驱动机构的制作方法

1.本发明涉及一种驱动机构。更具体地来说，本发明尤其涉及一种用以驱使一光学元件移动的驱动机构。


背景技术：

2.随着科技的发展，现今许多电子装置(例如智能手机或笔记本电脑)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。
3.在一些电子装置中，为了缩小其摄像镜头的快门(shutter)或光圈(aperture)的尺寸，其驱动机构的设计便显得格外重要。


技术实现要素：

4.有鉴于前述公知问题点，本发明的一实施例提供一种驱动机构，用以驱使一平板状的光学元件运动，包括一固定部、一可动件以及一驱动组件。前述可动件活动地设置于前述固定部上，并且连接前述光学元件。前述驱动组件用以驱使前述可动件以及前述光学元件相对于前述固定部运动，其中前述驱动组件具有一线圈，且前述线圈设置于前述固定部上。
5.于一实施例中，前述驱动机构还包括一滑块，且前述驱动组件还具有一磁性元件，其中前述滑块枢接前述可动件，且前述磁性元件设置于前述滑块上。
6.于一实施例中，当一电流信号通入前述线圈时，前述磁性元件与前述线圈产生一电磁驱动力，以驱使前述滑块以及前述磁性元件相对于前述线圈沿一直线方向位移，并带动前述可动件相对于前述固定部沿一圆弧轨迹旋转。
7.于一实施例中，前述驱动机构还包括一导磁元件，前述导磁元件设置于前述固定部上并穿过前述线圈，且前述线圈与前述固定部彼此不接触。
8.于一实施例中，前述磁性元件的磁极方向垂直于前述线圈的一中心轴。
9.于一实施例中，前述直线方向平行于前述线圈的前述中心轴。
10.于一实施例中，前述固定部具有一四边形结构，且前述线圈的前述中心轴相对于前述四边形结构的一侧边呈倾斜。
11.于一实施例中，前述线圈邻近于前述四边形结构的一角落。
12.于一实施例中，前述驱动机构还包括一电路板、一磁铁以及用以感测前述磁铁的一霍尔感测器，前述磁铁设置于前述可动件上，前述霍尔感测器设置于前述电路板上，且前述磁铁以及前述霍尔感测器皆位于前述固定部的一凹槽内。
13.于一实施例中，前述磁性元件的磁极方向与前述磁铁的磁极方向平形。
14.于一实施例中，前述驱动机构还包括一配重块，前述配重块设置于前述可动件上，且前述配重块以及前述磁铁位于前述可动件的相反侧。
15.于一实施例中，前述驱动机构还包括两个驱动组件，分别设置在前述可动件的相
反侧。
16.于一实施例中，前述些驱动组件产生相反方向的电磁驱动力。
17.于一实施例中，前述些驱动组件产生相同方向的电磁驱动力。
18.于一实施例中，前述驱动机构用以驱使多个平板状的光学元件相对于前述固定部运动，且前述固定部形成有一阶梯结构以及与前述阶梯结构相邻的一凹陷区域，其中前述些光学元件分别设置在前述阶梯结构以及前述凹陷区域内，且前述些光学元件彼此不接触。
19.于一实施例中，前述驱动机构用以驱使多个平板状的光学元件相对于前述固定部运动，且前述些光学元件于一垂直方向上部分重叠，其中前述垂直方向与前述些光学元件相互垂直。
20.于一实施例中，当沿着前述垂直方向观察时，前述些光学元件组成一c字形结构，且在前述些光学元件之间形成有一缺口。
21.于一实施例中，前述固定部具有相互连接的一下壳体以及一上壳体，其中前述可动件以可旋转的方式设置于前述上壳体的一凹槽内，且前述光学元件设置于前述可动件上。
22.于一实施例中，前述下壳体形成有一下矩形开口以及一下圆弧开口，且前述上壳体形成有一上矩形开口以及一上圆弧开口，其中前述下矩形开口与前述上矩形开口相连通，且前述下圆弧开口与前述上圆弧开口相连通。
23.于一实施例中，前述可动件具有一凸出部，且前述凸出部穿过前述该光学元件。
附图说明
24.图1表示本发明一实施例的驱动机构的爆炸图。
25.图2表示图1中的驱动机构于组合后的立体图。
26.图3表示图1中的驱动机构于组合后的另一视角立体图。
27.图4表示图1中的下壳体、上壳体、滑块以及可动件于组合后的立体图。
28.图5表示磁性元件、磁铁以及配重块位于下壳体的下矩形开口、下圆弧开口内的示意图。
29.图6表示上壳体、可动件以及光学元件于组合前的爆炸图。
30.图7表示上壳体、可动件以及光学元件于组合后的立体图。
31.图8表示线圈和导磁元件的位置正对于上壳体底侧的上矩形开口的示意图。
32.图9表示滑块以及凸出部分别位于下壳体的下矩形开口、下圆弧开口内的立体图。
33.图10表示滑块以及凸出部分别位于下壳体的下矩形开口、下圆弧开口内的俯视图。
34.图11表示导磁元件的长度大于线圈以及磁性元件的长度的示意图。
35.图12表示位于下壳体两侧的驱动组件产生相反方向的电磁驱动力的示意图。
36.图13表示位于下壳体两侧的驱动组件产生相同方向的电磁驱动力的示意图。
37.图14表示光学元件之间形成有一缺口的示意图。
38.附图标记如下：
39.100:驱动机构
40.b:固定部
41.bg:圆弧面
42.bs:阶梯结构
43.b1:下壳体
44.b11:穿孔
45.b12:下矩形开口
46.b13:下圆弧开口
47.b2:上壳体
48.b20:凹槽
49.b21:穿孔
50.b22:上矩形开口
51.b23:上圆弧开口
52.c:线圈
53.c1:中心轴
54.h:盖板
55.h1:穿孔
56.h2:导槽
57.hm:磁铁
58.hs:霍尔感测器
59.k:导磁元件
60.m:磁性元件
61.n:滑块
62.n1:枢轴
63.p:电路板
64.r:可动件
65.r1:穿孔
66.r2:凸出部
67.r3:内凹结构
68.s1:光学元件
69.s2:光学元件
70.s3:光学元件
71.s4:光学元件
72.v:缺口
73.w:配重块
具体实施方式
74.以下说明本发明实施例的驱动机构。然而，可轻易了解本发明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发明，并非用以局限本发明的范围。
75.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。
76.有关本发明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发明。
77.首先请一并参阅图1、图2、图3、图4及图5，其中图1表示本发明一实施例的驱动机构100的爆炸图，图2表示图1中的驱动机构100于组合后的立体图，图3表示图1中的驱动机构100于组合后的另一视角立体图，图4表示图1中的下壳体b1、上壳体b2、滑块n以及可动件r于组合后的立体图，图5表示磁性元件m、磁铁hm以及配重块w位于下壳体b1的下矩形开口b12、下圆弧开口b13内的示意图。
78.如图1、图2、图3、图4及图5所示，本发明一实施例的驱动机构100可设置于一移动电话、平板电脑或其他电子装置中，其主要包含有一电路板p、一固定部b、一盖板h、一环形的可动件r以及多个平板状的光学元件s1、s2、s3、s4。前述光学元件s1、s2、s3、s4于z轴方向(垂直方向)上部分重叠，其中前述光学元件s1、s2、s3、s4皆垂直于z轴。
79.应了解的是，前述固定部b包含相互连接的一下壳体b1以及一上壳体b2，其中前述电路板p固定在下壳体b1的底侧，其中上壳体b2的顶侧具备一侧边具数个圆弧状的圆弧面bg的凹槽b20(图4)，前述可动件r以可滑动旋转的方式设置于上壳体b2的顶侧的凹槽b20，前述光学元件s1、s2、s3、s4叠设于可动件r之上，前述盖板h则是固定在上壳体b2的顶侧，用以覆盖并保护前述光学元件s1、s2、s3、s4。
80.从图1、图2、图3、图4及图5中可以看出，在盖板h上形成有一穿孔h1以及多个弧形导槽h2，在可动件r上则形成有一穿孔r1以及多个凸出部r2，其中前述凸出部r2会穿过光学元件s1、s2、s3、s4并嵌入盖板h上的导槽h2内，且当可动件r相对于上壳体b2滑动旋转时，前述凸出部r2会沿着导槽h2滑动，从而可带动光学元件s1、s2、s3、s4相对于固定部b沿x轴或y轴方向运动。
81.举例而言，前述光学元件s1、s2、s3、s4可以是相机快门叶片(camera shutter blade)，且其具有遮光材质(light shading material)，可用以阻挡光线通过前述穿孔h1、r1以及上、下壳体b2、b1中央的穿孔b21、b11而到达电子装置内部的一图像感测器(未图示)。
82.此外，本实施例的驱动机构100还包括两个滑块n、两个磁性元件m、两个线圈c、两个导磁元件k、一磁铁hm、一霍尔感测器hs以及一配重块w，其中前述导磁元件k分别穿过线圈c，并且固定在下壳体b1的下矩形开口b12内(图3)，前述滑块n则形成有一枢轴n1，前述枢轴n1以可滑动的方式枢接可动件r，且前述两个滑块n位于可动件r的相反侧。
83.应了解的是，前述磁性元件m分别固定在滑块n的底侧，其中当滑块n以及磁性元件m沿着下矩形开口b12位移时会带动可动件r相对于上壳体b2旋转；具体而言，本实施例通过将两个磁性元件m设置在可动件r的相反侧，能够保持机构整体重心的平衡，借以提升驱动机构100的稳定性与定位精度。
84.应了解的是，当电流信号被通入前述线圈c时，线圈c和磁性元件m(例如磁铁)之间可产生电磁驱动力，以驱使可动件r绕上壳体b2的中心旋转，此时光学元件s1、s2、s3、s4则会受到可动件r带动而相对于固定部b沿水平方向(x轴或y轴方向)位移，以开启或遮蔽前述穿孔h1、r1、b21、b11，从而可作为一相机快门机构(camera shutter mechanism)。
85.另一方面，前述磁铁hm以及配重块w分别固定在可动件r的底侧，其中当可动件r相对上壳体b2沿一圆弧轨迹旋转时，磁铁hm以及配重块w会在下壳体b1的下圆弧开口b13内移动。应了解的是，由于前述磁铁hm以及配重块w位于可动件r的相反侧，由此能够保持机构整体重心的平衡，从而可大幅提升驱动机构100的稳定性与定位精度。
86.在本实施例中，更可通过设置于电路板p上的霍尔感测器hs来感测磁铁hm的位置变化，以得知可动件r相对于上壳体b2的位移量，从而能够对可动件r进行快速且精准的运动控制。
87.此外，从图4中可以看出，上壳体b2的顶侧凹槽b20形成有数个圆弧状的圆弧面bg，其中可动件r上的凸出部r2可分别顺着圆弧面bg而绕上壳体b2的中心旋转。
88.接着请一并参阅图6、图7及图8，其中图6表示上壳体b2、可动件r以及光学元件s1、s2、s3、s4于组合前的爆炸图，图7表示上壳体b2、可动件r以及光学元件s1、s2、s3、s4于组合后的立体图，图8表示线圈c和导磁元件k的位置正对于上壳体b2底侧的上矩形开口b22的示意图。
89.如图6、图7及图8所示，本实施例的光学元件s1、s2、s3、s4叠设于上壳体b2的顶侧，此外在上壳体b2两侧分别形成有一阶梯结构bs，其中前述光学元件s1、s2可分别放置于上壳体b2两侧的阶梯结构bs上，且前述光学元件s1的位置高于前述光学元件s2，而前述光学元件s3、s4则是放置在两个阶梯结构bs之间所形成的凹陷区域内。通过前述机构设计，除了能够有助于机构的小型化外，也可避免上层的光学元件s1、s2与下层的光学元件s3、s4接触而产生过大的摩擦干涉，从而能够使可动件r顺利地带动光学元件s1、s2、s3、s4相对于固定部b沿x轴或y轴方向位移。
90.具体而言，在本实施例的可动件r两侧分别形成有内凹结构r3，前述两个滑块n的枢轴n1以可滑动的方式分别枢设在前述内凹结构r3内。
91.另一方面，从图8中可以看出在上壳体b2底侧形成有上矩形开口b22以及上圆弧开口b23，其中滑块n以及固定在滑块n上的磁性元件m于组装后会位于上矩形开口b22内，且线圈c和导磁元件k的位置正对于前述上矩形开口b22；如此一来，当电流信号被通入前述线圈c时，线圈c和磁性元件m(例如磁铁)之间即可产生一电磁驱动力，以驱使滑块n沿上矩形开口b22滑动，从而带动可动件r绕上壳体b2的中心旋转。在本实施例中，前述下矩形开口b12与上矩形开口b22相连通，前述下圆弧开口b13则是与上圆弧开口b23相连通。
92.此外，从图8中也可以看出固定在可动件r底侧的磁铁hm以及配重块w于组装后位于上圆弧开口b23内，其中位于磁铁hm下方的霍尔感测器hs可用以感测磁铁hm的位置变化，从而能够得知可动件r相对于上壳体b2的旋转位移量。
93.需特别说明的是，前述磁铁hm以及霍尔感测器hs于组装后皆会位于下壳体b1的下圆弧开口b13内(如图5及图12所示)，由此可有助于驱动机构100整体的轻量化与小型化。
94.再请参阅图9及图10，其中图9表示滑块n以及凸出部r2分别位于下壳体b1的下矩形开口b12、下圆弧开口b13内的立体图，图10表示滑块n以及凸出部r2分别位于下壳体b1的
下矩形开口b12、下圆弧开口b13内的俯视图。
95.如图9及图10所示，滑块n以及设置于滑块n上的磁性元件m于组装后会延伸到下壳体b1的下矩形开口b12内，此外固定在可动件r底侧的磁铁hm以及配重块w于组装后则会位于下圆弧开口b13内，其中通过矩形的下矩形开口b12可引导滑块n相对于固定部b沿一直线方向位移，通过圆弧形的下圆弧开口b13则能够引导可动件r相对于固定部b沿一圆弧轨迹旋转。
96.接着请参阅图11，其中图11表示导磁元件k的长度大于线圈c以及磁性元件m的长度的示意图。
97.如图11所示，本实施例的线圈c定义有一中心轴c1，其中导磁元件k沿着前述中心轴c1方向贯穿线圈c，且导磁元件k于该中心轴c1方向的长度大于线圈c于该中心轴c1方向的长度。
98.应了解的是，磁性元件m和前述磁铁hm的磁极方向皆垂直于线圈c的中心轴c1，以避免彼此之间产生磁场干扰，且滑块n和磁性元件m相对于固定部b的运动方向平行于线圈c的中心轴c1。另外，本实施例中的固定部b具有一四边形结构，其中前述线圈c邻近于固定部b的角落处，且前述线圈c的中心轴c1相对于固定部b的一侧边呈倾斜(约30度至60度)，由此可有助于驱动机构100的轻量化与小型化。
99.应了解的是，前述线圈c以及磁性元件m(例如磁铁)可共同组成一驱动组件，用以驱使可动件r相对于固定部b旋转，其中前述线圈c于该中心轴c1方向的长度大于磁性元件m于该中心轴c1方向的长度，由此可加大磁性元件m以及可动件r的运动范围，以大幅提升驱动机构100的效率。
100.此外，由于导磁元件k的两端固定于下壳体b1的下矩形开口b12内，且线圈c和下壳体b1彼此不接触，从而可保护线圈c不会因固定部b受到撞击而损坏，并可确保磁性元件m和线圈c之间的准确定位。
101.在本实施例中，前述驱动机构100包含有两个驱动组件以及四个光学元件s1、s2、s3、s4；然而，于另一实施例中也可仅设置一个驱动组件以及一个光学元件，并不以本发明实施例所公开者为限。
102.再请一并参阅图12及图13，其中图12表示位于下壳体b1两侧的驱动组件产生相反方向的电磁驱动力的示意图，图13表示位于下壳体b1两侧的驱动组件产生相同方向的电磁驱动力的示意图。
103.需特别说明的是，两个驱动组中的线圈c可通过导线而电性连接到电路板p，且该两个线圈c可以分别独立地被控制。
104.如图12中箭头方向所示，当相同的电流信号被通入下壳体b1两侧的驱动组件中的线圈c时，可使该两个驱动组件产生相反方向的电磁驱动力，此时可动件r将会受到多个所述电磁驱动力带动而相对于固定部b沿顺时针方向旋转，从而能够驱使光学元件s1、s2、s3、s4沿水平方向(x轴或y轴方向)位移并遮蔽前述穿孔h1、r1、b21、b11。
105.此外，如图13中箭头方向所示，亦可将不同的电流信号通入下壳体b1两侧的驱动组件中的线圈c，此时该两个驱动组件则会产生相同方向的电磁驱动力，并且能够产生煞车的作用以抑制可动件r继续相对于固定部b旋转，从而能够避免可动件r快速撞击固定部b而导致机构损坏，此外也能大幅提升驱动机构100的定位精度与准确度。
106.接着请参阅图14，其中图14表示光学元件s2、s3之间形成有一缺口v的示意图。
107.如图14所示，当沿着z轴方向观察时可以发现，本实施例中的光学元件s2、s3于z轴方向(垂直方向)上部分重叠，且两者可共同组成一c字形结构，其中在光学元件s2、s3之间形成有一缺口v，由此能够有助于驱动机构100的轻量化以及小型化。
108.虽然本发明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发明的精神和范围内，当可作更动、替代与润饰。此外，本发明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发明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发明使用。因此，本发明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，且本发明的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。
109.虽然本发明已以较佳实施例公开于上，然而其并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视随附的权利要求所界定者为准。