CN201063067Y - 镜头致动装置 - Google Patents

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CN201063067Y CNU2007201527629U CN200720152762U CN201063067Y CN 201063067 Y CN201063067 Y CN 201063067Y CN U2007201527629 U CNU2007201527629 U CN U2007201527629U CN 200720152762 U CN200720152762 U CN 200720152762U CN 201063067 Y CN201063067 Y CN 201063067Y
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Abstract

本实用新型提供一种镜头致动装置，应用于微型取像模块镜头的驱动，该镜头致动装置包括有：镜头承载滑座、第一中空磁铁、中空导磁盘、第二中空磁铁及空心线圈。第一中空磁铁固定于该镜头承载滑座。中空导磁盘具有第一结合面与第二结合面，第一结合面磁性结合于第一中空磁铁，第二结合面磁性结合于第二中空磁铁。空心线圈间隔可滑动间隙配置于镜头承载滑座、第一中空磁铁、中空导磁盘及第二中空磁铁磁性结合的外围。其中，镜头承载滑座、第一中空磁铁、中空导磁盘及第二中空磁铁形成可动部件。搭配本实用新型的镜头致动装置的取像模块具备可小型化、机动速度快、静音、价格便宜等种种优点。

Description

镜头致动装置
技术领域
本实用新型涉及一种镜头致动装置，尤其涉及一种可应用于微型取像模块镜头驱动的致动装置。
背景技术
近年来，掌上型装置配备取像模块的趋势日益普遍，伴随着产品市场对掌上型装置要求性能更好且体积更小的市场需求，取像模块面临到更高画质与小型化的双重要求。针对取像画质的提高，一方面是提高像素，掌上型装置取像模块市场趋势由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。除了像素的提高，取像的清晰度也更加受到关切，于是掌上型装置取像模块也由定焦取像功能朝向类似照相机的光学自动对焦功能、甚至是光学变焦功能发展。
光学自动对焦功能的工作原理是依照取像标的物的不同远近距离，适度地移动取像模块中的镜头，以使得取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取像模块中带动镜头移动的致动方式有步进马达致动、压电致动以及音圈式线性致动等方式。其中，音圈式线性致动拥有工作快速，且直接作线性致动不需要高精度螺杆传动的优点，在制造上较为容易，又具有可结合取像模块整体空间做电磁场配置设计的弹性，比较有缩小取像模块整体体积的机会。然而，在缩小体积的同时，为了获得足够的致动力带动镜头移动，更加需要良好的磁路设计，使有限的磁力源能有效率地被运用以产生足够的致动力。
参考图1A和图1B，图1A为常用音圈马达磁路结构示意图，图1B为沿图1A中A-A线剖开的剖视图。常用音圈马达(Voice Coil Motor；VCM)1的磁路部件由两非环型磁铁111、112、两非环型表面轭铁121、122与具有中央环壁的底轭铁13沿音圈马达轴向方向所堆叠组成。常用音圈马达1的磁路部件提供封闭磁路，用以产生磁力线15。磁力线15由两非环型磁铁111、112的上表面出发，经由两非环型表面轭铁121、122转向内环气隙14到达底轭铁13的中央环壁，再经由底轭铁13的导引回到两非环型磁铁111、112的下表面。此种封闭磁路的设计利用两非环型表面轭铁121、122作为两非环型磁铁111、112发散磁力线15的导引，并达到磁力线15集中的效果以产生足够的致动力。
前述的音圈马达1需使用轭铁将磁力线15引导至穿越线圈(图未示)，以达到致动的效果，然而，轭铁的配置会影响制造上的难度，同时，也限制了其它元件的配置，在小型化上也有其瓶颈。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于针对取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，提出有效率且适于取像模块镜头致动的镜头致动装置。本实用新型的镜头致动装置包括有：镜头承载滑座、第一中空磁铁、中空导磁盘、第二中空磁铁及空心线圈。第一中空磁铁固定于该镜头承载滑座。中空导磁盘具有第一结合面与第二结合面，该第一结合面磁性结合于该第一中空磁铁，第二结合面磁性结合于该第二中空磁铁。空心线圈间隔可滑动间隙配置于该镜头承载滑座、该第一中空磁铁、该中空导磁盘及该第二中空磁铁磁性结合的外围。其中，镜头承载滑座、第一中空磁铁、中空导磁盘及第二中空磁铁形成可动部件。
第一中空磁铁与第二中空磁铁以相同极性磁性结合于中空导磁盘，中空导磁盘吸纳第一中空磁铁与第二中空磁铁所散发的磁力线，并使磁力线穿越空心线圈，而与该空心线圈导电后产生的电磁场相互作用，以产生电磁推力致动该可动部件。
本实用新型的优点和有益效果在于，可以达到让搭配本实用新型的镜头致动装置的取像模块具备可小型化、机动速度快、静音、价格便宜等种种优点。
为了使审查员能更进一步了解本实用新型特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
附图说明
图1A为常用音圈马达磁路结构示意图；
图1B为沿图1A中A-A线剖开的剖视图；
图2A为本实用新型第一实施例的镜头致动装置磁路结构示意图；
图2B为沿图2A中B-B线剖开的剖视图；
图3A为本实用新型第二实施例的镜头致动装置磁路结构示意图；
图3B为沿图3A中C-C线剖开的剖视图；
图4A为本实用新型第三实施例的镜头致动装置磁路结构示意图；
图4B为沿图4A中D-D线剖开的剖视图。
其中，附图标记说明如下：
音圈马达1                     非环型磁铁111、112
非环型表面轭铁121、122        底轭铁13
气隙14                        磁力线15
镜头致动装置2、2’、3         镜头承载滑座21
第一中空磁铁22、24、32、34    中空导磁盘23、33
空心线圈25、35                固定轴26
底座27                        磁力线Ф1、Ф2
具体实施方式
请参考图2A和图2B，图2A为本实用新型第一实施例的镜头致动装置磁路结构示意图；图2B为沿图2A中B-B线剖开的剖视图。本实用新型的镜头致动装置2包括有：镜头承载滑座21、第一中空磁铁22、中空导磁盘23、第二中空磁铁24、空心线圈25、至少一固定轴26及底座27。如图2A和图2B所示，第一中空磁铁22固定于该镜头承载滑座21，同时镜头承载滑座21设置有镜头(图未示)做为取像之用。中空导磁盘23具有第一结合面与第二结合面，以第一结合面磁性结合于该第一中空磁铁22，以第二结合面磁性结合于该第二中空磁铁24。
空心线圈25间隔可滑动间隙(图未示)配置于该镜头承载滑座21、该第一中空磁铁22、该中空导磁盘23及该第二中空磁铁24磁性结合的外围。其中，镜头承载滑座21、第一中空磁铁22、中空导磁盘23及第二中空磁铁24形成可动部件。而空心线圈25固定于该底座27，构成非可动部件。
再参考图2A和图2B，第一中空磁铁22与第二中空磁铁24以相同极性磁性结合于中空导磁盘23，中空导磁盘23吸纳第一中空磁铁22与第二中空磁铁24所散发的磁力线Ф1、Ф2，并导引磁力线Ф1、Ф2穿越空心线圈25，让磁力线Ф1、Ф2与该空心线圈25导电后产生的电磁场相互作用，以产生电磁推力致动该可动部件。
由于第一中空磁铁22与第二中空磁铁24以相同极性磁性结合于中空导磁盘23，因此所散发的磁力线Ф1、Ф2会形成相斥作用，而不会相互影响，同时磁力线Ф1、Ф2会被中空导磁盘23所吸纳集中。磁力线Ф1、Ф2分别从第一中空磁铁22的N极下表面与第二中空磁铁24的N极上表面出发，经由中空导磁盘23的导引，而转向可滑动间隙所形成的气隙，磁力线Ф1、Ф2通过气隙并穿越空心线圈25，再分别回到第一中空磁铁22的S极上表面与第二中空磁铁24的S极下表面，而形成两封闭磁路。磁力线Ф1、Ф2穿越空心线圈25时，会与空心线圈25导电后所产生的电磁场相互作用，进而产生电磁推力。
本实用新型借由中空导磁盘23将两个中空磁铁22、24所发散出来的磁力线Ф1、Ф2进行收纳集中，并将所收纳集中的磁力线Ф1、Ф2导引并有效的穿越空心线圈25，让两个中空磁铁22、24所发散出来的磁力线Ф1、Ф2不致泄漏，而有效率地获得足够的致动力带动镜头移动。
同时，借由第一中空磁铁22与第二中空磁铁24以相同极性磁性结合于中空导磁盘23的设计，让第一中空磁铁22与第二中空磁铁24所散发的磁力线Ф1、Ф2形成相斥作用，而不致产生磁交链作用，造成磁力线Ф1、Ф2彼此的影响。
再参考图2A和图2B，本实用新型镜头致动装置2的所述固定轴26作为可动部件活动的导引，其中所述固定轴26的固定轴26由导磁材料所构成。本实用新型的镜头致动装置2除了使用固定轴26作为可动部件活动的导引外，也可以使用悬吊部件(图未示)作为可动部件活动的导引。
在此，本实用新型以固定轴26作为实施例说明，该具导磁的固定轴26被安置于该镜头承载滑座21的承靠面内缘，并通过承靠面与空心线圈25保持间隙。第一中空磁铁22与第二中空磁铁24所发散出来的磁力线Ф1、Ф2经由中空导磁盘23收纳集中，并穿越空心线圈25，再通过该间隙与该具导磁的固定轴26磁交链，以构成封闭磁回路，而产生预压磁力。该预压磁力所形成的合成力矩将使具导磁的固定轴26紧密滑动接触镜头承载滑座21的承靠面，已实现无自有偏摆的滑动运动。
本实用新型的镜头致动装置2可以采用镜头定位机构(图未示)，作为本实用新型镜头定位的控制。该镜头定位机构由控制线路与预压力产生元件所构成，用以控制本实用新型的可动部件的移动情形。控制线路为开回路控制线路或闭回路控制线路，而预压力产生元件为线式预压力产生元件、或为磁性预压力产生元件、或为压电片预压力产生元件。
另外，本实用新型的镜头致动装置2采用的镜头定位机构也可由控制线路与位移感测元件所构成。控制线路为闭回路控制线路，而位移感测元件可为光感应式位移感测元件、或为磁感应式位移感测元件、或为压电感应式位移感测元件。
配合图2A和图2B，请参考图3A和图3B，图3A和图3B为本实用新型第二实施例的镜头致动装置磁路结构示意图以及沿图3A中C-C线剖开的剖视图。在本实用新型第二实施例的镜头致动装置2’中的元件与第一实施例的镜头致动装置2相同者，以相同符号标示。第二实施例与第一实施例的磁路与电路的动作原理与实现的功效相同，经过比较下，其主要的差异处在于：第二实施例取去第一实施例中的第二中空磁铁24，而仅以第一中空磁铁22提供磁力线Ф1。同样地，中空导磁盘23吸纳第一中空磁铁22所散发的磁力线Ф1，并使磁力线Ф1穿越空心线圈25，而与该空心线圈25导电后产生的电磁场相互作用，以产生电磁推力致动该可动部件。
本实用新型的第二实施例的镜头致动装置2’中，磁力线Ф1从第一中空磁铁22的N极下表面出发，并被中空导磁盘23所吸纳集中，经由中空导磁盘23的导引，而转向可滑动间隙所形成的气隙，磁力线Ф1通过气隙并穿越空心线圈25，再回到第一中空磁铁22的S极上表面，而形成封闭磁路。磁力线Ф1穿越空心线圈25时，会与空心线圈25导电后所产生的电磁场相互作用，进而产生电磁推力。
本实用新型借由中空导磁盘23将第一中空磁铁22所发散出来的磁力线Ф1进行收纳集中，并将所收纳集中的磁力线Ф1导引并有效的穿越空心线圈25，让第一中空磁铁22所发散出来的磁力线Ф1不致泄漏，而有效率地获得足够的致动力带动镜头移动。
再参考图3A和图3B，本实用新型镜头致动装置2’的所述固定轴26作为可动部件活动的导引，其中所述固定轴26的固定轴26由导磁材料所构成。本实用新型的镜头致动装置2’除了使用固定轴26作为可动部件活动的导引外，也可以使用悬吊部件(图未示)作为可动部件活动的导引。
在此，本实用新型以固定轴26作为实施例说明，该具导磁的固定轴26被安置于该镜头承载滑座21的承靠面内缘，并通过承靠面与空心线圈25保持间隙。第一中空磁铁22所发散出来的磁力线Ф1经由中空导磁盘23收纳集中，并穿越空心线圈25，再通过该间隙与该具导磁的固定轴26磁交链，以构成封闭磁回路，而产生预压磁力。该预压磁力所形成的合成力矩将使具导磁的固定轴26紧密滑动接触镜头承载滑座21的承靠面，已达成无自有偏摆的滑动运动。
本实用新型的镜头致动装置2’可以采用镜头定位机构，作为本实用新型镜头定位的控制。该镜头定位机构由控制线路与预压力产生元件所构成，用以控制本实用新型的可动部件的移动情形。控制线路为开回路控制线路或闭回路控制线路，而预压力产生元件为线式预压力产生元件、或为磁性预压力产生元件、或为压电片预压力产生元件。
本实用新型的镜头致动装置2’采用的镜头定位机构也可由控制线路与位移感测元件所构成。控制线路为闭回路控制线路，而位移感测元件可为光感应式位移感测元件、或为磁感应式位移感测元件、或为压电感应式位移感测元件。
配合图2A和图2B，请参考图4A和图4B，图4A和图4B为本实用新型第三实施例的镜头致动装置磁路结构示意图以及沿图4A中D-D线剖开的剖视图。第三实施例与第一实施例的磁路与电路的动作原理与实现的功效相同，经过比较下，其主要的差异处在于：本实用新型的第一实施例，以环型中空磁铁(22、24)、环型中空导磁盘23环型空心线圈25组成镜头致动装置2的磁路结构。而本实用新型的第三实施例，以方型中空磁铁(32、34)、方型中空导磁盘33及方型空心线圈35组成镜头致动装置3的磁路结构。
综上所述，本实用新型在镜头外围配置两个与镜头光轴相同中心且同磁极相对的两中空磁铁，在两中空磁铁间配置中空导磁盘以吸纳所述两中空磁铁相对磁极所散发磁力线，使转向至垂直于光轴方向，在两中空磁铁外围配置空心线圈，两中空磁铁对与空心线圈间隔可滑动间隙。
上述配置使中空磁铁对经由中空导磁盘在垂直于光轴方向辐射状散发出的磁力线可穿越空心线圈，与线圈导电后产生的电磁场相互作用，以产生对镜头致动的电磁推力。如此，本实用新型可以在非常有限的空间内，有效运用小型磁铁所散发的磁力线，以产生足够的电磁推力致动镜头移动。
以上所述，仅为本实用新型最佳的具体实施例，而本实用新型的特征并不局限于此，任何本领域技术人员在本实用新型的领域内，可轻易思及的变化或修饰，皆可涵盖在以下本案的权利要求范围内。

Claims (22)

1.一种镜头致动装置，其特征在于，该镜头致动装置包括有：
镜头承载滑座；
第一中空磁铁，其固定于该镜头承载滑座；
中空导磁盘，其具有第一结合面与第二结合面，该第一结合面磁性结合于该第一中空磁铁；
第二中空磁铁，其磁性结合于该中空导磁盘的第二结合面；及
空心线圈，其间隔可滑动间隙配置于该镜头承载滑座、该第一中空磁铁、该中空导磁盘及该第二中空磁铁磁性结合的外围；
其中，该第一中空磁铁与该第二中空磁铁以相同极性磁性结合于该中空导磁盘，该镜头承载滑座、该第一中空磁铁、该中空导磁盘及该第二中空磁铁构成可动部件。
2.如权利要求1所述的镜头致动装置，其特征在于，该镜头致动装置还包括底座，该底座用以固定该空心线圈，而构成非可动部件。
3.如权利要求2所述的镜头致动装置，其特征在于，该镜头致动装置还包括至少一固定轴，所述固定轴作为可动部件活动的导引。
4.如权利要求3所述的镜头致动装置，其特征在于，所述固定轴之一由导磁材料所构成。
5.如权利要求2所述的镜头致动装置，其特征在于，该镜头致动装置还包括悬吊部件，该悬吊部件作为可动部件活动的导引。
6.如权利要求2所述的镜头致动装置，其特征在于，该镜头致动装置还包括镜头定位机构，该镜头定位机构由控制线路与预压力产生元件所构成，用以控制该可动部件的移动情形。
7.如权利要求6所述的镜头致动装置，其特征在于，该控制线路为开回路控制线路或闭回路控制线路。
8.如权利要求6所述的镜头致动装置，其特征在于，该预压力产生元件为线式预压力产生元件、磁性预压力产生元件或压电片预压力产生元件。
9.如权利要求2所述的镜头致动装置，其特征在于，该镜头致动装置还包括镜头定位机构，该镜头定位机构由控制线路与位移感测元件所构成，用以控制该可动部件的移动情形。
10.如权利要求9所述的镜头致动装置，其特征在于，该控制线路为闭回路控制线路。
11.如权利要求9所述的镜头致动装置，其特征在于，该位移感测元件为光感应式位移感测元件、磁感应式位移感测元件或压电感应式位移感测元件。
12.一种镜头致动装置，其特征在于，该镜头致动装置包括有：
镜头承载滑座；
中空磁铁，固定于该镜头承载滑座；
中空导磁盘，磁性结合于该中空磁铁；及
空心线圈，间隔可滑动间隙配置于该中空磁铁、该中空导磁盘磁性结合的外围；
其中，该镜头承载滑座、该中空磁铁及该中空导磁盘构成可动部件。
13.如权利要求12所述的镜头致动装置，其特征在于，该镜头致动装置还包括底座，该底座用以固定该空心线圈，而构成非可动部件。
14.如权利要求13所述的镜头致动装置，其特征在于，该镜头致动装置还包括至少固定轴，所述固定轴作为可动部件活动的导引。
15.如权利要求14所述的镜头致动装置，其特征在于，所述固定轴之一由导磁材料所构成。
16.如权利要求13所述的镜头致动装置，其特征在于，该镜头致动装置还包括悬吊部件，该悬吊部件作为可动部件活动的导引。
17.如权利要求13所述的镜头致动装置，其特征在于，该镜头致动装置还包括镜头定位机构，该镜头定位机构由控制线路与预压力产生元件所构成，用以控制该可动部件的移动情形。
18.如权利要求17所述的镜头致动装置，其特征在于，该控制线路为开回路控制线路或闭回路控制线路。
19.如权利要求17所述的镜头致动装置，其特征在于，该预压力产生元件为线式预压力产生元件、磁性预压力产生元件或压电片预压力产生元件。
20.如权利要求13所述的镜头致动装置，其特征在于，该镜头致动装置还包括镜头定位机构，该镜头定位机构由控制线路与位移感测元件所构成，用以控制该可动部件的移动情形。
21.如权利要求20所述的镜头致动装置，其特征在于，该控制线路为闭回路控制线路。
22.如权利要求20所述的镜头致动装置，其特征在于，该位移感测元件为光感应式位移感测元件、磁感应式位移感测元件或压电感应式位移感测元件。
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