CN113923366A - 致动器和sensor-shift摄像模组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了致动器和sensor‑shift摄像模组，该致动器包括多个弓形组件，所有弓形组件间隔布置，所述弓形组件包括弓本体和形状记忆合金线，所述弓本体具有两弹臂，所述形状记忆合金线分别连接两所述弹臂，所述形状记忆合金线通电后收缩以使两所述弹臂朝向目标物运动并推动所述目标物移动；本发明的结构简单、致动方式易于控制、防抖性能好，且能够有效实现X‑Y平面的定向抖动校正。

Description

致动器和sensor-shift摄像模组

技术领域

本发明涉及摄像头设备技术领域，尤其涉及致动器和sensor-shift摄像模组。

背景技术

随着科学的进步和技术的发展，现有诸如手机、平板电脑及笔记本等移动电子设备迎来了飞速的发展，***头模组是上述移动电子设备的一个重要功能模块。为了获得较好的拍摄效果，现有***头模组一般具有防抖功能。

然而，现有***头模组的致动器及防抖结构复杂，装配过程繁琐，后期维修维护代价高，大大增加了企业的制造成本和用户的维修维护成本，不适于大规模生产应用。

发明内容

本发明的目的是提供致动器和sensor-shift摄像模组，其结构简单、致动方式易于控制、防抖性能好，且能够有效实现X-Y平面的定向抖动校正。

为了实现上有目的，本发明公开了一种致动器，其包括多个弓形组件，所有弓形组件间隔布置，所述弓形组件包括弓本体和形状记忆合金线，所述弓本体具有两弹臂，所述形状记忆合金线分别连接两所述弹臂，所述形状记忆合金线通电后收缩以使两所述弹臂朝向目标物运动并推动所述目标物移动。

与现有技术相比，本发明的致动器包括多个弓形组件，所有弓形组件间隔布置，所述弓形组件包括弓本体和形状记忆合金线，所述弓本体具有两弹臂，所述形状记忆合金线分别连接两所述弹臂，所述形状记忆合金线通电后收缩以使两所述弹臂朝向目标物运动并推动所述目标物移动，利用形状记忆合金线的通电收缩特性驱动弓本体变形，以实现弓本体对目标物的精准推动，其结构简单且致动方式易于控制，适于大规模推广应用。

较佳地，所述弓形本体包括两弓形构件，所述弓形构件包括固定部、连接部和所述弹臂，所述弹臂的一端连接所述固定部，另一端连接所述连接部，所述形状记忆合金线的两端分别连接在所述弓形本体的两所述连接部。

较佳地，所述弓形构件还包括顶推块，所述顶推块设于所述弹臂的连接部，所述顶推块朝向所述动平台凸伸形成凸起。

较佳地，所述固定部安装在所述目标物上，所述弹臂远离所述固定部的一端延伸并弯折形成供所述连接部固定的过渡部。

较佳地，所述连接部和弹臂呈一体成型结构。

相应地，本发明还公开了一种sensor-shift摄像模组，其包括框体、承载台、动平台、图像传感器、致动器和悬挂机构，所述框体呈框架结构，所述框架结构围成安装区域；所述承载台位于所述安装区域内并与所述框体呈相对静止，所述承载台与框体之间具有间隙以形成活动区域，所述承载台用于安装摄像头本体；所述动平台位于所述活动区域内并可沿X轴方向和/或Y轴方向移动；所述图像传感器安装于所述动平台上并与所述摄像头本体相对应，所述图像传感器可跟随所述动平台同步地移动；所述致动器如上所述，所述目标物为所述动平台，所述弹臂朝向所述动平台运动并推动所述动平台移动；所述悬挂机构用于将所述动平台悬挂于所述活动区域内，所述形状记忆合金线未导通时，所述动平台位于初始状态，所述悬挂机构恒提供将所述动平台沿X轴方向和Y轴方向分别复位至初始状态的弹性力。

较佳地，所述框体呈矩形状设置，所述致动器包括四所述弓形组件，所述框体的四侧分别设有所述弓形组件，四所述弓形组件中的一者用于推动所述动平台沿X轴正方向运动，另一者用于推动所述动平台沿X轴负方向运动，又一者用于推动所述动平台沿Y轴正方向运动，再一者用于推动所述动平台沿Y轴负方向运动。

较佳地，所述动平台呈矩形状设置，所述动平台包括底板和侧板，所述侧板立设在所述底板的边沿，所述底板和侧板共同围成所述动平台，所述动平台位于所述活动区域内时，所述动平台的底板位于所述承载台的下方，所述侧板位于所述框体和承载台之间。

较佳地，所述图像传感器安装在所述底板，所述底板开设有避让孔，所述图像传感器通过所述避让孔捕获所述摄像头本体输出的图像信息。

较佳地，所述悬挂机构包括若干悬挂弹片，所有悬挂弹片呈间隔地环设在所述动平台的周侧，且所述悬挂弹片位于所述框体和动平台之间，所述悬挂弹片的一侧面连接所述动平台，另一侧面连接所述框体。

较佳地，所述sensor-shift摄像模组还包括柔性电路板，所述柔性电路板于所述活动区域内并贴合安装在所述悬挂弹片的侧壁，所述柔性电路板分别电连接所述承载台、图像传感器和形状记忆合金线。

相应地，本发明还公开了一种防抖摄像头，其包括摄像头本体、壳体和sensor-shift摄像模组，所述sensor-shift摄像模组如上所述，所述sensor-shift摄像模组设于所述壳体内，且所述壳体分别连接所述框体和承载台。

较佳地，所述壳体包括外盖和底座，所述底座分别连接所述框体和外盖，所述外盖分别连接所述框体和承载台。

附图说明

图1是本发明的防抖摄像头的结构示意图；

图2是图1拆除外盖后的结构示意图；

图3是本发明的防抖摄像头的分解示意图；

图4是图1拆除壳体、承载台、动平台、图像传感器和柔性电路板后的结构示意图；

图5是本发明的弓形组件的结构示意图；

图6是本发明的悬挂机构的结构示意图；

图7是本发明的悬挂机构的又一结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1所示，本实施例的防抖摄像头1000包括摄像头本体(图中未示)、壳体200和sensor-shift摄像模组100，这里的sensor-shift摄像模组100为基于图像传感器40原理实现防抖的摄像模组，该sensor-shift摄像模组100设于壳体200内，另外，本实施例的摄像头本体可以为变焦摄像头，也可以为定焦摄像头。下面对该sensor-shift摄像模组100的结构进行详细描述。

请参阅图1-图5所示，本实施例的sensor-shift摄像模组100包括框体10、承载台20、动平台30、图像传感器40、致动器和悬挂机构，其中，框体10呈框架结构，该框架结构围成安装区域。

承载台20位于安装区域内并与框体10呈相对静止，承载台20与框体10之间具有活动间隙以形成活动区域，承载台20用于安装该摄像头本体。承载台20开设有与摄像头本体相匹配的安装孔21，该安装孔21为圆形孔，摄像头本体通过安装孔21固定在承载台20上。

壳体200分别连接框体10和承载台20，以实现框体10和承载台20的固定，及框体10和承载台20之间的相对静止。较佳地，壳体200包括外盖210和底座220，该外盖210和底座220可盖合连接以形成供置入sensor-shift摄像模组100的封闭空间，其中，底座220分别连接框体10和外盖210，外盖210分别连接框体10和承载台20。

动平台30位于活动区域内并可沿X轴方向和Y轴方向移动，图像传感器40安装于动平台30上并与摄像头本体相对应，图像传感器40可跟随动平台30同步地移动，摄像头本体将获得的图像信息沿安装孔21供图像传感器40捕获。

致动器包括多个弓形组件50，所有弓形组件50间隔安装在框体10上，弓形组件50包括弓本体51和形状记忆合金线52，弓本体51具有两个弹臂5113，形状记忆合金线52分别连接两弹臂5113，形状记忆合金线52通电后收缩以使两弹臂5113朝向动平台30运动并推动动平台30沿指定方向移动。可以理解的是，形状记忆合金线52为一种在通电情况下能够发生收缩形变的合金线，通过控制通电电流的大小可以控制该形状记忆合金线52的收缩速度、收缩程度。

悬挂机构用于将动平台30悬挂于活动区域内，形状记忆合金线52未导通时，动平台30位于初始状态，悬挂机构恒提供将动平台30沿X轴方向和Y轴方向分别复位至初始状态的弹性力。

请参阅图1-图5所示，本实施例的弓形本体包括两个呈对称设置的弓形构件511，弓形构件511包括固定部5111、连接部5112和弹臂5113，固定部5111安装在框体10侧壁，弹片5112的一端连接固定部5111，另一端连接连接部5112，形状记忆合金线52的两端分别连接在弓形本体的两个连接部5112上。较佳地，弹臂5113远离固定部5111的一端延伸并弯折形成供连接部5112固定的过渡部51131，减小连接部5112到动平台30的距离，以使形状记忆合金线52提供较小形变推动力即可实现对动平台30的有效推动。较佳地，该连接部5112、过渡部51131和弹臂5113呈一体成型结构，以提升弓形构件511的刚性，并降低组装难度。

进一步地，框体10的侧壁开设有供该固定部5111嵌入并固定的嵌入槽11，以避免固定部5111突出于框体10侧壁，具体地，嵌入槽11设于框体10远离动平台30的一侧，嵌入槽11开设有供弹臂5113伸入至活动区域内的缺口111。

进一步地，该弓形构件511还包括顶推块5114，顶推块5114顶推块设于弹臂5113的连接部5112上，顶推块5114朝向动平台30凸伸形成凸起51141，以进一步缩小连接部5112到动平台30的距离。较佳者，该顶推块5114为塑胶件，弹臂5113带动该顶推块5114同步动作，间接抵接并推动动平台30移动，此时，顶推块5114推动动平台30移动，顶推块5114与动平台30之间产生一定摩擦力，顶推块5114起到耐磨和减小摩擦系数的作用，另外，顶推块5114还能有效避免因弹臂5113和动平台30直接抵接而造成刮花，并能够避免因弹臂5113与动平台30的突然碰撞而造成零部件损坏。

较佳地，框体10呈矩形状设置，致动器包括四弓形组件50，框体10的四个侧面分别设有弓形组件50，四弓形组件50中的一者用于推动动平台30沿X轴正方向运动，另一者用于推动动平台30沿X轴负方向运动，又一者用于推动动平台30沿Y轴正方向运动，再一者用于推动动平台30沿Y轴负方向运动。通过上述设置，以使动平台30能够受到沿X轴正方向、X轴负方向、Y轴正方向和Y轴负方向的推动力，从而实现动平台30沿X轴正方向、X轴负方向、Y轴正方向和Y轴负方向的抖动定向移动

当单个弓形组件50的形状记忆合金线52导通时，该形状记忆合金线52流过电流而收缩，形状记忆合金线52同时拉动两弹臂5113相互靠近，以使两弹臂5113之间的夹角变小，导致弹臂5113朝向动平台30运动并最终推动动平台30沿X轴/Y轴的正方向或负方向移动。

下面以沿动平台30的X轴正方向布置的弓形组件50为例进行说明，该形状记忆合金线52通电时，该形状记忆合金线52流过电流而收缩，形状记忆合金线52同时拉动两弹臂5113相互靠近，以使两弹臂5113之间的夹角变小，导致弹臂5113朝向动平台30运动并最终推动动平台30沿X轴负方向移动，以主动校准动平台30在X轴负方向的抖动。具体地，通过控制流经形状记忆合金线52的电流大小，以控制动平台30的移动距离，从而控制图像传感器40在X-Y平面的抖动校正。

值得注意的是，沿动平台30的X轴负方向、Y轴正方向和Y轴负方向布置的弓形组件50的情况与上述描述同理，在此不做赘述。当沿动平台30的X轴正方向/X轴负方向布置的弓形组件50与沿动平台30的Y轴正方向/Y轴负方向的弓形组件50分别均通电时，可以实现动平台30在X-Y平面的各个象限内的精确的主动移动，以实现图像传感器40在X-Y平面的精确的主动抖动校准。需要说明的是，形状记忆合金线52的收缩速度、收缩程度除了与流经电流的大小有关外，还与形状记忆合金线52诸如合金材料、粗细等自身参数有关，根据实际需求设定形状记忆合金线52的类型、直径及流经电流大小，以使产生的作用力符合实际需求。

较佳地，动平台30呈矩形状设置，动平台30包括底板32和侧板31，侧板31立设在底板32的边沿，底板32和侧板31共同围成动平台30，动平台30位于活动区域内时，动平台30的底板32位于承载台20的下方，侧板31位于框体10和承载台20之间。缓冲件5113抵接在侧板31上以推动动平台30移动。

具体地，图像传感器40安装在底板32，底板32开设有避让孔321，图像传感器40通过避让孔321捕获摄像头本体输出的图像信息。

请参阅图1-图7所示，本实施例的悬挂机构包括若干悬挂弹片60，所有悬挂弹片60呈间隔地环设在动平台30的周侧，且悬挂弹片60位于框体10和动平台30之间，悬挂弹片60的一侧面连接动平台30，另一侧面连接框体10，四个悬挂弹片60共同将动平台30呈平衡地悬挂在框体10内，以提供沿X轴方向和Y轴方向分别复位至初始状态的弹性力。

当弓形构件511推动动平台30沿X轴正方向/X轴负方向/Y轴正方向/Y轴负方向移动时，需要克服所在轴方向对应的悬挂弹片60的弹性力，该弹性力用以限制动平台30沿X轴正方向/X轴负方向/Y轴正方向/Y轴负方向的移动速度和移动距离，避免因移动过快、移动超限而造成图像传感器40损坏和防抖失败，有效提升防抖可靠性。

具体地，悬挂机构包括四个悬挂弹片60，悬挂弹片60呈L型设置，所有悬挂弹片60如图6所示的呈间隔地围成悬挂区域，这里的悬挂区域为矩形区域，且与动平台30呈同轴设置，即动平台30沿X轴正方向、X轴负方向、Y轴正方向和Y轴负方向均能够受到悬挂弹片60的弹性作用，其具有三个作用，一方面，实现动平台30的框体10内的悬挂作用；另一方面，在弓形构件511不导通的情况下，将动平台30恒限制在X-Y平面的原点位置；再一方面，当动平台30抖动时，四个悬挂弹片60能够限制抖动幅度并快速消除抖动，有效达到防抖功能。

进一步地，该动平台30朝向悬挂弹片60凸伸形成第一连接部，悬挂弹片60通过对应的第一连接部连接动平台30。框体10朝向悬挂弹片60凸伸形成第二连接部，悬挂弹片60通过对应的第二连接部连接框体10。通过上述设置以实现悬挂弹片60分别与框体10和动平台30的可靠连接。

在又一优选方式中，该悬挂机构包括两个悬挂弹片60，悬挂弹片60呈U型设置，两个悬挂弹片60如图7所示的相对设置并呈间隔地围成悬挂区域，其作用方式与效果和上述四个悬挂弹片60一致，在此不做赘述。当然，悬挂机构还可以具有其他数量的悬挂弹片60，在保证悬挂机构的悬挂、限制和防抖的作用情况下，悬挂机构的具体设置不受限制。

值得注意的是，本实施例以框体10和动平台30均为矩形结构进行描述，在其他实施方式中，框体10和动平台30可以均为其他多边形结构，此时，框体10的每个侧面均需要对应设置一个弓形构件511，悬挂机构的悬挂弹片60需要进行适应性修改，在此不做赘述。

请参阅图1-图3所示，本实施例的柔性电路板70位于活动区域内并贴合安装在悬挂弹片60的侧壁，较佳者，该柔性电路板70缠绕并贴合在悬挂弹片60的远离动平台30的一侧面，以降低传统走线所占用的空间和降低接线工艺，另外，柔性电路板70由于贴合在悬挂弹片60的侧面，使得悬挂弹片60变形时，柔性电路板70能够同步地产生适应性形变，以保持与其他元器件的电连接。该柔性电路板70分别电连接摄像头本体、图像传感器40和形状记忆合金线52等元器件。当然，柔性电路板70可以设于其他位置，以配适其他方式的结构。

值得注意的是，在某些实施方式中，动平台30只需要具备沿X轴方向或Y轴方向的抖动校正能力即可，此时，只需要在动平台30沿X轴方向或Y轴方向设置对应的弓形构件511即可实现，在此不做赘述。

需要说明的是，本实施例借助防抖摄像头1000详细阐述了该致动器的具体结构及具体作用方式，当然，本实施例的致动器还可以应用在其他需要获得精准驱动控制的电子产品和/或精密仪器内，因此，本实施例不对致动器的具体应用场景进行限制。

结合图1-图7，本发明的致动器包括多个弓形组件50，所有弓形组件50间隔布置，弓形组件50包括弓本体51和形状记忆合金线52，弓本体51具有两弹臂5113，形状记忆合金线52分别连接两弹臂5113，形状记忆合金线52通电后收缩以使两弹臂5113朝向目标物运动并推动目标物移动，利用形状记忆合金线52的通电收缩特性驱动弓本体51变形，以实现弓本体51对目标物的精准推动，其结构简单且致动方式易于控制，适于大规模推广应用。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种致动器，其特征在于，包括多个弓形组件，所有弓形组件呈间隔布置，所述弓形组件包括弓本体和形状记忆合金线，所述弓本体具有两弹臂，所述形状记忆合金线分别连接两所述弹臂，所述形状记忆合金线通电后收缩以使两所述弹臂朝向目标物运动并推动所述目标物移动。

2.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述弓形本体包括两弓形构件，所述弓形构件包括固定部、连接部和所述弹臂，所述弹臂的一端连接所述固定部，另一端连接所述连接部，所述形状记忆合金线的两端分别连接在所述弓形本体的两所述连接部。

3.如权利要求2所述的致动器，其特征在于，所述弓形构件还包括顶推块，所述顶推块设于所述弹臂的连接部，所述顶推块朝向所述动平台凸伸形成凸起。

4.如权利要求2所述的致动器，其特征在于，所述固定部安装在所述目标物上，所述弹臂远离所述固定部的一端延伸并弯折形成供所述连接部固定的过渡部。

5.如权利要求2所述的致动器，其特征在于，所述连接部和弹臂呈一体成型结构。

6.一种sensor-shift摄像模组，其特征在于，包括：

框体，呈框架结构，所述框架结构围成安装区域；

承载台，位于所述安装区域内并与所述框体呈相对静止，所述承载台与框体之间具有间隙以形成活动区域，所述承载台用于安装摄像头本体；

动平台，位于所述活动区域内并可沿X轴方向和/或Y轴方向移动；

图像传感器，安装于所述动平台上并与所述摄像头本体相对应，所述图像传感器可跟随所述动平台同步地移动；

致动器，如权利要求1-5中任一项所述，所述弹臂朝向所述动平台运动并推动所述动平台移动；

悬挂机构，用于将所述动平台悬挂于所述活动区域内，所述形状记忆合金线未导通时，所述动平台位于初始状态，所述悬挂机构恒提供将所述动平台沿X轴方向和Y轴方向分别复位至初始状态的弹性力。

7.如权利要求6所述的sensor-shift摄像模组，其特征在于，所述框体呈矩形状设置，所述致动器包括四所述弓形组件，所述框体的四侧分别设有所述弓形组件，四所述弓形组件中的一者用于推动所述动平台沿X轴正方向运动，另一者用于推动所述动平台沿X轴负方向运动，又一者用于推动所述动平台沿Y轴正方向运动，再一者用于推动所述动平台沿Y轴负方向运动。

8.如权利要求6所述的sensor-shift摄像模组，其特征在于，所述动平台呈矩形状设置，所述动平台包括底板和侧板，所述侧板立设在所述底板的边沿，所述底板和侧板共同围成所述动平台，所述动平台位于所述活动区域内时，所述动平台的底板位于所述承载台的下方，所述侧板位于所述框体和承载台之间。

9.如权利要求8所述的sensor-shift摄像模组，其特征在于，所述图像传感器安装在所述底板，所述底板开设有避让孔，所述图像传感器通过所述避让孔捕获所述摄像头本体输出的图像信息。

10.如权利要求6所述的sensor-shift摄像模组，其特征在于，所述悬挂机构包括若干悬挂弹片，所有悬挂弹片呈间隔地环设在所述动平台的周侧，且所述悬挂弹片位于所述框体和动平台之间，所述悬挂弹片的一侧面连接所述动平台，另一侧面连接所述框体。

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