CN209446872U - 光学元件驱动机构 - Google Patents

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Abstract

提供一种光学元件驱动机构，光学元件驱动机构包括一外壳、一底座、一承载座、一驱动组件、一位置感测组件。外壳与底座结合。承载座设置于底座上，承载具有光轴的光学元件。驱动组件驱动承载座移动，位置感测组件感测承载座的位置。位置感测组件包括一感测磁性元件、一磁力传感器、一导磁性元件。感测磁性元件设置于承载座，磁力传感器感测感测磁性元件，而导磁性元件临近于磁力传感器设置。感测磁性元件与磁力传感器沿着一第一方向排列，而磁力传感器与导磁性元件沿着一第二方向排列，且第一方向与第二方向不同。

Description

光学元件驱动机构
技术领域
本公开涉及一种驱动机构，特别涉及一种光学元件驱动机构。
背景技术
随着科技的发展，归功于光学元件驱动机构的微型化，目前许多电子装置(例如：平板计算机、智能型手机)皆具备了照相或录影的功能，使用者可以使用电子装置拍摄各式各样的照片或影片。
当使用者使用具有光学元件驱动机构的电子装置时，可能产生晃动，使得所拍摄的照片或影片产生模糊。然而，随着对于影像品质的要求日益增高，可修正晃动的光学元件驱动机构因而产生。
现今普遍使用的一种光学元件驱动机构为音圈马达(voice coil motor,VCM)，音圈马达利用线圈、磁铁以及簧片的组合驱动光学元件移动，以达到自动对焦(auto focus,AF)或光学防手震(optical image stabilization,OIS)的功能。
现有的光学元件驱动机构可能还包括感测磁性元件以及磁力传感器，感测磁性元件设置于承载光学元件的承载座，当承载座移动时，透过磁力传感器感测来自感测磁性元件的磁场强度变化，以得知承载座的位置，进而辅助光学元件驱动机构达到自动对焦或光学防手震的功能。
因此，如何设计出提升感测精度的光学元件驱动机构，是值得探讨与解决的课题。
实用新型内容
根据本公开的一些实施例，提供一种光学元件驱动机构，包括一外壳、一底座、一承载座、一驱动组件、一位置感测组件。外壳与底座结合。承载座设置于底座上，承载具有一光轴的一光学元件。驱动组件驱动承载座移动，位置感测组件感测承载座的位置。位置感测组件包括一感测磁性组件、一磁力传感器、一导磁性元件。感测磁性元件设置于承载座，磁力传感器感测感测磁性元件，而导磁性元件邻近于磁力传感器设置。感测磁性元件与磁力传感器沿着一第一方向排列，而磁力传感器与导磁性组件沿着一第二方向排列，且第一方向与第二方向不同。
根据本公开的一些实施例，磁力传感器与导磁性元件之间的距离小于4mm。根据本公开的一些实施例，磁力传感器与导磁性元件之间的距离约为0.4mm。根据本公开的一些实施例，第一方向垂直于第二方向。
根据本公开的一些实施例，驱动组件还包括一线圈以及一磁铁，且线圈的位置对应磁铁的位置，驱动承载座沿着平行于或垂直于光轴的方向移动。根据本公开的一些实施例，感测磁性元件的磁极沿着第二方向排列。
根据本公开的一些实施例，光学元件驱动机构还包括多个导磁性元件，磁力传感器的一部分设置于导磁性元件之间。
根据本公开的一些实施例，导磁性元件具有立方体结构、圆柱体结构或长方体结构。根据本公开的一些实施例，磁力传感器以及导磁性元件设置于底座上。根据本公开的一些实施例，导磁性元件为凹字形，具有一容纳部，容纳磁力传感器的一部分。根据本公开的一些实施例，导磁性元件为口字形，具有一容纳部，容纳磁力传感器的一部分。根据本公开的一些实施例，沿着第二方向观察时，磁力传感器的一部分与导磁性元件重叠。
根据本公开的一些实施例，提供一种光学元件驱动机构，包括：一外壳、一底座、一承载座、一驱动组件、一位置感测组件。外壳与底座结合。底座以一导磁性材料制成，且具有一容纳部。承载座设置于底座上，承载具有一光轴的一光学元件。驱动组件驱动承载座移动，位置感测组件感测承载座的位置。位置感测组件包括一感测磁性元件以及一磁力传感器，磁力传感器设置于底座的容纳部中。
附图说明
当阅读附图时，从以下的详细描述能最佳理解本公开的各方面。应注意的是，根据业界的标准作法，各种特征并未按照比例绘制。事实上，可任意的放大或缩小元件的尺寸，以做清楚的说明。
图1是根据本公开的一些实施例，光学元件驱动机构以及光学元件的立体图。
图2是根据本公开的一些实施例，光学元件驱动机构的爆炸图。
图3是根据本公开的一些实施例，光学元件驱动机构的底座俯视图。
图4示出沿着图3的A-A线段的剖面图。
图5是根据本公开的一些实施例，感测磁性元件的磁力线分布图。
图6是根据本公开的一些实施例，光学元件驱动机构的线圈板体的俯视图。
图7是根据本公开的一些实施例，光学元件驱动机构的线圈板体的俯视图。
图8是根据本公开的一些实施例，光学元件驱动机构的线圈板体的俯视图。
图9是根据本公开的一些实施例，光学元件驱动机构的立体图。
图10是根据本公开的一些实施例，光学元件驱动机构的电路板的侧视图。
图11是根据本公开的一些实施例，光学元件驱动机构的俯视图。
图中主要符号说明如下：
1、1A、1B、1C、1D、1E 光学元件驱动机构
2 光学元件
10 外壳
20 框架
30 上簧片
35 磁铁
40 承载座
41 中央开口
45、71 线圈
50 下簧片
55 驱动组件
60 底座
61、86、87 容纳部
65 感测磁性元件
70 线圈板体
75、75D 磁力传感器
80 电路板
85、85B、85C、85D 导磁性元件
95 位置感测组件
201 开口
751、751D、851、851D 底面
O 光轴
具体实施方式
以下的公开内容提供许多不同的实施例或范例以实施本公开的不同特征。以下叙述各个构件以及排列方式的特定范例，用以简化本公开。例如，若本说明书叙述了第一特征形成于第二特征之上或上方，即表示可包含第一特征与第二特征为直接接触的实施例，也可包含了有附加特征形成于第一特征与第二特征之间，而使第一特征与第二特征未直接接触的实施例。除此之外，在本公开的不同范例中，可能使用重复的符号或字母。
除此之外，空间相关用词，例如：“在…下方”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较高的”等用词，是为了便于描述图式中元件或特征与其他元件或特征之间的关系。除了在图式中示出的方位外，这些空间相关用词意欲包含使用中或操作中的装置的不同方位。装置可被转向不同方位(旋转90度或其他方位)，则在此使用的空间相关词亦可依此相同解释。
在此，“约”的用语通常表示在一给定值或范围的20％之内，较佳是10％之内，且更佳是5％之内。且在此给定的数量为大约的数量，也即在没有特定说明的情况下，仍可隐含“约”的含义。
现配合图式说明本公开的较佳实施例。
图1是根据本公开的一些实施例，一光学元件驱动机构1以及光学元件2的立体图，光学元件驱动机构1可驱动具有一光轴O的一光学组件2移动，光学元件2可为镜头、透镜等，且光学元件驱动机构1以及光学元件2的组合可安装于电子装置，供用户拍摄照片或影片。
图2是根据本公开的一些实施例，光学元件驱动机构1的爆炸图。光学元件驱动机构1包括一外壳10、一框架20、一上簧片30、两个磁铁35、一承载座40、两个线圈45、一下簧片50、一线圈板体70、一底座60、一感测磁性元件65、一磁力传感器75、两个导磁性元件85,实施例仅供说明而不限于此，光学元件驱动机构1的元件可以增添或删减。
外壳10为中空结构，与底座60互相结合，结合方式可为铆接、卡合或是熔接等，外壳10以及底座60结合形成的空间可容纳光学元件驱动机构1的其他元件。
框架20位于外壳10以及上簧片30之间，具有两个开口201，可容纳两个磁铁35，但开口以及磁铁的数量不限于此，例如，在其他实施例中，可具有四个开口以及四个磁铁。
上簧片30位于框架20以及承载座40之间，可与下簧片50弹性夹持承载座40，以限制承载座40的移动范围。
承载座40设置于底座60上，承载具有光轴O的光学元件2，光学元件2设置于承载座40的一中央开口41内。在本实施例中，两个线圈45具有大致上椭圆形结构，邻近承载座40排列，线圈45的位置对应磁铁35的位置，当线圈45通入电流时，线圈45与磁铁35之间可产生相斥或相吸的磁力，进而驱动承载座40及在其内的光学元件2沿着平行于光轴O的方向移动，达到自动对焦的功能。
线圈板体70位于底座60上，内部埋设至少一线圈71，线圈71的位置对应磁铁35的位置，当线圈71通入电流时，线圈71与磁铁35之间可产生相斥或相吸的磁力，进而驱动承载座40及在其内的光学元件2沿着垂直于光轴O的方向移动，达到光学防手震的功能。
磁铁35、线圈45以及线圈71可统称为驱动组件55，也即驱动组件55包括磁铁35、线圈45以及线圈71，驱动组件55可驱动承载座40沿着平行于或垂直于光轴O的方向移动。概而言之，磁铁35可对应邻近承载座40的线圈35以及线圈板体70内部的线圈71，以分别执行自动对焦以及光学防手震的功能。
感测磁性元件65、磁力传感器75以及导磁性元件85可统称为位置感测组件95，也即位置感测组件95包括感测磁性元件65、磁力传感器75以及导磁性元件85。位置感测组件95感测承载座40的位置。感测磁性元件65设置于承载座40，磁力传感器75感测感测磁性元件65，而导磁性元件85邻近于磁力传感器75设置。根据本公开的一些实施例，磁力传感器75以及导磁性元件85的距离小于4mm，较佳地，磁力传感器75以及导磁性元件85的距离约0.4mm。
导磁性元件85可改变来自感测磁性元件65的磁力线分布，当承载座40移动时，磁力传感器75可感测来自感测磁性元件65的磁场强度变化，且因为具有导磁性元件85，使得位置感测组件95能够更准确地得知承载座40的位置，关于位置感测组件95的作用方式将在以下内容详述。磁力传感器75可为巨磁阻(Giant Magneto Resistance,GMR)传感器或穿隧磁阻(Tunneling Magneto Resistance,TMR)传感器。导磁性组件85由具有磁导率(magnetic permeability)的材料制成，较佳地，导磁性组件85由具有高磁导率的材料制成，例如：铁磁性材料，包括铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)或其合金等，且导磁性元件85可具有立方体结构、圆柱体结构或长方体结构。
以下将配合图3-图5详细描述位置感测组件95的作用方式。
图3是根据本公开的一些实施例，光学元件驱动机构1的底座60的俯视图。在本实施例中，具有两个导磁性元件85，磁力传感器75以及导磁性元件85设置于底座60上，而磁力传感器75设置于导磁性元件85之间。
图4示出沿着图3的A-A线段的剖面图。感测磁性元件65以及磁力传感器75沿着一第一方向排列，且磁力传感器75以及导磁性元件85沿着一第二方向排列，第一方向与第二方向不同。其中，感测磁性元件65的磁极沿着第二方向排列。
如图4所示，感测磁性元件65以及磁力传感器75排列的第一方向系平行于光轴O，且磁力传感器75以及导磁性元件85排列的第二方向垂直于光轴O，且第一方向垂直于第二方向。
磁力传感器75具有一底面751，且导磁性元件85具有一底面851，沿着磁力传感器75以及导磁性元件85排列的第二方向观察时，磁力传感器75的一部分与导磁性元件85重叠，且磁力传感器75的底面751以及导磁性元件85的底面851大致对齐。
图5是根据本公开的一些实施例，感测磁性元件65的磁力线分布图。当承载座40进行移动时，感测磁性元件65的磁场产生变化，磁力传感器75感测来自感测磁性元件65的磁场变化，而邻近于磁力传感器75的导磁性元件85可改变来自感测磁性元件65的磁力线，使得来自感测磁性元件65的磁力线被引导到导磁性元件85，进而使得磁力线更靠近磁力传感器75，有助于更精确地感测到感测磁性元件65的磁场变化。
在没有导磁性元件85的情形下，感测磁性元件65的磁力线应为封闭、不相交的曲线。如图5所示，由于导磁性元件85可使感测磁性元件65的磁力线被引导到导磁性元件85，使得靠近磁力传感器75的磁力线不再是封闭曲线，且因为导磁性元件85邻近于磁力传感器75设置，磁力线也被引导到靠近磁力传感器75。如此一来，无论感测磁性元件65的移动方向为何，来自感测磁性元件65的磁力线皆可被引导到导磁性元件85，具有位置感测组件95的光学元件驱动装置1的感测精度因而提升。除此之外，位置感测组件95也具有保磁及加强磁力的功效，使得驱动组件55更佳地达到自动对焦以及光学防手震的功能，进而增进修正效率。
在以下内容中，相同的元件将以相同的符号表示，类似的元件则以类似的符号表示，合先叙明。图6—图8是根据本公开的一些实施例，示出不同个数以及不同形状的导磁性元件。
图6是根据本公开的一些实施例，光学元件驱动机构1A的线圈板体70的俯视图。在本实施例中，具有两个导磁性元件85，磁力传感器75以及导磁性元件85设置于线圈板体70上，而磁力传感器75的一部分设置于两个导磁性元件85之间。在此导磁性元件85可具有立方体结构、圆柱体结构或长方体结构。
图7是根据本公开的一些实施例，光学元件驱动机构1B的线圈板体70的俯视图。在本实施例中，磁力传感器75以及导磁性元件85B设置于线圈板体70上，其中导磁性组件85B为凹字形，具有一容纳部86，以容纳磁力传感器75。
图8是根据本公开的一些实施例，光学元件驱动机构1C的线圈板体70的俯视图。在本实施例中，磁力传感器75以及导磁性组件85C设置于线圈板体70上，其中导磁性元件85C为口字形，具有一容纳部87，以容纳磁力传感器75。
接着，请一并参照图9-图10，图9是根据本公开的一些实施例，光学元件驱动机构1D的立体图。在本实施例中，光学元件驱动机构1D还包括一电路板80，设置于光学元件驱动机构1D的一侧上，电路板80可为软性电路板(flexible printed circuit,FPC)或软硬复合板等。在本公开的另一些实施例中，电路板80设置于底座60上，且电性连接线圈板体70。
图10是根据本公开的一些实施例，光学元件驱动机构1D的电路板80的侧视图。在本实施例中，具有两个导磁性元件85D，磁力传感器75D以及导磁性元件85D设置于电路板80上，而磁力传感器75D的一部分设置于导磁性元件85D之间。值得注意的是，由于电路板80设置于光学元件驱动机构1D的一侧上，在此，感测磁性组件65以及磁力传感器75D排列的第一方向垂直于光轴O，且磁力传感器75D以及导磁性元件85D排列的第二方向也垂直于光轴O，且第一方向垂直于第二方向。
磁力传感器75D具有一底面751D，且导磁性元件85D具有一底面851D，沿着磁力传感器75D以及导磁性元件85D排列的第二方向观察时，磁力传感器75D的一部分与导磁性元件85D重叠，且磁力传感器75D的底面751D略低于导磁性元件85D的底面851D。
值得注意的是，磁力传感器75、75D与导磁性元件85、85D的形状以及排列方式不限于此。作为比较，请参照4图以及图10，在图4中，磁力传感器75的底面751以及导磁性元件85的底面851大致对齐。在图10中，磁力传感器75D的底面751D略低于导磁性元件85D的底面851D。在另一些实施例中，磁力传感器75的底面略高于导磁性元件85的底面。只要导磁性元件85邻近于磁力传感器75设置，且磁力线可透过导磁性元件85被引导到靠近磁力传感器75即落入本公开的范畴。
在本公开的另一些实施例中，线圈板体70、电路板80可整合为一个一体成形的底板。例如，底板可为金属材质制成，底板上可形成电路，且磁力传感器75以及导磁性元件85设置于底板上。
图11是根据本公开的一些实施例，光学元件驱动机构1E的俯视图。在本实施例中，底座60以一导磁性材料制成，具有一容纳部61，以容纳磁力传感器75，透过以导磁性材料制成的底座60达到与上述导磁性元件85相同的作用，底座60可改变来自感测磁性元件65的磁力线，使得来自感测磁性元件65的磁力线被引导到更靠近磁力传感器75，有助于更精确地感测到感测磁性元件65的磁场变化。
基于本公开，导磁性元件或以导磁性材料制成的底座可改变来自感测磁性元件的磁场，使得磁力传感器更精确地感测感测磁性元件的磁场变化，进而更清楚地得知承载座的位置变化。因此，提升了本公开的光学元件驱动机构的感测精度。导磁性元件或以导磁性材料制成的底座也具有保磁及加强磁力的功效，使得本公开的光学元件驱动机构更佳地达到自动对焦或光学防手震的功能，进而增进修正效率。
前述内容概述了许多实施例的特征，使本领域技术人员可以从各个方面更佳地了解本公开。本领域技术人员应理解的是，可轻易地以本公开为基础来设计或修饰其他工艺以及结构，并以此达到相同的目的及/或达到与在此介绍的实施例等相同的优点。本领域技术人员也应理解这些相等的结构并未背离本公开的发明精神与范围。在不脱离本公开之精神和范畴内，可作更动、替代与润饰。除此之外，本公开的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例，每一申请专利范围构成单独的实施例，且本公开的保护范围也包括各个申请专利范围及实施例的组合。

Claims (13)

1.一种光学元件驱动机构，其特征在于，包括：
一外壳；
一底座，与所述外壳结合；
一承载座，设置于所述底座上，承载一光学元件，且所述光学元件具有一光轴；
一驱动组件，驱动所述承载座移动；
一位置感测组件，感测所述承载座，包括：
一感测磁性元件，设置于所述承载座；
一磁力传感器，感测所述感测磁性元件；以及
一导磁性元件，临近于所述磁力传感器设置；
其中所述感测磁性元件与所述磁力传感器沿着一第一方向排列，且所述磁力传感器与所述导磁性元件沿着一第二方向排列，所述第一方向与所述第二方向不同。
2.根据权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，所述磁力传感器与所述导磁性元件之间的距离小于4mm。
3.根据权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，所述磁力传感器与所述导磁性元件之间的距离约0.4mm。
4.根据权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，所述第一方向垂直于所述第二方向。
5.根据权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，所述驱动组件还包括一线圈以及一磁铁，且所述线圈的位置对应所述磁铁的位置，驱动所述承载座沿着平行于或垂直于所述光轴的方向移动。
6.根据权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，所述感测磁性元件的磁极沿着所述第二方向排列。
7.根据权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，还包括多个导磁性元件，所述磁力传感器的一部分设置于所述多个导磁性元件之间。
8.根据权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，所述导磁性元件具有立方体结构、圆柱体结构或长方体结构。
9.根据权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，所述磁力传感器以及所述导磁性元件设置于所述底座上。
10.根据权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，所述导磁性元件为凹字形，具有一容纳部，容纳所述磁力传感器的一部分。
11.根据权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，所述导磁性元件为口字形，具有一容纳部，容纳所述磁力传感器的一部分。
12.根据权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，沿着所述第二方向观察时，所述磁力传感器的一部分与所述导磁性元件重叠。
13.一种光学元件驱动机构，其特征在于，包括：
一外壳；
一底座，以一导磁性材料制成，与所述外壳结合，且所述底座具有一容纳部；
一承载座，设置于所述底座上，承载一光学元件，且所述光学元件具有一光轴；
一驱动组件，驱动所述承载座移动；
一位置感测组件，感测所述承载座，包括：
一感测磁性元件，设置于所述承载座；以及
一磁力传感器，感测所述感测磁性元件；
其中所述磁力传感器设置于所述底座的所述容纳部中。
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