CN104035180B - 镜头致动装置 - Google Patents

Abstract

一种镜头致动装置包括一固定件、一移动件、一驱动单元、及一移动支持单元。移动件沿光轴方向可移动地设置于固定件内，移动件装设一透镜模块。驱动单元设置于固定件与移动件之间，且位于该移动件的一侧，以提供该移动件驱动力。移动支持单元与驱动单元相对地位于移动件的另一侧，其包括一平行于光轴方向、形成于该固定件的内侧面的第一导引结构、一形成于该移动件外围且对应于该第一导引结构的第二导引结构、及多个可滚动的滚动件，所述多个滚动件位于第一导引结构与第二导引结构间形成两列夹持第二导引结构以局限该移动件沿着平行于光轴方向位移。

Description

镜头致动装置

技术领域

本发明涉及一种镜头致动装置，特别是指一种应用于驱动光学镜组的镜头致动装置。

背景技术

现有相机镜头致动模块，多利用一磁性体与导电线圈分别设置于透镜模块与基座上，该磁性体与该线圈所产生的磁场与电场交互作用后，并根据佛来明左手定则在光轴方向上产生驱动力来驱动透镜模块进行对焦移动。如本案申请人已获准的中国台湾专利第I343165号所揭露的「光学装置」，其具有一镜头、一位于上述镜头一侧的线圈、一磁性体，镜头与线圈之间具有一导杆，上述镜头受到上述导杆的引导及线圈和磁性体提供的驱动力在光轴方向进退运动。然而，此种方式线圈与磁性体做径向排列会占据较大空间。

本案申请人基于上述可改进之处提出中国台湾专利申请号101115361号的「镜头致动装置」，改善了导杆的配置结构以节省空间且容易组装。然而，本案申请人基于精益求精的精神，为使镜头完全准确沿着光轴的方向移动，不致于稍微侧向偏移，因此再提出本创作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，在于提供一种镜头致动装置，使镜头准确沿着光轴的方向移动，不致于产生侧向偏移，并且整体组装方便。

为了解决上述技术问题，根据本发明的其中一种方案，提供一种镜头致动装置，其包括一固定件、一移动件、一驱动单元、及一移动支持单元。上述移动件沿光轴方向可移动地设置于该固定件内，该移动件装设一透镜模块；上述驱动单元提供该移动件驱动力，该驱动单元设置于该固定件与该移动件之间，且位于移动件的一侧；上述移动支持单元与该驱动单元相对地位于该移动件的另一侧，包括一平行于上述光轴方向、形成于该固定件的内侧面的面的第一导引结构、一形成于该移动件外围且对应于该第一导引结构的第二导引结构、及多个可滚动的滚动件，所述多个滚动件形成两列夹持该第二导引结构以局限该移动件沿着平行于上述光轴方向位移，避免该移动件朝向及远离该驱动单元偏移。

本发明至少具有以下有益效果：当外部产生非镜头元件的移动方向的冲击力时，所述多个滚动件形成两列成对地夹持该第二导引结构，可抵销冲击力，使移动件沿着平行于上述光轴方向保持稳定的移动。

为了能更进一步了解本发明为达成既定目的所采取的技术、方法及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明、图式，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得以深入且具体的了解，然而所附图式与附件仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明的镜头致动装置的立体分解图。

图2为本发明的镜头致动装置另一角度的立体分解图。

图3为本发明的镜头致动装置(移除外盖)的俯视图。

图4为本发明的镜头致动装置(移除外盖)的立体组合图。

图5为本发明的镜头致动装置的立体组合图。

图6为本发明的镜头致动装置第二实施例(移除外盖)的俯视图。

图7为本发明的镜头致动装置第三实施例(移除外盖)的俯视图。

其中，附图标记说明如下：

镜头致动装置100

固定件1

第一侧壁11a

第二侧壁11b

第三侧壁11c

第四侧壁11d

缺口111

挡板13

透光孔130

第一导引结构15

外挡柱151

辅助挡块152

辅助斜面1521

内侧面153

挡块154

移动件2

平坦壁面21a、21b、21c、21d

磁石容置区23

第二导引结构25

内挡柱251

第一挡止面2511

第二挡止面2512

凹陷部253

容纳槽255、255’

驱动单元3

磁石31

线圈32

外盖4

开孔40

位置感测元件5

侧向牵引元件6

影像感测模块7

影像传感器71

软性电路板72

滤光片73

位置感测及控制单元8

透镜模块9

球体B1、B2、B2’

滚动件R2

具体实施方式

[第一实施例]

请参考图1及图2，为本发明的镜头致动装置的立体分解图。本发明提供一种镜头致动装置100，其包括一固定件1、一移动件2、一提供该移动件2驱动力的驱动单元3、一用以导引限制该移动件2沿着光轴方向移动的移动支持单元、一外盖4、一位置感测元件5及一侧向牵引元件6。上述移动件2沿光轴方向可移动地设置于该固定件1内，该移动件2装设一透镜模块9。该驱动单元3设置于该固定件1与该移动件2之间。上述光轴方向是指透镜模块9的轴心方向。

本实施例为着使移动件2及其透镜模块9准确沿着光轴的方向移动，不致于稍微侧向偏移或倾斜，因此提供一对的移动支持单元。移动支持单元(如附图标记15、25标示的位置)与该驱动单元3相对地位于该移动件2的另一侧。每一移动支持单元各包括一第一导引结构15、第二导引结构25、及多个可滚动的球体B1、B2设于第一导引结构15与第二导引结构25之间。第一导引结构15形成于该固定件1的内侧面且平行于上述光轴方向；第二导引结构25形成于该移动件2外围且对应于该第一导引结构15。换言之，第一导引结构15、第二导引结构25及多个球体B1、B2构成一个移动支持单元。上述球体B1、B2可概称为滚动件，端视其被夹持的结构，可以用圆柱等其它等效的滚动件予以替换。

本发明的特征之一在于，其中该第一导引结构15局部延伸至该第二导引结构25与该驱动单元3之间以共同夹持所述多个球体B1、B2，所述多个球体B1、B2形成两列夹持该第二导引结构25以局限该移动件2沿着平行于上述光轴方向位移，避免朝向及远离该驱动单元3。通过此种安排，移动件2在侧向上朝向该驱动单元3或远离驱动单元3的偏移得以受到限制，而导引透镜模块9准确沿着光轴方向移动。以下再分别详述各个元件。

上述固定件1大体呈方形（亦即四边形），而包括依序相连接的第一侧壁11a、第二侧壁11b、第三侧壁11c、及第四侧壁11d。其中该第二侧壁11b与该第四侧壁11d相对。该对第一导引结构15分别形成于该第一侧壁11a、该第二侧壁11b、及该第四侧壁11d。该固定件1的底部还包括一挡板13以挡止该移动件2，挡板13的中间形成一透光孔130。该挡板13孔径小于该移动件2的直径，因此当移动件2下降到底时会被该挡板13阻挡而停止。本实施例的挡板13接触移动件2的部位不加以限制，可接触移动件2的任意部位，只要达到阻挡移动件2的功能即可。

上述移动件2大体呈圆筒状，设置于固定件1内，移动件2装设上述透镜模块9，并可沿光轴方向移动，以进行透镜模块9的对焦。上述移动件2的外围凹设形成一对与该对第二导引结构25相对的磁石容置区23。此外，移动件2的四围局部向外突出而各形成一垂直的平坦壁面21a、21b、21c、21d，如图2所示。

该驱动单元3设置于固定件1与移动件2之间且提供移动件2的驱动力。驱动单元3包括有一对磁石31及一线圈32，该对磁石31固设于移动件2，该线圈32固设于固定件1。本实施例的该对磁石31大体呈三角柱状固设于该移动件2的外表面且与该对第二导引结构25相对。该对磁石31各自设于上述移动件2的该对磁石容置区23。该线圈32固设于该固定件1的该第三侧壁11c上，本实施例在第三侧壁11c形成一长方形镂空孔111，线圈32嵌入于镂空孔111内。

上述本发明结构安排的优点在于，本实施例善用移动件2与固定件1之间的四个角落，上述移动支持单元(如元件符号15、25标示的位置)与该驱动单元3相对地设置于该移动件2的该移动件2的两侧。本实施例中，移动支持单元则分别位于其中的二个角落，该驱动单元3位于另二个角落。利用具方形内部空间的固定件1与呈圆筒状的移动件2之间的角落空间，提供呈三角柱状的该对磁石31，可良好的利用所述多个角落空间。此外，该对移动支持单元(如元件符号15、25标示的位置)与该对磁石31相对地设置，也是善用上述的角落空间。上述节省空间的用意在于可以在同样的空间内，设置更大直径的移动件2，亦即可以容置更大直径的透镜模块9，以提供更好的光学性能。从另一角度而言，可以较小的结构体积设置相同直径的透镜模块9，有利于相机系统的小型化。然而，本申请的磁石及线圈数量可以是至少一个。

请同时参考图1及图3，图3为本发明的镜头致动装置(移除外盖)的俯视图。该对第一导引结构15各具有一外挡柱151，该外挡柱151分别由该固定件1的该第二侧壁11b及该第四侧壁11d朝该移动件2延伸且位于该驱动单元3与所述多个球体B1,B2之间。

该对第二导引结构25各具有一内挡柱251延伸至该外挡柱151与该第一侧壁11a之间、及一位于该内挡柱251一侧的凹陷部253。该外挡柱151与该内挡柱251共同夹挤所述多个对应的球体B1成一列。本实施例中，球体B1的数量可以是二个以上，较佳可以是至少三个，沿着光轴方向呈堆栈状设于该外挡柱151与该内挡柱251之间。凹陷部253平行于光轴方向，容纳该外挡柱151与球体B1。该对凹陷部253的位置大体与该对磁石容置区23相对，分别位于该移动件2的四个角落。换言之，大体位于方形的固定件1与圆筒状的移动件2之间的四个角落。

该对第一导引结构15进一步包括一辅助挡块152，分别由该固定件1的该第二侧壁11b及该第四侧壁11d朝该移动件2延伸，该辅助挡块152位于该内挡柱251与该第一侧壁11a之间以共同夹挤所述多个对应的球体B2。球体B2是辅助的角色，其数量可以是一个以上即可。本实施例的第一导引结构15进一步包括一挡块154，挡块154由该辅助挡块152局部向内延伸，且连接第一侧壁11a。挡块154的顶面用以辅助挡止上述球体B2。本实施例的第一导引结构15还利用第一侧壁11a的内侧面153一同配合上述外挡柱151及辅助挡块152共同限制所述多个球体B1、B2夹挤第二导引结构25的内挡柱251。

其中该辅助挡块152具有一辅助斜面1521朝向该外挡柱151，且与该内挡柱251相对，该辅助斜面1521与该外挡柱151共同夹持一列的所述多个球体B1。

关于本实施例的第二导引结构25，每一内挡柱251包括有一第一挡止面2511，第一挡止面2511与该外挡柱151共同夹挤所述多个对应的球体B2沿着平行于上述光轴方向排列成一列。所述多个第一挡止面2511分别倾斜地面对于该第二侧壁11b及该第四侧壁11d。每一该内挡柱251还包括有一第二挡止面2512，其与该对辅助挡块152共同夹挤所述多个对应的球体B2沿着平行于上述光轴方向排列成另一列。其中所述多个第二挡止面2512倾斜地面对于该第一侧壁11a。第一挡止面2511及第二挡止面2512设计成倾斜的优点在于，球体B1及B2的作用力可分成两个垂直于不同侧壁的分力。

本实施例中，每一该第二导引结构25的该第一挡止面2511与该第二挡止面2512大致垂直地连接。此外，第一挡止面2511与第一侧壁11a的夹角约45度，第二挡止面2512与第二侧壁11b或第四侧壁11d的夹角约45度。然而，上述角度安排仅为本发明的实施例的一，并不以此限制本发明。

请参阅图1及图4，为本发明的镜头致动装置(移除外盖)的立体组合图。上述位置感测元件5设置于固定件1的一侧面，用以感测移动件2的位置。位置感测元件5可为磁场变化感测元件、光强度变化感测元件、电场变化感测元件或应力变化感测元件等，不加以限制。

此外，上述位置感测元件5可进一步改为一位置感测及控制单元8，该位置感测及控制单元8同样设置于该固定件1，该位置感测及控制单元8可感测移动件2位置并调整驱动单元3驱动力。如图1所示，本实施例较佳的方式，该位置感测及控制单元8固设于该固定件1的第二侧壁11c的缺口111内，如图1所示。其中该位置感测及控制单元8邻近于该磁石31其中之一，且配置于该线圈32的另一侧。

更进一步地说明，该位置感测及控制单元8包含一位置感测元件(图略)与一控制单元(图略)。该位置感测元件感测移动件2位置，该控制单元调整驱动单元3驱动力，该位置感测元件为磁场变化感测元件、光强度变化感测元件、电场变化感测元件或应力变化感测元件。

请参阅图2，本实施例具有一设于固定件1下方的影像感测模块7，该影像感测模块7包括一影像传感器71、一软性电路板72及一滤光片73。本实施例中，固定件1连接于软性电路板72一侧接近一端处。影像传感器71呈一平面，且固定于软性电路板72面对固定件1的一侧，影像传感器71的法线方向平行光轴。滤光片73位于移动部2与影像传感器71之间，且固设于挡板13接近影像传感器71一侧，用以将通过滤光片73的不可见光滤除。

透镜模块9设置于移动件2上，透镜模块9使拍摄对象物成像于影像传感器71。随着移动件2的移动，可进而带动透镜模块9对被摄物进行适当的对焦，以使被摄物的影像可清晰地成像，并被影像传感器71所感测。

较佳地，透镜模块9可为一针孔镜头、单透镜镜头、标准镜头、定焦镜头、长焦距镜头、短焦距镜头、广角镜头或微距镜头。透镜模块9的成像方式可为针孔成像、单镜反射式成像、连动测距、单透镜成像或复透镜成像的方式成像。

请参阅图5，为本发明的镜头致动装置的立体组合图。上述外盖4盖设于该固定件1的顶面及四周，外盖4的顶壁挡止该移动件2及上述球体B1、B2，外盖4的顶壁还形成对应于透镜模块9的开孔40。

透过本发明的镜头致动装置，当外部产生非镜头元件的移动方向的冲击力时，所述多个球体B1、B2形成两列成对地夹持该第二导引结构25，可抵销冲击力，使移动件2(透镜模块9)沿着平行于上述光轴方向保持稳定的移动。

本发明的位置感测元件5与线圈32配置于磁石不同侧，可降低线圈32中产生推力的电流引发的电磁场扰动位置感测元件5的感测信号，提升定位精度与定位稳定性。

本发明利用具有方形内部空间的固定件1与呈圆筒状的移动件2之间的角落空间，提供呈三角柱状的该对磁石31，良好的利用所述多个角落空间，有利于相机系统的小型化，或容置更大直径的透镜模块9，以提供更好的光学性能。

本发明的球体B1、B2在固定件1与移动件2组装完成后，直接置于两者之间的空间即可，组装方便。

[第二实施例]

上述实施例的两角落各有二列的球体B1、B2各夹持第二导引结构25，以分别提供不同方向的力量以导引移动件2能正确的在光轴上位移。因此共有四列的球体，以达到较佳的平衡。然而，补充说明的，本发明可以仅在一角落设置上述第一、第二导引结构，而在另一角落仅设置一列，以达到辅助平衡即可。

承上，本发明的第二实施例仅利用三列的球体以达到上述的功用。请参阅图6，此实施例在移动件2设置一容纳槽255大体对应于第一侧壁11a的中间，容纳槽225容纳另一列的球体B2’(本实施例为圆形球体)。上述容纳槽255可视为第二导引结构25的一部分，与该第一侧壁11a共同夹挤所述多个对应球体B2’。当移动件2受到偏向第一侧壁11a的力量时，此一列的球体B2’通过第一侧壁11a的内侧面153提供朝向上述驱动单元3的力量，也是朝也是朝向第三侧壁11c的力量。当移动件2受到远离第一侧壁11a的力量时，原先的第一列球体B1则提供朝向第一侧壁11a的力量。由于内挡柱251的第一挡止面2511是倾斜的，因此实际上，在图6上方的第一列球体B1作用于第一挡止面2511的力量，包括朝向第一侧壁11a的分力及朝向第二侧壁11b的分力；图6下方的第一列球体B1作用力包括朝向第一侧壁11a的分力及朝向第四侧壁11d的分力。

[第三实施例]

与第二实施例的差异在于，本实施例的滚动件R2为圆柱形，配合滚动件R2，此实施例具有较宽的容纳槽255’。

应当注意，本案中“大致”、“大体”等词语用以修饰任何可微小变化的关系，例如，由于加工允许的误差等因素引起的稍微不一致的情况，但这种微小变化并不会改变其本质。

以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (15)

1.一种镜头致动装置，其特征在于，包括：

一固定件；

一移动件，沿光轴方向可移动地设置于该固定件内，该移动件装设一透镜模块；

一提供该移动件驱动力的驱动单元，该驱动单元设置于该固定件与该移动件之间，且位于该移动件的一侧；及

一移动支持单元，与该驱动单元相对地位于该移动件的另一侧，包括一平行于上述光轴方向且形成于该固定件的内侧面的第一导引结构、一形成于该移动件外围且对应于该第一导引结构的第二导引结构、及可滚动的多个滚动件，其中所述多个滚动件位于所述第一导引结构与第二导引结构之间、形成两列夹持该第二导引结构以局限该移动件沿着平行于上述光轴方向位移，避免该移动件朝向及远离该驱动单元偏移。

2.如权利要求1所述的镜头致动装置，其特征在于，上述移动件呈圆筒状，该固定件呈方形，该移动件的外围与该固定件之间形成四个角落，该移动支持单元与该驱动单元相对地设置于该移动件的两侧。

3.如权利要求1所述的镜头致动装置，其特征在于，上述固定件呈四边形且包括第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁及第四侧壁，其中该第二侧壁与该第四侧壁相对，该第一导引结构分别形成于该第一侧壁、第二侧壁及该第四侧壁。

4.如权利要求3所述的镜头致动装置，其特征在于，该驱动单元包括有至少一磁石及至少一线圈，该磁石固设于该移动件的外表面且与该第二导引结构相对，该线圈固设于该固定件的该第三侧壁上。

5.如权利要求4所述的镜头致动装置，其特征在于，该移动支持单元包括一对上述的第一导引结构和一对上述的第二导引结构，该对第一导引结构各具有一外挡柱，上述外挡柱分别由该固定件的该第二侧壁及该第四侧壁朝该移动件延伸且位于该驱动单元与所述多个滚动件之间，该对第二导引结构各具有一内挡柱，上述内挡柱延伸至该外挡柱与该第一侧壁之间，该外挡柱与该内挡柱共同夹挤对应的所述多个滚动件成一列。

6.如权利要求5所述的镜头致动装置，其特征在于，每一内挡柱包括有一第一挡止面，该第一挡止面与该外挡柱共同夹挤对应的所述多个滚动件，使得所述多个滚动件沿着平行于上述光轴方向排列成一列。

7.如权利要求6所述的镜头致动装置，其特征在于，多个所述第一挡止面分别倾斜地面对于该第二侧壁及该第四侧壁。

8.如权利要求6所述的镜头致动装置，其特征在于，每一内挡柱包括有一第二挡止面，该第二挡止面与该第一侧壁、第二侧壁及该第四侧壁共同夹挤对应的所述多个滚动件，使所述滚动件沿着平行于上述光轴方向排列成另一列。

9.如权利要求8所述的镜头致动装置，其特征在于，多个所述第二挡止面倾斜地面对于该第一侧壁。

10.如权利要求5所述的镜头致动装置，其特征在于，该对第一导引结构进一步包括一辅助挡块，该辅助挡块分别由该固定件的该第二侧壁及该第四侧壁朝该移动件延伸，该辅助挡块位于该内挡柱与该第一侧壁之间以共同夹挤对应的所述多个滚动件。

11.如权利要求10所述的镜头致动装置，其特征在于，该辅助挡块具有一辅助斜面，该辅助斜面朝向该外挡柱，且与该内挡柱相对，该辅助斜面与该外挡柱共同夹持一列的所述多个滚动件。

12.如权利要求3所述的镜头致动装置，其特征在于，该第二导引结构形成一容纳槽，该容纳槽与该第一侧壁共同夹挤对应的所述多个滚动件。

13.如权利要求12所述的镜头致动装置，其特征在于，该容纳槽凹陷的形成于该移动件上，且对应于第一侧壁的中间。

14.如权利要求4所述的镜头致动装置，其特征在于，该镜头致动装置还包括一感测移动件位置并调整驱动单元驱动力的位置感测及控制单元，其中该位置感测及控制单元邻近于该磁石。

15.如权利要求14所述的镜头致动装置，其特征在于，该位置感测及控制单元包含一位置感测元件与一控制单元，该位置感测元件为磁场变化感测元件、光强度变化感测元件、电场变化感测元件或应力变化感测元件。