CN211826655U - 光学元件驱动机构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型实施例提供一种光学元件驱动机构，包括固定部、活动部、驱动组件以及连接组件。固定部包括基座以及外壳。活动部相对于固定部移动，用以连接光学元件。驱动组件设置在固定部及活动部之间，用以驱动活动部相对固定部运动。连接组件设置在固定部及活动部之间。

Description

光学元件驱动机构
技术领域
本实用新型涉及一种光学元件驱动机构。
背景技术
随着科技的发展，人们对于电子产品的高效能、高规格视觉享受的追求越来越高，以丰富更棒的产品使用体验。现今许多电子装置(例如平板电脑或智能型手机)都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。然而，人们对于影像品质的要求日益增高，故镜头模块的防震功能亦日趋重要，此外也追求产品的小型化、轻便化，以便使用者使用。如何提供一种具高品质的光学元件驱动机构是为一重要课题。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种光学元件驱动机构，包括固定部、活动部、驱动组件以及连接组件。固定部包括基座以及外壳。活动部相对于固定部移动，用以连接光学元件。驱动组件设置在固定部及活动部之间，用以驱动活动部相对固定部运动。连接组件设置在固定部及活动部之间。
在一些实施例中，基座与外壳形成容置空间，且活动部与驱动组件设置于容置空间内。在一些实施例中，连接组件直接连接基座与活动部。在一些实施例中，光学元件驱动机构还包括位置感测元件，设置于活动部与基座之间，且驱动组件围绕位置感测组件。
在一些实施例中，外壳具有开口，活动部具有连接杆，朝第一方向延伸且穿过开口，并用以连接光学元件。在一些实施例中，开口的直径大于连接杆的直径。在一些实施例中，基座具有凹陷部，从第一方向观察，凹陷部的侧壁与活动部重叠。在一些实施例中，活动部具有第一凹槽，在第一方向延伸。在一些实施例中，基座具有第二凹槽，在第一方向延伸。
在一些实施例中，从垂直第一方向的第二方向观察，第一凹槽与第二凹槽至少部分重叠。在一些实施例中，活动部更具有两个第三凹槽，在第一方向延伸，且基座更具有两个第四凹槽，在第一方向延伸，从垂直第一方向的第二方向观察，第三凹槽与第四凹槽至少部分重叠。在一些实施例中，第一凹槽的长度大于第三凹槽任一者的长度。在一些实施例中，第二凹槽的长度大于第四凹槽任一者的长度。在一些实施例中，第一凹槽沿一延伸线延伸，且第三凹槽对称于延伸线。
在一些实施例中，连接组件同时设置在第一凹槽与第二凹槽中。在一些实施例中，第一凹槽的长度与第二凹槽的长度相同。在一些实施例中，活动部包括两个凹槽，且凹槽的开口方向相反。
在一些实施例中，连接组件包括第一连接元件以及第二连接元件，其中第一连接元件与第二连接元件皆具有球状的形状，且第一连接元件的直径与第二连接元件的直径不同。在一些实施例中，连接组件还包括另一个第一连接元件，且第二连接元件位在两个第一连接元件之间。在一些实施例中，第二连接元件的直径小于第一连接元件任一者的直径。
附图说明
以下将配合所附附图详述本实用新型的实施例。应注意的是，依据在业界的标准做法，多种特征并未按照比例绘示且仅用以说明例示。事实上，可能任意地放大或缩小元件的尺寸，以清楚地表现出本实用新型的特征。
图1是本实用新型一些实施例的光学元件驱动机构的示意图。
图2是图1的光学元件驱动机构的爆炸图。
图3是图1的光学元件驱动机构的前视图。
图4A是活动部与连接元件的示意图。
图4B是基座与连接元件的示意图。
图5A及图5B是本实用新型一些实施例的光学元件驱动机构运作时从不同角度观察的示意图。
图6A及图6B是本实用新型一些实施例的光学元件驱动机构运作时从不同角度观察的示意图。
图7A是本实用新型一些实施例的光学元件驱动机构的示意图。
图7B是本实用新型一些实施例的光学元件驱动机构的剖面图。
附图标记说明如下：
21-100光学元件驱动机构
21-11基座
21-111第二凹槽
21-112第四凹槽
21-12外壳
21-12上壳件
21-13基座
21-131凹槽
21-30活动部
21-30S1第一侧
21-30S2第二侧
21-30B底面
21-30C连接表面
21-30T顶面
21-301连接杆
21-302延伸连接部
21-303第一凹槽
21-304第三凹槽
21-311凹槽
21-C线圈
21-CA电路组件
21-CO连接组件
21-CO1第一连接元件
21-CO2第二连接元件
21-DE延伸方向
21-D1第一方向
21-D2第二方向
21-E1、21-E2延伸线
21-F固定部
21-L1、21-L2、21-L3、21-L4长度
21-LM光学元件
21-M磁性元件
21-MC驱动组件
21-MG导磁元件
21-OP开口
21-SP容纳空间
21-SN位置感测元件
21-R凹陷部
21-RD连接杆
具体实施方式
以下公开许多不同的实施方法或是范例来实行所提供的标的的不同特征，以下描述具体的元件及其排列的实施例以阐述本实用新型。当然这些实施例仅用以例示，且不该以此限定本实用新型的范围。举例来说，在说明书中提到第一特征部件形成于第二特征部件之上，其包括第一特征部件与第二特征部件是直接接触的实施例，另外也包括于第一特征部件与第二特征部件之间另外有其他特征的实施例，亦即，第一特征部件与第二特征部件并非直接接触。
此外，在不同实施例中可能使用重复的标号或标示，这些重复仅为了简单清楚地叙述本实用新型，不代表所讨论的不同实施例及/或结构之间有特定的关系。此外，在本实用新型中的在另一特征部件之上形成、连接到及/或耦接到另一特征部件可包括其中特征部件形成为直接接触的实施例，并且还可包括其中可形成插入上述特征部件的附加特征部件的实施例，使得上述特征部件可能不直接接触。此外，其中可能用到与空间相关用词，例如“垂直的”、“上方”、＂上＂、＂下＂、＂底＂及类似的用词(如＂向下地＂、＂向上地＂等)，这些空间相关用词是为了便于描述图示中一个(些)元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系，这些空间相关用词旨在涵盖包括特征的装置的不同方向。
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领域的普通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实用新型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。
再者，说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”等的用词，以修饰权利要求的元件，其本身并不意含及代表该请求元件有任何之前的序数，也不代表某一请求元件与另一请求元件的顺序、或是制造方法上的顺序，这些序数的使用仅用来使具有某命名的一请求元件得以和另一具有相同命名的请求元件能作出清楚区分。
请参阅图1，图1表示本实用新型一实施例的光学元件驱动机构21-100的示意图。如图1所示，光学元件驱动机构21-100可设置于一电子装置(例如相机、平板电脑或手机)的摄像模块的内部，用以驱动一光学元件21-LM，例如一反射镜。举例而言，当来自外界的光线沿光入射方向进入摄像模块后，通过光学元件驱动机构21-100驱动前述光学元件，可使光线从原本光入射方向改变、调整角度方向而射入至摄像模块的光学镜头，并让光线得以穿过光学镜头至感光元件，以获取影像。以上述的配置，可让电子装置的摄像模块在Z轴方向上的厚度能够大幅地节省，以利达小型化。以下将详细说明光学元件驱动机构21-100的详细结构。
请一并参阅图1、图2，其中图2表示光学元件驱动机构21-100的爆炸图。光学元件驱动机构21-100包括固定部21-F、活动部21-30、驱动组件21-MC与连接组件21-CO。固定部21-F包含一基座21-11与一外壳21-12，外壳21-12连接并设置于基座21-11上，并与基座21-11形成有一容纳空间21-SP，用以容置前述活动部21-30、驱动组件21-MC，可提供保护作用。活动部21-30的一连接杆21-RD可连接一光学元件21-LM，且活动部21-30位于基座21-11上，并通过连接组件21-CO活动地连接外壳21-12。驱动组件21-MC设置于基座21-11与活动部21-30之间，用以驱动活动部21-30相对于基座21-11、外壳21-12移动，以调整光学元件的姿态或位置，进而达光学自动对焦(Auto-Focusing，AF)或光学防手震(Optical ImageStabilization，OIS)的目的。
参阅图3、图4A、图4B，前述活动部21-30具有一延伸连接部21-302，邻近于基座21-11而远离外壳21-12的上壳件21-12T(图5A)。此外，基座21-11具有一凹陷部21-R，从延伸方向21-DE观察，活动部21-30位于凹陷部21-R上方，从第一方向21-D1、第二方向21-D2观察，凹陷部21-R的侧壁与活动部21-30重叠，如此有助于限位活动部21-30的移动。
连接组件21-CO可设置在基座21-11与活动部21-30之间，且如图4A所示，活动部21-30的底部可具有一第一凹槽21-303与两个第三凹槽21-304，沿着第一方向21-D1(X轴)延伸，以容纳连接组件21-CO。连接组件21-CO可降低基座21-11与活动部21-30接触的摩擦力，且由于第一凹槽21-303与第三凹槽21-304沿着第一方向21-D1(X轴)延伸，可允许连接组件21-CO在第一凹槽21-303与第三凹槽21-304中滚动，以让活动部21-30相对于基座21-11(固定部21-F的一部份)在第一方向21-D1移动，而驱动连接到活动部21-30的光学元件21-LM。换句话说，连接组件21-CO直接连接基座21-11以及活动部21-30。
在一些实施例中，第一凹槽21-303的长度21-L1大于第三凹槽21-304任一者的长度21-L2，以允许在第一凹槽21-303中设置数量较多的连接元件(如图4B所示的两个第一连接元件21-CO1以及一个第二连接元件21-CO2)，以进一步降低活动部21-30相对于基座21-11运动时的摩擦力。
在一些实施例中，第一凹槽21-303沿着延伸线21-E1进行延伸，而两个第三凹槽21-304对称于所述延伸线21-E1，以平衡活动部21-30设置在基座21-11上时的重心位置，进而使光学元件驱动机构21-100运作时更加稳定。
前述活动部21-30的连接杆21-301沿着第一方向21-D1(X轴)延伸以连接光学元件21-LM。其中，连接杆21-RD穿过外壳21-12的一开口21-OP而连接到光学元件21-LM。开口21-OP的直径大于连接杆21-RD的直径。
接着，请参考图4B，其中基座21-11上可具有一个第二凹槽21-111以及两个第四凹槽21-112，沿着第一方向21-D1(X轴)延伸，以容纳连接组件21-CO。由于第二凹槽21-111与第四凹槽21-112沿着第一方向21-D1(X轴)延伸，可允许连接组件21-CO在第二凹槽21-111与第四凹槽21-112中滚动，以让活动部21-30相对于基座21-11(固定部21-F的一部份)在第一方向21-D1移动，而驱动连接到活动部21-30的光学元件21-LM。
在一些实施例中，第二凹槽21-111的长度21-L3大于第四凹槽21-112任一者的长度21-L4，以允许在第二凹槽21-111中设置数量较多的连接元件(如两个第一连接元件21-CO1以及一个第二连接元件21-CO2)，以进一步降低活动部21-30相对于基座21-11运动时的摩擦力。在一些实施例中，第二凹槽21-111的长度21-L3可与第一凹槽21-303的长度21-L1大致相同，而第四凹槽21-112的长度21-L4可与第三凹槽21-304的长度21-L2大致相同。
在一些实施例中，第二凹槽21-111沿着延伸线21-E2进行延伸，而两个第四凹槽21-112对称于所述延伸线21-E2，以平衡活动部21-30设置在基座21-11上时的重心位置，进而使光学元件驱动机构21-100运作时更加稳定。
此外，在一些实施例中，如图4B以及图5A所示，第二连接元件21-CO2可设置在两个第一连接元件21-CO1之间，且第一连接元件21-CO1的直径与第二连接元件21-CO2的直径不同。举例来说，第一连接元件21-CO1的直径可大于第二连接元件21-CO2的直径。借此，可降低连接元件间的接触面积，以降低连接组件21-CO进行滚动时的摩擦力。
参阅图4A、图5A、图6A，活动部21-30的底侧还具有一凹槽21-301，凹槽21-301的开口朝向基座21-11。前述驱动组件21-MC设置在凹槽21-301中。详细而言，前述驱动组件21-MC可为一电磁驱动组件(Electromagnetic Driving Assembly)，其包含一磁性元件21-M和一线圈21-C，两者分别设置于活动部21-30的底面21-30B和基座21-11。其中，磁性元件21-M与线圈21-C两者相互对应。当对驱动组件21-MC施加一施加驱动信号(例如通过一外部电源施加电流)，磁性元件21-M与线圈21-C之间产生磁力，进而可带动活动部21-30相对于固定部21-F(基座21-11、外壳21-12)移动，以达到光学影像防手震或自动对焦的功效。本实施例中的驱动组件21-MC为动磁式，于另一实施例中则可为动圈式。
于本实施例中，光学元件驱动机构21-100包括一导磁元件(permeabilityelement)21-MG设置于活动部21-30与驱动组件21-MC之间，详细言之，其设在底面21-30B与磁性元件21-M之间，可使磁性元件21-M的磁力往一既定方向集中，以增强驱动组件21-MC驱使活动部21-30移动的磁推力，以及降低磁干扰的作用。于另一实施例中，活动部21-30的对应于磁性元件21-M的底面21-30B的一部分，可嵌入前述导磁元件21-MG，使其具有导磁材质，磁性元件21-M则直接接触并固定于底面21-30B上，除了可增强磁力(磁性元件21-M与线圈21-C之间)往一既定方向集中外，更可增强活动部21-30的整体机械强度。
光学元件驱动机构21-100包括一位置感测元件21-SN，其可为一位置感应器，举例而言，可为磁阻感应器(Magnetoresistive Sensor，MRS)或是光学感测器(OpticalSensor)，其用以感测活动部21-30、基座21-11的相对位置关系，以利一控制单元(未图示)通过驱动组件21-MC调整两者之间的位置。值得注意的是，位置感测元件21-SN设置于线圈21-C的中空部分，或者说，位置感测元件21-SN被线圈21-C围绕，此配置可充分利用空间，让整个驱动机构的体积达小型化之利。于本实施例中，位置感测元件21-SN可与线圈21-C共用磁性元件21-M。换句话说，位置感测元件21-SN设置于活动部21-30与基座21-11之间，且驱动组件21-MC围绕位置感测组件21-SN。
前述基座21-11上设置有一电路组件21-CA，用以电性连接驱动组件21-MC、位置感测元件21-SN。于本实施例中，电路组件21-CA以嵌入式射出成型(insert molding)于基座21-11的本体。于另一实施例中，基座21-11则可包含一电路板件，例如印刷电路板(PrintedCircuit Board，PCB)，设置于基座21-11的本体上，电性连接驱动组件21-MC、位置感测元件21-SN。
参阅图5A、图5B、图6A、图6B，其中图5A以及图6A是活动部21-30相对于固定部21-F移动时的剖面图，而图5B以及图6B分别是图5A以及图6A中的活动部21-30与固定部21-F的上视图。当驱动组件21-MC驱动活动部21-30相对于固定部21-F移动时，活动部21-30的连接杆21-RD也会带动光学元件21-LM相对于固定部21-F移动。其中，图6A以及图6B显示了活动部21-30沿第一方向21-D1(X方向)相对于固定部21-F移动，进而带动了光学元件21-LM亦沿第一方向21-D1移动。
应注意的是，如图5B所示，当活动部21-30尚未相对于基座21-11移动时，第一凹槽21-303与第二凹槽21-111重叠，第三凹槽21-304与第四凹槽21-112重叠，且连接组件21-CO设置在上述重叠处。换句话说，连接组件21-CO同时设置在第一凹槽21-303与第二凹槽21-111中，及/或同时设置在第三凹槽21-304与第四凹槽21-112中。而如图6B所示，当活动部21-30相对于基座21-11移动时，第一凹槽21-303与第二凹槽21-111至少部分重叠，第三凹槽21-304与第四凹槽21-112至少部分重叠，且连接组件21-CO仍设置在上述重叠处。换句话说，即使活动部21-30与基座21-11发生相对移动，连接组件21-CO仍设置在前述凹槽中，以限制连接组件21-CO移动的范围。
如此一来，通过连接组件21-CO，以使活动部21-30以可活动的方式设置于基座21-11上，再利用驱动组件21-MC驱使活动部21-30相对于基座21-11移动，使其一并带动光学元件21-LM，通过调整光学元件21-LM反射光进入光学镜头中的入射角度，可达光学对焦与光学防手震之效。
需注意的是，关于前述连接组件21-CO，除了设置在活动部21-30的底部，亦可设置在活动部的侧边。举例来说，图7A是本实用新型另一些实施例的基座21-13、活动部21-31、与连接组件21-CO的示意图，而图7B是图7A中沿线段21-A-21-A的剖面图。活动部21-31可在侧边具有凹槽21-311，基座21-13可具有对应凹槽21-311位置的凹槽21-131，而连接组件21-CO可设置在凹槽21-311与凹槽21-131中。借此，亦可降低活动部21-31相对于基座21-13移动时的摩擦力。应注意的是，活动部21-31上的两个凹槽21-311的开口方向相反，而基座21-13上的两个凹槽21-131的开口方向也相反。
综上所述，本实用新型提供一种光学元件驱动机构，包括固定部、活动部、驱动组件以及连接组件。固定部包括基座以及外壳。活动部相对于固定部移动，用以连接光学元件。驱动组件用以驱动活动部相对固定部运动。一连接组件设置在固定部及活动部之间。
本实用新型实施例至少具有以下其中一个优点或功效，通过连接组件使活动部以可活动的方式设置于基座上，并通过驱动组件驱使活动部相对于座体移动，使其一并带动光学元件，通过调整光学元件反射光进入光学镜头中的入射角度，可达光学对焦与光学防手震之效。此外，由于通过连接组件来连接活动部与座体，相对于设置一个悬吊活动架而言，本实用新型实施例可大幅减少悬吊组件在驱动机构内所占据的空间，有利于小型化，且由于连接组件的轻巧、灵活性，可提高对活动部作移动时的灵敏度、准确度，藉以增加移动光学元件的精确程度。
虽然本实用新型的实施例及其优点已公开如上，但应该了解的是，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作更动、替代与润饰。此外，本实用新型的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何所属技术领域中技术人员可从本实用新型揭示内容中理解现行或未来所发展出的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本实用新型使用。因此，本实用新型的保护范围包括上述工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一权利要求构成个别的实施例，且本实用新型的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。

Claims (20)

1.一种光学元件驱动机构，其特征在于，包括：
一固定部，包括一基座以及一外壳；
一活动部，相对于该固定部移动，用以连接一光学元件；
一驱动组件，设置在该固定部及该活动部之间，用以驱动该活动部相对该固定部运动；以及
一连接组件，设置在该固定部及该活动部之间。
2.如权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该基座与该外壳形成一容置空间，且该活动部与该驱动组件设置于该容置空间内。
3.如权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该连接组件直接连接该基座与该活动部。
4.如权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，还包括一位置感测元件，设置于该活动部与该基座之间，且该驱动组件围绕该位置感测组件。
5.如权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该外壳具有一开口，该活动部具有一连接杆，朝一第一方向延伸且穿过该开口，并用以连接该光学元件。
6.如权利要求5所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该开口的直径大于该连接杆的直径。
7.如权利要求5所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该基座具有一凹陷部，从该第一方向观察，该凹陷部的一侧壁与该活动部重叠。
8.如权利要求5所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该活动部具有一第一凹槽，在该第一方向延伸。
9.如权利要求8所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该基座具有一第二凹槽，在该第一方向延伸。
10.如权利要求9所述的光学元件驱动机构，其特征在于，从垂直该第一方向的一第二方向观察，该第一凹槽与该第二凹槽至少部分重叠。
11.如权利要求10所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该活动部更具有两个第三凹槽，在该第一方向延伸，且该基座更具有两个第四凹槽，在该第一方向延伸，从垂直该第一方向的一第二方向观察，所述两个第三凹槽与所述两个第四凹槽至少部分重叠。
12.如权利要求11所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该第一凹槽的长度大于所述两个第三凹槽任一者的长度。
13.如权利要求11所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该第二凹槽的长度大于所述两个第四凹槽任一者的长度。
14.如权利要求11所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该第一凹槽沿一延伸线延伸，且所述两个第三凹槽对称于该延伸线。
15.如权利要求9所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该连接组件同时设置在该第一凹槽与该第二凹槽中。
16.如权利要求9所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该第一凹槽的长度与该第二凹槽的长度相同。
17.如权利要求5所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该活动部包括两个凹槽，且所述两个凹槽的开口方向相反。
18.如权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该连接组件包括一第一连接元件以及一第二连接元件，其中该第一连接元件与该第二连接元件皆具有球状的形状，且该第一连接元件的直径与该第二连接元件的直径不同。
19.如权利要求18所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该连接组件还包括另一个第一连接元件，且该第二连接元件位在两个该第一连接元件之间。
20.如权利要求19所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该第二连接元件的直径小于两个所述第一连接元件任一者的直径。
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