CN103454745B - 相机模块 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种相机模块，其中磁体的移动仅使用磁体与磁轭之间的磁力来控制，而不需要弹簧来控制上下操作的磁体的运动。相机模块包括：透镜模块；和主框架，所述主框架支撑透镜模块并允许透镜模块沿光轴方向被驱动，其中，该透镜模块包括：透镜组件，包含多个透镜；以及磁体，被固定到透镜模块一侧，并且该主框架包括：线圈，所述线圈面对磁体，被固定到主框架一侧并当被供电时产生电场；以及磁轭，所述磁轭被设置为面对磁体，主框架和线圈插入它们之间，并且所述磁轭通过与磁体的吸引力控制透镜模块的驱动。

Description

相机模块

相关申请交叉引用

根据美国法典第35章第119条，本申请要求于2012年5月30日提交的序列号为10-2012-0057542，标题为“相机模块”的韩国专利申请的优先权，在此通过引证将其整体结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及一种相机模块，更特别地涉及一种相机模块，其中磁体的移动仅使用磁体与磁轭之间的吸引力来控制，而不需要弹簧来控制上下操作的磁体的运动。

背景技术

近来，随着数码相机制造技术的发展，已经发布了配备有紧凑和轻便相机模块的移动通信终端。

相机包括用于聚焦和变焦功能的多个透镜，并且通过调整多个透镜之间的相对距离来调节聚焦。移动通信终端的用于自动聚焦的驱动单元用于通过使透镜沿光轴方向移动来调整对于图像传感器的焦点。要求包括这样一个驱动单元的相机模块在外部冲击的情况下稳固地操作，但由于终端已日趋多功能和紧凑，相机模块的尺寸减小了，导致了易受外部冲击的相机模块。

在现有技术中，为了减少外部冲击，在相机模块的上部和下部安装止动件并且缓冲部件被添加到该止动件上，但是这种方法存在的问题在于，应该使用额外部件，这不允许相机尺寸减小。使用基于预负载的弹性部件来减轻外部冲击，但是这里，由于应该在与透镜被驱动的方向相反的方向上不断地施加预负载，因此能量消耗增加了。

[相关技术文献]

[专利文献]

（专利文献1）韩国专利公开号10-2010-0005313

发明内容

本发明的目的是通过仅利用磁体与磁轭之间的吸引力降低驱动单元的速度来减少相机模块的尺寸，而不使用另外安装在相机模块上部和下部的止动件，从而减轻冲击并消除了额外部件的使用，并通过消除对应于预负载的弹性部件来防止不必要的能量消耗。

根据本发明的一个实施例，提供了一种相机模块，包括：透镜模块；以及主框架，支撑透镜模块并允许透镜模块在光轴方向被驱动，其中，该透镜模块包括：透镜组件，包含多个透镜；以及磁体，被固定到透镜模块的一侧，并且该主框架包括：线圈，面对磁体，被固定到主框架内的一侧，并当被供电时产生电场；以及磁轭，被设置为面对磁体，主框架和线圈插入在它们之间，并通过与磁体的吸引力来控制透镜模块的驱动。

当透镜模块被设置在光轴方向上的最高点处时，磁轭的最上端部可被设置在磁体的最上端部与最下端部之间。

沿光轴方向向上驱动透镜模块的力可等于磁体与磁轭之间的吸引力。

当透镜模块设置在光轴方向的最低点处时，磁轭的最下端部可被设置在磁体的最上端部与最下端部之间。

沿光轴方向向下驱动透镜模块的力可等于磁体与磁轭之间的吸引力。

相机模块可进一步包括：支撑件，具有V或U形状并被固定到透镜模块外侧的一侧表面或两侧表面以沿光轴方向形成；以及引导件，被固定在主框架内且容纳具有V或U形状的该支撑件，以使得透镜模块沿光轴方向移动。

相机模块可进一步包括：位置传感器，其被设置在线圈的绕组内并感测磁体的位置。

可设置多个磁体和多个磁轭。

相机模块可进一步包括：板簧，被设置在主框架内的侧下部（lateral lowerportion）处并沿光轴方向在低于下临界点的一点处为透镜模块提供回复力，其中透镜模块沿所述光轴方向被驱动。

相机模块可进一步包括：板簧，被设置在主框架内的侧上部处并沿光轴方向在高于上临界点的一点处为透镜模块提供回复力，其中透镜模块沿所述光轴方向被驱动。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的相机模块的立体图。

图2是根据本发明一个实施例的相机模块的截面图。

图3A和3B是示出了根据本发明一个实施例的根据相机模块的竖直移动的磁体与磁轭之间的吸引力的视图。

图4A和4B的曲线图示出了根据本发明实施例与根据现有技术的磁体和磁轭之间的吸引力的比较。

图5A和5B是根据本发明另一个实施例的相机模块的截面图。

图6A和6B是根据本发明另一个实施例的相机模块的截面图。

具体实施方式

下面将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。然而，这仅仅是通过举例，本发明并不限于此。

当现有技术中已知的技术配置被认为使本发明的内容模糊时，则其详细描述将被省略。此外，以下术语结合考虑本发明中的功能而被定义，并且可通过使用者和操作者的意向以不同的方式来解释。因此，应基于整个说明书的内容解释其定义。

因此，本发明的精神是由权利要求所确定的，且可提供下面的示范性实施例以有效地为本领域的技术人员描述本发明的精神。

以下将参考附图来描述本发明的示例性实施例。

图1是根据本发明一个实施例的相机模块的立体图。图2是根据本发明一个实施例的相机模块的截面图。

参考图1和2，根据本发明一个实施例的相机模块100可包括：透镜模块120；和主框架150，所述主框架支撑透镜模块120并沿光轴方向被驱动。透镜模块120可包括：包含多个透镜的透镜组件122；以及磁体121，被固定到透镜模块120一侧。该主框架150包括：面对磁体121的线圈161，所述线圈在所述主框架150内部被固定到主框架150一侧，并且当被供电时产生电场；以及面对磁体121的磁轭160，其中主框架150和线圈161介于磁体与磁轭之间，并且磁轭通过与磁体121的吸引力控制透镜模块120的驱动。在该示例中，可提供多个磁体121和多个磁轭160。

在具有磁轭160的情况下，主框架150将电场（当电力施加至线圈161时产生所述电场）和磁体121的磁场集中于线圈161与磁体121之间的空间。当未对线圈161供电时，吸引力会在磁体121和磁轭160之间产生。当在未对线圈161供电的状态下沿光轴方向上下驱动透镜模块120时，从相对于透镜模块120可被驱动所沿的光轴方向的上临界点或下临界点，在磁体121和磁轭160之间沿与透镜模块120被驱动所沿的方向相反的方向产生吸引力，因此透镜模块的驱动可被控制。这里，上临界点或下临界点可以是指当透镜模块120沿光轴方向被正常驱动时，透镜模块120可能与其他部件碰撞而首先接收冲击的点。下面将对其进行详细描述。

当沿光轴方向观察时，主框架150的上部可包括开口111，所述开口具有与从上面看的透镜模块120的形状相同的形状以与透镜模块120相连接，并且开口111可形成在主框架150的下部以将对象的电信号传输到透镜模块120的控制器（未显示）。因此，主框架150可用于容纳透镜模块120。

相机模块100可进一步包括支撑件125，所述支撑件具有V或U形形状发并被固定到透镜模块120外侧的一侧表面或两侧表面，以沿光轴方向形成；以及引导件155，所述引导件被固定在主框架150内且容纳具有V或U形形状的该支撑件125，以使透镜模块120沿光轴方向移动。

透镜模块120可包括透镜组件122。透镜组件122可包括多个聚焦透镜，在产品性能所需要的范围内该多个透镜的直径和曲率可能不同。该多个透镜可装配在透镜模块120内。

相机模块100可进一步包括位置传感器162，所述位置传感器设置在线圈161的绕组内并感测磁体121的位置。在这种情况下，位置传感器162可沿光轴方向感测磁体121的位置。也就是说，感测磁体121的位置，位置传感器162可感测并检测透镜模块120的位置方面的变化并产生聚焦所需要的控制信号。

线圈161可被缠绕成面对磁体121，以使它与磁体121相互作用以产生基于电磁力的驱动力。相机模块100可进一步包括盖玻片（cover glass，防护玻璃罩）171和图像传感器172。当使用者按下图像采集按钮时，图像传感器172操作，然后对象的图像可穿过透镜组件122以在图像传感器172内被转换成电信号，并且电信号可被传输到相机模块100内的控制器（未显示）。如果对象的图像暗淡，则电信号可能被设置为较弱，在这种情况下，则可以确定在聚焦透镜组件122中存在误差，并且用于使透镜模块120沿光轴方向移动的电流可被施加至线圈161。也就是说，电流被施加至线圈时所产生的电场与磁体121的磁场相互作用以使透镜模块120沿轴向方向上下移动，因此使透镜组件122聚焦。

相机模块100可进一步包括覆盖透镜模块120的上端部的盖子110。盖子110可包括沿光轴方向以贯穿的方式形成的开口111。由于开口111提供了相对于透镜模块120的图像捕获路径，因此该透镜模块120可通过开口111捕获对象的图像。

盖子110可包括结合件112，并且主框架150可包括待与结合件112耦接的结合凹槽152。结合件112能够以面对的方式形成在盖子110的两侧处的边缘上并包括通过切掉其一部分而形成的结合钩。结合钩可具有向内弯曲的形状。为了与盖子110耦接，主框架150可具有形成在其外表面上的结合凹槽152，并且钩凹口可形成在结合凹槽152中。当盖子110耦接至主框架150时，结合件112被容纳在结合凹槽152内，并且在这种情况下，结合钩可被耦接至钩凹口以被束缚于钩凹口。

图3A和3B是示出了根据本发明实施例的根据相机模块100的竖直移动的磁体121与磁轭160之间的吸引力。图4A和4B的曲线图示出了根据本发明实施例与根据现有技术的磁体121和磁轭160之间的吸引力的比较。

物体的冲力I可用I=F*t=m*v（m是物体的质量，v是物体的速度）表示。也就是说，受冲击的物体的噪声和损害与冲力成比例，并且根据关于物体的冲力的上述公式，当物体的质量减小或当物体的速度降低时，物体的冲力可减少。因此，根据本发明的一个实施例，能够通过降低透镜模块120的驱动速度而减少由于外部冲击而相对于透镜模块120的冲力。这里，在根据本发明实施例的相机模块100中，旨在通过仅利用磁体121和磁轭160之间的吸引力降低透镜模块120的速度来减少相对于透镜模块120的冲力。

当透镜模块120设置在沿光轴方向的最高点处时，这可能意味着透镜模块120处于如上所述的上临界点处。也就是说，透镜模块120沿光轴方向的最高点或上临界点可以指的是这样的点：当透镜模块120沿光轴方向被向上驱动时，透镜模块120可能在该点处首先接收由于与其他部件碰撞而导致的冲击。同样，当透镜模块120被设置在沿光轴方向的最低点处时，这可能意味着透镜模块120处于下临界点处，如上所述的。也就是说，透镜模块120沿光轴方向的最低点或下临界点可以指的是这样的点：当透镜模块120沿光轴方向被向下驱动时，透镜模块120可在该点处首先接收由于与其他部件碰撞而导致的冲击。

参考图3A，当透镜模块120被设置在沿光轴方向的最高点时，磁轭160的上端部可被设置在磁体121的最上端部与最下端部之间。

当磁轭160的最上端部被设置在磁体121的最上端部与最下端部之间时，磁轭160与磁体121之间的吸引力可分别沿向下方向Fy和垂直方向Fx作用。如图3A所示的合力F可作为向下方向的吸引力和垂直方向的吸引力的矢量之和。在这种情况下，透镜模块120沿光轴方向被向上驱动的力可等于磁体121和磁轭160之间的吸引力F。因此，透镜模块120可在上临界点与下临界点之间被自由地驱动，并且这里，即使能够将透镜模块120从上临界点处释放的足够强的冲击被施加到透镜模块120，由于磁体121和磁轭160之间的吸引力，透镜模块120也不会从上临界点释放，因此透镜模块不会被外部冲击损坏。

同样，参考图3B，当透镜模块120被设置在沿光轴方向的最低点处时，磁轭160的下端部可被设置在磁体121的最上端部和最下端部之间。

当磁轭160的最下端部被设置在磁体121的最上端部和最下端部之间时，磁轭160和磁体121之间的吸引力相对于光轴方向可分别作用在向上方向Fy和垂直方向Fx。如图3B所示的合力F可作为向上方向的吸引力和垂直方向的吸引力的矢量之和。在这种情况下，透镜模块120沿光轴方向被向下驱动的力可等于磁体121和磁轭160之间的吸引力F。因此，透镜模块120可在上临界点与下临界点之间被自由地驱动，并且这里，即使足以将透镜模块120从下临界点处释放的冲击被施加到透镜模块120，由于磁体121和磁轭160之间的吸引力，透镜模块120也不会被从下临界点释放，因此透镜模块不会被外部冲击所损坏。

图4A是现有技术相机模块的回复力的曲线图，图4B是根据本发明实施例的相机模块的回复力的曲线图。这里，回复力可以是指在与基于外部冲击的驱动方向相反的方向使透镜模块120返回的力。也就是说，回复力可以是指如上所述的磁体121与磁轭160之间的吸引力F。参照图4B中虚线所表示的部分，可以看出，随着透镜模块120的位置更接近最高点，回复力急剧增加。也就是说，随着透镜模块120由于外部冲击而如上所述移动得更接近上临界点，磁体121和磁轭160之间的吸引力增加了，结果，在上临界点处吸引力的绝对值与由于外部冲击导致的力的大小的绝对值是相等的，因此可停止外部冲击对透镜模块120的驱动。当如上所述外部冲击使得透镜模块120接近于下临界点时也是这样。

图5A、5B和图6A、6B是根据本发明另一个实施例的相机模块的截面图。

参考图5A、5B，相机模块可进一步包括板簧280，所述板簧被设置在主框架250内的侧下部处并在沿光轴方向（透镜模块220可沿所述光轴方向被驱动）低于下临界点的一点处向透镜模块220提供回复力。当透镜模块220沿光轴方向被外部冲击向下驱动时，板簧280可物理地防止透镜模块220从下临界点被释放。也就是说，板簧280可用于与磁体221和磁轭260之间的吸引力一起来防止透镜模块220从下临界点被释放。

同样，参考图6A、6B，相机模块可进一步包括板簧380，所述板簧被设置在主框架350内的侧上部处并在沿光轴方向（透镜模块220可沿所述光轴方向被驱动）高于上临界点的一点处向透镜模块220提供回复力。

根据本发明的示例性实施例，透镜模块的移动速度仅由于磁体和磁轭之间的吸引力而被降低，而无需安装止动件来减轻在相机模块的上部和下部处对于透镜模块的冲击，因此可以消除额外部件的使用，减少了生产的单位成本并减少了相机模块的尺寸。

此外，由于是仅通过磁体和磁轭之间的吸引力而降低透镜模块的速度的方式减轻了冲击，因此可消除基于预负载的弹性部件，从而防止了由于预负载而导致的能量消耗。

尽管出于说明的目的已经披露了本发明的示例性实施例，但是本领域的技术人员可以理解，在不脱离所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，可以做出各种修改、添加和替换。

因此，本发明的范围不应被理解为局限于所描述的实施例，而是由所附权利要求及其等效物所限定。

Claims (8)

1.一种相机模块，包括：

透镜模块；以及

主框架，所述主框架支撑所述透镜模块并允许所述透镜模块沿光轴方向被驱动，

其中，所述透镜模块包括：

透镜组件，包括多个透镜；以及

磁体，被固定至所述透镜模块一侧，

并且所述主框架包括：

线圈，所述线圈面对所述磁体，固定至所述主框架内的一侧，并当被供电时产生电场；以及

磁轭，所述磁轭被设置为面对所述磁体，所述主框架和所述线圈介于所述磁轭与所述磁体之间，并且所述磁轭通过与所述磁体的吸引力控制所述透镜模块的驱动，利用磁体和磁轭之间的吸引力来降低透镜模块的速度，以减少相对于透镜模块的冲力，

其中，沿光轴方向的最高点或最低点是当透镜模块沿光轴方向被驱动时，透镜模块与其他部件碰撞而首先接收冲击的点，

其中，当所述透镜模块位于沿所述光轴方向的最高点处时，所述磁轭的上端部位于所述磁体的最上端部与最下端部之间，

其中，当所述透镜模块位于沿所述光轴方向的最低点处时，所述磁轭的最下端部位于所述磁体的最上端部与最下端部之间，

随着透镜模块移动得更接近沿光轴方向的最高点或最低点，磁体与磁轭之间的吸引力增加。

2.根据权利要求1所述的相机模块，其中，沿所述光轴方向向上驱动所述透镜模块的力等于所述磁体与所述磁轭之间的吸引力。

3.根据权利要求1所述的相机模块，其中，沿所述光轴方向向下驱动所述透镜模块的力等于所述磁体与所述磁轭之间的吸引力。

4.根据权利要求1所述的相机模块，进一步包括：

支撑件，所述支撑件具有V或U形形状并被固定至所述透镜模块的外侧的一侧表面或两侧表面，以便沿所述光轴方向形成；以及

引导件，所述引导件被固定在所述主框架内且容纳具有V或U形形状的所述支撑件，以使得所述透镜模块沿所述光轴方向移动。

5.根据权利要求1所述的相机模块，进一步包括：

位置传感器，所述位置传感器被设置在所述线圈的绕组内并感测所述磁体的位置。

6.根据权利要求1所述的相机模块，其中，设置有多个磁体和多个磁轭。

7.根据权利要求1所述的相机模块，进一步包括：

板簧，所述板簧被设置在所述主框架内的侧下部处并在低于沿光轴方向的最低点的一点处向所述透镜模块提供回复力，所述透镜模块沿所述光轴方向被驱动。

8.根据权利要求1所述的相机模块，进一步包括：

板簧，所述板簧被设置在所述主框架内的侧上部处并在高于沿光轴方向的最高点的一点处向所述透镜模块提供回复力，所述透镜模块沿所述光轴方向被驱动。