摄像模块电气架构制造技术

本公开涉及摄像模块电气架构。一种摄像模块包括容纳透镜的透镜支架，放置在所述透镜支架上的光路修改器的电气部件，图像传感器，以及控制器，所述控制器将生成用于操作光路修改器的命令。放置在所述透镜支架上的印刷电路组件与悬吊线电耦合。所述印刷电路组件包括印刷电路，在所述印刷电路上安装有串行总线通信接口电路和变换电路，所述串行总线通信接口电路通过悬吊线中的一个悬吊线接收来自所述控制器的命令，所述变换电路将该命令分别变换成控制信号，所述控制信号将分别经由电气部件并且根据该命令操作或驱动光路修改器。还描述了其他的实施例。

Electrical structure of camera module

【技术实现步骤摘要】
摄像模块电气架构本申请是申请号为201610851896.3、申请日为2016年8月17日、专利技术名称为“摄像模块电气架构”的专利技术专利申请的分案申请。本非临时申请要求申请日为2015年8月18日、申请号为62/206,766的临时申请的较早申请日的优先权。
本专利技术的实施例涉及摄像模块，更具体地涉及用于与放置在摄像模块的透镜支架上的电气部件通信的技术。还描述了其他实施例。
技术介绍
摄像模块被结合到多种消费电子设备中，包括智能手机，移动音频播放器，个人数字助理，膝上型电脑与台式电脑。对于在保持紧凑尺寸的同时将附加的特征添加到这些摄像模块上具有持久的推动力。例如，在摄像模块中所期望的一个特征是自动聚焦(AF)特征，该特征自动地调节焦距，使得由该摄像模块捕获的图像处于锐聚焦(sharpfocus)。在摄像模块中所期望的另一特征是光学图像稳定(OIS)特征，该特征补偿在捕获图像/视频时摄像模块的非故意的移动(例如，由于用户的手的颤动或其他的振动导致的)。OIS通过下述操作执行：检测摄像模块的移动，然后例如通过使摄像模块的透镜支架在该移动的相反方向上移动来抵消该移动。这可以通过使用柔性悬吊线悬吊透镜支架来实现，该柔性悬吊线摆动以便允许该透镜支架在与摄像模块的透镜的光轴正交的方向上移动。该透镜支架可以通过使用由磁体和承载电流的线圈生成的力(例如，洛伦兹力)被移动。该柔性悬吊线也可以用于承载电线圈电流，以便执行AF。
技术实现思路
除了AF和OIS外，还将诸如光圈控制和光学变焦的特征添加到摄像模块可能要求添加更多线到OIS悬吊机构，或基本上重新设计和重构OIS悬吊机构，使得附加的电流/信号可以被发送给透镜支架以便操作或驱动该附加的特征。但是，由于机械的约束，对于可以添加到OIS悬吊机构的线的数目具有限制。另外，每次新的特征将被添加到透镜支架上时就重新设计和重建OIS悬吊机构是不切实际的，在期望快速地添加新的特征时尤其如此。本专利技术的实施例是摄像模块，该摄像模块实现用于与光路修改器的多个电气部件电气通信的结构，其中，该电气部件放置在透镜支架上。该摄像模块包括图像传感器和透镜支架，该透镜支架容纳成像透镜。多个光路修改器放置在该透镜支架上。多个OIS悬吊线悬吊该透镜支架。控制器生成用于操作光路修改器的命令，其中，该控制器放置在该透镜支架外部。该摄像模块还包括印刷电路组件，该印刷电路组件放置在透镜支架上，该印刷电路组件与该悬吊线电耦合。该印刷电路组件包括印刷电路，在该印刷电路上安装有串行总线通信接口(SBCI)电路，该串行总线通信接口(SBCI)电路接收通过悬吊线中的一个或多个来自控制器的命令。在印刷电路上还安装有变换电路，该变换电路将该命令变换成多个控制信号，其中后者(根据相应的命令)操作或驱动光路修改器的电气部件。换言之，SBCI电路分别对电气部件发出信号使其根据命令工作。因而该OIS悬吊线具有双重目的：悬吊用于OIS的透镜支架以及进行串行总线通信，而该透镜支架还用作用于SBCI和电控制信号变换电路的平台，从而使得能够实现可通过附加的特征更加容易地缩放(scaled)的摄像模块结构。在另一实施例中，光路修改器中的一个为自动聚焦(AF)机构，该机构包括AF音圈马达和数个导电弹簧，该弹簧设置该透镜支架的默认z轴位置(同时OIS悬吊线允许该透镜支架在x-y平面中移动)。该印刷电路组件通过AF导电弹簧中的一个或多个耦合到该OIS悬吊线，使得命令或(用于驱动光路修改器的)电功率通过一个或多个AF弹簧在印刷电路组件中被接收。在另一实施例中，一个或多个传感器以及可选地一个或多个光路修改器放置在摄像模块的磁体保持架上，该摄像模块还包括透镜支架。该OIS悬吊线被固定到该磁体保持架，设置透镜支架的默认位置(用于透镜支架的竖直移位)的两个或多个自动聚焦(AF)弹簧也是。控制器接收来自该传感器的传感器数据，并且还可以生成用于操作该光路修改器的命令。该控制器放置在该透镜支架的外部以及该磁体保持架的外部。该摄像模块包括放置在该磁体保持架上的印刷电路组件，该印刷电路组件与OIS悬吊线电耦合。该印刷电路组件包括印刷电路，在该印刷电路上安装有串行总线通信接口(SBCI)电路，该电路用于将传感器数据(通过一个或多个OIS悬吊线)发送给该控制器。它还可以通过一个或多个OIS悬吊线接收来自该控制器的命令。可以具有与上面描述的变换电路180类似的功能特性的变换电路(未示出)也可以安装在印刷电路270上；该变换电路可以使用所需要的模拟和数字电路的任何组合将(从该控制器接收的)命令变换成控制信号，使得该控制信号可以(根据该命令)操作或驱动光路修改器中的一个。为了这个目的，该变换电路还可以包括电源转换电路，例如dc-dc转换器(converter)，以便产生具有光路修改器所需要的电压水平的控制信号。因而，该OIS悬吊线具有双重目的：用于悬吊用于OIS的透镜支架和该磁体保持架，以及用于串行总线通信连接，同时该磁体保持架还用作用于该传感器和SBCI(以及可选地用于光路修改器和它的控制信号变换电路)的平台，使得能够实现可通过附加特征而更加容易地缩放(scaled)的摄像模块结构。在一个实施例中，可以具有一对位移传感器，该对传感器安装在(位于磁体保持架上的)该印刷电路上，以便感测该磁体保持架的水平位移；在这种情况下，该SBCI电路可以收集或接收来自该对位移传感器的传感器数据，并通过OIS悬吊线中的一个或多个将传感器数据发送给该控制器，以便将光路位置反馈给可以在该控制器中运行的OIS控制算法。在另一实施例中，该光路修改器的部件(位于磁体保持架上)可以是安装于印刷电路上的自动聚焦驱动电路，该印刷电路位于磁体保持件上。一个示例为音圈马达(VCM)驱动电路，该驱动电路与VCM致动器(也称为AF致动器)的AF线圈电耦合，其中，AF线圈设置于该透镜支架上；AF弹簧中的两个或更多个是导电的，且在这种情况下用于在位于磁体保持架上的VCM驱动电路和位于透镜支架上的AF线圈之间承载AF线圈电流。在这种情况下该SBCI还用于(通过OIS悬吊线)接收来自该控制器的AF命令，该命令可指示自动聚焦透镜的期望的位置。该命令可以被发送给VCM驱动电路，该VCM驱动电路也位于该印刷电路上，该VCM驱动电路进而通过AF弹簧中的一个或多个来对AF线圈提供适合的电驱动(例如，AF线圈电流)，以便例如，使该透镜支架(其承载成像透镜)移动到期望的聚焦位置。上面的概述不包括本专利技术的所有方面的穷举的清单。可以想到，本专利技术包括可以根据上面概述的各个方面的所有适当的组合而实施的所有系统和方法，以及在下面的具体实施方式中公开的，以及在随本申请所提交的权利要求书中特别指出的系统和方法。这样的组合具有在上面的概述中没有特别叙述的特殊的优点。附图说明：本专利技术的实施例在附图中以举例的方式示出，而不是以限制的方式示出，在该附图中，同样的标号表示相似的部件。应该注意到，在本公开中的本专利技术的“一”或“一个”实施例不必为相同的实施例，它们意味着至少一个。另外，为了减少附图的总数，给定的图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学系统，包括：/n磁体保持架，包括磁体、位移传感器、自动聚焦驱动电路、以及串行总线通信接口(SBCI)电路；/n透镜支架，所述透镜支架包括自动聚焦线圈，所述透镜支架经由多个自动聚焦弹簧相对于所述磁体保持架被悬吊，其中，所述自动聚焦驱动电路经由所述多个自动聚焦弹簧向所述自动聚焦线圈提供驱动信号；以及/n多个悬吊线，相对于所述图像传感器可移动地悬吊所述磁体保持架，/n其中，所述SBCI电路电气耦合到所述多个悬吊线、所述自动聚焦驱动电路、以及所述位移传感器，以i)响应于通过所述多个悬吊线中的至少一个悬吊线接收到自动聚焦命令，向所述自动聚焦驱动电路发送控制信号，以及ii)通过所述多个悬吊线中的至少一个悬吊线发送来自所述位移传感器的传感器数据。/n

【技术特征摘要】
20150818 US 62/206,766;20151112 US 14/940,0131.一种光学系统，包括：
磁体保持架，包括磁体、位移传感器、自动聚焦驱动电路、以及串行总线通信接口(SBCI)电路；
透镜支架，所述透镜支架包括自动聚焦线圈，所述透镜支架经由多个自动聚焦弹簧相对于所述磁体保持架被悬吊，其中，所述自动聚焦驱动电路经由所述多个自动聚焦弹簧向所述自动聚焦线圈提供驱动信号；以及
多个悬吊线，相对于所述图像传感器可移动地悬吊所述磁体保持架，
其中，所述SBCI电路电气耦合到所述多个悬吊线、所述自动聚焦驱动电路、以及所述位移传感器，以i)响应于通过所述多个悬吊线中的至少一个悬吊线接收到自动聚焦命令，向所述自动聚焦驱动电路发送控制信号，以及ii)通过所述多个悬吊线中的至少一个悬吊线发送来自所述位移传感器的传感器数据。


2.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述磁体保持架上的所述SBCI电路和所述自动聚焦驱动电路通过所述多个悬吊线中的第一两个悬吊线接收电力。


3.根据权利要求2所述的光学系统，其中，所述SBCI电路通过所述多个悬吊线中的另两个悬吊线发送来自所述位移传感器的传感器数据。


4.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述透镜支架响应于被发送到所述自动聚焦驱动电路的控制信号而在平行于所述透镜支架的光轴的方向上移动。


5.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述磁体保持架包括印刷电路，所述印刷电路电气耦合到所述多个悬吊线以及所述多个自动聚焦弹簧，并且其中所述自动聚焦驱动电路和所述SBCI电路位于所述印刷电路上。


6.根据权利要求1所述的光学系统，进一步包括：
静止板；以及
光学图像稳定(OIS)线圈，所述线圈被固定到所述静止板，该线圈在由电流驱动时使所述透镜支架在被所述多个悬吊线约束的情况下在与所述透镜支架的光轴正交的方向上移动。


7.根据权利要求1所述的光学系统，其中，
所述多个悬吊线中的第一两个悬吊线包括用于供给电力的第一悬吊线，和用于返回电力的第二悬吊线，以及
所述多个悬吊线中的第二两个悬吊线包括用于传送总线数据发送信号和总线数据接收信号、或者总线时钟信号和总线数据信号的第三悬吊线和第四悬吊线。


8.根据权利要求1所述的光学系统，其中，来自所述位移传感器的传感器数据表示所述磁体保持架在水平方向上的位移，并且所述自动聚焦弹簧设置所述透镜支架在垂直方向上的默认位置。


9.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述位移传感器通过在所述磁体保持架的塑料主体中形成的激光直接成型(LDS)导电迹线电气耦合到所述SBCI电路。


10.一种摄像模块，包括：
图像传感器；
磁体保持架，包括磁体、位移传感器、自动聚焦驱动电路、以及串行总线通信接口(SBCI)电路；
透镜支架，所述透镜支架包括自动聚焦线圈，所述透镜支架通过多个自动聚焦弹簧被悬吊在所述磁体保持架上，其中，所述自动聚焦驱动电路经由所述多个自动聚焦弹簧向所述自动聚焦线圈提供驱动信号；以及
多个悬吊线，被固定到静止板并且将所述磁体保持架可移动地悬吊于所述图像传感器上方，

【专利技术属性】
技术研发人员：S·莎尔玛，D·S·布罗迪，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国;US