专利名称：相机模组的制作方法
技术领域：
本发明涉及相机模组技术领域，特别涉及一种具有光学防抖功能的相机模组。
背景技术：
相机模组通过快门控制光线投射到影像感测器的时间长短，比如，快门速度为1/2 秒时，表示影像感测器感光的时间为1/2秒，若在这1/2秒内由于抖动的原因同一束光线 在影像感测器上发生移动，影像感测器就会记录下该光线的运动轨迹，使拍摄的照片模糊 不清。为了补偿由于抖动造成的光线偏移量，上世纪九十年代开始出现利用影像稳定系统 以防止抖动的相机模组。具体请参阅Cardani B.等人2006年4月在Control Systems Magazine, IEEE (Volume 26, Issue 2, Page (s)± L 白勺 ife t “Optical image stabilization for digital cameras，，。相机模组的防抖技术主要分为电子防抖和光学防抖两大类。其中，电子防抖主要 指在相机模组上采用强制提高影像感测器的感光参数同时加快快门并针对影像感测器上 大约2/3面积上取得的图像进行分析，然后利用边缘图像进行补偿的防抖技术，但由于在 图像处理过程中不可避免的要抛弃部分图像信息，因此实际上电子防抖技术降低了影像感 测器的利用效率。光学防抖技术又可分为镜头防抖和成像器件防抖防抖两类。镜头防抖主要指在镜 头模组中设置专门的防抖补偿镜片组，根据相机模组的抖动方向和程度，补偿镜片组相应 调整位置和角度，使光路保持稳定，但增加补偿镜片组会增加相机模组在光轴方向的总高 度，不利于相机模组的轻薄化。成像器件防抖主要指在感知相机模组抖动后，改变影像感测 器的位置或角度来保持成像的稳定性，但成像器件防抖需采用高精度的机构改变影像感测 器的位置或角度，相应地大大增加了相机模组的制造成本。因此，有必要提供一种无需设置专门的防抖补偿镜片组且结构较为简单、成本较 低的相机模组。
发明内容
下面将以具体实施例说明一种相机模组。—种相机模组，包括电路板、设置在电路板上的影像感测器、处理器及用于感测该 影像感测器相对待拍摄物体偏移量的位移传感器，及相对影像感测器设置的镜头模组。该 镜头模组具有第一侧面与第二侧面。该相机模组还包括第一磁铁、第二磁铁、及多根挠性支 撑体。该第一侧面、第二侧面上分别固设有多根与该镜头模组的光轴平行的第一导线与第 二导线。该第一磁铁与第二磁铁分别相对该第一导线与第二导线设置且相对该影像感测器 固定，该第一磁铁与第二磁铁的磁场方向成60到150度之间的角度。该镜头模组以该多根 挠性支撑体支撑于该电路板上。该处理器根据该偏移量控制该第一导线及第二导线中的电 流使该镜头模组由于第一导线与第二导线受到的安培力运动，从而使拍摄时间内被拍摄的 物体经由镜头模组所成的像始终位于影像感测器的相同位置。
一种相机模组，包括电路板、设置在电路板上的影像感测器、处理器及用于感测该影像感测器相对待拍摄物体偏移量的位移传感器，及相对影像感测器设置的镜头模组。该 镜头模组具有环形的上表面与下表面，以及连接于该上表面与下表面之间的侧面。该相机 模组还包括第一磁铁、第二磁铁、第三磁铁、第四磁铁及多根挠性支撑体。在该侧面的圆周 方向成90度等间距设置有多根与该镜头模组的光轴平行的第一导线、第二导线、第三导线 与第四导线。该第一磁铁、第二磁铁、第三磁铁与第四磁铁分别相对该第一导线、第二导线、 第三导线与第四导线设置且相对该影像感测器固定。该第一磁铁与第二磁铁的磁场方向垂 直，该第三磁铁与第四磁铁的磁场方向垂直。该镜头模组以该多根挠性支撑体支撑于该电 路板上。该处理器根据该偏移量控制该第一导线、第二导线、第三导线与第四导线中的电流 使该镜头模组由于第一导线、第二导线、第三导线与第四导线受到的安培力运动，从而使拍 摄时间内被拍摄的物体经由镜头模组所成的像始终位于影像感测器的相同位置。相对于现有技术，本技术方案的相机模组利用连接于电路板与镜头模组的挠性支 撑体支撑镜头模组，并利用固定于镜头模组第一侧面、第二侧面或其侧面的与镜头模组的 光轴平行的至少两组导线分别在其相对的至少两个磁铁形成的磁场中产生的安培力带动 镜头模组在垂直于其光轴的两垂直轴向上移动，且可通过处理器控制提供给相应的该组导 线的电流以可精确控制该组导线产生的安培力的大小，从而调整该相机模组由于抖动产生 的偏移量，使镜头模组相对该影像感测器移动以消除由于影像感测器的移动带来的影像模 糊，达到防抖的目的，其无需设置专门的防抖补偿镜片组，可降低相机模组在光轴方向的高 度，有利于相机模组的薄型化，且节省了使用防抖补偿镜片组的成本。
图1是本技术方案第一实施例提供的相机模组的示意图。图2是第一实施例的相机模组处于原始状态的示意图。图3是第一实施例的相机模组发生抖动状态的示意图。图4是第一实施例的相机模组修正抖动状态的示意图。图5是本技术方案第二实施例提供的相机模组的示意图。
具体实施例方式下面将结合附图和多个实施例对本技术方案的相机模组作进一步详细说明。请参阅图1，本技术方案第一实施例提供的光学防抖相机模组100，包括电路板 30、影像感测器20、位移传感器70、处理器80、镜头模组10、挠性支撑体60、第一导线41、第 二导线42、第一磁铁51、第二磁铁52。。电路板30具有表面32，影像感测器20、位移传感器70及处理器80设置在表面32 上，且影像感测器20与位移传感器70相对电路板30固定。镜头模组10与影像感测器20 相对设置。影像感测器20具有与镜头模组10的光轴垂直的影像感测面22。挠性支撑体 60 一端与表面32相连，另一端与镜头模组10相连从而将镜头模组10挠性支撑于电路板 30上。在挠性支撑体60未变形时影像感测面22的中心位于镜头模组10的光轴的延长线 上。第一导线41与第二导线42固定于镜头模组10上，第一磁铁51、第二磁铁52分别相对 第一导线41与第二导线42设置，当第一导线41与第二导线42中通以电流时，其受到安培力的作用。位移传感器70用于感测影像传感器20相对被拍摄物体的偏移量。本实施例中， 位移传感器70为干涉式光纤陀螺仪，工作时，其向不同方向发出检测光束，并使得多个不 同的检测光束在光学环路中前进，所述光学环路为一个环形的通道，光学环路随着待感测 物一起运动时，检测光束在光学环路中的光程相对于光学环路静止时检测光束在光学环路 中的光程将产生变化，从而使得不同的检测光束之间产生干涉，利用这种干涉即可测量环 路的转动速度从而检测得到相机模组100的抖动情况。具体地，将垂直于镜头模组10的光 轴且垂直于第一侧面11的方向定义为第一轴向X，垂直于镜头模组10的光轴且垂直于第二 侧面12的方向定义为第二轴向Y，平行于镜头模组10的光轴的方向定义为第三轴向Z。位 移传感器70主要用于感测相机模组100发生抖动时，相机模组100自身在垂直于其光轴方 向的第一轴向X与第二轴向Y的偏移量。当然，该位移传感器70也可为其它具有位移改变 感测功能的传感器。例如，该位移传感器70还可以为红外传感器。处理器80与位移传感器70电连接，其用于根据该位移传感器70感测到的偏移量控制该第一导线41及第二导线42中的电流使该镜头模组10由于第一导线41与第二导线 42受到的安培力运动，从而使镜头模组10相对该影像感测器20移动以消除由于相机模组 100抖动带来的影像模糊。本实施例中，镜头模组10呈长方形状，其具有第一侧面11、第二侧面12、第三侧面 13、第四侧面14、上表面15和下表面16。下表面16与影像感测器20相对，上表面15相对 于下表面16远离影像感测器20，即上表面15位于镜头模组10的物侧，下表面16位于镜头 模组10的像侧。第一侧面11、第二侧面12、第三侧面13和第四侧面14垂直连接于上表面 15与下表面16之间。本实施例中，第一侧面11与第二侧面12相互垂直，第三侧面13与第 四侧面14相互垂直，第三侧面13与第一侧面11平行。第一导线41、第二导线42分固定于 第一侧面11与第二侧面12，且第一导线41、第二导线42均为多根，且与镜头模组10光轴 平行。第一导线41与第二导线42两端电连接至电路板30中，处理器80可控制通过该导 线的电流的大小。挠性支撑体60包括四根柔性导线，在未变形状态下，该四根柔性导线与镜头模组 10的光轴平行，其一端分别与第一侧面11、第二侧面12、第三侧面13以及第四侧面14相交 处相连。当然，该柔性导线还可固连于镜头模组10的下表面16。柔性导线的粗细设置可根 据镜头模组10自身的质量确定。一般地，挠性支撑体60应使得相机模组100在振动时镜头 模组10不会碰到第一磁铁51与第二磁铁52，或者挠性支撑体60在垂直于镜头模组10的 光轴的两垂直方向的弯曲角度不大于20度为宜。柔性导线可与电路板30及第一导线41、 第二导线42电连接，从而电路板30可经由该柔性导线为第一导线41、第二导线42提供电 流，避免使用额外的导线。可以理解的是，柔性导线还替换为其他符合挠曲性能的挠性体， 此时第一导线41与第二导线42可通过与额外设置的导线与电路板30电连接而获得电流， 而不必借助于挠性支撑体60。第一磁铁51与第二磁铁52分别相对第一导线41与第二导线42设置。本实施例 中，第一磁铁51、第二磁铁52分别收容固定于两个固定体53内，两个固定体53分别通过两 根固定杆54连接固定至电路板30上。从而，第一磁铁51、第二磁铁52与影像感测器20的 相对位置可保持不变。固定体53可为具有电磁屏蔽功能的罩体，以将挠性支撑体60与第一磁铁51与第二磁铁52隔离，从而第一磁铁51与第二磁铁52不会对挠性支撑体60产生 磁效应，挠性支撑体60本身不会由于产生安培力而挠曲。可以理解的是，第一磁铁51与第 二磁铁52还可通过其它固定方式与电路板30相对固定，例如可将电路板30、第一磁铁51、 第二磁铁52均固定设置于收容该镜头模组10的镜座内(图未示)。第一磁铁51与第二磁 铁52的磁场方向成60到150度之间的角度。本实施例中，第一磁铁51与第二磁铁52的 N极分别指向第一导线41与第二导线42，即，第一磁铁51与第二磁铁52的磁场方向相互 垂直。因此，当第一导线41与第二导线42通电后，分别受到相互垂直的两个方向上的安培 力，从而第一导线41与第二导线42在安培力的作 用下可带动镜头模组10平移。采用相机模组10进行拍照时，可通过供给第一导线41或第二导线42 —合适的电 流，以使镜头模组10可吸附固定于该第一磁铁51或第二磁铁52上。当快门开始进行拍照 时，取消该电流，经过一定时间(此时间依赖于具体选用的挠性支撑体60的回复性能)镜 头模组10回复到初始位置。可以理解的是，快门开启前，也可通过一定位机构(例如马达 驱动的弹片)使镜头模组10与影像感测器30相对固定，从而使得镜头模组10在快门关闭 时并不会由于其与挠性支撑体60的连接而产生晃动，亦即镜头模组10处于初始位置待命。 当需要拍摄时，可将该定位机构松开，则镜头模组10可平移运动。请参阅图2，其为相机模组100快门开启时镜头模组10的成像示意图，其中物点 102的像104在影像感测器20的中心。参阅图3，若相机模组100在第一轴向X的正向发生 抖动，位移传感器70感测到相机模组10在第一轴向X的正向的偏移量为&。处理器80从 位移传感器70获取该偏移量信息后，通过计算分析得出镜头模组10在第一轴向X的负向 的补偿位移量为X2。处理器80可计算出分别供给第一导线41与第二导线42的电流的大 小关系，使得镜头模组10在相同时间t内在第一轴向X的负向的补偿位移量为X2。此时， 由于第一磁铁51与第二磁铁52的N极分别指向第一导线41与第二导线42，镜头模组10 所受安培力方向为第一轴向X的负向与第二轴向Y的负向；第一导线41的电流方向垂直指 向电路板30，第二导线42的电流方向垂直远离电路板30。处理器80得出供给电流大小的算法如下第一轴向X 的负向的补偿位移量为=X2 = ait2/2 = FZ/^m = B1I1L1 t2/2m, (1)第二轴向Y 的负向的补偿位移量为=Y2 = a2t2/2 = F2t2/2m = B2I2L2 t2/2m, (2)其中，ai、a2分别表示镜头模组10在第一轴向X与第二轴向Y的加速度，F1, F2分别表示镜头模组10在第一轴向X与第二轴向Y所受安培力，B1, B2分别表示第一磁铁51与第二磁铁52的磁感应强度，I1, I2分别表示供给第一导线41与第二导线42的电流强度，L1, L2分别表示多根第一导线41垂直于第一磁铁51磁场方向的导线总长度与多 根第二导线42垂直于第二磁铁52磁场方向的导线总长度，m表示镜头模组10与第一导线41、第二导线42的总质量。由式(1)及式(2)可得=I1A2= X2B2L2A2B1L10由于X2、Y2、B1, B2、L1, L2、m均为可测量的参数，从而可得I1与I2之比值，只需设 定一电流I1的数值，即可算得另一电流I1的数值，并可由式(1)或式(2)计算出通电时间 t。因此，处理器80即可在时间t内供给第一导线41的电流I1,在时间t内供给第二导线42电流12。若只需在第一轴向修正时，由于供给第一导线41的电流I1与时间t的平方为一定值，所以可设定时间t并计算出电流Ip从而使得镜头模组10在时间t内沿第一轴向 X的负向获得补偿位移量X2,以对相机模组100的抖动进行修正。参阅图4，在镜头模组10 的补偿位移量X2后，物点102的像104仍然位于影像感测器20的中心，也就是说消除了抖 动造成的影像偏移。。可以理解，Y方向上的补偿与X方向上的补偿相类似。请参阅图5，本技术方案第二实施例提供的光学防抖相机模组200与第一实施例 提供的光学防抖相机模组100大致相同，其不同之处在于，该镜头模组210呈筒状，其具有 环形的上表面201与下表面202，以及连接于该上表面201与下表面202之间的侧面204。相机模组200包括第一导线241、第二导线242、第三导线243和第四导线244。第 一导线241、第二导线242、第三导线243和第四导线244均与镜头模组210的光轴平行设 置。该第一导线241、第二导线242、第三导线243与第四导线244等间距固定于侧面204， 即第一导线241、第二导线242、第三导线243与第四导线244在圆周方向呈90度间隔分布 于侧面204上。相机模组200包括三根挠性支撑体260。该挠性支撑体260连接于镜头模组210 与电路板230之间，挠性支撑体260与第一导线241、第二导线242、第三导线243、第四导线 244及电路板230均电连接。该三根挠性支撑体260在圆周方向呈120度间隔连接与镜头 模组210的下表面202。处理器280设于电路板230上，处理器280与位移传感器270及挠性支撑体260 均电连接。相机模组200还包括分别与上述第一导线241、第二导线242、第三导线243和第 四导线244相对的第一磁铁251、第二磁铁252、第三磁铁253和第四磁铁254。该第一磁 铁251、第二磁铁252、第三磁铁253与第四磁铁254均与影像感测器220相对固定。当然， 为配合上述镜头模组210的结构，该第一磁铁251、第二磁铁252、第三磁铁253与第四磁 铁254在垂直于镜头模组210的光轴方向的截面可为圆弧形面。该第一磁铁251、第二磁 铁252、第三磁铁253与第四磁铁254固设于一固定体250上。该固定体250位于镜头模 组210的下方，固定体250通过固定杆255固设于电路板230。镜头模组210可相对固定体 250运动。该固定体250将挠性支撑体260与第一磁铁251、第二磁铁252、第三磁铁253、 第四磁铁254隔离。本实施例中，该固定体250为一截面为环形的金属平板，其可隔离第一 磁铁251、第二磁铁252、第三磁铁253、第四磁铁254与挠性支撑体260间的磁效应，避免挠 性支撑体260受到安培力作用而产生移动。可以理解的是，该相机模组的相对的磁铁与导线还可以为其它形状结构，只需该 导线具有与镜头模组的光轴平行，磁铁的磁极与该导线相对即可。相对于现有技术，本技术方案的相机模组利用连接于电路板与镜头模组的挠性支 撑体支撑镜头模组，并利用固定于镜头模组第一侧面、第二侧面或其侧面的与镜头模组的 光轴平行的至少两组导线分别在其相对的至少两个磁铁形成的磁场中产生的安培力带动 镜头模组在垂直于其光轴的两垂直轴向上移动，且可通过处理器控制提供给相应的该组导 线的电流以可精确控制该组导线产生的安培力的大小，从而调整该相机模组由于抖动产生 的偏移量，使镜头模组相对该影像感测器移动以消除由于影像感测器的移动带来的影像模 糊，达到防抖的目的，其无需设置专门的防抖补偿镜片组，可降低相机模组在光轴方向的高度，有利于相机模组的薄型化，且节省了使用防抖补偿镜片组的成本。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本技术方案的技术构 思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本技术方案权利要求 的保护范围。
权利要求
一种相机模组，包括电路板、设置在电路板上的影像感测器、处理器及用于感测该影像感测器相对待拍摄物体偏移量的位移传感器，及相对影像感测器设置的镜头模组，该镜头模组具有第一侧面与第二侧面，其特征在于该相机模组还包括第一磁铁、第二磁铁、及多根挠性支撑体，该第一侧面、第二侧面上分别固设有多根与该镜头模组的光轴平行的第一导线与第二导线，该第一磁铁与第二磁铁分别相对该第一导线与第二导线设置且相对该影像感测器固定，该第一磁铁与第二磁铁的磁场方向成60到150度之间的角度，该镜头模组以该多根挠性支撑体支撑于该电路板上，该处理器根据该偏移量控制该第一导线及第二导线中的电流使该镜头模组由于第一导线与第二导线受到的安培力运动，从而使拍摄时间内被拍摄的物体经由镜头模组所成的像始终位于影像感测器的相同位置。
2.如权利要求1所述的相机模组，其特征在于，该第一磁铁与第二磁铁的磁场方向相 互垂直，该镜头模组的第一侧面与第二侧面相互垂直。
3.如权利要求1所述的相机模组，其特征在于，该镜头模组包括平行且相对的上表面 与下表面该第一侧面与第二侧面连接于该上表面与下表面之间，该下表面与影像感测器相 对，该挠性支撑体固连于该下表面。
4.如权利要求1所述的相机模组，其特征在于，该挠性支撑体的数量为四根。
5.如权利要求4所述的相机模组，其特征在于，该镜头模组包括与第一侧面平行的第 三侧面，以及与第二侧面平行的第四侧面，该第三侧面与第四侧面垂直，该挠性支撑体的一 端分别与第一侧面、第二侧面、第三侧面以及第四侧面相交处相连。
6.如权利要求1所述的相机模组，其特征在于，该第一导线与第二导线均为直导线。
7.如权利要求1所述的相机模组，其特征在于，进一步包括固定该第一磁铁与第二磁 铁的固定体，该固定体具有电磁屏蔽功能以可将挠性支撑体与第一磁铁、第二磁铁隔离。
8.如权利要求7所述的相机模组，其特征在于，进一步包括将该固定体固定于电路板 的固定杆。
9.一种相机模组，包括电路板、设置在电路板上的影像感测器、处理器及用于感测该影 像感测器相对待拍摄物体偏移量的位移传感器，及相对影像感测器设置的镜头模组，该镜 头模组具有环形的上表面与下表面，以及连接于该上表面与下表面之间的侧面，其特征在 于该相机模组还包括第一磁铁、第二磁铁、第三磁铁、第四磁铁及多根挠性支撑体，在该侧 面的圆周方向成90度等间距设置有多根与该镜头模组的光轴平行的第一导线、第二导线、 第三导线与第四导线，该第一磁铁、第二磁铁、第三磁铁与第四磁铁分别相对该第一导线、 第二导线、第三导线与第四导线设置且相对该影像感测器固定，该第一磁铁与第二磁铁的 磁场方向垂直，该第三磁铁与第四磁铁的磁场方向垂直，该镜头模组以该多根挠性支撑体 支撑于该电路板上，该处理器根据该偏移量控制该第一导线、第二导线、第三导线与第四导 线中的电流使该镜头模组由于第一导线、第二导线、第三导线与第四导线受到的安培力运 动，从而使拍摄时间内被拍摄的物体经由镜头模组所成的像始终位于影像感测器的相同位 置。
10.如权利要求9所述的相机模组，其特征在于，该镜头模组的下表面与影像感测器相 对，该挠性支撑体的数量为三根，该三根挠性支撑体在圆周方向成120度等间距固连于该 下表面。
全文摘要
本发明提供一种相机模组，包括电路板、设置在电路板上的影像感测器、处理器及用于感测该影像感测器相对待拍摄物体偏移量的位移传感器，及镜头模组。该镜头模组具有第一侧面与第二侧面。该相机模组还包括第一磁铁、第二磁铁、及多根挠性支撑体。该第一侧面、第二侧面上分别固设有多根与该镜头模组的光轴平行的第一导线与第二导线。该第一磁铁与第二磁铁分别相对该第一导线与第二导线设置且相对该影像感测器固定。该镜头模组以该多根挠性支撑体支撑于该电路板上。该处理器根据该偏移量控制该第一导线及第二导线中的电流使该镜头模组由于第一导线与第二导线受到的安培力运动，从而使被拍摄的物体所成的像始终位于影像感测器的相同位置。
文档编号G03B5/00GK101888477SQ200910302330
公开日2010年11月17日 申请日期2009年5月15日 优先权日2009年5月15日
发明者柯朝元 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司