[实用新型]小型化电磁致动器

说明书

技术领域

本申请涉及能够沿着X、Y和Z轴驱动镜头组(lens assembly)的小型化电磁致动器。

背景技术

随着移动电话不断地发展成融合式设备，越来越多的照相机功能已经被集成到移动电话中。今天，基于音圈马达(VCM)的自动对焦照相机功能已经是高端照相手机或者智能手机的标准特征。除了自动对焦(AF)功能，光学影像稳定(OIS)功能正在变成市场的兴趣所在，且很快将会变成集成到移动电话中的下一个重要的照相机特征。已经公开了关于OIS的各种发明，例如在美国专利申请US2006/0061660、US2007/0103555、US2010/0098394、US2007/0236577、和US2013/0016428、以及美国专利US7881598、US7725014中公开的那些。在以上所有公开的发明中，大部分采用了三种主要类型的技术：(1)主体倾斜方法；(2)主体移位方法；以及(3)镜头倾斜方法。

主体倾斜方法(BTM)

与主体移位方法(BSM)相比，BTM基于：使AF照相机模块作为整体相对于光轴倾斜，以补偿晃动或者振动。这个方法的关键特征在于完整的AF照相机模块被安装在影像稳定模块或者平台上，其中AF照相机模块安装有成像传感器、成像镜头、以及镜头致动器，其中影像稳定模块或者平台被用于驱动完整的照相机模块相对于光轴倾斜。US2010/0098394已经公开了一种基于BTM的实现。BTM的问题是它的尺寸很大，相对于BSM方法来说能耗相对较高，因为它需要驱动整个AF照相机模块。显而易见地，BTM方法需要较大的空间来实施影像稳定模块或者平台。

主体移位方法(BSM)

这种方法基于：沿着X和Y方向将自动对焦致动器作为一个整体移位/移动/摆动/移置。因此，这个方法的共同特征是完整的AF致动器被安装在影像稳定模块或者平台上，其中AF致动器用于驱动镜头支架(lens holder)(因此驱动镜头支架内的成像镜头组)沿着光轴移动，其中影像稳定模块和平台被用于驱动完整的AF致动器沿着X和Y方向在垂直于AF致动器光轴的XY平面内移动。US7881598和US2013/0016428已经分别公开了两种基于BSM的电磁致动器。不管详细的结构如何，此处将完整的AF致动器定义为用于使镜头支架或者成像镜头组沿着光轴移动的装置。不管在各种论文、专利、以及专利申请中使用的各种技术如何，满足在此说明的AF致动器的定义的装置应该被视为如在此所定义的AF致动器。

在现有技术中，BSM也被称为镜筒移位。实际上，它不是真正的镜筒移位方法，因为镜筒不是直接由影像稳定模块或者平台驱动的。镜筒移位是AF致动器作为一个整体移位的结果。这种方法的缺点在于其尺寸大、能耗大、响应时间慢等等。在所有的缺点中，尺寸大是最大的问题。因为这种方法基于移位完整的AF致动器，需要的整个空间必须大于AF致动器的尺寸。这是非常正常和合乎逻辑的结果。但是，目前的市场情形是消费者期望OIS致动器的尺寸和AF致动器的尺寸一样大。因此，基于这种方法的致动器很难足够小或者在尺寸上与AF致动器相同。但是，它的优点是影像质量不会随着镜头支架的移位而恶化。至少，影像质量恶化不明显。

镜头倾斜(LBT)方法

与BSM相比，LBT方法基于倾斜镜头支架，镜头因而随着在镜头支架的倾斜而倾斜，以补偿晃动或者振动。US7725014已经公开了基于LBT的致动器。LBT方法的优点是影像稳定致动器直接驱动镜头支架而不是驱动AF致动器。由于镜头支架比完整的AF致动器轻得多，因此基于LBT方法的OIS致动器比基于BSM的OIS致动器消耗更少的能量。此外，由于镜头支架的重量较轻，LBT OIS致动器的响应时间也比BSM OIS致动器的响应时间短。最重要地是，LBT OIS致动器可以实现与AF致动器相同的尺寸，因为LBT致动器的AF功能和OIS功能可以由同一组致动器来执行。因此，不需要额外的空间。此外，由于AF和OIS共享同一组致动器，不需要额外的材料来构建OIS致动器。它暗示这样的OIS致动器可能具有低成本，至少与AF致动器的成本相比。

但是，LBT方法的问题在于影像质量随着镜头的倾斜角度的增大而快速恶化。这显著限制了它的应用。但是，这样的问题不会发生在BSM OIS致动器上，或者至少这个问题对于BSM OIS致动器来说不是明显的。

鉴于以上问题，需要生产一种小型化且能耗和成本都较低的电磁致动器。