TWI402599B - 鏡頭模組及相機模組 - Google Patents

Description

鏡頭模組及相機模組

本發明涉及光學系統領域，尤其涉及一種鏡頭模組及具有該鏡頭模組之相機模組。

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、電腦等之結合，更加得到眾多消費者之青睞。

為拍攝不同放大倍數之圖像，相機通常要求具有變焦功能(請參見Zoom Lens Systems with Aspherical Plastic Lens，Consumer Electronics, IEEE Transactions on Volume CE-33,Issue3,Aug. 1987Page(s):256-266)，實現相機之變焦功能有兩種方法：光學變焦與數位變焦。

數位變焦實際上係一種圖畫之電子放大，影像感測器上之圖片畫素藉由相機內部之處理器進行放大，從而達到放大圖像之目的。數位變焦後拍攝之景物雖然放大了，然景物之清晰度會下降。光學變焦係依靠光學鏡頭本身結構來實現變焦，即藉由驅動機構驅動鏡頭內鏡片移動或手動旋轉鏡筒使得鏡片移動以使拍攝之景物放大或縮小，不會影響景物之清晰度。

傳統之驅動機構常常使用步進馬達，通常需要設置複數傳動機構如兩至三個齒輪傳動機構，來將步進馬達之旋轉運動轉換成線性運動。然而，該種設置使得該種相機模組之尺寸較大，難以滿足當前便攜式電子裝置輕、薄、短、 小之發展趨勢。而且採用步進馬達、齒輪組機構使得驅動機構較複雜且製作難度高。

有鑑於此，有必要提供一種結構簡單且體積小之鏡頭模組及具有該鏡頭模組之相機模組。

一種鏡頭模組，其包括：一鏡筒，該鏡筒之側壁開設有至少一通氣孔；一收容於該鏡筒內之第一鏡片，該第一鏡片固定地設置於該鏡筒內；一收容於該鏡筒內之第二鏡片，該第二鏡片具有一主體部及一環繞該主體部之週邊彈性部，該週邊彈性部與該鏡筒緊密配合，該第二鏡片、第一鏡片及鏡筒界定一空間，該空間與該至少一通氣孔連通；及一氣壓控制裝置，與該至少一通氣孔連通，用於改變該空間之氣壓，從而驅動該第二鏡片相對於該第一鏡片運動。

一種相機模組，其包括：一鏡筒，該鏡筒之側壁開設有至少一通氣孔；一鏡座；一影像感測元件，該影像感測元件收容於該鏡座內；一收容於該鏡筒內之第一鏡片，該第一鏡片固定地設置於該鏡筒內；一收容於該鏡筒內之第二鏡片，該第二鏡片具有一主體部及一環繞該主體部之週邊彈性部，該週邊彈性部與該鏡筒緊密配合，該第二鏡片、第一鏡片及鏡筒界定一空間，該空間與該至少一通氣孔連通；及一氣壓控制裝置，與該至少一通氣孔連通，用於改變該空間之氣壓，從而驅動該第二鏡片相對於該第一鏡片運動。

相較於先前技術，由於該相機模組採用了一氣壓控制裝置來改變第一鏡片與第二鏡片之間之距離，實現了其變焦功能，並具有結構簡單、體積小等優點。

下面將結合附圖，對本發明實施例作進一步之詳細說明。

請一併參閱圖1至圖3，本發明實施例提供了一種相機模組100。該相機模組100包括一鏡筒10、一收容於該鏡筒10之第一鏡片40、一收容於該鏡筒10之第二鏡片60、一氣壓控制裝置80、一鏡座30、及一影像感測模組90。其中，該鏡筒10、鏡座30、第一鏡片40、第二鏡片60、氣壓控制裝置80構成一鏡頭模組。

該鏡筒10為圓筒形，該鏡筒10之外壁設置有外螺紋，該鏡筒10之側壁開設有一通氣孔20。

該第一鏡片40藉由黏接等方式固定地設置於該鏡筒10內。該第二鏡片60具有一主體部602及一環繞該主體部602之週邊彈性部604。該主體部602包括一光學部6022及環繞該光學部6022之支撐部6024。該週邊彈性部604與該鏡筒10緊密配合。該週邊彈性部604與該主體部602一體成型。該週邊彈性部604亦可藉由黏接等其他方式與該主體部602固定。該週邊彈性部604之材料為氯丁橡膠、天然橡膠、矽橡膠或聚二甲基矽氧烷(PDMS)等。本實施例中，採用聚二甲基矽氧烷。該第二鏡片60之外徑與該鏡筒10之內徑相配合，使得該第二鏡片60能夠於該鏡筒10內 運動，又能與該鏡筒10之間保持良好之緊密接觸。該第二鏡片60、第一鏡片40及鏡筒10界定一空間70，該空間70與該通氣孔20連通。

該氣壓控制裝置80與該通氣孔20連通，用於改變該空間70之氣壓，從而驅動該第二鏡片60相對於該第一鏡片40運動。該氣壓控制裝置80進一步包括一氣泵802，該氣泵802具有一氣體輸出端804；一連接該氣體輸出端804與該通氣孔20之連接管806；該連接管806於靠近該通氣孔20之位置設有一氣閥808。於該氣閥808開啟之情況下，該氣泵802之氣體可經由該連接管806充入到該空間70，該空間70之氣體亦可經由該連接管806抽出至該氣泵802。優選地，於該連接管806連接該氣體輸出端804與該氣體輸出端804之兩端塗上一層密封膠，以保持氣路系統之良好密封性。

該鏡座30內壁設置有可與該鏡筒10之外螺紋相嚙合之內螺紋。

該影像感測模組90包括一影像感測器901以及一電路板902。該影像感測器901可為電荷耦合器件(Charge Coupled Device, 簡稱CCD)攝像機或互補金屬氧化物半導體(Comple mentary Metal Oxide Semiconductor Transistor, 簡稱CMOS)攝像機。該影像感測器901封裝於該電路板902上，並設置於該鏡座30內。

請參閱圖1，該第二鏡片60所處之位置為初始位置。此時，該空間70之氣壓與大氣壓力相等。請參閱圖2，開 啟該氣閥808，該氣泵802之氣體可經由該連接管806充入到該空間70。充入一定量之氣體後，該空間70內氣體之壓力突然增大。此時，關閉該氣閥808。該第二鏡片60於兩側壓力差之作用下會以遠離該第一鏡片40之方向運動。由於該第二鏡片60具有一週邊彈性部604，可始終與該鏡筒10之側壁保持緊密接觸。運動過程中，由於該空間70內氣體之體積不斷增大，其壓力會不斷減小，當減小到與大氣壓力相等後，該第二鏡片60停止運動，停留於某一位置，從而實現變焦功能。

請參閱圖3，開啟該氣閥808，經由該連接管806從該空間70內抽氣。抽出一定量之氣體後，該空間70內氣體之壓力突然減小，此時，關閉該氣閥808。該第二鏡片60於兩側壓力差之作用下會以靠近該第一鏡片40之方向運動。由於該第二鏡片60具有一週邊彈性部604，可始終與該鏡筒10之側壁保持緊密接觸。運動過程中，由於該空間70內氣體之體積不斷減小，其壓力會不斷增大，當增大到與大氣壓力相等後，該第二鏡片60停止運動，停留於某一位置，從而實現變焦功能。

優選地，該氣壓控制裝置80可裝設有一流量控制單元(圖未示)，精確控制充入或抽出之氣體之質量。藉由理論計算，進而精確控制該第二鏡片所移動之距離。

相較於先前技術，由於該相機模組100採用了一氣壓控制裝置80來改變第一鏡片40與第二鏡片60之間之距離，實現了其變焦功能，並具有結構簡單、體積小等優點。

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。

相機模組‧‧‧100

鏡筒‧‧‧10

第一鏡片‧‧‧40

第二鏡片‧‧‧60

氣壓控制裝置‧‧‧80

鏡座‧‧‧30

影像感測模組‧‧‧90

通氣孔‧‧‧20

主體部‧‧‧602

週邊彈性部‧‧‧604

光學部‧‧‧6022

支撐部‧‧‧6024

空間‧‧‧70

氣泵‧‧‧802

氣體輸出端‧‧‧804

連接管‧‧‧806

氣閥‧‧‧808

影像感測器‧‧‧901

電路板‧‧‧902

圖1係本發明實施例提供之相機模組之剖視圖。

圖2係圖1所示之相機模組中第二鏡片運動後處於第一狀態之剖視圖。

圖3係圖1所示之相機模組中第二鏡片運動後處於第二狀態之剖視圖。

相機模組‧‧‧100

鏡筒‧‧‧10

第一鏡片‧‧‧40

第二鏡片‧‧‧60

氣壓控制裝置‧‧‧80

鏡座‧‧‧30

影像感測模組‧‧‧90

通氣孔‧‧‧20

主體部‧‧‧602

週邊彈性部‧‧‧604

光學部‧‧‧6022

支撐部‧‧‧6024

空間‧‧‧70

氣泵‧‧‧802

氣體輸出端‧‧‧804

連接管‧‧‧806

氣閥‧‧‧808

影像感測器‧‧‧901

電路板‧‧‧902

Claims (10)

1. 一種鏡頭模組，其包括：一鏡筒，該鏡筒之側壁開設有至少一通氣孔；一收容於該鏡筒內之第一鏡片，該第一鏡片固定地設置於該鏡筒內；一收容於該鏡筒內之第二鏡片，該第二鏡片具有一主體部及一環繞該主體部之週邊彈性部，該週邊彈性部與該鏡筒緊密配合，該第二鏡片、第一鏡片及鏡筒界定一空間，該空間與該至少一通氣孔連通；及一氣壓控制裝置，與該至少一通氣孔連通，用於改變該空間之氣壓，從而驅動該第二鏡片相對於該第一鏡片運動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中，該氣壓控制裝置進一步包括一氣泵，該氣泵具有一氣體輸出端，一連接該氣體輸出端與該通氣孔之連接管，該連接管於靠近該通氣孔之位置設有一氣閥。
3. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中，該第二鏡片之主體部與該週邊彈性部一體成型。
4. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中，該第二鏡片之主體部與該週邊彈性部固定連接。
5. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中，該彈性部之材料為聚二甲基矽氧烷。
6. 一種相機模組，其包括：一鏡筒，該鏡筒之側壁開設有至少一通氣孔；一鏡座； 一影像感測元件，該影像感測元件收容於該鏡座內；一收容於該鏡筒內之第一鏡片，該第一鏡片固定地設置於該鏡筒內；一收容於該鏡筒內之第二鏡片，該第二鏡片具有一主體部及一環繞該主體部之週邊彈性部，該週邊彈性部與該鏡筒緊密配合，該第二鏡片、第一鏡片及鏡筒界定一空間，該空間與該至少一通氣孔連通；及一氣壓控制裝置，與該至少一通氣孔連通，用於改變該空間之氣壓，從而驅動該第二鏡片相對於該第一鏡片運動。
7. 如申請專利範圍第6項所述之相機模組，其中，該氣壓控制裝置進一步包括一氣泵，該氣泵具有一氣體輸出端，一連接該氣體輸出端與該通氣孔之連接管，該連接管於靠近該通氣孔之位置設有一氣閥。
8. 如申請專利範圍第6項所述之相機模組，其中，該第二鏡片之主體部與該週邊彈性部一體成型。
9. 如申請專利範圍第6項所述之相機模組，其中，該第二鏡片之主體部與該週邊彈性部固定連接。
10. 如申請專利範圍第6項所述之相機模組，其中，該彈性部之材料為聚二甲基矽氧烷。