CN113949788B - 具有云台的摄像模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有云台的摄像模组，其包括：模组本体，其包括镜头组件和感光组件；以及云台结构，其包括设置在所述模组本体外部的外框架、将所述模组本体悬挂在所述外框架内部的SMA线，以及设置在所述外框架与所述模组本体上的驱动装置；其中，在非防抖模式下所述SMA线处于第一状态以支撑所述模组本体；并且在防抖模式下，所述SMA线通电升温诱发形状记忆效应，使得所述SMA线由第一状态转变至第二状态，并且，相比所述第一状态，所述SMA线在所述第二状态可减小所述驱动装置驱动所述模组本体移动的阻力。本申请能够实现大行程的防抖，使得在运动场景和暗光场景下的拍照更清楚；并且能够实现云台防抖结构的小型化。

Description

具有云台的摄像模组

技术领域

本发明涉及摄像模组技术领域，具体地说，本发明涉及具有云台的摄像模组。

背景技术

随着移动电子设备的普及，被应用于移动电子设备的用于帮助用户获取影像(例如视频或者图像)的摄像模组的相关技术得到了迅猛的发展和进步，并且在近年来，摄像模组在诸如医疗、安防、工业生产等诸多的领域都得到了广泛的应用。当前，在消费电子领域(例如手机领域)，防抖功能已成为摄像模组的常见功能之一。

防抖技术最早应用于相机，一般标准焦距或者广角镜头由于焦距较短，重量不大，手持就可以满足拍摄需求，但是在长焦、微距的拍摄过程中，光圈不变的情况下，需要足够的曝光时间，如果此时再手持拍摄，很容易造成拍摄抖动。尤其是目前手机本身光圈有限，进光量堪忧，要想获得足够清晰的图片，就需要足够长的曝光时间，此时就需要防抖技术的加持。具体来说，手持智能手机拍照时，手的抖动会造成相机的轻微倾斜(一般在+/-0.5度以内)，该倾斜引起了镜头观察角度的变化，以镜头为参照物来说，相当于被拍摄的物体移动了，因此所成的像也会在图像传感器上相对于原位置发生偏移，结果造成图像始终随着手的抖动而处于不稳定状态。因此，需要防抖技术的加持。

目前，手机中的防抖技术主要为在手机模组内部进行防抖设计，常见的防抖方法包括光学防抖(OIS)和电子防抖(EIS)两大类。光学防抖需要马达结构驱动镜头进行运动，而随着当前镜头整体结构的变大，所需要的驱动力也相应的增加，这使得驱动结构(例如马达)的设计比较复杂，增加了防抖的成本。同时，由于马达驱动镜头相对于芯片发生移动，使得拍摄过程中镜头光轴和芯片中心发生偏差，造成成像质量的下降。另一方面，在当前的发展趋势下，镜头结构开始发生变化，例如镜头中的全部或部分镜片可能由原来的塑料镜片变成玻璃镜片，使得镜头的重量增加，这将导致所需的驱动力也发生变化，而原有马达的驱动力不足也会影响抖动矫正的精度。而对于电子防抖，此防抖方案通常会对成像质量本身产生影响，所以一般仅用于配合光学防抖进行工作，或者仅在低端产品中使用。

另一方面，还可以通过在智能终端(例如手机)外部设置云台装置来实现防抖。云台防抖通过驱动模组整体进行运动，可以有效的补偿拍照过程中由于抖动出现的各种问题。使用云台驱动防抖的方式，可以克服电子防抖对成像质量的损失。并且，由于云台防抖可以驱动模组整体运动，在防抖过程中镜头和感光芯片的位置可以保持相对一致，画质没有太多变化，且图片边缘画质也不会明显降低。云台防抖还有利于实现大行程的防抖，同时使得在运动场景和暗光场景下的拍照更清楚。然而，外部云台装置本身具有一定的体积，携带极为不便，同时配备云台的成本极高，很难普及化。

基于上述的问题，当前急需要一种小型化的可以将云台防抖集成到手机或其他智能终端设备内部的解决方案。

图1示出了一种现有技术中的云台防抖结构的示意图。该现有方案中，手机摄像模组的底板3的边缘部分固定一个固定框架2，此固定框架2上安装有磁铁6，光学镜头1与其对应的位置则安装线圈7，整个模组通过弹片或者弹簧8悬挂于固定框架2中。图1中的模组包括光学镜头1和感光组件。其中，感光组件包括：线路板4、感光芯片5等。线路板4可以包括PCB板12、FPC板10和连接器11，其中FPC板10的两端分别连接PCB板和连接器11。PCB板12还可以通过第二FPC板9电连接至底板3。进一步地，图1中还示出了该模组的光轴ax。图2示出了图1所示的云台防抖结构的立体外观示意图。该方案中，当手机摄像模组发生抖动并出现倾斜时，通过检测系统反馈的信息，给安装于光学镜头1的线圈7通入电流。由于线圈7和磁铁6之间的磁力作用，可以驱动整个镜头向抖动相反的方向倾斜，从而补偿镜头原来的抖动，提升成像的质量。该现有方案虽然可以驱动模组整体移动进行防抖，但是存在几个问题：(1)磁铁和线圈之间的驱动力有限，随着手机镜头中镜片数量的增多，镜头的重量也逐渐在增加，磁铁和线圈之间提供的驱动力不足。(2)弹簧或者弹片需要将模组整体结构悬挂在固定框架上面，同时还需要通过弹簧给安装于镜头的线圈通电，这样对弹簧的要求较高，使得整体设计难度和成本上升。(3)线路板及线路板上粘接的感光芯片需要通过一软板实现通电，而软板上面的连接点(或称为连接器)会与终端设备(例如手机)的主板固定。而在驱动装置驱动整个模组运动的过程中，线路板主体(即硬板)和软板之间连接的位置会频繁受力，使得软板和线路板主体之间出现接触不良，有时甚至出现软板和线路板主体的连接处断开的情况，严重影响模组的正常工作。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种可实现小型化的摄像模组云台防抖解决方案。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种具有云台的摄像模组，其包括：模组本体，其包括镜头组件和感光组件；以及云台结构，其包括设置在所述模组本体外部的外框架、将所述模组本体悬挂在所述外框架内部的SMA线，以及设置在所述外框架与所述模组本体上的驱动装置；其中，在非防抖模式下所述SMA线处于第一状态以支撑所述模组本体；并且在防抖模式下，所述SMA线通电升温诱发形状记忆效应，使得所述SMA线由第一状态转变至第二状态，并且，相比所述第一状态，所述SMA线在所述第二状态可减小所述驱动装置驱动所述模组本体移动的阻力。

其中，所述驱动装置包括设置于所述外框架内侧的线圈和设置于所述模组本体外侧的磁体或线圈。

其中，所述SMA线的两端分别连接所述外框架和所述模组本体，且所述SMA线的与所述外框架连接的一端高于其与所述模组本体连接的一端。

其中，俯视角度下，所述SMA线的两端分别连接所述外框架的侧边的中点和所述模组本体的侧边的中点。

其中，俯视角度下，所述外框架和所述模组本体的外形均呈矩形，所述SMA线的两端分别连接所述外框架的第一顶点和所述模组本体的第二顶点，所述第二顶点是所述第一顶点在所述模组本体的对应顶点的相邻顶点。

其中，当所述模组本体在绕z轴旋转的方向上出现抖动时，通过改变所述SMA线的电流大小来使所述SMA线伸展或收缩，从而驱动所述模组本体在绕z轴旋转的方向上移动以对所述模组本体的抖动进行补偿；其中z轴与所述摄像模组主体的光轴方向平行。

其中，所述SMA线在常温下呈刚性；并且在所述SMA线通入电流超过预设阈值时所述SMA线发生奥氏体相变，所述SMA线在奥氏体相下呈松弛状态。

其中，所述SMA线具有刚性模式、伸缩模式和软化模式；在所述刚性模式下，所述SMA线呈刚性，在所述伸缩模式下，所述SMA线可实现基于电流大小的受控伸缩，在所述软化模式下，所述SMA线软化。

其中，所述软化模式下，向所述SMA线供给的电流大于所述伸缩模式下向所述SMA线供给的电流；所述伸缩模式下，向所述SMA线供给的电流大于所述刚性模式下向所述SMA线供给的电流。

其中，所述外框架包括底板和固定于所述底板边缘区域的固定框架，所述固定框架围绕在所述模组本体的周围。

其中，所述底板与所述模组本体的底面之间具有阻尼结构或阻尼材料。

其中，所述底板为PCB板。

其中，所述感光组件包括线路板、安装于线路板的感光芯片、安装于线路板且设置在所述感光芯片周围的镜座以及安装于镜座并位于感光芯片上方的滤光片。

其中，所述线路板包括线路板主体和与所述线路板主体连接的柔性连接带，所述外框架的侧面具有通孔，所述柔性连接带穿过所述通孔。

其中，所述柔性连接带具有镂空结构；其中所述镂空结构为条形缝隙，所述条形缝隙的长度方向与所述柔性连接带的长度方向一致。

其中，所述柔性连接带弯曲折叠。

其中，所述线路板主体为PCB板，所述柔性连接带为FPC板。

其中，所述镜头组件包括光学镜头和马达，所述光学镜头安装于所述马达内，所述马达适于在z轴方向移动所述光学镜头以实现对焦。

其中，在防抖过程中，安装于所述外框架的所述线圈通电，以对安装于所述模组本体的对应磁体或线圈施加电磁力，进而驱动所述模组本体在绕x轴和/或绕y轴旋转的方向上移动，以矫正所述模组本体的抖动，其中所述x轴和所述y轴是垂直于所述摄像模组的光轴的两个坐标轴，并且所述x轴和所述y轴互相垂直。

与现有技术相比，本申请具有下列至少一个技术效果：

1.本申请能够实现大行程的防抖，使得在运动场景和暗光场景下的拍照更清楚。

2.本申请的一些实施例中，利用SMA线代替传统防抖结构中的悬挂结构(例如传统OIS系统中的悬丝)，通过为SMA线通入设定的电流，可以使SMA线发生形状记忆效应并由第一状态转变为第二状态，从而有效地降低悬挂结构对防抖移动所构成的阻力，有助于以较小的电磁驱动力实现大行程的防抖效果，进而实现云台防抖结构的小型化。

3.本申请的一些实施例中，可以快速准确地实现模组本体的整体移动。

4.本申请的一些实施例中，SMA线可以提供一部分辅助驱动力(例如为电磁驱动装置提供一部分辅助驱动力)，从而提升某个或某些移动方向的总驱动力，帮助实现大行程的防抖效果。

5.本申请的一些实施例中，SMA线可以为某个或某些移动方向提供驱动力，从而使云台结构更加简化，进而实现云台防抖结构的小型化。

6.本申请的一些实施例中，云台防抖结构简洁，受外界磁场的干扰较小。

7.本申请的一些实施例中，提供了有效克服线路板硬板和软板之间阻力的结构，减少模组整体结构的运动阻力，从而降低了驱动模组本体移动的驱动力要求，帮助实现云台防抖结构的小型化。

8.本申请的一些实施例中，可以通过在底板与模组本体之间设置阻尼结构或阻尼材料，该阻尼结构或阻尼材料可以对模组本体起到辅助支撑的作用，从而将模组本体悬持在固定框架中，且固定框架和模组本体之间可以留有一定的活动空间，使得模组本体能够在其固定框架的内部进行矫正工作。

附图说明

图1示出了一种现有技术中的云台防抖结构的原理示意图；

图2示出了图1所示的云台防抖结构的立体外观示意图；

图3示出了本申请一个实施例中的具有云台的摄像模组的示意图；

图4a示出了本申请一个实施例中俯视角度下的模组本体、固定框架和SMA线的位置关系示意图；

图4b示出了本申请另一个实施例中俯视角度下的模组本体、固定框架和SMA线的位置关系示意图；

图5示出了本申请一个实施例中的模组本体的结构示意图；图6示出了本申请一个实施例中的外框架和模组本体之间的位置及连接方式的示意图；

图7示出了本申请一个实施例的改进了软板的摄像模组的立体示意图；

图8示出了本申请一个实施例中利用云台结构对模组本体左右倾斜进行抖动矫正的示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

应注意，在本说明书中，第一、第二等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一主体也可被称作第二主体。

在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了物体的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可以”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

如在本文中使用的，用语“基本上”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语，而不用作表程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。

除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步地描述。

图3示出了本申请一个实施例中的具有云台的摄像模组的示意图。本实施例中，所述具有云台的摄像模组包括云台结构和模组本体18，所述模组本体18可以是现有的常见摄像模组。参考图3，模组本体18可以包括光学镜头1和感光组件。所述感光组件可以包括线路板4、安装于线路板4的感光芯片5、安装于线路板4且设置在所述感光芯片5周围的镜座19、安装于镜座19并位于感光芯片5上方的滤光片15(例如IR片)。所述光学镜头1的底面可以安装于所述镜座19的顶面，从而将光学镜头1和感光组件组装在一起，构成所述的模组本体。需注意，在本申请的另一实施例中，所述镜座19可以包括彼此独立的滤色片镜座和镜头镜座，其中滤色片镜座用于安装滤色片，镜头镜座则用于安装光学镜头，镜头镜座的底部可以围绕在所述滤色片镜座的外周，并且镜头镜座的底面可以直接安装有线路板4的表面。进一步地，本实施例中，所述云台结构包括设置在所述模组本体外部的外框架、将所述模组本体悬挂在所述外框架内部的SMA线13(SMA是形状记忆合金的缩写)，以及分别设置于所述外框架内侧和所述模组本体外侧的线圈7和磁体6，所述磁体6可以是永磁体。所述外框架可以包括底板3和安装于所述底板3边缘的固定框架2，所述固定框架2围绕在所述模组本体18的周围，并与所述模组本体18之间存在一定的间隙，所述SMA线13的两端分别连接所述固定框架2和所述模组本体18。所述底板3可以为PCB板，该底板3的底面可以设置金属触点阵列，并且底板3可以与终端设备(例如手机)的主板接触并实现电连接。底板3的内部可以具有电子线路(其制作方法和模组本体18中的线路板的制作方法类似，例如可以使用PCB板的制作工艺制作)。底板3的内部线路可以为线圈供给电流以生成所需的磁场。本实施例中，底板3通过底部的金属触点阵列和终端设备的线路导通。当然，本发明并不局限于触点阵列的导通方式，例如，在其他实施例中，也可以使用软板或者金属线等方式将底板与终端设备的线路导通以实现线圈的工作电流供给。本实施例中，固定框架2连接在底板3的边缘，可以通过粘接的方式进行固定，也可以通过模塑的方式将固定框架2固定在底板3的边缘。本实施例中，固定框架2的主要作用是固定驱动装置，同时将驱动装置和模组本体18容纳在其内部，从而起到保护的作用。固定框架2整体上呈中空的框型，其下表面直接固定在底板3的边缘区域。固定框架2底部的开口大小和底板3的面积相适应。固定框架2的顶部具有与光学镜头1孔径大小适应的开口，此开口可以呈方形结构。并且，固定框架2顶部的开口处可以配置有盖板14，此盖板14的面积与方形开口的面积适应，以便该盖板14可以容纳在方形开口中，并将所述方形开口完全覆盖住。盖板14的主要作用是保护模组本体的光学镜头，同时还用于透过光线。所以在选用制作盖板材料的时候，一般选择硬度较大且透光率良好的透明材料。需注意，固定框架的顶部的开口形状并不局限于方形，只要开口形状和镜头形状适配即可。

进一步地，在本申请的一个实施例中，固定框架2的内侧固定有线圈结构，此结构由金属内芯和缠绕在其周围的金属线构成。固定框架2的内部设置有相应的线路，可以在与线圈结构连接的位置给线圈7通电，确保线圈7的正常工作。此线圈结构可以设置在固定框架2内侧面的正中心位置，也可以设置在固定框架的侧边上，具体根据实际设计结构确定。固定框架2还连接有SMA线13，SMA线13也是通过固定框架2内部设置的线路给其通电。所述SMA线13一端连接在固定框架2内侧，另一端连接于模组本体的光学镜头。所述SMA线13可以将模组本体18悬空，克服模组本体本身的重力，同时还能使得驱动模组整体运动的时候，可以减少驱动装置的动力。此外，为了驱动模组本体18整体进行运动，在模组本体18的外部配置了相应的线圈结构，SMA线13可以与线圈结构导通，提供给线圈结构工作的电流，SMA材料由于其本身的特性，在通电的时候由于其本身温度的变化会使得其材料硬度下降，故在驱动模组本体18运动的过程中，SMA线本身对模组本体18移动的阻力可以显著减小。进一步地，本实施例中，模组本体18的外侧面可以安装永磁体，该永磁体与安装于固定框架内侧面的线圈相匹配，在不同大小和方向的电流通过线圈时，可以对所述永磁体施加不同大小和方向的电磁力，从而可以驱动模组本体向所设定的方向移动相应的距离，实现抖动矫正，从而达到防抖的效果。具体来说，在一个实施例中，可以将四个永磁体固定于所述模组本体18的四周，它们分别设置在前、后、左、右四个方位。对应地，可以将四个线圈结构固定于固定框架2，这四个线圈结构也分别设置在前、后、左、右四个方位，并分别与所述的四个永磁体对应。这样，调整四个线圈结构的电流大小和方向，就可以对所述四个永磁体施加不同大小和方向的电磁力，从而可以驱动模组本体向所设定的方向移动相应的距离。

进一步地，上述实施例中，SMA线在常温下可以具有一定刚性，从而使SMA线可以代替传统OIS装置(例如用于驱动镜头移动的音圈马达)中的弹片或者悬丝，对模组本体起到支撑作用。当开启云台防抖时，SMA线可以通电使得其自身温度升高诱发形状记忆效应，使得该SMA线发生高温相奥氏体相变，使SMA线伸展，使得SMA线处于松弛状态。具体来说，SMA线具有马氏体相和奥氏体相，在加工SMA线时，可以在高温的奥氏体相下将SMA材料加工成第二状态(或称为第二形状)，在相对低温(例如常温)的马氏体相下降该SMA材料加工成第一状态(或称为第一形状)，构成具有一定刚性的SMA线。这样，在常温状态下，摄像模组可以处于非防抖模式，此时SMA线处于第一状态以支撑所述模组本体。而在防抖模式下，所述SMA线通电升温诱发形状记忆效应，使得所述SMA线由第一状态转变至第二状态。只要在加工SMA材料时，使所述第二状态的SMA线相对于第一状态更加柔软，即可减小所述模组本体移动的阻力。例如，线圈和磁体相互作用所产生电磁力可以驱动模组本体移动时，由于SMA材料软化，在防抖移动过程中，电磁驱动力受到的来自SMA线的阻力可以被显著削弱。因此，在同等电磁驱动力的前提下，上述实施例可以获得更大的防抖行程。反过来说，在同等防抖行程的前提下，由于所需的电磁驱动力较小，所以线圈和磁体的体积可以缩小，从而帮助摄像模组实现小型化。而作为对比，传统的马达(例如用于驱动镜头移动的音圈马达)中，通常用弹片或者弹簧将载体或者镜头悬挂在外框架(例如马达壳体)中，这种方案下，在防抖过程中，随着镜头的移动，电磁驱动力需要克服弹片或者弹簧形变而产生的阻力，因此需要驱动装置提供更大的驱动力。

需注意，上述实施例中通过奥氏体相变来使SMA线从第一状态转变为第二状态，但这种方式并不是唯一的。例如在本申请的另一实施例中，可以利用SMA线在马氏体相下的伸缩效应来减小模组本体移动的阻力。在马氏体相下，SMA线随着温度的升高而收缩，随着温度的下降而伸展。因此，当摄像模组处于防抖模式时，可以通过对SMA线通电使得温度升高，诱发形状记忆效应，使SMA线收缩，从而在一定程度上控制模组本体的移动。当SMA线收缩的方向与电磁驱动装置的驱动方向一致时，就可以减小模组本体移动的阻力。本实施例中，非防抖模式为常温状态，此时具有第一长度的SMA线可以理解为SMA线的第一状态，而通电升温使SMA线收缩后的状态可以理解为SMA线的第二状态。利用SMA线在马氏体相下的伸缩效应，促使SMA线由第一状态转变为第二状态，可以减小模组本体移动的阻力，从而减小电磁驱动装置所需提供的驱动力。

进一步地，图4a示出了本申请一个实施例中俯视角度下的模组本体18、固定框架2和SMA13线的位置关系示意图。参考图4a，本实施例中，通过SMA线13将模组本体18悬空在固定框架2内部。其中SMA线13的一端连接在固定框架2侧边的中间位置(这里的固定框架侧边可以是固定框架顶面的侧边)，其另一端则连接在模组本体。在俯视角度下，所述SMA线连接与所述模组本体的侧边的中点。进一步地，本实施例中，SMA线13的与固定框架2连接的一端可以高于其与模组本体18连接的一端，以便SMA线13将模组本体18悬挂在固定框架2内部。而在主视角度下，SMA线13与模组本体的连接端可以位于模组本体18的顶部(例如可参考图3)，也可以位于模组本体18的肩部或处于模组本体18的其他位置，只要SMA线13与模组本体18的连接位置低于该SMA线13与固定框架2的连接位置即可。由于SMA线13将模组本体18悬挂在固定框架2的内部，当模组在拍摄过程中出现抖动倾斜的时候，可以通过安装在SMA线13同侧的线圈和安装于模组本体的线圈(或者磁体)相互配合的作用，驱动模组本体18进行相反方向的移动，对模组的位置进行矫正，从而有效地改善模组的成像质量。此种连接方式可以实现模组本体18的倾斜角度的矫正。模组本体18的倾斜角度的矫正包括左右倾斜的矫正和俯仰倾斜的矫正。为便于描述，建立xyz三维直角坐标系。其中，z轴和摄像模组的光轴方向平行，即z轴方向为图3中的竖直方向，也就是轴线ax的方向。x轴和y轴分别是垂直于z轴的两个坐标轴，且x轴和y轴互相垂直。本实施例中，绕x轴的旋转方向为俯仰倾斜调整，绕y轴的旋转方向为左右倾斜调整。下文中还会结合图8和相应实施例对模组本体的倾斜角度的矫正做进一步的描述。

图4b示出了本申请另一个实施例中俯视角度下的模组本体18、固定框架2和SMA线13的位置关系示意图。参考图4b，本实施例中，将SMA线13的一端固定在固定框架2的第一顶点A位置(即固定框架上表面两条侧边的结合处)，另一端固定在模组本体18的第二顶点B位置处(模组本体壳体的两条侧边的结合处)。并且第二顶点B是第一顶点A在所述模组本体的对应顶点A’的相邻顶点。本申请中，对于俯视外形为矩形模组本体18和固定框架2来说，矩形中任一顶点都具有两个相邻顶点和一个对角顶点。本实施例中，第二顶点并非第一顶点在所述模组本体的对应顶点，而是该对应顶点的相邻顶点。进一步地，本实施例中，SMA线的与固定框架连接的一端可以高于其与模组本体连接的一端，以便SMA线将模组本体悬挂在固定框架内部。以图3中的轴线ax方向为Z轴方向建立空间直角坐标系，此种连接方式不仅可以实现模组本体的左右和俯仰倾斜的调整，还可以实现绕z轴的旋转的矫正。其中z轴和摄像模组的光轴方向平行，光轴方向即图3中的轴线ax。x轴和y轴分别是垂直于z轴的两个坐标轴，且x轴和y轴互相垂直。本实施例中，绕x轴的旋转方向为俯仰倾斜调整，绕y轴的旋转方向为左右倾斜调整。本实施例中，当SMA线收缩时，SMA线即可带动模组本体绕z轴旋转，从而实现该旋转方向上的防抖矫正。至于旋转矫正的角度，可以通过控制通入SMA线的电流大小来调整，在这里不做详细的阐述。SMA材料具有良好的抗疲劳性，可以经过多次拉伸而不改变其材料的特性，故不会因为此合金材料频繁的收缩和扩张而对其矫正的精度产生影响。

进一步地，在本申请的一个实施例中，基于如图4b所示的结构和SMA线连接方式，可以针对设定SMA线设置多个工作模式。例如可以设置刚性模式、伸缩模式和软化模式。刚性模式下，可以不向所述SMA线供给电流，或者仅供给微小电流，使得所述SMA线可以具有一定刚性以支撑所述模组本体。在伸缩模式下，可以向所述SMA线供给工作电流，所述SMA线可以实现基于电流大小的受控的伸缩，从而带动模组本体绕z轴旋转以补偿该方向上的抖动。其中，工作电流通常大于刚性模式下的电流。在软化模式下，可以向SMA线供给大电流，使得SMA线可以发生高温相奥氏体相变，该SMA线可以伸展并软化，从而使SMA线处于松弛状态，此时由于SMA线的阻力显著减小，线圈和磁体可以驱动模组本体进行大行程的移动。

需注意，本申请SMA线不仅仅限于图4a和图4b示出的这两种连接方式。在本申请的其他实施例中，SMA线还可以选择其他不同的连接方式，且不同的连接方式可以实现的功能也不相同。技术人员可以根据实际的设计选择使用。

进一步地，图5示出了本申请一个实施例中的模组本体的结构示意图。参考图5，本实施例中，模组本体18包括线路板4、感光芯片5、滤光片15、支架(即镜座19)和光学镜头组件1a，其中光学镜头组件1a可以包括驱动镜头对焦的音圈马达和安装于所述马达内的光学镜头(图5中未示出光学镜头组件1a的具体结构)。为了进一步降低摄像模组的高度和重量，本实施例中，优选模塑工艺形成所述支架。具体来说，支架可以是直接成型于所述线路板4的表面的模塑支架。可以在安装滤光片15的时候，直接将导通感光芯片5和线路板4的金线19a模塑在其支架(即镜座19)中，从而保护金线19a等元件。同时将用于安装滤光片15的支架直接模塑在线路板表面，还可以有效的降低模组的高度；还可以解决传统的预先成型支架在安装过程中产生的各种问题，这些问题例如包括支架倾斜、胶水开裂等。需注意，在本申请的另一实施例中，所述镜座19可以包括彼此独立的滤色片镜座和镜头镜座，其中滤色片镜座用于安装滤色片，镜头镜座则用于安装光学镜头，镜头镜座的底部可以围绕在所述滤色片镜座的外周，并且镜头镜座的底面可以直接安装有线路板4的表面。进一步地，本实施例中，本实施例中，模组本体18本身可以实现对焦功能。具体来说，光学镜头可以和马达载体固定在一起，在马达的驱动作用下可以实现对焦功能。当在拍摄的过程中，马达可以驱动镜头进行竖直方向(也就是和光轴相同的方向)的运动，使得模组的成像更清晰，从而有效的提升模组的成像质量。

本实施例的云台防抖结构是在模组本体18的外部固定电磁驱动装置，在给固定框架内侧的线圈通电的时候，该线圈和安装于模组本体18外侧面的磁体6(也可以用线圈代替)之间产生相互作用力，根据需要实现的调整方向，配合改变通入线圈中的电流方向和大小，在外部框架线圈的配合作用下，可以实现模组本体不同方向的位置矫正。

图6示出了本申请一个实施例中的外框架和模组本体之间的位置及连接方式的示意图。和现有云台结构不同，本实施例中，可以在底板3和线路板4(主要指作为线路板4的主体部分的硬板12，硬板12可以是PCB板)之间设置阻尼结构(例如图6中的弹簧16)，其主要作用是减少模组的抖动，同时还可以起到支撑模组本体18、减少对SMA线13(可结合参考图3)的拉伸的作用。本实施例中，可以利用弹性元件作为阻尼结构，此弹性元件可以选用弹簧16，选择弹性系数适中的弹簧16，其可以对模组本体18起到一定的辅助支撑作用。另外，利用弹簧16将模组本体18的底部和底板3的顶面分开一定的空间，可以使得模组运动的时候不会受到底板的阻档。本实施例中，利用SMA线13的拉力作用，再结合弹簧16的辅助支撑作用，可以将模组本体18悬持在固定框架2中，且固定框架2和模组本体18之间可以留有一定的活动空间，使得模组本体18能够在其固定框架2的内部进行矫正工作。并且，由于弹簧16的辅助支撑作用，对SMA线本身的刚性或者对SMA线所提供的支撑力或驱动力的要求可以降低，使得SMA线可以更易于进入软化工作状态，从而降低电磁驱动模式下SMA线13对电磁驱动所形成的阻力。在传统的光学防抖设计中，往往使用弹片或弹簧8(参考图1)将模组本体(或光学镜头)悬持在外框架中。而由于弹片或弹簧本身在发生形变使会产生阻止该形变的反向作用力，该反向作用力有时与用于驱动模组本体(或光学镜头)移动的电磁力方向相反，从而对模组本体(或光学镜头)的矫正形成阻碍作用。而本实施例中，由于SMA线13可以软化或处于松弛状态，所以大幅度降低电磁驱动所形成的阻力。进一步地，由于对电磁驱动所形成的阻力可以大幅降低，模组本体18相当于悬浮在固定框架2之中，电磁驱动装置给模组本体18施加较少的驱动力，就可以实现模组本体18的移动，因此可以简化驱动装置的结构设计。且本实施例中，作为阻尼结构的弹簧16只需要将模组本体与底板隔开，弹簧16本身不需要较复杂的材料，现有的一些弹簧就可以满足设计的要求，所以可以有效地降低云台结构的成本。需注意，在其他实施例中，所述阻尼结构也可以弹簧以外的方式实现，或者所述阻尼结构可以使用柔性材料或者其他类型的阻尼材料代替。

进一步地，在本申请的一个实施例中，图7示出了本申请一个实施例的改进了软板的摄像模组的立体示意图。参考图7，模组本体18的线路板4(可结合参考图5和图6)可以包括硬板12、软板10和连接器11，硬板12可以是PCB(或称为PCB板)，软板10可以是FPC(或称为FPC板)。该软板可以作为柔性连接带将线路引出外部框架，并通过连接器11插接至终端设备(例如手机)的主板上，从而使得感光芯片和线路板可以与终端设备的主板实现电路导通，提供给模组工作的电流。本实施例中，固定框架与线路板的软板对应的一侧设有通孔17，线路板4的软板10可以从此通孔17中穿过，且此通孔17的宽度大于线路板4的软板10的宽度，使得线路板4的硬板12运动时，与其连接的软板10不会对其运动产生阻碍作用或者软板10所造成的阻力可以被显著削弱。例如，硬板12在进行俯仰倾斜调整时，软板10会相对于硬板12发生扭转，从而形成一反向的扭矩。尤其是，如果通孔17的宽度如果过小，软板10的扭转形变将集中在通孔17位置到硬板12之间的一小部分区段，从而形成更大的扭矩，对硬板12的俯仰倾斜调整形成更大的阻力。因此，通孔17的宽度大于线路板4的软板10的宽度，可以显著削弱或消除软板10对硬板12运动的阻力。

进一步地，本实施例中，软板10的中间位置可以具有缝隙10a，即可以在软板10中央挖空形成缝隙10a。该缝隙10a的长度方向可以与所述软板10的长边方向基本平行。这种设计可以减小软板10对模组本体18移动形成的阻力。例如，硬板12在进行俯仰倾斜调整时，软板10会相对于硬板12发生扭转，从而形成一反向的扭矩。在软板10的中间位置设置缝隙10a，可以减小硬板12进行俯仰倾斜调整时软板10所形成的扭矩，从而显著削弱或消除软板10对硬板12运动的阻力。需注意，在本申请的其它实施例中，所述缝隙10a也可以被其它形状的镂空结构代替。

更进一步地，在一个实施例中，还可以将所述线路板的软板进行堆叠设计，以减少软板对模组本体移动形成的阻力。堆叠设计是指将软板弯曲折叠(可参考图7)，避免出现软板两端被线路板硬板和主板连接端拉扯而出现紧绷状态，从而给模组本体留下更多的自由移动空间。其中，对软板的弯曲折叠的折叠处具有圆滑的自然过渡区段，以避免折叠处出现接触不良。

本申请的上述实施例中，所提供的云台防抖结构利用SMA金属线的拉伸作用以及线路板之间的阻尼结构的作用，使用常见的驱动装置就可以驱动较大体积的模组移动，且由于选用的弹簧本身具有弹性作用，当矫正动作完成之后，模组本体可以恢复到初始的位置。且本方案在模组的水平方向上添加了固定的外部框架，利用设置在外框架和模组本体侧面的元件相互配合实现了驱动作用，简化设计的同时也不会对整个摄像模组的高度造成较大的影响，因此具有小型化的优势。

进一步地，图8示出了本申请一个实施例中利用云台结构对模组本体左右倾斜进行抖动矫正的示意图。参考图8，本实施例中，y轴方向是垂直于纸面的方向。左右倾斜方向是绕y轴方向旋转,可以记为Ry方向。图8中的(a)部分示出了模组本体发生抖动的示意图，可以看出模组本体在绕y轴逆时针的方向上抖动。为了使得模组的成像质量不受影响，需要使得模组本体向着抖动相反的方向进行补偿，故驱动装置施加的力如图8中(b)部分所示，其中固定于模组本体左侧面的磁体受力方向F1为向上，固定于模组本体18右侧面的磁体受力方向F2为向下，使得模组本体在绕y轴顺时针的方向上旋转。需注意，图8的(b)部分是示意性的，仅用于示出驱动装置需要提供的驱动力方向和模组本体的旋转方向。当给线圈中通入相应的电流的时候，可以使得模组本体受到图8的(b)部分中方向所示的作用力，并发生如图8的(b)部分所示方向的调整，最后实现在拍摄时对左右倾斜的矫正。进一步地，图8的(c)部分则示出了矫正完成后的状态。上面简要介绍了对Ry方向抖动的矫正，而Rx方向的位置调整和Ry方向调整的原理是一致的，当模组本体受到抖动发生俯仰方向(即Rx方向)的倾斜时，给驱动Rx方向的线圈通入相应的电流，使得模组本体的前侧面和后侧面的磁体受到与Rx抖动方向相反的作用力，对其抖动进行矫正，即可改善模组本体的成像质量。

需注意，本申请的一些实施例中，SMA线可以仅用于支撑模组本体，以代替传统云台结构(或马达)中的弹片，从而帮助增加防抖行程，减小云台结构的体积。在另一些实施例中，SMA线不仅可以起到悬挂模组本体的作用，还可以提供部分的驱动力，例如可以利用SMA材料本身在通电产生相应的收缩或者扩张作用，从而对驱动装置起到一定的辅助作用，这使得本申请对于采用大像面或者采用玻璃镜片等质量较大的模组本体都可适用，符合当前摄像模组发展的趋势。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (18)

1.一种具有云台的摄像模组，其特征在于，包括：

模组本体，其包括镜头组件和感光组件；以及

云台结构，其包括设置在所述模组本体外部的外框架、将所述模组本体悬挂在所述外框架内部的SMA线，以及设置在所述外框架与所述模组本体上的驱动装置；其中，所述SMA线的两端分别连接所述外框架和所述模组本体；

其中，在非防抖模式下所述SMA线处于第一状态以支撑所述模组本体；并且在防抖模式下，所述SMA线通电升温诱发形状记忆效应，使得所述SMA线由第一状态转变至第二状态，并且，相比所述第一状态，所述SMA线在所述第二状态可减小所述驱动装置驱动所述模组本体移动的阻力；其中，所述第一状态为：所述SMA线处于刚性模式；

所述第二状态为：所述SMA线处于伸缩模式；或者所述SMA线处于软化模式；或者所述第二状态包括所述SMA线处于伸缩模式和所述SMA线处于软化模式；

其中，所述伸缩模式是使所述SMA线进入马氏体相的工作模式，所述SMA线在马氏体相下具有伸缩效应；

所述软化模式是使所述SMA线发生高温相奥氏体相变，以将所述SMA线伸展并软化，从而使所述SMA线处于松弛状态。

2.根据权利要求1所述的具有云台的摄像模组，其特征在于，所述驱动装置包括设置于所述外框架内侧的线圈和设置于所述模组本体外侧的磁体或线圈。

3.根据权利要求1所述的具有云台的摄像模组，其特征在于，所述SMA线的与所述外框架连接的一端高于其与所述模组本体连接的一端。

4.根据权利要求2所述的具有云台的摄像模组，其特征在于，俯视角度下，所述SMA线的两端分别连接所述外框架的侧边的中点和所述模组本体的侧边的中点。

5.根据权利要求2所述的具有云台的摄像模组，其特征在于，俯视角度下，所述外框架和所述模组本体的外形均呈矩形，所述SMA线的两端分别连接所述外框架的第一顶点和所述模组本体的第二顶点，所述第二顶点是所述第一顶点在所述模组本体的对应顶点的相邻顶点。

6.根据权利要求5所述的具有云台的摄像模组，其特征在于，在防抖模式下，所述SMA线处于伸缩模式，当所述模组本体在绕z轴旋转的方向上出现抖动时，通过改变所述SMA线的电流大小来使所述SMA线伸展或收缩，从而驱动所述模组本体在绕z轴旋转的方向上移动以对所述模组本体的抖动进行补偿；其中z轴与所述摄像模组主体的光轴方向平行。

7.根据权利要求2所述的具有云台的摄像模组，其特征在于，所述SMA线在常温下呈刚性；并且在所述SMA线通入电流超过预设阈值时所述SMA线发生奥氏体相变，所述SMA线在奥氏体相下呈松弛状态。

8.根据权利要求2所述的具有云台的摄像模组，其特征在于，所述SMA线具有刚性模式、伸缩模式和软化模式；在所述刚性模式下，所述SMA线呈刚性，在所述伸缩模式下，所述SMA线可实现基于电流大小的受控伸缩，在所述软化模式下，所述SMA线软化；所述软化模式下，向所述SMA线供给的电流大于所述伸缩模式下向所述SMA线供给的电流；所述伸缩模式下，向所述SMA线供给的电流大于所述刚性模式下向所述SMA线供给的电流。

9.根据权利要求2所述的具有云台的摄像模组，其特征在于，所述外框架包括底板和固定于所述底板边缘区域的固定框架，所述固定框架围绕在所述模组本体的周围。

10.根据权利要求9所述的具有云台的摄像模组，其特征在于，所述底板与所述模组本体的底面之间具有阻尼结构或阻尼材料。

11.根据权利要求9所述的具有云台的摄像模组，其特征在于，所述底板为PCB板。

12.根据权利要求2所述的具有云台的摄像模组，其特征在于，所述感光组件包括线路板、安装于线路板的感光芯片、安装于线路板且设置在所述感光芯片周围的镜座以及安装于镜座并位于感光芯片上方的滤光片。

13.根据权利要求12所述的具有云台的摄像模组，其特征在于，所述线路板包括线路板主体和与所述线路板主体连接的柔性连接带，所述外框架的侧面具有通孔，所述柔性连接带穿过所述通孔。

14.根据权利要求13所述的具有云台的摄像模组，其特征在于，所述柔性连接带具有镂空结构；其中所述镂空结构为条形缝隙，所述条形缝隙的长度方向与所述柔性连接带的长度方向一致。

15.根据权利要求14所述的具有云台的摄像模组，其特征在于，所述柔性连接带弯曲折叠。

16.根据权利要求14所述的具有云台的摄像模组，其特征在于，所述线路板主体为PCB板，所述柔性连接带为FPC板。

17.根据权利要求1所述的具有云台的摄像模组，其特征在于，所述镜头组件包括光学镜头和马达，所述光学镜头安装于所述马达内，所述马达适于在z轴方向移动所述光学镜头以实现对焦。

18.根据权利要求2所述的具有云台的摄像模组，其特征在于，在防抖过程中，安装于所述外框架的所述线圈通电，以对安装于所述模组本体的对应磁体或线圈施加电磁力，进而驱动所述模组本体在绕x轴和/或绕y轴旋转的方向上移动，以矫正所述模组本体的抖动，其中所述x轴和所述y轴是垂直于所述摄像模组的光轴的两个坐标轴，并且所述x轴和所述y轴互相垂直。

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