CN103135312B - 相机模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种相机模块，该相机模块包括：壳体；透镜单元，安装在壳体中；手抖校正单元，校正透镜单元相对于壳体的运动；阻尼构件，设置在壳体和透镜单元之间，由此减少通过手抖校正单元产生的透镜单元的运动。

Description

相机模块

本申请要求于2011年12月5日提交到韩国知识产权局的第10-2011-0129018号韩国专利申请的优先权，该申请公开的内容通过引用被包含于此。

技术领域

本发明涉及一种相机模块，更具体地讲，涉及一种能够抑制透镜单元中的振动的相机模块。

背景技术

相机模块是一种接收通过一个或多个透镜从物体反射到图像传感器(诸如COMS、CCD等)的光以将其转换为数字数据的设备。

在这种情况下，入射到图像传感器上的反射光包括关于物体的形状信息，并因此有助于原始再现物体的形状。

然而，当相机模块受手抖动影响或者用相机模块拍摄移动的物体时，入射到图像传感器上的反射光的焦点位置变化，或者说关于物体的距离信息改变，从而可能难以使清楚的图像聚焦于图像传感器上。

考虑到上述问题，近来开发的相机模块包括校正相机抖动的手抖校正单元。

手抖校正单元通过位置控制来驱动相机模块的透镜单元以校正相机抖动。然而，对镜头单元的驱动导致相机模块中的细微振动或振荡现象，这会使相机模块中的分辨率变差。

发明内容

本发明的一方面提供一种能够通过手抖校正单元解决分辨率变差的问题的相机模块。

根据本发明的一方面，提供一种相机模块，该相机模块包括：壳体；透镜单元，安装在壳体中；手抖校正单元，校正透镜单元相对于壳体的运动；阻尼构件，设置在壳体和透镜单元之间，由此减少通过手抖校正单元产生的透镜单元的运动。

所述阻尼构件可由包括硅基橡胶成分的混合材料形成。

所述阻尼构件可由粘性流体形成。

所述阻尼构件可包括：密封构件，由乙烯基材料或环氧材料形成；粘性流体，容纳在密封构件中。

所述壳体可包括其中容纳所述阻尼构件的第一容纳凹槽。

所述壳体可具有具有多边形截面的多面体形状，所述第一容纳凹槽可形成在所述壳体的角处。

所述透镜单元可包括形成在与第一容纳凹槽对应的位置并在其中容纳所述阻尼构件的第二容纳凹槽。

所述透镜单元可包括其中容纳所述阻尼构件的第二容纳凹槽。

所述透镜单元可具有具有多边形截面的多面体形状，所述第二容纳凹槽可形成在所述透镜单元的角处。

所述透镜单元可具有自动聚焦功能。

所述透镜单元可包括：透镜壳体；透镜，安装在透镜壳体中；透镜移动单元，控制从透镜到图像传感器的距离。

所述图像传感器可设置在所述壳体中。

所述手抖校正单元可包括：支撑构件，支撑所述透镜单元；致动器，使所述透镜单元在与光轴方向垂直的方向上运动。

所述致动器可包括形成于所述透镜单元中的永磁体和线圈部分中的一种以及形成于所述壳体中的永磁体和线圈部分中的另一种。

所述支撑构件可包括将所述透镜单元连接到所述壳体的多个弹性线。

所述弹性线可由导体材料形成，以将所述透镜单元电连接到所述壳体。

所述弹性线可涂覆有树脂材料。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其他方面、特点和其它优点将会被更加清楚地理解，其中：

图1是根据本发明的第一实施例的相机模块的截面图；

图2是图1中示出的透镜单元的截面图；

图3A和图3B是示出根据现有技术的相机模块的频率响应曲线的曲线图；

图4A和图4B是示出根据本发明的实施例的相机模块的频率响应曲线的曲线图；

图5是根据本发明的第二实施例的相机模块的截面图；

图6和图7是在图5中示出的相机模块的俯视图；

图8是根据本发明的第三实施例的相机模块的截面图；

图9是根据本发明的第四实施例的相机模块的截面图；

图10是根据本发明的第五实施例的相机模块的截面图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图来详细描述本发明的实施例。

在下面对本发明的描述中，指示本发明的部件的术语考虑其功能被命名。因此，术语不应当被解释为限制本发明的技术构成。

相机模块可包括用于防止由于用户手抖动导致的图像劣化现象的手抖校正单元。由于手抖校正单元补偿由于用户手抖动导致的透镜单元的运动，所以可有助于使用户期望的物体图像被合适地聚焦于图像传感器上。

即，手抖校正单元可使透镜单元沿着与手抖动的方向相反的方向运动，从而用户期望的物体图像可被合适地聚焦于图像传感器上。

然而，在具有手抖校正功能的相机模块中，通过弹性构件保持透镜单元，因此，在手抖校正操作过程中或手抖校正操作的准备过程中，由于弹性构件的回复力而导致可能会在透镜单元中出现振荡现象。

透镜单元中的振荡现象会使相机模块中的分辨率变差并会阻碍连续的手抖校正功能。结果，需要抑制由于弹性构件导致的透镜单元中的振荡现象。

此外，由弹性构件保持的透镜单元可由于外力而容易振动，这会降低透镜单元和整个相机模块的耐用性。

为了解决上述问题，通过在透镜单元上安装阻尼构件，可适当地控制由弹性构件导致的振动特性。

此外，可提供能够使由于外部冲击导致的透镜单元的耐用性的降低最小化的相机模块。

图1是根据本发明的第一实施例的相机模块的截面图，图2是图1中示出的透镜单元的截面图，图3A和图3B是示出根据现有技术的相机模块的频率响应曲线的曲线图，图4A和图4B是示出根据本发明的实施例的相机模块的频率响应曲线的曲线图，图5是根据本发明的第二实施例的相机模块的截面图，图6和图7是在图5中示出的相机模块的俯视图，图8是根据本发明的第三实施例的相机模块的截面图，图9是根据本发明的第四实施例的相机模块的截面图，图10是根据本发明的第五实施例的相机模块的截面图。

将参照图1至图4描述根据本发明的第一实施例的相机模块。

根据本发明的实施例的相机模块100可包括壳体10、透镜单元20、手抖校正单元30和阻尼构件40，并且可以可选地包括图像传感器50。此外，虽然未示出，但是相机模块100还可包括能够检测透镜单元20的抖动的陀螺传感器。

壳体10可具有一个表面或多个表面敞开的多面体形状，并且可形成相机模块100的外部。例如，壳体10可以是具有矩形截面的六面体形状，并且可包括具有敞开的顶部(参考图1中描绘的方向)的容纳空间12。壳体10可通过注塑制造，并且可以是相机模块100的主体。

透镜单元20可被设置在壳体10的容纳空间12中。如图2中所示，透镜单元20可包括透镜壳体22以及包括一个或多个透镜的透镜部分26。在这种情况下，透镜部分26可使从物体反射的光入射到图像传感器50。更具体地讲，透镜部分26可包括具有不同水平的屈光力的两个或更多的透镜。

此外，透镜部分26可包括具有不同折射率的透镜，以改善相机模块100中的分辨率。为此，各个透镜可由不同的材料形成，并且可具有不同的形状。

同时，本发明的该实施例中的透镜部分26包括三个透镜，但是透镜的数目可根据相机模块100的功能和应用增加或减少。在这种情况下，所述多个透镜可被安装在透镜镜筒21中。

如图2中所示，透镜单元20还可包括用于自动聚焦功能的部件。例如，透镜单元20可包括使透镜部分26沿着光轴方向(图2中的Z轴方向)移动的透镜移动单元28。这里，透镜移动单元28可由永磁体和线圈部分构成或由压电元件构成。在前者的情况下，永磁体和线圈部分可分别形成在透镜壳体22和透镜镜筒21中。在后者的情况下，压电元件可形成在透镜壳体22和透镜镜筒21中。

手抖校正单元30可以是校正透镜单元20的抖动的设备。即，手抖校正单元30可以是校正透镜单元20由于外力而在垂直于光轴(图1中的Z轴)的平面方向(图1中的X-Y平面)上抖动的现象的设备。为此，手抖校正单元30可包括支撑构件32和致动器34。

支撑构件32可以由具有弹性的材料形成。例如，支撑构件32可以是由金属材料形成的弹性线。

支撑构件32可将透镜单元20连接到壳体10。即，支撑构件32的一端可连接到壳体10，支撑构件32的另一端可连接到透镜单元20。在此，支撑构件32可在竖直方向(Z轴方向)上相对于壳体10支撑透镜单元20，并且可允许透镜单元20沿着水平方向(X-Y平面方向)移动。

致动器34可以是使由于手抖动而运动的透镜单元20运动到原始位置的设备。为了实现这个目的，致动器34可包括永磁体36和线圈部分38。

永磁体36可形成于透镜单元20中。具体地讲，永磁体36可形成在透镜单元20的面对壳体10的内壁的外壁上。更具体地讲，永磁体36可形成在透镜单元20的整个外壁上。

线圈部分38可形成在壳体10中。更具体地讲，线圈部分38可形成在壳体10的内壁上。线圈部分38可形成在壳体10的整个内壁上，以面对永磁体36。线圈部分38可包括线圈和轭，并且可电连接到外部电源。

可选地，永磁体36可形成于壳体10中，而线圈部分38可形成于透镜单元20中。

致动器34根据通过陀螺传感器获得的控制信号将电流施加给线圈部分38，并且可使透镜单元20在X-Y平面方向上运动。

阻尼构件40可形成于壳体10和透镜单元20之间的间隙中。阻尼构件40可缓冲透镜单元20在X-Y平面方向上的运动，并降低透镜单元20的振荡现象。为此，阻尼构件40可由允许剪切变形的材料形成。

例如，阻尼构件40可由包括硅基橡胶成分的材料形成。或者，阻尼构件40可由具有粘性的流体形成。

在此，粘性流体可以是由液体成分形成的材料，或者可以是由液体成分和固体颗粒混合而成的材料。在前一种情况中，粘性流体可由硅油形成。在后一种情况中，粘性流体可以是包括不易反应或不易溶于液体中的固体颗粒和硅油的材料，并且还可包括允许固体颗粒分散于其中的硅脂。同时，硅油的示例可包括二甲基硅油(dimethyl silicon oil)、甲基苯基硅油(methyl phenylsilicon oil)、甲基含氢硅油(methyl hydrogen silicon oil)、氟改性硅油(fluorinemodified silicon oil)等。

此外，不与硅油反应或因此不溶解的固体颗粒的示例可包括硅树脂粉末、聚甲基倍半硅氧烷粉末(poly methyl silsesquioxane powder)、湿硅石颗粒、干硅石颗粒、玻璃珠、玻璃球等。

此外，阻尼构件40可具有粘附力。在这种情况下，阻尼构件40可附着到壳体10和透镜单元20，从而不会容易地与壳体10和透镜单元20分离。

此外，阻尼构件40可包括用于容纳粘性流体的密封构件。该密封构件可由树脂材料形成。粘性流体可被稳定地容纳于密封构件中。在这种情况下，可有效地抑制粘性流体的蒸发和固化现象。

图像传感器50可形成于壳体10中。具体地讲，图像传感器50可被设置于壳体10的透镜单元20的光轴与壳体10的容纳空间12相交的表面(图1的壳体10的内部底表面)上。图像传感器50可通过经透镜单元20输入的反射光来投射物体的图像。CCD和CMOS可用作图像传感器50。图像传感器50可以以芯片级封装(CSP)制造，以使相机模块100小型化。

此外，当图像传感器50是倒装芯片类型时，图像传感器50可设置在壳体10上或主基底(未示出)上。

此外，图像传感器50还可包括IR滤光器52或盖玻璃。IR滤光器52可形成在图像传感器50的一个表面(图1中的顶表面)上，并且可阻挡反射光中包含的红外线。

同时，该实施例中的IR滤光器52形成在图像传感器50上，但是IR滤光器52也可根据需要设置在透镜单元20中。例如，IR滤光器52可设置在透镜单元20的底部上。此外，IR滤光器52可根据需要设置在透镜壳体21中。此外，可根据需要省略IR滤光器52。

相机模块100包括形成在壳体10和透镜单元20之间的阻尼构件40，因此可抑制透镜单元20的过量运动并且可减少由于支撑构件32导致的透镜单元20的振动。通过图3A、图3B、图4A和图4B中示出的相机模块的频率响应曲线可确认这些效果。

根据实验结果，根据现有技术的相机模块导致在执行手抖校正操作之后透镜单元严重振动的现象。为此，在根据现有技术的相机模块的情况下，如图3A和图3B所示，在频率响应曲线中清楚地发现了共振点。

与之不同，在根据本发明的实施例的相机模块的情况下，即使在执行手抖校正操作之后透镜单元也几乎不振动。为此，在根据本发明的实施例的相机模块的情况下，如图4A和图4B中所示，在频率响应曲线中未发现特别的共振点。

因此，根据本发明的实施例的相机模块即使在执行手抖校正操作之后也可使物体的图像被清楚地聚焦，因此可改善相机模块中的分辨率。

同时，上述实施例中的阻尼构件40由粘性流体形成，但是该阻尼构件也可由可被改变成凝胶状态的溶胶混合物形成。

接着，将参照图5至图7描述根据本发明的第二实施例的相机模块。

根据本发明的第二实施例的相机模块100可包括如图5和图6中所示的壳体10中的第一容纳凹槽14。具体地讲，第一容纳凹槽14可形成在壳体10的角部，阻尼构件40可被容纳与第一容纳凹槽14中。

在本发明的第二实施例中，阻尼构件40被设置在壳体10的具有相对大的间隙的角部处，因此可有效地抑制透镜单元20的抖动。

然而，如图7中所示，第一容纳凹槽14根据需要形成在壳体10的内壁中部，阻尼构件40可被设置在第一容纳凹槽14中。

在这种情况下，第一容纳凹槽14的容积可大到可在其中设置大量的阻尼构件40，从而可合适地控制阻尼效果。

接着，将参照图8描述根据本发明的第三实施例的相机模块。

在根据本发明的第三实施例的相机模块100中，第一容纳凹槽14和第二容纳凹槽24可分别形成于壳体10和透镜单元20中。即，壳体10的顶部可设置有第一容纳凹槽14，透镜单元20可设置有第二容纳凹槽24。这里，第二容纳凹槽24可形成在与第一容纳凹槽14对应的位置。

在本发明的第三实施例中，阻尼构件40可对透镜单元20在X-Y平面方向上和Z轴方向上的运动执行阻尼作用，从而可加强透镜单元20抗外力的稳定性。

接着，将参照图9和图10描述根据本发明的第四实施例和第五实施例的相机模块。

根据本发明的第四实施例的相机模块100在支撑构件32的特点上可不同于上述实施例。即，根据该实施例的支撑构件32可涂覆有包括树脂的材料。

由于需要支撑构件32(将透镜单元20连接到壳体10)允许透镜单元20在X-Y平面方向上运动，所以支撑构件32可不由具有相对大的刚性的材料形成。然而，这种条件使支撑构件32相当薄，从而容易使透镜单元20抖动或容易导致细微振动。

为了解决这些问题，可在支撑构件32的表面上形成涂覆构件60，以保证支撑构件32的弹性，而不会大幅增加支撑构件32的刚性。

这里，由于涂覆构件60由树脂材料形成，因此涂覆构件60吸收传递到支撑构件32的冲击和振动，从而抑制透镜单元20中的细微振动。

同时，上述实施例中的手抖校正单元30在X-Y平面方向上运动，但是整个透镜单元20可根据需要基于如图10中所示的轴Cy旋转。在这种情况下，透镜单元20可具有设置于其中的图像传感器50。

如上所述，根据本发明的实施例，可有效地降低在相机模块的手抖校正操作过程中导致的振荡现象或细微振动。

此外，根据本发明的实施例，可改善包括手抖校正功能的相机模块中的分辨率。

虽然已经结合实施例示出和描述了本发明，但是对于本领域技术人员来说将明显的是，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下可进行修改和变化。

Claims (14)

1.一种相机模块，包括：

壳体；

透镜单元，安装在所述壳体中；

手抖校正单元，校正所述透镜单元相对于所述壳体的运动；以及

阻尼构件，设置在所述壳体和所述透镜单元之间，由此减少通过所述手抖校正单元产生的所述透镜单元的运动,

其中，所述手抖校正单元包括：

支撑构件，支撑所述透镜单元；和

致动器，使所述透镜单元在与光轴方向垂直的方向上运动,

其中，所述支撑构件包括将所述透镜单元连接到所述壳体的多个弹性线,所述弹性线由导体材料形成，以将所述透镜单元电连接到所述壳体，其中，所述弹性线涂覆有树脂材料。

2.如权利要求1所述的相机模块，其中，所述阻尼构件由包括硅基橡胶成分的混合材料形成。

3.如权利要求1所述的相机模块，其中，所述阻尼构件由粘性流体形成。

4.如权利要求1所述的相机模块，其中，所述阻尼构件包括：

密封构件，由树脂材料形成；粘性流体，容纳在密封构件中。

5.如权利要求1所述的相机模块，其中，所述壳体包括其中容纳所述阻尼构件的第一容纳凹槽。

6.如权利要求5所述的相机模块，其中，所述壳体具有具有多边形截面的多面体形状，

所述第一容纳凹槽形成在所述壳体的角处。

7.如权利要求5所述的相机模块，其中，所述透镜单元包括第二容纳凹槽，第二容纳凹槽形成在与第一容纳凹槽对应的位置并在其中容纳所述阻尼构件。

8.如权利要求1所述的相机模块，其中，所述透镜单元包括其中容纳所述阻尼构件的第二容纳凹槽。

9.如权利要求8所述的相机模块，其中，所述透镜单元具有具有多边形截面的多面体形状，

所述第二容纳凹槽形成在所述透镜单元的角处。

10.如权利要求1所述的相机模块，其中，所述透镜单元具有自动聚焦功能。

11.如权利要求10所述的相机模块，其中，所述透镜单元包括：

透镜壳体；

透镜，安装在所述透镜壳体中；

透镜移动单元，控制从所述透镜到图像传感器的距离。

12.如权利要求11所述的相机模块，其中，所述图像传感器设置在所述壳体中。

13.如权利要求11所述的相机模块，其中，所述图像传感器设置在所述透镜单元中。

14.如权利要求1所述的相机模块，其中，所述致动器包括：

永磁体和线圈部分中的一种，形成于所述透镜单元中；

永磁体和线圈部分中的另一种，形成于所述壳体中。