一种具有三轴控制功能的电磁驱动装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种自动对焦的以及可修正光学抖动的摄像机模块，具体涉及一种具有三轴控制功能的电磁驱动装置，适用于作为光学系统因外来震动所造成的不稳定影像补偿装置，主要适用于挂载相机模块，其相机模块具有自动对焦之功能。


背景技术：

2.一般常见市面手持光学产品中，例如数字相机、摄影机、手机等光学系统，是由光学透镜群组与影像传感器所搭配合成。拍摄过程当中，容易受到外力晃动，例如手持、车辆行径间、外在环境因素造成装置抖动，进而导致无法清晰成像或影像模糊等问题。目前，通常利用镜头平移方式来补偿光路径偏移问题，以减轻拍摄时抖动造成的影响模糊，此功能称之为ois功能(ois：optical image stabilization，光学防抖)，但防抖动效果仍有待提高。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种可自动对焦及可修正光学抖动的具有三轴控制功能的电磁驱动装置，本实用新型通过结构配置与磁场配置强化ois功能。
4.本实用新型的技术方案是：
5.承载一种具有三轴控制功能的电磁驱动装置，用以承载具有自动对焦功能的相机模块，其技术要点是，包括：
6.一相机模块支架，其x轴侧及y轴侧各承载一个以上的磁性组件，其上承载一支撑组件ⅰ；
7.一底座，其上承载一支撑组件ⅱ，且其内部承载一软性电路板；
8.一框架，通过支撑组件ⅰ支撑于相机模块支架上，通过支撑组件ⅱ支撑于底座上，且其上承载分别与相机模块支架和底座相连接的预压力组件；
9.一软性电路板，承载与相机模块支架上的磁性组件对应的至少两个驱动线圈，两个驱动线圈分别布置于软性电路板的x轴侧和y轴侧；承载至少两个位置传感器，分别布置于软性电路板的x轴侧和y轴侧；承载至少两个导磁性组件，分别布置于软性电路板的x轴侧和y轴侧；
10.一外壳，与底座相连，将相机模块支架、框架和软性电路板罩设其中。
11.上述的具有三轴控制功能的电磁驱动装置，所述支撑组件ⅰ和支撑组件ⅱ分别由两个支撑件组成，所述支撑件与相机模块支架或底座具有三个以上的接触成靠点，支撑组件ⅰ的两个支撑件的中心点连接后构成相机模块支架相对框架摆动的转动轴ⅰ，支撑组件ⅱ的两个支撑件的中心点连接后构成底座和框架相对底座摆动的转动轴ⅱ。
12.上述的具有三轴控制功能的电磁驱动装置，所述转动轴ⅰ和转动轴ⅱ相互垂直且共存在于同一平面上。以使相机模块支架与框架同时进行旋转的情况下，可让相机模块支架达到360度都可倾斜于z轴的情况产生。
13.上述的具有三轴控制功能的电磁驱动装置，所述支撑组件ⅰ和支撑组件ⅱ采用滚珠、轴承或半圆形的物体。
14.上述的具有三轴控制功能的电磁驱动装置，所述预压力组件是弹性组件，所述弹性组件为预压力弹片或是弹性常数k值为线性变化的组件，所述弹性组件通过拉伸产生回弹力，从而在相机模块支架与框架之间、底座与框架之间分别产生一回弹力，使相机模块支架与框架、底座与框架分别紧密接触。
15.上述的具有三轴控制功能的电磁驱动装置，所述弹性组件呈环状，与框架连接固定，其内沿侧对应相机模块支架上沿位置设有多个内连接弹片，内连接弹片通过紧固件与相机模块支架上沿连接固定；弹性组件的外框设有与底座上沿对应的外连接弹片，外连接弹片通过紧固件与底座上沿连接固定。
16.上述的具有三轴控制功能的电磁驱动装置，所述内连接弹片的数量为四个，与相机模块支架上沿四边一一对应，且通过弦丝部与弹性组件主体连接；所述外连接弹片的数量为两个，分别对应底座一对角位置，且通过弦丝部与弹性组件主体连接。
17.上述的具有三轴控制功能的电磁驱动装置，所述相机模块支架上的每组磁性组件至少包含一块磁铁，每块磁铁对应搭配一个软性电路板上的线圈，藉由电磁力驱动相机模块支架进行摆动。
18.上述的具有三轴控制功能的电磁驱动装置，所述软性电路板上承载两个位置传感器，每个位置传感器对应搭配一组磁性组件，位置传感器可侦测相机模块支架承载之磁性组件的磁场变化，从而分别监测相机模块支架在x轴方向及y轴方向的摆动角度，所述位置传感器所搭配的磁性组件与驱动线圈所搭配的磁性组件是相同的。
19.上述的具有三轴控制功能的电磁驱动装置，所述软性电路板上承载至少两个导磁性组件，每个导磁性组件对应搭配一个软性电路板上的驱动线圈，增加相机模块支架上磁性组件与软性电路板上线圈所产生的驱动电磁力，同时当相机模块支架因受到外力而摆动时，可藉由相机模块支架上的磁性组件与软性电路板上的导磁性组件所产生与摆动方向相反的磁力，使相机模块支架复位。
20.本实用新型的有益效果是：
21.本实用新型的相机模块支架在电磁驱动力的作用下可沿转动轴ⅰ和转轴轴ⅱ摆动，而在相机模块支架与框架同时进行摆动的情况下，可使相机模块支架达到360度都可倾斜于z轴的情况产生。软性电路板上位置传感器可感测相机模块支架上的磁性组件产生的磁场，得知相机模块支架于x及y轴方向转动的精确位置并且构成闭合回路控制系统，实现无死角抖动补偿，从而强化ois功能。
附图说明
22.图1为本实用新型的爆炸示意图；
23.图2为本实用新型的装配结构示意图；
24.图3为显示本实用新型第一转动组件的爆炸示意图；
25.图4为显示本实用新型第一转动组件的剖面示意图；
26.图5为显示本实用新型第二转动组件的爆炸示意图；
27.图6为显示本实用新型第二转动组件的剖面示意图；
28.图7为显示本实用新型第二转动组件的示意图；
29.图8为显示本实用新型电磁驱动原理的示意图；
30.图9为显示本实用新型电磁驱动结构内磁场磁力方向及位置传感器配置示意图。
31.图中：1～外壳、2～预压力弹片、2
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1～内连接弹片、2
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2～弦丝部、2
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3～外连接弹片、2
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4～弦丝部、3～框架、4～滚珠、4
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1、4
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2～滚珠、4
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3、4
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4～滚珠、5～相机模块支架、6～驱动磁铁、6
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1～第一电磁驱动组件内的驱动磁铁、6
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2～第二电磁驱动组件内的驱动磁铁、7～软性电路板、8～驱动线圈、8
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1～第一电磁驱动组件内的驱动线圈、8
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2～第二电磁驱动组件内的驱动线圈、9～底座、10～相机模块、11～第一转动套件、12～第二转动套件、12
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1～第一电磁驱动组件内的铁片、2
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2～第二电磁驱动组件内的铁片、13
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1～第一电磁驱动组件内的位置传感器、13
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2～第二电磁驱动组件内的位置传感器。
具体实施方式
32.下面结合说明书附图1
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图9及附图标记对本实用新型作进一步详细说明。
33.本实用新型的目的是提供一种可修正光学抖动的电磁驱动模块，并且可承载含有自动对焦功能的相机模块，如图1、图2所示。为了能更加强化修正光学抖动的能力，并且可承载一相机模块，本实用新型提供一种电磁驱动模块来实现。
34.该具有三轴控制功能的电磁驱动装置，用以承载具有自动对焦功能的相机模块10，其包括： 一相机模块支架5，其x轴侧及y轴侧各承载一个以上的磁性组件，其上表面承载一支撑组件ⅰ；一底座9，其上表面承载一支撑组件ⅱ，且其内部承载一软性电路板7；一框架3，通过支撑组件ⅰ支撑于相机模块支架5上，通过支撑组件ⅱ支撑于底座9上，且其上承载分别与相机模块支架5和底座9相连接的预压力组件；一软性电路板7，承载与相机模块支架5上的磁性组件对应的至少两个驱动线圈8，两个驱动线圈8分别布置于软性电路板7的x轴侧和y轴侧；承载至少两个位置传感器，分别布置于软性电路板7的x轴侧和y轴侧；承载至少两个导磁性组件，分别布置于软性电路板7的x轴侧和y轴侧； 一外壳1，与底座9相连，将相机模块支架5、框架3和软性电路板7罩设其中。
35.本实用新型的创新在于，相机模块10是以转动的方式修正光学抖动，而转动的方向为沿着相机模块光轴(z轴)倾斜，并且倾斜的范围达到360度。在本实施例中，一共有两个转动轴，具体是，所述支撑组件ⅰ和支撑组件ⅱ分别由两个支撑件组成，所述支撑件与相机模块支架5或底座9具有三个以上的接触成靠点，支撑组件ⅰ的两个支撑件的中心点连接后构成相机模块支架相对框架摆动的转动轴ⅰ，支撑组件ⅱ的两个支撑件的中心点连接后构成底座和框架相对底座摆动的转动轴ⅱ。所述转动轴ⅰ和转动轴ⅱ相互垂直且共存在于同一平面上。以使相机模块支架与框架同时进行旋转的情况下，可让相机模块支架达到360度都可倾斜于z轴的情况产生。
36.所述支撑组件ⅰ和支撑组件ⅱ采用滚珠4、轴承或半圆形的物体。所述预压力组件是弹性组件，所述弹性组件为预压力弹片2或是弹性常数k值为线性变化的组件，所述弹性组件通过拉伸产生回弹力，从而在相机模块支架5与框架3之间、底座9与框架3之间分别产生一回弹力，使相机模块支架与框架、底座与框架分别紧密接触。
37.本实施例中，转动轴ⅰ和转动轴ⅱ分别对应于一个转动组件，转动轴ⅰ对应的是第一转动组件，转动轴ⅱ对应的是第二转动组件。第一转动组件内包含相机模块10、相机模块
支架5、框架3、一组滚珠4
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1、4
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2以及一预压力弹片2，如图3。其中，相机模块支架承载相机模块，并且藉由一组滚珠支撑与连接框架。滚珠功能包含链接两个主要组件之外，还有构成转动轴之功能，其中，一组滚珠内含两颗滚珠，并且两颗滚珠4
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1、4
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2的中心连接为转动轴ⅰ。为了确保相机模块支架与框架可紧密的接触连接，一预压力弹片2连结相机模块支架与框架，预压力弹片设置于相机模块支架与框架的位置具有一高度差。所述预压力弹片呈环状，与框架上表面连接固定，其内沿侧对应相机模块支架上沿位置设有多个内连接弹片2
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1，内连接弹片2
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1通过紧固件与相机模块支架5上沿连接固定。所述内连接弹片2
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1的数量为四个，与相机模块支架5上沿四边一一对应，且通过弦丝部2
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2与弹性组件主体连接。预压力弹片2藉由高度差产生一回弹力，即为第一预压力，进而使相机模块支架5与框架3达到紧密接触连接，如图4。
38.第二转动组件内包含第一转动组件、一组滚珠、一预压力弹片2以及底座9，如图5。其中，底座9藉由一组滚珠支撑与连接框架，滚珠功能包含链接两个主要组件之外，还有构成转动轴之功能。其中，一组滚珠内含两颗滚珠4
‑
3、4
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4，并且两颗滚珠的中心连接为第二转动轴。为了确保底座9与框架3可紧密的接触连接，预压力弹片2连结底座9与框架3，本实施例中，预压力弹片2的外框设有与底座上沿对应的外连接弹片2
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3，外连接弹片2
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3通过紧固件与底座9上沿连接固定。所述外连接弹片2
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3的数量为两个，分别对应底座一对角位置，且通过弦丝部2
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4与弹性组件主体连接。同理，预压力弹片2设置于底座9与框架3的位置具有一高度差，藉由此高度差使预压力弹片产生一回弹力，即为第二预压力，进而使框架与底座达到紧密接触连接，如图6。预压力弹片2分别链接相机模块支架5、框架3以及底座9，并且预压力弹片一部分可在相机模块支架5与框架3连接上产生第一预压力，并且形成第一预压力产生位置共有两处（内连接弹片2
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1两两一对），此两位处为轴对称出现。同样预压力弹片另一部分，外连接弹片2
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3可在底座9与框架3连接上产生第二预压力，并且形成第二预压力产生位置共有两处，此两位处为轴对称出现，如图7。
39.在本实施例中，一共有两组电磁驱动组件，每一组电磁驱动组件可驱动相机模块沿单一轴向进行转动，并且第一电磁驱动组件与第二电磁驱动组件所驱动的轴向是互相垂直。所述相机模块支架上的每组磁性组件至少包含一块驱动磁铁6，所述软性电路板7上承载两个位置传感器，每个位置传感器对应搭配一块驱动磁铁6，位置传感器所搭配的驱动磁铁与驱动线圈8所搭配的驱动磁铁是相同的。所述软性电路板7上承载两个导磁性组件，即铁片，每个导磁性组件对应搭配一个软性电路板上的驱动线圈。
40.如图8、图9所示，每一个电磁驱动组件内包含一个驱动磁铁、一个驱动线圈、一个铁片、一个位置传感器，其中铁片可增加电磁驱动组件内的电磁力，以及当相机模块支架转动后，可产生与电磁力反相的磁力，于电磁驱动组件未产生电磁力时，将相机模块支架回复至固定的位置。位置传感器所感测的磁场变化来自于各电磁驱动模块内的驱动磁铁所产生之磁场。因此，当相机模块支架在转动时，位置传感器即可感测到驱动磁铁的磁铁变化，进而得知相机模块支架所转动的角度。每一组电磁驱动组件内的驱动磁铁皆为多极性磁铁，驱动线圈为操场型样示。设计上利用多极性磁铁的特性，驱动磁铁上、下层磁场方向为相反，并可同时对应到操场型线圈上、下两排的直边，进而达到电磁力最大化。