CN116366950A - 一种sma驱动件、对焦组件及摄像头模组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种SMA驱动件、对焦组件及摄像头模组，属于摄像头领域；其中，本申请提供的SMA驱动件利用形状记忆合金具有通电发热进而收缩的特性，拉拽弹性支撑体的移动端向上移动，进而推动其上方支撑的图像传感器组件向镜头一侧移动进行对焦；其次，本申请提供的对焦组件通过弹片支撑图像传感器组件，弹片底部安装SMA驱动件，通过SMA驱动件推动弹片上的图像传感器组件移动对焦；再者，本申请提供的摄像头模组在对焦组件上直接安装镜头，比传统音圈马达结构简单，推力更大。

Description

一种SMA驱动件、对焦组件及摄像头模组

技术领域

本发明涉及摄像头领域，特别涉及一种SMA驱动件、对焦组件及摄像头模组。

背景技术

如图1所示，是一种常见的手机摄像头模组的结构示意图。摄像头模组主要由以下几个部分组成：镜头(Lens)：将光线汇聚到图像传感器上；音圈马达(VCM)：完成摄像头的自动对焦；红外滤光片(IR-cutFilter)：滤除人眼的非可见光；图像传感器(Sensor)：将光信号转换成电信号；柔性印制电路板(FPCB)：将摄像头模组与主处理器连接起来，并进行数据传输。

现有技术中，主要通过音圈马达带动镜头移动实现对焦；音圈马达(VoiceCoilMotor)也叫音圈电机，它的原理与扬声器类似，在一个永久磁场内放置一个线圈，线圈通电后会产生磁场（安培定则），从而与***的永久磁铁产生引力或斥力，导致线圈受力移动。把镜头安置在线圈上，则可以通过改变电流大小，使得线圈带动镜头前后运动，从而控制镜头的位置，完成对焦的功能。

另外，本领域中还有另一种设计构思，即通过驱动图像传感器组件来达到对焦的目的。例如公告号为CN101533145A的中国发明专利，公开了一种图像传感器浮动式影像追踪自动对焦***，该技术中将图像传感器组件与电磁力驱动的浮动机构连接实现对焦，该结构较为复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种SMA驱动件、对焦组件及摄像头模组，用于驱动图像传感器组件移动来实现对焦功能。

本发明采用的技术方案如下：

根据本公开的第一方面，本发明提供了一种SMA驱动件，包括支撑板，支撑板上设有部分悬空的弹性支撑体，弹性支撑体的悬空部分作为移动端通过形状记忆合金与支撑板连接，形状记忆合金通电后收缩，进而牵拉弹性支撑体的悬空部分使其弯曲形变。

在一些实施例中，所述弹性支撑体呈长条片状，所述形状记忆合金呈丝线状；所述形状记忆合金两端通过两条电路与驱动电源连接。

在一些实施例中，所述弹性支撑体悬空端部形成有安装平面，安装平面与弹性支撑体和支撑板连接端之间弯曲形成阶梯状弯曲部，阶梯状弯曲部突出于支撑板下表面。

在一些实施例中，所述形状记忆合金安装在弹性支撑体上方，其一端连接在安装平面上，另一端跨过阶梯状弯曲部连接在支撑板上表面。

在一些实施例中，所述安装平面上形成有高于形状记忆合金的支撑部。

在一些实施例中，所述安装平面上形成一个部分悬空的端子连接部；形状记忆合金一端连接在安装平面的端子连接部上。

在一些实施例中，支撑板上形成有两个方向相反的弹性支撑体，两个弹性支撑体上各设有一根形状记忆合金，两根形状记忆合金的拉拽方向相反。

根据本公开的第二方面，本发明提供了一种对焦组件，包括上述任一一种SMA驱动件，还包括弹片，弹片包括外边框和内平台，内平台通过弹性臂与外边框连接；内平台上表面安装图像传感器组件；内平台下表面安装SMA驱动件。

在一些实施例中，对焦组件还包括底座和盖体，底座和盖体组装成内部中空的壳体，SMA驱动件安装在底座上，其上方依次安装弹片、图像传感器组件；盖体上设有通孔，通孔被滤光片遮盖。

根据本公开的第三方面，本发明提供了一种摄像头模组，包括上述的对焦组件，还包括镜头座和镜头，镜头座中央通孔内安装镜头，通过镜头座将镜头安装在盖体上表面，镜头位于滤光片上方。

本发明的有益效果在于：本发明提供了一种SMA驱动件、对焦组件及摄像头模组，其中，本申请提供的SMA驱动件利用形状记忆合金具有通电发热进而收缩的特性，拉拽弹性支撑体的移动端向上移动，进而推动其上方支撑的图像传感器组件向镜头一侧移动进行对焦；其次，本申请提供的对焦组件通过弹片支撑图像传感器组件，弹片底部安装SMA驱动件，通过SMA驱动件推动弹片上的图像传感器组件移动对焦；再者，本申请提供的摄像头模组在对焦组件上直接安装镜头，比传统音圈马达结构简单，推力更大。

附图说明

图1是现有手机摄像头模组的结构示意图。

图2是本申请实施例1SMA驱动件的结构示意图。

图3是本申请实施例1SMA驱动件内部结构展示图。

图4是本申请实施例1弹性支撑体的细节展示图。

图5是图4的侧视图。

图6是本申请实施例1弹性支撑体上安装平面的细节展示图。

图7是本申请实施例2SMA驱动件的结构示意图。

图8是本申请实施例2SMA驱动件内部结构展示图。

图9是本申请一种对焦组件的俯视图。

图10是图9的仰视图。

图11是本申请一种对焦组件中弹片的结构示意图。

图12是弹片上表面安装图像传感器组件的示意图。

图13是本申请对焦组件包括底座和盖体的***图。

图14是本申请对焦组件组装结构展示图。

图15是SMA驱动件安装在底座凹槽内示意图。

图16是本申请盖体的俯视图。

图17是本申请盖体的仰视图。

图18是本申请提供的一种摄像头模组的立体结构图。

图1中：镜头1，音圈马达2，滤光片3，图像传感器4。

图2至图18中：支撑板1，弹性支撑体2，安装平面201，阶梯状弯曲部202，弧形过度段202.1，水平段202.2，支撑部203，切割缝隙203.1，绝缘垫块204，端子连接部205；形状记忆合金3，第一电路4，第一短边401、第一长边402、第二短边403、第二长边404，断口405，独立连接部406，串联体407，第一弹性支撑体407.1，第二弹性支撑体407.2，第一端子408；第二电路5，第三短边501、第三长边502、第四短边503，第二端子504；弹片6，外边框601，内平台602，弹性臂603；图像传感器7，柔性印制电路板8，底座9，安装槽901，盖体10，滤光片11，镜头座12，镜头13。

实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了实现驱动图像传感器组件移动来实现对焦功能的目的，本申请首先提供了一种SMA驱动件，如图2所示是本申请SMA驱动件的一种具体结构展示图，用于说明本申请SMA驱动件的原理；该SMA驱动件主要包括支撑板1、呈长条片状的弹性支撑体2和呈丝线状的形状记忆合金3；弹性支撑体2一端与支撑板1连接作为固定端，另一端悬空作为移动端，移动端用于支撑在图像传感器组件的下表面；形状记忆合金3安装在弹性支撑体2上方，其一端连接在弹性支撑体2的移动端上作为牵引端，另一端连接在支撑板1上；形状记忆合金3两端与驱动电路连接,图中所示连接方式只是一种示意，其正负极以及具体电路可以根据实际情况进行设计，例如形状记忆合金3两端可以直接通过导线连接驱动电路；再如支撑板1本身设计成电路板，驱动电路集成在支撑板1上。

上述SMA驱动件的原理是，形状记忆合金3具有通电发热进而收缩的特性，形状记忆合金3相对于原始长度收缩，其牵引端拉拽弹性支撑体2的移动端向上移动，进而推动其上方支撑的图像传感器组件向镜头13一侧移动进行对焦；弹性支撑体2具有可复位的弹性特性，弹性支撑体2被拉拽过程中向上弯曲形变；断电后，形状记忆合金3恢复至原长度，其牵引端逐渐释放弹性支撑体2的移动端，同时，弹片6回弹，其移动端向下回到初始位置。

在本申请一些具体的实施方式中，形状记忆合金3具体可以采用镍钛合金制成，镍钛合金通电发热缩短，断电冷却恢复原长度。弹性支撑体2可以采用铜合金制成。

实施例1

如图3所示，本申请实施例提供了一种SMA驱动件的内置电路结构设计，该方案中，支撑板1内设有两条电路，为了方便描述，分别命名为第一电路4和第二电路5，第一电路4和第二电路5相互隔离开来；下面详细介绍两条电路的具体细节。

如图3中所示，第一电路4包括第一端子408和第一导体，第一导体采用导电材料制成，例如铜或铜合金；第一导体呈“非闭合的口字型”，由两条相对设置的短边和两条相对设置的长边组成；为了方便描述，本申请中将四条边分别命名为：第一短边401、第一长边402、第二短边403、第二长边404；四条边依次连接成一个整体，其中，第二长边404的尾部与第一短边401的头部断开形成断口405；第一短边401连接第一端子408；第二长边404直接作为弹性支撑体2，这种结构设计的优势在于：弹性支撑体2作为第一导体整体结构中的一部分，其具有较好的整体性，其弹性形变能力较弹性支撑体2做成单体更优。此外，这种结构的弹性支撑体2的移动端位于SMA驱动件的内部，使得其上安装的图像传感器组件能够安装在SMA驱动件的正上方，缩小最终组装的摄像头模组的体积。后面介绍摄像头模组是可以展现该效果。

如图3所示，第二电路5包括第二端子504和第二导体，第二导体采用导电材料制成，例如铜或铜合金；第二导体由两条相对设置的短边和一条长边组成；为了方便描述，本申请中将三条边分别命名为：第三短边501、第三长边502、第四短边503；三条边依次连接形成一个半包围的整体；第二导体半包围在第一导体外侧，两者中间隔离开来。

除弹性支撑体2外，第一导体、第二导体内置于绝缘的支撑板1内，当然也可以嵌在支撑板1表面；第二导体半包围设置在第一导体外侧，使得SMA驱动件整体结构紧凑，且第一导体、第二导体作为支撑板1的支撑结构，提高了支撑板1的强度。本申请中，第一端子408和第二端子504用于连接驱动电源。

本实施例中，本申请进一步提供了一种弹性支撑体2，如图4所示，弹性支撑体2呈长条片状，其右侧端与支撑板1连接；弹性支撑体2进一步进行弯曲加工，使其具有更好的弹性形变能力；具体的，弹性支撑体2的左侧端作为移动端，形成有一个安装平面201；安装平面201与弹性支撑体2的右侧端之间向下弯曲形成阶梯状弯曲部202，该阶梯状弯曲部202具体包括两侧的弧形过度段202.1和中间的水平段202.2；如图5所示是支撑板1的侧视图，向下弯曲形成的阶梯状弯曲部202突出于支撑板1下表面。该形状弹性支撑体2具有较好的回弹性。进一步的，如图3中所示，向下弯曲形成的阶梯状弯曲部202的宽度小于两端连接部分的宽度，使得弹性支撑体2左侧安装平面201被向上拉拽过程中弯曲点位于阶梯状弯曲部202内。

进一步的，由于弹性支撑体2左侧端安装平面201的上表面需要安装形状记忆合金3的一端，同时还要支撑图像传感器组件；如果安装平面201设计成水平面，则形状记忆合金3的连接端会直接接触图像传感器组件，推动过程中磨损形状记忆合金3；为此，本申请中，安装平面201左侧边缘进一步向上弯曲，形成一个高于支撑板1上表面的支撑部203（图4、图5中展示），该支撑部203的高度高于形状记忆合金3，使得支撑部203直接接触图像传感器组件，而形状记忆合金3位于图像传感器组件下方，与图像传感器组件分离不接触。

在一种具体的实施方式中，支撑部203的形状呈拱形，该拱形支撑部203的最高点高于形状记忆合金3，拱形支撑部203与图像传感器组件之间呈线接触。这种形状的优势如下：本申请中弹性支撑体2向上弯曲推动触图像传感器组件移动时，支撑部203会在触图像传感器组件下表面移动，拱形支撑部203线接触可以很大程度减少摩擦。

进一步的，如图6中所示，拱形支撑部203还可以进一步被切割成至少两个支撑爪；具体切割时，沿着弹性支撑体2长度方向的中线进行切割，切割缝隙203.1位于拱形支撑部203中间。这种爪型支撑部203进一步减少与图像传感器组件的接触面积。

如图4中所示，本申请实施例提供了一种形状记忆合金3的具体连接结构；如图中所示，丝线状形状记忆合金3的左侧端连接在弹性支撑体2左侧端的安装平面201上，并位于拱形支撑部203右侧；丝线状形状记忆合金3向右侧延伸，并跨过阶梯状弯曲部202，其右侧端连接在支撑板1上表面，并与第二导体连接导通。进一步的，在安装平面201上、形状记忆合金3左侧连接端的右侧设有一个绝缘垫块204，该绝缘垫块204将向右延伸的形状记忆合金3架的更高一些，避免形状记忆合金3向右延伸部分与弹性支撑体2接触。

参照图3中所示，本申请中通过上述结构构建了丝线状形状记忆合金3的连接电路。具体的，丝线状形状记忆合金3的两端通过相互隔离的第一电路4和第二电路5连接第一端子408和第二端子504，第一端子408和第二端子504连接驱动电源。

进一步的，如图6所示，本申请实施例中对弹性支撑体2左侧端的安装平面201做了进一步改进；如图中所示，安装平面201中央去除部分材料，形成一个部分悬空的端子连接部205；具体的，去除部分呈U形，形成长条状连接部，端子连接部205仅保留左侧端与左侧拱形支撑部203相连；悬空的端子连接部205上表面安装丝线状形状记忆合金3的左侧端。此外，拱形支撑部203中央的切割缝隙203.1延伸靠近端子连接部205，使得安装平面201上形成了一个“优先形变的区域”；该改进结构的作用原理如下：丝线状形状记忆合金3通电收缩，首先拉拽悬空的端子连接部205向上弯曲，端子连接部205逐渐与安装平面201形成夹角；之后进一步拉拽安装平面201带动阶梯状弯曲部202向上弯曲；这种阶段形变结构使得丝线状形状记忆合金3与安装平面201的连接端能够反复多次形变，提高其耐用性。

实施例2

如图7所示，本申请实施例提供了第二种SMA驱动件，与实施例1的区别是，本实施例中SMA驱动件上设有两个方向相反的弹性支撑体2，两个弹性支撑体2上各设有一根形状记忆合金3，两根形状记忆合金3的拉拽方向相反。与实施例1中SMA驱动件相比，该SMA驱动件能够提供更大的推力，且一个SMA驱动件可以为图像传感器组件提供两个推动点。

如图8所示是本实施例SMA驱动件支撑板1的内部结构展示图；该支撑板1内依然设有内外两条电路，与实施例1相比，本实施例中外侧的第二电路5的结构与实施例1相同，包括第二端子504和第二导体，第二导体由两条相对设置的短边和一条长边组成，分别为：第三短边501、第三长边502、第四短边503；三条边依次连接形成一个半包围的整体；第二导体半包围在第一电路4外侧，两者中间隔离开来。

本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中将第一电路4中的第一导体进行了改进。具体的，本实施例中，第一导体进一步划分为一个独立的独立连接部406和与之隔离开的串联体407；如图8中所示，串联体407、独立连接部406、第二导体三者之间相互隔离开；独立连接部406用于连接第一端子408；串联体407上形成有两个平行设置的、方向相反的弹性支撑体2，为了方便描述，本实施例中将与实施例1方向相同的弹性支撑体2命名为第一弹性支撑体407.1，第一弹性支撑体407.1与第二导体的第三长边502中间设置第二弹性支撑体407.2；第一弹性支撑体407.1和第二弹性支撑体407.2的移动端悬空，另一端连接在一起。第一弹性支撑体407.1上的第一丝线状形状记忆合金3沿第一弹性支撑体407.1长度方向设置，其一端连接在第一弹性支撑体407.1的安装平面201上，另一端连接在第二导体上；第二弹性支撑体407.2上的第二丝线状形状记忆合金3沿第二弹性支撑体407.2长度方向设置，其一端连接在第二弹性支撑体407.2的安装平面201上，另一端连接在独立连接部406上。

本实施例中通过上述结构构建了两个丝线状形状记忆合金3的串联电路。该SMA驱动件通电后两个丝线状形状记忆合金3同时形变带动两个弹性支撑体2向上弯曲，将其上方安装的图像传感器组件顶起。

本申请进一步提供了一种对焦组件，如图9是本申请一种对焦组件的俯视图，图10是图9的仰视图；该对焦组件包括弹片6，弹片6上表面安装图像传感器组件，弹片6下表面安装SMA驱动件；如图11所示是弹片6的结构示意图，弹片6包括外边框601和内平台602，本实施例中外边框601为正方形边框，其中央设有正方形的内平台602，内平台602通过四周的弹性臂603与外边框601连接，本实施例中弹性臂603呈蛇形弯曲。如图12所示，弹片6上表面安装图像传感器组件，图像传感器组件包括图像传感器7和柔性印制电路板8，柔性印制电路板8铺设在弹片6上表面，图像传感器7安装在柔性印制电路板8上方、位于内平台602上。如图10所示，弹片6下表面安装SMA驱动件，本实施例中采用的是上述实施例2中具有两个弹性支撑体2的SMA驱动件，当然也可以使用实施例1中SMA驱动件；本实施例中内平台602下表面相对设置两个SMA驱动件，共四个支撑点。SMA驱动件通电后推动内平台602向上移动（其上方安装镜头13方向），进而驱动图像传感器组件移动来达到对焦的目的。断电后，通过弹性臂603将内平台602拉回初始位置。

如图13和图14所示，对焦组件还包括底座9和盖体10，底座9上表面设有凹槽，凹槽内设有安装槽901，安装槽901用于容纳SMA驱动件突出于下表面的部分；SMA驱动件安装在凹槽处（如图15所示）；底座9上安装弹片6，弹片6的外边框601与底座9上表面边缘形状吻合，弹片6的外边框601压在底座9上表面边缘上，弹片6中央的内平台602悬空，内平台602下表面通过SMA驱动件的弹性支撑体2驱动向上移动。

如图16和图17所示是盖体10的俯视图和仰视图。盖体10的上表面和下表面各设有凹槽，凹槽中央开设通孔。如图14所示，盖体10盖在底座9上，将弹片6夹在中间，盖体10与底座9中央的凹槽构成一个腔体，用于容纳内部的SMA驱动件和图像传感器组件；盖体10上表面的凹槽内安装滤光片11，滤光片11遮住通孔。

本申请还提供了一种摄像头模组，如图18所示，摄像头模组包括上述对焦组件，还包括镜头座12和镜头13，镜头座12中央通孔内安装镜头13，通过镜头座12将镜头13安装在盖体10上表面，镜头13位于滤光片11正上方。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种SMA驱动件，其特征在于，包括支撑板（1），支撑板（1）上设有部分悬空的弹性支撑体（2），弹性支撑体（2）的悬空部分作为移动端通过形状记忆合金（3）与支撑板（1）连接，形状记忆合金（3）通电后收缩，进而牵拉弹性支撑体（2）的悬空部分使其弯曲形变。

2.根据权利要求1所述的SMA驱动件，其特征在于，所述弹性支撑体（2）呈长条片状，所述形状记忆合金（3）呈丝线状；所述形状记忆合金（3）两端通过两条电路与驱动电源连接。

3.根据权利要求2所述的SMA驱动件，其特征在于，所述弹性支撑体（2）悬空端部形成有安装平面（201），安装平面（201）与弹性支撑体（2）和支撑板（1）连接端之间弯曲形成阶梯状弯曲部（202），阶梯状弯曲部（202）突出于支撑板（1）下表面。

4.根据权利要求3所述的SMA驱动件，其特征在于，所述形状记忆合金（3）安装在弹性支撑体（2）上方，其一端连接在安装平面（201）上，另一端跨过阶梯状弯曲部（202）连接在支撑板（1）上表面。

5.根据权利要求4所述的SMA驱动件，其特征在于，所述安装平面（201）上形成有高于形状记忆合金（3）的支撑部（203）。

6.根据权利要求4所述的SMA驱动件，其特征在于，所述安装平面（201）上形成一个部分悬空的端子连接部（205）；形状记忆合金（3）一端连接在安装平面（201）的端子连接部（205）上。

7.根据权利要求1所述的SMA驱动件，其特征在于，支撑板（1）上形成有两个方向相反的弹性支撑体（2），两个弹性支撑体（2）上各设有一根形状记忆合金（3），两根形状记忆合金（3）的拉拽方向相反。

8.一种对焦组件，其特征在于，包括权利要求1-7任一所述SMA驱动件，还包括弹片（6），弹片（6）包括外边框（601）和内平台（602），内平台（602）通过弹性臂（603）与外边框（601）连接；内平台（602）上表面安装图像传感器组件；内平台（602）下表面安装SMA驱动件。

9.根据权利要求8所述的对焦组件，其特征在于，还包括底座（9）和盖体（10），底座（9）和盖体（10）组装成内部中空的壳体，SMA驱动件安装在底座（9）上，其上方依次安装弹片（6）、图像传感器组件；盖体（10）上设有通孔，通孔被滤光片（11）遮盖。

10.一种摄像头模组，其特征在于，包括权利要求9所述的对焦组件，还包括镜头座（12）和镜头（13），镜头座（12）中央通孔内安装镜头（13），通过镜头座（12）将镜头（13）安装在盖体（10）上表面，镜头（13）位于滤光片（11）上方。

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