CN102053452A - 用于相机模块的稳像机构 - Google Patents

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韩彻烨
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Abstract

公开了一种用于相机模块的稳像机构。该稳像机构包括基座；移动台，该移动台内容纳有镜筒，并且该移动台具有磁体；以及压电致动器。该压电致动器安装在所述基座上，用于使所述移动台沿X轴方向或Y轴方向移动，以消除所述镜筒的振动，并且所述压电致动器通过该压电致动器和所述磁体之间的磁吸力而与所述移动台保持接触。所述稳像机构减少了部件的数量，从而简化了结构并最大限度地减少高度的增加。

Description

用于相机模块的稳像机构
技术领域
本发明涉及用于相机模块的稳像机构。
背景技术
近来，安装在便携式电子设备(如移动电话)中的包括摄像机(videocamera)、静物相机(still camera)和相机单元(camera unit)的多种相机模块装备有稳像机构，用于补偿由于相机机体振动而产生的图像模糊。
稳像机构包括透镜驱动机构、成像装置驱动机构和电子补偿机构(electronic compensation mechanism)。当图像因由相机振动引起的光轴倾斜而沿垂直于光轴的方向倾斜时，透镜驱动机构会临时沿垂直于所述光轴的方向移动构成透镜系统的一些透镜(或透镜组)，以改变透镜的光路(补偿透镜)，从而在成像表面的预定位置形成物体的图像。成像装置驱动机构使成像装置移动，因而，由于相机振动而产生的成像位置的偏斜成为预定的成像位置。电子补偿机构利用电子处理(electronic manipulation)来补偿由于相机振动而产生的成像位置的偏斜。
透镜驱动机构或成像装置驱动机构需要在垂直于光轴的两个方向(X轴方向和Y轴方向)移动补偿透镜或成像装置。为此，已经提出了专利文献1的稳像机构。
根据专利文献1的稳像机构50包括：基板52；X轴方向滑块54X，用于使基板52的图像沿X轴方向滑动；Y轴方向滑块54Y，用于使X轴方向滑块54X的图像沿Y轴方向滑动；X轴方向致动器56X，用于驱动所述X轴方向滑块54X；以及Y轴方向致动器56Y，用于驱动所述Y轴方向滑块54Y。
然而，专利文献1中所公开的稳像机构的问题在于，该稳像机构包括X轴方向滑块54X和Y轴方向滑块54Y，因而需要的部件的数量较多，并从而使结构较为复杂。而且，X轴方向滑块54X和Y轴方向滑块54Y彼此不是相互独立的，而且Y轴方向滑块54Y设置在X轴方向滑块54X之上，从而使X轴方向滑块54X和Y轴方向滑块54Y非独立地进行驱动，因而稳像机构在Z轴方向上的高度不期望地变高。这些问题增加了成本，难以使稳像机构小型化，并降低了位置准确性。
[专利文献1]日本专利特许公开文本No.2007-010730
发明内容
为了提供用于相机模块的稳像机构而提出本发明，该稳像机构能够减少部件的数量，从而简化结构并最大限度地减少高度的增加。
在根据本发明一种实施方式的用于相机模块的稳像机构中，设置有基座。移动台内容纳有镜筒，并且该移动台具有磁体。压电致动器安装在所述基座上，该压电致动器使所述移动台沿X轴方向或Y轴方向移动，以消除所述镜筒的振动，并且所述压电致动器通过该压电致动器和所述磁体之间的磁吸力而与所述移动台保持接触。
所述基座可以包括引导部，该引导部位于所述基座的边缘上，用于支撑和引导所述移动台。
所述基座可以包括支撑部，该支撑部位于所述基座的边缘上，用于支撑所述压电致动器。
此外，所述压电致动器包括：X轴压电致动器，该X轴压电致动器设置在所述基座的沿X轴方向延伸的边缘上，并能够使所述移动台沿X轴方向移动；和Y轴压电致动器，该Y轴压电致动器设置在所述基座的沿Y轴方向延伸的边缘上，并能够使所述移动台沿Y轴方向移动。
而且，所述压电致动器可以包括配重(weight)。压电振动器可以设置在所述配重上，以在向所述压电振动器通电时，该压电振动器通过伸展或弯曲而产生驱动力。可以在所述压电振动器上设置摩擦杆，用于利用作用在所述摩擦杆和磁体之间的磁吸力而将所述驱动力从所述压电振动器传递给所述移动台。
所述稳像机构还可以包括压缩弹簧，该压缩弹簧将所述移动台压向所述压电致动器，以保持所述移动台与所述压电致动器之间的接触。
此外，所述移动台可以包括位于其中部的内部开口，以容纳所述镜筒，并通过设置在所述内部开口中的台阶支撑所述压缩弹簧。
所述稳像机构还可以包括壳体，该壳体固定于所述基座，以保护所述移动台和压电致动器，并且该壳体压紧所述压缩弹簧。
所述稳像机构还可以包括位置检测部，该位置检测部用于检测所述移动台的移动。
此外，所述位置检测部可以包括霍尔传感器，该霍尔传感器设置在所述基座的上表面上，用于根据所述磁体的磁通量的变化来检测所述移动台的移动。
所述稳像机构还可以包括控制单元，该控制单元基于由所述位置检测部传递来的移动台的位置数据来计算所述移动台的驱动位置，并根据该驱动位置来控制供给所述压电致动器的电力。
附图说明
图1为表示根据本发明第一优选实施方式的用于相机模块的稳像机构的装配状态的透视图；
图2为表示图1中用于相机模块的稳像机构的分解透视图；
图3为表示图1中压电致动器的平面图；
图4为表示根据本发明第二优选实施方式的用于相机模块的稳像机构的装配状态的透视图；以及
图5为表示用于图4的相机模块的稳像机构的分解透视图。
具体实施方式
通过参考附图对实施方式的以下描述，本发明的各种目的、优势和特征将显而易见。
本说明书和权利要求书中所使用的术语和词语不应解释为限制于代表性含义或词典的定义，而是应该基于根据发明人能够正确地定义术语的概念以描述他或她所知的实施本发明的最佳方式的原理，而解释为具有与本发明的技术领域相关的含义和定义。
通过以下结合附图的详细描述，本发明的上述和其他目的、特征和优势将更为清楚地得以理解。这里，相同的参考数字用于在所有不同附图中指示相同的部件。而且，当认为与本发明相关的已知技术的详细描述会混淆本发明的主旨时，将省略该详细描述。
在下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施方式。
<用于相机模块的稳像机构——第一实施方式>
图1为表示根据本发明第一优选实施方式的用于相机模块的稳像机构的装配状态的透视图，图2为表示图1中用于相机模块的稳像机构的分解透视图，而图3为表示图1中压电致动器的平面图。在下文中，将参考附图描述根据该实施方式的用于相机模块的稳像机构100a。
如图1至图3所示，根据该实施方式的用于相机模块的稳像机构100a包括基座200、移动台300和压电致动器400。
基座200用于支撑稳像机构的部件，该基座200具有板的形状，该板的中部具有内部开口220，因而镜筒L能够穿过该内部开口220。
此外，基座200包括支撑部240，用于在该支撑部240的上表面上支撑所述压电致动器400，也就是说，X轴支撑部240a用于支撑X轴致动器400a，而Y轴支撑部240b用于支撑Y轴致动器400b。这里，X轴致动器400a设置在基座200的沿X轴方向延伸的边缘上。在基座200的上表面上竖立有至少一个垂直板242a，该垂直板242a具有通孔244a，因而X轴致动器400a能够插入所述通孔244a中。此外，Y轴致动器400b设置在基座200的沿Y轴方向延伸的边缘上。在基座200的上表面上竖立有至少一个垂直板242b，该垂直板242b具有通孔244b，因而Y轴致动器400b能够插入该通孔244b中。X轴支撑部240a和Y轴支撑部240b以彼此垂直的方式设置在相交于基座200的一角(顶点)的两条边缘上。
此外，基座200的上表面上具有引导部260，用于防止移动台300倾斜。这里，引导部260可以垂直竖立在基座200的没有支撑部240的其他边缘上，即可以具有垂直的侧壁结构。
移动台300用于在沿消除振动的方向移动时消除镜筒L的振动。移动台300具有板的形状，该板在中部具有内部开口320。
镜筒L用作透镜接收器(receptor)，该透镜接收器接收沿光轴设置的至少一个透镜并容纳在移动台300内。当移动台300移动时，镜筒L也进行移动。此外，在移动台300的内部开口320中可以设置台阶340，以支撑压缩弹簧500，该压缩弹簧500将在随后进行描述。
同时，在移动台300的边缘的下表面上设置有磁体360，以使用磁吸力而保持与压电致动器400的接触。磁体360包括X轴磁体360a和Y轴磁体360b，该X轴磁体360a设置在移动台300的沿X轴方向延伸的边缘上，而Y轴磁体360b设置在移动台300的沿Y轴方向延伸的边缘上。
压电致动器400用于使移动台300沿消除镜筒L振动的方向移动。压电致动器400由向磁体360施加磁吸力的材料制成，因而能够保持与移动台300的接触，并将产生的驱动力传递给移动台300。
这里，压电致动器400包括X轴压电致动器400a和Y轴压电致动器400b，该X轴压电致动器400a设置在基座200的沿X轴方向延伸的边缘上，从而使移动台300沿X轴方向移动，所述Y轴压电致动器400b设置在基座200的沿Y轴方向延伸的边缘上，从而使移动台300沿Y轴方向移动。
每个X轴压电致动器400a和Y轴压电致动器400b包括压电振动器440a或440b和摩擦杆460a或460b，该压电振动器440a或440b在配重(weight)420a或420b上产生驱动力，而所述摩擦杆460a或460b则将驱动力传递到外部(参见图3)。
当给压电振动器440a或440b供电时，压电振动器440a或440b伸展或弯曲，从而产生驱动力。所述压电振动器440a或440b包括压电片(陶瓷压电片)或层叠压电片，在所述压电片上形成有电极图形。通过合适地确定印刷在压电片表面上的电极图形，每个压电振动器440a或440b产生第一振动模式和第二振动模式，例如在压电振动器440a或440b的长度方向上产生的拉伸振动模式以及在压电振动器440a或440b的厚度方向上产生的弯曲振动模式。然而，第一振动模式和第二振动模式并不限于上述模式，而是任何模式都是可能的，只要在传递驱动力的摩擦杆460a或460b上产生椭圆运动即可。而且，由于用于压电振动器440a或440b的压电片的各种层叠结构和电极图形结构为本领域技术人员所熟知，因而这里省略了对其进行详细地描述。
此外，每个摩擦杆460a或460b用于将驱动力从压电振动器440a或440b传递给移动台300，并且摩擦杆460a或460b从压电振动器440a或440b的一端延伸。这里，由于摩擦杆460a或460b由向设置在移动台300上的磁体360施加磁吸力的材料制成，因而摩擦杆460a或460b与移动台300保持接触。而且，摩擦杆460a或460b将驱动力传递给与该摩擦杆460a或460b接触的移动台300，从而使移动台300在X轴方向或Y轴方向移动。
而且，配重420a或420b向压电振动器440a或440b的没有摩擦杆460a或460b的另一端提供预定的质量，从而能够将驱动力从压电振动器440a或440b传递给摩擦杆460a或460b。配重420a或420b不限于具体的形状，但可具有圆柱形或六面体形状。
而且，还可设置有压缩弹簧500，以将移动台300压向压电致动器400，从而保持移动台300与压电致动器400之间的接触。这里，压缩弹簧500由设置在移动台300中的台阶340支撑。此外，稳像机构可包括固定于基座200的壳体600，以保护移动台300和压电致动器400。该壳体600压紧压缩弹簧500。
<用于相机模块的稳像机构——第二实施方式>
图4为表示根据本发明第二优选实施方式的用于相机模块的稳像机构的装配状态的透视图，而图5为表示用于图4的相机模块的稳像机构的分解透视图。在下文中，将参考附图描述根据该实施方式的用于相机模块的稳像机构100b。
如图4和图5所示，除了根据第一实施方式的用于相机模块的稳像机构100a的部件之外，根据第二实施方式的用于相机模块的稳像机构100b还可包括位置检测部700和控制单元800，从而实现反馈系统。由于除了位置检测部700和控制单元800之外，第二实施方式的稳像机构100b与第一实施方式的稳像机构100a相同，因而两种实施方式所共有的元件将使用相同的参考数字，并将省略其重复描述。
这里，位置检测部700用于检测移动台300的移动，即在X轴方向和Y轴方向的移动，该位置检测部700包括X轴位置检测部700a和Y轴位置检测部700b。位置检测部700可使用霍尔传感器(Hall sensor)，该霍尔传感器设置在基座200的上表面上，以根据设置在移动台300上的磁体360的磁通量的变化来检测移动台300的移动。这里，霍尔传感器可设置有额外的磁体，以检测磁通量。该种结构也落入本发明的范围之内。
控制单元800基于由位置检测部700传递来的移动台300的位置数据来计算移动台300的驱动位置(用于消除镜筒L的振动的驱动位置)，并根据计算的驱动位置控制供给压电致动器400的压电振动器440a和440b的电力，从而实现反馈系统。
如上所述，本发明提供用于相机模块的稳像机构，其中，移动台通过压电致动器而在X轴方向和Y轴方向移动，因而与相关技术不同，不需要两个滑块，并且因而可以减少部件的数量，从而实现简单的结构。此外，不需要层叠两个滑块，从而防止Z轴方向高度的增加。
此外，本发明提供用于相机模块的稳像机构，其中，移动台设置有磁体，而且压电致动器的摩擦杆由对所述磁体施加磁吸力的材料制成，因而，通过磁吸力能够简单地实现移动台与压电致动器之间的接触，从而能够将驱动力从压电致动器传递给移动台。而且，移动台通过压缩弹簧压紧，以与压电致动器接触，从而保持接触状态，因而允许从压电致动器可靠地传递驱动力。
此外，本发明提供用于相机模块的稳像机构，其中，位置检测部检测移动台的位置，而控制单元基于检测结果而控制压电致动器的驱动力，从而实现反馈系统，因而提供具有提高的可靠性的稳像机构。这里，使用霍尔传感器作为位置检测部，并根据设置在移动台上的磁体的磁通量的变化来检测移动台的位置，从而无需另外的部件即可实现检测功能。
虽然已经为描述的目的而公开的本发明的优选实施方式，但本领域技术人员应该明白，在不脱离附属权利要求所公开的本发明的范围和精神的前提下，各种修改、添加和替换都是可能的。
因此，该种修改、添加和替换也应理解为落入本发明的范围之内。

Claims (11)

1.用于相机模块的稳像机构，该稳像机构包括：
基座；
移动台，该移动台内容纳有镜筒，并且该移动台具有磁体；和
压电致动器，该压电致动器安装在所述基座上，用于使所述移动台沿X轴方向或Y轴方向移动，以消除所述镜筒的振动，并且所述压电致动器通过该压电致动器和所述磁体之间的磁吸力而与所述移动台保持接触。
2.根据权利要求1所述的稳像机构，其中，所述基座包括引导部，该引导部位于所述基座的边缘上，用于支撑和引导所述移动台。
3.根据权利要求1所述的稳像机构，其中，所述基座包括支撑部，该支撑部位于所述基座的边缘上，用于支撑所述压电致动器。
4.根据权利要求1所述的稳像机构，其中，所述压电致动器包括：
X轴压电致动器，该X轴压电致动器设置在所述基座的沿X轴方向延伸的边缘上，并能够使所述移动台沿X轴方向移动；和
Y轴压电致动器，该Y轴压电致动器设置在所述基座的沿Y轴方向延伸的边缘上，并能够使所述移动台沿Y轴方向移动。
5.根据权利要求1所述的稳像机构，其中，所述压电致动器包括：
配重；
压电振动器，该压电振动器设置在所述配重上，并且当向所述压电振动器通电时，该压电振动器通过伸展或弯曲而产生驱动力；以及
摩擦杆，该摩擦杆设置在所述压电振动器上，所述摩擦杆利用作用在所述摩擦杆和磁体之间的磁吸力而将所述驱动力从所述压电振动器传递给所述移动台。
6.根据权利要求1所述的稳像机构，该稳像机构还包括：
压缩弹簧，该压缩弹簧将所述移动台压向所述压电致动器，以保持所述移动台与所述压电致动器之间的接触。
7.根据权利要求6所述的稳像机构，其中，所述移动台包括位于所述移动台的中部的内部开口，以容纳所述镜筒，所述移动台通过设置在所述内部开口中的台阶支撑所述压缩弹簧。
8.根据权利要求6所述的稳像机构，该稳像机构还包括：
壳体，该壳体固定于所述基座，以保护所述移动台和压电致动器，并且该壳体压紧所述压缩弹簧。
9.根据权利要求1所述的稳像机构，该稳像机构还包括：
位置检测部，该位置检测部用于检测所述移动台的移动。
10.根据权利要求9所述的稳像机构，其中，所述位置检测部包括霍尔传感器，该霍尔传感器设置在所述基座的上表面上，用于根据所述磁体的磁通量的变化来检测所述移动台的移动。
11.根据权利要求9所述的稳像机构，该稳像机构还包括：
控制单元，该控制单元基于由所述位置检测部传递来的所述移动台的位置数据来计算所述移动台的驱动位置，并根据该驱动位置来控制供给所述压电致动器的电力。
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