专利名称：相机模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种相机模块。
背景技术：
因为便携式电话中采用了现有的相机功能，所以光学部件(例如镜头、镜头致动器、图像传感器等)已经被逐渐缩小，并且额外的功能(例如具有定焦功能的相机模块的自动对焦、变焦、手抖校正等功能)也逐渐增多。通常，当用户给一个对象拍照时，由于用户的手抖而导致模糊，那么就不能获得清晰的图像。因此，使用以下两种类型的相机来校正用户的手抖，一种是镜头移动型相机，该镜头移动型相机设置为通过固定构成相机模块的图像传感器并且在光轴的垂直方向上移动镜头来校正手抖；而传感器移动型相机作为一种相反的类型，设置为固定镜头并在光轴的垂直方向上移动图像传感器。可是，当手抖校正功能添加到变小和变薄的可移动设备的相机模块中时，通常使用的音圈马达(VCM)用作镜头致动器以进行手抖校正，因此该音圈马达的尺寸由于其他驱动致动器(driving actuator)而增加。
发明内容
本发明致力于提供一种相机模块，该相机模块包括可以小型化的手抖校正装置。根据本发明的优选实施方式，提供一种相机模块，该相机模块包括:镜头保持件，该镜头保持件包括容纳单元，该容纳单元中容纳有镜头模块；驱动单元，该驱动单元连接到所述镜头保持件，以在垂直于光轴方向的方向上可移动；外壳，所述驱动单元安装在该外壳中，以在所述光轴方向的垂直方向上可移动，并且所述外壳具有在所述外壳的一个表面上突出的突出件；形状记忆合金线部件，该形状记忆合金线部件与所述驱动单元连接，以在所述光轴方向的垂直方向上产生驱动力；和弹性件，该弹性件向所述形状记忆合金线部件施加预载荷，以产生初始变形。所述镜头保持件可以包括:容纳单元，该容纳单元中容纳有镜头；和顶板单元，该顶板单元具有在所述顶板单元的顶部和所述顶板单元的一个表面突出的固定突出件，并且具有形成在所述顶板单元的底部的导向槽。所述驱动单元可以包括:驱动台(driving stage)，所述镜头保持件容纳在该驱动台中；第一球体，该第一球体设置在所述镜头保持件和所述驱动台之间，以在所述光轴方向的垂直方向上可滑动地驱动所述驱动台；和第二球体，该第二球体设置在所述驱动台和所述外壳之间，以在所述光轴方向的另一个垂直方向上可滑动地驱动所述驱动台，并且所述第一球体和所述第二球体可以相互垂直地设置。所述驱动台可以包括:固定突出件，该固定突出件沿着所述驱动台的外周面突出；支撑杆，该支撑杆从所述驱动台的底部朝向图像传感器突出；上导向槽，该上导向槽形成在所述驱动台的上边缘以容纳被驱动的所述第一球体；和下导向槽，该下导向槽形成在所述驱动台的下边缘以容纳被驱动的所述第二球体，并且，所述上导向槽可以形成在与垂直于所述光轴方向的一个方向相同的平面上，所述下导向槽可以形成在与垂直于所述光轴方向的另一个方向相同的平面上。所述外壳还可以包括形成在上周面上的导向槽，并且所述固定突出件可以在与形成有所述导向槽的顶部相邻的侧表面上突出。所述形状记忆合金线部件可以包括:第一形状记忆合金线部件，该第一形状记忆合金线部件与所述驱动单元的一侧连接，以在所述光轴方向的垂直方向上产生驱动力；和第二形状记忆合金线部件，该第二形状记忆合金线部件与所述驱动单元的另一侧连接，以在所述光轴方向的另一个垂直方向上产生驱动力，并且所述驱动单元可以通过所述第一形状记忆合金线部件和所述第二形状记忆合金线部件的所述驱动力而在垂直于所述光轴方向的两个方向上可滑动地移动。所述第一形状记忆合金线部件可以包括:线保持件，这些线保持件固定地连接在所述驱动单元的顶部，并且设置为以预定间隙相互间隔开；和第一形状记忆合金线，该第一形状记忆合金线的一端固定在一个线保持件上，该第一形状记忆合金线的另一端固定在另一个线保持件上，并且该第一形状记忆合金线延伸越过所述镜头保持件的顶部。所述第二形状记忆合金线部件可以包括:线保持件，这些线保持件固定地连接到所述外壳的内表面，并且设置为以预定间隙相互间隔开；和第二形状记忆合金线，该第二形状记忆合金线的一端固定在一个线保持件上，该第二形状记忆合金线的另一端固定在另一个线保持件上，并且该第二形状记忆合金线延伸越过所述驱动单元的底部。所述弹性件可以包括:第一弹性件，该第一弹性件的一端固定在所述镜头保持件的所述顶板单元的一个表面上，该第一弹性件的另一端固定到所述驱动单元的一个表面上；和第二弹性件，该第二弹性件的一端固定到所述外壳的一个表面上，该第二弹性件的另一端固定到所述驱动单元的另一个表面上。所述第一弹性件可以沿所述光轴方向的垂直方向将预载荷施加到所述驱动单元上，以将所述预载荷施加到所述形状记忆合金线部件。所述第二弹性件可以沿所述光轴方向的另一个垂直方向将预载荷施加到所述驱动单元上，以将所述预载荷施加到所述形状记忆合金线部件。所述第一弹性件和所述第二弹性件可以由拉伸弹簧和压缩弹簧中的任意一个构成。所述相机模块还可以包括:壳体，该壳体具有用于暴露所述镜头模块的开口 ；图像传感器，该图像传感器连接到所述外壳的底部，并将由所述镜头成像的图像转换为电信号；印刷电路板，所述图像传感器安装在所述印刷电路板的顶部，并且所述外壳的下边缘位于所述印刷电路板上；红外线截止滤光镜，该红外线截止滤光镜设置在所述图像传感器的顶部，以过滤输入到所述图像传感器中的红外线；和位置传感器，该位置传感器检测所述镜头保持件和所述驱动单元的位置变化。所述位置传感器可以安装在所述镜头保持件、所述驱动单元和所述外壳中的任意一个的外周面上，并且可以由照片干扰传感器(photo interrupter sensor)、照片反射传感器(photo reflector sensor)、霍尔效应传感器(hall effect sensor)和磁传感器(magnetic sensor)中的任意一个构成。
图1是根据本发明优选实施方式的包括手抖校正装置的相机模块的分解透视图；图2是如图1所示的相机模块的侧视图；图3是显示图1所示的镜头保持件和驱动单元之间的连接关系的分解透视图；图4是显示图1所示的镜头保持件的下部的透视图；图5是显示如图1所示的驱动单元和外壳之间的连接关系的分解透视图；和图6是显示如图1所示的外壳的下部的透视图。
具体实施例方式本发明的上述和其他目的、特征和优点将会通过下面结合附图的详细描述而被更清楚地理解。在说明书中，对于所有附图中添加的部件的附图标记，需要注意的是相同的附图标记表示相同的部件，即使部件在不同的附图中显示。此外，当确定与本发明相关的现有技术的详细描述可能会使本发明的主旨不清楚时，该详细描述会被省略。虽然例如“第一”、“第二”等术语可以用于描述多种部件，但是这些术语只用于将一个部件与另一个部件区分开，并且这些部件并不限于上述术语。 下文中，将会参考附图对本发明的优选实施方式进行描述。图1为根据本发明优选实施方式的包括手抖校正装置的相机模块的分解透视图。图2是相机模块的侧视图。图3是显示镜头保持件和驱动单元之间的连接关系的分解透视图。图4是显示镜头保持件的下部的透视图。图5是显示驱动单元和外壳之间的连接关系的分解透视图。图6是显示外壳的下部的透视图。如图所示，相机模块包括镜头保持件100、驱动单元、外壳130、形状记忆合金线部件、弹性件和壳体(case) 190。镜头保持件100具有容纳单元101和位于顶部的顶板单元103，容纳单元101将镜头模块容纳于其中，该镜头模块在光轴方向(坐标轴的Z轴方向)上可移动，以使成像目标对象成像。定向在光轴方向的固定突出件105a在所述顶板单元103的顶部突出。此外，固定突出件105b形成在顶板单元103的一个表面上，该固定突出件105b接收下文将要描述的第一弹性件170，并且该第一弹性件170的一端固定地连接到该固定突出件105b上。此外，如图4所示，导向槽107形成在顶板单元103的底部，使得下文将要描述的第一球体120在基于如图1所示的坐标轴的X轴方向上可移动。根据图4和图5所示的本发明的优选实施方式，驱动单元在基于如图1所示的坐标轴的X轴方向或Y轴方向上被精密地(minutely)驱动，以来校正用户的手抖。更具体地，驱动单元包括驱动台110、第一球体120和第二球体140。镜头保持件100的顶板单元103位于驱动台110之上，以使镜头保持件100容纳于驱动台Iio之中。此外，驱动台110包括固定突出件Illa和111b、上导向槽113和下导向槽。固定突出件Illa沿着驱动台110的外周面突出，以相对于镜头保持件100的固定突出件105b沿斜线方向设置。此外，固定突出件Illb沿着驱动台110的外周面突出，以相对于突出件131沿斜线方向设置，该突出件131形成在下文将要描述的外壳130的一个表面上。此外，上导向槽113形成在驱动台110的上边缘上，以与形成在顶板单元103的底部的导向槽107相对。也就是说，导向槽113优选地形成在驱动台110的上边缘上，该驱动台110的上边缘位于与X轴方向相同的平面上，该X轴方向是垂直于作为光轴方向的Z轴方向的一个方向。因此，第一球体120容纳在顶板单元103的导向槽107和驱动台110的上导向槽113中，以在X轴方向上可滑动地移动驱动台110。此外，下导向槽形成在驱动台110的下边缘上，该下导向槽用于容纳第二球体140，以在Y轴方向上滑动地移动驱动台110，该Y轴方向是垂直于作为光轴方向的Z轴方向的另一方向。此外，驱动台110包括支撑杆117，该支撑杆117从驱动台110的下部朝向图像传感器突出，该驱动台110的下部形成有所述下导向槽。如图5所示，第一球体120位于形成在顶板单元103的底部的导向槽107和驱动台Iio的上导向槽113之间，以在X轴方向上可滑动地移动驱动台110，该X轴方向是垂直于作为光轴方向的Z轴方向的方向。此外，能够防止第一球体120脱轨的橡胶环可以安装在顶板单元103的导向槽107周围或驱动台Iio的上导向槽113周围，所述第一球体120位于该驱动台110的上导向槽113 中。如图5和图6所示，外壳130安装在驱动台110的下方并且包括突出件131和导向槽133。更具体地，突出件131在外壳130的一个表面上突出，以相对于驱动台110的固定突出件Illb沿斜线方向设置。此外，导向槽133形成在外壳130的顶部，以与下导向槽相对,从而容纳下文将要描述的第二球体140，使该第二球体140在Y轴方向上被驱动。此外,如图6所示,显示了外壳130的底部,截止滤光镜(cut-off filter)容纳槽135和印刷电路板容纳槽137形成在外壳130的底表面上，红外线截止滤光镜(infraredcut-off filter)将与截止滤光镜容纳槽135连接，安装有图像传感器的印刷电路板将与印刷电路板容纳槽137连接。第二球体140位于驱动台110的下导向槽和外壳130的导向槽133之间，以在作为光轴的Z轴方向上和与X轴方向垂直的Y轴方向上可滑动地移动由第一球体120驱动的驱动台110。此外，能够防止第二球体140脱轨的橡胶环可以安装在驱动台110的下导向槽周围或者安装在外壳130的导向槽133上，所述第二球体140位于外壳130的导向槽133中。形状记忆合金线部件与驱动单元连接，以在两个垂直于光轴方向的方向上产生驱动力，并且形状记忆合金线部件包括第一形状记忆合金线部件150和第二形状记忆合金线部件160，第一形状记忆合金线部件150在垂直于光轴方向的方向上产生驱动力，第二形状记忆合金线部件160在垂直于光轴方向的另一方向上产生驱动力。更具体地，第一形状记忆合金线部件150产生驱动力，以在X轴方向上移动驱动台110。此外，第二形状记忆合金线部件160产生驱动力，以在Y轴方向上移动驱动台110。因此，通过第一形状记忆合金线部件150和第二形状记忆合金线部件160的驱动力，驱动单元在垂直于光轴方向的两个方向(X轴方向和Y轴方向)上可滑动地移动。如图3和图5所示，第一形状记忆合金线部件150包括线保持件151a和151b，和第一形状记忆合金线153。所述线保持件151a和线保持件151b以预定间隙相互间隔开，以固定地连接到驱动台110的顶部。此外，第一形状记忆合金线153的一端固定到线保持件151a上，第一形状记忆合金线153的另一端固定到线保持件151b上，因此，第一形状记忆合金线153延伸越过镜头保持件100的固定突出件105a。此外，第一形状记忆合金线153的长度通过由下文将要描述的第一弹性件170产生的预载荷而改变，如果向第一形状记忆合金线153施加电流以产生热量，则第一形状记忆合金线153的长度恢复到初始长度。因此，组成驱动单元的驱动台110通过控制由第一弹性件170的预载荷产生的张力和由第一形状记忆合金线153产生的张力而在X轴方向上移动，从而校正由于用户的手抖而产生的X轴方向的误差。如图5所示，第二形状记忆合金线部件160包括线保持件161a和161b，和第二形状记忆合金线163。线保持件161a和线保持件161b以预定间隙相互间隔开，以固定地连接到外壳130的内表面。此外，第二形状记忆合金线163的一端固定到线保持件161a，第二形状记忆合金线163的另一端固定到线保持件161b，并且该第二形状记忆合金线163延伸越过在驱动台110的底部突出的支撑杆117。此外，第二形状记忆合金线163的长度通过由下文将要描述的第二弹性件180产生的预载荷而改变，如果向第二形状记忆合金线163施加电流以产生热量，则第二形状记忆合金线163的长度恢复到初始长度。因此，组成驱动单元的驱动台100通过控制由第二弹性件180的预载荷产生的张力和由第二形状记忆合金线163产生的张力而在Y轴方向上移动，从而校正由于用户的手抖而产生的Y轴方向的误差。因此，根据本发明的优选实施方式，组成相机模块的第一形状记忆合金线部件150单独在X轴方向上移动驱动单元的驱动台110，第二形状记忆合金线部件160单独在Y轴方向上移动驱动单元的驱动台110。此外，由于第一形状记忆合金线部件150和第二形状记忆合金线部件160之间的位移干涉，并且由于在垂直于光轴方向(Z轴方向)的X轴方向和Y轴方向上不会发生旋转，所以可以提供精确的手抖校正。弹性件将预载荷施加到形状记忆合金线部件上，以产生初始变形，并且该弹性件包括第一弹性件170和第二弹性件180.
如图2和图3所示，第一弹性件170的一端171固定到形成在镜头保持件100的顶板单元103的一个表面上的固定突出件105b，另一端173固定到形成在驱动台110的一个表面上的固定突出件111a。此外，第一弹性件170可以由拉伸弹簧(tensile spring)和压缩弹簧(compression spring)中的任意一个构成,根据本发明的优选实施方式,第一弹性件170优选地具有如图2所示的拉伸弹簧形状。因此，预载荷(更具体地，通过第一弹性件170朝向驱动台110)沿X轴方向施加到镜头保持件100和驱动台110上，因此，初始张力施加到组成第一形状记忆合金线部件150的第一形状记忆合金线153上。此外，第一弹性件170防止设置在镜头保持件100和驱动台110之间的第一球体120由于施加到镜头保持件100和驱动台110的预载荷产生的外部振动而脱轨。如图5所示，第二弹性件180的一端181固定到外壳130的突出件131上，另一端183固定到形成在驱动台110的另一表面上的固定突出件Illb上。此外，第二弹性件180可以由拉伸弹簧和压缩弹簧中的任意一个构成，根据本发明的优选实施方式，第二弹性件180优选地具有如图5所示的拉伸弹簧形状。因此，预载荷(更具体地，通过第二弹性件180朝向外壳130)沿Y轴方向施加到驱动台Iio和外壳130上，因此，初始张力施加到组成第二形状记忆合金线部件160的第二形状记忆合金线163上。此外，第二弹性件180防止设置在驱动台110和外壳130之间的第二球体140由于施加到驱动台Iio和外壳130的预载荷产生的外部振动而脱轨。此外，根据本发明优选实施方式的相机模块可以进一步包括位置传感器200。更具体地，位置传感器200用于测量相机镜头的位置变化，该相机镜头通过第一形状记忆合金线部件150和第二形状记忆合金线部件160而在X轴方向和Y轴方向上移动，并且该位置传感器200可以选择性地位于镜头保持件100、驱动台110和外壳130中的任意一个之内。因此，如图6所示，根据本发明的优选实施方式，位置传感器200连接外壳130的外周面，以检测X轴方向和Y轴方向上的变化。此外，位置传感器200可以由照片干扰传感器、照片反射传感器、霍尔效应传感器和磁传感器中的任意一个构成。如上所述，根据本发明的优选实施方式，通过使用包括手抖校正装置的相机模块，由于用户的手抖导致的模糊在垂直于光轴方向的两个方向上被精确地校正，从而获得清晰而准确的图像。
此外，通过使用形状记忆合金线(该形状记忆合金线的组成元件都为小尺寸的，而不会被相邻部件的磁场影响)，相机模块可以变薄，并且驱动相机模块的驱动致动器的宽度的选择可以多样化。尽管本发明的优选实施方式出于说明的目的而被公开，这些优选实施方式用于具体地解释本发明，因此根据本发明的相机模块并不限于此，但是本领域技术人员能够理解的是，在不脱离附带权利要求所公开的本发明的范围和精神的前提下，可以对本发明做出多种修改、添加和替换。因此，任意和所有的修改、变化或等价设置都应该认为落入本发明的范围内，本发明的具体范围将由附带的权利要求所公开。
权利要求
1.一种相机模块,该相机模块包括: 镜头保持件，该镜头保持件包括容纳单元，该容纳单元中容纳有镜头模块； 驱动单元，该驱动单元连接到所述镜头保持件，以在垂直于光轴方向的方向上可移动； 外壳，所述驱动单元安装在该外壳中，以在所述光轴方向的垂直方向上可移动，并且所述外壳具有在所述外壳的一个表面上突出的突出件； 形状记忆合金线部件，该形状记忆合金线部件与所述驱动单元连接，以在所述光轴方向的垂直方向上产生驱动力；和 弹性件，该弹性件向所述形状记忆合金线部件施加预载荷，以产生初始变形。
2.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述镜头保持件包括: 容纳单元，该容纳单元中容纳有镜头；和 顶板单元，该顶板单元具有在所述顶板单元的顶部和所述顶板单元的一个表面突出的固定突出件，并且具有形成在所述顶板单元的底部的导向槽。
3.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述驱动单元包括: 驱动台，所述镜头保持件容纳在该驱动台中； 第一球体，该第一球体设置在所述镜头保持件和所述驱动台之间，以在所述光轴方向的垂直方向上可滑动地驱动所述驱动台；和 第二球体，该第二球体设置在所述驱动台和所述外壳之间，以在所述光轴方向的另一个垂直方向上可滑动地驱动所述驱动台， 其中，所述第一球体和所述第二球体相互垂直地设置。
4.根据权利要求3所述的相机模块，其中，所述驱动台包括: 固定突出件，该固定突出件沿着所述驱动台的外周面突出； 支撑杆，该支撑杆从所述驱动台的底部朝向图像传感器突出； 上导向槽，该上导向槽形成在所述驱动台的上边缘以容纳被驱动的所述第一球体；和下导向槽，该下导向槽形成在所述驱动台的下边缘以容纳被驱动的所述第二球体，其中，所述上导向槽形成在与垂直于所述光轴方向的一个方向相同的平面上，所述下导向槽形成在与垂直于所述光轴方向的另一个方向相同的平面上。
5.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述外壳还包括形成在上周面上的导向槽，并且 所述固定突出件在与形成有所述导向槽的顶部相邻的侧表面上突出。
6.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述形状记忆合金线部件包括: 第一形状记忆合金线部件，该第一形状记忆合金线部件与所述驱动单元的一侧连接，以在所述光轴方向的垂直方向上产生驱动力；和 第二形状记忆合金线部件，该第二形状记忆合金线部件与所述驱动单元的另一侧连接，以在所述光轴方向的另一个垂直方向上产生驱动力， 其中，所述驱动单元通过所述第一形状记忆合金线部件和所述第二形状记忆合金线部件的所述驱动力而在垂直于所述光轴方向的两个方向上可滑动地移动。
7.根据权利要求6所述的相机模块，其中，所述第一形状记忆合金线部件包括: 线保持件，这些线保持件固定地连接在所述驱动单元的顶部，并且设置为以预定间隙相互间隔开；和 第一形状记忆合金线，该第一形状记忆合金线的一端固定在一个线保持件上，该第一形状记忆合金线的另一端固定在另一个线保持件上，并且该第一形状记忆合金线延伸越过所述镜头保持件的顶部。
8.根据权利要求6所述的相机模块，其中，所述第二形状记忆合金线部件包括: 线保持件，这些线保持件固定地连接到所述外壳的内表面，并且设置为以预定间隙相互间隔开；和 第二形状记忆合金线，该第二形状记忆合金线的一端固定在一个线保持件上，该第二形状记忆合金线的另一端固定在另一个线保持件上，并且该第二形状记忆合金线延伸越过所述驱动单元的底部。
9.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述弹性件包括: 第一弹性件，该第一弹性件的一端固定在所述镜头保持件的所述顶板单元的一个表面上，该第一弹性件的另一端固定到所述驱动单元的一个表面上；和 第二弹性件，该第二弹性件的一端固定到所述外壳的一个表面上，该第二弹性件的另一端固定到所述驱动单元的另一个表面上。
10.根据权利要求9所述的相机模块，其中，所述第一弹性件沿所述光轴方向的垂直方向将预载荷施加到所述驱动单元上，以将所述预载荷施加到所述形状记忆合金线部件。
11.根据权利要求9所述的相机模块，其中，所述第二弹性件沿所述光轴方向的另一个垂直方向将预载荷施加到所述驱动单元上，以将所述预载荷施加到所述形状记忆合金线部件。
12.根据权利要求9所述的相机模块，其中，所述第一弹性件和所述第二弹性件由拉伸弹簧和压缩弹簧中的任意一个构成。
13.根据权利要求1所述的相机模块，其中，该相机模块还包括: 壳体，该壳体具有用于暴露所述镜头模块的开口 ； 图像传感器，该图像传感器连接到所述外壳的底部，并将由所述镜头成像的图像转换为电信号； 印刷电路板，所述图像传感器安装在所述印刷电路板的顶部，并且所述外壳的下边缘位于所述印刷电路板上； 红外线截止滤光镜，该红外线截止滤光镜设置在所述图像传感器的顶部，以过滤输入到所述图像传感器中的红外线；和 位置传感器，该位置传感器检测所述镜头保持件和所述驱动单元的位置变化。
14.根据权利要求13所述的相机模块，其中，所述位置传感器安装在所述镜头保持件、所述驱动单元和所述外壳中的任意一个的外周面上，并且由照片干扰传感器、照片反射传感器、霍尔效应传感器和磁传感器中的任意一个构成。
全文摘要
此处公开了一种相机模块，该相机模块包括镜头保持件，该镜头保持件包括容纳单元，该容纳单元中容纳有镜头模块；驱动单元，该驱动单元连接到所述镜头保持件，以在垂直于光轴方向的方向上可移动；外壳，所述驱动单元安装在该外壳中，以在所述光轴方向的垂直方向上可移动，并且所述外壳具有在所述外壳的一个表面上突出的突出件；形状记忆合金线部件，该形状记忆合金线部件与所述驱动单元连接，以在所述光轴方向的垂直方向上产生驱动力；和弹性件，该弹性件向所述形状记忆合金线部件施加预载荷，以产生初始变形。
文档编号G02B7/00GK103176256SQ20121020229
公开日2013年6月26日 申请日期2012年6月15日 优先权日2011年12月23日
发明者姜秉佑, 林铢哲, 温尚敏 申请人:三星电机株式会社