TWI438482B - 相機模組 - Google Patents
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Description
本發明涉及一種相機模組，特別涉及一種能夠實現變焦之相機模組。
隨著光學成像技術之發展，鏡頭模組於各種成像裝置如數位相機、攝像機中得到廣泛應用。請參見文獻Capturing images with digital still cameras, Micro, IEEE Volume:18, issue:6,Nov.-Dec.1998 Page(s):14-19。整合有鏡頭模組之手機、筆記本電腦等便攜式電子裝置，更得到眾多消費者之青睞。
先前技術中之手機等便攜式電子裝置中之相機模組通常為定焦或者自動對焦之相機模組。隨著人們對上述電子設備所成之影像要求之提高，具有變焦功能之相機模組整合於便攜式電子裝置成為迫切需要。自動變焦之相機模組通常結構複雜，應用於體積較大之攝影設備中。然而，便攜式電子設備之尺寸受到限制，自動變焦之相機模組於便攜式電子設備中之應用受到制約。
有鑑於此，提供一種具有變焦之功能、結構簡單並能夠應用於便攜式電子設置之相機模組實為必要。
下面將以具體實施例說明一種相機模組。
一種相機模組，其包括電路板、影像感測器、對焦鏡頭模組及變焦鏡頭模組，所述影像感測器封裝於電路板，所述對焦鏡頭模組及變焦鏡頭模組均與影像感測器光學耦合，所述變焦相機模組包括內套筒、外套筒、變焦驅動裝置、變焦光學元件組及止擋件，所述對焦鏡頭模組收容於內套筒，所述變焦光學元件組固定於內套筒內並與對焦鏡頭模組同軸設置，所述內套筒之外表面設置有導柱，所述外套筒具有與所述導柱相對應之導孔，所述導孔環繞外套筒之中心軸線呈螺旋形開設，所述止擋件固定於電路板，所述內套筒收容於外套筒，所述導柱從所述導孔伸出並與止擋件相配合，所述變焦驅動裝置與外套筒相連接，用於驅動外套筒沿著外套筒之中心軸線方向轉動，使得內套筒之導柱抵壓於所述止擋件並受到止擋件之作用力從而使得導柱沿著導孔移動，並使得內套筒及收容於所述內套筒之變焦光學元件組產生沿著外套筒之中心軸線方向相對於外套筒移動。
本技術方案提供之相機模組，於已有之具有對焦功能之相機模組上安裝變焦鏡頭模組即可，從而使得相機模組同時具有對焦及變焦之功能。相對於先前技術中之具有變焦及對焦功能之相機模組，本技術方案提供之相機模組具有結構簡單、佔據較小空間之特點，因此，可廣泛應用於手機、筆記本電腦等具有攝像功能之便攜式電子設備中。
下面將結合附圖及實施例對本技術方案之相機模組作進一步詳細說明。
請一併參閱圖1至圖4，本技術方案第一實施例提供一種相機模組100，其包括電路板110、影像感測器120、對焦鏡頭模組130及變焦鏡頭模組140。所述變焦鏡頭模組140包括內套筒150、變焦光學元件組160、外套筒170、變焦驅動裝置180及止擋件190。
電路板110用於封裝影像感測其120並固定對焦鏡頭模組130、變焦驅動裝置180、止擋件190並承載外套筒150。電路板110具有承載面111。
影像感測器120封裝於電路板110之承載面111。影像感測器120用於感測物體經過變焦光學元件150及對焦鏡頭模組130後所成之影像。影像感測器120可為本技術領域常見之互補金屬氧化物半導體(CMOS)或者電荷耦合元件（CCD）。
對焦相機模組130封裝於電路板110之承載面111上並與影像感測器120光學耦合。對焦鏡頭模組130可為本領域常見之音圈馬達驅動之相機模組，也可採用壓電元件等其他方式驅動之具有變焦功能之鏡頭模組。本實施例中，對焦鏡頭模組130包括固定裝筒131、可動裝筒132、彈片133、線圈134、磁性元件135及對焦光學元件組136。固定裝筒131固定於電路板110之承載面111上，固定裝筒131具有第一收容空間1311。可動裝筒132收容於第一收容空間1311內，可動裝筒132與固定裝筒131同軸設置，可動裝筒132具有一第二收容空間1321。彈片133連接於固定裝筒131與可動裝筒132之間，其可提供沿著固定裝筒131中心軸線方向之彈性回復力。對焦光學元件組136收容於第二收容空間1321內，對焦光學元件組136之光軸與可動裝筒132之中心軸線重合。本實施例中，線圈134安裝於可動裝筒132，磁性元件135與線圈134相對應之安裝於固定裝筒131。藉由控制線圈134中之電流方向，使得線圈134與磁性元件135之間產生洛侖茲力，從而驅動可動裝筒132及收容於可動裝筒132內對焦光學元件組136之沿著固定裝筒131軸線方向運動相對於影像感測器120運動，從而實現對焦鏡頭模組130對焦。
可理解，線圈134安裝於固定裝筒131，磁性元件135與線圈133相對應之安裝於可動裝筒132，只要保證當線圈133中通有電流時，使得可動裝筒132可相對於固定裝筒131產生沿著固定裝筒131之中心軸線運動以實現對焦鏡頭模組130進行對焦即可。
內套筒150呈圓筒狀，其套設於對焦相機模組130固定裝筒131外。內套筒150與對焦相機模組130同軸設置。內套筒150遠離電路板110之一端具有一圓柱形之收容腔151。收容腔151之中心軸線與變焦相機模組130之光軸重合，收容腔151用於收容變焦光學元件組160。內套筒150具有內表面152及外表面153。內表面152與對焦相機模組130相對。於外表面153上形成有導柱154。本實施例中，導柱154為圓柱形，其自外表面153沿著垂直於內鏡座150之中心軸線之方向延伸。
變焦光學元件組160收容於內套筒150之收容腔151內。變焦光學元件組160包括一個或複數光學鏡片及間隔環等元件。變焦光學元件組160之光軸與對焦相機模組130之光軸重合。
外套筒170套設於內套筒150，其也為圓筒狀，外套筒170之內徑與內套筒150之外徑相等。外套筒170開設有長條形之導孔171，用於與導柱154相配合。導孔171大致環繞外套筒170之中心軸線呈螺旋形開設，其延伸方向與外套筒170之中心軸線成一銳角。導柱154位於導孔171內並從導孔171露出。於外套筒170靠近電路板110之一端，設置有一連接部172。連接部172與外套筒170一體成型，其用於與變焦驅動裝置180相連接。本實施例中，於連接部172上開設有一沿著垂直於外套筒170中心軸線方向延伸之配合孔173。
變焦驅動裝置180包括驅動器181及驅動桿182。驅動器181可為本技術領域常見之步進馬達等驅動裝置。驅動器181固定於電路板110。本實施例中，驅動桿182包括相互連接之配合桿體1821及驅動桿體1822。配合桿體1821垂直於電路板110之承載面111，配合桿體1821收容於配合孔173內。驅動桿體1822平行於電路板110之承載面111，並且穿入驅動器181內。藉由驅動器181之驅動，配合桿體1821於配合孔173中之位置發生變化，使得驅動器181與配合桿體1821之間之驅動桿體1822之長度發生變化，從而使得與驅動桿182連接之外套筒170發生轉動。
本實施例中，止擋件190包括第一擋板191及第二擋板192。第一擋板191及第二擋板192固定於電路板110，第一擋板191及第二擋板192相對設置，導柱154從導孔171露出之部分位元於第一擋板191及第二擋板192之間，第一擋板191及第二擋板192之間之距離等於或者略大於導柱154之直徑。當變焦驅動裝置180驅動外套筒170移動時，第一擋板191及第二擋板192用於抵壓導柱154使得其沿著導孔171移動，從而使得內套筒150沿著外套筒170之中心軸線方向移動。優選地，第一擋板191及第二擋板192之高度應大於導孔171遠離電路板110一端與電路板110之距離。
本實施例中，為了使得相機模組100於進行變焦之過程中光軸不會發生偏移，於外套筒170遠離電路板110之一端之相對之兩側設置有兩個凸出部174。於電路板110上與兩個凸出部174相對應之位置設有兩固定件101，固定件101固定於電路板110，於固定件101與凸出部174相對表面開設有收容槽102，於收容槽102內收容有滾珠103。滾珠103部分凸出於收容槽102。於凸出部174與固定件101相對之表面上開設有與滾珠103配合之圓弧形之滑槽175。圓弧形之滑槽175之圓心位於外套筒170之中心軸線上。當外套筒170發生轉動時，使得滾珠103於滑槽175內移動，從而使得外套筒170移動時，其中心軸線不會發生移動。
凸出部174及固定件101設置之個數可為一個或者複數。為了使得相機模組100於進行變焦之過程中光軸不會發生偏移不限於固定件101與凸出部174之間設置之滾珠103之方式，也可於固定件101與凸出部174之間設置相互配合之滑塊及滑槽，使得滑塊收容於滑槽內並沿著滑槽滑動。
本實施例提供之相機模組100進行攝像時，可控制對焦鏡頭模組130進行對焦，並藉由控制變焦相機模組140之變焦驅動裝置180，使得驅動器181與配合桿體1821之間之驅動桿體1822之長度變小，外套筒170於驅動桿182之帶動下轉動，使得內套筒150之導柱154與第一擋板191相抵壓，並使得導柱154沿著導孔171移動，使得內套筒150及變焦光學元件組160沿著光軸之向遠離對焦鏡頭模組130方向移動，變焦光學元件組160及對焦光學元件組136之間之距離變大，相機模組100之焦距發生變化。
控制變焦相機模組140之變焦驅動裝置180，使得驅動器181與配合桿體1821之間之驅動桿體1822之長度變大，外套筒170於驅動桿182之帶動下轉動，使得內套筒150之導柱154與第二擋板192相抵壓，並使得導柱154沿著導孔171移動，使得內套筒150及變焦光學元件組160沿著光軸之向靠近對焦鏡頭模組130方向移動，變焦光學元件組160及對焦光學元件組136之間之距離變小，相機模組100之焦距也會發生變化。當因而可使得相機模組100於攝像之過程中具有變焦之功能。
本技術方案第二實施例提供之一種相機模組200，其結構與第一實施例提供之相機模組100之結構相近，不同之處為，止擋件290為一固定於電路板210之擋板，於止擋件290中開設一個長條形之沿外套筒270之中心軸線延伸之限定孔291，導柱254從外套筒270露出之一端收容於所述限定孔291內。於當變焦驅動裝置280驅動外套筒270轉動時，所述限定孔291之孔壁2911抵壓導柱254使得其沿著導孔271移動，從而使得內套筒250沿著外套筒270之中心軸線方向移動。優選地，所述限定孔291於平行於外套筒270中心軸線之方向上之長度應大於導孔271遠離電路板210一端與電路板210之距離。
本技術方案提供之相機模組，只需於已有之具有對焦功能之相機模組上安裝變焦鏡頭模組即可，從而使得相機模組同時具有對焦及變焦之功能。相對於先前技術中之具有變焦及對焦功能之相機模組，本技術方案提供之相機模組具有結構簡單、佔據較小之空間之特點，因此，本技術方案提供之相機模組可廣泛地應用於手機、筆記本電腦等具有攝像功能之便攜式電子設備中。
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。
100、200‧‧‧相機模組
101‧‧‧固定件
102‧‧‧收容槽
103‧‧‧滾珠
110、210‧‧‧電路板
111‧‧‧承載面
120‧‧‧影像感測器
130‧‧‧對焦鏡頭模組
131‧‧‧固定裝筒
1311‧‧‧第一收容空間
1321‧‧‧第二收容空間
132‧‧‧可動裝筒
133‧‧‧彈片
134‧‧‧線圈
135‧‧‧磁性元件
136‧‧‧光學元件組
140‧‧‧變焦相機模組
150、250‧‧‧內套筒
151‧‧‧收容腔
152‧‧‧內表面
153‧‧‧外表面
154、254‧‧‧導柱
160‧‧‧變焦光學元件組
170、270‧‧‧外套筒
171、271‧‧‧導孔
172‧‧‧連接部
173‧‧‧配合孔
174‧‧‧凸出部
175‧‧‧滑槽
180、280‧‧‧變焦驅動裝置
181‧‧‧驅動器
182‧‧‧驅動桿
1821‧‧‧配合桿體
1822‧‧‧驅動桿體
190、290‧‧‧止擋件
191‧‧‧第一擋板
192‧‧‧第二擋板
291‧‧‧限定孔
2911‧‧‧孔壁
101‧‧‧固定件
102‧‧‧收容槽
103‧‧‧滾珠
110、210‧‧‧電路板
111‧‧‧承載面
120‧‧‧影像感測器
130‧‧‧對焦鏡頭模組
131‧‧‧固定裝筒
1311‧‧‧第一收容空間
1321‧‧‧第二收容空間
132‧‧‧可動裝筒
133‧‧‧彈片
134‧‧‧線圈
135‧‧‧磁性元件
136‧‧‧光學元件組
140‧‧‧變焦相機模組
150、250‧‧‧內套筒
151‧‧‧收容腔
152‧‧‧內表面
153‧‧‧外表面
154、254‧‧‧導柱
160‧‧‧變焦光學元件組
170、270‧‧‧外套筒
171、271‧‧‧導孔
172‧‧‧連接部
173‧‧‧配合孔
174‧‧‧凸出部
175‧‧‧滑槽
180、280‧‧‧變焦驅動裝置
181‧‧‧驅動器
182‧‧‧驅動桿
1821‧‧‧配合桿體
1822‧‧‧驅動桿體
190、290‧‧‧止擋件
191‧‧‧第一擋板
192‧‧‧第二擋板
291‧‧‧限定孔
2911‧‧‧孔壁
圖1係本技術方案第一實施例提供之相機模組之分解示意圖。
圖2係本技術方案第一實施例提供之相機模組之立體示意圖。
圖3係圖2相反方向之立體示意圖。
圖4係圖1沿ΙV-ΙV線之剖面示意圖。
圖5係本技術方案第二實施例提供之相機模組之立體示意圖。
100‧‧‧相機模組
101‧‧‧固定件
102‧‧‧收容槽
103‧‧‧滾珠
110‧‧‧電路板
111‧‧‧承載面
120‧‧‧影像感測器
130‧‧‧對焦鏡頭模組
140‧‧‧變焦相機模組
150‧‧‧內套筒
154‧‧‧導柱
170‧‧‧外套筒
171‧‧‧導孔
174‧‧‧凸出部
175‧‧‧滑槽
180‧‧‧變焦驅動裝置
181‧‧‧驅動器
182‧‧‧驅動杆
1821‧‧‧配合杆體
1822‧‧‧驅動杆體
190‧‧‧止擋件
191‧‧‧第一擋板
192‧‧‧第二擋板
Claims (10)
- 一種相機模組，其包括電路板、影像感測器、對焦鏡頭模組及變焦鏡頭模組，所述影像感測器封裝於電路板，所述對焦鏡頭模組及變焦鏡頭模組均與影像感測器光學耦合，所述變焦相機模組包括內套筒、外套筒、變焦驅動裝置、變焦光學元件組及止擋件，所述對焦鏡頭模組收容於內套筒，所述變焦光學元件組固定於內套筒內並與對焦鏡頭模組同軸設置，所述內套筒之外表面設置有導柱，所述外套筒具有與所述導柱相對應之導孔，所述導孔環繞外套筒之中心軸線呈螺旋形開設，所述止擋件固定於電路板，所述內套筒收容於外套筒，所述導柱從所述導孔伸出並與止擋件相配合，所述變焦驅動裝置與外套筒相連接，用於驅動外套筒沿著外套筒之中心軸線方向轉動，使得內套筒之導柱抵壓於所述止擋件並受到止擋件之作用力從而使得導柱沿著導孔移動，並使得內套筒及收容於所述內套筒之變焦光學元件組產生沿著外套筒之中心軸線方向相對於外套筒移動。
- 如申請專利範圍第1項所述之相機模組，其中，所述止擋件包括相對設置之第一擋板及第二擋板，第一擋板與第二擋板均固定於電路板，導柱從所述導孔伸出之部分位於第一擋板及第二擋板之間，當內套筒相對於所述外套筒轉動時，所述導柱抵壓第一擋板或第二擋板並沿著導孔移動，從而使得內套筒及收容於所述內套筒之變焦光學元件組產生沿著外套筒之中心軸線方向之移動。
- 如申請專利範圍第2項所述之相機模組，其中，所述第一擋板及第二擋板沿平行於外套筒中心軸線方向上之長度均大於導孔遠離電路板一端與電路板之間距。
- 如申請專利範圍第1項所述之相機模組，其中，所述止擋件包括一固定於所述電路板之擋板，所述擋板開設有一長條形之沿外套筒之中心軸線方向延伸之限定孔，所述導柱穿過外套筒之導孔並收容於所述限定孔，當內套筒相對於所述外套筒移動時，所述導柱抵壓限定孔之孔壁並沿著導孔移動，從而使得內套筒及收容於所述內套筒之變焦光學元件組產生沿著外套筒之中心軸線方向之移動。
- 如申請專利範圍第1項所述之相機模組，其中，所述內套筒與外套筒軸設置。
- 如申請專利範圍第1項所述之相機模組，其中，所述變焦驅動裝置包括驅動器及驅動桿，所述驅動器固設於電路板，用於驅動驅動桿沿垂直於外套筒之中心軸線方向移動，所述驅動桿與外套筒配合連接，用於驅動外套筒沿與驅動桿之移動方向一致之方向轉動。
- 如申請專利範圍第6項所述之相機模組，其中，所述外套筒還設置有與驅動器相鄰且具有間距之連接部，所述連接部開設有長條形之沿垂直於外套筒之中心軸線方向延伸之配合孔，所述驅動桿包括相連接之驅動桿體及配合桿體，所述配合桿體收容於所述配合孔內，其延伸方向垂直於外套筒之中心軸線，所述驅動桿體之延伸方向垂直於外套筒之中心軸線，驅動桿體與驅動器機械連接，於驅動器帶動驅動桿體移動時，連接部與驅動器之間之距離發生改變從而使得外套筒產生移動。
- 如申請專利範圍第1項所述之相機模組，其中，所述外套筒遠離電路板之一端設置有至少一凸出部，所述凸出部與電路板相對之表面上開設有滑槽，所述相機模組還包括至少一固定件及至少一滾珠，所述固定件固設於電路板，並與凸出部相對，固定件與凸出部相對之表面上開設有與滑槽相對之收容槽，所述滾珠部分收容於收容槽，部分收容於滑槽，用於當所述外套筒轉動時於收容槽內滾動同時沿著滑槽滾動。
- 如申請專利範圍第8項所述之相機模組，其中，所述滑槽為圓弧形，滑槽之圓心位於相機模組之光軸上。
- 如申請專利範圍第1項所述之相機模組，其中，所述外套筒遠離電路板之一端設置有至少一凸出部，所述凸出部與電路板相對之表面上開設有滑槽，所述相機模組還包括至少一個固定件，所述固定件固設於電路板，並與凸出部相對，固定件與凸出部相對之表面上設置有與滑槽相對之滑塊，所述滑塊配合收容於所述滑槽內，用於外套筒轉動時沿著所述滑槽滑動。
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| Publication Number | Publication Date |
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| TW201104285A TW201104285A (en) | 2011-02-01 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| TW98124273A TWI438482B (zh) | 2009-07-17 | 2009-07-17 | 相機模組 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI772665B (zh) * | 2018-08-10 | 2022-08-01 | 日商佳能股份有限公司 | 配件及包括此配件的相機系統 |
| US11525979B2 (en) | 2021-04-08 | 2022-12-13 | Nanning Fulian Fugui Precision Industrial Co., Ltd. | Focus-adjustment apparatus |
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2009
- 2009-07-17 TW TW98124273A patent/TWI438482B/zh not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI772665B (zh) * | 2018-08-10 | 2022-08-01 | 日商佳能股份有限公司 | 配件及包括此配件的相機系統 |
| TWI828224B (zh) * | 2018-08-10 | 2024-01-01 | 日商佳能股份有限公司 | 配件及包括此配件的相機系統 |
| US11525979B2 (en) | 2021-04-08 | 2022-12-13 | Nanning Fulian Fugui Precision Industrial Co., Ltd. | Focus-adjustment apparatus |
| TWI793619B (zh) * | 2021-04-08 | 2023-02-21 | 新加坡商鴻運科股份有限公司 | 鏡頭調焦設備 |
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|---|---|
| TW201104285A (en) | 2011-02-01 |
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