CN207301453U - 电磁驱动模块 - Google Patents

Abstract

一种电磁驱动模块，包括一第一构件、一第二构件、一电磁驱动组件以及一薄膜层。前述第二构件活动地连接前述第一构件，前述电磁驱动组件包括一磁铁以及一驱动线圈，分别设置于前述第一、第二构件上，用以驱使前述第二构件相对于前述第一构件移动。前述薄膜层设置于前述磁铁的一侧，用以阻隔前述磁铁与一磁性元件之间的磁干扰，其中前述薄膜层的磁导率高于前述第一构件的磁导率。

Description

电磁驱动模块

技术领域

本公开涉及一种电磁驱动机构，特别涉及一种可通过电磁驱动力(electromagnetic force)移动镜头的电磁驱动机构。

背景技术

一般相机、摄影机或移动电话常会受到外力撞击而导致其内部光学系统晃动，此时将容易造成光路径偏移而使得拍摄的影像模糊不清。公知专利文献TW I457693公开了一种光学影像防震装置，当自动对焦时，其内部线圈通电后会与对应的磁铁产生作用，使得与线圈固定的镜头承载件可沿镜头的光轴方向移动以达到自动对焦的效果，此外在光学影像防震装置内更设有X轴及Y轴位置感测元件，藉此可感测光轴于X轴与Y轴方向的位置，进而可分别通过对应于X轴和Y轴的线圈和磁铁产生电磁感应，以调整镜头到正确的位置，如此一来便能修正光轴于X轴和Y轴方向的水平偏移，以达到防震效果并可获取较佳的影像品质。然而，由于前述线圈、磁铁以及位置感测元件的尺寸日益小型化，因此前述磁铁和其他磁性元件之间往往容易产生磁干扰(magnetic interference)，从而可能影响到镜头机构的性能。

发明内容

有鉴于前述公知问题点，本公开的一目的在于提供一种电磁驱动模块，包括一第一构件、一第二构件、一电磁驱动组件以及一薄膜层。前述第二构件活动地连接前述第一构件，前述电磁驱动组件包括一磁铁以及一驱动线圈，分别设置于前述第一、第二构件上，用以驱使前述第二构件相对于前述第一构件移动。前述薄膜层设置于前述磁铁的一侧，用以阻隔前述磁铁与一磁性元件之间的磁干扰，其中前述薄膜层的磁导率高于前述第一构件的磁导率。

于一实施例中，前述电磁驱动模块还包括两个薄膜层，形成于前述第一构件的相反侧。

于一实施例中，前述电磁驱动模块还包括两个薄膜层，形成于前述第一构件的相同侧。

于一实施例中，前述电磁驱动模块还包括一中介层，位于前述薄膜层之间，且前述薄膜层的磁导率高于前述中介层的磁导率。

于一实施例中，前述中介层具有高分子材料、陶瓷或金属材料。

于一实施例中，前述中介层具有反磁性材质。

于一实施例中，前述中介层具有金(Au)、铜(Cu)、银(Ag)、铅(Pb)、锌(Zn)或其合金。

于一实施例中，前述薄膜层具有铁磁性材料。

于一实施例中，前述薄膜层具有铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)或其合金。

于一实施例中，前述薄膜层以电镀、蒸镀、溅镀或模塑互联器件(MID)的方式形成于前述第一构件上。

于一实施例中，前述薄膜层形成于前述第一构件上，且位于前述第一构件与前述磁铁之间。

于一实施例中，前述电磁驱动模块还包括一外壳，前述第一、第二构件及前述电磁驱动组件设置于前述外壳内，前述薄膜层形成于前述第一构件上，且位于前述第一构件与前述外壳之间。

本公开更提供一种电磁驱动模块，包括一第一构件、一第二构件、一电磁驱动组件以及一薄膜层。前述第二构件活动地连接前述第一构件，前述电磁驱动组件包括一磁铁以及一驱动线圈，分别设置于前述第一、第二构件上，用以驱使前述第二构件相对于前述第一构件移动。前述薄膜层形成于前述磁铁上且位于前述磁铁与前述磁性元件之间，用以阻隔前述磁铁与一磁性元件之间的磁干扰。

于一实施例中，前述电磁驱动模块还包括一磁场感测元件，设置于前述第一构件或前述第二构件上，用以感测前述磁性元件的位置。

于一实施例中，前述薄膜层设置于前述磁铁的一端部。

于一实施例中，前述磁铁具有一长方体结构，且前述薄膜层延伸于前述长方体结构上至少两个相邻的表面。

本公开更提供一种电磁驱动模块，包括一第一构件、一第二构件、一电磁驱动组件、一外壳以及一薄膜层，其中前述第一、第二构件以及前述电磁驱动组件设置于前述外壳内。前述第二构件活动地连接前述第一构件，前述电磁驱动组件包括一磁铁以及一驱动线圈，分别设置于前述第一、第二构件上，用以驱使前述第二构件相对于前述第一构件移动。前述薄膜层形成于前述外壳上，用以阻隔前述磁铁与前述电磁驱动模块外部的一磁性元件间的磁干扰，其中前述薄膜层的磁导率相异于前述外壳的磁导率。

于一实施例中，前述外壳位于前述薄膜层与前述磁铁之间。

于一实施例中，前述外壳具有金属或塑胶材质。

于一实施例中，前述薄膜层以电镀、蒸镀、溅镀或模塑互联器件(MID)的方式形成于前述外壳上。

为让本公开的上述和其它目的、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显示根据本公开一实施例的电磁驱动系统示意图。

图2显示图1中的一电磁驱动模块的爆炸图。

图3显示沿图1中A-A’线段的剖视图。

图4显示本公开另一实施例的电磁驱动模块的剖视图。

图5表示图4中C部分的放大图。

图6显示本公开另一实施例的电磁驱动模块的局部剖视图。

图7显示本公开另一实施例的电磁驱动模块的局部剖视图。

图8显示本公开另一实施例的电磁驱动模块的局部剖视图。

图9、图10显示本公开另一实施例的电磁驱动模块中的驱动线圈、磁铁、薄膜层、磁场感测元件以及磁性元件的相对位置关系示意图。

图11显示本公开另一实施例的电磁驱动模块的局部剖视图。

图12显示本公开另一实施例的电磁驱动模块的局部剖视图。

附图标记说明：

电磁驱动系统 1

电磁驱动模块 2

顶壳 10

顶壳开孔 12

顶壁 10A

侧壁 10B

底座 20

底壁 20A

底座开孔 22

镜头承载件 30

贯穿孔 32

驱动线圈 40

框架 50

框边 50A

开口 52

磁铁 60

上簧片 70

下簧片 72

悬吊线 74

电路基板 80

驱动板 90

磁场感测元件 92、HS

外壳 F

磁性元件 HM

薄膜层 L1、L2

中介层 L3

光轴 O

具体实施方式

以下说明本公开实施例的电磁驱动模块。然而，可轻易了解本公开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公开，并非用以局限本公开的范围。

除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与本领域技术人员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4，其中图1显示根据本公开一实施例的电磁驱动系统1的立体示意图，图2显示图1中的一个电磁驱动模块2的爆炸图，图3显示沿图1中A-A’线段的剖视图。应先说明的是，在本实施例中，电磁驱动系统1的两个电磁驱动模块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手持式数位产品中，且两个电磁驱动模块2例如为具有相同规格并具备光学防手震(OIS)功能的音圈马达(VCM)，但本公开不以此为限。在一些实施例中，电磁驱动系统1的两个电磁驱动模块2亦可具有不同规格，并可具备自动对焦(AF)及光学防手震(OIS)功能。

如图1至图3所示，在本实施例中，每一电磁驱动模块2主要包括有一顶壳10、一底座20、一镜头承载件30、一驱动线圈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、一电路基板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可相互结合而构成电磁驱动模块2的一外壳F，其中顶壳10构成外壳F的顶壁10A与四个侧壁10B，且底座20构成外壳F的底壁20A。应了解的是，顶壳10及底座20上分别形成有一顶壳开孔12及一底座开孔22，顶壳开孔12的中心对应于一镜头(图未示)的光轴O，底座开孔22则对应于一设置在电磁驱动模块2之外的影像感测元件(图未示)；据此，设置于电磁驱动模块2中的前述镜头可在光轴O方向与影像感测元件进行对焦。

前述框架50(第一构件)具有一开口52以及四个框边50A，其中框边50A分别对应于外壳F的四个侧壁10B。四个磁铁60可固定于四个框边50A上。于一些实施例中，四个磁铁60亦可固定于框架50的四个角落，且磁铁60的形状可为长条形或三角形。

前述镜头承载件30(第二构件)具有一中空环状结构，并具有一贯穿孔32，其中贯穿孔32与前述镜头之间配置有对应锁合的螺牙结构(图未示)，可令镜头锁固于贯穿孔32内，前述驱动线圈40则绕设于镜头承载件30的外周面。

在本实施例中，镜头承载件30及其内的镜头活动地(movably)设置于框架50中。更具体而言，镜头承载件30可通过金属材质的上簧片70及下簧片72悬吊于框架50的中心。当一电流被施加至前述驱动线圈40时，可通过其与磁铁60的磁场作用以产生一电磁驱动力(electromagnetic force)，进而可驱使镜头承载件30和前述镜头相对于框架沿Z轴方向移动。举例而言，前述四个磁铁60中可包含至少一个多极磁铁(multipole magnet)，用以和驱动线圈40感应并驱使镜头承载件30和前述镜头沿光轴O方向移动，以执行对焦功能。

应了解的是，上、下簧片70及72的外周部分别连接于框架50之上、下两侧，且其内周部则分别连接于镜头承载件30之上、下两侧，以使镜头承载件30能以悬吊的方式设置于框架50内。

前述电路基板80例如为一可挠性印刷电路板(FPC)，其可通过粘着方式固定于底座20上。于本实施例中，电路基板80电性连接设置于电磁驱动模块2外部的一驱动单元(未图示)，用以执行自动对焦(AF)及光学防手震(OIS)等功能。

前述四个悬吊线74的一端固定于电路基板80，另一端则连接上簧片70，藉以将框架50连同设置于其内的镜头承载件30和镜头悬吊于外壳F内，其中前述悬吊线74的材质例如可包括金属。

前述驱动板90例如为一印刷电路板，其内部设有四个线圈(图未示)，分别对应于四个磁铁60的位置(其中两个线圈可平行于X轴方向，另两个线圈可平行于Y轴方向)，其中驱动板90可通过粘着方式固定于电路基板80上。

应了解的是，电路基板80上设有用以传送电信号至驱动线圈40及驱动板90内部线圈的配线(图未示)，其中电路基板80上的配线可通过悬吊线74及上簧片70而电性连接至驱动线圈40，藉此可控制镜头承载件30在光轴O方向上的移动。

在本实施例中，于底座20的不同侧边上分别安装有和电路基板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，藉此可用以感测框架50上的磁性元件以得知框架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。

需特别说明的是，前述电路基板80可产生并提供电信号至前述驱动板90内部的线圈，其中通过该些线圈与框架50上的磁铁60之间所产生的电磁驱动力，可驱使框架50沿着垂直于光轴O(平行于XY平面)的方向移动以补偿前述位置偏移，进而可实现光学防手震(OIS)的功能。

请继续参照图3，在前述电磁驱动系统1中，由于两电磁驱动模块2的位置相当靠近，因此两电磁驱动模块2中相互邻近的两个磁铁60彼此间容易产生磁干扰(magneticinterference)，进而可能使镜头的对焦速度及定位精度受到不良的影响。

图4显示本公开另一实施例的电磁驱动模块2的示意图，其可用以取代位在图3中左侧的电磁驱动模块2，图5则是表示图4中C部分的放大图。如图4、图5所示，本实施例的电磁驱动模块2与位在图3中的电磁驱动模块2的不同之处在于：本实施例的电磁驱动模块2更设有一薄膜层L1，其包含具有高磁导率(magnetic permeability)的铁磁性材料(ferromagnetic material)，并可通过电镀、蒸镀、溅镀或模塑互联器件(MoldedInterconnect Device,MID)的方式直接形成于框架50的内侧表面。

应了解的是，由于薄膜层L1的位置介于框架50和磁铁60之间，因此可避免磁铁60受到位在电磁驱动模块2外部的磁性元件(例如另一电磁驱动模块2中的磁铁60)所造成的磁干扰。举例而言，前述框架50可含有金属或塑胶材质，前述薄膜层L1则可含有铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)或其合金。

需特别说明的是，本实施例中的薄膜层L1的磁导率高于框架50(第一构件)的磁导率，其中通过将磁导率不同的框架50和薄膜层L1相邻设置于磁铁60的外侧，可有效阻隔位在电磁驱动模块2外部的磁性元件(例如设置在图3右侧的电磁驱动模块2中的磁铁)对于电磁驱动模块2内部的磁铁60所造成的磁干扰，进而可确保镜头的对焦速度及定位精度。

或者，亦可如图6所示，将薄膜层L1以电镀、蒸镀、溅镀或模塑互联器件的方式直接形成于框架50的外侧表面，其中通过使磁导率不同的框架50和薄膜层L1相邻排列于磁铁60外侧，同样可有效阻隔位在电磁驱动模块2外部的磁性元件对于电磁驱动模块2内部的磁铁60所造成的磁干扰。

接着请参阅图7，在本公开另一实施例的电磁驱动模块2中，亦可于框架50的内、外侧表面都设置一薄膜层L1，其中通过使磁导率不同的框架50和薄膜层L1交错排列于磁铁60的外侧，可有效阻隔位在电磁驱动模块2外部的磁性元件对于电磁驱动模块2内部的磁铁60所造成的磁干扰，进而可确保镜头的对焦速度及定位精度。

再请参阅图8，于另一实施例中，亦可在框架50的内侧及/或外侧表面上形成包含有多个薄膜的多层隔磁结构。如图8所示，在框架50的内侧或外侧表面上除了形成有前述薄膜层L1外，更可额外形成一中介层L3以及另一薄膜层L2。如图8所示，前述中介层L3位于薄膜层L1、L2之间，且薄膜层L1、L2的磁导率高于中介层L3的磁导率。举例而言，前述中介层L3可含有高分子材料、陶瓷、金属或反磁性材质(diamagnetic material)，例如金(Au)、铜(Cu)、银(Ag)、铅(Pb)、锌(Zn)或其合金，前述薄膜层L1、L2则可含有铁磁性材料，其中薄膜层L1、L2和中介层L3的至少其中一者可通过电镀、蒸镀、溅镀或模塑互联器件(MID)的方式直接或间接形成于框架50的内侧或外侧表面。

需特别说明的是，本实施例通过使磁导率不同的框架50、薄膜层L1、L2和中介层L3交错排列于磁铁60的外侧，可充分利用多层膜的表面效应(surface effect)，因此在相同厚度的条件下，能通过多层膜结构以达到更佳的磁隔离效果；换言之，本实施例可有效阻隔位在电磁驱动模块2外部的磁性元件对于电磁驱动模块2内部的磁铁60所造成的磁干扰，进而可确保镜头的对焦速度及定位精度不会受到磁干扰的影响。

接着请一并参阅图9、图10，在本公开另一实施例的电磁驱动模块2中，更设有一磁场感测元件HS以及一磁性元件HM(例如永久磁铁)，其中磁场感测元件HS和磁铁60固定于前述框架50(第一构件)上，而磁性元件HM和驱动线圈40则是固定于前述镜头承载件30(第二构件)上。应了解的是，磁场感测元件HS可用以感测磁性元件HM的位置变化，藉以得知镜头承载件30相对于框架50在光轴O方向上的位置偏移量。在本实施例中，为了方便理解及简化说明，在图8、图9中仅公开出驱动线圈40、磁铁60、薄膜层L1、磁场感测元件HS以及磁性元件HM的相对位置关系，而并未绘示出框架50、镜头承载件30和其他元件。此外，在实际应用时，亦可将磁场感测元件HS设置于镜头承载件30上，并将磁性元件HM设置于框架50上，如此同样可用以感测镜头承载件30和框架50之间在光轴O方向上的位置偏移量。

由图9、图10中可以清楚地看出，从Z轴方向(光轴O方向)观察时，前述磁场感测元件HS以及磁性元件HM的位置靠近驱动线圈40的一角落处，且大致位在两相邻的磁铁60之间，其中两个薄膜层L1分别形成于两个相邻的磁铁60上，藉此可用以阻隔磁铁60与磁性元件HM之间的磁干扰。举例而言，前述薄膜层L1的磁导率可相异于磁铁60的磁导率，且其可以通过电镀、蒸镀、溅镀或模塑互联器件(MID)的方式形成于磁铁60上。

需特别说明的是，前述磁铁60大致具有一长方体结构，其中薄膜层L1位于磁铁60的一端部，且可延伸于前述长方体结构上的至少两个相邻的表面。如图10所示，前述薄膜层L1例如可覆盖磁铁60的一端面，以有效降低磁铁60与磁性元件HM之间的磁干扰。

再请参阅图11、图12，前述薄膜层L1亦可直接形成于前述顶壳10的内侧或外侧表面，且其位置对应于顶壳10内部的磁铁60，藉此同样可有效地阻隔位在电磁驱动模块2外部的磁性元件对于电磁驱动模块2内部的磁铁60所造成的磁干扰。举例而言，前述顶壳10例如可具有金属或塑胶材质，其中前述薄膜层L1的磁导率相异于顶壳10的磁导率，且其可以通过电镀、蒸镀、溅镀或模塑互联器件(MID)的方式形成于顶壳10上。

综上所述，在前述各实施例的电磁驱动模块中皆设有至少一薄膜层，其中该薄膜层例如可包含具有高磁导率的铁磁性材料，并可通过电镀、蒸镀、溅镀或模塑互联器件(MID)等方式直接形成于磁铁、框架或顶壳的表面，藉此可用以阻隔位在电磁驱动模块「内部」的磁铁与位在电磁驱动模块「外部」的磁性元件(例如设置在图3右侧的电磁驱动模块内部的活动机构中的磁铁60)间的磁干扰；或者，亦可用以阻隔位在电磁驱动模块「内部」的磁铁与与另一同样位于电磁驱动模块「内部」的磁性元件(例如图9、图10中的磁性元件HM)间的磁干扰，进而可确保镜头的对焦速度及定位精度。

虽然本公开的实施例及其优点已公开如上，但应该了解的是，任何本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围内，当可作更动、替代与润饰。此外，本公开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，任何本领域技术人员可从本公开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公开使用。因此，本公开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，且本公开的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。

虽然本公开以前述数个较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本公开。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰。因此本公开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公开的范围内。

Claims (20)

1.一种电磁驱动模块，其特征在于，包括：

一第一构件；

一第二构件，活动地连接该第一构件；

一电磁驱动组件，包括一磁铁以及一驱动线圈，分别设置于该第一、第二构件上，用以驱使该第二构件相对于该第一构件移动；以及

一薄膜层，设置于该磁铁的一侧，用以阻隔该磁铁与一磁性元件之间的磁干扰，其中该薄膜层的磁导率高于该第一构件的磁导率。

2.如权利要求1所述的电磁驱动模块，其特征在于，该电磁驱动模块还包括两个薄膜层，形成于该第一构件的相反侧。

3.如权利要求1所述的电磁驱动模块，其特征在于，该电磁驱动模块还包括两个薄膜层，形成于该第一构件的相同侧。

4.如权利要求3所述的电磁驱动模块，其特征在于，该电磁驱动模块还包括一中介层，位于所述两个薄膜层之间，且所述两个薄膜层的磁导率高于该中介层的磁导率。

5.如权利要求4所述的电磁驱动模块，其特征在于，该中介层具有高分子材料、陶瓷或金属材料。

6.如权利要求4所述的电磁驱动模块，其特征在于，该中介层具有反磁性材质。

7.如权利要求4所述的电磁驱动模块，其特征在于，该中介层具有金(Au)、铜(Cu)、银(Ag)、铅(Pb)、锌(Zn)或其合金。

8.如权利要求1所述的电磁驱动模块，其特征在于，该薄膜层具有铁磁性材料。

9.如权利要求1所述的电磁驱动模块，其特征在于，该薄膜层具有铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)或其合金。

10.如权利要求1所述的电磁驱动模块，其特征在于，该薄膜层以电镀、蒸镀、溅镀或模塑互联器件(MID)的方式形成于该第一构件上。

11.如权利要求1所述的电磁驱动模块，其特征在于，该薄膜层形成于该第一构件上，且位于该第一构件与该磁铁之间。

12.如权利要求1所述的电磁驱动模块，其特征在于，该电磁驱动模块还包括一外壳，该第一、第二构件及该电磁驱动组件设置于该外壳内，该薄膜层形成于该第一构件上，且位于该第一构件与该外壳之间。

13.一种电磁驱动模块，其特征在于，包括：

一第一构件；

一第二构件，活动地连接该第一构件；

一电磁驱动组件，包括一磁铁以及一驱动线圈，分别设置于该第一、第二构件上，用以驱使该第二构件相对于该第一构件移动；以及

一薄膜层，形成于该磁铁上且位于该磁铁与一磁性元件之间，用以阻隔该磁铁与该磁性元件之间的磁干扰。

14.如权利要求13所述的电磁驱动模块，其特征在于，该电磁驱动模块还包括一磁场感测元件，设置于该第一构件或该第二构件上，用以感测该磁性元件的位置。

15.如权利要求13所述的电磁驱动模块，其特征在于，该薄膜层设置于该磁铁的一端部。

16.如权利要求13所述的电磁驱动模块，其特征在于，该磁铁具有一长方体结构，且该薄膜层延伸于该长方体结构上至少两个相邻的表面。

17.一种电磁驱动模块，其特征在于，包括：

一第一构件；

一第二构件，活动地连接该第一构件；

一电磁驱动组件，包括一磁铁以及一驱动线圈，分别设置于该第一、第二构件上，用以驱使该第二构件相对于该第一构件移动；

一外壳，其中该第一、第二构件以及该电磁驱动组件设置于该外壳内；以及

一薄膜层，形成于该外壳上，用以阻隔该磁铁与该电磁驱动模块外部的一磁性元件间的磁干扰，其中该薄膜层的磁导率相异于该外壳的磁导率。

18.如权利要求17所述的电磁驱动模块，其特征在于，该外壳位于该薄膜层与该磁铁之间。

19.如权利要求17所述的电磁驱动模块，其特征在于，该外壳具有金属或塑胶材质。

20.如权利要求17所述的电磁驱动模块，其特征在于，该薄膜层以电镀、蒸镀、溅镀或模塑互联器件(MID)的方式形成于该外壳上。