CN102375287A - 影像稳定模组及成像装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种影像稳定模组，其包括电路基板，具有中心轴的固定架，位于固定架内与固定架间隔并共轴的可动架，驱动单元，弹性组件，固定于电路基板上检测可动架抖动量的光感测器及控制驱动单元驱动的控制器。驱动单元包括相对且分别设置于固定架的第一磁性组件及可动架的第二磁性组件，驱动单元通过第一磁性组件及第二磁性组件驱动可动架绕第一轴线及绕第二轴线旋转，第一轴线垂直于第二轴线，第一轴线和第二轴线均垂直于中心轴。弹性组件弹性连接于固定架与可动架之间，用于将可动架弹性支撑在固定架内且在可动架旋转时发生弹性形变。另，本发明还涉及一种具有上述影像稳定模组的成像装置。

Description

影像稳定模组及成像装置

技术领域

本发明涉及光学防抖技术，尤其涉及一种能够光学防抖的影像稳定模组及一种具有该影像稳定模组的成像装置。

背景技术

随着数码相机技术不断发展，相机的机身往往既小且轻，容易造成手震，导致影像模糊。以下三种情况容易产生模糊的影像：一，长焦距拍摄，由于长镜头会将相机的振幅放大，轻微的抖动也会造成较大的模糊，因此手部震动对画面清晰度的影响较使用广角镜头明显；二，弱光环境拍摄，在室内、黄昏等弱光源环境，相机会将快门速度调得较慢以增加入光量，因此较易发生手震；三，微距拍摄，细微对象在镜头高倍放大的情况下，轻微震动也会变得相当明显。这些情况都可以造成手震，使得影像变得模糊。由于所拍摄的物体距离远大于相机晃动的位移，所以通常手震造成影像模糊的主要原因都是相机本身的偏转，而非相机本身的位移，特别是在远距离拍摄时这种情形特别严重。因此，防手震技术的本质是校正取像过程中，相机的抖动引起光线对应于取像模块上的成像位置的偏移。

因此，有必要提供一种能够在拍摄过程中防止由于相机的抖动造成成像偏移的影像稳定模组及一种具有该影像稳定模组的成像装置。

发明内容

一种影像稳定模组，其包括：一个电路基板、一个固定架、一个可动架、一个驱动单元、一个弹性组件、一个光感测器及一个控制器。该固定架具有一个中心轴。该可动架位于该固定架内且与该固定架间隔共轴。该驱动单元包括设置于该固定架的第一磁性组件及设置于该可动架的第二磁性组件，该第一磁性组件与该第二磁性组件相对设置，该驱动单元通过该第一磁性组件及该第二磁性组件产生的驱动力驱动该可动架相对于该固定架分别绕第一轴线及绕第二轴线旋转，该第一轴线垂直于该第二轴线，且该第一轴线和该第二轴线均垂直于该中心轴。该弹性组件弹性连接于该固定架与该可动架之间，用于将该可动架弹性支撑在该固定架内且在该可动架旋转时发生弹性形变。该光感测器固定于该电路基板上，用于感测该可动架的抖动量。该控制器根据该抖动量控制该驱动单元驱动该可动架相对于该固定架旋转以补偿该抖动量。

一种成像装置，其包括如上所述的影像稳定模组，镜头模组及影像感测器。该镜头模组收容于该可动架内，该影像感测器收容于该可动架内且固定于该软性电路板上。该镜头模组的光轴与该影像感测器对准。

与现有技术相比，本发明提供的影像稳定模组及具有该影像稳定模组的成像装置，因在固定架中设置可旋转并用于收容镜头模组及影像感测器的可动架，设置于固定架的光感测器可以感测到可动架的抖动量，当成像装置发生抖动时，可动架带动镜头模组及影像感测器进行抖动补偿。

附图说明

图1为本发明第一实施方式提供的影像稳定模组的立体示意图。

图2为图1中的影像稳定模组的分解示意图。

图3为图1中的影像稳定模组的固定架的立体示意图。

图4为图1中的影像稳定模组的工作示意图。

图5为本发明第二实施方式提供的成像装置的剖面示意图。

主要元件符号说明

影像稳定模组      100

固定架            10

第一收容空间      10a

第一侧壁      12

第一收容孔    120

定位槽        122、142、162、182

定位柱        122a、142a、162a、182a

第二侧壁      14

第二收容孔    140

第三侧壁      16

第三收容孔    160

第四侧壁      18

第四收容孔    180

可动架        20

第二收容空间  20a

第一外侧面    22

上表面        23

进光孔        23a

第二外侧面    24

下表面        25

第三外侧面    26

第四外侧面    28

驱动单元      30

第一磁性组件  32

第一线圈      322

第一上侧边    322a

第一下侧边    322b

第二线圈      324

第二上侧边    324a

第二下侧边    324b

第三线圈      326

第三上侧边    326a

第三下侧边    326b

第四线圈      328

第四上侧边      328a

第四下侧边      328b

第二磁性组件    34

第一磁铁组      342

第一上永磁铁    342a

第一下永磁铁    342b

第二磁铁组      344

第二上永磁铁    344a

第二下永磁铁    344b

第三磁铁组      346

第三上永磁铁    346a

第三下永磁铁    346b

第四磁铁组      348

第四上永磁铁    348a

第四下永磁铁    348b

弹性组件        40

上弹片          41

可动部          410、420

固定部          412、422

定位孔          412a、422a

弯折部          414、424

通孔            416

下弹片          42

电路基板        50

影像感测器      510

控制器          60

光感测器        70

成像装置        2

镜头模组        200

镜片            200a

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明作进一步的详细说明。

请一并参阅图1及图2，本发明第一实施方式的影像稳定模组100包括一个固定架10、一个可动架20、一个驱动单元30、一个弹性组件40、一个电路基板50、一个控制器60及一个光感测器70。

请一并参与图3，固定架10大致为矩形体框架，其固定于一个电子装置中，如数码相机(图未示)。固定架10固设于电路基板50上。固定架10包括第一侧壁12、第二侧壁14、第三侧壁16、第四侧壁18。第一侧壁12、第二侧壁14、第三侧壁16、第四侧壁18围成第一收容空间10a。其中，第一侧壁12与第三侧壁16相对设置，第二侧壁14与第四侧壁18相对设置。

该第一侧壁12具有一个第一收容孔120。该第二侧壁14具有一个第二收容孔140。该第三侧壁16具有一个第三收容孔160。该第四侧壁18具有一个第四收容孔180。

第一侧壁12的下侧边具有定位槽122及位于定位槽122内的定位柱122a。定位柱122a的高度与定位槽122的深度相当。该定位柱122a大致位于该下侧边的中间位置。第三侧壁16的下侧边具有与第一侧壁12的定位槽122及定位柱122a结构相同的定位槽162及定位柱162a。第一侧壁12的定位槽122与第三侧壁16的定位槽162是关于第一侧壁12的定位柱122a与第三侧壁16的定位柱162a的连线的中点的中心对称分布。因此，定义第一侧壁12的定位柱122a与第三侧壁16的定位柱162a的连线为第一直线L1。

第二侧壁14的上侧边具有定位槽142及位于定位槽142内的定位柱142a。定位柱142a的高度与定位槽142的深度相当。该定位柱142a大致位于该上侧边的中间位置。第四侧壁18的上侧边具有与第二侧壁14的定位槽142及定位柱142a结构相同的定位槽182及定位柱182a。第二侧壁14的定位槽142与第四侧壁18的定位槽182是关于第二侧壁14的定位柱142a与第四侧壁18的定位柱182a连线的中点的中心对称分布。因此，定义第二侧壁14的定位柱142a与第四侧壁18的定位柱182a的连线为第二直线L2，本实施方式中，该第一直线L1与该第二直线L2为空间相互垂直的；及定义垂直连接该第一直线L1与第二直线L2的垂直线段所在的直线为固定架的中心轴：Z轴，该垂直线段的中点为圆点O，及平行于该第一直线L1的轴线为X轴，平行于该第二直线L2的轴线为Y轴，如图3所示。

可动架20大致呈中空的矩形体形状，其收容于固定架10的第一收容空间10a内且与固定架10具有同一中心轴Z轴。可动架20包括四个首尾依次相接的第一外侧面22、第二外侧面24、第三外侧面26、第四外侧面28，及相对设置且分别连接四个外侧面22、24、26、28的上表面23及下表面25。四个外侧面22、24、26、28，上表面23及下表面25共同围成一个第二收容空间20a。上表面23开设有与第二收容空间20a相通的进光孔23a。该四个外侧面22、24、26、28分别与固定架10的四个侧壁12、14、16及18间隔并形成四段距离，四段距离可以全部相等，全部不相等或者部分相等，取决于影像稳定模组100的补偿抖动的范围。

驱动单元30包括固定于固定架10上的第一磁性组件32及固定于可动架20上的第二磁性组件34。第一磁性组件32与第二磁性组件34相对设置。驱动单元30通过第一磁性组件32及第二磁性组件34产生的驱动力驱动可动架20相对于固定架10分别绕第一轴线X轴及绕第二轴线Y轴旋转，X轴垂直于Y轴，且X轴及Y轴均垂直于Z轴。

第一磁性组件32包括四个大致呈矩形环状的线圈322、324、326及328，分别为第一线圈322、第二线圈324、第三线圈326及第四线圈328。每个线圈包括相对的上侧边及下侧边，具体地，第一线圈322包括相对的第一上侧边322a及第一下侧边322b；第二线圈324包括相对的第二上侧边324a及第二下侧边324b；第三线圈326包括相对的第二上侧边324a及第二下侧边324b；第四线圈328包括相对的第四上侧边328a及第四下侧边328b。四个线圈322、324、326及328分别固定于四个收容孔120、140、160及180中，且都通有电流。沿着X轴看，第一线圈322通过的电流与第三线圈326通过的电流相同，均为顺时针方向，如图2中第一线圈322及第三线圈326上的箭头方向。沿着Y轴看，第二线圈324通过的电流与第四线圈328通过的电流相同，均为顺时针方向，如图2中第二线圈324及第四线圈328上的箭头方向。

第二磁性组件34包括四个磁铁组342、344、346及348，分别为第一磁铁组342、第二磁铁组344、第三磁铁组346及第四磁铁组348。第一磁铁组342包括间隔且相对地固定在第一外侧面22上的第一上永磁铁342a及第一下永磁铁342b。第一上永磁铁342a与第一上侧边322a相对，第一下永磁铁342b与第一下侧边322b相对。第二磁铁组344包括间隔且相对地固定在第二外侧面24上的第二上永磁铁344a及第二下永磁铁344b。第二上永磁铁344a与第二上侧边324a相对，第二下永磁铁344b与第二下侧边324b相对。第三磁铁组346包括间隔且相对地固定在第三外侧面26上的第三上永磁铁346a及第三下永磁铁346b。第三上永磁铁346a与第三上侧边326a相对，第三下永磁铁346b与第三下侧边326b相对。第四磁铁组348包括间隔且相对地固定在第四外侧面28上的第四上永磁铁348a及第四下永磁铁348b。第四上永磁铁348a与第四上侧边328a相对，第四下永磁铁348b与第四下侧边328b相对。

具体地，本实施方式中第一上永磁铁342a、第二上永磁铁344a、第三下永磁铁346b及第四下永磁铁348b的磁极分布相同，均是靠近线圈322、324、326及328的一端的磁极为N极，贴于外侧面22、24、26及28的一端的磁极为S极。第一下永磁铁342b、第二下永磁铁344b、第三上永磁铁346a及第四上永磁铁348a的磁极分布相同，均是靠近线圈322、324、326及328的一端的磁极为S极，贴于外侧面22、24、26及28的一端的磁极为N极。

弹性组件40包括上弹片41与下弹片42。上弹片41大致呈平板状，其包括可动部410，固定部412及连接可动部410与固定部412的弯折部414。

该可动部410具有与该可动架20的上表面23大致相同的形状，即呈矩形，该可动部410开设有与该上表面23的进光孔23a对准的通孔416，该通孔416的孔径比进光孔23a的孔径略大，以不阻挡进入进光孔23a的光线。可动部410固定在可动架20的上表面23，随可动架20的运动而运动。

本实施方式中，该弯折部414为两个弯折臂414，该固定部412为两个固定片412，两个弯折臂414及两个固定片412为自可动部410相对两侧边向外依次对称延伸，该两个弯折臂414是关于X轴对称分布，及两个固定片412是关于X轴对称分布，以此获得可动架20较佳的旋转稳定性及对称性。每个弯折臂414具有两个弯折处，以使该弯折臂414在受力时能均匀形变并产生均匀的回复力。每个弯折臂414是位于可动架20与固定架10之间的间隔的上方，这为弯折臂414提供了形变空间。

每个固定片412具有一个定位孔412a，该两个固定片412通过该两个定位孔412a分别与第二侧壁14的定位柱142a及第四侧壁18的定位柱182a紧密配合而固定在第二侧壁14与第四侧壁18上。

该下弹片42与上弹片41的结构相同。下弹片42的可动部420固定在可动架20的下表面25。下弹片42的两个固定片422通过两个定位孔422a分别与第一侧壁12的定位柱122a及第三侧壁16的定位柱162a紧密配合而固定在第一侧壁12及第三侧壁16上。因此，该可动架20由该弹性组件40的上弹片41与下弹片42弹性支撑在该固定架10内。下弹片42的两个弯折臂424是关于Y轴对称分布，及两个固定片422是关于Y轴对称分布，以此获得可动架20较佳的旋转稳定性及对称性。

控制器60与光感测器70及四个线圈322、324、326及328均电性连接。控制器60用于根据光感测器70检测到的抖动量来控制通过四个线圈322、324、326及328上的电流大小及方向以与第二磁性组件34共同作用驱动可动架20转动。

光感测器70为雷射传感器或者红外传感器，如此，可以避免由于使用如霍耳传感器等而造成的电磁干扰。光感测器70固定于电路基板50。具体地，光感测器70与可动架20的边缘对应设置。如此，光感测器70可以感测到可动架20移动的最大抖动量，判断得更准确。其中，该光感测器70可以感测到可动架20移动的位移。

请结合图4(图4中，线圈中所示的圆点表示电流方向指向纸外，线圈中所示的+表示电流方向指向纸内)，在使用该电子装置10的过程中，首先，光感测器70可以感测到在初始位置(即该电子装置10没有发生抖动时该可动架20所处的位置)从该光感测器70到该下表面25的垂直距离。若该电子装置10绕着Y轴沿顺时针方向发生抖动，则需要控制该可动架20绕着Y轴向逆时针方向补偿。具体地，假设向第一线圈322及第三线圈326通以如图2箭头所示方向的电流，根据“左手定则”，第一上侧边322a在第一上永磁铁342a的N极到S极的封闭磁场中受到向下的力，即大致沿Z轴负方向的力。第一下侧边322b在第一下永磁铁342b的N极到S极的封闭磁场中也受到向下的力。由于力的作用是相互的，则固设于第一侧壁12上的第一磁铁组342受到向上的力，即大致沿Z轴正方向的力。第三上侧边326a在第三上永磁铁346a的N极到S极的封闭磁场中受到向上的力。第三下侧边326b在第三下永磁铁346b的N极到S极的封闭磁场中也受到向上的力。由于力的作用是相互的，则固设于第三侧壁16上的第三磁铁组346受到向下的力。因此，该可动架20可以绕着Y轴沿逆时针方向旋转。同时，上弹片41的弯折部414因可动部410随可动架20的旋转而发生形变而产生回复力。当第一线圈322及第三线圈326中的电流消失时，第一线圈322及第三线圈326产生的磁场也随之消失，第一线圈322及第三线圈326对第一磁铁组342及第三磁铁组346的作用力也消失。该可动部410带动该可动架20因弯折部414的回复力而绕Y轴沿逆时针方向旋转至初始位置。

同理，假设向第二线圈324及第四线圈328通以如图2箭头所示方向的电流，则可动架20会绕X轴沿顺时针方向旋转。当第二线圈324及第四线圈328中的电流消失，第二磁铁组344及第四磁铁组348受到的力也消失。可动架20因弯折部424的回复力而绕X轴沿逆时针方向旋转至初始位置。

可以理解，在其它实施方式中，第一磁性组件32中的电流方向可以变更，第二磁性组件34中的磁极也可以相应变更。

请一并参阅图2及图5，本发明第二实施方式提供的成像装置2包括影像稳定模组100、镜头模组200及固定于电路基板50上并与电路基板50电性连接的影像感测器510。镜头模组200收容于可动架20的第二收容空间20a内。该镜头模组200的光轴与该影像感测器510对准，且与可动架20上表面23的进光孔23a的中心对准。当成像装置2发生抖动时，影像稳定模组100的可动架20带动镜头模组200进行抖动补偿以使镜片对准影像感测器510。

优选地，镜头模组200采用自动对焦镜头模组，如将镜片200a设置于音圈马达致动器的活动装筒内即可。

本发明提供的影像稳定模组及具有该影像稳定模组的成像装置，因在固定架中设置可旋转并用于收容镜头模组及影像感测器的可动架，设置于固定架的光感测器可以感测到可动架的抖动量，当成像装置发生抖动时，可动架带动镜头模组及影像感测器进行抖动补偿。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种影像稳定模组，其包括：

一个电路基板；

一个固定架，其具有一个中心轴；

一个位于该固定架内且与该固定架间隔并共轴的可动架；

一个驱动单元，其包括设置于该固定架的第一磁性组件及设置于该可动架的第二磁性组件，该第一磁性组件与该第二磁性组件相对设置，该驱动单元通过该第一磁性组件及该第二磁性组件产生的驱动力驱动该可动架相对于该固定架分别绕第一轴线及绕第二轴线旋转，该第一轴线垂直于该第二轴线，且该第一轴线和该第二轴线均垂直于该中心轴；

一个弹性组件，其弹性连接于该固定架与该可动架之间，用于将该可动架弹性支撑在该固定架内且在该可动架旋转时发生弹性形变；

一个光感测器，其固定于该电路基板上，用于感测该可动架的抖动量；及

一个控制器，其根据该抖动量控制该驱动单元驱动该可动架相对于该固定架旋转以补偿该抖动量。

2.如权利要求1所述的影像稳定模组，其特征在于，该光感测器为雷射传感器。

3.如权利要求1所述的影像稳定模组，其特征在于，该光感测器为红外传感器。

4.如权利要求1所述的影像稳定模组，其特征在于，该固定架呈长方体形，该光感测器与可动架的边缘对应设置。

5.如权利要求1所述的影像稳定模组，其特征在于，该固定架包括四个侧壁，每个侧壁具有一个收容孔，该第一磁性组件设置在该收容孔内。

6.如权利要求5所述的影像稳定模组，其特征在于，该可动架包括四个外侧面，每个外侧面与该每个侧壁相对应，该第二磁性组件设置在该四个外侧面上。

7.如权利要求6所述的影像稳定模组，其特征在于，该第一磁性组件包括四个线圈，每个线圈设置在该收容孔内，每个线圈包括相对的上侧边及下侧边。

8.如权利要求7所述的影像稳定模组，其特征在于，该第二磁性组件包括四个磁铁组，每个该磁铁组包括间隔且相对地固定在对应外侧面上的上永磁铁及下永磁铁，该上永磁铁与该上侧边相对，该下永磁铁与该下侧边相对，每个磁铁组中的该上永磁铁与该下永磁铁靠近对应线圈的一端的磁极相反，且贴于对应外侧面的一端的磁极相反。

9.如权利要求1所述的影像稳定模组，其特征在于，该弹性组件包括两个弹片，每个该弹片包括可动部，固定部及连接该可动部与该固定部的弯折部，该可动部固定在该可动架，该固定部固定在该固定架。

10.一种成像装置，其包括如权利要求1-9任一项所述的影像稳定模组、镜头模组及影像感测器，该镜头模组收容于该可动架内，该影像感测器固定于该电路基板上，该镜头模组的光轴与该影像感测器对准。

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