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Title:
CONTROL METHOD FOR CAMERA MODULE, AND CAMERA MODULE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/021916
Kind Code:
A1
Abstract:
A camera module and a control method therefor. The camera module comprises: an imaging module (12), a sleeve module (20), a lens module (30), at least one coil (7), at least one magnetic component (4), and an elastic component (9). The method comprises: pressing the elastic component (9) against the lens module (30), and generating a frictional force in an optical axis direction on a contact surface of the elastic component (9) and the lens module (30) through a positive pressure, so that the lens module (30) keeps in a stationary state in the optical axis direction relative to the elastic component (9); and providing an electric current for the at least one coil (7), wherein the at least one coil (7) or magnetic component (4) optionally matches the lens module (30), and the lens module (30) is subject to an electromagnetic force in the optical axis direction, so as to drive the lens module (30) to move. The camera module can reduce the thickness of the module, and increase the size of a light-sensitive chip under the condition of ensuring that the field angle is unchanged, thereby improving the image quality.

Inventors:
ZHAO LIXIN (CN)
HOU XINNAN (CN)
Application Number:
PCT/CN2014/084254
Publication Date:
February 19, 2015
Filing Date:
August 13, 2014
Export Citation:
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Assignee:
GALAXYCORE SHANGHAI LTD CORP (CN)
International Classes:
G03B13/32
Foreign References:
CN101520538A2009-09-02
CN102437706A2012-05-02
CN103501402A2014-01-08
CN1881068A2006-12-20
CN101191889A2008-06-04
CN101398526A2009-04-01
CN103176260A2013-06-26
JPH07239437A1995-09-12
Attorney, Agent or Firm:
KING & WOOD MALLESONS (CN)
北京市金杜律师事务所 (CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1. 一种摄像头模组的控制方法, 其中, 所述摄像头模组包括成 像模块、 套筒模块、 安置于所述套筒模块中的可对应于套筒模块相 对于光轴方向运动的镜头模块、 至少一个线圏、 至少一个磁性部件、 设置于所述镜头模块与所述套筒模块之间的弹性部件, 所述控制方 法包括以下步骤:

al . 所述弹性部件压靠于所述镜头模块上, 所述弹性部件垂直 于光轴方向的形变为所述镜头模块施加径向正压力, 所述弹性部件 通过所述正压力在所述弹性部件与所述镜头模块的接触面上产生沿 光轴方向的摩檫力, 所述摩擦力可使所述镜头模块相对所述弹性部 件在光轴方向上保持静止状态, 或者

a2. 所述弹性部件固定连接于所述镜头模块上,所述弹性部件压 靠于设置于所述镜头模块与套筒模块之间的一个导电体, 所述的导 电体与套筒模块相对静止地直接或间接固定; 所述弹性部件垂直于 光轴方向的形变为所述镜头模块与弹性部件一体地向所述导电体施 弹性部件的接触面上产生沿光轴方向的摩擦力, 所述摩擦力可使所 述镜头模块与弹性部件一体相对所述套筒模块在光轴方向上保持静 止^!夫态; 以及

b. 为所述至少一个线圈提供电流, 所述至少一个线圈或所述至 少一个磁性部件选择地与所述镜头模块相匹配, 所述镜头模块受到 沿所述光轴方向的电磁力, 所述电磁力作为所述镜头模块沿所述光 轴方向做直线运动的驱动力, 以带动所述镜头模块运动。

2. 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 在所述步 b中, 所述至少一个线圏中通入的电流是脉冲式的, 使所述镜头模块实现 非连续性运动;

所述脉冲电流的最大值与最小值的绝对值之比为至少 1.2倍; 所述脉冲电流的单个脉宽小于 2s。

3. 根据权利要求 2所述的方法, 其特征在于, 在所述步骤 b中, 给所述至少一个线圏通入初始电流, 使所述至少一个线圏与所述至 少一个磁性部件相对静止, 所述至少一个线圏中的电压除以电流的 值保持为第一关系, 即: U/I=R。

4. 根据权利要求 3所述的方法, 其特征在于, 逐步加大所述初 始电流的大小, 使所述至少一个线圏和所述至少一个磁性部件发生 相对运动, 导致所述至少一个线圏中的电压除以电流的值为第二关 系, 即 1;/1>1; 检测所述至少一个线圈中电压除以电流的值的所述第 一关系发生的改变能够判断所述至少一个线圏和所述至少一个磁性 部件发生了相对运动。

5. 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 在所述步骤 b中, 所述镜头模块的运动为相对于弹性部件沿光轴方向的相对正向或反 向运动, 所述每一次的相对正向或反向运动具有第一运动距离, 所 述第一运动距离由所述弹性部件的径向正压力、 所述至少一个线圏 中的脉冲电流大小、 上升速率、 波形宽度、 所述镜头模块与所述弹 性部件之间的摩擦系数决定; 改变其中一个或多个参数能够改变所 述第一运动距离, 以控制所述镜头模块的运动。

6. 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 在所述步骤 b中, 所述镜头模块的运动为相对于套筒模块沿光轴方向的相对正向或反 向运动, 所述每一次的相对正向或反向运动具有第一运动距离, 所 述第一运动距离由所述弹性部件的径向正压力、 所述至少一个线圈 中的脉冲电流大小、 上升速率、 波形宽度、 所述导电体与所述弹性 部件之间的摩擦系数决定; 改变其中一个或多个参数能够改变所述 第一运动距离, 以控制所述镜头模块与弹性部件的运动。

7. 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 所述镜头模块还 包括运动载座、 镜筒、 摩擦部件;

所述镜筒安置于所述运动载座中, 所述运动载座和所述镜筒合 并为一体成型或独立装配成型; 所述运动载座具有于径向发散的若 干延伸部; 所述至少一个线圈置于所述延伸部中,并适于与所述镜头 模块一起运动; 所述摩擦部件置于所述延伸部与所述弹性部件之间。

8. 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 所述镜头模块还 包括运动载座、 镜筒;

所述镜筒安置于所述运动载座中, 所述运动载座和所述镜筒合 并为一体成型或独立装配成型; 所述运动载座具有于径向发散的若 干延伸部; 所述至少一个线圏置于所述延伸部中, 并适于与所述镜 头模块一起运动; 所述的弹性部件连接于所述延伸部或所述线圏的 外部, 使得所述弹性部件与所述的镜头模块一起运动。

9. 根据权利要求 7或 8所述的方法, 其特征在于, 所述套筒模 块包括磁轭环与置于所述磁轭钚内部的套筒单元, 所述套筒单元伸 出所述磁轭环的外端面 0.2mm以上, 起到为所述镜头模块导向和保 护镜头模块的作用。

10. 根据权利要求 9 所述的方法, 其特征在于, 所述磁轭环中 置有轭铁块; 所述轭铁块与所述磁轭环内壁面之间有空气间隙, 所 述至少一个线圈置于所述空气间隙中并且能够沿光轴方向运动, 所 述空气间隙的光轴方向长度占所述摄像头模组的光轴方向总厚度的 三分之一以上。

1 1. 根据权利要求 9 所述的方法, 其特征在于, 所述套筒模块 的所述磁轭环、 所述套筒单元与所述轭铁块为一体成型或单独设置。

12. 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 所述至少一个 线圈与所述镜头模块上的导电部位相连接, 所述导电部位与所述弹 性部件相接触, 所述弹性部件接触于供电端上, 且所述弹性部件能 够导电或具有导电部位, 从而使得所述供电端能够通过所述弹性部 件或所述弹性部件的导电部位为所述至少一个线圈提供电流。

13. 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 所述的导电体接 触于供电端上, 且所述弹性部件能够导电或具有导电部位, 所述至 少一个线圈与所述的弹性部件接触连接, 从而供电端能够通过导电 体再经弹性部件为所述至少一个线圏提供电流。

14. 根据权利要求 7或 8所述的方法, 其特征在于, 所述至少 一个线圏包括两种固定结构, 在第一固定结构中, 所述至少一个线 圏直接与所述延伸部相固定连接; 在第二固定结构中, 所述至少一 个线圈与所述延伸部之间在光轴方向上具有相对运动距离, 所述相 对运动距离在 10微米与 1亳米之间。

15. 根据权利要求 14所述的方法, 其特征在于, 在所述第一固 定结构中, 所述电流存在两种驱动方式,

第一驱动方式: 所述至少一个线圏通入与相对正向方向相一致 的电流, 直接推动所述镜头模块移动;

第二驱动方式: 所述至少一个线圏通入与相对反向方向相一致 的电流, 使所述镜头模块存储一定的弹性势能并且随后再通入与相 对正向方向相一致的电流, 推动所述镜头模块移动, 并在所述摩擦 力作用下静止。

16. 根据权利要求 14所述的方法, 其特征在于, 在所迷第二固 定结构中, 所述电流驱动方式为: 为所述至少一个线圏通入与相对 反向方向相一致的电流, 使所述至少一个线圈存储一定的弹性势能 并且随后再通入与相对正向方向相一致的电流, 电磁力 ί正功, 所 述至少一个线圏积累动能并且与所述镜头模块碰撞, 以推动所述镜 头模块移动, 并且在摩擦力作用下静止。

17. 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 所述镜头模块还 包括运动载座、 镜筒、 摩擦部件;

所述镜筒安置于所述运动载座中, 所述运动载座和所述镜筒合 并为一体或单独设置; 所述运动载座的外表面设置有所述磁性部件, 并可适于与所述镜头模块一起运动; 所述套筒模块对应于所述磁性 部件的位置处, 设置所述至少一个线圏; 所述套筒模块与所述镜头 模块之间, 设置有所述弹性部件; 所述摩擦部件置于所述运动载座 与所述至少一个弹性部件之间。

18. 根据权利要求 17所述的方法, 其特征在于, 所述套筒模块 包括基座与置于所述基座内部的套筒单元, 所述套筒单元伸出所述 基座的外端面 0.2mm以上, 起到为所述镜头模块导向和保护镜头模 块的作用。

19. 根据权利要求 17所述的方法, 其特征在于, 所述至少一个 线圏直接接触于供电端上, 所述供电端为所述至少一个线圏提供电 流。

20. 根据权利要求 17所述的方法, 其特征在于, 所述磁性部件 包括两种固定结构, 第一固定结构中, 所述至少一个磁性部件直接 与所述延伸部相固定连接; 第二固定结构中所述至少一个磁性部件 与所述运动载座之间沿光轴方向上具有相对运动距离, 所述相对运 动距离在 10微米与 1毫米之间。

21. 根据权利要求 20所述的方法, 其特征在于, 所述第一固定 结构中, 所述电流存在两种驱动方式,

第一驱动方式: 所述至少一个线圏通入与相对正向方向相一致 的电流, 导致所述磁性部件直接推动所述镜头模块移动;

第二驱动方式: 所述至少一个线圏通入与相对反向方向相一致 的电流, 使所述镜头模块存储一定的弹性势能, 并且随后再通入与 相对正向方向相一致的电流, 导致所述磁性部件推动所述镜头模块 移动, 并且在所述摩擦力作用下静止。

22. 根据权利要求 20所述的方法, 其特征在于, 在所述第二固 定结构中, 所述电流驱动方式为: 先给所述至少一个线圈通入与相 对反向方向相一致的电流, 使所述至少一个磁性部件存储一定的弹 性势能, 并且随后再通入与相对正向方向相一致的电流, 电磁力做 正功, 所述至少一个磁性部件积累动能并且与所述镜头模块碰撞, 以推动所述镜头模块移动, 并在摩擦力作用下静止。

23. 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 所述镜头模块 在步骤 a中可有两种结构状态,

第一种状态: 所述镜头模块初始时具有对无穷远物体进行直接 成像的对焦的状态;

第二种状态: 所述镜头模块在初始时未具有对无穷远物体进行 直接成像的对焦的状态, 所述镜头模块需通过所述线圈提供电流, 将镜头模块于套筒模块中伸出的伸缩过程, 调整进入对无穷远物体 进行成像的对焦的状态。

24. 根据权利要求 23所述的方法, 其特征在于, 当所述第二种 状态时, 所述镜头模块完成伸出套筒模块端面或缩回套筒模块内的 时间小于 20s。

25. 根据权利要求 24所述的方法, 其特征在于, 当所述第一状 态或第二状态时, 所述镜头模块为不连续地运动, 每次持续运动的 距离不大于 100微米, 实现搜索对焦位置的功能。

26. 根据权利要求 24所述的方法, 其特征在于, 所述镜头模块 相对所述套筒模块移动时, 通过所述成像模块输出图像, 检测所述 图像清晰度, 根据所述图像清晰度的变化确定并匹配所述第一状态 或第二状态, 实现所述镜头模块的伸缩和 /或对焦功能。

27. 一种摄像头模组, 所述摄像头模组包括成像模块、 套筒模 块、 安置于所述套筒模块中的可对应于套筒模块相对于光轴方向运 动的镜头模块、 至少一个线圈、 至少一个磁性部件、 设置于所述镜 头模块与所述套筒模块之间的弹性部件, 其特征在于,

所述弹性部件压靠于所述镜头模块上, 所述弹性部件垂直于光 轴方向的形变为所述镜头模块施加径向正压力, 所述弹性部件通过 所述正压力在所述弹性部件与所述镜头模块的接触面上产生沿光轴 方向的摩擦力, 所述摩擦力可使所述镜头模块相对所述弹性部件在 光轴方向上保持静止状态, 或者

所述弹性部件固定连接于所述镜头模块上, 所述的弹性部件压 靠于一个导电体上, 所述的导电体与套筒模块相对静止的直接或间 接固定, 所述弹性部件垂直于光轴方向的形变为所述导电体施加径 向正压力, 所述弹性部件通过所述正压力在所述弹性部件与所述导 电体的接触面上产生沿光轴方向的摩擦力, 所述摩擦力可使所述镜 头模块与弹性部件一体相对于套筒模块在光轴方向上保持静止状 态; 并且

所述摄像头模组还包括供电控制装置, 其为所述至少一个线圈 提供电流, 所述至少一个线圏或所述至少一个磁性部件可选择地与 所述镜头模块相匹配, 所述镜头模块受到沿所述光轴方向的电磁力, 所述电磁力作为所述镜头模块沿所述光轴方向做直线运动的驱动 力, 以带动所述镜头模块运动。

28. 根据权利要求 27所述的摄像头模组, 其特征在于, 所述供 电控制装置为所述至少一个线圏中通入的电流是脉冲式的, 使所述 镜头模块实现非连续性运动;

所述脉冲电流的最大值与最小值的绝对值之比为至少 1.2倍; 所述脉冲电流的单个脉宽小于 2s。

29. 根据权利要求 28所述的摄像头模组, 其特征在于, 所述供 电控制装置为所述至少一个线圏通入初始电流, 使所述至少一个线 圏与所述至少一个磁性部件相对静止, 所述至少一个线圏中的电压 除以电流的值保持为第一关系, 即: U/I= 0

30. 根椐权利要求 29所述的摄像头模组, 其特征在于, 逐步加 大所述初始电流的大小, 使所述至少一个线圏和所述至少一个磁性 部件发生相对运动, 导致所述至少一个线圈中的电压除以电流的值 为第二关系, 即 U/I>R; 检测所述至少一个线圈中电压除以电流的值 的所述第一关系发生的改变能够判断所述至少一个线圏和所述至少 一个磁性部件发生了相对运动。

31, 根据权利要求 27所述的摄像头模组, 其特征在于, 所述镜 头模块的运动为相对于弹性部件沿光轴方向的相对正向或反向运 动, 所述每一次的相对正向或反向运动具有第一运动距离, 所述第 一运动距离由所述弹性部件的径向正压力、 所述至少一个线圏中的 脉冲电流大小、 上升速率、 波形宽度、 所述镜头模块与所述弹性部 件之间的摩擦系数决定; 改变其中一个或多个参数能够改变所述第 一运动距离, 以控制所述镜头模块的运动。

32. 根据权利要求 27所述的摄像头模组, 其特征在于, 所述镜 头模块的运动为与弹性部件一体相对于套筒模块沿光轴方向的相对 正向或反向运动, 所述每一次的相对正向或反向运动具有第一运动 距离, 所述第一运动距离由所述弹性部件的径向正压力、 所述至少 一个线圏中的脉冲电流大小、 上升速率、 波形宽度、 所述导电体与 所述弹性部件之间的摩擦系数决定; 改变其中一个或多个参数能够 改变所述第一运动距离, 以控制所述镜头模块的运动。

33. 根据权利要求 27所述的摄像头模组, 其特征在于, 所述镜 头模块还包括运动载座、 镜筒、 摩擦部件;

所述镜筒安置于所述运动载座中, 所述运动载座和所述镜筒可 合并为一体; 所述运动载座具有于径向发散的若干延伸部; 所述至 少一个线圈置于所述延伸部中,并适于与所述镜头模块一起运动; 所 述摩擦部件置于所述延伸部与所述弹性部件之间。

34. 根据权利要求 27所述的摄像头模组, 其特征在于, 所述镜 头模块还包括运动载座、 镜筒;

所述镜筒安置于所述运动载座中, 所述运动载座和所述镜筒合 并为一体成型或独立装配成型; 所迷运动载座具有于径向发散的若 干延伸部; 所述至少一个线圏置于所述延伸部中, 并适于与所述镜 头模块一起运动; 所述的弹性部件连接于所述延生部或所述线圏的 外部, 使得所述弹性部件与所述的镜头模块一起运动。

35. 根据权利要求 33或 34所述的摄像头模组, 其特征在于, 所述套筒模块包括磁轭环与置于所迷磁轭环内部的套筒单元, 所述 套筒单元伸出所述磁轭 ί不的外端面 0.2mm以上, 起到为所述镜头模 块导向和保护镜头模块的作用。

36. 根据权利要求 35所述的摄像头模组, 其特征在于, 所述磁 轭环中置有轭铁块; 所述轭铁块与所述磁轭环内壁面之间有空气间 隙, 所述至少一个线圏置于所述空气间隙中并且能够沿光轴方向运 动, 所述空气间隙的光轴方向长度占所述摄像头模组的光轴方向总 厚度的三分之一以上。

37. 根据权利要求 27所述的摄像头模组, 其特征在于, 所述至 少一个线圏与所述镜头模块上的导电部位相连接, 所述导电部位与 所述弹性部件相接触, 所述弹性部件接触于供电端上, 且所述弹性 部件能够导电或具有导电部位, 从而使得所述供电端能够通过所述 弹性部件或所述弹性部件的导电部位为所述至少一个线圏提供电 流

38. 根据权利要求 27所述的摄像头模组, 其特征在于, 所述导 电体接触于供电端上, 且所述弹性部件能够导电或具有导电部位, 所述至少一个线圏与所述的弹性部件接触连接, 从而供电端能够通 过导电体再经弹性部件为所述至少一个线圏提供电流。

39. 根据权利要求 33或 34所述的摄像头模组, 其特征在于, 所述至少一个线圈包括两种固定结构, 在第一固定结构中, 所述至 少一个线圈直接与所述延伸部相固定连接; 在第二固定结构中, 所 述至少一个线圏与所述延伸部之间在光轴方向上具有相对运动距 离, 所述相对运动距离在 10 米与 1亳米之间。

40. 根据权利要求 38所述的摄像头模组, 其特征在于, 在所述 第一固定结构中, 所述电流存在两种驱动方式,

第一驱动方式: 所述至少一个线圏通入与相对正向方向相一致 的电流, 直接推动所述镜头模块移动;

第二驱动方式: 所述至少一个线圏通入与相对反向方向相一致 的电流, 使所述镜头模块存储一定的弹性势能并且随后再通入与相 对正向方向相一致的电流, 推动所述镜头模块移动, 并在所述摩擦 力作用下"^止。

41. 根据权利要求 39所述的摄像头模组, 其特征在于, 在所述 第二固定结构中, 所述电流驱动方式为: 为所述至少一个线圏通入 与相对反向方向相一致的电流, 使所述至少一个线圏存储一定的弹 性势能并且随后再通入与相对正向方向相一致的电流, 电磁力做正 功, 所述至少一个线圈积累动能并且与所述镜头模块碰撞, 以推动 所述镜头模块移动, 并且在摩擦力作用下静止。

42. 根据权利要求 27所述的摄像头模组, 其特征在于, 所述镜 头模块还包括运动载座、 镜筒、 摩擦部件;

所述镜筒安置于所述运动载座中, 所述运动载座和所述镜筒可 合并为一体; 所述运动载座的外表面设置有所述磁性部件, 并可适 于与所述镜头模块一起运动; 所述套筒模块对应于所述磁性部件的 位置处, 设置所述至少一个线圈; 所述套筒模块的内部不对应于所 述至少一个磁性部件的位置处, 设置有所述弹性部件; 所述摩擦部 件置于所述运动载座与所述至少一个弹性部件之间。

43. 根据权利要求 42所述的摄像头模组, 其特征在于, 所述磁 性部件包括两种固定结构, 第一固定结构中, 所述至少一个磁性部 件直接与所述延伸部相固定连接; 第二固定结构中所述至少一个磁 相对运动距离在 1C 米与 1亳米之间。

44. 根据权利要求 43所述的摄像头模组, 其特征在于, 所述第 一固定结构中, 所述电流存在两种驱动方式,

第一驱动方式: 所述至少一个线圏通入与相对正向方向相一致 的电流, 导致所述磁性部件直接推动所述镜头模块移动;

第二驱动方式: 所述至少一个线圏通入与相对反向方向相一致 的电流, 使所述镜头模块存储一定的弹性势能, 并且随后再通入与 相对正向方向相一致的电流, 导致所述磁性部件推动所述镜头模块 移动, 并且在所述摩擦力作用下静止。

45. 根据权利要求 42所述的摄像头模组, 其特征在于, 在所述 第二固定结构中, 所述电流驱动方式为: 先给所述至少一个线圏通 入与相对反向方向相一致的电流 , 使所述至少一个磁性部件存储一 定的弹性势能, 并且随后再通入与相对正向方向相一致的电流, 电 磁力做正功, 所述至少一个磁性部件积累动能并且与所述镜头模块 碰撞, 以推动所述镜头模块移动, 并在摩擦力作用下静止。

46. 根据权利要求 27所述的摄像头模组, 其特征在于, 所述镜 头模块在步骤 a中可有两种结构状态,

第一种状态: 所述镜头模块初始时具有对无穷远物体进行直接 成像的对焦的状态;

第二种状态:所述镜头模块在初始时未具有对无穷远物体进行直 接成像的对焦的状态, 所述镜头模块需通过所述线圈提供电流, 将 镜头模块于套筒模块中伸出的伸缩过程, 调整进入对无穷远物体进 行成像的对焦的状态。

Description:
一种用于摄像头模组的控制方法及摄像头模组 技术领域

本发明涉及一种微型摄像头模组,所述模组能 够控制所述镜筒的 运动方向和运动距离, 实现所述镜筒的伸缩和 /或对焦功能。 背景技术

摄像头模组由感光芯片和成像镜片组组成, 成像镜片组置于模组 的镜筒中, 镜筒位置和感光芯片的有机配合才能获取高品 盾的图像或 视频。 现代的手持设备, 一方面为了美观的需要被设计得越来越薄, 摄像头模组的高度也随之越来越低, 对应镜片组总高度降低, 另一方 面为了图像品质的需要, 感光芯片的感光面对角线尺寸越来越大, 如 何保证镜片組的视场角不变, 加大感光芯片尺寸, 并满足更薄机身的 手持设备外观设计要求一直是手持设备设计行 业研究的问题。 数码相 机尤其是超薄的数码相机采用伸縮镜片组来解 决这个问题, 诸如螺紋 / 螺母结构、 齿轮结构、 或者涡轮涡杆等结构的机械传动结构, 但这样 的结构相对庞大, 无法放置在像手机、 笔记本电脑、 Pad等更薄的设备 中。 而现有轻薄型设备中普遍使用的音圏电机, 其镜筒无法伸出摄像 头模组外, 只能用做自动聚焦, 工作时不能实现镜片组伸缩的功能, 因而无法解决上述摄像头模组高度越来越低而 带来的问题。 另外, 现 有的摄像头模组, 要使镜筒保持在一定位置, 需要持续给线圏提供电 流以平衡弹性体的弹力, 模组的功耗比较大, 而且, 镜筒在沿光轴方 向作直线运动时, 由于光轴方向缺少导向结构, 容易发生晃动, 导致 光路偏心, 影响图像质量。

可见, 轻薄型电子设备需要有一种新的微型摄像头模 组来解决上 述现有模组厚度和图像质量之间的矛盾, 以及解决现有的模组中所 存在的问题, 这种新的摄像头模组能够使镜筒伸出模组外, 保证在 视场角不变的条件下, 加大感光芯片的尺寸, 提高图像质量, 同时 要求结构简单, 能够应用于手机、 pad等轻薄型电子设备中。 发明内容

鉴于对背景技术中的技术问题的理解, 如果能够提出一种适于 轻薄化的消费类电子产品的新型的摄像头模组 以及用于此类的摄像 头模组的相应的控制方法, 那将是非常有益的。

本发明的第一方面提出了一种用于摄像头模组 的控制方法, 其 中, 所述摄像头模组包括成像模块、 套筒模块、 安置于所述套筒模 块中的可对应于套筒模块相对于光轴方向运动 的镜头模块、 至少一 个线圏、 至少一个磁性部件、 设置于所述镜头模块与所述套筒模块 之间的弹性部件, 所述控制方法包括以下步骤:

al . 所述弹性部件压靠于所述镜头模块上, 所述弹性部件垂直 于光轴方向的形变为所述镜头模块施加径向正 压力, 所述弹性部件 通过所述正压力在所述弹性部件与所述镜头模 块的接触面上产生沿 光轴方向的摩擦力, 所述摩擦力可使所述镜头模块相对所述弹性部 件在光轴方向上保持静止状态, 或者

a2. 所述弹性部件固定连接于所述镜头模块上,所 述弹性部件压 靠于设置于所述镜头模块与套筒模块之间的一 个导电体, 所述的导 电体与套筒模块相对静止地直接或间接固定; 所述弹性部件垂直于 光轴方向的形变为所述镜头模块与弹性部件一 体地向所述导电体施 加径向正压力, 所述弹性部件通过所述正压力在所述导电体与 所述 弹性部件的接触面上产生沿光轴方向的摩擦力 , 所述摩擦力可使所 述镜头模块与弹性部件一体相对所述套筒模块 在光轴方向上保持静 止状态; 以及

b. 为所述至少一个线圈提供电流, 所述至少一个线圈或所述至 少一个磁性部件可选择地与所述镜头模块相匹 配, 所述镜头模块受 到沿所述光轴方向的电磁力, 所述电磁力作为所述镜头模块沿所述 光轴方向做直线运动的驱动力, 以带动所述镜头模块运动。

优选地, 在依据本发明的一个实施例中, 所述至少一个线圏中 通入的电流是脉冲式的, 使所述镜头模块实现非连续性运动; 所述脉冲电流的最大值与最小值的绝对值之比 为至少 1.2倍; 所述脉沖电流的单个脉宽小于 2s, 即所述镜头模块的每次持续 运动的时间小于 2s。

在依据本发明的一个实施例中, 在所述步骤 b 中, 给所述至少 一个线圏通入初始电流, 4吏所述至少一个线圈与所述至少一个磁性 部件相对静止, 所述至少一个线圈中的电压除以电流的值保持 为第 一关系, 即: U/I=R。

在依据本发明的一个实施例中, 逐步加大所述初始电流的大小, 使所述至少一个线圏和所述至少一个磁性部件 发生相对运动, 导致 所述至少一个线圈中的电压除以电流的值为第 二关系, 即 U/I>R; 检 测所述至少一个线圈中电压除以电流的值的所 述第一关系发生的改 变能够判断所述至少一个线圏和所述至少一个 磁性部件发生了相对 运动, 并且得到使所述至少一个线圈和所述至少一个 磁性部件发生 相对运动的临界电流值。

在依据本发明的一个实施例中, 在所述步骤 b 中, 所述镜头模 块的运动为相对于弹性部件沿光轴方向的相对 正向或反向运动, 所 述每一次的相对正向或反向运动具有第一运动 距离, 所述第一运动 距离由所述弹性部件的径向正压力、 所述至少一个线圈中的脉冲电 流大小、 上升速率、 波形宽度、 所述镜头模块与所述弹性部件之间 的摩擦系数决定; 改变其中一个或多个参数能够改变所述第一运 动 距离, 以控制所述镜头模块的运动。

在依据本发明的一个实施例中, 在所述步骤 b 中, 所述镜头模 块的运动为相对于套筒模块沿光轴方向的相对 正向或反向运动, 所 述每一次的相对正向或反向运动具有第一运动 距离, 所述第一运动 距离由所述弹性部件的径向正压力、 所述至少一个线圏中的脉沖电 流大小、 上升速率、 波形宽度、 所述导电体与所述弹性部件之间的 摩擦系数决定; 改变其中一个或多个参数能够改变所述第一运 动距 离, 以控制所述镜头模块与弹性部件的运动。 在依据本发明的一个实施例中, 所述镜头模块还包括运动载座、 镜筒、 摩擦部件;

所述镜筒安置于所述运动载座中, 所述运动载座和所述镜筒可 合并为一体; 所述运动载座具有于径向发散的若干延伸部; 所述至 少一个线圈置于所述延伸部中,并适于与所述 镜头模块一起运动; 所 述摩擦部件置于所述延伸部与所述弹性部件之 间。

在依据本发明的一个实施例中, 所述镜头模块还包括运动载座、 镜筒、 摩擦部件;

所述镜筒安置于所述运动载座中, 所述运动载座和所述镜筒可 合并为一体; 所述运动载座的外表面设置有所述磁性部件, 并可适 于与所述镜头模块一起运动; 所述套筒模块对应于所述磁性部件的 位置处, 设置所述至少一个线圈; 所述套筒模块的内部不对应于所 述至少一个磁性部件的位置处, 设置有所述弹性部件; 所述摩 ^"部 件置于所述运动载座与所述至少一个弹性部件 之间。

在依据本发明的一个实施例中, 所述镜头模块还包括运动载座、 镜筒;

所述镜筒安置于所述运动载座中, 所述运动载座和所述镜筒合 并为一体成型或独立装配成型; 所述运动载座具有于径向发散的若 干延伸部; 所述至少一个线圈置于所述延伸部中, 并适于与所述镜 头模块一起运动; 所述的弹性部件连接于所述延伸部或所述线圈 的 外部, 使得所述弹性部件与所述的镜头模块一起运动 。

在依据本发明的一个实施例中, 所述的导电体接触于供电端上, 且所述弹性部件能够导电或具有导电部位, 所述至少一个线圈与所 述的弹性部件接触连接, 从而供电端能够通过导电体再经弹性部件 为所述至少一个线圏提供电流。

在依据本发明的一个实施例中, 所述镜头模块在步骤 a 中可有 两种结构状态,

第一种状态: 所述镜头模块初始时具有对无穷远物体进行直 接 成像的对焦的状态; 第二种状态: 所述镜头模块在初始时未具有对无穷远物体进 行 直接成像的对焦的状态, 所述镜头模块需通过所述线圏提供电流, 将镜头模块于套筒模块中伸出的伸缩过程, 调整进入对无穷远物体 进行成像的对焦的状态。

此外, 本发明的第二方面提出了一种摄像头模组, 所述摄像头 模组包括成像模块、 套筒模块、 安置于所述套筒模块中的可对应于 套筒模块相对于光轴方向运动的镜头模块、 至少一个线圏、 至少一 个磁性部件、 设置于所述镜头模块与所述套筒模块之间的弹 性部件, 其特征在于,

所述弹性部件压靠于所述镜头模块上, 所述弹性部件垂直于光 轴方向的形变为所述镜头模块施加径向正压力 , 所述弹性部件通过 所述正压力在所述弹性部件与所述镜头模块的 接触面上产生沿光轴 方向的摩擦力, 所述摩擦力可使所述镜头模块相对所述弹性部 件在 光轴方向上保持静止状态, 或者

所述弹性部件固定连接于所述镜头模块上, 所述的弹性部件压 靠于一个导电体上, 所述的导电体与套筒模块相对静止的直接或间 接固定, 所述弹性部件垂直于光轴方向的形变为所述导 电体施加径 向正压力, 所述弹性部件通过所述正压力在所述弹性部件 与所述导 电体的接触面上产生沿光轴方向的摩擦力, 所述摩擦力可使所述镜 头模块与弹性部件一体相对于套筒模块在光轴 方向上保持静止状 态; 并且

所述摄像头模组还包括供电控制装置, 其为所述至少一个线圏 提供电流, 所述至少一个线圈或所述至少一个磁性部件可 选择地与 所述镜头模块相匹配, 所述镜头模块受到沿所述光轴方向的电磁力, 所述电磁力作为所述镜头模块沿所述光轴方向 做直线运动的驱动 力, 以带动所述镜头模块运动。

在依据本发明的一个实施例中, 所述供电控制装置为所述至少 一个线圏中通入的电流是脉冲式的, 使所述镜头模块实现非连续性 运动; 所述脉冲电流的最大值与最小值的绝对值之比 为至少 1.2倍; 所述脉冲电流的单个脉宽小于 2s。

在依据本发明的一个实施例中, 所述镜头模块的运动为相对于 弹性部件沿光轴方向的相对正向或反向运动, 所述每一次的相对正 向或反向运动具有第一运动距离, 所述第一运动距离由所述弹性部 件的径向正压力、 所述至少一个线圈中的脉冲电流大小、 上升速率、 波形宽度、 所述镜头模块与所述弹性部件之间的摩擦系数 决定; 改 变其中一个或多个参数能够改变所述第一运动 距离, 以控制所述镜 头模块的运动。

在依据本发明的一个实施例中, 所述镜头模块的运动为与弹性 部件一体相对于套筒模块沿光轴方向的相对正 向或反向运动, 所述 每一次的相对正向或反向运动具有第一运动距 离, 所述第一运动距 离由所述弹性部件的径向正压力、 所述至少一个线圈中的脉冲电流 大小、 上升速率、 波形宽度、 所述导电体与所述弹性部件之间的摩 擦系数决定; 改变其中一个或多个参数能够改变所述第一运 动距离, 以控制所述镜头模块的运动。

在依据本发明的一个实施例中, 所述镜头模块还包括运动载座、 镜筒、 摩擦部件;

所述镜筒安置于所述运动载座中, 所述运动载座和所述鏡筒可 合并为一体; 所述运动载座具有于径向发散的若干延伸部; 所述至 少一个线圈置于所述延伸部中,并适于与所述 头模块一起运动; 所 述摩擦部件置于所述延伸部与所述弹性部件之 间。

在依据本发明的一个实施例中, 所述镜头模块还包括运动载座、 镜筒;

所述镜筒安置于所述运动载座中, 所述运动载座和所述镜筒合 并为一体成型或独立装配成型; 所述运动载座具有于径向发散的若 干延伸部; 所述至少一个线圈置于所述延伸部中, 并适于与所述镜 头模块一起运动; 所述的弹性部件连接于所述延生部或所述线圈 的 外部, 使得所述弹性部件与所述的镜头模块一起运动 。 在依椐本发明的一个实施例中, 所述镜头模块还包括运动载座、 镜筒、 摩擦部件;

所迷镜筒安置于所述运动载座中, 所述运动载座和所述镜筒可 合并为一体; 所述运动载座的外表面设置有所述磁性部件, 并可适 于与所述镜头模块一起运动; 所述套筒模块对应于所述磁性部件的 位置处, 设置所述至少一个线圏; 所述套筒模块的内部不对应于所 述至少一个磁性部件的位置处, 设置有所述弹性部件; 所述摩擦部 件置于所述运动载座与所述至少一个弹性部件 之间。

在依据本发明的一个实施例中, 所述导电体接触于供电端上, 且所述弹性部件能够导电或具有导电部位, 所述至少一个线圏与所 述的弹性部件接触连接, 从而供电端能够通过导电体再经弹性部件 为所述至少一个线圈提供电流。

在依据本发明的一个实施例中, 所述镜头模块在步錄 a 中可有 两种结构状态,

第一种状态: 所述镜头模块初始时具有对无穷远物体进行直 接 成像的对焦的状态;

第二种状态: 所述镜头模块在初始时未具有对无穷远物体进 行 直接成像的对焦的状悉, 所述镜头模块需通过所述线圈提供电流, 将镜头模块于套筒模块中伸出的伸缩过程, 调整进入对无穷远物体 进行成像的对焦的状态。

借助于依椐本发明所述的控制方法和摄像头模 组能够实现摄像 头的优化控制, 从而使得这种新的摄像头模组能够使镜筒伸出 模組 夕卜, 保证在视场角不变的奈件下, 加大感光芯片的尺寸, 提高图像 盾量, 同时其结构简单, 能够应用于手机、 pad等轻薄型电子设备中。 再者, 在镜筒静止时不需要额外的电流, 从而节省了摄像头模组的 功耗, 这点对于便携式设备尤其重要。 附图说明

图 1是根据本发明的摄像头模组的外观立体结构 意图; 图 2是根据本发明的第一种实施例的摄像头模组 结构分解示 意图;

图 3 是根据本发明的第一种实施例的摄像头模组沿 光轴方向的 侧面剖视图;

图 4是根据本发明的第二种实施例的摄像头模组 结构分解示 意图;

图 5 是根据本发明的第二种实施例的摄像头模组沿 光轴方向的 侧面剖视图;

图 6 是根据本发明的第三种实施例的摄像头模组的 结构分解示 意图;

图 7是根据本发明第三种实施例的摄像头模组沿 轴方向的俯 视图;

图 8是根据本发明的电压源驱动下的电压和电流 号示意图; 图 9是根据本发明的电流源驱动下的电流和电压 号示意图; 图 10是根据本发明的控制摄像头模组镜筒作单步 动的方法的 流程图。 具体实施方式

以下结合附图 1-10, 详细描述本发明的具体实施例。

图 1 是根据本发明的摄像头模组的外观立体结构示 意图。 从图 中可以看出, 在中央的镜头模组能够伸出整个模组之外, 并且能够 处于未伸出、 伸出一部分以及伸出至最远端等三种状态。

第一实施例:

图 2是根据本发明的第一种实施例的摄像头模组 结构分解示 意图, 图 3 是根据本发明的第一种实施例的摄像头模组沿 光轴方向 的侧面剖视图;

从图中可以看出, 依据本发明所述的摄像头模组包括: 成像模 块 12、 套筒模块 20、 安置于套筒模块 20中的可对应于套筒模块 20 相对于光轴方向运动的镜头模块 30、 至少一个线圈 7 (在本实施例 中为一个线圈)、 至少一个磁性部件 4 (在本实施例中为可组合为一 圈的八个磁性部件) 、 设置于镜头模块 30与套筒模块 20之间的弹 性部件 9, 其中, 为了能够在静止状态下不需要电流来维持谅静 止状 态从而减小整个摄像头模组的耗电功率, 在依据本发明所述的摄像 头模组中, 弹性部件 9压靠于镜头模块 30上, 弹性部件 9垂直于光 轴方向的形变为镜头模块 30施加径向正压力, 弹性部件 9通过该正 压力在弹性部件 9与镜头模块 30的接触面上产生沿光轴方向的摩擦 力, 该摩擦力可使镜头模块 30相对弹性部件 9在光轴方向上保持静 止状态; 并且

在本实施例中, 电源装置为该摄像头模组提供电流, 经由成像 模块的供电控制装置 (如图 8所示) 进行控制为线圏 7提供电流, 线圈 7与镜头模块 30相匹配, 镜头模块 30受到沿光轴方向的电磁 力, 电磁力作为镜头模块 30沿光轴方向做直线运动的驱动力, 以带 动所述镜头模块 30运动。

同时参见图 2、 图 3 、 图 8、 图 9、 图 10, 图 8是根据本发明的 电压源驱动下的电压和电流信号示意图; 图 9是根据本发明的电流 源驱动下的电流和电压信号示意图; 图 10是根据本发明的控制摄像 头模组镜筒作单步运动的方法的流程图。 具体地, 驱动单元 (未标注) 通过供电控制装置 (未标注) 的控制为线圏 7 中通入的电流是脉冲 式的, 使所述镜头模块 30实现非连续性运动, 脉沖电流的最大值与 最小值的绝对值之比为至少 1.2倍, 在本实施例中采用 2倍, 并且脉 冲电流的单个脉宽小于 2s, 在本实施例中为 ls。 在第一时刻时, 驱 动单元通过供电控制装置的控制给线圈 7 通入初始电流, 使线圈 7 与磁性部件 4相对静止, 通过检测反馈单元(未标注)的检测线圏 7 中的电压除以电流的值保持为第一关系, 即: U/I=R。 接着, 将逐步 加大初始电流的大小, 使线圈 7和磁性部件 4发生相对运动, 导致 线圈 7中的电压除以电流的值为第二关系, 即 U/I>R; 检测反馈单元 检测线圈 7 中电压除以电流的值的第一关系发生的改变能 够判断线 圈 7和磁性部件 4发生了相对运动,并且得到使线圏 7和磁性部件 4 发生相对运动的临界电流值。 其中, 镜头模块 30的运动为相对于弹 性部件沿光轴方向的相对正向或反向运动, 所述每一次的相对正向 或反向运动具有第一运动距离,所述第一运动 距离由所述弹性部件 9 的径向正压力、 所述线圏 7 中的脉冲电流大小、 上升速率、 波形宽 度、 镜头模块 30与弹性部件 9之间的摩擦系数决定; 具体为:

单步运动的距离公式

nBLI w (nBLI - / + mgcosQ') _

S = At

2m{f ― mgcosd')

其中, n是线圏匝数, B是磁感应强度, L是一匝线圏的有效长 度, m是运动部件的质量, f是摩擦力大小, 是驱动电流, 0是镜筒 运动方向与重力的夹角, At是方波脉宽。

改变其中一个或多个参数能够改变所述第一运 动距离, 以控制 所述镜头模块 30的运动。

如图 2、 图 3所示, 所述镜头模块 30还包括运动载座 6、 镜筒 (位于运动载座内未标明) 、 摩擦部件 8;

镜筒安置于运动载座 6 中, 运动载座和镜筒可合并为一体成型 也可单独分别成型; 运动载座 6具有于径向发散的若干延伸部 61 ; 线圈 7置于所述延伸部 61 中,并适于与镜头模块 30—起运动; 摩擦 部件 8置于延伸部 61 与所述弹性部件 9之间。 此外, 套筒模块 20 还包括磁轭环 2与置于所述磁轭环 2 内部的套筒单元 1 , 套筒单元 20伸出所述磁轭环 2的外端面 0.2mm以上, 起到为镜头模块 30导 向和保护镜头模 30块的作用。 再者, 磁轭环 2中可置有轭铁块 3 , 轭铁块 3 为导磁材质, 起到了为磁性部件 4导磁的作用; 轭铁块 3 与磁轭环 2 内壁面之间有空气间隙, 线圏 7置于空气间隙中并且能 够沿光轴方向运动, 空气间隙的光轴方向长度占摄像头模组的光轴 方向总厚度的三分之一以上。 其中, 套筒模块 20的磁轭环 2、 套筒 单元 1与轭铁块 3为一体成型或单独设置的。

线圈 7与镜头模块 30上的第一导电部位 (未标注)相连接, 导 电部位与弹性部件 9相接触, 弹性部件 9接触于供电端上适于通过 电源装置供电, 且弹性部件 9 能够导电或具有第二导电部位, 从而 使得供电端能够通过弹性部件 9或弹性部件 9的第二导电部位为线 圏 7提供电流。 线圏 7 包括两种固定结构, 在第一固定结构中, 线 圈 7直接与延伸部 61相固定连接; 在第二固定结构中, 线圏 7与延 伸部 61 之间在光轴方向上具有相对运动距离, 相对运动距离在 10 微米与 1 毫米之间。 供电控制装置的控制发送控制信号至驱动单元 进而提供于摄像头模组的线圏 7相应的驱动信号

在第一固定结构中, 所述电流存在两种驱动方式, 第一驱动方 式: 线圈 7通入与相对正向方向相一致的电流, 直接推动所述镜头 模块 30移动; 第二驱动方式: 线圏 7通入与相对反向方向相一致的 电流, 使镜头模块 30存储一定的弹性势能并且随后再通入与相对 向方向相一致的电流, 推动镜头模块 30移动, 并在摩擦力作用下静 止。

在第二固定结构中电流驱动方式为: 为线圏 7通入与相对反向 方向相一致的电流, 使线圏 7存储一定的弹性势能并且随后再通入 与相对正向方向相一致的电流, 电磁力故正功, 线圈 7积累动能并 且与所述镜头模块 30碰撞, 以推动所述镜头模块 30移动, 并且在 摩擦力作用下静止。 此外, 摄像头模组还设置有基座 10 , 基座 10 设置于成像模块 12上起到限定镜头模块 30光轴方向运动位置的作 用, 摄像头模组还可包括红外滤光片, 铺设于成像模块 12的图像传 感器的感光面上。

第二实施例:

请同时参照图 4、 图 5、 图 8、 图 9、 图 10, 图 4是根据本发明 的第二种实施例的摄像头模组的结构分解示意 图; 图 5 是根据本发 明的第二种实施例的摄像头模组沿光轴方向的 侧面剖视图;

驱动单元通过供电控制装置的控制为线圏 7,中通入的电流是脉 冲式的, 使所述镜头模块 30,实现非连续性运动, 脉冲电流的最大值 与最小值的绝对值之比为至少 1.2倍, 在本实施例中采用 2倍, 并且 脉冲电流的单个脉宽小于 2s, 在本实施例中为 ls。 在第一时刻时, 驱动单元通过供电控制装置的控制给线圈 7,通入初始电流, 使线圈 7,与磁性部件 4,相对静止, 通过检测反馈单元的检测线圏 7,中的电 压除以电流的值保持为第一关系, 即: U/I=R。 接着, 将逐步加大初 始电流的大小, 使线圈 7,和磁性部件 4,发生相对运动, 导致线圏 7, 中的电压除以电流的值为第二关系, 即 U/I>R; 检测反馈单元检测线 圈 7,中电压除以电流的值的第一关系发生的改 能够判断线圈 7,和 磁性部件 4,发生了相对运动, 并且得到使线圈 7,和磁性部件 4,发生 相对运动的临界电流值。 其中, 镜头模块 30,的运动为相对于弹性部 件 9,沿光轴方向的相对正向或反向运动, 所述每一次的相对正向或 反向运动具有第一运动距离, 所述第一运动距离由所述弹性部件 9, 的径向正压力、 所述线圏 7,中的脉冲电流大小、 上升速率、 波形宽 度、 镜头模块 30,与弹性部件 9,之间的摩擦系数决定; 具体为:

单步运动的距离公式

_ nBLI w nBLI w — / + mgcosg) λ 2

2m f― mgcosG^

其中, n是切割磁力线的有效线圏匝数, B是磁感应强度, L是 一匝线圈的有效长度, m是运动部件的质量, f是摩擦力大小, 是 驱动电流, 0是镜筒运动方向与重力的夹角, 是方波脉宽。

改变其中一个或多个参数能够改变所述第一运 动距离, 以控制 所述镜头模块 30'的运动。

请参照图 4、 图 5 所示, 在本发明的第二实施例中, 镜头模块 30,还包括运动载座 6,、 镜筒(未标注)、 摩擦部件 (未标注) ;

镜筒安置于运动载座 6,中, 运动载座 6,和镜筒可合并为一体运 动载座 6,设置有向外延伸的间隔设置的若干延伸部 6Γ,运动载座 6, 的外表面设置有磁性部件 4,, 磁性部件 4,设置于所述的延伸部 61, 之间、 并可适于与镜头模块 30,一起运动; 套筒模块 20,对应于磁性 部件 4'的位置处, 设置线圈 7,; 套筒模块 20,与镜头模块 30,之间, 设置有弹性部件 9,, 摩擦部件 8置于延伸部 61与所述弹性部件 9之 间。 摄像头模组还包括: 基座 10,,基座 10,设置于成像模块 12,上起 到限定镜头模块 30'光轴方向运动位置的作用线圈 7,直接接触于供 电端上, 供电端为线圏 7,提供电流。 磁性部件 4,包括两种固定结构, 第一固定结构中,磁性部件 4,直接与运动载座 6,上的延伸部 61 '相固 定连接; 第二固定结构中所述磁性部件 4,与运动载座 6,之间沿光轴 方向上具有相对运动距离, 相对运动距离在 10 米与 1亳米之间。 供电控制装置的控制发送控制信号至驱动单元 进而提供于摄像头模 组的线圈 7,相应的驱动信号。 在第二实施例的第一固定结构中, 电 流存在两种驱动方式,

第一驱动方式: 线圈 7,通入与相对正向方向相一致的电流, 导 致所述磁性部件 4,直接推动所述镜头模块 30,移动;

第二驱动方式: 线圈 7,通入与相对反向方向相一致的电流, 使 所述镜头模块 30,存储一定的弹性势能, 并且随后再通入与相对正向 方向相一致的电流, 导致磁性部件 4,推动所述镜头模块 30,移动, 并 且在摩擦力作用下静止。 在所述第二固定结构中, 电流驱动方式为: 先给线圏 7'通入与相对反向方向相一致的电流, 使磁性部件 4'存储 一定的弹性势能, 并且随后再通入与相对正向方向相一致的电流 , 电磁力做正功, 磁性部件 4,积累动能并且与所述镜头模块 30,碰撞, 以推动所述镜头模块 30,移动, 并在摩擦力作用下静止。

第三实施例

请参照图 6、 图 7。 图 6是根据本发明的第三种实施例的摄像头 模组的结构分解示意图;

图 7是根据本发明第三种实施例的摄像头模组沿 轴方向的俯 视图; 从图中可以看出, 依据本发明所述的摄像头模组包括: 成像 模块 12"、 套筒模块 20"、 安置于套筒模块 20"中的可对应于套筒模 块 20相对于光轴方向运动的镜头模块 30" (此部分可参照第一实施 例, 但本实施例中的镜头模块 30"未设置有摩擦部件) 、 至少一个 线圈 7" (在本实施例中为一个线圏)、 至少一个磁性部件 4" (在本 实施例中为可组合为的竖直设置的 2个磁性部件, 但不以此为限) 、 设置于镜头模块 30"与套筒模块 20"之间的弹性部件 9", 其中, 为 了能够在静止状态下不需要电流来维持该静止 状悉从而减小整个摄 像头模组的耗电功率, 在依据本发明所述的摄像头模组中, 弹性部 件 9"卡扣连接于镜头模块 30"上,弹性部件 9"压靠于设置于镜头模 块 30"与套筒模块 20"之间的一导电体 13" ,导电体 13"与套筒模块 20,,相对静止的直接或间接固定; 弹性部件 9"垂直于光轴方向的形 变为镜头模块 30"与弹性部件 9"一体向导电体 13"施加径向正压 力,弹性部件 9"通过正压力在导电体 13"与弹性部件 9"的接触面上 产生沿光轴方向的摩擦力, 摩擦力可使镜头模块 30"与弹性部件 9" 一体相对套筒模块 20"在光轴方向上保持静止状态; 并且

在本实施例中, 电源装置为该摄像头模组提供电流, 经由成像 模块的供电控制装置 (如图 8所示) 进行控制为线圈 7"提供电流, 线圏 7"与镜头模块 30"相匹配, 镜头模块 30"受到沿光轴方向的电 磁力, 电磁力作为镜头模块 30"沿光轴方向做直线运动的驱动力, 以带动所述镜头模块 30"运动。

同时参见图 6、 图 7、 图 8、 图 9、 图 10 , 图 8是根据本发明的 电压源驱动下的电压和电流信号示意图; 图 9是根据本发明的电流 源驱动下的电流和电压信号示意图; 图 10是根据本发明的控制摄像 头模组镜筒作单步运动的方法的流程图。 具体地, 驱动单元 (未标注) 通过供电控制装置 (未标注) 的控制为线圏 7"中通入的电流是脉冲 式的, 使所述镜头模块 30"实现非连续性运动, 脉冲电流的最大值 与最小值的绝对值之比为至少 1.2倍, 在本实施例中采用 2倍, 并且 脉冲电流的单个脉宽小于 2s, 在本实施例中为 ls。 在第一时刻时, 驱动单元通过供电控制装置的控制给线圏 7"通入初始电流, 使线圈 7"与磁性部件 4"相对静止, 通过检测反馈单元(未标注)的检测线 圈 7"中的电压除以电流的值保持为第一关系, 即: U/I=R。 接着, 将逐步加大初始电流的大小, 使线圏 7"和磁性部件 4,,发生相对运 动, 导致线圏 7"中的电压除以电流的值为第二关系, 即 U/I>R; 检 测反馈单元检测线圏 7"中电压除以电流的值的第一关系发生的改变 能够判断线圈 7"和磁性部件 4"发生了相对运动, 并且得到使线圏 7"和磁性部件,,4发生相对运动的临界电流值 。 其中, 镜头模块 30" 的运动为与弹性部件 9,,一体的相对于套筒模块 20,,沿光轴方向的相 对正向或反向运动, ; 所述每一次的相对正向或反向运动具有第一 运动距离, 所述第一运动距离由所述弹性部件 9"的径向正压力、 所 述线圈 7"中的脉冲电流大小、 上升速率、 波形宽度、 弹性部件 9" 与导电体 13,,之间的摩擦系数决定; 具体为:

单步运动的距离公式

g _ 7tBLI w (nBU w - / + mgcosO) 2

2m{f― mgcosfl)

其中, n是线圈匝数, B是磁感应强度, L是一匝线圏的有效长 度, m是运动部件的质量, f是摩擦力大小, ^是驱动电流, 0是镜筒 运动方向与重力的夹角, At是方波脉宽。

改变其中一个或多个参数能够改变所述第一运 动距离, 以控制 所述镜头模块 30的运动。

如图 6、 图 7所示, 所述镜头模块 30"还可包括运动载座 6"、 镜筒 (位于运动载座内未标明) ;

镜筒安置于运动载座 6"中,运动载座 6"和镜筒可合并为一体成 型也可单独分别成型; 运动载座 6"具有于径向发散的若干延伸部 61 "; 线圈 7"置于所述延伸部 61,,中,并适于与镜头模块 30"—起运 动; 。 此外, 本实施例还可与第一实施例相同, 对应的于套筒模块 20"还包括磁轭环 2,,与置于所述磁轭环 2"内部的套筒单元 1 " , 套 筒单元 20"伸出所述磁轭环 2"的外端面 0.2mm以上,起到为镜头模 块 30"导向和保护镜头模块 30"的作用。 再者, 磁轭环 2,,中可置有 轭铁块 3" , 轭铁块 3"为导磁材质, 起到了为磁性部件 4"导磁的作 用; 轭铁块 3"与磁轭环 2,,内壁面之间有空气间隙, 线圏 7"置于空 气间隙中并且能够沿光轴方向运动, 空气间隙的光轴方向长度占摄 像头模组的光轴方向总厚度的三分之一以上。 其中, 套筒模块 20" 的磁轭环 2"、 套筒单元 1,,与轭铁块 3 "为一体成型或单独设置的。

线圏 7"与镜头模块 30"上的第一导电部位 (未标注) 相连接, 第一导电部位与弹性部件 9"接触,弹性部件 9"接触于供电端上适于 通过电源装置供电, 且弹性部件 9"能够导电或具有第二导电部位, 从而使得供电端能够通过弹性部件 9"或弹性部件 9"的导电部位为 线圈 7"提供电流。 线圈 7"包括两种固定结构, 在第一固定结构中, 线圈 7"直接与延伸部 61 "相固定连接; 在第二固定结构中, 线圈 7" 与延伸部 61 "之间在光轴方向上具有相对运动距离, 相对运动距离 在 10微米与 1毫米之间。 供电控制装置的控制发送控制信号至驱动 单元进而提供于摄像头模组的线圏 7"相应的驱动信号在第一固定结 构中, 所述电流存在两种驱动方式, 第一驱动方式: 线圏 7"通入与 相对正向方向相一致的电流, 直接推动所述镜头模块 30"移动; 第 二驱动方式: 线圏 7"通入与相对反向方向相一致的电流, 使镜头模 块 30"存储一定的弹性势能并且随后再通入与相对 正向方向相一致 的电流, 推动镜头模块 30"移动, 并在摩擦力作用下静止。

在第二固定结构中电流驱动方式为: 为线圏 7"通入与相对反向 方向相一致的电流, 使线圈 7"存储一定的弹性势能并且随后再通入 与相对正向方向相一致的电流, 电磁力 4故正功, 线圏 7"积累动能并 且与所述镜头模块 30"碰撞, 以推动所述镜头模块 30,,移动, 并且在 摩擦力作用下静止。 此外, 摄像头模组还设置有基座 10" , 基座 10" 设置于成像模块 12"上起到限定镜头模块 30"光轴方向运动位置的 作用, 摄像头模组还可包括红外滤光片, 铺设于成像模块 12,,的图 像传感器的感光面上。

请参照第一实施例、 第二实施例和第三实施例的结构中, 镜头 模块 30、 30,、 30"在最初的光学状态时都有两种光学对焦状态 , 分 别为:

第一种状态: 镜头模块 30、 30,、 30"初始时具有对无穷远物体 进行直接成像的对焦的状态;

第二种状态: 镜头模块 30、 30,、 30"在初始时未具有对无穷远 物体进行直接成像的对焦的状态, 镜头模块 30、 30,、 30,,需通过线 圈 7、 7'、 7"提供电流, 将镜头模块 30、 30,、 30"于套筒模块 20, 中伸出的伸缩过程, 调整进入对无穷远物体进行成像的对焦的状态 。 当所述第二种状态时, 镜头模块 30、 30,、 30"完成伸出套筒模块 20、 20,、 20"端面或缩回套筒模块 20、 20,、 20"内的时间小于 20s。 当 第一状态或第二状态时, 镜头模块 30、 30,、 30"为不连续地运动, 每次持续运动的距离不大于 100微米, 实现搜索对焦位置的功能。 镜头模块 30、 30,、 30,,相对所述套筒模块 20、 20,、 20"移动时, 通 过所述成像模块 12、 12,、 12"输出图像, 检测所述图像清晰度, 根 据图像清晰度的变化确定并匹配所述第一状态 或第二状态, 实现所 述镜头模块 30、 30,、 30"的伸缩和 /或对焦功能。

在第一实施例、 第二实施例与第三实施例中, 如图 8和图 9分 别示出了两种不同的分别采用电压源和电流源 的示意图。 忽略线圈 7、 7,、 7"的电感,线圈 7、 7,、 7"两端电压与电流关系为 U=RI+nBLv, 其中, U是线圈 7、 7,、 7"两端电压, R是线圏 7、 7,、 7,,的电阻值, I是线圏 7、 7,、 7"中的电流值, n是线圏匝数, B是磁感应强度, L 是一匝线圏 7、 T、 7"的有效长度, V是线圏 7、 7,、 7"运动速度。

根据该公式可知, 如图 8所示, 采用电压源时, 电压值 U恒定, a. 当线圏 7、 T、 7"运动时, 根据力学原理, 运动速度会先增大再 恒定, 所以线圈 7、 7,、 7"中的电流 I会先减小再恒定; b. 当线圈 7、 7\ 7"不运动时, 线圈 7、 7,、 7"中的电流 I恒定。

而如图 9所示, 采用电流源时, 电流值 I恒定, a. 当线圏 7、 7,、 7"运动时, 随着运动速度的增大, 线圏 7、 7,、 7"两端电压 U也逐 渐增大; b. 当线圈不运动时, 线圈 7、 7\ 7"两端电压 U恒定。 由 此便能控制镜头模块 30或 30,的运动。

图 10示出了根据本发明的控制摄像头模组镜筒作 步运动的方 法的流程图。 请同时参照图 8、 图 9在镜筒运动过程中, 检测反馈单 元检测线圈 7、 7,、 7"中因镜头模块 30、 30,、 30"运动所产生的电 压除以电流的值的变化, 将相关检测信息传送至供电控制装置, 供 电控制装置根据这一比值的变化, 得出使镜头模块 30、 30,、 30,,发 生相对运动的临界电流值, 并提供相应控制信号至驱动单元, 驱动 单元提供驱动信号至摄像头模组,控制摄像头 模组中的镜头模块 30、 30,、 30"分别在第一实施例、 第三实施例中的线圈 7、 7"同步光轴 方向运动或在第二实施例中与磁性部件 4,同步光轴方向运动, 并通 过不断的检测反馈、 控制计算、 驱动致使镜头模块 30、 30,、 30"在 套筒模块 20、 20,、 20"中相对的正向与反向运动。

具体的,供电控制装置根据电压除以电流的值 的变化,在线圏 7、 7,、 7"中通上相应大小的脉冲电流, 使驱动镜头模块 30、 30,、 30" 的电磁力克服摩擦力等阻力, 推动镜筒相对弹性部件 9、 9,、 9"的接 触面滑动, 然后在动摩擦力作用下停止在某一位置, 即镜头模块 30 或 30,实现一次步进。

优选地, 镜头模块 30、 30,、 30"的一次步进, 即镜头模块 30、 30'、 30"相对弹性部件 9、 9'、 9"的接触面滑动一定距离, 可选择的 镜头模块 30、 30,、 30"为弹性部件 9、 9,、 9"一体, 此时, 弹性部 件 9、 9,、 9"与镜头模块 30、 30,、 30"相对于套筒模块 20、 20,、 20" 滑动一定距离, 该距离由弹性部件 9、 9,、 9"的径向弹力, 轴向刚度、 电磁力、 摩擦系数等因素决定, 每一次步进的距离不大于 100微米, 且具备可重复性, 所以重复上述步进过程, 就能够控制镜头模块 30、 30,、 30"的位置, 实现摄像头模组的伸缩和 /或对焦功能。

在镜头模块 30、 30,、 30"步进过程中, 镜头模块 30、 30,、 30" 由运动变为与模组相对静止的过程中, 通过电磁驱动力的控制, 使 每次的一次步进, 即镜头模块 30、 30,、 30"相对弹性部件 9、 9,、 9" 的接触面滑动一定距离。

借助于依据本发明所述的控制方法和摄像头模 组能够实现摄像 头的优化控制, 从而使得这种新的摄像头模组能够使镜头模块 30、 30,、 30,,伸出模组外, 保证在视场角不变的条件下, 加大感光芯片 的尺寸, 提高图像质量, 同时其结构简单, 能够应用于手机、 pad等 轻薄型电子设备中。 再者, 在鏡头模块 30、 30,、 30"静止时不需要 额外的电流, 从而节省了摄像头模组的功耗, 这点对于便携式设备 尤其重要。

尽管在附图和前述的描述中详细阐明和描述了 本发明, 应认为 该阐明和描述是说明性的和示例性的, 而不是限制性的; 本发明不 限于上述实施方式。 那些本技术领域的一般技术人员能够通过研究 说明书、 公开的 内容及附图和所附的权利要求书, 理解和实施对披露的实施方式的 其他改变。 在本发明的实际应用中, 一个零件可能执行权利要求中 所引用的多个技术特征的功能。 在权利要求中, 措词 "包括" 不排 除其他的元素和步骤, 并且措辞 "一个" 不排除复数。 权利要求中 的任何附图标记不应理解为对范围的限制。