摄像头模组、摄像头组件及电子装置论文和设计-薛兵

全文摘要

本实用新型提供一种摄像头模组、摄像头组件及电子装置。摄像头模组包括：外壳、转光元件、图像传感器、电磁元件、感应元件和驱动芯片。外壳开设有进光口。转光元件设置在外壳内。图像传感器设置在转光元件一侧，图像传感器用于通过转光元件感测经过进光口的光线。电磁元件设置在转光元件一侧。感应元件设置在电磁元件外侧，用于检测转光元件的转动角度。驱动芯片与感应元件连接，驱动芯片用于处理感应元件的输出数据以得到防抖数据，电磁元件用于根据防抖数据驱动转光元件转动以使摄像头模组实现光学防抖。如此，可以使得防抖数据的噪音降低，从而使电磁元件根据防抖数据驱动转光元件更加准确，进而使摄像头模组光学防抖的效果更好。

主设计要求

1.一种摄像头模组，其特征在于，包括：外壳，所述外壳开设有进光口；设置在所述外壳内的转光元件；设置在所述转光元件一侧的图像传感器，所述图像传感器用于通过所述转光元件感测经过所述进光口的光线；设置在所述转光元件一侧的电磁元件；和设置在所述电磁元件外侧的感应元件，所述感应元件用于检测所述转光元件的转动角度；与所述感应元件连接的驱动芯片，所述驱动芯片用于处理所述感应元件的输出数据以得到防抖数据，所述电磁元件用于根据所述防抖数据驱动所述转光元件转动以使所述摄像头模组实现光学防抖。

设计方案

1.一种摄像头模组，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳开设有进光口；

设置在所述外壳内的转光元件；

设置在所述转光元件一侧的图像传感器，所述图像传感器用于通过所述转光元件感测经过所述进光口的光线；

设置在所述转光元件一侧的电磁元件；和

设置在所述电磁元件外侧的感应元件，所述感应元件用于检测所述转光元件的转动角度；

与所述感应元件连接的驱动芯片，所述驱动芯片用于处理所述感应元件的输出数据以得到防抖数据，所述电磁元件用于根据所述防抖数据驱动所述转光元件转动以使所述摄像头模组实现光学防抖。

2.如权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述驱动芯片包括补偿模块，所述补偿模块用于处理所述输出数据以得到所述防抖数据。

3.如权利要求2所述的摄像头模组，其特征在于，所述驱动芯片包括连接所述补偿模块的过滤模块，所述过滤模块用于对所述防抖数据进行过滤处理。

4.如权利要求3所述的摄像头模组，其特征在于，所述过滤模块包括比较器，所述比较器的数量范围为2-15个。

5.如权利要求3所述的摄像头模组，其特征在于，所述驱动芯片包括连接所述过滤模块的放大模块，所述放大模块用于放大经所述过滤模块处理的所述防抖数据。

6.如权利要求5所述的摄像头模组，其特征在于，所述放大模块包括晶体管，所述晶体管的面积范围为1mm^{2<\/sup>-9mm^2<\/sup>。}

7.如权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述摄像头模组包括驱动电路板，所述电磁元件、所述感应元件和所述驱动芯片设置在所述驱动电路板，所述驱动芯片通过所述驱动电路板与所述感应元件电连接。

8.如权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述电磁元件为环形，所述电磁元件具有第一中心线，所述感应元件偏离所述第一中心线设置。

9.如权利要求8所述的摄像头模组，其特征在于，所述感应元件的中心与所述电磁元件的第一中心线的距离的范围为0.5mm-1.0mm。

10.如权利要求8所述的摄像头模组，其特征在于，所述电磁元件具有第二中心线，所述第二中心线与所述第一中心线垂直，所述第二中心线与所述第一中心线相交于所述电磁元件的中心，所述感应元件的数量为两个，两个所述感应元件关于所述电磁元件的第二中心线对称设置。

11.如权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述感应元件为霍尔传感器，所述电磁元件为线圈。

12.如权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述摄像头模组包括设置在所述壳体内的安装座，所述转光元件固定在所述安装座，所述电磁元件用于根据所述感应元件检测到的数据驱动所述安装座转动以带动所述转光元件转动。

13.如权利要求12所述的摄像头模组，其特征在于，所述摄像头模组包括磁性元件，所述磁性元件设置在所述安装座，所述电磁元件用于施加电压后与所述磁性元件作用以驱动所述安装座转动。

14.一种摄像头组件，其特征在于，包括：

第一摄像头模组，所述第一摄像头模组为权利要求1-13任一项所述的摄像头模组；和

第二摄像头模组，所述第二摄像头模组与所述第一摄像头模组并列设置，所述第二摄像头模组的视场角大于所述第一摄像头模组的视场角。

15.一种电子装置，其特征在于，包括：

机壳；和

权利要求14所述的摄像头组件，所述摄像头组件通过所述机壳露出。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及电子装置领域，尤其涉及一种摄像头模组、摄像头组件及电子装置。

背景技术

在相关技术中，为了提高手机的拍照效果，手机的摄像头采用潜望式镜头模组。在潜望式镜头模组中，一般通过感应元件和磁性元件进行光学防抖(Optical image stabilization，OIS)的闭环控制。然而，防抖的数据通常有较大的噪音，导致防抖的效果较差。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种摄像头模组、摄像头组件及电子装置。

本实用新型实施方式的摄像头模组，包括：

外壳，所述外壳开设有进光口；

设置在所述外壳内的转光元件；

设置在所述转光元件一侧的图像传感器，所述图像传感器用于通过所述转光元件感测经过所述进光口的光线；

设置在所述转光元件一侧的电磁元件；和

设置在所述电磁元件外侧的感应元件，所述感应元件用于检测所述转光元件的转动角度；

本实用新型实施方式的摄像头组件包括第一摄像头模组和第二摄像头模组，所述第一摄像头模组为上述的摄像头模组。所述第二摄像头模组与所述第一摄像头模组并列设置，所述第二摄像头模组的视场角大于所述第一摄像头模组的视场角。

本实用新型实施方式的电子装置包括机壳和上述的摄像头组件，所述摄像头组件通过所述机壳露出。

本实用新型实施方式的摄像头模组、摄像头组件及电子装置中，通过驱动芯片来处理感应元件的输出数据以得到防抖数据，可以使得防抖数据的噪音降低，从而使电磁元件根据防抖数据驱动转光元件更加准确，进而使摄像头模组光学防抖的效果更好。

本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和\/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型实施方式的电子装置的平面示意图；

图2是本实用新型实施方式的摄像头组件的立体示意图；

图3是本实用新型实施方式的第一摄像头模组的立体示意图；

图4是本实用新型实施方式的第一摄像头模组的分解示意图；

图5是本实用新型实施方式的第一摄像头模组的剖面示意图；

图6是本实用新型另一实施方式的第一摄像头模组的剖面示意图；

图7是相关技术的感应元件的仿真结果示意图；

图8是本实用新型实施方式的感应元件的仿真结果示意图；

图9是本实用新型实施方式的驱动装置的平面示意图；

图10是本实用新型实施方式的转光元件的立体示意图；

图11是相关技术中的摄像头模组的光线反射成像示意图；

图12是本实用新型实施方式的第一摄像头模组的光线反射成像示意图；

图13是本实用新型实施方式的第一摄像头模组的驱动芯片的模块示意图；

图14是本实用新型实施方式的第一摄像头模组的驱动芯片的结构示意图；

图15是本实用新型实施方式的第一摄像头模组的噪音仿真结果的示意图。

图16是本实用新型实施方式的第一摄像头模组的噪音仿真结果的另一示意图。

图17是本实用新型实施方式的第一摄像头模组的姿势差性能的示意图。

图18是本实用新型实施方式的第一摄像头模组的姿势差与温升的示意图。

图19是本实用新型实施方式的第二摄像头模组的剖面示意图。

主要元件符号说明：

电子装置1000、本体110；

摄像头组件100、第一摄像头模组20、外壳21、进光口211、凹槽212、顶壁213、侧壁214、转光元件22、入光面222、背光面224、入光面226、出光面228、安装座23、第一镜片组件24、镜片241、装载元件25、夹片222、第一图像传感器26、驱动机构27、驱动装置28、感应元件281、电磁元件282、第一中心线2821、第二中心线2822、磁性元件283、间隙284、距离A、尺寸B、驱动电路板285、驱动芯片286、转动轴线29、第二摄像头模组30、第二镜片组件31、第二图像传感器32、第三摄像头模组40、支架50。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式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方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和\/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和\/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和\/或其他材料的使用。

请参阅图1，本实用新型实施方式的电子装置1000包括机壳102和摄像头组件100。摄像头组件100通过机壳102露出。

示例性的，电子装置1000可以为移动或便携式并执行无线通信的各种类型的计算机系统设备中的任何一种(图1中只示例性的示出了一种形态)。

具体地，电子装置1000可以为移动电话或智能电话(例如，基于iPhone system(苹果系统)，基于Android system(安卓系统)的电话)，便携式游戏设备(例如iPhone(苹果手机))、膝上型电脑、掌上电脑(personal digital assistant，PDA)、便携式互联网设备、音乐播放器以及数据存储设备，其他手持设备以及诸如手表、入耳式耳机、吊坠、头戴式耳机等。

电子装置100还可以为其他的可穿戴设备(例如，诸如电子眼镜、电子衣服、电子手镯、电子项链、电子纹身、电子设备或智能手表的头戴式设备(head mount di splay，HMD))。

机壳102为电子装置1000的外部零部件，其起到了保护电子装置1000的内部零件的作用。机壳102可以为电子装置1000的后盖，其覆盖电子装置1000的电池等零部件。

本实施方式中，摄像头组件100后置，或者说，摄像头组件100设置在电子装置1000的背面以使得电子装置1000可以进行后置摄像。如图1的示例中，摄像头组件100设置在机壳102的中上位置部位。

当然，可以理解，摄像头组件100可以设置在机壳102的左上位置或右上位置等其他位置。摄像头组件100设置在机壳102的位置不限制于本实用新型的示例。

请结合图2，摄像头组件100包括第一摄像头模组20、第二摄像头模组30、第三摄像头模组40和支架50。

第一摄像头模组20、第二摄像头模组30和第三摄像头模组40均设置在支架50内并与支架50固定连接。支架50可以减少第一摄像头模组20、第二摄像头模组30和第三摄像头模组40受到的冲击，提高第一摄像头模组20、第二摄像头模组30和第三摄像头模组40寿命。

本实施方式中，第三摄像头模组40的视场角FOV3大于第一摄像头模组20的视场角FOV1且小于第二摄像头模组30的视场角FOV2，也即是说，FOV1＜FOV3＜FOV2。如此，不同视场角的三个摄像头模组使得摄像头组件100可以满足不同场景下的拍摄需求。

在一个例子中，第一摄像头模组20的视场角FOV1为10-30度，第二摄像头模组30的视场角FOV2为110-130度，第三摄像头模组40的视场角FOV3为80-110度。

例如，第一摄像头模组20视场角FOV1为10度、12度、15度、20度、26度或30度等角度。第二摄像头模组30视场角FOV2为110度、112度、118度、120度、125度或130度等角度。第三摄像头模组40视场角FOV3为80度、85度、90度、100度、105度或110度等角度。

由于第一摄像头模组20的视场角FOV1较小，可以理解，第一摄像头模组20的焦距较大，因此，第一摄像头模组20可以用于拍摄拍摄远景，从而获得远景清晰的图像。第二摄像头模组30的视场角FOV2较大，可以理解，第二摄像头模组30的焦距较短，因此，第二摄像头模组30可以用于拍摄近景，从而获得物体的局部特写图像。第三摄像头模组40可以用于正常拍摄物体。

如此，通过第一摄像头模组20、第二摄像头模组30和第三摄像头模组40的结合，可以获得背景虚化、图片局部锐化等图像效果。

第一摄像头模组20、第二摄像头模组30和第三摄像头模组40并列排布。本实施方式中，第一摄像头模组20、第二摄像头模组30和第三摄像头模组40沿同一直线排布。进一步地，第二摄像头模组30位于第一摄像头模组20和第三摄像头模组40之间。

由于第一摄像头模组20和第三摄像头模组40的视场角因素，为了使得第一摄像头模组20和第三摄像头模组40获得品质较佳的图像，第一摄像头模组20和第三摄像头模组40可以配置有光学防抖装置，而光学防抖装置一般配置有较多的磁性元件，因此，第一摄像头模组20和第三摄像头模组40可以产生磁场。

本实施方式中，将第二摄像头模组30位于第一摄像头模组20和第三摄像头模组40之间，使得第一摄像头模组20和第三摄像头模组40可以远离，防止第一摄像头模组20形成的磁场与第三摄像头模组40形成的磁场相互干扰而影响第一摄像头模组20及第三摄像头模组40的正常使用。

第一摄像头模组20、第二摄像头模组30和第三摄像头模组40沿同一直线排布可以指的是，第一摄像头模组20、第二摄像头模组30和第三摄像头模组40排布大致呈“一”字型，也可以指第一摄像头模组20、第二摄像头模组30和第三摄像头模组40的进光口中心点位于同一直线。

在其他实施方式中，第一摄像头模组20、第二摄像头模组30和第三摄像头模组40可以排列呈L型。

第一摄像头模组20、第二摄像头模组30和第三摄像头模组40排列呈L型可以指的是，第一摄像头模组20、第二摄像头模组30和第三摄像头模组40排布大致呈“L”型，也可以指第一摄像头模组20、第二摄像头模组30和第三摄像头模组40的进光口中心点的连线呈“L”型。

第一摄像头模组20、第二摄像头模组30和第三摄像头模组40可以间隔设置，相邻的两个摄像头模组也可以相互抵靠在一起。

在第一摄像头模组20、第二摄像头模组30和第三摄像头模组30中，任意一个摄像头模组可以为黑白摄像头、RGB摄像头或红外摄像头。

请参阅图3-6，本实施方式中，第一摄像头模组20包括外壳21、转光元件22、安装座23、第一镜片组件24、装载元件25、第一图像传感器26、驱动机构27和驱动装置28。

转光元件22、安装座23、第一镜片组件24、装载元件25均设置在外壳21内。转光元件22设置在安装座23上，第一镜片组件24固定在装载元件25上。装载元件25设置在第一图像传感器26一侧。进一步地，装载元件25位于转光元件22及第一图像传感器26之间。

驱动机构27连接装载元件25与外壳21。入射光进入外壳21后，经过转光元件22转向，然后透过第一镜片组件24到达第一图像传感器26，从而使得第一图像传感器26获得外界图像。驱动机构27用于驱动装载元件25沿第一镜片组件24的光轴移动以使第一镜片组件24在第一图像传感器26上对焦成像。

外壳21大致呈方块形，外壳21具有进光口211，入射光从进光口211进入第一摄像头模组20内。也就是说，转光元件22用于将从进光口211入射的入射光转向后并经第一镜片组件24后传至第一图像传感器26以使第一图像传感器26感测第一摄像头模组20外部的入射光。

因此可以理解，第一摄像头模组20为潜望式镜头模组。相较于立式镜头模组，潜望式镜头模组的高度较小，从而可以降低电子装置1000的整体厚度。立式镜头模组指的是镜头模组的光轴为一条直线。或者说，入射光沿着一直线光轴的方向传导至镜头模组的感光器件上。

可以理解，进光口211通过通孔11露出以使外界光线经过通孔11后从进光口211进入第一摄像头模组20内。

具体地，请参图4，外壳21包括顶壁213和侧壁214。侧壁214自顶壁213的侧边2131延伸形成。顶壁213包括相背的两个侧边2131。侧壁214的数量为两个，每个侧壁214自对应的一个侧边2131延伸。或者说，侧壁214分别连接顶壁213相背的两侧。进光口211形成于顶壁213。

转光元件22为棱镜或平面镜。在一个例子中，当转光元件22为棱镜时，棱镜可以为三角棱镜，棱镜的截面为直角三角形，其中，光线从直角三角形中的其中一个直角边入射，经过斜边的反射后从而另一个直角边出射。

当然，入射光可以经过棱镜折射后出射，而不经过反射。棱镜可以采用玻璃、塑料等透光性比较好的材料制成。在一个实施方式中，可以在棱镜的其中一个表面涂布银等反光材料以反射入射光。

可以理解，当转光元件22为平面镜时，平面镜将入射光反射从而实现入射光转向。

更多的，请参阅图5与图10，转光元件22具有入光面222、背光面224、转光面226和出光面228。入光面222靠近且朝向进光口211。背光面224远离进光口211且与入光面222相背。转光面226连接入光面222及背光面224。出光面228连接入光面222及背光面224。出光面228朝向第一图像传感器26。转光面226相对于入光面222倾斜设置。出光面228与转光面226相背设置。

具体地，光线的转向过程中，光线穿过进光口211并由入光面222进入转光元件22中，再经由转光面226转向，最后从出光面228反射出转光元件22，完成光线转换的过程。而背光面224与安装座23固定设置，以使转光元件22在保持稳定。

如图11所示，在相关技术中，由于反射入射光线的需要，转光元件22a的转光面226a相对于水平方向倾斜，且在光线的反射方向上转光元件22a为非对称结构。因而，转光元件22a的下方相对转光元件22a上方的实际光学面积较小。这可以理解为，远离进光口的部分转光面226a较少或无法反射光线。

因此，请参图12，本实用新型实施方式的转光元件22相对于相关技术中的转光元件22a切除了远离进光口的棱角，这样不仅没有影响转光元件22的反射光线的效果，还降低了转光元件22的整体厚度。

请再次参阅图5，转光面226相对于入光面222的角度α呈45度倾斜。

如此，使入射的光线更好的反射与转换，具备较好的光线转换效果。

进一步地，转光元件22可以采用玻璃、塑料等透光性比较好的材料制成。在一个实施方式中，可以在转光元件22的其中一个表面涂布银等反光材料以反射入射光。当然，转光元件22可以利用光线全反射原理实现入射光转向。此时，无需在转光元件22涂设反光材料。

如图5的示例中，入光面222与背光面224平行设置。

如此，将背光面224与安装座23固定设置时，可使转光元件22保持平稳，入光面222也呈现为平面，入射的光线在转光元件22的转换过程也形成规则的光路，使光线的转换效率较好。具体的，沿进光口211的入光方向，转光元件22的截面大致呈梯形，或者说，转光元件22大致呈梯形体。

如图5的示例中，入光面222和背光面224均垂直于出光面228。

如此，可形成较为规则的转光元件22，使入射光线的光路较为平直，提高光线的转换效率。

在一个例子中，入光面222与背光面224的距离范围为4.8-5.0mm。例如，入光面222与背光面224之间的距离可以为4.85mm、4.9mm、4.95mm等。或者说，入光面222与背光面224的距离范围可以理解为，转光元件22的高度为4.8-5.0mm。

以上距离范围的入光面222与背光面224所形成的转光元件22体积适中，可较好的切合入第一摄像头模组20中，形成更紧凑性与小型化的第一摄像头模组20、摄像头组件100与电子装置1000，满足消费者更多的需求。

可选地，入光面222、背光面224、转光面226和出光面228均硬化处理形成有硬化层。

转光元件22由玻璃等材质制成时，转光元件22本身的材质较脆，为了提高转光元件22的强度，可在对转光元件22的入光面222、背光面224、转光面226和出光面228做硬化处理。更多的，可对转光元件的所有表面做硬化处理，以进一步提高转光元件的强度。

进一步地，硬化处理可以是渗入锂离子，或在不影响转光元件22转换光线的前提下给以上各个表面贴膜等。

在一个例子中，转光元件22将从进光口211入射的入射光转向的角度为90度。例如，入射光在转光元件22的发射面上的入射角为45度，反射角也为45度。当然，转光元件22将入射光转向的角度也可为其他角度，例如为80度、100度等，只要能将入射光转向后到达第一图像传感器26即可。

本实施方式中，转光元件22的数量为一个，此时，入射光经过一次转向后传至第一图像传感器26。在其他实施方式中，转光元件22的数量为多个，此时，入射光经过至少两次转向后传至第一图像传感器26。

安装座23用于安装转光元件22，或者说，安装座23为转光元件22的载体。转光元件22固定在安装座23上。这样使得转光元件22的位置可以确定，有利于转光元件22反射或折射入射光。转光元件22可以采用粘胶粘接固定在安装座23上以实现与安装座23固定连接。

具体地，本实施方式中，安装座23设置有限位结构232，限位结构232连接转光元件22以限制转光元件22在安装座23上的位置。

如此，限位结构232限制转光元件22在安装座23上的位置，使得转光元件22在受到撞击的情况下不会发生位置偏移，有利于第一摄像头模组20正常使用。

可以理解，在一个例子中，转光元件22通过粘接的方式固定在安装座23上，如果省略限位结构232，那么，第一摄像头模组20受到冲击时，如果转光元件2222与安装座23之间的粘接力不足，转光元件22容易从安装座23上脱落。

本实施方式中，安装座23形成有安装槽233，转光元件22设置在安装槽233中，限位结构232设置在安装槽233的边缘并抵靠转光元件22。

如此，安装槽233可以使得转光元件22容易安装在安装座23上。限位结构232设置在安装槽233的边缘并抵靠转光元件22的边缘，这样不仅可以限制转光元件22的位置，还不会妨碍转光元件22将入射光发射至第一图像传感器26。

进一步地，限位结构232包括自安装槽233的边缘凸出的凸起234，凸起234抵靠出光面228的边缘。

由于转光元件22通过转光面226安装在安装座23上，而出光面228与转光面226相背设置。因此，转光元件22在受到冲击时更加容易朝向出光面228的一侧发生位置。而本实施方式中，限位结构232抵靠出光面228的边缘，不仅可以防止转光元件22向出光面228一侧位移，还可以保证光线从出光面228正常出光。

当然，在其他的实施方式中，限位结构232可以包括其他结构，只要能够限制转光元件22的位置即可。例如，限位结构232形成有卡槽，转光元件22形成有限位柱，所述限位柱卡合在卡槽中从而限制转光元件22的位置。

本实施方式中，凸起234呈条状并沿出光面228的边缘延伸。如此，凸起234与出光面228的边缘的接触面积大，使得转光元件22可以更加稳固地位于安装座23。

当然，在其他实施方式中，凸起234也可以呈块状等其他结构。

请再次参阅图4，在一个例子中，安装座23可活动设置在外壳21内。例如，安装座23通过转轴设置在外壳21。安装座23能够相对于外壳21转动以调整转光元件22将入射光转向的方向。

安装座23可以带动转光元件22一起朝向第一摄像头模组20的抖动的反方向转动，从而补偿进光口211的入射光的入射偏差，实现光学防抖的效果。

第一镜片组件24收容于装载元件25内，进一步地，第一镜片组件24设置在转光元件22和第一图像传感器26之间。第一镜片组件24用于将入射光成像在第一图像传感器26上。这样使得第一图像传感器26可以获得品质较佳的图像。

第一镜片组件24沿着其光轴整体移动时可以在第一图像传感器26上成像，从而实现第一摄像头模组20对焦。第一镜片组件24包括多个镜片241，当至少一个镜片241移动时，第一镜片组件24的整体焦距改变，从而实现第一摄像头模组20变焦的功能，更多的，由驱动机构27驱动装载元件25在外壳21中运动以达到变焦目的。

在图5的示例中，装载元件25呈筒状，第一镜片组件24中的多个镜片241沿装载元件25的轴向间隔固定在装载元件25内。如图6的示例中,装载元件25包括两个夹片252，两个夹片252将镜片241夹设在两个夹片252之间。

可以理解，由于装载元件25用于固定设置多个镜片241，所需装载元件25的长度尺寸较大，装载元件25可以为圆筒状、方筒状等具备空腔的结构。如此装载元件25呈筒状，装载元件25可更好的设置多个镜片241，并且可更好的保护镜片241于空腔内，使镜片241不易发生晃动。

另外，在图6的示例中，装载元件25将多个镜片241夹持于两个夹片252之间，既具备一定的稳定性，也可降低装载元件25的重量，可以降低驱动机构27驱动装载元件25所需的功率，并且装载元件25的设计难度也较低，镜片241也较易设置于装载元件25上。

当然，装载元件25不限于上述提到的筒状与两个夹片252，在其他的实施方式中，装载元件25如可包括三片、四片等更多的夹片252形成更稳固的结构，或一片夹片252这样更为简单的结构；抑或为矩形体、圆形体等具备腔体以容置镜片241的各种规则或不规则的形状。在保证摄像头模组10正常成像和运行的前提下，具体选择即可。

第一图像传感器26可以采用互补金属氧化物半导体(CMOS，Complementary MetalOxide Semiconductor)感光元件或者电荷耦合元件(CCD，Charge-coupled Device)感光元件。

第一图像传感器26包括图像感测像素和相位检测像素，图像感测像素用于输出图像数据，相位检测像素用于输出相位数据。如此，可通过相位检测像素输出的相位数据进行对焦，有利于提高对焦速度。

请注意，相位检测像素不用于成像。也即是说，相位检测像素输出的数据对成像本身并没有贡献，根据相位检测像素输出的数据只能得到相位信息，不能得到图像。

驱动机构27为电磁驱动机构、压电驱动机构或记忆合金驱动机构。

具体地，在驱动机构27为电磁驱动机构的情况下，驱动机构27包括磁体与导体，磁体用于产生磁场，导体用于带动装载元件25移动。当磁场相对于导体运动时，导体中产生感应电流，使导体受到安培力的作用从而驱动装载元件25运动。

在驱动机构27为压电驱动机构的情况下，基于压电陶瓷材料的逆压电效应，可以对驱动机构27施加电压，以使驱动机构27产生机械应力。也即是说，通过电能与机械能之间的转换，控制驱动机构27机械变形，从而驱动装载元件25运动。

在驱动机构27为记忆合金驱动机构的情况下，可以预先使驱动机构27记忆预设形状。在需要驱动装载元件25运动时，可以将驱动机构27加热到预设形状对应的温度，以使驱动机构27恢复到预设形状，从而驱动装载元件25运动。

驱动机构27还可为对焦马达。进一步地，驱动机构27为闭环对焦马达。

可以理解，常规的对焦马达无法反馈驱动镜头的位置信息，只能多次移动位置并在不同的位置计算对焦评价值，并根据满足条件的评价值对应的线圈电流进行对焦。而闭环对焦马达由于带有反馈控制，使得装载元件25的每次移位更精准，从而可以减少装载元件25来回移动的次数，进而提高对焦速度。

请再次参阅图5，进一步地，第一摄像头模组20还包括驱动装置28，驱动装置28用于驱动带有转光元件22的安装座23绕转动轴线29转动。驱动装置28用于驱动安装座23沿转动轴线29的轴向移动。

转动轴线29垂直于进光口211的光轴及第一图像传感器26的感光方向，从而使得第一摄像头模组20实现进光口211的光轴及转动轴线29的轴向上的光学防抖。

如此，由于转光元件22的体积较镜筒的较小，驱动装置28驱动安装座23在两个方向上运动，不仅可以实现第一摄像头模组20在两个方向的光学防抖效果，还可以使得第一摄像头模组20的体积较小。

请参图4-图5，为了方便描述，将第一摄像头模组20的宽度方向定义为X向，高度方向定义为Y向，长度方向定义为Z向。由此，进光口211的光轴为Y向，第一图像传感器26的感光方向为Z向，转动轴线29的轴向为X向。

驱动装置28驱动安装座23转动，从而使得转光元件22绕X向转动，以使第一摄像头模组20实现Y向光学防抖的效果。另外，驱动装置28驱动安装座23沿转动轴线29的轴向移动，从而使得第一摄像头模组20实现X向光学防抖的效果。另外，第一镜片组件24可以沿着Z向以实现第一镜片组件24在第一图像传感器26上对焦。

具体地，转光元件22绕X向转动时，转光元件22反射的光线在Y向上移动，从而使得第一图像传感器26在Y向上形成不同的图像以实现Y向的防抖效果。转光元件22沿着X向移动时，转光元件22反射的光线在X向上移动，从而使得第一图像传感器26在X向上形成不同的图像以实现X向的防抖效果。

请再次参阅图5，驱动装置28包括感应元件281、电磁元件282、磁性元件283和驱动电路板285、驱动芯片286。

电磁元件282设置在转光元件22一侧。感应元件281设置在电磁元件282外侧。感应元件281用于检测转光元件22的转动角度。驱动芯片286与感应元件281连接，驱动芯片286用于处理感应元件281的输出数据以得到防抖数据，电磁元件282用于根据防抖数据驱动转光元件22转动以使第一摄像头模组20实现光学防抖。

进一步地，电磁元件282用于根据防抖数据驱动安装座23转动以带动转光元件22转动。

可选地，感应元件281为霍尔传感器，电磁元件282为线圈，磁性元件283为永磁体。

如此，通过驱动芯片286来处理感应元件281的输出数据以得到防抖数据，可以使得防抖数据的噪音降低，从而使电磁元件282根据防抖数据驱动转光元件22更加准确，进而使第一摄像头模组100光学防抖的效果更好。

另外，感应元件281设置在电磁元件282外侧，在组装过程中感应元件281的位置偏移时，可以避免检测到的输出数据偏差较大，在保证感应元件281正常参与光学防抖的同时，可以提高感应元件281采集到的数据的精度，有利于提高光学防抖的准确性。

相关技术一般将霍尔传感器设置在线圈的中央，以使霍尔传感器的初始值为0，从而使霍尔传感器的量程最大。然而，在各元件组装的过程中，元件的位置会发生偏移，导致霍尔传感器测得的数据有误差。例如，将霍尔传感器设置在线圈的中央，霍尔传感器初始值为0mv，组装后，位置的偏移导致霍尔传感器实际上出现10mv的偏差，此时偏差造成的影响是100％。

而如果将霍尔传感器设置在线圈的外侧，那么霍尔传感器则形成一个非零的初始值，这样可以降低偏差造成的影响。例如，将霍尔传感器设置在线圈的外侧后，霍尔传感器的初始值为140mv，组装后，位置的偏移导致霍尔传感器实际上出现10mv的偏差，此时偏差造成的影响是7％。

定义U方向是转光元件22沿X向移动的方向，V方向是转光元件22绕X向转动的方向。

请参阅图7和图8，定义U方向是转光元件22沿X向移动的方向，V方向是转光元件22绕X向转动的方向。

图7是相关技术中U方向和V方向霍尔传感器的偏差率的仿真结果。图8是本实用新型中U方向上和V方向上霍尔传感器的偏差率的仿真结果。其中，横轴为偏差率，纵轴为落入对应偏差率的样本的数量。偏差率(％)＝((实际值–中心值)\/霍尔传感器的量程)×100％。霍尔传感器的量程在±1.5°的范围内。

从图7和图8可以看出，本实用新型相较于现有技术，在V方向上，数据更加集中，也即是说，偏差率更小。进一步地，本实用新型可以将霍尔传感器在V方向上的偏差率缩小为现有技术的偏差率的千分之一。

请参阅图9，电磁元件282为环形，电磁元件282具有第一中心线2821，感应元件281偏离第一中心线2821设置。感应元件281的中心与电磁元件282的第一中心线2821的距离A的范围为0.5mm-1.0mm。

在感应元件281的中心与电磁元件282的第一中心线2821的距离A的范围为0.5mm-1.0mm的情况下，偏移后的初始值较为合适。可以理解，偏移后的初始值不能过小，这样无法更多地降低偏差率；偏移后的初始值也不能过大，这样会导致霍尔传感器的量程不够。

优选地，感应元件281的中心与电磁元件282的第一中心线2821的距离为0.75mm。

在另一个例子中，感应元件281的中心与电磁元件282的第一中心线2821的距离A为0.5mm；在又一个例子中，感应元件281的中心与电磁元件282的第一中心线2821的距离A为0.8mm；在再一个例子中，感应元件281的中心与电磁元件282的第一中心线2821的距离A为1mm。在此不对感应元件281的中心与电磁元件282的第一中心线2821的距离A的具体数值进行限定。

可以理解，电磁元件282也可以为圆形、方形或其他任意形状，在此不对电磁元件282的具体形状进行限定。

另外，在图9的示例中，感应元件281位于电磁元件282的一侧，可以理解，在其他的例子中，感应元件281可以位于电磁元件282的另一侧。只要感应元件281不与第一摄像头模组20现有的结构发生干涉，在此不对感应元件281的具体位置进行限定。

电磁元件282具有第二中心线2822，第二中心线2822与第一中心线2821垂直，第二中心线2822与第一中心线2821相交于电磁元件282的中心，感应元件281的数量为两个，两个感应元件281关于电磁元件282的第二中心线2822对称设置。

这样，可以使得电磁元件282测得的数据更加准确。具体地，可以将两个电磁元件282输出的数据进行计算，例如求平均值，从而得到更加准确的数据。另外，在其中一个电磁元件282异常时，也可以通过另一个电磁元件282来保证光学防抖的正常进行，有利于提高驱动装置28的可靠性。

当然，在其他的例子中，感应元件281的数量也可以为3个、4个或其他任意数量，在此不对感应元件281的具体数量进行限定。

磁性元件283设置在安装座23，电磁元件282用于施加电压后与磁性元件283作用以驱动安装座23转动。

如此，可以通过驱动安装座23转动，来使得转光元件22转动，从而实现光学防抖。具体地，感应元件281在检测到转动角度后，处理器可以根据数据确定应当施加在电磁元件282的电压，电磁元件282在施加电压后产生磁场，磁性元件283受到磁场的作用，从而带动安装座23转动来补偿第一摄像头模组10的抖动。这样即可实现光学防抖。

感应元件281和磁性元件283之间形成有间隙284。间隙284的尺寸B范围为0.20mm-0.25mm。

这样，可以避让出磁性元件283和安装座23转动的空间，保证磁性元件283和安装座23在转动的过程中不会与感应元件281发生干涉。具体地，间隙284为空气间隙。

优选地，间隙284的尺寸B为0.22mm。在另一个例子中，间隙284的尺寸为0.20mm；在又一个例子中，间隙284的尺寸B为0.21mm；在再一个例子中，间隙284的尺寸B为0.25mm。在此不对间隙284的尺寸B的具体数值进行限定。

驱动电路板285设置在外壳21。进一步地，外壳21包括顶壁213和与顶壁213相对的底壁216，顶壁213形成有进光口211，驱动电路板285设置在底壁216。

驱动电路板285可以通过焊接、粘接等方式在底壁216。在一个例子中，驱动电路板285可以通过胶带贴合在底壁216。

在组装的过程中，可以先将电磁元件282和感应元件281固定在驱动电路板285，再将驱动电路板285贴合在底壁216，最后将底壁216组装到外壳21。如此，简单方便，可以提高组装的效率。

需要指出的是，驱动电路板285设置在外壳21的底壁216。可以指驱动电路板285与外壳21的底壁216接触固定，也可以指驱动电路板285通过其他元件与外壳21的底壁216固定连接。

电磁元件282、感应元件281和驱动芯片286设置在驱动电路板285,驱动芯片286通过驱动电路板285与感应元件281电连接。这样，可以使得电路的连接更加简单，结构更加紧凑，有利于第一摄像头模组20的小型化。

在一个例子中，驱动芯片286可以通过表面贴装技术(Surface MountedTechnology,SMT)的工艺设置在驱动电路板285。为了使得驱动芯片286稳定地固定在驱动电路板285，驱动电路板285与驱动芯片286相背的一侧可以设置补强板，从而加强驱动电路板285与驱动芯片286对应的部分，防止驱动电路板285与驱动芯片286对应的部分变形而导致驱动芯片286与驱动电路板285贴合不牢固。

另外，请参阅图13，驱动芯片286包括补偿模块2862、过滤模块2864、放大模块2866。

补偿模块2862用于处理感应元件281的输出数据以得到防抖数据。过滤模块2864连接补偿模块2862，过滤模块2864用于对防抖数据进行过滤处理。放大模块2866连接过滤模块2864，放大模块2866用于放大经过滤模块2864处理的防抖数据。

具体地，过滤模块2864包括比较器，比较器的数量范围为2-15个。放大模块2866包括晶体管，晶体管的面积范围为1mm^{2<\/sup>-9mm^2<\/sup>。}

如此，可以使得防抖数据的噪音降低，从而使电磁元件282根据防抖数据驱动转光元件22更加准确，进而使第一摄像头模组100光学防抖的效果更好。可以理解，防抖数据可包括补偿量，感应元件通过检测磁场的变化来检测转光元件22的转动角度，而电磁元件可根据补偿量驱动转光元件22转动，可使磁场保持平衡，从而实现光学防抖。而随着补偿量的增加，防抖数据的噪音也会增加，导致防抖数据不精确，光学防抖的效果较差。例如，出现预览画面抖动的现象。请注意，噪音可为白噪音。

比较器的数量范围在2-15个的情况下，可以兼顾过滤效果和成本。可以理解，比较器可通过加减来过滤波动较大的数据。如果比较器的数量过少，比较的范围较小，对数据的过滤的效果较差。如果比较器的数量过多，对过滤效果的改善会减缓，且需要较高的成本。在本实施方式中，比较器的数量范围为2-15个，比较的范围较大，对数据的过滤的效果较好，成本也较低。

优选地，比较器的数量为10个。在其他的例子中，比较器的数量可为2个、5个、7个、9个、11个、13个、15个或其他数量。在此不对比较器的具体数量进行限定。

另外，放大模块2866可包括多个晶体管，每个晶体管的面积范围均可为1mm^{2<\/sup>-9mm^{2<\/sup>。进一步地，晶体管可为放大器晶体管。}}

可以理解，放大模块2866中，晶体管的面积越大，补偿能力越强。而如前所述，随着补偿量的增加，防抖数据的噪音也会增加。因此，在霍尔传感器输出数据相同的情况下，增大晶体管的面积，可以使得只需要较小的补偿量即可达到补偿的效果。这样就可以降低防抖数据的噪音。

优选地，晶体管的尺寸为2mm×2mm，晶体管的面积为4mm^{2<\/sup>。在其他的例子中，晶体管的面积可为1mm^{2<\/sup>、2mm^{2<\/sup>、4mm^{2<\/sup>、5mm^{2<\/sup>、8mm^{2<\/sup>、9mm^{2<\/sup>或其他数值。在此不对晶体管的具体面积进行限定。}}}}}}}

在一个例子中，请参阅图14，驱动芯片286包括补偿模块2862、过滤模块2864、放大模块2866。具体地，过滤模块2864包括2个比较器2863，放大模块2866包括放大器2865。驱动芯片286还包括模数转换器2868。进一步地，模数转换器2868为12位的模数转换器。放大器2865晶体管的尺寸为2mm×2mm，放大器2865晶体管的面积为4mm^2<\/sup>。

在另一个例子中，感应元件281的中心与电磁元件282的第一中心线2821的距离从0mm增加到0.72mm。将过滤模块2864中比较器从4个增加至10个。将放大模块2866中的放大器面积从1mm×1mm从增加到2mm×2mm。感应元件281的性能参数如表1所示。噪音仿真结果如图15和图16所示。

表1

由表1可知，霍尔耦合提升了10倍，抗磁感应强度增加。灵敏度也提升了。补偿量均在预设的范围内，都可以满足补偿的要求。跌落实验后摄像头模组的稳定性有了极大的提高，可靠性有了很大改善。

根据图15的仿真结果可知，在优化前，U方向上的噪音为16.6LSB，V方向上的噪音为66.9LSB。在变动后，U方向上的噪音为12.4LSB，V方向上的噪音为16.5LSB。V方向上噪音改善了75％。

另外，防抖效果较差，可体现为电子装置的预览画面中，像素模糊(Pixel blur)。优化前，对焦中心的面积为1.6×6.4个像素。优化后，对焦中心的面积为1.6×1.6个像素。也即是说，优化后，对焦面积减小，精度提高，防抖效果更好。

姿势差指固定手机后两次拍照图片的像素偏差。姿势差是衡量手机模组的一个重要指标。特别是在10倍光学变焦的摄像头模组中。姿势差的好坏决定了摄像头模组防抖值(Suspension Ratio,SR)的大小，SR是衡量手机防抖能力的指标，SR值越大防抖能力越好。因此姿势差的好坏直接影响了手机防抖。

图17是优化前后姿势差性能对比图。图17中横轴为时间轴，纵轴是姿势差偏离中心的距离。由图17可知，相比优化前，优化后的性能有了极大的提高，数据的一致性很好，峰值在1以内，均方根为0.23，性能优越。改善后的姿势差可以满足10倍光学变焦手机，从而极大提高摄像头模组的表现力。

图18是优化前后姿势差与温升的关系图。横轴为温度轴，纵轴是姿势差偏离中心的距离。从图18中可以看出，优化后的摄像头模组的姿势差偏移值随温度增加而增加，是有规律的，可以通过算法进行优化补偿，解决温度的影响。而优化前的姿势差与温升的变化杂乱无章，无法处理优化。

请参阅图19，本实施方式中，第二摄像头模组30为立式镜头模组，当然，在其他实施方式中，第二摄像头模组30也可以潜望式镜头模组。

第二摄像头模组30包括第二镜片组件31和第二图像传感器32，第二镜片组件31用于将光线在第二图像传感器32上成像，第二摄像头模组30的入射光轴与第二镜片组件31的光轴重合。

本实施方式中，第二摄像头模组30可以为定焦镜头模组，因此，第二镜片组件31的镜片241较少，以使第二摄像头模组30高度较低，有利于减小电子装置1000的厚度。

第二图像传感器32的类型可与第一图像传感器26的类型可为一样，在此不再赘述。

第三摄像头模组40的结构与第二摄像头模组30的结构类似，例如，第三摄像头模组40也为立式镜头模组。因此，第三摄像头模组40的特征请参考第二摄像头模组40的特征，在此不在赘述。

综上，第一摄像头模组20包括外壳21、转光元件22、第一图像传感器26、电磁元件282、感应元件281和驱动芯片286。

外壳21开设有进光口211。转光元件22设置在外壳21内。第一图像传感器26设置在转光元件22一侧，第一图像传感器26用于通过转光元件22感测经过进光口211的光线。电磁元件282设置在转光元件22一侧。感应元件281设置在电磁元件282外侧，用于检测转光元件22的转动角度。驱动芯片286与感应元件281连接，驱动芯片286用于处理感应元件281的输出数据以得到防抖数据，电磁元件282用于根据防抖数据驱动转光元件22转动以使第一摄像头模组100实现光学防抖。

综合以上，本实用新型实施方式的第一摄像头模组20，解决了防抖在V方向上的滞后现象，提高了防抖的响应速度。而且，简化了结构制造，制造成品率增加了80％。另外，第一摄像头模组20的姿势差效果提升显著，改善了感应元件281的噪音。此外，提高了第一摄像头模组20的抗磁干扰能力，使得第一摄像头模组20的可靠性好，跌落后形变小，不影响整体性能。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。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方式或示例。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方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

设计图

摄像头模组、摄像头组件及电子装置论文和设计

摄像头模组、摄像头组件及电子装置论文和设计-薛兵

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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