CN102298189B - 透镜驱动装置、自动对焦照相机及移动终端装置 - Google Patents

Abstract

本发明是为了提供在简易的构造中，将透镜支撑体向光轴方向移动及手抖补正移动都可行的透镜驱动装置、自动对焦照相机及移动终端装置。在本发明的透镜驱动装置1中，第2环状线圈16a～16d相比第1环状线圈19，其配置更接近于透镜光轴方向的一侧，且沿着透镜支撑体5的半径方向的内周侧和外周侧卷转。磁石17的内周侧和外周侧具有不同磁极，且内周侧部与第1环状线圈19外周面对向，同时在设有第2环状线圈16a～16d的位置上，在光轴方向上也与第2环状线圈16a～16d的外周侧部对向。透镜支撑体5向光轴方向移动时，向第1环状线圈19上通电，向与光轴直交的X-Y方向移动时，会向所定的第2环状线圈16a～16d上通电。

Description

透镜驱动装置、自动对焦照相机及移动终端装置

技术领域

本发明是关于透镜驱动装置、自动对焦照相机及附带有照相功能的移动终瑞装置。

背景技术

专利文献1(专利公开JP2002-373435号公报)在用于捕光的驱动装置中，披露了一种：透镜支撑体外周面的周方向上以90度的间隔设置第1环状线圈和第2环状线圈，并在透镜支撑体的径方向外侧上设置与各环状线圈相对的磁石，往环状线圈通电后使得透镜支撑体往光轴方向(对焦方向)及径道方向(X方向)移动。

另一方面，在小型照相机中，只是使透镜支撑体往光轴方向移动，如果为防止抖动使之往X-Y方向移动时，那么就需要让透镜驱动装置整体向X方向驱动和Y方向驱动的这种马达来使之移动。

简单说，小型照相机用的透镜驱动装置中，往透镜支撑体的光轴方向(Z方向)移动及往X-Y方向(手抖补正)的移动，仅仅只要透镜支撑体移动，这样的功能目前还没有。

另外，往透镜支撑体光轴方向的移动，即便采用专利文献1的技术可以办到，但是专利文献1的技术里，仅仅只是能往X方向移动，往手抖补正(X-Y方向)光轴相交面的移动则无法做到。

发明内容

因此，本发明的目的是为了提供一种以简易的构造，将透镜支撑体往光轴方向移动及手抖补正移动都可行的透镜驱动装置、对焦照相机及带有照相功能移动终端装置。

为实现所述目的的透镜驱动装置，其特点是具有在内周上用于支撑透镜的透镜支撑体，在内周上能移动自在地支撑透镜支撑体的固定体，在透镜支撑体外周沿周方向卷转的第1环状线圈，透镜支撑体的周方向上以90度间隔配置的至少2个的第2环状线圈，以及设置在固定体上沿着第1环状线圈的周方向配置着的磁石；第2环状线圈相比第1环状线圈，其配置更接近于透镜光轴方向的一侧，且沿着透镜支撑体的半径方向的内周侧和外周侧卷转，磁石的内周侧和外周侧具有不同磁极，且内周侧部与第1环状线圈外周面对向，同时在设有第2环状线圈的位置上，在光轴方向上也与第2环状线圈的外周侧部对向，透镜支撑体向光轴方向移动时，向第1环状线圈上通电，当透镜支撑体向与光轴直交的X-Y方向移动时，会向所定的第2环状线圈上通电。

所述的透镜驱动装置，其进一步的特点是，所述固定体为主环口，在主环口的光轴方向一侧具有辅环口，在主环口和辅环口之间配置有第2环状线圈的外周侧部。

所述的透镜驱动装置，其进一步的特点是，主环口具有外周侧壁、内周侧壁、及连接外周壁和内周侧壁的连接部，内周侧壁配置在第1环状线圈的内周侧上。

所述的透镜驱动装置，其进一步的特点是，主环口从光轴方向看外周侧壁从平面看呈四角形形状，磁石及第2环状线圈配置于环口的各角部。

为实现所述目的的自动对焦照相机，其特点是，具备任意一所述特点的透镜驱动装置和在透镜支撑体的透镜构像侧设置有图像传感器。

为实现所述目的带照相功能的移动终端装置，其特点是，搭载有所述的自动对焦照相机。

所谓移动终端装置是指手机、信息携带终端(PDA)、笔记本电脑等。

如果透镜支撑体往光轴方向的移动(对焦移动)，那么往第1环状线圈通电使透镜支撑体往光轴方向移动，另外手抖补正是往周方向上设置90度间距的第2环状线圈上通电，那么透镜支撑体将往X-Y方向进行移动。根据这个，透镜支撑体就可以完成对焦移动及手抖补正。

也就是，第1环状线圈沿着透镜支撑体的外周的周方向卷转，磁石沿着第1环状线圈的周方向配置，内周侧面和外周侧面上具有不同磁极，内周侧部与第1环状线圈的外周面对向。为此，向第1环状线圈通电后，就会产生向光轴方向的推进力。

另外一方面，第2环状线圈相比第1环状线圈其配置更接进于透镜光轴方向一侧，且沿着透镜支撑体的半径方向的内周侧和外周侧卷转。磁石在内周侧部和外周侧部上具有不同的磁极，在设有第2环状线圈的位置上，在光轴方向上也与第2环状线圈的外周侧部对向配置。为此，向第2环状线圈通电，则产生半径方向的推进力。第2环状在透镜支撑体的周方向上按90度间隔配置，所以在直交的2个半径方向上能够产生推进力，使透镜支撑体沿着X-Y方向移动。

磁石在第1环状线圈和第2环状线圈上产生磁场作用，所以兼能用作驱动第1环状线圈和第2环状线圈的磁石，磁石的数量可以用得较少。

用1个第1环状线圈和至少2个第2环状线圈和至少1个磁石能够把透镜支撑体向光轴X-Y方向移动。所以，用简单的构成，很少的部品点数就能实现透镜支撑体对焦移动及手抖补正移动。

在第2环状线圈的外周侧部上，设置有与磁石对向的辅环口。它是作为针对第2环状线圈的备置环口，能够提高相对第2环状线圈的外周侧磁石的磁通量密度，提高X-Y方向的推进力。

主环口的内周侧部作为第1环状线圈的备置环口，所以能提高相对第1环状线圈的磁石的磁通量密度，能提高光轴方向的推进力。

磁石及作为手抖补正机能的第2环状线圈配置于四角形状的主环口的角部上，据此，可利用角部的空间。所以，具有了手抖补正机能，且其尺寸与不搭载有手抖补正机能的透镜驱动装置的尺寸相同，且构成实体紧密。

附图说明

【图1】是关于第1实施形态的透镜驱动装置的分解斜视图。

【图2】中(a)是相关第1实施形态的透镜驱动装置，是图5的A-A截面图。(b)是将(a)中显示的H部的作用模式化显示图。

【图3】是相关第1实施形态的透镜驱动装置的水平截面图。

【图4】是关于本实施形态的透镜驱动装置中，是表示各线圈与驱动部之间关系的框图。

【图5】是关于本实施形态透镜驱动装置外观斜视图。

【图6】是关于第2实施形态的透镜驱动装置的分解斜视图。

【图7】是将第2实施形态的透镜驱动装置，与第1实施形态的图5中显示的A-A位置相同位置截面切割的截面示意图。

1   透镜驱动装置

3  环口

3a   外周侧壁

3b   角部

3c   内侧壁

5  透镜支撑体

9    前侧弹簧

11   后侧弹簧

16a～16d  第2环状线圈

19第1 环状线圈

17磁石

27 第1辅环口

具体实施方式

以下内容，将参照附图1～图5来详细说明本发明的实施形态。关于本实施形态的驱动装置1是一种组装到手机里的自动对焦照相的透镜驱动装置。

本透镜驱动装置1的配置是，如图1所示，备有环状的主环口3、透镜支撑体5、主环口3光轴方向前侧上设置的框架7及前侧弹簧9、主环口3后侧上设置的底座8及后侧弹簧11。配置在后侧弹簧11与主环口3之间的绝缘材料的垫片15。在主环口3和前侧弹簧9之间，配置有环口12。

如图1及图2所示，环口3从前侧看外周壁3a略呈四角形，四角的角部3b呈倒角形状。

如图2所示，主环口3是由外周侧壁3a、内周侧壁3b、连接外周侧壁3a和内周侧壁3b的连接壁3c，纵截面是略呈“コ”字形状。如图1及图3所示，外周侧壁3a从前侧看略呈四角形状，四角的角部呈导角形状。

主环口3的外周壁3a的各角部上，在其内周上磁石17被逐个固定。在本实施形态中，主环口3为内周上能移动自在地支撑透镜支撑体的固定体。

各磁石17从前侧看其平面沿着主环口3的角部3略呈梯形形状，其内周侧构成沿着第1环状线圈19(后叙)的外周面的圆弧形状。另外，磁石17内周侧和外周侧上的磁极不同，例如，如图2所示，整个内周侧为N极，外周侧为S极。

如图1所示，透镜支撑体5略呈圆筒状，它的内周侧上固定有透镜(无图示)。第1环状线圈19和4个第2环状线圈16a、16b、16c、16d被固定在透镜支撑体5的外周上。

第1环状线圈19沿透镜支撑体5周方向全周相卷转构成圆环状，同时呈带状。将其后侧端部接着固定于透镜支撑体5的线圈支撑部5b上。

第1环状线圈19的环的内径相比于透镜支撑体5的胴部5a的外径也要大。如图2(a)所示，与胴部5a之间形成间隙S。前述的主环口3的确内周侧壁3b被插入进透镜支撑体5的胴部5a和第1环状线圈19之间的间隙S中。

如图1～图3所示，各第2环状线圈16a～16d沿着透镜支撑体5的半径方向中的内周侧和外周侧卷转。内周侧边部22和外周侧边部24相互平行且相比于半径方向的边部23要长。如图1所示，各第2环状线圈16a～16d将内周侧边部22配置于形成在透镜支撑体5的线圈支撑部5b中的凹部5c中后固定。

如图2所示，各第2环状线圈16a～16d相比于第1环状线圈19要后侧配置。且第2环状线圈16a～16d将外周侧边部24相比第1环状线圈19，要位于透镜支撑体5的半径方向外侧。另外，各第2环状线圈16a～16d的外周侧边部24位于磁石17的光轴方向后侧，与磁石17的内周侧部对向。

如图1及图3所示，4个第2环状线圈16a～16d在周方向上以等间隔(90度的间隔)合计成4个配置。

即，如图2所示，各磁石17将其内周侧部的内周侧面17e与第1环状线圈19对面，同时将其内周侧部的后侧17f与第2环状线圈16a～16d外周侧边部24对面。

第2环状线圈16a～16d的光轴方向后侧上设置有第1辅环口27。如图1所示，第1辅环口27呈圆环状。如图2所示，此第1辅环口27的外周侧端相对接于主环口3的外周侧壁3a上。第1辅环口27为主环口的光轴方向一侧具有的辅环口。

如图1及图2所示，在磁石17的内周侧面17e及后侧面17f上设置有第2辅环口13，来提高磁石17的磁场强度。

如图4所示，第1环状线圈19与Z驱动部32相接连，各第2各环状线圈16a～16d与X-Y驱动部33相连接，能从各驱动部32、33处通以一定值的电流。

另外，本实施的形态中，第2环状线圈16a与16c、16b与16d是相串联，在2个环状线圈16a与16c、16b与16d的同方向上进行驱动。

比方说，Z驱动部32，透镜载体5向对焦位置移动时(光轴方向移动)，第1环状线圈19上通电流Z。

同样，手抖补正时，X-Y驱动部33，往第2环状线圈16a与16c上通电流E，往第2环状线圈16b与16d上通电流F，透镜载体5往X-Y方向移动进行手抖补正。

另外，图3及图4的Z、E、F符号所示意的是所流的电流所产生的推力方向和大小。

但是，如图3所示，本实施的形态中，X方向是呈矩形的主环口3的一边方向，Y方向是矩形主环口3相邻的边方向。关于主环口3的对角线方向所产生的推力E、F，X方向的分力EX和FX之和作为X方向的推动力，Y方向的分力EY和FY之和作为Y方向的推动力，因此X-Y驱动部33，各X方向的分力之和EX+FX作为X方向驱动力，各Y方向的分力之和EY+FY作为Y方向驱动力来进行控制。

如图1所示，前侧弹簧9，安装前的自然状态是平板状，是由构成平面矩形环状的外周侧部9a、外周侧部9a内周上设置的平面圆孤形内周侧部9b、外周侧部9a与内周侧部9b相连结的4个腕部9c所构成。使Z方向及X-Y方向的变形能随意自如。

后侧弹簧11，安装前是自然状态是平板状，是由构成平面矩形环状的外周侧部11a、外周侧部11a的内周上所配置的平面圆形的内周侧部11b、外周侧部11a与内周侧部11b所相连结的4个腕部11c所构成。

前侧弹簧9外周侧部9a是挟持在框架7和主环口3之间、内周侧部9b同辅助环12一起被固定在透镜载体5的前端。后侧弹簧11的外周侧部11a是挟持在底座8和后侧垫片15之间，内周侧部11b是固定在透镜载体5后端。以此，依靠前侧弹簧9和后侧弹簧11，支撑透镜载体5往光轴方(Z方向)及X-Y方向自由移动。

然后，一旦向第1环状线圈19通上电流，透镜载体5往光轴方向前方移动，在前侧弹簧9及后侧弹簧11前后方向预压力的合力以及第1环状线圈19及第1磁石17之间所产生的电磁力相均衡位置时，透镜载体5就会停止移动。

透镜载体5往X-Y方向移动时，一旦向第2环状线圈16a～16d上通上一定值的电流时，前侧弹簧9及后侧弹簧11的X-Y方向的弹簧合力、与第2环状线圈16a～16d上产生的电磁力达到相均衡位置时停止。

接下来，对本发明实施形态相关的透镜驱动装置1的组装、作用及效果进行说明。透镜驱动装置1组装之前，先要将在第1环状线圈19的后侧部接着固定在透镜支撑体5的线圈支撑部5b上，将第2环状线圈16a～16d的内周侧边部22接着固定在线圈支撑体5的凹部5c上。然后，在主环口3的各角部，磁石17接着固定于外周侧壁3a上的内周面上，同时，将第2辅环口13接着固定在磁石17的内周侧部上。

透镜驱动装置1组装，如图1所示，在底座8上，后侧弹簧11、后侧垫片15、透镜支撑体5、主环口3、辅环口27、辅助环12、前侧弹簧9、及框架7，依此顺序依次进行组装固定。

接下来，第1环状线圈19将往Z驱动部32上分别连接电流的输入端与输出端，第2环状线圈16a～16d把对向的线圈16a与16c、16b与16d进行串联后，X-Y驱动部33上连接各个电流的输入端与输出端。

相关本实施形态的透镜驱动装置1的驱动，如图4，Z驱动部32是从画像传感器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，第1环状线圈19上的电流值Z与磁石17的磁力所产生的电磁力，同前侧弹簧9及后侧弹簧11的预压力的合力达到均衡位置点就会停止。

另外，透镜支撑体5的X-Y控制(手抖补正)，根据陀螺仪组件等作为信号接受X方向及Y方向的手抖补正量的大小，计算X方向及Y方向的手抖补正量来决定第2环状线圈的移动量E、F，然后往第2环状线圈16a、16c及第2环状线圈16b、16d进行通电。

透镜载体5往X-Y方向移动时，一旦向所定第2环状线圈16a～16d上通上一定值的电流时，前侧弹簧9及后侧弹簧11的X-Y方向的弹簧合力、与第2环状线圈16a～16d上产生的电磁力达到相均衡位置时停止。

根据本实施形态，透镜支撑体5往光轴方向的移动(对焦移动)是，第1环状线圈通电使透镜支撑体往光轴方向移动，手抖补正(向X-Y方向的移动)是向任意的第2环状线圈16a～16d通上一定值的电流，透镜支撑体向X-Y方向进行移动。据此，透镜支撑体就可以完成对焦移动及手抖补正。

即，如图2(b)所示，磁石17的内周侧面17e开始的磁力线T1拥有半径方向上的较强分布，将第1环状线圈19横断。磁石17后侧面开始的磁力线T2拥有光轴方向上的较强成分，将第2环状线圈16a～16d的外周侧边部24横断。因此，一旦向第1环状线圈19上通上电流，根据夫累铭左手定则就会产生光轴方向的推进力Z；一旦向第2环状线圈16a～16d上通上电流，在外周侧边部24上，根据夫累铭左手定则就会产生透镜支撑体5的半径方向的推进力E或者F，透镜支撑体5就会向与光轴方向相交叉的方向(X-Y方向)移动。

根据本实施形态中，磁石17兼能起到向光轴方向的移动和与光轴相交叉方向的移动作用。为此，用1个第1环状线圈19和4个第2环状线圈16a～16d和4个磁石17能够把透镜支撑体向光轴X-Y方向移动。所以，用简单的构成，很少的部品点数就能实现透镜支撑体5的对焦移动及手抖补正移动。

本实施形态中，磁石17及作为手抖补正机能的第2环状线圈16a～16d从前侧看配置于四角形的主环口3的角部3b上，据此，可利用角部3b的进深处空间。所以，具有了手抖补正机能，且其尺寸与不搭载有手抖补正机能的透镜驱动装置的尺寸相同，且构成实体紧密。

另外，在本实施形态中，在第2环状线圈16a～16d的外周侧部24的后侧，设置有与磁石17对向的辅环口27。辅环口27是作为针对第2环状线圈16a～16d的备置环口。为此，能够提高第2环状线圈16a～16d的外周侧部24相交叉磁石17的磁通量密度，能提高X-Y方向的推进力。

另外，在本实施形态中，主环口3的内周侧部3b立设于第1环状线圈19内侧，作为第1环状线圈19的备置环口。为此，能够提高第1环状线圈19相交叉磁石17的磁通量密度，能提高光轴方向的推进力。

各磁石17在第1环状线圈19和第2环状线圈16a～16d上产生磁场作用，所以兼能用作驱动第1环状线圈19和第2环状线圈16a～16d的磁石17，磁石的数量可以用得较少。

以下说明本次发明的其它的实施形态，但是关于以下说明实施的形态，与上述的第1实施的形态产生相同的作用效果的部分为同一的符号的情况，这个部分的说明省略，以下的说明为与第1实施的形态主要的不同点而进行的说明。

参考图6～图7，对相关第2实施形态的透镜驱动装置进行说明。在此第2实施形态中，没有设置第2辅环口13，这是与第1实施形态的不同点。

根据此第2实施形态，由于少了第2辅环口13，所以与第1实施形态相比，部品点数更少，且构成更为简单。

本发明不限上述实施形态，只要不脱离本发明的要点范围，可以作种种变形的可能。比如第2环状线圈16a～16d及磁石17不局限设置在主环口3的各角部3b上，也可以将主环口3做成圆形在周方向上相互以90度间隔配置。

第2环状线圈16a～16d也可以相互以90度间隔配置，相邻仅设置成2个。

另外，磁石17沿着第1环状线圈19的周方向上配置的环状物可以仅为1个。此种场合下，磁石17被固定于作为固定体的主环口3中，内周侧部和外周侧部上拥有不同的磁极。另外，内周侧部与第1环状线圈19的外周面对向，在设置有第2环状线圈16a～16d的位置上，在光轴方向上，也与第2环状线圈16a～16d的外周侧部24相对向。在此变形例中，磁石17的个数也可以从4个改变为1个。为此，可以通过简单构造和少量的部品点数，就能够达到对透镜支撑体5的对焦移动和手抖补正。

透镜驱动装置1配置变焦透镜后，也可拥有成为一种带变焦机能的装置。

Claims (7)

1.一种透镜驱动装置，其特征在于具有在内周上用于支撑透镜的透镜支撑体，在内周上能移动自在地支撑透镜支撑体的固定体，在透镜支撑体外周沿周方向卷转的第1环状线圈，透镜支撑体的周方向上以90度间隔配置的至少2个的第2环状线圈，以及设置在固定体上沿着第1环状线圈的周方向配置着的磁石；第2环状线圈相比第1环状线圈，其配置更接近于透镜光轴方向的一侧，且沿着透镜支撑体的半径方向的内周侧和外周侧卷转，磁石的内周侧和外周侧具有不同磁极，且内周侧部与第1环状线圈外周面对向，同时在设有第2环状线圈的位置上，在光轴方向上也与第2环状线圈的外周侧部对向，透镜支撑体向光轴方向移动时，向第1环状线圈上通电，当透镜支撑体向与光轴直交的X-Y方向移动时，会向所定的第2环状线圈上通电。

2.如权利要求1所述的透镜驱动装置，其特征在于，所述固定体为主环口，在主环口的光轴方向一侧具有辅环口，在主环口和辅环口之间配置有第2环状线圈的外周侧部。

3.如权利要求2所述的透镜驱动装置，其特征在于，主环口具有外周侧壁、内周侧壁、及连接外周壁和内周侧壁的连接部，内周侧壁配置在第1环状线圈的内周侧上。

4.如权利要求2所述的透镜驱动装置，其特征在于，主环口从光轴方向看外周侧壁从平面看呈四角形形状，磁石及第2环状线圈配置于环口的各角部。

5.如权利要求3所述的透镜驱动装置，其特征在于，主环口从光轴方向看外周侧壁从平面看呈四角形形状，磁石及第2环状线圈配置于环口的各角部。

6.自动对焦照相机，其特征在于，具备权利要求1～5中任意一项所记载的透镜驱动装置和在透镜支撑体的透镜构像侧设置有图像传感器。

7.带照相功能的移动终端装置，其特征在于，搭载有权利要求6所记载的自动对焦照相机。

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