TWM470962U - 鏡頭防震裝置 - Google Patents

Description

鏡頭防震裝置

本創作係有關於一種鏡頭防震裝置，更特別為一種利用壓電元件針對鏡頭模組作震動補償之鏡頭防震裝置。

在一個相機或攝影機之光學系統中，常會因為外力因素或是手持相機或攝影機的抖動，造成拍攝光學路徑震動偏移，使得相機或攝影機的影像感測模組成像不穩定，進而導致所拍攝到的影像模糊不清。

最常見的解決方式，就是對此類震動所造成的影像模糊現象提供一補償機制，來使所擷取到的影像清晰化，而此種補償機制可以是數位補償機制或是光學補償機制。

所謂的數位補償機制，就是對影像感測模組所擷取到的數位影像資料進行分析處理，以獲得較為清晰的數位影像，此即為數位防震機制。

所謂的光學補償機制，則通常是在光學透鏡組或鏡頭模組或影性感測模組上設置震動補償機制，使得手持相機或攝影機因外力或抖動而造成拍攝光學路徑震動偏移時，可馬上進行位移補償，此即為光學防震機制。

目前已知的光學補償機制中，以音圈馬達作為光學防震機制較為 常見。如第1圖所示，習知之相機光學補償裝置10包含有鏡透模組11、複數個音圈馬達20、彈簧30以及固定件40。固定件40為中間中空的圍狀結構，鏡頭模組11係設置於固定件40內。音圈馬達20包含致動部21與磁鐵部22，致動部21設置於鏡頭模組11上，磁鐵部22相對於鏡頭部21設置於固定件40上，彈簧30則連結鏡頭模組11與固定件40。

習知利用音圈馬達之光學補償機制，因需設置多組音圈馬達，其結構複雜造成驅動良率較低。除此之外，由彈簧作為鏡頭模組11移動時的支撐緩衝元件，不易控制移動之精度，使得防震效果較差。

有鑑於上述習知技藝之問題，本創作之目的就是在提供一種鏡頭防震裝置，以解決習知技藝中，音圈馬達驅動良率低，且彈簧難以控制移動精度，造成防震效果較差問題。

根據本創作之一目的，提出一種鏡頭防震裝置，包含鏡頭模組、第一支撐模組、第一變形模組、第一距離感測模組、第二支撐模組、第二變形模組以及第二距離感測模組。第一支撐模組支撐鏡頭模組於第一軸向上運動，第一變形模組包含至少一第一壓電元件，且設置於該鏡頭模組之一側邊，並透過至少一第一壓電元件之轉動而帶動鏡頭模組於第一軸向上移動。第一距離感測模組偵測鏡頭模組於第一軸向上之移動量。第二支撐模組支撐鏡頭模組於第二軸向上運動。第二變形模組包含至少一第二壓電元件，設置於鏡頭模組之另一側邊，並透過至少一第二壓電元件之轉動而帶動鏡頭模組於第二軸向上移動。第二距離感測模組偵測鏡頭模 組於第二軸向上之移動量。

較佳地，第一變形模組可包含複數個第一壓電元件，該第二變形模組包含複數個第二壓電元件。

較佳地，第一壓電元件與第二壓電元件可成扇型配置。

較佳地，第一距離感測模組可包含第一霍爾感測器(Hall Sensor)，且第一距離感測模組具有第一磁鐵與第一霍爾感測器相對設置，第二距離感測模組包含第二霍爾感測器，且第二距離感測模組具有第二磁鐵與第二霍爾感測器相對設置。

較佳地，第二支撐模組可包覆第一支撐模組。

較佳地，第一軸向與第二軸向可大致上垂直。

較佳地，第一變形模組可具有第一固設面、第二固設面以及第一彈性變形部，第一固設面與第二固設面相鄰設置，第一彈性變形部由第一固設面延伸出第一支撐模組外，第二變形模組具有第三固設面、第四固設面以及第二彈性變形部，第三固設面與第四固設面相鄰設置，第二彈性變形部由第三固設面延伸出第二支撐模組外。

綜上所述，本創作之壓電元件由外部電場控制其移動量，其結構較習知之音圈馬達簡單，且可精準的調控所需的位移補償量。除此之外，本創作藉由實體的機構支撐旋轉軸，而非利用彈簧作為位移緩衝元件，故本創作移動精度與穩定度較高。

10‧‧‧相機光學補償裝置

20‧‧‧音圈馬達

21‧‧‧致動部

22‧‧‧磁鐵部

30‧‧‧彈簧

40‧‧‧固定件

99‧‧‧鏡頭防震裝置

11、110‧‧‧鏡頭模組

111‧‧‧鏡頭

112‧‧‧影像感測單元

113‧‧‧軟性電路板

120‧‧‧第一支撐模組

121、122、123、124、128、126‧‧‧插銷孔

125、127、135、136‧‧‧插銷

130‧‧‧第一變形模組

131‧‧‧第一固設面

132‧‧‧第二固設面

133‧‧‧第一彈性變形部

134‧‧‧第一壓電元件

137‧‧‧第三固設面

138‧‧‧第四固設面

139‧‧‧第二彈性變形部

140‧‧‧第一距離感測模組

141‧‧‧第一磁鐵

142‧‧‧第一霍爾感測器

143‧‧‧第二壓電元件

144‧‧‧第二磁鐵

145‧‧‧第二霍爾感測器

150‧‧‧第二支撐模組

160‧‧‧第二變形模組

170‧‧‧第二距離感測模組

180‧‧‧上蓋模組

190‧‧‧下蓋模組

第1圖係為習知之鏡頭防震裝置。

第2圖係為本創作之鏡頭防震裝置之一實施例之第一***圖。

第3圖係為本創作之鏡頭模組之示意圖。

第4圖係為本創作之鏡頭防震裝置之一實施例之部分分解圖。

第5圖係為第4圖所示部分之第一立體示意圖。

第6圖係為本第4圖所示部分之第二立體示意圖。

第7圖係為本創作之鏡頭防震裝置之壓電元件之設置示意圖。

第8圖係為本創作之鏡頭防震裝置之一實施例之部分分解圖。

第9圖係為第8圖所示部分之立體示意圖。

以下將參照相關圖示，說明依本創作之鏡頭防震裝置之實施例，為始便於理解，下述實施例中相同或相似的元件係以相同的符號標示說明。

在此要先說明的是，本創作之鏡頭防震裝置的主要原理，乃是藉由壓電元件驅動鏡頭模組於兩個不同的軸向上進行偏移之修正，以達到震動補償之功效。其中，壓電元件係為一種因為物理上之形變，而在產生電極化現象的材料；或為一種隨著外部電場變化，而產生物理上之形變的材料。前者係為正壓電效應，後者係為逆壓電效應。

本說明書之實施例之壓電元件可為陶瓷材料，但不以此為限。本創作之壓電元件之材料可為人造聚合物，如PVDF及其共聚物、聚氟乙烯、聚氯乙烯、聚-γ-甲基-L-谷氨酸酯和尼龍-11等；或聚合物與陶瓷材料的複合材料，如聚偏氟乙烯活環氧樹脂等。

請參閱第2圖，其係為本創作之鏡頭防震裝置之一實施例之*** 圖。如圖所示，鏡頭防震裝置99由上而下(沿著Z軸方向)依序包含上蓋模組180、第一支撐模組120、第二支撐模組150、鏡頭模組110以及下蓋模組190。第一變形模組130與第二變形模組160分別設置於鏡頭模組110相鄰之兩側邊。第一距離感測模組140設置於鏡頭模組110與第一支撐模組120之間，第二距離感測模組170設置於第一支撐模組120與第二支撐模組150之間。

接著，請一併參閱第2圖與第3圖，第3圖係為本創作之鏡頭模組之示意圖。如圖所示，鏡頭模組110可包含鏡頭111、影像感測單元112以及軟性電路板113。鏡頭111內包含多個成像透鏡(未繪示)，其可為定焦或變焦鏡頭。影像感測單元112可包含電荷耦合元件或互補金屬氧化物半導體等感光元件。鏡頭111可將外界物體的影像光源經由鏡頭內之多個成像透鏡投射於影像感測單元112之感光元件上並轉換成電訊號，再藉由軟性電路板113將電訊號傳送至處理單元作進一步的影像處理或傳送至儲存媒體儲存。

當鏡頭模組110正在擷取外部影像時，若受到外力震動，則可能會造成擷取中的影像模糊不清。因此，本創作之鏡頭防震裝置係將鏡頭模組110偏移的誤差量透過第一變形模組130以及第二變形模組160進行補償位移，以達到相機防震之功效。

在此要說明的是，軟性電路板113一方面係用以傳輸影像感測單元112擷取到之影像訊號，一方面則是當第一變形模組130以及第二變形模組160進行補償位移時，軟性電路板113之可撓性特性可承受鏡頭模組110反覆的小幅度位移。

請一併參考第2圖、第4圖、第5圖與第6圖，第4圖係為本創作之 鏡頭防震裝置之一實施例之部分分解圖，第5圖係為第4圖所示部分之第一立體示意圖，第6圖係為本第4圖所示部分之第二立體示意圖。

如圖所示，在第4圖中，第一支撐模組120係為一圍狀結構，在本實施例中，第一支撐模組120係大致為四面支撐壁所圍合而成的構件，其中間中空係用以容置鏡頭模組110。各支撐壁具有插銷孔121、122、123與124。鏡頭模組110係透過插銷125與127滑固於互為相對之插銷孔121與123上，藉以支撐鏡頭模組110於X軸向上旋轉運動。

第一變形模組130係具有第一固設面131、第二固設面132以及第一彈性變形部133。第一固設面131與第二固設面132相鄰設置，第一彈性變形部133係由第一固設面131延伸出第一支撐模組120外，第一彈性變形部133係變形後可恢復其原有的形狀。

其中，第一變形模組130包含複數個第一壓電元件134設置於第二固設面132上。該些第一壓電元件134較佳為扇形排列，如第7圖所示。各第一壓電元件134大致為長方體之形狀，設置於第二固設面上132，並以插銷孔123為中心成扇形分佈。其中，本實施例係以多個第一壓電元件134為例，但不已此為限。在本創作之其它實施例中，第一壓電元件134可只具有一個或多個。

如此一來，當鏡頭模組110因外力而移動時，可透過該些第一壓電元件134之變形而帶動鏡頭模組110於X軸方向上旋轉運動，以提供位移補償，藉此達到防震的功效。

第一距離感測模組140包含第一磁鐵141與第一霍爾感測器142。 第一霍爾感測器142係設置於第一固設面131上，第一磁鐵141係相對第一霍爾感測器142設置於鏡頭模組110上。

如此一來，當第一變形模組130正帶動鏡頭模組110於X軸方向上旋轉運動，提供位移補償時，第一霍爾感測器142與第一磁鐵141間也具有相對移動。因此，第一距離感測模組140可藉由第一霍爾感測器142感應到的磁場變化，而偵測到第一變形模組130在X軸方向上作了多少的移動量。

接著，請一併參考第2圖、第8圖、第9圖與第10圖，第8圖係為本創作之鏡頭防震裝置之一實施例之部分***圖，第9圖係為第8圖之部分立體示意圖。

如圖所示，第8圖中，第二支撐模組150係為一圍狀結構，本實施例中，第二支撐模組150係大致為四面支撐壁所圍合而成的構件，其中間中空係用以容置第一支撐模組120。亦即，第二支撐模組150包覆整個第一支撐模組120。第二支撐模組150中，相對第一支撐模組120之插銷孔122與124之位置處，具有插銷孔128與126位於第二支撐模組150之支撐壁上。插銷135係滑固於插銷孔128、122之間，插銷136係滑固於插銷孔124、126之間，藉以支撐第一支撐模組120以及鏡頭模組110於Y軸向上旋轉運動。

第二變形模組160具有第三固設面137、第四固設面138以及第二彈性變形部139。第三固設面137與第四固設面138相鄰設置，第二彈性變形部139係由第三固設面137延伸出第二支撐模組150外。

在此要說明的是，本實施例之第一變形模組130之第一壓電元件 134與第二變形模組160之第二壓電元件143係分別設置於鏡頭模組110相鄰的兩側面上，但不以此為限。

其中，第二變形模組160包含複數個第二壓電元件143設置於第四固設面138上。該些第二壓電元件143較佳為扇形排列，如第7圖之第一壓件元件134所示。各第二壓電元件143大致為長方體之形狀，設置於第四固設面上138，並以插銷孔128為中心成扇形分佈。其中，本實施例係以多個第二壓電元件143為例，但不已此為限。在本創作之其它實施例中，第二壓電元件143可只具有一個或多個。

如此一來，當鏡頭模組110因外力而移動時，可透過該些第二壓電元件143之變形而帶動鏡頭模組110於Y軸方向上旋轉運動，以提供位移補償，藉此達到防震的功效。

第二距離感測模組170包含第二磁鐵144與第二霍爾感測器145。第二霍爾感測器145係設置於第三固設面137上，第二磁鐵144係相對第二霍爾感測器145設置於鏡頭模組110上。

如此一來，當第二變形模組160正帶動鏡頭模組110於X軸方向上旋轉運動，提供位移補償時，第二霍爾感測器145與第二磁鐵144間也具有相對移動。因此，第二距離感測模組170可藉由第二霍爾感測器145感應到的磁場變化，而偵測到第二變形模組160在Y軸方向上作了多少的移動量。

本創作藉由第一距離感測模組140以及第二距離感測模組170分別偵測鏡頭模組110於X軸向上與Y軸向上分別包含之位移量後，可進一步透過相機之控制模組(未繪示)提供適當的電壓控制該些第 一壓電元件134與第二壓電元件143之轉動量或變形量，以達到位移補償之修正之功效，使得鏡頭模組110可穩定得保持在最佳的攝像位置上。

綜上所述，本創作之鏡頭防震裝置藉由壓電元件作為位移補償的反應元件，相較於習知之音圈馬達具有更靈敏的反應速度。除此之外，本創作之鏡頭防震裝置藉由插銷孔之位置作為轉軸位置，插銷為鏡頭模組位移時的轉軸，相較於習知利用彈簧固定鏡頭模組，本創作具有更穩定且精度更高的位移補償控制。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本創作之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

99‧‧‧鏡頭防震裝置

110‧‧‧鏡頭模組

120‧‧‧第一支撐模組

130‧‧‧第一變形模組

140‧‧‧第一距離感測模組

150‧‧‧第二支撐模組

160‧‧‧第二變形模組

170‧‧‧第二距離感測模組

180‧‧‧上蓋模組

190‧‧‧下蓋模組

Claims (7)

1. 一種鏡頭防震裝置，包含：一鏡頭模組；一第一支撐模組，支撐該鏡頭模組於一第一軸向上運動；一第一變形模組，包含至少一第一壓電元件，設置於該鏡頭模組之一側邊，並透過該至少一第一壓電元件之轉動而帶動該鏡頭模組於該第一軸向上移動；一第一距離感測模組，係偵測該鏡頭模組於該第一軸向上之移動量；一第二支撐模組，支撐該鏡頭模組於一第二軸向上運動；一第二變形模組，包含至少一第二壓電元件，設置於該鏡頭模組之另一側邊，並透過該至少一第二壓電元件之轉動而帶動該鏡頭模組於該第二軸向上移動；以及一第二距離感測模組，係偵測該鏡頭模組於該第二軸向上之移動量。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭防震裝置，其中，該第一變形模組包含複數個第一壓電元件，該第二變形模組包含複數個第二壓電元件。
3. 如申請專利範圍第2項所述之鏡頭防震裝置，該些第一壓電元件與該些第二壓電元件係成扇型配置。
4. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭防震裝置，其中，該第一距離感測模組係包含一第一霍爾感測器(Hall Sensor)，且該第一距 離感測模組具有一第一磁鐵與該第一霍爾感測器相對設置，該第二距離感測模組係包含一第二霍爾感測器，且該第二距離感測模組具有一第二磁鐵與該第二霍爾感測器相對設置。
5. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭防震裝置，其中該第二支撐模組係包覆該第一支撐模組。
6. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭防震裝置，其中該第一軸向與該第二軸向係大致上垂直。
7. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭防震裝置，其中該第一變形模組具有一第一固設面、一第二固設面以及一第一彈性變形部，該第一固設面與該第二固設面係相鄰設置，該第一彈性變形部係由該第一固設面延伸出該第一支撐模組外，該第二變形模組具有一第三固設面、一第四固設面以及一第二彈性變形部，該第三固設面與該第四固設面係相鄰設置，該第二彈性變形部係由該第三固設面延伸出該第二支撐模組外。