CN215986671U - 驱动机构 - Google Patents

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Abstract

本公开提出一种驱动机构。驱动机构用以驱使一光学元件移动，驱动机构包括一第一固定部、一第二固定部、一活动部以及一驱动单元。前述活动部活动地连接前述第一固定部以及前述第二固定部，用以承载前述光学元件，其中前述光学元件具有一光轴。前述驱动单元驱使前述活动部相对于前述第一固定部以及前述第二固定部沿前述光轴方向运动。

Description

驱动机构
技术领域
本实用新型涉及一种驱动机构。更具体地来说，本实用新型尤其涉及一种用以承载光学元件的驱动机构。
背景技术
随着科技的发展，现今许多电子装置(例如智能手机或数字相机)皆具有照相或录影的功能。这些电子装置的使用越来越普遍，并朝着便利和轻薄化的设计方向进行发展，以提供使用者更多的选择。
在一些电子装置中，为了使镜头的焦距可调整，因此配置了镜头驱动模块来移动镜头。然而，镜头驱动模块往往因为内部零件的组装偏差而导致镜头倾斜或是驱动力不足。因此，如何解决前述问题始成一重要的课题。
实用新型内容
本公开的目的在于提出一种驱动机构，以解决上述至少一个问题。
有鉴于前述公知问题点，本实用新型的一实施例提供一种驱动机构，用以驱使一光学元件移动，包括一第一固定部、一第二固定部、一活动部以及一驱动单元。前述第二固定部连接前述第一固定部，前述活动部活动地连接前述第一固定部以及前述第二固定部，用以承载前述光学元件，其中前述光学元件具有一光轴。前述驱动单元驱使前述活动部相对于前述第一固定部以及前述第二固定部沿前述光轴方向运动。
于一实施例中，前述驱动单元包括一线圈，一外磁性组件以及一内磁性组件，前述线圈设置于前述活动部上，前述外磁性组件设置于前述第一固定部上，前述内磁性组件设置于前述第二固定部上，其中当沿着前述光轴方向观察时，前述线圈位于前述外磁性组件与前述内磁性组件之间。
于一实施例中，当一电流施加于前述线圈时，前述线圈和前述外磁性组件产生一第一电磁推力，前述线圈和前述内磁性组件产生一第二电磁推力，其中前述第一电磁推力与前述第二电磁推力的方向相同。
于一实施例中，前述第一电磁推力大于前述第二电磁推力。
于一实施例中，前述外磁性组件包括一第一外磁铁以及一第二外磁铁，且前述内磁性组件包括一第一内磁铁以及一第二内磁铁，其中前述第一外磁铁、前述第二外磁铁、前述第一内磁铁以及前述第二内磁铁沿着垂直于前述光轴的一第一方向上排列，且前述第一外磁铁以及前述第二外磁铁沿着前述第一方向上的厚度大于前述第一内磁铁以及前述第二内磁铁在前述第一方向上的厚度。
于一实施例中，前述第一外磁铁以及前述第二外磁铁在前述光轴方向上的高度大于前述第一内磁铁以及前述第二内磁铁在前述光轴方向上的高度。
于一实施例中，前述外磁性组件还包括一第三外磁铁以及一第四外磁铁，且前述内磁性组件还包括一第三内磁铁以及一第四内磁铁，其中前述第三外磁铁、前述第四外磁铁、前述第三内磁铁以及前述第四内磁铁在垂直于前述光轴的一第二方向上排列，且前述第三外磁铁以及前述第四外磁铁在前述第二方向上的厚度大于前述第三内磁铁以及前述第四内磁铁在前述第二方向上的厚度，其中前述第二方向与前述第一方向不平行。
于一实施例中，前述第三外磁铁以及前述第四外磁铁在前述光轴方向上的高度大于前述第三内磁铁以及前述第四内磁铁在前述光轴方向上的高度。
于一实施例中，前述第二固定部形成有朝前述光轴方向延伸的一凸台，且前述活动部形成有一凹陷结构，其中前述凸台伸入前述凹陷结构内。
于一实施例中，前述内磁性组件设置于前述凸台上。
于一实施例中，前述凸台形成有多个凹槽，且前述内磁性组件设置于前述些凹槽内。
于一实施例中，前述第二固定部还形成有多个止动元件，从前述凸台的一顶面沿前述光轴方向凸出，且前述顶面朝向前述凹陷结构的一表面，其中当前述活动部相对于前述第二固定部移动到一极限位置时，前述表面接触前述些止动元件，以限制前述活动部于前述极限位置。
于一实施例中，前述顶面呈矩形，且前述些止动元件分别位于前述顶面的四个角落。
于一实施例中，前述底座还形成有一挡墙以及一沟槽，前述挡墙朝前述光轴方向伸入前述凹陷结构内，且前述沟槽位于前述挡墙以及前述凸台之间。
于一实施例中，前述挡墙以及前述沟槽呈环状，且前述沟槽环绕前述挡墙。
于一实施例中，前述驱动机构还包括一上簧片、一第一下簧片以及一第二下簧片。前述上簧片具有一外框以及一内框，其中前述外框连接前述第一固定部，且前述内框连接前述活动部。前述第一下簧片连接前述第二固定部以及前述活动部。前述第二下簧片连接前述第二固定部以及前述活动部，其中前述第一、第二下簧片位于前述凸台的相反侧。
于一实施例中，前述线圈通过前述第一、第二下簧片而与一外部电路电性连接。
于一实施例中，第一下簧片具有朝前述光轴方向延伸的一第一电性接脚，且第二下簧片具有朝前述光轴方向延伸的一第二电性接脚，其中前述第一、第二电性接脚显露于前述底座的一侧，用以电性连接前述外部电路。
于一实施例中，前述外框具有一矩形结构，前述内框具有一圆形结构，且前述上簧片还具有两个连接部，连接前述内框以及前述外框，其中前述些连接部邻近前述外框的一侧边的中央位置。
于一实施例中，前述驱动机构还包括一位置感测元件，用以感测前述活动部相对于前述第一固定部及前述第二固定部的位置变化。
本公开的有益效果在于，当承载件受到电磁驱动力作用而相对于底座沿Z轴方向上升到一极限位置时，凸台的顶面上的止动元件会接触凹陷结构的表面，借以限制承载件于前述极限位置，从而能够防止承载件和底座的边缘产生激烈碰撞而损坏。
附图说明
图1表示本实用新型一实施例的驱动机构的爆炸图。
图2表示一光学元件设置于图1所示的驱动机构中的爆炸图。
图3表示光学元件设置于图1所示的驱动机构中的另一视角爆炸图。
图4表示光学元件与驱动机构组合后的立体图。
图5表示驱动机构的剖视图。
图6表示驱动机构的另一视角剖视图。
图7表示上簧片与壳体结合后的示意图。
图8表示外磁性组件、内磁性组件以及线圈的相对位置关系示意图。
图9表示外磁性组件以及内磁性组件的立体图。
附图标记如下：
100:驱动机构
B:底座(第二固定部)
B0:凸台
B1:凹槽
B2:挡墙
B3:沟槽
BP:止动元件
BS1:第一下簧片
BS2:第二下簧片
C:线圈
FS:上簧片
FS0:内框
FS1:连接部
FS2:外框
H:壳体(第一固定部)
H1:开孔
L:光学元件
LH:承载件(活动部)
LH1:圆筒部
LH2:凹陷结构
M1:第一外磁铁
M2:第二外磁铁
M3:第三外磁铁
M4:第四外磁铁
m1:第一内磁铁
m2:第二内磁铁
m3:第三内磁铁
m4:第四内磁铁
O:光轴
P1:第一电性接脚
P2:第二电性接脚
具体实施方式
以下说明本实用新型实施例的驱动机构。然而，可轻易了解本实用新型实施例提供许多合适的实用新型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实用新型，并非用以局限本实用新型的范围。
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。
有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一较佳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实用新型。
请先一并参阅图1～图7，其中图1表示本实用新型一实施例的驱动机构100的爆炸图，图2表示一光学元件L设置于图1所示的驱动机构100中的爆炸图，图3表示光学元件L设置于图1所示的驱动机构100中的另一视角爆炸图，图4表示光学元件L与驱动机构100组合后的立体图，图5表示驱动机构100的剖视图，图6表示驱动机构100的另一视角剖视图，图7表示上簧片FS与壳体H结合后的示意图。
如图1～图7所示，本实施例的驱动机构100例如为一音圈马达(Voice CoilMotor,VCM)，其可用以驱动一光学元件(例如光学镜头)沿Z轴方向位移。具体而言，前述驱动机构100主要包括一壳体H(第一固定部)、一底座B(第二固定部)、一承载件LH(活动部)、一上簧片FS、一第一下簧片BS1、一第二下簧片BS2、一外磁性组件以及一内磁性组件。
应了解的是，前述上簧片FS呈板状，且其包含有一内框FS0、多个连接部FS1以及一外框FS2，前述外框FS2固定于壳体H的一内侧表面，内框FS0固定于承载件LH上，连接部FS1则连接前述内框FS0以及外框FS2。在本实施例中，外框FS2具有一矩形结构，内框FS0则具有一圆形结构并显露于壳体H中央的开孔H1，此外前述每一对连接部FS1的位置邻近于外框FS2的侧边的中央处，且彼此相邻设置，用以连接内框FS0以及外框FS2。
此外，前述第一下簧片BS1连接底座B以及承载件LH，第二下簧片BS2同样也是连接底座B以及承载件LH，其中第一、第二下簧片BS1、BS2位于底座B的一凸台B0的相反侧。
前述外磁性组件包含有一第一外磁铁M1、一第二外磁铁M2、一第三外磁铁M3以及一第四外磁铁M4，前述内磁性组件则包含有一第一内磁铁m1、一第二内磁铁m2、一第三内磁铁m3以及一第四内磁铁m4，其中外磁性组件固定于壳体H的内侧表面，内磁性组件则是固定在底座B上。
应了解的是，在承载件LH上设有一线圈C，其中前述外磁性组件、内磁性组件以及线圈C可构成一驱动单元，由此可产生一电磁驱动力，以驱使承载件LH和设置于承载件LH中的光学元件L(例如光学镜头)相对于壳体H以及底座B沿前述光学元件L的一光轴O方向(Z轴方向)运动。
在本实施例中，前述线圈C可通过第一、第二下簧片BS1、BS2而与一外部电路电性连接，其中前述第一下簧片BS1具有朝光轴O方向延伸的一第一电性接脚P1，且第二下簧片BS2具有朝光轴O方向延伸的一第二电性接脚P2，其中第一、第二电性接脚P1、P2显露于底座B的一侧，用以电性连接外部电路。
于一实施例中，还可在底座B上设置一位置感测元件(未图示)，用以感测承载件LH相对于壳体H及底座B的位置变化。举例而言，前述位置感测元件可包含霍尔感测器(HallSensor)、磁阻效应感测器(Magnetoresistance Effect Sensor,MR Sensor)、巨磁阻效应感测器(Giant Magnetoresistance Effect Sensor,GMR Sensor)、穿隧磁阻效应感测器(Tunneling Magnetoresistance Effect Sensor,TMR Sensor)、光学感测器(OpticalEncoder)、或红外线感测器(Infrared Sensor)。
从图1、图2、图5及图6中可以看出，在底座B中央形成有朝光轴O方向凸出的一矩形凸台B0，且在凸台B0的四个侧边分别形成有一凹槽B1，其中第一、第二、第三、第四内磁铁m1～m4分别设置于前述凹槽B1内。
此外，在凸台B0上还形成有四个止动元件BP，前述止动元件BP自凸台B0的顶面沿光轴O方向往上凸出，且前述顶面大致呈矩形，其中前述四个止动元件BP分别位于凸台B0的顶面的四个角落处。
另一方面，从图3、图5及图6中可以看出，承载件LH底侧形成有一中空的圆筒部LH1以及一凹陷结构LH2，其中光学元件L(例如光学镜头)设置于圆筒部LH1内，前述凹陷结构LH2则环绕前述圆筒部LH1。
应了解的是，当驱动机构100于组装后，底座B上的凸台B0会伸入凹陷结构LH2内部，且凸台B0的顶面会面朝凹陷结构LH2的一表面。其中，当承载件LH受到电磁驱动力作用而相对于底座B沿Z轴方向上升到一极限位置时，凸台B0的顶面上的止动元件BP会接触凹陷结构LH2的表面，借以限制承载件LH于前述极限位置，从而能够防止承载件LH和底座B的边缘产生激烈碰撞而损坏。
另外，从图1、图2、图5及图6中可以看出，在前述底座B上还形成有环状的挡墙B2以及沟槽B3，其中前述沟槽B3位于挡墙B2以及凸台B0之间，且沟槽B3围绕挡墙B2；应了解的是，当驱动机构100于组装后，前述挡墙B2会朝光轴O方向伸入凹陷结构LH2(图5及图6)，以阻挡并防止异物或粉尘经由底座B中央的开孔而落在底座B下方的一图像感测器(未图示)上。
接着请一并参阅图5、图8及图9，其中图8表示外磁性组件、内磁性组件以及线圈C的相对位置关系示意图，图9表示外磁性组件以及内磁性组件的立体图。
如图5、图8及图9所示，当驱动机构100于组装后，若沿着光轴O方向(Z轴方向)观察，可发现线圈C会位于外磁性组件(第一、第二、第三、第四外磁铁M1～M4)和内磁性组件(第一、第二、第三、第四内磁铁m1～m4)之间，且前述线圈C、外磁性组件以及内磁性组件彼此互相不重叠。
应了解的是，当一电流施加于线圈C时，线圈C和外磁性组件(第一、第二、第三、第四外磁铁M1～M4)会产生一第一电磁推力，同时线圈C和内磁性组件(第一、第二、第三、第四内磁铁m1～m4)会产生一第二电磁推力，其中该第一电磁推力与该第二电磁推力的方向相同，且该第一电磁推力可大于该第二电磁推力，由此能够大幅提升驱动机构100的整体效能。
在本实施例中，第一外磁铁M1、第二外磁铁M2、第一内磁铁m1以及第二内磁铁m2是沿着垂直于光轴O(Z轴方向)的一第一方向(X轴方向)上排列，且第三外磁铁M3、第四外磁铁M4、第三内磁铁m3以及第四内磁铁m4则是沿着垂直于光轴O(Z轴方向)的一第二方向(Y轴方向)上排列。
另外，如图7及图8所示，第一、第二外磁铁M1、M2在第一方向(X轴方向)上的厚度大于第一、第二内磁铁m1、m2在第一方向(X轴方向)上的厚度。第三、第四外磁铁M3、M4在第二方向(Y轴方向)上的厚度大于第三、第四内磁铁m3、m4在第二方向(Y轴方向)上的厚度。另外，第一、第二、第三、第四外磁铁M1～M4在光轴O(Z轴方向)方向上的高度大于第一、第二、第三、第四内磁铁m1～m4在光轴O(Z轴方向)方向上的高度。如此一来，线圈C和外磁性组件(第一、第二、第三、第四外磁铁M1～M4)所产生第一电磁推力即可大于线圈C和内磁性组件(第一、第二、第三、第四内磁铁m1～m4)所产生的第二电磁推力，以提升驱动机构100的整体效能。
虽然本实用新型的实施例及其优点已公开如上，但应该了解的是，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作更动、替代与润饰。此外，本实用新型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实用新型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实用新型使用。因此，本实用新型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，且本实用新型的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。
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，本领域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视随附的权利要求所界定为准。

Claims (20)

1.一种驱动机构，用以驱使一光学元件移动，其特征在于，包括：
一第一固定部；
一第二固定部，连接该第一固定部；
一活动部，活动地连接该第一固定部以及该第二固定部，用以承载该光学元件，其中该光学元件具有一光轴；以及
一驱动单元，驱使该活动部相对于该第一固定部以及该第二固定部沿该光轴方向运动。
2.如权利要求1所述的驱动机构，其特征在于，该驱动单元包括：
一线圈，设置于该活动部上；
一外磁性组件，设置于该第一固定部上；以及
一内磁性组件，设置于该第二固定部上，其中当沿着该光轴方向观察时，该线圈位于该外磁性组件与该内磁性组件之间。
3.如权利要求2所述的驱动机构，其特征在于，当一电流施加于该线圈时，该线圈和该外磁性组件产生一第一电磁推力，该线圈和该内磁性组件产生一第二电磁推力，其中该第一电磁推力与该第二电磁推力的方向相同。
4.如权利要求3所述的驱动机构，其特征在于，该第一电磁推力大于该第二电磁推力。
5.如权利要求3所述的驱动机构，其特征在于，该外磁性组件包括一第一外磁铁以及一第二外磁铁，且该内磁性组件包括一第一内磁铁以及一第二内磁铁，其中该第一外磁铁、该第二外磁铁、该第一内磁铁以及该第二内磁铁沿着垂直于该光轴的一第一方向上排列，且该第一外磁铁以及该第二外磁铁沿着该第一方向上的厚度大于该第一内磁铁以及该第二内磁铁在该第一方向上的厚度。
6.如权利要求5所述的驱动机构，其特征在于，该第一外磁铁以及该第二外磁铁在该光轴方向上的高度大于该第一内磁铁以及该第二内磁铁在该光轴方向上的高度。
7.如权利要求5所述的驱动机构，其特征在于，该外磁性组件还包括一第三外磁铁以及一第四外磁铁，且该内磁性组件还包括一第三内磁铁以及一第四内磁铁，其中该第三外磁铁、该第四外磁铁、该第三内磁铁以及该第四内磁铁在垂直于该光轴的一第二方向上排列，且该第三外磁铁以及该第四外磁铁在该第二方向上的厚度大于该第三内磁铁以及该第四内磁铁在该第二方向上的厚度，其中该第二方向与该第一方向不平行。
8.如权利要求7所述的驱动机构，其特征在于，该第三外磁铁以及该第四外磁铁在该光轴方向上的高度大于该第三内磁铁以及该第四内磁铁在该光轴方向上的高度。
9.如权利要求2所述的驱动机构，其特征在于，该第二固定部形成有朝该光轴方向延伸的一凸台，且该活动部形成有一凹陷结构，其中该凸台伸入该凹陷结构内。
10.如权利要求9所述的驱动机构，其特征在于，该内磁性组件设置于该凸台上。
11.如权利要求10所述的驱动机构，其特征在于，该凸台形成有多个凹槽，且该内磁性组件设置于多个所述凹槽内。
12.如权利要求9所述的驱动机构，其特征在于，该第二固定部还形成有多个止动元件，从该凸台的一顶面沿该光轴方向凸出，且该顶面朝向该凹陷结构的一表面，其中当该活动部相对于该第二固定部移动到一极限位置时，该表面接触多个所述止动元件，以限制该活动部于该极限位置。
13.如权利要求12所述的驱动机构，其特征在于，该顶面呈矩形，且多个所述止动元件分别位于该顶面的四个角落。
14.如权利要求13所述的驱动机构，其特征在于，该第二固定部还形成有一挡墙以及一沟槽，该挡墙朝该光轴方向伸入该凹陷结构内，且该沟槽位于该挡墙以及该凸台之间。
15.如权利要求14所述的驱动机构，其特征在于，该挡墙以及该沟槽呈环状，且该沟槽环绕该挡墙。
16.如权利要求9所述的驱动机构，其特征在于，该驱动机构还包括：
一上簧片，具有一外框以及一内框，其中该外框连接该第一固定部，且该内框连接该活动部；
一第一下簧片，连接该第二固定部以及该活动部；以及
一第二下簧片，连接该第二固定部以及该活动部，其中该第一、第二下簧片位于该凸台的相反侧。
17.如权利要求16所述的驱动机构，其特征在于，该线圈通过该第一、第二下簧片而与一外部电路电性连接。
18.如权利要求17所述的驱动机构，其特征在于，该第一下簧片具有朝该光轴方向延伸的一第一电性接脚，且第二下簧片具有朝该光轴方向延伸的一第二电性接脚，其中该第一、第二电性接脚显露于该第二固定部的一侧，用以电性连接该外部电路。
19.如权利要求16所述的驱动机构，其特征在于，该外框具有一矩形结构，该内框具有一圆形结构，且该上簧片还具有两个连接部，连接该内框以及该外框，其中多个所述连接部邻近该外框的一侧边的中央位置。
20.如权利要求1所述的驱动机构，其特征在于，该驱动机构还包括一位置感测元件，用以感测该活动部相对于该第一固定部及该第二固定部的位置变化。
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