CN102545527B - 音圈马达、采用该音圈马达的相机模组及便携式电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种音圈马达，其包括具有第一收容腔的固定体、活动地收容于该第一收容腔的活动装筒、至少两个上滚动件及至少两个下滚动件。该固定体包括至少一个上凹槽及至少一个下凹槽。该至少两个上滚动件及至少两个下滚动件分别设于该至少一个上凹槽及该至少一个下凹槽中且与该活动装筒相挤压，以使该至少两个上滚动件及至少两个下滚动件与该活动装筒之间可产生摩擦力。本发明还涉及一种具有该音圈马达的相机模组及一种具有该相机模组的便携式电子装置。

Description

音圈马达、采用该音圈马达的相机模组及便携式电子装置

技术领域

本发明涉及一种音圈马达、具有该音圈马达的相机模组及使用该相机模组的便携式电子装置。

背景技术

具有体积小、用电量少及价格低廉等优点的音圈马达(VoiceCoilMotor，VCM)适合作为电子产品(如数码相机、手机、摄像机等)中的致动器。

常见的音圈马达主要包括一个固定架及一个可活动地装设于该固定架内的活动装筒。该装筒用来装设镜筒或对焦镜片组等组件。于通电情况下，该音圈马达驱动该活动装筒相对该固定架移动，从而改变镜筒或对焦镜片组与影像传感器之间的距离，进而实现对焦功能。

上述音圈马达在对焦完成时，必须不断地提供电流让该活动装筒保持于最佳拍摄位置，从而使得在动态摄影时，需要消耗太多的电能。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种对焦完成时无须使用电流的音圈马达、具有该音圈马达的相机模组及使用该相机模组的便携式电子装置。

一种音圈马达，其包括固定体、活动装筒、至少两个上滚动件及至少两个下滚动件。该固定体具有第一收容腔。该活动装筒活动地收容于该第一收容腔。该固定体进一步包括设置于固定体内表面的至少一个上凹槽及至少一个下凹槽。该至少一个上凹槽及至少一个下凹槽分别设于该固定体的两端，且该至少一个上凹槽及至少一个下凹槽的槽底在固定体内表面的凹下方向与活动装筒的移动方向平行。该至少两个上滚动件及至少两个下滚动件分别设于该至少一个上凹槽及该至少一个下凹槽中且与该活动装筒相挤压，以使该至少两个上滚动件及至少两个下滚动件与该活动装筒之间可产生摩擦力。

一种相机模组包括镜筒及上述音圈马达。该音圈马达用于驱动该镜筒移动以实现对焦。该音圈马达的活动装筒用于收容该镜筒。

一种便携式电子装置包括电子装置本体及设置于该电子装置本体上的上述相机模组。

相较于现有技术，本发明实施例的音圈马达的活动装筒移动时，该上滚动件及下滚动件与该活动装筒之间产生的摩擦力使得该上滚动件及该下滚动件随着该活动装筒的移动而发生转动。当对焦完成时，切断电流，此时该上滚动件及该下滚动件与该活动装筒之间的静摩擦力使得该活动装筒停留于最佳拍摄位置以进行拍摄，从而可以于对焦完成时停止向音圈马达的线圈供应电流，节省了能源。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的便携式电子装置的立体示意图。

图2是图1中的便携式电子装置的相机模组的分解示意图。

图3是图2中的相机模组的音圈马达的分解示意图。

图4是图3中的音圈马达的致动体沿IV-IV线的剖视图。

图5是本发明第二实施例提供的音圈马达的固定体及活动组件的分解示意图。

主要元件符号说明

便携式电子装置100

电子装置本体10

相机模组30

音圈马达31、41

镜筒33

传感器35

电路板36

外壳37

致动体38

顶板371

第一侧板373

第二侧板375

通光孔377、3829、3835

固定组件381

活动组件387、487

上滚动件389

下滚动件390

固定体3811、4811

线圈3812、4812

固定架3813、4813

上端3816、3873

下端3817、3874

第一收容腔3818、4818

第一下半槽3819

第二上半槽3820

侧壁3821

收容腔3822

第一定位结构3823

第二定位结构3824

第一上部3825

第一下部3826

盖体3814

上表面3827、3833

下表面3828、3834

第三定位结构3830

第一上半槽3831

上凹槽3832

第四定位结构3836

第二下半槽3837

下凹槽3838

活动装筒3871、4871

磁铁组3872

第二收容腔3875

上端板3876

下端板3877

上切面3878

下切面3879

第一上磁铁3880

第一下磁铁3881

环形磁铁4872

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例作进一步详细说明。

请参阅图1至图4，本发明实施例提供的便携式电子装置100包括电子装置本体10及设于电子装置本体10上的相机模组30。

相机模组30包括音圈马达31、收容有镜片(图未示)的镜筒33及设于电路板36的传感器35。

音圈马达31包括外壳37及收容于外壳37内的致动体38。

外壳37用来保护音圈马达31的其它组件免受外界污染及损坏，其具有一个顶板371、两个第一侧板373及两个第二侧板375。顶板371的中央设有通光孔377，以使光线穿过顶板371。两个第一侧板373设置于顶板371的相对两侧。两个第二侧板375设置于顶板371的另外相对两侧。顶板371、两个第一侧板373及两个第二侧板375形成一个收容空间(图未示)，以使致动体38收容于该外壳37内。

致动体38包括固定组件381、活动组件387、四个上滚动件389、及四个下滚动件390。

固定组件381包括固定体3811及四个设于固定体3811上的线圈3812。

固定体3811包括固定架3813、及分别固设于固定架3813两端的盖体3814及承载体3815。

固定架3813具有上端3816、与上端3816相背离的下端3817、贯穿上端3816及下端3817的第一收容腔3818、四个设于上端3816内表面且贯穿上端3816的上端面的第一下半槽3819、及四个设于下端3817内表面且贯穿下端3817的下端面的第二上半槽3820。

本实施例中，固定架3813为大致呈方形的架体，其具有首尾相连的四个侧壁3821、四个分别设于四个侧壁3821的用于收容线圈3812的收容腔3822、四个设于上端3816端面的第一定位结构3823、及四个设于下端3817端面的第二定位结构3824。收容腔3822贯穿侧壁3821，且与第一收容腔3818相连通。第一定位结构3823及第二定位结构3824均为定位柱。

当然固定架3813也可以为呈圆柱形的架体、呈三棱柱形的架体、呈五棱柱形的架体等其它形状的架体。当然，收容腔3822也可以被由侧壁3821的内表面向侧壁3821的外表面凹陷形成的凹槽所替代。当然，收容腔3822也可以被由侧壁3821的外表面向侧壁3821的内表面凹陷形成的凹槽所替代。当然，第一定位结构3823也可以为定位凹槽或者定位孔。

每一线圈3812均包括位于其中心轴线以上的第一上部3825以及位于其中心轴线以下的第一下部3826。可以理解，当线圈3812中通有电流时，第一上部3825的电流流向与第一下部3826的电流流向相反。

盖体3814具有上表面3827、与上表面3827相背离的下表面3828、贯穿上表面3827及下表面3828的通光孔3829、四个分别与四个第一定位结构3823相配合使用的第三定位结构3830、及四个设于盖体3814的下端内表面且贯穿下表面3828的第一上半槽3831。一个第一上半槽3831与一个第一下半槽3819共同形成一底面朝向第一收容腔3818的上凹槽3832。一个上凹槽3832用于收容一个上滚动件389。

盖体3814与固定架3813藉由四个第一定位结构3823及四个第三定位结构3830的相互配合固定为一体。本实施例中，第三定位结构3830为通孔。

当然，盖体3814与固定架3813也可以一体成形。当然，第三定位结构3830也可以为定位柱或者定位凹槽。

承载体3815具有上表面3833、与上表面3833相背离的下表面3834、贯穿上表面3833及下表面3834的通光孔3835、四个分别与四个第二定位结构3824相配合使用的第四定位结构3836、及四个设于承载体3815的上端内表面且贯穿上表面3833的第二下半槽3837。一个第二下半槽3837与一个第二上半槽3820共同形成一底面朝向第一收容腔3818的下凹槽3838。一个下凹槽3838用于收容一个下滚动件390。

承载体3815与固定架3813通过四个第二定位结构3824及四个第四定位结构3836的相互配合固定为一体。本实施例中，第四定位结构3836为通孔。

当然，承载体3815与固定架3813也可以一体成形。当然，第四定位结构3836也可以为定位柱或者定位凹槽。

活动组件387包括活动地收容于第一收容腔3818的活动装筒3871及四个设于活动装筒3871外壁的磁铁组3872。

活动装筒3871为大致呈方形的筒状体，其包括上端3873、与上端3873相背离的下端3874、贯穿上端3873及下端3874的圆形第二收容腔3875、由上端3873沿圆周方向向外延伸形成的上端板3876、及由下端3874沿圆周方向向外延伸形成的下端板3877。

当然，活动装筒3871也可以为圆柱形的筒状体、三棱柱形的筒状体、五棱柱形的筒状体等其它形状的筒状体。

优选地，本实施例中，上端板3876向外突出四个磁铁组3872，且其四个角分别具有一个上切面3878。每一个上切面3878与一个上滚动件389相挤压，使得上滚动件389与活动装筒3871之间可产生摩擦力。下端板3877向外突出四个磁铁组3872，且其四个角分别具有一个下切面3879。每一个下切面3879与一个下滚动件390相挤压，使得下滚动件390与活动装筒3871之间可产生摩擦力。

当然，上端板3876与四个磁铁组3872上下平齐也可实现本发明的目的。当然，省略上切面3878，将上滚动件389设于固定架3813的一侧壁3821上，并非如本实施例所示的设于固定架3813的相邻侧壁3821形成的直角处也可实现本发明的目的。

四个磁铁组3872分别设于活动装筒3871的四个侧壁的外表面，且位于上端板3876与下端板3877之间。

每一个磁铁组3872与一个线圈3812相对，以使在通有电流的线圈3812所产生的磁场与磁铁组3872所产生的磁场相互作用时，活动组件387可相对固定架3813沿第一收容腔3818的中心轴上下移动。

每一个磁铁组3872包括与第一上部3825相对的第一上磁铁3880、及与第一下部3826相对的第一下磁铁3881。第一上磁铁3880与第一下磁铁3881沿平行于活动装筒3871的中心轴上下设置。第一上磁铁3880与第一下磁铁3881均为条形磁铁，且其磁力线方向相反(即，第一上磁铁3880与第一下磁铁3881中仅有一磁铁的N极靠近距离其最近的线圈3812)。

本实施例中，第一上磁铁3880的N极靠近距离其最近的线圈3812，第一上磁铁3880的S极远离距离其最近的线圈3812；第一下磁铁3881的S极靠近距离其最近的线圈3812，第一下磁铁3881的N极远离距离其最近的线圈3812。

当然，在第一上磁铁3880的S极靠近距离其最近的线圈3812，第一上磁铁3880的N极远离距离其最近的线圈3812的情况下，第一下磁铁3881的N极靠近距离其最近的线圈3812，第一下磁铁3881的S极远离距离其最近的线圈3812也能实现本发明的目的。

当线圈3812中通有电流时，第一上部3825与第一下部3826电流流向相反，它们所处的处的第一上磁铁3880与第一下磁铁3881所产生的磁场的磁力线方向相反，从而使得第一上磁铁3880与第一下磁铁3881受到平行于第一收容腔3818的中心轴的磁力的方向相同，进而使得活动装筒3871沿第一收容腔3818的中心轴方向上下移动。

四个上滚动件389分别滚动地收容于四个上凹槽3832中。本实施例中，四个上滚动件389均为圆柱滚子，且其轴向均垂直于第二收容腔3875的中心轴。

当然，上滚动件389也可以为滚针、球形滚子、圆锥滚子、球面滚子或者非对称球面滚子。当然，上滚动件389的中心轴并不一定垂直第二收容腔3875的中心轴，只要保证上滚动件389可相对活动装筒3871转动即可，例如，上滚动件389的中心轴与第二收容腔3875的中心轴之间具有45度、60度或75度的夹角等其它根据需要所设置的角度。

四个下滚动件390与四个上滚动件389相同，在此不再赘述。当然，下滚动件390与上滚动件389也可以不同，只要保证下滚动件390可相对活动装筒3871转动即可。

当然，四个上凹槽3832也可以连成一个围绕第一收容腔3818且槽底朝向第一收容腔3818的环形上凹槽(即由固定架3813的内表面向固定架3813的外表面凹陷形成的围绕第一收容腔3818的环形上凹槽)。此时，多个上滚动件389滚动地收容于该环形凹槽中也可实现本发明的目的。

当然，上凹槽3832及下凹槽3838的个数也可以为两个、三个或更多个，不限于本实施例。当上凹槽3832为两个时，为了保证活动装筒3871与上滚动件389之间受力均衡，上凹槽3832应该关于第一收容腔3818的中心轴对称，例如，设置于固定架3813的一条对角线上。

在音圈马达31对焦时，通电的线圈3812与磁铁组3872之间产生洛兰兹力(LorenzForce)，使得活动装筒3871沿着第一收容腔3818的中心轴上下移动。由于上滚动件389及下滚动件390滚动地嵌设于固定体3811与活动装筒3871之间且与之均有接触，故，当活动装筒3871移动时，上滚动件389及下滚动件390与活动装筒3871之间产生的摩擦力使得上滚动件389及下滚动件390随着活动装筒3871的移动而发生转动。当对焦完成时，切断电流，此时上滚动件389及下滚动件390与活动装筒3871之间的静摩擦力使得活动装筒3871停留于最佳拍摄位置以进行拍摄，从而可以在对焦完成时停止向线圈3812供应电流，节省了能源。

传感器35设于电路板36上，其与镜筒33相对设置。外部光线照射经过镜筒33内的镜片，然后再经过该镜片入射到传感器35上。电路板36设于电子装置本体10上。

可以理解，在本发明中，镜筒33及传感器35的类型以及封装方式可以是现有技术当中出现的任何一种。

当然，便携式电子装置100也可以为录像机、数码相机等其它电子装置。

请参阅图5，本发明第二实施例提供的音圈马达41包括固定体4811及活动组件487。

固定体4811包括具有第一收容腔4818的固定架4813及一个设于固定架4813的线圈4812。线圈4812与第一收容腔4818同轴，且线圈4812设于固定架4813的内壁。

活动组件487包括收容于第一收容腔4818的活动装筒4871及一个设于活动装筒4871的外壁的环形磁铁4872。

本实施例中，环形磁铁4872的内侧面为N极，环形磁铁4872的外侧面为S极。

通有电流的线圈4812所产生的磁场与环形磁铁4872所产生的磁场相互作用，推动活动装筒4871沿第一收容腔4818的中心轴上下移动。

当然，环形磁铁4872也可以分割成间隔分布的两个、三个、四个或更多个磁铁，只要该些磁铁与活动装筒4847相对的表面的极性相同即可实现本发明的目的。

另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种音圈马达，其包括固定体及活动装筒，该固定体具有第一收容腔，该活动装筒活动地收容于该第一收容腔，其特征在于，该固定体进一步包括设置于固定体内表面的至少一个上凹槽及至少一个下凹槽，该至少一个上凹槽及至少一个下凹槽分别设于该固定体的两端，且该至少一个上凹槽及至少一个下凹槽的槽底在固定体内表面的凹下方向与活动装筒的移动方向平行，该音圈马达进一步包括至少两个上滚动件及至少两个下滚动件，该至少两个上滚动件及至少两个下滚动件分别设于该至少一个上凹槽及该至少一个下凹槽中且与该活动装筒相挤压，以使该至少两个上滚动件及至少两个下滚动件与该活动装筒之间可产生摩擦力。

2.如权利要求1所述的音圈马达，其特征在于，该固定体包括固定架、及分别设于该固定架两端的盖体及承载体，该第一收容腔设于该固定架，该盖体及承载体均设有一个与该第一收容腔相连通且共轴的通光孔，该上凹槽具有第一上半槽及第一下半槽，该第一下半槽设于该固定架靠近该盖体的端部的内表面且贯穿该固定架靠近该盖体的端部的端面，该第一上半槽设于该盖体靠近该固定架的端部的内表面且贯穿该盖体靠近该固定架的端部的下表面，该下凹槽具有第二上半槽及第二下半槽，该第二上半槽设于该固定架靠近该承载体的端部的内表面且贯穿该固定架靠近该承载体的端部的端面，该第二下半槽设于该承载体靠近该固定架的端部的内表面且贯穿该承载体靠近该固定架的端部的上表面。

3.如权利要求1所述的音圈马达，其特征在于，该音圈马达进一步包括至少一个设于该固定架的线圈及至少一个设于该活动装筒的外壁的磁铁。

4.如权利要求1所述的音圈马达，其特征在于，该上滚动件为圆柱滚子或者滚针。

5.如权利要求4所述的音圈马达，其特征在于，该活动装筒具有第二收容腔，该上滚动件的轴向垂直该第二收容腔的中心轴。

6.如权利要求1所述的音圈马达，其特征在于，该上滚动件为球形滚子、圆锥滚子、球面滚子或者非对称球面滚子。

7.如权利要求1所述的音圈马达，其特征在于，该固定体大致呈方形，该至少一个上凹槽的个数为两个，且该两个上凹槽设置于该固定体的对角线上，该至少一个上滚动件的个数为两个，且一个上滚动件活动地收容于一个上凹槽中。

8.如权利要求1所述的音圈马达，其特征在于，该至少一个上凹槽的个数为一个，且为该固定体的内表面向该固定体的外表面凹陷形成的围绕该第一收容腔的环形凹槽，该至少两个滚动件均设于该上凹槽中。

9.一种相机模组，其包括镜筒，其特征在于，该相机模组进一步包括如权利要求1至8项中任一所述的音圈马达，该音圈马达用于驱动该镜筒移动以实现对焦，该音圈马达的活动装筒用于收容该镜筒。

10.一种便携式电子装置，其包括电子装置本体及设置于该电子装置本体上的如权利要求9所述的相机模组。