CN103728819B - 相机模块及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本文披露了一种相机模块及其控制方法。该相机模块包括：壳体，具有中空部分；透镜镜筒，具有透镜并且在中空部分往复移动；磁性件，该磁性件与透镜镜筒耦接；电磁件，该电磁件与壳体耦接并且与所述磁性件产生磁场以使透镜镜筒沿着光轴移动；霍尔传感器，该霍尔传感器安装在壳体中并且根据磁性件的位置来检测磁场的改变，其中在将电力输出至电磁件之前检测磁性件的位置；以及控制单元，控制单元将磁性件的当前位置设置为第一目标位置、将用于驱动自动聚焦的初始位置设置为第二目标位置、通过控制供应至电磁件的电力而使透镜镜筒与第一目标位置对准、并且然后通过将电力供应至电磁件而使透镜镜筒移动至第二目标位置。

Description

相机模块及其控制方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年10月11日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2012-0113095的权益，通过引用将其公开内容整体结合于此。

技术领域

本发明涉及相机模块及其控制方法。

背景技术

如今的移动通信终端配备有除了传递语音信号之外的各种功能，诸如照相和视频聊天。出于这个原因，实际上已变得必要的是，安装在移动通信终端中的相机模块具有自动聚焦（auto focusing，AF）功能。AF相机模块的AF驱动功能由相机内部的致动器来实行。

制动器被供以电力，以使透镜安装于其中的透镜镜筒移动。当初始将电力供应至相机模块时，致动器在初始使透镜镜筒移动以驱动AF功能的同时可能使透镜镜筒与其他部件碰撞，这些其他部件诸如为壳体（其容纳透镜镜筒）、附接至壳体的线圈或者附接在壳体内部的霍尔（Hall）传感器。当开启动力时，该现象不仅可引起“滴答”噪声，而且可通过相机模块中的透镜镜筒与其他碰撞的部件之间的碰撞而引起损坏。因此，当驱动相机模块的AF功能时，需要一种措施以在透镜镜筒的初始移动过程中防止损坏并去除噪声。

本发明的现有技术在韩国专利公开No.2006-0088155（用于相机模块的透镜位置控制的设备和方法（an apparatus and method for lens’position control of cameramodule）；于2006年8月4日特开公开）中披露。

发明内容

本发明提供一种相机模块及其控制方法，能在透镜镜筒初始移动时防止损坏并去除噪声。

根据本发明实施例的相机模块包括：壳体，具有形成于其中的中空部分；透镜镜筒，具有位于其中的透镜并且构造成在壳体的中空部分往复移动；磁性件，与透镜镜筒耦接；电磁件，与壳体耦接并且构造成与磁性件产生磁场以使透镜镜筒沿着光轴移动；霍尔传感器，安装在壳体中并且构造成根据磁性件的位置来检测磁场的改变，其中在将电力输出至电磁件之前检测磁性件的位置；以及控制单元，构造成将磁性件的当前位置设置为第一目标位置、将用于驱动自动聚焦的初始位置设置为第二目标位置、通过控制供应至电磁件的电力而使透镜镜筒与第一目标位置对准、并且然后通过将电力供应至电磁件而使透镜镜筒移动至第二目标位置。

根据本发明实施例的控制相机模块的方法包括：将电力供应至驱动器，驱动器构造成将电流供应至电磁件；通过控制驱动器来关闭对电磁件的输出；通过接收来自霍尔传感器的输出信号来检查磁性件的位置，霍尔传感器构造成检测与透镜镜筒耦接的磁性件的位置；将磁性件的当前位置设置为第一目标位置，并且通过控制驱动器以及开启对电磁件的输出而使透镜镜筒与第一目标位置对准；以及将用于驱动自动聚焦的初始位置设置为第二目标位置，并且通过控制驱动器而使与第一目标位置对准的透镜镜筒移动至第二目标位置。

附图说明

图1为示出了可应用本发明实施例的相机模块的分解立体图的实例。

图2为示出了根据本发明实施例的控制单元的框图。

图3为示出了根据本发明实施例的控制相机模块的方法的流程图。

图4为示出了在图3中示出的步骤S40的横截面图。

图5为示出了在图3中示出的步骤S50的横截面图。

具体实施方式

由于可存在本发明的各种改变和实施例，因而将参照附图说明并描述特定实施例。然而，这决不是将本发明限于特定实施例，而是应当被解释为包括由本发明的理念和范围所覆盖的所有的改变、等同物和替换。贯穿本发明的说明书，当描述特定技术必然会回避本发明的要点时，将省略相关的详细描述。

在本说明书中所使用的术语仅仅旨在描述特定的实施例，并且决不应当限制本发明。除非明确地另有使用，否则单数形式的表述包括复数形式的含义。在本说明书中，诸如“包含（comprising）”或者“包括（including）”的表述旨在指代特性、数量、步骤、操作、元件、部件或其组合，并且决不应当被解释为排除一个或多个其他特性、数量、步骤、操作、元件、部件或其组合的任何存在性和可能性。

在下文中，将参照图1至图5 来描述根据本发明实施例的相机模块及其控制方法。

图1为根据本发明实施例的相机模块的分解立体图。

参照图1，根据本发明实施例的相机模块包括壳体10、透镜模块20、磁性件30、电磁件40、霍尔传感器50、以及控制单元60。

壳体10容纳构成相机模块的各个部件。为了实现该目的，壳体10 具有形成在其内部的中空部分12。这里，壳体10可以使得透镜模块20 能往复移动的方式将透镜模块20容纳在中空部分12中。换言之，中空部分可形成为12为允许透镜模块20往复移动。此外，壳体10可将磁性件 40和霍尔传感器50容纳在中空部分12中。所述壳体10可分成为第一壳体件11和第二壳体件15，从而便于透镜模块20的安装。

透镜模块20包括将透镜21容纳和支撑在其内部的透镜镜筒22，以及耦接磁性件30的圈管（bobbin）24。

透镜镜筒22支撑透镜21，这使得光入射到成像部件（诸如胶片或者图像传感器）上。这里，透镜镜筒220可形成为可沿着光轴移动以便调节成像部件和透镜21的焦点。例如，透镜镜筒22可形成为柱状的形状，并且透镜21可沿着柱状形状的中心线布置。特别地，透镜模块20与透镜21 耦接并且在中空部分12中往复移动以便在自动聚焦（AF）过程中使透镜21移动。

在透镜模块20中，支撑透镜21的透镜镜筒22与磁性件30安装于其中的圈管24彼此耦接。通过这样的构造，透镜模块20可使用施加给磁性件30的磁力而使透镜21移动。

这里，透镜模块20可使用介于圈管24与壳体10之间的支承滚珠26 而在壳体10的中空部分12中平稳地移动。为此可在透镜模块20的圈管 24中形成有支承槽27，支承滚珠26稳固地接收在支承槽中。

磁性件30由产生磁场的磁性材料制成。这里，磁性件30可安装在透镜模块20的圈管24上。磁性件30与待提供动力的电磁件40相互作用，以用于使透镜模块20移动。

电磁件40产生与磁性件30的磁场相互作用的磁场。这里，电磁件 40可通过调节电力来调节磁场，并且因此可调节施加给磁性件30的力。因此，通过调节供应至给安装在壳体10中的电磁件40的电力，透镜模块 20可设置在壳体10的中空部分12中的期望位置中。为此，电磁件40设置成面向壳体10中的磁性件30。此外，电磁件40的磁场的大小通过所供应的电流的大小而变化。所述电磁件40可与待安装在壳体10中的夹片（yoke）45耦接。

霍尔传感器50检测磁场的变化，以产生作为基于霍尔效应的电压的输出信号。霍尔传感器50设置成与磁性件30相邻并且因此可将由磁性件 30的位置变化所引起的磁场的变化作为输出电压来指示。因此，霍尔传感器50可通过输出信号来指示基于磁性件30的位置的透镜21的位置。

霍尔传感器50布置在壳体10中面向磁性件30。由于霍尔传感器50 布置成面向磁性件30，因而由磁性件30的移动所引起的磁场的改变几乎以线性的方式被显示。换言之，霍尔传感器50的输出信号与磁性件30的移动的位置具有线性比例关系。因此，通过霍尔传感器50的输出信号来估计磁性件30的位置变得容易。所述霍尔传感器50可与待安装在壳体10中的夹片45耦接。

夹片45支撑电磁件40和霍尔传感器50并将它们耦接至壳体10。此外，夹片45可防止用于移动磁性件30所需的电磁件40的磁场渗出至外界。夹片45还可防止磁场从外部流入，由此防止霍尔传感器50受干扰。

控制单元60以与霍尔传感器50的输出信号对应的方式来控制电磁件 40。

在下文中，将参照图2详细描述根据本发明实施例的控制单元60。

图2为示出了根据本发明实施例的控制单元的框图。

参照图2，根据本发明实施例的控制单元60包括霍尔信号处理器61 和驱动器63。

控制单元60使用霍尔传感器50的输出电压来估计磁性件30的位置。此外，控制单元60可通过磁性件30的位置来估计透镜模块30的位置。控制单元60还可通过检查磁性件30的位置来计算用于使透镜镜筒22移动至期望位置的电流。

此外，控制单元60提供允许驱动器63使磁性件30移动所需的电流。因此，与磁性件30耦接的透镜模块20移动到新的位置，并且与透镜模块 20新的位置对应的霍尔传感器50的输出信号再次输入至控制单元60。

因此，自动聚焦可精确地控制，这是因为可通过将电流供应反馈至电磁件40而将透镜21定位在精确的位置处，直至透镜21定位在期望位置（即焦点位置）处。此外，可通过霍尔传感器50和控制单元60维持透镜 21的位置。

根据本发明实施例的控制单元60还可包括：放大器65，构造成通过放大霍尔传感器50的输出信号（即输出电压）而利于信号处理；A/D转换器67，构造成将霍尔传感器50的输出电压（其为模拟信号）转换成数字信号；以及D/A转换器69，构造成以与所处理的数字信号对应的方式来产生驱动驱动器63所需的模拟电压。

根据本发明实施例的控制单元60将磁性件30的当前位置设置为第一目标位置，并且将驱动自动聚焦的初始位置设置为第二目标位置。在控制单元60通过控制供应给电磁件40的电力来使透镜镜筒22与第一目标位置对准之后，控制单元60通过将电力施加给电磁件40而使透镜镜筒22 移动至第二目标位置。

这里，在通过将电力施加给驱动器63并且控制驱动器63以便驱动自动聚焦而关闭对电磁件40的输出之后，控制单元60可通过接收由霍尔传感器50检测磁性件30的位置而产生的信号来检查磁性件30的位置。控制单元60可使用A/D转换器67来转换霍尔传感器50的输出信号并且通过转换后的输出信号来检查磁性件30的位置。此外，在检查磁性件30的位置之后，控制单元60可控制驱动器63以开启对电磁件40的输出，并且可使用电磁件40与磁性件30之间的磁场以使透镜镜筒22与第一目标位置对准。

在下文中将描述在使用相机模块时使上述相机模块移动至初始位置的自动聚焦的控制方法。

图3为示出了根据本发明实施例的控制相机模块的方法的流程图。图 4为示出了在图3中示出的步骤S40的横截面图。图5示出了在图3中示出的步骤S50的横截面图。

首先，将电力施加给控制单元60的驱动器63，以便驱动自动聚焦（S10）。

然后，控制对电磁件40的动力供应（S20）。具体地，控制单元60 切断从驱动器63供应至电磁件40的电力，以关闭电磁件40。

然后，搜索透镜镜筒22的位置（S30）。具体地，控制单元60可通过接收来自检测耦接至透镜镜筒22的磁性件30的位置的霍尔传感器50 的输出信号来检查磁性件30的位置。这里，当通过控制驱动器63来关闭对电磁件40的输出时，控制单元60可使用A/D转换器67将霍尔传感器 50的输出信号转换成数字信号并且通过转换后的输出信号来检查磁性件的位置。

然后，如在图4中所示，控制单元60将磁性件30的当前位置设置为第一目标位置，并且控制驱动器63以开启对电磁件40的输出并使透镜镜筒22与第一目标位置对准（S40）。这里，控制单元60可将通常向一侧倾斜的透镜镜筒22的当前位置代码值设置为第一目标位置，并且在驱动器 63的驱动目标寄存器（register）中输入当前位置代码值以使透镜镜筒22 与第一目标位置对准。因此，透镜镜筒22可在壳体10内由于例如重力而任意倾斜的同时与安装在壳体10中的电磁件40平行对准。

然后，如在图5中所示，控制单元60将用于驱动自动聚焦的初始位置设置为第二目标位置，并且控制驱动器63以使与第一目标位置对准的透镜镜筒22移动至第二目标位置（S50）。这里，控制单元60可在驱动器 63的驱动目标寄存器中输入与第二目标位置对应的位置代码值，并且将电流供应至电磁件40以使与壳体10中的电磁件40平行对准的透镜镜筒22 移动至第二目标位置。透镜镜筒22在移动至第二目标位置时维持与电磁件40的预定间隙。

在使透镜镜筒22与第一目标位置对准之后，控制单元60可使透镜镜筒22移动至第二目标位置，以防止在施加电力以用于驱动自动聚焦时电磁件40（其可包括霍尔传感器）与磁性件30彼此碰撞。通过这样的方式，控制单元60可消除由于电磁件40与磁性件30之间的碰撞而导致的趋近噪音（approach noise）并且防止对电磁件40和磁性件30的损坏。

然后，控制单元60控制移动至初始位置的透镜镜筒22，以驱动自动聚焦从而执行自动聚焦（S70）。

由于自动聚焦是通过使透镜镜筒与第一目标位置对准并且然后使透镜镜筒移动至第二目标位置来执行的，因而根据本发明实施例的相机模块及其控制方法可消除由电磁件与磁性件之间的碰撞而导致的趋近噪音并且可防止对电磁件和磁性件的损坏。

尽管已描述了本发明的特定实施例，然而应当认识到的是，在不背离由所附权利要求限定的本发明的技术构思和范围的情况下，本发明所属领域的技术人员可对本发明做出大量改变和变型。

还应当认识到的是，在本发明的权利要求中包括除了上述实施例之外的多个其他实施例。

Claims (8)

1.一种相机模块，包括：

壳体，具有形成于其中的中空部分；

透镜镜筒，具有位于其中的透镜并且构造成在所述壳体的所述中空部分中往复移动；

磁性件，与所述透镜镜筒耦接；

电磁件，与所述壳体耦接并且构造成与所述磁性件产生磁场以使所述透镜镜筒沿着光轴移动；

霍尔传感器，安装在所述壳体中并且构造成根据所述磁性件的位置来检测磁场的改变，其中在将电力输出至所述电磁件之前检测所述磁性件的位置；以及

控制单元，构造成将所述磁性件的当前位置设置为第一目标位置、将用于驱动自动聚焦的初始位置设置为第二目标位置、通过控制供应至所述电磁件的电力而使所述透镜镜筒与所述第一目标位置对准、并且然后通过将电力供应至所述电磁件而使所述透镜镜筒移动至所述第二目标位置。

2.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述控制单元包括：

霍尔信号处理器，构造成接收由所述霍尔传感器根据位置的检测而产生的输出信号以检查所述磁性件的位置；

驱动器，构造成将电力供应至所述电磁件以在所述电磁件与所述磁性件之间产生磁场；

A/D转换器，构造成将所述霍尔传感器的输出信号转换成数字信号并且将转换后的数字信号传送至所述霍尔信号处理器；以及

D/A转换器，构造成与由所述霍尔信号处理器所处理的数字信号对应地产生驱动所述驱动器所需的模拟电压。

3.根据权利要求2所述的相机模块，其中，所述控制单元构造成通过以下方式来检查所述磁性件的位置：通过将电力供应至所述驱动器以用于驱动自动聚焦以及控制所述驱动器来关闭对所述电磁件的输出，并且然后接收所述霍尔传感器通过检测所述磁性件的位置而产生的信号。

4.根据权利要求3所述的相机模块，其中，所述控制单元构造成通过使用所述A/D转换器来转换所述霍尔传感器的输出信号，并且所述控制单元构造成通过转换后的输出信号来检查所述磁性件的位置。

5.根据权利要求3所述的相机模块，其中，所述控制单元构造成通过检查所述磁性件的位置并且然后控制所述驱动器来开启对所述电磁件的输出，并且所述控制单元构造成使用所述电磁件与所述磁性件之间的磁场使所述透镜镜筒与所述第一目标位置对准。

6.根据权利要求5所述的相机模块，其中，所述控制单元构造成通过使所述透镜镜筒对准并且然后在所述驱动器中输入与所述第二目标位置对应的位置值而使所述透镜镜筒移动至所述第二目标位置。

7.一种相机模块的控制方法，所述相机模块构造成用于驱动自动聚焦，所述方法包括：

将电力供应至驱动器，所述驱动器构造成将电流供应至电磁件；

通过控制所述驱动器来关闭对所述电磁件的输出；

通过接收来自霍尔传感器的输出信号来检查磁性件的位置，所述霍尔传感器构造成检测与透镜镜筒耦接的所述磁性件的位置；

将所述磁性件的当前位置设置为第一目标位置，并且通过控制所述驱动器以及开启对所述电磁件的输出而使所述透镜镜筒与所述第一目标位置对准；以及

将用于驱动自动聚焦的初始位置设置为第二目标位置，并且通过控制所述驱动器而使与所述第一目标位置对准的所述透镜镜筒移动至所述第二目标位置。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，检查所述磁性件的位置包括：在通过控制所述驱动器而关闭对所述电磁件的输出的同时通过使用A/D转换器将所述霍尔传感器的所述输出信号转换成数字信号，以及通过转换后的输出信号来检查所述磁性件的位置。