CN118276275A - 光学元件驱动机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学元件驱动机构。光学元件驱动机构包括一活动部、一固定部以及一驱动组件。活动部可用以连接一光学元件，且可相对于固定部运动。驱动组件可用以驱动活动部相对于固定部运动。

Description

光学元件驱动机构

技术领域

本发明涉及一种光学元件驱动机构。更具体地来说，本发明尤其涉及一种用以驱动光学元件使其运动的光学元件驱动机构。

背景技术

随着科技的发展，现今许多电子装置(例如智能手机或数字相机)皆具有照相或录影的功能。这些电子装置的使用越来越普遍，并朝着便利和轻薄化的设计方向进行发展，以提供使用者更多的选择。

发明内容

本发明的目的在于提出一种光学元件驱动机构，以解决上述至少一个问题。

本发明提供一种光学元件驱动机构，包括一活动部、一固定部以及一驱动组件。活动部可用以连接一光学元件，且可相对于固定部运动。驱动组件可用以驱动活动部相对于固定部运动。

于一些实施例中，前述驱动组件包括一第一电路构件、一第二电路构件、一控制元件、一内部弹性元件、一外部弹性元件、一支持元件、一第一电磁驱动构件以及一电路组件。第二电路构件设置于框架上且连接第一电路构件。控制元件设置于第二电路构件上。内部弹性元件连接承载件和框架。外部弹性元件连接框架。支持元件连接外部弹性元件和固定部。第一电磁驱动构件设置于承载件上，且通过内部弹性元件、第一电路构件以及第二电路构件与控制元件电性连接。电路组件嵌埋于固定部中，且通过支持元件、外部弹性元件、第一电路构件以及第二电路构件与控制元件电性连接。

于一些实施例中，前述内部弹性元件和外部弹性元件彼此分离。

于一些实施例中，在光学元件的一光轴方向上，内部弹性元件的厚度相异于外部弹性元件的厚度。

于一些实施例中，前述框架具有一下表面、一第一连接面以及一第二连接面，内部弹性元件连接第一连接面，且外部弹性元件连接第二连接面，其中下表面和第一连接面之间的距离相异于下表面和第二连接面之间的距离。

于一些实施例中，前述框架具有一凸出部，且外部弹性元件具有一孔洞，其中孔洞的尺寸大于凸出部的尺寸，凸出部容置于孔洞中，且孔洞的至少部分的轮廓对应于凸出部的轮廓。

于一些实施例中，前述固定部包括一底座，且前述驱动组件包括一支持元件、一线圈平板以及一电路组件。支持元件连接活动部和底座，且线圈平板设置于底座上。电路组件嵌埋于底座中，且包括一第一段部、一第二段部、一端子以及一第三段部。第一段部连接支持元件，且第一段部的底面和底座的底面之间具有一第一距离。第二段部连接线圈平板，且第二段部的底面和底座的底面之间具有一第二距离。端子用以连接一外部电路。第三段部连接端子，且第三段部的底面和底座的底面之间具有一第三距离。第一距离相异于第二距离和第三距离，且第二距离相异于第三距离。

于一些实施例中，前述驱动组件还包括一电子元件，设置于底座上，且电路组件还包括一第四段部，连接电子元件，其中第四段部的底面和底座的底面之间具有一第四距离，且第四距离相异于第一距离、第二距离以及第三距离。

于一些实施例中，前述第二距离大于第一距离，第一距离大于第三距离，且第三距离大于第四距离。

于一些实施例中，前述底座具有一顶面和两个条状元件，顶面相反于底面，条状元件设置于顶面上，且支持元件与前述条状元件之间的距离不同，其中光学元件驱动机构还包括一缓冲元件，设置于前述条状元件之间，且接触底座和活动部。

于一些实施例中，底座具有一凹槽，形成于底面上，且电路组件自凹槽暴露，其中固定部包括一壳体，且光学元件驱动机构还包括一黏贴元件，壳体和底座通过黏贴元件彼此接合，且黏贴元件容置于凹槽中。

附图说明

图1为本发明一实施例中的光学元件驱动机构、电子装置以及光学元件的示意图。

图2为本发明一实施例中的光学元件驱动机构的示意图。

图3为本发明一实施例中的光学元件驱动机构的***图。

图4为图2中沿着A-A方向的剖视图。

图5为本发明一实施例中，去除壳体后的光学元件驱动机构的示意图。

图6为图2中沿着B-B方向的剖视图。

图7为图2中沿着C-C方向的剖视图。

图8为本发明一实施例中的电路组件的示意图。

图9为本发明一实施例中的线圈平板、支持元件、电路组件以及底座的示意图。

图10为本发明一实施例中的光学元件驱动机构的仰视图，其中黏贴元件被省略。

图11为本发明一实施例中，缓冲元件设置于两个条状元件之间的示意图。

附图标记如下：

10:光学元件驱动机构

20:电子装置

30:光学元件

100:固定部

110:壳体

120:底座

121:底面

121A:凹槽

122:顶面

122A:凹槽

123:条状元件

124:条状元件

200:活动部

210:承载件

220:框架

221:第一连接面

222:第二连接面

223:凹槽

224:定位部

225:定位部

226:下表面

227:凸出部

230:内部弹性元件

231:承载件固定段

232:框架固定段

233:弦线段

240:外部弹性元件

241:固定段

242:自由段

243:孔洞

250:下弹性元件

251:承载件固定段

252:框架固定段

253:弦线段

260:支持元件

300:驱动组件

311:第一电磁驱动构件

312:第二电磁驱动构件

321:第一电磁驱动元件

322:第二电磁驱动元件

323:第三电磁驱动元件

330:线圈平板

331:线圈

340:导磁元件

350:第一电路构件

360:第二电路构件

370:控制元件

380:隔磁元件

390:电路组件

391:第一段部

392:第二段部

393:第三段部

394:第四段部

395:端子

400:黏贴元件

A1:第一距离

A2:第二距离

A3:第三距离

A4:第四距离

D1:距离

D2:距离

F:缓冲元件

S:感测物

O:光轴

T:电子元件

T1:厚度

T2:厚度

T3:厚度

θ:夹角

具体实施方式

以下说明本发明实施例的光学元件驱动机构。然而，可轻易了解本发明实施例提供许多合适的发明概念而可实施于广泛的各种特定背景。所公开的特定实施例仅仅用于说明以特定方法使用本发明，并非用以局限本发明的范围。

除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此篇公开所属的本领域技术人员所通常理解的相同涵义。能理解的是这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有一与相关技术及本公开的背景或上下文一致的意思，而不应该以一理想化或过度正式的方式解读，除非在此特别定义。

首先请参阅图1，本发明一实施例的光学元件驱动机构10可装设于一电子装置20内，并用以承载及驱动一光学元件30，使得光学元件30可相对于电子装置20中的感光元件(未图示)移动，进而达到对焦、变焦及/或光学防手震(optical image stabilization,OIS)的目的。前述电子装置20例如可为智能手机、平板电脑、或是数字相机，且前述光学元件30例如可为具有多个透镜的镜头，但并不限定于此。

图2和图3分别表示前述光学元件驱动机构10的示意图和***图，且图4为图2中沿着A-A方向的剖视图。如图2至图4所示，光学元件驱动机构10主要可包括一固定部100、一活动部200以及一驱动组件300。

固定部100可包括一壳体110和一底座120，两者可通过黏贴元件400彼此接合以形成一中空盒体。活动部200和驱动组件300可容置于壳体110和底座120所形成的中空盒体内，从而固定部100可对活动部200和驱动组件300进行保护。

底座120的底面121上可形成有凹槽121A，黏贴元件400可容置于前述凹槽121A中并接触壳体110和底座120，以将两者接合。于本实施例中，黏贴元件400仅由光学元件驱动机构10的底部显露，因此可避免位于光学元件驱动机构10侧边的其他电子零件黏贴到黏贴元件400。

活动部200包括一承载件210、一框架220、多个内部弹性元件230、多个外部弹性元件240、一下弹性元件250以及多个支持元件260。承载件210可用于承载光学元件30，且可通过内部弹性元件230和下弹性元件250以可活动的方式连接至框架220。

详细而言，如图3至图5所示，每个内部弹性元件230可具有至少一承载件固定段231、至少一框架固定段232以及至少一弦线段233。承载件固定段231可连接至承载件210的上表面，框架固定段232可连接至框架220的上表面，弦线段233则于承载件固定段231和框架固定段232之间连接两者。同样的，下弹性元件250可具有至少一承载件固定段251、至少一框架固定段252以及至少一弦线段253。承载件固定段251可连接至承载件210的下表面，框架固定段252可连接至框架220的下表面，弦线段253则于承载件固定段251和框架固定段252之间连接两者。如此一来，承载件210即可被悬吊于框架220中。

框架220可通过外部弹性元件240和支持元件260以可活动的方式连接至底座120。每个外部弹性元件240具有一固定段241和一自由段242，固定段241固定于框架220的上表面上，自由段242连接固定段241并凸出于框架220的侧面。支持元件260可具有沿着光学元件30的光轴O方向延伸的长条形结构，其一端固定于外部弹性元件240的自由段242上，另一端则固定于固定部100的底座120。举例而言，支持元件260可包括具有弹性的吊环线，但并不限定于此。

于本实施例中，外部弹性元件240可具有一孔洞243，形成于外部弹性元件240的固定段241上。框架220可具有穿过前述孔洞243而容置于孔洞234内的凸出部227。孔洞243的尺寸可大于凸出部227的尺寸，因此当使用者利用黏胶来将固定段241固定至框架220上时，可增加黏胶的接触面积，进而提升其可靠度。孔洞243的至少部分轮廓可对应于凸出部227的外型，以利定位外部弹性元件240。

前述内部弹性元件230和外部弹性元件240可与驱动组件300电性连接，以作为传送电流的路径。特别的是，内部弹性元件230和外部弹性元件240可为彼此分离的，且两者在光轴O方向上的厚度可不相同(例如内部弹性元件230的厚度小于外部弹性元件240的厚度)，因此可各自提供独立的电流路径和不同的弹性力。

此外，与内部弹性元件230连接的框架220表面可定义为第一连接面221，与外部弹性元件240连接的框架220表面可定义为第二连接面222，第一连接面221和框架220的下表面226之间的距离D1相异于第二连接面222和框架220的下表面226之间的距离D2。如此一来，内部弹性元件230和外部弹性元件240的顶面可齐平，有利于光学元件驱动机构10中其他元件(例如驱动组件300)的设置。

图6为图2中沿着B-B方向的剖视图，且图7为图2中沿着C-C方向的剖视图。如图3、图6和图7所示，驱动组件300可包括一第一电磁驱动构件311、一第二电磁驱动构件312、一第一电磁驱动元件321、一第二电磁驱动元件322、一第三电磁驱动元件323、一线圈平板330以及一导磁元件340。

第一电磁驱动构件311和第二电磁驱动构件312设置于承载件210上，且分别位于承载件210的相反侧。第一电磁驱动元件321和第二电磁驱动元件322设置于框架220上，且第一电磁驱动元件321的位置对应于第一电磁驱动构件311的位置，第二电磁驱动元件322的位置对应于第二电磁驱动构件312的位置。

举例而言，第一电磁驱动构件311和第二电磁驱动构件312可为线圈，且第一电磁驱动元件321和第二电磁驱动元件322可为磁铁。当电流流入第一电磁驱动构件311和第二电磁驱动构件312时，第一电磁驱动构件311和第一电磁驱动元件321之间的电磁作用以及第二电磁驱动构件312和第二电磁驱动元件322之间的电磁作用可提供驱动力推动承载件210相对于框架220沿着光学元件30的光轴O方向移动，因此，可达到变焦或对焦的目的。

第三电磁驱动元件323设置于框架220上，且第一电磁驱动元件321、第二电磁驱动元件322和第三电磁驱动元件323位于承载件210的不同侧。线圈平板330设置于底座120上，且其具有对应第一电磁驱动元件321、第二电磁驱动元件322和第三电磁驱动元件323的多个线圈331。

当电流流入线圈平板330中的线圈331时，线圈331和第一、第二、第三电磁驱动元件321、322、323之间的电磁作用可提供驱动力推动框架220相对于固定部100沿着垂直于光学元件30的光轴O的方向移动(例如沿着X轴及/或Y轴)，从而可带动与其连接的承载件210移动，以达到光学防手震的目的。

于本实施例中，第三电磁驱动元件323内的磁力线方向相异于第一电磁驱动元件321内的磁力线方向和第二电磁驱动元件322内的磁力线方向，且在光学元件30的光轴O的方向上，第三电磁驱动元件323的厚度T3小于第一电磁驱动元件321的厚度T1和第二电磁驱动元件322的厚度T2。

导磁元件340可嵌埋于框架220中，且至少部分的导磁元件340可设置于第一、第二、第三电磁驱动元件321、322、323和框架220之间，以提升光学元件驱动机构10的驱动效果。

如图3至图7所示，于本实施例中，驱动组件300可还包括一第一电路构件350、一第二电路构件360、一控制元件370、一隔磁元件380以及一电路组件390。第一电路构件350例如可为一电路板。第一电路构件350固定于框架220上且具有一环状结构，当沿着光学元件30的光轴O观察时，第一电路构件350可围绕承载件210。具体而言，第一电路构件350可固定至内部弹性元件230的框架固定段232和外部弹性元件240的固定段241(例如通过焊接或通过螺丝或铆钉结合)。因此，内部弹性元件230和外部弹性元件240可与第一电路构件350电性连接。

同样的，第二电路构件360可为一电路板。第二电路构件360设置于固定于框架220上，且承载件210位于第二电路构件360和第三电磁驱动元件323之间。第二电路构件360可与第一电路构件350电性连接，且第二电路构件360和第一电路构件350之间可形成大于0度且小于180度的夹角θ。于本实施例中，第二电路构件360和第一电路构件350之间的夹角θ约为90度。

第二电路构件360可容置于框架220上的一个凹槽223中，且凹槽223的开口可位于框架220的上表面，第二电路构件360可由前述开口暴露，以利使用者进行焊接。此外，框架220还包括至少一定位部224和至少一定位部225。定位部224由凹槽223的内壁凸出，并可对应第二电路构件360的外型，以定位第二电路构件360的位置。定位部225则可凸出于框架220的上表面，且其面朝第一电路构件350的表面可对应第一电路构件350的外型，以定位第一电路构件350的位置。

控制元件370可设置于第二电路构件360上，用以控制活动部200相对于固定部100的运动。控制元件370可依序通过第二电路构件360、第一电路构件350以及内部弹性元件230来与第一电磁驱动构件311和第二电磁驱动构件312电性连接，且控制元件370可依序通过第二电路构件360、第一电路构件350、外部弹性元件240以及支持元件260来与电路组件390电性连接。

隔磁元件380亦设置于第二电路构件360上，且第二电路构件360位于控制元件370和隔磁元件380之间。隔磁元件380的尺寸大于控制元件370的尺寸，且从与光轴O垂直的方向(例如Y轴方向)观察时，隔磁元件380可覆盖控制元件370，因此，可提升驱动组件300的驱动效果。

于本实施例中，驱动组件300可还包括一感测物S，且控制元件370可为一多合一驱动IC(All-in-One Driver IC)，因此控制元件370内部可具有感测器。感测物S可设置于承载件210上，且其位置对应于控制元件370的位置。

控制元件370可检测感测物S的位置来获得承载件210相对于框架220的位置。举例而言，控制元件370内的感测器可为霍尔效应感测器(Hall Sensor)、磁阻效应感测器(Magnetoresistance Effect Sensor,MR Sensor)、巨磁阻效应感测器(GiantMagnetoresistance Effect Sensor,GMR Sensor)、穿隧磁阻效应感测器(TunnelingMagnetoresistance Effect Sensor,TMR Sensor)、或磁通量感测器(Fluxgate)，但并不限定于此。

如图3、图8和图9所示，电路组件390可嵌埋于底座120中，且可具有多个彼此之间电性独立的电路。详而言之，电路组件390可具有至少一第一段部391、至少一第二段部392、至少一第三段部393、至少一第四段部394以及多个端子395。第一段部391可连接至支持元件260，例如可在底座120的凹槽121A中通过黏贴元件400将支持元件260的端部固定至第一段部391。第二段部392可连接至线圈平板330上的线圈331。第三段部393可连接至端子395，且端子395可延伸至底座120外，用以与电子装置20中的其他电子零件电性连接。第四段部394可与设置于底座120上的电子元件T连接，其中电子元件T可容置于形成在底座120的顶面122上的凹槽122A中，且可被线圈平板330所覆盖。举例而言，电子元件T可包括驱动IC及/或位置感测器。

在部分电路中，第三段部393可更连接至第一段部391、第二段部392或第四段部394，且在部分的电路中，第一段部391、第二段部392或第四段部394可直接连接至端子395，但并不限定于此。

由垂直光轴O的方向观察，前述第一段部391的底面和底座120的底面121之间可形成一第一距离A1，第二段部392的底面和底座120的底面121之间可形成一第二距离A2，第三段部393的底面和底座120的底面121之间可形成一第三距离A3，且第四段部394的底面和底座120的底面121之间可形成一第四距离A4。第一距离A1、第二距离A2、第三距离A3、第四距离A4彼此相异，于本实施例中，第二距离A2大于第一距离A1，第一距离A1大于第三距离A3，且第三距离A3大于第四距离A4。因此，底座120可在埋设电路组件390的情况下保持足够的厚度。

此外，如图10所示，于本实施例中，当黏贴元件400填入凹槽121A之前，电路组件390可由凹槽121A显露。因此，可有利于确认电路组件390的位置，且当黏贴元件400填入凹槽121A后，可接触前述电路组件390和底座120，因此可进一步地固定电路组件390。

如图4和图11所示，于本实施例中，光学元件驱动机构10可还包括至少一缓冲元件F，且在底座120的顶面122上，邻近于每个支持元件260处可形成两个条状元件123、124。前述条状元件123、124凸出于前述顶面122，条状元件123和支持元件260之间的距离相异于条状元件124和支持元件260之间的距离，且条状元件123和条状元件124彼此之间具有一间隙。缓冲元件F设置于条状元件123和条状元件124之间的间隙中并接触底座120和框架220，以减缓活动部200移动时的震动。举例而言，缓冲元件F可包括一胶体，但并不限定于此。

于本实施例中，条状元件123具有一圆弧状结构，该圆弧状结构的圆心大致位于支持元件260，因此条状元件123的各部位与支持元件260之间的距离皆大致相同。条状元件124则大致具有一L字形结构，但并不限定于此。

综上所述，本发明提供一种光学元件驱动机构，包括一活动部、一固定部以及一驱动组件。活动部可用以连接一光学元件，且可相对于固定部运动。驱动组件可用以驱动活动部相对于固定部运动。

虽然本发明的实施例及其优点已公开如上，但应该了解的是，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作更动、替代与润饰。此外，本发明的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何所属技术领域中技术人员可从本发明公开内容中理解现行或未来所发展出的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本发明使用。因此，本发明的保护范围包括上述工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一权利要求构成个别的实施例，且本发明的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。

虽然本发明以前述数个较佳实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰。因此本发明的保护范围当视随附的权利要求所界定者为准。此外，每个权利要求建构成一独立的实施例，且各种权利要求及实施例的组合皆介于本发明的范围内。

Claims (11)

1.一种光学元件驱动机构，包括：

一活动部，用以连接一光学元件：

一固定部，该活动部可相对于该固定部运动；以及

一驱动组件，用以驱动该活动部相对于该固定部运动。

2.如权利要求1所述的光学元件驱动机构，其中该活动部包括一承载件和一框架，且该驱动组件包括：

一第一电路构件；

一第二电路构件，设置于该框架上且连接该第一电路构件；

一控制元件，设置于该第二电路构件上；

一内部弹性元件，连接该承载件和该框架；

一外部弹性元件，连接该框架；

一支持元件，连接该外部弹性元件和该固定部；

一第一电磁驱动构件，设置于该承载件上，且通过该内部弹性元件、该第一电路构件以及该第二电路构件与该控制元件电性连接；以及

一电路组件，嵌埋于该固定部中，且通过该支持元件、该外部弹性元件、该第一电路构件以及该第二电路构件与该控制元件电性连接。

3.如权利要求2所述的光学元件驱动机构，其中该内部弹性元件和该外部弹性元件彼此分离。

4.如权利要求2所述的光学元件驱动机构，其中在该光学元件的一光轴方向上，该内部弹性元件的厚度相异于该外部弹性元件的厚度。

5.如权利要求2所述的光学元件驱动机构，其中该框架具有一下表面、一第一连接面以及一第二连接面，该内部弹性元件连接该第一连接面，且该外部弹性元件连接该第二连接面，其中该下表面和该第一连接面之间的距离相异于该下表面和该第二连接面之间的距离。

6.如权利要求2所述的光学元件驱动机构，其中该框架具有一凸出部，且该外部弹性元件具有一孔洞，其中该孔洞的尺寸大于该凸出部的尺寸，该凸出部容置于该孔洞中，且该孔洞的至少部分的轮廓对应于该凸出部的轮廓。

7.如权利要求1所述的光学元件驱动机构，其中该固定部包括一底座，且该驱动组件包括：

一支持元件，连接该活动部和该底座；

一线圈平板，设置于该底座上；以及

一电路组件，嵌埋于该底座中，包括：

一第一段部，连接该支持元件，且该第一段部的底面和该底座的底面之间具有一第一距离；

一第二段部，连接该线圈平板，且该第二段部的底面和该底座的底面之间具有一第二距离；

一端子，用以连接一外部电路；以及

一第三段部，连接该端子，该第三段部的底面和该底座的底面之间具有一第三距离，其中该第一距离相异于该第二距离和该第三距离，且该第二距离相异于该第三距离。

8.如权利要求7所述的光学元件驱动机构，其中该驱动组件还包括一电子元件，设置于该底座上，且该电路组件还包括一第四段部，连接该电子元件，其中该第四段部的底面和该底座的底面之间具有一第四距离，且该第四距离相异于该第一距离、该第二距离以及该第三距离。

9.如权利要求8所述的光学元件驱动机构，其中该第二距离大于该第一距离，该第一距离大于该第三距离，且该第三距离大于该第四距离。

10.如权利要求7所述的光学元件驱动机构，其中该底座具有至少两个条状元件，多个所述条状元件设置于该底座的顶面上，且该支持元件与多个所述条状元件之间的距离不同，其中该光学元件驱动机构还包括一缓冲元件，设置于多个所述条状元件之间，且接触该底座和该活动部。

11.如权利要求7所述的光学元件驱动机构，其中该底座具有一凹槽，形成于该底座的底面上，且该电路组件自该凹槽暴露，其中该固定部包括一壳体，且该光学元件驱动机构还包括一黏贴元件，该壳体和该底座通过该黏贴元件彼此接合，且该黏贴元件容置于该凹槽中。