专利名称：微致动器组件、微致动器及镜头模组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种微致动器组件，尤其涉及一种用于镜头模组的微致动器的组件。
背景技术：
随着光学成像技术的发展，镜头模组在各种成像装置如数码相机、摄像机中得到广泛应 用(请参见Capturing images with digital still cameras, Micro, IEEE Volume:18， issue:6，Nov.-Dec. 1998 Page (s) : 14-19)。整合有镜头模组的手机、笔记本等便携式电子 装置，更是得到众多消费者的青睐。
镜头模组的对焦及变焦功能通常是采用致动器来实现的。在电子元件微型化的潮流下， 现有的致动器也在日益减小尺寸。构成致动器的各元件中，弹片扮演了一个重要的角色。在 自动对焦时，弹片提供需要的支撑与位移。弹片的稳定性和高刚性是不可或缺的，现有的弹 片多以铜或硅制成，这些材料制成的弹片缺乏单一方向上运动的可靠性。特别是硅弹簧结构 ，需要使用微机电制程，通过蚀刻的方式，得到高深宽比的硅弹簧结构，该制程技术难度较 大，而且所得的硅弹簧结构仍存在强度不足的问题。
有鉴于此，有必要提供一种具有高弹性、高刚性、稳定性好的微致动器组件，可以替代 目前使用金属或硅弹簧结构。
发明内容
一种微致动器组件，其包括框架、至少二个弹性体和可动部，所述至少二个弹性体一端 分别与可动部相对两侧相连，另一端分别与所述框架相连，从而将所述可动部悬挂于所述框 架，所述弹性体为碳纳米管束。
一种微致动器，其包括底座、上述微致动器组件和驱动元件，所述微致动器组件固定于 底座，所述驱动元件包括线圈和磁铁，所述磁铁固定于微致动器组件的可动部，所述线圈相 对于底座固定且与磁铁相对设置。
一种镜头模组，其包括 一底座； 一镜筒，其安装于所述底座； 一对焦透镜组，其收容 于所述镜筒； 一影像传感器，其设于所述对焦透镜组的像侧； 一微致动器，与对焦透镜组连 接，用于驱动所述对焦透镜组移动，所述微致动器为上述的微致动器。
本发明中的微致动器组件，具有高强度、高韧性的特点，其可以提高致动器的稳定性， 从而提高镜头模组自动对焦的性能。
图l是本发明第一实施例提供的微致动器组件的示意图。 图2是图1沿II-II方向的剖视图。
图3是本发明第二实施例提供的微致动器组件的示意图。 图4是本发明第三实施例提供的致动器示意图。 图5是本发明第四实施例提供的镜头模组的示意图。
具体实施例方式
下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。
请参阅图1及图2，本发明第一实施例提供微致动器组件100，其包括框架110、至少二个 弹性体120和可动部130。所述可动部130通过弹性体120连接到框架110上。
所述框架110为一矩形框体，具有四个顶点lll，当然框架110也可以为其它形状，如圆 形、椭圆形、规则多边形等结构。所述框架110的材质为能够生长碳纳米管的基体，例如， 其可以为硅、镍等。
所述至少二个弹性体120结构和尺寸相同，本实施例中，弹性体120由框架110的四个顶 点111向矩形的中心延伸并与可动部130连接，从而所述可动部130相对两侧分别通过所述至 少二个弹性体120悬挂于所述框架110。本实施例中，弹性体120为由大量碳纳米管形成的碳 纳米管束。所述碳纳米管既可为多壁碳纳米管也可以为单壁碳纳米管。碳纳米管束的直径 10nm以上，其长度为100um-2cm。碳纳米管束中多个碳纳米管相互平行地排列。因此弹性体 120的延伸方向可由碳纳米管的延伸方向定义，即弹性体120的延伸方向为碳纳米管的长度方 向。
所述可动部130为一片状结构，其具有相对的第一面131和第二面132，可动部130设置于 框架110的中心并与框架110共面，本实施例中，每个弹性体120的两端分别与可动部130及框 架110的一个顶点111相连。所述可动部130的材质为可供碳纳米管可生长的基体，例如硅、镍等。
弹性体120也可应用以下方式连接于框架110与可动部130之间，例如，其中二个弹性体 120—端连接于可动部130，另一端连接于框架110—边上，且所述二个弹性体120相互平行， 另二个弹性体120与它们相对可动部130对称设置。或者每一弹性体120分别连接于框架110的 一边和可动部130。当然也可用其他方式将弹性体120连接于可动部130和框架110之间。
请参阅图3，本发明第二实施例提供微致动器组件200包括框架210， 二个弹性体220和可 动部230。微致动器200的结构与微致动器组件100基本相同，不同之处在于微致动器组件200具有两个弹性体220，每一个弹性体220包括第一弹性部222和第二弹性部223，它们分别 从框架210的顶点211向可动部230延伸并交叉以形成连接部221，并自连接部221各自延伸出 第一连接端224和第二连接端225，第一连接端224及第二连接端225分别连接于可动部230。
框架210相对的两侧上分别设置有第一开口212，每个第一开口212位于一个相应的弹性 体220的第一弹性部222和第二弹性部223之间，并与连接部221相对。可动部230上相对两侧 分别设置有第二开口231，每个第二开口231分别与相应的连接部221及第一开口212相对。由 于可动部230可在框架210的平面内弹性运动，，当可动部230的位移较大时，可动部230与框 架210相互贴近，连接部221处的弹性体220的连接部221可以收容于第一开口211和第二开口 231中。
以上实施例中的微致动器组件IOO、 200中的弹性体120、 220既可以直接生长，也可先制 备弹性体120、 220后再进行组装。以微致动器组件100为例，其可采用如下方法制造提供 基底，即框架110和可动部130;将催化剂分别沉积于框架110与可动部130相对表面上，催化 剂可以是铁、钴或镍等；在500摄氏度至750摄氏度下以化学气相沉积法在框架110与可动部 130之间生长碳纳米管阵列。优选的，碳纳米管的延伸方向与弹性体120的延伸方向相同，在 此条件下，弹性体具有强的刚性和韧性。以上实施例中弹性体120的延伸方向不同，故首先 将碳纳米管沿着其中一种弹性体120延伸方向生长，即框架110的一条对角线的方向生长的碳 纳米管，然后通过蚀刻的方式，去除多余的部分，形成需要的弹性体120的形状。在框架 110的第二条对角线的方向生长碳纳米管，再蚀刻形成需要的弹性体120形状，最终得到以上 实施例一中的微致动器组件IOO。当然，也可以先制备碳纳米管阵列，然后从碳纳米管阵列 中拉取碳纳米管束，然后采用加热或激光的方法将碳纳米管束两端分别融接于框架110和可 动部130上，从而得到微致动器组件l00 。
请参阅图4，以下以第一实施例的微致动器组件100为例，说明一种微致动器300，其包 括底座310、微致动器组件100和驱动元件330，所述驱动元件330包括线圈331和磁铁332。
所述底座310具有一平面311，框架110与线圈座333固定于平面311。框架110与平面311 相互垂直。线圈331绕设于线圈座333，磁铁332固定于可动部130。设置332磁铁的方向，使 其磁场与底座310平行。线圈331的绕向与平面311平行，当线圈331通以电流时，产生垂直于 底座310的洛仑兹力。
当有电流通过线圈331时，线圈331和磁铁332在洛仑兹力的驱动下之间产生一相对运动 。通过线圈的电流的大小变化会引起磁铁332产生的磁通量的变化，进而会引起线圈331和磁 铁332之间的电磁力的变化。通常，线圈331和磁铁332的相对位移量与通过线圈331的电流的大小成正比，S卩，电流越大，相对位移量也越大。改变通过线圈331的电流的方向发生变化 ，那么，发生位移的方向也会发生变化。由于磁铁332固定于可动部130，因此磁铁产生位移 带动可动部130垂直于底座的运动。连接323与弹性体323相连，当可动部130发生位移时，弹 性体323会产生与弹性体130运动方向相反的弹力，因此，可以通过改变电流的大小，控制产 生的洛仑兹力与弹性体120弹性回复力的平衡，使得可动部固定在某一位置。
请参阅图5，下面以微致动器组件300，说明一种镜头模组400，其包括对焦透镜组410、 固持件420、镜筒430、影像传感器440、致动器300及底座460。对焦透镜组410、固持件420 均容纳在镜筒430内，影像感测器440固定在底座460内。被拍摄物体通过对焦透镜组410，成 像在影像感测器440上。
所述对焦透镜组410包括第一透镜412，第二透镜414及第三透镜416;第一透镜412、第 二透镜414和第三透镜416可全为塑胶透镜；也可部分为塑胶透镜，部分为玻璃透镜。优选的 ，所述三个透镜均为非球面透镜，每个透镜的相对的透镜表面均设置有抗反射层 (Anti-reflective coating) 411。该对焦透镜组410中透镜的数目不限于本实施例中的三个 ，其可为两个，四个或更多。每两个透镜之间设置有间隔体413，其可防止相邻两个透镜之 间因接触或碰撞而导致元件损伤。
所述固持件420为圆筒形状，第一透镜412，第二透镜414及第三透镜416收容于固持件 420内，并经由固持件420固持在一起。固持件420可以通过点胶的方式将透镜固定。
所述镜筒430位于对焦透镜组410物侧一端可设置一孔431，位于对焦透镜组410像侧一端 的外圆周表面设置有外螺纹。所述固持件420及对焦透镜组410收容于镜筒430内。优选的， 该镜筒430还收容有位于对焦透镜组410像侧的滤光片432，如红外截止滤波片。
底座460上设置有一个开口461，该开口461设置有内螺纹。所述内螺纹与设置在镜筒 430外螺纹相配合。该镜筒430—端可通过其外螺纹与所述内螺纹配合而旋入至底座460的开 口461内。
所述影像传感器440设于对焦透镜组410的像侧以用于接收被摄物体经由对焦透镜组410 的光学成像，并将该光学成像转换成相应的电子影像信号作为输出信号。该影像传感器440 可选用电荷耦合器件(CCD)传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器。
本实施例中，所述致动器300还进一步包括连接臂301，所述连接臂301与可动部130的第 二表面132相连。致动器300通过连接臂301与对焦透镜组410实现机械连接。连接臂301穿过 设置在镜筒430侧壁的凹槽(也可为导向槽)与固持件420相连，沿如图中箭头所示方向线性移 动，连接臂301可使得固持件420沿镜筒轴向方向作线性运动，镜筒430可保持不动。固持件420的线性运动可传递给对焦透镜组410，进而可实现镜头模组400的自动对焦。可以理解， 本实施例中的致动器300中弹性元件为微致动器组件，具有高强度、高韧性的特点，其可以 提高致动器的稳定性，从而提高镜头模组自动对焦的性能。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它 各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种微致动器组件，其包括框架、至少二个弹性体和可动部，所述至少二个弹性体一端分别与可动部相对两侧相连，另一端分别与所述框架相连，从而将所述可动部悬挂于所述框架，其特征在于，所述弹性体为碳纳米管束。
2.如权利要求l所述的微致动器组件，其特征在于，所述碳纳米管束 中的碳纳米管相互平行地排列，弹性体的延伸方向为碳纳米管的长度方向。
3.如权利要求l所述的微致动器组件，其特征在于，所述框架和可动 部的材质为硅或镍。
4.如权利要求l所述的微致动器组件，其特征在于，所述弹性体数量 为四个，所述框架呈矩形，所述四个弹性体的一端分别连接于所述框架的四顶点，另一端连 接于所述可动部。
5.如权利要求4所述的微致动器组件，其特征在于，其中二个弹性体 位于可动部相对两侧，位于可动部同侧二个弹性体相互交叉并各自延伸出连接端，所述连接 端固定于所述可动部。
6. 一种微致动器，其特征在于，其包括底座、如权利要求1至5任一 项所述的微致动器组件和驱动元件，所述微致动器组件固定于底座，所述驱动元件包括线圈 和磁铁，所述磁铁固定于微致动器组件的可动部，所述线圈相对于底座固定且与磁铁相对设 置。
7.如权利要求6所述的微致动器，其特征在于，所述线圈的绕向与底 座平行，磁铁的磁极方向与底座平行。
8.如权利要求6所述的微致动器，其特征在于，所述线圈缠绕于线圈 座上，所述线圈座固定于底座。
9. 一种镜头模组，其包括 一底座；一镜筒，其安装于所述底座；一对焦透镜组，其收容于所述镜筒；一影像传感器，其设于所述对焦透镜组的像侧；一微致动器，与对焦透镜组连接，用于驱动所述对焦透镜组移动；其特征在于，所述微致动器为权利要求6至8任一项所述的微致动器。
全文摘要
一种微致动器组件，其包括框架、至少二个弹性体和可动部，所述至少二个弹性体一端分别与可动部相对两侧相连，另一端分别与所述框架相连，从而将所述可动部悬挂于所述框架，所述弹性体为碳纳米管束。一种微致动器，其包括底座、微致动器组件和驱动元件，所述微致动器组件固定于底座，所述驱动元件包括线圈和磁铁，所述磁铁固定于微致动器组件，所述线圈相对于底座固定且与磁铁相对设置，所述微致动器组件上述的微致动器组件。本发明还涉及一种应用所述微致动器的镜头模组。
文档编号H02K33/18GK101576646SQ20081030143
公开日2009年11月11日 申请日期2008年5月6日 优先权日2008年5月6日
发明者周代栩 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司