CN104115063A - 小型摄像机用致动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种小型摄像机用致动器，尤指一种可以补正透镜位置偏差，可准确地、精密地调节透镜焦距的小型摄像机用致动器。本发明的小型摄像机用致动器包括：内部形成动作空间的主本体；安装在所述主本体的线圈；内部安装有透镜，插入配置在所述动作空间内的叶片；安装在所述叶片上，与所述线圈对面配置，在所述线圈周围形成磁场，但所述线圈通电时，可通过电磁作用产生上下方向驱动力的磁块；一端安装在所述主本体上，另一端安装在所述叶片上，可支撑所述叶片上下移动的金属丝；安装在所述主本体上，可测定所述磁块对于所述主本体的上下方向位置偏差的霍尔效应感测器(hall sensor)；依据所述霍尔效应感测器所提供的所述磁块对于所述主本体的位置偏差信息，向所述线圈施加用于补正所述磁块位置偏差电流的控制部。

Description

小型摄像机用致动器
技术领域
本发明涉及一种小型摄像机用致动器，尤指一种可以补正透镜位置偏差，可准确地、精密地调节透镜焦距的小型摄像机用致动器。
背景技术
一般来说，随着具有数码相机或摄像机模组的移动通信终端机技术的发展，要求摄像机模组更加小型化、轻薄化。
另外，最近移动电话用摄像机模组的像素越来越高，性能越来越好，其技术发展等同于一般高规格数码摄像机，对于自动调焦技术适用于移动电话用的尺寸研究也越来越深入。
可实现这种自动对焦技术的致动器，主要有利用洛仑兹力的音圈致动器和利用压电效果的压电致动器。
韩国公开专利公报第10-2008-0069095号公开了语音线圈致动器方式的摄像机致动器。
图1是以往技术的摄像机致动器的立体图，图2是以往技术的摄像机致动器的截面图。
如图1及图2所示，以往技术的摄像机致动器(200)主要由启动部和固定部构成。
所述启动部包括：固定透镜(210)的线架(220)、与所述线架(220)一体化构成的线圈(260)。
所述固定部包括：向所述线圈(260)提供磁力的永久磁石(250)和设置有所述永久磁石(250)的磁轭。
所述磁轭由内侧磁轭(281)和与所述内侧磁轭(281)一体而成的外侧磁轭(282)构成，所述磁轭固定在未图示的移动电话用摄像机等上。
上述摄像机致动器(200)，因所述永久磁石(250)，所述线圈周围形成磁场。但所述线圈(260)上通电时，依据佛来明左手定则，力在所述线圈(260)的上方向或下方向产生作用。此时，与所述线圈(260)一体的所述线架(220)与透镜(210)上下移动。
为了在因所述线圈(260)而上下移动的所述启动部上施加复原力，在所述线架(220)上设置金属丝(291，292)。
但是这种以往技术的摄像机致动器(200)存在很多问题，比如说因为所述金属丝(291，292)的不稳定而导致零件误差或组装偏差，从而导致倾斜或偏心等异常动作。
另外，上述启动部的自身重量与零件结合时，因所述金属丝的偏差等，所述启动部在上升下降时即使施加相同的电流，也会发生位置偏差，从而导致很难准确调节所述透镜焦点等问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种可以补正透镜的位置偏差，使透镜光轴不倾斜，并可以准确地、精密地调节焦距的小型摄像机用致动器。
为了实现本发明的目的，本发明的小型摄像机用致动器，其特征在于，包括：内部形成动作空间的主本体；安装在所述主本体的线圈；内部安装有透镜，插入配置在所述动作空间内的叶片；安装在所述叶片上，与所述线圈对面配置，在所述线圈周围形成磁场，但所述线圈通电时，可通过电磁作用产生上下方向驱动力的磁块；一端安装在所述主本体上，另一端安装在所述叶片上，可支撑所述叶片上下移动的金属丝；安装在所述主本体上，可测定所述磁块对于所述主本体的上下方向位置偏差的霍尔效应感测器(hall sensor)；依据所述霍尔效应感测器所提供的所述磁块对于所述主本体的位置偏差信息，向所述线圈施加用于补正所述磁块位置偏差电流的控制部。
所述主本体由在上部形成所述动作空间的底座及结合在所述底座上部的托座构成；所述金属丝为两个以上，与所述底座平行配置，一端安装在所述托座上，另一端安装在所述叶片的两侧，上向支撑所述叶片；配置在相同的高度上并安装在所述叶片两侧的一对所述金属丝之间的距离，自配置有所述托座的方向向着配置有所述叶片的方向，越来越窄。
本发明还包括安装在所述主本体上，将所述磁块形成的磁场集中在所述线圈上的磁轭；所述线圈配置在所述磁块和所述磁轭之间。
所述主本体包括：上部形成动作空间的底座；垂直结合在所述底座的上部，安装在所述金属丝一端的托座；及一端安装在所述托座的外侧面弯曲而成并包住所述叶片，另一端配置在所述磁块外侧的安装板；所述霍尔效应感测器安装在所述安装板的另一端的内侧面上，与所述磁块相对，所述线圈以所述霍尔效应感测器为中心卷圈，安装在所述安装板的另一端的内侧面上，与所述磁块相对；所述磁轭安装在所述安装板的另一端的外侧面上。
所述磁块沿水平方向分极，所述磁块上部和下部的极性以相互相反的方向分极。
在安装有所述金属丝一端的所述主本体上，形成插入配置所述金属丝的填充槽，所述填充槽内填充有包住所述金属丝的缓冲材。
在所述主本体和所述叶片之间，插入配置缓冲材。
在所述底座的上部，上向突出形成可形成所述动作空间的突出片；所述叶片上突出形成安装有所述金属丝另一端的结合部；所述缓冲材配置在所述突出片和所述结合部之间。
在所述金属丝的截面上，所述叶片上下移动方向的纵轴的长度短于垂直于所述纵轴的横轴的长度。
所述托座可假结合于在所述底座上部，沿水平方向移动，在位置调节后可固定结合在所述底座上。
在所述托座和所述底座中任何一个上面突出形成结合突起，在另一个上形成插入配置所述结合突起的结合槽；所述结合槽的内径大于所述结合突起的直径。
本发明的有益效果如下：霍尔效应感测器可测定磁块上下方向的位置偏差，将测定到的磁块上下方向的位置偏差传给控制部，控制部向线施加电流，调节安装有磁块的叶片的上下方向位置，从而可以补正叶片的位置偏差，可准确地、精密地调节安装在叶片上的透镜焦距。
另外，配置在相同的高度上并安装在叶片两侧的一对金属丝之间的距离，自配置有托座的方向向着配置有叶片的方向，越来越窄，这样一来可以防止向着垂直于透镜光轴方向的侧方向弯曲变形，从而防止摄像机致动器在驱动时，向叶片的侧方向偏斜，进而防止透镜光轴的倾斜和偏离等异常动作。
此外，在磁块和磁轭之间配置线圈，可最大程度减少因磁块而形成的磁场排向致动器外部，并使其集中在线圈周围，电磁力可易于叶片上下移动。
此外，在主本体上形成的填充槽内，插有金属丝并填充有缓冲材，可以吸收金属丝所受的冲击及振动，减少金属丝的抖动时间。
此外，托座结合在底座的上部，沿水平方向可移动，使托座沿水平方向移动，并一同移动由金属丝结合在托座上的叶片，使叶片上的透镜和图像感应器回到初始位置，从而调节透镜光轴和图像感应器的中心实现一致。
附图说明
图1是以往技术的摄像机致动器的立体图；
图2是以往技术的摄像机致动器的截面图；
图3是本发明实施方式1的小型摄像机用致动器的立体图；
图4是本发明实施方式1的小型摄像机用致动器的分解立体图；
图5是本发明实施方式1的小型摄像机用致动器的俯视图；
图6是图3中沿A-A线的截面图；
图7是本发明实施方式2的小型摄像机用致动器的俯视图；
图8是图3中沿B-B线的截面图。
具体实施方式
接下来，结合本发明的附图，对本发明的各个实施方式进行详细说明。
实施方式1：
图3是本发明实施方式1的小型摄像机用致动器的立体图；图4是本发明实施方式1的小型摄像机用致动器的分解立体图；图5是本发明实施方式1的小型摄像机用致动器的俯视图；图6是图3中沿A-A线的截面图。
如图3至图6所示，本发明实施方式的小型摄像机用致动器，包括：主本体100、金属丝200、叶片300、磁块400、线圈500、霍尔效应感测器600、磁轭700及控制部(未图示)。
主本体100如图3至图4所示，内部形成动作空间101，由底座110、托座120及安装板130构成。
底座110的上部突出形成突出片111，形成动作空间101，结合有托座120。
底座110的上部形成结合槽112。
如图4所示，在本发明实施方式中，上述结合槽112共有两个，形成在与托座120结合的上面。
上述底座110配置在摄像机图像感应器的上部。
托座120垂直结合在底座110上部，固定安装着金属丝200的一端。
进一步，如图8所示，托座120的下部突出形成可插入结合槽112的结合突起123。
图8是图3中沿B-B线的截面图，图示了结合突起123插入结合槽112，托座120结合在底座110上的状态。
结合槽112的内径大于结合突起123的直径，因此插入配置在结合槽112的结合突起123在结合槽112的内部，可沿水平方向移动。
如上所述，在组装工程中，将结合突起123插入结合槽112中，将底座110和托座120假结合后，在结合突起123插入结合槽112的状态下，使托座120沿水平方向移动，同时一起移动因金属丝200结合在托座120上并被支撑的叶片，从而可排列透镜和图像感应器初始位置。
如上所述，透镜和图像感应器的初始位置被排列后，可调节透镜光轴和图像感应器的中心实现一致，然后，将托座120固定在底座110上。
如前述，结合槽112和结合突起123并不局限在本实施方式中，也可以是结合槽112在托座120的下部形成，结合突起123在底座110的上部形成。
安装有金属丝200的一端的托座120上，形成填充槽121。在填充槽121内填充包住金属丝200一端的缓冲材。
填充槽121的上部或下部向外部开放，在填充槽121上插入金属丝200的一端后，通过开放的部分，涂布并填充缓冲材122。
如上所述，将缓冲材122涂布在填充槽121上，使其包住金属丝200，在摄像机发生颤抖时，或是为了驱动摄像机的致动器，金属丝200发生弯曲变形时，可吸收冲击，从而可以减少金属丝200弹性变形后直至停止所需的重置时间。
安装板130的一端安装在托座120的外侧面上，弯曲形成，可包住叶片300，另一端配置在磁块400的外侧。
上述安装板130自身为电路板(FPCB)，设置有控制部，一端安装在托座120上，另一端安装有线圈500、霍尔效应感测器600及磁轭700。
根据情况，安装板130可以不是电路板，可以在安装板130上另外粘贴电路板。
金属丝200的一端安装在主本体100上，另一端安装在叶片300上，可支撑叶片300上下移动。
也就是说，金属丝200的一端固定安装在托座120上，插入配置在填充槽121上时，金属丝200沿上下方向被弹性支撑，安装有金属丝200另一端的叶片300可使透镜的光轴沿上下方向移动。
金属丝200是具有弹性的金属材料，但外部发生冲击时，或是因驱动摄像机的致动器而发生振动时，上述的缓冲材122被填充在填充槽121，包住金属丝200，因此在金属丝200上发生振动及冲击时，可将其吸收，减少金属丝200的重置时间。
上述金属丝200具有两个以上，与底座110平行配置。
在本实施方式中，四个金属丝200分别安装在叶片300的两侧上部及下部，上向支撑叶片300。
如图5所示，在金属丝200中，配置在相同的高度上并安装在叶片300两侧的一对金属丝200之间的距离，自配置有托座120的方向向着配置有叶片300的方向，越来越窄，这样一来可以防止金属丝200向着垂直于透镜光轴方向的侧方向弯曲变形，从而防止摄像机致动器在驱动时，向叶片300的侧方向偏斜，进而防止透镜光轴的倾斜和偏离等异常动作。
进一步，考虑到本发明实施方式的摄像机致动器的结构和驱动条件，优选为各个金属丝200的倾斜角度为3°(α)，但并不局限于此，可以调节金属丝200的角度来进行制造。
上述金属丝200的横截面可以为圆形或其他多种形状。
一般来说，金属丝200的横截面为圆形，但是也可以是金属丝200的横截面上，叶片300上下移动方向的纵轴的长度短于垂直于纵轴的横轴的长度。
如上述，金属丝200横截面纵轴的长度短于横轴的长度，可易于金属丝200上下方向变形，防止金属丝200向侧方向变形。
依据上述金属丝200相互倾斜的结构及金属丝200的横截面形状，可防止金属丝200侧方向变形而导致的叶片300的偏斜或歪斜等问题。
如上述，即使不考虑金属丝200的横截面形状，仅仅是金属丝200相互倾斜这一点来说，也可以起到防止侧方向变形的效果。
叶片300的内部安装有透镜，可插入配置在动作空间101内。这种叶片300如上所述，因金属丝200而被上向支撑，在上下移动时，可调节透镜的焦距。
进一步，在叶片300的两侧突出形成结合部310，在结合部310上固定安装有金属丝200的另一端。
磁块400如图6所示，安装在叶片300的一侧面上，与线圈500相对配置，在线圈500的周围形成磁场。
但线圈500通电时，因与线圈500间的电磁作用，沿上下方向发生驱动力。磁块400安装在叶片300上，因此因作用在磁块400上的电磁力，叶片300也一同移动，金属丝200沿上下方向弹性变形。
此时，安装在叶片300两侧的一对金属丝200，如前述，相互不平行，以倾斜的角度配置，因此易于实现上下方向的弹性变形，可防止向侧方向弹性变形，进而可防止叶片300向侧方向倾斜或歪斜。
进一步，磁块400在配置有线圈500的水平方向上分极，上部和下部的极性相反。因磁块400而在周围形成磁场的线圈500被通电时，因磁块400和线圈500的相互电磁力作用，磁块400沿着通电的线圈500的方向接收上向或下向的电磁力。
因作用在磁块400上的电磁力，可发生驱动力，可使被金属丝200支撑的叶片300升降，随着叶片300的升降，金属丝200弹性变形，可调节透镜的焦距。
线圈500固定安装在主本体100上。也就是说，线圈500固定安装在安装板130的另一端内侧面上，与磁块400相对。
这种线圈500以霍尔效应感测器600为中心卷圈而成，配置在磁块400和磁轭700之间。
如前所述，线圈500邻近磁块400并与其隔开而设，受磁块400发生的磁场影响，但线圈500通电时，因线圈500和磁块400之间的电磁力而发生驱动力。
此时，线圈500固定安装在安装板130上，磁块400安装在叶片300上，因金属丝200被支撑，且可上下移动，因此叶片300可与磁块400一起上下方向移动，调节透镜的焦距。
磁轭700安装在主本体100上，可使磁块400形成的磁场集中在线圈500上。进一步，磁轭700呈四角形，安装在安装板130的外侧面上。
磁轭700还可最大程度地减少因磁块400形成的磁场被放出摄像机致动器的外部，使其集中分布在线圈500的周围，根据情况磁轭700可以不包括在摄像机致动器的构成元素中。
上述霍尔效应感测器600固定安装在主本体100上，可以测定磁块400对于主本体100的上下方向的位置偏差。
进一步，霍尔效应感测器600安装在安装板130的另一端的内侧面，与磁块400相对，感知磁块400的磁场分布变化，将磁块400的位置偏差指定为密码(code)值，并传给控制部。
上述控制部安装在主本体100上，接收来自霍尔效应感测器600所传送的磁块400的位置偏差信息，但线圈500通电后，补正安装在磁块400上的叶片300的位置偏差。
也就是说，控制部设置在由电路板构成的安装板130上，接收来自霍尔效应感测器600传送的磁块400位置偏差的密码值，向线圈500通电，使安装着磁块400的叶片300及磁块400上下移动，从而来补正叶片300的位置偏差。
如上所述，霍尔效应感测器600将磁块400的位置偏差信息传给控制部，控制部根据磁块400的位置偏差信息，使叶片300上下移动，补正位置偏差，从而可准确地、精密地调节安装在叶片300上的透镜的焦距。
上述的上下方向是透镜光轴的方向，根据透镜光轴的方向来相对决定上下方向及侧方向。
接下来，详细说明具有上述构成的小型摄像机用致动器的动作方法。
金属丝200的一端安装在托座120上，与底座110平行配置，可支撑安装在另一端上的叶片300上下移动。
此时，根据摄像机致动器的姿势，金属丝200及叶片300的自身重量会导致在叶片300的位置上发生偏差。
也就是说，使用者在使用摄像机时，根据摄像机展开的姿势，重量会使金属丝200变形，在叶片300的位置上发生偏差。
另外，因磁滞现象，线圈500通电，在磁块400与线圈500之间发生电磁力作用时及线圈500上的电流被截断，在磁块400和线圈500之间不发生电磁力作用时，叶片300的上下方向移动的变位有所差异，即使在线圈500上施加相同的电流，在叶片300的位置上也会发生偏差。
不仅如此，依据各个零件的结合状态或金属丝200的物性值的差异，叶片300的变位也会发生偏差。
由此可见，霍尔效应感测器600可测定安装有磁块400的叶片300的上下方向的位置偏差，并将其传给控制部，控制部依据叶片300的位置偏差信息，调节向线圈500施加的电流量，使叶片300沿上下方向移动。
如上所述，以霍尔效应感测器600和控制部可测定并反复补正叶片300的位置偏差，可准确地、精密地调节安装在叶片300上的透镜的焦距。
进一步，使叶片300上下移动，调节透镜的焦距时，上向支撑叶片300的金属丝200上下方向弹性变形。
以相同高度配置的一对金属丝200如前述，相互倾斜配置，因此可限制侧方向的弯曲变形，继而可防止金属丝200侧方向变形而导致的叶片300的偏斜或歪斜等问题。
实施方式2：
图7是本发明实施方式2的小型摄像机用致动器的俯视图。
本发明实施方式2与实施方式1相比时，在缓冲材上有所差异，对此进行详细说明。
本发明的实施方式2的小型摄像机用致动器包括：主本体100、金属丝200、叶片300、磁块400、线圈500、霍尔效应感测器600、磁轭700及控制部(未图示)。
主本体100由底座110、托座120及安装板130构成。
底座110及安装板130与实施方式1的相同，但是托座120上没有形成填充槽121。
缓冲材122不充在填充槽121中，插入配置在主本体100和叶片300之间。
进一步，缓冲材133如图7所示，配置在突出片111和结合部310之间。
缓冲材122分别固定安装在突出片111和结合部310上，为弹性材质，在突出形成结合部310的叶片300上下移动时，其形状变形。
缓冲材122在叶片300上下移动时弹性变形，可吸收金属丝200所受的冲击或金属丝200上发生的振动，可减少金属丝200的重置时间。
另外，虽未图示，缓冲材122配置在叶片300上所安装的磁块400和安装在安装板130上的线圈500之间，可分别固定安装在磁块400和线圈500上。
此外，缓冲材122也可以配置在主本体100和对于主本体100上下移动的叶片300之间，吸收金属丝200所受的冲击和振动。
上述内容以外，实施方式2的内容与实施方式1相同，相同内容不作重复说明，在此省略。
本发明的小型摄像机用致动器不局限于上述实施方式，在本发明的技术思想及精神原则的范围内，可做多种变形或替换。

Claims (11)

1.一种小型摄像机用致动器，其特征在于，包括：内部形成动作空间的主本体；安装在所述主本体的线圈；内部安装有透镜，插入配置在所述动作空间内的叶片；安装在所述叶片上，与所述线圈对面配置，在所述线圈周围形成磁场，但所述线圈通电时，可通过电磁作用产生上下方向驱动力的磁块；一端安装在所述主本体上，另一端安装在所述叶片上，可支撑所述叶片上下移动的金属丝；安装在所述主本体上，可测定所述磁块对于所述主本体的上下方向位置偏差的霍尔效应感测器(hall sensor)；依据所述霍尔效应感测器所提供的所述磁块对于所述主本体的位置偏差信息，向所述线圈施加用于补正所述磁块位置偏差电流的控制部。
2.根据权利要求1所述的小型摄像机用致动器，其特征在于，所述主本体由在上部形成所述动作空间的底座及结合在所述底座上部的托座构成；
所述金属丝为两个以上，与所述底座平行配置，一端安装在所述托座上，另一端安装在所述叶片的两侧，上向支撑所述叶片；
配置在相同的高度上并安装在所述叶片两侧的一对所述金属丝之间的距离，自配置有所述托座的方向向着配置有所述叶片的方向，越来越窄。
3.根据权利要求1所述的小型摄像机用致动器，其特征在于，还包括安装在所述主本体上，将所述磁块形成的磁场集中在所述线圈上的磁轭；
所述线圈配置在所述磁块和所述磁轭之间。
4.根据权利要求3所述的小型摄像机用致动器，其特征在于，所述主本体包括：上部形成动作空间的底座；垂直结合在所述底座的上部，安装在所述金属丝一端的托座；及一端安装在所述托座的外侧面弯曲而成并包住所述叶片，另一端配置在所述磁块外侧的安装板；
所述霍尔效应感测器安装在所述安装板的另一端的内侧面上，与所述磁块相对，所述线圈以所述霍尔效应感测器为中心卷圈，安装在所述安装板的另一端的内侧面上，与所述磁块相对；
所述磁轭安装在所述安装板的另一端的外侧面上。
5.根据权利要求1所述的小型摄像机用致动器，其特征在于，所述磁块沿水平方向分极，所述磁块上部和下部的极性以相互相反的方向分极。
6.根据权利要求1所述的小型摄像机用致动器，其特征在于，在安装有所述金属丝一端的所述主本体上，形成插入配置所述金属丝的填充槽，所述填充槽内填充有包住所述金属丝的缓冲材。
7.根据权利要求2或4所述的小型摄像机用致动器，其特征在于，在所述主本体和所述叶片之间，插入配置缓冲材。
8.根据权利要求8所述的小型摄像机用致动器，其特征在于，在所述底座的上部，上向突出形成可形成所述动作空间的突出片；
在所述叶片上突出形成安装有所述金属丝另一端的结合部；
所述缓冲材配置在所述突出片和所述结合部之间。
9.根据权利要求1或2所述的小型摄像机用致动器，其特征在于，在所述金属丝的截面上，所述叶片上下移动方向的纵轴的长度短于垂直于所述纵轴的横轴的长度。
10.根据权利要求2所述的小型摄像机用致动器，其特征在于，所述托座可假结合于在所述底座上部，沿水平方向移动，在位置调节后可固定结合在所述底座上。
11.根据权利要求10所述的小型摄像机用致动器，其特征在于，在所述托座和所述底座中任何一个上面突出形成结合突起，在另一个上形成插入配置所述结合突起的结合槽；所述结合槽的内径大于所述结合突起的直径。
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