光学防抖装置、电子设备的制作方法

1.本发明涉及图像成像技术领域，尤其涉及一种采用移动图像传感器芯片进行运动补偿的光学防抖装置、电子设备。


背景技术：

2.在手持式便携式智能设备进行拍照或录像时，人体的生理性颤动和外界震动对手持式便携智能设备的干扰是无法避免的，人体的生理性颤动无法通过训练克服，外界的震动随着环境变化而变化，使手持式便携式智能设备在拍照或录像时不可避免的会受上述因素的影响产生不需要的抖动，从而导致图像质量下降，最明显的表现为拍照或录像得到的图像模糊、不清晰。
3.现有手持式便携智能设备在摄像头模组内使用可以在xy轴方向运动的镜头组件，从而达到对人体的生理性颤动和外界震动进行补偿的目的，得到高质量图像。但是随着技术的进步以及消费者对图像的追求不断提高，现有手持式便携智能设备的摄像头模组因为图像传感器的增大而导致镜头等比例增大，变重。传统的使镜头在xy轴方向进行移动补偿的方法已经越来越难以推动沉重的镜头。且镜头在xy轴方向进行移动补偿的方法可补偿的角度已经无法满足客户对图像质量的需求。
4.而现有技术中，通过图像传感器芯片移动式所提供的光学防抖方法结构复杂，大多应用于单反数码相机中，鲜有量产于手持式便携智能设备的案例。同时，移动图像传感器的光学防抖方案中，图像传感器与底部电路板的电性连通一直是该方案难以解决的问题之一。普通超高像素图像传感器芯片往往具有上百个pad，对应的电性连接一般使用金线键合工艺，金线短且刚性强，推动由上百根金线连接的芯片具有很大的困难，几乎是不可能的。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种采用移动图像传感器芯片进行运动补偿的光学防抖装置、电子设备，解决传统技术中使镜头在xy轴方向进行移动补偿，因为镜头的重量较重，难以推动和体积较大，难以满足某些角度的补偿，因为不足以满足较高图像质量要求的技术问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明提出了以下技术方案：一种采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，包括：图像传感器和位于所述图像传感器下方的弹性连接组件；所述弹性连接组件提供所述图像传感器的电连接；所述图像传感器在外力作用下在x、y方向移动以及平面旋转，以进行光学防抖的运动补偿。
7.优选地，所述光学防抖装置还包括：下基板；所述弹性连接组件的第一连接端与所述下基板电连接，第二连接端作用于所述图像传
感器，实现弹性连接。
8.优选地，所述图像传感器通过设置于其下方的焊盘与所述弹性连接组件直接连接。
9.优选地，所述图像传感器还包括：图像传感器芯片和载板；所述图像传感器芯片与所述载板电连接；所述载板与所述弹性连接组件连接。
10.优选地，所述弹性连接组件包括弹性金属线。
11.优选地，所述弹性金属线具有至少一个弯折部。
12.优选地，所述弯折部中心的曲率大于或等于所述弯折部两端位置的曲率。
13.优选地，所述图像传感器芯片固定连接于所述载板的上表面，所述弹性连接组件的第二连接端与所述载板的底面连接。
14.优选地，所述弹性连接组件的第二连接端至少连接在所述载板底面的两个方向上。
15.优选地，所述载板具有第一镂空部分，所述图像传感器芯片固定于所述第一镂空部分中，以减小所述光学防抖装置的厚度，所述弹性连接组件的第二连接端与所述图像传感器芯片底面或所述载板底面连接。
16.优选地，所述弹性连接组件的第二连接端至少连接在所述图像传感器芯片底面或所述载板底面的两个方向上。
17.优选地，所述下基板包括印制电路板和补强板。
18.优选地，所述载板设置于所述下基板的上表面，所述弹性连接组件的第一连接端与所述下基板的上表面电连接。
19.优选地，所述印制电路板具有第二镂空部分，所述载板设置于所述第二镂空部分中，以减小所述光学防抖装置的厚度，所述弹性连接组件的第二连接端与所述印制电路板的底面电连接；所述载板与所述印制电路板之间留有预定空隙，以使所述载板在外力作用下在x、y方向移动以及平面旋转。
20.优选地，所述载板包括逻辑电路板；所述逻辑电路板适于提供所述图像传感器芯片的电性连接；所述逻辑电路板上设置有电容，所述电容设置于所述图像传感器芯片侧边，作为所述图像传感器芯片的外部电容，以节省设计空间。
21.优选地，所述载板上还设置有红外截止滤光片。
22.优选地，所述载板上还设置有防尘装置。
23.优选地，所述图像传感器通过形状记忆合金驱动组件实现在x、y方向移动以及平面旋转。
24.优选地，所述形状记忆合金驱动组件包括：形状记忆合金丝，所述形状记忆合金丝一端电性连接至所述载板，另一端电性连接至所述下基板，以与外部电路电学连通；所述形状记忆合金丝至少为两根。
25.优选地，通过所述形状记忆合金丝的通电后电阻的变化反馈所述图像传感器的位
移。
26.优选地，所述图像传感器通过线圈和磁石组件驱动实现在x、y方向移动以及平面旋转。
27.优选地，所述图像传感器通过压电超声驱动实现在x、y方向移动以及平面旋转。
28.优选地，所述弹性金属线通过刻蚀成型。
29.优选地，所述弹性金属线通过对金属圆线整形成型。
30.优选地，所述弹性金属线通过对金属板材冲压成型。
31.优选地，所述弹性金属线的材质为金、银、铜、铝、铜合金、银合金、金合金中的任意一种。
32.优选地，所述弹性金属线的长度大于1毫米。
33.优选地，在所述补强板上设置有至少三个支撑件，适于在所述图像传感器和所述下基板之间留出预定高度的空隙。
34.优选地，所述支撑件为金属滚珠或者陶瓷滚珠。
35.优选地，所述补强板上设置有开孔或者凹槽，所述开孔或者凹槽适于设置所述支撑件。
36.优选地，所述支撑件设置的位置分别对应所述图像传感器各边，其滚动或者滑动方向为x、y方向，以适于减少所述图像传感器往x、y方向的移动摩擦力，并使所述图像传感器保持水平。
37.优选地，所述预定高度在大于或等于10微米。
38.优选地，所述弹性连接组件具有垂直向上的预变形，适于向所述图像传感器提供z方向的预压力。
39.优选地，所述光学防抖装置还包括：镜头；所述镜头适于在z方向上运动，以调整焦距。
40.本发明还提供一种电子设备，包括：成像装置，所述成像装置包括如上所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置。
41.相对于现有技术，本发明的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置及其电子设备具有以下有益效果：本发明所提供的技术方案中，采用图像传感器做运动补偿，通过将弹性连接组件设置于图像传感器下方，控制图像传感器在x、y方向移动以及平面旋转，整体结构简单、制作工艺也简单，同时有效地降低了整个光学防抖装置的厚度，使得装置能够适应更多不同情况的需求，提高可靠性，改善图像质量。
42.进一步地，本发明的图像传感器中可以将图像传感器芯片和载板封装为一体，将电容等元件设置在图像传感器芯片侧边的逻辑电路上，进一步节省设计空间。
43.在此基础上，本发明的光学防抖装置中通过镂空的设计，使得图像传感器芯片、载板、下基板之间的空间重叠。例如在载板中设置镂空部分，将图像传感器设置于镂空部分中；同样地，可以在放置载板的下基板上设置镂空部分，将图像传感器设置在镂空部分中。通过空间上的重叠结构进一步缩减光学防抖装置的厚度。
44.进一步地，本发明的光学防抖装置中还设置有支撑件，支撑件在图像传感器与下基板之间留出空隙，并且可以进一步通过设计成滚珠等形式，减小图像传感器运动时产生
的摩擦力，并保持水平。
附图说明
45.图1至图8为本发明所提供的实施例中采用移动图像传感器芯片进行运动补偿的光学防抖装置的结构示意图。
具体实施方式
46.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
47.其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。
48.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，以下结合附图对本发明的图像传感器光学防抖的方法进行详细描述。
49.本发明的技术方案中提供了一种采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，能够使图像传感器替代镜头进行x、y方向移动以及平面旋转，实现光学防抖的运动补偿。
50.具体地，如图1所示，光学防抖装置包括图像传感器100以及设置于图像传感器100下方的弹性连接组件200；弹性连接组件200既能够提供所述图像传感器100的电连接，同时，也适用于为所述图像传感器100提供外力，使其在外力作用下在x、y方向移动以及平面旋转，以进行光学防抖的运动补偿。
51.进一步地，如图1所示，本发明中的光学防抖装置还包括：下基板300，用于承载图像传感器100，弹性连接组件200的第一连接端与所述下基板300电连接，第二连接端作用于所述图像传感器100，实现弹性连接。
52.进一步地，图像传感器100的下方设置有焊盘103（图中未示出），弹性连接组件200通过焊盘103实现与图像传感器100的连接。
53.进一步地，如图1所示，图像传感器100具体包括图像传感器芯片101和载板102。载板102用于承载图像传感器芯片101，与图像传感器芯片101电连接。
54.优选地，焊盘103可以设置在载板102的底面上，载板102与弹性连接组件200连接。
55.进一步地，在本发明中，如图1所示，所述弹性连接组件200包括弹性金属线201。弹性金属线可以具有多组，可以连接在图像传感器100与下基板300上。优选地，所述弹性金属线具有至少一个弯折部，且所述弯折部中心的曲率最好可以大于或等于所述弯折部两端位置的曲率（如图2所示的装置背面）。以更好地提供弹性效果。
56.进一步地，所述弹性金属线可以通过刻蚀成型，或者通过对金属圆线整形成型，又或者通过对金属板材冲压成型。但弹性金属线的成型方式并不限于这些方式，本技术仅在此示例。
57.进一步地，所述弹性金属线的材质为金、银、铜、铝、铜合金、银合金、金合金中的任意一种。
58.进一步地，所述弹性金属线的长度大于1毫米，保证图像传感器100在移动时的灵
活性，同时提高弹性金属线的可靠性，防止弹性金属线发生塑性形变。
59.进一步地，本发明中图像传感器芯片101、载板102、下基板300有多种不同的组合结构形式，本发明在此给出具体的实施方式。需要注意的是，本发明中，图像传感器芯片101、载板102、下基板300的结构形式并不仅限于以下的实施例方案，任何符合本发明核心思想、满足权利要求限定范围的实施方式都在本发明的保护范围之内。
60.其中，这里给出图像传感器芯片101与载板102的两种组合结构实施方式，如图2、图3分别为载板背面的图示：其一，在一个实施例中，如图2所示，所述图像传感器芯片101固定连接于所述载板102的上表面，所述弹性连接组件200的第二连接端与所述载板102的底面弹性连接。因此图2中从背面只能看到载板的结构。
61.优选地，所述弹性连接组件200的第二连接端至少连接在所述载板102底面的两个方向上。
62.其二，在另一个实施例中，如图3所示，所述载板102具有第一镂空部分，所述图像传感器芯片101固定于所述第一镂空部分中，以减小所述光学防抖装置的厚度，所述弹性连接组件200的第二连接端与所述图像传感器芯片101的底面连接，或者也可以与载板102的底面连接。
63.优选地，所述弹性连接组件200的第二连接端至少连接在所述图像传感器芯片101底面或者载板102底面的两个方向上。
64.进一步地，本发明中，所述下基板300包括印制电路板301和补强板302。
65.在此则给出图像传感器100与下基板300的两种具体实施方式，如图4、图5所示：其一，如图4所示，所述图像传感器100中载板102设置于所述下基板300的上表面，所述弹性连接组件200的第一连接端与所述下基板300的上表面电连接。因此，从图4所示的底面看是看不到弹性连接组件200的，仅能够看到下基板300的底面。
66.其二，如图5所示所述印制电路板301具有第二镂空部分，所述载板102设置于所述第二镂空部分中，以减小所述光学防抖装置的厚度，所述弹性连接组件200的第二连接端与所述印制电路板301的底面电连接。同时，在所述载板102与所述印制电路板301之间留有预定空隙，以使所述载板102在外力作用下，有足够空间在x、y方向移动以及平面旋转。
67.如图6所示则为下基板300、载板102均具有镂空部分的情况。从底面可以看到印制电路板301与载板102之间留有的预定空隙，以及与载板102固定连接的图像传感器芯片101。
68.通过上述方式，本发明中光学防抖装置的厚度可以大大减小，有效地节约了设计空间，能够适应更多不同程度的需求。同时，结构简单，不需要额外增加成本，适合实际生产应用。
69.进一步地，所述载板102包括逻辑电路板103；所述逻辑电路板103适于提供所述图像传感器芯片101的电性连接。如图7所示，所述逻辑电路板103上设置有电容104，所述电容104设置于所述图像传感器芯片101侧边，作为所述图像传感器芯片101的外部电容，其形状可以为条状排布，以节省设计空间。
70.进一步地，如图7所示，所述载板102上还设置有红外截止滤光片105，用于滤除不必要的红外波段。
71.进一步地，如图7所示，所述载板102上还设置有防尘装置106，用于保持镜头内部清洁无尘，保证获取到图像的质量不被影响。
72.同样地，对于弹性连接组件200，其可以采用多种不同的实现方式，只要能够实现为图像传感器100提供电连接以及提供运动所需的弹力即可。本技术在此给出几种实现方式，但该组件并不限于以下列出的几种类型。
73.其一，在一种实施方式中，所述图像传感器100通过形状记忆合金驱动组件（未标示）实现在x、y方向移动以及平面旋转。
74.优选地，所述形状记忆合金驱动组件包括：形状记忆合金丝，所述形状记忆合金丝一端电性连接至所述载板102，另一端电性连接至所述下基板300，从而与外部电路电学连通；所述形状记忆合金丝至少为两根。
75.优选地，在本发明中，可以通过所述形状记忆合金丝的通电后电阻的变化反馈所述图像传感器100的位移。
76.此外，在另一种实施方式中，所述图像传感器100可以通过线圈和磁石组件（未标示）驱动实现在x、y方向移动以及平面旋转。
77.在又一种实施方式中，所述图像传感器100通过压电超声驱动（未标示）实现在x、y方向移动以及平面旋转。
78.进一步地，如图8所示，本技术中，在下基板300中，补强板302上设置有至少三个支撑件303，适于在所述图像传感器100和所述下基板300之间留出预定高度的空隙。所述支撑件303可以为金属滚珠或者陶瓷滚珠的形式，使得图像传感器100可以进行滑动或者滚动。所述预定高度一般可以选择大于或等于10微米。需要注意的是，在图8中为了便于显示而展示了支撑件303的完整轮廓，在通常的侧视图中并不能完全看到支撑件303。
79.进一步地，补强板302上可以设置有开孔或者凹槽，支撑件303可以设置在所述开孔或者凹槽中。此外，优选地，所述支撑件303设置的位置可以分别对应所述图像传感器100各边，其滚动或者滑动方向为x、y方向，以适于减少所述图像传感器100往x、y方向的移动摩擦力，并使所述图像传感器100保持水平。
80.进一步地，所述弹性连接组件200具有垂直向上的预变形，适于向所述图像传感器提供z方向的预压力。
81.进一步地，如图7所示，所述光学防抖装置还包括：镜头400，所述镜头400适于在z方向上运动，以进行焦距的调整。
82.另外，本发明所提供的实施例中还包括一种电子设备，包括采用如上所述的移动图像传感器进行光学防抖的装置。
83.本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

技术特征：
1.一种采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，包括：图像传感器和位于所述图像传感器下方的弹性连接组件；所述弹性连接组件提供所述图像传感器的电连接；所述图像传感器在外力作用下在x、y方向移动以及平面旋转，以进行光学防抖的运动补偿。2.如权利要求1所述的采用移动图像传感器芯片进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述光学防抖装置还包括：下基板；所述弹性连接组件的第一连接端与所述下基板电连接，第二连接端作用于所述图像传感器，实现弹性连接。3.如权利要求2所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述图像传感器通过设置于其下方的焊盘与所述弹性连接组件直接连接。4.如权利要求2所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述图像传感器还包括：图像传感器芯片和载板；所述图像传感器芯片与所述载板电连接；所述载板与所述弹性连接组件连接。5.如权利要求1所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述弹性连接组件包括弹性金属线。6.如权利要求5所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述弹性金属线具有至少一个弯折部。7.如权利要求6所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述弯折部中心的曲率大于或等于所述弯折部两端位置的曲率。8.如权利要求4所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述图像传感器芯片固定连接于所述载板的上表面，所述弹性连接组件的第二连接端与所述载板的底面连接。9.如权利要求7所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述弹性连接组件的第二连接端至少连接在所述载板底面的两个方向上。10.如权利要求4所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述载板具有第一镂空部分，所述图像传感器芯片固定于所述第一镂空部分中，以减小所述光学防抖装置的厚度，所述弹性连接组件的第二连接端与所述图像传感器芯片底面或所述载板底面连接。11.如权利要求10所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述弹性连接组件的第二连接端至少连接在所述图像传感器芯片底面或所述载板底面的两个方向上。12.如权利要求4所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述下基板包括印制电路板和补强板。13.如权利要求4所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述载板设置于所述下基板的上表面，所述弹性连接组件的第一连接端与所述下基板
的上表面电连接。14.如权利要求12所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述印制电路板具有第二镂空部分，所述载板设置于所述第二镂空部分中，以减小所述光学防抖装置的厚度，所述弹性连接组件的第二连接端与所述印制电路板的底面电连接；所述载板与所述印制电路板之间留有预定空隙，以使所述载板在外力作用下在x、y方向移动以及平面旋转。15.如权利要求4所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述载板包括逻辑电路板；所述逻辑电路板适于提供所述图像传感器芯片的电性连接；所述逻辑电路板上设置有电容，所述电容设置于所述图像传感器芯片侧边，作为所述图像传感器芯片的外部电容，以节省设计空间。16.如权利要求4所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述载板上还设置有红外截止滤光片。17.如权利要求4所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述载板上还设置有防尘装置。18.如权利要求4所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述图像传感器通过形状记忆合金驱动组件实现在x、y方向移动以及平面旋转。19.如权利要求18所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述形状记忆合金驱动组件包括：形状记忆合金丝，所述形状记忆合金丝一端电性连接至所述载板，另一端电性连接至所述下基板，以与外部电路电学连通；所述形状记忆合金丝至少为两根。20.如权利要求19所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，通过所述形状记忆合金丝的通电后电阻的变化反馈所述图像传感器的位移。21.如权利要求4所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述图像传感器通过线圈和磁石组件驱动实现在x、y方向移动以及平面旋转。22.如权利要求4所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述图像传感器通过压电超声驱动实现在x、y方向移动以及平面旋转。23.如权利要求5所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述弹性金属线通过刻蚀成型。24.如权利要求5所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述弹性金属线通过对金属圆线整形成型。25.如权利要求5所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述弹性金属线通过对金属板材冲压成型。26.如权利要求5所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述弹性金属线的材质为金、银、铜、铝、铜合金、银合金、金合金中的任意一种。27.如权利要求5所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述弹性金属线的长度大于1毫米。28.根据权利要求12所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特
征在于，在所述补强板上设置有至少三个支撑件，适于在所述图像传感器和所述下基板之间留出预定高度的空隙。29.如权利要求28所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述支撑件为金属滚珠或者陶瓷滚珠。30.如权利要求28所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述补强板上设置有开孔或者凹槽，所述开孔或者凹槽适于设置所述支撑件。31.如权利要求28所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述支撑件设置的位置分别对应所述图像传感器各边，其滚动或者滑动方向为x、y方向，以适于减少所述图像传感器往x、y方向的移动摩擦力，并使所述图像传感器保持水平。32.根据权利要求28所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述预定高度在大于或等于10微米。33.如权利要求28所述的用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述弹性连接组件具有垂直向上的预变形，适于向所述图像传感器提供z方向的预压力。34.如权利要求33所述的用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置，其特征在于，所述光学防抖装置还包括：镜头；所述镜头适于在z方向上运动，以调整焦距。35.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1所述的采用移动图像传感器进行运动补偿的光学防抖装置。

技术总结
本发明提供一种采用移动图像传感器芯片进行运动补偿的光学防抖装置、电子设备，其中，所述采用移动图像传感器芯片进行运动补偿的光学防抖装置，包括：图像传感器和位于所述图像传感器下方的弹性连接组件；所述弹性连接组件提供所述图像传感器的电连接；所述图像传感器在外力作用下在X、Y方向移动以及平面旋转，以进行光学防抖的运动补偿。整体结构简单、制作工艺也简单，同时有效地降低了整个光学防抖装置的厚度，使得装置能够适应更多不同情况的需求，提高可靠性，改善图像质量。改善图像质量。改善图像质量。


技术研发人员：许勇 罗俊
受保护的技术使用者：格科微电子（上海）有限公司
技术研发日：2020.11.23
技术公布日：2022/5/25