專利名稱：相機模組的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種相機模組，特別涉及一種具防抖功能的相機模組。
背景技術：
相機模組通過快門控制光線投射到影像傳感器的時間長短，比如，快門速度為 1/2秒時，表示影像傳感器感光的時間為1/2秒，若在這1/2秒內由于抖動的原因使得同一束光線于影像傳感器上發(fā)生移動，影像傳感器就會記錄下該光線的運動軌跡，使拍攝的照片模糊不清。為了補償由于抖動造成的光線偏移量，上世紀九十年代開始出現(xiàn)利用影像穩(wěn)定系統(tǒng)以防止抖動的相機模組。具體請參閱Cardani B.等人2006年4月于Control Systems Magazine, IEEE (Volume 26, Issue 2, Page (s) :21-22)"Optical imagestabilization for digital cameras’，。隨著數(shù)字相機技術不斷發(fā)展，相機的機身往往既小且輕，容易造成手震，導致影像模糊。以下三種情況容易產生模糊的影像一，長焦距拍攝，由于長鏡頭會將相機的振幅放大，輕微的抖動也會造成較大的模糊，因此手部震動對畫面清晰度的影響較使用廣角鏡頭明顯；二，弱光環(huán)境拍攝，在室內、黃昏等弱光源環(huán)境，相機會將快門速度調得較慢以增加入光量，因此較易發(fā)生手震；三，微距拍攝，細微對象于鏡頭高倍放大的情況下，輕微震動也會變得相當明顯。這些情況均可以造成手震，使得影像變得模糊。由于所拍攝的物體距離遠大于相機晃動的位移，所以通常手震造成影像模糊的主要原因均是相機本身的偏轉，而非相機本身的位移，特別是遠距離拍攝時這種情形特別嚴重。故，防手震技術的本質是在校正取像過程中，相機的抖動引起光線對應于相機模組上的成像位置的偏移。

發(fā)明內容
有鑒于此，有必要提供一種能夠于拍攝過程中防止由于相機的抖動造成成像偏移的相機模組。一種相機模組包括固定組件、可動組件、支點元件、磁位移感測元件及磁性驅動組件。該固定組件具有一個第一收容空間。該可動組件收容于該第一收容空間內。該支點元件位于該固定組件與該可動組件之間，且部分收容于該固定組件，部分收容于該可動組件。 該磁位移感測元件，用于感測該可動組件的抖動，該磁位移感測元件設于該固定組件的內壁。該磁性驅動組件包括一個設于該可動組件的磁鐵組。該磁鐵組與該磁位移感測元件相對，以使該磁位移動感測組件通過感測該磁鐵組于該磁位移感測元件所在之處所產生的磁場變化情況來感測該可動組件的抖動量。該磁性驅動組件根據(jù)該磁位移感測元件所感測到的該可動組件的抖動量來驅動該可動組件以該支點元件為支點相對該固定組件旋轉，以補償該可動組件的抖動。與現(xiàn)有技術相比，本技術方案提供的相機模組，通過與磁鐵組相對的磁位移感測元件來感測該可動組件的抖動量，從而使得該可動組件的抖動量可以被精確地感測到，進而不僅提高了該磁性驅動組件所產生的驅動力的準確性，還提高該相機模組的成像質量。此外，本技術方案提供的相機模組通過在可動組件與固定組件之間設置了支點元件，使得磁性驅動組件驅動可動組件以支點元件為支點相對于固定組件轉動，從而可以補償由于該相機模組的抖動而產生的偏轉，進而可以避免相機模組于進行拍攝時由于該相機模組的抖動而產生的成像模糊。


圖1是本發(fā)明實施例提供的相機模組的立體示意圖，其包括磁性驅動組件。
圖2是本發(fā)明實施例提供的相機模組的分解示意圖。
圖3是圖1沿III-III線的剖面示意圖。
圖4是圖1沿IV-IV線的剖面示意圖。
圖5是本發(fā)明實施例提供磁性驅動組件的線圈及控制電路之間的關系示意圖。
主要元件符號說明
相機模組100
固定組件110
可動組件120
調焦組件130
影像感測元件140
支點元件150
彈性組件160
位移感測組件170
磁性驅動組件180
主框架111
第一側壁1111
第二側壁1112
第三側壁1113
第四側壁1114
第一收容空間1115
第一收容槽1116
第二收容槽1117
第三收容槽1118
凹陷1119
附框架112
垂直部1121
固定框1122
內表面1123
第一收容部1124
可動框架121
收容板122
第一側板1211
第二側板 1212
第三側板 1213
第四側板 1214
頂板1215
第二收容空間1216
第二收容部1222
鏡片131,132
電路板141
第—-固定部161
第二固定部162
彈性連接部163
第—-磁位移感測元件1701
第二磁位移感測元件1702
第三磁位移感測元件1703
第—-電磁驅動單元181
第二電磁驅動單元182
第三電磁驅動單元183
控制電路184
第—-線圈1811
第—-磁鐵組1812
第—-上部1813
第—-下部1814
第—-上磁鐵1815
第—-下磁鐵1816
第二線圈1821
第二磁鐵組1822
第三線圈1831
第三磁鐵組1832
處理器1841
驅動集成電路184具體實施例方式下面將結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。請一并參閱圖1至圖5，本發(fā)明所提供的具有防抖功能的相機模組100，其包括固定組件110、可動組件120、調焦組件130、影像感測元件140、支點元件150、彈性組件160、 位移感測組件170及磁性驅動組件180。固定組件110安裝于相機模組100的主體(圖未示)，其包括一個主框架111及一個附框架112。主框架111為立方體形框架，其包括首尾相連的第一側壁1111、第二側壁1112、第三側壁1113及第四側壁1114。第一側壁1111、第二側壁1112、第三側壁1113及第四側壁 1114圍成一個第一收容空間1115。其中，第一側壁1111與第三側壁1113相對設置，第二側壁1112與第四側壁1114相對設置。第一側壁1111的內壁設有第一收容槽1116。第二側壁1112的內壁設有第二收容槽1117。第三側壁1113的內壁開設有第三收容槽1118。當然，該主框架111也可以為圓柱形框架或五棱柱形框架等其它形狀框架。本實施例中，將垂直且穿過第一側壁1111中央的方向定義為X軸方向，將垂直且穿過第二側壁1112中央的方向定義為Y軸方向，將主框架111中心軸線的方向定義為Z軸方向。在第四側壁1114的平行于主框架111的中心軸線方向(即Z軸方向)的一端的中間部分形成一凹陷1119，用于將附框架112固定配合于主框架111。附框架112固定于主框架111，其用于將彈性組件160固定于主框架111并且用于與支點元件150配合連接。附框架112的形狀與主框架111的形狀相配合。附框架112 包括垂直部1121及與垂直部1121相互連接的U型固定框1122。垂直部1121的形狀與凹陷1119的形狀相配合，以使垂直部1121收容于凹陷1119內。固定框1122的三側邊分別固定于第一側壁1111的上端面、第三側壁1113的上端面與第四側壁1114的上端面。在垂直部1121靠近第一收容空間1115的內表面1123開設有第一收容部11M。該第一收容部 IlM用于配合收容支點元件150。本實施例中，第一收容部IlM為圓形凹槽，且該圓形凹槽的直徑小于支點元件150的直徑。當然，第一收容部IlM也可以為貫穿垂直部1121的收容孔。當然，第一收容部IlM也可以設于第四側壁1114上?？蓜咏M件120包括收容于第一收容空間1115的可動框架121及收容板122?？蓜涌蚣?21為立方體形框架，其包括第一側板1211、第二側板1212、第三側板 1213、第四側板1214及頂板1215。第一側板1211、第二側板1212、第三側板1213、第四側板1214及頂板1215圍成一個長方體形第二收容空間1216。第二收容空間1216用于收容調焦組件130。第一側板1211與第一側壁1111相對，第二側板1212與第二側壁1112相對，第三側板1213與第三側壁1113相對，第四側板1214與第四側壁1114相對。當然，該可動框架121也可以為圓柱形框架或五棱柱形框架等其它形狀框架。收容板122固定于可動框架121，其用于與附框架112共同配合收容支點元件 150。本實施例中，收容板122固定于可動框架121的第四側板1214，且與垂直部1121不相接觸。在與第一收容部IlM相對的位置開設有第二收容部1222。本實施例中，第二收容部 1222為凹槽。當然，該第二收容部1222也可以為貫穿收容板122的通孔。當然，第二收容部1222也可以設于第四側板1214，只要第一收容部IlM與第二收容部1222相對，且第一收容部IlM與第二收容部1222圍成的空間可收容支點元件150即可。調焦組件130安裝于可動框架121內，其包括鏡片131、鏡片132及一個調焦裝置 (圖未示)。本實施例中，該調焦裝置用于驅動鏡片131相對于鏡片132移動，以實現(xiàn)變焦目的。當然，該調焦裝置也可以用來驅動鏡片132、132相對于影像感測元件140移動，以實現(xiàn)對焦目的。影像感測元件140與電路板141電性相連，其用于將光信號轉換為電信號。本實施例中，影像感測元件140被可動框架121包圍；電路板141安裝于調焦組件130的底部。 當然，電路板141也可以安裝于主框架111的底部。
支點元件150位于固定組件110與可動組件120之間，且部分收容于固定組件 110，部分收容于該可動組件120，使得可動組件120可以以該支點元件150為支點相對于固定組件110轉動。本實施例中，支點元件150為一個圓球形滾珠，其配合收容于第一收容部IlM與第二收容部1222內。當該可動組件120被磁性驅動組件180驅動時，磁性驅動組件180就可以帶動可動組件120以支點元件150為支點相對于固定組件110轉動。可以理解，支點元件150也可以為設置于可動組件120與固定組件110之間的軸向平行于X軸或者Y軸方向的樞軸，所述樞軸可以為滾柱等元件。本實施例中，彈性組件160為彈片，其包括第一固定部161、第二固定部162及彈性連接部163。第一固定部161固定于可動框架121的頂板1215。第二固定部162固定于附框架112與主框架111之間。彈性連接部163將第一固定部161及第二固定部162相連。當可動組件120產生轉動時，彈性組件160可以產生彈性回復力。此時，即便可動組件120處于未被磁性驅動組件180驅動狀態(tài)，可動組件120仍能依靠彈性組件160的彈性回復力返回至與主框架111共軸的位置。當然，彈性組件160并不限于本實施例中的彈片結構，其也可以為連接于可動組件120與固定組件110之間的多個彈簧等。位移感測組件170用于感測可動組件120相對固定組件110的移動，其包括設于第一收容槽1116底面的第一磁位移感測元件1701、設于第二收容槽1117底面的第二磁位移感測元件1702及設于第三收容槽1118底面的第三磁位移感測元件1703。第一磁位移感測元件1701及第三磁位移感測元件1703用于感測可動組件120相對固定組件110于Y軸方向上的移動量。第二磁位移感測元件1702用于感測可動組件120相對固定組件110于X 軸方向上的移動量。本實施例中，第一磁位移感測元件1701、第二磁位移感測元件1702及第三磁位移感測元件1703均為磁阻位移傳感器。當然，位移感測組件170也可沒有第三磁位移感測元件1703。當然，第一磁位移感測元件1701、第二磁位移感測元件1702及第三磁位移感測元件1703也可以均為霍爾位移傳感器。當然，第一磁位移感測元件1701、第二磁位移感測元件1702及第三磁位移感測元件1703也可以分別設置于第一側壁1111、第二側壁1112及第三側壁1113的內表面的其它地方。磁性驅動組件180用于驅動可動組件120以支點元件150為支點相對于固定組件 110旋轉，其包括第一電磁驅動單元181、第二電磁驅動單元182、第三電磁驅動單元183及一與第一電磁驅動單元181、第二電磁驅動單元182、第三電磁驅動單元183電性相連的控制電路184?？刂齐娐?84用于調控第一電磁驅動單元181、第二電磁驅動單元182、第三電磁驅動單元183所提供的驅動力的大小。第一電磁驅動單元181用于驅動可動組件120以支點元件150平行于X軸的中心軸為旋轉軸相對于固定組件110旋轉，其包括第一線圈1811及與第一線圈1811相對的第一磁鐵組1812。第一線圈1811設于第一收容槽1116的開口端。第一磁鐵組設于第一側板 1211。第一線圈1811包括位于其中心軸線以上的第一上部1813以及位于其中心軸線以下的第一下部1814?？梢岳斫?，當?shù)谝痪€圈1811中通有電流時，第一上部1813的電流流向與第一下部1814的電流流向相反。第一磁鐵組1812與第一磁位移感測元件1701相對，以使第一磁位移感測元件 1701感測第一磁鐵組1812于第一磁位移感測元件1701所在之處所產生的磁場變化情況。
7當?shù)谝淮盆F組1812隨可動框架121移動時，第一磁位移感測元件1701感測到第一磁鐵組 1812于第一磁位移感測元件1701所在之處所產生的磁場變化量，從而感測可動框架121于 Y軸方向上的位移量。第一磁鐵組1812包括與第一上部1813相對的第一上磁鐵1815及與第一下部 1814相對的第一下磁鐵1816。第一上磁鐵1815與第一下磁鐵1816沿平行于Z軸方向相鄰設置，且第一上磁鐵1815與第一下磁鐵1816均為條形磁鐵，且其磁力線方向相反(即，第一上磁鐵1815與第一下磁鐵1816中僅有一磁鐵的N極靠近第一側板1211)。本實施例中， 第一上磁鐵1815的N極靠近第一側板1211，第一上磁鐵1815的S極遠離第一側板1211 ； 第一下磁鐵1816的S極靠近第一側板1211，第一下磁鐵1816的N極遠離第一側板1211。 當然，在第一上磁鐵1815的S極靠近第一側板1211，第一上磁鐵1815的N極遠離第一側板 1211情況下，第一下磁鐵1816的N極靠近第一側板1211，第一下磁鐵1816的S極遠離第一側板1211也能實現(xiàn)本發(fā)明的目的。當?shù)谝痪€圈1811中通有電流時，第一上部1813與第一下部1814電流流向相反， 它們所處之處的第一上磁鐵1815與第一下磁鐵1816所產生的磁場的磁力線方向相反，從而使得第一上磁鐵1815與第一下磁鐵1816受到平行于固定組件110中心軸線的磁力的方向相同。第二電磁驅動單元182用于驅動可動組件120以支點元件150平行于X軸的中心軸為旋轉軸相對于固定組件110旋轉，其與第一電磁驅動單元181大體上相同。第二電磁驅動單元182包括設于第二收容槽1117開口端的第二線圈1821及與第二線圈1821相對的第二磁鐵組1822。第二磁鐵組1822設于第二側板1212。第二磁鐵組1822包括上下兩個磁鐵，且與第二磁位移感測元件1702相對，以使第二磁位移感測元件1702感測第二磁鐵組1822于第二磁位移感測元件1702所在之處所產生的磁場變化情況，從而感測可動框架 121于X軸方向上的位移量。第二線圈1821與控制電路184電性連接，以使控制電路184 可以控制其內的電流大小，從而調控第二線圈1821與第二磁鐵組1822之間的磁力。第三電磁驅動單元183用于驅動可動組件120以支點元件150平行于Y軸的中心軸為旋轉軸相對于固定組件110旋轉，其與第一電磁驅動單元181大體上相同。第三電磁驅動單元183包括設于第三收容槽1118開口端的第三線圈1831及與第三線圈1831相對的第三磁鐵組1832。第三磁鐵組1832包括上下兩個磁鐵，且與第三磁位移感測元件1703 相對，以使第三磁位移感測元件1703感測第三磁鐵組1832于第三磁位移感測元件1703所在之處所產生的磁場變化情況，從而感測可動框架121于Y軸方向上的位移量。第三線圈 1831與控制電路184電性連接，以使控制電路184可以控制其內的電流大小，從而調控第三線圈1831與第三磁鐵組1832之間的磁力。控制電路184包括處理器1841及與處理器1841電性相連的驅動集成電路1842。 處理器1841與位移感測組件170電性相連。驅動集成電路1842與第一電磁驅動單元181、 第二電磁驅動單元182及第三電磁驅動單元183電性相連。本實施例中，驅動集成電路1842 與第一線圈1811、第二線圈1821及第三線圈1831電性相連。使用相機模組100拍照的初始階段，可動組件120與固定組件110同軸，彈性組件 160處于未形變狀態(tài)，第一線圈1811、第二線圈1821及第三線圈1831中也沒有通入電流。 此時，相機模組100會在影像感測元件140的第一位置(圖未示)形成被攝物(圖未示)的影像。拍照時，相機模組100可能由于手抖而振動。該振動可能會導致可動組件120轉動，例如繞支點元件150平行于Y軸的中心軸相對于固定組件110順時針旋轉。相應地，調焦組件130也會隨的繞支點元件150平行于Y軸的中心軸順時針旋轉。位移感測組件170 感測到可動組件120的移動，并將該感測結果發(fā)送給處理器1841?；谠摳袦y結果，處理器1841計算出一應用于可動組件120的補償量，以將被攝物的影像重新定位到影像感測元件140的第一位置。本實施例中，可動組件120需要繞支點元件150平行于Y軸的中心軸逆時針旋轉一個計算的補償角度。處理器1841會將與該補償角度相關的信號傳送給驅動集成電路1842。本實施例中，驅動集成電路1842根據(jù)該補償角度相關的信號控制第一線圈 1811內的電流，以使第一電磁驅動單元181提供相應的驅動力驅動可動組件120繞支點元件150平行于Y軸的中心軸逆時針旋轉該補償角度。當然，驅動集成電路1842也可以根據(jù)該補償角度相關的信號控制第三線圈1831 內的電流，以使第三電磁驅動單元183提供相應的驅動力驅動可動組件120繞支點元件150 平行于Y軸的中心軸逆時針旋轉該補償角度。當然，驅動集成電路1842也可以根據(jù)該補償角度相關的信號控制第一線圈1811及第三線圈1831內的電流，以使第一電磁驅動單元181 及第三電磁驅動單元183提供相應的驅動力驅動可動組件120繞支點元件150平行于Y軸的中心軸逆時針旋轉該補償角度。故，調焦組件130會隨著可動組件120繞支點元件150平行于Y軸的中心軸逆時針旋轉該補償角度，彈性組件160會隨之發(fā)生形變。所以，相機模組100會將被攝物的影像形成于影像感測元件140的第一位置。即，被攝物的影像于相機模組100振動前及振動后會形成于影像感測元件140的同一位置。如此，相機模組100在其振動后會拍攝到被攝物穩(wěn)定的影像。該穩(wěn)定的影像與未受振動的相機模組100拍攝的影像一致，從而可以避免相機模組100于進行拍攝時由于振動而產生的成像模糊。此外，由于每一磁鐵組均有與其相對應的磁位移感測元件，從而使得位移感測組件所感測到的可動組件120的抖動量較為精確。當然，若相機模組100由于振動而繞支點元件150平行于X軸的中心軸相對于固定組件110逆時針旋轉，則，僅需要將第二線圈1821內通入電流，以使第二電磁驅動單元 182驅動可動組件120繞支點元件150平行于X軸的中心軸相對于固定組件110順時針旋轉來避免相機模組100在進行拍攝時由于振動而產生的成像模糊。拍照完成的后，即使第一電磁驅動單元181、第二電磁驅動單元182及第三電磁驅動單元183并未通入電流，可動組件120也會于彈性組件160的彈性回復力的帶動下移動， 從而與固定組件110同軸，以便下次拍攝。如此，可以降低相機模組的能耗。另外，本領域技術人員還可以在本發(fā)明精神內做其它變化，當然，這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應包含在本發(fā)明所要求保護的范圍之內。
權利要求
1.一種相機模組，其包括固定組件，該固定組件具有一第一收容空間；收容于該第一收容空間內的可動組件；位于該固定組件與該可動組件之間的支點元件，該支點元件部分收容于該固定組件， 部分收容于該可動組件；磁位移感測元件，用于感測該可動組件的抖動，該磁位移感測元件設于該固定組件的內壁；磁性驅動組件，該磁性驅動組件包括一個設于該可動組件的磁鐵組，該磁鐵組與該磁位移感測元件相對，以使該磁位移動感測通過感測該磁鐵組于該磁位移感測元件所在之處所產生的磁場變化情況來感測該可動組件的抖動量，該磁性驅動組件根據(jù)該磁位移感測元件所感測到的該可動組件的抖動量來驅動該可動組件以該支點元件為支點相對該固定組件旋轉，以補償該可動組件的抖動。
2.如權利要求1所述的相機模組，其特征在于，該支點元件為設置于該固定組件與該可動組件之間的滾珠或者樞軸。
3.如權利要求1所述的相機模組，其特征在于，該磁性驅動組件還包括一個與該磁鐵相對的線圈及與該線圈電性相連的控制電路，該線圈設于該固定組件的內壁，通有電流的該線圈所產生的磁場與該磁鐵所產生的磁場相互作用，以驅動該可動組件以該支點元件為支點相對于該固定組件旋轉，該控制電路用于調控該線圈內的電流的大小。
4.如權利要求3所述的相機模組，其特征在于，該線圈包括第一上部及第一下部，該磁鐵組包括第一上磁鐵及第一下磁鐵，該第一上部與該第一上磁鐵相對，該第一下部與該第一下磁鐵相對。
5.如權利要求4所述的相機模組，其特征在于，該第一上磁鐵及第一下磁鐵均為條形磁鐵，且該第一上磁鐵及第一下磁鐵中僅有一個磁鐵的N極靠近該可動組件。
6.如權利要求3所述的相機模組，其特征在于，該控制電路包括一個處理器及一個與該處理器電性相連的驅動集成電路，該處理器與該磁位移感測元件電性相連，該驅動集成電路與該線圈電性相連，該驅動集成電路用于調控該線圈所提供的驅動力的大小。
7.如權利要求1所述的相機模組，其特征在于，該固定組件具有第一收容部，該可動組件具有與第一收容部相對應的第二收容部，該第一收容部與第二收容部共同配合收容該支點元件。
8.如權利要求1所述的相機模組，其特征在于，該相機模組進一步包括一個彈性組件， 該彈性組件連接于該可動組件與固定組件之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種相機模組，其包括具有第一收容空間的固定組件、收容于該第一收容空間內的可動組件、支點元件、設于該固定組件的內壁的磁位移感測元件及磁性驅動組件。該支點元件位于該固定組件與該可動組件之間，且部分收容于該固定組件，部分收容于該可動組件。該磁位移感測元件用于感測該可動組件的抖動。該磁性驅動組件根據(jù)該磁位移感測元件所感測到的該可動組件的抖動量來驅動該可動組件以該支點元件為支點相對該固定組件旋轉，以補償該可動組件的抖動。
文檔編號H04N5/232GK102572251SQ20101057680
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月7日 優(yōu)先權日2010年12月7日
發(fā)明者辜炳翰 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司