CN108072957B - 光学驱动机构 - Google Patents

Abstract

一种光学驱动机构，包括一底板、一弹性件、一活动部与一偏压组件。前述活动部设置于底板上，并包含一基座与一承载件，其中承载件用以承载光学镜头并以可活动的方式连接基座。前述弹性件连接底板与活动部。前述偏压组件连接该底板与该活动部，用以驱使活动部相对于底板移动。当承载件相对于基座移动至一下极限位置时，承载件接触弹性件。

Description

光学驱动机构

技术领域

本发明公开一种光学驱动机构，尤其涉及一种通过外框来限制承载件与光学镜头移动的光学驱动机构。

背景技术

随着科技的发展，许多电子装置(例如平板电脑或智能手机)走向小型化，并配有镜头模块而具有照相或录影的功能。当使用者使用配有镜头模块的电子装置时，可能会有晃动的情形发生，进而使得镜头模块所拍摄的影像产生模糊。现今，人们对于高品质影像及电子产品的小型化的要求日趋兴盛，使具备优良防震功能及小型化的镜头模块的电子产品日趋重要。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种光学驱动结构，以使光学驱动机构具有更佳的对焦功能与光学晃动补偿。

本发明提供一种光学驱动机构，设置于一电子装置内并用以驱动光学镜头。前述光学驱动机构包括一底板、一弹性件、一活动部与一偏压组件。前述活动部设置于底板上，并包含一基座与一承载件，其中承载件用以承载光学镜头并以可活动的方式连接基座。前述弹性件连接底板与活动部。前述偏压组件连接该底板与该活动部，用以驱使活动部相对于底板移动。当承载件相对于基座移动至一下极限位置时，承载件接触弹性件。使光学镜头有更大的移动距离，且可节省在活动部内设置额外的限位机构，以缩小光学驱动机构的体积。

于一实施例中，光学驱动机构还包括一外框，连接并设置于底板上，且活动部设置该外框内，当承载件相对于基座移动至一上极限位置时，承载件接触外框。

于一实施例中，前述活动部还包含一内框，设置于基座上，且在光学镜头的一光轴方向上，内框不与承载件重叠。

于一实施例中，当前述承载件移动至上极限位置时，承载件凸出于内框。

于一实施例中，当前述承载件在外框内沿光学镜头的光轴移动时，承载件不与基座、内框直接接触。

于一实施例中，前述内框包含导磁性材质。

于一实施例中，前述光学驱动机构还包括一电磁驱动组件，设置于内框与承载件上，用以驱使承载件相对于基座移动，且电磁驱动组件具有至少一磁性元件，设置于内框，且在光轴方向上，内框显露出磁性元件。

于一实施例中，前述活动部还包含一具有一弯折结构的第一簧片，连接承载件与内框，且该光轴方向上，内框显露出弯折结构。

于一实施例中，前述基座具有一第一卡合部，弹性件具有一第二卡合部，第一卡合部、第二卡合部相互卡合。

于一实施例中，当前述承载件移动至下极限位置时，承载件凸出于基座的下表面。

于一实施例中，前述弹性件的一开口形成有一凸缘结构，朝向基座延伸。

于一实施例中，在垂直于光轴的方向上，前述弹性件的凸缘结构与承载件重叠。

于一实施例中，前述底板具有一凸缘结构，穿过弹性件。

于一实施例中，在垂直于光轴的方向上，前述底板的凸缘结构与该承载件重叠。

于一实施例中，前述偏压组件具有记忆合金材质。

于一实施例中，前述偏压组件带动活动部沿垂直于光学镜头的光轴的方向移动，或带动活动部绕光轴旋转。

本发明提供的光学驱动结构的优点和有益效果在于：本发明提供一种光学驱动机构，用以驱动一光学镜头。前述光学驱动机构主要包括一底板、一外框、一活动部与一偏压组件。前述外框连接并设置于底板上，活动部与偏压组件设置于外框内。活动部包含一基座与一承载件，其中承载件用以承载光学镜头并活动地连接基座。偏压组件连接底板与活动部，并用以驱使活动部相对于底板移动。其中，当承载件相对于基座移动至一极限位置时，承载件接触外框。使得光学驱动机构具有更佳的对焦功能与光学晃动补偿，借以提升影像品质，且可节省活动部的一内框于光轴方向上的厚度，大幅缩小光学驱动机构的体积。

附图说明

图1为本发明一实施例的光学驱动机构的爆炸图。

图2为图1中的光学驱动机构组合的示意图(省略外框20)。

图3为图2中的沿线段B-B的活动部的剖视图。

图4为内框、一个磁性元件与第一簧片组合的示意图。

图5为第一簧片、第二簧片连接承载件与基座的示意图。

图6为图2中的光学驱动机构(省略外框)的俯视图。

图7至图8为图1中光学驱动机构组合后并沿线段A-A的剖视图(两图不同视角)。

图9为底板、弹性件与偏压组件连接的示意图。

图10为另一实施例的第一部件P’的爆炸图。

图11为本发明另一实施例的光学驱动机构的剖视图。

附图标记说明：

1、2～光学驱动机构；

10、10’～底板；

101’～凸缘结构；

11～固定部；

20～外框；

30～活动部；

31～基座；

31B～下表面；

311～本体；

312～凸柱；

32～承载件；

33～内框；

34～第一簧片；

341～内弦结构；

342～外弦结构；

343～弯折结构；

35～第二簧片；

A-A、B-B～线段；

C～线圈；

ED～电磁驱动组件；

M～磁性元件；

M1～粘胶；

N～对角线；

O～光轴；

P、P’～第一部件；

Q、Q’～中心轴；

R1～第一卡合部；

R2～第二卡合部；

S、S’～弹性件；

S1～连接部；

S2～弦臂；

S3～凸出部；

S4～凸缘结构；

W～偏压组件；

X1～上极限位置；

X2～下极限位置。

具体实施方式

以下说明本发明实施例的光学驱动机构。然而，可轻易了解本发明实施例提供许多合适的发明概念而可实施于广泛的各种特定背景。所公开的特定实施例仅仅用于说明以特定方法使用本发明，并非用以局限本发明的范围。

除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此篇公开所属技术领域技术人员所通常理解的相同涵义。能理解的是这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有一与相关技术及本公开的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在此特别定义。

图1为本发明一实施例的光学驱动机构1的爆炸图。前述光学驱动机构1例如可设置于一相机、平板电脑或手机等电子装置的内部，并可用以承载一光学镜头(未图示)，且可使光学镜头相对于电子装置内的感光元件移动，以达到自动对焦(Auto-Focusing，AF)或光学防手震(Optical Image Stabilization，OIS)的目的，借以提升影像品质。

如图1、图2所示，光学驱动机构1主要包括一外框20、一活动部30以及一第一部件P(包含一底板10、一偏压组件W与一弹性件S)。前述外框20连接并设置于底板10上，活动部30、偏压组件W与弹性件S则设置于底板10上且位于外框20内，并受到外框20的保护。其中，前述活动部30可承载一光学镜头，通过电子装置中的感光元件接收来自外界并穿过光学镜头的光线，将可获取影像。以下先说明活动部30的详细结构，活动部30与底板10的连接关系将于后述。

请一并参阅图1～图3，其中图3为图2中的活动部30的剖面图。前述活动部30包含一基座31、一承载件32、一内框33、一电磁驱动组件ED、一第一簧片34与一第二簧片35。前述承载件32可用以承载光学镜头并设置于基座31上，内框33则设置于承载件32上。第一簧片34、第二簧片35连接基座31与承载件32，并使承载件32夹设于其之间。前述电磁驱动组件ED则包含一线圈C与多个磁性元件M(例如磁铁)，分别设置于承载件32与内框33上，详细而言，线圈C套设于承载件32上，四个磁性元件M通过其上表面连接内框33并对应线圈C。

值得注意的是，前述磁性元件M与内框33的连接可通过施加一粘胶(例如为透明的粘胶)而实现。具体而言，如图4所示，磁性元件M设置于内框33时，从光学镜头的光轴O方向观察，内框33会显露出磁性元件M的部分的上表面，此时可从上方直接施加一粘胶M1于此上表面，以使磁性元件M与内框33连接。如此一来，由于内框33显露出部分的磁性元件M，而可从上方直接地施加粘胶M1，相较于磁性元件M仅依靠内框33的内侧壁而粘着，或是从内框33的下方施加粘胶M1予磁性元件M的方式，本实施例具有简化组装工序以及避免或防止粘胶M1沿内框33往下溢流的功效。于一实施例中，粘胶M1可布满被内框33所露出的磁性元件M的上表面，或部分地施加于被露出的磁性元件M的上表面。此外，设置于磁性元件M与内框33之间的前述第一簧片34，亦可一并接着于外框33，以简化组装工序。

于本实施例中，前述线圈C可接收通过一外部电源(未绘示)所施加的驱动信号(例如电流)，借此可与磁性元件M之间产生磁力，使得电磁驱动组件ED可带动承载件32与设于其中的光学镜头一起相对于基座31沿光学镜头的光轴O方向(Z轴)移动，进而达到自动对焦功能，或者在光学镜头有晃动产生时，可通过前述移动机制而获得良好的补偿效果，以达防手震的目的。此外，在施加驱动信号之前，第一簧片34、第二簧片35可让承载件32相对基座31保持在一初始位置。另外，连接磁性元件M的内框33，其可具有导磁性材质，或是在面向磁性元件M的多个侧壁上内嵌具导磁性材质的元件，可增加内框33的机械强度，以及可将设置于内框33的磁性元件M的磁力往一既定方向集中，以增强驱使承载件32移动的磁力。

图5为承载件32通过第一簧片34、第二簧片35以连接基座31的示意图。前述基座31具有四个凸柱312设置于其本体311的四个角落，第一簧片34、第二簧片35连接凸柱312与承载件32，使承载件32活动地连接基座31。值得注意的是，第一簧片34具有内弦结构341、外弦结构342与弯折结构343。其中，外弦结构342呈现一大致矩形的边框，设置于凸柱312上，内弦结构341则呈现大致圆形的边框，设置于承载件32上。弯折结构343连接内弦结构341、外弦结构342。

值得注意的是，从光轴O方向观察光学驱动机构1(省略外框20)，如图6所示，内框33显露出承载件32与第一簧片34的弯折结构343，且在光轴O的方向上，内框33不与承载件32重叠。

以下详细说明前述活动部30的承载件32的移动。

请参阅图7、图8，当电磁驱动组件ED驱使承载件32(承载光学镜头)相对于基座31、内框33沿光轴O向上移动时，承载件32可凸出于(高于)内框33，并通过外框20限制承载件32于一上极限位置X1(当承载件32向上移动时会碰触/接触到外框20而被限位)。

同理，当电磁驱动组件ED驱使承载件32(承载光学镜头)相对于基座31、内框33沿光轴O向下移动时，承载件32凸出于基座31的下表面31B，并通过弹性件S将承载件32限制于一下极限位置X2(当承载件32向下移动穿过基座31并碰触/接触到弹性件S而被限位)。如此一来，相较于传统利用内框、基座来限制承载件，本实施例中的承载件32移动时不以内框33、基座31作限位机制(承载件32不与内框33、基座31接触)，而是由外框20与弹性件S以作限位，因此承载件32在外框20内的移动距离(光轴O方向)将有效地加大，使得光学驱动机构1的自动对焦与防手震功能更为优异，且可节省基座31、内框33于光轴O方向上的厚度，进而达成小型化的目的。

于一实施例中，基座31的下表面31B可贴合于弹性件S，当承载件32向下移动至下极限位置X2时，承载件32接触弹性件S并与下表面31B平行。

此外，如图8所示，前述基座31的下表面31B形成有多个第一卡合部R1，弹性件S则具有多个第二卡合部R2，第一卡合部R1、第二卡合部R2两两相互匹配。使得当基座31与弹性件S组装时，可通过第一卡合部R1、第二卡合部R2作为定位机构，以提高组装精度，且可提高两者的接触面积，使得连接强度提升。另外亦可视需求于第一卡合部R1、第二卡合部R2分别设置有一容胶槽，使接着用的粘胶不易流至其他组件。于本实施例中，第一卡合部R1为一凸出结构，第二卡合部R2为一凹陷结构；于另一实施例中，第一卡合部R1、第二卡合部R2则可分别为凹陷与凸出结构。

以下说明前述活动部30与底板10的连接关系。

请参阅图2、图9，前述底板10具有一中心轴Q，活动部30中的光学镜头在初始位置时，中心轴Q重合于光轴O。底板10可为一软性印刷电路板(Flexible Print CircuitBoard)，设置于活动部30的基座31下方，弹性件S与偏压组件W则设置于底板10上并位于底板10与活动部30的基座31之间，通过偏压组件W与弹性件S，使得底板10得以与基座31相互连接。

具体而言，如图2、图8所示，前述偏压组件W具有四个长条形的偏压线，对应地设置在具有矩形结构的底板10的四个侧边，且每一个偏压线的两端分别连接底板10的固定部11与弹性件S的连接部S1，其中固定部11与连接部S1朝光学镜头的光轴O(Z轴)的方向延伸。前述弹性件S则设置于底板10与基座31之间，并连接此两者。

前述连接底板10和活动部30的偏压组件W，例如为具有形状记忆合金(ShapeMemory Alloys，SMA)材质的多个线材，并可通过一外部电源(未图示)对其施加驱动信号(例如电流)而改变其长度。举例来说，当施加驱动信号而使偏压组件W升温时，偏压组件W可产生形变而伸长或缩短；当停止施加驱动信号时，偏压组件W则可恢复到原本长度。换言之，通过施加适当的驱动信号，可控制偏压组件W的长度以使活动部30(包含承载件32，承载光学镜头)相对底板10移动，借以改变活动部30的姿态，而使得光学驱动机构1具有防手震与晃动补偿的功能。

前述偏压组件W的材质，举例而言，可包含钛镍合金(TiNi)、钛钯合金(TiPd)、钛镍铜合金(TiNiCu)、钛镍钯合金(TiNiPd)或其组合。

请继续参阅图2、图8，前述弹性件S(例如为片状弹簧)具有金属材质并大致呈矩形结构，且具有两个L字形的弦臂S2与凸出部S3，两者分别连接活动部30与底板10。前述弹性件S(例如其弦臂S2与凸出部S3)可连接至形成于底板10与活动部30的基座31上的导线(未绘示)，所述导线例如可以嵌入成型(Insert Molding)或以三维模塑互联物件(3D MoldedInterconnect Device)技术的方式形成于底板10/基座31上，使其可通过弹性件S分别独立地电性连接前述四个的偏压线，以形成四个独立的回路。借此可通过外部电源分别对各个偏压线施加独立的驱动信号(例如电流)，从而改变其长度，以使活动部30相对底板10移动。

值得注意的是，由于前述导线以嵌入成型或三维模塑互联物件技术的方式形成于底板10/基座31上，故可减少设置额外的导线而使光学驱动机构1的整体零件数降低，并大幅缩小其体积。

如图8所示，偏压组件W的四个偏压线分别设在底板10的不同四个侧边，并对应着基座31的下表面31B的四个侧边(图2)，且在底板10的每一侧边皆形成有一个固定部11与一个连接部S1，偏压线连接固定部11与连接部S1。具体来说，两个固定部11与两个连接部S1各别地位于底板10的四个角落，且为交错配置(亦即任两相邻的角落设置有一连接部S1与一固定部11)。此外，大致为矩形的底板10具有一对角线N，四个偏压线和弹性件S的连接部S1以大致对称于对角线N的方式设置。

此外，前述弹性件S的开口形成有一凸缘结构S4，呈现圆形或大致圆形，沿中心轴Q/光轴O方向延伸。如图6、图7所示，凸缘结构S4被容纳于承载件32内，并在垂直于光轴O的方向上与承载件32重叠，且相较于承载件32更靠近中心轴Q/光轴O。通过形成凸缘结构S4，可避免或减少异物进入至承载件32中而影响光学镜头，大幅提升产品的优良度。

再请参阅图2、图9，当对偏压组件W施加适当的驱动信号时，偏压组件W会改变其形状(例如缩短或伸长)，使得活动部30(与其所承载的光学镜头)会相对底板10移动，以达光学防手震的功用。

其中，活动部30相对于底板10的移动可包含：活动部30沿大致垂直中心轴Q的方向平移；以及活动部30绕中心轴Q旋转。通过施加适当的驱动信号以控制偏压组件W的各偏压线的变形量，使得活动部30可在大致垂直于底板10的中心轴Q的平面(XY平面)上移动，以具有晃动补偿的效果。此外，由于底板10与活动部30通过弹性件S连接，因此当尚未施加驱动信号至偏压组件W时，活动部30得以相对底板10保持在初始位置。

于一些实施例中，前述光学驱动机构1可还包括一对位组件(未图示)，其具有第一对位元件、第二对位元件，分别设置于底板10上与活动部30上(例如其基座31的下表面31B)，两者互相匹配。前述第一对位元件可为一永久磁铁与一霍尔效应检测器(HallEffect Sensor)其中一者，第二对位元件则为前述两者之中的另一者，霍尔效应检测器可通过检测永久磁铁的磁场变化，以判断永久磁铁的位置，借此可检测活动部30因震动而产生相对底板10的位置偏移。

关于前述活动部30相对底板10的移动，举例而言，如图8所示，当施加适当的驱动信号至图中的对向侧的两个偏压线并使其分别伸长与收缩时(伸长的偏压线朝连接部S1伸长；收缩的偏压线朝固定部11收缩)，偏压组件W即会带动连接于弹性件S的活动部30相对底板10沿垂直中心轴Q的方向平移。同理，当施加适当的驱动信号至对向侧的偏压线并使其皆收缩时，偏压组件W则会带动活动部30相对底板10绕中心轴Q旋转。

于另一实施例中，偏压组件W可仅包含一个偏压线设置于底板10的一侧边，并可配合设置对应的导引机构，以驱使活动部30相对于底板10平移或旋转。

图10-图11为本发明另一实施例的光学驱动机构2的一第一部件P’的示意图与光学驱动机构2的剖视图。光学驱动机构2与前述光学驱动机构1(图1)主要的差异在于前述第一部件P’不同于第一部件P，其他组件则相同或大致相同仅外型略有差异，故于此不再赘述，合先叙明。

于本实施例中，如图10所示，前述第一部件P’的底板10’具有一圆形或大致圆形的凸缘结构101’，沿着底板10’的开口边缘形成并朝底板10’的中心轴Q’方向延伸以穿过弹性件S’，而弹性件S’则无前述实施例的凸缘结构S4。

当第一部件P’与活动部30、外框20组合后，如图11所示的光学驱动机构2的剖视图，在垂直于光轴O(或底板10’的中心轴Q’)的方向上，凸缘结构101’会与承载件32重叠，并相较于承载件32更靠近光轴O。通过形成凸缘结构101’，可避免或减少粉尘、异物、微粒进入至承载件32中而影响光学镜头，以提升产品的优良度。

综上所述，本发明提供一种光学驱动机构，用以驱动一光学镜头。前述光学驱动机构主要包括一底板、一外框、一活动部与一偏压组件。前述外框连接并设置于底板上，活动部与偏压组件设置于外框内。活动部包含一基座与一承载件，其中承载件用以承载光学镜头并活动地连接基座。偏压组件连接底板与活动部，并用以驱使活动部相对于底板移动。其中，当承载件相对于基座移动至一极限位置时，承载件接触外框。使得光学驱动机构具有更佳的对焦功能与光学晃动补偿，借以提升影像品质，且可节省活动部的一内框于光轴方向上的厚度，大幅缩小光学驱动机构的体积。

在本说明书以及权利要求书中的序数，例如“第一”、“第二”等等，彼此之间并没有顺序上的先后关系，其仅用于标示区分两个具有相同名字的不同元件。

上述的实施例以足够的细节叙述使本领域技术人员能通过上述的描述实施本发明所公开的装置，以及必须了解的是，在不脱离本发明的精神以及范围内，当可做些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (15)

1.一种光学驱动机构，用以驱动一光学镜头，包括：

一底板；

一活动部，设置于该底板上且可相对于底板活动，包含：

一基座，形成有多个第一卡合部；以及

一承载件，用以承载该光学镜头，并以可活动的方式连接该基座；

一弹性件，连接该底板与该基座，该基座的一下表面贴合于该弹性件，且该弹性件形成有多个第二卡合部，分别对应该些第一卡合部；以及

一偏压组件，连接该底板与该活动部，用以驱使该活动部相对于该底板移动；

其中，当该承载件相对于该基座移动至一下极限位置时，该承载件接触该弹性件，且该承载件凸出于该基座的下表面，且该些第一卡合部与该些第二卡合部分别设置有一容胶槽，使接着用的粘胶不易流至其他组件。

2.如权利要求1所述的光学驱动机构，还包括一外框，连接并设置于该底板上，且该活动部设置于该外框内，其中当该承载件相对于该基座移动至一上极限位置时，该承载件接触该外框。

3.如权利要求2所述的光学驱动机构，其中该活动部还包含一内框，设置于该基座上，且在该光学镜头的一光轴方向上，该内框不与该承载件重叠。

4.如权利要求3所述的光学驱动机构，其中当该承载件移动至该上极限位置时，该承载件凸出于该内框。

5.如权利要求3所述的光学驱动机构，其中当该承载件在该外框内沿该光轴移动时，该承载件不与该基座、该内框直接接触。

6.如权利要求3所述的光学驱动机构，其中该内框包含导磁性材质。

7.如权利要求3所述的光学驱动机构，其中该活动部还包含一电磁驱动组件，设置于该内框与该承载件上，用以驱使该承载件相对于该基座移动，且该电磁驱动组件具有至少一磁性元件，设置于该内框，且在该光轴方向上，该内框显露出该磁性元件。

8.如权利要求3所述的光学驱动机构，其中该活动部还包含一具有一弯折结构的第一簧片，连接该承载件与该内框，且在该光轴方向上，该内框显露出该弯折结构。

9.如权利要求1所述的光学驱动机构，其中该些第一卡合部、第二卡合部相互卡合。

10.如权利要求1所述的光学驱动机构，其中该弹性件的一开口形成有一凸缘结构，朝向该基座延伸。

11.如权利要求10所述的光学驱动机构，其中在垂直于光学镜头的一光轴的方向上，该弹性件的该凸缘结构与该承载件重叠。

12.如权利要求1所述的光学驱动机构，其中该底板具有一凸缘结构，穿过该弹性件。

13.如权利要求12所述的光学驱动机构，其中在垂直于光学镜头的一光轴的方向上，该底板的该凸缘结构与该承载件重叠。

14.如权利要求1所述的光学驱动机构，其中该偏压组件具有记忆合金材质。

15.如权利要求1所述的光学驱动机构，其中该偏压组件带动该活动部沿垂直于该光学镜头的一光轴的方向移动，或带动该活动部绕该光轴旋转。

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