CN203761238U - 电磁驱动模块及应用该电磁驱动模块的镜头装置 - Google Patents

电磁驱动模块及应用该电磁驱动模块的镜头装置 Download PDF

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CN203761238U CN201320892905.5U CN201320892905U CN203761238U CN 203761238 U CN203761238 U CN 203761238U CN 201320892905 U CN201320892905 U CN 201320892905U CN 203761238 U CN203761238 U CN 203761238U
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Abstract

本实用新型提供一电磁驱动模块及应用该电磁驱动模块的镜头装置，其中该电磁驱动模块包括：一基座、二个磁性元件、一线圈组件、一基准元件、及一感测元件。二个磁性元件配置以沿一参考线排列，并位于基座的两侧。线圈组件相邻于二个磁性元件并连结于基座。基准元件设置于基座上。感测元件相邻于基准元件，并配置用以检测基准元件的移动，以定位基座。本实用新型的电磁驱动模块具有体积小、耗电量低、位移精准、制作成本低的优点。

Description

电磁驱动模块及应用该电磁驱动模块的镜头装置
技术领域
本实用新型涉及一种驱动模块及应用该驱动模块的镜头装置，尤其涉及一种利用电磁效应产生机械能的电磁驱动模块及应用该电磁驱动模块的镜头装置。
背景技术
电子产品通常配置有一驱动模块，以驱动一构件进行一定距离上的移动。举例而言，具拍摄功能的电子产品上通常设有一驱动模块，以配置用于驱动一或多个光学镜片组沿着一光轴进行移动，以达到自动对焦(autofocus)和/或变焦(zoom)的功能。
然而，传统驱动模块使用高成本的精密驱动元件作为驱动构件的动力来源(例如：步进马达、超音波马达、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、成本高昂，以及耗电量大的缺点，造成价格无法下降。
因此，一种驱动装置，其具有体积小、结构简单的优点，已成为业者进行研发的方向。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的一目的在于提供一种电磁驱动模块，其配置用于提供一动力，以驱动电子产品内的一构件（例如：镜头组件）进行移动。
根据本实用新型的一实施例，上述电磁驱动模块包括：一基座、二个第一磁性元件、一线圈组件、一基准元件、及一感测元件。二个第一磁性元件配置以沿一第一参考线排列，并位于基座的两侧。线圈组件连结基座并相邻于二个第一磁性元件。线圈组件配置以供电流通过，并产生一磁场以带动基座移动。基准元件设置于基座上。感测元件相邻于基准元件。感测元件配置以检测基准元件的移动，以定位基座。
在上述实施例中，磁性组件还包括二个第二磁性元件，二个第二磁性元件配置以沿一第二参考线排列，并位于基座的两侧。线圈组件的至少一部分面向二个第二磁性元件。
在上述实施例中，第一参考线与第二参考线位于一共同平面。
在上述实施例中，二个第一磁性元件点对称于基座的实质中心，且二个第二磁性元件点对称于基座的实质中心。
在上述实施例中，线圈组件包括二个线圈，分别相邻于二个第一磁性元件其中之一。每一二个线圈包括一上半部与一电性连结上半部的下半部。另一方面，二个第一磁性元件分别包括一相邻于上半部的上端磁极以及一相邻于下半部的下端磁极，上端磁极的极性相反于下端磁极。
在上述实施例中，电磁驱动模块还包括一电路板，感测元件设置于电路板上。线圈组件电性连结于电路板，并借由电路板接收一外部电子信号。
在上述实施例中，感测元件包括一霍尔效应传感器（Hall EffectSensor），且基准元件包括一永久磁铁。
本实用新型的另一目的在于提供一镜头装置。镜头装置包括上述任一实施例所述的电磁驱动模块以及一设置于电磁驱动模块内的镜头组件。电磁驱动模块带动镜头组件的位置，以达到自动对焦(autofocus)和/或变焦(zoom)的功能。
在上述实施例中，该镜头装置还包括一光感测元件邻接该镜头组件。
本实用新型的电磁驱动模块利用电流通过一线圈时所产生的磁场与一磁性元件间所产生的作用力带动元件移动，以达到快速驱动一构件进行移动的目的。因此，与传统的驱动模块相较，本实用新型的电磁驱动模块具有体积小、耗电量低、位移精准、制作成本低的优点。
附图说明
图1显示本实用新型的一实施例的电磁驱动模块的元件分解图。
图2显示本实用新型的一实施例的电磁驱动模块的部分元件的俯视图。
图3显示本实用新型的一实施例的镜头装置的俯视图。
图4显示本实用新型的一实施例的电磁驱动模块的元件分解图。
图5显示本实用新型的一实施例的电磁驱动模块的部分元件的俯视图。
图6显示本实用新型的一实施例的电磁驱动模块的元件分解图。
图7显示本实用新型的一实施例的电磁驱动模块的部分元件的俯视图。
[主要元件附图标记说明]
1、1’、1’’～电磁驱动模块
10～上壳件
12～上弹片
14、32、46～框架
141、321、461～第一侧框体
1411、3211、4611～开口
142、322、462～第二侧框体
1421、3222、4621～穿孔
143、323、463～第三侧框体
1431、3231、4631～开口
144、324、464～第四侧框体
16、34～第一磁性元件
18、40～基座
181、401～第一外侧面
182、402～第二外侧面
1821、4021～容置槽
183、403～第三外侧面
184、404～第四外侧面
186、187、188～角隅
189、409～通道
20～基准元件
22～线圈组件
24、38～电路板
26～感测元件
28～下弹片
281、283～电性接脚
30～下壳片
405、406、407～角隅
41～线圈组件
42～线圈
421～上半部
423～下半部
48～第一磁性元件
481～上端磁极
482～下端磁极
60～光感测元件
C～实质中心
R1～第一参考线
R2～第二参考线
具体实施方式
以下将特举数个具体的较佳实施例，并配合所附的图做详细说明，图上显示数个实施例。然而，本实用新型可以许多不同形式实施，不局限于以下所述的实施例，在此提供的实施例可使得公开内容得以更透彻及完整，以将本实用新型的范围完整地传达给本领域熟悉此技术的技术人员。
参照图1，其显示本实用新型的一实施例的电磁驱动模块1的元件分解图。在一实施例中，电磁驱动模块1为一音圈马达（voice coil motor，VCM)，其包括一上壳件10、一上弹片12、一框架14、二个第一磁性元件16、一基座18、一基准元件20、一线圈组件22、一电路板24、一感测元件26、一下弹片28、及一下壳件30。电磁驱动模块1的元件可以适当增加或减少，并不仅此为限。
在一实施例中，上弹片12是固定于框架14上，且下弹片28是固定于下壳件30上。上弹片12及下弹片28配置用于支撑基座18，使基座18以可沿垂直方向（Z方向）移动的方式悬设于上壳件10与下壳件30所共同定义的一容置空间（未标号）中。在一实施例中，下弹片28包括二个电性接脚281、283，且二个电性接脚281、283分别电性连结于电路板24。
在一实施例中，基座18为一通道189所贯穿，并配置用于承载一构件，例如：镜头组件（未图示于图1）。另外，基座18包括一或多个外侧面环绕于通道189的四周。在一实施例中，基座18包括多个外侧面，例如：第一外侧面181、第二外侧面182、第三外侧面183、及第四外侧面184。第一外侧面181相对于第三外侧面183，且第二外侧面182相对于第四外侧面184。线圈组件22为一环形结构，设置于第一外侧面181、第二外侧面182、第三外侧面183、及第四外侧面184上。线圈组件22配置以供一电流通过，并产生磁场。在一实施例中，线圈组件22电性连结于下弹片28。来自外部的电流流经电路板24及下弹片28并传送至线圈组件22。
在一实施例中，框架14是固定于上壳件10或下壳件30之上，并位于上弹片12与下弹片28之间。框架14包括一或多个侧框体。在一实施例中，框架14包括四个侧框体，例如：第一侧框体141、第二侧框体142、第三侧框体143、及第四侧框体144。在一实施例中，第一侧框体141、第二侧框体142、第三侧框体143、及第四侧框体144分别相邻基座18的第一外侧面181、第二外侧面182、第三外侧面183、及第四外侧面184。框架14的侧框体与基座18的外侧面彼此相隔一间距，未相互接触。
在一实施例中，第一侧框体141包括一开口1411，且相对于第一侧框体141的第三侧框体143也包括一开口1431。开口1411、1431的形状是对应于第一磁性元件16的形状。二个第一磁性元件16分别相邻线圈组件22并设置于开口1411、1431中。并且，第二侧框体142包括一穿孔1421，配置用于容纳感测元件26。
参照图2，其显示本实用新型的一实施例的电磁驱动模块1的部分元件的俯视图。如图2所示出的，二个第一磁性元件16的实质中心沿一第一参考线R1排列，其中第一参考线R1垂直于第一外侧面181与第三外侧面183并通过基座18的中心。借由上述配置，电磁驱动模块1在动作时，二个第一磁性元件16的磁场与线圈组件22所产生的磁场可以稳定地带动基座18沿一垂直方向（Z方向）移动。因此，基座18的控制精度（controlaccuracy）可以提升。然，二个第一磁性元件16的设置位置并不受此实施例为限。二个第一磁性元件16设置的位置可任意变化，只需基座18可以稳定受磁力推动即可。
在一实施例中，位于基座18的第二外侧面182与第三外侧面183之间的角隅186的邻近处，一容置槽1821设置于基座18的第二外侧面182上。基准元件20设置于容置槽1821中。感测元件26配置以相邻基准元件20，以定位基座18。在一实施例中，基准元件20为一永久磁铁，且感测元件26为一霍尔效应感传感器（Hall Effect Sensor）。感测元件26借由感测基准元件20的磁场变化，并判断基准元件20的位置，借此达到定位基座18的目的。在另一实施例中，基准元件20包括一光学信号发射器，且感测元件26包括一位置信号接收器。感测元件26接收来自基准元件20的位置信号，并判断基准元件20的位置，借此达到定位基座18的目的。
在一实施例中，电路板24相邻第二外侧面182设置，且感测元件26设置于电路板24上。在另一实施例中，感测元件26借由一导体电性连结于电路板24，并未直接设置于电路板24上。电路板24经由上壳件10与下壳件30之间的开口（图未示）电性连结于一外部电路。在一实施例中，来自外部的电力或电子信号经由电路板24传送至电磁驱动模块1的各元件，且感测元件26所产生的电子信号也经由电路板24传送至一控制系统（图中未示出）。接着，该控制系统根据感测元件26所产生的电子信号，调整供应于电流组件24的电流流量。因此，基座18可以获得校正。
参照图3，其显示本实用新型的一实施例的电磁驱动模块1应用于一镜头装置100的俯视图。在一实施例中，镜头装置100包括一电磁驱动模块1、一镜头组件50、及一光感测元件60。镜头组件50设置于电磁驱动模块1的基座18（图1）中，且镜头组件50的入光侧邻接上壳件10，且镜头组件50的出光侧邻接光感测元件60。光感测元件60例如互补式金属氧化物半导体场效应晶体管（CMOS）传感器，接收通过镜头组件50的光线，并产生一图像信号。电磁驱动模块1控制镜头组件50与光感测元件60之间的间距，以达到自动对焦(autofocus)和/或变焦(zoom)的功能。
参照图4，其显示本实用新型的一实施例的电磁驱动模块1’的元件分解图。在图4中，电磁驱动模块1’与电磁驱动模块1相同或相似的元件将被赋予相似的标号，且其特征将不再说明，以简化说明书内容。电磁驱动模块1’与电磁驱动模块1相异之处在于电磁驱动模块1’包括一框架32、二个第一磁性元件34、二个第二磁性元件36、及一电路板38。
在一实施例中，框架32是固定于上壳件10或下壳件30之上，并位于上弹片12与下弹片28之间。框架32包括一或多个侧框体。在一实施例中，框架32包括四个侧框体，例如：第一侧框体321、第二侧框体322、第三侧框体323、及第四侧框体324。在一实施例中，第一侧框体321、第二侧框体322、第三侧框体323、及第四侧框体324分别相邻基座18的第一外侧面181、第二外侧面182、第三外侧面183、及第四外侧面184。框架32的侧框体与基座18的外侧面彼此相隔一间距，未相互接触。
在一实施例中，第一侧框体321、第二侧框体322、第三侧框体323、及第四侧框体324分别包括一开口3211、3221、3231、3241。开口3211、3231的形状是对应于第一磁性元件34的形状，且二个第一磁性元件34被配置以相邻线圈组件22，并设置于开口3211、3231中。开口3221、3241的形状对应于第二磁性元件36的形状，且二个第二磁性元件36被配置以相邻线圈组件22，并设置于开口3221、3241中。另外，第二侧框体322还包括一穿孔3222，供感测元件26设置于其中。
参照图5，其显示本实用新型的一实施例的电磁驱动模块1’的部分元件的俯视图。如图5所示出的，二个第一磁性元件34的实质中心沿一第一参考线R1排列，其中第一参考线R1通过基座18的中心。并且，二个第二磁性元件36的实质中心沿一第二参考线R2排列，其中第二参考线R2通过基座18的中心。在一实施例中，第一参考线R1与第二参考线R2位于一共同平面上。在一实施例中，相邻第一外侧面181的第一磁性元件34与相邻第二外侧面182的第二磁性元件36邻接第一外侧面181与第二外侧面182之间的角隅187。并且，相邻第三外侧面183的第一磁性元件34与相邻第四外侧面184的第二磁性元件36邻接第三外侧面183与第四外侧面184之间的角隅188。借由上述配置，电磁驱动模块1’在动作时，基座18可以稳定地受推动，以提升基座18的控制精度。
在一实施例中，二个第一磁性元件34所产生的磁场强度相同，且二个第二磁性元件36所产生的磁场强度相同。在一实施例中，二个第一磁性元件34所产生的磁场强度不同于二个第二磁性元件36所产生的磁场强度。在一实施例中，二个第一磁性元件34所产生的磁场强度相同于二个第二磁性元件36所产生的磁场强度。因此，基座18两侧所提供的推力将维持平衡，基座18移动过程不致倾斜。
在一实施例中，电路板38配置以相邻第二外侧面182，且感测元件26设置于电路板24上。在一实施例中，电路板38具有L形的型态，以容置第二磁性元件36，借此减少电磁驱动模块1’的体积。
参照图6，其显示本实用新型的一实施例的电磁驱动模块1’’的元件分解图。在图6中，电磁驱动模块1’’与电磁驱动模块1相同或相似的元件将赋予相似的标号，且其特征将不再说明，以简化说明书内容。电磁驱动模块1’’与电磁驱动模块1相异之处在于电磁驱动模块1’’包括一基座40、一线圈组件41、二个第一磁性元件42、及一框架46。
在一实施例中，基座40为一通道409所贯穿，并配置用于承载一构件，例如：镜头组件（未图示于图6）。并且，基座40包括一或多个外侧面环绕于通道409的四周。在一实施例中，基座40包括多个外侧面，例如：第一外侧面401、第二外侧面402、第三外侧面403、及第四外侧面404。第一外侧面401相对于第三外侧面403，且第二外侧面402相对于第四外侧面404。并且，如图6所示出的，基座40包括多个定位件4032，形成于第一外侧面401与第三外侧面403上，以固定线圈组件41。
线圈组件41包括二个线圈42。二个线圈42分别固定于基座40的第一外侧面401与第三外侧面403上。每一线圈42包括一上半部421与一电性连结上半部421的下半部423。在一实施例中，二个线圈42分别经由下弹片28电性连结于电路板24。来自外部的电流通过线圈42时，上半部421的电流方向相反于下半部423的电流方向。亦即，上半部421所产生的磁场方向相反于下半部423所产生的磁场方向。
在一实施例中，框架46固定于上壳件10或下壳件30之内，并位于上弹片12与下弹片28之间。框架46包括一或多个侧框体。在一实施例中，框架46包括四个侧框体，例如：第一侧框体461、第二侧框体462、第三侧框体463、及第四侧框体464。在一实施例中，第一侧框体461、第二侧框体462、第三侧框体463、及第四侧框体464分别相邻基座40的第一外侧面401、第二外侧面402、第三外侧面403、及第四外侧面404。框架46的侧框体与基座40的外侧面彼此相隔一间距，未相互接触。
在一实施例中，第一侧框体461包括一开口4611，且相对于第一侧框体461的第三侧框体463也包括一开口4631。开口4611、4631的形状对应于第一磁性元件48的形状。二个第一磁性元件48配置以相邻于线圈组件22，并设置于开口4611、4631中。另外，第二侧框体462还包括一穿孔4621，供感测元件26设置于其中。
在一实施例中，二个第一磁性元件48分别包括一上端磁极481以及一连结上端磁极481的下端磁极483。上端磁极481相邻线圈42的上半部421，且下端磁极483相邻线圈42的下半部423。位于第一磁性元件48面对线圈42的一侧，上端磁极481的极性相反于下端磁极483的极性。举例而言：位于第一磁性元件48面对线圈42的一侧，上端磁极481的极性为N，下端磁极483的极性为S。在一实施例中，由于电磁驱动模块1’’以二个线圈42取代一环形的线圈组件22（图1），因此，电磁驱动模块1’’的体积得以进一步减小。
参照图7，其显示本实用新型的一实施例的电磁驱动模块1’’的部分元件的俯视图。如图7所示出的，二个第一磁性元件48的实质中心沿一第一参考线R1排列。第一参考线R1通过基座40的中心，但未垂直于第一外侧面401与第三外侧面403。亦即，第一磁性元件48之一邻近于第一外侧面401与第四外侧面404之间的角隅405，且第一磁性元件48的另一个邻近于第二外侧面402与第三外侧面403之间的角隅405。借由上述配置，电磁驱动模块1’’于作动时，用于驱动基座40移动的磁力将稳定地带动基座40移动，以提升基座40的控制精度。然，二个第一磁性元件48的设置位置并不受此实施例为限。二个第一磁性元件48设置的位置可任意变化，只需基座40可以稳定受磁力推动即可。
在一实施例中，位于基座40的第一外侧面401与第二外侧面403之间的角隅407的邻近处，一容置槽4021设置于基座40的第二外侧面402上。基准元件20设置于容置槽4021中，并相对于感测元件26，以定位基座40的位置。
本实用新型的电磁驱动模块借由感侧元件的配置，基座的位置可以即时回馈至控制系统，基座的控制精度可以进一步得到提升。另一方面，由于电磁驱动模块借由电路板连结于外部电路，电磁驱动模块可以快速与电子产品的其他元件（例如：主机板）进行连结。生产效率进而提升，生产成本因此减少。
虽然本实用新型已以较佳实施例公开于上，然其并非用以限定本实用新型，本实用新型所属技术领域中具有通常知识的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当以后附的权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种电磁驱动模块，其特征在于，包括：
一基座；
二个第一磁性元件，该二个第一磁性元件配置以沿一第一参考线排列，并位于该基座的两侧；
一线圈组件，连结该基座并相邻于该二个第一磁性元件，并配置以供电流通过；
一基准元件，设置于该基座上；以及
一感测元件，相邻于该基准元件，并配置以检测该基准元件的移动，以定位该基座。
2.如权利要求1所述的电磁驱动模块，其特征在于，还包括二个第二磁性元件，该二个第二磁性元件配置以沿一第二参考线排列，并位于该基座的两侧，其中该线圈组件的至少一部分面向该二个第二磁性元件。
3.如权利要求2所述的电磁驱动模块，其特征在于，该第一参考线与该第二参考线位于一共同平面。
4.如权利要求2所述的电磁驱动模块，其特征在于，该二个第一磁性元件点对称于该基座的实质中心，且该二个第二磁性元件点对称于该基座的实质中心。
5.如权利要求1所述的电磁驱动模块，其特征在于，该线圈组件包括二个线圈，分别相邻于该二个第一磁性元件其中之一，且每一该二个线圈包括一上半部以及一电性连结该上半部的下半部；且
其中该二个第一磁性元件分别包括一相邻于该上半部的上端磁极以及一相邻于该下半部的下端磁极，该上端磁极的极性相反于该下端磁极。
6.如权利要求1所述的电磁驱动模块，其特征在于，还包括一电路板，该感测元件设置于该电路板上。
7.如权利要求6所述的电磁驱动模块，其特征在于，该线圈组件电性连结于该电路板，并借由该电路板接收一外部电子信号。
8.如权利要求1所述的电磁驱动模块，其特征在于，该感测元件包括一霍尔效应传感器，且该基准元件包括一永久磁铁。
9.一种镜头装置，其特征在于，其包括权利要求1的电磁驱动模块以及一设置于该电磁驱动模块内的镜头组件。
10.如权利要求9所述的镜头装置，其特征在于，还包括一光感测元件邻接该镜头组件。
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