TWI286262B - Camera module - Google Patents

Description

l286262 九、發明說明： 【發明所屬之技術領· 影像摄特別是有，^ 邊勖的攝影模組。 【先前技#?】 如第1圖所示，美國真刹钕 像震氣4 寻利苐5266988號公開用於照相機的一影 制裝置:該影像震動抑制裝置，設置於鏡頭内，使用照相 提供刹_加速度早70測*出操作者的振動照相機的角加速度資訊， 鏡二：：路計算後驅動一驅動元件’此驅動元件使鏡頭内的某- 的景⑷ 方向運動，補正或抑操作者振域相機而產生 。像拉糊現象。然而，當不 旦 續舞驅動元㈣供、丨〜象動抑制裝置時，必須持 ，動广件k供適當大小的電流，使得照相機相當耗電。 如第2圖所示，日本特登錄第3 該移動機槿^ 174 開一種移動機構。 夕動機構利㈣電讀驅動影像感測單元， 方向上運動。如此’也可達到補正或抑制因操作者振動垂直光轴 生的影像模糊現象；並且適合搭配任—種鏡頭。壓電:目機而產 的被電壓驅動，以便適當地移動CCD來補正影像；# μ須不斷 件的重量比單-鏡片重，使得必須使用體積相當大的壓^ _CCD元 以驅動該CCD元件。雖然此種方式可研低鏡頭的光學件才得 但是體積龐大的壓電元件使得具有該項補正或抑制手二、像品質， 相機體積亦隨之增加。 動力喊的照 【發明内容】 本發明的主要目的在於提供一種攝影模組，具有。、、 攝影裝置時的震動而產生影像模糊的補正機制，並在甫正因操作 0757—。眶⑽;0_5312;chentf Μ Μ _ A 機制 1286262 1 時可簡易固定影像感測單元位置。 本發明的攝影模組，包含固定座.、影像感測單元、與固定座結 合的攝影鏡頭、與固定座結合並提供影像感測單元運動的運動框^ 及與固定座結合的電磁閥。運動框架利用電磁力驅動影像感測單元 運動，用以補正因操作攝影裝置時的震動而產生影像模糊的補正機 制。電磁閥具有可於第一位置與第二位置之間活動的抵接柱。當使 用此補正機制時，電磁閥的抵接柱位於第一位置而未與影像感測單 元接觸，使得影像感測單元可隨運動框架運動；當未使用此補正機 制時，電磁閥的抵接柱位於第二位置而與影像感測單元接觸，使得 影像感測單元通過電磁閥的抵接柱固定其位置。 本發明的攝影模組還包含一保護墊片，設置於影像感測單元及 電磁閥之間’缓衝電磁閥的抵接柱位於第二位置時抵接該影像感測 單元的力量。 運動樞架包含可活動地設置於固定座上的移動框及可活動地 設置於移動框上的承载座，且影像感測單元固定於承載座上；此外， 運動框架還包含：使得移動框與固定座結合並可相對於固定座沿一 第一方向運動的一第一導引構件、設置於固定座的至少一第一磁 石、設置於移動框上且與第一磁石相對的至少一第一線圈，及設置 於第一線圈旁的笫一雈爾元件’通過提供電壓至第一線圈，使得第 一線圈與第^一磁石之間產生磁力變化而驅動移動框借助第一導引構 件沿第一方向運動。 該第一導引構件包含··設置於固定座且彼此平行的一對第一導 桿，分別設置於移動框的多個第一握持部；通過這些第一握持部分 別套住第一導桿’使得移動框與固定座結合，並且移動框可沿著第 一導桿的轴線方向運動。進一步，該移動框帶動該影像感測單元沿 著第一導桿的軸線方向運動。 0757-A21308ITWF(N2)；00105312；chentf 6 1286262 x 樞軸的軸線方 如上所述，第一磁石的N磁極與S磁極是沿著第一 向排列。 如上所述，該運動框架還包含使得承載座與移動框結合並可相 對於固定座沿一第二方向運動的一第二導引構件、設置於固定座、 至少一第二磁石、設置於承載座上且與第二磁石相對的至少一第二 線圈，及設置於第二線圈旁的第二霍爾元件，通過提供電壓至第= 線圈，使得第二線圈與第二磁石之間產生磁力變化而驅動承载座: 助第二導引構件沿第二方向運動。 曰

該第二導引構件包含：設置於移動框上且彼此平行的一對第二 導桿，分別設置於承載座的多個第二握挤部；通過這些第二握持& 分別套住第二導桿’使得移動框與承載座結合，並且承載座可 第二導桿的軸線方向相對運動。 於本發明中，第二方向不同於第一方向；較佳地是，第—導才曰 的軸線方向與第二導桿的軸線方向垂直。 Τ 如上所述，第二磁石的N磁極與S磁極是沿著第二樞軸的軸線方 向排列。 於本發明中’當影像感測模組處於靜止狀態時，第一霍爾元件 的一半部分位元於第一磁石的N磁極上方，而第一霍爾元件的 另一半部分位元於第一磁石的S磁極上方；以及第二霍爾元件 的一半部分位元於第二磁石的N磁極上方，而第二霍爾元件的 另一半部分位元於第二磁石的S磁極上方。 【實施方式】 以下藉由最佳實施例及附圖對本發明的影像感測模組進行詳細 說明。 、 在本發明被詳細描述前，要注意的是，在以下的說明内容所使 0757-A21308ITWF(N2) ；〇0105312；chentf 7 1286262 用的相對位置用語，例如“第一方向x，，、“第二方向¥，，、“第三方向z” 是以各圖所標示的座標方向為基準，且該“第—方向χ，，與該“第二方 向Υ”及該“第三方向Ζ”彼此垂直。 ^ 一 第3圖是本發明實施例的攝影模組的立體圖。如第3圖所示， 本發明的攝影模組包含固定座20、與固定座2〇結合於一側的攝影 鏡頭30以及與固定座20結合於另—側的電磁閥4〇。運動框架％ 位於電磁閥40與攝影鏡頭30之間，並固定座2〇結合.马像感測單 元60、例如CCD設置於運動框架50上。當一目標物經:攝影鏡頭 30成像後，目標物的影像形成於影像感測單元6〇上。 第4圖是本發明實施綱攝频組的分解透視圖。如第4圖所 示，攝影鏡頭的鏡筒31通過螺絲（未顯示）固定結合於固定座2〇的一 侧。電磁閥40具有-對翼部41Α、41Β，並利用該對翼部4ια、 使得電磁閥由螺絲42Α、42Β固定結合於固定座2〇的另一側。運動 框架50位於電磁閥40與攝影鏡頭30之間，並與固定座2〇結合； 運動框架50包含多個線圈（未顯示），並通過對這些線圈提供作號使 其產生與位於蚊座20上的磁石交互作用的磁力，軸運動^架 50運動。影像感測單元60朝向攝影鏡頭3〇的—側具有一低通渡光 片32與一矩形保護框33，其與攝影鏡頭3〇反向的一側具有一$護 墊片34 ;當影像感測單元60嵌入運動框架5〇而固定後，低通濾光 片32及矩形保護框33被夾擠於運動框帛5〇與影像感測單元1^之 間。 第5Α圖是本發明實施例的攝影模組的剖視圖’其中電磁閥的抵 接柱未與影像Μ料賴；第_是轉明實_的攝^組的 剖視圖，其中電磁閥的抵接柱與影像感測單元接觸。電磁間仙内具 有一抵接柱43，該抵接柱43由外部電壓信號控制，使得抵接柱幻 得以在第-位置與第二位置之間移動，第5Α圖所示，當抵接柱^ 〇757-A21308ITWF(N2)；00105312；chentf 8 1286262 • l ζ第4置日卞，抵接柱43未與影像感測單元60接觸；此時，運 動框㈣可通過電磁力驅動而運動，進而帶動影像感測單元60移 動。、如第口 5 B圖所示，當抵接柱4 3位於第二位置時，抵接柱* 3與影 • 像感測單元60接觸；此時，運動框架50未與固定座2〇上的磁石 、 21^、21B產生電磁交互作用力，且電磁閥40的抵接柱43與影像感 測單元60接觸而固定其位置。若未通過抵接柱43與影像感 、 60接觸，運動框架⑽會任意運動而使影像感測單元6G無i落入攝 • 影鏡頭30的成像範圍内。此外，將保護墊片34設置於抵接柱43與 鲁 影像感測單元60之間，避免當抵接柱43位於第二位置而固定影像 感測單元60時，產生過大的力量破壞影像感測單元60。 第6圖是本發明實施例中的運動框架的後視圖。本發明的實施 方式中的運動框架50，可應用於照相裝置中以抑制或補正操作者振 動照相機產生的影像模糊現象。該實施例的運動框架5〇包含設置於 固疋座20上的一移動框51，移動框51具有一第一中空部位59，可 活動地設置於移動框51上的一承載座52，其中影像感測單元6〇、 例如CCD設置於承載座52上。此外，影像感測單元60的感光面是 朝向攝影鏡頭30的方向，即第三方向z的方向。 馨第7圖是一立體圖，表示霍爾元件與磁石之間的相對位置。如 第7圖所示’該固定座20具有一對第一磁石21A、21C、一對第二 磁石21B、21D及彼此平行的一對第一樞軸25、26。第一對磁石21A、 21C彼此平行地設置於中空部位29的兩側，其中一第一磁石21A的 , N磁極、S磁極沿著第一方向X排列，且另一第一磁石21C的N磁極、 / S磁極也沿著第一方向X排列。第二對磁石21B、21D也彼此平行地 設置於中空部位29的兩側，其中一第二磁石21B的N磁極、S磁極沿 著第二方向Y排列，且另一第二磁石21D的N磁極、S磁極也沿著第 二方向Y排列。再者，第一磁石21A、21C的相同磁極S朝向中空部 0757-A21308ITWF(N2)；00105312；chentf 9 1286262 4 1 位29設置，以及第二磁石2IB、21D的相同磁極s朝向中空部位29 設置。於本發明中’並未限制第一磁石21A、21C的相對位置以及第 二磁石2IB、21D的相對位置，亦可是不同的磁極朝向中空部位29。 這些第一磁石21A、21C及第二磁石21B、21D分別通過膠水、例如 UV膠、熱固膠，而與固定座2〇固定。此外，第一磁石21A及第二 磁石21B會穿透固定座20而裸露於朝向電磁閥4〇的一側。 第8圖是表示承載座與移動框結合的立體圖；第9圖是一俯視 圖，分別表示設置於移動框及承載座上的線圈與霍爾元件。如第8 圖及第9圖所示，該承載座52具有二個翼部521a、521b，且在該二 個翼部521a、521b上分別設置一對第二線圈522a、522b及第二霍爾 元件524。其中，第二線圈522a設置於翼部521a，第二霍爾元件524 緊鄰第二線圈522a也設置於翼部521a上；另一第二線圈522b設置於 另一翼部521b。該一對第二線圈522a、522b大致呈矩形，其長邊彼 此平行。此外，移動框51也具有二個翼部51 la、511b，且在該二個 翼部511a、51 lb上分別没置一對第一線圈512a、512b及第一霍爾元 件514。第一線圈512a設置於翼部511a，第一霍爾元件514緊鄰第 一線圈512a也設置於翼部511a上；另一第一線圈512b設置於另一翼 部511b。該一對第一線圈512a、512b也大致呈矩形，其長邊彼此平 行。再者，在移動框51外側，鄰近承載座52的翼部521a處具有二 個第一握持部515a、515b，該第一握持部515a、515b分別具有一孔 洞5151a、5151b ;以及在移動框51外側，鄰近承載座52的另一翼 部521b處具有二個第一握持部515c、515d，該二個第一握持部 515c、515d分別具有一孔洞 5151c、515Id。 一對第一樞軸25、26彼此平行設置；其中，較短的第一樞轴 25 δ又置成位於磁石21A及磁石21D的一側，另一較長的第一樞軸26 在运離中空部位29的方向設置於磁石21B的一側。在該具體實施方 0757-A21308ITWF(N2)；00105312；chentf 10 1286262 c t 式中，較長的第一樞軸26穿過移動框5i的二個第一握持部515c、 515d的孔洞5151c、5151d而被握持後，再固定於固定座2〇的握持部 25b、25c上；以及，較短的第一樞軸25穿過移動框51的第一握持 部515a、515b的孔洞5151a、5151b，再固定於固定座2〇的握持部 25a中。借此，該一對第一樞軸25、26及這些握持部25a、25b、25c、 515&、51513、515(：、515(1構成一第一導引構件70;使得移動框51 可利用該第一導引構件70在第一方向χ上運動。 如第8圖、第9圖所示，該承載座52還具有一中空部位525 ; _ 且影像感測單元60置於中空部位525内。承載座52具有一電路板(未 顯示），影像感測單元60與該電路板電連接；以及固定於該電路板 上且該影像感測單元60被承载座52的矩形框526環繞。該矩形框 526與第二方向Y平行的一對框壁5261、5262分別具有第二握持部 523a、523b、523c、523d ;且第二握持部 523a、523b、523c、5说 分別具有一孔洞5231a、5231b、5231c、5231d。一對第二樞軸27、 28平行於第二方向Y ;其中，一第二樞軸27穿過移動框5i上的握 持部516a、516b，再插入承載座52的第二握持部523a、52孙的孔 洞5231a、523 lb後固定，另一第二樞軸28分別穿過移動框51上的 ► 握持部516c、516d及承载座52的第二握持部523c、523d的孔洞 5231c、5231d後將移動框51與承載座52結合。借此，該對第二樞 轴 27、28 及這些握持部 516a、516b、516c、516d、523a、523b、523c、 523d構成-第二導引構件8G ;使得承載座52可利用該第二導引構 件80在第二方向γ運動。 第10圖是具有本發明的影像感測模組的照相裝置。如第3圖及 第10圖所示，照像裝置1〇〇内具有一震動感知元件11〇，例如是角 加速度το件或加速度元件，通過該震動感知元件11〇感測得使用者 #作照像裝置100的震動量後，通過-脈波寬度調製電路12〇或數 〇757-A21308ITWF(N2)；00105312；chentf 1286262 位電路提供一電壓信號至這些線圈512a、512b、522a、522b。這此 線圈512a、512b、522a、522b分別產生可變化的磁場，與這些=二 磁石21A、21C及這些第二磁石21B'21D作用後，該承载座52相對 於固定座20於第一方向X產生運動，及該承載座52相對於固定座 20於第二方向γ產生運動，使影像感測單元6〇亦可於第一方向又及 第二方向γ產生對應的運動。借此，可抑制或補正操作者振動照相機 產生的影像模糊現象。 第7圖是說明承載座靜止時，第一霍爾元件514、第二霍爾元 件524相對於第一磁石21A、第二磁石21B的位置表示圖。在本發 明的具體實施方式中，當照像裝置100於靜止狀態時，運動框架5〇

也處於靜止狀態，第一霍爾元件514的半部分位元於第一磁石21A

的N磁極上方，第一霍爾元件514的另一半部分位元於第一磁石21A

的S磁極上方；以及第二霍爾元件524的半部分位元於第二磁石21B 的N磁極上方，第二霍爾元件524的另一半部分位元於s磁極上方。 因此’這些弟一、苐二霍爾元件514、524測量得到的磁場變化量為 零。當使用者操作照像裝置1〇〇，且對照像裝置iOO產生震動時， 這些線圈512a、512b' 522a、522b與這些第一、第二磁石21A、21B、 21C、2ID作用驅動承載座52於第一方向X及第二方向Y產生對應的 運動，這些第一、第二霍爾元件514、524測量得到磁場的變化量， 並借此可計算得知承载座52的移動量及移動頻率，並適時地修正脈 波寬度調製電路或數位電路提供的信號。 歸納上述，本發明的攝影模組可獲得下述功效及優點，所以確 實能達到發明的目的： 又 一、因為本發明提供電磁閥固定影像感測單元，因此當運動框 架不需提供手震補正機制時，可利用電磁闕固定影像感測單元的位 置。 ' 0757-A21308ITWF(N2)；O0105312；chentf 12 1286262 二、 因為本發明是改變影像感測單元相對於光軸的位置，非調 製鏡頭内鏡片的位置，所以不會降低鏡頭的周邊亮度及成像品質。 三、 因為本發明是採用一對線圈與一對磁石於垂直光軸方向驅 動影像感測單元運動，各電子部品的體積較小，易於縮小照相裝置 的體積。

0757-A21308ITWF(N2)；00105312；chentf 1286262 【圖式簡單說明】 第1圖是美國專利第5266988號公開的用於照相機的—影 動抑制裝置；辰 第2圖是日本特登錄第3551174號公開的一種移動機構； 第3圖是本發明實施例的攝影模組的立體圖； 弟4圖疋本發明實施例的攝影模組的分解透視圖； 第5A圖是本發明實施例的攝影模組的剖視圖，其中電磁閥的抵 接柱未與影像感測單元接觸； 第5B圖是本發明實施例的攝影模組的剖視圖，其中電磁閥的 接柱與影像感測單元接觸； 一 第6圖是本發明實施例中的運動框架的後視圖； 第7圖疋一立體圖，表示霍爾元件舆磁石之間的相對位置； 第8圖是表示承載座與移動框結合的立體圖； 第9圖疋一俯視圖，分別表示設置於移動框及承載座上的線 與霍爾元件； ' 第10圖表示具有本發明的攝影模組的照相裝置。

【主要元件符號說明】 20〜固定座； 21B、21D〜第二磁石； 25a、25b、25c〜握持部 30〜攝影鏡頭； 32〜低通濾光片；34〜保護墊片； 41A、41B〜翼部；43〜抵接柱； 21A、21C〜第一磁石； 25、26〜第一柩軸； 27、28〜第二樞軸； 31〜鏡筒； 3 3〜矩形保護框； 40〜電磁閥； 42A、42B〜螺絲； 50〜運動框架； 0757-A21308ITWF(N2)；00105312；chentf 1286262 51〜移動框； 59〜第一中空部位； 80〜第二導引構件； 120〜脈波寬度調製電路； 512a、512b〜第一線圈； 515a、515b〜第一握持部 52〜承載座； 60〜影像感測單元； 110〜震動感知元件； 511a、511b〜翼部； 514〜第一霍爾元件； 515c、515d〜第一握持部； 516a、516b、516c、516d〜握持部； 521a、521b〜翼部； 522a、522b〜第二線圈；

523a、523b、523c、523d〜第二握持部； 524〜第二霍爾元件； 525〜中空部位； 526〜矩形框； 5151a、5151b〜孔洞； 5151c、5151d〜孔洞； 5231a、5231b、5231c、5231d〜孔洞； 5261、5262〜框壁

0757-A21308ITWF(N2)；00105312；chentf 15

Claims (1)

1286262 十、申請專利範圍： 1. 一種攝影模組，包括： 一固定座； 一攝影鏡頭與該固定座結合； 一運動框架，裝設於該固定座上且可相對於該固定座產生運動； 一影像感測單元，固定於該運動框架上且可通過該運動框架而 相對於該固定座產生運動；以及 一電磁閥，具有可於一第一位置與一第二位置之間移動的一抵 接柱，其中當該影像感測單元通過該運動框架祖對於該固定座產生 運動時，該抵接柱係位於該笫一位置而未與該影像感測單元碰觸， 當該影像感測單元不需借助該運動框架相對於該固定座產生運動 時，該電磁閥的抵接柱係位於該第二位置而與該影像感測單元抵 接，進而固定該影像感測單元的位置。 2. 如申請專利範圍第1項所述之攝影模組，其中該運動框架包 含： 一第一導引構件，使該運動框架與該固定座結合並可相對於該 固定座沿一第一方向運動； 至少一第一線圈，設置於該運動框架上； 至少一第一磁石，固定於該固定座上且與該第一線圈相對設 置；以及 一第一霍爾元件，與該第一線圈共同設置於該運動框架上且設 置於該第一線圈旁，藉由提供電壓至該第一線圈，使該第一線圈與 該第一磁石之間產生磁力變化而驅動該框架通過該第一導引構件沿 該第一方向運動。 3. 如申請專利範圍第2項所述之攝影模組，其中該運動框架更包 括： 0757-A21308ITWF(N2)；00105312；chentf 1286262 -移動框，藉由該第-導引構件與該固定座結合並可相對於該 =座沿該弟—方向運動，且該第-線圈及該第—霍爾 该移動框上；以及 括： 一承載座，裝設於該移動框上且可相，對於該 4·如申請專利範圍第3項所述之攝影模組， 固疋座產生運動。 其中該承載座更包 -第二導引構件，使得該移動框與該承载座結合並可相對於該 移動框沿一第二方向運動； 至少一第二線圈，設置於該承載座上； 至少-第二磁石，設置於該固定座上且與該第二線圈相對；以 -第二霍爾元件，與該第二線圈共同設置於該承載座上且設置 於該第二線圈旁，通過提供電壓至該第二線圈，使得該第二線圈與 該第二磁石之間產生磁力變化並驅動該承載座通過該第二導引構件 沿該第二方向運動。 5·如申請專利範圍第1項所述之攝影模組，其更包括： 一保護墊片，設置於該影像感測單元及該電磁閥之間，用於緩 衝該電磁閥的該抵接柱位於該第二位置時抵接於該影像感測單元的 力量。 、 6·如申清專利範圍第2項所述之攝影模組，其中該第一導引構件 包含： 複數個第一握持部，分別設置於該移動框一對平行的框邊外側 上；以及 一對第一導桿，彼此平行且各自被該等第一握持部的其中—部 分握持，並且該等第一導桿係固定於該固定座上，其中藉由將誃等 第一握持部分別套設於該第一導桿上，使該移動框與該固定座钎 0757-A21308ITWF(N2)；00105312；chentf 17 1286262 合’並且該移動框可沿著該第—導桿的軸線方向運動。 包含 申π專利fc圍第4項所述的攝影模組，其中該第二導引構件 不旻数個第二握持部 刀别故置於承載座的固定框上；以及 .對第二導桿，彼此平行且各自被料第二握持部的其中一部 分握持’並且該第二導桿仙定於該移動框上，料藉由將該等第 二握持部分別套設於該第二導桿上，使該移動框與該承載座结合， 並且該承載座可沿著該第二導桿的軸線方向運動。

8.如申請專利範圍第7項所述之攝影模組，其中該第二導桿的轴 線方向與该苐一導桿的轴線方向垂直。 9.如申請專利範圍第8項所述之攝影模組，其中該第一磁石包含 N磁極與S磁極，且N磁極與S磁極係沿著該第一導桿的軸線方向排 列。 10.如申請專利範圍第9項所述之攝影模組，其中該第二磁石包 含N磁極與S磁極，且N磁極與S磁極是沿著該第二導桿的軸線方向排 列。 11_如申請專利範圍第1〇項所述之攝影模組，其中當該影像感測 單元由該電磁閥的該抵接柱固定其位置而處於靜止狀態時，該第一 霍爾元件的一半部分係位於該第一磁石的N磁極上方，而該第一霍爾 元件的另一半部分係位於該第一磁石的S磁極上方。 12·如申請專利範圍第11項所述之攝影模組，其中當該影像 感測單元由該電磁閥的該抵接柱固定其位置而處於靜止狀態 時，該第二霍爾元件的一半部分係位於該第二磁石的N磁極上 方，而該第二霍爾元件的另一半部分係位於該第二磁石的S磁 極上方。 0757-A21308ITWF(N2)；00105312；chentf