一种折弯FPC弹片结构的制作方法

一种折弯fpc弹片结构
技术领域
1.本技术涉及精密零件技术领域，具体涉及一种折弯fpc弹片结构。


背景技术：

2.现有的sensor-shift技术中，大多采用了fpc弹片来承载图像传感器,同时起着传递图像信号、均衡shift磁场力的作用。现有的fpc弹片是用于保证图像传感器沿x轴和y轴(即摄像模组径向平面上的方向)移动的部件，z轴(即光轴方向)方向使用单独的af马达来对焦。理想情况下，在摄像头光学防抖时，图像传感器在z轴方向上是不能产生位移的，否则会影响拍照效果；而图像传感器在z方向上位移程度则取决于fpc弹片z方向上的弹性k值大小，所以在保证x/y方向弹性k值合适的情况下，fpc弹片z方向上的弹性k值要越大越好，然而现有的fpc弹片采用平面结构，在z方向上是偏软的，也是很难再增加z方向k值的。同时此类摄像头需要对焦时，是另外搭载了一个普通af马达的结构，来实现这个功能。而这样在装配上和工艺上是复杂的；由于零部件较多，在成本上也是较昂贵的。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术存在的fpc弹片在光轴方向的弹性系数较小，防抖运动时容易在光轴方向产生位移量造成误差的问题，本技术提供一种在光轴方向上的弹性系数足够大的折弯fpc弹片结构。
4.为了达到上述目的，本技术所采用的技术方案为：
5.一种折弯fpc弹片结构，用于承载图像传感器运动，包括用于安装图像传感器的中心部，以及与所述中心部活动连接并环绕设置在中心部外围的外弹丝臂，所述外弹丝臂相对于中心部折弯；所述中心部与外弹丝臂之间设有内弹丝臂，所述内弹丝臂环绕设置在中心部外围并与中心部和外弹丝臂活动连接。
6.光学防抖技术是利用摄像模组中光学元器件相对于仪器拍摄过程中的抖动进行反向运动来提高成像质量的一种技术，其中，光学元器件包括镜头和图像传感器。大多应用于手机的摄像模组都采用移动镜头的方案来实现光学防抖，基于对手机轻薄化和摄像清晰度的要求越来越高，以及摄像场景的更加多样化，越来越多手机开始使用移动图像传感器的摄像模组，即sensor-shift技术，sensor即图像传感器，摄像模组中具有fpc弹片这一重要零件，其具有用于安装图像传感器并连接摄像模组中的固定部分，使图像传感器在摄像模组内的一定范围内运动，还具有与图像传感器同步运动的活动部分。现有的fpc弹片采用平面结构，活动部分通过fpc镂空切割形成的连接臂与固定部分活动连接，是用于保证图像传感器沿x轴和y轴移动的部件，z轴方向使用单独的af马达来对焦。由于fpc本身材料较软，容易沿z轴方向产生不受控制的移动而造成控制误差，影响拍摄效果。而在不适用af马达的情况下，单靠fpc弹片也难以实现在z轴方向的精准位移控制。
7.因此，为了解决目前的fpc弹片不仅难以同时实现三轴方向的精准控制，在仅用于控制x轴和y轴位移时，还容易产生z轴方向的误差的问题，本方案中的fpc弹片采用折弯结
构，由于中心部随图像传感器运动，外弹丝臂作为牵引和支撑与摄像模组中的固定零件连接保持固定状态，因此，将外弹丝臂相对于中心部折弯，该折弯处显著增大z方向的k值，大幅降低图像传感器在移动过程中的姿态差。
8.此外，本方案还对中心部与外弹丝臂之间的连接进行了进一步的优化，采用多层环绕设计，中心部外围环绕内弹丝臂，内弹丝臂外围环绕外弹丝臂，通过对弹片结构的改进，使得中心部和内弹丝臂相对于外弹丝臂的运动形成sensor-shift技术中的shift运动，即在x轴和y轴组成平面上的平移、旋转运动，以及绕x轴和y轴的旋转运动，同时，内弹丝臂与外弹丝臂之间的折弯连接保证了z轴方向具有足够大的弹性系数，减少或避免内弹丝臂和中心部整体相对于外弹丝臂沿z轴方向的上下移动。而中心部与内弹丝臂之间的活动连接则使得中心部相对与内弹丝臂的运动形成af对焦运动，内弹丝臂对中心部的对焦运动发挥牵引和稳定的作用。从而通过对弹片结构的改进，使得弹片能同时进行shift运动和af对焦运动，运动的驱动可以由设置在摄像模组中的两组磁体提供，从而避免了额外设置af马达需要占用大量空间的问题，也避免图像传感器进行shift运动时产生沿z轴方向位移的误差。
9.进一步的，所述中心部的相对两侧通过第一连接部与内弹丝臂连接成一体成型结构，所述内弹丝臂垂直于第一连接部的相对两侧通过第二连接部与外弹丝臂折弯连接成一体成型结构。
10.进一步的，所述外弹丝臂与第二连接部之间的折弯处设有第一折弯接头，所述第一折弯接头与外弹丝臂和内弹丝臂之间夹角均为外弹丝臂相对于内弹丝臂折弯角度的一半。
11.进一步的，所述外弹丝臂包括首尾续接并围合成四角形状的四个折弯部和四个过渡部，所述折弯部相对于中心部折弯，所述过渡部与中心部处于同一平面。
12.进一步的，所述外弹丝臂边缘设有连接外部电路的引脚，所述引脚相对于外弹丝臂折弯。
13.进一步的，所述外弹丝臂与引脚之间的折弯处设有第二折弯接头，所述第二折弯接头与外弹丝臂和引脚之间的夹角均为引脚相对于外弹丝臂折弯角度的一半。
14.进一步的，所述外弹丝臂相对于内弹丝臂的折弯角度以及引脚相对于外弹丝臂的折弯角度为30度-90度。
15.进一步的，所述外弹丝臂相对于内弹丝臂的折弯角度以及引脚相对于外弹丝臂的折弯角度为90度。
16.进一步的，所述fpc弹片由依次叠加的走线层、绝缘层和弹片层组成。
17.本技术的有益效果是：本技术将外弹丝臂相对于中心部折弯，该折弯处显著增大z方向的k值，大幅降低图像传感器在移动过程中的姿态差。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本技术的折弯前的俯视图；
20.图2是本技术折弯前的立体结构示意图；
21.图3是本技术的结构示意图；
22.图4是图3中a处的局部放大示意图；
23.图5是图3中b处的局部放大示意图；
24.图6是本技术中的fpc弹片安装在完整摄像模组中的分解结构示意图；
25.图7是完整摄像模组安装完成后的结构示意图。
26.图中：1-中心部；101-第一连接部；2-内弹丝臂；201-第二连接部；3-外弹丝臂；301-折弯部；302-过渡部；303-第一折弯接头；4-引脚；401-第二折弯接头；5-镜头；6-镜头座；7-pcb软硬结合板；8-ois线圈；9-ois支架；10-图像传感器；11-af线圈；12-af支架；13-下盖。
具体实施方式
27.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
28.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
29.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
30.在本技术的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，本技术的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.此外，本技术的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
32.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
33.实施例1：
34.如图3所示的一种折弯fpc弹片结构，用于承载图像传感器10运动,包括用于安装
图像传感器10的中心部1，以及与所述中心部1活动连接并环绕设置在中心部1外围的外弹丝臂3，所述外弹丝臂3相对于中心部1折弯；所述中心部1与外弹丝臂3之间设有内弹丝臂2，所述内弹丝臂2环绕设置在中心部1外围并与中心部1和外弹丝臂3活动连接。
35.工作原理如下：
36.能完成摄像功能的摄像模组包括镜头5和光学传感器两个主要的光学元器件，具有光学防抖的摄像模组中还设有驱动光学元器件的驱动机构以及牵引和稳定光学元器件的安装机构。本技术中的fpc弹片是用于安装承载图像传感器10的部件，使得驱动机构能驱动图像传感器10在摄像模组内的一定范围中进行防抖运动，以抵消拍摄过程中的抖动来保证成像的清晰度。其中，fpc弹片包括中心部1和外弹丝臂3两个部分，中心部1与图像传感器10固定连接，随图像传感器10同步运动，外弹丝臂3与摄像模组中固定的部件如外壳等固定连接，保证fpc弹片在摄像模组中稳定安装且外弹丝臂3能为中心部1的运动起到牵引和稳定作用。同时，本技术中的外弹丝臂3相对于中心部1折弯是指外弹丝臂3与中心部1之间具有一定角度的夹角。基于弹片本身为片状结构，中心部1相对于外弹丝臂3活动时，两者的连接处受到平行于连接结构平面的拉力而产生弹性形变，而平面结构的弹片容易造成中心部1整体沿z轴方向产生不受控制的位移，即上下抖动。本技术中将外弹丝臂3折弯后，折弯的结构利用弹片吸收了竖直方向的受力，减轻了中心部1上下抖动的情况。
37.实施例2：
38.本实施例在实施例1的基础上，进行了进一步优化与限定。
39.如图3所示，所述中心部1的相对两侧通过第一连接部101与内弹丝臂2连接成一体成型结构，所述内弹丝臂2垂直于第一连接部101的相对两侧通过第二连接部201与外弹丝臂3折弯连接成一体成型结构。
40.为了便于看清中心部1、内弹丝臂2和外弹丝臂3之间的位置关系，如图1-2所示为外弹丝臂3折弯前的结构示意图，本技术中的fpc弹片为多层环绕设计，中心部1外围环绕内弹丝臂2，内弹丝臂2外围环绕外弹丝臂3。中心部1和内弹丝臂2相对于外弹丝臂3的运动形成sensor-shift技术中的shift运动，即在x轴和y轴组成平面上的运动，甚至包括绕x轴和y轴的旋转运动。内弹丝臂2与外弹丝臂3之间的折弯连接保证了z轴方向具有足够大的弹性系数，减少或避免内弹丝臂2和中心部1整体相对于外弹丝臂3沿z轴方向的上下移动。而中心部1与内弹丝臂2之间的活动连接则使得中心部1相对与内弹丝臂2的运动形成af对焦运动，内弹丝臂2对中心部1的对焦运动发挥牵引和稳定的作用。
41.如图6所示为本技术中的fpc弹片应用在一个完整摄像模组中的分解结构示意图，从上至下分布的镜头座6、pcb软硬结合板7和下盖13组合构成摄像模组的壳体部分和固定的基础。镜头5轴线对准图像传感器10中心，镜头5面向壳体外，图像传感器10处于壳体内。壳体内还固定有多个磁石，与该磁石相对应的设有多个ois线圈8，ois线圈8固定在ois支架9上，该ois支架9直接与内弹丝臂2固定连接，由此，形成一组驱动图像传感器10做shift运动的驱动机构。由于仅仅依靠fpc弹片的支撑，图像传感器10需要能够进行shift运动和af对焦运动两种运动，还设有一组单独驱动图像传感器10做af对焦运动的驱动机构，包括直接与图像传感器10固定连接的af支架12以及固定在该支架上的af线圈11，af线圈11同样与上述的多个磁石相互作用来提供驱动，由于af线圈11与ois线圈8中电流方向的不同，根据左手定则，能与磁石之间产生不同方向的作用力。如图7所示为安装完成后该摄像模组的外
观结构示意图，由于不用额外设置af马达，整体厚度显著减小。
42.值得说明的是，由于折弯结构的设置是为了吸收一定的受力来避免或减少内弹丝臂2的上下抖动，折弯角度对上下抖动的影响程度远远小于折弯结构本身，因此，折弯角度优选设置为30度-90度，如图所示的外弹丝臂3相对于内弹丝臂2的折弯角度以及引脚4相对于外弹丝臂3的折弯角度均为90度仅是一种示例。当然最优选的折弯角度为90度，以便于fpc弹片的安装以及与壳体的固定连接。
43.此外，提供一种外弹丝臂3折弯方式的优选设置方案，如图3和图4所示，所述外弹丝臂3与第二连接部201之间的折弯处设有第一折弯接头303，所述第一折弯接头303与外弹丝臂3和内弹丝臂2之间夹角均为外弹丝臂3相对于内弹丝臂2折弯角度的一半。第一折弯接头303实质上是由第二连接部201与外弹丝臂3的连接处之间经过两次折弯动作形成的类似倒角结构，两侧折弯动作中，每一次折弯的角度为实际外弹丝臂3与内弹丝臂2之间角度的一半，例如外弹丝臂3需要垂直于内弹丝臂2，则先从靠近第二连接部201连接外弹丝臂3的一端先折弯45度，再从该端部折弯45度。第一折弯接头303的设置能有效避免折弯后的回弹现象，且保证折弯角度的稳定不变。
44.提供一种外弹丝臂3结构的优选设置方案，如图3和图4所示，所述外弹丝臂3包括首尾续接并围合成四角形状的四个折弯部301和四个过渡部302，所述折弯部301相对于中心部1折弯，所述过渡部302与中心部1处于同一平面。本方案中为了保持fpc弹片的整体性，避免在外弹丝臂3的四角上切割，将外弹丝臂3的四角位置设置过渡部302，利用四角位置的空缺使得四个折弯部301能分别折弯，保持fpc弹片的一体性。
45.实施例3：
46.本实施例在实施例2的基础上，进行了进一步的优化与限定。
47.如图3和图5所示所述外弹丝臂3边缘设有连接外部电路的引脚4，所述引脚4相对于外弹丝臂3折弯。所述外弹丝臂3与引脚4之间的折弯处设有第二折弯接头401，所述第二折弯接头401与外弹丝臂3和引脚4之间的夹角均为引脚4相对于外弹丝臂3折弯角度的一半。第二折弯接头401的原理与第一折弯接头303相同，保证引脚4与外弹丝臂3之间的折弯角度稳定不变。
48.实施例4：
49.本实施例在上述任一项实施例的基础上，进行了进一步的优化与限定。
50.所述fpc弹片由依次叠加的走线层、绝缘层和弹片层组成。走线层较薄，承担电信号联通的功能，弹片层主要承担调整弹簧k值和平衡磁场力的作用，绝缘层则将走线层和弹片层绝缘隔开，此外，值得说明的是，走线层、绝缘层和弹片层仅仅是指代fpc弹片各层的功能，而实际上，为了满足多信号或弹性的需要，各个功能层的数量可以是一层或多层。
51.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。