CN101728922B - 电磁驱动器及具有所述电磁驱动器的镜头驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电磁驱动器，可相对一固定体前进或后退，所述电磁驱动器包括具弹性的安装架、永久磁铁、驱动线圈、及运动体，所述安装架包括外圈、内圈及连接外圈与内圈的轭部，所述永久磁铁与驱动线圈其中之一固定于外圈，其中之另一固定于内圈，所述磁铁沿运动体的轴向极化，所述运动体固定至内圈，所述外圈可与所述固定体摩擦连接，当驱动线圈接上可使安装架缓慢变形、快速恢复形变的驱动信号时，所述电磁驱动器将相对所述固定体前进或后退。本发明还提供一种应用前述电磁驱动器的镜头驱动装置，本发明的镜头驱动装置，结构紧凑、成本低、镜头行程不受限制。

Description

电磁驱动器及具有所述电磁驱动器的镜头驱动装置

技术领域

本发明涉及一种电磁驱动器及具有所述运动系统的镜头驱动装置。 

背景技术

随着便携式摄像装置如照相手机的普及及其功能的多样化，具有自动对焦镜头的便携式摄像装置将会拥有越来越宽广的市场前景。 

现有市面上的自动对焦便携式摄像装置通常使用的是电磁感应电机，它具有转速大、效率高等优点。此种电磁感应电机的镜头驱动装置常用的方法是通过线圈和磁铁产生电磁力来驱动镜头在光学轴线上运动。 

图6所示为现有技术中一种采用电磁力驱动的镜头驱动装置，包括铁壳11、磁铁12、线圈13和镜头架14，磁铁12与铁壳11固定作为固定部分，线圈13与镜头架14固定作为运动部分，运动部分可以相对固定部分运动。铁壳11包括外圈111、内圈112及连接外圈111与内圈112的轭部113，磁铁12固定在外圈111内侧，线圈13位于内圈112与外圈111之间，与磁铁12相对。 

然而，上述现有的镜头驱动装置，镜头的行程受到铁壳的限制；而且，由于磁铁与线圈相对，占用较大的径向尺寸，因此难于微型化，不适于目前便携式摄像装置摄像头越做越小的流行趋势。 

因此，有必要开发一种新型的可克服以上问题的镜头驱动装置。 

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种电磁驱动器，可相对一固定体前进或后退，所述电磁驱动器包括具弹性的安装架、永久磁铁、驱动线圈、及运动体，所述安装架包括外圈、内圈及连接外圈与内圈的轭部，所述永久磁铁与驱动线圈其中之一固定于外圈，其中之另一固定于内圈，所述永久磁铁沿轴向极化，所述运动体固定至内圈，所述外圈可与所述固定体摩擦连接，当驱 动线圈接上使安装架缓慢变形、快速恢复形变的驱动信号时，所述电磁驱动器将相对所述固定体前进或后退。 

本发明进一步的改进在于：固定于外圈的永久磁铁或驱动线圈在前后方向上与运动体相对，所述永久磁铁在前后方向上与驱动线圈错开。 

本发明进一步的改进在于：所述内圈和外圈为圆柱形，内圈中央为一通孔，所述轭部连接内圈与外圈的端部。 

本发明进一步的改进在于：所述驱动信号为锯齿波或者带脉宽调制的方波信号。 

本发明还提供一种镜头驱动装置，包括具弹性的安装架、永久磁铁、驱动线圈、镜头、及固定体，所述安装架包括内圈、外圈及连接内圈与外圈的轭部，所述内圈围绕一通光孔于其内，所述镜头与内圈相固定并位于通光孔后侧，所述永久磁铁与驱动线圈其中之一固定于外圈，其中之另一固定于内圈，所述安装架的外圈与固定体摩擦连接，所述磁铁的极化方向与镜头轴向平行，当驱动线圈接上可使安装架缓慢变形、快速恢复形变的驱动信号时，所述安装架、永久磁铁、驱动线圈及镜头的组合体可相对所述固定体前进或后退。 

本发明进一步的改进在于：所述安装架外圈与固定体之间设有若干弹性装置用以产生所述摩擦力。 

本发明进一步的改进在于：所述弹性装置为U形，其一侧臂固定至安装架的外圈，另一侧臂可滑动地收容于固定体的一导槽内。 

本发明所举实施例具有的有益效果是：结构紧凑，可用空间里能够容纳下径向尺寸最大的运动体(镜头)；运动体(镜头)行程不受限制，成本低。 

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。 

附图中， 

图1所示为根据本发明一实施例的电磁驱动器的剖视示意图；

图2所示为根据本发明一实施例的电磁驱动器的驱动线圈的驱动信号电压示意图； 

图3所示为根据本发明一实施例的应用前述电磁驱动器的镜头驱动装置的立体爆炸图； 

图4所示为图3的镜头驱动装置的组装图沿其对角线切去一半后的示意图； 

图5所示为图3的镜头驱动装置中的镜头、线圈、磁铁及安装架的立体爆炸图。 

图6所示为现有技术的镜头驱动装置。 

具体实施方式

请参阅图1，根据本发明一实施例的电磁驱动器包括具弹性的安装架20、永久磁铁30、驱动线圈40、及运动体50。 

在本实施例中，所述安装架20为圆柱形，包括圆柱形的内圈22、圆柱形的外圈24、连接内圈22与外圈24端部的圆环形轭部26，一径向延伸部28从内圈22的远离轭部26的一端朝外圈24延伸，一轴向通孔27形成于所述内圈22内。在本实施例中，所述磁铁30为环形磁铁，沿轴向极化，固定于内圈22的外表面。所述线圈40固定于安装架20外圈24的内表面，所述线圈40的两端电连接至外接电源。所述运动体50收容于所述安装架20内，其一端固定至径向延伸部28从而固定至内圈22，在本实施例中，所述运动体50为圆柱形，所述线圈40与所述运动体50的外圆柱面相对，线圈40的内表面与运动体50的外圆柱面之间存在间隙，以便所述运动体50可相对线圈40运动。优选地，所述线圈40与磁铁30在轴向上错开，也即：线圈40与磁铁30在轴向上不重叠，这样可使得运动体50的外径做到尽可能大。所述安装架20可以由塑料制成；优选地，所述安装架20由具有弹性的导磁材料如金属等制成。 

所述电磁驱动器可滑动地收容于一相对静止的固定体60内，所述固定体60与安装架20的外圈24的外表面之间设有若干弹性装置62，所述弹性装置62与安装架20的外圈24之间的静摩擦力可支撑整个电磁驱动器相对固定体60静止。 

 如图2所示的驱动信号连接至线圈40的两接线端。当没有任何驱动信号作用于线圈40上时，安装架10处于自由状态，电磁驱动器依靠摩擦力静止 于固定体60内的某一初始位置。当驱动信号电压沿上升沿ab缓慢上升时，线圈40处于通电状态并产生沿轴向的感应磁场，所述感应磁场与磁铁30产生的永久磁场相互吸引/排斥，从而使得安装架20的内圈22向上/下运动，而外圈24由于受摩擦力的阻碍作用而静止不动，轭部26发生弹性形变；当驱动信号电压沿下降沿bc骤然下降时，线圈40骤然断电，感应磁场骤然消失，轭部26骤然恢复形变，安装架20的内圈22和运动体50在惯性作用下继续沿着原来的方向运动或保持在原有位置附近，外圈24在变形力的作用下克服与弹性装置62之间的摩擦力向上/下运动，以便轭部26快速恢复形变。这样，在一个驱动脉冲的作用下，微观上整个电磁驱动器相对固定体60向上/下移动了一小段距离，在驱动脉冲序列的作用下，可以实现电磁驱动器相对固定体60的连续单向运动。通过改变驱动信号的形态，将缓慢上升、快速下降的驱动信号转换成缓慢下降、快速上升的驱动信号，可以实现电磁驱动器相对固定体60的反方向连续运动。 

可以理解地，所述线圈40还可以接其他形式的驱动信号，如带PWM(脉宽调制)的方波信号，只要驱动信号可使所述线圈40缓慢通电、快速断电从而使得安装架10的轭部26缓慢变形、快速恢复形变即可。 

请一并参阅图3至图5，所述镜头驱动装置包括安装架20’、磁铁30’、线圈40’、镜头50’、固定体60’、导向机构80’、弹性装置90’；安装架20’、磁铁30’、线圈40’、镜头50’、固定部分60’分别对应上述电磁驱动器的安装架20、磁铁30、线圈40、运动体50、固定体60。 

在本实施例的镜头驱动装置中，所述固定体60’包括一方形外壳62’，及一收容于外壳62’内的安装座64’。所述安装座64’包括四个横截面近似L形的立柱，分别对应位于外壳62’的四个角处，所述立柱的内表面为弧面，分别位于同心圆的不同位置上。所述镜头50’的靠近入光侧的一端固定至安装架20’的从内圈22’开始延伸的径向延伸部28’，所述线圈40固定至安装架20’的外圈24’内侧，所述安装架20’的轭部26’上开设有若干开孔26a’用以增加其弹性；安装架20’、磁铁30’、线圈40’、镜头50’的组合体安装于安装座64’内，所述安装架20’外圈24’的外表面与立柱的弧形内表面配合；导向机构80包括三组滚珠(图中仅显示一组)，两立柱的内表面分别开设有导槽64a’，所述滚珠夹持于立柱的导槽64a’与安装架 20’外圈24’之间，用于导引组合体相对于安装座64’的运动；弹性装置90’设置于所述安装架20’外圈24’的外表面与立柱之间用于产生摩擦力，在本实施例中，所述弹性装置90’为U形，其一侧臂固定于安装架20’外圈24’的外表面上，其另一侧臂可沿安装座64’的导槽64a’滑动；外壳62’的上盖板及安装座64’的顶壁皆开设有通光孔，以便光线可通过上述通光孔及安装架20’的通光孔27’后进入镜头50’。 

在上述的镜头驱动装置中，当给线圈40’施加缓慢上升/下降、快速下降/上升等可使所述线圈40’缓慢通电、快速断电从而使得安装架10’的轭部缓慢变形、快速恢复形变时，安装架20’、磁铁30’、线圈40’、镜头50’的组合体可沿安装座64’的内壁前进/后退。 

可以理解地，上述的安装架、运动体、镜头的形状并不限于圆柱体形状，如可以是横截面为方形等其他形状的柱体/筒体，故本申请提到轴向、径向并不意味着横截面是圆形或圆环形；所述磁铁可以是一个完整的圆环形，也可以是若干个弧形磁铁间隔设置；上述导向机构80的滚珠的个数并不限于三对，如还可以是一对、两对等；所述弹性装置90可以为一个或多个。 

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种电磁驱动器，可相对一固定体前进或后退，其特征在于：所述电磁驱动器包括具弹性的安装架、永久磁铁、驱动线圈、及运动体，所述安装架包括外圈、内圈及连接外圈与内圈的轭部，所述永久磁铁与驱动线圈其中之一固定于外圈，其中之另一固定于内圈，所述永久磁铁沿轴向极化，所述运动体固定至内圈，所述外圈可与所述固定体摩擦连接，当驱动线圈接上使安装架缓慢变形、快速恢复形变的驱动信号时，所述电磁驱动器将相对所述固定体前进或后退。

2.如权利要求1所述的电磁驱动器，其特征在于：固定于外圈的永久磁铁或驱动线圈与运动体相对，所述永久磁铁在前后方向上与驱动线圈错开。

3.如权利要求1所述的电磁驱动器，其特征在于：所述内圈和外圈为圆柱形，内圈中央为一通孔，所述轭部连接内圈与外圈的端部。

4.如权利要求1至3任一项所述的电磁驱动器，其特征在于：所述驱动信号为锯齿波或者带脉宽调制的方波信号。

5.一种镜头驱动装置，包括具弹性的安装架、永久磁铁、驱动线圈、镜头、及固定体，其特征在于：所述安装架包括内圈、外圈及连接内圈与外圈的轭部，所述内圈围绕一通光孔于其内，所述镜头与内圈相固定并位于通光孔后侧，所述永久磁铁与驱动线圈其中之一固定于外圈，其中之另一固定于内圈，所述安装架的外圈与固定体摩擦连接，所述磁铁的极化方向与镜头的轴向平行，当驱动线圈接上可使安装架缓慢变形、快速恢复形变的驱动信号时，所述安装架、永久磁铁、驱动线圈及镜头的组合体可相对所述固定体前进或后退。

6.如权利要求5所述的镜头驱动装置，其特征在于：所述安装架外圈与固定体之间设有若干弹性装置用以产生所述外圈与固定体之间的摩擦力。

7.如权利要求6所述的镜头驱动装置，其特征在于：所述弹性装置为U形，其一侧臂固定至安装架的外圈，另一侧臂可滑动地收容于固定体的一导槽内。

8.如权利要求6所述的镜头驱动装置，其特征在于：所述镜头驱动装置还包括一导向机构，设置于安装架外圈与固定体之间用于引导所述组合体的运动。

9.如权利要求8所述的镜头驱动装置，其特征在于：所述固定体的内表面开设有导槽，所述导向机构包括至少一组滚珠，夹持于相应的导槽与安装架外圈之间。

10.如权利要求5-9任一项所述的镜头驱动装置，其特征在于：所述安装架还包括一从内圈的远离轭部的一端延伸的径向延伸部，所述磁铁固定于内圈外侧，所述镜头固定于所述径向延伸部。

11.如权利要求10所述的镜头驱动装置，其特征在于：所述驱动线圈使用的驱动信号为锯齿波或者带脉宽调制的方波信号。

12.如权利要求10所述的镜头驱动装置，其特征在于：所述轭部上开设有若干开孔用以增加轭部的弹性。

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