CN112104799B - 用于光学图像稳定的反射模块和包括其的相机模块 - Google Patents

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Abstract

用于光学图像稳定的反射模块包括：包括反射构件并且支承于壳体的内壁上的旋转保持器；以及提供驱动力以移动旋转保持器的驱动部。驱动部包括：磁体，设置在旋转保持器上；线圈，设置在壳体中并且与磁体相对；以及霍尔传感器，设置在壳体中并且与磁体的N极或S极相对。

Description

用于光学图像稳定的反射模块和包括其的相机模块
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年6月18日提交至韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2019-0072018号的优先权权益，该申请的全部公开内容出于所有目的通过引用并入本文。
技术领域
以下描述涉及用于光学图像稳定(OIS)的反射模块和包括该模块的相机模块。
背景技术
近来，除了智能电话以外，相机模块已经普遍安装在诸如平板个人计算机(PC)、膝上型计算机等的便携式电子装置中，并且自动对焦功能、光学图像稳定(OIS)功能、缩放功能等已添加至用于移动终端的相机模块。
然而，为了实现多种功能，相机模块的结构变得复杂且相机模块的尺寸增加了。其结果是，其中安装有相机模块的便携式电子装置的尺寸增加了。
另外，为了改善缩放功能，移动终端中包括的相机模块包括使用反射构件来折射光的折叠模块。该折叠模块可以在使用反射构件折射光的同时实现光学图像稳定(OIS)功能。
当使用反射构件来折射光时，需要对反射构件进行微调。因此，需要准确的位置感测。然而，设置在常规线圈的绕组中的霍尔传感器遭受诸如以下的问题，例如，当电流施加到线圈上时，由于布置位置的限制引起的位置畸变，以及即便磁体的位置由于装配公差或外部冲击而略微偏移，位置感测准确度也会显著降低。
发明内容
提供本发明内容旨在以简化形式介绍构思的选择，其中，对于构思在以下具体描述中进行进一步描述。本发明内容并不旨在确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于辅助确定所要求保护主题的范围。
提供了包括霍尔传感器的折叠相机模块，其可显著地减少由施加至线圈的电流引起的影响，并且即使在磁体的位置因装配公差或外部冲击而略微偏移时也显著减少位置感测准确度的劣化，并且可根据与磁体的相对位置而增加感测灵敏度，从而改善感测准确度。
在一个一般方面，用于光学图像稳定的反射模块包括：旋转保持器，包括反射构件并且支承于壳体的内壁上；以及驱动部，提供驱动力以移动旋转保持器。驱动部包括：磁体，设置在旋转保持器上；线圈，设置在壳体中并且与磁体相对；以及霍尔传感器，设置在壳体中并且与磁体的N极或S极相对。
线圈和霍尔传感器可安装在电路板上，并且电路板可固定至壳体。
霍尔传感器可设置在线圈的线圈绕组外侧。
霍尔传感器可不与邻近于磁体的N极和S极相遇之处的中性区域相对。
霍尔传感器可设置于感测到磁体的N极或S极中的最大通量密度绝对值的位置处。
霍尔传感器的中心可与磁体的N极的中心或磁体的S极的中心相对。
霍尔传感器可包括分别设置在线圈的线圈绕组的相反侧的外部的两个霍尔传感器。
磁体可设置在旋转保持器的底表面上，并且线圈可设置在壳体的底表面上。
霍尔传感器可具有根据与磁体的相对距离而变化的通量密度值。
相比于当霍尔传感器与磁体的中性区域相对时，当霍尔传感器与磁体的N极或S极相对时，霍尔传感器的通量密度值可具有更大的改变量。
相比于当霍尔传感器与磁体的中性区域相对时，当霍尔传感器与磁体的N极或S极相对时，霍尔传感器可具有更大的通量密度值。
旋转保持器可旋转成使得反射构件在与光轴垂直的方向上倾斜。
在另一个一般方面，相机模块包括：壳体，限定内部空间；反射模块，设置在内部空间中，并且包括：具有反射构件且支承于壳体的内壁上的旋转保持器和提供驱动力以移动旋转保持器的驱动部；以及包括镜筒的透镜模块，所述镜筒包括多个透镜并且在光轴方向上对齐使得反射光入射到反射构件上。驱动部包括：磁体，设置在旋转保持器上；线圈，设置在壳体中并且与磁体相对；以及霍尔传感器，设置在壳体中并且与磁体的N极或S极相对。透镜模块设置成使得镜筒能够沿着光轴选择性地移动。
霍尔传感器可包括与磁体的N极相对的至少一个霍尔传感器和与磁体的S极相对的至少一个霍尔传感器。
霍尔传感器可包括与磁体的N极相对的两个霍尔传感器和与磁体的S极相对的两个霍尔传感器。
与磁体的N极相对的两个霍尔传感器可相对于光轴设置在线圈的相反侧上，并且与磁体的S极相对的两个霍尔传感器可相对于光轴设置在线圈的相反侧上。
其他特征和方面将通过以下详细的描述、附图和权利要求而变得显而易见。
附图说明
图1是根据示例的便携式电子装置的立体图。
图2是根据示例的相机模块的立体图。
图3A和图3B是根据示例的相机模块的剖视图。
图4是根据示例的相机模块的分解立体图。
图5是根据示例的相机模块的壳体的立体图。
图6是根据示例的相机模块的旋转板和旋转保持器的分解立体图。
图7是根据示例的相机模块的透镜保持器的立体图。
图8是根据示例的相机模块中的除了盖以外的其他组件的组合立体图。
图9是根据示例的相机模块中的壳体和基板的组合立体图。
图10A和图10B示出根据示例的用于光学图像稳定(OIS)的线圈、磁体和霍尔传感器之间的位置关系的立体图。
图11是示出取决于与霍尔传感器相对的磁体的位置的磁通量密度值(霍尔传感器和磁体之间的距离是恒定的)的图表。
图12是示出取决于与霍尔传感器相对的磁体的位置，当霍尔传感器和磁体之间的距离变化时的磁通量密度值的变化趋势的图表。
图13是根据示例的相机模块中的壳体和旋转保持器的分解立体图。
图14A、图14B和图14C是示出根据示例的旋转保持器围绕第一轴线旋转的方式的示意图。
图15A、图15B和图15C是示出根据示例的旋转保持器围绕第二轴线旋转的方式的示意图。
图16是根据另一示例的便携式电子装置的立体图。
在整个附图和详细描述中，相同的参考标号表示相同的元件。附图可能并不是等比例的，且出于清楚性、说明以及便利性，附图中元件的相对尺寸、比例和描绘可被夸大。
具体实施方式
提供以下详细描述旨在帮助读者获得对本文所描述的方法、装置和/或系统的全面理解。然而，本文所描述的方法、装置和/或系统的各种改变、变型及等同物将对于本领域中的普通技术人员显而易见。本文所描述的操作的顺序仅仅为示例，且并非受限于本文中所阐述的那些顺序，而是如对于本领域普通技术人员显而易见的那样可进行改变，除了必须以特定顺序进行的操作之外。另外，为提升清楚性和简洁性，对于本领域普通技术人员公知的功能和构造的描述可被省略。
本文所描述的特征可以以不同的形式体现，且不应理解为受限于本文所描述的示例。相反，提供了本文所描述的示例以使得本公开将是全面且完整的，并且将本公开的范围充分地传达给本领域普通技术人员。
在本文中，应注意，关于示例或实施方式使用术语“可”(例如，关于示例或实施方式可包括或实施的特征)意味着存在其中包括或实施了这种特征的至少一个示例或实施方式，而所有的示例和实施方式并不都限于此。
在整个说明书中，当诸如层、区域或衬底的元件描述为“位于”另一元件“上”、“连接至”或“联接至”另一元件时，其可以直接“位于”该另一元件“上”、直接“连接至”或直接“联接至”该另一元件，或者可存在插置于其间的一个或多个其他的元件。相反地，当元件描述为“直接位于”另一元件“上”、“直接连接至”或“直接联接至”另一元件时，可不存在插置于其间的其他的元件。
如在本文中使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的任一者以及任何两者或更多者的任何组合。
尽管本文中可使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或区段，但是这些构件、组件、区域、层或区段并不受限于这些术语。相反地，这些术语仅用于将一个构件、部件、区域、层或区段与另一个构件、部件、区域、层或区段区分开。因此，在不脱离各示例的教导的情况下，本文所描述的示例中所引用的第一构件、组件、区域、层或区段也可以被称作第二构件、组件、区域、层或区段。
为易于描述，可在本文中使用空间相对术语，诸如“上方”、“上部”、“下方”和“下部”等来描述图中所示的一个元件与另一元件的关系。除了附图中描绘的定向之外，这种空间相对术语还旨在包含装置在使用或操作中的不同定向。例如，如果附图中的装置被翻转，则描述为在相对于另一元件的“上方”或“上部”的元件则将处于相对于该另一元件的“下方”或“下部”。因此，根据装置的空间定向，术语“上方”包含上方和下方两种定向。装置可具有其他方式的定向(例如，旋转90度或处于其他定向)，并且本文中使用的空间相对术语应相应地进行解释。
本文中使用的术语仅用于描述各种示例，而不是用于限制本公开。冠词“一(a)”、“一个(an)”和“所述(the)”旨在还包括复数形式，除非上下文另外明确地指示。术语“包括”、“包含”和“具有”指定所述特征、数字、操作、构件、元件和/或其组合的存在，但不排除一个或多个其他特征、数字、操作、构件、元件和/或其组合的存在或添加。
由于制造技术和/或公差，附图中所示形状可发生变化。因此，本文所描述的示例并不限于附图中所示特定形状，而是包括在制造期间产生的形状的改变。
如在理解本申请的公开内容之后将变得显而易见的那样，本文所描述的示例的特征可以以多种方式组合。另外，尽管本文所描述的示例具有多种配置，但是如在理解本申请的公开内容之后将变得显而易见的那样，其他配置也是可能的。
在下文中，将参考附图描述示例。
图1是根据示例的便携式电子装置的立体图。
参照图1，便携式电子装置1可以是其中安装有相机模块1000的便携式电子装置，诸如移动通信终端、智能电话、平板式个人计算机(PC)等。
如图1中所示，便携式电子装置1设置有相机模块1000以拍摄对象的图像。
在该示例中，相机模块1000包括多个透镜，并且每个透镜的光轴(Z轴)定向在与便携式电子装置1的厚度方向(Y轴方向或从便携式电子装置1的前表面到其后表面的方向或与从便携式电子装置1的前表面到其后表面的方向相反的方向)垂直的方向上。
作为一示例，包括在相机模块1000中的每个透镜的光轴(Z轴)在便携式电子装置1的宽度方向上。可选地，包括在相机模块1000中的每个透镜的光轴在便携式电子装置1的长度方向上。
因此，即使相机模块1000具有包括自动对焦(AF)功能、缩放功能、光学图像稳定(OIS)功能，便携式电子装置1的厚度也不会增加。因此，便携式电子装置1可被小型化。
根据示例的相机模块1000可具有AF功能、缩放功能和OIS功能中的至少一者。
由于具有AF功能、缩放功能、OIS功能等的相机模块1000需要包括各种组件，因此相比于一般的相机模块，相机模块1000的尺寸会增加。
当相机模块1000的尺寸增加时，面临的一个问题是对其中安装有相机模块1000的便携式电子装置1进行小型化。
例如，当为了缩放功能而增加相机模块中的堆叠透镜的数量并且在相机模块中将堆叠透镜布置在便携式电子设备的厚度方向上时，便携式电子设备的厚度会根据堆叠透镜的数量而增加。因此，当便携式电子装置的厚度不增加时，可能无法充分地确保堆叠透镜的数量，从而使缩放性能劣化。
此外，需要安装致动器以实现AF功能和OIS功能，致动器使透镜组在光轴方向上或者在与光轴垂直的方向上移动。当透镜组的光轴在便携式电子装置1的厚度方向上时，移动透镜组的致动器也需要安装在便携式电子装置1的厚度方向上。因此，便携式电子装置1的厚度增加。
然而，在根据示例的相机模块1000中，每个透镜的光轴(Z轴)设置成与便携式电子装置1的厚度方向垂直。因此，即使当具有AF功能、缩放功能和OIS功能的相机模块1000安装在便携式电子装置1中时，便携式电子装置1也可小型化。
图2是根据示例的相机模块的立体图，且图3A和图3B是根据示例的相机模块的剖视图。
参照图2以及图3A和图3B，根据示例的相机模块1000在壳体1010中包括反射模块1100、透镜模块1200和图像传感器模块1300。
反射模块1100配置成改变光的方向。作为一示例，通过覆盖相机模块1000的上部的盖1030的开口1031(见图3A)入射的光的方向可被反射模块1100改变，使得光被导向透镜模块1200。为此，反射模块1100可包括反射光的反射构件1110。
通过开口1031入射的光的路径被反射模块1100改变，使得所述光被导向透镜模块1200。例如，在相机模块1000的厚度方向(Y轴方向)上入射的光的路径可被反射模块1100改变为与光轴方向(Z轴方向)显著匹配。
透镜模块1200包括透镜，被反射模块1100改变方向的光穿过这些透镜。图像传感器模块1300可包括图像传感器1310和印刷电路板(PCB)1320，图像传感器1310配置成将穿过透镜的光转换成电信号，并且图像传感器1310安装在印刷电路板(PCB)1320上。此外，图像传感器模块1300可包括配置成对从透镜模块1200入射的光进行滤波的滤光器1340。滤光器1340可以是红外截止滤波器。
在壳体1010的内部空间中，反射模块1100设置在透镜模块1200的前面，并且图像传感器模块1300设置在透镜模块1200的后面。
参照图2至图13，相机模块1000包括设置在壳体1010中的反射模块1100、透镜模块1200和图像传感器模块1300。
在壳体1010中，反射模块1100、透镜模块1200和图像传感器模块1300沿着光轴方向(Z轴)从一侧到另一侧顺序地设置。反射模块1100、透镜模块1200和图像传感器模块1300在壳体1010的内部空间内可容纳为插入到内部空间中(在这种情况下，包括在图像传感器模块1300中的印刷电路板(PCB)1320可附接至壳体1010的外侧)。例如，如图中所示，壳体1010可设置成一体，使得反射模块1100和透镜模块1200两者均插入到内部空间中。然而，壳体1010的示例不限于此类配置。例如，其中分别容纳反射模块1100和透镜模块1200的附加壳体可相互连接。
壳体1010由盖1030覆盖，使得内部空间从外部被遮挡不可见。
盖1030具有使光通过其入射的开口1031。通过开口1031入射的光的传播方向被反射模块1100改变以入射到透镜模块1200上。盖1030可设置成一体以覆盖整个壳体1010，或者可划分为分别覆盖反射模块1100和透镜模块1200的分开的构件。
反射模块1100包括反射光的反射构件1110。入射在透镜模块1200上的光在穿过多个透镜之后通过图像传感器1310转换成电信号，并且该电信号被存储。
壳体1010将反射模块1100和透镜模块1200容纳在其内部空间中。壳体1010的内部空间可包括其中设置反射模块1100的空间和其中设置透镜模块1200的空间，并且这些空间可通过突出壁1007彼此区分开。反射模块1100可设置在突出壁1007的前侧上，并且透镜模块1200可设置在突出壁1007的后侧上。突出壁1007可形成为从壳体1010的侧壁突出到内部空间中。
设置在突出壁1007的前侧上的反射模块1100具有如下配置，即其中旋转保持器1120与壳体1010的内壁表面紧密接触，并且由设置在壳体1010的内壁表面上的拉动轭1153与设置在旋转保持器1120上的拉动磁体1151之间的引力支承。虽然未在图中示出，但是拉动轭和拉动磁体的配置可以是颠倒的，其中，拉动磁体可设置在壳体1010的内表面上且拉动轭可设置在旋转保持器1120上。
可设置钩状止动件1050。止动件1050可插入到突出壁1007中/上，同时支承旋转保持器1120(即使在不设置止动件1050时，旋转保持器1120也可通过拉动磁体1151和拉动轭1153之间的引力固定)。由于止动件1050设置成钩状，因此止动件1050可支承旋转保持器1120，同时钩部分钩在突出壁1007的上部上。止动件1050可在反射模块1100未被驱动时充当支架以支承旋转保持器1120，并且还可在反射模块1100被驱动时充当止动件以调整旋转保持器1120的移动。止动件1050可设置在从壳体1010的两侧突出的每个突出壁1007上。在止动件1050和旋转保持器1120之间可设置有空间，使得旋转保持器1120的旋转可平滑地执行。止动件1050可由弹性材料形成，使得旋转保持器1120可在由止动件1050支承的同时平滑地移动。
壳体1010包括第一驱动部1140和第二驱动部1240以分别驱动反射模块1100和透镜模块1200。第一驱动部1140包括多个线圈1141b、1143b和1145b以驱动反射模块1100，并且第二驱动部1240包括多个线圈1241b和1243b以驱动透镜模块1200。由于多个线圈1141b、1143b、1145b、1241b和1243b安装在主板1070上并同时设置在壳体1010中，因此可形成多个通孔1015、1016、1017、1018、1019以将多个线圈1141b、1143b、1145b、1241b和1243b暴露于壳体1010的内部空间。
其上安装有多个线圈1141b、1143b、1145b、1241b和1243b的主板1070可大体上连接成一体地设置，如图中所示。在这种情况下，由于设置有一个端子，因此可与外部电源和信号容易地连接。然而，该示例不限于此类配置。通过例如将其上安装有用于反射模块1100的线圈的板和其上安装有用于透镜模块1200的线圈的板分开，主板1070可设置有多个板。
反射模块1100可改变通过开口1031入射的光的路径。当拍摄图像或动态图片时，由于用户的手部抖动等，图像可能模糊或动态图片可能抖动。反射模块1100可通过移动其上安装有反射构件1110的旋转保持器1120来修正用户的手部抖动。例如，当在拍摄图像或动态图片时由于用户的手部抖动等发生抖动时，向旋转保持器1120提供对应于抖动的相对位移以补偿抖动。
由于OIS功能通过移动因不具有透镜而具有相对小重量的旋转保持器1120来实现，因此可显著地减少功耗。
例如，为了实现OIS功能，通过移动其上设置有反射模块1100的旋转保持器1120来改变光的方向，而不移动包括透镜的镜筒或图像传感器，使得实现OIS的光可入射到透镜模块1200。
反射模块1100包括设置成支承于壳体1010上的旋转保持器1120、安装在旋转保持器1120上的反射构件1110、以及移动旋转保持器1120的第一驱动部1140。
反射构件1110改变光的传播方向。例如，反射构件1110可以是反射光的镜或棱镜(为便于描述，在与示例相关联的图中将反射构件1110示出为棱镜)。
反射构件1110固定至旋转保持器1120。旋转保持器1120具有安装表面1123，反射构件1110安装到安装表面1123上。
旋转保持器1120的安装表面1123是倾斜表面从而使光的路径改变。例如，安装表面1123具有相对于每个透镜的光轴(Z轴)倾斜30度至60度的倾斜表面。此外，旋转保持器1120的倾斜表面朝向盖1030的开口1031，其中光通过开口1031入射。
其上安装有反射构件1110的旋转保持器1120可移动地容纳在壳体1010的内部空间中。例如，旋转保持器1120可在壳体1010中围绕第一轴(X轴)和第二轴(Y轴)旋转。第一轴(X轴)和第二轴(Y轴)可表示垂直于光轴(Z轴)的轴，且第一轴(X轴)和第二轴(Y轴)可彼此垂直。
旋转保持器1120可通过与第一轴(X轴)对齐的第一球支承件1131和与第二轴(Y轴)对齐的第二球支承件1133支承于壳体1010上，以利于旋转保持器1120围绕第一轴(X轴)和第二轴(Y轴)的旋转运动。例如，图中示出了与第一轴(X轴)对齐的两个第一球支承件1131和与第二轴(Y轴)对齐的两个第二球支承件1133。第一驱动部1140可围绕第一轴(X轴)和第二轴(Y轴)旋转。
第一球支承件1131和第二球支承件1133可分别设置在旋转板1130的前表面和后表面上(或者，第一球支承件1131和第二球支承件1133可分别设置在旋转板1130的后表面和前表面上)。例如，第一球支承件1131可与第二轴(Y轴)对齐，且第二球支承件1133可与第一轴(X轴)对齐。旋转板1130可设置在旋转保持器1120和壳体1010的内侧表面之间。
旋转保持器1120可经由旋转板1130通过拉动磁体1151和拉动轭1153之间的引力支承于壳体1010上。
安置槽1132和1134可形成在旋转板1130的前表面和后表面上，使得第一球支承件1131和第二球支承件1133插入到相应的安置槽1132和1134中。安置槽1132和1134可包括其中第一球支承件1131的部分被插入的第一安置槽1132和其中第二球支承件1133的部分被插入的第二安置槽1134。
壳体1010可设置有其中第一球支承件1131的部分被插入的第三安置槽1021，并且旋转保持器1120可设置有其中第二球支承件1133的部分被插入的第四安置槽1121。
第一安置槽1132、第二安置槽1134、第三安置槽1021和第四安置槽1121可设置成半球形或多面体(多边柱或多角形)凹槽，以使第一球支承件1131和第二球支承件1133容易旋转(凹槽的深度可小于其半径以使第一球支承件1131和第二球支承件1133容易旋转)。第一球支承件1131和第二球支承件1133中的未沉入到凹槽中部分可被暴露以使旋转板1130和旋转保持器1120容易旋转。第一安置槽1132、第二安置槽1134、第三安置槽1021和第四安置槽1121可以以对应于与第一轴(X轴)对齐的第一球支承件1131和与第二轴(Y轴)对齐的第二球支承件1133的位置和数量进行设置。
第一球支承件1131和第二球支承件1133可在第一安置槽1132、第二安置槽1134、第三安置槽1021和第四安置槽1121中旋转或滑动的同时起到支承件的作用。
第一球支承件1131和第二球支承件1133中的每个可具有固定至壳体1010、旋转板1130和旋转保持器1120中的至少一者的结构。例如，第一球支承件1131可固定至壳体1010或旋转板1130，且第二球支承件1133可固定至旋转板1130或旋转保持器1120。在这种情况下，安置槽可以仅形成在与第一球支承件1131和第二球支承件1133被固定的构件相对的构件中。在这种情况下，第一球支承件1131和第二球支承件1133可通过滑动运动而不是通过旋转来起到支承件的作用。
当第一球支承件1131和第二球支承件1133中的每个具有固定至壳体1010、旋转板1130和旋转保持器1120中的任一者的结构时，第一球支承件1131和第二球支承件1133可设置成球形或半球形形状(半球形形状是示例，且第一球支承件1131和第二球支承件1133可设置成具有大于或小于半球的突出长度)。球支承件1131和1133设置成沿着第一轴(X轴)和第二轴(Y轴)延伸的圆柱形形状的情况也可以以相同的方式适用。
在分别制造第一球支承件1131和第二球支承件1133之后，可将它们附接至壳体1010、旋转板1130和旋转保持器1120中的任一者。替代地，第一球支承件1131和第二球支承件1133可在制造壳体1010、旋转板1130和旋转保持器1120时一体地设置。
第一驱动部1140产生驱动力，使得旋转保持器1120能够围绕两个轴旋转。
作为一示例，第一驱动部1140包括设置成面向多个磁体1141a、1143a和1145a的多个线圈1141b、1143b和1145b。
当电力施加至多个线圈1141b、1143b和1145b时，其上安装有磁体1141a、1143a和1145a的旋转保持器1120可通过多个磁体1141a、1143a和1145a与多个线圈1141b、1143b和1145b之间的电磁相互作用围绕第一轴和第二轴旋转。
多个磁体1141a、1143a和1145a安装在旋转保持器1120上。磁体1141a可安装在旋转保持器1120的底表面上，且磁体1143a和1145a可安装在旋转保持器1120的侧表面上。
线圈1141b、1143b和1145b安装在壳体1010上。作为一示例，多个线圈1141b、1143b和1145b可经由主板1070安装在壳体1010中。例如，多个线圈1141b、1143b和1145b设置在主板1070上，且主板1070安装在壳体1010上。在图中，作为示例示出了主板1070，其设置成一体使得用于反射模块1100的线圈和用于透镜模块1200的线圈两者均安装在其中。然而，主板1070可划分为其中分别安装有用于反射模块1100的线圈和用于透镜模块1200的线圈的两个或更多个板。
未示出的加强版可安装在主板1070的下部上以加强强度。
当旋转保持器1120旋转时，使用闭环控制方式来感测并反馈旋转保持器1120的位置。
因此，可能需要位置传感器1141c和1143c以执行闭环控制。位置传感器1141c和1143c可以是霍尔传感器。
位置传感器1141c和1143c可设置在线圈1141b和1143b内侧或外侧。位置传感器1141c和1143c可安装在其上安装有线圈1141b和1143b的主板1070上。
主板1070可设置有配置成感测诸如用户的手部抖动等抖动因素的陀螺仪传感器(未示出)，并且可设置有配置成向线圈1141b、1143b和1145b提供驱动信号的驱动器集成电路(IC；未示出)。
在该示例中，折叠相机模块可显著减少由施加至线圈的电流引起的影响，并且即使在磁体的位置因装配公差或外部冲击而略微偏移时也显著减少位置感测准确度的劣化，并且可增加依赖于与磁体的相对位置的感测灵敏度，从而改善感测准确度。
例如，由于外部冲击或重复使用，在第一安置槽1132、第二安置槽1134、第三安置槽1021和第四安置槽1121中可能产生由球支承件1131和1133导致的凹痕。在这种情况下，旋转保持器1120在光轴(Z轴)方向上的位置可能改变。因此，存在对于如下一种结构的需要，即，在该结构中，即使当驱动磁体1141a、1143a和1145a的位置根据旋转保持器1120在光轴方向上的位置的改变而略微偏移时，也可以显著维持霍尔传感器1141c和1143c的感测准确度。
因此，将参照图10A至图12描述在考虑各种环境因素的情况下优化霍尔传感器1141c和1143c和磁体1141a、1143a和1145a的相对位置的示例。
参照图10A，示出了根据示例的用于光学图像稳定的线圈、磁体以及霍尔传感器之间的位置关系。
图10A示出用于在旋转保持器1120围绕第一轴(X轴)旋转以使得在第二轴(Y轴)方向上磁体1141a和霍尔传感器1141c之间的相对距离改变时更加准确地感测旋转保持器1120的位置的配置。例如，上述配置设置成改善设置在旋转保持器1120的底部上的磁体1141a与设置在壳体1010的底部处的霍尔传感器1141c之间的感测灵敏度。
霍尔传感器1141c设置在绕组线圈1141b外侧，其旨在显著减少当电流施加至线圈1141b时发生的霍尔传感器1141c的位置畸变。更具体地，一个或两个或更多个霍尔传感器1141c可设置在绕组线圈1141b外侧以与N极或S极相对(在图10A中，当霍尔传感器设置成与N极相对时，其由实线指示，且当霍尔传感器设置成与S极相对时，其由虚线指示)。
霍尔传感器1141c设置成与磁体1141a的N极或S极相对。霍尔传感器1141c可设置成不与磁体1141a的N极和S极相遇处的中性区域相对。例如，即使当旋转保持器1120围绕第一轴或第二轴可旋转地被驱动时，霍尔传感器1141c可设置成连续地仅与N极或S极相对并且不与中性区域相对。
霍尔传感器1141c的中心设置成基本上与磁体1141a的N极或S极的中心(在从磁体的N极到S极或者从S极到N极的方向上在磁体的N极上的中心或S极上的中心)相对。例如，霍尔传感器1141c可设置在感测到磁体1141a的N极或S极中的磁通量密度的最大绝对值的位置中。
图11是示出取决于与霍尔传感器相对的磁体的位置(霍尔传感器和磁体之间的距离是恒定的)的磁通量密度值的图表。从图11中可以看出，当霍尔传感器位于磁体的中性区域中(水平轴位置“0”)时，由霍尔传感器感测到的磁通量密度值是“0”并且磁通量密度值随着霍尔传感器接近磁体的N极或S极增加，并且在当霍尔传感器到达磁体的N极或S极的中心时感测到最大值之后再次减小。
参照图11，可以确定，当霍尔传感器位于磁体的中性区域中(水平轴位置“0”)时，即使霍尔传感器的位置略微改变，磁通量密度值也会急剧改变，而当霍尔传感器位于磁体的N极或S极的中心时，即使霍尔传感器的位置略微改变，磁通量密度值也不会显著改变。
参照图11，可以确定，当霍尔传感器设置成与磁体的N极或S极的中心相对时，即使在磁体的位置因装配公差或外部冲击而略微偏移时，霍尔传感器的位置感测准确度的劣化也可以显著减少。
因此，在该示例中，霍尔传感器1141c可定位在感测到磁体1141a的N极或S极中的磁通量密度的最大绝对值的位置上，例如，与磁体1141a的N极或S极的中心相对的位置。
图12是示出取决于与霍尔传感器相对的磁体的位置(根据霍尔传感器设置成与磁体的N极(S极)的中心相对还是与磁体的中性区域相对)，当霍尔传感器和磁体之间的距离变化时的磁通量密度值的变化趋势的图表。
从图12的下部中可以看出，当霍尔传感器设置在与磁体的中性区域相对的位置上并且霍尔传感器和磁体之间的距离改变时，在中心处的磁通量密度值是“0”并且磁通量密度值在向左方向或向右方向上线性地增加或减小(在下文中，称为“通量密度变化趋势1”)。
从图12的上部中可以看出，当霍尔传感器设置在与磁体的N极的中心相对的位置上并且霍尔传感器和磁体之间的距离改变时，在中心处的磁通量密度值是约0.17并且磁通量密度值在向左方向或向右方向上线性地增加或减小(在下文中，称为“通量密度变化趋势2”)。
“通量密度变化趋势1”的线性改变与霍尔传感器是与磁体的中性位置相对还是与N极中心相对无关，但是考虑“通量密度变化趋势2”中的值比“通量密度变化趋势1”中的值更加快速改变的事实，确认感测灵敏度可根据相对位置而变化。例如，在“通量密度变化趋势2”的情况下，感测灵敏度更加依赖于霍尔传感器和磁体之间的距离。当霍尔传感器设置在与磁体的N极的中心或S极的中心相对而不是与中性区域相对的位置上时，可更加容易且更加准确地感测磁体(例如，旋转保持器)的位置。
接下来，参照图10B，示出根据另一示例的用于光学图像稳定的线圈、磁体和霍尔传感器的位置关系。
除了参照图10A所描述的、用于在旋转保持器1120围绕第一轴(X轴)旋转以使得磁体1141a和霍尔传感器1141c之间的相对距离改变时更加精确地感测旋转保持器1120的位置的配置之外，图10B还示出用于在旋转保持器1120围绕第二轴(Y轴)旋转以使得磁体1143a和霍尔传感器1143c之间的相对距离改变时更加准确地感测旋转保持器1120的位置的配置。在这种情况下，用于使旋转保持器1120围绕第二轴(Y轴)旋转的两个磁体1143a和1145a以及两个线圈1143b和1145b可具有相同的形状和尺寸以实现力的平衡。与磁体1143a和1145a相对的霍尔传感器也可包括单个传感器(位于线圈的一侧上)或两个传感器(位于线圈的一侧上)，或者分别位于线圈的两侧上的至少两个传感器。在下文中，为便于描述，将描述霍尔传感器1143c设置在线圈1143b的仅一侧上的情况(在设置两个或更多个霍尔传感器的情况中，这些霍尔传感器可以与参考图10A描述的示例中的方式相同的方式设置)。
例如，除了图10A的设置在旋转保持器1120的底部上的磁体1141a与设置在壳体1010的底部上的霍尔传感器1141c之间的感测灵敏度的改善之外，图10B还示出设置在旋转保持器1120的侧表面上的磁体1143b与设置在壳体1010的侧壁上的霍尔传感器1143c之间的感测灵敏度的改善。
霍尔传感器1143c设置在绕组线圈1143b外侧，其旨在显著减少当电流施加至线圈1143b时发生的霍尔传感器1143c的位置畸变。更具体地，一个或两个或更多个霍尔传感器1143c可在绕组线圈1143b外侧上设置为与N极或S极相对(在图10B中，当霍尔传感器设置在N极上时，其由实线指示，且当霍尔传感器设置在S极上时，其由虚线指示)。
霍尔传感器1143c设置成与磁体1143a的N极或S极相对。霍尔传感器1143c可设置成不与磁体1143a的中性区域(磁体1143a的N极和S极在中性区域相遇)相对。
霍尔传感器1143c的中心可设置成基本上与磁体1143a的N极或S极的中心(在从磁体的N极到S极或者从S极到N极的方向上在磁体的N极上的中心或S极上的中心)相对。例如，霍尔传感器1143c可设置在其中感测到磁体1143a的N极或S极中的磁通量密度的最大绝对值的位置上。
图14A至图14C是示出其中根据示例的旋转保持器围绕第一轴旋转的方式的示意图，且图15A至图15C是示出其中根据示例的旋转保持器围绕第二轴旋转的方式的示意图。
参照图14A至图14C，当围绕第一轴(X轴)旋转时，旋转板1130在搭靠(riding)于沿着第一轴(X轴)布置的第一球支承件1131上的同时进行旋转。因此，旋转保持器1120也进行旋转(在这种情况下，旋转保持器1120相对于旋转板1130不移动)。参照图15A至图15C，旋转保持器1120在搭靠于沿着第二轴(Y轴)布置的第二球支承件1133上的同时进行旋转(在这种情况下，由于旋转板1130不旋转，因此旋转保持器1120相对于旋转板1130移动)。
例如，当围绕第一轴(X轴)旋转时，第一球支承件1131起作用，且当围绕第二轴(Y轴)旋转时，第二球支承件1133起作用。这是由于，如图所示，当围绕第一轴(X轴)旋转时，相对于第二轴(Y轴)对齐的第二球支承件1133插入在安置槽1134和1121中并且无法移动，并且当围绕第二轴(Y轴)旋转时，相对于第一轴(X轴)对齐的第一球支承件1131插入在安置槽1021和1132中并且无法移动。
通过反射模块1100被改变路径的光入射到透镜模块1200上。因此，设置在透镜模块1200中的多个堆叠透镜在Z轴(光从反射模块1100发射的方向)上对齐。透镜模块1200包括配置成实现自动对焦(AF)和缩放功能的第二驱动部1240。由于透镜模块1200不包括用于光学图像稳定(OIS)的任何其他组件来实现AF和缩放功能，因此透镜模块1200是相对轻量的。由于相对轻量的透镜模块1200在光轴方向上移动，因此可显著减少功耗。
透镜模块1200包括设置在壳体1010的内部空间中的、其中包括有堆叠透镜的透镜保持器1220和配置成移动透镜保持器1220的第二驱动部1240。
用于拍摄对象的多个透镜容纳在透镜保持器1220中。多个透镜沿着光轴安装在透镜保持器1220上。
通过反射模块1100被改变传播路径的光穿过多个透镜并被折射。多个透镜的光轴(Z轴)形成在与便携式电子设备1的厚度方向(Y轴方向)垂直的方向上。
透镜保持器1220配置成在光轴(Z轴)方向移动以实现AF(自动对焦)。作为一示例，透镜保持器1220可配置成能够在通过反射模块1100被改变传播方向的光穿过多个透镜的方向(包括其相反方向)上移动。
第二驱动部1240产生驱动力使得透镜保持器1220可在光轴(Z轴)方向上移动。例如，第二驱动部1240可移动透镜保持器1220从而改变透镜保持器1220和反射模块1100之间的距离。
作为一示例，第二驱动部1240包括设置成面向多个磁体1241a和1243a的多个线圈1241b和1243b。
当电力施加至多个线圈1241b和1243b时，其中安装有多个磁体1241a和1243a的透镜保持器1220可通过多个磁体1241a和1243a与多个线圈1241b和1243b之间的电磁相互作用在光轴(Z轴)方向上移动。
磁体1241a和1243a安装在透镜保持器1220上。作为一示例，多个磁体1241a和1243a可安装在透镜保持器1220的侧表面上。
多个线圈1241b和1243b安装在壳体1010上。作为一示例，主板1070安装在壳体1010中，同时多个线圈1241b和1243b安装在主板1070上。为便于描述，在图中，示出为安装有用于反射模块1100的线圈和用于透镜模块1200的线圈两者，但是其配置不限于此。主板1070可设置成分别安装有用于反射模块1100的线圈和用于透镜模块1200的线圈的分开的板。
在该示例中，当透镜保持器1220移动时，使用闭环控制方式来感测并反馈透镜保持器1220的位置。因此，对于闭环控制而言需要位置传感器1243c。位置传感器1243c可以是霍尔传感器。
位置传感器1243c可设置在线圈1243b内侧或外侧，并且位置传感器1243c可安装在其上安装有线圈1243b的主板1070上。
透镜保持器1220在壳体1010中设置为能够在光轴(Z轴)方向上移动。作为一示例，多个球构件1250设置在透镜保持器1220和壳体1010之间。
多个球构件1250可在自动对焦(AF)期间充当支承件以引导透镜保持器1220的移动。另外，多个球构件1250可起到维持透镜保持器1220和壳体1010之间的间隙的作用。
当在光轴(Z轴)方向上产生有驱动力时，多个球构件1250配置成在光轴(Z轴)方向上滚动。因此，多个球构件1250可在光轴(Z轴)方向上引导透镜保持器1220的移动。
彼此面对的透镜保持器1220和壳体1010中的每个的至少一个表面分别设置有容纳多个球构件1250的多个引导槽1221和1231。
多个球构件1250容纳在多个引导槽1221和1231中并且插置在透镜保持器1220和壳体1010之间。
多个引导槽1221和1231可具有在光轴(Z轴)方向上具有长度的形状。
在多个球构件1250容纳在多个引导槽1221和1231中的情况下，多个球构件1250在第一轴(X轴)方向上以及在第二轴(Y轴)方向上的移动是受限的，并且可仅在光轴(Z轴)方向上移动。例如，多个球构件1250可仅在光轴(Z轴)方向上滚动。
为此，多个引导槽1221和1231中的每个可在光轴(Z轴)方向上是长形的。多个引导槽1221和1231中的每个的截面可具有各种形状，诸如圆形、多边形等。
透镜保持器1220朝着壳体1010被按压，使得多个球构件1250可维持与透镜保持器1220和壳体1010接触。
为此，轭1260可安装在壳体1010上以面向安装在透镜保持器1220上的多个磁体1241a和1243a。轭1260可由磁性材料制成。
引力作用在轭1260和多个磁体1241a和1243a之间。因此，透镜保持器1220可在与多个球构件1250接触的情况下通过第二驱动部1240的驱动力在光轴(Z轴)方向上移动。
图16是根据另一示例的便携式电子装置的立体图。
参照图16，便携式电子装置2可以是其中安装有多个相机模块500和1000的便携式电子装置，诸如移动通信终端、智能电话、平板式个人计算机(PC)等。
在该示例中，多个相机模块500和1000可安装在便携式电子装置2中。
多个相机模块500和1000中的至少一者可以是根据参照图2至图15描述的示例的相机模块1000。
例如，包括双相机模块的便携式电子装置包括的两个相机模块中的至少一个相机模块可以是根据示例的相机模块1000。
根据上文中所描述的示例，相机模块和包括相机模块的便携式电子装置可在实现自动对焦功能、缩放功能和OIS功能的情况下具有简单的结构和减小的尺寸。此外，可显著减少功耗。
如上所述，根据示例的折叠相机模块包括霍尔传感器，其可显著地减少由施加至线圈的电流引起的影响，并且即使在磁体因装配公差或外部冲击而略微偏移时也显著减少位置感测准确度的劣化，并且可增加依赖于与磁体的相对位置的感测灵敏度从而改善感测准确度。其结果是，折叠相机模块可实现更准确的光学图像稳定。
尽管本公开包括特定示例，但是对于本领域普通技术人员将显而易见的是，在不背离权利要求及其等同项的精神和范围的情况下，可在形式和细节上对这些示例进行各种改变。本文所描述的示例应仅以描述性的含义来考虑，而非出于限制的目的。对于各示例中的特征和方面的描述应认为适用于其他示例中的相似的特征或方面。在所描述的技术以不同的顺序执行和/或所描述的系统、架构、装置或电路中的组件以不同的方式组合的情况下可获得适当的结果，并且/或者所述结果可通过其他组件或其等同物替换或替代。因此，本公开的范围并不由详细的描述限定，而是由权利要求及其等同项来限定，且在权利要求及其等同项的范围内的所有变型均应理解为包含在本公开中。

Claims (15)

1.用于光学图像稳定的反射模块，包括：
旋转保持器，包括反射构件并且支承于壳体的内壁上；以及
驱动部，配置成提供驱动力以移动所述旋转保持器，
其中，所述驱动部包括：磁体，设置在所述旋转保持器上；线圈，设置在所述壳体中并且与所述磁体相对；以及霍尔传感器，设置在所述壳体中并且与所述磁体的N极或S极相对，其中，所述线圈和所述霍尔传感器安装在电路板上，所述霍尔传感器的中心与所述磁体的所述N极的中心或所述磁体的所述S极的中心相对。
2.如权利要求1所述的用于光学图像稳定的反射模块，其中，所述电路板固定至所述壳体。
3.如权利要求2所述的用于光学图像稳定的反射模块，其中，所述霍尔传感器设置在所述线圈的线圈绕组外侧。
4.如权利要求1所述的用于光学图像稳定的反射模块，其中，所述霍尔传感器不与邻近于所述磁体的所述N极和所述S极相遇之处的中性区域相对。
5.如权利要求1所述的用于光学图像稳定的反射模块，其中，所述霍尔传感器设置于感测到所述磁体的所述N极或所述S极中的最大通量密度绝对值的位置处。
6.如权利要求1所述的用于光学图像稳定的反射模块，其中，所述霍尔传感器包括两个霍尔传感器，所述两个霍尔传感器分别设置在所述线圈的线圈绕组的相反侧的外部。
7.如权利要求1所述的用于光学图像稳定的反射模块，其中，所述磁体设置在所述旋转保持器的底表面上，以及
所述线圈设置在所述壳体的底表面上。
8.如权利要求1所述的用于光学图像稳定的反射模块，其中，所述霍尔传感器具有根据与所述磁体的相对距离而变化的通量密度值。
9.如权利要求8所述的用于光学图像稳定的反射模块，其中，相比于当所述霍尔传感器与所述磁体的中性区域相对时，当所述霍尔传感器与所述磁体的所述N极或所述S极相对时，所述霍尔传感器的通量密度值具有更大的改变量。
10.如权利要求1所述的用于光学图像稳定的反射模块，其中，相比于当所述霍尔传感器与所述磁体的中性区域相对时，当所述霍尔传感器与所述磁体的所述N极或所述S极相对时，所述霍尔传感器具有更大的通量密度值。
11.如权利要求1所述的用于光学图像稳定的反射模块，其中，所述旋转保持器配置为旋转成使得所述反射构件在与光轴垂直的方向上倾斜。
12.相机模块，包括：
壳体，限定内部空间；
反射模块，设置在所述内部空间中并且包括：
旋转保持器，包括反射构件并且支承于所述壳体的内壁上；以及
驱动部，配置成提供驱动力以移动所述旋转保持器；以及
包括镜筒的透镜模块，所述镜筒包括多个透镜并且在光轴方向上对齐使得反射光入射到所述反射构件上，
其中，所述驱动部包括：磁体，设置在所述旋转保持器上；线圈，设置在所述壳体中并且与所述磁体相对；以及霍尔传感器，设置在所述壳体中并且与所述磁体的N极或S极相对，其中，所述霍尔传感器的中心与所述磁体的所述N极的中心或所述磁体的所述S极的中心相对，以及
其中，所述透镜模块设置成使得所述镜筒能够沿着光轴选择性地移动。
13.如权利要求12所述的相机模块，其中，所述霍尔传感器包括与所述磁体的所述N极相对的至少一个霍尔传感器和与所述磁体的所述S极相对的至少一个霍尔传感器。
14.如权利要求13所述的相机模块，其中，所述霍尔传感器包括与所述磁体的所述N极相对的两个霍尔传感器和与所述磁体的所述S极相对的两个霍尔传感器。
15.如权利要求14所述的相机模块，其中，与所述磁体的所述N极相对的两个霍尔传感器相对于所述光轴设置在所述线圈的相反侧上，并且与所述磁体的所述S极相对的两个霍尔传感器相对于所述光轴设置在所述线圈的相反侧上。
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