具有对焦、防抖及矫正光轴功能的摄像模组的制作方法

文档序号:29071881发布日期:2022-03-01 21:35阅读:292来源:国知局
具有对焦、防抖及矫正光轴功能的摄像模组的制作方法

1.本技术涉及光学技术,特别地,本技术涉及具有对焦、防抖及矫正光轴功能的摄像模组。


背景技术:

2.随着移动电子设备的普及,被应用与移动电子设备的摄像模组(用于获取影像,如视频或图像)的相关技术得到了迅猛的发展和进步,并且近年来,摄像模组在诸如医疗、安防、工业生产等诸多的领域都得到了广泛的应用。为了满足越来越广泛的市场需求,摄像模组的高像素和高帧率等特征都是现有的摄像模组不可逆转的发展趋势。
3.随着手机拍照需求的提升,摄像模组像素越来越大、感光芯片面积越来越大,导致整个镜头模组的尺寸也相应增大,镜头模组尺寸增大,导致组装过程中镜头光轴倾斜问题严重,解决光轴倾斜问题是尤其突出的迫切需求。


技术实现要素:

4.本发明的一个目的在于,克服现有技术的不足,提供一种的具有对焦、防抖及矫正光轴功能的摄像模组的解决方案。
5.为解决上述技术问题,本发明提供了摄像模组,其包括:镜头组件,其具有一光轴;第一承载座,所述镜头组件安装于所述第一承载座;第二承载座,其位于所述第一承载座的外侧,并且所述第一承载座与所述第二承载座弹性连接;固定部件,其位于所述第二承载座的外侧,并且所述第二承载座与所述固定部件弹性连接;第一驱动元件,其安装于所述第一承载座与所述第二承载座之间,且适于驱动所述第一承载座相对于所述第二承载座沿所述光轴方向移动;以及第二驱动元件,其安装于所述第二承载座与所述固定部件之间,且适于驱动所述第二承载座相对于所述固定部件绕径向轴转动,其中所述第二承载座具有一垂直于所述光轴的基准面,所述径向轴是所述基准面上的虚拟轴线。
6.其中,所述第一驱动元件包括设置于所述第一承载座外侧面的线圈和设置于所述第二承载座内侧面的磁石。
7.其中,所述第二驱动元件包括设置于所述第二承载座外侧面的线圈和设置于所述固定部件内侧面的磁石。
8.其中,所述第一承载座的外侧面设置关于光轴对称的第一线圈容置孔和第二线圈容置孔,所述第一线圈容置孔和所述第二线圈容置孔中分别设置第一线圈和第二线圈;所述第二承载座的内侧面设置与所述第一线圈容置孔对应的第一磁石容置孔和与所述第二线圈容置孔对应的第二磁石容置孔,所述第一磁石容置孔中设置能够与所述第一线圈相互作用的第一磁石,所述第二磁石容置孔中设置能够与第二线圈相互作用的第二磁石。
9.其中,所述第二承载座的外侧面设置第三线圈容置孔、第四线圈容置孔、第五线圈容置孔和第六线圈容置孔,所述第三线圈容置孔与所述第五线圈容置孔关于所述光轴对称,所述第四线圈容置孔与所述第六线圈容置孔关于所述光轴对称,所述第三线圈容置孔、
所述第四线圈容置孔、所述第五线圈容置孔和所述第六线圈容置孔中的分别设置第三线圈、第四线圈、第五线圈和第六线圈;所述固定部件的内侧面设置与所述第三线圈容置对应的第三磁石容置孔、与所述第四线圈容置孔对应的第四磁石容置孔、与所述第五磁石容置孔对应的第五磁石容置孔和与所述第六线圈容置孔对应的第六磁石容置孔,所述第三磁石容置孔中设置能够与所述第三线圈相互作用的第三磁石,所述第四磁石容置孔中设置能够与所述第四线圈相互作用的第四磁石,所述第五磁石容置孔中设置能够与第五线圈相互作用的第五磁石,所述第六磁石容置孔中设置能够与所述第六线圈相互作用的第六磁石。
10.其中,所述第二承载座在俯视角度下呈大致矩形形状,所述第三线圈、所述第四线圈、所述第五线圈和所述第六线圈分别位于所述第二承载座的四个拐角的外侧。
11.其中,所述第二承载座在俯视角度下呈大致矩形形状,所述第三线圈、所述第四线圈、所述第五线圈和所述第六线圈分别位于所述第二承载座的四个侧边的外侧。
12.其中,所述第一承载座和/或所述第二承载座还设置有位移传感器。
13.其中,所述第一承载座与所述第二承载座之间以及所述第二承载座与所述固定部件之间通过整体的弹片连接,所述弹片包括连接所述第一承载座与所述第二承载座的第一弹性段和连接所述第二承载座与所述固定部件的第二弹性段,所述第一弹性段和所述第二弹性段通过设置在所述第二承载座上的弹性拐点接合。
14.其中,所述第一承载座与所述第二承载座通过第一弹片连接,所述第二承载座与所述固定部件通过第二弹片连接。
15.其中,所述第二承载座在其内侧的磁石与其外侧的线圈之间设置隔磁片。
16.其中,所述摄像模组还包括设置于所述第二承载座下方的第三承载座,其与所述固定部件弹性连接,所述第三承载座与所述第二承载座之间安装第三驱动元件,适于驱动所述第三承载座沿垂直于光轴的方向运动。
17.其中,所述第三驱动元件包括设置于所述第三承载座上的四个线圈和设置于所述第二承载座上的四个磁石。
18.其中,所述固定部件包括底座、马达外壳和位于所述马达外壳内侧的框架,所述第二驱动元件设置于所述第二承载座与所述框架之间。
19.其中,所述固定部件包括底座和马达外壳,所述第二驱动元件设置于所述第二承载座与所述马达外壳之间。
20.其中,所述第一驱动元件和/或所述第二驱动元件为压电驱动元件。
21.其中,所述第一驱动元件和/或所述第二驱动元件为sma驱动元件。
22.根据本技术的另一方面,还提供了一种针对摄像模组的校正光轴倾斜的方法,所述摄像模组包括:镜头组件,其具有一光轴;第一承载座,所述镜头组件安装于所述第一承载座;第二承载座,其与所述第一承载座弹性连接;固定部件,其位于所述第二承载座的外侧,并且所述第二承载座与所述固定部件弹性连接;第一驱动元件,其安装于所述第一承载座与所述第二承载座之间,且适于驱动所述第一承载座相对于所述第二承载座沿所述光轴方向移动;以及第二驱动元件,其安装于所述第二承载座与所述固定部件之间,且适于驱动所述第二承载座相对于所述固定部件绕径向轴转动,其中所述第二承载座具有一垂直于所述光轴的基准面,所述径向轴是所述基准面上的虚拟轴线;
23.所述校正光轴倾斜的方法包括:1)在所述摄像模组组装完成后,测量所述摄像模
组的所述光轴的倾角;2)计算校正所述光轴的倾角所需向所述第二驱动元件输入的电流值并将该电流值或表征该电流值的参数写入所述第二驱动元件的控制模块;以及
24.3)在利用所述摄像模组进行拍摄时,所述第二驱动元件根据所写入的电流值或表征该电流值的参数输出初始驱动电流,并将此时的所述光轴姿态作为基准姿态,并以该基准姿态进行后续的拍摄。
25.其中,所述后续的拍摄包括对焦或/和防抖操作。
26.其中,所述步骤1)还包括:设置标版,所述标版具有多个位于目标视场的标识;测量各个所述标识的解像力峰值所对应的成像点的轴向位置;然后根据所测得的各个所述标识的成像点的轴向位置得到像面倾角,进而得出所述摄像模组的所述光轴的倾角;所述步骤2)还包括:将所述电流值或表征该电流值的参数烧录至所述第二驱动元件的寄存器中。
27.其中,所述步骤2)包括下列子步骤:21)根据各个所述标识所对应成像点的马达code值的差距计算需要补偿的电流;22)将补偿电流写入所述第二驱动元件的寄存器;以及23)用位移传感器感测马达在所述补偿电流作用下所述镜头组件的实际移动,并计算所述镜头组件的中轴相对于预设的理想光轴的倾角,当二者之间的倾角在预设的阈值以内时,所述步骤2)完成;否则,返回步骤1)重新计算所述光轴的倾角。
28.其中,所述步骤2)还包括:24)在写入所述补偿电流以校正所述光轴的倾角后,再次进行对焦,并烧录最清晰处位置。
29.其中,所述步骤1)包括:在轴向上移动所述摄像模组,利用霍尔元件感测位于所述第二承载座的对角线的四个磁石的移动,然后计算所述第二承载座的对角线与水平面的夹角。
30.其中,所述步骤2)包括:21)根据驱动马达的单code值对应的所述第二承载座的对角线与水平面的夹角,计算所述第二承载座相对于水平面的倾斜角,得到倾斜角-code曲线;所述倾斜角-code曲线分段处理并记录每一段曲线所对应的code值区间,计算该code值区间的用于补偿所述倾斜角的补偿电流;22)然后将补偿电流和对应的code值区间写入所述第二驱动元件的寄存器;以及23)用位移传感器感测马达在所述补偿电流作用下所述镜头组件的实际移动,并计算所述镜头组件的中轴相对于预设的理想光轴的倾角,当二者之间的倾角在预设的阈值以内时,所述步骤2)完成;否则,返回步骤1)重新计算所述光轴的倾角。
31.其中,所述步骤2)还包括:24)在写入所述补偿电流后,再次进行对焦,并烧录最清晰处位置;所述步骤3)还包括:在利用所述摄像模组进行拍摄时,获取当前实际code值,根据所述当前实际code值所处的倾斜角-code曲线的分段,查找对应的所写入的电流值或表征该电流值的参数;所述第二驱动元件根据查找结果输出初始驱动电流,并将此时的所述光轴姿态作为基准姿态,并以该基准姿态进行后续的拍摄。
32.根据本技术的另一方面,还提供了一种基于前述摄像模组进行校正光轴倾斜的方法,其包括以下步骤:1)在所述摄像模组组装完成后,测量所述摄像模组的所述光轴的倾角;2)计算校正所述光轴的倾角所需向所述第二驱动元件输入的电流值并将该电流值或表征该电流值的参数写入所述第二驱动元件的控制模块;以及3)在利用所述摄像模组进行拍摄时,所述第二驱动元件根据所写入的电流值或表征该电流值的参数输出初始驱动电流,并将此时的所述光轴姿态作为基准姿态,并以该基准姿态进行后续的拍摄。
33.与现有技术相比,本技术具有下列至少一个技术效果:
34.1、本技术的一些实施例中,摄像模组同时具有对焦、防抖以及校正光轴的功能,并且将用于校正光轴倾斜的线圈所在的承载座与用于对焦的线圈所在的承载座分开,能够有效地避免串扰现象,即避免镜头受到两个方向的驱动力,导致两个方向的驱动力互相阻碍的现象。
35.2、本技术的一些实施例中,通过在两个承载座以及固定部件的相应位置设置执行不同调节功能的驱动元件,能够实现对焦和校正光轴的精确控制。
36.3、本技术的一些实施例中,两个承载座之间以及承载座与固定部件之间弹性连接,能够简单有效地实现两个承载座之间以及承载座与固定部件之间的相对运动。
37.4、本技术的一些实施例中,通过提供精确化的校正光轴倾斜的工艺流程及方法,能够实现对光轴倾斜的精准校正。
38.5、本技术的一些实施例中,将对应于对焦功能的承载座和对应于光轴校正的承载座分离,并且还在模组的出厂阶段对光轴倾斜进行检测并烧录可修正光轴倾斜的对应马达code值,从而使得模组在使用阶段(即拍摄状态时)可以在保证光轴准直的前提下来沿着该光轴移动镜头,以更准确地完成对焦操作。
39.6、本技术的一些实施例中,将对应于对焦功能的承载座和对应于光轴校正的承载座分离,并且还在模组的出厂阶段对光轴倾斜进行检测并烧录可修正光轴倾斜的对应马达code值,从而使得模组在使用阶段(即拍摄状态时)可以在保证光轴准直的前提下来移动镜头,以更准确地完成防抖操作。
40.7、本技术的一些实施例中,将用于调整光轴倾角的驱动元件设置在承载座的四角区域,而将用于驱动镜头实现对焦功能的驱动元件设置在承载座的两个侧边区域,从而将多个驱动元件互相错开,有效地减小了马达占用的径向空间。此处径向是指垂直于光轴的方向。
41.8、本技术的一些实施例中,可以通过在模组的出厂阶段对光轴倾斜进行检测,以及烧录相应的马达code值,来修正因镜头、马达与感光组件组装公差而产生的光轴倾斜,当模组具有大面积感光芯片的情形,这种优势将更加显著。
附图说明
42.图1示出了本技术一个实施例的摄像模组的主要构件的立体分解示意图;
43.图2示出了本技术一个实施例的摄像模组中去除马达外壳后的主要构件的立体分解示意图;
44.图3示出了本技术另一个实施例的摄像模组中去除马达外壳后的主要构件的立体分解示意图;
45.图4示出了本技术一个实施例的摄像模组中各部件组装关系的内部透视示意图;
46.图5示出了本技术另一个实施例的摄像模组中各部件组装关系的内部透视示意图;
47.图6示出了本技术一个实施例的摄像模组的第二承载座的局部示意图;
48.图7示出了本技术一个实施例中增加了第三承载座的摄像模组的立体分解示意图。
具体实施方式
49.为了更好地理解本技术,将参考附图对本技术的各个方面做出更详细的说明。应理解,这些详细说明只是对本技术的示例性实施方式的描述,而非以任何方式限制本技术的范围。在说明书全文中,相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。
50.应注意,在本说明书中,第一、第二等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来,而不表示对特征的任何限制。因此,在不背离本技术的教导的情况下,下文中讨论的第一主体也可被称作第二主体。
51.在附图中,为了便于说明,已稍微夸大了物体的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。
52.还应理解的是,用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”,当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件,但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。此外,当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时,修饰整个所列特征,而不是修饰列表中的单独元件。此外,当描述本技术的实施方式时,使用“可以”表示“本技术的一个或多个实施方式”。并且,用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。
53.如在本文中使用的,用语“基本上”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语,而不用作表程度的用语,并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。
54.除非另外限定,否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本技术所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是,用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义,并且将不被以理想化或过度正式意义解释,除非本文中明确如此限定。
55.需要说明的是,在不冲突的情况下,本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
56.图1示出了本技术一个实施例的摄像模组的结构示意图。参考图1,摄像模组包括镜头组件1和马达组件2,其包括用于承载所述镜头模组的第一承载座21、位于所述第一承载座径向外侧的第二承载座22、驱动部件和固定部件23。第一承载座21和第二承载座22以镜头组件1的光轴为中心,第二承载座22与第一承载座21弹性连接,第二承载座22与固定部件23弹性连接。光轴定义为穿过镜头组件的中心的虚拟轴线。根据本技术的一个实施例,如图1至图4所示,固定部件23包括马达外壳24、框架25和底座。承载座为中空结构,第一承载座21与镜头组件1之间可设置相互匹配的螺纹结构,承载座与固定部件的外框及底座均间隔一定距离,即承载座未直接接触固定部件。
57.根据本技术的一个实施例,如图2所示,第一承载座21的外侧设置第一线圈容置孔和第二线圈容置孔。第一线圈容置孔和第二线圈容置孔分别位于第一承载座21的相对的两个侧边。第一线圈容置孔中设置第一线圈211,第二线圈容置孔中设置第二线圈212,第一线圈211和第二线圈212关于光轴对称。相应地,如图2和图3所示,在第二承载座22内侧与第一线圈211对应的位置处设置第一磁石容置孔,在第二承载座22内侧与第二线圈212对应的位置处设置第二磁石容置孔,第一磁石容置孔中设置第一磁石221,第二磁石容置孔中设置第
二磁石222。当第一线圈通入电流时,第一线圈产生磁场,第一磁石位于第一线圈产生的磁场中,第一线圈与第一磁石之间产生相互排斥或吸引的洛伦兹力;当第二线圈通入电流时,第二线圈产生磁场,第二磁石位于第二线圈产生的磁场中,第二线圈与第二磁石之间产生相互排斥或吸引的洛伦兹力,第一、二磁石固定不动,洛伦兹力驱动第一线圈和第二线圈沿光轴上下移动,通过上述第一线圈、第二线圈与第一磁石、第二磁石之间的相互作用,可以驱动第一承载座沿光轴方向上下运动,进而带动镜头组件沿光轴方向上下运动,实现对焦。根据本技术的一个替代的实施例,可以在第一承载座21的外侧设置多于两个、例如四个线圈,并且相应地在第二承载座的内侧设置相同数量的磁石。优选地采用在第一承载座21外侧设置关于光轴对称分布的两个线圈的方案,该方案有利于减小摄像模组的重量和体积。
58.根据本技术的一个实施例,如图2和图3所示,第二承载座22的外侧设置第三线圈容置孔、第四线圈容置孔、第五线圈容置孔和第六线圈容置孔。第三线圈容置孔中设置第三线圈223,第四线圈容置孔中设置第四线圈224,第五线圈容置孔中设置第五线圈225,第六线圈容置孔中设置第六线圈226。其中,如图2和图3所示,第三线圈223和第五线圈225关于光轴对称,第四线圈224和第六线圈226关于光轴对称。相应地,固定部件23(框架24或马达外壳25)的内侧与第三线圈223对应的位置处设置第三磁石容置孔,与第四线圈224对应的位置处设置第四磁石容置孔,与第五线圈225对应的位置处设置第五磁石容置孔,与第六线圈226对应的位置处设置第六磁石容置孔。第三磁石容置孔中设置第三磁石231,第四磁石容置孔中设置第四磁石232,第五磁石容置孔中设置第五磁石233,第六磁石容置孔中设置第六磁石234。通过对关于光轴对称的两个线圈通电(第三线圈和第五线圈或者第四线圈和第六线圈),能够使通电的两个线圈与其对应的磁石相互作用,从而驱动第二承载座连同第一承载座及镜头组件一起绕与光轴垂直的轴线转动,可以调节镜头光轴倾斜,校准光心。
59.根据本技术的一个实施例,如图2所示,第二承载座22在俯视角度下大致呈矩形(优选地,第二承载座22在俯视角度下可以大致呈正方形),第三线圈223、第四线圈224、第五线圈225和第六线圈226分别设置在第二承载座22的四个侧边拐角的外侧。相应地,框架24在俯视角度下大致呈矩形(优选地,框架24在俯视角度下可以大致呈正方形),第三磁石231、第四磁石232、第五磁石233和第六磁石234分别设置在框架24的四个拐角的内侧。当第三线圈223通入电流时,第三线圈223产生磁场,第三磁石231位于第三线圈223圈产生的磁场中,第三线圈223与第三磁石231之间产生相互排斥或吸引的洛伦兹力;当第五线圈225通入电流时,第五线圈225产生磁场,第五磁石233位于第五线圈225产生的磁场中,第五线圈225与第五磁石233之间产生相互排斥或吸引的洛伦兹力,此时第三线圈223与第五线圈225驱动第二承载座22连同第一承载座21及镜头组件1一起绕a轴(第四线圈224与第六线圈226的连线)向上或向下转动。同样地,当第四线圈224通入电流时,第四线圈224产生磁场,第四磁石232位于第四线圈224圈产生的磁场中,第四线圈224与第四磁石232之间产生相互排斥或吸引的洛伦兹力;当第六线圈226通入电流时,第六线圈226产生磁场,第六磁石234位于第六线圈226产生的磁场中,第六线圈226与第六磁石234之间产生相互排斥或吸引的洛伦兹力,此时第四线圈224与第六线圈226驱动第二承载座22连同第一承载座21及镜头组件1一起绕b轴(第三线圈223与第五线圈225的连线)向上或向下运动。通过该操作,可以调节镜头光轴倾斜,校准光心。本实施例中,a轴、b轴所在的平面可以称为基准面,所述基准面大致垂直于镜头组件的光轴。将四个线圈分别设置在第二承载座的四个侧边拐角的外侧并且对
应地将四个磁石设置在框架的四个侧边拐角的内侧,能够减小马达的尺寸,相应地减小摄像模组的体积。
60.根据本技术的另一个实施例,如图3所示,第二承载座22在俯视角度下大致呈矩形(优选地,第二承载座22在俯视角度下可以大致呈正方形),第三线圈223、第四线圈224、第五线圈225和第六线圈226分别设置在第二承载座22的四个侧边的外侧。相应地,框架24在俯视角度下大致呈矩形(优选地,框架24在俯视角度下可以大致呈正方形),第三磁石231、第四磁石232、第五磁石233和第六磁石234分别设置在框架24的四个侧边的内侧。与上一实施例类似,当线圈通入电流产生磁场,对应的磁石位于磁场中,磁石与磁场产生相互作用,驱动线圈上下运动,带动第二承载座22连同第一承载座21及镜头组件1一起绕c轴(第三线圈223与第五线圈225的连线)或d轴(第四线圈224与第六线圈226的连线)向上或向下运动,同样可以实现调节镜头光轴倾斜,校准光心。本实施例中,c轴、d轴所在的平面可以称为基准面,所述基准面大致垂直于镜头组件的光轴。
61.为了更加精确地调节镜头光轴倾斜,第二承载座外侧可以设置关于光轴对称的多于四个线圈,例如六个、八个线圈,并且相应地在固定部件的内侧设置相同数量的磁石,从而更加精准地校准光心。
62.根据本发明的一个实施例,如图5所示,可以省略安装磁石的框架,直接将第三磁石231、第四磁石232、第五磁石233和第六磁石234设置在马达外壳的内侧,从而可以减小马达尺寸,有利于模组小型化。
63.根据本技术的一个实施例,如图2和图3所示,第一承载座21与第二承载座22之间以及第二承载座22与固定部件23之间通过整体的弹片26连接,弹片26包括连接第一承载座21与第二承载座22的第一弹性段261和连接第二承载座22与固定部件23的第二弹性段262,第一弹性段261和第二弹性段262通过设置在第二承载座上22的弹性拐点接合。通过该设置,能够实现第一承载座21与第二承载座22之间的相对运动,并且能够实现第一承载座21连同第二承载座22一起与固定部件23(框架24或马达外壳25)之间的相对运动。设置一个整体的弹片能够简化装配工艺流程,还能够减小马达体积。
64.根据本技术的另一个实施例,设置彼此独立的两个弹片,第一承载座21与第二承载座22之间通过第一弹片弹性连接,第二承载座22与固定部件23之间通过第二弹片弹性连接。
65.第一承载座21还可以设置位移传感器,例如霍尔传感器。根据本技术的一个实施例,霍尔传感器设置于第一承载座21外侧。优选地,霍尔传感器布置在未设置线圈容置孔的一个侧边,在该侧边设置一霍尔传感器容置孔,将霍尔传感器放置在所述霍尔传感器容置孔内,即第一承载座外侧四条侧边,有三条侧边设置了容置孔,其中用于放置af线圈的两个容置孔对边设置,另外两个侧边中的其中一个设置用于放置霍尔传感器的容置孔。在霍尔传感器容置孔内设置一霍尔传感器,在第二承载座22的与霍尔传感器容置孔对应的一侧设置一霍尔磁石,通过磁石与传感器的配合,霍尔传感器可以感测到第一承载座21实际移动到的位置,与预设的第一承载座移动的位置的偏差,并反馈。通过设置霍尔传感器,可以更精确的驱动镜头组件的移动。
66.第二承载座22可以设置位移传感器,例如霍尔传感器。霍尔传感器可以设置于第二承载座外侧线圈的内部,至少设置两个霍尔传感器于两个相邻线圈上,例如设置在第三
线圈内和第四线圈内。以在第二承载座侧边拐角处设置线圈为例,将两个霍尔传感器设置于相邻的第三线圈和第四线圈中,霍尔传感器可以与第三线圈和第四线圈公用两个磁石,即第三磁石和第四磁石,由此可以感测第二承载座绕a轴或b轴转动时线圈与磁石之间的相对运动并反馈。无需另外增加霍尔磁石,感测第二承载座实际移动到的位置,并反馈。类似地,对于在第二承载座侧边中设置线圈的实施例,也可以将两个霍尔传感器设置在相邻的两个线圈内部,例如设置在第三线圈和第四线圈内,霍尔传感器可以与第三线圈和第四线圈公用两个磁石,即第三磁石和第四磁石,由此可以感测第二承载座绕c轴或d轴转动时线圈与磁石之间的相对运动并反馈。无需另外增加霍尔磁石,感测第二承载座实际移动到的位置,并反馈。
67.根据本技术的一个实施例,第二承载座22在其内侧的磁石与其外侧的线圈之间设置隔磁片。由于第二承载座内侧设置线圈,外侧设置磁石,内侧线圈通电产生磁场,外侧磁石位于内侧线圈产生的磁场中,磁场使得外侧磁石产生洛伦兹力,也就是内侧线圈产生的磁场干扰外侧磁石,为了避免承载座内外线圈磁石互相干扰,在第二承载座外侧磁石与承载座连接处,设置一隔磁片,使内侧线圈产生的磁场不会干扰外侧磁石,如图6所示。
68.由于驱动镜头组件沿光轴方向上下运动的线圈设置于第一承载座,驱动镜头组件绕a、b(或c、d)轴转动的线圈设置于第二承载座,第一承载座与第二承载座分开设置,位于第一承载座的线圈产生的磁场,与位于第二承载座的线圈产生的磁场彼此分开,磁场之间互不干扰,可以避免磁场产生的串扰问题。同时,现有技术中,用于驱动镜头组件上下运动的线圈,与用于驱动镜头组件绕a、b轴(或c、d轴)转动的线圈设置在同一个承载座上,当线圈通入电流驱动镜头组件时,上下方向的力与绕轴转动的力难免串扰,本技术中第一承载座线圈驱动镜头上下运动,第二承载座驱动镜头组件绕轴转动,上下方向的力与绕轴转动的力随着第一承载座与第二承载座的分开设置而分隔开,避免了驱动时产生的力带来的串扰问题。
69.根据本技术的一个实施例,在上述校正光轴以及对焦的基础上,增加光学防抖功能。具体地,可以第二承载座22增加两个线圈,此时第二承载座下侧四边设置有四个线圈,分别为第五、第六、第七、第八线圈,线圈设置于容置孔内。相应地,在马达基板上对应设置四个磁石,分别为第七、第八、第九、第十磁石,其中第七磁石与第七线圈对应设置,第八磁石与第八线圈对应设置,第九磁石与第五线圈对应设置,第十磁石与第六线圈对应设置,沿光轴方向俯视上述四个线圈与磁石位置重合,此时当第五线圈通入电流产生磁场时,第九磁石处于第五线圈产生的磁场中,受到洛伦兹力,第五线圈与第九磁石相互吸引或排斥,使第五线圈带动第二承载座沿垂直于光轴的平面运动。同样地,第六、第七、第八线圈也可以带动第二承载座沿垂直于光轴的平面运动(其中当上述第二承载座的第三、四、五、六线圈,设置于第二承载座的四边,校正c轴或d轴的倾斜时,第二承载座的四个线圈,即可以配合马达外壳或框架的四边磁石,用于驱动第二承载座沿c轴或d轴转动,又可以配合马达基板上的四个磁石,用于驱动第二承载座在垂直光轴方向运动,也就是调整倾斜的线圈与用于ois防抖线圈可以共用)。用于校正tilt倾斜的四个磁石组成的平面垂直的轴线,和与用于ois防抖的四个磁石组成的平面垂直的轴线,不平行。
70.优选地,可以进一步设置一霍尔传感器,霍尔传感器设置于第二承载座下侧,霍尔传感器设置于第二承载座下侧线圈的内部,至少设置两个霍尔传感器于两个相邻线圈上,
霍尔传感器与用于ois防抖的线圈共用一组磁石,感测第二承载座实际移动到的位置,并反馈。
71.图7示出了本技术一个变形的实施例的摄像模组立体分解示意图。参考图7,根据本技术的一个实施例,在第二承载座的下方设置一第三承载座27,第三承载座27通过下弹片(图7中未示出)固定,对边磁石设置于第一承载座21上用于对焦,四角磁石设置于第二承载座22用于矫正光轴倾斜,此时在第三承载座27的四边上设置四个线圈,对应的在第二承载座上设置四个磁石(其中当上述第二承载座的第三、四、五、六线圈,设置于第二承载座的四边,校正c、d两轴的倾斜时,第二承载座的四个线圈即可用于驱动第二承载座在沿光轴方向运动,又可以驱动第二承载座在垂直光轴方向运动,也就是调整倾斜的线圈与用于ois防抖线圈可以共用)。或者,所述第三承载座设置整体的平板线圈28作为ois线圈,通过第二承载座的磁石与第三承载座的平板线圈28的相互作用,该线圈带动第三承载座27沿垂直光轴的平面运动,镜头模组沿垂直于光轴的平面运动,达到防抖的效果。
72.根据本技术的一个替代的实施例,在第一承载座上对称设置两个压电传感器(本实施例中,压电传感器可视为压电驱动元件),可选地,两个压电传感器设置在第一承载座的对角处,压电传感器设置于第一承载座的外侧,当压电传感器外加交流电压时,压电传感器产生交替伸缩现象,使压电传感器获得驱动力,驱动第一承载座沿光轴向上或者向下移动,镜头组件在压电传感器的作用下向上或向下运动,达到对焦的效果。进一步,设置一第二承载座,第一承载座与第二承载座以光轴为中心,内外叠加设置,第一承载座位于第二承载座的内部,第一承载座与第二承载座可以通过弹片连接。在第二承载座上对称设置四个压电传感器,可选地,四个压电传感器设置在第二承载座的四角处,压电传感器固定在第二承载座的外侧,当压电传感器输入电流时,外加交流电压做驱动源之下的压电传感器会产生交替伸缩现象,这种交替伸缩现象可以使压电传感器获得驱动动力,然后再利用摩擦力带动第一承载座向上或向下运动,使第一承载座绕着a、b两轴(两个对角的压电传感器连线分别为a轴和b轴)转动。
73.在另一实施例中,四个压电传感器还可以设置在第二承载座的四个边的中心处,此时两个对边的压电传感器在交流电压的作用下交替伸缩,驱动第二承载座的两个对边向上或者向下运动,使第二承载座绕着c、d两轴(两个对边的压电传感器连线分别为c轴和d轴)转动。通过压电传感器使第二承载座绕轴转动,使镜头组件也可以绕a、b轴(或c、d轴)转动,用于矫正镜头光轴倾斜。
74.根据本技术的另一个替代的实施例,在第一承载座上设置两个sma(形状记忆合金)线,可选地,两个sma线设置在第二承载座的对角处,sma线顶端固定在上弹片,尾端固定在第一承载座上,当sma线通入电流时,sma线发生形变,sma线拉长或收缩,驱动第一承载座沿光轴向上或者向下移动,镜头组件在sma线的作用下向上或向下运动,达到对焦的效果。同样地,两个sma线可以设置在第一承载座的对边中心处,顶端固定在上弹片,尾端固定在第一承载座上,同样可以驱动第一承载座沿光轴向上或者向下移动,镜头组件在sma线的作用下向上或向下运动,达到对焦的效果。进一步,设置一第二承载座,第一承载座与第二承载座以光轴为中心,内外叠加设置,第一承载座位于第二承载座的内部,第一承载座与第二承载座通过可以弹片连接。在第二承载座上设置四个sma线,可选地,四个sma线设置在第二承载座的四角处,sma线顶端固定在上弹片,尾端固定在第二承载座上,当sma线通入电流
时,sma线产生形变,发生拉长或收缩,两个对角sma线在电流的作用下拉长或收缩,驱动第二承载座的两个对角相上或者向下运动,使第二承载座绕着a、b两轴(两个对角的sma线连线分别为a轴和b轴)转动。
75.在另一实施例中,四个sma线还可以设置在第二承载座的四个边的中心处,此时两个对边的sma线在电流的作用下拉长或收缩,驱动第二承载座的两个对边相上或者向下运动,使第二承载座绕着c、d两轴(两个对边的sma线连线分别为c轴和d轴)转动。通过sma线使第二承载座绕轴转动,使镜头组件也可以绕a、b轴(或c、d轴)转动,用于矫正镜头光轴倾斜。
76.进一步,可以设置一第三承载座,第三承载座、第一承载座和第二承载座以光轴为中心,内外叠加设置,第三承载座设置于第二承载座的外侧,第一、第二、第三承载座通过弹片连接,在第三承载座上设置四个sma线,分别位于四个侧壁的中心位置,当sma线通入电流时,sma线发生形变,sma线拉长或收缩,驱动第三承载座沿垂直光轴方向运动,带动镜头组件沿垂直光轴方向运动,达到防抖的效果。
77.同样地,四个sma线也可以设置于第三承载座的四角处,驱动镜头组件沿垂直光轴方向运动,达到防抖的效果。
78.其中,第一承载座和第二承载座位置可以互换。
79.进一步地,本技术还提出了一种校正光轴倾斜方法(即校正光轴的工艺流程)的实施例,包括以下步骤s1-s7。
80.步骤s1,将摄像模组对准标版。该标版具有位于0.8视场的四个标识,这四个标识分别位于标板的四角。其中0.8视场是评价模组成像品质的目标视场,在其他实施例中,该目标视场也可以替换为0.8以外的其他视场。
81.步骤s2,对焦:获取离焦曲线,寻找0.8视场的四角标识的解像力峰值所对应的像面中心code值。
82.具体来说,在一个实施例中,将标板位置固定,马达驱动镜头沿着光轴移动,在其移动行程范围内寻找对应于解像力峰值所在位置,这个位置可以用马达的code值来代表。可以选择位于标板四角的标识作为代表性的目标物,这四个位于四角的标识均位于目标视场上(例如0.8视场)。每个标识均可以找到一个对应的解像力峰值及其所对应的code值。四个标识就相应的四个code值。每个code值均代表一个马达沿着光轴(或z轴)移动的偏移距离。由于制造和组装公差等因素,往往对应于四角标识的四个code值是不一致的(这四个code值分别对应于四角标识的四个清晰成像点的轴向位置,成像点的轴向位置即成像点在z轴方向上的偏移量),也就是说像面不是完全水平的,而是倾斜的。本实施例中,根据这四个code值拟合出对应的像面,然后取像面中心点位置的code值作为解像力峰值所对应的中心code值。另一方面,根据所拟合出的像面,即可得到像面的倾角。根据所述像面的倾角即可得到所述摄像模组的光轴的倾角。
83.在另一个实施例中,在获取离焦曲线时,可以沿着光轴(或z轴)移动所述标版,从而找出目标视场上多个代表性的目标物所对应的解像力峰值以及相应的像点轴向位置(即z轴方向上的偏移量),进而得到解像力峰值所对应的像面中心code值以及像面的倾角。根据所述像面的倾角即可得到所述摄像模组的光轴的倾角。
84.步骤s3,计算电流:根据code值差距计算校正光轴倾角所需要补偿的电流(补偿方向由补偿的code值的正负代表)。一组对角线圈的code(横向和纵向的均值)用于计算a轴电
流;另一组对角线圈的code(横向和纵向均值)用于计算b轴电流,若code差值为正,则补正值;反之则补负值。
85.本步骤中,补偿计算公式如下:tilt=arcsin(d*b/c);
86.其中,b为闭环马达特性曲线斜率,也就是对焦时马达的行程和中心的code值的斜率,单位为μm/code;c为芯片成像区对角线长度,单位μm;d为像面中心点位置的code值作为解像力峰值所对应的中心code值,单位为code;
87.进一步,将tilt值转化为补偿值,补偿值即需要补偿的电流值;
88.补偿值=tilt*1/感度/imax
89.其中,imax为马达电流最大值,单位ma;感度为马达的a、b轴方向感度。感度为开环电流和马达行程的斜率,单位为分/ma。
90.步骤s4,写入补偿电流:向寄存器输入一操作,提供一个调整电流,修正tilt。本步骤中可以包括如下子步骤:
91.1.关闭霍尔元件(即清零);2.选择开环模式,打开霍尔元件;3.写入x轴需要补偿的电流值;4.写入y轴需要补偿的电流值。
92.其中,向寄存器中输入的具体操作包括:
93.1.清零:0x48,f015,2。其中,0x48是i2c地址,f015是寄存器地址,2代表关闭closeloop,即关闭霍尔元件,本实施例中,采用霍尔元件作为位置传感器。
94.2.选择开环模式,打开霍尔元件:0x48,f010,3。其中,0x48是i2c地址,f010是寄存器地址,3代表打开openloop,即选择开环模式,打开霍尔元件。
95.3.写入x轴电流:0x48,f0,x(i2c地址,寄存器地址,写入控制x轴的电流)。
96.4.写入y轴电流:0x48,140,y(i2c地址,寄存器地址,写入控制y轴的电流)。
97.步骤s4完成后,实际上即完成了光轴校正信息的烧录。在后续的拍摄中,可以使用所烧录的光轴校正信息来驱动马达,进而设置镜头的初始姿态,从而使得光轴倾斜得到矫正。
98.步骤s5,霍尔传感器反馈:霍尔传感器感测马达实际移动到的位置,与预设的光轴进行比较,差值在5

范围内,执行下一步;差值大于5

时,则反馈到上一步(即步骤s2),重新修正。
99.步骤s6,控制模块指示马达控制器对马达进行控制,从而矫正光轴倾斜。
100.步骤s7,再次进行af对焦:对焦,烧录最清晰处位置。
101.进一步地,在利用所述摄像模组进行拍摄时,马达的所述第二驱动元件可以根据步骤s4所烧录的光轴校正信息来驱动马达,进而设置镜头的初始姿态,从而使得光轴倾斜得到矫正。本实施例中,光轴校正信息是马达的code值,它代表第二驱动元件的初始驱动电流。在马达输出初始驱动电流后,镜头的光轴姿态被矫正,将此时的所述光轴姿态作为基准姿态,并以该基准姿态进行后续的拍摄。需注意,本技术中,烧录的光轴校正信息并不限于马达的code值,例如在本技术的另一些实施例中,所烧录的光轴校正信息可以是电流值或表征该电流值的其他参数。
102.进一步地,本技术还提出校正光轴倾斜方法的另一实施例,包括以下步骤:
103.步骤s10,将摄像模组对准标版;所述标版可以具有位于0.8视场的四个标识,这四个标识分别位于标板的四角。其中0.8视场是评价模组成像品质的目标视场,在其他实施例
中,该目标视场也可以替换为0.8以外的其他视场。
104.步骤s20,利用霍尔元件感测四角磁石(例如安装于第二承载座的四角位置的磁石)的位置,然后计算四角磁石所在平面的对角线相对于标准平面的夹角,本实施例中标准平面可以为水平面。
105.步骤s30,计算校正光轴所需的补偿电流。具体来说,根据单code值对应的夹角值,计算相对于标准平面的tilt(本实施例中,tilt可以理解为倾斜角),得到tilt-code曲线。其中,tilt-code曲线分段处理(例如可以用预设值加一偏移区间进行分段,预设值例如可以是指tilt=1

,偏移区间是指相对于该预设值的偏差范围),并记录每一段曲线两端对应的code值,对于tilt-code曲线的每一分段,用最小二乘法等方式计算出该段的tilt值及对应的补偿电流(补偿电流例如可以用马达的code值来表征)。
106.计算需要补偿的电流(补偿方向由补偿的code值的正负代表)的方法可以包括:一组对角线圈的code用于计算a轴电流;另一组对角线圈的code用于计算b轴电流,若code差值为正,则补正值;反之则补负值。
107.补偿计算公式:tilt=arcsin(d*b/c);
108.其中,b为闭环马达特性曲线斜率,也就是对焦时马达的行程和中心的code值的斜率,单位为μm/code;c为芯片成像区对角线长度,单位μm;d为像面中心点位置的code值作为解像力峰值所对应的中心code值,单位为code;
109.进一步,将tilt值转化为补偿值,即需要补偿的电流值;
110.补偿值=tilt*1/感度/imax;
111.其中,imax为马达电流最大值,单位ma;感度为马达的a、b轴方向感度。(感度为开环电流和马达行程的斜率,单位为分/ma)。
112.步骤s40,写入补偿电流。具体地,向寄存器输入一操作,提供一个调整电流,修正tilt,步骤:1.关闭closeloop;2.打开openloop;3.写入x轴需要补偿的电流值;4.写入y轴需要补偿的电流值。
113.其中,向寄存器中输入的具体操作包括:
114.1.关闭closeloop:0x48,f015,2(它们分别代表:i2c地址,寄存器地址,关闭closeloop)。
115.2.打开openloop:0x48,f010,0(它们分别代表:i2c地址,寄存器地址,打开openloop)。3.写入x轴电流:0x48,f0,x(i2c地址,寄存器地址,写入控制x轴的电流)。4.写入y轴电流:0x48,140,y(i2c地址,寄存器地址,写入控制y轴的电流)。本步骤中,对于tilt-code曲线的每个分段(即每个code值区间),可以分别写入对应的补偿值,即需要补偿的电流值或表征该电流值的参数。步骤s50,霍尔传感器反馈:霍尔传感器感测马达实际移动到的位置,与预设的光轴进行比较,差值在5

范围内,执行下一步;差值大于5

时,则反馈到步骤s20,重新修正。
116.步骤s60,控制模块指示马达控制器对马达进行控制,从而矫正光轴倾斜。
117.步骤s70,再次进行af对焦:对焦,烧录最清晰处位置。
118.进一步地,在利用所述摄像模组进行拍摄时,马达的所述第二驱动元件可以根据步骤s40所烧录的光轴校正信息来驱动马达,进而设置镜头的初始姿态,从而使得光轴倾斜得到矫正。本实施例中,光轴校正信息是马达的code值,它代表第二驱动元件的初始驱动电
流。在马达输出初始驱动电流后,镜头的光轴姿态被矫正,将此时的所述光轴姿态作为基准姿态,并以该基准姿态进行后续的拍摄。需注意,本技术中,烧录的光轴校正信息并不限于马达的code值,例如在本技术的另一些实施例中,所烧录的光轴校正信息可以是电流值或表征该电流值的其他参数。
119.最后所应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,都不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
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