TWI546604B - 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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    • G03B2205/0053—Driving means for the movement of one or more optical element
    • G03B2205/0076—Driving means for the movement of one or more optical element using shape memory alloys

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。為了提高相機模組所拍攝的圖片質量，相機模組一般都具有變焦功能，並具有可驅動相機模組進行變焦之致動器。
先前技術中有多種致動器，其中一種致動器為形狀記憶合金(Shape Memory Alloy，SMA)致動器，然而，形狀記憶合金致動器的對焦精度不高。
有鑒於此，有必要提供一種可實現精確對焦之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、可動架以及驅動單元。所述固定架固設於所述底座上，所述可動架收容於所述固定架內並承載於所述底座上。所述可動架包括一面向所述底座之抵持面。所述驅動單元包括SMA線、控制器、磁鐵、位置傳感器和導引桿。所述SMA線的兩端固定於所述固定架上，所述SMA線包括位於該兩端之間的彎折部，所述彎折部與所述抵持面抵觸，所述導引桿穿 過所述可動架並固定於所述底座上。所述可動架的外表面上形成有一容納槽，該磁鐵收容在該容納槽內，所述磁鐵與所述位置傳感器相對。所述控制器用於施加電流加熱SMA線以改變SMA線的長度以驅使所述可動架沿所述導引桿運動。所述位置傳感器用於感測所述可動架的位置並將感測結果傳送到所述控制器。所述控制器還用於根據所述感測結果調整所述電流的大小。
一種相機模組，其包括如上所述之致動器和鏡頭單元，所述鏡頭單元收容於所述可動架內。
相較於先前技術，所述致動器及所述相機模組具有位置傳感器並可根據位置傳感器之感測結果調整控制電流，從而提高了對焦精度。
100‧‧‧相機模組
200‧‧‧致動器
10‧‧‧底座
101‧‧‧出光孔
102‧‧‧上表面
103‧‧‧凸板
104‧‧‧凸柱
105‧‧‧固定孔
106‧‧‧定位柱
107‧‧‧定位孔
11‧‧‧彈片
111‧‧‧突耳
112‧‧‧通孔
12‧‧‧固定架
120‧‧‧第一側壁
121‧‧‧第二側壁
122‧‧‧容納槽
123‧‧‧滑槽
124‧‧‧凸柱
125‧‧‧容納槽
126‧‧‧避位槽
127‧‧‧容納孔
128‧‧‧雷射直接成型線(LDS線)
14‧‧‧可動架
140‧‧‧外表面
141‧‧‧滑塊
142‧‧‧突耳
143‧‧‧容納槽
144‧‧‧抵持面
145‧‧‧通孔
15‧‧‧鏡頭單元
150‧‧‧鏡筒
圖1係本發明提供的相機模組的立體示意圖。
圖2係圖1中的相機模組的分解示意圖。
圖3係圖1中的相機模組的III-III向剖視圖。
下面結合附圖將對本發明實施方式作進一步的詳細說明。
請參閱圖1至圖3，為本發明一實施方式的相機模組100。所述相機模組100包括致動器200和鏡頭單元15。所述致動器200包括底座10、彈片11、固定架12、可動架14、及驅動單元16。
所述底座10大致呈平板狀。所述底座10的中心位置開設有圓形的出光孔101。所述底座10包括上表面102。所述上表面102的一個角落處形成有凸板103，所述凸板103上形成有凸柱104。與所述 凸柱104相對的所述上表面102的另一角落處形成一固定孔105。所述上表面104的另外兩角落處分別形成有定位柱106和定位孔107。
所述彈片11呈圈狀，彈片11的內徑大於出光孔101的直徑。所述彈片11上對稱形成有兩突耳111，每一突耳111上形成一通孔112。
所述固定架12大致呈方形筒狀，包括兩彼此鄰接的第一側壁120和兩彼此鄰接的第二側壁121。所述第一側壁120上形成有容納槽122。所述第一側壁120和所述第二側壁121之間的角落處內側壁上形成有滑槽123。每個所述第二側壁121的外表面上形成有兩個凸柱124和一個容納槽125。所述凸柱124靠近第一側壁120，所述容納槽125從所述凸柱124延伸至另一第二側壁121。兩個第二側壁121之間的角落處的下部形成有避位槽126，上部形成有容納孔127，容納孔127為階梯孔。每個第二側壁121的外表面上靠近凸柱124處還形成有雷射直接成型線(LDS,Laser Direct Structuring)128，每個LDS線128從第二側壁121延伸至對應的第一側壁120。所述固定架12的底面上形成有對應底座上定位柱106的定位孔和對應定位孔107的定位柱(圖未示)。
所述可動架14大致呈圓形筒狀，可動架14內收容鏡頭單元15，在本實施方式中，鏡頭單元15和可動架14通過螺紋螺接的方式固定在一起。鏡頭單元15包括鏡筒150和收容于鏡筒150內的鏡片151。可動架14的外表面140上形成有兩彼此相對的滑塊141，一位於兩滑塊141之間的弧形階梯狀突耳142，和一與突耳142相對的容納槽143。突耳142上形成有一面向底座10的抵持面144。突耳142 內形成有一階梯通孔145。
所述驅動單元16包括電路板160、安裝於電路板160上的控制器161、位置傳感器162、磁鐵163、兩電阻夾持件164、一形狀記憶合金線(Shape Memory Alloy，SMA)165、一導引桿166、和一彈性件170。其中，在本實施方式中，位置傳感器162為霍爾磁性感測器。電阻夾持件164為金屬導電彈片，電阻夾持件164上形成有經金屬彎曲形成的夾持槽167、和經金屬延伸形成的焊接頭168，電阻夾持件164上還形成有固定孔169。彈性件170為彈簧。
當組裝時，將彈片11置於底座10上，使得凸柱104穿過彈片11的一通孔112，導引桿166穿過彈片11的另一通孔112進入底座10的固定孔105內，從而將彈片11固定於底座10上；將磁鐵163通過膠黏方式固定於可動架14的容納槽143內，將可動架14通過膠黏方式固定於彈片11上，使得導引桿166穿過可動架14的突耳142上的階梯通孔145，彈性件170套於導引桿166上，彈性件170部分的置於階梯通孔145內；將固定架12置於底座10上，使得滑塊141置於滑槽123內，突耳142置於避位槽126內，導引桿166穿過容納孔127，通過膠黏方式將固定架12固定於底座10上；將兩電阻夾持件164通過固定孔169和凸柱124的配合固定於固定架12上，電阻夾持件164的焊接頭168通過焊接的方法與LDS線128連接；將SMA線165置於固定架12的容納槽125內，SMA線165的兩端分別夾持在電阻夾持件164的夾持槽167內，SMA線165兩端之間的部分彎折繞過可動架14的突耳142且與抵持面144抵觸；將電路板160固定於固定架12上，位置傳感器162穿過容納槽122與磁鐵163相對，電路板160通過焊接方式與LDS線128連接，從而完成致動器200的組 裝。
當作動時，控制器161提供驅動電流，驅動電流通過LDS線128、電阻夾持件164而加熱SMA線165，SMA線165受熱縮短，從而驅動可動架14向遠離底座10的方向移動，從而完成變焦。由於導引桿166和通孔145的限制，使得可動架14只能沿著導引桿166延伸的方向移動，從而，本發明只需要使用一根SMA線即可驅動可動架14完成變焦。
SMA線165收縮的長度和溫度有著對應關系，然而，由於環境溫度的影響，即使給SMA線165施加相同的驅動電流，在環境溫度不同時也會導致SMA線165被加熱的程度不同，從而SMA線165收縮的程度不同。為了實現精確變焦，本發明使用了位置傳感器162。在可動架14的移動過程中，位置傳感器162感測固定於可動架14上的磁鐵163的磁場強度變化，從而感測可動架14的位置變化，並將結果回傳給控制器161，控制器161根據感測結果調整驅動電流，從而實現精確對焦。例如，當可動架14移動的距離超過預定距離時，控制器161減少驅動電流，從而使得SMA線165變長，從而控制可動架14移動到預定距離；當經過預定的時間可動架14還沒有移動到預定距離時，控制器161增大驅動電流，從而使得SMA線165進一步縮短，從而控制可動架14移動到預定距離。
在可動架14向遠離底座10方向移動時，彈片11受力伸長，彈性件170受力壓縮。當控制器161停止提供驅動電流時，SMA線165冷卻伸長，彈片11和彈性件170彈性回復，從而驅使可動架14回到初始位置。
可以理解，所述固定架12並不侷限於本實施方式藉由膠合方式固 設於所述底座10上，還可以藉由卡合方式固設於所述底座10上。
可以理解，所述位置傳感器162並不侷限於本實施方式的霍爾磁性感測器，其還可以是其他類型的位置傳感器，例如光電位置傳感器。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，於爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。
10‧‧‧底座
101‧‧‧出光孔
102‧‧‧上表面
103‧‧‧凸板
104‧‧‧凸柱
105‧‧‧固定孔
106‧‧‧定位柱
107‧‧‧定位孔
11‧‧‧彈片
111‧‧‧突耳
112‧‧‧通孔
12‧‧‧固定架
120‧‧‧第一側壁
121‧‧‧第二側壁
122‧‧‧容納槽
123‧‧‧滑槽
124‧‧‧凸柱
125‧‧‧容納槽
126‧‧‧避位槽
127‧‧‧容納孔
128‧‧‧雷射直接成型線(LDS線)
14‧‧‧可動架
140‧‧‧外表面
141‧‧‧滑塊
142‧‧‧突耳
143‧‧‧容納槽
144‧‧‧抵持面
145‧‧‧通孔
15‧‧‧鏡頭單元
16‧‧‧驅動單元
160‧‧‧電路板
161‧‧‧控制器
162‧‧‧位置傳感器
163‧‧‧磁鐵
164‧‧‧電阻夾持件
165‧‧‧形狀記憶合金線(SMA線)
166‧‧‧導引桿
167‧‧‧夾持槽
168‧‧‧焊接頭
169‧‧‧固定孔
170‧‧‧彈性件

Claims (10)

  1. 一種致動器，其包括底座、固定架、可動架以及驅動單元，所述固定架固設於所述底座上，所述可動架收容於所述固定架內並承載於所述底座上，其改進在於，所述可動架包括一面向所述底座之抵持面；所述驅動單元包括形狀記憶合金線、控制器、磁鐵、位置傳感器和導引桿；所述形狀記憶合金線的兩端固定於所述固定架上，所述形狀記憶合金線包括位於該兩端之間的彎折部，所述彎折部與所述抵持面抵觸，所述導引桿穿過所述可動架並固定於所述底座上；所述可動架的外表面上形成有一容納槽，該磁鐵收容在該容納槽內，所述磁鐵與所述位置傳感器相對，所述控制器用於施加電流加熱形狀記憶合金線以改變形狀記憶合金線的長度以驅使所述可動架沿所述導引桿運動；所述位置傳感器用於感測所述可動架的位置並將感測結果傳送到所述控制器；所述控制器還用於根據所述感測結果調整所述電流的大小。
  2. 如請求項1所述之致動器，其中，所述固定架藉由膠合方式固設於所述底座上。
  3. 如請求項1所述之致動器，其中，所述致動器還包括一連接所述底座與所述可動架的彈片。
  4. 如請求項1所述之致動器，其中，所述導引桿遠離所述底座的一端穿過所述固定架。
  5. 如請求項4所述之致動器，其中，所述導引桿上套有彈性件，所述彈性件分別抵持所述固定架和所述可動架。
  6. 如請求項1所述之致動器，其中，所述位置傳感器固定於所述固定架上，所述位置傳感器為霍爾磁性感測器。
  7. 如請求項1所述之致動器，其中，所述驅動單元還包括電阻夾持件，所述電阻夾持件固定於所述固定架上，所述形狀記憶合金線的該兩端夾持於所述電阻夾持件上。
  8. 如請求項7所述之致動器，其中，所述電子夾持件與所述控制器通過雷射直接成型線連接。
  9. 一種相機模組，其包括如請求項1所述之致動器和鏡頭單元，所述鏡頭單元收容於所述可動架內。
  10. 如請求項9所述之相機模組，其中，所述鏡頭單元包括鏡筒及收容於所述鏡筒內之鏡片。
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