CN103809263B - 新型的镜头移动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一个新型的镜头移动装置，包括一个镜头架和连接到镜头架的一个电磁致动器，所述电磁致动器包括多个磁体和连接到镜头架的第一线圈、第二线圈和第三线圈。还涉及一种方法，包括：施加一个电流到置于镜头架外围表面的第一线圈上，驱使所述镜头架沿着其光轴移动；施加一个电流到与所述镜头架连接的第二线圈上，驱使所述镜头架绕垂直于所述光轴的第一轴而转动；施加一个电流到与所述镜头架连接的第三线圈上，驱使所述镜头架绕垂直于所述光轴和所述第一轴的第二轴而转动。本发明的装置和方法提供关于对焦和图像稳定的功能。

Description

新型的镜头移动装置

【相关申请】

本申请和美国临时申请US 61/814,121(申请日是2013年4月19日，名称是“新型的镜头移动装置”)相关，在此通过引用而结合入本申请。

【技术领域】

在此披露的本发明涉及一个成像模块，其包括至少一个镜头组件，并包括一个电磁致动器以调整所述成像模块的对焦和/或执行图像稳定功能。

【背景技术】

许多便携式电子装置，包括但不限于手持式设备如手机、平板电脑、和/或个人数字助理(PDA)，都含有一个小型照相机模块。这种模块可以包括一个图像感应器、一个成像镜头组件、和/或一个致动器以调整成像镜头组件关于图像感应器的位置。当设计师推出更薄、更小型、和/或更轻便的便携式电子装置时，小型照相机模块制造商就面对这样的挑战：需要提供更小型的照相机模块，通过减小相机模块光学系统的制造公差，来减少制造成本。

【附图说明】

参照以下附图，将描述非限制性和非详尽性的实施例，其中相同参照码表示相同部件，除非另外特别说明。

图1是一个实施例的一种装置的方框示意图。

图2是一个实施例的成像模块的方框示意图。

图3是一个实施例的成像模块的透视图。

图4是一个实施例的镜头架的透视图。

图5A显示一个实施例的多个磁体的安排。图5B显示另一个实施例的多个磁体的安排。图5C是一个实施例的成像模块的透视图。

图6A-6B是不同实施例的成像模块的截面图。

图7A-7E显示一个实施例的成像模块的不同部分及不同角度的视图。图7A是镜头架的透视图。图7B是镜头架的侧视图。图7C是多个磁体的透视图。图7D和图7E显示一个实施例的镜头架和多个磁体。

图8A-8D显示一个实施例的成像模块的不同部分及不同角度的视图。图8B是一个实施例的镜头架的俯视图。图8C是一个实施例的多个磁体的透视图。图8A是一个实施例的镜头架和多个磁体的透视图。图8D是一个实施例的多个磁体和一个线圈的侧视图。

图9A-9C显示成像模块的部分不同实施例。

【发明详述】

在以下的详述里，将会阐述众多具体细节以便能够全面理解本发明。但是，本领域技术人员将会明白，有时不需要这些具体细节也可以实施本发明。另外，为了不混淆本发明，本领域技术人员所熟知的方法、装置或系统将不予详细描述。

在说明书里，“一个实施例”是指在本发明至少一个实施例里的与一个特别实施例有关而描述的特别特征、结构或特性。因此，在说明书不同地方出现的“在一个实施例里”不一定是指同一实施例或描述的任何一个特定实施例。此外，将会理解，在一个或多个实施例里，描述的特别特征、结构、或特性可以以各种方式进行组合。当然，通常这些问题可能会随着上下文的特定使用而发生变化。所以，参照有关上下文，上下文的特定描述或这些术语的使用可以提供有效指引。

用来描述这些实施例的术语“在…上”、“在…下”、“上部的”、“下部的”和“在…侧”，是指相对于该小型成像模块的光轴的位置。特别地，“在…上”和“在…下”是指沿着光轴的位置，其中“在…上”是指一个元件的一侧，而“在…下”是指该元件的另一个相反侧。相对于“在…上”和“在…下”，“在…侧”是指元件的侧面，其偏离光轴，如镜头的周围。此外，应该理解，这些术语不一定是指由重力或任何其它特定朝向所定义的方向。相反，这些术语仅用来识别一个部分相对另一个部分。因此，“上部的”和“下部的”可以与“顶部的”和“底部的”、“第一”和“第二”、“右”和“左”等互换。“水平的”可以指垂直于光轴的方向，而“垂直的”可以指平行于光轴的方向。

在此所述的实施例包括一个成像模块，其提供一个机制和/或允许一个过程：调整一个或多个单独镜头组件与一个或多个图像感应器之间的焦比(focal ratio)。图1是一个实施例的设备100的方框示意图。设备100可以是任何种类或形式的设备，例如电子设备如手持设备，如手机、平板电脑、PDA、相机、电脑等东西。设备100可以有多个与其操作和/或功能相关的模块。这多个模块可包括硬件、软件、和/或其组合。在一个实施例中，设备100包括成像模块102、接口模块104、I/O模块106、以及处理模块108等。成像模块102、接口模块104、I/O模块106、处理模块108可相互通信连接，以便能方便地发送数据给任何一个给定模块和从任何一个给定模块接收数据。

成像模块102可以包括任何合适的与成像相关的模块。例如，成像模块102可以是硬件和/或软件的组合，以便能捕获给定场景的图像。例如，在一个实施例中，成像模块102可以是一个手持设备中的相机模块的一个组件。

接口模块104可以是任何合适的与用户、设备、和/或设备100其它模块相接口而有关的模块。例如，接口模块104可以是硬件和/或软件的组合，以便能提供一个接口以允许与用户交互。在一个实施例中，接口模块104可以发送和接收与图形用户界面相关的数据，用户可以与其交互。在另一个实施例中，接口模块104可便于与设备100的一个外部设备进行通信连接。例如，接口模块104可以关于设备100的一个外部设备进行发送和接收通信数据。

I/O模块106可以是任何合适的与设备的输入/输出有关的模块。例如，I/O模块106可以是硬件和/或软件的结合，便于有关的设备100输入和输出功能。

处理模块108可以是任何合适的与设备100的处理和/或计算相关的模块。例如，在一个实施例中，处理模块108可包括一个处理器，被设置为发送和接收数据并执行与之相关的不同进程。例如，处理模块108能够接收设备100模块的功能指令，并执行该指令。

在运行时，根据设备100的一个实施例，成像模块102、接口模块104、I/O模块106、处理模块108可以交换数据，作为设备100运行的一部分。例如，一个用户可以试图与设备100的一个元件进行交互。该用户交互可以由一个信号来表示。在一个实施例中，该信号可以在I/O模块106中最先产生。然后一个额外的指令信号被发送到处理模块108。在一个例子中，该用户交互可能与成像模块102的运行相关，如指示成像模块102初始化并准备拍摄图像。然后成像模块102拍摄图像，并发送多个与之相关的信号到处理模块108、I/O模块106、和/或接口模块104等。在一个示例性实施例中，与拍摄图像相关的信号存储在设备100的存储器中，存储器可以是非暂时性计算机可读存储介质。上述介绍的是设备100的一个可能运行的一个示例性描述，不应被视为限制性的。

图2是一个实施例的成像模块202的方框图。图2显示成像模块202的不同部分间的通信连接，并不打算被解释为成像模块202的物理结构的文字描述。在这个例子中，成像模块202可以是硬件和软件的组合，包括但不限于镜头组件210、致动器212、控制器218、感测模块220、和图像感应器250。成像模块202可以包括总线222，其便于传送和接收成像模块202和/或外部模块和设备之间的数据。组成成像模块202的这些和其他模块可以是硬件、软件和/或其组合。

镜头组件210是一如玻璃、塑料和/或金属等结构的组合，以便构成一元件能接收和发送电磁辐射，在至少一个实施方式中，该电磁辐射包括可见光。当然，镜头组件210还可包括其他的结构和功能。在一个实施例中，镜头组件210可包括一个或多个镜头元件(图中未示出)，它们共同运行以折射光线。在某些实施例中，成像模块202可以包括多个镜头组件210。

致动器212可以是任何适当形式的能够关于图像感应器250而移动镜头组件210(反之亦然)的致动器。在一个实施例中，致动器212可以是包括至少一个磁体和至少一个线圈的电磁致动器，磁体和线圈之间通过电磁力而相互作用。电磁致动器可以导致镜头组件210在一个或多个方向上移动和/或导致镜头组件210围绕一个或多个轴旋转。电磁致动器可以是一磁体和线圈致动器，和一音圈电机(VCM)，等等。当然，本披露还可以有其他形式的致动器212，包括但不限于机电和压电相关的致动器。

控制器218可以是硬件、软件、和任何合适的软硬件组合。控制器218可以是能够改变镜头组件210特性(包括但不限于曝光时间、光圈值、焦距和焦比、以及镜头畸变映射)的一个模块。比如，在一个实施例中，控制器218能够确定离一个物体的距离、一个镜头的焦距，并能因此调整镜头高度。控制器218还能为成像模块202提供移动和旋转控制。例如，控制器218能够控制镜头组件210关于至少两个轴的摆动(tilt)。在一些例子中，控制器218可以和一个或多个图像感应器250集成在同一芯片上。当然，控制器218的前面所述的和其他的功能，可以是任意单一地或部分地执行，可以更概括地认为控制器218是促成成像模块202运行的硬件和软件的象征性代表。

可选的感测模块220可以是能够感测镜头组件210关于图像感应器250的位置的任何硬件、软件、及其组合。在一个实施例中，感测模块220可以是一个根据磁场强度而感测镜头组件210位置的元件。另外一个实施例中，感测模块220可以是感测电流或电阻的传感器，等等。当然，本披露还可以有任何其它合适的装置或机制。

总线222能够传送和接收数据，往来于镜头组件210、致动器212、控制器218、感测模块220、图像感应器250、和成像模块202的外部设备和模块。

在运行时，信号通过总线222在成像模块202处接收到，并被传送到相应模块。信号也可以通过总线222从成像模块202发送出去。信号可以通过总线222在成像模块202的模块之间接收和发送。

图3是一个实施例成像模块302的透视图。成像模块302包括一个镜头架314，镜头架314安置在上壳体316和磁轭324内。成像模块302包括一个用于捕获图像的镜头组件(图中未示出)。镜头组件可以连接到镜头架314。在一个实施例中，镜头组件可以结合到镜头架314内成一体。镜头架314连接到底座326。在一个实施例中，控制器328连接到底座326。除了控制器328，还有电子电路和功率源(未示出)助于致动器的控制。成像模块302可以是一个图像感应器(未示出)，用于收集折射光。在一个实施例中，镜头架314和镜头组件可以定义一个光轴，该光轴垂直于图3中示出的X轴和Y轴。但是应当理解的是，图3中的X轴和Y轴是为了便于理解下面的讨论，不应理解为成像模块302物理结构的组件。

在运行时，镜头架314可以沿着镜头架314中的镜头组件所定义的光轴而移动。镜头架314的移动可以是由电磁致动器引起的。例如，一个电流信号会导致一个或多个相对于电磁致动器的电磁力，可引起镜头架314的移动。在一个例子中，电磁致动器可以包括连接到磁轭324的一个或多个磁体，以及连接到镜头架314一个或多个线圈。电磁致动器能够引起镜头架314沿着至少一个轴的移动，还能引起镜头架314围绕两个或多个其他轴的旋转。例如，所述一个或多个电磁力引起连接到镜头架314的一个或多个线圈相对于一个或多个磁体的移动。镜头架314的移动可以调整镜头架314内镜头组件和图像感应器之间的距离，而图像感应器从镜头组件接收折射光。例如，镜头架314相对于所述图像感应器移动，将光线聚焦在图像感应器上。成像模块302还包括一连接到镜头架314的弹簧机构，协助镜头架314返回到平衡或中立位置。弹簧机构可以包括一上弹簧和一下弹簧。例如，每个下弹簧和上弹簧都是一个螺旋弹簧(coil spring)，其直径大于镜头架314的直径。下弹簧和上弹簧也可以是片弹簧(leaf spring)，一个或多个片弹簧布置在靠近镜头架314的相应端。上弹簧和下弹簧也可以安置在不同的位置。例如，都位于镜头架314的一端，彼此靠近。

另外，镜头架314能够绕其他轴旋转。例如，镜头架314可绕如图3所示的Y轴旋转，以响应于电磁致动器的一个电流信号。在另一个例子中，镜头架314可绕如图3所示的X轴旋转，以响应于电磁致动器的一个电流信号。在一个实施例中，一个或多个电流信号被传送到电磁致动器，引起镜头架314关于X和/或Y轴的旋转。镜头架314绕X和/或Y轴的旋转运动可有助于图像稳定(防抖)的功能。

图4是镜头架414的透视图。镜头架414可以连接到镜头组件(未示出)。图4显示一个实施例的电磁致动器，它包括第一线圈430、第二线圈432和第三线圈434。第一、第二、和第三线圈430、432和434可以连接到镜头架414的一个外表面。可以安置第一、第二、和第三线圈430、432和434靠近电磁致动器的一个或多个磁体。如此处所用的，如果每个都布置在电磁场和/或另一个磁场内，那么线圈就靠近磁体。第一、第二、和第三线圈430、432、和435可同心地布置在镜头架414上，使得第一、第二、第三线圈430、432、和435中每一个的中心都位于镜头架414的光轴上。

在运行时，一个电流信号传送到第一线圈430。该电流会导致产生第一线圈430和电磁致动器的一个或多个磁体之间的电磁场。产生的电磁场会引起镜头架414沿着镜头架414定义的光轴而移动。一个电流信号传送到第二线圈432。该电流会导致产生第二线圈432和电磁致动器的一个或多个磁体之间的电磁场。产生的电磁场会引起镜头架414绕一垂直于光轴的轴线而旋转。一个电流信号传送到第三线圈434。该电流会导致产生第三线圈434和电磁致动器的一个或多个磁体之间的电磁场。产生的电磁场会引起镜头架414绕一垂直于光轴的轴线而旋转。

根据所需的控制类型，电磁致动器可以包括独立运行的部分和/或可以被电串联连接的部分。根据一个实施例，对于运动控制，第二线圈432和第三线圈434可以独立连接，使得通过第二线圈432的电流可以独立于流过第三线圈434的任何电流，以便使得镜头架414可以有围绕不同轴的独立旋转运动。这个独立运动允许进行精确控制不同的功能，例如自动对焦功能和图像稳定功能。在一个实施例中，自动对焦和图像稳定功能可根据需要而独立运行或组合运行。在另一个实施例中，根据特定应用的要求，自动对焦功能的控制和图像稳定功能的控制可以独立地进行。

在一个实施例中，第一、第二、和第三线圈430、432、和435可以是导电材料。成像模块302的某些元件，如壳体和镜头架414，可以是非磁性材料，如塑料或非磁性金属合金，以便不干扰线圈和磁体的磁场。

图5A显示成像模块502的电磁致动器的一组多个磁体。在本实施例中，布置12个磁体靠近一个或多个线圈，以利于镜头架514的移动和/或旋转。例如，安置磁体536a1、536b1、536c1、536d1靠近第一线圈530，安置磁体536a2、536b2、536c2、536d2靠近第二线圈532，安置磁体536a3、536b3、536c3、536d3靠近第三线圈534。如图5A所示，磁体536a1-3、536b1-3、536c1-3、和536d1-3的表面可以是一个极性。如此处所用的，每个磁体面对线圈530、532和/或534的那个表面的极性要么是[N]要么是[S]，来指示是北极或南极。因此，例如，磁铁536a1面对第一线圈530的那个表面是极性'N'。如本技术领域的普通技术人员将理解的，在图5A中列出的极性，旨在描述运行，并不理解为限制性的意义。事实上，本披露的磁体和线圈可以有许多种极性和安排。

图5B显示另一实施例的成像模块502的电磁致动器的磁体。该实施例包括靠近第一线圈530的磁体536a1、536b1、536c1、536d1和靠近第二线圈532的磁体536c2、536d2，以及靠近第三线圈的磁体536d3。

图5C显示一个实施例的成像模块502，其中磁体(536a1至536d3)安置在镜头架514和第一、第二、和第三线圈530、532、534周围。在运行时，提供电流给第一线圈530，这会引起在第一线圈530和至少磁体536a1、536b1、536c1、536d1之间产生电磁力，电磁力会引起镜头架514沿着或平行于由镜头组件和镜头架514定义的光轴而移动。例如，电流信号会引起组合的电磁力，例如组合的电磁力包括电磁致动器的吸引力和排斥力，这足以引起镜头架514的移动。

提供另一个电流到第二线圈532，这会导致第二线圈532和至少磁体536a2、536b2、536c2、536d2之间形成电磁力。形成的电磁力会引起镜头架514绕一垂直或正交于光轴的轴线而做旋转运动。比如，在一个例子中，所提供的电流会引起镜头架514的转动，使得镜头架514绕一个轴摆动。提供给第二线圈532的电流可以独立于提供给第一或第三线圈530和534的任一电流。

提供又一个电流到第三线圈534，这会导致第三线圈534和至少磁铁536a3、536b3、536c3、536d3之间产生电磁力。产生的电磁力会引起镜头架514绕一垂直或正交于光轴的轴线而做旋转运动，在一个实施例中，第三线圈534产生旋转运动的旋转轴线亦可是垂直或正交于第二线圈532产生旋转运动的旋转轴线。镜头架514的该移动和/或旋转对应于对焦和/或图像稳定功能。

应当理解，前面的描述中，第一、第二、第三线圈530、532、534中的每个线圈都会收到一个导致镜头架514旋转运动的电流信号，它们是相互独立的。例如，在一个实施例中，一个或多个电流信号被传送到第一线圈530，第一线圈530是关于成像模块502的自动对焦功能的。因此，第一线圈530可以称为自动对焦线圈。在这个例子中，给第一线圈530的电流信号是独立于到第二和第三线圈532、534的任一电流信号的。例如，第一线圈530接收到一个电流信号，而第二和第三线圈532、534没有收到任何电流信号。另外，在一个实施例中，成像模块502支持在第一、第二、第三线圈530、532、534接收不同大小和/或极性的电流信号。例如，可以希望在第一线圈530接收电流信号A1，而同时在第二个线圈532接收电流信号A2，在第三线圈534接收电流信号A3。因此，例如，如果期望使用成像模块502的自动对焦功能，那么传输电流信号A1到第一线圈530，这会引起镜头架514沿镜头架514的光轴而移动。在一个例子中，如果期望在使用自动对焦功能的同时能使用成像模块502的图像稳定功能，那么分别传输电流信号A2和A3到第二和第三线圈532和534，这可以使镜头架514绕垂直或正交于光轴的轴而旋转。

在又一些例子中，可以传输多个电流信号到第一、第二、第三线圈530、532、534中的任一个。例如，在一个实施例中，导致镜头架514的移动和/或旋转，可以是传送第一电流信号A1以产生第一力，随后传送第二电流信号A2以产生第二力。事实上，本披露可以有任何数量、大小、极性和/或持续时间的电流信号。

在一个实施例中，第一、第二和/或第三线圈530、532、534可以设置为在线圈的不同部分，产生不同的电磁场。例如，第二线圈530可以包括第一和第二部分，并能够根据一个电流信号在第一部分产生第一电磁场，而在第二部分产生第二电磁场。在一个实施中，一个线圈(如第二线圈532)能够在第一部分接收第一电流，在第二部分接收第二电流，从而能产生两个电磁场。当然，这些仅仅是示例性的实施例，不要理解为限制性的。

图6A和6B显示成像模块602的横截面，可以看作是图3的成像模块302分别沿x轴和y轴横切的视图。如图6A和6B所示，成像模块602包括上壳体616、磁轭624和底座626。例如控制器628的电路，可以集成入底座626中。上壳体616、磁轭624和底座626可以是任何合适的材料，包括但不限于塑料和其他轻质量的合成材料。

镜头架614被安置在成像模块602的上壳体616、磁轭624、和底座626内。在一个实施例中，一个或多个弹簧(参见图9A-9C)协助提供的成像模块602的功能。在一个实施例中，多个线圈如第一线圈630、第二线圈632、第三线圈634连接到镜头架614。这些线圈如第一、第二、第三线圈630、632、634可以安置在镜头架614的外表面周围的同心圆上。或者，第一、第二、第三线圈630、632、634可安置在镜头架614外表面周围的不同位置上(参见图7A)。在一个实施例中，第一线圈630可以大于第二和第三线圈632、634。例如，不同尺寸的线圈可能有助于镜头架614的移动，实现自动对焦功能。

安置第一、第二、第三线圈630、632、634靠近多个永久磁体。在一个实施例中，成像模块602的磁体可以安置在磁轭624的拐角上。因此，每个线圈都靠近一个或多个磁体。例如，安置第一线圈630靠近磁体636a1、636b1、636c1、636d1，如图6A和图6B所示。面对第一线圈630的磁体636a1、636b1、636c1、636d1的部分有一极性。而且，第二个和第三个线圈632、634也都安置靠近一个或多个磁体。

在运行时，第一线圈630接收一个或多个电流信号。根据接收到的一个或多个电流信号，关于第一线圈630感应产生一个电磁场。感应产生的电磁场与一个或多个磁体如636a1、636b1、636c1、636d1的磁场相互作用。因此，感应产生的电磁场会引起一个或多个力，例如吸引力和/或排斥力。例如，根据提供的电流，吸引力和/或排斥力会导致镜头架614的移动。在一个例子中，引起的一个或多个力就这样沿着镜头架定义的光轴驱动镜头架614。例如，镜头架614可以沿着镜头架614的光轴向上或向下任意垂直移动，如图6A和图6B所示。在这个例子中，镜头架614的移动可以用于改变焦距或焦比。例如，这个运行原理可以用于成像模块612的自动对焦功能。

独立于第一线圈630接收到的任何电流信号，第二线圈632可接收到一个或多个电流信号。根据接收到的一个或多个电流信号，感应产生的电磁场会导致在第二线圈632和一个或多个磁体(如磁体632a2、632b2、632c2、632d2)之间的一个或多个力。所述一个或多个力会引起镜头架614关于一个轴线移动和/或旋转，该轴线正交或垂直于由镜头架614定义的光轴。例如，镜头架614的旋转可以是围绕图5C所示的x轴和y轴的旋转。因此，更一般地，在一个实施例中，施加在第二和/或第三线圈632、634上的一个或多个电流信号会导致镜头架614关于与镜头架614光轴正交的轴而摆动。在一个例子中，第二和第三线圈632、634可以称为为旋转线圈。该运行原理可用于图像稳定(防抖)相关的功能。

在一个实施例中，线圈(如第二和第三线圈632、634)可被设置为有助于绕轴旋转。例如，第二线圈632可以包括至少第一和第二部分，在第二线圈632上感应产生的一个电磁场，可以不同于第二线圈632的第一和第二部分。一种情况是，第一电磁场X1N/C可以感应产生在第二线圈632的第一部分，而第二电磁场X2N/C感应产生在第二线圈632的第二部分。因此，举例来说，一个吸引力可能产生在第二线圈632第一部分，一个排斥力可能产生在第二线圈632的第二部分。前面的讨论也可以适用于第三线圈632。当然，前面的描述是用来说明基本功能，不应理解为限制性的意义。事实上，本披露可以有无限数目的不同实施例。

在一个实施例中，独立的电流信号被传送到第一、第二和/或第三线圈630、632、634。一种情况是，可同时、或部分同时、或在不同时间，传送独立的电流信号。就可能的功能方面广义上说来，该原理的结果的一个例子是，镜头架614的自动对焦功能可以独立于镜头架614的图像稳定功能而运行。因此，镜头架614能够沿着光轴移动的同时，还能围绕至少一个正交于光轴的轴而旋转。在这个例子中，成像模块602可以利用自动对焦功能，同时或部分同时地拥有防抖功能。应当指出的是，本领域普通技术人员将理解，这只是前述运行原理的一个结果。

另外，一个或多个弹簧可以连接到镜头架614上，能够根据需要而将镜头架614回复到中立和/或静止位置。例如，在一个实施例中，施加一个或多个电流信号到第一线圈630，可导致镜头架614沿着光轴移动。在某个时间点已拍摄图像，镜头架614可以通过一个弹簧或其他机械和/或机电机制回复到静止位置。

图7A-7E显示一个实施例成像模块702的各个组成部分和视图。比如，图7A和图7B分别是镜头架714的透视图和侧视图。镜头架714可以包括一个电磁致动器，电磁致动器包括一个连接到镜头架714表面上的第一线圈730。镜头架714还包括至少一个第二线圈组732(其包括线圈732(1)和732(2))和至少一个第三线圈组734(其包括线圈734(1)和734(2))。例如，第二线圈组732的第一线圈732(1)在镜头架714的第一位置，第二线圈732(2)在镜头架714的第二位置上。线圈732(1)和732(2)安置在镜头架上，并在镜头架714的互补侧上。例如，线圈732(1)和732(2)可以安置在一条轴线上，如图7A所示的y轴上，以使其在镜头架714的相对侧上。同样地，第三线圈组734包括线圈734(1)和734(2)，它们也安置在镜头架714的相对侧上。

成像模块702的电磁致动器还可以包括多个磁体，如图7C-7E所示。图7C显示一个实施例的一种可能的磁体安排。例如，成像模块702可包括多个磁体，它们靠近线圈安置，如第一线圈730和第二线圈732。在一个实施例中，成像模块702的磁体包括靠近第一线圈730安置的磁体736a1、736b1、736c1、736d1。在一个实施例中，磁体736a2和736d2靠近第二线圈组732，磁体736b2和736c2靠近第三线圈组734。因此，可以设置镜头架714使得线圈732(1)、732(2)和磁体736a2、736d2的组合能够导致镜头架714绕图7A中所示的x轴旋转。此外，可以设置镜头架714使得线圈734(1)、734(2)和磁体736b2、736c2能够导致镜头架714绕图7A中所示的y轴旋转。为了便于说明，图7C还包括了[N]或[S]标示，以便提供一个磁体的表面极性。例如，如图7C所示，磁体736a1的表面可以具有极性[N]，磁体736a2的表面可具有极性[S]。磁体736d1、736d2面对磁体736a1、736a2的表面也分别有极性[N]和[S]。而磁体736d1、736d2的相对表面分别具有相反极性[S]和[N]。当然，本披露可以有任何磁体和线圈组合的电磁致动器，前面讨论的可能结构和安排不应视为限制性的。

在运行时，成像模块702接收一个关于改变成像模块702焦距或焦比的信号。例如，接收到的信号可以是关于通过相对于图像感应器(图中未示出)而移动镜头来增加或减少焦距或焦比的。在这种情况下，第一线圈730可接收一个或多个电流信号。根据所述一个或多个电流信号，关于第一线圈730而感应产生一个电磁场，感应产生的电磁场会在第一线圈730和至少一个磁体(如磁体736a1、736b1、736c1、736d1)之间引起一个或多个力。所述一个或多个力可以是吸引力或排斥力。根据所述一个或多个力，可以驱动镜头架714沿着光轴相对于图像感应器和/或镜头架714的电磁致动器的磁体而移动。

成像模块702还可以收到有关镜头架714绕垂直于光轴的一个或多个轴而旋转的一个或多个信号。例如，接收到的一个或多个信号可以是关于镜头架714绕图7A所示x或y轴而旋转的。在一个实施例中，在第二或第三线圈组732、734收到一个或多个电流信号。例如，如果接收到的一个或多个信号都是关于镜头架714绕y轴旋转的，那么线圈734(1)和734(2)接收一个或多个电流信号，并产生一个或多个力。该产生的一个或多个力可以是吸引力或排斥力西。例如，线圈734(1)接收到一个或多个电流信号，和磁体736c1与磁体736c2之间的磁场相互作用，产生一个向下的力，而线圈734(2)接收到一个或多个电流信号，和磁体736b1与磁体736b2之间的磁场相互作用，产生一个向上的力。因此，产生的力的组合可以使镜头架714绕y轴旋转。本技术领域的普通技术人员将理解，也可以实现围绕其他轴的类似运行，例如x轴。事实上，镜头架714绕x轴旋转可以通过提供一个或多个电流信号到线圈732(1)和732(2)而实现。

在一个实施例中，通过仅为给定线圈组(例如线圈732(1)和732(2))中的一个线圈提供电流信号，可以实现类似的功能。例如，镜头架714可以被设置为实现绕轴旋转，如图7A所示的x轴，一个或多个电流信号可以传送到732(1)和732(2)中的一个。在这种情况下，所传送的一个或多个电流信号可以产生一个力，足以引起绕x轴的旋转。在这样的运行的一个示例中，线圈732(1)接收到一个或多个电流信号，产生一个或多个力，这些力足以引起绕x轴的旋转。当然，前面的讨论是为了说明一般的运行原理，不应在限制性的意义上理解。

图8A-8B显示本发明的又一实施例。事实上，图8A和8B显示成像模块802包括镜头架814、第一线圈830、第二线圈832及第三线圈834。成像模块802还包括多个磁体，如磁体836a1-836d2。在一个实施例中，磁体836a2-836d2可以与磁体836a1-836d1不同尺寸。尺寸的差异可足以容纳一个或多个磁体，如第二线圈832和第三线圈834。第二线圈832和第三线圈834可放置在镜头架814的底部。第二和第三线圈832、834可以定义一个或多个垂直于光轴的平面。第二线圈832和第三线圈834可以部分地布置在磁体836a1-836d1之下，并邻近磁体836a1-836d2的极性表面。

在运行时，一个或多个电流信号被传送到电磁致动器的线圈上，以促使镜头架814的运动。例如，如上所讨论的，到第一线圈830上的一个或多个电流信号会引起一个或多个电磁力，驱动镜头架814沿着光轴移动。此外，第二线圈832接收到的一个或多个电流信号，可以促使镜头架814绕垂直于光轴的轴线(如图8A所示的x轴)旋转。第三线圈834也可以接收到一个或多个电流信号，也促使镜头架814的旋转运动，例如关于图8A所示的y轴。

图8C和8D显示第三线圈834相对于磁体836c1和磁体836c2之间磁场的相互作用。类似于图7C，图8C包括说明性的极性表示[N]和[S]。成像模块802也会接收到一个或多个关于镜头架814绕正交于光轴的一个或多个轴旋转的信号。例如，接收到的一个或多个信号，是关于镜头架814绕图8A所示x轴或y轴旋转的。在一个实施例中，在第二和/或第三线圈组832、834上接收到一个或多个电流信号。例如，如果接收到的一个或多个信号是关于镜头架814绕y轴旋转的，则第三线圈834会收到一个或多个电流脉冲，并产生一个或多个力。例如，第三线圈834中的一个线圈收到一个或多个电流信号，产生一个向下的力，该向下的力是由于第三线圈834的电磁场和磁体836c1与836c2之间的磁场的相互作用。另外，例如，第三线圈834中的一个线圈收到一个或多个电流信号，产生一个向上的力，该向上的力是由于第三线圈834的电磁场和磁体836b1与836b2之间的磁场的相互作用。因此，产生的力的组合足以使镜头架814绕y轴旋转。本领域普通技术人员将理解，也可以实现围绕其他轴的类似运行，例如x轴。事实上，镜头架814绕x轴的旋转可通过提供一个或多个电流信号到第二线圈832而实现。

图9A-9C显示成像模块902的不同实施例。参照图9A-9C，成像模块902包括一个上壳体，上壳体连接到垫片942和/或上弹簧938。垫片942和上弹簧938可以连接到磁轭924和/或一个镜头架914。多个磁体连接到磁轭924。例如，图9A所示的磁体936a、936b、936c、936d可以安置在磁轭924的内表面。在另一实施例中，磁体936a1-936d2可以安置在磁轭924的内表面。镜头架914可以安置在外壳体924内，使得连接到镜头架914的多个线圈都与磁轭924中的磁体靠近。例如，在一个实施例中，第一线圈930、第二线圈932、第三线圈934可以安置在镜头架914外表面周围的同心圆(或其他合适的形状，例如六边形和八边形等)上，如图9A所示。在另一实施例中，第二线圈932、934连接到镜头架914，并安置靠近磁体，如连接到磁轭924内表面上的936a1-936d2，如图9B所示。镜头架914可以连接到一个下弹簧940和底座926。

在一个实施例中，上弹簧和下弹簧938、940中的每个弹簧都是关于一个或多个平分轴对称的。上弹簧和下弹簧938、940的对称性会影响旋转中心的位置，这会影响镜头架914的摆动运动。例如，弹簧的对称性有助于保持转动中心一般都在光轴上，并最小化和/或限制镜头架914的平移运动。

本领域技术人员将会认识到，对于以上描述，可能会有一个几乎无限数量的变异，这些例子和所附附图仅仅是用于描述一个或多个特定实施。它们不应理解为限制性的。

在此使用的“和”、“和/或”和“或”可以包含各种涵义，同样至少部分取决于这些术语使用的上下文。通常，使用时，如果“或”和“和/或”关联到一个列表，如A、B或C，其可以是包含涵义，是指A、B和C，也可以是排他涵义，是A、B或C。另外，在此使用的“一个或多个”可以用来描述单数的任何特征、结构或特性，或可以用来描述特征、结构或特性的一些组合。尽管如此，应该注意到，这仅是一个描述例子，本发明并不受限于此例子。

尽管已经描述和叙述了被看作本发明的示范实施例，本领域技术人员将会明白，可以对其作出各种改变和替换，而不会脱离本发明的精神。另外，可以做出许多修改以将特定情况适配到本发明的教义，而不会脱离在此描述的本发明中心概念。所以，本发明不受限于在此披露的特定实施例，但本发明还包括属于本发明范围的所有实施例及其等同物。

Claims (16)

1.一个镜头移动装置，包括：

一个镜头架；和

一个电磁致动器，其连接到所述镜头架，所述电磁致动器包括：

多个磁体；

第一线圈，其连接到所述镜头架，并靠近所述多个磁体中的至少第一磁体，能够引起所述镜头架沿着其光轴移动；

第二线圈，其连接到所述镜头架，并靠近所述多个磁体中的至少第二磁体，能够引起所述镜头架绕着与所述光轴垂直的第一轴转动；

第三线圈，其连接到所述镜头架，并靠近所述多个磁体中的至少第三磁体，能够引起所述镜头架绕着与所述光轴和所述第一轴垂直的第二轴转动；

其中所述多个磁体中至少一个磁体的尺寸大小不同于所述多个磁体中至少第二个磁体的尺寸大小；

其中所述第一、第二、第三线圈都同心地安置在所述镜头架的外围。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个磁体包括：(i)一组至少两个磁体，其安置靠近所述第一线圈，并有相同极性，(ii)一组至少两个磁体，其安置靠近所述第二线圈，并且其极性不同于靠近所述第一线圈的所述至少两个磁体的极性，(iii)一组至少两个磁体，其安置靠近所述第三线圈，并且其极性不同于所述另外两组磁体中至少一组磁体的极性。

3.根据权利要求1所述的装置，其中：

所述多个磁体包括：(i)一组四个磁体，其安置靠近所述第一线圈，(ii)一组两个磁体，其安置靠近所述第二线圈,(iii)一个磁体，其安置靠近所述第三线圈；

其中所述四个磁体组有第一极性，所述两个磁体组有第二极性，靠近第三线圈的所述磁体有所述第一极性。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一、第二、第三磁体固定连接在一个磁轭上。

5.根据权利要求4所述的装置，包括：

一个底座，其通过一个下弹簧连接到所述镜头架，所述底座也连接到所述磁轭；

一个上壳体，其通过一个上弹簧连接到所述镜头架；

其中所有所述线圈都位于所述下弹簧和上弹簧之间。

6.根据权利要求1所述的装置，还包括一个控制器，其能够为所述镜头架提供移动和转动控制。

7.一种镜头移动方法，包括：

将第一、第二、第三线圈都同心地安置在镜头架的外围；

施加一个电流到置于镜头架外围表面的第一线圈上，驱使所述镜头架沿着其光轴移动；

施加一个电流到与所述镜头架连接的第二线圈上，驱使所述镜头架绕垂直于所述光轴的第一轴而转动；

施加一个电流到与所述镜头架连接的第三线圈上，驱使所述镜头架绕垂直于所述光轴和所述第一轴的第二轴而转动。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一线圈接收的电流是关于自动对焦功能的。

9.根据权利要求7所述的方法，其中所述第二线圈接收的电流是关于图像稳定功能的。

10.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一线圈接收的电流会引起在所述第一线圈和至少第一磁体之间的一个电磁力，所述至少第一磁体是靠近所述第一线圈的。

11.根据权利要求7所述的方法，其中所述第二线圈接收的电流会引起一个磁场，所述磁场会在所述第二线圈和至少第二磁体之间产生一个电磁力，所述至少第二磁体是靠近所述第二线圈的。

12.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一线圈接收到的电流独立于所述第二、第三线圈接收到的电流。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第二线圈接收到的电流独立于所述第三线圈接收到的电流。

14.一种镜头移动装置，包括：

一个镜头架；和

一个电磁致动器，其包括：

与所述镜头架连接的第一线圈，其引起所述镜头架沿着所述镜头架的光轴而移动；

与所述镜头架连接的第二线圈，其引起所述镜头架绕垂直于所述光轴的第一轴而转动；

与所述镜头架连接的第三线圈，其引起所述镜头架绕垂直于所述光轴的第二轴而转动；

其中所述第一、第二、第三线圈都同心地位于所述镜头架周围。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述电磁致动器能够(i)施加一个电流到所述第一线圈，不受第二和第三线圈影响，(ii)施加一个电流到所述第二线圈，不受第三线圈影响。

16.根据权利要求14所述的装置，还包括一个控制器，其能够为所述镜头架和所述电磁致动器提供移动和转动控制。