CN102857062A - 一种电磁驱动装置及电磁镜头驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种电磁驱动装置，包括磁铁和至少一个线圈，所述磁铁至少包括2块，所有磁铁的磁化方向同向或反向并且大致垂直于所述线圈平面，至少两块所述磁铁同极相对放置并留有空隙，并且至少所述线圈的一部分位于两块相对放置的所述磁铁之间的空隙中。一种电磁镜头驱动装置，包括机架盖、至少部分安装在所述机架盖中的镜头支架、安装在所述镜头支架上的线圈、固定在所述机架盖上的磁铁、以及弹簧，所述磁铁至少包括2块。由于本发明的音圈马达及音圈马达镜头驱动装置尺寸小；工作效率高，只需要很小的电流就可以驱动线圈运动，达到了节能、缩小尺寸的目的。

Description

一种电磁驱动装置及电磁镜头驱动装置

技术领域

本发明涉及一种用于驱动照相机镜头的音圈马达致动器，更具体地说，涉及一种用于控制相机镜头沿光轴运动的音圈马达致动器。

背景技术

手机照相功能日趋完善，应用日益广泛。其中手机照相机的自动对焦功能已日益成为手机的标准配置功能，而这个功能目前通常采用音圈马达镜头驱动装置驱动手机的相机镜头沿光轴运动运动来实现的。音圈马达利用通电线圈在磁场中产生不同方向和强度的电磁作用力来推动镜头移动。

最近几年来，市场上已开发一些比较成功的音圈马达镜头驱动装置。总结起来，音圈马达镜头驱动装置里最核心的结构，即线圈磁石结构，基本上由下面几种结构构成。第一种结构如图1a至图1c所示，从俯视图的角度看，所有磁铁100都设置在线圈200外部(或内部)(详情请参考Shicoh US7787046和Mitsumi US7227285)。磁化方向沿径向，且磁石分布对称；而从横切面的角度看，磁铁100和线圈200则为左右分布，且磁化方向与线圈平面平行，磁极直接面对线圈的绕线部分。为了缩小尺寸，在有些设计中，磁石还变得很小，大致呈三角形(详情请参考Shicoh US7649703)。

第二种结构如图2a至图2c所示，其与第一种结构最大的差别在于磁石的结构，而横切面图最能明显地显示出这种差异。在第一种结构中(图1b)，磁石在垂直方向上只有一个磁石。而在第二种结构中(图2a、图2b、图2c)，磁石在垂直方向上，由两个磁石组成，而且极性相反(见图2b和图2c)。除此以外，线圈也有所改变。如图2b和2c所示(详情请参考PowerGate US2007/0047942)，有线圈两个，分别对应上磁石组和下磁石组，而且流过线圈的电流方向也必须时刻相反。而在图2d和2e、2f所示，线圈的环绕方向改变了，由原来垂直方向改成水平方向了，而且数量增加到四个线圈(详情请参考Shicoh US2011/0039599)。

第三种结构如图3a、3b所示，这种结构和第二种类似，都由两个磁石组成一个磁石组，可是组成方式不同。在第三种结构中，磁石组里的磁石极性方向是相同而去平行的，磁石间有一定的空隙，而线圈则是安置在这个空隙里的(详情请参考中国专利申请公开号CN101534041A)。

上述三种结构基本代表了音圈马达镜头驱动装置的最基本的几个核心结构。然而，这几个结构都有各自的一些问题。如图2b结构基本可以看成是两个第一种结构的上下叠置，所以这图2b结构基本上比较浪费材料，成本高，而其性能不见得比第一种结构好。图2d结构相对复杂，制造成本会提高，对于自动对焦这个简单功能来，这种结构并不是最简单最省成本的结构。而第一，二种结构里共同的缺陷是由于线圈和磁铁是并排设置的，导致其总体直径大，使得镜头驱动装置的最终体积也增大。并且大部分磁力线都分散开了，穿过线圈200的部分也比较少，导致其磁场利用率低，需要比较大的电流才能驱动线圈运动。而第三种结构，虽然线圈200和磁铁100采用上下位置的排列方式，缩小了其总直径。但大部分磁力线都分散开了，穿过线圈200的部分也比较少，导致其磁场利用率低；可以这样说，在这种结构中，由上下两块磁石来组成磁石对是多余的，其实一块磁石不管放在上面还是下面，还是可以产生向上的电磁作用力，只是比较弱，所以才需要再放置另外一块磁石。总结来讲，还是需要比较大的电流才能驱动线圈运动。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的电磁驱动装置体积大、磁场利用率低，从而造成工作效率低的缺陷。提供一种电磁驱动装置，包括磁铁和至少一个线圈，所述磁铁至少包括2块，所有磁铁的磁化方向同向或反向并且大致垂直于所述线圈平面，至少两块所述磁铁同极相对放置并留有空隙，并且至少所述线圈的一部分位于两块相对放置的所述磁铁之间的空隙中。

在本发明所述的电磁驱动装置中，所述磁铁成对设置，并且所有的磁铁的磁化方向同向或反向并且大致垂直于所述线圈平面。

在本发明所述的电磁驱动装置中，所述数组磁铁对中每对所述磁铁对中的两块磁铁同极相对放置并留有空隙。

在本发明所述的电磁驱动装置中，所述磁铁固定在轭铁上。

在本发明所述的电磁驱动装置中，所述线圈为多个。

在本发明所述的电磁驱动装置中，每个所述线圈的线圈平面大致互相平行。

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的电磁镜头驱动装置体积大、磁场利用率低，从而造成工作效率低的缺陷。提供一种电磁镜头驱动装置，包括机架盖、至少部分安装在所述机架盖中的镜头支架、安装在所述镜头支架上的线圈、固定在所述机架盖上的磁铁、以及弹簧，其特征在于，所述磁铁至少包括2块，所有磁铁的磁化方向同向或反向并且垂直于所述线圈平面，至少两块所述磁铁同极相对放置并留有空隙，并且至少所述线圈的一部分位于两块相对放置的所述磁铁之间的空隙中；所述弹簧的一端连接到镜头支架上，另一端连接到机架盖上。

在本发明所述的电磁镜头驱动装置中，所述磁铁成对设置，并且所有的磁铁的磁化方向同向或反向并且大致垂直于所述线圈平面。

在本发明所述的电磁镜头驱动装置中，所述数组磁铁对中每对所述磁铁对中的两块磁铁同极相对放置并留有空隙。

在本发明所述的电磁镜头驱动装置中，所述磁铁对固定在轭铁上。

在本发明所述的电磁镜头驱动装置中，所述线圈为多个。

在本发明所述的电磁镜头驱动装置中，每个所述线圈的线圈平面大致互相平行。

在本发明所述的电磁镜头驱动装置中，所述弹簧至少由一个片状弹簧或多个片状弹簧所组成。

在本发明所述的电磁镜头驱动装置中，所述各片状弹簧一端连接到镜头支架上，另一端连接到机架盖上。

由于本发明的电磁驱动装置及电磁镜头驱动装置中的磁铁分别设置在线圈上方和下方空间，从而缩小了整个装置的尺寸；另外磁铁对中的同极对面安置，由于同性相斥的原理，至使大量的磁力线必须从磁铁对的空隙里排出，从而造成在空隙里外周围形成密集的磁力线分布，保证磁力线大部分通过线圈，从而只需要很小的电流就可以驱动线圈运动，提高了工作效率，达到了提高磁场利用率的目的。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1a是现有技术之一线圈、磁铁的截面示意图；

图1b是对应的磁力线示意图；

图1c是图1a的A-A剖视立体图；

图2a是现有技术之二线圈、磁铁的截面示意图；

图2b是对应的磁力线示意图；

图2c是图2a的A-A剖视立体图；

图2e是现有技术之二一种变形形式的线圈、磁铁的截面示意图；

图2d是图2e对应的磁力线示意图；

图2f是图2eA-A剖视立体图；

图3a是现有技术之三线圈、磁铁的磁力线示意图；

图3b现有技术之三线圈、磁铁的截面立体示意图；；

图4a是本发明的实施例之一的结构示意图；

图4b是图4a的一种变形实施方式的示意图；

图5a是本发明的实施例之二的结构示意图；

图5b是图5a的一种变形实施方式的示意图；

图5c是图5a的另一种变形实施方式的示意图；

图6是本发明的实施例之三的结构示意图；

图7a是本发明的实施例之一的截面立体示意图；

图7b是本发明的实施方式之一的截面磁力线的示意图；

图8是本发明的实施方式之一的制动器的结构图示意图；

图9是图8的截面；

图10是图8剖开图；

图11是图8的爆炸图。

具体实施方式

为了对本发明的目的，技术特征和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式，但是本发明不应被理解为仅有下列实施方式。

本发明的电磁驱动装置，包括磁铁和至少一个线圈，所述磁铁至少为2块，所有磁铁的磁化方向同向或者反向(即磁化方向大致上互相平行，可以是完全平行也可以和完全平行稍有所偏移，完全平行的效果最佳)并且大致上垂直于所述线圈平面(可以是完全垂直，也可以离完全垂直稍有所偏移，完全垂直的效果最佳)，至少两块所述磁铁同极相对放置并留有空隙，并且至少所述线圈的一部分位于两块相对放置的所述磁铁之间的空隙中。

磁铁可以成对设置，即每两块磁铁为一对相对放置，如图4a、4b、5a、5b、5c所示。也可以是一块磁铁和多块磁铁相对放置形成磁铁对，如图6所示。

图4a，为本发明的一种实施方式，在本实施例中，线圈200为一个，其形状设置为圆形，磁铁100为一对，N极性相对而置，间有一空隙，线圈200安置在空隙内，其中线圈200平面大致和磁铁100的磁极连线垂直；线圈200形状大致和磁铁100的横切面形状相同。图4b本实施例的其中一种变化，其横切面是方形。

图5a为本发明的另外一种实施方式，在本实施例中，线圈200为一个，形状设置大致为方形，磁铁100一对，每对磁铁100的N极相对设置，并且留有一空隙，所有磁铁100的南北极连线大致互相平行，并且大致和线圈200平面垂直，线圈200同时穿越每对磁铁间的空隙。图5b、5c是本实施例的其中一些变化。其中图5b是四对大致为三角形的磁铁，图5c是一对磁铁，但该磁铁对可以看成是四对三角形磁铁两边延伸并与相邻的磁铁对连接而成(即是图5b的一个延伸变化)。

如图6所示，为本发明的第三种实施方式，在本实施例中，线圈200为一个，形状设置大致为方形，磁铁100由一块方形磁铁和四块三角形磁铁组成，方形磁铁和四块三角形磁铁N极或S级相对设置，并且留有一空隙，所有磁铁100的南北极连线大致互相平行，并且大致和线圈200平面垂直，线圈200同时穿越每对磁铁间的空隙。本实施例中的磁铁不是成对设置，而是一块磁铁分别和四块磁铁形成磁铁对，由此延伸还可以有其他实施方式，一块磁铁还可以分别和两块或者三块或者五块磁铁形成磁铁对。

结合图7a所示的截面示意图及图6b磁力线示意图，综合以上两种实施方式，可以发现磁铁磁力线最密集的部分正是处于线圈所在位置，这样使得线圈200只需要通很小的电流就可以产生较大的作用力，极大的提高了工作效率。

下面结合图8至图11描述本发明的电磁镜头驱动装置的结构。一种电磁镜头驱动装置，包括机架盖300、至少部分安装在所述机架盖300中的镜头支架700、安装在所述镜头支架700上的线圈200、固定在所述机架盖上的磁铁100、以及弹簧400。所述磁铁100至少为一对，每对所述磁铁对中的每块磁铁的磁化方向大致上互相平行并且大致上垂直于所述线圈平面，每对所述磁铁对中的两块磁铁同极相对放置并留有一点空隙，并且至少所述线圈200的一部分或全部穿越至少一对所述磁铁100对中的两块磁铁相对面之间的空隙，磁铁还可以固定在轭铁500上，轭铁500可以用来进一步调整磁场分布。所述弹簧400的一端连接到镜头支架700上，另一端连接到机架盖上。在之间弹簧400和轭铁500之间还装一个垫片或垫圈600，以实现各部件的装配配合。

在发明中的电磁镜头驱动装置中，使用了两块大致方形中心有孔的磁铁100形成磁铁对，并且南极相对(注，北极相对也可以)。所有磁铁100的南北极连线方向大致互相平行，并且大致垂直于线圈平面。线圈200大致是方形并绕在镜头支架700上。并且镜头支架700通过至少一个片状弹簧400与机架盖连接。在本实施例中，为了加强电磁镜头驱动装置的抗冲击性能，特别在镜头支架700的两端都分别连接有两个片状弹簧400，而弹簧400的另一端都分别和上下机架盖连接。

虽然本发明通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (14)

1.一种电磁驱动装置，包括磁铁和至少一个线圈，其特征在于，所述磁铁至少包括2块，所有磁铁的磁化方向同向或反向并且大致垂直于所述线圈平面，至少两块所述磁铁同极相对放置并留有空隙，并且至少所述线圈的一部分位于两块相对放置的所述磁铁之间的空隙中。

2.根据权利要求1所述的电磁驱动装置，其特征还在于，所述磁铁成对设置，并且所有的磁铁的磁化方向同向或反向并且大致垂直于所述线圈平面。

3.根据权利要求2所述的电磁驱动装置，其特征还在于，所述数组磁铁对中每对所述磁铁对中的两块磁铁同极相对放置并留有空隙。

4.根据权利要求2所述的电磁驱动装置，其特征还在于，所述磁铁固定在轭铁上。

5.根据权利要求1所述的电磁驱动装置，其特征还在于，所述线圈为多个。

6.根据权利要求5所述的电磁驱动装置，其特征还在于，每个所述线圈的线圈平面大致互相平行。

7.一种电磁镜头驱动装置，包括机架盖、至少部分安装在所述机架盖中的镜头支架、安装在所述镜头支架上的线圈、固定在所述机架盖上的磁铁、以及弹簧，其特征在于，所述磁铁至少包括2块，所有磁铁的磁化方向同向或反向并且垂直于所述线圈平面，至少两块所述磁铁同极相对放置并留有空隙，并且至少所述线圈的一部分位于两块相对放置的所述磁铁之间的空隙中；所述弹簧的一端连接到镜头支架上，另一端连接到机架盖上。

8.根据权利要求7所述的电磁镜头驱动装置，其特征还在于，所述磁铁成对设置，并且所有的磁铁的磁化方向同向或反向并且大致垂直于所述线圈平面。

9.根据权利要求8所述的电磁镜头驱动装置，其特征还在于，所述数组磁铁对中每对所述磁铁对中的两块磁铁同极相对放置并留有空隙。

10.根据权利要求8所述的电磁镜头驱动装置，其特征还在于，所述磁铁对固定在轭铁上。

11.根据权利要求7所述的电磁镜头驱动装置，其特征还在于，所述线圈为多个。

12.根据权利要求11所述的电磁镜头驱动装置，其特征还在于，每个所述线圈的线圈平面大致互相平行。

13.根据权利要求7所述的电磁镜头驱动装置，其特征还在于，所述弹簧至少由一个片状弹簧或多个片状弹簧所组成。

14.根据权利要求13所述的电磁镜头驱动装置，其特征在于，所述各片状弹簧一端连接到镜头支架上，另一端连接到机架盖上。

Images