CN114730122A - 反射器致动器和包括该反射器致动器的相机模块 - Google Patents

Abstract

本发明的反射器致动器的特征为包括：移动框架，其设置有用于将光反射到透镜中的反射器和磁体；基部框架，其提供所述移动框架的移动空间；驱动线圈，其用于在所述磁体中产生磁力，使得所述移动框架相对于所述基部框架可旋转地移动；导轨，其形成在所述移动框架和所述基部框架中的任一者上并且具有倒圆形状；保持器，其设置在所述移动框架和所述基部框架中的未设置所述导轨的一者中，设置在面向所述导轨的方向上，并且具有凹槽形状；以及球，其设置在所述导轨和所述保持器之间。

Description

反射器致动器和包括该反射器致动器的相机模块

技术领域

本公开涉及用于反射器的致动器和包括该致动器的相机模块，更具体地，涉及一种用于反射器的致动器，该致动器通过物理地支撑球的引导结构的改进来实现OIS等。

背景技术

随着用于图像处理的硬件技术的发展和用户对图像拍摄的需求的增加，诸如自动聚焦(AF)和光学图像稳定(OIS)的功能已经应用于安装到诸如蜂窝电话和智能电话的便携式终端以及独立的相机设备的相机模块等。

自动聚焦(AF)功能(或自动聚焦功能)是指通过在光轴方向上线性移动具有透镜的载体以在位于透镜后部的图像传感器(CMOS、CCD等)处产生清晰图像来实现对象的焦距的功能。

此外，光学图像稳定(OIS)功能是指通过在补偿透镜由于颤动而抖动时的抖动的方向上自适应地移动具有透镜的载体来提高图像清晰度的功能。

用于实现AF或OIS功能的一种典型方法是将磁体(线圈)安装在动子(载体)上，并将线圈(磁体)安装在定子(壳体或另一类型的载体等)上，然后在线圈和磁体之间产生电磁力，使得动子在光轴方向或垂直于光轴的方向上移动。

近来，移动终端配备有变焦透镜，该变焦透镜具有用于可变地调整焦距或从一定距离捕获图像的规范，以便满足增加的用户需求并以更多样的方式实现用户便利性。

变焦透镜具有多个透镜或透镜组并排布置的结构，或者具有透镜基于光轴较长的特性，因此必须在移动终端中提供较大的安装空间。

近来，为了将变焦透镜的物理特性与便携式终端的几何特性有机地联系起来，已经公开了致动器或相机模块，其具有允许使用放置在透镜前面的反射器来折射对象的光的物理结构。

采用反射器的致动器等不是根据手摇而正确地移动透镜，而是通过朝向一个或两个轴的透镜移动反射器来实现用于手抖的OIS，该反射器反射对象的光。

通常，导轨形成在移动体(设置有反射器的对象)和固定体中的每一个上，并且多个球设置在它们之间，使得移动体在由球支撑的同时沿着导轨旋转。

然而，在这种传统结构中，由于布置在导轨之间的球自由移动，球的位置不是固定的或规定的，因此由球支撑的物理点不断变化。

如果以这种方式改变由球支撑的物理点，则球之间的距离改变，并且球也倾向于在一个方向上重复地偏置。此外，偏置的方向或位置也在每个时刻改变，因此其上安装有反射器的移动体的平衡支撑被破坏，从而导致反射器倾斜。

特别地，在诸如变焦透镜的高放大率透镜的情况下，即使发生轻微的倾斜，其对图像传感器也具有显著的影响，从而可能发生显著量的图像劣化。

此外，存在一种技术，其中三个或更多个球布置在导轨之间以减少移动体的倾斜问题。然而，即使在这种情况下，由于球不断地移动，因此难以从根本上解决倾斜问题。

此外，在该技术中，必须布置相对小尺寸的球。然而，随着球的尺寸减小，由于滚动/旋转和移动导致的球的物理行为特性恶化，这可能不利地影响OIS的精度。

另外，由于球的尺寸较小，由诸如金属或陶瓷材料之类的具有比塑料更高的刚性的材料制成的球对由塑料等制成的导轨施加更大的物理压力或冲击，因此增加了对导轨的物理损坏的可能性，这也可作为降低OIS精度的原因。

发明内容

技术问题

本公开被设计为解决现有技术的问题，因此本公开旨在提供一种用于反射器的致动器，其可以通过有效地改进球的物理支撑结构来显著提高根据配备有反射器的移动体的旋转运动的精度。

本公开的这些和其他目的和优点可以从下面的详细描述中理解，并且将从本公开的示例性实施方式中变得更加显而易见。而且，容易理解的是，本公开的目的和优点可以通过所附权利要求及其组合中所示的手段来实现。

技术方案

用于实现上述目的的根据本公开的用于反射器的致动器可以包括：移动框架，所述移动框架具有反射器和磁体，所述反射器被配置为将光反射到透镜；基部框架，所述基部框架被配置为提供用于所述移动框架的移动空间；驱动线圈，所述驱动线圈被配置为在所述磁体处产生磁力，使得所述移动框架基于所述基部框架旋转；导轨，所述导轨形成在所述移动框架和所述基部框架中的任一者处并且具有倒圆形状；保持器，所述保持器设置到所述移动框架和所述基部框架中的没有设置所述导轨的任一者，设置在面向所述导轨的方向上，并且具有凹槽形状；以及球，所述球布置在所述导轨和所述保持器之间。

这里，所述保持器可以包括对应于所述导轨的纵向方向并排布置的多个保持器，并且所述球可以布置在所述多个保持器中的每个保持器处。

此外，所述多个保持器可以基于面向所述导轨的方向而与所述导轨间隔开相同的距离。

此外，所述保持器的内表面可以包括与所述球进行点接触的至少一个平面，并且所述平面可以具有向内变窄的形状。

根据一个实施方式，根据本公开的用于反射器的致动器还可以包括轭，所述轭设置到所述基部框架以便在所述磁体处产生吸引力，并且所述轭的面向所述磁体的部分的中心可以与所述磁体的中心重合。

有利效果

根据本公开的实施方式，由于设置在可移动体和固定体之间以引导可移动体的旋转运动的球的位置被指定在与OIS驱动无关的精确位置处，因此根据可移动体的旋转运动的物理支撑被更平衡，可以从根本上防止移动体倾斜。

根据本公开的另一实施方式，由于多个球可布置成使得球之间的间距可被设计为针对移动体的旋转运动而优化，因此球可提供更稳定的物理支撑并进一步提高通过其的OIS的精度。

另外，根据本公开，相对大尺寸的球可以布置在相同尺寸的致动器中，这可以改善球的行为特性并且进一步抑制在球和导轨之间产生的物理不利影响，因此可以改善驱动性能并且进一步改善耐久性。

附图说明

附图示出了本公开的优选实施方式，并且与前述公开一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解，因此，本公开不被解释为限于附图。

图1是示出根据本公开的实施方式的致动器和相机模块的整体配置的图，

图2是示出根据本公开的实施方式的致动器和相机模块的详细配置的分解图，

图3是详细示出根据本公开的实施方式的移动框架和相关部件的图，

图4是示出根据本公开的实施方式的基部框架和相关部件的图，

图5是示出根据本公开的实施方式的保持器和导轨的结构的图，

图6是示出根据本公开的实施方式的内部结构的示图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施方式。在描述之前，应当理解，说明书和所附权利要求中使用的术语不应被解释为限于一般和字典含义，而是基于允许发明人为了最佳解释而适当地定义术语的原理、基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。

因此，在此提出的描述仅仅是用于说明目的的优选示例，并不旨在限制本公开的范围，因此应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对其进行其他等效和修改。

图1是示出根据本公开的实施方式的用于反射器的致动器100(在下文中，称为“致动器”)和包括该致动器的相机模块1000的整体配置的图。

本公开的致动器100可实施为单个装置，并且如图1中所示，还可以相机模块1000的形式实施，该相机模块1000包括透镜组件210、用于自动聚焦透镜组件210的透镜驱动模块200、图像传感器(未示出)等。

根据本公开，对象的光不直接流入透镜组件210，而是在光的路径通过设置在本公开的致动器100中的反射器110改变之后(通过折射，反射等)将光引入到透镜组件210。

如图1所示，从外部进入的光的路径是Z1，并且在被反射器110折射或反射之后引入到透镜组件210中的光的路径是Z。在以下描述中，对应于光被引入到透镜组件210中的方向的Z轴方向将被称为光轴或光轴方向。

透镜组件210可以是单个透镜以及变焦透镜，其中可以包括多个透镜或透镜组或诸如棱镜、反射镜等的光学构件。如果透镜组件210被配置为使用变焦透镜或变焦镜筒，则其可被形成为沿着竖直纵向方向(Z轴方向)延伸。

虽然在附图中未示出，但是基于光轴方向，可以在透镜驱动模块200的后端处提供将光信号转换成电信号的图像传感器，例如CCD或CMOS，并且还可以一起提供阻挡或传输特定频带的光信号的滤波器。

如稍后将详细描述的，当基于垂直于光轴的第一方向(Y轴方向)由于手抖等而发生抖动时，本公开的致动器100对应于通过在补偿运动的方向上旋转反射器110而在第一方向上实现OIS的装置。

此外，尽管图中未示出，但是在本公开的致动器100或相机模块1000中，框架结构可以被多样化以在每个方向上移动，并且反射器110可以被配置为通过多样化的框架结构的相对移动甚至在垂直于光轴和第一方向两者的第二方向(X轴方向)上移动(或旋转)，从而在第一方向和第二方向上整体地实现OIS。

根据实施方式，可以通过反射器110的旋转运动来实现第一方向和第二方向中的任何一个方向上的OIS，并且可以通过驱动透镜组件210在第二方向(X轴方向)上线性移动来实现另一方向上的OIS。

图2是示出根据本公开的实施方式的致动器100的详细配置的分解图。

如图2所示，本公开的致动器100可被配置为包括具有开口105并用作屏蔽罐的壳体103、反射器110、移动框架120、基部框架130、磁体140、驱动线圈150和球160。

如图2所示，当Z1路径的光通过壳体103的开口105进入本公开的致动器100时，本公开的反射器110将引入的光的路径改变(折射、反射等)到光轴方向(Z)，并将光朝向透镜组件210引入。

反射器120可以是从反射镜和棱镜或其组合中选择的任何一种，并且进一步地，反射器110可以使用能够将从外部引入的光改变到光轴方向的各种构件来实现。

由于本公开被配置为在光的路径如上所述被反射器110折射之后允许光流入透镜组件210，所以透镜组件210不需要被安装在移动终端的厚度方向上。因此，即使像变焦镜头那样在光轴方向上具有长物理特性的透镜被安装到便携式终端，便携式终端的厚度也不会增加。这可以优化便携式终端的小型化。

如本领域所公知的，OIS驱动是通过在补偿由手抖引起的抖动的方向上移动透镜来实现的。然而，在本公开的实施方式中，与移动透镜等的上述方法不同，通过移动反射器110来实现OIS驱动。

安装在移动框架120处的磁体340是用于OIS驱动的磁体，并且如图2所示，优选地，磁体340安装在反射器110未安装的方向上，以便增加结构效率并且不干扰光路径。

磁体340通过电磁力从驱动线圈150接收驱动力，并且安装有磁体140的本公开的移动框架120通过驱动力基于基部框架130旋转。

在这方面，为移动框架120提供移动空间的基部框架130在相对于移动框架120的相对视点上对应于固定体。

如果安装有反射器110的移动框架120基于基部框架130(在Y-Z平面上)旋转地移动，则反射器110与移动框架120的物理移动一起旋转，并且用于第一方向的OIS被实现为对象的光被朝向图像传感器(未示出)引入的位置由于反射器110的旋转移动而偏移。

球160可以定位在本公开的移动框架120和本公开的基部框架130之间，并且在这种情况下，本公开的移动框架120与球160接触地旋转。

如图所示，磁体140安装在移动框架120的中心，从而稳定地支撑移动框架120的旋转运动并提高驱动精度，并且球160优选地位于两侧以基于磁体140对称。

由磁性材料例如金属制成的轭170用于集中驱动线圈150的电磁力并在设置到移动框架120的磁体140处产生吸引力。

通过以这种方式产生的吸引力，安装有磁体140的移动框架120在设置有轭170的方向(-Y轴方向)上被拉动，即朝向基部框架130拉动，从而基部框架130和球160以及球160和基部框架130彼此紧密接触。

此外，当停止向驱动线圈150供电时，轭170还可用于将移动框架120恢复到其原始参考位置。为了提高用于移动框架120的旋转运动的功能控制的效率，优选地恢复到参考位置，使得轭170的面向磁体140的部分的物理中心与磁体140的中心重合。

在磁体140处产生电磁力的驱动线圈150被实现为安装到FPCB(柔性印刷电路板)153。如图所示，FPCB 153可以包括霍尔传感器155，其用于使用霍尔效应检测磁体140(具体地，安装在设置有磁体140的移动框架120处的反射器110)的位置。

霍尔传感器155可以以单个芯片的形式与驱动器一起实现，该驱动器通过使用霍尔传感器155的输出值来控制施加到驱动线圈150的电力的大小和方向以用于反馈控制。

图3是详细示出根据本公开的实施方式的移动框架120和相关部件的图，图4是示出根据本公开的实施方式的基部框架130和相关部件的图。

如图3和图4所示，导轨180形成在移动框架120和基部框架130中的任一者处，该导轨180被配置为基于Y-Z平面物理地引导移动框架120的旋转运动并且具有倒圆形状。

在相应的视图中，设置在面向导轨180的方向上并且具有凹槽形状的保持器190设置在移动框架120和基部框架130中的没有形成导轨180的另一者处。

图3等示出了导轨180设置在基部框架130处并且保持器190设置在移动框架120处，但这仅是示例。由于导轨180和保持器190彼此处于对应关系，与所示实施方式不同，导轨180设置在移动框架120处并且保持器190设置在基部框架130处也是可能的。

由于球160位于保持器190处以部分地容纳在保持器190中，所以即使移动框架120进行旋转运动，球160也保持其容纳在保持器190中的位置。

具体地，本公开的保持器190可以设置为多个，使得多个保持器190并排布置以分别对应于导轨180的纵向方向，并且如图中所示，多个保持器190可以基于磁体140的物理位置成对设置在两侧。在这种情况下，球160可以提供给每个保持器190。

此外，如图3所示，由于保持器190以适当的间隔隔开(图3中的P)，并且球160布置在每个保持器190处，因此球160之间的距离也保持为隔开的距离P。

通过这种结构，根据本公开的球160可以在被容纳在保持器190中的状态下执行滚动或旋转运动，但是不从与移动框架120的相对视点移动。此外，由于球160之间的距离保持恒定，因此可以基本上解决现有技术的问题，例如由球的自由运动引起的不稳定支撑、移动体的倾斜、驱动精度的劣化等。

此外，在本公开中，由于球160可以以适当的距离隔开，因此可以确保尽可能多的额外空间，从而允许应用相对较大尺寸的球。

因此，在本公开中，通过减少对诸如与球160物理接触的导轨180的其它部件的物理损坏，可以提高耐用性并进一步提高驱动精度。

为了实现更优选的实施方式，本公开的保持器190可以被配置为使得其内表面191具有至少一个平面。

在这种配置中，由于可以促使保持器190和球160彼此进行点接触，所以可以以更最小化的摩擦力进行球160的旋转/滚动，因此可以根据移动框架120的旋转运动进一步提高驱动效率。

另外，优选地，保持器190的内表面191被配置为具有如图3所示向内变窄的形状结构，从而更有效地实现与球160的点接触和球160的物理支撑。

即，本公开的保持器190可以具有多棱锥形状的内部凹槽，例如四角锥，或者可以实施为其上顶点部分被切割的多棱锥形状。

如上所述，本公开的移动框架120和基部框架130被配置为使得在它们彼此面向的部分中，一个是弯曲的而另一个是平面的，并且保持器190可以设置到面向部分是平面的框架。

图5是示出根据本公开的实施方式的保持器190和导轨180的结构的图，图6是示出根据本公开的实施方式的内部结构的图。图5和图6包括立体图，其中表示了特定部分的横截面，以便更清楚地解释本公开的保持器190、球160和导轨180的结构。

当通过基于霍尔传感器155的输出值的反馈控制将适当大小和方向的电力施加到驱动线圈150时，在磁体140处产生与其对应的电磁力，并且使用所产生的电磁力作为驱动力来旋转本公开的移动框架120。

本公开的移动框架120沿着与具有适当设计的曲率半径的倒圆导轨180相对应的路径旋转，并且该旋转运动在如上所述由球160物理支撑的同时进行。

如果移动框架120基于基部框架130移动，则由于球160也部分地容纳在移动框架120中，所以球160与移动框架120一起移动，同时自身执行滚动/旋转运动。

球160的运动仅意味着绝对的运动，并且如上所述，球160不相对于移动框架120移动。

由于移动框架120和球160沿着形成在基部框架130上的导轨180移动，因此本公开的移动框架120(即安装在移动框架120处的反射器110)自然地在对应于导轨180的路径上旋转，从而在第一方向上实现OIS。

为了允许移动框架120更灵活和稳定地旋转并进一步抑制诸如倾斜的现象，多个保持器190优选地被配置为使得基于面向导轨180的方向在多个保持器和导轨180之间的间隔距离D1和D2与图5所示的相同。

如上所述并且如图6所示，本公开的保持器190设置在相对于设置到移动框架120的磁体140(沿X轴方向)的对称位置C1和C2的两侧，从而更稳定地支撑移动框架120的旋转运动。

如图6所示，移动框架120的设置有磁体140的部分优选地被配置为基于Y轴方向进一步向下下降到保持器190的位置，使得通过使磁体140更靠近驱动线圈150来进一步提高驱动线圈150的驱动效率。

已经详细描述了本公开。然而，应当理解的是，尽管指出了本公开的优选实施方式，但详细描述和具体示例仅作为说明给出，因为根据该详细描述，本公开范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员将变得显而易见。

在本说明书的以上描述中，诸如“第一”和“第二”等的术语仅是用于相互相对地标识部件的概念术语，因此它们不应被解释为用于表示特定顺序、优先级等的术语。

为了强调或突出本公开的技术内容，可以以稍微夸张的形式示出用于说明本公开及其实施方式的附图，但是应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，本领域技术人员可以考虑上述描述和附图的说明进行各种修改。

Claims (7)

1.一种用于反射器的致动器，所述用于反射器的致动器包括：

移动框架，所述移动框架具有反射器和磁体，所述反射器被配置为将光反射到透镜；

基部框架，所述基部框架被配置为提供用于所述移动框架的移动空间；

驱动线圈，所述驱动线圈被配置为在所述磁体处产生磁力，使得所述移动框架基于所述基部框架旋转；

导轨，所述导轨形成在所述移动框架和所述基部框架中的任一者处并且具有倒圆形状；

保持器，所述保持器设置到所述移动框架和所述基部框架中的没有设置所述导轨的任一者，设置在面向所述导轨的方向上，并且具有凹槽形状；以及

球，所述球布置在所述导轨和所述保持器之间。

2.根据权利要求1所述的用于反射器的致动器，

其中，所述保持器包括对应于所述导轨的纵向方向并排布置的多个保持器，并且

其中，所述球布置在所述多个保持器中的每个保持器处。

3.根据权利要求2所述的用于反射器的致动器，

其中，所述多个保持器基于面向所述导轨的方向而与所述导轨间隔开相同的距离。

4.根据权利要求1所述的用于反射器的致动器，

其中，所述保持器的内表面包括与所述球进行点接触的至少一个平面。

5.根据权利要求4所述的用于反射器的致动器，

其中，所述平面具有向内变窄的形状。

6.根据权利要求1所述的用于反射器的致动器，所述用于反射器的致动器还包括：

轭，所述轭设置到所述基部框架以便在所述磁体处产生吸引力，

其中，所述轭的面向所述磁体的部分的中心与所述磁体的中心重合。

7.一种相机模块，所述相机模块包括根据权利要求1至6中的任一项所述的用于反射器的致动器。

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