CN201392423Y

CN201392423Y - 自动对焦镜头模块

Info

Publication number: CN201392423Y
Application number: CN200920006416U
Authority: CN
Inventors: 吴汉宗; 周进益
Original assignee: E Pin Optical Industry Co Ltd
Current assignee: E Pin Optical Industry Co Ltd
Priority date: 2009-03-03
Filing date: 2009-03-03
Publication date: 2010-01-27
Anticipated expiration: 2019-03-03

Abstract

一种自动对焦镜头模块，是由组合的弹簧力与电磁力配合以控制光学镜片组移动而进行对焦，包含一底盖、二导电片、一绝缘片、四个永久磁铁、一镜头套筒、一光学镜片组、一线圈、一弹簧组及一上盖，其中，镜头套筒、光学镜片组及线圈组成一可连动的镜头组，四个永久磁铁设在线圈外围；所述弹簧组包含圈状弹簧及叶片弹簧，所述圈状弹簧是套设在线圈的内围或外围并弹性支撑在镜头套筒的环状外凸缘与上盖之间，所述叶片弹簧的内圈是套设在镜头套筒一端面上以可随镜头套筒移动，其外圈则保持定位不动；而通过组合的弹簧力用以配合线圈通电后与永久磁铁之间所产生的电磁力作用，使镜头组可以进行对焦移动，以达成快速移动、稳定对焦并减少倾斜的功效。

Description

自动对焦镜头模块

技术领域

本实用新型涉及一种对焦镜头，尤指一种由弹簧组的平衡弹簧力与电磁力以控制光学镜片组前/后移动而进行对焦的镜头模块。

背景技术

数字相机或具拍摄功能的手机上均设有一镜头模块，而所述镜头模块的功能为驱动光学镜片组沿着光轴移动，以达到自动对焦(autofocus)且/或变焦(zoom)的功能。光学镜片组的移动方法的一为音圈马达VCM(Voice coil motor)，是通过电流流经一线圈产生电磁场，电磁场与永久磁铁产生驱动力(drivingforce)而使光学镜片组沿着光轴移动。由于此种方法可以缩小镜头模块体积，近年已大量运用于小型相机、手机相机(camera-equipped cellular phone)或网络相机(web-camera)中。

现有音圈马达VCM型式的自动对焦模块如图1所示，如美国专利US2008/0013196、US6,594,450、US7,145,738、台湾专利TWM317027及日本专利JP3124292、JP3132575，其主要由一底盖110、二个导电片122、一绝缘片130、四个永久磁铁140、镜头套筒150、光学镜片组160、一圈状弹簧(coiledspring)171、一线圈180及一上盖190所构成。其中，镜头套筒150、光学镜片组160、及线圈180是组成一可沿光轴移动的镜头组。其中，使用圈状弹簧171时，圈状弹簧171可以产生直接有效的弹性力，使镜头套筒150可以快速移动，但由于使用圈状弹簧171可能会使镜头组在移动过程中产生倾斜(tilt)，致难以达到极高精密的要求。另一种现有音圈马达VCM型式的自动对焦模块如图2所示，其是使用叶片弹簧172(blade spring、leaf spring)的弹性力使镜头套筒150移动，如美国专利US2008/0186601、US2006/0181632、台湾专利TWM331687、TWM318736、日本专利JP63247924等。然而使用叶片弹簧172时，叶片弹簧172弹性力及运动长度(extension length)较不足，使得镜头组移动缓慢，难以符合快速对焦的要求；甚至现有技术使用二个叶片弹簧172以补足运动长度不足的缺点，但仍存在移动缓慢的问题。

对于高精密、快速对焦的要求，在尽量减低现有设计或自动对焦模块商品的变更范围下，利用弹簧组所组合的弹性力，在对焦过程中镜头组以近乎等速度移动，将可有效达到高精密、快速对焦、减低倾斜现象的要求。

发明内容

本实用新型的主要目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种自动对焦镜头模块，其是由弹簧组的平衡弹簧力与电磁力以控制光学镜片组前/后移动而进行对焦，以达成快速移动、稳定对焦并减少倾斜的功效。

为了达到上述目的，本实用新型主要提供一种自动对焦镜头模块，其主要是由一底盖、二导电片、一绝缘片、四永久磁铁、一镜头套筒、一光学镜片组、一弹簧组、一线圈及一上盖组成，其中：所述底盖，其四角处设有扣合用四支架供与所述上盖扣合成一体，所述底盖中央处设有一中央孔供形成所述光学镜片组的光学路径，所述底盖内面对角处设有数个定位稍；所述二导电片，是分别由定位孔与所述底盖的定位稍配合，以固设在所述底盖上并形成电性隔离状态，又所述二导电片之间形成一中央孔以对应所述底盖的中央孔；所述绝缘片，其上设定位孔以对应配合所述底盖的定位稍，使所述绝缘片贴设在所述二导电片上，又所述绝缘片上设一中央孔；所述四永久磁铁，是对称形状且呈圆弧形的永久磁铁，分别立置在所述底盖的四支架的内侧；所述镜头套筒，是一圆环体，设有一中央孔及一环状外凸缘；所述光学镜片组，是固设在所述镜头套筒的中央孔中；所述弹簧组，包含至少一圈状弹簧及一叶片弹簧；所述线圈，是固定在镜头套筒的环状外凸缘上，所述线圈的头、尾端导线分别连接至所述二导电片的不同电极；所述上盖，是套设在所述底盖上并扣合成一体；而镜头套筒、光学镜片组及线圈是构成一可同步连动的镜头组，而所述四个永久磁铁是等距且对称布设在线圈的外围且位于底盖的四内角处；其中，弹簧组是包含圈状弹簧及叶片弹簧，所述圈状弹簧是套设在线圈的内围或外围并弹性支撑在镜头套筒的环状外凸缘与上盖之间，所述叶片弹簧的内圈是固设在镜头套筒一端面上，其外圈保持定位不动；由此，可通过圈状弹簧及叶片弹簧两种不同型态的弹簧的延伸或压缩而构成组合的弹簧力，用以与线圈通电后与永久磁铁之间所产生的电磁力配合，以使所述由镜头套筒、光学镜片组及线圈所构成的镜头组可以进行对焦移动。

本实用新型的有益效果在于：可达成快速移动、稳定对焦并减少倾斜的功效。

附图说明

图1是现有一具音圈马达VCM(利用圈状弹簧)的自动对焦模块的示意图。

图2是现有另一具音圈马达VCM(利用叶片弹簧)的自动对焦模块的示意图。

图3是本实用新型第一实施例的立体组合外观图。

图4是本实用新型第一实施例的立体分解图。

图5-12是本实用新型第一实施例各构件之间的连续组合关系示意图。

图13是本实用新型第一实施例中叶片弹簧与镜头套筒的组装示意(底视)图。

图14是本实用新型第一实施例的一侧面剖视图。

图15是本实用新型第二实施例的立体分解图。

附图标记说明：1、1a-镜头模块；10-底盖；11-支架；12-中央孔；13-定位稍；14-凸起；20-导电片；21-定位孔；22-凸片；23-中央孔；30-绝缘片；31-定位孔；32-中央孔；40-永久磁铁；50-镜头套筒；51-中央孔；52-外凸缘；60-光学镜片组；70-线圈；80-弹簧组；81-圈状弹簧；82-叶片弹簧；821-内圈；822-外圈；90-上盖；90a-上环盖；100-红外线滤光片。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

<第一实施例>

参考图3、4所示，本实用新型镜头模块1主要包含一底盖(base)10、二导电片(copper plate)20、一绝缘片(insulation spacer)30、四永久磁铁(permanent magnet)40、一镜头套筒(lens holder)50、一光学镜片组(opticallens)60、一弹簧组(spring set)80、一线圈70及一上盖(top cover)90；其中，所述弹簧组80包含一圈状弹簧(coil spring)81及一叶片弹簧(bladespring)82；而所述镜头套筒50、光学镜片组60与线圈70是组成一可同步移动的镜头组，可在底盖10与上盖90之间上/下(前/后)移动而达成对焦功效。

请再参考图5-12，其是本实施例各构件之间的连续组合关系示意图；现配合图4及图14分别说明如下：

参考图4、5、14所示，底盖10是一矩形框架体，其四角处设有扣合用四支架11供与上盖90组合成一体，其中央处设有一中央孔12供形成光学镜片组60的光学路径，其内面分别设有数个定位稍13及隔缘用凸起14；另，中央孔12下方处可设一红外线滤光片(IR cut-off filter)100如图4所示。

再参考图4、6、14所示，二导电片20是分别由其定位孔21与定位稍13配合以固设在底盖10上并形成电性隔离状态，并各由一凸片22以连接不同电极；而二导电片20之间形成一中央孔23以对应底盖10的中央孔12。

再参考图4、7所示，绝缘片30是由其定位孔31与定位稍13配合而贴设在二导电片20上，又其具一中央孔32以对应中央孔12、23。

再参考图4、9、14所示，四个永久磁铁40是具对称形状且略呈圆弧形，分别立置固定在矩形底盖10的四支架11的内侧以固设在上盖90与底盖10之间，本实施例所述四个永久磁铁40是分别压覆并固定在叶片弹簧82的外圈822上面。

再参考图4、10、14所示，镜头套筒50是设于中央孔12、23中，且使叶片弹簧82的内圈821夹设固定在镜头套筒50的底端的外缘面上；本实施例的镜头套筒50是一圆环体，设有一中央孔51及一环状外凸缘52；光学镜片组60是锁固在镜头套筒50的中央孔51中，锁固方式不限制，可为螺合方式或粘着方式。

如图4、11、14所示，弹簧组80中的圈状弹簧81是套设镜头套筒50的外缘面上并弹性支撑在镜头套筒50的环状外凸缘52与上盖90之间。再如图4、8、14所示，弹簧组80中的叶片弹簧82，具有一内圈821及一相连结的外圈822，其所述内圈821是固设在镜头套筒50上，其外圈822是贴设在绝缘片30上，如图13所示其内圈821可夹设固定在镜头套筒50的底端的外缘面上，而其外圈822是固设在绝缘片30上并保持不动；而依据叶片弹簧82的结构特性，所述内圈821与外圈822固定后，通过内圈821与外圈822之间的拉伸作用可产生弹性力。镜头组(包含镜头套筒50、光学镜片组60及线圈70)是受电磁力、圈状弹簧81的弹性力及叶片弹簧82的弹性力所形成的净合力(net force)而产生移动对焦，由于圈状弹簧81与叶片弹簧82在结构上形成串联型态，其作用上为两者弹性系数之和，由此除可减弱其中任一弹簧力的单独影响外，其作用方向可对镜头套筒50产生接触面的整体作用，而进一步改善单一弹簧所产生单点的作用，由以减少镜头组在移动过程中产生倾斜(tilt)的现象。再者，圈状弹簧81的弹性力及叶片弹簧82的弹性力形成弹性力的合力，可改善现有技术只使用叶片弹簧82的位移量不足或弹性力不足而移动缓慢的缺点。

再参考图4、12、14所示，线圈70是套设在圈状弹簧81的外围并固定在镜头套筒50的环状外凸缘52上而与镜头套筒50组合成一连动体。本实施例进一步在上盖90下方设置一上环盖(top ring cover)90a，使四个永久磁铁40可分别固设在上环盖90a的四角内缘处，再将上盖90锁固在底盖10的四支架11上，以使上环盖90a夹设在上盖90与底盖10之间，以组装完成一镜头模块1，并使四永久磁铁40夹固在上环盖90a的内缘面与绝缘片30之间而不会移位。

参考图4及图8-14所示，其中所述镜头套筒50、光学镜片组60、圈状弹簧81、叶片弹簧82及线圈70等构件间的组装次序并不限制，也就是图8-12并非用来限制所述这些构件间的组装次序，如光学镜片组60及线圈70可先与镜头套筒50(图8、9中未示光学镜片组60)组装成一体，且叶片弹簧82也可先组设在镜头套筒50一端面上如图13所示，再将已组装有光学镜片组60、线圈70及叶片弹簧82的镜头套筒50组设在绝缘片30上。

又弹簧组80的圈状弹簧81可采用压缩式圈状弹簧，当上盖90与底盖10组合成一体时，所述圈状弹簧81可呈适当的压缩状态，并相对压迫镜头套筒50向下；通过弹簧组80的组合的弹簧力使镜头组停置于其伸缩动程中的下(后)死点位置，而形成远焦位置；又线圈70的头、尾端可改变不同电极及电流大小，由以配合永久磁铁40的N、S极而产生向上/向下(向前/向后)的电磁力，由以驱动镜头组(包含镜头套筒50、光学镜片组60及线圈70)及叶片弹簧82的内圈821上/下(前/后)移动以进行对焦动作；而在本实施例中，线圈70与永久磁铁40间电磁力的产生方式可选择只产生向上(向前)电磁力，使在远焦位置时，线圈70可不通电流，使镜头组不受电磁力作用而停留在下(后)死点位置(远焦位置)；当欲进行对焦动作时，则控制一适量电流通过线圈70以产生一适量电磁力以驱使镜头组向上(前)移动，而形成近焦状态，而当镜头组上所受电磁力与弹簧组80的弹性力平衡时，镜头组即停留在所述调整后位置，因此，镜头组由远焦向上(前)移动至近焦位置须由电磁力，而由近焦位置向下(后)回复至远焦位置则可由弹簧组80的回复力，由以达成远近对焦调整功效。

本实用新型镜头模块1与现有镜头模块比较，通过上述结构及由组合的弹簧力与电磁力，可使镜头组快速与稳定移动、减少倾斜的现象发生。

<第二实施例>

参考图15，本实施例镜头模块1a是包含一底盖10、二导电片20、一绝缘片30、四永久磁铁40、一镜头套筒50、一光学镜片组60、一弹簧组80、一线圈70、及一上盖90，其中，弹簧组80包含一圈状弹簧81及一叶片弹簧82；镜头套筒50、光学镜片组60、线圈80及叶片弹簧82是组成一可同步移动的镜头组，可在底盖10与上盖90之间前/后(上/下)移动而达成对焦功效。而本实施例镜头模块1a与第一实施例的镜头模块1的结构大致相同，二者之间的最大差异是在于所述圈状弹簧81是套设在线圈70的外围，而第一实施例的镜头模块1的圈状弹簧81是套设在线圈70的内围。

本实用新型镜头模块1、1a与现有镜头模块比较，通过上述结构及由组合的弹簧力与电磁力，可使镜头组快速与稳定移动、减少倾斜的现象发生。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化，或等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种自动对焦镜头模块，其特征在于，包含一底盖、二导电片、一绝缘片、四永久磁铁、一镜头套筒、一光学镜片组、一弹簧组、一线圈及一上盖，其中：

所述底盖，其四角处设有扣合用四支架供与所述上盖扣合成一体，所述底盖中央处设有一中央孔供形成所述光学镜片组的光学路径，所述底盖内面对角处设有数个定位稍；

所述二导电片，是分别由定位孔与所述底盖的定位稍配合，以固设在所述底盖上并形成电性隔离状态，又所述二导电片之间形成一中央孔以对应所述底盖的中央孔；

所述绝缘片，其上设定位孔以对应配合所述底盖的定位稍，使所述绝缘片贴设在所述二导电片上，又所述绝缘片上设一中央孔；

所述四永久磁铁，是对称形状且呈圆弧形的永久磁铁，分别立置在所述底盖的四支架的内侧；

所述镜头套筒，是一圆环体，设有一中央孔及一环状外凸缘；

所述光学镜片组，是固设在所述镜头套筒的中央孔中；

所述弹簧组，包含至少一圈状弹簧及一叶片弹簧；

所述线圈，是固定在所述镜头套筒的环状外凸缘上，所述线圈的头、尾端导线分别连接至所述二导电片的不同电极；

所述上盖，是套设在所述底盖上并扣合成一体；

其中，所述镜头套筒、所述光学镜片组及所述线圈是组成一可同步移动的镜头组；

其中，所述圈状弹簧套设于所述镜头套筒的环状外凸缘上并弹性支撑在所述环状外凸缘与所述上盖内缘面之间；而所述叶片弹簧具有一内圈及及一相连结的外圈，且其中所述内圈固设在所述镜头套筒上而随所述镜头套筒移动，而所述外圈是保持不动；

其中，通过所述圈状弹簧与所述叶片弹簧的组合的弹簧力，用以配合通电后的所述线圈与所述永久磁铁之间所产生的电磁力作用，使所述镜头组进行对焦移动。

2.根据权利要求1所述自动对焦镜头模块，其特征在于，所述圈状弹簧套设在所述线圈的内围。

3.根据权利要求1所述自动对焦镜头模块，其特征在于，所述圈状弹簧套设在所述线圈的外围。

4.根据权利要求1所述自动对焦镜头模块，其特征在于，所述圈状弹簧采用延伸式圈状弹簧。

5.根据权利要求1所述自动对焦镜头模块，其特征在于，所述圈状弹簧采用压缩式圈状弹簧。

6.根据权利要求1所述自动对焦镜头模块，其特征在于，其进一步在所述上盖的下方的内侧设置一上环盖，使所述四永久磁铁分别先固设在所述上环盖的四角内缘处，再将所述上盖锁固在所述底盖的四支架上，以使所述上环盖夹设在所述上盖与所述底盖之间，并使所述四永久磁铁夹固在所述上环盖的内缘面与所述绝缘片之间。