TWI396931B - 相機模組 - Google Patents

Description

相機模組

本發明涉及一種相機模組，尤其涉及一種具抖動校正功能之相機模組。

隨著攝像技術之發展，相機模組於各種用途之攝像裝置中得到廣泛應用，相機模組與各種便攜式電子裝置如手機、攝像機、電腦等的結合，更得到眾多消費者之青睞。

然，由於在握持拍攝裝置時，由於手抖動會造成拍攝出來之照片或視頻畫面出現模糊之現象。這係由於在曝光時間內，鏡頭模組相對於被拍攝物體之方位不停發生變化，物體成像於影像感測器上之像也不停發生變化，在將曝光時間內所有影像資料疊加時就發生了模糊現象。

通常抖動校正方法為移動或傾斜鏡頭中之鏡片或影像感測器，使拍攝過程中，因手造成之晃動可藉由鏡片或影像感測器之移動或傾斜來達到補償之功用，使拍攝出來之影像清晰。而此兩種校正方法在機構設計上均較為複雜，且精度要求較嚴格。

因此，有必要提供一種結構設計簡單之具抖動校正功能之相機模組。

有鑑於此，提供一種結構設計簡單之具抖動校正功能之相機模組實為必要。

本發明提供一種相機模組，包括至少一個鏡片、一個影像感測器及一個光 學補償單元，該光學補償單元設置於鏡片與影像感測器之間，用於調節入射至影像感測器上的光。該光學補償單元包括一第一透光板、一第二透光板及至少一電致伸縮件，該至少一電致伸縮件夾設於第一透光板與第二透光板之間，該第一及第二透光板與該至少一電致伸縮件之間形成一密閉腔室，該密閉腔室內填充有與該第一及第二透光板之折射率基本相同之液體，當施加於該至少一電致伸縮件上之電壓改變時，該至少一電致伸縮件可產生形變，從而引起第二透光板與第一透光板相對位置改變。

相較於先前技術，該相機模組具有一個光學補償單元，該光學補償單元設置於鏡片與影像感測器之間，通過對該光學補償單元施加電壓，可使得其形狀發生改變，從而控制其對通過光學補償單元之光線進行調節，補償由於相機振動引起之光學誤差。該相機模組機構設計簡單，與現有之採用移動鏡片或影像感測器之方式來補償振動之機構設計相比，其複雜度大大降低，從而可簡化相機模組之整體結構，減小整體體積及降低成本。

10，110‧‧‧鏡座

13‧‧‧圓形容置腔

14‧‧‧方形容置腔

20，120‧‧‧鏡筒

30，130‧‧‧鏡片

40，140‧‧‧影像感測器

50，150‧‧‧光學補償單元

51，151‧‧‧第一透光板

52，152‧‧‧第二透光板

55‧‧‧彈性材料

56，156‧‧‧密閉腔室

57，157‧‧‧液體

53，54，153，154‧‧‧電致伸縮件

100，200‧‧‧相機模組

圖1係本發明第一實施例提供之相機模組之剖面示意圖。

圖2係圖1中之相機模組沿II-II方向之截面圖。

圖3係圖1中之光學補償單元於對振動補償時之光路示意圖。

圖4係本發明第二實施例提供之相機模組之剖面示意圖。

圖5係圖4中之相機模組沿IV-IV方向之截面圖。

下面將結合附圖與實施例對本技術方案作進一步詳細說明。

請參閱圖1，為本發明之第一實施例提供之相機模組100，其包括一個鏡座10、一個鏡筒20、至少一個容置於鏡筒20內之鏡片30、一個設置於鏡座10 底部之影像感測器40及一個光學補償單元50，該光學補償單元50設置於鏡座10中，並位於鏡片30與影像感測器40之間。

該鏡座10具有一頂部圓形容置腔13及一個底部方形容置腔14。該鏡筒20容置於該頂部圓形容置腔13內。該影像感測器40容置於該底部方形容置腔14內。該鏡座10之頂部圓形容置腔13之內壁具有內螺紋，該鏡筒20之外壁具有外螺紋，該鏡筒20外壁之外螺紋與該鏡座10之頂部圓形容置腔13內壁之內螺紋相互嚙合，將該鏡筒20旋入鏡座10，可將鏡筒20固定於鏡座10中。

該鏡片30為非球面鏡片、平面鏡片或球面鏡片。該鏡片30之材料為塑膠或玻璃。該鏡筒20之材料可採用塑膠材料。

該影像感測器30可為電荷耦合器件(Charge Coupled Device,CCD)或互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)。該影像感測器30可採用陶瓷引線晶片載體封裝(Ceramic Leaded Chip Carrier,CLCC)，塑膠引線晶片載體封裝(Plastic Leaded Chip Carrier,PLCC)或晶片尺寸封裝(Chip Scale Package,CSP)。

請一併參閱圖2，該光學補償單元50包括第一透光板51、第二透光板52及兩個電致伸縮件53、54。該第一及第二透光板51、52之形狀相同，均為矩形平板狀，並與該鏡座10之底部方形容置腔14形狀相配合。該第一及第二透光板51、52設置為一個固定一個可動。於本實施例中，該第一透光板51設置為固定的，該第二透光板52設置為可動的。該第一及第二透光板51、52之材質相同，均採用透光性能良好之玻璃或塑膠材料製成。於本實施例中，該第一及第二透光板51、52採用折射率約為1.48之石英玻璃製成。

該兩個電致伸縮件53、54夾設於第一及第二透光板51、52之間。本實施例 中，該電致伸縮件53、54相對設置。該電致伸縮件53、54設置為長條狀，其形狀與兩透光板之形狀相配合。於本實施例中，該電致伸縮件53、54採用黏合之方式固定於第一及第二透光板51、52之間。

該電致伸縮件53、54採用壓電材料製成，其材料可選自：壓電陶瓷、壓電單晶材料或壓電高分子材料。於本實施例中，該電致伸縮件53、54之材料為壓電陶瓷。所謂壓電材料，即於外加電壓之作用下，該材料之形狀可發生改變。於本實施例中，即係在電致伸縮件53、54上分別施加不同之電壓，使電致伸縮件53、54之形狀發生改變，而引起可動之第二透光板52之傾斜，從而引起光路變化。

該第一及第二透光板51、52之另外兩個相對之邊採用彈性材料55密封起來。該彈性材料55為有機矽密封膠、聚硫密封膠或聚氨酯密封膠。這樣，於該第一及第二透光板51、52之間形成一密閉腔室56，將該密閉腔室56內填充與該第一及第二透光板51、52之折射率基本相同之液體57。於本實施例中，該液體57為甘油，其折射率約為1.475，與透光板51、52之折射率相差無幾。因此，光線於透光板51、52形成之密閉腔室56內光路改變很小。

該相機模組100進一步包括一振動監測模組及一振動量測模組，該振動監測模組用於監測當前使用狀態是否存在振動現象，而該振動量測模組則用於量測振動所引起之光路誤差偏移量之大小。該振動監測模組和振動量測模組可採用軟體，也可採用硬體來實現。當振動監測模組檢測到有振動發生，則啟動該振動量測模組對該振動之偏移量大小進行量測，並將結果送入一主控制晶片中。

該電致伸縮件53、54之兩端分別具有一電壓源(圖未示)。該電壓源之電壓大小和啟動關閉都可由主控制晶片來控制。當相機模組存在振動時，主控制晶片將收到之振動量測模組發出之偏移量之大小數值經過一預設函數 之轉化，從而得到需要施加於電致伸縮件53、54之兩端之電壓大小，並控制該電壓源輸出相應數值之電壓，從而引起電致伸縮件53、54之形狀變化，進而引起該可動之第二透光板52之傾斜。抖動之光線經過該光學補償單元50後，即發生光路改變，恰可補償該振動引起之光路偏移，從而可實現對相機模組振動進行補償之功能。

如圖3所示，為該光學補償單元50進行光路補償時之光路示意圖。在沒有振動發生時，光線1經鏡片30和光學補償單元50後，投射於影像感測器40之M點上。而振動發生時，如果沒有該光學補償單元50，則由於振動其光路偏移到了1'，而投射到了影像感測器40之M'點上。這時，光路補償單元50通過對兩端之電致伸縮件53、54施加電壓，使該電致伸縮件53厚度變薄，該另一電致伸縮件54厚度變厚，由於第一透光板51固定，第二透光板52可動，且兩透光板之邊緣其餘部分均為彈性密封材料，故第二透光板52會發生傾斜。則整個光學補償單元50截面形狀變成一個梯形，從而使得光線經過光學補償單元50時之光路發生改變。通過加以適當之電壓使得光學補償單元50之形狀改變剛好可補償振動之光路偏差。如圖3中所示，該偏移之光線1'經過光學補償單元50後光線發生折射，剛好投射於影像感測器40之M點上，使得振動發生之偏移得到了補償。

可以理解，該電致伸縮件也可僅為1個，該1個電致伸縮件僅設置於兩透光板之一端即可。

另外，該光學補償單元50也可設置於該鏡筒20中，此時僅需要將該第一及第二透光板51、52之形狀設置為配合該鏡筒20之形狀即可。

該光學補償單元50之個數也可設置為複數，分別置於鏡片30與影像感測器40之間，從而於二維或多維方向上對該相機模組100進行振動補償。

如圖4所示，為本發明第二實施例提供之相機模組200，其也包括一個鏡座110、一個鏡筒120、至少一個鏡片130、一個影像感測器140及一個光學補償單元150，該光學補償單元150設置於鏡筒120中，並位於鏡片130與影像感測器140之間。

請一併參閱圖5，該光學補償單元150包括第一透光板151、第二透光板152及兩個電致伸縮件153、154。與第一實施例相比，其主要區別在於，該第一及第二透光板151、152為圓形平板狀，該電致伸縮件153、154為半圓環形狀，該第一及第二透光板151、152與兩個半圓環形狀之電致伸縮件153、154組合起來形成一密閉腔室156，於該密閉腔室156內填充有與該第一及第二透光板151、152之折射率基本相同之液體157。該第一透光板151設置為固定的，該第二透光板152設置為可動的。

在該電致伸縮件153、154上施加不同之電壓，從而引起電致伸縮件153、154之形狀變化，進而引起該可動之第二透光板152之傾斜。抖動之光線經過該光學補償單元150後，即發生光路改變，恰可補償該振動引起之光路偏移，從而可實現對相機模組振動進行補償之功能。

相較於先前技術，該相機模組具有至少一個光學補償單元，該光學補償單元設置於鏡片與影像感測器之間，通過對該光學補償單元施加電壓，可使得其形狀發生改變，從而控制其對通過光學補償單元之光線進行調節，補償由於相機振動引起之光學誤差。該相機模組機構設計簡單，與現有之採用移動鏡片或影像感測器之方式來補償振動之機構設計相比，其複雜度大大降低，從而可簡化相機模組之整體結構，減小整體體積及降低成本。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化 ，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

13‧‧‧圓形容置腔

14‧‧‧方形容置腔

20‧‧‧鏡筒

30‧‧‧鏡片

40‧‧‧影像感測器

50‧‧‧光學補償單元

51‧‧‧第一透光板

52‧‧‧第二透光板

53，54‧‧‧電致伸縮件

100‧‧‧相機模組

Claims (9)

1. 一種相機模組，包括至少一個鏡片、一個影像感測器及一個光學補償單元，該光學補償單元設置於鏡片與影像感測器之間，用於調節入射至影像感測器上的光，其改良在於，該光學補償單元包括一第一透光板、一第二透光板及至少一電致伸縮件，該至少一電致伸縮件夾設於第一透光板與第二透光板之間，該第一及第二透光板與該至少一電致伸縮件之間形成一密閉腔室，該密閉腔室內填充有與該第一及第二透光板之折射率基本相同之液體，當施加於該至少一電致伸縮件上之電壓改變時，該至少一電致伸縮件可產生形變，從而引起第二透光板相對第一透光板傾斜。
2. 如申請專利範圍第1項所述之相機模組，其中，該第一及第二透光板均為圓形平板狀，該至少一電致伸縮件為環形形狀。
3. 如申請專利範圍第1項所述之相機模組，其中，該第一及第二透光板均為方形平板，該至少一電致伸縮件為方塊形狀，並設置於第一及第二透光板之間之空隙周緣，該第一及第二透光板之間之空隙周緣其他部分採用彈性材料密封，從而形成一密閉腔室。
4. 如申請專利範圍第3項所述之相機模組，其中，該彈性材料為有機矽密封膠、聚硫密封膠或聚氨酯密封膠。
5. 如申請專利範圍第1項所述之相機模組，其中，該第一透光板固定，第二透光板可動。
6. 如申請專利範圍第1項所述之相機模組，其中，該第一及第二透光板之材料為玻璃或塑膠。
7. 如申請專利範圍第1項所述之相機模組，其中，該相機模組進一步包括一 鏡筒，該光學補償單元設置於鏡筒中，該第一及第二透光板形狀與該鏡筒之形狀相配合。
8. 如申請專利範圍第1項所述之相機模組，其中，該相機模組進一步包括一鏡座，該光學補償單元設置於鏡座中，該第一及第二透光板形狀與該鏡座之形狀相配合。
9. 如申請專利範圍第1項所述之相機模組，其中，該至少一電致伸縮件之材料為壓電陶瓷、壓電單晶材料或壓電高分子材料。