光学器件旋转角度检测方法、旋转角度检测装置及摄像模组与流程

文档序号:23466739发布日期:2020-12-29 12:51阅读:163来源:国知局
光学器件旋转角度检测方法、旋转角度检测装置及摄像模组与流程

本申请涉及光学防抖技术领域,尤其涉及一种光学器件旋转角度检测方法、旋转角度检测装置、摄像模组及移动终端。



背景技术:

现今光学防抖技术已被广泛应用在移动终端上,例如,手机、平板电脑、车载系统中等,通过光学防抖能有效地减少在抖动情况下拍出模糊照片。

现有的是通过驱动模组带动光学器件转动以实现光学防抖,参照图1,驱动模组包括用于驱动安装有光学器件(图中未显示)的载座相对于壳体(图中未显示)绕第一轴线x旋转的第一驱动结构,以及用于驱动安装有光学器件的载座相对于壳体绕第二轴线y旋转的第二驱动结构;其中,第一轴线x和第二轴线y均位于与光轴线z相垂直的光轴正交面上,且第一轴线x和第二轴线y相垂直。即通过第一驱动结构和第二驱动结构带动光学器件绕相对应的第一轴线x和第二轴线y旋转,实现光学防抖。

参照图1,第一驱动结构包括驱动单元001和驱动单元002,驱动单元001和驱动单元002用于向载座(图中未显示)施加沿垂直于第一轴线x的方向相反的驱动力,且驱动力的作用线到第一轴线x的垂直距离不为零。这样,两个驱动力驱动载座绕第一轴线x旋转的力臂不为零,作用于载座上的绕第一轴线x旋转的转矩就不为零,进而可驱动载座绕第一轴线x旋转。第二驱动结构包括驱动单元003,驱动单元003用于向载座施加一个垂直于第二轴线y的驱动力,且该驱动力的作用线到第二轴线y的垂直距离不为零,该驱动力驱动载座绕第二轴线y旋转的力臂不为零,作用于载座上的绕第二轴线y旋转的转矩就不为零,可驱动载座绕第二轴线y旋转。驱动单元001、驱动单元002、驱动单元003均包括相对设置的磁铁和线圈,在向线圈内通入电流,线圈可在磁铁的磁场作用下产生一个单向的洛伦兹力,该洛伦兹力即为能够驱动载座旋转的驱动力。如图1所示,驱动单元001和驱动单元002位于同一面上,驱动单元003位于另一个面上,这样驱动单元001和驱动单元002的线圈就需要安装在柔性电路板折弯后形成的第②面上,驱动单元003的线圈就位于柔性电路板折弯后形成的第①面上。

参照图1,为了提高驱动结构带动光学器件旋转的旋转精度,还需要通过设置第一检测装置004实时检测载座绕第一轴线x的旋转角度,以及设置第二检测装置005实时检测载座绕第二轴线y的旋转角度,光学器件旋转过程中,磁场会发生变化,第一检测装置004和第二检测装置005输出的电压就会发生变化,通过电压的变化以实现对光学器件旋转角度的检测。

第一检测装置004和第二检测装置005对光学器件沿x方向和y方向的转动分别进行独立检测,这样不需要解耦,就实现光学器件在两个方向上的旋转角度的检测。这样,第一检测装置004需要安装在柔性电路板折弯后形成的第①面上,第二检测装置005需要安装在柔性电路板折弯后形成的第③面上,进而需要将安装有第一检测装置004和第二检测装置005以及线圈的柔性电路板进行两次折弯形成三个面,这样容易导致下述技术问题:柔性电路板两次折弯工艺复杂,且两次折弯后的柔性电路板容易导致线圈翘起,不易与相对应的磁铁相对布设,进而发生刮擦现象,降低检测精度。

若为了降低柔性电路板折弯的工艺复杂性,即柔性电路板仅一次折弯形成两个面,这样就需要将第二检测装置005安装在柔性电路板折弯后形成的第②面上,但是当第二检测装置005安装在柔性电路板折弯后形成的第②面上时,要么无法实现对光学器件沿x方向的转动位置的确定,要么光学器件无论绕x方向还是绕y方向转动,第二检测装置005都有电压变化,从而需要解耦方法可实现对光学器件绕x方向的转动角度进行确定,现有技术中又未有一种解耦方法对光学器件绕x方向的转动角度进行确定。



技术实现要素:

本申请的实施例提供一种光学器件旋转角度检测方法、旋转角度检测装置、摄像模组及移动终端,主要目的是在对柔性电路板进行一次折弯工艺的情况下,就可对光学器件绕第一轴线的旋转角度进行检测的方法。

为达到上述目的,本申请的实施例采用如下技术方案:

第一方面,本申请提供了一种光学器件旋转角度检测方法,光学器件可通过第一驱动机构的带动绕第一轴线旋转,且可通过第二驱动机构的带动绕第二轴线旋转,第二轴线与第一轴线相垂直,光学器件绕第一轴线的旋转角度通过第一位置检测模块检测,第一位置检测模块包括第一位置传感器和第二位置传感器,第一位置传感器和第二位置传感器均位于第一面上,第一面垂直于第一轴线,且第一位置传感器和第二位置传感器设置在第一轴线的两侧,在光学器件绕第一轴线或绕第二轴线旋转的情况下,第一位置传感器输出的第一霍尔值和第二位置传感器输出的第二霍尔值均随着光学器件的旋转角度的变化而变化:

旋转角度检测方法包括:

检测光学器件绕第一轴线旋转的角度:

获取第一位置传感器输出的第一霍尔值,以及获取第二位置传感器输出的第二霍尔值;计算第一霍尔值与第二霍尔值之差,以得到霍尔差值;根据霍尔差值与光学器件的旋转角度值的对应关系确定光学器件绕第一轴线旋转时所在的角度。

本申请实施例提供的光学器件旋转角度检测方法,当光学器件旋转时,由于第一位置传感器和第二位置传感器所处的磁场强度会发生变化,进而第一位置传感器输出第一霍尔值和第二位置传感器输出第二霍尔值会随着光学器件旋转角度的变化而变化,根据第一霍尔值和第二霍尔值的差值确定摄像头绕第一轴线旋转的旋转角度。由于第一位置传感器以及第二位置传感器均位于第一面上,具体实施时,可将第一驱动机构和第二驱动机构均设置在与第一面相垂直的第二面上,或者第一驱动机构设置在第一面上,第二驱动机构设置在第二面上,这样可承载第一驱动机构、第一位置传感器和第二位置传感器以及第二驱动机构的柔性电路板仅需要折弯一次形成两个面,其中一个面平行于第一面,另外一个面平行于第二面即可,这样就降低了柔性电路板的折弯工艺复杂性,尤其可保证折弯后的柔性电路板的加工精度,提高位置检测的准确性。

在第一方面可能的实现方式中,旋转角度检测方法还包括:检测光学器件绕第二轴线旋转的角度:计算第一霍尔值与第二霍尔值之和,以得到霍尔和值;根据霍尔和值与光学器件的旋转角度值的对应关系确定光学器件绕第二轴线旋转时所在的角度。通过第一位置传感器输出的第一霍尔值与第二位置传感器输出的第二霍尔值之和,就可确定光学器件绕第二轴线旋转的旋转角度,这样就无需在设置用于检测光学器件绕第二轴线旋转角度的位置传感器,也简化了整个摄像模组的结构。

在第一方面可能的实现方式中,光学器件绕第二轴线的旋转角度通过第二位置检测模块检测,第二位置检测模块包括第三位置传感器,第三位置传感器位于第二面上,第二面垂直于第一面且平行于第二轴线,在光学器件绕第二轴线旋转的情况下,第三位置传感器输出的第三霍尔值随着光学器件的旋转角度的变化而变化,旋转角度检测方法还包括:

检测光学器件绕第二轴线旋转的角度:

获取第三位置传感器输出的第三霍尔值,根据第三霍尔值与光学器件的旋转角度值的对应关系确定光学器件绕第二轴线旋转时所在的角度。通过设置第三位置检测模块也可检测光学器件绕第二轴线旋转的旋转角度,且第二位置传感器位于第二面上,这样也可保障柔性电路板仅折弯一次形成两个面的工艺要求。

第二方面,本申请还提供了一种旋转角度检测装置,旋转角度检测装置用于对光学器件的旋转角度进行检测,光学器件可通过第一驱动机构的带动绕第一轴线旋转,且可通过第二驱动机构的带动绕第二轴线旋转,第二轴线与第一轴线相垂直,旋转角度检测装置包括:

均位于第一面上的第一位置传感器和第二位置传感器,第一面垂直于第一轴线,第一位置传感器和第二位置传感器设置在第一轴线的两侧,在光学器件绕第一轴线或第二轴线旋转的情况下,第一位置传感器输出的第一霍尔值和第二位置传感器输出的第二霍尔值均随着光学器件的旋转角度的变化而变化;

计算模块,计算模块用于计算第一霍尔值与第二霍尔值之差,以得到霍尔差值;

确定模块:确定模块用于根据霍尔差值与光学器件的旋转角度值的对应关系确定光学器件绕第一轴线旋转时所在的角度。

本申请实施例提供的旋转角度检测装置,当光学器件旋转时,通过设置的第一位置传感器和第二位置传感器可检测到因为他们所处磁场强度的变化而输出相对应的第一霍尔值和第二霍尔值,再通过计算模块将第一霍尔值和第二霍尔值相减得到一个霍尔差值,确定模块再根据得到的这个霍尔差值就可确定光学器件绕第一轴线旋转的旋转角度。且由于第一驱动机构和第一位置传感器以及第二位置传感器均位于第一面上,且第二驱动机构位于第二面上,这样可承载第一驱动机构、第一位置传感器和第二位置传感器以及第二驱动机构的柔性电路板仅需要折弯一次形成两个面,这样就降低了柔性电路板的折弯工艺复杂性,尤其可保证折弯后的柔性电路板的加工精度。

在第二方面可能的实现方式中,计算模块还用于计算第一霍尔值和第二霍尔值之和;确定模块还用于根据霍尔和值与光学器件的旋转角度值的对应关系确定光学器件绕第二轴线旋转时所在的角度。通过计算模块和确定模块还可检测光学器件绕第二轴线的旋转角度,相比在采用用于检测光学器件绕第二轴线旋转角度的位置检测模块,本申请实施例可简化结构。

在第二方面可能的实现方式中,所述旋转角度检测装置还包括:第三位置传感器,第三位置传感器位于第二面上,第二面垂直于第一面且平行于第二轴线,在光学器件绕第二轴线旋转的情况下,第三位置传感器输出的第三霍尔值随着光学器件的旋转角度的变化而变化;确定模块还用于根据第三霍尔值与光学器件的旋转角度值的对应关系确定光学器件绕第二轴线旋转时所在的角度。通过第三位置传感器和确定单元检测光学器件绕第二轴线的旋转角度,且第三位置传感器与第二驱动机构共面,也保证了柔性电路板一次折弯的工艺。

第三方面,本申请还提供了一种摄像模组,包括镜头、光学器件、壳体、载座、弹性支撑结构、驱动机构和柔性电路板,以及上述第二方面的任一实施例的旋转角度检测装置,弹性支撑结构将载座弹性支撑于壳体内,光学器件位于载座内,镜头位于光学器件的入光侧,驱动机构包括第一驱动机构和第二驱动机构,第一驱动机构用于带动载座和光学器件相对于壳体绕第一轴线旋转,第二驱动机构用于带动载座和光学器件相对于壳体绕第二轴线旋转,第一轴线和第二轴线均位于与光轴相垂直的光轴正交面上,第二轴线与第一轴线相垂直,柔性电路板设置在载座外部且与壳体连接,柔性电路板和载座均形成有第一面和第二面,第一面垂直于光轴正交面且垂直于第一轴线,第二面平行于光轴正交面。

本申请实施例提供的摄像模组,柔性电路板仅形成有第一面和第二面,这样柔性电路板在折弯时,仅需要一次折弯就可,相比现有技术中的两次折弯,降低了加工难度,当第一驱动机构和第二驱动机构的线圈固定在柔性电路板,第一驱动机构和第二驱动机构的出力磁铁固定在载座上时,通过将安装有线圈的柔性电路板一次折弯后,能够有效保障线圈与出力磁铁相对,进而保障第一驱动机构与第二驱动机构的驱动精度。

在第三方面可能的实现方式中,第一驱动机构位于第一面上,第一驱动机构包括两个驱动单元,两个驱动单元关于第一轴线对称设置,两个驱动单元用于向载座施加沿垂直于第一轴线的方向相反的驱动力,且驱动力的作用线到第一轴线的垂直距离不为零,驱动单元包括出力磁铁和线圈,出力磁铁和线圈相对设置,出力磁铁包括第一磁铁部和第二磁铁部,第一磁铁部和第二磁铁部的磁性相反,线圈的相对两条边分别位于第一磁铁部和第二磁铁部的磁场范围内,出力磁铁和线圈中的一个固定在载座的第一面上,另一个固定在柔性电路板的第一面上。这样,通过两个驱动单元向载座施加方向相反的单向驱动力,该两个驱动力驱动载座绕第一轴线旋转的力臂(也即是驱动力的作用线到第一轴线的垂直距离)不为零,作用于载座上的绕第一轴线旋转的转矩不为零,可驱动载座绕第一轴线旋转。此结构简单,且载座受力平稳,旋转时的稳定性较高。

在第三方面可能的实现方式中,第一位置传感器和第二位置传感器均包括感测磁铁以及与感测磁铁相对设置的霍尔传感器本体,感测磁铁与霍尔传感器本体中的一个固定在载座的第一面上,另一个固定在柔性电路板的第一面上,在感测磁铁与出力磁铁均设置于载座或柔性电路板上的情况下,感测磁铁靠近第一磁铁部和第二磁铁部中与感测磁铁的磁性相反的磁铁部设置。第一位置传感器和第二位置传感器的磁铁采用上述方式设置时,对于第一位置传感器和第二位置传感器不仅各减少一个磁铁,且第一位置传感器和第二位置传感器在具体检测时,还可避免受到出力磁铁形成的磁场强度的影响,进而提高检测数据的准确度。

在第三方面可能的实现方式中,第二驱动机构设置在第二面上,第二驱动机构包括一个驱动单元,驱动单元用于向载座施加一个垂直于第二轴线的驱动力,且驱动力的作用线到第二轴线的垂直距离不为零。通过该驱动单元向载座施加一个单向驱动力,该驱动力驱动载座绕第二轴线旋转的力臂(也即是驱动力的作用线到第二轴线的垂直距离)不为零,作用于载座上的绕第二轴线旋转的转矩不为零,可驱动载座绕第二轴线旋转。此结构简单,且占用空间较小。

在第三方面可能的实现方式中,弹性支撑结构包括第一弹性结构和第二弹性结构;第一弹性结构和第二弹性结构分别连接于载座沿第二轴线的两端与壳体之间。这样,第一弹性结构和第二弹性结构可以向载座施加相反的弹性拉力,从而对载座进行弹性支撑,且结构简单,容易实现。

在第三方面可能的实现方式中,第一弹性结构和第二弹性结构关于第一轴线对称设置。这样,在通过第一驱动机构驱动载座相对于壳体绕第一轴线正向或反向转时,第一弹性结构和第二弹性结构向载座施加的弹性阻力相等,有利于降低第一驱动机构的控制复杂度。

第四方面,本申请还提供了一种移动终端,包括上述第三方面的任一实施例的摄像模组。

与现有技术相比,本申请实施例提供的移动终端,由于该移动终端包括上述技术方案所述的摄像模组,因此本申请实施例提供的移动终端与上述技术方案所述的摄像模组能够解决相同的技术问题,并达到相同的预期效果。

附图说明

图1为现有技术中一种摄像模组的结构示意图;

图2为本申请实施例摄像模组的结构示意图;

图3为图2的爆炸图;

图4为本申请实施例第一驱动机构、第二驱动机构、第一位置传感器、第二位置传感器和第三位置传感器安装在载座上的结构示意图;

图5a为本申请实施例摄像模组的初始状态图;

图5b为本申请实施例摄像模组的初始状态图;

图6a为本申请实施例摄像模组的工作状态图;

图6b为本申请实施例摄像模组的工作状态图;

图7a为本申请实施例摄像模组的工作状态图;

图7b为本申请实施例摄像模组的工作状态图;

图8a为本申请实施例摄像模组的工作状态图;

图8b为本申请实施例摄像模组的工作状态图;

图9a为本申请实施例摄像模组的工作状态图;

图9b为本申请实施例摄像模组的工作状态图;

图10a为本申请实施例摄像模组的工作状态图;

图10b为本申请实施例摄像模组的工作状态图;

图11a为本申请实施例摄像模组的工作状态图;

图11b为本申请实施例摄像模组的工作状态图;

图12a为本申请实施例摄像模组的工作状态图;

图12b为本申请实施例摄像模组的工作状态图;

图13a为本申请实施例摄像模组的工作状态图;

图13b为本申请实施例摄像模组的工作状态图;

图14为本申请实施例旋转角度检测装置的原理框图。

具体实施方式

本申请实施例涉及光学器件旋转角度检测方法、旋转角度检测装置、摄像模组及移动终端,下面结合附图对光学器件旋转角度检测方法、旋转角度检测装置、摄像模组及移动终端进行详细描述。

以下对上述实施例涉及到的概念进行简单说明:

柔性电路板(flexibleprintedcircuit,fpc板)。

第一方面,本申请实施例提供一种光学器件旋转角度检测方法,参照图2、图3和图4,光学器件2可通过第一驱动机构的带动绕第一轴线旋转,且可通过第二驱动机构的带动绕第二轴线旋转,第二轴线与第一轴线相垂直(本申请实施例令第一轴线为x轴,第二轴线为y轴,当然,第一轴线也可以是y轴,第二轴线为x轴,为了便于结合图清楚的描述,以下实施例的第一轴线为第一轴线x,第二轴线为第二轴线y),光学器件绕第一轴线x的旋转角度通过第一位置检测模块检测,第一位置检测模块包括第一位置传感器61和第二位置传感器62,第一位置传感器61和和第二位置传感器62均位于第一面上,第一面垂直于第一轴线x,且第一位置传感器61和第二位置传感器62设置在第一轴线x的两侧,在光学器件2绕第一轴线x或绕第二轴线y旋转的情况下,第一位置传感器61输出的第一霍尔值和第二位置传感器62输出的第二霍尔值均随着光学器件2的旋转角度的变化而变化。

也就是说,第一位置传感器61以及第二位置传感器62集中设置于第一面上,具体实施时,可将第一驱动机构和第二驱动机构均设置在与第一面相垂直的第二面上,或者第一驱动机构设置在第一面上,第二驱动机构设置在第二面上,则第一面和第二面相毗邻,在具体安装时,当第一驱动机构和第二驱动机构均由出力磁铁和线圈组成时,线圈通常会安装在fpc板上,以及第一位置传感器和第二位置传感器的位置传感器也会安装在fpc板上,因为线圈和位置传感器处于相邻的第一面和第二面上,这样就仅需要将fpc板一次折弯形成两个面。相比现有技术的fpc板的两次折弯,所达到的技术效果为:一次折弯相比两次折弯,会降低fpc板的加工难度;且在具体实施时,先是将线圈和位置传感器设置在fpc板后,在对fpc板进行折弯,采用两次折弯,会降低折弯后fpc板的尺寸精度,更容易造成折弯后fpc板上的线圈与相对应的出力磁铁发生偏离现象,进而影响驱动精度,但是,本申请的fpc板仅采用一次折弯,会有效保障线圈所处的位置与出力磁铁所处的位置相对应,进而提高驱动精度。

本申请实施例提高的第一位置传感器以及第二位置传感器集中设置于相邻的两个面上,当光学器件绕第一轴线x旋转时,第一位置传感器61和第二位置传感器62所输出的霍尔值会发生变化,同时,当光学器件绕第二轴线y旋转时,第一位置传感器61和第二位置传感器62所输出的霍尔值也会发生变化,这样就需要解耦以实现对光学器件绕第一轴线x旋转角度的检测。

本申请实施例提供的旋转角度检测方法包括:

检测光学器件绕第一轴线x的旋转角度:获取第一位置传感器61输出的第一霍尔值,以及获取第二位置传感器62输出的第二霍尔值;计算第一霍尔值与第二霍尔值之差,以得到霍尔差值;根据霍尔差值与光学器件的旋转角度值的对应关系确定光学器件绕第一轴线x旋转时所在的角度。也就是霍尔差值与光学器件的旋转角度值是一一对应的,每一个霍尔差值对应一个光学器件的旋转角度值。

旋转角度检测方法还包括:

检测光学器件绕第二轴线y的旋转角度:获取第一位置传感器61输出的第一霍尔值,以及获取第二位置传感器62输出的第二霍尔值;计算第一霍尔值与第二霍尔值之和,以得到霍尔和值;根据霍尔和值与光学器件的旋转角度值的对应关系确定光学器件绕第二轴线y旋转时所在的角度。也就是霍尔和值与光学器件的旋转角度值是一一对应的,每一个霍尔和值对应一个光学器件的旋转角度值。

本申请利用处于同一面上的第一位置传感器和第二位置传感器检测两个方向(x、y)自由度的解耦方法,解耦过程简单,实施也方便。

参照图4,第一位置传感器61和第二位置传感器62关于第一轴线x对称设置,第一驱动机构包括的第一驱动单元41和第二驱动单元42也关于第一轴线x对称设置,参照图5a和图5b,在初始状态(光学器件处于未旋转的状态)时,若第一位置传感器61和第二位置传感器62均布局在第一驱动机构的磁场过零点位置,则第一位置传感器61输出的第一霍尔值hall1=0,第二位置传感器62输出的第二霍尔值hall2=0,但是在具体装配时,第一位置传感器61和第二位置传感器62的安装位置可能会偏离过零点位置,即在初始状态时,hall1=a,hall2=b,则在初始状态时,光学器件沿第一轴线x旋转的初始偏差为hall1-hall2=a-b,光学器件沿第二轴线y旋转的初始偏差为hall1+hall2=a+b。

下面结合图6a和图6b、图7a和图7b、图8a和图8b、图9a和图9b、图10a和图10b、图11a和图11b、图12a和图12b、图13a和图13b对采用本申请实施例提供的光学器件旋转角度检测方法进行验证。

当光学器件单独绕第一轴线x旋转时,第一位置传感器61和第二位置传感器62的感应磁场变化大小相等,方向相反,设此时磁场变化对应的霍尔值变化为x,参照图6a和图6b,光学器件单独绕第一轴线x顺时针旋转时,则第一位置传感器61输出的霍尔值hall1=a+x,第二位置传感器62输出的霍尔值hall2=b-x。根据本申请实施例提供的光学器件旋转角度检测方法,得到光学器件绕第一轴线x旋转的霍尔值为hall1-hall2=(a-b)+2x,光学器件绕第二轴线y旋转输出的霍尔值为hall1+hall2=a+b,由此得出,当光学器件单独绕第一轴线x旋转,光学器件绕第二轴线y旋转输出的霍尔值和光学器件沿第二轴线y的初始状态的初始偏差相同,因此,该光学器件旋转角度检测方法实现了采用处于同一面的两个位置传感器同时检测两个方向自由度的解耦方法。参照图7a和图7b,光学器件单独绕第一轴线x逆时针旋转时,则第一位置传感器61输出的霍尔值hall1=a-x,第二位置传感器62输出的霍尔值hall2=b+x。根据本申请实施例提供的光学器件旋转角度检测方法,得到光学器件绕第一轴线x旋转的霍尔值为hall1-hall2=(a-b)-2x,光学器件绕第二轴线y旋转输出的霍尔值为hall1+hall2=a+b,由此得出,当光学器件单独绕第一轴线x旋转,光学器件绕第二轴线y旋转输出的霍尔值和光学器件沿第二轴线y旋转的初始状态的初始偏差也相同,即该光学器件旋转角度检测方法实现了采用处于同一面的两个位置传感器同时检测两个方向自由度的解耦方法。

当光学器件单独绕第二轴线y旋转时,第一位置传感器61和第二位置传感器62的感应磁场变化大小相等,方向相同,设此时磁场变化对应的霍尔值变化为y,参照图8a和图8b,光学器件单独绕第二轴线y逆时针旋转时,则第一位置传感器61输出的霍尔值hall1=a-y,第二位置传感器62输出的霍尔值hall2=b-y。根据本申请实施例提供的光学器件旋转角度检测方法,得到光学器件绕第一轴线x旋转的霍尔值为hall1-hall2=a-b,光学器件绕第二轴线y旋转输出的霍尔值为hall1+hall2=(a+b)-2y,由此得出,当光学器件单独绕第二轴线y旋转,光学器件绕第一轴线x旋转输出的霍尔值和摄像头沿第一轴线x旋转的初始状态的初始偏差也相同,即该光学器件旋转角度检测方法实现了采用处于同一面的两个位置传感器同时检测两个方向自由度的解耦方法。参照图9a和图9b,光学器件单独绕第二轴线y顺时针旋转时,则第一位置传感器61输出的霍尔值hall1=a+y,第二位置传感器62输出的霍尔值hall2=b+y。根据本申请实施例提供的光学器件旋转角度检测方法,得到光学器件绕第一轴线x旋转的霍尔值为hall1-hall2=a-b,光学器件绕第二轴线y旋转输出的霍尔值为hall1+hall2=(a+b)+2y,由此得出,当光学器件单独绕第二轴线y旋转,光学器件绕第一轴线x旋转输出的霍尔值和光学器件沿第一轴线x旋转的初始状态的初始偏差也相同。

当光学器件绕第一轴线x旋,同时绕第二轴线y旋转时,相当于上述单独两个方向的叠加,参照图10a和图10b,光学器件绕第一轴线x顺时针旋转时,光学器件也绕第二轴线y顺时针旋转时,第一位置传感器61输出的霍尔值hall1=a+x+y,第二位置传感器62输出的霍尔值hall2=b-x+y,根据本申请实施例提供的光学器件旋转角度检测方法,得到光学器件绕第一轴线x旋转的霍尔值为hall1-hall2=(a-b)+2x,光学器件绕第二轴线y旋转输出的霍尔值为hall1+hall2=(a+b)+2y,因此,采用该光学器件旋转角度检测方法实现了两个方向(x、y)的解耦。参照图11a和图11b,光学器件绕第一轴线x逆时针旋转时,光学器件也绕第二轴线y顺时针旋转时,第一位置传感器61输出的霍尔值hall1=a-x+y,第二位置传感器62输出的霍尔值hall2=b+x+y,根据本申请实施例提供的光学器件旋转角度检测方法,得到光学器件绕第一轴线x旋转的霍尔值为hall1-hall2=(a-b)-2x,光学器件绕第二轴线y旋转输出的霍尔值为hall1+hall2=(a+b)+2y。

参照图12a和图12b,光学器件绕第一轴线x顺时针旋转时,光学器件也绕第二轴线y逆时针旋转时,第一位置传感器61输出的霍尔值hall1=a+x-y,第二位置传感器62输出的霍尔值hall2=b-x-y,根据本申请实施例提供的光学器件旋转角度检测方法,得到光学器件绕第一轴线x旋转的霍尔值为hall1-hall2=(a-b)+2x,光学器件绕第二轴线y旋转输出的霍尔值为hall1+hall2=(a+b)-2y。参照图13a和图13b,光学器件绕第一轴线x逆时针旋转时,光学器件也绕第二轴线y逆时针旋转时,第一位置传感器61输出的霍尔值hall1=a-x-y,第二位置传感器62输出的霍尔值hall2=b+x-y,根据本申请实施例提供的光学器件旋转角度检测方法,得到光学器件绕第一轴线x旋转的霍尔值为hall1-hall2=(a-b)-2x,光学器件绕第二轴线y旋转输出的霍尔值为hall1+hall2=(a+b)-2y。

结合图6a和图6b、图7a和图7b、图8a和图8b、图9a和图9b、图10a和图10b、图11a和图11b、图12a和图12b、图13a和图13b表面,通过设置光学器件绕第一轴线x的霍尔值为第一霍尔值与第二霍尔值之差,以及光学器件绕第二轴线y的霍尔值为第一霍尔值与第二霍尔值之和,实现了霍尔值在两个方向的解耦,实现了两个自由度的位置检测。

在一些实施方式中,光学器件绕第二轴线y旋转的位置检测还可通过第二位置检测模块检测,且第二位置检测模块包括位于第二面上的第三位置传感器,第二面垂直于第一面且平行于第二轴线,这样依然可保障fpc板仅折弯一次的工艺要求。在光学器件绕第二轴线y旋转的情况下,第三位置传感器输出的第三霍尔值随着光学器件的旋转角度的变化而变化,当第二面上安装有第三位置传感器时,旋转角度检测方法还包括:检测光学器件绕第二轴线y的旋转角度:获取第三位置传感器输出的第三霍尔值,根据第三霍尔值与光学器件的旋转角度值的对应关系确定光学器件绕第二轴线y旋转时所在的角度。也就是霍尔值与光学器件的旋转角度值是一一对应的,每一个霍尔值对应一个光学器件的旋转角度值。

第二方面,本申请实施例提供一种旋转角度检测装置,旋转角度检测装置用于对光学器件的旋转角度进行检测,光学器件可通过第一驱动机构的带动绕第一轴线旋转,且可通过第二驱动机构的带动绕第二轴线旋转,第二轴线与第一轴线相垂直。其中,参照图14,旋转角度检测装置包括:第一位置传感器61和第二位置传感器62,且第一位置传感器61和第二位置传感器62均位于第一面上,第一面垂直于第一轴线x,第一位置传感器61和第二位置传感器62设置在第一轴线x的两侧,在光学器件绕第一轴线x或第二轴线y旋转的情况下,第一位置传感器61输出的第一霍尔值和第二位置传感器62输出的第二霍尔值均随着光学器件的旋转角度的变化而变化;计算模块9,计算模块9用于计算第一霍尔值与第二霍尔值之差,以得到霍尔差值;确定模块10,确定模块10用于根据霍尔差值与光学器件的旋转角度值的对应关系确定光学器件绕第一轴线旋转时所在的角度。

通过设置的第一位置传感器和第二位置传感器可检测到因为他们所处磁场强度的变化而输出相对应的第一霍尔值和第二霍尔值,再通过计算模块将第一霍尔值和第二霍尔值相减得到一个霍尔值,确定模块再根据得到的这个霍尔值就可确定光学器件绕第一轴线旋转的旋转角度。

在一些实施方式中,计算模块还用于计算第一霍尔值和第二霍尔值之和,以得到霍尔和值;确定模块还用于根据霍尔和值与光学器件的旋转角度值的对应关系确定光学器件绕第二轴线旋转时所在的角度。通过计算模块和确定模块还可检测光学器件绕第二轴线的旋转角度,相比在采用用于检测光学器件绕第二轴线旋转角度的位置传感器,本申请实施例可简化结构。

在一些实施方式中,旋转角度检测装置还包括:第三位置传感器,第三位置传感器位于第二面上,在光学器件绕第二轴线y旋转的情况下,第三位置传感器输出的第三霍尔值随着光学器件的旋转角度的变化而变化;确定模块还用于根据第三霍尔值与光学器件的旋转角度值的对应关系确定光学器件绕第二轴线y旋转时所在的角度。通过第三位置传感器检测光学器件绕第二轴线y的旋转角度,且第三位置传感器与第二驱动机构共面,也保证了柔性电路板一次折弯的工艺。

为了在检测光学器件旋转位置时便于计算,第一位置传感器61和第二位置传感器62关于第一轴线x对称设置。

第三方面,本申请实施例还提供一种摄像模组,参照图2、图3和图4,摄像模组包括镜头(图中未显示)、光学器件2、壳体、载座1、弹性支撑结构、驱动机构和柔性电路板3,以及上述实施例提供的旋转角度检测装置,弹性支撑结构将载座1弹性支撑于壳体内,光学器件2位于载座1内,镜头位于光学器件2的入光侧,驱动机构包括第一驱动机构和第二驱动机构,第一驱动机构用于带动载座1和光学器件2相对于壳体绕第一轴线x旋转,第二驱动机构用于带动载座1和光学器件2相对于壳体绕第二轴线y旋转,第一轴线x和第二轴线y均位于与光轴相垂直的光轴正交面上,第二轴线y与第一轴线x相垂直,柔性电路板3设置在载座1外部且与壳体连接,柔性电路板3和载座1均形成有第一面①和第二面②,第一面①垂直于光轴正交面且垂直于第一轴线x,第二面②平行与光轴正交面。

上述提供的摄像模组中,由于第一驱动机构、第二驱动机构和第一位置传感器41以及第二位置传感器所处的面为两个相邻的面,这样柔性电路板3在形成两个面时,仅需要一次折弯就可完成,相比现有技术的两次折弯,降低了柔性电路板的折弯工艺难度,一次折弯也会保障折弯后柔性电路板的尺寸精度。

在一些实施方式中,为了使光学器件旋转稳定,需要第一驱动机构对称设置,例如,参照图4,第一驱动机构设置在第一面上,第一驱动机构包括两个驱动单元(第一驱动单元41,第二驱动单元42),两个驱动单元关于第一轴线x对称设置,两个驱动单元用于向载座1施加沿垂直于第一轴线x的方向相反的驱动力,且驱动力的作用线到第一轴线x的垂直距离不为零。这样,通过两个驱动单元向载座施加方向相反的单向驱动力,该两个驱动力驱动载座绕第一轴线x旋转的力臂(也即是驱动力的作用线到第一轴线x的垂直距离)不为零,作用于载座上的绕第一轴线x旋转的转矩不为零,可驱动载座和光学器件绕第一轴线x旋转。此结构简单,且载座受力平稳,旋转时的稳定性较高。

参照图5a,第一驱动单元41包括第一出力磁铁411和第一线圈412,第一出力磁铁411和第一线圈412相对设置,第一出力磁铁411包括第一磁铁部111和第二磁铁部112,第一磁铁部111和第二磁铁部112的磁性相反,第一线圈412的相对两条边分别位于第一磁铁部111和第二磁铁部112的磁场范围内,第一出力磁铁411和第一线圈412中的一个固定在柔性电路板3的第一面①上,另一个固定在载座1的第一面①上。

参照图5a,第一位置传感器61包括第一感测磁铁611以及与第一感测磁铁611相对设置的第一霍尔传感器本体612,第一感测磁铁611与第一霍尔传感器本体612中的一个固定在柔性电路板3的第一面①上,另一个固定在载座1的第一面①上。为了减小磁铁的数量,且在第一感测磁铁611与第一出力磁铁411均设置于载座1或柔性电路板3上的情况下,第一感测磁铁611靠近第一磁铁部111和第二磁铁部112中与第一感测磁铁611的磁性相反的磁铁部设置。这样设置还具有的技术效果为:第一霍尔传感器本体612在具有感应磁场变化时,还可避免第一出力磁铁形成的磁场强度的影响,进而提高检测数据的准确度。示例的,参照图5a,第一感测磁铁611设置在第一驱动单元41的第二磁铁部112的下方。

参照图5b,第二驱动单元42包括第二出力磁铁421和第二线圈422,第二出力磁铁421和第二线圈422相对设置,第二出力磁铁421包括第一磁铁部111和第二磁铁部112,第一磁铁部111和第二磁铁部112的磁性相反,第二线圈422的相对两条边分别位于第一磁铁部111和第二磁铁部112的磁场范围内,第二出力磁铁421和第二线圈412中的一个固定在柔性电路板3的第一面①上,另一个固定在载座1的第一面①上。

参照图5b,第二位置传感器62包括第二感测磁铁621以及与第二感测磁铁621相对设置的第二霍尔传感器本体622,第二感测磁铁621与第二霍尔传感器本体622中的一个固定在柔性电路板3的第一面①上,另一个固定在载座1的第一面①上。同样,为了减小磁铁的数量,且在第二感测磁铁621与第二出力磁铁421均设置于载座1或柔性电路板3上的情况下,第二感测磁铁621靠近第一磁铁部111和第二磁铁部112中与第二感测磁铁621的磁性相反的磁铁部设置。这样设置还具有的技术效果为:第二霍尔传感器本体622在具有感应磁场变化时,还可避免第一出力磁铁形成的磁场强度的影响,进而提高检测数据的准确度。示例的,参照图5b,第二感测磁铁621设置在第二驱动单元42的第二磁铁部112的下方。

参照图4,第二驱动机构设置在第二面上,第二驱动机构包括一个驱动单元5,驱动单元5用于向载座1施加一个垂直于第二轴线y的驱动力,且驱动力的作用线到第二轴线y的垂直距离不为零。这样,通过该驱动单元5向载座1施加一个单向驱动力,该驱动力驱动载座1绕第二轴线y旋转的力臂(也即是驱动力的作用线到第二轴线y的垂直距离)不为零,作用于载座1上的绕第二轴线y旋转的转矩不为零,可驱动载座1绕第二轴线y旋转。此结构简单,且占用空间较小。

参照图3,驱动单元5包括第三出力磁铁51和第三线圈52,第三出力磁铁51和第三线圈52相对设置,第三出力磁铁51包括第一磁铁部和第二磁铁部,第一磁铁部和第二磁铁部的磁性相反,第三线圈52的相对两条边分别位于第一磁铁部和第二磁铁部的磁场范围内,第三出力磁铁51和第三线圈52中的一个固定在柔性电路板3的第二面②上,另一个固定在载座1的第二面②上。

当旋转角度检测装置包括第三位置传感器的情况下,参照图4,第三位置传感器7包括第三感测磁铁以及与第三感测磁铁相对设置的第三霍尔传感器本体,第三感测磁铁与第三霍尔传感器本体中的一个固定在柔性电路板3的第二面②上,另一个固定在载座1的第二面②上。同样,为了减小磁铁的数量,且第三感测磁铁设置在驱动单元5的第一磁铁部和第二磁铁部的边缘,且靠近第一磁铁部和第二磁铁部中与第三感测磁铁的磁性相反的磁铁部设置。这样设置还具有的技术效果为:第三霍尔传感器本体在具有感应磁场变化时,还可避免第三出力磁铁形成的磁场强度的影响,进而提高检测数据的准确度。

在一些实施方式中,参照图3,弹性支撑结构,包括第一弹性结构81和第二弹性结构82;第一弹性结构81和第二弹性结构82分别连接于载座1沿第二轴线y的两端与壳体之间。这样,第一弹性结构81和第二弹性结构82可以向载座1施加相反的弹性拉力,从而对载座1进行弹性支撑,且结构简单,容易实现。

参照图3,第一弹性结构81和第二弹性结构82关于第一轴线x对称设置。这样,在通过第一驱动机构驱动载座1相对于壳体绕第一轴线x正向或反向转时,第一弹性结构81和第二弹性结构82向载座1施加的弹性阻力相等,有利于降低第一驱动机构的控制复杂度。

弹性支撑结构还包括第三弹性结构83,该第三弹性结构83连接于载座与壳体之间,且处于第一面①上。这样,能够进一步提高对载座1的弹性支撑的稳定性,防止载座1以及安装于载座1上的光学器件2在其自身重力作用下产生下沉。

第四方面,本申请实施例提供一种移动终端,包括上述技术方案所述的摄像模组。

与现有技术相比,本申请实施例提供的移动终端,由于该移动终端包括上述技术方案所述的摄像模组,因此本申请实施例提供的移动终端与上述技术方案所述的摄像模组能够解决相同的技术问题,并达到相同的预期效果。

需要说明的是,本申请实施例提供的移动终端包括但不限于手机、平板、手表、相机。

在本说明书的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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