镜头驱动机构及其控制方法与流程

本发明涉及一种镜头驱动机构，特别涉及一种设有偏压元件的镜头驱动机构。

背景技术：

随着科技的发展，现今许多电子装置(例如平板电脑或智能型手机)都配有镜头模块而具有照相或录像的功能。当用户使用配有镜头模块的电子装置时，可能会有晃动的情形发生，进而使得镜头模块所拍摄的影像产生模糊。然而，人们对于影像质量的要求日益增高，故镜头模块的防震功能亦日趋重要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种镜头驱动机构及其控制方法，以提高影像的质量。

本发明提供一种镜头驱动机构，用以驱动一光学镜头，包括一承载件、一基座、一第一弹性元件以及一第一偏压元件，基座具有一中心轴；承载件用以承载该光学镜头，且该承载件可相对于该基座移动；第一弹性元件连接该承载件与该基座；第一偏压元件连接该承载件与该基座，其中第一偏压元件带动该承载件与该光学镜头相对于该基座移动，并使该光学镜头的一光轴相对于该中心轴产生角位移。

于一实施例中，镜头驱动机构用以驱动一光学镜头，主要包括一承载件、一基座、一第一弹性元件以及一第一偏压元件，其中，第一弹性元件连接承载件与基座，第一偏压元件亦连接承载件与基座。当第一偏压元件带动承载件时，光学镜头的光轴会相对于基座的中心轴产生角位移，具有光学变焦、对焦或光学晃动补偿的功能。

于一实施例中，前述第一偏压元件具有记忆合金材质。

于一实施例中，前述镜头驱动机构更包括一导电体，以嵌入成型或三维模塑互联物件的方式形成于基座上，且导电体电性连接第一偏压元件。

于一实施例中，前述第一偏压元件具有一第一段部与一u字形的第二段部，且第一段部大致平行于中心轴并连接第二段部。

于一实施例中，前述第一偏压元件更具有一第三段部，大致垂直于中心轴，且第二段部连接第一段部与第三段部。

于一实施例中，前述第二段部与第三段部位于第一段部的相反侧。

于一实施例中，前述基座具有一本体与至少一凸出部，其中凸出部朝承载件凸出于本体，且前述第一弹性元件连接凸出部与承载件。

于一实施例中，前述镜头驱动机构更包括一第二偏压元件与一底板，第二偏压元件连接基座与底板，且第二偏压元件带动基座，使基座与该承载件相对于底板移动。

于一实施例中，前述第二偏压元件带动基座，使基座与承载件相对于底板沿大致垂直中心轴方向平移。

于一实施例中，前述第二偏压元件具有记忆合金材质。

于一实施例中，前述第一偏压元件与第二偏压元件位在中心轴方向上的不同位置。

于一实施例中，前述镜头驱动机构更包括一滚动元件，设置于基座与底板之间。

于一实施例中，前述镜头驱动机构更包括一第二弹性元件，连接基座与底板。

于一实施例中，前述镜头驱动机构更包括一感光元件，固定于基座上。

于一实施例中，前述基座位于该承载件与该底板之间，感光元件则位于基座与底板之间。

本发明提供一种镜头驱动机构的控制方法，用以控制前述镜头驱动机构，其中镜头驱动机构更包括多个第一偏压元件，分别设置于基座的多个不同的侧边，镜头驱动机构的控制方法包括分别施加多个驱动信号至所述多个第一偏压元件，使承载件沿中心轴平移。

本发明提供一种镜头驱动机构的控制方法，用以控制前述镜头驱动机构，其中镜头驱动机构更包括多个第一偏压元件，分别设置于基座的多个不同的侧边，镜头驱动机构的控制方法包括分别施加多个驱动信号至所述多个第一偏压元件，使光轴相对于中心轴产生角位移。

附图说明

图1表示本发明一实施例的镜头驱动机构的示意图。

图2表示图1中的镜头驱动机构的分解图。

图3表示图1中的镜头驱动机构省略外壳的示意图。

图4表示图1中的承载件沿着光轴方向平移的示意图。

图5表示沿图1中的光轴o相对于中心轴c产生角位移的示意图。

图6表示本发明另一实施例的镜头驱动机构的示意图。

图7表示图6中的镜头驱动机构的分解图。

图8表示图6中的镜头驱动机构省略外壳的示意图。

图9表示图8中的底板、第二弹性元件、第二偏压元件与滚动元件的俯视图。

图10为本发明另一实施例的镜头驱动机构的剖视图。

其中，附图标记说明如下：

1、2、3～镜头驱动机构；

10～基座；

101～下表面；

11～本体；

12～凸出部；

20～承载件；

20r～容纳空间；

30～外壳；

40、40’～底板；

b～滚动元件；

c～中心轴；

e～导电体；

im～感光元件；

l～导电块；

o～光轴；

p1、p2～定位件；

s1～s4～第一弹性元件；

sr1、sr2～第二弹性元件；

w1～w4～第一偏压元件；

w11～第一段部；

w12～第二段部；

w13～第三段部；

wr1～wr4～第二偏压元件；

θ～角位移。

具体实施方式

以下说明本发明实施例的镜头驱动机构。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。所揭示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)具有与此篇发明所属的一般技艺者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发明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表示本发明一实施例的镜头驱动机构1的示意图，图2则表示图1中的镜头驱动机构1的分解图。前述镜头驱动机构1例如可设置于一相机、平板电脑或手机等电子装置的内部，并可用以承载一光学镜头(未图标)，以使该光学镜头相对于电子装置中的感光元件移动，以达到自动对焦(auto-foucsing，af)的目的。

如图1、2所示，镜头驱动机构1主要包括一基座10、一具有绝缘材质的承载件20、一外壳30、多个第一弹性元件s1～s4、多个第一偏压元件w1～w4以及多个定位件p1、p2。其中，承载件20的内部为一容纳空间20r所贯穿，以供一光学镜头(未图标)设置于其中，此外，一感光元件(未图标)设置于基座10下方，用以接收来自外界且穿过光学镜头的光线。前述基座10具有一中心轴c，其与光学镜头的一光轴o重合，且基座10包含一实质为正方形或矩形的本体11以及四个凸出部12，其中四个凸出部12配置于本体11的四个角落，并朝承载件20的方向凸出于本体11。前述承载件20设置于基座10上，并通过四个第一弹性元件s1～s4(例如为具有金属材质的簧片)而连接至基座10的四个凸出部12(如图3所示)。

前述多个第一偏压元件w1～w4连接基座10和承载件20，其例如为具有形状记忆合金(shapememoryalloys，sma)材质的线材，并可通过一电源对其施加驱动信号(例如电流)而改变其长度。举例来说，当施加驱动信号使第一偏压元件w1～w4升温时，第一偏压元件w1～w4产生形变并伸长或缩短；当停止施加驱动信号时，第一偏压元件w1～w4则会恢复到原本长度。换言之，通过施加适当的驱动信号，可控制第一偏压元件w1～w4的长度以改变承载件20的姿态。举例而言，前述第一偏压元件w1～w4可包含钛镍合金(tini)、钛钯合金(tipd)、钛镍铜合金(tinicu)、钛镍钯合金(tinipd)或其组合。

接着请一并参阅图2、3，其中图3为图1中的镜头驱动机构1省略外壳30的示意图。如前所述，承载件20通过四个第一弹性元件s1～s4分别连接至基座10的四个凸出部12，前述第一偏压元件w1～w4则分别设置于本体11的四个侧边，并连接承载件20与基座10。详细而言，每一个第一偏压元件w1～w4的两端分别电性连接一导电块l，且所述多个导电块l分别固定于承载件20和基座10上(例如可以卡合、紧配合或黏着的方式固定于承载件20和基座10上)。前述第一偏压元件w1～w4可藉由导电块l而分别与对应的第一弹性元件s1～s4电性连接。

请继续参阅第3图，前述镜头驱动机构1更包括多个导电体e(例如为导线)，其以嵌入成型(insertmolding)或以三维模塑互联物件(3dmoldedinterconnectdevice)的方式形成于基座10上，其中导电体e分别电性连接第一弹性件s1～s4与第一偏压元件w1～w4以形成四个独立的回路，藉此可通过一外部电源(未图示)分别对其施加驱动信号(例如电流)，以使第一偏压元件w1～w4改变其长度，进而能调整承载件20的姿态角度。值得注意的是，由于前述导电体e以嵌入成型或三维模塑互联物件的方式形成于基座10上，故可减少镜头驱动机构1的整体零件数，并大幅缩小其体积。此外，第一弹性元件s1～s4因具有导电性(例如为具有金属材质的簧片)，故可电性连接第一偏压元件w1～w4以及导电体e，如此可不必再另外设置导线以节省空间。

应了解的是，前述第一偏压元件w1～w4为相互电性独立并连接至外部电源，如此一来，可通过外部电源施加多个不同的驱动信号至第一偏压元件w1～w4，让第一偏压元件w1～w4独立地被控制而产生不同或相同的长度变化。举例而言，当施加驱动信号至第一偏压元件w1～w4时，可使第一偏压元件w1～w4形变而产生相同或不相同的长度变化，此时第一偏压元件w1～w4便能够带动承载件20与光学镜头相对于基座10沿光轴o方向平移，或是使光轴o相对于基座10的中心轴c产生角位移，以达到快速对焦或光学防手震(opticalimagestabilization，ois)等功能。

请继续参阅图3，在基座10的本体11的每一侧边上皆设有两个柱状的定位件p1、p2。前述第一偏压元件w1～w4接触并绕设于定位件p1、p2上，并可区分有一第一段部w11、一第二段部w12以及一第三段部w13，其中第一段部w11大致平行于中心轴c，第二段部w12具有一u字形结构并连接第一段部w11，第三段部w13则大致垂直于中心轴c，其中第二段部w12连接第一段部w11与第三段部w13，且第二段部w12与第三段部w13分别位于第一段部w11的左右两侧(相反侧)。通过绕设于定位件p1、p2上所形成的三个段部w11、w12、w13，可增加第一偏压元件w1～w4在本体11的每一侧边上延伸的长度，因此当第一偏压元件w1～w4形变时，可产生更多的长度变化量，此外，由于每一组定位件p1、p2之间在中心轴c方向上皆相隔有一距离，故能够避免第一、第二、第三段部w11、w12、w13之间相互接触，以避免短路的情形发生。

以下将详细说明通过控制前述第一偏压元件w1～w4的长度变化量而使承载件20与光学镜头相对于基座10移动的方式。在本实施例中，如图4所示，当施加驱动信号至本体11四个侧边上的第一偏压元件w1～w4的情况下，若其长度变化量相同时，第一偏压元件w1～w4会带动承载件20，并使承载件20与光学镜头沿着光轴o方向而相对于基座10平移。

反之，当施加驱动信号至第一偏压元件w1～w4时，若其长度变化量不相同，则会使承载件20与光学镜头的光轴o相对于基座10的中心轴c产生角位移θ(如图5所示)。

如此一来，通过独立地施加不同驱动信号至第一偏压元件w1～w4，可控制其长度变化量，让承载件20与光学镜头可相对于基座10沿光轴o方向移动，或者可使光轴o相对于基座10的中心轴c产生角位移θ，进而能够提供光学对焦与光学晃动补偿的功能。此外，于另一实施例中，亦可仅设置一个第一弹性元件s1与一个第一偏压元件w1，并使其与导电体e和外部电源形成一回路，如此一来，当施加驱动信号予第一偏压元件w1并使其发生形变时，即可使光轴o相对于基座10的中心轴c产生角位移θ，进而达到倾斜(tilt)角度补偿的效果。

根据前述实施例，本发明亦提供一种前述光学机构1的控制方法，包括：施加多个驱动信号至第一偏压元件w1～w4，使得承载件20与光学镜头可沿光轴o方向平移。或者，亦可施加多个驱动信号至第一偏压元件w1～w4，使得光学镜头的光轴o相对于基座10的中心轴c产生角位移。

图6-7分别为本发明另一实施例的镜头驱动机构2的示意图以及分解图。本实施例中的镜头驱动机构2与前述镜头驱动机构1大致相同，其主要不同之处在于：镜头驱动机构2还包括一底板40、多个第二弹性元件sr1～sr2、多个第二偏压元件wr1～wr4以及多个滚动元件(roller)b，其中与第1～5图的实施例相同的部分于此不再赘述，合先叙明。

再请一并参阅图7-9，一感光元件(未图标)设置于底板40上，且前述基座10设置于底板40上方，第二弹性元件sr1～sr2与第二偏压元件wr1～wr4(具有记忆合金材质)则连接底板40与基座10。详细而言，第二弹性元件sr1～sr2的两端分别连接底板40与基座10，而第二偏压元件wr1～wr4的两端则是藉由导电块l分别连接底板40与基座10(如图8-9所示)，其中前述第二偏压元件wr1～wr4与第一偏压元件w1～w4位在中心轴c方向上的不同位置。如同前述实施例的第一偏压元件w1～w4，当一外部电源通过施加不同的驱动信号至第二偏压元件wr1～wr4时，可使第二偏压元件wr1～wr4产生形变时，此时第二偏压元件wr1～wr4便可带动基座10与承载件20相对于底板40沿大致垂直中心轴c的方向平移，如此一来可补偿光轴o与中心轴c在水平方向上的偏移，以达防手震的目的。

值得注意的是，前述镜头驱动机构2的滚动元件b例如为滚珠或滚柱，其系夹设于底板40与基座10之间。当第二偏压元件wr1～wr4伸长或收缩而带动基座10与承载件20相对于底板40移动时，可通过滚动元件b的引导而使基座10与承载件20沿水平方向平移，以避免底板40与基座10之间接触摩擦而导致机构损坏。

图10为本发明另一实施例的镜头驱动机构3的剖视图，本实施例中的镜头驱动机构3与前述镜头驱动机构2大致相同，其主要不同之处在于：镜头驱动机构3的底板40’不具有容置空间，因而不再承载任何感光元件，其作为固定于一电子装置内部的壳件，而一感光元件im则固定于基座10的下表面101上。其中，基座10位于承载件20与底板40’之间，感光元件im则位于基座10与底板40’之间。如此一来，当第二偏压元件wr1～wr4形变时，可带动基座10、承载件20以及感光元件im一起相对于底板40’沿大致垂直中心轴c的方向平移，换言之，镜头驱动机构3的感光元件im与设置于承载件20内的光学镜头会一起相对底板40’移动，以达良好震动补偿。

综上所述，本发明提供一种镜头驱动机构与其控制方法，前述镜头驱动机构用以驱动一光学镜头，其主要包括一承载件、一基座、至少一第一弹性元件以及至少一第一偏压元件，前述第一弹性元件连接承载件与基座，第一偏压元件亦连接承载件与基座。当第一偏压元件因长度变化而带动承载件时，光学镜头会相对于基座的中心轴平移或产生角位移，如此一来即可达成光学对焦或光学晃动补偿等功能。

在本说明书以及申请专利范围中的序数，例如「第一」、「第二」等等，彼此之间并没有顺序上的先后关系，其仅用于标示区分两个具有相同名字之不同元件。

上述的实施例以足够的细节叙述使所属技术领域的具有通常知识者能藉由上述的描述实施本发明所发明的装置，以及必须了解的是，在不脱离本发明的精神以及范围内，当可做些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。