相機模塊及其自動聚焦方法
【技術領域】
[0001]本發明的實施方式涉及具有音圈(voice coil)電機致動器的相機模塊及其自動聚焦方法。
【背景技術】
[0002]移動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，安裝在移動終端中的相機模塊正通過包括更小的透鏡而縮小尺寸。此外，相機模塊的光學系統需要自動聚焦功能以使物體變得清楚可見。這種自動聚焦功能需要各種類型的致動器以使透鏡模塊移動到最佳焦點。相機模塊的自動聚焦還可以根據用于使透鏡模塊移動的致動器的特性而改變。
[0003]自動聚焦致動器可以包括各種類型的致動器。各種致動器的示例包括音圈電機(VCM)致動器、由壓電力驅動的致動器以及基于電容方法驅動的MEMS致動器。另外，音圈電機(VCM)致動器由其中永久磁體設置在相機模塊的固定單元中的磁路(magneticcircuit)構造，利用附接到透鏡模塊的線圈進行驅動，使得音圈電機致動器能夠使用通過線圈行進(traveling)的洛倫茲力來驅動透鏡模塊。
[0004]此外，僅為了計算針對透鏡模塊的自動聚焦的光學值，音圈電機致動器就要使用附接到透鏡模塊的傳感器來提取從透鏡模塊的相變計算出的磁通量值之間的差。在這種音圈電機致動器中，必須將三個電源連接到傳感器以將該傳感器附接到透鏡模塊。因此，制造工藝復雜。換句話說，必須在音圈電機致動器的透鏡模塊中設置至少五個連接器，并且所述至少五個連接器包括用于與位于透鏡模塊中的線圈電連接的兩個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連接器。因此，難以設計和制造音圈電機致動器。
[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致動器中，使透鏡模塊移動到自動聚焦的最佳位置花費相當長的時間。在透鏡模塊中，還可能存在自動聚焦位置誤差。
【發明內容】
[0006]技術問題
[0007]因此，本發明的一個目的在于解決上述缺點和其它問題。
[0008]本發明的另一目的在于提供一種相機模塊及其自動聚焦方法，該相機模塊具有設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)的移動單元，以迅速并精確地找到自動聚焦位置。
[0009]本發明的另一目的在于提供一種相機模塊以及用于該相機模塊的自動聚焦的方法，該相機模塊包括布置在固定單元中的固定線圈以及布置在移動單元中的移動線圈，該相機模塊能夠基于根據固定線圈與移動線圈之間的距離的電流或電壓的偏移值來迅速且精確地找出自動聚焦位置。
[0010]本發明的另一個目的在于提供一種相機模塊以及用于該相機模塊的自動聚焦的方法，該相機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(propervibrat1n)的阻尼器。
[0011]技術解決方案
[0012]為了實現這些目的和其它優點并且根據本發明的目的，如本文所實施和廣泛地描述的，一種相機模塊包括:固定單元，其包括形成在所述固定單元中的孔；移動單元，其包括至少一個透鏡，所述移動單元被構造成在所述固定單元的所述孔中線性移動；以及驅動單元，其用于驅動所述移動單元，其中，所述驅動單元包括:磁體，其被布置在形成在所述固定單元中的所述孔的內表面中；移動線圈，其被構造成圍繞所述移動單元的外表面；以及固定線圈，其被布置在所述固定單元中，以從所述移動線圈接收可基于與所述移動線圈的距離而改變的電流或電壓。
[0013]在所述相機模塊的另一實施方式中，所述驅動單元可以包括:多個磁體，其被布置在形成在所述固定單元中的所述孔的內表面中；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表面中，以感測由所述移動單元的移動引起的通量的變化；線圈，其圍繞所述移動單元的外表面；以及通量畸變伸出部，其從所述移動單元的所述外表面伸出，以使由所述移動單元的移動引起的所述通量畸變。
[0014]本發明的實施方式還提供了一種用于相機模塊的自動聚焦的方法，該相機模塊包括:移動單元，其包括用于使通量流動(flux flow)畸變的通量畸變伸出部和布置在所述移動單元中的透鏡；以及固定單元，其包括布置在所述固定單元中以感測由所述移動單元的移動引起的所述通量的變化的傳感器，用于所述相機模塊的自動聚焦的所述方法包括以下步驟:感測通過所述移動單元的透鏡入射的圖像以及由所述移動單元的移動引起的通量的變化；處理所感測的圖像信號；基于經處理的圖像信號以及由所述移動單元的移動引起的所述通量的變化值來計算最佳聚焦位置值；以及使所述移動單元移動到所計算的最佳聚焦位置值。
[0015]本發明的實施方式還提供了一種用于相機模塊的自動聚焦的方法，該相機模塊包括:移動單元，其包括移動線圈和布置在所述移動單元中的透鏡；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線圈接收可基于與所述移動線圈的距離而改變的電流或電壓的固定線圈，用于所述相機模塊的自動聚焦的所述方法包括以下步驟:對所述移動線圈施加驅動信號，并且基于所述驅動信號來使所述移動單元移動；感測通過所述移動單元的所述透鏡入射的圖像，并且檢測基于根據所述移動單元的移動在所述移動線圈與所述固定線圈之間的距離的電流或電壓的偏移值；處理所感測的圖像信號；基于經處理的圖像信號以及所檢測的所述電流或電壓的偏移值來計算最佳聚焦位置值；以及使所述移動單元移動到所計算的最佳聚焦位置值。
[0016]有益效果
[0017]根據本發明的一個實施方式，相機模塊可以具有布置在固定單元中的固定線圈以及布置在移動單元中的移動線圈。另外，相機模塊可以根據固定線圈與移動線圈之間的距離來檢測電流或電壓的偏移值，僅以迅速且精確地找出自動聚焦位置。
[0018]根據本發明的另一實施方式，相機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。因此，可以防止自動聚焦的誤差，并且可以減少自動聚焦時間。
[0019]要理解的是，本發明的前面的簡要描述和下面的詳細描述二者是示例性和說明性的，并且旨在提供對要保護的本發明的進一步說明。
【附圖說明】
[0020]附圖被包括進來以提供對本發明的進一步理解，并且被并入本申請并構成本申請的一部分，附圖例示了本發明的實施方式，并且與本說明書一起用來說明本發明的原理。
[0021]在附圖中:
[0022]圖1A和圖1B是例示了根據本發明的一個實施方式的相機模塊的結構的圖；
[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生的通量行進畸變的圖；
[0028]圖8是例示了圖1A中所示的彈簧的平面圖；
[0029]圖9是例示了關于圖1A中所示的線圈、磁體和通量畸變伸出部的相對位置的圖；
[0030]圖1OA至圖1OC是例示了根據圖1A中所示的線圈的移動的通量的變化的圖；
[0031]圖11是例示了根據本發明的一個實施方式的相機模塊的自動聚焦控制單元的框圖；
[0032]圖12是例示了根據本發明的一個實施方式的用于相機模塊的自動聚焦的方法的流程圖；
[0033]圖13是例示了根據本發明的另一實施方式的相機模塊的結構的圖；
[0034]圖14是例示了圖13中所示的根據本發明的實施方式的相機模塊的檢測單元的電路的圖；
[0035]圖15是例示了圖13中所示的固定線圈與移動線圈之間的電磁感應的圖；
[0036]圖16是例示了圖13中所示的彈簧的平面圖；
[0037]圖17是示出了在對阻尼器施加了彈簧之前和之后的固有頻率的特性的曲線；
[0038]圖18是例示了圖13中所示的根據本發明的實施方式的相機模塊的自動聚焦控制單元的框圖；以及
[0039]圖19和圖20是例示了圖13中所示的根據實施方式的相機模塊的自動聚焦方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0040]現在將參照附圖根據在本文中公開的示例性實施方式詳細地給出描述。為了便于參照附圖簡要描述，相同或等同的組件可以設置有相同的附圖標記，并且其描述將不再重復。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明書的描述，并且后綴本身并不旨在提供任何特殊的含義或功能。
[0041]附圖被用來幫助容易理解各個技術特征，并且應該理解的是，本文中提供的實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，本發明應當被解釋為延伸到任何改變、等同物和替代方案。盡管術語第一、第二等可以在本文中用來描述各種元件，但是這些元件不應該受這些術語限制。這些術語一般地僅被用來區分一個元件和另一元件。
[0042]盡管術語第一、第二、第三等可以在本文中用來描述各種元件、組件、區域、層和/或截面，然而這些元件、組件、區域、層和/或截面不應該受這些術語限制。這些術語僅用來區分一個元件、組件、區域、層或截面和另一區域、層或截面。因此，在不脫離本發明的教導的情況下，下面所討論的第一元件、組件、區域、層或截面可以被稱為第二元件、組件、區域、層或截面。
[0043]當元件或層被稱為“在”另一元件或層“上”、“連接到”或“聯接到”另一元件或層時，該元件或層可以直接地在另一個元件或層上、連接或聯接到另一個元件或層，或者可以存在介于中間的元件或層。相比之下，當元件被稱為被“直接在”另一元件或層“上”、“直接地連接到”或“直接地聯接到”另一元件或層時，不存在介于中間的元件或層。如本文所使用的，術語“和/或”包括關聯的列出的項中的任一個以及一個或更多個的所有組合。另外，“X、Y和Z中的至少一個”能夠被解