光学元件驱动机构的制作方法

1.本实用新型涉及光学领域，具体涉及一种光学元件驱动机构。


背景技术：

2.随着科技的发展，现今许多电子装置(例如智能型手机或数字相机)皆具有照相或录像的功能。这些电子装置的使用越来越普遍，并朝着便利和轻薄化的设计方向进行发展，以提供使用者更多的选择。然而，目前的手机拍摄过程中有时拍出的照片会发虚，即拍摄出来的画面不够清晰，甚至发生重影或模糊的情况。这些原因，除了偶尔的失焦(即相机未能正常对焦)以外，很大程度上是因为拍摄景物曝光时发生微小抖动所致。
3.一般而言，在手持条件下经常会发生这种轻微的抖动的现象，由此会引发摄像装置的镜头偏离，使得图像传感器捕获到的图像质量产生劣化。故近年来对防抖技术功能开发需求相对较大。
4.然而，现有技术中的大多是通过同一部件(载体)的运动来实现光学变焦和光学防抖功能，载体的运动范围受到重量、体积等的限制，无法有效地解决拍摄过程中因手抖动而造成拍出模糊照片的困扰。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种光学元件驱动机构，以将光学变焦和光学防抖通过不同的部件运动实现，从而解决拍摄过程中因手抖动而造成拍出模糊照片的问题。
6.为了解决上述问题，根据本实用新型的一个方面，提供了一种光学元件驱动机构，所述光学元件驱动机构包括载体、底座、框架以及电路板，所述载体可活动地安装于所述框架内并设有第一组线圈，所述电路板固定安装于所述底座上并设有第二组线圈，所述框架设有与所述第一组线圈配合的第一组磁石以及与所述第二组线圈配合的第二组磁石，其中，所述第一组线圈通电时与所述第一组磁石配合驱动所述载体沿光轴方向运动，所述第二组线圈通电时与所述第二组磁石配合驱动所述底座在垂直于所述光轴的平面上运动。
7.在一个实施例中，所述框架与所述底座之间设置有滚珠，使得所述框架能够相对于所述底座运动；在一个实施例中，所述底座面向所述框架的表面设有第一滚珠安装槽，所述框架面向所述底座的表面设有第二滚珠安装槽，所述电路板与所述第一滚珠安装槽对应的位置设有滚珠孔，所述滚珠布置于所述第一滚珠槽、所述第二滚珠槽以及所述滚珠孔内。
8.在一个实施例中，所述框架设有中心开口以与所述载体配合，环绕所述中心开口形成框架侧部和框架角部，其中所述第一组磁石设置于所述框架侧部，以及所述第二组磁石设置于所述框架角部。
9.在一个实施例中，所述第一组磁石包括一对相对的磁石，所述一对相对的磁石设置于所述框架的相对的两个侧部。
10.在一个实施例中，所述框架包括四个所述框架侧部和四个所述框架角部，所述四个框架侧部两两相对设置，以及每两个所述框架侧部之间设置一个所述框架角部，其中所
述第二组磁石设置于所述四个框架角部。
11.在一个实施例中，所述框架内设有框架内嵌金属片，所述框架内嵌金属片与所述第一组线圈电连接。
12.在一个实施例中，所述光学元件驱动机构还包括配重块，所述配重块设置于所述框架的没有设置所述第一组磁石的其中一个框架侧部；在一个实施例中，所述配重块为第三组磁石；在一个是实施例中，所述底座设有第二传感器，所述第二传感器与所述第一组磁石和所述第三组磁石配合以检测所述载体在垂直于所述光轴的平面上的位移。
13.在一个实施例中，所述底座设有第一传感器，所述第一传感器与所述第一组磁石配合以检测所述载体在垂直于所述光轴的平面上的位移。
14.在一个实施例中，所述框架的底部设有第二传感器，所述载体的侧部设有传感器磁石，所述第二传感器与所述传感器磁石配合以检测所述载体在光轴方向的位移。
15.在一个实施例中，所述光学元件驱动机构还包括芯片，所述载体设有光学元件安装孔以安装光学元件，环绕所述光学元件安装孔形成所述载体侧部，所述第一组线圈设置于所述载体侧部并相对布置，所述芯片设置于所述底座上并与所述光学元件配合以接收通过所述光学元件传入的光线。
16.在一个实施例中，所述光学元件驱动机构还包括上簧片和下簧片，所述上簧片将所述框架的上表面与所述载体的上表面可活动连接，所述下簧片将所述框架的下表面与所述载体的下表面可活动连接。
17.本实用新型的光学元件驱动机构由于变焦的运动部件与光学防抖的运动部件不同，可以实现更大范围的运动，实现更优异的变焦和防抖效果，从而获得更好的成像质量。
附图说明
18.图1是本技术一个实施例的光学元件驱动机构的立体分解图。
19.图2是图1的框架的立体图。
20.图3是图1的光学元件驱动机构的仰视图，其中底座和电路板已移除。
21.图4是图1的载体的立体图。
22.图5是图1的光学元件驱动机构的仰视图，其中底座已移除，示出了电路板内的第二组线圈布置方式。
23.图6是图1的底座的立体图，其面向外壳的表面设有芯片。
24.图7是图1的电路板的立体图。
25.图8是图1的光学元件驱动机构的俯视图。
26.图9是图8的光学元件驱动机构沿线a
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a剖开的剖视图。
27.图10是图8的光学元件驱动机构沿线b
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b剖开的剖视图。
具体实施方式
28.以下将结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本实用新型范围的限制，而只是为了说明本实用新型技术方案的实质精神。
29.在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供
对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况下来实践实施例。在其它情形下，与本技术相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。
30.在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。
31.在以下描述中，为了清楚展示本实用新型的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。
32.本技术总体上涉及一种光学元件驱动机构，其可以用于诸如手机、平板电脑等终端产品内与镜头配合实现拍照、录像等功能。该光学元件驱动机构可以包括载体、底座、框架以及电路板，载体用于承载诸如摄像头的光学元件并可活动地安装于框架内，电路板固定安装于底座上，其中载体设有第一组线圈，底座设有第二组线圈，框架设有与第一组线圈配合的第一组磁石以及与第二组线圈配合的第二组磁石，第一组线圈通电时第一组磁石配合驱动所述载体沿光轴方向运动以实现诸如自动对焦的功能，第二组线圈通电时与第二组磁石配合驱动底座在垂直于光轴的平面上运动以实现光学防抖功能。
33.本技术的光学元件驱动装置的运动方式不同于常规光学元件驱动装置，常规光学元件驱动装置通过驱动载体沿光轴方向运动实现光学变焦，通过驱动载体在垂直于光轴的平面上运动实现光学防抖，而本技术则通过驱动载体沿光轴方向运动实现光学变焦，通过驱动底座带动底座上的芯片在垂直于光轴的平面上运动实现光学防抖。由于变焦的运动部件与光学防抖的运动部件不同，可以实现更大范围的运动，实现更优异的变焦和防抖效果，从而获得更好的成像质量。
34.此外，在本技术的一个实施例中，框架与底座之间通过滚珠连接，换句话说，框架通过滚珠支撑于底座上，因此，底座可以相对于框架以及框架内的载体实现更大范围的运动，实现更好的防抖功能。此外，通过滚珠连接底座和框架以及框架内的载体，可以避免发生回滞现象，具有成像稳定、成像时间快的优点。其中，滚珠例如可以利用陶瓷或无磁性刚性材料制成。
35.此外，在本技术的一个实施例中，框架内设有框架内嵌金属片，通过框架内嵌金属片将外部电流接入底座上的第一组线圈以及载体上的第二组线圈，简化了电路结构，并使得底座运动时不会对电路造成影响。
36.此外，为了描述方便，本技术引入“光轴”概念，用于表示光线在光学元件内的传播方向，其是一个抽象概念，并不是指存在一个物理意义上的轴。
37.下面结合图1
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10对本技术一个实施例的光学元件驱动机构进行详细描述。
38.图1是本技术一个实施例的光学元件驱动机构的立体分解图，参照图 1，光学元件驱动机构100包括外壳10、上簧片21、载体30、框架40、框架内嵌金属片41、磁石组50、下簧片22、滚珠60、电路板70、底座80 以及芯片90。定义外壳10所在的位置为上，底座80所在的位置为下，光线从外壳向底座的方向传播，并定义光线传播的方向为光轴方向。
39.框架内嵌金属片41安装于框架40内，载体30用于安装诸如镜头的光学元件并安装
于框架40内，上簧片21将载体30的上表面与框架40的上表面可活动连接，下簧片22将载体30的下表面与框架40的下表面可活动连接，此处的上表面指的是朝向外壳10的表面，下表面指的是朝向底座80 的表面。磁石组50安装于框架40内，载体30设有第一组线圈并与磁石组 50中的至少部分磁石配合，以在载体30内的线圈通电时，通过磁场力的作用驱动载体30沿光轴方向运动，以实现变焦功能。电路板70固定安装用于底座80上，底座80通过滚珠与框架40可活动连接，芯片90设置于底座80内并位于载体30的底部以在载体30内安装光学元件时与光学元件对准从而接收通过光学元件传入的光线。电路板70设有第二组线圈，第二组线圈与磁石组50的至少部分磁石配合，以在通电时驱动底座并进而驱动芯片在垂直于光轴的平面上运动，从而实现光学防抖功能。
40.通过以上描述可以看出，本技术一个实施例的光学元件驱动机构100 通过驱动载体30沿光轴方向运动实现变焦功能，通过驱动底座80运动进而驱动芯片90运动实现光学防抖功能，也就是说，实现变焦功能与实现防抖功能的运动部件不是同一部件，而是相互独立的部件，从而可以实现更大范围的运动，实现更优异的变焦和防抖效果。
41.另外，通过在框架40内设置框架内嵌金属片41，框架内嵌金属片41 与载体30上的第一组线圈电连接，并设有与外部连接的端子，使得框架本身具有导电功能，省去了侧面电路板，提高了光学元件驱动机构100的整体强度，同时还简化了电路结构，并使得底座运动时不会对电路造成影响。在一个实施例中，框架内嵌金属片与下簧片电连接，下簧片与载体30上的第一组线圈电连接。在另一个实施例中，框架内嵌金属片41还可以与电路板70上的第二组线圈电连通，从而简化了整个光学元件驱动机构的电路。当然，本领域的技术人员可以理解，在其他的实施例中，框架内金属片也可以不与电路板70上的第二组线圈电连通，电路板70上的第二组线圈单独与外部电源连接。
42.图2是图1的框架40的立体图。参照图2，框架40整体上形成一个近似矩形的框架，其中部形成开口42用于安装载体30，环绕开口42形成四个侧部43和四个角部44，四个侧部43两两相对布置，每两个相邻的侧部43之间设置一个角部44。
43.图3是图1的光学元件驱动机构100的仰视图，其中底座和电路板已移除。如图3所示，磁石组50包括第一组磁石51、第二组磁石52以及第三组磁石53。第一组磁石51安装于框架40的其中两个相对的侧部43，第二组磁石52安装于框架40的四个角部44，第三组磁石53安装于框架40 的其中一个未安装第一组磁石51的侧部43。
44.在一个实施例中，参照图2，其中的三个侧部43的内壁，即面向开口 42的侧壁设有侧部磁石安装槽431，第一组磁石51以及第三组磁石53安装于侧部磁石安装槽431内，每一个角部44的内侧设有角部磁石安装槽441，第二组磁石52安装于角部磁石安装槽441内。
45.返回参照图1，上簧片21和下簧片22都包括固定于载体上的第一部分和固定于框架上的第二部分，第一部分和第二部分之间通过连接部连接，连接部例如可以通过弯折的连接件形成，从而第一部分与第二部分可以相互运动。需要说明的是，图1示出的上簧片21和下簧片22仅仅是一种示例，其他可以将载体的上表面与框架的上表面可活动连接，以及将框架的下表面与载体的下表面可活动连接的方式都可以应用于本实施例的光学元件驱动机构100。
46.图4是图1的载体30的立体图。如图4所示，载体30的内部设有光学元件安装孔31，环绕光学元件安装孔31形成载体侧部32，在其中一个相对的载体侧部32上设有第一组线圈
33，第一组线圈33与框架40上安装的第一组磁石51配合，并在通电时由磁场驱动载体30沿光轴方向运动，以实现变焦功能。
47.图5是图1的光学元件驱动机构的仰视图，其中底座已移除，示出了电路板内的第二组线圈布置方式。如图5所示，电路板70的中部形成电路板开口71，环绕电路板开口71形成四个电路板侧部72和四个电路板角部 73，四个电路板侧部72两两相对，每两个电路板侧部72之间形成一个电路板角部73，第二组线圈74布置于四个电路板侧部72和四个电路板角部 73。具体地，在一个实施例中，每一个电路板侧部72和每一个电路板角部 73布置一个第二线圈74。第二组线圈74与框架40上安装的第一组磁石51、第二组磁石52以及第三磁石53配合，并在通电时通过安培力的作用驱动电路板70并进而驱动底座80和芯片90在垂直于光轴的平面上运动，从而实现光学防抖功能。
48.需要注意的是，虽然在本实施例中，电路板70的四个电路板侧部72和四个电路板角部73都设置有第二线圈74，但是在其他实施例中，也可以仅仅在部分电路板侧部和/或部分电路板角部设置第二线圈74。例如，在一个实施例中，在一对相对的电路板侧部72设置第二线圈74，在另一个实施例中，在处于对角线上的一对相对的电路板角部73设置第二线圈74，在一个实施例中，在四个电路板侧部72设置第二线圈74，在另一个实施例中，在四个电路板角部73设置第二线圈74。需要注意的是，这些实施例都只是示意出第二线圈74的一些布置方式，本领域的技术人员可以基于这些启示设置其他的第二线圈74在电路板70内的布置方式，此处不再一一穷举。
49.图6是图1的底座80的立体图，其面向外壳10的表面的中部设有芯片90，环绕芯片90设有多个第一滚珠安装槽81，以用于安装滚珠60，对应地，在框架40的底部设有多个第二滚珠安装槽，第二滚珠安装槽与第一滚珠安装槽81配合以安装滚珠60，从而将框架40与底座80可活动连接。
50.图7是图1的电路板70的立体图，参照图7，电路板70上与底座80 的第一滚珠安装槽81对应的地方设有滚珠孔75，当电路板70安装底座80 上时，滚珠孔75与第一滚珠安装槽81配合，从而可以将滚珠60穿过电路板的滚珠孔75放置于底座80的第一滚珠槽81内。在本实施例中，一共设置四个滚珠60，以及第一滚珠槽81设置于底座80的四个角部，并且通过设置第一滚珠槽81的深度和尺寸，使得滚珠60在第一滚珠槽81内能够平稳运动。然而，本领域的技术人员可以理解，也可以设置其它数目的滚珠，例如在一个实施例中，设置八颗滚珠，八颗滚珠例如均匀布置在底座80的四个侧部，在另一个实施例中，设置八颗颗滚珠，八颗滚珠中的四颗布置在底座80的四个侧部，四颗布置在底座80的四个角部。需要注意的是，这些实施例仅仅是滚珠的示例性数目和示例性布置方式，本领域的技术人员还可以根据这些提示设置其他滚珠数目以及滚珠的其他布置方式，为了节约篇幅，此处不再一一枚举。
51.返回参照图6，底座80的面向的外壳的表面还设有多个第一传感器82，多个第一传感器82环绕芯片90安装，具体地，在一个实施例中，如图6 所示，底座80上共设置三个第一传感器82，三个第一传感器82环绕芯片 90布置在芯片90的三个外侧，每一侧的第一传感器82设置在两个第一滚珠槽81之间。当框架40安装于底座80上时，第一传感器82位于框架40 上的第一组磁石51和第三组磁石53的下方，从而与第一组磁石51和第三组磁石53配合以检测载体30的位移，例如检测载体30在垂直于光轴的平面上移动的位移，并将该位移信息传递给控制模块，控制模块根据该信息通过控制第二组线圈内的电流控制底座80带动芯片90
在垂直于光轴的方向运动，以实现光学防抖功能。需要注意的是，在其他实施例中，可以设置多余三个或三个的第一传感器82，例如可以仅仅设置一个第一传感器82，第一传感器82可以位于第一组磁石51或第二组磁石53的下方。在另一个实施例中，也可以仅仅设置两个第一传感器82，两个第一传感器82布置在一对第一组磁石51的下方，或布置在第一组磁石51的其中一个的下方，以及布置在第三组磁石53的下方。本领域的技术人员还可以设置其他的第一传感器的数目和布置方式，此处不再一一列举。
52.图8是图1的光学元件驱动机构100的俯视图，图9是沿图8的线a
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a 剖开的剖视图，图10是沿图8的线b
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b剖开的剖视图。参照图8
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10，框架 40的底部设有凹槽45，凹槽45内设有第二传感器46，对应地，载体30 的与凹槽45对应的位置设有传感器磁石34，传感器磁石34与第二传感器 46配合，从而检测载体30的位移，例如，检测载体30沿光轴方向的位移，并将该位移信息例如传递给控制模块，控制模块通过控制载体30上的第一组线圈82内的电流，从而控制载体30沿光轴方向运动，以实现自动对焦等功能。例如如图10所示，第一组磁石51包括一对相对布置的磁石，并与载体30上的一对相对布置的第一组线圈33配合，在第一组线圈33通电时，第一组磁石51产生的磁场驱动载体30沿光轴方向运动。本实施例通过在框架40的底部设置第二传感器46，便于对光学元件驱动机构的组装和维护。
53.以上已详细描述了本实用新型的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本实用新型的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。