CN104407487A - 一种通过纯平移运动实现光学防抖的音圈马达 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通过纯平移运动实现光学防抖的音圈马达，包括由下盖和金属磁轭构成的壳体、设于壳体内的镜头座、设于磁轭内壁的多个磁石、与磁石相互作用控制镜头座对焦的对焦线圈、与磁石相互作用控制镜头座在垂直于镜头光轴的平面内运动的平移线圈，还包括了固定装置，镜头座相对于固定装置可沿光轴来回运动，以及将镜头座固定在垂直于光轴的一平面内的限位装置，通过固定装置和限位装置的配合，可以使自动对焦部分的平移运动可以在一平面内进行，不会产生任何偏角，防抖效果十分理想。

Description

一种通过纯平移运动实现光学防抖的音圈马达
技术领域
本发明涉及用于电子设备配件中的音圈马达。
背景技术
随着智能手机的日益普及，人们对智能手机拍照的技术要求也越来越高，期待手机的拍照效果能够达到数码相机的水平。而数码相机能够实现光学防抖（OIS）和移轴摄影的功能是因为其具备相对复杂的机械结构来控制镜头的多维度运动，而这个复杂的机械结构却无法应用在手机上，因为手机本身的硬件及软件基础限制了其相机的进一步发展。
而为了在手机本身的硬件及软件基础上，如何提高其相机的拍照能力，也是智能手机的厂商一直在致力研发的课题，目前市场上TDK、Mistumid等厂商都已经能够生产带OIS功能的马达。但是他们所生产的马达光学防抖效果都不够理想，例如在马达进行平移运动时，会受到弹簧片以及其他作用力的影响，其平移运动的平面并不能实现完全垂直于镜头的光轴，都会产生一定的偏角，从而导致拍照效果受影响，并且现有的马达还存在引脚过多，不易于与手机电路进行匹配等缺陷。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术中存在的问题，提出了一种通过纯平移运动实现光学防抖的音圈马达，包括由下盖和金属磁轭构成的壳体、设于壳体内的镜头座、设于磁轭内壁的多个磁石、与磁石相互作用控制镜头座对焦的对焦线圈、与磁石相互作用控制镜头座在垂直于镜头光轴的平面内运动的平移线圈。
本发明的音圈马达还包括设置在镜头座外围的固定装置，所述镜头座相对于固定装置可沿光轴来回运动；固定装置包括分别设于镜头座两端的上垫片和弹簧片，所述弹簧片设于内圈的多个内弹簧块与镜头座连接，所述弹簧片设于外圈的多个外弹簧块分别与上垫片连接，所述内弹簧片与外弹簧片之间设有可使镜头座相对于固定装置沿光轴来回运动的弹丝。上垫片包括一方框，所述方框朝向弹簧片的方向延伸出多条支撑柱，所述支撑柱与弹簧片的外弹簧块分别连接。
本发明还包括将所述固定装置和金属磁轭固定在垂直于光轴的一平面内，使得该固定装置和金属磁轭仅在该平面内带动镜头座和磁石进行各方向上的平移运动的限位装置。限位装置包括固定在下盖上的铁片，以及支撑在铁片与弹簧片之间的多个滚珠，所述铁片与磁石相互吸引，对镜头座及固定装置施加一朝向下盖方向的作用力，所述下盖与支撑柱相对的位置设有用于限定滚珠运动方向的相互垂直的条形槽，所述外弹簧块与铁片上相应的设有相互垂直的条形孔。
本发明的音圈马达为OIS马达，通过五个线圈配合装配于线圈周围的四个磁石，可实现对镜头的对焦和可控水平移动，且本发明通过固定装置以及限位装置对防抖的平移运动进行控制，使得平移运动在一平面内进行，不会产生任何偏角，因此防抖效果十分理想，而且引脚数量大量减少，十分易于与手机电路匹配。
附图说明
下面，对照附图和较佳实施例对本发明进行详细说明，其中：
图1是本发明的爆炸图；
图2是本发明的剖视图；
图3是弹簧片的结构示意图；
图4是上垫片的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对发明进行详细的说明。应当理解，对具体实施例的说明仅仅用以解释本发明提出的技术方案，并非限定本发明。
图1、图2给出了本发明的一实施例，在该实施例中，通过纯平移运动实现光学防抖的音圈马达，包括：由下盖10和金属磁轭2构成的壳体，壳体内设有装有镜头的镜头座5，镜头座5外围套着对焦线圈，四块磁石4间隔均匀地固定在磁轭的四面内壁上，而且四块磁石4朝向对焦线圈一侧的极性均相同，四个平移线圈9分别固定在磁石4下方的下盖10上，其中对角两个平移线圈9可串联，或者四个平移线圈9相互独立，四个平移线圈9所在平面垂直于光轴，对焦线圈与磁石4相互作用控制镜头座5沿光轴方向来回运动，实现镜头的对焦，四个平移线圈9与磁石4相互作用，控制镜头座5在垂直于光轴的平面内进行各方向上的运动，实现防抖功能。
在镜头座5的外围还设置了固定装置，固定装置的两端有可让镜头座5通过的通孔，镜头座5在对焦线圈以及磁石4的作用下，可以相对于固定座沿光轴来回移动。固定装置包括分别设于镜头座5两端的上垫片3和弹簧片6，弹簧片6由设置在内圈的内弹簧块61、设置在外圈的外弹簧块62、连接内、外弹簧块的弹丝63组成，上垫片3包括位于镜头座5上方的一方框31，该方框31的四角朝向弹簧片6的方向延伸出多条支撑柱32，这些支撑柱分别与弹簧片6的外弹簧块连接，而弹簧片6设于内圈的多个内弹簧块则与镜头座5连接，当对焦线圈通电时磁石4对镜头座5产生一个平行光轴的作用力，使镜头座5沿光轴方向前后移动，镜头座5通过弹簧片6的弹丝，可以使镜头座5相对于固定装置沿光轴来回运动。
本发明还设置了一限位装置，该限位装置可以将固定装置和金属磁轭2固定在垂直于光轴的一平面内，使得该固定装置和金属磁轭2仅在该平面内带动镜头座5和磁石4进行各方向上的平移运动。限位装置包括固定在下盖10上的铁片7，以及支撑在铁片7与弹簧片6之间的多个滚珠，铁片7与磁石4相互吸引，对镜头座5及固定装置还有金属磁轭2施加一朝向下盖10方向的作用力，而下盖10与支撑柱相对的位置设有用于限定滚珠运动方向的相互垂直的条形槽，外弹簧块与铁片上相应的设有相互垂直的条形孔，条形槽以及条形孔的直径均小于滚珠的直径。由镜头座5、固定装置、金属磁轭2以及固定在它们上面的各部件构成了自动对焦部分，该自动对焦部分通过磁石4与铁片7的相互吸引而受到向下盖10方向的力，被限制在垂直于光轴的一平面中，滚珠被自动对焦部分和下盖10夹住在铁片7和外弹簧块相互垂直的条形孔中，当平移线圈9通电时，平移线圈9对上述自动对焦部分整体产生垂直于光轴所在平面的作用力，此滚珠在铁片7和外弹簧块的凹槽中滚动，从而带动自动对焦部分整体在该平面内做纯平移运动，即不会在平移过程中产生任何偏角，仅在该平面内进行平移运动，使得平移效果误差更小，更精准。
值得说明的是本发明采用滚珠来实现自动对焦部分整体的水平平移运动，摩擦力小，从而大大节省了水平移动的功耗，并同时规避了现有产品在平移过程中产生的倾斜量，同时，本发明还在下盖10上固定着分别控制平移线圈9电流并检测其平移量的马达驱动8，该马达驱动8集成了霍尔元件可以精确检测自动对焦部分的垂直于镜头座5光轴所在平面内的运动量，并用于反馈控制平移线圈9的电流大小。而目前市场上的光学防抖马达引脚均为霍尔元件的引脚单独控制，导致马达引脚为14个或者以上，而本发明的马达引脚只有4个，分别为接地端、公共端、IIC的输入端和输出端，通过上述四个引脚与马达内部的线路板连接，可以独立控制马达的对焦线圈、平移线圈和霍尔元件的信息反馈，从而完全实现马达自动对焦和光学防抖功能的基础上，大大简化了光学防抖马达的结构。为了保护自动对焦部分和限位装置，在金属磁轭2和下盖10构成的壳体外，还设置了由外盖11及外金属磁轭1构成的外壳，防止自动对焦部分和限位装置在运动过程中受到损伤，并且进一步隔离了外界磁场对音圈马达的影响。
以上具体实施例仅用以举例说明本发明的结构，本领域的普通技术人员在本发明的构思下可以做出多种变形和变化，这些变形和变化均包括在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种通过纯平移运动实现光学防抖的音圈马达，包括由下盖和金属磁轭构成的壳体、设于壳体内的镜头座、设于磁轭内壁的多个磁石、与磁石相互作用控制镜头座对焦的对焦线圈、与磁石相互作用控制镜头座在垂直于镜头光轴的平面内运动的平移线圈，其特征在于：
还包括设置在镜头座外围的固定装置，所述镜头座相对于固定装置可沿光轴来回运动；
还包括将所述固定装置和金属磁轭固定在垂直于光轴的一平面内，使得该固定装置和金属磁轭仅在该平面内带动镜头座和磁石进行各方向上的平移运动的限位装置。
2.如权利要求1所述的音圈马达，其特征在于，所述固定装置包括分别设于镜头座两端的上垫片和弹簧片，所述弹簧片设于内圈的多个内弹簧块与镜头座连接，所述弹簧片设于外圈的多个外弹簧块分别与上垫片连接，所述内弹簧片与外弹簧片之间设有可使镜头座相对于固定装置沿光轴来回运动的弹丝。
3.如权利要求2所述的音圈马达，其特征在于，所述上垫片包括一方框，所述方框朝向弹簧片的方向延伸出多条支撑柱，所述支撑柱与弹簧片的外弹簧块分别连接。
4.如权利要求3所述的音圈马达，其特征在于，所述限位装置包括固定在下盖上的铁片，以及支撑在铁片与弹簧片之间的多个滚珠，所述铁片与磁石相互吸引，对镜头座及固定装置施加一朝向下盖方向的作用力，所述下盖与支撑柱相对的位置设有用于限定滚珠运动方向的相互垂直的条形槽，所述外弹簧块与铁片上相应的设有相互垂直的条形孔。
5.如权利要求1至4任意一项所述的音圈马达，其特征在于，所述磁石为4块，间隔均匀地固定在磁轭的四个内壁上，其朝向对焦线圈一侧的极性相同，所述对焦线圈套装在镜头座的外围，所述平移线圈设有四个，分别固定在磁石下方的下盖上。
6.如权利要求5所述的音圈马达，其特征在于，所述下盖上固定着分别控制所述平移线圈电流并检测其平移量的马达驱动，所述马达驱动集成了霍尔元件。
7.如权利要求5所述的音圈马达，其特征在于，位于对角线上的两个平移线圈串联或各平移线圈相互独立。
8.如权利要求1至4、6、7任意一项所述的音圈马达，其特征在于，还包括设于壳体外由外盖及外金属磁轭构成的外壳。
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