CN111665677B - 折叠电路板结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及防抖云台领域，具体涉及了一种折叠电路板结构，其特征在于，包括依次相连接的固定载板、至少一个连接部件和活动载板；每个连接部件和与其相邻的至少一个连接部件在参考平面上沿相互倾斜设置的两个方向布置，参考平面平行于固定载板，部分或全部所述连接部件上设有折叠结构；折叠结构包括多个首尾相连的连接载板，相邻的两个连接载板非共面设置且二者通过弯折载板相连接，使多个连接载板和弯折载板形成S形，折叠结构可以实现活动载板相对固定载板绕多轴摆动，而且该折叠电路板结构的折叠结构可确保多轴上的弹性系数基本相同，避免云台出现多个运动轴上的防抖功耗不一致的现象，降低防抖云台的整体功耗。

Description

折叠电路板结构
技术领域
本发明涉及防抖云台领域，特别是涉及一种折叠电路板结构。
背景技术
近年来具有拍摄功能的小型移动装置十分普及，应用范围亦不断扩展，包括航拍﹑运动相机﹑以及行车记录仪。在所述装置中，包含至少一颗小型相机模组(Compact cameramodule)。因此，所述模组的市场很庞大，增长亦稳步上扬。
在拍照及拍影片时，所述装置拍出来的照片及影片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小型防抖技术。当中，通过机械方法补偿因振动做成的影像模糊及晃动，改进影像质素的效果最为优秀。所述机械方法可以是通过防抖致动器平移一组镜头(参考专利文献：CN104204934A﹑US20140333784A1)，或旋转一组镜头及影像传感器(参考专利文献：CN102934021B﹑US9229244B2)，达致防抖效果。第二种的旋转式机械方法的防抖效果通常比第一种平移式机械方法更佳，因此本发明中的小型电路板设计亦主要针对旋转式方法。
由于旋转式防抖致动器在防抖过程中需要移动影像传感器，所以连接影像传感器的电路板需要通过能导电的弹性结构连接其他不动结构，让其他外部部件(例如：小型移动装置主板上的单片机及供电部件)能够和影像传感器在电路上连接及沟通，摄取图像及提供电源。
所述弹性结构都常是由软性电路板(Flexible Printed Circuit Boards)组成，并有良好的多轴弹性及抗跌性，能抵受跌落时的撞击及加速力，并且在防抖过程中不影响致动器中可动结构的多轴运动。
针对旋转式防抖致动器，现有电路板设计可分为两类。第一类(参考专利文献：CN107315302A﹑CN208399865U)是不需要折叠的，电路板中连接可动及不动部份的弹性变形部份在一个平面上，通过特别的电路板设计达致多轴旋转自由度。这种技术的优点是所需空间较小，生产工艺简单，成本较低。
第二类(参考专利文献：CN106338873B﹑CN109752863A)是通过最多三次卷曲，达致多轴自由度。这种设计的优点是可以提供最多三轴旋转自由度。
在第一类现有技术中(参考专利文献：CN107315302A﹑CN208399865U)，虽然能提供多轴旋转自由度，但是沿光轴旋转方向(翻滚)的弹簧系数通常比其余两轴的大很多(偏摆及俯仰)，导致翻滚方向的功耗过大，难以实现翻滚防抖，或者降低电池续航力。
在第二类现有技术中(参考专利文献：CN106338873B﹑CN109752863A)，为了弹性结构有良好的多轴弹性及抗跌性，组成弹性结构的软性电路板都常需要卷曲，或者需要较长的形状。这样的设计需要占用防抖致动器较多的空间，妨碍防抖致动器的小型化发展。另外，这一类的设计多轴旋转弹簧系数通常都较高，所以平均防抖功耗会较高；而且很难把每个轴的弹簧系数造成是很接近，导致不同方向的功耗差异较大，有一些方向的功耗会比其他方向的高。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种，以解决现有的防抖云台的弹性电路板难以实现多轴防抖以及多个方向的防抖功耗差异大的问题。
基于此，本发明提供了一种折叠电路板结构，包括依次相连接的固定载板、至少一个连接部件和活动载板；
每个所述连接部件和与其相邻的至少一个连接部件在参考平面上沿相互倾斜设置的两个方向布置，所述参考平面平行于所述固定载板，部分或全部所述连接部件上设有折叠结构；
所述折叠结构包括多个首尾相连的连接载板，相邻的两个所述连接载板非共面设置且二者通过弯折载板相连接，使多个所述连接载板和弯折载板形成S形。
作为优选的，相邻的两个所述连接载板倾斜设置，且二者的夹角为0～45°。
作为优选的，相邻的两个所述连接载板之间的夹角为3°。
作为优选的，所述连接载板在其延伸方向上的宽度比所述连接载板在其延伸方向上的厚度大至少一倍。
作为优选的，每个所述连接部件和与其相邻的所述连接部件在参考平面上的夹角为45～135°。
作为优选的，每个所述连接部件和与其相邻的所述连接部件在参考平面上的夹角为90°。
作为优选的，所述连接部件的数量设有两个，并分别记为第一连接部件和第二连接部件，所述固定载板、第一连接部件、第二连接部件和活动载板依次相连接；
所述第一连接部件和第二连接部件在参考平面上沿相互倾斜设置的两个方向布置，所述参考平面平行于所述固定载板，所述第一连接部件和/或所述第二连接部件上设有折叠结构。
作为优选的，所述第一连接部件和第二连接部件的数量均设有两个，所述活动载板的两侧均设有所述第一连接部件和第二连接部件。
作为优选的，每个所述连接部件的折叠结构具有至少三个所述弯折载板。
作为优选的，相机模组的图像传感器设于所述活动载板。
本发明的折叠电路板结构，其特征在于，包括依次相连接的固定载板、至少一个连接部件和活动载板；每个连接部件和与其相邻的至少一个连接部件在参考平面上沿相互倾斜设置的两个方向布置，参考平面平行于固定载板，部分或全部所述连接部件上设有折叠结构；折叠结构包括多个首尾相连的连接载板，相邻的两个连接载板非共面设置且二者通过弯折载板相连接，使多个连接载板和弯折载板形成S形，折叠结构可以实现活动载板相对固定载板绕多轴摆动，而且该折叠电路板结构的折叠结构可确保多轴上的弹性系数基本相同，避免云台出现多个运动轴上的防抖功耗不一致的现象，降低防抖云台的整体功耗。
附图说明
图1是本发明实施例的折叠电路板结构的结构示意图之一；
图2是本发明实施例的折叠电路板结构的俯视示意图之一；
图3是本发明实施例的折叠电路板结构的折叠结构示意图之一；
图4是本发明实施例的折叠电路板结构的结构示意图之二；
图5是本发明实施例的折叠电路板结构的俯视示意图之二；
图6是本发明实施例的折叠电路板结构的相互倾斜的连接载板的结构示意图；
图7是本发明实施例的折叠电路板结构的结构示意图之三；
图8是本发明实施例的折叠电路板结构的相互平行的连接载板的结构示意图；
图9是本发明实施例的折叠电路板结构的连接子板的结构示意图。
其中，1、固定载板；2、第一连接部件；3、第二连接部件；4、活动载板；5、折叠结构；51、连接载板；511、连接子板；52、弯折载板；6、图像传感器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
结合图1至图9所示，示意性地显示了本发明的折叠电路板结构，包括依次相连接的固定载板1、至少一个连接部件和活动载板4，其中，连接部件的数量可以是一个，也可以是多个，如图1，连接部件的数量仅设有一个，此处记该连接部件为第一连接部件2。
该折叠电路板结构主要用于微型防抖云台，微型防抖云台具有不动结构和可动结构，相机模组安装在可动结构上，可动结构相对不动结构运动以抵消外界给予不动结构的运动，实现防抖功能。具体地，固定载板1安装在云台的不动结构上，活动载板4安装在云台的可动结构上，活动载板4上设置有图像传感器6，固定载板1、连接部件和活动载板4上设有导电体，图像传感器6通过导电体电连接于微型防抖云台外部的电路元件(如主控板)。
在某些可选的实施例中，如图4，连接部件的数量设有两个，并分别记为第一连接部件2和第二连接部件3，固定载板1、第一连接部件2、第二连接部件3和活动载板4依次相连接，第一连接部件2和第二连接部件3在参考平面上沿相互倾斜设置的两个方向布置，参考平面平行于固定载板1，其中，第一连接部件2和第二连接部件3优选为相互垂直设置，第一连接部件2和/或第二连接部件3上设有折叠结构5。
折叠结构5包括多个首尾相连的连接载板51，相邻的两个连接载板51非共面设置且二者通过弯折载板52相连接，使多个连接载板51和弯折载板52形成S形，即相邻的两个连接载板51可以是相互平行的(如图8)，也可以是相互倾斜设置的(如图6)，相邻的两个连接载板51之间的夹角为0～45°。结合图3所示，折叠结构5中的连接载板51的数量可以是四个，对应的，由于相邻的两个连接载板51通过一弯折载板52相连接，因此弯折载板52的数量为三个，可选的，相邻的两个所述连接载板51之间的夹角为3°，该类结构的折叠结构5可以实现活动载板4相对固定载板1绕多轴摆动，而且该折叠电路板结构的折叠结构5可确保多轴上的弹性系数基本相同，避免云台出现多个运动轴上的防抖功耗不一致的现象，降低防抖云台的整体功耗。
优选的，连接载板51在其延伸方向上的宽度比连接载板51在其延伸方向上的厚度大至少一倍。
固定载板1、第一连接部件2、第二连接部件3和/或活动载板4上可设置位置传感器，位置传感器用于检测活动载板4(云台的可动结构)的位移或旋转幅度，实现防抖控制。
结合图4和图7，第一连接部件2和第二连接部件3的数量均设有两个，活动载板4的两侧均设有上述的第一连接部件2和第二连接部件3，第一连接部件2和第二连接部件3在参考平面上的夹角为45～135°，在某些可选的实施例中可以为90°。两个第二连接部件3均连接于活动载板4的一侧，第一连接部件2和第二连接部件3之间通过一平板状的中间连接部件连接。
由于第一连接部件2和第二连接部件3的延伸方向不同，即二者所配备的折叠结构5的延伸方向不同，因此多个折叠结构5可分担云台的可动结构在不同方向上位移所需的变形。例如，当活动载板4沿X轴方向相对固定载板1运动时，第一连接部件2上的折叠结构5变形以提供活动载板4在X轴方向所需的自由度；当活动载板4沿Y轴方向相对固定载板1运动时，第二连接部件3上的折叠结构5变形以提供活动载板4在Y轴方向所需的自由度。而当活动载板4绕X轴、Y轴或Z轴摆动时，第一连接部件2和第二连接部件3上的折叠结构5均可变形以提供活动载板4所需的自由度。其中，X轴、Y轴和Z轴两两相垂直设置。本发明的折叠电路板结构中的连接载板51和弯折载板52均为板状结构，其弹性系数较低，有利于提升云台的防抖表现并降低云台功耗。
当折叠结构5中相邻的两个连接载板51是相互平行时，折叠结构5的延伸长度可以更小，以节省本发明的折叠电路板结构的空间占用，这有利于缩小微型防抖云台的体积。
在生产的过程中，可以通过现有的冷压或热压工艺以使得弯折载板52具有一定的弧度。
如图9所示，连接载板51包括至少两个相互平行设置的连接子板511，相邻的两个连接子板511之间留有间隙，而弯折载板52不采用上述连接载板51的分层设计。分层设计的连接载板51有利于降低其弹性系数。
上述的折叠结构5能够抵御一般跌落过程中可能出现的猛烈冲击，且折叠结构5不会出现永久变形，有效地提高了该折叠电路板结构的可靠性。
在某些可选的实施例中，第一连接部件2的折叠结构5具有五个弯折载板52，第二连接部件3的折叠结构5具有七个弯折载板52。当然，在上述的固定载板1、第一连接部件2、第二连接部件3或活动载板4增加圆角或倒角设计，均在本发明的保护范围内。
本发明的有益效果包括：
1.改进现有电路板设计，提供多轴自由度及减低多轴弹性系数，尤其是翻滚方向的；
2.降低微型云台防抖相机模组的功耗及体积；
3.采用电路板设计的防抖相机模组，能支持多轴防抖，在尺寸、可靠性及成本上都可以更有优势。
综上所述，本发明的折叠电路板结构，其特征在于，包括依次相连接的固定载板1、至少一个连接部件和活动载板4；每个连接部件和与其相邻的至少一个连接部件在参考平面上沿相互倾斜设置的两个方向布置，参考平面平行于固定载板1，部分或全部连接部件上设有折叠结构5；折叠结构5包括多个首尾相连的连接载板51，相邻的两个连接载板51非共面设置且二者通过弯折载板52相连接，使多个连接载板51和弯折载板52形成S形，折叠结构5可以实现活动载板4相对固定载板1绕多轴摆动，而且该折叠电路板结构的折叠结构5可确保多轴上的弹性系数基本相同，避免云台出现多个运动轴上的防抖功耗不一致的现象，降低防抖云台的整体功耗。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种折叠电路板结构，其特征在于，包括依次相连接的固定载板、至少两个连接部件和活动载板；
每个所述连接部件和与其相邻的至少一个所述连接部件在参考平面上沿相互倾斜设置的两个方向布置，所述参考平面平行于所述固定载板，全部所述连接部件上设有折叠结构；
所述折叠结构包括多个首尾相连的连接载板，相邻的两个所述连接载板非共面设置且二者通过弯折载板相连接，使多个所述连接载板和弯折载板形成S形，所述连接载板朝向所述弯折载板的延伸方向与所述参考平面相交；
所述连接载板包括至少两个相互平行设置的连接子板，相邻的两个连接子板之间留有间隙。
2.根据权利要求1所述的折叠电路板结构，其特征在于，相邻的两个所述连接载板倾斜设置，且二者的夹角为0～45°。
3.根据权利要求2所述的折叠电路板结构，其特征在于，相邻的两个所述连接载板之间的夹角为3°。
4.根据权利要求1所述的折叠电路板结构，其特征在于，所述连接载板在其延伸方向上的宽度比所述连接载板在其延伸方向上的厚度大至少一倍。
5.根据权利要求1所述的折叠电路板结构，其特征在于，每个所述连接部件和与其相邻的所述连接部件在参考平面上的夹角为45～135°。
6.根据权利要求5所述的折叠电路板结构，其特征在于，每个所述连接部件和与其相邻的连接部件在参考平面上的夹角为90°。
7.根据权利要求1所述的折叠电路板结构，其特征在于，所述连接部件的数量设有两个，并分别记为第一连接部件和第二连接部件，所述固定载板、第一连接部件、第二连接部件和活动载板依次相连接；
所述第一连接部件和第二连接部件在参考平面上沿相互倾斜设置的两个方向布置，所述第一连接部件和/或所述第二连接部件上设有折叠结构。
8.根据权利要求7所述的折叠电路板结构，其特征在于，所述第一连接部件和第二连接部件的数量均设有两个，所述活动载板的两侧均设有所述第一连接部件和第二连接部件。
9.根据权利要求1所述的折叠电路板结构，其特征在于，每个所述连接部件的折叠结构具有至少三个所述弯折载板。
10.根据权利要求1所述的折叠电路板结构，其特征在于，相机模组的图像传感器设于所述活动载板。
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