CN105717725A - 相机模块 - Google Patents

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CN105717725A CN201510845469.XA CN201510845469A CN105717725A CN 105717725 A CN105717725 A CN 105717725A CN 201510845469 A CN201510845469 A CN 201510845469A CN 105717725 A CN105717725 A CN 105717725A
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optical axis
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林铢哲
朴哲辰
金哲镇
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Abstract

提供一种相机模块，所述相机模块包括：线筒；透镜镜筒，安装在线筒中；支架，容纳线筒；镜头驱动器，包括设置在线筒外表面上的第一线圈、面向第一线圈的磁体和面向磁体的第二线圈；框架，与支架分开；以及滚珠部，设置在支架和框架之间，其中，第一线圈和磁体被构造为产生沿光轴方向的第一驱动力，以及其中，第二线圈和磁体被构造为产生沿与光轴方向垂直的方向的第二驱动力。

Description

相机模块
本申请要求于2014年12月19日在韩国知识产权局提交的第10-2014-0184781号韩国专利申请的优先权的权益，所述申请公开的全部内容为全部目的通过引用被包含于此。
技术领域
下面的描述涉及一种相机模块。
背景技术
近来，多功能迷你相机模块已经被用在除诸如智能电话的移动电话之外的诸如平板个人电脑(PC)、便携式计算机等的移动通信终端中。
此外，通过固定焦点拍摄主题的单焦点式相机模块可实现为相机模块。然而，近来，随着技术的进步，已经实现了包括可执行自动对焦控制的自动对焦(AF)致动器的相机模块。
此外，随着移动通信终端正变得越来越小，当拍摄图像时移动通信终端被其轻微运动显著地影响，因此，图像质量会劣化。因此，需要图像稳定技术(imagestabilizationtechnology)来获得清晰的图像。
当在图像的拍摄过程中发生手部抖动时，应用了光学图像稳定(OIS)技术的OIS致动器可用于图像稳定。
OIS致动器可沿与光轴方向垂直的方向移动透镜模块。为此，OIS致动器使用支撑透镜模块的吊线(suspensionwire)。
然而，由于用在OIS致动器中的吊线容易受外部冲击的影响，因此，在OIS的驱动过程中，吊线可能变形。其结果是，会产生驱动位移，因此，难以提供产品可靠性。
此外，当相机模块包括AF致动器和OIS致动器时，难以使相机模块小型化，且会增加制造成本。
发明内容
提供本发明内容以通过简化形式介绍发明构思的选择，发明构思在下面具体实施方式中进一步描述。本发明内容并不意在确认所要求保护主题的必要特征或关键特征，也不意在用作帮助确定所要求保护主题的范围。
根据一个大体方面，一种相机模块包括：线筒；透镜镜筒，安装在线筒中；支架，容纳线筒；镜头驱动器，包括设置在线筒外表面上的第一线圈、面向第一线圈的磁体和面向磁体的第二线圈；框架，与支架分开；以及滚珠部，设置在支架和框架之间，其中，第一线圈和磁体被构造为产生沿光轴方向的第一驱动力，其中，第二线圈和磁体被构造为产生沿与光轴方向垂直的方向的第二驱动力。
所述相机模块还可可包括：第一基板，包括安装在其上的图像传感器并结合到框架；吊线，包括固定到第一基板的第一端和固定到支架的第二端。
所述支架可包括弹性地支撑透镜镜筒的至少一个弹性构件。
所述吊线的第二端可固定到弹性构件。
所述第一线圈和所述磁体可沿与光轴垂直的方向面向彼此。
所述第二线圈和所述磁体可沿与光轴垂直的方向面向彼此。
磁体的面向第一线圈的第一表面和磁体的面向第二线圈的第二表面可具有不同的极性。
所述第一线圈可沿一个方向围绕线筒的外表面缠绕，所述第二线圈呈包括中空的环状线圈形状。
所述磁体可安装在支架上。
所述相机模块还可包括：壳体，包围支架并结合到框架；以及第二基板，安装在壳体的内表面上，其中，第二线圈安装在第二基板上。
所述滚珠部可接触并支撑框架和支架。
所述框架可包括将滚珠部设置在其中的容纳槽。
根据另一大体方面，一种相机模块包括：框架，包括窗口，窗口被构造为传输光；驱动部，与框架分开；透镜镜筒，设置在框架中；滚珠部，设置在框架和驱动部之间；磁体，设置在驱动部中；第一线圈，被构造为与磁体相互作用以产生沿光轴方向的驱动力；以及第二线圈，被构造为与磁体相互作用以产生沿与光轴方向垂直的方向的驱动力。
所述磁体可设置在第一线圈与第二线圈之间。
所述第一线圈和所述磁体可沿与光轴方向垂直的方向面向彼此，其中所述磁体与所述第二线圈可沿与光轴方向垂直的方向面向彼此。
所述相机模块还可包括：第一基板，包括安装在其上的图像传感器并结合到框架；吊线，包括固定到第一基板的第一端和固定到驱动部的第二端。
所述吊线可被构造为向第一线圈提供电力。
所述滚珠部可被构造为防止由于吊线的变形导致的驱动部的倾斜。
根据下面的具体实施方式和附图，其他特征和方面将变得显而易见。
附图说明
图1是根据示例的相机模块的示意性分解立体图。
图2是相机模块的立体图。
图3是示出了将滚珠设置在相机模块的支架和框架之间的形式的图。
图4是相机模块的示意性截面图。
图5是示出了相机模块的镜头驱动器的结构的示意性立体图。
图6是沿图5的线A-A’截取的截面图。
附图和具体实施方式自始至终使用相同的标号指示相同的元件。附图可不是等比例的，为了清楚、说明和方便起见，可放大附图中元件的相对尺寸、比例和描绘。
具体实施方式
提供下面的具体实施方式以帮助读者获得对这里所描述的方法、装置和/或系统的全面理解。然而，这里所描述的方法、装置和/或系统的各种变换、修改和等同物将对本领域普通技术人员显而易见。这里所描述的操作顺序仅仅是示例，并不限于这里所阐述的顺序，而是除了必须按照特定顺序发生的操作之外，可作出对于本领域普通技术人员显而易见的改变。此外，为了更加清楚和简洁，可省略本领域普通技术人员熟知的结构和功能的描述。
这里所描述的特征可以以不同的形式实施，且将不被解释为限于这里所描述的示例。更确切地说，这里已经提供了所描述的示例以使本公开将是彻底的和完整的，并将把本公开的范围充分地传达给本领域普通技术人员。
将参照下面的描述中的指示来限定术语。如图1中所示，光轴方向(Z方向)指关于透镜镜筒210的垂直方向。
图1是根据示例的相机模块10的示意性分解立体图。图2是示出了部分装配状态下的相机模块10的立体图。图3是示出了根据示例的滚珠设置在支架250和框架300之间的形式的图。
参照图1，相机模块10包括：透镜镜筒210；线筒230，透镜镜筒210安装在其中；支架250，线筒230被保持在其中；镜头驱动器400，被构造为驱动线筒230和支架250；框架300，沿光轴方向(Z方向)与支架250分隔开；壳体100，结合到框架300。
透镜镜筒210可呈中空圆筒形以容纳用于拍摄主题的多个透镜，多个透镜可沿光轴设置在透镜镜筒210中。多个透镜可包括根据透镜镜筒210的设计的堆叠的所需数量的透镜，且透镜中的每个可具有诸如相同反射率或不同反射率等的光学特性。
透镜镜筒210结合到线筒230。例如，透镜镜筒210被固定地插入在线筒230的中空232中。线筒230与透镜镜筒210一起设置在支架250之中，并且线筒230被构造为在支架250之内将被沿光轴方向(Z方向)驱动以自动对焦。进一步地，支架250被构造为在线筒230和透镜镜筒210被设置在支架250之内的状态下沿与光轴方向(Z方向)垂直的方向(X方向和Y方向)被驱动用于图像稳定。在该结构中，透镜镜筒210、线筒230和支架250被构造为作为驱动部200来操作，驱动部200被驱动为执行自动对焦和图像稳定。
框架300沿光轴方向(Z方向)与驱动部200分开，并包括窗口W，通过窗口W透射光。进一步地，图像传感器610安装在其上的第一基板600结合到框架300的下部。
壳体100结合到框架300以包围驱动部200，并且壳体100被构造为屏蔽在相机模块的驱动过程中产生的电磁波。也就是说，当驱动相机模块时可产生电磁波，当向外部放电时，电磁波会对其他电子元件产生影响，从而导致通信错误或故障。因此，为了屏蔽电磁波，壳体100可由金属材料形成并可接地到设置在第一基板600上的接地垫(未示出)。
或者，当壳体100由塑料注射成型产品形成时，可将导电涂料涂敷到壳体100的内表面上以屏蔽电磁波。导电涂料可以是导电环氧树脂，但不限于此。也就是说，具有导电性的各种材料均可用作导电涂料。因此，除了使用导电涂料，可将导电膜或导电带附着到壳体100的内表面。
镜头驱动器400被构造为沿光轴方向(Z方向)驱动线筒230或沿与光轴方向(Z方向)垂直的方向(X方向和Y方向)驱动支架250。镜头驱动器400包括第一线圈410、磁体430和第二线圈450。磁体430可包括多个磁体构件，第二线圈450可包括多个线圈构件。
首先，描述自动对焦驱动，第一线圈410安装在线筒230的外表面上，磁体430设置在支架250上以面向第一线圈410。支架250包括开口侧252以使磁体430和第一线圈410可面向彼此。因此，磁体430安装在支架250的开口侧252上以沿与光轴方向(Z方向)垂直的方向(X方向和Y方向)面向第一线圈410。
磁体430产生预定的磁场，当电力被施加到第一线圈410时，通过磁体430与第一线圈410之间的电磁感应产生驱动力，从而使支架250内的线筒230和透镜镜筒210沿光轴方向(Z方向)运动。通过前述操作使线筒230和透镜镜筒210运动以执行自动对焦或变焦功能。
支架250包括弹性地支撑线筒230的一个或更多个弹性构件510和530。例如，第一弹性构件510设置在支架250的上部上以弹性地支撑线筒230，第二弹性构件530设置在支架250的下部上以弹性地支撑线筒230。
接着，将描述用于图像稳定的驱动。
执行图像稳定来补偿在拍摄图像和记录视频时由于(例如)使用者手部抖动的因素而出现的图像模糊或视频抖动。例如，当发生手部抖动时，可沿与光轴方向(Z方向)垂直的方向(X方向和Y方向)给予支架相对位移，从而执行图像稳定。
第二线圈450设置为面向磁体430。例如，第二线圈450安装在附着到壳体100的内表面的第二基板700上以沿与光轴方向(Z方向)垂直的方向(X方向和Y方向)面向磁体430。霍尔传感器710安装在第二基板700上与第二线圈450相邻的位置以感测磁体430的位置。
磁体430产生预定的磁场，当将电力施加到第二线圈450时，通过磁体430与第二线圈450之间的电磁感应产生驱动力，从而通过驱动力使支架250沿与光轴方向(Z方向)垂直的方向(X方向和Y方向)运动。由于透镜镜筒210和线筒230设置在支架250中，因此透镜镜筒210和线筒230也通过支架250的驱动沿与光轴方向(Z方向)垂直的方向(X方向和Y方向)被驱动。支架250通过上述操作来运动以执行图像稳定。
吊线800设置为支撑驱动构件200沿与光轴方向(Z方向)垂直的方向(X方向和Y方向)的驱动。吊线800的一端固定到第一基板600，吊线800的另一端固定到驱动部200的第一弹性构件510。相应地，吊线800在驱动部200与框架300之间提供间隙以使驱动部200和框架300沿光轴方向(Z方向)彼此分开。可提供总数四个吊线800，并且吊线800设置在框架300的各个拐角以在执行图像稳定时支撑驱动部200的驱动。
吊线800还被构造为向第一线圈410提供电力。由于吊线800的一端连接到第一基板600，吊线800的另一端连接到第一弹性构件510，且第一弹性构件510连接到第一线圈410的引线，因此第一线圈410被构造为通过吊线800接收电力。
如图3中所示，滚珠部900设置在驱动部200和框架300之间。例如，滚珠部900设置在框架300和包括在驱动部200中的支架250之间，以接触并支撑支架250和框架300。
当发生使用者手部抖动时，通过磁体430和第二线圈450使驱动部200沿与光轴方向(Z方向)垂直的方向(X方向和Y方向)运动，从而执行图像稳定。当驱动部200沿与光轴方向(Z方向)垂直的方向(X方向和Y方向)被驱动时，吊线800会变形为弯曲的或弯折的等。相应地，驱动部200会相对于与光轴方向(Z方向)垂直的方向(X方向和Y方向)倾斜，因此会发生驱动倾斜。此外，即使当发生例如由于移动通信终端掉落到地上导致的外部冲击时，由于吊线800的变形也可能发生驱动倾斜。
因此，滚珠部设置在驱动部200与框架300之间，以防止由于吊线800的变形导致的驱动倾斜。由于吊线800在驱动部200和框架300沿光轴方向(Z方向)彼此分开的状态下支撑驱动部200，且滚珠部900设置在驱动部200与框架300之间的沿光轴方向(Z方向)的间隙中，因此，通过吊线800和滚珠部900保持驱动部200与框架300之间的间隙。
此外，由于吊线800的一端固定到第一基板600，吊线800的另一端固定到第一弹性构件510，所以滚珠部900保持与驱动部200和框架300的接触且不与驱动部200和框架300分开。进一步，由于驱动部200被滚珠部900支撑在这样的状态下：驱动部200保持了与框架300的沿光轴方向(Z方向)的间隙，因此，即使会发生外部冲击等，也防止了吊线800变形。因此，驱动部200可沿与垂直于光轴方向(Z方向)的方向(X方向和Y方向)平行的方向稳定地运动。
框架300包括滚珠部900设置在其中的容纳槽310。容纳槽310内凹地形成在框架300的上表面上，滚珠部900在被设置在容纳槽310时从容纳槽310部分地凸出。因此，滚珠部900接触驱动部200和框架300。
容纳槽310的尺寸比滚珠部900的直径大。因此，允许滚珠部900在接触驱动部200和框架300的同时在容纳槽310之内滚动。由于驱动部200保持了与滚珠部900点接触的状态，因此驱动部200被构造为沿与光轴方向(Z方向)垂直的方向(X方向和Y方向)被稳定地驱动。
此外，由于驱动部200接触滚珠部900并通过滚珠部900来支撑，因此，即使会发生外部冲击等，也不会发生吊线800的变形或破裂。因此，可改善执行图像稳定时的驱动部200的驱动特性和耐用性。滚珠部900可包括至少三个滚珠。在这里所示出并描述的示例中，设置了四个滚珠，但本公开的构思不限于滚珠的具体数量、间距或布置。当设置三个滚珠时，三个滚珠可(例如)关于光轴成120°间隔彼此分开。
由磁性材料形成的磁轭部330设置在相机模块中沿光轴方向(Z方向)面向磁体430，并安装在框架300上。例如，由于磁轭部330由磁性材料形成，所以磁引力沿光轴方向(Z方向)施加在磁轭部330与磁体430之间。
由于磁轭部330是固定构件，所以磁引力将磁体430朝向磁轭部330拉动。因此，磁体430安装在其上的支架250被朝向框架300拉动。
因此，滚珠部900可保持与驱动部200和框架300接触且不会从驱动部200和框架300之间运动出去。因此，即使发生外部冲击等，也可保持框架300与驱动部200之间的间隙，因此，相机模块10可在发生外部冲击等时提供可靠性。
进一步地，磁体430周围的空间(磁场施加到该空间)由于磁轭部330而相对地减小。例如，由始于磁体430的N级并返回至磁体430的S级的磁力线形成的闭合回路的路径被磁轭部330缩短。
没有磁轭部330时，磁体430的磁场可施加到相对大的空间，然而有磁轭部330时，磁体430的磁场穿过磁轭部330，因此，磁体430的磁场被施加到相对更小的空间。换句话说，磁力线始于磁体430的N极并经过磁轭部330返回至S极，因此，由磁力线形成的闭合回路的路径被缩短。
当相机模块10装备在诸如智能电话的便携式电子装置中时，包括在相机模块10中的磁体430的磁场可受包括在便携式电子装置中的其他磁性材料影响。因此，在用于图像稳定的驱动过程中，磁体430的磁场会受外部磁场影响，因此，支架250会故障或会未驱动到精确位置。然而，在相机模块10中，磁轭部330沿光轴方向(Z方向)面向磁体430，因此，磁体430的磁场被施加到相对更小的空间，从而减小了外部磁场在用于图像稳定的驱动时的影响。
图4是相机模块10的示意性截面图，图5是示出了镜头驱动器400的结构的示意性立体图，图6是沿图5的线A-A’截取的截面图。
将参照图4至图6描述镜头驱动器400的结构。
如以上所述，镜头驱动器400包括第一线圈410、磁体430的和第二线圈450。第一线圈410沿一个方向围绕线筒230的外表面缠绕，磁体430安装在支架250上以沿与光轴(Z方向)垂直的方向(X方向和Y方向)面向第一线圈410。因此，如图4和图5中所示，磁体430设置在第一线圈410和第二线圈450之间，磁体430包括面向第一线圈的第一表面431和面向第二线圈450的第二表面433。
磁体430用于自动对焦的驱动和图像稳定的驱动二者。例如，在镜头驱动器400中，用于自动对焦的驱动的磁体和用于图像稳定的驱动的磁体并未分别设置，而是将磁体430用于自动对焦的驱动和图像稳定的驱动二者，从而允许相机模块10被小型化。也就是说，镜头驱动器400实现了自动对焦和图像稳定两个功能，以减小用于实现自动对焦和图像稳定功能的组件的数量，从而允许相机模块10被小型化。
磁体430的第一表面431和第二表面433具有不同的极性。例如，磁体430的第一表面431可以是S极，磁体430的第二表面433可以是N极。
首先，将参照图6描述在自动对焦的驱动的过程中受第一线圈410与磁体430之间的相互作用影响的电磁力的方向。
磁体430的磁场B沿X方向施加到第一线圈410。当将电力施加到第一线圈410时，电流I沿Y方向流动，磁体430的磁场B的方向(X方向)与电流I从第一线圈410流动的方向(Y方向)正交，因此，通过第一线圈410与磁体430之间的相互作用沿Z方向施加电磁力Fz。因此，通过第一线圈410和磁体430沿光轴方向(Z方向)驱动线筒230。
接着，将描述在用于图像稳定的驱动过程中受第二线圈450与磁体430之间的相互作用影响的电磁力的方向。
磁体430的磁场B沿Z方向施加到第二线圈450。当电力施加到第二线圈450时，电流I沿Y方向流动，磁体430的磁场B的方向(Z方向)与电流I从第二线圈450流动的方向(Y方向)正交，因此，通过第二磁体450与磁体430之间的相互作用沿X方向施加电磁力Fx。因此，通过第二线圈450和磁体430沿与光轴方向(Z方向)垂直的方向(X方向和Y方向)驱动支架250。
为方便说明，已经描述了在用于图像稳定的驱动过程中沿X方向施加电磁力Fx，而沿Y方向施加的电磁力Fy的描述与上述描述相同。
如以上阐述，相机模块10可被小型化，同时具有自动对焦和图像稳定功能。
进一步地，当发生外部冲击时，相机模块10在图像稳定过程中防止了驱动位移的发生同时提供可靠性。
虽然本公开包括具体示例，对本领域普通技术人员将显而易见的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可在这些示例中做出形式和细节上的各种改变。这里所描述的示例将仅仅以描述性含义而非限制的目的被理解。在每个示例中的特征或方面的描述将被理解为适于其他示例中的类似特征或示例。如果按照不同的顺序执行所描述的技术，和/或如果以不同的形式组合和/或通过其他组件或其等同物替换或增补所描述的系统、架构、装置或回路中的元件，可获得适当的结果。因此，本公开的范围不通过具体实施方式而是通过权利要求及其等同物限定，在权利要求及其等同物的范围之内的全部变换将被理解为包含于本公开中。

Claims (18)

1.一种相机模块，包括：
线筒；
透镜镜筒，安装在线筒中；
支架，容纳线筒；
镜头驱动器，包括设置在线筒外表面上的第一线圈、面向第一线圈的磁体和面向磁体的第二线圈；
框架，与支架分开；以及
滚珠部，设置在支架和框架之间，
其中，第一线圈和磁体被构造为产生沿光轴方向的第一驱动力，
其中，第二线圈和磁体被构造为产生沿与光轴方向垂直的方向的第二驱动力。
2.如权利要求1所述的相机模块，其中，所述相机模块还包括：
第一基板，包括安装在其上的图像传感器并结合到框架；
吊线，包括固定到第一基板的第一端和固定到支架的第二端。
3.如权利要求2所述的相机模块，其中，所述支架包括弹性地支撑透镜镜筒的至少一个弹性构件。
4.如权利要求3所述的相机模块，其中，所述吊线的第二端固定到弹性构件。
5.如权利要求1所述的相机模块，其中，所述第一线圈和所述磁体沿与光轴垂直的方向面向彼此。
6.如权利要求5所述的相机模块，其中，所述第二线圈和所述磁体沿与光轴垂直的方向面向彼此。
7.如权利要求1所述的相机模块，其中，磁体的面向第一线圈的第一表面和磁体的面向第二线圈的第二表面具有不同的极性。
8.如权利要求1所述的相机模块，其中，所述第一线圈沿一个方向围绕线筒的外表面缠绕，所述第二线圈呈包括中空的环状线圈形状。
9.如权利要求1所述的相机模块，其中，所述磁体安装在支架上。
10.如权利要求1所述的相机模块，所述相机模块还包括：
壳体，包围支架并结合到框架；以及
第二基板，安装在壳体的内表面上，
其中，第二线圈安装在第二基板上。
11.如权利要求1所述的相机模块，其中，所述滚珠部接触并支撑框架和支架。
12.如权利要求1所述的相机模块，其中，所述框架包括容纳槽，滚珠部设置在容纳槽中。
13.一种相机模块，包括：
框架，包括被构造为通过其传输光的窗口；
驱动部，与框架分开；
透镜镜筒，设置在框架中；
滚珠部，设置在框架和驱动部之间；
磁体，设置在驱动部中；
第一线圈，被构造为与磁体相互作用以产生沿光轴方向的驱动力；以及
第二线圈，被构造为与磁体相互作用以产生沿与光轴方向垂直的方向的驱动力。
14.如权利要求13所述的相机模块，其中，所述磁体设置在第一线圈与第二线圈之间。
15.如权利要求13所述的相机模块，其中，所述第一线圈和所述磁体沿与光轴方向垂直的方向面向彼此，其中，所述磁体与所述第二线圈沿与光轴方向垂直的方向面向彼此。
16.如权利要求13所述的相机模块，所述相机模块还包括：
第一基板，包括安装在其上的图像传感器并结合到框架；以及
吊线，包括固定到第一基板的第一端和固定到驱动部的第二端。
17.如权利要求16所述的相机模块，其中，所述吊线被构造为向第一线圈提供电力。
18.如权利要求16所述的相机模块，其中，所述滚珠部被构造为防止由于吊线的变形导致的驱动部的倾斜。
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