相機(jī)模塊及其自動(dòng)聚焦方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及具有音圈(voice coil)電機(jī)致動(dòng)器的相機(jī)模塊及其自動(dòng)聚焦方法。
【背景技術(shù)】
[0002]移動(dòng)終端包括高度集成的各種功能，并且趨向于重量輕并具有小尺寸。另外，安裝在移動(dòng)終端中的相機(jī)模塊正通過(guò)包括更小的透鏡而縮小尺寸。此外，相機(jī)模塊的光學(xué)系統(tǒng)需要自動(dòng)聚焦功能以使物體變得清楚可見(jiàn)。這種自動(dòng)聚焦功能需要各種類(lèi)型的致動(dòng)器以使透鏡模塊移動(dòng)到最佳焦點(diǎn)。相機(jī)模塊的自動(dòng)聚焦還可以根據(jù)用于使透鏡模塊移動(dòng)的致動(dòng)器的特性而改變。
[0003]自動(dòng)聚焦致動(dòng)器可以包括各種類(lèi)型的致動(dòng)器。各種致動(dòng)器的示例包括音圈電機(jī)(VCM)致動(dòng)器、由壓電力驅(qū)動(dòng)的致動(dòng)器以及基于電容方法驅(qū)動(dòng)的MEMS致動(dòng)器。另外，音圈電機(jī)(VCM)致動(dòng)器由其中永久磁體設(shè)置在相機(jī)模塊的固定單元中的磁路(magneticcircuit)構(gòu)造，利用附接到透鏡模塊的線(xiàn)圈進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使得音圈電機(jī)致動(dòng)器能夠使用通過(guò)線(xiàn)圈行進(jìn)(traveling)的洛倫茲力來(lái)驅(qū)動(dòng)透鏡模塊。
[0004]此外，僅為了計(jì)算針對(duì)透鏡模塊的自動(dòng)聚焦的光學(xué)值，音圈電機(jī)致動(dòng)器就要使用附接到透鏡模塊的傳感器來(lái)提取從透鏡模塊的相變計(jì)算出的磁通量值之間的差。在這種音圈電機(jī)致動(dòng)器中，必須將三個(gè)電源連接到傳感器以將該傳感器附接到透鏡模塊。因此，制造工藝復(fù)雜。換句話(huà)說(shuō)，必須在音圈電機(jī)致動(dòng)器的透鏡模塊中設(shè)置至少五個(gè)連接器，并且所述至少五個(gè)連接器包括用于與位于透鏡模塊中的線(xiàn)圈電連接的兩個(gè)連接器以及用于與位于透鏡模塊中的傳感器電連接的三個(gè)連接器。因此，難以設(shè)計(jì)和制造音圈電機(jī)致動(dòng)器。
[0005]此外，在使用具有附接在其上的傳感器的透鏡模塊的音圈電機(jī)致動(dòng)器中，使透鏡模塊移動(dòng)到自動(dòng)聚焦的最佳位置花費(fèi)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。在透鏡模塊中，還可能存在自動(dòng)聚焦位置誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]技術(shù)問(wèn)題
[0007]因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于解決上述缺點(diǎn)和其它問(wèn)題。
[0008]本發(fā)明的另一目的在于提供一種相機(jī)模塊及其自動(dòng)聚焦方法，該相機(jī)模塊具有設(shè)置有傳感器的固定單元以及布置有通量畸變伸出部(flux distort1n project1n)的移動(dòng)單元，以迅速并精確地找到自動(dòng)聚焦位置。
[0009]本發(fā)明的另一目的在于提供一種相機(jī)模塊以及用于該相機(jī)模塊的自動(dòng)聚焦的方法，該相機(jī)模塊包括布置在固定單元中的固定線(xiàn)圈以及布置在移動(dòng)單元中的移動(dòng)線(xiàn)圈，該相機(jī)模塊能夠基于根據(jù)固定線(xiàn)圈與移動(dòng)線(xiàn)圈之間的距離的電流或電壓的偏移值來(lái)迅速且精確地找出自動(dòng)聚焦位置。
[0010]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種相機(jī)模塊以及用于該相機(jī)模塊的自動(dòng)聚焦的方法，該相機(jī)模塊包括布置在彈簧與固定單元之間以減小該彈簧的固有振動(dòng)(propervibrat1n)的阻尼器。
[0011]技術(shù)解決方案
[0012]為了實(shí)現(xiàn)這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)并且根據(jù)本發(fā)明的目的，如本文所實(shí)施和廣泛地描述的，一種相機(jī)模塊包括:固定單元，其包括形成在所述固定單元中的孔；移動(dòng)單元，其包括至少一個(gè)透鏡，所述移動(dòng)單元被構(gòu)造成在所述固定單元的所述孔中線(xiàn)性移動(dòng)；以及驅(qū)動(dòng)單元，其用于驅(qū)動(dòng)所述移動(dòng)單元，其中，所述驅(qū)動(dòng)單元包括:磁體，其被布置在形成在所述固定單元中的所述孔的內(nèi)表面中；移動(dòng)線(xiàn)圈，其被構(gòu)造成圍繞所述移動(dòng)單元的外表面；以及固定線(xiàn)圈，其被布置在所述固定單元中，以從所述移動(dòng)線(xiàn)圈接收可基于與所述移動(dòng)線(xiàn)圈的距離而改變的電流或電壓。
[0013]在所述相機(jī)模塊的另一實(shí)施方式中，所述驅(qū)動(dòng)單元可以包括:多個(gè)磁體，其被布置在形成在所述固定單元中的所述孔的內(nèi)表面中；傳感器，其被布置在形成在所述固定單元中的所述孔的所述內(nèi)表面中，以感測(cè)由所述移動(dòng)單元的移動(dòng)引起的通量的變化；線(xiàn)圈，其圍繞所述移動(dòng)單元的外表面；以及通量畸變伸出部，其從所述移動(dòng)單元的所述外表面伸出，以使由所述移動(dòng)單元的移動(dòng)引起的所述通量畸變。
[0014]本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種用于相機(jī)模塊的自動(dòng)聚焦的方法，該相機(jī)模塊包括:移動(dòng)單元，其包括用于使通量流動(dòng)(flux flow)畸變的通量畸變伸出部和布置在所述移動(dòng)單元中的透鏡；以及固定單元，其包括布置在所述固定單元中以感測(cè)由所述移動(dòng)單元的移動(dòng)引起的所述通量的變化的傳感器，用于所述相機(jī)模塊的自動(dòng)聚焦的所述方法包括以下步驟:感測(cè)通過(guò)所述移動(dòng)單元的透鏡入射的圖像以及由所述移動(dòng)單元的移動(dòng)引起的通量的變化；處理所感測(cè)的圖像信號(hào)；基于經(jīng)處理的圖像信號(hào)以及由所述移動(dòng)單元的移動(dòng)引起的所述通量的變化值來(lái)計(jì)算最佳聚焦位置值；以及使所述移動(dòng)單元移動(dòng)到所計(jì)算的最佳聚焦位置值。
[0015]本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種用于相機(jī)模塊的自動(dòng)聚焦的方法，該相機(jī)模塊包括:移動(dòng)單元，其包括移動(dòng)線(xiàn)圈和布置在所述移動(dòng)單元中的透鏡；以及固定單元，其包括布置在所述固定單元中以從所述移動(dòng)線(xiàn)圈接收可基于與所述移動(dòng)線(xiàn)圈的距離而改變的電流或電壓的固定線(xiàn)圈，用于所述相機(jī)模塊的自動(dòng)聚焦的所述方法包括以下步驟:對(duì)所述移動(dòng)線(xiàn)圈施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且基于所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)使所述移動(dòng)單元移動(dòng)；感測(cè)通過(guò)所述移動(dòng)單元的所述透鏡入射的圖像，并且檢測(cè)基于根據(jù)所述移動(dòng)單元的移動(dòng)在所述移動(dòng)線(xiàn)圈與所述固定線(xiàn)圈之間的距離的電流或電壓的偏移值；處理所感測(cè)的圖像信號(hào)；基于經(jīng)處理的圖像信號(hào)以及所檢測(cè)的所述電流或電壓的偏移值來(lái)計(jì)算最佳聚焦位置值；以及使所述移動(dòng)單元移動(dòng)到所計(jì)算的最佳聚焦位置值。
[0016]有益效果
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，相機(jī)模塊可以具有布置在固定單元中的固定線(xiàn)圈以及布置在移動(dòng)單元中的移動(dòng)線(xiàn)圈。另外，相機(jī)模塊可以根據(jù)固定線(xiàn)圈與移動(dòng)線(xiàn)圈之間的距離來(lái)檢測(cè)電流或電壓的偏移值，僅以迅速且精確地找出自動(dòng)聚焦位置。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，相機(jī)模塊可以具有布置在彈簧與固定單元之間的阻尼器，僅以減小彈簧的固有振動(dòng)。因此，可以防止自動(dòng)聚焦的誤差，并且可以減少自動(dòng)聚焦時(shí)間。
[0019]要理解的是，本發(fā)明的前面的簡(jiǎn)要描述和下面的詳細(xì)描述二者是示例性和說(shuō)明性的，并且旨在提供對(duì)要保護(hù)的本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0020]附圖被包括進(jìn)來(lái)以提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且被并入本申請(qǐng)并構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，附圖例示了本發(fā)明的實(shí)施方式，并且與本說(shuō)明書(shū)一起用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的原理。
[0021]在附圖中:
[0022]圖1A和圖1B是例示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的相機(jī)模塊的結(jié)構(gòu)的圖；
[0023]圖2A和圖2B是例示了圖1A中所示的磁體的布置的平面圖；
[0024]圖3是例示了圖1A中所示的磁體與線(xiàn)圈之間的距離的平面圖；
[0025]圖4是例示了圖1A中所示的傳感器與通量畸變伸出部之間的距離的截面圖；
[0026]圖5A至圖5C是例示了圖1A中所示的通量畸變伸出部的位置的截面圖；
[0027]圖6和圖7是例示了由通量畸變伸出部產(chǎn)生的通量行進(jìn)畸變的圖；
[0028]圖8是例示了圖1A中所示的彈簧的平面圖；
[0029]圖9是例示了關(guān)于圖1A中所示的線(xiàn)圈、磁體和通量畸變伸出部的相對(duì)位置的圖；
[0030]圖1OA至圖1OC是例示了根據(jù)圖1A中所示的線(xiàn)圈的移動(dòng)的通量的變化的圖；
[0031]圖11是例示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的相機(jī)模塊的自動(dòng)聚焦控制單元的框圖；
[0032]圖12是例示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于相機(jī)模塊的自動(dòng)聚焦的方法的流程圖；
[0033]圖13是例示了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的相機(jī)模塊的結(jié)構(gòu)的圖；
[0034]圖14是例示了圖13中所示的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的相機(jī)模塊的檢測(cè)單元的電路的圖；
[0035]圖15是例示了圖13中所示的固定線(xiàn)圈與移動(dòng)線(xiàn)圈之間的電磁感應(yīng)的圖；
[0036]圖16是例示了圖13中所示的彈簧的平面圖；
[0037]圖17是示出了在對(duì)阻尼器施加了彈簧之前和之后的固有頻率的特性的曲線(xiàn)；
[0038]圖18是例示了圖13中所示的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的相機(jī)模塊的自動(dòng)聚焦控制單元的框圖；以及
[0039]圖19和圖20是例示了圖13中所示的根據(jù)實(shí)施方式的相機(jī)模塊的自動(dòng)聚焦方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]現(xiàn)在將參照附圖根據(jù)在本文中公開(kāi)的示例性實(shí)施方式詳細(xì)地給出描述。為了便于參照附圖簡(jiǎn)要描述，相同或等同的組件可以設(shè)置有相同的附圖標(biāo)記，并且其描述將不再重復(fù)。一般而言，諸如“模塊”和“單元”這樣的后綴可以被用于指代元件或組件。本文中使用這樣的后綴僅旨在利于本說(shuō)明書(shū)的描述，并且后綴本身并不旨在提供任何特殊的含義或功能。
[0041]附圖被用來(lái)幫助容易理解各個(gè)技術(shù)特征，并且應(yīng)該理解的是，本文中提供的實(shí)施方式不受附圖的限制。同樣，除了那些在附圖中被明確闡述的以外，本發(fā)明應(yīng)當(dāng)被解釋為延伸到任何改變、等同物和替代方案。盡管術(shù)語(yǔ)第一、第二等可以在本文中用來(lái)描述各種元件，但是這些元件不應(yīng)該受這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)一般地僅被用來(lái)區(qū)分一個(gè)元件和另一元件。
[0042]盡管術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等可以在本文中用來(lái)描述各種元件、組件、區(qū)域、層和/或截面，然而這些元件、組件、區(qū)域、層和/或截面不應(yīng)該受這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)僅用來(lái)區(qū)分一個(gè)元件、組件、區(qū)域、層或截面和另一區(qū)域、層或截面。因此，在不脫離本發(fā)明的教導(dǎo)的情況下，下面所討論的第一元件、組件、區(qū)域、層或截面可以被稱(chēng)為第二元件、組件、區(qū)域、層或截面。
[0043]當(dāng)元件或?qū)颖环Q(chēng)為“在”另一元件或?qū)印吧稀薄ⅰ斑B接到”或“聯(lián)接到”另一元件或?qū)訒r(shí)，該元件或?qū)涌梢灾苯拥卦诹硪粋€(gè)元件或?qū)由稀⑦B接或聯(lián)接到另一個(gè)元件或?qū)?，或者可以存在介于中間的元件或?qū)?。相比之下，?dāng)元件被稱(chēng)為被“直接在”另一元件或?qū)印吧稀?、“直接地連接到”或“直接地聯(lián)接到”另一元件或?qū)訒r(shí)，不存在介于中間的元件或?qū)?。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括關(guān)聯(lián)的列出的項(xiàng)中的任一個(gè)以及一個(gè)或更多個(gè)的所有組合。另外，“X、Y和Z中的至少一個(gè)”能夠被解