CN108072961B - 光学组件驱动机构 - Google Patents

Abstract

一种光学组件驱动机构，包含第一构件、第二构件、光学组件驱动组件以及软塑料结构。第二构件对应于第一构件设置。第一构件具有第一表面，且第一表面面朝第二构件。光学组件驱动组件是用以驱动一光学组件。软塑料结构是形成于第一构件的第一表面上，且第一构件的硬度大于软塑料结构的硬度。

Description

光学组件驱动机构

技术领域

本发明涉及一种光学组件驱动机构，尤其涉及一种具有软塑料结构的光学组件驱动机构。

背景技术

目前使用于光学组件驱动机构内部的塑料材质具有许多问题，例如塑料材质的表面过于光滑导致接着不易。此外，为了保持零件基本强度，塑料材质仍具有一定的硬度，当其与其他零件碰撞时往往容易产生粉尘而影响驱动机构的效能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光学组件驱动机构，以解决上述问题。

本发明的一些实施例提供光学组件驱动机构，包含第一构件、第二构件、光学组件驱动组件以及软塑料结构。第二构件对应于第一构件设置。第一构件具有第一表面，且第一表面面朝第二构件。光学组件驱动组件用以驱动光学组件。软塑料结构是形成于第一构件的第一表面上，且第一构件的硬度大于软塑料结构的硬度。

于一实施例中，第二构件可相对于第一构件移动。

于一实施例中，第二构件还包含第二表面，第二表面面朝第一构件，且软塑料结构还形成在第二构件的第二表面上。

于一实施例中，光学组件驱动机构还包含滚动件，且滚动件设置在第一构件及第二构件之间

于一实施例中，软塑料结构具有凸出部，且凸出部接触第二构件。

于一实施例中，光学组件驱动机构还包含一接触块，形成于凸出部上，且接触块的硬度大于软塑料结构的硬度。

于一实施例中，第一构件还具有一凸出的止动部，其中软塑料结构形成在第二构件上，且当第二构件相对于第一构件位在一极限位置时，软塑料结构与止动部接触。

于一实施例中，光学组件驱动机构还包含外框，且外框连接至第一构件，其中软塑料结构形成于外框及第一构件之间。

本发明的一些实施例提供光学组件驱动机构，包含第一构件、第二构件、光学组件驱动组件、弹性组件以及软塑料结构。第二构件对应于第一构件设置，且第二构件可相对于第一构件移动。光学组件驱动组件用以驱动光学组件。弹性组件连接第一构件及第二构件。软塑料结构是形成于弹性组件上，且第一构件的硬度大于软塑料结构的硬度。

于一实施例中，弹性组件还包含第一段部及第二段部，软塑料结构连接第一段部及第二段部。

于一实施例中，软塑料结构完全包覆该弹性组件。

本发明的有益效果在于，本发明提供的光学组件驱动机构能够减少软塑料结构与其他零件碰撞产生的粉尘，从而增强驱动机构的效能。

为让本发明的上述和其他目的、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显示根据本发明一实施例的光学组件驱动机构的立体示意图。

图2显示图1中的光学组件驱动机构的爆炸图。

图3显示沿图1中A-A’线段的剖视图。

图4A显示如图3所示实施例的承载座及光学组件于组合后的示意图。

图4B显示图4A中P区域的放大示意图。

图5A显示本发明另一实施例的承载座及光学组件组合后的示意图。

图5B显示图5A中Q区域的放大示意图。

图6显示根据本发明一实施例的上簧片及软塑料结构组合后的相对位置关系俯视图。

图7A显示根据本发明另一实施例的光学组件驱动机构的外框、底座、承载座、上簧片、下簧片以及软塑料结构组合后的剖视图。

图7B显示图7A中C区域的放大示意图。

图8显示根据本发明另一实施例的光学组件驱动机构的外框、底座、承载座、上簧片、下簧片以及软塑料结构组合后的剖视图。

图9A显示根据本发明另一实施例的光学组件驱动机构的立体示意图。

图9B显示沿图9A中B-B’线段的剖视图。

图10A至图10C显示根据本发明一实施例的底座、承载座、滚动件及软塑料结构组合后的相对位置关系示意图。

图10D和图10E显示根据本发明另一实施例的底座、承载座及软塑料结构组合后的相对位置关系示意图。

附图标记如下：

1～光学组件驱动机构；

10～外框；

10A～外框顶壁；

10B～外框侧壁；

12～外框开孔；

20～底座；

20A～底壁；

22～底座开孔；

30～承载座；

32～贯穿孔；

40～驱动线圈；

50～框架；

50A～框边；

52～开口；

60～磁性组件；

70～上簧片；

72～下簧片；

74～悬吊线；

76～滚动件；

80～电路板；

90～驱动板；

92～感测组件；

100～软塑料结构；

110～凸出部；

111～接触块；

120～止动部；

C、P、Q～区域；

FP～固定部；

MP～可动部；

O～光轴；

OE～光学组件。

具体实施方式

以下说明本发明实施例的光学组件驱动机构。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，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在此特别定义。

请先参照图1至图3，其中图1显示根据本发明一实施例的光学组件驱动机构1的立体示意图，图2显示图1中的光学组件驱动机构1的爆炸图，图3显示显示图1中A-A’线段的剖视图。应先说明的是，在本实施例中，光学组件驱动机构1例如为一音圈马达(Voice CoilMotor；VCM)，可设置于具有照相功能的电子装置内，并可具备自动对焦(Auto-Focusing；AF)及光学防手震(Optical Image Stabilization；OIS)功能。

由图1至图3中可以看出，光学组件驱动机构1主要包含一外框10、一底座20、一承载座30、一驱动线圈40、一框架50、多个磁性组件60、一上簧片70、一下簧片72、多个悬吊线74、一电路板80、一驱动板90以及至少一感测组件92。

前述外框10具有一中空结构，其具有一顶壁10A与四个侧壁10B，且与底座20可相互连接。底座20具有一底壁20A，对应于外框10的顶壁10A。应了解的是，外框10及底座20上分别形成有开孔12、22，开孔12的中心对应于一光学组件(图未示)的光轴O，开孔22则对应于一设置在光学组件驱动机构1的外的影像感测组件(图未示)；据此，设置于光学组件驱动机构1中的前述光学组件(例如光学镜片(lens))可在光轴O方向与影像感测组件进行对焦。

前述承载座30具有一中空结构，并形成有一贯穿孔32，其中前述光学组件锁固于贯穿孔32内。

前述框架50具有一开孔52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。四个磁性组件60可固定于四个凹孔50A内。于一些实施例中，四个磁性组件60亦可固定于框架50的四个角落，且磁性组件60的形状为长条形。

图3显示沿图1中A-A’线段的剖视图。如图2和图3所示，承载座30及框架50活动地(movably)连接外框10及底座20。更具体而言，可通过金属材质的上簧片70及下簧片72连接承载座30与框架50，由此将承载座30悬吊于框架50的中心。

此外，前述四个悬吊线74的一端连接于底座20，另一端则连接上簧片70，由此使框架50连同设置于其内的承载座30和光学组件可相对外框10沿水平方向(XY平面)运动，其中前述悬吊线74的材质例如可包含金属。

于本实施例中，电路板80电性连接一设置于光学组件驱动机构1外部的驱动单元(图未示)，用以执行自动对焦(AF)及光学防手震(OIS)等功能。前述磁性组件60与位于承载座30外侧的驱动线圈40可构成一光学组件驱动组件。当一电流被施加至前述电路板80时，可通过前述驱动线圈40和磁性组件60产生一电磁驱动力(electromagnetic drivingforce)，驱使承载座30和前述光学组件相对于框架50沿Z轴方向(光轴O方向)移动，以执行自动对焦的功能。

前述驱动板90例如为一印刷电路板，其内部设有至少一个线圈(图未示)，对应于前述磁性组件60，用以与前述磁性组件60之间产生一电磁驱动力，以驱使承载座30与前述光学组件相对于前述驱动板90沿着垂直于光轴O的方向(平行于XY平面)移动来补偿X轴及Y轴方向上的位置偏移，进而实现光学防手震的功能。

应了解的是，通过电路板80可传送电信号至位于承载座30外侧的驱动线圈40及驱动板90内的线圈(图未示)，且电路板80亦可通过悬吊线74及上簧片70而传送电信号至驱动线圈40，由此控制承载座30及框架50在X、Y、Z轴方向上的移动。

于底座20的不同侧边上分别安装有和电路板80电性连接的感测组件92，其例如为霍尔传感器(Hall effect sensor)、磁敏电阻传感器(MR sensor)、或磁通量传感器(Fluxgate)等，由此可用以感测框架50上的磁性组件60，以得知框架50和承载座30相对于底座20在X轴方向及Y轴方向上的位置偏移量。

在本实施例中，承载座30、驱动线圈40、框架50、磁性组件60、上簧片70、下簧片72及悬吊线74可构成一可动部MP(见图2)。另外，外框10、底座20、电路板80及驱动板90可构成一固定部FP(见图2)，其中可动部MP可相对于固定部FP沿水平或垂直方向运动。

再请参阅图4A-图4B，图4A显示如图3所示实施例的承载座30及一光学组件OE于组合后的示意图，其中承载座30的内侧表面上设有螺牙，图4B则显示图4A中P区域的放大示意图。如图4A-图4B所示，承载座30及光学组件OE以螺牙锁附的方式组合，亦即在承载座30及光学组件OE上形成对应的螺旋状表面，通过对应的螺旋状表面相互结合，以连接承载座30及光学组件OE。由图4B可看出，在承载座30及光学组件OE两相对表面的其中至少一者上形成有一软塑料结构100(可选用无黏性的软性塑料)。通过软塑料结构100的设置，可在承载座30与光学组件OE之间提供一缓冲区域，进而解决承载座30与光学组件OE之间因尺寸公差所产生的干涉(interference)问题，由此可避免承载座30与光学组件OE无法组装，或是在承载座30与光学组件OE之间产生过大的空隙。

前述软塑料结构100的材料例如是美国杜邦(DuPont)公司生产的8238弹性体，其中可使用例如双料射出的方式形成前述软塑料结构100于承载座30或光学组件OE上。前述8238弹性体的邵氏D硬度(Shore D Hardness)范围大致介于70度至76度之间。

应注意的是，由于光学组件驱动机构1中的部分零件常使用较硬的塑料材质，其中不同零件之间相互摩擦后可能会产生碎屑(particles)而影响拍摄质量，故将软塑料结构100形成在部分零件表面上，可解决上述问题。

再请参阅图5A-图5B，图5A显示本发明另一实施例的承载座30及一光学组件OE组合后的示意图，图5B则显示图5A中Q区域的放大示意图。本实施例与图4A-图4B的实施例的不同之处在于：承载座30及光学组件OE以圆筒面接着的方式组合，其中本实施例通过在承载座30及光学组件OE两相对表面的至少其中一者上以双料射出的方式形成一软塑料结构100(可选用无黏性的软性塑料，例如8238弹性体)，可避免零件之间因相互摩擦产生碎屑而影响拍摄质量，且可解决承载座30与光学组件OE之间因尺寸公差所产生的干涉问题。此外，还可在软塑料结构100的表面周围填入黏着剂，以强化承载座30及光学组件OE之间的固定效果。或者，亦可只在承载座30或光学组件OE的表面形成软塑料结构100而不需施加黏着剂，其中由于软塑料结构100略具有可挠性，使得承载座30及光学组件OE可更容易组装。

另一方面，如图6所示，亦可在前述上簧片70或下簧片72(弹性组件)上以内嵌式工艺或化学镀制的方式形成软塑料结构100(可选用无黏性之软性塑料，例如8238弹性体)作为阻尼材料以吸收弹性震动，使得可动部MP在移动时更快速地达到稳定。由于目前使用在光学组件驱动机构中的阻尼材料多半为凝胶(gel)，但凝胶因其材料在使用上容易遇到稳定性的问题，故本实施例通过设置软塑料结构100，可以解决上述凝胶使用上的问题。举例而言，上簧片70具有固定在框架50上的框边701(第一段部)及可变形的弦线702(第二段部)，软塑料结构100可依实际需求形成于框边701(第一段部)或弦线702(第二段部)上，或是形成于框边701(第一段部)与弦线702(第二段部)之间并连接两者。

此外，在另一实施例中，也可在上簧片70或下簧片72等弹性组件与光学组件驱动机构1中其他金属零件有可能接触的表面上(如弦线702的表面上)形成软塑料结构100，由此将前述弹性组件与光学组件驱动机构1中其他金属零件绝缘，并可保护弹性组件以避免因零件之间过度接触而造成损伤或碎屑。再者，亦可使软塑料结构100完全包覆住前述弹性组件，由此能更有效地吸收在运动过程中所产生的冲击，以达到保护前述弹性组件的效果。

再请参照图7A-图7B，图7A显示根据本发明另一实施例的光学组件驱动机构的外框10、底座20、承载座30、上簧片70、下簧片72以及软塑料结构100组合后的剖视图，图7B显示图7A中C区域的放大示意图。如图7A-图7B所示，本实施例的光学组件驱动机构中并未设有框架50，其中上簧片70活动地连接承载座30及外框10，且外框10具有一朝内侧方向凸出的止动部120(见图7B)，用以限制承载座30(第二构件)相对于底座20(第一构件)沿垂直方向(Z轴方向)移动的范围。举例而言，由图7B可以看出，当承载座30(第二构件)相对于底座20(第一构件)朝上方移动时，止动部120会抵接形成在承载座30(第二构件)表面上的软塑料结构100，以限制承载座30(第二构件)于一极限位置，进而可保护承载座30移动时不会因剧烈碰撞外框10而受损。应了解的是，通过在承载座30(第二构件)的顶面上使用双料射出的方式形成软塑料结构100(例如8238弹性体)，可在承载座30(第二构件)移动到前述极限位置时，使得软塑料结构100与止动部120接触以产生缓冲的效果，进而能减少止动部120与承载座30因摩擦所产生的碎屑，以避免影响光学组件驱动机构的运作及拍摄影像的质量。同理，在承载座30(第二构件)的下方表面亦可设置软塑料结构100(见图7A)，由此和底座20(第一构件)上对应的止动部接触，以达到减缓冲撞的效果。

接着请参照图8，图8显示根据本发明另一实施例的光学组件驱动机构的外框10、底座20、承载座30、上簧片70、下簧片72以及软塑料结构100组合后的剖视图。如图8所示，在外框10及底座20(第一构件)之间的空隙中亦可使用双料射出、内嵌式工艺或化学镀制的方式设置软塑料结构100(例如8238弹性体)，使得外框10及底座20可以通过紧配(press-fitted)的方式相互结合，由此增强两者之间的连接强度。此外，亦可形成具有粗糙表面的软性塑料材料于外框10或底座20上，如此一来可在软塑料结构100表面施加一黏着剂，由此强化外框10及底座20(第一构件)之间的连接效果。同理，也可在承载座30以及光学组件驱动组件(例如磁性组件或驱动线圈)之间、框架50以及光学组件驱动组件之间或弹性组件(例如上簧片70或下簧片72)与其他零件之间使用双料射出、内嵌式工艺或化学镀制的方式来形成软塑料结构100，以增强前述组件之间的连接强度。

再请参照图9A-图9B，图9A显示根据本发明另一实施例的光学组件驱动机构1的立体示意图，图9B显示沿图9A中B-B’线段的剖视图。本实施例与第1至3图所示的实施例主要的不同之处在于：本实施例未设置框架50及驱动板90，且以至少一滚动件76取代前述上簧片70、下簧片72以及多个悬吊线74。如图9B所示，承载座30、驱动线圈40、磁性组件60以及滚动件76可构成一可动部MP。另外，外框10、底座20、电路板80可构成一固定部FP。通过将滚动件76设置在底座20(第一构件)与承载座30(第二构件)之间的方式，可动部MP能通过滚动件76而与固定部FP活动地连接，且能使得可动部MP相对于固定部FP沿垂直方向(Z轴方向)上、下移动。

如图9B所示，至少一滚动件76设置于可动部MP的两侧，并抵接可动部MP以及固定部FP，其中通过前述驱动线圈40和磁性组件60所产生的电磁驱动力(electromagneticdriving force)，能驱使可动部MP和前述光学组件通过滚动件76而相对于固定部FP沿Z轴方向(光轴O方向)移动，以执行自动对焦的功能。

接着请参阅图10A-图10E，图10A显示根据本发明一实施例的底座20、承载座30、滚动件76及软塑料结构100组合后的相对位置关系示意图。如图10A所示，底座20(第一构件)具有面朝承载座30(第二构件)的表面(第一表面)，且承载座30(第二构件)具有面朝底座20(第一构件)的表面(第二表面)。滚动件76设置在底座20(第一构件)与承载座30(第二构件)之间，且其抵接以双料射出方式形成在底座20(第一构件)表面上的软塑料结构100(例如8238弹性体)，由此可补偿不同滚动件76的尺寸公差，使得底座20与承载座30可通过滚动件76稳定地结合，其中软塑料结构100的硬度小于底座20(第一构件)的硬度。

图10B显示根据本发明另一实施例的底座20、承载座30、滚动件76及软塑料结构100组合后的相对位置关系示意图。本实施例与图10A的实施例的不同之处在于：在底座20(第一构件)及承载座30(第二构件)的表面上皆形成软塑料结构100，由此将滚动件76夹持于底座20与承载座30之间。

图10C显示根据本发明另一实施例的底座20、承载座30、滚动件76及软塑料结构100组合后的相对位置关系示意图。本实施例与第10B图的实施例的不同之处在于：仅在底座20(第一构件)一侧的表面(第一表面)或承载座30(第二构件)一侧的表面(第二表面)上形成软塑料结构100，其余部分则未形成软塑料结构100，由此同样可改善承载座30在移动时因尺寸公差所产生的倾斜问题。

图10D显示根据本发明另一实施例的底座20、承载座30及软塑料结构100组合后的相对位置关系示意图。如图10D所示，在承载座30(第二构件)相对于底座20(第一构件)的表面上可形成有特殊造型的软塑料结构100(例如8238弹性体)。举例而言，软塑料结构100可形成有至少一凸出部110以抵接底座20(第一构件)。本实施例以凸出部110取代前述滚动件76，使承载座30(第二构件)能通过具有可挠性的凸出部110而与底座20(第一构件)接触，因此承载座30和前述光学组件便可通过凸出部110而相对于底座20沿Z轴方向(光轴O方向)滑动。另一方面，亦可改为在底座20(第一构件)相对于承载座30(第二构件)的表面上形成有前述特殊造型的软塑料结构100，使得前述凸出部110抵接承载座30(第二构件)，由此同样可使承载座30和前述光学组件通过凸出部110而相对于底座20沿Z轴方向(光轴O方向)滑动。

图10E显示根据本发明另一实施例的底座20、承载座30及软塑料结构100组合后的相对位置关系示意图。本实施例与图10D的实施例的不同之处在于：软塑料结构100上的凸出部110外侧设有一接触块111，由此和底座20(第一构件)接触，其中接触块111使用相较于软塑料结构100硬度更高的塑料材质所形成，亦即接触块111的硬度大于软塑料结构100的硬度，使接触块111更耐用且更稳定。通过前述具有高硬度塑料材质的接触块111与底座20(第一构件)接触，可降低接触面的摩擦力，进而使得承载座30可更加顺利地移动。

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，本领域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，每一权利要求书构成个别的实施例，且本发明的保护范围也包括各个权利要求书及实施例的组合。

虽然本发明以前述多个较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本领域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后附的权利要求所界定者为准。此外，每个权利要求数建构成一独立的实施例，且各种权利要求数及实施例的组合皆介于本发明的范围内。

Claims (5)

1.一种光学组件驱动机构，其特征在于，所述光学组件驱动包括：

一第一构件，具有一第一表面；

一第二构件，对应于该第一构件设置，其中该第一表面面朝该第二构件；

一光学组件驱动组件，用以驱动一光学组件；

一第一软塑料结构，具有无黏性的软性塑料并形成于该第二构件以及该第一表面之间，其中该第一软塑料结构具有一凸出部；

一接触块，形成于该凸出部上且接触该第一表面，且该接触块的硬度大于该第一软塑料结构的硬度；

一止动部，其中当该第二构件相对于该第一构件位在一极限位置时，一第二软塑料结构与该止动部接触，该第二软塑料结构具有无黏性的软性塑料，且该第二软塑料结构的硬度小于该第一构件的硬度；

其中，该第二构件可相对于该第一构件移动。

2.如权利要求1所述的光学组件驱动机构，其特征在于，该第二构件还包括一第二表面，该第二表面面朝该第一表面，且该第一软塑料结构还形成在该第二构件的该第二表面上。

3.如权利要求1所述的光学组件驱动机构，其特征在于，该止动部凸出于该第一构件。

4.如权利要求1所述的光学组件驱动机构，其特征在于，该光学组件驱动机构还包括一外框，该外框连接该第一构件，且该第二软塑料结构形成于该外框及该第一构件之间。

5.一种光学组件驱动机构，其特征在于，所述光学组件驱动包括：

一第一构件；

一第二构件，对应于该第一构件设置，且该第二构件可相对于该第一构件移动；

一光学组件驱动组件，用以驱动一光学组件；

一弹性组件，连接该第一构件及该第二构件；

一第一软塑料结构，具有无黏性的软性塑料并形成于该第二构件和该第一构件之间，其中该第一软塑料结构具有一凸出部；

一接触块，形成于该凸出部上且接触该第一构件，且该接触块的硬度大于该第一软塑料结构的硬度；

一止动部，其中当该第二构件相对于该第一构件位在一极限位置时，一第二软塑料结构与该止动部接触，该第二软塑料结构具有无黏性的软性塑料，且该第二软塑料结构的硬度小于该第一构件的硬度；以及

多个第三软塑料结构设置于弹性组件上，且所述多个第三软塑料结构的硬度小于该第一构件的硬度。