CN102129112A - 弹簧、镜头驱动装置、自动对焦相机及有照相功能的手机 - Google Patents

Abstract

弹簧、镜头驱动装置、自动对焦相机及有照相功能的手机，其中的弹簧对于弹力与弹力方向的设计自由空间大，用在相机镜头驱动装置、环状的外壳上配置的镜头载体对外壳保持自由移动的弹簧9，弹簧9是由环状的内周部、环状的外周部9a、内周部9b及外周部9a相连接的多个腕部9c组成，内周部9b与外周部9a的一侧面上配置各腕部9c，腕部9c的一端固定在内周部9b的一侧面上，腕部9c的其它端部39将固定在外周部的一侧。

Description

弹簧、镜头驱动装置、自动对焦相机及有照相功能的手机

技术领域

本发明是关于被用在自动对焦照相机等的照相机镜头驱动装置的弹簧。

背景技术

专利文献1(JP2008-310237号公报)，披露了安装到手机里的自动变焦照相机等相机镜头驱动装置中，支持配置在环状外壳上的镜头载体能够自由移动的弹簧。

此专利文献1上记载的弹簧，是由环状的内周部、环状的外周部、内周部与外周部相连接的复数腕部所构成。专利文献1上关于弹簧的制造方法并没有具体的记载，但是一般是按照金属板的冲压(冲制)或者蚀刻法，将弹簧与外周部、内周部及腕部用一体成形方式而制作。

但是，至今为止的技术来看，因为弹簧是以金属板的冲压及蚀刻法的形式来制作，外周部、内周部及腕部是用相同的材质，相同的厚度。所以存在的问题是腕部的弹性力(弹力系数)及弹性方向都将受到限制。特别是，作用在镜头载体上的承载力是靠腕部的弹力来决定，因腕部的材质，厚度及形状都受到限制，所以存在的问题是弹簧设计的自由度也随之变小。

特别是，镜头载体不仅仅是光轴方向(Z方向)，如果往光轴正交面(X-Y)也自由移动的话，那么腕部的弹力与弹性的方向也要求用指定的规格来设计。

发明内容

本发明提供弹簧、镜头驱动装置，自动对焦相机及有照相功能的手机，其中弹簧的弹力与弹力方向的设计自由空间大。

本发明的弹簧，用在相机镜头驱动装置，能使环状的外壳上配置的镜头载体对外壳保持自由移动，其特点是，包括环状的内周部、环状的外周部、内周部及外周部相连接的多个腕部，该内周部、外周部以及该多个腕部分开成型，内周部与外周部的同一侧面上配置各腕部，腕部的一端固定在内周部的该侧面上，腕部的另一端部固定在外周部的该侧面上。

所述的弹簧，其进一步的特点是，腕部制作所使用的线材，断面是用圆形、正方形、长方形或椭圆形，其厚度尺寸比外周部内周部的板厚尺寸要大。

本发明的镜头驱动装置，其特点是，包括内周上支撑镜头的镜头载体，镜头载体的外周环绕设置了第1环状线圈，并且间隔90度设置多个第2环状线圈，镜头驱动装置还包括内周部上配置镜头载体的环状外壳，环状外壳固定外周部、镜头载体固定内周侧的弹簧，在环状外壳上固定的第1磁石和第2磁石，以及控制各线圈通电用的控制部、弹簧是如权利要求1所记载的弹簧，第1磁石设置在第1环状线圈的对面，第2磁石设置在各第2环状线圈的对面，镜头载体往光轴方向移动时控制部往第1环状线圈通电流，镜头载体往光轴直达X-Y方向移动时，控制部往指定的第2环状线圈上通电流。

本发明的自动对焦照相机，其特点是，包括所述的镜头驱动装置，与镜头载体的镜头成像侧上设置的画像传感器。

本发明的有照相功能的手机，其特征在于，搭载有所述的自动对焦照相机。

本发明的弹簧的腕部的一端部与其他端部向内周部与外周部的一面固定时，是用焊接(激光焊接或者点焊焊接)，胶水及焊锡等进行。各腕部因环状的内周部及环状的外周部可以分开生产制造，所以关于腕部的材质，断面形状，厚度，平面形状，可以不受内周部与外周部的限制，进行自由的设计。因此，关于弹簧的弹力(弹力系数)及弹性的方向的设计自由度也将提高。

腕部是用线材(弹簧线材)可以加工指定的平面形状(S字形状及W形状等)，易生产制造的同时不仅仅是平面形状，并且立体的形状也可以加工制造。

本发明的镜头驱动装置不仅是镜头载体往镜头的光轴方向(Z轴方向)，往光轴直达X-Y方向也能自由移动的设计，所以对于弹簧Z方向，X-Y方向的承载力将被有所要求。这样的话，在Z方向，X-Y方向上要求给予不同的承载力(弹力系数)，根据所述的弹簧，比方说，腕部的断面形状等用长方形或者椭圆形等指定的形状的话，Z方向与X-Y方向就可以做到承载不同的承载力。也就是说，并不是把弹簧腕部的平面形状复杂化，而是简单的将Z方向与X-Y方向上设定不同的承载力。

本发明的自动对焦相机及有照相功能的手机同样能取得前述效果。

附图说明

图1关于本发明实施例的弹簧斜视图。

图2关于本发明实施例的弹簧分解斜视图。

图3关于本发明实施例的镜头驱动装置的分解斜视图。

图4关于本发明实施例的镜头驱动装置的水产断面图。

图5关于本发明实施例的镜头驱动装置，图7A-A的断面图。

图6关于第1实施例的镜头驱动装置上，表示镜头载体与驱动部之间的关系区域图。

图7表示关于第1实施例的镜头驱动装置外观的斜视图。

符号说明

1            镜头驱动装置

3            外壳(筐体)

5            镜头载体

9            前侧弹簧(弹簧)

9a           外周部

9b           内周部

9c           腕部

16a～16d     第2环状线圈

17           第1磁石

18           第2磁石

19           第1环状线圈

37           内周部(一端部)

39           外周部(他端部)

具体实施方式

以下，参考附图1～图7，将详细说明本发明的第1实施例。关于本实施例的镜头驱动装置1，是往手机里组装入自动变焦照相机的镜头驱动装置。

这个镜头驱动装置1，如图3所示，包括环状的外壳3，镜头载体5，外壳3的光轴方向上的框架7，配置在光轴方向的前侧弹簧9(弹簧)，及外壳3后侧上的底座8，光轴方向的后侧弹簧11，后侧弹簧11和外壳3之间配置的垫片15(绝缘材)。

如图3及图4所示，外壳3大体上是由四角形筒状组成，往外壳3的各4个角的内周侧上固定第1磁石17。

第1磁石17，如图4所示，从各个前侧来看平面是由略三角形组成，内周侧是由沿着镜头载体5外周的圆孤形所组成。内周侧与外周侧的磁极不同，如果内周侧面为N极，那么外周侧面则是S极。

四角形筒状外壳3的四个侧面的内周，各自固定有第2磁石18。第2磁石，如图4所示，内周侧一端固定着辅助外壳18a，内周侧与外周侧的磁极不同。如果内周侧为N极，则外周侧为S极。

如图3～图5所示，镜头载体5是略圆筒形，且内周侧上固定着镜头(图中没有显示出来)。镜头载体5的外周面上设置有绕周向全周的第1环状线圈19。第1环状线圈19作为呈带状，并配置在镜头载体5的外周面上，其与外壳3的角部上相对应的位置是在第1磁石17对面。

第1环状线圈19的外周面上，配置有周向上四个等间隔(间隔90度)的第2环状线圈16a、16b、16c、16d。各第2环状线圈由各个侧面看去成矩形，矩形的内侧配置有第2磁石18。如图4所示，各个周向的右侧一带24及左侧一带26，根据左手法则，将形成镜头载体5的半径方向上作用推力E、F(参考图6)。

如图3及图5所示，第2环状线圈16a、16b、16c、16d的各前侧一带22，比第1环状线圈10前端19a要向前侧突出一些(以光轴方向为参考)，并且突出到第1环状线圈19的直径方向的内侧上。本实施例是，第2环状线圈的前侧一带22全部从第1环状线圈19的前端19a突出，并且比第2环状线圈的前侧一带22沿这个直径方向更向内突出，从而形成一个可供第2磁石18插入的缺口。

图6所示，第1环状线圈19，与Z驱动部32相连接，各第2环状线圈16a～16d连接X-Y驱动部33，从各个驱动部32、33连通指定值的电流。

另外，本实施例是，第2环状16a及16c、16b及16d分别相串联，在X方向及Y方向同时在2个环状线圈16a及16c、16b及16d同方向上进行驱动。

比方说，Z驱动部32，将镜头载体5往对焦位置移动(往光轴方向移动)时，往第1环状线圈19接通电流A。

同样的，如果要抖动补偿的话，X-Y驱动部33，往第2环状线圈16a及16c上通电流F，让镜头载体5往X方向移动，往第2环状线圈16b及16d通电流F，让镜头载体往Y方向移动。根据这个，镜头载体往X-Y方向的移动进行抖动修正。

另外，图6符号A、E、F表示通电电流的基本上所产生的推力方向及大小。

如图3所示，前侧弹簧(弹簧)9，组装前的自然状态是平板状，是由形成平面矩形环状的外周部9a、外周部9a的内周上配置的平面圆孤形的内周部9b、外周部9a与内周部9b相连结的4个腕部9c组成。

前侧弹簧9，图1表示从前侧看的轴测视图，如图2所示，图1的分解轴测视图，外周部9a与内周部9b与4个腕部9c，是各自分开生产制造，外周部9a与内周部9b的前侧面(一侧面)上配置有腕部9c，腕部9c的外周侧端部(一端部)39将固定在外周部9a上，腕部9c的内周侧端部(其他端部)37固定在内周部9b上。本实施例中，固定方法是，基本上以点焊的方式固定。

外周部9a与内周部9b，是以金属板(铜板)冲压或者蚀刻法来生产制作，腕部9c，用线材(漆包线材)弯曲成指定的形状后切断的方式来加工制作。

腕部9c制作所使用的线材，断面是用圆形，本实施例中，断面直径是用了比外周部9a及内周部9b的板厚，尺寸还要大。线材的直径及材质，按照要求的弹性(弹力系数)及弹性的方向能自由的设计，断面正方形、长方形、椭圆形等形状、尺寸及材质，可以根据规格要求来设置。

另外，前侧弹簧9的外周部9a是挟持在框架7与外壳3之间，内周部9b是固定在镜头载体5的前端。

后侧弹簧11，组装前的自然状态是平板状，是由形成平面矩形形状的外周部11a、外周部11a的内周上配置的平面圆孤形的内周部11b、外周部11a及内周部11b相连结的4个腕部11c所组成。与前侧的弹簧9不同，外周部11a与内周部11b两个是相分离的。

后侧弹簧11，本实施例是，以一块金属板的冲压或者蚀刻法，将外周部11a及内周部11b及腕部11c一体形成，与前侧弹簧9相同，也是可以分开加工制作并且腕部也是可以接着固定。

后侧弹簧11的外周部11a是挟杂在底座8与后侧垫片15之间，内周部11b是固定在镜头载体5的后端上。

本实施例，根据前侧弹簧9和后侧弹簧11，镜头载体5支持前后方向(Z方向)及X-Y方向自由移动。

接下来，镜头载体5往前方移动时，镜头载体5前侧弹簧9及后侧弹簧11前后方向的承接力合力，与第一环状线圈19及第1磁石17之间产和的电磁力在相均衡的位置停止。

镜头载体5往X-Y方向移动时，前侧弹簧9及后侧弹簧11的弹簧合力，与第2环状线圈16a～16d各相对应的第2磁石18之间所产生电磁力，将在均衡位置处停止。

接下来，说明关于本实施例相关联的镜头驱动装置1的构造、作用及效果。首先，生产制造前侧弹簧9及后侧弹簧11。前侧弹簧是以金属板(铜板)的冲压或者蚀刻法来分开制作，得到外周部9a与内周部9b，用线材(漆包线)弯曲成指定形状后切断来加工制作的腕部9c。然后，如图1及图2所示，外周部9a及内周部9b上配置腕部9c，将腕部9c的内周端部(一端部)溶接固定在内周部9b上，腕部9c的外周端部(另一端部)将溶接固定在内周部9b上。

后侧弹簧11，以金属板(铜板)的冲压及蚀刻法来加工制作的一体成形的外周部9a与内周部9b及腕部9c，但是，如图3所示，是分成2块来加工制作。

镜头驱动装置1的结构是，如图3所示，外壳上，后侧弹簧11、后侧垫片15、第1环状线圈19及第2环状线圈16a～16d往外周面上固定的镜头载体5，内周侧面上固定有各4个第1磁石17及第2磁石18的外壳3，前侧弹簧9，和框架7，以这样的顺序来组成并固定。

固定第1环状线圈19与第2环状线圈16a～16d的镜头载体5、将第1磁石17及第2磁石18固定在内周面的外壳3，它们的组合是，外壳3的内周上从这个后侧到前侧插入镜头载体5。这时，如图3线框抽选部所示，第2环状线圈16a～16d的前侧部22，因为是配置在从第1环状线圈19的前侧端部往前侧突出的直径方向内侧，所以前侧部22将不会触犯第2磁石18，可以插入到第2环状线圈16a～16d环内侧，镜头驱动装置的组合将变得简单。

并且，第1环状线圈19，各输入端与输出端介有后侧弹簧Z，并接连驱动部32，第2环状线圈16a～16d，相对线圈16a与16c，16b与16d串联接连后，往X-Y驱动33连接输入端与输出端。

关于本实施例镜头驱动装置1的驱动，Z驱动部32从图像传感器31的高域成分(对比度)的最大值相比较，同时，往合焦点位置上把镜头载体5沿Z方向直线移动。(参照图6)。

往镜头载体5的Z方向直线移动时，按照往第1环状线圈19通电流值A，磁石17之间所产生的电磁力与前侧弹簧9及后侧弹簧11承载力的合力相平衡的位置停止。

另外，镜头载体5的X-Y控制的是，透镜支持体5的X-Y控制根据陀螺仪组件等作为信号接受X方向的抖动补偿量的大小，往X方向的第2环状线圈16a、16c上信号量按比例通电流，镜头载体5往X方向移动。

同样，Y方向上，接受根据陀螺仪组件等抖动补偿有比例的信号，比例电流值往Y方向的第2环状线圈16a、16d能电镜头载体5往Y方向移动。

另外，如图4所示，第2环状线圈16a～16d，根据右侧部24与左侧部26因往镜头载体5上产生X，Y方向的推力，所以前侧部22上就算没有磁界作用也没关系。

如按本实施例，各腕部因环状的内周部及环状的外周部可以分开生产制造，所以关于腕部的材质，断面形状，厚度，平面形状，可以不受内周部与外周部的限制，进行自由的设计。因此，关于弹簧的弹力(弹力系数)及弹性的方向的设计自由度也将提高。

腕部是用线材(弹簧线材)可以加工指定的平面形状(S字形状及W形状等)，易生产制造的同时不仅仅是平面形状，并且立体的形状也可以加工制造。

本实施例，不仅是镜头载体往镜头的光轴方向(Z轴方向)，往光轴直达X-Y方向也能自由移动的设计，前侧弹簧9，各腕部9c，因外周部9a及内周部9b是分开加工制作，所以Z方向与X-Y方向可以提供不同的承载力(弹性系数)。

本发明，不仅是上述实施例，脱离本宗旨范围也可以进行各种变形。比方说，腕部9，不仅用金属制线材来加工制造，--炭素材(炭素纳米材)和树脂材等线材加工也是可以。

不设置后侧弹簧11，只有前侧弹簧能支持镜头载体5移动自如的就可以。镜头驱动装置1，准备变焦镜头，只要能与变焦相吻合的东西也是可以。

Claims (5)

1.弹簧，用在相机镜头驱动装置，能使环状的外壳上配置的镜头载体对外壳保持自由移动，其特征在于，包括环状的内周部、环状的外周部、内周部及外周部相连接的多个腕部，该内周部、外周部以及该多个腕部分开成型，内周部与外周部的同一侧面上配置各腕部，腕部的一端固定在内周部的该侧面上，腕部的另一端部固定在外周部的该侧面上。

2.如权利要求1所述的弹簧，其特征在于，腕部制作所使用的线材，断面是用圆形、正方形、长方形或椭圆形，其厚度尺寸比外周部内周部的板厚尺寸要大。

3.镜头驱动装置，其特征在于，包括内周上支撑镜头的镜头载体，镜头载体的外周环绕设置了第1环状线圈，并且间隔90度设置多个第2环状线圈，镜头驱动装置还包括内周部上配置镜头载体的环状外壳，环状外壳固定外周部、镜头载体固定内周侧的弹簧，在环状外壳上固定的第1磁石和第2磁石，以及控制各线圈通电用的控制部、弹簧是如权利要求1所记载的弹簧，第1磁石设置在第1环状线圈的对面，第2磁石设置在各第2环状线圈的对面，镜头载体往光轴方向移动时控制部往第1环状线圈通电流，镜头载体往光轴直达X-Y方向移动时，控制部往指定的第2环状线圈上通电流。

4.自动对焦照相机，其特征在于，包括如权利要求3所述的镜头驱动装置，与镜头载体的镜头成像侧上设置的画像传感器。

5.有照相功能的手机，其特征在于，搭载有如权利要求4所述的自动对焦照相机。

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