CN106443949A - 一种透镜驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种透镜驱动装置，包括透镜支撑体，绕设在透镜支撑体外周的线圈，设置在透镜支撑体上方的上盖，设置在透镜支撑体下方的下盖，透镜支撑体外罩设有屏蔽罩，其特征在于所述屏蔽罩的对应两个内侧壁设置有驱动用磁石，所述屏蔽罩的另一侧侧壁设置有PCB板，PCB板上设置有霍尔芯片，透镜支撑体的对应位置设置有霍尔磁石背部垫片和霍尔磁石，霍尔磁石与霍尔芯片在空间上互为间隔对向配置，该PCB板及其上的霍尔芯片与上述霍尔磁石构成了镜头位置检测单元。由于驱动用磁石和霍尔磁石在配置结构上不会互相妨害，对组装作业也不会产生障碍，透镜驱动装置的进一步小型化和薄型化也就变得可能。

Description

一种透镜驱动装置

技术领域

本发明涉及闭环式的透镜驱动装置，特别是关于一种搭载于手机等中、对其中的自动对焦照相机的镜头进行驱动的透镜驱动装置。

背景技术

对搭载于手机等的便携终端装置的自动对焦照相机的透镜驱动装置，一般通常情况为：内周上支撑透镜的透镜支撑体；配置于透镜支撑体外周上的线圈体；弹性支撑透镜支撑体的弹簧；设置在环口的内侧四周按一定间隔比例配置多个磁石，且与线圈体对向配置。向线圈通电，磁石与线圈相互作用产生出电磁力，驱使透镜支撑体向光轴方向移动，停留于与弹簧的弹性力相均衡的位置。通过对线圈电流的控制，驱使透镜支撑体移动至所指定的目标位置，从而达到对焦的目的。

然而，这种对焦过程比较费时间，因为镜头在运动到位置的时候不会马上停下来，会因为惯性等因素在预想位置上晃动，所以需要一个稳定时间之后才能维持，且所停留的实际位置与评价指定位置未必相合。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的一个目的是提供一种透镜驱动装置,该透镜驱动装置具有能耗低、能快速精准移动、合焦速度快的优点。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种透镜驱动装置，包括透镜支撑体，绕设在透镜支撑体外周的线圈，设置在透镜支撑体上方的上盖，设置在透镜支撑体下方的下盖，透镜支撑体外罩设有屏蔽罩，其特征在于所述屏蔽罩的对应两个内侧壁设置有驱动用磁石，所述屏蔽罩的另一侧侧壁设置有PCB板，PCB板上设置有霍尔芯片，透镜支撑体的对应位置设置有霍尔磁石背部垫片和霍尔磁石，霍尔磁石与霍尔芯片在空间上互为间隔对向配置，该PCB板及其上的霍尔芯片与上述霍尔磁石构成了镜头位置检测单元。

根据本发明的优选实施例，所述屏蔽罩的二个不同内周侧壁分别设有一长条形驱动用磁石，且该两个长条形驱动用磁石互为对向。

根据本发明的优选实施例，透镜支撑体外周径的上侧角部设有一开口凹口部，该开口凹口部从内至外依次收纳进霍尔磁石背部垫片和霍尔磁石。

根据本发明的优选实施例，所述上盖上方设置上垫片，上弹簧夹固于上垫片和上盖之间，下弹簧设置在透镜支撑体和下盖之间，用于支撑透镜支撑体。

根据本发明的优选实施例，上述霍尔磁石采用4极着磁，磁石的无磁区域不大于0.2mm，强化了磁场的感应强度。

根据本发明的优选实施例，透镜驱动装置中，上述霍尔磁石背部垫片为不锈钢高磁材质，能有效保护提升霍尔磁石的磁通量强度。

本发明的技术效果为：

1、本发明的透镜驱动装置有对焦精准度及有对焦更快、功耗更低等特点，配合镜头的成像效果比较好。即便在光线不足的情况下，成像效果更突出。

2、本发明的闭环控制中，由于控制主体能根据反馈信息发现和纠正受控客体运行的偏差，所以有较强的抗干扰能力，能进行有效的控制，从而保证预定目标的实现。

3、本发明闭环式透镜驱动装置能将建立时间相对缩减并减少马达运行的迟滞现象以及解决姿势差的问题。

4、本发明中的二条状驱动用磁石分别被安装于屏蔽罩内两对向侧上，霍尔磁石安装于透镜支撑体的开口凹口部。驱动用磁石和霍尔磁石之间相互空间间隔较大，各自组装防范性严密，故在结构上杜绝了驱动用磁石和霍尔磁石之间可能产生的相互吸引力或排斥力等磁场相干扰状况。由于驱动用磁石在空间结构上杜绝了对霍尔磁石和霍尔芯片产生负面作用和影响，也就不会对传感器的稳定信号输出和动作产生障碍。换句话说，也就不会对计算镜头的正确位置造成影响。

5、本发明的这种闭环式构造，由于驱动用磁石和霍尔磁石在配置结构上不会互相妨害，对组装作业也不会产生障碍，透镜驱动装置的进一步小型化和薄型化也就变得可能。

附图说明

图1为本发明的闭环式透镜驱动装置的完整立体示意图。

图2为闭环式透镜驱动装置内部部品装配结构剖面示意图。

图3为闭环式透镜驱动装置内部部品分解图。

图4为屏蔽罩、驱动用磁石、霍尔磁石、及霍尔芯片四者位置关系装配效果示意图。

图5为霍尔磁石与霍尔芯片位置关系及动作方向示意图。

图6为霍尔磁石4极着磁示意图。

图7为 PCB板组件构造示意图。

图8为图7的背面。

图9为霍尔垫片、霍尔磁石装入透镜支撑体前的状态。

图10为霍尔垫片、霍尔磁石装入透镜支撑体后的状态。

图中包括：透镜支撑体1，线圈2，上盖3，下盖4，屏蔽罩5，上垫片6，上弹簧7，下弹簧8，驱动用磁石9，PCB板10，霍尔芯片11，霍尔磁石背部垫片12，霍尔磁石13，电容14，端子引脚15，缺口部16，开口凹口部17，翻边18，无磁区域19。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图所示,一种透镜驱动装置，包括透镜支撑体1，绕设在透镜支撑体1外周的线圈2，设置在透镜支撑体1上方的上盖3，设置在透镜支撑体1下方的下盖4，所述上盖3和下盖4相互嵌合呈框体配置，透镜支撑体外罩设有屏蔽罩5，所述上盖3上方设置上垫片6，上弹簧7夹固于上垫片6和上盖3之间，下弹簧8设置在透镜支撑体1和下盖4之间，用于支撑透镜支撑体；其特征在于所述屏蔽罩5的对应两个内侧壁设置有驱动用磁石9，所述屏蔽罩5的另一侧侧壁设置有PCB板10，PCB板10上设置有霍尔芯片11，透镜支撑体1的对应位置设置有霍尔磁石背部垫片12和霍尔磁石13，霍尔磁石13与霍尔芯片11在空间上互为间隔对向配置，该PCB板10及其上的霍尔芯片11与上述霍尔磁石13构成了镜头位置检测单元。

如图4所示，屏蔽罩5在平面上看为拥有四个侧边的四角罩壳形状，所述屏蔽罩5的两个互为对向的侧部分别配置有一长条形驱动用磁石9。在屏蔽罩的与两驱动用磁石侧相邻的较矮侧壁内侧，设置有一PCB板组件。该PCB组件10中由霍尔芯片11、电容14及具有4个端子引脚的PCB板10所组成。霍尔芯片11和电容14安置于PCB板10同一侧。该PCB板组件与上述霍尔磁石构成了一种镜头位置检测机制，霍尔磁石13与霍尔芯片11在空间上互为间隔对向配置。PCB板10底部设置四个端子引脚15，所述四个端子引脚15面朝向屏蔽罩内周壁侧，其中两个引脚内接下弹簧端子的正负端。闭环式透镜驱动装置电源信息的输入输出功能皆由4个端子引脚得以实现。

上述屏蔽罩是一种无磁性的软态不锈钢材。在外部连接过程中有接地防静电和电磁屏蔽作用，屏蔽罩加入后，可以大大减少马达线圈在工作时，对收集高频模块的信号干扰，增强通话质量。将马达的屏蔽罩接地后，可以防止信号产生的静电以及其它摩擦产生的静电，由此导致马达的损坏。

上垫片安装于屏蔽罩和上弹簧之间，呈方形板状结构，与弹簧呈同一材质，硬度相同。其平整性使组装后的镜头在轴径上驱动得以顺畅不倾斜。

透镜支撑体在光轴径方向呈筒状形，被上下弹簧所夹紧固定。其内周侧配置有镜头，外周侧配置有线圈，其外周侧形状与线圈的内周形状相一致。

如图9所示，透镜支撑体在其外周径的上侧四角部分别设有一缺口部16，该缺口部与屏蔽罩内侧的4个翻边18相适配，防止透镜支撑体驱动时在周径方向的X、Y轴或光轴的Z轴方向上的倾斜晃动。如图9所示，透镜支撑体的上侧角部另设有一开口凹口部17，该开口凹口部17从内至外依次竖直收纳进金属霍尔磁石背部垫片12和霍尔磁石13。霍尔磁石背部垫片12材质为不锈钢高磁材质，能有效保护提升霍尔磁石13的磁通量强度，同时能更平整地组装霍尔磁石。

如图4被组装后的状态那样，霍尔芯片和霍尔磁石相隔一定空间互为对向设置。检测透镜支撑体位置的位置检测机构是通过PCB组件和霍尔磁石得以实现。通过霍尔芯片的霍尔效应，测定磁场中的高斯值可测定透镜支撑体的位置。

图5为霍尔磁石与霍尔芯片位置关系及动作方向示意图。图6为根据本发明的优选实施例，上述霍尔磁石采用4极着磁，如图所示，通过4极着磁的方式，使得所述霍尔磁石上端设置为外侧S极，内侧N极的带磁区域，下端设置为内侧S极外侧N极的带磁区域，上端和下端之间的无磁区域19不大于0.2mm，从而强化了磁场的感应强度。

本发明的闭环式对焦驱动装置采用的是一种闭环对焦技术。镜头位置控制方式是通过霍尔芯片内霍尔传感的霍尔效应原理。具体动作原理为，通过霍尔传感器感应镜头的初始位置（未启动状态）的高斯值后，再感应最大启动位置的高斯值，测定的高斯值在霍尔芯片中保存，将霍尔感应的模拟数值转换为数字信号。检测到不同位置时的霍尔磁石的不同高斯值分别予以不同的代码讯息，借此移动镜头。霍尔芯片是将感应到的磁通量密度转换成高低讯号，借此感应到的位置来撰写镜头理想位置的移动信息。

换一种说法来说，是利用霍尔芯片感知刚才提到的镜头在0和max位置处的磁场强度分辨，保存在霍尔芯片的E²ROM有效物理位置驱动之中。镜头运动中我们能持续测量到移动位置处的磁场强度，同等霍尔磁石与芯片间隙未发生变化情况下，载体上下移动过程中，霍尔感应的上下位移中同一位置磁场强度基本保持不变。将这个强度反馈给霍尔芯片，芯片根据反馈值得到正负误差，之后再去利用正负误差控制镜头的移动方向和速度，就可以极短时间内较为精确且快速合焦了。

闭环式透镜驱动驱动装置引进了镜头位置检测机构，相当于多了个反馈的控制手段，使透镜支撑体内的透镜每次移位更精准，减少透镜来回移动的次数，也就提高对焦速度。

本发明的闭环式透镜驱动装置中，所配置的位置检测机制是利用了霍尔效应，检测出镜头的位置。

上述霍尔磁石采用四极着磁，这样磁石的无磁区域就会非常小，只有0.2mm，增强了磁场的感应强度。采用这种霍尔磁石和霍尔元件传感器后具有了快速对焦，减少了在对焦位置附近来回晃动情况。当向霍尔元件传感器上通上电流后，从外部给予磁场时，与磁场相垂直方向上产生出起电力（霍尔输出电压）的霍尔效应。根据产生磁场的霍尔磁石位置的相应磁场，通过测定装置检测出霍尔元件传感器的霍尔输出电压值，进一步根据演算装置，算出透镜支撑体的位置。

本发明的闭环式透镜驱动装置有对焦精准度及有对焦更快、功耗更低等特点，配合镜头的成像效果比较好。即便在光线不足的情况下，成像效果更突出。

本发明的闭环控制中，由于控制主体能根据反馈信息发现和纠正受控客体运行的偏差，所以有较强的抗干扰能力，能进行有效的控制，从而保证预定目标的实现。

本发明闭环式透镜驱动装置能将建立时间相对缩减并减少马达运行的迟滞现象以及解决姿势差的问题。

本发明中的二条状驱动用磁石分别被安装于屏蔽罩内两对向侧上，霍尔磁石安装于透镜支撑体的开口凹口部。驱动用磁石和霍尔磁石之间相互空间间隔较大，避免磁场相互干扰，各自组装防范性严密，故在结构上杜绝了驱动用磁石和霍尔磁石之间可能产生的相互吸引力或排斥力等磁场相干扰状况。由于驱动用磁石在空间结构上杜绝了对霍尔磁石和霍尔芯片产生负面作用和影响，也就不会对传感器的稳定信号输出和动作产生障碍。换句话说，也就不会对计算镜头的正确位置造成影响。

本发明的这种闭环式构造，由于驱动用磁石和霍尔磁石在配置结构上不会互相妨害，对组装作业也不会产生障碍，透镜驱动装置的进一步小型化和薄型化也就变得可能。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种透镜驱动装置，包括透镜支撑体，绕设在透镜支撑体外周的线圈，设置在透镜支撑体上方的上盖，设置在透镜支撑体下方的下盖，透镜支撑体外罩设有屏蔽罩，其特征在于所述屏蔽罩的对应两个内侧壁设置有驱动用磁石，所述屏蔽罩的另一侧侧壁设置有PCB板，PCB板上设置有霍尔芯片，透镜支撑体的对应位置设置有霍尔磁石背部垫片和霍尔磁石，霍尔磁石与霍尔芯片在空间上互为间隔对向配置，该PCB板及其上的霍尔芯片与上述霍尔磁石构成了镜头位置检测单元。

2.如权利要求1所述的一种透镜驱动装置，其特征在于所述屏蔽罩的二个不同内周侧壁分别设有一长条形驱动用磁石，且该两个长条形驱动用磁石互为对向。

3.如权利要求1所述的一种透镜驱动装置，其特征在于，透镜支撑体外周径的上侧角部设有一开口凹口部，该开口凹口部从内至外依次收纳进霍尔磁石背部垫片和霍尔磁石。

4.如权利要求1所述的一种透镜驱动装置，其特征在于，所述上盖上方设置上垫片，上弹簧夹固于上垫片和上盖之间，下弹簧设置在透镜支撑体和下盖之间，用于支撑透镜支撑体。

5.如权利要求1所述的一种透镜驱动装置，其特征在于，上述霍尔磁石采用4极着磁，磁石的无磁区域不大于0.2mm。

6.如权利要求1所述的一种透镜驱动装置，其特征在于，透镜驱动装置中，上述霍尔磁石背部垫片为不锈钢高磁材质。