CN103713373A

CN103713373A - 相机模块

Info

Publication number: CN103713373A
Application number: CN201210379981.6A
Authority: CN
Inventors: 郭利德; 赖美玲; 卓英吉
Original assignee: Wah Hong Industrial Corp
Current assignee: Wah Hong Industrial Corp
Priority date: 2012-10-09
Filing date: 2012-10-09
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2032-10-09
Also published as: CN103713373B

Abstract

一种相机模块，包括镜头、镜头致动装置与影像感测模块，镜头致动装置用以设置镜头，其包括固定件、活动件、第一弹片、第二弹片、驱动单元与位置感测元件。活动件设置在固定件中并可沿镜头的一光轴移动，第一弹片连接固定件的一第一端面与活动件；第二弹片连接固定件的一第二端面与活动件；驱动单元设置于固定件与活动件之间；位置感测元件设置于固定件；影像感测模块经由镜头致动装置中的镜头感测影像；镜头设置在该活动件上，活动件悬吊在第一弹片与第二弹片之间，驱动单元提供活动件移动的驱动力，而位置感测元件用以感测活动件的位置。本发明利用两个弹片来悬吊活动件，并且配合位置感测元件来达到准确定位与平稳移动的功效。

Description

相机模块

技术领域

本发明涉及一种相机模块，且特别涉及一种可使镜头平稳移动与准确定位的相机模块。

背景技术

功能，例如照相、摄影、上网、音乐播放等。其中，相机模块是目前智能型手机的基本配备，小型化与高画质的相机模块则是目前市场的发展趋势。为了提高取像的清晰度，手持装置的相机模块由定焦取像功能朝向光学自动对焦功能，甚至是光学对焦功能发展。

光学自动对焦功能的动作原理是依照标的物的不同远、近距离，以适当地移动取像模块中的镜头，进而使得取像标的物的光学影像得以准确地聚焦在影像传感器上，以产生清晰的影像。以目前一般常见到在取像模块中带动镜头移动的致动方式，其包括有步进马达致动、压电致动以及音圈马达(VoiceCoil Motor，VCM)致动等方式。

一般来说，音圈马达的机构主要是将线圈置放在含有永久磁铁的磁路内所构成，从而根据弗来明左手定则，当线圈导电时就会与永久磁铁产生交互作用的推动力，以移动连接永久磁铁的承载座，进而带动固定在承载座中的镜头元件，并且经由调整流过线圈的电流大小，达到光学对焦的目的。然而，音圈马达的致动/复位变化速度相较于其它的致动方式具有动辄数毫秒的变化速度而言，变化速度会稍慢，而且定位较不精准。

在定位方面，现有技术采用平行的轴杆来限制活动件的移动方向以协助定位，但是双轴生产组立难以保持良好垂直度与平行度，而且轴孔间隙会导致倾斜而影响光学质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种相机模块，其具有双弹片设计以悬吊活动件，件，并且配合位置感测元件以达到准确定位与平稳移动的功效。

本发明提出一种相机模块，包括镜头、镜头致动装置与影像感测模块，其中镜头致动装置用以设置镜头，其包括一固定件、一活动件一第一弹片、一第二弹片、驱动单元与位置感测元件。活动件设置在该固定件中并可沿该镜头的一光轴移动第一弹片连接固定件的一第一端面与活动件。第二弹片连接固定件的一第二端面与活动件。驱动单元设置于该固定件与该活动件之间。位置感测元件设置于该固定件。影像感测模块，经由该镜头致动装置中的该镜头感测影像。其中，该镜头设置在该活动件上，活动件悬吊在第一弹片与第二弹片之间，该驱动单元提供该活动件移动的驱动力，而该位置感测元件用以感测该活动件的位置。

其中，该驱动单元包括有至少一磁性元件及至少一线圈元件，所述至少一磁性元件设置于该活动件，所述至少一线圈元件设置于该固定件。

其中，该位置感测元件为磁场变化感测元件、光强度变化感测元件、电场变化感测元件或应力变化感测元件

其中，该位置感测元件为一霍尔元件。位置感测元件根据磁场变化感测活动件的位置。

其中，该第一弹片具有一第一定位部、一第一蜿蜒部与一第一制动部，该第一蜿蜒部连接该第一定位部与该第一制动部，其中该第一定位部固设于该固定件的该第一端面，而该第一制动部固设于该活动件。

其中，该第一弹片还包括一吸震件，该吸震件设置于该蜿蜒部的一间隙中。

其中，该吸震件为一硅胶凝体。

其中，该第二弹片具有一第二定位部、一第二蜿蜒部与一第二制动部，该第二蜿蜒部连接该第二定位部与该第二制动部，其中该第二定位部固设于该固定件的该第二端面，而该第二制动部固设于该活动件。

其中，该第二弹片还包括一吸震件，该吸震件设置在该第二蜿蜒部的一间隙中。

其中，该吸震件为一硅胶凝体。

其中，该相机模块还包括一控制单元，该控制单元设置于该固定件，该控制单元用以接收一目标位置信号，并接收来自该位置感测元件的一实际位置信号，该控制单元比较该目标位置信号与该实际位置信号，并据以调整该驱动单元的驱动方向与驱动力。

其中，该位置感测元件与控制单元能够整合为一位置感测与控制单元，该位置感测与控制单元设置于该固定件，用以感测该活动件的位置并调整该驱动单元的驱动方向与驱动力。

综合上述，本发明所提出的相机模块，以双弹片悬吊活动件，并且利用位置传感器感测活动件的位置以达到准确定位与稳定移动的功效。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1A为本发明一实施例的相机模块的示意图。

图1B为本发明一实施例的局部分解图。

图2为本实施例的弹片的结构示意图。

图3为本发明另一实施例的弹片结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

100：相机模块

101：影像感测模块

102：镜头

103：镜头致动装置

104：驱动单元

110：固定件

111、112：端面

120：活动件

140、150：弹片

142：定位部

144：蜿蜒部

145、345：吸震件

146：制动部

160：位置感测元件

161：控制单元

162：位置感测与控制单元

170：线圈元件

180：磁性元件

340：弹片

342：定位部

346：制动部

347：内架片

348：外架片

具体实施方式

在下文中，将通过图式说明本发明的实施例来详细描述本发明，而图式中的相同参考数字可用以表示类似的元件。

请同时参考图1A图1A为本发明一实施例的相机模块的示意图。相机模块100包括影像感测模块101、镜头102与镜头致动装置103。镜头致动装置103用以设置镜头102以及移动镜头102位置来达到调整焦距的功能。镜头致动装置103包括固定件110、活动件120、弹片140、150、驱动单元104以及位置感测元件160。驱动单元104包括线圈元件170与磁性元件180，其中线圈元件170设置于活动件120，而磁性元件180则设置于固定件110上。驱动单元104可以调整通过线圈元件170的电流以产生不同的磁场，藉此推动活动件120。驱动单元104对活动件120的驱动力大小与驱动方向是由线圈元件170的磁场方向与磁场强度以及磁性元件180决定。影像感测模块101与镜头致动装置103结合，可经由镜头102感测影像，并将其转换为电信号输出。影像感测模块101中具有影像感测元件，例如CCD(charge-coupledevice)等，但本实施例不限制影像感测元件的类型。

请同时参照图1A与图1B，图1B为本发明一实施例的镜头致动装置103的局部分解图。固定件110、活动件120与设置在固定件110上下两个端面111、112上的弹片140、150。固定件110具有线圈元件170与位置感测元件160，而活动件120具有至少一磁性元件180，通常由两个永久磁铁或磁性物质构成，其配设在活动件120的侧边。活动件120设至在固定件110中并可沿光轴移动以调整镜头102的位置。

位置感测元件160例如为霍尔元件，可以用来感测活动件120的位置。弹片140包括定位部142、蜿蜒部144与制动部146，其定位部142固设于固定件110的端面111，其制动部146则固设于活动件120。弹片150与弹片140的结构相似，其固设于固定件110的端面112与活动件120的另一侧。活动件120悬吊在两个弹片140、150之间，并可移动的设置在固定件110之中。

线圈元件170通入电流时会产生电磁场，电磁场与磁性元件180的磁力线相互作用所产生的电磁推力可以使活动件120相对于固定件110进行轴向移动。活动件120的移动会带动弹片140、150的制动部146使弹片140、150产生形变。弹片140、150的制动部146会产生弹性的恢复力给活动件120。当活动件120达到定位点时，线圈元件170所导通的电流会维持定值，使电磁推力与恢复力达到平衡，让活动件120维持在固定的位置上。也就是说，活动件120的定位是由线圈元件170所提供电磁推力与弹片140、150所提供的恢复力的相互作用决定。

在本实施例中，相机模块100不需要设置轴杆来限制活动件120的移动方向，而是直接由两个弹片140、150取代轴杆来限制活动件120的移动方向。弹片140与弹片150分别配设在固定件110的两个端面111、112上，活动件120则悬吊在弹片140与弹片150之间。由于活动件120是以悬吊方式设置在弹片140、150之间，所以活动件120在移动时会比较平稳，并且不会受到机械元件的组装精度或轴孔间隙影响其稳定性。活动件120在移动时也不会产生倾斜或偏移等问题。此外，无轴杆的结构可以降低组装复杂度与生产成本。

位置感测元件160例如为磁场变化感测元件、光强度变化感测元件、电场变化感测元件或应力变化感测元件。在本实施例中，位置感测元件160以霍尔元件实现，霍尔元件通常被用为磁场检知和磁场测定元件。当磁场通过霍尔元件时，霍尔元件会产生对应的电压。将此电压连接到运算放大器做比较或者放大，便可以测得磁场的变化。磁性元件180移动时，其周围的磁场便会随的移动与变化。位置感测元件160可以感测磁性元件180移动所造成的磁场变化，藉此获得活动件120的正确位置。相机模块100的驱动电路(未绘示)会根据位置感测元件160所感测的电压信号调整线圈元件170的电流以达到准确定位的效果。通过位置感测元件160，相机模块100可以达到准确且快速的镜头102定位效果。

相机模块100还可以包括一控制单元161，设置于固定件110上，控制单元160用以接收一目标位置信号，并接收来自位置感测元件160的一实际位置信号。控制单元161比较目标位置信号与实际位置信号，并据以调整驱动单元104的驱动方向与驱动力。控制单元161可由芯片或电路板形成，并可与位置感测元件160整合为一位置感测与控制单元162，用以感测活动件120的位置并调整驱动单元104的驱动方向与驱动力。

请参照图2，其为本实施例的弹片的结构示意图。弹片140具有两个对向设置的定位部142，另两对向角则具有两个制动部146以连接至活动件120。相邻的定位部142与制动部146之间则具有蜿蜒部144。蜿蜒部144上设置有吸震件145，吸震件145可以是一种可塑性性材质，例如为硅胶凝体(silica gel)。吸震件145连接在蜿蜒部144的间隙之间，可以减缓蜿蜒部144的张开速度，并且可以吸收蜿蜒部144的晃动，进而产生适当的缓冲阻尼效果以降低震荡幅度与时间。当活动件120移动时，弹片140的制动部146会被活动件120推升或拉扯而使蜿蜒部144变形。蜿蜒部144的变形会提供弹性的恢复力至活动件120。吸震件145可以设置在蜿蜒部144的某一点间隙中，此间隙为蜿蜒部144中可挠性变形区域的最大张开间隙。弹片150与弹片140的结构相似，不再赘述。

弹片140与弹片150可以利用不同的弹片结构来实现，请参照图3，其为本发明另一实施例的弹片结构示意图。弹片340包括对向设置的定位部342与制动部346。内架片347与外架片348取代弹片140中的蜿蜒部144。吸震件345设置在内架片347与外架片348之间的间隙并连接内架片347与外架片348。吸震件345例如由硅胶凝体(silica gel)或橡胶等弹性材料构成，以降低活动件120的振荡幅度与时间。弹片140、340的结构可以由多种实施方式实现，在经由上述实施例的说明后，本技术领域具有通应可推知其它实施方式，在此不加赘述。

上述图1A、1B中的固定件110具有支撑的功能，而活动件120则可以装配镜头模块(未绘示)以达到对焦的功效。图1A、1B仅为固定件110与活动件120的结构示意图，本发明不受限于图1A、1B。此外，本发明的相机模块100的活动件120用来设置镜头102(或镜片)，以达到对焦的效果。由于活动件120的上下两端分别设置有弹片140、150，所以活动件120可以被夹置于弹片140、150之间，藉此达到稳定地移动活动件120的功效。另外，本发明的相机模块100可以依照设计需求连接驱动电路(未绘示)，驱动电路可以用来控制线圈元件170以移动活动件120，以及接收位置感测元件160所输出的信号。

此外，值得注意的是，上述实施例中的元件可依照其功能与设计需求增加、去除、调整或替换，本发明并不受限。在经由上述实施例的说明后，本技术领域具有通常知识者应可推知其实施方式，在此不加赘述。

综上所述，本发明的相机模块利用两个弹片来悬吊活动件，并且配合位置感测元件来达到准确定位与平稳移动镜头的功效。

虽然本发明的较佳实施例已揭露如上，然本发明并不受限于上述实施例，任何所属技术领域中具有通常知识的人员，在不脱离本发明所揭露的范围内，当可作些许的更动与调整，因此本发明的保护范围应当以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims

1.一种相机模块，其特征在于，包括：

一镜头；

一镜头致动装置，用以设置该镜头，该镜头致动装置包括：

一固定件；

一活动件，设置在该固定件中并可沿该镜头的一光轴移动；

一第一弹片，连接该固定件的一第一端面与该活动件；

一第二弹片，连接该固定件的一第二端面与该活动件；

一驱动单元，设置于该固定件与该活动件之间；及

一位置感测元件，设置于该固定件；以及

一影像感测模块，经由该镜头致动装置中的该镜头感测影像；

其中，该镜头设置在该活动件上，该活动件悬吊在该第一弹片与该第二弹片之间，该驱动单元提供该活动件移动的驱动力，而该位置感测元件用以感测该活动件的位置。

2.如权利要求1所述的相机模块，其特征在于，该驱动单元包括有至少一磁性元件及至少一线圈元件，所述至少一磁性元件设置于该活动件，所述至少一线圈元件设置于该固定件。

3.如权利要求1所述的相机模块，其特征在于，该位置感测元件为磁场变化感测元件、光强度变化感测元件、电场变化感测元件或应力变化感测元件。

4.如权利要求3所述的相机模块，其特征在于，该位置感测元件为一霍尔元件。

5.如权利要求1所述的相机模块，其特征在于，该第一弹片具有一第一定位部、一第一蜿蜒部与一第一制动部，该第一蜿蜒部连接该第一定位部与该第一制动部，其中该第一定位部固设于该固定件的该第一端面，而该第一制动部固设于该活动件。

6.如权利要求5所述的相机模块，其特征在于，该第一弹片还包括一吸震件，该吸震件设置于该蜿蜒部的一间隙中。

7.如权利要求6所述的相机模块，其特征在于，该吸震件为一硅胶凝体。

8.如权利要求1所述的相机模块，其特征在于，该第二弹片具有一第二定位部、一第二蜿蜒部与一第二制动部，该第二蜿蜒部连接该第二定位部与该第二制动部，其中该第二定位部固设于该固定件的该第二端面，而该第二制动部固设于该活动件。

9.如权利要求8所述的相机模块，其特征在于，该第二弹片还包括一吸震件，该吸震件设置在该第二蜿蜒部的一间隙中。

10.如权利要求9所述的相机模块，其特征在于，该吸震件为一硅胶凝体。

11.如权利要求1所述的相机模块，其特征在于，该相机模块还包括一控制单元，该控制单元设置于该固定件，该控制单元用以接收一目标位置信号，并接收来自该位置感测元件的一实际位置信号，该控制单元比较该目标位置信号与该实际位置信号，并据以调整该驱动单元的驱动方向与驱动力。

12.如权利要求11所述的相机模块，其特征在于，该位置感测元件与控制单元能够整合为一位置感测与控制单元，该位置感测与控制单元设置于该固定件，用以感测该活动件的位置并调整该驱动单元的驱动方向与驱动力。