TWI528066B - 致動器及具有該致動器之相機模組 - Google Patents

致動器及具有該致動器之相機模組 Download PDF

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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一種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一種具有該致動器之相機模組。
一種致動器，其包括底座、固定架、驅動裝置、可動架以及兩根導桿。該底座包括具有通光孔的平板及從該平板上延伸且環繞該 通光孔的環狀凸起。該固定架固設於該底座上。該驅動裝置包括壓電馬達及環形傳動件。該壓電馬達固設於該底座上。該環形傳動件可轉動地套設於該環狀凸起上並與該壓電馬達接觸。該環形傳動件的上端面開設有一個部份環狀的楔形槽。該可動架包括可動本體及從該可動本體的一端上突出的楔形條。該楔形條與該楔形槽相對應。該可動架承載於該上端面上，且該楔形條部份地或者完全地卡合於該楔形槽內。該兩根導桿均穿過該可動本體，且導桿的一端固定於該底座上。
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通光孔內。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可動架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。
100‧‧‧致動器
10‧‧‧底座
12‧‧‧平板
120‧‧‧通光孔
122‧‧‧底面
124‧‧‧頂面
126‧‧‧收容槽
14‧‧‧環狀凸起
16‧‧‧卡合柱
20‧‧‧固定架
202‧‧‧第一收容空間
22‧‧‧頂板
222‧‧‧進光孔
224‧‧‧固定孔
24‧‧‧側板
242‧‧‧卡合孔
244‧‧‧缺口
30‧‧‧驅動裝置
32‧‧‧壓電馬達
34‧‧‧環形傳動件
342‧‧‧下端面
344‧‧‧上端面
346‧‧‧楔形槽
40‧‧‧可動架
402‧‧‧第二收容空間
42‧‧‧可動本體
422‧‧‧環形座
421‧‧‧下表面
423‧‧‧上表面
425‧‧‧側面
426‧‧‧圓柱體
44‧‧‧楔形條
46‧‧‧凸耳
462‧‧‧通孔
50‧‧‧彈片
52‧‧‧第一表面
54‧‧‧第二表面
56‧‧‧光入射孔
58‧‧‧穿孔
60‧‧‧導桿
300‧‧‧相機模組
70‧‧‧鏡頭模組
80‧‧‧基板
90‧‧‧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中的致動器去掉固定架的立體示意圖。
圖3係圖1中的致動器的分解示意圖。
圖4係圖1中的致動器的另一視角的分解示意圖。
圖5係本發明第二實施方式提供的相機模組的立體示意圖。
圖6係圖5中的相機模組沿VI-VI線的剖面示意圖。
下面結合附圖將對本發明實施方式作進一步的詳細說明。
請一並參閱圖1及圖2，為本發明第一實施方式的致動器100。該致動器100包括一個底座10、一個固定架20、一個驅動裝置30、一個可動架40、一個彈片50、以及兩根導桿60。
請一並參閱圖3及圖4，該底座10包括一個平板12、一個環狀凸起14、以及四個卡合柱16。該平板12包括一個底面122及與該底面122相背的頂面124。該平板12的中心位置開設有一個圓形的通光孔120，該通光孔120貫穿該底面122及該頂面124。該頂面124的一側邊上開設有一個收容槽126，該收容槽126與該通光孔120相鄰但不連通。該環狀凸起14從該頂面124上延伸且環繞該通光孔120。該環狀凸起14的一部分位於該收容槽126與該通光孔120之間。該四個卡合柱16分別從該頂面124的四個角落處垂直延伸。該通光孔120的中心軸及該環狀凸起14的中心軸均與該致動器100的中心軸一致。
該固定架20包括一個頂板22及從該頂板22的四個側邊垂直向下延伸的四個側板24。該頂板22與該四個側板24圍成一個第一收容空間202。該頂板22上開設有一個圓形的進光孔222及兩個固定孔224。該進光孔222位於該頂板22的中心位置，該固定孔224位於該頂板22相鄰的兩個角落處。該側板24遠離該頂板22的一側開設有四個卡合孔242，且各卡合孔242分別位於每兩個側板24的相交處，該四個卡合孔242分別與該四個卡合柱16相對應。本實施方式中，每個側板24均開設有一個缺口244，該缺口244用於方便操 作者觀察位於該第一收容空間202內的元件的工作狀態及位於該第一收容空間202內的元件與外部元件的連接。可以理解，每個側板24可以不開設缺口244，而係一個完整的平板。
本實施方式中，該驅動裝置30、該可動架40、該彈片50、以及該兩根導桿60均收容於該第一收容空間202內。
該驅動裝置30包括一個壓電馬達32及一個環形傳動件34。該壓電馬達32藉由膠合方式固設於該收容槽126內，且該壓電馬達32的厚度恰好等於該收容槽126的深度。即，該壓電馬達32收容於該收容槽126內後，其上表面恰好與該頂面124齊平。該環形傳動件34包括一個下端面342及與該下端面342相對的上端面344。該環形傳動件34可轉動地套設於該環狀凸起14上，且該下端面342承載於該頂面124上並與該壓電馬達32接觸。該上端面344開設有一個部份環狀的楔形槽346。本實施方式中，沿著該環狀凸起14順時針的方向(圖3中箭頭X所示的方向)，該楔形槽346的深度逐漸變深。
該可動架40承載於該上端面344上。該可動架40包括一個可動本體42、一個楔形條44、以及兩個凸耳46。該可動本體42包括一個環形座422及一個中空的圓柱體426。該環形座422包括下表面421、與該下表面421相背的上表面423、以及連接該上表面423及該下表面421的側面425。該楔形條44垂直該下表面421向該環形傳動件34的方向突出。該楔形條44與該楔形槽346配合，本實施方式中，沿著該環狀凸起14順時針的方向(圖3中箭頭X所示的方向)，該楔形條44的厚度逐漸變厚。該圓柱體426垂直該上表面423向上延伸並與該環形座422共同圍成一個第二收容空間402，且該第 二收容空間402用於收容鏡頭模組70(圖3示)。兩個凸耳46從該側面425向遠離該第二收容空間402的方向突出。每個凸耳46上都開設有一個通孔462，該兩個通孔462與上述兩個固定孔224分別對應。
該彈片50包括一個第一表面52及一個第二表面54。該第一表面52與該第二表面54相背。該彈片50的中心位置開設有一個圓形的光入射孔56，該光入射孔56與該進光孔222、該第二收容空間402、以及該通光孔120分別對準。該彈片50的兩個相鄰的角落處分別開設有一個穿孔58，該兩個穿孔58分別與該兩個固定孔224及該兩個通孔462對應。該第一表面52藉由膠合方式固設於該頂板22上，該第二表面54與該可動架40抵觸以對該可動架40施加一個彈性力，該彈性力迫使該可動架40始終與該環形傳動件34的上端面344接觸。
各導桿60的一端固定於該平板12上，另一端依次穿過通孔462及穿孔58後卡合於固定孔224內。本實施方式中，導桿60由不鏽鋼材料製成。
可以理解，在其他的實施方式中，可以係可動架40、彈片50、兩根導桿60以及驅動裝置30的環形傳動件34均收容於該第一收容空間202內，而驅動裝置30的壓電馬達32係位於第一收容空間202之外的。另外，該環形傳動件34並不一定要與平板12接觸，只需要滿足環形傳動件34可轉動地套設於環狀凸起14上並與壓電馬達32接觸即可。
組裝該致動器100時，首先，壓電馬達32膠合於收容槽126內，環形傳動件34套設於環狀凸起14上，且下端面342承載於頂面124上 並與壓電馬達32接觸。接著，可動架40穿過導桿60後承載於上端面344上，且楔形條44部份卡合於楔形槽346內。然後，彈片50膠合於固定架20的頂板22上。最後，卡合柱16卡合於卡合孔242內從而使固定架20固設於底座10上。此時，導桿60穿過穿孔58後卡合於固定孔224內，且彈片50對可動架40施加一個彈性力，該彈性力迫使可動架40始終與環形傳動件34的上端面344接觸。
可以理解，該固定架20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。沿著該環狀凸起14的順時針的方向，該楔形槽346的深度並不侷限於本實施方式中的逐漸變深，該楔形條44的厚度亦不侷限於本實施方式中的逐漸變厚，該楔形槽346的深度可以係逐漸變淺，同時該楔形條44的厚度可以係逐漸變薄。
另外，該可動本體42的結構並不侷限於本實施方式。在另一實施方式中，該可動本體42可以為一個中空的圓柱體。該可動本體42包括底端、與該底端相對的頂端、以及連接該底端及該頂端的側壁。該楔形條44垂直該底端向該環形傳動件34的方向突出，該兩個凸耳46則從該側壁向外突出。
該致動器100作動時，若壓電馬達32被通上正電，由於壓電馬達32的下表面膠合於收容槽126內，壓電馬達32的上表面則會沿著第一方向(圖3中箭頭Y所示之方向)產生一個波浪式的形變。由於環形傳動件34的下端面342與該壓電馬達32的上表面接觸，則該波浪式的形變會推動環形傳動件34繞著環狀凸起14順時針(圖3中箭頭X所示之方向)轉動。此過程中，楔形條44逐漸從楔形槽346中退出，即楔形條44卡合於楔形槽346內的部份越來越少，而與 環形傳動件34的上端面344接觸的部份越來越多，由此，可動架40及收容於其內的鏡頭模組70便會一起沿著導桿60向上移動(遠離底座10的方向移動)。當可動架40移動至適當位置則停止對壓電馬達32通電，環形傳動件34便會停止轉動，可動架40亦會停止向上移動而保持在該適當位置不動，以使鏡頭模組70到達預定位置而完成自動對焦。在可動架40向上移動的過程中，彈片50受到擠壓並為可動架40的上升提供了一定空間。
相反地，若壓電馬達32被通上負電，由於壓電馬達32的下表面膠合於收容槽126內，壓電馬達32的上表面則會沿著第二方向(圖3中箭頭Y所示之相反方向)產生一個波浪式的形變。由於環形傳動件34的下端面342與該壓電馬達32的上表面接觸，則該波浪式的形變會推動環形傳動件34繞著環狀凸起14逆時針(圖3中箭頭X所示之相反方向)轉動。此過程中，楔形條44逐漸進入楔形槽346中，即楔形條44卡合於楔形槽346內的部份越來越多，而與環形傳動件34的上端面344接觸的部份越來越少，由此，可動架40及收容於其內的鏡頭模組70便會一起沿著導桿60向下移動(接近底座10的方向移動)。當可動架40移動至適當位置則停止對壓電馬達32通電，環形傳動件34便會停止轉動，可動架40亦會停止向下移動而保持在該適當位置不動，以使鏡頭模組70到達預定位置而完成自動對焦。
該致動器100僅需利用驅動裝置30與可動架40的配合即可實現鏡頭模組70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，該兩根導桿60共同限定住該可動 架40相對該固定架20的轉動，使可動架40只能沿著導桿60上下移動，如此防止收容於可動架40內的鏡頭模組70的光軸發生偏移，以保證自動對焦的精度，提升成像品質。
請一並參閱圖5及圖6，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70、基板80以及影像感測器90。該鏡頭模組70收容於該第二收容空間402內。該致動器100承載於該基板80上。該影像感測器90位於該基板80上並收容於該通光孔120內。該鏡頭模組70的光軸OO’與該影像感測器90的中心對準，且與該進光孔222的中心對準。當該相機模組300拍攝時，致動器100的可動架40帶動鏡頭模組70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，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式及所列之數據為作試驗及參考之所用，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
12‧‧‧平板
120‧‧‧通光孔
122‧‧‧底面
124‧‧‧頂面
126‧‧‧收容槽
14‧‧‧環狀凸起
16‧‧‧卡合柱
20‧‧‧固定架
202‧‧‧第一收容空間
22‧‧‧頂板
222‧‧‧進光孔
224‧‧‧固定孔
24‧‧‧側板
244‧‧‧缺口
32‧‧‧壓電馬達
34‧‧‧環形傳動件
342‧‧‧下端面
344‧‧‧上端面
346‧‧‧楔形槽
402‧‧‧第二收容空間
42‧‧‧可動本體
422‧‧‧環形座
421‧‧‧下表面
423‧‧‧上表面
425‧‧‧側面
426‧‧‧圓柱體
44‧‧‧楔形條
46‧‧‧凸耳
462‧‧‧通孔
50‧‧‧彈片
52‧‧‧第一表面
54‧‧‧第二表面
56‧‧‧光入射孔
58‧‧‧穿孔
60‧‧‧導桿

Claims (10)

  1. 一種致動器，其包括底座、兩根導桿、固定架、可動架以及驅動裝置，該底座包括具有通光孔的平板及從該平板上延伸且環繞該通光孔的環狀凸起，各導桿的一端固定於該底座上，該固定架固設於該底座上，其改進在於，該驅動裝置包括壓電馬達及環形傳動件，該壓電馬達固設於該底座上，該環形傳動件可轉動地套設於該環狀凸起上並與該壓電馬達接觸，該環形傳動件的上端面開設有一個部份環狀的楔形槽，該可動架包括可動本體及從該可動本體的一端上突出的楔形條，該楔形條與該楔形槽相對應，該可動架承載於該上端面上，該兩根導桿均穿過該可動本體，且該楔形條部份地或者完全地卡合於該楔形槽內。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之致動器，其中，該平板包括頂面及與該頂面相背的底面，該通光孔貫穿該頂面及該底面，該頂面開設有一個與該通光孔間隔的收容槽，該壓電馬達收容於該收容槽內，且該收容槽的深度等於該壓電馬達的厚度。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之致動器，其中，該致動器進一步包括彈片，該彈片固設於該可動架與該固定架之間且對該可動架施加一個彈性力以迫使該可動架始終與該環形傳動件的上端面接觸，各導桿的另一端依次穿過該可動本體及該彈片後固定於該固定架上。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之致動器，其中，沿著該環狀凸起順時針的方向，該楔形槽的深度逐漸變深，該楔形條的厚度逐漸變厚。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之致動器，其中，沿著該環狀凸起順時針的方向，該楔形槽的深度逐漸變淺，該楔形條的厚度逐漸變薄。
  6. 如申請專利範圍第4或5項所述之致動器，其中，該可動架還包括兩個凸 耳，各凸耳開設有一個與該導桿對應的通孔，各導桿的該另一端從該對應的通孔穿過。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之致動器，其中，該可動本體為一個中空的圓柱體，該可動本體包括底端、與該底端相對的頂端、以及連接該底端及該頂端的側壁，該楔形條垂直該底端向該環形傳動件的方向突出，該兩個凸耳從該側壁向外突出。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之致動器，其中，該可動本體包括環形座及中空的圓柱體，該環形座包括上表面、與該上表面相背的下表面、以及連接該上表面及該下表面的側面，該圓柱體垂直該上表面延伸，該楔形條垂直該下表面向該環形傳動件的方向突出，該兩個凸耳從該側面向外突出。
  9. 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或者膠合方式固設於該底座上。
  10. 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通光孔內，該鏡頭模組的光軸與該影像感測器的中心對準。
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TWI236573B (en) * 2004-07-09 2005-07-21 Asia Optical Co Inc Camera lens with adjustment mechanism

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