TW201310110A - 致動器及具有該致動器之相機模組 - Google Patents

Abstract

一種致動器，其包括底座、固定架、可動架以及驅動裝置。該固定架固設於該底座上。該可動架及該驅動裝置均收容於該固定架內並承載於該底座上。該可動架包括本體及從該本體側壁上延伸的突塊。該驅動裝置包括兩個平行相對的壓電件以及兩個平行相對的彈性件。每個壓電件與每個彈性件依次首尾相接並圍成一個收容孔，該兩個壓電件中的其中一個壓電件固設於該底座上，該突塊穿設於該收容孔。該兩個彈性件挾持住該突塊的相對兩側並給予該突塊一個預壓力。

Description

致動器及具有該致動器之相機模組

本發明涉及成像領域，尤其涉及一種致動器及具有該致動器之相機模組。

隨著通訊技術的快速發展，相機模組已被人們廣泛地應用於手機等便攜式電子設備中，眾多手機廠商相繼推出具備拍照功能的手機。然而，市場上所銷售的具備拍照功能的手機在拍攝過程中並不都具有自動對焦的功能，這就影響了所拍攝影像的品質。

傳統的具有自動對焦功能的相機模組一般係利用步進馬達型致動器驅動鏡頭模組至目標位置以達到自動對焦的目的。然而，這種致動器需設置多個傳動機構，如二至三個齒輪傳動機構來將步進馬達的旋轉運動轉換成線性運動來實現自動對焦。因此，該致動器所需較多機構件，不僅結構複雜，不易組裝，而且會增大相機模組的尺寸，難以滿足當前手機用相機模組等取像裝置輕、薄、短、小的發展趨勢。

有鑒於此，有必要提供一種結構簡單、容易組裝且體積小的致動器及具有該致動器之相機模組。

一種致動器，其包括底座、固定架、可動架以及驅動裝置。該固定架固設於該底座上。該可動架及該驅動裝置均收容於該固定架內並承載於該底座上。該可動架包括本體及從該本體側壁上延伸的突塊。該驅動裝置包括兩個平行相對的壓電件以及兩個平行相對的彈性件。每個壓電件與每個彈性件依次首尾相接並圍成一個收容孔，該兩個壓電件中的其中一個壓電件固設於該底座上，該突塊穿設於該收容孔。該兩個彈性件挾持住該突塊的相對兩側並給予該突塊一個預壓力。

一種相機模組，其包括如上所述之致動器、鏡頭模組、基板以及影像感測器。該鏡頭模組收容於該可動架內。該致動器承載於該基板上。該影像感測器位於該基板上並收容於該底座內。該鏡頭模組的光軸與該影像感測器的中心對準。

相較於先前技術，該致動器及該相機模組僅需利用驅動裝置與突塊的配合即可實現相機模組的自動對焦，避免使用複數齒輪傳動機構來實現自動對焦，不僅結構簡單，體積小，而且組裝容易，組裝效率高。

下面結合附圖將對本發明實施方式作進一步的詳細說明。

請參閱圖1至圖3，為本發明第一實施方式的致動器100。該致動器100包括底座10、固定架12、可動架14、驅動裝置16以及導引桿18。

該底座10大致呈立方體結構。該底座10的中心位置開設有圓形的出光孔102。該底座10包括上表面104及與該上表面104相背的下表面106。該上表面104上開設有一個方形凹槽108，該凹槽108與該出光孔102相間隔。四個突起109從該上表面104的四個角落處垂直延伸。

該固定架12包括一個頂板122及從該頂板122的四個側邊垂直向下延伸的四個側板124。該頂板122與該四個側板124圍成一個第一收容空間120。該頂板122上分別開設有一個圓形進光孔126及一個安裝孔128。該進光孔126位於該頂板122的中心位置，該安裝孔128與該進光孔126間隔設置。該側板124遠離該頂板122的一側開設有四個卡合孔129，且各卡合孔129分別位於每兩個側板124的相交處，該四個卡合孔129分別與該四個突起109相對應。

該可動架14收容於該第一收容空間120內並承載於該底座10的上表面104。該可動架14包括一個本體142及一個突塊144。該本體142大致呈立方體結構且開設有一個圓形的貫穿該本體142的第二收容空間140及一個貫穿該本體142的通孔146。該第二收容空間140位於該本體142的中心位置並用於收容鏡頭模組30(圖3示)。該通孔146位於該本體142的角落處並與該第二收容空間140間隔。該突塊144大致呈立方體結構，該突塊144從該本體142的側壁向遠離該第二收容空間140的方向延伸。該突塊144包括兩個相對平行的側面148。

該驅動裝置16收容於該第一收容空間120內。該驅動裝置16包括兩個平行相對的壓電件162(上壓電件162a、下壓電件162b)以及兩個平行相對的彈性件164(左彈性件164a、右彈性件164b)，該上壓電件162a、該左彈性件164a、該下壓電件162b及該右彈性件164b依次首尾相接並圍成一個方形的收容孔160。該下壓電件162b藉由膠合方式固設於該凹槽108內且該收容孔160收容該突塊144。該左彈性件164a及右彈性件164b挾持住該突塊144的兩個側面148並給予該突塊144一個預壓力。本實施方式中，該壓電件162由相同的壓電材料製成，當該上壓電件162a及該下壓電件162b通上電流後會發生相同的機械形變。該彈性件164由彈性材料製成，該壓電件162與該彈性件164之間係藉由膠合方式固接在一起。

該導引桿18穿設於該通孔146內，且該導引桿18的一端固定於該底座10上，該導引桿18的另一端藉由卡合方式固設於該安裝孔128內。本實施方式中，該導引桿18由不鏽鋼材料製成。

組裝該致動器100時，該導引桿18的一端固設於該底座10上，該可動架14承載於該底座10的上表面104上且使該導引桿18穿設於該通孔146內。該下壓電件162b藉由膠合方式固設於該凹槽108內且該收容孔160收容該突塊144，該左彈性件164a及該右彈性件164b挾持住該突塊144的兩個側面148並給予該突塊144一個預壓力。四個突起109分別與四個卡合孔129卡合而使該固定架12固設於該底座10上並使該可動架14、該驅動裝置16及該導引桿18均收容於該第一收容空間120內。該進光孔126、該第二收容空間140及該出光孔102的中心對準。

可以理解，該固定架12並不侷限於本實施方式藉由卡合方式固設於該底座10上，還可以藉由膠合方式固設於該底座10上。

該致動器100作動時，若該上壓電件162a被通上直流電，而該下壓電件162b保持不通電流，則該上壓電件162a產生機械變形向左右兩側同時伸長，由於該上壓電件162a向左右兩側同時伸長，該下壓電件162b的形狀保持不變，則與壓電件162a、162b固定連接的左彈性件164a及右彈性件164b會產生波浪式的形變，此時波浪的傳導方向係從上至下傳導(即從上壓電件162a至下壓電件162b的方向傳導)。由於該左彈性件164a及右彈性件164b挾持住該突塊144的兩個側面148並給予該突塊144一個預壓力，則該由上至下的波浪式的形變則會驅動該突塊144沿著該導引桿18向下移動，從而帶動整個可動架14及鏡頭模組30沿著該導引桿18向下移動。當可動架14移動至適當位置則停止對該上壓電件162a通電流，該左彈性件164a及右彈性件164b給予該突塊144的預壓力能夠足以克服該可動架14加鏡頭模組30的重力而使該可動架14與鏡頭模組30保持在該適當位置不動，從而使鏡頭模組30到達預定位置而完成自動對焦。

相反地，若該上壓電件162a保持不通電流，而該下壓電件162b被通上直流電，則該下壓電件162b向左右兩側同時伸長，該上壓電件162a的形狀保持不變，此時，左彈性件164a及右彈性件164b產生由下至上的波浪式的形變，該由下至上的波浪式的形變驅動該突塊144沿著該導引桿18向上移動，從而帶動整個可動架14與鏡頭模組30沿著該導引桿18向上移動。當可動架14移動至適當位置則停止對該下壓電件162b通電流，左彈性件164a及右彈性件164b給予該突塊144的預壓力克服該可動架14加鏡頭模組30的重力而使該可動架14與鏡頭模組30保持在該適當位置不動，從而使鏡頭模組30到達預定位置而完成自動對焦。

另外，若該上壓電件162a被通上直流電後一段時間再給該下壓電件162b通上與上壓電件162a上的電流大小相同的直流電，則該上壓電件162a及該下壓電件162b均向左右兩側同時伸長，由於該上壓電件162a通上電流的時間早於該下壓電件162b通上電流的時間，則上壓電件162a伸長的長度較下壓電件162b伸長的長度長，即上壓電件162a形變程度大於下壓電件162b的形變程度。在此種情況下，左彈性件164a及右彈性件164b也會產生從上至下的波浪式的形變，由此帶動可動架14及鏡頭模組30沿著該導引桿18向下移動，停止對上壓電件162a及下壓電件162b通電流後，該可動架14及鏡頭模組30亦會在預壓力的作用下停留在其運動到的適當位置。

相反地，若該下壓電件162b被通上直流電後一段時間再給該上壓電件162a通上與下壓電件162b上的電流大小相同的直流電，則上壓電件162a伸長的長度較下壓電件162b伸長的長度短，左彈性件164a及右彈性件164b產生從下至上的波浪式的形變，由此帶動可動架14及鏡頭模組30沿著該導引桿18向上移動。停止對上壓電件162a及下壓電件162b通電流後，該可動架14及鏡頭模組30亦會在預壓力的作用下停留在其運動到的適當位置。

該致動器100僅需利用驅動裝置16與突塊144的配合即可實現相機模組的自動對焦，避免使用複數齒輪傳動機構來實現自動對焦，不僅結構簡單，體積小，而且組裝容易，組裝效率高。

另外，在上述自動對焦過程中，該導引桿18及該驅動裝置16的兩個彈性件164共同限定住該可動架14相對該固定架12的轉動，使可動架14只能沿著導引桿18及該第兩個彈性件164之間的軌道上下移動，如此防止收容於可動架14內的鏡頭模組30的光軸發生偏移，以保證自動對焦的精度，提升成像品質。

請參閱圖4及圖5，為本發明第二實施方式提供的相機模組300。該相機模組300包括第一實施方式中的致動器100、鏡頭模組30、基板40以及影像感測器50。該鏡頭模組30收容於該第二收容空間140內。該致動器100承載於該基板40上。該影像感測器50位於該基板40上並收容於該出光孔102內。該鏡頭模組30的光軸OO’與該影像感測器50的中心對準，且與該進光孔126的中心對準。當該相機模組300拍攝時，致動器100的可動架14帶動鏡頭模組30移動而實現自動對焦。

本發明第二實施方式的相機模組300具備的有益效果與第一實施方式的致動器100具備的有益效果相似。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上該者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100．．．致動器

10．．．底座

102．．．出光孔

104．．．上表面

106．．．下表面

108．．．凹槽

109．．．突起

12．．．固定架

120．．．第一收容空間

122．．．頂板

124．．．側板

126．．．進光孔

128．．．安裝孔

129．．．卡合孔

14．．．可動架

140．．．第二收容空間

142．．．本體

144．．．突塊

146．．．通孔

148．．．側面

16．．．驅動裝置

160．．．收容孔

162．．．壓電件

162a．．．上壓電件

162b．．．下壓電件

164．．．彈性件

164a．．．左彈性件

164b．．．右彈性件

18．．．導引桿

300．．．相機模組

30．．．鏡頭模組

40．．．基板

50．．．影像感測器

圖1係本發明第一實施方式提供的致動器的立體示意圖。

圖2係圖1中的致動器的分解示意圖。

圖3係圖1中的致動器的另一視角的分解示意圖。

圖4係本發明第二實施方式提供的相機模組的立體示意圖。

圖5係圖4中的相機模組的剖面示意圖。

100．．．致動器

10．．．底座

102．．．出光孔

104．．．上表面

106．．．下表面

108．．．凹槽

109．．．突起

12．．．固定架

120．．．第一收容空間

122．．．頂板

124．．．側板

126．．．進光孔

128．．．安裝孔

14．．．可動架

140．．．第二收容空間

142．．．本體

144．．．突塊

146．．．通孔

148．．．側面

16．．．驅動裝置

160．．．收容孔

162．．．壓電件

162a．．．上壓電件

162b．．．下壓電件

18．．．導引桿

Claims (9)

1. 一種致動器，其包括底座、固定架、可動架以及驅動裝置，該固定架固設於該底座上，該可動架及該驅動裝置均收容於該固定架內並承載於該底座上，其改進在於，該可動架包括本體及從該本體側壁上延伸的突塊，該驅動裝置包括兩個平行相對的壓電件以及兩個平行相對的彈性件，每個壓電件與每個彈性件依次首尾相接並圍成一個收容孔，該兩個壓電件中的其中一個壓電件固設於該底座上，該突塊穿設於該收容孔，該兩個彈性件挾持住該突塊的相對兩側並給予該突塊一個預壓力。
2. 如申請專利範圍第1項所述之致動器，其中，該固定架藉由卡合方式固設於該底座上。
3. 如申請專利範圍第1項所述之致動器，其中，該固定架藉由膠合方式固設於該底座上。
4. 如申請專利範圍第1項所述之致動器，其中，每個壓電件與每個彈性件藉由膠合方式依次首尾相接。
5. 如申請專利範圍第1項所述之致動器，其中，該致動器還包括導引桿，該導引桿貫穿該可動架，該導引桿的一端固設於該底座上，該導引桿的另一端固設於該固定架上。
6. 如申請專利範圍第5項所述之致動器，其中，該導引桿由不鏽鋼材料製成。
7. 如申請專利範圍第5項所述之致動器，其中，該固定架包括一個頂板及從該頂板四周垂直延伸的四個側板，該頂板上開設有進光孔，該頂板與該四個側板圍成一個第一收容空間以收容該可動架及該驅動裝置，該本體開設有一個第二收容空間，該底座開設有一個出光孔，該進光孔、該第二收容空間及該出光孔對準。
8. 如申請專利範圍第7項所述之致動器，其中，該本體開設有貫穿該本體且與該第二收容空間相間隔的通孔，該頂板開設有一個與該進光孔相間隔的安裝孔，該導引桿穿設於該通孔，且該導引桿的該一端固定於該底座上，該導引桿的該另一端固定於該安裝孔內。
9. 一種相機模組，其包括如申請專利範圍第1項所述之致動器、鏡頭模組、基板以及影像感測器，其中，該鏡頭模組收容於該可動架內，該致動器承載於該基板上，該影像感測器位於該基板上並收容於該底座內，該鏡頭模組的光軸與該影像感測器的中心對準。