CN109076149B - 位移传感器和具有位移传感器的相机模块 - Google Patents

Abstract

一种位移传感器，包括：第一框架；第二框架；第一线圈，其中施加在第一框架处形成的第一电压；第二线圈，该第二线圈在第一框架处形成，其中如果第一电压被施加到第一线圈则第二电压的电流流过；导体，该导体被耦合到第二框架；以及检测器，该检测器用于通过监测第二电压来计算第一框架和第二框架之间的相对位置。因为两个线圈在一个框架中实现，所以能够减少工艺次数并且能够增强空间利用。

Description

位移传感器和具有位移传感器的相机模块

技术领域

本发明涉及一种使用两个线圈的位移传感器和具有该位移传感器的相机模块。

背景技术

根据它们的移动性，终端通常可以被分类成移动/便携式终端或者固定终端。根据是否用户能够直接地携带终端，移动终端也可以被分类成手持式终端或者车载终端。

移动终端已经变成日益增长更多的功能。这样的功能的示例包括数据和语音通信、经由相机捕获图像和视频、记录音频、经由扬声器系统播放音乐文件、以及在显示器上显示图像和视频。一些移动终端包括支持玩游戏的附加的功能性，而其它的终端被配置为多媒体播放器。最近，移动终端已经被配置成接收允许观看诸如视频和电视节目的内容的广播和多播信号。

随着其变成多功能的，能够允许移动终端捕获静止图像或者运动图像，播放音乐或者视频文件、玩游戏、接收广播等等，使得被实现为一体化多媒体播放器。

随着多媒体功能的增加，各种部件被封装在移动终端中，从而其尺寸被减小并且性能变得更加优异的高规模集成部件已经被使用。特别地，为了更精确的控制，该部件在其中设置有传感器。随着部件尺寸的减小，传感器的尺寸变小。

特别地，因为由于移动终端的厚度变薄导致相机模块变薄，所以相机模块设置有用于精细控制镜头和图像传感器之间的位置的传感器，由此能够获得高质量的图像。

发明内容

技术问题

因此，本发明针对一种位移传感器和具有该位移传感器的相机模块，其基本上消除由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题。

本发明的目的是为了提供一种使用两个线圈的位移传感器和具有位移传感器的相机模块。

本说明书的另外的优点、目的和特征将部分地在随后的说明中阐述并且将部分地由本领域的普通技术人员通过阅读下述内容而变得清楚或者可以从本说明书的实施领会。通过在书面说明和权利要求以及附图中特别地指出的结构可以实现并且获得本说明书的目的和其它优点。

技术方案

为了实现这些目的和其他优点并且根据本说明书的用途，如在此所体现和广泛描述的，位移传感器包括：第一框架；第二框架；第一线圈，在第一框架处形成的第一电压被施加到第一线圈；第二线圈，该第二线圈在第一框架处形成，如果第一电压施加到第一线圈，则第二电压的电流流过第二线圈；导体，该导体被耦合到第二框架；以及检测器，该检测器用于通过监测第二电压来计算第一框架和第二框架之间的相对位置。

位移传感器还可以包括第一弹性构件，该第一弹性构件用于连接第一框架与第二框架，根据第一框架和第二框架之间的相对位置的变化而变化。

可以固定第一框架和第二框架中的一个，并且可以变化另一个的位置。

第二线圈可以具有等于或大于第一线圈的直径的直径。

第二电压可以具有如果第二线圈靠近导体则其减小的大小。

第一电压可以具有以预定周期振动的波形，并且第二电压可以具有与第一电压的波形对应的波形并且具有与第一电压不同的大小。

在本发明的另一方面中，相机模块包括：壳体，该壳体在一侧处具有光透射部分；镜头模块，该镜头模块被封装在壳体中，将入射光通过光透射部分传输到第一方向；图像传感器，该图像传感器将经过镜头模块的光转换成数字信号；第一框架，该第一框架位于壳体内部；第二框架，该第二框架位于壳体内部；第一线圈，向第一线圈施加在第一框架处形成的第一电压；第二线圈，该第二线圈在第一框架处形成，如果将第一电压施加到第一线圈，则第二电压的电流流过以对应于第一框架的电压；导体，该导体被耦合到第二框架；以及检测器，该检测器用于通过监测第二电压来计算第一框架和第二框架之间的相对位置。

可以固定第一框架和第二框架中的一个，并且可以变化另一个的位置。

第二线圈可以具有等于或大于第一线圈的直径。

第二电压可以具有如果第二线圈靠近导体则其减小的大小。

第一电压可以具有以预定周期振动的波形，并且第二电压可以具有与第一电压的波形对应的波形并且具有与第一电压不同的大小。

第一框架和第二框架具有直径彼此不同的管状，并且被布置成彼此重叠以允许具有较小直径的第一框架和第二框架中的一个被布置在内侧处，镜头模块容纳在具有较小直径的框架的内侧中，并且第一和第二线圈缠绕在第一框架的侧部处，其中相机模块还可以包括磁体，该磁体位于第二框架处。

如果电流流到第一线圈，则第一框架在第一方向中移动，其中相机模块还可以包括第一弹性构件，该第一弹性构件用于连接第一框架和第二框架，根据第一框架的移动可变化。

可以根据流到第一线圈的第一电压的大小来变化第一框架的移动量。

磁铁可以被布置成相比第二线圈更靠近第一线圈，并且导体可以布置成相比第一线圈更靠近第二线圈。

第二框架具有用于在其中容纳镜头模块的管状，第一框架位于第二框架的外侧周围，并且第一和第二线圈缠绕在第一框架的侧部处，其中相机模块还可以包括磁体，该磁体位于第一框架处；和第三线圈，该第三线圈缠绕在第二框架的侧部处，用于如果电流流过则在第一方向中移动第二框架。

第一框架包括基板，该基板附接到壳体，第一线圈形成在基板上并且具有直径增大的螺旋形状，第二线圈形成在基板上并且具有当围绕第一线圈的外侧时其直径增大的螺旋形状，第二框架具有用于在其中容纳镜头模块的圆柱形状，其中相机模块还可以包括第三框架，该第三框架围绕第二框架的外侧；磁体，该磁体位于第三框架处；以及第三线圈，该第三线圈缠绕在第二框架的侧部处，用于如果电流流过则在第一方向中移动第二框架。

导体可以形成为小于第一线圈的中心开口部分的直径。

相机模块还可以包括第二弹性构件，该第二弹性构件用于将第二框架与壳体相连接；和水平驱动单元，该水平驱动单元用于控制第二框架在壳体内部在与第一方向垂直的第二方向上的移动。

有益效果

根据本发明的位移传感器和相机模块，因为可以在一个框架中设置两个线圈，所以能够减少工艺数量并且能够增强空间利用率。

特别地，如果在基板上设置两个线圈，则体积能够变小。因为用于位移传感器的线圈之一也可以用作用于移动镜头模块的线圈并且因此仅增加一个线圈，所以能够减少端子的数量并且能够减少额外提供的构件的数量。

根据在下文中给出的详细描述，本申请的应用的进一步范围将变得更加显然。然而，应理解的是，仅通过说明给出指示本公开的优选实施例的特定示例和详细描述，因为对本领域的技术人员来说本公开的精神和范围内的各种变化和修改将变得显然。

附图说明

并且被并入且组成本说明书的一部分，附图图示示例性实施例并且连同描述一起用于解释本公开的原理。在附图中：

图1a是根据本公开的移动终端的框图；

图1b和图1c是从不同方向看的移动终端的一个示例的概念图；

图2是图示与本发明有关的位移传感器的实施例的概念图。

图3是图示与本发明有关的位移传感器的另一实施例的概念图。

图4是图示与本发明有关的位移传感器的第一线圈、第二线圈和导体的布置的各种实施例的概念图。

图5是图示与本发明有关的相机模块的第一实施例的概念图；

图6是图示与本发明有关的相机模块的第二实施例的概念图；

图7是图示与本发明有关的相机模块的第三实施例的概念图；以及

图8是图示与本发明有关的相机模块的第四实施例的概念图。

具体实施方式

参考附图，现在将根据在此公开的示例性实施例详细地给出描述。为了参考附图简要描述，相同的或者等效的组件可以被设有相同或者相似的附图标记，并且其描述将不会被重复。通常，诸如“模块”和“单元”的后缀可以被用于指代元件或者组件。这样的后缀的使用在此旨在仅有助于说明书的描述，并且后缀本身旨在没有给予任何特定的意义或者功能。在本公开中，为了简要，通常已经省略了在相关领域中对于普通技术人员来说公知的那些。附图被用于帮助容易地理解各种技术特征并且应理解附图没有限制在此提出的实施例。正因如此，本公开应被解释为延伸到除了在附图中特别陈述的之外的任何改变、等同物以及替代。

将要理解的是，尽管在此可以使用术语第一、第二等等以描述各种元件，但是这些元件不应被这些术语限制。这些术语通常仅被用于区分一个元件与另一个元件。

将要理解的是，当元件被称为“连接”另一元件时，元件能够与另一元件连接或者也可以存在中间元件。相反地，当元件被称为“直接地连接”另一元件时，不存在中间元件。

单数表示可以包括复数表示，除非根据上下文其表示明确不同的意义。在此使用诸如“包括”或者“具有”的术语并且应理解它们旨在指示在本说明书中公开的数个组件、功能或者步骤的存在，并且也理解可以同样地利用更多或者更少的组件、功能或者步骤。

可以使用各种不同类型的终端实现在此提出的移动终端。这样的终端的示例包括蜂窝电话、智能电话、用户装置、膝上型计算机、数字广播终端、个人数字助手(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、导航仪、便携式计算机(PC)、板式PC、平板PC、超级本、可佩戴装置(例如，智能手表、智能眼镜、头戴式显示器(HMD))等等。

仅通过非限制性示例，将会参考特定类型的移动终端进行进一步的描述。然而，这样的教导同等地应用于其它类型的终端，诸如在上面注明的那些类型。另外，这样的教导也可以被应用于诸如数字TV、桌上型计算机等等的固定终端。

现在参考图1a-1c，其中图1a是根据本公开的移动终端的框图，并且图1b和图1c是从不同的方向看到的移动终端的一个示例的概念视图。

示出移动终端100，其具有诸如无线通信单元110、输入单元120、感测单元140、输出单元150、接口单元160、存储器170、控制器180、以及电源单元190的各种组件。

理解的是，不要求实现所有图示的组件，并且可以替换地实现更多或者更少的组件。

无线通信单元110通常包括一个或者多个模块，其允许诸如在移动终端100和无线通信系统之间的无线通信的通信、在移动终端100和另一移动终端之间的通信、在移动终端100与外部服务器之间通信。此外，无线通信单元110通常包括将移动终端100连接到一个或者多个网络的一个或者多个模块。

为了有助于这样的通信，无线通信单元110包括一个或者多个广播接收模块111、移动通信模块112、无线互联网模块113、短程通信模块114、以及位置信息模块115中的一个或者多个。

输入单元120包括：用于获得图像或者视频的相机121；麦克风122，该麦克风122是一种用于输入音频信号的音频输入装置；以及用于允许用户输入信息的用户输入单元123(例如，触摸键、推动键、机械键、软键等等)。数据(例如，音频、视频、图像等等)通过输入单元120被获得并且可以根据装置参数、用户命令、以及其组合通过控制器180分析和处理。

通常使用被配置成感测移动终端的内部信息、移动终端的周围环境、用户信息等等的一个或者多个传感器实现感测单元140。例如，在图1a中，示出具有接近传感器141和照度传感器142的感测单元140。

必要时，感测单元140可以可替选地或者附加地包括其它类型的传感器或者装置，诸如触摸传感器、加速度传感器、磁传感器、G传感器、陀螺仪传感器、运动传感器、RGB传感器、红外(IR)传感器、手指扫描传感器、超声传感器、光学传感器(例如，相机121)、麦克风122、电池量表、环境传感器(例如，气压计、湿度计、温度计、辐射监测传感器、热传感器、以及气体传感器等)、以及化学传感器(例如，电子鼻、医疗传感器、生物传感器等等)，举了一些例子。移动终端100可以被配置成利用从感测单元140获得的信息，并且特别地，从感测单元140的一个或者多个传感器及其组合获得的信息。

输出单元150通常被配置成输出诸如音频、视频、触觉输出等等的各种类型的信息。示出具有显示单元151、音频输出模块152、触觉模块153、以及光学输出模块154的输出单元150。显示单元151可以具有与触摸传感器的层间结构或者集成结构以便于促成触摸屏幕。触摸屏幕可以在移动终端100和用户之间提供输出接口，并且用作在移动终端100和用户之间提供输入接口的用户输入单元123。

接口单元160用作对接能够被耦合到移动终端100的各种类型的外部装置。例如，接口单元160可以包括任何有线或者无线端口、外部电源端口、有线或者无线数据端口、存储卡端口、用于连接具有识别模块的装置的端口、音频输入/输出(I/O)端口、视频I/O端口、耳机端口等等。在一些情况下，响应于被连接到接口单元160的外部装置，移动终端100可以执行与被连接的外部装置相关联的各种控制功能。

存储器170通常被实现为存储数据以支持移动终端100的各种功能或者特征。例如，存储器170可以被配置成存储在移动终端100中执行的应用程序、用于移动终端100的操作的数据或者指令等等。经由无线通信可以从外部服务器下载这些应用程序中的一些。在制造或者装运时其它的应用程序可以被安装在移动终端100内，其通常是用于移动终端100的基本功能(例如，接收呼叫、拨打电话、接收消息、发送消息等等)的情况。通常，应用程序被存储在存储器170中、安装在移动终端100中，并且通过控制器180执行以执行用于移动终端100的操作(或者功能)。

除了与应用程序相关联的操作之外，控制器180通常用作控制移动终端100的整体操作。

控制器180能够通过处理通过在图1a中描述的各种组件输入或者输出的信号、数据、信息等等，或者激活被存储在存储器170中的应用程序来提供或者处理适合于用户的信息或者功能。作为一个示例，控制器180根据已经被存储在存储器170中的应用程序的执行控制在图1a-1c中图示的一些组件或者所有组件。

电源单元190能够被配置成接收外部电力或者提供内部电力以便于供应对于操作被包括在移动终端100中的元件和组件所要求的适当的电力。电源单元190可以包括电池，并且电池可以被配置成被嵌入在终端主体中，或者被配置成从终端主体可拆卸。

可以协作地操作一些或多个组件以实现根据本公开的实施例的移动终端的操作、控制或控制方法。此外，可以通过驱动存储在存储器170中的一个或多个应用问题在移动终端上实现移动终端的操作、控制或控制方法。

图2是图示与本发明有关的位移传感器的实施例的概念图。本发明的位移传感器包括位置相对可变的第一框架211、第二框架212、位于第一框架211处的第一和第二线圈221和222、以及位于第二框架212处的导体230。

第一框架211具有柱形或管形，以围绕其一侧缠绕第一线圈221和第二线圈222。尽管示出矩形管状的第一框架211，但是第一框架211可以具有圆形管状。

第一线圈221和第二线圈222可以被布置在第一框架211的柱或管的上下方向上，并且第一线圈221和第二线圈222的上下位置可以改变。如果第一线圈221和第二线圈222同时形成在第一框架211处，则有利的是，制造工艺比第一线圈221和第二线圈222分别形成在两个框架处的情况下更简单。

因为第一线圈221和第二线圈222的位置固定到第一框架211，所以第一线圈221和第二线圈222之间的间隔被固定。如果第一电压V1施加到第一线圈221，则根据电磁感应原理第二电压V2的电流流到第二线圈222。电流在第二线圈222处流动，并且通过在第一线圈221处形成的涡电流的作用传递能量。流到第二线圈222的第二电压的强度可以根据第一线圈221和第一线圈221之间的距离而变化。如果第一线圈和第二线圈之间的距离短，则传递的能量很大，所以第二线圈222的第二电压变大。

因为本发明的第一线圈221和第二线圈222固定到第一框架211，所以第一线圈221和第二线圈222之间的间隔被固定，从而如果流过第一线圈221的电压均匀地发生，则第二电压也均匀地发生。

位于第二框架212处的导体230位于第一线圈221和第二线圈222附近，并且第一线圈221和第二线圈222之间的距离随着第一框架211和第第二框架212之间的距离变化而变化。如果导体230位于第一线圈221和第二线圈222附近，则从第一线圈221传递到第二线圈222的能量部分地传递到导体230。因此，即使第一电压均匀地发生，第二线圈222的第二电压也根据与导体230的距离而变化。

如图2中所示，如果导体230靠近第二线圈222，则第二线圈222的第二电压变小。相反，如果导体230远离第二线圈222，则第二线圈222的第二电压变大。

检测器280可以通过监测第二电压的大小来计算导体230和第二线圈222之间的间隔(或第一框架211和第二框架212之间的间隔)。在磁体214被布置在第一线圈221附近的状态下，如果电压施加到第一线圈221，则第一线圈221在磁体214的磁场内通过洛伦兹力沿线圈的中心轴方向受力，由此移动第一框架211。

在这种情况下，如果第一框架211的位置改变，则位于第二框架212的导体230与第二线圈222之间的距离变化。因此，第二电压的大小变化，从而可以计算第一框架211和第二框架212之间的间隔的变化。如果第二框架212被固定，则第一框架211和第二框架212之间的间隔的变化对应于第一框架211的移动距离。

如果位移传感器之外的部件被布置在位移传感器附近，因为电流可以通过其他部件的作用流到第二线圈222，所以第一电压可以基于预定模式的脉冲波(正弦波、三角波、方波)，如图2中所示，以更准确地提取由第一线圈221的第一电压传输的功率分量。即，如果在第二电压模式中出现噪声，则仅提取对应于第一电压的模式，从而可以测量更精确的位移。

如果第一框架211自由地移动，因为第一框架211的位置控制是不可能的，所以可以进一步设置连接第一框架211和第二框架212的第一弹性构件240。弹簧或板簧可以用作第一弹性构件240。通过第一弹性构件240，第一框架211被限制以仅相对于第二框架212移动到特定方向(线圈的中心轴线方向)，由此能够感测到更精确的位置变化。

图3是图示与本发明有关的位移传感器的另一实施例的概念图。与图2中所示的实施例不同，第一框架211可以是诸如基板的扁平形构件。形成在此扁平形的第一框架211处的第一线圈221和第二线圈222可以形成在基板形状的第一框架211处，作为其直径逐渐增大的螺旋线圈。

在图2的实施例中，以相同的长度示出第一线圈221和第二线圈222中的每一个的半径(意指通过假定圆形(尽管以矩形示出)当线圈被缠绕一圈时的长度)。但是，在图3的实施例中，第一线圈221的半径不同于第二线圈222的半径。

如图3中所示，第二线圈222可以布置在第一线圈221的外部处，使得不与第一线圈221重叠。因为涡电流向外流动，所以第二线圈222的半径应大于第一线圈的半径，以促进向第二线圈222传输电力，从而第二线圈222可以布置在第一线圈221的外部。

第二框架212被布置以与第一框架211隔开。即使在这种情况下，如果导体230靠近第一框架211，则流到第二线圈222的第二电压的大小变小。

可以对第一线圈221、第二线圈222和导体230的布置进行各种修改。图4是图示与本发明有关的位移传感器的第一线圈221、第二线圈222和导体230的布置的各种实施例的概念图。

图4的(a)简要地图示根据图2的实施例的第一线圈221、第二线圈222和导体230的布置。导体230可以在垂直方向或水平方向上移动。然而，尽管导体230在垂直方向和水平方向上以相同的距离移动，在第二电压的变化中导体230在垂直方向上移动的情况不同于导体230在水平方向上移动的情况。因此，为了测量精确的移动量，优选的是，第一框架211(或第二框架212)仅在特定方向上移动。在图2和图3的实施例中，导体230相对于第一线圈221和第二线圈222在中心轴线方向上相对移动，沿着中心轴线方向线圈缠绕。

如图4的(b)中所示，导体230可以位于第一线圈221和第二线圈222之间。如图4的(c)中所示，第一线圈221和第二线圈222可以不必彼此平行。

如上所述，因为位移传感器可以通过仅使用两个线圈和一个导体230来感测距离变化，所以位移传感器可以小型化，并且因此可以用于各种电子部件。特别地，如果各种部件被用于诸如移动终端的小型化产品，则可以使用本发明的位移传感器。

具体地，封装在移动终端中的相机模块200需要自动聚焦功能，以允许用户清楚地看到成为主题的目标对象。对于此自动聚焦功能，使用各种类型的致动器以将镜头模块260移动到最佳焦点位置。相机模块200的自动聚焦的性能可以根据移动镜头模块260的致动器的特性而变化。

此外，自动聚焦致动器可以包括各种类型的致动器，诸如音圈马达(VCM)致动器、由压力动力驱动的致动器、以及由电容模式驱动的MEMS致动器。

在这种情况下，音圈电动机致动器通过使永磁体214位于在相机模块200的固定部分处并将线圈附接到将被驱动的镜头模块260来借助于流过线圈的洛伦兹力驱动镜头模块260，以配置磁路。

此外，音圈马达致动器可以通过将传感器附接到镜头模块260来计算镜头模块260的最佳自动对焦值，以感测镜头模块260的位置变化。

在此音圈电动机致动器中，为了将传感器附接到镜头模块260，应将三个或更多个电源连接到传感器，并且需要两个用于施加电压以驱动音圈的连接器。因此，需要至少五个连接器来感测镜头模块260的驱动和位移。如果增加连接器的数量，则出现难以设计致动器并且在制造过程中增加缺陷率的问题。

此外，在基于附接传感器的镜头模块260的音圈型致动器中，将镜头模块260移动到最佳自动对焦位置需要花费很多时间，并且镜头模块260的自动对焦位置误差可能由于滞后特性和结构摩擦特性而发生。

通过使用前述位移传感器，本发明可以实现更简单的相机模块200。图5是图示与本发明有关的相机模块200的第一实施例的概念图。本发明的相机模块200包括壳体215、镜头模块260、图像传感器250、第一框架211、第二框架212、第一线圈221、第二线圈222、第一弹性构件240，磁铁214和第二弹性构件245。

壳体215形成相机模块200的外观，并且包括在一侧处的光透射部分216以允许光通过。镜头模块260被布置在光透射部分216的内侧处，以将进入壳体215的一侧处的光透射部分216的光传输到位于壳体215内部的图像传感器250。

相机模块可以包括至少一个或多个镜头。随着镜头和图像传感器250之间的距离变化，可以控制到达图像传感器250的图像的尺寸和焦点。

为了将镜头模块260相对移动到固定到壳体215的图像传感器250，使用如上所述的音圈。音圈可以用作用于镜头模块260的移动的驱动构件，并且同时被用作用于感测镜头模块260的移动距离的传感器。

本发明包括前述的位移传感器。位移传感器包括管状的第一框架211、与第一框架211的距离变化的第二框架212、形成在第一框架211处的第一和第二线圈221和222、耦合到第二框架的导体230、监测流到第二线圈222的第二电压的大小的检测器280。在本实施例中，第一框架211具有管状，并且第二框架212可以被布置以围绕第一框架211的外部。

本实施例的镜头模块260固定到第一框架211，并且第一框架211形成管状以在其中容纳镜头模块260。镜头模块260插入管的内部空间中，如图5中所示。

本发明的第一线圈221用作用于驱动镜头模块260以及位移传感器的组件的驱动器。如果第一电压在由被布置以与第一框架211隔开的磁体214形成的磁场内被施加到第一线圈221(在本实施例中，磁体214固定到第二框架212)，则第一框架211由洛伦兹力移动。

此时，根据电磁感应原理第二电压的电流流到第二线圈222，并且检测器280监测第二电压的大小。此时，因为第二框架212不移动，所以导体230和第二线圈222之间的距离变化，并且第二电压的大小变化。

参考图5，因为导体230位于第二线圈222上方，所以光透射部分216确定如果第二电压的大小被增加则第一框架211向下移动(图像传感器250的方向)，并且如果第二电压的大小被减少则第一框架211向上移动(光透射部分216的方向)。

第一弹性构件240可以插入在第一框架211和第二框架212之间，以限制第一框架211的移动方向，使得相对于第二框架212第一框架211仅移动到布置有多个镜头的方向。尽管导体230位于所示的第二线圈222的上方，但是导体230可以位于第二线圈222下方。然而，导体230可以被布置以相比第一线圈221更靠近第二线圈222以使导体230对第一线圈221的影响最小化。

如果镜头模块260仅移动到镜头的布置方向，则第二框架212可以固定到壳体215，或者壳体215可以是第二模块。然而，需要镜头模块260移动到水平方向，如图5中所示，第二框架212还可以包括水平驱动单元(未示出)，该水平驱动单元固定到壳体215以沿水平方向移动并使第二框架212沿水平方向移动。

如果第二框架212在水平方向上移动，因为第一框架211仅在垂直方向上相对于第二框架212移动，所以第一框架211和在第一框架211中容纳的镜头模块260可以在水平方向上一起移动。

此时，因为第一框架211和第二框架212的相对位置没有变化，尽管第二框架212在水平方向上移动，但由检测器280确定的第一框架211和第二框架212之间的距离变化(图像传感器250和镜头模块260的垂直距离的变化)是精确的。

图6是图示与本发明有关的相机模块的第二实施例的概念图。图

5中的第一框架211和第二框架212的布置与本实施例中的第一框架

211和第二框架212的布置相反。也就是说，第一线圈221和第二线圈

222耦合到的第一框架211位于外部处，并且导体230耦合到的第二框架212位于第一框架211的内侧处。

镜头模块260和磁体214被布置在第二框架212处，并且第一框架211在垂直方向上固定到壳体215。因此，第二框架212改变镜头模块260的上下位置同时上下移动。

第二框架212的移动原理与前述原理相同，并且因为在前述实施例中第二框架212在垂直方向上固定，所以第一框架211在垂直方向上移动。在本实施例中，因为第一框架211在垂直方向中被固定，所以第二框架212在垂直方向中移动。

接下来，图7是图示与本发明有关的相机模块200的第三实施例的概念图。在本实施例中，单独设置用于驱动与位移传感器的第一线圈221和第二线圈222分离的镜头模块260的音圈(下文中，称为第三线圈223)。

在本实施例中，位移传感器、镜头模块260和图像传感器250的布置与图6的实施例中的布置相同。然而，在本实施例中，磁体214被耦合到第一框架211，并且第三线圈223被耦合到第二框架212，由此用于在垂直方向中移动第二框架212的第三线圈223的力被提供。

因为第一线圈221和第二线圈222被固定到诸如磁体214的第一框架211，所以它们的位置不能被磁体214改变。如果第三电压施加到被耦合到第二框架212的第三线圈223，则第二框架212借助于洛伦兹力相对于第一框架211移动。

此时，如果第一电压施加到第一线圈221，则第二电压的电流流到第二线圈222，并且如果第二框架212移动，则导体230和第二线圈222之间的距离变化，从而可以通过第二线圈222的第二电压的变化来计算第二框架212的移动量。施加到第一线圈221的第一电压可以与施加到第三线圈223的第三电压相同或不同。

图8是图示与本发明有关的相机模块200的第四实施例的概念图。本实施例的位移传感器使用第一线圈221和第二线圈222，该第一线圈221和第二线圈222被实现在图3中所示的平面的第一框架211中。

在本实施例中，第三线圈223和磁体214的布置与图7的布置相同，但是与图7不同地布置第一线圈221和第二线圈222。因此，磁体214被耦合到的并且在垂直方向上固定到壳体215的框架将被称为第三框架213。

因为本实施例的第一框架211是板状框架，所以第一框架211可以耦合到壳体215的表面。如果第三电压施加到第三线圈223并且变化镜头的垂直位置，则位于第三框架213内侧处的第二框架212借助于洛伦兹力上下移动。

因为位于第二框架212处的导体230的位置相对于固定到壳体215的第一框架211而变化，所以第二线圈222的第二电压根据镜头模块260的垂直移动而变化，从而检测器280可以计算镜头模块260的移动量。

在图5至图7的实施例中，第一框架211和第二框架212在水平方向上被固定。然而，在本实施例中，如果第一框架211固定到壳体215并且第三框架213相对于图像传感器250(或壳体215)在水平方向上移动，则第二框架212和第一框架211的水平位置是变化的。

从附图上看，如果导体230与第一线圈221和第二线圈222重叠，则第二线圈222的第二电压受到导体230的垂直变化的影响，然而如果导体230不与第一线圈221和第二线圈222重叠，则第二线圈222的第二电压不受导体230的垂直变化的影响。

因此，导体230被形成为小于第一线圈221和第二线圈222的直径，如图8中所示，尽管第二框架212和第三框架213在水平方向上移动，但导体230不与第一线圈221和第二线圈222重叠并且位于环形中心开口部分处，从而位移传感器可以防止由于水平移动而误操作。

如上所述，根据本发明的位移传感器和相机模块200能够通过在一个框架中实现两个线圈来减少工艺次数并增强空间利用。

特别地，如果在基板上实现两个线圈，则体积能够变小。因为用于位移传感器的线圈之一也能够被用作用于移动镜头模块260的线圈，并且因此仅增加一个线圈，所以能够减少端子的数量并且能够减少额外提供的构件的数量。

对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的精神和基本特征的情况下，本发明能够以其他特定形式实施。因此，上述实施例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的。本发明的范围应通过对所附权利要求的合理解释来确定，并且落入本说明书的等效范围内的所有变化都被包括在本发明的范围内。

Claims (16)

1.一种位移传感器，包括：

第一圆柱形框架；

第二圆柱形框架；所述第二圆柱形框架具有与所述第一圆柱形框架的直径不同的直径；

第一线圈，所述第一线圈缠绕在所述第一圆柱形框架处，其中第一电压被施加到所述第一线圈；

第二线圈，所述第二线圈缠绕在所述第一圆柱形框架处，其中如果所述第一电压被施加到所述第一线圈，则第二电压的电流在所述第二线圈中流过以对应于所述第一圆柱形框架的电压；

磁体，所述磁体被耦合到所述第二圆柱形框架；

导体，所述导体被耦合到所述第二圆柱形框架；以及

检测器，所述检测器用于通过监测所述第二电压来计算所述第一圆柱形框架和所述第二圆柱形框架之间的相对位置，

其中，如果电流流到所述第一线圈，则所述第一圆柱形框架和所述第二圆柱形框架中的一个在第一方向中相对于彼此移动，

其中，所述第二线圈的位置是围绕在所述第一线圈外部或者在所述第一方向上与所述第一线圈分隔开。

2.根据权利要求1所述的位移传感器，还包括第一弹性构件，所述第一弹性构件用于连接所述第一圆柱形框架和所述第二圆柱形框架，其中所述第一弹性构件根据所述第一圆柱形框架的移动而变化。

3.根据权利要求1所述的位移传感器，其中，所述第一圆柱形框架的移动量取决于流到所述第一线圈的所述第一电压的大小而改变。

4.根据权利要求1所述的位移传感器，其中，所述磁体被布置成相比所述第二线圈更靠近所述第一线圈，并且所述导体被布置成相比所述第一线圈更靠近所述第二线圈。

5.一种相机模块，包括：

壳体，所述壳体包括一侧处的光透射部分；

镜头模块，所述镜头模块被封装在所述壳体中，将入射光通过所述光透射部分传送到第一方向；

图像传感器，所述图像传感器将经过所述镜头模块的光转换成数字信号；

第一框架，所述第一框架位于所述壳体内部；

第二框架，所述第二框架位于所述壳体内部；

第一线圈，所述第一线圈在所述第一框架处形成，其中第一电压被施加到所述第一线圈；

第二线圈，所述第二线圈在所述第一框架处形成，其中如果所述第一电压被施加到所述第一线圈，则第二电压的电流在所述第二线圈中流过以对应于所述第一框架的电压；

导体，所述导体被耦合到所述第二框架；以及

检测器，所述检测器用于通过监测所述第二电压来计算所述第一框架和所述第二框架之间的相对位置，

其中，如果电流流到所述第一线圈，则所述第一框架和所述第二框架中的一个在所述第一方向中可移动，

其中，所述第二线圈的位置是围绕在所述第一线圈外部或者在所述第一方向上与所述第一线圈分隔开。

6.根据权利要求5所述的相机模块，其中，所述第二线圈的直径等于或大于所述第一线圈的直径。

7.根据权利要求5所述的相机模块，其中，如果所述第二线圈靠近所述导体，则所述第二电压的大小被减少。

8.根据权利要求5所述的相机模块，其中，所述第一电压的波形以预定周期振动，并且所述第二电压的波形对应于所述第一电压的波形并且具有与所述第一电压不同的大小。

9.根据权利要求5所述的相机模块，其中

所述第一框架和所述第二框架具有直径彼此不同的管状形的形式，并且被布置成彼此重叠以允许所述第一框架和所述第二框架中的具有较小直径的一个被布置在内侧处，

所述镜头模块容纳在具有较小直径的所述框架的内侧中，并且

所述第一和第二线圈缠绕在所述第一框架的侧部处，并且所述相机模块还包括磁体，所述磁体位于所述第二框架处。

10.根据权利要求9所述的相机模块，其中，如果电流流到所述第一线圈，则所述第一框架在所述第一方向中移动，并且所述相机模块还包括第一弹性构件，所述第一弹性构件用于连接所述第一框架和所述第二框架，其中所述第一弹性构件根据所述第一框架的移动变化。

11.根据权利要求9所述的相机模块，其中，取决于施加到所述第一线圈的所述第一电压的大小来改变所述第一框架的移动量。

12.根据权利要求9所述的相机模块，其中，所述磁体被布置成相比所述第二线圈更靠近所述第一线圈，并且所述导体被布置成相比所述第一线圈更靠近所述第二线圈。

13.根据权利要求5所述的相机模块，其中，

所述第二框架具有用于在其中容纳所述镜头模块的管状形的形式，

所述第一框架位于所述第二框架的外侧周围，并且所述第一和第二线圈缠绕在所述第一框架的侧部处，

所述相机模块还包括磁体，所述磁体位于所述第一框架处，以及

第三线圈，所述第三线圈缠绕在所述第二框架的侧部处，用于如果电流流过则在所述第一方向中移动所述第二框架。

14.根据权利要求5所述的相机模块，其中

所述第一框架包括基板，所述基板附接到所述壳体，

所述第一线圈在所述基板上形成并且具有直径增大的螺旋形的形式，

所述第二线圈在所述基板上形成并且具有当围绕所述第一线圈的外侧时直径增大的螺旋形的形式，

所述第二框架具有用于在其中容纳所述镜头模块的圆柱形的形式，

所述相机模块还包括第三框架，所述第三框架围绕所述第二框架的外侧；

磁体，所述磁体位于所述第三框架处，以及

第三线圈，所述第三线圈缠绕在所述第二框架的侧部处，用于如果电流流过则在所述第一方向中移动所述第二框架。

15.根据权利要求14所述的相机模块，其中，所述导体小于所述第一线圈的中心开口部分的直径。

16.根据权利要求5所述的相机模块，还包括：

第二弹性构件，所述第二弹性构件用于将所述第二框架与所述壳体相连接；和

水平驱动单元，所述水平驱动单元用于控制所述第二框架在所述壳体内部在与所述第一方向正交的第二方向上的移动。

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