CN110308605A - 便携式电子设备及相机模块 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种便携式电子设备及相机模块。所述相机模块包括：承载件，被构造为沿光轴方向运动；框架和镜头保持件，沿所述光轴方向设置在所述承载件中，并且被构造为与所述承载件一起在所述光轴方向上运动；第一球构件，设置在所述承载件和所述框架之间；第二球构件，设置在所述框架和所述镜头保持件之间；以及第三球构件，设置在所述承载件和所述镜头保持件之间。所述框架和所述镜头保持件被构造为在垂直于所述光轴方向的第一轴方向上一起运动。所述镜头保持件被构造为相对于所述框架在垂直于所述光轴方向和所述第一轴方向的第二轴方向上运动，并且所述第三球构件与所述第一球构件相比具有与所述承载件的更多的接触点。

Description

便携式电子设备及相机模块
本申请要求于2018年3月20日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0032031号韩国专利申请和于2018年7月12日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0081037号韩国专利申请的优先权和权益，所述韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用被包含于此。
技术领域
本申请涉及一种便携式电子设备及相机模块。
背景技术
近来，相机模块已应用于诸如移动电信终端、智能电话、平板PC、膝上型计算机等的便携式电子设备中。
自动调焦功能和抖动校正功能已经应用于这样的相机模块中，以生成高分辨率图像。
移动电信终端和相机模块的尺寸正在减小，但是需要用于使透镜沿各种方向运动的致动器以实现自动调焦功能和抖动校正功能。这样的致动器使得难以减小这样的相机模块的尺寸。
当采用球支承件来引导透镜的运动时，球支承件可能由于通常被构造为与另一构件点接触而容易受到从外部冲击传递的力的影响。
具体地，当相机模块的尺寸减小时，相机模块的内部组件会越来越多地受到外部冲击的破坏。
以上信息仅作为背景技术信息呈现，以帮助对本公开的理解。对于以上信息中的任何信息是否可适用作为针对本公开的现有技术，没有做出确定，也没有做出断言。
发明内容
提供本发明内容以按照简化的形式对所选择的构思进行介绍，并且下面在具体实施方式中进一步描述所述构思。本发明内容既不意在确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
在一个总体方面，一种相机模块包括：承载件，被构造为沿光轴方向运动；框架和镜头保持件，沿所述光轴方向设置在所述承载件中，并且被构造为与所述承载件一起在所述光轴方向上运动；第一球构件，设置在所述承载件和所述框架之间；第二球构件，设置在所述框架和所述镜头保持件之间；以及第三球构件，设置在所述承载件和所述镜头保持件之间。所述框架和所述镜头保持件被构造为在垂直于所述光轴方向的第一轴方向上一起运动。所述镜头保持件被构造为相对于所述框架在垂直于所述光轴方向和所述第一轴方向的第二轴方向上运动，并且所述第三球构件与所述第一球构件相比具有与所述承载件的更多的接触点。
所述第一球构件可被设置为在所述第一轴方向上以滚动运动方式是可运动的，以引导所述框架的运动，所述第二球构件可被设置为在所述第二轴方向上以滚动运动方式是可运动的，以引导所述镜头保持件的运动，并且所述第三球构件可被设置为以旋转运动方式是可运动的，以支撑所述镜头保持件在所述第一轴方向和所述第二轴方向上的运动。
所述第一球构件可与所述承载件两点接触，并且所述第三球构件可与所述承载件至少三点接触。
所述承载件可包括容纳槽，所述容纳槽中容纳所述第三球构件，并且所述容纳槽可包括至少三个底表面，所述至少三个底表面分别相对于所述光轴方向倾斜。
所述容纳槽可呈具有敞开的底表面的多棱锥的形状。
所述容纳槽可呈具有敞开的底表面的四棱锥的形状，所述第三球构件和所述容纳槽可彼此四点接触，并且连接相对的接触点的线中的一条线可设置在所述第一轴方向上，并且另一条线可设置在所述第二轴方向上。
所述承载件和所述镜头保持件中的每个可包括容纳槽，所述容纳槽设置在所述承载件和所述镜头保持件的在所述光轴方向上彼此相对的表面中，以容纳所述第三球构件，并且所述容纳槽中的每个可具有分别相对于所述光轴方向倾斜的至少三个底表面。
在另一总体方面，一种便携式电子设备包括：如上所述的相机模块，所述相机模块还包括图像传感器，所述图像传感器被构造为将通过设置在所述镜头保持件中的镜筒入射的光转换为电信号；以及显示单元，设置在所述便携式电子设备的表面上，以基于所述电信号显示图像。
在另一总体方面，一种相机模块包括：承载件，被构造为沿光轴方向运动；框架和镜头保持件，沿所述光轴方向设置在所述承载件中，并且被构造为与所述承载件一起在所述光轴方向上运动；镜筒，固定地插入到所述镜头保持件中；第一球构件，设置在所述承载件和所述框架之间，并且被构造为以所述框架和所述镜头保持件在垂直于所述光轴方向的第一轴方向上运动的方式引导所述框架；第二球构件，设置在所述框架和所述镜头保持件之间，并且被构造为以所述镜头保持件在垂直于所述光轴方向和所述第一轴方向的第二轴方向上运动的方式引导所述镜头保持件；以及第三球构件，设置在所述承载件和所述镜头保持件之间，并且被构造为支撑所述镜头保持件在所述第一轴方向和所述第二轴方向上的运动，并且所述第三球构件与所述第一球构件相比具有与所述承载件的更多的接触点。
所述承载件可包括容纳槽，所述容纳槽中容纳所述第三球构件，并且所述第三球构件可在接触所述容纳槽的同时平移运动受到限制并且被允许旋转。
所述容纳槽可具有半球形状。
所述第一球构件可与所述承载件两点接触，并且所述第三球构件可与所述承载件面接触。
所述容纳槽的底表面的曲率可对应于所述第三球构件的曲率。
所述第三球构件可与所述承载件线接触。
所述容纳槽的底表面的曲率可比所述第三球构件的曲率大。
在另一总体方面，一种便携式电子设备包括：如上所述的相机模块，所述相机模块还包括图像传感器，所述图像传感器被构造为将通过所述镜筒入射的光转换为电信号；以及显示单元，设置在所述便携式电子设备的表面上，以基于所述电信号显示图像。
在又一总体方面，一种相机模块包括：承载件，在光轴方向上是可运动的；第一球构件，设置在所述承载件上，并且在基本垂直于所述光轴方向的第一轴方向上是可旋转的；框架，在所述第一球构件上相对于所述承载件在所述第一轴方向上是可运动的；第二球构件，设置在所述框架上，并且在不同于所述光轴方向和所述第一轴方向的第二轴方向上是可旋转的；第三球构件，设置在所述承载件上，通过所述框架暴露，并且在所述第一轴方向和所述第二轴方向上是可旋转的；以及镜头保持件，在所述第二球构件和所述第三球构件上相对于所述框架在所述第二轴方向上是可运动的。所述第三球构件与所述第一球构件相比具有与所述承载件的更多的接触点。
所述第二轴方向可基本垂直于所述光轴方向和所述第一轴方向。
在另一总体方面，一种便携式电子设备包括：如上所述的相机模块，所述相机模块还包括图像传感器，所述图像传感器被构造为通过设置在所述镜头保持件中的镜筒入射的光转换为电信号；以及显示单元，设置在所述便携式电子设备的表面上，以基于所述电信号显示图像。
通过下面的具体实施方式、附图以及权利要求，其它特征和方面将显而易见。
附图说明
图1是根据一个或更多个示例的相机模块的透视图。
图2是根据一个或更多个示例的相机模块的示意性分解透视图。
图3是示出根据一个或更多个示例的相机模块的承载件、框架和球构件的分解透视图。
图4是图3的部分A的放大图。
图5A是沿图4中的线I-I'截取的截面图。
图5B是沿图4中的线II-II'截取的截面图。
图6示出图4的第一变型示例。
图7示出图4的第二变型示例。
图8示出图4的第三变型示例。
图9A是沿图8中的线III-III'截取的截面图。
图9B是沿图8中的线IV-IV'截取的截面图。
图10A示出图9A的变型示例。
图10B示出图9B的变型示例。
图11是示出具有示例相机模块的便携式电子设备的一个或更多个示例的透视图。
在所有附图和具体实施方式中，相同的标号指的是相同的元件。附图可不按比例绘制，并且为了清楚、说明和方便起见，可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。
具体实施方式
提供以下具体实施方式以帮助读者获得对这里所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容之后，这里所描述的方法、设备和/或系统的各种变换、修改及等同物将是显而易见的。例如，这里所描述的操作的顺序仅仅是示例，并不限于这里所阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，可做出如在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略本领域已知的特征的描述。
这里所描述的特征可以以不同的形式实现，并且不被解释为局限于这里所描述的示例。更确切的说，已经提供这里所描述的示例，仅用于示出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的实现这里所描述的方法、设备和/或系统的许多可行方式中的一些可行方式。在下文中，虽然将参照附图详细描述本公开的实施例，但应注意示例不限于这些实施例。
在整个说明书，当诸如层、区域或基板的元件被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，该元件可以直接“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件，或者可存在介于两者之间的一个或更多个其它元件。相比之下，当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时，可不存在介于两者之间的其它元件。
如这里使用的，术语“和/或”包括相关联所列项中的任意一个以及任意两个或更多个的任意组合，同样地，“……中的至少一个”包括相关联所列项中的任意一个以及任意两个或更多个的任意组合。
尽管可在这里使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语限制。更确切的说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离示例的教导的情况下，在这里描述的示例中提及的第一构件、组件、区域、层或部分也可被称为第二构件、组件、区域、层或部分。
为了容易描述，这里可使用诸如“在……之上”、“上”、“在……之下”以及“下”的空间相对术语，以描述如图所示的一个元件相对于另一元件的关系。这样的空间相对术语意图除了包含图中所示的方位以外还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被翻转，则描述为相对于另一元件在“之上”或“上”的元件于是将相对于另一元件在“之下”或“下”。因此，术语“在……之上”根据装置的空间方位而包括“在……之上”和“在……之下”两种方位。装置也可以以其它方式定位(例如，旋转90度或处于其它方位)，且对这里使用的空间相对术语做出相应地解释。
这里使用的术语仅用于描述各种示例，而不用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指明，否则单数形式也意图包括复数形式。术语“包括”、“包含”和“具有”列举存在所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但是不排除存在或添加一个或更多个其它特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
由于制造技术和/或公差，可发生图中所示的形状的变化。因而，这里描述的示例不限于图中所示的特定形状，而是包括在制造期间发生的形状的变化。
这里描述的示例的特征可以以如在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的各种方式组合。此外，尽管这里描述的示例具有各种构造，但是如在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的其它构造也是可行的。
这里，应注意，关于示例的术语“可”的使用(例如，关于示例可包括或实现什么)意味着存在包括或实现这样的特征的至少一个示例，但所有示例不限于此。
本公开涉及一种相机模块以及诸如移动电信终端、智能电话和平板PC的便携式电子设备。本公开的一方面可提供一种在尺寸减小的同时确保抵抗外界冲击的足够强度的相机模块。
图1是根据示例的相机模块的透视图，图2是根据示例的相机模块的示意性分解透视图，图3是示出根据示例的相机模块的承载件、框架和球构件的分解透视图。
参照图1至图3，根据示例的相机模块1000包括：镜筒210；镜头驱动器，被构造为使镜筒210运动；图像传感器模块700，被构造为将通过镜筒210入射的光转换为电信号；以及壳体120和外壳110，被构造为容纳镜筒210和镜头驱动器。
镜筒210可具有中空的圆柱形状，以将被构造为捕获被摄体的图像的多个透镜容纳在其中。多个透镜沿光轴安装在镜筒210中。
多个透镜可以以根据镜筒210的设计所需的数量设置。各个透镜具有诸如相同的折射率、不同的折射率等的光学特性。
镜头驱动器是被构造为使镜筒210运动的装置。
作为示例，镜头驱动器可使镜筒210沿光轴(z轴)方向运动以调节焦点，并且可使镜筒210沿垂直于光轴(z轴)的方向运动以在捕获图像时校正抖动。
镜头驱动器包括被构造为调节焦点的自动调焦单元400和被构造为校正抖动的抖动校正单元500。
图像传感器模块700是被构造为将通过镜筒210入射的光转换为电信号的装置。
作为示例，图像传感器模块700可包括图像传感器710和连接到图像传感器710的印刷电路板(PCB)720，并且还可包括红外滤光器。
红外滤光器可用于将通过镜筒210入射的光中的在红外区中的光阻截。
图像传感器710将通过镜筒210入射的光转换为电信号。作为示例，图像传感器710可以是电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)器件。
由图像传感器710转换的电信号经由便携式电子设备1100(图11)的显示单元1300而被输出为图像。
图像传感器710被固定到PCB 720，并且通过引线键合而电连接到PCB 720。
镜筒210和镜头驱动器被容纳在壳体120中。
在示例中，壳体120具有敞开的上部和敞开的下部，并且镜筒210和镜头驱动器被容纳在壳体120的内部空间中。
图像传感器模块700设置在壳体120之下。
板600设置在壳体120的侧表面上，以向自动调焦单元400和抖动校正单元500提供驱动信号。板600被设置为覆盖壳体120的侧表面的单个板600。
如下面将描述的，开口形成在壳体120的侧表面中，使得自动调焦单元400的驱动线圈430和第一位置检测器470以及抖动校正单元500的第一驱动线圈510b、第二驱动线圈520b和第二位置检测器被插入其中。
外壳110结合到壳体120，并且用于保护相机模块1000的内部组件。
此外，外壳110可用于屏蔽电磁波。
作为示例，外壳110可屏蔽电磁波，以防止相机模块1000中产生的电磁波影响便携式电子设备1100(图11)中的其它组件。
由于除相机模块之外还有各种电子组件可安装在便携式电子设备1100中，因此外壳110可屏蔽这些电子组件中产生的电磁波，以防止电磁波影响相机模块。
外壳110可利用金属材料形成，以接地到由PCB 720提供的接地焊盘。因此，外壳110可屏蔽电磁波。
参照图2，下面将描述根据示例的相机模块1000的镜头驱动器的自动调焦单元400。
镜筒210通过镜头驱动器而运动，以聚焦在被摄体上。
作为示例，自动调焦单元400被设置在本公开中，并且被构造为使镜筒210沿光轴(z轴)方向运动。
自动调焦单元400包括：承载件300，被构造为容纳镜筒210；以及磁体410和驱动线圈430，被构造为产生驱动力，以使镜筒210和承载件300沿光轴(z轴)方向运动。
磁体410安装在承载件300上。作为示例，磁体410可安装在承载件300的一个表面上。
驱动线圈430可以是层压并嵌入板600中的铜箔图案。板600安装在壳体120的侧表面上，使得磁体410和驱动线圈430在垂直于光轴(z轴)的方向上彼此面对。
磁体410是安装在承载件300上的可运动构件以与承载件300一起沿光轴(z轴)方向运动，并且驱动线圈430是固定到壳体120的固定构件。
当向驱动线圈430施加电力时，承载件300可通过磁体410和驱动线圈430之间的电磁相互作用而沿光轴(z轴)方向运动。
如图2中所示，由于框架310和镜头保持件320被容纳在承载件300中并且镜筒210安装在镜头保持件320上，因此框架310、镜头保持件320和镜筒210通过承载件300的运动也沿光轴(z轴)方向运动。
滚动构件B1设置在承载件300与壳体120之间，以在承载件300运动时减小承载件300与壳体120之间的摩擦。滚动构件B1可以是球的形式。
滚动构件B1设置在磁体410的相对侧上。
第一磁轭450被设置为在垂直于光轴(z轴)的方向(诸如y轴方向)上面对磁体410。作为示例，第一磁轭450可安装在板600的外表面(即，与其中嵌入有驱动线圈430的表面相对的表面)上。因此，第一磁轭450被设置为面对磁体410，且驱动线圈介于它们之间。
吸引力在垂直于光轴(z轴)的方向上作用在第一磁轭450和磁体410之间。
因此，滚动构件B1可通过第一磁轭450和磁体410之间的吸引力而保持处于与承载件300和壳体120接触的状态。
此外，第一磁轭450用于使磁体410的磁力集中。因此，可防止漏磁通的发生。
作为示例，第一磁轭450和磁体410构成磁路。
第二磁轭420可设置在磁体410和承载件300之间。第二磁轭420可用于使磁体410的磁力集中。因此，可防止漏磁通的发生。
作为示例，第二磁轭420和磁体410构成磁路。
根据本公开的示例，闭合回路控制方案可用于感测和反馈镜筒210的位置。
因此，设置第一位置检测器470用于闭合回路控制。第一位置检测器470包括多个线圈470a和470b以及电连接到多个线圈470a和470b的控制器。类似于驱动线圈430，多个线圈470a和470b可分别形成为层压并嵌入板600中的铜箔图案。图2的示例中示出了两个线圈470a和470b，但是可设置三个或更多个线圈。
第一位置检测器470被设置为面对邻近于磁体410设置的感测磁轭460。感测磁轭460可安装在承载件300的一个表面上，并且可以是电导体或磁性材料。
第一位置检测器470可被设置为在垂直于光轴(z轴)的方向上面对感测磁轭460。第一位置检测器470设置在邻近于驱动线圈430的位置中。
随着承载件300沿光轴(z轴)方向运动，安装在承载件300上的感测磁轭460也沿光轴(z轴)方向运动。因此，第一位置检测器470的电感改变。控制器可从第一位置检测器470接收电感值，以检测镜筒210的位置(在光轴(z轴)方向上的位置)。
因此，可根据第一位置检测器470的电感的变化来检测感测磁轭460的位置。如上所述，感测磁轭460安装在承载件300上，镜筒210被容纳在承载件300中，并且承载件300与镜筒210一起沿光轴(z轴)方向运动。因此，可根据第一位置检测器470的电感的变化来感测镜筒210的位置(在光轴(z轴)方向上的位置)。
第一位置检测器470可包括沿光轴(z轴)方向设置的多个线圈。例如，第一位置检测器470可包括沿光轴(z轴)方向设置的两个线圈470a和470b。
当感测磁轭460沿光轴(z轴)方向运动时，可利用由第一位置检测器470的两个线圈470a和470b产生的信号之间的差异来更精确地检测镜筒210在光轴(z轴)方向上的位置。
两个线圈470a和470b的电感值可变，这不仅取决于与感测磁轭460的相对位置差异，还取决于周围环境的温度变化。
然而，在本示例中，可通过消除取决于周围环境的温度变化的因素来检测镜筒210的准确位置。
根据感测磁轭460的运动，两个线圈470a和470b的电感增减方向可彼此不同。也就是说，当两个线圈470a和470b中的任何一个线圈的电感增大时，另一个线圈的电感可减小。
因此，当两个线圈470a和470b的电感值相减时，取决于周围环境的温度变化的因素可被消除，以精确地检测镜筒210在光轴(z轴)方向上的位置。
在本示例中，第一位置检测器470已经被描述为面对感测磁轭460设置。然而，可不单独地设置感测磁轭460并且可将第一位置检测器470设置为面对磁体。
接下来，现在将参照图2描述相机模块1000的镜头驱动器中的抖动校正单元500。
抖动校正单元500用于校正当捕获图像或视频时由用户的手抖而导致的图像模糊或视频抖动。
例如，抖动校正单元500通过向镜筒210施加对应于抖动的相对位移来补偿当捕获图像时由用户的手抖而导致的抖动。
作为示例，抖动校正单元500通过使镜筒210沿垂直于光轴(z轴)的一个或更多个方向(诸如，x轴方向和y轴方向)运动来校正抖动。
抖动校正单元500包括：引导构件，被构造为引导镜筒210的运动；以及多个磁体和多个线圈，被构造为使得产生驱动力以使引导构件沿垂直于光轴(z轴)的一个或更多个方向运动。
多个磁体可包括第一磁体510a和第二磁体520a，并且多个线圈可包括第一驱动线圈510b和第二驱动线圈520b。
引导构件包括框架310和镜头保持件320。框架310和镜头保持件320在光轴(z轴)方向上依次插入到承载件300中，并且用于引导镜筒210的运动。
框架310和镜头保持件320可具有供镜筒210插入的空间。镜筒210可被固定地插入到镜头保持件320中。
在本示例中，尽管引导构件被应用于在抖动校正期间引导镜筒210的运动，但是可防止相机模块的总高度(在光轴(z轴)方向上的高度)增大。
作为示例，当沿光轴(z轴)方向观察时，引导构件的框架310可具有正方形的两侧被去除的形状。因此，当沿光轴(z轴)方向观察时，框架310可具有“┐”、“┌”、“┘”或“└”形状(L形状)。
第一磁体510a和第二磁体520a可分别设置在框架310的敞开的两侧上。因此，第一磁体510a和第二磁体520a的设置位置可不受框架310的影响。因此，可防止相机模块的总高度增大。
框架310和镜头保持件320利用由多个磁体510a、520a和多个线圈510b、520b产生的驱动力而相对于承载件300在垂直于光轴(z轴)的方向上运动。
第一磁体510a和第一驱动线圈510b在垂直于光轴(z轴)的第一轴(x轴)方向上产生驱动力，并且第二磁体520a和第二驱动线圈520b在垂直于
第一轴(x轴)方向且垂直于光轴(z轴)的第二轴(y轴)方向上产生驱动力。也就是说，多个磁体和多个线圈可在彼此相对的方向上产生驱动力。
第二轴(y轴)指的是垂直于光轴(z轴)和第一轴(x轴)两者的轴。
多个磁体所在的平行于光轴(z轴)的相应平面被设置为彼此正交，并且多个线圈所在的平行于光轴(z轴)的相应平面面对多个磁体所在的相应平面并且也被设置为彼此正交。
第一磁体510a和第二磁体520a安装在镜头保持件320上。作为示例，第一磁体510a和第二磁体520a分别安装在镜头保持件320的侧表面上。镜头保持件320的侧表面包括彼此垂直的第一表面和第二表面。第一磁体510a和第二磁体520a分别设置在镜头保持件320的第一表面和第二表面上。
第一驱动线圈510b和第二驱动线圈520b均可是铜箔图案。板600安装在壳体120的侧表面上，使得第一磁体510a和第一驱动线圈510b在垂直于光轴(z轴)的方向上彼此面对，并且使得第二磁体520a和第二驱动线圈520b在垂直于光轴(z轴)的另一方向上彼此面对。
第一磁体510a和第二磁体520a是与镜头保持件320一起沿光轴(z轴)方向运动的可运动构件，并且第一驱动线圈510b和第二驱动线圈520b是固定到壳体120的固定构件。
在本公开中，多个球构件被设置为支撑抖动校正单元500的框架310和镜头保持件320。多个球构件用于引导框架310和镜头保持件320的运动，从而引导镜筒210的运动。此外，多个球构件用于保持承载件300和框架310之间的距离以及框架310和镜头保持件320之间的距离。
多个球构件包括第一球构件B2和第二球构件B3。
第一球构件B2引导框架310、镜头保持件320和镜筒210在第一轴(x轴)方向上的运动，第二球构件B3引导镜头保持件320和镜筒210在第二轴(y轴)上的运动。
作为示例，当在第一轴(x轴)方向上产生驱动力时，第一球构件B2在第一轴(x轴)方向上做滚动运动。因此，第一球构件B2引导框架310、镜头保持件320和镜筒210在第一轴(x轴)方向上的运动。
当在第二轴(y轴)方向上产生驱动力时，第二球构件B3在第二轴(y轴)方向上做滚动运动。因此，第二球构件B3引导镜头保持件320和镜筒210在第二轴(y轴)方向上的运动。
第一球构件B2包括设置在承载件300和框架310之间的多个球构件，并且第二球构件B3包括设置在框架310和镜头保持件320之间的多个球构件。
第一引导槽部301形成在承载件300和框架310在光轴(z轴)方向上彼此面对的表面上。第一引导槽部301容纳第一球构件B2。第一引导槽部301包括与第一球构件B2的多个球构件对应的多个引导槽。
第一球构件B2被容纳在第一引导槽部301中，以被插入在承载件300和框架310之间。
第一球构件B2在被容纳在第一引导槽部301中的同时，被限制在光轴(z轴)方向和第二轴(y轴)方向上运动，并仅被允许在第一轴(x轴)方向上运动。作为示例，第一球构件B2可仅在第一轴(x轴)方向上做滚动运动。
为此，第一引导槽部301的多个引导槽中的每个引导槽的平面形状可以是在第一轴(x轴)方向上纵向地设置的矩形或者与矩形相似的形状。
第二引导槽部311形成在框架310和镜头保持件320在光轴(z轴)方向上彼此面对的表面上。第二引导槽部311容纳第二球构件B3。第二引导槽部311包括与第二球构件B3的多个球构件对应的多个引导槽。
第二球构件B3被容纳在第二引导槽部311中，以被插入在框架310和镜头保持件320之间。
第二球构件B3在被容纳在第二引导槽部311中的同时，被限制在光轴(z轴)方向和第一轴(x轴)方向上运动，并仅被允许在第二轴(y轴)方向上运动。作为示例，第二球构件B3可仅在第二轴(y轴)方向上做滚动运动。
为此，第二引导槽部311的多个引导槽中的每个引导槽的平面形状可以是在第二轴(y轴)方向上纵向地设置的矩形或者与矩形相似的形状。
在本公开中，第三球构件B4设置在承载件300和镜头保持件320之间，以支撑镜头保持件320的运动。
第三球构件B4支撑在第一轴(x轴)方向和第二轴(y轴)方向上运动的镜头保持件320。
作为示例，当在第一轴(x轴)方向上产生驱动力时，第三球构件B4绕作为旋转轴的第二轴(y轴)旋转。因此，第三球构件B4不阻止镜头保持件320沿第一轴(x轴)方向运动，并且可稳定地支撑运动的镜头保持件320。
此外，当在第二轴(y轴)方向上产生驱动力时，第三球构件B4绕作为旋转轴的第一轴(x轴)旋转。因此，第三球构件B4不阻止镜头保持件320沿第二轴(y轴)方向运动，并且可稳定地支撑运动的镜头保持件320。
第二球构件B3和第三球构件B4与镜头保持件320接触并支撑镜头保持件320。
容纳槽302形成在承载件300和镜头保持件320在光轴(z轴)方向上彼此面对的表面中的至少一个表面上，以容纳第三球构件B4。
第三球构件B4被容纳在容纳槽302中，以被插入到承载件300和镜头保持件320之间。
第三球构件B4在被容纳在容纳槽302中的同时，被限制在光轴(z轴)方向上运动，并被允许绕作为旋转轴的第一轴(x轴)和第二轴(y轴)旋转。
为此，容纳槽302可以凹入地形成，以具有四棱锥的形状。因此，容纳槽302的形状可与第一引导槽部301和第二引导槽部311的形状彼此不同。
第一球构件B2可仅在第一轴(x轴)方向上做滚动运动，第二球构件B3可仅在第二轴(y轴)方向上做滚动运动，并且第三球构件B4可绕作为旋转轴的第一轴(x轴)和第二轴(y轴)旋转。
因此，支撑抖动校正单元500的多个球构件的自由度不同。
术语“自由度”可以指描述物体在三维坐标系中的运动状态所需的独立变量的数量。
通常，三维坐标系中的物体的自由度是六(6)。物体的运动可由三向正交坐标系和三向旋转坐标系来描述。
作为示例，在三维坐标系中，物体可沿相应的轴(x轴、y轴和z轴)平移，并且可绕相应的轴(x轴、y轴和z轴)旋转。
在本说明书中，自由度可以指描述在抖动校正单元500通过驱动力而运动时第一球构件B2、第二球构件B3和第三球构件B4的运动所需的独立变量的数量，所述驱动力通过向抖动校正单元500施加电力而在垂直于光轴(z轴)的方向上产生。
作为示例，在垂直于光轴(z轴)的方向上产生的驱动力使得第三球构件B4绕作为旋转轴的两个轴(第一轴(x)轴和第二轴(y轴))旋转，并且使得第一球构件B2沿第一轴(x轴)滚动或第二球构件B3沿第二轴(y轴)滚动。
因此，第三球构件B4的自由度不同于第一球构件B2和第二球构件B3的自由度。
当在第一轴(x轴)方向上产生驱动力时，框架310、镜头保持件320和镜筒210在第一轴(x轴)方向上一起运动。
在这种情况下，第一球构件B2沿第一轴(x轴)滚动并且第三球构件B4绕作为旋转轴的第二轴(y轴)旋转。此时，第二球构件B3的运动受到限制。
当在第二轴(y轴)方向上产生驱动力时，镜头保持件320和镜筒210沿第二轴(y轴)方向运动。
在这种情况下，第二球构件B3沿第二轴(y轴)滚动并且第三球构件B4绕作为旋转轴的第一轴(x轴)旋转。此时，第一球构件B2的运动受到限制。
在本公开中，多个磁轭510c和520c被设置为使得抖动校正单元500与第一球构件B2、第二球构件B3和第三球构件B4保持处于接触的状态。
多个磁轭510c和520c固定到承载件300，并且第一磁体510a和第二磁体520a分别被设置为在光轴(z轴)方向上面对磁轭510c和520c中的相应的一个磁轭。
因此，吸引力沿光轴(z轴)方向分别在磁轭510c与第一磁体510a之间和磁轭520c与第二磁体520a之间产生。
由于通过磁轭510c与第一磁体510a之间和磁轭520c与第二磁体520a之间的吸引力将抖动校正单元500朝向多个磁轭510c和520c的方向压，因此抖动校正单元500的框架310和镜头保持件320可保持处于分别与第一球构件B2、第二球构件B3和第三球构件B4接触的状态。
多个磁轭510c和520c包括可在磁轭510c与第一磁体510a之间和磁轭520c与第二磁体520a之间产生吸引力的材料。作为示例，多个磁轭510c和520c可利用磁性物质形成。
在这里所描述的各种示例中，多个磁轭510c和520c被设置为使得框架310和镜头保持件320保持处于与第一球构件B2、第二球构件B3和第三球构件B4接触的状态。另一方面，阻挡件330被设置为防止框架310和镜头保持件320通过外部冲击而被释放到承载件300的外部。
阻挡件330结合到承载件300，以覆盖镜头保持件320的顶表面的至少一部分。
本公开采用闭合回路控制方案，以在抖动校正期间感测和反馈镜筒210的位置。
因此，设置第二位置检测器用于闭合回路控制。第二位置检测器被构造为检测镜筒210在第一轴(x轴)方向和第二轴(y轴)方向上的位置。
第二位置检测器包括多个线圈和电连接到多个线圈的控制器。控制器可从多个线圈接收电感值，以检测镜筒210在第一轴(x轴)方向和第二轴(y轴)方向上的位置。
类似于第一驱动线圈510b，多个线圈均可为层压并嵌入板600中的铜箔图案。
多个线圈可设置在第一驱动线圈510b或第二驱动线圈520b的相对的两侧上。作为示例，当多个线圈包括两个线圈时，两个线圈可设置在第一驱动线圈510b或第二驱动线圈520b的相对的两侧处。
为了易于描述，将描述多个线圈设置在第一驱动线圈510b的相对的两侧上。然而，多个线圈可设置在第二驱动线圈520b的相对的两侧上。
在多个线圈包括两个线圈的情况下，第一磁体510a被设置为在第一轴(x轴)方向上面对第一驱动线圈510b。第一磁体510a的一侧被设置为面对第二位置检测器的多个线圈中的一个线圈的一部分，并且第一磁体510a的另一侧被设置为面对第二位置检测器的多个线圈中的另一线圈的一部分
在下文中，将具有面对第一磁体510a的一侧的一部分的线圈称作1-1感测线圈511a，并且将具有面对第一磁体510a的另一侧的一部分的线圈称作1-2感测线圈511b。
随着第一磁体510a在第一轴(x轴)方向和/或第二轴(y轴)方向上运动，第二位置检测器的多个线圈的电感改变。
因此，可根据多个线圈的电感的变化检测第一磁体510a的位置。如上所述，第一磁体510a安装在镜头保持件320上，镜筒210安装在镜头保持件320上，并且镜头保持件320与镜筒210一起在第一轴(x轴)方向和/或第二轴(y轴)方向上运动。因此，可根据第二位置检测器的多个线圈的电感的变化来检测镜筒210的位置(在第一轴(x轴)方向和/或第二轴(y轴)方向上的位置)。
下面将描述用于检测镜筒210在第一轴(x轴)方向上的位置的方法。
当镜筒210沿第一轴(x轴)方向运动时，1-1感测线圈511a和1-2感测线圈511b的电感的增减方向可彼此相同。
因此，根据示例，相机模块1000的第二位置检测器被构造为使用1-1感测线圈511a和1-2感测线圈511b的取决于镜筒210的运动的电感值中的一个或将两个电感值相加，以精确地检测镜筒210在第一轴(x轴)方向上的位置。
然后，下面将描述用于检测镜筒210在第二轴(y轴)方向上的位置的方法。
当镜筒210在第二轴(y轴)方向上运动时，1-1感测线圈511a和1-2感测线圈511b的电感的增减方向可彼此不同。
因此，根据示例的相机模块1000的第二位置检测器被构造将1-1感测线圈511a和1-2感测线圈511b的取决于镜筒210的运动的电感值相减，以精确地检测镜筒210在第二轴(y轴)方向上的位置。
参照图2和图3，第一球构件B2被容纳在第一引导槽部301中，以被设置在承载件300和框架310之间。第二球构件B3被容纳在第二引导槽部311中，以被设置在框架310和镜头保持件320之间。第三球构件B4被容纳在容纳槽302中，以被设置在承载件300和镜头保持件320之间。
第一球构件B2、第二球构件B3和第三球构件B4被构造为与承载件300、框架310和镜头保持件320中的两个构件接触。
当向相机模块施加外部冲击时，应力可集中在与每个球构件接触部分的位置处。因此，担心会破坏应力集中部分。
具体地，由于框架310和镜头保持件320通过磁轭510c与第一磁体510a之间和磁轭520c与第二磁体520a之间的吸引力而被吸引到承载件300，力被连续地施加到承载件300。因此，担心会破坏每个球构件和承载件300之间的接触部分。
参照图3，第一球构件B2和第三球构件B4与承载件300接触。
第三球构件B4被构造为与第一构件B2相比具有与承载件300的更多的接触点。
作为示例，第一球构件B2被构造为与承载件300两点接触，第三球构件B4被构造为在四个点处与承载件300接触。
第一球构件B2是仅在第一轴(x轴)方向上滚动的构件，以引导镜筒210、镜头保持件320和框架310在第一轴(x轴)方向上的运动。第三球构件B4是支撑镜头保持件320的构件，使得镜筒210和镜头保持件320稳定地运动。
因此，第三球构件B4支撑镜头保持件，并且被构造为与承载件300四点接触，以分散施加到承载件300的应力。
参照图4至图5B，容纳槽302形成在承载件300中，以将第三球构件B4容纳在其中。容纳槽302具有至少四个底表面。底表面中的每个可被形成为相对于光轴(z轴)方向倾斜。
作为示例，承载件300的容纳槽302可凹入地形成为具有四棱锥的形状。因此，第三球构件B4可与容纳槽302四点接触。
在第三球构件B4和容纳槽302的四个接触点中，接触点彼此两两相对。连接相对的接触点的两条线中的一条可形成在第一轴(x轴)方向上，并且另一条可形成在第二轴(y轴)方向上。
因此，第三球构件B4在接触容纳槽302的同时平移运动受到限制，并且可绕作为旋转轴的第一轴(x轴)和第二轴(y轴)稳定地旋转。
图6示出图4的第一变型示例，图7示出图4的第二变型示例。
参照图6和图7，第三球构件B4与第一球构件B2相比具有与承载件300的更多的接触点。
作为示例，第一球构件B2与承载件300两点接触，并且第三球构件B4与承载件300三点接触或五点接触。
也就是说，第三球构件B4与承载件300三点接触或五点接触，以分散施加到承载件300的应力。
参照图6，其中容纳有第三球构件B4的容纳槽302a具有至少三个底表面。底表面中的每个可被形成为相对于光轴(z轴)方向倾斜。作为示例，承载件300的容纳槽302a可凹入地形成为具有三棱锥的形状。
参照图7，其中容纳有第三球构件B4的容纳槽302b具有至少五个底表面。底表面中的每个可被形成为相对于光轴(z轴)方向倾斜。作为示例，承载件300的容纳槽302b可凹入地形成为具有五棱锥的形状。因此，第三球构件B4可与容纳槽302b五点接触。
第三球构件B4可在接触容纳槽302a和302b中的任何一个的同时平移运动受到限制，并且可稳定地旋转。
承载件300的容纳槽302、302a和302b中的每个可呈具有敞开的底表面的多棱锥的形状，并且形状不限于三棱锥、四棱锥或五棱锥的形状。
图8示出图4的第三变型示例。图9A是沿着图8中的线III-III'截取的截面图，图9B是沿图8中的线IV-IV'截取的截面图。
图10A示出图9A的变型示例，图10B示出图9B的变型示例。
参照图8至图9B，第三球构件B4被构造为与承载件300面接触。
作为示例，第一球构件B2被构造为与承载件300两点接触，并且第三球构件B4被构造为与承载件300面接触。
也就是说，第三球构件B4被构造为与承载件300面接触，以分散施加到承载件300的应力。
参照图8、图9A和图9B，其中容纳有第三球构件B4的容纳槽302c可具有半球形状。容纳槽302c的底表面的曲率可对应于第三球构件B4的曲率。
因此，第三球构件B4可与容纳槽302c面接触，可在接触容纳槽302c的同时平移运动受到限制，并且可稳定地旋转。在这种情况下，可将润滑剂涂覆在容纳槽302c上，以减小在第三球构件B4的旋转期间与容纳槽302c的摩擦。
现在参照图10A和图10B，第三球构件B4被示为与承载件300线接触。
作为示例，第一球构件B2与承载件300两点接触，并且第三球构件B4与承载件300线接触。
也就是说，第三球构件B4被构造为与承载件300线接触，以分散施加到承载件300的应力。
继续参照图10A和图10B，其中容纳有第三球构件B4的容纳槽302c可具有半球形状。容纳槽302c的底表面的曲率可不同于第三球构件B4的曲率。作为示例，容纳槽302c的底表面的曲率可比第三球构件B4的曲率大。
因此，第三球构件B4可与容纳槽302c线接触，可在接触容纳槽302c的同时平移运动受到限制，并且可稳定地旋转。在这种情况下，可将润滑剂涂覆在容纳槽302c上，以减小在第三球构件B4的旋转期间与容纳槽302c的摩擦。
参照图11，根据在此描述的示例，相机模块1000可以被包括在诸如便携式电子设备1100的移动装置中，并且便携式电子设备1100还包括显示单元1300，其中，相机模块1000作为便携式电子设备1100的前置相机与显示单元1300一起安装，或者作为后置相机安装在便携式电子设备1100的除具有显示单元1300的一侧之外的一侧上。如各种示例中描述的，由相机模块1000的图像传感器710(图2)转换的电信号可经由便携式电子设备1100的显示单元1300而被输出为图像。
如上所描述的，根据一个或更多个示例的相机模块可在减小其尺寸的同时确保抵抗外部冲击的足够的强度。
虽然以上已经示出和描述了特定的示例，但是在理解本申请的公开内容之后将明显的是，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上和细节上的各种改变。在此所描述的示例将仅被认为是描述性含义，而非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述将被认为是可适用于其它示例中的类似特征或方面。如果以不同的顺序执行描述的技术，和/或如果以不同的方式组合描述的系统、架构、装置或者电路中的组件和/或通过其它组件或者它们的等同物进行替换或者补充描述的系统、架构、装置或者电路中的组件，则可获得合适的结果。因此，本公开的范围不由具体实施方式限定，而是由权利要求及其等同物限定，在权利要求及其等同物的范围内的所有变型将被解释为包括在本公开中。

Claims (19)

1.一种相机模块，包括：
承载件，被构造为沿光轴方向运动；
框架和镜头保持件，沿所述光轴方向设置在所述承载件中，并且被构造为与所述承载件一起在所述光轴方向上运动；
第一球构件，设置在所述承载件和所述框架之间；
第二球构件，设置在所述框架和所述镜头保持件之间；以及
第三球构件，设置在所述承载件和所述镜头保持件之间，
其中：
所述框架和所述镜头保持件被构造为在垂直于所述光轴方向的第一轴方向上一起运动，
所述镜头保持件被构造为相对于所述框架在垂直于所述光轴方向和所述第一轴方向的第二轴方向上运动，并且
所述第三球构件与所述第一球构件相比具有与所述承载件的更多的接触点。
2.根据权利要求1所述的相机模块，其中：
所述第一球构件被设置为在所述第一轴方向上以滚动运动方式是可运动的，以引导所述框架的运动，
所述第二球构件被设置为在所述第二轴方向上以滚动运动方式是可运动的，以引导所述镜头保持件的运动，并且
所述第三球构件被设置为以旋转运动方式是可运动的，以支撑所述镜头保持件在所述第一轴方向和所述第二轴方向上的运动。
3.根据权利要求1所述的相机模块，其中：
所述第一球构件与所述承载件两点接触，并且所述第三球构件与所述承载件至少三点接触。
4.根据权利要求1所述的相机模块，其中：
所述承载件包括容纳槽，所述容纳槽中容纳所述第三球构件，并且
所述容纳槽包括至少三个底表面，所述至少三个底表面分别相对于所述光轴方向倾斜。
5.根据权利要求4所述的相机模块，其中：
所述容纳槽呈具有敞开的底表面的多棱锥的形状。
6.根据权利要求5所述的相机模块，其中：
所述容纳槽呈具有敞开的底表面的四棱锥的形状，
所述第三球构件和所述容纳槽彼此四点接触，并且
连接相对的接触点的线中的一条线设置在所述第一轴方向上，并且另一条线设置在所述第二轴方向上。
7.根据权利要求1所述的相机模块，其中：
所述承载件和所述镜头保持件中的每个包括容纳槽，所述容纳槽设置在所述承载件和所述镜头保持件的在所述光轴方向上彼此相对的表面中，以容纳所述第三球构件，并且
所述容纳槽中的每个具有分别相对于所述光轴方向倾斜的至少三个底表面。
8.一种便携式电子设备，包括：
根据权利要求1-7中任一项所述的相机模块，所述相机模块还包括图像传感器，所述图像传感器被构造为将通过设置在所述镜头保持件中的镜筒入射的光转换为电信号；以及
显示单元，设置在所述便携式电子设备的表面上，以基于所述电信号显示图像。
9.一种相机模块，包括：
承载件，被构造为沿光轴方向运动；
框架和镜头保持件，沿所述光轴方向设置在所述承载件中，并且被构造为与所述承载件一起在所述光轴方向上运动；
镜筒，固定地插入到所述镜头保持件中；
第一球构件，设置在所述承载件和所述框架之间，并且被构造为以所述框架和所述镜头保持件在垂直于所述光轴方向的第一轴方向上运动的方式引导所述框架；
第二球构件，设置在所述框架和所述镜头保持件之间，并且被构造为以所述镜头保持件在垂直于所述光轴方向和所述第一轴方向的第二轴方向上运动的方式引导所述镜头保持件；以及
第三球构件，设置在所述承载件和所述镜头保持件之间，并且被构造为支撑所述镜头保持件在所述第一轴方向和所述第二轴方向上的运动，
其中，所述第三球构件与所述第一球构件相比具有与所述承载件的更多的接触点。
10.根据权利要求9所述的相机模块，其中：
所述承载件包括容纳槽，所述容纳槽中容纳所述第三球构件，并且
所述第三球构件在接触所述容纳槽的同时平移运动受到限制并且被允许旋转。
11.根据权利要求10所述的相机模块，其中：
所述容纳槽具有半球形状。
12.根据权利要求11所述的相机模块，其中，所述第一球构件与所述承载件两点接触，并且所述第三球构件与所述承载件面接触。
13.根据权利要求12所述的相机模块，其中：
所述容纳槽的底表面的曲率对应于所述第三球构件的曲率。
14.根据权利要求11所述的相机模块，其中：
所述第一球构件与所述承载件两点接触，并且所述第三球构件与所述承载件线接触。
15.根据权利要求14所述的相机模块，其中：
所述容纳槽的底表面的曲率比所述第三球构件的曲率大。
16.一种便携式电子设备，包括：
根据权利要求9-15中任一项所述的相机模块，所述相机模块还包括图像传感器，所述图像传感器被构造为将通过所述镜筒入射的光转换为电信号；以及
显示单元，设置在所述便携式电子设备的表面上，以基于所述电信号显示图像。
17.一种相机模块，包括：
承载件，在光轴方向上是可运动的；
第一球构件，设置在所述承载件上，并且在基本垂直于所述光轴方向的第一轴方向上是可旋转的；
框架，在所述第一球构件上相对于所述承载件在所述第一轴方向上是可运动的；
第二球构件，设置在所述框架上，并且在不同于所述光轴方向和所述第一轴方向的第二轴方向上是可旋转的；
第三球构件，设置在所述承载件上，通过所述框架暴露，并且在所述第一轴方向和所述第二轴方向上是可旋转的；以及
镜头保持件，在所述第二球构件和所述第三球构件上相对于所述框架在所述第二轴方向上是可运动的，
其中，所述第三球构件与所述第一球构件相比具有与所述承载件的更多的接触点。
18.根据权利要求17所述的相机模块，其中，所述第二轴方向基本垂直于所述光轴方向和所述第一轴方向。
19.一种便携式电子设备，包括：
根据权利要求17或18所述的相机模块，所述相机模块还包括图像传感器，所述图像传感器被构造为通过设置在所述镜头保持件中的镜筒入射的光转换为电信号；以及
显示单元，设置在所述便携式电子设备的表面上，以基于所述电信号显示图像。
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