CN101943786A - 镜头驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种镜头驱动装置，包括固定部分、活动部分以及用于连接固定部分和活动部分的弹簧。活动部分包括镜头架(21)和套设到镜头架的线圈(22)，镜头架包括位于其外侧的若干凸肋(211)，线圈固定到所述凸肋并与镜头架的外侧之间存在气隙。固定部分包括基座(15)、磁轭(13)以及磁铁(14)，磁轭包固定到基座，括外壁(131)、内壁(132)以及用于连接外壁和内壁的连接壁(133)，外壁位于线圈外，内壁伸入到线圈与镜头架外侧之间的气隙内，磁铁固定到磁轭内并与线圈之间存在气隙，以便于所述活动部分能够相对于固定部分运动。实施本发明，可避免磁轭的内壁对镜头架运动的干涉，磁轭的内外壁的轴向尺寸可大于磁铁的尺寸，提高了磁场的利用率。

Description

镜头驱动装置

技术领域

本发明涉及摄像技术领域，尤其涉及一种镜头驱动装置。

背景技术

数码相机、数码摄像机、带摄像功能的手机、带摄像头的笔记本电脑等视频电子产品中通常配备有镜头，现有技术中常用的一种镜头驱动方式是通过一个线圈和一个磁铁产生电磁力来驱动镜头在光学轴线上运动。

图10所示为现有技术中的一种镜头驱动装置，该镜头驱动装置包括固定部分、运动部分以及弹用于连接所述固定部分和活动部分。运动部分可以相对固定部分运动，并在可以在弹簧的作用下稳定在想要的位置，或者恢复到初始位置。运动部分包括镜头架21’和线圈22’，镜头架21’外周的下端具有环状凸缘211’，线圈22’套置于镜头架21’外侧并固定到环形凸缘211’。固定部分包括铁壳13’和磁铁14’等，铁壳13’包括外圈131’、内圈132’和连接壁133’，外圈131’、内圈132’之间通过连接壁133’相连。磁铁14’固定在外圈131’内侧。线圈22’位于铁壳13’内，并与磁铁14’、铁壳内圈132’之间存在气隙。

这种设计中，为减轻环状凸缘211’对内圈132’的干涉，内圈132’的高度必须小于外圈131’的高度，从而导致磁铁14’产生的磁通有很大一部分不能进入内圈132’，如图10中用箭头表示的磁通方向所示。这部分未能进入内圈132’的磁通遇到的磁阻较大，因此对应的线圈部分所处的磁场较弱，磁场利用率低，并降低了驱动装置的性能。

图11是现有一种弹簧的示意图，该弹簧为片状弹簧(leaf spring)，包括内圈、外圈以及若干弹性臂用于连接内圈和外圈。弹簧的内圈安装到镜头架，外圈安装到镜头驱动装置的固定部分，用于将镜头架保持在想要的位置，以及将镜头架恢复到初始位置。本领域的技术人员将意识到，这种弹簧的弹力较小，镜头架容易发生轴向的晃动，也容易发生转动，从而影响了成像质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁场利用率高的镜头驱动装置。

本发明提供的镜头驱动装置包括固定部分、活动部分以及弹簧用于连接所述固定部分和活动部分，所述活动部分包括镜头架和套设到镜头架的线圈，所述固定部分包括基座、磁轭以及磁铁，其中：所述镜头架包括位于其外侧的若干凸肋，所述线圈固定到所述凸肋并与镜头架的外侧之间存在气隙；所述磁轭包括外壁、内壁以及用于连接所述外壁和内壁的连接壁；所述磁轭固定到基座，外壁位于线圈外，内壁伸入到线圈与镜头架外侧之间的气隙内，使线圈位于磁轭内；所述磁铁固定到磁轭内与线圈相对并与线圈之间存在气隙，以便于所述活动部分能够相对于固定部分运动。

作为一种优选方案，所述磁轭的截面为U型，磁铁安装在磁轭的外壁或者内壁上；所述磁铁沿着线圈的径向极化，磁铁的磁通回路经过所述磁轭并穿过线圈。

作为一种优选方案，所述镜头架为包括若干侧壁和若干棱部用于连接相邻的侧壁，所述凸肋位于所述棱部；所述线圈与所述侧壁之间存在所述气隙。

作为一种优选方案，所述弹簧包括若干独立的弹簧单元，每一弹簧单元都包括两个直的弹性臂以及连接所述两个弹性臂的一个连接边，其中一个弹性臂与所述连接边形成U型，另一个弹性臂与所述连接边形成一个夹角；所述连接边安装到镜头架，所述弹性臂与相邻的镜头架侧壁基本平行并端接到所述基座。

本发明的有益效果在于：线圈安装到镜头架外侧的凸肋上，使线圈和镜头架外侧之间存在气隙收容磁轭的内壁，因此，避免磁轭的内壁对镜头架运动的干涉。此外，这种设计下，磁轭的内外壁轴向尺寸可大于磁铁的轴向尺寸，使磁铁的绝大部分磁通都能进入磁轭并穿过线圈，提高了磁场的利用率。

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

附图中：

图1是本发明一个实施例的镜头驱动装置的爆炸示意图；

图2是图1所示镜头驱动装置的局部示意图；

图3是图1所示镜头驱动装置的剖视图；

图4是图1所示镜头驱动装置的磁通回路的示意图；

图5是图1所示镜头驱动装置的弹簧的示意图；

图6是图5所示弹簧安装到镜头家的示意图；

图7是图1所示镜头驱动装置的磁轭的示意图；

图8是图1所示镜头驱动装置去掉镜头架后的剖视图；

图9是另一种实施例的镜头驱动装置的磁轭的示意图；

图10是现有的一种镜头驱动装置的剖视图；

图11是现有的一种镜头驱动装置使用的弹簧的示意图。

具体实施方式

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。

图1和图2分别是一实施例中镜头驱动装置的爆炸示意图和局部示意图。如图1和图2所示，镜头驱动装置包括固定部分1、运动部分2以及弹簧31和32。其中，固定部分1包括基座15、安装到基座的磁轭13、安装到磁轭内的磁铁14、安装到基座的保护罩12和前盖板11。活动部分2包括镜头架21以及套装在镜头架外侧的线圈22。镜头架21由基座15支撑，本实施例中镜头架21是空心的棱柱体，包括若干侧壁以及若干连接相邻相隔侧壁的棱部。镜头架21内可以安装光学成型设备例如CCD(电荷耦合器件)镜头或者CMOS(互补金属氧化物半导体)镜头。镜头驱动装置装配好之后，线圈22位于磁轭13内并处于磁铁14的磁场范围内，线圈22通电后受到磁场的作用力从而带动镜头架21沿着光轴方向相对基座15运动。保护罩12和前盖板11设有通孔，以便于光学成型设备拍摄。弹簧31和32分别位于镜头架21的前端和后端，可简称为前弹簧31和后弹簧32以便于区别。前弹簧31和后弹簧32都是片状弹簧(leaf spring)，前弹簧31用于连接基座15与镜头架21的前端，后弹簧32用于连接基座15和镜头架21的后端，以将镜头架稳定在在想要的位置，以及将镜头架恢复到初始位置。

在本实施例中，镜头架21具有4个侧壁和4个棱部。棱部具有凸肋211，凸肋211呈L型，其弯折处作为一个肩部用于支承线圈22。线圈22固定到凸肋211上，从而套装在镜头架21的外周，凸肋211的上端可以高于线圈22的上端，或者与线圈22的上端平齐，或者低于线圈22的上端。本实施例中，线圈22包括4个边部和4个角部，边部和角部交替排列，角部连接相邻两个边部。可通过使用粘合剂等方式将线圈22的角部固定到凸肋211，因为凸肋211是相对于侧壁向外凸出的，所以，线圈22的边部与对应的镜头架21的侧壁之间将存在气隙，该气隙允许磁轭13穿过，下面将会进行详细说明。

图3和图4分别是镜头驱动装置的截面示意图和磁场回路示意图。如图3和图4所示，磁轭13的安装位置与线圈的边部对应，每个磁轭13对应一个线圈边部。参考图3，磁轭13截面呈U型，包括外壁131、内壁132以及用于连接外壁和内壁的连接壁133。磁轭13倒扣在基座15上，磁轭的外壁131位于线圈22外，内壁132伸入到对应的线圈22边部与镜头架21侧壁之间的气隙内，使线圈22的边部位于磁轭13内部并与外壁131、内壁132之间存在气隙。如上所述，因为线圈22的边部与对应的镜头架21侧壁之间存在气隙，所以，磁轭13不会干涉镜头架21的运动。与图10所示的现有设计相比，本发明的镜头驱动装置中能够增加磁轭13的内壁132的高度，使外壁131、内壁132的高度基本相等，这有利于提高磁场利用率，下面结合图4进行进一步的说明。

如图4所示，磁铁14安装在磁轭13的内侧表面，在本实施例中，每个磁轭安装有一块磁铁14，磁铁14的一个侧面紧贴到磁轭的外壁131的内侧表面，磁铁14的另一个侧面正对着线圈22的边部并与该边部之间存在气隙。磁铁与对应镜头架侧壁、磁轭内壁、磁轭外壁基本平行。磁铁14沿着线圈的径向极化，磁场方向如图4的箭头所示，这种设计下，从磁铁14发出的磁通，绝大部分都能够进入磁轭13并穿过线圈22。因为磁轭13的磁阻较小，因此，穿过线圈的磁场将会较大，从而能够提高磁场的利用率。作为一种优选方案，磁轭13的外壁131和内壁132的长度相等或者基本相等，高度也相等或者基本相等，磁轭的内壁的轴向尺寸大于或者等于所述磁铁的相应尺寸，使磁铁的大部分磁通回路都经过磁轭。

图5是图1所示的弹簧32的示意图。参考图1和图5，弹簧32为片状弹簧(leaf spring)，弹簧32未发生形变时其所在平面基本垂直于镜头架的光轴。弹簧32包括独立的弹簧单元，每一弹簧单元都包括两个直的弹性臂322以及连接所述两个弹性臂的一个连接边324，其中一个弹性臂322与所述连接边324形成U型连接，另一个弹性臂322与所述连接边324形成一个夹角。

如图6所示，因为弹性壁322基本上是直的且基本平行于镜头架21的侧壁，因此，这种结构的弹簧具有较大的弹力，能够更加稳定地将镜头架21保持在想要的位置，防止镜头架在光轴方向上晃动，防止镜头架转动，保证了成像质量。在装配时，弹簧32的连接边324的两端323安装到镜头架21，所述弹性臂322通过其端部321连接到基座15，就能稳定保持镜头架21了，有助于快速装配。弹簧31的形状可以和弹簧32的相同，也可以不同。

本实施例中，弹簧32分为独立的两个弹簧单元，这两个弹簧单元还与线圈电连接作为线圈的供电电路的一部分。两个连接器42分别与对应的弹簧单元电连接，用于连接电源。这种设计简化了线圈22的供电电路。

图7是磁轭的示意图。磁轭13由磁阻较小的材料组成，本实施例中，磁阻13由铁片弯折而成，可以快速地批量生产，降低了磁轭的成本。为了便于安装磁轭，可以在磁轭的外壁上设置通孔135用于与基座扣合。通孔135可以设置在外壁的下缘，也可以设置在从外壁延伸出的安装脚136上。

此外，如图7和图8所示，磁轭13的连接壁133两端具有向外伸出的凸块134。而基座15上设有若干竖起的支撑片151，每个磁轭对应两个支撑片，两个支撑片的上端设置有凹槽用于支承磁轭两端的凸块。

作为一种替换的磁轭，各个磁轭13之间可以通过内壁、外壁或者连接壁连接在一起。例如，如图9所示，各个磁轭13通过外壁连接在一起。制造这种磁轭也较为方便，在长条形的铁片上裁掉不需要的部分，然后折弯以形成内壁和外壁，然后弯曲该铁片即可。

上面结合优选实施例对本发明进行了阐述。应当意识到，本发明不局限于优选实施例所示的方案。例如，镜头架21可以是空心的圆柱型，或者空心的五棱柱型、六棱柱型等等，只要镜头架的外表面设置有凸肋用于固定线圈并使线圈与镜头架的外周表面之间具有气隙即可。凸肋可以设置在所有的棱部上，也可以仅仅在一部分棱部。类似地，可以在所有的线圈边部对应安装磁轭，也可以仅仅在一部分线圈边部安装磁轭。每个磁轭内安装的磁铁数可以是一块，也可以是多块，磁铁可以安装在磁轭的外壁或者内壁。每个磁轭内安装多块磁铁的情况下，这些磁铁可以排成一排，也可以排成两排或者多排。

Claims (12)

1.一种镜头驱动装置，包括固定部分(1)、活动部分(2)以及用于连接所述固定部分和活动部分的弹簧，所述活动部分包括镜头架(21)和套设到镜头架的线圈(22)，所述固定部分包括基座(15)、磁轭(13)以及磁铁(14)，其特征在于：

所述镜头架包括位于其外侧的若干凸肋(211)，所述线圈(22)固定到所述凸肋并与镜头架的外侧之间存在气隙；

所述磁轭(13)固定到基座，包括外壁(131)、内壁(132)以及连接所述外壁和内壁的连接壁(133)，外壁位于线圈外，内壁伸入到线圈与镜头架外侧之间的气隙内，使线圈位于磁轭内；所述磁铁固定到磁轭内与线圈相对并与线圈之间存在气隙，以便于所述活动部分能够相对于固定部分运动。

2.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述磁轭的截面为U型，磁铁安装在磁轭的外壁或者内壁上；所述磁铁沿着线圈的径向极化，磁铁的磁通回路经过所述磁轭并穿过线圈。

3.根据权利要求2所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述磁轭的内壁的轴向尺寸大于或者等于所述磁铁的相应尺寸。

4.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，所述镜头架包括若干侧壁和若干棱部用于连接相邻的侧壁，所述凸肋位于所述棱部；所述线圈与所述侧壁之间存在所述气隙。

5.根据权利要求3所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述磁铁安装在磁轭的外壁或者内壁上，并与对应镜头架侧壁、磁轭内壁、磁轭外壁基本平行。

6.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述凸肋呈L状，具有一个肩部用于支承所述线圈。

7.根据权利要求4所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述弹簧(32)包括若干独立的弹簧单元，每一弹簧单元都包括两个直的弹性臂(322)以及连接所述两个弹性臂的一个连接边(324)，其中一个弹性臂与所述连接边形成U型，另一个弹性臂与所述连接边形成一个夹角；所述连接边安装到镜头架，所述弹性臂与相邻的镜头架侧壁基本平行并端接到所述基座。

8.根据权利要求7所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述连接边通过其两端(323)安装到镜头架；所述弹性臂的一端(321)具有安装孔用于安装到所述基座。

9.根据权利要求7所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述弹簧(32)的两个弹簧单元分别通过对应的连接器(42)连接到所述线圈作为线圈供电电路的一部分。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述磁轭由铁片弯折而成，所述磁轭倒扣在所述基座上，磁轭的连接壁位于基座的上方，磁轭的外壁具有通孔(135)用于扣装到基座。

11.根据权利要求1至9中任意一项所述的镜头架驱动装置，其特征在于，所述磁轭由铁片弯折而成，相邻的磁轭通过其外壁、内壁或者连接壁连接在一起。

12.根据权利要求9任意一项所述的镜头驱动装置，其特征在于，磁轭的连接壁两端具有向外伸出的凸块(134)；所述基座上设有若干竖起的支撑片(151)，每个磁轭对应两个支撑片，所述两个支撑片用于支承磁轭两端的凸块。

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