CN107404607B - 摄像模块及其影像撷取单元 - Google Patents

Abstract

一种影像撷取单元，包括一基座、一框架、一镜头承载座、一第一磁铁、一第一线圈、一第二磁铁以及一第二线圈。前述框架活动地连接基座，前述镜头承载座活动地设置于框架内，用以收容一镜头。前述第一磁铁设置于基座上，前述第一线圈设置于框架上，当第一线圈被施加电流时，第一磁铁与第一线圈之间产生磁力迫使框架和镜头承载座相对于基座移动。前述第二磁铁设置于框架上，前述第二线圈设置于镜头承载座上，当第二线圈被施加电流时，第二磁铁与第二线圈之间产生磁力迫使镜头承载座相对于框架移动。本公开还公开了一种摄像模块。

Description

摄像模块及其影像撷取单元

技术领域

本发明涉及一种摄像模块，尤其涉及一种具有磁铁元件的摄像模块。

背景技术

在现有的双镜头摄像模块中，两个影像撷取单元(image capturing unit)的位置通常相当靠近，因此设置在不同镜头驱动模块内的磁铁容易产生磁干扰(magneticinterference)，使得会随着镜头承载座移动的镜头的对焦速度及准确度受到影响；此外，在仅有单一影像撷取单元的摄像模块中，其内部的磁铁也容易和其他元件产生磁干扰。有鉴于此，如何降低摄像模块内部的磁性元件所产生的磁干扰始成为一重要的课题。

发明内容

本公开的主要目的在于提供一种影像撷取单元，以降低摄像模块内部的磁性元件所产生的磁干扰。

本公开的另一个主要目的在于提供一种摄像模块，以降低摄像模块内部的磁性元件所产生的磁干扰。

有鉴于上述现有问题点，本发明的一目的在于提供一种影像撷取单元，包括一基座、一框架、一镜头承载座、一第一磁铁、一第一线圈、一第二磁铁以及一第二线圈。前述框架活动地连接基座，前述镜头承载座活动地设置于框架内，用以收容一镜头。前述第一磁铁设置于基座上，前述第一线圈设置于框架上，其中当第一线圈被施加电流时，第一磁铁与第一线圈之间产生磁力迫使框架和镜头承载座相对于基座移动。前述第二磁铁设置于框架上，前述第二线圈设置于镜头承载座上，其中当第二线圈被施加电流时，第二磁铁与第二线圈之间产生磁力迫使镜头承载座相对于框架移动。

于一实施例中，当第一线圈被施加电流时，框架和镜头承载座相对于基座沿一第一方向移动，且第一方向垂直于镜头的一光轴。

于一实施例中，当第二线圈被施加电流时，镜头承载座相对于框架沿一第二方向移动，且第二方向垂直于第一方向。

于一实施例中，前述影像撷取单元还包括一第三磁铁以及一第三线圈，第三磁铁设置于框架上，且第三线圈设置于基座上，当第三线圈被施加电流时，第三磁铁与第三线圈之间产生磁力迫使框架和镜头承载座相对于基座移动。

于一实施例中，前述第一线圈以及第三磁铁分别具有一底面，对应于第一磁铁以及第三线圈，且第一线圈以及第三磁铁的底面相互对齐。

于一实施例中，前述第一磁铁以及第三线圈分别具有一顶面，对应于第一线圈以及第三磁铁，且第一磁铁以及第三线圈的所述顶面相互对齐。

于一实施例中，前述影像撷取单元还包括一驱动板，且第三线圈固定于驱动板上，其中驱动板具有一C字形结构，且第一磁铁位于C字形结构的一开口处。

于一实施例中，前述影像撷取单元还包括一第三磁铁以及一第三线圈，第三磁铁设置于基座上，且第三线圈设置于框架上，当第三线圈被施加电流时，第三磁铁与第三线圈之间产生磁力迫使框架和镜头承载座相对于基座移动。

于一实施例中，从垂直于镜头的一光轴的方向观察，第一线圈以及第二磁铁至少部分重叠。

于一实施例中，前述第一磁铁、第二磁铁的其中至少一者为多极磁铁。

于一实施例中，本发明还提供一种摄像模块，包括两个如前所述的影像撷取单元，其中前述影像撷取单元中的第一磁铁以及第一线圈分别位于影像撷取单元彼此相邻的两侧。

于一实施例中，前述影像撷取单元中的前述第一磁铁以一体成形的方式制作而整合为单一构件。

于一实施例中，前述第一磁铁以一体成形的方式制作而整合为一六极磁铁。

于一实施例中，前述影像撷取单元中的基座以一体成形的方式制作而整合为单一构件。

于一实施例中，本发明还提供一种摄像模块，包括如前所述的影像撷取单元以及一照相单元，其中影像撷取单元和照相单元沿一长轴方向排列，且第一磁铁以及第一线圈设置于影像撷取单元中邻近于照相单元的一侧。

本公开提供的摄像模块和影像撷取单元的优点和有益效果在于：本公开提供的摄像模块包括至少一个影像撷取单元，该影像撷取单元中的第一磁铁设置于固定的基座上，第一线圈则是设置于可相对于基座移动的框架上，借此可避免第一磁铁与其他磁性元件之间产生磁干扰。于一实施例中，前述摄像模块可还包括另一个影像撷取单元(照相单元)，其中通过将影像撷取单元内的第一磁铁和第一线圈分别设置于固定的基座和可相对于基座移动的框架上，并使第一磁铁以及第一线圈设置于影像撷取单元中邻近于另一个影像撷取单元(照相单元)的一侧，不仅可避免该影像撷取单元与另一影像撷取单元(照相单元)之间产生磁干扰的问题，同时能有助于整个摄像模块的微型化。

附图说明

图1为根据本发明一实施例的摄像模块的示意图。

图2为图1中的影像撷取单元1的爆炸图。

图3为沿图1中A-A线段的剖视图。

图4为沿图1中B-B线段的剖视图。

图5为两个影像撷取单元1、2中的磁铁、线圈以及镜头承载座的相对位置关示意图。

图6为两个影像撷取单元1、2中的磁铁、线圈、镜头承载座以及驱动板的相对位置关系示意图。

图7为根据本发明另一实施例的影像撷取单元1、2中的磁铁、线圈、镜头承载座以及驱动板的相对位置关系示意图。

图8为根据本发明另一实施例的摄像模块的示意图。

图9为图8中摄像模块的爆炸图。

图10为图9中的六极磁铁和第一驱动线圈的示意图。

附图标记说明：

影像撷取单元 1、1’、2、2’

外壳 10、10’

开孔 12、22

基座 20、20’

镜头承载座 30

贯穿孔 32

第二线圈 40

框架 50

侧壁 52A、52B、52C

第一线圈 60

第一磁铁 62、62’

第二磁铁 64

第三磁铁 66

上簧片 70

下簧片 72

弹性元件 74

电路基板 80、80’

磁场感测元件 82

驱动板 90

开口 91

第三线圈 94

摄像模块 M、M’

光轴 O

具体实施方式

以下说明本发明实施例的摄像模块。然而，可轻易了解本发明实施例提供许多合适的发明概念而可实施于广泛的各种特定背景。所公开的特定实施例仅仅用于说明以特定方法使用本发明，并非用以局限本发明的范围。

除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此篇公开所属技术领域的技术人员所通常理解的相同涵义。能理解的是这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有一与相关技术及本公开的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在此特别定义。

请先参阅图1，本发明一实施例的摄像模块M包括沿一长轴方向排列的两个影像撷取单元1、2，其例如可设置于一手持式电子装置(例如相机、手机或平板电脑等)内以撷取影像。接着请一并参阅图1至图4，其中图2显示图1中影像撷取单元1的爆炸图，图3显示沿图1中A-A线段的剖视图，及图4显示沿图1中B-B线段的剖视图。由图2可以看出，影像撷取单元1主要包括一外壳10、一基座20、一镜头承载座30、一第一线圈60、一第二线圈40、一框架50、一第一磁铁62、至少一第二磁铁64、一第三磁铁66、一上簧片70、一下簧片72、多个弹性元件74、一电路基板80、多个磁场感测元件82以及一驱动板90。

前述外壳10与基座20相互结合，用以收容影像撷取单元1中的其他部件，在基座20下方则设有一影像感测元件(例如CCD)，其中位在镜头承载座30内的一镜头(图未示)可与前述影像感测元件于前述镜头的一光轴O方向上进行对焦。又，外壳10及基座20分别形成有开孔12及开孔22，外部光线可经由开孔12进入影像撷取单元1并穿过前述镜头，接着光线可经由开孔22离开影像撷取单元1而到达前述影像感测元件。

于本实施例中，镜头固定于镜头承载座30的贯穿孔32内，第二线圈40则是环绕设置于镜头承载座30的外侧表面，其中镜头承载座30及其内的镜头可通过上簧片70和下簧片72(例如金属弹片)连接框架50，进而可使镜头承载座30及镜头活动地设置于框架50内。

如图2所示，本实施例中的驱动板90具有C字形结构，其可通过粘合方式固定于电路基板80上，并可与电路基板80电性连接，其中第一磁铁62设置于基座20上，并且位于驱动板90的一开口91处。请一并参阅图2至图4，前述第一线圈60固定于框架50上的一个与Y轴方向平行的侧壁52A，且对应于前述第一磁铁62；此外，两个第二磁铁64分别固定于框架50上的两个与X轴方向平行的侧壁52B，且对应于镜头承载座30上的第二线圈40以及设置在驱动板90内部的两个第三线圈94(图3)，而第三磁铁66则是固定于框架50上的另一个与Y轴方向平行的侧壁52C，且对应于设置在驱动板90内部的另一个第三线圈94(图4)。

通过上述设计，当镜头承载座30上的第二线圈40被施加一电流时，其可与固定于框架50上的第二磁铁64产生磁力，以迫使镜头承载座30和前述镜头相对于框架50沿着镜头的光轴O方向(Z轴方向)移动，进而可执行镜头与影像感测元件之间的自动对焦(Autofocusing)。

需特别说明的是，图2中的四个弹性元件74(例如金属杆件)连接框架50与基座20，借以使框架50、镜头承载座30和前述镜头可活动地设置于基座20之上。此外，前述电路基板80例如为一C字形的可挠性印刷电路板，其可通过粘合的方式固定于基座20上，并与前述弹性元件74以及设置在影像撷取单元1外部的一控制单元(图未示)电性连接；借此，控制单元可通过电路基板80以及上簧片70电性连接至镜头承载座30上的第二线圈40，进而可施加电流到第二线圈40，以使第二线圈40和两个第二磁铁64之间产生磁力来驱动镜头承载座30和前述镜头相对于框架50沿着镜头的光轴O方向(Z轴方向)产生位移。

于本实施例中，当框架50受到外力冲击而使镜头相对于基座20产生水平方向(平行于XY平面)的偏移时，可通过设置于基座20上的磁场感测元件82感测框架50相对于基座20的水平偏移量，并可分别对框架50上的第一线圈60以及驱动板90内的第三线圈64施加电流，以使第一磁铁62、第二磁铁64、第三磁铁66和第一线圈60、第三线圈64之间产生磁力，进而驱动框架50、镜头承载座30和位于其内的镜头沿着水平方向移动回到预设位置，进而可达到光学防手震(Optical image stabilization)的效果。举例而言，前述磁场感测元件82例如为霍尔感测器(Hall effect sensor)、磁敏电阻感测器(MR sensor)、或磁通量感测器(Fluxgate)等。

接着请一并参阅图1、图5以及6图，前述影像撷取单元2中的磁铁和线圈可采取和影像撷取单元1相同或类似的配置方式。如图5和图6所示，在影像撷取单元1、2中的第一线圈60以及第一磁铁62设置在彼此相邻的两侧，由于两个第一磁铁62皆是固定于第一线圈60下方的基座20上，因此影像撷取单元1、2中的两个第一磁铁62之间不会产生相对运动，所以能有效地避免两个第一磁铁62因相互靠近所造成彼此之间的磁干扰。

需特别说明的是，前述第一线圈60以及第三磁铁66分别具有一底面，面朝第一磁铁62以及第三线圈94，其中底面在Z轴方向上具有相同高度且相互对齐。同理，前述第一磁铁62以及第三线圈94分别具有一顶面，面朝第一线圈60以及第三磁铁66，其中顶面在Z轴方向上具有相同高度且相互对齐。此外，从垂直于镜头的光轴O的水平方向(平行于XY平面)观察，前述第一线圈60以及第二磁铁64在Z轴方向(高度方向)上至少部分重叠。

于另一实施例中，如图7所示，亦可仅将影像撷取单元1中的第一磁铁62设置在第一线圈60的下方，而将影像撷取单元2中的第一磁铁62设置在第一线圈60上方的框架50上，影像撷取单元2中的第一线圈60则和第三线圈94一样是嵌设于基座20上方的驱动板90内，借此可增加两个第一磁铁62彼此之间的距离以降低磁干扰。应了解的是，前述各实施例中的第一磁铁62、第二磁铁64、第三磁铁66皆可采用多极磁铁(multipolar magnet)，例如图6和图7中所示的四极磁铁(4-pole magnet)，借此能更进一步地降低各个磁铁之间的磁干扰，此外使用多极磁铁尚可兼具有提升电磁驱动力、减少摄像模块的体积以及降低制作成本等优点。或者，前述第三磁铁60亦可和第三线圈94位置调换，意即可将第三磁铁60设置于基座20上，并将第三线圈94设置于框架50上，如此同样可产生磁力迫使框架50和镜头承载座30相对于基座20移动，以达到光学防手震的效果。

如前所述，当第一线圈60被施加电流时，第一磁铁62与第一线圈60之间可产生磁力迫使框架50和镜头承载座30相对于基座20沿着平行于XY平面的方向(第一方向)移动，借以达到光学防手震的效果；同理，当第三线圈94被施加电流时，第三线圈94和与其对应的第三磁铁66之间亦可产生磁力迫使框架50和镜头承载座30相对于基座20移动沿着平行于XY平面的方向(第一方向)移动，借以达到光学防手震的效果。此外，当第二线圈40被施加电流时，第二磁铁64与第二线圈40之间则可产生磁力迫使镜头承载座30以及镜头相对于框架50沿着平行于光轴O的方向(第二方向)移动，以达到自动对焦的效果。

接着请一并参阅图8及图9，其中图8显示本发明另一实施例的摄像模块M’的示意图，图9则显示图8中的摄像模块M’的爆炸图。由图8及图9中可以看出，本实施例的摄像模块M’包括两个影像撷取单元1’、2’，其与前述影像撷取单元1、2的不同之处在于：在本实施例的影像撷取单元1’、2’中，成对的外壳10’、基座20’、第一磁铁62’、电路基板80’以及驱动板90’皆是以一体成形的方式制作而整合成为单一构件。

举例而言，前述影像撷取单元1’、2’中的两个第一磁铁62’可以通过一体成形的方式制作而整合成为一六极磁铁(6-pole magnet)，而前述影像撷取单元1’、2’中的两个基座20’亦可通过一体成形的方式制作而整合成为单一构件，其中在该单一构件上可形成用以收容前述第一磁铁62’的凹槽24，如此一来不仅可有助提升组装的便利性，且能大幅降低组装成本并有利于摄像模块M’的微型化。

如图10所示，前述影像撷取单元1’、2’中的两个第一磁铁62’可通过一体成形的方式制作而整合成为一六极磁铁(6-pole Magnet)，且同时对应于影像撷取单元1’、2’中的两个第一线圈60，如此一来可避免两者之间产生磁干扰的问题。应了解的是，当图10中的两个第一线圈60被施加电流时，此六极磁铁与上方的两个第一线圈60之间可分别产生磁力，以迫使影像撷取单元1’、2’中的框架50和镜头承载座30分别相对于其基座20’沿着水平方向移动，进而可使两个影像撷取单元1’、2’皆能达到光学防手震的效果，且可同时能避免两个影像撷取单元1’、2’之间产生磁干扰的问题。

综上所述，本发明提供一种摄像模块，其中该摄像模块包括至少一个影像撷取单元，该影像撷取单元中的第一磁铁设置于固定的基座上，第一线圈则是设置于可相对于基座移动的框架上，借此可避免第一磁铁与其他磁性元件之间产生磁干扰。于一实施例中，前述摄像模块可还包括另一个影像撷取单元(照相单元)，其中通过将影像撷取单元内的第一磁铁和第一线圈分别设置于固定的基座和可相对于基座移动的框架上，并使第一磁铁以及第一线圈设置于影像撷取单元中邻近于另一个影像撷取单元(照相单元)的一侧，不仅可避免该影像撷取单元与另一影像撷取单元(照相单元)之间产生磁干扰的问题，同时能有助于整个摄像模块的微型化。

虽然本发明的实施例及其优点已公开如上，但应该了解的是，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作更动、替代与润饰。此外，本发明的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何所属技术领域中技术人员可从本发明公开内容中理解现行或未来所发展出的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本发明使用。因此，本发明的保护范围包括上述工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一权利要求构成个别的实施例，且本发明的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。

虽然本发明以前述多个较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰。因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定的范围为准。此外，每个权利要求建构成一独立的实施例，且各种权利要求及实施例的组合皆介于本发明的范围内。

Claims (15)

1.一种影像撷取单元，用以设置于具有多个镜头的一摄像模块中，包括：

一基座；

一框架，活动地连接该基座，且设置于该基座之上；

一镜头承载座，活动地设置于该框架内，用以收容一镜头；

一第一磁铁，设置于该基座上；

一第一线圈，设置于该框架上，其中当该第一线圈被施加电流时，该第一磁铁与该第一线圈之间产生磁力迫使该框架和该镜头承载座相对于该基座移动；

一第二磁铁，设置于该框架上；以及

一第二线圈，设置于该镜头承载座上，其中当该第二线圈被施加电流时，该第二磁铁与该第二线圈之间产生磁力迫使该镜头承载座相对于该框架移动。

2.如权利要求1所述的影像撷取单元，其中当该第一线圈被施加电流时，该框架和该镜头承载座相对于该基座沿一第一方向移动，且该第一方向垂直于该镜头的一光轴。

3.如权利要求2所述的影像撷取单元，其中当该第二线圈被施加电流时，该镜头承载座相对于该框架沿一第二方向移动，且该第二方向垂直于该第一方向。

4.如权利要求1所述的影像撷取单元，其中该影像撷取单元还包括一第三磁铁以及一第三线圈，该第三磁铁设置于该框架上，且该第三线圈设置于该基座上，当该第三线圈被施加电流时，该第三磁铁与该第三线圈之间产生磁力迫使该框架和该镜头承载座相对于该基座移动。

5.如权利要求4所述的影像撷取单元，其中该第一线圈以及该第三磁铁分别具有一底面，对应于该第一磁铁以及该第三线圈，且该第一线圈以及该第三磁铁的所述底面相互对齐。

6.如权利要求4所述的影像撷取单元，其中该第一磁铁以及该第三线圈分别具有一顶面，对应于该第一线圈以及该第三磁铁，且该第一磁铁以及该第三线圈的所述顶面相互对齐。

7.如权利要求4所述的影像撷取单元，其中该影像撷取单元还包括一驱动板，且该第三线圈固定于该驱动板上，其中该驱动板具有一C字形结构，且该第一磁铁位于于该C字形结构的一开口处。

8.如权利要求1所述的影像撷取单元，其中该影像撷取单元还包括一第三磁铁以及一第三线圈，该第三磁铁设置于该基座上，且该第三线圈设置于该框架上，当该第三线圈被施加电流时，该第三磁铁与该第三线圈之间产生磁力迫使该框架和该镜头承载座相对于该基座移动。

9.如权利要求1所述的影像撷取单元，其中从垂直于该镜头的一光轴的方向观察，该第一线圈以及该第二磁铁至少部分重叠。

10.如权利要求1所述的影像撷取单元，其中该第一、二磁铁的其中至少一者为多极磁铁。

11.一种摄像模块，包括两个如权利要求1所述的影像撷取单元，其中所述影像撷取单元中的所述第一磁铁以及所述第一线圈分别位于所述影像撷取单元彼此相邻的两侧。

12.如权利要求11所述的摄像模块，其中所述影像撷取单元中的所述第一磁铁以一体成形的方式制作而整合为单一构件。

13.如权利要求12所述的摄像模块，其中所述第一磁铁以一体成形的方式制作而整合为一六极磁铁。

14.如权利要求11所述的摄像模块，其中所述影像撷取单元中的所述基座以一体成形的方式制作而整合为单一构件。

15.一种摄像模块，包括一如权利要求1所述的影像撷取单元以及一照相单元，其中该影像撷取单元和该照相单元沿一长轴方向排列，且该第一磁铁以及该第一线圈设置于该影像撷取单元中邻近于该照相单元的一侧。

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