TWI600939B - 相機模組 - Google Patents

Description

相機模組

本發明是有關於一種相機模組，特別是關於一種可產生線性而均勻之作用力且能進一步縮小體積的相機模組。

由於科技的進步，使得數位相機的體積日益縮小，而目前眾多小型電子裝置，如行動電話，幾乎都建置有數位攝像之功能，這些都歸功於光學影像裝置之微小化。而現今所採用的微型鏡頭普遍被使用最多的是音圈馬達(VCM)，其利用線圈、磁鐵以及彈片的組合來承載一鏡頭於攝像光軸方向進行前後移動，以達到自動對焦或變焦的功能，且對於攝像品質及功能的要求也逐漸提高。例如：千萬畫素、防手震等功能，用以區隔高階相機與低階的不同。

在一個由光學影像裝置以及影像補償模組所構成的光學系統中，例如相機或攝影機等之光學系統，常會因為外力因素或是手持相機或攝影機時的抖動，而造成光路徑的震動偏移並使得影像補償模組上的成像不穩定，進而導致所拍攝到的影像模糊不清。最常見的解決方式，就 是對此類因震動所造成的影像模糊現象提供一補償機制，來使光學影像裝置所擷取到的影像清晰化，而此種補償機制可以是數位補償機制或是光學補償機制。其中所謂的數位補償機制，就是對影像補償模組所擷取到的數位影像資料透過軟體進行分析與處理，以獲得較為清晰的數位影像，這樣的方式也常被稱為數位防震機制。至於光學補償機制，則通常是在光學影像裝置或是影像補償模組上設置震動補償裝置，而這樣的方式也常被稱為光學防震機制。

一般傳統的光學防震機制，其利用直線條狀之金屬鋼絲構成的可撓部材來將一光學影像裝置承載於一具有影像感測器之電路基板上方。此光學影像裝置包含了鏡頭以及鏡頭保持部。當光學影像裝置為可變焦或對焦之鏡頭組時，位於光學影像裝置中的鏡頭可以相對於鏡頭保持部進行某一方向之移動。當有震動發生時，光學影像裝置與電路基板兩者之間會產生相對位移。此時，透過相對位移感測器以及位置移動偵測器可將光學影像裝置與電路基板間的X軸與Y軸的位移量傳送到一防震控制部，控制一移動驅動部依其位移量驅動光學影像裝置與電路基板作相對應之補償運動，以防止影像感測器因震動產生的模糊影像。然而，此種結構會因為防震控制部以及移動驅動部之配置方式而直接增加了整體體積的大小，使整體X-Y軸平行於光學影像裝置之表面無法更進一步縮小面積。

由上述可知，目前已知的光學防震機制，大多牽涉到複雜或是大體積的笨重機構或元件，因此存在結構 複雜、組裝困難、成本較高、或是體積無法進一步縮小的缺點，故相關業者均在尋求其解決之道。

因此，本發明提供一種相機模組，其利用特殊形狀的第一線圈使同方向之兩個致動器所產生的作用力相互彌補，進而讓作用力較為線性且均勻。此外，特殊形狀的第一線圈搭配相對應之磁性件與第二線圈的結構，可使整個結構的體積更為縮減，進而能節省成本與減輕重量。

本發明之一實施方式為一種相機模組，其包含一致動器，此致動器包含一第一線圈與一磁性件。其中第一線圈具有一側部與一下部，側部與下部彼此連接且相交一夾角。而磁性件則具有一第一側面與一第二側面，第一側面與第二側面彼此相鄰且分別對應第一線圈之側部與下部。

藉此，本發明之相機模組係利用特殊形狀的第一線圈搭配相對應之磁性件與第二線圈的結構，可使整個結構的體積更為縮減。

依據前述實施方式之其他實施例如下：前述相機模組用以自動對焦或防手震，其中第一線圈通以一第一電流，此第一電流受磁性件影響產生一第一作用力，令磁性件朝第一作用力之方向位移一偏移量。再者，前述夾角可大於等於70度且小於等於110度。詳細地說，前述夾角可為90度。另外，前述相機模組可包含一第二線圈， 此第二線圈對應致動器並通以一第二電流，第二電流會受磁性件影響而產生一第二作用力，令第二線圈朝第二作用力之方向位移。前述磁性件可包含一第三側面，此第三側面相鄰第二側面且對應第二線圈。前述相機模組可包含一光學影像裝置，此光學影像裝置對應第三側面並連接第二線圈，而且光學影像裝置會受第二線圈連動位移。此外，前述相機模組可包含座體與彈動模組。其中座體可承載致動器且連接第一線圈的下部。而彈動模組則連接於座體且包含一上彈片、一彈線以及一下彈片。其中上彈片設於致動器的上方，上彈片嵌合光學影像裝置。而彈線之二端則分別連接上彈片與座體。至於下彈片則設置於座體，且下彈片可嵌合光學影像裝置。再者，前述相機模組可包含一控制電路，此控制電路設於座體且電性連接第二線圈，而且此控制電路控制第二電流的大小與方向。

本發明之另一實施方式為一種相機模組，用以自動對焦或防手震，其包含相對應之兩個電磁驅動模組，此兩個電磁驅動模組彼此連動。各電磁驅動模組包含一致動器與一第二線圈。其中致動器產生一磁通，且致動器包含一第一線圈與一磁性件，此第一線圈具有一側部與一下部，側部與下部彼此連接且相交一夾角。第一線圈通以一第一電流，第一電流受磁通影響產生一第一作用力，令磁性件朝第一作用力之方向位移。此外，第二線圈對應致動器並通以第二電流，此第二電流受磁通影響會產生第二作用力，令第二線圈朝第二作用力的方向位移。

藉此，本發明之相機模組係透過特殊形狀的第一線圈使同方向之兩個致動器所產生的作用力相互彌補，進而讓作用力較為線性且均勻。

依據前述實施方式之其他實施例如下：前述兩個第二線圈可位於兩個致動器之間。前述磁性件可產生磁通且具有一第一側面、一第二側面及一第三側面。第一側面與第二側面相鄰且分別對應其中一個第一線圈之側部與下部，而第三側面則相鄰第二側面且對應其中一個第二線圈。另外，前述兩個致動器可位於兩個第二線圈之間。前述夾角可大於等於70度且小於等於110度。詳細地說，前述夾角可為90度。前述相機模組可包含一光學影像裝置、一座體以及一控制電路。其中光學影像裝置可包含相對之二側面，此兩個側面分別連接兩個第二線圈。而座體則承載前述兩個電磁驅動模組且連接各下部。控制電路設於座體且電性連接第二線圈，而且控制電路可控制各第二線圈之第二電流的大小與方向。此外，前述相機模組可包含一彈動模組，此彈動模組連接座體且包含一上彈片、一彈線以及一下彈片。其中上彈片設於兩個電磁驅動模組的上方，且上彈片嵌合光學影像裝置。而彈線的二端則分別連接上彈片與座體。下彈片設置於座體，且下彈片可嵌合光學影像裝置。

100‧‧‧相機模組

200、200a‧‧‧電磁驅動模組

202‧‧‧致動器

204‧‧‧第二線圈

210‧‧‧第一線圈

212‧‧‧側部

214‧‧‧下部

220‧‧‧磁性件

222‧‧‧第一側面

224‧‧‧第二側面

226‧‧‧第三側面

300‧‧‧光學影像裝置

310‧‧‧鏡頭

320‧‧‧鏡頭載座

400‧‧‧座體

402‧‧‧上座體

404‧‧‧下座體

500‧‧‧彈動模組

510‧‧‧上彈片

520‧‧‧彈線

530‧‧‧下彈片

532‧‧‧穿孔

600‧‧‧控制電路

θ‧‧‧夾角

B1、B2‧‧‧磁通

I1‧‧‧第一電流

I2‧‧‧第二電流

F1‧‧‧第一作用力

F2‧‧‧第二作用力

○、×‧‧‧電流流向

N、S‧‧‧磁極

第1圖繪示本發明之一實施方式之相機模組的立體示意 圖。

第2圖繪示第1圖之相機模組的爆炸圖。

第3圖繪示第1圖之剖視圖。

第4A圖繪示第1圖之剖線4-4的剖視圖。

第4B圖繪示第4A圖一實施例之電流與作用力的示意圖。

第4C圖繪示第4A圖另一實施例之電流與作用力的示意圖。

第5圖繪示本發明之另一實施方式之相機模組的示意圖。

以下將參照圖式說明本發明之複數個實施例。為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施例中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之；並且重複之元件將可能使用相同的編號表示之。

請一併參閱第1~4A圖。第1圖繪示本發明之一實施方式之相機模組100示意圖。第2圖繪示第1圖之相機模組100的爆炸圖。第3圖繪示第1圖之剖視圖。第4A圖繪示第1圖之剖線4-4的剖視圖。如圖所示，此相機模組100包含四個電磁驅動模組200、光學影像裝置300、座體400、彈動模組500以及控制電路600。

各電磁驅動模組200包含致動器202與第二線圈204。其中致動器202包含第一線圈210與磁性件220。第一線圈210具有側部212與下部214，側部212與下部214彼此連接且相交一夾角θ。此夾角θ可大於等於70度且小於等於110度。而本實施例之夾角θ為90度。換句話說，本實施例之第一線圈210為L形。再者，磁性件220具有第一側面222、第二側面224以及第三側面226，第一側面222與第二側面224彼此相鄰且分別對應第一線圈210之側部212與下部214。第三側面226則相鄰第二側面224且對應第二線圈204。此磁性件220可為一般的磁鐵，其形狀為長方柱形。由此可知，第一線圈210與第二線圈204共用同一個磁性件220，共用的好處在於能夠大幅縮小整個相機模組100的體積，進而節省了成本並減輕重量。此外，相機模組100包含四組電磁驅動模組200，其中兩組電磁驅動模組200之延伸方向與X軸平行，而另外兩組電磁驅動模組200之延伸方向則與Y軸平行。本實施例之四組電磁驅動模組200環繞成正方形。當然，其亦可環繞成圓形或其它對稱之正多邊形。透過對稱之L形狀的第一線圈210，可以使同方向之兩個電磁驅動模組200的作用力相互彌補，進而讓作用力較為線性且均勻。另外，在本實施例中，各電磁驅動模組200的相對位置由外而內依序為第一線圈210、磁性件220以及第二線圈204，若以單軸方向而言(X或Y軸)，即兩個第二線圈204位於兩個相對應的致動器202之間。此種三明治結 構能讓致動器202實現防手震的效果，同時讓第二線圈204實現自動對焦的功能。值得一提的是，L形狀的第一線圈210可用於防手震、自動對焦或其他任何需要位移機制的作動，並不限定用於防手震之效果上。

光學影像裝置300設於相機模組100之中心。光學影像裝置300包含鏡頭310以及鏡頭載座320，鏡頭310連接鏡頭載座320。其中鏡頭載座320具有四個側面。此四個側面兩兩相對，且每個側面均連接一個第二線圈204。光學影像裝置300的各側面對應各磁性件220的第三側面226，而且光學影像裝置300的相對二側面分別連接二個電磁驅動模組200之第二線圈204，因此，這二個相對的電磁驅動模組200彼此會透過光學影像裝置300而連結帶動，當電磁驅動模組200位移時，光學影像裝置300會跟著第二線圈204連動位移。當然，光學影像裝置300可連接其他影像處理裝置，例如：影像感測器或影像處理器等。這些影像處理裝置之結構細節為習知的技術，故不再贅述。

座體400包含上座體402與下座體404。上座體402圍繞光學影像裝置300。下座體404位於光學影像裝置300的下方且連接第一線圈210的下部214。此外，下座體404可承載電磁驅動模組200、光學影像裝置300以及彈動模組500。

彈動模組500連接座體400且包含上彈片510、彈線520以及下彈片530。其中上彈片510設於電磁驅動模組200的上方，且上彈片510嵌合光學影像裝置 300。此外，上彈片510電性連接第二線圈204。而彈線520之二端則分別連接上彈片510與下座體404。至於下彈片530則設於座體400中。詳細地說，下彈片530係位於上座體402與下座體404之間，且下彈片530嵌合光學影像裝置300。此外，下彈片530具有四個穿孔532，各第二線圈204會貫穿此穿孔532並與埋設於下座體404之控制電路600電性連接，而光學影像裝置300與上座體402設於下彈片530之上方。

控制電路600設於下座體404且電性連接第二線圈204。此控制電路600可控制第二線圈204的電流大小與方向。詳細地說，控制電路600會先透過彈線520將所需電流傳送至上彈片510，然後再將電流傳輸至第二線圈204，因此本發明可藉由控制電路600操控電流來調整光學影像裝置300的對焦狀況。至於控制電路600的電路細節為習知的技術，故不再贅述。

第4B圖繪示第4A圖一實施例之電流與作用力的示意圖。第4C圖繪示第4A圖另一實施例之電流與作用力的示意圖。如圖所示，圖中電流流向○代表電流流出紙面，電流流向×代表電流流入紙面，磁性件220則具有N磁極與S磁極。致動器202之磁性件220會產生一磁通B1、B2。第一線圈210通以一第一電流I1，第一電流I1受磁性件220影響產生一第一作用力F1，令磁性件220朝第一作用力F1的方向位移一偏移量，此偏移量可以讓致動器202達到防手震之效果。再者，第二線圈204對應 致動器202並通以一第二電流I2，第二電流I2受磁性件220影響產生一第二作用力F2，令第二線圈204朝第二作用力F2的方向位移另一偏移量，此另一偏移量可以讓致動器202達到自動對焦之效果。值得一提的是，本結構可利用相對應之兩個第二線圈204的電流方向控制變化來選擇實現光學影像裝置300對焦或翻轉的作動。當相對應之兩個第二線圈204的電流方向相同時，光學影像裝置300可以傾斜或翻轉；當相對應之兩個第二線圈204的電流方向相反時，光學影像裝置300可以調整焦距而完成對焦的操作。

第5圖繪示本發明之另一實施方式之電磁驅動模組200a的示意圖。在單軸方向上(X或Y軸)，除了兩個第二線圈204可位於兩個致動器202之間外，兩個致動器202亦可位於兩個第二線圈204之間，只要適當地控制第一線圈210與第二線圈204內電流的方向即可實現對焦、翻轉或防手震之作動。

由上述實施方式可知，本發明具有下列優點：其一，利用特殊形狀的第一線圈使同方向之兩個致動器所產生的作用力相互彌補，進而讓作用力較為線性且均勻。其二，透過特殊形狀的第一線圈搭配相對應之磁性件與第二線圈的結構，可使整個結構的體積更為縮減，進而能節省成本與減輕重量。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧相機模組

200‧‧‧電磁驅動模組

202‧‧‧致動器

204‧‧‧第二線圈

210‧‧‧第一線圈

212‧‧‧側部

214‧‧‧下部

220‧‧‧磁性件

300‧‧‧光學影像裝置

310‧‧‧鏡頭

320‧‧‧鏡頭載座

400‧‧‧座體

402‧‧‧上座體

404‧‧‧下座體

500‧‧‧彈動模組

510‧‧‧上彈片

520‧‧‧彈線

530‧‧‧下彈片

532‧‧‧穿孔

600‧‧‧控制電路

θ‧‧‧夾角

Claims (16)

1. 一種相機模組，包含：一致動器，包含：一第一線圈，具有一側部與一下部，該側部與該下部彼此連接且相交一夾角；以及一磁性件，包含一第一側面與一第二側面，該第一側面與該第二側面彼此相鄰且分別對應該第一線圈之該側部與該下部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之相機模組，用以自動對焦或防手震，其中該第一線圈通以一第一電流，該第一電流受該磁性件影響產生一第一作用力，令該磁性件朝該第一作用力之方向位移一偏移量。
3. 如申請專利範圍第1項所述之相機模組，其中該夾角大於等於70度且小於等於110度。
4. 如申請專利範圍第3項所述之相機模組，其中該夾角為90度。
5. 如申請專利範圍第1項所述之相機模組，用以自動對焦或防手震，該相機模組更包含：一第二線圈，對應該致動器並通以一第二電流，該第二電流受該磁性件影響產生一第二作用力，令該第二線圈朝該第二作用力之方向位移。
6. 如申請專利範圍第5項所述之相機模組，其中該磁性件更包含一第三側面，該第三側面相鄰該第二側面且對應該第二線圈；該相機模組更包含一光學影像裝置，該光學影像裝置對應該第三側面且連接該第二線圈，該光學影像裝置受該第二線圈連動位移。
7. 如申請專利範圍第6項所述之相機模組，更包含：一座體，承載該致動器且連接該下部；以及一彈動模組，連接於該座體，該彈動模組包含：一上彈片，設於該致動器的上方，該上彈片嵌合該光學影像裝置；一彈線，該彈線之二端分別連接該上彈片與該座體；及一下彈片，設於該座體，該下彈片嵌合該光學影像裝置。
8. 如申請專利範圍第7項所述之相機模組，更包含：一控制電路，設於該座體且電性連接該第二線圈，該控制電路控制該第二電流的大小與方向。
9. 一種相機模組，用以自動對焦或防手震，該相機模組包含： 相對應之二電磁驅動模組，該二電磁驅動模組彼此連動，且各該電磁驅動模組包含：一致動器，產生一磁通，該致動器包含一第一線圈與一磁性件，該第一線圈具有一側部與一下部，該側部與該下部彼此連接且相交一夾角，該第一線圈通以一第一電流，該第一電流受該磁通影響產生一第一作用力，令該磁性件朝該第一作用力之方向位移；以及一第二線圈，對應該致動器並通以一第二電流，該第二電流受該磁通影響產生一第二作用力，令該第二線圈朝該第二作用力之方向位移。
10. 如申請專利範圍第9項所述之相機模組，其中該二第二線圈位於該二致動器之間。
11. 如申請專利範圍第10項所述之相機模組，其中該磁性件產生該磁通且具有一第一側面、一第二側面及一第三側面，該第一側面與該第二側面相鄰且分別對應各該第一線圈之該側部與該下部，而該第三側面則相鄰該第二側面且對應各該第二線圈。
12. 如申請專利範圍第9項所述之相機模組，其中該二致動器位於該二第二線圈之間。
13. 如申請專利範圍第9項所述之相機模組，各該夾角大於等於70度且小於等於110度。
14. 如申請專利範圍第13項所述之相機模組，各該夾角為90度。
15. 如申請專利範圍第9項所述之相機模組，更包含：一光學影像裝置，包含相對之二側面，該二側面分別連接該二第二線圈；一座體，承載該二電磁驅動模組且連接各該下部；以及一控制電路，設於該座體且電性連接該第二線圈，該控制電路控制各該第二線圈之該第二電流的大小與方向。
16. 如申請專利範圍第15項所述之相機模組，更包含：一彈動模組，連接該座體，該彈動模組包含：一上彈片，設於該二電磁驅動模組的上方，且該上彈片嵌合該光學影像裝置；一彈線，該彈線之二端分別連接該上彈片與該座體；以及一下彈片，設於該座體，該下彈片嵌合該光學影像裝置。