本实用新型涉及一种光学组件驱动机构，尤其涉及一种从光轴方向观察，弹性组件与感测组件至少部分重叠的光学组件驱动机构。
背景技术：
电子产品对于体积的要求愈来愈严苛，若要将体积缩小则需要更有效地利用内部空间。此外，电子产品受到碰撞之后，内部的电子组件往往会被其他零件碰撞而损坏，使得电子产品失去原本的性能。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种光学驱动机构，以解决上述至少一个问题。
为了解决上述问题，本实用新型的一实施例提供驱动机构，用以驱动光学组件，驱动机构包含承载单元、底座单元、弹性组件、驱动组件及感测组件。承载单元是用以承载光学组件。底座单元位于承载单元下方。弹性组件连接承载单元及底座单元。驱动组件是用以驱动光学组件相对于底座单元位移。感测组件是设置在承载单元与底座单元之间，并用以感测承载单元相对于底座单元的位置，其中从光学组件的光轴方向观察，弹性组件与感测组件至少部分重叠。
于一实施例中，感测组件还包含设置于底座单元上的磁场感测组件以及设置于承载单元上的感测磁铁。
于一实施例中，感测磁铁为多极磁铁。
于一实施例中，驱动机构还包含外框，外框为导磁性材质，其具有开孔及延伸部，其中承载单元设置于开孔内，且延伸部由开孔的内缘朝底座单元方向延伸。
于一实施例中，外框具有四边形结构，且延伸部与感测组件的位置位于四边形结构的不同角落。
于一实施例中，外框还具有两个延伸部，延伸部分别位于四边形结构的两个相对的角落。本实用新型的一实施例提供驱动机构，用以驱动光学组件，驱动机构包含框架、承载单元、驱动组件及电路单元。框架具有挡止部，其凸出于框架的内侧表面，其中挡止部与光学组件的光轴相隔第一距离。承载单元是活动地设置于框架内，并用以承载光学组件。驱动组件是用以驱动光学组件相对于框架位移。电路单元是设置在框架上，其中电路单元与光学组件的光轴之间具有第二距离，且第一距离小于第二距离。
于一实施例中，电路单元包含电路板与集成电路组件，且集成电路组件设置于电路板上，其中集成电路组件抵接挡止部的抵接面。
于一实施例中，抵接面垂直于光轴方向。于一实施例中，挡止部具有ㄇ字型结构。
于一实施例中，电路单元包含电路板与集成电路组件，集成电路组件设置于电路板上，且框架还具有两个限位部，其中电路板是设置于限位部之间，并用以限制电路板于既定位置。
于一实施例中，电路单元包含电路板与集成电路组件，且集成电路组件是设置于电路板上，其中挡止部与限位部形成凹槽，且电路板设置在凹槽内。于一实施例中，驱动机构还包含导线，且承载单元具有绕线柱，导线电性连接驱动组件，并缠绕于绕线柱上，其中绕线柱与驱动组件对应于承载单元的不同侧边。
本实用新型的有益效果在于，弹性组件与感测组件至少部分重叠的光学组件驱动机构，由此可更有效地利用内部空间以缩小驱动机构的体积。
为让本实用新型的上述和其他目的、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，做详细说明如下。
附图说明
图1显示根据本实用新型一实施例的驱动机构的立体示意图。
图2显示图1中的驱动机构的爆炸图。
图3A显示沿图1中A-A’线段的剖视图。
图3B显示沿图1中B-B’线段的剖视图。
图4显示根据本实用新型一实施例的驱动机构的俯视图。
图5显示根据本实用新型一实施例的磁场感测组件和感测磁铁结合后的相对位置关系示意图。
图6A显示根据本实用新型一实施例的驱动线圈、上簧片、下簧片、磁场感测组件及感测磁铁的结合后的相对位置关系局部俯视图。
图6B显示图6A所示的驱动线圈、上簧片、下簧片、磁场感测组件及感测磁铁的结合后的相对位置关系侧视图。
图7显示根据本实用新型一实施例的外框、底座单元及感测磁铁结合后的相对位置关系立体图。
图8A显示根据本实用新型一实施例的框架及电路单元的侧视图。
图8B显示图8A所示的框架、电路单元的俯视图。
图8C显示图8B所示的框架、电路单元与外框结合后的局部剖视示意图。
附图标记如下：
1～驱动机构；
10～外框；
10A～外框顶壁；
10B～外框侧壁；
11～延伸部；
12～外框开孔；
20～底座单元；
201～本体；
202～连接件；
22～底座开孔；
30～承载单元；
31～导线
311～绕线柱；
32～贯穿孔；
40～驱动线圈；
50～框架；
502～挡止部；
502A～抵接面；
502B～倒角；
504～限位部；
50A～凹槽；
50B～内侧表面；
52～开口；
60～磁性组件；
70～上簧片；
72～下簧片；
80～电路板；
82～磁场感测组件；
84～集成电路组件；
86～电容；
90、90’～感测磁铁；
901、903～扇区；
902～磁中性区；
910、910’～胶槽；
CU～电路单元；
D1～第一距离；
D2～第二距离；
EM～驱动组件；
O～光轴；
W1～第一宽度；
W2～第二宽度；
WR～凹槽宽度。
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。
请先参照图1至图3B，其中图1显示根据本实用新型一实施例的驱动机构1的立体示意图，图2显示图1中的驱动机构1的爆炸图，图3A及图3B分别显示沿图1中A-A’线段与B-B’线段的剖视图。应先说明的是，在本实施例中，驱动机构1例如为一音圈马达(Voice Coil Motor；VCM)，可设置于具有照相功能的电子装置内，用以驱动一光学镜片，并可具备自动对焦(Auto-Focusing；AF)功能。
由图2中可以看出，驱动机构1具有大致呈四边形的结构，其主要包含一外框10、一底座单元20、一承载单元30、多个驱动线圈40、一框架50、多个磁性组件60、一上簧片70、一下簧片72、一电路板80以及至少一感测磁铁90。应注意的是，本文以下所述“弹性组件”的用语可包含上簧片70及/或下簧片72。
前述外框10具有一中空结构，其具有一顶壁10A、四个侧壁10B以及开孔12，开孔12的中心对应于一光学组件OE(见图3A和图3B)的光轴O。底座单元20上则形成有开孔22，开孔22则对应于一设置在驱动机构1之外的图像感测组件(图未示)。外框10与底座单元20相互连接，据此，设置于驱动机构1中的光学组件OE(例如光学镜片)可在光轴O方向与图像感测组件进行对焦。
前述底座单元20包含一本体201以及一连接件202。举例而言，本体201为塑料材质，连接件202则为金属材质。于本实施例中，连接件202是通过电路板80(见图3B)电性连接一设置于驱动机构1外部的电路单元(图未示)，用以执行自动对焦(AF)等功能。此外，塑料材质的本体201是以模内成形(insert molding)的方式包覆于连接件202外侧。
承载单元30承载光学组件OE。承载单元30具有一中空结构，并形成有一贯穿孔32，其中前述光学组件OE(见图3A和图3B图)锁固于贯穿孔32内。前述框架50具有一开孔52以及一凹槽50A，其中电路板80可固定于凹槽50A内。于本实施例中，电路板80电性连接一设置于驱动机构1外部的驱动单元(图未示)，通过连接件202使得电路板80电性连接至驱动线圈40，并将前述驱动单元所发出的电信号传递至驱动线圈40，以执行自动对焦(AF)的功能。
图3A显示沿图1中A-A’线段的剖视图。如图2和图3A所示，承载单元30活动地(movably)连接外框10及底座单元20。更具体而言，承载单元30可分别通过金属材质的上簧片70及下簧片72连接框架50及底座单元20，借以将承载单元30活动地悬吊于框架50与底座单元20之间。
两个磁性组件60与位于承载单元30外侧相对应的两个驱动线圈40可构成一驱动组件EM。当一电流经由连接件202及前述电路板80(见图3B)而被施加至驱动线圈40时，可通过前述驱动线圈40和磁性组件60产生一电磁驱动力(electromagnetic driving force)，驱使承载单元30和前述光学组件OE相对于底座单元20沿Z轴方向(光轴O方向)移动，以执行自动对焦(AF)的功能。
图3B显示沿图1中B-B’线段的剖视图。如图3B所示，电路板80可通过连接件202、下簧片72及一导线31传送电信号至位于承载单元30外侧的两个驱动线圈40(见图3A)，借以控制承载单元30在Z轴方向上的移动。
此外，亦可于底座单元20上方设置与电路板80电性连接的磁场感测组件82，其例如为霍尔传感器(Hall effect sensor)、磁敏电阻(magnetoresistance，MR)传感器例如巨型磁阻(giant magnetoresistance，GMR)传感器或穿隧磁阻(tunnel magnetoresistance，TMR)传感器、或磁通量传感器(Fluxgate)等，磁场感测组件82与感测磁铁90构成一感测组件，通过感测设置于承载单元30上的感测磁铁90，可得知承载单元30相对于底座单元20在Z轴方向(光轴O方向)上的位置偏移量，其中电路板80与驱动组件EM设置于驱动机构1的不同侧，由此可避免电磁干扰，并可充分利用驱动机构1内部的空间。
请参照图4，图4显示根据本实用新型一实施例的驱动机构1的俯视图，其中为了清楚显示驱动机构1内部的构造，故在此图中未示出外框10、框架50及上簧片70。如图4所示，前述驱动组件EM(包含磁性组件60及驱动线圈40)位在承载单元30的相对两侧(例如图4中承载单元30的左右两侧)，而承载单元30的另外两侧(例如图4中承载单元30的上下两侧)则未设置驱动组件EM，由此使得驱动机构1的未设置驱动组件EM的侧边可向内缩，进而达到小型化的效果。
另外，承载单元30具有绕线柱311，用以将与驱动线圈40(驱动组件EM)电性连接的导线31缠绕于绕线柱311上。应注意的是，绕线柱311与驱动组件EM设置于承载单元30的不同侧边，举例而言，绕线柱311设置于图4中承载单元30的上下两侧，以避开驱动组件EM，可进一步地节省驱动机构1内部所需的空间。
请再参照图4，在本实施例中，除了磁场感测组件82以外，集成电路(integrated circuit，IC)组件84及电容86亦设置在电路板80上，其中电路板80、集成电路组件84与电容86可构成一电路单元CU，其用以执行自动对焦(AF)功能。感测磁铁90设置于承载单元30上对应的胶槽910中，且可通过黏着剂将感测磁铁90固定于胶槽910中。应注意的是，除了对应于磁场感测组件82的感测磁铁90之外，在前述感测磁铁90于承载单元30上的相对处亦设有另一个感测磁铁90’，感测磁铁90’设置于对应的胶槽910’中，使得驱动机构1可达到重量上的平衡。
请参照图5，图5显示根据本实用新型一实施例的磁场感测组件82和感测磁铁90结合后的相对位置关系示意图。在本实施例中，磁场感测组件82和感测磁铁90之间并未设有其他组件，使得磁场感测组件82可不受干扰地感测位于承载单元30上的感测磁铁90沿Z轴方向(光轴O方向)的位移，进而提升感测的精准度。感测磁铁90为一多极磁铁，其包含至少两个扇区(magnetic domain)901、903，扇区901、903分别具有N极与S极。此外，感测磁铁90还具有一磁中性区902，其位于扇区901、903之间。
如图5所示，扇区901的S极朝向磁场感测组件82，N极则朝向承载单元30的贯穿孔32(见图4)，另一扇区903的N极朝向磁场感测组件82，S极则朝向承载单元30的贯穿孔32。应注意的是，在其他一些实施例中，扇区901、903的磁极方向可与上述磁极方向相反。通过将感测磁铁90设计为具有多个扇区的多极磁铁，使得感测磁铁90的磁力线更加紧密，在不增加感测磁铁90的体积的情况下，可更进一步地提升感测的精准度。由此亦可缩小感测磁铁90的尺寸，进而降低驱动机构1的耗电量，且能够达到小型化的效果。
请参照图6A及图6B，图6A显示根据本实用新型一实施例的驱动线圈40、上簧片70、下簧片72、磁场感测组件82及感测磁铁90的结合后的相对位置关系局部俯视图，图6B显示图6A所示的驱动线圈40、上簧片70、下簧片72、磁场感测组件82及感测磁铁90的结合后的相对位置关系侧视图。如图6A-6B所示，沿光轴O方向(Z轴方向)观察，磁场感测组件82及感测磁铁90(感测组件)设置于上簧片70与下簧片72之间，且前述感测组件与上簧片70及下簧片72(弹性组件)至少部分重叠。在本实施例中，磁场感测组件82及感测磁铁90于水平方向(XY平面)上并不会超出上簧片70与下簧片72的边缘。由此可节省驱动机构1于水平方向(XY平面)上所需的空间，以达到驱动机构的小型化。
请参照图7，图7显示根据本实用新型一实施例的外框10、底座单元20及感测磁铁90结合后的相对位置关系立体图。在本实施例中，外框10为四边形结构的导磁性材质，其中承载单元30设置于外框10的开孔12内，且外框10具有两延伸部11由开孔10A的内缘朝底座单元20的方向(-Z轴方向)延伸。此外，外框10的两延伸部11位于其四边形结构的两相对的角落，且延伸部11与感测磁铁90及其对应的磁场感测组件82(即感测组件)(见图6A-6B)位于此四边形结构的不同的角落。通过将延伸部11与感测磁铁90设置于外框10的不同角落，可避免感测磁铁90受到导磁性的外框10及其延伸部11所影响，进而避免影响到驱动机构的作动，并使驱动机构达到重量上的平衡。
请参照图8A-8C，图8A显示根据本实用新型一实施例的框架50及电路单元CU的侧视图，图8B显示图8A所示的框架50及电路单元CU的俯视图，图8C显示图8B所示的框架50、电路单元CU及外框10结合后的局部剖视示意图。在本实施例中，电路单元CU设置于框架50上，框架50具有一挡止部502及两限位部504，其中挡止部502凸出于框架50的一内侧表面50B(见图8B)，用以保护电路单元CU的电子组件(即设置于电路板80上的电子组件)，且电路板80设置于两限位部504之间，用以限制电路板80于一既定位置，即固定电路单元CU在框架50上的位置。
此外，挡止部502具有一ㄇ字型结构(见图8A)，围绕电路板80上的集成电路组件84，其中挡止部502于Y轴方向上具有一第一宽度W1(见图8C)，集成电路组件84于Y轴方向上具有一第二宽度W2，且第一宽度W1大于第二宽度W2。换言之，挡止部502与光学组件OE的光轴O之间具有第一距离D1，电路单元CU的集成电路组件84与光轴O之间具有第二距离D2，其中第一距离D1小于第二距离D2。由此挡止部502可保护设置于电路板80上的集成电路组件84及其他电子组件(例如磁场感测组件82)，使得前述电子组件不会因光学机构驱动机构1内部其他零件的直接撞击而损坏。
挡止部502、限位部504与外框10(见图8C)构成凹槽50A。凹槽50A在挡止部502与外框10的内侧表面之间具有一宽度WR，其中宽度WR大致介于约0.05mm至约0.2mm之间，例如为约0.1mm。将电路板80设置于凹槽50A中，以将电路板80于水平方向(XY平面)限制在一既定位置中，使电路板80不易脱离。另外，框架50的挡止部502及限位部504也可以做为将电路板80组装至框架50上的定位目标，进而提升组装时定位电路板80的精确度并减低组装的困难度。
请再参照图8C，挡止部502具有一抵接面502A，抵接面502A垂直于光轴O方向(Z轴方向)，且设置于电路板80上的集成电路组件84抵接挡止部502的抵接面502A，以避免电路板80与框架50于垂直方向(Z轴方向)接触，亦即电路板80与框架50之间留有一间隙，在驱动机构1受到垂直方向的撞击时，可防止电路板80因直接碰撞框架50而受损。另外，可于挡止部502的内侧设置一倒角502B，使得电路单元CU可更容易地安装至凹槽50A中。
综上所述，本实用新型的实施例提供从光轴方向观察，弹性组件与感测组件至少部分重叠的光学组件驱动机构，由此可更有效地利用内部空间以缩小驱动机构的体积。此外，本实用新型的实施例亦提供具有可保护电路板的框架的光学组件驱动机构，使得电路板较不会受到其他零件碰撞而损坏。
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，本领域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。