CN113301237A - 一种传感器驱动马达结构及防抖摄像模组 - Google Patents

Abstract

本申请涉及摄像装置领域，公开了一种传感器驱动马达结构及摄像模组，传感器驱动马达结构驱动图像传感器做防抖运动，包括分别与图像传感器传动连接且设置在图像传感器四个侧面和一个对角线两端的外侧的磁石，磁石的外侧一一对应设有线圈，线圈通过环形电路板与外部电路导电连接；摄像模组还包括用于安装并支撑图像传感器运动的支撑组件，支撑组件始终提供位于图像传感器重心的支撑基点。本申请中让不同位置的磁石发挥不同的作用，从而在添加极少零件，保证结构简洁性的情况下使马达内的功能模块被进一步细化，不仅能简化控制每个线圈电流大小的软件算法，还能利用分工更精细的马达实现对图像传感器更精准的驱动，优化防抖效果。

Description

一种传感器驱动马达结构及防抖摄像模组

技术领域

本申请涉及摄像装置领域，具体涉及一种传感器驱动马达结构及摄像模组。

背景技术

目前，手机的摄像防抖的OIS光学防抖方案都是通过VCM马达驱动镜头进行角度补正来实现，然而，这样的方案长期以来都存在功耗大、防抖效果受限、产品体积偏大、单价高等弊端。随着手机拍照的场景越来越丰富，对于防抖的诉求也越来越多，也就是说，提升智能手机在运动摄影这一场景中的拍摄效果是不可避免的；除此之外，终端品牌对于零部件产品成本的管控也愈发严苛，OIS之所以未能在一些平价手机上普及，主要原因就是造价过高。最后，由于OIS功能的VCM马达（音圈马达）产品体积较大，与终端品牌对于整机外形轻薄的诉求相悖，而Sensor -Shift这项技术恰好可以规避这个问题。然而，Sensor -Shift这项技术除了新增一些更精密的零件，组装工艺相较于传统的也较为复杂，在市场越来越追求轻薄化，摄像组件的结构力求简洁，如何为图像传感器提供稳定支撑的情况下保证防抖运动的精确度极为重要。

发明内容

为了解决现有技术存在的传感器位移防抖机构追求结构简洁轻薄而难以兼顾防抖精确度的问题，本申请提供一种能使图像传感器进行更加精确的防抖运动的传感器驱动马达结构以及同时保证结构简洁性及摄像模组。

为了达到上述目的，本申请所采用的技术方案为：

一种传感器驱动马达结构，驱动图像传感器做防抖运动，包括分别与图像传感器传动连接且设置在所述图像传感器四个侧面和一个对角线两端的外侧的磁石，所述磁石的外侧一一对应设有线圈，所述线圈通过环形电路板与外部电路导电连接。

本方案中的驱动马达结构是基于Sensor-Shift技术的结构，Sensor-Shift技术是一种新的摄像防抖技术，拍摄过程中的抖动会造成图像的成像不清晰，摄像模组中影响摄像效果的主要部件为摄像头和图像传感器，现有的防抖技术中大多通过控制镜头朝抖动的反向运动，而Sensor-Shift技术则是控制图像传感器进行防抖运动来抵消拍摄过程中的抖动。现有技术中驱动图像传感器运动的马达中的磁石主要有相对于图像传感器呈对称和非对称两种分布状况，每组磁石线圈既能用于驱动图像传感器做平移运动，也能驱动其做旋转运动，具体图像传感器的运动方式依赖于所有线圈和磁石的配合，因此，对每个线圈电流大小和方向的控制较为复杂，越精确的运动驱动越需要更复杂的算法来控制。而本方案在图像传感器外侧的不同位置布置磁石，便于将图像传感器的防抖运动区分为不同维度，并将每个或每组磁石分别运用于驱动图像传感器做不同维度的运动，例如，分布于对角线的磁体利用其位置优势能提供力矩，专用于图像传感器的旋转运动，而其他分布于图像传感器四个侧面外的磁石专用于平移运动的驱动。因此，更精细的分工有利于简化软件算法的控制，同时还能提高图像传感器防抖运动的精确性。

进一步的，所述图像传感器四个侧面外侧的磁石为平移磁石，所述图像传感器对角线两端外侧的磁石为自转磁石，从光轴方向看，所述自转磁石靠近线圈的一面的具有左右相异的两级。本方案将分布于图像传感器对角线位置的磁石作为自转磁石，利用其位置优势专用于控制图像传感器自转，从而使马达内部零件分工更加精细化。

进一步的，所述磁石固定在磁石支架上，所述磁石支架与图像传感器固定连接。

一种防抖摄像模组，包括上述方案中的传感器驱动马达结构，还包括用于安装并支撑所述图像传感器运动的支撑组件，所述支撑组件始终提供位于图像传感器重心的支撑基点。本方案在上述方案的基础上，对图像传感器的运动支撑结构进行了进一步的限定，利用支撑基点来支撑图像传感器运动，避免由于支撑不足导致的传感器位移偏差，保证图像传感器运动的稳定性。而始终存在的支撑基点则保证了无论图像传感器如何运动，其重心位置都受到稳定且灵活的支撑力。

进一步的，所述支撑组件包括与图像传感器底面贴合的硬质电路板，所述硬质电路板侧面通过弹性臂与柔性电路板连接；所述支撑基点由与硬质电路板底面固定连接的限位卡扣，以及与限位卡扣接触配合的支撑球销提供。表面为球面形状的支撑球销与限位卡扣接触配合，支撑球销从两者的接触位置，通过限位卡扣向上传递支撑力。同时，支撑球销的球面确保无论限位卡扣随硬质电路板如何运动，都能保持与支撑球销表面的接触，并通过接触提供支撑力。

进一步的，所述支撑组件还包括相互扣合构成空腔的上盖和下盖，所述支撑球销和柔性电路板均与下盖固定连接，所述硬质电路板和弹性臂与下盖之间具有间隙，所述环形电路板与柔性电路连接。

进一步的，所述上盖顶面中心镂空，所述图像传感器对准该镂空处。

进一步的，还包括与所述图像传感器通过引脚连接并设置在所述图像传感器上方的AF马达，所述AF马达内安装有正对所述图像传感器的镜头。结合上述方案中上盖和下盖的设置，本方案直接将镜头与AF马达组合并安装在图像传感器的上方，而图像传感器整体实质位于上盖和下盖扣合的空间内，上盖的设置将镜头、AF马达与支撑和控制图像传感器移动的机构区分开，使得镜头调节焦距的模块与图像传感器运动的模块相互独立，在进行工艺生产时，可以任意搭配不同规格的图像传感器和AF马达，有利于产能的提高。

本申请的有益效果是：本申请中用于驱动图像传感器运动的马达中设置位于图像传感器侧面的磁石和位于对角线两端的自转磁石，并让两组磁石发挥不同的作用，从而在添加极少零件，保证结构简洁性的情况下使马达内的功能模块被进一步细化，不仅能简化控制每个线圈电流大小的软件算法，还能利用分工更精细的马达实现对图像传感器更精准的驱动，优化防抖效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请的立体结构示意图；

图2是本申请中将上盖分开后的结构示意图；

图3是本申请的整体结构分解示意图；

图4是本申请中图像传感器、磁石和线圈分布示意的俯视图；

图5是本申请中图像传感器、磁石和线圈分布立体示意图；

图6是本申请中磁石和线圈分布立体示意图；

图7是本申请中柔性电路板、弹性臂和硬质电路板的结构示意图；

图8是本申请中限位卡扣、支撑球销和下盖的分解结构示意图。

图中：1-镜头；2-AF马达；3-上盖；4-线圈；5-环形电路板；6-磁石；601-平移磁石；602-自转磁石；7-磁石支架；8-图像传感器；9-柔性电路板；10-弹性臂； 11-硬质电路板；12-限位卡扣；13-支撑球销；14-下盖。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

如图4和6所示的一种传感器驱动马达结构，驱动图像传感器8做防抖运动，包括分别与图像传感器8传动连接且设置在所述图像传感器8四个侧面和一个对角线两端的外侧的磁石6，所述磁石6的外侧一一对应设有线圈4，所述线圈4通过环形电路板5与外部电路导电连接。

工作原理如下：

本实施例中驱动图像传感器8与磁石6传动连接，运动原理是利用线圈4通电后产生的磁场来引起磁石6的运动，磁石6运动带动图像传感器8做防抖运动。值得说明的是，由于在进行防抖摄像时，有各种姿态的抖动，不同姿态下，每个磁石6有不同的运动轨迹，因此，本申请中的线圈4虽然从外形上被环形电路板5串起后与外部电路连接，实质上线圈4既不串联也不并联，而是每个线圈4单独在一个电路中，从而软件算法能对每个线圈4中通过的电流大小和方向进行单独控制。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上，进行了进一步优化与限定。

如图4-6所示，所述图像传感器8四个侧面外侧的磁石6为平移磁石601，所述图像传感器8对角线两端外侧的磁石6为自转磁石602，从光轴方向看，所述自转磁石602靠近线圈4的一面的具有左右相异的两级。所述磁石6固定在磁石支架7上，所述磁石支架7与图像传感器8固定连接。

使用时，本实施例通过将六个磁石6划分为分别发挥不同作用的两组，分布在图像传感器8对角线两端的自转磁石602提供力矩使图像传感器8转动，分布于图像传感器8四个侧面外的磁石6则用于驱动图像传感器8进行平移运动，通过更加细致的功能分组来简化磁石6之间的配合，不同的磁石6在驱动图像传感器8运动时发挥不同的作用，不仅能简化软件算法，提高运算速度，还能通过更细化的控制实现更精准的防抖运动。

实施例3：

本实施例在上述任一项实施例中的传感器驱动马达结构的基础上，提供了一种防抖摄像模组，包括实施例1和2任一项中的传感器驱动马达结构，还包括用于安装并支撑所述图像传感器8运动的支撑组件，所述支撑组件始终提供位于图像传感器8重心的支撑基点。

实施例4：

本实施例在实施例3的基础上，进行了进一步的限定，提供一种防抖摄像模组的具体结构示例。

如图1-3和8所示，支撑组件由相互扣合构成空腔的上盖3和下盖14组成外壳，下盖14表面固定连接支撑球销13，柔性电路板9的底面与下盖14表面固定连接，柔性电路板9呈框形，框内通过弹性臂10连接硬质电路板11，硬质电路板11底面固定连接有与支撑球销13相互配合的限位卡扣12，限位卡扣12对准图像传感器8的重心，限位卡扣12与支撑球销13的配合构成支撑基点。环形电路板5与柔性电路板9导电连接。同时，本申请中弹性臂10和硬质电路板11均与下盖14之间保持间隙，该间隙保证硬质电路板11随图像传感器8运动时具有一定的活动空间。

同时，本申请中上盖3的顶面中心镂空，图像传感器8对准该镂空处，在上盖3的外侧，图像传感器8的上方设置有AF马达2，AF马达2内安装有正对所述图像传感器8的镜头1。

值得说明的是，结合实施例1-2中的磁石6等结构，安装有磁石6的磁石支架7与图像传感器8固定连接，与磁石6一一对应的线圈4以及环形电路板5均位于上盖3和下盖14扣合的空间内，图像传感器8整体实质也位于上盖3和下盖14扣合的空间内，上盖3的设置将镜头1、AF马达2与支撑和控制图像传感器8移动的机构区分开，使得镜头1调节焦距的模块与图像传感器8运动的模块相互独立，在进行工艺生产时，可以任意搭配不同规格的图像传感器8和AF马达2，有利于产能的提高。

值得说明的时，本方案中的弹性臂10为金属导电材料，除了在硬质电路板11随图像传感器8运动时，弹性臂10提供支撑和回弹力，还起到将硬质电路板11和柔性电路板9之间导电接通的作用。在材料的选择上，可以选择多层材料制成的柔性电路板9，使得去除表面高聚物成为硬质电路板11，去除表面高聚物后再进行切割形成弹性臂10，这种设置方式增强了柔性电路板9、弹性臂10和硬质电路板11的一体性和连接稳定性，更加简化了整体结构。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种传感器驱动马达结构，驱动图像传感器(8)做防抖运动，其特征在于：包括分别与图像传感器(8)传动连接且设置在所述图像传感器(8)四个侧面和一个对角线两端的外侧的磁石(6)，所述磁石(6)的外侧一一对应设有线圈(4)，所述线圈(4)通过环形电路板(5)与外部电路导电连接。

2.根据权利要求1所述的一种传感器驱动马达结构，其特征在于：所述图像传感器(8)四个侧面外侧的磁石(6)为平移磁石(601)，所述图像传感器(8)对角线两端外侧的磁石(6)为自转磁石(602)，从光轴方向看，所述自转磁石(602)靠近线圈(4)的一面的具有左右相异的两级。

3.根据权利要求1所述的一种传感器驱动马达结构，其特征在于：所述磁石(6)固定在磁石支架(7)上，所述磁石支架(7)与图像传感器(8)固定连接。

4.一种防抖摄像模组，包括权利要求1-3任一项中的传感器驱动马达结构，其特征在于：还包括用于安装并支撑所述图像传感器(8)运动的支撑组件，所述支撑组件始终提供位于图像传感器(8)重心的支撑基点。

5.根据权利要求4所述的一种防抖摄像模组，其特征在于：所述支撑组件包括与图像传感器(8)底面贴合的硬质电路板(11)，所述硬质电路板(11)侧面通过弹性臂(10)与柔性电路板(9)连接；

所述支撑基点由与硬质电路板(11)底面固定连接的限位卡扣(12)，以及与限位卡扣(12)接触配合的支撑球销(13)提供。

6.根据权利要求5所述的一种防抖摄像模组，其特征在于：所述支撑组件还包括相互扣合构成空腔的上盖(3)和下盖(14)，所述支撑球销(13)和柔性电路板(9)均与下盖(14)固定连接，所述硬质电路板(11)和弹性臂(10)与下盖(14)之间具有间隙，所述环形电路板(5)与柔性电路连接。

7.根据权利要求6所述的一种防抖摄像模组，其特征在于：所述上盖(3)顶面中心镂空，所述图像传感器(8)对准该镂空处。

8.根据权利要求4所述的一种防抖摄像模组，其特征在于：还包括与所述图像传感器(8)通过引脚连接并设置在所述图像传感器(8)上方的AF马达(2)，所述AF马达(2)内安装有正对所述图像传感器(8)的镜头(1)。

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