CN116601968A - 传感器驱动致动器及包括其的摄像头模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种传感器驱动致动器，其中，包括：图像传感器；基板，包括配置有图像传感器的第一区域、从第一区域延伸的第二区域以及在第一区域与第二区域之间的至少一个狭缝；基础框架，安置有基板；传感器盖，紧固于第一区域上部；以及驱动部，以基础框架为基准使传感器盖进行旋转移动。第一区域随着传感器盖旋转移动一起进行旋转移动。
Description
技术领域
本发明涉及一种传感器驱动致动器及包括其的摄像头模块。
背景技术
随着针对影像处理的硬件技术发展并对影像拍摄等的用户需求的提高，不仅在独立的摄像头装置中，而且在安置于诸如移动电话、智能手机等移动终端的摄像头模块等中也实现了自动对焦(AF，Aut o Focus)、手抖动校正(光学图像稳定(OIS，Optical ImageStabili zation))等功能。
自动对焦(自动调焦)功能是指通过将搭载有透镜等的载体沿光轴方向进行线性移动来调整与被摄体之间的焦距，以便在透镜后端提供的图像传感器(CMOS、CCD等)中生成清晰的图像的功能。
另外，手抖动校正功能是指当由于手抖动而发生透镜抖动时，通过向补偿抖动的方向自适应地使搭载有透镜的载体(框架)进行移动来改善影像的清晰度的功能。
实现自动对焦或OIS功能的代表性方法之一如下：通过在移动体(载体)设置磁铁(线圈)并在固定体(壳体或其他类型的载体等)设置线圈(磁铁)之后，在线圈与磁铁之间产生电磁力，来使移动体沿光轴方向或垂直于光轴的方向进行移动。
另一方面，最近，为了满足更高的用户需求(needs)并且实现更多样化的用户便利等，移动终端安置有变焦透镜，所述变焦透镜具有能够不同地且可变地调节焦距或能够拍摄远距离影像等规格(spec)。
由于这种变焦透镜具有多个透镜或透镜组等并排排列的结构或者具有以光轴方向为基准的透镜本身的长度较长的特征，因此需要在移动终端提供更大的搭载空间。
最近，为了将这种变焦透镜的物理特性有机地嫁接到便携式终端的形状特征中，已经公开了具有利用配置在透镜前端的反射计来使被摄体的光折射的物理结构的致动器或摄像头模块等。
这些采用反射计的致动器等通过使用于将被摄体的光向透镜方向反射的反射计以单轴或两轴为基准进行旋转移动来实现针对手抖动的OIS，而不是根据手抖动来使透镜进行校正和移动。
然而，当以x轴和y轴为基准发生因手抖动等引起的抖动时，前述的致动器通过使反射计向补偿该运动的方向进行旋转移动来实现偏航(Yaw)方向和俯仰(Pitch)方向上的OIS，但是当以z轴为基准发生因手抖动等引起的抖动时，存在无法实现翻滚(Roll)方向上的OIS的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题
本发明是为了解决上述背景中的上述问题而提出的，其目的在于提供一种当以z轴为基准发生因手抖动等引起的抖动时，能够通过向补偿其运动的方向使图像传感器进行旋转移动来实现翻滚(Roll)方向上的OIS的传感器驱动致动器及包含其的摄像头模块。
本发明的其他目的和优点可以通过下面的说明来理解，并且可以通过本发明的实施例将会更加清楚。此外，本发明的目的和优点可以通过权利要求书中所示的结构以及该结构的组合来实现。
技术方案
为了实现上述目的，本发明提供一种传感器驱动致动器，所述传感器驱动致动器包括：图像传感器；基板，配置有图像传感器的第一区域、从第一区域延伸的第二区域和在第一区域与第二区域之间的至少一个狭缝；基础框架，安置有基板；传感器盖，紧固于第一区域上部；以及驱动部，以基础框架为基准使传感器盖进行旋转移动。其中，第一区域随着传感器盖旋转移动一起进行旋转移动。
其中，第一区域和第二区域可以由相同材质制成或者可以由不同材质制成。
此外，基板可以包括多个桥部，并且狭缝设置在多个桥部之间。
此外，传感器盖可以随着多个桥部的扭转而进行旋转移动。
此外，多个桥部可以由柔性印刷电路板(FPCB，Flexible Printe d CircuitBoard)构成，并且形成有与图像传感器电连接的配线。
此外，驱动部可以包括：多个第一引导部，设置在基础框架并且包括具有圆弧形状的第一导轨；多个第二引导部，对应于第一引导部设置在所述传感器盖并且包括具有圆弧形状的第二导轨；以及球，设置在第一导轨和第二导轨之间。
此外，第一导轨和第二导轨的曲率中心可以与图像传感器的旋转中心重合。
此外，在第一区域可以以使多个第一引导部与第二引导部相抵接的方式设置有多个紧固槽。
此外，当传感器盖旋转移动时，第一区域由于多个第二引导部可以被多个紧固槽卡住而进行旋转移动。
此外，多个第二引导部可以设置在传感器盖的每个边角处。
此外，驱动部还可以包括：磁铁，设置在基础框架并配置在彼此面对的第一引导部之间；以及驱动线圈，配置在磁铁上部并且在磁铁中产生磁力使得传感器盖进行旋转移动。
此外，驱动部还可以包括：磁轭，设置在传感器盖并对磁铁产生引力。
此外，本发明还可以提供一种摄像头模块，所述摄像头模块包括：前述的传感器驱动致动器；透镜组件，配置在传感器驱动致动器上部；反射计，配置在透镜组件上部并且将光反射或折射到透镜组件；以及反射计驱动模块，用于旋转移动反射计。
有益效果
根据本发明，当以z轴为基准发生因手抖动等引起的抖动时，可以通过向补偿该移动的方向使图像传感器进行旋转移动来实现翻滚(Roll)方向上的OIS。
此外，根据本发明，在配置有图像传感器的基板两侧设置多个桥部，从而可以通过多个桥部的扭转来容易地旋转移动图像传感器。
本发明的效果不限于上述内容，本领域技术人员将从以下描述中清楚地理解未提及的其他效果。
附图说明
图1是根据本发明实施例的传感器驱动致动器和摄像头模块的结合立体图。
图2是根据本发明实施例的传感器驱动致动器和摄像头模块的分解立体图。
图3是根据本发明实施例的传感器驱动致动器的结合立体图。
图4和图5是根据本发明实施例的传感器驱动致动器的分解立体图。
图6是沿图3的VI-VI线截断的剖视图。
图7是沿图3的VII-VII线截断的剖视图。
图8是用于说明根据本发明实施例的传感器驱动致动器的动作的图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细说明本发明的优选实施例。在此之前，本说明书和权利要求书中使用的术语或词语不应解释为限于通常或辞典的含义，基于发明人能够恰当地定义术语的概念以最好地解释其发明的原则，应当将其解释为符合本发明的技术思想的含义和概念。
因此，应当理解，本说明书中记载的实施例及附图所示的结构仅为一个本发明的最优选实施例，并不代表本发明的全部技术思想，因此在提出本申请时可能存在可以替代它们的各种等同物和修改。
图1是根据本发明实施例的传感器驱动致动器和摄像头模块的结合立体图，图2是根据本发明实施例的传感器驱动致动器和摄像头模块的分解立体图。
本发明的传感器驱动致动器300本身可以作为一个单独的装置来实现，但如图1所示，可以与反射计驱动模块100和透镜驱动模块200一起实现为摄像头模块1000。
根据本发明，被摄体的光(light)不直接射入透镜组件210，而是通过设置在反射计驱动模块100的反射计110改变(折射、反射等)光的路径之后射入透镜组件210。
如图2所示，从外部射入的光的路径为Z1，从外部射入的光通过反射计110折射或反射后射入透镜组件210光的路径为Z。在下面的说明中，将作为光射入透镜组件210的方向的Z轴方向称为光轴或光轴方向。
反射计驱动模块100可以设置在透镜驱动模块200的前方或上部(以光轴方向为基准)，并且执行将被摄体的光(light)路径(Z1)沿光轴方向的路径(Z)反射或折射的功能。这样，沿光轴方向反射或折射得光经过设置在透镜驱动模块200的透镜组件210射入诸如CMOS、CCD等图像传感器310中。
反射计驱动模块100可以包括反射计210，所述反射计210可以由选自反射镜(mirror)或棱镜(prism)中的一个或它们的组合组成。该反射计210可以由能够沿光轴方向改变从外部射入的光的各种构件来实现，但是优选地实现为玻璃(glass)材质以提高光学性能。
包括反射计驱动模块100等的本发明的摄像头模块1000配置为通过折射光的路径来使光向透镜方向射入，使得装置本身可以设置在便携式终端的长度方向上而不是设置在便携式终端的厚度方向上，因此可以在不增加便携式终端的厚度的情况下优化便携式终端的小型化或纤薄化。
根据实施方式，反射计110也可以配置为通过用于产生磁力的驱动手段(例如，磁铁和线圈等)等来进行旋转移动。这样，当反射计110移动或旋转移动时，通过反射计110反射(折射)的被摄体的光移动并入射透镜和成像元件，因此可以实现针对手抖动的OIS。
即，当以X轴为基准发生因手抖动等引起的抖动时，本发明的反射计驱动模块100沿补偿其运动的方向使反射计110进行旋转移动，从而可以实现在第一方向上的OIS。
此外，本发明的反射计驱动模块100对框架结构进行多元化使得框架结构沿各方向移动，并且通过多元化框架结构的相对移动以Y轴为基准使反射计110进行旋转移动，从而可以实现在第二方向上的OIS，同时，还可以综合实现在第一方向和第二方向上的OIS。
通过反射计驱动模块100反射的被摄体的光入射设置在透镜驱动模块200内部的透镜组件210，在此过程中，透镜组件210的位置(以光轴方向为基准)被组合性调整，从而实现变焦(Zoom)或自动对焦(AF，Auto Focus)等功能。
透镜驱动模块200通过使搭载有透镜组件210的多个载体中的每一个载体沿光轴方向进行线性移动来实现自动对焦(AF，Auto Focu s)或变焦(Zoom)。
透镜组件210可以是单透镜，也可以是其内部可以包括光学构件(例如，多个透镜或透镜组或棱镜、反射镜等)的变焦透镜，并且当透镜组件210由变焦透镜或变焦透镜筒形成时，可以以沿垂直长度方向(Z轴方向)延伸的形状形成。
可以在以光轴方向为基准的透镜组件210后端设置用于将光信号转换成电信号的图像传感器310(例如，CCD、CMOS等)，并且还可以设置用于阻挡或透射特定波段的光信号的滤波器。
传感器驱动致动器300可以在内部包括图像传感器310，并且当以z轴为基准发生因手抖动等引起的抖动时，使图像传感器310沿补偿其运动的方向进行旋转移动，从而可以实现在第三方向(翻滚(Roll)方向)上的OIS。
图3是根据本发明实施例的传感器驱动致动器的结合立体图，图4和图5是根据本发明实施例的传感器驱动致动器的分解立体图。并且，图6是沿图3的VI-VI线截断的剖视图，图7是沿图3的VII-VII线截断的剖视图。
下面，参照图3至图6，对根据本发明实施例的传感器驱动致动器的结构进行详细说明。
根据本发明实施例的传感器驱动致动器300可以配置成包括图像传感器310、基板330、基础框架340、传感器盖350和驱动部360。
图像传感器310可以是将从透镜组件210射入的光信号转换成电信号的CCD、CMOS等，但不限于此。
基板330可以包括配置有图像传感器的第一区域320、从第一区域320延伸的第二区域332以及在第一区域320与第二区域332之间的至少一个狭缝333。
其中，第一区域320和第二区域332可以由相同材质制成或不同材质制成。例如，第一区域320可以是硬印刷电路板(HPCB，Hard Printed Circuit Board)，第二区域330可以是柔性线路板(FPCB，Flexible Printed Circuit Board)。
此外，第一区域320可以由多个FPCB层叠而成。例如，通过将第一区域320和第二区域332一体制成为FPCB之后，仅在第二区域330层叠多个FPCB，从而第一区域320可以由HPCB制成，第二区域332可以由FPCB制成。
基板330可以包括多个桥部331，狭缝333设置在所述多个桥部331之间。
其中，多个桥部331由FPCB制成，并且在所述多个桥部331可以形成有与图像传感器310电连接的配线(未示出)。并且，第二区域332可以与配线连接，并且其中可以形成有用于处理图像传感器310的电信号的电路部(未示出)。
如上所述，由于基板330包括狭缝333并且多个桥部331由FP CB制成，因此可以通过外力进行扭转动作。稍后将对此进行详细说明。
基础框架340可以包括安置基板330的安置槽341，并且当基板330安置在安置槽341时，传感器盖350紧固于第一区域320上部。
其中，传感器盖350可以在中心形成开口部351使得光信号从透镜组件210射入图像传感器310，并且图像传感器310可以通过开口部351暴露于外部。
驱动部360可以使传感器盖350以基础框架340为基准进行旋转移动。
就此而言，以传感器盖350为基准的相对观点来看，基础框架340相当于固定体。
具体地，驱动部360可以配置为包括多个第一引导部361、第二引导部362、球363、磁铁364、驱动线圈365和磁轭366。
第一引导部361可以具有多个并且设置在基础框架340内部，并且包括具有圆弧形状的第一导轨361a。
第二引导部362可以具有多个并且对应于第一引导部设置在传感器盖350内部，并且包括具有圆弧形状的第二导轨362a。
球363分别设置在第一导轨361a与第二导轨362a之间，并且可以在其之间进行滚动(滚动或转动(rolling or rotating))运动。
第二引导部362可以设置成从传感器盖350的每个边角处向下侧突出的形状，并且多个第一引导部361可以设置成从与第二引导部362对应的基础框架340的位置处向上侧突出的形状。
第一区域320可以以使第一引导部361与第二引导部362相抵接的方式设置有多个紧固槽321。
紧固槽321可以以与第一引导部361和第二引导部362对应的形状在第一区域320切割形成。
由此，如果基板330安置在安置槽341且传感器盖350紧固于第一区域320上部，则第一引导部361和第二引导部362相抵接并使球363容纳在第一导轨361a与第二导轨362a之间。
磁铁364设置在基础框架340内部并且可以分别配置在彼此面对的第一引导部361之间。
驱动线圈365配置在磁铁364上部并且使得在磁铁364中产生磁力，从而使传感器盖350进行旋转移动。
为此，基础框架340可以在彼此面对的第一引导部361之间形成有用于安装磁铁364和驱动线圈365的第一安装槽342。
磁轭366对应于磁铁364设置在传感器盖350内部，并且可以由金属等磁性材质制成以对磁铁364产生引力。为此，传感器盖350可以在彼此面对的第二引导部362之间形成有用于安装磁轭366的第二安装槽352。
像这样，设置有磁铁364的基础框架340通过磁轭366与磁铁364之间产生的引力向设置有磁轭366的方向(即，传感器盖350方向)拉动，因此基础框架340与球363之间以及球363与传感器盖350之间贴紧。
此外，当停止向驱动线圈365供电时，当磁轭366还可以执行使传感器盖350恢复到原来的位置的功能。此外，为了提高对传感器盖350的旋转移动的函数控制效率，优选地，使磁轭366配置为其中心与磁铁364中心重合，并且使其形状与磁铁364相同。
图8是用于说明根据本发明实施例的传感器驱动致动器的动作的图。
参照图8的(a)和(b)，当驱动线圈365沿第一旋转方向(例如，逆时针方向)在磁铁364中产生磁力时，传感器盖350可以通过容纳在第一导轨361a和第二导轨362a中的球363的滚动运动以及多个桥部331的扭转，沿第一旋转方向进行旋转移动。
此时，第一区域320随着传感器盖350的旋转移动而一起进行旋转移动，而第二区域332是被固定到基础框架340的状态。
即，当传感器盖350旋转移动时，由于多个第二引导部362被多个紧固槽321卡住而能够使第一区域320和图像传感器310一起进行旋转移动。
相同地，参照图8的(a)和(c)，当驱动线圈365沿与第一旋转方向相反方向的第二旋转方向(例如，顺时针方向)在磁铁364中产生磁力时，传感器盖350可以通过容纳在第一导轨361a和第二导轨362a中的球363的滚动运动以及多个桥部331的扭转，沿第二旋转方向进行旋转移动。
此时，第一区域320随着传感器盖350的旋转移动而一起进行旋转移动，而第二区域332是被固定到基础框架340的状态。
即，当传感器盖350旋转移动时，第一区域320和图像传感器310由于多个第二引导部362被多个紧固槽321卡住而一起进行旋转移动。
另一方面，当停止向驱动线圈365供电时，传感器盖350和图像传感器310通过磁轭366和磁铁364的引力恢复到原来的位置。
像这样，当以z轴为基准发生因手抖动等引起的抖动时，根据本发明实施例的传感器驱动致动器300可以向补偿其运动的方向使图像传感器310进行旋转移动，从而可以实现第三方向(翻滚(Roll)方向)上的OIS。
再次参照图4，第一导轨361a和第二导轨362a的曲率中心CG与图像传感器310的旋转中心CS重合。
另一方面，当第一导轨361a和第二导轨362a的曲率中心CG与图像传感器310的旋转中心CS不重合时，即使对磁铁364施加相同的驱动力，图像传感器310的旋转移动量也会根据图像传感器310位置而不同，像这样，存在需要应用单独的补偿算法以补偿每个位置的不同旋转移动量的问题。
然而，根据本发明实施例的传感器驱动致动器300中，第一导轨361a和第二导轨362a的曲率中心CG与图像传感器310的旋转中心CS重合，因此对于相同的驱动力，图像传感器310的旋转移动量与图像传感器310位置无关地都相同，从而不需要所述单独的补偿算法。
另一方面，优选地，第一导轨361a和第二导轨362a的曲率中心CG与图像传感器310的旋转中心CS重合，但不限于此，即使由于制造上的公差等造成中心部分地偏移，也属于本发明的范围。
以上，虽然通过有限的实施例和附图对本发明进行了说明，但本发明不限于此，当然，本领域的技术人员可以在本发明的技术思想和所附权利要求书的等同范围内做出各种修改和变形。
在上述本发明的说明中，“第一”、“第二”等术语仅是用来相对区分各组成要素的工具性概念术语，因此应理解为不是用于表示特定顺序、优先级等的术语。
在说明本发明和示出其实施例的过程中，附图等可以以稍微夸张的形式示出以强调或突出本发明的技术内容，但考虑到上述内容和附图中所示的事项等，应解释为在本领域技术人员的水平下显然可以具有各种类型的修改应用示例。
工业实用性
根据本发明的传感器驱动致动器可以应用于单独的摄像头装置中，而且可以应用于安装在诸如移动电话或智能手机的移动终端上的摄像头模块等。
Claims (13)
1.一种传感器驱动致动器，其中，包括：
图像传感器；
基板，包括配置有所述图像传感器的第一区域、从所述第一区域延伸的第二区域以及在所述第一区域与所述第二区域之间的至少一个狭缝；
基础框架，安置有所述基板；
传感器盖，紧固于所述第一区域上部；以及
驱动部，以所述基础框架为基准使所述传感器盖进行旋转移动，
所述第一区域随着所述传感器盖旋转移动一起进行旋转移动。
2.根据权利要求1所述的传感器驱动致动器，其中，
所述第一区域和所述第二区域由相同材质制成或者由不同材质制成。
3.根据权利要求1所述的传感器驱动致动器，其中，
所述基板包括多个桥部，并且所述狭缝设置在所述多个桥部之间。
4.根据权利要求3所述的传感器驱动致动器，其中，
所述传感器盖随着所述多个桥部的扭转而进行旋转移动。
5.根据权利要求3所述的传感器驱动致动器，其中，
所述多个桥部由柔性印刷电路板构成，并且形成有与所述图像传感器电连接的配线。
6.根据权利要求1所述的传感器驱动致动器，其中，
所述驱动部包括：
多个第一引导部，设置在所述基础框架并且包括具有圆弧形状的第一导轨；
多个第二引导部，对应于所述第一引导部设置在所述传感器盖并且包括具有圆弧形状的第二导轨；以及
球，设置在所述第一导轨和第二导轨之间。
7.根据权利要求6所述的传感器驱动致动器，其中，
所述第一导轨和第二导轨的曲率中心与所述图像传感器的旋转中心重合。
8.根据权利要求6所述的传感器驱动致动器，其中，
在所述第一区域以能够使所述多个第-引导部和第二引导部相抵接的方式设置有多个紧固槽。
9.根据权利要求8所述的传感器驱动致动器，其中，
当所述传感器盖旋转移动时，所述第一区域由于所述多个第二引导部被所述多个紧固槽卡住而能够进行旋转移动。
10.根据权利要求6所述的传感器驱动致动器，其中，
所述多个第二引导部设置在所述传感器盖的每个边角处。
11.根据权利要求10所述的传感器驱动致动器，其中，
所述驱动部还包括：
磁铁，设置在所述基础框架并配置在彼此相对的所述第一引导部之间；以及
驱动线圈，配置在所述磁铁上部并且在所述磁铁中产生磁力使得所述传感器盖能进行旋转移动。
12.根据权利要求11所述的传感器驱动致动器，其中，
所述驱动部还包括：磁轭，所述磁轭设置在所述传感器盖并对所述磁铁产生引力。
13.一种摄像头模块，其中，
包括：
根据权利要求1至12所述的传感器驱动致动器；
透镜组件，配置在所述传感器驱动致动器上部；
反射计，配置在所述透镜组件上部并且将光反射或折射到所述透镜组件；以及
反射计驱动模块，用于旋转移动所述反射计。
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