TW200534022A - Method and apparatus for macro-focus - Google Patents

Description

200534022 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本揭不案係闕於用於义 用於相機之微距對焦特徵之方法及裝 置。更具體言之’本揭示案係關於用於在諸如行動電話、 位助理（PDA)或能夠捕獲數位影像之任何設備之携 又備中之相機模組之微距對焦特徵之方法之裝置。 【先前技術】 :距對焦係關於相機對鄰近物件對焦之能力且可藉由重 新疋位相機中之透鏡以便對鄰近物件對焦來達成。可藉由 移動透鏡座内之鏡身以便將鏡身内之透鏡帶至微距對焦^立 置來執打此重新定位。此可需要包括能夠重複且精確地使 透鏡在微距對焦位置及無限對焦位置處對焦之微距對焦特 徵。當考制尺寸及成本考慮可為挑戰性時（尤其在諸如行 動電話或PDA之實施例中），以精確且可重複的方式提供此 功能。 由於微距對焦特徵，鏡身可在兩個或兩個以上對焦位置 之間移動。然而’製造過程中之變化可產生鬆弛，藉此消 極地影響鏡身移動至對焦位置之可重複性及精確性。 【發明内容】 本揭示案係關於配置光學元件與影像感測器之間之距離 之方法及裝置，其包含：以機械方式耦接至光學元件之外 设’以機械方式耦接至外殼之框架，該框架具有第一延伸 部分；及可移動地耦接至框架之基座，該基座具有容納第 一延伸部分之傾斜第一通道，該第一通道具有第一擋止點 99938.doc 200534022 及弟一搞止點，其中框架在分別對應於光學元件與影像感 消J器之間之第—5巨離與第二距離之第一擋止點肖第二擋止 點之間移動。 在另一態樣中，框架包括懸臂延伸部分，且基座包括容 納該懸臂延伸部分之傾斜懸臂通道。 在另一態樣中，懸臂通道具有與第一通道大體上相同之 斜度，懸臂通道與第一通道至少一樣長，且懸臂通道與第 一通道分開一預定距離，且第一延伸部分與懸臂延伸部分 分開该預定距離。 【實施方式】 圖1為根據本揭示案之一態樣之具有微距對焦特徵之相 機杈組之圖。相機模組100可包括鏡身200、透鏡座300及微 距裱400。可將鏡身200緊固至微距環400,且可將微距環4〇〇 可移動地連接至透鏡座3〇〇。 圖2A及2B為根據本揭示案之一態樣之鏡身之圖。鏡身 φ 200可包括鏡身螺紋202。鏡身200之區段204可為部分平坦 的且可提供將鏡身2〇〇軸向自對準微距環400。開口 206可允 許光傳至位於鏡身200内之透鏡（未圖示）。凸起部分2〇8可為 諸如六邊形之形狀且可用作用於（例如）在組裝及校正期間 移動鏡身200之接觸點。 圖3A、3B及3C為根據本揭示案之一態樣之透鏡座之圖。 透鏡座3 00可包括一或多個傾斜水平通道3 〇2。通道3〇2可包 括對應於對焦位置（例如無限對焦及微距對焦）之對焦止件 304及306。對焦止件304及3〇6可為模製於透鏡座3〇〇中之棘 99938.doc 200534022 爪或凹陷區且可為微距環400之移動提供正向鎖定擋止 點。可添加額外棘爪以提供中間對焦位置。在另一態樣中， 可將通道302大體上垂直定向。 隨著微距環400移動，透鏡座3〇〇中之通道3〇2視移動之方 向而疋來導引微距環4〇〇及鏡身2〇〇朝向或遠離影像感測器 (未圖示），藉此改變對焦距離。通道3〇2之斜度判定在對焦 位置之間移動所必需之移動量。 槽308可有助於凸出部4〇4及按鈕4〇6插入通道3〇2中。透 鏡座300可作為用於影像感測器（未圖示）之蓋罩，且開口 31〇 可允許光傳至影像感測器（未圖示）。 圖4A、4B、4C及4D為根據本揭示案之一態樣之微距環之 圖。微距環400可具有用於與鏡身螺紋2〇2擰合之内部螺紋 402。微距環4〇〇可具有一或多個凸出部4〇4，每一凸出部具 有按鈕406。凸出部404在被插入透鏡座3〇〇中時可向内彎 曲’直到按鈕406到達通道3〇2為止。 可定形每一按鈕406以提供彈簧作用從而允許在對焦位 置中之正向鎖定。圖5中展示按鈕4〇6之一實例。當鏡身加〇 被插入微距環400中時，凸出部4〇4由於與鏡身2〇〇之機械干 涉而不可縮回，藉此防止微距環4〇〇退出透鏡座。 微距環400中之孔408可為用於將微距環4〇〇膠黏及/或熱 鉚合（heat staking)至鏡身200之開口。 、 介面410可提供微距環400之物理控制及微距對焦特徵。 在一態樣中，介面410可如圖4A、4B及4C中所示為凸出部。 在另一態樣中，介面410可包括與驅動齒輪（未圖示）接合之 99938.doc 200534022 齒（未圖不）。 可將具有微距對焦特徵之相機模組1 00如下組裝： 可將微距環400插入鏡身300中且定位於對焦位置，例 如，無限對焦位置。 可藉由將鏡身螺紋2 0 2與微距環螺紋4 〇 2摔合以將鏡身 200插入微距環400中。可電接觸並啟動在透鏡座3〇〇下方之 影像感測器（未圖示）。

可移動鏡身200直到從影像感測器所獲得之一影像到達 給定對焦位置之最佳對焦位置時為止，在此實例中為無限。 可藉由將膠黏劑滴入微距環400中之一或多個孔4〇8中來 將微距環400與鏡身200相互緊密連接。在分配了膠黏劑之 後，可將微距環400熱鉚合至鏡身2〇〇以確保微距環4〇〇與鏡 身200之間連接之堅固性。在另_態樣中，熱鉚合可足以將 鏡身200固定至微距環4〇〇而不需膠黏劑。 &圖6、7A-7E、8A、8B、9纽叩為根據本揭*案之另— 悲樣之透鏡座之圖。如圖6中所示，透鏡座6〇〇可包括一或 多個傾斜水平通道6G2。每—通道⑽可包括對應於對焦位 置（例如，微距對焦及無限）之對焦止件6〇4及6〇6。對焦止件 604及6G6可為;製於透鏡座咖中之棘爪或凹陷區且可為 微距環刪之移動提供正向鎖定擋止點。在一態樣中，可 添加額外對焦止件以提供中間對焦位置。在另—態樣中， 可將通道6G2大體上垂直定向。在—態樣中，棘爪可位 通道602之頂部。 透鏡座_可作為用於影像感測器（未圖示）之蓋單，而且 99938.doc 200534022 汗口 1〇可允峰光傳至影像感測器（未圖示）。透鏡座600可包 括於透鏡座腔之底部圍繞開σ㈣之凸起平臺612，兑 止閃光或其它微粒到達透鏡或影像感測器（未圖示）。 /透鏡座_可包括傾斜懸臂通道斜坡6U，其可經由位於 微距環1 0 〇 〇上之縣臂强發八 上之心#弹耳介面1014接觸並維持對懸臂彈筈 ㈣之恆力’如以下所描述。通道602之長度及配置與懸臂 通道斜坡614之長度及配置可為相_，使得#凸出部胸

及按鈕1006沿通道602移動時懸臂彈簧介面⑺“與懸臂通 道斜坡614接觸。 在平臺612周圍之圓形圖案中，在懸臂通道斜坡614之末 端處接著可存在大體上水平之渠溝616。接著渠溝616可為 另一懸臂通道斜坡614等等。每一懸臂通道斜坡614與渠溝 61 6之組合可對應於一通道6〇2。 如圖8Α中所示，懸臂通道斜坡614及渠溝616可位於低於 平臺612之高度，且閃光或微粒可在其處聚集。可將很可能 保持閃光或微粒之油、油脂或其它物質添加至懸臂通道斜 坡614及/或渠溝616以防止閃光或微粒越過平臺612且到達 開口 6 1 0及影像感測器（未圖示）。 如圖8Α、8Β及9Α中所示，透鏡座600可包括在向下方向 具有漸增厚度且具有傾斜邊緣表面之槽608，藉此在微距環 1000之按紐1 006插入透鏡座600之通道602期間提供對凸出 部1004及按鈕1〇〇6之漸增力。 隨著微距環1 〇 〇 〇移動（例如，旋轉），透鏡座6 0 0中之通道 602視移動之方向而定來導引微距環1000及鏡身2〇〇朝向或 99938.doc 200534022 遠離影㈣❹（未圖示），藉此改變對焦㈣。通道術之 斜度判定在對焦位置之間移動所必需之移動。 態樣之 圖10、11A-11C及12A-12F為根據本揭示案之另 微距環之圖。

微距環1000可具有一或多個懸臂彈菁1〇12，I —懸臂彈 黃具有-懸臂彈簧介面1014。懸臂彈菁1012可藉由施力於 懸臂通道斜坡614上來確保独祕沿通道術之頂部表面 移動。懸臂彈簧1012協助將按㈣。6推至對焦止件_及 _或如所提供之任何中間對焦止件。懸料簧丨0 i 2在微距 環1000被插入透鏡座中時可向上彎曲。 微距環1000可具有與鏡身螺紋202擰合之内部螺紋 1002。微距環1000可具有一或多個凸出部1〇〇4，每一凸出 部具有按鈕1006。凸出部1004在沿槽6〇8之錐形部分被插入 透鏡座600中時可向内彎曲，直到按鈕1〇〇6到達通道6〇2為 止。 …、 可定形按紐1006以提供彈簀作用從而允許在對焦止件 604及606中之正向鎖定。當鏡身2〇〇被插入微距環⑼時， 凸出部1004由於與鏡身2〇〇之機械干涉而不可縮回，藉此防 止微距環1000退出透鏡座6〇〇。 微距環1000亦可具有柱1016及1018，其在對度向下力施 加於微距環1 〇〇〇時（例如在插入透鏡座6〇〇中之期間）可與透 鏡座600接觸，藉此防止損壞懸臂彈簧1012及凸出部1〇〇4。 面101 0可提供微距環1 之物理控制及微距對焦特 徵。在一態樣中，介面1010可如圖10、11A及11B中所示為 99938.doc -10- 200534022 凸出部。在另一態樣中’介面1〇1〇可包括與驅動齒輪（未圖 示）接合之齒（未圖示）。 了將具有被距對焦特徵之相機模組如下組裝·· 可藉由使按鈕1006與槽6〇8對準並使微距環1〇〇〇與透鏡 座600壓在一起來將微距環1000插入透鏡座600中。凸出部 1〇〇4可在按鈕1006沿槽608向下壓進時向内彎曲直到按鈕 1〇〇6到達通道602為止。一旦將微距環1〇〇〇插入透鏡座6⑼ 中，就可移動（例如，旋轉）微距環1〇〇〇，藉此導致懸臂彈簧 介面1014沿懸臂通道斜坡614滑動且導致按鈕1〇〇6沿通道 602之頂σ卩表面移動，直到按鈕1〇〇6到達一使微距環⑼ 停止移動之對焦止件，例如對焦止件6〇4為止。 可藉由將鏡身螺紋202與微距環螺紋1〇〇2擰合來將鏡身 200插入微距環1000中。 可電接觸並啟動透鏡座600下方之影像感測器（未圖示）。 可移動（例如，旋轉）鏡身200直到從影像感測器所獲得之 Φ 影像到達用於給定對焦位置之最佳對焦位置為止。 可由膠黏劑將鏡身200連接至微距環丨000，或其可經受熱 鉚合或藉由雷射鉚合來連接。 儘官本文已詳細描述了說明性實施例，但是熟習此項技 術者應注意且將瞭解：可在不背離本發明之原則且不犧牲 其主要優勢之情況下，在本發明之範疇内進行眾多變化。 除非另外特別陳述，本文已將術語及表達用作描述性術 語而非限制性術語。本文並不意欲使用術語或表達以排斥 所展示及所描述特徵或其部分之任何等價物，且應根據以 99938.doc 200534022 下申請專利範圍來界定本發明。 【圖式簡單說明】 圖1為根據本揭示案之一態樣之具有微距對焦特徵之相 機模组之圖。 圖2 A及2B為根據本揭示案之一態樣之鏡身之圖。 圖3A、3B及3C為根據本揭示案之一態樣之透鏡座之圖。 圖4A、4B、4C及4D為根據本揭示案之一態樣之微距環之 圖。 圖5為根據本揭示案之一態樣之按鈕之圖。 圖6為根據本揭示案之另一態樣之透鏡座之透視圖。 圖7A、7B、7C、7D及7E為根據本揭示案之另一態樣之俯 視圖、仰視圖、側視圖及橫截面圖。 圖8A為根據本揭示案之另一態樣之透鏡座之側橫截面 圖。 圖8B為根據本揭示案之另一態樣之透鏡座之俯視細節 圖。 圖9A為根據本揭不案之另一態樣之透鏡座之側視圖。 圖9B為根據本揭示案之另一態樣之槽之圖。 圖為根據本揭不案之另一態樣之微距環之透視圖。 圖11A、11B及11C為根據本揭示案之另一態樣之微距環 之側視面及俯視圖。 圖12A、12B、12C及12D為根據本揭示案之另—態樣之微 距環之俯視圖及側視圖。 圖12E及12F為根據本揭示案之另_態樣之凸出部及按紐 99938.doc -12- 200534022 之俯視橫截面圖。 【主要元件符號說明】

100 相機模組 200 鏡身 202 鏡身螺紋 204 鏡身螺紋之區段 206 > 310 、 610 開口 208 凸起部分 300 > 600 透鏡座 302 、 602 通道 304 、 306 、 604 、 606 對焦止件 308 > 608 槽 400 > 1000 微距環 402 微距環螺紋 404 > 1004 凸出部 406 、 1006 按紐 408 子L 410 、 1010 介面 612 平臺 614 懸臂通道斜坡 616 渠溝 1012 懸臂彈簧 1014 懸臂彈簧介面 1016 、 1018 柱 99938.doc -13 -

Claims (1)

1. 200534022 十、申請專利範圍： 1 · 一種用於配置一距離於一光學元件與一影像感測器間之 設備，其包含： 一以機械方式耦接至該光學元件之外殼； 一以機械方式耦接至該外殼之框架，該框架具有一第 一延伸部分；及 一可移動地耦接至該框架之基座，該基座具有一容納 該第一延伸部分之傾斜第一通道，該第一通道具有一第 一擋止點及一第二擋止點， 其中遠框架移動於該第一撞止點與該第二擔止點之 間’其分別對應於該光學元件與該影像感測器間之第一 距離與第二距離。 2.如請求項1之設備，其中該框架包括一懸臂延伸部分，且 該基座包括一容納該懸臂延伸部分之傾斜懸臂通道。 3·如請求項2之設備，其中該基座包括一開口及一圍繞該開 口之平臺，且其中該平臺處於一高於該懸臂通道之高度。 4·如請求項2之設備，其中該懸臂通道具有與該第一通道大 體上相同之斜度，該懸臂通道與該第一通道至少一樣長。 5·如請求項4之設備，其中該懸臂通道與該第一通道分開一 預定距離，且該第一延伸部分與該懸臂延伸部分分開該 預定距離。 6·如請求項1之設備，其中該光學元件為一透鏡。 7·如請求項1之設備，其中該光學元件為一鏡子。 8·如請求項1之設備，其中該基座包括一沿該基座之一壁之 99938.doc 200534022 一部分形成並通向該第—通道之槽。 9.如請求们之設備，其中該基座包;一通向該第—通道之 槽’該槽沿具有漸增厚产今其 曰序度之3基座之一壁之一部分形 ^藉此在該第-延伸部分插人該第—通道中期間提供 對3弟一延伸部分之漸增力。 W如請求们之㈣’其中該第—延伸部分包括—具有一按 紐之凸出部，且該第_擋止點與該第二擔止點為該第— 之上表面中之凹進處，該按紐安裝於JL中。 U.如請求項1之設備，其中該外殼及該框架各自具有螺紋且 被摔合於一起。 12. 如叫求項1之設備，其中該框架包括一提供對該框架之物 理控制之突出介面。 13. 如請求们之設備’其中該框架包括一與該第一延伸部分 大體上長度相同之柱。 月长員1之4備’其中該框架包括_與該懸臂^伸部分 大體上相同長度之柱。 15·如明求項i之設備’其中該第一擋止點及該第二擋止點分 別對應於無限對焦位置及微距對焦位置。 16. 如請求们之設備，其中該第一通道具有一位於該第一擋 止點與該第二播止點間之第三擔止點，其對應於該光學 凡件與該影像感測器間之一第三距離。 17. -種用於配置一距離於一光學元件與一影像感測器間之 方法，其包含以下步驟： 沿一基座之一壁形成 a)將一框架之一第一延伸部分與一 99938.doc 200534022 之槽相對準； b)將該框架與該基座壓至一 μ仙☆、，佐 趣，直到该第一延伸部分進 入該基座之一傾斜第一通道為止； 夕動β框& ’導致該第—延伸部分沿該卜通道行進 並導致該框架之-懸臂延伸部分沿該基座之一傾斜懸 #通道仃進，直到該第—延伸部分到達一第—擋止點 為止；

   d)將一以機械方式耗接至一 架中； 光學元件上之外殼插入該框 e)監視該影像感測器之一輸出 之一距離，直到該影像 影像輸出大體上匹配為 0調整該外殼與該影像感測器間 感測器之一影像輸出與一所要 止；及 g)將該外殼以機械方式耦接至該框架。 18.

   一種用於配置一距離於一氺與&从& 此離於先學兀件與一影像感測器間之 之方法，其包含以下步驟： 旋轉-以機械方式叙接至一殼體上之框架，該框架係 ^機械方式_至—光學元件之外殼上，藉此導致該框 架之-第-延伸部分沿—基座之—傾斜第—通道行進， 且亦導致該框架之—懸臂延伸部分沿該基座之-傾斜懸 臂通道行進，直到該第一延伸部分到達該第一通道之— 第一撞止點為止。 99938.doc