TWI420217B - 對焦結構及具有該對焦結構之鏡頭模組 - Google Patents

Description

對焦結構及具有該對焦結構之鏡頭模組

本發明涉及一種對焦結構及具有該對焦結構之鏡頭模組。

目前，小型化已成為一種鏡頭模組之發展趨勢。先前之鏡頭模組通常採用電磁感應馬達並配套齒輪傳動結構來驅動鏡片移動，以實現對焦功能。由於電磁感應馬達之結構複雜而且體積較大，而齒輪傳動結構也要佔據較大之空間，因此不利於鏡頭模組之小型化。

有鑒於此，有必要提供一種結構簡單、體積小之對焦結構及具有該對焦結構之鏡頭模組。

一種對焦結構，其包括一定位板、一彈片、一壓電致動器、一鏡座及一定位框。所述定位框固定於所述定位板上，並開設有一定位孔。所述彈片固定於該定位板與定位框之間，並彈性抵持該壓電致動器。所述壓電致動器設於所述彈片與鏡座之間，並在該彈片之彈性抵持下與鏡座保持接觸，該壓電致動器用於驅動該鏡座繞該定位孔之軸向旋轉。所述鏡座容置於定位孔中，並與該定位框螺接，該鏡座在該壓電致動器之驅動下沿所述定位孔之軸向移動。

一種鏡頭模組，其包括一基板、一設於該基板上之影像感測器、一設於該基板上並環繞所述影像感測器之凸緣層、一設於凸緣層上之對焦結構及一固設於該對焦結構上之鏡頭。該對焦結構包括一定位板、一彈片、一壓電致動器、一鏡座及一定位框。所述定位框固定於所述定位板上，並開設有一定位孔。所述彈片固定於該定位板與定位框之間，並彈性抵持該壓電致動器。所述壓電致動器設於所述彈片與鏡座之間，並在該彈片之彈性抵持下與鏡座保持接觸，該壓電致動器用於驅動該鏡座繞該定位孔之軸向旋轉。所述鏡座容置於定位孔中，並與該定位框螺接，該鏡座在該壓電致動器之驅動下沿所述定位孔之軸向移動。

相較於先前技術，本發明之對焦結構及鏡頭模組藉由設置所述壓電致動器來驅動所述鏡座旋轉，並使該鏡座帶動鏡片組件沿所述定位孔之軸向移動，從而實現對焦。該對焦結構及鏡頭模組結構簡單，體積較小。

下面將結合附圖，舉以下較佳實施方式並配合圖式詳細描述如下。

圖1至圖3所示為本發明實施方式提供之一種鏡頭模組100，其包括一基板10、一凸緣層11、一影像感測器12、一定位板13、一彈片14、一壓電致動器15、一鏡座16、一鏡頭17、一定位框18及一蓋體19。所述定位板13、彈片14、壓電致動器15、鏡座16、定位框18及蓋體19依次連接成一對焦結構(圖未標)。

所述基板10為一方形平板，該基板10用於承載該鏡頭模組100之其他元件，以及與外部電路進行電性連接。

所述凸緣層11為一方形框體，該凸緣層11固定於所述基板10上，與該基板10構成一容置空間110。

所述影像感測器12固設於所述基板10上，並容置於容置空間110中。該影像感測器12用於感測穿過所述鏡頭17之光線，並產生相應之影像信號。

所述定位板13為一方形平板，該定位板13固定於所述凸緣層11上，並封閉所述容置空間110。該定位板13之中心設有圓形通光孔130，該通光孔130用於使來自所述鏡頭17之光線能夠穿過該通光孔130，並投射到所述影像感測器12上。

所述彈片14為一中空方形薄片，固定於所述定位板13與定位框18之間，並與所述壓電致動器15抵持，用於沿所述鏡頭模組100之光軸方向施加彈性壓力於壓電致動器15上。在本實施方式中，該彈片14包括一方形外框140及一與該外框140彈性連接之環形內框142。所述外框140固設於定位板13與定位框18之間。在本實施方式中，所述內框142之位置與所述通光孔130相對應，且該內框142之半徑小於該通光孔130之半徑，以使該內框142可以被壓入通光孔130中。可以理解，該內框142也可以相對於外框140突出，使該內框142在朝外框140所在平面壓縮時產生彈性壓力。

所述壓電致動器15為環狀，該壓電致動器15設於所述彈片14之內框142上，並與所述鏡座16接觸，用於驅動所述鏡座16平行於定位板13旋轉。在本實施方式中，該壓電致動器15包括一環狀壓電陶瓷層150及兩個環狀彈性層152、154。所述壓電陶瓷層150具有一上表面(圖未標)及一與該上表面相對之下表面(圖未示)，所述彈性層152、154分別固設於所述上、下表面上，且彈性層154與所述彈片14之內框142連接。所述彈性層152、154用於保護該壓電陶瓷層150。該壓電陶瓷層150包括數段極化過之壓電陶瓷片，其中“+”、“-”分別表示壓電陶瓷片之極化方向。該壓電陶瓷層150還設有兩個電極156，用於連接外部之控制電路(圖未示)。對該數段壓電陶瓷片施加相差為90度之兩相電壓，則該壓電陶瓷層150之上表面上將形成行波，並傳遞到所述彈性層152。

所述鏡座16為一環狀柱體，該鏡座16設於所述壓電致動器15之彈性層152上，並與所述定位框18活動連接。該鏡座16可在壓電致動器15之驅動下旋轉，並相對於該定位框18沿該鏡頭模組100之光軸方向運動。在本實施方式中，該鏡座16與定位框18螺紋連接，該鏡座16之外側壁上設有外螺紋。

所述鏡頭17為一中空之圓柱，該鏡頭17與所述鏡座16固定連接。在本實施方式中，該鏡頭17與所述鏡座16螺合。該鏡頭17內設有至少一透鏡(圖未標)，該透鏡用於將光線匯聚到所述影像感測器12上。

所述定位框18為中心開設有一圓形定位孔180之方形塊體，該定位框18固設於所述定位板13上，該定位孔180用於容置所述鏡座16。該定位孔180之內壁上設有與所述鏡座16之外側壁上之外螺紋相配合之內螺紋。

所述蓋體19為一端開口一端半封閉之方形框體，其開口端固設於所述定位板13上，並將所述彈片14、壓電致動器15、鏡座16、鏡頭17及定位框18均封閉於所述定位板13與該蓋體19之間。該蓋體19之半封閉端設有一圓形開口190，用於使所述鏡頭17露出。

組裝該鏡頭模組100時，先將所述影像感測器12和凸緣層11依次固定於基板10上，並將影像感測器12與外部電路電性連接。然後將所述定位板13固定於該凸緣層11上。將所述彈片14和定位框18依次固定於該定位板13上。將所述鏡頭17固定於所述鏡座16內，然後將該鏡座16及鏡頭17螺入所述定位框18之定位孔180內，直至將所述壓電致動器15及彈片14之內框132抵持到預定位置，以使所述彈片14處於壓縮狀態。最後，將所述蓋體19罩設於所述定位框18及鏡頭17上，並固定在定位板13上。

當該鏡頭模組100需要調整所述鏡頭17之位置以便進行對焦時，所述壓電致動器15之兩個電極156從外部控制電路接收對應於對焦距離之控制電流，並根據該控制電流在該壓電致動器15之彈性層152上產生行波。由於所述彈片14之內框142始終彈性抵持該致動器15，因此該彈性層152與所述鏡座16在所述行波之作用下產生摩擦力。可藉由控制所述控制電流之大小來使該摩擦力大於所述鏡座16與定位孔180之螺紋之間之摩擦力，從而使該彈性層152與鏡座16間之摩擦力可以驅動所述鏡座16相對於定位框18旋轉。由於定位框18固定於定位板13上，因此該鏡座16通過與定位框18之間之螺紋旋轉帶動所述鏡頭17螺旋上升。所述彈片14之內框142隨著鏡座16之上升而逐漸恢復形變，並繼續抵持所述壓電致動器15，使該壓電致動器15與鏡座16保持接觸。

而當所述鏡頭17需要下降時，所述壓電致動器15接收一相反之控制電流，使該壓電致動器15之表面產生一反向之行波，從而帶動鏡座16反向旋轉以向下移動。同時，該鏡座16對所述壓電致動器15及彈片14施加一向下之壓力，並使該彈片14在該壓力作用下發生壓縮形變。當所述彈片14之彈性力等於所述鏡座16因反向旋轉而產生之向下之壓力時，該壓電致動器15不能再驅動所述鏡座16反向旋轉。

本發明之鏡頭模組藉由設置所述環形壓電致動器來驅動所述鏡座旋轉，並使該鏡座帶動鏡頭相對於定位框及蓋體沿光軸方向移動，從而實現對焦。該鏡頭模組結構簡單，體積較小。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，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。

100．．．鏡頭模組

10．．．基板

11．．．凸緣層

110．．．容置空間

12．．．影像感測器

13．．．定位板

130．．．通光孔

14．．．彈片

140．．．外框

142．．．內框

15．．．壓電致動器

150．．．壓電陶瓷層

152、154．．．彈性層

156．．．電極

16．．．鏡座

17．．．鏡頭

18．．．定位框

180．．．定位孔

19．．．蓋體

190．．．開口

圖1為本發明實施方式提供之鏡頭模組之立體圖。

圖2為圖1中之鏡頭模組之分解圖。

圖3為圖1中之鏡頭模組之剖視圖。

100．．．鏡頭模組

10．．．基板

11．．．凸緣層

12．．．影像感測器

13．．．定位板

130．．．通光孔

14．．．彈片

140．．．外框

142．．．內框

15．．．壓電致動器

150．．．壓電陶瓷層

152、154．．．彈性層

156．．．電極

16．．．鏡座

17．．．鏡頭

18．．．定位框

180．．．定位孔

19．．．蓋體

190．．．開口

Claims (8)

1. 一種對焦結構，其包括一定位板、一壓電致動器、一鏡座及一定位框，其改進在於，該對焦結構還包括一彈片，所述定位框固定於所述定位板上，並開設有一定位孔；所述彈片固定於該定位板與定位框之間，並彈性抵持該壓電致動器；所述壓電致動器設於所述彈片與鏡座之間，並在該彈片之彈性抵持下與鏡座保持接觸，該壓電致動器用於驅動該鏡座繞該定位孔之軸向旋轉；所述鏡座容置於所述定位孔中，並與該定位框螺接，該鏡座在所述壓電致動器之驅動下沿所述定位孔之軸向移動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之對焦結構，其中，所述彈片包括一外框及一與該外框彈性連接之內框，所述外框固定於所述定位板與定位框之間，所述內框與所述壓電致動器連接，用於彈性抵持所述壓電致動器。
3. 如申請專利範圍第1項所述之對焦結構，其中，所述壓電致動器包括一環狀壓電陶瓷層以及分別固設於該壓電陶瓷層相對兩側之一第一彈性層和一第二彈性層，所述第一彈性層與所述鏡座接觸，所述第二彈性層與所述彈片連接，所述壓電陶瓷層用於在一控制電流之作用下產生表面行波，並傳遞到所述第一彈性層，所述第一彈性層用於在該表面行波之作用下與所述鏡座產生摩擦力，並利用該摩擦力驅動所述鏡座旋轉。
4. 如申請專利範圍第1項所述之對焦結構，其中，該對焦結構還包括一蓋體，該蓋體罩設於所述定位框上，並與所述定位板固定連接。
5. 一種鏡頭模組，其包括一基板、一設於該基板上之影像感測器、一設於該基板上並環繞所述影像感測器之凸緣層、一設於凸緣層上之對焦結構及一固設於該對焦結構上之鏡片元件，該對焦結構包括一定位板、一壓電致動器、一鏡座及一定位框，其改進在於，該對焦結構還包括一彈片，所述定位框固定於所述定位板上，並開設有一定位孔；所述彈片固定於該定位板與定位框之間，並彈性抵持該壓電致動器；所述壓電致動器設於所述彈片與鏡座之間，並在該彈片之彈性抵持下與鏡座保持接觸，該壓電致動器用於驅動該鏡座繞該定位孔之軸向旋轉；所述鏡座容置於所述定位孔中，並與該定位框螺接，該鏡座在所述壓電致動器之驅動下沿所述定位孔之軸向移動。
6. 如申請專利範圍第5項所述之鏡頭模組，其中，所述彈片包括一外框及一與該外框彈性連接之內框，所述外框固定於所述定位板與定位框之間，所述內框與所述壓電致動器連接，用於彈性抵持所述壓電致動器。
7. 如申請專利範圍第5項所述之鏡頭模組，其中，所述壓電致動器包括一環狀壓電陶瓷層以及分別固設於該壓電陶瓷層相對兩側之一第一彈性層和一第二彈性層，所述第一彈性層與所述鏡座接觸，所述第二彈性層與所述彈片連接，所述壓電陶瓷層用於在一控制信號之作用下產生表面行波，並傳遞到所述第一彈性層，所述第一彈性層用於在該表面行波之作用下與所述鏡座產生摩擦力，並利用該摩擦力驅動所述鏡座旋轉。
8. 如申請專利範圍第5項所述之鏡頭模組，其中，該對焦結構還包括一蓋體，該蓋體罩設於所述定位框上，並與所述定位板固定連接。