CN208924333U - 一种整合相机模组的致动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于防抖云台技术领域，具体涉及一种整合相机模组的致动器，包括外壳、定位座、镜头、镜头载体、至少一个磁石、至少一个独立线圈以及至少一个弹簧。本实用新型能够解决现有技术中云台致动器的弹性组件位于装置的下方，导致装置的体积增大、装配难度大的问题。

Description

一种整合相机模组的致动器

技术领域

本实用新型属于防抖云台技术领域，具体涉及一种整合相机模组的致动器。

背景技术

近年来具有定焦广角(视角超过80度)拍摄功能的移动装置十分普及，应用范围亦不断扩展，包括航拍、运动相机、以及行车记录仪。在拍照及拍影片时，很可能受到外来振动而出现模糊或晃动，影响照片及影片质素。当振动比较激烈，或在低光情况下，这问题会更加严重。

为了解决上述问题，市场上已经出现很多现有防抖技术。主流所述现有技术通过读取振动传感器(例如：陀螺仪及加速传感器)，计算振动波形以及所需的补偿角度，通过电子、光学、或机械方法补偿因振动做成的影像模糊及晃动，达致改进影像质素的效果。

现有技术按振动补偿方法分为三类，包括电子影像稳定器(Electronic Imagestabilizer,EIS)、光学影像稳定器(Optical Image stabilizer,OIS)、以及防抖云台(Gimbal Stabilizer,GS)。EIS、OIS、以及GS各有优点及缺点。

EIS是通过电子方法，达致防抖效果。在拍摄时，EIS会跟据计算的振动波形，调整每一帧影像的位置，抵消因振动做成的影像晃动。由于EIS不需要额外的致动器，所以EIS的主要优点是成本低，无需额外重量及体积。

OIS是通过光学及机械方法，利用致动器移动光学部件(可以是相机中的一片，一组或所有镜片)，达致光学部件和图像传感器之间出现相对运动，改变光路(Optical Path)及成像圈(Image Circle)位置，抵消因振动做成的影像晃动。由于OIS是在拍摄每一帧影像中不断作出光学补偿，因此能抵消每一帧影像曝光时的抖动，可以达致比EIS更佳的影像质素。

GS是通过机械方法，驱动整个包含镜片及图像传感器的相机模组，作出和振动方向相反，但振幅接近的运动，振消因振动做成的晃动。在防抖过程中，由于光学部件和图像传感器之间没有相对运动，所以影像质素及防抖效果在影像边缘不会出现下降，亦不需要因为防抖牺牲镜头的部份光学解像度，以及图像传感器部份解像度。因此，GS的防抖效果及影像质素比EIS及OIS有优势，所述优势在广角相机模组中更突出。

EIS的主要缺点昰无法补偿每一个帧中的影像晃动，这是由于EIS通过调整每一帧影像的位置，抵消因振动做成的影像晃动。所以，EIS开启后拍摄的影像会较容易出现因影像晃动做成的模糊。

另一个EIS缺点是牺牲了图像传感器的解像度。在EIS开启时，图像传感器或图像处理器需要按计算振动波形剪裁合适的影像，作为最终影像。在剪裁过程中，解像度会下降，所述最终影像会比图像传感器最大的解像度低。因此，EIS会牺牲图像传感器最大的解像度，降低影像质素。

相对EIS，OIS的主要缺点是需要额外的致动器，所以需要较高的额外成本、较大的额外空间、以及较高的额外重量。

相对GS，OIS的主要缺点是牺牲镜头的部份光学解像度。在OIS过程中，影像圈在图像传感器上的位置会不断改变。为了避免成像圈超出在OIS过程中超出图像传感器，成像圈必须因为OIS而扩大，但这会浪费了镜头应有的解像度。另一方面，在OIS过程中，当成像圈的位置较偏时，成像圈边缘会更靠近图像传感器。由于大部份镜头的在边缘模糊度及畸变度都比中心严重，因此一般OIS的影像解像度及防抖效果都不及GS，这问题在广角相机模组中更明显。

虽然GS的影像质素及防抖效果比OIS及EIS有明显优势，但是GS需要能驱动整个相机模组的致动器。由于相机模组的重量及大小远比镜头多，因此现有的GS致动器的成本、重量、体积及功耗通常较高，不适合应用在小型移动装置，或者会减少移动装置电池的续航时间。

主流的GS技术采用了滚珠轴承或其他带有摩擦力的接触点，作为固定及可动部件之间的机械支撑结构。由于所述支撑结构的摩擦力和可动部件的速度之间是非线性的关系，因此所述支撑结构增加了非线性的摩擦力，摩擦力可以影响防抖效果。尤其是当振动比较微细及方向常常改变时，影响会更加明显。此外，在微型GS结构中，弹性组件设置在旋转中心、定位座、镜头载体的下方，霸占了GS结构中原本就狭窄的下方空间，导致装置的体积增大、装配难度大的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种整合相机模组的致动器，以解决现有技术中云台致动器的弹性组件位于装置的下方，导致装置的体积增大、装配难度大的问题。

本实用新型实施例提供一种整合相机模组的致动器，包括外壳、定位座、镜头、镜头载体、至少一个磁石、至少一个独立线圈以及至少一个弹簧，所述外壳与所述定位座连接，所述磁石设于所述外壳的任一内壁上，所述镜头安装在所述镜头载体的内侧，所述独立线圈设于所述镜头载体的外壁上并与所述磁石对应设置；

所述外壳、所述定位座以及所述磁石形成一个不活动的结构，所述镜头、所述镜头载体和所述独立线圈形成一个活动的结构，所述独立线圈通电后在所述磁石的磁场内受安培力作用；

所述弹簧两端分别与所述镜头载体、所述定位座连接，在所述外壳及所述定位座之间并位于所述定位座与所述镜头载体的上方，由此形成一个弹簧振子系统。

作为本实用新型的优选方式，还包括图像传感器、电路板，所述镜头载体与所述电路板连接并且所述镜头载体至少具有1个空间旋转自由度；所述镜头的下方设有图像传感器，所述图像传感器设于所述电路板上并与所述电路板电性连接。

作为本实用新型的优选方式，还包括导电组件，所述导电组件设置在所述外壳上，其一端经过所述弹簧与所述独立线圈连接，另一端与所述电路板连接，所述弹簧为导电弹簧。

作为本实用新型的优选方式，所述电路板包括第一硬性电路板、第二硬性电路板、第三硬性电路板、第一软性电路板、第二软性电路板，所述第一硬性电路板搭载所述图像传感器且第一硬性电路板的周边完全与所述第一软性电路板连接，所述第一软性电路板的周边完全与所述第二硬性电路板连接，所述第二硬性电路板还与所述第二软性电路板连接，所述第二软性电路板还与所述第三硬性电路板连接。

作为本实用新型的优选方式，所述镜头载体与所述第一硬性电路板刚性连接，所述第二硬性电路板与所述定位座刚性连接。

作为本实用新型的优选方式，所述第二硬性电路板的下方设有防抖控制芯片及振动传感器，所述防抖控制芯片及所述振动传感器与所述第二硬性电路板电性连接。

作为本实用新型的优选方式，所述镜头载体的制作材料为非导电材料。

作为本实用新型的优选方式，包括两组所述磁石，每组所述磁石由两对所述磁石组成，每对所述磁石设于所述外壳的内壁任意一组对边上，每对所述磁石由两块磁场方向相反的所述磁石上、下并排设置组成，还包括与所述磁石对数相同且与所述磁石对应设置的所述独立线圈及所述弹簧；

还包括与所述磁石对数相同且与所述磁石对应设置的所述独立线圈。

作为本实用新型的优选方式，所述外壳的制作材料为能屏蔽高频电磁波的材料。

作为本实用新型的优选方式，所述弹簧呈倾斜姿态且对称分布在同一竖直平面内。

作为本实用新型的优选方式，所述独立线圈可以通过第一硬性电路板和防抖控制芯片电性连接，而不通过所述的弹簧及导电组件。

本实用新型的有益效果在于：将电磁式致动器的弹性组件设置在外壳及定位座之间并位于定位座与镜头载体的上方，充分利用了镜头载体上方原本的闲置空间，从而简化了装置下方的空间结构，使得下方的装置体积得以缩小。因此，可以将致动器的体积缩小，应用于更加狭小的使用场合。在电路结构上还包括导电组件，导电组件设置在外壳上，其一端经弹簧与独立线圈连接，另一端与电路板连接。电路板通过导电组件给导电弹簧供电，导电弹簧进而给独立线圈供电。这种供电结构最大限度简化了电路结构，减小了电路的复杂程度，进一步降低了本实用新型的装置体积。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本实用新型实施例的外形结构示意图；

图2为本实用新型实施例的结构展开图；

图3为本实用新型实施例的剖视图；

图4为本实用新型实施例的电路板的俯视图；

图5为本实用新型实施例的电路板的仰视图。

其中，1、上壳，2、定位座，3、下壳，4、插座，5、镜头，6、磁石，7、独立线圈，8、镜头载体，9、导电弹簧，10、电路板，11、图像传感器，12、第一硬性电路板，13、第二硬性电路板，14、第三硬性电路板，15、第一软性电路板，16、第二软性电路板，17、振动传感器，18、防抖控制芯片，19、导电组件。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型实施例提供一种整合相机模组的致动器，参照图1至图5所示，包括外壳、定位座2、镜头、镜头载体、至少一个磁石6、至少一个独立线圈7以及至少一个弹簧，该弹簧可以选用导电弹簧9。外壳与定位座2连接，外壳的截面呈矩形状，为方便安装，外壳可分为上壳1和下壳3两部分，上壳1和下壳3均与定位座2连接。磁石6固定安装于外壳的任一内壁上，独立线圈7固定安装于镜头载体的外壁上并与磁石6对应设置。

导电弹簧呈倾斜姿态且对称分布在同一竖直平面内，其两端分别与独立线圈、定位座连接，在上外壳及定位座之间并位于定位座与镜头载体的上方，由此形成一个弹簧振子系统。这种结构充分利用了镜头载体上方原本的闲置空间，从而简化了装置下方的空间结构，使得下方的装置体积得以缩小。因此，可以将致动器的体积缩小，应用于更加狭小的使用场合。

在电路结构上还包括导电组件19，其形状为条状，设置在上壳1上，其一端与独立线圈7连接，另一端与电路板10连接。电路板10通过导电组件19给导电弹簧9供电，导电弹簧9进而给独立线圈7供电。这种供电结构最大限度简化了电路结构，减小了电路的复杂程度，进一步降低了本实用新型的装置体积。

导电弹簧9的两端分别与镜头载体8、定位座2连接。还包括图像传感器11、电路板10，镜头载体通过电路板10与定位座固定连接。镜头5与镜头载体8同轴连接，镜头载体8用于承载镜头5，因此镜头5可随镜头载体8的运动而运动。镜头载体8还与电路板10连接，在电路板10上与镜头载体8连接处的周围具有柔性材质，因此镜头载体8至少具有1个空间旋转自由度。

由于镜头载体8至少具有1个空间旋转自由度，因此独立线圈7和镜头形成了一个可活动的结构，而外壳、定位座2以及磁石6形成了一个不动结构。不动结构和活动结构之间通过导电弹簧9及电路板10中的柔性材质连接，如此便形成了一个弹簧振子系统。当独立线圈7通电后即受到安培力作用，相机模组便可受安培力的驱动绕相机模组的轴心做旋转运动。通过改变每组线圈的电流及方向，可以改变磁场力矩，达致镜头载体围绕弹簧振子系统的轴心旋转。弹簧振子系统的轴心在运动过程中或有其他外力作用在活动结构时不会出现位移，当镜头载体相对不动结构的旋转和外来旋转振动的方向相反，但幅度接近时，便能抵消振动，达致至少一轴的防抖效果，减少因振动而影响影像及图像的质素。当独立线圈断7电时，安培力消失，弹簧振子系统便能复位。

参照图4所示，电路板10包括第一硬性电路板12、第二硬性电路板13、第三硬性电路板14、第一软性电路板15、第二软性电路板16。第一硬性电路板12搭载图像传感器11且第一硬性电路板12的周边完全与第一软性电路板15连接。第一软性电路板15的周边完全与第二硬性电路板连接13。为保证云台受振动时镜头5和图像传感器11之间没有相对运动，在镜头5的下方设有图像传感器11，图像传感器11设于电路板10上并与电路板10电性连接。将镜头载体8与第一硬性电路板12刚性连接，第二硬性电路板13与定位座2刚性连接。

可动结构之所以能动是因为第一硬性电路板12、第二硬性电路板13二者之间连接有第一软性电路板15，由于第一软性电路板15是柔性的，所以第一硬性电路板12在空间上具有一定的自由度，可以保证至少具有1个空间旋转自由度。所以与第一硬性电路板12连接的镜头载体8至少具有1个空间旋转自由度。而第二硬性电路板13与定位座2刚性连接，定位座2又与外壳刚性连接，所以第二硬性电路板13属于不动结构，不具有自由度。

第二硬性电路板13还与第二软性电路板16连接，第二软性电路板16还与第三硬性电路板14连接。通过第二软性电路板16和第三硬性电路板14，云台系统可以从外界通电或对外收发信息。

参照图5所示，第二硬性电路板13的下方设有防抖控制芯片18及振动传感器17，防抖控制芯片18及振动传感器17与第二硬性电路板电性13连接。防抖控制芯片18通过读取振动传感器17，计算振动讯号，输出所需的控制讯号，改变独立线圈7的电流及方向，达致防抖效果。

为了不影响独立线圈7的正常工作，镜头载体8的制作材料为非导电材料。

本实用新型是磁石可以包括两组磁石2，每组磁石2由两对磁石2组成，每对磁石2设于磁石载体1的任意一组相对的载体板23上，每对磁石2由两块磁场方向相反的磁石2上、下并排设置组成，同时还包括与磁石2对数相同且与磁石2对应设置的独立线圈3及弹性组件5。通过调整两组独立线圈3电流方向及大小，便能达致两轴防抖效果。

在两组磁石的基础上，还可以包括三组磁石2以及两对(4个)弹性组件5，其中两组磁石2的磁场方向相反的磁石2上、下并排设置组成，另一组磁石2左、右并排设置组成，通过调整三组独立线圈3电流方向及大小，便能达致三轴防抖效果。

为了不影响独立线圈7及电路板10的正常工作，定位座2的制作材料为非导电材料。

为了减少云台对外在部件及外在部件对图像传感器11的高频电磁波干扰，外壳的制作材料为能屏蔽高频电磁波的材料。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种整合相机模组的致动器，其特征在于，包括外壳、定位座、镜头、镜头载体、至少一个磁石、至少一个独立线圈以及至少一个弹簧，所述外壳与所述定位座连接，所述磁石设于所述外壳的任一内壁上，所述镜头安装在所述镜头载体的内侧，所述独立线圈设于所述镜头载体的外壁上并与所述磁石对应设置；

所述外壳、所述定位座以及所述磁石形成一个不活动的结构，所述镜头、所述镜头载体和所述独立线圈形成一个活动的结构，所述独立线圈通电后在所述磁石的磁场内受安培力作用；

所述弹簧两端分别与所述镜头载体、所述定位座连接，在所述外壳及所述定位座之间并位于所述定位座与所述镜头载体的上方，由此形成一个弹簧振子系统。

2.根据权利要求1所述的整合相机模组的致动器，其特征在于，还包括图像传感器、电路板，所述镜头载体与所述电路板连接并且所述镜头载体至少具有1个空间旋转自由度；

所述镜头的下方设有图像传感器，所述图像传感器设于所述电路板上并与所述电路板电性连接。

3.根据权利要求2所述的整合相机模组的致动器，其特征在于，还包括导电组件，所述导电组件设置在所述外壳上，其一端经过所述弹簧与所述独立线圈连接，另一端与所述电路板连接，所述弹簧为导电弹簧。

4.根据权利要求2所述的整合相机模组的致动器，其特征在于，所述电路板包括第一硬性电路板、第二硬性电路板、第三硬性电路板、第一软性电路板、第二软性电路板，所述第一硬性电路板搭载所述图像传感器且第一硬性电路板的周边完全与所述第一软性电路板连接，所述第一软性电路板的周边完全与所述第二硬性电路板连接，所述第二硬性电路板还与所述第二软性电路板连接，所述第二软性电路板还与所述第三硬性电路板连接。

5.根据权利要求4所述的整合相机模组的致动器，其特征在于，所述镜头载体与所述第一硬性电路板刚性连接，所述第二硬性电路板与所述定位座刚性连接。

6.根据权利要求4所述的整合相机模组的致动器，其特征在于，所述第二硬性电路板的下方设有防抖控制芯片及振动传感器，所述防抖控制芯片及所述振动传感器与所述第二硬性电路板电性连接。

7.根据权利要求1所述的整合相机模组的致动器，其特征在于，所述镜头载体的制作材料为非导电材料。

8.根据权利要求1所述的整合相机模组的致动器，其特征在于，包括两组所述磁石，每组所述磁石由两对所述磁石组成，每对所述磁石设于所述外壳的内壁任意一组对边上，每对所述磁石由两块磁场方向相反的所述磁石上、下并排设置组成，还包括与所述磁石对数相同且与所述磁石对应设置的所述独立线圈及所述弹簧；

还包括与所述磁石对数相同且与所述磁石对应设置的所述独立线圈。

9.根据权利要求1所述的整合相机模组的致动器，其特征在于，所述外壳的制作材料为能屏蔽高频电磁波的材料。

10.根据权利要求1所述的整合相机模组的致动器，所述弹簧呈倾斜姿态且对称分布在同一竖直平面内。