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相机模块和包括相机模块的相机装置的制作方法

  • 国知局
  • 2024-06-21 12:34:48

实施方式涉及相机模块和包括相机模块的相机装置。

背景技术:

1、相机模块捕获对象并且将该对象存储为图像或视频,并且相机模块被安装在移动终端比如手机、笔记本电脑、无人机和车辆上。

2、另一方面,诸如智能手机、平板电脑和笔记本电脑的便携式装置具有内置的微型相机模块,并且这种相机模块可以执行自动聚焦(af)功能,该自动聚焦功能自动地调节图像传感器与透镜之间的距离以使透镜的焦距对准。

3、另外,最新的相机模块可以通过借助变焦透镜增大或减小远处对象的放大倍率来执行放大或缩小的变焦功能。

4、另外,最新的相机模块采用图像稳定(is)技术来校正或防止由于因不稳定的固定装置或使用者移动引起的相机运动而导致的图像抖动。

5、图像稳定(is)技术包括光学图像稳定器(ois)技术以及使用图像传感器的图像稳定预防技术。

6、ois技术是通过改变光路来校正运动的技术,并且使用图像传感器的图像稳定技术是通过机械和电子的方法来补偿运动的技术,但是ois技术正被越来越多地采用。

7、另一方面,ois技术是通过使相机的透镜或图像传感器移动以校正光路来校正图像质量的方法,具体地,ois技术通过陀螺仪传感器来检测相机运动并且基于此计算透镜或图像传感器应该移动的距离。

8、例如,ois校正方法包括透镜运动方法和模块倾斜方法。在透镜运动方法中,仅使相机模块中的透镜移动以使图像传感器的中心与光轴重新对准。另一方面,模块倾斜方法是使包括透镜和图像传感器的整个模块移动的方法。

9、具体地,模块倾斜方法具有比透镜运动方法更宽的校正范围,并且因为透镜与图像传感器之间的焦距是固定的,所以模块倾斜方法具有使图像失真最小化的优点。

10、另一方面,在透镜运动方法的情况下,使用霍尔传感器来检测透镜的位置和运动。然而,如上所述的霍尔传感器在透镜运动距离较小时具有线性度,但是具有随着透镜距离增加而线性度减小的问题。另外,霍尔传感器极大地受周围环境的影响,并且具体地,由于相机模块被驱动时所产生的热而具有较差的可靠性的问题。

技术实现思路

1、技术问题

2、实施方式提供了一种包括位置检测传感器并且即使在透镜移动距离增大时仍具有优异的线性度和迟滞现象的相机模块和一种包括该相机模块的相机装置。

3、另外,实施方式提供一种相机模块和一种包括相机模块的相机装置,该相机模块和相机装置可以解决在相机的各种使用环境中可能发生的可靠性问题并且通过能够使基部和轨道彼此分离而便于组装。

4、另外,实施方式提供一种相机模块和一种包括相机模块的相机装置,该相机模块和相机装置可以通过能够使透镜镜筒和移动器彼此分离而便于透镜镜筒的设计和移动器的设计。实施方式还提供了便于透镜镜筒、移动器、基部和轨道的组装的相机模块和相机装置。

5、另外,实施方式提供了一种能够防止当透镜通过变焦在相机模块中移动时产生摩擦扭矩的相机模块和一种包括该相机模块的相机装置。

6、另外,实施方式提供一种相机模块和一种包括相机模块的相机装置,该相机模块和相机装置可以防止当透镜通过变焦在相机模块中移动时,发生透镜偏心或透镜倾斜或者透镜的中心与图像传感器的中心轴线不重合的现象。

7、另外,实施方式提供了一种超薄且超小型相机模块以及一种包括相机模块的相机装置。

8、另外,实施方式提供一种能够在实施ois时通过解决光学系统的透镜组装中的透镜的尺寸限制来确保足够的光量的相机致动器和一种包括该相机致动器的相机模块。

9、另外,实施方式提供一种能够在实施ois时通过使偏心或倾斜现象的发生最小化而建立最佳光学特性的相机模块和一种包括该相机模块的相机装置。

10、另外,实施方式提供一种能够在实施ois时防止与用于自动对焦(af)或变焦(zoom)的磁体发生磁场干扰的相机模块以及一种包括该相机模块的一种相机装置。

11、另外,本实施方式的技术任务之一是提供一种能够以低功耗实施ois的相机模块以及一种包括该相机模块的相机装置。

12、各实施方式的技术问题不限于在此项目中描述的那些技术问题,而是包括可以从本发明的整个描述中理解的那些技术问题。

13、技术方案

14、根据实施方式的相机模块包括:基部;导引部分,该导引部分设置在基部的内侧部上;透镜组件,透镜组件沿着导引部分移动;以及基板,该基板设置在基部的外侧部上,其中,透镜组件包括设置在透镜组件的下表面下面的导体,并且其中,基板包括谐振线圈,该谐振线圈设置在面向透镜组件的下表面的区域中且响应于透镜组件的运动而在垂直于光轴方向的方向上与导体的至少一部分重叠。

15、另外,导引部分包括:第一导引部分,该第一导引部分设置在基部的第一内侧部上;以及第二导引部分,该第二导引部分设置在基部的面向第一内侧部的第二内侧部上,其中,透镜组件包括:第一透镜组件,该第一透镜组件沿着第一导引部分移动;以及第二透镜组件,该第二透镜组件沿着第二导引部分移动。

16、另外,导体包括:第一导体,该第一导体设置在第一透镜组件的下表面下面;以及第二导体,该第二导体设置在第二透镜组件的下表面下面;其中,谐振线圈包括:第一谐振线圈,该第一谐振线圈在与第一透镜组件的行程对应的第一导体的运动范围内与第一导体的至少一部分重叠;以及第二谐振线圈,该第二谐振线圈在与第二透镜组件的行程对应的第二导体的运动范围内与第二导体的至少一部分重叠。

17、另外,第一谐振线圈在基板上成与第二谐振线圈间隔开。

18、另外,第一导体的运动范围在垂直于光轴方向的方向上不与第二导体的运动范围重叠。

19、另外,第一谐振线圈与第一导体间隔开第一距离,其中,第二谐振线圈与第二导体间隔开第二距离,其中,第一距离和第二距离中的至少一者在1.0mm至2.0mm的范围内。

20、另外,第一谐振线圈和第二谐振线圈中的至少一者具有50μm或更大的厚度。

21、另外,第一谐振线圈和第二谐振线圈中的至少一者具有在50μm至1mm范围内的宽度。

22、另外,第一谐振线圈和第二谐振线圈中的至少一者通过以在50μm至300μm的范围内的间隔转动多次而设置。

23、另外,第一谐振线圈和第二谐振线圈中的至少一者具有的外宽度是内宽度的至少三倍大。

24、另外,基板包括多个绝缘层,并且第一谐振线圈和第二谐振线圈中的每一者设置在多个绝缘层上以具有多层结构。

25、另外,多个绝缘层包括第一绝缘层至第四绝缘层,其中,第一谐振线圈和第二谐振线圈中的每一者包括:第一部分,该第一部分设置在第一绝缘层上并且通过沿第一方向转动来设置;第二部分,该第二部分设置在第二绝缘层上、连接至第一部分、并且通过沿与第一方向相反的第二方向转动来设置;第三部分,该第三部分设置在第三绝缘层上、连接至第二部分、并且通过沿第一方向转动来设置;以及第四部分,该第四部分设置在第四绝缘层上、连接至第三部分、并且通过沿第二方向转动来设置。

26、另外,第一谐振线圈和第二谐振线圈中的每一者包括振荡线圈以及第一接收线圈和第二接收线圈,并且振荡线圈设置成环绕第一接收线圈和第二接收线圈的外侧部。

27、另外,多个绝缘层包括第一绝缘层至第六绝缘层,其中,第一谐振线圈和第二谐振线圈中的每一者包括:振荡线圈的第一部分,该振荡线圈的第一部分设置在第一绝缘层上并且通过沿第一方向转动来设置;振荡线圈的第二部分,该振荡线圈的第二部分设置在第二绝缘层上、连接至振荡线圈的第一部分、并且通过沿与第一方向相反的第二方向转动来设置;第一接收线圈的第一部分,该第一接收线圈的第一部分设置在第二绝缘层上;第一接收线圈的第二部分,该第一接收线圈的第二部分设置在第三绝缘层上并且连接至第一接收线圈的第一部分;第二接收线圈的第一部分,该第二接收线圈的第一部分设置在第四绝缘层上;振荡线圈的第三部分,该振荡线圈的第三部分设置在第五绝缘层上、连接至振荡线圈的第二部分并且通过沿第一方向转动来设置;第二接收线圈的第二部分,该第二接收线圈的第二部分设置在第五绝缘层上并且连接至第二接收线圈的第一部分;以及振荡线圈的第四部分,该振荡线圈的第四部分设置在第六绝缘层上、连接至振荡线圈的第三部分、并且通过沿第二方向转动来设置。

28、另外,第一接收线圈和第二接收线圈具有正弦波和余弦波组合的形状。

29、另外,正弦波和余弦波包括上升部分和下降部分,并且第一接收线圈的上升部分设置在与第一接收线圈的下降部分不同的层上,并且第二接收线圈的上升部分设置在与第一接收线圈的下降部分不同的层上。

30、另一方面,根据实施方式的相机模块包括:基部;导引部分,该导引部分设置在基部的内侧部上;透镜组件,该透镜组件沿着导引部分移动;以及基板,该基板设置在基部的外侧部上,其中,透镜组件包括:移动器,驱动部分设置在该移动器上;以及透镜镜筒,该透镜镜筒以可拆卸的方式联接至移动器并且在该透镜镜筒上设置有透镜。

31、另外,导引部分包括:第一导引部分,该第一导引部分设置在基部的第一内侧部上;以及第二导引部分,该第二导引部分设置在基部的面向第一内侧部的第二内侧部上,其中,透镜组件包括:第一透镜组件,该第一透镜组件沿着第一导引部分移动;以及第二透镜组件,该第二透镜组件沿着第二导引部分移动。

32、另外,第一透镜组件包括供设置第一透镜的第一透镜镜筒以及供设置第一驱动部分的第一移动器,并且第二透镜组件包括供设置第二透镜的第二透镜镜筒以及供设置第二驱动部分的第二移动器。

33、另外,第一移动器包括与第一驱动部分联接的第一联接部分以及与第一透镜镜筒联接的第二联接部分,并且第二移动器包括与第二驱动部分联接的第三联接部分以及与第二透镜镜筒联接的第四联接部分,其中,第一透镜镜筒以可拆卸的方式联接至第二联接部分,并且第二透镜镜筒以可拆卸的方式联接至第四联接部分。

34、另外,基板包括:第一区域,该第一区域设置在基部的下表面的外侧部上;第二区域,该第二区域设置在基部的与第一内侧部对应的第一外侧部上;以及第三区域,该第三区域设置在基部的与第二内侧部对应的第二外侧部上。

35、另外,第一透镜镜筒包括联接至第二联接部分且其中供接纳第一磁轭的第一磁轭接纳部分,并且第二透镜镜筒包括联接至第四联接部分并且其中供接纳第二磁轭的第二磁轭接纳部分。

36、另外,相机模块还包括:第一滚珠,该第一滚珠设置在第一导引部分与第一移动器之间;以及第二滚珠,该第二滚珠设置在第二导引部分与第二移动器之间。

37、另外,第一滚珠包括设置在第一移动器的上侧部上的至少一个第一-第一滚珠和设置在第一移动器的下侧部上的至少一个第一-第二滚珠,并且其中,第二滚珠包括设置在第二移动器的上侧部上的至少一个第二-第一滚珠和设置在第二移动器的下侧部上的至少一个第二-第二滚珠。

38、另外,第一移动器包括:第一-第一布置部分,该第一-第一布置部分具有第一形状,使得第一-第一滚珠设置在其上表面上;以及第一-第二布置部分,该第一-第二布置部分具有第二形状,使得第二-第一滚珠设置在其下表面上,其中,第二移动器包括:第二-第一布置部分,该第二-第一布置部分具有第一形状,使得第二-第一滚珠设置在其上表面上;以及第二-第二布置部分,该第二-第二布置部分具有第二形状,使得第二-第二滚珠设置在其下表面上,并且其中,第一形状与第二形状不同。

39、另外,第一形状具有凹槽形状,第一-第一滚珠或第二-第一滚珠插入到该凹槽形状中,并且第二形状具有轨道形状,第一-第二滚珠或第二-第二滚珠设置在该轨道形状中并且沿光轴方向延伸。

40、另外,基板的第一区域至第三区域中的至少一者是刚性区域,并且基板包括位于第一区域与第二区域之间的第一柔性区域以及位于第二区域与第三区域之间的第二柔性区域,其中,第一柔性区域和第二柔性区域沿着基部的外侧部弯折,并且第一区域至第三区域中的每一者设置在基部的不同外表面上。

41、另外,第一透镜组件包括设置在第一透镜镜筒的下表面上的第一导体,并且第二透镜组件包括设置在第二透镜镜筒的下表面上的第二导体。

42、另外,基板包括设置在第一区域的第一部分上的第一谐振线圈和设置在第一区域的第二部分上的第二谐振线圈,并且其中,第一谐振线圈与第二谐振线圈间隔开预定间隙。

43、另外,根据实施方式的相机模块包括:基部;第一导引部分,该第一导引部分设置在基部的第一内侧部上;第二导引部分,该第二导引部分设置在基部的第二内侧部上;第一透镜组件,该第一透镜组件沿着第一导引部分移动;第二透镜组件,该第二透镜组件沿着第二导引部分移动;以及基板,该基板设置在基部的外侧部上,其中,基板包括:第一区域,该第一区域设置在基部的下表面上;第二区域,该第二区域设置在基部的与第一内侧部对应的第一外侧部上;以及第三区域,该第三区域设置在基部的与第二内侧部对应的第二外侧部上。

44、另外,第一透镜组件包括供设置第一透镜的第一透镜镜筒以供设置第一驱动部分的第一移动器,并且第二透镜组件包括供设置第二透镜的第二透镜镜筒以及供设置第二驱动部分的第二移动器,其中,基板包括设置在第二区域上以面向第一驱动部分的第三驱动部分以及设置在第三区域上以面向第二驱动部分的第四驱动部分。

45、另外,基板的第一区域至第三区域中的至少一者是刚性区域,并且基板包括:位于第一区域与第二区域之间的第一柔性区域;以及位于第二区域与第三区域之间的第二柔性区域,并且其中,第一柔性区域和第二柔性区域沿着基部的外侧部弯折。

46、另外,第一透镜组件包括设置在第一透镜镜筒的下表面下面的第一导体,并且第二透镜组件包括设置在第二透镜镜筒的下表面上的第二导体。

47、另外,第一导体和第二导体中的至少一者的宽度沿光轴方向变化。

48、另外,第一导体和第二导体中的至少一者具有三角形形状和菱形形状中的任一者。

49、另外,第一导体和第二导体的宽度沿光轴方向线性地变化。

50、另外,基板包括设置在第一区域的第一部分上的第一谐振线圈和设置在第一区域的第二部分上的第二谐振线圈,其中,第一谐振线圈与第二谐振线圈间隔开预定间隙。

51、另外,在基板的下表面上、于第一谐振线圈和第二谐振线圈的重叠区域中形成有开口。

52、另外,第一区域的第一部分在第一方向上与对应于第一透镜组件的行程的第一导体的运动范围重叠,并且第一区域的第二部分是在第一方向上与对应于第二透镜组件的行程的第二导体的运动范围重叠的部分,并且第一导体的运动范围在第一方向上不与第二导体的运动范围重叠。

53、另外,第一谐振线圈与第一导体间隔开第一距离,第二谐振线圈与第二导体间隔开第二距离,并且其中,第一距离和第二距离中的每一者满足在1.0mm至2.0mm的范围内。

54、有益效果

55、根据实施方式,单独地形成和组装的第一透镜镜筒121和第一移动器122在不将驱动部分设置在透镜镜筒上的情况下被单独地采用,使得与运动相关的操作在透镜镜筒自身中执行。因此,可以改善第一透镜组件121和第一移动器122的设计容易性。也就是说,实施方式中的第一镜筒组件121可以仅考虑透镜规格来设计,第一移动器122仅需要考虑与运动有关的事项来设计,并且因此,可以改善设计的容易性。

56、另外,在现有技术中,当评估致动器的可靠性时,由于诸如磁体或滚珠的所有与运动相关的部分设置在第一透镜镜筒中,并且如上所述,对致动器的可靠性评估仅在所有部分比如第一透镜镜筒、磁体和滚珠组合的状态下执行。因此,在现有技术中,当致动器的性能出现问题时,必须丢弃透镜镜筒自身,从而导致严重的浪费。

57、另一方面,根据实施方式,第一移动器122和第一镜筒组件121被单独地设计。在这种情况下,当评估实施方式中的致动器的可靠性时,对第一移动器122的与运动有关的可靠性评估可以在第一镜筒组件121不联接至第一移动器122的情况下执行,并且因此,可以改善可靠性评估的容易性。另外,当在第一移动器122的可靠性评估中出现问题时,仅需要丢弃第一移动器122,并且因此,可以显著地减少制造成本。

58、另外,在实施方式中,通过电感改变而不是现有技术中用于检测透镜组件的位置的霍尔传感器来感测透镜组件的位置,并且因此,可以提高透镜组件的位置检测精准度,由此改善相机模块的操作可靠性。

59、另外,在实施方式中,使用第一谐振器和第二谐振器来感测第一透镜组件和第二透镜组件的运动位置,并且因此,即使在透镜运动距离增加时,也可以提供具有优异的线性度和迟滞现象的位置检测传感器。

60、就根据实施方式的相机模块而言,存在可以解决在变焦(zooming)期间产生摩擦扭矩的问题的技术效果。

61、例如,在实施方式中,当透镜组件在对基部中被精确地数字控制的第一导引部分和第二导引部分进行驱动的状态下被驱动时,可以通过减小摩擦扭矩来减小摩擦阻力。并且因此,存在诸如改善变焦期间的驱动力、减少功耗和改善控制特性的技术效果。

62、因此,根据实施方式,当变焦时,存在以下复杂的技术效果:可以通过使摩擦扭矩最小化以及防止发生透镜倾斜或透镜偏心或者透镜组和图像传感器的中心轴线未对准的现象而显著地提高图像质量或分辨率。

63、另外,根据实施方式的相机模块可以通过解决变焦期间的透镜偏心或倾斜问题来使多个透镜组对准,并且由此,存在通过防止视角改变或散焦而显著地提高图像质量或分辨率的技术效果。

64、例如,根据实施方式,第一导引部分包括第一-第一轨道和第一-第二轨道,使得第一-第一轨道和第一-第二轨道引导第一透镜组件,因此,存在可以提高对准精准度的技术效果。

65、另外,通过为每个透镜组件设置两个轨道,存在即使当轨道中的一个轨道未对准时,仍然确保彼此的精准度的技术效果。

66、另外,根据实施方式,通过为每个透镜组件设置两个轨道,当在轨道的一个轨道中发生将稍后描述的滚珠摩擦力问题时,滚动操作可以在另一轨道中平稳地执行,并且因此,存在可以确保驱动力的技术效果。

67、另外,根据实施方式,通过为每个透镜组件设置两个轨道,可以确保将稍后描述的滚珠之间的较宽间隙,由此,可以改善驱动力,可以防止磁场干扰,并且存在防止透镜组件倾斜的技术效果。

68、在现有技术中,当导引轨道设置在基部自身上时,根据注入方向产生梯度,所以在尺寸管理方面存在困难,并且存在在未适当地注入时摩擦扭矩增大且驱动力减小的技术问题。

69、另一方面,根据实施方式,导引轨道不设置在基部自身上,而是第一导引部分和第二导引部分相对于基部单独地形成和组装,并且这具有可以防止根据注入方向而产生梯度的特殊技术效果。

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