CN102545525B - 致动器、采用该致动器的相机模组及便携式电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种致动器，其包括外壳及致动体。该外壳具有设有通光孔的顶板。该致动体包括至少一个磁铁、活动组件、下承载板及导引柱。该至少一个磁铁设于该外壳的内表面，且形成第一收容腔。该活动组件收容于该第一收容腔内，其包括活动装筒及线圈。该活动装筒的中心轴与该通光孔的中心轴同轴。该活动装筒包括第一收容部。该下承载板设有一个与该第一收容部相配合使用的第二收容部。该导引柱一端收容于该第一收容部，另一端收容于该第二收容部。本发明还涉及一种具有该致动器的相机模组及一种具有该相机模组的便携式电子装置。

Description

致动器、采用该致动器的相机模组及便携式电子装置

技术领域

本发明涉及一种能量损耗较少且体积较小的致动器、具有该致动器的相机模组及使用该相机模组的便携式电子装置。

背景技术

随着科技的发展，小型化的数码相机、手机或者笔记本电脑等电子设备日益贴近人们的生活(请参见Development of compact camera module havingauto focus actuator and mechanical shutter system for mobile phone，Control,Automation and Systems,2007.ICCAS'07.International Conference on 17-20Oct.2007Page(s):2319-2322)。目前，常用的具有对焦功能的相机模组通常由步进马达驱动镜筒沿其中心轴运动来进行位置调节，最终达到对焦的目的。

然而，步进马达在驱动与镜座螺接的镜筒时，固定于该步进马达的转轴上的第一齿轮带动与该第一齿轮啮合的第二齿轮，从而带动设于镜筒上、且与该第二齿轮啮合的外齿轮，以使该镜筒转动，从而调节该镜筒相对该镜座的位置以实现对焦。由于驱动能量从步进马达的转轴传给第一齿轮，第一齿轮传给第二齿轮，最后由第二齿轮再传给镜筒，所以，在整个驱动过程中，能量损失较大。另外，不仅该步进马达的体积较大，而且该步进马达需要驱动第一齿轮，第一齿轮再驱动第二齿轮，最后由第二齿轮驱动镜筒，直接使得具有该步进马达的相机模组的体积也较大，具有该相机模组的便携式电子装置的体积也较大。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种能量损失较少、体积较小的致动器、具有该致动器的相机模组及使用该相机模组的便携式电子装置。

一种致动器包括外壳及致动体。该外壳具有一个设有通光孔的顶板。该致动体包括至少一个磁铁、一个活动组件、一个弹片、一个下承载板及一个连接该活动组件及下承载板的导引柱。该至少一磁铁设于该外壳的内表面，且形成一个第一收容腔。该活动组件活动地收容于该第一收容腔内，其包括一个两端开口的活动装筒及绕于该活动装筒外壁的线圈。该活动装筒的中心轴与该通光孔的中心轴同轴。该活动装筒包括一个第一收容部。该第一收容部的中心轴与该活动装筒的中心轴平行。该弹片包括第一固定部、第二固定部及连接于第一固定部与第二固定部之间的弹性连接部。该第一固定部固定于该活动装筒的下端。该第二固定部包括一个固定块。该固定块具有一个背离第一固定部的第一定位侧面。该下承载板设有一个收容块。该下承载板的收容块包括一个与该第一收容部相配合使用的第二收容部及一个与该第一定位侧面相配合的第二定位侧面。该导引柱一端收容于该第一收容部，另一端收容于该第二收容部。当通有电流的线圈所产生的磁场与该磁铁所产生的磁场相互作用时，该活动装筒在该导引柱的引导下沿该通光孔的中心轴移动。

一种相机模组包括镜筒及上述致动器。该致动器用于驱动该镜筒移动以实现对焦。该致动器的活动装筒用于收容该镜筒。

一种便携式电子装置包括电子装置本体及设置于该电子装置本体上的上述相机模组。

与现有技术相比，本发明实施例提供的致动器的通有电流的线圈所产生的磁场与磁铁所产生的磁场相互作用，推动活动组件沿导引柱移动，不仅可以防止该活动组件倾斜，还可以实现精确对焦，能量损失较小。同时，该至少一个磁铁设于该外壳，使得该致动器的结构较紧凑，体积较小，具有该致动器的相机模组结构较紧凑，体积较小，具有该相机模组的便携式电子装置结构较紧凑、体积较小。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的便携式电子装置的立体示意图。

图2是图1中的便携式电子装置的相机模组的分解示意图。

图3是图2中的相机模组的致动器的分解示意图。

图4是图3中的致动器的致动体沿IV-IV线的剖视图。

图5是本发明第二实施例提供的活动装组的立体示意图。

图6是本发明第三实施例提供的活动装组的立体示意图。

图7是本发明第四实施例提供的活动装组的立体示意图。

主要元件符号说明

便携式电子装置    100

电子装置本体      10

相机模组          30

致动器            31

镜筒              33

传感器            35

电路板            351

外壳              37

致动体            38

顶板              371

第一侧板          373

第二侧板          375

通光孔            377、3815、3854

上盖              381

磁铁              382

活动组件          383、483、583、683

弹片              384

下承载板          385

导引柱            386

上表面            3811、3851

下表面            3813、3852

凹槽              3817、3853

第一收容腔        3818

弧形侧面          3821

活动装筒          3831、4831、5831、6831

线圈              39

上端              3832、4832、5832、6832

下端                3833、4833、5833、6833

第二收容腔          3834、4834、5834、6834

上端板              3835、4835、5835、6835

下端板              3836、4836、5836、6836

第一收容块          3837

第一收容部          3838、4838、5838、6838

金属收容环          3839

第一固定部          3841

第二固定部          3842

弹性连接部          3843

第一固定块          3844

第二固定块          3845

第一定位结构        3846

第一定位侧面        3847

弹力臂              3848

第二定位结构        3855

第二收容块          3856

顶面                3857

第二收容部          3858

第二定位侧面        3859

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明作进一步的详细说明。

请参阅图1至图4，本发明实施例提供的便携式电子装置100其包括电子装置本体10及设于电子装置本体10上的相机模组30。

相机模组30包括致动器31、收容有镜片(图未示)的镜筒33及传感器35。

致动器31包括外壳37及收容于外壳37内的致动体38。

外壳37用来保护致动器31的其它组件免受外界污染及损坏，其具有一个顶板371、两个第一侧板373及两个第二侧板375。顶板371的中央设有通光孔377，以使光线穿过顶板371。两个第一侧板373设置于顶板371的相对两侧。两个第二侧板375设置于顶板371的另外相对两侧。顶板371、两个第一侧板373及两个第二侧板375形成一个收容空间(图未示)，以使致动体38收容于该外壳37内。

致动体38包括上盖381、三个设于上盖381的间隔分布的磁铁382、活动组件383、弹片384、下承载板385、及连接活动组件383及下承载板385的导引柱386。本实施例中，导引柱386由金属材料制成。

上盖381具有上表面3811、与上表面3811相背离的下表面3813、贯穿上表面3811及下表面3813的通光孔3815。上盖381固接于外壳37的内表面。本实施例中，上表面3811固接于顶板371的内表面。当然，上盖381固接于第一侧板373和/或第二侧板375的内表面也能实现本发明的目的。

优选地，上盖381还设有一个与通光孔3815相分离的凹槽3817，以收容导引柱386的端部。当然，若将凹槽3817换成通孔也可实现本发明的目的。当然，若导引柱386较短，也可省略凹槽3817。

三个磁铁382间隔地固定于下表面3813。每一磁铁382具有一弧形侧面3821。三个弧形侧面3821共同形成一个第一收容腔3818。第一收容腔3818用于收容活动组件383。本实施例中，每一磁铁382的弧形侧面3821的极性相同，且均为S极。当然，每一磁铁382的弧形侧面3821的极性也可均为N极。当然，三个磁铁382也可以连成一具有开口的磁铁(例如C型磁铁)。当然，磁铁382也可以固设于下承载板385之上。当然，若省略上盖381，将磁铁382设于外壳37的内表面，也可实现本发明的目的。

活动组件383活动地收容于第一收容腔3818中，且其中心轴与的通光孔3815的中心轴同轴。活动组件383包括一个活动装筒3831及一个设于活动装筒3831的外壁的线圈39。

活动装筒3831具有上端3832、与上端3832相背离的下端3833、贯穿上端3832及下端3833的用于收容镜筒33的第二收容腔3834、由上端3832沿圆周方向向外延伸形成的上端板3835、及由下端3833沿圆周方向向外延伸形成的下端板3836。本实施例中，活动装筒3831由塑料制成。

优选地，本实施例中，上端板3835上还有一个向外突出下端板3836的第一收容块3837。

第一收容块3837设有一个第一收容部3838及一个收容于第一收容部3838内的金属收容环3839。第一收容部3838的中心轴平行于第二收容腔3834的中心轴，且与金属收容环3839的中心轴同轴。金属收容环3839与导引柱386相配合以导引活动装筒3831沿通光孔3815的中心轴移动。本实施例中，第一收容部3838为贯穿第一收容块3837上下表面的收容孔。

当然，第一收容块3837也可以与上端板3835一体成形。当然，第一收容块3837也可以设于下端板3836。当然，第一收容部3838也可以为设于第一收容块3837上的开口朝向下承载板385的凹槽。

当然，若上端板3835向外突出下端板3836较多，则将三个磁铁382替换为一环形磁铁也可实现本发明的目的。

当然，若活动装筒3831或者第一收容块3837由金属材料制成，则可以省略金属收容环3839。

线圈39绕设于活动装筒3831的外壁，且位于上端板3835及下端板3836之间。通有电流的线圈39所产生的磁场与磁铁382所产生的磁场相互作用，以驱动活动装筒3831在第一收容腔3818内移动。

弹片384为板状体，其包括第一固定部3841、第二固定部3842及弹性连接部3843。第一固定部3841固定于活动装筒3831的下端3833。第二固定部3842固定于下承载板385。弹性连接部3843将第一固定部3841与第二固定部3842相连。

第二固定部3842包括三个相分离的第一固定块3844及一个第二固定块3845。每一个第一固定块3844设有一个第一定位结构3846。第二固定块3845具有一个背离第一固定部3841的第一定位侧面3847。本实施例中，第一定位结构3846为定位孔，第一定位侧面3847呈弧形。当然，第一定位结构3846也可以为定位柱，第一定位侧面3847也可以呈L形、S形等其它形状。当然，三个第一固定块3844与第二固定块3845也可以连为一个环状结构。

弹性连接部3843具有四根弹力臂3848。每一弹力臂3848的一端连接第一固定部3841，另一端连接一第一固定块3844或者第二固定块3845。

当然，第一固定块3844的个数也可以为一个、两个、四个或更多个。当然，弹力臂3848的根数也可以为两根、三根、或更多根。

当活动装筒3831移动时，弹性连接部3843的弹力臂3848可以产生弹性回复力。

下承载板385具有一个上表面3851、一个与上表面3851相背离的下表面3852、由上表面3851向下表面3852凹陷形成的凹槽3853、贯穿凹槽3853的底面及下表面3852的通光孔3854、三个设于凹槽3853的底面的分别与三个第一定位结构3846相配合使用的第二定位结构3855及一个设于凹槽3853的底面的第二收容块3856。本实施例中，第二定位结构3855为定位柱，且第二收容块3856与下承载板385一体成型。当然，也可以省略凹槽3853，而将三个第二定位结构3855直接设于上表面3851。

第二收容块3856具有一个顶面3857及一个设于顶面3857的第二收容部3858。第二收容部3858用于收容导引柱386靠近下承载板385的端部。本实施例中，第二收容部3858为凹槽，且导引柱386靠近下承载板385的端部固定地收容于第二收容部3858内。

当然，第二收容部3858也可以为贯穿第二收容块3856的收容孔。当然，若导引柱386靠近下承载板385的端部活动地收容于第二收容部3858内，导引柱386远离下承载板385的端部固定地收容于金属收容环3839内，也能实现本发明的目的。

优选地，第二收容块3856还具有一个与第一定位侧面3847相配合使用的第二定位侧面3859。

当然，也可以省略第二收容块3856，而将第二收容部3858直接设于下承载板385的凹槽3853的底面。

传感器35设于电路板351上，其与镜筒33相对设置。外部光线照射经过镜筒33内的镜片，然后再经过该镜片入射到传感器35上。电路板351设于电子装置本体10上。

可以理解，在本发明中，镜筒33及传感器35的类型以及封装方式可以是现有技术当中出现的任何一种。

当然，便携式电子装置100也可以为录像机、数码相机等其它电子装置。

组装便携式电子装置100的致动器31与镜筒33时，首先将固定有磁铁382的上盖381的上表面3811固定于外壳37的顶板371的朝向下承载板385的表面上。其次，通过弹片384的三个第一定位结构3846与下承载板385的三个第二定位结构3855的相互配合及第一定位侧面3847与第二定位侧面3859的相互配合，将弹片384的第二固定部3842固定于下承载板385，继而再将导引柱386固定于第二收容部3858中。然后，将导引柱386的另一端穿入收容有镜筒33的活动组件383的第一收容部3838中。最后，再将活动组件383收容于第一收容腔3818中，至此，即完成了致动器31与镜筒33的组装。

使用过程中，通有电流的线圈39所产生的磁场与磁铁382所产生的磁场相互作用，推动活动装筒3831从初始位置开始沿导引柱386移动，不仅可以防止活动装筒3831倾斜，还可以实现精确对焦，且能量损失较小。当活动装筒3831到达最佳拍摄位置时，导引柱386与金属收容环3839的间的静摩擦力使得活动装筒3831暂时固定于最佳拍摄位置以进行拍摄，从而可以停止向线圈39供应电流，节省了能源。当拍摄完成后，弹片384所提供的回复力可带动活动装筒3831回到初始位置。

请参阅图5，本发明第二实施例提供的活动组件483包括活动装筒4831。活动装筒4831与活动装筒3831大体上相同，其包括上端4832、与上端4832相背离的下端4833、贯穿上端4832及下端4833的第二收容腔4834、由上端4832沿圆周方向向外延伸形成的上端板4835、由下端4833沿圆周方向向外延伸形成的下端板4836及第一收容部4838，不同的处在于:上端板4835突出下端板4836，活动装筒4831的第一收容部4838设于上端板4835突出下端板4836的部分，且第一收容部4838为贯穿上端板4835致上下表面的通孔。当然，第一收容部4838为由上端板4835的下表面向上端板4835的上表面凹陷形成的凹槽也能实现本发明的目的。

请参阅图6，本发明第三实施例提供的活动组件583包括活动装筒5831。活动装筒5831与活动装筒4831大体上相同，其包括上端5832、与上端5832相背离的下端5833、贯穿上端5832及下端5833的第二收容腔5834、由上端5832沿圆周方向向外延伸形成的上端板5835、由下端5833沿圆周方向向外延伸形成的下端板5836及第一收容部5838，不同的处在于:活动装筒5831的第一收容部5838设于下端板5836，且第一收容部5838为贯穿下端板5836的上下表面的通孔。

请参阅图7，本发明第四实施例提供的活动组件683包括活动装筒6831。活动装筒6831与活动装筒5831大体上相同，其包括上端6832、与上端6832相背离的下端6833、贯穿上端6832及下端6833的第二收容腔6834、由上端6832沿圆周方向向外延伸形成的上端板6835、由下端6833沿圆周方向向外延伸形成的下端板6836及第一收容部6838，不同的处在于:活动装筒6831的第一收容部5838为贯穿上端板3835及下端板6836的通孔。

另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种致动器，其包括：

外壳，该外壳具有一个设有通光孔的顶板；

一个收容在该外壳内的致动体，该致动体包括:

至少一个磁铁，该至少一个磁铁设于该外壳的内表面，且形成一个第一收容腔；

一个活动组件，该活动组件活动地收容于该第一收容腔，该活动组件包括一个两端开口的活动装筒及绕于该活动装筒外壁的线圈，该活动装筒的中心轴与该通光孔的中心轴同轴，该活动装筒包括一个第一收容部，该第一收容部的中心轴与该活动装筒的中心轴平行；

一个弹片，该弹片包括第一固定部、第二固定部及连接在第一固定部与第二固定部之间的弹性连接部，该第一固定部固定在该活动装筒的下端，该第二固定部包括一个固定块，该固定块具有一个背离第一固定部的第一定位侧面；

一个下承载板，该第二固定部固定在该下承载板，该下承载板设有一个收容块，该下承载板的收容块包括一个与该第一收容部相配合使用的第二收容部及一个与该第一定位侧面相配合的第二定位侧面；

一个连接活动组件及下承载板的导引柱，该导引柱一端收容于该第一收容部，另一端收容于该第二收容部，当通有电流的线圈所产生的磁场与该磁铁所产生的磁场相互作用时，该活动装筒于该导引柱的引导下沿该通光孔的中心轴移动。

2.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，该活动装筒具有上端、与该上端相背离的下端、贯穿该上端及下端的第二收容腔、由该上端沿圆周方向向外延伸形成的上端板、及由该下端沿圆周方向向外延伸形成的下端板。

3.如权利要求2所述的致动器，其特征在于，该活动装筒进一步包括一个金属收容环，该金属收容环收容于该第一收容部，且该金属收容环的中心轴与该第一收容部的中心轴同轴，该金属收容环用于收容该导引柱。

4.如权利要求3所述的致动器，其特征在于，该第一收容部设于该下端板，且为贯穿该下端板的收容孔。

5.如权利要求3所述的致动器，其特征在于，该上端板突出该下端板，该第一收容部设于该上端板突出该下端板的部分，且该第一收容部为开口朝向该下承载板的凹槽或者贯穿该上端板的上下表面的通孔。

6.如权利要求3所述的致动器，其特征在于，该上端板还有一个向外突出该下端板的第一收容块，该第一收容部设于该第一收容块。

7.如权利要求3所述的致动器，其特征在于，该第一收容部为贯穿该上端板及下端板的收容孔。

8.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，该导引柱一端活动地收容于该第一收容部，另一端固定地收容于该第二收容部。

9.一种相机模组，其包括镜筒，其特征在于，该相机模组进一步包括如权利要求1至8项任一项所述的致动器，该致动器用于驱动该镜筒移动以实现对焦，该致动器的活动装筒用于收容该镜筒。

10.一种便携式电子装置，其包括电子装置本体及设置于该电子装置本体上的如权利要求9所述的相机模组。