CN109188641B - 双光模块相机中的双音圈线圈电机结构 - Google Patents

双光模块相机中的双音圈线圈电机结构 Download PDF

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Abstract

双光模块自动对焦(AF)或AF+光学图像稳定(OIS)相机，覆盖区减少并且互磁干扰减少。一些AF+OIS相机可以包括单个AF致动组件，其一致地移动两个透镜镜筒。一些AF相机或AF+OIS相机可以具有两个AF致动子组件和用于每个透镜镜筒的独立AF操作的相关联的磁体，磁体以消除一个AF致动子组件对另一个AF致动子组件的磁影响的方式共享，从而允许两个透镜镜筒紧密接近定位，节省部件和制造成本。

Description

双光模块相机中的双音圈线圈电机结构
分案申请
本申请是申请号为201680013035.6的、发明名称为“双光模块相机中的双音圈线圈电机结构”的、申请人为“核心光电有限公司”的、国际申请日为2016年2月17日的专利申请的分案申请。该分案申请的母案申请201680013035.6系国际申请号为PCT/IB2016/050844的中国国家阶段申请。
相关申请的交叉引用
本申请涉及并要求于2015年4月2日提交的美国临时专利申请号62/141875的优先权，并且具有相同的标题，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本文中所公开的实施例一般涉及双音圈或多音圈电机(VCM)结构，具体地涉及用于微型双光模块或多模块相机中的双VCM结构。
背景技术
紧凑型(微型)双光模块相机(还被称为“双光圈相机”、“双镜头相机”或简称“双相机”)(例如，如在智能手机中)可以与适当的计算摄影算法结合使用，用于几种目的。这些包括实现高级数字变焦，在保持高性能的同时降低总模块高度，改善低光性能和创建深度图。为了简化计算摄影算法，因此减少时间和误差，需要将两个相机尽可能靠近地设置。在紧凑型相机模块中，实现自动对焦(AF)和 /或光学图像稳定(OIS)的最普遍的形式是通过相对于相机传感器(多个)致动(移位)相机的成像透镜(或简称“透镜”)模块。这种相机中最常见的致动器类型是音圈电机(VCM)。VCM致动器包括线圈、固定(还被称为“永久”或“硬”)磁体和弹簧。当电流通过线圈驱动时，电磁(EM)洛伦兹力通过磁体的磁场施加在其上，并且透镜模块改变位置。EM力与弹簧平衡以实现所需位置。
在双光圈摄影中，两个相机模块使得能够同时拍摄相同场景的两个图像。每个相机可以包括用于AF和OIS目的的一个或多个VCM (或其他磁性)致动器。当使用VCM致动器时，两个VCM致动器被紧密接近定位。两个相机模块可以具有相同或不同的光学元件(透镜模块/透镜)。然后，每个VCM致动器需要根据光学要求致动其相应的透镜模块。每个VCM致动器需要单独操作，优选地，如同它没有磁性地耦合至另一VCM致动器(即，如同它是独立的模块)。
紧密接近的两个VCM致动器可能会干扰彼此的磁场，并且可能无法正常工作。这种干扰限制了致动器之间的最小距离和/或需要独特的磁性结构和对VCM的改变。一小段距离有利于最小化相机覆盖区并且简化计算摄影算法和计算，因为它导致较小的视差。
由小型化双光模块相机构成的接近问题的已知解决方案包括使用现成的致动器和一些磁屏蔽器件(参见例如PCT专利申请 PCT/IB2014/062181)。后者限制了在单个相机中定位两个致动器中可实现的接近。另一种解决方案包括容纳一起移动的两个透镜的 VCM(参见例如PCT专利申请PCT/IB2014/062854)。
因此，需要并且有利的是具有构造可以容纳彼此紧密接近的两个透镜模块的磁稳定结构的方式，并且以独立的方式致动每个透镜镜筒用于AF目的。另外，需要一种耦合至这种结构的OIS机构。
发明内容
在各种实施例中，公开了多光模块AF或AF+OIS成像设备(相机)，特别是双光模块相机，每个双光模块相机具有两个AF致动子组件，相机的VCM磁设计得以改善，部件数量得以减少以及覆盖区得以减少。在每个这样的相机中，为两个AF致动子组件提供的磁体以允许两个透镜模块非常紧密接近组装的方式共享，从而消除了需要其间的磁屏蔽。
在下文中，为了简单起见，使用术语“透镜”代替“成像透镜”。
在一个示例性实施例中，提供了一种成像设备，其包括第一透镜模块，其具有第一光轴并且包括具有第一透镜载体外部表面的第一透镜载体，第一透镜载体具有卷绕在第一透镜载体外部表面的至少一部分处的第一线圈；第二透镜模块，其具有平行于第一光轴的第二光轴并且包括具有第二透镜载体外部表面的第二透镜载体，第二透镜载体具有卷绕在第二透镜载体外部表面的至少一部分处的第二线圈；围绕第一线圈的第一多个磁体和围绕第二线圈的第二多个磁体，其中第一多个磁体和第二多个磁体共享至少一个公共磁体，并且其中第一多个磁体和第二多个磁体中的每个磁体与相应的透镜模块的自动对焦致动相关联。
在示例性实施例中，第一多个磁体具有指向第一光轴的北极，并且第二多个磁体具有指向第二光轴的南极。示例性地，第一多个磁体和第二多个磁体可以包括总共四到七个磁体。磁体可以示例性地刚性地耦合至框架。每个透镜载体和相关联的线圈可以相对于其相应的多个磁体和框架移动，其中每个透镜载体及其相关联的线圈的移动与另一透镜载体及其相关联的线圈的移动无关。
在一些示例性实施例中，一种成像设备还可以包括板，其上附接有多个OIS线圈，每个OIS线圈与来自第一多个磁体或第二多个磁体中的至少一个磁体相关联，其中当电流在相应的OIS线圈中通过时，由于在OIS线圈中的至少一些OIS线圈和它们各自的相关联的磁体之间产生磁力而导致该框架可在基本上垂直于两个光轴的平面中相对于板移动。示例性地包括至少一个霍尔杆的位置感测机构可以用于感测垂直于每个光轴的平面中的运动和/或用于感测围绕光轴的侧倾运动。一个方向上的位置感测与另一方向上的位置感测无关。
在示例性实施例中，提供了一种成像设备，其包括第一透镜模块，其具有第一光轴；第二透镜模块，其具有平行于第一光轴的第二光轴；透镜载体，其容纳第一透镜模块和第二透镜模块，该透镜载体具有外部载体表面，而线圈卷绕在外部载体表面的至少一部分处；围绕线圈的多个磁体；以及外壳框架，其用于容纳多个磁体，该外壳框架由其上附接有多个OIS线圈的板上方的弹簧悬挂，每个OIS线圈与磁体中的至少一个磁体相关联，其中当电流在相应的OIS线圈中通过时，由于在线圈中的至少一些线圈及其相关联的磁体之间产生磁力而导致外壳框架可在基本上垂直于两个光轴的平面中相对于板移动，并且其中第一透镜模块和第二透镜模块被配置成经历同时自动对焦操作。
示例性地包括至少一个霍尔杆的位置感测机构可以用于感测垂直于每个光轴的平面中的运动和/或用于感测围绕光轴的侧倾运动。一个方向上的位置感测与另一方向上的位置感测无关。
附图说明
下文参考本段后所列出的附图来描述本文中所公开的实施例的非限制性示例。出现在多于一个附图中的相同结构、元素或部件可能在其出现的附图中用相同的数字标注。附图和描述意在说明并且阐明本文中所公开的实施例，并且不应被视为以任何方式限制。
图1A示意性地示出了具有本文中所公开的双VCM AF致动器的双光圈相机的实施例的分解图；
图1B示出了图1A的相机的等距视图；
图1C示出了在图1B的相机中具有七个磁体的第一磁体组实施例的等距视图；
图1D示出了图1C中的实施例的七个磁体和相关联的极方向的俯视图；
图1E示出了如图1A所示的相机实施例中具有五个磁体和相关联的极方向的另一磁体组实施例的俯视图；
图2A示意性地示出了具有本文中所公开的双VCM AF+OIS致动器的双光模块相机的实施例的分解图；
图2B示出了图2A的相机的等距视图；
图2C示出了图2B的相机中的七个磁体的第一磁体组实施例的等距视图；
图2D示出了图2C中的实施例的七个磁体下面的六个线圈的俯视图；
图2E示出了六个线圈的顶部上的图2C中的实施例的七个磁体及相关联的极方向的俯视图；
图2F示出了在如图2A所示的相机实施例中具有五个磁体和相关联的极方向的另一磁体组实施例的俯视图；
图3A示出了本文中所公开的双光模块相机中的横截面A-A和 B-B；
图3B示出了沿着横截面A-A的双光模块相机中的X-Y平面中的磁场的模拟结果；
图4A示出了沿着横截面B-B的双光模块相机中的X-Y平面中的磁场的模拟结果；
图4B示出了图4A中的区域的放大；
图5示出了：(A)施加在磁体118a上的力；(B)等效中心质量力和扭矩；(C)施加在磁体118c上的力和(D)等效中心质量力和扭矩；
图6A示意性地示出了具有带有组合的AF+OIS致动器的单个 VCM的双光模块相机的另一实施例的分解图；
图6B以等距视图示出了图6A的相机；
图6C示出了图6B的相机中的六个磁体的磁体组实施例的等距视图；
图6D示出了图6C中的实施例和相关联的极方向的六个磁体的俯视图；以及
图6E示出了在如图6A所示的相机实施例中具有四个磁体和相关联的极方向的另一磁体组实施例的俯视图。
具体实施方式
接下来所描述的所有附图都绘制在三轴(X-Y-Z)参考框架中，其中轴定义如下：Z轴平行于两个透镜模块的光轴并且垂直于相机传感器的表面。Y轴垂直于两个透镜的光轴并且平行于相机传感器表面。Y轴也垂直于连接两个透镜模块的光轴的最短线。X轴垂直于两个透镜的光轴，平行于相机传感器表面并且平行于连接两个透镜的光轴的最短线。
图1A示意性地示出了具有本文中所公开的双VCM AF致动器的双光模块相机的实施例100的分解图。图1B以等轴视图示出了相机 100，图1C示出了具有七个磁体的磁体组实施例的等距视图，图1D 示出了图1C中的实施例的七个磁体及相关联的极方向的俯视图。
双光模块相机100包括两个AF致动子组件102a和102b。每个 AF致动子组件包括光学透镜模块，分别为104a和104b，每个透镜模块包括透镜元件，分别为106a和106b，光学耦合至相应的图像传感器(未示出但下文得以描述)。每个透镜模块可以具有以下尺寸：直径在6mm至7mm的范围内，高度约4mm，固定焦距在4mm至8mm 的范围内。两个透镜镜筒的一些参数可以相同或不同，诸如焦距、直径和F#。每个透镜镜筒容纳在单独的透镜载体中，分别为108a和 108b。透镜载体通常(但不一定)由塑料材料制成。每个透镜载体具有卷绕在外部载体表面(分别为111a和111b)的至少一部分上的线圈(分别为110a和110b)。线圈通常由铜线制成，该铜线由内径/ 外径分别在50μm至60μm范围内的薄塑料层(涂层)涂覆，每个线圈几十匝，使得总电阻的量级通常为每线圈10ohm至30ohm。
每个AF致动子组件还包括弹簧组，每个弹簧组包括两个(上和下)弹簧。因此，致动子组件102a的第一弹簧组包括上弹簧112a和下弹簧114a，而致动子组件102b的第二弹簧组包括上弹簧112b和下弹簧114b。如本实施例所示，弹簧112a，112b，114a，114b可以全部相同。在其他实施例中，它们可以在形状、弹簧常数、尺寸和材料上变化。每组弹簧都作用单个直线导轨，其悬挂AF致动子组件。线性导轨通常在一个运动方向上(即，沿着Z轴(悬挂透镜的光轴)) 是柔性的，典型刚度为20N/m至40N/m，并且沿着另外两个运动轴(即，在XY平面中(或垂直于悬挂透镜的光轴))是非常刚性的，典型刚度大于500N/m。
相机100还包括一组七个磁体(编号为118a至118g)，全部容纳(胶合)在单个塑料或金属框架120中。框架120包围磁体118a 至118g。如本实施例所示，磁体118a至118g可以全部相同。在其他实施例中，它们可以在形状、磁场、尺寸和材料上变化。下文详细描述磁体布置。两个致动子组件的弹簧组悬挂在框架120上并且允许如上文所描述的运动。两个AF致动子组件、框架和七个磁体形成以下被称为“双AF致动”组件的“组合”致动组件。
框架120通过胶水或其他器件固定到基座122上，通常由塑料材料制成。基座122包括用于两个图像传感器(未示出)的开口(圆孔) 124a和124b。图像传感器通常为矩形，对角线长度在1/4"至1/2"的范围内。图像传感器的大小、感测机构的类型等可以相同或不同。传感器中的每个传感器位于印刷电路板(“PCB”未示出)上的两个致动子组件102a和102b的正下方，并且以已知的方式获取各种图像。致动子组件在Z方向上的致动(运动)允许将来自距离相机的不同距离处的图像的光聚焦到图像传感器上。最后，相机100包括通常由不锈钢制成的屏蔽件132，其保护包括在其中的所有部件不受机械损坏、灰尘和杂散光的影响。
图1E示出了另一磁体组实施例的俯视图，其中磁体118a+118b 和118d+118e与所示出的极结合(例如，烧结)，实质上将磁体的数量从7减少到5个。这种“结合的”磁体在本领域中是已知的，并且例如在PCT专利申请WO2014/100516A1中描述。
图2A示意性地示出了具有组合的双VCM AF和OIS致动器的双光模块相机的实施例200的分解图。图2B以等距视图示出了相机200。图2C示出了具有七个磁体的磁体组实施例的等距视图。图2D示出了七个磁体下面六个线圈的俯视图。图2E示出了六个线圈顶部上的七个磁体和相关联的极方向的俯视图。
相机200包括相机100的所有部件以及附加部件，其区别如下：在相机200中，框架120'不固定到基座122上，而是悬挂在悬架弹簧系统上，该悬架弹簧系统包括四个弹簧220a，220b，220c和220d(图 2B)。弹簧通常由细圆线制成，并且形成本领域已知的悬架机构，参见例如与Corephotonics Ltd共有的美国专利申请14/373490。这种机械结构在下文进一步分析。在一些实施例中，可以使用其他类型的弹簧(例如，矩形切割或椭圆形)。在一些实施例中，可以使用四个以上的弹簧。相机200还包括定位在粘合在基座122上的PCB 250上的 OIS运动线圈204a至204f。线圈204a至204f定位在相应的磁体118a 至118e下方，并且在相应的磁体上施加洛伦兹力。相机200还包括可以测量磁场并且指示双AF致动组件的位置的感测元件(例如，霍尔杆)206a至206c(图2C)，例如，如在US20140327965A1中一样。如本领域已知的，XY平面中的这种运动允许通过补偿相机模块相对于要捕获的对象移位和倾斜的手部移动来执行OIS。
线圈204a至204f可以以各种致动模式操作。在一些这样的致动模式中，电流仅被引导通过线圈中的一些线圈。在一些致动模式中，电流被引导通过所有线圈。如下文所解释的，在所有操作模式中，在不同的运动模式之间存在完全去耦，即，两个透镜相对于框架120(或 120')的两个Z方向运动和框架120'相对于基座的XY运动。
图2F示出了磁体118a+118b和118d+118e与极结合(例如，烧结)的另一个磁体组实施例的俯视图，实质上将磁体的数量从七个减少到五个。
四线弹簧机械结构
由四条圆线组成的机械结构通常用于OIS机构中的平面内运动，参见例如与Corephotonics Ltd共有的美国专利申请14/373490。对于典型直径范围为50μm至100μm的电线，其通常由金属(例如，不锈钢合金)制成并且携带总质量为0.5克至1克的双AF致动组件，创建以下典型运动模式：
Figure GDA0003047770400000081
Figure GDA0003047770400000091
对于三种模式下的运动(X模式、Y模式和“围绕Z侧倾”模式)，典型的频率范围远低于其他三种模式的频率范围。这个事实的物理意义在于，Z模式下的运动、围绕X模式侧倾和围绕Y模式侧倾更加僵硬，并且不太可能在像系统中存在的低力(0.01N)的低力下发生。
如上文所解释的，XY平面中的运动允许OIS执行。在单光圈相机模块(例如，在PCT/IB2014/062181中)的领域已知的情况下，围绕Z(光)轴的侧倾运动将不会影响图像，因为透镜模块围绕该轴轴对称。在本文中所公开的相机中，围绕Z轴的侧倾可能导致图像失真或移位，因此是不希望的。因此，下面公开了本文中针对这种模式所提供的取消方法。
电连接性
对于所演示的实施例中的每个线圈，每个线圈需要两个线电连接用于电流输入和输出。对于相机100和对于两个AF致动子组件中的移动线圈110a和110b，期望电连接不会在移动结构上增加任何外部限制(即，外力、摩擦力等)。如在典型情况下(参见例如专利WO2014/100516A1)一样，弹簧112a至112b和114a至114b可以传送电流。在实施例中，弹簧112a和114a可以分别传入和传出用于线圈110a的电流，而弹簧112b和114b可以分别传入和传出传送用于线圈110b的电流。在实施例中，弹簧112a可以被分成两半，使得机械地将其用作单个弹簧，而每个半部用作用于线圈110a的单个电连接。类似地，弹簧112b可以分成两半，使得机械地将其用作单个弹簧，而每个半部用作用于线圈110b的单个电连接。
对于相机200，需要电流从移动AF组件进一步传送到固定基座 122。弹簧220a至220d可以用于以下目的：弹簧220a和220d可以将电流从AF致动子组件102a传送到基座122，而弹簧220b和220c 可以将电流从AF致动子组件102b传送到基座122。
磁力和机械分析
VCM力机构基于洛伦兹定律。该洛伦兹力已知等于：
F＝I∫dl×B
其中I是线圈中的电流，B是磁场，以及
Figure GDA0003047770400000101
是电线元件。因此，只有垂直于电线的磁场沿期望的运动方向产生力。洛伦兹力方程中的磁场项由永久磁体施加在电线上。另外，从牛顿的第三定律，通过线圈对永久磁体施加相等但相反的力。
现在注意图1C和图2C，其中仅磁路中有源的元件出现。磁体中的每个磁体的极如图1C至图1D(2C至2D)所指示的布置。即，北极朝向磁体118a，118d的正Y方向，朝向磁体118b，118e的负Y 方向，北极朝向磁体118c，118f的正X方向，朝向磁体118g的负X 方向。
可以看出，对于致动子组件102a(并且特别地，对于线圈110a)，北磁极被向内定位，使得磁场向内流动。要分析的第一致动模式是与 Z轴运动有关的致动模式。如果线圈110a中的电流沿逆时针方向流动，则根据洛仑兹定律，正Z方向上的力将施加在线圈110a上，因此施加在附接于其上的透镜载体108a和透镜106a上。该力是独立的并且不影响致动子组件102b，即，线圈110b、透镜载体108b或透镜 106b。以相同的方式，可以看出，对于致动子组件102b(并且特别地，对于线圈110b)，磁场向外流动。因此，如果线圈110b中的电流沿顺时针方向流动，则根据洛伦兹定律，正Z方向上的力将施加在线圈上，因此施加在附接于其上的透镜载体108b和透镜106b上。该力是独立的并且不影响致动子组件102a(线圈110a、透镜载体108a或透镜106a)。
图3A示出了本文中所公开的双光模块相机中的横截面A-A和 B-B。图3B示出了沿着图3A中的横截面A-A的X-Y平面中的磁场的模拟结果，说明作用在致动器的AF部分中的磁力。还指示了线圈 110a和110b，如线圈中的电流方向(线圈110a中的逆时针方向，线圈110b中的顺时针方向)。在这个模拟(以及下文的模拟)中，我们假设磁体的尺寸为6mm×1.3mm×0.6mm，由钕制成，磁性强制 Hci＝750kA/m。
如所示出的，观察线圈110a的所有部分上的交叉乘积d1×B并且假设逆时针方向的电流，作用在线圈的所有部分上的力处于正Z方向 (远离相机传感器)。为了反转力方向，线圈110a中的电流可以被反转(顺时针)。对于线圈110b，假设电流的顺时针方向，作用在两个线圈的所有部分上的力处于正Z方向(远离相机传感器)。为了反转力方向，线圈110b中的电流可以被反转(逆时针)。
移动到用于OIS的第二致动模式和第三致动模式(XY平面)，图4A示出了沿着图3A的B-B剖面的磁场的模拟结果。图4A示出了 XY平面中的Z方向上的磁场，其指示线圈204a至204f的位置。图 4B示出了线圈204a附近的图4A中左下段的放大视图。在图4A和图 4B中，X轴和Y轴表示XY平面中的位置，以mm为单位，而灰色阴影表示Z方向上的磁场的强度。与磁场强度相对应的两个图像中的阴影标度由每个附图的右侧的条表示。
当电流沿顺时针方向通过线圈204a时，在该线圈上施加力，其主要作用在正Y方向上。对于具有24匝和100mA的线圈，其与其上方的磁体118a分开100μm，力等于约0.0055N(0.55克力)。图 5示出了(A)磁体118a上的力和(B)对双AF致动组件的质心的反作用力。当施加在质心上时，磁体118a上的力以两部分传递：(1) 沿负Y方向的0.0055N的净力将施加在磁体118a上，因此施加在 XY平面中刚性附接于该磁体118a的所有元件上，即，施加在双AF 致动组件上；(2)由于磁体不在双AF致动组件的质心中，所以在Z 轴周围沿逆时针方向将产生0.022N-mm的角扭矩。
类似地，当在顺时针方向上的线圈204d中的类似条件下电流通过时，在该线圈上施加0.0055N的力，其主要作用在正Y方向上。该力将负Y方向上的0.0055N的力施加在磁体118d上，并且又施加在双AF致动组件上，以及顺时针方向上的Z轴周围的0.022N-mm 的扭矩。以相同的方式，当电流沿逆时针方向通过线圈204b和204e 时，在这些线圈上施加力，其主要作用在正Y方向上。作为对这些力的反应，负Y方向上的净力分别施加在磁体118b和118e上。因此，对于类似的线圈和所施加的电流，负Y上的0.055N的净力由每个磁体施加在双AF致动组件上，并且顺时针和逆时针方向上的0.022 N-mm的扭矩分别由磁体118b和118e施加。
当电流沿顺时针方向通过线圈204c和204f时，在每个线圈上施加一个力，该力主要作用在正X方向上。结果，负X方向上的净力将施加在磁体118c和118f上。图5示出了(C)磁体118c上的力和 (D)双AF致动组件的质心的反作用力。当施加在质心上时，磁体 118c上的力以两部分传递：(l)双AF致动组件的质心上的负X方向上的净力；(2)由于作用在磁体118c上的X方向上的力在旋转中心周围平衡，所以不产生转矩。
XY平面中的运动控制
霍尔传感器206a位于磁体118g的下方，其具有沿着X轴定向的极。因此，该传感器可以测量由X方向上的运动引起的磁场改变。霍尔传感器206b和206c分别位于磁体118b和118e下方，该磁体118b 和118e具有沿着Y轴定向的极。因此，这些传感器可以测量由Y方向上的运动引起的磁场改变。如果运动只在X或者Y方向上，或者在两个方向的任何组合方向上，霍尔杆传感器206b和206c的测量值应该相等。然而，如果发生任何围绕Z轴侧倾运动，由于霍尔杆传感器206b和206c沿着矩形的对角线定位，所以这些传感器中的测量值应该变化。也就是说，可以检测到围绕Z轴侧倾运动，从而查看霍尔杆传感器206b和206c的测量值之间的差异。
使用六个线圈118a至118e的组合可以在XY平面中产生力并且围绕Z轴产生扭矩，使得实现期望的运动，即，根据OIS的需要产生 XY运动并且去除任何不想要的Z轴侧倾。
总而言之，本文中所公开的磁体布置及其使用方法有利地增加了相邻VCM的接近度，从而将磁体+两个机械屏蔽件+磁屏蔽件的一个宽度至少节省了大于1.5mm(在～10mm以下)。在VCM分离中每减少1mm可以将计算时间缩短～10％。
具有统一AF的简化相机
图6A示意性地示出了具有带有组合的AF+OIS致动器的单个 VCM的双光模块相机的实施例600的分解图。图6B以等轴视图示出了相机600。图6C示出了具有六个磁体的磁体组实施例的等距视图。图6D示出了六个磁体下面六个线圈的俯视图。图6E示出了四个磁体下面具有六个线圈的实施例的俯视图。
相机600与相机200类似，并且包括类似的部件，除了用于执行两个透镜(而非对每个透镜执行单独的自动对焦的相机200中的两个 AF致动子组件102a和102b)的同时(一致)自动对焦的单个AF致动组件之外。相机600还包括单个OIS机构。相机600适合于两个镜头模块相同或至少具有相同焦距的情况，其允许聚焦到相同的距离。
相机600包括两个光透镜模块，分别为604a和604b，每个透镜模块包括光学耦合至相应图像传感器(未示出)的透镜元件，分别为 606a和606b。每个透镜模块可以具有以下尺寸：直径在6mm至7mm 的范围内，高度约4mm，以及固定焦距在4mm至8mm的范围内。两个透镜镜筒在其焦距方面是相同的，并且在诸如直径或F#之类的一些方面可以完全相同或不同。两个透镜镜筒容纳在单个透镜载体 608中。透镜载体通常由塑料材料制成。透镜载体具有卷绕在外部透镜载体表面611的至少一部分处的线圈610。线圈通常由铜线制成，该铜线涂覆有内径/外径范围分别为50μm至60μm的薄塑料层(涂层)，具有几十匝，总电阻的量级通常为10ohm至30ohm。
AF致动子组件还包括弹簧组602，其包括两个(上和下)弹簧 612和614。如本实施例所示，弹簧612和614可以是相同的。在其他实施例中，它们可以在形状、弹簧常数、尺寸和材料上变化。该组弹簧作用单个直线导轨，其悬挂AF致动子组件。线性导轨通常在一个运动方向上(即，沿着Z轴(所悬挂的透镜的光轴))是柔性的，典型的刚度为20N/m至40N/m，并且沿着另外两个运动轴(即，在 XY平面中(或垂直于所悬挂的透镜的光轴))是非常刚性的，典型的刚度大于500N/m。
相机600还包括一组六个磁体(编号为618a至618f)，全部容纳(胶合)在单个塑料或金属“外壳”框架620中。磁体618a至618f 可以全部相同，如在本实施例中一样。在其他实施例中，它们可以在形状、磁场、尺寸和材料上变化。在图6C中示出了磁体布置。AF致动子组件的弹簧组悬挂在框架620上并且允许如上文所描述的运动。 AF致动子组件、外壳框架和六个磁体形成单个AF致动组件。外壳框架620悬挂在悬挂弹簧系统上，该悬挂弹簧系统包括四个圆形弹簧 620a，620b，620c和620d(图6B)，其可以类似于上述弹簧220a 至220d。AF致动子组件和四个弹簧形成组合的AF+OIS致动组件。相机600还包括位于胶合在基座622上的PCB 650上的OIS运动线圈 604a至604f。线圈604a至604f位于相应的磁体618a至618f下方，并且在相应的磁体上施加洛伦兹力。相机600还包括感测元件(例如，霍尔杆)607a至607c(图6C、图6D)，其可以测量磁场并且指示组合的AF+OIS致动组件在XY平面中的位置。如本领域已知的那样， XY平面中的这种运动允许通过补偿相机模块相对于要捕获的对象移位和倾斜的手部移动来执行OIS。
线圈604a至604f可以以各种致动模式操作。在一些这样的致动模式中，电流仅被引导通过线圈中的一些线圈。在一些这样的致动模式中，电流被引导通过所有线圈。在所有操作模式中，在不同运动模式之间(即，两个透镜相对于框架620的两个Z方向运动中的每个Z 方向运动和框架620相对于底座的XY运动之间)存在完全去耦。
图6E示出了磁体618a+618b和618d+618e结合(例如，烧结) 的另一磁体组实施例的俯视图，实质上将磁体的数量从六个减少到四个。
相机600中的AF和OIS机构的在机械和磁性两者上的操作基本上类似于针对相机100和200所描述的AF和OIS机构的操作。
虽然已经根据某些实施例和一般相关联的方法描述了本公开，但是对于本领域技术人员来说，实施例和方法的变更和排列将是显而易见的。本公开将被理解为不受本文中所描述的具体实施例的限制，而仅由所附权利要求的范围限制。

Claims (12)

1.一种成像设备，包括：
(a)第一透镜模块，具有第一光轴并且包括具有第一透镜载体外部表面的第一透镜载体，所述第一透镜载体具有卷绕在所述第一透镜载体外部表面的至少一部分处并且至少部分地由第一多个磁体围绕的第一线圈；
(b)第二透镜模块，具有平行于所述第一光轴的第二光轴并且包括具有第二透镜载体外部表面的第二透镜载体，所述第二透镜载体具有卷绕在所述第二透镜载体外部表面的至少一部分处并且至少部分地由第二多个磁体围绕的第二线圈；
(c)附接到板的多个光学图像稳定OIS线圈，每个OIS线圈与所述第一多个磁体或所述第二多个磁体中的至少一个磁体相关联；
其中第一多个磁体和所述第二多个磁体通过框架彼此刚性地耦合，
其中每个透镜载体及其相关联的线圈相对于第一和第二多个磁体沿着其相应光轴是可移动的，其中每个透镜载体及其相关联的线圈沿着其相应光轴的移动与另一透镜载体及其相关联的线圈沿其相应光轴的移动无关，以及其中所述框架在垂直于两个光轴的平面中相对于所述板是可移动的。
2.根据权利要求1所述的成像设备，其设置成执行自动聚焦AF。
3.根据权利要求1所述的成像设备，其中第一和第二多个磁体相对于OIS线圈是可移动的，以执行OIS。
4.根据权利要求1所述的成像设备，其中所述第一多个磁体具有指向所述第一光轴的北极，并且其中所述第二多个磁体具有指向所述第二光轴的南极。
5.根据权利要求1所述的成像设备，其中所述第一多个磁体和所述第二多个磁体包括总共四到七个磁体。
6.根据权利要求1所述的成像设备，还包括位置感测机构，用于感测垂直于所述光轴的平面中的两个方向上的运动，一个方向上位置感测与另一方向上的位置感测无关。
7.根据权利要求6所述的成像设备，其中所述位置感测机构包括至少一个霍尔杆。
8.根据权利要求6所述的成像设备，所述位置感测机构感测围绕光轴的侧倾运动。
9.根据权利要求8所述的成像设备，其中所述第一多个磁体和所述第二多个磁体共享至少一个公共磁体。
10.一种成像设备，包括：
(a)第一透镜模块，具有第一光轴并且包括具有第一透镜载体外部表面的第一透镜载体，所述第一透镜载体具有卷绕在所述第一透镜载体外部表面的至少一部分处并且至少部分地由第一多个磁体围绕的第一线圈；
(b)第二透镜模块，具有平行于所述第一光轴的第二光轴并且包括具有第二透镜载体外部表面的第二透镜载体，所述第二透镜载体具有卷绕在所述第二透镜载体外部表面的至少一部分处并且至少部分地由第二多个磁体围绕的第二线圈；
其中每个透镜载体可移动来产生自动聚焦AF，其中每个透镜模块或者透镜载体的移动和另一透镜模块或者透镜载体的移动无关，以及其中第一和第二多个磁体包括总共七个磁体。
11.根据权利要求10所述的成像设备，其中所述第一多个磁体或所述第二多个磁体共享至少一个公共磁体。
12.根据权利要求10所述的成像设备，还包括附接到板上的多个光学图像稳定OIS线圈，每个OIS线圈与所述第一多个磁体或所述第二多个磁体中的至少一个磁体相关联；
其中，与第一多个磁体中的至少一个磁体关联的所述第一线圈提供第一AF运动；
其中，与第二多个磁体中的至少一个磁体关联的所述第二线圈提供第二AF运动；
其中所述磁体耦合至框架，其中所述框架相对于所述板是可移动的。
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