CN102033387B - 影像稳定模组及成像装置 - Google Patents

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Abstract

一种影像稳定模组，其包括具有中心轴的固定架，位于固定架内与固定架间隔并共轴的可动架，驱动单元，弹性组件，固定于可动架上并用于检测可动架抖动量的角速度感测器及根据抖动量控制驱动单元驱动的控制器。驱动单元包括相对且分别设置于固定架的第一磁性组件及设置于可动架的第二磁性组件，驱动单元通过第一磁性组件及第二磁性组件驱动可动架绕第一轴线及绕第二轴线旋转，第一轴线垂直于第二轴线，第一轴线和第二轴线均垂直于中心轴。弹性组件包括相对的弹片及软性电路板，固定架位于弹片及软性电路板之间，软性电路板固定在该可动架的下表面上，弹片弹性支撑可动架以在可动架旋转时发生弹性形变。角速度感测器与软性电路板电性连接。

Description

影像稳定模组及成像装置
技术领域
本发明涉及光学防抖技术，尤其涉及一种能够光学防抖的影像稳定模组及具有该影像稳定模组的成像装置。
背景技术
随着数码相机技术不断发展，相机的机身往往既小且轻，容易因使用者手震而造成相机的抖动，导致相机成像模糊。因此，现今的数码相机中通常加入了防手震技术以克服成像模糊的问题。
目前，应用于数码相机中的防手震技术主要分为两种：一种是使影像感测器在与镜头光轴垂直的平面中运动与相机机身的抖动量对应的量来减少相机的成像模糊；另一种是移动镜头***中的镜片来补偿相机机身的抖动量。此两种防手震技术均采用可移动单元、支撑并移动该可移动单元的固定单元以及固定在机身上且用于检测相机机身抖动量的角速度传感器。该可移动单元与影像感测器或镜片固定并根据角速度传感器检测到的抖动量运动，从而减少成像模糊。
一般地，角速度传感器是安装在独立于可移动单元和固定单元的主基板上，且主基板的位置与影像感测器或镜头***有一定距离。为了减小相机重量，主基板通常很薄，当机身抖动时，主基板很容易弯曲。因此，移动单元中影像感测器或镜片实际的抖动量与角速度传感器检测到的抖动量会不同，从而影响防手震的准确性。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能够提高防手震准确性的影像稳定模组及具有该影像稳定模组的成像装置。
一种影像稳定模组，其包括一个具有中心轴的固定架，一个位于该固定架内且与该固定架间隔并共轴的可动架，一个驱动单元，一个弹性组件，一个角速度感测器及一个控制器。该驱动单元包括设置于该固定架的第一磁性组件及设置于该可动架的第二磁性组件，该第一磁性组件与该第二磁性组件相对设置，该驱动单元通过该第一磁性组件及该第二磁性组件产生的驱动力驱动该可动架相对于该固定架分别绕第一轴线及绕第二轴线旋转，该第一轴线垂直于该第二轴线，且该第一轴线和该第二轴线均垂直于该中心轴。该弹性组件包括相对设置的弹片及软性电路板，该可动架位于该弹片及该软性电路板之间，该软性电路板固定在该固定架的下表面上，且该弹片弹性支撑该可动架并在该可动架旋转时发生弹性形变。该角速度感测器位于该可动架上，用于检测该可动架的抖动量并电性连接于该软性电路板。该控制器根据该抖动量控制该驱动单元驱动该可动架相对于该固定架旋转。
一种成像装置，其包括如上所述的影像稳定模组，镜头模组及影像感测器。该镜头模组收容于该可动架内，该影像感测器收容于该可动架内且固定于该软性电路板上。该角速度感测器固定于该软性电路板上的与该影像感测器相背的一侧。该镜头模组的光轴与该影像感测器对准。
与现有技术相比，本发明提供的影像稳定模组及具有该影像稳定模组的成像装置，因在固定架中设置可旋转并用于收容镜头模组及影像感测器的可动架及将该角速度传感器固定在该可动架，故，可动架、镜头模组及影像感测器的抖动量能被准确检测，从而提高了防手震的准确性。
附图说明
图1是本发明第一实施方式提供的影像稳定模组的立体示意图。
图2是图1中的影像稳定模组的分解示意图。
图3是图1中的影像稳定模组的固定架的立体示意图。
图4是图1中的影像稳定模组的工作示意图。
图5是本发明第二实施方式提供的成像装置的剖面示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明作进一步的详细说明。
请一并参与图1及图2，本发明第一实施方式的影像稳定模组100包括一个固定架10、一个可动架20、一个驱动单元30、一个弹性组件40、一个角速度感测器50以及一个控制器60。
请一并参与图2及图3，固定架10大致为矩形体框架，其固定于一个电子装置中，如数码相机(图未示)。固定架10包括一个第一侧壁12、一个第一突出部13、一个第二侧壁14、一个第二突出部15、一个第三侧壁16以及一个第四侧壁18。第一侧壁12、第二侧壁14、第三侧壁16及第四侧壁18围成第一收容空间10a。其中，第一侧壁12与第三侧壁16相对设置，第二侧壁14与第四侧壁18相对设置。
第一侧壁12开设有一个第一收容孔120。第一侧壁12的顶部122开设有一个第一形变槽124，顶部122在第一形变槽124外的部分上突设有一个第一定位柱126。具体地，第一形变槽124大致占顶部122三分之二的长度，第一定位柱126大致位于顶部122最边缘的位置。
第二侧壁14开设有一个第二收容孔140。第二侧壁14的顶部142开设有一个与第一形变槽124结构相同的第二形变槽144，顶部142在第二形变槽144外的部分上突设有一个与第一定位柱126结构相同的第二定位柱146。
第三侧壁16开设有一个第三收容孔160。第三侧壁16的顶部162开设有一个与第一形变槽124结构相同的第三形变槽164，顶部162在第三形变槽164外的部分上突设有一个与第一定位柱126结构相同的第三定位柱166。
第四侧壁18开设有一个第四收容孔180。第四侧壁18的顶部182开设有一个与第一形变槽124结构相同的第四形变槽184，顶部182在第四形变槽184外的部分上突设有一个与第一定位柱126结构相同的第四定位柱186。
第一突出部13位于第一侧壁12与第二侧壁14相接处，且从第一侧壁12的底部128及第二侧壁14的底部148向外伸出。
第二突出部15位于第三侧壁16与第四侧壁18相接处，且从第三侧壁16的底部168及第四侧壁18的底部188向外伸出。
可动架20大致呈中空的矩形体形状，其收容于固定架10的第一收容空间10a内且与固定架10具有同一中心轴Z轴。可动架20包括四个首尾依次相接的第一外侧面22、第二外侧面24、第三外侧面26、第四外侧面28，及相对设置且分别连接四个外侧面22、24、26、28的上表面23及下表面25。四个外侧面22、24、26、28，上表面23及下表面25共同围成一个第二收容空间20a。上表面23开设有与第二收容空间20a相通的进光孔23a。该四个外侧面22、24、26、28分别与固定架10的四个侧壁12、14、16及18间隔并形成四段距离，四段距离可以全部相等，全部不相等或者部分相等，取决于影像稳定模组100的补偿抖动的范围。
驱动单元30包括固定于固定架10上的第一磁性组件32及固定于可动架20上的第二磁性组件34。第一磁性组件32与第二磁性组件34相对设置。驱动单元30通过第一磁性组件32及第二磁性组件34产生的驱动力驱动可动架20相对于固定架10分别绕第一轴线X轴及绕第二轴线Y轴旋转，X轴垂直于Y轴，且X轴及Y轴均垂直于Z轴。
第一磁性组件32包括四个大致呈矩形环状的线圈322、324、326及328，分别为第一线圈322、第二线圈324、第三线圈326及第四线圈328。每个线圈包括相对的上侧边及下侧边，具体地，第一线圈322包括相对的第一上侧边322a及第一下侧边322b；第二线圈324包括相对的第二上侧边324a及第二下侧边324b；第三线圈326包括相对的第二上侧边326a及第二下侧边326b；第四线圈328包括相对的第四上侧边328a及第四下侧边328b。四个线圈322、324、326及328分别固定于四个收容孔120、140、160及180中，且都通有电流。沿着X轴看，第一线圈322通过的电流与第三线圈326通过的电流相同，均为顺时针方向，如图2中第一线圈322及第三线圈326上的箭头方向。沿着Y轴看，第二线圈324通过的电流与第四线圈328通过的电流相同，均为顺时针方向，如图2中第二线圈324及第四线圈328上的箭头方向。
第二磁性组件34包括四个磁铁组342、344、346及348，分别为第一磁铁组342、第二磁铁组344、第三磁铁组346及第四磁铁组348。第一磁铁组342包括间隔且相对地固定在第一外侧面22上的第一上永磁铁342a及第一下永磁铁342b。第一上永磁铁342a与第一上侧边322a相对，第一下永磁铁342b与第一下侧边322b相对。第二磁铁组344包括间隔且相对地固定在第二外侧面24上的第二上永磁铁344a及第二下永磁铁344b。第二上永磁铁344a与第二上侧边324a相对，第二下永磁铁344b与第二下侧边324b相对。第三磁铁组346包括间隔且相对地固定在第三外侧面26上的第三上永磁铁346a及第三下永磁铁346b。第三上永磁铁346a与第三上侧边326a相对，第三下永磁铁346b与第三下侧边326b相对。第四磁铁组348包括间隔且相对地固定在第四外侧面28上的第四上永磁铁348a及第四下永磁铁348b。第四上永磁铁348a与第四上侧边328a相对，第四下永磁铁348b与第四下侧边328b相对。
具体地，本实施方式中第一上永磁铁342a、第二上永磁铁344a、第三下永磁铁346b及第四下永磁铁348b的磁极分布相同，均是靠近线圈322、324、326及328的一端的磁极为N极，贴于外侧面22、24、26及28的一端的磁极为S极。第一下永磁铁342b、第二下永磁铁344b、第三上永磁铁346a及第四上永磁铁348a的磁极分布相同，均是靠近线圈322、324、326及328的一端的磁极为S极，贴于外侧面22、24、26及28的一端的磁极为N极。
弹性组件40包括相对设置的弹片42及软性电路板44。弹片42大致呈平板状，其包括一个可动部420、四个固定部421、422、423及424及四个分别连接固定部421、422、423及424于可动部420上的弯折部425、426、427及428。
可动部420具有与可动架20的上表面23大致相同的形状，即呈矩形。可动部420开设有与进光孔23a对应的通孔420a，可动部420固定在可动架20的上表面23上，随可动架20的运动而运动，且通孔420a与进光孔23a对准。具体地，通孔420a的孔径比进光孔23a的孔径略大，以不阻挡进入进光孔23a的光线。
本实施方式中，四个固定部421、422、423及424分别为第一固定部421、第二固定部422、第三固定部423及第四固定部424。四个固定部421、422、423及424分别开设有第一定位孔421a、第二定位孔422a、第三定位孔423a及第四定位孔424a。四个固定部421、422、423及424通过四个定位孔421a、422a、423a及424a分别与定位柱126、146、166及186紧密配合而固定在四个侧壁12、14、16及18上。
四个弯折部425、426、427及428分别为第一弯折部425、第二弯折部426、第三弯折部427及第四弯折部428。弯折部425、426、427及428均具有一个弯折处，以使四个弯折部425、426、427及428在受力时能均匀形变并产生均匀的回复力。四个弯折部425、426、427及428分别位于四个形变槽124、144、164及168的上方及可动架20与固定架10之间的间隔的上方，以为弯折部425、426、427及428提供足够的形变空间。固定部421、422、423及424分别只与四个顶部122、142、162及182三分之一的部分接触，以使弯折部425、426、427及428的形变更加灵敏。
软性电路板44包括一个基板440、两个信号传输部441及442、以及两个分别连接基板440于信号传输部441及442上的可挠性连接部443、444。
基板440具有与可动架20的下表面25大致相同的形状，即呈矩形，其包括相对的第一面440a及第二面440b。第一面440a固定于固定架20的下表面25上。
两个信号传输部441及442分别为第一信号传输部441及第二信号传输部442，其用于实现基板440中与其他元件(图未示)之间信号的传输。
两个可挠性连接部443、444分别为第一可挠性连接部443及第二可挠性连接部444。第一可挠性连接部443包括第一段443a、第二段443b、第三段443c及第四段443d。第一段443a与第三段443c的一端分别与基板440相邻的两个侧壁相连，第二段443b与第一段443a的另一端相连，第四段443d与第三段443c的另一端相连并与第二段443b相交。第一段443a、第二段443b、第三段443c及第四段443d及基板440围成一个间隙445，以为第一可挠性连接部443提供折叠空间。第二段443b及第四段443d分别固定于第一侧壁12的底部128及第四侧壁18的底部188上，且使第一信号传输部441从第一侧壁12与第四侧壁18相接处伸出。第一段443a及第三段443c分别位于可动架20与固定架10的间隔的下方，这为第一可挠性连接部443提供形变空间。
第二可挠性连接部444的结构与第一可挠性连接部443的结构相同，其第一段444a与第三段444c的一端分别与基板440相邻的另外两个侧壁相连，且第一段444a、第二段444b、第三段444c及第四段444d及基板440围成一个间隙447，以为第二可挠性连接部444提供折叠空间。第二段444b及第四段444d分别固定于第二侧壁14的底部148及第三侧壁16的底部168上，且使第二信号传输部442从第二侧壁14与第三侧壁16相接处伸出。第一段444a及第三段444c分别位于可动架20与固定架10的间隔的下方，这为第二可挠性连接部444提供形变空间。
角速度感测器50为陀螺仪，其固定于基板440的第二面440b，并用于检测可动架20的抖动量。当影像稳定模组100固定于电子装置中时，由于第一突出部13及第二突出部15的支撑，使角速度感测器50与电子装置中的其他部分具有一定距离，不会造成元件之间的干扰的同时也方便角速度感测器50的安装。
控制器60与角速度感测器50及四个线圈322、324、326及328均电性连接。控制器60用于根据角速度感测器50检测到的抖动量来控制通过四个线圈322、324、326及328上的电流大小及方向以与第二磁性组件34共同作用驱动可动架20转动。
请结合图4(图4中，线圈中所示的圆点表示电流方向指向纸外，线圈中所示的+表示电流方向指向纸内)，工作时，假设向第一线圈322及第三线圈326通以如图2箭头所示方向的电流，根据“左手定则”，第一上侧边322a在第一上永磁铁342a的N极到S极的封闭磁场中受到向下的力，即大致沿Z轴负方向的力。第一下侧边322b在第一下永磁铁342b的N极到S极的封闭磁场中也受到向下的力。由于力的作用是相互的，则固设于第一侧壁12上的第一磁铁组342受到向上的力，即大致沿Z轴正方向的力。第三上侧边326a在第三上永磁铁346a的N极到S极的封闭磁场中受到向上的力。第三下侧边326b在第三下永磁铁346b的N极到S极的封闭磁场中也受到向上的力。由于力的作用是相互的，则固设于第三侧壁12上的第三磁铁组346受到向下的力。因此，该可动架20绕着Y轴沿逆时针方向旋转。同时，软性电路板44的可挠性连接部443、444因可动部420随可动架20的旋转而有折叠，而弹片42的弯折部425、426、427及428因可动部420随可动架20的旋转而发生形变并产生回复力。当第一线圈322及第三线圈326中的电流消失，第一磁铁组342及第三磁铁组346受到的力也消失。可动架20因弯折部425、426、427及428的回复力而绕Y轴沿顺时针方向旋转至初始位置。
同理，假设向第二线圈324及第四线圈328通以如图2箭头所示方向的电流，则可动架20会绕X轴沿顺时针方向旋转。当第二线圈324及第四线圈328中的电流消失，第一磁铁组342及第三磁铁组346受到的力也消失。可动架20因弯折部425、426、427及428的回复力而绕X轴沿逆时针方向旋转至初始位置。
可以理解，在其它实施方式中，第一磁性组件32中的电流方向可以变更，第二磁性组件34中的磁极也可以相应变更。
请一并参阅图2及图4，本发明第二实施方式提供的成像装置2包括影像稳定模组100、镜头模组200及影像感测器300。镜头模组200及影像感测器300均收容于可动架20的第二收容空间20a内，影像感测器300固定于基板440的第一面440a上并与基板440电性连接。镜头模组200的光轴与影像感测器300对准，且与可动架20上表面23的进光孔23a的中心对准。当成像装置2发生抖动时，影像稳定模组100的可动架20带动镜头模组200及影像感测器300进行抖动补偿。
优选地，镜头模组200采用自动对焦镜头模组，如将镜片200a设置于音圈马达致动器的活动装筒内即可。
本发明提供的影像稳定模组及具有该影像稳定模组的成像装置，因在固定架中设置可旋转并用于收容镜头模组及影像感测器的可动架及将该角速度传感器固定在该可动架，故，可动架、镜头模组及影像感测器的抖动量能被准确检测，从而提高了防手震的准确性。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种影像稳定模组，其包括：
一个固定架，具有一个中心轴；
一个位于该固定架内且与该固定架间隔并共轴的可动架；
一个驱动单元，包括设置于该固定架的第一磁性组件及设置于该可动架的第二磁性组件，该第一磁性组件与该第二磁性组件相对设置，该驱动单元通过该第一磁性组件及该第二磁性组件产生的驱动力驱动该可动架相对于该固定架分别绕第一轴线及绕第二轴线旋转，该第一轴线垂直于该第二轴线，且该第一轴线和该第二轴线均垂直于该中心轴；
一个弹性组件，包括相对设置的弹片及软性电路板，该可动架位于该弹片及该软性电路板之间，该软性电路板固定在该可动架的下表面上，且该弹片弹性支撑该可动架在该固定架内并在该可动架旋转时发生弹性形变；
一个角速度感测器，其固定于该可动架上，用于检测该可动架的抖动量并电性连接于该软性电路板；及
一个控制器，其根据该抖动量控制该驱动单元驱动该可动架相对于该固定架旋转。
2.如权利要求1所述的影像稳定模组，其特征在于，该固定架包括四个侧壁，每个侧壁具有一个收容孔，该第一磁性组件设置在该收容孔内。
3.如权利要求2所述的影像稳定模组，其特征在于，该可动架包括四个外侧面，每个外侧面与该每个侧壁相对应，该第二磁性组件设置在该四个外侧面上。
4.如权利要求3所述的影像稳定模组，其特征在于，该第一磁性组件包括四个线圈，每个线圈设置在该收容孔内，每个线圈包括相对的上侧边及下侧边。
5.如权利要求4所述的影像稳定模组，其特征在于，该第二磁性组件包括四个磁铁组，每个该磁铁组包括间隔且相对地固定在该外侧面上的上永磁铁及下永磁铁，该上永磁铁与该上侧边相对，该下永磁铁与该下侧边相对，每个磁铁组中的上永磁铁与下永磁铁靠近该线圈的一端的磁极相反，且贴于该外侧面的一端的磁极相反。
6.如权利要求1所述的影像稳定模组，其特征在于，该弹片包括可动部，固定部以及连接该可动部与该固定部的弯折部，该固定部固定在该固定架上，该可动部固定在该可动架上并牵引该可动架。
7.如权利要求2所述的影像稳定模组，其特征在于，该固定架大致呈长方体形，其两个相对的角落处且靠近该软性电路板的一端分别延伸出突出部。
8.如权利要求1或7所述的影像稳定模组，其特征在于，该软性电路板包括基板，信号传输部以及连接该基板与该信号传输部的可挠性连接部，该可挠性连接部可弯折地连接于该固定架上，该基板固定在该可动架上并支撑该可动架，该信号传输部从该固定架伸出。
9.如权利要求1所述的影像稳定模组，其特征在于，该角速度感测器为陀螺仪。
10.一种成像装置，其包括如权利要求1-9任一项所述的影像稳定模组，镜头模组及影像感测器，该镜头模组收容于该可动架内，该影像感测器收容于该可动架内且固定于该软性电路板上，该角速度感测器固定于该软性电路板上的与该影像感测器相背的一侧，该镜头模组的光轴与该影像感测器对准。
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