镜头致动器

文档序号:1078296 发布日期:2020-10-16 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 镜头致动器 (Lens actuator ) 是由 金敬源 催岘镐 于 2019-02-27 设计创作,主要内容包括:实施例涉及一种镜头致动器以及一种包括镜头致动器的相机模块。根据一实施例的镜头致动器可以包括:基部;销,联接到基部;壳体,包括一组镜头,以沿着销在光轴方向上移动;磁体,设置在壳体的一侧上;轭部,与磁体间隔开;以及线圈,设置在磁体与轭部之间。壳体可以包括设置在其一侧处的引导孔和设置在其另一侧处的引导槽。销可以包括设置在引导孔中的第一销和设置在引导槽中的第二销。吸引力可以被施加在轭部与磁体之间。(Embodiments relate to a lens actuator and a camera module including the same. A lens actuator according to an embodiment may include: a base; a pin coupled to the base; a housing including a group of lenses to move in an optical axis direction along pins; a magnet disposed on one side of the housing; a yoke spaced apart from the magnet; and a coil disposed between the magnet and the yoke. The housing may include a guide hole provided at one side thereof and a guide groove provided at the other side thereof. The pin may include a first pin disposed in the guide hole and a second pin disposed in the guide hole. An attractive force may be exerted between the yoke and the magnet.)

镜头致动器

技术领域

实施例涉及一种镜头(lens,透镜)致动器以及一种包括该镜头致动器的相机模块。

背景技术

相机模块执行拍摄物体并且将其存储为图像或者视频的功能,并且该相机模块被安装在诸如移动手机、笔记本电脑、无人机、或者车辆的移动终端上。

另一方面,便携设备(诸如智能手机、平板电脑、以及笔记本电脑)具有内置的微相机模块,并且这些相机模块可以通过自动对焦功能而自动地调整图像传感器和镜头之间的距离,以对准镜头的焦距长度。

最近,相机模块可以通过利用变焦镜头来增加或者减小远处的(distant,远的)物体的放大率(magnification),以执行放大(zoom up)或者缩小(zoom out)的变焦功能。对于相机模块,超过2倍的高放大率变焦的需求增加。

另一方面,当使用镜头致动器进行机械移动而使相机在相机模块中移动以实现变焦功能(zooming function)时,生成摩擦力矩,并且这种摩擦力矩减少驱动力,使得诸如增加功率消耗、或者降低控制特性的技术问题出现。

特别地,为了获得相机模块中的最佳光学特性,镜头之间的对准必须被良好地匹配。然而,当镜头之间的球面中心偏离光轴的偏心(decent)或者倾斜(tilt)(即,透镜倾角现象(lens inclination phenomenon))发生时,视角会改变或者发生散焦(defocus),这会对图像质量和分辨率产生不利影响。

另一方面,在当镜头在相机模块中移动以实现变焦功能时增加移动物体之间的分离距离的情况下,可以减少摩擦力矩阻力。然而,如果物体之间的分离距离增加,则在技术问题上存在矛盾,即,当变焦移动或者变焦移动反转时,发生镜头偏心或者镜头倾斜。

此外,具有的技术问题在于,因为紧凑的相机模块具有尺寸限制,所以由于存在用于变焦的空间限制,因此很难实现应用于普通的大型相机中的变焦功能。

例如,随着移动手机的高度变薄(slim),镜头的厚度受到限制。

另一方面,该项目(item)中描述的内容仅提供关于实施例的背景信息,并不构成现有技术。

发明内容

技术问题

实施例的技术问题之一是提供一种镜头致动器以及包括该镜头致动器的相机模块,当镜头通过变焦在相机模块中移动时,镜头致动器能够防止出现镜头偏心(decenter)或者镜头倾斜。

此外,实施例的技术问题之一是提供一种镜头致动器以及包括该镜头致动器的相机模块,当镜头通过变焦在相机模块中移动时,镜头致动器能够防止摩擦力矩的出现。

此外,实施例的技术问题之一是提供一种致动器以及包括该致动器的相机模块,该致动器能够平滑地执行变焦功能,甚至是在非常小且紧凑的相机模块中。

实施例的技术问题不限于该项目中描述的技术问题,并且包括可以从本发明的整个描述中掌握的内容。

技术方案

根据实施例的镜头致动器包括:基部;销(pin);联接到基部;一组镜头;及壳体,在光轴方向上沿着销移动;磁体,设置在壳体的一侧上;及轭部(yoke,磁轭),与磁体间隔开;以及线圈,设置在磁体与轭部之间。

壳体可以包括在一侧上的引导孔以及在另一侧上的引导槽。

销可以包括设置在引导孔中的第一销和设置在引导槽中的第二销。

吸引力可以被施加在轭部和磁体之间。

第一销的一部分可以通过轭部和磁体之间的吸引力而与引导孔的一侧接触。

引导孔的与销接触的一侧可以是相邻于所述一组镜头的部位(region)。

第二销可以不接触引导槽的底表面。

引导槽可以在与吸引力作用的方向平行的方向上是敞开的(opened)。

引导槽可以在垂直于磁体面对线圈的方向上是敞开的。

磁体的高度可以低于线圈的高度。

此外,磁体的长度可以大于线圈的长度。

第二销的外周表面的侧表面可以接触引导槽的侧壁。

所述一组镜头的中心可以位于连接第一销的中心与第二销的中心的线上。

引导孔和引导槽可以相邻于磁体设置。

引导孔包括两个,并且所述两个引导孔之间的距离可以大于所述一组镜头的移动距离的范围。

此外,根据实施例的镜头致动器包括:基部;销,联接到基部;壳体,包括一组镜头并且在光轴方向上沿着销移动;磁体,设置在壳体的一侧上;及轭部,设置为与磁体间隔开;以及线圈,设置在磁体与轭部之间。

壳体可以包括在一侧上的第一引导槽以及在另一侧上的第二引导槽。

销可以包括设置在第一引导槽中的第一销以及设置在第二引导槽中的第二销。

吸引力被施加在轭部与磁体之间。

第一引导槽和第二引导槽可以包括在不同的方向上开放(open)的多个部位。

不同的方向可以彼此垂直。

此外,根据实施例的镜头致动器包括:第一壳体112,包括第一组镜头114并且沿着销50移动;第一驱动单元310,包括第一线圈单元314和第一轭部312,并且与第一壳体112的一侧间隔开;以及一个或多个突起(protrusion)112p,朝向第一壳体112的一侧突出。

销50可以配合(fit)到突起112p中,以引导第一镜头组件(assembly,装配件)110平行于光轴方向移动。

此外,根据实施例的镜头致动器包括:至少两个销50,设置为彼此平行地间隔开;以及第一壳体112,包括第一组镜头114并且沿着销50移动;以及第一驱动部分310,与第一壳体112的一侧间隔开,第一驱动部分包括第一线圈部分314和第一轭部312。

销50可以包括第一销51和第二销52,所述第一销和所述第二销设置在相对于第一组镜头114的相同侧上。

第一壳体112可以包括第一突起112p1和第四突起112p4,所述第一突起和所述第四突起设置在相对于第一组镜头114的相同侧上。

实施例的相机模块可以包括镜头致动器以及设置在镜头致动器的一侧处的图像传感器单元。

有利效果

根据实施例的镜头致动器和包括该镜头致动器的相机模块所具有的技术效果是,解决在变焦期间所出现的镜头偏心或倾斜的问题。

例如,根据实施例,通过考虑根据第一磁体与第一轭部之间的磁力(所产生)的吸引力而设计相机模块,可以沿x轴方向在第一突起与第一销之间形成(make,生成)点或线接触。通过将第一突起与第一销之间的装配公差(assembly tolerance)控制为小于现有技术的极限水平,具有的技术效果在于,能够通过增加镜头对准的精度而在变焦期间使镜头的偏心或倾斜最小化。

此外,根据实施例,由于通过第三突出部(protruding portion)的第一引导槽可以防止镜头单元的中心在y轴方向上扭曲(distort,失真、变形),因此具有的技术效果在于,解决在变焦期间的镜头倾斜的问题。

接下来,根据实施例,具有的技术效果在于,能够解决在变焦期间生成摩擦力矩的问题。

例如,根据实施例,通过考虑根据第一磁体与第一轭部之间的磁力(所产生)的吸引力进行设计,第一突起与第一销之间在沿x轴方向上的点接触或线接触中形成摩擦力矩。通过使摩擦力矩最小化,具有的技术效果为诸如改善驱动功率、减少功率消耗、以及改善控制特性。

此外,根据实施例,通过从第一驱动壳体的上部部位(第一销位于该第一驱动壳体的上部部位)移除除了第一突起和第二突起之外的区域(area),减少了第一驱动壳体的重量,从而减少摩擦力矩,进而减少摩擦阻力。通过减少重量,具有诸如改善在变焦期间的驱动功率、减少功率消耗、以及改善控制特性的技术效果。

因此,根据实施例,具有复合的技术效果,即,通过在变焦期间使摩擦力矩最小化的同时防止出现镜头的偏心或倾斜,能够显著地改善图像质量或者分辨率。

接下来,根据实施例,具有即使是在紧凑的相机模块中也能平滑地执行变焦功能的技术效果。

例如,根据实施例,具有的技术效果在于,通过将霍尔传感器(Hall sensor)布置在第一线圈的内部部位中来减少霍尔传感器所占据的部位,以实现紧凑的相机模块。

该些实施例的技术效果不限于在该项目中描述的那些,并且包括可以从本发明的整个描述中掌握的那些。

附图说明

图1是根据实施例的相机模块的立体图。

图2是根据图1中所示实施例的相机模块的剖视图。

图3是根据图1中所示实施例的移除基部和镜头盖的相机模块的立体图。

图4a是根据图3中所示实施例的相机模块中的第一镜头组件和第一驱动单元的立体图。

图4b是示出根据图4a中所示实施例的相机模块中的第一磁体与第一线圈单元之间相互作用的示例的视图。

图5是图4a中所示的第一镜头组件和第一驱动单元的正视图。

图6a和图6b是驱动在图5中示出的第一镜头组件和第一驱动单元的概念视图;

图7是图4a中所示的第一镜头组件和销的平面视图。

图8a和图8b是示出图7中所示的相机驱动装置的操作的概念视图。

图9是根据图2中所示实施例的相机驱动装置的正视图。

图10a是图4中所示的相机致动器的局部立体图。

图10b是示出根据图10a中所示的相机致动器的行程的霍尔传感器线性度(linearity)的曲线图。

图11是根据第二实施例的相机驱动装置的正视图。

图12是根据第三实施例的相机驱动装置的正视图。

图13是根据第四实施例的相机驱动装置的正视图。

具体实施方式

在下文中,将参考附图详细描述示例性实施例。

另一方面,实施例的描述中,在被描述为形成在每个元件的“顶部/底部”或者“之上/之下”的情况下,“顶部/底部”或者“之上/之下”意味着两个组件。这些组件都彼此直接接触,或者两个组件之间间接地形成一个或多个其他组件。

此外,当表示为“顶部/底部”或者“之上/之下”时,基于一种构造,可以不仅包括向上方向(upward direction),也包括向下方向(downward direction)。

此外,在下文中使用的关系术语,诸如“顶部/上部部分/之上”和“下/下部部分/之下”可以不需要或者可以不暗示这些部件或元件之间的任何物理或逻辑关系或顺序。可以用于将一个部件或元件与另一部件或元件区别开。

此外,实施例的描述中,术语诸如“第一”和“第二”可以被用于描述各种元件,但是使用这些术语的目的是将一个元件与其它元件区别开。

此外,考虑到实施例的构造和操作而具体限定的术语仅用于描述实施例,而不限制实施例的范围。

(示例)

图1是根据实施例的相机模块100的立体图,并且图2是根据图1中所示实施例的相机模块100的沿着线A1-A1′截取的剖视图。

在图1和图2中所示的xyz轴方向上,xz平面代表地面,z轴意味着光轴方向或者与该光轴方向平行的方向,并且x轴是与地面(xz平面)中的z轴垂直的方向。意味着,y轴可以意指垂直于地面的方向。

首先,参考图1,在根据实施例的相机模块100中,各种光学系统被布置在预定的基部20(见图2)上,并且基部20的一侧联接到镜头盖30。

预定的图像传感器单元(未示出)可以被设置在镜头盖30的方向上。

基部20的材料可以由塑料、基于玻璃的环氧树脂(glass-based epoxy)、聚碳酸酯(polycarbonate)、金属或复合材料中的至少一种构成。

在实施例中,基部20可以被设计在主镜筒结构(master barrel structure)中,主镜筒结构围绕整个变焦模块以防止异物(foreign matter)、阻碍光线、固定销、以及固定镜头,但不限于此。

镜头盖30可以在形状上与基部20配合,或者可以通过粘合剂联接。例如,钩部(hook)20H可以从基部20的侧部突出,并且镜头盖30具有在对应于钩部20H的位置处形成的孔。钩部20H被安装在镜头盖30的孔中,使得镜头盖30和基部20可以联接。此外,镜头盖30可以使用粘合剂稳定地联接到基部20。

此外,镜头盖30和基部20可以联接到销50。例如,销50可以包括第一销51和第二销52,两者平行于光轴间隔开设置。第一销51和第二销52的一侧可以通过联接到镜头盖30固定,并且另一侧与基部20联接。

在一实施例中,第一驱动单元310和第二驱动单元320可以被设置在地面上的基部20沿与光轴垂直的x轴方向的两侧上。此外,第一电路板(未示出)被设置在基部20之下,以电连接到基部20内的多个镜头驱动单元。

接下来,图2是根据图1中所示实施例的相机模块100在z轴方向上沿线A1-A1'截取的剖视图,并且在图2中,基部的底表面20b和底部槽20r不是切表面(cut surface),而其它构造是切表面。

在根据实施例的相机模块100中,光学系统和镜头驱动器可以被设置在基部20上。例如,根据实施例的相机模块100包括第一镜头组件110、第二镜头组件120、第三组镜头130、第一驱动单元310、第二驱动单元320以及设置在基部20上的销50(见图1)中的至少一个或多个。

在一实施例中,预定的棱镜(未示出)可以被设置在第三组镜头130侧上,并且预定的图像传感器单元(未示出)可以被设置在镜头盖30侧上。

根据实施例,底部槽20r可以沿光轴(z)的方向形成在基部20的底表面20b中,第一镜头组件110和第二镜头组件120在底部槽中移动。根据镜头的外周部(outercircumference)形状,底部槽20r可以具有向下凹的形状,但不限于此。

第一镜头组件110、第二镜头组件120、第三组镜头130、棱镜、以及图像传感器单元可以被归类为光学系统。

此外,第一驱动单元310、第二驱动单元320、销50等可以被归类为镜头驱动单元,第一镜头组件110和第二镜头组件120也用作镜头驱动单元。第一驱动单元310和第二驱动单元320可以是包括线圈和轭部的驱动单元,但不限于此。

销50可以执行待被移动的镜头组件的引导功能,并且可以设置为单个或者多个。例如,销50可以包括第一销51和第二销52,但不限于此。销50可以被称为杆或轴。

在一实施例中,棱镜可以将入射光线改变为平行光线。例如,通过将入射光线的光学路径改变为平行于所述一组镜头的中心轴的光轴(z轴),棱镜使入射光线改变为平行光线。之后,平行光线穿过第三组镜头130、第二镜头组件120、以及第一镜头组件110,并且进入到图像传感器单元以捕获图像。

棱镜可以是具有三角柱形状的光学构件。此外,在该实施例中,代替棱镜或者除了棱镜之外,可以使用反射器或者反射镜。

此外,在该实施例中,当图像传感器单元没有沿垂直于光轴的方向设置时,可以提供额外的棱镜(未示出),使得已穿过所述一组镜头的光线被图像传感器单元捕获。

在一实施例中,图像传感器单元可以被设置为垂直于平行光线的光轴方向。图像传感器单元可以包括固态成像设备,该固态成像设备被设置在预定的第二电路板(未示出)上。例如,图像传感器单元可以包括电荷耦合器件(Charge Coupled Device,CCD)图像传感器、或者互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)图像传感器。

在下文中,在实施例的描述中,描述了两组移动(moving)镜头的情况,但不限于此,并且移动镜头的组数可以是三组、四组、或五组,或者更多组。此外,光轴方向z可以意味着与所述一组镜头被对准的方向相同或平行的方向。

继续参考图2,根据实施例的相机模块可以执行变焦功能。例如,在该实施例中,第一镜头组件110和第二镜头组件120是移动通过第一驱动单元310、第二驱动单元320和销50的移动镜头(moving lens),并且第三组镜头130可以是固定镜头(fixed lens)。

例如,在一实施例中,第一镜头组件110和第二镜头组件120可以是一组移动镜头,并且第三组镜头130可以是一组固定镜头。

在该情况下,第三组镜头130可以执行用于在特定位置处成像平行光线的聚焦器(focator)的功能。

接下来,第二镜头组件120可以执行将通过作为聚光器(variator)的第三组镜头130形成的图像重新成像到另一位置(location)的变倍功能。同时,在第二镜头组件120中,由于到物体的距离或像距(image distance)的较大变化,放大率变化可能较大,并且作为聚光器的第二镜头组件120在改变光学系统的焦距长度或放大率方面起着重要作用。

另一方面,在作为聚光器的第二镜头组件120中成像的像点(image point)可以依据位置(location)而稍微不同。

因此,第一镜头组件110可以执行用于由聚光器成像的图像的位置补偿功能。例如,第一镜头组件110可以执行补偿器的功能,其在实际图像传感器单元的位置处通过作为聚光器的第二镜头组件120对图像点执行精确成像的作用。

在下文中,根据实施例的相机模块的特征将参考图3到图9进行详细描述。

首先,图3是根据图1中所示实施例的从相机模块中移除基部20和镜头盖30的立体图。

在一实施例中,镜头致动器可以包括移动器(mover)和固定部分(fixing part)。移动器是对应于固定部分的概念,并且可以被称为移动部分。例如,移动器可以意指移动通过销的镜头组件。另一方面,固定单元可以意指不被移动的基部、销、第一驱动单元、第二驱动单元等。

关于图3,根据实施例的相机模块可以包括光学系统,诸如第一镜头组件110、第二镜头组件120、第三组镜头130、基部20上的图像传感器单元(未示出)。

此外,该实施例的相机模块可以包括镜头驱动单元,诸如第一驱动单元310、第二驱动单元320、以及销50。第一镜头组件110和第二镜头组件120还可以执行镜头驱动功能。

首先,在该实施例中,可以平行于光轴(z轴)设置一个或多个销50。例如,销50可以包括第一销51和第二销52,两者平行于光轴方向地彼此间隔开。第一销51和第二销52联接到基部20及镜头盖30(参考图1和图2),并且可以用作第一镜头组件110和第二镜头组件120的移动引导。销50可以由塑料、基于玻璃的环氧树脂、聚碳酸酯、金属、或者复合材料中的至少一种构成。

接下来,在实施例中,由于分别与第一驱动单元310和第二驱动单元320的相互作用,可以通过电磁力驱动第一镜头组件110和第二镜头组件120。

第一驱动单元310和第二驱动单元320可以是包括线圈和轭部的驱动单元。例如,第一驱动单元310可以包括第一轭部312和第一线圈单元314,并且第二驱动单元320可以包括第二轭部322和第二线圈单元324。

该实施例的第一镜头组件110可以包括第一壳体112、第一组镜头114、以及第一磁体116中的至少一个。第一壳体112可以包括容置第一组镜头114的第一镜头壳体112a、以及容置第一磁体116的第一驱动单元壳体112b。

此外,该实施例的第二镜头组件120可以包括第二壳体122、第二组镜头124、以及第二磁体126中的一个或多个。第二壳体122可以包括容置第二组镜头124的第二镜头壳体122a、以及容置第二磁体126的第二驱动单元壳体122b。此外,第二镜头壳体122a可以包括第五突起122p5,该第五突起配合于第一销51。

在下文中,将参考图4a来描述第一镜头组件110。

图4a是根据图3中所示实施例的相机模块中的第一镜头组件110和第一驱动单元310的立体图,图4b是根据图4a中所示实施例的相机模块中的磁体116与第一线圈单元314之间的相互作用的示例。

参考图4a,第一镜头组件110的第一壳体112可以包括第一镜头壳体112a和第一驱动单元壳体112b。第一镜头壳体112a用作镜筒(barrel)或者本体管(body tube),并且可以安装第一组镜头114。第一组镜头114可以是一组移动镜头,并且可以包括单一镜头或者多个镜头。第二镜头组件120的第二壳体122还可以包括第二镜头壳体122a和第二驱动单元壳体122b。

接下来,第一磁体116可以被设置在第一镜头组件110的第一驱动部分壳体112b上。

第一镜头组件110的第一磁体116可以是磁体驱动单元,但不限于此。例如,第一磁体116可以包括永磁体的第一磁体。而且,第二镜头组件120的第二驱动单元126可以是磁体驱动单元,但不限于此。

暂时参考图4b,将描述根据该实施例的相机模块中的第一磁体116与第一线圈单元314之间的相互作用(生成电磁力)。

如图4b中所示,在根据实施例的相机模块中,第一磁体116的磁化方法可以是竖直磁化方法。例如,在该实施例中,第一磁体116的N极和S极都可以被磁化,以面对第一线圈单元314。因此,第一磁体116的N极和S极可以被设置以对应于电流在第一线圈单元314中沿垂直于地面的y轴方向流动的部位。

参考图4b,根据弗莱明的左手定则(Fleming’s left-hand rule),在该实施例中,当在x轴方向上从第一磁体116的N极施加磁力时,电流从第一线圈单元314沿与y轴相反的方向流动,使得电磁力在平行于z轴方向的方向上作用。

此外,在该实施例中,当在与x轴相反的方向上从第一磁体126的S极施加磁力,并且电流在垂直于地面(z)的y轴方向上流动时,根据弗莱明的左手定则,使得电磁力在轴向方向上作用。

此时,由于包括第一线圈单元314的第一驱动单元310处于固定状态,因此第一镜头组件110(其为移动器,其中设置第一磁体116)可以平行于与z轴相反的方向移动。可以与施加到第一线圈单元314的电流成比例地控制电磁力。

类似地,根据该实施例的相机模块中,在第二磁体126与第二线圈单元324之间生成电磁力,使得第二镜头组件120可以平行于光轴移动。

返回参考图4a,在一实施例中,通过具有一个或多个突起112p,第一驱动单元壳体112b可以引导第一镜头组件110在光轴方向上的移动。

例如,第一驱动部分壳体112b包括向上突出的第一突起112p1,并且第一引导孔h1(参考图6a)可以被设置在第一突起112p1中。

此外,第一驱动部分壳体112b还可以包括向上突出并与第一突起112p1间隔开的第二突起112p2。第一引导孔h1可以被设置在第二突起112p2中。

因此,在该实施例中,突起112p可以包括第一突起112p1和第二突起112p2。

根据实施例,第一销51被***到第一突起112p1和第二突起112p2中,使得可以平行于光轴方向准确地引导第一镜头组件110。

据此,根据该实施例,第一壳体112的第一突起112p1和第二突起112p2接触第一销51,以使彼此的接触区域最小化而防止摩擦阻力。因此,根据该实施例,具有通过防止在变焦期间出现摩擦力矩而诸如改善驱动力并减少功率消耗的技术效果。

此外,根据该实施例,通过减少第一驱动单元壳体112b的重量,可以减少摩擦力矩,从而改善在变焦期间的驱动力、减少功率消耗、并且改善控制特性。

例如,根据该实施例,通过从第一销51所位于的第一驱动单元壳体112b的上部部位移除除了第一突起112p1和第二突起112p2之外的部位,从而减少驱动单元壳体112b的重量,并具有诸如减少摩擦阻力、改善变焦期间的驱动力、减少功率消耗以及改善控制特性的技术效果。

继续参考图4a,第一镜头壳体112a包括突出到侧部的一个或多个突起112p,从而引导第一镜头组件110在光轴方向上的移动,并且同时防止镜头朝向侧部倾斜,使得可以防止中心轴被扭转(twisted)。

例如,第一镜头壳体112a包括突出到侧部的第三突起112p3,并且第一引导槽r1(参考图5)被形成在第三突起112p3中。

根据该实施例,第二销52被***到第三突起112p3的第一引导槽r1中,使得第一镜头组件110可以平行于光轴方向被准确地引导。

因此,根据一示例性实施例,通过从第一镜头壳体112a的第三突起112p3支撑第二销52,可以防止镜头部向上和向下的倾斜,从而防止中心轴被扭转。

此外,根据该实施例,通过使第二销52从第一镜头壳体112a的第三突起112p3接触,最小化摩擦区域以防止摩擦阻力,从而改善在变焦期间的驱动力和驱动力的消耗。具有诸如减少功率和改善控制特性的技术效果。

此外,根据该实施例,通过减少第一镜头壳体112a的重量来减少摩擦力矩,从而改善在变焦期间的驱动力、减少功率消耗、并且改善控制特性。

例如,根据该实施例,通过从第二销52所位于的第一镜头壳体112a的侧部区域移除除了第三突起112p3之外的区域,可以减少第一镜头壳体112a的重量,从而通过减少此(重量)而减少摩擦力矩,具有诸如改善在变焦期间的驱动力、减少功率消耗、以及改善控制特性的技术效果。

接下来,图5是图4a中所示的第一镜头组件110和第一驱动单元310在z轴方向上的正视图,图6a和图6b是通过图5中所示的第一镜头组件110和第一驱动单元310(所示出)的驱动概念。

关于图5,除了在第一磁体116与第一线圈单元314之间的电磁力之外,在第一磁体116与第一轭部312之间生成磁力,使得磁力(MF)沿x轴方向被施加到第一镜头组件110。

例如,图6a是在磁力被施加在第一磁体116与第一轭部312之间之前的状态图。

同时,图6b是示出磁力被施加在第一磁体116与第一轭部312之间之后的状态的图。

关于图6b,磁力MF被施加在第一磁体116与第一轭部312之间,使得第一镜头组件110可以在x轴方向上被移动预定的距离。通过此,第一销51的外周表面的侧表面可以接触第一引导孔h1的侧壁。

通常,镜头致动器具有预定的装配公差,以减少引导孔与销之间的摩擦。

另一方面,根据该实施例,如图6b中所示,通过考虑根据第一磁体116与第一轭部312之间的磁力(所产生)的吸引力来设计镜头,设计第一突起112p1和第一销51,从而使它们之间形成点接触或线接触,镜头对准的精度可以被明显地改善。

例如,根据本申请的发明人的未公开的研究,第一突起112p1与第一销51之间的装配公差大约为50μm。

顺便提及,这是通过本申请的发明人的内部研究,通过考虑第一磁体116与第一轭部312之间的磁力(所产生)的吸引力(attraction,吸引)来设计镜头,第一销51的外周表面可以与引导孔h1的侧壁接触。因此,通过使第一突起部分112p1与第一销51之间形成点接触或线接触,装配公差被控制在10μm内,从而增加镜头对准的精度,并且具有当变焦时可以使离心(decentering)最小化的技术效果。

此外,当由于电磁力的相互作用而在第一方向(例如,x轴方向)上拉动第一轭部312和第一磁体116时,第三突起112p3的突出方向或槽方向可以形成在平行于第一方向的方向上,其基本上与通过相互作用拉动的方向(例如,x轴方向)相同,使得组件的公差和驱动误差可以减少。

可以考虑根据第一磁体116和第一轭部312之间的磁力(所产生)的吸引力来设计该实施例。通过此,第一突起部分112p1与第一销51之间在x轴方向上形成点接触或线接触,并且使第一突起部分112p1与第一销51之间的摩擦力矩最小化。因此,具有诸如改善驱动功率、减少功率消耗、以及改善控制特性的技术效果。

根据该实施例,通过第三突起部分112p3的第一引导槽r1,可以防止镜头单元在y轴方向上扭曲。通过此,根据该实施例,具有的技术效果在于解决在变焦期间出现镜头倾斜的问题。

因此,根据该实施例,具有的复合技术效果在于,通过在变焦期间防止镜头出现偏心或倾斜的同时使摩擦力矩最小化来显著地改善图像质量或者分辨率。

此外,根据该实施例,由于磁体的高度小于线圈的高度,因此可以使壳体(其中安装有磁体)的尺寸紧凑,并且可以最大程度地利用磁体与线圈之间的磁力。例如,可以通过垂直于光轴方向缠绕的线圈部位中的电流与磁体之间的电磁力来驱动壳体。

此外,磁体的长度可以大于线圈的长度,并且通过此,在镜头单元的行程范围中的镜头单元的位置可以被更精确地感测。

接下来,图7是图4a的第一镜头组件110和销50的平面视图。

图8a是图7中所示的相机驱动装置的操作的概念图,图8b是对比示例。

具体地,图8a是图7中示出的分别沿着线B1-B1'和B2-B2'(截取)的第一镜头组件110中的第一突起112p1和第二突起112p2的剖视图。这是考虑第一突起部分112p1与第二突起部分112p2之间的第一距离D1而布置的概念图。

在根据该实施例的镜头致动器中,销与引导孔之间的装配公差以及第一突起112p1与第二突起112p2之间的距离必须考虑到镜头的光学性能。

此时,突起之间的距离可以被如下确定。

(1)移动倾斜(Moving Tilt)(TanΘ=装配公差/(突起之间的距离/2)

(2)突起之间的距离=(装配公差/移动倾斜)×2

因此,突起之间的距离越长,在镜头的操作期间的扭曲越小,并且在该实施例中,第一突起112p1与第二突起112p2之间的第一距离D1被确保在镜头的较宽的范围内,从而减少倾斜,能够改善镜头对准的精确性。

例如,如果镜头的移动倾斜(Θ)的裕度(margin)在1°内,则假定突起112p1和112p2与第一销51之间的装配公差大约为50μm。第一突起112p1和第二突起112p2之间的第一距离D1可以被确保为至少5.7mm。

进一步,在该实施例中,突起之间的第一距离D1可以被设定为大于行程(stroke),以防止扭曲。

例如,当第一镜头组件110的行程大约为4mm时,第一突起部分112p1与第二突起部分112p2之间的第一距离D1大约为5mm或者更多,例如从而确保大于5.7mm,能够防止镜头的倾斜。

另一方面,如作为比较示例的图8b中所示,当第一突起部分112p1与第二突起部分112p2之间的距离被保持为与第二距离D2一样短时,镜头部分的倾角角度Θ2增加,并且TanΘ2(移动倾斜值)增加,则具有超过移动倾斜的设计裕度的问题。

返回参考图3,在该实施例中,与配合到销50中的第一镜头组件110的突起的数量相比,配合到销50中的第二镜头组件120的突起的数量可以被控制为更少。通过此,具有通过确保第一镜头组件110的突起之间较宽的距离来防止镜头的倾角(inclination)的技术效果。

例如,如图3中所示,在该实施例中,配合到第一销51的第二镜头组件120的突起可以是第五突起122p5中的一个。另一方面,配合到第一销51中的第一镜头组件110的突起可以是第一突起122p1和第二突起122p2。

根据该实施例,可以确保第一突出部122p1与第二突出部122p2之间的宽的空间。通过此,具有的特殊技术效果在于,通过确保第一镜头组件110的第一突起122p1和第二突起122p2之间的宽的距离来防止镜头的倾斜。

接下来,图9是根据图2中所示实施例的相机驱动装置的正视图。

在根据实施例的相机驱动装置中,第一组镜头的中心114C可以位于连接第一销51的中心和第二销52的中心的线上。在如图6b中所示的通过磁力将镜头组拉向一侧的状态中,在实施例中,第一镜头组的中心114C可以位于连接第一突起112p1的第一引导孔h1的中心和突起112p3的第一引导槽r1的中心的线上。

进一步,在根据实施例的相机驱动装置中,第一组镜头的中心114C可以位于连接形成在第一突起部分112p1中的第一引导孔h1和形成在第三突起部分112p3中的第一引导槽r1的中心的线上。在如图6b中所示的通过磁力将镜头组拉向一侧的状态中,第一组镜头的中心114C可以位于连接形成在第一突起部分112p1中的第一引导孔h1和形成在第三突起部分112p3中的第一引导槽r1的中心的线上。

根据实施例,第一镜头组的中心114C、第一引导孔h1的中心、以及第一引导槽r1的中心可以被布置在相同的线上,从而便于光轴对准。此外,具有能减少镜头偏心或倾斜的技术效果。

特别地,类似于图8a的原理,根据实施例,随着第一突起112p1和第三突起112p3进一步远离第一组镜头114的中心轴,扭曲减小。进一步,随着第一引导孔h1与第一引导槽r1之间的距离增加,可以减少镜头偏心或倾斜。

参考图9,在一实施例中,第一镜头组的中心114C、第一引导孔h1的中心、以及第一引导槽r1的中心可以被定位在相同的线上。通过此,第一突起112p1和第三突起112p3可以被设计以移动远离第一镜头组114的中心。因此,根据该实施例,具有通过使镜头的扭曲最小化来减少镜头偏心或倾斜的特殊技术效果。

接下来,图10a是图4a中所示的相机驱动装置的局部立体图。

在根据实施例的镜头致动器中,第一驱动单元310还可以包括在第一线圈单元314内的第一霍尔传感器316。

例如,根据一实施例,通过将霍尔传感器316布置在第一线圈单元314的内部区域中以减少被霍尔传感器占据的区域,可以实现紧凑的相机模块。

根据实施例,具有的特定技术特征在于,能够通过共同使用第一驱动磁体116而不使用单独的感测磁体来实现紧凑的相机模块。

因此,根据实施例,具有即使在紧凑的相机模块中也可以平滑地执行变焦功能的技术效果。

接下来,图10b是示出根据图10a中所示的相机驱动装置的行程的霍尔传感器线性度的曲线图。

参考图10b,根据实施方式,可以看出,当镜头组件在相机模块中的行程大约为4mm时,霍尔线性度非常优异。

根据实施例,霍尔传感器316可以被放置在第一驱动磁体116的中心,并且通过此,具有的特定技术在于,诸如通过仅一个霍尔传感器316大幅地改善镜头的位置测量的可靠性。

图11是根据第二实施例的相机驱动装置的正视图。

例如,图11是图4中所示的第一镜头组件和第一驱动单元的另一实施例。

第二实施例可以采用第一实施例的技术特征,并且第二实施例的主要特征将在以下描述。

参考图11,在第二实施例中,第一驱动部分壳体112b包括在一侧上的第一磁体116,以及第二引导槽r2被提供于第一突起112p1中,第二引导孔(未示出)可以被提供于第三突起112p3中。

因此,第二引导孔可以被设置在第一磁体116下方,并且第二引导槽r2可以被设置在第一磁体116上方。

根据第二实施例,第一突起112p1和第三突起112p3可以基于第一组镜头114被设置为彼此相对。

因此,第二实施例还可以具有上面描述的第一实施例的技术效果。例如,根据第二实施例的镜头致动器以及包括该镜头致动器的相机模块具有解决在变焦期间出现镜头偏心或倾斜的问题的技术效果。

例如,根据第二实施例,通过考虑根据第一磁体116与第一轭部312之间的磁力(所产生)的吸引力来设计相机模块,沿x轴方向的第三突起112p3和第二销52被设计以彼此形成点接触或线接触。通过此,第三突起112p3与第二销52之间的装配公差可以被控制为小于现有技术的极限水平。因此,具有的技术效果在于,通过增加镜头对准的精度而在变焦期间使镜头的偏心或倾斜最小化。

此外,根据第二实施例,第一突起112p1的第二引导槽r2可以被第一销51支撑,从而防止镜头单元扭曲,从而具有解决出现镜头倾斜的问题的技术效果。

此外,根据第二实施例,具有能够解决在变焦期间生成摩擦力矩的问题的技术效果。

例如,根据第二实施例,考虑根据第一磁体116与第一轭部312之间的磁力(所产生)的吸引力来设计第一磁体116和第一轭部312,使得第三突起112p3和第二销52可以在两者之间形成点接触或线接触。通过此,根据该实施例,具有诸如通过使摩擦力矩最小化来改善驱动力、减少功率消耗、以及改善控制特性的技术效果。

此外,根据第二实施例,通过从第二销52所位于的第一镜头壳体112a的下部部位移除除了第三突起112p3之外的部位来减少第一镜头壳体112a的重量。通过减少摩擦力矩以减少摩擦阻力,具有诸如改善在变焦期间的驱动力、减少功率消耗、以及改善控制特性的技术效果。

因此,根据第二实施例,具有的复合技术效果在于,通过防止在变焦期间出现镜头的偏心或倾斜而同时使摩擦力矩最小化,显著地改善图像质量或分辨率。

此外,参考图11,在第二实施例中,第一组镜头114的中心、第一引导孔的中心、以及第二引导槽r2的中心被定位在相同的线上。通过将112p3和第一突起112p1设计远离第一组镜头114的中心,镜头的扭曲可以被最小化,从而减少镜头偏心或倾斜。

此外,第二实施例还具有如下技术效果:通过将第一霍尔传感器316布置在第一线圈单元314的内部区域中以减少被霍尔传感器占据的区域,实现紧凑的相机模块。

接下来,图12是根据第三实施例的相机驱动装置的正视图。

例如,图12是图4a中所示的第一镜头组件和第一驱动单元的另一实施例。

第三实施例可以采用第一实施例或者第二实施例的技术特征,并且将在以下描述第三实施例的主要特征。

根据第三实施例的镜头致动器包括:彼此平行地间隔开的至少两个销50;及第一组镜头114;及沿着销50移动的第一壳体;以及与第一壳体112的一侧间隔开的第一驱动单元310,第一驱动单元包括第一线圈单元314和第一轭部312。

销50可以包括设置在相对于第一组镜头114的相同侧上的第一销51和第二销52。

第一壳体112可以包括设置在相对于第一组镜头114的相同侧上的第一突起112p1和第四突起112p4。

在第一壳体112中,第一引导孔h1可以被设置在第一突起112p1中,并且第三引导槽r3可以被设置在第四突起112p4中。

第一销51和第二销52可以分别被联接到第一引导孔h1和第三引导槽r3。

第一引导孔h1和第三引导槽r3可以被设置为在顶部与底部之间重叠。

第三实施例还可以具有如上面描述的第一实施例和第二实施例的技术效果。例如,根据第三实施例的镜头致动器以及包括该镜头致动器的相机模块具有解决在变焦期间出现镜头偏心或倾斜的问题的技术效果。

例如,根据第三实施例,通过考虑根据第一磁体116与第一轭部312之间的磁力(所产生)的吸引力来设计相机模块,可以使第一突起112p1与第一销51之间形成点接触或线接触。通过此,通过将第一突起112p1与第一销51之间的装配公差控制为小于现有技术的极限水平,相应地,具有增加镜头对准的精度并且在变焦期间使镜头的偏心或倾斜最小化的技术效果。

此外,根据第三实施例,第四突起112p4的第三引导槽r3可以支撑第二销52。结果,可以防止镜头单元的中心发生扭曲,并且因此,具有解决在变焦期间出现镜头倾斜的问题的技术效果。

此外,根据第三实施例,具有能够解决在变焦期间生成摩擦力矩的问题的技术效果。

例如,根据第三实施例,考虑根据第一磁体116与第一轭部312之间的磁力(所产生)的吸引力来设计在x轴方向上的第一突起112p1和第一销51。由于第一突起112p1与第一销51之间形成点接触或线接触而使摩擦力矩最小化,具有诸如改善驱动力、减少功率消耗、以及改善控制特性的技术效果。

此外,根据第三示例性实施例,从第一销51所位于的第一驱动部分壳体112b的上部部位移除除了第一突起112p1和第二突起112p2的部位。通过减少驱动部分壳体112b的重量,摩擦力矩减小并且摩擦阻力减小,从而在变焦期间改善驱动力,减少功率消耗,并且改善控制特性。

因此,根据第三实施例,具有的复合技术效果在于,通过防止在变焦期间出现镜头的偏心或镜头倾斜并同时使摩擦力矩最小化,显著地改善图像质量或分辨率。

此外,第三实施例还具有如下技术效果,即通过将第一霍尔传感器316布置在第一线圈单元314的内部区域中以减少被霍尔传感器占据的区域,实现紧凑的相机模块。

接下来,图13是根据第四实施例的相机驱动装置的正视图。

例如,图13是图4a中所示的第一镜头组件和第一驱动单元的另一实施例。

第四实施例可以采用第一实施例到第三实施例的技术特征,第四实施例的主要特征将在以下描述。

在第四实施例中,第二引导槽r2可以被设置在第一突起112p1中,并且第三引导槽r3可以被设置在第四突起112p4中。

第二引导槽r2和第三引导槽r3的开口方向(opening direction)可以彼此不同。例如,第二引导槽r2的开放方向(open direction)可以是y轴方向,而第三引导槽r3的开放方向可以是x轴方向。

第二引导槽(r2)和第三引导槽(r3)可以被设置为在顶部与底部之间重叠。

第四实施例还可以具有以上描述的第一实施例到第三实施例的技术效果。例如,根据第四实施例的镜头致动器以及包括该镜头致动器的相机模块具有解决在变焦期间出现镜头偏心或倾斜的问题的技术效果。

例如,根据第四实施例,可以考虑根据第一磁体116与第一轭部312之间的磁力(所产生)的吸引力来设计相机模块。通过此,通过使第一突起部分112p1与第一销51之间在x轴方向上形成点接触或线接触,第一突起部分112p1与第一销51之间的装配公差可以被控制在现有技术的极限水平之下。因此,具有增加镜头对准的精度以及在变焦期间使镜头的偏心或倾斜最小化的技术效果。

此外,根据第四实施例,由于第四突起112p4的第三引导槽r3支撑第二销52,可以防止镜头的中心扭曲而使镜头在变焦期间倾斜。具有能够解决出现(倾斜)问题的技术效果。

此外,根据第四实施例,具有可以解决在变焦期间生成摩擦力矩的技术效果。

例如,根据第四实施例,根据第一磁体116与第一轭部312之间的磁力而在考虑吸引力的情况下设计在x轴方向上的第一突起112p1和第一销51。由于通过使第一突起112p1与第一销51之间形成点接触或线接触来最小化摩擦力矩,因而具有诸如改善驱动力、减少功率消耗、以及改善控制特性的技术效果。

此外,根据第四示例性实施例,从第一销51所定位的第一驱动单元壳体112b的上部部位移除除了第一突起112p1和第二突起112p2的部位。通过减少驱动部分壳体112b的重量,摩擦力矩减小并且摩擦阻力减小,从而改善在变焦期间的驱动力,减少功率消耗,并且改善控制特性。

因此,根据第四实施例,具有的复合技术效果在于,通过防止在变焦期间出现镜头偏心或镜头倾斜且同时使摩擦力矩最小化,显著地改善图像质量或分辨率。

此外,第四实施例还具有如下技术效果,即通过将第一霍尔传感器316布置在第一线圈单元314的内部部位中以减少被霍尔传感器占据的区域,实现紧凑的相机模块。

以上实施例中描述的特征、结构、效果等被包括在至少一个实施例中,并且不必仅限于一个实施例。此外,在每个实施例中示出的特征、结构、效果等可以由实施例所属领域的普通技术人员对其他实施例进行组合或修改。因此,与这样的组合和修改有关的特征应当被解释为被包括在实施例的范围内。

尽管以上已经描述了实施例,但是这些仅是示例并且不旨在限制实施例,并且实施例所属领域的普通技术人员不脱离实施例的本质特征。可以看出,分支转换和应用是可能的。例如,可以修改和实现在该实施例中具体示出的每个部件。并且,与这些修改和应用有关的差异应被解释为被包括在所附权利要求书中设定的实施例的范围中。

工业适用性

根据该实施例的镜头致动器可以被应用到包括相机模块的移动终端。例如,实施例的移动终端可以包括提供在后侧上的相机模块、闪光模块、以及自动对焦设备。

相机模块可以包括图像捕获功能以及自动对焦功能。例如,相机模块可以包括使用图像的自动对焦功能。

相机模块在拍摄模式或者视频通话模式中处理通过图像传感器获得的静止图像或者视频的图像帧(image frame)。被处理的图像帧可以显示在预定的显示单元上并被存储在存储器中。相机(未示出)还可以被设置在移动终端本体的前面。

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