CN115633226A - 光学致动器及相应的摄像模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光学致动器，其包括：壳体；镜头载体，其包括筒状部和自所述筒状部底部向外延伸而形成的平板部；驱动装置，其适于驱动所述镜头载体相对于所述壳体沿着所述筒状部的轴线移动，所述筒状部适于在所述驱动装置的作用下从所述壳体通光孔伸出或缩进所述壳体；以及分隔组件，其顶部和底部分别连接所述壳体的顶盖的下表面和所述平板部的上表面；所述分隔组件包括一筒形的分隔膜，所述分隔膜环绕在所述筒状部的周围，并且所述分隔膜的筒壁折叠成波纹状。本发明还提供了相应的摄像模组。本发明可以通过筒状部外壁、平板部顶面以及可伸缩的分隔膜，在镜头与壳体之间间隙处形成完整屏障，从而防止灰尘和液体从镜头与壳体间的间隙渗入。

Description

光学致动器及相应的摄像模组

技术领域

本发明涉及摄像模组技术领域，具体地说，本发明涉及一种光学致动器及相应的摄像模组。

背景技术

手机摄像模组是智能装备的重要组成部分之一，其在市场上的应用范围和应用量不断增长。随着技术的进步，不管是工作还是生活都在提倡着智能化，而实现智能化的重要前提之一是能够实现与外界环境的良好交互,其中实现良好交互的一个重要方式就是视觉感知，视觉感知依赖的主要是摄像模组。可以说，摄像模组已从默默无闻的智能装备配件转变成为智能装备举足轻重的关键元器件之一。

摄像模组作为智能电子终端设备(下文中有时称为智能终端)的标配之一，其形态和功能也随着智能终端和市场需求不断发生着变化。智能终端的发展趋势一直向着高集成化和轻薄化的方向发展，而摄像模组却是在不断的添加功能，一些功能的添加在一定的程度上会使摄像模组的体积增加，在今后的摄像模组设计中，原先的只满足以前较少功能的模组的安装空间，已经越来越难以满足要求。具体来说，摄像模组在设计上不断推陈出新，例如从原先简单的单摄模组发展为双摄和多摄模组；从原先单一直线光路设计发展到具有复杂转折光路的设计；从原先的单一焦距、小范围变焦能力发展到大范围的光学变焦等等。这些发展不断地扩展了摄像模组的拍摄能力，然而也对智能终端(例如智能手机)内部的预装空间提出了更高的要求。当前，智能终端内部的预装空间已经越来越难以满足摄像模组的发展要求。

为减小对预装空间的要求，有人提出了可伸缩的套筒式摄像模组。套筒式摄像模组(本文中有时简称为套筒式模组)具有同轴布置的多层套筒，透镜组的各个透镜可以分别安装于不同的套筒中。在收缩状态下，内层套筒可以被容纳在外层套筒的内部，从而减小摄像模组的占用体积，并且该套筒式模组作为后置摄像模组安装于智能终端内部时，智能终端的背面的摄像模组安装区域的表面可以是基本平齐的。在伸展状态下，内层套筒(或者外层套筒)可以从原有位置伸出从而调整该套筒内透镜在光学系统中的轴向位置(这里轴向位置是指在摄像模组的光轴方向上所处的位置)，起到光学变焦或增加光学系统后焦距离等作用。其中，对于长焦模组来说，其往往需要较大的后焦距离，这是长焦模组占用空间较大的重要原因之一。而对于伸缩式套筒结构来说，由于其中至少一个套筒可以相对于其他套筒在沿着光轴的方向上移动，使其可以带动透镜组远离感光芯片，因此可以起到增加光学系统后焦距离的作用。然而，现有的套筒式模组中，往往需要在套筒侧壁上制作较为复杂的传动结构。例如，一种套筒式模组方案是在最外层套筒的外侧设置齿轮，套筒的侧壁(侧壁的内侧面和/或外侧面)上则需要制作与齿轮啮合的齿轮槽，这样通过旋转齿轮可以推动套筒旋转，从而使套筒螺旋上升(上升方向即沿着光轴进行伸展的方向)以远离感光芯片，构建出拍摄所需的成像光路(例如长焦模组所需的成像光路)。上述伸缩式套筒结构虽然能够在收缩和伸展两个状态间切换，但其传动结构复杂，套筒侧壁需要进行精密机械结构的加工，因此其可靠性可能存在不足(例如抗撞击能力)。并且，由于套筒侧壁需要进行精密机械结构的加工，导致套筒侧壁需要较大的结构强度，使得套筒侧壁的厚度难以减小，不利于减小摄像模组的横向尺寸。本文中横向尺寸即摄像模组的径向尺寸，摄像模组的径向是指垂直于该摄像模组的光轴的方向。摄像模组的纵向尺寸是摄像模组的光轴方向上的尺寸，亦即摄像模组的高度。

进一步地，现有技术中，摄像模组在安装到手机等终端设备后，摄像模组的顶部通常会由玻璃盖板覆盖。该玻璃盖板可以使摄像模组具有较好的防尘能力。对于具有光学致动器的摄像模组，玻璃盖板可以安装在光学制动器的壳体的顶面并覆盖壳体的通光孔，从而将光学镜头整体地封装在所述壳体内部。然而，对于光学镜头需要伸出致动器壳体通光孔的伸缩式摄像模组来说，原有的用于封装的玻璃盖板将不再适用。而如果取消上述玻璃盖板，那么灰尘可能从伸缩式摄像模组的壳体与光学镜头及其他附属构件之间的间隙进入模组内部，进而落到摄像模组的成像光路中。这种情形将导致所拍摄图片中出现污点，严重时将导致整颗摄像模组报废。

因此，当前迫切需要一种具有防尘功能的伸缩式摄像模组解决方案。

更进一步地，市场上在要求摄像模组具备防尘能力的同时，还期待摄像模组具有防水能力。而对于伸缩式摄像模组来说，由于光学镜头需要伸出致动器壳体的通光孔，难以用整体覆盖致动器壳体的玻璃盖板封装，因此伸缩式摄像模组的防水设计也是当前所面临的一大难题。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种具有防尘能力的伸缩式光学致动器及摄像模组解决方案。

进一步地，本发明的另一目的在于，克服现有技术的不足，提供一种不仅具有防尘能力，还具有防水能力的伸缩式光学致动器及摄像模组解决方案。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种光学致动器，其包括：壳体，其顶部具有一壳体通光孔；镜头载体，其包括筒状部和自所述筒状部底部向外延伸而形成的平板部；驱动装置，其适于驱动所述镜头载体相对于所述壳体沿着所述筒状部的轴线移动，所述筒状部适于在所述驱动装置的作用下从所述壳体通光孔伸出或缩进所述壳体；以及分隔组件，其顶部和底部分别连接所述壳体的顶盖的下表面和所述平板部的上表面；所述分隔组件包括一筒形的分隔膜，所述分隔膜环绕在所述筒状部的周围，并且所述分隔膜的筒壁折叠成波纹状，使其适于在所述筒状部的轴线方向上伸缩。

其中，所述分隔组件还包括第一环形片和第二环形片，所述第一环形片连接于所述分隔膜的顶部，所述第二环形片连接于所述分隔膜的底部；所述第一环形片的顶面与所述壳体的顶盖的下表面连接，所述第二环形片的底面与所述平板部的上表面连接。

其中，所述第一环形片的顶面与所述壳体的顶盖的下表面通过防水胶粘结；所述第二环形片的底面与所述平板部的上表面通过防水胶粘结。

其中，所述防水胶布置于所述第二环形片的底面与所述平板部的上表面之间，以及布置于所述第二环形片的内侧面与所述筒状部的外侧面之间。

其中，所述壳体的顶盖与所述筒状体之间具有环形间隙，所述环形间隙在径向方向上的宽度为0.05-0.2mm。

其中，所述分隔膜的筒壁在完全折叠的状态下与所述筒状部不接触。

其中，所述筒状部内侧面适于安装光学镜头；所述筒状部的顶部具有台阶结构，一透光盖片安装于所述台阶结构并将所述光学镜头封装在所述筒状部的内部。

其中，所述台阶结构包括一环形水平台阶面和一环形侧壁，所述透光盖片的底面通过防水胶固定于所述环形水平台阶面。

其中，所述透光盖片与所述台阶结构的所述环形侧壁之间的间隙也布置有所述防水胶。

其中，所述驱动装置为压电驱动装置。

其中，所述光学致动器还包括与所述壳体连接固定的支撑座，所述压电驱动装置包括固定部、驱动杆、压电元件和移动部，所述固定部固定于所述支撑座，所述移动部与所述平板部固定，所述驱动杆的一端固定于所述压电元件，并且所述驱动杆的轴线方向平行于所述筒状部的轴线方向；所述移动部通过摩擦件与所述驱动杆活动连接，所述压电元件安装于所述固定部并适于在所述驱动杆轴线的方向上振动，以驱动所述移动部相对于所述驱动杆沿着所述驱动杆的轴线移动。

其中，所述支撑座位于所述壳体的底部，所述支撑座具有中央通光孔；所述第一环形片和所述第二环形片采用橡胶、金属或者塑胶制作；所述分隔膜采用PTFE制作。

其中，在俯视角度下，所述壳体呈矩形，多个所述压电驱动装置设置在所述壳体的角落区域，所述镜头载体由多个所述压电驱动装置的所述驱动杆共同支撑。

其中，所述驱动装置还包括附属引导装置，所述附属引导装置包括轴线与所述驱动杆平行的导杆，所述导杆的底部固定于所述支撑座，所述镜头载体的所述平板部与所述导杆活动连接；一或多个所述的驱动杆与一或多个所述的导杆共同支撑所述镜头载体。

其中，所述平板部具有第一适配结构，所述移动部为金属夹持片，所述金属夹持片安装于所述第一适配结构，所述金属夹持片构造出一通孔，所述驱动杆穿过所述通孔。

其中，所述平板部还具有第二适配结构，所述第二适配结构包括两个夹持臂，这两个夹持臂之间可以形成一个不封闭的孔状结构，一导杆穿过所述孔状结构，所述导杆的轴线与所述驱动杆平行，所述导杆的底部固定于所述支撑座。

其中，所述平板部还具有第三适配结构，所述第三适配结构的中央可以具有一定位孔，所述支撑座具有一定位柱，所述定位柱向上穿过所述定位孔并与所述第三适配结构活动连接；其中，所述定位孔的孔壁与定位柱的外侧面之间设置滚珠，所述滚珠具有多个并围绕在定位柱的周围。

根据本申请的另一方面，还提供了一种伸缩式摄像模组，其包括：前述任一方案中所述的光学致动器；光学镜头，其安装于所述镜头载体的所述筒状部的内侧面；以及感光组件，其安装于所述光学致动器的下方，并且所述感光组件的感光芯片设置在所述壳体通光孔和所述光学镜头的下方。

与现有技术相比，本申请具有下列至少一个技术效果：

1.相比潜望式长焦模组，本申请的压电驱动的套筒式模组具有可伸缩功能，可以减小智能终端内部的预装空间，在伸展状态下，可以提供拍摄(尤其是长焦拍摄)所需的光路长度。

2.本申请的伸缩式光学致动器及摄像模组可以通过镜头载体的筒状部外壁、平板部顶面以及可伸缩的分隔膜，在镜头与壳体之间间隙处形成完整屏障，从而在允许镜头具有伸缩能力的同时，防止灰尘从镜头与壳体间的间隙渗入摄像模组内部。

3.本申请的一些实施例中，伸缩式光学致动器及摄像模组可以通过防水胶将分隔组件与壳体和镜头载体粘结，从而在镜头与壳体之间间隙处形成完整的防水屏障，进而在允许镜头具有伸缩能力的同时，实现高等级的防水功能。另一方面，光学镜头本身的顶部也覆盖玻璃盖板，其对伸出壳体外部的光学镜头本身可以起到防水防尘作用，该玻璃盖板还可以对光学镜头起到防碰撞等保护作用。

4.本申请的一些实施例中，分隔膜的顶部和底部连接第一环形片和第二环形片以构成分隔组件，然后再整体地将分隔组件与壳体和镜头载体粘结，这种设计工艺上易于实现，有助于提升生产效率和生产良率，特别适合大规模量产。同时，这种方案结构简单，具有更好的可靠性。

5.本申请的一些实施例中，镜头载体的平板部既可以帮助实现防尘防水功能，又可以作为压电驱动装置及其附属的从动装置的连接结构，有助于提升光学致动器和摄像模组的空间利用率，从而实现伸缩式摄像模组的小型化。

6.本申请的一些实施例中，可以通过压电驱动装置及其附属的从动装置来支撑所述镜头载体，既可以保证镜头载体的平衡及其移动路线的准直度，又有助于减少压电驱动装置的数目，从而降低器件成本。

7.本申请的一些实施例中，可以通过压电驱动装置的驱动杆和辅助引导装置的从动杆(导杆或定位柱)共同支撑驱动装置，其中定位柱可以通过滚珠结构与镜头载体平板部的第三适配结构活动连接。这种设计可以更好地提升镜头载体移动的直线度，并且通过滚珠的径向支撑，可以减小镜头载体的移动阻力。

附图说明

图1示出了本申请一个实施例中的伸缩式摄像模组的立体结构示意图；

图2a示出了本申请一个实施例中的伸缩式摄像模组在收缩状态下的外观示意图；

图2b示出了本申请一个实施例中的伸缩式摄像模组在伸展状态下的外观示意图；

图3示出了本申请一个实施例中的光学镜头和镜头载体的立体结构示意图；

图4示出了本申请一个实施例中的分隔组件在拉伸状态下的立体示意图；

图5示出了本申请一个实施例中的分隔组件在折叠状态下的立体示意图；

图6示出了本申请一个实施例中的分隔组件纵向剖开后的拉伸状态的立体示意图；

图7示出了本申请一个实施例中的分隔组件纵向剖开后的折叠状态的立体示意图；

图8示出了本申请一个实施例的伸缩式摄像模组在去除壳体和分隔组件后的第一视角下的立体示意图；

图9示出了本申请一个实施例的伸缩式摄像模组在去除壳体和分隔组件后的第二视角下的立体示意图；

图10示出了本申请一个实施例中去除壳体的伸缩式摄像模组在收缩状态下的立体示意图；

图11示出了本申请一个实施例中去除壳体的伸缩式摄像模组在伸展状态下的立体示意图；

图12示出了本申请一个实施例中去除壳体和透光盖片的伸缩式摄像模组的立体示意图；

图13示出了本申请一个实施例中的压电驱动组件的结构示意图；

图14示出了一种压电元件及相应驱动杆实现振动传导功能的示意图；

图15示出了本申请一个实施例中用于制作分隔组件的模具及所制作的分隔组件的剖面立体示意图；

图16示出了本申请一个实施例中用于制作分隔组件的模具及所制作的分隔组件的立体示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

应注意，在本说明书中，第一、第二等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一主体也可被称作第二主体。

在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了物体的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可以”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

如在本文中使用的，用语“基本上”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语，而不用作表程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。

除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步地描述。

根据本发明的一个实施例，提供了一种伸缩式光学致动器。该伸缩式光学致动器中可以安装光学镜头组成镜头组件。镜头组件可以与感光组件组装，构成摄像模组。基于伸缩式光学致动器的摄像模组可实现光学镜头从壳体的通光孔伸出和缩进，因此也可以称为伸缩式摄像模组。图1示出了本申请一个实施例中的伸缩式摄像模组的立体结构示意图。参考图1，其中光学致动器包括：壳体100、镜头载体200、驱动装置以及分隔组件。进一步地，图2a示出了本申请一个实施例中的伸缩式摄像模组在收缩状态下的外观示意图。图2b示出了本申请一个实施例中的伸缩式摄像模组在伸展状态下的外观示意图。图3示出了本申请一个实施例中的光学镜头和镜头载体的立体结构示意图。结合参考图1、图2a、图2b和图3，本实施例中，壳体100顶部具有一壳体通光孔101。镜头载体200可以包括筒状部210和自所述筒状部210底部向外延伸而形成的平板部220。驱动装置300适于驱动所述镜头载体200相对于所述壳体100沿着所述筒状部210的轴线移动，所述筒状部210适于在所述驱动装置300的作用下从所述壳体通光孔101伸出或缩进所述壳体100。进一步地，图4示出了本申请一个实施例中的分隔组件在拉伸状态下的立体示意图；图5示出了本申请一个实施例中的分隔组件在折叠状态下的立体示意图；图6示出了本申请一个实施例中的分隔组件纵向剖开后的拉伸状态的立体示意图；图7示出了本申请一个实施例中的分隔组件纵向剖开后的折叠状态的立体示意图。结合参考图4-7，本实施例中，分隔组件400的顶部和底部分别连接所述壳体100的顶盖的下表面和所述平板部220的上表面。所述分隔组件400包括一筒形的分隔膜430，所述分隔膜430环绕在所述筒状部210的周围，并且所述分隔膜430的筒壁折叠成波纹状，使其适于在所述筒状部210的轴线方向上伸缩。本实施例中，所述分隔组件400还可以包括第一环形片410和第二环形片420，所述第一环形片410连接于所述分隔膜430的顶部，所述第二环形片420连接于所述分隔膜430的底部；所述第一环形片410的顶面与所述壳体100的顶盖的下表面连接，所述第二环形片420的底面与所述平板部220的上表面连接。本实施例中，第一环形片410和第二环形片420可以为胶材提供具有足够宽度的平坦画胶区域或粘合区域，从而便于分隔组件400与壳体100和镜头载体200的粘结。进一步地，第一环形片410和第二环形片420的外侧面可以分别具有平行的切割面，以便于组装设备的夹具对环形片和第二环形片进行夹持，从而实现自动化生产。其中，平行的切割面一般成对地设置，且成对的两个平行切割面分别设置在第一环形片410或第二环形片的两侧。

进一步地，在本申请的一个实施例中，所述伸缩式光学致动器中，所述第一环形片410的顶面与所述壳体100的顶盖的下表面可以通过防水胶粘结。所述第二环形片的底面与所述平板部220的上表面通过防水胶粘结。所述分隔膜430可以是不透水的塑料薄膜，例如PTFE薄膜。PTFE的全称为Poly tetra fluoroethylene，可译为聚四氟乙烯。所述第一环形片410和所述第二环形片可以采用橡胶、金属或者塑胶制作。本实施例中，可以在镜头载体200的平板部220画胶，然后将分隔组件400套在镜头载体200的筒状部210的周围并使底部的第二环形片420与胶材接触(这里的胶材是呈胶态的防水胶)，接着，在分隔组件400顶部的第一环形片410的顶面(即上表面)画胶，再将壳体100顶盖的下表面与第一环形片410的顶面粘结，最后通过加热(也可以是光照或其他方式)使胶材(例如防水胶)固化，从而完成分隔组件400与壳体100和镜头载体200的粘结。在变形的实施例中，所述的防水胶可以由双面胶代替。用双面胶将分隔组件400与壳体100和镜头载体200粘结，可以降低工艺难度，提高生产效率。这种方案适于防水等级要求较低的情形。

进一步地，图8示出了本申请一个实施例的伸缩式摄像模组在去除壳体和分隔组件后的第一视角下的立体示意图；图9示出了本申请一个实施例的伸缩式摄像模组在去除壳体和分隔组件后的第二视角下的立体示意图；图10示出了本申请一个实施例中去除壳体的伸缩式摄像模组在收缩状态下的立体示意图；图11示出了本申请一个实施例中去除壳体的伸缩式摄像模组在伸展状态下的立体示意图；图12示出了本申请一个实施例中去除壳体和透光盖片的伸缩式摄像模组的立体示意图。结合参考图8-图12，在本申请的一个实施例中，所述伸缩式光学致动器中，所述防水胶可以布置于所述第二环形片420的底面与所述平板部220的上表面之间，以及布置于所述第二环形片420的内侧面与所述筒状部210的外侧面之间。这种设计可以增加第二环形片420与镜头载体200的粘结强度，使得光学致动器及相应摄像模组的防水效果和可靠性得到提升。

进一步地，仍然结合参考图8-图12，在本申请的一个实施例中，所述伸缩式光学致动器中，所述壳体100的顶盖与所述筒状体之间具有环形间隙，所述环形间隙在径向方向上的宽度为0.05-0.2mm(这里径向方向是垂直于筒状部210的中轴线的方向，即垂直于伸缩式摄像模组光轴的方向)。所述分隔膜430的筒壁在完全折叠的状态下与所述筒状部210不接触。具体来说，可以通过调整分隔膜430的折叠后的宽度以及调整分隔膜430的设置位置来使得该分隔膜430在完全折叠的状态下与所述筒状部210不接触，从而避免分隔膜430干扰镜头载体200的伸缩移动。同时还可以避免分隔膜430在镜头载体200的刮擦下磨损甚至破裂。分隔膜430在不折叠的状态(即拉伸状态)下，其与所述镜头的载体也是不接触的。

进一步地，结合参考图3和图12，在本申请的一个实施例中，所述光学致动器的镜头载体200中，所述筒状部210内侧面适于安装光学镜头700。本实施例中，所述筒状部210的顶部可以具有台阶结构211，一透光盖片240安装于所述台阶结构211并将所述光学镜头700封装在所述筒状部210的内部(结合参考图8-图11)。具体来说，所述台阶结构211包括一环形水平台阶面212和一环形侧壁213，所述透光盖片240的底面通过防水胶固定于所述环形水平台阶面212，从而使得光学致动器和相应摄像模组具有更好的防水效果。进一步地，在本申请的一个实施例中，所述透光盖片240与所述台阶结构211的所述环形侧壁213之间的间隙也可以布置有所述防水胶，从而增强光学致动器和相应摄像模组的防水能力。

进一步地，参考图8，在本申请的一个实施例中，所述驱动装置300可以包括压电驱动装置310。所述伸缩式光学致动器还包括与所述壳体100连接固定的支撑座500，所述压电驱动装置310包括固定部311、驱动杆312、压电元件313和移动部314，所述固定部311固定于所述支撑座500，所述移动部314与所述平板部220固定，所述驱动杆312的一端固定于所述压电元件313，并且所述驱动杆312的轴线方向平行于所述筒状部210的轴线方向；所述移动部314通过摩擦件与所述驱动杆312活动连接，所述压电元件313安装于所述固定部311并适于在所述驱动杆312轴线的方向上振动，以驱动所述移动部314相对于所述驱动杆312沿着所述驱动杆312的轴线移动。本实施例中，所述支撑座500位于所述壳体100的底部，所述支撑座500具有中央通光孔。压电驱动装置310的主体部分(包括固定部311和压电元件313)可以设置在支撑座500上表面与镜头载体200的平板部220的下表面之间的空隙中。

图13示出了本申请一个实施例中的压电驱动组件的结构示意图。参考图13，本实施例中，所述压电驱动组件包括：压电元件313(有时也称作压电素子)、驱动杆312、固定部311(也可以称为配重块)和移动部314(图13中未示出移动部，移动部314可结合参考图8和图9等附图)。其中压电元件313可以安装于固定部311，该压电元件313适于在电压的驱动下产生机械振动。驱动杆312的一端固定于所述压电元件313的振动面。图14示出了一种压电元件及相应驱动杆312实现振动传导功能的示意图。其中，压电元件313可以呈膜状(可将其称为鼓膜)，驱动杆312的一端固定于所述压电元件313的中心。压电元件313在电压的驱动下可以在竖直方向上振动，从而推动所述驱动杆312抬升或下降。进一步地，移动部314可以安装于所述驱动杆312上。本实施例中，压电驱动组件可以是基于惯性驱动的压电组件。具体来说，在压电元件的非工作状态下，所述移动部314通过静摩擦力固定于驱动杆312。具体设计上，所述移动部可以具有一通孔，所述驱动杆穿过该通孔，并且通过选择适当的制作材料，移动部的通孔壁与驱动杆的外侧面之间可以形成静摩擦力，该静摩擦力足以支撑所述移动部以及与该移动部连接的套筒等构件的重量，从而保证在压电元件的非工作状态下移动部与驱动杆的相对位置保持不变。当压电元件处于工作状态时，通过控制驱动电压，可以使得压电元件向上移动相对缓慢，从而推动驱动杆相对缓慢地向上移动，此时，由于驱动杆受到的向上的作用力较小，因此移动部与驱动杆之间的接触面的静摩擦力仍然可以移动部与驱动杆的相对固定，这样移动部便随着驱动杆的上升而上升。当压电元件到达最高点后，通过控制驱动电压可以使得压电元件的向下移动相对快速，从而拉动驱动杆相对快速地向下移动，此时，由于驱动杆受到的向下的作用力较大，移动部与驱动杆之间的接触面的摩擦力不足以保持移动部与驱动杆的相对固定，导致驱动杆相对于移动部向下移动(此时移动部与驱动杆之间的接触面的摩擦力实际上已经转变为动摩擦力)。也就是说，当驱动杆向下移动速度较快时，移动部不会随着驱动杆的下降而下降，而是基本保持在原有高度。当压电元件下降到最低点后，驱动电压再次驱动压电元件缓慢地向上移动，从而再次推动移动部抬升，如此周而复始，即可推动移动部不断向上抬升，直至到达所需的位置。概括地说，可以通过设置驱动电压来控制压电元件缓升急降，使得驱动杆在上升时可以通过静摩擦力的作用带动移动部上升，驱动杆在下降时可以克服动摩擦力而急速下降，避免移动部被驱动杆带着下降。这样，在压电元件的一个振动周期内移动部被有效地抬升。反复执行多个振动周期，移动部便可不断向上抬升，直至到达所需的位置。相反地，通过设置驱动电压来控制压电元件缓降急升，便可以使移动部下降，反复执行多个振动周期，移动部便可不断向下降低，直至到达所需的位置。基于上述原理，移动部便可以在电压信号的控制下，沿着所述驱动杆的方向(例如竖直方向)做双向移动，进而实现套筒的伸缩。以上对基于惯性驱动的压电组件的工作原理做了简要描述，需注意，本申请并不限于此类压电组件。在本文的结尾部分，还将示例性地介绍更多类型的压电组件。

在本申请的一个实施例中，在俯视角度下，所述壳体100呈矩形。所述伸缩式光学致动器可以具有多个所述压电驱动装置310。多个所述压电驱动装置310可以设置在所述壳体100的角落区域，所述镜头载体200可以由多个所述压电驱动装置310的所述驱动杆共同支撑。

进一步地，仍然参考图1，在本申请的一个实施例中，所述驱动装置300可以包括压电驱动装置310和附属引导装置320。所述压电驱动装置310的结构及其安装方式可以与前述实施例一致，不再赘述。本实施例中，所述附属引导装置320可以包括轴线与所述驱动杆312平行的导杆321(可结合参考图8)，所述导杆321的底部固定于所述支撑座500，所述镜头载体200的所述平板部220与所述导杆321活动连接。本实施例中，一或多个所述的驱动杆312与一或多个所述的导杆321共同支撑所述镜头载体200。例如，所述镜头载体200的平板部220可由一个驱动杆312和多个导杆321共同支撑，这些驱动杆312和导杆321可以分别安装于壳体100的四角区域(指俯视角度下的四角区域)。需要注意，导杆的位置不限制在四角区域，在镜头载体200的平板部220的侧边设置也是可以的。在变形的实施例中，所述驱动杆312和导杆321的总数目可以不为四，例如总数目可以为三个，它们可以分别设置在壳体100的四角区域(指俯视角度下的四角区域)中的三个角落区域。本申请中还可以具有其他变形的实施例，只要压电杆和导杆321可以对镜头载体200的平板部220形成稳定可靠的支撑即可。

进一步地，结合参考图1和图3，在本申请的一个实施例中，所述驱动装置300可以包括压电驱动装置310和附属引导装置320。其中，所述镜头载体200的平板部220可以具有用于安装压电驱动装置310和附属引导装置320的适配结构。该适配结构可以包括第一适配结构231、第二适配结构232和第三适配结构233。进一步地，结合参考图3、图8和图9，本实施例中，第一适配结构231可以用于安装金属夹持片，该金属夹持片可以弯折并构成一适配孔，所述压电杆从所述适配孔中穿过。所述金属夹持片与所述压电杆的外侧面之间可以设置摩擦件，或者所述压电杆本身可以由摩擦件构成。这样，所述金属夹持片可以作为移动部314，相对于压电杆实现基于摩擦力的轴向移动。这里的轴向是指镜头载体200的筒状部210的轴线方向，即光学镜头700的光轴方向。本实施例中，第二适配结构232和第三适配结构233均用于安装附属引导装置320。第二适配结构232可以包括两个夹持臂，这两个夹持臂之间可以形成一个不封闭的孔状结构，导杆321穿过两个夹持臂之间的孔状结构。这样，第二适配结构232的移动方向大体上被限制在沿着导杆321移动的方向上，即第二适配结构232的移动方向被大致限定在所述的轴向移动的方向上。另一方面，本实施例中，镜头载体为塑料件，其平板部220的适配结构也是塑料件。由于第二适配结构232的孔状结构是不封闭的，因此这两个夹持臂可以具有一定的形变能力，这种设计可以避免导杆321与第二适配结构232的配合过紧而导致平板部220被卡死在导杆321上。进一步地，本实施例中，所述第三适配结构233的中央可以具有一定位孔。支撑座500可以具有一定位柱322，该定位柱322向上穿过所述的定位孔并与所述第三适配结构233活动连接。其中，所述定位孔的孔壁与定位柱322的外侧面之间可以设置滚珠，该滚珠可以具有多个并围绕在定位柱322的周围，以在径向上支撑所述定位孔的孔壁与所述定位柱322。这里径向是指定位柱322的径向，即垂直于所述定位柱322的轴线的方向。这种设计可以更好地提升镜头载体200移动的直线度，并且通过滚珠的径向支撑，可以减小镜头载体200的移动阻力。本实施例中，镜头载体200的平板部220设置了两种不同类型的适配结构来安装附属引导装置320，其中第二适配结构232成本较低，便于组装，可以设置在第一适配结构232的对角位置处。第三适配结构233可以设置在靠近压电驱动装置310的压电杆的位置处，以便更好地提升镜头载体200移动的直线度，减小镜头载体200的移动阻力。

进一步地，结合参考图3、图8和图9，本申请的一个实施例中，所述第三适配结构233的高度(即第三适配结构233在轴向的尺寸)可以大于平板部220的厚度。这样可以便于第三适配结构233中滚珠及其容纳结构的安装，从帮助提升镜头载体200移动的直线度。

进一步地，结合参考图3、图8和图9，本申请的一个实施例中，在所述镜头载体200的平板部220的一个角落区域还设置有第四适配结构234，所述第四适配结构234用于安装第一位置传感器234a。第四适配结构234可以呈板状(例如可以大致呈矩形板状)且其厚度方向与所述平板部的厚度方向垂直。所述第一位置传感器234a可以安装于所述第四适配结构234的朝外的表面。第一位置传感器234a可以用于感测镜头载体200相对于支撑座500或相对于感光组件600的移动。所述支撑座500的与所述第一位置传感器234a对应的角落区域可以设置一传感器支架235，该传感器支架例如可以自所述支撑座的上表面向上延伸而形成。传感器支架235的顶部区域设置第二位置传感器235a。所述位置传感器可以是霍尔元件，也可以是其他类型的位置传感器。

进一步地，在一个实施例中，所述支撑座500的传感器支架235可以与所述镜头载体200平板部220的第一适配结构234设置在接近的位置处。在第一适配结构234的外侧表面安装位置感测磁体，同时在传感器支架235的顶部区域设置第二位置传感器235a(例如霍尔元件)，该第二位置传感器235a通过检测所述位置感测磁体的磁场变化来感测出镜头载体的实时位置。这样，光学镜头在伸缩的过程中，其所处的位置可被实时感测，当位置感测器感测到所述光学镜头已经伸展到最大高度处时，驱动控制程序可以调整输出至压电驱动装置的驱动电压(或其他驱动信号)，从而驱动所述光学镜头载体进行位置微调，以进行拍摄之前的对焦动作。与常规的感测元件驱动镜头缓慢驱动到最大位置处相比，本方案中所述位置传感器直接感测光学镜头移动的最大距离，然后再进行对焦动作。这种设计可以显著的提升驱动镜头的效率。在具体实现上，可以设置一光学镜头位移值作为镜头伸展阈值，当位置传感器感测到镜头载体的移动距离达到该镜头伸展阈值时，则判定镜头已伸出壳体并达到指定位置(即达到完全伸展状态)。在此之后，可以调整驱动电压(例如减小驱动电压值，或者缩短每次施加驱动电压的时间)，以便对光学镜头在z轴方向上进行微调，从而实现对焦功能。

进一步地，参考图3，本申请的一个实施例中，光学镜头700的镜筒的外侧面可以具有螺纹，相应地，镜头载体200的筒状部210内侧面也可以具有与之适配的螺纹。光学镜头700可以与镜头载体200的筒状部210螺纹连接。在另一实施例中，所述光学镜头700可以与镜头载体200的筒状部210螺纹连接，同时还在所述光学镜头700的外侧面和镜头载体200的筒状部210内侧面之间的间隙灌入胶材，从而对螺纹连接进行加固，并且增强伸缩式摄像模组的防尘防水效果。光学镜头700与镜头载体200的连接方式不限于上述两种，例如在其他实施例中，光学镜头700与镜头载体200也可以仅通过胶材或卡扣来连接固定。

进一步地，本申请的一些实施例中，所述分隔组件用于将伸缩式摄像模组的内部空间与外界隔绝开，以防止灰尘通过镜头载体与壳体通光孔孔壁之间的间隙渗入。图15示出了本申请一个实施例中用于制作分隔组件的模具及所制作的分隔组件的剖面立体示意图，图16示出了本申请一个实施例中用于制作分隔组件的模具及所制作的分隔组件的立体示意图。结合参考图15和图16，本申请的一个实施例中，该分隔组件400可以通过模塑工艺来制作所述的波纹状分隔膜，所使用的模具431可以具有波纹状的侧壁431a，从而使得分隔膜430直接成型为波纹状(即分隔膜430可以具有多个承靠于模具431的侧壁431a的弯折段432)。这种直接成型为波纹状的分隔膜430具有较好的伸缩性能以及可靠性。在模塑成型时，还可以进一步地将分隔膜430的最顶部的弯折段432a和最底部的弯折段432b配置成水平状态，以便安装于第一环形片410和第二环形片420。在一个实施例中，可以让分隔膜430承靠于模具431，然后将第一环形片410和第二环形片420分别粘贴于其最顶部的弯折段432a和最底部的弯折段432b。

当然在其他实施例中，也可以先制作出筒状的分隔膜，然后再利用具有波纹状侧壁的治具将该分隔膜弯折成波纹状。该治具的顶面和底面可以是水平面，以便将分隔膜的最顶部的弯折段和最底部的弯折段配置成水平状态。然后，再将第一环形片和第二环形片分别粘贴于分隔膜的最顶部的弯折段和最底部的弯折段。

进一步地，在本申请的一系列实施例中，还提供基于前述光学致动器的伸缩式摄像模组，其包括光学致动器、光学镜头700和感光组件600。其中光学致动器可以是前文中任意实施例所述的伸缩式光学致动器。光学镜头700安装于所述镜头载体的所述筒状部210的内侧面。感光组件600安装于所述光学致动器的下方，并且所述感光组件600的感光芯片设置在所述壳体100通光孔和所述光学镜头700的下方。

进一步地，在本申请的一些实施例中，所述摄像模组的感光组件具有芯片OIS防抖功能，以便通过感光芯片的横向移动(本文中横向指垂直于光轴的方向)来补偿摄像模组或智能终端设备(例如手机)的抖动。现有的摄像模组中，通常会将防抖功能设置在镜头端，而随着镜头质量的提升(例如玻璃镜片替代塑料镜片、采用潜望式镜头等均会增加镜头质量)，将导致传统的马达提供的驱动力不足，另外也会影响防抖调整的精度。而对于可伸缩的镜头组件(即在伸缩式光学致动器中安装光学镜头后所形成的组件)，其质量将进一步加大，本申请的一些实施例中，通过驱动感光芯片的横向移动，来解决模组拍摄过程中的防抖问题，可以减小对防抖驱动元件的驱动力要求，同时，由于可伸缩镜头组件本身不需要考虑防抖问题，因此可以简化可伸缩镜头组件的结构(尤其是简化其光学致动器的结构)，有助于摄像模组的小型化。

现有技术中，存在多种压电驱动组件的实现方案，前文中(参考附图14)以Tula方案为例对压电驱动组件做了简要描述。Tula方案的更详细的实施细节可以参考CN204993106U和CN105319663A。本申请中，压电驱动组件也可以采用Tula方案以外的其他类型的压电驱动方案，例如多层压电件方案、USM方案等。其中线性致动方案的实施细节可以参考CN107046093B，USM方案的实施细节可以参考CN10109301B。以上压电驱动方案的共同特征是：这些压电驱动组件都具有固定部、安装于所述固定部的压电元件、驱动杆(驱动杆的顶端或底端安装于所述压电元件)和安装于所述驱动杆并可沿所述驱动杆移动的移动部。其中移动部可以是单独成型的，也可以是与被驱动对象(例如被驱动的套筒)一体成型的。

其中，Tula方案和多层压电件方案都属于线性致动方案，它们具备体积小，推力大，精度高的优势，而且驱动结构相对简单，适于驱动较重的产品，适应摄像模组大像面、玻璃镜头等产品趋势，用于芯片防抖、棱镜防抖等用途。其中，多层压电件方案相对于Tula方案的压电元件面积较小(压电元件俯视角度下呈圆盘状，这里的面积指圆盘面积)，所以有助于减小套筒式光学致动器以及相应摄像模组的径向尺寸(径向尺寸即垂直于光轴方向上的尺寸)。而Tula方案相比多层压电件方案，其压电元件具有较小的厚度，即轴向尺寸较小(轴向尺寸即平行于光轴方向上的尺寸)，这有助于减小套筒式光学致动器以及相应摄像模组的轴向尺寸。另外，多层压电件方案的线路通过线性致动器的底座侧面延伸，线路相对简单，适合在空间紧凑的模组中使用。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (18)

1.一种光学致动器，其特征在于，包括：

壳体，其顶部具有一壳体通光孔；

镜头载体，其包括筒状部和自所述筒状部底部向外延伸而形成的平板部；

驱动装置，其适于驱动所述镜头载体相对于所述壳体沿着所述筒状部的轴线移动，所述筒状部适于在所述驱动装置的作用下从所述壳体通光孔伸出或缩进所述壳体；以及

分隔组件，其顶部和底部分别连接所述壳体的顶盖的下表面和所述平板部的上表面；所述分隔组件包括一筒形的分隔膜，所述分隔膜环绕在所述筒状部的周围，并且所述分隔膜的筒壁折叠成波纹状，使其适于在所述筒状部的轴线方向上伸缩。

2.根据权利要求1所述的光学致动器，其特征在于，所述分隔组件还包括第一环形片和第二环形片，所述第一环形片连接于所述分隔膜的顶部，所述第二环形片连接于所述分隔膜的底部；所述第一环形片的顶面与所述壳体的顶盖的下表面连接，所述第二环形片的底面与所述平板部的上表面连接。

3.根据权利要求2所述的光学致动器，其特征在于，所述第一环形片的顶面与所述壳体的顶盖的下表面通过防水胶粘结；所述第二环形片的底面与所述平板部的上表面通过防水胶粘结。

4.根据权利要求3所述的光学致动器，其特征在于，所述防水胶布置于所述第二环形片的底面与所述平板部的上表面之间，以及布置于所述第二环形片的内侧面与所述筒状部的外侧面之间。

5.根据权利要求1所述的光学致动器，其特征在于，所述壳体的顶盖与所述筒状体之间具有环形间隙，所述环形间隙在径向方向上的宽度为0.05-0.2mm。

6.根据权利要求1所述的光学致动器，其特征在于，所述分隔膜的筒壁在完全折叠的状态下与所述筒状部不接触。

7.根据权利要求1所述的光学致动器，其特征在于，所述筒状部内侧面适于安装光学镜头；所述筒状部的顶部具有台阶结构，一透光盖片安装于所述台阶结构并将所述光学镜头封装在所述筒状部的内部。

8.根据权利要求7所述的光学致动器，其特征在于，所述台阶结构包括一环形水平台阶面和一环形侧壁，所述透光盖片的底面通过防水胶固定于所述环形水平台阶面。

9.根据权利要求8所述的光学致动器，其特征在于，所述透光盖片与所述台阶结构的所述环形侧壁之间的间隙也布置有所述防水胶。

10.根据权利要求1所述的光学致动器，其特征在于，所述驱动装置为压电驱动装置。

11.根据权利要求10所述的光学致动器，其特征在于，所述光学致动器还包括与所述壳体连接固定的支撑座，所述压电驱动装置包括固定部、驱动杆、压电元件和移动部，所述固定部固定于所述支撑座，所述移动部与所述平板部固定，所述驱动杆的一端固定于所述压电元件，并且所述驱动杆的轴线方向平行于所述筒状部的轴线方向；所述移动部通过摩擦件与所述驱动杆活动连接，所述压电元件安装于所述固定部并适于在所述驱动杆轴线的方向上振动，以驱动所述移动部相对于所述驱动杆沿着所述驱动杆的轴线移动。

12.根据权利要求2所述的光学致动器，其特征在于，所述支撑座位于所述壳体的底部，所述支撑座具有中央通光孔；所述第一环形片和所述第二环形片采用橡胶、金属或者塑胶制作；所述分隔膜采用PTFE制作。

13.根据权利要求11所述的光学致动器，其特征在于，在俯视角度下，所述壳体呈矩形，多个所述压电驱动装置设置在所述壳体的角落区域，所述镜头载体由多个所述压电驱动装置的所述驱动杆共同支撑。

14.根据权利要求11所述的光学致动器，其特征在于，所述驱动装置还包括附属引导装置，所述附属引导装置包括轴线与所述驱动杆平行的导杆，所述导杆的底部固定于所述支撑座，所述镜头载体的所述平板部与所述导杆活动连接；一或多个所述的驱动杆与一或多个所述的导杆共同支撑所述镜头载体。

15.根据权利要求11所述的光学致动器，其特征在于，所述平板部具有第一适配结构，所述移动部为金属夹持片，所述金属夹持片安装于所述第一适配结构，所述金属夹持片构造出一通孔，所述驱动杆穿过所述通孔。

16.根据权利要求15所述的光学致动器，其特征在于，所述平板部还具有第二适配结构，所述第二适配结构包括两个夹持臂，这两个夹持臂之间可以形成一个不封闭的孔状结构，一导杆穿过所述孔状结构，所述导杆的轴线与所述驱动杆平行，所述导杆的底部固定于所述支撑座。

17.根据权利要求15所述的光学致动器，其特征在于，所述平板部还具有第三适配结构，所述第三适配结构的中央可以具有一定位孔，所述支撑座具有一定位柱，所述定位柱向上穿过所述定位孔并与所述第三适配结构活动连接；其中，所述定位孔的孔壁与定位柱的外侧面之间设置滚珠，所述滚珠具有多个并围绕在定位柱的周围。

18.一种摄像模组，其特征在于，包括：

权利要求1-17中任一项所述的光学致动器；

光学镜头，其安装于所述镜头载体的所述筒状部的内侧面；以及

感光组件，其安装于所述光学致动器的下方，并且所述感光组件的感光芯片设置在所述壳体通光孔和所述光学镜头的下方。

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