TWI726766B - 相機模組與電子裝置 - Google Patents

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Abstract

一種相機模組，包含成像鏡頭模組、軸向驅動器及影像感測模組。成像鏡頭模組包含至少一光學成像透鏡且具有光軸。軸向驅動器用於驅動光學成像透鏡沿平行光軸的方向移動，其包含殼體及基座。光學成像透鏡設置於殼體中。基座連接殼體並具有通孔。光軸通過通孔的中心。影像感測模組設置於軸向驅動器的像側，其包含影像感測器及基板。影像感測器用於將通過成像鏡頭模組的光線轉換成影像訊號。基座具有第一軸向連接結構，且基板具有連接第一軸向連接結構的第二軸向連接結構，使成像鏡頭模組與影像感測模組之間的相對位置沿光軸的方向對正。

Description

相機模組與電子裝置
本發明係關於一種相機模組與電子裝置，特別是一種適用於電子裝置的相機模組。
隨著半導體製程技術更加精進，使得電子感光元件性能有所提升，畫素可達到更微小的尺寸，因此，具備高成像品質的光學鏡頭儼然成為不可或缺的一環。此外，隨著科技日新月異，配備光學鏡頭的手機裝置的應用範圍更加廣泛，對於光學鏡頭的要求也是更加多樣化。
一般來說，鏡頭可透過鏡頭驅動裝置的驅動來移動以進行自動對焦，然而當鏡頭發生歪斜(Tilt)時，會使其光學透鏡組的最佳成像位置和感光元件所在的成像面之間產生對焦位置的偏移，造成周邊影像的成像品質不佳。又，現今市面上的鏡頭組件常見使用音圈馬達(Voice Coil Motor，VCM)作為鏡頭自動對焦的鏡頭驅動裝置，然而，此類鏡頭驅動裝置通常由多個零件組成，且為了滿足鏡頭移動時對於精確及順暢的要求，在組裝過程中還需要搭配多次的對位及校正步驟才能將多個零件一一精確地組裝完成，因而使得鏡頭組件的生產效率及製造良率受限。
因此，如何改良鏡頭組件以簡化其結構、提升組裝精度，並且能維持良好的成像品質，藉以滿足現今對電子裝置高規格的需求，已成為目前相關領域的重要議題。
鑒於以上提到的問題，本發明揭露一種相機模組，有助於簡化鏡頭組件的組裝工序並減小光學透鏡組和感光元件之間互相偏移和歪斜的情況。
本發明提供一種相機模組，包含一成像鏡頭模組、一軸向驅動器以及一影像感測模組。成像鏡頭模組包含至少一光學成像透鏡，且成像鏡頭模組具有一光軸。軸向驅動器用於驅動光學成像透鏡沿平行光軸的方向移動，且軸向驅動器包含一殼體以及一基座。光學成像透鏡設置於殼體中。基座連接殼體，基座具有一通孔，且光軸通過通孔的中心。影像感測模組設置於軸向驅動器的像側，且影像感測模組包含一影像感測器以及一基板。影像感測器用於將通過成像鏡頭模組的光線轉換成影像訊號。基板朝向軸向驅動器，且基板與軸向驅動器的基座互相承靠。其中，基座具有一第一軸向連接結構，基板具有一第二軸向連接結構，且第一軸向連接結構連接第二軸向連接結構，使成像鏡頭模組與影像感測模組之間的相對位置沿光軸的方向對正。
本發明提供一種電子裝置，包含前述的相機模組。
根據本發明所揭露的相機模組與電子裝置，透過軸向連接結構簡化相機模組的組裝工序，並且保持成像鏡頭模組與影像感測器的位置，可避免影像偏移和歪斜，此外，以軸向連接結構進行組裝有助於相機模組的微型化。
以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。
以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者瞭解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。
本發明提供一種相機模組，其包含一成像鏡頭模組、一軸向驅動器以及一影像感測模組。成像鏡頭模組包含至少一光學成像透鏡且具有一光軸。
軸向驅動器用於驅動光學成像透鏡沿平行光軸的方向移動，且軸向驅動器包含一殼體以及一基座。光學成像透鏡設置於殼體中。基座連接殼體，基座具有一通孔，且光軸通過通孔的中心。其中，軸向驅動器可例如為微機電系統致動器(Micro-Electro-Mechanical-System Actuator，MEMS Actuator)、壓電馬達(Piezoelectric Motor)或音圈馬達，但本發明不以此為限。
影像感測模組設置於軸向驅動器的像側，且影像感測模組包含一影像感測器以及一基板，其中影像感測器用於將通過成像鏡頭模組的光線轉換成影像訊號，基板朝向軸向驅動器，且基板與軸向驅動器的基座互相承靠。
軸向驅動器的基座具有一第一軸向連接結構，且影像感測模組的基板具有一第二軸向連接結構，其中第一軸向連接結構承靠連接第二軸向連接結構，使成像鏡頭模組與影像感測模組之間的相對位置沿光軸的方向對正。藉此，透過軸向連接結構簡化相機模組的組裝工序，並且保持成像鏡頭模組與影像感測器的位置，可避免影像偏移和歪斜，此外，以軸向連接結構進行組裝有助於相機模組的微型化。前述基座與基板的材料可例如為聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、液晶高分子(Liquid Crystal Polymer，LCP)、聚丙烯(Polypropylene，PP)、樹脂(Resin)或合成樹脂(Synthetic Resin)，但本發明不以此為限。其中，基座和基板可以藉由射出成型(Injection Molding)、雷射直接成型(Laser Direct Structuring，LDS)、壓縮成型(Compression Molding)或埋入射出(Insert Molding)製造而成，但本發明不以此為限。其中，第一軸向連接結構與第二軸向連接結構的形狀可以是環形、矩形或弧形，但本發明不以此為限。
本發明所揭露的相機模組中，可進一步包含設置於成像鏡頭模組和影像感測器之間的一濾波片，用以濾除入射光線中特定波段的光線。其中，基板可做為濾波片的支架，用於支撐濾波片。
第一軸向連接結構可包含彼此連接並形成一夾角的一平面以及至少一傾斜面，且第二軸向連接結構可包含彼此連接並形成一夾角的一平面以及至少一傾斜面，其中所述平面皆實質上垂直於光軸，第一軸向連接結構的平面承靠連接第二軸向連接結構的平面，且第一軸向連接結構的傾斜面承靠連接第二軸向連接結構的傾斜面。其中，平面用以維持成像鏡頭模組與影像感測器之間的距離，並且防止歪斜，而傾斜面用以使成像鏡頭模組的光軸對正至影像感測器的幾何中心。藉此，透過高精度的組裝配置，可提高元件的組裝同軸度。所述平面實質上垂直於光軸係指光軸和平面之間的夾角為90度或趨近於90度。
第一軸向連接結構與第二軸向連接結構皆可為光滑表面。藉此，可降低成型難度，以提升第一軸向連接結構與第二軸向連接結構的貼合度。
第一軸向連接結構位於基座朝向影像感測模組的一底部，且第一軸向連接結構可從底部往影像感測模組的方向凸起；第二軸向連接結構位於基板朝向軸向驅動器的一頂部，且第二軸向連接結構可從頂部往遠離軸向驅動器的方向凹陷。藉此，有助於提供模具成型的可製造性，並且提高產品良率。
第二軸向連接結構的至少一傾斜面圍繞第一軸向連接結構的至少一傾斜面。藉此，可使相機模組保持較小的體積。
第一軸向連接結構與第二軸向連接結構皆可以光軸通過其中心且皆可環繞基座的通孔。藉此，透過易控管的尺寸精度設計，使相機模組適合大量生產，並且維持光學成像品質。其中，第一軸向連接結構與第二軸向連接結構皆可以光軸為中心軸呈軸對稱。
本發明所揭露的相機模組中，軸向驅動器可進一步包含一驅動線圈以及一驅動磁石，其中驅動線圈可設置於成像鏡頭模組的外側，且驅動磁石沿垂直於光軸的方向可與驅動線圈互相面對；藉此，可提供成像鏡頭模組自動對焦的功能。其中，驅動磁石與驅動線圈可皆對稱於光軸設置；藉此，有助於平衡軸向驅動器的作用力，以防止機構歪斜。在一種實施態樣中，軸向驅動器可進一步包含設置於殼體內的一磁石載體，且驅動磁石可固定於磁石載體上。在一種實施態樣中，軸向驅動器的殼體可做為磁石載體使用，供驅動磁石固定於上。
本發明所揭露的相機模組中，影像感測模組可進一步包含一影像穩定驅動器，其中影像穩定驅動器用於驅動影像感測器沿垂直於光軸的至少一方向移動；藉此，可使得影像感測模組具有光學影像穩定的功能。其中，在影像感測模組設置有影像穩定驅動器可減少成像鏡頭模組的體積，以更有效率地運用整體空間。其中，影像穩定驅動器亦可驅動影像感測器以光軸為中心軸轉動。其中，影像穩定驅動器可例如為微機電系統致動器、壓電馬達或音圈馬達，但本發明不以此為限。
本發明所揭露的相機模組中，影像感測模組可進一步包含彈性導線、軟式電路板、彈性元件或懸吊元件，以連接影像感測器和基板，使影像感測器為可移動地設置於基板上，並可用於傳輸影像感測器的電訊號及提供影像感測器沿垂直於光軸方向平移或轉動的自由度，但本發明不以此為限。
軸向驅動器的基座的通孔可為一尖端開孔，基座更可具有環繞尖端開孔的一內斜面，且內斜面環繞出的區域沿平行於光軸的方向往影像感測模組漸縮；藉此，有助於提高遮蔽非成像光線效率。其中，通孔的最小內徑可小於成像鏡頭模組的最大外徑；藉此，有助於減少成像鏡頭模組像側端產生雜散光的機率。
基座更可具有至少三個注料痕，且注料痕可例如位於基座的導角角落；藉此，可確保注料痕切口不與其他機構干涉。
本發明所揭露的相機模組中，成像鏡頭模組可進一步包含一單一部件，其中光學成像透鏡設置於單一部件中，且單一部件設置於軸向驅動器的殼體和基座之間。藉此，相較於習知的鏡頭組件其包含以螺紋部彼此組裝之鏡筒及鏡座兩個部件，所述單一部件能以無螺牙的設計來減少傳統鏡筒與鏡座組裝時的粉塵並且減小整體體積。其中，單一部件例如是可供軸向驅動器裝設且能夠用於裝載光學成像透鏡的塑膠射出成型部件。其中，軸向驅動器的驅動線圈可設置於單一部件的外側。
本發明所揭露的相機模組中，可進一步包含一位置感測磁石以及一位置感測器，其中位置感測磁石可設置於單一部件上，而位置感測器可設置於影像感測模組的基板和軸向驅動器的基座其中至少一者，並且位置感測器對應於位置感測磁石以偵測成像鏡頭模組的位置。藉此，具有充足的空間可配置閉路迴圈的設計，藉以加快對焦速度。
本發明所揭露的相機模組中，基座可包含沿光軸的方向朝影像感測模組的基板延伸的一端子部，且端子部用於提供軸向驅動器一驅動訊號，其中端子部可焊接至基板上。藉此，搭配軸向連接結構的設計可防止端子部在組裝時產生機構干涉，藉以提高焊接效率。
上述本發明相機模組中的各技術特徵皆可組合配置，而達到對應之功效。
根據上述實施方式，以下提出具體實施例並配合圖式予以詳細說明。
＜第一實施例＞
請參照圖1至圖7，其中圖1繪示依照本發明第一實施例之相機模組的立體示意圖，圖2繪示圖1之相機模組的分解示意圖，圖3繪示圖1之相機模組之另一側的分解示意圖，圖4繪示圖1之相機模組沿4-4’剖切線之剖切示意圖，圖5繪示圖1之相機模組沿5-5’剖切線之剖切示意圖，圖6繪示圖5之相機模組之A區域的局部放大示意圖，且圖7繪示圖2之影像感測模組的局部上視示意圖。
在本實施例中，相機模組1包含一成像鏡頭模組11、一軸向驅動器12、一上彈簧片13、二下彈簧片14、一影像感測模組15、一濾波片16、二位置感測磁石17以及二位置感測器18。
成像鏡頭模組11包含至少一光學成像透鏡111以及一單一部件112，且成像鏡頭模組11具有一光軸OL，其中光學成像透鏡111設置於單一部件112中，且單一部件112為射出成型的無螺牙塑膠件。
軸向驅動器12用於驅動光學成像透鏡111沿平行光軸OL的方向移動，且軸向驅動器12包含一殼體121、一基座122、二驅動線圈123以及二驅動磁石124。
基座122連接殼體121，且基座122具有一通孔1221以及環繞通孔1221的一內斜面1222。此外，基座122更具有四個注料痕1225，其分別位於基座122的四個導角角落。
成像鏡頭模組11的單一部件112可移動地設置於軸向驅動器12的殼體121和基座122之間，使得光學成像透鏡111設置於殼體121中，且成像鏡頭模組11的光軸OL通過基座122的通孔1221的幾何中心。其中，單一部件112係透過上彈簧片13和下彈簧片14可移動地設置於殼體121和基座122之間。詳細來說，上彈簧片13和下彈簧片14各包含內固定部、外固定部以及連接於內固定部和外固定部之間的彈性部(未另標號)，上彈簧片13的內固定部設置於單一部件112且上彈簧片13的外固定部組裝至殼體121內部而使單一部件112可相對殼體121移動，並且，各下彈簧片14的內固定部設置於單一部件112且各下彈簧片14的外固定部組裝至基座122而使單一部件112可相對基座122移動。在本實施例中，通孔1221的最小內徑Din小於成像鏡頭模組11的最大外徑Dout。
驅動線圈123設置於單一部件112的相對兩外側，且驅動磁石124固定於殼體121內並沿垂直於光軸OL的方向分別與驅動線圈123互相面對，其中驅動磁石124與驅動線圈123皆對稱於光軸OL設置。藉此，驅動磁石124與驅動線圈123之間的電磁交互作用可產生驅動磁力，以驅動單一部件112沿平行光軸OL的方向移動。在本實施例中，軸向驅動器12的兩組驅動磁石124和驅動線圈123係分別設置於成像鏡頭模組11的相對兩側，以共同產生方向平行於光軸OL的合力來施加於成像鏡頭模組11的單一部件112，使單一部件112及其內的光學成像透鏡111可一起沿平行光軸OL的方向移動。
影像感測模組15設置於軸向驅動器12的像側，且影像感測模組15包含一電路板151、多個彈性導線152、一影像感測器153、一影像穩定驅動器154以及一基板155。
影像感測器153用於將通過成像鏡頭模組11的光線轉換成影像訊號。在本實施例中，影像感測器153係透過彈性導線152連接設置於電路板151上，使影像感測器153可相對電路板151移動；亦即，彈性導線152可提供影像感測器153沿垂直於光軸OL方向移動的自由度。此外，彈性導線152亦可用於傳輸影像感測器153的電訊號。
影像穩定驅動器154用於驅動影像感測器153沿垂直於光軸OL的至少一方向移動。在本實施例中，影像穩定驅動器154為音圈馬達，其包含四個穩定磁石1541和四個穩定線圈1542，其中穩定磁石1541設置於基板155朝向影像感測器153的一側，穩定線圈1542則設置於影像感測器153朝向基板155的一側，且穩定磁石1541在沿平行於光軸OL的方向分別與其中一穩定線圈1542互相面對。如圖7所示，四個穩定線圈1542係分別設置於影像感測器153的四周，其與穩定磁石1541的電磁交互作用可產生垂直於光軸OL方向(如圖7中箭頭)之驅動力施加於穩定線圈1542，以透過穩定線圈1542帶動影像感測器153沿垂直於光軸OL的方向移動。
基板155固定於電路板151上並朝向軸向驅動器12，且基板155與軸向驅動器12的基座122互相承靠。此外，基板155具有一開孔1551，以暴露出設置於電路板151上的影像感測器153，使通過成像鏡頭模組11的光線可入射到影像感測器153。在本實施例中，軸向驅動器12的基座122包含沿光軸OL的方向朝影像感測模組15的基板155延伸的二端子部1223，其中端子部1223焊接至基板155上，用於提供軸向驅動器12一驅動訊號。
軸向驅動器12的基座122具有一第一軸向連接結構1224，且影像感測模組15的基板155具有一第二軸向連接結構1552，其中第一軸向連接結構1224與第二軸向連接結構1552的形狀皆為環形。第一軸向連接結構1224連接第二軸向連接結構1552，使成像鏡頭模組11與影像感測模組15之間的相對位置沿光軸OL的方向對正。其中，第一軸向連接結構1224位於基座122朝向影像感測模組15的一底部，且第一軸向連接結構1224從底部往影像感測模組15的方向凸起；第二軸向連接結構1552位於基板155朝向軸向驅動器12的一頂部，且第二軸向連接結構1552從頂部往遠離軸向驅動器12的方向凹陷。
如圖6所示，第一軸向連接結構1224包含彼此連接並形成一夾角的一平面12241以及一傾斜面12242，且第二軸向連接結構1552包含彼此連接並形成一夾角的一平面15521以及一傾斜面15522。第一軸向連接結構1224的平面12241和傾斜面12242分別對應連接第二軸向連接結構1552的平面15521和傾斜面15522。其中，平面12241和平面15521實質上垂直於光軸OL，用以維持成像鏡頭模組11與影像感測器153之間的距離並且防止歪斜，而傾斜面12242和傾斜面15522則用以使成像鏡頭模組11的光軸OL對正至影像感測器153的幾何中心。其中，第二軸向連接結構1552的傾斜面15522圍繞第一軸向連接結構1224的傾斜面12242。
在本實施例中，第一軸向連接結構1224與第二軸向連接結構1552皆以光軸OL通過其中心且皆環繞基座122的通孔1221，第一軸向連接結構1224與第二軸向連接結構1552皆以光軸OL為中心軸呈軸對稱，且第一軸向連接結構1224與第二軸向連接結構1552皆為光滑表面。
在本實施例中，基座122的內斜面1222環繞出的區域沿平行於光軸OL的方向往影像感測模組15漸縮，使基座122的通孔1221形成為一尖端開孔，亦即尖端開孔係沿平行於光軸OL的方向朝向影像感測模組15漸縮。
濾波片16設置於基板155上並覆蓋基板155的開孔1551，其位於成像鏡頭模組11和影像感測器153之間，用以濾除入射光線中特定波段的光線。在本實施例中，基板155做為濾波片的支架，用於支撐濾波片16。
位置感測磁石17設置於單一部件112，且位置感測器18設置於軸向驅動器12的基座122。位置感測器18分別對應於位置感測磁石17以偵測成像鏡頭模組11的位置。
＜第二實施例＞
請參照圖8至圖15，其中圖8繪示依照本發明第二實施例之相機模組的立體示意圖，圖9繪示圖8之相機模組的分解示意圖，圖10繪示圖8之相機模組之另一側的分解示意圖，圖11繪示圖8之相機模組沿11-11’剖切線之剖切示意圖，圖12繪示圖8之相機模組沿12-12’剖切線之剖切示意圖，圖13繪示圖12之相機模組之B區域的局部放大示意圖，圖14繪示圖9之影像穩定驅動器和影像感測器的上視示意圖，且圖15繪示圖9之影像感測器、電路板、彈性導線和基板的上視示意圖。
在本實施例中，相機模組2包含一成像鏡頭模組21、一軸向驅動器22、一上彈簧片23、二下彈簧片24、一影像感測模組25以及一濾波片26。
成像鏡頭模組21包含至少一光學成像透鏡211以及一單一部件212，且成像鏡頭模組21具有一光軸OL，其中光學成像透鏡211設置於單一部件212中，且單一部件212為射出成型的無螺牙塑膠件。
軸向驅動器22用於驅動光學成像透鏡211沿平行光軸OL的方向移動，且軸向驅動器22包含一殼體221、一基座222、一磁石載體225、一驅動線圈223以及四驅動磁石224。
基座222連接殼體221，且基座222具有一通孔2221以及環繞通孔2221的一內斜面2222。磁石載體225固定於殼體221內，以供驅動磁石224設置。此外，基座222更具有三個注料痕2225，其位於基座222底部的外環面上。
成像鏡頭模組21的單一部件212可移動地設置於軸向驅動器22的殼體221和基座222之間，使得光學成像透鏡211設置於殼體221中，且成像鏡頭模組21的光軸OL通過基座222的通孔2221的幾何中心。其中，單一部件212係透過上彈簧片23和下彈簧片24可移動地設置於殼體221和基座222之間。詳細來說，上彈簧片23和下彈簧片24各包含內固定部、外固定部以及連接於內固定部和外固定部之間的彈性部(未另標號)，上彈簧片23的內固定部設置於單一部件212且上彈簧片23的外固定部組裝至殼體221內部而使單一部件212可相對殼體221移動，並且，各下彈簧片24的內固定部設置於單一部件212且各下彈簧片24的外固定部組裝至基座222而使單一部件212可相對基座222移動。
驅動線圈223為一環形線圈，其環繞並耦接單一部件212。驅動磁石224固定於磁石載體225並共同圍繞單一部件212，且驅動磁石224沿垂直於光軸OL的方向與驅動線圈223互相面對，其中驅動磁石224與驅動線圈223皆對稱於光軸OL設置。藉此，驅動磁石224與驅動線圈223之間的電磁交互作用可產生驅動磁力，以驅動單一部件212沿平行光軸OL的方向移動。在本實施例中，四個驅動磁石224係均勻分布於單一部件212的周圍，以共同產生方向平行於光軸OL的合力來施加於成像鏡頭模組21的單一部件212，使單一部件212及其內的光學成像透鏡211可一起沿平行光軸OL的方向移動。
在本實施例中，如圖11所示，上彈簧片23的外固定部係夾設並固定於殼體221和磁石載體225之間。
影像感測模組25設置於軸向驅動器22的像側，且影像感測模組25包含一基板255、一電路板251、一影像感測器253、多個彈性導線252以及一影像穩定驅動器254。
基板255朝向軸向驅動器22並與軸向驅動器22的基座222互相承靠。在本實施例中，軸向驅動器22的基座222包含沿光軸OL的方向朝影像感測模組25的基板255延伸的二端子部2223，其中端子部2223焊接至基板255上，用於提供軸向驅動器22一驅動訊號。
影像感測器253設置於電路板251，其用於將通過成像鏡頭模組21的光線轉換成影像訊號。在本實施例中，電路板251係透過彈性導線252連接設置於基板255上，使影像感測器253可相對基板255移動；亦即，彈性導線252可提供影像感測器253沿垂直於光軸OL方向移動的自由度。此外，彈性導線252亦可用於傳輸影像感測器253的電訊號。
影像穩定驅動器254用於驅動影像感測器253沿垂直於光軸OL的至少一方向移動，其包含一線圈載體2543和四個穩定線圈2542，其中線圈載體2543固定於電路板251，且穩定線圈2542設置於線圈載體2543。如圖9和圖14所示，四個穩定線圈2542係分別設置於線圈載體2543的四周，並在垂直於光軸OL的方向上分別對應於軸向驅動器22的其中一驅動磁石224。在本實施例中，穩定線圈2542與軸向驅動器22之驅動磁石224的電磁交互作用可產生垂直於光軸OL方向(如圖14中箭頭)之驅動力施加於穩定線圈2542，以透過穩定線圈2542帶動線圈載體2543和電路板251，進而一併帶動影像感測器253沿垂直於光軸OL的方向移動。
在本實施例中，線圈載體2543具有一開孔25431，以暴露出設置於電路板251上的影像感測器253，使通過成像鏡頭模組21的光線可入射到影像感測器253。
軸向驅動器22的基座222具有一第一軸向連接結構2224，且影像感測模組25的基板255具有一第二軸向連接結構2552，其中第一軸向連接結構2224與第二軸向連接結構2552的形狀皆為矩形。第一軸向連接結構2224連接第二軸向連接結構2552，使成像鏡頭模組21與影像感測模組25之間的相對位置沿光軸OL的方向對正。其中，第一軸向連接結構2224位於基座222朝向影像感測模組25的一底部，且第一軸向連接結構2224從底部往影像感測模組25的方向凸起；第二軸向連接結構2552位於基板255朝向軸向驅動器22的一頂部，且第二軸向連接結構2552從頂部往遠離軸向驅動器22的方向凹陷。
如圖13所示，第一軸向連接結構2224包含彼此連接並形成一夾角的一平面22241以及一傾斜面22242，且第二軸向連接結構2552包含彼此連接並形成一夾角的一平面25521以及一傾斜面25522。第一軸向連接結構2224的平面22241和傾斜面22242分別對應連接第二軸向連接結構2552的平面25521和傾斜面25522。其中，平面22241和平面25521實質上垂直於光軸OL，用以維持成像鏡頭模組21與影像感測器253之間的距離並且防止歪斜，而傾斜面22242和傾斜面25522則用以使成像鏡頭模組21的光軸OL對正至影像感測器253的幾何中心。其中，第二軸向連接結構2552的傾斜面25522圍繞第一軸向連接結構2224的傾斜面22242。
在本實施例中，第一軸向連接結構2224與第二軸向連接結構2552皆以光軸OL通過其中心且皆環繞基座222的通孔2221，第一軸向連接結構2224與第二軸向連接結構2552皆以光軸OL為中心軸呈軸對稱，且第一軸向連接結構2224與第二軸向連接結構2552皆為光滑表面。
在本實施例中，基座222的內斜面2222環繞出的區域沿平行於光軸OL的方向往影像感測模組25漸縮，使基座222的通孔2221形成為一尖端開孔，亦即尖端開孔係沿平行於光軸OL的方向朝向影像感測模組25漸縮。
濾波片26設置於影像穩定驅動器254的線圈載體2543上並覆蓋線圈載體2543的開孔25431，其位於成像鏡頭模組21和影像感測器253之間，用以濾除入射光線中特定波段的光線。在本實施例中，線圈載體2543還做為濾波片的支架，用於支撐濾波片26。
＜第三實施例＞
請參照圖16至圖22，其中圖16繪示依照本發明第三實施例之相機模組的立體示意圖，圖17繪示圖16之相機模組的分解示意圖，圖18繪示圖16之相機模組之另一側的分解示意圖，圖19繪示圖16之相機模組沿19-19’剖切線之剖切示意圖，圖20繪示圖19之相機模組之C區域的局部放大示意圖，圖21繪示圖16之影像感測模組的局部上視示意圖，且圖22繪示圖16之影像感測模組的局部下視示意圖。
在本實施例中，相機模組3包含一成像鏡頭模組31、一軸向驅動器32、一上彈簧片33、二下彈簧片34、一影像感測模組35以及一濾波片36。
成像鏡頭模組31包含至少一光學成像透鏡311以及一單一部件312，且成像鏡頭模組31具有一光軸OL，其中光學成像透鏡311設置於單一部件312中，且單一部件312為射出成型的無螺牙塑膠件。
軸向驅動器32用於驅動光學成像透鏡311沿平行光軸OL的方向移動，且軸向驅動器32包含一殼體321、一基座322、一驅動線圈323以及四驅動磁石324。
基座322連接殼體321，且基座322具有一通孔3221以及環繞通孔3221的一內斜面3222。此外，基座322更具有四個注料痕3225，其位於基座322朝向殼體321的上表面的相對凹部處。
成像鏡頭模組31的單一部件312可移動地設置於軸向驅動器32的殼體321和基座322之間，使得光學成像透鏡311設置於殼體321中，且成像鏡頭模組31的光軸OL通過基座322的通孔3221的幾何中心。其中，單一部件312係透過上彈簧片33和下彈簧片34可移動地設置於殼體321和基座322之間。詳細來說，上彈簧片33和下彈簧片34各包含內固定部、外固定部以及連接於內固定部和外固定部之間的彈性部(未另標號)，上彈簧片33的內固定部設置於單一部件312且上彈簧片33的外固定部組裝至殼體321內部而使單一部件312可相對殼體321移動，並且，各下彈簧片34的內固定部設置於單一部件312且各下彈簧片34的外固定部組裝至基座322而使單一部件312可相對基座322移動。在本實施例中，通孔3221的最小內徑Din小於成像鏡頭模組31的最大外徑Dout。
驅動線圈323為一環形線圈，其環繞並耦接單一部件312。在本實施例中，軸向驅動器32的殼體321做為磁石載體使用，驅動磁石324固定於殼體321內並共同圍繞單一部件312，且驅動磁石324沿垂直於光軸OL的方向與驅動線圈323互相面對，其中驅動磁石324與驅動線圈323皆對稱於光軸OL設置。藉此，驅動磁石324與驅動線圈323之間的電磁交互作用可產生驅動磁力，以驅動單一部件312沿平行光軸OL的方向移動。在本實施例中，四個驅動磁石324係均勻分布於單一部件312的周圍，以共同產生方向平行於光軸OL的合力來施加於成像鏡頭模組31的單一部件312，使單一部件312及其內的光學成像透鏡311可一起沿平行光軸OL的方向移動。
在本實施例中，如圖19所示，上彈簧片33的外固定部係夾設並固定於殼體321和驅動磁石324之間。
影像感測模組35設置於軸向驅動器32的像側，且影像感測模組35包含一主電路板351、一擴充電路板356、一影像穩定驅動器354、三預壓元件357、一軟式電路板358、一影像感測器353以及一基板355。
影像穩定驅動器354用於驅動影像感測器353沿垂直於光軸OL的至少一方向移動。在本實施例中，影像穩定驅動器354包含三個壓電馬達3544，其和具有彈性的預壓元件357共同將擴充電路板356連接至主電路板351，使擴充電路板356可相對主電路板351移動。並且，透過壓電馬達3544驅動擴充電路板356，可使擴充電路板356相對於主電路板351在沿垂直於光軸OL方向平移或轉動(如圖22中箭頭所示)。
軟式電路板358包含第一板體部3581和第二板體部3582，第一板體部3581設置於擴充電路板356，且第二板體部3582設置於主電路板351，其中第一板體部3581係例如透過軟排線(Flat Flexible Cable，FFC)連接第二板體部3582，使第一板體部3581可相對第二板體部3582移動。
影像感測器353設置於擴充電路板356，用於將通過成像鏡頭模組31的光線轉換成影像訊號。在本實施例中，影像感測器353電性連接軟式電路板358的第一板體部3581，以透過軟式電路板358電性連接主電路板351並傳輸影像感測器353的電訊號。其中，影像感測器353可相對主電路板351移動，即透過以軟式電路板358的連接方式，可提供影像感測器353沿垂直於光軸OL方向平移或轉動的自由度。
基板355固定於主電路板351上並朝向軸向驅動器32，且基板355與軸向驅動器32的基座322互相承靠。此外，基板355具有一開孔3551，以暴露出設置於擴充電路板356上的影像感測器353，使通過成像鏡頭模組31的光線可入射到影像感測器353。
軸向驅動器32的基座322具有一第一軸向連接結構3224，且影像感測模組35的基板355具有一第二軸向連接結構3552，其中第一軸向連接結構3224與第二軸向連接結構3552的形狀皆為內徑呈環形且外徑呈矩形。第一軸向連接結構3224連接第二軸向連接結構3552，使成像鏡頭模組31與影像感測模組35之間的相對位置沿光軸OL的方向對正。其中，第一軸向連接結構3224位於基座322朝向影像感測模組35的一底部，且第一軸向連接結構3224從底部往遠離影像感測模組35的方向凹陷；第二軸向連接結構3552位於基板355朝向軸向驅動器32的一頂部，且第二軸向連接結構3552從頂部往軸向驅動器32的方向凸起。
如圖20所示，第一軸向連接結構3224包含彼此連接並形成一夾角的一平面32241以及一傾斜面32242，且第二軸向連接結構3552包含彼此連接並形成一夾角的一平面35521以及一傾斜面35522。第一軸向連接結構3224的平面32241和傾斜面32242分別對應連接第二軸向連接結構3552的平面35521和傾斜面35522。其中，平面32241和平面35521實質上垂直於光軸OL，用以維持成像鏡頭模組31與影像感測器353之間的距離並且防止歪斜，而傾斜面32242和傾斜面35522則用以使成像鏡頭模組31的光軸OL對正至影像感測器353的幾何中心。其中，第二軸向連接結構3552的傾斜面35522圍繞第一軸向連接結構3224的傾斜面32242。
在本實施例中，第一軸向連接結構3224與第二軸向連接結構3552皆以光軸OL通過其中心且皆環繞基座322的通孔3221，第一軸向連接結構3224與第二軸向連接結構3552皆以光軸OL為中心軸呈軸對稱，且第一軸向連接結構3224與第二軸向連接結構3552皆為光滑表面。
在本實施例中，基座322的內斜面3222環繞出的區域沿平行於光軸OL的方向往影像感測模組35漸縮，使基座322的通孔3221形成為一尖端開孔，亦即尖端開孔係沿平行於光軸OL的方向朝向影像感測模組35漸縮。
濾波片36設置於基板355上並覆蓋基板355的開孔3551，其位於成像鏡頭模組31和影像感測器353之間，用以濾除入射光線中特定波段的光線。在本實施例中，基板355做為濾波片的支架，用於支撐濾波片36。
＜第四實施例＞
請參照圖23，係繪示依照本發明第四實施例的一種相機模組的立體示意圖。在本實施例中，相機模組3a包含上述第三實施例的相機模組3以及閃光燈模組81。在其他態樣中，相機模組亦可例如為包含上述第一實施例或第二實施例的相機模組以及閃光燈模組，本發明並不以此為限。
相機模組3a利用成像鏡頭模組31聚光產生影像，並配合軸向驅動器32進行影像對焦於成像面，最後成像於影像感測模組35並且能作為影像資料輸出。
軸向驅動器32可讓成像鏡頭模組31取得較佳的成像位置，可提供被攝物於不同物距的狀態下，皆能拍攝清晰影像。此外，相機模組3a搭載的影像感測模組35設置於成像面，其可具有感光度佳及低雜訊的特色，能真實呈現成像鏡頭模組的良好成像品質。
軸向驅動器32可搭配影像感測模組35的影像穩定驅動器354而共同作為一光學防手震裝置(Optical Image Stabilization，OIS)，藉由調整成像鏡頭模組31不同軸向的變化以補償拍攝瞬間因晃動而產生的模糊影像，或利用影像軟體中的影像補償技術，來提供電子防手震功能(Electronic Image Stabilization，EIS)，進一步提升動態以及低照度場景拍攝的成像品質。
閃光燈模組81可於拍攝時進行補光以增加進光量進而提升成品質。
本發明的相機模組3a並不以上述結構為限。圖24繪示依照本發明的另一種相機模組的示意圖，其中相機模組3a包含上述第三實施例的相機模組3以及對焦輔助模組82。對焦輔助模組82可採用紅外線或雷射對焦輔助系統來達到快速對焦，以提供被攝物之物距資訊，而有利於進行快速對焦。
＜第五實施例＞
請參照圖25至圖27，其中圖25繪示依照本發明第五實施例的一種電子裝置之一側的立體示意圖，圖26繪示圖25之電子裝置之另一側的立體示意圖，且圖27繪示圖25之電子裝置的系統方塊圖。
在本實施例中，電子裝置9為一智慧型手機。電子裝置9包含第四實施例之相機模組3a、影像訊號處理器83(Image Signal Processor)、顯示面板(使用者介面)84以及影像軟體處理器85。於本實施例中，相機模組3a係包含上述第三實施例的相機模組3、閃光燈模組81以及對焦輔助模組82。
當使用者拍攝被攝物86時，電子裝置9利用相機模組3a聚光取像，啟動閃光燈模組81進行補光，並使用對焦輔助模組82提供的被攝物86之物距資訊進行快速對焦，再加上影像訊號處理器83進行影像最佳化處理，來進一步提升成像鏡頭模組31所產生的影像品質。對焦輔助模組82可採用紅外線或雷射對焦輔助系統來達到快速對焦。顯示面板84可採用觸控螢幕或實體拍攝按鈕，配合影像軟體處理器85的多樣化功能進行影像拍攝以及影像處理。經由影像軟體處理器85處理後的影像可顯示於顯示面板84。
本發明的電子裝置並不以上述相機模組的數量為限。圖28繪示依照本發明的另一種電子裝置的示意圖。其中電子裝置9a還進一步包含相機模組3b以及相機模組3c。相機模組3a、相機模組3b以及相機模組3c面向同一方向且皆為單焦點，並且相機模組3a、相機模組3b與相機模組3c具有相異的視角(其中，相機模組3b為一望遠裝置，相機模組3c為一廣角裝置，相機模組3a的視角可介於相機模組3b與相機模組3c之間)，使電子裝置9a可提供不同的放大倍率，以達到光學變焦的拍攝效果。進一步來說，本實施例之相機模組3a更包含擴充影像訊號處理器87，使相機模組3a與望遠相機模組3b及廣角相機模組3c搭配時，可對成像於觸控螢幕上的影像進行變焦功能的操作，以因應多鏡頭的影像處理功能。搭載相機模組3a的電子裝置9a具備多種模式的拍照功能，諸如變焦、望遠、多鏡頭共同攝影、優化自拍、低光源下的高動態範圍(HDR)和高解析4K錄影等。
本發明的相機模組1、2、3、3a不以應用於智慧型手機為限。相機模組1、2、3、3a更可視需求應用於移動對焦的系統，並兼具優良像差修正與良好成像品質的特色。舉例來說，相機模組1、2、3、3a可多方面應用於三維(3D)影像擷取、數位相機、行動裝置、數位平板、智慧型電視、網路監控設備、行車記錄器、倒車顯影裝置、多鏡頭裝置、辨識系統、體感遊戲機與穿戴式裝置等電子裝置中。前揭電子裝置僅是示範性地說明本發明的實際運用例子，並非限制本發明之相機模組1、2、3、3a的運用範圍。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然而這些實施例並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
1、2、3、3a、3b、3c:相機模組 11、21、31:成像鏡頭模組 111、211、311:光學成像透鏡 112、212、312:單一部件 12、22、32:軸向驅動器 121、221、321:殼體 122、222、322:基座 1221、2221、3221:通孔 1222、2222、3222:內斜面 1223、2223:端子部 1224、2224、3224:第一軸向連接結構 12241、22241、32241:平面 12242、22242、32242:傾斜面 1225、2225、3225:注料痕 123、223、323:驅動線圈 124、224、324:驅動磁石 225:磁石載體 13、23、33:上彈簧片 14、24、34:下彈簧片 15、25、35:影像感測模組 151、251:電路板 351:主電路板 152、252:彈性導線 153、253、353:影像感測器 154、254、354:影像穩定驅動器 1541:穩定磁石 1542、2542:穩定線圈 2543:線圈載體 25431:開孔 3544:壓電馬達 155、255、355:基板 1551、3551:開孔 1552、2552、3552:第二軸向連接結構 15521、25521、35521:平面 15522、25522、35522:傾斜面 356:擴充電路板 357:預壓元件 358:軟式電路板 3581:第一板體部 3582:第二板體部 16、26、36:濾波片 17:位置感測磁石 18:位置感測器 OL:光軸 Din:通孔的最小內徑 Dout:成像鏡頭模組的最大外徑 81:閃光燈模組 82:對焦輔助模組 83:影像訊號處理器 84:顯示面板 85:影像軟體處理器 86:被攝物 87:擴充影像訊號處理器 9、9a:電子裝置
圖1繪示依照本發明第一實施例之相機模組的立體示意圖。 圖2繪示圖1之相機模組的分解示意圖。 圖3繪示圖1之相機模組之另一側的分解示意圖。 圖4繪示圖1之相機模組沿4-4’剖切線之剖切示意圖。 圖5繪示圖1之相機模組沿5-5’剖切線之剖切示意圖。 圖6繪示圖5之相機模組之A區域的局部放大示意圖。 圖7繪示圖2之影像感測模組的局部上視示意圖。 圖8繪示依照本發明第二實施例之相機模組的立體示意圖。 圖9繪示圖8之相機模組的分解示意圖。 圖10繪示圖8之相機模組之另一側的分解示意圖。 圖11繪示圖8之相機模組沿11-11’剖切線之剖切示意圖。 圖12繪示圖8之相機模組沿12-12’剖切線之剖切示意圖。 圖13繪示圖12之相機模組之B區域的局部放大示意圖。 圖14繪示圖9之影像穩定驅動器和影像感測器的上視示意圖。 圖15繪示圖9之影像感測器、電路板、彈性導線和基板的上視示意圖。 圖16繪示依照本發明第三實施例之相機模組的立體示意圖。 圖17繪示圖16之相機模組的分解示意圖。 圖18繪示圖16之相機模組之另一側的分解示意圖。 圖19繪示圖16之相機模組沿19-19’剖切線之剖切示意圖。 圖20繪示圖19之相機模組之C區域的局部放大示意圖。 圖21繪示圖16之影像感測模組的局部上視示意圖。 圖22繪示圖16之影像感測模組的局部下視示意圖。 圖23繪示依照本發明第四實施例的一種相機模組的立體示意圖。 圖24繪示依照本發明的另一種相機模組的示意圖。 圖25繪示依照本發明第五實施例的一種電子裝置之一側的立體示意圖。 圖26繪示圖25之電子裝置之另一側的立體示意圖。 圖27繪示圖25之電子裝置的系統方塊圖。 圖28繪示依照本發明的另一種電子裝置的示意圖。
1:相機模組
11:成像鏡頭模組
111:光學成像透鏡
112:單一部件
121:殼體
122:基座
1221:通孔
1222:內斜面
1224:第一軸向連接結構
123:驅動線圈
124:驅動磁石
13:上彈簧片
14:下彈簧片
151:電路板
152:彈性導線
153:影像感測器
154:影像穩定驅動器
1541:穩定磁石
1542:穩定線圈
155:基板
1552:第二軸向連接結構
OL:光軸

Claims (16)

  1. 一種相機模組，包含： 一成像鏡頭模組，包含至少一光學成像透鏡，且該成像鏡頭模組具有一光軸； 一軸向驅動器，用於驅動該至少一光學成像透鏡沿平行該光軸的方向移動，且該軸向驅動器包含： 一殼體，該至少一光學成像透鏡設置於該殼體中；以及 一基座，連接該殼體，該基座具有一通孔，且該光軸通過該通孔的中心；以及 一影像感測模組，設置於該軸向驅動器的像側，該影像感測模組包含： 一影像感測器，用於將通過該成像鏡頭模組的光線轉換成影像訊號；以及 一基板，朝向該軸向驅動器，且該基板與該軸向驅動器的該基座互相承靠； 其中，該基座具有一第一軸向連接結構，該基板具有一第二軸向連接結構，該第一軸向連接結構承靠連接該第二軸向連接結構，使該成像鏡頭模組與該影像感測模組之間的相對位置沿該光軸的方向對正。
  2. 如請求項1所述之相機模組，其中該第一軸向連接結構包含彼此連接並形成一夾角的一平面以及至少一傾斜面，該第二軸向連接結構包含彼此連接並形成一夾角的一平面以及至少一傾斜面，該些平面皆實質上垂直於該光軸，該第一軸向連接結構的該平面承靠連接該第二軸向連接結構的該平面，且該第一軸向連接結構的該至少一傾斜面承靠連接該第二軸向連接結構的該至少一傾斜面。
  3. 如請求項1所述之相機模組，其中該第一軸向連接結構與該第二軸向連接結構皆為光滑表面。
  4. 如請求項1所述之相機模組，其中該第一軸向連接結構位於該基座朝向該影像感測模組的一底部，該第一軸向連接結構從該底部往該影像感測模組的方向凸起，該第二軸向連接結構位於該基板朝向該軸向驅動器的一頂部，且該第二軸向連接結構從該頂部往遠離該軸向驅動器的方向凹陷。
  5. 如請求項2所述之相機模組，其中該第二軸向連接結構的該至少一傾斜面圍繞該第一軸向連接結構的該至少一傾斜面。
  6. 如請求項1所述之相機模組，其中該第一軸向連接結構與該第二軸向連接結構皆以該光軸通過其中心且皆環繞該通孔。
  7. 如請求項1所述之相機模組，其中該軸向驅動器更包含一驅動線圈以及一驅動磁石，該驅動線圈設置於該成像鏡頭模組的外側，且該驅動磁石沿垂直於該光軸的方向與該驅動線圈互相面對。
  8. 如請求項7所述之相機模組，其中該驅動磁石與該驅動線圈皆對稱於該光軸設置。
  9. 如請求項1所述之相機模組，其中該影像感測模組更包含一影像穩定驅動器，且該影像穩定驅動器用於驅動該影像感測器沿垂直於該光軸的至少一方向移動。
  10. 如請求項1所述之相機模組，其中該通孔為一尖端開孔，該基座更具有環繞該尖端開孔的一內斜面，且該內斜面環繞出的區域往該影像感測模組的方向漸縮。
  11. 如請求項10所述之相機模組，其中該通孔的最小內徑小於該成像鏡頭模組的最大外徑。
  12. 如請求項1所述之相機模組，其中該基座更具有至少三個注料痕。
  13. 如請求項1所述之相機模組，其中該成像鏡頭模組更包含一單一部件，該至少一光學成像透鏡設置於該單一部件中，該單一部件設置於該軸向驅動器的該殼體和該基座之間，且該軸向驅動器的一驅動線圈設置於該單一部件的外側。
  14. 如請求項13所述之相機模組，更包含一位置感測磁石以及一位置感測器，其中該位置感測磁石設置於該單一部件上，該位置感測器設置於該基板和該基座其中至少一者，且該位置感測器對應於該位置感測磁石以偵測該成像鏡頭模組的位置。
  15. 如請求項1所述之相機模組，其中該基座包含一端子部，該端子部沿該光軸的方向朝該基板延伸，該端子部焊接至該基板上，且該端子部用於提供該軸向驅動器一驅動訊號。
  16. 一種電子裝置，包含： 如請求項1所述之相機模組。
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