CN108508678A - Ois摄像头模块及包括该ois摄像头模块的双摄像头系统 - Google Patents
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Abstract
OIS摄像头模块包括模块基座、安装成能够相对于所述模块基座移动的镜头托架及向垂直于所述镜头托架的光轴的水平方向控制所述镜头托架的移动的至少一个OIS执行机构,其特征在于:各所述OIS执行机构包括线圈及磁铁部,所述磁铁部的主磁力线方向配向成与所述光轴一致。本发明的OIS摄像头模块能够最大程度地减小磁场对外部的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有防抖功能的摄像头模块,尤其是有利于配置双摄像头的OIS摄像头模块及双摄像头系统。
背景技术
具有对拍摄对象拍摄时镜头自动调节焦距的自动调焦(AF:auto focusing)功能的摄像头模块不仅适用于一般的数码摄像机,而且还广泛用于手机或平板电脑等移动设备。
目前不仅采用自动调焦(AF)功能,摄像头模块还采用防抖功能。防抖方式可分为电子式和光学式。电子防抖动方式(EIS:Electronic Image Stabilizer)是用程序补正处理从图像传感器输出的图像信号的方式。而光学防抖方式(OIS:Optical ImageStabilizer)是机械调节图像传感器或镜头光学系统的位置或角度的方式。
安装有OIS装置的摄像头模块结构复杂、体积大,因此适用到移动设备方面存在很大困难。例如,韩国公开专利第10-2007-0065195号公开了关于像偏移补正的装置,而从结构上来讲无法适用于智能手机等移动设备。
然而,随着能够将OIS装置小型化,如韩国公开专利第10-2011-0097122号开发出了包括OIS功能且小型化的摄像头模块。然而,所述摄像头模块为了AF及OIS功能而在模块的四个面安装了磁铁。
所述小型摄像头模块向周边大幅形成磁场,因此具有能够影响外部装置的缺点。尤其在开发安装有双摄像头的移动设备方面,具有必须使两个摄像头模块相隔预定距离以上的局限性。
发明内容
技术问题
本发明提供一种能够最大程度地减小磁场对外部的影响的OIS摄像头模块。
本发明提供一种最大程度地减小磁场引起的相互影响使得有利于配置双摄像头的OIS摄像头模块。
本发明提供一种能够减少用于AF功能的模块及用于OIS功能的模块的个数,能够安全、均衡地配置负荷的OIS摄像头模块。
技术方案
为达成上述目的,本发明一个实施例的OIS摄像头模块包括模块基座、安装成能够相对于所述模块基座移动的镜头托架及向垂直于所述镜头托架的光轴的水平方向控制所述镜头托架的移动的至少一个OIS执行机构,其特征在于:各所述OIS执行机构包括线圈及磁铁部,所述磁铁部的主磁力线方向配向成与所述光轴一致。
其中,主磁力线方向可表示与连接磁铁的N极与S极的中心的直线一致的方向。现有的OIS摄像头模块中OIS执行机构的磁铁的主磁力线向水平方向形成,即向垂直于光轴的方向形成,从OIS摄像头模块向四个方向按照放射状配置。因此,现有的OIS摄像头模块中OIS执行机构的磁铁的磁场能够影响周边的其他部件等,无法将具有磁体的双摄像头结构中摄像头模块之间的间隔缩小到约5mm以下。
然而,本发明中OIS执行机构的磁铁的主磁力线方向是与光轴一致的,因此OIS执行机构的磁铁的磁场对周边部件的影响很小,将此适用到双摄像头系统的情况下,能够将两个摄像头模块配置成相邻3mm以下。
具体地,磁铁部形成的主磁力线的方向与光轴一致,因此可能需要两个以上的磁铁。为此,磁铁部可包括主磁力线向垂直方向配向的第一磁铁及第二磁铁,第一磁铁及第二磁铁向水平方向相邻配置,具体可以配置成磁场的极的方向彼此相反。
或者,磁铁部可包括主磁力线垂直配向的第一磁铁及第三磁铁,第一磁铁及第三磁铁向垂直方向彼此相邻配置,即配置成上下彼此对应且之间放置线圈,具体可以配置成磁场的极的方向相同。
此外,磁铁部可包括对应于一个线圈且主磁力线方向与所述光轴一致的第一磁铁、第二磁铁、第三磁铁及第四磁铁。此处,如上所述,第一磁铁及第二磁铁在线圈的下部配置成沿水平方向彼此相邻配置,磁场的极的方向彼此相反,其余两个即第三磁铁及第四磁铁可以配置在线圈的上部且与第一磁铁及第二磁铁对应。因此,相比于一个线圈上仅使用第一磁铁及第二磁铁的情况,当使用第三及第四磁铁的情况下能够发生接近2倍以上的力。为强化上下配置的磁铁组的力,可以将第一磁铁及第三磁铁配置在线圈的上下且磁场的极的方向相同,从平面来讲配置在相同的位置,极的方向相反的第二磁铁及第四磁铁也可以从平面来讲对应地配置在相同的位置。
这样上下配置磁铁组的情况下,能够将OIS执行机构的个数降到1/2左右。即,相比于当前使用四个OIS执行机构,上下配置的情况下能够使用两个OIS执行机构,由于共用线圈,因此还能够减小OIS执行机构的大小。并且,即便只利用两个OIS执行机构也能够形成足够的推力从而能够将摄像头模块设计得更小,通过将AF执行机构与OIS执行机构配置在彼此相反的位置,能够使整体调节镜头托架的均衡明显变得容易。
本发明的OIS摄像头模块还可以包括独立于OIS执行机构向光轴方向移动镜头托架的镜头的AF执行机构,如上所述,可以将OIS执行机构的个数减少到大致一半左右,因此能够设计成OIS执行机构与AF执行机构以镜头托架为中心彼此配置在相反侧。
此处,AF执行机构也可以包括另外的线圈及磁铁,AF执行机构的磁铁的主磁力线的方向可以与光轴一致,也可以垂直于光轴。
OIS摄像头模块可包括作为OIS执行机构的第一OIS执行机构及第二OIS执行机构,第一OIS执行机构配置成以镜头托架为中心相对于AF执行机构形成110~145度的角度,第二OIS执行机构可以配置成相对于AF执行机构形成215~250度的角度。
根据本发明的一个实施例,能够适用于便携终端的双摄像头系统可利用两个OIS摄像头模块,各OIS摄像头模块可包括模块基座、安装成能够相对于模块基座移动的镜头托架及向垂直于镜头托架的光轴的水平方向控制镜头托架的移动的至少一个OIS执行机构。其中,第一OIS摄像头模块及第二OIS摄像头模块之间的间隔大于0mm且小于等于3mm,第一OIS摄像头模块及第二OIS摄像头模块中各OIS执行机构分别包括线圈及磁铁部,包含于OIS执行机构的所有磁铁部的主磁力线方向可以配向成与光轴一致。
技术效果
本发明的OIS摄像头模块包括至少一个OIS执行机构,通常OIS执行机构基于平面控制二维运动,因此配置两个以上的情况较多。因此配置成用于OIS执行机构的磁铁的主磁力线方向垂直的情况下能够最大程度地减小磁场对外部的影响。
本发明的OIS摄像头模块能够最大程度地减小磁场引起的相互影响,因此即使假设使用两个OIS摄像头模块也非常有利于相邻地配置两个摄像头模块。
尤其,如上所述,极方向彼此相反的磁铁组配置在一个线圈的上下的情况下,一个OIS执行机构能够代替当前的两个OIS执行机构,能够在保持与当前相同的OIS功能的同时将OIS执行机构的个数减为一半左右。
其结果,能够减少OIS执行机构的个数意味着能够减小摄像头模块的大小使得更为紧凑,能够使用两个OIS执行机构意味着能够通过适当配置AF执行机构与OIS执行机构以光轴为中心均匀地分散镜头托架的荷重。并且,OIS执行机构乃至AF执行机构全部都能够宽范围配置,从而能够最小化磁性干扰。
附图说明
图1为说明本发明一个实施例的OIS摄像头模块的结构的分解立体图;
图2为图1的OIS摄像头模块的剖面图;
图3为用于说明图2的OIS执行机构的动作的局部放大图;
图4为用于说明本发明一个实施例的OIS摄像头模块的结构的剖面图;
图5为用于说明图4的OIS执行机构的动作的局部放大图;
图6为用于说明本发明一个实施例的OIS摄像头模块的结构的平面图;
图7为用于说明图6的OIS摄像头模块中磁铁的主磁力线的方向的立体图;
图8为用于说明利用本发明一个实施例的OIS摄像头模块构成双摄像头系统的例子的平面图。
附图标记说明
100:OIS摄像头模块 110:模块基座
120:镜头托架 130:托架本体
140:镜头筒 150:OIS执行机构
170:AF执行机构 190:外壳
具体实施方式
以下参见附图具体说明本发明的优选实施例,但是本发明不受实施例的限制或限定。作为参考,本说明中相同的符号表示实质上相同的要素,在上述规则下可引用其他附图记载的内容,可省略对于本领域技术人员显而易见的或重复的内容。
图1为说明本发明实施例的OIS摄像头模块的结构的分解立体图,图2为图1的OIS摄像头模块的剖面图,图3为用于说明图2的OIS执行机构的动作的局部放大图。
参见图1至图3,本实施例的OIS摄像头模块100包括模块基座110、镜头托架120、四个OIS执行机构150及一个AF执行机构170。如图2所示,在模块基座110、镜头托架120等结合的状态下还可以安装有中央形成有孔的外壳190。
本实施例中的′光轴′可理解为连接镜头的中心与图像传感器的中心的线,也可以理解为以模块基座110为基准通过中心的垂直的线。即,可以将′光轴方向′理解为与光轴一致或实质上与光轴平行的方向。因此,可以将′水平方向′理解为垂直于光轴或几乎垂直于光轴的方向。作为一个例子,当假设构成x轴、y轴及z轴的坐标系的情况下,若z轴为光轴,则可以将x轴、y轴乃至仅表示(x,y)的方向称为水平方向。
镜头托架120包括安装镜头(未示出)的镜头筒(cylinder)140及托架本体130。镜头筒140与托架本体130之间安装有AF执行机构170,OIS执行机构150在镜头筒140周边的托架本体130与模块基座110之间安装于各角部。
具体地,AF执行机构170包括安装于镜头筒140的外面的AF磁铁172及与AF磁铁172相对地安装于托架本体130的内面的AF线圈174及霍尔传感器176。镜头筒140能够根据向AF线圈174供应的电流的强度及方向相对于托架本体130上下移动,镜头筒140的镜头能够在上下移动的过程中与图像传感器(未示出)对准焦距。未然附图没有另外示出,但还可以设置利用滚珠或凸起的支撑部以保持镜头筒140及托架本体130之间的间隔。
并且,OIS执行机构150设置于OIS摄像头模块100的四个角,可以在分别向对角线方向移动镜头托架120的过程中补正用户的手抖动。OIS执行机构150也包括以电子方式控制位置的OIS线圈152、第一OIS磁铁161及第二OIS磁铁162。
本实施例中第一OIS磁铁161及第二OIS磁铁162形成一个磁铁部,主磁力线M1、M2的方向配向成与光轴O的方向一致。第一OIS磁铁161及第二OIS磁铁162向OIS执行机构150的控制方向,即对角线方向相邻地配置,不同于以往,N极与S极上下或垂直排列。更具体来讲,第一OIS磁铁161配向成N极朝上、S极朝下,而第二OIS磁铁162则配向成S极朝上、N极朝下。因此,能够根据在OIS线圈152流通的电流的方向使得向同一方向受力。
控制部可通过控制四个OIS执行机构150二维控制镜头托架120相对于模块基座110的水平位置。关于控制OIS执行机构150,可以对四个分别进行控制,但也可以同时控制彼此位于对角线的OIS执行机构150以控制镜头托架120的二维位置。
为保持镜头托架120相对于模块基座110的水平高度,可以在模块基座110的四个角部分别设置球座与球182,还可以设置在各球182之间安装到模块基座110的吸磁铁114及安装到镜头托架120的底面的吸轭。吸磁铁114与吸轭能够使镜头托架120相对于模块基座110保持紧密贴合状态而不分离,容纳于球座的球182能够支撑镜头托架120使镜头托架120无摩擦地水平移动。此外还可以设置用于平面恢复原位置的弹簧。
模块基座110上对应于镜头筒140的中央下部可形成有孔,可以在孔上安装图像传感器等,获得基于OIS摄像头模块100自动调焦及防抖的图像。
参见图3,第一OIS磁铁161及第二OIS磁铁162的极方向彼此相反,可以与OIS线圈152对应地向垂直于光轴O的方向移动托架本体130。虽然第一OIS磁铁161及第二OIS磁铁162周边也形成磁场,但连接N极与S极的中心线,即主磁力线M1、M2配置成与光轴一致。因此,磁场在主磁力线方向上形成高密度,向周边形成低密度,因此能够减小对外部的影响。
本实施例中,OIS执行机构150中的OIS线圈152安装在模块基座110,第一OIS磁铁161及第二OIS磁铁162安装在镜头托架120,而本发明的其他实施例可互换OIS线圈及OIS磁铁的位置。这种可行性同样可以适用于AF执行机构170的线圈及磁铁位置。
图4为用于说明本发明一个实施例的OIS摄像头模块的结构的剖面图,图5为用于说明图4的OIS执行机构的动作的局部放大图。
参见图4及图5,本实施例的OIS摄像头模块200包括具有模块基座210、托架本体230与镜头筒240的镜头托架、OIS执行机构250及AF执行机构270。并且,在模块基座210、镜头托架等结合的状态下还可以安装有中央形成有孔的外壳290。
如上所述,镜头托架包括安装有镜头(未示出)的镜头筒240及托架本体230。镜头筒240与托架本体230之间安装有AF执行机构270,OIS执行机构250在镜头筒240周边安装于托架本体230与模块基座210之间。
具体地,AF执行机构270可包括安装于镜头筒240的外面的AF磁铁272及与AF磁铁272相对地安装于托架本体230的内面的AF线圈274及霍尔传感器276。
本实施例中OIS执行机构250包括四个磁铁,即第一OIS磁铁261、第二OIS磁铁262、第三OIS磁铁263及第四OIS磁铁264。如图所示,第一OIS磁铁261及第二OIS磁铁262形成一个磁铁部且位于OIS线圈252的上部,第三OIS磁铁263及第四OIS磁铁264也形成另一磁铁部且位于OIS线圈252的下部。
第一OIS磁铁261至第四OIS磁铁264的主磁力线M1、M2方向配向成与光轴O一致。即,不同于以往,N极与S极上下或垂直排列。第一OIS磁261及第三OIS磁铁263配向成N极朝上、S极朝下,而第二OIS磁铁262及第四OIS磁铁264则配向成S极朝上、N极朝下。因此,能够根据在OIS线圈252流通的电流的方向使得向同一方向受力。
参见图5,这样上下配置OIS磁铁261~264时,OIS执行机构250能够比图3的OIS执行机构提供更高的能量,以相同的能量为基准,能够将OIS执行机构的个数减少到约1/2左右。例如,能够在起到与目前使用四个OIS执行机构相同的功能的同时通过上下配置磁铁且只需使用两个OIS执行机构250。并且,由于共用线圈,因此还具有能够缩小OIS执行机构大小的效果。
由于能够相比于目前只使用一半个数的OIS执行机构250,因此能够将摄像头模块200做得更小。
第一OIS磁铁261及第三OIS磁铁263保持相同的极方向且上下配置,第二OIS磁铁262及第四OIS磁铁264的方向虽然相反但也在保持相同的极方向的同时上下配置,因此能够按照与以往相同的方式控制OIS线圈252补正用户的手抖动。
第一OIS磁铁261及第二OIS磁铁262的极方向彼此相反,可以与OIS线圈252对应地向垂直于光轴O的方向移动托架本体230。尽管也向第一OIS磁铁261及第二OIS磁铁262周边形成磁场,但连接N极与S极的中心线,即主磁力线M1、M2配置成与光轴一致。因此,磁场在主磁力线方向上形成高密度,向周边形成低密度,因此能够减小对外部的影响。
本实施例中,OIS执行机构250中的OIS线圈252安装于模块基座210,第一OIS磁铁261至第四OIS磁铁264安装于镜头托架,而本发明的其他实施例可互换OIS线圈及OIS磁铁的位置。
图6为用于说明本发明一个实施例的OIS摄像头模块的结构的平面图,图7为用于说明图6的OIS摄像头模块中磁铁的主磁力线的方向的立体图。
作为参考,本实施例可利用图4及图5说明的OIS执行机构250的结构,因此具体结构可参见以上说明的实施例。
参见图6及图7,本实施例的OIS摄像头模块可包括一个AF执行机构270及两个OIS执行机构,即第一OIS执行机构250-1及第二OIS执行机构250-2。
AF执行机构270配置在镜头筒240及托架本体230之间,以镜头托架220为中心,第一OIS执行机构250-1配置成相对于AF执行机构270形成约135度的角度α,第二OIS执行机构250-2可配置成相对于AF执行机构270形成约225度的角度β。此外,第一OIS执行机构250-1可配置成相对于AF执行机构270形成约110~145度的角度α,第二OIS执行机构250-2可相对于AF执行机构270形成约215~250度的角度β。
总的来讲,第一执行机构250-1及第二OIS执行机构250-2位于OIS摄像头模块的右侧两个角部,可分别独立工作以二维移动镜头托架220。
如图5所述说明,以一个OIS线圈252为中心上下设置四个OIS磁铁261~264,因此镜头托架220只需第一OIS执行机构250-1及第二OIS执行机构250-2共两个便足以执行OIS功能。
参见图6,整体来讲OIS摄像头模块的摄像头模块的左侧配置AF执行机构270,右侧配置第一OIS执行机构250-1及第二OIS执行机构250-2,因此能够以镜头托架220为中心达到左右均衡,第一OIS执行机构250-1及第二OIS执行机构250-2同样能够上下形成均衡,从而能够保持整体均衡。
OIS磁铁261、262的主磁力线M1,M2也向与光轴一致的方向形成,因此能够降低向周边传递的磁场影响。另外,尽管AF执行机构270的主磁力线A1、A2能够向垂直于光轴的水平方向形成,但可以通过适当配置摄像头模块最小化对其他摄像头的影响。
图8为用于说明利用本发明一个实施例的OIS摄像头模块构成双摄像头系统的例子的平面图。
参见图8,可利用图6所示的摄像头模块进行多种配置。例如,如(a)所示,可以相邻地配置OIS摄像头模块且使包含于各OIS摄像头模块的AF执行机构的配置位置彼此相反。这种情况下AF执行机构的主磁力线A向水平方向配向,但由于彼此远离配置,因此能够将摄像头模块之间的距离d1缩小到3mm或其以下。
与此相反,参见(d)可知,现有的摄像头模块中OIS摄像头模块的4个边均安装有AF执行机构,因此无论朝向外部哪个方向配置主磁力线a都无法将摄像头模块之间的距离d4缩小到5mm以下。
而根据本实施例,即便只用两个OIS执行机构也能够提供足够的能量,能够将OIS执行机构相对于AF执行机构配置在相反侧,因此能够如(a)、(b)、(c)配置成双摄像头彼此相邻。尤其,OIS执行机构的主磁力线与光轴方向一致,因此即使向相互贴紧OIS执行机构的方向排列也能够最小化磁场的干扰。本发明所属技术领域的普通技术人员可利用图8中的(a)、(b)及(c)以多种方式配置双摄像头,除可以用于双重配置之外还可以用于三重配置或四重配置。
以上参照本发明的优选实施例进行了说明,但本领域一般技术人员应理解可通过本发明记载的发明思想及范围内对本发明进行多种修正及变更。
Claims (10)
1.一种OIS摄像头模块,包括模块基座、安装成能够相对于所述模块基座移动的镜头托架及向垂直于所述镜头托架的光轴的水平方向控制所述镜头托架的移动的至少一个OIS执行机构,其特征在于:
各所述OIS执行机构包括线圈及磁铁部,
所述磁铁部的主磁力线方向配向成与所述光轴一致。
2.根据权利要求1所述的OIS摄像头模块,其特征在于:
所述磁铁部包括对应于一个所述线圈且主磁力线的方向与所述光轴一致的第一磁铁及第二磁铁,所述第一磁铁及所述第二磁铁沿所述水平方向彼此相邻配置,磁场的极方向彼此相反。
3.根据权利要求1所述的OIS摄像头模块,其特征在于:
所述磁铁部包括对应于一个所述线圈且主磁力线的方向与所述光轴一致的第一磁铁及第三磁铁,所述第一磁铁及所述第三磁铁彼此对应地配置在所述线圈的上下,磁场的极方向相同。
4.根据权利要求1所述的OIS摄像头模块,其特征在于:
所述磁铁部包括对应于一个所述线圈且主磁力线方向与所述光轴一致的第一磁铁、第二磁铁、第三磁铁及第四磁铁,所述第一磁铁及所述第二磁铁在所述线圈的下部沿所述水平方向彼此相邻配置,磁场的极方向彼此相反,所述第三磁铁及所述第四磁铁在所述线圈的上部沿所述水平方向彼此相邻配置,磁场的极方向彼此相反,所述第一磁铁及所述第三磁铁彼此对应地配置在所述线圈的上下,所述第二磁铁及所述第四磁铁彼此对应地配置在所述线圈的上下。
5.根据权利要求1所述的OIS摄像头模块,其特征在于,还包括:
AF执行机构,其独立于所述OIS执行机构向光轴方向移动所述镜头托架的镜头,
所述OIS执行机构与所述AF执行机构以所述镜头托架为中心分别配置在相反侧。
6.根据权利要求5所述的OIS摄像头模块,其特征在于:
所述AF执行机构包括磁铁,所述AF执行机构的所述磁铁的主磁力线方向垂直于所述光轴。
7.根据权利要求5所述的OIS摄像头模块,其特征在于:
所述OIS摄像头模块包括作为所述OIS执行机构的第一OIS执行机构及第二OIS执行机构,以所述镜头托架为中心,所述第一OIS执行机构配置成相对于所述AF执行机构形成110~145度的角度,所述第二OIS执行机构配置成相对于所述AF执行机构形成215~250度的角度。
8.一种双摄像头系统,其利用两个OIS摄像头模块,所述两个OIS摄像头模块包括模块基座、安装成能够相对于所述模块基座移动的镜头托架及向垂直于所述镜头托架的光轴的水平方向控制所述镜头托架的移动的至少一个OIS执行机构,其特征在于:
第一OIS摄像头模块及第二OIS摄像头模块之间的间隔大于0mm且小于等于3mm,
所述第一OIS摄像头模块及所述第二OIS摄像头模块的所述OIS执行机构分别包括线圈及磁铁部,
包含于所述OIS执行机构的所有所述磁铁部的主磁力线方向配向成与所述光轴一致。
9.根据权利要求8所述的双摄像头系统,其特征在于:
所述磁铁部包括对应于一个所述线圈且主磁力线的方向与所述光轴一致的第一磁铁及第二磁铁,所述第一磁铁及所述第二磁铁沿所述水平方向彼此相邻配置,磁场的极方向彼此相反。
10.根据权利要求8所述的双摄像头系统,其特征在于:
所述磁铁部包括对应于一个所述线圈且主磁力线方向与所述光轴一致的第一磁铁、第二磁铁、第三磁铁及第四磁铁,所述第一磁铁及所述第二磁铁在所述线圈的下部沿所述水平方向彼此相邻配置,磁场的极方向彼此相反,所述第三磁铁及所述第四磁铁在所述线圈的上部沿所述水平方向彼此相邻配置,磁场的极方向彼此相反,所述第一磁铁及所述第三磁铁彼此对应地配置在所述线圈的上下,所述第二磁铁及所述第四磁铁彼此对应地配置在所述线圈的上下。
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