CN102313964A - 透镜驱动装置、自动对焦照相机及移动终端装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防止透镜支撑体倾斜且耗电量少的透镜驱动装置、自动对焦照相机及移动终端装置为目的的。在本发明的透镜驱动装置1中，透镜支撑体7具有压接振动轴41的压接部43，向线圈体15通电移动透镜支撑体7时，在振动发生部件51上流上一定脉冲的电流，给予振动轴41振动，透镜支撑体7在向所定位置移动后，向线圈体15及振动发生部件51的通电就会停止。由此，压接部43在压接振动轴41后，保持透镜支撑体7在所定位置上。

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

本发明是关于一种向线圈通电后会移动透镜支撑体的透镜驱动装置、搭载了其透镜驱动装置的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JP2009-271204号公报)中披露有，透镜支撑体的外周设置线圈，在透镜支撑体上配置的磁石与线圈对向设置。透镜支撑体通过弹簧弹性支撑，根据向线圈体通电，磁石磁场产生电磁力与弹簧弹力相均衡，透镜支撑体向所定位置移动，同时保持其位置。

但是，透镜支撑体移动时和移动后，根据弹簧弹性力的偏向、作用于线圈体的磁石的磁场强度的偏向，如图10所示，透镜支撑体101有时会产生倾向(相对光轴)角度θ。另外，在图10中，符号103为线圈体、105为磁石。

如此，透镜支撑体产生倾斜，就不能得到鲜明的画像。特别是近年来对透镜支撑体的光轴精度要求很高。

另外，即便透镜支撑体向所定位置移动后，为保持透镜支撑体位置，与弹簧的弹性力必须要保持均衡，所以，以前是必须向线圈持续供电。为此，为保持透镜支撑体的位置，就会消耗掉所定电流。

发明内容

为此，本发明是提供一种防止透镜支撑体倾斜且耗电量少的透镜驱动装置、自动对焦照相机及及附带有照相功能的移动终瑞装置为目的的。

为实现所述目的的透镜驱动装置，具有在内周上支撑透镜的透镜支撑体；配置于透镜支撑体外周上的线圈体；弹性支撑透镜支撑体的弹簧；设置在透镜支撑体外周侧、与线圈体对向配置的磁石；设置在透镜的光轴方向的振动轴；固定在振动轴一端向振动轴给予振动的振动发生部件。向线圈体通电，磁石的磁场所产生的电磁力和弹簧的弹性力之间达成均衡时，将透镜支撑体移动至所定位置。透镜驱动装置的特征为：透镜支撑体具有压接振动轴的压接部，向线圈体通电移动透镜支撑体时，在振动发生部件上流上一定脉冲的电流，给予振动轴振动，透镜支撑体在向所定位置移动后，向线圈体及振动部件的通电就会停止。

进一步地，在向线圈体通电时，流向振动发生部件的脉冲电流，正脉冲电流和负脉冲电流交互流动，且各脉冲电流的脉冲比为50％。

进一步地，振动轴在两端侧具有振动发生部件。一端的振动发生部件和另一端的振动发生部件极性是互为相反的脉冲电流。

进一步地，在透镜的光轴方向上具备导向轴。透镜支撑体系合在导向轴上被导向移动。

为实现所述目的的自动对焦照相机的特征为，它具备前述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。

实现所述目的的附带有照相功能的移动终端装置的特征是，搭载有前述的自动对焦照相机。

透镜驱动装置的效果是：向线圈体通电，针对磁石的磁场所产生的电磁力，透镜支撑体向透镜的光轴方向移动，作用于线圈体上的电磁力和弹簧的弹性力达到相均衡位置时停止。

另一方面，向线圈体通电同时，振动发生部件上也通上所定脉冲的电流，据此，振动轴就会向轴线方向振动，与透镜支撑体的压接部之间的摩擦就会降低。也就是说，振动轴一旦振动，作用于压接部之间的摩擦系数就会成为动摩擦系数，所以，与振动轴停止时的静摩擦系数相比摩擦变小。据此，压接部对防碍透镜支撑体的移动能起到防止作用。

将透镜支撑体移动至所定位置后，向线圈体及振动发生部件的通电就会停止。一旦向线圈体的通电停止，在线圈体上电磁力就不会作用，仅靠弹簧的弹性力的作用使线圈体回复到初期位置。同时，由于向振动发生部件的通电停止，压接部通过静止摩擦系数的压接力，向振动部件压接后，保持振动发生部件的位置。

因此，根据本发明，透镜支撑体在向作用于线圈体的电磁力和弹簧的弹性力的均衡位置移动后，因为不需要向线圈体及振动部件进行通电，所以能减少电力的消耗。

另外，根据本发明，透镜支撑体的移动及停止是由振动轴所导向的，所以能够防止在移动及停止后所产生的透镜支撑体的倾斜。

进一步地，压接部可以留置于相同位置，能在轴线方向上仅振动振动轴，所以几乎能够消除作用于压接部与振动轴之间的摩擦力。由此，可以将向线圈通电的电流定在最小限度，使线圈体向所定位置移动。

进一步地，可以将1个振动发生部件的脉冲电流的电压减小，为驱动振动发生部件的升压回路小型化，所以回路构成能够较简单。

进一步地，透镜支撑体沿着振动部件移动同时，导向轴进行导向移动，所以，透镜支撑体在其移动时及停止后，更加难以倾斜。

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】是相关第1实施形态的透镜驱动装置，是图5的A1-A2位置截面图。

【图3】相关第1实施形态的透镜驱动装置的截面图。

【图4】是相关第1实施形态的透镜驱动装置，是图5的A1-A3位置截面图。

【图5】是相关第1实施形态的透镜驱动装置外观斜视图。

【图6】(a)是流向振动发生部件脉冲电流的波形图，(b)是根据(a)所示脉冲电流的振动轴和压接部之间关系按经过时间表示出来的侧面图。

【图7】将第1实施形态的透镜驱动装置的作用进行说明的透镜驱动装置的概略构成图。

【图8】是相关于第2实施形态透镜驱动装置的横截面图。

【图9】是关于第3实施形态的透镜驱动装置图，图5的A1-A2相同位置切断的截面图。

【图10】说明以往透镜驱动装置作用的概略构成图。

【符号的说明】

1   透镜驱动装置

3   环口

5   透镜支撑体

7   透镜支撑体

9   前侧弹簧

11  后侧弹簧

13  磁石

15  线圈体

23  电流控制部

27O  N·OFF控制部

28  脉冲比控制部

41  振动轴

42  压接部

51  振动发生部件

具体实施方式

以下参考附图的图1～图7来详细说明本发明的第1实施形态。关于第1实施形态的透镜驱动装置1是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，备有环状的环口3、透镜支撑体7、环口3光轴方向前侧上设置的框架8及前侧弹簧9、环口3后侧上设置的底座5及后侧弹簧11。配置在后侧弹簧11与环口3之间的绝缘材料的垫片17。

环口3从前侧看外周略呈四角形，内周平面为圆形，如图4所示，包括外周壁3a、内周壁3b，连接外周壁3a和内周壁3b的连接壁3c，外周壁3a、内周壁3b、连接壁3c截面略呈“コ”字形状。

环口3的内周壁3b分别设置在所对应的4个角部14a～14d的位置上，在相邻的内周壁3b、3b之间形成有空间12。

另外，在环口3的4个角部14a～14d中的3个角部14a、14b、14c的各内周侧上设置有磁石13，在剩余的角部14d上配置有振动轴41。

并且，在环口3的连接壁3c上，形成有振动轴41的插通孔42。另外，在对向于振动轴41的插通孔42的角部，形成有后叙的导向轴61的插通孔63。

磁石13分别从前侧看其平面呈四角形状，内周侧沿着透镜支撑体7的外周构成圆弧状。另外，磁石13内周侧和外周侧的磁极不同，例如，内周侧面为N极、外周侧面为S极。

透镜支撑体7略呈圆筒形状，如图2所示，环口3的内周侧向透镜光轴方向(前后方向)X自在移动地被设定。环状线圈体15被固定在透镜支撑体7的外周。

如图1所示，在透镜支撑体7上设置有，突设在外周侧上压接在振动轴41上的压接部43、与压接部43反对侧上突设于外周上的系合在导向轴61上的系合部64。压接部43如图3所示，具有夹持振动轴41的一侧部45和另一侧部47，一侧部45具有V字形的凹部49，振动轴41的外周面对接在V字凹部49上。另外，在凹部49中，与振动轴41对接面为金属材料。

系合部64拥有半圆形状的系合凹部，针对于导向轴61能移动在在地系合着。

另一侧部47为板簧，将略呈V字的凹部抵搭在振动轴41的外周面上，将振动部件41朝向一侧部45压接。

如图1及图2所示，在振动轴41的后侧端设置有振动发生部件51。如图2所示，振动发生部件51由压电元件53和固定在压电元件53的振动轴41侧面上的振动子55构成。振动子55为板簧。振动轴41的后侧端固定在振动子55上。根据这种振动发生部件51的构成，一旦向压电元件53供给上脉冲电流，则由于压电元件53的膨胀，则振动子51就会突出变形，其振动子51的弹性归复，产生出振动轴41上的振动方向的振动。

导向轴61与振动轴41平行配置，且与振动轴对向，对透镜支撑体进行导向移动。导向轴61夹持透镜支撑体7的本体，最好与振动轴41相反位置设置。但在本实施形态中，导向轴61为避开磁石13，所以设置在从反对面侧稍微偏离的位置上。另外，导向轴61的设置要求是夹持于底座5和框架8之间。

如图1所示，前侧弹簧9在组装前的自然状态为平板状，它是由平面为矩形的环状的外周侧9b，配置于外周侧部9b的内周、平面呈圆形状的内周侧部9a，连接外周侧部9b和内周侧部9a的4个腕部9c构成。

在前侧弹簧9上，振动轴41的插通孔44形成在与环口3的插通孔42对向的位置上。

另外，导向轴61的插通孔65形成于前侧弹簧9上。

后侧弹簧11在组装前的自然状态为平板状，它包括平面为矩形的环状的外周侧11b，配置于外周侧部11b的内周、平面呈圆形状的内周侧部11a；连接外周侧部11b和内周侧部11a的4个腕部11c。与前侧弹簧9不同，外周侧部11b和内周侧部11a被分离成一侧部30和另一侧部32的2个部分。

振动轴41的插通孔46形成在后侧弹簧11上。另外，振动轴41的插通孔48也形成在框架8上。

另外，导向轴61的插通孔67形成于后侧弹簧11上。

前侧弹簧9的外周侧部9b夹持于框架8和环口3之间。内周侧部9a固定在透镜支撑体7的前端。后侧弹簧11外周侧部11b夹持于底座5和后侧垫片17之间，内周侧部11a固定在透镜支撑体7的后端。据此，透镜支撑体7根据前侧弹簧9和后侧弹簧11，在前后方向能随意移动地得以被支撑。

因此，透镜支撑体7一旦向前方移动，透镜支撑体7就会在前侧弹簧9及后侧弹簧11的前后方向的弹性力的合力与线圈体15和磁石13之间所产生的电磁力达到均衡位置时停下。

另外，可滑动自在保持振动轴41的一侧轴承57固定在了框架8的后侧面；保持振动轴41的另一侧轴承59固定在了底座5上。

如图2所示，透镜驱动装置1被固定在搭载有画像传感器19的基板21上。画像传感器19为，如CCD(Charge Coupled Device)和CMOS(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor).。

接下来，对相关本发明实施形态的透镜驱动装置1的组装、作用及效果进行说明。

预先，将一侧轴承57固定在框架8上，将另一侧轴承59嵌入底座5上。首先将轴承57固定在框架8上，将轴承59固定在底座5上。

接下来，如图1所示，将后侧弹簧11、垫片17、固定线圈体15于外周的透镜支撑体7、固定3个磁石13于角部14上的环口、前侧弹簧9及框架8依次组装固定于底座5上。

接下来，在振动轴41的后端侧固定好振动发生部件51后，将振动轴的前端从底座5的后侧开始插进一侧轴承59、后侧弹簧11的插通孔46、压接部43、环口3的插通孔42、前侧弹簧9的插通孔44，另一侧轴承57、框架8的插通孔48。

根据自动对焦驱动透镜支撑体7时，如图2所示，从电流控制部23开始，电流流向线圈体15。据此，根据线圈体15和磁石13之间产生的电磁力，相抗于弹簧9、11的弹性力，线圈体15就会随透镜支撑体7一起产生向光轴方向前侧移动的力。

另一方面，向线圈体15通电时，同时在振动发生部件51上也会流有一定脉冲电流。振动发生部件51的控制部25具有ON·OFF的控制部27和脉冲比控制部29。N·OFF的控制部27一旦接收到电流控制部23的输入信号，向振动发生部件51的脉冲电流供给就会在ON上；一旦接收到电流控制部23的停止信号，向振动发生部件51的脉冲电流供给就会停止。脉冲比控制部29向振动发生部件51供给的脉冲电流设定成所定脉冲比。在本实施形态中，脉冲比设定在50％。

如图6(a)所示，根据控制部25，流向振动发生部件51的脉冲电流为正脉冲电流P+和负脉冲电流P-的交互流动，且脉冲电流P+和脉冲电流P-的比设定在50％。

接下来，参考图6(b)，针对于振动轴41的压接部43的移动进行说明。如图6(b)所示的符号B～E是对应于如图6(a)所示的脉冲电流的供给状态B～E。A中表示的状态为透镜支撑体7在停止位置(初期位置)之时。压接部43在振动轴41上，由于压接部43和振动轴41之间的静止摩擦系数的摩擦力缘故，被保持于振动部件41上。

在图6(a)的B中，一旦+P的脉冲电流流向振动发生部件51，如图6(b)所示，由于压接部43和振动轴41之间的静止摩擦系数的摩擦力缘故，伴随振动轴41一起，压接部43上升。接下来，在图6(a)的C中，如图6(b)所示，由于振动发生部件51的振动子55的回复力，振动轴41急剧下降后回到原来的位置，压接部43由于惯性力停留在其位置上。接下来，图6(a)的E所示状态中，由于振动发生部件51的振动子55的回复力，振动轴41急剧上升后回到原来的位置，压接部43由于惯性力停留在其位置上。如此，压接部43的反复高速上升和下降，压接部43和振动轴41之间的摩擦消除，压接部43针对于振动轴41的摩擦几乎为没有的状态。

因此，透镜支撑体7向线圈体15通电时，仅靠磁石之间产生的电磁力就能够移动。另外，透镜支撑体7移动时，透镜支撑体7根据振动轴41和导向轴61的2个地方就能导向其移动。

然后，透镜支撑体7一旦向前方移动，透镜支撑体7就会在前侧弹簧9及后侧弹簧11的前后方向弹性力的合力与线圈体15及磁石13之间产生的电磁力达到均衡位置时停止。

另外，电流控制部23，在画像传感器19的中央位置中的比对的高频领域的峰值作一一比较，使透镜支撑体7向比对的最高的合成焦点位置进行移动而通以电流。

透镜支撑体7在向合成焦点位置进行移动时，电流控制部23向线圈体15的通电就会停止。同时，在振动发生部件51的控制部25上，ON·OFF控制部27向振动发生部件51的供电停止。由此，振动轴41的振动停止后，压接部43由于静止摩擦系数的摩擦力，被保持在振动发生部件51上。也就是说，透镜支撑体7由于压接部43的压接力，在合成焦点位置，能保持在振动轴41上。

因此，根据本实施形态，透镜支撑体7在移动到作用于线圈体15的电磁力和弹簧9、11的弹性力相均衡的位置后，向线圈体15及振动发生部件51的通电就不需要了，所以可以减少电力的消耗。

另外，如图7所示，根据本实施形态，透镜支撑体7的移动及停止是由振动轴41所导向的，所以，能防止在透镜支撑体7移动时及停止后所产生的透镜支撑体7的倾斜。特别是，根据本实施形态，由于振动轴41和导向轴61这2个轴进行透镜支撑体7的导向，所以，与没有导向轴61相比较，防止在透镜支撑体7移动时及停止后所产生的透镜支撑体7倾斜的效果更佳。

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8，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，在透镜支撑体7的外周，振动轴41配置在2个地方，振动发生部件51设置在各振动轴41的后侧端。进一步，在第2实施形态中，2个振动轴41在平面呈四角形状的环口3中，配置在对向的角部中。

根据此第2实施形态，能起到第1实施形态相同的作用效果同时，振动轴41设置在透镜支撑体7外周的2个地方对透镜支撑体7进行导向，所以更加能够提高透镜支撑体7在移动及停止时透镜支撑体7的光轴精度。

另外，振动发生部件51设置有2个，与1个振动发生部件来移动透镜支撑体的场合相比较，驱动各振动发生部件51所用的电压约为1/2。据此，振动发生部件51所用的升压回路比第1实施形态要小型化。比如，在手机中的基板上，通畅搭载2.5V～3V电压回路，在使振动发生部件51驱动所要求的电压为23V场合下，必须要保障使振动发生部件51驱动的升压回路，但根据第2实施形态，振动发生部件51所要求的电压在10V的低电压状态下可以进行驱动，所以可以将升压回路在低电压下做到小型。

参考图9对本发明的第3实施形态加以说明。在第3实施形态中，在第1实施形态中的振动发生部件51设置在振动轴41的后侧端和前侧端的2个方面，通过2个振动发生部件51、51使振动轴41振动。2个振动发生部件51、51的极性相反，通上脉冲电流后，各振动发生部件51使振动轴41朝着前后方向的相同方向移动。

根据第3实施形态，起到与第1实施形态相同作用效果的同时，振动发生部件51设在振动轴41的两端，合计有2个，由于供向各振动发生部件51的脉冲电流的极性相反，所以用于驱动各振动发生部件51的电压为第1实施形态的1/2，所以与第2实施形态同样，可以将振动发生部件51用的升压回路做得小型。

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。比如振动轴41配置在平面呈四角形状的环口3的角部，也可以不局限在角部，而可以在边部上。另外，环口3也不必局限于平面呈四角形状，也可以是圆形。振动轴41也可以设定在透镜支撑体7的外周侧的任何位置。

透镜支撑体7不必局限于保持对焦透镜，也可以保持变焦透镜。

弹簧也不必局限于通过前侧弹簧9及后侧弹簧11的2个弹簧来弹性支撑透镜支撑体7，也可以用任意1个弹簧来弹性支撑透镜支撑体7。另外，支撑透镜支撑体7的弹簧9、11形状也不必限定。

在第2实施形态中的透镜驱动装置，在各振动轴41的两端上也可设置上第3实施形态所示意的振动发生部件51。

Claims (6)

1.一种透镜驱动装置，具有支撑透镜的透镜支撑体，固定于透镜支撑体外周上的线圈体，弹性支撑透镜支撑体的弹簧，设置在透镜支撑体外周侧、与线圈体对向配置的磁石，设置在透镜光轴方向的振动轴，固定在振动轴一端向振动轴给予振动的振动发生部件，向线圈体通电，磁石的磁场所产生的电磁力和弹簧的弹性力之间达成均衡时，透镜支撑体移动至所定位置，其特征在于：

透镜支撑体具有压接振动轴的压接部，向线圈体通电后移动透镜支撑体时，在振动发生部件上流上一定脉冲的电流，给予振动轴振动，透镜支撑体在向所定位置移动后，向线圈体及振动部件的通电就会停止。

2.如权利要求1所述的透镜驱动装置，其特征在于，在向线圈体通电时，流向振动发生部件的脉冲电流，正脉冲电流和负脉冲电流交互流动，且各脉冲电流的脉冲比为50％。

3.如权利要求1所述的透镜驱动装置，其特征在于，振动轴在两端侧具有振动发生部件，一端的振动发生部件和另一端的振动发生部件极性是互为相反的脉冲电流。

4.如权利要求1所述的透镜驱动装置，其特征在于，在透镜的光轴方向上具备导向轴，透镜支撑体系合在导向轴上被导向移动。

5.自动对焦照相机，其特征在于，具备权利要求1～4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。

6.附带有照相功能的移动终端装置，其特征在于，搭载有权利要求5记载的自动对焦照相机。

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