摄像模块的制作方法

摄像模块的制作方法
【专利摘要】本发明的摄像模块可以包含镜筒单元、悬挂单元及驱动单元；所述镜筒单元具备固定于基座的固定部和对所述固定部做相对移动并设置透镜的移动部；所述悬挂单元具备两端分别连接于所述固定部和所述移动部并且在所述移动部做相对移动时转动的连杆部；所述驱动单元使所述固定部和所述移动部做相对运动。
【专利说明】摄像模块

【技术领域】
[0001] 本发明涉及移动镜头的摄像模块。

【背景技术】
[0002] 手机内置有数百万像素的高解析度小型摄像模块。具有高解析度的独特小型数码 摄像模块，虽然尺寸小但为了达到精密的画质，必须具有自动对焦（auto focusing)或光学 缩放（zoom)的功能。
[0003] 现有的低像素数摄像模块为了降低制造成本或减小产品的尺寸，将镜头组固定在 光轴的方向上。因此不能实现光学缩放的功能，由图像传感器及影像处理晶片扩大处理有 关光学影像的电信号，即所谓'数位缩放'功能来调整镜头组的放大率。
[0004] 虽然自动对焦功能或光学缩放（zoom)功能在现有的数码相机已经很普遍，但在纵 向和横向大小缩小成数10mm以内的小型数码摄像模块上还很难实现。例如，在无限焦距模 式拍摄时，镜头组被抑制移动的情况下要固定，并且在将镜头组靠近被摄物体拍摄的微距 和近拍模式，镜头组向光轴方向移动的同时要执行自动对焦的功能。
[0005] 要在缩小成小型的摄像模块上实现自动对焦和光学缩放的功能，需要一种包含致 动器的创新驱动机制。


【发明内容】

[0006] 发明需要解决的技术课题
[0007] 本发明的目的是提供在光轴方向能移动镜头的摄像模块。
[0008] 本发明要完成的技术性课题并不受限于以上所述的技术性课题，并且尚未提及的 其它技术性课题，由本发明【技术领域】中具有通常知识的技术人员可从以下的记载明确地理 解。
[0009] 解决课题的技术方案
[0010] 本发明的摄像模块可以包含镜筒单元、悬挂单元及驱动单元；所述镜筒单元具备 固定于基座的固定部和对所述固定部进行相对移动并设置透镜的移动部；所述悬挂单元具 备两端分别连接于所述固定部和所述移动部并且在所述移动部做相对移动时转动的连杆 部；所述驱动单元使所述固定部和所述移动部进行相对运动。
[0011] 本发明的摄像模块可以包含镜筒单元、悬挂单元及弹性板；所述镜筒单元具备固 定于基座的固定部和对所述固定部进行相对移动并设置透镜的移动部；所述悬挂单元具备 两端分别连接于所述固定部和所述移动部并且在所述移动部做相对移动时转动的连杆部； 所述弹性板设置在所述固定部和所述移动部之间，向所述透镜的光轴方向上对所述移动部 提供弹性力。
[0012] 本发明的摄像模块可以包含镜筒单元及悬挂单元；所述镜筒单元具备固定于基座 的固定部和对所述固定部进行相对移动并设置透镜的移动部；所述悬挂单元具备两端分别 连接于所述固定部和所述移动部并且在所述移动部做相对移动时转动的连杆部。
[0013] 有益效果
[0014] 根据本发明的摄像模块，可以使透镜向光轴方向可靠地移动。

【专利附图】

【附图说明】
[0015] 图1是本发明摄像模块的外观斜视图。
[0016] 图2是本发明摄像模块消除盖子后显示其内部的部分斜视图。
[0017] 图3是与图2不同视线的部分斜视图。
[0018] 图4是本发明摄像模块的分解斜视图。
[0019] 图5是简略说明本发明的镜筒单元动作的侧面图。
[0020] 图6是本发明摄像模块及图像传感器的排列状态说明图。
[0021] 图7是本发明的另一摄像模块的示意图。
[0022] 图8是本发明的又另一摄像模块的示意图。
[0023] 图9是与本发明做比较的假想比较实施例的驱动单元的驱动特征图形。
[0024] 图10是具备预压手段的本发明摄像模块的示意图。
[0025] 图11是具备电力单元的本发明摄像模块的示意图。
[0026] 图12是本发明的一实施例，将移动部移动到基准位置后，向目标位置移动的致动 器的驱动特性图形。
[0027] 图13显示本发明摄像模块控制方法的流程图。

【具体实施方式】
[0028] 以下结合附图对根据本发明的实施例进行详细的说明。在这个过程中为了明确简 便地说明，附图上显示的构成因素的大小或形状等可能会夸大显示。另外，考量本发明的构 成及作用而特别定义的术语，根据使用者、操作者的意图或惯例可能有所不同。对这些术语 的定义应根据本说明书的整体内容来决定。
[0029] 图1是本发明摄像模块的外观斜视图。图2是本发明摄像模块消除盖子后显示其 内部的部分斜视图。图3是与图2不同视线的部分斜视图。图4是本发明摄像模块的分解 斜视图。图5是简略说明本发明的镜筒单元动作的侧面图。图6是本发明摄像模块及图像 传感器的排列状态说明图。结合图1至图6对本发明摄像模块的构成及作用进行详细地说 明。
[0030] 本发明的摄像模块可以包含驱动单元400, 500、基座100、镜筒单元200。
[0031] 为了完成自动对焦、自动缩放、防止手抖等各种目的，镜头需要向光轴（图4的C0) 的方向移动。为了明确地说明引入摄像模块的直角坐标系，与透镜的中心轴一致的光轴C0 定义为Z轴，构成与z轴垂直的xy平面的虚拟轴定义为X轴及y轴。
[0032] 驱动单元400, 500可以使构成镜筒单元200的固定部220和移动部210彼此进行 相对移动。驱动单元400, 500可由致动器等各种形式构成。
[0033] 在一实施例中，驱动单元400, 500可以由线圈500和磁铁400构成。对线圈500施 加电源时，线圈500及磁铁400产生电磁力向透镜提供移动力。线圈500及磁铁400分别 设置在基座100及镜筒单元200,线圈500附着在镜筒单元200与透镜一起移动的称为'移 动线圈式（moving coil type)'，磁铁400附着在镜筒单元200与透镜一起移动的称为'移 动磁铁式（moving magnet type)'。本发明的透镜驱动手段使用移动线圈式或移动磁铁式 中的任一种都无所谓，但在附图中的实施例是移动磁铁式。即线圈500及磁铁400分别设 置在镜筒单元200内的固定部220及移动部210也无妨。
[0034] 附图中显示的是移动磁铁式，线圈500的两端部附着在基座100上突出的基座支 柱105的线圈安置面106。为了稳定的附着可以使用粘着剂。
[0035] 此时，线圈500和对面的磁铁400可以附着在镜筒单元200的移动部210上形成 的磁铁安置面206。参照图3,线圈500及磁铁400隔离一定间距（G)的状态下相互对面， 并且间距（G)的大小是当移动部200向上下左右的方向做移动位置时足够使附着在移动部 210的磁铁400不与线圈500接触干扰的程度。
[0036] 基座100形成摄像模块的外观，在其上结合盖子300时可以附着线圈500及磁铁 400中的任何一个。基座100的开口部分对应图像传感器600。在被摄物体反射的光进入 透镜，进入透镜的光通过所述开口部分通过基座100向z轴方向，可以达到具备在基座100 的下部位置或同一位置上的图像传感器600。
[0037] 本发明的特征之一是镜筒单元200以一体形成。镜筒单元200具有固定在基座 100的固定部220,具有设置透镜的移动部210,并且移动部210能对固定部220进行相对移 动的连接。此时的相对移动是移动部210相对于固定部200向光轴方向可以进行上升或下 降。
[0038] 悬挂单元230是与移动部210及固定部220 -体形成，并在一个模具同时生成、或 者是悬挂单元230是与移动部210及固定部220独立的部件形成，然后悬挂单元230的端 部附着于移动部210及固定部220的方式制造。因此，不必与现有的一样具备单独的透镜 支持手段，仅靠悬挂单元230的连接结构，具有透镜无需倾斜向光轴的方向被正确支持的 优点。
[0039] 镜筒单元200的一侧固定于基座100,镜筒单元200的另一侧是设置透镜的地方。 固定于基座1〇〇的镜筒单元200的一侧及设置透镜的镜筒单元200的另一侧能进行相对移 动，设置透镜的一侧附着线圈500或磁铁400中的一个来提供电磁力。
[0040] 固定部220是固定于基座100的部分，移动部210可能附着线圈500及磁铁400 中的一个，并安装透镜的部分。悬挂单元230是能使移动部210相对于固定部220移动，对 移动部210弹性支持的部分。
[0041] 固定部220、移动部210及悬挂部230能一体成形，并在同一模具能一次成形也是 独特的优点。这时，固定部220、移动部210及悬挂部230是利用合成树脂、橡胶等的同一材 质成形或一部分包含金属材质可以在嵌件（insert)模具或基体上注塑（outsert)模具中 注塑。此外，亦可以是将固定部220、移动部210及悬挂单元230以单独零件制造后彼此附 着的实施例。
[0042] 参照图4对具体的实施例进行说明，固定于基座100的固定部220具有固定部结 合孔229和固定部支柱225。在基座100上有突出的固定部结合柱109,当基座100及固定 部220组装时，固定部结合柱109插入固定部结合孔229,由此引导正确的组装位置，此外 在结合面上涂布UV粘着剂或温度硬化性粘着剂，由此确保耐震动性及耐冲击性。固定部支 柱225在组装盖子300时起引导位置的作用，在盖子300的边缘开口的4个引导槽305中 与固定部支柱225对应的2个引导槽305插入于固定部支柱225上。
[0043] 盖子300内部容纳镜筒单元200、线圈500、磁铁400,并与基座100结合。若盖子 300用金属等磁性材质制成，可以兼防止磁铁的磁通量泄露的束缚功能。
[0044] 在盖子300上设置有定位孔304,定位孔304结合于基座100上突出的定位销104， 由此防止盖子300脱离。在盖子300上形成的一部分引导槽305插入于在基座100上突出 的基座支柱105上，由此引导盖子300的组装位置。
[0045] 移动部210具有安装透镜的透镜安置面210和安装磁铁400的磁铁安置面206,为 了减少安装空间，透镜安置面216所在位置部分为圆通形状，磁铁安置面206所在位置部分 为平板形状。
[0046] 根据图4至图6显示的摄像模块的直角坐标，光轴（C0)是z轴，线轴500及磁铁 400具有垂直于X轴的延长面，并在垂直X轴的方向相互对面。
[0047] 此时，悬挂单元230分别配置在X轴的一侧及另一侧，并以X轴为基准轴配置在轴 对称的位置。此会抑制以X轴为中心轴的旋转力矩的发生，即使移动部210在移动，使相对 于光轴C0的移动部210的倾斜角Θ保持不变。
[0048] 虽然没有显示，同理，线圈500及磁铁400垂直于y轴相互对面时，悬挂单元230 分别配置在y轴的一侧及另一侧，并以y轴为中心将悬挂单元230最好配置在轴对称的位 置上。
[0049] 悬挂单元230可以包含两端分别连接于固定部220和移动部210的第1连杆231a 及第2连杆231b。第1连杆231a及第2连杆231b沿着光轴C0的方向隔离。如图所示，虽 然显示在镜筒单元200 -边具有2个连杆231a，231b的实施例，但只要一边具有2个以上 连杆，保持一定的倾斜角Θ，并可使移动部210移动。
[0050] 参照图5,其明显地显示在镜筒单元200的一边及相对边由悬挂单元230、固定部 220、移动部210形成平行四边形，并同时移动部210移动的状态。即，第1连杆231a及第 2连杆231b作为一对对边，以及固定部220及移动部210作为另一对对边形成虚拟的平行 四边形，由此移动部210相对于光轴C0保持一定的倾斜角Θ移动。
[0051] 第1连杆231a的两端及第2连杆231b的两端与固定部220及移动部210连接的 位置上，镜筒单元200的每边形成4个铰链部210a，210b，220a，220b。
[0052] 铰链部210a，210b，220a，220b具有比第1连杆231a及第221b连杆小的截面积， 移动部210在移动时，比起第1连杆231a及第2连杆231b，铰链部210a，210b，220a，220b 先发生弹性变形。因此，第1连杆231a及第2连杆231b的两端部在与铰链部210a，210b， 220a，220b连接的部分形成厚度减小部234。为了防止厚度减小部234的破裂或疲劳破损， 最好是以厚度逐渐减小的倾斜面形成。
[0053] 根据这种结构，当镜筒单元200的质量很小时、对线圈500施加的电压很小时，如 微小的位移要移动移动部210时、以及加快移动部210的移动加速度时，具有比第一连杆 231a及第2连杆231b敏感弹性的铰链部210a，210b，220a，220b的弹性变形可以实现上述 的多种控制目标，并大大提高控制敏感度（sensitivity)及移动部210的位置追踪性。
[0054] 参照图4,从光轴C0方向看时，线圈500及磁铁400配置在偏向光轴C0的一侧。 在图1中线圈30或磁铁54沿着镜筒10外周边以一定的角度必须配置多个，但本发明结构 的特性是只在镜筒单元200的一边安装线圈500及磁铁400就足够。因此，可以减少透镜 驱动手段的零件数以及降低成本。
[0055] 驱动单元400，500并不限制于图中所示实施例的线圈500及磁铁400，也可能是尚 未显示实施例的形状记忆合金或超声波振子等的多种实施例。
[0056] 悬挂单元230是两端分别连接于固定部220及移动部210的两端夹紧梁形状。悬 挂单元230由线圈500及磁铁400之间作用的电磁力产生弯曲变形，由此对移动部210给 予弹性支持。在悬挂单元230包含铰链部210a，210b，220a，220b的实施例中，铰链部210a， 210b，220a，220b是弯曲变形的具体因素。
[0057] 第1连杆231a及第2连杆231b相比于铰链部210a，210b，220a，220b具有充分的 强度，并与之前说明的固定部220及移动部210 -起形成的平行四边形，因此起到移动部 210保持一定倾斜角Θ的作用。
[0058] 另外，第1连杆231a及第2连杆231b以相同的长度延长，由线圈500及磁铁400 之间作用的电磁力使第1连杆231a及第2连杆231b以相同角度旋转的结构形成。因此， 移动部210具有对光轴C0保持着一定倾斜角Θ移动的优点。
[0059] 与本发明比较的虚拟实施例中，将第1连杆231a及第2连杆231b的截面积减小 成与铰链部210a，210b，220a，220b相同的程度，使悬挂单元230整体为均匀的截面积时，预 测到包含弯曲变形的弹性变形会在全范围的长度上发生，担心此时不仅是移动部210很难 保持一定的倾斜角Θ，而且移动部210的位置响应也会具有非线性特征。
[0060] 因此，本发明使第1连杆231a及第2连杆231b的截面积变大，实际上能够起到刚 体作用，且包含弯曲变形的弹性变形区域被限制在局部的铰链部210a，210b，220a，220b的 区域。
[0061] 其结果，简化了镜筒单元200的制造及品质管理，并且与弹性特性有关的品质管 理区域被限制于铰链部210a，210b，220a，220b，因此具有简易管理弹性系数的偏差，由第1 连杆231a及第2连杆231b的强性能保持一定倾斜角Θ的优点。
[0062] 另一方面，具备对线圈500施加电源的端子部102。端子部102包含外侧延长部 102a和内侧延长部102b。外侧延长部102a向基座100外侧延长，是线圈500的端部被焊接 的部分。内侧延长部l〇2b向基座100的内侧延长，并将附着在移动部210的磁铁400向基 座100方向吸引。由此，移动部210在固定于初始位置的状态下开始动作。这种形态的端 子部102成为将透镜保持在初始位置的预压单元102, 400的以实施例。预压单元102, 400 向基座100的方向能预压移动部。此时向基座100的方向可能是透镜靠近图像传感器600 的方向。
[0063] 在一实施例，预压单元包含磁铁及由所述预压诱导所述磁铁引力的引力部，在所 述移动部设置所述磁铁及所述引力部中的任一个，在所述固定部或所述基座上设置所述磁 铁及所述引力部中的其余一个。
[0064] 例如，预压单元可以包含设置在移动部210的磁铁400,和设置在固定部220或基 座100以预压诱导磁铁引力的引力部。引力部可能是能与磁铁相互作用而产生引力的金 属、其它磁铁等的磁性体，在本实施例中，端子部102作用为引力部，且驱动单元的磁铁和 预压单元的磁铁以一体形成。
[0065] 除此之外，预压单元由与弹性板弹性板700 -样的弹性部件构成也无妨。
[0066] 由于预压单元，譬如对线圈500没有施加电源或摄像模块在动作停止状态时，或 是对摄像模块施加冲击或振动时，可以强化对于基座100或盖子300的移动部210的耐冲 击性，并在摄像模块开始动作时能使移动部210在初始位置开始移动，具有简易控制位置 的优点。
[0067] 参照图5,再对移动部210的动作进行说明，以参考符号P0及实线表示的是移动部 210位于中立位置的时候。以参考符号P2及双点划线表示的是移动部210向基座100的方 向被吸引而位于初始位置是时候。以参考符号P1及点划线表示的是移动部210上升而处 于控制焦点或倍率动作的时候。
[0068] 对应固定部220的移动部210的端部和固定部220之间的间隙在P0位置是D0,但 在P1位置减小成D1。所述间隙的最大值D0是移动部210位于中立位置P0的时候，根据移 动部210的上升或下降，间隙会减少。因此，移动部210的端部和固定部220之间的间隙是 考量可能上升或下降的高度而设定。
[0069] 如图5所示，可以看出即使移动部210在移动，对于光轴C0还保持一定的倾斜角 Θ。此时，在图6观察到沿着X轴的方向光轴从C0迁移到C1的现象，但此种光轴C0的迁 移现象并不歪曲透镜和图像传感器600的倾斜角Θ，因此对拍摄的图像品质并不产生任何 影响。
[0070] 预测将来设置在携带终端机的摄像像素的个数会继续增加，像素个数增加时摄像 模块的控制精密度会越敏感，倾斜角更会敏感。传统上，倾斜角的校正完全依靠非常薄的金 属性板弹簧，因此在透镜的上下驱动具有倾斜角不稳定的问题。
[0071] 本发明可以简易管理有关透镜上下驱动的悬挂单元230品质，并且倾斜角的校正 并不依靠传统的板弹簧，由此不仅减小组装误差，而且基本上还根绝倾斜不良。
[0072] 以往，组装透镜的移动部210对光轴⑶的倾斜（Tilt)角脱离指定的范围时，在实 际拍摄的图像发生倾斜的现象。即，在图6表示图像传感器600的相互不同位置的参考符 号A，B，C，D，E位置到透镜的距离会改变，由此按照各位置的焦点或倍率不相同，或图像传 感器600和透镜的角度被扭曲，所以发生图像被歪曲的现象。
[0073] 倾斜角的不良可能基于各零件的成品公差。另一方面，所谓动态倾斜（Dynamic Tilt)的不良类型是在各零件的成品公差没有问题，但在许多零件在被组装时基于各零件 之间的组装公差而发生。然而，根据本发明各连杆部形成平行四边形而变形，因此防止基于 成品公差的倾斜角不良，并基本上根绝基于组装公差的动态倾斜。
[0074] 图7是本发明的另一摄像模块的示意图，图8是本发明的又另一摄像模块的示意 图。
[0075] 在图7及图8显示的摄像模块可以包含镜筒单元200、悬挂单元230。同时摄像模 块可以具备弹性板700。
[0076] 镜筒单元可以包含固定于基座100的固定部220和对固定部200进行相对移动并 设置透镜的移动部210。
[0077] 悬挂单元可以包含连杆部231a，231b。
[0078] 连杆部231a，231b的两端可以分别连接于固定部220和移动部210。另外，在移动 部相对于固定部进行相对移动时，可以转动。连杆部231a，231b可由多种形态和个数形成。
[0079] 例如，连杆部231a，231b可以包含第1连杆231a及第2连杆231b。第1连杆231a 及第2连杆231b的两端可分别连接于固定部220和移动部210。第1连杆231a及第2连 杆231b向透镜的光轴方向相互隔离，并在移动部210做相对移动时，能以相同的角度转动。 此时的角度可能是与透镜的光轴方向垂直的方向作为基准的角度。
[0080] 第1连杆231a的两端之间的距离和第2连杆231b的两端之间的距离可以相等。 另外，固定部220、移动部210及悬挂单元可以在同一模具同时成形，或以不同零件成形后， 可以相互附着成形。悬挂单元在一平面上可以分别设置在镜筒单元的一侧及另一侧。在图 7及图8掲示悬挂单元向Y轴方向设置在具有不同值的2个位置上的状态。
[0081] 摄像模块可以包含使移动部210向透镜的光轴方向相对移动，以透镜的光轴为基 准偏向于连杆部213a，213b连接的移动部210 -侧设置的驱动单元。驱动单元可以包含之 前说明的线圈和磁铁。除此之外，驱动单元可以包含形状记忆合金、电磁线圈、压电、超声波 振子等。
[0082] 在第1连杆231a的两端及第2连杆231b的两端与固定部220及移动部210连接 的位置上可以形成具有截面积小于第1连杆231a及第2连杆231b的铰链部。铰链部在移 动部210移动时可以弹性变形。
[0083] 第1连杆231a及第2连杆231b作为一对对边，固定部220及移动部210作为另 一对对边形成虚拟的平行四边形，由此移动部210相对于光轴C0可以保持一定的倾斜角Θ 移动。
[0084] 第1连杆231a及第2连杆231b可由其两端分别连接于固定部220及移动部210 的两端夹紧梁形状形成。
[0085] 如图1至图6说明，根据如上所述的第1连杆231a及第2连杆231b可以用简单 的构成可靠地解决倾斜问题。
[0086] 弹性板700设置在固定部220和移动部210之间，向透镜的光轴方向对移动部210 可以提供弹性力。此时的弹性力可以作为向透镜的光轴方向中的一个方向移动移动部210 的预压手段。例如基于弹性板700的预压方向可能是靠近基座100的方向。
[0087] 本发明的弹性板700不是现有的板弹簧(透镜支持手段)一样执行支持透镜的简单 功能，其构成或形状也与现有的板弹簧不同。在一实施例，本发明弹性板700的功能为预压 移动部210的预压手段。移动部210由弹性板700的预压在驱动单元的非驱动的倾斜下可 以配置在初始位置或基准位置。根据情况弹性板700可以简单地执行支持移动部210的功 能，对其将会后述。
[0088] 弹性板700可由其两端分别连接于固定部220和移动部210的两端夹紧梁的形状 形成。具体地说，弹性板700可以包含第1结合部710、第2结合部720及弹性部720。
[0089] 第1结合部710可以结合固定于基座100的固定部220。
[0090] 弟2结合部720 t可以结合于对固定部220做相对移动，并设直透镜的移动部 210。
[0091] 弹性部720连接第1结合部710和第2结合部720,并向透镜的光轴方向可以提供 弹性力。
[0092] 参照图7及图8,第1结合部710为了可靠地结合于固定部220在平面上可以具有 比弹性部720宽的宽度。若结合于第1结合部710的槽/孔或突起形成在固定部220时， 在第1结合部710可以形成与其对应的突起或槽/孔。第2结合部720为了可靠地结合于 移动部210在平面上可以具有比弹性部720宽的宽度。若连接于第2结合部720的槽/孔 或突起形成在移动部210时，第2结合部720可以形成与其对应的突起或槽/孔。例如，如 图7 -样，夹入于在固定部220突出的第1突起的第1孔可以在第1结合部710形成，或是 夹入于在移动部210突出的第2突起的第2孔可以在第2结合部720形成。
[0093] 固定部220的第1面固定于基座100时，第1结合部710、第2结合部720及弹性 部720可以配置在第1面的相对面，即固定部220的第2面。以叠层结构来看，可以配置基 座100-固定部220-第1结合部710、第2结合部720及弹性部720。
[0094] 如上所述，包含镜筒单元、悬挂单元的摄像模块为例，根据弹性板700的设置空间 摄像模块的尺寸可能被扩大。例如弹性板700设置在摄像模块的侧面时，很明显的摄像模 块的整个尺寸会变大。为了摄像模块的小型化，第1结合部710、第2结合部720及弹性部 720可以相对固定部220的第1面而设置。以叠层结构来看，基座100和固定部220之间 可以配置第1结合部710、第2结合部720、弹性部720。只是第1结合部710和移动部210 之间的连接、第2结合部720和固定部220之间的连接会更困难，在制造工序上会有问题。
[0095] 第1结合部710、第2结合部720及弹性部720相对固定部220的第2面而配置时 可以使摄像模块的尺寸扩大最小化。
[0096] 将移动部210向透镜的光轴方向移动的驱动单元在一平面上以透镜的光轴为基 准偏向于一侧而设置时，第2结合部720在一平面上以透镜的光轴为基准可以设置在驱动 单元被设置的一侧方向上。
[0097] 例如，在一平面上上下左右4个方向中偏向于左侧设置驱动单元时，第2结合部 720也可以设置在左侧方向上。此时，连接于移动部210的第2结合部720可以设置在与左 侧方向相反的右侧方向上。
[0098] 这种结构当假设横跨第1结合部710和第2结合部720的直线时，直线的长度方 向和第1连杆231a/第2连杆231b的长度方向几乎相同。据此，可以防止第1连杆231a/ 第2连杆231b的动作被弹性板700扭曲。总而言之，第1结合部710可以配置在偏向于透 镜光轴的一侧，第2结合部720也可配置在透镜光轴的另一侧。
[0099] 为了防止基于弹性板700的倾斜问题、可靠的预压，可以分别具备复数个第1结合 部710或第2结合部720。此时，可以具备连接复数个第1结合部710的第1连接部750或 连接复数个第2结合部720的第2连接部760。基于第1连接部750或第2连接部760,复 数个第1结合部710或复数个第2结合部720 -体成形，由此可以简化组装工序。
[0100] 例如，摄像模块对于移动部210及固定部220具备第1结合部710和第2结合部 720各2个，并可以包含链接2个第1结合部710的第1连接部750。
[0101] 具备2个第1结合部，摄像模块包含链接2个第1结合部710的第1连接部750 时，第1连接部750以移动部210的外周形状形成，并可以配置在移动部210的外周使第1 连接部750与移动部隔离。例如，如图7所示，在一平面上具备圆形的移动部210,因此第1 连接部750也以圆形形成。使第1连接部750形成后具有更大的直径，由此移动部210的 移动不受第1连接部750的限制。第1连接部750形成的形状与移动部210的外周相同， 由此可以使摄像模块的宽度被第1连接部750扩大的程度最小化。
[0102] 另一方面，对于移动部210具备2个第2结合部720时，摄像模块可以包含链接2 个第2结合部720的第2连接部760。如图8所示，第2连接部760可以结合于移动部210 中的至少一部分。在图8中掲示在一平面上圆形的移动部210,并对应此沿着具有与移动 部210的外周相同直径的圆形形成第2连接部760。第2连接部760在Z轴方向上配置在 移动部210的上面，再经粘着剂等的手段可以结合于移动部210。为了更可靠地结合移动 部210和第2连接部760,也可具备单独的结合手段。在图8中，在移动部210形成向Z轴 方向延长的2个突起762,在第2连接部760向第2连接部760形成的圆周的径向方向形 成由所述突起插入的孔761。根据这种结构，第2连接部760的孔761可以夹入移动部210 的突起762,由此不仅增加组装的便利性，而且还可以改进第2连接部760和移动部210的 结合力。
[0103] 在整体上，第1结合部710、弹性部720及第2结合部720可以形成第1结合部710 被固定的独臂梁。此时，弹性部720可以提供将第1结合部710向透镜的光轴方向中的一 个方向移动的弹性力。
[0104] 根据如上所述的弹性板700,以简单的构成或简易的组装工序可以附加预压单元。
[0105] 另一方面，本发明的驱动单元400, 500在起动时，将移动部210移动到基准位置， 向基准位置的移动完成后，可以将移动部210移动到目标位置。
[0106] 图9是与本发明做比较的假想比较实施例的驱动单元的驱动特征图形，图10是具 备预压手段的本发明摄像模块的示意图。
[0107] 作为预压手段可以适用如上所述的弹性板700等。驱动单元可能是致动器。图9 的水平轴表示对构成致动器的线圈500所施加的电流，垂直轴表示构成致动器的磁铁400 在镜筒单元200的光轴方向上的位移。
[0108] 参考符号770是移动部210被预压手段预压的区间，不足阈值（TH: thresho 1 d value)的电流施加线圈500时，镜筒单元200的移动被抑制而在基座100上具备的安置部 170保持安置的状态。安置部170亦可具备在固定部220。
[0109] 参考符号780是致动器的加载曲线（loading curve),表示随着对线圈500施加 电流的增加，镜筒单元200向z轴的正方向前进时，致动器的电流-位移特性。参考符号 790是卸荷曲线（unloading curve)，表示随着对线圈500施加电流的减小，镜筒单元200 向z轴的负方向后退时，致动器的电流-位移特性。加载曲线（loading curve)和卸荷曲 线（unloading curve)的组合构成有关致动器驱动特性的滞后曲线。
[0110] 移动部210从基准位置向自动对焦或自动缩放的目标位置移动。以弹性力拘束移 动部210于基准位置的预压手段可以利用磁铁，亦可以利用弹性板700。
[0111] 图10是显示摄像模块的预压手段功能的示意图。在基座100上具备的安置部170 安置的移动部210的位置作为基准位置时，为使移动部210位于基准位置，可以利用弹性板 700的弹性力。光轴的负方向是指移动部210从任意位置，即自由位置向着基准位置的方 向。
[0112] 例如，对弹性板700没有施加外力时，从弹性板700连接于移动部210的部位位置 置于从安置部170的位置向光轴的负方向相距a处时，可将移动部210可靠地预压在安置 部170。根据这种结构，将移动部210从基准位置移动到相距b的目标位置D的过程中，需 要克服的弹性力可能会变大。
[0113] 弹性力f可由下面的数学式1来表示。
[0114] 【数学式1】
[0115] f = kx
[0116] 在此，k是弹性系数，x是位移。
[0117] 根据数学式1，基本上预压手段以f=ka的弹性力向光轴的负方向施力的状态。因 此，为了移动由预压手段处于预压状态的移动部210,至少需要比f=ka更大的力。即，直到 施加与f=ka相同的力量，移动部210将不会移动，此状态是图9的770区间。
[0118] 在此状态下将移动部210移动到目标位置D，则需要f=k (a+b)的力量。这种力量 有致动器提供，这就关系到致动器的电力消耗。
[0119] 相比于具备预压手段的所述比较实施例，为了减小致动器的电力消耗，本发明的 摄像模块不具备预压手段，可以包含起动时从自由位置移动到基准位置，向基准位置的移 动完成后向目标位置移动的移动部210。在此情况，弹性板700可被利用为支持连接于悬挂 单元230的移动部210的手段，而不是作为预压手段的功能。
[0120] 换句话说，移动部210位于自由位置(可能与基座位置相同或可能是除基准位置 之外的任一位置）的状态下，被要求执行自动对焦或自动缩放时，移动部210首先移动到基 准位置，向基准位置的移动完成后，可以向目标位置移动。
[0121] 例如，所掲示的摄像模块包含：具有捕获被摄体会聚成光学图像的透镜的移动部 210 ;支持移动部210移动的悬挂单元230或弹性板700 ;开始起动时作为基准位置安置移 动部210的安置部170。在图中掲示由弹性板700支持移动部210的结构，但用于排除弹性 板700的悬挂单元230来支持移动部210也无妨。
[0122] 开始起动前的移动部210由弹性板700的作用被隔离在安置部170或在安置部 170处于安置的状态。另外，安置部170可以形成在基座100上。
[0123] 假设设置弹性板700使得移动部210位于从安置部170相距c的自由位置。此时 弹性板700在自由位置执行支持移动部210的功能，而不是执行预压手段的功能。
[0124] 由致动器的作用移动部210移动到相当于基准位置的安置部170。此时，根据数学 式1，弹性板700对镜筒单元200作用的弹性力是f=kc，方向是指向自由位置或目标位置， 即指向光轴的正方向。因此，要从自由位置到基准位置沿着负方向移动镜筒单元200,对致 动器提供第1电力。例如，第1电力具有第1极性，第1极性的电力是（_)电力。
[0125] 移动到基准位置的移动部210将移动到目标位置D。从基准位置到目标位置实际 移动的距离d=b，但弹性板700的弹性变化量是d-c。因此，在目标位置上弹性板700对移 动部210作用的弹性力是f=k (d-c)。此时，对致动器提供第2电力。例如，第2电力具有 与第1极性相反的第2极性，第2极性的电力是（+ )电力。
[0126] 不受限于上述的说明，如第1电力是第1极性的（+ )电力，第2电力是第2极性 的（_)电力也无妨。即，在不具备预压手段的本发明，用于从自由位置移动到基准位置的第 1电力和用于从基准位置移动到目标位置的第2电力的极性不同时，则属于本发明的实施 例。在没有设置预压手段的情况下，将镜筒单元200下降到基准位置后再上升到目标位置， 由此相比于具备预压手段的情况以更少的电力消耗能执行自动对焦。
[0127] 在具备预压手段的比较实施例中，致动器必须克服f=k (a+b)的弹性力，但在没有 具备预压手段的本发明中，致动器只需克服f=k (d-c)的弹性力就可以。尤其是，移动部 210移动到目标位置后，在目标位置的附近继续执行自动对焦时，需要消耗的力量相比于具 备预压手段的比较实施例大大的减小。根据这种结构，可以大幅节省致动器的驱动电力。
[0128] 移动部210将基准位置作为基准点向目标位置执行自动对焦，致动器靠施加电力 将移动部210沿着光轴方向移动。此时，摄像模块可以包含对致动器施加电力的电力单元 410。
[0129] 图11是具备电力单元的本发明摄像模块的示意图。
[0130] 致动器作为驱动单元，被提供包含施加电源的线圈500及与线圈500对应的磁铁 500的音圈时，电力单元410可以对线圈500提供电力。
[0131] 为了实现起动时移动到基准位置，向基准位置的移动完成后向目标位置移动的移 动部210,电力单元410可以对致动器施加第1电力及第2电力。第1电力和第2电力的极 性不相同或绝对值不相等。
[0132] 具体地说，电力单元410在移动部210起动时对致动器施加第1电力(例如，（_)电 力）后，再可以施加第2电力(例如，（+ )电力）。此时，第1电力是使移动部210向基准位置 的方向，即向安置部的方向移动的负电压或负电流来施加，第2电力是使移动部210向远离 安置部的方向，即向目标位置的方向移动的正电压或正电流来施加。
[0133] 电力单元410可以包含：根据控制部430的控制生产对镜筒单元200的起动所需 电力的电力生产部411 ;转换电力生产部411生产的电力极性的极性转换部413。
[0134] 例如，致动器被施加第1电力即（_)电力将移动部210从自由位置移动到基准位 置，被施加第2电力即（+ )电力将移动部210从基准位置移动到目标位置。
[0135] 上述的实施例是一种移动部210的自由位置与基准位置相同或与基准位置几乎 相同，并且目标位置比自由位置更远离安置部的情况。即，以安置部为基准，依序存在基准 位置、自由位置、目标位置的情况。此时，将移动部210从自由位置下降到基准位置的第1 电力及将镜筒单元从基准位置上升到目标位置的第2电力的极性相异较好。
[0136] 另一方面，在本发明的实施例，第1电力和第2电力的极性可能相同，绝对值可能 不相等。例如，用于自动对焦的目标位置位于自由位置和基准位置之间，以安置部为基准， 依序存在基准位置、目标位置、自由位置的情况。此时，将移动部210从自由位置下降到基 准位置的第1电力，若施加（_)电力时，将移动部210从基准位置上升到目标位置的第2电 力与第1电力的极性相同的（_)电力，且第2电力的绝对值小于第1电力的绝对值。另外， 将移动部210从自由位置下降到基准位置的第1电力，若施加（+ )电力时，将移动部210从 基准位置上升到目标位置的第2电力与第1电力的极性相同的（+ )电力，且第2电力的绝 对值小于第1电力的绝对值。
[0137] 在一实施例，综合各个基准位置、目标位置、自由位置的配置顺序时，致动器被施 加具有第1极性电压的第1电流，将移动部210移动到所述基准位置，被施加具有第1极性 电压的第2电流或具有第2极性电压的第3电流，将移动部210移动到目标位置。第2电 流的绝对值小于第1电流的绝对值。
[0138] 致动器以（_)极性的第1电力被施加具有负电压的第1电流，将移动部210移动 到基准位置，以（-)极性的第2电力被施加具有负电压的第2电流或以（+ )极性的第2电力 被施加具有正电压的第3电流时，将移动部210移动到目标位置。此时，第2电流的绝对值 小于第1电流的绝对值较好。
[0139] 另一方面，致动器以（+ )极性的第1电力被施加具有正电压的第1电流，将移动部 210移动到基准位置，以（+ )极性的第2电力被施加具有正电压的第2电流或以（-)极性的 第2电力被施加具有负电压的第3电流时，将移动部210移动到目标位置。此时，第2电流 的绝对值小于第1电流的绝对值较好。
[0140] 在一实施例，第1电力和第2电力的极性不相同或极性相同时，第2电力的绝对值 小于第1电力的绝对值。
[0141] 摄像模块可以包含移动部210完成向基准位置的移动后安置的安置部170,此时 的安置部170可以形成在基座100或固定部220。
[0142] 图12是本发明的一实施例，将移动部移动到基准位置后，向目标位置移动的致动 器的驱动特性图形。在致动器的一实施例使用音圈时，图12的水平轴表示对线圈500所施 加的电流，垂直轴表示移动部210在光轴方向上的位移。其显示根据致动器的驱动，移动部 210完成向基准位置的移动后，在基准位置及目标位置之间移动的滞后曲线。
[0143] 经检讨，相比于图9的驱动特性，没有预压的状态，由此可以看出没有阈值区间立 刻发生位移。另外，相比于图9由于滞后曲线的斜率增加，控制敏感度（sensitivity)被提 高。因此，可以看出相比于图9即使小的电流，位移的变化很大。即，可以看出关于电流的 镜筒单元200的移动敏感度已有改进。这是指相比于图9的情况以小的电流可以产生同样 的位移。若弹性板700的弹性系数相同时，由于没有预压的作用，以小的电流可以产生同样 的位移，由此滞后曲线的斜率增加，控制敏感度也被提高。
[0144] 结果可以节省驱动致动器所需的电力消耗。另外，如微距拍摄一样需要移动部210 微细移动的工作上可以满足要求的移动部210的敏感度。
[0145] 图13显示本发明摄像模块控制方法的流程图。显示的摄像模块控制方法可由上 述的摄像模块的动作来说明。
[0146] 首先，为使移动部210向基准位置移动，对沿着光轴方向移动移动部210的致动器 提供（_)电力S930。关于控制电力单元410的执行动作，可以在控制部430进行。
[0147] 为使移动部210完成向基准位置的移动后移动到目标位置，对致动器提供（+ )电 力 SM0。
[0148] 在一实施例，在提供（_)电力的步骤中，需要知道电力单元410要提供多少（_)电 力时，可以附加将移动部210从自由位置移动到基准位置，计算致动器所需（-)电力的步骤 S920。
[0149] 以上说明了根据本发明的实施例，但这些知识例示而已，并且在本【技术领域】具有 通常知识的技术人员应理解由此可以实施多种变形及均等范围的实施例。因此，本发明的 实际技术保护范围应根据记载的权利要求书来定义。
【权利要求】
1. 一种摄像模块，其特征在于， 包含镜筒单元、悬挂单元及驱动单元， 所述镜筒单元具备固定于基座的固定部和对所述固定部进行相对移动并设置透镜的 移动部； 所述悬挂单元具备两端分别连接于所述固定部和所述移动部并且在所述移动部做相 对移动时转动的连杆部； 所述驱动单元使所述固定部和所述移动部进行相对运动。
2. 根据权利要求1所述的摄像模块，其特征在于， 所述驱动单元在起动时，将所述移动部移动到基准位置，向所述基准位置的移动完成 后，将所述移动部移动到目标位置。
3. 根据权利要求1所述的摄像模块，其特征在于， 在所述基座或所述固定部具备所述移动部完成向基准位置的移动后安置的安置部。
4. 根据权利要求1所述的摄像模块，其特征在于， 包含对所述驱动单元提供电力的电力单元； 其中，所述电力单元在将所述移动部从自由位置移动到基准位置时，对所述驱动单元 施加第1电力，所述电力单元在将所述移动部从所述基准位置移动到目标位置时，对所述 驱动单元施加第2电力。
5. 根据权利要求1所述的摄像模块，其特征在于， 包含对所述驱动单元提供电力的电力单元； 其中，所述电力单元对所述驱动单元施加第1极性的第1电力，由此将所述移动部移 动到基准位置，对所述驱动单元施加第2极性的第2电力，由此将所述移动部移动到目标位 置。
6. -种摄像模块，其特征在于， 包含镜筒单元、悬挂单元及预压单元， 所述镜筒单元具备固定于基座的固定部和对所述固定部进行相对移动并设置透镜的 移动部； 所述悬挂单元具备两端分别连接于所述固定部和所述移动部并且在所述移动部做相 对移动时转动的连杆部； 所述预压单元向所述基座的方向预压所述移动部。
7. 根据权利要求6所述的摄像模块，其特征在于， 所述预压单元包含磁铁及由所述预压诱导与所述磁铁间引力的引力部， 在所述移动部设置所述磁铁及所述引力部中的任一个， 在所述固定部或所述基座上设置所述磁铁及所述引力部中的其余一个。
8. 根据权利要求6所述的摄像模块，其特征在于， 所述预压单元设置在所述固定部和所述移动部之间，并包含向所述透镜的光轴方向对 所述移动部提供弹性力的弹性板， 所述弹性板包含结合于所述固定部的第1结合部，结合于所述移动部的第2结合部，连 接所述第1结合部和所述第2结合部并向所述透镜的光轴方向提供弹性力的弹性部。
9. 一种摄像模块，其特征在于， 包含镜筒单元及悬挂单元， 所述镜筒单元具备固定于基座的固定部和对所述固定部进行相对移动并设置透镜的 移动部； 所述悬挂单元具备两端分别连接于所述固定部和所述移动部并且在所述移动部做相 对移动时转动的连杆部。
10. 根据权利要求9所述的摄像模块，其特征在于， 所述悬挂单元在一平面上分别设置在所述镜筒单元的一侧及另一侧。
11. 根据权利要求9所述的摄像模块，其特征是包含相对于所述固定部使所述移动部 向所述透镜的光轴方向进行相对移动，以所述透镜的光轴为基准偏向于所述连杆部连接的 所述移动部一侧设置的驱动单元。
12. 根据权利要求9所述的摄像模块，其特征在于， 所述连杆部的两端连接所述固定部及所述移动部的位置上形成具有比连杆部截面积 小的铰链部， 所述移动部在移动时所述铰链部做弹性变形。
13. 根据权利要求9所述的摄像模块，其特征在于， 所述连杆部包含向所述透镜的光轴方向相互隔离，并在所述移动部做相对移动时，以 相同的角度转动的第1连杆及第2连杆。
14. 根据权利要求13所述的摄像模块，其特征在于， 所述第1连杆两端之间的距离和所述第2连杆两端之间的距离相等。
15. 根据权利要求13所述的摄像模块，其特征在于， 所述第1连杆及所述第2连杆作为一对对边，所述固定部及所述移动部作为另一对对 边形成虚拟的平行四边形，由此所述移动部相对于所述光轴保持一定的倾斜角移动。
16. 根据权利要求13所述的摄像模块，其特征在于， 所述第1连杆及所述第2连杆是其两端分别连接于所述固定部及所述移动部的两端夹 紧梁的形状形成。
【文档编号】G03B13/32GK104142600SQ201310641707
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年5月8日
【发明者】李周炯, 申景湜, 金珍琪, 金钟烈 申请人:奥普蒂斯有限公司