CN102572251A - 相机模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种相机模组，其包括具有第一收容空间的固定组件、收容于该第一收容空间内的可动组件、支点元件、设于该固定组件的内壁的磁位移感测元件及磁性驱动组件。该支点元件位于该固定组件与该可动组件之间，且部分收容于该固定组件，部分收容于该可动组件。该磁位移感测元件用于感测该可动组件的抖动。该磁性驱动组件根据该磁位移感测元件所感测到的该可动组件的抖动量来驱动该可动组件以该支点元件为支点相对该固定组件旋转，以补偿该可动组件的抖动。

Description

相机模组

技术领域

本发明涉及一种相机模组，特别涉及一种具防抖功能的相机模组。

背景技术

相机模组通过快门控制光线投射到影像传感器的时间长短，比如，快门速度为1/2秒时，表示影像传感器感光的时间为1/2秒，若在这1/2秒内由于抖动的原因使得同一束光线于影像传感器上发生移动，影像传感器就会记录下该光线的运动轨迹，使拍摄的照片模糊不清。为了补偿由于抖动造成的光线偏移量，上世纪九十年代开始出现利用影像稳定系统以防止抖动的相机模组。具体请参阅Cardani B.等人2006年4月于Control Systems Magazine，IEEE(Volume 26，Issue 2，Page(s)：21-22)上发表的论文“Optical imagestabilization for digital cameras”。

随着数字相机技术不断发展，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，细微对象于镜头高倍放大的情况下，轻微震动也会变得相当明显。这些情况均可以造成手震，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均是相机本身的偏转，而非相机本身的位移，特别是远距离拍摄时这种情形特别严重。故，防手震技术的本质是在校正取像过程中，相机的抖动引起光线对应于相机模组上的成像位置的偏移。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种能够于拍摄过程中防止由于相机的抖动造成成像偏移的相机模组。

一种相机模组包括固定组件、可动组件、支点元件、磁位移感测元件及磁性驱动组件。该固定组件具有一个第一收容空间。该可动组件收容于该第一收容空间内。该支点元件位于该固定组件与该可动组件之间，且部分收容于该固定组件，部分收容于该可动组件。该磁位移感测元件，用于感测该可动组件的抖动，该磁位移感测元件设于该固定组件的内壁。该磁性驱动组件包括一个设于该可动组件的磁铁组。该磁铁组与该磁位移感测元件相对，以使该磁位移动感测组件通过感测该磁铁组于该磁位移感测元件所在之处所产生的磁场变化情况来感测该可动组件的抖动量。该磁性驱动组件根据该磁位移感测元件所感测到的该可动组件的抖动量来驱动该可动组件以该支点元件为支点相对该固定组件旋转，以补偿该可动组件的抖动。

与现有技术相比，本技术方案提供的相机模组，通过与磁铁组相对的磁位移感测元件来感测该可动组件的抖动量，从而使得该可动组件的抖动量可以被精确地感测到，进而不仅提高了该磁性驱动组件所产生的驱动力的准确性，还提高该相机模组的成像质量。此外，本技术方案提供的相机模组通过在可动组件与固定组件之间设置了支点元件，使得磁性驱动组件驱动可动组件以支点元件为支点相对于固定组件转动，从而可以补偿由于该相机模组的抖动而产生的偏转，进而可以避免相机模组于进行拍摄时由于该相机模组的抖动而产生的成像模糊。

附图说明

图1是本发明实施例提供的相机模组的立体示意图，其包括磁性驱动组件。

图2是本发明实施例提供的相机模组的分解示意图。

图3是图1沿III-III线的剖面示意图。

图4是图1沿IV-IV线的剖面示意图。

图5是本发明实施例提供磁性驱动组件的线圈及控制电路之间的关系示意图。

主要元件符号说明

相机模组        100

固定组件        110

可动组件        120

调焦组件        130

影像感测元件    140

支点元件        150

弹性组件        160

位移感测组件    170

磁性驱动组件    180

主框架          111

第一侧壁        1111

第二侧壁        1112

第三侧壁        1113

第四侧壁        1114

第一收容空间    1115

第一收容槽      1116

第二收容槽      1117

第三收容槽      1118

凹陷            1119

附框架          112

垂直部          1121

固定框          1122

内表面          1123

第一收容部      1124

可动框架        121

收容板          122

第一侧板        1211

第二侧板        1212

第三侧板        1213

第四侧板        1214

顶板                    1215

第二收容空间            1216

第二收容部              1222

镜片                    131、132

电路板                  141

第一固定部              161

第二固定部              162

弹性连接部              163

第一磁位移感测元件      1701

第二磁位移感测元件      1702

第三磁位移感测元件      1703

第一电磁驱动单元        181

第二电磁驱动单元        182

第三电磁驱动单元        183

控制电路                184

第一线圈                1811

第一磁铁组              1812

第一上部                1813

第一下部                1814

第一上磁铁              1815

第一下磁铁              1816

第二线圈                1821

第二磁铁组              1822

第三线圈                1831

第三磁铁组              1832

处理器                  1841

驱动集成电路            1842

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步详细说明。

请一并参阅图1至图5，本发明所提供的具有防抖功能的相机模组100，其包括固定组件110、可动组件120、调焦组件130、影像感测元件140、支点元件150、弹性组件160、位移感测组件170及磁性驱动组件180。

固定组件110安装于相机模组100的主体(图未示)，其包括一个主框架111及一个附框架112。

主框架111为立方体形框架，其包括首尾相连的第一侧壁1111、第二侧壁1112、第三侧壁1113及第四侧壁1114。第一侧壁1111、第二侧壁1112、第三侧壁1113及第四侧壁1114围成一个第一收容空间1115。其中，第一侧壁1111与第三侧壁1113相对设置，第二侧壁1112与第四侧壁1114相对设置。第一侧壁1111的内壁设有第一收容槽1116。第二侧壁1112的内壁设有第二收容槽1117。第三侧壁1113的内壁开设有第三收容槽1118。当然，该主框架111也可以为圆柱形框架或五棱柱形框架等其它形状框架。

本实施例中，将垂直且穿过第一侧壁1111中央的方向定义为X轴方向，将垂直且穿过第二侧壁1112中央的方向定义为Y轴方向，将主框架111中心轴线的方向定义为Z轴方向。

在第四侧壁1114的平行于主框架111的中心轴线方向(即Z轴方向)的一端的中间部分形成一凹陷1119，用于将附框架112固定配合于主框架111。

附框架112固定于主框架111，其用于将弹性组件160固定于主框架111并且用于与支点元件150配合连接。附框架112的形状与主框架111的形状相配合。附框架112包括垂直部1121及与垂直部1121相互连接的U型固定框1122。垂直部1121的形状与凹陷1119的形状相配合，以使垂直部1121收容于凹陷1119内。固定框1122的三侧边分别固定于第一侧壁1111的上端面、第三侧壁1113的上端面与第四侧壁1114的上端面。在垂直部1121靠近第一收容空间1115的内表面1123开设有第一收容部1124。该第一收容部1124用于配合收容支点元件150。本实施例中，第一收容部1124为圆形凹槽，且该圆形凹槽的直径小于支点元件150的直径。当然，第一收容部1124也可以为贯穿垂直部1121的收容孔。当然，第一收容部1124也可以设于第四侧壁1114上。

可动组件120包括收容于第一收容空间1115的可动框架121及收容板122。

可动框架121为立方体形框架，其包括第一侧板1211、第二侧板1212、第三侧板1213、第四侧板1214及顶板1215。第一侧板1211、第二侧板1212、第三侧板1213、第四侧板1214及顶板1215围成一个长方体形第二收容空间1216。第二收容空间1216用于收容调焦组件130。第一侧板1211与第一侧壁1111相对，第二侧板1212与第二侧壁1112相对，第三侧板1213与第三侧壁1113相对，第四侧板1214与第四侧壁1114相对。当然，该可动框架121也可以为圆柱形框架或五棱柱形框架等其它形状框架。

收容板122固定于可动框架121，其用于与附框架112共同配合收容支点元件150。本实施例中，收容板122固定于可动框架121的第四侧板1214，且与垂直部1121不相接触。在与第一收容部1124相对的位置开设有第二收容部1222。本实施例中，第二收容部1222为凹槽。当然，该第二收容部1222也可以为贯穿收容板122的通孔。当然，第二收容部1222也可以设于第四侧板1214，只要第一收容部1124与第二收容部1222相对，且第一收容部1124与第二收容部1222围成的空间可收容支点元件150即可。

调焦组件130安装于可动框架121内，其包括镜片131、镜片132及一个调焦装置(图未示)。本实施例中，该调焦装置用于驱动镜片131相对于镜片132移动，以实现变焦目的。当然，该调焦装置也可以用来驱动镜片132、132相对于影像感测元件140移动，以实现对焦目的。

影像感测元件140与电路板141电性相连，其用于将光信号转换为电信号。本实施例中，影像感测元件140被可动框架121包围；电路板141安装于调焦组件130的底部。当然，电路板141也可以安装于主框架111的底部。

支点元件150位于固定组件110与可动组件120之间，且部分收容于固定组件110，部分收容于该可动组件120，使得可动组件120可以以该支点元件150为支点相对于固定组件110转动。本实施例中，支点元件150为一个圆球形滚珠，其配合收容于第一收容部1124与第二收容部1222内。当该可动组件120被磁性驱动组件180驱动时，磁性驱动组件180就可以带动可动组件120以支点元件150为支点相对于固定组件110转动。

可以理解，支点元件150也可以为设置于可动组件120与固定组件110之间的轴向平行于X轴或者Y轴方向的枢轴，所述枢轴可以为滚柱等元件。

本实施例中，弹性组件160为弹片，其包括第一固定部161、第二固定部162及弹性连接部163。第一固定部161固定于可动框架121的顶板1215。第二固定部162固定于附框架112与主框架111之间。弹性连接部163将第一固定部161及第二固定部162相连。

当可动组件120产生转动时，弹性组件160可以产生弹性回复力。此时，即便可动组件120处于未被磁性驱动组件180驱动状态，可动组件120仍能依靠弹性组件160的弹性回复力返回至与主框架111共轴的位置。当然，弹性组件160并不限于本实施例中的弹片结构，其也可以为连接于可动组件120与固定组件110之间的多个弹簧等。

位移感测组件170用于感测可动组件120相对固定组件110的移动，其包括设于第一收容槽1116底面的第一磁位移感测元件1701、设于第二收容槽1117底面的第二磁位移感测元件1702及设于第三收容槽1118底面的第三磁位移感测元件1703。第一磁位移感测元件1701及第三磁位移感测元件1703用于感测可动组件120相对固定组件110于Y轴方向上的移动量。第二磁位移感测元件1702用于感测可动组件120相对固定组件110于X轴方向上的移动量。本实施例中，第一磁位移感测元件1701、第二磁位移感测元件1702及第三磁位移感测元件1703均为磁阻位移传感器。当然，位移感测组件170也可没有第三磁位移感测元件1703。当然，第一磁位移感测元件1701、第二磁位移感测元件1702及第三磁位移感测元件1703也可以均为霍尔位移传感器。当然，第一磁位移感测元件1701、第二磁位移感测元件1702及第三磁位移感测元件1703也可以分别设置于第一侧壁1111、第二侧壁1112及第三侧壁1113的内表面的其它地方。

磁性驱动组件180用于驱动可动组件120以支点元件150为支点相对于固定组件110旋转，其包括第一电磁驱动单元181、第二电磁驱动单元182、第三电磁驱动单元183及一与第一电磁驱动单元181、第二电磁驱动单元182、第三电磁驱动单元183电性相连的控制电路184。控制电路184用于调控第一电磁驱动单元181、第二电磁驱动单元182、第三电磁驱动单元183所提供的驱动力的大小。

第一电磁驱动单元181用于驱动可动组件120以支点元件150平行于X轴的中心轴为旋转轴相对于固定组件110旋转，其包括第一线圈1811及与第一线圈1811相对的第一磁铁组1812。第一线圈1811设于第一收容槽1116的开口端。第一磁铁组设于第一侧板1211。

第一线圈1811包括位于其中心轴线以上的第一上部1813以及位于其中心轴线以下的第一下部1814。可以理解，当第一线圈1811中通有电流时，第一上部1813的电流流向与第一下部1814的电流流向相反。

第一磁铁组1812与第一磁位移感测元件1701相对，以使第一磁位移感测元件1701感测第一磁铁组1812于第一磁位移感测元件1701所在之处所产生的磁场变化情况。当第一磁铁组1812随可动框架121移动时，第一磁位移感测元件1701感测到第一磁铁组1812于第一磁位移感测元件1701所在之处所产生的磁场变化量，从而感测可动框架121于Y轴方向上的位移量。

第一磁铁组1812包括与第一上部1813相对的第一上磁铁1815及与第一下部1814相对的第一下磁铁1816。第一上磁铁1815与第一下磁铁1816沿平行于Z轴方向相邻设置，且第一上磁铁1815与第一下磁铁1816均为条形磁铁，且其磁力线方向相反(即，第一上磁铁1815与第一下磁铁1816中仅有一磁铁的N极靠近第一侧板1211)。本实施例中，第一上磁铁1815的N极靠近第一侧板1211，第一上磁铁1815的S极远离第一侧板1211；第一下磁铁1816的S极靠近第一侧板1211，第一下磁铁1816的N极远离第一侧板1211。当然，在第一上磁铁1815的S极靠近第一侧板1211，第一上磁铁1815的N极远离第一侧板1211情况下，第一下磁铁1816的N极靠近第一侧板1211，第一下磁铁1816的S极远离第一侧板1211也能实现本发明的目的。

当第一线圈1811中通有电流时，第一上部1813与第一下部1814电流流向相反，它们所处之处的第一上磁铁1815与第一下磁铁1816所产生的磁场的磁力线方向相反，从而使得第一上磁铁1815与第一下磁铁1816受到平行于固定组件110中心轴线的磁力的方向相同。

第二电磁驱动单元182用于驱动可动组件120以支点元件150平行于X轴的中心轴为旋转轴相对于固定组件110旋转，其与第一电磁驱动单元181大体上相同。第二电磁驱动单元182包括设于第二收容槽1117开口端的第二线圈1821及与第二线圈1821相对的第二磁铁组1822。第二磁铁组1822设于第二侧板1212。第二磁铁组1822包括上下两个磁铁，且与第二磁位移感测元件1702相对，以使第二磁位移感测元件1702感测第二磁铁组1822于第二磁位移感测元件1702所在之处所产生的磁场变化情况，从而感测可动框架121于X轴方向上的位移量。第二线圈1821与控制电路184电性连接，以使控制电路184可以控制其内的电流大小，从而调控第二线圈1821与第二磁铁组1822之间的磁力。

第三电磁驱动单元183用于驱动可动组件120以支点元件150平行于Y轴的中心轴为旋转轴相对于固定组件110旋转，其与第一电磁驱动单元181大体上相同。第三电磁驱动单元183包括设于第三收容槽1118开口端的第三线圈1831及与第三线圈1831相对的第三磁铁组1832。第三磁铁组1832包括上下两个磁铁，且与第三磁位移感测元件1703相对，以使第三磁位移感测元件1703感测第三磁铁组1832于第三磁位移感测元件1703所在之处所产生的磁场变化情况，从而感测可动框架121于Y轴方向上的位移量。第三线圈1831与控制电路184电性连接，以使控制电路184可以控制其内的电流大小，从而调控第三线圈1831与第三磁铁组1832之间的磁力。

控制电路184包括处理器1841及与处理器1841电性相连的驱动集成电路1842。处理器1841与位移感测组件170电性相连。驱动集成电路1842与第一电磁驱动单元181、第二电磁驱动单元182及第三电磁驱动单元183电性相连。本实施例中，驱动集成电路1842与第一线圈1811、第二线圈1821及第三线圈1831电性相连。

使用相机模组100拍照的初始阶段，可动组件120与固定组件110同轴，弹性组件160处于未形变状态，第一线圈1811、第二线圈1821及第三线圈1831中也没有通入电流。此时，相机模组100会在影像感测元件140的第一位置(图未示)形成被摄物(图未示)的影像。

拍照时，相机模组100可能由于手抖而振动。该振动可能会导致可动组件120转动，例如绕支点元件150平行于Y轴的中心轴相对于固定组件110顺时针旋转。相应地，调焦组件130也会随的绕支点元件150平行于Y轴的中心轴顺时针旋转。位移感测组件170感测到可动组件120的移动，并将该感测结果发送给处理器1841。基于该感测结果，处理器1841计算出一应用于可动组件120的补偿量，以将被摄物的影像重新定位到影像感测元件140的第一位置。本实施例中，可动组件120需要绕支点元件150平行于Y轴的中心轴逆时针旋转一个计算的补偿角度。处理器1841会将与该补偿角度相关的信号传送给驱动集成电路1842。本实施例中，驱动集成电路1842根据该补偿角度相关的信号控制第一线圈1811内的电流，以使第一电磁驱动单元181提供相应的驱动力驱动可动组件120绕支点元件150平行于Y轴的中心轴逆时针旋转该补偿角度。

当然，驱动集成电路1842也可以根据该补偿角度相关的信号控制第三线圈1831内的电流，以使第三电磁驱动单元183提供相应的驱动力驱动可动组件120绕支点元件150平行于Y轴的中心轴逆时针旋转该补偿角度。当然，驱动集成电路1842也可以根据该补偿角度相关的信号控制第一线圈1811及第三线圈1831内的电流，以使第一电磁驱动单元181及第三电磁驱动单元183提供相应的驱动力驱动可动组件120绕支点元件150平行于Y轴的中心轴逆时针旋转该补偿角度。

故，调焦组件130会随着可动组件120绕支点元件150平行于Y轴的中心轴逆时针旋转该补偿角度，弹性组件160会随之发生形变。所以，相机模组100会将被摄物的影像形成于影像感测元件140的第一位置。即，被摄物的影像于相机模组100振动前及振动后会形成于影像感测元件140的同一位置。如此，相机模组100在其振动后会拍摄到被摄物稳定的影像。该稳定的影像与未受振动的相机模组100拍摄的影像一致，从而可以避免相机模组100于进行拍摄时由于振动而产生的成像模糊。

此外，由于每一磁铁组均有与其相对应的磁位移感测元件，从而使得位移感测组件所感测到的可动组件120的抖动量较为精确。

当然，若相机模组100由于振动而绕支点元件150平行于X轴的中心轴相对于固定组件110逆时针旋转，则，仅需要将第二线圈1821内通入电流，以使第二电磁驱动单元182驱动可动组件120绕支点元件150平行于X轴的中心轴相对于固定组件110顺时针旋转来避免相机模组100在进行拍摄时由于振动而产生的成像模糊。

拍照完成的后，即使第一电磁驱动单元181、第二电磁驱动单元182及第三电磁驱动单元183并未通入电流，可动组件120也会于弹性组件160的弹性回复力的带动下移动，从而与固定组件110同轴，以便下次拍摄。如此，可以降低相机模组的能耗。

另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种相机模组，其包括：

固定组件，该固定组件具有一第一收容空间；

收容于该第一收容空间内的可动组件；

位于该固定组件与该可动组件之间的支点元件，该支点元件部分收容于该固定组件，部分收容于该可动组件；

磁位移感测元件，用于感测该可动组件的抖动，该磁位移感测元件设于该固定组件的内壁；

磁性驱动组件，该磁性驱动组件包括一个设于该可动组件的磁铁组，该磁铁组与该磁位移感测元件相对，以使该磁位移动感测通过感测该磁铁组于该磁位移感测元件所在之处所产生的磁场变化情况来感测该可动组件的抖动量，该磁性驱动组件根据该磁位移感测元件所感测到的该可动组件的抖动量来驱动该可动组件以该支点元件为支点相对该固定组件旋转，以补偿该可动组件的抖动。

2.如权利要求1所述的相机模组，其特征在于，该支点元件为设置于该固定组件与该可动组件之间的滚珠或者枢轴。

3.如权利要求1所述的相机模组，其特征在于，该磁性驱动组件还包括一个与该磁铁相对的线圈及与该线圈电性相连的控制电路，该线圈设于该固定组件的内壁，通有电流的该线圈所产生的磁场与该磁铁所产生的磁场相互作用，以驱动该可动组件以该支点元件为支点相对于该固定组件旋转，该控制电路用于调控该线圈内的电流的大小。

4.如权利要求3所述的相机模组，其特征在于，该线圈包括第一上部及第一下部，该磁铁组包括第一上磁铁及第一下磁铁，该第一上部与该第一上磁铁相对，该第一下部与该第一下磁铁相对。

5.如权利要求4所述的相机模组，其特征在于，该第一上磁铁及第一下磁铁均为条形磁铁，且该第一上磁铁及第一下磁铁中仅有一个磁铁的N极靠近该可动组件。

6.如权利要求3所述的相机模组，其特征在于，该控制电路包括一个处理器及一个与该处理器电性相连的驱动集成电路，该处理器与该磁位移感测元件电性相连，该驱动集成电路与该线圈电性相连，该驱动集成电路用于调控该线圈所提供的驱动力的大小。

7.如权利要求1所述的相机模组，其特征在于，该固定组件具有第一收容部，该可动组件具有与第一收容部相对应的第二收容部，该第一收容部与第二收容部共同配合收容该支点元件。

8.如权利要求1所述的相机模组，其特征在于，该相机模组进一步包括一个弹性组件，该弹性组件连接于该可动组件与固定组件之间。

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