摄像头模组和电子设备的制作方法

1.本发明涉及电子设备技术领域，特别是涉及一种摄像头模组和电子设备。


背景技术：

2.随着科技的发展，智能家居的设计越来越成熟。智能电视作为智能家居的控制中枢，能够通过声音与用户进行交互，极大地提升用户体验。为满足用户的视频通话、远程监控等需求，智能电视通常配置有摄像头。现有技术中，应用于智能电视的摄像头的摄像角度单一，存在较大的摄像盲区，给用户带来不便。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对应用于智能电视的摄像头的摄像角度单一，存在较大的摄像盲区的问题，提供一种摄像头模组和电子设备。
4.一种摄像头模组，包括：
5.壳体；
6.摄像头；
7.升降组件，用于带动所述摄像头相对所述壳体运动，以使所述摄像头隐藏或伸出于所述壳体；
8.第一旋转组件，用于带动所述摄像头绕第一方向转动，所述第一旋转组件包括转动体；以及
9.第二旋转组件，包括转轴和动力元件，所述转动体包括主体部和设于所述主体部的连接部，所述主体部开设有容纳槽，所述动力元件设于所述容纳槽内，所述转轴活动穿设于所述连接部，并与所述摄像头固定连接，所述动力元件能够驱使所述转轴转动，以使所述摄像头绕第二方向转动，所述第二方向与所述第一方向垂直。
10.上述摄像头模组，具备升降功能，在非工作状态，可以隐藏于电子设备的内部，采用该摄像头模组的电子设备的外观简约大方。第一旋转组件能够带动摄像头绕第一方向转动，第二旋转组件能够带动摄像头绕第二方向转动，从而该摄像头模组具有立体视角，能够满足多种场景的应用需求。
11.在其中一个实施例中，所述摄像头开设有配合槽，所述转轴的端部连接于所述配合槽的侧壁，所述连接部至少部分位于所述配合槽内，
12.和/或，所述摄像头与所述主体部相抵接，所述摄像头形成有导向面，所述主体部形成有与所述导向面相匹配的滑槽。
13.在其中一个实施例中，所述第二旋转组件还包括传动件，所述传动件包括相啮合的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮能够受所述动力元件驱动而发生转动，所述第二齿轮设于所述转轴上。
14.在其中一个实施例中，所述第一旋转组件还包括检测单元，所述检测单元包括检测块和传感器，所述检测块设于所述转动体上，所述传感器用于检测所述检测块随所述转
动体旋转的角度。
15.在其中一个实施例中，所述检测块为磁铁，所述传感器为霍尔传感器；
16.或者，所述检测块为码盘，所述码盘开设有缺口，所述传感器为接近传感器。
17.在其中一个实施例中，所述升降组件包括安装座、导向件、升降架及推动单元，所述安装座固定于所述壳体内，所述导向件设于所述安装座，所述升降架滑动连接于所述导向件，所述推动单元用于带动所述升降架沿所述导向件移动，所述第一旋转组件设于所述升降架上。
18.在其中一个实施例中，所述推动单元包括旋转电机、丝杆及螺母，所述丝杆与所述导向件平行设置，所述螺母与所述丝杆螺纹连接，且固定于所述升降架，所述旋转电机用于带动所述丝杆转动，
19.或者，所述推动单元包括气缸。
20.在其中一个实施例中，所述升降组件还包括第一传感器和第二传感器，所述升降架上设有挡片，所述第一传感器和所述第二传感器用于检测所述挡片的位置。
21.在其中一个实施例中，所述转动体远离所述摄像头的一端与所述升降架转动连接，所述转动体开设有限位槽，所述升降架设有配合块，所述配合块位于所述限位槽内，用于限定所述转动体的旋转角度。
22.一种电子设备，包括所述的摄像头模组。
附图说明
23.图1为一实施例中摄像头模组的结构示意图；
24.图2为图1所示摄像头模组处于伸出状态的示意图；
25.图3为图2中a处的放大图；
26.图4为一实施例的摄像头模组的局部结构示意图；
27.图5为图4所示摄像头模组中转动体的结构示意图；
28.图6为图5所示转动体另一视角的示意图；
29.图7为图2所示摄像头模组中摄像头的结构示意图；
30.图8为图2所示摄像头模组的剖视图。
具体实施方式
31.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
32.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
33.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具
体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
34.本发明提出一种摄像头模组，可以应用于手机、电视、电脑等电子设备上。该摄像头模组具备升降功能，在非工作状态，可以隐藏于电子设备的内部，采用该摄像头模组的电子设备的外观简约大方。此外，摄像头模组还能够进行左右摆动以及上下摆动，拍摄范围大，配合不同的使用场景，拍摄不同的位置。或者，结合软件设计实现跟随物体移动以进行拍摄的功能。为方便理解摄像头模组的结构，将以该摄像头模组应用于电视为例进行说明，应当理解，本发明摄像头模组的应用范围不局限于此。
35.将上述摄像头模组装配于电视背面靠近顶部处。具体的，可采用粘接方式将摄像头模组连接于电视背面，或者，在电视的顶部开设用于放置摄像头模组的安装槽。请参阅图1和图2，摄像头模组包括壳体10、摄像头20、升降组件30、第一旋转组件40及第二旋转组件50。升降组件30用于带动摄像头20相对壳体10沿z轴方向运动，以使摄像头20隐藏或伸出于壳体10。需要使用摄像头20时，通过升降组件30带动摄像头20上升至露出于电视上方的位置，即摄像头20处于伸出状态。摄像头20处于伸出状态时，第一旋转组件40能够带动摄像头20绕第一方向转动。第二旋转组件50能够带动摄像头20绕第二方向转动，其中，第二方向垂直于第一方向。在一实施例中，将电视朝向用户正立放置，第一方向为竖直方向，即z轴方向。第二方向为xy平面内的任意方向，例如x轴方向。第一旋转组件40能够带动摄像头20绕竖直方向左右转动，第二旋转组件50能够带动摄像头20上下转动，从而该摄像头模组具有立体视角，能够满足多种场景的应用需求。
36.壳体10作为升降组件30、第一旋转组件40、第二旋转组件50及摄像头20的安装载体。具体的，壳体10可以设计为方形结构，壳体10的侧面开设有供摄像头20穿过的通道11。在一实施例中，壳体10包括底座12和盖体13，盖体13与底座12可拆卸连接。底座12内形成有凹槽，用于装配升降组件30、第一旋转组件40、第二旋转组件50及摄像头20。盖体13设于底座12上，用于保护壳体10内的其他元件，使得该摄像头模组能够作为单独的配件进行生产、组装以及销售。在其他实施例中，摄像头模组应用于手机上，壳体10包括相连接的中框和背板，壳体10同时还用于安装手机的其他部件。
37.升降组件30包括安装座31、导向件32、升降架33及推动单元34。安装座31为框体结构，具有依次连接的多个侧壁。安装座31外侧设有耳部311，以便将安装座31与壳体10进行安装固定。在其他实施例中，安装座31与壳体10也可以是一体结构。导向件32固定设于安装座31的侧壁。可以理解的，导向件32呈杆状结构，导向件32的个数可为1个或多个。升降架33活动穿设于导向件32上，升降架33和导向件32之间套设有轴承，以减少升降架33沿导向件32运行过程中的阻力，避免导向件32被磨损。第一旋转组件40、第二旋转组件50及摄像头20设于升降架33上，推动单元34带动升降架33沿导向件32移动时，摄像头20能够相对壳体10上升或下降。当需要使用摄像头20时，控制推动单元34带动升降架33沿导向件32向上运动，以使摄像头20伸出于壳体10外部。当摄像头20处于非工作状态时，控制推动单元34带动升降架33向下运动，使摄像头20隐藏于壳体10内部，有利于保持电视外观的完整性。
38.在一实施例中，推动单元34包括旋转电机341、丝杆342及螺母(图未示)。丝杆342与导向件32平行设置于安装座31的侧壁，螺母与丝杆342螺纹连接，且固定于升降架33。旋转电机341用于带动丝杆342转动，并通过丝杆342和螺母传动，将丝杆342的旋转运动转化
为螺母的直线运动，从而带动升降架33沿导向件32做直线运动。可以理解的，推动单元34也可以采用将旋转电机、丝杆及螺母整合为一体的电动缸。
39.在其他实施例中，推动单元34可选用气缸，例如磁耦合无杆气缸或推力气缸等。
40.升降组件30还包括第一传感器35和第二传感器36，请结合图3，升降架33上设有挡片37，第一传感器35和第二传感器36用于检测挡片37的位置。第一传感器35和第二传感器36间隔设置，第一传感器35和第二传感器36包括相对设置的光信号发射器和光信号接收器。升降架33带动挡片37移动至第一传感器35或第二传感器36的检测区域内，挡片37对光信号发射器发出的光信号形成遮挡，光信号接收器无法接收前述光信号，第一传感器35或第二传感器36进而能够获得挡片37的到位信号，控制系统根据该到位信号控制推动单元34的运动状态，避免升降架33超出运动极限位置而与安装座31发生撞击。可以理解的，第一传感器35和第二传感器36还可以是超声波传感器。
41.请参阅图4，第一旋转组件40包括旋转电机41和转动体42。升降架33包括安装部331，转动体42与安装部331转动连接，升降架33对转动体42起到承载作用。在一实施例中，转动体42大致为圆柱形，转动体42的轴线平行于第一方向。在其他实施例中，转动体42也可设计为其他形状。旋转电机41设于安装部331，用于带动转动体42绕第一方向转动。摄像头20连接于转动体42远离安装部331的一端，转动体42转动时，能够带动摄像头20左右摆动。在一实施例中，旋转电机41与转动体42同轴设置。在其他实施例中，旋转电机41和转动体42之间通过多个齿轮44传动，其中一个齿轮44与旋转电机41同轴设置，一个齿轮44与转动体42同轴设置。多个尺寸不同的齿轮44相互啮合，一方面用于调节转动体42的转速，另一方面，使得旋转电机41和转动体42得以交错设置，能够为其他部件提供安装空间，例如，可在转动体42的端部设置用于检测其旋转角度的检测单元43。第一旋转组件40还包括罩体(图未示)，罩体设于安装部331上，多个齿轮44位于罩体和安装部331围合形成的安装空间内，起到防尘作用。
42.请参阅图4和图5，转动体42包括主体部421和设于主体部421的连接部422，主体部421开设有容纳槽421a，第二旋转组件50部分位于容纳槽421a内，该种设置方式，能够合理利用转动体42的内部空间，使得摄像头模组的各元件结构紧凑，体积小巧。请参阅图6，转动体42背离第二旋转组件50的一端开设有限位槽423，升降架33设有配合块(图未示)，配合块位于限位槽423内，用于限定转动体42的旋转角度。
43.进一步地，请再次参阅图4，第一旋转组件40还包括检测单元43，检测单元43包括检测块431和传感器432，检测块431设于转动体42远离摄像头20的一端，传感器432用于检测检测块431随转动体42旋转的角度，以便控制旋转电机41的工作状态。在一实施例中，检测块431为磁铁，传感器432为霍尔传感器。磁铁随转动体42转动的过程中，其产生的磁场发生变化，通过霍尔传感器检测出变化的磁场并转化为电压信号，从而检测出转动体42的转动角度。在其他实施例中，检测块431为码盘，码盘开设有缺口，传感器432为接近传感器。
44.请参阅图4和图5，第二旋转组件50包括转轴51和动力元件52，转轴51活动穿设于连接部422，并固定连接于摄像头20。动力元件52用于驱动转轴51转动，以使摄像头20绕转轴51的轴线发生偏转。其中，转轴51的轴线即为第二方向，第二方向与第一方向垂直。动力元件52设于转动体42开设的容纳槽421a内，该种设置方式，能够合理利用转动体42的内部空间，使得摄像头模组的各元件结构更为紧凑，占用空间较小。
45.请参阅图7和图8，摄像头20开设有配合槽21，转轴51的端部连接于配合槽21的侧壁211，连接部422至少部分位于配合槽21内，使得转动体42与摄像头20的衔接更紧密，有利于降低摄像头模组沿转动体42的轴线方向的尺寸，进而减小摄像头模组的总体积。此外，摄像头20相对转动体42绕第二方向转动的过程中，当到达极限位置时，连接部422与配合槽21的端壁212相抵接，从而限定摄像头20前后转动的角度。
46.需要说明的是，请参阅图5，连接部422远离主体部421的一端形成有弧形面422a，连接部422与摄像头20上配合槽21的前壁或后壁相抵接时，连接部422的弧形面422a与前壁或后壁逐步相抵并缓慢减速，避免连接部422与摄像头20的前壁或后壁发生猛烈撞击而损坏摄像头20。
47.摄像头20前后转动的过程中与主体部421相抵接，摄像头20形成有导向面22，主体部421形成有与导向面22相匹配的滑槽421c，在摄像头20转动的过程中，滑槽421c能够起到导向作用，使得摄像头20沿第二方向的转动更平稳。
48.请参阅图4，第二旋转组件50还包括传动件53，动力元件52通过传动件53带动转轴51转动，。在一实施例中，传动件53包括相啮合的第一齿轮531和第二齿轮532，第二齿轮532设于转轴51上，第一齿轮531能够受动力元件52驱动而发生转动，进而通过第二齿轮532带动转轴51转动。动力元件52具体可以为微型电机，微型电机的主体安装于转动体421开设的容纳槽421a内，第一齿轮531设于动力元件52的输出轴上。进一步地，第一齿轮531和第二齿轮532均为锥形齿轮，相应地，第一齿轮531和第二齿轮532的轴线相互垂直。由于动力元件52与第一齿轮531同轴，转轴51与第二齿轮532同轴，那么动力元件52的输出轴与转轴51相互垂直，从而能够将动力元件52竖直设置于转动体421内，以充分利用转动体42的内部空间，使得摄像头模组的各元件更为紧凑，整体结构小巧。
49.进一步地，请参阅图8，第二旋转组件50还包括减速器54，减速器54与动力元件52同轴设置，并位于转动体42的容纳槽421a内。
50.在其他实施例中，微型电机的输出轴与转轴51的轴线平行设置，传动件53相应地设置为传动皮带，传动皮带绕设于微型电机的输出轴和转轴51，微型电机可以通过传动皮带带动转轴51转动。
51.请参阅图2，摄像头模组还包括主板60，主板60上设有控制电路，升降组件30的推动单元34、第一旋转组件40的旋转电机41、第二旋转组件50的动力元件52分别通过柔性电路板连接至主板60上。在一实施例中，主板60与升降架33相对设置，升降组件30的第一传感器35、第二传感器36均设于主板60上。此外，第一旋转组件40的检测单元43也连接至主板60上。主板60上的控制电路能够接收例如用户通过遥控器发出的指令，控制相应的推动单元34、旋转电机41或动力元件52启动，以带动摄像头20运动；并根据第一传感器35、第二传感器36及检测单元43反馈的信号，控制推动单元34、旋转电机41停止运动。
52.需要说明的是，请参阅图5，转动体42的主体部421开设有与容纳槽421a连通的通孔421b，以便柔性电路板穿过通孔421b与位于容纳槽421a内的动力元件52与相连接，通过柔性电路板实现动力元件52与主板60的电连接。请参阅图5和图6，转动体42的主体部421还开设有走线槽421c，以供电连接于摄像头20的柔性电路板穿过，而连接至主板60。
53.本发明还提出一种电子设备，该电子设备包括摄像头模组，摄像头模组能够伸出或隐藏于电子设备内部。当摄像头模组处于伸出状态即使用状态时，摄像头20能够左右转
动以及前后转动，摄像范围大，以满足用户的多种需求。此外，该摄像头模组的结构紧凑，体积小巧，采用该摄像头模组的电子设备整体简约大方。
54.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
55.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。