CN102081215A - 透镜驱动装置、照相功能机及具有照相功能的手机 - Google Patents

Abstract

透镜驱动装置、照相功能机及具有照相功能的手机，其结构简单、透镜支撑体能向光轴方向移动及手动辅正移动，同时向光轴方向移动时，根据弹簧的辅助部材实现补充弹簧的弹簧系数，其中透镜支撑体5会向光轴方向及X-Y方向移动的透镜驱动装置1。在支撑透镜支撑体5的弹簧9上设有弹簧辅助部材14。弹簧辅助部材14具有承接弹簧9的腕部9c的承接部14c。承接部14c从光轴方向来看时，与弹簧腕部9c相交叉配置，所以弹簧9腕部9c即便向X-Y方向和Z方向移动、即便发生变形，也不会从弹簧辅助部材14的腕部9c处发生偏离脱开，而能够承接住。

Description

透镜驱动装置、照相功能机及具有照相功能的手机

技术领域

本发明是有关一种透镜驱动装置、自动对焦照相功能机及附带照相功能的手机。

背景技术

专利文献1——JP2002-373435号公报——揭示了一种有关用于读盘的驱动程序，在透镜支撑体的外周面周向以90度间隔设有第1及第2环状线圈，在透镜支撑体的径向外侧配置有与各环状线圈处于对向位置的磁石，通过环状线圈通电使透镜支撑体向光轴方向(聚焦方向)及运行方向(X方向)移动。

另一方面，搭载于手机等物件上的小型照相功能中，透镜支撑体只向光轴方向移动。为手动辅正进行的X-Y方向移动时，通过向X方向驱动的马达、向Y方向驱动的马达使透镜驱动装置整体移动。

另外，专利文件1中，保持透镜支撑体的弹簧是由内周侧部和外周侧部及连接内周侧部和外周侧部的腕部所构成。由于弹簧辅助部材承接弹簧腕部，弹簧的弹簧力(弹簧系数)似乎看起来会有所增加。

用于小型照相功能上的透镜驱动装置中，向透镜支撑体光轴方向(Z方向)移动及X-Y方向(手动辅正)的移动是仅移动透镜支撑体来实行这一点是以往所未曾有的。

另外，向透镜支撑体光轴方向的移动即使可以采用专利文献1的技术来实现，但专利文献1的技术只能提供向X方向移动，手动辅正(X-Y方向，即光轴直交面的移动)则无法实现。

另一方面，在想要让透镜支撑体向X-Y方向移动的场合，由于弹簧的腕部会有向光轴方向(Z方向)及X-Y方向变形的可能，相比较于只让它向光轴方向变形的场合，有必要将弹簧系数减小(弹性减弱)。为此，为补充光轴方向的弹簧系数，弹簧的辅助部材就变得很有必要。但是，专利文件1中的弹簧辅助部材要做成与弹簧的腕部呈略同材质，与腕部重叠，向腕部的Z方向变形时会使弹簧系数增加，所以透镜支撑体在向X-Y方向移动时，腕部会向径方向变形移动，所以承接部势必从弹簧的腕部处开始偏离脱落，弹簧的弹簧系数就不能得以补充。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种透镜驱动装置、照相功能机及具有照相功能的手机，其结构简单、透镜支撑体能向光轴方向移动及手动辅正移动，同时向光轴方向移动时，根据弹簧的辅助部材实现补充弹簧的弹簧系数。

本发明的透镜驱动装置，其特点是，具有在内周上支持透镜的透镜支撑体、配置于透镜支撑体外周面上的第1环状线圈、透镜支撑体外周面的周向间隔配置的多个第2环状线圈、在内周侧上配置了透镜支撑体的底座、外周侧固定在底座上内周侧固定在透镜支撑体上的弹簧、弹簧的辅助部材、固定于底座上的第1磁石和第2磁石、控制向各线圈通电的控制部，弹簧具有固定在底座上的内周侧部和固定在透镜支撑体上的外周侧部及连接内周侧部和外周侧部的腕部，弹簧的辅助部材具有承接弹簧腕部的承接部、承接部从光轴方向来看与腕部呈交叉配置，第1磁石设在第1环状线圈对面，第2磁石部设在第2环状线圈对面，控制部在透镜支撑体向光轴方向移动时给第1环状线圈通电，透镜支撑体在向与光轴直交的X-Y方向移动时，给第2环状线圈通电。

所述的透镜驱动装置，其进一步的特点是，透镜支撑体外周面的周向以90度等间隔配置的多个第2环状线圈。

所述的透镜驱动装置，其进一步的特点是，弹簧的辅助部材的承接部具有突设在弹簧侧上带状突部，弹簧的辅助部材通过带状突部的顶端承接弹簧的腕部。

本发明的自动对焦照相功能机，其特点是包括所述的透镜驱动装置，以及在透镜支撑体的透镜成像侧设置的成像传感器。

本发明的具有自动对焦照相功能的手机，其特点活似搭载有如所述的自动对焦照相功能机。

透镜支撑体向光轴方向的移动(对焦移动)是通过第1环状线圈通电后将透镜支撑体向光轴方向移动、手动辅正是通过周向间隔设置的第2环状线圈通电后，透镜支撑体会向X-Y方向进行移动。因此，可以实现将透镜支撑体的对焦移动及手动辅正。弹簧辅助部材的承接部从光轴方向(Z方向)来看，与弹簧腕部相交叉配置，所以即便腕部向X-Y方向和向Z方向移动、变形时，也不会从弹簧的腕部处偏离脱开而能承接住。由于容易向X-Y方向变形，所以即便把弹簧的弹簧系数做小的场合，针对于Z方向的移动，弹簧辅助部材的承接部从光轴方向(Z方向)来看，与弹簧腕部相交叉配置，因此由于弹簧辅助部材的合力，弹簧系数会增高，所以实现增高Z方向的弹簧系数。

弹簧的辅助部材的承接部具有突设在弹簧侧上带状突部，弹簧的辅助部材通过带状突部的顶端承接弹簧的腕部，弹簧辅助部材的承接部和弹簧腕部之间的接触面积可以较小，腕部和承接部之间的滑动阻抗也就变得较小，所以向透镜支撑体的X-Y方向的移动就能很顺畅进行。

附图说明

图1是相关于第1实施例中的使用于透镜驱动装置上的弹簧及弹簧辅助部材图。

(a)从光轴方向后侧看的弹簧辅助部材平面图。

(b)从光轴方向后侧看的弹簧平面图。

图2是从光轴方向前侧看图1所示弹簧和弹簧辅助部材相重叠状态的平面图。

图3是图6所示透镜驱动装置的分解斜视图。

图4是图6所示透镜驱动装置的水平截面图。

图5是图6所示透镜驱动装置的A-A截面图

图6是相关第1实施例的透镜驱动装置外观斜视图。

图7是第1实施例相关的驱动装置中，表示透镜支撑体与驱动部之间关联的模块图。

图8是第1实施例相关的驱动装置中，表示成像传感器和控制部之间关联的模块图。

图9是第2实施例相关的用于透镜驱动装置弹簧及弹簧辅助部材图。

(a)从光轴方向前侧看的弹簧辅助部材平面图。

(b)从光轴方向后侧看的弹簧平面图。

图10是从光轴方向前侧看图9所示弹簧和弹簧辅助部材相重叠状态的平面图。

图11是表示第1实施例的变形例图。从光轴方向前侧看的弹簧和弹簧辅助部材相重叠状态的平面图。

符号说明：

1         透镜驱动装置

3         外壳(筐体)

5         透镜支撑体

9         前侧弹簧(弹簧)

9a        外周侧壁

9b        内周侧壁

9c        腕部

14        弹簧辅助部材

14c       承接部

14d       突部

16a～16d  第2环状线圈

19        第1环状线圈

17        第1磁石

18        第2磁石

25        控制部

32        Z-驱动部

33        X-Y驱动部

具体实施方式

下面，参照附图1-8对本发明的实施例进行详细说明。与本实施例相关的透镜驱动装置1是被组装在手机里的带有自动对焦照相功能的透镜驱动装置。

透镜驱动装置1，如图3所示具有环状外壳3、透镜支撑体5、配置于外壳3的光轴方向前侧的框架7及前侧弹簧9、配置于外壳3后侧的底座8及后侧弹簧11，前侧弹簧9和框架7之间配置有弹簧辅助部材14、后侧弹簧11和外壳3之间配置有垫片(绝缘材)15。

如图3及图4所显示那样，外壳3构成简略四角筒形状。外壳3在内侧圆周的4个角度的各角度中固定有第1磁石17。

第1磁石17从各自的前侧平面看略呈三角形，内侧沿着透镜支撑体的5的外周构成圆弧状。内周侧和外周侧磁极互异，例如内周侧面为N极，外周侧面为S极。

在四角筒形状的外壳3的4个侧面内周，分别固定第2磁石部18。第2磁石部18如图4所示，由辅助外壳18c和在辅助外壳18C所夹固的分列于左右的磁石18a、18b所构成。左右磁石18a、18b与辅助外壳18c反侧面的磁极互为异性。如图4用一点锁线来提示，例如，左右的右侧面磁极为N极，左右的左侧磁极为S极。

如图3、图5所示，透镜支撑体5呈简略圆筒形状，内侧固定透镜(无图示)。在透镜支撑体5的外周面按周向等间隔设置第1环状线圈19。第1环状线圈19与外壳的角部中存在的磁石17对向。

第1环状线圈19的外周面上4个第2环状线圈16a、16b、16c、16d在周向上等间隔(90度间隔)配置。各第2环状线圈16a～16d构成的各个侧面皆为矩形。在矩形环内侧配置有第2磁石18。如图4所示，各第2环状线圈16a～16d每个周向的右侧边部24与第2磁石18的右侧磁石18a相对，左侧边部26与左侧磁石18b相对。

如图7所示，各第1环状线圈19被连接于Z驱动部32，各第2环状线圈16a～16d连接于X-Y驱动部33，然后从各驱动部32、33开始通上所定电流。各驱动部32、33从下面要讲到的控制部25处接受控制信号，然后给各线圈通以一定电流。

另外，按照本实施例，第2环状线圈16a及16c、16b及16d进行直接连接，在X方向及Y方向同时，2个环状线圈16a及16c、16b及16d开始朝同一方向驱动。

例如，接收到控制部25发来的驱动信号后，通过Z驱动部32，将透镜支撑体5向对焦位置移动(光轴方向移动)时，第1环状线圈19通上电流A。

同样，手动辅正时，通过X-Y驱动部33，给第2环状线圈16a及16c通电流E后，使透镜支撑体向X方向移动。给第2环状线圈16b及16d通电流F后，使透镜支撑体向Y方向移动。以此种方式使透镜支撑体向X-Y方向移动后进行手动辅正。

其次，参照图8，说明控制部25的构成。成像传感器31的略中心部e和成像传感器31外周，成像传感器31的Y方向对向设置的一组X方向传感器38a、38b和X方向对向的一组Y方向传感器39a、39b与控制部25相连接。控制部25设置了焦点控制部41和手动控制部43，还有各个对照储存部45、对照比较部46及计算部47。

并且，对照比较部46中，将现在比较的峰值(高域成分)和具有时间变差的储存比较峰值相比较，在计算部47中计算出现在的比较峰值位置和储存部中储存的比较峰值位置的偏差量，给对应的各驱动部32、33发送驱动信号。

具体的过程是：在焦点控制部41中，透镜支撑体5向焦点位置移动时，为成功攀升为中心部e(参照图8)最大峰值位置，透镜支撑体5将移动至光轴方向(Z方向)。

一方面，手动辅正部43的关于2个X方向传感器38a、38b，将他们分别储存在储存部45中的比较峰值位置和现在的比较峰值位置通过比较部46比较后，通过计算部47计算出其偏差量，进一步算出2个X方向传感器38a、38b的平均值，为辅正在X方向的偏差量将已通所定电流E的第2环状线圈19a及19c的驱动控制信号发到X-Y驱动部33。

如图1(b)及图3所示，前侧弹簧9组装前的自然状态是平板状，是由构成平面长方形的环状外周部9a和配置在外周部9a内周的平面圆弧状的内周侧部9b和连接外周部9a和内周部9b的4个腕部9c构成。各腕部9c是由径向突出的山部27和径向凹进的谷部28及周向上连接山部27和谷部28的中间部29所构成。Z方向及X-Y方向的变形就变得较为容易。图1(a)、图2及图3所示，弹簧辅助部材14是由略呈平面视角4的矩形状外周侧部14a、从外周侧部开始向周向延伸出的腕部14b及设在腕部14b的顶端的承接部14c所构成。弹簧辅助部材14配置于前侧弹簧9的前侧，与前侧弹簧9的腕部9c的前侧面想对接。因此，透镜支撑体5向前方移动时，欲使前侧弹簧9的腕部9c向前侧变形时，会赋予弹簧辅助部材14的腕部14b弹性势能。即透镜支撑体5一旦向前移动，前侧弹簧9的腕部9c由于变形产生弹性势能作用，同时弹簧辅助部材14的腕部14b的变形会产生弹性势能作用。

承接部14c从光轴方向看时，与前侧弹簧9的腕部9c呈交叉状配置。弹簧辅助部材14的承接部14c如图2点锁线所示，在前侧弹簧侧(后侧)上形成有突设的突部14d，突部14d的顶端与前侧弹簧9的腕部9c对接。突部14d在承接部14c的略中央部呈带状与前侧弹簧9c的接触面积可以较小。

后侧弹簧11，组装前的自然状态为平板状，是由构成平面长方形的环状外周部11a和配置在外周部11a内周的平面圆弧状的内周侧部11b和连接外周部11a和内周部11b的4个腕部11c所构成。与前侧弹簧不同的是外周侧部11a和内周侧部分11b分离成2个。

前侧弹簧9的外周侧部9a在弹簧辅助部材14外周侧部14a的同时，被夹在框架7和外壳3之间。内周侧部9b被固定在透镜支撑体5的前端。后侧弹簧11的外周部11a被夹在底座8和后垫片15之间，内周侧部11b被固定在透镜支撑体5的后端。因此，透镜支撑体5通过前侧弹簧9和后侧弹簧11的支持才能实现前后方向(Z方向)及X-Y方向的自由移动。

并且，透镜支撑体5向前方移动时，由于前侧弹簧9、弹簧辅助部材14及后侧弹簧11的前后方向的弹性势能产生的合力同第1环状线圈19及第1磁石17之间产生的电磁力达到均衡位置时，透镜支撑体5就会停住。

并且，透镜支撑体5在向X-Y方向移动时，由于前侧弹簧9、后侧弹簧11的前后方向的弹簧合力同第2环状线圈16a～16d与各自所对应的第2磁石18之间产生的电磁力达到均衡位置时，透镜支撑体5就会停住。

下面就与本发明实施状态相关的透镜驱动装置1相关的组装，作用及效果进行说明。

透镜驱动装置1的组装如图3所示，在底座8上有：后侧弹簧11；后侧垫片15；第1环状线圈19a～19d；固定第2环状线圈16a～16d在外周的透镜支撑体5；固定4个第1磁石17及第2磁石18到内周侧面的外壳3；前侧弹簧9；弹簧辅助部材14及框架7，依次进行组装固定。

第1环状线圈19，将各输入端和输出端介入后侧弹簧11后连接到Z驱动部32，第2环状线圈16a～16d将对向的线圈16a和16c，16b和16d直接连接后，将输入端和输出端直接到X-Y驱动部33上。

本实施例相关的透镜驱动装置1的驱动，如图7及图8所示，在控制部25中，焦点控制部41从成像传感器31接收来的高频率成分(对比)的峰值逐个比较后，将透镜支撑体5向合焦点位置进行Z方向的直线移动。

向透镜支撑体5的Z方向作直线移动时，从焦点控制部41开始的第1环状线圈19上的电流值A与磁石17之间所产生的电磁力同前侧弹簧9、弹簧辅助部材14及后侧弹簧11的弹性势能的合力达到均衡位置点就会停住。

另外，控制部25通过手动辅正43进行透镜支撑体5的X-Y控制。手动辅正43，关于X方向传感器38a、38b的X方向的每个比较峰值，通过比较部46和有时间偏差的记忆部45储存的比较峰值位置进行比较，在计算部47检测出其偏差量，计算出2个X方向传感器38a、38b的峰值位置偏差量的平均值，将驱动信号发送到X-Y驱动部33。X-Y驱动部33基于手动辅正部43发来的驱动信号，通电到X方向的第2环状线圈16a、16c后，透镜支撑体5向X方向移动。

同样，即使是Y方向，手动辅正部43关于在Y方向传感器39a、39b的各Y方向的比较峰值，比较现在和有时间偏差的储存比较峰值位置，然后检出其偏差量，计算出2个Y方向传感器38a、38b的峰值位置偏差量的平均值，发驱动信号到X-Y驱动部33。X-Y驱动部33基于手动辅正部43发来的驱动信号，通电到Y方向的第2环状线圈16b、16d，透镜支撑体5向Y方向移动。

如图4所示，第2环状线圈16a～16d中，右侧边部24和左侧后边部26电流方向互为不同，与右侧边部24对向的右侧磁石18a和与左侧边部26对向的左侧磁石18b的磁极不同，所以能够使左侧后边部26和右侧边部24产生相同方向的推力，得到更大的推力。

根据本实施状态可以使透镜支撑体5进行对焦移动(向Z方向移动)、及手动辅正(由X-Y方向移动)。

在透镜支撑体5的外周等间隔配有第1环状线圈19和第2环状线圈16a～16d，正因为在外壳(底座)3设有各环状线圈对向的磁石部17、18，所以可以谋求简易结构的小型化。

弹簧的辅助部材14的承接部14c从光轴方向(Z方向)看时，与前侧弹簧9的腕部9c呈交叉配置。腕部9c即便在径方向和周向变形时，弹簧辅助部材14的承接部14c不会从前侧弹簧9的腕部9c处脱离，可以承接住。

由于容易向X-Y方向变形，即便前侧弹簧9的弹性势能(弹簧系数)减小，由于针对Z方向移动的弹簧辅助部材14的腕部14c的弹性势能的合力的缘故，总体上会提高弹簧系数，所以可以提高Z方向的弹簧系数。即为使透镜支撑体能向X-Y方向移动，可以把前侧弹簧9和后侧弹簧的弹簧系数设定得小一点。

另外，弹簧辅助部材14的承接部14c，在弹簧侧突设的带状突部14d有形成，突部14d的顶端承接住前侧弹簧9的腕部9c，所以承接部14c和腕部9c的接触面积可以减小。腕部9c即便向X-Y方向变形，腕部9c和承接部14c之间的滑动阻抗也能减小，能很顺畅地将透镜支撑体5向X-Y方向移动。

第2磁石18配置在第2环状线圈16a～16d的环内侧死角处，所以透镜支撑体径方向的空间可以进一步缩小并且可以结构更紧凑。

接下来，说明本发明的其它实施例，在以下说明的实施实施例中，在上述的第一实施例和起着相同作用效果的部分，通过附带统一符号省略其部分的详细说明，以下讲解的是与其它实施例的说明中主要与第1实施状态的不同点。

参考图9及图10所示的第2实施例进行说明。在第2实施例中，前侧弹簧9的腕部9c的形状可以与第1实施例不同。即腕部9c略呈圆弧状，在外周侧部9和内周侧部9之间朝周向延伸。弹簧辅助部材14的承接部14c在前侧弹簧9的腕部9c中略按一半位置配置。其它构成与上述实施例相同。

第2实施例可以实现与第1实施例相同的作用效果。

本发明不局限与上述实施例，在不脱离本发明主旨的范围内可能有种种变形。例如：在上述实施例中，手振动的检测可以通过加速度传感器和陀螺仪传感器来进行检测。

如图11所示，在第1实施例中，弹簧辅助部材14的承接部14c可以与前侧弹簧9的腕部9c的中间部29和山部27对接。

弹簧辅助部材14不必仅限设定于前侧弹簧9上，也可设定于后侧弹簧11上，也可同时设在前侧弹簧9和后侧弹簧11上。

第2环状线圈16a～16d及第2磁石18分别在X方向和Y方向上各设了2个，也可以在X方向上设1个，在Y方向上设1个。

第2磁石18不必仅限固定于外壳3的外周壁3a的内周面上，也可把外周壁3a上打孔，从外周壁3a的外侧插入孔中进行配置。

透镜驱动装置1在具有变焦透镜后，也可以将它做成符合变焦功能的其他类型的装置。

Claims (5)

1.透镜驱动装置，其特征在于，具有在内周上支持透镜的透镜支撑体、配置于透镜支撑体外周面上的第1环状线圈、透镜支撑体外周面的周向间隔配置的多个第2环状线圈、在内周侧上配置了透镜支撑体的底座、外周侧固定在底座上内周侧固定在透镜支撑体上的弹簧、弹簧的辅助部材、固定于底座上的第1磁石和第2磁石、控制向各线圈通电的控制部，弹簧具有固定在底座上的内周侧部和固定在透镜支撑体上的外周侧部及连接内周侧部和外周侧部的腕部，弹簧的辅助部材具有承接弹簧腕部的承接部、承接部从光轴方向来看与腕部呈交叉配置，第1磁石设在第1环状线圈对面，第2磁石部设在第2环状线圈对面，控制部在透镜支撑体向光轴方向移动时给第1环状线圈通电，透镜支撑体在向与光轴直交的X-Y方向移动时，给第2环状线圈通电。

2.如权利要求1所述的透镜驱动装置，其特征在于，透镜支撑体外周面的周向以90度等间隔配置的多个第2环状线圈。

3.如权利要求1所述的透镜驱动装置，其特征在于，弹簧的辅助部材的承接部具有突设在弹簧侧上带状突部，弹簧的辅助部材通过带状突部的顶端承接弹簧的腕部。

4.一种自动对焦照相功能机，其特征在于包括如权利要求1或3所述的透镜驱动装置，以及在透镜支撑体的透镜成像侧设置的成像传感器。

5.一种具有自动对焦照相功能的手机，其特征在于搭载有如权利要求4所述的自动对焦照相功能机。

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