小型成像模块和镜头移动装置的制造方法

文档序号:10745748阅读:747来源:国知局
小型成像模块和镜头移动装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种小型成像模块和镜头移动装置,该成像模块包括:一个镜头架;一个电磁致动器,其连接到所述镜头架,所述电磁致动器包括:第一线圈,其能够使镜头架平行于镜头架的光轴进行移动;至少两个线圈组,其能够使镜头架关于一个垂直于光轴的轴进行旋转,其中所述第一线圈的一部分被安置使得穿过所述至少两个线圈组的中空部分;和多个磁体,其被安置靠近所述第一线圈和所述至少两个线圈组,其中每个磁体包括第一部分和第二部分,所述第二部分靠近所述第一部分,所述第一部分朝向所述镜头架的极性不同于所述第二部分朝向所述镜头架的极性。本实用新型有利于实现更小型、更轻便的照相机模块,降低制造成本。
【专利说明】小型成像模块和镜头移动装置 【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及小型成像模块和镜头移动装置。 【【背景技术】】
[0002] 许多便携式电子装置,包括但不限于手持式设备如手机、平板电脑、和/或个人数 字助理(PDA),都含有一个小型照相机模块。这种模块可以包括一个图像感应器、一个成像 镜头组件、和/或一个致动器以调整成像镜头组件关于图像感应器的位置,和/或提供图象 稳定功能(防抖)。当设计师推出更薄、更小型、和/或更轻便的便携式电子装置时,小型照相 机模块制造商就面对这样的挑战:需要提供更小型的照相机模块,通过减小相机模块光学 系统的制造公差,来降低制造成本。 【
【发明内容】

[0003] 为解决上述技术问题,本实用新型提供一种小型成像模块和一种镜头移动装置。
[0004] 一种小型成像模块,包括:
[0005] 一个镜头架;和
[0006] -个电磁致动器,其连接到所述镜头架,所述电磁致动器包括:
[0007] 第一线圈,其能够使镜头架平行于镜头架的光轴进行移动;
[0008] 至少两个线圈组,其能够使镜头架关于一个垂直于光轴的轴进行旋转,其中所述 第一线圈的一部分被安置使得穿过所述至少两个线圈组的中空部分;和
[0009] 多个磁体,其被安置靠近所述第一线圈和所述至少两个线圈组,其中每个磁体包 括第一部分和第二部分,所述第二部分靠近所述第一部分,所述第一部分朝向所述镜头架 的极性不同于所述第二部分朝向所述镜头架的极性;
[0010] 其中所述第一线圈靠近所述多个磁体的第一部分,所述至少两个线圈组被安置, 使得所述至少两个线圈组的第一部分靠近所述多个磁体的第一部分,并且所述至少两个线 圈组的第二部分靠近所述多个磁体的第二部分,从而使所述至少两个线圈组能够与所述多 个磁体的第一和第二部分的磁场相互作用,使镜头架产生旋转运动。
[0011] -种镜头移动装置,包括:
[0012] -个镜头架;
[0013] 一个电磁致动器,包括:
[0014] 第一组磁体和第二组磁体;
[0015] 第一线圈,其被安置靠近述镜头架,并靠近邻近所述第一组磁体中的一个或多个 磁体;
[0016] 第一线圈组,其被安置靠近所述镜头架的互补侧,并靠近邻近所述第一组磁体中 的一个或多个磁体以及所述第二组磁体中的一个或多个磁体;
[0017] 第二线圈组,其被安置靠近所述镜头架的互补侧,并靠近邻近所述第一组磁体中 的一个或多个磁体以及所述第二组磁体中的一个或多个磁体;
[0018] 其中所述第一线圈和所述第一和第二线圈组被安置,使得垂直于所述镜头架光轴 的一个平面与所述第一线圈和所述第一和第二线圈相交;
[0019] 所述电磁致动器能够使所述镜头架平行于光轴而移动,或使所述镜头架关于一个 或多个垂直于光轴的轴产生旋转运动。
[0020] 通过采用上述技术方案,本实用新型有利于实现更小型、更轻便的照相机模块,降 低制造成本。 【【附图说明】】
[0021] 参照以下附图,将描述非限制性和非详尽性的实施例,其中相同参照码表示相同 部件,除非另外特别说明。
[0022] 图1是一个实施例装置的方框示意图。
[0023] 图2是一个实施例的成像模块的方框示意图。
[0024] 图3是一个实施例的成像模块的透视图。
[0025] 图4是一个实施例的镜头架的透视图。
[0026]图5A-5C显示一个成像模块的不同部分。图5A显示一个实施例的多个磁体的排列 方式。图5B显示另一个实施例的多个磁体的排列方式。图5C是一个实施例的成像模块的透 视图。
[0027]图6A-6B是不同实施例的成像模块的截面图。
[0028]图7A-7E显示一个实施例的成像模块的不同部分。图7A是镜头架的透视图。图7B是 镜头架的侧视图。图7C是多个磁体的透视图。图7D和图7E显示一个实施例的镜头架和多个 磁体。
[0029]图8A-8C显示一个实施例的成像模块的不同部分。图8B是一个实施例的镜头架的 俯视图。图8C是一个实施例的多个磁体的透视图。图8A是一个实施例的镜头架和多个磁体 的透视图。
[0030]图9A-9C显示不同实施例成像模块的各个部分。
[0031]图10A-10B显示一个实施例的镜头架。
[0032]图11是一个实施例成像模块的透视图。
[0033]图12A-12B是一个实施例成像模块的截面图。
[0034]图13显示物体关于一个垂直于光轴的轴而旋转。
[0035]图14显示一个实施例使用右手定则而知的磁场内载流导线的相互作用。
[0036]图15A-15B显示不同实施例成像模块的各个部分。
[0037]图16A-16B显示适合不同实施例的弹簧样式。
[0038]图17显示一个实施例成像模块的不同实施例部分。
[0039] 图18是一个实施例成像模块的透视图。 【【具体实施方式】】
[0040] 在以下的详述里,将会阐述众多具体细节以便能够全面理解本实用新型。但是,本 领域技术人员将会明白,有时不需要这些具体细节也可以实施本实用新型。另外,为了不混 淆本实用新型,本领域技术人员所熟知的方法、装置或系统将不予详细描述。
[0041]在说明书里,"一个实施例"是指在本实用新型至少一个实施例里的与一个特别实 施例有关而描述的特别特征、结构或特性。因此,在说明书不同地方出现的"在一个实施例 里"不一定是指同一实施例或描述的任何一个特定实施例。此外,将会理解,在一个或多个 实施例里,描述的特别特征、结构、或特性可以以各种方式进行组合。当然,通常这些问题可 能会随着上下文的特定使用而发生变化。所以,参照有关上下文,上下文的特定描述或这些 术语的使用可以提供有效指引。
[0042]用来描述这些实施例的术语"在…上"、"在…下"、"上部的"、"下部的"和"在… 侧",是指相对于该小型成像模块的光轴的位置。特别地,"在…上"和"在…下"是指沿着光 轴的位置,其中"在…上"是指一个元件的一侧,而"在…下"是指该元件的另一个相反侧。相 对于"在…上"和"在…下","在…侧"是指元件的侧面,其偏离光轴,如镜头的周围。此外,应 该理解,这些术语不一定是指由重力或任何其它特定朝向所定义的方向。相反,这些术语仅 用来识别一个部分相对另一个部分。因此,"上部的"和"下部的"可以与"顶部的"和"底部 的"、"第一"和"第二"、"右"和"左"等互换。"水平的"可以指垂直于光轴的方向,而"垂直的" 可以指平行于光轴的方向。
[0043] 在此所述的实施例包括一个成像模块,其提供一个机制和/或允许一个过程:调整 一个或多个单独镜头组件与一个或多个图像感应器之间的焦比(focal ratio),和/或提供 图像稳定功能(防抖)。图1是一个实施例设备100的方框示意图。设备100可以是任何种类或 形式的设备,例如电子设备如手持设备,如手机、平板电脑、PDA、相机、电脑等东西。设备100 可以有多个与其操作和/或功能相关的模块。这多个模块可包括硬件、软件、和/或其组合。 在一个实施例中,设备100包括成像模块102、接口模块104、I/O模块106、以及处理模块108 等。成像模块102、接口模块104、I/0模块106、处理模块108可相互通信连接,以便能方便地 发送数据给任何一个给定模块和从任何一个给定模块接收数据。
[0044] 成像模块102可以包括任何合适的与成像相关的模块。例如,成像模块102可以是 硬件和/或软件的组合,以便能捕获给定场景的图像。例如,在一个实施例中,成像模块102 可以是一个手持设备中的成像模块的一个组件。
[0045] 接口模块104可以是任何合适的与用户、设备、和/或设备100其它模块相接口而有 关的模块。例如,接口模块104可以是硬件和/或软件的组合,以便能提供一个接口以允许与 用户交互。在一个实施例中,接口模块104可以发送和接收与图形用户界面相关的数据,用 户可以与其交互。在另一个实施例中,接口模块104可便于与设备100的一个外部设备进行 通信连接。例如,接口模块104可以关于设备100的一个外部设备进行发送和接收通信数据。
[0046] I/O模块106可以是任何合适的与设备的输入/输出有关的模块。例如,I/O模块106 可以是硬件和/或软件的结合,便于有关的设备100输入和输出功能。
[0047]处理模块108可以是任何合适的与设备100的处理和/或计算相关的模块。例如,在 一个实施例中,处理模块108可包括一个处理器,被设置为发送和接收数据并执行与之相关 的不同进程。例如,处理模块108能够接收设备100模块的功能指令,并执行该指令。
[0048]在运行时,根据设备100的一个实施例,成像模块102、接口模块104、I /0模块106、 处理模块108可以交换数据,作为设备100运行的一部分。例如,用户可以试图与设备100的 一个元件进行交互。该用户交互可以由一个信号来表示。在一个实施例中,该信号可以在1/ 〇模块106中最先产生。然后一个额外的指令信号被发送到处理模块108。在一个例子中,该 用户交互可能与成像模块102的运行相关,如指示成像模块102初始化并准备拍摄图像。然 后成像模块102拍摄图像,并发送多个与之相关的信号到处理模块108、1/0模块106、和/或 接口模块104等。在一个示例性实施例中,与拍摄图像相关的信号存储在设备100的存储器 中,存储器可以是非暂时性计算机可读存储介质。上述介绍的是设备100的一个可能运行的 一个示例性描述,不应被视为限制性的。
[0049]图2是一个实施例的成像模块202的方框图。图2显示成像模块202的不同部分间的 通信连接,并不打算被解释为成像模块202的物理结构的文字描述。在这个例子中,成像模 块202可以是硬件和软件的组合,包括但不限于镜头组件210、致动器212、控制器218、感测 模块220、和图像感应器250。成像模块202可以包括总线222,其便于传送和接收成像模块 202和/或外部模块和设备之间的数据。组成成像模块202的这些和其他模块可以是硬件、软 件和/或其组合。
[0050] 镜头组件210是一如玻璃、塑料和/或金属等结构的组合,以构成一元件能接收和 发送电磁辐射,在至少一个实施方式中,该电磁辐射包括可见光。当然,镜头组件210还可包 括其他的结构和功能。在一个实施例中,镜头组件210可包括一个或多个镜头元件(图中未 示出),它们共同运行以折射光线。在某些实施例中,成像模块202可以包括多个镜头组件 210〇
[0051] 致动器212可以是任何适当形式的能够关于图像感应器250而移动镜头组件210 (反之亦然)的致动器。在一个实施例中,致动器212可以是包括至少一个磁体和至少一个线 圈的电磁致动器,磁体和线圈之间通过电磁力而相互作用。电磁致动器可以导致镜头组件 210在一个或多个方向上移动和/或导致镜头组件210围绕一个或多个轴旋转。电磁致动器 可以是一磁体和线圈致动器,和一音圈电机(VCM),等等。当然,本实用新型还可以有其他形 式的致动器212,包括但不限于机电和压电相关的致动器。
[0052] 控制器218可以是硬件、软件、和任何合适的软硬件组合。控制器218可以是能够改 变镜头组件210特性(包括但不限于曝光时间、光圈值、焦距和焦比、以及镜头畸变映射)的 一个模块。比如,在一个实施例中,控制器218能够确定离一个物体的距离、一个镜头的焦 距,并能因此调整镜头高度。控制器218还能为成像模块202提供移动和旋转控制。例如,控 制器218能够控制镜头组件210关于至少两个轴的摆动(tilt)。在一些例子中,控制器218可 以和一个或多个图像感应器250集成在同一芯片上。当然,控制器218的前面所述的和其他 的功能,可以是任意单一地或部分地执行,可以更概括地认为控制器218是促成成像模块 202运行的硬件和软件的象征性代表。
[0053]可选的感测模块220可以是能够感测镜头组件210关于图像感应器250的位置的任 何硬件、软件、及其组合。在一个实施例中,感测模块220可以是一个根据磁场强度而感测镜 头组件210位置的元件。另外一个实施例中,感测模块220可以是感测电流或电阻的传感器, 等等。当然,本实用新型还可以有任何其它合适的装置或机制。
[0054]总线222能够传送和接收数据,往来于镜头组件210、致动器212、控制器218、感测 模块220、图像感应器250、和成像模块202的外部设备和模块。
[0055]在运行时,信号通过总线222在成像模块202处接收到,并被传送到相应模块。信号 也可以通过总线222从成像模块202发送出去。信号可以通过总线222在成像模块202的模块 之间接收和发送。
[0056]图3是一个实施例成像模块302的透视图。成像模块302包括一个镜头架314,镜头 架314安置在上壳体316和磁辄324内。成像模块302包括一个用于捕获图像的镜头组件(图 中未示出)。镜头组件可以连接到镜头架314。在一个实施例中,镜头组件可以结合到镜头架 314内成一体。镜头架314连接到底座326。在一个实施例中,控制器328连接到底座326。除了 控制器328,还有电子电路和功率源(未示出)助于致动器的控制。成像模块302可以是一个 图像感应器(未示出),用于收集折射光。在一个实施例中,镜头架314和镜头组件可以定义 一个光轴,该光轴垂直于图3中示出的X轴和Y轴。但是应当理解的是,图3中的X轴和Y轴是为 了便于理解下面的讨论,不应理解为成像模块302物理结构的组件。
[0057]在运行时,镜头架314可以沿着镜头架314中的镜头组件所定义的光轴而移动。镜 头架314的移动可以是由电磁致动器引起的。例如,一个电流信号会导致一个或多个相对于 电磁致动器的电磁力,可引起镜头架314的移动。在一个例子中,电磁致动器可以包括连接 到磁辄324的一个或多个磁体,以及连接到镜头架314-个或多个线圈。电磁致动器能够引 起镜头架314沿着至少一个轴的移动,还能引起镜头架314围绕两个或多个轴的旋转。例如, 所述一个或多个电磁力引起连接到镜头架314的一个或多个线圈相对于一个或多个磁体的 移动。镜头架314的移动可以调整镜头架314内镜头组件和图像感应器之间的距离,而图像 感应器从镜头组件接收折射光。例如,镜头架314相对于所述图像感应器移动,将光线聚焦 在图像感应器上。成像模块302还包括一连接到镜头架314的弹簧机构,协助镜头架314返回 到平衡或中立位置。弹簧机构可以包括一上弹簧和一下弹簧。例如,每个下弹簧和上弹簧都 是一个螺旋弹簧(coil spring),其直径大于镜头架314的直径。下弹簧和上弹簧也可以是 片弹簧(leaf spring),一个或多个片弹簧布置在靠近镜头架314的相应端。上弹簧和下弹 簧也可以安置在不同的位置。例如,都位于镜头架314的一端,彼此靠近。
[0058]另外,镜头架314能够绕其他轴旋转。例如,镜头架314可绕如图3所示的Y轴旋转, 以响应于电磁致动器的一个电流信号。在另一个例子中,镜头架314可绕如图3所示的X轴旋 转,以响应于电磁致动器的一个电流信号。在一个实施例中,一个或多个电流信号被传送到 电磁致动器,引起镜头架314关于X和/或Y轴的旋转。镜头架314绕X和/或Y轴的旋转运动可 有助于图像稳定的功能。
[0059]图4是镜头架414的透视图。镜头架414可以连接到镜头组件(未示出)。图4显示一 个实施例的电磁致动器,它包括第一线圈430、第二线圈432和第三线圈434。第一、第二、和 第三线圈430、432和434可以连接到镜头架414的一个外表面。可以安置第一、第二、和第三 线圈430、432和434靠近电磁致动器的一个或多个磁体。如此处所用的,如果每个都布置在 一个电磁场和/或另一个磁场内,那么一个线圈就靠近一个磁体。第一、第二、和第三线圈 430、432、和434可同心地布置在镜头架414上,使得第一、第二、第三线圈430、432、和434每 个的中心都位于镜头架414的光轴上。
[0060] 在运行时,一个电流信号传送到第一线圈430。该电流会导致产生第一线圈430和 电磁致动器的一个或多个磁体之间的电磁场。产生的电磁场会引起镜头架414沿着镜头架 414定义的光轴而移动。一个电流信号传送到第二线圈432。该电流会导致产生第二线圈432 和电磁致动器的一个或多个磁体之间的电磁场。产生的电磁场会引起镜头架414绕一垂直 于光轴的轴线而旋转。一个电流信号传送到第三线圈434。该电流会导致产生第三线圈434 和电磁致动器的一个或多个磁体之间的电磁场。产生的电磁场会引起镜头架414绕一垂直 于光轴的轴线而旋转。
[0061]根据所需的控制类型,电磁致动器可以包括独立运行的部分和/或被串联电连接。 根据一个实施例,对于运动控制,第二线圈432和第三线圈434可以独立连接,使得通过第二 线圈432的电流可以独立于流过第三线圈434的任何电流,以便使得镜头架414可以有围绕 不同轴的独立旋转运动。这个独立运动允许进行精确控制不同的功能,例如自动对焦功能 和图像稳定功能。在一个实施例中,自动对焦和图像稳定功能可根据需要而独立运行或组 合运行。在另一个实施例中,根据特定应用的要求,自动对焦功能的控制和图像稳定功能的 控制可以独立地进行。
[0062] 在一个实施例中,第一、第二、和第三线圈430、432、和434可以是导电材料。成像模 块302的某些元件,如壳体和镜头架414,可以是非磁性材料,如塑料或非磁性金属合金,以 便不干扰线圈和磁体的磁场。
[0063]图5A-5C显示成像模块502的不同部分和实施例。图5A显示成像模块502的电磁致 动器的一组多个磁体。在本实施例中,布置12个磁体靠近一个或多个线圈,以利于镜头架 514的移动和/或旋转。例如,安置磁体536al、536bl、536cl、536dl靠近第一线圈530,安置磁 体536&2、53662、536。2、536(12靠近第二线圈532,安置磁体53633、53663、536。3、536(13靠近 第三线圈534。如图5A所示,磁体536&1-3、536131-3、536(31-3、和536(11-3的表面可以是一个 极性。如此处所用的,每个磁体面对线圈530、532和/或534的那个表面的极性要么是[N]要 么是[S],来指示是北极或南极。因此,例如,磁体536al面对第一线圈530的那个表面是极 性'Ν'。如本技术领域的普通技术人员将理解的,在图5A中列出的极性,旨在描述运行,并不 理解为限制性的意义。事实上,本实用新型的磁体和线圈可以有许多种极性和安排。
[0064]图5Β显示另一实施例的成像模块502的电磁致动器的磁体。该实施例包括靠近第 一线圈530的磁体536&1、536131、536(:1、536(11和靠近第二线圈532的磁体536〇2、536(12,以及 靠近第三线圈的磁体536d3。
[0065]图5C显示一个实施例的成像模块502,其中磁体(536al至536d3)安置在镜头架514 和第一、第二、和第三线圈530、532、534周围。在运行时,提供电流给第一线圈530,这会引起 在第一线圈530和至少磁体536al、536bl、536cl、536dl之间产生电磁力,电磁力会引起镜头 架514沿着或平行于由镜头组件和镜头架514定义的光轴而移动。例如,电流信号会引起组 合的电磁力,例如组合的电磁力包括电磁致动器的吸引力和排斥力,这足以引起镜头架514 的移动。
[0066] 提供另一个电流到第二线圈532,这会导致第二线圈532和至少磁体536a2、536b2、 536c2、536d2之间形成电磁力。形成的电磁力会引起镜头架514绕一垂直或正交于光轴的轴 线而做旋转运动。比如,在一个例子中,所提供的电流会引起镜头架514的转动,使得镜头架 514绕一个轴摆动。提供给第二线圈532的电流可以独立于提供给第一或第三线圈530和534 的任一电流。
[0067] 提供又一个电流到第三线圈534,这会导致第三线圈534和至少磁体536a3、536b3、 536c3、536d3之间产生电磁力。产生的电磁力会引起镜头架514绕一垂直或正交于光轴的轴 线而做旋转运动,在一个实施例中,第三线圈534产生旋转运动的旋转轴线亦可是垂直或正 交于第二线圈532产生旋转运动的旋转轴线。镜头架514的该移动和/或旋转对应于对焦和/ 或图像稳定功能。
[0068]应当理解,前面的描述中,第一、第二、第三线圈530、532、534中的每个线圈都会收 到一个导致镜头架514旋转运动的电流信号,它们是相互独立的。例如,在一个实施例中,一 个或多个电流信号被传送到第一线圈530,第一线圈530是关于成像模块502的自动对焦功 能的。因此,第一线圈530可以称为自动对焦线圈。在这个例子中,给第一线圈530的电流信 号是独立于到第二和第三线圈532、534的任一电流信号的。例如,第一线圈530接收到一个 电流信号,而第二和第三线圈532、534没有收到任何电流信号。另外,在一个实施例中,成像 模块502支持在第一、第二、第三线圈530、532、534接收不同大小和/或极性的电流信号。例 如,可以希望在第一线圈530接收电流信号Al,而同时在第二个线圈532接收电流信号A2,在 第三线圈534接收电流信号A3。因此,例如,如果期望使用成像模块502的自动对焦功能,那 么传输电流信号Al到第一线圈530,这会引起镜头架514沿镜头架514的光轴而移动。在一个 例子中,如果期望在使用自动对焦功能的同时能使用成像模块502的图像稳定功能,那么分 别传输电流信号A2和A3到第二和第三线圈532和534,这可以使镜头架514绕垂直或正交于 光轴的轴而旋转。
[0069] 在又一些例子中,可以传输多个电流信号到第一、第二、第三线圈530、532、534中 的任一个。例如,在一个实施例中,导致镜头架514的移动和/或旋转,可以是传送第一电流 信号Al以产生第一力,随后传送第二电流信号A2以产生第二力。事实上,本实用新型可以有 任何数量、大小、极性和/或持续时间的电流信号。
[0070] 在一个实施例中,第一、第二和/或第三线圈530、532、534可以设置为在线圈的不 同部分,产生不同的电磁场。例如,第二线圈530可以包括第一和第二部分,并能够根据一个 电流信号在第一部分产生第一电磁场,而在第二部分产生第二电磁场。在一个实施中,一个 线圈(如第二线圈532)能够在第一部分接收第一电流,在第二部分接收第二电流,从而能产 生两个电磁场。当然,这些仅仅是示例性的实施例,不要理解为限制性的。
[0071] 图6A和6B显示成像模块602的截面,可以看作是图3的成像模块302分别沿X轴和y 轴横切的视图。如图6A和6B所示,成像模块602包括上壳体616、磁辄624和底座626。例如控 制器628的电路,可以集成入底座626中。上壳体616、磁辄624和底座626可以是任何合适的 材料,包括但不限于塑料和其他轻质量的合成材料。
[0072]镜头架614被安置在成像模块602的上壳体616、磁辄624、和底座626内。在一个实 施例中,一个或多个弹簧(参见图9A-9C)协助提供成像模块602的功能。在一个实施例中,多 个线圈如第一线圈630、第二线圈632、第三线圈634连接到镜头架614。这些线圈如第一、第 二、第三线圈630、632、634可以安置在镜头架614的外表面周围的同心圆上。或者,第一、第 二、第三线圈630、632、634可安置在镜头架614外表面周围的不同位置上(参见图7A)。在一 个实施例中,第一线圈630可以大于第二和第三线圈632、634。例如,不同尺寸的线圈可能有 助于镜头架614的移动,实现自动对焦功能。
[0073]安置第一、第二、第三线圈630、632、634靠近多个永久磁体。在一个实施例中,成像 模块602的磁体可以安置在磁辄624的拐角上。因此,每个线圈都靠近一个或多个磁体。例 如,安置第一线圈630靠近磁体636al、636bl、636cl、636dl,如图6A和图6B所不。面对第一线 圈630的磁体636&1、636151、636(31、636(11的部分有一极性。而且,第二和第三线圈632、634也 都安置靠近一个或多个磁体。
[0074]在运行时,第一线圈630接收一个或多个电流信号。根据接收到的一个或多个电流 信号,关于第一线圈630感应产生一个电磁场。感应产生的电磁场与一个或多个磁体如 636al、636bl、636cl、636dl的磁场相互作用。因此,感应产生的电磁场会引起一个或多个 力,例如吸引力和/或排斥力。例如,根据提供的电流,吸引力和/或排斥力会导致镜头架614 的移动。在一个例子中,引起的一个或多个力就这样沿着镜头架定义的光轴驱动镜头架 614。例如,镜头架614可以沿着镜头架614的光轴向上或向下任意垂直移动,如图6A和图6B 所示。在这个例子中,镜头架614的移动可以用于改变焦距或焦比。例如,这个运行原理可以 用于成像模块612的自动对焦功能。
[0075]独立于第一线圈630接收到的任何电流信号,第二线圈632可接收到一个或多个电 流信号。根据接收到的一个或多个电流信号,感应产生的电磁场会导致在第二线圈632和一 个或多个磁体(如磁体63232、632&2、632〇2、632(12)之间的一个或多个力。所述一个或多个 力会引起镜头架614关于一个轴线移动和/或旋转,该轴线正交或垂直于由镜头架614定义 的光轴。例如,镜头架614的旋转可以是围绕图5C所示的X轴和y轴的旋转。因此,更一般地, 在一个实施例中,施加在第二和/或第三线圈632、634上的一个或多个电流信号会导致镜头 架614关于与镜头架614光轴正交的轴而摆动。在一个例子中,第二和第三线圈632、634可以 称为为旋转线圈。该运行原理可用于图像稳定(防抖)相关的功能。
[0076]在一个实施例中,线圈(如第二和第三线圈632、634)可被设置为有助于绕轴旋转。 例如,第二线圈632可以包括至少第一和第二部分,在第二线圈632上感应产生的一个电磁 场,可以不同于第二线圈632的第一和第二部分。一种情况是,第一电磁场X1N/C可以感应产 生在第二线圈632的第一部分,而第二电磁场X2N/C感应产生在第二线圈632的第二部分。因 此,举例来说,一个吸引力可能产生在第二线圈632第一部分,一个排斥力可能产生在第二 线圈632的第二部分。前面的讨论也可以适用于第三线圈632。当然,前面的描述是用来说明 基本功能,不应理解为限制性的意义。事实上,本实用新型可以有无限数目的不同实施例。 [0077]在一个实施例中,独立的电流信号被传送到第一、第二和/或第三线圈630、632、 634。一种情况是,可同时、或部分同时、或在不同时间,传送独立的电流信号。就可能的功能 方面广义上说来,该原理的结果的一个例子是,镜头架614的自动对焦功能可以独立于镜头 架614的图像稳定功能而运行。因此,镜头架614能够沿着光轴移动的同时,还能围绕至少一 个正交于光轴的轴而旋转。在这个例子中,成像模块602可以拥有自动对焦功能,同时或部 分同时地拥有防抖功能。应当指出的是,本领域普通技术人员将理解,这只是前述运行原理 的一个结果。
[0078]另外,一个或多个弹簧可以连接到镜头架614上,能够根据需要而将镜头架614回 复到中立和/或静止位置。例如,在一个实施例中,施加一个或多个电流信号到第一线圈 630,可导致镜头架614沿着光轴移动。在某个时间点已拍摄图像,镜头架614可以通过一个 弹簧或其他机械和/或机电机制回复到静止位置。
[0079]图7A-7E显示一个实施例成像模块702的各个组件和视图。比如,图7A和图7B分别 是镜头架714的透视图和侧视图。镜头架714可以包括一个电磁致动器,电磁致动器包括一 个连接到镜头架714表面上的第一线圈730。镜头架714还包括至少一个第一线圈组732(其 包括线圈732(1)和732(2))和至少一个第二线圈组734(其包括线圈734(1)和734(2))。例 如,第一线圈组732的第一线圈732(1)在镜头架714的第一位置,第二线圈732(2)在镜头架 714的第二位置上。线圈732(1)和732(2)安置在镜头架上,并在镜头架714的互补侧上。例 如,线圈732( 1)和732(2)可以安置在一条轴线上,如图7A所示的y轴上,以使其在镜头架714 的相对侧上。同样地,第二线圈组734包括线圈734(1)和734(2),它们也安置在镜头架714的 相对侧上。
[0080] 成像模块702的电磁致动器还可以包括多个磁体,如图7C-7E所示。图7C显示一个 实施例的一种可能的磁体安排。例如,成像模块702可包括多个磁体,它们靠近线圈安置,如 第一线圈730和第一线圈组732。在一个实施例中,成像模块702的磁体包括靠近第一线圈 730安置的磁体736al、736bl、736cl、736dl。在一个实施例中,磁体736a2和736d2靠近第一 线圈组732,磁体736b2和736c2靠近第二线圈组734。因此,可以设置镜头架714使得线圈 732a、732b和磁体736a2、736d2的组合能够导致镜头架714绕图7A中所示的X轴旋转。此外, 可以设置镜头架714使得线圈734a、734b和磁体736b2、736c2的组合能够导致镜头架714绕 图7A中所示的y轴旋转。当然,本实用新型可以有任何磁体和线圈组合的电磁致动器,前面 讨论的可能结构和安排不应视为限制性的。
[0081] 在运行时,成像模块702接收一个关于改变成像模块702焦距或焦比的信号。例如, 接收到的信号可以是关于通过相对于图像感应器(图中未示出)而移动镜头来增加或减少 焦距或焦比的。在这种情况下,第一线圈730可接收一个或多个电流信号。根据所述一个或 多个电流信号,关于第一线圈730而感应产生一个电磁场,感应产生的电磁场会在第一线圈 730和至少一个磁体(如磁体736al、736bl、736cl、736dl)之间引起一个或多个力。所述一个 或多个力可以是吸引力或排斥力。根据所述一个或多个力,可以驱动镜头架714沿着光轴相 对于图像感应器和/或镜头架714的电磁致动器的磁体而移动。
[0082]成像模块702还可以收到有关镜头架714绕垂直于光轴的一个或多个轴而旋转的 一个或多个信号。例如,接收到的一个或多个信号可以是关于镜头架714绕图7A所示X或y轴 而旋转的。在一个实施例中,在第一或第二线圈组732、734收到一个或多个电流信号。例如, 如果接收到的一个或多个信号都是关于镜头架714绕y轴旋转的,那么线圈734a和734b接收 一个或多个电流信号,并产生一个或多个力。该产生的一个或多个力可以是吸引力或排斥 力。例如,线圈734a接收到一个或多个电流信号,和磁体736cl与磁体736c2之间的磁场相互 作用,产生一个向下的力;而线圈734b接收到一个或多个电流信号,和磁体736bl与磁体 736b2之间的磁场相互作用,产生一个向上的力。因此,产生的力的组合可以使镜头架714绕 y轴旋转。本技术领域的普通技术人员将理解,也可以实现围绕其他轴的类似运行,例如X 轴。事实上,镜头架714绕X轴旋转可以通过提供一个或多个电流信号到线圈732a和732b而 实现。
[0083]在一个实施例中,通过仅为给定线圈组(例如线圈732a和732b)中的一个线圈提供 电流信号,可以实现类似的功能。例如,镜头架714可以被设置为实现绕轴旋转,如图7A所示 的X轴,一个或多个电流信号可以传送到732a和732b中的一个。在这种情况下,所传送的一 个或多个电流信号可以产生一个力,足以引起绕X轴的旋转。在这样的运行的一个示例中, 线圈732a接收到一个或多个电流信号,产生一个或多个力,这些力足以引起绕X轴的旋转。 当然,前面的讨论是为了说明一般的运行原理,不应在限制性的意义上理解。
[0084]图8A-8B显示本实用新型的又一实施例。事实上,图8A和8B显示成像模块802包括 镜头架814、第一线圈830、第一线圈组832(包括线圈832a和832b)及第二线圈组834(包括线 圈834a和834b)。成像模块802还包括多个磁体,如磁体836al-836d2。在一个实施例中,磁体 836a2-836d2可以与磁体836al-836dl不同尺寸。尺寸的差异可足以容纳一个或多个线圈, 如第一线圈组832和第二线圈组834。第一线圈组832和第二线圈组834可放置在镜头架814 的底部。第一和第二线圈组832、834可以定义一个或多个垂直于光轴的平面。第一线圈组 832和第二线圈组834可以部分地布置在磁体836al-836dl之下,并邻近磁体836al-836d2的 极性表面。
[0085] 在运行时,一个或多个电流信号被传送到电磁致动器的线圈上,以促使镜头架814 的运动。例如,如上所讨论的,到第一线圈830上的一个或多个电流信号会引起一个或多个 电磁力,驱动镜头架814沿着光轴移动。此外,第一线圈组832接收到的一个或多个电流信 号,可以促使镜头架814绕垂直于光轴的一个轴线(如图8A所示的X轴)旋转。第二线圈组834 也可以接收到一个或多个电流信号,也促使镜头架814的旋转运动,例如关于图8A所示的y 轴而旋转。
[0086] 图8C显示磁体836a、836b、836c和836d。成像模块802还接收到一个或多个关于镜 头架814绕正交于光轴的一个或多个轴旋转的信号。例如,接收到的一个或多个信号,是关 于镜头架814绕图8A所示X轴或y轴旋转的。在一个实施例中,在第一和/或第二线圈组832、 834上接收到一个或多个电流信号。例如,如果接收到的一个或多个信号是关于镜头架814 绕y轴旋转的,则第二线圈组834会收到一个或多个电流脉冲,并产生一个或多个力。例如, 第二线圈组834中的一个线圈收到一个或多个电流信号,产生一个向下的力,该向下的力是 由于第二线圈组834的电磁场和磁体836cl与836c2之间的磁场的相互作用而产生。另外,例 如,第二线圈组834中的一个线圈收到一个或多个电流信号,产生一个向上的力,该向上的 力是由于第二线圈组834的电磁场和磁体836bl与836b2之间的磁场的相互作用而产生。因 此,产生的力的组合足以使镜头架814绕y轴旋转。本领域普通技术人员将理解,也可以实现 围绕其他轴的类似运行,例如X轴。事实上,镜头架814绕X轴的旋转可通过提供一个或多个 电流信号到第一线圈组832而实现。
[0087]图9A-9C显示成像模块902的不同实施例。参照图9A-9C,成像模块902包括一个上 壳体916,上壳体连接到垫片942和/或上弹簧938。垫片942和上弹簧938连接到磁辄924和/ 或镜头架914。多个磁体连接到磁辄924。例如,图9A所示的磁体936 &、93613、936〇、936(1安置 在磁辄924的内表面。在另一实施例中,磁体936al_936d2可以安置在磁辄924的内表面。镜 头架914安置在外壳体内,使得连接到镜头架914的多个线圈都与磁辄924内的磁体靠近。例 如,在一个实施例中,第一线圈930、第二线圈932、第三线圈934可以同心圆(或其他合适的 形状,例如六边形和八边形等)方式安置在镜头架914外表面周围,如图9A所示。在另一实施 例中,第一线圈组932(包括线圈932a和932b)和第二线圈组934(包括线圈934a和934b)可以 连接到镜头架914,并安置靠近磁体,如连接到磁辄924内表面上的936al-936d2,如图9B所 示。镜头架914可以连接到一个下弹簧940和底座926。
[0088]在一个实施例中,上弹簧和下弹簧938、940都是关于一个或多个平分轴对称的。上 弹簧和下弹簧938、940的对称性会影响旋转中心的位置,这会影响镜头架914的摆动运动。 例如,弹簧的对称性有助于保持转动中心一般都在光轴上,并最小化和/或限制镜头架914 的平移运动。
[0089]图IOA和IOB分别是一个镜头架1014的透视图和侧视图。在一个实施例里,镜头架 1014可以包括一个电磁致动器,其包括接到镜头架1014表面的第一线圈1030。镜头架1014 还包括至少第一线圈组1032(其包含线圈1032a和1032b)和至少第二线圈组1034(其包含线 圈1034a和1034b)。
[0090] 在一个实施例里,第一线圈组1032包括在镜头架1014第一位置上的线圈1032a和 在镜头架1014第二位置上的线圈1032b。线圈1032a和1032b被安置在镜头架1014的互补侧 上。例如,线圈1032a和1032b被安置在如图IOA所示的y轴上,位于镜头架1014的沿着y轴的 相对两侧上。
[0091] 此外,在一个实施例里,第一线圈组1032的线圈1032a和线圈1032b关于第一线圈 1030而放置,使得第一线圈1030的一部分穿过线圈1032a和线圈1032b的开口。这种安排使 得第一线圈1030和第一线圈组1032大致是共平面的。实际上,如图IOA所示,一个水平面,如 图IOA的平面A,与X-轴和/或y-轴几乎平行,并贯穿第一线圈1030的中央。此外,注意到平面 A也穿过第一线圈组1032和第二线圈组1034,如与线圈1034a和1032a垂直部分相交的虚线 所示。因此,可以说在这样的安置下,第一线圈1030和第一/第二线圈组1032/1034是大致共 面的。要明白,在一个实施例里,无论第一线圈1030是位于第一线圈组1032开口的中心位 置,还是第一线圈1030位于第一线圈组1032开口的偏心位置(如图10B),横贯第一线圈1030 的平行于图IOA所示X-和/或y-轴的一个平面,始终会与第一线圈组1032相交。有利地,线圈 如第一线圈1030和第一线圈组1032的共面关系,会使成像模块有一个比传统方法更小的尺 寸。
[0092]在一个实施例里,第二线圈组1034包括线圈1034a和1034b,其也被安排在镜头架 1014的互补侧上。例如,线圈1034a和1034b被安排在如图IOA所示的X-轴上,并位于镜头架 1014的沿着X-轴的相对侧面上。在一个实施例里,第一线圈1030、第一线圈组1032和/或第 二线圈组1034被安置在光轴的一个大致相同的水平位置上。即,在一个实施例里,第一线圈 1030、第一线圈组1032、和第二线圈组1034是大致共面的。
[0093]在一个实施例,第一线圈1030可以被安置,使得第一线圈1030的一部分穿过第二 线圈组1034的开口,类似于上述的第一线圈1030和第一线圈组1032的安排。
[0094]图IOA显示了三根轴线:X-轴、y-轴和Z-轴。在一个实施例里,Z-轴可以近似和/或 几乎平行于成像模块的光轴。X-轴和y-轴垂直正交于光轴,或图IOA所示的Z-轴。另外,X-轴 和y-轴又是相互垂直的。在本实用新型的一个实施例,镜头架如镜头架1014,可以沿着光轴 移动,从而实现对焦功能。镜头架如镜头架1014,也可以关于一个或多个垂直于镜头架光轴 的轴而旋转。因此,在一种情况下,镜头架1014能够平行于图IOA的Z-轴而移动,和/或关于 图IOA的X-轴和/或y-轴而旋转。
[0095] 为了进行描述,在一个例子里,一个或多个电磁致动器包含第一线圈1030、第一线 圈组1032、第二线圈组1034和/或一个或多个磁体,电磁致动器可以使镜头架1014沿着和/ 或平行于其光轴(如图IOA和图IOB里的Z-轴)进行移动,用于对焦功能(如自动对焦)。另外, 所述一个或多个电磁致动器也可以使镜头架1014关于一个或多个垂直于(或几乎垂直于) 镜头架1014光轴的轴进行旋转,用于图像稳定功能。例如,在一种情况下,在第一线圈组 1032的线圈1032a和/或线圈1032b以及一个或多个磁体之间产生一个电磁场,从而引起关 于图IOA的X-轴的旋转运动。类似地,在第二线圈组1034的第一线圈1034a和/或第二线圈 1034b以及一个或多个磁体之间产生一个电磁场,从而引起关于图IOA的y-轴的旋转运动。 在一种情况下,关于一个或多个垂直于光轴(如图IOA的Z-轴)的轴的旋转运动,可以让镜头 架1014保持稳定,以在成像模块拍摄图像时抵消其潜在的运动。
[0096]图IOB是一个实施例成像模块的电磁致动器组件的侧视图。如图IOB所示,在一个 实施例里,第一线圈1030位于第一线圈组1032的线圈1032a和第二线圈组1034的第一线圈 1034a内,位置稍有偏移。如在其后所述,可以至少部分地基于磁体尺寸、极性、朝向和/或镜 头架1014的期望移动,来选择线圈的位置安排。
[0097]图11是一个成像模块1102的透视图,描述与一个实施例一致的磁体配置。在一个 实施例里,可以选择镜头架1114、第一线圈(在图11中被遮掩住了,但在图IOA和图IOB内的 第一线圈1030是可见的)、第一线圈组1032、第二线圈组1034、和磁体1036a、1036b、1036c和 1036d的配置,以使镜头架1114可以平行于光轴(如Z-轴)进行移动,并使镜头架1114关于一 个或多个垂直于光轴的轴(即关于X-轴和/或y-轴旋转)进行旋转运动。
[0098] 在一个实施例里,可以选择磁体尺寸和/或极性,从而使镜头架1114沿着其光轴进 行移动和/或关于一个或多个垂直于光轴的轴进行旋转运动。例如,在一种情况下,磁体 1136a可以包含多个部分或多个磁体。简单而言,包含多个部分或不同极性部分的磁体,以 及包含具有各自极性的多个单个磁体的磁体,都仅仅被称为磁体。因此,文中提到的上或下 磁体或磁体部分,不应该被理解为具有限制性的含义。回到图11,上磁体如上磁体1136al要 大于下磁体如下磁体1136a2。例如,可以至少部分地基于一个或多个线圈如第一线圈(在图 11中被遮住了,但在图IOA和图IOB里的第一线圈1030是可见的)和一个或多个线圈组(如第 一线圈组1032和第二线圈组1034)的尺寸和配置,而选择上磁体的尺寸。在一种情况下,可 以选择上磁体的尺寸和/或配置,以使其完全或几乎邻近第一线圈(如图IOA里的第一线圈 1030)和部分第一线圈组,如第一线圈组1132。类似地,可以选择下磁体(如下磁体1136a2) 的尺寸和/或配置,以使得第一线圈不邻近下磁体,而部分第一线圈组邻近下磁体。像这样, 可以选择磁体和线圈的尺寸和配置,以根据需要而隔离电磁的相互作用,从而便于镜头架 1114进行移动。应该理解,本实用新型还有其它实施例。例如,在前面的讨论里,第一线圈靠 近上磁体(如1136al),在另一个实施例里,与之相反,第一线圈可以被安置邻近一个较大的 下磁体(图中未显示)。另外,这里的术语"上"和"下"仅是便于进行描述的主观术语。
[0099] 为电磁致动器选择磁体时,另一个要考虑的因素是极性。例如,在一个实施例里, 可以将上磁体1136al的第一极性配置在背对镜头架1114的那个表面上,将第二极性配置在 朝向镜头架1114的那个表面上。以图11的上磁体1136a 1为例,上磁体1136a 1在外表面上有 第一极性S,在朝向镜头架1114的内表面上有第二极性N。与之相反,下磁体1136a2在外表面 上有第一极性N,在朝向镜头架1114的内表面上有第二极性S。因此,在一个实施例里,第一 磁体(如上磁体1136al)的表面极性可能不同于在其上、其下和/或靠近的第二磁体(如下磁 体1136a2)的表面极性。
[0100] 在一个实施例里,一个包含多个线圈和多个磁体的电磁致动器能够使镜头架1114 平行于镜头架1114的光轴(如Z-轴)进行移动,并使镜头架1114关于一个或多个垂直于光轴 的轴(如X-轴和/或y-轴)进行旋转运动。
[0101]图12A和图12B显示图11的成像模块1102被沿着X-轴和y-轴分割开时成像模块 1202的横截面示意图。如图12A和图12B所示,成像模块1202包括磁辄1224和底座1226。电路 如控制器(图中未显示)可以被集成到底座1226内。磁辄1224和底座1226可以包含任何合适 的材料,包括单不限于塑料、金属、金属合金、和其他轻质合成材料。
[0102]镜头架1214可以被安置在成像模块1202的磁辄1224和底座1226内。在一个实施例 里,一个或多个弹簧(图15A和图15B的1538和1540)能够协助提供成像模块1202的功能,如 将镜头架1214返回到静止位置。在一个实施例里,多个线圈如第一线圈1230、第一线圈组 1232、和第二线圈组1234可以被连接到镜头架1214。第一线圈1230和第一和第二线圈组 1232和1234可以分别被安置在镜头架1214外部的不同位置上(如图10)。在一个实施例里, 第一线圈1230大于第一和第二线圈组1232和1234。例如,不同尺寸的线圈有助于使镜头架 1214进行移动,如用来实现对焦功能(如自动对焦),如改变成像模块1202的焦距。在一个实 施例里,第一线圈1230和第一和第二线圈组1232和1234可以分别安置在光轴上同一或相近 水平位置上,可以被看作几乎是共面的。在实施例里,如图12A和图12B所示,如果一个平面 如图IOA的平面A,穿过至少一部分第一线圈1230,那么该平面还穿过部分第一和第二线圈 组1232和1234。例如,第一线圈组1232的垂直部分与该平面相交,并且第二线圈组1234的垂 直部分也与该平面相交(在图12A和图12B看不到,因为横截面没有显示第一和第二线圈组 1232和1234的那些垂直部分,但参照图IOA可以理解,虚线穿过第一线圈1230和线圈1034a 和1032a)。如之前所述的实施例,其中第一线圈1230关于第一和第二线圈组1232和1234而 安置,使得垂直于光轴的并与第一线圈1230相交的一个平面,和至少一部分第一和第二线 圈组1232和1234被看作是几乎共面的。
[0103] 在一个实施例里,第一线圈1230和第一和第二线圈组1232和1234分别被安置靠近 多个永磁体1236a-1236d。在另一个实施例里,磁体可以被安置在磁辄1224的拐角里,如图 15B所示。因此,每个线圈都靠近一个或多个磁体。例如,第一线圈1230和(第一线圈组1232 的)第二线圈1232b可以被配置靠近磁体1236c,如图12A所示。第一线圈1230和(第二线圈组 1234的)第二线圈1234b可以被配置靠近磁体1236d,如图12B所示。第一线圈1230和(第一线 圈组1232的)第一线圈1232a可以被配置靠近磁体1236a,如图12A所示。第一线圈1230和(第 二线圈组1234的)第一线圈1234a可以被配置靠近磁体1236b,如图12A所示。
[0104] 在一个实施例里,可以使用一个或多个线圈相对一个或多个磁体的配置,以方便 电磁致动器的运行。图12A显示(第一线圈组1232的)第一线圈1232a的上部分和一部分第一 线圈1230邻近上磁体1236al。(第一线圈组1232的)第一线圈1232a的下部分邻近下磁体 1236a2。类似地,(第一线圈组1232的)第二线圈1232b的上部分和一部分第一线圈1230邻近 下磁体1236cl。(第一线圈组1232的)第二线圈1232b的下部分邻近下磁体1236c2。
[0105]运行时,一个或多个电流脉冲或电流信号被发送到第一线圈1230和/或第一线圈 组1232,以便能够产生一个或多个电磁作用力和/或磁场,从而使镜头架1214产生移动。例 如,电磁致动器能够使镜头架1214平行其光轴进行移动。为了便于描述,参照图14,其显示 两个磁体靠近线圈,其中一个是较大的上磁体,另一个较小的下磁体(如上和下磁体1236al 和1236a2)。如图所示,磁场由磁体产生,如图中示例性磁场线M所示。同样用右手定则进行 描述,这样有助于读者理解所产生磁场、作用力和/或移动的方向。如图所示,一个或多个电 流脉冲被施加在较低位置上的线圈(如电子流动的方向由右手定则的拇指所示)。对应这一 个或多个电流脉冲,一个电作用力(如I)和一个磁作用力(如震)能够产生一个总作用力(如 其能够使图14的线圈发生移动。将此解释应用到图12A的镜头架1214,施加到第一线圈 组1232的第一位置(如下半部分)上的一个或多个电流脉冲也足以产生一个总作用力(如g ),如图14所示。如在一个类似于图14所示的例子里,第一线圈组1232的一部分(如在第一线 圈1230之下并邻近下磁体1236a2的所述1232a的下半部分)可以在一个类似于图14所示的 方向上接受一个或多个电流脉冲,并能够产生一个作用力:?.其使得线圈做平行于作用力方 向尹的移动。
[0106] 类似地,在图14的上线圈,与下线圈不同方向的一个或多个电流脉冲足以使上线 圈也在平行于作用力,的方向进行移动。此外,使用一个如图14所述电流回路的线圈,利用 同一电流脉冲,能够产生一个相对线圈上部分和下部分的作用力。例如,如果图14的下半线 圈连接并回路到上半线圈,在下半线圈沿着拇指方向行进的电流信号也将与上半线圈上的 右手定则一致,并产生同一个向上的作用力|。正如本领域普通技术人员所熟知的一样,一 个或多个电流脉冲的选择、一个或多个磁体、磁体尺寸、极性的选择和配置、以及所有这些 组件的配置可以组成一个装置,其能够在多个方向和/或朝向上移动。例如,正如以上所述, 在一个实施例里,镜头架能够平行于其光轴进行移动,镜头架也能够关于一个或多个垂直 于其光轴的轴进行旋转。例如,第一线圈组1232的上半部分(如在第一线圈1230上方并邻近 上磁体1236al的所述1232a的上半部分),可以接收一个或多个电流脉冲,该电流方向不同 于第一线圈组1232下半部分上的电流方向(因为第一线圈组1232的回路结构),可以产生一 个向上的作用力g。
[0107] 图13显示镜头和/或镜头架的光轴以及一个垂直于光轴的轴(X-轴或y-轴)。与前 述一致,电磁致动器很可能会使镜头和/或镜头架产生关于一个垂直于光轴的轴的旋转运 动。
[0108] 回到图12A和12B,第一线圈1230接收一个或多个电流信号。根据所接收到的这一 个或多个电流信号,会产生一个关于第一线圈1230的电磁场。产生的电磁场与一个或多个 磁体诸如1236a-1236d的磁场相互作用。结果,产生的电磁场能够产生一个或多个作用力, 如吸引和/或排斥的磁作用力。例如,根据所提供的电流,吸引力和/或排斥力可以使镜头架 1214产生移动。在一种情况下,所产生的一个或多个作用力能够推动镜头架1214沿着镜头 架1214光轴移动。例如,镜头架1214可以沿着镜头架1214的光轴上下垂直移动,如图IOA和 IOB所示,镜头架1214的光轴平行于Z-轴。在此例子里,镜头架1214的移动可以用来改变焦 距或焦比。这些运行原理可用于成像模块1202的对焦功能,如自动对焦功能。
[0109] 与第一线圈1230所接收的任何电流信号不同,第一线圈组1232可以接收另外的一 个或多个电流信号。根据接收的一个或多个电流信号,产生的磁场可以在第一线圈组1232 和一个或多个磁体如磁体1236a和1236c之间产生一个或多个作用力。所述一个或多个作用 力能够使镜头架1214关于一个垂直于镜头架1214光轴的轴产生运动和/或旋转。例如,镜头 架1214的旋转可以是关于图IOA所示的X-轴和y-轴中的任何一个轴。因此,在一个实施例 里,广而言之,到第一和/或第二线圈组1232和1234的一个或多个电流信号能够使镜头架 1214关于垂直于镜头架1214光轴的轴产生抖动或旋转运动。在一个例子里,第一和第二线 圈组1232和1234可以被看作是旋转线圈。这些运行原理可用于图像稳定功能等。
[0110]回到图12A以及磁体1236al和1236cl相对于第一线圈1230的配置,也有可能发送 一个或多个电流脉冲或电流信号到第一线圈1230以产生一个或多个电磁作用力,如以上有 关图14所述。的确,在一个实施例,是有可能产生一个作用力足以使镜头架1214平行于其光 轴进行移动。
[0111]在一次实施例,也有可能产生一个或多个相对于第一线圈组1232的作用力以使镜 头架1214关于一个垂直于镜头架1214光轴的轴产生旋转。例如,与图14 一致,第一组电流脉 冲被发送到第一线圈1232a的下半部分以产生一个向上方向的作用力f。第二组电流脉冲 被发送到第一线圈1232a的上半部分同样产生一个向上方向的作用力|。结果,与第一线圈 1232a连接的镜头架1214的一部分会受到一个向上方向的作用力。同时或几乎同时,第一组 电流脉冲被发送到第二线圈1232b的上半部分,并且第二组电流脉冲被发送到第二线圈 1232b的下半部分。发送到第二线圈1232b的电流脉冲足以产生一个向下的作用力以使 与第二线圈1232b相连的镜头架1214的一部分向下移动。在一种情况下,由多个电流脉冲产 生的作用力足以使镜头架1214关于一个垂直于镜头架光轴的轴(如关于图11所述的X-轴) 进行旋转运动。
[0112]图12B显示成像模块1202从不同角度的截面图。在一个实施例里,(第二线圈组 1234的)第一线圈1234a可以被安置靠近上磁体1236bl和下磁体1236b2。(第二线圈组1234 的)第二线圈1234b可以被安置靠近上磁体1236dl和下磁体1236d2。这样的线圈和磁体安排 可以用于防抖功能,这与以上图13和图14的描述一致。在一次实施例,第一线圈1230可以被 安置靠近上磁体1236bl和另一个上磁体1236dl。像这样,到第一线圈1230的一个或多个电 流脉冲可以使镜头架1214产生平行于成像模块1202光轴的移动。这样的线圈和磁体安排可 用于对焦功能(如自动对焦),这与以上图14的描述一致。
[0113] 在另一个实施例里,线圈如第一和第二线圈组1232和1234可以被设置以便于镜头 架关于轴进行旋转。例如,第一线圈组1232包含至少第一线圈1232a和第二线圈1232b,在第 一线圈组1232上产生的电磁场可能对于第一线圈1232a和第二线圈1232b来说是不同的。在 一种情况下,第一电磁场X1N/C可以是在第一线圈1232a上产生的,而第二电磁场X2N/C可能 是在第二线圈1232b上产生的。因此,在第一线圈1232a上产生一个吸引力,而在第二线圈 1232b上产生一个排斥力。以上的讨论也同样适用于第二线圈组1234。当然,以上的讨论是 用来说明基本功能,并不是意在限制性的。的确,根据本实用新型原理可以有无限数目的不 同实施例。
[0114] 在一次实施例,独立的电流信号可以被分别传输到第一线圈1230和/或第一和/或 第二线圈组1232和1234。在一种情况下,独立的电流信号可以同时、部分同时或不同时间段 地传输。根据可能的功能广泛地说,这个原理的一个例子结果是,镜头架1214的对焦功能 (如自动对焦)可以独立运行于镜头架1214的图像稳定性或防抖功能。因此,镜头架1214能 够沿着光轴移动,也可以关于至少一个正交于光轴的轴而旋转。在一个例子里,成像模块 1202可以有自动对焦功能,而同时或部分同时有图像稳定功能。
[0115] 此外,一个或多个弹簧(如图15A的弹簧1538和1540)可以被连接到镜头架1214,能 够按需要地将镜头架1214拉回到中立和/或静止位置。例如,在一个实施例里,可以施加一 个或多个电流信号到第一线圈1230,使镜头架1214沿着光轴产生移动。在某个时间点拍摄 图像时,镜头加1214可以通过弹簧或其它机械和/或电磁机制返回到静止位置。
[0116] 图15A-15B显示成像模块1502的不同实施例。一起参照图15A-15B,成像模块1502 包含一个垫片1542和/或一个上弹簧1538和/或一个弹簧垫片1544。垫片1542、上弹簧1538 和弹簧垫片1544被连接到磁辄1524和/或镜头架1514。多个磁体连接到磁辄1524。例如,图 15A所不磁体1536a、1536b、1536c和1536d被安置在磁辄1524的内表面。在另一个实施例里, 磁体1536 &、153613、1536〇和1536(1可以被安置在磁辄1524拐角的内表面上,如图158所示。垫 片组1546安置在磁体1536 &、153613、1536〇和1536(1之间,如图154所示。镜头架1514安置在磁 辄1524内,使得镜头架1514上的多个线圈可以靠近磁辄1524内的磁体。例如,在一个实施例 里,第一线圈1530、第一线圈组和第二线圈组1532和1534可以分别被安置在光轴的同一或 类似的水平位置上。第一线圈1530被安置在镜头架1514的外表面上。第一和第二线圈组 1532和1534分别被安置在第一线圈1530的外表面上,如图IOA和图IOB的实施例所述,使得 第一线圈1530的一部分可以穿过或通过第一和第二线圈组1532和1534的开口而相互固定。 第一线圈1530的形状可以是圆形的,或其它合适的形状,如六角形、八角形、椭圆形或长方 形等。
[0117] 在一个实施例里,上弹簧和下弹簧1538和1540可以是关于一个或多个平分轴对称 或大致对称的。上弹簧和下弹簧1538和1540的对称性会影响旋转中心的位置,其会影响镜 头架1514的抖动运动。例如,弹簧的对称性有助于保持旋转中心在光轴上,并最小化和/或 限制镜头架1514的平移运动。在一个实施例里,底座1526被连接到磁辄1524,以承托成像模 块1502的元件。另外,应该注意到,在一个实施例里,电磁致动器和镜头架1514被安置在上 弹簧和下弹簧1538和1540之间。
[0118] 图16A和图16B显示不同设计实施例的上弹簧和下弹簧1638和1640,与上述维持镜 头架如镜头架1514的旋转中心一致。在一个实施例,上弹簧和下弹簧1638和1640可以有不 同的形状,如图16A所示。在另一个例子里,上弹簧和下弹簧1638和1640可以类似于图16B。 弹簧的设计要与前述讨论一致,以产生期望的运动和/或旋转。
[0119] 图17显示一个实施例的成像模块的一部分。与以上所述实施例(其中线圈被安置 在镜头架上)相反,图17所示实施例是将多个磁体安置在镜头架1714上。如此所述,磁体 1736a、1736b、1736c(在磁体1736b背后)和1736d(在磁体1736a背后)被直接安置在镜头架 1714上。磁体1736&-1736(1可以包括不同极性的部分和/或部件、和/或分开的子磁体。在一 个实施例,磁体的一部分可以大于或小于磁体的另一部分。例如,磁体1736a包含第一部分 即磁体1736al,其大于第二部分即磁体1736a2。如之前有关其它实施例所述,至少部分地根 据线圈的尺寸和/或布置,可以确定各磁体之间的尺寸。例如,如果期望磁体能够与由一个 或多个线圈产生的磁场相互作用,那么该磁体的尺寸和/或安置就可以根据所述一个或多 个线圈的尺寸和/或安置以及产生的磁场来进行和安排,以便能够靠近磁场并能够使镜头 架(如镜头架1714)产生移动。
[0120]在一个实施例,线圈1730可以被安置在磁体1736a-1736d周围或与其靠近,从而能 够使镜头架1714产生移动,诸如沿着与镜头架1714光轴平行的方向移动。在另一个实施例 里,第一线圈组1732和第二线圈组1734也可以被安置在磁体1736a-1736d附近,从而使得镜 头架能够关于一个或多个垂直于镜头架1714光轴的轴产生旋转。
[0121]图18显示一个类似于图17的实施例,其中第一线圈1830、第一线圈组1832(包含线 圈1832a和1832b)和第二线圈组1834(包含线圈1834a和1834b)被安置在磁体1836a、1836b、 1836c(被镜头架1814遮住)和1836d(被镜头架1814遮住)附近。如此所述,在一个实施例里, 一部分第一线圈1830穿过第一和第二线圈组1832和1834的中空部分。例如,安置第一线圈 1830使得一部分第一线圈1830可以穿过第一线圈组1832的第一线圈1832a的开口而暴露于 磁体1836al,从而在第一线圈1830产生一个磁场与磁体1836al相互作用。
[0122] 在一次实施例,可以安置第一线圈1830、第一线圈组1832和第二线圈组1834而使 其共面。例如,图18的平面A显示一个垂直于镜头架1814光轴(如Z-轴)的平面。如与第一线 圈1830相交的虚线所示,一个垂直于光轴的平面(如平面A),其与第一线圈1830相交,也将 与至少一部分第一和第二线圈组1832和1834相交。从而如上所述,在本实施例,第一线圈 1830、第一线圈组1832和第二线圈组1834是共面的。
[0123] 在一实施例,如果磁体1836a_1836d可以被安置在镜头架1814上,那么第一线圈 1830、第一线圈组1832和第二线圈组1834则被安置在磁辄(如图15A的磁辄1524)内和/或其 它适合保持第一线圈1830、第一线圈组1832和第二线圈组1834靠近磁体1836a-1836d的结 构内。
[0124] 在一个实施例里,施加一个或多个电流脉冲到第一线圈1830、第一线圈组1832或 第二线圈组1834中至少一个线圈上,可以使镜头架1814产生一个或多个方向上的运动。例 如,发送一个或多个电流信号到第一线圈1830上,这一个或多个电流信号足以产生一个磁 场,与磁体1836 &1、1836131、1836〇1和1836(11相互作用,从而使附接有磁体1836&-1836(1的镜 头架1814移动。
[0125] 在一个实施例里,施加一个或多个电流信号到第一线圈组1832或第二线圈组1834 的一个或多个线圈上,可以使镜头架1814关于一个或多个垂直于镜头架1814光轴的轴产生 旋转运动,类似于图10A、图IOB和图11中的讨论。在另一个实施例里,施加一个或多个电流 信号到至少第一线圈1830上,可以使镜头架1814平行于镜头架1814光轴进行移动,类似于 图10A、图IOB和图11中的讨论。
[0126] 本领域技术人员将会认识到,对于以上描述,可能会有一个无限数量的变化,这些 例子和所附附图仅仅是用于描述一个或多个特定实施。它们不应理解为限制性的。
[0127] 在此使用的"和"、"和/或"和"或"可以包含各种涵义,同样至少部分取决于这些术 语使用的上下文。通常,使用时,如果"或"和"和/或"关联到一个列表,如A、B或C,其可以是 包含涵义,是指A、B和C,也可以是排他涵义,是A、B或C。另外,在此使用的"一个或多个"可以 用来描述单数的任何特征、结构或特性,或可以用来描述特征、结构或特性的一些组合。尽 管如此,应该注意到,这仅是一个描述例子,本实用新型并不受限于此例子。
[0128] 尽管已经描述和叙述了被看作本实用新型的示范实施例,本领域技术人员将会明 白,可以对其作出各种改变和替换,而不会脱离本实用新型的精神。另外,可以做出许多修 改以将特定情况适配到本实用新型的教义,而不会脱离在此描述的本实用新型中心概念。 所以,本实用新型不受限于在此披露的特定实施例,但本实用新型还包括属于本实用新型 范围的所有实施例及其等同物。
【主权项】
1. 一种小型成像模块,其特征在于,包括: 一个镜头架;和 一个电磁致动器,其连接到所述镜头架,所述电磁致动器包括: 第一线圈,其能够使镜头架平行于镜头架的光轴进行移动; 至少两个线圈组,其能够使镜头架关于一个垂直于光轴的轴进行旋转,其中所述第一 线圈的一部分被安置使得穿过所述至少两个线圈组的中空部分;和 多个磁体,其被安置靠近所述第一线圈和所述至少两个线圈组,其中每个磁体包括第 一部分和第二部分,所述第二部分邻近所述第一部分,所述第一部分朝向所述镜头架的极 性不同于所述第二部分朝向所述镜头架的极性; 其中所述第一线圈邻近所述多个磁体的第一部分,所述至少两个线圈组被安置,使得 所述至少两个线圈组的第一部分邻近所述多个磁体的第一部分,并且所述至少两个线圈组 的第二部分邻近所述多个磁体的第二部分,从而使所述至少两个线圈组能够与所述多个磁 体的第一和第二部分的磁场相互作用,使镜头架产生旋转运动,其中所述第一线圈穿过所 述至少两个线圈组的所述第一部分和所述第二部分之间的开口。2. 根据权利要求1所述的小型成像模块,其特征在于,所述磁体的第一部分的尺寸大于 所述磁体的第二部分的尺寸。3. 根据权利要求1所述的小型成像模块,其特征在于,所述至少两个线圈组的其中一个 线圈运行时,使所述镜头架关于垂直于光轴的第一轴发生旋转,所述至少两个线圈组的另 一个线圈运行时,使所述镜头架关于垂直于光轴的第二轴发生旋转。4. 根据权利要求3所述的小型成像模块,其特征在于,所述第一轴垂直于所述第二轴。5. 根据权利要求1所述的小型成像模块,其特征在于,所述第一线圈和所述至少两个线 圈组都连接到所述镜头架,所述至少两个线圈组包括四个线圈,其中至少两个线圈被安置 在所述镜头架的互补位置上,使所述镜头架关于一个垂直于光轴的轴产生旋转,并且其中 所述四个线圈靠近所述多个磁体的第一部分和第二部分。6. 根据权利要求1所述的小型成像模块,其特征在于,还包括: 一个磁辄,其连接到底座,其中所述镜头架被安置在所述磁辄和所述底座内; 第一弹簧,其安置在所述镜头架和所述磁辄之间;和 第二弹簧,其安置在所述镜头架和所述底座之间。7. 根据权利要求6所述的小型成像模块,其特征在于,所述电磁致动器被安置在所述第 一弹簧和所述第二弹簧之间。8. -种镜头移动装置,其特征在于,包括: 一个镜头架; 一个电磁致动器,包括: 第一组磁体和第二组磁体; 第一线圈,其被安置靠近述镜头架,并邻近所述第一组磁体中的一个或多个磁体; 第一线圈组,其被安置靠近所述镜头架的互补侧,并邻近所述第一组磁体中的一个或 多个磁体以及所述第二组磁体中的一个或多个磁体; 第二线圈组,其被安置靠近所述镜头架的互补侧,并邻近所述第一组磁体中的一个或 多个磁体以及所述第二组磁体中的一个或多个磁体; 其中所述第一线圈和所述第一和第二线圈组被安置,使得垂直于所述镜头架光轴的一 个平面与所述第一线圈和所述第一和第二线圈相交; 所述电磁致动器能够使所述镜头架平行于光轴而移动,或使所述镜头架关于一个或多 个垂直于光轴的轴产生旋转运动; 其中所述第一线圈穿过所述第一线圈组和所述第二线圈组的开口。9. 根据权利要求8所述的镜头移动装置,其特征在于,所述第一线圈的至少一部分穿过 所述第一和第二线圈组的至少一个线圈的中心开口。10. 根据权利要求9所述的镜头移动装置,其特征在于,所述第一线圈的所述至少一部 分在所述第一和第二线圈组的至少一个线圈的中心开口内是偏离于线圈轴心的。11. 根据权利要求8所述的镜头移动装置,其特征在于,所述第一组磁体中朝向所述镜 头架的所述一个或多个磁体的一部分的极性不同于所述第二组磁体中朝向所述镜头架的 所述一个或多个磁体的一部分的极性。12. 根据权利要求8所述的镜头移动装置,其特征在于,所述第一组磁体中的所述一个 或多个磁体和所述第二组磁体中的所述一个或多个磁体被安置延伸到所述第一线圈和所 述第一和第二线圈组的上方和下方。13. 根据权利要求8所述的镜头移动装置,其特征在于,还包括一个磁辄,其中所述镜头 架被安置在所述磁辄内,所述第一组磁体中的所述一个或多个磁体和所述第二组磁体中的 所述一个或多个磁体被连接在所述磁辄的内表面。
【文档编号】G03B5/00GK205427287SQ201520881283
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年11月6日
【发明人】郑国星, 范建明
【申请人】香港应用科技研究院有限公司
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