CN110082884B - 驱动模块及其驱动机构 - Google Patents

Abstract

一种驱动模块及其驱动机构，该驱动机构包括一底座单元、连接底座单元的一框架、连接框架的一承载件、一第一驱动组件、一感测磁铁以及一磁场感测元件。承载件用以承载一光学元件，且光学元件具有一光轴。第一驱动组件设置于底座单元的一第一侧，用以驱使承载件与框架相对底座单元沿一水平方向移动。感测磁铁设置于承载件上，且邻近于底座单元的一第二侧，其中第二侧相反于第一侧。磁场感测元件设置于底座单元上，用以感测感测磁铁。

Description

驱动模块及其驱动机构

技术领域

本发明涉及一种驱动机构，特别涉及一种用以驱动一光学元件的驱动机构。

背景技术

在现有的双镜头照相系统(dual-lens camera system)中，两镜头驱动机构(lensdriving mechanism)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(magnetic interference)，并导致镜头的对焦速度及准确度受到影响。

有鉴于此，如何能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，本发明的一实施例提供一种驱动机构，包括一底座单元、连接前述底座单元的一框架、连接前述框架的一承载件、一第一驱动组件、一感测磁铁以及一磁场感测元件。前述承载件用以承载一光学元件，且前述光学元件具有一光轴。

前述第一驱动组件设置于前述底座单元以及前述框架上，且邻近对应于前述底座单元的一第一侧，用以驱使前述承载件与前述框架相对前述底座单元沿一水平方向移动，其中前述水平方向垂直于前述光轴。前述感测磁铁设置于前述承载件上，且邻近于前述底座单元的一第二侧，其中前述第二侧相反于前述第一侧。

前述磁场感测元件设置于前述底座单元上，用以感测前述感测磁铁，以得知前述承载件相对于前述底座单元在前述光轴方向上的位置变化。

于一实施例中，前述驱动机构仅包括一个前述第一驱动组件，且前述第一驱动组件并未设置于前述第二侧。

于一实施例中，前述第一侧平行于前述第二侧，前述感测磁铁的中心偏离前述第二侧的中心。

于一实施例中，当沿着前述光轴方向观察时，前述感测磁铁具有圆形、正方形或矩形结构。

于一实施例中，前述底座单元包括一基板以及设置于前述基板上的一电路板，且前述第一驱动组件包含一磁性元件以及一线圈，其中前述磁性元件设置于前述框架上，前述线圈设置于前述电路板上且对应于前述磁性元件。

于一实施例中，前述磁场感测元件设置于前述基板上。

于一实施例中，前述磁场感测元件设置于前述电路板上，且前述基板具有至少一导电端子，其中前述磁场感测元件电性连接前述导电端子。

于一实施例中，前述基板还具有一凹槽，且前述磁场感测元件容置于前述凹槽内。

于一实施例中，前述电路板电性连接前述磁场感测元件与前述导电端子。

于一实施例中，前述基板还具有一开孔、多个相互邻近的第一电性接点以及多个相互邻近的第二电性接点，前述些第一电性接点以及前述些第二电性接点显露于前述开孔的一内侧表面且电性连接前述电路板。

于一实施例中，前述些第一电性接点以及前述些第二电性接点位于前述开孔的相反侧。

于一实施例中，前述磁场感测元件的中心于前述水平方向上偏离前述感测磁铁的中心。

于一实施例中，前述感测磁铁的磁极方向平行于前述光轴。

于一实施例中，前述驱动机构还包括一配重块，设置于前述框架上且对应于前述底座单元的前述第二侧。

于一实施例中，当前述承载件相对于前述框架沿前述水平方向移动至一极限位置时，前述承载件接触前述配重块，以限制前述承载件于前述极限位置。

于一实施例中，当沿着平行前述第二侧的一方向观察时，前述配重块与前述感测磁铁至少部分重叠。

于一实施例中，前述驱动机构还包括两个配重块以及连接前述些配重块的一金属片，前述些配重块设置于前述框架上且对应于前述底座单元的前述第二侧。

于一实施例中，前述承载件具有一延伸部，前述延伸部和前述第一驱动组件于前述光轴方向上至少部分重叠。

本发明一实施例还提供一种驱动模块，包括两个前述的驱动机构，其中前述些驱动机构的前述些底座单元的前述些第二侧彼此相邻。

本发明一实施例还提供一种驱动模块，包括两个前述的驱动机构，其中沿一方向排列，且前述些驱动机构的前述些底座单元的前述些第二侧皆面朝前述方向。

本发明一实施例还提供一种驱动模块，包括四个前述的驱动机构，其中前述些驱动机构以二乘二矩阵方式排列，每一前述驱动机构还包括一第二驱动组件，设置于前述承载件以及前述框架上，且邻近于前述底座单元的一第三侧，用以驱使前述承载件相对前述框架沿前述光轴方向移动。

于一实施例中，每一前述驱动机构仅包括一个第二驱动组件，且前述第二驱动组件并未邻近于前述底座单元的一第四侧，其中前述第四侧相反于前述第三侧，且前述驱动机构的前述底座单元的前述第二侧以及前述第四侧彼此相邻。

附图说明

图1表示本发明一实施例的驱动机构1的分解图。

图2表示图1中的驱动机构1组合后的立体图。

图3表示沿图2中A1-A1线段的剖视图。

图4表示沿图2中A2-A2线段的剖视图。

图5表示图2中的驱动机构1移除外壳10、框架50、上簧片S1、下簧片S2以及弹性元件W后的示意图。

图6表示根据本发明另一实施例的驱动机构1的剖视图。

图7表示本发明一实施例的驱动模块的示意图。

图8表示本发明另一实施例的驱动机构中部分元件的相对位置关系示意图。

图9表示本发明另一实施例的驱动机构中部分元件的相对位置关系示意图。

图10表示本发明另一实施例的驱动模块的示意图。

图11表示本发明另一实施例的驱动模块的示意图。

图12、图13表示本发明另一实施例的底座单元的分解图。

附图标记说明：

驱动机构1

外壳10

基板20

第一侧201

第二侧202

第一电性接点21

第二电性接点22

电路板30

第一导电部31

第二导电部32

承载件40

凸出部41

延伸部42

框架50

线圈C1

线圈C2

配重块G1

金属片G2

磁场感测元件HS

中心线L

上簧片S1

下簧片S2

磁铁M1

磁性元件M2

感测磁铁M3

光轴O

导电端子P

凹槽R

弹性元件W

具体实施方式

以下说明本发明实施例的驱动模块及其驱动机构。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。所公开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。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与技术效果，在以下配合参考附图的一优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下各实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加附图的方向。因此，实施方式中所使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

请一并参照图1至图5，其中图1表示本发明一实施例的驱动机构1的分解图，图2表示图1中的驱动机构1组合后的立体图，图3表示沿图2中A1-A1线段的剖视图，图4表示沿图2中A2-A2线段的剖视图，图5表示图2中的驱动机构1移除外壳10、框架50、上簧片S1、下簧片S2以及弹性元件W后的示意图。

如图1至图5所示，本实施例的驱动机构1例如为一音圈马达(Voice Coil Motor,VCM)，其可设置于一手机的照相镜头中，用以驱使一光学元件(未图示)运动，前述驱动机构1主要包括有一外壳10、一基板20、一电路板30、一承载件40、一框架50、至少一上簧片S1以及至少一下簧片S2。

应了解的是，前述承载件40是通过上簧片S1以及下簧片S2连接框架50，其中一光学元件(例如光学镜片)可设置于承载件40内，且在承载件40的两侧分别设有线圈C1。

前述外壳10是固定于基板20上，前述框架50则具有矩形中空结构，且其可通过长条形的弹性元件W(例如金属细杆)而与基板20连接。于本实施例中，基板20和设置于其上的电路板30可组成一具有多边形结构的底座单元。

从图1、图2、图3、图5中可以看出，两个磁铁M1是设置在框架50上平行于X轴的两个侧边，且其位置邻近于承载件40上的线圈C1。应了解的是，当线圈C1被施加电流时，线圈C1和磁铁M1会产生一电磁驱动力(electromagnetic force)，以驱使承载件40和设置于其中的光学元件相对框架50沿Z轴方向移动，从而能有助于达到自动对焦(auto-focusing)的目的。

此外，从图1、图2、图4、图5中可以看出，在框架50上平行于Y轴的一侧边设有一磁性元件M2(例如磁铁)，靠近底座单元的第一侧201，而在电路板30内部则设有对应于前述磁性元件M2的一线圈C2(图4)，其中线圈C2和磁性元件M2可构成一驱动组件(第一驱动组件)，当线圈C2被施加电流时，线圈C2和磁性元件M2会产生一电磁驱动力，以驱使框架50、承载件40和设置于其中的光学元件一起相对于外壳10和底座单元沿X轴方向移动，从而能有助于达到光学防手震(OIS)的目的。

如图4，在承载件40的一侧边形成有凸出部41，其中该侧边是邻近底座单元的第二侧202，且在该凸出部41内设有一感测磁铁M3。此外，在基板20内部则埋设有两个磁场感测元件HS，例如霍尔效应感测器(Hall sensor)，用以分别感测邻近前述第一侧201的磁性元件M2以及邻近前述第二侧202的感测磁铁M3，以得知承载件40相对于底座单元在Z轴方向上的位置变化。

在本实施例中，前述感测磁铁M3的磁极方向是平行于光轴O，且磁场感测元件HS的中心于一水平方向(X轴方向)上偏离感测磁铁M3的中心，借此可降低感测磁铁M3对驱动机构1内部或外部的其他元件所产生的磁干扰。举例而言，当沿Z轴方向观察时，前述感测磁铁M3可具有圆形、正方形或矩形结构，其中当感测磁铁M3具有矩形结构时，其长轴方向是平行于第二侧202(Y轴方向)，以有助于机构的微型化。

需特别说明的是，前述底座单元的第二侧202是平行于第一侧201，且前述光学元件的一光轴O位于该第一侧201与该第二侧202之间。此外，在该第二侧202并未设置有如同前述线圈C2和磁性元件M2所构成的驱动组件(第一驱动组件)。

为了使驱动机构1的整体重心能保持平衡，在前述框架50上是设有至少一配重块G1。如图1、图5所示，本实施例中的驱动机构1还包括不具导磁性的两个配重块G1以及一金属片G2，前述配重块G1可固定于框架50的一侧边，且该侧边是邻近底座单元的第二侧202，其中金属片G2可用以连接两个配重块G1，且承载件40的凸出部41于组装后会位于前述两个配重块G1之间，意即当沿着平行该第二侧202的方向(Y轴方向)观察时，配重块G1与感测磁铁M3至少部分重叠。

需特别说明的是，当承载件40相对于框架50沿水平方向(X轴方向)移动至一极限位置时，承载件40会接触配重块G1，借此限制承载件40于该极限位置。

图6表示根据本发明另一实施例的驱动机构1的剖视图。如图6所示，本实施例中的承载件40形成有一延伸部42，该延伸部42和该驱动组件(磁性元件M2或线圈C2)于光轴O方向上至少部分重叠。

需特别说明的是，为了提升磁性元件M2和线圈C2在沿X方向上所产生的电磁驱动力，本实施例中的磁性元件M2可具有一矩形截面，其中该截面在X轴方向上的宽度大于Z轴方向上的厚度；此外，为了使驱动机构1整体重心能保持平衡，通过在磁性元件M2上方形成延伸部42，可充分利用驱动机构1的内部空间，以同时兼顾机构的微型化以及稳定性。

图7表示本发明一实施例的驱动模块的示意图。如图7所示的驱动模块中可包含四个如图1至图5中所公开的驱动机构1，且该些驱动机构1是以二乘二的矩阵方式排列，而其与图1至图5所公开的驱动机构1不同的处在于：本实施例中的每个驱动机构1仅在底座单元的第三侧203上方设有一组磁铁M1以及线圈C1(第二驱动组件)，而在与前述第三侧203相对的第四侧204则并未设置有任何驱动组件。

在图7所示的驱动模块中，由于相邻驱动机构1之间的距离很短，所以在每一驱动机构1的底座模块的第二侧202以及第四侧204并未设置任何由大型磁铁和线圈共同组成的驱动组件，借此能有效避免两个相邻驱动机构1之间产生磁干扰(magneticinterference)，从而可防止镜头的对焦速度及定位精度受到影响。

图8表示本发明另一实施例的驱动机构中部分元件的相对位置关系示意图。如图8所示，本实施例与图1至图5所公开的实施例主要不同的处在于：磁场感测元件HS、承载件40的凸出部41、以及设置于凸出部41内的感测磁铁M3的中心位置在Y轴方向上皆偏离前述第二侧202的中心位置(如中心线L所示)。

如前所述，本实施例中的承载件40的凸出部41及感测磁铁M3可有效利用位于中心线L两侧的空间，以大幅减少凸出部41以及设置于凸出部41内的感测磁铁M3朝X轴方向凸出的程度，从而可实现驱动机构1的微型化，并可兼顾驱动机构1整体重心的平衡。

图9表示本发明另一实施例的驱动机构中部分元件的相对位置关系示意图。如图9所示，本实施例与图8的实施例主要不同的处在于：磁场感测元件HS是位于第二侧202的中心位置(如中心线L所示)，而承载件40的凸出部41以及设置于凸出部41内的感测磁铁M3的中心位置则是在Y轴方向上偏离磁场感测元件HS以及第二侧202的中心位置。

在本实施例中，虽然感测磁铁M3的位置在Y轴方向上稍微偏离磁场感测元件HS的位置，但是磁场感测元件HS仍可感测到感测磁铁M3，以得知承载件40相对于底座单元沿Z轴方向的位置变化。由于本实施例能够充分利用中心线L两侧的空间来设置感测磁铁M3，因此同样能有助于达到机构的微型化。

图10表示本发明另一实施例的驱动模块的示意图。图10所示的驱动模块包含有两个如图8或图9中所公开的驱动机构1，其中通过使凸出部41以及设置于凸出部41内的感测磁铁M3偏离第二侧202的中心位置，不仅有助于达到机构的微型化，且因为在每个驱动机构1的底座单元的第二侧202附近都没有设置由大型磁铁和线圈所组成的驱动组件，因此能有效避免两个相邻驱动机构1之间产生磁干扰(magnetic interference)，从而能防止镜头的对焦速度及定位精度受到影响，其中该些驱动机构1的底座单元的第二侧202是彼此相邻。

图11表示本发明另一实施例的驱动模块的示意图。图11所示的驱动模块与图10所示的驱动模块不同的处在于：该些驱动机构1是沿一方向排列，且该些驱动机构1中的底座单元的第二侧202皆面朝该方向。

需特别说明的是，由于本实施例的每个驱动机构1中的底座单元的第二侧202皆并未设置由大型磁铁和线圈所组成的驱动组件，因此即使其中一个驱动机构1的底座模块的第二侧202与另一个驱动机构1中的磁性元件M2靠近，也不至于会产生严重的磁干扰(magnetic interference)，所以可增加驱动模块在机构设计时的弹性。

图12、图13表示本发明另一实施例的底座单元的分解图。如图12、图13所示，本实施例中的底座单元主要是由基板20以及电路板30所组成，且其可用以取代图1中所公开的底座单元。

从图12可以看出，本实施例中的磁场感测元件HS是设置于电路板30的底侧，用以分别检测磁铁M1、磁性元件M2以及感测磁铁M3的位置，其中多个第一、第二电性接点21、22是显露于基板20的一开孔的内侧表面，且其可分别通过多个导电端子P而电性连接到一外部电路。

需特别说明的是，前述两组相互邻近的第一电性接点21以及相互邻近的第二电性接点22是位于该开孔的相反侧，且可分别电性连接显露在电路板30底侧的第一导电部31以及第二导电部32，其中第一导电部31以及第二导电部32可通过电路板30中的电路元件而电性连接到前述磁场感测元件HS。

此外，从图13中可以看出，在基板20上形成有至少一凹槽R，用以容置前述磁场感测元件HS，借此能有效缩减驱动机构1在Z轴方向上的尺寸，以进一步达到机构的微型化。

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，在不脱离本发明的构思和范围内，当可作变动、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公开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。

虽然本发明已以优选实施例公开于上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内，当可作些许的变动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求为准。

Claims (21)

1.一种驱动机构，用以驱动一光学元件，包括：

一底座单元，具有一多边形结构；

一框架，连接该底座单元；

至少两个配重块，设置于该框架上；

一承载件，连接该框架，用以承载该光学元件并且具有一延伸部以及一凸出部，其中该光学元件具有一光轴，该凸出部位于该些配重块之间，且该延伸部以及该凸出部位于该承载件的相反侧；

一第一驱动组件，设置于该底座单元以及该框架上，且邻近对应于该底座单元的一第一侧，用以驱使该承载件与该框架相对该底座单元沿一水平方向移动，其中该水平方向垂直于该光轴，且该延伸部和该第一驱动组件于该光轴方向上至少部分重叠；

一感测磁铁，设置于该凸出部内，且邻近于该底座单元的一第二侧，其中该第二侧相反于该第一侧；以及

一磁场感测元件，设置于该底座单元上，用以感测该感测磁铁，以得知该承载件相对于该底座单元在该光轴方向上的位置变化。

2.如权利要求1所述的驱动机构，其中该驱动机构仅包括一个该第一驱动组件，且该第一驱动组件并未设置于该第二侧。

3.如权利要求1所述的驱动机构，其中该第一侧平行于该第二侧，该感测磁铁的中心偏离该第二侧的中心。

4.如权利要求1所述的驱动机构，其中当沿着该光轴方向观察时，该感测磁铁具有圆形、正方形或矩形结构。

5.如权利要求1所述的驱动机构，其中该底座单元包括一基板以及设置于该基板上的一电路板，且该第一驱动组件包含一磁性元件以及一线圈，其中该磁性元件设置于该框架上，该线圈设置于该电路板上且对应于该磁性元件。

6.如权利要求5所述的驱动机构，其中该磁场感测元件设置于该基板上。

7.如权利要求5所述的驱动机构，其中该磁场感测元件设置于该电路板上，且该基板具有至少一导电端子，其中该磁场感测元件电性连接该导电端子。

8.如权利要求7所述的驱动机构，其中该基板还具有一凹槽，且该磁场感测元件容置于该凹槽内。

9.如权利要求7所述的驱动机构，其中该电路板电性连接该磁场感测元件与该导电端子。

10.如权利要求5所述的驱动机构，其中该基板还具有一开孔、多个相互邻近的第一电性接点以及多个相互邻近的第二电性接点，该些第一电性接点以及该些第二电性接点显露于该开孔的一内侧表面且电性连接该电路板。

11.如权利要求10所述的驱动机构，其中该些第一电性接点以及该些第二电性接点位于该开孔的相反侧。

12.如权利要求1所述的驱动机构，其中该磁场感测元件的中心于该水平方向上偏离该感测磁铁的中心。

13.如权利要求1所述的驱动机构，其中该感测磁铁的磁极方向平行于该光轴。

14.如权利要求1所述的驱动机构，其中当该承载件相对于该框架沿该水平方向移动至一极限位置时，该承载件接触该些配重块，以限制该承载件于该极限位置。

15.如权利要求1所述的驱动机构，其中当沿着平行该第二侧的一方向观察时，该些配重块与该感测磁铁至少部分重叠。

16.如权利要求1所述的驱动机构，其中该驱动机构还包括连接该些配重块的一金属片，该些配重块设置于该框架上且对应于该底座单元的该第二侧。

17.如权利要求1所述的驱动机构，其中于垂直该水平方向及该光轴的一方向上，该磁场感测元件的中心与该感测磁铁的中心相隔一距离。

18.一种驱动模块，包括：

两个如权利要求1所述的驱动机构，其中该些驱动机构的该些底座单元的该些第二侧彼此相邻。

19.一种驱动模块，包括：

两个如权利要求1所述的驱动机构，其中该些驱动机构沿一方向排列，且该些驱动机构的该些底座单元的该些第二侧皆面朝该方向。

20.一种驱动模块，包括：

四个如权利要求1所述的驱动机构，其中该些驱动机构以二乘二矩阵方式排列，每一该驱动机构还包括一第二驱动组件，设置于该承载件以及该框架上，且邻近于该底座单元的一第三侧，用以驱使该承载件相对该框架沿该光轴方向移动。

21.如权利要求20所述的驱动机构，其中每一该驱动机构仅包括一个第二驱动组件，且该第二驱动组件并未邻近于该底座单元的一第四侧，其中该第四侧相反于该第三侧，且该些驱动机构的该些底座单元的该些第二侧以及该些第四侧彼此相邻。

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