CN211955944U - 光学元件用驱动机构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种光学元件用驱动机构，包括一座体、一活动部、一弹性组件以及一驱动组件。活动部设置于座体，并可相对于座体移动，且用以连接一光学元件。弹性组件活动地连接座体与活动部。驱动组件设置于座体与活动部，用以驱动活动部相对于座体移动。

Description

光学元件用驱动机构
技术领域
本实用新型涉及一种光学元件用驱动机构，特别涉及一种具有弹性组件与驱动组件的光学元件用驱动机构。
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用驱动机构是为一重要课题。
实用新型内容
本实用新型的一实施例提供一种光学元件用驱动机构，包括一座体、一活动部、一弹性组件以及一驱动组件。活动部设置于座体，并可相对于座体移动，且用以连接一光学元件。弹性组件活动地连接座体与活动部。驱动组件设置于座体与活动部，用以驱动活动部相对于座体移动。活动部通过弹性元件悬吊于座体内。当活动部受到驱动组件的驱动以相对于座体移动时，活动部用以带动光学元件移动。
于一实施例中，前述活动部通过弹性组件悬吊于座体内，且当活动部受到驱动组件的驱动以相对于座体移动时，活动部用以带动光学元件移动。
于一实施例中，前述座体包含一基座与一外壳，外壳连接并设置于基座上，弹性组件活动地连接外壳与活动部，驱动组件设置于基座与活动部之间，且活动部通过弹性元件悬吊于外壳内。
于一实施例中，前述基座与外壳形成一容置空间，活动部、弹性组件与驱动组件设置于容置空间内，弹性组件悬吊活动部于容置空间中。
于一实施例中，前述弹性组件连接外壳的一上壳件与活动部，且活动部与基座之间具有一间隙。
于一实施例中，前述外壳具有一开口，且活动部具有一连接元件，连接元件穿过开口并用以连接光学元件。
于一实施例中，前述连接元件为一连接杆，沿着垂直于弹性组件的一延伸方向的方向延伸。
于一实施例中，前述开口的口径大于该连接元件。
于一实施例中，前述弹性组件具有一片状结构，且弹性组件的一延伸方向朝向基座。
于一实施例中，前述弹性组件具有至少两个弹性元件，连接外壳与活动部，并分别位于活动部的一第一侧与一第二侧，第一侧相对于第二侧，且这些弹性元件于一第一方向相互平行，其中该第一方向垂直于延伸方向。
于一实施例中，前述弹性组件包含：一第一弹性元件、一第二弹性元件、一第三弹性元件以及一第四弹性元件，其中第一弹性元件与第二弹性元件设置于活动部的第一侧，第三弹性元件与第四弹性元件设置于活动部的第二侧，且第一弹性元件、第二弹性元件、第三弹性元件以及第四弹性元件在垂直于延伸方向的第一方向上彼此不重叠。
于一实施例中，在垂直于延伸方向的一第二方向上，前述第三弹性元件与第四弹性元件彼此重叠。
于一实施例中，前述弹性元件的其中之一连接活动部的一连接表面，连接表面位于活动部的第二侧，且连接表面平行于弹性组件的延伸方向。
于一实施例中，前述弹性元件的其中另一连接活动部的一延伸连接部，延伸连接部位于活动部的第一侧，并邻近于基座且远离该壳的一上壳件。
于一实施例中，前述光学元件用驱动机构还包括一位置感测元件，设置于活动部与基座之间，且驱动组件围绕位置感测元件。
于一实施例中，前述基座具有一凹陷部，从延伸方向观察，凹陷部的一侧壁与活动部重叠。活动部的底侧具有一凹槽，凹槽朝向基座。凹槽的开口面对凹陷部。
于一实施例中，前述驱动组件具有一磁性元件与一线圈，且磁性元件与线圈沿着前述延伸方向排列。
本实用新型实施例至少具有以下其中一个优点或功效，通过弹性组件悬吊活动部，以使其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，以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，由于通过弹性组件悬吊活动部，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，且由于弹性组件的轻巧、灵活性，可提高对活动部作移动时的灵敏度、准确度，借以增加移动光学元件的精确程度。
附图说明
图1表示本实用新型一实施例的光学元件用驱动机构的示意图。
图2表示图1中的光学元件用驱动机构的爆炸图。
图3表示图1中的光学元件用驱动机构的前视示意图。
图4表示活动部与弹性组件的示意图。
图5A-图5B表示活动部与光学元件受驱动组件驱动而移动的示意图。
附图标记说明如下：
23-100 光学元件用驱动机构
23-10 座体
23-11 基座
23-12 外壳
23-12T 上壳件
23-30 活动部
23-30S1 第一侧
23-30S2 第二侧
23-30B 底面
23-30C 连接表面
23-30T 顶面
23-301 凹槽
23-C 线圈
23-CA 电路组件
23-DE 延伸方向
23-D1 第一方向
23-D2 第二方向
23-EN 位置感测元件
23-ES 弹性组件
23-E1 第一弹性元件
23-E2 第二弹性元件
23-E3 第三弹性元件
23-E4 第四弹性元件
23-G 间隙
23-GM 导磁元件
23-LM 光学元件
23-M 磁性元件
23-MC 驱动组件
23-OP 开口
23-SP 容置空间
23-R 凹陷部
23-RD 连接元件
具体实施方式
有关本实用新型的装置适用的其他范围将于接下来所提供的详述中清楚易见。必须了解的是，下列的详述以及具体的实施例，当提出有关光学元件用驱动机构的示范实施例时，仅作为描述的目的以及并非用以限制本实用新型的范围。
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。
请参阅图1，图1表示本实用新型一实施例的光学元件用驱动机构23-100的示意图。如图1所示，光学元件用驱动机构23-100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23-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，通过光学元件用驱动机构23-100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用驱动机构23-100的详细结构。
请一并参阅图1、图2，其中图2表示光学元件用驱动机构23-100的爆炸图。光学元件用驱动机构23-100包括一座体23-10、一活动部23-30、一驱动组件23-MC与一弹性组件23-ES。座体23-10包含一基座23-11与一外壳23-12，外壳23-11连接并设置于基座23-11上，并与基座23-11形成有一容置空间23-SP，用以容置前述活动部23-30、驱动组件23-MC与弹性组件23-ES，可提供保护作用。活动部23-30的一连接元件23-RD可连接一光学元件23-LM，且活动部23-30位于基座23-11上，并通过弹性组件23-ES活动地连接外壳23-12。驱动组件23-MC设置于基座23-11与活动部23-30之间，用以驱动活动部23-30相对于基座23-11、外壳23-12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 Image Stabilization，OIS)的目的。于一些实施例中，连接元件23-RD为一连接杆，沿着垂直于弹性组件23-ES的延伸方向延伸(X轴)。
参阅图3、图4，于本实施例中，弹性组件23-ES具有四个弹性元件：一第一弹性元件23-E1、一第二弹性元件23-E2、一第三弹性元件23-E3和一第四弹性元件23-E4，具有片状结构，可为片状弹簧(leaf spring)或簧片。第一弹性元件23-E1、第二弹性元件23-E2设置于活动部23-30的前侧(第一侧23-30S1)，第二弹性元件23-E3、第四弹性元件23-E4则设置于活动部23-30的后侧(第二侧23-30S2)。第一～第四弹性元件23-E1～23-E4连接外壳23-12的上侧(或其上壳件23-12T)与活动部23-30，使得活动部23-30悬吊于容置空间23-SP中，并与基座23-11的上表面之间具有一间隙23-G(图5A)。
各弹性元件23-E1～23-E4的延伸方向23-DE(Z轴)朝向基座23-11，第一、第二弹性元件23-E1、23-E2与第三、第四弹性元件23-E3、23-E4在一第一方向23-D1(X轴)方向上平行排列，而第一、第二弹性元件23-E1、23-E2在第二方向23-D2(Y轴)方向上的不同位置，第三、第四弹性元件23-E3、23-E4在第二方向23-D2(Y轴)方向上的不同位置，第一方向23-D1与第二方向23-D2垂直。
前述活动部23-30具有一延伸连接部23-302，邻近于基座23-11而远离外壳23-12的上壳件23-12T。第一、第二弹性元件23-E1、23-E2连接延伸连接部23-302与外壳23-12的上壳件23-12T。第三、第四弹性元件23-E3、23-E4则连接活动部23-30的位于第二侧23-30S2的一连接表面23-30C与上壳件23-12T。从第一方向23-D1观察，第一～第四弹性元件23-E1～23-E4彼此不重叠。于一些实施例中，在第一方向23-D2上，第一、第二弹性元件23-E1、23-E2彼此重叠，而第三、第四弹性元件23-E3、23-E4彼此重叠。以上述的配置有助于稳定活动部23-30悬吊于外壳23-12内。此外，于一些实施例中，基座23-11具有一凹陷部23-R，从延伸方向23-DE观察，活动部23-30位于凹陷部23-R上方，从第一、第二方向23-D1、23-D2观察，凹陷部23-R的侧壁与活动部23-30重叠，如此有助于限位活动部23-30的移动以避免过大晃动而造成伤害。
前述活动部23-30的连接元件23-RD沿着第一方向23-D1(X轴)延伸以连接光学元件23-LM，连接元件23-RD垂直于各弹性元件23-E1～23-E4的延伸方向23-DE(Z轴)。其中，连接元件23-RD穿过外壳23-12的一开口23-OP而连接到光学元件23-LM。开口23-OP的口径大于该连接元件23-RD。
参阅图4、图5A，活动部23-30的底侧具有一凹槽23-301，凹槽23-301的开口朝向基座23-11并面对凹陷部23-R。前述驱动组件23-MC设置在凹槽23-301中。详细而言，前述驱动组件23-MC可为一电磁驱动组件(Electromagnetic Driving Assembly)，其包含一磁性元件23-M和一线圈23-C，两者分别设置于活动部23-30的底面23-30B和基座23-11，沿着延伸方向24-DE排列。其中，磁性元件23-M与线圈23-C两者相互对应。当对驱动组件23-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23-M与线圈23-C之间产生磁力，进而可带动活动部23-30相对于座体23-10(基座23-11、外壳23-12)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23-MC为动磁式，于另一实施例中则可为动圈式。此外，在施加驱动信号之前，前述弹性组件23-ES可让活动部相对座体23-10保持在一初始位置。
于本实施例中，光学元件用驱动机构23-100包括一导磁元件(permeabilityelement)23-GM设置于活动部23-30与驱动组件23-MC之间，详细言之，其设在底面23-30B与磁性元件23-M之间，可使磁性元件23-M的磁力往一既定方向集中，以增强驱动组件23-MC驱使活动部23-30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23-30的对应于磁性元件23-M的底面23-30B的一部分，可嵌入前述导磁元件23-GM，使其具有导磁材质，磁性元件23-M则直接接触并固定于底面23-30B上，除了可增强磁力(磁性元件23-M与线圈23-C之间)往一既定方向集中外，还可增强活动部23-30的整体机械强度。
光学元件用驱动机构23-100包括一位置感测元件23-EN，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23-30、基座23-11的相对位置关系，以利一控制单元(未图示)通过驱动组件23-MC调整两者之间的位置。值得注意的是，位置感测元件23-EN设置于线圈23-C的中空部分，或者说，位置感测元件23-EN被线圈23-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23-EN可与线圈23-C共用磁性元件23-M。
前述基座23-11上设置有一电路组件23-CA，用以电性连接驱动组件23-MC、位置感测元件23-EN。于本实施例中，电路组件23-CA以嵌入式射出成型(insert molding)于基座23-11的本体。于另一实施例中，基座23-11则可包含一电路板件，例如印刷电路板(PrintedCircuit Board，PCB)，设置于基座23-11的本体上，电性连接驱动组件23-MC、位置感测元件23-EN。
参阅图5A、图5B，当驱动组件23-MC驱动活动部23-30相对于座体23-10移动时，活动部30的连接元件23-RD也会带动光学元件23-LM相对于座体23-10移动。其中，图5B显示了活动部23-30沿第一方向23-D1(X轴方向)相对于座体10移动，带动了光学元件23-LM亦沿第一方向23-D1移动。通过驱动组件23-MC的磁性元件23-M与线圈23-C，亦可移动活动部23-30(一起带动光学元件23-LM)沿第二方向移动30-D2。也就是说，驱动组件23-MC可带动活动部23-30、光学元件23-LM相对于座体23-10于XY平面上移动。
如此一来，通过弹性组件23-ES悬吊活动部23-30，以使其以可活动的方式设置于基座23-11上，再利用驱动组件23-MC驱使活动部23-30相对于座体23-10移动，使其一并带动光学元件23-LM，通过调整光学元件23-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，关于前述弹性组件23-ES，于一些实施例中，亦可在活动部23-30的第一侧23-30S1、第二侧23-30S2各设置一个弹性元件，例如第一弹性元件23-E1和第一弹性元件23-E4，亦可达成悬吊活动部23-30。于另一些实施例中，弹性组件23-ES亦可只包含一个弹性元件，连接外壳23-12的上壳件23-12T和活动部23-30的顶面23-30T，使其悬吊在容置空间23-SP中。
综上所述，本实用新型的实施例提供一种光学元件用驱动机构，包括一座体、一活动部、一弹性组件以及一驱动组件。座体包含一基座与一外壳，其中外壳连接并设置于基座上。活动部设置于基座上，并可相对于座体移动，且用以连接一光学元件。弹性组件活动地连接外壳与活动部。驱动组件设置于基座与活动部之间，用以驱动活动部相对于座体移动。活动部通过弹性元件悬吊于外壳内。当活动部受到驱动组件的驱动以相对于座体移动时，活动部用以带动光学元件移动。
本实用新型实施例至少具有以下其中一个优点或功效，通过弹性组件悬吊活动部，以使其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，以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，由于通过弹性组件悬吊活动部，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，且由于弹性组件的轻巧、灵活性，可提高对活动部作移动时的灵敏度、准确度，借以增加移动光学元件的精确程度。
在本说明书以及权利要求中的序数，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所属技术领域的技术人员能通过上述的描述实施本实用新型所公开的装置，以及必须了解的是，在不脱离本实用新型的精神以及范围内，当可做些许更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (20)

1.一种光学元件用驱动机构，其特征在于，包括：
一座体；
一活动部，设置于该座体，并可相对于该座体移动，且用以连接一光学元件；
一弹性组件，活动地连接该座体与该活动部；以及
一驱动组件，设置于该座体与该活动部，用以驱动该活动部相对于该座体移动。
2.如权利要求1所述的光学元件用驱动机构，其特征在于，该活动部通过该弹性组件悬吊于该座体内，且当该活动部受到该驱动组件的驱动以相对于该座体移动时，该活动部用以带动该光学元件移动。
3.如权利要求1所述的光学元件用驱动机构，其特征在于，该座体包含一基座与一外壳，该外壳连接并设置于该基座上，该弹性组件活动地连接该外壳与该活动部，该驱动组件设置于该基座与该活动部之间，且该活动部通过该弹性组件悬吊于该外壳。
4.如权利要求1所述的光学元件用驱动机构，其特征在于，该座体包含一基座与一外壳，该基座与该外壳形成一容置空间，其中该活动部、该弹性组件与该驱动组件设置于该容置空间内，该弹性组件悬吊该活动部于该容置空间中。
5.如权利要求4所述的光学元件用驱动机构，其特征在于，该弹性组件连接该外壳的一上壳件与该活动部，且该活动部与该基座之间具有一间隙。
6.如权利要求4所述的光学元件用驱动机构，其特征在于，该外壳具有一开口，且该活动部具有一连接元件，该连接元件穿过该开口并用以连接该光学元件。
7.如权利要求6所述的光学元件用驱动机构，其特征在于，该连接元件为一连接杆，沿着垂直于该弹性组件的一延伸方向的方向延伸。
8.如权利要求6所述的光学元件用驱动机构，其特征在于，该开口的口径大于该连接元件。
9.如权利要求4所述的光学元件用驱动机构，其特征在于，该弹性组件具有一片状结构，且该弹性组件的一延伸方向朝向该基座。
10.如权利要求9所述的光学元件用驱动机构，其特征在于，该弹性组件具有至少两个弹性元件，连接该外壳与该活动部，并分别位于该活动部的一第一侧与一第二侧，该第一侧相对于该第二侧，且所述至少两个弹性元件于一第一方向相互平行，其中该第一方向垂直于该延伸方向。
11.如权利要求9所述的光学元件用驱动机构，其特征在于，该弹性组件包含：
一第一弹性元件；
一第二弹性元件；
一第三弹性元件；以及
一第四弹性元件，其中该第一弹性元件与该第二弹性元件设置于该活动部的一第一侧，该第三弹性元件与该第四弹性元件设置于该活动部的一第二侧，其中该第一侧相反于该第二侧，且该第一弹性元件、该第二弹性元件、该第三弹性元件以及该第四弹性元件在垂直于该延伸方向的一第一方向上彼此不重叠。
12.如权利要求11所述的光学元件用驱动机构，其特征在于，在垂直于该延伸方向的一第二方向上，该第一弹性元件与该第二弹性元件彼此重叠，其中第二方向不同于该第一方向。
13.如权利要求11所述的光学元件用驱动机构，其特征在于，在垂直于该延伸方向的一第二方向上，该第三弹性元件与该第四弹性元件彼此重叠。
14.如权利要求10所述的光学元件用驱动机构，其特征在于，所述至少两个弹性元件的其中之一连接该活动部的一连接表面，该连接表面位于该活动部的该第二侧，且该连接表面平行于该弹性组件的该延伸方向。
15.如权利要求14所述的光学元件用驱动机构，其特征在于，所述至少两个弹性元件的其中另一连接该活动部的一延伸连接部，该延伸连接部位于该活动部的该第一侧，并邻近于该基座且远离该外壳的一上壳件。
16.如权利要求3所述的光学元件用驱动机构，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元件。
17.如权利要求9所述的光学元件用驱动机构，其特征在于，该基座具有一凹陷部，从该延伸方向观察，该凹陷部的一侧壁与该活动部重叠。
18.如权利要求17所述的光学元件用驱动机构，其特征在于，该活动部的底侧具有一凹槽，该凹槽朝向该基座。
19.如权利要求18所述的光学元件用驱动机构，其特征在于，该凹槽的开口面对该凹陷部。
20.如权利要求9所述的光学元件用驱动机构，其特征在于，该驱动组件具有一磁性元件与一线圈，且该磁性元件与该线圈沿着该延伸方向排列。
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