CN102141673A - 透镜驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种透镜驱动装置，具备：对透镜进行保持的保持器、使保持器能够在透镜的光轴方向上变位的支承部、和在保持器的侧面配备的相对于光轴对称的磁铁。在支承部上，与磁铁对置地配备了线圈。并且，在支承部上，与磁铁对置地配备了磁性部件。

Description

透镜驱动装置

本申请是申请日为2008年9月10日、申请号为200810212860.6、发明名称为“透镜驱动装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种透镜驱动装置，特别适于装载于小型照相机等的自动对焦用的透镜驱动装置。

背景技术

以往，各种透镜驱动装置装载于光学设备上。例如众所周知的有使用步进电动机的电动机驱动式的促动器、利用对晶体加电场时产生的应变的压电类型的促动器、利用被扬声器等采用的音圈的电磁驱动式的促动器等。

例如，为了实现自动对焦功能，在照相机中装载音圈型的透镜驱动装置。在音圈型的透镜驱动装置中，对透镜进行保持的保持器上安装着线圈，底座上安装着磁铁。若对线圈施加电流，则产生电磁驱动力。利用这种电磁驱动力，保持器被沿透镜光轴方向驱动。

在音圈型的透镜驱动装置中，对保持器进行支撑的弹簧部件还被用于向线圈供电。这样，不必从保持器引出用于给线圈供电的布线。因此，驱动透镜的时候，不会对布线施加不必要的震动或者张力。因此，能抑制由于这种震动或者张力而损害布线的问题。但是，另一方面，在这种构造中，因为弹簧的构造复杂，从而产生了促动器制造时的成品率容易变低的问题。

以上的问题，可以通过在保持器侧安装磁铁，在底座侧安装线圈来解决。这样，因为原本没有必要在保持器上加布线，所以不会引起透镜驱动时布线的破损等。并且，构造能够得到简化。

但是，因为磁铁比线圈重，若在保持器上安装磁铁，则保持器和透镜的活动性变差。特别是，保持器沿鉛直方向运动时，由于重力的影响，向下的运动与向上的运动之间容易产生差异。例如，在向下的运动与向上的运动之间，开始活动的速度和驱动响应等会产生差异(以下，将该运动的差异称为“驱动差”)。为此，在这种构造中，在使保持器沿铅直方向移动时，有可能无法进行顺畅的透镜驱动。

发明内容

本发明的目的在于即便在使保持器沿铅直方向移动的情况下，也能够顺畅地驱动透镜。

本发明的透镜驱动装置具备：具有用于收容透镜的开口的透镜保持器；和支承上述透镜保持器使其能够沿上述透镜的光轴方向变位的支承部；上述透镜保持器在外周具备相互平行的第一对置面和相互平行的第二对置面，该第二对置面与该第一对置面垂直，在上述第一对置面的至少一面以及上述第二对置面的至少一面上，分别安装有在板面上具有磁极的平板状的磁铁，在上述支承部上配置有线圈和磁性部件，上述线圈能够在与上述磁铁的板面平行且与上述透镜的光轴垂直的方向上流动电流，上述磁性部件与上述磁铁的板面之间隔着上述线圈而对置。

另外，本发明的透镜驱动装置具备：具有用于收容透镜的开口的透镜保持器；和支承上述透镜保持器使其能够沿上述透镜的光轴方向变位的支承部；在上述透镜保持器的外周面上，安装有在板面上具有磁极的平板状的磁铁，在上述支承部上配置有线圈和磁性部件，上述线圈能够在与上述磁铁的板面平行且与上述透镜的光轴垂直的方向上流动电流，上述磁性部件与上述磁铁的板面之间隔着上述线圈而对置，上述磁铁与上述磁性部件相互对置的区域的面积，不会随着上述透镜保持器的变位而变化。

根据本发明的透镜驱动装置，通过作用在磁铁与磁性部件之间的磁力，保持器在与透镜光轴垂直的面内方向上被牵引。因为保持器处于被这种引力悬吊的状态，所以不易受到重力的影响。因而，向上驱动保持器时和向下驱动保持器时之间的驱动差变小，从而，能够顺畅地驱动透镜。

并且，在本发明的透镜驱动装置中，可在上述支承部中设置引导部，该引导部通过限制上述保持器沿与上述光轴垂直的方向运动，使得上述保持器能够在上述光轴的方向上变位。该情况下，若将上述磁性部件配置为使在与上述光轴垂直的面内方向产生的磁力不均衡，则作用于保持器的力会产生偏差。利用这种力的偏差，使保持器一边推押于引导部，一边沿引导部移动。由此，能够实现没有咔哒声的透镜驱动。

并且，在本发明的透镜驱动装置中，也可将磁性部件配置为在与上述光轴垂直的面内方向生成的磁力均衡。如果采用这样的构造，则因为保持器处于不向任一方向偏斜的安定的悬吊状态，因此，能够使保持器的动作稳定化。

附图说明

本发明的上述目的以及其他目的和新特征，通过参照下面的附图理解下面的实施方式的说明能够更加明了。

图1是表示实施方式所涉及的透镜驱动装置的构成的分解立体图。

图2A是表示实施方式所涉及的透镜保持器的构成图(立体图)。

图2B是表示实施方式所涉及的透镜保持器的构成图(仰视图)。

图3A是表示实施方式所涉及的装配后的透镜驱动装置的构成图。

图3B是表示实施方式所涉及的为了了解装配后的透镜驱动装置的内部状态而取下盖子之后的状态图。

图4A是实施方式所涉及的透镜驱动装置的驱动状态说明图，表示透镜保持器处于原位置时的状态图。

图4B是实施方式所涉及的透镜驱动装置的驱动状态说明图，表示透镜保持器从原位置向上方变位之后的状态图。

图5是表示实施方式所涉及的照相机模块的构成图。

图6A是表示实施方式所涉及的框架部件的第一变形例的图。

图6B是表示实施方式所涉及的框架部件的第二变形例的图。

图7是表示实施方式所涉及的框架部件的第三变形例的图。

图8A是表示实施方式所涉及的引导部的其他构成例的图(分解图)。

图8B是表示实施方式所涉及的引导部的其他构成例的图(组装图)。

但是，附图专用于说明，并不对本发明的范围进行限定。

具体实施方式

图1是表示实施方式所涉及的透镜驱动装置的分解立体图。图2是表示透镜保持器的构成图：图2A是立体图、图2B是仰视图。

10是透镜保持器。俯视下，透镜保持器10具有八角形状。在透镜保持器10的中央位置，形成有用于收容透镜的圆形开口11。透镜保持器10的8个侧面被配置为相对于在开口11中安装的透镜的光轴对称。并且，在透镜保持器10上形成有与轴60、61卡合的槽12和孔13。另外，在透镜保持器10的8个侧面中，在相对的两个侧面和与这两个侧面相垂直的两个侧面上分别安装有磁铁20；磁铁20为在单面磁化有N和S的双极配置构造。并且，各个磁铁20的大小和磁性强度相互相等。

30是底座(相当于本发明的支承部)。底座30形成为近似方形的板状。在底座30上形成有：用于将透过透镜的光导向图像传感器的开口31；和用于使轴60、61插入的两个孔32。并且，在底座30上，在开口31的周围突出设置有4个引导体33。在这些引导体33的前端部各有一个凸部33a。另外，被4个引导体33包围的空间形成了透镜保持器10的收容空间S。

在四个引导体33的外围缠绕有线圈40。线圈40由第一线圈41和第二线圈42组成。第一线圈41和第二线圈42串联连接，缠绕方向相反。因此，第一线圈41和第二线圈42中电流流动的方向相反。

50是框架部件(相当于本发明的磁性部件)。框架部件50是将由磁性材料构成的板材形成为大体环状的部件。框架部件50安装于底座30，包围线圈40的大致整个外围(透镜保持器10的外围)。另外，框架部件50的宽度和厚度在整个领域内大体均匀。

60、61是轴(相当于本发明的引导部)。轴60、61各自的截面成圆形，具有比透镜保持器10侧的孔12和槽13的内径略小的直径。另外，轴60、61可由磁性材料、非磁性材料中的任一种形成。

70是盖子。盖子70与底座30一样形成为大致方形的板状。在盖子70上形成有用于将光取入到透镜的开口71。而且，在盖子70上形成有：能使轴60、61插入的两个孔72；能使引导体33的凸部33a插入的四个长孔73。

在进行装配时，从上方将透镜保持器10收容到底座的收容空间S中。此时，使透镜保持器10的槽12和孔13与底座30的孔32匹配。该状态下，四个磁铁20以和线圈40保持规定间隙的状态相对置。并且，透镜保持器10的没有磁铁20的四个侧面与引导体33的侧面靠近。另外，虽然在省略了图示，但在透镜保持器10的开口11内预先装载有透镜。

接下来，将轴60按照槽12、孔32的顺序从底座30的上方插入，并将其下端固定在底座30的底面上。同样，将轴61按照孔13、孔13、孔32的顺序从底座30的上方插入，并将其下端固定在底座30的底面上。并且，从上方将框架部件50安装到底座30上。

最后，从上方将盖子70安装到底座30上。此时，将两个孔72插入到轴60、61的上端，并将四个长孔73插入到凸部33a。由此，透镜保持器10以沿着两个轴60、61可以变位的状态被安装到底座30与盖子70之间。

图3A是装配后的透镜驱动装置的构成图。另外，为了了解图3A所示的透镜驱动装置的内部状态，图3B是取下盖子70之后的状态图。

在装配状态下，磁铁20的N极与上侧的第一线圈41相对置；磁铁20的S极与下侧的第二线圈42相对置。因此，若向第一线圈41和第二线圈42施加驱动电流，则对磁铁20作用电磁驱动力，透镜保持器10沿着轴60、61滑动。

图4是透镜驱动装置的驱动动作说明图。另外，图4是图3A的A-A’剖视图。

图4A是表示透镜保持器10处于原位置时的状态图。在原位置的时候，透镜保持器10的下端与底座30相接触。如上所述，第一线圈41和第二线圈42分别与磁铁20的N和S的磁化范围相对置。并且，第一线圈41与第二线圈42中电流流动的方向相反。

在处于原位置的状态下，若在第一线圈41和第二线圈42中流动如图4A所示的方向的电流，则对磁铁20作用向上方向的驱动力，透镜保持器10如图4B所示沿着轴60、61从原位置向上方向变位。并且，从图4B所示的状态下，若在第一线圈41和第二线圈42中流动与图4A所示的方向相反的电流，则对磁铁20作用向下方向的驱动力，透镜保持器10沿着轴60、61向下方向变位。另外，在图4A中，圆中有黑点的符号表示朝向看图者的方向，圆中有叉的符号表示远离看图者的方向。

由此，在本实施方式的透镜驱动装置中，通过使透镜保持器10在向上方向和向下方向上变位，从而使透镜处于焦点的位置。这时，通过在四个磁铁20和框架部件50之间产生的磁力，透镜保持器10从相反的两个方向和与此垂直的两个方向受到引力，由于这四种引力，透镜保持器10处于被吊在外周方向上大体均等间隔的位置的状态。因此，即使在铅直方向上驱动透镜保持器10的情况下，透镜保持器10也不易受到重力的影响，在透镜保持器10的动作中，不易出现向下驱动时和向上驱动时之间的驱动差。并且，在使透镜处于焦点的位置之后，即使切断给线圈40的供电，通过该引力，透镜保持器10也能保持在焦点位置。

由此，在本实施方式中，因为即使透镜保持器被沿铅直方向驱动，在向上驱动和向下驱动之间的驱动差也变得比较小，所以即便使透镜保持器处于被沿铅直方向驱动的状态下使用透镜驱动装置，也能顺畅地驱动透镜保持器10。

并且，在本实施方式中，因为在透镜保持器10的两侧装配有磁铁20和线圈40，与只在透镜保持器单侧装配磁铁和线圈的构造不同，在驱动透镜保持器10时，不会对透镜保持器10作用力矩。因此，在能够顺畅地驱动透镜保持器10的同时，还能减少驱动转矩。

另外，在本实施方式中，如上所述，四个磁铁20的大小和磁性强度相互相等。该情况下，如果使这四个磁铁20的外侧面和框架部件50的内侧面间的距离相等，则各磁铁20与框架部件50间产生的磁力相互相等，这四种磁力在与透镜的光轴垂直的面内方向上均衡。这样，若使四个磁力均衡，则透镜保持器10不向任一个方向偏斜而处于稳定的悬吊状态，所以能够使透镜保持器10的活动稳定化。

图5是表示将本实施方式的透镜驱动装置100装载于照相机时的照相机模块的概略构成图。

在底座30侧，装配有滤波器201和图像传感器202。在底座30上，作为位置传感器装配有霍尔元件80，根据来自霍尔元件80的信号可以检出透镜保持器10的位置。

在聚焦动作时，CPU(Central Processing Unit)301控制驱动器302，使透镜保持器10从图4的原位置沿透镜光轴方向变位到预先设定的位置。这时，来自霍尔元件80的位置检测信号被输入到CPU301。同时，CPU301处理从图像传感器202输入的信号，取得摄像画像的对比度值。然后，取得该对比度值最优的透镜保持器10的位置来作为焦点位置。

而后，CPU301向焦点位置驱动透镜保持器10。此时，CPU301监视来自霍尔元件80的信号，驱动透镜保持器10直到来自霍尔元件80的信号对应于焦点位置的状态。据此，透镜保持器10被定位到焦点位置。

如上，虽然说明了本发明的实施方式，但是本发明不仅仅局限于此，并且，本发明的实施方式也可进行上述以外的各种变化。

例如，关于磁性材料的配置构造，如图6和图7所示，可进行各种变形。

在图6A所示的变形例中，框架部件50按照包围三个磁铁的外围、没有包围剩下的一个磁铁的外围的方式形成为俯视下大约成コ字状。采用这样的构成的情况下，磁铁20和框架部件50之间生成的磁力，在只有一方存在框架部件50的方向上变得不均衡，透镜保持器10变得被引向箭头D1所指的方向。由此，轴60、61被推压到槽12、孔13的框架部件50侧的内面，驱动透镜保持器10时，在槽12和孔13分别被推压于轴60、61的情况下，透镜保持器10沿着轴60移动。因此，驱动透镜保持器10时产生的咔哒声得到有效的被抑制，能够实现顺畅的驱动动作。

然而，在上述变更例中，与上述实施方式相比，因为悬吊透镜保持器10的力有所减少，所以，向上驱动和向下驱动之间的驱动差的减轻效果变小。但是，在该情况下也能起到驱动差的减轻效果，所以，图6A所示的变更例在想要减轻驱动透镜保持器10时的咔哒声和驱动差双方的情况下比较有效。

并且，在这里，通过使框架部件50缺少一部分而使得磁力不均衡，但作为使作用于透镜保持器10的磁力不均衡的构成，可采用使各磁铁20和框架部件50间的距离变化的构成，还可采用使与各磁铁20对置的框架部件50的部分的大小(宽度或者厚度)不同的构成。

在图6B所示的变形例中，框架部件50分割成第一框架部件51和第二框架部件52，分别包围两个磁铁20。在第一框架部件51和第二框架部件52之间设有规定的间隙。并且，第一框架部件51和第二框架部件52兼用作向线圈40供电时的电极。也就是说，向线圈40输入输出电流的部件的一方与第一框架部件51连接，另一方与第二框架部件52连接。另外，从驱动器302向线圈40施加电流用的布线的一方与第一框架部件51连接，另一方与第二框架部件52连接。通过采用这种构成，向线圈40供电的部分的构成可以得到简化。

在图7所示的变形例中，框架部件50包括包围线圈40的外周(透镜保持器10的外周)的主框架部件53和安装于主框架部件53上的四个磁性体54。主框架部件53由非磁性材料构成，形成为近似环状。磁性体54是由磁性材料构成的矩形状的板材，安装在主框架部件53的内侧，与磁铁20相对置。

因为作用在磁铁20和框架部件50之间的磁力，成为由线圈40供电而产生的透镜保持器10的推进力的阻力，因此若磁力过大，则基于线圈40而提供给透镜保持器10的驱动力也必须大。因此，如上所述，如果采用在主框架部件53上安装磁性体54的构造，则通过改变磁性体54的大小，能够容易地调整磁力，从而获得与推进力的平衡。

并且，在上述变形例中，通过调整磁性体54的材质、大小等，能使在磁铁20和磁性体54之间产生的磁力不同，由此，能够使作用于透镜保持器10的磁力不均衡。通过这样使磁力不均衡，与上述图6A的变形例同样，驱动透镜保持器10时，能在将槽12和孔13分别推押到轴60、61的情况下，使透镜保持器10移动。由此，能够抑制驱动透镜保持器10时的咔哒声，从而能够实现顺畅的驱动动作。

并且，在本实施方式中，透镜保持器10移动时的引导部由轴60、61构成，但是并不局限于此，其他的构成也可以。

图8是表示引导部的其他构成例的图。如图8A所示，在透镜保持器10的没有装载磁铁20的四个侧面上，分别形成有沿上下延伸的截面三角形状的突条14。另一方面，在与这些侧面相对的引导体33的侧面上分别形成有与突条14卡合的V字形槽33b。

如图8B所示，透镜保持器10安装于底座30，突条14嵌入槽33b内。在该状态下，若透镜保持器10上下移动，则伴随于此突条14在槽33b内滑动。如果采用这种构造，能够容易地设定引导构造。

并且，本实施方式中，在透镜保持器10的四个侧面上装设有磁铁20。但是，只要磁铁20相对于光轴对称地配置即可，例如，可只在相对的两个侧面装配，也可在透镜保持器10的全部侧面(全周面)装配。在透镜保持器10的全部侧面装配磁铁20的情况下，也可将分割后的磁铁配置成环状，但还可配置一个环状的磁铁。

而且，在本实施方式中，磁铁20也可采用单极配置构造，线圈40也可采用一个线圈。

此外，本发明的实施方式，在权利要求书所示的技术思想的范围内可适当地进行各种变更。

Claims (10)

1.一种透镜驱动装置，具备：

具有用于收容透镜的开口的透镜保持器；和

支承上述透镜保持器使其能够沿上述透镜的光轴方向变位的支承部；

上述透镜保持器在外周具备相互平行的第一对置面和相互平行的第二对置面，该第二对置面与该第一对置面垂直，

在上述第一对置面的至少一面以及上述第二对置面的至少一面上，分别安装有在板面上具有磁极的平板状的磁铁，

在上述支承部上配置有线圈和磁性部件，上述线圈能够在与上述磁铁的板面平行且与上述透镜的光轴垂直的方向上流动电流，上述磁性部件与上述磁铁的板面之间隔着上述线圈而对置。

2.根据权利要求1所述的透镜驱动装置，其特征在于，

在上述支承部上竖立设置有引导轴，该引导轴与上述透镜保持器上设置的槽或孔卡合来对上述透镜保持器的变位进行引导。

3.根据权利要求1所述的透镜驱动装置，其特征在于，

上述磁铁在与上述磁性部件之间隔着上述线圈而对置的板面上具有N极和S极，

上述线圈能够在接受从上述N极产生的磁场的部位和接受从上述S极产生的磁场的部位同时流动相互反向的电流。

4.根据权利要求2所述的透镜驱动装置，其特征在于，

上述磁铁在与上述磁性部件之间隔着上述线圈而对置的板面上具有N极和S极，

上述线圈能够在接受从上述N极产生的磁场的部位和接受从上述S极产生的磁场的部位同时流动相互反向的电流。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的透镜驱动装置，其特征在于，

上述磁铁与上述磁性部件相互对置的区域的面积，不会随着上述透镜保持器的变位而变化。

6.一种透镜驱动装置，具备：

具有用于收容透镜的开口的透镜保持器；和

支承上述透镜保持器使其能够沿上述透镜的光轴方向变位的支承部；

在上述透镜保持器的外周面上，安装有在板面上具有磁极的平板状的磁铁，

在上述支承部上配置有线圈和磁性部件，上述线圈能够在与上述磁铁的板面平行且与上述透镜的光轴垂直的方向上流动电流，上述磁性部件与上述磁铁的板面之间隔着上述线圈而对置，

上述磁铁与上述磁性部件相互对置的区域的面积，不会随着上述透镜保持器的变位而变化。

7.根据权利要求6所述的透镜驱动装置，其特征在于，

在上述支承部上竖立设置有引导轴，该引导轴与上述透镜保持器上设置的槽或孔卡合来对上述透镜保持器的变位进行引导。

8.根据权利要求6所述的透镜驱动装置，其特征在于，

上述透镜保持器在外周具备相互平行的第一对置面和相互平行的第二对置面，该第二对置面与该第一对置面垂直，

在上述第一对置面的至少一面以及上述第二对置面的至少一面上，分别安装有上述磁铁。

9.根据权利要求7所述的透镜驱动装置，其特征在于，

上述透镜保持器在外周具备相互平行的第一对置面和相互平行的第二对置面，该第二对置面与该第一对置面垂直，

在上述第一对置面的至少一面以及上述第二对置面的至少一面上，分别安装有上述磁铁。

10.根据权利要求6～9中任一项所述的透镜驱动装置，其特征在于，

上述磁铁在与上述磁性部件之间隔着上述线圈而对置的板面上具有N极和S极，

上述线圈能够在接受从上述N极产生的磁场的部位和接受从上述S极产生的磁场的部位同时流动相互反向的电流。

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