镜头模块及包括该镜头模块的相机模块的制作方法

技术领域

本公开涉及一种调节镜头的焦距的镜头模块以及包括该镜头模块的相机模块。

背景技术：

具有高分辨率的相机装置包括多个透镜和图像传感器。相机装置可具有使透镜镜筒沿着光轴方向移动以形成清晰的图像的移动单元。

然而，在这样的结构中，通过使相当大质量的透镜镜筒移动来调节焦距，消耗大量的电流，并且由于移动单元的结构复杂，因此不易减小相机装置的尺寸。

技术实现要素：

本公开的一方面可提供一种镜头模块及包括该镜头模块的相机模块，所述镜头模块具有提高的驱动可靠性并在执行聚焦时消耗减少量的电流。

根据本公开的一方面，一种镜头模块可包括：透镜镜筒，具有固定透镜；驱动单元，设置在透镜镜筒中并按照使得移动透镜与固定透镜在光轴方向上分开的方式支撑移动透镜；压电构件，结合到驱动单元并使驱动单元按照使得移动透镜沿着光轴方向移动的方式变形。

根据本公开的另一方面，一种相机模块可包括：根据本公开的示例性实施例的镜头模块；壳体，将所述镜头模块容纳在壳体中；图像传感器单元，包括结合到壳体的印刷电路板(PCB)以及安装在PCB上的图像传感器，其中，将驱动单元和PCB电连接的连接电极设置在壳体的外表面上。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本公开的上述和其他方面、特点及优点将会被更加清楚地理解，在附图中：

图1是根据本公开的示例性实施例的相机模块的分解透视图；

图2A是根据本公开的示例性实施例的相机模块的部分装配图；

图2B是根据本公开的示例性实施例的不同角度下的相机模块的部分装配图；

图3A是沿图2A的线A-A’截取的剖视立体图；

图3B是沿图2A的线A-A’截取的剖视图；

图4是根据本公开的示例性实施例的相机模块的平面图；

图5是根据本公开的示例性实施例的驱动单元的平面图；

图6A、图6B和图6C是根据本公开的其他示例性实施例的驱动单元的平面图；

图7A是根据本公开的示例性实施例的驱动单元在操作之前的透视图；

图7B是根据本公开的示例性实施例的驱动单元在操作之后的透视图；

图8是图3B的“B”部分的放大图；

图9是根据本公开的示例性实施例的内透镜镜筒和外透镜镜筒的分解透视图；

图10是示出根据本公开的示例性实施例的内透镜镜筒、外透镜镜筒和下壳体的分解透视图。

具体实施方式

以下，将参照附图在下面描述本发明构思的实施例。

然而，本发明构思可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为局限于在此阐述的具体实施例。更确切地说，提供这些实施例以使本公开将是彻底的和完整的，并将本公开的范围充分地传达给本领域技术人员。

在整个说明书中，将理解的是，当元件(诸如，层、区域或晶片(基板))被称为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，其可直接“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件，或者可存在介于它们之间其他元件。相反，当元件被称为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时，可以不存在介于它们之间的元件 或层。相同的标号始终指示相同的元件。如在此所使用的，术语“和/或”包括所列出的相关项的一项或更多项的任何和全部组合。

将明显的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等可在此用于描述各个构件、组件、区域、层和/或部分，但这些构件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离示例性实施例的教导的情况下，下面论述的第一构件、组件、区域、层或部分可被命名为第二构件、组件、区域、层或部分。

在这里可使用诸如“在…之上”、“上方”、“在…之下”和“下方”等的空间相对术语，以易于描述如附图所示的一个元件与其他元件的关系。将理解的是，空间相对术语意图包含除了在附图中所描绘的方位之外装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为在其他元件“之上”或“上方”的元件随后将定位为在其他元件“之下”或“下方”。因此，术语“在…之上”可根据附图的特定方向而包括“在…之上”和“在…之下”两种方位。所述装置可被另外定位(旋转90度或者在其他方位)，并可对在这里使用的空间相对描述符做出相应的解释。

在此使用的术语仅用于描述特定实施例，而不是意图限制本发明构思。如在此所使用的，除非上下文另外清楚地指明，否则单数的形式“一个(种)”和“该(所述)”也意图包括复数的形式。还将理解的是，在该说明书中使用的术语“包含”和/或“包括”列举存在的所陈述的特征、整体、步骤、操作、构件、元件和/或它们组成的组，但不排除存在或添加一个或更多个其他附加的特征、整体、步骤、操作、构件、元件和/或它们组成的组。

在下文中，将参照示出本发明构思的实施例的示意图描述本发明构思的实施例。在附图中，例如，由于生产技术和/或公差，可估计所示出的区域的形状的变形。因此，本发明构思的实施例不应被理解为局限于在此示出的区域的特定形状，例如，包括由于制造导致的形状的改变。下面的实施例也可由一个或它们的组合构成。

下面描述的本发明构思的内容可具有各种构造，并且虽然仅提出了在此所需的构造，但不限于此。

图1是根据示例性实施例的相机模块的分解透视图，图2A是根据示例性实施例的相机模块的部分装配图，图2B是根据示例性实施例的不同角度下 的相机模块的部分装配图，图3A是沿图2A的线A-A’截取的剖视立体图，图3B是沿图2A的线A-A’截取的剖视图，图4是根据示例性实施例的相机模块的平面图。

参照图1至图4，根据示例性实施例的相机模块10包括壳体100、图像传感器单元200、连接电极300和镜头模块400。

壳体100可形成相机模块10的外观，并可包括：上壳体110，其一侧敞开；下壳体120，插入到上壳体110的所述敞开侧中，并且图像传感器单元200和镜头模块400能够结合到下壳体120。

上壳体110结合到下壳体120。例如，上壳体110可结合到下壳体120的顶部。在上壳体110中形成开口，以允许从对象反射的光通过该开口入射。穿过该开口的光入射到镜头模块400。

下壳体120插入地结合到上壳体110的敞开侧。例如，下壳体120可插入地结合到上壳体110的下端。

镜头模块400结合到下壳体120的内部，图像传感器单元200结合到下壳体120的底部。穿过镜头模块400的图像通过图像传感器单元200转换为电信号。

图像传感器单元200结合到下壳体120。例如，图像传感器单元200可结合到下壳体120的敞开的下端。

图像传感器单元200包括印刷电路板(PCB)210、图像传感器220和连接端子230。

例如，图像传感器单元200可按照这样的方式制造：图像传感器220和连接端子230安装在PCB 210上。

图像传感器220可被制造为将由镜头模块400投射的图像转换为电信号。例如，图像传感器220可包括诸如电荷耦合元件(CCD)或金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)的元件。

连接端子230可被构造为将外部装置电连接到相机模块10。例如，连接端子230可包括：传输端子，被构造为传输来自相机模块10的图像电信号；接收端子，被构造为将外部控制信号传输到相机模块10。

PCB 210可被构造为连接图像传感器220和连接端子230。

例如，连接图像传感器220和连接端子230的电路图案可形成在PCB 210上。

此外，PCB 210可电连接到驱动单元420。为此，可在下壳体120的外表面上设置连接电极300。

例如，连接电极300可在下壳体120的外表面上向上延伸，连接电极300的一端可连接到PCB 210，其另一端可连接到驱动单元420。

这里，连接电极300可通过模塑互连器件(MID)技术设置在下壳体120的外表面上。

例如，连接电极300可通过激光直接成型(LDS)方法(一种MID技术)设置在下壳体120的外表面上。

线圈单元121可设置在下壳体120的面对镜头模块400的内表面上，磁体单元440可设置在镜头模块400的与线圈单元121相对应的外表面上。

线圈单元121可电连接到PCB 210，为此，电连接线圈单元121和PCB 210的电极单元121a可设置在下壳体120的外表面上。

与连接电极300类似，电极单元121a可通过MID技术设置。例如，电极单元121a可通过LDS方法(一种MID技术)设置在下壳体120的外表面上。

线圈单元121可与设置在镜头模块400中的磁体单元440电磁地相互作用，以使镜头模块440沿着水平方向(垂直于光轴方向的方向)移动。因此，线圈单元121和磁体单元440可在相机模块10被驱动时执行光学防抖(OIS)功能。

同时，在附图中，虽然示出了线圈单元121设置在下壳体120的内表面上且磁体单元440设置在镜头模块400的外表面上，但线圈单元121和磁体单元440的构造可改变。

例如，磁体单元可设置在下壳体120的内表面上，线圈单元可设置在镜头模块400的外表面上。

换句话说，线圈单元可设置在下壳体120的面对镜头模块400的内表面或镜头模块400的面对下壳体120的外表面中的任何一个上，磁体单元可设置在未设置线圈单元的下壳体的内表面或未设置线圈单元的镜头模块400的外表面上。

镜头模块400设置在壳体100内。例如，镜头模块400可以以如下方式结合到下壳体120：镜头模块400可水平(沿着垂直于光轴方向的方向)移动。

镜头模块400包括：透镜镜筒410，固定透镜20设置在透镜镜筒410中；驱动单元420，按照使得移动透镜30在光轴方向O上与固定透镜20分开的方式支撑移动透镜30；压电构件430，结合到驱动单元420并按照使得移动透镜30沿着光轴方向O移动的方式使驱动单元420变形。

透镜镜筒410被构造为容纳一个或更多个透镜。例如，容纳多个透镜的容纳空间可形成在透镜镜筒410中。

透镜镜筒410可被分为两个或更多个构件。例如，透镜镜筒410可包括：内透镜镜筒411，其一个表面上设置有驱动单元420；透镜容纳部411a，固定透镜20设置在透镜容纳部411a中；外透镜镜筒412，透镜容纳部411a插入到外透镜镜筒412中，并且外透镜镜筒412夹住内透镜镜筒411。

内透镜镜筒411可具有凸缘部411b和透镜容纳部411a，其中，驱动单元420设置在凸缘部411b的一个表面上，透镜容纳部411a从凸缘部411b的另一表面沿着光轴方向延伸并使得固定透镜20设置在其中。

例如，凸缘部411b可从透镜容纳部411a的在光轴方向上的上端沿着径向向外延伸。因此，内透镜镜筒411沿着光轴方向的截面大体上可呈“T”形。

透镜容纳部411a被构造为容纳一个或更多个固定透镜20。例如，在透镜容纳部411a中可容纳四个或更多个固定透镜20。

然而，容纳在透镜容纳部411a中的透镜的数量不限于四个透镜，依据设计的需要，可在透镜容纳部411a中容纳五个或更多个透镜或者三个或更少的透镜。

用于容纳一个或更多个固定透镜20的空间形成在透镜容纳部411a中。例如，透镜容纳部411a的内部空间可形成为沿着光轴方向O向下变宽。

在透镜容纳部411a的内表面上可形成台阶。例如，与固定透镜20的数量相对应的台阶可形成在透镜容纳部411a的内表面上。这样形成的台阶可用于使得透镜根据其尺寸而被适当地设置并使固定透镜20的光轴对准。

透镜容纳部411a可插入到外透镜镜筒412中，凸缘部411b的其上未设置驱动单元420的另一表面可由外透镜镜筒412可滑动地夹住。下面，将参照图9和图10进一步描述外透镜镜筒412的水平方向的移动。

磁体单元440可设置在外透镜镜筒412的外表面的两侧上。磁体单元440可与设置在下壳体120中的线圈单元121电磁地相互作用，以使外透镜镜筒412可滑动地移动。

这里，为了使外透镜镜筒412容易滑动，在壳体120的底表面上设置第一滚珠凹入122，并在外透镜镜筒412的下表面上设置第一导向槽412a。滚珠40安装在第一滚珠凹入122中，以辅助外透镜镜筒412的运动。

凸缘部411b可以可滑动地安装在外透镜镜筒412的上部。

例如，可在外透镜镜筒412的上表面上设置第二滚珠凹入412b，可在凸缘部411b的下表面上设置第二导向槽411b-1。滚珠40可安装在第二滚珠凹入412b中并辅助凸缘部411b的运动，换句话说，辅助内透镜镜筒411的运动。

由于内透镜镜筒411和外透镜镜筒412彼此结合，因此当内透镜镜筒411移动时，外透镜镜筒412也移动，并且当外透镜镜筒412移动时，内透镜镜筒411也移动。

此外，磁体单元440可沿着同一方向设置在凸缘部411b的两个侧表面上并沿着与所述同一方向交叉的方向设置在外透镜镜筒412的两个侧表面上。因此，由于内透镜镜筒411和外透镜镜筒412在壳体100内沿着交叉的方向相对运动，因此可通过调节内透镜镜筒411和外透镜镜筒412的运动路径而使镜头模块400水平地(沿着与光轴方向垂直的方向)移动。

图5是根据示例性实施例的驱动单元的平面图。将参照图5描述设置在镜头模块400中的驱动单元420的构造。

驱动单元420可设置在透镜镜筒410中。例如，驱动单元420可设置在内透镜镜筒411的凸缘部411b的上表面上。

驱动单元420包括固定部421、安装部422和变形部423。

固定部421可使透镜镜筒410固定地安装于其上。例如，固定部421可固定地安装在内透镜镜筒411的凸缘部411b上。

电路图案可形成在固定部421上，以向压电构件430供电，并可通过端子部421a连接到连接电极300。

安装部422设置在固定部421的内侧。运动透镜30可设置在安装部422的一个表面上。

这里，运动透镜30可以是最显著地影响相机模块10的焦距的调节的透镜。例如，运动透镜30可以是被设置为构成相机模块10的光学系统的透镜中最靠近对象的透镜。在另一示例中，运动透镜30可以是构成相机模块10的光学系统的透镜中具有最大折射率的透镜。例如，虽然仅示出设置了一个 运动透镜30，但可根据需要设置两个或更多个透镜来调节焦距。

安装部422可仅支撑运动透镜30的边缘。例如，安装部422可呈环形并具有与运动透镜30的有效直径部分相对应的孔。

变形部423连接固定部421和安装部422。例如，多个变形部423可对称地设置在固定部421和安装部422之间，以连接固定部421和安装部422。

变形部423连接固定部421和安装部422的构造可进行各种修改。下面，将参照图5和图6描述变形部423的各种构造。

首先，参照图5，变形部423的一侧可连接到安装部422，且其另一侧可连接到固定部421，其中，变形部423的另一侧与安装部422分开并沿着安装部422的边缘延伸。

参照图6A，变形部423的一侧可连接到安装部422并沿着安装部422的边缘延伸，且其另一侧可连接到固定部421，其中，变形部423的另一侧沿着安装部422的边缘延伸，随后沿着固定部421的内边缘延伸。

参照图6B，变形部423的一侧可连接到安装部422，且其另一侧可连接到固定部421，其中，变形部423的另一侧沿着固定部421的内边缘延伸。

参照图6C，三个变形部423可被设置为关于安装部422的中心对称。换句话说，变形部423的结合到安装部422的部分可设置为关于安装部422的中心呈120度的夹角。

附图中示出的构造仅是变形部423的示例性实施例，变形部423的构造不限于此。换句话说，只要设置变形部423变形以允许安装部422沿着光轴方向上下移动的构造，变形部的数量及其变形形式可进行各种修改。

图7A是根据示例性实施例的驱动单元在操作之前的透视图，图7B是根据示例性实施例的驱动单元在操作之后的透视图，图8是图3B的“B”部分的放大图。

下面，将参照图7A、图7B和图8描述根据示例性实施例的在相机模块10中执行自动聚焦(AF)功能的过程。

压电构件430设置在变形部423的一个表面上。压电构件430可通过施加到其的电信号而膨胀或收缩，以使变形部423变形，变形部423通过压电构件430而变形，从而使安装部422沿着光轴方向上下移动。

换句话说，相机模块10的自动聚焦功能通过根据变形部423的变形使运动透镜30沿着光轴方向移动来执行。在根据示例性实施例的相机模块10的 情况下，由于仅运动透镜30沿着光轴方向移动，而不是整个透镜镜筒沿着光轴方向运动，因此可减小自动聚焦驱动的电力消耗并可提高驱动可靠性。

压电构件430可具有与变形部423的形状对应的形状并可结合到变形部423的一个表面，并且压电构件430可通过电信号而膨胀或收缩，从而使变形部423变形。

压电构件430可由聚合物材料或锆钛酸铅(PZT)形成。然而，压电构件430可由各种其他材料形成，只要该材料允许变形部423沿着光轴方向变形即可。

盖构件500结合到驱动单元420。盖构件500结合到驱动单元420，以防止运动透镜30从驱动单元420脱离。根据需要，可省去盖构件500。例如，在运动透镜30和驱动单元420可固定地结合的情况下，可省去盖构件500。

在盖构件500中设置使运动透镜30沿着光轴方向暴露的中空部510。因此，从对象反射的光通过中空部510入射到运动透镜30中。

霍尔传感器520设置在盖构件500的内表面上。例如，霍尔传感器520可设置在盖构件500的面对运动透镜30的内表面上。

另外，磁体31可按照其与霍尔传感器520相对应的方式设置在运动透镜30中。设置霍尔传感器520和磁体31，以保持运动透镜30的水平状态。

换句话说，当运动透镜30根据多个变形部423的变形而沿着光轴方向上下移动时，运动透镜30的水平状态根据每个变形部423的变形而确定。

因此，通过设置霍尔传感器520和磁体31，可测量运动透镜30的精确的位移，并且通过调节设置在每个变形部423中的压电构件430的变形，运动透镜30可保持在水平状态。

如上所述，根据示例性实施例，可提高镜头模块和相机模块的驱动可靠性，并可降低在聚焦期间的电力消耗。

虽然上面已经示出并描述了示例性实施例，但是对于本领域技术人员将明显的是，在不脱离由权利要求限定的本发明的范围的情况下，可做出修改和变型。