CN218099885U - 用于相机的致动器和相机模块 - Google Patents

Abstract

用于相机的致动器和相机模块。根据本公开的实施方式的用于相机的致动器包括：第一载体，其具有形成为在光轴方向上延伸并设置在第一载体的外侧的导轨，第一载体配置为在光轴方向上移动；第二载体，其配置为在与光轴垂直的方向上移动并且容纳在第一载体的内侧；壳体，其配置为用于容纳第一载体；以及球体，其设置在导轨与壳体之间，并且作为第一区段与第二载体的外侧之间的间隔的第一间隔大于作为第二区段与第二载体的外侧之间的间隔的第二间隔，第一区段是第一载体的设置有导轨的内侧，并且第二区段是在第一载体的设置有第一区段的内侧中未设置导轨的部分。

Description

用于相机的致动器和相机模块

技术领域

本公开涉及一种用于相机的致动器和包括该致动器的相机模块，并且更具体地，涉及一种通过增强载体之间的物理面对结构而具有提高的驱动性能的用于相机的致动器和包括该致动器的相机模块。

背景技术

随着用于图像处理的硬件技术的发展和用户对图像拍摄的需求的增加，诸如自动对焦(AF)和光学图像稳定(OIS)的功能已经应用于安装到诸如蜂窝电话和智能电话的便携式终端以及独立的相机装置的相机模块等。

自动对焦(AF)功能(或自动聚焦功能)是指通过在光轴方向上线性移动具有透镜的载体以在位于透镜后部的图像传感器(CMOS、CCD等)处生成清晰图像来实现对对象的适当焦距的功能。

另外，光学图像稳定(OIS)功能意指通过在补偿透镜由于颤动而抖动时的抖动的方向上自适应地移动具有透镜的载体来提高图像清晰度的功能。

近来，正在使用集成了AF和OIS功能的装置或致动器。在这种情况下，用于在AF载体内在与光轴垂直的X轴方向和/或Y轴方向上移动其上安装有透镜的OIS载体的配置与用于移动AF载体的配置一起整体实现。

此外，在其中实现AF功能的装置中或在其中实现AF和OIS功能两者的装置中，应用其中在与光轴相同的方向上布置的球体***在AF载体(动子)和壳体(定子)之间的结构，以便于提高在光轴方向上移动的AF载体的行为特性。

这种结构允许在动子和定子之间连续地保持适当的分离距离，并且通过使通过球体自身的移动和滚动以及与球体的点接触而产生的摩擦力最小化，AF载体可以在光轴方向上更灵活和精确地移动。

这些球体由具有高强度或硬度的材料(例如，金属或陶瓷)制成，与球体接触的动子等主要由塑料材料制成，以便于增加模制的容易性。

如果球体和与球体接触的物体由异质材料制成，则当由于异质材料之间的硬度差而发生外部冲击或振动时，与球体接触的引导部件可能容易损坏或磨损。

另外，由于球体被制成球形，与球体接触的部分变成力或压力最大的点，因此外部冲击可能进一步加强局部部件的损坏或磨损。

如果引导球体的部件被损坏或磨损，或者如果产生诸如从塑料材料分离的颗粒的外来物质，则可能出现AF载体的倾斜故障、线性中断或位置控制故障，这可能使AF载体的整体驱动性能劣化。

此外，在将OIS载体容纳在AF载体内侧的装置或致动器的情况下，OIS载体必须在与光轴垂直的方向上移动，从而在OIS载体的外侧和AF载体的内侧之间形成自由空间。

因此，如果发生掉落、外部冲击或震动，则设置在AF载体内侧的OIS载体撞击AF载体的内侧，并且由撞击生成的力被传递到AF载体的外侧，在该处球体被原样引导。由于这种现象，引导球体的部件可能被损坏或磨损。

然而，在现有技术中，仅提出了几种方法来解决由异质材料引起的问题，并且没有认识到由于OIS载体的外侧和AF载体的内侧之间的碰撞而可能发生损坏的上述问题，因此根本没有解决该问题的方法。

实用新型内容

技术问题

本公开被设计为解决现有技术的问题，因此本公开旨在提供一种可以通过更有效地抑制对引导球体的轨道结构的磨损或损坏的发生来进一步提高AF载体的线性移动的驱动精度的用于相机的致动器等。

本公开的这些和其它目的和优点可以从下面的详细描述中理解，并且将从本公开的示例性实施方式中变得更加显而易见。此外，容易理解的是，本公开的目的和优点可以通过所附权利要求及其组合中所示的手段来实现。

技术方案

根据本公开的实施方式的用于相机的致动器包括：第一载体，所述第一载体具有形成为在光轴方向上延伸并设置在所述第一载体的外侧的导轨，所述第一载体被配置为在所述光轴方向上移动；第二载体，所述第二载体配置为在与光轴垂直的方向上移动并且容纳在所述第一载体的内侧；壳体，所述壳体被配置为容纳所述第一载体；以及球体，所述球体被设置在所述导轨和所述壳体之间，其中，作为第一区段与所述第二载体的外侧之间的间隔的第一间隔大于作为第二区段与所述第二载体的所述外侧之间的间隔的第二间隔，所述第一区段是所述第一载体的设置有所述导轨的内侧，并且所述第二区段是在所述第一载体的设置有所述第一区段的内侧中未设置所述导轨的部分。

更优选地，根据本公开的用于相机的致动器还可以包括形成在第一区段和第二区段之间的回避空间。

在这种情况下，本公开的回避空间可以包括朝向第一区段设置并具有与导轨的表面对应的形状的对应表面。

此外，本公开的第一区段和第二区段可以具有朝向第二载体的外侧突出的形状，并且第一区段的突出尺寸可以小于第二区段的突出尺寸。

根据一个实施方式，与第一区段相邻的第二载体的边缘部分可以具有倾斜形状或弧形形状。

根据本公开的实施方式的相机模块包括以上所述的用于相机的致动器。

有益效果

根据本公开的优选实施方式，通过有效地抑制或阻止施加到AF载体内侧的冲击力传递到引导球体的轨道结构，可以更有效地防止在引导球体的轨道结构处发生损坏、断裂、凹陷等。

根据本公开，可以精确地保持线性移动性并有效地抑制AF载体的倾斜发生，从而提高致动器的整体驱动性能。

另外，根据本公开的另一实施方式，由于用于碰撞抑制等的结构可以通过将简单结构应用到OIS载体的外侧和/或AF载体的内侧来实现，所以可以更有效地执行致动器组装和制造过程，并且可以通过增强耐久性来进一步增加致动器的使用寿命。

附图说明

附图示出了本公开的优选实施方式，并且与前述公开一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解，因此，本公开不被解释为限于附图。

图1是示出根据本公开的优选实施方式的用于相机的致动器的整体配置的图，

图2和图3是示出根据本公开的优选实施方式的第一载体和第二载体的具体构造的图，以及

图4至图6是示出第一载体的内侧与第二载体的外侧之间的结构关系的图。

附图标记

1000：用于相机的致动器

100：壳体 110：槽轨

120：电路板 130：轭板

200：第一载体 210：导轨

221：第一分段 222：第二分段

223：回避空间 224：对应表面

300：第二载体 320：对应外侧

400：外壳 500：Z形止动器

R：透镜(透镜组件) M1：第一磁体

M2：第二磁体 M3：第三磁体

C1：第一线圈 C2：第二线圈

C3：第三线圈 H1：第一霍尔传感器(第一操作驱动器)

H2：第二霍尔传感器(第二操作驱动器)

H3：第一霍尔传感器(第三操作驱动器)

B1：第一球体 B2：第二球体

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施方式。在描述之前，应当理解，说明书和所附权利要求中使用的术语不应被解释为限于一般和字典含义，而是基于允许发明人为了最佳解释而适当地定义术语的原理，基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。

因此，在此提出的描述仅仅是用于说明目的的优选示例，并不旨在限制本公开的范围，因此应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对其进行其它等效和修改。

图1是示出根据本公开的优选实施方式的用于相机的致动器1000(在下文中，称为“致动器”)的整体配置的图，

根据实施方式，本公开的致动器1000可以被实现为单个装置，并且还可以被实现为包括透镜组件R、图像传感器(未示出)等的相机模块。

如图1所示，本公开的致动器1000构造成包括壳体100、第一载体200、第二载体300、Z形止动件500和用作屏蔽罩等的外壳400。

如图1所示，透镜R(透镜组件)安装在容纳在第一载体200(AF载体)中的第二载体300(OIS载体)上，并且一起物理移动。因此，如果第一载体200在光轴方向(图1中的Z轴等)上前后移动，则透镜R也在光轴方向上移动。

如果透镜R由于第一载体200在光轴方向上的移动而沿着光轴方向移动，则调节透镜R和图像传感器(未示出)如CCD或CMOS之间的距离，从而实现自动聚焦功能和变焦功能。

在下文中，在本公开中，与光入射到透镜R的路径相对应的方向轴(即，与垂直于透镜R的方向相对应的方向轴)定义为光轴(Z轴)，并且将与光轴(Z轴)垂直的的平面上的两个轴被定义为X轴和Y轴。

用于基于壳体100在光轴方向上移动第一载体200的驱动单元可以采用诸如形状记忆合金(SMA)、压电元件和微机电***(MEMS)的各种组件，但是考虑到功耗、噪声抑制、空间利用、线性移动特性、精确控制效率等，优选地实现使用在磁体和线圈之间产生的磁力的配置。

具体地，在本公开的优选实施方式中，如图1所示，第一磁体M1设置在第一载体200(AF载体)的一侧，并且第一线圈C1设置到壳体100以面对第一磁体M1。

由于电磁力是相对力的关系，所以第一线圈C1可以被设置到作为动子的第一载体200，并且第一磁体M1可以被设置到作为相对定子的壳体100。

如果通过操作驱动器H1的控制向第一线圈C1施加适当大小和方向的功率，则在第一线圈C1和第一磁体M1之间产生磁力，并且第一载体200通过使用所产生的磁力作为相对于壳体100等的相对视点的驱动力在光轴方向上线性移动。

根据一个实施方式，还可以包括用于检测第一载体200的位置、方向等的检测传感器。在这种情况下，如果检测传感器检测到第一载体200的位置并将与其对应的信号发送到操作驱动器H1，则操作驱动器H1控制施加到第一线圈C1的对应大小和方向的功率。

检测传感器可以实现为霍尔传感器H1，霍尔传感器H1使用霍尔效应检测存在于检测区域中的磁体的磁场的大小和方向的改变，并相应地输出电信号。

如果检测传感器被实现为如上所述的霍尔传感器，则第一霍尔传感器H1被配置为检测设置到第一载体200的第一磁体M1的磁场的大小和/或方向，并输出与其对应的信号。

第一霍尔传感器H1的感测和操作驱动器的控制处理优选地配置为通过反馈控制循环地应用，使得可以通过时间序列连续控制进一步提高驱动精度。

操作驱动器可以实现为独立的电子组件或装置。然而，由于操作驱动器通常以通过SOC(片上***)等与霍尔传感器集成的单个电子组件(芯片)的形式实现，因此在附图中，第一霍尔传感器和操作驱动器由相同的附图标记H1表示。

第一球体B1设置在壳体100和第一载体200之间。为了实现线性的有效引导，第一球体B1设置在第一载体200的外侧，并优选地配置为部分地容纳在设置在第一载体200的外侧并具有在光轴方向上延伸的形状的导轨210(见图2)或形成在壳体100处的槽轨110中的至少一个中。

如果如上所述设置第一球体B1，则第一载体200可以在借助于第一球体B1与壳体100保持适当的间隔的同时通过第一球体B1的移动、滚动、点接触等以最小的摩擦力更灵活地移动，因此可以减小噪音、使驱动力最小化并进一步提高驱动精度。

根据一个实施方式，本公开的壳体100可以包括轭板130。轭板130被配置为与第一磁体M1产生吸引力。因为包括第一球体B1的第一载体200由于轭板130和第一磁体M1之间的吸引力而被拉向壳体100(图1中的X轴方向)，所以可以连续地保持第一球体B1和第一载体200之间以及第一球体B1和壳体100之间的点接触。

第一线圈C1、第一霍尔传感器H1、后面说明的第二线圈C2和后面说明的第三线圈C3被安装到与外部模块或电源电接口互连的电路板120上。

根据本公开的用于相机的致动器1000可以包括Z形止动器500，该Z形止动器500根据实施方式限制第二载体300等在Z轴方向上的移动并且引导第二载体300在第一方向和/或第二方向上的移动，以便于在驱动OIS时抑制第二载体300在Z轴方向上的诸如间隙(gapping)或提升(lifting)的偏离。

图2和图3是示出根据本公开的优选实施方式的第一载体200和第二载体300的具体构造的图。

如图2所示，在与光轴垂直的方向(X轴、Y轴或其组合)上移动的第二载体300(OIS载体)被配置为容纳在第一载体200的内侧。

第二磁体M2和第三磁体M3被安装在第二载体300的侧表面以实现在与光轴垂直的每个方向(X轴方向和Y轴方向)上的移动，并且分别面对第二磁体M2和第三磁体M3的第二线圈C2和第三线圈C3被设置到壳体100。

第二载体300基于第一载体200移动。如图2等所示，第二载体300可以通过设置在第一载体200和第二载体300之间的第二球体B2移动，并且根据实施方式，第二载体300也可以通过诸如金属丝或弹簧的弹性构件移动。

如上所述，第二载体300可以通过由第二磁体M2和第二线圈C2之间以及第三磁体M3和第三线圈C3之间的电磁力产生的驱动力在每个方向上移动。

具体地，当第二霍尔传感器H2检测到X轴方向上的振动并且输出与该振动相对应的信号时，操作驱动器H2进行控制以将适当大小和方向的功率施加到第二线圈C2，使得第二载体300在根据振动反向校准移动的方向上移动。

如果将适当大小和方向的功率施加到第二线圈C2，使得在第二线圈C2和第二磁体M2之间产生磁力，则第二载体300在X轴方向上相对于第一载体200等线性移动。

根据本实施方式，当通过调节第二磁体M2的磁极方向和第二线圈C2的布置方向而在第二线圈C2和第二磁体M2之间产生磁力时，第二载体300也可以被配置为在Y轴方向上线性移动。

诸如第二霍尔传感器H2的检测、第二操作驱动器H2的控制、第二线圈C2和第二磁体M2之间的磁力的产生、第二载体300的反向移动等的一系列过程被配置为以时间序列和循环的方式施加，从而连续地校正手抖等。

使用第三线圈C3、第三霍尔传感器H3、第三操作驱动器H3等校正Y轴方向的手抖动的方法也对应于该方法，因此这里将不详细描述。

根据实施方式，第二载体300还可以被实现为在X轴方向和Y轴方向中的每个方向上单独移动的多个载体。

图4至图6是示出第一载体200的内侧与第二载体300的外侧之间的结构关系的图。

如上所述，第二载体300对应于容纳在第一载体200的内侧并且相对于第一载体200在与光轴垂直的方向上移动的动子，并且基于第二载体300的移动，第一载体200相对地对应于定子。

为了使第二载体300在与光轴垂直的两个方向(X轴方向和Y轴方向)的组合方向上移动，可以在第一载体200和第二载体300之间形成与第二载体300的OIS的移动距离一样大的移动空间。

根据实施方式，可以实现用于使第二载体300的基准位置居中的磁力结构，但这不是用于抑制外力。由于用于使基准位置居中的磁力结构与在外部产生的冲击力相比是小的，所以如果发生跌落或碰撞，则第二载体300撞击第一载体200的内表面。

另外，例如，当执行摇动智能电话的动作以弹出用于用户认证等的QR码时，由于这是无法与拍摄图像时不可避免地产生的手抖动相比的大得多的抖动大小，因此在这种情况下，第二载体300强烈且重复地撞击第一载体200的内侧。

如果如上所述发生外部摇动、掉落、碰撞或冲击，则第二载体300对第一载体200的内侧产生强烈的冲击，并且由冲击产生的力被传递到设置在第一载体200外侧的轨道结构(用于引导球体的结构)。

如果如上所述将冲击力传递到轨道结构，由于引导球体的轨道结构与由具有高硬度的材料(金属、陶瓷等)制成的球体接触，从相对的观点来看，损坏不会发生在球体处，而是发生在与球体接触(点接触)的轨道结构等的表面处。

在本公开中，为了解决该问题，即使位于内侧的第二载体300撞击第一载体200的外侧，也引导第二载体300以使得第二载体300和第一载体200在除了设置有导轨210的部分之外的部分处物理接触(碰撞)。

具体地，根据本公开的致动器1000被配置为使得作为第一区段(sector)221和第二载体300的外侧320之间的间隔的第一间隔D1(见图5)大于作为第二区段222和第二载体300的外侧之间的间隔的第二间隔D2(参见图5)，第一区段221是第一载体200的与导轨210设置在外侧处的部分相对应的内侧的，并且第二区段222是第一载体200的与第一载体200的设置有第一区段221的内侧中的第一区段221相邻的内侧的部分。

第二载体300的对应外侧320意指第二载体300的面向第一载体200的设置有导轨210的内侧的外侧。

在该配置中，即使第二载体300朝向导轨210撞击第一载体200，冲击也不会传递或传播到设置有导轨210的部分，因此可以有效地避免与第一球体B1接触的导轨210由于外部冲击的传递而损坏的问题。

根据一个实施方式，第一区段221和第二区段222被配置为具有朝向第二载体300的对应外侧320的突出形状，并且第一区段221的突出尺寸可以小于第二区段222的突出尺寸。

在相应的观点中，第二载体300的对应外侧320的面向第二区段222的部分也可以被配置成进一步分离成凹形形状等，而不是其面向第一区段221的部分。

从实际角度来看，第二载体300可以仅在X轴方向上移动(基于附图朝向配备有导轨210的第一载体200)，或者可以同时在X轴和Y轴方向上移动。另外，第二载体300可以在Y轴方向上移动之后立即在X轴方向上移动，并且还可以通过组合移动在旋转方向上移动。

如果第一间隔D1被配置为大于如上所述的第二间隔D2(ΔD，见图6)，则即使第二载体300在任何方向上移动，也可以有效地抑制冲击力传递到设置有导轨210的部分。

更优选地，可以在第一区段221和第二区段222之间形成回避空间223。如果如上所述形成用作第一区段221和第二区段222之间的自由空间的回避空间223，则即使第二载体300旋转或第二载体300在+Y轴方向上移动之后立即在+X轴方向上移动，也可以抑制第二载体300与第一区段221碰撞或向第一区段221施加冲击的现象。

此外，如果以这种方式形成回避空间223，则施加到第二区段222的力被回避空间223切断并且不能传递到第一区段221，因此可以有效地防止施加到第二区段222的冲击等对第一区段221造成损坏的现象。

为了进一步使物理回避关系最大化并且更牢固地实现导轨210的物理支撑结构，回避空间223优选地被配置成包括朝向第一区段221形成并且具有与导轨210的表面相对应的形状的对应表面224。

另外，如图中所示，第二载体300的位于与第一区段221相邻的边缘部分E(见图5等)更优选地配置为具有倾斜形状或弧形形状，使得进一步降低第二载体300的外侧与第一载体200的设置有导轨210的内侧之间的物理接触(冲击、碰撞等)的可能性。

已经详细描述了本公开。然而，应当理解的是，尽管指出了本公开的优选实施方式，但详细描述和具体示例仅通过例示的方式给出，因为根据该详细描述，本公开范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员将变得显而易见。

在本说明书的以上描述中，诸如“第一”和“第二”等的术语仅是用于彼此相对地标识组件的概念术语，因此它们不应被解释为用于表示特定顺序、优先级等的术语。

为了强调或突出本公开的技术内容，可以以稍微夸张的形式示出用于说明本公开及其实施方式的附图，但是应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，本领域技术人员可以考虑上述描述和附图的说明进行各种修改。

Claims (6)

1.一种用于相机的致动器，其特征在于，所述用于相机的致动器包括：

第一载体，所述第一载体具有形成为在光轴方向上延伸并设置在所述第一载体的外侧的导轨，所述第一载体被配置为在所述光轴方向上移动；

第二载体，所述第二载体配置为在与光轴垂直的方向上移动并且容纳在所述第一载体的内侧；

壳体，所述壳体被配置为容纳所述第一载体；以及

球体，所述球体被设置在所述导轨和所述壳体之间，

其中，作为第一区段与所述第二载体的外侧之间的间隔的第一间隔大于作为第二区段与所述第二载体的所述外侧之间的间隔的第二间隔，所述第一区段是所述第一载体的设置有所述导轨的内侧，并且所述第二区段是在所述第一载体的设置有所述第一区段的内侧中未设置所述导轨的部分。

2.根据权利要求1所述的用于相机的致动器，其特征在于，所述用于相机的致动器还包括：

回避空间，所述回避空间形成在所述第一区段和所述第二区段之间。

3.根据权利要求2所述的用于相机的致动器，

其特征在于，所述回避空间包括朝向所述第一区段设置并具有与所述导轨的表面相对应的形状的对应表面。

4.根据权利要求1所述的用于相机的致动器，

其特征在于，所述第一区段和所述第二区段具有朝向所述第二载体的所述外侧突出的形状，并且所述第一区段的突出尺寸小于所述第二区段的突出尺寸。

5.根据权利要求1所述的用于相机的致动器，

其特征在于，所述第二载体的与所述第一区段相邻的边缘部分具有倾斜形状或弧形形状。

6.一种相机模块，其特征在于，所述相机模块包括根据权利要求1至5中任一项所述的用于相机的致动器。

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