TWI420218B - 相機結構 - Google Patents

Description

相機結構

本發明涉及一種相機結構，尤係涉及一種可以運用於手機等可擕式電子裝置中之相機結構。

隨著數位技術之不斷發展，電子技術廣泛應用於照相機領域，數位影像技術得以迅速發展，照相機智能化程度越來越高。特別是近年來附有數位照相功能之移動電話及PDA(Personal Digital Assistant，個人數位助理)等可擕式電子裝置也在快速向高性能、多功能方向發展，照相機之鏡頭模組輕薄短小和高性能之設計要求成為發展之趨勢。

習知相機中之鏡頭模組一般採用包括遠近焦兩段式或無段式自動對焦結構。遠近焦兩段式自動對焦結構由於只能在遠焦與近焦兩個位置對焦，在相機之拍攝過程中並不能進行連續自動對焦，從而影響所拍攝影像之品質。而習知之無段式自動對焦結構仍較複雜，體積相對較大，不利於小型化。由上述可知，相機結構之設計仍有進一步改進之空間。

有鑒於此，有必要提供一種結構簡單、體積較小且可實現連續自動對焦之相機結構。

一種相機結構，包括一殼體、收容於該殼體內之一鏡頭組及一磁性元件，該鏡頭組包括一鏡筒及收容於該鏡筒內之一鏡頭，該磁性元件包括環設於鏡筒外圍之至少一磁鐵，該相機結構還包括環設於鏡頭組外圍之一印製電路板線圈及一彈性件，該彈性件包括至少一彈片，該至少一彈片具有一與鏡頭組連接之運動端及一相對之固定端，當該印製電路板線圈通電激磁後產生之磁場與磁鐵之磁場相互作用，推動鏡頭組運動對焦之過程中，該至少一彈片之運動端跟隨鏡頭組相對於其固定端運動而發生變形。

與習知技術相比，該相機結構採用印製電路板線圈替代傳統之手工繞制線圈，具有厚度較小、繞線分散均勻、可完全自動化生產及可靠性較高等優點，更適合相機結構輕薄短小之設計要求，且控制該鏡頭組運動至對應之對焦位置時也更為準確；且該相機結構還包括一具有至少一彈片之彈性件，所述彈片包括一與鏡頭組連接之運動端及一相對之固定端，當磁鐵之磁場與線圈通電激磁後產生之磁場相互作用，推動鏡頭組相對於磁性元件運動對焦之過程中，彈片之運動端相對於其固定端運動而發生變形。藉由控制輸入線圈中電流之大小，可使得彈性件之彈片發生不同程度之變形時產生之彈力與線圈中通入不同大小之電流產生之磁場與磁鐵之磁場作用力處於平衡狀態，從而使得鏡頭組可分別停留在不同之對焦位置，實現鏡頭組之連續對焦之目的。

10‧‧‧殼體

12‧‧‧底座

121‧‧‧底板

123‧‧‧側壁

124‧‧‧收容空間

125‧‧‧穿孔

126‧‧‧扣合壁

14‧‧‧蓋體

141‧‧‧頂板

142‧‧‧擋止部

143‧‧‧側壁

144‧‧‧收容空間

146‧‧‧扣合槽

20‧‧‧鏡頭組件

21‧‧‧鏡頭組

210‧‧‧鏡筒

213‧‧‧鏡頭

215‧‧‧突塊

23‧‧‧線圈

231‧‧‧印製線圈

232、233‧‧‧焊接點

25‧‧‧彈性件

251‧‧‧第一彈性元件

2511‧‧‧外框

2512‧‧‧內框

2513‧‧‧彈片

2514‧‧‧彎折段

2515‧‧‧焊接端子

2516‧‧‧第一端部

2517‧‧‧第二端部

2518‧‧‧導電端子

252‧‧‧第二彈性元件

30‧‧‧磁性元件

31‧‧‧環形磁鐵

310‧‧‧凹陷

40‧‧‧空間

圖1為本發明相機結構之第一實施例之組裝圖。

圖2為圖1之分解圖。

圖3為圖1中之線圈之另一角度之示意圖。

圖4為圖1中之彈性件之放大圖。

圖5為圖1沿V-V線之剖視圖。

圖6為相機結構處於一對焦狀態之剖示圖。

請參照圖1及圖2，所示為本發明相機結構之第一實施例，可適用於數位照相機、照相手機、照相監視器材或其他照相鏡頭產品。該相機結構包括一殼體10、一置於該殼體10內部之鏡頭元件20及一驅動該鏡頭元件20運動對焦之磁性元件30。

該殼體10包括一個底座12及一個蓋體14。該底座12包括一個方形之底板121以及分別從底板121之四周緣垂直向上延伸之四個側壁123。該底板121之中央形成一穿孔125。該底板121與側壁123共同形成一大致呈方形之收容空間124，該收容空間124之四個角為圓弧形倒角。其中，每一側壁123於相鄰之兩倒角之間之部分向上突出形成一扣合壁126。

該蓋體14具有與該底座12相似之結構，包括一個與該底板121相對之頂板141以及分別從頂板141之四周緣垂直向下延伸之四個側壁143，頂板141與側壁143共同形成一大致呈方形之收容空間144(圖5)。不同的是，該頂板141之內周緣水平向內延伸形成複數擋止部142，且每一側壁143之中央部分與底座12之扣合壁126相對應之地方形成一扣合槽146。每一擋止部142大致呈半圓形，所述擋止部142相互間隔且均勻地形成於該頂板121之內周緣。該擋 止部142可將該鏡頭元件20卡設於殼體10之內部。

該鏡頭組件20包括一鏡頭組21及環設於該鏡頭組21外圍之一線圈23和一彈性件25。該鏡頭組21包括一鏡筒210及收容於鏡筒210內之一鏡頭213。該鏡筒210為一圓柱狀殼體。鏡筒210之底端之外表面水平向外凸起形成四個方形突塊215。所述突塊215相互間隔且均勻分佈於鏡筒210之外圓周面上。

如圖3所示為線圈23將下方翻轉至上方後之示意圖，該線圈23為一基於印製電路板構造之線圈(Print Circuit Broad Coil，本說明書中簡稱為印製電路板線圈)，其是由一對或多對鏡像印製電路板疊置並串聯連接而成。各印製電路板內根據特定需求，如根據所需輸出電勢之大小設有複數印製線圈231，並藉由鍍通孔之方式實現各印製電路板上印製線圈231之串聯連接。該印製電路板線圈之下表面之左、右兩側之邊緣分別設有兩個焊接點232、233。每一焊接點232、233大致呈方形，從板體之下表面向上表面所在方向凹陷形成，該焊接點232、233內設有銅箔。其中，位於板體相同一側之其中一個焊接點232與板體上之印製線圈231之正極末端電性導通，位於板體另一側且與該焊接點232成對角設置之焊接點233與板體上之印製線圈231之負極末端電性導通，分別形成為該印製電路板線圈之正、負兩極。本實施例中，該印製電路板線圈為一基於印製電路板構造之羅式線圈(Print Circuit Broad Rogowski Coil)，板體左側下游之焊接點232為印製電路板線圈之正極，右側上游之焊接點233為印製電路板線圈之負極。

如圖4所示，該彈性件25由導電材料製成，其包括相互間隔之第一彈性元件251及第二彈性元件252。該第一彈性元件251與第二彈性元件252之結構相同，每一彈性元件251、252包括一外框2511、與該外框2511相互間隔之一內框2512及連接於所述外框2511與內框2512之間之兩個彈片2513。該外框2511呈“ㄈ”形。外框2511在靠近其中一個頂角處垂直向下延伸形成一平板狀之導電端子2518。該內框2512呈半圓形，且位於該外框2511內側。內框2512之兩末端分別向外水平延伸形成兩個方柱狀之焊接端子2515。該焊接端子2515之形狀及大小分別與印製電路板線圈上焊接點232、233之形狀及大小相對應。每一彈片2513具有一與內框2512之外緣連接之第一端部2516及與外框2511之內緣連接之第二端部2517，並於所述內框2512與外框2511之間形成多個彎折段2514。

請繼續參照圖2，該磁性元件30包括上下對稱設置之兩個環形磁鐵31。每一環形磁鐵31之內周緣處形成四個方形凹陷310。所述凹陷310相互間隔且均勻分佈於磁鐵31之內圓周面上，每一凹陷310之大小及形狀分別與鏡筒210外表面之突塊215之大小及形狀相對應，以分別對應地將所述突塊215收容於其內，導引鏡頭組件20順沿凹陷310沿軸向運動而不會發生偏轉。

請一併參照圖5，組裝時，首先組裝鏡頭元件20，將彈性件25設於該印製電路板線圈之下表面，使每一內框2512之焊接端子2515分別與該印製電路板線圈上之焊接點232、233對應焊接連接，其中，該第一彈性元件251位於印製電路板線圈之前側，從而使該 第一彈性元件251之其中一個焊接端子2515對應與印製電路板線圈之正極電性連接；該第二彈性元件252位於印製電路板線圈之後側，從而使該第二彈性元件252之其中一個焊接端子2515與印製電路板線圈之負極電性連接，並使所述彈性件25之內框2512、印製電路板線圈及鏡頭組21連接共同形成一個可相對磁性元件30運動之整體，且由於該彈性件25之內框2512貼設於印製電路板線圈之內周緣，可進一步藉由點膠將彈性件25之內框2512與印製電路板線圈之間連接固定；再將所述彈性件25與印製電路板線圈共同套設於鏡頭組21外圍大致沿軸向中間之位置，將印製電路板線圈之內表面與鏡筒210之外表面之間相互粘合。

兩個磁鐵31分別收容於底座12與蓋體14之收容空間124、144內。所述磁鐵31分別與底座12或者蓋體14之間藉由粘合、過盈配合等方式固定連接。其中，鏡筒210外表面之突塊215分別收容於磁鐵31內表面之凹陷310內，磁鐵31之內表面與鏡頭組21之外表面之間形成間隙。

最後將裝設有另一磁鐵31之蓋體14扣合於底座12之上方，所述底座12之扣合壁126對應地收容於蓋體14之扣合槽146內，底座12與蓋體14之收容空間124、144相互連通。兩個磁鐵31之間相互間隔，所述磁鐵31之間形成一個可收容該彈性件25及印製電路板線圈之空間40。該空間40之高度大於彈性件25及印製電路板線圈之高度和。其中，該第一彈性元件251及第二彈性元件252之外框2511夾設於蓋體14與底座12之側壁143、123之間，與殼體10及磁性元件30共同形成一個靜止之整體。由於該彈性件25之外框2511貼設 於底座12內磁鐵31之上表面，也可藉由點膠將該彈性件25之外框2511與底座12之間連接固定，從而將彈性件25之外框2512與殼體10及磁性元件30共同形成一個靜止之整體。兩個導電端子2518分別凸伸出殼體10並向下延伸至大致與底座12之底面相平齊之位置，以與該底座12下方之一供電電源(圖未示)電性連接，從而使第一彈性元件251之導電端子2518與電源之正極電性連通，第二彈性元件252之導電端子2518與電源之負極電性連通。

工作時，該印製電路板線圈藉由該第一彈性元件251及第二彈性元件252與電源形成回路，線圈23通電後產生磁場，與磁鐵31之磁場相互作用，產生綜合向上之磁場力驅動該鏡頭組21、彈性件25之內框2512與印製電路板線圈共同於順沿該磁性元件30之凹陷310沿軸向做伸縮運動並對焦。每一彈性元件251、252之彈片2513之第一端部2517連接於該內框2512，可隨同鏡頭組21沿軸向向上運動，而第二端部2516連接於外框2511，相對該鏡頭組21靜止。第一、第二彈性元件251、252之彈片2513之第一端部2517相對於其第二端部2516沿軸向運動並變形，產生向下之彈性力。由於彈片2513沿軸向不同程度之變形時所產生之彈力之大小不同，故，在磁鐵31之磁場強度不變之情況下，藉由改變印製電路板線圈中電流之大小，控制鏡頭組21之運動距離，從而改變彈片2513發生變形之長度。當彈片2513變形所產生之彈性力與印製電路板線圈通過電流所產生之磁場以及磁鐵31之磁場作用得到之磁性力處於一種平衡之狀態時，如圖6所示，鏡頭組21即可停留在對應之對焦位置，從而實現該相機結構連續對焦之目的。彈片2513連 接於內框2512之第一端部2516均為運動端，連接於外框2511之第二端部2517均為固定端。

本實施例中，該印製電路板線圈相對於傳統之手工繞制線圈而言，具有繞線分散均勻、可完全自動化生產及可靠性較高等優點，在控制該相機結構運動對焦之過程中，該印製電路板線圈針對輸入不同大小之電流後所產生電勢之大小更為精確，因此在控制該鏡頭組21運動至對應之對焦位置時也更為準確；且該印製電路板線圈之厚度相對於傳統之手工制線圈而言大大減小，更適合相機結構輕薄短小之設計要求。另外，該彈性件25藉由提供變化之彈性力與驅動該鏡頭組21運動之磁性力平衡，使得鏡頭組21可停留在任意之對焦位置，從而實現該相機結構連續對焦之目的；進一步的，彈性件25由導電材料製成，彈性件25上藉由分別設置焊接端子2515及導電端子2518，使得印製電路板線圈與電源之間電連接時，藉由直接將所述焊接端子2515及導電端子2518分別焊接至印製電路板線圈及電源即可實現，無需於印製電路板線圈與電源之間另外設置連接導線，使得該相機結構簡單、生產組裝容易、且線圈23與電源之間連接也更加穩定。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

12‧‧‧底座

121‧‧‧底板

123‧‧‧側壁

124‧‧‧收容空間

125‧‧‧穿孔

126‧‧‧扣合壁

14‧‧‧蓋體

141‧‧‧頂板

142‧‧‧擋止部

143‧‧‧側壁

146‧‧‧扣合槽

20‧‧‧鏡頭元件

21‧‧‧鏡頭組

210‧‧‧鏡筒

213‧‧‧鏡頭

215‧‧‧突塊

23‧‧‧線圈

25‧‧‧彈性件

251‧‧‧第一彈性元件

252‧‧‧第二彈性元件

30‧‧‧磁性元件

31‧‧‧環形磁鐵

310‧‧‧凹陷

Claims (12)

1. 一種相機結構，包括一殼體、收容於該殼體內之一鏡頭組及一磁性元件，該鏡頭組包括一鏡筒及收容於該鏡筒內之一鏡頭，該磁性元件包括環設於鏡筒外圍之至少一磁鐵，其改良在於：該相機結構還包括環設於鏡頭組外圍之一印製電路板線圈及一彈性件，該彈性件包括至少一彈片，該至少一彈片具有一與鏡頭組連接之運動端及一相對之固定端，當該印製電路板線圈通電激磁後產生之磁場與磁鐵之磁場相互作用，推動鏡頭組運動對焦之過程中，該至少一彈片之運動端跟隨鏡頭組相對於其固定端運動而發生變形。
2. 如申請專利範圍第1項所述之相機結構，其中所述彈性件包括相互間隔之第一彈性元件及第二彈性元件，每一彈性元件均包括一內框及一外框，所述內框與外框相互間隔，所述彈片連接於所述內框與外框之間，該印製電路板線圈之內表面與鏡頭組之外表面相互固定，彈性件之內框與該印製電路板線圈連接，其外框與殼體或者磁性元件連接。
3. 如申請專利範圍第2項所述之相機結構，其中所述彈片具有與內框連接之第一端部及與外框連接之第二端部，所述第一端部形成為運動端，所述第二端部形成為固定端。
4. 如申請專利範圍第2項所述之相機結構，其中所述印製電路板線圈之板體上設有正、負極焊接點，所述第一彈性元件及第二彈性元件上分別設有與所述正、負極焊接點對應之焊接端子。
5. 如申請專利範圍第4項所述之相機結構，其中所述焊接端子分別形成於所述第一彈性元件及第二彈性元件之內框上，所述焊接點為設於該印製電路板線圈上之凹陷，以對應地將所述焊接端子收容於其內。
6. 如申請專利範圍第2項所述之相機結構，其中所述殼體包括一底座及一蓋體，所述彈性件之外框夾設於底座與蓋體之間。
7. 如申請專利範圍第6項所述之相機結構，其中所述蓋體包括一頂板及從頂板之外緣向底座所在方向延伸之側壁，該底座包括一底板及從底板向蓋體所在方向延伸之側壁，該蓋體之側壁與底座之側壁之間形成扣合壁與收容扣合壁之扣合槽。
8. 如申請專利範圍第2項所述之相機結構，其中所述第一彈性元件及第二彈性元件之外框分別從外緣向下延伸形成一個導電端子。
9. 如申請專利範圍第1項所述之相機結構，其中所述彈片包括多個彎折段。
10. 如申請專利範圍第1項所述之相機結構，其中所述至少一磁鐵之數量為兩個，所述兩個磁鐵分別環設於鏡筒之兩端，磁鐵之內表面與鏡筒之外表面之間形成間隙。
11. 如申請專利範圍第10項所述之相機結構，其中所述兩個磁鐵之間形成一空間，該彈性件及印製電路板線圈收容在該空間內，該空間之高度大於彈性件與印製電路板線圈之高度和。
12. 如申請專利範圍第1項所述之相機結構，其中所述鏡筒之外表面向外延伸形成有突塊，該至少一磁鐵之內表面上形成有將該突塊對應收容在內之凹陷。