云台马达组件及其组装方法

技术领域

本发明涉及光学成像领域，具体涉及一种云台马达组件及其组装方法。

背景技术

近年来具有定焦广角(视角超过80度)拍摄功能的移动装置十分普及，应用范围亦不断扩展，包括航拍、运动相机、以及行车记录仪。在拍照及拍影片时，很可能受到外来振动而出现模糊或晃动，影响照片及影片质素。当振动比较激烈，或在低光情况下，这问题会更加严重。

为了解决上述问题，市场上己经出现很多现有防抖技术。主流现有技术通过读取振动传感器(例如陀螺仪及加速传感器)，计算振动波形以及所需的补偿角度，通过电子、光学、或机械方法补偿因振动造成的影像模糊及晃动，达致改进影像质素的效果。

现有技术按振动补偿方法主要包括电子影像稳定器(ElectronicImagestabilizer，EIS)和光学影像稳定器(Optical Image stabilizer，OIS)。

EIS是运过电子方法，达到防抖效果。在拍摄时，EIS会跟据计算的振动波形，调整每一帧影像的位置，抵消因振动造成的影像晃动。由于EIS不需要额外的致动器，所以EIS的主要优点是成本低，无需额外重量及体积。EIS的主要缺点是无法补偿每一帧中的影像晃动，这是由于EIS通过调整每一赖影像的位置，抵消因振动造成的影像晃动。所以，EIS开启后拍摄的影像会较容易出现因影像晃动造成的模糊。EIS的另一个缺点是牺牲了图像传感器的解像度。在EIS开启时，图像传感器或图像处理器需要按计算振动波形剪裁合适的影像，作为最终影像。在剪裁过程中，解像度会下降，所述最终影像会比图像、传感器最大的解像度低。因此，EIS会牺牲图像传感器最大的解像度，降低影像质素。相对EIS，OIS的主要缺点是需要额外的致动器，所以需要较高的额外成本、较大的额外空间、以及较高的额外重量。

OIS是通过光学及机械方法，利用致动器移动光学部件(可以是相机中的一片，一组或所有镜片)，达到光学部件和图像传感器之间出现相对运动，改变光路(Optical Path)及成像圈(Image Circle)位置，抵消因振动造成的影像晃动。由于OIS是在拍摄每一帧影像中不断作出光学补偿，因此能抵消每一帧影像曝光时的抖动，可以达到比EIS更佳的影像质素。OIS的主要缺点是牺牲镜头的部份光学解像度。在OIS过程中，成像圈在图像传感器上的位置会不断改变。为了避免成像圈在OIS过程中超出图象传感器，成像圈必须因为OIS而扩大，但这会浪费了镜头应有的解像度。另一方面，在OIS过程中，当成像圈的位置较偏时，成像圈边缘会更靠近图像传感器。由于大部份镜头的在边缘模糊度及畸变度都比中心严重，因此一般OIS的影像解像度及防抖效果都不及GS，这问题在广角相机摸组中更明显。

发明内容

本发明的目的是提供一种云台马达组件及其组装方法，以解决云台磁场与马达磁场之间互相干扰影响成像质量的题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种云台马达组件，包括云台和马达，所述马达设置于所述云台内，

所述马达包括马达外壳、马达磁石组、马达载体以及马达底座，所述马达磁石组固定安装于所述马达外壳或所述马达底座上，所述马达载体设有马达线圈并与所述马达磁石组配合，所述马达载体的上表面与所述马达外壳可活动连接，所述马达载体的下表面与所述马达底座可活动连接，

所述云台包括云台外壳、云台磁石组、云台载体以及云台框架，所述云台磁石组固定安装于所述云台载体，所述云台框架设有云台线圈并与所述云台磁石组配合，所述云台载体的上表面与所述云台外壳可活动连接，所述马达安装于所述云台载体内，其中

所述云台磁石组包括至少一对云台磁石，所述马达磁石组包括至少一对马达磁石，所述云台磁石的N极与所述马达磁石的N极错开布置，以及所述云台磁石的S极与所述马达磁石的S极错开布置。

在一个实施例中，所述马达磁石组安装于所述马达外壳的侧部或角部，以及所述云台磁石组安装于所述云台载体的侧部或角部。

在一个实施例中，所述云台载体的中部形成中心开口以安装马达，环绕所述中心开口形成用于安装云台磁石组的四个云台载体侧部和四个云台载体角部，所述四个云台载体侧部两两相对，以及每两个所述云台载体侧部之间形成一个所述云台载体角部；以及所述云台框架包括用于安装所述云台电路组的四个框架侧部和四个框架角部，所述四个框架侧部两两相对，每两个所述框架侧部之间形成一个所述框架角部。

在一个实施例中，所述马达磁石组安装于所述马达外壳的其中一对相对的侧部，以及所述云台磁石组安装于所述云台载体的所述四个云台载体角部。

在一个实施例中，所述马达磁石组安装于所述马达外壳的四个侧部，以及所述云台磁石组安装于所述云台载体的所述四个云台载体角部。

在一个实施例中，所述马达磁石组安装于所述马达外壳的四个角部，以及所述云台磁石组安装于所述云台载体的所述四个云台载体侧部。

在一个实施例中，所述马达磁石组安装于所述马达外壳的其中一对相对的侧部，以及所述云台磁石组安装于所述云台载体的所述四个云台载体侧部，其中，位于同一侧的所述马达磁石与所述云台磁石按以下方式布置：所述云台磁石的N极与所述马达磁石的S极相对，以及所述云台磁石的S极与所述马达磁石的N极相对。

在一个实施例中，所述马达磁石组安装于所述马达外壳的四个侧部，以及所述云台磁石组安装于所述云台载体的所述四个云台载体侧部，其中，位于同一侧的所述马达磁石与所述云台磁石按以下方式布置：所述云台磁石的N极与所述马达磁石的S极相对，所述云台磁石的S极与所述马达磁石的N极相对。

在一个实施例中，所述马达磁石组安装于所述马达外壳的四个角部，以及所述云台磁石组安装于所述云台载体的所述四个云台载体角部，其中，位于同一角部的所述马达磁石与所述云台磁石按以下方式布置：所述云台磁石的N极与所述马达磁石的S极相对，以及所述云台磁石的S极与所述马达磁石的N极相对。

根据本发明的另一方面，提供了一种云台马达组件，包括云台和马达，所述马达设置于所述云台内，所述云台包括云台磁石组，所述马达包括马达磁石组，所述马达磁石组包括至少一对马达磁石，所述云台磁石组包括至少一对云台磁石，其中，所述云台磁石的N极与所述马达磁石的N极错开布置，以及所述云台磁石的S极与所述马达磁石的S极错开布置。

根据本发明的另一方面，还提了一种云台马达组件组装方法，所述云台包括云台磁石组，所述马达包括马达磁石组，所述马达磁石组包括至少一对马达磁石，所述云台磁石组包括至少一对云台磁石，所述方法步骤包括：

将所述马达安装于所述云台内，并使得所述云台磁石的N极与所述马达磁石的N极错开布置，以及所述云台磁石的S极与所述马达磁石的S极错开布置。

在一个实施例中，所述马达还包括马达外壳、马达磁石组、马达载体以及马达底座，所述方法步骤还包括：

将所述马达磁石组固定安装于所述马达外壳；

将所述马达线圈设置于所述马达载体并与所述马达磁石组配合；

将所述马达载体的上表面与所述马达外壳可活动连接，将所述马达载体的下表面与所述马达底座可活动连接；以及

所述云台还包括云台外壳、云台磁石组、云台载体以及云台框架，所述方法步骤还包括：

将所述云台磁石组固定安装于所述云台载体；

将所述云台线圈设置于所述云台载体并与所述云台磁石组配合；

将所述云台载体的上表面与所述云台外壳可活动连接，将所述马达安装于所述云台载体内；其中

所述步骤“将所述马达磁石组固定安装于所述马达外壳”包括将所述马达磁石组安装于所述马达外壳的侧部或角部，以及

所述步骤“将所述云台磁石组固定安装于所述云台载体”包括将所述云台磁石组安装于所述云台载体的侧部或角部。

在一个实施例中，所述步骤“将所述马达磁石组固定安装于所述马达外壳”包括将所述马达磁石组安装于所述外壳的其中一对相对的侧部，以及所述步骤“将所述云台磁石组固定安装于所述云台载体”包括将所述云台磁石组安装于所述云台载体的四个角部。

在一个实施例中，所述步骤“将所述马达磁石组固定安装于所述马达外壳”包括将所述马达磁石组安装于所述马达外壳的四个侧部，以及所述步骤“将所述云台磁石组固定安装于所述云台载体”包括将所述云台磁石组安装于所述云台载体的四个角部。

在一个实施例中，所述步骤“将所述马达磁石组固定安装于所述马达外壳”包括将所述马达磁石组安装于所述马达外壳的四个角部，以及所述步骤“将所述云台磁石组固定安装于所述云台载体”包括将所述云台磁石组安装于所述云台载体的四个侧部。

在一个实施例中，所述步骤“将所述马达磁石组固定安装于所述马达外壳”包括将所述马达磁石组安装于所述马达外壳的其中一对相对的侧部，以及所述步骤“将所述马达磁石组固定安装于所述马达外壳”包括将所述云台磁石组安装于所述云台载体的四个侧部，其中，位于同一侧的马达磁石与云台磁石按以下方式布置：云台磁石的N极与马达磁石的S极相对，云台磁石的S极与马达磁石的N极相对。

在一个实施例中，所述步骤“将所述马达磁石组固定安装于所述马达外壳”包括将所述马达磁石组安装于所述马达外壳的四个侧部，以及所述步骤“将所述马达磁石组固定安装于所述马达外壳”包括将所述云台磁石组安装于所述云台载体的四个侧部，其中，位于同一侧的马达磁石与云台磁石按以下方式布置：云台磁石的N极与马达磁石的S极相对，云台磁石的S极与马达磁石的N极相对。

在一个实施例中，所述步骤“将所述马达磁石组固定安装于所述马达外壳”包括将所述马达磁石组安装于所述马达外壳的四个角部，以及所述步骤“将所述马达磁石组固定安装于所述马达外壳”包括将所述云台磁石组安装于所述云台载体的四个角部，其中，位于同一角部的马达磁石与云台磁石按以下方式布置：云台磁石的N极与马达磁石的S极相对，云台磁石的S极与马达磁石的N极相对。

本发明的云台马达组件及其组装方法可以解决马达磁石组产生的磁场与云台磁石组产生的磁场相互干扰，从而影响成效质量的问题，通过本发明的云台组件及其组装方法可以获得更高质量的成像效果。

附图说明

图1是本发明一个实施例的云台马达组件的立体分解图。

图2A是本发明一个实施例的云台马达组件的俯视图。

图2B是图2A的云台马达组件沿线A-A剖开的剖视图。

图3A是本发明的另一实施例的云台马达组件俯视图。

图3B是图3A的云台马达组件沿线B-B剖开的剖视图。

图3C是图3A的云台马达组件沿线C-C剖开的剖视图。

图4A是本发明的另一实施例的云台马达组件俯视图。

图4B是图4A的云台马达组件沿线D-D剖开的剖视图。

图5A是本发明的另一实施例的云台马达组件俯视图。

图5B是图5A的云台马达组件沿线E-E剖开的剖视图。

图6A是本发明的另一实施例的云台马达组件俯视图。

图6B是图6A的云台马达组件沿线F-F剖开的剖视图。

图6C是图6A的云台马达组件沿线G-G剖开的剖视图。

图7A是本发明的另一实施例的云台马达组件俯视图。

图7B是图7A的云台马达组件沿线H-H剖开的剖视图。

图7C是图7A的云台马达组件沿线I-I剖开的剖视图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况下来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。

在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。

在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。

本发明的云台马达组件可以实现更好的防手震的效果。具体地，马达用于安装镜头并与镜头结合形成镜头模组，该镜头模组本身可以具有OIS防抖功能，再与云台结合形成云台马达组件，云台通过机械方法，驱动整个包含镜片及图像传感器的镜头模组，做出和振动方向相反，但振幅接近的运动，抵消因振动造成的晃动。在防抖过程中，由于光学部件和图像传感器之间没有相对运动，所以影像质素及防抖效果在影像边缘不会出现下降，亦不需要因为防抖牺牲镜头的部份光学解像度，以及图像传感器部份解像度。

此外，发明人通过大量实验意外发现，在云台马达组件中，云台的磁石组件的布置方式与马达的磁石组件布置方式会影响成像效果，发明人经过长时间的深入思考和大量实验后寻找到最佳的云台磁石组件与马达组件的布置方式，可以避免马达磁石产生的磁场与云台磁石产生的磁场相互干扰，可以解决云台马达组件装配过程中的磕碰问题，以及解决云台马达组件运行过程中的云台磁石产生的磁场与马达磁石产生的磁场相互干扰造成的磁场混乱问题。下文将通过具体实施例进行详细阐述。

图1是本发明一个实施例的云台马达组件100的立体分解图。如图1所示，云台马达组件100整体上包括云台10和马达20。云台10包括云台外壳11、云台载体12、云台磁石组13、云台电路组14、云台框架15、框架内嵌金属片16、成像芯片17、云台下盖18以及云台簧片19。云台电路组14固定安装于云台框架15，云台磁石组13固定安装于云台载体12并与云台电路组14配合，云台载体12用于安装马达20并通过云台簧片19与云台外壳11可活动连接，云台电路组14通电时，与云台磁石组13之间通过电磁感应驱动云台载体12运动，实现防抖功能。其中，云台磁石组13包括至少一对云台磁石，马达磁石组21包括至少一对马达磁石，且云台磁石的N极与马达磁石的N极错开布置，以及云台磁石的S极与马达磁石的S极错开布置。通过这种布置使得云台磁石组13与马达磁石组21中相互面对的磁石的极性相反，从而避免云台磁场与马达磁场之间互相干扰，实现更佳的成像效果。此外，如此布置还便于云台马达组件的装配。

需要说明的是，马达20也称作光学元件驱动装置、光学元件驱动机构、镜头驱动机构、镜头驱动装置等，其可以是各种通过电磁效应驱动的光学元件驱动装置，例如中国实用新型专利CN206412917U中公开的“超微型高像素照相自动对焦马达”以及中国实用新型专利CN207020378U中公开的“新型开环式两侧驱动自动对焦装置”。马达的基本结构以及功能可以参看这两篇专利文献公开的介绍，本文不再详述。

还需要说明的是，上述“云台磁石的N极与马达磁石的N极错开布置，以及云台磁石的S极与马达磁石的S极错开布置”至少包括以下情况：第一，云台磁石与马达磁石整个相互错开，即云台磁石与马达磁石不相互面对设置；第二，云台磁石与马达磁石相互面对设置，云台磁石的N极与马达磁石的S极位于同一端，以及云台磁石的S极与马达磁石的N位于同一端。下面参照附图介绍本申请的云台马达组件的各具体实施例。

图2A是本发明一个实施例的云台马达组件的俯视图，图2B是图2A的云台马达组件沿线A-A剖开的剖视图，其中，云台外壳以及马达外壳未示出。如图2A-2B所示，马达20包括马达底座23、马达载体24、马达电路组25、马达磁石组21以及马达外壳(图未示)，马达外壳与马达载体24的上表面可活动连接，例如通过利用上簧片与马达载体24的上表面可活动连接，马达底座23与马达载体24的下表面可活动连接，例如通过下簧片与马达载体24的下表面可活动连接，马达电路组25固定安装在马达载体24上，例如，通过将电路组的线圈缠绕在马达载体24的外壁上，马达磁石组21固定安装在马达外壳内并布置在马达外壳的侧部或角部并与马达电路组25配合，马达电路组25通电时，与马达磁石组21形成电磁感应，驱动马达载体24进而驱动安装于马达载体24内的镜头运动，从而实现光学变焦和/或光学防抖功能。

参照图1、图2A及图2B，云台载体12的中部形成中心开口121以安装马达20，环绕中心开口121形成四个载体侧部122和四个载体角部123，四个载体侧部122两两相对，每两个载体侧部122之间形成一个载体角部123，根据马达的不同情况，可以选择在载体侧部122或载体角部123安装云台磁石组13。与云台载体12类似，云台框架15整体上形成矩形框结构并包括四个框架侧部151和四个框架角部152，四个框架侧部151两两相对，每两个框架侧部151之间形成一个框架角部152，与云台载体12上安装的云台磁石组13的位置对应，云台框架15的框架侧部151和框架侧部152上都可以安装云台电路组14。

框架内嵌金属片16安装于云台框架15内并可以用作电路导体，云台电路组14安装于云台框架15的框架侧部151或框架角部152并与云台框架15内的内嵌金属片16连通，云台磁石组14安装于云台载体12的载体侧部122或载体角部123并与云台电路组14相对布置，云台载体12的上表面通过云台簧片19与云台外壳11的顶壁可活动连接，马达20安装于云台载体12的中心开口121内，成像芯片17布置在云台载体12的底部并与安装于马达20内的镜头对应，下盖18安装于云台框架15的底部并与云台外壳11配合以对马达20、云台载体12、云台框架15以及成像芯片17进行封装。

参照图2A和图2B，在本实施例中，马达磁石组21设置于马达外壳(图为示)的其中一对相对的侧部，云台磁石组13设置于云台载体14的四个载体侧部122。其中，位于同一侧的云台磁石与马达磁石按以下方式布置，即云台磁石的N极与马达磁石的S极相对，云台磁石的S极与马达磁石的N极相对，例如，云台磁石的N极位于上方S极位于下方，则马达磁石的N极位于下方S极位于上方，或云台磁石的N极位于下方S极位于上方，则马达磁石的S极位于下方以及N极位于上方。通过这种布置使得云台磁石组13与马达磁石组21中相互面对的磁石的极性相反，从而避免云台磁场与马达磁场之间互相干扰，实现更佳的成像效果。

下面结合图3A、图3B以及图3C介绍本发明的另一实施例的云台马达组件200，下文仅对云台马达组件200与云台马达组件100的不同之处进行描述，相同之处请参照上文马达组件100的相关描述，此处不再详述。

图3A是本发明的另一实施例的云台马达组件200俯视图，图3B是图3A的云台马达组件200沿线B-B剖开的剖视图，图3C是图3A的云台马达组件200沿线C-C剖开的剖视图。如图3A、图3B以及图3C所示，云台马达磁石组21设置于马达外壳的四个侧部，对应地，马达电路组25设置于马达载体24的四个马达载体侧部以与马达磁石组21配合。云台磁石组13设置于云台载体12的四个云台载体角部123，对应地，云台电路组14设置于云台框架15的四个云台框架角部152并与云台磁石组13对应配合。通过这种布置使得云台磁石组13与马达磁石组21的位置相互错开，即所有云台磁石与马达磁石都不相对布置，从而避免云台磁场与马达磁场之间互相干扰，实现更佳的成像效果。

下面结合图4A以及图4B介绍本发明的另一实施例的云台马达组件300，下文仅对云台马达组件300与云台马达组件100的不同之处进行描述，相同之处请参照上文云台马达组件100的相关描述，此处不再详述。

图4A是本发明的另一实施例的云台马达组件300的俯视图，图4B是图4A的云台马达组件300沿线D-D剖开的剖视图，参照图4A和图4B，在本实施例中，马达磁石组21设置于马达外壳的四个马达外壳侧部，云台磁石组13设置于云台载体12的四个云台载体侧部122。其中，位于同一侧的云台磁石与马达磁石按以下方式布置，即云台磁石的N极与马达磁石的S极相对，云台磁石的S极与马达磁石的N极相对，例如，云台磁石的N极位于上方S极位于下方，则马达磁石的N极位于下方S极位于上方，或云台磁石的N极位于下方S极位于上方，则马达磁石的S极位于下方以及N极位于上方。通过这种布置使得云台磁石组13与马达磁石组21中相互面对的磁石的极性相反，从而避免云台磁场与马达磁场之间互相干扰，实现更佳的成像效果。

下面结合图5A以及图5B介绍本发明的另一实施例的云台马达组件400，下文仅对云台马达组件400与云台马达组件100的不同之处进行描述，相同之处请参照上文马达组件100的相关描述，此处不再详述。

图5A是本发明的另一实施例的云台马达组件400的俯视图，图5B是图5A的云台马达组件400沿线E-E剖开的剖视图。参照图5A和图5B，在本实施例中，马达磁石组21设置于马达外壳的四个马达外壳角部，对应地，马达电路组25设置于马达载体24的四个马达载体角部并与马达磁石组21配合。云台磁石组13设置于云台载体12的四个云台载体角部123，对应地，云台电路组14设置于云台框架15的四个云台框架角部152并与云台磁石组13对应配合。其中，位于同一角部的云台磁石与马达磁石按以下方式布置，即云台磁石的N极与马达磁石的S极相对，云台磁石的S极与马达磁石的N极相对，例如，云台磁石的N极位于上方S极位于下方，则马达磁石的N极位于下方S极位于上方，或云台磁石的N极位于下方S极位于上方，则马达磁石的S极位于下方以及N极位于上方。通过这种布置使得云台磁石组13与马达磁石组21中相互面对的磁石的极性相反，从而避免云台磁场与马达磁场之间互相干扰，实现更佳的成像效果。

下面结合图6A、图6B以及图6C介绍本发明的另一实施例的云台马达组件500，下文仅对云台马达组件500与云台马达组件100的不同之处进行描述，相同之处请参照上文马达组件100的相关描述，此处不再详述。

图6A是本发明的另一实施例的云台马达组件500的俯视图，图6B是图6A的云台马达组件500沿线F-F剖开的剖视图，图6C是图6A的云台马达组件500沿线G-G剖开的剖视图。参照图6A、图6B和图6C，在本实施例中，马达磁石组21设置于马达外壳的其中一对相对的马达外壳侧部，云台磁石组13设置于云台载体12的四个云台载体角部123，从而使得云台磁石组13与马达磁石组21错开布置，即所有云台磁石与马达磁石都不相对布置，从而避免云台磁场与马达磁场之间互相干扰，实现更佳的成像效果。

下面结合图7A、图7B以及图7C介绍本发明的另一实施例的云台马达组件600，下文仅对云台马达组件600与云台马达组件100的不同之处进行描述，相同之处请参照上文马达组件100的相关描述，此处不再详述。

图7A是本发明的另一实施例的云台马达组件600的俯视图，图7B是图7A的云台马达组件600沿线H-H剖开的剖视图，图7C是图7A的云台马达组件600沿线I-I剖开的剖视图。参照图7A、图7B和图7C，在本实施例中，马达磁石组21设置于马达外壳的四个马达外壳角部，云台磁石组13设置于云台载体12的四个云台载体侧部122。从而使得云台磁石组13与马达磁石组21错开布置，即所有云台磁石与马达磁石都不相对布置，从而避免云台磁场与马达磁场之间互相干扰，实现更佳的成像效果。

本发明的另一方面，还涉及一种云台马达组件的组装方法，其关键步骤在于将马达20安装于云台10内时，使得云台磁石的N极与马达磁石的N极错开布置，以及云台磁石的S极与马达磁石的S极错开布置，具体细节请参照上文各个实施例的介绍。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。