相機模組及可攜式電子裝置的製作方法
2023-11-12 03:48:02
專利名稱：相機模組及可攜式電子裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及攝像技術，尤其涉及一種相機模組以及具有該相機模組的可攜式電子裝置。
背景技術：
隨著攝像技術的發展，相機模組在各種用途的攝像裝置中得到廣泛的應用，相機模組與各種可攜式電子裝置如手機、攝像機、電腦等的結合，更是得到眾多消費者的青睞。
相機模組通常包括一驅動馬達、至少一由驅動馬達驅動的鏡頭組及一與所述鏡頭組相對設置的感光元件。鏡頭組可以包括一個或多個鏡片，所述鏡片與感光元件相對設置，感光元件的中心點位於該一個或多個鏡片的光軸線上。對焦時，用驅動馬達驅動鏡頭組與感光元件相對位移，尋找一具最佳解析度的對焦位置(取景位置)。變焦時，用驅動馬達移動鏡頭組中的鏡片之間的距離，從而達到變焦的目的。
步進馬達是相機模組中用於對焦或變焦驅動的一種常用驅動馬達。步進馬達通常包括一定子以及一轉子，定子激勵轉子轉動，轉子驅動鏡片移動。鏡片與感光元件相對移動的行程即為鏡片與感光元件的對焦行程，通常對焦時，步進馬達會帶動鏡片或感光元件自對焦行程的一起始位置逐步步進至一終止位置，然而，步進馬達在步進過程中總是需要判斷是否可再向前步進，無法準確及時得知鏡片或感光元件是否已經到達起始位置或終止位置，此將耗費對焦的運行時間，且步進馬達在這反覆移動過程中也可能會有失步的問題。
有鑑於此，提供一種減少步進馬達失步，且縮短對焦運行時間之相機模組及具有該相機模組的可攜式電子裝置實為必要。
發明內容以下，將以實施例說明一種相機模組。
以及通過實施例說明一種可攜式電子裝置。
一種相機模組，其包括一步進馬達、一由所述步進馬達驅動的鏡頭組及一與鏡頭組相對設置的感光元件，其中，所述相機模組還包括有一光發射裝置，一由所述步進馬達驅動的，用於反射所述光發射裝置發射的光信號且具有周期性變化結構的光反射裝置，以及一用於感測所述光反射裝置反射的光信號的光偵測裝置。
一種可攜式電子裝置，其包括一電子裝置本體及一設置在電子裝置本體中的相機模組，所述相機模組包括一步進馬達、一由所述步進馬達驅動的鏡頭組及一與鏡頭組相對設置的感光元件，其中，所述相機模組還包括有一光發射裝置，一由所述步進馬達驅動的，用於反射所述光發射裝置發射的光信號且具有周期性變化結構的光反射裝置，以及一用於感測所述光反射裝置反射的光信號的光偵測裝置。
與現有技術相比，所述相機模組利用一光發射裝置發射光信號至由步進馬達驅動的具有周期性變化結構的光反射裝置中，如此光偵測裝置藉由感測光反射裝置反射的周期性變化的光信號可以偵測步進馬達轉動到達的位置，以及偵測由步進馬達驅動的鏡頭組或感光元件移動到達的位置。藉由所述光偵測裝置感測的光信號，步進馬達可以準確及時地判斷其驅動的鏡頭組或感光元件是否到達對焦行程的起始位置或終止位置，縮短對焦運行時間；變焦時可以知道變化焦距的位置；且防止步進馬達失步的問題。
圖1是本發明提供的相機模組第一實施例剖面示意圖。
圖2圖1中光反射裝置為一設置在鏡筒外壁的周期性突起結構時的剖面示意圖。
圖3是本發明提供的相機模組第二實施例剖面示意圖。
圖4是本發明的實施例提供的可攜式電子裝置的立體示意圖。
具體實施方式下面結合附圖對本發明提供的相機模組及可攜式電子裝置作進一步詳細說明。
請參閱圖1，本發明的第一實施例提供的相機模組1，其包括一步進馬達10、一由所述步進馬達10驅動的鏡頭組20、一與所述鏡頭組20相對設置的感光元件30，以及一位置偵測裝置40。
所述步進馬達10包括一定子11及一轉子12。所述定子11及轉子12均為導磁材料製成，所述定子11為環狀，所述定子11上纏繞有線圈111，所述線圈111與一控制裝置110連接。所述轉子12設置在所述定子11中，所述轉子12也為環狀，所述轉子12上固設有一軸套121，所述軸套121內壁開設有螺紋。
所述鏡頭組20包括一鏡筒21及一設置在鏡筒21中的鏡片22。所述鏡頭組20套設在所述轉子12中，所述鏡筒21外壁開設有螺紋，所述鏡筒21的外壁螺紋與所述軸套121的內壁螺紋相配合，所述軸套121轉動時，所述鏡筒21及設置在其中的鏡片22將相對感光元件30移動。所述鏡片22的材料可以採用塑料或玻璃，所述鏡片22可以採用球面鏡片或非球面鏡片。
所述感光元件30可以為膠片、電荷耦合裝置(Charge Coupled Device，簡稱CCD)或互補金屬氧化物半導體(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor Transistor，簡稱CMOS)。所述感光元件30可以設置於一鏡頭座(圖未示)中。本實施例中，所述感光元件30採用CMOS，所述CMOS封裝的方式可以採用塑料引線晶片載體封裝(Plastic Leaded ChipCarrier，簡稱PLCC)、陶瓷引線晶片載體封裝(Ceramic Leaded Chip Carrier，簡稱CLCC)或晶圓級封裝(Chip Scale Package，簡稱CSP)。
所述位置偵測裝置40包括一光發射裝置41、一光反射裝置42及一光偵測裝置43。所述光發射裝置41及光偵測裝置43設置於所述定子11中並與所述鏡筒21外壁相面對，所述光反射裝置42設置在所述鏡筒21外壁上。所述光發射裝置41光源可以為雷射光源或發光二極體(LED)光源。所述光反射裝置42跟隨所述鏡筒21一起移動，所述光反射裝置42可以為一光柵，所述光柵具有沿鏡筒21軸向分布的黑白相間條紋，該黑白相間條紋為周期性變化結構，可以產生周期性變化的反射信號。所述光偵測裝置43包括一用於將光信號轉換成電信號的光/電轉換電路以及一用於計數電信號的數字處理電路。
所述光反射裝置42還設置有一起始位置421及一終止位置422，所述起始位置421及終止位置422的條紋可以比周期性相間條紋緊密，從而可以將其產生的反射信號與所述周期性相間條紋產生的周期性變化的反射信號區別開來。所述起始位置421及終止位置422分別對應所述鏡頭組20相對感光元件30移動的對焦行程的起始位置及終止位置。所述光反射裝置42的周期性變化結構沿所述鏡筒軸向移動更替的時間可以與所述步進馬達10步進一定角度的時間相同，所述光反射裝置42自起始位置421移動至終止位置422的移動時間還可以設定為與所述步進馬達10運轉整數圈的時間相同，也即所述光反射裝置42移動至起始位置421或終止位置422時，所述步進馬達10也恰好運轉至其整數轉位置。
當然，上述光反射裝置42採用的光柵還可以設置多個等間距分布的線槽，這樣形成線槽與突起間隔分布的周期性變化結構，該周期性變化結構可以產生周期性變化的反射信號。
另如圖2所示，所述光反射裝置42也可以採用一在鏡筒21外壁軸向間隔分布的突起結構，該突起結構也可以與鏡筒21一體成型，該突起結構為周期性變化結構，其也將產生周期性變化的反射信號。
當然，其它的周期性變化結構也可應用於本發明的光反射裝置中，其周期性變化結構也將產生周期性變化的反射信號。
對焦使用時，所述步進馬達10的控制裝置110給所述定子11上的線圈111一驅動電流，所述定子11便將產生一感應磁場，該感應磁場將激勵轉子12及固設在其上的軸套121轉動，所述鏡筒21在所述軸套121作用下帶動鏡片22沿鏡片22的光軸線相對所述感光元件30移動。所述位置偵測裝置40的光發射裝置41發射的光信號經所述光反射裝置42反射回來，所述光偵測裝置43便可感測到所述光反射裝置42反射的光信號，所述光偵測裝置43的光/電轉換電路將感測的光信號轉換成電信號，並可藉助數字處理電路計數所述光反射裝置42周期性變化的反射信號，從而知道步進馬達10轉動到達的位置。
所述鏡頭組20相對所述感光元件30移動的行程，即為所述鏡頭組20相對所述感光元件30移動的對焦行程可以分為多個曝光區，各曝光區中又可以包括多個曝光點。所述步進馬達10帶動鏡頭組20自起始位置開始，先步進至各曝光區，每個曝光區分別曝光取樣一次，以獲得各曝光區的分辯率值，依據各曝光區的分辯率值判斷最佳曝光區，然後步進馬達10再帶動鏡頭組20自終止位置返回至該最佳曝光區，該最佳曝光區中的各曝光點分別曝光取樣，以尋找最佳分辯率值的曝光點，該曝光點即為鏡頭組20及感光元件30的最終取景位置。步進馬達10帶動鏡頭組20步進至對焦行程的起始位置或終止位置時，所述光反射裝置42恰好移動至其起始位置421或終止位置422，所述步進馬達10也恰好是轉動了整數轉。如此，依據光偵測裝置43的光/電轉換電路轉換得的周期性變化的電信號，步進馬達10可以準確及時地判斷鏡頭組20到達對焦行程的起始位置或終止位置，縮短對焦的運行時間，且通過光偵測裝置43的數字處理電路計數周期性變化的電信號，便可以知道步進馬達10轉動到達的位置，也即知道鏡頭組20與所述感光元件30的距離，如此也起到偵測步進馬達10轉動是否正常，防止步進馬達10失步的問題。
當然，上述實施例中，所述鏡筒21中可以設置多個鏡片22，步進馬達10帶動鏡筒21及該多個鏡片22一起相對感光元件30移動。
另外可以理解的是，所述步進馬達10及位置偵測裝置40也可以與所述感光元件30及所述感光元件30的封裝裝置(圖未示)配合，所述步進馬達10驅動感光元件30相對鏡頭組20位移，達到對焦的目的，所述位置偵測裝置40偵測步進馬達10運轉狀況及感光元件30移動狀況。
請參閱圖3，為本發明的第二實施例提供的相機模組2局部剖面示意圖。所述第二實施例與所述第一實施例的區別在於，所述相機模組2包括兩個步進馬達10a，10b、一由所述步進馬達10a驅動的第一鏡頭組20a、一由所述步進馬達10b驅動且與所述第一鏡頭組20a相對設置的第二鏡頭組20b，一與所述第一鏡頭組20a及第二鏡頭組20b相對設置的感光元件30，以及兩個位置偵測裝置40a，40b。
所述步進馬達10a驅動第一鏡頭組20a，所述步進馬達10b驅動第二鏡頭組20b一起相對感光元件30移動，可以達到對焦目的。所述步進馬達10a驅動第一鏡頭組20a相對所述第二鏡頭組20b及感光元件30移動，可以達到變焦目的。所述位置偵測裝置40a，40b可以分別偵測所述步進馬達10a，10b轉動到達的位置，也即知道對焦時第一鏡頭組20a及第二鏡頭組20b相對感光元件30移動的距離，變焦時知道第一鏡頭組20a移動的距離，從而可以知道變化的焦距位置。
本發明還提供一種可攜式電子裝置。
請參閱圖4，本發明的實施例提供的可攜式電子裝置3包括一電子裝置本體31以及一設置在電子裝置本體31中的相機模組32。所述可攜式電子裝置3可以為手機、攝像機或電腦等可攜式電子產品，本實施例中，所述可攜式電子裝置3為一手機。
所述電子裝置本體31包括一顯示屏31a及若干按鈕31b。所述相機模組32可以為前述實施例提供的相機模組中任意一種結構。
可以理解的是，對在本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術方案和技術構思做出其它各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬在本發明權利要求的保護範圍。
權利要求
1.一種相機模組，其包括一步進馬達、一由所述步進馬達驅動的鏡頭組及一與鏡頭組相對設置的感光元件，其特徵在於，所述相機模組還包括有一光發射裝置，一由所述步進馬達驅動的，用於反射所述光發射裝置發射的光信號且具有周期性變化結構的光反射裝置，以及一用於感測所述光反射裝置反射的光信號的光偵測裝置。
2.如權利要求1所述的相機模組，其特徵在於，所述步進馬達包括一定子及一設置在所述定子中的轉子，所述鏡頭組套設在所述轉子中。
3.如權利要求2所述的相機模組，其特徵在於，所述鏡頭組包括一外壁設有螺紋的鏡筒以及一設置於所述鏡筒中的鏡片，所述轉子包括一內壁具螺紋的軸套，所述軸套內壁螺紋與所述鏡筒外壁螺紋相配合。
4.如權利要求1所述的相機模組，其特徵在於，所述感光元件包括膠片、電荷耦合裝置或互補金屬氧化物半導體。
5.如權利要求1所述的相機模組，其特徵在於，所述光發射裝置光源可以採用雷射光源或發光二極體光源。
6.如權利要求1所述的相機模組，其特徵在於，所述光反射裝置設置在所述鏡筒外壁上。
7.如權利要求6所述的相機模組，其特徵在於，所述光反射裝置為一沿所述鏡筒軸向分布的光柵結構。
8.如權利要求6所述的相機模組，其特徵在於，所述光反射裝置為一沿所述鏡筒軸向分布的周期性突起結構。
9.如權利要求1所述的相機模組，其特徵在於，所述光偵測裝置包括一光/電轉換電路及一數位訊號處理電路。
10.一種可攜式電子裝置，其包括一電子裝置本體以及一設置於所述電子裝置本體中的相機模組，所述相機模組可以採用一如權利要求1至9中任一項所述的相機模組。
全文摘要
本發明提供一種相機模組，其包括一步進馬達、一由所述步進馬達驅動的鏡頭組及一與鏡頭組相對設置的感光元件，其中，所述相機模組還包括有一光發射裝置，一由所述步進馬達驅動的，用於反射所述光發射裝置發射的光信號且具有周期性變化結構的光反射裝置，以及一用於感測所述光反射裝置反射的光信號的光偵測裝置。本發明還提供一種具有該相機模組的可攜式電子裝置。
文檔編號H04M1/02GK101046535SQ20061006014
公開日2007年10月3日 申請日期2006年3月31日 優先權日2006年3月31日
發明者張仁淙 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司, 鴻海精密工業股份有限公司