CN113259567B - 光学图像稳定化摄像装置 - Google Patents

Abstract

一种光学图像稳定化摄像装置，其包括基座、第一承载件、第二承载件、摄像模块、第一光学补偿组件、第二光学补偿组件和导引组件。第一承载件与所述基座滑动组接。第二承载件可移动地与所述第一承载件组接。第一光学补偿组件的第一力交互作用件与第二力交互作用件产生力交互作用，使第二承载件以与光学镜头的光轴相交的第一轴或/和第二轴移动而对光学镜头进行光学补偿。第二光学补偿组件包括设置在基座的第三力交互作用件和设置在第一承载件的第四力交互作用件。导引组件连接基座与第一承载件。第三力交互作用件与第四力交互作用件产生力交互作用，使第一承载件通过导引组件导引在基座上绕与光轴平行的第三轴移动，而对光学镜头进行光学补偿。

Description

光学图像稳定化摄像装置

技术领域

本申请涉及摄像装置防手震的技术领域，尤其涉及一种能够在现有四轴防手震之外再增加使镜头绕与其光轴平行的轴心旋转而起到影像补偿作用的五轴防手震功能的光学图像稳定化摄像装置。

背景技术

摄像装置通常具有防手震的机构，其用于用户在拍摄影像时可以针对用户手握的震动进行补偿，而得到质量良好的影像。现有的具有光学防手震机构的摄像装置只能对四轴的震动进行补偿，即对于与镜头光轴正交的X轴或Y轴方向的线性移动、以X轴为轴的转动(pitch)和以Y轴为轴的转动(yaw)等四个方向的手震进行补偿，但是对于与镜头光轴平行的方向(Z轴)上的手震，目前仍然无法做到补偿。

发明内容

本申请实施例提供一种光学图像稳定化摄像装置，解决目前对于与镜头光轴平行的方向(Z轴)上的手震仍然无法进行补偿的问题。

为了解决上述问题，本申请是以如下所述的方式实现：

本申请提供一种光学图像稳定化摄像装置，其包括基座、第一承载件、第二承载件、摄像模块、第一光学补偿组件、第二光学补偿组件和导引组件。第一承载件与所述基座滑动组接。第二承载件可移动地与所述第一承载件组接，摄像模块包括承载于所述第二承载件的光学镜头和图像传感器。第一光学补偿组件包括设置在第一承载件的第一力交互作用件和设置在第二承载件的第二力交互作用件，第一力交互作用件与第二力交互作用件可产生力交互作用，使第二承载件相对于第一承载件移动而对光学镜头进行光学补偿。第二光学补偿组件包括设置在基座的第三力交互作用件和设置在第一承载件的第四力交互作用件。导引组件连接基座与第一承载件。第三力交互作用件与第四力交互作用件可产生力交互作用，使第一承载件通过导引组件导引在基座上绕与光轴平行的第三轴移动，而对光学镜头进行光学补偿。

本申请的光学图像稳定化摄像装置通过第一光学补偿组件使承载光学镜头的第二承载件以与光学镜头的光轴相交的第一轴或/和第二轴移动而对光学镜头进行补偿，如此第一光学补偿组件使光学镜头在第一轴和/或第二轴的方向上移动和转动而实现四轴影像补偿，另外本申请的光学图像稳定化摄像装置通过第二光学补偿组件使第一承载件通过导引组件的导引而以与光学镜头的光轴平行的第三轴为轴心转动，体现了五轴的影像补偿，因此本申请的光学图像稳定化摄像装置比现有的四轴防手震机构，可以对光学镜头进行更多方向的影像补偿，而得到质量更好的图像。

附图说明

此处所说明的附图是用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本申请一实施例的光学图像稳定化摄像装置的立体图；

图2是图1的光学图像稳定化摄像装置的部分立体分解图；

图3是图1的光学图像稳定化摄像装置的另一视角的部分立体分解图；

图4是图1的光学图像稳定化摄像装置的俯视图；

图5是图4沿A-A线的剖视图；

图6是图4沿B-B线的剖视图；

图7是图1的光学图像稳定化摄像装置的移除基座和外壳件后的立体图；

图8是图7的部分立体分解图；

图9是图7光学图像稳定化摄像装置的移除框体和柔性电路板后的立体图；

图10是图9的光学图像稳定化摄像装置移除摄像模块承载座后的立体图；

图11是图9的俯视图；

图12是图11沿C-C线的剖视图；

图13是图1的光学图像稳定化摄像装置的第一承载件连同其所承载的摄像模块位在基座的常规位置的示意图；

图14是图13的第一承载件连同其所承载的摄像模块绕第三轴在基座上旋转-5 度的示意图；

图15是图13的第一承载件连同其所承载的摄像模块绕第三轴在基座上旋转+5 度的示意图；

图16是第一光学补偿组件与自动对焦组件配置结构的第一实施例的俯视图；

图17是第一光学补偿组件与自动对焦组件配置结构的第二实施例的俯视图。

具体实施方式

请参阅图1、图2、图3、图4、图5和图6，其中图1是本申请一实施例的光学图像稳定化摄像装置的立体图，图2是图1的光学图像稳定化摄像装置的部分立体分解图，图3是图1的光学图像稳定化摄像装置的另一视角的部分立体分解图，图4是图1的光学图像稳定化摄像装置的俯视图、图5是图4沿 A-A线的剖视图，图6是图4沿B-B线的剖视图；如图所示，本实施例的光学图像稳定化摄像装置1包括基座10、第一承载件20、第二承载件30、摄像模块40、第一光学补偿组件50、第二光学补偿组件60和导引组件70。本实施例的光学图像稳定化摄像装置1还包括第三承载件80和自动对焦组件90。

本实施例的第一光学补偿组件50可以使摄像模块40在与其光轴相交的第一轴和/或第二轴做线性移动或转动而对摄像模块进行四轴光学补偿，第二光学补偿组件60和导引组件70则使摄像模块40绕与摄像模块的光轴平行的第三轴旋转，从而实现对摄像模块进行第五轴光学补偿。以下分别对各组件的结构与功效做出说明。

如图2、图3、图5和图6所示，摄像模块40和承载摄像模块40的第二承载件30都设置在第一承载件20上，导引组件70设置在第一承载件20与基座 10之间，第二光学补偿组件60分别设置在基座10与第一承载件20上，第二光学补偿组件60驱动第一承载件20使其在基座10上通过导引组件70的导引而绕与摄像模块40平行的第三轴L3转动。如图5所示，摄像模块40包括承载于第二承载件30的光学镜头41和图像传感器42，外部光线通过光学镜头41 成像后由图像传感器42接收并转换成影像讯号。

请参阅图7、图8、图9、图10、图11和图12，其中图7是图1的光学图像稳定化摄像装置的移除基座和外壳件后的立体图，图8是图7的部分立体分解图，图9是图7光学图像稳定化摄像装置的移除框体和柔性电路板后的立体图，图10是图9的光学图像稳定化摄像装置移除摄像模块承载座后的立体图，图11是图9的俯视图，图12是图11沿C-C线的剖视图；如图所示，摄像模块 40的光学镜头41设置在第三承载件80上，第一承载件20包括第一承载件本体21和设置在第一承载件本体21的框体22。第二承载件30设置在框体22内，框体22围绕第二承载件30、第三承载件80和摄像模块40。如图8和图9所示，第二承载件30包括可绕第一轴L1摆动地设置在第一承载件20的下承载体31、可绕第二轴L2摆动地设置在下承载体31的上承载体32、和固定于上承载体32 的摄像模块承载座34，第三承载件80可移动地设置在摄像模块承载座34中。框体22具有两个相对设置的第一安装槽221，下承载体31的两个第一支撑部 311插置于第一安装槽221，从而实现可下承载体31与上承载体32一起绕第一轴L1摆动的结构，在下承载体31的上表面也设有两个第二安装槽312，第二安装槽312与第一支撑部311是交错配置在下承载体31的四个侧边，上承载体 32的两个第二支撑部321插置在第二安装槽312，从而实现上承载体32绕第二轴摆动的结构。第三承载件80设置在摄像模块承载座34，而设置于第三承载件80的光学镜头41随着下承载体31与上承载体32绕第一轴L1与第二轴L2 摆动。如图9所示，摄像模块承载座34包括上承载座341与下承载座342，上承载体32固定于上承载座341的顶侧，下承载座342连接上承载座341相对于顶侧的底侧，下承载体31环绕下承载座342，第三承载件80位于上承载座341 中，图像传感器42位于下承载座342中。

如图8、图10和图12所示，第一光学补偿组件50包括设置在第一承载件 20的第一力交互作用件51和设置在第二承载件30的第二力交互作用件52，第一力交互作用件51与第二力交互作用件52产生力交互作用，使第二承载件30 以与光学镜头41的光轴相交的第一轴L1或/和第二轴L2移动而对光学镜头41 进行光学补偿。本实施例的第一力交互作用件51为线圈，第二力交互作用件 52为永久磁铁。如图8所示，第一力交互作用件51设置在第一承载件20的框体22中，而且第一力交互作用件51的线圈为三角形，从而通过与框体22的四个角部的构型配合定位在框体22内，如图9所示，第二力交互作用件52设置在上承载座341，上承载座341包括贯穿其侧面的开口3411，第二力交互作用件52设置在开口3411。如图10和图11所示，四个第二力交互作用件52与第一力交互作用件51对应设置。当电流流经第一力交互作用件51时，会依据电流方向产生不同磁力方向的磁场，并与第二力交互作用件52的永久磁铁产生磁力交互作用，使第二力交互作用件52根据第一力交互作用件51产生的磁场而往与第二承载件30正交的不同方向推动，再通过前述下承载体31与上承载体 32的摆动结构，而使光学镜头41于第一轴L1和/或第二轴L2的方向上摆动而实现四轴光学补偿。

复参阅图2和图3，本实施例的基座10具有第一承载槽11、设置在第一承载槽11的两侧的第二承载槽12、多个凸台13和设置在第二承载槽12两侧的第一导引槽71。多个凸台13围绕而形成第一承载槽11，相邻两个凸台13间具有间距而形成第二承载槽12。第一导引槽71有多个且分别设置于多个凸台13。如图3所示，第一承载件20与基座10对应的底面设有与第一导引槽71对应的第二导引槽72。如图3和图6所示，多个球体73设置在第一导引槽71与第二导引槽72中，第一承载件20与基座10相对移动时，球体73可在第一导引槽 71与第二导引槽72中滚动，从而实现第一承载件20与基座10滑动组接。同时通过球体73设置在第一导引槽71与第二导引槽72中滚动，可以减少第一承载件20与基座10相对移动时的摩擦力，使得第一承载件20在基座10上的第一导引槽71、第二导引槽72和球体73构成导引组件70。如图2与图3所示，第一导引槽71和第二导引槽72都呈圆弧形，且第一导引槽71和第二导引槽 72的圆心位在第三轴L3上，使第一承载件20受到球体73与第一导引槽71和第二导引槽72结合结构的限制而绕第三轴L3转动。球体73包括两个第一球 731与位于两个第一球731之间的第二球732，第一球731接触第一导引槽71 与第二导引槽72，第二球732的直径小于第一球731的直径。因此两个第一球 731在第一导引槽71与第二导引槽72中滚动时，位在两个第一球731间的第二球732使两个第一球731不会直接接触，从而避免两个第一球731接触卡死。

如图2和图3所示，第二光学补偿组件60包括设置在基座10的第三力交互作用件61和设置在第一承载件20的第四力交互作用件62。第三力交互作用件61设置在基座10的第二承载槽12。导引组件70连接基座10与第一承载件 20。如图2所示，第三力交互作用件61为线圈，如图3所示，第四力交互作用件62为永久磁铁。当电流流经第三力交互作用件61时，会依据电流方向产生不同磁力方向的磁场，并与第四力交互作用件62的永久磁铁产生磁力交互作用，使第四力交互作用件62根据第三力交互作用件61产生的磁场而往与基座 10水平的不同方向推动，使第一承载件20通过导引组件70导引在基座10上绕与摄像模块40的光轴平行的第三轴L3移动，而对光学镜头41进行光学补偿。第二光学补偿组件60还包括侦测第四力交互作用件62的位置的霍尔效应传感器63。在一些实施例中，霍尔效应传感器63设置于基座10上且位于第三力交互作用件61之间，第三力交互作用件61的线圈围绕于霍尔效应传感器63。

因此，除了前述第一力交互作用件51与第二力交互作用件52产生磁力交互作用，而且通过下承载体31与上承载体32的摆动结构，使光学镜头41在与光轴正交的第一轴L1和/或第二轴L2的方向上摆动而实现四轴光学补偿以外，通过第三力交互作用件61与第四力交互作用件62产生磁力交互作用，而且通过第一承载件20通过导引组件70导引在基座10绕与摄像模块40的光轴平行的第三轴L3移动，从而实现了第五轴的光学补偿。

请参阅图13、图14和图15，其中，图13是图1的光学图像稳定化摄像装置的第一承载件连同其所承载的摄像模块位在基座的常规位置的示意图，图14 是图13的第一承载件连同其所承载的摄像模块绕第三轴在基座上旋转-5度的示意图，图14是图12的第一承载件连同其所承载的摄像模块绕第三轴在基座上旋转+5度的示意图。如图所示，第一承载件20在基座10上绕第三轴L3在预定的补偿角度范围内转动，本实施例的补偿角度范围为±5度。如图1所示，还包括设置于基座10且围绕第一承载件20的外壳件100，第一承载件20具有角部23，第一承载件20的两个相邻且构成角部23的侧边25、26在靠近角部 23处与侧边25、26的其他部分间具有倾斜角，使第一承载件20在上述补偿角度范围内转动时不与外壳件100产生干涉。第一承载件20靠近角部23的侧边 25、26形成内缩的结构，这样即使第一承载件20在上述±5度的范围内旋转，第一承载件20的角部23也不会与外壳件100产生干涉。

如此，除了现有的四轴防手震的光学补偿以外，本申请的摄像装置实现了第五轴的光学补偿，从而体现了五轴防手震的功能。

复参阅图10和图12，本实施例的自动对焦组件90包括对焦力交互作用件 91，对焦力交互作用件91设置在第三承载件80。第三承载件80包括第三承载件本体81和弹性支持件82，光学镜头41设置在第三承载件本体81，本实施例的第三承载件本体81呈圆筒状，光学镜头41以螺纹锁固在第三承载件本体81 的内周面。弹性支持件82连接第三承载件本体81和第二力交互作用件52，第三承载件80能与第二力交互作用件52相对移动。本实施例的对焦力交互作用件91为线圈，对焦力交互作用件91以环绕的方式设置在第三承载件本体81，即对焦力交互作用件91的线圈环绕于圆筒状的第三承载件本体81的外周面。而且对焦力交互作用件91与第一力交互作用件51设置在第二力交互作用件52 的相对两侧。如图12所示，第二力交互作用件52具有在沿光轴方向上的相对的上、下侧521、522和在与光轴正交方向上的相对的左、右侧523、524，第一力交互作用件51与对焦力交互作用件91分别与第二力交互作用件52的左、右侧523、524对应。

如图10所示，本实施例的弹性支持件82的数量为至少两个，两个弹性支持件82分别连接第三承载件本体81的相对两侧和第二力交互作用件52的相对两侧且位述对焦力交互作用件91的相对两侧，两个弹性支持件82分别连接第二力交互作用件52的上、下侧521、522而且第二力交互作用件52也夹设于两个弹性支持件82之间，下方的弹性支持件82连接于承载第二力交互作用件52 的支撑板33。当成像于图像传感器42的影像模糊而需要进行自动对焦时，电流流经对焦力交互作用件91，对焦力交互作用件91会依据电流方向产生不同磁力方向的磁场，并与第二力交互作用件52的永久磁铁产生磁力交互作用，使对焦力交互作用件91本身连同第三承载件本体81沿着光学镜头41的光轴方向前后移动，从而实现自动对焦的目的。

如此，第一光学补偿组件50与自动对焦组件90可共享第二力交互作用件 52，从而减少零件的数量，而且使整体补偿与对焦机构占用较少的空间，可以使摄像装置的体积更加地小型化，适用于现今更加轻量和薄型化的行动装置。

请参阅图16和图17，其中图16是第一光学补偿组件与自动对焦组件配置结构的第一实施例的俯视图，图17是第一光学补偿组件与自动对焦组件配置结构的第二实施例的俯视图；如图所示，第一光学补偿组件50的第一力交互作用件51与第二力交互作用件52的形状和配置可以有不同的结构，如图16所示，第一力交互作用件51和第二力交互作用件52设置在第一承载件20与第二承载件30的四个对角，而对焦力交互作用件91呈八角形而环绕第三承载件80。如图17所示，第一力交互作用件51和第二力交互作用件52设置在第一承载件20与第二承载件30的四个侧边，而对焦力交互作用件91呈正方形而环绕第三承载件80。

如前所述，要实现第一力交互作用件51与第二力交互作用件52之间的力交互作用、第三力交互作用件61与第四力交互作用件62之间的力交互作用和对焦力交互作用件91与第二力交互作用件52，则需要控制各线圈的电流方向，因此如图7和图8所示，还包括电路模块110，其用于连接外部电子装置与摄像装置，外部电子装置的控制讯号和电源可以经由电路模块控制各线圈的电流方向，从而起到上述补偿与对焦的作用。电路模块110环绕第一承载件20的框体22，电路模块110包括柔性电路板111和设置在柔性电路板111的电连接器112(如图2所示)。如图8所示，柔性电路板111包括设置在所述第二承载件 30的底板部1111和与底板部1111连接且环绕框体22的环绕部1112，底板部 1111设置于第二承载件30内而且与图像传感器42电连接，电连接器112设置于环绕部1112。环绕部1112包括分别与底板部1111连接的第一环绕体1113 和第二环绕体1114，第一环绕体1113与第二环绕体1114沿相反方向绕框体22 延伸，框体22远离电连接器112的后方侧壁设置穿槽222，而且第一环绕体1113 与第二环绕体1114从框体22后方的穿槽222垂直延伸而后沿水平方向环绕框体22，但是与框体22保持间距。电连接器112有两个，两个电连接器112分别设置于第一环绕体1113与第二环绕体1114远离底板部1111的一端。

本申请的光学图像稳定化摄像装置通过第一光学补偿组件使承载光学镜头的第二承载件以与光学镜头的光轴相交的第一轴或/和第二轴移动而对光学镜头进行补偿，如此第一光学补偿组件使光学镜头在第一轴和/或第二轴的方向上移动和转动而实现四轴影像补偿，另外本申请的光学图像稳定化摄像装置通过第二光学补偿组件使第一承载件通过导引组件的导引而以与光学镜头的光轴平行的第三轴为轴心转动，体现了五轴的影像补偿，因此本申请的光学图像稳定化摄像装置比现有的四轴防手震机构，可以对光学镜头进行更多方向的影像补偿，而得到质量更好的图像。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (9)

1.一种光学图像稳定化摄像装置，其特征在于，包括：

基座；

第一承载件，与所述基座滑动组接；

第二承载件，可移动地与所述第一承载件组接；

摄像模块，包括承载于所述第二承载件的光学镜头和图像传感器；

第一光学补偿组件，包括设置在所述第一承载件的第一力交互作用件和设置在所述第二承载件的第二力交互作用件，所述第一力交互作用件与所述第二力交互作用件被配置为产生力交互作用，使所述第二承载件相对于所述第一承载件移动而对所述光学镜头进行光学补偿；

第二光学补偿组件，包括设置在所述基座的第三力交互作用件和设置在所述第一承载件的第四力交互作用件；

导引组件，连接所述基座与所述第一承载件；

其中所述第三力交互作用件与所述第四力交互作用件被配置为产生力交互作用，使所述第一承载件通过所述导引组件导引而在所述基座上绕与所述光学镜头的光轴平行的轴移动而对所述光学镜头进行光学补偿；

其中所述导引组件包括设置在所述基座的第一导引槽、设置在所述第一承载件且与所述第一导引槽对应的第二导引槽和设置在所述第一导引槽与所述第二导引槽内且与所述基座和所述第一承载件滚动组接的两个第一球与位于所述两个第一球之间的第二球，所述两个第一球接触所述第一导引槽与所述第二导引槽，所述第二球的直径小于所述两个第一球的直径。

2.如权利要求1所述的光学图像稳定化摄像装置，其特征在于，所述第三力交互作用件为线圈，所述第四力交互作用件为磁铁。

3.如权利要求2所述的光学图像稳定化摄像装置，其特征在于，所述第二光学补偿组件还包括设置于所述基座的霍尔效应传感器，所述第三力交互作用件围绕所述霍尔效应传感器。

4.如权利要求1所述的光学图像稳定化摄像装置，其特征在于，还包括设置于所述基座且围绕所述第一承载件的外壳件，所述第一承载件具有角部，所述第一承载件的两个相邻且构成所述角部的侧边在靠近所述角部处与所述侧边的其他部分间具有倾斜角。

5.如权利要求1所述的光学图像稳定化摄像装置，其特征在于，所述第一导引槽和所述第二导引槽为圆弧形，且与所述光轴平行的所述轴通过所述第一导引槽和所述第二导引槽的圆心。

6.如权利要求1所述的光学图像稳定化摄像装置，其特征在于，所述基座包括第一承载槽、第二承载槽与多个凸台，所述多个凸台围绕所述第一承载槽，所述第二承载槽位于所述多个凸台的其中相邻两个之间，所述第一导引槽有多个且分别设置于所述多个凸台，所述第三力交互作用件设置于所述第二承载槽。

7.如权利要求1所述的光学图像稳定化摄像装置，其特征在于，还包括电路模块，所述第一承载件包括第一承载件本体与设置在所述第一承载件本体上且围绕所述摄像模块和所述第二承载件的框体，所述电路模块包括环绕所述框体的柔性电路板和设置在所述柔性电路板一端且位于所述框体外侧的电连接器，所述电路模块电连接于所述图像传感器。

8.如权利要求7所述的光学图像稳定化摄像装置，其特征在于，所述柔性电路板包括设置在所述第一承载件内的底板部和与所述底板部连接且环绕所述框体的环绕部，所述电连接器设置于所述环绕部远离所述底板部的一端。

9.如权利要求8所述的光学图像稳定化摄像装置，其特征在于，所述框体具有穿槽，所述底板部位于所述框体内，所述环绕部包括分别与所述底板部连接的第一环绕体和第二环绕体，所述第一环绕体与所述第二环绕体穿过所述穿槽且沿相反方向绕所述框体延伸，所述电连接器有两个，所述两个电连接器分别设置于所述第一环绕体与所述第二环绕体远离所述底板部的一端。

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