CN105022204A - 一种移动终端用摄像头模组和移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动终端用摄像头模组，包括依次设置的镜头、用于固定镜头或者控制镜头运动的音圈马达、用于成像的图像传感器、FPC软板，所述图像传感器下方与FPC软板活动连接，所述模组还包括一驱动模块，所述驱动模块具有线圈和磁石，通过线圈与磁石产生作用力，驱动图像传感器在平行于光轴方向往复运动实现自动对焦功能或者垂直于光轴的平面内横向或纵向运动以及绕中心点转动，以实现三个维度的光学防抖。本发明还提出了使用该摄像头模组的移动终端。本发明结构简洁，体积小，便于匹配。

Description

一种移动终端用摄像头模组和移动终端

技术领域

本发明涉及电子产品的配件，尤其涉及一种移动终端的摄像头模组及该移动终端。

背景技术

目前各种类型移动终端产品的层出不穷，各自的功能也在不断进化，人们对各种移动终端硬件设施的要求也在不断提高，例如，目前平板电脑、智能手机的像素也能达到数码相机的水平，因而人们更乐意使用平板电脑或智能手机去实现拍照功能。

但是现有的平板电脑、智能手机的拍照效果始终比数码相机要逊色一些，因为数码相机整体体积要比智能手机大很多，其优点在于内部可以设有相对复杂的机械结构，用于控制镜头的多维度运动，使得数码相机能够实现光学防抖（OIS）和移轴摄影的技术。而平板电脑、智能手机限于其尺寸，摄像模组的扩展空间有限，不太可能去设置一些复杂的机械结构来实现镜头的多维度运动。

因此，有些厂商在手机摄像模组中加入了自动对焦乃至光学防抖等功能，以实现最佳的拍照效果。但是这些功能目前都是依靠音圈对焦马达移动镜头来实现，但同时又产生了新的很难解决的问题，比如，马达很难做到完全防尘，因此在使用过程中，图像传感器表面有可能因为落尘而导致报废。另外，马达需要与之匹配的镜头方能组成摄像模组，因此改造后的马达的设计限制了镜头的设计。同时，体积小的马达无法匹配大的镜头。再者，采用光学防抖马达也只能实现两个方向的防抖补偿，而实际拍照中的抖动是三个方向的，因此现有的摄像模组无法解决三个方向上的防抖补偿。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术的问题，提出一种移动终端用摄像头模组，巧妙解决了移动图像传感器的各种问题，实现了模组的微型化，适用于智能手机的应用。该摄像头模组包括依次设置的镜头、用于固定镜头或者控制镜头运动的音圈马达、用于成像的图像传感器、FPC软板，所述图像传感器下方与FPC软板活动连接，所述模组还包括一驱动模块，所述驱动模块具有线圈和磁石，通过线圈与磁石产生作用力，驱动图像传感器在平行于光轴方向往复运动实现自动对焦功能或者垂直于光轴的平面内横向或纵向运动以及绕中心点转动，以实现三个维度的光学防抖。

本技术方案的驱动模块可以有两个实施例，第一个实施例中驱动模块包括：框架，由框状的上垫片、下垫片组成，所述下垫片与FPC软板的框部连接，所述上垫片的上方设有一中心带通孔的上盖；线圈架，通过弹片悬挂在框架内，其下方与图像传感器连接，其上方设有2个或4个平移线圈，所述上盖上设有与所述平移线圈一一正对的磁石，所述磁石正对着平移线圈的一面为平面两极注磁。弹片的内侧与图像传感器或线圈架固定连接，外侧卡紧在上、下垫片之间，所述弹片的内侧与外侧通过弹丝连接。

第二个实施例中，驱动模块包括：框架，由框状的上垫片、下垫片组成，所述下垫片与FPC软板的框部连接，所述上垫片的上方设有一中心带通孔的上盖；线圈组，包括均布于图像传感器四周的2个或4个平移线圈，所述上盖上设有与所述平移线圈一一正对的磁石。

优选的，FPC软板位于图像传感器下方的一端包括中心部和设置中心部外围的框部，所述中心部和框部之间通过多条弹性臂连接，所述图像传感器与弹性臂位于中心部的一端连接。弹性臂可以利用FPC软板的部分制成，还可以采用导电金属制成。

优选的，所述中心部及框部的下方还设有增强片。

本技术方案所采用的马达可以为定焦马达，或者与自动对焦马达、光学变焦马达结合实现对焦和变焦控制。

本发明还提出了一种移动终端用摄像头模组。

本发明对图像传感器一块的结构进行了改进，通过四个FPC 线圈配合装设于线圈周围的四个磁石，以及相关的垫片及FPC线路，可以控制图像传感器的运动，实现对图像传感器可控上下、平移和旋转，本发明的结构巧妙，构成部件并不多，体积小、易于与驱动电路相匹配，并且生产良率更高。

附图说明

图1是本发明的剖视图；

图2是本发明第一实施例的剖视图；

图3是本发明第一实施例的爆炸图；

图4是本发明第二实施例的剖视图；

图5是本发明第二实施例的爆炸图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，说明本发明的结构原理。

如图1所示，本发明的移动终端用摄像头模组，包括依次设置的镜头1、用于固定或者控制镜头运动的音圈马达2、用于成像的图像传感器303、FPC软板309、驱动模块，镜头1的光传入图像传感器303进行成像，驱动模块具有线圈和磁石，通过线圈与磁石产生作用力，可以驱动图像传感器实现对焦，还可以驱动图像传感器在垂直于光轴的平面内横向或纵向运动实现两个维度的光学防抖，更进一步，还可以驱动图像传感器在垂直于光轴的平面内围绕其正中心进行旋转。本发明保持镜头不动而移动图像传感器。通过移动图像传感器不仅实现了自动对焦，还实现了3个方向上的光学防抖补正，实现拍照的最佳效果。并且本发明的移动图像传感器技术没有增加整体摄像模组的体积，可以与各种镜头、马达配合应用在手机等终端电子设备中。

图像传感器303下方与FPC软板309活动连接，长方形的FPC软板309分为连接区和焊接区两个部分，连接区位于图像传感器侧边，连接区与移动终端的主板电连接，焊接区位于图像传感器下方，用来焊接图像传感器，本发明的FPC软板的焊接区结构是经过特殊设计的，可以方便图像传感器活动，焊接区分为两个部分，一部分是位于图像传感器下方的中心部，另一部分则是位于中部外围的框部，中部和框部通过四个弹性臂连接，图像传感器与中心部焊接。关于焊接，可以采用CSP（Chip Scale Package）工艺或COB（Chip On Board）工艺，将图像传感器与微加工的高聚物衬底基板制成的FPC软板相结合，由MEMS基板承载图像传感器做平移和旋转等三个自由度的运动，以实现最佳的光学防抖效果。

弹性臂可以直接利用FPC软板的本身，由部分FPC软[A1] 构成，通过切割FPC软板在FPC软板上加工出弹性臂的形状，由于FPC软板的材料包括高聚物衬底基板和铜层，因此具有一定的柔性，使得图像传感器可以相对FPC软板进行运动。当然，弹性臂还可以采用其他导电金属制成，例如材质铜，这样就可以把图像传感器的对外引脚引出来与FPC软板的连接区电连接。

在弹性臂利用FPC软板本身制成时，还可以再进一步进行加工，采用反应式离子干法刻蚀，将弹性臂部分的FPC软板的高聚物衬底基板与铜层进行释放和脱离，可以去除掉与铜层连接的高聚物衬底，使铜层形成的弹性臂完全独立悬挂起来，使其具备X,Y,Z平移的三个方向以及绕中心点旋转的三个方向一共六个方向的运动自由度。弹性臂不仅可以将图像传感器悬挂起来，提供其上下、平移以及旋转运动的弹性，实现线性控制图像传感器位置的功能；还能够将图像传感器的对外引脚通过这些铜质弹性臂电连接至FPC软板的连接区，并最终由FPC软板引到手机等移动终端的主板上去。由于FPC软板的[A2] 结构较为薄弱，还可以在FPC软板的中心部及框部的下方设置增强片302，对FPC软板进行加固。

图2、图3展示了本发明的第一实施例，驱动模块包括框架和线圈架310，框架是由框状的上垫片305、下垫片306组成，下垫片306与图像传感器303四周的FPC软板309的框部连接，上垫片305的上方设有一中心带通孔的上盖301，音圈马达2就固定在上盖301上。

线圈架310通过弹片304悬挂在框架内，然后图像传感器303的上表面与线圈架301的底面连接，本发明是通过框状的上垫片305、下垫片306上下夹住弹片304的外侧，然后弹片304的内侧固定在图像传感器303的下方，且位于图像传感器的四周，弹片的内侧与外侧通过弹丝连接，使得线圈架310可以悬挂在外壳内。线圈架上可以固定两个相对的平移线圈，也可以均匀地分别在每条边的一端固定一个平移线圈，磁石的数量则设置与平移线圈个数相对应即可，且需与平移线圈上下正对着放置，本实施例中，采用的是四个线圈308，每个线圈308均与线圈架的一条边平行，且位于每条边的一端，上盖上与线圈正对着的位置设置了四个磁石307，这四个磁石307正对着线圈308的一面为平面两极注磁，即正对着平移线圈的一面既有N极也有S极，当任意相对的两个线圈308通相反方向电流时，由于此时磁场力作用，可以产生两个平行于图像传感器303 所在平面且方向相同的作用力，推动线圈308带动图像传感器303 在图像传感器所在平面内沿横向或纵向移动，实现此平面内的两个方向上的光学防抖功能。当任意两个相对的线圈308通过相同方向的电流时，此时在磁场力的作用下，产生两个平行于图像传感器303所在平面且方向相反的力，此两个力产能一个力矩，可以使得图像传感器303在其所在平面围绕其正中心进行旋转。在该实施例中，将磁石替换为水平放置的单向充磁磁石，磁石与平移线圈所在平面相平行的两个面互为南北两极，平移线圈在磁石的正下方，也可产生水平方向的力，实现上述同样的功能，使图像传感器303 在图像传感器所在平面内沿横向或纵向移动，以及图像传感器303在其所在平面围绕其正中心进行旋转。

图4、图5展示了本发明的第二实施例，第二实施例的驱动模块的线圈组的安装位置发生了变化，因而可以省略掉线圈架、弹片，其他部件的安装位置关系则都与第一实施例的结构相同。

第二实施例的线圈组同样为2个或4个平移线圈，图中给出了4个平移线圈的安装位置示例，这4个平移线圈均布在图像传感器四周，每条边的一端设有一个线圈，上盖上设有与所述线圈一一正对的磁石。平移线圈可以采用设置在FPC软板上的PCB线圈，也可以是利用FPC软板自身制作形成的PCB线圈，PCB板本身是由铜箔和绝缘层叠加起来多层结构，其铜箔可以蚀刻成任意形状，因此，可以在每层铜箔上蚀刻出线圈，每两层铜箔之间可以通过过孔导通，多个单层铜箔线圈导通后就可以作为线圈使用，形成PCB线圈。

弹性臂可以是FPC软板的一部分，还可以采用导电金属弹性臂，例如铜材质弹性臂，将图像传感器的引脚和FPC软板电连接，这种结构由于省略掉线圈架和弹片，使得本实施例的结构更加简化。更进一步，可以采用微机电系统的加工技术实现MEMS（Micro-Electro-Mechanical System微机电系统）线圈与MEMS弹性臂集成于一个基板上，即线圈与FPC软板形成一体结构，可以使线圈、弹性臂的尺寸达到要求，不仅不增加摄像头模组的体积，同时还最大程度的简化本实施例的结构。在该实施例中，正对着线圈的一面只有N极或者S极，四个线圈均通顺时针电流时，会产生四个平行于光轴朝向FPC软板的大小一致的力带动图像传感器进行对焦。当四个线圈通过的顺时针电流大小不一致时，会产生四个平行于光轴朝向FPC软板的大小不一致的力，带动图像传感器进行对焦的同时，使图像传感器的光轴产生偏角，实现光学防抖或者光轴补偿。

此外，本发明的镜头可以搭配定焦马达，也可配合自动对焦马达或者光学变焦马达以实现对焦变焦控制。

本发明还提出了一种移动终端，该移动终端可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑或智能手表等，该移动终端采用了本发明任意实施例提供的摄像头模组。

应当理解的是，上述针对具体实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种移动终端用摄像头模组，包括依次设置的镜头、用于固定镜头或者控制镜头运动的音圈马达、用于成像的图像传感器、FPC软板，其特征在于，所述图像传感器下方与FPC软板活动连接，所述模组还包括一驱动模块，所述驱动模块具有线圈和磁石，通过线圈与磁石产生作用力，驱动图像传感器在垂直于光轴的平面内横向或纵向运动实现两个维度的光学防抖以及在垂直于光轴的平面内围绕其正中心进行旋转。

2.如权利要求1所述的移动终端用摄像头模组，其特征在于，所述FPC软板位于图像传感器下方的一端包括中心部和设置中心部外围的框部，所述中心部和框部之间通过多条弹性臂连接，所述图像传感器与中心部连接，其引脚通过弹性臂与FPC软板电连接。

3.如权利要求2所述的移动终端用摄像头模组，其特征在于，所述驱动模块包括：

框架，由框状的上垫片、下垫片组成，所述下垫片与FPC软板的框部连接，所述上垫片的上方设有一中心带通孔的上盖；

线圈架，通过弹片悬挂在框架内，其下方与图像传感器连接，其上方设有2个或4个平移线圈，所述上盖上设有与所述平移线圈一一正对的磁石。

4.如权利要求3所述的移动终端用摄像头模组，其特征在于，所述弹片的内侧与图像传感器或线圈架固定连接，外侧卡紧在上、下垫片之间，所述弹片的内侧与外侧通过弹丝连接。

5.如权利要求2所述的移动终端用摄像头模组，其特征在于，所述驱动模块包括：

框架，由框状的上垫片、下垫片组成，所述下垫片与FPC软板的框部连接，所述上垫片的上方设有一中心带通孔的上盖；

线圈组，包括均匀分布在图像传感器四周的2个或4个平移线圈，所述上盖上设有与所述平移线圈一一正对的磁石。

6.如权利要求5所述的移动终端用摄像头模组，其特征在于，所述平移线圈为设置在FPC软板上的线圈，或者为利用FPC软板的部分电路板形成的PCB线圈。

7.如权利要求1至6任意一项所述的移动终端用摄像头模组，其特征在于，所述弹性臂通过切割FPC软板利用部分FPC软板制成；或者所述弹性臂由所述部分FPC软板去除其高聚物衬底基板由其铜层构成；或者所述弹性臂采用导电金属制成。

8.如权利要求7所述的移动终端用摄像头模组，其特征在于，所述FPC软板的中心部及框部的下方设有增强片，所述磁石为平面两极注磁磁石或单向充磁磁石。

9.如权利要求7所述的移动终端用摄像头模组，其特征在于，所述音圈马达为光学变焦马达、自动对焦马达中的一种。

10.采用了上述任意一项权利要求的摄像头模组的移动终端。