專利名稱：對焦裝置及相機模組的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于拍攝影像的對焦模組以及采用該對焦裝置的相機模組。
技術背景
自動對焦已經是裝載在手機上的相機模組的標準功能，因此如何在有限的體積內 設計出具有自動對焦功能的相機模組成為研究人員的研究課題。
目前，大致有兩種方法可以實現自動對焦。一是使用微機電結構對鏡片進行驅動， 然而此方式成本較高。二是在鏡片腔內放置可導電的水性溶液和不導電的硅酮油溶液，兩 種液體折射率不同，加電壓后，通過電濕效應改變液體鏡片彎曲界面的形狀以調節鏡片的 焦距，因此可以避免設置復雜的機械結構，但是，液體鏡片的光軸漂移不容易控制，鏡片邊 緣部位的像差也較大，成像效果不佳。發明內容
有鑒于此，有必要提供一種可以低成本且成像效果佳的對焦裝置。
一種對焦裝置，其包括一個殼體，該殼體具有相對的第一表面和第二表面，該殼體 中央開設有貫穿該第一表面和該第二表面的一個第一通孔；一個鏡片，該鏡片位于該第一 通孔內，該鏡片的光軸與該第一通孔的中心線重合；一個壓電驅動單元，該壓電驅動單元連 接該殼體與該鏡片，該壓電驅動單元通電后發生形變，從而帶動該鏡片在該第一通孔內沿 光軸方向移動；一個彈性件，該彈性件連接該殼體與該鏡片，該彈性件提供一個與該鏡片移 動方向相反方向的作用力以使鏡片靜止在預定位置。
一種相機模組，該相機模組具有固定鏡片組，該相機模組包括一種對焦裝置，該對 焦裝置設于該固定鏡片組的物側，該對焦裝置包括一個殼體，該殼體具有相對的第一表面 和第二表面，該殼體中央開設有貫穿該第一表面和該第二表面的一個第一通孔；一個鏡片， 該鏡片位于該第一通孔內，該鏡片的光軸與該第一通孔的中心線重合；一個壓電驅動單元， 該壓電驅動單元連接該殼體與該鏡片，該壓電驅動單元通電后發生形變，從而帶動該鏡片 在該第一通孔內沿光軸方向移動；一個彈性件，該彈性件連接該殼體與該鏡片，該彈性件提 供一個與該鏡片移動方向相反方向的作用力以使鏡片靜止在預定位置。
相較于現有技術，本發明提供的對焦裝置和采用該對焦裝置的相機模組采用壓電 驅動單元和彈性件控制鏡片的移動實現對焦，成本低，便于控制，對焦裝置容易更換，相機 模組因為加入移動鏡片或移動鏡片組而能實現變焦，成像范圍加大。
圖1是本發明第一實施例提供的對焦裝置的立體視圖。
圖2是圖1所示的對焦裝置翻轉180度并且去除彈性件后的立體視圖。
圖3是本發明第一實施例提供的彈性件的立體視圖。
圖4是本發明第二實施例提供的相機模組的剖視圖。
具體實施方式
下面將結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
請參閱圖1、圖2和圖3，本發明第一實施例提供的對焦裝置10包括一個殼體11， 一個鏡片21，一個壓電驅動單元31和一個彈性件41。
該殼體11具有相對的第一表面110和第二表面112，該第一表面110的中央設有 一個第一通孔12，該第一通孔12做通光用。
在本實施例中，該殼體11呈正方體結構，但是也可以根據需要設計為圓柱體結 構。
該鏡片21位于該第一通孔12內，且該鏡片21的光軸I和該第一通孔12的中心 線重合，其可以通過壓電驅動單元31和彈性件41的相互牽引固定于該第一通孔12內。
對焦裝置10可以包括更多數目的鏡片，這主要取決于光學系統的大小和實際需要。
該壓電驅動單元31固定于該第一表面110并與該鏡片21連接，該壓電驅動單元 31通電后發生的形變使得該鏡片21在第一通孔12內沿光軸I方向移動。
該壓電驅動單元31可以是外方內圓形或外方內方形的環形片狀結構。在本實施 例中，該壓電驅動單元31呈一個圓環形片狀結構，其具有內環311和外環312，內環311與 外環312之間是光滑連續的壁面。該內環311與該鏡片21的周緣相連接，連接方式可以使 用粘接；該外環312和該殼體11的第一表面110連接固定，可以通過粘接或者用固定銷固 定的方式，當然，該外環312還可固定在該殼體11的內壁，且高度合適，便于調焦。
壓電驅動單元31同時還起到了遮光片的作用，其圍成一個類似漏斗狀的結構，使 得入射光僅經過鏡片21入射。
該壓電驅動單元31由壓電材料(piezoelectric material)制成，通電后由于逆 壓電效應而發生伸縮或擴張應變，在對焦裝置10中，該壓電驅動單元31在其徑向發生伸縮 或擴張，又由于壓電驅動單元31與鏡片21連接，因此向該鏡片21施加了一個沿光軸I方 向的分力，從而牽引該鏡片21在光軸I方向發生移動。
彈性件41可為一個彈簧片或者多個彈簧。在本實施例中彈性件41是一個彈簧片， 其具有第一環狀部411，位于第一環狀部411內部的第二環狀部412，以及第一環狀部411 和第二環狀部412之間的采用鏤空方式形成的四個“L”形的彈力臂400。該第一環狀部411 內外邊緣都大致呈方形，該第二環狀部412外邊緣大致呈方形，內邊緣大致呈圓形。該第一 環狀部411可以通過粘接或者緊固件固定于第二表面112，當然，該第一環狀部411還可以 固定在該殼體11的內壁。第二環狀部412通過粘接等方式固定在鏡片21的外緣。
鏡片21因為壓電驅動單元31和彈性件41的相互作用而靜止在第一通孔12內， 在初始狀態，優選地，使該鏡片21因重力和該壓電驅動單元31的作用而懸吊在第一通孔12 內，而彈性件41則起到支撐作用，由于該鏡片21高于該第二表面112，將使得該彈性件41 的第二環狀部412和第一環狀部411被拉開呈塔形拉花狀。
該壓電驅動單元31通電后在其徑向發生伸縮或擴張應變，從而牽引該鏡片21在 光軸I方向移動，彈性件41也受到彈性形變，從而對該鏡片21提供一個與該鏡片移動方向 相反方向的彈性作用力，當牽引力與該彈性作用力大小相等時，將使該鏡片21在預定位置
通電電流的大小以及彈性件41的彈性系數均根據實際需要設定，比如殼體11在 光軸方向的厚度，鏡片21的移動距離等。
如果設置彈性件41采用彈簧，優選地，在該鏡片21周圍均勻設置多個彈簧且與殼 體11連接。
進一步地，該對焦裝置10還包括一個鏡片固持件50，該鏡片固持件50為圓筒狀， 該鏡片21設于該鏡片固持件50內。該鏡片固持件50具有第二通孔51，該鏡片21的光軸 I和該第二通孔51的中心線重合。鏡片固持件50的主要作用是保護鏡片21，同時也作為 壓電驅動單元31和鏡片21以及彈性件41與鏡片21連接的連接部件。
壓電驅動單元31的內環311和彈性件41的第二環狀部412都可粘結或通過卡扣 等方式和鏡片固持件50連接。
在本實施例中，該鏡片固持件50具有外壁52，環繞該外壁52設有夾持件53，該壓 電驅動單元31的內環311和彈性件41的第二環狀部412分別被該夾持件53夾持固定。
該夾持件53可以是由兩個圓環片組成，這樣，兩個圓環片將該內環311和第二環 狀部412夾緊固定。當然，也可以如圖中所示，在該外壁51設置四個圓環片530，每兩個圓 環片530將內環311和第二環狀部412夾持固定，較之于僅有兩個圓環片的設置，四個圓環 片530可以避免內環311和第二環狀部412相互影響。
該對焦裝置10可以通過在殼體11的四個角上分別設置一個緊固件15，例如定位 銷或螺絲，使得該對焦裝置10與相機模組固定。緊固件15方便該對焦模組10和相機模組 的組裝，也方便該對焦模組10的更換，另外，當相機模組僅需要定焦鏡頭組的時候，也可以 把該對焦裝置10取下來。當然，也可以僅設置一個緊固件15。
該對焦裝置10也可以和相機模組固定在一起且不可更換。
請參閱圖4，本發明第二實施例提供的相機模組60包括對焦裝置10，該相機模組 60具有固定鏡片組61，該固定鏡片組61包括多個固定于鏡筒62內的鏡片。對焦裝置10 設置在該固定鏡片組61的物側。具體來說，殼體11的第一表面110以及壓電驅動單元31 靠近物側，而第二表面112以及彈性件41靠近像側。當然，第一表面110也可以靠近像側 而第二表面112靠近物側，壓電驅動單元31靠近像側而彈性件41靠近物側。
本發明提供的對焦裝置10和采用該對焦裝置10的相機模組60采用壓電驅動單 元31和彈性件41控制鏡片的移動實現對焦，成本低，便于控制，對焦裝置10容易更換，相 機模組60因為加入移動鏡片或移動鏡片組而能實現變焦，成像范圍加大。權利要求
1.一種對焦裝置，其特征在于該對焦裝置包括一個殼體，該殼體具有相對的第一表面和第二表面，該殼體中央開設有貫穿該第一表 面和該第二表面的一個第一通孔；一個鏡片，該鏡片位于該第一通孔內，該鏡片的光軸與該第一通孔的中心線重合；一個壓電驅動單元，該壓電驅動單元連接該殼體與該鏡片，該壓電驅動單元通電后發 生形變，從而帶動該鏡片在該第一通孔內沿光軸方向移動；一個彈性件，該彈性件連接該殼體與該鏡片，該彈性件提供一個與該鏡片移動方向相 反方向的作用力以使鏡片靜止在預定位置。
2.如權利要求1所述的對焦裝置，其特征在于該壓電驅動單元呈一個圓環形片狀結 構，具有內環和外環，該內環固定于該鏡片，該外環固定于該第一表面。
3.如權利要求2所述的對焦裝置，其特征在于該彈性件具有第一環狀部和位于第一 環狀部內且彈性連接于第一環狀部的第二環狀部，該第一環狀部固定于該鏡片，該第二環 狀部固定于該第二表面。
4.如權利要求1所述的對焦裝置，其特征在于該對焦裝置還包括一個鏡片固持件，該 鏡片固持件具有第二通孔，該鏡片設于該第二通孔，該鏡片的光軸和該第二通孔的中心線 重合，該壓電驅動單元與該鏡片固持件連接，該彈性件與該鏡片固持件連接。
5.如權利要求4所述的對焦裝置，其特征在于該鏡片固持件具有外壁，環繞該外壁設 有夾持件，該第一內環和該第二內環分別被該夾持件夾持。
6.如權利要求5所述的對焦裝置，其特征在于該夾持件由多個圓環片疊加而成，該第 一內環和該第二內環分別被該多層圓環片中的兩個圓環片夾持。
7.如權利要求1所述的對焦裝置，其特征在于該殼體具有至少一個緊固件，該殼體通 過該至少一個緊固件與該相機模組固定。
8.一種相機模組，該相機模組具有固定鏡片組，其特征在于該相機模組包括一種對 焦裝置，該對焦裝置設于該固定鏡片組的物側，該對焦裝置包括一個殼體，該殼體具有相對 的第一表面和第二表面，該殼體中央開設有貫穿該第一表面和該第二表面的一個第一通 孔；一個鏡片，該鏡片位于該第一通孔內，該鏡片的光軸與該第一通孔的中心線重合；一個 壓電驅動單元，該壓電驅動單元連接該殼體與該鏡片，該壓電驅動單元通電后發生形變，從 而帶動該鏡片在該第一通孔內沿光軸方向移動；一個彈性件，該彈性件連接該殼體與該鏡 片，該彈性件提供一個與該鏡片移動方向相反方向的作用力以使鏡片靜止在預定位置。
9.如權利要求8所述的相機模組，其特征在于該相機模組還包括一個鏡片固持件，該 鏡片固持件具有第二通孔，該鏡片設于該第二通孔，該鏡片的光軸和該第二通孔的中心線 重合，該壓電驅動單元與該鏡片固持件連接，該彈性件與該鏡片固持件連接。
10.如權利要求8所述的相機模組，其特征在于該壓電驅動單元呈一個圓環形片狀結 構，具有內環和外環，該內環固定于該鏡片，該外環固定于該第一表面；該彈性件具有第一 環狀部和位于第一環狀部內且彈性連接于第一環狀部的第二環狀部，該第一環狀部固定于 該鏡片，該第二環狀部固定于該第二表面。
全文摘要
本發明提供一種對焦裝置，其包括一個殼體，該殼體具有相對的第一表面和第二表面，該殼體中央開設有貫穿該第一表面和該第二表面的一個第一通孔；一個鏡片，該鏡片位于該第一通孔內，該鏡片的光軸與該第一通孔的中心線重合；一個壓電驅動單元，該壓電驅動單元連接該殼體與該鏡片，該壓電驅動單元通電后發生形變，從而帶動該鏡片在該第一通孔內沿光軸方向移動；一個彈性件，該彈性件連接該殼體與該鏡片，該彈性件提供一個與該鏡片移動方向相反方向的作用力以使鏡片靜止在預定位置。本發明還提供了一種包括該對焦裝置的相機模組。本發明提供的對焦裝置和相機模組利用壓電驅動單元和彈性件可達到自動對焦的目的。
文檔編號H04N5/225GK102033286SQ20091030798
公開日2011年4月27日 申請日期2009年9月29日 優先權日2009年9月29日
發明者顏士杰 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