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1、(10)申请公布号 CN 103713373 A (43)申请公布日 2014.04.09 CN 103713373 A (21)申请号 201210379981.6 (22)申请日 2012.10.09 G02B 7/09(2006.01) H02K 33/18(2006.01) (71)申请人 华宏新技股份有限公司 地址 中国台湾高雄市 (72)发明人 郭利德 赖美玲 卓英吉 (74)专利代理机构 隆天国际知识产权代理有限 公司 72003 代理人 冯志云 吕俊清 (54) 发明名称 相机模块 (57) 摘要 一种相机模块， 包括镜头、 镜头致动装置与影 像感测模块， 镜头致动装置用以设置。
2、镜头， 其包括 固定件、 活动件、 第一弹片、 第二弹片、 驱动单元与 位置感测元件。活动件设置在固定件中并可沿镜 头的一光轴移动， 第一弹片连接固定件的一第一 端面与活动件 ； 第二弹片连接固定件的一第二端 面与活动件 ； 驱动单元设置于固定件与活动件之 间 ； 位置感测元件设置于固定件 ； 影像感测模块 经由镜头致动装置中的镜头感测影像 ； 镜头设置 在该活动件上， 活动件悬吊在第一弹片与第二弹 片之间， 驱动单元提供活动件移动的驱动力， 而位 置感测元件用以感测活动件的位置。本发明利用 两个弹片来悬吊活动件， 并且配合位置感测元件 来达到准确定位与平稳移动的功效。 (51)Int.Cl.。
3、 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103713373 A CN 103713373 A 1/1 页 2 1. 一种相机模块， 其特征在于， 包括 ： 一镜头 ； 一镜头致动装置， 用以设置该镜头， 该镜头致动装置包括 ： 一固定件 ； 一活动件， 设置在该固定件中并可沿该镜头的一光轴移动 ； 一第一弹片， 连接该固定件的一第一端面与该活动件 ； 一第二弹片， 连接该固定件的一第二端面与该活动件 ； 一驱动单元， 设置于该固定件与该活动件之间 ； 及 一位。
4、置感测元件， 设置于该固定件 ； 以及 一影像感测模块， 经由该镜头致动装置中的该镜头感测影像 ； 其中， 该镜头设置在该活动件上， 该活动件悬吊在该第一弹片与该第二弹片之间， 该驱 动单元提供该活动件移动的驱动力， 而该位置感测元件用以感测该活动件的位置。 2. 如权利要求 1 所述的相机模块， 其特征在于， 该驱动单元包括有至少一磁性元件及 至少一线圈元件， 所述至少一磁性元件设置于该活动件， 所述至少一线圈元件设置于该固 定件。 3. 如权利要求 1 所述的相机模块， 其特征在于， 该位置感测元件为磁场变化感测元件、 光强度变化感测元件、 电场变化感测元件或应力变化感测元件。 4. 如权。
5、利要求 3 所述的相机模块， 其特征在于， 该位置感测元件为一霍尔元件。 5. 如权利要求 1 所述的相机模块， 其特征在于， 该第一弹片具有一第一定位部、 一第一 蜿蜒部与一第一制动部， 该第一蜿蜒部连接该第一定位部与该第一制动部， 其中该第一定 位部固设于该固定件的该第一端面， 而该第一制动部固设于该活动件。 6. 如权利要求 5 所述的相机模块， 其特征在于， 该第一弹片还包括一吸震件， 该吸震件 设置于该蜿蜒部的一间隙中。 7. 如权利要求 6 所述的相机模块， 其特征在于， 该吸震件为一硅胶凝体。 8. 如权利要求 1 所述的相机模块， 其特征在于， 该第二弹片具有一第二定位部、 一。
6、第二 蜿蜒部与一第二制动部， 该第二蜿蜒部连接该第二定位部与该第二制动部， 其中该第二定 位部固设于该固定件的该第二端面， 而该第二制动部固设于该活动件。 9. 如权利要求 8 所述的相机模块， 其特征在于， 该第二弹片还包括一吸震件， 该吸震件 设置在该第二蜿蜒部的一间隙中。 10. 如权利要求 9 所述的相机模块， 其特征在于， 该吸震件为一硅胶凝体。 11. 如权利要求 1 所述的相机模块， 其特征在于， 该相机模块还包括一控制单元， 该控 制单元设置于该固定件， 该控制单元用以接收一目标位置信号， 并接收来自该位置感测元 件的一实际位置信号， 该控制单元比较该目标位置信号与该实际位置信。
7、号， 并据以调整该 驱动单元的驱动方向与驱动力。 12. 如权利要求 11 所述的相机模块， 其特征在于， 该位置感测元件与控制单元能够整 合为一位置感测与控制单元， 该位置感测与控制单元设置于该固定件， 用以感测该活动件 的位置并调整该驱动单元的驱动方向与驱动力。 权 利 要 求 书 CN 103713373 A 2 1/5 页 3 相机模块 技术领域 0001 本发明涉及一种相机模块， 且特别涉及一种可使镜头平稳移动与准确定位的相机 模块。 背景技术 0002 功能， 例如照相、 摄影、 上网、 音乐播放等。其中， 相机模块是目前智能型手机的基 本配备， 小型化与高画质的相机模块则是目前市。
8、场的发展趋势。 为了提高取像的清晰度， 手 持装置的相机模块由定焦取像功能朝向光学自动对焦功能， 甚至是光学对焦功能发展。 0003 光学自动对焦功能的动作原理是依照标的物的不同远、 近距离， 以适当地移动取 像模块中的镜头， 进而使得取像标的物的光学影像得以准确地聚焦在影像传感器上， 以产 生清晰的影像。以目前一般常见到在取像模块中带动镜头移动的致动方式， 其包括有步进 马达致动、 压电致动以及音圈马达 (Voice Coil Motor， VCM) 致动等方式。 0004 一般来说， 音圈马达的机构主要是将线圈置放在含有永久磁铁的磁路内所构成， 从而根据弗来明左手定则， 当线圈导电时就会与。
9、永久磁铁产生交互作用的推动力， 以移动 连接永久磁铁的承载座， 进而带动固定在承载座中的镜头元件， 并且经由调整流过线圈的 电流大小， 达到光学对焦的目的。然而， 音圈马达的致动 / 复位变化速度相较于其它的致动 方式具有动辄数毫秒的变化速度而言， 变化速度会稍慢， 而且定位较不精准。 0005 在定位方面， 现有技术采用平行的轴杆来限制活动件的移动方向以协助定位， 但 是双轴生产组立难以保持良好垂直度与平行度， 而且轴孔间隙会导致倾斜而影响光学质 量。 发明内容 0006 本发明的目的在于提供一种相机模块， 其具有双弹片设计以悬吊活动件， 件， 并且 配合位置感测元件以达到准确定位与平稳移动。
10、的功效。 0007 本发明提出一种相机模块， 包括镜头、 镜头致动装置与影像感测模块， 其中镜头致 动装置用以设置镜头， 其包括一固定件、 一活动件一第一弹片、 一第二弹片、 驱动单元与位 置感测元件。 活动件设置在该固定件中并可沿该镜头的一光轴移动第一弹片连接固定件的 一第一端面与活动件。第二弹片连接固定件的一第二端面与活动件。驱动单元设置于该固 定件与该活动件之间。位置感测元件设置于该固定件。影像感测模块， 经由该镜头致动装 置中的该镜头感测影像。 其中， 该镜头设置在该活动件上， 活动件悬吊在第一弹片与第二弹 片之间， 该驱动单元提供该活动件移动的驱动力， 而该位置感测元件用以感测该活动。
11、件的 位置。 0008 其中， 该驱动单元包括有至少一磁性元件及至少一线圈元件， 所述至少一磁性元 件设置于该活动件， 所述至少一线圈元件设置于该固定件。 0009 其中， 该位置感测元件为磁场变化感测元件、 光强度变化感测元件、 电场变化感测 元件或应力变化感测元件 说 明 书 CN 103713373 A 3 2/5 页 4 0010 其中， 该位置感测元件为一霍尔元件。位置感测元件根据磁场变化感测活动件的 位置。 0011 其中， 该第一弹片具有一第一定位部、 一第一蜿蜒部与一第一制动部， 该第一蜿蜒 部连接该第一定位部与该第一制动部， 其中该第一定位部固设于该固定件的该第一端面， 而该。
12、第一制动部固设于该活动件。 0012 其中， 该第一弹片还包括一吸震件， 该吸震件设置于该蜿蜒部的一间隙中。 0013 其中， 该吸震件为一硅胶凝体。 0014 其中， 该第二弹片具有一第二定位部、 一第二蜿蜒部与一第二制动部， 该第二蜿蜒 部连接该第二定位部与该第二制动部， 其中该第二定位部固设于该固定件的该第二端面， 而该第二制动部固设于该活动件。 0015 其中， 该第二弹片还包括一吸震件， 该吸震件设置在该第二蜿蜒部的一间隙中。 0016 其中， 该吸震件为一硅胶凝体。 0017 其中， 该相机模块还包括一控制单元， 该控制单元设置于该固定件， 该控制单元用 以接收一目标位置信号， 并。
13、接收来自该位置感测元件的一实际位置信号， 该控制单元比较 该目标位置信号与该实际位置信号， 并据以调整该驱动单元的驱动方向与驱动力。 0018 其中， 该位置感测元件与控制单元能够整合为一位置感测与控制单元， 该位置感 测与控制单元设置于该固定件， 用以感测该活动件的位置并调整该驱动单元的驱动方向与 驱动力。 0019 综合上述， 本发明所提出的相机模块， 以双弹片悬吊活动件， 并且利用位置传感器 感测活动件的位置以达到准确定位与稳定移动的功效。 0020 为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂， 下文特举较佳实施例， 并配合所附 图式， 作详细说明如下。 附图说明 0021 图 1A 为本发。
14、明一实施例的相机模块的示意图。 0022 图 1B 为本发明一实施例的局部分解图。 0023 图 2 为本实施例的弹片的结构示意图。 0024 图 3 为本发明另一实施例的弹片结构示意图。 0025 其中， 附图标记说明如下 ： 0026 100 ： 相机模块 0027 101 ： 影像感测模块 0028 102 ： 镜头 0029 103 ： 镜头致动装置 0030 104 ： 驱动单元 0031 110 ： 固定件 0032 111、 112 ： 端面 0033 120 ： 活动件 0034 140、 150 ： 弹片 0035 142 ： 定位部 说 明 书 CN 103713373 A。
15、 4 3/5 页 5 0036 144 ： 蜿蜒部 0037 145、 345 ： 吸震件 0038 146 ： 制动部 0039 160 ： 位置感测元件 0040 161 ： 控制单元 0041 162 ： 位置感测与控制单元 0042 170 ： 线圈元件 0043 180 ： 磁性元件 0044 340 ： 弹片 0045 342 ： 定位部 0046 346 ： 制动部 0047 347 ： 内架片 0048 348 ： 外架片 具体实施方式 0049 在下文中， 将通过图式说明本发明的实施例来详细描述本发明， 而图式中的相同 参考数字可用以表示类似的元件。 0050 请同时参考图 。
16、1A 图 1A 为本发明一实施例的相机模块的示意图。相机模块 100 包 括影像感测模块 101、 镜头 102 与镜头致动装置 103。镜头致动装置 103 用以设置镜头 102 以及移动镜头102位置来达到调整焦距的功能。 镜头致动装置103包括固定件110、 活动件 120、 弹片 140、 150、 驱动单元 104 以及位置感测元件 160。驱动单元 104 包括线圈元件 170 与磁性元件180， 其中线圈元件170设置于活动件120， 而磁性元件180则设置于固定件110 上。驱动单元 104 可以调整通过线圈元件 170 的电流以产生不同的磁场， 藉此推动活动件 120。驱动单。
17、元 104 对活动件 120 的驱动力大小与驱动方向是由线圈元件 170 的磁场方向 与磁场强度以及磁性元件 180 决定。影像感测模块 101 与镜头致动装置 103 结合， 可经由 镜头 102 感测影像， 并将其转换为电信号输出。影像感测模块 101 中具有影像感测元件， 例 如 CCD(charge-couple device) 等， 但本实施例不限制影像感测元件的类型。 0051 请同时参照图 1A 与图 1B， 图 1B 为本发明一实施例的镜头致动装置 103 的局部分 解图。固定件 110、 活动件 120 与设置在固定件 110 上下两个端面 111、 112 上的弹片 140。
18、、 150。固定件 110 具有线圈元件 170 与位置感测元件 160， 而活动件 120 具有至少一磁性元 件 180， 通常由两个永久磁铁或磁性物质构成， 其配设在活动件 120 的侧边。活动件 120 设 至在固定件 110 中并可沿光轴移动以调整镜头 102 的位置。 0052 位置感测元件 160 例如为霍尔元件， 可以用来感测活动件 120 的位置。弹片 140 包括定位部 142、 蜿蜒部 144 与制动部 146， 其定位部 142 固设于固定件 110 的端面 111， 其 制动部 146 则固设于活动件 120。弹片 150 与弹片 140 的结构相似， 其固设于固定件 。
19、110 的 端面 112 与活动件 120 的另一侧。活动件 120 悬吊在两个弹片 140、 150 之间， 并可移动的 设置在固定件 110 之中。 0053 线圈元件 170 通入电流时会产生电磁场， 电磁场与磁性元件 180 的磁力线相互作 用所产生的电磁推力可以使活动件 120 相对于固定件 110 进行轴向移动。活动件 120 的移 说 明 书 CN 103713373 A 5 4/5 页 6 动会带动弹片 140、 150 的制动部 146 使弹片 140、 150 产生形变。弹片 140、 150 的制动部 146 会产生弹性的恢复力给活动件 120。当活动件 120 达到定位。
20、点时， 线圈元件 170 所导通 的电流会维持定值， 使电磁推力与恢复力达到平衡， 让活动件 120 维持在固定的位置上。也 就是说， 活动件 120 的定位是由线圈元件 170 所提供电磁推力与弹片 140、 150 所提供的恢 复力的相互作用决定。 0054 在本实施例中， 相机模块100不需要设置轴杆来限制活动件120的移动方向， 而是 直接由两个弹片 140、 150 取代轴杆来限制活动件 120 的移动方向。弹片 140 与弹片 150 分 别配设在固定件 110 的两个端面 111、 112 上， 活动件 120 则悬吊在弹片 140 与弹片 150 之 间。由于活动件 120 是。
21、以悬吊方式设置在弹片 140、 150 之间， 所以活动件 120 在移动时会 比较平稳， 并且不会受到机械元件的组装精度或轴孔间隙影响其稳定性。活动件 120 在移 动时也不会产生倾斜或偏移等问题。 此外， 无轴杆的结构可以降低组装复杂度与生产成本。 0055 位置感测元件 160 例如为磁场变化感测元件、 光强度变化感测元件、 电场变化感 测元件或应力变化感测元件。在本实施例中， 位置感测元件 160 以霍尔元件实现， 霍尔元件 通常被用为磁场检知和磁场测定元件。当磁场通过霍尔元件时， 霍尔元件会产生对应的电 压。将此电压连接到运算放大器做比较或者放大， 便可以测得磁场的变化。磁性元件 1。
22、80 移动时， 其周围的磁场便会随的移动与变化。位置感测元件 160 可以感测磁性元件 180 移 动所造成的磁场变化， 藉此获得活动件 120 的正确位置。相机模块 100 的驱动电路 ( 未绘 示 ) 会根据位置感测元件 160 所感测的电压信号调整线圈元件 170 的电流以达到准确定位 的效果。通过位置感测元件 160， 相机模块 100 可以达到准确且快速的镜头 102 定位效果。 0056 相机模块 100 还可以包括一控制单元 161， 设置于固定件 110 上， 控制单元 160 用 以接收一目标位置信号， 并接收来自位置感测元件 160 的一实际位置信号。控制单元 161 比较。
23、目标位置信号与实际位置信号， 并据以调整驱动单元 104 的驱动方向与驱动力。控制 单元 161 可由芯片或电路板形成， 并可与位置感测元件 160 整合为一位置感测与控制单元 162， 用以感测活动件 120 的位置并调整驱动单元 104 的驱动方向与驱动力。 0057 请参照图 2， 其为本实施例的弹片的结构示意图。弹片 140 具有两个对向设置的 定位部 142， 另两对向角则具有两个制动部 146 以连接至活动件 120。相邻的定位部 142 与 制动部 146 之间则具有蜿蜒部 144。蜿蜒部 144 上设置有吸震件 145， 吸震件 145 可以是一 种可塑性性材质， 例如为硅胶凝。
24、体 (silica gel)。吸震件 145 连接在蜿蜒部 144 的间隙之 间， 可以减缓蜿蜒部 144 的张开速度， 并且可以吸收蜿蜒部 144 的晃动， 进而产生适当的缓 冲阻尼效果以降低震荡幅度与时间。当活动件 120 移动时， 弹片 140 的制动部 146 会被活 动件 120 推升或拉扯而使蜿蜒部 144 变形。蜿蜒部 144 的变形会提供弹性的恢复力至活动 件 120。吸震件 145 可以设置在蜿蜒部 144 的某一点间隙中， 此间隙为蜿蜒部 144 中可挠性 变形区域的最大张开间隙。弹片 150 与弹片 140 的结构相似， 不再赘述。 0058 弹片 140 与弹片 150。
25、 可以利用不同的弹片结构来实现， 请参照图 3， 其为本发明另 一实施例的弹片结构示意图。弹片 340 包括对向设置的定位部 342 与制动部 346。内架片 347 与外架片 348 取代弹片 140 中的蜿蜒部 144。吸震件 345 设置在内架片 347 与外架片 348之间的间隙并连接内架片347与外架片348。 吸震件345例如由硅胶凝体(silica gel) 或橡胶等弹性材料构成， 以降低活动件 120 的振荡幅度与时间。弹片 140、 340 的结构可以 由多种实施方式实现， 在经由上述实施例的说明后， 本技术领域具有通应可推知其它实施 说 明 书 CN 103713373 A。
26、 6 5/5 页 7 方式， 在此不加赘述。 0059 上述图 1A、 1B 中的固定件 110 具有支撑的功能， 而活动件 120 则可以装配镜头模 块(未绘示)以达到对焦的功效。 图1A、 1B仅为固定件110与活动件120的结构示意图， 本 发明不受限于图 1A、 1B。此外， 本发明的相机模块 100 的活动件 120 用来设置镜头 102( 或 镜片 )， 以达到对焦的效果。由于活动件 120 的上下两端分别设置有弹片 140、 150， 所以活 动件 120 可以被夹置于弹片 140、 150 之间， 藉此达到稳定地移动活动件 120 的功效。另外， 本发明的相机模块100可以依照。
27、设计需求连接驱动电路(未绘示)， 驱动电路可以用来控制 线圈元件 170 以移动活动件 120， 以及接收位置感测元件 160 所输出的信号。 0060 此外， 值得注意的是， 上述实施例中的元件可依照其功能与设计需求增加、 去除、 调整或替换， 本发明并不受限。 在经由上述实施例的说明后， 本技术领域具有通常知识者应 可推知其实施方式， 在此不加赘述。 0061 综上所述， 本发明的相机模块利用两个弹片来悬吊活动件， 并且配合位置感测元 件来达到准确定位与平稳移动镜头的功效。 0062 虽然本发明的较佳实施例已揭露如上， 然本发明并不受限于上述实施例， 任何所 属技术领域中具有通常知识的人员， 在不脱离本发明所揭露的范围内， 当可作些许的更动 与调整， 因此本发明的保护范围应当以所附的权利要求书所界定的范围为准。 说 明 书 CN 103713373 A 7 1/4 页 8 图 1A 说 明 书 附 图 CN 103713373 A 8 2/4 页 9 图 1B 说 明 书 附 图 CN 103713373 A 9 3/4 页 10 图 2 说 明 书 附 图 CN 103713373 A 10 4/4 页 11 图 3 说 明 书 附 图 CN 103713373 A 11 。