CN102650722A - 透镜驱动装置、自动对焦相机及带照相机的移动终端装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供结构简单、透镜支撑体能向光轴方向移动及晃动校正移动的透镜驱动装置、自动对焦相机及带照相机的移动终端装置。卷绕在透镜支撑体5外周上的第1线圈19从光轴方向的一侧看其平面呈四角形状；第2线圈16a～16d在透镜支撑体的外周上以周方向相隔90度间隔配置，且配置在第1线圈所构成的四角形的边上的同时，从透镜支撑体5的径方向外侧看呈环状。第1磁石17与呈四角形的第1线圈19的各边对向设置，且内周面做成相同磁极同时，在第2线圈16a～16d设置着的位置上与第2线圈16a～16d对向。透镜支撑体向光轴方向移动时向第1线圈19通电。向X-Y方向移动时，向既定的第2线圈16a～16d上通上一定的电流。

Description

透镜驱动装置、自动对焦相机及带照相机的移动终端装置

技术领域

本发明是相关一种透镜驱动装置、自动对焦照相机及附带照相机的移动终端装置。

背景技术

专利文献1(专利公开于JP2002-373435号公报上)揭示了一种有关于采光用执行器，在透镜支撑体的外周面周方向以90度间隔设有从外周侧看呈环状线圈，在透镜支撑体的径方向外侧配置有与各线圈处于对向位置的磁石，通过向线圈通电使透镜支撑体向光轴方向(聚焦方向)及运行方向(X方向)移动。

另一方面，小型照相机中，透镜支撑体只向光轴方向移动，为对晃动校正，X-Y方向上使其移动时，通过向X方向驱动的马达和向Y方向驱动的马达使透镜驱动装置整体移动。

用于小型照相机上的透镜驱动装置中，向透镜支撑体光轴方向(Z方向)移动及X-Y方向(晃动校正)的移动是仅移动透镜支撑体来进行这一点是以往所未曾有的。

另外，向透镜支撑体光轴方向的移动即使可以采用专利文献1的技术来实现，但专利文献1的技术只能提供向X方向移动，晃动校正(X-Y方向，即光轴直交面的移动)则无法实现。

发明内容

因此，本发明目的是提供一种结构简单、透镜支撑体能向光轴方向移动及晃动校正移动的透镜驱动装置、自动对焦照相机及带有照相机的移动终端装置。

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；在内周侧上随意移动支撑透镜支撑体的固定体；卷绕在透镜支撑体外周上的第1线圈；在透镜支撑体的外周上以90度间隔配置至少2个的第2线圈；设置在固定体上的第1磁石。其特征为：第1线圈从光轴方向的一侧看其平面呈四角形状；第2线圈配置在第1线圈所构成的四角形的边上的同时，从透镜支撑体的径方向外侧看呈环状。第1磁石于呈四角形的第1线圈的各边对向设置，且内周面做成相同磁极同时，在第2线圈设置着的位置上与第2线圈对向。透镜支撑体向光轴方向移动时向第1线圈通电。将透镜支撑体向与光轴正交的X-Y方向移动时，向既定的第2线圈上通上一定的电流。

该透镜驱动装置的进一步特点是，固定体具有带外周侧壁的轭铁，轭铁的外周侧壁从光轴方向一侧来看其平面呈四角形状。第1磁石呈四角环状、嵌合进轭铁的外周侧壁的内侧中。

该透镜驱动装置的进一步特点是，轭铁在其外周侧壁的各角部上具有位于第1线圈和第2线圈内周侧位置上的内侧壁及连接内侧壁和外侧壁的连接壁。

该透镜驱动装置的进一步特点是，在第1磁石的各角部上，在其内周侧具有第2磁石。

该透镜驱动装置的进一步特点是，第1线圈和第2线圈构成线圈体，透镜支撑体呈圆筒形状，在其外周设置着的周面的切线方向的平整固定部上固定着线圈体。

为实现所述目的的自动对焦照相机的特征为，具有前述任意记载的透镜驱动装置和设置于透镜支撑体的透镜成像侧上的传感器。

为实现所述目的的附带照相机的移动终端装置的特征为搭载有前述记载的自动对焦照相机。

所谓移动终端装置，说的是手机、信息携带终端(PDA)、笔记本电脑等。

根据记载的透镜驱动装置，透镜支撑体向对焦方向(光轴方向)的移动，根据向第1线圈通电后与磁石之间所产生的透镜光轴方向的推力作用，透镜支撑体会向光轴方向移动。晃动校正则是通过向任意的第2线圈通电后与磁石之间所产生的透镜支撑体的半径方向的推力作用，透镜支撑体则会向X-Y方向进行移动。由此，透镜支撑体就能实现对焦移动及晃动校正移动。

磁石兼作光轴方向移动用和X-Y方向移动用。通过1个第1线圈和至少2个第2线圈，透镜支撑体就能实现向光轴方向及X-Y方向移动，用简易的构成且少量的部品点数，就能实现透镜支撑体的对焦移动及晃动校正。

磁石与四角形状的第1线圈的边相对向配置，所以能采用板状物实现简单构造。

第1线圈从光轴方向的一侧看呈四角形的环状，由于对应于第1线圈四角形的各边位置上设置有磁石，所以与将第1线圈做成圆形的场合相比较，第1线圈和磁石的间隔能够保持一定，且能够取得较宽范围的对向面积，能提高透镜驱动装置的光轴方向推力。

同样，由于第2线圈配置于四角形状的第1线圈的边上，所以与其将第1线圈做成圆形的情况相比较，与磁石之间的间隔能够保持一定，且能够取得较宽范围的对向面积。

根据所述的透镜驱动装置，由于轭铁将其外周侧壁做成了四角形状，在其内周侧上将第1磁石能够嵌入组装，所以容易制造。

另外，通过轭铁能够降低磁石的磁通量泄露，能够提高光轴方向及X-Y方向的推力。

根据所述的透镜驱动装置，在四角环状的第1磁石的角部上，由于通过轭铁的内侧壁和外周侧壁夹持住第1磁石、第1线圈及第2线圈。所以，可以提高角部磁通量密度，进一步提高作用于第1线圈及第2线圈的推力。另外，围绕第1线圈及第2线圈的整体，能够作用产生出略为均一的推力。

根据所述的透镜驱动装置，在第1磁石的各角部上，在其内周侧具有第2磁石，能提高作用于轭铁角部上的第1线圈及第2线圈的磁通量和提高光轴方向及X-Y方向的推力。

附图说明

【图1】相关第1实施形态的透镜驱动装置的分解斜视图。

【图2】是一种相关第1实施形态的透镜驱动装置，是图5所示的A-B截面图。

【图3】是相关第1实施形态的透镜驱动装置的主要部的水平截面图。

【图4】模式化显示出图3中K部作用的示意图。

【图5】相关第1实施形态的透镜驱动装置从前侧看的平面图。

【图6】相关于第2实施形态透镜驱动装置的分解斜视图。

【图7】在第1实施形态的图5中示意的A-C位置上，将第2实施形态相关的透镜驱动装置截断后的截面图。

【图8】相关第3实施形态的透镜驱动装置的分解斜视图。

【图9】在第1实施形态的图5所显示的A-C位置上，将第3实施形态相关的透镜驱动装置截断后所显示的截面图。

1   透镜驱动装置

3   轭铁

3a  外轴侧壁

3b  内侧壁

3d  前侧壁

5   透镜支撑体

16a～16d  第2线圈

17  第1磁石

19  第1线圈

27  第2线圈

具体实施方式

以下参考附件对本发明的实施形态加以说明。首先，参考附件图面中的图1～图5，对本发明的第1实施形态加以详细说明。相关本实施形态的透镜驱动装置1是被组装进手机中的自动对焦照相机的一种透镜驱动装置。

此透镜驱动装置1中，如图1所示，在内周上将支撑透镜(无图示)的透镜支撑体5、在内周侧上将透镜支撑体5自由进行移动支撑的作为固定体一部分的轭铁3、在轭铁3内周上，将前侧垫片(绝缘材)7、前侧弹簧9、第1磁石17、后侧垫片15(绝缘材)、后侧弹簧11、端子部材18依次进行堆积后，固定底座8。如图1及图2所示意，线圈体4被固定于透镜支撑体5的外周，分别将前侧弹簧9及后侧弹簧11固定于前侧部和后侧部上。

如图1及图5所示，轭铁3的前侧壁3d从前侧看其轮廓略呈四角形状，沿着四角形状的轮廓，设置有周侧壁3a。配置透镜支撑体5的开口部2被设置于轭铁3的中心部上。

如图1及图2所示，前侧垫片7抵接于前侧壁3d，收纳进轭铁3的内周侧。如前所述，在前侧垫片7的后侧上，前侧弹簧9、第1磁石17、后侧垫片15、后侧弹簧11、端子部材18及底座8依次被固定，形成固定体。

第1磁石17从前侧看其平面呈四角环状，在本实施形态中，4个板状磁石14形成框架。各板状磁石14的内周侧的磁极做成相同。例如，将内周侧做成N极，将外周侧做成S极。各板状磁石14配置在轭铁3的内周侧壁3a的内面。

如图1所示，透镜支撑体5略呈圆筒形状。在其外周的4个地方设置着的周平面的切线方向的平整固定部5a上，固定着线圈体4。透镜支撑体5的外周上被固定的线圈体4是由第1线圈19和第2线圈16a、16b、16c、16d所构成。

第1线圈19与第1磁石17对向，配置在第1磁石17的内周侧上，呈4角环形状。

进一步，4个第2线圈16a～16d被配置在第1线圈19的外周上的四角环的各边部。各第2线圈16a～16d从透镜支撑体5的半径方向外侧看，侧面呈环状。沿第1线圈19的各较长边整体配置。

各第2线圈16a～16d重叠配置在第1线圈19的外侧面上，将光轴方向前侧的前侧边部22、后侧的后侧边部25及左右侧边部24、26重叠于第1线圈19的一边。

第1磁石17设置在第2线圈16a～16d的对面，第1磁石17的内周侧面17a配置在第2线圈16a～16d的各边部22、24、25、26对面。四角形状的第1磁石17的一边的尺寸同第2线圈16a～16d的周方向尺寸略相同，同时第1磁石17的内周侧面17a的面积与对面的第2线圈16a～16d的面积也略相同。

另外，构成第1磁石17的各板状磁石14在介入对向的第2线圈16a～16d后，与第1线圈19对向。在本实施的形态中，第1磁石17在其周方向整体上，相对第1线圈19及第2线圈16a～16d对向。

第2线圈16a～16d如图4所示，第1磁石17的内周面17a中，从前(后)侧部发出的磁通量朝向涵盖半径方向内部和前(后)方向的部分。越远离磁石17的内周面17a越向前(后)侧弯曲。就是说，磁通量的朝向涵盖了半径方向的内部和前后方向的成分。

例如，从前方侧来看，向第1线圈19供入逆时针方向的电流I1，半径方向内部的给予交链磁通成分后根据夫累铭法则就会产生向光轴方向前方的推力。透镜支撑体5就会向光轴方向移动。从外面看，向第2线圈16a一旦供入逆时针方向的电流12，在各第2线圈16a的前侧边部22(后侧边部25)上则会给予光轴方向前方(后方)的交链磁通成分，在半径方向内部产生推力。为此，为使第2线圈16a向半径方向内部移动，透镜支撑体5进行移动。第2线圈16b～16d也是相同。

即，第2线圈16a、16c在磁石17的磁力线中，根据正交于第2线圈16a、16c成分上的磁力和流入第2线圈16a、16c上的电流，通过夫累铭左手法则，如图3所示，推力X作用于透镜支撑体5的半径方向上，第2线圈16b、16d也是同样，推力Y作用于透镜支撑体5的半径方向上。推力X和推力Y相互正交。

如图3所示，第1线圈19被连接在Z驱动部32上，第2各线圈16a～16d被连接在X-Y驱动部33上，从各驱动部32、33上通以一定值的电流。另外，在图3上，用虚线所表示出的Z驱动部32和第1线圈19之间连接线及X-Y驱动部33和第2线圈16a～16d之间的连接线，表示的仅是电流输入或输出的连接。

在本实施形态中，第2线圈16a及16c、16b及16d是串联连接。线圈16a及16c向推力X方向、16b及16d向推力Y方向驱动。

例如，在Z驱动部32上，当透镜支撑体5向对焦位置移动时，向第1线圈19通以电流值Z。

同样，晃动校正场合，通过X-Y驱动部33向第2线圈16a及16c通上电流X，使透镜支撑体5在X方向上移动。在第2线圈16b及16d上通上电流Y，使透镜支撑体5向Y方向移动。据此，透镜支撑体5向X-Y方向移动后进行晃动校正。

尚且，在图2及图4之中，显示出根据符号Z、X、Y所通电流，所产生的推力方向和大小。显示的方向为，Z为光轴方向，X及Y为与各光轴方向正交的二维方向。

如图1所示，前侧弹簧9为组装前的自然状态为平板状。它是由构成平面四角环状的外周侧部9a、配置在外周侧部9a内周的平面呈圆弧形状的内周侧9b及连接外周侧部9a和内周侧部9b的4个腕部9c所构成。Z方向及X-Y方向上能够自在变形。

后侧弹簧11在组装前的自然状态为平板状。它是由构成平面四角环状的外周侧部11a、配置在外周侧部11a内周的平面呈圆弧形状的内周侧11b及连接外周侧部11a和内周侧部11b的4个腕部11c所构成。

前侧弹簧9的外周侧部9a被夹持在前侧垫片7和第1磁石17之间，内周侧9b被固定在透镜支撑体5的前端。后侧弹簧11的外周侧部11a被夹持在底座8和后侧垫片15之间。内周侧部11b被固定在透镜支撑体5的后端。据此，透镜支撑体5根据前侧弹簧9和后侧弹簧11，能在光轴方向(Z方向)及X-Y方向上可自由移动性地被支撑。后侧弹簧11被分割成2个部分，被分割的一个和另一个分别被连接在第1线圈19上，从后侧弹簧11处通入直流电流。

后侧弹簧11的外周侧部9a上，重叠有与此略相同形状的端子部材18。从接续在外部上的供电端子18a上直接供入电流。

然后，根据向第1线圈19通入的电流，透镜支撑体5向光轴方向前方进行移动，透镜支撑体在前侧弹簧9及后侧弹簧11的Z方向上的预压力和第1线圈19及磁石17之间产生的电磁力之间达成的均衡位置上停止。

透镜支撑体5在移动向X-Y方向的场合，根据向既定的第2线圈16a～16d通上一定值的电流，在前侧弹簧9及后侧弹簧11的X-Y方向上的弹簧的合力和第2线圈16a～16d及各对应的第1磁石17之间产生的电磁力之间达成的均衡位置上停止。

接下来，对相关于本发明的实施形态中的透镜驱动装置1的组装、作用及效果进行说明。透镜驱动装置1的组装率先是在第1线圈19的外周面上将第2线圈16a～16d进行接着固定，形成线圈体4，固定于在透镜支撑体5的外周上所设置的固定部上。

透镜驱动装置1的组装如图1所示，在轭铁3的内周侧上将前侧垫片7对接于前侧壁3d上进行配置，然后在前侧垫片7的后侧上依次将前侧弹簧9、第1磁石17、垫片15、重叠端子部材18后固定的后侧弹簧11、及底座8进行组装。

然后，将相对向的线圈16a和16c、16b和16d进行串联所形成的第2线圈16a～16d、将固定在第1线圈19上的线圈体4、将固定了的透镜支撑体5从开口部2的后侧插入后，将前侧弹簧9的内周侧9b和后侧弹簧11的内周侧部11b进行固定。固定方式例如可用接着剂进行。

然后，透镜驱动装置1组装终了后，第1线圈19连接在Z驱动部32上，第2线圈16a～16d连接在X-Y驱动部33上。

图2所示，相关本实施形态的透镜驱动装置1的驱动，Z驱动部32将从底座8的后端侧上设定的画像传感器(无图示)处接收到的高频成分(对比)的峰值进行逐一比较，透镜支撑体向焦点位置向Z方向作直线移动。

透镜支撑体5向Z方向作直线移动之际，根据第1线圈19上通入的电流值Z与磁石17之间所产生的电磁力同前侧弹簧9及后侧弹簧11的预压力的合力在均衡位置时停止。

另外，透镜支撑体5的X-Y控制(晃动校正)，根据陀螺仪模块接收X-Y方向的晃动校正量的大小信号，在对X方向及Y方向的晃动校正量进行演算后，分别确定出透镜支撑体5的移动量X、Y。向第2线圈16a、16c和第2线圈16b、16d进行通电。

根据本实施形态，透镜支撑体5的对焦移动为，通过向第1线圈19通电，透镜支撑体向光轴方向移动，晃动校正为向任意的第2线圈16a～16d通上一定值的电流，透镜支撑体5就会向X-Y方向移动。据此，就能实现透镜支撑体5的对焦移动及晃动校正。

根据本实施形态，第1磁石兼作为对焦移动用和晃动校正用的磁石。通过此第1磁石和1个第1线圈19及4个第2线圈16a～16d，就能实现透镜支撑体5向光轴方向及X-Y方向移动。

第1磁石17及起晃动校正机能的第2线圈16a～16d从前侧看配置于平面呈四角形的各边部上，由此具有了晃动校正机能，同时不用搭载具有晃动校正机能的透镜驱动装置，就能实现相同的尺寸且少量部品点数的紧凑型构造。

第1磁石17配置于对向于四角形状的第1线圈19的边上，所以能采用板状物，且构成简单。

第1线圈19从光轴方向一个侧面来看，呈四角形环状，在对应于第1线圈19的四角形各边位置上，设置有第1磁石17，所以相比较于将第1线圈19做成圆形，就能实现将第1线圈19和磁石17的间隔做成一定，且能够取得较宽广的对向面积，所以能实现透镜支撑体5的光轴方向推力的提高。

同样，第2线圈16a～16d配置于四角形状的第1线圈19的边上，所以将第1线圈19做成圆形的场合相比较，能与磁石17的间隔做成一定，且能够取得较宽广的对向面积

轭铁3将外周侧壁3a做成四角形，在其内周侧上将第1磁石17嵌入后组装，所以容易制造。另外，根据轭铁3，能降低第1磁石17的磁通量的泄露，能实现将透镜支撑体5的光轴方向及X-Y方向的推力。

以下，要说明本发明的其它实施形态，在以下说明的实施形态中，与上述的第1实施形态起到相同作用效果的部分，用同意符号表示，省略其部分的说明，以下主要说明的是与第1实施形态不同点的说明。

参考图6～图8，对第2实施形态中的透镜驱动装置1进行说明。在此第2实施形态中，轭铁3的开口部2的边缘上，在其前侧看呈四角形的轭铁3的角部上，从前侧壁3d向后侧方向设置有突出设置的内侧壁3b。内侧壁3b对应于轭铁的角部设成4个，且在各内侧壁3b的外周侧上固定着第2磁石27。在此第2实施形态及后述的第3实施形态中，前侧壁3d变为连接外周侧壁3a和内侧壁3b的连接壁。

此第2磁石27将与第1磁石17对向的一侧做成和第1磁石17对向的磁极不相同的磁极。在本实施形态中，第1磁石17的内周侧为N极，第2磁石27为S极、内侧为N极。

另外，内侧壁3b是沿着透镜支撑体5的外周面，做成圆弧状，第2磁石17将内侧面沿着轭铁的内侧壁做成圆弧状，外侧面沿着轭铁3的外周侧壁3a相互呈直角面。

根据此第2实施形态，轭铁3的角部中，将第1磁石17及线圈体4通过轭铁3的内侧壁3b和外周侧壁3a夹持，所以能提高轭铁3角部中的磁通量密度，能进一步提高作用于构成线圈体4的第1线圈19及第2线圈16a～16d的推力。另外，围绕第1线圈19及第2线圈16a～16d整体，能使略均一推力进行作用。

进一步，第2磁石27设置在轭铁3的各角部上，能提高作用于第1线圈19及第2线圈16a～16d上的磁通量，能进一步提高光轴方向及X-Y方向的推力。

参考图8及图9，对相关于第3实施形态的透镜驱动装置1进行说明。在此第3实施形态中，前侧弹簧9及前侧垫片7配置于轭铁3的前侧壁3d的前侧，将前侧垫片7、前侧弹簧9、轭铁3、后侧垫片15、后侧弹簧11及底座8收纳进磁气屏蔽29中。

另外，在轭铁3上，相对应于线圈体4的角部，设有位于线圈体4的内周侧的内周侧壁3b。内侧壁3b沿着线圈体4及第1磁石17的形状，在周方向上，左右2面呈直角。

此第3实施形态中，对应于线圈体4的角部，在轭铁3的角部上设置有内侧壁，所以可提高作用于在轭铁3角部中的第1线圈19及第2线圈16a～16d的磁通量。能提高光轴方向及X-Y方向的推力。

另外，根据磁气屏蔽29，防止了磁通量向外部的泄露，所以，降低由于磁通量对周边的电子设备和电子部品造成的影响。

本发明不限于上述实施形态，只要不脱离本发明要旨的范围内作种种变形可能。例如，第2线圈16a～16d相互间隔90度，相邻只设定2个也可以。

第1磁石17，不限于4个板状磁石14的框架，不需框架，对应于4个边，也可以将板状磁石14配置于所对应的4个边上，也可以采用1个四角环形状的磁石。

第2线圈16a～16d也可以配置在第1线圈19的内周侧。

第2及第3实施形态中，轭铁3的内周侧壁3c围绕着周方向也可以连续设定。

在上述实施的形态中，透镜驱动装置1具备变焦透镜，也可以使之具有变焦机能。

Claims (7)

1.透镜驱动装置，具有在内周上支撑透镜的透镜支撑体；在内周侧上随意移动支撑透镜支撑体的固定体；卷绕在透镜支撑体外周上的第1线圈；在透镜支撑体的外周上以90度间隔配置至少2个的第2线圈；设置在固定体上的第1磁石；其特征在于，第1线圈从光轴方向的一侧看其平面呈四角形状；第2线圈配置在第1线圈所构成的四角形的边上的同时，从透镜支撑体的径方向外侧看呈环状；第1磁石于呈四角形的第1线圈的各边对向设置，且内周面做成相同磁极同时，在第2线圈设置着的位置上与第2线圈对向；透镜支撑体向光轴方向移动时向第1线圈通电；将透镜支撑体向与光轴正交的X-Y方向移动时，向既定的第2线圈上通上一定的电流。

2.如权利要求1所述的透镜驱动装置，其特征在于，固定体具有带外周侧壁的轭铁，轭铁的外周侧壁从光轴方向一侧来看其平面呈四角形状，第1磁石呈四角环状、嵌合进轭铁的外周侧壁的内侧中。

3.如权利要求2所述的透镜驱动装置，其特征在于，轭铁在其外周侧壁的各角部上具有位于第1线圈和第2线圈内周侧位置上的内侧壁及连接内侧壁和外侧壁的连接壁。

4.如权利要求2或权利要求3所述的透镜驱动装置，其特征在于，在第1磁石的各角部上，在其内周侧具有第2磁石。

5.如权利要求1所述的透镜驱动装置，其特征在于，第1线圈和第2线圈构成线圈体，透镜支撑体呈圆筒形状，在其外周设置着的周面的切线方向的平整固定部上固定着线圈体。

6.自动对焦照相机，其特征在于，具有权利要求1～4中任何一项记载透镜驱动装置和设置于透镜支撑体的透镜成像侧上的传感器。

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

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