CN105068358A - 透镜驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种透镜驱动装置，其驱动效率高，外形紧凑，且不需要组装时的精度、组装时间。包括：镜架，该镜架对透镜进行保持；第一线圈，该第一线圈配置于镜架的外周侧；磁铁，该磁铁设于第一线圈的外周侧，并与第一线圈隔着规定的间隔相对；磁铁支架，该磁铁支架位于镜架的外周侧，对磁铁进行保持；上部弹片及下部弹片，这些弹簧将镜架及磁铁支架连结；第二线圈，该第二线圈设于与磁铁对应的位置，并在光轴方向上与磁铁隔开规定的间隔，且使镜架朝与透镜的光轴方向正交的方向动作；以及固定件，该固定件供第二线圈固定，并开设有该第二线圈的末端能穿过的孔部，孔部的开口尺寸比第二线圈的卷绕尺寸大，第二线圈的末端穿过孔部从第二线圈的内周侧朝向外周侧延伸。

Description

透镜驱动装置

技术领域

本发明涉及一种透镜驱动装置，尤其涉及在手机、平板电脑等的摄像头中使用的透镜驱动装置。

背景技术

近年来，装设于智能手机、平板电脑等的摄像头开始使用高像素的摄像头，且基本均具有自动对焦功能。在驱动具有自动对焦功能的透镜时，广泛采用结构简单的、使用音圈马达的透镜驱动装置。

使用音圈马达的透镜驱动装置具有将透镜保持于中央部的镜架，在该镜架的内周侧具有与形成于透镜的螺纹部螺纹结合的螺纹部。通过使透镜旋转到规定的调焦位置，能简单地进行聚焦位置的调整。

专利文献1：日本专利特开2011－85666号公报

最近的摄像头由于需要应对超过10兆字节（MB）的高像素，因此，仅凭借使用音圈马达的透镜驱动装置容易产生手抖、振动等引起的图像模糊等情况。为了防止出现模糊等，提出了一种透镜驱动装置，其组装有能消除手抖、及消除来自外部的振动的防抖装置。

作为一般的防抖装置，已知有使透镜驱动装置的透镜的光轴（Z轴）自身朝消除手抖、来自外部的振动引起的错位的方向倾斜的装置、或朝X轴方向或Y轴方向摆动的装置、或使图像传感器单元侧摆动的装置等。

例如，专利文献1所公开的透镜驱动装置将空心线圈用作驱动用线圈使光学式手抖修正机构（OpticalImageStabilizer（以下称为OIS））朝X轴方向及Y轴方向摆动，以降低抖动。在以下的说明中，将现有的仅用于自动对焦驱动的透镜驱动部称为AF单元20，将防止抖动机构部称为OIS单元30。

如图1至图3所示，AF单元20在镜架3的周围具有AF用线圈4。在AF用线圈4的周围，装设于磁铁支架8的磁铁6与AF用线圈4隔着规定的距离相对。在镜架3的上方侧及下方侧，安装有上部弹片7及下部弹片2。上部弹片7的内圈部7e及下部弹片2的内圈部2e固定于镜架3的上部及下部，上部弹片7的轮廓部7d及下部弹片2的轮廓部2d固定于磁铁支架8的轮廓保持部8d及轮廓保持部8e。

上部弹片7的内圈部7e与轮廓部7d通过驱动部即臂部7f连接，下部弹片2的内圈部2e与轮廓部2d通过驱动部即臂部2f连接。透镜驱动装置50为利用洛仑兹力的驱动方式，能利用流过AF用线圈4的电流的大小使镜架3稳定地上下运动。

上部弹片7由铜合金等导电性良好的材料形成。此外，上部弹片7以旋转对称的方式被一分为二，内圈部7e的一方与AF用线圈4的卷绕起始侧（末端）连接，内圈部7e的另一方与AF用线圈4的卷绕结束侧（末端）连接，因此，能对AF用线圈4供给电源（未图示）。在下部弹片2的下方侧，设有用于稳定地保持下部弹片2的轮廓部2d的垫片1。

如图7～图9所示，为使AF单元20在X轴方向及Y轴方向上移动，使AF单元20的磁铁6延长到垫片1的下侧，以在磁铁6的下侧产生磁场。此外，为了利用该磁场，在印制基板或挠性印制基板（FPC）等的固定件10上，以与下侧面6a相对的方式安装有OIS用线圈11。在该情况下，即便磁铁6的高度与垫片1相同，也不存在问题。

此外，在固定件10的四角，开设有多个用于固定多个直线弹簧14的孔部10h。在AF单元20的上部弹片7的四角，与固定件10同样地，开设有供直线弹簧14穿过的孔部7h。通过焊锡、粘接剂等固定直线弹簧14，并确保OIS用线圈11的上表面11c与磁铁6的下侧面6a隔开规定的距离。

在固定件10上各配置有一个用于检测X轴方向及Y轴方向的移动量的X轴侧及Y轴侧的位置检测传感器13。配置成旋转对称的OIS用线圈11在固定件10上的内部配线使得沿着X轴的线圈与沿着Y轴的线圈彼此独立且串联连接。此外，OIS用线圈11被固定成使电流的流向与磁铁6的磁极朝向相同方向。因此，在朝X轴侧的OIS用线圈11通入电流时，AF单元20在X轴方向上对磁铁6施加反作用力，进行移动。关于Y轴方向，与X轴方向同样地，AF单元20在Y轴方向上移动。另外，在电流方向相反的情况下，进行与上述相反的移动。

基于位置检测传感器13（在本发明中使用霍尔元件）相对于磁铁6的位置变化来判定X轴方向及Y轴方向的变位量。此外，位置检测传感器13根据X轴方向的电位变化及Y轴方向的电位变化来检测变位量。另外，变位量与电位的变化成比例。

位置检测传感器13的输出被输入至设于驱动IC等（未图示）的运算电路。运算电路使电流流入，从而朝消除抖动的方向动作，该电流是为了朝与从外部的陀螺仪传感器等（未图示）获得的抖动方向相反的方向移动所需要的电流。

将分割后的上部弹片7与AF用线圈4的卷绕起始侧及卷绕结束侧（末端）连接，并经由位于四角的直线弹簧14进行朝AF单元20的电源供给。

在OIS电源30的下侧设有底座40。在底座40的周围安装对AF单元20和OIS单元30进行覆盖的盖子41。固定件10自身由印制基板等构成，并利用固定件10上的印制基板等进行朝AF单元20及OIS单元30的电源供给、以及从位置检测传感器13的输出。

从调配零件等观点出发，OIS用线圈11使用一般的层叠结构的空心线圈。但是，在利用一般的空心线圈来形成专利文献1所示的结构时，存在以下的问题。

一般的层叠结构的空心线圈从内侧朝外侧卷绕。因此，在将卷绕起始端（末端）的引出部朝层叠部的外侧配置的情况下，引出部会跨过位于相邻位置的空心线圈（层叠部），从而形成该跨过部分朝上侧或下侧突出的状态。

如图10所示，还可以将卷绕起始端的引出部配置于OIS用线圈11的卷绕内径d2的内侧。但是，从紧凑化的观点出发，相对于透镜直径，OIS单元30需要尽量减小磁铁6的厚度。另一方面，若磁铁6的厚度减小，则磁铁6的磁通密度会降低，随之会使驱动力下降，这样，如何构成效率高的磁回路就成为了技术问题。

如图11所示，若使OIS用线圈11的卷绕内径d1减小磁铁6的厚度变小的量（d1＜d2），则能在磁铁6的磁通密度较高的状态下进行使用，驱动力不会下降。但是，将OIS用线圈11的卷绕起始端及卷绕结束端（末端）的引出部11a配置于卷绕内径d1内会使连接部10b变得过小，因此实际上是困难的。这是因为由于相邻的线圈的距离过近，即便为了锡焊、溶接而使用激光装置等，绝缘覆盖膜等也会熔化。因此，需要将OIS用线圈11的卷绕起始端的引出部11a引出到OIS用线圈11的外侧。尽管这样能将OIS用线圈11的卷绕起始端的引出部11a固定于固定件10，但由于隆起会导致以倾斜的状态进行安装，这会使OIS用线圈11的动作不稳定。

此外，如图12所示，当使OIS用线圈11的卷绕起始端的引出部11a位于上侧地安装于固定件10时，尽管能稳定地安装于固定件10上，但卷绕起始端的引出部11a会从OIS用线圈11的上表面11c突出，并横穿OIS用线圈11。此时，至少需要使磁铁6的下侧面6a与OIS用线圈11的上表面11c之间的间隔达到卷绕起始端的引出部11a的厚度的量（下侧面6a与OIS用线圈11的间隔、磁铁6的下侧面6a与OIS用线圈11的间隔），随之间隔的增大，驱动力会下降。

为了避免出现图11所示的上述不良情况，使OIS用线圈11的卷绕起始端的引出部11a穿过其与固定件10的间隙。具体而言，将一圈（线径）以上临时固定于未图示的组装夹具等，并调节X轴方向、Y轴方向及Z轴方向的位置，从而使OIS用线圈11的与磁铁6的下侧面6a相对的上表面11c和固定件10处于平行。

但是，在利用空气吸嘴等将OIS用线圈11的上表面11c吸附，并利用未图示的组装夹具临时固定在Z轴方向，且将位置调节到相对于固定件10确定的高度位置后，利用粘接剂等将间隙部分固定。不过，由于OIS用线圈11的宽度较小，因此不稳定，容易倾斜或中心位置偏离，导致动作特性变差。为了应对特性变差，需要利用安装精度更高的夹具进行更精密地调节，调节所需的作业时间增加，导致成本上升。

如图13所示，在固定件10上开设有沿光轴方向贯穿该固定件10的通孔10k。OIS用线圈11的卷绕起始侧（末端）可穿过通孔10k而连接到固定件10的下表面侧。但是，使卷绕起始侧（末端）穿过通孔10k并不容易，需要在将OIS用线圈11完全固定到固定件10上后，使其翻转来进行电连接，工序复杂。

发明内容

为解决上述各技术问题，本发明的目的在于提供一种透镜驱动装置，其驱动效率高，外形紧凑，且不需要组装时的精度、组装时间。

本发明的透镜驱动装置包括：镜架，该镜架对透镜进行保持；第一线圈，该第一线圈配置于镜架的外周侧，使镜架朝与透镜的光轴方向正交的方向动作；磁铁，该磁铁设于第一线圈的外周侧，并与第一线圈隔着规定的间隔相对；磁铁支架，该磁铁支架位于镜架的外周侧，对磁铁进行保持；上部弹片及下部弹片，这些弹簧将镜架及磁铁支架连结；第二线圈，该第二线圈设于与磁铁对应的位置，并在光轴方向上与磁铁隔开规定的间隔，且使镜架朝与透镜的光轴方向正交的方向动作；以及固定件，该固定件供第二线圈固定，并开设有该第二线圈的末端能穿过的孔部，孔部的开口尺寸比第二线圈的卷绕尺寸大，第二线圈的末端穿过孔部从第二线圈的内周侧朝向外周侧延伸。

另一透镜驱动装置的孔部为圆形或多边形。

另一透镜驱动装置的孔部沿光轴方向贯穿。

另一透镜驱动装置的固定件由印制基板或挠性印制基板形成。

另一透镜驱动装置是多个第二线圈连结的结构。

另一透镜驱动装置的第二线圈的卷绕内径设定为0.6mm以下。

另外，上述发明的概要并没有完全列举本发明所需的全部特征，上述特征的再组合也属于本发明。

由于第二线圈以沿着进行绕线时的绕线夹具的边缘部的方式进行卷绕，因此，末端不会与第二线圈干涉，能稳定地配置于光轴方向。

此外，由于第二线圈从内侧朝向外侧地卷绕于决定内侧宽度的绕线夹具，因此，内侧的侧面与上下的端面垂直。固定件具有比第二线圈的线径深且比第二线圈的卷绕宽度大的孔部。孔部开设于第二线圈的末端位置，第二线圈的卷绕起始侧的下表面直接装设于固定件。因此，第二线圈的末端能进入固定件的孔部，能不与第二线圈的下表面发生干涉地伸出到第二线圈的外侧，因此，能在光轴方向上稳定地安装固定件和第二线圈。

此外，第二线圈的末端处于能利用孔部迂回的状态，能容易地配置于第二线圈的外周侧，且能容易地配置于固定件的上表面侧。

此外，第二线圈的末端即便伸出到第二线圈的外侧，也能与固定件连接，因此，能与磁铁的宽度减小相对应地缩小第二线圈的卷绕内径，能使驱动效率最优化。

如上所述，本发明能稳定地安装第二线圈和固定件，无需特别的夹具。因此，能提供一种透镜驱动装置，尽管是与以往相同的X轴方向及Y轴方向的简单的结构，但结构紧凑且驱动效率高。

附图说明

图1是本发明实施方式一的透镜驱动装置的分解图。

图2是本发明实施方式一的AF单元的分解图。

图3是本发明实施方式一的透镜驱动装置的Y轴方向的剖视图。

图4是本发明实施方式一的透镜驱动装置的与X－Y平面平行的剖视图。

图5是本发明实施方式一的透镜驱动装置的局部剖视图。

图6是本发明实施方式二的透镜驱动装置的与X－Y平面平行的剖视图。

图7是现有的透镜驱动装置的分解图。

图8是现有的透镜驱动装置的Y方向的剖视图。

图9是现有的透镜驱动装置的与X－Y平面平行的剖视图。

图10是现有的OIS单元的局部剖视图。

图11是与图10不同的现有的OIS单元的局部剖视图。

图12是与图10、图11不同的现有的OIS单元的局部剖视图。

图13是与图10、图11、图12不同的现有的OIS单元的局部剖视图。

(符号说明)

1垫片

2下部弹片

2d轮廓部

2e内圈部

2f臂部

3镜架

3a前端卡定部

3d螺纹部

4AF用线圈

6磁铁

6a下侧部

7上部弹片

7a引导部

7d轮廓部

7e内圈部

7f臂部

7h孔部

8磁铁支架

8d轮廓保持部

8e轮廓保持部

10固定件

10b连接部

10d孔部

10e输入输出部

10h孔部

10k通孔

11OIS用线圈

11a引出部

11b引出部

11c上表面

11d连结部

13位置检测传感器

14直线弹簧

20AF单元

30OIS单元

40底座。

41盖子

50透镜驱动装置。

具体实施方式

以下，通过实施方式对本发明进行详细说明，但以下的实施方式并不对权利要求书所涉及的发明进行限定，此外，实施方式中所说明的所有的特征的组合对于发明的解决手段来说并不是必需的。

图1是将本发明的透镜驱动装置50按单元进行分解后表示的立体图。图2是将本发明的透镜驱动装置50的AF单元20分解后进行表示的立体图。

如各图所示，本实施方式的透镜驱动装置50包括：镜架3，该镜架3在其内周侧形成有螺纹部3d，对未图示的透镜进行保持；AF用线圈4（第一线圈），该AF用线圈4设于镜架3的外周侧并安装于镜架3，使镜架3朝与透镜的光轴方向正交的方向动作；多个磁铁6，这些磁铁6的内周形状形成为沿着AF用线圈4的外周的形状，设于AF用线圈4的外周侧，并与AF用线圈4在与光轴方向正交的方向上隔着规定的间隔相对；磁铁支架8，该磁铁支架8配置于镜架3的外周侧，对磁铁6进行保持；上部弹片7，该上部弹片7设于透镜的被拍摄物体侧（开口部侧）、即Z轴方向的＋Z侧（上侧），其将镜架3及磁铁支架8连结；下部弹片2，该下部弹片2设于透镜的被拍摄物体侧（开口部侧）的相反一侧、即Z轴方向的－Z侧（下侧），其将镜架3及磁铁支架8连结；以及垫片1，该垫片1设于下部弹片2的－Z侧（下侧），对下部弹片2进行保持。各磁铁6以外周侧为N极、内周侧为S极的方式进行配置。

如图1～图3所示，下部弹片2的轮廓部2d与位于磁铁支架8下侧的轮廓保持部8e的形状相对应地安装于磁铁支架8。上部弹片7的轮廓部7d与位于磁铁支架8上部的轮廓保持部8d的形状相对应地安装于磁铁支架8。上部弹片7的引导部7a与镜架3的前端卡定部3a卡合，来确定相对于镜架3的安装位置。

AF用线圈4呈矩形，并与保持于磁铁支架8的磁铁6相对。

上部弹片7由铜合金等导电性高的材料形成，并以形成旋转对称的形状被一分为二。AF用线圈4的卷绕起始端（末端）及卷绕结束端（末端）与分割后的内周部电连接（未图示）。此外，在上部弹片7的四角，开设有可安装直线弹簧14的孔部7h。这样，在对AF用线圈4进行通电时，AF用线圈4会产生朝向被拍摄物体侧、即光轴方向（Z轴方向（上、下方向））的洛仑兹力，从而使上述镜架3移动到能与上部弹片7及下部弹片2的回复力平衡的规定位置。

如图1～图3所示，在固定件10上，第二线圈、即OIS用线圈11固定于与AF单元20的磁铁6的下侧面6a对应的位置。OIS用线圈11是空心线圈。此外，为了检测出X轴方向及Y轴方向，位置检测传感器13在X侧及Y侧各安装有一个。固定件10例如由印制基板或挠性印制基板（FPC）构成，本发明的固定件10是FPC。也就是说，固定件10通过OIS用线圈11的卷绕起始端（末端）的引出部11a的连接部10b、卷绕结束端（末端）的引出部11b的连接部10b、位置检测传感器13（本发明中为霍尔元件）的电连接部（未图示），来构成电路（未图示）。

此外，开设于固定件10的四角的孔部10h不仅构成为直线弹簧14的安装部，同时还作为电连接部起作用，与上述电路连接。在固定件10的端部设有OIS用线圈11及AF用线圈4的输入输出部10e。

如图1所示，AF单元20和OIS单元30设定成使直线弹簧14穿过孔部10h并达到规定的高度。如上所述，上部弹片7被一分为二，AF用线圈4被电连接，因此能进行AF动作。

另外，直线弹簧14是使用由导电性良好的铜合金等制成的构件。

如图1～图5所示，在构成为使磁铁6的宽度减小并使外形紧凑的情况下，较佳地是使孔部10d比在OIS用线圈11的卷绕起始端（末端）的引出部11a的基础上加上OIS用线圈11的卷绕尺寸b1和线径后的开口尺寸更大，且比线径深。具体而言，预先形成为在将卷绕起始端（末端）的引出部11a引出到OIS用线圈11的外侧的情况下，能将OIS用线圈11的卷绕起始端的引出部11a朝外侧方向引出。接着，将OIS用线圈11固定于固定件10，并使卷绕起始端（末端）的引出部11a通过孔部10d迂回。藉此，不需要使用精密的调整空间的夹具，仅进行X轴方向及Y轴方向的调整，就能容易地将OIS用线圈11配置在固定件10的确定的位置上，能使OIS用线圈11稳定地动作。

此外，由于卷绕起始端（末端）的引出部11a连接到OIS用线圈11的外侧，因此能将OIS用线圈11的卷绕内径d1缩小到极限，即便是厚度较小的磁铁6，也能提高磁通密度，能提高驱动效率。

另外，本实施方式一的透镜驱动装置50将固定件10的孔部10h形成为矩形，但并不限定于此，即便形成为圆形（包括椭圆形）、多边形，也能获得相同的效果，这是自不待言的。

此外，如图6所示，作为实施方式二，形成为将多个OIS用线圈11连结的结构，但这种结构也能如实施方式一中说明的那样从固定件10的上侧进行连接。只需将OIS用线圈11固定于固定件10，并对将卷绕起始端（末端）的引出部11a与卷绕结束端（末端）的引出部11b连接后而连结着的连结部11d进行切断即可。这样，能防止在OIS用线圈11的卷绕起始端的引出部11a与卷绕结束端的引出部11b的在错误方向的状态下安装于夹具，能实现安装作业的缩短、简化。

此外，考虑到实际的驱动力、减磁，磁铁6的厚度的极限值是大约0.6mm左右。因此，为了获得最大的驱动力，最好将OIS用线圈11的卷绕内径d1也设为0.6mm以下。

以上使用实施方式对本发明进行了说明，但本发明的范围并不限定于上述实施方式所记载的范围。本领域技术人员可以对上述实施方式进行各种变更或加入各种改进。基于权利要求书的记载可以明确，这种进行变更或加入改进的实施方式也包含在本发明的技术范围内。

Claims (6)

1.一种透镜驱动装置，其特征在于，包括：

镜架，该镜架对透镜进行保持；

第一线圈，该第一线圈配置于所述镜架的外周侧，使所述镜架朝与所述透镜的光轴方向正交的方向动作；

磁铁，该磁铁设于所述第一线圈的外周侧，并与所述第一线圈隔着规定的间隔相对；

磁铁支架，该磁铁支架位于所述镜架的外周侧，对所述磁铁进行保持；

上部弹片及下部弹片，这些弹簧将所述镜架及磁铁支架连结；

第二线圈，该第二线圈设于与所述磁铁对应的位置，并在所述光轴方向上与所述磁铁隔开规定的间隔，且使所述镜架朝与所述透镜的光轴方向正交的方向动作；以及

固定件，该固定件供所述第二线圈固定，并开设有该第二线圈的末端能穿过的孔部，

所述孔部的开口尺寸比所述第二线圈的卷绕尺寸大，所述第二线圈的末端穿过所述孔部从第二线圈的内周侧朝向外周侧延伸。

2.如权利要求1所述的透镜驱动装置，其特征在于，

所述孔部为圆形或多边形。

3.如权利要求1或2所述的透镜驱动装置，其特征在于，

所述孔部沿光轴方向贯穿。

4.如权利要求1至3中任一项所述的透镜驱动装置，其特征在于，

所述固定件由印制基板或挠性印制基板形成。

5.如权利要求1至4中任一项所述的透镜驱动装置，其特征在于，

所述第二线圈多个连结。

6.如权利要求1至5中任一项所述的透镜驱动装置，其特征在于，

所述第二线圈的卷绕内径设定为0.6mm以下。