镜头驱动装置的制作方法

本发明涉及一种镜头驱动装置，且特别涉及一种三轴闭回路式防手震镜头驱动装置。

背景技术：

随着搭载相机的携带装置日渐普及，使用者越来越常使用携带装置的拍照功能。然而，当使用者使用携带装置拍照时，通常不会使用稳定机身的三脚架，因此在光线不足时，往往会因为手震等原因而照出模糊的照片。

常用的防手震方法包括光学防手震(Optical Image Stabilization，简称OIS)，藉由光学镜头模块或者是感光模块的移动来抵消相机的晃动所造成的影响，进而维持稳定的光学成像系统。以往多采用两轴闭回路式的光学防手震，仅对平行感光平面的方向进行手震的补偿。若要对感光平面的垂直方向(也就是光轴方向)进行补偿，就需要另外设置光轴方向的位置传感器(例如，霍尔元件)。

然而光轴方向的位置传感器设置于自动对焦(Auto Focus，简称AF)模块中，位置传感器需要与位于光学防手震模块中的电路基板电性连接。除此之外，自动对焦模块中的驱动线圈也需要接收来自电路基板的驱动讯号。在小型化的镜头驱动装置中，必须利用有限的空间来设置信号传递路线。因此，要如何将三轴闭回路式光学防手震系统简单地且省空间地组装于镜头驱动装置中仍是市场上长年需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种镜头驱动装置，以解决将三轴闭回路式光学防手震系统简单地且省空间地组装于镜头驱动装置中的问题。

有鉴于上述问题，本发明提出一种镜头驱动装置，包括：一镜头部，包括至少一镜头；一镜头保持器，保持该镜头部，且在其外周面配置有一位置 传感器以及一驱动线圈；一框体，容纳该镜头保持器，并且保持面向该驱动线圈的多个驱动磁铁、以及面向该位置传感器的一霍尔磁铁；多个弹簧，连接该镜头保持部与该框体，使该镜头保持部可沿着光轴方向相对于该框体移动；一基座部，包括一电路基板；以及多个悬吊线，连接于该多个弹簧与该电路基板之间，使该框体及该镜头保持器可沿着该光轴的垂直方向相对于该基座部移动，其中该电路基板通过该多个悬吊线及该多个弹簧电性连接至该位置传感器及该驱动线圈。

在上述的镜头驱动装置中，该多个悬吊线共6条，其中2条该悬吊线是电性连接至该驱动线圈的驱动悬吊线，其余四条悬吊线是电性连接至该位置传感器的感测悬吊线。

在上述的镜头驱动装置中，四条该感测悬吊线配置于该电路基板的4个角落，2条该驱动悬吊线配置于该电路基板的对角线方向的2个角落。

在上述的镜头驱动装置中，该多个弹簧包括：一B弹簧，配置于该框体的光线射出侧；以及一F弹簧，配置于该框体的光线入射侧，该F弹簧分割为6片，彼此电性独立且分别连接至6条该悬吊线。

在上述镜头驱动装置中，该B弹簧更分割为2片且彼此电性独立，6片的该F弹簧中的4片各自具有延伸至该镜头保持器的臂部，且6片的该F弹簧中的剩余2片分别通过埋入该框体内的导电性连接部电性连接至2片的该B弹簧。

在上述镜头驱动装置中，该导电性连接部通过嵌入成型(Insert Molding)技术或膜塑互连装置(Molded Interconnect Device)技术形成于该框体。

在上述镜头驱动装置中，该镜头保持器的外周面形成于多个金属线路，分别延伸至该镜头保持器的光线入射侧表面及光线射出侧表面中的至少一者，其中该位置传感器具有4个端子，分别通过四条该金属线路电性连接至该F弹簧及该B弹簧中的至少一者。

在上述镜头驱动装置中，该多个立体电路通过嵌入成型技术或膜塑互连装置技术形成于该镜头保持器。

在上述镜头驱动装置中，从该光轴方向观看，该霍尔磁铁位于相邻的两个该驱动磁铁之间。

在上述镜头驱动装置中，从该光轴的垂直方向观看，该霍尔磁铁靠近光 线入射侧，多个该驱动磁铁靠近光线射出侧。

在上述镜头驱动装置中，该镜头保持器的外周面在靠近光线入射侧具有朝向远离光轴方向突出的一第1挡板，该镜头保持器的外周面在靠近光线射出侧具有朝向远离光轴方向突出的一第二挡板，其中该框体藉由在光轴方向抵接该第一挡板或该第二挡板来限制该镜头保持器在光轴方向移动的范围。

在上述镜头驱动装置中，从该光轴的方向观看，该第1挡板及该第2挡板彼此不重叠。

在上述镜头驱动装置中，多的驱动磁铁的远离光轴侧更配置有强导磁性轭铁，该强导磁性轭铁以嵌入成型技术形成于该框体的外周面。

根据本发明上述实施例，可获得一种镜头驱动装置，能够利用有限的空间来设置信号传递的路径藉此达成三轴闭回路式防手震的效果，且能够简单且低成本地组立。

附图说明

图1为本发明实施例的镜头驱动装置的分解立体图。

图2为本发明实施例的镜头保持器与框体的一个角落的俯视图。

图3为本发明实施例的自动对焦模块中的一部分元件的俯视图。

图4为本发明实施例的自动对焦模块中的一部分元件的侧视图。

图5为沿着图2的A-A线的剖面图。

图6为显示本发明实施例的F弹簧的俯视图。

图7a为本发明实施例的F弹簧、镜头保持器与B弹簧组合后的一个角落的立体图；图7b为此角落的俯视图。

图8a为显示本发明实施例的镜头保持器上的Z轴霍尔元件与立体线路的立体图；图8b为Z轴霍尔元件的主视图。

图9a为本发明实施例的镜头保持器与框体组合后的俯视图；图9b为沿着图9a的B-B线的剖面图；图9c为沿着图9a的C-C线的剖面图。

图10为本发明实施例的框体6的一个边的立体图。

其中，附图标记说明如下：

1～壳体；

2、2a、2b、2c、2d、2e、2f～F弹簧；

3～霍尔磁铁；

4～Z轴霍尔元件；

5～镜头保持器；

6～框体；

7～驱动磁铁；

8～驱动线圈；

9～B弹簧；

10、10d、10s～悬吊线；

11～XY轴线圈；

12～电路基板；

13～XY轴位置传感器；

14～基座部；

20～自动对焦模块；

30～光学防手震模块；

40～镜头部；

100～镜头驱动装置；

211～悬吊线连接部；

212～变形防止部；

213～框体连接部；

214～臂部；

215～镜头保持器连接部；

511、512、513、514～立体线路；

521、522～挡板(第一挡板、第二挡板)；

611～轭铁；

901～弹簧连接部

具体实施方式

以下将参阅图式来详细说明本发明，然而图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

图1为本发明实施例的镜头驱动装置的分解立体图。本发明实施例的镜 头驱动装置100包括镜头部40、壳体1、自动对焦模块20、光学防手震模块30。自动对焦模块20以及光学防手震模块30沿着光轴方向(Z方向)组合，而壳体1会包覆住组合后的自动对焦模块20以及光学防手震模块30。

自动对焦模块20可承载一镜头部40，并驱动镜头部40在光轴方向(Z轴方向)上移动来进行自动对焦。自动对焦模块20更包括Z轴方向的位置传感器(例如霍尔传感器、磁敏电阻传感器、磁通量传感器等，后述实施例将以Z轴霍尔磁铁为例)用来感测镜头部40在Z轴方向上的位置，当感测出Z轴方向的偏移量时，自动对焦模块20会驱动镜头部40在Z轴方向移动来补偿该偏移量，藉此实现Z轴方向的闭回路防手震控制。

自动对焦模块20可以例如是一音圈马达(VCM)驱动结构。在图1中，沿着-Z轴方向，自动对焦模块20所包括的元件依序为F弹簧2、霍尔磁铁3、Z轴霍尔元件4、镜头保持器5、框体6、驱动磁铁7、驱动线圈8、B弹簧9。

镜头保持器5用来承载锁合镜头部40，在镜头保持器的外周面配置有Z轴霍尔元件4，并且缠绕有驱动线圈8。框体6设置有霍尔磁铁3。框体6的四个边更配置有四块驱动磁铁7。图2为本发明实施例的镜头保持器5与框体6的一个角落的俯视图。如图2所示，当镜头保持器5与框体6组合后，镜头保持器5上的Z轴霍尔元件4会与框体6上的霍尔磁铁3相对。由于Z轴霍尔元件4远比霍尔磁铁3轻，因此将比较轻的Z轴霍尔元件4配置于可动的镜头保持器5上可节省驱动镜头保持器的电力。而较重的霍尔磁铁3因为配置于固定的框体6上，则可以藉由增加霍尔磁铁3的面积，使得Z轴霍尔元件4能够在较广的位置范围内做高精准度的感测。此外，藉由将霍尔磁铁3与驱动磁铁7都固定设置于框体6上，可让霍尔磁铁3与驱动磁铁7不会因为相吸或相斥而产生相对移动。

图3为本发明实施例的自动对焦模块中的一部分元件的俯视图。如图3所示，沿着光轴方向(Z轴方向)观看配置于框体6(未显示于图中)上的霍尔磁铁3与驱动磁铁7时，可看到4块长条状的驱动磁铁7围绕成四边形，而霍尔磁铁3则配置四边形中的一个角落，也就是说，霍尔磁铁3是位于两个相邻的驱动磁铁7之间。藉由此配置，与霍尔磁铁3相对的Z轴霍尔元件4较不容易受到驱动磁铁7的磁场的影响，进而可维持位置检测的精准度。再者，由于霍尔磁铁3与驱动磁铁7在光轴方向不重叠，可减少框体6的厚 度，使驱动装置整体小型化。

图4为本发明实施例的自动对焦模块中的一部分元件的侧视图。如图4所示，从垂直于光轴方向观看霍尔磁铁3、驱动磁铁7。另外，霍尔磁铁3配置在靠近光线入射侧(图中上侧)，驱动磁铁7配置在靠近光线射出侧(图中下侧)。两者位于不同的高度，藉此减少驱动磁铁7的磁场对霍尔磁铁3的影响，进而可维持位置检测的精准度。图5为沿着图2的A-A线的剖面图。从图5中可更清楚地看出霍尔磁铁3、Z轴霍尔元件4、驱动磁铁7与驱动线圈8之间的位置关系。也就是，霍尔磁铁3与Z轴霍尔元件4在光线入射侧彼此相对，驱动磁铁7与驱动线圈8在光线射出侧彼此相对。由于霍尔磁铁3及驱动磁铁7皆设置于固定的框体6上，因此能够避免镜头保持器5的某一侧设置重物而导致倾斜的状况。

回到图1，光学防手震模块30则是藉由X轴及Y轴方向的位置传感器(例如，后述的XY轴位置传感器13)感测出自动对焦模块20在X轴方向及Y轴方向的偏移量，接着光学防手震模块30会驱动后述的电路基板12上的XY轴线圈11，使自动对焦模块20在XY轴方向移动来补偿此偏移量，藉此实现XY轴方向的闭回路防手震控制。

光学防手震模块30沿着-Z轴方向所包括的元件依序为6条悬吊线10、XY轴线圈11、电路基板12、XY轴位置传感器13、基座部14。基座部14最好有适当的强度，用以支撑设置于基座部14上的电路基板12或悬吊线10。基座部14与设置于-Z轴方向的影像传感器(未图标)之间不会相对移动。电路基板12具有用来传达电信号至驱动线圈7及XY轴线圈11的配线。电路基板12例如由FPC(可挠性印刷基板)等所构成。电路基板12藉由接着等方式固定于基座部14，被基座部14所支撑。

电路基板12电性连接至设置于镜头驱动装置100外部的驱动控制部(未图标)。也就是说，电路基板12具有连接至镜头驱动装置100内部的各个电子元件的线路，用以驱动及控制驱动线圈7以及XY轴线圈11，适当地实现自动对焦与防手震功能。

电路基板12下设置有XY轴位置传感器13，XY轴位置传感器13例如为霍尔传感器(Hall Sensor)、磁敏电阻传感器(MR Sensor)、磁通量传感器(Fluxgate)等。XY轴位置传感器13感测出自动对焦模块20相对基座部14 的位置。XY轴位置传感器13感测出安装于自动对焦模块20的驱动磁铁7的移动所产生的磁场变化，进行感测自动对焦模块在垂直光轴的平面(XY平面)的位置。

XY轴线圈11设置于电路基板12上，共包括四个线圈，这四个线圈排成四方形的四个边并分别与四个驱动磁铁7在光轴方向上相对。电路基板12供应驱动自动对焦部20沿着垂直光轴的平面移动的电流至XY轴线圈11中的各个线圈。

悬吊线10连接自动对焦模块20与光学防手震模块30，使自动对焦模块20与光学防手震模块30可自由地相对移动。本实施例的镜头驱动装置100包括6条悬吊线10。悬吊线10的材质没有特别限定，但磷青铜为佳。

本实施例中，悬吊线10由Z轴方向来看配置于略矩形的镜头驱动装置100的四个角落(其中二个角落配置2条悬吊线10)。各悬吊线10的一端固定于光学防手震模块30的电路基板12，另一端固定于自动对焦模块20的F弹簧2。藉由将悬吊线10固定在配置于自动对焦模块20的Z轴正方向端部的F弹簧2，能够拉长悬吊线10的长度以适当的力量支撑自动对焦模块20，也能够取得较大的X-Y方向可动范围。

本实施例中，6条悬吊线10之中二条悬吊线10的一端藉由F弹簧2电性连接至驱动线圈8，另一端电性连接至电路基板12。为了方便说明，将这二条悬吊线称为驱动悬吊线10d。6条悬吊线10之中另外四条悬吊线10的一端藉由F弹簧2电性连接至Z轴霍尔元件4的四个脚位，另一端电性连接至电路基板12。为了方便说明，将这四条悬吊线称为感测悬吊线10s。

图6为显示本发明实施例的F弹簧的俯视图。在本实施例中，F弹簧2分割为六片2a～2f，各个F弹簧2a～2f分别具有悬吊线连接部211、变形防止部212、以及框体连接部213。悬吊线连接部211是固定住悬吊线10的部位。框体连接部213是与框体6直接接触的部位。变形防止部212位于悬吊线连接部211及框体连接部213之间，用以防止各个F弹簧2a～2f受力变形损坏。在图2中，F弹簧2a～2d更具有蜿蜒延伸至镜头保持器5的臂部214以及与镜头保持器5直接接触的镜头保持器连接部215。

在本实施例中，驱动悬吊线10d与F弹簧2b、2d的悬吊线连接部211连接，因此二条驱动悬吊线10d位于四边形的电路基板12对角线方向的两 个角落。感测悬吊线10s与F弹簧2a、2c、2e、2f的悬吊线连接部211连接，因此四条驱动悬吊线10s位于四边形的电路基板12对角线方向的四个角落。藉由此配置，使二条驱动悬吊线10d配置于相对于光轴对称的位置，四条感测悬吊线10s也配置于相对于光轴对称的位置。

在本实施例中，仅F弹簧2a～2d与镜头保持器5接触，而F弹簧2e、2f则不接触镜头保持器5。这是因为F弹簧2a～2d是通过镜头保持器连接部215与设置于镜头保持器5上的驱动弹簧8的两个端点以及Z轴霍尔元件4的两个脚位电性连接；而F弹簧2e、2f则藉由框体连接部213与后述的弹簧连接部电性连接，弹簧连接部再分别电性连接至分割为2片的B弹簧，2片B弹簧再电性连接至Z轴霍尔元件4的两个脚位。

图7a为本发明实施例的F弹簧2、镜头保持器5与B弹簧9组合后的一个角落的立体图；图7b为此角落的俯视图。从图7a及图7b可清楚看出F弹簧2与镜头保持器5与B弹簧9的立体位置关系。F弹簧2f会通过以嵌入成型(Insert Molding)技术、或者是膜塑互连(Molded Interconnect Device)技术(指将导电电路形成于非导电的膜塑元件的立体表面的技术，例如，激光直接成型(Laser Direct Structuring)或微细复合加工(MIPTEC))形成于框体6的弹簧连接部901与B弹簧9电性连接。在图7a中，可见F弹簧2f的框体连接部213与弹簧连接部901接触，藉此使F弹簧2f与B弹簧9电性连接。其它连接至镜头保持器5的F弹簧2则通过镜头保持部连接器215与后述的镜头保持器5上的立体线路511、512、513、514电性连接。

接着，参照图8a及图8b说明镜头保持器5上的立体线路511、512、513、514。图8a为显示本发明实施例的镜头保持器上的Z轴霍尔元件与立体线路的立体图；图8b为Z轴霍尔元件的主视图。从图8a及图8b可看出Z轴霍尔元件4具有四个脚位，分别通过以膜塑互连技术或嵌入成型技术形成于镜头保持器5上的立体线路511、512、513、514传送电信号。立体线路511、512延伸至镜头保持器5的光线入射侧表面，并具有接点与F弹簧2的镜头保持部连接器215电性连接。立体线路513、514延伸至镜头保持器5的光线射出侧表面，并具有接点(未图示)与二片B弹簧9连接。藉由此构造，Z轴霍尔元件4的四个脚位被电性连接至二片F弹簧2与二片B弹簧9。而二片B弹簧9会藉由弹簧连接部901与另外二片F弹簧2电性连接，因此Z 轴霍尔元件4的四个脚位都会经由四片F弹簧2以及四条悬吊线10与电路基板12电性连接。又藉由本发明的立体线路511～514的设置，相较于导线连接的配线方式可靠度更高，且更易于小型化。又，为了防止往镜头保持器5的光线射出侧表面延伸的立体线路513、514与驱动线圈8接触而导致短路，镜头保持器5可在立体线路513、514面向驱动线圈8的部位设置凹入面。

另外，在本发明中，也可以在镜头保持器5设置挡板的构造来限制镜头保持器5的移动范围。图9a为本发明实施例的镜头保持器与框体组合后的俯视图；图9b为沿着图9a的B-B线的剖面图；图9c为沿着图9a的C-C线的剖面图。从图9a及图9b可看见镜头保持器5具有朝向远离光轴方向(径方向)突出的挡板521。藉由挡板521，当镜头保持器5沿着Z轴的正方向移动时，会与框体6的上端突出部位相接触，进而防止镜头保持器5朝向Z轴的正方向过度移动。同样地，从图9a及图9c可看见镜头保持器5具有朝向远离光轴方向(径方向)突出的挡板522。藉由挡板522，当镜头保持器5沿着Z轴的负方向移动时，会与框体6的下端突出部位相接触，进而防止镜头保持器5朝向Z轴的负方向过度移动。根据本实施例，藉由挡板521、522的设置可限制住镜头保持器5在Z轴方向移动的范围，以避免过度移动而损坏。又，从图9a可看出，挡板521、522从光轴方向观看，两者并不重叠。这样的设计可以减少镜头保持器5的厚度，有利于薄型化。

图10为本发明实施例的框体6的一个边的立体图。由于框体6的四个边配置了驱动磁铁7，在本实施例中可在驱动磁铁7的远离光轴侧配置轭铁611。轭铁611为强导磁材料，可藉由嵌入成型的方式埋入框体6，用以抑制驱动磁铁7的磁力往外部泄漏。

以上完整说明了本发明的一个镜头驱动模块的构造，在上述的构造中，除了XY轴的闭回路防手震构造外，更利用立体线路来增加Z轴的闭回路防手震构，藉此，达成三轴闭回路式防手震镜头驱动装置。

惟，上述所揭露的图式、说明，仅为本发明之实施例而已，凡精于此项技艺者当可依据上述之说明作其它种种之改良，而这些改变仍属于本发明的发明精神及所附权利要求书所界定的专利范围中。