CN102116994B - 相机模组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种相机模组，其包括固定组件、可动组件、支点元件、磁性驱动组件及U型导磁件。该固定组件具有第一收容空间。该可动组件收容于该第一收容空间内。该支点元件位于该固定组件与该可动组件之间，且其部分收容于该固定组件，部分收容于该可动组件。该磁性驱动组件驱动该可动组件以该支点元件为支点相对该固定组件旋转，以补偿该相机模组的抖动。该磁性驱动组件部分设于该固定组件，部分设于该可动组件。该U形导磁件具有第一导磁片、第二导磁片及位于该第一及第二导磁片之间的连接片。该第一导磁片固设于该可动组件。该第二导磁片与固定组件相分离，以使该磁性驱动组件位于该第一及第二导磁片之间。

Description

相机模组

技术领域

本发明涉及相机模组，特别涉及一种具防抖功能的相机模组。

背景技术

相机模组通过快门控制光线投射到影像感测元件的时间长短，比如，快门速度为1/2秒时，表示影像感测元件感光的时间为1/2秒，若在这1/2秒内由于抖动的原因同一束光线在影像感测元件上发生移动，影像感测元件就会记录下该光线的运动轨迹，使拍摄的照片模糊不清。为了补偿由于抖动造成的光线偏移量，上世纪九十年代开始出现利用影像稳定***以防止抖动的相机模组。具体请参阅Cardani B.等人2006年4月在Control Systems Magazine，IEEE(Volume 26，Issue 2，Page(s)：21-22)上发表的论文“Opt集成电路al imagestabilization for digital cameras”。

随着数码相机技术不断发展，相机的机身往往既小且轻，容易造成手振，导致影像模糊。以下三种情况容易产生模糊的影像：一，长焦距拍摄，由于长镜头会将相机的振幅放大，轻微的抖动也会造成较大的模糊，因此手部振动对画面清晰度的影响较使用广角镜头明显；二，弱光环境拍摄，在室内、黄昏等弱光源环境，相机会将快门速度调得较慢以增加入光量，因此较易发生手振；三，微距拍摄，细微对象在镜头高倍放大的情况下，轻微振动也会变得相当明显。这些情况都可以造成手振，使得影像变得模糊。由于所拍摄的物体距离远大于相机晃动的位移，所以通常手振造成影像模糊的主要原因都是相机本身的偏转，而非相机本身的位移，特别是在远距离拍摄时这种情形特别严重。因此，防手振技术的本质是校正取像过程中，相机的抖动引起光线对应于相机模组上的成像位置的偏移。

因此，有必要提供一种能够在拍摄过程中防止由于相机的抖动造成成像偏移相机模组。

发明内容

下面将以具体实施例说明一种相机模组。

一种具有防抖功能的相机模组包括固定组件、可动组件、支点元件、位移感测元件、磁性驱动组件及U形导磁件。该固定组件具有一个第一收容空间。该可动组件收容于该第一收容空间内。该支点元件位于该固定组件与该可动组件之间，且其部分收容于该固定组件，部分收容于该可动组件。该位移感测元件设于该固定组件，用于感测该相机模组的抖动。该磁性驱动组件根据该位移感测元件所感测的该相机模组的抖动量来驱动该可动组件以该支点元件为支点相对该固定组件旋转，以补偿该相机模组的抖动。该磁性驱动组件部分设于该固定组件，部分设于该可动组件。该U形导磁件具有第一竖直导磁片、与该第一竖直导磁片相对的第二竖直导磁片及位于该第一及第二竖直导磁片之间的连接片。该第一竖直导磁片固设于该可动组件。该第二垂直片与该固定组件相分离，以使该磁性驱动组件位于该第一及第二竖直导磁片之间。

本技术方案提供的相机模组，通过在可动组件和固定组件之间设置了支点元件，使得磁性驱动组件驱动可动组件以支点元件为支点相对于固定组件转动，从而可以补偿由于该相机模组的抖动而产生的偏转，进而可以避免相机模组在进行拍摄时由于该相机模组的抖动而产生的成像模糊。此外，该相机模组还具有一个U形导磁件。该U形导磁件不仅可以使得位于其内的磁性驱动组件所产生的磁场得以加强，还可以防止该磁性驱动组件产生的磁场影响其他电子元件(例如影像感测元件)的正常工作，从而不仅提高了该磁性驱动组件的驱动力，还提高该相机模组的成像品质。

附图说明

图1是本技术方案实施例提供的相机模组的立体示意图，其包括磁性驱动组件。

图2是本技术方案实施例提供的相机模组的分解示意图。

图3是图1沿III-III线的剖面示意图。

图4是图1沿IV-IV线的剖面示意图。

图5是本技术方案实施例提供磁性驱动组件的磁性驱动单元及控制电路之间的关系示意图。

主要元件符号说明

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步详细说明。

请一并参阅图1至图5，本技术方案提供一种具有防抖功能的相机模组100，其包括固定组件110、可动组件120、调焦组件130、影像感测元件140、支点元件150、弹性元件160、位移感测元件170、磁性驱动组件180、U形导磁件190、U形导磁件191及U形导磁件192。

固定组件110安装于相机模组100的主体(图未示)，其包括一个主框架111及一个附框架112。

主框架111为立方体形框架，其包括首尾相连的第一侧壁1111、第二侧壁1112、第三侧壁1113及第四侧壁1114。第一侧壁1111、第二侧壁1112、第三侧壁1113及第四侧壁1114围成一第一收容空间1115。其中，第一侧壁1111与第三侧壁1113相对设置，第二侧壁1112与第四侧壁1114相对设置。第一侧壁1111的中心开设有第一收容孔1116。第二侧壁1112的中心开设有第二收容孔1117。第三侧壁1113的中心开设有第三收容孔1118。当然，该主框架111也可以为圆柱形框架或五棱柱形框架等其它形状框架。

本实施例中，将垂直且穿过第一侧壁1111中央的方向定义为X轴方向，将垂直且穿过第二侧壁1112中央的方向定义为Y轴方向，将主框架111中心轴线的方向定义为Z轴方向。

在第四侧壁1114的平行于主框架111的中心轴线方向(即Z轴方向)的一端的中间部分，形成有一个凹陷1119，用于将附框架112固定配合于主框架111。

附框架112固定于主框架111，其用于将弹性元件160固定于主框架111并且用于与支点元件150配合连接。附框架112的形状与主框架111的形状相配合。附框架112包括垂直部1121和与垂直部1121相互连接的方形框1122。垂直部1121的形状与凹陷1119的形状相配合，以使垂直部1121收容于凹陷1119内。方形框1122的四侧边分别固定于第一侧壁1111的上端面、第二侧壁1112的上端面、第三侧壁1113的上端面和第四侧壁1114的上端面。在垂直部1121靠近第一收容空间1115的内表面1123开设有圆形的第一收容部1124。该第一收容部1124用于配合收容支点元件150。本实施例中，第一收容部1124为贯穿垂直部1121的圆形通孔，且该圆形通孔小于支点元件150的直径。当然，第一收容部1124也可以为未贯穿垂直部1121的收容槽。当然，第一收容部1124也可以设于第四侧壁1114上。

可动组件120包括收容于第一收容空间1115的可动框架121及收容板122。

可动框架121为立方体形框架，其包括第一侧板1211、第二侧板1212、第三侧板1213、第四侧板1214及顶板1215。第一侧板1211、第二侧板1212、第三侧板1213、第四侧板1214及顶板1215围成一长方体形第二收容空间1216。第二收容空间1216用于收容调焦组件130。第一侧板1211与第一侧壁1111相对，第二侧板1212与第二侧壁1112相对，第三侧板1213与第三侧壁1113相对，第四侧板1214与第四侧壁1114相对。当然，该可动框架121也可以为圆柱形框架或五棱柱形框架等其它形状框架。

收容板122固定于可动框架121，其用于与附框架112共同配合收容支点元件150。本实施例中，收容板122固定于可动框架121的第四侧板1214，且与垂直部1121不相接触。在与第一收容部1124相对的位置开设有第二收容部1222。本实施例中，第二收容部1222为凹槽。当然，该第二收容部1222也可以为贯穿收容板122的通孔。当然，第二收容部1222也可以设于第四侧板1214，只要第一收容部1124和第二收容部1222相对，且第一收容部1124和第二收容部1222围成的空间可收容支点元件150即可。

调焦组件130安装于可动框架121内，其包括镜片131、镜片132及一个调焦装置(图未示)。本实施例中，该调焦装置用于驱动镜片131相对于镜片132移动，以实现变焦目的。当然，该调焦装置也可以用来驱动镜片132、132相对于影像感测元件140移动，以实现对焦目的。

影像感测元件140与电路板141电性相连，其用于将光信息转换为电信号。本实施例中，影像感测元件140被可动框架121包围；电路板141安装于调焦组件130的底部。当然，电路板141也可以安装于主框架111的底部。

支点元件150位于固定组件110和可动组件120之间，且部分收容于固定组件110，部分收容于该可动组件120，使得可动组件120可以以该支点元件150为支点相对于固定组件110转动。本实施例中，支点元件150为一个圆球形滚珠，其配合收容于第一收容部1124与第二收容部1222内。当该可动组件120被磁性驱动组件180驱动时，磁性驱动组件180就可以带动可动组件120以支点元件150为支点相对于固定组件110转动。

可以理解，支点元件150也可以为设置于可动组件120与固定组件110之间的轴向平行于X轴或者Y轴方向的枢轴，所述枢轴可以为滚柱等元件。

本实施例中，弹性元件160为弹片，其包括第一固定部161、第二固定部162及弹性连接部163。第一固定部161固定于可动框架121的顶板1215。第二固定部162固定于附框架112和主框架111之间。弹性连接部163将第一固定部161及第二固定部162相连。

当可动组件120产生转动时，弹性元件160可以产生弹性回复力。此时，即便可动组件120处于未被驱动状态，可动组件120仍能依靠弹性元件160的弹性回复力返回至与主框架111共轴的位置。当然，弹性元件160并不限于本实施例中的弹片结构，其也可以为连接于可动组件120与固定组件110之间的多个弹簧等。

位移感测元件170设置于第四侧壁1114上，其用于感测主框架111(也就是相机模组100)的移动。本实施例中，位移感测元件170为陀螺仪。

磁性驱动组件180用于驱动可动组件120以支点元件150为支点相对于固定组件110旋转，其包括第一电磁驱动单元181、第二电磁驱动单元182、第三电磁驱动单元183及一个与第一电磁驱动单元181、第二电磁驱动单元182、第三电磁驱动单元183电性相连的控制电路184。控制电路184用于调控第一电磁驱动单元181、第二电磁驱动单元182、第三电磁驱动单元183所提供的驱动力的大小。

第一电磁驱动单元181用于驱动可动组件120以支点元件150平行于X轴的中心轴为旋转轴相对于固定组件110旋转，其包括收容于第一收容孔1116的第一磁性元件1811及与第一磁性元件1811相对的第二磁性元件1812。第二磁性元件1812设于第一侧板1211。第一磁性元件1811及第二磁性元件1812中至少有一个为电磁性元件，以使第一磁性元件1811及第二磁性元件1812之间产生的磁力可以被控制电路所控制。本实施例中，第一磁性元件1811为线圈。

第一磁性元件1811包括位于其中心轴线以上的第一上部1813以及位于其中心轴线以下的的第一下部1814。可以理解，当第一磁性元件1811中通有电流时，第一上部1813的电流流向与第一下部1814的电流流向相反。

第二磁性元件1812包括与第一上部1813相对的第一上磁铁1815和与第一下部1814相对的第一下磁铁1816。第一上磁铁1815和第一下磁铁1816沿平行于Z轴方向相邻设置，且第一上磁铁1815和第一下磁铁1816均为条形磁铁，且其磁力线方向相反(即，第一上磁铁1815和第一下磁铁1816中仅有一个磁铁的N极靠近第一侧板1211)。本实施例中，第一上磁铁1815的N极靠近第一侧板1211，第一上磁铁1815的S极远离第一侧板1211；第一下磁铁1816的S极靠近第一侧板1211，第一下磁铁1816的N极远离第一侧板1211。当然，在第一上磁铁1815的S极靠近第一侧板1211，第一上磁铁1815的N极远离第一侧板1211情况下，第一下磁铁1816的N极靠近第一侧板1211，第一下磁铁1816的S极远离第一侧板1211也能实现本发明的目的。

当第一磁性元件1811中通有电流时，第一上部1813与第一下部1814电流流向相反，它们所处的第一上磁铁1815和第一下磁铁1816产生的磁场的磁力线方向相反，从而使得第一上磁铁1815和第一下磁铁1816受到平行于固定组件110中心轴线的磁力的方向相同。

第二电磁驱动单元182用于驱动可动组件120以支点元件150平行于X轴的中心轴为旋转轴相对于固定组件110旋转，其与第一电磁驱动单元181大体上相同。第二电磁驱动单元182包括收容于第二收容孔1117的第三磁性元件1821及与第三磁性元件1821相对的第四磁性元件1822。第四磁性元件1822设于第二侧板1212。其中，第三磁性元件1821为线圈，其与控制电路184电性连接，以使控制电路184可以控制其内的电流大小，从而调控第三磁性元件1821与第四磁性元件1822之间的磁力。

第三电磁驱动单元183用于驱动可动组件120以支点元件150平行于Y轴的中心轴为旋转轴相对于固定组件110旋转，其与第一电磁驱动单元181大体上相同。第三电磁驱动单元183包括收容于第三收容孔1118的第五磁性元件1831及与第五磁性元件1831相对的第六磁性元件1832。第六磁性元件1832设于第三侧板1213。

控制电路184包括处理器1841及与处理器1841电性相连的驱动集成电路1842。处理器1841与位移感测元件170电性相连。驱动集成电路1842与第一电磁驱动单元181、第二电磁驱动单元182及第三电磁驱动单元183电性相连。本实施例中，驱动集成电路1842与第一磁性元件1811、第三磁性元件1821及第五磁性元件1831电性相连。

U形导磁件190呈U形结构，其用于加强第一电磁驱动单元181内的磁场，且防止第一电磁驱动单元181内的磁场影响相机模组100的其他电子元件(例如影像感测元件140)的工作。

U形导磁件190可由镍铁合金、导电塑料、表面导电材料或导电玻璃制成等其它磁屏蔽材料制成。本实施例中，U形导磁件由镍铁合金制成。

U形导磁件190具有第一竖直导磁片1901、与第一竖直导磁片1901相对的第二竖直导磁片1902及位于第一竖直导磁片1901及第二竖直导磁片1902之间的连接片1903。第一竖直导磁片1901固设于可动组件120。第二竖直导磁片1902与固定组件110相分离，以使第一电磁驱动单元181位于该第一竖直导磁片1901及第二竖直导磁片1902之间。本实施例中，第一竖直导磁片1901固设于第一侧板1211的内壁；第二竖直导磁片1902与第一侧壁1111的外壁相分离，以使从内到外依次为第一竖直导磁片1901、第一侧板1211、第二磁性元件1812、第一磁性元件1811及第二竖直导磁片1902。当然，第一竖直导磁片1901也可以固设于第一侧板1211的外壁，此时，第二磁性元件1812固设于第一竖直导磁片1901上，以使从内到外依次为第一侧板1211、第一竖直导磁片1901、第二磁性元件1812、第一磁性元件1811、第二竖直导磁片1902也能实现本发明的目的。

U形导磁件191、U形导磁件192与U形导磁件190结构相同，在此不再赘述。

使用相机模组100拍照的初始阶段，可动组件120与固定组件110同轴，弹性元件160处于未形变状态，第一磁性元件1811、第三磁性元件1821及第五磁性元件1831中也没有通入电流。此时，相机模组100会在影像感测元件140的第一位置(图未示)形成被摄物(图未示)的影像。

拍照时，相机模组100可能由于手抖而振动。该振动可能会导致相机模组100转动，例如绕支点元件150平行于Y轴的中心轴相对于固定组件110顺时针旋转。相应地，可动组件120与调焦组件130也会随之绕支点元件150平行于Y轴的中心轴顺时针旋转。位移感测元件170感测到相机模组100的移动，并将该感测结果发送给处理器1841。基于该感测结果，处理器1841计算出一个应用于可动组件120的补偿量，以将被摄物的影像重新定位到影像感测元件140的第一位置。本实施例中，可动组件120需要绕支点元件150平行于Y轴的中心轴逆时针旋转一个计算的补偿角度。处理器1841会将与该补偿角度相关的信号传送给驱动集成电路1842。本实施例中，驱动集成电路1842根据该补偿角度相关的信号控制第一磁性元件1811内的电流，以使第一电磁驱动单元181提供相应的驱动力驱动可动组件120绕支点元件150平行于Y轴的中心轴逆时针旋转该补偿角度。

当然，驱动集成电路1842也可以根据该补偿角度相关的信号控制第五磁性元件1831内的电流，以使第三电磁驱动单元183提供相应的驱动力驱动可动组件120绕支点元件150平行于Y轴的中心轴逆时针旋转该补偿角度。当然，驱动集成电路1842也可以根据该补偿角度相关的信号控制第一磁性元件1811及第五磁性元件1831内的电流，以使第一电磁驱动单元181及第三电磁驱动单元183提供相应的驱动力驱动可动组件120绕支点元件150平行于Y轴的中心轴逆时针旋转该补偿角度。

因此，调焦组件130会随着可动组件120绕支点元件150平行于Y轴的中心轴逆时针旋转该补偿角度，弹性元件160会随之发生形变。所以，相机模组100会将被摄物的影像形成于影像感测元件140的第一位置。即，被摄物的影像在相机模组100振动前及振动后会形成于影像感测元件140的同一位置。如此，相机模组100在其振动后会拍摄到被摄物稳定的影像。该稳定的影像与未受振动的相机模组100拍摄的影像一致，从而可以避免相机模组100在进行拍摄时由于振动而产生的成像模糊。

当然，若相机模组100由于振动而绕支点元件150平行于X轴的中心轴相对于固定组件110逆时针旋转，则，仅需要将第三磁性元件1821内通入电流，以使第二电磁驱动单元182驱动可动组件120绕支点元件150平行于X轴的中心轴相对于固定组件110顺时针旋转来避免相机模组100在进行拍摄时由于振动而产生的成像模糊。

拍照完成之后，即使第一电磁驱动单元181、第二电磁驱动单元182及第三电磁驱动单元183并未通入电流，可动组件120也会在弹性元件160的弹性回复力的带动下移动，从而与固定组件110同轴，以便下次拍摄。如此，可以降低相机模组的能耗。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本技术方案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技术方案权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有防抖功能的相机模组，其包括：

固定组件，该固定组件具有一个第一收容空间；

收容于该第一收容空间内的可动组件；

位于该固定组件与该可动组件之间的支点元件，该支点元件部分收容于该固定组件，部分收容于该可动组件；

位移感测元件，该位移感测元件设于该固定组件，用于感测该相机模组的抖动；

磁性驱动组件，该磁性驱动组件根据该位移感测元件所感测到的该相机模组的抖动量来驱动该可动组件以该支点元件为支点相对该固定组件旋转，以补偿该相机模组的抖动，该磁性驱动组件部分设于该固定组件，部分设于该可动组件；及

U形导磁件，该U形导磁件具有第一竖直导磁片、与该第一竖直导磁片相对的第二竖直导磁片及位于该第一及第二竖直导磁片之间的连接片，该第一竖直导磁片固设于该可动组件，该第二竖直导磁片与该固定组件相分离，以使该磁性驱动组件位于该第一及第二竖直导磁片之间。

2.如权利要求1所述的具有防抖功能的相机模组，其特征在于，该支点元件为设置于该固定组件与该可动组件之间的滚珠或者枢轴。

3.如权利要求1所述的具有防抖功能的相机模组，其特征在于，该磁性驱动组件包括一个电磁驱动单元及一个与该电磁驱动单元电性相连的控制电路，该电磁驱动单元驱动该可动组件以该支点元件为支点相对于该固定组件旋转，该控制电路用于调控该电磁驱动单元所提供的驱动力的大小。

4.如权利要求3所述的具有防抖功能的相机模组，其特征在于，该电磁驱动单元包括一个第一磁性元件及一个与该第一磁性元件相对的第二磁性元件，该第一磁性元件设于该固定组件，该第二磁性元件设于该可动组件，该第一及第二磁性元件相互作用之磁力使得该可动组件以该支点元件为支点相对于该固定组件转动。

5.如权利要求4所述的具有防抖功能的相机模组，其特征在于，该第一磁性元件包括一个第一线圈，该第一线圈包括第一上端及第一下端，该第二磁性元件包括第一上磁铁及第一下磁铁，该第一上端与该第一上磁铁相对，该第一下端与该第一下磁铁相对。

6.如权利要求5所述的具有防抖功能的相机模组，其特征在于，该第一上磁铁及第一下磁铁均为条形磁铁，且该第一上磁铁及第一下磁铁中仅有一个磁铁的N极靠近该可动组件。

7.如权利要求3所述的具有防抖功能的相机模组，其特征在于，该控制电路包括一个处理器及一个与该处理器电性相连的驱动集成电路，该处理器与该位移感测元件电性相连，该驱动集成电路与该电磁驱动单元电性相连，其用于调控该电磁驱动单元所提供的驱动力的大小。

8.如权利要求1所述的具有防抖功能的相机模组，其特征在于，该固定组件具有第一收容部，该可动组件具有与第一收容部相对应的第二收容部，该第一收容部和第二收容部共同配合收容该支点元件。

9.如权利要求1所述的具有防抖功能的相机模组，其特征在于，该具有防抖功能的相机模组进一步包括一个弹性元件，该弹性元件连接于该可动组件与该固定组件之间。

10.如权利要求1所述的具有防抖功能的相机模组，其特征在于，该U形导磁件由镍铁合金、导电塑料或表面导电材料制成。

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