CN101852910B - 摄影模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种摄影模块，其至少包括一镜头、一电控调焦元件、一弹性元件、一承座及一光感测元件。本发明通过电气驱动所述电控调焦元件的一可动件带动相组设于所述可动件的前述镜头沿光轴直线移动，以执行电控调焦功能。所述弹性元件是相组设于所述电控调焦元件，其具有多个弹性力臂，每一所述弹性力臂具有连续的多个呈辐射状走线型式的弯折部，可平均吸收所述镜头组设、旋转时的变形量、平面轴向偏移量及一定量的倾角变化累积的应力，而不致永久变形，并且可有效利用空间，增加所述多个力臂长度，以有效降低弹簧K值。

Description

摄影模块

技术领域

本发明是关于一种具有电控调焦元件的摄影模块，特别是关于一种电控调焦元件采用音圈马达(Voice Coil Motor，VCM)架构的摄影模块。

背景技术

许多电子装置有设置一致动器的需求，例如具有震动功能的移动电话、具有垂直位移致动器的磁性磁头以及自动对焦模块相机等；其中最普遍运用的致动器为音圈马达(Voice Coil Motor，VCM)，原因是音圈马达(Voice CoilMotor，VCM)能达成精确的位移，且价格廉宜，适合作为电子装置的短距离微致动器。

短距离微致动器可应用于摄影模块作为电控调焦元件，以作为自动对焦的用途。请参考图1，是已知具有电控调焦元件的摄影模块1的截面结构示意图。所述摄影模块1主要由一载座40、一镜头承载座12、一镜头10及一音圈马达(Voice Coil Motor，VCM)组成。所述载座40具有一容置空间，供组设所述镜头承载座12。所述镜头承载座12内容置有一由多个镜片(未示出)组成的镜头10，且所述镜头10是与所述镜头承载座12相螺合，而组设于所述镜头承载座12中。磁石20、轭铁22(Yoke)与线圈24构成前述音圈马达而组设于所述镜头承载座12与所述载座40之间的容置空间。所述摄影模块1设置有一弹性元件单元，以提供所述音圈马达较佳的位移速度以及回复速度。所述弹性元件单元包括有上弹性元件32及下弹性元件34；其中所述上弹性元件32设置于所述镜头承载座12顶端，所述下弹性元件34设置于所述镜头承载座12底端。

图2为前述上弹性元件32及下弹性元件34的一种已知结构上视图。图2的弹性元件200是呈平板状，其具有一外缘区域210、一内缘区域220及多个弹性力臂230，每一所述弹性力臂的一端连接于所述外缘区域210及其另一端连接于所述内缘区域220。所述弹性元件200的部份外缘区域210固设于所述载座40，而其部份内缘区域220固设于所述镜头承载座12。当线圈24通入一预定极性电流时，产生一朝前的电磁力。所述磁石20的磁力方向相同于所述电磁力，而产生加成的磁性作用力，并且所述线圈24是与所述镜头承载座12及所述下弹性元件34相组设，进而通过所述线圈24受到本身磁力的推动而带动所述镜头承载座12沿光轴方向移动至一预定位置，以执行电控对焦功能。所述轭铁22是用以封闭所述线圈24与磁石20的磁力线。当线圈24通入相反极性电流后，所述线圈24产生的电磁力与所述磁石20的磁力相消，并通过所述弹性元件单元的回复力将所述镜头承载座12推回至原来位置。

由于所述上弹性元件32及下弹性元件34的外缘区域固设于所述载座40上，而内缘区域固设于所述镜头承载座12，当所述镜头承载座12沿光轴线相对于所述载座40朝前或朝后移动时，在前述外缘区域及内缘区域之间的弹性力臂将因为受拉伸形变而有累积应力。然而由于图2所示的已知弹性元件200的弹性力臂230弯折形状为连续的多个弧形，亦即为多个形状相等的弧形相接。当所述弹性元件200受到所述镜头10旋转、置入所述镜头承载座12产生的扭力、所述镜头10平面轴向偏移而产生的拉力及所述镜头10发生倾角变化产生的应力以及因所述镜头承载座12前、后移动拉伸所述这些弹性力臂而发生变形时，由于每个弹性力臂弧形弯折形状相等，无法透过各个弧形弯折吸收上述累积应力，致使所有应力最后均集中在所述这些弹性力臂与前述外缘区域及内缘区域的接点上，使前述内缘区域及外缘区域均承受过大的内部垂直应力，久的易造成所述弹性元件200接点处疲乏，而使所述弹性元件200的使用寿命减损。

发明内容

本发明提供一种摄影模块，至少包括有一镜头、一电控调焦元件、一弹性元件、一承座及一光感测元件，其中：所述镜头是至少由一片镜片所组成；所述电控调焦元件是至少包括一可动件及一固定件，所述可动件光轴处中空并与所述镜头相互组设，所述固定件是与所述承座相组设，并通过电气驱动所述可动件以带动所述镜头沿着光轴直线移动；所述弹性元件是具有一外缘区域、一内缘区域及多个弹性力臂，其中所述内缘区域定义出所述弹性元件的一中心开口，所述外缘区域及所述内缘区域之间界定出一容置空间，所述多个弹性力臂是对称地设置于所述容置空间，每一所述弹性力臂的一端连接于所述外缘区域及其相对的一端连接于所述内缘区域，每一所述弹性力臂具有连续的多个呈辐射状走线型式的弯折部，其中每一所述多个弹性力臂的个别的前述多个辐射状走线的径向方向朝向所述弹性元件外侧而形成一个个别中心，而形成多个所述个别中心平均分布于所述弹性元件外侧；且所述内缘区域与所述电控调焦元件的所述可动件是相互组设，而所述外缘区域可与所述电控调焦元件的所述固定件或是所述承座相互组设；所述承座是光轴处中空并与所述电控调焦元件相组设；及所述光感测元件是位于所述摄影模块的成像端与所述承座相组设。

本发明又一方面，是提供一种摄影模块，至少包括有一电控调焦元件、一弹性元件、一承座及一光感测元件，其中：所述电控调焦元件是至少包括一可动件及一固定件，所述可动件是包括有一片以上的镜片，且组设于光轴处，所述固定件与所述承座相组设，并通过电气驱动所述可动件沿着光轴直线移动；所述弹性元件是具有一外缘区域、一内缘区域及多个弹性力臂，其中所述内缘区域定义出所述弹性元件的一中心开口，所述外缘区域及所述内缘区域之间界定出一容置空间，所述多个弹性力臂是对称地设置于所述容置空间，每一所述弹性力臂的一端连接于所述外缘区域及其相对的一端连接于所述内缘区域，每一所述弹性力臂具有连续的多个呈辐射状走线型式的弯折部，其中每一所述多个弹性力臂的个别的前述多个辐射状走线的径向方向朝向所述弹性元件外侧而形成一个个别中心，而形成多个所述个别中心平均分布于所述弹性元件外侧；且所述内缘区域与所述电控调焦元件的所述可动件相互组设，而所述外缘区域可与所述电控调焦元件的所述固定件或所述承座相互组设；所述承座是光轴处中空并与所述电控调焦元件相组设；及所述光感测元件是位于所述摄影模块的成像端并与所述承座相组设。

本发明所述弹性元件是相组设于所述电控调焦元件，其具有多个弹性力臂，每一所述弹性力臂具有连续的多个呈辐射状走线型式的弯折部，可平均吸收所述镜头组设、旋转时的变形量、平面轴向偏移量及一定量的倾角变化累积的应力，而不致永久变形，并且可有效利用空间，增加所述多个力臂长度，以有效降低弹簧K值。

附图说明

图1是已知具有电控调焦元件的摄影模块的截面示意图。

图2是图1摄影模块采用的一种已知弹性元件上视图。

图3是本发明摄影模块采用的一种弹性元件的上视图。

图4是本发明摄影模块采用的另一种弹性元件的上视图。

图5是本发明摄影模块的截面示意图。

附图标号

1----摄影模块       10----镜头

12----镜头承载座    20----磁石

22----轭铁          24----线圈

32----上弹性元件    34----下弹性元件

40----载座          210----外缘区域

220----内缘区域     230----弹性力臂

300、400----弹性元件    310、410----外缘区域

320、420----内缘区域    330、430----弹性力臂

500----摄影模块         502----镜头承载座

503----线圈             504----轭铁

505----磁石             506----绝缘片

507a----第一弹性元件    507b----第二弹性元件

508----承座             509----光学滤片

510----光感测元件       511----电路基板

512----外盖

具体实施方式

本发明的摄影模块通过以下实施例配合所附附图将予以详细说明如下。

图5是本发明摄影模块的一实施例的截面示意图。图5的摄影模块500是包括一镜头501、一镜头承载座502、至少一线圈503、至少一轭铁(Yoke)504、至少一磁石505、至少一绝缘片506、由一第一弹性元件507a及一第二弹性元件507b构成的一弹性元件、一承座508、一光学滤片(filter)509、一光感测元件510、一电路基板511及一外盖512。

所述承座508光轴处是呈中空状，以形成一容置空间，并且所述承座508组装于所述电路基板511上，而所述光感测元件510是设置于所述承座508的容置空间内并组设于所述电路基板511上。所述光学滤片509是安设于所述承座508的容置空间内所述光感测元件510上方。前述至少一轭铁504是组设于所述承座508上方，并且前述至少一磁石505是组设结合于所述轭铁504内缘。所述镜头承载座502光轴处呈中空状，以形成一容置空间，并且所述镜头承载座502是组设于所述光学滤片509上方。所述镜头501内具有至少一镜片(未示出)并且是以螺合方式组设于所述镜头承载座502内部容置空间中。所述镜头承载座502外周壁形成有一凹槽环绕所述外周壁，前述至少一线圈503是嵌设于所述凹槽中并与所述磁石505呈相对组设关系。所述外盖512光轴处呈中空状，其是组设于所述轭铁504上方，是用以保护所述摄影模块500内部各部件。所述第一弹性元件507a是组设于所述外盖512与所述轭铁504上方之间，而所述第二弹性元件507b是组设于所述轭铁504下方与所述承座508之间。

图3是本发明摄影模块500的第一弹性元件507a及第二弹性元件507b的具体实施例的上视图。以下配合图3详细说明本发明第一弹性元件507a及第二弹性元件507b的构造及其等于摄影模块500内部与其它部件的组合关系。参图3所示，本发明使用做为第一弹性元件507a及第二弹性元件507b的弹性元件300为一平板状弹性元件，具有一外缘区域310、一内缘区域320，及多个弹性力臂330。所述内缘区域320定义出所述弹性元件300的一中心开口，所述外缘区域310及所述内缘区域320之间界定出一容置空间。所述多个弹性力臂330是对称地设置于由外缘区域310及内缘区域320所界定的容置空间内。每一所述弹性力臂的一端连接于所述外缘区域310，其另一端连接于所述内缘区域320。每一所述弹性力臂具有连续的多个呈辐射状走线型式的弯折部，其中所述辐射状走线的径向走线皆朝向所述中心开口的中心。所述弹性元件300做为所述第一弹性元件507a时，其至少部份内缘区域320是固设于所述镜头承载座502前端区域，而至少部份外缘区域310是固设于所述轭铁504顶端与所述外盖512之间。换句话说，前述至少部份外缘区域310可固接于所述外盖512或所述轭铁504。所述弹性元件300做为所述第二弹性元件507b时，其至少部份内缘区域320是固设于所述镜头承载座502后端区域，而至少部份外缘区域310是固设于所述轭铁504下方与所述承座508之间。至少一绝缘片506是组设于所述轭铁504底端与所述承座508之间。本发明中，所述第二弹性元件507b的前述至少部份外缘区域310是可固设于所述绝缘片506或所述承座508。较佳地，本发明的所述弹性元件300的前述内缘区域320中心呈圆形开口，而所述多个弹性力臂330具有相同形状、具有相同宽度。

现参照图5，本发明摄影模块500是采用以音圈马达为架构的电控调焦功能以执行对焦的动作。当所述摄影模块500通电时，电流例如是经由所述承座508，透过所述第二弹性元件507b传导至前述至少一线圈503，使其感应产生磁场，是与前述磁石505磁场方向相同，而前述轭铁504是将前述线圈503与磁石505之间的磁力线封闭住。前述绝缘片506是用以保持所述第二弹性元件507b与前述轭铁504之间的电绝缘。在前述线圈503产生的磁力与前述磁石505的磁力加成作用下，产生一向前推力，推动前述线圈503向前移动，进而带动所述镜头承载座502沿着光轴线向前移动至一预定位置，以执行电控调焦的动作。由于所述第一弹性元件507a及所述第二弹性元件507b的部份或整个内缘区域是固设于所述镜头承载座502，因此，所述第一弹性元件507a及所述第二弹性元件507b的内缘区域也会随着所述镜头承载座502被向前推移，使所述第一弹性元件507a及所述第二弹性元件507b受拉伸变形。当前述线圈503被通入的电流减少或相反时施加在所述镜头承载座502的作用力亦同时随的减少或相反，所述第一弹性元件507a及第二弹性件507b的弹性力臂330因拉伸形变所累积的应力释放，使所述第一弹性元件507a及第二弹性件507b的内缘区域320回复到原来位置，而带动相互组设的镜头承载座502回复到原来位置。此时，由于多个弹性力臂330是对称地设置于由外缘区域310及内缘区域320所界定的容置空间内且具有相同形状、相同宽度，使得所述第一弹性元件507a及第二弹性元件507b的内缘区域320在移动时可维持稳定并平均受力。也就是说，所述镜头承载座502即在所述第一弹性元件507a及所述第二弹性元件507b回复力的作用下被朝后推动而回到原来的位置。在本发明摄影模块500的整个电控调焦过程，所述承座508、所述第一弹性元件507a及所述第二弹性元件507b的外缘区域、前述轭铁504、磁石505及外盖512是保持固定不动，而所述镜头501、镜头承载座502、线圈503，及所述第一弹性元件507a与所述第二弹性元件507b的内缘区域是沿光轴线向前或向后移动。在本发明的摄影模块500中，是可以将所述镜头承载座502、前述线圈503、轭铁504及磁石505视作为一电控调焦元件，其中互相组设的所述镜头承载座502及线圈503视为所述电控调焦元件的一可动件，而互相组设的前述轭铁504及磁石505视为所述电控调焦元件的一固定件。

另一方面，本发明可将整个镜头组(含镜头501及镜头承载座502)视为本发明电控调焦元件的一部份，即互相组设的所述镜头501、镜头承载座502及线圈503视为所述电控调焦元件的一可动件，而互相组设的前述轭铁504及磁石505是视为所述电控调焦元件的一固定件。另外，本发明也可以将所述镜头501及所述镜头承载座502制作为一体成型(未示于附图中)，而视为所述电控调焦元件的前述可动件的一部份。

图4是本发明摄影模块500的第一弹性元件507a及第二弹性元件507b的另一具体实施例的上视图。图4所示的弹性元件400为一平板状弹性元件，具有一外缘区域410、一内缘区域420，及多个弹性力臂430，其中所述内缘区域420定义出所述弹性元件400的一中心开口；所述外缘区域410及所述内缘区域420之间界定出一容置空间，而前述弹性力臂430是对称地设置于由外缘区域410及内缘区域420所界定的容置空间内。每一所述弹性力臂430的一端连接于所述外缘区域410，其另一端连接于所述内缘区域420。每一所述弹性力臂430具有连续的多个呈辐射状走线型式的弯折部，其中所述多个弹性力臂430前述个别的多个辐射状走线的径向方向是朝向所述弹性元件400外侧而形成多个中心，且所述这些中心平均分布于所述弹性元件400外侧。较佳地，所述内缘区域420中心呈圆形开口，而所述多个弹性力臂430具有相同形状、相同宽度。

本发明前述弹性元件300的每一所述弹性力臂330具有连续的多个呈辐射状走线型式的弯折部，且其辐射状走线的径向走线皆朝向所述中心开口的中心，而前述弹性元件400的每一所述弹性力臂430具有连续的多个呈辐射状走线型式的弯折部，且其辐射状走线的径向走线朝向所述弹性元件400外侧而形成多个中心，且所述这些所述多个中心平均分布于所述弹性元件400外侧。前述弹性力臂330或430的每一个辐射状走线型式弯折部，可平均吸收所述镜头501旋转、置入所述镜头承载座502时产生的角位移变形量、其平面轴向偏移量及一定量的倾角变化，使所述弹性元件300或400所受到的应力由其弹性力臂330或430的每一个辐射状走线型式弯折部平均吸收，而不致使应力集中在弹性力臂330、430与弹性元件300、400的外缘区域310、410及其内缘区域320、420的接点上，避免接点因长期受应力集中而发生疲劳现象，进而可延长弹性元件300、400的使用寿命。此外，由于多个弹性力臂330、430是对称地设置于由外缘区域310、410及其内缘区域320、420所界定的容置空间内，本发明的弹性元件300、400可有效地利用所述容置空间，增加力臂长度，进而可以有效地降低弹性元件300、400的弹簧常数(弹簧K值)。

以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并非用以限定本发明的权利要求范围，如上述的电控调焦元件亦可由记忆合金所构成；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包括在所述的权利要求范围内。

Claims (11)

1.一种摄影模块，其特征在于，所述摄影模块至少包括有一镜头、一电控调焦元件、一弹性元件、一承座及一光感测元件，其中：

所述镜头是至少由一片镜片所组成；

所述电控调焦元件是至少包括一可动件及一固定件，所述可动件光轴处中空并与所述镜头相互组设，所述固定件是与所述承座相组设，并通过电气驱动所述可动件以带动所述镜头沿着光轴直线移动；

所述弹性元件是具有一外缘区域、一内缘区域及多个弹性力臂，其中所述内缘区域定义出所述弹性元件的一中心开口，所述外缘区域及所述内缘区域之间界定出一容置空间，所述多个弹性力臂是对称地设置于所述容置空间，每一所述弹性力臂的一端连接于所述外缘区域及其相对的一端连接于所述内缘区域，每一所述弹性力臂具有连续的多个呈辐射状走线型式的弯折部，其中每一所述多个弹性力臂的个别的前述多个辐射状走线的径向方向朝向所述弹性元件外侧形成一个个别中心，而形成多个所述个别中心平均分布于所述弹性元件外侧；且所述内缘区域与所述电控调焦元件的所述可动件是相互组设，而所述外缘区域可与所述电控调焦元件的所述固定件或是所述承座相互组设；

所述承座是光轴处中空并与所述电控调焦元件相组设；及

所述光感测元件是位于所述摄影模块的成像端与所述承座相组设。

2.如权利要求1所述的摄影模块，其特征在于，所述弹性元件包括一第一弹性元件及一第二弹性元件，所述第一弹性元件设于所述固定件上方及所述第二弹性元件设于所述固定件下方与所述承座之间。

3.如权利要求1所述的摄影模块，其特征在于，所述多个弹性力臂具有相同形状。

4.如权利要求1所述的摄影模块，其特征在于，所述多个弹性力臂具有相同宽度。

5.如权利要求1所述的摄影模块，其特征在于，所述中心开口呈圆形开口。

6.一种摄影模块，其特征在于，所述摄影模块至少包括有一电控调焦元件、一弹性元件、一承座及一光感测元件，其中：

所述电控调焦元件是至少包括一可动件及一固定件，所述可动件是包括有一片以上的镜片，且组设于光轴处，所述固定件与所述承座相组设，并通过电气驱动所述可动件沿着光轴直线移动；

所述弹性元件是具有一外缘区域、一内缘区域及多个弹性力臂，其中所述内缘区域定义出所述弹性元件的一中心开口，所述外缘区域及所述内缘区域之间界定出一容置空间，所述多个弹性力臂是对称地设置于所述容置空间，每一所述弹性力臂的一端连接于所述外缘区域及其相对的一端连接于所述内缘区域，每一所述弹性力臂具有连续的多个呈辐射状走线型式的弯折部，其中每一所述多个弹性力臂的个别的前述多个辐射状走线的径向方向朝向所述弹性元件外侧而形成一个个别中心，而形成多个所述个别中心平均分布于所述弹性元件外侧；且所述内缘区域与所述电控调焦元件的所述可动件相互组设，而所述外缘区域可与所述电控调焦元件的所述固定件或所述承座相互组设；

所述承座是光轴处中空并与所述电控调焦元件相组设；及

所述光感测元件是位于所述摄影模块的成像端并与所述承座相组设。

7.如权利要求6所述的摄影模块，其特征在于，所述弹性元件包括一第一弹性元件及一第二弹性元件，所述第一弹性元件设于所述固定件上方及所述第二弹性元件设于所述固定件下方与所述承座之间。

8.如权利要求6所述的摄影模块，其特征在于，所述多个弹性力臂具有相同形状。

9.如权利要求6所述的摄影模块，其特征在于，所述多个弹性力臂具有相同宽度。

10.如权利要求6所述的摄影模块，其特征在于，所述中心开口呈圆形开口。

11.如权利要求1或6所述的摄影模块，其特征在于，所述电控调焦元件为音圈马达架构。

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