專利名稱：相機模塊的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種應用于光學成像領域的相機模塊。
背景技術：
光圈是成像裝置的相機模塊上用以控制進入成像裝置內的感光元件(如感光膠 片、影像傳感器等)上的進光量，該光圈的大小決定著透過鏡頭進入感光元件的進光量，且 光圈值越大表示進入感光元件的光線越多。但是，有些時候，如拍攝較大景深需要足夠的進 光量，反而不需要光圈，因此，如何需要在有光圈與無光圈之間變換成為需要解決的技術問 題。
發明內容
有鑒于此，有必要提供一種能在有光圈與無光圈之間變換的相機模塊。一種相機模塊，其包括一控制單元及沿從該相機模塊的物側至像側方向依次排列 的一透光腔體、一感光元件及一電磁鐵組件。該腔體內充滿透明磁性流體。該電磁鐵組件 包括呈圓環狀的第一電磁鐵及纏繞在該第一電磁鐵上且與該控制單元電性連接的第一線 圈。該腔體包括一物側表面及一與該物側表面相對的像側表面。該磁性流體包括一透明載 液及多個均勻分散在該透明載液內且由表面活性劑包覆的磁性納米微粒。該控制單元通過 控制該第一線圈通電使該第一電磁鐵產生磁場以吸引該磁性納米微粒聚集至該腔體的像 側表面上并構成一光圈；該控制單元撤銷該第一線圈的電流使該第一電磁鐵產生的磁場消 失時，構成該光圈的磁性納米微粒均勻分散在該透明載液中。與現有技術相比，所述相機模塊將大量由表面活性劑包覆的磁性納米微粒與透明 載液構成的透明磁性流體容納在透光腔體內，通過控制單元控制纏繞在第一電磁鐵上的第 一線圈的通電與斷電，從而控制該第一電磁鐵產生磁場，進而控制該大量磁性納米微粒構 成光圈或均勻分散在該載液中，使該相機模塊能在有光圈與無光圈之間變換。
圖1為本發明第一實施方式提供的一種相機模塊的截面示意圖。圖2為圖1中相機模塊的狀態示意圖。圖3為圖1中相機模塊的另一種狀態示意圖。圖4為本發明第二實施方式提供的一種相機模塊的截面示意圖。圖5為本發明第三實施方式提供的一種相機模塊的截面示意圖。
具體實施例方式下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步的詳細說明。請一并參閱圖1及圖2，為本發明第一實施方式提供的相機模塊100。該相機模塊 100包括一個控制單元10及沿從該相機模塊100的物側至像側方向依次排列的一個鏡頭
320、一個用于承載該鏡頭20的基座30、一個透光腔體40、一個感光元件50、一個用于電性連 接該感光元件50的電路板60及一電磁鐵組件70。該透光腔體40、該感光元件50、該電路 板60及該電磁鐵組件70收容在該基座30內。該控制單元10電性設置在該電路板60上。鏡頭20包括一個鏡筒21、一個透鏡22、一個間隔環23及一個濾光片24。該鏡筒 21用于收容透鏡22、間隔環23及濾光片24。該透鏡22用于匯聚被拍攝物體反射的光線以 在該感光元件50上形成影像。該間隔環23設置在透鏡22與濾光片24之間，用于在透鏡 22與濾光片24之間隔開一定距離，防止二者接觸或碰撞而造成損壞。該濾光片24設置于 透鏡22靠近該感光元件50的一側，用于截止某種波段的光線的通過。該基座30通過螺紋 與鏡筒21耦合，并將鏡筒21收容在內。該腔體40內充滿透明磁性流體41，且該腔體40包括一個物側表面42、一個與該 物側表面42相對的像側表面43及一個垂直連接該物側表面42與該像側表面43的一個側 壁45。優選地，該側壁45的形狀為環型。該物側表面42及該像側表面43是可透光的；而 該側壁45的材質則以不透光材料為佳。容納在該腔體40內的磁性流體41包括大量磁性納米微粒410及透明載液412。 該磁性納米微粒410由表面活性劑包覆，其均勻分布在該載液412中。該磁性納米微粒410 可選用四氧化三鐵(Fe3O4)、錳鈷鐵氧磁體(MnFe204、CoFe2O4)等磁性納米微粒，其粒徑大小 優選為10 100納米。該磁性納米微粒410在該磁性流體41中的含量優選為1 4%。 該載液412可選用水、硅油、乙醇、甲醇、環己烷或正辛烷等透明液態物質。該表面活性劑可 選用聚乙烯醇、油酸、亞油酸或橄欖油等高分子材料。在本實施方式中，該載液412為水，該 表面活性劑為油酸。由于磁性納米微粒410 —般由Fe3CV MnFe2O4, CoFe2O4等單晶所構成， 其不溶于水，因此需要在磁性納米微粒410表面披覆上一層親水性的表面活性劑，以使磁 性納米微粒410能穩定地分散在水中。在無外加磁場下，該磁性流體41無自發性磁偶極。 但當有磁場施加在該磁性流體41時，液體中的磁性納米微粒410之磁矩會傾向沿著外加磁 場方向，因而產生了磁偶極。而當外加磁場移除時，由于磁性納米微粒410受水分子熱擾動 的作用，再度呈現出零磁偶極，這現象即所謂的超順磁性(superparamagnetism)。由于水分 子之熱擾動現象會加速磁性納米微粒410安定的分散在水中，該相機模塊100還可配置有 加熱元件47，該加熱元件47可為電阻絲等。該加熱元件47可設置在該腔體40的側壁45 內，且該加熱元件47由該控制單元10控制加熱與否。進一步說明，該加熱元件47與該控 制單元10的電性連接可以通過埋藏在該側壁45內的導線(圖未示)連接。該感光元件50可為電荷耦合器件(Charge Coupled Device, CCD)傳感器或互補 金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor, CMOS)傳感器等。該電磁鐵組件70包括呈圓環狀的電磁鐵71及纏繞在該電磁鐵71上的線圈73。該 線圈73與該控制單元10電性連接，并由該控制單元10控制該線圈73的通電與斷電。該線 圈73通電時，該電磁鐵71產生磁場；該線圈73斷電時，該電磁鐵71產生的磁場消失。進 一步說明，該線圈73與該控制單元10的電性連接可以通過埋藏在該側壁45內的導線(圖 未示)連接。請結合圖3，對物體進行拍攝前，從物側表面42 —側入射至該腔體40內的光線， 經過透明磁性流體41到達像側表面43。該控制單元10通過控制該線圈73通電使該電磁 鐵71產生磁場以吸引該磁性納米微粒410聚集至腔體40的像側表面43上構成一光圈49。可以理解，該光圈49的形狀與該電磁鐵71的形狀相同，均呈圓環型。該控制單元10撤銷 該線圈73的電流使該電磁鐵71產生的磁場消失時，構成該光圈49的磁性納米微粒410均 勻分散在該透明載液412中。該控制單元10控制該加熱元件47產生熱量以加熱磁性流體 41，從而可加快磁性納米微粒410退磁，使其更快地均勻地分散在透明載液412中。可以理 解，通過設計該控制單元10的運行程序就可以控制該加熱元件47與該線圈73的通電順序 及通電時間。綜上所述，對物體進行拍攝時，相機模塊100具有兩種工作狀態(a)第一狀態，參見圖3，給纏繞在該電磁鐵71上的線圈73供電，該電磁鐵71將 產生一磁場，磁化分散在透明載液412中的磁性納米微粒410，從而使該磁性納米微粒410 聚集至腔體40的像側表面43上形成該光圈49。(b)第二狀態，參見圖2，停止給纏繞在該電磁鐵71上的線圈73供電，由于該電磁 鐵71不產生磁場，所述腔體40內的磁性納米微粒410將立即退磁，當停止給線圈73供電 的時給加熱元件47供電，使加熱元件47產生熱量以加熱磁性流體41，從而可加快磁性納米 微粒410退磁，使其更快地均勻地分散在透明載液412中。所述相機模塊100將大量由表面活性劑包覆的磁性納米微粒410與透明載液412 構成的透明磁性流體41容納在透光腔體40內，通過控制單元10控制纏繞在電磁鐵71上的 線圈73的通電與斷電，從而控制該電磁鐵71產生磁場，進而控制該大量磁性納米微粒410 構成光圈49或均勻分散在該載液412中，使該相機模塊100能在有光圈49與無光圈49之 間變換，具有變換光圈49的功能。請參閱圖4，為本發明第二實施方式提供的相機模塊100a。該相機模塊IOOa與第 一實施方式提供的相機模塊100的區別在于該相機模塊IOOa的電磁鐵組件70a包括兩 個直徑不同并呈圓環型的第一電磁鐵71a與第二電磁鐵71b及兩個分別纏繞在該第一電磁 鐵71a與該第二電磁鐵71b上的第一線圈73a與第二線圈73b，該第二電磁鐵71b收容在 該第一電磁鐵71a內且該第一電磁鐵71a與該第二電磁鐵71b同心設置；該相機模塊IOOa 的控制單元IOa控制該第一線圈73a通電使第一電磁鐵71a產生磁場，該磁場構成一光圈 49a ；該控制單元控制該第二線圈73b通電使第二電磁鐵71b產生磁場，該磁場構成另一光 圈49b。該光圈49b收容在該光圈49a內，且該光圈49a與該光圈49b同心設置，該光圈49a 與該光圈49b構成多段光圈491。該相機模塊可以變換該多段光圈491。請參閱圖5，為本發明第三實施方式提供的相機模塊100c。該相機模塊IOOc與第 一實施方式提供的相機模塊100相比，該相機模塊100的電磁鐵組件70c包括兩個呈圓環 型的第一電磁鐵71c與第二電磁鐵71d及分別纏繞在該第一電磁鐵71c、該第二電磁鐵71d 上的第一線圈73c、第二線圈73d。該第一電磁鐵71c與第一線圈73c在該相機模塊IOOc 中的設置第一實施方式中的相機模塊100的電磁鐵71與線圈73在該相機模塊100中的設 置相同，在此不再細述。該第二電磁鐵71d收容在該側壁45a內且與該側壁45a同心設置。該控制單元IOa控制該第一線圈73c的通電使該第一電磁鐵71c產生磁場，此時 由該磁場構成一光圈49c (如圖5中的虛線所示)。該控制單元IOa控制該第二線圈73d 的通電使該第二電磁鐵71d產生磁場，此時由該磁場構成一光圈49d。該光圈49c與該光 圈49d直徑不同，因此，該相機模塊IOOc可改變光圈的直徑大小。進一步說明，該第一線圈 73c與該第二線圈73d不同時供電，從而該光圈49c與該光圈49d不同時出現。該相機模塊IOOc可變換直徑不同的光圈49c與光圈49d。可以理解，第二實施方式提供的電磁鐵組件70a中的第二電磁鐵71b及第二線圈 73b還可以增加在第三實施方式提供的電磁鐵組件70c中，使相應的光圈不僅實現變換功 能，還實現直徑可變及多段功能。雖然本發明已以較佳實施方式披露如上，但是，其并非用以限定本發明，另外，本 領域技術人員還可以在本發明精神內做其它變化等。當然，這些依據本發明精神所做的變 化，都應包含在本發明所要求保護的范圍之內。
權利要求
一種相機模塊，其特征在于，其包括一控制單元及沿從該相機模塊的物側至像側方向依次排列的一透光腔體、一感光元件及一電磁鐵組件，該腔體內充滿透明磁性流體，該電磁鐵組件包括呈圓環狀的第一電磁鐵及纏繞在該第一電磁鐵上且與該控制單元電性連接的第一線圈，該腔體包括一物側表面及一與該物側表面相對的像側表面，該磁性流體包括一透明載液及多個均勻分散在該透明載液內的磁性納米微粒，該控制單元通過控制該第一線圈通電使該第一電磁鐵產生磁場以吸引該磁性納米微粒聚集至該腔體的像側表面上并構成一光圈，該控制單元撤銷該第一線圈的電流使該第一電磁鐵產生的磁場消失時，構成該光圈的磁性納米微粒均勻分散在該透明載液中。
2.如權利要求1所述的相機模塊，其特征在于，該腔體還包括一個垂直連接該物側表 面與該像側表面的側壁，該相機模塊還包括一收容在該側壁內的加熱元件以在該第一電磁 鐵產生的磁場消失時，加熱該磁性流體以加快該磁性納米微粒快速退磁而均勻分散在該透 明載液中。
3.如權利要求2所述的相機模塊，其特征在于，該加熱元件為電阻絲。
4.如權利要求1所述的相機模塊，其特征在于，該腔體還包括一個垂直連接該物側表 面與該像側表面的環形側壁，該電磁鐵組件還包括一個收容在該環型側壁內且與該環型側 壁同心的呈圓環狀的第二電磁鐵及纏繞在該第二電磁鐵上的第二線圈，該控制單元與該第 二線圈電連接以控制第二線圈的通電與斷電。
5.如權利要求1所述的相機模塊，其特征在于，該磁性納米微粒的材質選自四氧化三 鐵及錳鈷鐵氧磁體中的一種。
6.如權利要求1所述的相機模塊，其特征在于，該磁性納米微粒的重量比含量范圍為 1 4%。
7.如權利要求1所述的相機模塊，其特征在于，該透明載液選自水、硅油、乙醇、甲醇、 環己烷及正辛烷中的一種。
8.如權利要求1所述的相機模塊，其特征在于，該磁性流體還包括表面活性劑，該表面 活性劑自聚乙烯醇、油酸、亞油酸及橄欖油中的一種。
9.如權利要求1所述的相機模塊，其特征在于，該電磁鐵組件還包括一呈圓環狀的第 二電磁鐵及分別纏繞在該第二電磁鐵上的一第二線圈，且該第二電磁鐵與該第一電磁鐵同 心設置。
全文摘要
本發明涉及一種相機模塊，其包括控制單元及沿從相機模塊的物側至像側方向依次排列的透光腔體、感光元件及電磁鐵組件。腔體內充滿透明磁性流體。電磁鐵組件包括呈圓環狀的第一電磁鐵及纏繞在第一電磁鐵上且與控制單元電性連接的第一線圈。腔體包括物側表面及與物側表面相對的像側表面。磁性流體包括一透明載液及多個均勻分散在透明載液內且由表面活性劑包覆的磁性納米微粒。控制單元通過控制第一線圈通電使第一電磁鐵產生磁場以吸引磁性納米微粒聚集至腔體的像側表面上并構成一光圈；控制單元撤銷第一線圈的電流使第一電磁鐵產生的磁場消失時，構成光圈的磁性納米微粒均勻分散在透明載液中。所述相機模塊能在有光圈與無光圈之間變換。
文檔編號H01F1/10GK101902568SQ200910302589
公開日2010年12月1日 申請日期2009年5月25日 優先權日2009年5月25日
發明者周代栩, 黃友謙 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