CN113163089A - 影像感测模块及采用其的相机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种影像感测模块，包括基座、用于固定所述影像传感器的传感器座、压电器件和与所述压电器件电连接的控制电路。所述压电器件的一端与基座固定连接，另一端与传感器座相连。所述控制电路用于控制所述压电器件移动所述传感器座，使传感器座在所述基座前方相对所述基座平移和旋转。本发明相机的影像感测模块具有抖动补偿装置，该抖动补偿装置利用压电器件移动影像传感器的传感器座相对基座平移和旋转。从而，采用该影像感测模块的相机无需配置具有闭环光学防抖功能的透镜马达，可避免外界环境磁干扰的问题。

Description

影像感测模块及采用其的相机

技术领域

本发明涉及影像感测模块及使用其的相机。

背景技术

现有的相机大多都配置有抖动补偿功能，通常是在透镜马达一端采用直线弹簧将包括镜头的活动部件悬架支撑在马达的底座上，通过音圈驱动装置（包括抖动补偿线圈和磁铁）控制活动部件在马达的底座上平移和旋转达到抖动补偿的目的。然而，为确保精确控制，往往需要采用磁性位置感测装置，进行闭环控制，磁性位置感测装置易受外界磁干扰，影响控制与特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不具有上述缺陷的影像感测模块及采用其的相机。

一种影像感测模块，定义被摄物体位于影像传感器前方，则所述影像感测模块包括基座、用于固定所述影像传感器的传感器座、压电器件和与所述压电器件电连接的控制电路。所述压电器件的一端与基座固定连接，另一端与传感器座相连。所述控制电路用于控制所述压电器件移动所述传感器座，使传感器座在所述基座前方相对所述基座平移和旋转。

作为一种实施方式，所述的影像感测模块包括至少三个压电器件，其中第一压电器件用于控制所述传感器座在第一方向上的平移运动，第二压电器件和第三压电器件中的一个或两个一起用于控制所述传感器座在第二方向上的平移运动，第二压电器件和第三压电器件还用于配合控制传感器座绕第三方向旋转的运动；所述第一方向、第二方向和第三方向相互垂直。

作为一种实施方式，所述压电器件包括线状或片状或条状的牵引件及连接在牵引件一端的压电组件，所述压电组件包括至少两个弯折地或弧形地朝向牵引件一端相对延伸的弧形爪，所述控制电路通过控制所述至少两个弧形爪的弯折或弯曲程度来拉动牵引件和放松牵引件。

作为一种实施方式，所述的影像感测模块还包括固定在基座上的固定环，所述压电组件固定在所述固定环上，所述牵引件的另一端固定在传感器座后表面上。

作为一种实施方式，所述基座中部形成有凹陷，所述传感器座后表面上固定有朝向所述凹陷凸出的固定件，所述牵引件的另一端固定在所述固定件上。

作为一种实施方式，所述的影像感测模块还包括连接所述传感器座和基座的支撑组件，其允许传感器座相对基座平移和旋转。

作为一种实施方式，所述支撑组件包括多个连接在所述传感器座和基座之间的弹片。

作为一种实施方式，所述弹片包括沿所述传感器座的外周的一部分延伸的基片、设置在基片一端的用于与传感器座相连的第一连接部、以及设置在基片另一端的用于与基座相连的第二连接部。

作为一种实施方式，所述基座的前表面上大体垂直延伸而出多个固定柱，所述第二连接部连接在对应的固定柱上端；所述传感器座侧边向外侧延伸而出多个凸块，所述第一连接部连接在对应的凸块上。

作为一种实施方式，所述控制电路设置在一电路板上，所述电路板设置在所述基座后侧，所述电路板与所述影像传感器之间通过信号线电性连接。

作为一种实施方式，所述信号线为长条形的片状柔性电路板，一端与影像传感器电性和机械连接，另一端与电路板电性和机械连接。

作为一种实施方式，所述基座和传感器座上形成有供所述信号线穿过的避空位。

一种相机，其包括上述的影像感测模块。

本发明相机的影像感测模块具有抖动补偿装置，该抖动补偿装置利用压电器件移动影像传感器的传感器座相对基座平移和旋转。从而，采用该影像感测模块的相机无需配置具有闭环光学防抖功能的透镜马达，可避免外界环境磁干扰的问题。

附图说明

图1为一实施例的相机的局部爆炸图。

图2为图1中相机的影像感测模块的爆炸图。

图3为图2中影像感测模块的部分组件的另一视角的爆炸图。

图4为图2中影像感测模块的部分组件的组装示意图。

图5为一实施例中影像感测模块的压电器件的工作模式示意图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例及附图对本发明影像感测模块作进一步详细描述。

如图1至图5所示，一实施例中，本发明的相机包括影像感测模块100和组装在影像感测模块100上的透镜马达200。为方便描述，定义XYZ轴坐标系，使相机的光轴与Z轴重合，被摄物体位于影像传感器的Z轴方向前方（+Z方）。透镜马达200和影像感测模块100从前至后组装在Z轴方向上，使Z轴穿过影像感测模块100的影像传感器的中心。本发明的影像感测模块100具有光学防抖（抖动补偿）功能，因此透镜马达200采用具有自动对焦功能的透镜马达即可，在此不再详述。

本实施例中，影像感测模块100主要包括电路板10、设置在电路板10前侧的基座20、扣合在基座20上的上壳30、以及至后向前依次设置在基座20和上壳30定义的空间内的固定环40、传感器座50和影像传感器60，还包括连接在基座20和传感器座50之间的支撑组件70、连接在固定环40和传感器座50之间的压电器件80、以及连接在影像传感器60和电路板10之间的信号线90。

其中，电路板10集成了相机的总控制电路、电源电路等，其固定在基座20的后侧，其面积大于基座20的面积，从而从Z轴的方向观察，电路板10的一部分从基座20的侧边延伸而出。本实施例中，电路板10为一柔性线路板，可以理解的，电路板10也可为一硬质线路板。

基座20大体呈方形，四边分别平行于X轴和Y轴，优选为不导电的材料制成，例如塑料，其前侧表面的中部朝向Z轴方向后方凹陷，形成一凹陷部21。基座20的前侧表面上还大体垂直延伸而出两个固定柱22。两个固定柱22位于凹陷部21外周侧，并分别靠近基座20的两个相对的侧边（本实施例中为Y轴方向上的两个侧边）。每个固定柱22顶端形成两个相互隔离的柱体221。此外，基座20上还形成有两个靠近固定柱22的避空位23。避空位23在平行于Z轴的方向上贯穿基座20。

上壳30扣合在基座20上，其后侧端与基座20周边相连，从而与基座20一起定义一收容空间。上壳30的前侧端面上形成有通光孔31，使穿过透镜马达200的光线可无遮挡地进入影像感测模块100内。

固定环40大体呈片状，优选为不易变形的材料制成。固定环40固定在基座20上，其中空处的尺寸设置使得基座20的凹陷部21被露出。本实施例中，固定环40为一印刷线路板，因此固定环40除起到固定压电器件80的作用外，还起到将压电器件80的正、负极引出的作用。固定环40与电路板10电性连接，具体的，基座20内可注塑成型有导电件，固定环40的电路通过该导电件与电路板10电性连接。当然，基座20上也可形成避空位，固定环40可利用导电部件穿过避空位与电路板10电性连接。

传感器座50大体呈方形，优选为不导电的材料制成，用于固定影像传感器60，其外周尺寸小于基座20的外周尺寸，其上与避空位23对应的位置也形成避空位51。信号线90可为长条形的片状柔性电路板（FPC），一端与影像传感器60电性和机械连接，另一端穿过避空位23和51与电路板10电性和机械连接，在实现影像传感器与电路板的电性连接的同时，还实现了悬架支撑影像传感器与传感器座的功能。本实施例中，采用了两根信号线90，以X轴为对称轴对称地设置在X轴两侧。传感器座50的两个相对的侧边（本实施例中为X轴方向上的两个侧边）还分别向外侧延伸而出有两个凸块52。传感器座50的后表面上还固定有朝向凹陷部21凸出的固定件53。

支撑组件70用于将传感器座50悬架支撑在基座20的前方，并允许传感器座50相对基座20平移和旋转。本实施例中，支撑组件70包括四个连接在传感器座50和基座20之间的弹片。每个弹片都包括沿传感器座50的外周的一部分延伸的基片71、设置在基片71一端的用于与传感器座50相连的第一连接部72、以及设置在基片71另一端的用于与基座20相连的第二连接部73。基片71为长条形片状金属，具有一处大体呈90度的弯折，表面大体与传感器座50外侧壁平行。第一连接部72为片状金属弯折而成的L形或U形金属件，固定在传感器座50的对应的凸块52上。第二连接部73为金属片弯折而成的L形或U形金属件，固定在基座20的相应的柱体221上。本实施例中，基片71为金属片一体成型制成，具有一处弯折，弹性形变后可自行恢复。相对于现有透镜马达光学补偿系统中采用的直线弹簧，本发明的支撑组件70采用了具有立体构造的弹片，可更有效地支撑影像传感器，不管相机处于何种立体角度，都可保持与拘束被支撑组件（传感器座和影像传感器）的平移及旋转运动轨迹位于一个平面上而不产生倾斜，使得在抖动补偿的过程中，成像面可维持稳定。此外，不采用直线弹簧还避免了在驱动控制过程易发生在直线弹簧上的共振现象，确保相机的工作稳定性。

压电器件80连接在固定环40和传感器座50之间，用于在控制电路的控制下移动传感器座50，使传感器座50在基座20前方相对基座20平移和旋转，实现抖动补偿功能。本实施例中，控制电路设置在电路板10上，压电器件80先与固定环40电性连接，再通过固定环40与电路板10电连接。可以理解的，其他实施例中，控制电路也可设置在固定环40上。本实施例中，设置有三个压电器件80，其中第一压电器件81用于控制传感器座50在第一方向（本实施例中为X轴方向）上的平移运动，第二压电器件82和第三压电器件83中的一个或两个一起用于控制传感器座50在第二方向（本实施例中为Y轴方向）上的平移运动，第二压电器件82和第三压电器件83还用于配合控制传感器座50绕第三方向（本实施例中为Z轴方向）旋转的运动。

每个压电器件80包括线状或片状或条状的牵引件801及连接在牵引件一端的压电组件802。压电组件802包括两个弯折地或弧形地朝向牵引件801一端相对延伸的弧形爪8021，控制电路通过控制压电组件802使得两个弧形爪8021产生弯折并通过控制弯曲程度来拉动和放松牵引件801。第一压电器件81的一对弧形爪8021以X轴为对称轴对称，第二压电器件82和第三压电器件83的弧形爪8021分别以平行于Y轴的轴为对称轴对称。具体以第一压电器件81为例，当两个弧形爪8021朝向靠近其的固定环40的边框方向（-X轴方向）弯曲时，牵引件801被拉向-X轴方向，从而传感器座50朝向-X轴方向移动；当两个弧形爪8021朝向对面的固定环的边框方向（+X轴方向）伸展时，牵引件80被放松，从而移动传感器座50朝向+X轴方向移动。当第二压电器件82和第三压电器件83中的一个执行拉动牵引件801的动作，而另一个执行放松牵引件801的动作时，可拉动传感器座50，使其绕Z轴旋转。

第一压电器件81的压电组件802的端部固定在固定环40的-X侧边框上，其牵引件801的末端固定在传感器座50后表面上的位于+X侧的固定件53上。第二压电器件82的压电组件802的端部固定在固定环40的-Y侧边框上，其牵引件801的末端固定在传感器座50后表面上的位于+Y侧的固定件53上。第三压电器件83的压电组件802的端部固定在固定环40的+Y侧边框上，其牵引件801的末端固定在传感器座50后表面上的位于-Y侧的固定件53上。

本发明相机在其影像感测模块上设置抖动补偿功能，并采用了压电器件构成的三轴光学防抖系统，避免了现有采用音圈电磁驱动易受外界磁干扰的问题，性能更稳定。由于透镜马达无需配置抖动补偿功能，可以做到更轻更薄。

上述实施例中，利用了固定环固定三个压电器件的一端。且固定环优选为带有电路/导电线路的元件/组件，与压电器件的一端机械连接在一起，此外，压电器件和通过一小的柔性线路板与固定环内的电路电性连接。生产制造时，首先将三个压电器件与固定环组装在一起，然后将固定环与基座固定连接，将三个压电器件的另一端与传感器座连接，使得压电器件的组装更方便、快捷。可以理解的，其他实施例中，可省略固定环，将压电器件的一端直接固定在基座上，不影响相机的功能和效果。其他实施例中，还可将固定环分隔为互不相连的几个部分，也可实现相似的效果。其他实施例中，还可以将设置有电路/导电线路的固定环与底座一起注塑成型。

上述实施例中，使用了三个压电器件，可以理解的，其他实施例中，可设置四个压电器件，两两一组分别设置在X轴方向和Y轴方向上。

上述实施例中，第二和第三压电器件的设置方向相同且垂直于第一压电器件的设置方向。在一个变形例中，第二压电器件可垂直于第一压电器件设置，而第三压电器件可相对第二压电器件倾斜设置。第一压电器件用于控制传感器座在第一方向上的平移运动，第二压电器件用于控制传感器座在第二方向上的平移运动，第二压电器件和第三压电器件配合控制传感器座绕第三方向旋转的运动。且第一方向、第二方向和第三方向相互垂直。

在另一个变形例中，第二压电器件和第三压电器件可相互倾斜设置，且均不垂直于第一压电器件。此时，第二压电器件和第三压电器件的压电组件应设置在同一侧。第一压电器件用于控制传感器座在第一方向上的平移运动，第二压电器件和第三压电器件相互配合控制传感器座在第二方向（本实施例中为Y轴方向）上的平移运动，第一压电器件和第三压电器件（或第一压电器件和第二压电器件）还相互配合控制传感器座绕第三方向旋转的运动。第一方向、第二方向和第三方向相互垂直。

上述实施例中，采用了设置在传感器座和基座之间的支撑组件，允许传感器座相对基座平移和旋转。可以理解的，其他实施例中，若压电器件的牵引件具备支撑的功能时，可省略支撑组件。

上述实施例中，支撑组件采用了立体造型的弹片，变形例中，可采用滚珠和导向槽的结构作为支撑组件。

上述实施例中，从Z轴的方向观察，相机整体呈方形，可以理解的，其他实施例中，相机还可呈原型或其他多边形结构，其内部部件只需要相应更改形状即可，不影响产品的功能和实质构造。

上述实施例中，支撑组件的每个弹片的基片均具有一处弯折，是因为传感器座为方形，当传感器座为多边形时，基片的形状应根据传感器座的外形匹配，只要其可在弹性形变后可自行恢复即可。

上述实施例中，采用了信号线电性连接影像传感器和电路板。在一变形例中，可省略信号线，使支撑组件的弹片即作为支撑组件，又作为影像传感器和电路板的导电路径。此时，该弹片应穿过基座和传感器座，同时电性和机械地连接影像传感器和电路板。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。

Claims (13)

1.一种影像感测模块，定义被摄物体位于影像传感器前方，其特征在于，所述影像感测模块包括：

基座；

用于固定所述影像传感器的传感器座；

压电器件，其一端与基座固定连接，另一端与传感器座相连；以及

与所述压电器件电连接的控制电路，其用于控制所述压电器件移动所述传感器座，使传感器座在所述基座前方相对所述基座平移和旋转。

2.根据权利要求1所述的影像感测模块，其特征在于，包括至少三个压电器件，其中第一压电器件用于控制所述传感器座在第一方向上的平移运动，第二压电器件和第三压电器件中的一个或两个一起用于控制所述传感器座在第二方向上的平移运动，第二压电器件和第三压电器件还用于配合控制传感器座绕第三方向旋转的运动；所述第一方向、第二方向和第三方向相互垂直。

3.根据权利要求1或2所述的影像感测模块，其特征在于，所述压电器件包括线状或片状或条状的牵引件及连接在牵引件一端的压电组件，所述压电组件包括至少两个弯折地或弧形地朝向牵引件一端相对延伸的弧形爪，所述控制电路通过控制所述至少两个弧形爪的弯折或弯曲程度来拉动牵引件和放松牵引件。

4.根据权利要求3所述的影像感测模块，其特征在于，还包括固定在基座上的固定环，所述压电组件固定在所述固定环上，所述牵引件的另一端固定在传感器座后表面上。

5.根据权利要求4所述的影像感测模块，其特征在于，所述基座中部形成有凹陷，所述传感器座后表面上固定有朝向所述凹陷凸出的固定件，所述牵引件的另一端固定在所述固定件上。

6.根据权利要求1或2所述的影像感测模块，其特征在于，还包括连接所述传感器座和基座的支撑组件，其允许传感器座相对基座平移和旋转。

7.根据权利要求6所述的影像感测模块，其特征在于，所述支撑组件包括多个连接在所述传感器座和基座之间的弹片。

8.根据权利要求7所述的影像感测模块，其特征在于，所述弹片包括沿所述传感器座的外周的一部分延伸的基片、设置在基片一端的用于与传感器座相连的第一连接部、以及设置在基片另一端的用于与基座相连的第二连接部。

9.根据权利要求8所述的影像感测模块，其特征在于，所述基座的前表面上大体垂直延伸而出多个固定柱，所述第二连接部连接在对应的固定柱上端；所述传感器座侧边向外侧延伸而出多个凸块，所述第一连接部连接在对应的凸块上。

10.根据权利要求1所述的影像感测模块，其特征在于，所述控制电路设置在一电路板上，所述电路板设置在所述基座后侧，所述电路板与所述影像传感器之间通过信号线电性连接。

11.根据权利要求10所述的影像感测模块，其特征在于，所述信号线为长条形的片状柔性电路板，一端与影像传感器电性和机械连接，另一端与电路板电性和机械连接。

12.权利要求11所述的影像感测模块，其特征在于，所述基座和传感器座上形成有供所述信号线穿过的避空位。

13.一种相机，其特征在于，包括如权利要求1或2或12所述的影像感测模块。

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