一种高性能及可靠的微型防抖云台制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高性能及可靠的微型防抖云台，包括：至少一个外壳、至少一个定位座、至少一组弹性材料、至少一组软性材料、至少一组磁石、至少一组独立线圈以及一个相机模組；磁石设置于不动结构或活动结构，独立线圈设置于活动结构或不动结构，磁石和独立线圈处于不同的结构当中；软性材料的一端与相机模组连接，另一端与外壳连接；弹性材料的两端分别与相机模组、定位座连接，形成一个弹簧振子系统；本实用新型专利技术的目的是改进现有的MGS技术，提高MGS的抗振能力及散热能力，提高MGS的性能及可靠性。

A High Performance and Reliable Micro Anti-shaking Cloud Table

【技术实现步骤摘要】
一种高性能及可靠的微型防抖云台
本技术涉及防抖云台
，尤其涉及一种高性能及可靠的微型防抖云台。
技术介绍
近年来具有定焦广角(视角超过80度)拍摄功能的小型移动装置十分普及，应用范围亦不断扩展，包括智能眼镜﹑平板计算机﹑以及航拍。在所述装置中，包含至少一颗定焦广角相机模組(Fixed-focuswide-anglecameramodule)。因此，所述模組的市场很庞大，增长亦稳步上扬。在拍照及拍影片时，所述装置拍出来的照片及影片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，市场上已经出现很多现有防抖技术。所述现有主流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做成的影像模糊及晃动，达致改进影像质素的效果。所述现有技术可以按振动补偿方法分为四类，包括电子影像稳定器(ElectronicImagestabilizer,EIS)﹑光学影像稳定器(OpticalImagestabilizer,OIS)﹑防抖云台(GimbalStabilizer,GS)﹑以及微型防抖云台(MicroGimbalStabilizer,MGS)。EIS﹑OIS﹑以及MGS各有优点及缺点。EIS是通过电子方法，达致防抖效果。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，抵消因振动做成的影像晃动。由于EIS不需要额外的致动器，所以EIS的主要优点是成本低，接近无需额外重量及体积。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)，达致光学部件和图像传感器之间出现相对运动，改变光路(OpticalPath)及成像圈(ImageCircle)位置，抵消因振动做成的影像晃动。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，可以达致比EIS更佳的影像质素。GS(参考专利：CN103513492A﹑CN104903790A﹑EP3086451A1﹑以及US20090257741A1)是通过机械方法，驱动整个包含镜片及图像传感器的相机模組，作出和振动方向相反，但振幅接近的运动，抵消因振动做成的晃动。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，亦不需要因为防抖犠牲镜头的部份光学解像度，以及图像传感器部份解像度。因此，GS的防抖效果及影像质素比EIS及OIS有优势，所述优势在广角相机模組中更突出。MGS(参考专利：208399865U)的防抖原理和GS相近，都是通过带动整个包含镜片及图像传感器的相机模組，达致防抖的效果。MGS采用特别的弹片及软性电路板设计，达致节省空间。为了进一步简化设计及节省空间，MGS中没有设置位移传感器(例如：霍尔效应传感器)，感应可动部件(例如：线圈、镜头、镜头座及影像传感器)相对于不动部件(例如：磁石及外壳)的偏转或位移。MGS在防抖过程中，采用开环控制方法，偏转镜头达致防抖效果。EIS的主要缺点昰无法补偿每一个帧中的影像晃动，这是由于EIS通过调整每一帧影像的位置，抵消因振动做成的影像晃动。所以，EIS开启后拍摄的影像会较容易出现因影像晃动做成的模糊。另一个EIS缺点是犠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会犠牲图像传感器最大的解像度，降低影像质素。相对GS，OIS的主要缺点是犠牲镜头的部份光学解像度。在OIS过程中，影像圈在图像传感器上的位置会不断改变。为了避免成像圈超出在OIS过程中超出图像传感器，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，这问题在广角相机模組中更明显。虽然GS的影像质素及防抖效果比OIS及EIS有明显优势，但是GS需要能驱动整个相机模組的致动器。由于相机模組的重量及大小远比镜头多，因此GS致动器的成本﹑重量﹑体积及功耗通常比OIS致动器高很多，不适合应用在小型移动装置，或者会减少移动装置电池的续航时间。另一方面，主流的GS技术(参考专利：CN103513492A﹑CN104903790A﹑EP3086451A1﹑以及US20090257741A1)采用了滚珠轴承或其他带有摩擦力的接触点，作为固定及可动部件之间的机械支撑结构。由于所述支撑结构的摩擦力和可动部件的速度之间是非线性的关系，因此所述支撑结构增加了非线性的摩擦力，所述摩擦力可以影响防抖效果。尤其是当振动比较微细及频率较高时，影响会更加明显，防抖效果可能欠佳。另外，大部份的GS技术采用闭环控制，GS的控制电路需要额外的功耗稳定防抖系统。当振动幅度及频率过高时，所述控制电路所需的输出电压或电流可能会超出控制电路的极限，造成电路过热或防抖效果欠佳。因为MGS没有采用带有摩擦力的接触点，所以不会出现所述摩擦力带来的缺点。但是，由于MGS采用弹片及开环控制系统，当MGS受到激烈振动或振动频率接近所述系统的共振频率时，容易出现共振情况，造成视频模糊及抖动的问题。若果长时间出现这情况，更可能破坏MGS内部部件，导致图像传感器上出现粉尘，或者MGS无法正常工作，影响MGS的可靠性。另外，因为MGS中的影像传感器需要在防抖过程中偏转，所以所述影像传感器无法刚性固定在不动结构上。影像传感器发出的热只能通过热幅射，或通过热传导经过很远的距离才能到达MGS的外壳。由于这些方法的效能都很低，导致MGS中的影像传感器温度较高，造成影像噪声较多。这问题亦导致MGS中的影像传感器无法在较高温的环境下工作，限制了MGS的最高环境工作温度，降低MGS的可靠性。
技术实现思路
本技术提供了一种高性能及可靠的微型防抖云台，以解决MGS中的影像传感器温度较高，造成影像噪声较多及容易出现共振等技术问题，从而提高MGS的抗振能力及散热能力，提高MGS的性能及可靠性。为了解决上述技术问题，本技术实施例提供了一种高性能及可靠的微型防抖云台，包括：至少一个外壳、至少一个定位座、至少一组弹性材料、至少一组软性材料、至少一组磁石、至少一组独立线圈以及一个相机模組；所述外壳与所述定位座连接，所述定位座还与所述相机模组经所述弹性材料连接，所述外壳与所述定位座在云台外部形成不动结构，所述相机模组设置于活动结构；所述一组磁石包括至少一块磁石，所述独立线圈与所述磁石对应设置；所述磁石设置于不动结构或活动结构，所述独立线圈设置于活动结构或不动结构，所述磁石和所述独立线圈处于不同的结构当中；所述弹性材料的两端分别与所述相机模组、所述定位座连接，形成一个弹簧振子系统；所述软性材料的一端与所述相机模组连接，另一端与所述外壳连接。作为优选方案，所述相机模組包含至少一片电路板、至少一个镜头、至少一个镜头载体、及至少一个图像传感器，所述镜头与所述镜头载体连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能及可靠的微型防抖云台，其特征在于，包括：至少一个外壳、至少一个定位座、至少一组弹性材料、至少一组软性材料、至少一组磁石、至少一组独立线圈以及一个相机模组；所述外壳与所述定位座连接，所述定位座还与所述相机模组经所述弹性材料连接，所述外壳与所述定位座在云台外部形成不动结构，所述相机模组设置于活动结构；所述一组磁石包括至少一块磁石，所述独立线圈与所述磁石对应设置；所述磁石设置于不动结构或活动结构，所述独立线圈设置于活动结构或不动结构，所述磁石和所述独立线圈处于不同的结构当中；所述弹性材料的两端分别与所述相机模组、所述定位座连接，形成一个弹簧振子系统；所述软性材料的一端与所述相机模组连接，另一端与所述外壳连接。

【技术特征摘要】
1.一种高性能及可靠的微型防抖云台，其特征在于，包括：至少一个外壳、至少一个定位座、至少一组弹性材料、至少一组软性材料、至少一组磁石、至少一组独立线圈以及一个相机模组；所述外壳与所述定位座连接，所述定位座还与所述相机模组经所述弹性材料连接，所述外壳与所述定位座在云台外部形成不动结构，所述相机模组设置于活动结构；所述一组磁石包括至少一块磁石，所述独立线圈与所述磁石对应设置；所述磁石设置于不动结构或活动结构，所述独立线圈设置于活动结构或不动结构，所述磁石和所述独立线圈处于不同的结构当中；所述弹性材料的两端分别与所述相机模组、所述定位座连接，形成一个弹簧振子系统；所述软性材料的一端与所述相机模组连接，另一端与所述外壳连接。2.如权利要求1所述的高性能及可靠的微型防抖云台，其特征在于，所述相机模组包含至少一片电路板、至少一个镜头、至少一个镜头载体、及至少一个图像传感器，所述镜头与所述镜头载体连接，所述镜头载体还与所述电路板连接并且所述镜头载体具有一个多轴旋转自由度的旋转中心；所述镜头的下方设有图像传感器，所述图像传感器设于所述电路板上并与所述电路板电性连接；所述软性材料的一端与所述电路板硬性连接，另一端与所述外壳连接。3.如权利要求2所述的高性能及可靠的微型防抖云台，其特征在于，所述软性材料与所述旋转中心的距离长度大于所述微型防抖云台总高度的10％。4.如权利要求2所述的高性能及可靠的微型防抖云台，其特征在于，所述镜头载体和所述定位座的制作材料均为非导电材料；所述外壳的制作材料为能屏蔽...

【专利技术属性】
技术研发人员：麦练智，
申请(专利权)人：高瞻创新科技有限公司，
类型：新型
国别省市：中国香港,81