CN214675366U - 一种衬底ois磁动机构及其采用该结构的摄像模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于影像设备技术领域，公开了一种衬底OIS磁动机构及其采用该结构的摄像模组，设置在摄像模组中对传感器提供动作补偿，包括OIS底座，所述OIS底座与摄像模组活动连接，所述传感器设置在OIS底座上；在OIS底座上设有多个线圈，并在摄像头内固定有与线圈对应的OIS磁体。为解决现有马达高度偏高的问题，本实用新型采用将OIS磁体安装在最下面的底盖上，磁铁和线圈可以在平面方向上呈现理想的形状，同时达到降低整体高度的作用磁石高度可以大大降低，从而降低了马达的高度。

Description

一种衬底OIS磁动机构及其采用该结构的摄像模组

技术领域

本实用新型属于影像设备技术领域，具体涉及一种衬底OIS磁动机构及其采用该结构的摄像模组。

背景技术

VCM马达是一种将电能转化为机械能的装置，并实现直线型及有限摆角的运动。利用来自永久磁钢的磁场与通电线圈导体产生的磁场中磁极间的相互作用产生有规律的运动的装置。因为音圈马达是一种非换流型动力装置，其定位精度完全取决于反馈及控制系统，与音圈马达本身无关。VCM马达的出现，将智能手机摄像头从定焦转变为自动对焦，同时赋予小型或微型摄像头防抖功能，它的最大作用就是是的摄像头能够自动对焦，也能够提供运动补偿。

手机摄像头的VCM需要DriverIC配合完成对焦和防抖，现有的VCM通过DriverIC控制VCM供电电流的大小，来确定VCM搭载的镜头移动的距离，从而调节到适当的位置拍摄清晰图像。VCM马达实际上是通过通电线圈在磁场中受到作用力的原理，进行移动，精确控制需要借助一些外部的部件，其中就通过DriveIC来控制和输出电流的大小和时间，由此来控制音圈驱动器需要到达的位置。在手机中，DriveIC所有的控制的信息由SoC给出，而控制逻辑和具体参数是由工程师设计和制造过程中反复调教获取。

目前VCM马达市场上，普通VCM马达(开环马达)占据绝大部分的市场份额，高达80％，闭环马达占6％。虽然闭环马达和OIS马达都受到极大的关注和追捧，但OIS马达在量产量销方面存在着资源紧源、技术欠缺、制作工艺复杂生产难度大、良率低、成本价格高、对焦速度滞后、功耗大等问题。其中，带来该问题的主要因素是现有的OIS马达大都采用镜头防抖设计，而该结构势必导致单独设有的电磁防抖组件会占用大量的内部空间，且复杂的结构设计和运动控制势必给装配制造工艺带来更大的阻碍，使其良品率较低，制造成本较高。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种衬底OIS磁动机构及其采用该结构的摄像模组，能够有效降低整个摄像模组的尺寸。

本实用新型所采用的技术方案为：

第一方面，本实用新型公开一种衬底OIS磁动机构，设置在摄像模组中对传感器提供动作补偿，包括OIS底座，所述OIS底座与摄像模组活动连接，所述传感器设置在OIS底座上；

在OIS底座上设有多个线圈，并在摄像头内固定有与线圈对应的OIS磁体。

本实用新型是一种应用在摄像头(尤其是微型摄像头模组)内的固定机构，与其他磁性体组件共同构成防抖模块。所谓防抖是指通过对镜头或传感器采用特殊连接设置，使其在摄像头内保持一定的自由度，能够在其他动作体推动下在一定范围内进行定向移动，从而能够对摄像头外部固定设备的晃动进行动作补偿，使得传感器能够在相对静止的状态下接收外部光线。

要实现主动光学防抖功能，则需要在摄像头内设置动作组件(一般为磁体加通电线圈的电磁致动组合)推动镜头和/或传感器进行主动动作，同时需要保持镜头和/或传感器可在摄像头模组内具有一定范围内的活动自由度。现有技术中的OIS光学防抖技术主要是针对镜头防抖，由于与现有的AF自动对焦技术具有相同的致动原理，则对于镜头防抖(尤其是微型摄像头模组)来说，具有较为成熟的技术应用，成本较低。

但由于许多电子设备(尤其是手机等掌上终端设备)为了缩小体积，在保证电池等重要元器件的体积不改变的前提下，则需要对内部其他元器件进行体积控制，其中摄像头的体积控制成为了关键。光学摄像头模组的成像质量与传感器尺寸、镜头模组、防抖技术和集成算法等多种因素有关，一旦缩小整个摄像头模组的体积，势必会对成像质量造成影响。为了进一步降低对成像质量的影响，则需要将原本空间占用较大的光学防抖组件进行结构调整，从而提出了传感器防抖技术。

传感器防抖原理与镜头防抖原理相似，由于进入的光线先经过镜头模组后再进入传感器中，调整镜头的运动方向或传感器的运动方向都能够实现运动补偿，但由于传感器具有更小的体积，则传感器防抖机构相较于镜头防抖机构体积更易优化，且由于重量也明显小于镜头模组，其运动控制也相对简单。

本实用新型中的OIS底座则是用于承托传感器的部件，而OIS底座与摄像头之间为活动连接关系，则说明该OIS底座能够在摄像头模组内具有一定的自由度，可进行空间位移。由于需要给传感器给予动作补偿，则通过在OIS底座上设有的多个线圈与外部的OIS磁体配合实现动作控制。

其中，线圈与外部电路连接，通过通电控制能够产生稳定磁场，而OIS磁体多为永磁体，则在线圈附近能够产生有效的磁场环境。当线圈中电流经过而因电磁效应产生磁场时，能够产生作用力进行定向移动，从而使载有传感器的 OIS底座运动。具体的控制信号是外部处理器根据与该摄像头设置在同一终端设备中的陀螺仪传递的运动数据而产生的对应控制命令，而在装配后会对每个摄像头的防抖组件进行调试，从而实现较好的防抖效果。

与现有技术不同的是，由于摄像头结构设计特点，载有传感器的OIS底座常设置在整个摄像头的底部，且由于具有较薄的厚度和较大的端面，则原本在镜头模组上磁体侧向设置的方式不适用于该方案。为了实现较好的位移控制和体积控制，将线圈集成在OIS底座上能够提供更加直接的作用力，同时将磁体设置在摄像头模组的壳体底部，并靠近对应的线圈处，能够具有较好的空间利用率，且不会与传感器或AF模组发生组件干扰，因此磁铁和线圈可以在平面方向上呈现理想的形状，以达到降低整体高度的作用。值得说明的是，所谓的高度是指该摄像头的轴线方向上的尺寸。

还值得说明的是，磁体与线圈的运动控制属于现有技术中常用的电磁控制手段，但因为不同的摄像头结构故需要对其进行位置调整，从而能够达到对应的技术效果。由于整个OIS底座为树脂材料注塑形成的平板结构，其质量相较于镜头模组更轻，虽然可将OIS磁体设置在OIS底座上，线圈设置在摄像头模组底部，但由于OIS磁体会对OIS底座带来显著的增重效果，对于其运动控制势必会额外增加设计成本和材料成本，故一般将线圈设置在OIS底座上为最佳方案。

结合第一方面，本实用新型提供第一方面的第一种实施方式，所述OIS底座包括注塑形成的本体和设置在本体内的金属导体，通过金属导体连接外部线路与传感器；在本体另一侧设有绕传感器外沿布置的环形凹槽，在环形凹槽内等圆心角布置有多个线圈。

整个OIS底座为树脂浇筑件，内部具有实体电路结构，能够连接外部线路对传感器进行数据传输和电能供应(该实施方式中包括有数据传输功能，但由于实体电路体积较大，则一般仅作为供电线路，控制线路以外部的FPC软板实现)，同时为了降低整个OIS底座的厚度，故在设有传感器的另一侧端面上设有环形凹槽，环形凹槽的内沿大于或正好等于传感器所需安装位的外沿尺寸，使得背面设置的多个线圈能够绕传感器周向设置。

结合第一方面的第一种实施方式，本实用新型提供第一方面的第二种实施方式，所述环形凹槽内设有底板，所述线圈设置在底板上并与底板中的电路连接。

所谓的底板是一种环形的PCB印刷电路板结构，该底板用于连接外部控制电路，对线圈输入控制电流，并通过底板上的多个传感器对进行运动检测。

结合第一方面的第二种实施方式，本实用新型提供第一方面的第三种实施方式，还包括底盖，所述OIS磁体布置在底盖上。

底盖是整个摄像模组的底部结构，与上部的外壳扣合形成完整的摄像模组主体框架结构，与现有技术不同的是，由于VCM马达中的防抖部件设置在镜头处，则传感器一般都设置在底盖上，导致底盖上不仅需要设置PCB板，还需要连接外部排线，导致其一侧外部还单独设有用于装载排线的结构。同时由于传感器、线圈、磁体均设置在底盖上，为了便于安装，会采用双层或多层结构叠加，不仅会造成整个摄像模组的高度增加，同时在装配时会增加工艺难度和制造成本。而采用传感器防抖结构，仅需在底盖上设有OIS磁体，通过控制OIS底座上的线圈电流即可达到相同或更好的运动补偿控制。同时避免采用多层底盖或底板结构设计，简化了制造工艺，从而降低制造成本，提高产品良率。

结合第一方面的第三种实施方式，本实用新型提供第一方面的第四种实施方式，所述OIS底座上还设有与传感器处在同一平面上的内软板，通过所述内软板连接外部控制线路、传感器和底板。

结合第一方面及其第一至四种实施方式，本实用新型提供第一方面的第五种实施方式，所单个或多个所述线圈的内圈中部设有霍尔传感器。

值得说明的是，霍尔传感器与外部控制线路连接，将OIS底座的运动信息向外发送，从而构成闭环控制。

第二方面，本实用新型还提供一种摄像模组，采用上述的衬底OIS 磁动机构，还包括相互扣合的外壳和底板，外壳内设有AF模组，所述OIS底座与外壳活动连接，从AF模组入射的光线进入传感器中；

外壳内海设有与外部控制线路连接的FPC软板，所述FPC软板以入射光线方向为轴线环绕设置在外壳内。

现有的摄像模组同样将供电线路与控制线路独立设置，其中控制线路采用 FPC软板连接，但现有技术中的FPC软板由于设置的镜头OIS机构的限制，其设置位置较为局限，且分为多条线路独立传输，则势必增加装配工艺的难度。由于本实用新型的OIS防抖磁体组件设置在底部，占用空间较小，则能够将复杂的排线设置为一体式结构，并在不改变原有摄像模组的体积的情况下能够设置在外壳内，且无需设置特殊的固定粘接工艺，从而减少工艺难度和步骤，节省制造成本，提高良率。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型将OIS磁体安装在最下面的盖板上，不会与图像传感器或AF 驱动单元发生组件干扰，因此磁铁和线圈可以在平面方向上呈现理想的形状，以达到降低整体高度的作用

附图说明

图1是本实用新型实施例2中整个摄像模组的装配状态轴侧示意图；

图2是本实用新型实施例2中整个摄像模组的装配状态侧面示意图；

图3是本实用新型实施例2中整个摄像模组拆分状态下的侧面示意图；

图4是本实用新型实施例2中整个摄像模组拆分状态下的轴侧示意图；

图5是本实用新型实施例2中整个摄像模组拆分状态下的底部视角轴侧示意图；

图6是本实用新型实施例1中整个衬底OIS磁动机构的部分部件装配轴侧示意图；

图7是本实用新型实施例1中整个衬底OIS磁动机构的部分部件拆分轴侧示意图；

图8是本实用新型实施例1中单独的线圈所在电路板与底盖的轴侧示意图；

图9是本实用新型实施例1中单独的线圈所在电路板与底盖的另一角度轴侧示意图；

图10是本实用新型实施例2中去掉AF模组后的装配状态正视图；

图11是本实用新型图10中沿A-A剖切线剖切后的截面示意图。

图中：1-外壳，2-AF模组，3-FPC软板，3.1-内软板，4-OIS底座，5-保护罩，6-底盖，7-弹体，8-传感器，9-OIS磁体，10-底板，11-线圈，12-霍尔传感器。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步阐释。

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：

本实施例公开一种衬底OIS磁动机构，设置在一种传感器8防抖的摄像模组内调整内部机构的装配顺序，从而降低整个摄像模组的厚度。

具体来说，如图6-9所示，展示了主要的两个部件，即OIS底座4和底盖 6，底盖6为整个摄像模组的底部挡板，现有技术中的电路和传感器8均设置在该位置，由于布线较多，现有技术中多采用多层结构设计，则势必导致装配时难度较大。

而其中的OIS底座4与摄像模组活动连接，传感器8设置在OIS底座4上；在OIS底座4上设有多个线圈11，并在摄像头内固定有与线圈11对应的OIS 磁体9。OIS底座4用于承托传感器8的部件，而OIS底座4与摄像头之间为活动连接关系，使得该OIS底座4能够在摄像头模组内具有一定的自由度，可进行空间位移。由于需要给传感器8给予动作补偿，则通过在OIS底座4上设有的多个线圈11与外部的OIS磁体9配合实现动作控制。线圈11与外部电路连接，通过通电控制能够产生稳定磁场，而OIS磁体9多为永磁体，则在线圈 11附近能够产生有效的磁场环境。

当线圈11中电流经过而因电磁效应产生磁场时，能够产生作用力进行定向移动，从而使载有传感器8的OIS底座4运动。具体的控制信号是外部处理器根据与该摄像头设置在同一终端设备中的陀螺仪传递的运动数据而产生的对应控制命令，而在装配后会对每个摄像头的防抖组件进行调试，从而实现较好的防抖效果。

为了实现较好的位移控制和体积控制，将线圈11集成在OIS底座4上能够提供更加直接的作用力，同时将磁体设置在摄像头模组的壳体底部，并靠近对应的线圈11处，能够具有较好的空间利用率，且不会与传感器8或AF模组2 发生组件干扰，因此磁铁和线圈11可以在平面方向上呈现理想的形状，以达到降低整体高度的作用。值得说明的是，所谓的高度是指该摄像头的轴线方向上的尺寸。

整个OIS底座4为树脂浇筑件，内部具有实体电路结构，能够连接外部线路对传感器8进行数据传输和电能供应，同时为了降低整个OIS底座4的厚度。具体来说，OIS底座4包括注塑形成的本体和设置在本体内的金属导体，通过金属导体连接外部线路与传感器8；在本体另一侧设有绕传感器8外沿布置的环形凹槽，在环形凹槽内等圆心角布置有多个线圈11。环形凹槽的内沿大于或正好等于传感器8所需安装位的外沿尺寸，使得背面设置的多个线圈11能够绕传感器8周向设置。而环形凹槽内设有底板10，所述线圈11设置在底板10上并与底板10中的电路连接。所谓的底板10是一种环形的PCB印刷电路板结构，该底板10用于连接外部控制电路，对线圈11输入控制电流，并通过底板 10上的多个传感器8对进行运动检测。

OIS底座4上还设有与传感器8处在同一平面上的内软板3.1，通过所述内软板3.1连接外部控制线路、传感器8和底板10，而在部分线圈11的内圈中部设有霍尔传感器128。霍尔传感器128与外部控制线路连接，将OIS底座4的运动信息向外发送，从而构成闭环控制。

实施例2：

本实施例公开一种摄像模组结构，其中具有实施例1中的悬吊式图像传感器8固定结构。

具体来说，该摄像模组为传感器8防抖结构设计，如图1-4所示，图4的分拆结构图中并未按照结构的覆盖顺序依次拆分，故需要说明的是，整个摄像模组的外部由外壳1和底盖6构成，底盖6为单块板结构，扣合在外壳1的底部开口上。

外壳1内的主要功能部件包括AF模组2、传感器8和上述悬吊式固定结构，传感器8设置在OIS底座4上，并在传感器8上设有保护罩5。其中AF模组2放置在外壳1上，并设有单独的FPC排线与外部控制线路和供电线路连接。AF模组2内部具有自动变焦机构，能够在外壳1内自主完成镜头轴线往复运动。而OIS的弹体7设置在外壳1的上部，在弹体7下部还设有与外壳1连接的垫片用于支撑固定。

本实施例中，悬吊式机构包括与弹体7连接的OIS底座4，该底座与上述实施例1相同，采用树脂注塑工艺将金属板、金属内体、传感器8和底部带有线圈11的PCB连接形成一体式结构。而围绕该OIS底座4还设有FPC软板3 结构，该FPC软板3与设有传感器8的OIS底座4一侧端面连接，用于供电和控制信号输入。

而在底盖6上还设有多个OIS磁体9，该磁体与设置在OIS底座4上的线圈11对应，通过外部控制电路向线圈11中输入特定电流，从而产生特定磁场致使OIS底座4在磁体上进行定向移动，从而形成运动补偿。

本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (7)

1.一种衬底OIS磁动机构，设置在摄像模组中对传感器(8)提供动作补偿，其特征在于：包括OIS底座(4)，所述OIS底座(4)与摄像模组活动连接，所述传感器(8)设置在OIS底座(4)上；

在OIS底座(4)上设有多个线圈(11)，并在摄像头内固定有与线圈(11)对应的OIS磁体(9)。

2.根据权利要求1所述的一种衬底OIS磁动机构，其特征在于：所述OIS底座(4)包括注塑形成的本体和设置在本体内的金属导体，通过金属导体连接外部线路与传感器(8)；在本体另一侧设有绕传感器(8)外沿布置的环形凹槽，在环形凹槽内等圆心角布置有多个线圈(11)。

3.根据权利要求2所述的一种衬底OIS磁动机构，其特征在于：所述环形凹槽内设有底板(10)，所述线圈(11)设置在底板(10)上并与底板(10)中的电路连接，所谓的底板是一种环形的PCB印刷电路板结构，该底板用于连接外部控制电路，对线圈输入控制电流，并通过底板上的多个传感器对进行运动检测。

4.根据权利要求3所述的一种衬底OIS磁动机构，其特征在于：还包括底盖(6)，所述OIS磁体(9)布置在底盖(6)上。

5.根据权利要求4所述的一种衬底OIS磁动机构，其特征在于：所述OIS底座(4)上还设有与传感器(8)处在同一平面上的内软板(3.1)，通过所述内软板(3.1)连接外部控制线路、传感器(8)和底板(10)。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种衬底OIS磁动机构，其特征在于：单个或多个所述线圈(11)的内圈中部设有霍尔传感器(12)。

7.一种摄像模组，其特征在于：采用权利要求6中的衬底OIS磁动机构。

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