CN106131435B - 微型光学防抖摄像头模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及摄像头技术领域，尤其是涉及微型光学防抖摄像头模组，该模组至少具有镜头、自动聚焦音圈马达、图像传感器模块以及微型记忆合金光学防抖致动器，镜头固定在自动聚焦音圈马达上，图像传感器模块将镜头获取的图像传出；所述自动聚焦音圈马达固定在微型记忆合金光学防抖致动器上面，控制芯片基于微型记忆合金光学防抖致动器上的记忆合金丝的长度变化来拉动自动聚焦音圈马达移动，实现镜头的抖动补偿。本发明简化模组结构，降低了成本，且功耗小，通过将柔性线路板巧妙布设，解决活动板与固定板相对移动的问题，可以实现多线路连通，工艺简单，结构稳定性高，并且不会增加模组整体高度，产品结构轻巧化和小型化。

Description

微型光学防抖摄像头模组

技术领域

本发明涉及摄像头技术领域，尤其是涉及具有光学修正功能的微型光学防抖摄像头模组。

背景技术

微型自动聚焦摄像头广泛应用于手机、汽车、无人飞机、安防监控、智能家居等产品之中。普通的微型自动聚焦摄像头模组由一个微型音圈马达驱动镜头在光轴方向上下移动，拍照时通过控制芯片驱动音圈马达移动，从而实现自动聚焦功能。拍照或摄像时，镜头会因人的抖动或其他原因不能保持绝对平稳，产生一定偏移，此时摄像头的聚焦和进光量都会受到影响，进而影响摄像头获取图像的质量。一般这种镜头偏转发生在垂直光轴的方向上，而自动聚焦音圈马达只能驱动镜头在光轴方向上移动，因此无法解决此类镜头偏转导致的问题。在自动聚焦音圈马达的基础上增加一个光学防抖致动器，驱动镜头在垂直光轴的两个方向上移动，可以补偿镜头的上述偏转，帮助摄像头获取更好的图像质量，这类微型摄像头马达称之为微型光学防抖摄像头马达。

真正意义的微型光学防抖摄像头马达是一个闭环控制系统，由陀螺仪检测到镜头抖动参数反馈至摄像头模组控制芯片，后者根据镜头位置传感器提供的位置信息计算出补正的角度或位移并发出指令驱动防抖致动器达到指定位置，从而补正镜头因抖动而产生的位移偏转，使拍照或摄像获得更好的图像质量。

现有技术中，与驱动镜头在光轴方向移动一样，在垂直光轴的两个方向上也可以采用同样的方法，即采用微型音圈马达来实现。常见的微型音圈马达由通电线圈在磁场中产生洛伦磁力驱动镜头移动；而要实现光学防抖，需要在至少两个方向上驱动镜头，这意味着需要布置多个线圈，会给整体结构的微型化带来一定挑战。为此，采用音圈马达原理进行光学防抖的微型致动器一般将多个线圈集成在一块电路板上，称为FP线圈，以此解决光学防抖致动器的尺寸问题。但是，微型音圈马达光学防抖致动器与自动聚焦的微型音圈马达两者是分离的，而镜头往往安装在自动聚焦的微型音圈马达内，要使镜头在垂直光轴方向上移动，也就是使镜头随自动聚焦的微型音圈马达一起运动。因此，这类微型光学防抖摄像头模组装配工艺更困难，也使整个微型马达的结构可靠性降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微型光学防抖摄像头模组，采用记忆合金丝来驱动自动聚焦音圈马达在垂直光轴方向上移动，并有效解决微型记忆合金防抖致动器的固定部分与活动部分的电路连接问题，结构十分紧凑而且稳固可靠；它无需额外的位置传感器来反馈驱动结果，简化了模组的结构，降低了成本。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

微型光学防抖摄像头模组，该模组至少具有镜头、自动聚焦音圈马达、图像传感器模块以及微型记忆合金光学防抖致动器，镜头固定在自动聚焦音圈马达上，图像传感器模块将镜头获取的图像传出；所述自动聚焦音圈马达固定在微型记忆合金光学防抖致动器上面，控制芯片基于微型记忆合金光学防抖致动器上的记忆合金丝的长度变化来拉动自动聚焦音圈马达移动，实现镜头的抖动补偿。

上述方案进一步是：所述微型记忆合金光学防抖致动器具有活动板、固定板和基板，固定板固定在基板上，活动板活动架设在固定板上，且活动板和固定板之间有记忆合金丝拉持，自动聚焦音圈马达固定在活动板上。

上述方案进一步是：所述活动板、固定板和基板叠加设置，活动板具有弹簧臂，弹簧臂固定在固定板上，在活动板和固定板之间布置一个或多个支撑轴承，使活动板可以相对固定板在弹簧臂的约束下移动；活动板和固定板上分别对角设有记忆合金丝固定夹，以此分别夹住记忆合金丝的端头。

上述方案进一步是：所述活动板和固定板上设有电路连通自动聚焦音圈马达，并在固定板上引出一摄像头模组连接盘，该摄像头模组连接盘与外部器件进行电路连接。

上述方案进一步是：所述活动板和固定板上的电路由贴附的柔性线路板获得；其中，活动板上面的第一柔性线路板具有音圈马达连接盘及固定板连接盘，音圈马达连接盘连接自动聚焦音圈马达，固定板连接盘连接固定板上的第二柔性线路板，第二柔性线路板还与记忆合金丝柔性线路板连通，记忆合金丝柔性线路板附在记忆合金丝固定夹上，记忆合金丝柔性线路板连通记忆合金丝，摄像头模组连接盘则由第二柔性线路板引出。

上述方案进一步是：所述活动板上面的第一柔性线路板是沿弹簧臂布设。

上述方案进一步是：所述活动板上的弹簧臂对称设计，弹簧臂由活动板外围剖切构造。

上述方案还可以是：所述固定板上设有支撑立板，所述自动聚焦音圈马达的外侧悬挂有柔性线路板弹簧，柔性线路板弹簧一端固定于固定板的支撑立板，另一端固定在自动聚焦音圈马达上，自动聚焦音圈马达上的电路通过柔性线路板弹簧连通固定板上的第二柔性线路板，第二柔性线路板还与记忆合金丝柔性线路板连通，记忆合金丝柔性线路板附在记忆合金丝固定夹上，记忆合金丝柔性线路板连通记忆合金丝，固定板上引出一摄像头模组连接盘，该摄像头模组连接盘与外部器件进行电路连接。所述柔性线路板弹簧位于保护外盖与自动聚焦音圈马达之间的间隙中，自动聚焦音圈马达上设有限位块，限位块的厚度确定保护外盖与自动聚焦音圈马达之间的间隙大小。

采用上述结构，本发明获得如下有益效果：

1、控制芯片基于微型记忆合金光学防抖致动器上的记忆合金丝的长度变化来拉动自动聚焦音圈马达移动，实现镜头的抖动补偿，使拍照或摄像获得更好的图像质量；无需额外的位置传感器来反馈驱动结果，简化了模组的结构，降低了成本；并且功耗小，驱动力大，达到“小马拉大车”的效果。

2、采用柔性线路板来连接自动聚焦音圈马达与微型记忆合金光学防抖致动器，通过将柔性线路板巧妙布设，使之具备较强的变形能力，解决活动板与固定板相对移动的问题，可以实现多线路连通，工艺简单，结构稳定性高，并且不会增加模组整体高度，产品结构轻巧化和小型化，并降低了制造成本。

附图说明：

附图1为本发明其一实施例结构分解示意图；

附图2为图1实施例组合结构示意图；

附图3为图1实施例的微型记忆合金光学防抖致动器结构示意图；

附图4为图3实施例的结构分解示意图；

附图5为图3实施例的活动板结构示意图；

附图6为图3实施例的固定板结构示意图；

附图7为图3实施例的基板结构示意图；

附图8为本发明其二实施例结构分解示意图；

附图9为图8实施例组合结构示意图（除去保护外盖）；

附图10为图8实施例的微型记忆合金光学防抖致动器结构示意图。

具体实施方式：

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

参阅图1~7所示，本发明有关一种微型光学防抖摄像头模组，该模组具有保护外盖8、镜头1、自动聚焦音圈马达2、图像传感器模块3以及微型记忆合金光学防抖致动器4，镜头1固定在自动聚焦音圈马达2上，微型记忆合金光学防抖致动器4具有适配镜头1安装的镜头安装孔，图像传感器模块3将镜头1获取的图像传出。所述自动聚焦音圈马达2固定在微型记忆合金光学防抖致动器4上面，控制芯片基于微型记忆合金光学防抖致动器4上的记忆合金丝的长度变化来拉动自动聚焦音圈马达2移动，实现镜头1的抖动补偿。微型记忆合金光学防抖致动器4的控制芯片可以控制驱动信号的变化来改变记忆合金丝的温度；记忆合金丝（如镍钛记忆合金丝）在常温时为马氏体结构，当温度升高时，记忆合金丝会发生相变，由马氏体转变为奥氏体，长度变短，电阻变小；当温度降低时，记忆合金丝会发生由奥氏体转变为马氏体的相变，长度变长，电阻变大，这两个过程可以反复进行。在发生相变期间，记忆合金丝的温度与应变之间线性度不是很好，但是在一定温度范围内，它的电阻与应变呈线性特性。因此通过控制记忆合金丝的电阻大小可以精确控制其长度，并且根据记忆合金丝的电阻来计算致动器的位置和移动距离。当微型记忆合金光学防抖致动器4上移动到指定位置后反馈记忆合金丝此时的电阻，通过比较这个电阻值与目标值的偏差，可以校正微型记忆合金光学防抖致动器4上的移动偏差，从而形成一个以记忆合金丝的电阻为反馈变量的闭环控制系统。该微型记忆合金光学防抖致动器4的结构十分紧凑而且稳固可靠；它无需额外的位置传感器来反馈驱动结果，简化了模组的结构，降低了成本，并且功耗小，驱动力大，达到“小马拉大车”的效果。基于记忆合金丝的长度变化来拉动自动聚焦音圈马达移动，实现镜头的抖动补偿，使拍照或摄像获得更好的图像质量，也达到了光学防抖功效。

图1~7所示，本实施例中，所述微型记忆合金光学防抖致动器4具有活动板41、固定板42和基板43，固定板42固定在基板43上，活动板41活动架设在固定板42上，且活动板41和固定板42之间有记忆合金丝44拉持，自动聚焦音圈马达2固定在活动板41上。进一步地，所述活动板41、固定板42和基板43叠加设置，为了保证结构强度，活动板41、固定板42和基板43由金属制成。活动板41具有弹簧臂411，弹簧臂411固定在固定板42上，在活动板41和固定板42之间布置一个或多个支撑轴承45，使活动板41可以相对固定板42在弹簧臂411的约束下移动。本实施例的活动板41上的弹簧臂411对称设计，弹簧臂411由活动板41外围剖切构造，结构轻巧化和小型化，简化了模组的结构，降低了成本。活动板41和固定板42上分别对角设有记忆合金丝固定夹46，以此分别夹住记忆合金丝44的端头。本实施例的记忆合金丝44有四根，固定板42通过胶水或者激光焊接等方式固定在基板43上；活动板41的弹簧臂411通过胶水或激光焊接等方式固定在固定板42上。活动板41和固定板42上设有电路连通自动聚焦音圈马达2，并在固定板42上引出一摄像头模组连接盘47，该摄像头模组连接盘47与外部器件进行电路连接，实现摄像头模组线路连通。

图3~7所示，本实施例中，优选地，活动板41和固定板42上的电路由贴附的柔性线路板获得；其中，活动板41上面的第一柔性线路板5具有音圈马达连接盘51及固定板连接盘52，第一柔性线路板5是沿弹簧臂411布设，音圈马达连接盘51连接自动聚焦音圈马达2，固定板连接盘52连接固定板42上的第二柔性线路板6，第二柔性线路板6还与记忆合金丝柔性线路板7连通，记忆合金丝柔性线路板7附在记忆合金丝固定夹46上，记忆合金丝柔性线路板7连通记忆合金丝44，摄像头模组连接盘47则由第二柔性线路板6引出。本发明可根据电路连接的需要可以设计多根弹簧臂和多条线路，这时要将固定板连接盘52分割成相应的多个部分，以保证各条线路独立分开。活动板41也可以作为导电线，将活动板分成几个部分还可以成为多根导电线。活动板41和固定板42上的柔性线路板可以用胶水粘贴或者采用化学沉积与蚀刻结合的方法直接在相应板上生成。采用上述的技术方案，自动聚焦音圈马达2固定在活动板41上，并且直接与活动板41上的音圈马达连接盘51通过锡焊或者导电薄膜等方法实现电路连接，然后再通过固定板连接盘52实现将活动板41上的线路连通到固定板42上；同时记忆合金丝44也通过柔性线路板连通，最后微型记忆合金光学防抖致动器4与自动聚焦音圈马达2的所有线路集成为外部器件所需的电路连接盘，即摄像头模组连接盘47。基板43上有图像传感器开口槽431和连接盘开口槽432分别用于图像传感器模块3的装配和摄像头模组连接盘47装配引伸，固定板42通过胶水或者激光焊接等方式固定在基板43上。

图8、9、10所示是本发明另一实施例，该实施例大致结构与上述实施一致，只是所述微型记忆合金光学防抖致动器4的固定板42上设有支撑立板421，所述自动聚焦音圈马达2的外侧悬挂有柔性线路板弹簧5a，柔性线路板弹簧5a一端固定于固定板42的支撑立板421，另一端固定在自动聚焦音圈马达2上，自动聚焦音圈马达2上的电路通过柔性线路板弹簧5a连通固定板42上的第二柔性线路板6，第二柔性线路板6还与记忆合金丝柔性线路板7连通，记忆合金丝柔性线路板7附在记忆合金丝固定夹46上，记忆合金丝柔性线路板7连通记忆合金丝44，固定板42上引出一摄像头模组连接盘47，该摄像头模组连接盘47与外部器件进行电路连接，实现摄像头模组线路连通。所述柔性线路板弹簧5a位于保护外盖8与自动聚焦音圈马达2之间的间隙中，自动聚焦音圈马达2上设有限位块21，限位块21的厚度确定保护外盖8与自动聚焦音圈马达2之间的间隙大小。限位块21的厚度优选为柔性线路板弹簧厚度的1.5~3倍，这样可防止柔性线路板弹簧5在微型记忆合金光学防抖致动器4跌落或者碰撞时，受到自动聚焦音圈马达2和保护外盖8的挤压。该结构同样实现模组部件之间的电路连通，且满足活动板41可以相对固定板42在弹簧臂411的约束下移动，即实现控制芯片基于微型记忆合金光学防抖致动器4上的记忆合金丝的长度变化来拉动自动聚焦音圈马达2移动，达到镜头1的抖动补偿。

本发明的控制芯片基于微型记忆合金光学防抖致动器4上的记忆合金丝44的长度变化来拉动自动聚焦音圈马达2移动，实现镜头1的抖动补偿，使拍照或摄像获得更好的图像质量；无需额外的位置传感器来反馈驱动结果，简化了模组的结构，降低了成本；并且功耗小，驱动力大，达到“小马拉大车”的效果。同时还采用柔性线路板来连接自动聚焦音圈马达2与微型记忆合金光学防抖致动器4，通过将柔性线路板巧妙布设，使之具备较强的变形能力，解决活动板与固定板相对移动的问题，可以实现多线路连通，工艺简单，结构稳定性高，并且不会增加模组整体高度，产品结构轻巧化和小型化，并降低了制造成本。

以上结合实施方式对本发明做了详细说明，只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限定本发明的保护范围，故凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.微型光学防抖摄像头模组，其特征在于：该模组至少具有镜头（1）、自动聚焦音圈马达（2）、图像传感器模块（3）以及微型记忆合金光学防抖致动器（4），镜头（1）固定在自动聚焦音圈马达（2）上，图像传感器模块（3）将镜头（1）获取的图像传出；所述自动聚焦音圈马达（2）固定在微型记忆合金光学防抖致动器（4）上面，控制芯片基于微型记忆合金光学防抖致动器（4）上的记忆合金丝的长度变化来拉动自动聚焦音圈马达（2）移动，实现镜头（1）的抖动补偿；所述微型记忆合金光学防抖致动器（4）具有活动板（41）、固定板（42）和基板（43），固定板（42）固定在基板（43）上，活动板（41）活动架设在固定板（42）上，且活动板（41）和固定板（42）之间有记忆合金丝（44）拉持，自动聚焦音圈马达（2）固定在活动板（41）上；所述固定板（42）上设有支撑立板（421），所述自动聚焦音圈马达（2）的外侧悬挂有柔性线路板弹簧（5a），柔性线路板弹簧（5a）一端固定于固定板（42）的支撑立板（421），另一端固定在自动聚焦音圈马达（2）上，自动聚焦音圈马达（2）上的电路通过柔性线路板弹簧（5a）连通固定板（42）上的第二柔性线路板（6），第二柔性线路板（6）还与记忆合金丝柔性线路板（7）连通，记忆合金丝柔性线路板（7）附在记忆合金丝固定夹（46）上，记忆合金丝固定夹（46）夹住记忆合金丝（44），而记忆合金丝柔性线路板（7）连通记忆合金丝（44）；固定板（42）上引出一摄像头模组连接盘（47），该摄像头模组连接盘（47）与外部器件进行电路连接。

2.根据权利要求1所述的微型光学防抖摄像头模组，其特征在于：所述活动板（41）、固定板（42）和基板（43）叠加设置，活动板（41）具有弹簧臂（411），弹簧臂（411）固定在固定板（42）上，在活动板（41）和固定板（42）之间布置一个或多个支撑轴承（45），使活动板（41）可以相对固定板（42）在弹簧臂（411）的约束下移动；活动板（41）和固定板（42）上分别对角设有记忆合金丝固定夹（46），以此分别夹住记忆合金丝（44）的端头。

3.根据权利要求2所述的微型光学防抖摄像头模组，其特征在于：所述活动板（41）上的弹簧臂（411）对称设计，弹簧臂（411）由活动板（41）外围剖切构造。

4.根据权利要求1所述的微型光学防抖摄像头模组，其特征在于：所述柔性线路板弹簧（5a）位于保护外盖（8）与自动聚焦音圈马达（2）之间的间隙中，自动聚焦音圈马达（2）上设有限位块（21），限位块（21）的厚度确定保护外盖（8）与自动聚焦音圈马达（2）之间的间隙大小。

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