TWI545361B - 鏡頭模組 - Google Patents

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TWI545361B
TWI545361B TW100149477A TW100149477A TWI545361B TW I545361 B TWI545361 B TW I545361B TW 100149477 A TW100149477 A TW 100149477A TW 100149477 A TW100149477 A TW 100149477A TW I545361 B TWI545361 B TW I545361B
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/64—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G02B27/646—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake
    • G—PHYSICS
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
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    • G02B7/08—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification adapted to co-operate with a remote control mechanism

Description

鏡頭模組
本發明涉及一種取像裝置，特別涉及一種鏡頭模組。
鏡頭模組一般包括一個鏡頭、一個音圈馬達及一影像感測模組。所述音圈馬達固定在影像感測模組上方，所述鏡頭可活動的容置在音圈馬達中。所述音圈馬達帶動所述鏡頭相對於影像感測模組移動，從而實現對焦。
然而，由於音圈馬達直接承載在影像感測模組上，如果音圈馬達相對於影像感測模組傾斜，在組裝過程中很難調整音圈馬達相對於影像感測模組的傾斜度，導致音圈馬達與影像感測模組之間的光軸不在同一條直線上，從而影響該影像感測模組的成像品質。
有鑑於此，有必要提供一種提高音圈馬達與影像感測模組之間的對準精度的鏡頭模組。
一種鏡頭模組，其包括一影像感測模組及一固定在所述影像感測模組上的音圈馬達。所述影像感測模組包括一座體及一彈性元件。所述座體包括一上表面及一與該上表面相對的下表面。所述上表面上開設有一凹槽，所述彈性元件設置在凹槽內。所述音圈馬達包括一下蓋。所述下蓋承載在所述上表面上並與所述彈性元件相抵持，通過抵壓所述彈性元件使所述音圈馬達與影像感測模組 固定在同一光軸上。
與先前技術相比，本發明提供的鏡頭模組通過在座體內設置了一彈性元件，在對鏡頭模組組裝的過程中，可先將音圈馬達承載在座體上，然後再使用特定的治具對音圈馬達與影像感測模組進行對準，保證所述音圈馬達與影像感測模組的光軸在同一條直線上。
100‧‧‧鏡頭模組
20‧‧‧音圈馬達
21‧‧‧殼體
211‧‧‧上蓋
212‧‧‧側壁
213‧‧‧容置空間
214‧‧‧第一通孔
22‧‧‧活動裝筒
221‧‧‧第一筒狀部
2211‧‧‧上端面
2212‧‧‧第一外表面
2213‧‧‧第一連接塊
2214‧‧‧定位塊
2215‧‧‧第一容置槽
222‧‧‧第二筒狀部
2221‧‧‧下端面
2222‧‧‧第二外表面
2223‧‧‧第二連接塊
223‧‧‧擋板
23‧‧‧磁性元件
231‧‧‧磁組
232‧‧‧第一磁鐵
233‧‧‧第二磁鐵
234‧‧‧第一磁面
235‧‧‧第二磁面
24‧‧‧第一線圈組
241‧‧‧第一線圈
25‧‧‧第二線圈組
26‧‧‧第一彈片
261‧‧‧第一外環部
262‧‧‧第一內環部
263‧‧‧第一連接部
264‧‧‧第一連接孔
27‧‧‧下蓋
271‧‧‧第一表面
272‧‧‧第二表面
273‧‧‧第二通孔
274‧‧‧第一連接柱
275‧‧‧導向孔
28‧‧‧第二彈片
281‧‧‧第二外環部
282‧‧‧第二內環部
283‧‧‧第二連接部
284‧‧‧第二連接孔
285‧‧‧第三連接孔
40‧‧‧影像感測模組
41‧‧‧座體
411‧‧‧上表面
4111‧‧‧第二容置槽
412‧‧‧下表面
413‧‧‧第一平面
414‧‧‧第二平面
415‧‧‧凹槽
416‧‧‧導向塊
42‧‧‧影像感測器
43‧‧‧彈性元件
431‧‧‧凸起
圖1為本發明實施方式提供的鏡頭模組的分解示意圖。
圖2為圖1中鏡頭模組沿另一視角的分解示意圖。
圖3為圖1中鏡頭模組中的音圈馬達的立體示意圖。
圖4為圖1中鏡頭模組中的影像感測模組的立體示意圖。
圖5為圖1中鏡頭模組的立體示意圖。
圖6為圖5中的鏡頭模組沿VI-VI線的剖視圖。
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。
如圖1-2所示，為本發明實施方式提供的一種鏡頭模組100，其具有一光軸L。所述鏡頭模組100包括一音圈馬達20及一影像感測模組40，所述音圈馬達20固定在影像感測模組40上方。一鏡頭(圖未示)固定在音圈馬達20中，該音圈馬達20帶動該鏡頭相較於影像感測模組40在垂直於光軸L的平面上進行偏轉或者沿光軸L方向移動，以實現鏡頭模組100的抖動補償和對焦。建立以光軸L為Z軸，以垂直於光軸L的平面為XY平面的三維坐標系。
所述音圈馬達20包括一殼體21、一活動裝筒22、一磁性元件23、一第一線圈組24、一第二線圈組25、一第一彈片26、一下蓋27及一第二彈片28。
所述殼體21包括一個上蓋211及垂直固設在上蓋211邊緣的側壁212。所述上蓋211與側壁212形成一容置空間213。所述上蓋211靠近中心的位置處開設有一第一通孔214。本實施方式中，所述殼體21呈正方體狀，所述側壁212由四片首尾依次連接的平板組成。
所述活動裝筒22呈八棱柱狀，其收容在所述容置空間213，用於容置所述鏡頭。所述活動裝筒22包括一第一筒狀部221、一第二筒狀部222及一設置所述第一筒狀部221和第二筒狀部222之間的擋板223。所述擋板223的橫截面積分別大於第一筒狀部221和第二筒狀部222的橫截面積。所述第一筒狀部221包括一上端面2211及一第一外表面2212。所述第二筒狀部222包括一下端面2221及一第二外表面2222。所述活動裝筒22上開設有一貫穿所述相對設置的上端面2211和下端面2221的鏡頭孔224。所述上端面2211上間隔均勻的垂直向上延伸出多個第一連接塊2213。該第一外表面2212靠近上端面2211的位置處沿圓周方向間隔均勻的垂直延伸出多個定位塊2214。本實施方式中，所述第一外表面2212由八個平面相互連接而成，所述定位塊2214的個數為四個且相鄰的兩個定位塊2214之間間隔一個平面，其中兩個相對的定位塊2214的朝向垂直於另外兩個相對的定位塊2214的朝向，且兩組定位塊2214的朝向分別垂直於三維坐標系統的X軸和Y軸。所述第一外表面2212靠近擋板223的位置處沿圓周方向開設有一第一容置槽2215。所 述第二外表面2222上沿圓周方向間隔均勻的延伸出多個第二連接塊2223。本實施方式中，所述第一連接塊2213和第二連接塊2223的數量均為四個。
所述磁性元件23收容在所述容置空間213中，其包括多個呈三棱柱狀的磁組231。本實施方式中，所述磁組231的個數為四個，且所述四個磁組231分別固定在殼體21的拐角處。所述磁組231與殼體21的側壁212之間通過膠體固定。所述每個磁組231包括一第一磁鐵232和一堆疊在第一磁鐵232上的第二磁鐵233。所述第一磁鐵232包括一朝向光軸L的第一磁面234，所述第二磁鐵233包括一朝向光軸L的第二磁面235，所述第一磁面234和第二磁面235具有相異的磁極。本實施方式中，第一磁面234為S極，第二磁面235為N極。可以理解，所述第一磁鐵232和第二磁鐵233可以根據殼體21的內部空間大小設計成其他形狀。
所述第一線圈組24包括多個環狀的第一線圈241，每兩個第一線圈241形成一對第一線圈241。所述每個第一線圈241都包括一定位孔242，所述第一線圈241通過對應的定位孔242與定位塊2214卡設在活動裝筒22的第一外表面2212，且所述每對第一線圈241相對設置。所述每個第一線圈241包括兩個相互平行的部分，當對第一線圈241中通以電流時，兩個平行的部分中電流的方向相反。本實施方式中，所述第一線圈組24包括兩對第一線圈241，其中一對第一線圈241的朝向垂直於另外一對第一線圈241的朝向，且兩對第一線圈241分別垂直於三維坐標系統的X軸和Y軸。
所述第二線圈組25呈圓環狀，其容置在所述活動裝筒22的第一容置槽2215中。所述第二線圈組25與所述第一線圈組24相間隔，可 以選擇分時或同時對第一線圈組24和第二線圈組25通以電流。
所述第一彈片26呈平板狀並固定在所述上蓋211和活動裝筒22之間。該第一彈片26包括一第一外環部261、一第一內環部262及一連接在第一外環部261和第一內環部262之間的第一連接部263。所述第一外環部261通過膠體連接固定在上蓋211的底面。所述第一內環部262上開設有多個第一連接孔264，所述活動裝筒22的第一連接塊2213容置在所述第一連接孔264中，並通過膠體固定。本實施方式中，所述第一連接孔264的數量為四個。
所述下蓋27呈正方體狀，其包括一第一表面271和所述第一表面271相對的第二表面272。所述下蓋27上設有一貫穿所述第一表面271和第二表面272的第二通孔273。所述第一表面271靠近拐角的位置處垂直延伸出多個第一連接柱274，所述第二表面272上開設有一導向孔275。本實施方式中，所述導向孔275為盲孔，且呈半球狀。本實施方式中，所述第一連接柱274的數量為四個。
所述第二彈片28呈平板狀並固定在所述下蓋27和活動裝筒22之間。該第二彈片28包括一第二外環部281、一第二內環部282及一連接在第二外環部281和第二內環部282之間的第二連接部283。所述第二外環部281靠近拐角的位置處開設有多個第二連接孔284，所述下蓋27的第一連接柱274容置在所述第二連接孔284中，並通過膠體固定。所述第二內環部282上開設有多個第三連接孔285，所述活動裝筒22的第二連接塊2223容置在所述第三連接孔285中，並通過膠體固定。本實施方式中，所述第二連接孔284和第三連接孔285的數量均為四個。
可以理解，為了進一步降低鏡頭模組100的成本，所述音圈馬達 20可以僅包括第一彈片26或者第二彈片28，所述第一彈片26或者第二彈片28可以選擇固定在上蓋211和活動裝筒22之間或者下蓋27和活動裝筒22之間。
如圖3所示，在所述音圈馬達20的組裝過程中，先將第一彈片26的第一外環部261與所述殼體21相固定，再將磁性元件23放置在容置空間213中並固定在殼體21的拐角處。然後，將第一線圈組24和第二線圈組25分別固定在活動裝筒22上，再將組裝好的活動裝筒22放置在容置空間213中，並使第一彈片26的第一內環部262與活動裝筒22相彈性連接，使所述磁性元件23環繞在活動裝筒22的周圍。所述每個第一線圈241靠近下蓋27的部分與第一磁面234相對，所述第一線圈241靠近上蓋211的部分與第二磁面235相對，所述第二線圈組25與第一磁面234相對。最後，將第二彈片28的第二內環部282與活動裝筒22相固定，再將下蓋27通過膠體固定在殼體21的一端，使所述第二彈片28的第二外環部281與下蓋27相固定。所述活動裝筒22通過第一彈片26和第二彈片28的連接懸浮在容置空間213中，所述活動裝筒22可相對殼體21在光軸L方向上移動及在垂直於光軸L的平面上偏轉。在初始狀態下，所述第一通孔214、鏡頭孔224及第二通孔273的光軸L在同一直線上。
在所述音圈馬達20在運行的過程中，由於第一線圈241靠近上蓋211的部分與靠近下蓋27的部分分別朝向兩個不同極性的磁場，當對兩個朝向垂直於X軸的其中一個第一線圈241通以正向電流(沿順時針方向)，該第一線圈241受到沿光軸L向上的洛倫茲力；同時，對另外一個朝向垂直於X軸的第一線圈241通以負向電流(沿逆時針方向)，該第一線圈241受到沿光軸L向上的洛倫茲力； 從而使得所述活動裝筒22以X軸為中心偏轉。同理，當對兩個朝向垂直於Y軸的第一線圈241分別通以正向電流和負向電流時，所述活動裝筒22以所述Y軸為中心偏轉。由於所述活動裝筒22在X軸方向或Y軸方向上的偏轉，使得鏡頭模組100在XY平面上因抖動而產生的誤差得以補償。由於所述第二線圈組25位於同一極性的磁場中，當對第二線圈組25通以正向電流或負向電流時，所述第二線圈組25受到向下或者向下的洛倫茲力，所述活動裝筒22沿Z軸方向向下或向上的運動，從而實現對焦。
如圖4所示，所述影像感測模組40包括一座體41、一影像感測器42及一彈性元件43。所述座體41呈正方體狀，其包括一個上表面411及一個與該上表面411相對的下表面412。所述上表面411靠近中心的位置處開設有一第二容置槽4111，所述第二容置槽4111的形狀與影像感測器42相對應。所述上表面411被分割為一個第一平面413及一個第二平面414。所述第一平面413與下表面412之間的垂直距離不小於所述第二平面414與下表面412之間的垂直距離。本實施方式中，所述第一平面413和第二平面414分別靠近所述座體41上兩個相對的邊緣，且所述上表面411與下表面412形成一朝向靠近第一平面413的邊緣的夾角。所述第二平面414上開設有一凹槽415，所述凹槽415與第二容置槽4111相連通。所述彈性元件43設置在所述凹槽415內，所述彈性元件43的一端從第二平面414伸出，且該彈性元件43從第二平面414伸出的一端與下表面412之間的垂直距離大於所述第一平面413與下表面412之間的垂直距離。本實施方式中，所述彈性元件43呈條形狀，且該彈性元件43經過衝壓成型後，其中間位置處向上凸出形成一凸起431，該凸起431從第二平面414伸出且與下表面412之間的垂直距離大 於所述第一平面413與下表面412之間的垂直距離。所述第一平面413上垂直向上延伸出一與所述導向孔275相對應的導向塊416，所述導向塊416呈半球狀。
可以理解，所述彈性元件43可以是其他的結構或形狀。在所述上表面411設置至少三個彈性元件43，所述三個彈性元件43相較於下表面412的三個最高點形成一個平面，通過調整一個或兩個彈性元件43的高度，可保證所述三個彈性元件43形成的平面平行於三維坐標系的XY平面。
所述影像感測器42容置在所述座體41的第二容置槽4111中，其用於將投射至其表面的光線轉化為電信號。所述影像感測器42的感測面與三維坐標系的XY平面相平行。
在對所述影像感測模組40的組裝過程中，先將所述彈性元件43卡設在凹槽415中，並通過膠體固定，使所述凸起431從第二平面414伸出。當對凸起431施加一定的壓力的時，該凸起431沿靠近下表面412的方向移動。然後，再經過打線或焊接的方式將影像感測器42固定在第二容置槽4111中。
如圖5-6所示，在對所述鏡頭模組100的組裝過程中，先將組裝完成的音圈馬達20放置在影像感測模組40上，並使所述座體41的導向塊416容置在所述下蓋27的導向孔275中。然後，操作者採用自動對準機台(圖未示)將音圈馬達20的光軸與影像感測模組40的光軸L進行對準。由於所述導向塊416與導向孔275之間的配合，使得所述音圈馬達20可在座體41的上表面411上以Z軸為中心轉動以調整位置。由於音圈馬達20的下蓋27承載在座體41和彈性元件43上，使得音圈馬達20可在座體41的上表面411上以X軸為中心轉 動以調整相較於影像感測器42的傾角。通過對音圈馬達20的位置的調整，使所述音圈馬達20和影像感測模組40在同一光軸上，最後使用膠體密封固定下蓋27和座體41。
本發明提供的鏡頭模組通過在座體內設置了一彈片，在對鏡頭模組組裝的過程中，可先將音圈馬達承載在座體上，然後再使用特定的治具對音圈馬達與影像感測模組進行對準，保證所述音圈馬達與影像感測模組的光軸在同一條直線上。
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‧‧‧鏡頭模組
20‧‧‧音圈馬達
21‧‧‧殼體
211‧‧‧上蓋
212‧‧‧側壁
213‧‧‧容置空間
214‧‧‧第一通孔
22‧‧‧活動裝筒
221‧‧‧第一筒狀部
2211‧‧‧上端面
2212‧‧‧第一外表面
2213‧‧‧第一連接塊
2214‧‧‧定位塊
2215‧‧‧第一容置槽
222‧‧‧第二筒狀部
223‧‧‧擋板
23‧‧‧磁性元件
231‧‧‧磁組
232‧‧‧第一磁鐵
233‧‧‧第二磁鐵
234‧‧‧第一磁面
235‧‧‧第二磁面
24‧‧‧第一線圈組
241‧‧‧第一線圈
25‧‧‧第二線圈組
26‧‧‧第一彈片
261‧‧‧第一外環部
262‧‧‧第一內環部
263‧‧‧第一連接部
264‧‧‧第一連接孔
27‧‧‧下蓋
271‧‧‧第一表面
272‧‧‧第二表面
273‧‧‧第二通孔
274‧‧‧第一連接柱
28‧‧‧第二彈片
281‧‧‧第二外環部
282‧‧‧第二內環部
283‧‧‧第二連接部
284‧‧‧第二連接孔
285‧‧‧第三連接孔
40‧‧‧影像感測模組
41‧‧‧座體
411‧‧‧上表面
4111‧‧‧第二容置槽
412‧‧‧下表面
413‧‧‧第一平面
414‧‧‧第二平面
415‧‧‧凹槽
416‧‧‧導向塊
42‧‧‧影像感測器
43‧‧‧彈性元件
431‧‧‧凸起

Claims (9)

  1. 一種鏡頭模組，其包括一個影像感測模組及一個固定在所述影像感測模組上的音圈馬達；所述音圈馬達具有一光軸並包括一殼體、一活動裝筒、一磁性元件、一第一線圈組、一第二線圈組、一第一彈片、一下蓋；所述殼體包括一個上蓋及一個固定在上蓋邊緣的側壁，所述上蓋與側壁形成一個容置空間；所述活動裝筒收容在所述容置空間中；所述磁性元件包括多個磁組，所述多個磁組環繞所述活動裝筒固定在容置空間內；所述下蓋固定在所述側壁遠離所述上蓋的一端；所述第一彈片連接在上蓋與活動裝筒之間或下蓋與活動裝筒之間，使所述活動裝筒可相對所述殼體移動；所述第一線圈組包括多對環狀的第一線圈，所述每對第一線圈相對設置且固定在所述活動裝筒上，所述第一線圈組用於與所述磁性元件相配合以帶動所述活動裝筒在垂直於光軸的平面上偏轉以實現防抖；所述第二線圈組呈圓環狀，其套設在所述活動裝筒上，所述第二線圈組用於與所述磁性元件相配合以帶動所述活動裝筒沿光軸上下移動以實現變焦；所述影像感測模組包括一個座體及一個彈性元件；所述座體包括一個上表面及一個與該上表面相對的下表面；所述上表面上開設有一個凹槽，所述彈性元件固定在凹槽內；所述下蓋承載在所述上表面上並與所述彈性元件相抵持，通過抵壓所述彈性元件使所述影像感測模組與音圈馬達在同一光軸上，所述每個磁組包括一第一磁鐵和一堆疊在所述第一磁鐵上的第二磁鐵；所述第一磁鐵包括一朝向光軸的第一磁面，所述第二磁鐵包括一朝向光軸的第二磁面，所述第一磁面和所述第二磁面具有相異的磁極。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的鏡頭模組，其中：所述上表面被分割為一個 第一平面及一個第二平面，所述第一平面與所述下表面之間的垂直距離不小於所述第二平面與所述下表面之間的垂直距離，所述凹槽開設在所述第二平面上。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的鏡頭模組，其中：所述彈性元件呈條形狀，其中間位置處向上凸出形成一凸起，所述凸起從所述第二平面伸出且與所述下表面之間的垂直距離大於所述第一平面與所述下表面之間的垂直距離。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的鏡頭模組，其中：所述下蓋上開設有一導向孔，所述座體的第二平面向上延伸出一導向塊，所述導向塊容置在所述導向孔中。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的鏡頭模組，其中：所述第一平面和所述第二平面分別靠近所述座體上兩個相對的邊緣，且所述上表面與所述下表面形成一朝向靠近所述第一平面的邊緣的夾角。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的鏡頭模組，其中：所述活動裝筒包括一第一筒狀部及一連接在所述第一筒狀部一端的第二筒狀部，所述第一筒狀部包括一上端面及一第一外表面，所述第一外表面靠近所述上端面的位置處沿圓周方向間隔均勻的垂直延伸出多個定位塊；所述第一外表面靠近所述第二筒狀部的位置處沿圓周方向開設有一第一容置槽；所述第一線圈固定在所述定位塊上，所述第二線圈組容置在所述第一容置槽中。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的鏡頭模組，其中：所述第一彈片包括一第一外環部、一第一內環部及一連接在所述第一外環部和所述第一內環部之間的第一連接部，所述第一內環部上開設有多個第一連接孔；所述鏡筒的上端面上延伸出多個第一連接塊；所述第一外環部與所述上蓋相固定，所述鏡筒的第一連接塊卡設在所述第一內環部的第一連接孔中。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的鏡頭模組，其中：所述音圈馬達還包括一第 二彈片，所述第二彈片包括一第二外環部、一第二內環部及一連接在所述第二外環部和所述第二內環部之間的第二連接部，所述第二外環部上開設有多個第二連接孔，所述第二內環部上開設有多個第三連接孔；所述下蓋包括一第一表面，所述第一表面上延伸出多個第一連接柱；所述第二筒狀部包括一第二外表面，所述第二外表面上沿圓周方向間隔均勻的延伸出多個第二連接塊，所述第一連接柱容置在所述第二連接孔中，所述第二連接塊容置在所述第三連接孔中。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的鏡頭模組，其中：所述每個第一線圈靠近所述下蓋的部分與所述第一磁面相對，所述第一線圈靠近所述上蓋的部分與所述第二磁面相對，所述第二線圈組與所述第一磁面相對。
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