CN102385131A - 电磁式镜头驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种电磁式镜头驱动装置包括有：一上盖、一壳体、一镜头模组、一定位结构、以及一电磁驱动模组。该上盖为一中空的盖体结合于壳体上，且于壳体内部形成一容置空间。镜头模组设置于容置空间内。该定位结构连结于该镜头模组及该壳体之间，可将该镜头模组限制于该容置空间内，且可用来产生一摩擦力。该电磁驱动模组设置于容置空间的内且与镜头模组相对应。凭借电磁驱动模组产生的磁性推斥力或吸引力，可带动该镜头模组于该容置空间内沿一中心轴线方向移动，并于断电后通过该定位结构的摩擦力将该镜头模组保持于定位上不会任意移动，达到省电的功效。

Description

电磁式镜头驱动装置

技术领域

本发明涉及一种电磁式镜头驱动装置，特别涉及一种运用一电磁驱动模组驱动一镜头模组在一壳体内运动，并利用一定位结构将该镜头模组在断电时定位于该壳体内的定位上。

背景技术

请参阅图1所示，图1为现有对焦镜头的立体分解示意图。在现有对焦镜头中所使用的机械传动式对焦机构9，其使用高成本的精密驱动元件91作为驱动设有镜头组92的承载座93的动力来源(例如：步进马达、超声波马达、压电致动器....等等)以及相当多的传动元件。不仅使得机械架构复杂，而具有组装步骤繁琐不易、体积大还有成本高昂的缺失，同时还有耗电量大的严重缺点，造成价格无法下降。

早期的照相技术非常复杂，必须仰赖人工测光、手动对焦、自助卷片，大量使用人力的结果，往往也是最容易出错的环节。特别是重要的场景，一旦错过就不再重来，摄影师的素质成为这个时期拍照的重要因素。随着50、60年代大幅度机械自动化的发展，越来越多人相信自动化是未来世界的指标。先一步完成的自动测光技术和电动卷片机，充分指明了摄影技术确实有可能迈向自动化，而其中最为关键的部分，也是决定拍照的速率决定步骤的重点『自动对焦系统』，也成为当时各家相机制造商的指标研发项目。

而随着科技的日新月益，传统专用摄影装置不仅不断的提高画质并朝着轻、薄、短、小的目标迈进，以便于适合多元化的资讯时代的新产品，而利用步进马达机械式带动的变焦镜头有着体积无法进一步减少的缺点，导致影响整体产品无法轻薄化的因素之一。

于另一方面，业者运用电磁技术，运用音圈马达(VCM)电子回授系统监控其线圈偏移量，来取代传统步进马达，更能进一步的减少驱动结构的体积。同时也针对各种不同功能产品进行整合，例如将摄影功能与行动通讯功能的手机结合、将摄影功能与个人数字助理(PDA)结合或是将摄影功能与笔记型电脑结合，令其具有更强大的视讯功能。

因此，在共用同一电源供应装置的设计上，如何缩小体积以及降低成本还有如何降低电源的消耗，以此在使用相同容量大小的电源供应装置时，可以有效提升产品的待机以及使用时间就成为业者所要研发改良的重点。

发明内容

本发明的第一目的是在于提供一种电磁式镜头驱动装置，主要是利用电磁感应的原理，针对一环形线圈施加电流，进一步带动该镜头模组于该容置空间内做一轴向的线性位移，故省略设置传统的步进马达，以此达到减少元件数量、缩小体积、以及简化结构的目的。

本发明的第二目的是在于提供一种电磁式镜头驱动装置，利用一定位结构达到于电磁驱动模组断电时将该镜头模组定位于该壳体的容置空间内的定位上，以达到省电的目的。

为达上述的目的，本发明提供一种电磁式镜头驱动装置，定义有一中心轴线，其特征在于，该驱动装置包括有：一壳体，其形成有一容置空间；一镜头模组，容置于该容置空间内；一电磁驱动模组，设置于该容置空间内，且该电磁驱动模组与该镜头模组相对应；该电磁驱动模组更包括有：多个磁石以及一线圈；凭借施以不同方向电流通过该线圈产生不同的极性磁力变化，使得多个磁石与该线圈之间相互产生的磁性推斥力或吸引力，以带动该镜头模组于该容置空间内沿该中心轴线方向移动；以及一定位结构，连结于该镜头模组及该壳体之间，将该镜头模组限制于该容置空间内，用来产生摩擦力；其中，当通过该线圈的电流断电后，凭借该定位结构的摩擦力能够将该镜头模组保持于定位上不会任意移动。

较佳的，该镜头模组更包括有：一镜头以及一镜头承载座；该镜头设置于该镜头承载座中，并与该镜头承载座同步位移。

较佳的，更包括一感测模组，用以侦测该壳体与该镜头模组的相对位置；该感测模组可以是光学感测模组或是磁性感测模组。

较佳的，该线圈结合于镜头模组外围，且该多个磁石是设置于该壳体上并与该线圈相对应；该磁石的数量为多个且均布地嵌附于该壳体内侧的该容置空间周缘。

较佳的，该电磁式镜头驱动装置更包括有一上盖，其结合于该壳体上；并且，该定位结构更包括：一第一导向轴及具有弹性的一预压元件；其中，该第一导向轴的两端分别固接于该上盖与该壳体之间，于该预压元件设有一枢轴端，该枢轴端枢套于第一导向轴上，使得枢轴端与第一导向轴的接触面间具有该摩擦力。

较佳的，该预压元件为一U形的弧状爪体，其具有自枢轴端起所延伸出的两爪勾端，且该两爪勾端卡附于该镜头承载座外缘上所突出的一固定端上；该预压元件的两爪勾端间隔一预设距离，该预设距离大于或等于该线圈的宽度，并于两爪勾端前端内缘处分别设有相对应的一开槽，该开槽用以卡附该镜头承载座外缘上所突出的该固定端两侧。

较佳的，该镜头承载座的外缘处设有一第一滑块，该第一滑块设有一导孔并套合枢接于该第一导向轴上，以提供该第一滑块进行轴向位移。

较佳的，该定位结构更包括一第二导向轴，该第二导向轴的两端分别固接于该上盖与该壳体之间；该镜头承载座的外缘并于该第一滑块的对边处设置一第二滑块，而该第二滑块上设有一U形开槽用以抵靠该第二导向轴，以提供该第二滑块与该第一滑块进行同步的轴向位移。

较佳的，更包括有一外壳与一电路板，该电路板嵌附于该壳体上，且分别与该线圈以及该感测模组电连接；该外壳则套附于该壳体以及该上盖外，并同时将该电路板加以包覆。

较佳的，该感测模组是光学感测模组，且包括有：一反射镜、一反射镜座、以及一位置感测器；其中，该反射镜固接于反射镜座上，而该反射镜座则设置于该镜头承载座的外缘，并与该壳体上所设至的该位置感测器相对应。

本发明的有益效果在于：凭借电磁驱动模组与镜头模组间相互产生的磁性推斥力或吸引力，带动该镜头模组于该容置空间内沿该中心轴线方向移动，并于断电后透过该定位结构的摩擦力将该镜头模组固定于定位上不会任意移动，达到省电的功效。

附图说明

图1为现有对焦镜头的立体分解示意图；

图2为本发明电磁式镜头驱动装置的立体分解示意图；

图3为本发明电磁式镜头驱动装置的立体组合示意图；

图4A为本发明电磁式镜头驱动装置的俯视图；

图4B为本发明电磁式镜头驱动装置的A-A剖视图；

图5为本发明电磁式镜头驱动装置的镜头模组与线圈及定位结构配置示意图；

图6为本发明电磁式镜头驱动装置的镜头模组与定位结构组合示意图；

图7为本发明电磁式镜头驱动装置的镜头模组与线圈及定位结构组合示意图。

附图标记说明：1-电磁式镜头驱动装置；11-上盖；111-结合点；12-壳体；121-固定点；122-容置空间；1221-容置槽；13-镜头模组；131-镜头；132-镜头载座；1321-固定块；1322-固定端；1323-第一滑块；13231-导孔；1324-第二滑块；13241-U形开槽；14-定位结构；141-第一导向轴；142-第二导向轴；143-预压元件；1431-枢轴端；1432、1432’-爪勾端；14321、14321’-开槽；15-电磁驱动模组；151-线圈；152-磁石；16-感测模组；161-反射镜；162-反射镜座；163-位置感测器；17-电路板；18-外壳；181-固定脚座；5-中心轴线；51-前方；52-后方；9-机械传动式对焦机构；91-驱动元件；92-镜头组；93-承载座。

具体实施方式

为了能更清楚地描述本发明所提出的电磁式镜头驱动装置，以下将配合附图详细说明。

请参阅图2、图3、图4A、图4B所示，其中，该电磁式镜头驱动装置1，其定义有一中心轴线5，该电磁式镜头驱动装置1包括有：一上盖11、一壳体12、一镜头模组13、一定位结构14、一电磁驱动模组15、一感测模组16、一电路板17、以及一外壳18。该中心轴线5包括：一前方51以及一后方52两轴线方向。

该上盖11为一中空环状的盖体，而该壳体12为一中空的座体，该上盖11与该壳体12相互结合时，实质上构成内部具有一容置空间122的中空壳体结构，且于壳体12内侧的该容置空间122的周缘上设有均布的多个容置槽1221。

该镜头模组13设置于该容置空间122内，并保持于该中心轴线5上，且于该上盖11与该壳体12所形成的该容置空间122内受该电磁驱动模组15的带动，将该镜头模组13沿该中心轴线5方向前后(上下)移动。该镜头模组13更包括有：一镜头131、以及一镜头承载座132；其中，该镜头131设置于该镜头承载座132中央处，并与该镜头承载座132同步位移。

该电磁驱动模组15设置于该容置空间122内，且与该镜头模组13相对应。该电磁驱动模组15更包括有：一线圈151、以及多个磁石152；该线圈151为一环形线圈并结合于镜头模组13的外围，且与该壳体12上所设置的多个磁石152的相对应。

该磁石152设置于该容置空间122内，且与该线圈151相对应。通过施以不同方向电流通过该线圈151产生不同的磁力线变化，使得多个磁石152与该线圈151之间相互产生的磁性推斥力或吸引力，以带动该镜头模组13于该容置空间122内沿该中心轴线5方向移动，并于断电后通过该定位结构14将该镜头模组13固定于该容置空间122内且保持于该中心轴线5上。在本发明较佳实施例中，该永久磁石152可以为多组(例如4组)且均布地嵌附于该壳体12的该容置空间122周缘，且分别位于该容置槽1221内，并与相对应的该线圈151间因线圈151通电后所产生的电磁力而产生推斥或吸引的现象。

该感测模组16用以侦测该壳体12与该镜头模组13的相对位置。该感测模组16可以是光学感测模组、以及磁性感测模组其中之一。在本发明较佳实施例中，该感测模组16为一光学感测模组，其包括有：一反射镜161、一反射镜座162、以及一位置感测器163。该反射镜161固接于反射镜座162的上，而该反射镜座162则设置于该镜头承载座132的外缘预设位置处，并与该壳体12上所设至的该位置感测器163相对应，利用该位置感测器163来侦测该镜头承载座132于该容置空间122内的位移，也就是于该中心轴线5上的移动变化量，进一步调整该镜头131对焦或变焦的距离。而在另一图中未示的实施例中，倘若该感测模组16是磁性感测模组时，则该反射镜161的位置将会是用来置放一永久磁石，且该位置感测器163会是一个用来感测该永久磁石的磁力强度并将其转换为移动变化量的感测器。

该电路板17嵌附于该壳体12上，并位于该位置感测器163的上方处，且分别与该线圈151以及感测模组16电连接。该外壳18为中空的一壳体，套附于该壳体12以及该上盖11的外围，并同时将该电路板17加以包覆，以杜绝外界电磁干扰，更以该外壳18下方开口处所设置的多个固定脚座181，以此与其他应用的电子产品相连接。

请参阅图5并配合图4B所示，该线圈151则位于该镜头承载座132与该壳体12之间的间隙中，并通过该镜头承载座132周缘所突起的多个固定块1321将该线圈151定位于该镜头承载座132周缘上。凭借该线圈151上施以不同方向的预定电流，达到令该镜头承载座132于该容置空间122内因电流磁场改变而产生往该中心轴线5的前方51或后方52两种不同方向的轴向位移，以达到令该镜头131进行对焦或变焦的目的。

请参阅图6、图7并配合图2、图5所示，该定位结构14设置于该上盖11与该壳体12之间，且位于该容置空间122内并位于该镜头承载座132的一侧边，进一步将该镜头模组13的该镜头承载座132限制于该容置空间122内。该定位结构14更包括：一第一导向轴141、一第二导向轴142、及具有弹性的至少一预压元件143。该第一导向轴141以及该第二导向轴142各自的两端分别固接于该上盖11的两结合点111以及该壳体12的两固定点121间，使该第一导向轴141以及该第二导向轴142分别位于该镜头模组13相对应的两侧边，同时也与该中心轴线5大致呈平行状态，以作为该镜头模组13于该容置空间122内的导轨的功能，使该镜头模组13可沿该中心轴线5方向做前方51或后方52的线性位移。

该镜头承载座132的外缘处设有一第一滑块1323以及一第二滑块1324；该第一滑块1323与该第二滑块1324相互对称且分别与该第一导向轴141以及该第二导向轴142相枢接。于该第一滑块1323上设有一导孔13231并以可相对滑移的方式套合于该第一导向轴141上，以提供该第一滑块1323进行轴向位移。而该第二滑块1324上设有一U形开槽13241用以抵靠该第二导向轴142，以提供该第二滑块1324与该第一滑块1323进行同步的轴向位移。换句话说，该第一及第二滑块1323、1324提供该镜头模组13于该第一、及第二导向轴141、142上做轴向的线性位移。

该预压元件143为一U形的弧状爪体，于该预压元件143底部设有一枢轴端1431枢套于该第一导向轴141的上，该预压元件143所延伸的两爪勾端1432、1432’则卡附于该镜头承载座132外缘所突出的一固定端1322上。其中，该预压元件143的枢轴端1431是以一适当的松紧度枢套于第一导向轴141上，使得枢轴端1431与第一导向轴141的接触面间会有一预设的摩擦力。当电磁驱动模组15因线圈151通电所产生推或拉力大于该预设的摩擦力时，则镜头承载座132连同其内的镜头131以及该预压元件143都会被电磁驱动模组15所推动而位移；相对地，当线圈151断电后，镜头承载座132连同其内的镜头131便会因为枢轴端1431与第一导向轴141之间的该预设摩擦力之故，而保持在其定位上，不会随便滑移，如此，便能达到断电定位的省电功效。此外，在本实施例中，该预压元件143的两爪勾端1432、1432’间隔一预设距离D，该预设距离D大于或等于该线圈151的宽度d(D≥d)，并于两爪勾端1432、1432’前端内缘处分别设有相对应的两开槽14321、14321’，该两开槽14321、14321’用以卡附于该镜头承载座132外缘上所突出的该固定端1322两侧。

也就是说，该预压元件143的该枢轴端1431结合于该第一导向轴141后，于该预压元件143的两爪勾端1432、1432’的间隔距离D恰好跨越该线圈151的宽度d，并分别以两爪勾端1432、1432’前端内缘处的该开槽14321、14321’卡附于该镜头承载座132外缘上所突出的该固定端1322两侧。因此，该镜头模组13受到该线圈151与该磁石152间磁力的交互作用所产生的轴向位移，可进一步通过该镜头承载座132外围的该固定端1322同时将该预压元件143的两爪勾端1432、1432’进行同步带动，致使该预压元件143的该枢接端1431以及该镜头承载座132外围的该第一滑块1323于该第一导向轴141上进行轴向运动。

换句话说，当输入电流通过该电路板17再由该电磁驱动模组15的该线圈151导入，经由改变电流输入的方向进而将该线圈151所产生的磁场方向与该磁石152间产生推斥或吸引的作用，进一步使该镜头模组13于容置空间122内通过该镜头承载座132外缘处所分别设置的该第一及第二滑块1323、1324于该第一及第二导向轴141、142上沿该中心轴线5方向往前方51或往后方52移动。当电流停止对该线圈151进行输入时，该线圈151自身便无法产生磁场与该磁石152相互产生磁性交互作用，此时，该预压元件143便利用该枢轴端1431与该第一导向轴141间所具有的该预设摩擦力，进而将该镜头模组13定点保持在该第一导向轴141以及该第二导向轴142的定位上，使该镜头模组13于断电时不会在该容置空间122内前后晃动位移，进而将该镜头模组13限制并保持于该容置空间122的定位上，达到省电的功效。

承上述，固定该镜头模组13于该容置空间122所需的该摩擦力的主要来源途径来自于该预压元件143的该枢轴端1431与该第一导向轴141所接触的摩擦阻力，而该镜头承载座132外缘相对所设置的该第一以及第二滑块1323、1324与该第一以及第二导向轴141、142的配置其主要目的在于保持该镜头模组13于该容置空间122内可沿该中心轴线5方向做前方51或后方52的轴向位移，以提高该镜头模组13于该容置空间122行进中的稳定性。另外，该第一滑块1323的该导孔13231与该第一导向轴141间的摩擦力以及该第二滑块1324的该U形开槽13241与该第二导向轴142间的摩擦力甚小，故均不影响该镜头模组13于该容置空间122的正常行进位移。

唯以上所述的实施例不应用于限制本发明的可应用范围，本发明的保护范围应以本发明的申请专利范围内容所界定技术精神及其均等变化所含括的范围为主者。即大凡依本发明申请专利范围所做的均等变化及修饰，仍将不失本发明的要义所在，亦不脱离本发明的精神和范围，故都应视为本发明的进一步实施状况。

Claims (10)

1.一种电磁式镜头驱动装置，定义有一中心轴线，其特征在于，该驱动装置包括有：

一壳体，其形成有一容置空间；

一镜头模组，容置于该容置空间内；

一电磁驱动模组，设置于该容置空间内，且该电磁驱动模组与该镜头模组相对应；该电磁驱动模组更包括有：多个磁石以及一线圈；凭借施以不同方向电流通过该线圈产生不同的极性磁力变化，使得多个磁石与该线圈之间相互产生的磁性推斥力或吸引力，以带动该镜头模组于该容置空间内沿该中心轴线方向移动；以及

一定位结构，连结于该镜头模组及该壳体之间，将该镜头模组限制于该容置空间内，用来产生摩擦力；其中，当通过该线圈的电流断电后，凭借该定位结构的摩擦力能够将该镜头模组保持于定位上不会任意移动。

2.如权利要求1所述的电磁式镜头驱动装置，其特征在于，该镜头模组更包括有：一镜头以及一镜头承载座；该镜头设置于该镜头承载座中，并与该镜头承载座同步位移。

3.如权利要求1所述的电磁式镜头驱动装置，其特征在于，更包括一感测模组，用以侦测该壳体与该镜头模组的相对位置；该感测模组可以是光学感测模组或是磁性感测模组。

4.如权利要求1所述的电磁式镜头驱动装置，其特征在于，该线圈结合于镜头模组外围，且该多个磁石是设置于该壳体上并与该线圈相对应；该磁石的数量为多个且均布地嵌附于该壳体内侧的该容置空间周缘。

5.如权利要求2所述的电磁式镜头驱动装置，其特征在于，该电磁式镜头驱动装置更包括有一上盖，其结合于该壳体上；并且，该定位结构更包括：一第一导向轴及具有弹性的一预压元件；其中，该第一导向轴的两端分别固接于该上盖与该壳体之间，于该预压元件设有一枢轴端，该枢轴端枢套于第一导向轴上，使得枢轴端与第一导向轴的接触面间具有该摩擦力。

6.如权利要求5所述的电磁式镜头驱动装置，其特征在于，该预压元件为一U形的弧状爪体，其具有自枢轴端起所延伸出的两爪勾端，且该两爪勾端卡附于该镜头承载座外缘上所突出的一固定端上；该预压元件的两爪勾端间隔一预设距离，该预设距离大于或等于该线圈的宽度，并于两爪勾端前端内缘处分别设有相对应的一开槽，该开槽用以卡附该镜头承载座外缘上所突出的该固定端两侧。

7.如权利要求5所述的电磁式镜头驱动装置，其特征在于，该镜头承载座的外缘处设有一第一滑块，该第一滑块设有一导孔并套合枢接于该第一导向轴上，以提供该第一滑块进行轴向位移。

8.如权利要求7所述的电磁式镜头驱动装置，其特征在于，该定位结构更包括一第二导向轴，该第二导向轴的两端分别固接于该上盖与该壳体之间；该镜头承载座的外缘并于该第一滑块的对边处设置一第二滑块，而该第二滑块上设有一U形开槽用以抵靠该第二导向轴，以提供该第二滑块与该第一滑块进行同步的轴向位移。

9.如权利要求3所述的电磁式镜头驱动装置，其特征在于，更包括有一外壳与一电路板，该电路板嵌附于该壳体上，且分别与该线圈以及该感测模组电连接；该外壳则套附于该壳体以及该上盖外，并同时将该电路板加以包覆。

10.如权利要求3所述的电磁式镜头驱动装置，其特征在于，该感测模组是光学感测模组，且包括有：一反射镜、一反射镜座、以及一位置感测器；其中，该反射镜固接于反射镜座上，而该反射镜座则设置于该镜头承载座的外缘，并与该壳体上所设至的该位置感测器相对应。

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