CN209858825U - 光学元件驱动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种光学元件驱动机构，包括：固定部、活动部、驱动组件以及电路单元。活动部可动地连接前述固定部，并承载光学元件。驱动组件驱动前述活动部相对前述固定部移动。电路单元包括基底、板状连接部以及层状连接部。板状连接部是部分埋设于前述基底。层状连接部设置于前述基底上，其中前述驱动组件与前述层状连接部电性连接，且前述板状连接部的厚度与前述层状连接部的厚度不同。

Description

光学元件驱动机构

技术领域

本实用新型涉及一种光学元件驱动机构，特别涉及一种包括具有不同厚度的板状连接部、层状连接部的电路单元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(例如智能手机或数码相机)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。

前述具有照相或录影功能的电子装置通常设有一镜头驱动模块，以驱动一镜头沿一光轴进行移动，进而达到自动对焦(autofocus；AF)的功能。此外，光线可穿过前述镜头在一感光元件上成像。然而，电子装置的小型化逐渐成为消费需求的主流，而电子装置的厚度往往取决于镜头驱动模块的厚度。如此一来，缩减镜头驱动模块的厚度始成一重要的课题。

发明内容

本实用新型的一些实施例提供一种光学元件驱动机构，包括：固定部、活动部、驱动组件以及电路单元。活动部可动地连接前述固定部，并承载光学元件。驱动组件驱动前述活动部相对前述固定部移动。电路单元包括基底、板状连接部以及层状连接部。板状连接部是部分埋设于前述基底。层状连接部设置于前述基底上，其中前述驱动组件与前述层状连接部电性连接，且前述板状连接部的厚度与前述层状连接部的厚度不同。

在一些实施例中，前述驱动组件与前述板状连接部电性连接。在一些实施例中，前述基底具有第一表面以及第二表面，前述层状连接部设置于前述第一表面以及前述第二表面上，且前述第一表面与前述第二表面位于不同的平面上。前述基底具有第一部分以及第二部分，前述板状连接部设置于前述第一部分，且前述第一部分的厚度大于前述第二部分的厚度。在一些实施例中，前述板状连接部与前述层状连接部电性独立。前述固定部还包括外框，且前述板状连接部固定地连接于前述外框。

在一些实施例中，前述光学元件驱动机构还包括电子元件，且前述板状连接部与前述电子元件电性连接。前述驱动组件还包括磁性元件，且前述磁性元件与前述板状连接部重叠。在一些实施例中，前述板状连接部是部分显露于前述基底，且延伸至前述基底之外。前述板状连接部抵接影像感测元件，且前述影像感测元件侦测通过前述光学元件的光。

为让本实用新型之上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

图1显示根据本实用新型一实施例的光学元件驱动机构的立体图。

图2显示图1的光学元件驱动机构的***图。

图3显示沿图1中线A-A’的剖视图。

图4显示根据本实用新型另一实施例的电路单元的立体图。

图5显示根据本实用新型另一实施例的电路单元的立体图。

图6显示根据本实用新型另一实施例的电路单元的立体图。

图7显示根据本实用新型另一实施例的电路单元的立体图。

图8显示根据本实用新型另一实施例的电路单元的俯视图。

图9显示根据本实用新型另一实施例的电路单元和影像感测元件的剖面图。

其中，附图标记说明如下：

1 光学元件驱动机构

10 外框

10A 外框顶壁

10B 外框侧壁

11 外框开孔

20、20A、20B、20C、20D、20E、20F 电路单元

21 电路单元开孔

22 基底

22A 第一部分

22B 第二部分

221 第一表面

222 第二表面

23、25、26、27、28 板状连接部

24 层状连接部

30 承载座

31 贯穿孔

40 线圈

50 框架

50A 凹孔

51 框架开孔

60 磁性元件

70 第一弹性元件

72 第二弹性元件

74 第三弹性元件

80 电路板

82 感测元件

90 影像感测元件

EM 驱动组件

F 固定部

M 活动部

O 光轴

S 感测区域

具体实施方式

以下说明本实用新型实施例的光学元件驱动机构。然而，可轻易了解本实用新型实施例提供许多合适的新型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实用新型，并非用以局限本实用新型的范围。

除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与本领域普通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，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在此特别定义。

图1显示根据本实用新型一实施例的光学元件驱动机构1的立体图。应先说明的是，在本实施例中，光学元件驱动机构1例如为一音圈马达(Voice Coil Motor；VCM)，可设置于具有照相功能的电子装置内，用以驱动一光学元件(例如一镜片)，并可具备自动对焦(auto-focusing；AF)及光学防手震(optical image stabilization；OIS)功能。如图1所示，光学元件驱动机构1具有大致呈四边形的结构。

图2显示图1所示的光学元件驱动机构1的***图。由图2中可以看出，光学元件驱动机构1主要包括一外框10、一电路单元20、一承载座30、一线圈40、一框架50、四个磁性元件60、一第一弹性元件70、一第二弹性元件72、四个第三弹性元件74、一电路板80以及两个感测元件82。此外，外框10、电路单元20、框架50与电路板80可构成一固定部F，而承载座30、第一弹性元件70、第二弹性元件72及可构成一活动部M。

在本实施例中，外框10具有一中空结构，其具有一顶壁10A以及四个侧壁10B。外框10与电路单元20可相互连接并组合为中空的盒体，藉此前述承载座30、线圈40、框架50、磁性元件60、第一弹性元件70、第二弹性元件72、第三弹性元件74、电路板80以及感测元件82可被外框10所围绕而容置于此盒体中。

应了解的是，外框10及电路单元20上分别形成有开孔11、21，开孔11的中心对应于一光学元件(未图示)的光轴O，开孔21则对应于一设置在光学元件驱动机构1的外的影像感测元件90(见图9)；据此，设置于光学元件驱动机构1中的前述光学元件可在光轴O方向与影像感测元件90进行对焦。

电路单元20包括一板状连接部23，于本实施例中，板状连接部23由金属或任何其他导电材料制成。板状连接部23电性连接一设置于光学元件驱动机构1外部的驱动单元(未图示)，用以执行自动对焦(AF)及光学防手震(OIS)等功能。此外，前述电路单元20还包括一基底22，其中基底22以模内成形(insert molding)的方式包覆于板状连接部23外侧。换言之，板状连接部23至少部分埋设于基底22中。在本实施例中，基底22由绝缘材料所制成。举例而言，基底22由树脂所制成，但不限于此。

承载座30具有一中空结构，并形成有一贯穿孔31，其中光学元件锁固于贯穿孔31内，前述线圈40则卷绕于承载座30的外周面。框架50具有一开孔51以及四个凹孔50A，其中凹孔50A分别对应于外框10的四个侧壁10B。四个磁性元件60可固定于四个凹孔50A内。于一些实施例中，四个磁性元件60亦可固定于框架50的四个角落，且磁性元件60的形状为长条形。

在本实施例中，前述磁性元件60、线圈40与电路板80可构成电磁驱动组件EM。应注意的是，于一些实施例中，磁性元件与线圈的位置可互换，亦即在一些实施例中，可将一或多个线圈固定于前述框架50上，与线圈对应的磁性元件则对应设置于承载座30的外周面。

如图3所示，承载座30及其内的光学元件活动地(movably)设置于框架50内。更具体而言，承载座30可通过金属材质的第一弹性元件70及第二弹性元件72悬吊于框架50的中心。当一电流被施加至前述线圈40时，可通过线圈40和磁性元件60产生一电磁驱动力(electromagnetic force)以驱使承载座30和前述光学元件相对于框架50沿Z轴方向移动。

前述第一、第二弹性元件70及72的外周部分别连接于框架50之上、下两侧，其内周部则分别连接于承载座30之上、下两侧，藉此可使承载座30能以悬吊的方式设置于框架50内。前述电路板80例如为一印刷电路板，其内部设有对应于四个磁性元件60的四个线圈(未图示)。四个第三弹性元件74的一端连接于电路单元20，另一端则连接至第一弹性元件70，藉以将框架50连同设置于其内的承载座30和光学元件悬吊于外框10内，其中前述第三弹性元件74的材质可以是金属或任何其他适合的导电材料。

应了解的是，通过板状连接部23可传送电信号至线圈40及电路板80内的线圈，且板状连接部23亦可通过第三弹性元件74及第一弹性元件70而传送电信号至线圈40，藉此可控制承载座30在X、Y、Z轴方向上的移动。

如图2所示，于电路单元20的不同侧边上分别安装有和板状连接部23电性连接的感测元件82，其例如为霍尔感测器(Hall effect sensor)、磁敏电阻感测器(MR sensor)、或磁通量感测器(Fluxgate)等，藉此可用以侦测框架50上的磁性元件60，以得知框架50和承载座30相对于电路单元20在X轴方向及Y轴方向上的位置偏移量。举例而言，可在基底22以模内成形的方式包覆于板状连接部23外侧之后，再将感测元件82电性连接(例如焊接)至板状连接部23。于一实施例中，也可在基底22以模内成形的方式包覆于板状连接部23外侧之前，先将感测元件82电性连接(例如焊接)至板状连接部23。

需特别说明的是，前述板状连接部23可产生并提供电信号至电路板80中的线圈，并通过前述线圈与框架50上的磁性元件60之间所产生的电磁驱动力，以驱使框架50沿着垂直于光轴O的方向(平行于X-Y平面)移动来补偿前述位置偏移，进而实现光学防手震(OIS)的功能。

图4显示根据本实用新型另一实施例的电路单元20A的立体图。在本实施例中，电路单元20A包括基底22、板状连接部23和层状连接部24。应注意的是，为了清楚地显示电路单元20A内部的结构，将基底22以虚线绘示。基底22包括第一部分22A和第二部分22B，第一部分22A沿Z轴的厚度会大于第二部分22B沿Z轴的厚度。第一部分22A具有第一表面221，第二部分22B具有第二表面222，其中第一表面221为第一部分22A的顶面，而第二表面222则是第二部分22B的顶面。换言之，第一表面221与第二表面222会位于高度不同的平面上。在本实施例中，第一表面221与第二表面222位于不同的水平面(X-Y平面)上。在其他一些实施例中，第一表面221与第二表面222可以是非水平的表面。在本实施例中，板状连接部23与层状连接部24由金属或任何其他适合的导电材料制成。

如图4所示，板状连接部23部分埋设于基底22的第一部分22A中，并沿垂直方向(Z轴)向下延伸至光学元件驱动机构1之外。层状连接部24则是设置于基底22的表面上(亦即设置于第一表面221与第二表面222上)。在本实施例中，板状连接部23及层状连接部24可与驱动组件EM(见图2)电性连接，藉以传递来自外部的电信号至驱动组件EM，以控制驱动组件EM的运作。板状连接部23可作为电路单元20A的接脚，与外部电性连接。层状连接部24则可在板状连接部23之间或在板状连接部23与驱动组件EM之间传递电信号。

由于层状连接部24不须经由模内成形的方式来设置，基底22不会包覆住层状连接部24，故可降低基底22于Z轴的厚度，达到小型化的效果。此外，由于所形成的方式不同，层状连接部24的厚度亦可小于板状连接部23的厚度。另外，感测元件82可设置在第一部分22A上，并与板状连接部23及层状连接部24电性连接。应理解的是，除了感测元件82之外，亦可将集成电路(integrated circuit；IC)元件或电容等电子元件设置于第一部分22A上，并将其与板状连接部23及层状连接部24电性连接。

图5显示根据本实用新型另一实施例的电路单元20B的立体图。应注意的是，在本实施例中所示的电路单元20B与图4所示的电路单元20A的不同之处在于：整个基底22的厚度大体上是一致的。此外，可直接通过设置于基底22内部的板状连接部23传递电信号至驱动组件EM。如此一来，可增加线路设计的变化性。

图6显示根据本实用新型另一实施例的电路单元20C的立体图。应注意的是，在本实施例中所示的电路单元20C与图5所示的电路单元20B的不同之处在于：电路单元20C包括板状连接部25，其完全埋设于基底22之中。板状连接部25可延伸至基底22各处，而非仅设置于小范围的基底22内。在本实施例中，板状连接部25由金属材料制成。通过板状连接部25的设置，可提高电路单元20C的机械强度及可靠度。此外，在本实施例中，层状连接部24与板状连接部25电性独立，亦即板状连接部25并不会用来传递电信号，层状连接部24可在驱动组件EM与外界之间传递电信号，来达到光学元件驱动机构1驱动光学元件的效果。

图7显示根据本实用新型另一实施例的电路单元20D的立体图。应注意的是，在本实施例中所示的电路单元20D与图5所示的电路单元20B的不同之处在于：电路单元20D包括互相电性独立的板状连接部23及26，其中板状连接部23及26皆部分埋设于基底22中。板状连接部23用于在驱动组件EM与外部之间传递电信号，板状连接部26会沿水平方向延伸至基底22的侧面之外，可通过焊接、熔接或任何其他适合的加工方法将板状连接部26与外框10固定地连接。通过将凸出于基底22的板状连接部26与外框10或其他零件连接，可增加光学元件驱动机构1的机械强度及可靠度。

图8显示根据本实用新型另一实施例的电路单元20E的俯视图。应注意的是，在本实施例中所示的电路单元20E与图6所示的电路单元20C的不同之处在于：电路单元20E包括板状连接部27，其完全埋设于基底22之中。板状连接部27设置在对应于磁性元件60(见图2)的位置，亦即由垂直方向(Z轴)观察，板状连接部27与磁性元件60会大致上重叠。在本实施例中，板状连接部27可由导磁性材料制成，或者其表面镀有导磁性材料层，藉此可达到集中由磁性元件60所产生的磁场的效果。此外，层状连接部24与板状连接部27电性独立，亦即板状连接部27并不会用来传递电信号，层状连接部24可在驱动组件EM、感测元件82与外界之间传递电信号，来达到光学元件驱动机构1驱动光学元件的效果。

图9显示根据本实用新型另一实施例的电路单元20F和影像感测元件90的剖面图。如图9所示，影像感测元件90设置于电路单元20F之下。影像感测元件90包括感测区域S，其用以侦测通过设置于光学元件驱动机构1中的光学元件的光，并将前述入射光转换为影像。在本实施例中，电路单元20F包括基底22及板状连接部28，其中板状连接部28部分埋设于基底22中，并延伸至基底22之外。板状连接部28的一端会抵接影像感测元件90，而其另一端则可抵接于其他零件(未图示)。由于影像感测元件90在运作时会产生一定的热能，通过板状连接部28具有高热传导率的特性，可快速地从影像感测元件90转移热能。此外，由垂直方向(Z轴)观察，板状连接部28与影像感测元件90的感测区域S并不会重叠，以避免干扰影像的侦测。

应注意的是，以上实施例所述的电路单元仅作为范例。在本公开另一些实施例中，亦可将金属线路(即上述层状连接部24及/或板状连接部23)设置于前述任何可内埋金属线路的部件中，例如将电路元件24埋设于图2中所示的外框10、框架50或承载座30内，以达到光学元件驱动机构小型化的效果。

综上所述，本实用新型的实施例提供一种包括具有不同厚度的板状连接部、层状连接部的电路单元的光学元件驱动机构。通过上述板状连接部、层状连接部的设置，可有效降低电路单元的厚度，进而达成光学元件驱动机构的小型化。此外，亦可根据需求调整板状连接部的位置，以达到提升机械强度、优化磁场及/或提高散热效果的作用。

虽然本实用新型的实施例及其优点已公开如上，但应该了解的是，任何本领域普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作更动、替代与润饰。此外，本实用新型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，任何本领域普通技术人员可从本实用新型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实用新型使用。因此，本实用新型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，且本实用新型的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。

Claims (10)

1.一光学元件驱动机构，其特征在于，包括：

一固定部；

一活动部，可动地连接于该固定部，承载一光学元件；

一驱动组件，驱动该活动部相对于该固定部移动；以及

一电路单元，包括：

一基底；

一板状连接部，部分埋设于该基底中；以及

一层状连接部，设置于该基底上，其中该驱动组件与该层状连接部电性连接，且该板状连接部的厚度与该层状连接部的厚度不同。

2.如权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该驱动组件与该板状连接部电性连接。

3.如权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该基底具有一第一表面以及一第二表面，该层状连接部设置于该第一表面以及该第二表面上，且该第一表面与该第二表面位于不同的平面上。

4.如权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该基底具有一第一部分以及一第二部分，该板状连接部设置于该第一部分，且该第一部分的厚度大于该第二部分的厚度。

5.如权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该板状连接部与该层状连接部电性独立。

6.如权利要求5所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该固定部还包括一外框，且该板状连接部固定地连接于该外框。

7.如权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，还包括一电子元件，其中该板状连接部与该电子元件电性连接。

8.如权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该驱动组件还包括一磁性元件，且该磁性元件与该板状连接部重叠。

9.如权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该板状连接部是部分显露于该基底，且延伸至该基底之外。

10.如权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该板状连接部抵接一影像感测元件，且该影像感测元件侦测通过该光学元件的光。