TWI647481B - 鏡頭驅動機構以及具有鏡頭驅動機構之電子裝置 - Google Patents

Abstract

一種鏡頭驅動機構，用以驅使一鏡頭單元沿一光軸方向移動，包括一外框、一底座、一鏡頭承載件以及一驅動組件。前述外框含有塑膠材質並具有一開孔，前述底座與外框接觸並相互固定，其中外框與底座之間形成一容納空間。前述鏡頭承載件活動地設置於容納空間內，用以承載該鏡頭單元，其中一外部光線經由該外框之該開孔進入該容納空間而到達該鏡頭單元。前述驅動組件設置於容納空間內，並連接鏡頭承載件以及外框，以驅使鏡頭單元沿光軸方向移動。

Description

鏡頭驅動機構以及具有鏡頭驅動機構之電子裝置

本發明是有關於一種鏡頭驅動機構，特別是有關於一種具有塑膠材質之外框的鏡頭驅動機構。

一般行動電話或平板電腦上通常會設有攝像鏡頭，其主要包括一鏡頭單元以及用以驅動該鏡頭單元之一鏡頭驅動機構(例如音圈馬達(Voice Coil Motor,VCM))，在上述鏡頭驅動機構中大多設有由磁鐵和線圈所組成的驅動組件，藉此可驅使容置於鏡頭驅動機構中之鏡頭單元沿其光軸方向移動，進而達到自動對焦之效果。

請參閱第1A、1B圖，其中第1A圖表示一習知音圈馬達10連接一透明板G和一電路板P的示意圖，第1B圖則表示沿第1A圖中A-A線段的剖視圖。由第1A、1B圖中可以看出音圈馬達10之一外框11與底座13結合，一鏡頭承載件12設置於由外框11和底座13所形成的容納空間101內，一上簧片S1連接外框11和鏡頭承載件12，且一下簧片S2連接底座13和鏡頭承載件12，如此一來鏡頭承載件12和容置於其中的鏡頭單元(未圖示)便可透過音圈馬達10帶動而相對於外框11和底座13沿著其光軸方向移動。此外，透明板G係貼附於外框11之頂面111，藉以保護鏡頭驅動機構10內部的鏡頭單元和其他零件，同時可允許外部光線透過透明板G而進 入到音圈馬達10內部。

然而，由於音圈馬達10的外框11大多是以具導磁性的金屬板沖壓而成，且有鑑於可攜式電子裝置的體積越來越小，因此電子裝置內部的通訊元件(例如天線或無線通訊晶片)容易受到金屬外框11的影響而使其效能降低；另一方面，由於前述上簧片S1係呈平板狀，為了使上簧片S1能夠順利連接外框11與鏡頭承載件12，通常會在金屬外框11的四個角落處形成凹陷結構112(如第1A、1B圖所示)，以利於上簧片S1與鏡頭承載件12的上表面和凹陷結構112之下表面(第1B圖)相連接，惟如此將使得外框21的頂面111和透明板G之間的貼合面積變小，以致於影響組裝後的整體結構強度。

本發明之一實施例提供一種鏡頭驅動機構，用以驅使一鏡頭單元沿一光軸方向移動，包括一外框、一底座、一鏡頭承載件以及一驅動組件。前述外框含有塑膠材質並具有一開孔，前述底座與外框接觸並相互固定，其中外框與底座之間形成一容納空間。前述鏡頭承載件活動地設置於容納空間內，用以承載該鏡頭單元，其中一外部光線經由該外框之該開孔進入該容納空間而到達該鏡頭單元。前述驅動組件設置於容納空間內，並連接鏡頭承載件以及外框，以驅使鏡頭單元沿光軸方向移動。

於一實施例中，前述外框更具有一凸塊、一頂面以及一側面，該側面自頂面之邊緣朝該底座方向延伸，該凸塊凸出於該外框之一內側表面，並對應於該頂面與該側面的鄰接處，以提升該外框的結構強度。

於一實施例中，前述頂面呈四邊形。

於一實施例中，前述外框更含有金屬材質。

於一實施例中，前述鏡頭驅動機構更包括一導線，以模塑互連器件(Molded Interconnect Device,MID)技術形成於該外框上。

於一實施例中，前述驅動組件包括一第一磁性元件以及一第二磁性元件，其中該第一、第二磁性元件分別設置於該外框以及該鏡頭承載件上，且該鏡頭承載件藉由該第一、第二磁性元件之間所產生的磁力作用而相對於該外框以及該底座移動。

於一實施例中，前述外框更具有一夾持部，凸出於該外框之一內側表面並限制該第一磁性元件於該內側表面上之一既定位置。

於一實施例中，前述夾持部具有一U字形結構，且該第一磁性元件容置於該U字形結構內。

於一實施例中，前述第一磁性元件為一磁鐵，且該第二磁性元件為一可被施加電流之線圈。

於一實施例中，前述第一磁性元件包含一多極磁鐵。

於一實施例中，前述鏡頭承載件具有一凸出之滑塊，且該外框更具有一限位結構，其中該滑塊容置於該限位結構中，以限制該滑塊之移動。

於一實施例中，前述限位結構具有兩個限位部，凸出於該外框之一內側表面，其中該些限位部之間形成一朝該光軸方向延伸之凹槽，且該凹槽之寬度大於該滑塊之寬度。

於一實施例中，前述鏡頭驅動機構大致呈多邊形且更包括兩個驅動組件，該些驅動組件分別設置於該鏡頭驅動機構之相反側，以驅使該鏡頭單元沿該光軸方向移動，其中該滑塊以及該限位結構位於該鏡頭驅動機構中不同於該些驅動組件的一側。

於一實施例中，前述外框大致呈四邊形且更具有一包含塑膠材質之本體以及一金屬板，其中該開孔形成於該本體上，且該金屬板設置於該本體之一側。

於一實施例中，前述金屬板形成有複數個孔洞，且該本體形成有複數個凸出部，其中該些凸出部嵌合於該些孔洞內。

此外，本發明更提供一種電子裝置，包括如前所述之鏡頭驅動機構、一殼體以及一無線通訊元件，其中該鏡頭驅動機構大致呈多邊形，且該鏡頭驅動機構及該無線通訊元件皆設置於該殼體內，其中該驅動組件鄰近該鏡頭驅動機構之一第一側，該無線通訊元件鄰近該鏡頭驅動機構之一第二側，且該第二側不同於該第一側。

為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例並配合所附圖式做詳細說明。

10‧‧‧音圈馬達

101、201‧‧‧容納空間

11‧‧‧外框

111‧‧‧頂面

112‧‧‧凹陷結構

12‧‧‧鏡頭承載件

13‧‧‧底座

20‧‧‧鏡頭驅動機構

21‧‧‧外框

21’‧‧‧本體

210‧‧‧開孔

211‧‧‧頂面

212‧‧‧側面

213‧‧‧凸塊

22‧‧‧鏡頭承載件

220‧‧‧穿孔

221‧‧‧滑塊

23‧‧‧底座

24‧‧‧金屬板

240‧‧‧孔洞

M‧‧‧第一磁性元件

C‧‧‧第二磁性元件

G‧‧‧透明板

L‧‧‧光軸

P‧‧‧電路板

R1‧‧‧限位結構

R11‧‧‧限位部

R12‧‧‧凹槽

R2‧‧‧夾持部

R21‧‧‧溝槽

S1‧‧‧上簧片

S2‧‧‧下簧片

第1A圖表示一習知音圈馬達連接一透明板和一電路板的示意圖。

第1B圖表示沿第1A圖中A-A線段的剖視圖。

第2圖表示本發明一實施例之鏡頭驅動機構的爆炸圖。

第3A圖表示第2圖中之鏡頭驅動機構與一透明板和一電路板結合的示意圖。

第3B圖表示沿第3A圖中B-B線段的剖視圖。

第4A圖表示第3A圖中之外框的立體圖。

第4B圖表示第4A圖中之外框的俯視圖。

第5A圖表示第4A圖中之外框與鏡頭承載件和第一磁性元件組裝後的立體圖。

第5B圖表示第5A圖中之外框、鏡頭承載件和第一磁性元件的俯視圖。

第6圖表示本發明另一實施例之鏡頭驅動機構的立體圖。

第7圖表示本發明另一實施例之鏡頭驅動機構的立體圖。

茲配合圖式說明本發明之較佳實施例。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

第2圖表示本發明一實施例之鏡頭驅動機構20的爆炸圖。如圖所示，本實施例之鏡頭驅動機構20主要係用以承載一鏡頭單元(未圖示)，其中在鏡頭驅動機構20內部設有由磁鐵及線圈等磁性元件所組成的驅動組件，以驅使鏡頭單元可沿鏡頭單元 的光軸L方向移動，進而能達到自動對焦的效果。

具體而言，前述鏡頭驅動機構20主要包括一外框21、一鏡頭承載件22、一底座23、一上簧片S1、一下簧片S2、至少一第一磁性元件M以及至少一第二磁性元件C，其中外框21大致呈四邊形並具有一開孔210，外框21的四個側面212自其頂面211邊緣朝底座23方向延伸，且底座23係與外框21相互固定結合，鏡頭承載件22則活動地設置於外框21和底座23之間，其中鏡頭承載件22具有一穿孔220，用以容納並承載前述鏡頭單元(未圖示)。應了解的是，外部光線可經由外框21之開孔210進入鏡頭驅動機構20，並依序穿過鏡頭承載件22中央的鏡頭單元和下方的底座23，最後再投射於一影像感測單元(例如CCD)表面以獲取影像資料。

由第2圖中可以看出，第一磁性元件M設置於外框21的內側表面，第二磁性元件C則是設置於鏡頭承載件22的外側表面，且對應於前述第一磁性元件M。於本實施例中，第一磁性元件M例如為一單極或多極磁鐵，第二磁性元件C則例如為一線圈，當欲驅使鏡頭單元沿光軸L方向移動時，可施加適當之電流至第二磁性元件C，以使第二磁性元件C所產生的磁場與第一磁性元件M的磁場作用，如此一來便可透過磁力控制鏡頭單元沿光軸L方向移動，以達到迅速對焦以及防手震等目的。惟需特別說明的是，前述第一磁性元件M亦可為一線圈，且第二磁性元件C可為單極或多極磁鐵，如此同樣可達到藉由磁力控制鏡頭單元運動的效果。

再請一併參閱第2、3A、3B圖，其中第3A圖表示第2圖中之鏡頭驅動機構20與一透明板G和電路板P結合的示意圖，第3B圖則表示沿第3A圖中B-B線段的剖視圖。由第3A圖中可以看出， 組裝後的鏡頭驅動機構20可與一塑膠或玻璃材質之透明板G結合，其中透明板G係貼附於外框21上方平坦之頂面211，藉此可保護鏡頭驅動機構20內部的鏡頭單元和其他零件，同時亦可允許外部光線透過透明板G而進入到鏡頭驅動機構20內部，以利於透過影像感測單元(例如CCD)將所接收到之光線轉換為電子訊號，其中鏡頭驅動機構20可透過與其結合之電路板P而電性連接到一外部電源，或者可藉由電路板P將電子訊號傳送到鏡頭驅動機構20外部的處理器以進行資料運算。

再請一併參閱第2、3B圖，由圖中可以看出鏡頭承載件22以及上、下簧片S1、S2皆是設置於外框21和底座23所形成的容納空間201內，其中上簧片S1連接外框21和鏡頭承載件22，下簧片S2則連接底座23和鏡頭承載件22。需特別說明的是，由於本實施例中之外框21含有塑膠材質(例如可完全由塑膠材質所構成，或可在塑膠材料中摻入金屬粉末)，因此可利用射出成形或嵌入成形(Insert Molding)等一體成形的方式製作，其中更可於外框21成形時直接在外框21的內側表面上形成凸塊213(第3B圖)，且前述凸塊213的位置係對應於外框21之四邊形頂面211與側面212的鄰接處，如此一來不僅可在外框21上方形成大面積且平坦的四邊形頂面211，以提升外框21和透明板G的貼合面積並強化兩者間的固定效果，同時透過在外框21之頂面211與側面212的鄰接處附近形成凸塊213，更可大幅提升外框21的整體結構強度。

或者，也可以透過在塑膠材料中摻雜金屬粉粒的方式製作前述外框21，相較於以純塑膠材料製作的方式而言不僅能夠增加機構內部的磁場強度，且相較於傳統的純金屬板壓製的方 式而言則更能提升其結構強度。另一方面，由於外框21具有塑膠材料且可透過一體成形的方式製作，因此可將導線以以模塑互連器件(Molded Interconnect Device,MID)技術(例如雷射直接成形法(Laser Direct Structuring,LDS))直接形成於外框21上，此時可不必額外設置電路元件(如第3A圖中之電路板P)來與外部電路連接，且能大幅縮小鏡頭驅動機構20的整體尺寸並降低製造成本。

接著請一併參閱第2、4A~5B圖，其中第4A圖表示第3A圖中之外框21的立體圖，第4B圖表示第4A圖中之外框21的俯視圖，第5A圖表示第4A圖中之外框21與鏡頭承載件22和第一磁性元件M組裝後的立體圖，第5B圖表示第5A圖中之外框21、鏡頭承載件22和第一磁性元件M的俯視圖。如第2、4A~5B圖所示，鏡頭承載件22的外側表面形成有至少一凸出之滑塊221，且外框21的內側表面形成有至少一限位結構R1，對應於前述滑塊221，其中每一限位結構R1具有兩個限位部R11，凸出於外框21之內側表面，且在兩個限位部R11之間形成有一朝L光軸方向延伸之長條形凹槽R12，其中凹槽R12之寬度略大於滑塊221之寬度。於本實施例中，藉由使滑塊221容置於限位結構R1內，可限制滑塊221於水平方向上之移動，以避免其在使用過程中撞擊到鏡頭驅動機構20中的其他零件。

此外，由第2圖以及第4A~5B圖中可看出，外框21的內側表面更形成有至少一凸出之夾持部R2，其中夾持部R2具有U字形結構，且前述第一磁性元件M係容置於夾持部R2中央之溝槽R21內，藉此可防止第一磁性元件M脫離外框21，並可限制第一磁性元件M於外框21內側表面上之一既定位置。應了解的是，由於 本實施例中之外框21含有塑膠材質，並且可以一體成形的方式製作，因此在成形過程中可直接於外框21的內側表面形成限位結構R1和夾持部R2，而不必另外設置定位元件，進而可大幅降低材料與組裝成本。

更進一步地，由第2圖以及第4A~5B圖中亦可清楚地看出，本實施例之鏡頭驅動機構20係大致呈四邊形且設有兩個成對的驅動組件(每一驅動組件分別包含第一、第二磁性元件M、C)，該些驅動組件分別設置於鏡頭承載件22之相反側，以驅使鏡頭承載件22和鏡頭單元沿光軸L方向移動，其中滑塊221以及限位結構R1位於鏡頭驅動機構20中不同於該些驅動組件的一側(例如位於第5B圖中之鏡頭承載件22的左、右兩側)。

接著請參閱第6圖，該圖表示本發明另一實施例之鏡頭驅動機構20的立體圖。如圖所示，本實施例之鏡頭驅動機構20的外框21具有一中空且呈四邊形的本體21’以及一金屬板24，其中本體21’含有塑膠材質，金屬板24則可以嵌入成形(Insert Molding)的方式而一體形成於本體21’之一側。

再請參閱第7圖，該圖表示本發明另一實施例之鏡頭驅動機構20的立體圖。如圖所示，本實施與第6圖之實施例不同之處在於：金屬板24上更形成有複數個長條形之孔洞240，且在本體21’上對應於該金屬板24之一側形成有複數個凸出部，其中該些凸出部嵌合於該些孔洞240內。

根據前述各實施例所揭露之內容，本發明更提供一種電子裝置，包括前述任一實施例中所揭露之鏡頭驅動機構20，其中鏡頭驅動機構20大致呈多邊形，且鏡頭驅動機構20及至少一 無線通訊元件(例如天線或無線通訊晶片)設置於電子裝置之殼體內。需特別說明的是，前述驅動組件鄰近鏡頭驅動機構20之一第一側(例如位於第5B圖中之鏡頭承載件22的上側或下側)，無線通訊元件則鄰近鏡頭驅動機構20之一第二側(例如位於第5B圖中之外框21的左側或右側)。

綜上所述，本發明提供一種鏡頭驅動機構以及具有該鏡頭驅動機構的電子裝置，其中由於鏡頭驅動機構的外框係含有塑膠材料，因此可以透過一體成形的方式製作，從而能大幅縮小鏡頭驅動機構的整體尺寸並可有效降低製造成本。此外，即便位於電子裝置內部的通訊元件(例如天線或無線通訊晶片)與鏡頭驅動機構的位置靠近，具有塑膠材質的鏡頭驅動機構可降低對通訊元件的影響，所以可在電子裝置微型化的同時確保通訊元件的性能。

雖然本發明已以較佳實施例揭露於上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項工藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (15)

1. 一種鏡頭驅動機構，用以驅使一鏡頭單元沿一光軸方向移動，包括：一外框，含有塑膠材質並具有一開孔、一凸塊、一頂面以及至少兩個側面，該些側面自該頂面之邊緣朝該底座方向延伸，該凸塊凸出於該外框之一內側表面，並對應於該頂面與該些側面的鄰接處；一底座，與該外框接觸並相互固定，其中該外框與該底座之間形成一容納空間；一鏡頭承載件，活動地設置於該容納空間內，用以承載該鏡頭單元，其中一外部光線經由該外框之該開孔進入該容納空間而到達該鏡頭單元；以及一驅動組件，設置於該容納空間內，連接該鏡頭承載件以及該外框，以驅使該鏡頭單元沿該光軸方向移動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭驅動機構，其中該頂面呈四邊形。
3. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭驅動機構，其中該外框更含有金屬材質。
4. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭驅動機構，其中該鏡頭驅動機構更包括一導線，以模塑互連器件(Molded Interconnect Device,MID)技術直接形成於該外框上。
5. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭驅動機構，其中該驅動組件包括一第一磁性元件以及一第二磁性元件，其中該第一、第二磁性元件分別設置於該外框以及該鏡頭承 載件上，且該鏡頭承載件藉由該第一、第二磁性元件之間所產生的磁力作用而相對於該外框以及該底座移動。
6. 如申請專利範圍第5項所述之鏡頭驅動機構，其中該外框更具有一夾持部，凸出於該外框之一內側表面並限制該第一磁性元件於該內側表面上之一既定位置。
7. 如申請專利範圍第6項所述之鏡頭驅動機構，其中該夾持部具有一U字形結構，且該第一磁性元件容置於該U字形結構內。
8. 如申請專利範圍第5項所述之鏡頭驅動機構，其中該第一磁性元件為一磁鐵，且該第二磁性元件為一可被施加電流之線圈。
9. 如申請專利範圍第8項所述之鏡頭驅動機構，其中該第一磁性元件包含一多極磁鐵。
10. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭驅動機構，其中該鏡頭承載件具有一凸出之滑塊，且該外框更具有一限位結構，其中該滑塊容置於該限位結構中，以限制該滑塊之移動。
11. 如申請專利範圍第10項所述之鏡頭驅動機構，其中該限位結構具有兩個限位部，凸出於該外框之一內側表面，其中該些限位部之間形成一朝該光軸方向延伸之凹槽，且該凹槽之寬度大於該滑塊之寬度。
12. 如申請專利範圍第10項所述之鏡頭驅動機構，其中該鏡頭驅動機構大致呈多邊形且更包括兩個驅動組件，該些 驅動組件分別設置於該鏡頭驅動機構之相反側，以驅使該鏡頭單元沿該光軸方向移動，其中該滑塊以及該限位結構位於該鏡頭驅動機構中不同於該些驅動組件的一側。
13. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭驅動機構，其中該外框大致呈四邊形且更具有一包含塑膠材質之本體以及一金屬板，其中該開孔形成於該本體上，且該金屬板設置於該本體之一側。
14. 如申請專利範圍第13項所述之鏡頭驅動機構，其中該金屬板形成有複數個孔洞，且該本體形成有複數個凸出部，其中該些凸出部嵌合於該些孔洞內。
15. 一種具有鏡頭驅動機構之電子裝置，包括如申請專利範圍第1項所述之鏡頭驅動機構、一殼體以及一無線通訊元件，其中該鏡頭驅動機構大致呈多邊形，且該鏡頭驅動機構及該無線通訊元件皆設置於該殼體內，其中該驅動組件鄰近該鏡頭驅動機構之一第一側，該無線通訊元件鄰近該鏡頭驅動機構之一第二側，且該第二側不同於該第一側。