一种Sensor-Shift摄像模组

技术领域

本发明属于VCM马达技术领域，具体涉及一种Sensor-Shift摄像模组。

背景技术

VCM马达是一种将电能转化为机械能的装置，并实现直线型及有限摆角的运动。利用来自永久磁钢的磁场与通电线圈导体产生的磁场中磁极间的相互作用产生有规律的运动的装置。因为音圈马达是一种非换流型动力装置，其定位精度完全取决于反馈及控制系统，与音圈马达本身无关。VCM马达的出现，将智能手机摄像头从定焦转变为自动对焦，同时赋予小型或微型摄像头防抖功能，它的最大作用就是是的摄像头能够自动对焦，也能够提供运动补偿。

手机摄像头的VCM需要DriverIC配合完成对焦和防抖，现有的VCM通过DriverIC控制VCM供电电流的大小，来确定VCM搭载的镜头移动的距离，从而调节到适当的位置拍摄清晰图像。VCM马达实际上是通过通电线圈在磁场中受到作用力的原理，进行移动，精确控制需要借助一些外部的部件，其中就通过DriveIC来控制和输出电流的大小和时间，由此来控制音圈驱动器需要到达的位置。在手机中，DriveIC所有的控制的信息由SoC给出，而控制逻辑和具体参数是由工程师设计和制造过程中反复调教获取。

目前VCM马达市场上，普通VCM马达(开环马达)占据绝大部分的市场份额，高达80％，闭环马达占6％。虽然闭环马达和OIS马达都受到极大的关注和追捧，但OIS马达在量产量销方面存在着资源紧源、技术欠缺、制作工艺复杂生产难度大、良率低、成本价格高、对焦速度滞后、功耗大等问题。其中，带来该问题的主要因素是现有的OIS马达大都采用镜头防抖设计，而该结构势必导致单独设有的电磁防抖组件会占用大量的内部空间，且复杂的结构设计和运动控制势必给装配制造工艺带来更大的阻碍，使其良品率较低，制造成本较高。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种Sensor-Shift摄像模组，通过优化内部结构从而实现OIS模块的小型化，从而有效降低整个摄像模组的厚度以适应更小安装空间的终端设备。

本发明所采用的技术方案为：

第一方面，本发明公开一种Sensor-Shift摄像模组，包括外壳和镜头模组，在外壳内具有传感器组件，所述传感器组件通过弹性连接机构与外壳活动连接；

外壳内还具有AF模块与OIS模块，所述AF模块与镜头模组活动连接，所述OIS模块与传感器组件配合实现传感器防抖；

在外壳内具有垫片，垫片上设有第一簧片，所述弹性连接机构中具有连接传感器组件与第一簧片的悬丝。

首先，Sensor-Shift是指该马达具有传感器防抖功能。现有微型摄像模组主要包括两个功能部件，即镜头和传感器，传感器用于接收镜头透入的光线，并通过光电转换功能将感光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号对外输出。

由于光线的输入路径会受到镜头模组的影响，为了更加稳定高效的成像，许多摄像模组内设有AF模块与镜头模组连接，通过内部的电磁致动结构实现镜头模组沿其轴线方向的上下定向移动，从而实现自动对焦功能。但由于该摄像模组设置的终端设备会受到外力影响，导致其在拍摄过程中，在快门时间内产生一定位移，导致曝光过程中接受到的光线会产生一定偏移而影响成像效果。故为了改善上述情况，现有技术中包括光学防抖和数码防抖，数码防抖是通过算法进行画面裁切或平滑处理，由于处理效果一般故无法达到获取到真实清晰图片。而光学防抖会在摄像模组内设有独立的OIS模块，通过机械式的致动机构对其中可动的部件进行运动补偿，起到稳定光路的效果。

现有技术中多为镜头防抖技术，但由于微型摄像头中同时设置AF模块和OIS模块势必导致其体积无法进一步缩小，面对与终端设备内部空间不断降低，进一步降低镜头的厚度和体积也是现有摄像模组的发展方向。则为了尽可能缩小厚度和体积，将原有用于控制镜头模组的OIS模块设置在传感器上，通过传感器的运动补偿来实现光学防抖。

本发明中的传感器组件与外壳活动连接，具有小幅度的可动范围，并通过设有的OIS模块实现动作控制。其中，第一簧片用于提供主要的回弹力，给予传感器组件一定的限位效果。而区别于现有技术，本发明通过在上部设置垫片与外壳连接，并用垫片固定有第一簧片，在通过多根悬丝连接第一簧片和传感器组件，从而可在第一簧片与传感器组件之间形成一定空间，用于设置AF模块。且具有一定长度的悬丝结构能够提供较好的位移行程，并增大传感器组件的翻动幅度来实现更广的动态补偿范围。

结合第一方面，本发明提供第一方面的第一种实施方式，所述弹性连接机构还包括一端固定在传感器组件内的连接件，所述连接件具有与外壳内设有的FPC软板电连接的导电端；

所述FPC软板具有与外部线路连接的端部；

从FPC软板进入的电流通过依次连接件、悬丝和第一簧片进入AF模块中。

结合第一方面的第一种实施方式，本发明提供第一方面的第二种实施方式，所述传感器组件包括底座和设置在底座上的图像传感器，在图像传感器上扣合有传感器保护盖；所述连接件设置在底座上。

结合第一方面的第二种实施方式，本发明提供第一方面的第三种实施方式，所述底座为注塑件，所述连接件被固定在底座内，所述传感器固定在底座上表面中部，并在底座下表面设有用于承托的金属板。

结合第一方面及其第一至三种实施方式，本发明提供第一方面的第四种实施方式，所述第一簧片为具有多个转角的环形件，并在转角处具有弹性壁，所述弹性壁上具有连接悬丝的端部。

结合第一方面的第二和三种实施方式，本发明提供第一方面的第五种实施方式，所述OIS模块包括设置在外壳底部的第一磁体和设置在底座底部的第一线圈，所述底座下表面具有环形沉槽，在环形沉槽内设有与外部线路连接的PCB板，所述第一线圈设置在PCB板上。

结合第一方面的第二和三种实施方式，本发明提供第一方面的第六种实施方式，所述外壳内还具有用于连接外部线路和传感器组件FPC排线，所述FPC排线具有贴合在底座上表面的图像传感器外周部的贴合部，以及与贴合部呈90°弯折的环绕部，所述环绕部与贴合部通过多个弯折部连接。

结合第一方面及其第一至三种实施方式，本发明提供第一方面的第七种实施方式，所述外壳包括壳体和底盖，所述底盖具有多个与壳体卡接的卡子。

结合第一方面及其第一至三种实施方式，本发明提供第一方面的第八种实施方式，所述AF模块具有多个凸台，所述AF模块从外壳一侧开口处沉入外壳内并由凸台抵在外壳开口边沿处实现固定连接。

结合第一方面的第八种实施方式，本发明提供第一方面的第九种实施方式，所述AF模块还具有连接外部电路的FPC带，所述FPC带与AF模块内设有的霍尔传感器连接。

本发明的有益效果为：

(1)本发明采用传感器防抖结构设计，通过内部结构的优化，在外壳内设置第一簧片结构，并通过悬丝以悬吊的方式给传感器组件提供支撑力和弹性回复力，而由悬丝所空出的中间区域用于设置AF模块和镜头模组，从而在提供较好支撑效果和弹性形变量的前提下尽可能压缩内部空间，降低整体厚度；

(2)本发明中的AF模块与传感器组件之间相对独立，均通过对应的连接结构与外壳连接，由于其独立连接的方式，故在装配时可针对光轴进行独立调节，提高装配效率；

(3)本发明中采用折弯FPC排线结构设计，能够在连接外部线路与传感器组件的同时还能够节省内部空间。

附图说明

图1是本发明中整个镜头模组将带有镜头模组的AF模块拆出的分体结构图；

图2是本发明中整个镜头模组装配时将壳体取下后的内部结构示意图；

图3是本发明中整个镜头模组的爆炸图；

图4是本发明中OIS模块和传感器组件拆分状态第一结构示意图；

图5是本发明中OIS模块和传感器组件拆分状态第二结构示意图；

图6是本发明中底座、连接件、悬丝和第一簧片的连接结构示意图；

图7是本发明中连接件、悬丝和第一簧片的连接结构示意图。

图中：1-壳体，3-镜头模组，4-底盖，5-FPC排线，6-垫片，7-第一簧片，7.1-弹性部，8-图像传感器，9-传感器保护盖，10-AF底壳，11-上簧片，12-下簧片，13-AF上盖，14-支架，15-悬丝，16-第一磁体，17-底座，18-金属板，19-PCB板，20-第一线圈，21-连接件，A-AF模组。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

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。

在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请的限制。此外，本申请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。

此外，本申请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。

在本申请的描述中，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申请中的具体含义。

实施例1：

本实施例公开一种摄像模组结构，如图1-7所示，包括外壳和镜头模组3，在外壳内具有传感器组件，传感器组件通过弹性连接机构与外壳活动连接；外壳内还具有AF模块与OIS模块，所述AF模块与镜头模组3活动连接，所述OIS模块与传感器组件配合实现传感器防抖；在外壳内具有垫片6，垫片6上设有第一簧片7，所述弹性连接机构中具有连接传感器组件与第一簧片7的悬丝15。

其中，传感器模组具有底座17，而外壳包括壳体1和底盖4，底盖4为整个摄像模组的底部挡板，现有技术中的电路和传感器均设置在该位置，由于布线较多，现有技术中多采用多层结构设计，则势必导致装配时难度较大。

而其中的底座17与摄像模组活动连接，传感器设置在底座17上；在底座17上设有多个第一线圈20，并在外壳内固定有与第一线圈20对应的第一磁体16。底座17用于承托传感器的部件，而底座17与外壳之间为活动连接关系，使得该底座17能够在摄像头模组内具有一定的自由度，可进行空间位移。由于需要给传感器给予动作补偿，则通过在底座17上设有的多个第一线圈20与外部的第一磁体16配合实现动作控制。第一线圈20与外部电路连接，通过通电控制能够产生稳定磁场，而磁体多为永磁体，则在第一线圈20附近能够产生有效的磁场环境。

当第一线圈20中电流经过而因电磁效应产生磁场时，能够产生作用力进行定向移动，从而使载有图像传感器8的底座17运动。具体的控制信号是外部处理器根据与该摄像头设置在同一终端设备中的陀螺仪传递的运动数据而产生的对应控制命令，而在装配后会对每个摄像模组的防抖组件进行调试，从而实现较好的防抖效果。

为了实现较好的位移控制和体积控制，将第一线圈20集成在底座17上能够提供更加直接的作用力，同时将第一磁体16设置在摄像模组的外壳底部，并靠近对应的第一线圈20处，能够具有较好的空间利用率，且不会与图像传感器8或AF模块发生组件干扰，因此磁体和第一线圈20可以在平面方向上呈现理想的形状，以达到降低整体高度的作用。值得说明的是，所谓的高度是指该摄像头的轴线方向上的尺寸。

整个底座17为树脂浇筑件，内部具有实体电路结构，能够连接外部线路对传感器进行数据传输和电能供应，同时为了降低整个底座17的厚度。具体来说，底座17包括注塑形成的本体和设置在本体内的金属导体，该金属导体即为连接件21，由于本实施例中的连接件21具有多个，且实际形状为具有一定弯折长度的条状金属物，故用金属导体进行指代。

进一步地，图7中展示了被注塑材料包裹的金属导体结构。本实施例中的金属导体具有四个相同部分，每个部分均包含有一个直角转角件，并在该直角转角件内凹一侧设有两个连接部，而在转角处外部设有伸出部。而金属导体具有连接传感器底部基板与底座17下部的线圈的作用，用于传到电能，由于是分体设计，从而可对每个线圈进行单独的输电控制。

进一步的，在本体的底面设有绕传感器外沿布置的环形凹槽。环形凹槽的内沿大于或正好等于传感器所需安装位的外沿尺寸，使得背面设置的多个第一线圈20能够绕传感器周向设置。而环形凹槽内设有底板，该底板即为PCB板19，第一线圈20设置在底板上并与底板中的电路连接。所谓的底板是一种环形的PCB印刷电路板结构，该底板用于连接外部控制电路，对线圈输入控制电流，并通过底板上的多个传感器对进行运动检测。

底座17上还设有与传感器处在同一平面上的FPC排线5，处于底座17上部分为FPC排线5的贴合部，通过所述贴合部连接外部控制线路、图像传感器8和底板，而在部分线圈的内圈中部设有霍尔传感器。霍尔传感器与外部控制线路连接，将底座17的运动信息向外发送，从而构成闭环控制。

同时在竖向空间中还设有环绕的环绕部，该环绕部通过多个折弯部与该贴合部连接。而环绕部利用竖向空间和其较薄的结构特征，从而在保证具有较好导电稳定性的同时能够尽可能小的占用内部空间，为其他部件留有更多的部分进行扩展。

进一步的，图6中还具体展示了作为主要承载主体的底座17，其中底座17为正方形板体结构，且四角进行切角处理。上述的金属导体的突出端部即从该切角位置伸出与悬丝15连接。

在底座17上部中心位置具有方形的沉槽，在该沉槽内设有图像传感器8。为了加强整个结构强度，且增加对传感器的保护，会在底座17底部中间位置设有金属板18，同时在上部设有扣合的传感器保护盖9。而图像传感器8即为摄像模组的感光原件，在本实施例中具体为CMOS感光器件，其在底座17上具有排线插脚，通过FPC排线5与外部控制线路连接。

底座17上部设有的第一簧片7结构具体为具有一定宽度的金属环形片体结构，其外沿尺寸与底座17相同，且同样具有切角处理。在弹体的四个切角处均设有一个弦丝结构，并在弦丝结构的中部具有圆环形的膨大端，通过该膨大端连接有竖向设置的悬丝15，悬丝15的下端部与底座17伸出机构端部连接，从而形成弹体、弦丝、悬丝15与底座17构成的固定结构。

其中，第一簧片7通过设有的垫片6与摄像模组的壳体1连接，通过直接固定连接或限位卡接的方式在壳体1保持稳定，由于采用金属薄片结构设计，使其在纵向方向上具有弯曲形变能力，能够提供一定的弹性回复力，但主要为底座17提供悬吊固定效果。而四角的弦丝是与弹体一体成型的平面结构，包括膨大端、弹性部7.1和连接部。

如图7所示，弦丝结构以膨大部为中心的对称结构，两侧依次为弹性部7.1和连接部，其中弹性部7.1为具有多个折弯结构的单根等宽金属丝，而连接部为宽度逐渐增大的金属丝，主要用于与弹体连接并通过平滑过渡避免形成应力集中。

进一步地，图7中可以看到，弦丝的弹性部7.1具有三个折弯区域，而中间悬丝15穿入膨大端的圆孔中，且膨大端与悬丝15通过点胶或者点焊的方式连接。在底座17四个切角位置均设有向外凸出的金属结构，该金属结构为底座17内的金属导体的伸出端。在伸出端上设有圆孔，悬丝15同样穿过该圆孔并通过点胶或点焊的方式连接。

悬丝15具有一定弹性，但底座17动作主要通过弦丝的拉长和收缩提供弹性回复力。由于底座17四角处均连接有悬丝15，且电磁动作机构设置在其底部，使得底座17能够进行平面位移和翻转倾斜动作。其中，平面位移是沿其所在平面进行移动，此时会同时拉动四根弦丝拉长或收缩。而翻转倾斜动作则是其能够沿两悬丝15连接点连线翻转，此时有两组弦丝下拉，而另外两组则上拉。

实施例2：

本实施例是在上述实施例1基础上进行优化调整。

如图3所示，其中，整个摄像模组包括外壳和内部的功能部件，其中外壳底部具有供内部FPC排线5伸出的开口，而FPC排线5用于连接移动终端设备的电路板与摄像模组的电路板，满足供电和控制的电信号传输。

外壳由两个部件相互扣合而成，具体为壳体1和底盖4，底盖4四周具有卡扣结构，通过与壳体1底部内侧壁上的钩槽配合实现卡接扣合。而在壳体1顶部具有方形开口，并对方形开口切角形成类六边形状。

在传感器组件上部还设有AF模组A，即为自动对焦单元，AF模组A具有一个贯穿的通道，用于承载固定镜头模组3。本实施例中的镜头模组3与现有技术相同，均为独立的一体式圆柱状结构，内置有多个固定间距的透镜，具有汇聚光线的作用，并增加镜头解析力和对比度，并通过镀膜和塑料透镜的尺寸优化能够改善炫光引起的色散和反射情况。

由于镜头模组3用于透光，且内部透镜间距固定，则从其尾部射出的光线角度固定，则为了实现自动对焦功能，需要在AF模组A上设置动作部件，能够调整镜头模组3在外壳内进行轴向运动。

具体来说，整个AF模组A包括相互扣合的AF底壳10和AF上盖13，AF上盖13和AF底壳10上均设有开口，而AF上盖13扣合在AF底壳10一侧形成对AF底壳10内的部件形成限制效果。AF底壳10内设有支架14，支架14上下两侧各设有上簧片11和下簧片12，通过上簧片11与下簧片12与AF底壳10连接，由于两侧簧片具有一定的弹性延伸长度，使得支架14能够在AF底壳10内沿轴线上下移动。

如图3所示，该图内包含有整个AF模组A与镜头模组3拆分后的爆炸图，用以展示整个AF模组A的内部部件及其相关性。可以看到，支架14为环形结构，中部为圆形孔，在圆形孔直径两端各设有一个对焦致动组件。该对焦致动组件包括线圈和磁体，其中线圈设置在支架14上，而磁体固定在AF底壳10的内壁。磁体与线圈靠近，而线圈为单匝线圈，其两端通过FPC或排线与外部线路连通，通过外部输入电流使其产生一定磁场，并与磁体配合实现对支架14在轴向方向上的推动力，从而达到变焦调距效果。

支架14中部的圆形孔内具有限位槽或螺纹，通过限位槽和螺纹与外部的镜头模组3连接。

进一步地，由于整个摄像模组装配时需要调整其光轴，现有技术中的传感器与镜头模组3之间存在一定关联性，不便于进行调整。本实施例中的传感器设置在一固定板材上，该固定板材通过簧片与外壳连接，并由设置在壳体1、该固定板材和底盖4上的传感器防抖组件控制实现翻转防抖控制。而AF模组A从壳体1顶部开口处进入，并与壳体1顶部的开口边沿接触形成阻挡限位。

具体来说，在AF底壳10四个侧面位置靠上边沿处各设有一个向外突出的凸台结构，该凸台结构是由AF底壳10的内壁中部向外弯曲延伸一定长度所形成。而整个AF底壳10的外部尺寸正好小于或等于外壳开口边沿，使其主体部分能够正好沉入壳体1内，而四个突出的凸台结构正好与壳体1开口边沿接触形成阻挡。此时AF模组A和镜头模组3相对于传感器、传感器防抖组件为独立结构，互不影响。由于装配时会将整个壳体1正向放置在某一台面上，并依次安装各个部件，此时AF模组A能够放置在壳体1内并在其重力作用下与外壳连接。

而在壳体1顶部开口边沿处还设有一环形槽，该环形槽的深度大于等于该凸台厚度，且底部宽度也大于凸台的宽度。如图1所示，当整个摄像模组装配成型时，凸台正好落入环形槽内，具有一定的预定位效果，再通过粘胶或焊接等方式将其连接固定。

图中还可以看到，在其中任一凸台上具有排线口，也就是在凸台中部切割形成一个开口，供AF模组A内部排线落出。

支架14一侧表面设置有安装槽，在安装槽内设有磁石，而在AF底壳10的内壁上设有带有霍尔传感器的PCB板19，而霍尔传感器与该磁石靠近，当磁石随支架14动作时，霍尔传感器能够根据磁场变化确定整个支架14的位移量和方向，从而向外反馈后形成闭环控制。

本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。