无需位置感测的三轴镜头驱动模块及其位置控制方法技术

本发明专利技术公开一种无需位置感测的三轴镜头驱动模块及其位置控制方法，包含一静子部、第一动子部、第二动子部等结构；其中：该静子部的图像传感器封装件，设有一电路板件，并在该电路板件上设有一驱动与位置控制芯片，该驱动与位置控制芯片分别具有：初始化程序及位置控制程序；该位置控制程序能取得外部陀螺仪传感器信号进行闭环位置控制算法，得到马达可动部位移增量估值与需补偿值的误差，以达到闭环控制XYZ三轴向的精准驱动。XYZ三轴向的精准驱动。XYZ三轴向的精准驱动。

【技术实现步骤摘要】
无需位置感测的三轴镜头驱动模块及其位置控制方法


[0001]本专利技术是关于一种无需位置感测的三轴镜头驱动模块及其位置控制方法，尤指一种使用开环结构而达到闭环效果的三轴镜头驱动模块，能适用在平板电脑或智能手机等手持式摄像产品。

技术介绍

[0002]摄像器材已应用在许多薄型的电子设备上，例如：平板电脑或智能手机等，都配备了镜头模块并具有摄像头或视频功能；而该类智能手机的相机模块在微小化情况下，它们的小镜头光圈和低透光的塑料材料，使得进入图像传感器的光量明显少于数字相机(DSC)的光量；这需要更长的曝光时间，这明显的缺点使得防手振的机会明显的增加；多年来，光学式图像稳定的防手振技术，被用来消除由于无意识手部运动或相机抖动所造成模糊现象的最有效方法，也是专业相机中提供高质量图像不可或缺的技术；同时智能手机中的图像稳定功能可在许多操作条件下使图像和视频的质量与数码相机相媲美；因此，防手振技术越来越受到高端功能的手持设备制造商的青睐。
[0003]马达制造商一直致力于其图像稳定技术和方法，以显著提高相机快门速度，并提供精确的相机振动抑制；目前技术主流为镜头平移式(Lens Shift)；既是图像传感器被固定到相机外壳的底部，而透镜进行平移运动；此类马达内集成了三个位置设有霍尔感测元件，用于准确测出镜头悬浮体在X,Y,Z轴方向上的位置，利用该位置信息结合闭环(Close
‑
loop)控制便可将镜头悬浮体的位置锁定，而不受自身重力和拍照姿态的影响，也免于外界的机械扰动；虽然闭环设计功效比开环设计要高出许多，但是其缺点就是：需要霍尔感测元件，使得零件数过多，且成本增加，设置相关零件的结构复杂，且物料成本高，制造工艺繁琐，由此带来的低合格率、低产量和高价格，不利于OIS技术的大面积推广；同时，马达引出的引脚数高达十数个，在焊接上也是增加加工的繁锁，是主要的缺点。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的，在提出一款电磁驱动的防手振马达架构及其控制方法；特别是无需设置霍尔传感器等位置信号传感器，就可以达到精准的三轴向位置控制的防手振对焦马达，仅通过马达三轴向线圈的反电动势及陀螺仪(Gyro sensor)信号，即可达到三轴向的回馈，此设计不仅极小化零件数、大幅减少焊接数量、组装容易，同时具有成本竞争力的优势。
[0005]为达到上述的目的，本专利技术是可以用下列的方式来达成的：
[0006]设一静子部，包括一具容镜槽的非导磁上盖、一具有数个信号接脚的底座、一防抖线圈电路板、一图像传感器封装件；该防抖线圈电路板贴附在底座，进行电信号连接，而该底座又以信号接脚与图像传感器封装件连接；一第一动子部，包括：一自动对焦线圈组成及一第一悬吊系统，该第一悬吊系统具有上弹片组及下弹片组，分别架设于自动对焦线圈组成的上、下端，并将自动对焦线圈组成架起悬吊于第二动子部上，以进行Z轴方向的自对焦
运动；一第二动子部，包括：一动力元件框体、四颗磁石及第二悬吊系统；该四颗磁石贴附于动力元件框体的四周作为自动对焦及防手振移动的动力源，而该第二悬吊系统具有四支悬吊支杆分别置于该动力元件框体四周，而上端则与该上弹片组的外端接合，据此第二悬吊系统进行防手振系统的X轴及Y轴方向的运动；其中：该图像传感器封装件，设有一电路板件，并在该电路板件上设有一驱动与位置控制芯片，而在该电路板件一侧、中央分别设有一排线及封装罩、红外截止滤光片；该驱动与位置控制芯片分别具有：初始化程序及位置控制程序；该初始化程序，依序为：启动设置模式、马达鉴别参数、储存参数、检查参数之后，以完成初始化程序；该马达鉴别参数，包括：由激光位移计测得马达原始点的朝上、水平、朝下的位移姿势差、马达的共振频、线圈电阻值、电感、敏感度；该位置控制程序，依序为：(1)启动防手振控制；(2)接收来自于陀螺仪传感器的角速度、角加速度、姿态角：用以得知马达需要补偿的位移；(3)进行闭环控制算法：得到马达可动部位移增量估值；该闭环控制算法，依序取得：给定一电压增量ΔV
D
给音圈马达、并由电流侦测电路测出线圈电流变化Δi；配合马达电压增量(ΔV
D
)、取样时间(Δt)、电阻(R)、线圈内电流变化(Δi)、线圈电感(L)、马达反电动势系数(K
b
)，而得到马达可动部位移增量估值(Δx)；(4)计算马达可动部估值与需补偿值的误差，使此值低于预设误差值，而完成补偿控制程序。
附图说明
[0007]图1为本专利技术设置于开环式镜头驱动模块的结构分解图。
[0008]图2为本专利技术取下非导磁上盖后的产品外观实施例图。
[0009]图3为本专利技术的图像传感器封装组成外观结构图。
[0010]图4为本专利技术的图像传感器封装组成结构分解图。
[0011]图5为本专利技术的防抖线圈电路板的结构示意图。
[0012]图6为本专利技术的驱动与位置控制芯片中初始化程序图。
[0013]图7为本专利技术的驱动与位置控制芯片中处理三轴向闭环控制程序图。
[0014]附图标记说明：10
‑
非导磁上盖；101
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容镜槽；11
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底座；111
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信号接脚；20A
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第一悬吊系统；201
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上弹片组；202
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下弹片组；20B
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第二悬吊系统；21
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悬吊支杆；22
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悬吊支杆；23
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悬吊支杆；24
‑
悬吊支杆；30
‑
动力元件框体；40
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磁石；50
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自动对焦线圈组成；60
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防抖线圈电路板；61
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线圈；62
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线圈；63
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线圈；64
‑
线圈；70
‑
图像传感器封装件；71
‑
电路板件；711
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排线；72
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驱动与位置控制芯片；73
‑
封装罩；74
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红外截止滤光片；80
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镜头组成；Q
‑
静止部；M1
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第一动子部；M2
‑
第二动子部。
具体实施方式
[0015]本专利技术所揭示的无需位置感测的三轴镜头驱动模块至少包含有：
[0016]请参看图1、图2，一静子部Q，包括一具容镜槽101的非导磁上盖10、一具有数个信号接脚111的底座11、一防抖线圈电路板60、一图像传感器封装件70；该防抖线圈电路板60贴附埋设在底座11，进行电信号连接，而该底座11又以信号接脚111与图像传感器封装件70连接，置于镜头组成80后方。
[0017]一第一动子部M1，包括：一自动对焦线圈组成50及一第一悬吊系统20A，该第一悬吊系统20A具有上弹片组201及下弹片组202，分别架本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无需位置感测的三轴镜头驱动模块及其位置控制方法，至少包含有：一静子部，包括一具容镜槽的非导磁上盖、一具有数个信号接脚的底座、一防抖线圈电路板、一图像传感器封装件；该防抖线圈电路板贴附埋设在底座，进行电信号连接，而该底座又以信号接脚与图像传感器封装件连接；一第一动子部，包括：一自动对焦线圈组成及一第一悬吊系统，该第一悬吊系统具有上弹片组及下弹片组，分别架设于自动对焦线圈组成的上、下端，并将自动对焦线圈组成架起悬吊于第二动子部上，以进行Z轴方向的自对焦运动；一第二动子部，包括：一动力元件框体、四颗磁石及第二悬吊系统；该四颗磁石贴附于动力元件框体的四周作为自动对焦及防手振移动的动力源，而该第二悬吊系统具有四支悬吊支杆分别置于该动力元件框体四周，并于底部抵于该底座，而上端则与该上弹片组的外端接合，据此第二悬吊系统进行防手振系统的X轴及Y轴方向的运动；其特征在于：该图像传感器封装件，设有一电路板件，并在该电路板件上设有一驱动与位置控制芯片，而在该电路板件一侧、中央分别设有一排线及封装罩、红外截止滤光片；且该驱动与位置控制芯片分别具有：初始化程序及位置控制程序；该初始化程序，依序为：启动设置模式、马达鉴别参数、储存参数、检查参数之后，以完成初始化程序；该马...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳建华，柯麟祥，卓英吉，张吉龙，张需要，潘涛，
申请(专利权)人：河源友华微机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：