CN101860167B - 致动器及相机模组 - Google Patents

Abstract

一种致动器包括第一装筒、第二装筒、驱动元件、第三装筒和承载元件。所述第二装筒收容于所述第一装筒。所述驱动元件用于驱动第二装筒相对于第一装筒移动。所述第三装筒用于收容待驱动光学元件，其与第二装筒相配合，用于带动光学元件与第二装筒一起相对于第一装筒移动。所述承载元件设置于第一装筒，且位于承载元件第二装筒和第三装筒之间，用于使得第二装筒及第三装筒在垂直于第一装筒的轴线的平面内移动。本技术方案还涉及一种具有所述致动器的相机模组。

Description

致动器及相机模组

技术领域

本发明涉及一种致动器，尤其涉及一种用于相机模组的致动器以及具有该致动器的相机模组。

背景技术

随着光学成像技术的发展，相机模组在各种成像装置如数码相机、摄像机中得到广泛的应用，具体可参见Rahul Swaminathan等人发表于IEEE Transactions on Pattern Analysisand Machine Intelligence，Vol.22，No.10，October 2000中的文献Nonmetriccalibration of wide-angle lenses and polycameras。

随着数码相机技术不断发展，相机的机身往往既小且轻，容易因取像过程中的震动引起光线对应于相机模组上的成像位置的偏移，进而导致拍摄影像模糊。目前的防手震方法主要分为电子式和光学式，其中以光学防手震效果较好。而光学防手震传统上则可分为两种：一种是镜头防震，即，根据相机的震动方向和程度，相应调整镜头的位置和角度，作出补偿，使光路保持稳定；另一种是成像器件防震，即，在感知相机震动后影像感测器主动做出反向移动，保持成像稳定。无论是镜头防震还是成像器件防震，都需要在相机模组中设置致动器以驱动镜头或影像感测器移动，然而，现有的致动器常采用马达带动螺杆驱动镜头或影像感测器沿滑轨运动，不仅结构复杂，而且需要占用较大的空间，利用驱动马达驱动相机模组会造成整个相机模组体积较大，无法满足轻薄短小的需求。

因此，有必要提供一种占用空间小的用于相机模组的致动器以及具有该致动器的相机模组。

发明内容

一种致动器包括第一装筒、第二装筒、驱动元件、第三装筒和承载元件。所述第二装筒收容于所述第一装筒。所述驱动元件用于驱动第二装筒相对于第一装筒移动。所述第三装筒用于收容待驱动光学元件，其与第二装筒相配合，用于带动光学元件与第二装筒一起相对于第一装筒移动。所述承载元件设置于第一装筒，且位于承载元件第二装筒和第三装筒之间，用于使得第二装筒及第三装筒在垂直于第一装筒的轴线的平面内移动。

一种具有如上所述的致动器的相机模组包括镜头和影像感测器。所述镜头固设于所述致动器的第三装筒内。所述影像感测器设置于所述致动器外部，并与所述镜头光学耦合。

一种具有如上所述的致动器的相机模组包括镜头和影像感测器。所述镜头设置于所述致动器外部。所述影像感测器固设于所述致动器的第三装筒内，并与所述镜头光学耦合。

本技术方案的致动器利用驱动元件提供驱动力，承载元件平面支撑于第三装筒和第二装筒之间，从而第三装筒发生的位移均为平行于承载元件所在平面内的平移，承载元件还可减小第二装筒与第三装筒之间的摩擦，提高驱动的精准度。具有该致动器的相机模组可在震动发生后，迅速调整镜头或影像感测器的位置以避免影像模糊，体积小且反应速度快。

附图说明

图1是本技术方案实施例提供的致动器的结构示意图。

图2是本技术方案实施例提供的致动器的分解示意图。

图3是本技术方案实施例提供的致动器的另一视角的分解示意图。

图4是图1沿IV-IV的剖视图。

图5是本技术方案实施例提供的相机模组的剖面示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本技术方案作进一步的详细说明。

请参阅图1至图4，本技术方案第一实施例提供的致动器10包括第一装筒11、第二装筒12、驱动元件13、第三装筒14和承载元件15。

所述第一装筒11包括第一收容筒110和收容于所述第一收容筒110的第二收容筒112。所述第一装筒11的轴线方向平行于Z方向。本实施例中，所述第二收容筒112与第一收容筒110同轴设置。

所述第一收容筒110具有相连接的第一侧壁1100和第一底壁1101。

所述第一侧壁1100围合形成一个第一收容空间1102。第一侧壁1100具有相对的第一端面1103和第二端面1104。所述第一端面1103沿所述第一收容筒110的轴向垂直延伸出四个第一导向件1105，所述四个第一导向件1105环绕所述第一装筒11的中心轴线等角度分布。本实施例中，每一第一导向件1105均大致为圆柱体，且其延伸方向上均具有一个凹段1106，所述凹段1106的横截面的直径小于第一导向件1105其它部分的横截面的直径。

所述第一底壁1101为圆形片状，其连接于第一侧壁1100与第二收容筒112相对的表面靠近第二端面1104处。所述第一底壁1101具有相对的第一表面1107和第二表面1108。所述第一底壁1101具有贯穿第一表面1107和第二表面1108的第一通孔1109。所述第一底壁1101自第一表面1107向靠近第二表面1108方向开设有凹槽1110，本实施例中，所述凹槽1110为方形盲槽，数量为四个，且环绕所述第一底壁1101的中心轴线等角度分布。

所述第二收容筒112可为圆柱形筒体，其具有第二侧壁1120，所述第二侧壁1120围合形成一个第二收容空间1121。所述第二侧壁1120具有相对的第三端面1122和第四端面1123，以及垂直连接于第三端面1122和第四端面1123之间的第一内表面1124和第一外表面1125。其中，所述第三端面1122靠近所述第一侧壁1100的第一端面1103。所述第四端面1123与所述第一底壁1101相连接，且与第一表面1107共面。所述第一内表面1124与第一通孔1109共面，所述第一外表面1125与第一内表面1124相对。所述第二收容筒112在靠近第一端面1103的一端自第一外表面1125向第一内表面1124开设有盲槽1126，所述盲槽1126具有与第三端面1122平行的第五端面1127。

所述第二装筒12收容于所述第一装筒11的第一收容空间1102，且套设于所述第二收容筒112外。所述第二装筒12包括相连接的第三侧壁120和第二底壁121。所述第三侧壁120围合形成一个第三收容空间122。所述第三侧壁120包括相对的第六端面123和第七端面124，以及垂直连接于第六端面123和第七端面124之间的第二内表面125和第二外表面126，其中，所述第六端面123位于远离所述第一表面1107的一侧，第二外表面126与第二内表面125相对。所述第六端面123沿所述第二装筒12的轴向垂直延伸出四个凸起127，所述四个凸起127环绕所述第二装筒12的中心轴线等角度分布。所述第二内表面125与所述第二收容筒112的第一外表面1125相对。所述第二底壁121连接于所述第二内表面125靠近第七端面124的一侧，其为圆形片状，且其中心处具有第二通孔128，其直径大于第二收容筒112的外径以供第二收容筒112穿过。所述第二底壁121自与第一底壁1101的第一表面1107相对的面向靠近第一表面1107的方向垂直延伸出与四个凹槽1110一一对应的四个凸块129。所述四个凸块129也为方形，且环绕所述第二装筒12的中心轴线等角度分布。

所述驱动元件13设置于第一装筒11与第二装筒12之间，用于驱动第二装筒12相对于第一装筒11在垂直于Z方向的XY平面移动。所述驱动元件13包括第一磁性元件131、第二磁性元件132以及控制电路(图未示)。所述第一磁性元件131和第二磁性元件132中至少一个为与控制电路电连接的电磁铁，以使得第一磁性元件131和第二磁性元件132之间的作用力可以通过控制电路进行控制。当然，所述第一磁性元件131和第二磁性元件132也可以均为电磁铁。本实施例中，所述第一磁性元件131为设置于第二装筒12的电磁铁，其包括四个线圈，依次为第一线圈1310、第二线圈1311、第三线圈1312和第四线圈1313。每一线圈均套设于所述第二装筒12的凸块129。所述第二磁性元件132为设置于第一装筒11的永磁铁，其可由钕铁硼合金、钐钴合金、铝镍钴合金等永磁材料制成。相应地，所述第二磁性元件132包括四个磁铁，依次为第一磁铁1320、第二磁铁1321、第三磁铁1322和第四磁铁1323。其中，所述第一磁铁1320与第一线圈1310相对，第二磁铁1321与第二线圈1311相对，第三磁铁1322与第三线圈1312相对，第四磁铁1323与第四线圈1313相对。每一磁铁均容置于所述第一装筒11的一个凹槽1110，且其磁力线满足在磁铁外部的不同侧具有沿Z轴正负不同方向的分量。由于本实施例中，所述凸块129和凹槽1110均环绕所述第一装筒11的中心轴线等角度分布，因此，第一线圈1310与第三线圈1312沿同一方向设置，第二线圈1311与第四线圈1313的设置方向则均垂直于第一线圈1310的设置方向。具体地，第一线圈1310和第三线圈1312沿X方向设置，第二线圈1311与第四线圈1313沿Y方向设置。根据左手定则，当通以电流时，第一线圈1310和第三线圈1312均可产生Y方向的驱动力，第二线圈1311与第四线圈1313可产生X方向的驱动力。当然，所述凸块129与线圈、凹槽1110与磁铁的数目也不限于为四个，仅需线圈与磁铁一一对应即可。例如，当线圈与磁铁的数量均为两个时，将其中一对线圈及磁铁沿XY平面内第一方向设置，另一对线圈及磁铁沿XY平面内不同于第一方向的第二方向设置，也可实现通过控制电流而使线圈提供XY平面内任意大小及方向的驱动力。所述第一磁性元件131还可设置于第一装筒11，相应地，第二磁性元件132也可设置于第二装筒12。

所述第三装筒14用于收容待驱动光学元件(如镜头或影像感测器)，其收容于所述第二装筒12且与第二装筒12相连接。所述第三装筒14包括第四侧壁140和第三底壁141。所述第四侧壁140自第三底壁141中央位置向靠近第一底壁1101的方向延伸，用于围合形成一个第四收容空间1400。第四侧壁140可收容于所述第二装筒12内的第三收容空间122，与所述第二收容筒112的第一内表面1124相对。所述第四侧壁140具有相对的第八端面142和第九端面143，其中，所述第八端面142靠近第一底壁1101，第九端面143远离第一底壁1101。

所述第三底壁141连接于第四侧壁140的第九端面143，且具有多个与凸起127一一对应的多个开口144以及多个与第一导向件1105一一对应的多个第二导向件146。本实施例中，所述第三底壁141为圆环形，且其远离第四侧壁140的边缘处环绕所述第四侧壁140的中心轴线等角度分布有四个开口144。所述开口144的形状与所述第二装筒12的四个凸起127相对应，用于与所述四个凸起127相卡合从而使第三装筒14与第二装筒12相配合。所述第三底壁141自边缘沿其径向延伸出四个半圆形的导向部145，每一导向部145均靠近一个开口144，且每一导向部145上均设有一个第二导向件146。所述第二导向件146为开设于所述导向部145的长条形通孔，其用于与第一收容筒110的第一导向件1105相配合，从而引导所述第二装筒12相对于第一装筒11移动的方向。相邻的两个第二导向件146中，其中一个第二导向件146的延伸方向为X方向，则另外一个第二导向件146的延伸方向为正交于X方向的Y方向。具体地，所述第二导向件146套设于第一导向件1105的凹段1106，从而第二装筒12相对于第一装筒11沿垂直于XY平面方向的移动受限制，第二装筒12仅能相对于第一装筒11在XY平面内移动。可以理解，若将第二导向件146设置于第一装筒11，相应地，第一导向件1105位于所述第二装筒12，二者之间的相互作用也可实现引导所述第二装筒12相对于第一装筒11移动的方向。

所述承载元件15设置于第一装筒11，且位于第二装筒12和第三装筒14之间，用于使得第二装筒12及第三装筒14在垂直于第一装筒11的轴线的平面内移动。所述承载元件15包括承载盘150和嵌设于所述承载盘10的多个滚珠151。所述滚珠151的材质可为陶瓷、不锈钢等。所述承载盘150为圆形片状，其中心处具有第三通孔152以供第二收容筒112穿过。所述承载盘150环绕其中心轴线等角度开设有多个承载孔153。所述承载孔153为圆形，用于嵌设滚珠151。本实施例中，所述承载孔153为八个。当然，所述滚珠151的数量并不限于为八个，三个或三个以上的滚珠151均可作为第二装筒12和第三装筒14之间的平面支撑。所述承载元件15收容于第三收容空间122内，具体地，承载盘150承靠于第二收容筒112的第五端面1127，多个滚珠151同时与第三底壁141和第二底壁121相接触。

当控制电路向所述第一磁性元件131供给一个电流，例如，向沿X方向设置的第一线圈1310和第三线圈1312供给顺时针方向的电流，该通电的第一线圈1310与第三线圈1312分别在第一磁铁1320与第三磁铁1322的磁场中受到Y方向的洛伦兹力，即为驱动力。所述第二装筒12在该驱动力的作用下带动第三装筒14运动，位于第三装筒14的第二导向件146与第一收容筒110的第一导向件1105相配合，将该运动限制于Y方向。承载元件15平面支撑于第三装筒14的第三底壁141和第二装筒12的第二底壁121之间，从而将第三装筒14的运动限制于XY平面内的平移，而不会发生旋转。同时，滚珠151可减小第三装筒14与第二装筒12之间的摩擦力，从而使得设置于第二装筒12的第一磁性元件131受到的洛仑兹力全部用于驱动第三装筒14发生Y方向的位移，从而使得该致动器10的驱动更为精准。

本技术方案的致动器10利用设置于第一装筒11与第二装筒12之间的第一磁性元件131和第二磁性元件132提供驱动力，承载元件15平面支撑于第三装筒14和第二装筒12之间，从而第三装筒14发生的位移均为平行于承载元件15所在平面内的平移，承载元件15还可减小第二装筒12与第三装筒14之间的摩擦，提高驱动的精准度。

请参阅图5，本技术方案还提供一种具有该致动器10的相机模组100，其包括镜头101和影像感测器102。

所述镜头101位于所述第三装筒14的第四收容空间1400，且可随所述第三装筒14与第二装筒12一起相对于所述第一装筒11移动。所述镜头101包括镜筒103和容置于所述镜筒103的光学元件104。

所述影像感测器102位于致动器10外，并与所述镜头101光学耦合。具体地，所述影像感测器102可设置于一个与镜筒103相配合的镜座从而光学耦合于镜头101。

请一并参阅图4及图5，当该相机模组100发生震动时，光线经过镜头101后在影像感测器102上的成像位置可能发生偏移，从而可能导致影像模糊。所述致动器10的第一磁性元件131可接收与震动的方向和剧烈程度对应的驱动电流，从而与第二磁性元件132发生作用并带动所述第二装筒12移动，从而所述第三装筒14可带动镜头101在垂直于Z方向的平面移动，以使得光线经过镜头101后仍在影像感测器102的初始位置成像从而避免影像模糊。

当然，还可将所述镜头101设置于致动器10外，影像感测器102设置于致动器10并与所述镜头101光学耦合，通过致动器10驱动所述影像感测器102对相机模组100的震动进行补偿。

由于该致动器10占用空间小，本技术方案的相机模组100体积小，且可在震动发生后迅速作出相应的补偿动作以避免影像模糊。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本技术方案的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本技术方案权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种致动器，其包括：

第一装筒，所述第一装筒具有第一底壁、第一侧壁以及第二侧壁，所述第一侧壁与第二侧壁均为环形，且均连接于第一底壁，所述第二侧壁设置于第一侧壁围合形成的空间内；

第二装筒，所述第二装筒具有第二底壁及连接于第二底壁的环形的第三侧壁，所述第三侧壁位于第一侧壁与第二侧壁之间，所述第二底壁与第一底壁相对，所述第二装筒收容于所述第一装筒；以及驱动元件，所述驱动元件设置于第一底壁与第二底壁，用于驱动第二装筒相对于第一装筒移动；

第三装筒，所述第三装筒包括第三底壁以及连接于第三底壁的环形的第四侧壁，所述第四侧壁收容于第二侧壁围合形成的空间内，用于配合收容待驱动光学元件，所述第三底壁与第一侧壁以及第三侧壁均配合接触，所述第三装筒用于收容待驱动光学元件，所述第三装筒与第二装筒相配合，用于带动光学元件与第二装筒一起相对于第一装筒移动；及

承载元件，所述承载元件设置于所述第二侧壁，且位于第三底壁和第二底壁之间，用于使得第二装筒及第三装筒在垂直于第一装筒的轴线的平面内移动。

2.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述驱动元件包括设置于所述第一装筒的第一磁性元件和设置于所述第二装筒的第二磁性元件，所述第二磁性元件与第一磁性元件一一对应，用于产生磁力以驱动第二装筒相对于第一装筒移动。

3.如权利要求2所述的致动器，其特征在于，所述第一磁性元件和第二磁性元件中，至少有一个为电磁铁。

4.如权利要求3所述的致动器，其特征在于，所述驱动元件还包括与所述电磁铁电连接的控制电路，其用于控制第一磁性元件和第二磁性元件之间的磁力。

5.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述承载元件包括承载盘和嵌设于所述承载盘的多个滚珠，所述承载盘固定于第一装筒，所述多个滚珠与第二装筒以及第三装筒相接触。

6.如权利要求5所述的致动器，其特征在于，所述多个滚珠环绕所述承载盘的中心轴线等角度分布。

7.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述第一装筒具有多个第一导向件，所述第三装筒具有多个第二导向件，所述多个第二导向件与多个第一导向件一一对应配合，用于限制第三装筒在垂直于第一装筒的轴向的平面内移动的方向。

8.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述第二装筒具有多个凸起，所述第三装筒具有多个开口，所述多个开口与多个凸起一一对应配合，从而使第二装筒带动第三装筒相对于第一装筒运动。

9.一种具有如权利要求1所述的致动器的相机模组，其还包括镜头和影像感测器，所述镜头固设于所述致动器的第三装筒内，所述影像感测器设置于所述致动器外部，并与所述镜头光学耦合。

10.一种具有如权利要求1所述的致动器的相机模组，其还包括镜头和影像感测器，所述镜头设置于所述致动器外部，所述影像感测器固设于所述致动器的第三装筒内，并与所述镜头光学耦合。

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