TW201521332A - 電磁驅動模組及應用該電磁驅動模組之鏡頭裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一電磁驅動模組，其包括：一基座、二個磁性元件、一線圈組件、一基準元件、及一感測元件。二個磁性元件係配置以沿一參考線排列，並位於基座之兩側。線圈組件係相鄰二個磁性元件並連結於基座。基準元件設置於基座上。感測元件係相鄰於基準元件，並配置用以偵測基準元件之移動，以定位基座。另外，本發明亦提供利用上述電磁驅動模組之鏡頭裝置。

Description

電磁驅動模組及應用該電磁驅動模組之鏡頭裝置

本發明係關於一種驅動模組及應用該驅動模組之鏡頭裝置，特別係關於一種利用電磁效應產生機械能之電磁驅動模組及應用該電磁驅動模組之鏡頭裝置。

電子產品通常配置有一驅動模組，以驅動一構件進行一定距離上之移動。舉例而言，具拍攝功能的電子產品上通常設有一驅動模組，以配置用於驅動一或多個光學鏡片組沿著一光軸進行移動，以達到自動對焦(autofocus)且/或變焦(zoom)的功能。

然而，傳統驅動模組使用高成本的精密驅動元件作為驅動構件的動力來源(例如：步進馬達、超音波馬達、壓電致動器....等等)以及相當多的傳動元件。不僅使得機械架構複雜，而具有組裝步驟繁瑣不易、體積大、成本高昂，以及耗電量大的缺點，造成價格無法下降。

因此，一種驅動裝置，其具有體積小、結構簡單之優點，已成為業者進行研發的方向。

有鑑於此，本發明之一目的在於提供一種電磁驅動 模組，其配置用於提供一動力，以驅動電子產品內之一構件(例如：鏡頭組件)進行移動。

根據本發明之一實施例，上述電磁驅動模組包括：一基座、二個第一磁性元件、一線圈組件、一基準元件、及一感測元件。二個第一磁性元件係配置以沿一第一參考線排列，並位於基座之兩側。線圈組件連結基座並相鄰二個第一磁性元件。線圈組件係配置以供電流通過，並產生一磁場以帶動基座移動。基準元件設置於基座上。感測元件相鄰於基準元件。感測元件係配置以偵測基準元件之移動，以定位基座。

在上述實施例中，磁性組件更包括二個第二磁性元件，二個第二磁性元件係配置以沿一第二參考線排列，並位於基座之兩側。線圈組件之至少一部分係面向二個第二磁性元件。

在上述實施例中，第一參考線與第二參考線係位於一共同平面。

在上述實施例中，二個第一磁性元件係點對稱於基座之實質中心，且二個第二磁性元件係點對稱於基座之實質中心。

在上述實施例中，線圈組件包括二個線圈，分別相鄰於二個第一磁性元件其中之一者。每一二個線圈包括一上半部與一電性連結上半部之下半部。另一方面，二個第一磁性元件分別包括一相鄰上半部之上端磁極以及一相鄰下半部之下端磁極，上端磁極之極性相反於下端磁極。

在上述實施例中，電磁驅動模組更包括一電路板， 感測元件係設置於電路板上。感測元件電性連結於電路板，並藉由電路板接收一外部電子訊號。

在上述實施例中，感測元件包括一霍爾效應偵測器(Hall Effect Sensor)，且基準元件包括一永久磁鐵。

本發明之另一目的在於提供一鏡頭裝置。鏡頭裝置包括上述任一實施例所述之電磁驅動模組以及一設置於電磁驅動模組內之鏡頭組件。電磁驅動模組帶動鏡頭組件之位置，以達到自動對焦(autofocus)且/或變焦(zoom)的功能。

本發明之電磁驅動模組利用電流通過一線圈時所產生之磁場與一磁性元件間所產生之作用力帶動元件移動，以達到快速驅動一構件進行移動之目的。因此，與傳統之驅動模組相較，本發明之電磁驅動模組具有體積小、耗電量低、位移精準、製作成本低之優點。

1、1’、1’’‧‧‧電磁驅動模組

10‧‧‧上殼件

12‧‧‧上彈片

14、32、46‧‧‧框架

141、321、461‧‧‧第一側框體

1411、3211、4611‧‧‧開口

142、322、462‧‧‧第二側框體

1421、3222、4621‧‧‧穿孔

143、323、463‧‧‧第三側框體

1431、3231、4631‧‧‧開口

144、324、464‧‧‧第四側框體

16、34‧‧‧第一磁性元件

18、40‧‧‧基座

181、401‧‧‧第一外側面

182、402‧‧‧第二外側面

1821、4021‧‧‧容置槽

183、403‧‧‧第三外側面

184、404‧‧‧第四外側面

186、187、188‧‧‧角隅

189、409‧‧‧通道

20‧‧‧基準元件

22‧‧‧線圈組件

24、38‧‧‧電路板

26‧‧‧感測元件

28‧‧‧下彈片

281、283‧‧‧電性接腳

30‧‧‧下殼片

405、406、407‧‧‧角隅

41‧‧‧線圈組件

42‧‧‧線圈

421‧‧‧上半部

423‧‧‧下半部

48‧‧‧第一磁性元件

481‧‧‧上端磁極

482‧‧‧下端磁極

60‧‧‧光感測元件

C‧‧‧實質中心

R1‧‧‧第一參考線

R2‧‧‧第二參考線

第1圖顯示本發明之一實施例之電磁驅動模組之元件爆炸圖。

第2圖顯示本發明之一實施例之電磁驅動模組之部分元件之上視圖。

第3圖顯示本發明之一實施例之鏡頭裝置之上視圖。

第4圖顯示本發明之一實施例之電磁驅動模組之元件爆炸圖。

第5圖顯示本發明之一實施例之電磁驅動模組之部分元件之 上視圖。

第6圖顯示本發明之一實施例之電磁驅動模組之元件爆炸圖。

第7圖顯示本發明之一實施例之電磁驅動模組之部分元件之上視圖。

以下將特舉數個具體之較佳實施例，並配合所附圖式做詳細說明，圖上顯示數個實施例。然而，本發明可以許多不同形式實施，不局限於以下所述之實施例，在此提供之實施例可使得揭露得以更透徹及完整，以將本發明之範圍完整地傳達予同領域熟悉此技藝者。

參照第1圖，其顯示本發明之一實施例之電磁驅動模組1之元件爆炸圖。在一實施例中，電磁驅動模組1為一音圈馬達(voice coil motor，VCM)，其包括一上殼件10、一上彈片12、一框架14、二個第一磁性元件16、一基座18、一基準元件20、一線圈組件22、一電路板24、一感測元件26、一下彈片28、及一下殼件30。電磁驅動模組1的元件可以適當增加或減少，並不僅此為限。

在一實施例中，上彈片12係固定於框架14上，且下彈片28係固定於下殼件30上。上彈片12及下彈片28係配置用於支撐基座18，使基座18以可沿垂直方向(Z方向)移動的方式懸設於上殼件10與下殼件30所共同定義之一容置空間(未標號)中。在一實施例中，下彈片28包括二個電性接腳281、283，且二個電性接腳281、283分別電性連結於電路板24。

在一實施例中，基座18為一通道189所貫穿，並配置用於承載一構件，例如：鏡頭組件(未圖示於第1圖)。另外，基座18包括一或多個外側面環繞於通道189之四周。在一實施例中，基座18包括多個外側面，例如：第一外側面181、第二外側面182、第三外側面183、及第四外側面184。第一外側面181相對於第三外側面183，且第二外側面182相對於第四外側面184。線圈組件22為一環形結構，係設置於第一外側面181、第二外側面182、第三外側面183、及第四外側面184上。線圈組件22係配置以供一電流通過，並產生磁場。在一實施例中，線圈組件22係電性連結於下彈片28。來自外部之電流流經電路板24及下彈片28並傳送至線圈組件22。

在一實施例中，框架14係固定於上殼件10或下殼件30之上，並位於上彈片12與下彈片28之間。框架14包括一或多個側框體。在一實施例中，框架14包括四個側框體，例如：第一側框體141、第二側框體142、第三側框體143、及第四側框體144。在一實施例中，第一側框體141、第二側框體142、第三側框體143、及第四側框體144分別相鄰基座18之第一外側面181、第二外側面182、第三外側面183、及第四外側面184。框架14之側框體與基座18之外側面彼此相隔一間距，未相互接觸。

在一實施例中，第一側框體141包括一開口1411，且相對於第一側框體141之第三側框體143亦包括一開口1431。開口1411、1431之形狀係對應於第一磁性元件16之形狀。二個第一磁 性元件16係分別相鄰線圈組件22並設置於開口1411、1431中。並且，第二側框體142包括一穿孔1421，配置用於容納感測元件26。

參照第2圖，其顯示本發明之一實施例之電磁驅動模組1之部分元件之上視圖。如第2圖所示般，二個第一磁性元件16之實質中心係沿一第一參考線R1排列，其中第一參考線R1垂直於第一外側面181與第三外側面183並通過基座18之中心。藉由上述配置，電磁驅動模組1於作動時，二個第一磁性元件16之磁場與線圈組件22所產生之磁場可以穩定地帶動基座18沿一垂直方向(Z方向)移動。因此，基座18的控制精度(control accuracy)可以提昇。然，二個第一磁性元件16之設置位置並不受此實施例為限。二個第一磁性元件16設置之位置可任意變化，只需基座18可以穩定受磁力推動即可。

在一實施例中，位於基座18之第二外側面182與第三外側面183之間之角隅186之鄰近處，一容置槽1821設置於基座18之第二外側面182上。基準元件20設置於容置槽1821中。感測元件26係配置以相鄰基準元件20，以定位基座18。在一實施例中，基準元件20為一永久磁鐵，且感測元件26為一霍爾效應偵測器(Hall Effect Sensor)。感測元件26藉由感測基準元件20之磁場變化，並判斷基準元件20之位置，藉此達到定位基座18之目的。在另一實施例中，基準元件20包括一光學訊號發射器，且感測元件26包括一位置訊號接收器。感測元件26接收來自基準元件20之位置訊號，並判斷基準元件20之位置，藉此達到定位基座18之目的。

在一實施例中，電路板24係相鄰第二外側面182設置，且感測元件26係設置於電路板24上。在另一實施例中，感測元件26藉由一導體電性連結於電路板24，並未直接設置於電路板24上。電路板24經由上殼件10與下殼件30之間之開口(圖未示)電性連結於一外部電路。在一實施例中，來自外部之電力或電子訊號經由電路板24傳送至電磁驅動模組1之各元件，且感測元件26所產生之電子訊號亦經由電路板24傳送至一控制系統(圖未示)。接著，該控制系統根據感測元件26所產生之電子訊號，調整供應於電流組件24之電流流量。因此，基座18可以獲得校正。

參照第3圖，其顯示本發明之一實施例之電磁驅動模組1應用於一鏡頭裝置100之上視圖。在一實施例中，鏡頭裝置100包括一電磁驅動模組1、一鏡頭組件50、及一光感測元件60。鏡頭組件50設置於電磁驅動模組1之基座18(第1圖)中，且鏡頭組件50之入光側係鄰接上殼件10，且鏡頭組件50之出光側係鄰接光感測元件60。光感測元件60例如互補式金氧半場效電晶體(CMOS)感測器，接收通過鏡頭組件50之光線，並產生一影像訊號。電磁驅動模組1控制鏡頭組件50與光感測元件60之間之間距，以達到自動對焦(autofocus)且/或變焦(zoom)的功能。

參照第4圖，其顯示本發明之一實施例之電磁驅動模組1’之元件爆炸圖。在第4圖中，電磁驅動模組1’與電磁驅動模組1相同或相似之元件將施予相似之標號，且其特徵將不再說明，以簡化說明書內容。電磁驅動模組1’與電磁驅動模組1相異之處 在於電磁驅動模組1’包括一框架32、二個第一磁性元件34、二個第二磁性元件36、及一電路板38。

在一實施例中，框架32係固定於上殼件10或下殼件30之上，並位於上彈片12與下彈片28之間。框架32包括一或多個側框體。在一實施例中，框架32包括四個側框體，例如：第一側框體321、第二側框體322、第三側框體323、及第四側框體324。在一實施例中，第一側框體321、第二側框體322、第三側框體323、及第四側框體324分別相鄰基座18之第一外側面181、第二外側面182、第三外側面183、及第四外側面184。框架32之側框體與基座18之外側面彼此相隔一間距，未相互接觸。

在一實施例中，第一側框體321、第二側框體322、第三側框體323、及第四側框體324分別包括一開口3211、3221、3231、3241。開口3211、3231之形狀係對應於第一磁性元件34之形狀，且二個第一磁性元件34係配置以相鄰線圈組件22，並設置於開口3211、3231中。開口3221、3241之形狀係對應於第二磁性元件36之形狀，且二個第二磁性元件36係配置以相鄰線圈組件22，並設置於開口3221、3241中。另外，第二側框體322更包括一穿孔3222，供感測元件26設置於其中。

參照第5圖，其顯示本發明之一實施例之電磁驅動模組1’之部分元件之上視圖。如第5圖所示般，二個第一磁性元件34之實質中心係沿一第一參考線R1排列，其中第一參考線R1通過基座18之中心。並且，二個第二磁性元件36之實質中心係沿一第 二參考線R2排列，其中第二參考線R2通過基座18之中心。在一實施例中，第一參考線R1與第二參考線R2係位於一共同平面上。在一實施例中，相鄰第一外側面181之第一磁性元件34與相鄰第二外側面182之第二磁性元件36係鄰接第一外側面181與第二外側面182之間之角隅187。並且，相鄰第三外側面183之第一磁性元件34與相鄰第四外側面184之第二磁性元件36係鄰接第三外側面183與第四外側面184之間之角隅188。藉由上述配置，電磁驅動模組1’於作動時，基座18可以穩定地受推動，以提昇基座18之控制精度。

在一實施例中，二個第一磁性元件34所產生之磁場強度係相同，且二個第二磁性元件36所產生之磁場強度係相同。在一實施例中，二個第一磁性元件34所產生之磁場強度係不同於二個第二磁性元件36所產生之磁場強度。在一實施例中，二個第一磁性元件34所產生之磁場強度係相同於二個第二磁性元件36所產生之磁場強度。因此，基座18兩側所提供之推力將維持平衡，基座18移動過程不致傾斜。

在一實施例中，電路板38係配置以相鄰第二外側面182，且感測元件26係設置於電路板24上。在一實施例中，電路板38具有L形之型態，以容置第二磁性元件36，藉此減少電磁驅動模組1’之體積。

參照第6圖，其顯示本發明之一實施例之電磁驅動模組1’’之元件爆炸圖。在第6圖中，電磁驅動模組1’’與電磁驅動模組1相同或相似之元件將施予相似之標號，且其特徵將不再說 明，以簡化說明書內容。電磁驅動模組1’’與電磁驅動模組1相異之處在於電磁驅動模組1’’包括一基座40、一線圈組件41、二個第一磁性元件42、及一框架46。

在一實施例中，基座40為一通道409所貫穿，並配置用於承載一構件，例如：鏡頭組件(未圖示於第6圖)。並且，基座40包括一或多個外側面環繞於通道409之四周。在一實施例中，基座40包括多個外側面，例如：第一外側面401、第二外側面402、第三外側面403、及第四外側面404。第一外側面401相對於第三外側面403，且第二外側面402相對於第四外側面404。並且，如第6圖所示般，基座40包括多個定位件4032，形成於第一外側面401與第三外側面403上，以固定線圈組件41。

線圈組件41包括二個線圈42。二個線圈42分別固定於基座40之第一外側面401與第三外側面403上。每一線圈42包括一上半部421與一電性連結上半部421之下半部423。在一實施例中，二個線圈42分別經由下彈片28電性連結於電路板24。來自外部之電流通過線圈42時，上半部421之電流方向係相反於下半部423之電流方向。亦即，上半部421所產生之磁場方向係相反於下半部423所產生之磁場方向。

在一實施例中，框架46係固定於上殼件10或下殼件30之內，並位於上彈片12與下彈片28之間。框架46包括一或多個側框體。在一實施例中，框架46包括四個側框體，例如：第一側框體461、第二側框體462、第三側框體463、及第四側框體464。在 一實施例中，第一側框體461、第二側框體462、第三側框體463、及第四側框體464分別相鄰基座40之第一外側面401、第二外側面402、第三外側面403、及第四外側面404。框架46之側框體與基座40之外側面彼此相隔一間距，未相互接觸。

在一實施例中，第一側框體461包括一開口4611，且相對於第一側框體461之第三側框體463亦包括一開口4631。開口4611、4631之形狀係對應於第一磁性元件48之形狀。二個第一磁性元件48係配置以相鄰線圈組件22，並設置於開口4611、4631中。另外，第二側框體462更包括一穿孔4621，供感測元件26設置於其中。

在一實施例中，二個第一磁性元件48分別包括一上端磁極481以及一連結上端磁極481之下端磁極483。上端磁極481係相鄰線圈42之上半部421，且下端磁極483係相鄰線圈42之下半部423。位於第一磁性元件48面對線圈42之一側，上端磁極481之極性係相反於下端磁極483之極性。舉例而言：位於第一磁性元件48面對線圈42之一側，上端磁極481之極性為N，下端磁極483之極性為S。在一實施例中，由於電磁驅動模組1’’以二個線圈42取代一環形之線圈組件22(第1圖)，因此，電磁驅動模組1’’之體積得以進一步減小。

參照第7圖，其顯示本發明之一實施例之電磁驅動模組1’’之部分元件之上視圖。如第7圖所示般，二個第一磁性元件48之實質中心係沿一第一參考線R1排列。第一參考線R1通過基 座40之中心，但未垂直於第一外側面401與第三外側面403。亦即，第一磁性元件48之一者係鄰近於第一外側面401與第四外側面404之間之角隅405，且第一磁性元件48之另一者係鄰近於第二外側面402與第三外側面403之間之角隅405。藉由上述配置，電磁驅動模組1’’於作動時，用於驅動基座40移動之磁力將穩定地帶動基座40移動，以提昇基座40之控制精度。然，二個第一磁性元件48之設置位置並不受此實施例為限。二個第一磁性元件48設置之位置可任意變化，只需基座40可以穩定受磁力推動即可。

在一實施例中，位於基座40之第一外側面401與第二外側面403之間之角隅407之鄰近處，一容置槽4021設置於基座40之第二外側面402上。基準元件20設置於容置槽4021中，並相對於感測元件26，以定位基座40之位置。

本發明之電磁驅動模組藉由感側元件之配置，基座的位置可以即時回饋至控制系統，基座的控制精度可以進一步得到提昇。另一方面，由於電磁驅動模組係藉由電路板連結於外部電路，電磁驅動模組可以快速與電子產品之其他元件(例如：主機板)進行連結。生產效率進而提昇，生產成本因此減少。

雖然本發明已以較佳實施例揭露於上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧電磁驅動模組

10‧‧‧上殼件

12‧‧‧上彈片

14‧‧‧框架

141‧‧‧第一側框體

1411‧‧‧開口

142‧‧‧第二側框體

143‧‧‧第三側框體

1431‧‧‧開口

144‧‧‧第四側框體

16‧‧‧第一磁性元件

18‧‧‧基座

181‧‧‧第一外側面

182‧‧‧第二外側面

1821‧‧‧容置槽

183‧‧‧第三外側面

184‧‧‧第四外側面

189‧‧‧通道

20‧‧‧基準元件

22‧‧‧線圈組件

24‧‧‧電路板

26‧‧‧感測元件

28‧‧‧下彈片

281、283‧‧‧電性接腳

30‧‧‧下殼片

R1‧‧‧第一參考線

Claims (10)

1. 一種電磁驅動模組，包括：一基座；二個第一磁性元件，該二個第一磁性元件係配置以沿一第一參考線排列，並位於該基座之兩側；一線圈組件，連結該基座並相鄰該二個第一磁性元件，並配置以供電流通過；一基準元件，設置於該基座上；以及一感測元件，相鄰於該基準元件，並配置以偵測該基準元件之移動，以定位該基座。
2. 如申請專利範圍第1項所述的電磁驅動模組，其中該磁性組件更包括二個第二磁性元件，該二個第二磁性元件係配置以沿一第二參考線排列，並位於該基座之兩側，其中該線圈組件之至少一部分係面向該二個第二磁性元件。
3. 如申請專利範圍第2項所述的電磁驅動模組，其中該第一參考線與該第二參考線係位於一共同平面。
4. 如申請專利範圍第2項所述的電磁驅動模組，其中該二個第一磁性元件係點對稱於該基座之實質中心，且該二個第二磁性元件係點對稱於該基座之實質中心。
5. 如申請專利範圍第1項所述的電磁驅動模組，其中該線圈組件包括二個線圈，分別相鄰於該二個第一磁性元件其中 之一者，且每一該二個線圈包括一上半部以及一電性連結該上半部之下半部；且其中該二個第一磁性元件分別包括一相鄰該上半部之上端磁極以及一相鄰該下半部之下端磁極，該上端磁極之極性相反於該下端磁極。
6. 如申請專利範圍第1項所述的電磁驅動模組，更包括一電路板，該感測元件係設置於該電路板上。
7. 如申請專利範圍第6項所述的電磁驅動模組，其中該線圈組件係電性連結於該電路板，並藉由該電路板接收一外部電子訊號。
8. 如申請專利範圍第1項所述的電磁驅動模組，其中該感測元件包括一霍爾效應偵測器(Hall Effect Sensor)，且該基準元件包括一永久磁鐵。
9. 一種鏡頭裝置，其係包括申請專利範圍第1項之電磁驅動模組以及一設置於該電磁驅動模組內之鏡頭組件。
10. 如申請專利範圍第9項所述的鏡頭裝置，其更包括一光感測元件鄰接該鏡頭組件。