专利名称：驱动装置及使用该驱动装置的镜头模组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种驱动装置，尤其涉及一种适用于小型化镜头模组的驱动装置及使用该驱 动装置的小型化镜头模组。
背景技术：
近年来，各种消费性电子产品越来越趋向于轻薄短小化，并受到消费者的青睐。因此， 如何使各种零配件的体积进一步縮小成为研究人员的研究方向。 一直以来，在镜头模组中， 调焦时采用的镜筒或镜片的驱动装置大多采用压电驱动器或音圈马达驱动器，关于采用压电 驱动器达到调焦目的文献请参见Takashi Kaneko等人于Solid State Sensors and Actuators, 1997. Transducers ' 97 Chicago. ， 1997 International Conference on发表 的论文"A New, Compact and Quick-Response Dynamic Focusing Lens"。
然而，这些驱动器体积较大，不能满足消费性电子产品轻薄短小的需求。
发明内容
有鉴于此，提供一种适用于小型化镜头模组的驱动装置十分必要。
一种驱动装置，其包括一个具有一第一表面的基板及设置于该基板第一表面的至少一个 微机电结构热致动器，该至少一个微机电结构热致动器包括热支臂和冷支臂，该热支臂和该 冷支臂平行地悬于该第一表面上方，该热支臂和该冷支臂的一端分别固定于该第一表面，另 一端通过一个第一连接部电性互连，该驱动装置进一步包括至少一个第二连接部和一个移动 单元，该至少一个第二连接部的一端与该第一连接部热绝缘连接，另一端连接该移动单元， 该移动单元具有一移动方向及相对该移动方向倾斜的斜面。
一种镜头模组，其包括镜筒、镜座、电路板，该镜座具有一外侧面和一筒状收容空间， 该镜座位于该电路板上，该镜筒具有一第一环状端面和一第二环状端面，该镜筒套设于该镜 座的收容空间内，该镜头模组还包括至少两个驱动装置；该驱动装置包括一个具有一第一表 面的基板及设置于该基板第一表面的至少一个微机电结构热致动器，该至少一个微机电结构 热致动器包括热支臂和冷支臂，该热支臂和该冷支臂平行地悬于该第一表面上方，该热支臂 和该冷支臂的一端分别固定于该第一表面，另一端通过一个第一连接部电性互连，该驱动装 置进一步包括至少一个第二连接部和一个移动单元，该至少一个第二连接部的一端与该第一 连接部热绝缘连接，另一端连接该移动单元，该移动单元具有一移动方向及相对该移动方向倾斜的斜面，该镜筒第二端面相对该电路板倾斜，该斜面与该镜筒第二端面相抵接；该至少 两个驱动装置相对于该镜筒中心对称分布在该电路板上。
相较于现有技术，本发明提供的驱动装置利用微机电结构热致动器驱动该移动单元水平 移动，由于该移动单元的斜面与镜筒第二端面相抵接，该斜面向该镜筒施加一垂直向上的作 用力，从而驱动该镜筒向上移动。本发明提供的微型驱动装置取代了体积较大的压电式或音 圈马达式驱动器，縮小了镜头模组的体积。
图l是本发明第一实施例提供的驱动装置立体示意图。 图2是本发明第二实施例提供的驱动装置立体示意图。 图3是本发明第三实施例提供的镜头模组截面示意图。 图4是本发明第四实施例提供的镜头模组截面示意图。 图5是本发明第五实施例提供的驱动装置立体示意图。 图6是本发明第六实施例提供的驱动装置立体示意图。
具体实施例方式
下面将结合附图，对本发明作进一步详细说明。
请参阅图l，本发明第一实施例提供的镜筒驱动装置10包括基板100和位于基板100表面 的一个微机电结构热致动器120、 一个移动单元140，微机电结构热致动器120和移动单元 140通过连接部130热绝缘相连。
镜筒驱动装置10采用微机电加工技术加工而成，例如硅体微加工技术、表面微加工技术 、LIGA (Lithographie Galanoformung Abformung)技术等。另夕卜，在微机电加工过程中会 形成多个蚀刻孔300。
微机电结构热致动器120包括第一锚定件102、第二锚定件104，热支臂106、冷支臂108 和可挠性连接梁IIO。
其中，第一锚定件102和第二锚定件104固定于基板100的一个表面，热支臂106的一端与 第一锚定件102相连，冷支臂108的一端与可挠性连接梁110相连，可挠性连接梁110与锚定件 104相连。热支臂106和冷支臂108的另一端通过连接部105电性相连。可挠性连接梁110的宽 度一般与热支臂106的宽度相同。热支臂106比冷支臂108窄，且热支臂106的电阻值高于冷支 臂108的电阻值。
移动单元140的移动方向如图中箭头所示，移动单元140是一个相对于该移动方向倾斜的 斜面，该斜面表面为曲面。整个斜面是利用环氧基紫外负性光刻胶或者焊料(solder)制成微机电结构热致动器的工作原理描述如下
微机电结构热致动器120通电后，电流方向是自第一锚定件102流向冷支臂106，热支臂 108，可挠性连接梁IIO，直到第二锚定件104，或者，自第二锚定件104流向可挠性连接梁 110，热支臂108，直到第一锚定件102。由于热支臂106的电阻值高于冷支臂108的电阻值， 因此热支臂106的温度高于冷支臂108的温度，因此热支臂106的热膨胀大于冷支臂108的热膨 胀，因此热支臂106的弯曲幅度大于冷支臂108的弯曲幅度，因此整体上，热支臂106向冷支 臂108作类弧形水平移动，如图中箭头所示。
断电后，热支臂106和冷支臂108冷却，从而恢复初始状态。
在本实施例中，微机电结构热致动器120沿该冷支臂108的垂直方向伸出一个热绝缘连接 部130与移动单元140连接。
当微机电结构热致动器120的热支臂106向冷支臂108水平移动时，将带动移动单元140同 方向水平移动，其移动距离在10微米到250微米之间。
当然，每个微机电结构热致动器也可以沿其它方向伸出一个热绝缘连接部与移动单元相 连，使得微机电结构热致动器与移动单元以大致相同的方向移动。
除第一锚定件102和第二锚定件104与基板100直接接触之外，其他部分如冷支臂106、热 支臂108、移动单元140均悬伸于基板100的表面上方，并平行于基板IOO。
请参阅图2，本发明第二实施例与第一实施例的不同之处在于镜筒驱动装置20包括两 个微机电结构热致动器120，移动单元240包括一表面为平面的斜面244和承载体242，此外， 还有两支杆状可挠臂246和两个第三锚定件248 。
其中，第三锚定件248固定于基板100的表面，承载体242承载斜面244，并且该斜面244 相对承载体242固定。每支可挠臂246自承载体242的一个侧面向第三锚定件248延伸，起到连 接承载体242和第三锚定件248的作用及稳固支撑移动单元240的作用。
在本实施例中，两个微机电结构热致动器120沿该冷支臂108的垂直方向各延伸出一个热 绝缘连接部130与承载体242连接，并且，两个微机电结构热致动器120并排位于该承载体 242的同一侧。
所以，当两个微机电结构热致动器120的热支臂106向冷支臂108水平移动时，如箭头方 向所示，将带动承载体242和斜面244同方向水平移动。
另外，除两个第一锚定件102、两个第二锚定件104和两个第三锚定件248与基板100直接 接触之外，其他部分如冷支臂106、热支臂108、承载体242与基板100均悬伸于基板100的表
6面上方，并平行于基板ioo。
两个微机电结构热致动器120也可以通过各自的第一连接部105互连，并列位于该移动单 元240的一侧。
请参阅图3，本发明第三实施例提供的镜头模组30包括镜座400，镜筒150，电路板401， 盖体410，弹片406以及两个驱动装置10。
镜筒150具有第一环状端面5a和第二环状端面5b。移动单元140为一表面为曲面的斜面。 该镜筒第二端面5b相对电路板401倾斜，移动单元140的斜面与该镜筒第二端面5b相抵接。两 个驱动装置10位于电路板401的表面，且两个驱动装置相对于镜筒150的中心对称分布。盖体 410具有一盖板402和一垂直于该盖板402的筒状体404，该盖板402中心设一通光孔4021 。盖 板402具有一内表面4a，该筒状体404具有一内侧面4b，由内表面4a和内侧面4b形成一收容空 间4041，该收容空间4041收容镜筒150和镜座400。并且，通光孔4021对准镜筒150的中心。
弹片406的一端与镜筒150的第一环状端面5a相连，另一端与盖板402的内表面4a相连。
收容空间4041的内表面4b与镜座400的外表面相对固定连接，可以是螺纹连接，也可以 是粘接。
驱动装置10通电后，移动单元140相对电路板401水平移动，由于该移动单元140与镜筒 150的第二环状端面5b相抵接，因此将向镜筒150施加一垂直方向的推力，从而推动镜筒150 垂直向上移动。
镜筒150的第一环状端面5a与弹片406相连，所以当微机电结构热致动器120断电后，移 动单元140回复初始位置，镜筒150也可回复初始位置。
通过控制该微机电结构热致动器120的移动距离，来控制镜筒垂直移动的距离，调节镜 片组和影像感测器之间的距离，从而达到对焦和调焦的目的。
可以理解，该弹片406也可以是弹簧。与弹片相类似，该弹簧的一端与盖体404相连，该 弹簧的另一端与该镜筒150的第一环状端面5a相连。
可以理解，该镜头模组30可以包括多于两个的镜筒驱动装置10，例如三个，四个等。并 且，多个镜筒驱动装置沿圆周方向等角度分布。
可以理解，在没有盖体410和弹片406时，当微机电结构热致动器120断电后，热支臂和 冷支臂冷却，从而带动移动单元恢复原状，由于镜筒150失去来自移动单元的支撑作用，因 此镜筒150垂直下移，回复到初始位置。
可以理解，与驱动装置10相互作用的镜筒端面5b还可是表面为曲面的斜面。
请参阅图4，本发明第四实施例提供的镜头模组40与镜头模组30的不同之处在于:镜头模
7组40采用驱动装置20。
可以理解，该镜头模组40可以包括多于两个的镜筒驱动装置20，例如三个，四个等。并 且，多个镜筒驱动装置沿圆周方向等角度分布。
请参阅图5，本发明第五实施例提供的驱动装置50与移动单元20基本相同，不同之处在 于驱动装置50的可挠臂546为采用微机电加工技术形成的微弹簧结构。
请参阅图6，本发明第六实施例提供的驱动装置60与驱动装置50的不同之处在于驱动 装置60包括微机电结构热致动器阵列，该阵列包括四个微机电结构热致动器620，该阵列位 于该承载体642的同侧；可挠臂646的延展方向与微机电结构热致动器620的热支臂垂直。
另外，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思做出其 他各种相应的变化，而所有这些变化都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
权利要求
1.一种驱动装置，其包括一个具有一第一表面的基板及设置于该基板第一表面的至少一个微机电结构热致动器，该至少一个微机电结构热致动器包括热支臂和冷支臂，该热支臂和该冷支臂平行地悬于该第一表面上方，该热支臂和该冷支臂的一端分别固定于该第一表面，另一端通过一个第一连接部电性互连，其特征在于该驱动装置进一步包括至少一个第二连接部和一个移动单元，该至少一个第二连接部的一端与该第一连接部热绝缘连接，另一端连接该移动单元，该移动单元具有一移动方向及相对该移动方向倾斜的斜面。
2.如权利要求l所述的驱动装置，其特征在于该移动单元进一步包 括一用于承载该斜面的承载体，该承载体悬伸于该第一表面上方，并与该至少一个第二连接 部连接。
3.如权利要求l所述的驱动装置，其特征在于该至少一个第二连接 部与该移动单元悬于该第一表面上方并平行于该第一表面。
4.如权利要求l所述的驱动装置，其特征在于该微机电结构热致动 器和该第二连接部均为两个，该两个微机电结构热致动器对称地设于该移动单元同一侧。
5.如权利要求l所述的驱动装置，其特征在于该驱动装置进一步包 括两支可挠臂，每支该可挠臂的一端与该移动单元连接，并沿平行于该热支臂的方向悬伸， 另一端固定于该基板第一表面。
6.如权利要求l所述的驱动装置，其特征在于该驱动装置进一步包 括两支可挠臂，每支该可挠臂的一端与该移动单元连接，并沿垂直于该热支臂的方向悬伸， 另一端固定于该基板第一表面。
7.如权利要求5或6任一项所述的驱动装置，其特征在于该可挠臂 为杆状结构或微弹簧结构。
8.如权利要求l所述的驱动装置，其特征在于该斜面为平面或曲面
9. 一种镜头模组，其包括镜筒、电路板，该镜筒具有一第一环状端 面和一第二环状端面，其特征在于该镜头模组进一步包括至少两个如权利要求1至6及权利 要求8中任一项所述的的驱动装置；该镜筒第二端面相对该电路板倾斜，该斜面与该镜筒第 二端面相抵接；该至少两个驱动装置均匀分布于该电路板。
10.如权利要求9所述的镜头模组，其特征在于该镜头模组进一步 包括一镜座、 一弹性件和一盖体，该盖体具有一水平部和垂直于该水平部的筒状体，该水平 部中心设一通光孔，该水平部具有一内表面，该筒状体收容该镜座和该镜筒，该通光孔对准 该镜筒中心，该筒状体与该镜座相对固定连接；该弹性件的两端分别与该盖体的内表面和该 镜筒的第一环状端面连接。
全文摘要
一种驱动装置，其包括一个具有一第一表面的基板及设置于该基板第一表面的至少一个微机电结构热致动器，该至少一个微机电结构热致动器包括热支臂和冷支臂，该热支臂和该冷支臂平行地悬于该第一表面上方，该热支臂和该冷支臂的一端分别固定于该第一表面，另一端通过一个第一连接部电性互连，该驱动装置进一步包括至少一个第二连接部和一个移动单元，该至少一个第二连接部的一端与该第一连接部热绝缘连接，另一端连接该移动单元，该移动单元具有一移动方向及相对该移动方向倾斜的斜面。本发明还涉及一种使用该驱动装置的镜头模组。本发明提供的驱动装置可使得镜头模组小型化。
文档编号G02B7/09GK101526659SQ20081030045
公开日2009年9月9日 申请日期2008年3月4日 优先权日2008年3月4日
发明者张仁淙 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