CN102209933A - 具有防抖设备的照相机模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有防抖(anti-shake)设备的照相机模块。该具有防抖设备的照相机模块包括：镜头单元，其包括用于以特定放大率来转换目标图像的多个镜头；外壳，其容纳镜头单元以便镜头单元能够在光轴方向上被驱动；自动对焦驱动单元，其安装在镜头单元与外壳之间以在光轴方向上驱动镜头单元；悬挂部件，其在平行于光轴方向的方向上支撑外壳，以便外壳能够在垂直于光轴方向的方向上进行移动；箱式壳体，其容纳外壳并包括固定在其上的悬挂部件；电路板，其安装在壳体的下部分处并包括图像传感器；以及补偿致动器，其安装在外壳和壳体之间以对由外壳抖动造成的位移进行补偿。

Description

具有防抖设备的照相机模块
技术领域
本发明涉及配备有抖动(vibration)补偿机构的照相机模块，尤其涉及配备有抖动补偿机构的照相机模块的实施，其中，该抖动补偿机构能够防止照相机(即配备有抖动补偿机构的照相机模块)的焦距因照相机使用期间握持该照相机的手的抖动而变得模糊，该抖动补偿机构能使照相机的厚度减小，因为该抖动补偿机构提供在镜头单元旁边，并且该抖动补偿机构使得操作自动对焦致动器单元所需的电流量最小化，因为由自动对焦致动器单元支撑的重量减小了。
背景技术
大多数的常规抖动补偿机构已经被实施在尺寸灵活的数码照相机中，而不是实施在移动设备(例如，移动电话)中。然而，由于包含在移动设备中的照相机(例如，移动电话照相机)如今需求与数码照相机的图像质量相同的高质量图像，所以各公司正积极进行用于移动照相机模块的抖动补偿机构的研究。
然而，由于适合于数码照相机的抖动补偿机构比较大，所以需要对应用到移动设备的照相机上的抖动补偿机构进行新的研究。
图4示出了常规的照相机模块。该常规的照相机模块包括光入射窗10、下外壳20、镜头筒30、镜头组31和32、红外消色滤光片(cutoff filter)40、图像传感器50以及保护镜60。
更详细地，该常规的照相机模块包括：被配置成包括多个镜头的镜头组31和32、被提供有镜头组31和32以及光入射窗10的镜头筒30、被配置成固定镜头筒30的下外壳20、被配置成阻挡红外线通过镜头组31和32的红外消色滤光片40、安装在下外壳20上并被配置成将通过镜头组31和32的光信号转换成电信号的图像传感器50以及被配置成保护图像传感器50的保护镜60。
图5示出了使用该常规的照相机模块来捕获图像的过程。在该常规照相机模块中，图像传感器的位置53是固定的，因此到目标52的距离(其使得能够在图像传感器的位置53处形成图像)是确定的。根据该距离而被隔开的位置是最佳焦距目标面(optimal focus subject surface)51。在上述配置中，当目标52位于最佳焦距目标面51上时，目标图像54精确地形成在图像传感器的位置53处，并且能够执行最佳捕获。
然而，当用户的握持照相机模块的手存在抖动时，目标图像54移动到不同的位置55处，因此照相机的焦距抖动，结果发生目标图像模糊的现象。
虽然有时使用用于防止照相机抖动的架子来缓解上述问题，但是照相机架因其尺寸大、沉重并且使用方法复杂，而使得一般用户感到不方便。由于照相机架的上述不便，当用户试图在不使用照相机架的情况下捕获图像时，照相机模块的焦距因用户手的抖动而变得模糊，因此捕获到的图像的质量降低了。
上述问题不仅没有满足消费者对方便使用照相机以及高的图像质量的要求，而且还产生了因处理低质量的照片所造成的开支。
发明内容
技术问题
因此，考虑到现有技术中出现的上述问题，本发明的目的在于实施配备有抖动补偿机构的照相机模块，其中，该抖动补偿机构能够防止照相机的焦距因照相机使用期间握持照相机的手的抖动而变得模糊，并且，本发明的目的在于提供配备有抖动补偿机构的照相机模块，该抖动补偿机构能使照相机的厚度减小，因为该抖动补偿机构提供在镜头单元旁边，并且该抖动补偿机构使得操作自动对焦致动器单元所需的电流量最小化，因为由自动对焦致动器单元支撑的重量减小了。
技术方案
为了实现上述目的，本发明提供了一种配备有抖动补偿机构的照相机模块，该照相机模块包括：包含多个透镜的镜头单元，其用于以特定的放大率来改变目标的图像；外壳，其用于容纳镜头单元，以便该镜头单元能够在光轴方向上移动；自动对焦致动器单元，，其安装在镜头单元和外壳内，以便该镜头单元能够在光轴方向上移动；悬挂部件(suspension member)，其用于在与光轴平行的方向上支撑外壳，以便外壳能够在垂直于光轴方向的方向上浮动(float)；箱式壳体，其被配置使得悬挂部件被固定在该箱式壳体上以及外壳被容纳在该箱式壳体中；电路板，其放置在所述壳体下方并且被配置使得图像传感器安装在该电路板上；以及补偿致动器，其安装在外壳和壳体内并被配置成对由外壳抖动造成的位移进行补偿。
此外，悬挂部件可以是支撑箱式壳体的四个角的四根悬线。
此外，照相机模块还可包括用于感测外壳的抖动位移的位移传感器。
此外，自动对焦致动器单元可由音圈、压电、形状记忆合金(SMA)致动器形成。
此外，补偿致动器可包括分别设置在外壳的四个侧壁上的第二线圈、分别设置在壳体的四个侧壁上以面向第二线圈的第二磁铁、以及用于聚集磁铁的磁力的金属磁轭(yoke)。
有益效果
根据本发明，提供了一种配备有抖动补偿机构的照相机模块。就是说，本发明实施配备有抖动补偿机构的照相机模块，其中，该抖动补偿机构能够防止照相机的焦距因照相机使用期间握持照相机的手的抖动而变得模糊，以及本发明提供了配备有抖动补偿机构的照相机模块，该抖动补偿机构能使照相机的厚度减小，因为该抖动补偿机构提供在镜头单元旁边，并且该抖动补偿机构使得操作自动对焦致动器单元所需的电流量最小化，因为由自动对焦致动器单元支撑的重量减小了。
附图说明
图1是根据本发明的配备有抖动补偿机构的照相机模块的分解图；
图2是根据本发明的配备有抖动补偿机构的照相机模块的剖面图；
图3是根据本发明的配备有抖动补偿机构的照相机模块的详细的剖面图；
图4是常规照相机模块的详细的剖面图；以及
图5是示出了常规照相机模块的焦距调整的图示。
<附图中主要部件的参考标记说明>
Figure BPA00001368829400041
具体实施方式
下面将参照附图来详细描述根据本发明实施方式的配备有抖动补偿机构的照相机模块100。
如图1到图3所示，根据本发明实施方式的配备有抖动补偿机构的照相机模块100包括镜头单元110、外壳120、自动对焦致动器单元130、悬挂部件140、壳体150、电路板160以及补偿致动器170。
镜头单元110包括用于以特定放大率来改变目标的图像的多个透镜。
外壳120容纳镜头单元110，允许该镜头单元110在光轴方向上移动，并且在外壳120中包括自动对焦致动器单元130。
自动对焦致动器单元130设置在外壳120中，用来在光轴方向上移动镜头单元110，以及可由音圈、压电、形状记忆合金(SMA)致动器形成。
第一线圈131缠绕在镜头单元110的外表面上，以及第一磁铁132放置在外壳120中以与第一线圈131相对立。上述的自动对焦致动器单元130通过使用在由流经第一线圈131的电流引起的电场与第一磁铁132引起的磁场之间产生的电磁力来在Z方向(即，光轴的方向)上移动镜头单元110。
悬挂部件140在与光轴平行的方向上支撑外壳120，以便外壳120能够在垂直于光轴方向的方向上移动。这里，悬挂部件140可由悬线或片弹簧(plate spring)形成，并设置在外壳120的四个角处。此外，悬挂部件140支撑外壳120，从而防止外壳120相对于光轴的方向倾斜。
壳体150用来容纳外壳120以及支撑外壳120的悬挂部件140。此外，该壳体150被配置，以便在壳体150的底部形成图像传感器161穿过的孔，悬挂部件140被固定在壳体150的底部上以及盖板151安装在该壳体150的顶部上。
电路板160配备有图像传感器161，并放置在壳体150上。用于驱动自动对焦致动器单元130以及补偿致动器170和图像传感器161的各种类型的无源元件被放置在电路板160上。
补偿致动器170用来补偿X和Z方向上外壳120的因用户手的抖动造成的水平抖动。该补偿致动器170安装在外壳120和壳体150上，并包括第二线圈171、第二磁铁172以及金属磁轭173。
第二线圈171以矩形或正方形的形式缠绕，并被分别安装在外壳120的四个侧壁上。电流流过第二线圈171。第二磁铁172分别安装在壳体150的四个侧壁上以面向四个第二线圈171。由金属磁轭173将第二磁铁172的磁力聚集在第二线圈171上。
补偿致动器170安装在镜头单元110旁边并且不影响照相机的厚度，这与近来照相机朝向薄与轻量的趋势发展相一致。此外，补偿致动器170不会影响由自动对焦致动器单元130驱动的镜头单元110的重量，因此不影响镜头单元110垂直移动时消耗的电流量。
现在将描述根据本发明的抖动补偿方法。当感测到外壳120的位移时，由位移传感器165向驱动控制单元发送信号，该信号被从驱动控制单元发送到驱动器，并且该信号被发送到第二线圈171，从而驱动补偿致动器170。就是说，当用户手的抖动被位移传感器165感测到，同时目标的图像正在被捕获时，信号被发送到驱动控制单元并且镜头单元110在X和Y方向上移动，从而使照相机的镜头聚焦。
即使当手的抖动被传送到外壳120时，通过补偿致动器170的补偿，外壳120总是保持在参考位置处，因此由图像传感器161经由镜头单元110捕获的目标图像变得清晰。
以上描述的配置的优点在于，通过修改常规自动对焦照相机模块的外部部分来直接提供抖动补偿功能。此外，在常规照相机模块的导向或球状结构中需要的支撑和导向结构可以被省略，所以能够实现简单的结构、容易的装配以及小的尺寸。而且，能够通过使用悬挂部件140，来降低自动对焦致动器单元130相对于光轴方向的倾斜。
虽然已经参考优选实施方式描述了根据本发明的配备有抖动补偿机构的照相机模块，但是对本领域技术人员来说是显而易见的是，各种修改、增加和替换位于本发明精神的范围内。

Claims (5)

1.一种配备有抖动补偿机构的照相机模块，该照相机模块包括：
镜头单元，该镜头单元包括用于以特定的放大率来改变目标图像的多个镜头；
外壳，该外壳用于容纳所述镜头单元，以便所述镜头单元能够在光轴方向上移动；
自动对焦致动器单元，该自动对焦致动器单元安装在所述镜头单元和所述外壳内，以便所述镜头单元能够在所述光轴方向上移动；
悬挂部件，该悬挂部件用于在与所述光轴方向平行的方向上支撑所述外壳，以便所述外壳能够在与所述光轴方向垂直的方向上进行浮动；
箱式壳体，该箱式壳体被配置以便所述悬挂部件被固定在所述箱式壳体上且所述外壳被容纳在所述箱式壳体中；
电路板，该电路板放置在所述壳体下方，并且该电路板被配置以便图像传感器安装在该电路板上；以及
补偿致动器，该补偿致动器安装在所述外壳和所述壳体内，并且该补偿致动器被配置成对由所述外壳抖动造成的位移进行补偿。
2.根据权利要求1所述的照相机模块，其中所述悬挂部件是支撑所述箱式壳体的四个角的四根悬线。
3.根据权利要求1所述的照相机模块，该照相机模块还包括用于感测所述外壳的抖动位移的位移传感器。
4.根据权利要求1所述的照相机模块，其中所述自动对焦致动器单元由音圈、压电、或形状记忆合金(SMA)致动器构成。
5.根据权利要求1所述的照相机模块，其中所述补偿致动器包括分别设置在所述外壳的四个侧壁上的第二线圈、分别设置在所述壳体的四个侧壁上以面向所述第二线圈的第二磁铁、以及被配置成聚集所述磁铁的磁力的金属磁轭。
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