CN107561825B - 镜头驱动机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种镜头驱动机构，用以驱使一第一镜头以及一第二镜头移动，其中外部光线沿一入射方向进入第一镜头及第二镜头。前述镜头驱动机构包括一第一底座、一第一驱动组件以及一第二驱动组件，其中第一镜头活动地连接第一底座。第一驱动组件具有相对应的一第一磁铁以及一第一线圈，用以驱使该第一镜头移动。第二驱动组件具有相对应的一第二磁铁以及一第二线圈，用以驱使该第二镜头移动，其中第一磁铁邻近第二磁铁，且第一磁铁的磁极方向平行于前述入射方向。

Description

镜头驱动机构

技术领域

本发明涉及一种镜头驱动机构，特别涉及一种可通过电磁驱动力(electromagnetic force)移动镜头的镜头驱动机构。

背景技术

在现有的双镜头照相系统中，两镜头驱动模块(lens driving module)的位置通常相当靠近，因此设置在不同镜头驱动模块内的磁铁容易产生磁干扰(magneticinterference)，并导致会随着镜头承载件移动的镜头的对焦速度及准确度受到影响。有鉴于此，如何设计出一种可防止不同镜头驱动模块之间产生磁干扰的双镜头照相系统始成为一重要的课题。

发明内容

有鉴于前述现有问题点，本发明的一目的在于提供一种镜头驱动机构，用以驱使一第一镜头以及一第二镜头移动，其中外部光线沿一入射方向进入该第一镜头及第二镜头，该镜头驱动机构包括一第一底座、一第一驱动组件以及一第二驱动组件，其中第一镜头活动地连接第一底座，第一驱动组件具有相对应的一第一磁铁以及一第一线圈，用以驱使该第一镜头移动。第二驱动组件具有相对应的一第二磁铁以及一第二线圈，用以驱使该第二镜头移动，其中第一磁铁邻近第二磁铁，且第一磁铁的磁极方向平行于入射方向。

于一实施例中，前述第二磁铁的磁极方向垂直于前述入射方向。

于一实施例中，前述第一磁铁为多极磁铁，具有一第一磁性部以及一第二磁性部，其中第一磁性部及第二磁性部的磁极方向相反且平行于前述入射方向。

于一实施例中，前述镜头驱动机构还包括一导磁元件，连接前述第一磁铁。

于一实施例中，前述导磁元件设置于第一磁铁的一侧，且第一磁铁位于导磁元件和第一线圈之间。

于一实施例中，前述第二磁铁于前述入射方向上的高度大于前述第一磁铁于前述入射方向上的高度。

于一实施例中，前述第二磁性部的磁极方向平行于前述入射方向。

于一实施例中，前述第一磁铁及第二磁铁为多极磁铁，且前述第一磁铁及第二磁铁的磁极方向皆平行于前述入射方向。

于一实施例中，前述第一线圈设置于前述第一底座上，用以和前述第一磁铁感应并驱使前述第一镜头相对于前述第一底座沿一水平方向移动，其中前述水平方向垂直于前述入射方向。

于一实施例中，前述镜头驱动机构还包括一第二底座，第二线圈设置于前述第二底座上，用以和前述第二磁铁感应并驱使前述第二镜头相对于前述第二底座移动。

为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1显示根据本发明一实施例的镜头驱动机构1的示意图。

图2显示图1中的一个镜头驱动模块2的爆炸图。

图3显示沿图1中A-A’线段的剖视图。

图4显示图3的镜头驱动机构1的局部放大图。

图5显示另一实施例的镜头驱动机构1的内部结构示意图。

图6显示另一实施例的镜头驱动机构1的内部结构示意图。

图7显示另一实施例的镜头驱动机构1的内部结构示意图。

图8显示另一实施例的镜头驱动机构1的内部结构示意图。

图9显示另一实施例的镜头驱动机构1的内部结构示意图。

图10显示另一实施例的镜头驱动模块2中的磁铁及线圈相对位置示意图。

图11显示另一实施例的镜头驱动机构1内部的磁铁及线圈相对位置示意图。

【符号说明】

镜头驱动机构 1

镜头驱动模块 2

顶壳 10

开孔 12、22、32

底座 20

镜头承载件 30

线圈 40

框架 50

磁铁 60

第一磁性部 611

第二磁性部 612

导磁元件 62

上簧片 70

下簧片 72

悬吊线 74

电路板 80

驱动板 90

磁场感测元件 92

线圈 C1

线圈 C2

光轴 O

具体实施方式

以下说明本发明实施例的双镜头照相系统。然而，可轻易了解本发明实施例提供许多合适的发明概念而可实施于广泛的各种特定背景。所揭示的特定实施例仅仅用于说明以特定方法使用本发明，并非用以局限本发明的范围。

除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此篇公开所属的一般技艺者所通常理解的相同涵义。能理解的是这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有一与相关技术及本公开的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在此特别定义。

请先参照图1至图3，其中图1显示根据本发明一实施例的镜头驱动机构1的立体示意图，图2显示图1中的一个镜头驱动模块2的爆炸图，图3则显示沿图1中A-A’线段的剖视图。应了解是，前述镜头驱动机构1中的两个镜头驱动模块2例如为音圈马达(VCM)，且该两个镜头驱动模块2可沿一长轴方向(X轴方向)并排配置于手机或平板电脑等电子装置内，用以分别驱动两个不同的镜头(第一镜头及第二镜头)，以使其可具有自动对焦(AF)或光学防手震(OIS)的功能。

如图1～图3所示，每一镜头驱动模块2主要包括有一顶壳10、一底座20、一镜头承载件30、一线圈40、一框架50、四个磁铁60、一上簧片70、一下簧片72、四个悬吊线74、一电路板80、一驱动板90、及两个磁场感测元件92。

前述顶壳10具有一中空结构，且其与底座20可相互结合。应了解的是，顶壳10、底座20及镜头承载件30上分别形成有相对应的开孔12、22、32，其中一光学镜头设置于镜头承载件30的开孔32内。外部光线可经由开孔12进入镜头驱动模块2，接着光线可依序沿着光轴O方向穿过前述光学镜头以及底座20上的开孔22，最后到达位于底座20下方的一影像感测元件(未图示)。

前述线圈40环绕设置于镜头承载件30的外侧表面，前述四个磁铁60则分别固定于框架50的四个侧边，且对应于前述线圈40。

镜头承载件30可通过金属材质的上簧片70及下簧片72连接框架50，由此使得镜头承载件30及设置于其中的镜头可活动地(movably)悬吊于框架50内。当一电流被施加至前述线圈40时，可通过线圈40和磁铁60之间所产生的磁力驱使镜头承载件30和前述镜头相对于框架50沿Z轴方向移动。举例而言，前述磁铁60之中可包含至少一个双极磁铁(bipolarmagnet)或多极磁铁(multipolar magnet)，其中磁铁60的磁极方向(N-S)例如为垂直于Z轴方向，而两个镜头驱动模块2中相邻的磁铁60的磁极方向(N-S)则例如为平行于Z轴方向(如图4所示)。

前述四个悬吊线74例如为金属材质且具有弹性，其中悬吊线74的两端可分别连接电路板80以及上簧片70，由此使框架50连同设置于其内的镜头承载件30和镜头可相对于底座20沿水平方向运动。

前述电路板80例如为一可挠性印刷电路板(FPC)，固定于底座20上且电性连接驱动板90，其中驱动板90内设有线圈，对应于前述磁铁60。应了解的是，前述电路板80不仅可传送电信号至驱动板90，且可通过悬吊线74及上簧片70而传送电信号至线圈40，由此便能通过磁力控制镜头承载件30移动，以执行自动对焦(AF)及光学防手震(OIS)等功能。

在本实施例中，于底座20的不同侧边上分别安装有和电路板80电性连接的磁场感测元件92，其例如为霍尔感测器(Hall effect sensor)、磁敏电阻感测器(MR sensor)、或磁通量感测器(Fluxgate)等，由此可用以感测磁铁60的位置，以得知框架50和镜头承载件30相对于底座20在X轴方向及Y轴方向上的位置偏移量。

请一并参照图3、图4，在本实施例的镜头驱动机构1中，由于左、右两个镜头驱动模块2的位置相当靠近，为了避免两镜头驱动模块2中相邻的磁铁60之间产生磁干扰(magnetic interference)，故将该两个相邻磁铁60(第一磁铁及第二磁铁)的磁极方向(N-S)采取以平行于Z轴的方式设置(如图4所示)，由此可确保设置在两个镜头驱动模块2中的镜头(第一镜头及第二镜头)的对焦速度及定位精度不会受到磁干扰的影响。

需特别说明的是，在图3、图4左侧的镜头驱动模块2中，四个磁铁60(第一磁铁)中的任何一个皆可以和线圈40或者是设有线圈的驱动板90组成一第一驱动组件。其中，当磁铁60与线圈40(第一线圈)作用并产生磁力时，可带动镜头承载件30以及设置于其中的镜头(第一镜头)相对于框架50和底座20(第一底座)沿Z轴方向移动，以执行自动对焦(AF)的功能；此外，当磁铁60与驱动板90内的线圈(第一线圈)作用并产生磁力时，则可带动框架50、镜头承载件30及设置于其中的镜头(第一镜头)一起相对于底座20(第一底座)沿水平方向移动，以执行光学防手震(OIS)的功能。

同理，在图3、图4右侧的镜头驱动模块2中，四个磁铁60(第二磁铁)中的任何一个也可以和线圈40或者是设有线圈的驱动板90组成一第二驱动组件。其中，当磁铁60与线圈40(第二线圈)作用并产生磁力时，可带动镜头承载件30以及设置于其中的镜头(第二镜头)相对于框架50和底座20(第二底座)沿Z轴方向移动，以执行自动对焦(AF)的功能；此外，当磁铁60与驱动板90内的线圈(第二线圈)作用并产生磁力时，则可带动框架50、镜头承载件30及设置于其中的镜头(第二镜头)一起相对于底座20(第二底座)沿水平方向移动，以执行光学防手震(OIS)的功能。

接着请参阅图5，于另一实施例的镜头驱动机构1中，更可在相邻的磁铁60上方设置导磁元件62，由此进一步地抑制两镜头驱动模块2中相邻磁铁之间所产生的磁干扰，其中磁铁60位于导磁元件62和设有线圈的驱动板90之间。此外，亦可如图6所示，在左侧的镜头驱动模块2中设置一磁极方向(N-S)平行于Z轴的磁铁60(第一磁铁)，并在其上方设置导磁元件62，其中导磁元件62呈平板状，且导磁元件62的延伸方向系垂直于前述磁铁60(第一磁铁)的磁极方向(N-S)；另一方面，在右侧的镜头驱动模块2中则设置一磁极方向(N-S)垂直于Z轴的磁铁60(第二磁铁)，由于前述两相邻的磁铁60的磁极方向不同，由此同样可以抑制两镜头驱动模块2中相邻磁铁之间所产生的磁干扰。

再请参阅图7，于另一实施例的镜头驱动机构1中，也可将左侧镜头驱动模块2中的磁铁60(第一磁铁)采用多极磁铁(例如四极磁铁)，或者也可以通过两个以上的磁铁元件排列组成前述磁铁60。在本实施例中，由于左侧磁铁60(第一磁铁)沿着垂直方向进行充磁(magnetization)，因此其磁极方向(N-S)平行于Z轴，而相较于垂直方向(Z轴方向)而言，因为左侧磁铁60(第一磁铁)在水平方向上所产生的磁场强度较弱，所以能有效降低两镜头驱动模块2中相邻磁铁在水平方向上所产生的磁干扰。需特别说明的是，图7中的磁铁60(第一磁铁)主要包含左半边的第一磁性部611以及右半边的第二磁性部612，其中第一磁性部611及第二磁性部612的磁极方向(N-S)相反且皆平行于Z轴。

或者，如图8所示，也可将左、右两侧镜头驱动模块2中相邻的磁铁60(第一磁铁及第二磁铁)皆采用多极磁铁。由于多个所述磁铁60中的第一磁性部611及第二磁性部612的磁极方向(N-S)皆平行于Z轴，因此可降低两镜头驱动模块2中相邻磁铁间所产生的磁干扰，以确保镜头的对焦速度及定位精度不会受到磁干扰的影响。

接着请参阅图9，于另一实施例中，也可在左侧镜头驱动模块2中设置磁极方向(N-S)平行于Z轴的磁铁60，并在其上方设置导磁元件62，此外在右侧的镜头驱动模块2中则可设置磁极方向(N-S)垂直于Z轴的磁铁60，其中右侧磁铁60于Z轴方向的高度大于左侧磁铁60于Z轴方向的高度。由于导磁元件62具有抑制磁铁之间产生磁干扰的效果，且两个相邻的磁铁60的磁极方向(N-S)不同，因此能有效抑制两镜头驱动模块2之间所产生的磁干扰。

需特别说明的是，于本实施例中，左侧镜头驱动模块2内的镜头承载件30上并未设有如图2所示的环形线圈40，而绘示在图9左侧的磁铁60(第一磁铁)主要是用以和下方驱动板90内的线圈(第一线圈)作用，以带动框架50、镜头承载件30及设置于其内的镜头(第一镜头)沿水平方向运动，由此达到光学防手震(OIS)的功能；此外，应了解的是，在左侧的镜头驱动模块2中仍可通过其他磁铁60和与其对应的线圈作用以达到自动对焦(AF)的功能。

举例而言，可在镜头驱动机构1的任一镜头驱动模块2内部采取如图10所示的线圈/磁铁配置方式。由图10中可以看出，于一镜头驱动模块2的四个侧边可分别设置两组成对的磁铁60，其中前述磁铁60皆为多极磁铁，且可分别与驱动板90内的四个线圈C1对应，如此一来便能通过线圈C1与磁铁60间所产生的磁力以执行光学防手震(OIS)的功能。

需特别说明的是，在图10中将两个胶囊形线圈C2设置于镜头承载件30的相反侧，并使其对应于其中一组磁铁60，通过胶囊形线圈C2和与其相对应的磁铁60间所产生的磁力可达成自动对焦(AF)的功能，故可不必再设置如图2所示的大型线圈40；至于另外一组附加有导磁元件62的磁铁60则仅和下方的线圈C1相对应，以作为光学防手震(OIS)之用，由于本实施例中不需要设置大型线圈40，因此能缩短镜头驱动模块2在X轴方向上的尺寸。于一实施例中，亦可增加前述线圈C1、C2尺寸并使其宽度大于其所对应的磁铁60的宽度，由此能有助于提升线圈C1、C2和磁铁60之间的电磁驱动力(electromagnetic force)，以提升镜头驱动机构的整体效能。

图11显示另一实施例的镜头驱动机构1内部的磁铁及线圈相对位置示意图，在图11中省略部分元件(例如镜头承载件30、线圈40及框架50)以方便理解。由图11可以看出，位在右侧镜头驱动模块2内部的驱动板90是设置于底座20(第二底座)的上方，且其内部设有线圈C1(第二线圈)，用以和其上方的磁铁60(第二磁铁)感应，以驱使镜头框架50、镜头承载件30及设置于其内的镜头(第二镜头)沿水平方向运动，进而可达到光学防手震(OIS)的功能。于一实施例中，前述两镜头驱动模块2中的底座20可整合为单一构件。

应了解的是，位在左侧镜头驱动模块2内部且邻近右侧镜头驱动模块2的磁铁60(第一磁铁)为多极磁铁且覆盖有导磁元件62，其中位在右侧镜头驱动模块2内部的磁铁60(第二磁铁)于Z轴方向上的高度h1大于位在左侧镜头驱动模块2内部且与其相邻的磁铁60(第一磁铁)的高度h2，由此不仅能抑制两镜头驱动模块2之间所产生的磁干扰，同时可增加左侧镜头驱动模块2内部所能使用的空间，以达到机构微型化的目的。

虽然本发明的实施例及其优点已公开如上，但应该了解的是，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作更动、替代与润饰。此外，本发明的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何所属技术领域中技术人员可从本发明揭示内容中理解现行或未来所发展出的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本发明使用。因此，本发明的保护范围包括上述工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一权利要求构成个别的实施例，且本发明的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。

虽然本发明以前述数个较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰。因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。此外，每个权利要求建构成一独立的实施例，且各种权利要求及实施例的组合皆介于本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种镜头驱动机构，用以驱使一第一镜头以及一第二镜头移动，其中外部光线沿一入射方向进入该第一镜头及第二镜头，该镜头驱动机构包括：

一第一底座，其中该第一镜头活动地连接该第一底座；

一第一驱动组件，具有相对应的一第一磁铁以及一第一线圈，用以驱使该第一镜头移动；以及

一第二驱动组件，设置于该第一驱动组件的一侧，且具有相对应的一第二磁铁以及一第二线圈，用以驱使该第二镜头移动，其中该第一磁铁邻近该第二磁铁，且该第一磁铁的磁极方向平行于该入射方向；

其中该第二磁铁于该入射方向上的高度大于该第一磁铁于该入射方向上的高度。

2.如权利要求1所述的镜头驱动机构，其中该第二磁铁的磁极方向垂直于该入射方向。

3.如权利要求1所述的镜头驱动机构，其中该第一磁铁为多极磁铁，具有一第一磁性部以及一第二磁性部，该第一磁性部及第二磁性部的磁极方向相反且平行于该入射方向。

4.如权利要求1、2或3所述的镜头驱动机构，其中该镜头驱动机构还包括一导磁元件，连接该第一磁铁。

5.如权利要求4所述的镜头驱动机构，其中该导磁元件设置于该第一磁铁的一侧，且该第一磁铁位于该导磁元件和该第一线圈之间。

6.如权利要求3所述的镜头驱动机构，其中该第二磁性部的磁极方向平行于该入射方向。

7.如权利要求1所述的镜头驱动机构，其中该第一磁铁及第二磁铁为多极磁铁，且该第一磁铁及第二磁铁的磁极方向皆平行于该入射方向。

8.如权利要求1所述的镜头驱动机构，其中该第一线圈设置于该第一底座上，用以和该第一磁铁感应并驱使该第一镜头相对于该第一底座沿一水平方向移动，其中该水平方向垂直于该入射方向。

9.如权利要求1所述的镜头驱动机构，其中该镜头驱动机构还包括一第二底座，第二线圈设置于该第二底座上，用以和该第二磁铁感应并驱使该第二镜头相对于该第二底座移动。

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