TWI394446B - 鏡頭模組、相機模組及便擕式電子產品 - Google Patents

鏡頭模組、相機模組及便擕式電子產品 Download PDF

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鏡頭模組、相機模組及便擕式電子產品
本發明涉及鏡頭模組及一種包括該鏡頭模組之相機模組及便攜式子產品。
相機模組，通常包括至少一鏡頭模組以及一與鏡頭模組相對設置之影像感測器，該鏡頭模組包括鏡筒及容置於鏡筒中之鏡片等光學元件，影像感測器封裝於一電路板上。此類相機模組可內置於各種便擕式電子裝置，例如手機、攝錄機、多媒體播放器、電腦中等，得到眾多消費者之青睞。
而為達到變焦，此類相機模組通常設置一個驅動結構，例如於鏡筒內壁開設高度變化之凸輪槽，於鏡片外緣設置一凸輪銷，用以驅動鏡頭模組中之鏡片相對鏡筒移動，或者設置兩個驅動結構，例如步進馬達來分別驅動其兩個鏡頭模組移動。前一種情況下，鏡片之製造及安裝必然較複雜，可能造成鏡片中心偏離光軸，而後一種情況下，整個相機模組之體積必然較大，而且成本較高。
有鑒於此，有必要提供一種具有結構簡單，成本較低之調焦機構之鏡頭模組實為必要。
一種鏡頭模組，包括鏡筒、至少兩個透鏡群組、至少一個支架及調焦件，該鏡筒上設有沿其軸向延伸之開口，每個透鏡群組包括至少一個透鏡，該支架包括安裝部及與安裝部相連之作動部，該調焦件設置於該鏡筒外，該 調焦件上形成有至少一個沿預定路徑延伸之凹槽，至少一個透鏡群組安裝於相應之支架之安裝部，該安裝部容置於該鏡筒內，該作動部穿過該開口，且其端部可滑動之設置於該調焦件之凹槽中，該凹槽之延伸路徑使得該調焦件沿垂直於該鏡筒軸向之方向運動時，該端部沿該凹槽滑動，該至少兩個透鏡群組於該鏡筒軸向上之距離發生改變從而改變該鏡頭模組之焦距。
一種相機模組，包括基座、鏡筒、至少兩個透鏡群組、至少一個支架、調焦件及一影像感測器，鏡筒一端固定於該基座上，每個透鏡群組包括至少一個透鏡，該支架包括安裝部及與安裝部相連之作動部，該調焦件設置於該鏡筒外，該調焦件上形成有至少一個沿預定路徑延伸之凹槽，至少一個透鏡群組安裝於相應之支架之安裝部，該安裝部容置於該鏡筒內，該作動部穿過該開口，且其端部可滑動之設置於該調焦件之凹槽中，該凹槽之延伸路徑使得該調焦件沿垂直於該鏡筒軸向之方向運動時，該端部沿該凹槽滑動，該至少兩個透鏡群組於該鏡筒軸向上之距離發生改變從而改變該鏡頭模組之焦距。該影像感測器安裝於該基座上且相對透鏡群組設置。
一種便擕式電子產品，包括主體、安裝於該主體內之鏡頭模組，及一驅動機構，其中，該鏡模組包括一鏡筒、至少兩個透鏡群組、至少一個支架及調焦件，該鏡筒上設有沿其軸向延伸之開口，每個透鏡群組包括至少一個透鏡，該支架包括安裝部及與安裝部相連之作動部，該調焦件設置於該鏡筒外，該調焦件上形成有至少一個沿預定路徑延伸之凹槽，至少一個透鏡群組安裝於相應之支架之安裝部，該安裝部容置於該鏡筒內，該作動部穿過該孔，且其端部可滑動之設置於該調焦件之凹槽中，該凹槽之延伸路徑使得該調焦件沿垂直於該鏡筒軸向之方向運動時，該端部沿該凹槽滑動，該至少兩個透鏡群組於該鏡筒軸向上之距離發生改變從而改變該鏡頭模組 之焦距；該驅動機構包括可滑動之安裝於該主體之滑動件及與傳動裝置，該傳動裝置一端與該滑動件相連，另一端與該調焦件相連，從而該滑動件可通過該傳動裝置驅動該調焦件沿垂直於該鏡筒軸向之方向運動。
該鏡頭模組及相機模組中，通過驅動設置於鏡筒外之調焦件作水平運動時即可改變鏡頭模組之焦距，整體之驅動結構簡單，安裝簡便，成本較低。
該便擕式電子產品中，可通過滑動件相對主體之滑動，借助傳動裝置帶動相機模組之調焦件相對鏡筒滑動，從而可調節鏡頭模組之焦距，可實現便擕式電子產品中微型相機模組焦距之手動調節。
100，200，300，400‧‧‧鏡頭模組
10，20，40‧‧‧鏡筒
11‧‧‧透鏡群組
12‧‧‧支架
13，23，33‧‧‧調焦件
14‧‧‧驅動元件
15，16‧‧‧理想透鏡
31，41‧‧‧透鏡群組
44‧‧‧微調透鏡群組
50‧‧‧基座
52‧‧‧影像感測器
60‧‧‧主體
62‧‧‧滑動件
102‧‧‧開口
121‧‧‧安裝部
122，222，322‧‧‧作動部
131，331‧‧‧第一凹槽
132，332‧‧‧第二凹槽
133，624‧‧‧齒條
134‧‧‧第一表面
135‧‧‧第二表面
136‧‧‧底面
202‧‧‧孔
204，304‧‧‧定位部
233，333‧‧‧定位槽
335‧‧‧背面
336‧‧‧凸緣
442‧‧‧可旋轉鏡筒
500‧‧‧相機模組
600‧‧‧擕式電子產品
622‧‧‧凸塊
642‧‧‧第一齒輪
644‧‧‧第二齒輪
646‧‧‧轉軸
圖1係第一實施例之鏡頭模組結構剖面示意圖。
圖2係圖1之鏡頭模組鏡筒之剖面示意圖。
圖3係圖1之調焦件示意圖。
圖4係圖1沿IV-IV線剖面示意圖。
圖5係第二實施例之鏡頭模組結構剖面示意圖。
圖6係圖4沿V-V線剖面示意圖。
圖7係第三實施例之鏡頭模組結構剖面示意圖。
圖8係第四實施例之鏡頭模組結構剖面示意圖。
圖9係採用圖1之鏡頭模組之相機模組剖面示意圖。
圖10係採用圖7之便擕式電子產品結構示意圖。
圖11係圖10之便擕式電子產品蓋體結構示意圖。
圖12係圖10之便擕式電子產品局部示意圖。
參閱圖1，第一實施例之鏡頭模組100包括鏡筒10、兩個透鏡群組11、兩個支架12、調焦件13及驅動元件14。
參閱圖2，鏡筒10上形成有一個沿鏡筒10軸向延伸之開口102。開口102大體呈長方形。當然還可將開口102之兩端處理成弧形。
一併參閱圖3及圖4，每個支架12包括安裝部121及由安裝部121向外延伸之條形作動部122。安裝部121呈筒狀，其內部用於裝設透鏡群組11，透鏡群組11包括至少一個透鏡，本實施例中以一個透鏡為例進行說明。安裝部121整體設置於鏡筒10側壁內表面。安裝部121與鏡筒10之間為可滑動之裝配，安裝部121之直徑可略小於鏡筒10之內徑。
調焦件13為一矩形平板，其包括與鏡筒10相對之第一表面134、與第一表面134相對之第二表面135及底面136。第一表面134與第二表面135相互平行，底面136與第一表面134及第二表面136相鄰且垂直於第一表面134。第一表面134上形成有沿預定路徑延伸之第一凹槽131及第二凹槽132。本實施例中，第一凹槽131與第二凹槽132呈直線延伸，且其各自之延伸方向之間成一銳角α，優選地，α介於10度到30度之間。底面136垂直於鏡筒10之軸向，其上設有複數齒條133。每個齒條133之延伸方向垂直於第一表面134與第二表面135。
兩個作動部122均穿過開口102，其中之一個之末端可滑動設置於第一凹槽131中，而另一作動部122之末端可滑動設置於第二凹槽132中。所謂可滑動，係指沿第一凹槽131或第二凹槽132之延伸方向滑動。
本實施例中，驅動元件14為一齒輪，其與調焦件13底面136上之齒條133嚙 合，驅動元件14可由其他驅動機構例如馬達驅動，從而驅動元件14可帶動調焦件13沿底面136之延伸方向運動。
此時作動部122沿第一凹槽131或第二凹槽132滑動，兩個作動部122之間之距離發生改變，亦即安裝部121及透鏡群組11之間之距離改變，從而鏡頭模組100之焦距發生改變。第一凹槽131與第二凹槽132呈直線延伸且成一銳角，則作動部122之間之距離會逐漸變化，因此鏡頭模組100之焦距也隨之逐漸變化。
第一凹槽131與第二凹槽132之延伸路徑還應使鏡頭模組100之焦點位置不變。參閱圖3，第一時刻第一凹槽131中之作動部122位於點1311時，第二凹槽132中之作動部位於點1321，理想透鏡15為與此時兩個透鏡群組11組成之透鏡系統等效之理想透鏡，其焦距為f1。第二時刻第一凹槽131中之作動部122滑動到點1312，第二凹槽132中之作動部122滑動到點1322，理想透鏡16為與此時之兩個透鏡群組11組成之透鏡系統等效之理想透鏡，其焦距為f2。理想透鏡16與理想透鏡15相比，其位置變化了H1。綜合以上資料，可得到第二時刻鏡頭模組100之焦點相對第一時刻鏡頭模組100之焦點位置變化了f2-f1-H1，因此為保證第二時刻鏡頭模組100之焦點位置不變，則兩個透鏡群組11需要同步反向移動f2-f1-H1。由於鏡頭模組100之焦點與兩個透鏡群組11間之距離之間並非線性關性，因此f2-f1-H1亦非線性變化，亦即第一凹槽131與第二凹槽132會各自沿一曲線延伸。
此外，鏡頭模組100之兩個透鏡群組11中，還可將一個透鏡群組11固定於鏡筒10內，相應地，調焦件13上可只設一個凹槽，通過該凹槽使兩個透鏡群組11中之一個於鏡筒10軸向上之位置發生變化從而達成調節鏡頭模組焦距之目的。
參閱圖5及圖6，第二實施例之鏡頭模組200與第一實施例之鏡頭模組100相 似，不同之處在於，調焦件23包括定位槽233。定位槽233之延伸方向垂直於鏡筒20之軸向。鏡筒20上形成兩個相互隔開之孔202。兩個作動部222分別穿過一個相應之孔202。此外，鏡筒20還延伸出一定位部204。定位部204之末端設置於定位槽233中。
本實施例中，由於鏡筒20上之定位部204設置於定位槽中233中，而定位槽233之延伸方向與鏡筒20之軸向垂直，因此當調焦件23相對鏡筒20滑動時，定位槽233可保證鏡筒20與調焦件23之間於鏡筒20之軸向上之相對位置不變，整個鏡頭模組200變焦過程更加穩定。
參閱圖7，第三實施例之鏡頭模組300與第二實施例之鏡頭模組200相似，不同之處在於，第一凹槽331、第二凹槽332及定位槽333為一楔形凹槽，即於垂直於各自延伸方向之平面內之截面呈楔形，且各凹槽底部寬度大於開口寬度，從底部到開口處寬度逐漸減小。相應地，作動部322及定位部304之端部具有與上述楔形相匹配之結構。因此，本實施例中作動部322及定位部304卡設於第一凹槽331、第二凹槽332及定位槽333中時，作動部322及定位部304只能沿第一凹槽331、第二凹槽332及定位槽333延伸方向滑動而不能從第一凹槽331、第二凹槽332及定位槽333中脫離。此外，齒條334設置於調焦件33之背面335上，調焦件33靠近齒條334之一端上形成有凸緣336。
參閱圖8，第四實施例之鏡頭模組400與第二實施例之鏡頭模組200相似，不同之處在於，進一步包括可旋轉鏡筒442及微調透鏡群組44。可旋轉鏡筒442外壁上設有外螺紋，鏡筒40之端部內壁上設有內螺紋，可旋轉鏡筒442之外螺紋與鏡筒40之內螺紋相互旋合。當然還可於可旋轉鏡筒442上設內螺紋，而於鏡筒40上設外螺紋。微調透鏡群組44固定於可旋轉鏡筒442內。微調透鏡群組44之作用為於透鏡群組41進行調焦之後對焦距微調，使成像 更加清晰。本實施例中，可旋轉鏡筒442與鏡筒40之間可手動進行旋轉，因此本實施例之鏡頭模組400可應用於對成像要求更高之相機中。當然還可安裝馬達以帶動可旋轉鏡筒旋轉以實現自動控制。
以下以第三實施例之鏡頭模組300為例說明一種採用上述各鏡頭模組之相機模組。
參閱圖9，相機模組500包括基座50、影像感測器52及鏡頭模組300。鏡筒30之一端固定於基座50上。影像感測器52同樣固定於基座50上，其與透鏡群組31相對，用於感測透鏡群組31所成之像。影像感測器52可為電荷耦合器(Charge Coupled Device,CCD)影像感測器或者互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)影像感測器。
本實施例中之鏡頭模組300還可替換成鏡頭模組100、鏡頭模組200或者鏡頭模組400。
本技術方案提供之相機模組還可應用於便擕式電子產品例如移動電話中，通過便擕式電子產品自身之結構與鏡頭模組之調焦件配合以實現調焦，以下以相機模組500為例說明。
參閱圖10，本實施例提供之便擕式電子產品600包括主體60、安裝於主體60內之相機模組500及驅動機構61。驅動機構61包括可滑動安裝於主體60上之滑動件62及傳動裝置64。傳動裝置64一端與滑動件62相連，另一端與相機模組500之調焦件33相連。當滑動件62相對主體60滑動時，其通過傳動裝置61帶動相機模組500之調焦件33沿垂直於相機模組500之鏡筒30之方向運動從而改變相機模組500之焦距。
本實施例中，滑動件62為與主體60大小相當之蓋體，參閱圖11及圖12，滑 動件62上具有凸塊622，凸塊622上設有齒條624，其可收容於形成於主體60上凹槽604中。傳動裝置64為一齒桿，其包括第一齒輪642、第二齒輪644及轉軸646。轉軸646可轉動之設置於主體60上，第一齒輪642與第二齒輪644分別連接於轉軸646之兩端。第一齒輪642與凸塊622上之齒條624配合。第二齒輪644與相機模組500之調焦件33之齒條334配合。本實施例之便擕式電子產品中，當滑動件62相對主體60滑動時，凸塊622就於滑槽604內滑動從而帶動第一齒輪642轉動，亦即帶動齒桿64轉動，第二齒輪644可帶動調焦件334沿垂直於鏡筒30軸向之方向運動，從而可調節鏡頭模組相機模組500之焦距。為增加調焦之精度，可使第一齒輪642之直徑大於第二齒輪644之直徑。優選地，第一齒輪642之直徑為第二齒輪644直徑之1.5倍到4倍。
本實施例中，滑動件62為與主體60大小相當之蓋體，然而還可採用相對較小之按鈕，將按鈕與傳動裝置64相連，同樣可通過按鈕之滑動實驗對相機模組500焦距之調節。此外，還可採用帶有齒條之平板取代本實施例中之齒桿，該帶齒條之平板固定於滑動件62上，從而當滑動件62滑動時可帶動相機模組500之調焦件33運動以實驗調焦。
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‧‧‧鏡頭模組
10‧‧‧鏡筒
11‧‧‧透鏡群組
12‧‧‧支架
13‧‧‧調焦件
14‧‧‧驅動元件
102‧‧‧開口
131‧‧‧第一凹槽
132‧‧‧第二凹槽
133‧‧‧齒條

Claims (15)

  1. 一種鏡頭模組，包括一鏡筒、至少兩個透鏡群組、至少一個支架及調焦件，該鏡筒上設有沿其軸向延伸之開口，該鏡筒向外延伸出一定位部，每個透鏡群組包括至少一個透鏡，該支架包括安裝部及與安裝部相連之作動部，該調焦件設置於該鏡筒外，該調焦件上形成有定位槽及至少一個沿預定路徑延伸之凹槽，至少一個透鏡群組安裝於相應之支架之安裝部，該安裝部容置於該鏡筒內，該作動部穿過該開口，且其端部可滑動設置於該調焦件之凹槽中，該凹槽之延伸路徑使得該調焦件沿垂直於該鏡筒軸向之方向運動時，該端部沿該凹槽滑動，該至少兩個透鏡群組於該鏡筒軸向上之距離發生改變從而改變該鏡頭模組之焦距，該定位槽之延伸方向垂直於該鏡筒之軸向，該定位部之一端設置於該定位槽內。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中，該調焦件包括一平板，該平板包括與該鏡筒相對之第一表面、與該第一表面相對之第二表面及垂直於第一表面與第二表面之底面，該凹槽形成於該第一表面上。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之鏡頭模組，其中，該平板上設有複數齒條，每個齒條之延伸方向垂直於該第一表面。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之鏡頭模組，其中，該齒條設置於該底面或該第二表面。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中，該鏡頭模組進一步包括一驅動元件，該驅動元件用於驅動該調焦件相對該鏡筒運動從而調整該至少兩個透鏡群組整體之焦距。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之鏡頭模組，其中，該驅動元件為馬達、齒輪或齒條。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中，進一步包括一可旋轉鏡筒及微調透鏡群組，該可旋轉鏡筒螺紋連接於該鏡筒，該微調透鏡群組安裝該可旋轉鏡筒內。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中，該凹槽沿一直線路徑延伸，且該凹槽之延伸方向與該鏡筒之軸向成一銳角。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之鏡頭模組，其中，該銳角於10度到30度之間。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中，該凹槽沿一曲線路徑延伸。
  11. 一種相機模組，包括主體，其中，包括基座，影像感測器及如申請專利範圍第第1-10項任一項所述之鏡頭模組，該影像感測器及鏡頭模組之鏡筒安裝於該基座上，該影像感測器相對該鏡頭模組之透鏡群組設置。
  12. 一種便擕式電子產品，包括主體、安裝於該主體內之鏡頭模組，及一驅動機構，其中，該鏡頭模組包括一鏡筒、至少兩個透鏡群組、至少一個支架及調焦件，該鏡筒上設有沿其軸向延伸之開口，該鏡筒向外延伸出一定位部，每個透鏡群組包括至少一個透鏡，該支架包括安裝部及與安裝部相連之作動部，該調焦件設置於該鏡筒外，該調焦件包括與該鏡筒相對之第一表面及與該第一表面相對之第二表面，該調焦件上的第一表面形成有定位槽及至少一個沿預定路徑延伸之凹槽，該第二表面上設置有複數齒條，至少一個透鏡群組安裝於相應之支架之安裝部，該安裝部容置於該鏡筒內，該作動部穿過該孔，且其端部可滑動之設置於該調焦件之凹槽中，該凹槽之延伸路徑使得該調焦件沿垂直於該鏡筒軸向之方向運動時，該端部沿該凹槽滑動，該至少兩個透鏡群組於該鏡筒軸向上之距離發生改變從而改變該鏡頭模組之焦距，該定位槽之延伸方向垂直於該鏡筒之軸向，該定位部之一端設置於該定位槽內；該驅動機構包括 可滑動之安裝於該主體之滑動件及與傳動裝置，該滑動件上具有凸塊，凸塊上設有齒條，該傳動件為齒桿，該齒桿兩端分別設有第一齒輪與第二齒輪，該第一齒輪與該滑動件的凸塊上的齒條相配合，第二齒輪與該調焦件上的齒條配合，從而該滑動件的滑動使凸塊上的齒條帶動齒桿轉動，從而使齒桿帶動該調焦件上的齒條移動，進而驅動該調焦件沿垂直於該鏡筒軸向之方向運動。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之便擕式電子產品，其中，該滑動件為蓋體或按鈕。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之便擕式電子產品，其中，該第一齒輪之直徑大於該第二齒輪之直徑。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之便擕式電子產品，其中，該第一齒輪之直徑為第二齒輪之直徑之1.5到4倍。
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