CN105763017B - 自动对焦音圈马达 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动对焦马达,包括由下盖和铁制磁轭构成的壳体,设置在壳体内带镜头的镜头座,设置在镜头座外侧壁上用于限制壳体与镜头座之间的相对位置的至少一个磁石,设置在外壳内侧壁上与所述磁石相对的至少一个线圈,所述线圈和磁石相互作用产生顺时针或逆时针力矩推动镜头座围绕光轴转动,所述镜头座的外侧壁与壳体的内侧壁上还固定着导向组件,所述导向组件在镜头座转动时,限制所述镜头座在垂直于光轴的平面的位移,使所述镜头座围绕一固定光轴转动的同时沿着该固定光轴来回运动。本发明可实现精准对焦,不受工艺、外界作用力等因素干扰,并且组件进一步得到了简化,实现了微型的自动对焦马达。

Description

自动对焦音圈马达
技术领域
本发明涉及自动对焦音圈马达,尤其涉及一种光轴不晃动可精确对焦的自动对焦马达。
背景技术
目前智能手机摄像头音圈马达已经十分普及。音圈马达简称(VCM),它包括固定部分和运动部分,固定部分和运动部分之间通过弹片来连接,弹片就好比一个可沿着光轴伸缩的弹簧,弹片的外圈部分与固定部分固定,内圈部分与运动部分固定,外圈和内圈之间通过弹丝来连接,使得运动部分可以沿着光轴来回移动,这是理想状态,即弹丝的各个方向所受的合力是沿着光轴的,但是在实际生产过程中,现有的制作工艺没办法保证弹丝各个方向上的受力均匀,尤其是弹丝越软,各方向上的受力越难保持均匀,镜头越容易发生倾斜。并且驱动运动部分运动的是通过线圈和磁石之间的作用力,各个方向上的作用力也较难保持一致,导致镜头倾斜。
除此之外,在实际使用过程中,人们拿手机的姿势不同,有没有晃动,都会使弹丝受到运动部分重力变化的影响以及外界作用力的影响,因此所受的外界合力也没办法完全沿着光轴,这些都会导致音圈马达在做自动对焦过程中镜头的位置不精确以及镜头会发生倾斜,导致拍照效果不是十分理想。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术中存在的技术问题,提出一种自动对焦马达,包括由下盖和铁制磁轭构成的壳体,设置在壳体内带镜头的镜头座,设置在镜头座外侧壁上用于限制壳体与镜头座之间的相对位置的至少一个磁石,设置在外壳内侧壁上与所述磁石相对的至少一个线圈,所述线圈和磁石相互作用产生顺时针或逆时针力矩推动镜头座围绕光轴转动,所述镜头座的外侧壁与壳体的内侧壁上还固定着导向组件,所述导向组件在镜头座转动时,限制所述镜头座在垂直于光轴的平面的位移,使所述镜头座围绕一固定光轴转动的同时沿着该固定光轴来回运动。
在一实施例中,所述线圈和磁石均设有一个,所述线圈和磁石相互平行且正对着,所述线圈与光轴平行的相对的两个部分所受到的磁力线方向相反。所述磁石朝向线圈的一面为平面两极注磁,或者所述磁石由两块独立的第一、第二磁石组成,第一、第二磁石朝向线圈的一面的极性相异。
在其他实施例中,所述线圈设有两个或两个以上时,与所述线圈对应的磁石的数量与线圈数量相等,或者与所述线圈对应的磁石的数量为线圈数量的2倍,或者与所述线圈对应的磁石为一整块磁石,且所述整块磁石朝向线圈的一面为多处两极注磁。
具体的安装驱动组件的结构是通过下盖和镜头座完成,所述下盖包括带通孔的底板和设置在底板上与所述底板垂直的至少2个安装柱,每两个安装柱之间形成用于固定线圈的卡口,所述镜头座的侧壁上与所述卡口相对应的位置设有用于固定磁石的安装槽。
所述导向组件包括:设置在所述安装柱的内表面的多圈以所述光轴为圆心的第一螺牙,设置在所述镜头座的侧壁上与所述第一螺牙螺纹连接的多圈第二螺牙,所述第一螺牙与第二螺牙之间的间隙内设有滚珠,和/或所述第一螺牙与第二螺牙的接触部分为镜面接触。
本发明的自动对焦马达可以是开环马达也可以是闭环马达,当实现闭环马达时,所述自动对焦马达还包括设置在所述下盖上表面的至少一个用于感应磁石位置的霍尔感应器、用于接收所述霍尔感应器的信号对线圈电流大小进行控制的控制电路。
本技术方案所述的光轴与图像传感器的光轴相重合。
本发明通过导向组件和驱动组件使镜头座始终围绕同一根轴进行转动,并且使其在转动时可以沿着光轴进行移动,减少了现有音圈马达运动过程中的位置不准确性和运动过程中的光轴偏转,能够显著提高摄像头模组的拍照效果。由于本发明采用宽松的螺纹连接镜头座和壳体,因此,进一步省略了弹片等部件,使音圈马达的制作工艺更加简单。
附图说明
图1为本发明第一实施例的爆炸图;
图2为本发明第一实施例变形后的部分组装图;
图3为本发明第二实施例的爆炸图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的原理及结构进行详细说明。
如图1所示,本发明第一实施例提供的自动对焦马达,包括下盖2,铁制磁轭1,带镜头的镜头座3,导向组件和驱动组件。
镜头座3设置在壳体内,镜头座的外侧壁上设有至少一个磁石4,通过磁石4和铁制磁轭的相互吸引的作用,可以限制壳体与镜头座之间的相对位置,相对应的,有至少一个线圈5设置在外壳内侧壁上与磁石4相对,线圈和磁石可以相互作用产生顺时针或逆时针力矩推动镜头座围绕光轴转动,导向组件固定在镜头座的外侧壁与壳体的内侧壁上,当镜头座转动时,导向组件可以限制镜头座在垂直于光轴的平面的位移,使所述镜头座围绕一固定光轴转动的同时沿着该固定光轴来回运动,并且这个固定的光轴是与图像传感器的光轴是相互重合的,因而实现了镜头的精准对焦功能。
在第一实施例中,驱动组件采用一对相互平行且正对着的磁石4和线圈5,线圈5与光轴平行的相对的两个部分所受到的磁力线方向相反。为了安装驱动组件,下盖2包括带通孔的底板21和设置在底板21四个角上与底板21垂直的四个安装柱22,两个安装柱22之间形成可用于固定线圈5的卡口23,镜头座3的侧壁上与卡口23相对的位置也设有用于固定磁石4的安装槽31。安装好的磁石4和线圈5相互平行且正对着,线圈5与光轴平行的相对的两个部分所受到的磁力线方向相反,磁石4可以为一整块磁石,该磁石4朝向线圈5的一面为平面两极注磁,磁石4的左侧为N极和右侧为S极,假设当前线圈5内的电流方向为顺时针方向,线圈5与光轴垂直的上、下两部分由于相同电流方向受到相反的两种磁力线作用,作用力将相互抵消,线圈5与光轴平行的左、右两部分根据左手定则将会受到围绕光轴的逆时针的作用力,根据作用力和反作用力,磁石4与光轴平行的左、右两部分将会受到顺时针作用力,并且这个作用力可以克服磁石与铁制磁轭之间的吸引摩擦力,推动镜头座顺时针转动。
为了使镜头座3在转动过程中,可以实现对焦,安装柱22的内表面为圆周面的一部分,其内表面设有多圈以光轴为圆心的第一螺牙,镜头座3的侧壁上设有与第一螺牙螺纹连接的多圈第二螺牙,这样省却了弹片,直接通过第一螺牙和第二螺牙将镜头座3和下盖2连接起来了,第一螺牙和第二螺牙之间存在较大的间隙,以确保镜头座3可以轻松转动,然后在第一螺牙与第二螺牙之间的间隙内放置滚珠6,使镜头座可以精准对中,并减少镜头座运动过程中所需的摩擦力,可以使得仅需很小的力就可以推动镜头座运动,并保证镜头座不会在转动过程中被挤压偏离光轴。在镜头座3转动的过程中,通过滚珠、第一螺牙、第二螺牙的配合,镜头座3将会沿着光轴上下移动,从而实现精准对焦。当然,也可以采用螺牙之间的镜面配合,省却滚珠,或者滚珠与镜面配合的方式相组合,也能满足配合之间的摩擦力在适当的范围,同样实现精准的对中和镜头座的平滑运动。
在本实施例中,磁铁4除了一整块磁石以外,还可以由两块独立的第一、第二磁石组成,第一、第二磁石朝向线圈的一面的极性相异。用于安装线圈5的安装柱除了图示的4个,根据要固定的线圈或者磁石的数量设置2个、3个等等也都可以。线圈5除了安装在安装柱之间,还可以固定在铁制磁轭上,只要做好线圈与铁制磁轭的绝缘即可,或者是采用其他额外的固定组件来固定线圈也可以。
除了以上的结构形成开环的音圈马达,在该实施例中还可以在下盖2的上表面设置至少一个用于感应磁石位置的霍尔感应器(图中未示出),以及用于接收霍尔感应器的信号对线圈电流大小进行控制的控制电路,从而使音圈马达形成可进行精确调控的闭环音圈马达。
如图3所示,本发明的第二实施例提出的自动对焦马达,与第一实施例的结构和原理都差不多,只是驱动组件中所用到磁石和线圈的数量存在区别(图中未示出滚珠),第二实施例的驱动组件包含了两个线圈5,和与两个线圈5对应的一整块磁石4,该块磁石4朝向线圈的一面为多处两极注磁,即磁石4与线圈平面正对着的一面两极交替着注磁,有两部分为N极,还有两部分为S极。当然,还可以选用两块平面两极注磁的磁铁,或者选择4块独立的小磁石两两为一组来对应一个线圈,只需要满足线圈与光轴平行的相对的两个部分所受到的磁力线方向相反这个条件即可。
在上述两个实施例中,本发明对外壳的形状没有具体限定,除了图示的四方体形,还可以为空心圆柱形。对于安装柱和卡口的具体位置也没有具体限定,因为驱动组件产生的是围绕光轴的顺时针或逆时针力矩,因此是设置在底板的四条边上还是设置在底板的四个角上均可以推动镜头座转动。对于线圈和磁石的数量除了两个实施例所举出的两对线圈磁石组,还可以根据具体音圈马达的尺寸设置3对及以上。并且多对磁石线圈组之间的间隔也无需去刻意计算,当线圈为两个以上时,线圈的绕线方向可以相同也可以完全不同,只需要根据线圈的绕线方向改变电流方向即可,当然,还可以通入固定的电流方向,去设计好线圈的绕线方向,这些简单的变形都是基于本发明的常规技术手段,均属于本发明的保护范围内。
此外,本发明的镜头座除了与外壳的下盖进行螺纹连接以外,也可以采用弹片连接镜头座与壳体,例如,通过弹片连接磁轭的下顶面和镜头座的上端面,与此同时,在安装柱22的内表面上设置一圈第一螺牙,在镜头座3的侧壁上设置一圈第二螺牙,第一螺牙和第二螺牙之间的间隙形成了一条弧形轨道,在该轨道中可以放置滚珠,还可以是螺牙之间的相互镜面配合,采用拧螺丝的原理,就可以实现镜头座的对焦。
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)

1.一种自动对焦马达,其特征在于,包括:由下盖和铁制磁轭构成的壳体,设置在壳体内带镜头的镜头座,设置在镜头座外侧壁上用于限制壳体与镜头座之间的相对位置的至少一个磁石,设置在壳体内侧壁上与所述磁石相对的至少一个线圈,所述线圈和磁石相互作用产生顺时针或逆时针力矩推动镜头座围绕光轴转动,所述镜头座的外侧壁与壳体的内侧壁上还固定着导向组件,所述导向组件在镜头座转动时,限制所述镜头座在垂直于光轴的平面的位移,使所述镜头座围绕一固定光轴转动的同时沿着该固定光轴来回运动。
2.如权利要求1所述的自动对焦马达,其特征在于,所述线圈和磁石均设有一个,所述线圈和磁石相互平行且正对着,所述线圈与光轴平行的相对的两个部分所受到的磁力线方向相反。
3.如权利要求2所述的自动对焦马达,其特征在于,所述磁石朝向线圈的一面为平面两极注磁,或者所述磁石由两块独立的第一、第二磁石组成,第一、第二磁石朝向线圈的一面的极性相异。
4.如权利要求1所述的自动对焦马达,其特征在于,所述线圈设有两个或两个以上时,与所述线圈对应的磁石的数量与线圈数量相等,或者与所述线圈对应的磁石的数量为线圈数量的2倍,或者与所述线圈对应的磁石为一整块磁石,且所述整块磁石朝向线圈的一面为多处两极注磁。
5.如权利要求2至4任意一项所述的自动对焦马达,其特征在于,所述下盖包括带通孔的底板和设置在底板上与所述底板垂直的至少2个安装柱,每两个安装柱之间形成用于固定线圈的卡口,所述镜头座的侧壁上与所述卡口相对应的位置设有用于固定磁石的安装槽。
6.如权利要求5所述的自动对焦马达,其特征在于,所述导向组件包括:设置在所述安装柱的内表面的多圈以所述光轴为圆心的第一螺牙,设置在所述镜头座的侧壁上与所述第一螺牙螺纹连接的多圈第二螺牙,所述第一螺牙与第二螺牙之间的间隙内设有滚珠;和/或所述第一螺牙与第二螺牙的接触部分为镜面接触。
7.如权利要求1所述的自动对焦马达,其特征在于,所述自动对焦马达还包括设置在所述下盖上表面的至少一个用于感应磁石位置的霍尔感应器、用于接收所述霍尔感应器的信号对线圈电流大小进行控制的控制电路。
8.如权利要求1所述的自动对焦马达,其特征在于,所述光轴与图像传感器的光轴相重合。
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