可对焦的镜头模组的制作方法

专利名称：可对焦的镜头模组的制作方法
可对焦的镜头模组技术领域：
本发明涉及一种镜头模组，尤其是指一种可对焦的镜头模组。背景技术：
参阅图l、 2所示，为现有日本特开第2005-215539号专利所揭露的一种变 焦镜头模组，其可装设于一具有照相功能的手机上。图l是现有的变焦镜头模 组的立体组合图，图2是图1中所示的现有变焦镜头模组，在移去驱动马达与 外壳时的立体示意图。镜头模组包括有底座ll、外壳12、驱动马达13、由数 个减速齿轮彼此啮合且可被驱动马达13带动的减速齿轮系14、设置在底座ll 上可被减速齿轮系14带动而同步转动的圆筒凸轮15、第一镜片单元16、与第 一镜片单元16平行设置的第二镜片单元17，及勾设于第一、二镜片单元16、 17之间的拉伸弹簧(未图示)。圆筒凸轮15包括有圆柱体151及形成于圆柱体151表面的螺旋状体152，该 螺旋状体152具有上螺旋滑面153及下螺旋滑面154。第一镜片单元16具有一个线性滑设在底座11上的第一框架161、 一个装设 在第一框架161上的第一镜片162、一个可与上螺旋滑面153抵接的第一凸轮挡 接体163。第二镜片单元17具有一个线性滑设在底座11上的第二框架171、 --个装设在第二框架171上的第二镜片172、一个可与下螺旋滑面154抵接的第二 凸轮挡接体173。由于螺旋状体152的上、下螺旋滑面153、 154是分别与第一、二凸轮挡接 体163、 173抵接，使得圆筒凸轮15的螺旋状体152是被夹设在第一、二凸轮挡 接体163、 173之间。当圆筒凸轮15绕其自身的一轴线转动时，第一、二凸轮 挡接体163、 173可分别在上、下螺旋滑面153、 154上随着上、下螺旋滑面153、 154的弧面而滑动，使得第一、二框架161、 171相对靠近与远离，进而使该第 一、二镜片162、 172也同时相对靠近与远离。进行对焦动作时，驱动马达13可顺、逆时针转动，同时带动减速齿轮系 14内的这些减速齿轮同步转动，圆筒凸轮15也同时被减速齿轮系14带动旋转。 转动中的圆筒凸轮15，将会驱使第一、二镜片162、 172同时相对靠近与远离 而达成对焦的目的。上述镜头模组虽可完成对焦目的，但却有以下缺点第一、减速齿轮系14带动第一、二框架161、 171彼此靠近与远离时，需 透过圆筒凸轮15传递动能，而无法由减速齿轮系14直接带动第一、二框架161、 171。因此，镜头模组的构件繁多而无法有效縮小手机的体积，不易达成手机 轻巧的要求。第二、镜头模组的制造者在生产镜头时，需要针对圆筒凸轮15另外设计、开模及制造。组装该镜头时，生产线的作业员也需要多一道组装步骤将圆 筒凸轮15组装至该镜头模组内。因此，该镜头模组的零件及制造成本皆无法 降低。
发明内容本发明的目的在于提供一种可对焦的镜头模组，其可以使得组件单纯化 而縮小体积，进而降低材料成本与制造成本。依据本发明的上述目的，本发明提供一种可对焦的镜头模组，其主要包 括有座体、组装在座体内的驱动单元、组装在座体内并可被驱动单元传动的 减速单元、固定装设在座体内的外筒，以及与外筒相螺接的镜室单元，其中 驱动单元至少具有一个驱动件；外筒具有一个围绕一轴线的环形本体、 一个 被环形本体围绕界定的容置空间及一个形成于环形本体的内周面上的内螺牙部；镜室单元是可转动地与外筒的内螺牙部螺接，该镜室单元包括有一个包 围界定出一容室的镜筒、至少一个沿轴线设置在容室内的镜片、 一个与外筒 的内螺牙部螺接的外螺牙部及一个可被减速单元直接传动的被驱动部。上述座体具有底座及覆盖在底座上的壳壁，驱动单元、减速单元及外筒 均设置在底座上。镜头模组还包括有背隙消除单元，背隙消除单元具有固定 于壳壁的环形片及数个间隔连接于环形片且顶抵于镜筒上的压縮弹片。上述减速单元是由数个减速齿轮啮合组装而成的减速齿轮系，镜筒还具 有一沿一径向朝外延伸的前侧壁，及一与前侧壁连接且沿轴线朝外筒延伸的 环壁，前侧壁的外周被定义为被驱动部且呈正齿轮状，外螺牙部是形成于环 壁的一外环面上。相较于现有技术，本发明可对焦的镜头模组是通过减速单元直接带动镜 筒的被驱动部，而镜筒的外螺牙部是与外筒的内螺牙部螺接，使得镜筒能够 相对于外筒螺进、螺退而进行对焦动作，这一简单的传动构造可以使组件单
纯化，从而有效縮小镜头模组的体积，并减少组件数量。
图1是现有日本特开第2005-215539号专利所揭露的一种变焦镜头模组的立体组合图。图2是图1中所示的现有变焦镜头模组，在移去驱动马达与外壳时的立体示意图。图3是本发明可对焦的镜头模组的一较佳实施例的立体组合局部剖视示 意图。图4是在该较佳实施例中的控制架构示意图。图5是将该较佳实施例中的背隙消除单元及壳壁移除后的顶视示意图，其 主要是要说明在收纳位置时，旋转叶片的缺口位置。图6是该较佳实施例的侧视示意图，说明在收纳位置时，镜筒与外筒的相 对位置。图7是一个与图5相类似的视图，说明在焦点位置时，旋转叶片的缺口位置。图8是一个与图6相类似的视图，说明在焦点位置时，镜筒与外筒的相对位置。具体实施方式
有关于本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，将配合参考图式及 较佳实施例在下面作出详细说明。如图3、 4、 6所示，分别是本发明的立体组合局部剖视示意图、控制架构 示意图及侧视示意图，本发明可对焦的镜头模组的较佳实施例是可装设在具 有自动对焦功能的照相手机上。可对焦的镜头模组包括座体20、驱动单元30、 减速单元40、外筒50、镜室单元60、影像传感器70、控制架构80，及背隙消 除单元90。座体20具有底座21及覆盖在底座21上的壳壁22。驱动单元30是设置在底座21上，其包括有驱动件31及驱动电路32，驱动 电路32是用来驱动驱动件31的。在本实施例中，驱动件31是一个步进马达。减速单元40是由数个减速齿轮41啮合组装而成的减速齿轮系，这些减速 齿轮41是设置在底座21上，并可以被驱动件31通过一个传动齿轮传动。外筒50是固设在底座21上，并具有一个围绕轴线L的环形本体5K被本体 51围绕界定的容置空间52及内螺牙部53。本体51具有一内周面54，内螺牙部 53是形成于内周面54上。镜室单元60是可转动地与内螺牙部53螺接，并包括有一个镜筒61及三个 镜片62。镜筒61具有沿径向朝外延伸的前侧壁611、与前侧壁611连接且沿该 轴线L朝外筒50延伸的环壁612、由前侧壁611与环壁612包围界定出的容室 613、形成于前侧壁611上且连通容室613的开孔614、与内螺牙部53螺接的外 螺牙部615，及可以被减速单元40传动的被驱动部616。环壁612具有外环面617，这些镜片62是沿轴线L间隔设置在容室613内且 对应于开孔614，外螺牙部615是形成在外环面617上，前侧壁611的外周定义 为被驱动部616,且被驱动部616是呈正齿轮状，从而可以与减速单元40的减 速齿轮41啮合。影像传感器70是固设在底座21上而位于容置空间52内，且对应于这些镜 片62。影像传感器70可以感测到经过开孔614而穿透这些镜片62的影像，并将 影像转换成可供后续处理的影像信号。控制架构80包括有与影像传感器70信号连接的影像处理器81 、连接于减 速单元40的位置检知单元82，及与影像处理器81、位置检知单元82、驱动电 路32电连接的微处理器83，及储存资料的内存84。参阅图4、 5、 6，其中图5是本发明将背隙消除单元90及壳壁22移除之后 的顶视示意图，位置检知单元82具有一个设置在减速单元40上并可与这些减 速齿轮41同步旋转的旋转叶片821，及一个可感测旋转叶片821并与微处理器 83信号连接的位置感知器822。旋转叶片821具有一个缺口823，当旋转叶片821 随着这些减速齿轮41转动时，缺口823也随之转动而改变方向，当缺口823转 动至位置感知器822时，位置感知器822可以输出一归零信号至微处理器83。背隙消除单元90具有固定在壳壁22的环形片91，及四个等间隔连接于环 形片91且顶抵在镜筒61前侧壁611上的压縮弹片92。在本实施例中，背隙消除 单元90所欲消除的背隙(Backlash)是由于镜筒61的外螺牙部615与外筒50的 内螺牙部53螺接时产生的螺牙间隙。当使用者激活手机照相功能时，镜筒61可以从收纳位置(如图5、 6所示) 经由自动对焦过程运行至焦点位置(如图7、 8所示)，以供使用者拍照。在进 行自动对焦动作时，处理器83首先输出一控制指令至驱动电路32，使驱动电 路32输出一控制信号给驱动件31，驱使驱动件31转动，并带动减速单元40的
数个减速齿轮41旋转。
由于镜筒61的被驱动部616是与这些减速齿轮41啮合，因此，呈正齿轮状 的被驱动部616可借助这些减速齿轮41的传动，带动镜筒61绕轴线L转动。
此外，镜筒61的外螺牙部615是与外筒50的内螺牙部53螺接，因此转动的 镜筒61可以相对于外筒50沿轴线L螺升、螺降，而位于镜室单元60内的这些镜 片62也随着镜筒61的螺升、螺降同步升、降移动且转动。这些镜片62与影像 传感器70的距离，也随着这些镜片62的升、降移动而改变。
驱动件31持续转动，设置在这些减速齿轮41上方的旋转叶片821同时被带 动旋转，当旋转叶片821的开口823旋转至位置感知器822时，位置感知器822 输出归零信号给微处理器83，借助该归零信号，微处理器83即可以知悉镜室 单元60与外筒50的相对位置，并将此位置设为控制驱动件31转动的参考位置。
这些镜片62朝接近、远离影像传感器70移动的同时，该影像传感器70可 连续取得多数的影像信号。这些影像信号可以经由影像处理器81转换成多数 个评价值并储存于该微处理器83中，这些评价值是利用调制转换函数 (Modulation Transfer Function, MTF)做计算， 一般业界通称为MTF值，该 MTF值越高代表影像的黑白反差越大，即对焦越清晰，相反地，该MTF值越
低代表影像的黑白反差越小，即对焦越模糊。
在驱动件31持续带动这些镜片62相对接近或远离影像传感器70的过程 中，微处理器83持续比较由影像处理器81计算所得的这些评价值，并取出一 最大值，而取得最大评价值的这些镜片62的位置，就是一焦点位置。
经过上述说明，可知对焦进行的过程是通过镜筒61的外螺牙部615与外筒 50的内螺牙部53彼此螺接，使镜筒61相对外筒50螺升、螺降，进而使得这些 镜片62相对于影像传感器70靠近或远离，从而完成对焦。
背隙消除单元90的压縮弹片92的其中一端恒顶抵于镜筒61的前侧壁611， 受压縮的这些压縮弹片92使得镜筒61恒受一朝向外筒50的弹性恢复力顶推。 因此，虽然内、外螺牙部53、 615螺接时会有背隙产生，但该弹性恢复力可以 将该背隙顶推在固定一侧，使得镜筒61在相对于外筒50螺升、螺降的每一往 返行程中，该背隙的影响都可以降到最低。
经过以上说明，可以将本发明的优点归纳如下
第一、通过这些减速齿轮41直接带动被驱动部616，使得与外筒50螺接的 镜筒61可以螺升或螺降，位于镜筒61内的这些镜片62同时相对于影像传感器
70进行远离或靠近，从而完成对焦。相较于现有技术(参照图2所示)，减速 齿轮系14需要透过圆筒凸轮15带动第一、二镜片162、 172上、下移动，本发 明省略了圆筒凸轮15。因此，可有效降低镜头模组的组件数量，使得镜头模 组的体积縮小。
第二、通过降低镜头模组的组件数量，可以减少组件的模具设计及制造 费用，且在组装镜头模组时，作业员的组装程序也可简化，使得生产成本降 低，增加产品价格的竞争力。
归纳上述，本发明可对焦的镜头模组，其减速单元是直接带动镜筒的被 驱动部，而镜筒的外螺牙部是与外筒的内螺牙部螺接，因此镜筒可相对外筒 螺进、螺退而进行对焦动作，借助这些简单的传动结构可縮小镜头模组的体 积，并减少组件数量及降低成本，因此确实能达到发明目的。
权利要求
1.一种可对焦的镜头模组，其主要包括有座体、组装在座体内的驱动单元、组装在座体内并可被驱动单元传动的减速单元，以及镜室单元，其中驱动单元至少具有一驱动件，镜室单元包括有一个包围界定出一容室的镜筒及至少一个沿轴线设置在容室内的镜片；其特征在于镜头模组还具有一个外筒，该外筒是固定装设在座体内，并具有一个围绕一轴线的环形本体、一个被环形本体围绕而界定出的容置空间及一个形成于环形本体的内周面上的内螺牙部；位于座体内的镜室单元具有一个与外筒的内螺牙部螺接的外螺牙部及一个可被减速单元直接传动的被驱动部，该镜室单元是可转动地与外筒的内螺牙部螺接。
2. 如权利要求l所述的可对焦的镜头模组，其特征在于镜头模组还包 括有一位于外筒的容置空间内且对应于镜片的影像传感器。
3. 如权利要求2所述的可对焦的镜头模组，其特征在于驱动件是一个 步进马达，驱动单元还设置有用来驱动该驱动件的驱动电路。
4. 如权利要求3所述的可对焦的镜头模组，其特征在于减速单元是由 数个减速齿轮啮合组装而成的减速齿轮系，镜筒的被驱动部是呈正齿轮状。
5. 如权利要求4所述的可对焦的镜头模组，其特征在于镜头模组还设 置有一控制架构，该控制架构包括有与影像传感器信号连接的影像处理器、 连接于减速单元的位置检知单元，及与影像处理器、位置检知单元及驱动电 路连接的微处理单元。
6. 如权利要求5所述的可对焦的镜头模组，其特征在于位置检知单元 具有设置在减速单元上并可以与这些减速齿轮同步旋转的旋转叶片，及可感 测该旋转叶片并与微处理单元信号连接的位置感知器。
7. 如权利要求l所述的可对焦的镜头模组，其特征在于镜片的数量是 三个，其对应于镜筒上的一个开孔而设置在镜筒容室内。
8. 如权利要求l所述的可对焦的镜头模组，其特征在于座体具有底座 及覆盖在底座上的壳壁，驱动单元、减速单元及外筒均设置在底座上。
9. 如权利要求8所述的可对焦的镜头模组，其特征在于镜头模组还包 括有背隙消除单元，背隙消除单元具有固定于壳壁的环形片及数个间隔连接 于环形片且顶抵于镜筒上的压縮弹片。
10.如权利要求l所述的可对焦的镜头模组，其特征在于减速单元是 由数个减速齿轮啮合组装而成的减速齿轮系，镜筒还具有一沿一径向朝外延 伸的前侧壁，及一与前侧壁连接且沿轴线朝外筒延伸的环壁，前侧壁的外周 被定义为被驱动部且呈正齿轮状，外螺牙部是形成于环壁的一外环面上。
全文摘要
本发明公开一种可对焦的镜头模组，其包括有座体、驱动单元、减速单元、外筒及镜室单元，驱动单元具有一驱动件，减速单元可被驱动单元传动，外筒是固定装设于座体内，并具有一个围绕一轴线的环形本体、一个被该本体围绕界定的容置空间，及形成于该本体的一内周面的一内螺牙部，镜室单元是可转动地与内螺牙部螺接，其包括一包围界定出一容室的镜筒及至少一沿该轴线设置于容室内的镜片，镜筒具有一与内螺牙部螺接的外螺牙部，及一可被减速单元传动的被驱动部。
文档编号G02B7/02GK101131459SQ20061012564
公开日2008年2月27日 申请日期2006年8月25日 优先权日2006年8月25日
发明者张谷源, 陈柏瑜 申请人:亚洲光学股份有限公司