CN101452107A - 镜头模组及相机模组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种镜头模组，其包括一个镜筒及收容在该镜筒内的一个第一镜片、一个可动线圈单元及一个磁体；该可动线圈单元包括至少一线圈及多个弹性构件，该至少一线圈缠绕并承载该第一镜片，每个弹性构件的一端连接该镜筒，另一端连接该至少一线圈，从而弹性束缚该至少一线圈及承载在该至少一线圈上的第一镜片；该磁体固设在该镜筒内且与该至少一线圈相对设置。另外，本发明还提供了一种采用该镜头模组的相机模组。

Description

镜头模组及相机模组
技术领域
本发明涉及一种镜头模组及一种采用该镜头模组的一种相机模组。
背景技术
随着摄像技术的发展，镜头模组在各种用途的摄像装置中得到广泛的应用，镜头模组与各种便携式电子装置如手机、计算机等的结合，更得到众多消费者的青睐。
镜头模组通常包括镜筒以及收容在镜筒中的光学元件。该光学元件包括光学镜片、红外截止滤光片、及用以间隔光学镜片与红外截止滤光片的间隔部件，如间隔环等。有关光学镜片的设计方法请参阅Chao等人在2000年IEEE系统、超声波会议(2000 IEEE UltrasonicsSymposium)上发表的论文Aspheric lens design。
上述镜头模组与影像感测器结合从而组成相机模组(如数码相机)，而镜头模组中的光学镜片作为相机模组中的成像元件，其通常需相对影像感测器运动以达到对焦的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种镜头模组及一种采用该镜头模组的相机模组，其可高精度地移动镜片，从而达到对焦的目的。
下面将以实施例说明一种镜头模组及采用该镜头模组的相机模组。
一种镜头模组，一个镜筒及收容在该镜筒内的一个第一镜片、一个可动线圈单元及一个磁体；该可动线圈单元包括至少一线圈及多个弹性构件，该至少一线圈缠绕并承载该第一镜片，每个弹性构件的一端连接该镜筒，另一端连接该至少一线圈，从而弹性束缚该至少一线圈及承载在该至少一线圈上的第一镜片；该磁体固设在该镜筒内且与该至少一线圈相对设置。
一种相机模组，其包括一个镜头模组及一个影像感测器；该镜头模组包括一个镜筒及收容在该镜筒内的一个第一镜片、一个可动线圈单元及一个磁体，该可动线圈单元包括至少一线圈及多个弹性构件，该至少一线圈缠绕并承载该第一镜片，每个弹性构件的一端连接该镜筒，另一端连接该至少一线圈，从而弹性束缚该至少一线圈及承载在该至少一线圈上的第一镜片；该磁体固设在该镜筒内且与该至少一线圈相对设置；该影像感测器与该第一镜片相对设置，用于感测第一镜片的光学成像。
相对于现有技术，由于磁体与可动线圈单元中至少一线圈之间的距离可经由输入不同的电流进行控制，因而可以通过对磁体及至少一线圈输入不同的电流，并利用至少一线圈带动其承载的第一镜片移动，以精确控制组装于相机模组中的影像感测器与第一镜片之间的距离，从而达到对焦的目的。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的一种镜头模组的剖面示意图。
图2是图1所示镜头模组沿II-II方向的剖面示意图。
图3是图2所示镜头模组的弹性构件另一实施例的示意图。
图4是图2所示镜头模组的弹性构件又一实施例的示意图。
图5是本发明第二实施例提供的一种镜头模组的剖面示意图。
图6是图5所示镜头模组沿VI-VI方向的剖面示意图。
图7是图5所示镜头模组的缠绕有线圈的第一镜片的结构示意图。
图8是本发明第三实施例提供的一种相机模组的剖面示意图。
图9是本发明第四实施例提供的一种相机模组的剖面示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。
请参阅图1及图2，本发明第一实施例提供的一种镜头模组10，其包括一个镜筒110，收容在镜筒110内的一个第一镜片100、一个可动线圈单元120及一个磁体130。
该可动线圈单元120包括一个线圈122、两个第一弹性构件124及一个第二弹性构件128，其中，该两个第一弹性构件124及该第二弹性构件128分别与该线圈122相连，该线圈122缠绕并承载该第一镜片100。具体地，如图2所示，该线圈122包括一个第一端122a及一个第二端122b，对应地，该两个第一弹性构件124中的一端分别连接于该第一端122a及该第二端122b，另一端分别通过一个锚点126连接于该镜筒110的内侧壁1100，进一步，该第二弹性构件128也通过一个锚点126连接于该镜筒110的内侧壁1100。该两个第一弹性构件124及该第二弹性构件128围绕该第一镜片100均匀分布，从而弹性束缚住该线圈122，并使该线圈122上承载的第一镜片100处于一静止的初始状态。该两个第一弹性构件124具导电作用，其可分别通过一金属导线(图未示)连接至一电路板140，从而由该电路板140对该线圈122输入电流，以使该线圈122产生磁场。
该磁体130为一个环形电磁铁，其固设于该镜筒110内且与该线圈122相对，同样地，可通过金属导线(图未示)将该磁体130连接至该电路板140，以通过该电路板140对其输入电流并使其产生一磁场。该磁体130可设置在一个导磁金属板172上，该导磁金属板172可为一圆环形中空金属板，其可固设在镜筒110内并位于磁体130远离可动线圈单元120的一侧，以对镜头模组10起电磁屏蔽作用，即该导磁金属板172可防止线圈122及磁体130输入电流时所产生的磁场对镜筒110外的电子元件产生电磁干扰。当然，还可通过在镜筒110上设置另一导磁金属板174以进一步对镜头模组10起电磁屏蔽作用，该导磁金属板174也为一中空金属板，且其开设有一圆锥形孔1740以对进入镜筒110内的光线的光通量进行控制。
工作时，该电路板140分别通过金属导线(图未示)对线圈122及磁体130输入电流，以使线圈122及磁体130分别产生磁场，从而形成相互吸引或相互排斥的磁力。由于磁体130固设在镜筒110内，而线圈122与第一弹性构件124相连，因此当线圈122受磁力的吸引时，其将带动第一镜片100沿靠近于磁体130的方向运动，而当线圈122受磁力的排斥时，其将带动第一镜片100沿远离固体磁体130的方向运动(如图1中箭头所示)。可以理解的是，由于第一弹性构件124连接于线圈122与镜筒110之间，因此，在上述运动过程中，该两个第一弹性构件124将发生弹性形变并对线圈122施加一弹性回复力，即该两个第一弹性构件124对该线圈122具有弹性束缚作用，所以，进一步地，当停止对可动线圈单元120及磁体130输入电流时，该两个第一弹性构件124将在弹性回复力的作用下回复至初始状态，并带动线圈122及其承载的第一镜片100也回复至初始状态。综上所述，该线圈122及其承载的第一镜片100的运动可由输入该线圈122及该磁体130内的电流进行控制，因而本发明第一实施例所提供的镜头模组10可达成精确控制第一镜片100运动的目的。本领域技术人员进一步可以理解的是，经由控制输入线圈122及磁体130的电流的方向及大小，可对该线圈122及其承载的第一镜片100的运动速度及运动方向进行进一步地控制。
当然，该镜头模组10还可包括一个镜座160，以通过将镜筒110套设在该镜座160中并调节该镜筒110相对该镜座160运动，从而进一步控制该镜筒110中收容的第一镜片100的运动。
另外，连接于该线圈122的两个第一弹性构件124、一个第二弹性构件128可为具有一定刚度和韧度的金属条弯折而成，其形状除了可为图2所示出的波浪形外，也可为图3所示出的四方锯齿形，或优选地为图4所示出的三角锯齿形，以缩短弯折成该第一弹性构件124及该第二弹性构件128的金属条的长度，达到节约金属材料的目的。
请参阅图5至图7，本发明第二实施例所提供的一种镜头模组50，其与本发明第一实施例所提供的镜头模组10相比，不同之处在于：该镜头模组50进一步包括一个第二镜片502以及一个金属环580；可动线圈单元520包括一个第一线圈522及一个第二线圈523，对应地，该可动线圈单元520中弹性构件524的数目设置为四个；另外，磁体530定义为一线圈。
该第二镜片502连接于一个固定环590，另外，如图5所示，通过固设于镜筒510内的一个导磁金属板576对该第二镜片502进行抵触，可使该第二镜片502固定在镜筒510内。该导磁金属板576可为一圆环形中空金属板。
如图6及图7所示，该第一线圈522及该第二线圈523分别缠绕并承载第一镜片500。具体地，该第一线圈522包括一个输入端522a及一个输出端522b，该第一线圈522的电流由输入端522a输入并从输出端522b输出；该第二线圈523包括一个输入端523a及一个输出端523b，该第一线圈523的电流由输入端523a输入并从输出端523b输出。该可动线圈单元520包括四个弹性构件524，对应地，每个弹性构件524的一端连接于输入端522a、523a及该输出端522b、523b中之一者，另一端通过一个锚点526连接于该镜筒510的内侧壁5100，从而弹性束缚住该第一线圈522、第二线圈523，并使该第一线圈522、第二线圈523上承载的第一镜片500处于一静止的初始状态。可以理解的是，该四个弹性构件524可形成成对设置且环绕该第一镜片500均匀分布，以增强其弹性束缚该第一线圈522、第二线圈523及其承载的第一镜片500时的稳定性。
工作时，可对磁体530输入一定方向的电流使其产生一定方向的磁场，而由于如图7所示的第一线圈522及第二线圈523缠绕在第一镜片500上且绕向相反，因此，该第一线圈522及该第二线圈523在输入电流时，其产生的磁场方向相反，所以，可通过切换对第一线圈522及第二线圈523的其中一者输入电流，以达到控制第一线圈522、第二线圈523及其承载的第一镜片500沿接近或远离固体磁体530的方向运动的目的。因此，相较于本发明第一实施例，本发明第二实施例所述的镜头模组50在工作时只需控制输入第一线圈522及第二线圈523的电流的大小，而无需控制输入该第一线圈522及第二线圈523的电流的方向。
另外，通过将该金属环580设置在该第一线圈522及第二线圈523内，并利用胶水将该第一线圈522及第二线圈523与该金属环580粘结起来，可方便利用该金属环580承载该第一镜片500。
如图8所示，本发明第三实施例所提供的一种相机模组80，其包含本发明第一实施例所述的镜头模组10，以及一个影像感测器800。
该影像感测器设置并电连接在电路板140上并与第一镜片100相对，从而与镜头模组10一起构成该相机模组80。
该影像感测器800通常用于感测图像并产生对应于图像的电信号，其可为电荷耦合感测器(Charge Coupled Device，CCD)或互补金属氧化物半导体感测器(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor，CMOS)。
可以理解，由于线圈122的运动可由输入线圈122及磁体130的电流进行精确控制，因此，可通过控制承载于线圈122上的第一镜片100与影像感测器800之间的距离，以实现相机模组80的对焦功能。
如图9所示，本发明第四实施例所提供的一种相机模组90，其包含本发明第二实施例所述的镜头模组50，以及一个影像感测器900。
该影像感测器设置并电连接在电路板540上并与第一镜片500、第二镜片502相对，从而与镜头模组50一起构成相机模组90。
本领域的技术人员同样可以理解，由于第一线圈522及第二线圈523的运动可由输入该第一线圈522、第二线圈523及磁体530的电流进行精确控制，因此，可通过控制第一镜片100与第二镜片502之间的距离，以实现相机模组90的光学变焦功能。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (11)

  1. 【权利要求1】一种镜头模组，包括一个镜筒及收容在该镜筒内的一个第一镜片、一个可动线圈单元及一个磁体；
    该可动线圈单元包括至少一线圈及多个弹性构件，该至少一线圈缠绕并承载该第一镜片，每个弹性构件的一端连接该镜筒，另一端连接该至少一线圈，从而弹性束缚该至少一线圈及承载在该至少一线圈上的第一镜片；
    该磁体固设在该镜筒内且与该至少一线圈相对设置。
  2. 【权利要求2】如权利要求1所述的镜头模组，其特征在于，该可动线圈单元与该磁体电性连接至一个电路板。
  3. 【权利要求3】如权利要求1所述的镜头模组，其特征在于，该镜头模组进一步包括一个镜座，该镜座与该镜筒相连接。
  4. 【权利要求4】如权利要求1所述的镜头模组，其特征在于，该磁体为一个线圈或一个环形电磁铁。
  5. 【权利要求5】如权利要求1所述的镜头模组，其特征在于，该镜头模组进一步包括至少一第二镜片，该至少一第二镜片设置在该镜筒内且与该第一镜片形成光学耦合。
  6. 【权利要求6】如权利要求1所述的镜头模组，其特征在于，该每一弹性构件包括多个弯折部且该每个弯折部为波浪形、四方锯齿形或三角锯齿形。
  7. 【权利要求7】如权利要求1所述的镜头模组，其特征在于，该镜头模组进一步包括一个第一导磁金属板，该第一导磁金属板设置在镜筒的一端以对镜头模组起电磁屏蔽作用，该第一导磁金属板还开设一圆锥形孔以控制光线进入镜筒内的光通量。
  8. 【权利要求8】如权利要求1所述的镜头模组，其特征在于，该至少一线圈的数目为两个，且每一线圈与两个弹性构件相连接。
  9. 【权利要求9】如权利要求5所述的镜头模组，其特征在于，该镜头模组进一步包括至少一固定环，其与至少一第二镜片相连接以将该至少一第二镜片固定在镜筒内。
  10. 【权利要求10】一种相机模组，其包括一个镜头模组及一个影像感测器；
    该镜头模组包括一个镜筒及收容在该镜筒内的一个第一镜片、一个可动线圈单元及一个磁体，该可动线圈单元包括至少一线圈及多个弹性构件，该至少一线圈缠绕并承载该第一镜片，每个弹性构件的一端连接该镜筒，另一端连接该至少一线圈，从而弹性束缚该至少一线圈及承载在该至少一线圈上的第一镜片，该磁体固设在该镜筒内且与该至少一线圈相对设置；
    该影像感测器与该第一镜片相对设置，用于感测第一镜片的光学成像。
  11. 【权利要求11】如权利要求10所述的相机模组，其特征在于，该相机模组进一步包括至少一第二镜片，该至少一第二镜片设置在该镜筒内且与该第一镜片形成光学耦合。
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