專利名稱：鏡頭模組的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鏡頭模組，尤其涉及一種具有自動對焦功能的鏡頭模組。
背景技術：
隨著多媒體技術的發(fā)展，數碼相機、攝像機越來越為廣大消費者所青睞，在人們對數碼 相機、攝像機追求小型化的同時，又希望在同一位置可拍攝遠近距離不同的影像，并獲得清 晰的圖像畫面，由此具有自動對焦功能的鏡頭模組應運而生。
自動對焦技術使得鏡頭模組能根據物體的遠近，自動調整鏡頭模組的成像光學元件的位 置，以使得鏡頭模組的成像平面上的成像清晰，從而數碼相機、攝像機等取像裝置可拍攝距 離不同的被攝物體的清晰圖像。常用的具有自動對焦功能的鏡頭模組通常采用致動單元來調 節(jié)成像光學元件的位置。
音圈馬達(Voice-Coil Motor, VCM)是近來應用較多的致動單元，其通過平衡馬達和彈 簧回返裝置控制對焦透鏡組的位置。Tae-Kyu Kim等人于2006年5月發(fā)表于In Proceedings of IEEE Interiiatioiial Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP;)第3巻的文獻"Fast Auto-Focus Control Algorithm Using the VCM Hysteresis Compensation in the Mobile Phone Camera"揭示了一禾中移動電i舌的相機模組的快速X寸焦 控制方法。然而，具有音圈馬達致動單元的鏡頭模組不但結構復雜、成本較高，而且自動對 焦行程也較為有限。
因此，有必要提供一種結構簡單、成本較低、具有較大自動對焦行程的鏡頭模組。

發(fā)明內容
以下將以實施例說明一種鏡頭模組，其結構簡單、成本較低，并具有較大的自動對焦行程。
一種鏡頭模組，包括鏡筒、鏡座、至少一永久磁鐵、多個電磁鐵及一個控制器，所述鏡 筒和鏡座通過螺紋旋合，所述至少一永久磁鐵固設于鏡筒，所述多個電磁鐵固設于鏡座，且 環(huán)繞鏡筒排列，至少一個電磁鐵的一個磁極與永久磁鐵的一個磁極相對，所述控制器用于控 制多個電磁鐵的磁場方向，以改變多個電磁鐵與永久磁鐵的作用力，使鏡筒相對于鏡座旋轉 ，從而實現自動對焦。
本技術方案的鏡頭模組結構簡單、成本較低，其通過控制器控制所述多個電磁鐵的磁場方向改變鏡筒與鏡座之間的扭力，從而可使得鏡筒相對于鏡座旋轉，并進一步調節(jié)鏡筒內的 成像光學元件與鏡座內的影像傳感器之間的距離，實現焦距或放大倍數的自動調整。并且， 由于鏡筒和鏡座具有較長的旋合螺紋，因此本技術方案的鏡頭模組具有較大的自動對焦行程


圖l是本技術方案第一實施例提供的鏡頭模組的剖示圖。 圖2是本技術方案第一實施例提供的鏡頭模組的俯示圖。 圖3是本技術方案第一實施例提供的鏡頭模組進行自動對焦前的俯示圖。 圖4是本技術方案第一實施例提供的鏡頭模組進行自動對焦時的俯示圖。 圖5是本技術方案第一實施例提供的鏡頭模組進行自動對焦后的俯示圖。 圖6是本技術方案第二實施例提供的鏡頭模組的俯示圖。 圖7是本技術方案第二實施例提供的鏡頭模組進行自動對焦前的俯示圖。 圖8是本技術方案第二實施例提供的鏡頭模組進行自動對焦后的俯示圖。 圖9是本技術方案第三實施例提供的鏡頭模組的剖示圖。
具體實施例方式
下面將結合附圖及多個實施例，對本技術方案提供的鏡頭模組作進一步的詳細說明。 請一并參閱圖1及圖2，本技術方案第一實施例提供的鏡頭模組10可進行自動對焦，其包
括鏡筒ll、光學鏡片組12、鏡座13、影像傳感器14、永久磁鐵15、多個電磁鐵16以及控制器17。
所述鏡筒ll為圓筒體，由筒壁110圍合而成。筒壁110具有相對的內壁1101和外壁1102， 所述內壁1101用于通過粘膠方式收容、固定光學鏡片組12。所述外壁1102局部或全部設置有 外螺紋，以便于配合旋入鏡座13。所述鏡筒11具有相對的第一端部111和第二端部112，所述 第一端部lll靠近物側，具有階梯孔1110，所述階梯孔1110可用于控制經由被攝物體反射而 入射至鏡筒ll內的光線的入射角。所述第二端部112靠近像側，通常收容于鏡座13內。本實 施例中，僅在靠近第二端部112的部分外壁l 102設置外螺紋。
所述光學鏡片組12用于對被攝物體進行光學成像，其可包括沿光軸方向依次設置的對焦 透鏡組121及濾光片122。對焦透鏡組121靠近第一端部111設置。本實施例中，對焦透鏡組 121依次包括三個透鏡1211， 1212及1213。三個透鏡1211， 1212及1213之間設置有間隔體 123，以防止相鄰兩個透鏡之間因接觸或碰撞而導致透鏡損傷。所述三個透鏡1211， 1212及 1213的材料不限，其可以為玻璃、塑膠或復合透鏡。所述三個透鏡1211， 1212及1213的形狀也不限，其可以為球面透鏡或非球面透鏡。另外，對焦透鏡組121的透鏡數量也不限于三個 ，其可以為兩個，四個或更多個透鏡。所述濾光片122靠近第二端部112設置。濾光片122可 以為紅外截止濾波片、紫外截止濾光片或其它濾光片。
所述鏡座13包括第一座體131和第二座體132。第一座體131與鏡筒11的第二端部112配合 ，從而可收容部分或全部鏡筒ll。第二座體132位于第一座體131下方并與第一座體131連接 成一體。所述第二座體132用于收容影像傳感器14。本實施例中，第一座體131為圓環(huán)體，其 內徑與鏡筒l 1的外徑相同，且第一座體131的內壁131 l設置有與鏡筒l 1的外螺紋相配合的內 螺紋，以收容設置有外螺紋的部分鏡筒ll。第二座體132為方形筒體，其長度、寬度均大于 第一座體131的外徑，因此，第二座體132與第一座體131的連接處具有一凸臺133。當然，第 二座體132也可以為其它形狀，其尺寸也可以與第一座體131的尺寸大致相同。
所述影像傳感器14收容于第二座體132，用于接收被攝物體經由光學鏡片組12形成的光 學成像，并將該光學成像轉換成相應的電子影像信號作為輸出信號。本實施例中，影像傳感 器14連接于電路板141上，并通過電路板141傳輸、轉換影像傳感器14的輸出信號。所述影像 傳感器14可選用電荷耦合器件(CCD)傳感器或互補金屬氧化物半導體(CMOS)傳感器。所述影 像傳感器14的分辨率可為1.3百萬像素，2百萬像素，3百萬像素或更高。通常來說，當所述 影像傳感器14的分辨率為3百萬像素及以上時，相應的對焦透鏡組121可設置有4片或更多片 非球面透鏡。
所述永久磁鐵15可以設置于鏡筒11的外壁1102，也可以設置于鏡筒11的外壁1102與內壁 1101之間，g卩，嵌設于鏡筒11的筒壁110內。本實施例中，永久磁鐵15為長條形，固設于鏡 筒11的外壁1102，且其縱長方向平行于鏡筒ll的軸線。優(yōu)選的，為避免影響鏡筒ll的外螺紋 ，永久磁鐵15可靠近鏡筒11的第一端部111。所述永久磁鐵15可以通過粘結固定、螺釘固定 、支架固定等方法固設于鏡筒ll。所述永久磁鐵15可以為合金永磁材料，例如稀土永磁材料 、釤鈷永磁材料、釹鎳鈷永磁材料等，也可以為鐵氧體永磁材料，例如燒結鐵氧體永磁材料 、粘結鐵氧體永磁材料、注塑鐵氧體永磁材料等。
所述多個電磁鐵16等間距地環(huán)繞鏡筒11排列，且相對于鏡筒ll的軸線對稱分布。多個電 磁鐵16可以固設于鏡座13的第一座體131的外壁、第一座體131的頂部，也可以固設于凸臺 133，還可以固設于第二座體132的外壁。本實施例中，鏡頭模組10包括8個長條狀的電磁鐵 16， 8個電磁鐵16間隔一定距離地固設于第一座體131頂部，均與永久磁鐵15的縱長方向平行 。并且，每一電磁鐵16均包括圍繞有線圈1603的軟磁部1601及未圍繞線圈1603的無磁部 1602。所述軟磁部1601與永久磁鐵15相對，g卩，軟磁部1601的磁極與永久磁鐵15的磁極相對，以使電磁鐵16與永久磁鐵15之間具有相互作用力。本實施例中，軟磁部1601與永久磁鐵15 平行，軟磁部1601在鏡筒11軸線方向上的長度相近或略大于永久磁鐵15在鏡筒11軸線方向上 的的長度，軟磁部1601的兩個磁極分別與永久磁鐵15的兩個磁極沿垂直于鏡筒11軸線方向相 對色設置，從而電磁鐵16與永久磁鐵15之間具有較強的相互作用力。所述線圈1603與電源部 1604連接，可以通過電源部1604對線圈1603中電流的流向進行控制，從而，對軟磁部1601的 磁場方向進行控制，這樣電磁鐵16的軟磁部1601的磁極可以根據需要進行相應的控制或改變
當然，每一電磁鐵16可以僅具有軟磁部1601。 g卩，無磁部1602也可以圍繞有線圈1603而 成為軟磁部。每一軟磁部1601也可以不通過無磁部1602而通過一支架連接、固定于鏡座13。
所述控制器17用于根據影像傳感器14的輸出信號控制多個電磁鐵16的磁場方向，故控制 器17與影像傳感器14、多個電磁鐵16均有連接?？刂破?7可以包括處理電路和驅動電路，所 述處理電路用于處理影像傳感器14的輸出信號，所述驅動電路用于控制多個電磁鐵16的線圈 電流流向。確切地說，控制器17與電路板141、電源部1604均具有連接關系。處理電路從電 路板141處獲得圖像或數字信號并對該信號進行處理，得出光學鏡片組12需要移動的方向及 距離。驅動電路根據處理電路的處理結果驅動電源部1604，進而控制每一電磁鐵16的線圈 1603的電流流向，g卩，控制每一電磁鐵16的磁場方向。
由于多個電磁鐵16的磁場方向可以改變，永久磁鐵15與多個電磁鐵16之間的作用力可以 發(fā)生變化，從而可帶動鏡筒11相對于鏡座13發(fā)生相對轉動直至永久磁鐵15與多個電磁鐵16之 間的作用力趨于穩(wěn)定。因而，控制器17可通過控制多個電磁鐵16的磁場方向使得鏡筒11內的 光學鏡片組12相對于鏡座13內的影像傳感器14上下移動，從而實現鏡頭模組10的自動對焦過 程。
例如，請參閱圖3，鏡頭模組10進行自動對焦前，永久磁鐵15與第一電磁鐵161相對，且 永久磁鐵15的N極靠近物側即靠近鏡筒11的第一端部l 11 ，永久磁鐵15的S極靠近鏡筒11的像 側即靠近鏡筒11的第二端部112。當控制器17的處理電路對影像傳感器14的輸出信號處理后 認為應當使得鏡筒l 1帶動對焦透鏡組121向下移動，而鏡筒l 1的外螺紋為向下安裝的右旋螺 紋時，鏡筒ll應當順時針旋轉即向右旋轉，以向下移動。具體地，驅動電路應當控制與永久 磁鐵l5相對的第一電磁鐵161的線圈電流流向，使得第一電磁鐵161的N極與永久磁鐵15的N極 相對、第一電磁鐵161的S極與永久磁鐵15的S極相對，并控制與該第一電磁鐵161相鄰且位于 其右側即旋轉方向側的第二電磁鐵162的線圈電流流向，使得第二電磁鐵162的S極靠近第一 端部lll，第二電磁鐵162的N極靠近第二端部112，如圖4所示。從而，第一電磁鐵161與永久磁鐵15之間具有斥力、第二電磁鐵162對永久磁鐵15具有引力，將使得永久磁鐵15向第二電 磁鐵162靠近直至永久磁鐵15與第二電磁鐵162相對，則永久磁鐵15與多個電磁鐵16之間的作 用力相對穩(wěn)定。請參閱圖5， S卩，永久磁鐵15將帶動鏡筒ll相對于鏡座13向右旋轉l/8圓周( 45度)，從而使得鏡筒ll帶動對焦透鏡組121向下移動l/8螺距。同理，重復如上調節(jié)，即可 使得鏡筒ll不斷向下移動，直至移動至指定距離。如此，鏡頭模組10通過鏡筒11相對于鏡座 13的自動旋轉而實現光學鏡片組12與影像傳感器14之間的距離變化，g卩，實現自動對焦。
請再次參閱圖4，如果控制器17控制第一電磁鐵161、第二電磁鐵162的線圈電流流向時 ，同時也控制與第一電磁鐵161相鄰且位于其左側即逆時針方向側的第三電磁鐵163的磁場方 向，使得第三電磁鐵163與永久磁鐵15之間也具有斥力的話，則可使得鏡筒ll具有更大的扭 力向右旋轉即往順時針方向旋轉，從而可獲得更快的自動對焦效果。
另外，鏡頭模組10的電磁鐵16的數量可視自動對焦的精度而定，可以為4個、6個或其它 個數。
當然，鏡頭模組10的永久磁鐵l5的數量也可以為兩個或兩個以上。
請參閱圖6，本技術方案第二實施例的鏡頭模組20與第一實施例的鏡頭模組10大致相同 ，其不同之處在于鏡頭模組20具有相對設置的第一永久磁鐵251和第二永久磁鐵252。
請參閱圖7，如果鏡頭模組20進行自動對焦前，第一永久磁鐵251、第二永久磁鐵252分 別與第一電磁鐵261、第二電磁鐵262相對，且第一永久磁鐵251的N極、第二永久磁鐵252的 S極均靠近鏡筒21的物側即靠近第一端部。當控制器27認為應當使得光學鏡片組向上移動， 而鏡筒21的外螺紋為向下安裝的右旋螺紋時，控制器27應當控制第一電磁鐵261的N極靠近第 一端部并與第一永久磁鐵251的N極相對，同時使得位于第一電磁鐵261左側的第三電磁鐵263 的S極、位于第一電磁鐵261右側的第四電磁鐵264的N極均靠近鏡筒21的第一端部。同時控制 器27還可以控制第二電磁鐵262的S極、位于第二電磁鐵262左側的第五電磁鐵265的N極、位 于第一電磁鐵261右側的第六電磁鐵264的S極均靠近鏡筒21的第一端部。從而，第一永久磁 鐵251與第一電磁鐵261、第四電磁鐵264相斥，與第三電磁鐵263相吸，g卩，第一電磁鐵261 、第三電磁鐵263、第四電磁鐵264將使得第一永久磁鐵251帶動鏡筒21向左旋動。同時，第 二永久磁鐵252與第二電磁鐵262、第六電磁鐵266相斥，與第五電磁鐵265相吸，g卩，第二電 磁鐵264、第五電磁鐵265、第六電磁鐵266將使得第二永久磁鐵252也帶動鏡筒21向左旋動。
由于第一永久磁鐵251、第二永久磁鐵252的受到的作用力方向一致，均可使得鏡筒21相 對于鏡座23向左旋轉，因此，本實施例的鏡頭模組20相較于第一實施例的鏡頭模組10可以具 有更快的旋轉速度，可更快地實現自動對焦過程。S卩，第一永久磁鐵251可更快旋轉至與第三電磁鐵263相對，第二永久磁鐵252可更快旋轉至與第五電磁鐵265相對，如圖8所示。此時 ，鏡筒21帶動光學鏡片組向上移動l/8螺距。
當然，鏡頭模組20的電磁鐵26的數量可以為其它個數。永久磁鐵25的數量也可以為兩個 以上，僅需每一永久磁鐵25受到的作用力方向一致即可。
請參閱圖9，本技術方案第三實施例的鏡頭模組30與第一實施例的鏡頭模組10大致相同 ，其不同之處在于電磁鐵36通過支架361固設于永久磁鐵35下方，電磁鐵36的一個磁極與 永久磁鐵35的一個磁極沿平行于鏡筒31軸線方向相對設置。從而，同樣可以通過控制器37改 變電磁鐵36的磁場方向改變電磁鐵36與永久磁鐵35之間的作用力，并進一步使得永久磁鐵 35帶動鏡筒31相對于鏡座33旋轉，實現自動對焦。
本技術方案的鏡頭模組結構簡單、成本較低，其通過控制器控制所述多個電磁鐵的磁場 方向改變鏡筒與鏡座之間的扭力，從而可使得鏡筒相對于鏡座旋轉，并進一步調節(jié)鏡筒內的 成像光學元件與鏡座內的影像傳感器之間的距離，實現焦距或放大倍數的自動調整。并且， 由于鏡筒和鏡座具有較長的旋合螺紋，因此本技術方案的鏡頭模組具有較大的自動對焦行程
可以理解的是，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據本發(fā)明的技術構思做出其它 各種相應的改變與變形，而所有這些改變與變形都應屬于本發(fā)明權利要求的保護范圍。
權利要求
權利要求1一種鏡頭模組，包括鏡筒和鏡座，所述鏡筒和鏡座通過螺紋旋合，其特征在于，所述鏡頭模組還包括至少一永久磁鐵、多個電磁鐵及一個控制器，所述至少一永久磁鐵固設于鏡筒，所述多個電磁鐵固設于鏡座，且環(huán)繞鏡筒排列，至少一個電磁鐵的一個磁極與永久磁鐵的一個磁極相對，所述控制器用于控制多個電磁鐵的磁場方向，以改變多個電磁鐵與永久磁鐵的作用力，使鏡筒相對于鏡座旋轉，從而實現自動對焦。
2.如權利要求l所述的鏡頭模組，其特征在于，所述多個電磁鐵等間距地環(huán)繞鏡筒排列。
3. 于鏡筒外壁。
4.于鏡筒的筒壁內。
5.置于永久磁鐵下方，至少 向相對設置。
6.永久磁鐵平行設置，至少 線方向相對設置。
7.如權利要求6所述的鏡頭模組，其特征在于，每一電磁鐵沿鏡筒 軸線方向的長度與永久磁鐵沿鏡筒軸線方向的長度相同。
8.如權利要求l所述的鏡頭模組，其特征在于，所述鏡座包括用于 收容鏡筒的第一座體和與連接于第一座體下方的第二座體，所述第二座體與第一座體的連接 處具有一凸臺，所述多個電磁鐵固設于第一座體的外壁、第一座體的頂部、凸臺或第二座體 的外壁。
9.如權利要求l所述的鏡頭模組，其特征在于，所述控制器包括處如權利要求l所述的鏡頭模組，其特征在于，所述永久磁鐵固設如權利要求l所述的鏡頭模組，其特征在于，所述永久磁鐵嵌設如權利要求l所述的鏡頭模組，其特征在于，所述多個電磁鐵設 一個電磁鐵的一個磁極與永久磁鐵的一個磁極沿平行于鏡筒軸線方如權利要求l所述的鏡頭模組，其特征在于，所述多個電磁鐵與 一個電磁鐵的兩個磁極分別與永久磁鐵的兩個磁極沿垂直于鏡筒軸理電路和驅動電路，所述處理電路用于處理接收信號，所述驅動電路用于控制多個電磁鐵的 線圈電流流向。
10.如權利要求l所述的鏡頭模組，其特征在于，所述鏡頭模組還包 括光學透鏡組和影像傳感器，所述光學透鏡組收容于鏡筒，用于對被攝物體進行光學成像， 所述影像傳感器收容于鏡座，用于接收被攝物體經由光學透鏡組形成的光學成像。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鏡頭模組，包括鏡筒、鏡座、至少一永久磁鐵、多個電磁鐵及一個控制器，所述鏡筒和鏡座通過螺紋旋合，所述至少一永久磁鐵固設于鏡筒，所述多個電磁鐵固設于鏡座，且環(huán)繞鏡筒排列，至少一個電磁鐵的一個磁極與永久磁鐵的一個磁極相對，所述控制器用于控制多個電磁鐵的磁場方向，以改變多個電磁鐵與永久磁鐵的作用力，使鏡筒相對于鏡座旋轉，從而實現自動對焦。本技術方案的鏡頭模組結構簡單，成本較低，并具有較大的自動對焦行程。
文檔編號G02B7/10GK101419322SQ200710202200
公開日2009年4月29日 申請日期2007年10月22日 優(yōu)先權日2007年10月22日
發(fā)明者蔡明江 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司