CN115242955A - 一种芯动式自动对焦相机模组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种芯动式自动对焦相机模组，解决现有芯动式自动对焦相机的软性电路板移动时容易发生偏移，占用空间大，散热不好的问题，占用空间大的问题。包括有壳体，设于壳体上的镜头，设于壳体内的电路板，图像传感器，位置传感器以及驱动机构，使用时，位置传感器用于检测图像传感器的位移从而实现自动对焦；当电路板主体上移时，形变支撑部复原为支撑连接部提供向下的复原力；当电路板主体下移时，同时形变支撑部复原为支撑连接部提供向上的复原力，当所述相机模组不工作时，所述复原力会把活动座复位，减少因外来振动造成活动座撞击其他部件及异响；另外电路板主体上下移动时不容易发生倾斜，定位准确，占用空间小。再者改进图像传感器散热效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种芯动式自动对焦相机模组。
背景技术
芯动式致动器理论上在功耗及尺寸上更有优势，但是所述致动器技术较多缺点，导致这类型技术未能成为主流。所述致动器（参考专利： CN113325543A、CN214959775U及CN112684565A）及其应用相机模组需要软性电路板连接可动结构中的图像传感器及不动结构外的电子零件，提供电源给所述的图像传感器及把图像信号送到所述电子零件。所述软性电路板可以采用平面变形设计（参考专利：CN113325543A及CN214959775U）或多重折迭变形设计（参考专利：CN112684565A）。无论采用平面或多重折迭变形设计，所述软性电路板变形部份亦需要占用较多空间，占用相机模组外面、图像传感器下方或旁边的空间。另外，所述多重折迭变形设计生产工艺复杂，不利于生产成本及良率。
此外，部份芯动式致动器采用弹片式设计（参考专利： CN113325543A及CN214959775U），在镜头不动时仍需要较大的电流及电磁力抵抗弹片变形造成的力，导致功耗较大。另一方面，弹片式设计对软性电路板的尺寸及组装误差较敏感，容易出现图像传感器在自动过程中出现不必要的 倾斜，影响图像边缘的解像度。另外，部份芯动式致动器（参考专利： CN112684565A）中的磁石是可动的，当有其他磁石在致动器的附近时，很容易干扰所述的磁石，可能造成严重磁干扰，影响致动器的正常运作。
最后，由于所述致动器中的图像传感器需要在自动对焦过程中移动，所以在图像传感器下方的电路板无法紧贴外壳，影响散热效果。所述致动器或相机模组的设计中并未能在有限空间中提供有效的散热途径。不良的散热可以导致图像传感器温度较高，所述图像传感器可能出现较多图像噪声，甚至不能正常工作的情况。
发明内容
本发明的目的在于解决现有芯动式自动对焦相机的软性电路板移动时容易发生偏移，占用空间大，散热不好的问题。
为解决本发明所提出的技术问题采用的技术方案为：本发明的芯动式自动对焦相机模组包括有壳体，设于壳体上的镜头，设于壳体内的电路板，以及设于电路板上的对应镜头设置的图像传感器，所述的电路板包括有电路板主体，所述的图像传感器位于电路板主体上，所述的壳体包括有外壳，以及活动座，所述的活动座沿镜头轴向滑动设于外壳内，所述的电路板主体安装在活动座上，所述的相机模组还包括有驱动活动座相对镜头运动的驱动机构，所述的活动座上还设有用于检测图像传感器的位移的位置传感器，所述的电路板还包括有与电路板主体连接的随着电路板主体上下移动的支撑连接部，与支撑连接部连接的柔性的形变支撑部，以及与形变支撑部连接的安装座，所述的形变支撑部中部对应图像传感器设有通孔，所述的形变支撑部所在平面到图像传感器的最小距离大于所对应的镜头高度的十分之一；所述的安装座与电路板主体之间电连接，所述的安装座安装在外壳内。
对本发明作进一步限定的技术方案包括：
所述的壳体上设有两个以上的镜头，每个镜头分别对应设置一个活动座，一个电路板，一个图像传感器，一个驱动机构和一个位置传感器。
所述的驱动机构为音圈马达驱动机构，音圈马达驱动机构的第一线圈安装在活动座上，所述的音圈马达的第一磁体安装在外壳上。
所述的活动座的一侧面与外壳之间通过滚珠滚动连接，所述的活动座对应滚珠的一侧设有导磁座，所述的外壳上对应滚珠的一侧设有与导磁座相吸附的第二磁体。
所述的第一线圈设于活动座的与导磁座相邻的另一侧，所述的第一磁体对应第一线圈设置，所述的第一磁体采用单面双极充磁，第一磁体的上部面向线圈的面是北极，第一磁体的下部面向线圈的面是南极。
所述的第一线圈设于活动座的与导磁座相邻的另一侧，所述的第一磁体对应第一线圈设置，所述的第一磁体包括有上下相对排列的第三磁体和第四磁体，第三磁体和第四磁体面向第一线圈的磁极相反；所述的活动座上相对第一线圈的另一侧设有第二线圈，对应第二线圈的外壳上设有上下相对排列的第五磁体和第六磁体，第五磁体和第六磁体面向第二线圈的磁极相反。
所述的形变支撑部所在平面与图像传感器之间的夹角小于20度。
所述的形变支撑部由两层以上的形变支撑部单体组成，相邻的形变支撑部单体之间设有间隙。
所述的支撑连接部包括有至少一个连接面与所述的镜头轴向的竖直夹角小于30度。
所述的支撑连接部包括有至少一个连接面总面积大于图像传感器的二份之一。
通过上述技术方案，本发明的有益效果为：本发明的芯动式自动对焦相机模组通过安装座使电路板实现电连接，使用时，驱动机构驱动活动座带动图像传感器相对镜头运动，位置传感器用于检测图像传感器的位移从而实现自动对焦，图像传感器对应形变支撑部中部的通孔，电路板的支撑连接部位于图像传感器周边的空间内，从而整体结构紧凑，占用空间小。当电路板主体上移时，支撑连接部随着电路板主体上移，形变支撑部向上发生形变，同时形变支撑部复原为支撑连接部提供向下的复原力；当电路板主体下移时，支撑连接部随着电路板主体下移，同时形变支撑部复原为支撑连接部提供向上的复原力；当所述相机模组不工作时，所述复原力会把活动座复位，减少因外来振动造成活动座撞击其他部件及异响。另外电路板主体上下移动时因为形变支撑部对电路板主体中心位置的力矩较小，从而电路板主体不容易发生倾斜，定位准确。再者，电路板中支撑连接部和形变支撑部有效增加图像传感器的有效散热面积，改进散热效率，减低图像传感器温度及噪音。
附图说明
图1为本发明一种芯动式自动对焦相机模组的立体结构示意图。
图2为本发明一种芯动式自动对焦相机模组的实施例一的立体结构示意图。
图3为本发明一种芯动式自动对焦相机模组的实施例一的驱动机构的结构示意图。
图4为本发明一种芯动式自动对焦相机模组的实施例一的剖切结构示意图。
图5为本发明一种芯动式自动对焦相机模组的实施例一的剖切结构示意图。
图6为本发明一种芯动式自动对焦相机模组的实施例二的驱动机构的结构示意图。
图7为本发明一种芯动式自动对焦相机模组的电路板的结构示意图。
图8为本发明一种芯动式自动对焦相机模组的电路板的形变支撑部为两层时的结构示意图。
图9为图8中的A处的放大结构。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的结构做进一步说明。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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组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。
参照图1至图9，一种芯动式自动对焦相机模组包括有壳体10，设于壳体上的镜头11，设于壳体内的电路板20，以及设于电路板上的对应镜头设置的图像传感器30，电路板20包括有电路板主体21，图像传感器位于电路板主体上，壳体10包括有外壳101，以及活动座102，活动座沿镜头轴向滑动设于外壳内，电路板主体安装在活动座上，相机模组还包括有驱动活动座相对镜头运动的驱动机构40，活动座上还设有用于检测图像传感器的位移的位置传感器50，电路板20还包括有与电路板主体连接的随着电路板主体上下移动的支撑连接部22，与支撑连接部连接的柔性的形变支撑部23，以及与形变支撑部连接的安装座24，形变支撑部23中部对应图像传感器设有通孔231，形变支撑部所在平面到图像传感器的最小距离大于所对应的镜头高度的十分之一。若果距离太小，变形部份就要避开图像传感器和周边电子零件，不能节省空间。安装座与电路板主体之间电连接，安装座安装在外壳内。通过安装座使电路板实现电连接，使用时，驱动机构驱动活动座带动图像传感器相对镜头运动，位置传感器用于检测图像传感器的位移从而实现自动对焦，图像传感器对应形变支撑部中部的通孔，电路板的支撑连接部位于图像传感器周边的空间内，从而整体结构紧凑，占用空间小。当电路板主体上移时，支撑连接部随着电路板主体上移，形变支撑部向上发生形变，同时形变支撑部复原为支撑连接部提供向下的复原力；当电路板主体下移时，支撑连接部随着电路板主体下移，同时形变支撑部复原为支撑连接部提供向上的复原力；当所述相机模组不工作时，所述复原力会把活动座复位，减少因外来振动造成活动座撞击其他部件及异响。另外电路板主体上下移动时因为形变支撑部对电路板主体中心位置的力矩较小，从而电路板主体不容易发生倾斜，定位准确。再者，电路板中支撑连接部和形变支撑部有效增加图像传感器的有效散热面积，改进散热效率，减低图像传感器温度及噪音。
本实施例中，外壳采用深色镀层，提高吸收热辐射的效能，进一步降低图像传感器的温度及噪音。
本实施例中，壳体上设有1个镜头，一个电路板，一个图像传感器，一个驱动机构和一个位置传感器。具体实施时，可以在壳体上设有两个以上的镜头，每个镜头分别对应设置一个活动座，一个电路板，一个图像传感器，一个驱动机构和一个位置传感器。从而实现多镜头的自动对焦。
本实施例中，驱动机构40为音圈马达驱动机构，音圈马达驱动机构的第一线圈41安装在活动座上，音圈马达的第一磁体42安装在外壳上。改变第一线圈的电流，可以改变第一线圈的电磁力及其方向，驱动活动座带动图像传感器相对镜头运动，达到自动对焦效果。具体实施时，可以采用其他类型的驱动机构，例如弹片式音圈马达、记忆金属马达及压电马达，替代滚珠式音圈马达；采用其他数目的磁体、线圈及外壳设计，亦在本发明的保护范围之内。
本实施例中，活动座的一侧面与外壳之间通过滚珠60滚动连接，活动座对应滚珠的一侧设有导磁座70，外壳上对应滚珠的一侧设有与导磁座相吸附的第二磁体80。第二磁体与导磁座相互吸附，可以把活动座与外壳压在滚珠上，限制活动座沿着镜头轴向运动，不容易发生偏移。导磁座由导磁物料组成，可以被磁体吸引。
本实施例一中，第一线圈设于活动座的与导磁座相邻的另一侧，第一磁体对应第一线圈设置，第一磁体42采用单面双极充磁，第一磁体的上部面向线圈的面是北极，第一磁体的下部面向线圈的面是南极。当第一线通电时，可以产生大致和光轴平行的电磁力，推动活动座带动图像传感器相对镜头运动，达致自动对焦的效果。
本实施例二中，第一线圈设于活动座的与导磁座相邻的另一侧，第一磁体对应第一线圈设置，第一磁体42包括有上下相对排列的第三磁体421和第四磁体422，第三磁体和第四磁体面向第一线圈的磁极相反；活动座上相对第一线圈的另一侧设有第二线圈43，对应第二线圈的外壳上设有上下相对排列的第五磁体44和第六磁体45，第五磁体和第六磁体面向第二线圈的磁极相反。当第一线圈及第二线圈通电时，可以产生大致和光轴平行的电磁力，推动活动座带动图像传感器相对镜头运动，达致自动对焦的效果。位置传感器50可以测量第一线圈对于第三磁体和第四磁体的位置，调整第一线圈及第二线圈的电流，达到闭环控制的效果。位置传感器集成在驱动芯片中以及驱动芯片集成在位置传感器中，均在在保护范围内。
本实施例中，形变支撑部所在平面与图像传感器之间的夹角为0度，此时上下的弹簧常数最小，功耗最小。具体实施形变支撑部所在平面与图像传感器之间的夹角小于20度。如果夹角太大，上下的弹簧常数会太大，功耗太高。
本实施例中，支撑连接部22包括有至少一个连接面与镜头轴向平行。具体实施时，形变支撑部可以包括有至少一个连接面与镜头轴向的竖直夹角小于30度。从而使图像传感器能够沿镜头轴向移动，不会发生倾斜，定位准确，不会影响相机成像。
本实施例中，支撑连接部包括有至少一个连接面总面积大于图像传感器的二份之一，支撑连接部中的金属部分和图像传感器连接，可以有效的把图像传感器的热量导传到支撑连接部，再经热辐射及热对流传到外壳上，有效降低图像传感器的温度和噪音。本实施例中，形变支撑部23由两层以上的形变支撑部单体232组成，相邻的形变支撑部单体之间设有间隙233。这种分层设计可以减少形变支撑部单体的厚度，有效减少形变支撑部光轴位移方向的弹簧常数，降低自动对焦时所需的功耗。
本实施例中，形变支撑部与电路板主体之间电连接，形变支撑部23包括有带缺口234的环形框，图像传感器对应环形框的中部设置；环形框的缺口的两端分别通过弯折的柔性连接部25与安装座电连接。柔性连接部使形变支撑部形变时均匀进行，使形变支撑部形变更稳定。电路板主体上下移动时带动图像传感器上下移动， 图像传感器对应环形框的中部设置，环形框设于图像传感器的周边，环形框具有一定的弹性，在满足弹性形变的同时，结构紧凑，占用的空间小。形变支撑部可以为Flexible Printed Circuit (FPC)软性电路板。便于制造，成本低。
本实施例中，环形框与支撑连接部连接处为直边，带缺口的环形框为带缺口的矩形环形框，从而便于制造，成本低。具体三实施时，带缺口的环形框还可以为带缺口的椭圆形环形框或者带缺口的多边形环形框或者带缺口的异形环形框。
虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本发明的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种芯动式自动对焦相机模组，所述的相机模组包括有壳体，设于壳体上的镜头，设于壳体内的电路板，以及设于电路板上的对应镜头设置的图像传感器，其特征在于：所述的电路板包括有电路板主体，所述的图像传感器位于电路板主体上，所述的壳体包括有外壳，以及活动座，所述的活动座沿镜头轴向滑动设于外壳内，所述的电路板主体安装在活动座上，所述的相机模组还包括有驱动活动座相对镜头运动的驱动机构，所述的活动座上还设有用于检测图像传感器的位移的位置传感器，所述的电路板还包括有与电路板主体连接的随着电路板主体上下移动的支撑连接部，与支撑连接部连接的柔性的形变支撑部，以及与形变支撑部连接的安装座，所述的形变支撑部中部对应图像传感器设有通孔，所述的形变支撑部所在平面到图像传感器的最小距离大于所对应的镜头高度的十分之一；所述的安装座与电路板主体之间电连接，所述的安装座安装在外壳内。
2.如权利要求1所述的一种应用于芯动式自动对焦的电路板，其特征在于：所述的壳体上设有两个以上的镜头，每个镜头分别对应设置一个活动座，一个电路板，一个图像传感器，一个驱动机构和一个位置传感器。
3.如权利要求1所述的一种应用于芯动式自动对焦的电路板，其特征在于：所述的驱动机构为音圈马达驱动机构，音圈马达驱动机构的第一线圈安装在活动座上，所述的音圈马达的第一磁体安装在外壳上。
4.如权利要求3所述的一种应用于芯动式自动对焦的电路板，其特征在于：所述的活动座的一侧面与外壳之间通过滚珠滚动连接，所述的活动座对应滚珠的一侧设有导磁座，所述的外壳上对应滚珠的一侧设有与导磁座相吸附的第二磁体。
5.如权利要求4所述的一种应用于芯动式自动对焦的电路板，其特征在于：所述的第一线圈设于活动座的与导磁座相邻的另一侧，所述的第一磁体对应第一线圈设置，所述的第一磁体采用单面双极充磁，第一磁体的上部面向线圈的面是北极，第一磁体的下部面向线圈的面是南极。
6.如权利要求4所述的一种应用于芯动式自动对焦的电路板，其特征在于：所述的第一线圈设于活动座的与导磁座相邻的另一侧，所述的第一磁体对应第一线圈设置，所述的第一磁体包括有上下相对排列的第三磁体和第四磁体，第三磁体和第四磁体面向第一线圈的磁极相反；所述的活动座上相对第一线圈的另一侧设有第二线圈，对应第二线圈的外壳上设有上下相对排列的第五磁体和第六磁体，第五磁体和第六磁体面向第二线圈的磁极相反。
7.如权利要求1-6任一所述的一种应用于芯动式自动对焦的电路板，其特征在于：所述的形变支撑部所在平面与图像传感器之间的夹角小于20度。
8.如权利要求1-6任一所述的一种应用于芯动式自动对焦的电路板，其特征在于：所述的形变支撑部由两层以上的形变支撑部单体组成，相邻的形变支撑部单体之间设有间隙。
9.如权利要求1-6任一所述的一种芯动式自动对焦相机模组，其特征在于：所述的支撑连接部包括有至少一个连接面与所述的镜头轴向的竖直夹角小于30度。
10.如权利要求1-6任一所述的一种芯动式自动对焦相机模组，其特征在于：所述的支撑连接部包括有至少一个连接面总面积大于图像传感器的二份之一。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Room 329, 2W Building, 2 Science and Technology Avenue West, Hong Kong Science Park, Pak Shek Kok, Shatin, New Territories, Hong Kong, China Applicant after: VISTA INNOTECH Ltd. Address before: Room 915, 19W Building, 19 Science and Technology Avenue West, Hong Kong Science Park, Pak Shek Kok, Sha Tin, New Territories Applicant before: VISTA INNOTECH Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information |