[发明专利]镜头致动装置

说明书

技术领域

本发明为一种镜头致动装置，尤指一种可应用于微型摄像模块镜头驱动的致动装置。

背景技术

近年来，手持式装置配备摄像模块的趋势日益普遍，伴随着产品市场对手持式装置要求性能更好且体积更小的市场需求，摄像模块面临到更高画质与小型化的双重要求。针对摄像画质的提高，一方面是提高像素，目前手持式装置摄像模块市场趋势由VGA等级的30万像素，逐渐提高到百万像素、两百万、三百万像素，甚至朝更高等级的四百万、五百万像素发展。除了像素的提升，摄像的清晰度也更加受到关切，于是手持式装置摄像模块也由定焦摄像功能朝向类似照相机的光学自动对焦功能、甚或是光学变焦功能发展。

光学自动对焦功能的原理是依照摄像标的物的不同远近距离，适度地移动摄像模块中的镜头，以使得摄像标的物的光学影像得以准确地聚焦在影像传感器上，以产生清晰的影像。目前一般较常见到在摄像模块中带动镜头移动的致动方式有步进马达致动、压电致动以及音圈马达(Voice Coil Motor；VCM)致动等方式。

一般来说，音圈马达的机构主要是将线圈置放于含有永久磁铁的磁路内所构成。根据弗莱明左手定则，当线圈导电时就会有电流与永久磁铁产生交互作用的电磁推进力，以移动连接永久磁铁的承载座，进而带动固定在承载座上的镜头元件，并且通过调整流过线圈的电流大小，达到光学变焦、对焦的目的。

然而，一般的摄像模块除了使用音圈马达来带动镜头元件作轴向移动外，其更需要一个定位机制，作为镜头元件有效的定位，让标的物的光学影像得以准确地聚焦在摄像模块的影像传感器上，以产生清晰的影像。

然而，一般来说，镜头定位方法虽然能有效达到定位目的，但是其需要多个元件配合方能达成，因而造成摄像模块整体体积过大，而限制了小型化的发展，同时也会造成成本的增加。另外，通过持续对线圈供电以达到镜头定位的目的，将会造成功率消耗与能源的浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明针对摄像模块中镜头配置的空间限制，以及镜头移动的特性需求，采用音圈式线性致动方式，提出有效率且适于摄像模块镜头致动的镜头致动装置，让搭配本发明的镜头致动装置的摄像模块，具备可小型化、动作快、静音、价格便宜及节能等种种优点。

本发明第一较佳实施例的镜头致动装置包括有一底座、一中空磁性元件(其包括一第一中空磁石、一中空导磁盘及一第二中空磁石)及一镜头承载座元件(其包括一镜头承载座、一中空线圈及一导磁元件)。其中，中空磁性元件固定于底座，并且用以产生一第一磁力线回路与一第二磁力线回路。导磁元件设置在中空线圈的内缘，并将镜头承载座设置在该导磁元件的内缘构成一镜头承载座元件。同时，整个镜头承载座元件设置在中空磁性元件的内缘，并且与中空磁性元件间隔一可滑动间隙。中空磁性元件产生的第一磁力线回路与第二磁力线回路会与导磁元件产生一磁吸力，而中空线圈通电后会与中空磁性元件相互磁场作用，可产生一推动该镜头承载座元件位移的电磁推力，并且其内缘的导磁元件也有助于电磁推力的提升，使得磁吸力与电磁推力相互作用后，足以推动镜头承载座元件位移且定位至目标位置。其中镜头承载座元件成一可动部件，并且，底座与中空磁性元件组成一非可动部件。

另外，本发明的导磁元件在中空线圈未通电时，与第一磁力线回路相互磁性作用，以产生一第一保持力，用以保持镜头承载座元件定位在一第一位置，或是与第二磁力线回路相互磁性作用，以产生一第二保持力，用以保持镜头承载座元件定位在一第二位置。如此，本发明的镜头致动装置采用二段式镜头致动方法，以让镜头定位于第一位置或第二位置。

另外，本发明的导磁元件在中空线圈有通电时，亦受到第一磁力线回路与第二磁力线回路相互的磁性作用，以产生一平衡保持力，用以保持镜头承载座元件定位在一平衡位置。如此，本发明的镜头致动装置可采用无段式镜头致动方法，以让镜头位定位于运动区间内的任意位置。