电磁式传动装置转让专利
申请号 : CN200710148381.8
文献号 : CN101378218B
文献日 : 2010-09-15
发明人 : 王雍行 , 蔡孟哲 , 张裕修 , 洪基彬
申请人 : 财团法人工业技术研究院
摘要 :
本发明公开了一种电磁式传动装置。该电磁式传动装置包括固定座、导引杆、线圈、安装座及环形磁性元件。导引杆由导磁性材料制成且具有第一高度中心平面。线圈连接于固定座。安装座以移动方式穿设于导引杆上。环形磁性元件连接于安装座，并为线圈所围绕。环形磁性元件的充磁方向垂直于其移动方向。环形磁性元件具有第二高度中心平面。第一及第二高度中心平面平行于环形磁性元件的充磁方向。当环形磁性元件移动使第二高度中心平面间隔于第一高度中心平面时，环形磁性元件与导引杆作用而产生第二作用力，以驱使安装座沿垂直于环形磁性元件的充磁方向移动。
权利要求 :
1.一种电磁式传动装置，包括：
固定座；
至少一导引杆，连接于该固定座，并且由导磁性材料所制成，其中，该导引杆具有第一高度中心平面；
线圈，连接于该固定座；
安装座，以移动的方式穿设于该导引杆之上；
环形磁性元件，连接于该安装座，并且为该线圈所围绕，其中，该环形磁性元件的充磁方向垂直于该安装座及该环形磁性元件的移动方向，该环形磁性元件具有第二高度中心平面，该第一高度中心平面及该第二高度中心平面平行于该环形磁性元件的充磁方向，该线圈与该环形磁性元件交互作用而产生第一作用力，用以驱使该安装座及该环形磁性元件沿垂直于该环形磁性元件的充磁方向移动，当该环形磁性元件移动而使该第二高度中心平面由与该第一高度中心平面的重合位置移动到与该第一高度中心平面有一间隔时，该环形磁性元件与该导引杆作用而产生第二作用力，以及该第二作用力的方向与该第一作用力的方向相同，用以驱使该安装座及该环形磁性元件沿垂直于该环形磁性元件的充磁方向移动；以及弹性元件，连接于该线圈与该环形磁性元件之间，用以提供回复弹力于该安装座及该环形磁性元件。
2.如权利要求1所述的电磁式传动装置，还包括至少一弹性压环，穿设于该导引杆之上，并且设置于该安装座与该固定座之间。
3.一种电磁式传动装置，包括：
固定座；
导磁元件，连接于该固定座，并且具有第一高度中心平面；
线圈，连接于该固定座；
安装座，以移动的方式连接于该固定座；
环形磁性元件，连接于该安装座，并且为该线圈所围绕，其中，该环形磁性元件的充磁方向垂直于该安装座及该环形磁性元件的移动方向，该环形磁性元件具有第二高度中心平面，该第一高度中心平面及该第二高度中心平面平行于该环形磁性元件的充磁方向，该线圈与该环形磁性元件交互作用而产生第一作用力，用以驱使该安装座及该环形磁性元件沿垂直于该环形磁性元件的充磁方向移动，当该环形磁性元件移动而使该第二高度中心平面由与该第一高度中心平面的重合位置移动到与该第一高度中心平面有一间隔时，该环形磁性元件与该导磁元件作用而产生第二作用力，以及该第二作用力的方向与该第一作用力的方向相同，用以驱使该安装座及该环形磁性元件沿垂直于该环形磁性元件的充磁方向移动；以及弹性元件，连接于该线圈与该环形磁性元件之间，用以提供回复弹力于该安装座及该环形磁性元件。
4.如权利要求3所述的电磁式传动装置，还包括至少一导引杆，连接于该固定座，其中，该安装座以移动的方式穿设于该导引杆之上。
5.如权利要求4所述的电磁式传动装置，其中，该导引杆由不导磁性材料所制成。
6.如权利要求4所述的电磁式传动装置，还包括至少一弹性压环，穿设于该导引杆之上，并且设置于该安装座与该固定座之间。
7.一种电磁式传动装置，包括：
固定座；
安装座，以移动的方式连接于该固定座；
导磁元件，连接于该安装座，并且具有第一高度中心平面；
线圈，连接于该安装座；
环形磁性元件，连接于该固定座，并且围绕该线圈，其中，该环形磁性元件的充磁方向垂直于该安装座、该导磁元件及该线圈的移动方向，该环形磁性元件具有第二高度中心平面，该第一高度中心平面及该第二高度中心平面平行于该环形磁性元件的充磁方向，该线圈与该环形磁性元件交互作用而产生第一作用力，用以驱使该安装座、该导磁元件及该线圈沿垂直于该环形磁性元件的充磁方向移动，当该导磁元件移动而使该第一高度中心平面由与该第二高度中心平面的重合位置移动到与该第二高度中心平面有一间隔时，该导磁元件与该环形磁性元件作用而产生第二作用力，以及该第二作用力的方向与该第一作用力的方向相同，用以驱使该安装座、该导磁元件及该线圈沿垂直于该环形磁性元件的充磁方向移动；以及弹性元件，连接于该固定座与该安装座之间，用以提供回复弹力于该安装座。
8.如权利要求7所述的电磁式传动装置，其中，该线圈设置于该环形磁性元件与该导磁元件之间。
9.如权利要求7所述的电磁式传动装置，其中，该导磁元件设置于该环形磁性元件与该线圈之间。
10.如权利要求7所述的电磁式传动装置，还包括至少一导引杆，连接于该固定座，其中，该安装座以移动的方式穿设于该导引杆之上。
11.如权利要求10所述的电磁式传动装置，其中，该导引杆由不导磁性材料所制成。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种电磁式传动装置，特别涉及一种可减少电力消耗的电磁式传动装置。
背景技术
微型化影像撷取装置已普遍应用于移动电话、计算机、车用影像雷达、电动游戏机及医疗观测装置等之中。随着科技的进步，微型化影像撷取装置已朝着高画质、省能源、低成本及小型化的设计方向来发展，而驱使其中的镜头模块移动的致动装置则是影响其产品品质的关键性零组件。
在目前应用于小型镜头模块的自动位移驱动装置中，其驱动器依运动方向可大致分为两种，第一种驱动器可提供旋转动力，且其旋转轴是平行于镜头模块的光轴，而第二种驱动器则可提供平移动力，且其移动方向是平行于镜头模块的光轴。
第一种驱动器(例如，步进马达)的旋转运动通常需要额外的传动方向转换机构，以使镜头模块能进行平行于光轴的移动。就运用第一种驱动器的自动位移驱动装置而言，其特点在于当镜头模块到达定位时，不需要增加额外的电力来维持镜头模块的位置。然而，含有第一种驱动器的自动位移驱动装置会具有非常多的构成零件，且其构造复杂度相当高，因而不利于缩小自动位移驱动装置的体积。
第二种驱动器(例如，音圈马达、压电致动装置及液态透镜致动装置)可直接将力量应用于位置调节上。相较于运用第一种驱动器的自动位移驱动装置，运用第二种驱动器的自动位移驱动装置可具有较少的构成零件以及较小的体积。然而，面对未来市场的需求，如何更有效的缩小此种驱动器或自动位移驱动装置的尺寸以及降低生产成本及电力消耗乃是一重要课题。
此外，请参阅图1，在美国专利第6,856,469号中所披露的一种已知镜头驱动装置中，其磁性元件9、间隔元件12以及弹簧元件50的排列方向为平行于镜头2的光轴。此已知镜头驱动装置是利用磁性元件9和驱动磁铁6间的磁力作用，并搭配弹簧元件50来对镜头2进行暂停时的夹持动作。然而，磁性元件9的存在会造成零件数目过多，因而不利于降低制造成本以及缩减镜头驱动装置的整体尺寸。此外，在维持镜头2定位时仍须耗费电力，以及磁力元件间的移动位置对磁力变化是呈非线性的关系，因此，已知镜头驱动装置在镜头2的定位控制上有一定的困难性。
此外，请参阅图2A及图2B，在日本专利公开第2005-128405号中披露有一种已知镜头驱动装置1，其通过使用特殊上下设计的上弹簧片9与下弹簧片11，可提供镜头模块(镜头20、上盖24、后垫片17、线圈15、镜头承座7)精确的移动并减少移动时的摩擦力。上弹簧片9与下弹簧片11亦可视为线圈15的延伸，以做为线圈15两端电流流通的导体。至于上框架23上的槽37与镜头承座7上的肋31，其作用在于承受动子(镜头20、上盖24、后垫片17、线圈15、镜头承座7)和定子(上框架23、轭铁3、磁铁13)间因接触所造成的撞击或震动，进而控制动子对光轴偏移的值在可接受的范围内，其亦可防止镜头20过度的旋转而影响其他的结构。值得注意的是，在此镜头驱动装置1之中，ㄇ型轭铁3可提升整体导磁效能，以为了要提高电磁音圈力，进而能足够带动镜头模块。然而，ㄇ型轭铁3的存在会不利于降低制造成本以及缩减镜头驱动装置1的整体尺寸。
有鉴于此，本发明的目的是要提供一种电磁式传动装置，其可达成减少电力消耗、小型化及降低制造成本的功效。
在目前应用于小型镜头模块的自动位移驱动装置中，其驱动器依运动方向可大致分为两种，第一种驱动器可提供旋转动力，且其旋转轴是平行于镜头模块的光轴，而第二种驱动器则可提供平移动力，且其移动方向是平行于镜头模块的光轴。
第一种驱动器(例如，步进马达)的旋转运动通常需要额外的传动方向转换机构，以使镜头模块能进行平行于光轴的移动。就运用第一种驱动器的自动位移驱动装置而言，其特点在于当镜头模块到达定位时，不需要增加额外的电力来维持镜头模块的位置。然而，含有第一种驱动器的自动位移驱动装置会具有非常多的构成零件，且其构造复杂度相当高，因而不利于缩小自动位移驱动装置的体积。
第二种驱动器(例如，音圈马达、压电致动装置及液态透镜致动装置)可直接将力量应用于位置调节上。相较于运用第一种驱动器的自动位移驱动装置，运用第二种驱动器的自动位移驱动装置可具有较少的构成零件以及较小的体积。然而，面对未来市场的需求，如何更有效的缩小此种驱动器或自动位移驱动装置的尺寸以及降低生产成本及电力消耗乃是一重要课题。
此外，请参阅图1，在美国专利第6,856,469号中所披露的一种已知镜头驱动装置中，其磁性元件9、间隔元件12以及弹簧元件50的排列方向为平行于镜头2的光轴。此已知镜头驱动装置是利用磁性元件9和驱动磁铁6间的磁力作用，并搭配弹簧元件50来对镜头2进行暂停时的夹持动作。然而，磁性元件9的存在会造成零件数目过多，因而不利于降低制造成本以及缩减镜头驱动装置的整体尺寸。此外，在维持镜头2定位时仍须耗费电力，以及磁力元件间的移动位置对磁力变化是呈非线性的关系，因此，已知镜头驱动装置在镜头2的定位控制上有一定的困难性。
此外，请参阅图2A及图2B，在日本专利公开第2005-128405号中披露有一种已知镜头驱动装置1，其通过使用特殊上下设计的上弹簧片9与下弹簧片11，可提供镜头模块(镜头20、上盖24、后垫片17、线圈15、镜头承座7)精确的移动并减少移动时的摩擦力。上弹簧片9与下弹簧片11亦可视为线圈15的延伸，以做为线圈15两端电流流通的导体。至于上框架23上的槽37与镜头承座7上的肋31，其作用在于承受动子(镜头20、上盖24、后垫片17、线圈15、镜头承座7)和定子(上框架23、轭铁3、磁铁13)间因接触所造成的撞击或震动，进而控制动子对光轴偏移的值在可接受的范围内，其亦可防止镜头20过度的旋转而影响其他的结构。值得注意的是，在此镜头驱动装置1之中，ㄇ型轭铁3可提升整体导磁效能，以为了要提高电磁音圈力，进而能足够带动镜头模块。然而，ㄇ型轭铁3的存在会不利于降低制造成本以及缩减镜头驱动装置1的整体尺寸。
有鉴于此，本发明的目的是要提供一种电磁式传动装置，其可达成减少电力消耗、小型化及降低制造成本的功效。
发明内容
本发明基本上采用如下所详述的特征以为了要解决上述的问题。
本发明的一实施例提供一种电磁式传动装置，其包括固定座；至少一导引杆，连接于该固定座，并且由导磁性材料所制成，其中，该导引杆具有第一高度中心平面；线圈，连接于该固定座；安装座，以移动的方式穿设于该导引杆之上；环形磁性元件，连接于该安装座，并且为该线圈所围绕，其中，该环形磁性元件的充磁方向垂直于该安装座及该环形磁性元件的移动方向，该环形磁性元件具有第二高度中心平面，该第一高度中心平面及该第二高度中心平面平行于该环形磁性元件的充磁方向，该线圈与该环形磁性元件交互作用而产生第一作用力，用以驱使该安装座及该环形磁性元件沿垂直于该环形磁性元件的充磁方向移动，当该环形磁性元件移动而使该第二高度中心平面由与该第一高度中心平面的重合位置移动到与该第一高度中心平面有一间隔时，该环形磁性元件与该导引杆作用而产生第二作用力，以及该第二作用力的方向与该第一作用力的方向相同，用以驱使该安装座及该环形磁性元件沿垂直于该环形磁性元件的充磁方向移动；以及弹性元件，连接于该线圈与该环形磁性元件之间，用以提供回复弹力于该安装座。
本发明的另一实施例提供一种电磁式传动装置，其包括固定座；导磁元件，连接于该固定座，并且具有第一高度中心平面；线圈，连接于该固定座；安装座，以移动的方式连接于该固定座；环形磁性元件，连接于该安装座，并且为该线圈所围绕，其中，该环形磁性元件的充磁方向垂直于该安装座及该环形磁性元件的移动方向，该环形磁性元件具有第二高度中心平面，该第一高度中心平面及该第二高度中心平面平行于该环形磁性元件的充磁方向，该线圈与该环形磁性元件交互作用而产生第一作用力，用以驱使该安装座及该环形磁性元件沿垂直于该环形磁性元件的充磁方向移动，当该环形磁性元件移动而使该第二高度中心平面由与该第一高度中心平面的重合位置移动到与该第一高度中心平面有一间隔时，该环形磁性元件与该导磁元件作用而产生第二作用力，以及该第二作用力的方向与该第一作用力的方向相同，用以驱使该安装座及该环形磁性元件沿垂直于该环形磁性元件的充磁方向移动；以及弹性元件，连接于该线圈与该环形磁性元件之间，用以提供回复弹力于该安装座及该环形磁性元件。
本发明的又一实施例提供一种电磁式传动装置，其包括固定座；安装座，以移动的方式连接于该固定座；导磁元件，连接于该安装座，并且具有第一高度中心平面；线圈，连接于该安装座；环形磁性元件，连接于该固定座，并且围绕该线圈，其中，该环形磁性元件的充磁方向垂直于该安装座、该导磁元件及该线圈的移动方向，该环形磁性元件具有第二高度中心平面，该第一高度中心平面及该第二高度中心平面平行于该环形磁性元件的充磁方向，该线圈与该环形磁性元件交互作用而产生第一作用力，用以驱使该安装座、该导磁元件及该线圈沿垂直于该环形磁性元件的充磁方向移动，当该导磁元件移动而使该第一高度中心平面由与该第二高度中心平面的重合位置移动到与该第二高度中心平面有一间隔时，该导磁元件与该环形磁性元件作用而产生第二作用力，以及该第二作用力的方向与该第一作用力的方向相同，用以驱使该安装座、该导磁元件及该线圈沿垂直于该环形磁性元件的充磁方向移动；以及弹性元件，连接于该固定座与该安装座之间，用以提供回复弹力于该安装座。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例并配合附图做详细说明。
本发明的一实施例提供一种电磁式传动装置，其包括固定座；至少一导引杆，连接于该固定座，并且由导磁性材料所制成，其中，该导引杆具有第一高度中心平面；线圈，连接于该固定座；安装座，以移动的方式穿设于该导引杆之上；环形磁性元件，连接于该安装座，并且为该线圈所围绕，其中，该环形磁性元件的充磁方向垂直于该安装座及该环形磁性元件的移动方向，该环形磁性元件具有第二高度中心平面，该第一高度中心平面及该第二高度中心平面平行于该环形磁性元件的充磁方向，该线圈与该环形磁性元件交互作用而产生第一作用力，用以驱使该安装座及该环形磁性元件沿垂直于该环形磁性元件的充磁方向移动，当该环形磁性元件移动而使该第二高度中心平面由与该第一高度中心平面的重合位置移动到与该第一高度中心平面有一间隔时，该环形磁性元件与该导引杆作用而产生第二作用力，以及该第二作用力的方向与该第一作用力的方向相同，用以驱使该安装座及该环形磁性元件沿垂直于该环形磁性元件的充磁方向移动；以及弹性元件，连接于该线圈与该环形磁性元件之间，用以提供回复弹力于该安装座。
本发明的另一实施例提供一种电磁式传动装置，其包括固定座；导磁元件，连接于该固定座，并且具有第一高度中心平面；线圈，连接于该固定座；安装座，以移动的方式连接于该固定座；环形磁性元件，连接于该安装座，并且为该线圈所围绕，其中，该环形磁性元件的充磁方向垂直于该安装座及该环形磁性元件的移动方向，该环形磁性元件具有第二高度中心平面，该第一高度中心平面及该第二高度中心平面平行于该环形磁性元件的充磁方向，该线圈与该环形磁性元件交互作用而产生第一作用力，用以驱使该安装座及该环形磁性元件沿垂直于该环形磁性元件的充磁方向移动，当该环形磁性元件移动而使该第二高度中心平面由与该第一高度中心平面的重合位置移动到与该第一高度中心平面有一间隔时，该环形磁性元件与该导磁元件作用而产生第二作用力，以及该第二作用力的方向与该第一作用力的方向相同，用以驱使该安装座及该环形磁性元件沿垂直于该环形磁性元件的充磁方向移动；以及弹性元件，连接于该线圈与该环形磁性元件之间，用以提供回复弹力于该安装座及该环形磁性元件。
本发明的又一实施例提供一种电磁式传动装置，其包括固定座；安装座，以移动的方式连接于该固定座；导磁元件，连接于该安装座，并且具有第一高度中心平面；线圈，连接于该安装座；环形磁性元件，连接于该固定座，并且围绕该线圈，其中，该环形磁性元件的充磁方向垂直于该安装座、该导磁元件及该线圈的移动方向，该环形磁性元件具有第二高度中心平面，该第一高度中心平面及该第二高度中心平面平行于该环形磁性元件的充磁方向，该线圈与该环形磁性元件交互作用而产生第一作用力，用以驱使该安装座、该导磁元件及该线圈沿垂直于该环形磁性元件的充磁方向移动，当该导磁元件移动而使该第一高度中心平面由与该第二高度中心平面的重合位置移动到与该第二高度中心平面有一间隔时，该导磁元件与该环形磁性元件作用而产生第二作用力，以及该第二作用力的方向与该第一作用力的方向相同，用以驱使该安装座、该导磁元件及该线圈沿垂直于该环形磁性元件的充磁方向移动；以及弹性元件，连接于该固定座与该安装座之间，用以提供回复弹力于该安装座。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例并配合附图做详细说明。
附图说明
图1是显示一种已知镜头驱动装置的部分立体示意图；
图2A是显示另一种已知镜头驱动装置的剖面示意图；
图2B是显示另一种已知镜头驱动装置的立体分解示意图；
图3是显示本发明的第一实施例的电磁式传动装置的立体分解示意图；
图4是显示本发明的第一实施例的电磁式传动装置与镜头模块结合的剖面示意图；
图5是显示根据图4的一部分构造示意图；
图6是显示根据图4的另一部分构造示意图；
图7是显示本发明的第二实施例的电磁式传动装置与镜头模块结合的剖面示意图；
图8是显示本发明的第三实施例的电磁式传动装置的立体分解示意图；
图9是显示本发明的第三实施例的电磁式传动装置与镜头模块结合的剖面示意图；
图10是显示根据图9的部分构造示意图；以及
图11是显示本发明的第四实施例的电磁式传动装置的剖面示意图。
附图标记说明
1～镜头驱动装置 2～镜头
3～轭铁 6～驱动磁铁
7～镜头承座 9～磁性元件、上弹簧片
11～下弹簧片 12～间隔元件
13～磁铁 15～线圈
17～后垫片 20～镜头
23～上框架 24～上盖
31～肋 37～槽
50～弹簧元件 100、100’、300、300’～电磁式传动装置
110、310～固定座 120～导引杆
130、340～线圈 140、320～安装座
150、350～环形磁性元件 160、360～弹性元件
161、361～外环部 162、362～内环部
170～弹性压环 180、330～导磁元件
A、A’、B、B’～区域 F1～第一作用力
F2～第二作用力 H1～第一高度中心平面
H2～第二高度中心平面 L～镜头模块
O～光轴
图2A是显示另一种已知镜头驱动装置的剖面示意图；
图2B是显示另一种已知镜头驱动装置的立体分解示意图；
图3是显示本发明的第一实施例的电磁式传动装置的立体分解示意图；
图4是显示本发明的第一实施例的电磁式传动装置与镜头模块结合的剖面示意图；
图5是显示根据图4的一部分构造示意图；
图6是显示根据图4的另一部分构造示意图；
图7是显示本发明的第二实施例的电磁式传动装置与镜头模块结合的剖面示意图；
图8是显示本发明的第三实施例的电磁式传动装置的立体分解示意图；
图9是显示本发明的第三实施例的电磁式传动装置与镜头模块结合的剖面示意图；
图10是显示根据图9的部分构造示意图；以及
图11是显示本发明的第四实施例的电磁式传动装置的剖面示意图。
附图标记说明
1～镜头驱动装置 2～镜头
3～轭铁 6～驱动磁铁
7～镜头承座 9～磁性元件、上弹簧片
11～下弹簧片 12～间隔元件
13～磁铁 15～线圈
17～后垫片 20～镜头
23～上框架 24～上盖
31～肋 37～槽
50～弹簧元件 100、100’、300、300’～电磁式传动装置
110、310～固定座 120～导引杆
130、340～线圈 140、320～安装座
150、350～环形磁性元件 160、360～弹性元件
161、361～外环部 162、362～内环部
170～弹性压环 180、330～导磁元件
A、A’、B、B’～区域 F1～第一作用力
F2～第二作用力 H1～第一高度中心平面
H2～第二高度中心平面 L～镜头模块
O～光轴
具体实施方式
兹配合附图说明本发明的优选实施例。
第一实施例
请参阅图3及图4，本实施例的电磁式传动装置100可应用于驱使相机的镜头模块进行移动，并且主要包括有固定座110、两相对导引杆120、线圈130、安装座140、环形磁性元件150、弹性元件160及两弹性压环170，其中，固定座110、导引杆120、线圈130及弹性压环170可视为电磁式传动装置100的固定部件，而安装座140及环形磁性元件150可视为电磁式传动装置100的移动部件。
两导引杆120皆是连接于固定座110。在此，两导引杆120皆是由导磁性材料所制成(或是其中导引杆120是由导磁性材料所制成)。此外，如图6所示，两导引杆120具有同一第一高度中心平面H1。
仍如图3及图4所示，线圈130连接于固定座110。
安装座140是以移动的方式穿设于两导引杆120之上。此外，如图4所示，安装座140可用来安装或承载镜头模块L。
环形磁性元件150是连接于安装座140，并且环形磁性元件150是被线圈130所围绕。特别的是，环形磁性元件150的充磁方向是垂直于安装座140及环形磁性元件150的移动方向，亦即，环形磁性元件150是被径向充磁，而非被轴向充磁。更详细的来说，由于环形磁性元件150是被径向充磁，故环形磁性元件150的一个磁极(例如，S极)是位于内径位置处，而其另一磁极(例如，N极)是位于外径位置处。此外，如图6所示，环形磁性元件150具有第二高度中心平面H2。导引杆120的第一高度中心平面H1及环形磁性元件150的第二高度中心平面H2皆是平行于环形磁性元件150的充磁方向。再者，在本实施例中，环形磁性元件150可以是永久磁石。另外，由于考虑到小尺寸的环形磁性元件150不易以径向充磁的方式达到磁场饱和的状态，故可选择性地以多个圆弧片状的磁性元件来取代环形磁性元件150。也就是说，在多个圆弧片状的磁性元件分别被径向充磁而达到磁场饱和状态后，可将这些圆弧片状的磁性元件组合起来以形成相同的环形磁性元件150，如此一来，经由组合后的环形磁性元件150即可具有饱和的磁场强度。
如图4所示，弹性元件160是连接于线圈130(固定部件)与环形磁性元件150(移动部件)之间，其可用来提供回复弹力于安装座140及环形磁性元件150(移动部件)。更详细的来说，如图3及图4所示，弹性元件160具有外环部161及内环部162，外环部161是连接于线圈130，而内环部162连接于环形磁性元件150。值得注意的是，弹性元件160并不局限于必须连接于线圈130与环形磁性元件150之间。换句话说，弹性元件160的外环部161亦可选择性地连接于固定部件的固定座110、导引杆120或弹性压环170，而其内环部162可选择性地连接于移动部件的安装座140。
两弹性压环170是分别穿设于两导引杆120之上，并且两弹性压环170是分别设置于安装座140与固定座110之间。在此，两弹性压环170可在安装座140与固定座110之间提供撞击缓冲效果。
如图5所示，就环形磁性元件150与线圈130之间的磁路结构而言，环形磁性元件150所提供的封闭磁力线会垂直通过线圈130。当线圈130被通入电流时，根据电磁音圈原理，线圈130会与环形磁性元件150所提供的磁力线交互作用产生第一作用力F1，而此第一作用力F1可驱使安装座140及环形磁性元件150沿垂直于环形磁性元件150的充磁方向移动。在另一方面，在安装座140及环形磁性元件150的移动过程中，连接于线圈130与环形磁性元件150之间的弹性元件160会对环形磁性元件150(及安装座140)提供与第一作用力F1相反的回复弹力。通过第一作用力F1与回复弹力之间的平衡，即可使得承载镜头模块L的安装座140定位于特定位置处。
如图6所示，就环形磁性元件150与导引杆120之间的磁路结构而言，由导磁性材料所制成的导引杆120可被其第一高度中心平面H1区分为高度相等的A、B两区域。当环形磁性元件150的第二高度中心平面H2与导引杆120的第一高度中心平面H1重合时，环形磁性元件150所受到的轴向磁吸力为零。然而，当环形磁性元件150的第二高度中心平面H2是位于导引杆120的第一高度中心平面H1之上的A区域之中时，由于环形磁性元件150是被径向充磁，故环形磁性元件150会受到一向上的轴向磁吸力(第二作用力F2)推动。在此，由被径向充磁的环形磁性元件150所导入至导引杆120中的磁力线会经由导引杆120的两端部流出或流入，以及环形磁性元件150与导引杆120的A区域的端部间的磁阻是小于环形磁性元件150与导引杆120的B区域的端部间的磁阻，故导入至A区域中的磁力线数量会大于导入至B区域中的磁力线数量，因而会使得环形磁性元件150与导引杆120的A区域之间的相吸磁力大于环形磁性元件150与导引杆120的B区域之间的相吸磁力。因此，在相吸磁力的合力作用下，环形磁性元件150即会受到一向上的轴向磁吸力(第二作用力F2)推动。根据实验及电磁模拟结果，当环形磁性元件150的第二高度中心平面H2是位于导引杆120的第一高度中心平面H1之上的A区域的中点时，环形磁性元件150所受到的向上的轴向磁吸力(第二作用力F2)会最大，而当环形磁性元件150的第二高度中心平面H2是位于导引杆120的第一高度中心平面H1之上的A区域的端部上时，环形磁性元件150所受到的轴向磁吸力又会为零。反之，当环形磁性元件150的第二高度中心平面H2是位于导引杆120的第一高度中心平面H1之下的B区域之中时，环形磁性元件150会受到向下的轴向磁吸力(第二作用力F2)推动。同样地，当环形磁性元件150的第二高度中心平面H2是位于导引杆120的第一高度中心平面H1之下的B区域的中点时，环形磁性元件150所受到的向下的轴向磁吸力(第二作用力F2)亦会最大，而当环形磁性元件150的第二高度中心平面H2是位于导引杆120的第一高度中心平面H1之下的B区域的端部上时，环形磁性元件150所受到的轴向磁吸力亦会为零。此外，上述的轴向磁吸力(第二作用力F2)的方向是平行于第一作用力F1的方向。
如上所述，若欲使环形磁性元件150朝上相对移动于导引杆120的A区域之中时，可将环形磁性元件150的第二高度中心平面H2设计位于导引杆120的第一高度中心平面H1之上，如此一来，在安装座140及环形磁性元件150沿垂直于环形磁性元件150的充磁方向来向上移动的过程中，其除了会受到第一作用力F1的推动外，尚还会受到与第一作用力F1的方向相同的第二作用力F2的推动。因此，通入线圈130中的电流强度即可降低，进而可达成减少电力消耗的功效。
在本实施例中，环形磁性元件150的第二高度中心平面H2是大略设计成与导引杆120的第一高度中心平面H1重合。如上所述，在将电磁式传动装置100应用于驱使相机的镜头模块L(如图4所示)进行移动时，依电磁音圈原理会产生平行于镜头模块L的光轴O的第一作用力F1，而此第一作用力F1会驱使镜头模块L、安装座140及环形磁性元件150沿光轴O方向(或垂直于环形磁性元件150的充磁方向)移动。同时，当环形磁性元件150移动而使其第二高度中心平面H2间隔于导引杆120的第一高度中心平面H1时，环形磁性元件150会与导引杆120作用而产生与第一作用力F1的方向相同的第二作用力F2，以辅助驱使镜头模块L、安装座140及环形磁性元件150沿光轴O方向(或垂直于环形磁性元件150的充磁方向)移动。
此外，当线圈130内停止通电时，第一作用力F1会立即消失，而镜头模块L、安装座140及环形磁性元件150即会通过弹性元件160所提供的回复弹力而返回至其原始位置处。
第二实施例
在本实施例中，与第一实施例相同的元件均标示以相同的符号。
请参阅图7，本实施例与第一实施例最大的差别是在于本实施例电磁式传动装置100’另外包括有导磁元件180以及两导引杆120是由不导磁性材料所制成。
导磁元件180是连接于固定座110，并且导磁元件180具有第一高度中心平面H1。
至于本实施例的其他元件构造、特征或运作方式均与第一实施例相同，故为了使本案的说明书内容能更清晰易懂起见，在此省略其重复的说明。
在本实施例中，环形磁性元件150的第二高度中心平面H2是大略设计成与导磁元件180的第一高度中心平面H1重合。如上所述，在将电磁式传动装置100应用于驱使相机的镜头模块L(如图4所示)进行移动时，依电磁音圈原理会产生平行于镜头模块L的光轴O的第一作用力F1，而此第一作用力F1会驱使镜头模块L、安装座140及环形磁性元件150沿光轴O方向(或垂直于环形磁性元件150的充磁方向)移动。同时，当环形磁性元件150移动而使其第二高度中心平面H2间隔于导磁元件180的第一高度中心平面H1时，环形磁性元件150会与导磁元件180作用而产生与第一作用力F1的方向相同的第二作用力F2，以辅助驱使镜头模块L、安装座140及环形磁性元件150沿光轴O方向(或垂直于环形磁性元件150的充磁方向)移动。
同样地，当线圈130内停止通电时，第一作用力F1会立即消失，而镜头模块L、安装座140及环形磁性元件150即会通过弹性元件160所提供的回复弹力而返回至其原始位置处。
第三实施例
请参阅图8及图9，本实施例的电磁式传动装置300可应用于驱使相机的镜头模块进行移动，并且主要包括有固定座310、安装座320、两导磁元件330、线圈340、环形磁性元件350及弹性元件360，其中，固定座310及环形磁性元件350可视为电磁式传动装置300的固定部件，而安装座320、导磁元件330及线圈340可视为电磁式传动装置300的移动部件。
安装座320是以移动的方式连接于固定座310。此外，如图9所示，安装座320可用来安装或承载镜头模块L。
两导磁元件330皆是连接于安装座320。此外，如图10所示，两导磁元件330具有同一第一高度中心平面H1。
线圈340是连接于安装座320。
环形磁性元件350是连接于固定座310，并且环形磁性元件350是围绕着线圈340。特别的是，环形磁性元件350的充磁方向是垂直于安装座320、导磁元件330及线圈340的移动方向，亦即，环形磁性元件350是被径向充磁，而非被轴向充磁。更详细的来说，由于环形磁性元件350是被径向充磁，故环形磁性元件350的一个磁极(例如，N极)是位于内径位置处，而其另一磁极(例如，S极)是位于外径位置处。此外，如图10所示，环形磁性元件350具有第二高度中心平面H2。导磁元件330的第一高度中心平面H1及环形磁性元件350的第二高度中心平面H2皆是平行于环形磁性元件350的充磁方向。再者，在本实施例中，环形磁性元件350可以是永久磁石。同样地，由于考虑到小尺寸的环形磁性元件350不易以径向充磁的方式达到磁场饱和的状态，故可选择性地以多个圆弧片状的磁性元件来取代环形磁性元件350。也就是说，在多个圆弧片状的磁性元件分别被径向充磁而达到磁场饱和状态后，可将这些圆弧片状的磁性元件组合起来以形成相同的环形磁性元件350，如此一来，经由组合后的环形磁性元件350即可具有饱和的磁场强度。此外，在本实施例中，线圈340是设置于环形磁性元件350与导磁元件330之间。
如图9所示，弹性元件360连接于固定座310(固定部件)与安装座320(移动部件)之间，其可用来提供回复弹力于安装座320。更详细的来说，如图8及图9所示，弹性元件360具有外环部361及内环部362，外环部361是连接于固定座310，而内环部362是连接于安装座320。值得注意的是，弹性元件360并不局限于必须连接于固定座310与安装座320之间。换句话说，弹性元件360的外环部361亦可选择性地连接于固定部件的环形磁性元件350，而其内环部362可选择性地连接于移动部件的导磁元件330或线圈340。
如图9所示，就环形磁性元件350与线圈340之间的磁路结构而言，环形磁性元件350所提供的封闭磁力线会垂直通过线圈340。当线圈340被通入电流时，根据电磁音圈原理，线圈340会与环形磁性元件350所提供的磁力线交互作用产生第一作用力F1，而此第一作用力F1可驱使安装座320、导磁元件330及线圈340沿垂直于环形磁性元件350的充磁方向移动。在另一方面，在安装座320、导磁元件330及线圈340的移动过程中，连接于固定座310与安装座320之间的弹性元件360会对安装座320提供与第一作用力F1相反的回复弹力。通过第一作用力F1与回复弹力之间的平衡，即可使得承载镜头模块L的安装座320定位于特定位置处。
如图10所示，就环形磁性元件350与导磁元件330之间的磁路结构而言，导磁元件330可被其第一高度中心平面H1区分为高度相等的A’、B’两区域。当环形磁性元件350的第二高度中心平面H2与导磁元件330的第一高度中心平面H1重合时，导磁元件330所受到的轴向磁吸力为零。然而，当环形磁性元件350的第二高度中心平面H2是位于导磁元件330的第一高度中心平面H1之上的A’区域中时，由于环形磁性元件350是被径向充磁，故导磁元件330会受到向下的轴向磁吸力(第二作用力F2)推动。在此，由被径向充磁的环形磁性元件350所导入至导磁元件330中的磁力线会经由导磁元件330的两端部流出或流入，以及环形磁性元件350与导磁元件330的A’区域的端部间的磁阻是小于环形磁性元件350与导磁元件330的B’区域的端部间的磁阻，故导入至A’区域中的磁力线数量会大于导入至B’区域中的磁力线数量，因而会使得环形磁性元件350与导磁元件330的A’区域之间的相吸磁力大于环形磁性元件350与导磁元件330的B’区域之间的相吸磁力。因此，在相吸磁力的合力作用下以及环形磁性元件350是被固定的情形下，导磁元件330即会受到向下的轴向磁吸力(第二作用力F2)推动。根据实验结果，当环形磁性元件350的第二高度中心平面H2是位于导磁元件330的第一高度中心平面H1之上的A’区域的中点时，导磁元件330所受到的向下的轴向磁吸力(第二作用力F2)会最大，而当环形磁性元件350的第二高度中心平面H2是位于导磁元件330的第一高度中心平面H1之上的A’区域的端部上时，导磁元件330所受到的轴向磁吸力又会为零。反之，当环形磁性元件350的第二高度中心平面H2是位于导磁元件330的第一高度中心平面H1之下的B’区域之中时，导磁元件330会受到向上的轴向磁吸力(第二作用力F2)推动。同样地，当环形磁性元件350的第二高度中心平面H2是位于导磁元件330的第一高度中心平面H1之下的B’区域的中点时，导磁元件330所受到的向上的轴向磁吸力(第二作用力F2)亦会最大，而当环形磁性元件350的第二高度中心平面H2是位于导磁元件330的第一高度中心平面H1之下的B’区域的端部上时，导磁元件330所受到的轴向磁吸力亦会为零。此外，上述的轴向磁吸力(第二作用力F2)的方向是平行于第一作用力F1的方向。
如上所述，若欲使导磁元件330(或安装座320)朝上相对移动时，可将环形磁性元件350的第二高度中心平面H2设计位于导磁元件330的第一高度中心平面H1之下，如此一来，在安装座320、导磁元件330及线圈340沿垂直于环形磁性元件350的充磁方向来向上移动的过程中，其除了会受到第一作用力F1的推动外，尚还会受到与第一作用力F1的方向相同的第二作用力F2的推动。因此，通入线圈340中的电流强度即可降低，进而可达成减少电力消耗的功效。
在本实施例中，环形磁性元件350的第二高度中心平面H2是大略设计成与导磁元件330的第一高度中心平面H1重合。如上所述，在将电磁式传动装置300应用于驱使相机的镜头模块L(如图9所示)进行移动时，依电磁音圈原理会产生平行于镜头模块L的光轴O的第一作用力F1，而此第一作用力F1会驱使镜头模块L、安装座320、导磁元件330及线圈340沿光轴O方向(或垂直于环形磁性元件350的充磁方向)移动。同时，当导磁元件330移动而使其第一高度中心平面H1间隔于环形磁性元件350的第二高度中心平面H2时，导磁元件330会与环形磁性元件350作用而产生与第一作用力F1的方向相同的第二作用力F2，以辅助驱使镜头模块L、安装座320、导磁元件330及线圈340沿光轴O方向(或垂直于环形磁性元件350的充磁方向)移动。
此外，当线圈340内停止通电时，第一作用力F1会立即消失，而镜头模块L、安装座320、导磁元件330及线圈340即会通过弹性元件360所提供的回复弹力而返回至其原始位置处。
另外，虽然本实施例的线圈340是设置于环形磁性元件350与导磁元件330之间，但线圈340、环形磁性元件350及导磁元件330之间的相对位置亦可被改变。举例来说，如图11所示，在另一电磁式传动装置300’(第四实施例)中，导磁元件330是设置于环形磁性元件350与线圈340之间。就运作方式与达成功效而言，电磁式传动装置300’可说是与电磁式传动装置300完全相同的。
此外，电磁式传动装置300、300’还可额外包括有至少一导引杆(未显示)，以导引移动部件(安装座320、导磁元件330及线圈340)移动。举例来说，导引杆可以是连接于固定座310，而安装座320是以移动的方式穿设于导引杆之上。此外，导引杆是由不导磁性材料所制成。
综上所述，由于本发明所披露的电磁式传动装置可利用额外产生的轴向磁吸力(第二作用力F2)来辅助推动承载有镜头模块的安装座，故通入线圈中的电流强度即可降低，进而可达成减少电力消耗的功效。
虽然本发明已以优选实施例披露于上，然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后附的权利要求所界定的为准。
第一实施例
请参阅图3及图4，本实施例的电磁式传动装置100可应用于驱使相机的镜头模块进行移动，并且主要包括有固定座110、两相对导引杆120、线圈130、安装座140、环形磁性元件150、弹性元件160及两弹性压环170，其中，固定座110、导引杆120、线圈130及弹性压环170可视为电磁式传动装置100的固定部件，而安装座140及环形磁性元件150可视为电磁式传动装置100的移动部件。
两导引杆120皆是连接于固定座110。在此，两导引杆120皆是由导磁性材料所制成(或是其中导引杆120是由导磁性材料所制成)。此外，如图6所示，两导引杆120具有同一第一高度中心平面H1。
仍如图3及图4所示，线圈130连接于固定座110。
安装座140是以移动的方式穿设于两导引杆120之上。此外，如图4所示，安装座140可用来安装或承载镜头模块L。
环形磁性元件150是连接于安装座140，并且环形磁性元件150是被线圈130所围绕。特别的是，环形磁性元件150的充磁方向是垂直于安装座140及环形磁性元件150的移动方向，亦即，环形磁性元件150是被径向充磁，而非被轴向充磁。更详细的来说，由于环形磁性元件150是被径向充磁，故环形磁性元件150的一个磁极(例如，S极)是位于内径位置处，而其另一磁极(例如，N极)是位于外径位置处。此外，如图6所示，环形磁性元件150具有第二高度中心平面H2。导引杆120的第一高度中心平面H1及环形磁性元件150的第二高度中心平面H2皆是平行于环形磁性元件150的充磁方向。再者，在本实施例中，环形磁性元件150可以是永久磁石。另外，由于考虑到小尺寸的环形磁性元件150不易以径向充磁的方式达到磁场饱和的状态，故可选择性地以多个圆弧片状的磁性元件来取代环形磁性元件150。也就是说，在多个圆弧片状的磁性元件分别被径向充磁而达到磁场饱和状态后，可将这些圆弧片状的磁性元件组合起来以形成相同的环形磁性元件150，如此一来，经由组合后的环形磁性元件150即可具有饱和的磁场强度。
如图4所示，弹性元件160是连接于线圈130(固定部件)与环形磁性元件150(移动部件)之间，其可用来提供回复弹力于安装座140及环形磁性元件150(移动部件)。更详细的来说，如图3及图4所示，弹性元件160具有外环部161及内环部162，外环部161是连接于线圈130，而内环部162连接于环形磁性元件150。值得注意的是，弹性元件160并不局限于必须连接于线圈130与环形磁性元件150之间。换句话说，弹性元件160的外环部161亦可选择性地连接于固定部件的固定座110、导引杆120或弹性压环170，而其内环部162可选择性地连接于移动部件的安装座140。
两弹性压环170是分别穿设于两导引杆120之上，并且两弹性压环170是分别设置于安装座140与固定座110之间。在此，两弹性压环170可在安装座140与固定座110之间提供撞击缓冲效果。
如图5所示，就环形磁性元件150与线圈130之间的磁路结构而言，环形磁性元件150所提供的封闭磁力线会垂直通过线圈130。当线圈130被通入电流时，根据电磁音圈原理，线圈130会与环形磁性元件150所提供的磁力线交互作用产生第一作用力F1，而此第一作用力F1可驱使安装座140及环形磁性元件150沿垂直于环形磁性元件150的充磁方向移动。在另一方面，在安装座140及环形磁性元件150的移动过程中，连接于线圈130与环形磁性元件150之间的弹性元件160会对环形磁性元件150(及安装座140)提供与第一作用力F1相反的回复弹力。通过第一作用力F1与回复弹力之间的平衡，即可使得承载镜头模块L的安装座140定位于特定位置处。
如图6所示，就环形磁性元件150与导引杆120之间的磁路结构而言，由导磁性材料所制成的导引杆120可被其第一高度中心平面H1区分为高度相等的A、B两区域。当环形磁性元件150的第二高度中心平面H2与导引杆120的第一高度中心平面H1重合时，环形磁性元件150所受到的轴向磁吸力为零。然而，当环形磁性元件150的第二高度中心平面H2是位于导引杆120的第一高度中心平面H1之上的A区域之中时，由于环形磁性元件150是被径向充磁，故环形磁性元件150会受到一向上的轴向磁吸力(第二作用力F2)推动。在此，由被径向充磁的环形磁性元件150所导入至导引杆120中的磁力线会经由导引杆120的两端部流出或流入，以及环形磁性元件150与导引杆120的A区域的端部间的磁阻是小于环形磁性元件150与导引杆120的B区域的端部间的磁阻，故导入至A区域中的磁力线数量会大于导入至B区域中的磁力线数量，因而会使得环形磁性元件150与导引杆120的A区域之间的相吸磁力大于环形磁性元件150与导引杆120的B区域之间的相吸磁力。因此，在相吸磁力的合力作用下，环形磁性元件150即会受到一向上的轴向磁吸力(第二作用力F2)推动。根据实验及电磁模拟结果，当环形磁性元件150的第二高度中心平面H2是位于导引杆120的第一高度中心平面H1之上的A区域的中点时，环形磁性元件150所受到的向上的轴向磁吸力(第二作用力F2)会最大，而当环形磁性元件150的第二高度中心平面H2是位于导引杆120的第一高度中心平面H1之上的A区域的端部上时，环形磁性元件150所受到的轴向磁吸力又会为零。反之，当环形磁性元件150的第二高度中心平面H2是位于导引杆120的第一高度中心平面H1之下的B区域之中时，环形磁性元件150会受到向下的轴向磁吸力(第二作用力F2)推动。同样地，当环形磁性元件150的第二高度中心平面H2是位于导引杆120的第一高度中心平面H1之下的B区域的中点时，环形磁性元件150所受到的向下的轴向磁吸力(第二作用力F2)亦会最大，而当环形磁性元件150的第二高度中心平面H2是位于导引杆120的第一高度中心平面H1之下的B区域的端部上时，环形磁性元件150所受到的轴向磁吸力亦会为零。此外，上述的轴向磁吸力(第二作用力F2)的方向是平行于第一作用力F1的方向。
如上所述，若欲使环形磁性元件150朝上相对移动于导引杆120的A区域之中时，可将环形磁性元件150的第二高度中心平面H2设计位于导引杆120的第一高度中心平面H1之上，如此一来，在安装座140及环形磁性元件150沿垂直于环形磁性元件150的充磁方向来向上移动的过程中，其除了会受到第一作用力F1的推动外，尚还会受到与第一作用力F1的方向相同的第二作用力F2的推动。因此，通入线圈130中的电流强度即可降低，进而可达成减少电力消耗的功效。
在本实施例中，环形磁性元件150的第二高度中心平面H2是大略设计成与导引杆120的第一高度中心平面H1重合。如上所述，在将电磁式传动装置100应用于驱使相机的镜头模块L(如图4所示)进行移动时，依电磁音圈原理会产生平行于镜头模块L的光轴O的第一作用力F1，而此第一作用力F1会驱使镜头模块L、安装座140及环形磁性元件150沿光轴O方向(或垂直于环形磁性元件150的充磁方向)移动。同时，当环形磁性元件150移动而使其第二高度中心平面H2间隔于导引杆120的第一高度中心平面H1时，环形磁性元件150会与导引杆120作用而产生与第一作用力F1的方向相同的第二作用力F2，以辅助驱使镜头模块L、安装座140及环形磁性元件150沿光轴O方向(或垂直于环形磁性元件150的充磁方向)移动。
此外，当线圈130内停止通电时，第一作用力F1会立即消失，而镜头模块L、安装座140及环形磁性元件150即会通过弹性元件160所提供的回复弹力而返回至其原始位置处。
第二实施例
在本实施例中，与第一实施例相同的元件均标示以相同的符号。
请参阅图7，本实施例与第一实施例最大的差别是在于本实施例电磁式传动装置100’另外包括有导磁元件180以及两导引杆120是由不导磁性材料所制成。
导磁元件180是连接于固定座110，并且导磁元件180具有第一高度中心平面H1。
至于本实施例的其他元件构造、特征或运作方式均与第一实施例相同，故为了使本案的说明书内容能更清晰易懂起见，在此省略其重复的说明。
在本实施例中，环形磁性元件150的第二高度中心平面H2是大略设计成与导磁元件180的第一高度中心平面H1重合。如上所述，在将电磁式传动装置100应用于驱使相机的镜头模块L(如图4所示)进行移动时，依电磁音圈原理会产生平行于镜头模块L的光轴O的第一作用力F1，而此第一作用力F1会驱使镜头模块L、安装座140及环形磁性元件150沿光轴O方向(或垂直于环形磁性元件150的充磁方向)移动。同时，当环形磁性元件150移动而使其第二高度中心平面H2间隔于导磁元件180的第一高度中心平面H1时，环形磁性元件150会与导磁元件180作用而产生与第一作用力F1的方向相同的第二作用力F2，以辅助驱使镜头模块L、安装座140及环形磁性元件150沿光轴O方向(或垂直于环形磁性元件150的充磁方向)移动。
同样地，当线圈130内停止通电时，第一作用力F1会立即消失，而镜头模块L、安装座140及环形磁性元件150即会通过弹性元件160所提供的回复弹力而返回至其原始位置处。
第三实施例
请参阅图8及图9，本实施例的电磁式传动装置300可应用于驱使相机的镜头模块进行移动，并且主要包括有固定座310、安装座320、两导磁元件330、线圈340、环形磁性元件350及弹性元件360，其中，固定座310及环形磁性元件350可视为电磁式传动装置300的固定部件，而安装座320、导磁元件330及线圈340可视为电磁式传动装置300的移动部件。
安装座320是以移动的方式连接于固定座310。此外，如图9所示，安装座320可用来安装或承载镜头模块L。
两导磁元件330皆是连接于安装座320。此外，如图10所示，两导磁元件330具有同一第一高度中心平面H1。
线圈340是连接于安装座320。
环形磁性元件350是连接于固定座310，并且环形磁性元件350是围绕着线圈340。特别的是，环形磁性元件350的充磁方向是垂直于安装座320、导磁元件330及线圈340的移动方向，亦即，环形磁性元件350是被径向充磁，而非被轴向充磁。更详细的来说，由于环形磁性元件350是被径向充磁，故环形磁性元件350的一个磁极(例如，N极)是位于内径位置处，而其另一磁极(例如，S极)是位于外径位置处。此外，如图10所示，环形磁性元件350具有第二高度中心平面H2。导磁元件330的第一高度中心平面H1及环形磁性元件350的第二高度中心平面H2皆是平行于环形磁性元件350的充磁方向。再者，在本实施例中，环形磁性元件350可以是永久磁石。同样地，由于考虑到小尺寸的环形磁性元件350不易以径向充磁的方式达到磁场饱和的状态，故可选择性地以多个圆弧片状的磁性元件来取代环形磁性元件350。也就是说，在多个圆弧片状的磁性元件分别被径向充磁而达到磁场饱和状态后，可将这些圆弧片状的磁性元件组合起来以形成相同的环形磁性元件350，如此一来，经由组合后的环形磁性元件350即可具有饱和的磁场强度。此外，在本实施例中，线圈340是设置于环形磁性元件350与导磁元件330之间。
如图9所示，弹性元件360连接于固定座310(固定部件)与安装座320(移动部件)之间，其可用来提供回复弹力于安装座320。更详细的来说，如图8及图9所示，弹性元件360具有外环部361及内环部362，外环部361是连接于固定座310，而内环部362是连接于安装座320。值得注意的是，弹性元件360并不局限于必须连接于固定座310与安装座320之间。换句话说，弹性元件360的外环部361亦可选择性地连接于固定部件的环形磁性元件350，而其内环部362可选择性地连接于移动部件的导磁元件330或线圈340。
如图9所示，就环形磁性元件350与线圈340之间的磁路结构而言，环形磁性元件350所提供的封闭磁力线会垂直通过线圈340。当线圈340被通入电流时，根据电磁音圈原理，线圈340会与环形磁性元件350所提供的磁力线交互作用产生第一作用力F1，而此第一作用力F1可驱使安装座320、导磁元件330及线圈340沿垂直于环形磁性元件350的充磁方向移动。在另一方面，在安装座320、导磁元件330及线圈340的移动过程中，连接于固定座310与安装座320之间的弹性元件360会对安装座320提供与第一作用力F1相反的回复弹力。通过第一作用力F1与回复弹力之间的平衡，即可使得承载镜头模块L的安装座320定位于特定位置处。
如图10所示，就环形磁性元件350与导磁元件330之间的磁路结构而言，导磁元件330可被其第一高度中心平面H1区分为高度相等的A’、B’两区域。当环形磁性元件350的第二高度中心平面H2与导磁元件330的第一高度中心平面H1重合时，导磁元件330所受到的轴向磁吸力为零。然而，当环形磁性元件350的第二高度中心平面H2是位于导磁元件330的第一高度中心平面H1之上的A’区域中时，由于环形磁性元件350是被径向充磁，故导磁元件330会受到向下的轴向磁吸力(第二作用力F2)推动。在此，由被径向充磁的环形磁性元件350所导入至导磁元件330中的磁力线会经由导磁元件330的两端部流出或流入，以及环形磁性元件350与导磁元件330的A’区域的端部间的磁阻是小于环形磁性元件350与导磁元件330的B’区域的端部间的磁阻，故导入至A’区域中的磁力线数量会大于导入至B’区域中的磁力线数量，因而会使得环形磁性元件350与导磁元件330的A’区域之间的相吸磁力大于环形磁性元件350与导磁元件330的B’区域之间的相吸磁力。因此，在相吸磁力的合力作用下以及环形磁性元件350是被固定的情形下，导磁元件330即会受到向下的轴向磁吸力(第二作用力F2)推动。根据实验结果，当环形磁性元件350的第二高度中心平面H2是位于导磁元件330的第一高度中心平面H1之上的A’区域的中点时，导磁元件330所受到的向下的轴向磁吸力(第二作用力F2)会最大，而当环形磁性元件350的第二高度中心平面H2是位于导磁元件330的第一高度中心平面H1之上的A’区域的端部上时，导磁元件330所受到的轴向磁吸力又会为零。反之，当环形磁性元件350的第二高度中心平面H2是位于导磁元件330的第一高度中心平面H1之下的B’区域之中时，导磁元件330会受到向上的轴向磁吸力(第二作用力F2)推动。同样地，当环形磁性元件350的第二高度中心平面H2是位于导磁元件330的第一高度中心平面H1之下的B’区域的中点时，导磁元件330所受到的向上的轴向磁吸力(第二作用力F2)亦会最大，而当环形磁性元件350的第二高度中心平面H2是位于导磁元件330的第一高度中心平面H1之下的B’区域的端部上时，导磁元件330所受到的轴向磁吸力亦会为零。此外，上述的轴向磁吸力(第二作用力F2)的方向是平行于第一作用力F1的方向。
如上所述，若欲使导磁元件330(或安装座320)朝上相对移动时，可将环形磁性元件350的第二高度中心平面H2设计位于导磁元件330的第一高度中心平面H1之下，如此一来，在安装座320、导磁元件330及线圈340沿垂直于环形磁性元件350的充磁方向来向上移动的过程中，其除了会受到第一作用力F1的推动外，尚还会受到与第一作用力F1的方向相同的第二作用力F2的推动。因此，通入线圈340中的电流强度即可降低，进而可达成减少电力消耗的功效。
在本实施例中，环形磁性元件350的第二高度中心平面H2是大略设计成与导磁元件330的第一高度中心平面H1重合。如上所述，在将电磁式传动装置300应用于驱使相机的镜头模块L(如图9所示)进行移动时，依电磁音圈原理会产生平行于镜头模块L的光轴O的第一作用力F1，而此第一作用力F1会驱使镜头模块L、安装座320、导磁元件330及线圈340沿光轴O方向(或垂直于环形磁性元件350的充磁方向)移动。同时，当导磁元件330移动而使其第一高度中心平面H1间隔于环形磁性元件350的第二高度中心平面H2时，导磁元件330会与环形磁性元件350作用而产生与第一作用力F1的方向相同的第二作用力F2，以辅助驱使镜头模块L、安装座320、导磁元件330及线圈340沿光轴O方向(或垂直于环形磁性元件350的充磁方向)移动。
此外，当线圈340内停止通电时，第一作用力F1会立即消失，而镜头模块L、安装座320、导磁元件330及线圈340即会通过弹性元件360所提供的回复弹力而返回至其原始位置处。
另外，虽然本实施例的线圈340是设置于环形磁性元件350与导磁元件330之间，但线圈340、环形磁性元件350及导磁元件330之间的相对位置亦可被改变。举例来说，如图11所示，在另一电磁式传动装置300’(第四实施例)中，导磁元件330是设置于环形磁性元件350与线圈340之间。就运作方式与达成功效而言，电磁式传动装置300’可说是与电磁式传动装置300完全相同的。
此外，电磁式传动装置300、300’还可额外包括有至少一导引杆(未显示)，以导引移动部件(安装座320、导磁元件330及线圈340)移动。举例来说，导引杆可以是连接于固定座310，而安装座320是以移动的方式穿设于导引杆之上。此外，导引杆是由不导磁性材料所制成。
综上所述，由于本发明所披露的电磁式传动装置可利用额外产生的轴向磁吸力(第二作用力F2)来辅助推动承载有镜头模块的安装座，故通入线圈中的电流强度即可降低，进而可达成减少电力消耗的功效。
虽然本发明已以优选实施例披露于上，然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后附的权利要求所界定的为准。