CN115201991B - 镜头调焦设备 - Google Patents

Abstract

一种镜头调焦设备，包括转动机构、驱动机构、升降机构、光电芯片、以及镜头模块。转动机构包括容置筒；以及多个限位杆，可移动地排列于容置筒内。驱动机构用以旋转转动机构。升降机构位于转动机构之下。光电芯片放置于升降机构上。镜头模块包括支撑元件，邻近于光电芯片；调整结构，可转动地设置于支撑元件上；以及透镜，设置于调整结构内，且位于光电芯片上。当升降机构抬升镜头模块至一调整位置，且驱动机构旋转转动机构时，至少一限位杆带动调整结构旋转以改变透镜与光电芯片之间的距离。

Description

镜头调焦设备

技术领域

本发明有关于一种镜头调焦设备，尤指一种调整透镜与光电芯片之间的距离以达最佳焦距的调整设备。

背景技术

目前摄像模块已经广泛的应用于各式的电子产品中，为了能使摄像模块拍摄清晰的影像，于摄像模块组装至产品前，会利用镜头调焦设备进行对焦程序。然而，具有不同焦距的摄像模块的镜头模块尺寸不同。当调整摄像模块时，需针对不同尺寸的镜头模块提供不同的镜头调焦设备，进而造成摄像模块的制作成本增加以及于生产流程上的复杂度。

发明内容

有鉴于此，在本发明中可针对单轴(Z轴)调焦镜头模块，利用同一个镜头调焦设备来调整不同尺寸的镜头模块，进而可降低摄像模块的生产成本以及生产流程上的复杂度。

本发明一实施例揭露一种镜头调焦设备，包括转动机构、驱动机构、升降机构、光电芯片、以及镜头模块。转动机构包括容置筒；以及多个限位杆，可移动地排列于上述容置筒内。驱动机构用以旋转上述转动机构。升降机构位于上述转动机构之下。光电芯片放置于上述升降机构上。镜头模块包括支撑元件，邻近于上述光电芯片；调整结构，可转动地设置于上述支撑元件上；以及透镜，设置于上述调整结构内，且位于光电芯片上。当上述升降机构抬升上述镜头模块至一调整位置，且上述驱动机构旋转上述转动机构时，至少一上述限位杆带动上述调整结构旋转以改变上述透镜与上述光电芯片之间的距离。

根据本发明一实施例，上述转动机构构更包括一上限位板，设置于上述容置筒内；以及一下限位板，设置于上述容置筒内，且与上述上限位板分离。上述限位杆穿过上述上限位板以及上述下限位板。上述上限位板以及上述下限位板用以限制上述限位杆沿一移动方向移动。

根据本发明一实施例，上述转动机构构更包括多个弹簧，分别套设于上述限位杆，且位于上述上限位板以及上述下限位板之间。

根据本发明一实施例，每一上述限位杆包括一限位槽，且每一上述弹簧分别位于上述限位槽内。

根据本发明一实施例，上述限位杆以阵列的方式排列于上述容置筒内，且相互平行。上述限位杆具有相同的长度。

根据本发明一实施例，上述驱动机构更包括驱动基座，其中上述容置筒放置于上述驱动基座内；以及马达，用以驱动上述驱动基座旋转。

根据本发明一实施例，上述支撑元件以及上述调整结构为筒状结构，且上述调整结构螺接于上述支撑元件，其中当上述调整结构相对于上述支撑元件旋转时，上述透镜相对于上述光电芯片移动。

根据本发明一实施例，上述调整结构包括多个止挡件以及多个卡合槽。上述止挡件以及上述卡合槽沿一环型路径交错排列。当上述升降机构抬升上述镜头模块至上述调整位置时，至少一上述限位杆位于卡合槽内，且至少一上述限位杆抵接于上述止挡件。

根据本发明一实施例，于上述升降机构抬升上述镜头模块至上述调整位置的过程中，上述止挡件沿一移动方向推动至少一上述限位杆。

根据本发明一实施例，当上述升降机构位于一预备位置时，上述限位杆的底端对齐于一平面。

附图说明

图1为根据本发明一实施例的转动机构于俯视视角的示意图。

图2为根据本发明一实施例的镜头调焦设备的示意图，其中镜头模块位于一预备位置。

图3为根据本发明一实施例的镜头调焦设备的示意图，其中镜头模块位于一调整位置。

图4为根据本发明一实施例的镜头调焦设备的示意图，其中镜头模块位于一调整位置。

图5为根据本发明一实施例的转动机构参考图1的AA剖面的大致位置而绘制的示意图，其中镜头模块位于一预备位置。

图6为根据本发明一实施例的转动机构参考图1的AA剖面的大致位置而绘制的示意图，其中镜头模块位于一调整位置。

主要元件符号说明

镜头调焦设备 1

机壳 10

承载架 11

转动机构 20

容置筒 21

限位杆 22

限位槽 221

上限位板 23

下限位板 24

弹簧 25

驱动机构 30

驱动基座 31

马达 32

驱动带 33

升降机构 40

升降板 41

光电芯片 50

镜头模块 60

支撑元件 61

调整结构 62

筒体 621

止挡件 622

卡合槽 623

透镜 63

标准影像元件 A1

中心轴 AX1

移动方向 D1

基板 S1

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图与实施例对本发明进一步的详细描述，应当理解，本发明提供许多可供应用的创作概念，其可以多种特定型式实施。文中所举例讨论的特定实施例仅为制造与使用本发明的特定方式，非用以限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属本发明保护的范围。

此外，在不同实施例中可能使用重复的标号或标示。这些重复仅为了简单清楚地叙述本发明，不代表所讨论的不同实施例及/或结构的间具有任何关连性。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个元件被认为是“设置在”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中设置的元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图1为根据本发明一实施例的转动机构20于俯视视角的示意图。于本实施例中，利用排列于容置筒21内的限位杆22对镜头模块进行调焦。图2至图4为根据本发明一实施例的镜头调焦设备1的示意图。于图2中，镜头模块60位于一预备位置。于图3及图4中，镜头模块60位于一调整位置。镜头调焦设备1可包括一机壳10、一转动机构20、一驱动机构30、一升降机构40、一光电芯片50、以及一镜头模块60。于本实施例中，镜头模块60可为单轴(Z轴)镜头模块。镜头调焦设备1可针对单轴(Z轴)镜头模块60进行调焦。机壳10可具有一承载架11，用以承载驱动机构30。转动机构20位于机壳10内，且设置于驱动机构30上。转动机构20用以调整镜头模块60。转动机构20可包括一容置筒21以及多个限位杆22。限位杆22沿一移动方向D1延伸，且可移动地排列于容置筒21内。

驱动机构30位于机壳10内，且可设置于承载架11上。驱动机构30用以旋转转动机构20。于本实施例中，驱动机构30可包括一驱动基座31、一马达32、以及一驱动带33。驱动基座31可转动地设置于承载架11上，且容置筒21可放置于驱动基座31内。马达32可固定承载架11上。驱动带33连接于驱动基座31以及马达32。马达32经由驱动带33驱动前述驱动机构30旋转。于另一实施例中，驱动带33可替换为至少一齿轮，但并不以此为限。马达32经由至少一齿轮驱动前述驱动机构30旋转。

于本实施例中，当容置筒21放置于驱动基座31内时，容置筒21可拆卸地卡合于驱动基座31内，藉以方便更换转动机构20。此外，当驱动基座31转动时会带动容置筒21旋转。于本实施例中，驱动基座31以及容置筒21以中心轴AX1为中心旋转，且中心轴AX1沿移动方向D1延伸。此外，于本实施例中，中心轴AX1可对应于前述镜头模块60的Z轴。

升降机构40设置于机壳10内，且位于转动机构20及承载架11之下。于本实施例中，升降机构40可包括一升降板41。基板S1以及光电芯片50可放置于升降机构40的升降板41上。于本实施例中，基板S1可为电路板。光电芯片50可为影像传感器(image sensor)，设置于基板S1上，且与基板S1电性连接。于本实施例中，基板S1可拆卸地卡合于升降机构40的升降板41上。镜头模块60设置于基板S1上。镜头模块60可固定于基板S1上。基板S1、光电芯片50与镜头模块60形成一摄像模块。

如图3所示，当升降机构40抬升镜头模块60以及光电芯片50至一调整位置时，镜头模块60推动部分的限位杆22沿移动方向D1移动。如图4所示，当镜头模块60位于调整位置时，驱动机构30旋转转动机构20，藉由限位杆22绕中心轴AX1的转动来调整镜头模块60。当调整完镜头模块60对于光电芯片50的焦距后，可将基板S1、镜头模块60与光电芯片50从镜头调焦设备1取出。

图5为根据本发明一实施例的转动机构20参考图1的AA剖面的大致位置而绘制的示意图，其中镜头模块60位于一预备位置。图6为根据本发明一实施例的转动机构20参考图1的AA剖面的大致位置而绘制的示意图，其中镜头模块60位于一调整位置。镜头模块60位于一预备位置。镜头模块60可包括一支撑元件61、一调整结构62、以及一或多个透镜63。支撑元件61可设置于基板S1上，且邻近于光电芯片50。调整结构62可转动地设置于支撑元件61上。透镜63设置于调整结构62内，且位于光电芯片50上。透镜63可沿中心轴AX1排列，且可垂直于中心轴AX1延伸。于本实施例中，镜头模块60具有两个透镜63。然而，透镜63的数目并不以此为限。举例而言，镜头模块60可具有一个透镜63或三个透镜63。

于本实施例中，支撑元件61可固定于基板S1上，且光电芯片50可固定于基板S1上。换句话说，当调整结构62转动时，支撑元件61可不相对于光电芯片50转动或移动。支撑元件61以及调整结构62可为筒状结构。光电芯片50位于支撑元件61内，且透镜63可固定于调整结构62的内部。此外，支撑元件61以及调整结构62可环绕于中心轴AX1，中心轴AX1可通过支撑元件61、调整结构62及透镜63的中心。支撑元件61以及调整结构62可具有螺纹，且调整结构62螺接于支撑元件61。当上述调整结构62相对于上述支撑元件61旋转时，透镜63相对于光电芯片50移动。

转动机构20构更包括一上限位板23、一下限位板24、以及多个弹簧25。上限位板23以及下限位板24设置于容置筒21内，且下限位板24与上限位板23分离。上限位板23以及下限位板24可垂直于中心轴AX1延伸。于本实施例中，上限位板23以及下限位板24可为环状结构。换句话说，上限位板23以及下限位板24可环绕中心轴AX1，且与中心轴AX1分离。限位杆22穿过上限位板23以及下限位板24。上限位板23以及下限位板24用以限制限位杆22沿移动方向D1移动。

每一限位杆22穿过一个弹簧25。每一弹簧25分别套设于限位杆22，且弹簧25位于上限位板23以及下限位板24之间。于本实施例中，每一限位杆22可包括一限位槽221。每一弹簧25分别位于一个限位槽221内。此外，上限位板23可位于限位槽221内，藉以限制限位杆22于移动方向D1上移动的距离。弹簧25的一端可抵接于限位槽221的底部，且另一端可抵接于上限位板23。因此，当限位杆22未受调整调整结构62推动时，限位杆22可藉由弹簧25的弹力保持于一初始位置。

于本实施例中，限位杆22以阵列的方式排列于容置筒21内，且相互平行。限位杆22具有相同的结构以及尺寸，例如，限位杆22的长度可相同，藉以节省制作成本。限位杆22的数目并不于予以限制。转动机构20可具有至少20个或是至少30个限位杆22。

如图1所示，调整结构62可包括筒体621、多个止挡件622以及多个卡合槽623。止挡件622连接于筒体621的外侧壁，且可以中心轴AX1为中心放射状延伸。前述透镜63固定于筒体621的内侧壁。每一卡合槽623位于两相邻的止挡件622之间。止挡件622以及卡合槽623沿一环型路径交错排列。于本实施例中，调整结构62具有4个止挡件622，但止挡件622的数目并不予以限制。举例而言，调整结构62可具有2个以上或3个以上的止挡件622。

于本实施例中，调整结构62于垂直移动方向D1的最大直径小于容置筒21内部于垂直移动方向D1的直径。换句话说，只要调整结构62可放置于容置筒21内部的不同尺寸的镜头模块60均可利用本发明的镜头调焦设备1进行调焦步骤。再者，于一些实施例中，限位杆22的直径小于两相邻止挡件622之间的最大距离的至少2倍，以使得卡合槽623能容纳较多的限位杆22。当每一卡合槽623能容纳至少2个限位杆22时，可使得镜头调焦设备1更能精准地调整不同尺寸的摄像模块。

如图2、5所示，若要进行调整摄像模块(基板S1、光电芯片50及镜头模块60)的焦距时，可将摄像模块放置于升降机构40上。此外，于转动机构20于上方放置一标准影像元件A1。标准影像元件A1的下表面绘制有一测试影像。于本实施例中，标准影像元件A1连接于机壳10。如图2、5所示，当升降机构40位于一预备位置时，摄像模块与转动机构20分离，且摄像模块位于转动机构20的下方。限位杆22的底端对齐于一平面。

之后，如图1、3、6所示，升降机构40沿移动方向D1移动摄像模块。于升降机构40抬升镜头模块60至调整位置的过程中，止挡件沿移动方向D1推动多个限位杆22。当升降机构40抬升镜头模块60至调整位置时，多个限位杆22位于卡合槽623内，且多个上述限位杆22抵接于止挡件。于本实施例中，当镜头模块60位于调整位置时，每一卡合槽623内具有至少一个限位杆22，但并不予以限制。于一些实施例中，每一卡合槽623内具有至少两个或至少三个限位杆22。

当镜头模块60位于调整位置时，驱动马达32以使驱动基座31带动容置筒21正向旋转或逆向旋转。由于容置筒21旋转时会带动限位杆22沿一圆型路径移动，位于卡合槽623内的限位杆22会推动调整结构62以中心轴AX1为轴心旋转。再者，由于调整结构62螺接于支撑元件61，且透镜63固定于调整结构62。因此当调整结构62相对于支撑元件61旋转时会使得调整结构62以及透镜63相对于光电芯片50沿移动方向D1移动，进而可改变透镜63与光电芯片50之间的距离。

于本实施例中，当透镜63沿移动方向D1移动时，光电芯片50持续感测标准影像元件A1上的测试影像，并产生一测试信号。测试信号可传送至一处理装置。处理装置可依据测试信号来决定透镜63与光电芯片50之间的距离是否适当。若处理装置判别透镜63与光电芯片50之间的距离不适当，则表示透镜63无法正确地将光束聚焦于光电芯片50上，导致摄像模块拍摄所产生的影像较不清晰。

若处理装置判别透镜63与光电芯片50之间的距离为适当的，则表示透镜63能正确地将光束聚焦于光电芯片50上，使得摄像模块拍摄所产生的影像较为清晰。此时，镜头调焦设备1完成了摄像模块的对焦程序，马达32停止驱动前述驱动机构30。完成了对焦程序的摄像模块，可将黏胶涂布调整结构62以及支撑元件61，藉以将调整结构62固定于支撑元件61。换句话说，藉由黏胶来限制调整结构62相对于支撑元件61的转动及移动。

由于本发明的镜头调焦设备1是藉由转动机构20的限位杆22来转动调整结构62，因此调整结构62的直径小于容置筒21的直径的镜头模块60可利用镜头调焦设备1来调整镜头模块60与光电芯片50之间的焦距。换句话说，镜头调焦设备1可调整不同尺寸的摄像模块，进而可降低摄像模块的生产成本以及生产流程上的复杂度。

对本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的创作方案和创作构思结合生成的实际需要做出其他相应的改变或调整，而这些改变和调整都应属本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种镜头调焦设备，其特征在于，包括：

转动机构，包括：

容置筒；以及

多个限位杆，可移动地排列于上述容置筒内；

驱动机构，用以一中心轴为中心旋转上述转动机构的上述容置桶，当上述容置筒旋转时带动上述限位杆沿一圆型路径移动；

升降机构，位于上述转动机构之下；

光电芯片，放置于上述升降机构上；以及

镜头模块，包括：

支撑元件，邻近于上述光电芯片；

调整结构，可转动地设置于上述支撑元件上，且包括多个止挡件以及多个卡合槽，上述止挡件以及上述卡合槽沿一环型路径交错排列；以及

透镜，设置于上述调整结构内，且位于上述光电芯片上，上述中心轴通过上述透镜；

其中当上述升降机构抬升上述镜头模块至一调整位置，且上述驱动机构旋转上述转动机构的上述容置桶时，上述限位杆绕上述中心轴转动来调整上述镜头模块，其中至少一上述限位杆抵接于上述止挡件，至少另一上述限位杆位于上述卡合槽内并推动上述调整结构以上述中心轴为轴心旋转，以改变上述透镜与上述光电芯片之间的距离。

2.如权利要求1所述的镜头调焦设备，其特征在于，上述转动机构更包括：

一上限位板，设置于上述容置筒内；以及

一下限位板，设置于上述容置筒内，且与上述上限位板分离；

其中上述限位杆穿过上述上限位板以及上述下限位板，上述上限位板以及上述下限位板用以限制上述限位杆沿一移动方向移动，

其中上述上限位板以及上述下限位板为环状结构，上述上限位板以及上述下限位板环绕上述中心轴，且与上述中心轴分离。

3.如权利要求2所述的镜头调焦设备，其特征在于，上述转动机构更包括多个弹簧，分别套设于上述限位杆，且位于上述上限位板以及上述下限位板之间。

4.如权利要求3所述的镜头调焦设备，其特征在于，每一上述限位杆包括一限位槽，且每一上述弹簧分别位于上述限位槽内。

5.如权利要求1所述的镜头调焦设备，其特征在于，上述限位杆以阵列的方式排列于上述容置筒内，且相互平行，上述限位杆具有相同的长度。

6.如权利要求1所述的镜头调焦设备，其特征在于，上述驱动机构更包括：

驱动基座，其中上述容置筒放置于上述驱动基座内；以及

马达，用以驱动上述驱动基座旋转。

7.如权利要求1所述的镜头调焦设备，其特征在于，上述支撑元件以及上述调整结构为筒状结构，且上述调整结构螺接于上述支撑元件，其中当上述调整结构相对于上述支撑元件旋转时，上述透镜相对于上述光电芯片移动。

8.如权利要求1所述的镜头调焦设备，其特征在于，上述限位杆环绕上述中心轴排列，且与上述中心轴分离。

9.如权利要求1所述的镜头调焦设备，其特征在于，于上述升降机构抬升上述镜头模块至上述调整位置的过程中，上述止挡件沿一移动方向推动至少一上述限位杆，上述中心轴沿上述移动方向延伸。

10.如权利要求1所述的镜头调焦设备，其特征在于，当上述升降机构位于一预备位置时，上述限位杆的底端对齐于一平面。