TWM520206U - 驅動組件及應用該驅動組件之電子裝置及電磁驅動模組 - Google Patents

驅動組件及應用該驅動組件之電子裝置及電磁驅動模組 Download PDF

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TWM520206U
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李育昇
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Description

驅動組件及應用該驅動組件之電子裝置及電磁驅動模組
本創作係關於一種驅動組件及應用該驅動組件之電子裝置，特別係關於一種利用電磁效應產生機械能之驅動組件及應用該驅動組件之電子裝置。
電子產品通常配置有一驅動模組，以驅動一構件進行一定距離上之移動。舉例而言，具拍攝功能的電子產品上通常設有一驅動模組，以配置用於驅動一或多個光學鏡片組沿著一光軸進行移動，以達到自動對焦(autofocus)且/或變焦(zoom)的功能。
然而，傳統驅動模組使用高成本的精密驅動元件作為驅動構件的動力來源(例如：步進馬達、超音波馬達、壓電致動器...等等)以及相當多的傳動元件。不僅使得機械架構複雜，而具有組裝步驟繁瑣不易、體積大、成本高昂，以及耗電量大的缺點，造成價格無法下降。
因此，一種驅動模組，其具有體積小、結構簡單之優點，已成為業者進行研發的方向。
有鑑於此，本創作之一目的在於提供一種驅動組件，其配置用於提供一動力，以驅動電子產品內之一構件(例如：鏡頭組件)進行移動。
根據本創作之一實施例，上述驅動組件包括：一固定部、一可動部、一驅動磁鐵組件、一線圈、及一對焦防振磁性體。可動部係配置可沿一光軸方向相對固定部移動。可動部藉由線圈與驅動磁鐵組件間產生之磁力相對固定部沿光軸移動。可動部之震動藉由對焦防振磁性體與驅動磁鐵組件間產生之磁力而被抑制。
在上述實施例中，驅動磁鐵組件設置於固定部，線圈與對焦防振磁性體相對驅動磁鐵組件並設置於可動部。
在上述實施例中，驅動磁鐵組件設置於可動部，線圈與對焦防振磁性體相對驅動磁鐵組件並設置於固定部。
在上述實施例中，驅動磁鐵組件在可動部之周向方向上與對焦防振磁性體相對。
在上述實施例中，線圈與對焦防振磁性體在垂直光軸方向上彼此偏移配置。
在上述實施例中，驅動磁鐵組件包括：一第一驅動磁鐵、及一第二驅動磁鐵。第一驅動磁鐵在一第一方向上相對線圈配置，且第二驅動磁鐵在一第二方向上相對線圈配置，第一方向相異於第二方向。
在上述實施例中，驅動組件更包括：一傳感磁鐵、 及一霍爾感應器。傳感磁鐵、對焦防振磁性體與線圈共同設置於可動部。霍爾感應器與驅動磁鐵組件共同設置於固定部，且傳感磁鐵相對霍爾感應器配置。
在上述實施例中，驅動組件更包括另一對焦防振磁性體及另一傳感磁鐵，二個對焦防振磁性體係對角設置於可動部，且二個傳感磁鐵係對角設置於可動部。
本創作之另一目的在於提供一電子裝置。電子裝置包括上述任一實施例所述之驅動組件以及一設置於驅動組件內之鏡頭組件。驅動組件移動鏡頭組件之位置，以達到自動對焦(autofocus)且/或變焦(zoom)的功能。
本創作之另一目的在於提供一電磁驅動模組。電磁驅動模組包括上述任一實施例所述之驅動組件以及一基台組件、一OIS(光學影像穩定，Optical Image Stabilization)驅動磁鐵、一OIS驅動線圈及一OIS防振磁性體。驅動組件藉由OIS驅動線圈與OIS驅動磁鐵間產生之磁力相對基台組件沿垂直光軸之方向移動。驅動組件之震動藉由OIS防振磁性體與OIS驅動磁鐵間產生之磁力而被抑制。
1‧‧‧電子裝置
3‧‧‧電磁驅動模組
5‧‧‧鏡頭組件
7‧‧‧光感測元件
10、10b、10c‧‧‧驅動組件
11‧‧‧固定部
111-114‧‧‧側殼件
115‧‧‧上殼件
116‧‧‧下殼件
1161‧‧‧延伸部
12‧‧‧驅動磁鐵組件
121‧‧‧第一驅動磁鐵
122‧‧‧第二驅動磁鐵
13‧‧‧可動部
131‧‧‧第一外側面
132‧‧‧第二外側面
133‧‧‧第三外側面
134‧‧‧第四外側面
135‧‧‧通道
14‧‧‧線圈
15‧‧‧上彈片
16、16b1、16b2‧‧‧對焦防振磁性體
17‧‧‧下彈片
18‧‧‧傳感磁鐵
19‧‧‧霍爾傳感器
20‧‧‧基台組件
21‧‧‧側框件
22‧‧‧上框件
23‧‧‧下框件
24‧‧‧凸緣
25‧‧‧連結線
31‧‧‧OIS驅動線圈
32‧‧‧OIS驅動磁鐵
33‧‧‧OIS防振磁性體
M‧‧‧主軸
R‧‧‧方向
第1圖顯示本創作之第一實施例之驅動組件之示意圖。
第2圖顯示沿第1圖之A-A’截線所視之剖面示意圖。
第3圖顯示沿第1圖之B-B’截線所視之剖面示意圖。
第4圖顯示本創作之一實施例之電子裝置之示意圖。
第5圖顯示本創作之第二實施例之驅動組件之示意圖。
第6圖顯示本創作之第三實施例之驅動組件之示意圖。
第7圖顯示本創作之第三實施例之驅動組件之示意圖。
以下將特舉數個具體之較佳實施例，並配合所附圖式做詳細說明，圖上顯示數個實施例。然而，本創作可以許多不同形式實施，不局限於以下所述之實施例，在此提供之實施例可使得揭露得以更透徹及完整，以將本創作之範圍完整地傳達予同領域熟悉此技藝者。
必需了解的是，為特別描述或圖示之元件可以此技術人士所熟知之各種形式存在。此外，當某層在其它層或基板「上」時，有可能是指「直接」在其它層或基板上，或指某層在其它層或基板上，或指其它層或基板之間夾設其它層。
此外，實施例中可能使用相對性的用語，例如「較低」或「底部」及「較高」或「頂部」，以描述圖示的一個元件對於另一元件的相對關係。能理解的是，如果將圖示的裝置翻轉使其上下顛倒，則所敘述在「較低」側的元件將會成為在「較高」側的元件。
在此，「約」、「大約」之用語通常表示在一給定值或範圍的20%之內，較佳是10%之內，且更佳是5%之內。在此給定的數量為大約的數量，意即在沒有特定說明的情況下，仍可隱含 「約」、「大約」之含義。
參照第1-3圖，第1圖顯示本創作之第一實施例之驅動組件10之平面示意圖，第2圖顯示沿第1圖之A-A’截線所視之剖面示意圖，第3圖顯示沿第1圖之B-B’截線所視之剖面示意圖。在此實施例中，驅動組件10為一音圈驅動器(voice coil actuator，VCA)，其包括一固定部11、一可動部13、一驅動磁鐵組件12、一線圈14、一上彈片15(第2圖)、二個對焦防振磁性體16、一下彈片17(第2圖)、二個傳感磁鐵18、及二霍爾傳感器19。驅動組件10的元件可以適當增加或減少，並不僅此為限。
在此實施例中，固定部11包括一上殼件115(第2圖)、一下殼件116(第2圖)，一或多個側殼件。上殼件115與下殼件116沿一主軸M對向配置。一或多個側殼件自上殼件115朝下殼件116延伸。舉例而言，如第1圖所示，固定部11包括複數個側殼件111、112、113、及114各自由上殼件115朝下殼件116延伸。側殼件111、112、113、及114依序相連，其中側殼件111及113彼此相對，且側殼件112及114彼此相對。側殼件111、112、113、及114可個別製成並藉由適當方式組裝。或者，側殼件111、112、113、及114可利用一體成形的方式製成。在部分未圖示的實施例中，固定部11包括一圓筒形之側殼件。
在此實施例中，如第2圖所示，上殼件115與下殼件116分別定義一開口，該二個開口係對齊一主軸M。另外，下殼件116包括一延伸部1161向外延伸。
在此實施例中，驅動磁鐵組件12包括二個第一驅動磁鐵121、及二個第二驅動磁鐵122。二個第一驅動磁鐵121分別設置於二個側殼件112、114上，且個第二驅動磁鐵122分別設置於二個側殼件111、113上。如第2圖所示，二個第二驅動磁鐵122係對角設置於固定部11上。
第一驅動磁鐵121可以相同於第二驅動磁鐵122。或者，第一驅動磁鐵121係不同於第二驅動磁鐵122。舉例而言，第一驅動磁鐵121之磁場可以大於或小於第二驅動磁鐵122所產生之磁場。在部分實施例中，固定部11係以磁吸物質所製成，驅動磁鐵組件12係直接吸附於固定部11之側殼件之內表面上。
然而應當理解的是，第一驅動磁鐵121、第二驅動磁鐵122之設置位置並不受此實施例為限。第一驅動磁鐵121、第二驅動磁鐵122設置之位置可任意變化，只需可動部13可以穩定受第一驅動磁鐵121、第二驅動磁鐵122所產生之磁力推動即可。在一些未圖式的實施例中，二個第二驅動磁鐵122省略設置。
在此實施例中，可動部13為一沿主軸延伸之通道135所貫穿，並配置用於承載一構件，例如：鏡頭組件(未圖示於第1圖)。在部分實施例中，可動部13包括一或多個外側面環繞於通道135之四周。舉例而言，如第1圖所示，可動部13包括多個外側面，例如：第一外側面131、第二外側面132、第三外側面133、及第四外側面134。
第一外側面131相對於第三外側面133，且第二外側 面132相對於第四外側面134。在此實施例中，第一外側面131面向側殼件111，第二外側面132面向側殼件112，且第三外側面133面向側殼件113，且第四外側面134面向側殼件114。然而，應當理解的是，可動部13的樣態不應受上述實施例中所限。在部分未圖示的實施例中，可動部13包括一外側面，其具有圓筒狀的外表面。
如第1圖所示，第一外側面131與第三外側面133分別包括一凹槽用於容置傳感磁鐵18，其中二個凹槽係對角配置於第一外側面131與第三外側面133。並且，第二外側面132與第四外側面134分別包括一凹槽用於容置對焦防振磁性體16，其中二個凹槽係對角配置於第二外側面132與第四外側面134。
在此實施例中，線圈14係圍繞於可動部13之外側。線圈14在垂直主軸M之第一方向(平行X軸之方向)上與二個第一驅動磁鐵121對向配置。並且，線圈14在垂直主軸M之第二方向(平行Y軸之方向)上與二個第二驅動磁鐵122對向配置。線圈14係分別配置供一電流通過，以產生磁場帶動可動部13相對於固定部11沿一平行主軸M之方向(Z方向)移動。
在此實施例中，二個對焦防振磁性體16係分別設置於第一外側面131與第三外側面133之凹槽內。因此，二個對焦防振磁性體16之一者係設置於第二外側面132相鄰第一外側面131之位置。並且，二個對焦防振磁性體16之另一者係設置於第四外側面134相鄰第三外側面133之位置。意即，二個對焦防振磁性體16對角設置於可動部13之上。
另外，二個對焦防振磁性體16分別在垂直主軸M之第一方向(平行X軸之方向)上與二個第一驅動磁鐵121對向配置。在此實施例中，二個對焦防振磁性體16係較線圈14遠離第一驅動磁鐵121，且二個對焦防振磁性體16受線圈14所覆蓋。每一對焦防振磁性體16可為鐵、鎳、鉻、鈷、或鎘等磁性金屬，或任何可被相對之第二驅動磁鐵122吸引之材料。
參照第2圖，上彈片15及下彈片17係配置用於承載可動部13，使可動部13以可沿平行主軸M之方向(Z方向)移動的方式懸設於固定部11中。在部分實施例中，上彈片15係固定於上殼件115之鄰近處，且下彈片17係固定於下殼件116之鄰近處。
在此實施例中，如第1圖所示，二個霍爾傳感器19之一者係設置於側殼件111相鄰側殼件112之位置，二個霍爾傳感器19之另一者係設置於側殼件113相鄰側殼件114之位置。意即，二個霍爾傳感器19對角設置於固定部11之上。二個傳感磁鐵18係分別與主個霍爾傳感器19在垂直主軸M之方向上相對配置。二個霍爾傳感器19藉由感測二個傳感磁鐵18之磁場變化，並判斷二個傳感磁鐵18之位置，藉此達到定位可動部13之目的。
在此實施例中，可動部13運動時可能產生如第1圖箭頭所示之方向R之震動。然而，二個第一驅動磁鐵121提供一磁力吸引二個對焦防振磁性體16，因此可動部13之震動即受到抑制。另外，由於可動部13之震動可以受到抑制，霍爾傳感器19所偵測之訊號精準度將進一步獲得提昇。
藉由上述配置，驅動組件10於作動時，線圈14與第一驅動磁鐵121、第二驅動磁鐵122間所產生之磁力可以穩定地帶動可動部13沿平行主軸M之方向(Z方向)移動。因此，可動部13的控制精度(control accuracy)可以提昇。另外，在可動部13移動過程中，二個第一驅動磁鐵121所產生的磁力將持續吸引二個對焦防振磁性體16，於是可動部13因運動所產生之共振將受到抑制。
參照第4圖，其顯示本創作之一實施例之電子裝置1之剖面示意圖。在此實施例中，電子裝置1例如一攝影裝置，包括一電磁驅動模組3、一鏡頭組件5、及一光感測元件7。電磁驅動模組3係配置調整鏡頭組件5與光感測元件7之距離，以達到自動對焦(autofocus)且/或變焦(zoom)的功能。
在此實施例中，電磁驅動模組3包括一驅動組件10、一基台組件20、二個OIS(光學影像穩定，Optical Image Stabilization)驅動線圈31、二個OIS驅動磁鐵32、及二個OIS防振磁性體33。電磁驅動模組3的元件可以適當增加或減少，並不僅此為限。
基台組件20包括一側框件21、一上框件22、一下框件23、及一凸緣24。上框件22定義一對齊主軸M之開口。側框件21自上框件22朝下框件23延伸。凸緣24自側框件21朝內延伸，並定義一對齊主軸M之開口。驅動組件10對齊主軸M並位於基台組件20之側框件21、上框件22、及凸緣24所定義之空間中，其中驅動組件10之延伸部1161藉由一連結線25連結上框件22，以懸掛的 方式設置於基台組件20內。鏡頭組件5設置於驅動組件10之通道135內。光感測元件7對齊主軸M並設置於下框件23。光感測元件7例如互補式金氧半場效電晶體(CMOS)感測器，接收通過鏡頭組件5之光線，並產生一影像訊號。
在此實施例中，二個OIS驅動磁鐵32分別設置於驅動組件10之下殼件116之底面。二個OIS驅動線圈31分別相對二個OIS驅動磁鐵32並設置於凸緣24上。二個OIS驅動線圈31係分別配置供一電流通過，以產生磁場帶動驅動組件10相對於基座組件20沿一垂直主軸M之方向移動。二個OIS防振磁性體33分別相對二個OIS驅動磁鐵32並設置於凸緣24上。二個OIS防振磁性體33可為鐵、鎳、鉻、鈷、或鎘等磁性金屬，或任何可被二個OIS驅動磁鐵32吸引之材料。OIS驅動線圈31係配置以偏移於OIS防振磁性體33。整體觀之，對於面對相同OIS驅動磁鐵32的OIS驅動線圈31與OIS防振磁性體33而言，OIS驅動線圈31與OIS防振磁性體33彼此互不重疊。
藉由上述配置，電子裝置1於作動時，鏡頭組件5相對於光感測元件7於平行主軸M之方向(Z方向)上之相對位置可以藉由驅動組件10進行調整，以達到調整焦距之目的。另外，驅動組件10可以藉由二個OIS驅動線圈31與二個OIS驅動磁鐵32間所產生之磁力，避免因外力晃動對電子裝置1所拍攝之影像所產生之不良影響。又，在二個OIS驅動線圈31與二個OIS驅動磁鐵32相互吸引(或排斥)的過程中，二個OIS驅動磁鐵32所產生的磁力 將持續吸引二個OIS防振磁性體33，於是驅動組件10因運動所產生之共振受到抑制。
應當理解的是，在上述實施例中，OIS驅動線圈31與OIS防振磁性體33係受單一OIS驅動磁鐵所產生之磁力所吸引或排斥，但本創作並不僅此為限。在另一實施例中，OIS驅動線圈31與OIS防振磁性體33係分別相對一OIS驅動磁鐵。
本創作之驅動組件10之樣態並不侷限於上述實施例之內容，以下示範性提出多種驅動組件可能實施樣態。
參照第5圖，其顯示本創作之第二實施例之驅動組件10b之剖面示意圖。在此實施例中，與第2圖所顯示之實施例相同或相似之元件將施予相同之標號，且其特徵將不再描述，以簡化說明內容。驅動組件10b與驅動組件10之差異包括，驅動組件10之可動部13及線圈14由可動部13b及線圈14b所取代。並且，驅動組件10b包括多個對焦防振磁性體(例如：二個對焦防振磁性體16b1與二個對焦防振磁性體16b2)。
相較第2圖所示之可動部13，可動部13b進一步省略設置用於容置對焦防振磁性體之凹槽。線圈14b周向圍繞可動部13b之外側且與二個第一驅動磁鐵121在垂直主軸M之第一方向(平行X軸之方向)上對向配置。二個對焦防振磁性體16b1係設置於第二外側面132b且與位在側殼件112之第一驅動磁鐵121在垂直主軸M之第二方向(平行X軸之方向)上對向配置，其中二個對焦防振磁性體16b1係分別位於線圈14b之上、下二側。
另外，二個對焦防振磁性體16b2係設置於第四外側面134b且與位在側殼件114之第一驅動磁鐵121在垂直主軸M之第二方向(平行X軸之方向)上對向配置，其中二個對焦防振磁性體16b2係分別位於線圈14b之上、下二側。整體觀之，對焦防振磁性體16b1與線圈14b在垂直主軸M方向上彼此偏移配置，且對焦防振磁性體16b2與線圈14b在垂直主軸M方向上彼此偏移配置。在一未圖示之實施例中，可動部13之第一外側面與第二外側面可以對應設置有對焦防振磁性體與第二驅動磁鐵122。
參照第6-7圖，其顯示本創作之第三實施例之驅動組件10c之剖面示意圖。在此實施例中，與第2-3圖所顯示之實施例相同或相似之元件將施予相同之標號，且其特徵將不再描述，以簡化說明內容。驅動組件10c與驅動組件10之差異包括，驅動組件10之固定部11及可動部13由固定部11c及可動部13c所取代。並且，相較固定部11，固定部11c增加用於容置對焦防振磁性體16與傳感磁鐵18之凹槽。另外，相較可動部13，可動部13c省略設置用於容置對焦防振磁性體之凹槽。
驅動磁鐵組件12與霍爾傳感器19係設置於可動部13c上，且線圈14係設置於固定部11c之內壁面。另外，二個防振磁性體16係相對二個第一驅動磁鐵121設置於側殼件112c、114c之內壁面之凹槽內(第7圖僅顯示一個防振磁性體16)，且二個傳感磁鐵18係相對二個霍爾傳感器19設置於側殼件111c、113c之內壁面之凹槽內(第7圖僅顯示一個傳感磁鐵18與一個霍爾傳感器 19)。
本創作之驅動組件以磁力抑制二個構件間因運動所產生之震動。由於不需配置凝膠材料於二個構件之間，生產組裝之步驟可獲得簡化，並減少生產成本之支出。
雖然本創作已以較佳實施例揭露於上，然其並非用以限定本創作，本創作所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧驅動組件
11‧‧‧固定部
111、112、113、114‧‧‧側殼件
12‧‧‧驅動磁鐵組件
121‧‧‧第一驅動磁鐵
122‧‧‧第二驅動磁鐵
13‧‧‧可動部
131‧‧‧第一外側面
132‧‧‧第二外側面
133‧‧‧第三外側面
134‧‧‧第四外側面
135‧‧‧通道
14‧‧‧線圈
16‧‧‧對焦防振磁性體
18‧‧‧傳感磁鐵
19‧‧‧霍爾傳感器
M‧‧‧主軸
R‧‧‧方向

Claims (10)

  1. 一種驅動組件，包括：一固定部；一可動部，係配置可沿一光軸方向相對該固定部移動；一驅動磁鐵組件；一線圈，其中該可動部藉由該線圈與該驅動磁鐵組件間產生之磁力相對該固定部沿該光軸移動；以及一對焦防振磁性體，其中該可動部之震動藉由該對焦防振磁性體與該驅動磁鐵組件間產生之磁力而被抑制。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之驅動組件，其中該驅動磁鐵組件設置於該固定部，該線圈與該對焦防振磁性體相對該驅動磁鐵組件並設置於該可動部。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之驅動組件，其中該驅動磁鐵組件設置於該可動部，該線圈與該對焦防振磁性體相對該驅動磁鐵組件並設置於該固定部。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之驅動組件，其中該驅動磁鐵組件在該可動部之周向方向上與該對焦防振磁性體相對。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之驅動組件，其中該線圈與該對焦防振磁性體在垂直該光軸方向上彼此偏移配置。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之驅動組件，其中該驅動磁鐵組件包括： 一第一驅動磁鐵，其中該第一驅動磁鐵在一第一方向上相對該線圈配置；以及一第二驅動磁鐵，其中該第二驅動磁鐵在一第二方向上相對該線圈配置，該第一方向相異於該第二方向。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之驅動組件，更包括：一傳感磁鐵，其中該傳感磁鐵、該對焦防振磁性體與該線圈設置於該可動部；以及一霍爾感應器，其中該霍爾感應器與該驅動磁鐵組件設置於該固定部，且該傳感磁鐵相對該霍爾感應器配置。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之驅動組件，更包括另一對焦防振磁性體及另一傳感磁鐵，該二個對焦防振磁性體係對角設置於該可動部，且該二個傳感磁鐵係對角設置於該可動部。
  9. 一種電子裝置，包括：一如申請專利範圍第1項所述之驅動組件；一設置於該可動部之鏡頭組件：以及一光感測元件，配置用於接收通過該鏡頭組件之光線。
  10. 一種電磁驅動模組，包括：一如申請專利範圍第1項所述之驅動組件；一基台組件；一OIS驅動磁鐵； 一OIS驅動線圈，其中該驅動組件藉由該OIS驅動線圈與該OIS驅動磁鐵間產生之磁力相對該基台組件沿垂直該光軸之方向移動；以及一OIS防振磁性體，其中該驅動組件之震動藉由該OIS防振磁性體與該OIS驅動磁鐵間產生之磁力而被抑制。
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