CN101382636B - 相机透镜模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种相机透镜模块，其中，透镜壳具有至少一个透镜，主框架沿光轴容纳透镜壳，支撑部分与透镜壳接合并与主框架接合，以沿光轴移动，盖与主框架接合，用于保持容纳在主框架中的透镜壳，控制件与盖接合，用于沿光轴移动支撑部分。

Description

相机透镜模块

技术领域

本发明通常涉及一种相机透镜模块，更具体地讲，涉及一种通过沿光轴移动透镜壳来控制焦距的相机透镜模块。

背景技术

数字相机是通过将图像信号转换为电信号来电性地执行包括记录、处理和再现的信号处理的装置。与卤化银胶片型相机相比，数字相机使用户能够立刻观看拍摄的图像而不需要显影或化学处理。此外，由于记录的图像信息以电子形式存在，所以数字相机允许计算机辅助的后续处理及图像的远程传输。这说明了作为多媒体时代的图像设备之一的数字相机的普及。

近来，已经开发了通过在便携式终端中安装相机透镜模块将数字相机用于便携式终端中。因为便携式终端装备有几乎与标准数字相机本身同样运行的相机透镜模块，所以用户通常在数字相机和具有相机透镜模块的便携式终端之间看不到差别。

然而，为了包括在便携式终端内，相机透镜模块必需变得更小。因此，对于相机透镜模块的挑战课题在于，不管相机透镜模块的尺寸有多小，相机透镜模块都应该良好运行。分辨力(resolving power)和放大率是相机透镜模块性能的关键。在具有改进的分辨力的情况下，以可以观察到图像的微小细节这样的清晰度来渲染物体的图像。相机透镜模块可以通过控制图像传感器和透镜之间的距离来选择焦距，最佳焦距提供了相机透镜模块可以达到的最大分辨力。

图1是传统相机透镜模块200的分解透视图。

参照图1，相机透镜模块200包括透镜壳201和主框架202。透镜壳201被构造为将与主框架202结合，透镜壳201中包括透镜(未示出)和红外滤波器(未示出)。透镜壳201还在外表面上设置有具有螺纹的第一接合部分211。主框架202具有安装在主框架202中的图像传感器(未示出)，主框架202设置有接合孔221，接合孔221用于在其中容纳透镜壳201。接合孔221具有在内表面上的具有螺纹的第二接合部分223，第二接合部分223用于与第一接合部分211结合。当透镜壳201安装在主框架202中时，第二接合部分223与第一接合部分211螺旋接合。同时，透镜和红外滤波器沿光轴与图像传感器对齐。随着第一接合部分211和第二接合部分223的螺旋接合，透镜壳201可以在接合孔221中旋转地沿光轴移动，从而调节到图像传感器的距离。因此，相机透镜模块200根据对于安装在透镜壳201中的透镜特定的后焦距来设置透镜和图像传感器之间的距离。根据透镜的后焦距来设置透镜和图像传感器之间的距离将被称为初始焦距的控制。

在设置了初始焦距的情况下，当实际拍摄物体时，相机透镜模块200通过使用致动器(actuator，未示出)根据物体和透镜之间的距离来控制透镜和图像传感器之间的距离。

在控制初始焦距的过程中，形成在透镜壳和主框架中的螺纹以它们的高度增加了相机透镜模块的尺寸，因此，阻碍了相机透镜模块的小型化。此外，由于在透镜壳和主框架之间的螺旋接合引起的摩擦导致异物的产生。这些异物会落到红外滤波器或图像传感器上，并表现为拍摄的图像中的图像。结果，拍摄的图像的质量和相机透镜模块的可靠性降低。

发明内容

因此，本发明示例性实施例的一方面在于提供一种有助于透镜壳的移动以设定初始焦距的相机透镜模块。

本发明示例性实施例的另一方面提供一种通过减少在控制初始焦距期间产生的异物来提高拍摄的图像的品质和相机透镜模块的可靠性的相机透镜模块。

本发明示例性实施例的另一方面提供一种小尺寸的相机透镜模块。

根据本发明示例性实施例的一方面，提供了一种相机透镜模块，在该相机透镜模块中，透镜壳具有至少一个透镜，主框架沿光轴容纳透镜壳，支撑部分与透镜壳接合并与主框架接合，从而可以沿光轴移动，盖与主框架接合，用于保持容纳在主框架中的透镜壳，控制件与盖接合，用于沿光轴移动支撑部分。

相机透镜模块还包括：弹性件，安装在主框架上，用于提供弹力以使支撑部分向盖移动。

支撑部分具有由控制件支撑的一端和由弹性件支撑的另一端，从而在主框架中在预定的位置保持静止。

弹性件由聚氨酯(poron)的聚氨酯泡沫形成，或者，弹性件是板弹簧。

相机透镜模块还包括：组装突起，从主框架的内表面突起，以彼此面对；组装槽，与组装突起对应地形成在支撑部分的两个侧表面上。组装突起通过被插入到组装槽中来将主框架与支撑部分结合并引导支撑部分的移动。

盖包括在盖与主框架接合的状态下沿光轴形成的开口和形成为在开口附近并面对支撑部分的通孔。

控制件支撑支撑部分，同时控制件延伸穿过通孔与盖接合。

控制件与通孔螺旋接合，并在盖上旋转的同时在主框架上方沿光轴与支撑部分一起进行线性移动。

控制件可旋转地延伸穿过通孔，并与支撑部分螺旋接合。

控制件通过在盖上的旋转在主框架上方沿光轴线性地移动支撑部分。

相机透镜模块还包括：图像传感器，面对透镜壳安装在主框架上，并且控制件通过沿光轴移动透镜壳和支撑部分来控制透镜壳和图像传感器之间的距离。

相机透镜模块还包括：致动器，包括在支撑部分中，用于从主框架接收能量；磁体，与透镜壳接合，用于通过与致动器相互作用来产生驱动力。透镜壳通过接收通过致动器和磁体之间的相互作用产生的驱动力来沿光轴移动，从而在拍摄物体时控制焦距。

在本发明的一个方面中，致动器是电磁体，磁体是永磁体。

相机透镜模块还包括：第一支撑件，形成在透镜壳和支撑部分中的一个中；引导杆，具有固定到第一支撑件的一端和固定到另一第一支撑件的另一端；第二支撑件，形成在透镜壳和支撑部分中的另一个中。引导杆延伸穿过第二支撑件，以沿光轴移动。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，本发明特定示例性实施例的上面和其它的目的、特征和优点将更明显，其中：

图1是传统相机透镜模块的分解透视图；

图2是根据本发明示例性实施例的相机透镜模块的分解透视图；

图3是在部分组装状态下图2中示出的相机透镜模块的透视图；

图4是在完全组装状态下图2中示出的相机透镜模块的透视图；

图5是图4中示出的相机透镜模块的剖视图；

图6是根据本发明另一示例性实施例的组装的相机透镜模块的剖视图；

图7是示出传统相机透镜模块的分辨率图表图像；

图8是示出根据本发明示例性实施例的相机透镜模块的分辨率图表图像；

图9是根据本发明第三示例性实施例的相机透镜模块的透视图；

图10是图9中示出的相机透镜模块的部分的透视图；

图11是在组装状态下图10中示出的相机透镜模块的部分的透视图。

整个附图中，相同的标号将被理解为表示相同的元件、特征和结构。

具体实施方式

提供在描述中限定的诸如详细的结构和元件的内容，以帮助对本发明示例性实施例进行全面理解。因此，本领域普通技术人员将承认的是，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以对这里描述的实施例做出各种修改和改变。此外，为了清楚和简明，省略了公知功能和结构的描述。

图2是根据本发明示例性实施例的相机透镜模块100的分解透视图，图3是在部分组装状态下示出图2中示出的相机透镜模块100的透视图，图4是在完全组装状态下示出图2中示出的相机透镜模块100的透视图，图5是图4中示出的相机透镜模块100的剖视图。

参照图2至图5，根据本发明示例性实施例的相机透镜模块100包括透镜壳101、主框架102、支撑部分103、盖104和控制件105。透镜壳101设置有至少一个透镜(未示出)。主框架102沿光轴容纳透镜壳101。主框架102设置有图像传感器121、电路板123和弹性件125。

面对容纳在主框架102中的透镜壳101的图像传感器121检测通过透镜壳101(即，其中的透镜)入射的物体的图像，并将所述图像转换为电信号。

图像传感器121安装在电路板123上，并将从图像传感器121接收的信号传输到其它组件。

弹性件125可以由具有弹性性质的聚氨酯(poron(波龙))的聚氨酯泡沫形成，或者弹性件可以为安装在主框架102中的板弹簧。弹性件提供弹力以使支撑部分103向盖104移动。

主框架102包括在主框架102内表面上的彼此面对的组装突起127。组装突起127沿光轴延伸。

支撑部分103与主框架102结合，并保持容纳在主框架102内的透镜壳101。组装槽131与组装突起127对应地形成在支撑部分103的两个侧表面上。更具体地讲，组装槽131凹陷到支撑部分103的两个侧表面中，用于允许组装突起127插入组装槽131中。因此，组装突起127被插入到组装槽131中，使得组装突起127可以在组装槽131中沿光轴移动。结果，与主框架102结合的支撑部分103可以在组装突起127的引导下沿光轴移动。即，由于组装突起127插入到组装槽131中，所以将主框架102与支撑部分103结合，并引导支撑部分103的移动。由于透镜壳101与支撑部分103结合，所以透镜壳101与支撑部分103一起在主框架102中沿光轴移动。

盖104通过与主框架102接合将透镜壳101保持在主框架102中。因此，图像传感器121、透镜壳101和盖104沿光轴顺序对齐。此外，盖104具有形成在盖104上的开口141和通孔143。开口141在盖104与主框架102结合的状态下沿光轴形成，并提供物体的图像入射的路径。物体的图像经过开口141和透镜壳101形成在图像传感器121上。通孔143面对支撑部分103形成在开口141附近。通孔143在内表面上也设置有螺纹。控制件105在外表面上具有螺纹，并延伸穿过通孔143与盖104结合。由于螺纹形成在通孔143的内表面上和控制件105的外表面上，所以控制件105与通孔143螺旋接合，从而在与盖104接合的同时支撑支撑部分103。这里，支撑部分103在主框架102的预定位置保持固定，这是由于支撑部分103的一端被控制件105支撑并且另一端被弹性件125支撑。

控制件105根据预定方向旋转在主框架102上方沿光轴与支撑部分103同时进行线性移动。当支撑件103向弹性件125移动时，弹性件125积聚弹力，以使支撑部分103向盖104移动。与支撑部分103到弹性件125的移动一起，透镜壳101也接近图像传感器121。

随着用于使支撑部分103向盖104移动的弹力在弹性件125中的积聚，当控制件105在盖104上沿其它方向(例如，逆时针)旋转时，支撑部分103在弹性件125的弹力的作用下向盖104移动。因此，透镜壳101从图像传感器121后退。即，透镜壳101根据控制件105的旋转方向与支撑部分103一起沿光轴接近图像传感器121或从图像传感器121后退。

虽然在本发明示例性实施例中，控制件105通过在盖104上顺时针旋转使支撑部分103向弹性件125移动，但是控制件105的逆时针旋转也可以实现相同的效果。本领域人员将清楚地理解的是，当控制件105通过在盖104上逆时针旋转使支撑部分103向弹性件125移动时，控制件105的顺时针旋转使支撑部分103向盖104移动。

可以得出的是，由于控制件105在盖104上旋转的同时与支撑部分103一起进行线性移动，所以透镜壳101调节到图像传感器121的距离。在控制件105与盖104结合的情况下，透镜壳101与支撑部分103一起通过控制件105和弹性件125在主框架102中保持静止。即，控制件105用于控制相机透镜模块100的初始焦距。如上所述，控制件105对初始焦距的控制等于对安装在透镜壳101中的透镜和图像传感器121之间的距离的控制。如果光沿光轴入射，则根据对于透镜特定的焦距来设置透镜壳101和图像传感器121之间的距离，这是通过控制件105完成的。即，控制件105将透镜壳101以初始焦距定位并保持在弹性件125和主框架102上方。

同时，当用户实际拍摄照片时，物体的图像形成的位置与初始焦距并不匹配，需要根据透镜和物体之间的距离来调节透镜和图像传感器121之间的距离。为此目的，相机透镜模块100还设置有致动器(actuator)106和磁体(magnetic body)107。在实际拍摄中焦距的控制将被称为实际焦距的控制。

致动器106是包括在支撑部分103中的电磁体，并从主框架102接收能量(power)。图像传感器121感测通过透镜壳101的物体的图像。根据物体和相机透镜模块100之间的距离，透镜壳101手动或自动地沿光轴移动。

在手动方案中，用户在需要时操作透镜壳101以调节透镜的放大率。对于自动操作，相机透镜模块100还可以设置有用于感测物体和透镜之间的距离的距离传感器以及用于根据感测的距离来调节透镜的放大率的驱动电机。一般，小尺寸相机透镜模块自动控制实际焦距。

对于自动的实际焦距控制，致动器106从主框架102接收能量并根据与由距离传感器感测的物体和透镜之间的距离对应的信号来产生电场。磁体107是永磁体，并布置得面对致动器106，磁体107与透镜壳101接合。磁体107的电场和由致动器106产生的电场之间的相互作用产生用于使磁体107远离致动器106移动的驱动力。即，致动器106产生与接收的能量对应的电场，致动器106的电场和磁体107的电场之间的相互作用产生驱动力。由于磁体107与透镜壳101结合，所以驱动力沿光轴移动透镜壳101。根据物体和透镜之间的距离产生的驱动力导致透镜壳101沿光轴的移动。所得的透镜和图像传感器121之间的距离的调节实现了适于相机透镜模块100拍摄物体的焦距。

为了在这样的实际焦距控制操作期间引导透镜壳101相对于支撑部分103的移动，透镜壳101设置有引导槽111，并且支撑部分103具有引导突起133。透镜壳101可以形成一定形状，从而透镜壳101可以在主框架102中进行线性移动。引导槽111和引导突起133的添加使得透镜壳101的线性移动更稳定。“透镜壳101可以形成一定形状，从而透镜壳101可以进行线性移动”表示透镜壳101形成一定形状，使得透镜壳101的与光轴方向垂直的表面在任何位置处均不变，并且主框架102根据透镜壳101也形成一定形状，从而引导透镜壳101的线性移动。

图6是根据本发明另一示例性实施例的组装的相机透镜模块300的剖视图。除了与盖结合的控制件的形状、控制件的支撑部分的支撑机构和由控制件的旋转导致的支撑部分的线性移动的方向之外，相机透镜模块300的构造与本发明第一示例性实施例的相机透镜模块100的构造相同。

在根据本发明第一示例性实施例的相机透镜模块100中，控制件105延伸穿过通孔143与盖104结合，并支撑支撑部分103。因为控制件105与通孔143螺旋接合，所以控制件105可在盖104上旋转，并且支撑部分103由控制件105和弹性件125支撑在主框架102中保持静止。控制件105通过盖104的旋转在主框架102上方沿光轴与支撑部分103一起进行线性移动。同时，弹性件125沿与控制件105的线性移动的方向对应的方向变形。

在根据本发明第二示例性实施例的相机透镜模块300中，控制件305可旋转地延伸穿过通孔343，并与支撑部分303螺旋接合。控制件305被限制为在盖304上旋转而不沿光轴进行线性移动。当控制件305旋转时，只有支撑部分303在主框架302上方沿光轴进行线性移动。在由弹性件325支撑支撑部分303的状态下，根据来自弹性件325的弹力进行线性移动。因为支撑部分303可以与控制件305螺旋接合地线性移动，所以不需要设置弹性件325。

图7示出传统相机透镜模块的分辨率图表图像，图8示出了根据本发明示例性实施例的相机透镜模块的分辨率图表图像。图7和图8以分辨力的形式表示相机透镜模块之间的比较。

透镜的分辨力是透镜识别的物体的两点之间的距离。换句话说，分辨力表示透镜可以探知的细节的水平。图7和图8的分辨率图表图像显示本发明的相机透镜模块的分辨力在视觉上(visually)类似于传统相机透镜模块的分辨力。这表明本发明的相机透镜模块为用户提供了足够的分辨力。即，本发明的相机透镜模块可以通过调节图像传感器和透镜壳之间的距离来设置初始焦距，并具有与传统相机透镜模块的分辨力几乎相同的分辨力。

现在将参照图9、图10和图11来描述根据本发明第三示例性实施例的相机透镜模块的构造。在本发明第一和第二示例性实施例中示出的相同组件或可以根据本发明第一和第二示例性实施例来理解的组件由相同的标号表示或不用标号表示。针对第三实施例的公开，不提供对它们的详细描述。

参照图9、图10和图11，本发明第三示例性实施例与本发明第一和第二示例性实施例的区别在于，相机透镜模块400设置有支撑件和引导杆以引导透镜壳相对于支撑部分的线性移动。如上所述，根据本发明第一和第二示例性实施例的相机透镜模块具有引导槽111和引导突起133以引导透镜壳的移动。

相机透镜模块400设置有形成在透镜壳401和支撑部分403中的一个中的第一支撑件433、在透镜壳401和支撑部分403中的另一个中的第二支撑件411以及引导杆419。引导杆419可滑动地延伸穿过第二支撑件411，使得引导杆419的端部被固定到第一支撑件433。

根据本发明第三示例性实施例，两对第一支撑件433形成在支撑部分403中，一对与另一对沿光轴方向面对。即，设置一对引导杆419。

两对第二支撑件411形成在透镜壳401中，一对与另一对沿光轴方向面对。当透镜壳401与支撑部分403接合时，第二支撑件411置于第一支撑件433之间。由于面对的第一支撑件411之间的距离被设计为长于面对的第二支撑件433之间的距离，所以透镜壳401可以沿光轴移动的范围被限制。即，透镜壳401的移动范围被限制为第二支撑件433可以在第一支撑件411之间移动的范围。

如本发明第一和第二示例性实施例中，相机透镜模块400设置有控制件，从而可以根据安装在透镜壳401中的透镜的特性来控制初始焦距，这里将不对此进行详细描述。

相机透镜模块400还可以在盖404和透镜壳401之间设置有第二弹性件449。第二弹性件449提供力以使透镜壳401向图像传感器121移动。在致动器106不工作的情况下，透镜壳401仅受弹性件449的力而被保持为最靠近图像传感器121。

在图9中，由于底部第二支撑件411与底部第一支撑件433接触，所以透镜壳401不能再向图像传感器121移动。即使致动器106工作，当顶部第二支撑件411接触顶部第一支撑件433时，透镜壳401也不能再从图像传感器121后退。

在透镜壳401最靠近图像传感器121的状态下，可以通过使用控制件来控制初始焦距。在拍摄期间，通过附加地设置的传感器感测到物体的距离来操作致动器106，因此透镜壳401沿光轴移动。因此，控制实际焦距。当致动器106停止(即，从电磁体阻断能量)时，透镜壳401在第二弹性件449的力的作用下移动到最靠近图像传感器121。

参照图10和图11，由于透镜壳401和支撑部分403在一个模块中制造，所以容易地组装相机透镜模块400。

如从上面的描述清楚的是，本发明的相机透镜模块设置有透镜壳、主框架、支撑部分、盖和控制件。透镜壳沿光轴与支撑部分和盖接合地安装在主框架中。控制件可旋转地与盖结合。由于控制件在盖上旋转并同时使透镜壳和支撑部分沿光轴在主框架上方移动，所以容易地调节初始焦距。此外，透镜壳的移动减少了异物的产生，从而防止由异物导致的拍摄的图像的图像品质和相机透镜模块的可靠性降低。此外，由于透镜壳在不使用螺纹的情况下与主框架结合，所以本发明有助于相机透镜模块的小型化。

此外，为了在拍摄期间的焦距控制，使用支撑件和引导杆以引导透镜壳的移动，使得透镜壳的移动稳定并使相机透镜模块能够小型化。此外，因为通过使用支撑件和引导杆从而在单个模块中制造透镜壳和支撑透镜壳的支撑部分，从而容易地组装相机透镜模块。

虽然已经参照本发明的特定示例性实施例示出和描述了本发明，但是它们仅为示例性应用。

例如，虽然在本发明第三示例性实施例中，第二支撑件形成在透镜壳中并通过引导杆的支撑在第一支撑件之间移动，但是本领域技术人员显而易见的是，形成在支撑部分中的支撑件可以被构造为通过引导杆的支撑在形成在透镜壳中的支撑件之间移动。

此外，螺旋弹簧被示出为如图9中的第二弹性件。然而，所述螺旋弹簧可以被板弹簧代替，并且可以改变它的位置。虽然描述的是当致动器不工作时，第二弹性件的弹力使透镜壳向图像传感器移动，但是根据安装在透镜壳中的透镜，第二弹性件的弹力可以使透镜壳从图像传感器后退。

因此，本领域技术人员将理解的是，在不脱离本发明由权利要求及其等同物限定的精神和范围的情况下，可以在本发明中做出各种形式和细节上的改变。

Claims (14)

1.一种相机透镜模块，包括： 

透镜壳，具有至少一个透镜； 

主框架，用于沿光轴容纳透镜壳； 

支撑部分，与透镜壳和主框架接合，以沿光轴线性移动； 

盖，与主框架接合，用于将透镜壳保持在主框架内； 

控制件，与盖接合，用于沿光轴移动支撑部分， 

其中，盖包括在盖与主框架接合的状态下沿光轴形成的开口和形成为在开口附近并面对支撑部分的通孔， 

其中，控制件支撑支撑部分，同时控制件延伸穿过通孔与盖接合， 

其中，控制件与通孔螺旋接合，并在盖上旋转的同时在主框架上方沿光轴与支撑部分一起进行线性移动。 

2.如权利要求1所述的相机透镜模块，还包括：弹性件，安装在主框架上，用于提供弹力以使支撑部分向盖移动。 

3.如权利要求2所述的相机透镜模块，其中，支撑部分具有由控制件支撑的一端和由弹性件支撑的另一端，由此所述支撑部分在主框架中在预定的位置被保持静止。 

4.如权利要求2所述的相机透镜模块，其中，弹性件从波龙和板弹簧中的一种选择。 

5.如权利要求1所述的相机透镜模块，还包括： 

图像传感器，面对透镜壳安装在主框架上， 

其中，控制件通过沿光轴移动支撑部分和透镜壳来控制透镜壳和图像传感器之间的距离。 

6.如权利要求1所述的相机透镜模块，还包括： 

致动器，包括在支撑部分中，用于从主框架接收能量； 

磁体，与透镜壳接合，用于通过与致动器相互作用来产生驱动力， 

其中，透镜壳通过接收通过致动器和磁体之间的相互作用产生的驱动力来沿光轴移动，从而在拍摄物体时控制焦距。 

7.如权利要求6所述的相机透镜模块，其中，致动器是电磁体，磁体是永磁体。 

8.如权利要求1所述的相机透镜模块，还包括： 

第一支撑件，形成在透镜壳和支撑部分中的一个中； 

引导杆，具有固定到第一支撑件的一端和固定到另一第一支撑件的另一端； 

第二支撑件，形成在透镜壳和支撑部分中的另一个中， 

其中，引导杆延伸穿过第二支撑件，以沿光轴移动。 

9.如权利要求8所述的相机透镜模块，还包括：第二弹性件，在盖和透镜壳之间，用于提供力以使透镜壳相对于支撑部分沿光轴移动。 

10.如权利要求9所述的相机透镜模块，还包括：图像传感器，安装在主框架中，以面对透镜壳，其中，第二弹性件提供力以使透镜壳向图像传感器移动。 

11.如权利要求10所述的相机透镜模块，其中，由于第一支撑件和第二支撑件相互作用，所以限制透镜壳与支撑部分的移动范围。 

12.如权利要求9所述的相机透镜模块，其中，第二弹性件是螺旋弹簧和板弹簧中的一种。 

13.一种相机透镜模块，包括： 

透镜壳，具有至少一个透镜； 

主框架，用于沿光轴容纳透镜壳； 

支撑部分，与透镜壳和主框架接合，以沿光轴线性移动； 

盖，与主框架接合，用于将透镜壳保持在主框架内； 

控制件，与盖接合，用于沿光轴移动支撑部分；

其中，盖包括在盖与主框架接合的状态下沿光轴形成的开口和形成为在开口附近并面对支撑部分的通孔， 

其中，控制件可旋转地延伸穿过通孔，并与支撑部分螺旋接合。 

14.如权利要求13所述的相机透镜模块，其中，控制件通过在盖上的旋转在主框架上沿光轴线性地移动支撑部分。 

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