TWI448801B - 相機模組 - Google Patents

Description

相機模組

本發明涉及一種相機模組，尤其涉及一種結構簡單、小型化之相機模組。

傳統之相機模組包括一鏡頭模組(Lens Module)和一影像感測器(Image Pick-up Sensor)。一般之鏡頭模組具有一鏡座、一收容於該鏡座內之鏡筒以及收容於該鏡筒內之光學元件如光學透鏡、濾光片等。影像感測器設置於該鏡頭模組之鏡座之底部，其與該鏡筒內之光學元件光學耦合。該相機模組多用於各種可攜式電子裝置上，使其兼具照相功能。具體參見Rastislav Lukac等人於文獻IEEE Transactions on Consumer Electronics,Vol.51,No.3,AUGUST 2005中之Digital Image Indexing Using Secret Sharing Schemes：A Unified Framework For Single-Sensor Consumer Electronics一文。

為了提高成像品質，相機模組一般配有變焦機構及對焦機構。無論是變焦機構還是對焦機構，均需通過驅動機構推動或旋轉鏡頭而實現變焦或對焦。而現有之驅動機構通常採用驅動器帶動齒輪機構，該種相機模組之變焦鏡頭結構於工作時，驅動器帶動齒輪轉動，同時帶動齒條做直線運動，從而使鏡頭沿其光軸作直線運 動，改變光學透鏡與影像感測器之間相對位置，實現光學變焦，然而，該相機模組之變焦鏡頭結構佔有較大之體積，且傳動時，動力損耗大，驅動速度較慢。

因此，有必要提供一種結構簡單、小型化且驅動速度快之相機模組。

一種相機模組，其包括：至少二組鏡片、一鏡筒、一鏡座、一影像感測器及一基板。該鏡座包括一鏡座頂部與鏡座底部，該鏡座底部與該影像感測器承載於該基板上。該鏡筒設置於鏡座頂部。該相機模組進一步包括一致動器組，該致動器組包括第一致動器與第二致動器。該至少二組鏡片分別設置於該二個致動器內。該二個致動器分別固定設置於該鏡筒內。該第一致動器用於變焦，該第二致動器用於微調對焦。

相較於先前技術，該相機模組通過該第一致動器與第二致動器直接驅動該設置於致動器內之至少二組鏡片於二個致動器內做軸向直線移動從而實現變焦與對焦。無需另外設置其他傳動機構，驅動裝置小，易於小型化，而且變焦及對焦之驅動速度快。

100‧‧‧相機模組

70‧‧‧至少二組鏡片

30‧‧‧致動器組

10‧‧‧鏡筒

20‧‧‧鏡座

40‧‧‧透光板

50‧‧‧影像感測器

60‧‧‧基板

71‧‧‧第一鏡片組

72‧‧‧第二鏡片組

31‧‧‧第一致動器

32‧‧‧第二致動器

12‧‧‧蓋板

102‧‧‧外螺紋

202‧‧‧鏡座頂部

204‧‧‧鏡座底部

206‧‧‧容置部

63‧‧‧第一容置部

64‧‧‧第二容置部

208‧‧‧內螺紋

310‧‧‧固定部

312‧‧‧導磁件組

314‧‧‧第一磁鐵

316‧‧‧可動部

318‧‧‧第一線圈組

3122‧‧‧上導磁件

3124‧‧‧下導磁件

320‧‧‧第二線圈組

322‧‧‧第二磁鐵

324‧‧‧彈片

501‧‧‧晶片焊墊

61‧‧‧承載面

62‧‧‧基板底面

641‧‧‧臺階面

631‧‧‧底面

601‧‧‧基板焊墊

80‧‧‧導線

圖1係本發明實施方式提供之相機模組之剖面示意圖；圖2係圖1中相機模組之第一致動器之示意圖；圖3係圖1中相機模組之第二致動器之示意圖。

請一併參閱圖1至圖3，本發明之相機模組100，包括至少二組鏡片70、一致動器組30、一鏡筒10、一鏡座20、一透光板40、一影像感測器50及一基板60。

本實施方式中，該至少二組鏡片70包括第一鏡片組71及第二鏡片組72。該第一鏡片組71包括二片光學鏡片，該第二鏡片組72包括三片光學鏡片。

該致動器組30包括第一致動器31與第二致動器32。該第一鏡片組71及第二鏡片組72分別設置於第一致動器31與第二致動器32內且可分別於該第一致動器31與第二致動器32做軸向直線運動。該第一鏡片組71及第二鏡片組72有共同之光軸。本實施方式中，該第一致動器31與第二致動器32均為音圈馬達，該第一致動器31用於變焦。該第二致動器32用於微調，以實現對焦。

該鏡筒10為中空圓筒狀，該第一致動器31與第二致動器32分別通過黏接或螺合之方式嵌置於均嵌置於該鏡筒10內。該鏡筒10頂端蓋設有一透光蓋板12，其可使光線通過，並可阻擋灰塵等雜質進入相機模組100內污染該二組鏡片70。該鏡筒10之外側面設有一外螺紋102。

該鏡座20為中空圓臺狀，該鏡座20包括一鏡座頂部202及一鏡座底部204。該鏡座頂部202為圓柱體，該鏡座底部204為一方體結構，該鏡座底部204設置有一容置部206，其與該鏡座頂部202相貫通。容置部206之外徑大於該鏡座頂部202之外徑，而於二者相接處形成臺階。該鏡座20設有內螺紋208。該鏡筒10通過其外螺 紋102與該鏡座20之內螺紋208相螺接設置於該鏡座頂部202。

實際應用中，該相機模組100也可不設有鏡筒10而將該第一、第二致動器31、32直接嵌置於該鏡座頂部202內，並不限於本實施方式。

該第一致動器31包括一固定部310、導磁件組312、二個第一磁鐵314、一可動部316及一第一線圈組318。該導磁件組312、二個第一磁鐵314、一可動部316及一第一線圈組318收容於該固定部310內，該可動部316可相對該固定部310軸向直線移動。該二個第一磁鐵314及該可動部316均為環狀結構，該第一磁鐵314固定設置於該可動器316上。本實施方式中，該導磁件組312包括二個相對設置之上導磁件3122及二個相對設置之下導磁件3124。該二個上導磁件3122與二個下導磁件3124分別間隔地設置於固定部310之兩端。該第一線圈組318繞設於該固定部310上。該第一鏡片組71固定於該可動部316內。使用時，給該第一線圈組318通電，該第一線圈組318產生磁場，其使得可動部316上之第一磁鐵314之間產生一洛倫茲力(Lorentz force)推動該可動部316相對該固定部310做軸向直線運動。該第一鏡片組71固定於二個可動部316之間並隨可動部316之移動而移動，從而改變了第一鏡片組71與第二鏡片組72及影像感測器50之間之距離，實現變焦。例如，當該第一線圈組318通入如圖2所示之極性電流時，第一線圈組318與第一磁鐵314之間產生之洛倫茲力使得可動部316由上導磁件3122往下導磁件3124方向做軸向直線運動直到第一磁鐵314被下導磁件3124吸附定位。當第一線圈組318再通入一極性相反之電流， 該第一磁鐵314與第一線圈組318之間產生之洛倫茲力大於下導磁件3124與第一磁鐵314之間之吸力時，洛倫茲力使得該第一磁鐵314由下導磁件3124往上導磁件3122方向做軸向直線運動直到第一磁鐵314被上導磁件3122吸附定位。

該第二致動器32包括一第二線圈組320、一第二磁鐵322及二個彈片324。該第二磁鐵322與第二線圈組320均為環狀結構。該第二鏡片組72設置於該第二線圈組320內，該第二磁鐵322設置於該第二線圈組320之週邊。本實施方式中，該第二線圈組320可相對第二磁鐵322運動。該第二線圈組320之兩側分別固定有一彈片324。該二個彈片324之間之距離略大於該第二磁鐵322之長度。使用時，給該第二線圈組320通電，第二線圈組320與第二磁鐵322產生一洛倫茲力推動該第二線圈組320運動，從而帶動該第二鏡片組72一起做軸向直線運動。同時，該第二線圈組320通電運動時抵擋住該彈片324，使該彈片324發生形變，該彈片324抑制該第二線圈組320帶動第二鏡片組72運動，直到第二線圈組320與第二磁鐵322產生之洛倫茲力與該彈片324產生之彈力取得平衡時，第二線圈組320停止運動，從而使得第二線圈組320帶動該第二鏡片組72相對影像感測器50發生微小位移，達到精確對焦之目之。當第二線圈組320斷電時，該彈片324給該第二線圈組320提供彈力，使該第二鏡片組72彈回。

該影像感測器50可為CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合組件感測器)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補性金屬氧化物感測器)，其用於將光訊號轉 化為電訊號。該影像感測器50上設置有複數晶片焊墊501。

該基板60可由玻璃纖維、強化塑膠或陶瓷等材質所製成，該基板60包括一承載面61及一與承載面61相對之基板底面62。該鏡座底部204承載於該基板60之承載面61上。本實施方式中，該基板60由承載面61向基板底面62方向開設有一凹槽，本實施方式中，該凹槽為階梯狀結構，該階梯狀結構之凹槽包括第一容置部63及一第二容置部64，該第一容置部63與第二容置部64相連通且第二容置部64之尺寸大於該第二容置部63之尺寸，而於兩者相接處形成一臺階面641。第二容置部63具有一底面631。該底面631對應該複數晶片焊墊501設有複數基板焊墊601，該影像感測器50收容於第二容置部63內且承載於第二容置部63之底面631上。該相機模組100進一步包括多條導線80。該複數晶片焊墊501通過該多條導線80分別與基板焊墊601對應連接以使影像感測器50與基板60電性連接。

實際應用中，也可用覆晶形式、內引腳貼合、自動載帶貼合、倒貼封裝或熱壓合連接方式使影像感測器50機械性及電性連接於基板60。並不限於本實施方式。

優選地，該相機模組100還進一步包括一透光板40，該透光板40收容於該第一容置部64內且固設於該臺階面641上以保護影像感測器50，避免灰塵水汽污染該影像感測器50。該透光板40為一透光玻璃，其一表面可鍍覆一層紅外截止濾膜(IR-cut Coating)，以濾除來自於被攝物反射光線中之紅外線，從而進一步提高成像品質。

該相機模組通過該第一致動器與第二致動器直接驅動該設置於致動器內之至少二組鏡片於二個致動器內做軸向直線移動從而實現變焦與對焦。無需另外設置其他傳動機構，驅動裝置小，易於小型化，而且變焦及對焦之驅動速度快。

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爰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‧‧‧相機模組

70‧‧‧至少二組鏡片

30‧‧‧致動器組

10‧‧‧鏡筒

20‧‧‧鏡座

40‧‧‧透光板

50‧‧‧影像感測器

60‧‧‧基板

71‧‧‧第一鏡片組

72‧‧‧第二鏡片組

31‧‧‧第一致動器

32‧‧‧第二致動器

12‧‧‧蓋板

102‧‧‧外螺紋

202‧‧‧鏡座頂部

204‧‧‧鏡座底部

206‧‧‧容置部

63‧‧‧第一容置部

64‧‧‧第二容置部

208‧‧‧內螺紋

501‧‧‧晶片焊墊

61‧‧‧承載面

62‧‧‧基板底面

641‧‧‧臺階面

631‧‧‧底面

601‧‧‧基板焊墊

80‧‧‧導線

Claims (9)

1. 一種相機模組，其包括：二組鏡片、一鏡筒、一鏡座、一影像感測器及一基板，該鏡座包括一鏡座頂部與鏡座底部，該鏡座底部與該影像感測器承載於該基板上，該鏡筒設置於鏡座頂部，其改進在於：該相機模組進一步包括一致動器組，該致動器組包括第一致動器與第二致動器，該二組鏡片分別設置於該二個致動器內，該二個致動器分別固定設置於該鏡筒內，該第一致動器用於變焦，該第二致動器用於微調對焦，所述基板包括一用於承載所述鏡座的承載面及一與承載面相對的基板底面，所述基板由承載面向基板底面方向開設有一階梯狀的凹槽，該凹槽包括第一容置部及一第二容置部，所述影像感測器收容于第二容置部內且承載于第二容置部的底面上，所述第一容置部與所述第二容置部相接處形成一臺階面，所述相機模組進一步包括一透光板，該透光板固設於所述臺階面上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之相機模組，其中：該第一致動器與第二致動器均為音圈馬達。
3. 如申請專利範圍第1項所述之相機模組，其中：該二組鏡片包括第一鏡片組及第二鏡片組，該第一鏡片組與第二鏡片組分別設置於該第一致動器與第二致動器內且可分別於該第一致動器與第二致動器內軸向直線移動。
4. 如申請專利範圍第1項所述之相機模組，其中：該第一致動器包括一固定部、導磁件組、二個第一磁鐵、一可動部及一第一線圈 組，該導磁件組包括上導磁件及下導磁件，該上導磁件及下導磁件間隔地設置於該固定部之兩端，該二個第一磁鐵及該可動部均為環狀結構，該第一線圈組繞設於該固定部上，該第一鏡片組固定於該可動部內，該二個第一磁鐵分別設置於該可動部之兩端，該可動部設置於固定部內且可相對固定部軸向移動。
5. 如申請專利範圍第3項所述之相機模組，其中：該第二致動器包括一第二線圈組、一第二磁鐵及二個彈片，該第二線圈組與第二磁鐵均為環狀結構，該第二鏡片組設置於該第二線圈組內，該第二磁鐵設置於該第二線圈組之週邊，該第二線圈組之兩側分別固定有一彈片。
6. 如申請專利範圍第5項所述之相機模組，其中：該二個彈片之間之距離略大於該第二磁鐵之長度。
7. 如申請專利範圍第1項所述之相機模組，其中：該影像感測器上設置有複數晶片焊墊，該第二容置部之底面對應該複數晶片焊墊設有複數基板焊墊，該相機模組進一步包括多條導線，該複數晶片焊墊通過該多條導線分別與基板焊墊對應連接以使影像感測器與基板電性連接。
8. 如申請專利範圍第1項所述之相機模組，其中：該透光板為一透光玻璃，其一表面鍍覆一層紅外截止濾膜，以濾除來自於被攝物反射光線中之紅外線。
9. 如申請專利範圍第1項所述之相機模組，其中：該相機模組進一步包括一透光蓋板，該透光蓋板蓋設於該鏡筒之頂端。