CN111741215A - 防抖云台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防抖云台，包括壳体、载体、磁体组、电路板、支撑体、下簧片以及底座，该载体设有安装镜头模组的镜头模组安装室，该磁体组固定安装于该底座上，该电路板安装于该载体的底部并与该磁体组配合，该下簧片将该载体和该底座可活动连接，该支撑体安装于该底座和该载体之间以将该载体可转动地支撑于该底座上。本发明能够驱动整个包含镜片及图像传感器的镜头模组作出和振动方向相反，但振幅接近的运动，抵消因振动造成的晃动。

Description

防抖云台

技术领域

本发明涉及云台领域，具体涉及一种防抖云台。

背景技术

近年来具有定焦广角(视角超过80度)拍摄功能的移动装置十分普及，应用范围亦不断扩展，包括航拍、运动相机、以及行车记录仪。在拍照及拍影片时，很可能受到外来振动而出现模糊或晃动，影响照片及影片质素。当振动比较激烈，或在低光情况下，这问题会更加严重。

为了解决上述问题，市场上己经出现很多现有防抖技术。主流现有技术通过读取振动传感器(例如陀螺仪及加速传感器)，计算振动波形以及所需的补偿角度，通过电子、光学、或机械方法补偿因振动造成的影像模糊及晃动，达致改进影像质素的效果。

现有技术按振动补偿方法主要包括电子影像稳定器(Electronic Imagestabilizer，EIS)和光学影像稳定器(Optical Image stabilizer，OIS)。

EIS是运过电子方法，达到防抖效果。在拍摄时，EIS会跟据计算的振动波形，调整每一帧影像的位置，抵消因振动造成的影像晃动。由于EIS不需要额外的致动器，所以EIS的主要优点是成本低，无需额外重量及体积。EIS的主要缺点是无法补偿每一帧中的影像晃动，这是由于EIS通过调整每一赖影像的位置，抵消因振动造成的影像晃动。所以，EIS开启后拍摄的影像会较容易出现因影像晃动造成的模糊。EIS的另一个缺点是牺牲了图像传感器的解像度。在EIS开启时，图像传感器或图像处理器需要按计算振动波形剪裁合适的影像，作为最终影像。在剪裁过程中，解像度会下降，所述最终影像会比图像、传感器最大的解像度低。因此，EIS会牺牲图像传感器最大的解像度，降低影像质素。相对EIS，OIS的主要缺点是需要额外的致动器，所以需要较高的额外成本、较大的额外空间、以及较高的额外重量。

OIS是通过光学及机械方法，利用致动器移动光学部件(可以是相机中的一片，一组或所有镜片)，达到光学部件和图像传感器之间出现相对运动，改变光路(Optical Path)及成像圈(Image Circle)位置，抵消因振动造成的影像晃动。由于OIS是在拍摄每一帧影像中不断作出光学补偿，因此能抵消每一帧影像曝光时的抖动，可以达到比EIS更佳的影像质素。OIS的主要缺点是牺牲镜头的部份光学解像度。在OIS过程中，成像圈在图像传感器上的位置会不断改变。为了避免成像圈在OIS过程中超出图像传感器，成像圈必须因为OIS而扩大，但这会浪费了镜头应有的解像度。另一方面，在OIS过程中，当成像圈的位置较偏时，成像圈边缘会更靠近图像传感器。由于大部份镜头的在边缘模糊度及畸变度都比中心严重，因此一般OIS的影像解像度及防抖效果都不及GS，这问题在广角相机摸组中更明显。

发明内容

本发明的目的是提供一种防抖云台，以解决上述现有技术中存在的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了防抖云台，所述防抖云台包括壳体、载体、磁体组、电路板、支撑体、下簧片以及底座，所述载体设有安装镜头模组的镜头模组安装室，所述磁体组固定安装于所述底座上，所述电路板安装于所述载体的底部并与所述磁体组配合，所述下簧片将所述载体和所述底座可活动连接，所述支撑体安装于所述底座和所述载体之间以将所述载体可转动地支撑于所述底座上。

在一个实施例中，所述电路板包括第一部分和第二部分，所述第一部分安装于所述底座上并折叠成多层，所述第二部分安装于所述载体的底部并设有线圈。

在一个实施例中，所述线圈包括相对设置的第一组线圈和第二组线圈以分别与所述磁体组的对应磁体配合，从而驱动所述载体沿两条相互垂直的轴线转动。

在一个实施例中，所述第一组线圈和所述第二组线圈内分别设有传感器以与所述磁体组的对应磁体配合，以检测所述载体的位移。

在一个实施例中，所述载体的底部设有载体内嵌金属片，所述底座设有底座内嵌金属片，所述支撑体包括朝向所述载体的第一表面和朝向所述底座的第二表面，所述第一表面与所述载体内嵌金属片可转动配合，所述第二表面与所述底座内嵌金属片可转动配合。

在一个实施例中，所述底座内嵌金属片与所述支撑体的第二表面通过凹槽与凸起配合的方式可转动配合，以及所述载体内嵌金属片与所述支撑体的第一表面通过凹槽与凸起配合的方式可转动配合。

在一个实施例中，所述底座内嵌金属片与所述载体内嵌金属片相互垂直布置。

在一个实施例中，所述支撑体的所述第一表面设有至少两个第一凸起以与所述载体内嵌金属片配合，以及所述支撑体的所述第二表面设有至少两个第二凸起以与所述底座内嵌金属片配合。

在一个实施例中，所述支撑体具有圆盘状主体并在所述圆盘状主体上设有缺口，所述至少两个第一凸起的连线与所述至少两个第二凸起的连线通过所述圆盘状主体的圆心并互相垂直。

在一个实施例中，所述载体的面向所述底座的一侧形成封闭的底部，所述底部设置有向底座凸出的簧片固定部，所述簧片固定部与所述簧片的内圈固定连接。

在一个实施例中，所述载体的底部还设有支撑体配合部，所述载体内嵌金属片安装于所述支撑体配合部，以及所述簧片固定部包括环状主体，所述支撑体配合部设置于所述环状主体内。

在一个实施例中，所述支撑体配合部具有长条形状并通过所述簧片固定部的所述环状主体的圆心，所述载体内嵌金属片的朝向所述支撑体的表面设有载体内嵌金属片凹槽以与所述支撑体的所述第一凸起配合。

在一个实施例中，所述底座包括矩形板主体，所述矩形板主体具有朝向载体的上表面和远离载体的下表面，所述上表面设有包括第一区域和第二区域，所述载体布置于所述第一区域内，所述第二区域用于安装所述电路板的第二部分。

在一个实施例中，所述第一区域的中部设有底座内嵌金属片安装部以设置所述底座内嵌金属片。

在一个实施例中，所述底座内嵌金属片安装部垂直于所述底座的长度方向设置并从所述第一区域的底部一体向载体凸出。

在一个实施例中，所述底座内嵌金属片设置于所述底座内嵌金属片安装部上并在面向所述支撑体的表面设有至少两个底座内嵌金属片凹槽，以与所述支撑体的第二凸起可转动配合。

本发明通过机械方法，驱动整个包含镜片及图像传感器的镜头模组，作出和振动方向相反，但振幅接近的运动，抵消因振动造成的晃动。在防抖过程中，由于光学部件和图像传感器之间没有相对运动，所以影像质素及防抖效果在影像边缘不会出现下降，亦不需要因为防抖牺牲镜头的部份光学解像度，以及图像传感器部分解像度。

附图说明

图1是本发明一个实施例的用于结合镜头模组的防抖云台的立体分解图；

图2是图1的防抖云台的壳体的立体图；

图3A-3B是图1的防抖云台的载体的不同视角的立体图；

图4是图1的防抖云台的电路板的不同视角的立体图；

图5A是本发明一个实施例的支撑体的立体图；

图5B-5D分别是支撑体的仰视图、俯视图以及侧视图，其示出支撑体与底座内嵌金属片和载体内嵌金属片的配合；

图6是图1的防抖云台的簧片的立体图；

图7是图1的防抖云台的立体图，其未安装壳体；以及

图8-图9分别是图1的防抖云台的不同剖视图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况下来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。

在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。

在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。

本发明总体上涉及用于结合镜头模组的防抖云台，该防抖云台与镜头模组配合使用，实现更好的防手震的效果。具体地，镜头模组本身可以具有OIS防抖功能，本发明的云台通过机械方法，驱动整个包含镜片及图像传感器的镜头模组，做出和振动方向相反，但振幅接近的运动，抵消因振动造成的晃动。在防抖过程中，由于光学部件和图像传感器之间没有相对运动，所以影像质素及防抖效果在影像边缘不会出现下降，亦不需要因为防抖牺牲镜头的部份光学解像度，以及图像传感器部份解像度。下面参照图1-9对本发明的防抖云台的一个实施例进行说明。

图1是本发明的用于结合镜头模组的防抖云台100的立体分解图。如图1所示，防抖云台100总体上包括壳体10、载体20、磁体组30、电路板 40、支撑体51、下簧片60以及底座70。壳体10和底座70配合并限定出内部空间，以将载体20、磁体组30、电路板40、支撑体51以及下簧片60 容纳于该内部空间内。磁体组30安装于底座70上，电路板40固定安装于载体20的底部，电路板40的线圈与磁体组30对应，支撑体51安装于底座70和载体20的底部之间并对载体20进行可转动支撑，下簧片60布置在底座70与载体20之间并将底座70与载体20可活动连接，镜头模组(图未示)安装于载体20内。其中，壳体10、磁体组30以及底座70形成固定部分，电路板40以及载体20形成活动部分，当电路板40通电时，通过其线圈与磁体组的相互作用以驱动活动部分运动，并进一步驱动安装于载体 20内的镜头模组运动，从而实现防抖的目的。下面参照图2-9对本方明的各个部件进行进一步描述。

图2是图1的壳体10的立体图。如图2所示，壳体10整体上形成长方体形状，并在朝向底座70的一侧形成开放空间11以容纳载体20等各部件，在远离底座70的一侧形成有开口13以与镜头模组配合，镜头模组可以通过开口13安装于载体20内。壳体10的一端设有缺口14，缺口14设置于壳体10的靠近底座70的一侧并向上凹陷形成。

图3A是载体20的立体图，图3B是载体20的仰视图。如图3A-3B所示，载体20整体安装于壳体10的开放空间11内，具体地，载体20的面向壳体10的一侧形成有镜头模组安装室21，镜头模组安装室21与壳体10 的开口13配合以容纳镜头模组。载体20的面向底座70的一侧形成封闭的底部22，底部22设有环状的簧片固定部221，簧片固定部221与簧片60 的内圈63(参见图6)固定连接。簧片固定部221优选为连续的圆环状，并优选向底座70凸出一定高度形成。簧片固定部221的内周设有多个向内凸出的凸出部2211，每一个凸出部2211上设有簧片安装凸起2212，簧片安装凸起2212与簧片60的内圈63上的安装孔配合，从而将簧片60的内圈63固定于载体20上。

载体20的底部22还设有支撑体配合部222，具体地，支撑体配合部 222设置于簧片固定部221的环状主体内部，并优选为长条状的固定条，该长条状的固定条优选通过环状簧片固定部221的圆心，即支撑体配合部222 可以通过环状簧片固定部221的一条直径，支撑体配合部222的两端与簧片固定部221连接。支撑体配合部222从载体底部22向底座70凸出一定距离形成，并在靠近两个端部的地方设有安装孔223。在一个实施例中，可以在支撑体配合部222上设置载体内嵌金属片53，载体内嵌金属片53设有与该安装孔223配合的载体内嵌金属片凸起534(参照图5D)，通过该载体内嵌金属片凸起534与安装孔223配合将载体内嵌金属片53固定到支撑体配合部222上。优选地，两个安装孔223分别设置于支撑体配合部222 的两端并位于簧片固定部221的环状主体内部。本领域的技术人员可以理解，支撑体配合部222上也可以设置多个安装孔，例如设置三个、四个安装孔等。

图4是电路板40的立体图。如图4所示，电路板40包括第一部分411 和第二部分412，第一部分411为柔性电路板并折叠成多层，其形成电路板的延展挠性部分，第二部分412安装于载体20上并设有多个内置线圈42，在一个实施例中，电路板40的第二部分412内设置相对的第一组线圈421 (参见图8)和第二组线圈422(参见图9)，第一组线圈421与对应的磁体组30配合，实现载体20沿绕相互垂直的两条轴线的其中一条轴线(例如X轴)的旋转，第二组线圈422与对应的底座70上的磁体组30配合，实现载体20沿绕相互垂直的两条轴线的其中一条轴线(例如Y轴)的旋转。

第一部分411整体上包括接口部4111和折叠部4112，接口部4111与折叠部4112一体形成并优选具有相同的宽度，折叠部4112优选折叠成多于三层。接口部4111设有接口4113。第二部分412整体上包括一体成形的环形部4121和线圈安装部4122，环形部4121的内径大于载体20底部的簧片安装部221的外径，也就是说，电路板40的环形部4121嵌套在载体20 的簧片安装部221的外侧。环形部4121的外周上一体向外伸出线圈安装部 4122。在本实施例中，环形部4121的外周一体伸出四个线圈安装部4122，且四个线圈安装部4122环绕环形部4121均匀布置，并与安装于底座70上的磁体组30对应配合。在其中两个相邻的线圈安装部4122的面向底座70 的一侧还各设有一个传感器4123(例如霍尔传感器)，以与底座70上的磁体组30配合，从而检测磁体组30的位移。电路板40的第二部分412与折叠部411平行并例如可以通过环形部4121固定于载体20的底部，从而通过磁体组30与线圈42配合，驱动载体20并进而驱动镜头模组运动。

图5A是本发明一个实施例的支撑体51的立体图，图5B-5D分别是支撑体51的仰视图、俯视图以及侧视图，其示出支撑体51与底座内嵌金属片52和载体内嵌金属片53配合的情况。如图5A-5D所示，支撑体51具有与载体20的底部的簧片安装部221匹配的形状，具体地，支撑体51具有圆盘状主体并设有缺口510，圆盘状主体具有相对的第一表面51A和第二表面51B。底座内嵌金属片52安装于底座70内并与支撑体51的第一表面 51A配合，载体内嵌金属片53安装于载体20的底部并与支撑体51的第二表面51B配合，底座内嵌金属片52和载体内嵌金属片53交叉布置并优选互相垂直布置。

具体地，第一表面51A设有第一支撑体凸起512，第二表面51B设有第二支撑体凸起513。可选地，支撑体51的第二表面51B与第一支撑体凸起512相对的位置可以形成第一支撑体凹槽515，以及支撑体51的第一表面51A和第二支撑体凸起513相对的位置可以形成第二支撑体凹槽514。

底座内嵌金属片52具有朝向支撑体51的第一内表面和与该第一内表面相对的第一外表面521，第一内表面的两端设有与支撑体51上的第一支撑体凸起512配合的底座内嵌金属片凹槽523(参见图8)，第一外表面521 上与底座内嵌金属片凹槽相对的位置形成有与底座70上的底座凹槽732配合的底座内嵌金属片凸起522，通过底座内嵌金属片凹槽523与支撑体51 上的第一内支撑体凸起512配合将底座内嵌金属片52可转动与支撑体51 配合。

类似地，载体内嵌金属片53具有朝向支撑体51的第二内表面531和与该第二内表面531相对的第二外表面532，第二内表面531的两端设有载体内嵌金属片凹槽533，第二外表面532上与载体内嵌金属片凹槽533相对的位置形成有与载体20底部的安装孔223配合的载体内嵌金属片凸起534。通过载体内嵌金属片凹槽533与支撑体51上的第二支撑体凸起513配合将载体内嵌金属片53可转动地与支撑体51配合。

图6是本发明一个实施例的簧片60的立体图。如图7所示，簧片60 整体上包括底座固定部61、内圈62以及弹性条63。底座固定部61和内圈 62之间通过弹性条63可活动连接。底座固定部61固定于底座70上，内圈 62固定于载体20上，具体地，内圈62设有载体固定部621，载体固定部 621从内圈62的内周一体向内凸出形成，载体固定部621上设有载体固定孔622，以与载体20底部的簧片安装凸起2212配合，从而将内圈62固定于载体20的簧片固定部221上。

图7是底座70、簧片60、电路板40、承载体51、底座内嵌金属片52 以及载体内嵌金属片53组装在一起的立体图。如图7所示，底座70整体上包括矩形板主体，矩形板主体具有朝向载体20的上表面71(图6所示的表面)和远离载体20的下表面。上表面71总体上划分为第一区域711和第二区域712，第一区域711与载体20的底部对应，载体20布置于第一区域711内。第二区域74用于安装电路板40的第二部分412。第一区域711 的中部设有底座内嵌金属片安装部713(参见图9)，底座内嵌金属片安装部713垂直于底座70的长度方向设置，并整体上从第一区域711一体向载体凸出形成并在两端设有底座凹槽(图未示)，底座凹槽与底座内嵌金属片52上的底座内嵌金属片凸起522配合，从而将底座内嵌金属片52固定安装于底座70上。磁体组30的四块磁体环绕底座内嵌金属片安装部布置。

图8-图9是本发明一个实施例的用于结合镜头模组的防抖云台100的不同剖视图。如图8-9所示并结合图1-7，载体内嵌金属片53安装于载体 20的底部的支撑体配合部222上，且载体内嵌金属片53的两个第二圆形凸起534与支撑体配合部222的两个安装孔223配合，底座内嵌金属片52安装于底座70的内嵌金属片安装部731上，且底座内嵌金属片52的第一圆形凸起522与底座70的内嵌金属片安装部713的凹槽配合。簧片60的底座固定部61固定于底座70上，内圈62固定于载体20的簧片固定部221 上，如此，载体20与底座70通过簧片60可活动地连接，在载体20的底部与底座70之间通过支撑体51可转动支撑。电路板40的第一部分411固定安装于载体20的底部，电路板40的第二部分412安装于底座70的第二区域712上。电路板第二部分412的内置线圈42分别与设置于底座70的磁体组对应配合，从而在内置线圈42通电时，驱动载体20以及安装于载体20内的镜头模块进行运动，从而实现防手震的效果。

参照图8-9，第一组线圈421通电时，通过磁体组30与第一组线圈421 的相互作用，驱动载体20绕垂直于图7所示的纸面的轴线(记为X轴)旋转，第二组线圈422通电时，通过磁体组30与第二组线圈422的相互作用，驱动载体绕垂直于图9所示的纸面的轴线(记为Y轴)旋转。由于第一组线圈421和第二组线圈422内例如可以设有传感器4123，因此，当在拍照过程中发生诸如手震的抖动时，传感器4123通过检测对应的磁体组30的位移偏移可以将检测载体40的偏移位移，并将该偏移位移传递给控制器(图未示)，通过控制器控制第一组线圈421或第二组线圈422内的电流大小和方向，迫使载体20带动镜头模组朝向相反的方向运动，从而实现防手震的目的。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (16)

1.一种防抖云台，其特征在于，所述防抖云台包括壳体、载体、磁体组、电路板、支撑体、下簧片以及底座，所述载体设有安装镜头模组的镜头模组安装室，所述磁体组固定安装于所述底座上，所述电路板安装于所述载体的底部并与所述磁体组配合，所述下簧片将所述载体和所述底座可活动连接，所述支撑体安装于所述底座和所述载体之间以将所述载体可转动地支撑于所述底座上。

2.根据权利要求1所述的防抖云台，其特征在于，所述电路板包括第一部分和第二部分，所述第一部分安装于所述底座上并折叠成多层，所述第二部分安装于所述载体的底部并设有线圈。

3.根据权利要求2所述的防抖云台，其特征在于，所述线圈包括相对设置的第一组线圈和第二组线圈以分别与所述磁体组的对应磁体配合，从而驱动所述载体沿两条相互垂直的轴线转动。

4.根据权利要求3所述的防抖云台，其特征在于，所述第一组线圈和所述第二组线圈内分别设有传感器以与所述磁体组的对应磁体配合，以检测所述载体的位移。

5.根据权利要求1所述的防抖云台，其特征在于，所述载体的底部设有载体内嵌金属片，所述底座设有底座内嵌金属片，所述支撑体包括朝向所述载体的第一表面和朝向所述底座的第二表面，所述第一表面与所述载体内嵌金属片可转动配合，所述第二表面与所述底座内嵌金属片可转动配合。

6.根据权利要求5所述的防抖云台，其特征在于，所述底座内嵌金属片与所述支撑体的第二表面通过凹槽与凸起配合的方式可转动配合，以及所述载体内嵌金属片与所述支撑体的第一表面通过凹槽与凸起配合的方式可转动配合。

7.根据权利要求5所述的防抖云台，其特征在于，所述底座内嵌金属片与所述载体内嵌金属片相互垂直布置。

8.根据权利要求7所述的防抖云台，其特征在于，所述支撑体的所述第一表面设有至少两个第一凸起以与所述载体内嵌金属片配合，以及所述支撑体的所述第二表面设有至少两个第二凸起以与所述底座内嵌金属片配合。

9.根据权利要求8所述的防抖云台，其特征在于，所述支撑体具有圆盘状主体并在所述圆盘状主体上设有缺口，所述至少两个第一凸起的连线与所述至少两个第二凸起的连线通过所述圆盘状主体的圆心并互相垂直。

10.根据权利要求8所述的防抖云台，其特征在于，所述载体的面向所述底座的一侧形成封闭的底部，所述底部设置有向底座凸出的簧片固定部，所述簧片固定部与所述簧片的内圈固定连接。

11.根据权利要求10所述的防抖云台，其特征在于，所述载体的底部还设有支撑体配合部，所述载体内嵌金属片安装于所述支撑体配合部，以及所述簧片固定部包括环状主体，所述支撑体配合部设置于所述环状主体内。

12.根据权利要求11所述的防抖云台，其特征在于，所述支撑体配合部具有长条形状并通过所述簧片固定部的所述环状主体的圆心，所述载体内嵌金属片的朝向所述支撑体的表面设有载体内嵌金属片凹槽以与所述支撑体的所述第一凸起配合。

13.根据权利要求5所述的防抖云台，其特征在于，所述底座包括矩形板主体，所述矩形板主体具有朝向载体的上表面和远离载体的下表面，所述上表面设有包括第一区域和第二区域，所述载体布置于所述第一区域内，所述第二区域用于安装所述电路板的第二部分。

14.根据权利要求13所述的防抖云台，其特征在于，所述第一区域的中部设有底座内嵌金属片安装部以设置所述底座内嵌金属片。

15.根据权利要求13所述的防抖云台，其特征在于，所述底座内嵌金属片安装部垂直于所述底座的长度方向设置并从所述第一区域的底部一体向载体凸出。

16.根据权利要求13所述的防抖云台，其特征在于，所述底座内嵌金属片设置于所述底座内嵌金属片安装部上并在面向所述支撑体的表面设有至少两个底座内嵌金属片凹槽，以与所述支撑体的第二凸起可转动配合。

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