本發(fā)明屬于防抖云臺技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種整合相機模組的防抖微型云臺。

背景技術(shù)：

近年來具有定焦廣角(視角超過80度)拍攝功能的移動裝置十分普及，應用范圍亦不斷擴展，包括航拍、運動相機、以及行車記錄儀。在拍照及拍影片時，很可能受到外來振動而出現(xiàn)模糊或晃動，影響照片及影片質(zhì)素。當振動比較激烈，或在低光情況下，這問題會更加嚴重。

為了解決上述問題，市場上已經(jīng)出現(xiàn)很多現(xiàn)有防抖技術(shù)。主流所述現(xiàn)有技術(shù)通過讀取振動傳感器(例如：陀螺儀及加速傳感器)，計算振動波形以及所需的補償角度，通過電子、光學、或機械方法補償因振動做成的影像模糊及晃動，達致改進影像質(zhì)素的效果。

現(xiàn)有技術(shù)按振動補償方法分為三類，包括電子影像穩(wěn)定器(electronicimagestabilizer,eis)、光學影像穩(wěn)定器(opticalimagestabilizer,ois)、以及防抖云臺(gimbalstabilizer,gs)。eis、ois、以及gs各有優(yōu)點及缺點。

eis是通過電子方法，達致防抖效果。在拍攝時，eis會跟據(jù)計算的振動波形，調(diào)整每一幀影像的位置，抵消因振動做成的影像晃動。由于eis不需要額外的致動器，所以eis的主要優(yōu)點是成本低，無需額外重量及體積。

ois是通過光學及機械方法，利用致動器移動光學部件(可以是相機中的一片，一組或所有鏡片)，達致光學部件和圖像傳感器之間出現(xiàn)相對運動，改變光路(opticalpath)及成像圈(imagecircle)位置，抵消因振動做成的影像晃動。由于ois是在拍攝每一幀影像中不斷作出光學補償，因此能抵消每一幀影像曝光時的抖動，可以達致比eis更佳的影像質(zhì)素。

gs是通過機械方法，驅(qū)動整個包含鏡片及圖像傳感器的相機模組，作出和振動方向相反，但振幅接近的運動，振消因振動做成的晃動。在防抖過程中，由于光學部件和圖像傳感器之間沒有相對運動，所以影像質(zhì)素及防抖效果在影像邊緣不會出現(xiàn)下降，亦不需要因為防抖犧牲鏡頭的部份光學解像度，以及圖像傳感器部份解像度。因此，gs的防抖效果及影像質(zhì)素比eis及ois有優(yōu)勢，所述優(yōu)勢在廣角相機模組中更突出。

eis的主要缺點昰無法補償每一個幀中的影像晃動，這是由于eis通過調(diào)整每一幀影像的位置，抵消因振動做成的影像晃動。所以，eis開啟后拍攝的影像會較容易出現(xiàn)因影像晃動做成的模糊。

另一個eis缺點是犧牲了圖像傳感器的解像度。在eis開啟時，圖像傳感器或圖像處理器需要按計算振動波形剪裁合適的影像，作為最終影像。在剪裁過程中，解像度會下降，所述最終影像會比圖像傳感器最大的解像度低。因此，eis會犧牲圖像傳感器最大的解像度，降低影像質(zhì)素。

相對eis，ois的主要缺點是需要額外的致動器，所以需要較高的額外成本、較大的額外空間、以及較高的額外重量。

相對gs，ois的主要缺點是犧牲鏡頭的部份光學解像度。在ois過程中，影像圈在圖像傳感器上的位置會不斷改變。為了避免成像圈超出在ois過程中超出圖像傳感器，成像圈必須因為ois而擴大，但這會浪費了鏡頭應有的解像度。另一方面，在ois過程中，當成像圈的位置較偏時，成像圈邊緣會更靠近圖像傳感器。由于大部份鏡頭的在邊緣模糊度及畸變度都比中心嚴重，因此一般ois的影像解像度及防抖效果都不及gs，這問題在廣角相機模組中更明顯。

雖然gs的影像質(zhì)素及防抖效果比ois及eis有明顯優(yōu)勢，但是gs需要能驅(qū)動整個相機模組的致動器。由于相機模組的重量及大小遠比鏡頭多，因此現(xiàn)有的gs致動器的成本、重量、體積及功耗通常較高，不適合應用在小型移動裝置，或者會減少移動裝置電池的續(xù)航時間。

另一方面，主流的gs技術(shù)采用了滾珠軸承或其他帶有摩擦力的接觸點，作為固定及可動部件之間的機械支撐結(jié)構(gòu)。由于所述支撐結(jié)構(gòu)的摩擦力和可動部件的速度之間是非線性的關(guān)系，因此所述支撐結(jié)構(gòu)增加了非線性的摩擦力，摩擦力可以影響防抖效果。尤其是當振動比較微細及方向常常改變時，影響會更加明顯。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的是提供一種整合相機模組的防抖微型云臺，以解決現(xiàn)有技術(shù)中云臺致動器成本、重量、體積及功耗通常較高的問題。

本發(fā)明還有一個目的是提供一種整合相機模組的防抖微型云臺，以解決現(xiàn)有技術(shù)中云臺致動器支撐結(jié)構(gòu)的接觸點為滾珠軸承或其他帶有摩擦力的接觸點，摩擦力影響防抖效果的問題。

本發(fā)明實施例提供一種整合相機模組的防抖微型云臺，包括外殼、定位座、相機模組、至少一個磁石、至少一個獨立線圈以及至少一個彈簧，所述外殼與所述定位座連接，所述定位座還與所述相機模組連接，所述磁石設于所述外殼的任一內(nèi)壁上，所述獨立線圈設于所述相機模組的外壁上并與所述磁石對應設置；

所述外殼、所述定位座以及所述磁石形成一個不活動的結(jié)構(gòu)，所述相機模組和所述獨立線圈形成一個活動的結(jié)構(gòu)，所述獨立線圈通電后在所述磁石的磁場內(nèi)受安培力作用；

所述彈簧的兩端分別與所述相機模組、所述定位座連接，形成一個彈簧振子系統(tǒng)。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，所述相機模組包括相機鏡頭、鏡頭載體、圖像傳感器、電路板，所述相機鏡頭與所述鏡頭載體連接，所述鏡頭載體還與所述電路板連接并且所述鏡頭載體至少具有1個空間旋轉(zhuǎn)自由度；

所述相機鏡頭的下方設有圖像傳感器，所述圖像傳感器設于所述電路板上并與所述電路板電性連接。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，所述電路板包括第一硬性電路板、第二硬性電路板、第三硬性電路板、第一軟性電路板、第二軟性電路板，所述第一硬性電路板搭載所述圖像傳感器且第一硬性電路板的周邊完全與所述第一軟性電路板連接，所述第一軟性電路板的周邊完全與所述第二硬性電路板連接，所述第二硬性電路板還與所述第二軟性電路板連接，所述第二軟性電路板還與所述第三硬性電路板連接。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，所述鏡頭載體與所述第一硬性電路板剛性連接，所述第二硬性電路板與所述定位座剛性連接。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，所述第二硬性電路板的下方設有防抖控制芯片及振動傳感器，所述防抖控制芯片及所述振動傳感器與所述第二硬性電路板電性連接。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，所述鏡頭載體的制作材料為非導電材料。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，包括兩組所述磁石，每組所述磁石由兩對所述磁石組成，每對所述磁石設于所述外殼的內(nèi)壁任意一組對邊上，每對所述磁石由兩塊磁場方向相反的所述磁石上、下并排設置組成，還包括與所述磁石對數(shù)相同且與所述磁石對應設置的所述獨立線圈及所述彈簧。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，包括3組所述磁石，分別為第一磁石組、第二磁石組、第三磁石組；

第一磁石組包括兩對所述磁石，所述兩對所述磁石分別設于所述外殼的內(nèi)壁任意一組對邊上，每對所述磁石由兩塊磁場方向相反的所述磁石上、下并排設置組成；

第二磁石組包括一對所述磁石，設于所述外殼的內(nèi)壁的另一邊上，每對所述磁石由兩塊磁場方向相反的所述磁石上、下并排設置組成；

第三磁石組包括一對所述磁石，設于所述外殼的內(nèi)壁的剩余一邊上，每對所述磁石由兩塊磁場方向相反的所述磁石左、右并排設置組成；

還包括與所述磁石對數(shù)相同且與所述磁石對應設置的所述獨立線圈及所述彈簧。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，所述外殼的制作材料為能屏蔽高頻電磁波的材料。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，所述相機模組能夠圍繞所述彈簧振子系統(tǒng)的軸心做旋轉(zhuǎn)運動，改變所述獨立線圈的電流大小及方向可改變所述獨立線圈所受的安培力；

所述彈簧振子系統(tǒng)的軸心在運動過程中或受外力作用時不會出現(xiàn)位移。

本發(fā)明利用通電的獨立線圈在磁場中產(chǎn)生的安培力驅(qū)動相機模組運動，結(jié)合防抖控制芯片控制獨立線圈的電流方向，實現(xiàn)抵消拍攝時的振動干擾以消除影像的模糊，改善影像或影片的素質(zhì)。設置一個磁極為上下分布的磁石和一個獨立線圈可以實現(xiàn)一個水平軸的旋轉(zhuǎn)；設置兩組磁極為上下排布的磁石對和與磁石數(shù)對應的獨立線圈可以實現(xiàn)兩個水平軸的旋轉(zhuǎn)；同時設置一組磁極為上下排布的磁石對，一對磁極為上下排布的磁石，一對磁極為左右排布的磁石，和與磁石數(shù)對應的獨立線圈可以實現(xiàn)兩個水平軸和垂直軸的旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)一軸到多軸的防抖動功能。

本發(fā)明是利用電磁力驅(qū)動的致動器，不需要復雜的機械傳動結(jié)構(gòu)，因此其具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、組裝方便、體積小巧、重量輕、成本低、功耗低的優(yōu)點，有利于大規(guī)模生產(chǎn)和應用。

本發(fā)明支撐結(jié)構(gòu)的接觸點不會出現(xiàn)帶有摩擦力的接觸點，防抖動過程中不會出現(xiàn)非線性的摩擦力，應對比較細微及方向常常改變的振動的效果較好。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例的外形結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)展開圖；

圖3為本發(fā)明實施例的a-a側(cè)剖視圖；

圖4為本發(fā)明實施例的b-b側(cè)剖視圖；

圖5為本發(fā)明實施例的電路板的俯視圖；

圖6為本發(fā)明實施例的電路板的仰視圖；

圖7為本發(fā)明實施例二的結(jié)構(gòu)展開圖；

圖8為本發(fā)明實施例二的工作狀態(tài)圖；

圖9為本發(fā)明實施例三的結(jié)構(gòu)展開圖。

其中，1、上殼，2、定位座，3、下殼，4、插座，5、相機鏡頭，6、磁石，7、獨立線圈，8、鏡頭載體，9、彈簧，10、電路板，11、圖像傳感器，12、第一硬性電路板，13、第二硬性電路板，14、第三硬性電路板，15、第一軟性電路板，16、第二軟性電路板，17、振動傳感器，18、防抖控制芯片，601-604、磁石，701-703、獨立線圈，610、第一磁石組，611-614、磁石，620、第二磁石組，621-622、磁石，630、第三磁石組,631-632、磁石，711-712、獨立線圈，721、獨立線圈，731、獨立線圈。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。

本發(fā)明實施例提供一種整合相機模組的防抖微型云臺，參照圖1至圖4所示，包括外殼、定位座2、相機模組、至少一個磁石6、至少一個獨立線圈7以及至少一個彈簧9。外殼與定位座2連接，外殼的截面呈矩形狀，為方便安裝，外殼可分為上殼1和下殼3兩部分，上殼1和下殼3均與定位座2連接。定位座2還與相機模組連接，磁石6固定安裝于外殼的任一內(nèi)壁上，獨立線圈7固定安裝于相機模組的外壁上并與磁石6對應設置。彈簧9的兩端分別與相機模組、定位座2連接。相機模組包括相機鏡頭5、鏡頭載體8、圖像傳感器11、電路板10，相機模組通過電路板10與定位座固定連接。相機鏡頭5與鏡頭載體8同軸連接，鏡頭載體8用于承載相機鏡頭5，因此相機鏡頭5可隨鏡頭載體8的運動而運動。鏡頭載體8還與電路板10連接，在電路板10上與鏡頭載體8連接處的周圍具有柔性材質(zhì)，因此鏡頭載體8至少具有1個空間旋轉(zhuǎn)自由度。

由于相機模組包括有鏡頭載體8，相機模組是通過鏡頭載體8與安裝定位，而鏡頭載體8至少具有1個空間旋轉(zhuǎn)自由度，因此獨立線圈7和相機模組形成了一個可活動的結(jié)構(gòu)，而外殼、定位座2以及磁石6形成了一個不動結(jié)構(gòu)。不動結(jié)構(gòu)和活動結(jié)構(gòu)之間通過彈簧9及電路板10中的柔性材質(zhì)連接，如此便形成了一個彈簧振子系統(tǒng)。當獨立線圈7通電后即受到安培力作用，相機模組便可受安培力的驅(qū)動繞相機模組的軸心做旋轉(zhuǎn)運動。通過改變每組線圈的電流及方向，可以改變磁場力矩，達致相機模組圍繞彈簧振子系統(tǒng)的軸心旋轉(zhuǎn)。彈簧振子系統(tǒng)的軸心在運動過程中或有其他外力作用在活動結(jié)構(gòu)時不會出現(xiàn)位移，當相機模組相對不動結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)和外來旋轉(zhuǎn)振動的方向相反，但幅度接近時，便能抵消振動，達致至少一軸的防抖效果，減少因振動而影響影像及圖像的質(zhì)素。當獨立線圈斷7電時，安培力消失，彈簧振子系統(tǒng)便能復位。

參照圖5所示，電路板10包括第一硬性電路板12、第二硬性電路板13、第三硬性電路板14、第一軟性電路板15、第二軟性電路板16。第一硬性電路板12搭載圖像傳感器11且第一硬性電路板12的周邊完全與第一軟性電路板15連接。第一軟性電路板15的周邊完全與第二硬性電路板連接13。為保證云臺受振動時相機鏡頭5和圖像傳感器11之間沒有相對運動，在相機鏡頭5的下方設有圖像傳感器11，圖像傳感器11設于電路板10上并與電路板10電性連接。將鏡頭載體8與第一硬性電路板12剛性連接，第二硬性電路板13與定位座2剛性連接。

可動結(jié)構(gòu)之所以能動是因為第一硬性電路板12、第二硬性電路板13二者之間連接有第一軟性電路板15，由于第一軟性電路板15是柔性的，所以第一硬性電路板12在空間上具有一定的自由度，可以保證至少具有1個空間旋轉(zhuǎn)自由度。所以與第一硬性電路板12連接的鏡頭載體8至少具有1個空間旋轉(zhuǎn)自由度。而第二硬性電路板13與定位座2剛性連接，定位座2又與外殼剛性連接，所以第二硬性電路板13屬于不動結(jié)構(gòu)，不具有自由度。

第二硬性電路板13還與第二軟性電路板16連接，第二軟性電路板16還與第三硬性電路板14連接。通過第二軟性電路板16和第三硬性電路板14，云臺系統(tǒng)可以從外界通電或?qū)ν馐瞻l(fā)信息。

參照圖6所示，第二硬性電路板13的下方設有防抖控制芯片18及振動傳感器17，防抖控制芯片18及振動傳感器17與第二硬性電路板電性13連接。防抖控制芯片18通過讀取振動傳感器17，計算振動訊號，輸出所需的控制訊號，改變獨立線圈7的電流及方向，達致防抖效果。

為了不影響獨立線圈7的正常工作，鏡頭載體8的制作材料為非導電材料。

在上述實施例的基礎上又一實施例，參照圖7所示，包括兩組磁石，每組磁石由兩對磁石組成，每對磁石設于外殼的內(nèi)壁任意一組對邊上，每對磁石由兩塊磁場方向相反的磁石6上、下并排設置組成，還包括與磁石6對數(shù)相同且與磁石6對應設置的獨立線圈7及所述彈簧9。

參照圖8所示，其中一組磁石包含磁石601、602、603及604；獨立線圈包含701及702，獨立線圈701及獨立線圈702在電路上是相連的。類似地，另一組磁石同樣包含4個磁石6；另一組獨立線圈包含2個獨立線圈7，2個獨立線圈7在電路上是相連的。通過調(diào)整兩組獨立線圈7電流方向及大小，便能造成rx及ry方向的旋轉(zhuǎn)，達致兩軸防抖效果。當相機模組在光學防抖過程中需要往ry+方向旋轉(zhuǎn)時，獨立線圈701和702通電，并產(chǎn)生對應的電磁力f，以及ry+方向的力矩，達致往ry+方向旋轉(zhuǎn)的效果。

在上述實施例的基礎上再一實施例，參照圖9所示，包括3組磁石，分別為第一磁石組610、第二磁石組620、第三磁石組630；

第一磁石組610包括兩對磁石，兩對磁石分別設于外殼的內(nèi)壁任意一組對邊上，每對磁石由兩塊磁場方向相反的磁石6上、下并排設置組成，即圖9中磁石611與磁石612組成一對，磁石613及磁石614組成另外一對；

第二磁石組620包括一對所述磁石，設于外殼的內(nèi)壁的另一邊上，每對磁石由兩塊磁場方向相反的磁石6上、下并排設置組成，即圖9中磁石621及磁石622；

第三磁石組630包括一對磁石，設于外殼的內(nèi)壁的剩余一邊上，每對磁石由兩塊磁場方向相反的磁石6左、右并排設置組成，即圖9中磁石631及磁石632；

還包括與所述磁石6對數(shù)相同且與磁石6對應設置的獨立線圈7及彈簧9。

獨立線圈711、712及721產(chǎn)生的安培力和z軸(和光軸平行的)平行，因而產(chǎn)生rx及ry方向的力矩，達致rx及ry方向旋轉(zhuǎn)及防抖的效果；獨立線圈731產(chǎn)生的安培力和y軸(和光軸垂直的)平行，因而產(chǎn)生rz方向的力矩，達致rz方向旋轉(zhuǎn)及防抖的效果。通過調(diào)獨立線圈7的電流方向及大小，便能造成rx、ry及rz方向的旋轉(zhuǎn)，達致三軸防抖效果。

為了不影響獨立線圈7及電路板10的正常工作，定位座2的制作材料為非導電材料。

為了減少云臺對外在部件及外在部件對圖像傳感器11的高頻電磁波干擾，外殼的制作材料為能屏蔽高頻電磁波的材料。

本發(fā)明中光學部件和圖像傳感器之間沒有相對運動，所以影像質(zhì)素及防抖效果不會在影像邊緣出現(xiàn)下降，亦不需要因為防抖犠牲鏡頭的部份光學解像度，以及圖像傳感器部份解像度。

另外，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不需要滾珠或其他帶有摩擦力的接觸點，作為固定及可動部件之間的機械支撐結(jié)構(gòu)，因此避免在防抖過程中出現(xiàn)非線性的摩擦力，達致更佳的防抖效果。尤其是當振動比較微細及方向常常改變時，本發(fā)明中結(jié)構(gòu)的防抖效果優(yōu)勢會更明顯。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單緊湊，組裝方便，有利于大量生產(chǎn)，甚至自動化生產(chǎn)，因此在成本、重量、體積及功耗上都有優(yōu)勢。

本發(fā)明還可以存在在其它實施例，例如彈簧9可以由一個或多個平面上的至少一片彈性材料組成，彈簧9可以是導電或不導電；彈簧9亦可以由彈簧絲組成；振動傳感器11或防抖控制芯片18可以不在本發(fā)明中的云臺結(jié)構(gòu)中；可以在本發(fā)明中加入位移或偏轉(zhuǎn)傳感器，實施閉環(huán)防抖控制；采用其他數(shù)目的磁石、獨立線圈及外殼設計，亦在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。