(10)的驱动机构(12)的谐振器(122)固定在所述镜筒单元(10)的底座(20)上。
5.根据权利要求1所述的套筒组件(1),其中,所述驱动器(32)设置用于驱动对应的套筒进行伸缩移动。
6.根据权利要求5所述的套筒组件(1),其中,所述套筒的驱动器(32)构造成与所述镜筒单元(10)的驱动机构(12)相同类型的。
7.根据权利要求6所述的套筒组件(1),其中,所述套筒组件(1)还包括用于容纳所述套筒的底座(20),其中最外层套筒嵌套在所述底座(20)中并能够相对于底座(20)伸缩移动,并且最外层套筒的驱动器(32)的谐振器固定在所述底座(20)上。
8.根据权利要求5所述的套筒组件(1),其中,至少一个套筒的驱动器(32)与所述镜筒单元(10)的驱动机构(12)构造成不同类型的。
9.根据权利要求1到3中任一项所述的套筒组件(1),其中,在所述镜筒单元(10)中,所述驱动机构(12)的谐振器(122)能够使镜筒(11)步进1~3μm的距离。
10.根据权利要求7所述的套筒组件(1),其中,在所述套筒组件(1)的工作状态下,所述镜筒单元(10)的镜筒(11)和套筒组件(1)的所有套筒都相对于相邻的外层套筒或底座(20)达到最大伸出位置。
11.根据权利要求7所述的套筒组件(1),其中,在所述套筒组件(1)的非工作状态下,所述镜筒单元(10)的镜筒(11)和套筒组件(1)的所有套筒都完全收缩到相邻的外层套筒或底座中,并且最外层套筒完全收缩到所述套筒组件(1)的底座(20)中。
12.根据权利要求7所述的套筒组件(1),其中,所述套筒组件(1)包括第一套筒(13)和第二套筒(14),其中所述第二套筒(14)、所述第一套筒(13)和所述镜筒单元(10)的镜筒(11)的口径按照顺序依次减小并由外层向内层依次层叠嵌套设置。
13.根据权利要求5所述的套筒组件(1),其中,所述套筒组件(1)还包括驱动电路,所述驱动电路用于给所述镜筒单元(10)的驱动机构(12)和/或所述套筒的驱动器(32)供电和/或提供控制信号。
14.根据权利要求5所述的套筒组件(1),其中,为所述镜筒单元(10)设有单独的驱动电路,所述单独的驱动电路用于给所述镜筒单元(10)的驱动机构(12)的压电元件(123)提供不同频率的脉冲电压。
15.根据权利要求1到3中任一项所述的套筒组件(1),其中,在所述镜筒单元(10)中,所述驱动机构(12)的从动件(121)呈L型,所述从动件(121)远离所述谐振器(122)的一端与所述镜筒(11)的底部的外侧壁相连接。
16.根据权利要求1到3中任一项所述的套筒组件(1),其中,在所述镜筒单元(10)中,所述驱动机构(12)的从动件(121)呈I型,所述从动件(121)远离所述谐振器(122)的一端与所述镜筒(11)的底部的外侧壁相切并连接。
17.根据权利要求1到3中任一项所述的套筒组件(1),其中,在所述镜筒单元(10)中,所述驱动机构(12)的谐振器(122)具有至少两个呈轴对称设置的谐振臂(1221)。
18.根据权利要求17所述的套筒组件(1),其中,在每个谐振臂(1221)上设有接触部(1222),所述接触部(1222)用于活动地夹持和驱动所述从动件(121)。
19.根据权利要求1所述的套筒组件(1),其中,所述套筒组件(1)还包括运动引导装置,所述运动引导装置限定所述镜筒单元(10)的镜筒(11)和/或所述套筒的伸缩运动的移动轨迹。
20.根据权利要求19所述的套筒组件(1),其中,所述运动引导装置包括滚珠和导轨,或所述运动引导装置包括滑块和导轨。
21.一种摄像模组,其特征在于,包括:
如权利要求1至20中任一所述的套筒组件(1);
感光芯片(2),用于处理光线并形成图像信号;和
光学镜头(3),安装于所述套筒组件(1)的镜筒单元(10)的镜筒(11)内并且其并光轴与所述感光芯片(2)的光轴同轴。
22.根据权利要求21所述的摄像模组,其中,所述摄像模组还包括线路板,所述感光芯片(2)设在所述线路板上。
23.根据权利要求22所述的摄像模组,其中,所述套筒组件(1)的驱动电路设置在所述线路板上并与所述线路板电连接。
24.根据权利要求21所述的摄像模组,其中,所述光学镜头(3)包括多个子镜头,其中至少一个子镜头安装在所述套筒组件(1)的镜筒单元(10)的镜筒(11)内,和/或至少一个子镜头安装在所述套筒组件(1)的套筒中。
25.根据权利要求21所述的摄像模组,其中,在所述套筒组件(1)的非工作状态下,所述光学镜头(3)和所述感光芯片(2)之间具有安全间隙。
26.一种移动电子设备,其特征在于,包括如权利要求21至25中任一项所述的摄像模组。
27.一种如权利要求21至25中任一项所述的摄像模组的运行方法,其特征在于,包括以下步骤:
给所述镜筒单元(10)的驱动机构(12)的压电元件(123)施加第一频率的脉冲电压,从而使谐振器(122)处于第一振动模式并通过与镜筒(11)的底部固定连接的从动件(121)带动镜筒(11)朝着光学镜头(3)的物侧运动,由此使所述光学镜头(3)相对于感光芯片(2)沿着光学镜头(3)的光轴方向朝着光学镜头(3)的物侧伸出;
给所述镜筒单元(10)的驱动机构(12)的压电元件(123)施加第二频率的脉冲电压,从而使谐振器(122)处于第二振动模式并通过与镜筒(11)的底部固定连接的从动件(121)带动镜筒(11)朝着光学镜头(3)的像侧运动,由此使所述光学镜头(3)相对于感光芯片(2)沿着光学镜头(3)的光轴方向朝着光学镜头(3)的像侧缩回。
28.根据权利要求27所述的套筒组件(1)的运行方法,其中,控制所述套筒组件(1)的镜筒单元(10)的驱动机构(12)和所述套筒组件(1)的套筒的驱动器(32),使所述镜筒单元(10)的镜筒(11)和所述套筒组件(1)的套筒都达到最大伸出位置,进入套筒组件(1)的工作状态,和/或
控制所述套筒组件(1)的镜筒单元(10)的驱动机构(12)和所述套筒组件(1)的套筒的驱动器(32),使所述镜筒单元(10)的镜筒(11)和所述套筒组件(1)的套筒都达到完全收缩位置,进入套筒组件(1)的非工作状态。
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