CN113949792B - 具有云台的摄像模组 - Google Patents
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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,所述感光组件包括线路板,所述线路板包括硬板和柔性连接带,所述柔性连接带的一端连接所述硬板,其另一端用于连接电子设备的主板;以及云台结构,其包括设置在所述模组本体外部的固定座、将所述模组本体悬挂在所述固定座内部的SMA线;其中,所述SMA线的一端与所述固定座电连接以接受驱动电流,其另一端与所述模组本体连接,所述SMA线根据不同大小的驱动电流实现伸缩,以带动所述模组本体相对于所述固定座移动;以及所述柔性连接带具有弯折部,所述弯折部通过热压弯折成型。本申请能够实现大行程的防抖;并且可以实现云台结构的小型化。
Description
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,且图片边缘画质没有明显降低。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,另一方面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,所述感光组件包括线路板,所述线路板包括硬板和柔性连接带,所述柔性连接带的一端连接所述硬板,其另一端用于连接电子设备的主板,所述电子设备是搭载所述摄像模组的电子设备;以及云台结构,其包括设置在所述模组本体外部的固定座、将所述模组本体悬挂在所述固定座内部的SMA线;其中,所述SMA线的一端与所述固定座电连接以接受驱动电流,其另一端与所述模组本体连接,所述SMA线根据不同大小的驱动电流实现伸缩,以带动所述模组本体相对于所述固定座移动;以及所述柔性连接带具有弯折部,所述弯折部通过热压弯折成型。
其中,所述柔性连接带具有镂空结构。
其中,所述镂空结构位于所述弯折部到硬板连接端之间,所述硬板连接端是所述柔性连接带连接所述硬板的一端。
其中,所述弯折部通过粘结或焊接的方式固定于所述固定座。
其中,所述弯折部固定于所述固定座的侧壁。
其中,所述固定座的侧壁具有避让孔,所述柔性连接带穿过所述避让孔,所述弯折部固定于所述避让孔所在的所述侧壁的外侧面。
其中,所述固定座包括底板和呈筒形的侧壁;或者所述固定座本身呈筒形,所述固定座的底部直接安装于所述电子设备的主板。
其中,所述云台结构还包括SMA驱动装置,所述SMA驱动装置包括所述的SMA线、上连接件和下连接件,所述SMA线包括第一SMA线和第二SMA线;所述第一SMA线的一端连接所述固定座,其另一端连接所述上连接件,所述上连接件连接所述镜头组件;所述第二SMA线的一端连接所述固定座,其另一端连接所述下连接件,所述下连接件连接所述感光组件。
其中,所述上连接件和所述下连接件均呈环形。
其中,所述上连接件呈圆环形,其固定于所述镜头组件的顶部。
其中,所述下连接件呈矩形环状,其固定于所述感光组件的外侧部。
其中,所述SMA线呈直线型。
其中,所述SMA线呈弹簧状。
其中,所述云台结构还包括SMA驱动装置,所述SMA驱动装置包括多条分别设置在不同方位的所述SMA线,多条分别设置在不同方位的所述SMA线通过环形的上连接件连接所述镜头组件;在防抖模式下,通过对其中一条或多条所述的SMA线通电来使相应的所述SMA线收缩,以调整所述镜头组件的倾角。
其中,所述SMA线包括第一SMA线和第二SMA线,所述云台结构还包括SMA驱动装置,所述SMA驱动装置包括四条分别设置在不同方位的所述第一SMA线和四条分别设置在不同方位的所述第二SMA线,四条所述的第一SMA线通过环形的上连接件连接所述镜头组件,四条所述的第二SMA线通过环形的下连接件连接所述感光组件;在防抖模式下,通过对其中一条或多条所述的第一SMA线通电来使相应的所述第一SMA线收缩,以调整所述模组本体的倾角,或者对其中一条或多条所述的第二SMA线通电来使相应的所述第二SMA线收缩,以调整所述模组本体的倾角。
其中,四条所述第一SMA线分别位于前、后、左、右四个方位,四条所述第二SMA线分别位于前、后、左、右四个方位;在防抖模式下,前侧的所述第一SMA线与后侧的所述第二SMA线同时通电,或者后侧的所述第一SMA线与前侧的所述第二SMA线同时通电,以使所述模组本体在俯仰摇摆方向上旋转,左侧的所述第一SMA线与右侧的所述第二SMA线同时通电,或者右侧的所述第一SMA线与左侧的所述第二SMA线同时通电,以使所述模组本体在左右摇摆方向上旋转。
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,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。
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。
5.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。
6.本申请的一些实施例中,云台防抖结构可以通过上下SMA线的配合使用以加大作用于模组本体的扭矩,从而提高实现防抖功能的响应速度。
7.本申请提供了一种模组整体防抖的解决方案,通过在模组本身上面连接SMA驱动装置,直接实现模组整体结构的移动。
附图说明
图1示出了一种现有技术中的云台防抖结构的示意图;
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示出了本申请另一实施例的将SMA线作为驱动装置的云台结构的示意图;
图4b示出了本申请又一个实施例中四条SMA线在俯视视角下的布置方位;
图5a示出了本申请一个实施例中的SMA线及连接件的示意图;
图5b示出了本申请另一个实施例中的曲线型SMA线的示意图;
图6示出了本申请一个实施例中的具有云台结构的摄像模组的立体示意图;
图7示出了本申请的另一个实施例中的柔性连接带弯折的示意图;
图8a示出了一个比较例的柔性连接带方案;
图8b示出了本申请又一个优选实施例中的柔性连接带的改进方案。
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,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在线路板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,全称为Shape MemoryAlloys),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可以用于固定驱动装置,同时将驱动装置和模组本体容纳在其内部,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顶部的方形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圆形,只要透光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,SMA线13还可以起到导通电流的作用。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线本身对模组本体移动的阻力可以显著减小。进一步地,本实施例中,模组主体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,实现防抖效果。需注意,在另一实施例中,线圈结构可以直接设置在模组本体18上,而磁体可以设置在固定框架2上。
进一步地,本申请的另一实施例中,所述云台结构的电磁驱动装置可以取消,直接使用所述SMA线提供模组本体的驱动力。图4a示出了本申请另一实施例的将SMA线作为驱动装置的云台结构的示意图。参考图4a,本实施例中,云台结构包括固定框架、环形的上连接件20a和下连接件20b,以及将上连接件20a与所述固定框架2连接的多个(例如四个)第一SMA线13a(或称为上SMA线)和将下连接件20b与所述固定框架2连接的多个(例如四个)第二SMA线13b(或称为下SMA线)。上连接件20a用于固定模组本体18的镜头组件,其形状可以与镜头组件适配。例如镜筒组件的顶部可以是圆形的,则上连接件20a可以是圆环形的。下连接件20b用于固定模组本体18的感光组件,其形状可以与感光组件适配。例如感光组件的底部可以是矩形的,则下连接件20b可以呈矩形环状。进一步地,本实施例中,上连接件20a可以粘贴于镜头组件的顶面,下连接件20b可以粘贴于感光组件的外侧面(在其他实施例中,下连接件可以粘贴于感光组件的底面,或者粘贴于所述感光组件的外侧面和底面)。本实施例中,可以直接利用SMA材料的超弹性(superelasticity)实现对模组本体的驱动。具体来说,使SMA线进入马氏体相,SMA线中通入不同大小的电流,可以使其提升至不同的温度,基于SMA材料的超弹性,SMA线可以随着温度的升高而收缩,从而对模组本体产生相应的拉力。本实施例中,可以在四个不同方位设置四条连接在外框架和上连接件之间的SMA线(即上SMA线)。在初始状态下,SMA线将模组整体结构悬挂在固定框架的内部,模组处于一种平衡的状态。在执行防抖功能时,可以对单个或多个SMA线通入电流,使得该单个或多个SMA线收缩,从而使模组本体相对于外框架倾斜一定角度,以便矫正摄像模组的抖动。进一步地,通过设定合适的电流大小,即可对倾斜方向和倾斜角度的大小进行调节,从而准确地移动所述模组本体,实现对摄像模组抖动的矫正。图4b示出了本申请又一个实施例中四条SMA线在俯视视角下的布置方位。具体来说,参考图4b,在一个例子中,四条SMA线13e、13f、13g、13h可以分别位于上连接件20a的前、后、左、右四个方位,这样,对左侧或右侧SMA线13e、13f通入电流,可以使左侧或右侧SMA线13e、13f收缩,使模组本体在左右摇摆的方向上旋转一定角度(左右摇摆的方向即绕x轴旋转的方向,可结合参考图3,其中x轴是与y轴和z轴均垂直的坐标轴);对前侧或后侧SMA线13g、13h通入电流,可以使前侧或后侧SMA线13g、13h收缩,使模组本体在俯仰摇摆的方向上旋转一定角度(俯仰摇摆的方向即绕y轴旋转的方向,y轴的方向可结合参考图3)。通过合理搭配,对多条不同方位的SMA线通入合适的电流,即可同时在左右摇摆的方向和俯仰摇摆的方向上将模组本体旋转至所需的角度,从而实现对摄像模组抖动的矫正。需注意,图4b中仅示出了连接至上连接件的四条上SMA线,依靠四条上SMA线即可驱动模组本体移动来调节其倾角。但为了提升驱动力,还可以设置四条下SMA线。进一步地,在一个实施例中,可以在四个不同方位(例如也可以是前、后、左、右四个方位)设置四条连接在外框架和下连接件之间的SMA线(即下SMA线)。在执行防抖功能时,四个不同方位的下SMA线可以与对应的上SMA线协同工作,以更快速地驱动模组本体移动。例如左侧的下SMA线和右侧的上SMA线同时工作(即二者同时收缩)时,可以加大在左右摇摆方向上的旋转模组本体的扭矩,从而更快速地驱动模组本体移动。类似地,右侧的下SMA线和左侧的上SMA线也可以同时工作(即二者同时收缩)以加大该扭矩。进一步地,前侧的下SMA线和后侧的上SMA线同时工作(即二者同时收缩)时,可以加大在俯仰摇摆方向上的扭矩,从而更快速地驱动模组本体移动。后侧的下SMA线和前侧的上SMA线,也可以同时工作(即二者同时收缩)以加大该扭矩。本实施例中,SMA线能够快速驱动模组本体移动,其原因还在于SMA线形变力量是超越普通悬丝百倍甚至千倍,同时SMA材料还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。需注意,图4b中,四条SMA线分别设置在连接件的前、后、左、右四个方位,但这种设置方式仅仅是示意性的。本申请的其它实施例中,多条SMA线也可以根据实际需要设置在多个不同的方位。例如,在图4a中,四条上SMA线可以分别设置在上连接件的左前、右后、右前、左后这四个方位。通过控制这四个方位的上SMA线的电流大小,也可对模组本体的倾斜方向和倾斜角度的大小进行调节,从而准确地移动所述模组本体,实现对摄像模组抖动的矫正。
进一步地,参考图4a,本一个实施例中,所述固定框架可以包括筒状的半导体工艺制作的侧壁。具体来说,该固定座可以具有四个侧壁,这四个侧壁可以用半导体工艺制作以在侧壁内部或表面布置线路结构,此线路结构可以用于给线圈和/或SMA线提供电流。或者所述固定座也可以利用层压工艺制成(即与采用类似于PCB板的制作工艺),其内部具有相应的线路结构,通过内部的线路结构给与其连接的线圈和/或SMA线供电,以保证驱动结构的正常工作状态。所述固定座的顶面2a可以以透明盖板(例如玻璃盖板)覆盖,一方面保护固定座2内部的模组本体,另一方面也为模组本体保留了透光的成像通道。所述固定座2的底面2b可以是封闭的,也可以是开放的。在一个实施例中,所述固定座2的底面2b具有封闭的底板,该底板可以用半导体材料制作而成。底板内部可以布设电子线路,该电子线路可以为SMA线提供驱动电流,即作为驱动SMA线伸缩的驱动电路。本实施例中,固定座的底板可以固定于电子设备的主板表面,并与主板电连接。这里电子设备是指搭载所述摄像模组的电子设备,例如智能手机、平板电脑等。可以通过粘结剂将固定座的底板与所述主板粘结,也可以通过焊接将二者固定。
仍然参考图4a,在另一实施例中,所述固定座2的底面2b可以是开放的,即所述固定座2可以是无底板的筒状体。本实施例中,SMA线(包括第一SMA线13a和第二SMA线13b)的驱动电路可以布设于固定座的侧壁(可以用上述介绍的半导体工艺和PCB板工艺形成固定座的侧壁结构)。本实施例中,固定座2的侧壁的底部(即筒状体的根部)可以直接固定于电子设备的主板表面,并与主板电连接。这里电子设备是指搭载所述摄像模组的电子设备,例如智能手机、平板电脑等。可以通过粘结剂将固定座的底板与所述主板粘结,也可以通过焊接将二者固定。本实施例中,由于固定座无底板,因此有助于减小摄像模组及云台结构需占用的高度,从而有助于减小电子设备(例如智能手机、平板电脑等)的厚度。
进一步地,图5a示出了本申请一个实施例中的SMA线及连接件的示意图。参考图5a,本实施例中,SMA线可以分为上下两组,分别是第一SMA线13a和第二SMA线13b,第一SMA线13a一端连接上连接件20a,另一端通过接线点13c连接至固定座2(可结合参考图4a),第二SMA线13b的一端连接下连接件20b,另一端通过接线点13d连接至固定座2。本实施例中,SMA线可以均为直线型。接线点可以连接在固定座上,以实现给SMA线通电且将模组本体悬挂于固定座。
进一步地,图5b示出了本申请另一个实施例中的曲线型SMA线的示意图。参考图5a和图5b,本实施例中,可以用图5b中所示形状的SMA线代替图5a中SMA线。即,本实施例中SMA线的至少一部分呈曲线折叠状。由于具有至少一部分呈曲线折叠状的区段,本实施例中,给SMA线通电的时候,SMA线收缩的效果会更加明显,因此更适于实现大行程的驱动。其中,所述曲线折叠状可以螺旋的弹簧状。
进一步地,仍然参考图4a,本实施例中,所述模组本体18的感光组件包括线路板4,该线路板4包括硬板12和软板10,其中硬板12可以是PCB板,软板10可以是FPC软性。所述固定座2的一个侧壁可以具有通孔17,该通孔17作为软板10的避让孔,以便所述软板10穿过所述固定座2。软板10的一端连接硬板12,另一端可以通过连接器11插接至电子设备(例如智能手机、平板电脑等)的主板,从而实现模组本体18与主板的电连接。模组本体可以通过所述软板接收来自主板的供电和信号,以便模组本体中的感光芯片和有关元件可以实现其相应的功能。此处模组本体包括感光芯片和镜头组件,且镜头组件包括光学镜头和位于所述光学镜头外周的马达。该马达可以驱动所述光学镜头实现对焦功能。本实施例中,模组本体内置的马达可以专用于实现自动对焦,不参与防抖功能的实现,从而更好地确保模组本体的成像质量。进一步地,图6示出了本申请一个实施例中的具有云台结构的摄像模组的立体示意图。结合参考图6,所述模组本体包括感光组件22和镜头组件21,感光组件22包括所述的线路板4,线路板4包括硬板12和软板10以及连接器11(图6示意性地示出了软板10以及连接器11立体形状)。其中软板10呈条带状且可以弯曲。本实施例中,第一SMA线13a连接上连接件20a,上连接件20a固定于镜头组件21的顶面。第二SMA线13b连接下连接件20b,下连接件20b固定于感光组件22的外侧面。
进一步地,本申请的一个实施例中,所述固定座内部线路的工作电流可以通过固定座底部和主板连接的触点阵列提供。本实施例中,云台结构的驱动装置为SMA驱动装置,其由所述的两组SMA线实现。驱动电流提供给对应的第一SMA线和第二SMA线。与上连接件连接的第一SMA线和与下连接件连接的第二SMA线可以独立工作,也可以配合工作。结合参考图5a,当某个或多个方位的SMA线(例如可以是四条第一SMA线13a中的一条或多条SMA线,或四条第二SMA线13b中的一条或多条SMA线)通电时,该通电的SMA线会出现收缩,从而带动模组本体对应方位的移动,以实现对抖动的矫正(具体情况可参考前文描述,此处不再赘述)。本实施例中,SMA线的工作电流可以由固定座提供,模组本体的工作电流由其线路板提供。这样云台结构的驱动电路和感光芯片的功能电路不会相互影响,使得整个模组结构的工作效率显著提高。具体来说,云台结构的驱动电路可能需要提供较大的驱动电流给线圈或SMA线,因此驱动电路可以具有较大的线宽。而感光芯片的工作电流相对较小,因此其功能电路的线宽可以小于云台结构的驱动电路。将云台结构的驱动电路和感光芯片的功能电路分别设置在固定座和线路板,可以避免两种电路互相干扰。
进一步地,本申请的一个实施例中,线路板的软板作为柔性连接带将模组本体的线路与电子设备主板导通,该柔性连接带穿过位于固定座侧壁的避让孔。所述柔性连接带可以预先弯折,以减小模组本体移动的阻力。具体来说,软板一端固定于线路板的硬板(例如可以固定于硬板的外侧面),其另一端通过连接器固定在电子设备(例如手机)的主板,由于矫正的过程中线路板的硬板会发生移动,但电子设备的主板是固定的。因此,连接二者的软板可能会对硬板的移动产生一定的阻力,降低模组本体驱动的精确度。而将软板预先弯折,可以为硬板的移动留下一定预留空间,从而减小软板对硬板移动的阻力,也避免移动硬板时拉扯软板导致连接器与电子设备主板出现接触不良。
进一步地,图7示出了本申请的另一个实施例中的柔性连接带弯折的示意图。其中(a)部分为柔性连接带弯折前的摄像模组立体示意图。(b)部分为弯折后的柔性连接带及其附近结构的侧视示意图。参考图7,所述线路板4可以包括硬板12、软板10和连接器11。软板10即柔性连接带,其穿过固定座2的通孔17。所述柔性连接带可以弯折并将弯折处10b固定于所述固定座2的侧壁2c。采用将软板弯折的设计,软板通常会形成一个弯折部。在电子设备的可靠性试验(例如抗摔试验)或者使用过程中遇到撞击时,软板的弯折部有可能出现较大的位移,导致软板撞击或刮擦电子设备的其它部件,软板内部线路损坏的风险上升。本实施例中,将弯折部固定于所述固定座的侧壁(通常是外侧壁),可以避免软板内部线路的损坏,还可以在可靠性试验中提升摄像模组整体的可靠性。
进一步地,本申请的一个实施例中,柔性连接带弯折可以采用热压工艺实现。在将模组本体和固定座组装时,可以先利用热压工艺将连接带弯折,通过在弯折处进行点胶或者焊接等操作,将柔性连接带弯折处固定于固定座(例如固定于固定座的侧壁),从而解决模组频繁移动对通电造成的影响。本实施例中,先利用热压工艺将连接带弯折,待弯折处成型(指弯折处不会轻易发生形变)时,将连接带弯折处与固定座固定。优选的,柔性连接带弯折处与固定座之间可以是面接触,即柔性连接带弯折处与固定座的固定点可以被一固定面代替。该固定面可以更好地保证粘接的可靠性。其中,热压工艺是先将柔性连接带加热(例如用热风枪加热)使其软化,然后通过适当形状的工具将其压弯,冷却后即可形成所需的弯折部。
进一步地,图8a示出了一个比较例的柔性连接带方案。一般情况下,柔性连接带(即软板10)呈扁平的条带状,也就是说,柔性连接带会具有一定的宽度。图8b示出了本申请又一个优选实施例中的柔性连接带的改进方案。本实施例中,柔性连接带为软板10,优选地,软板10的中间位置可以具有缝隙10a,该缝隙10a贯穿条带状的软板10的两个表面(即上表面和下表面)。在具体实现上,可以通过在软板10中央镂空来形成缝隙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,仍然参考图8b,在本申请的再一个实施例中,可以将连接带以弯折处(即弯折部)为界限分为两部分,弯折处10b连接至模组本体(即硬板12)的部分进行镂空(例如形成缝隙10a),而弯折处10b至主板的部分不做改进,即不进行镂空(如图8b所示)。模组移动的过程中,由于连接带弯折处到主板的部分不会发生移动,所以此部分的阻力可以不做考虑。此种设计方案不仅可以有效地降低设计的难度,还可以提升连接带的生产效率,同时也可以解决模组本体移动的阻力问题。并且,由于本实施例中,连接带的弯折处10b形成一个固定点(可结合参考图7和图8b)。该固定点一方面可以为模组本体的移动预留出足够的活动范围,避免柔性连接带和模组本体连接处由于频繁受力而发生撕裂或者部分撕裂等情况,另一方面可以避免柔性连接带和模组本体连接处的受力被传导至柔性连接带与主板的连接处而导致主板连接处出现撕裂或部分撕裂。例如,在柔性连接带具有镂空结构,且该镂空结构为平行于所述连接带长度方向的缝隙时,模组本体的大幅移动可能会形成一沿着该缝隙撕裂所述柔性连接带的作用力(指将原文无缝隙的弯折部到主板的部分撕裂的作用力)。而本实施例中,所述弯折部固定于外框架,可以有效地阻断该作用力,从而防止柔性连接带的弯折部到主板的部分被撕裂,进而提升了摄像模组的可靠性。
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 (16)
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,所述感光组件包括线路板,所述线路板包括硬板和柔性连接带,所述柔性连接带的一端连接所述硬板,其另一端用于连接电子设备的主板,所述电子设备是搭载所述摄像模组的电子设备;以及
云台结构,其包括设置在所述模组本体外部的固定座、将所述模组本体悬挂在所述固定座内部的SMA线;
其中,所述SMA线的一端与所述固定座电连接以接受驱动电流,其另一端与所述模组本体连接,所述SMA线根据不同大小的驱动电流实现伸缩,以带动所述模组本体相对于所述固定座移动;以及所述柔性连接带具有弯折部,所述弯折部通过热压弯折成型,并且所述弯折部固定于所述固定座。
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,所述柔性连接带具有镂空结构。
3.根据权利要求2所述的具有云台的摄像模组,其特征在于,所述镂空结构位于所述弯折部到硬板连接端之间,所述硬板连接端是所述柔性连接带连接所述硬板的一端。
4.根据权利要求1所述的具有云台的摄像模组,其特征在于,所述弯折部通过粘结或焊接的方式固定于所述固定座。
5.根据权利要求4所述的具有云台的摄像模组,其特征在于,所述弯折部固定于所述固定座的侧壁。
6.根据权利要求1所述的具有云台的摄像模组,其特征在于,所述固定座的侧壁具有避让孔,所述柔性连接带穿过所述避让孔,所述弯折部固定于所述避让孔所在的所述侧壁的外侧面。
7.根据权利要求1所述的具有云台的摄像模组,其特征在于,所述固定座包括底板和呈筒形的侧壁;或者所述固定座本身呈筒形,所述固定座的底部直接安装于所述电子设备的主板。
8.根据权利要求1所述的具有云台的摄像模组,其特征在于,所述云台结构还包括SMA驱动装置,所述SMA驱动装置包括所述的SMA线、上连接件和下连接件,所述SMA线包括第一SMA线和第二SMA线;所述第一SMA线的一端连接所述固定座,其另一端连接所述上连接件,所述上连接件连接所述镜头组件;所述第二SMA线的一端连接所述固定座,其另一端连接所述下连接件,所述下连接件连接所述感光组件。
9.根据权利要求8所述的具有云台的摄像模组,其特征在于,所述上连接件和所述下连接件均呈环形。
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,所述上连接件呈圆环形,其固定于所述镜头组件的顶部。
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,所述下连接件呈矩形环状,其固定于所述感光组件的外侧部。
12.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线呈直线型。
13.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线呈弹簧状。
14.根据权利要求1所述的具有云台的摄像模组,其特征在于,所述云台结构还包括SMA驱动装置,所述SMA驱动装置包括多条分别设置在不同方位的所述SMA线,多条分别设置在不同方位的所述SMA线通过环形的上连接件连接所述镜头组件;在防抖模式下,通过对其中一条或多条所述的SMA线通电来使相应的所述SMA线收缩,以调整所述镜头组件的倾角。
15.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线包括第一SMA线和第二SMA线,所述云台结构还包括SMA驱动装置,所述SMA驱动装置包括四条分别设置在不同方位的所述第一SMA线和四条分别设置在不同方位的所述第二SMA线,四条所述的第一SMA线通过环形的上连接件连接所述镜头组件,四条所述的第二SMA线通过环形的下连接件连接所述感光组件;在防抖模式下,通过对其中一条或多条所述的第一SMA线通电来使相应的所述第一SMA线收缩,以调整所述模组本体的倾角,或者对其中一条或多条所述的第二SMA线通电来使相应的所述第二SMA线收缩,以调整所述模组本体的倾角。
16.根据权利要求15所述的具有云台的摄像模组,其特征在于,四条所述第一SMA线分别位于前、后、左、右四个方位,四条所述第二SMA线分别位于前、后、左、右四个方位;在防抖模式下,前侧的所述第一SMA线与后侧的所述第二SMA线同时通电,或者后侧的所述第一SMA线与前侧的所述第二SMA线同时通电,以使所述模组本体在俯仰摇摆方向上旋转,左侧的所述第一SMA线与右侧的所述第二SMA线同时通电,或者右侧的所述第一SMA线与左侧的所述第二SMA线同时通电,以使所述模组本体在左右摇摆方向上旋转。
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