CN106772909A - 透镜驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种透镜驱动装置，其移动无需弹簧的力。其包括固定体、移动体、驱动单元以及控制器，所述驱动单元包括驱动用磁石以及驱动用线圈，所述移动体包括透镜支撑体，所述固定体和所述移动体的一方上设置驱动用磁石，另一方上设置驱动用线圈，所述移动体通过所述驱动用线圈与所述驱动用磁石之间产生的电磁力沿光轴方向移动，其中，所述透镜驱动装置还包括反馈单元，所述反馈单元包括设置于所述固定体和所述移动体中一方上的反馈用磁石以及另一方上的霍尔元件，所述霍尔元件根据所述反馈用磁石的移动位置产生反馈信号，所述控制器根据所述反馈信号确认所述移动体的位置再控制所述驱动单元将所述移动体移动到对焦位置。

Description

透镜驱动装置

技术领域

本发明涉及透镜驱动装置。

背景技术

现有微型摄像头所采用的类似透镜驱动装置多采用中国专利公开号CN1683946A所公开的透镜驱动装置中公开的音圈马达的类似方案，定子部分由铁壳和四个形状一样的磁石组成，所述的磁石分别组装在铁壳的四个角落。线圈和透镜支撑体固定在一起，安放在定子内部，该透镜支撑体连同线圈一起在定子的铁壳和磁石内部沿中心方向向前后移动，所述的透镜驱动装置还包括前方向弹簧和后方向弹簧，它们外周与铁壳固定连接并固定透镜支撑体，前方还有一个框架将前方向弹簧固定在铁壳上，线圈通电后产生的电磁力克服前方向弹簧和后方向弹簧产生的预压弹力，驱使透镜支撑体沿光轴方向移动。

这种透镜驱动装置具有两个弹片，在移动的过程中因为弹簧固有的振荡特性，需要一定的稳定时间后才能停止在一个固定的位置上，响应时间长。由于弹片的关系，位移的精度也较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种透镜驱动装置，其移动无需弹簧的力。

一种透镜驱动装置，包括固定体、移动体、驱动单元以及控制器，所述驱动单元包括驱动用磁石以及驱动用线圈，所述移动体包括透镜支撑体，所述固定体和所述移动体的一方上设置驱动用磁石，另一方上设置驱动用线圈，所述移动体通过所述驱动用线圈与所述驱动用磁石之间产生的电磁力沿光轴方向移动，其中，所述透镜驱动装置还包括反馈单元，所述反馈单元包括设置于所述固定体和所述移动体中一方上的反馈用磁石以及另一方上的霍尔元件，所述霍尔元件根据所述反馈用磁石的移动位置产生反馈信号，所述控制器根据所述反馈信号确认所述移动体的位置再控制所述驱动单元将所述移动体移动到对焦位置。

由于前述透镜驱动装置具有反馈透镜支撑体位置的反馈单元，其控制器可精确地记录和得到透镜支撑体需要移动的距离以及其所在的位置，从而实现精密的位移控制，因此其别于现在常规的音圈马达，去除了弹簧的零件，当产生位移时无振荡稳定时间，因此可精准的实现位移移动，快速的达到所需求的位移位置。

在优选的实施例中，所述固定体和所述移动体之间形成有沿平行于光轴方向对所述移动体的移动进行导向的至少两移动导向单元。

在优选的实施例中，仅在所述四周侧之一设置有所述驱动单元。

在优选的实施例中，在所述四周侧的两相对侧设置有所述驱动单元。

在优选的实施例中，从所述光轴方向的正投影视图来看，所述透镜驱动装置为方形，具有四周侧，所述四周侧包括所述驱动单元所在的一侧以及所述驱动单元的相对侧；所述移动导向单元在所述四周侧的除所述驱动单元所在一侧以及平行侧之外的其它位置布置。

在优选的实施例中，在所述驱动单元所在的一侧的垂直侧设置有所述至少两移动导向单元。

在优选的实施例中，所述至少两移动导向单元在所述透镜驱动装置的对角线的两侧分别设置。

在优选的实施例中，所述移动导向单元包括在所述固定体和所述移动体之间形成的夹持槽，所述夹持槽夹持有滚珠。

在优选的实施例中，被所述夹持槽夹持的两所述滚珠之间夹持有比两所述滚珠直径小的辅助滚珠。

在优选的实施例中，所述至少两移动导向单元中的一部分导向单元的夹持槽包括位于所述固定体和所述移动体一方的梯形槽以及与另一方的与所述梯形槽相对的平面，另一部分导向单元的夹持槽包括位于所述固定体和所述移动体一方的梯形槽以及另一方的梯形槽。

在优选的实施例中，所述反馈单元与所述驱动单元设置在透镜驱动装置的四周侧的不同侧。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1为本发明实施例1中透镜驱动装置的分解视图；

图2为本发明实施例1中透镜驱动装置的另一分解视图；

图3为本发明实施例1中透镜驱动装置沿光轴方向的正投影视图；

图4为本发明比较例1中透镜驱动装置沿光轴方向的正投影视图；

图5为沿图4中B-B线的剖视图；

图6为本发明比较例2中透镜驱动装置沿光轴方向的正投影视图；

图7为沿图6中C-C线的剖视图；

图8为沿图4中A-A线的剖视图；

图9为图7所示的移动导向单元的防倾斜效果的示意图；

图10为图12所示的移动导向单元的防倾斜的原理的示意图；

图11为本发明实施例2中透镜驱动装置沿光轴方向的正投影视图；

图12为本发明实施例3中透镜驱动装置沿光轴方向的正投影视图；

图13为本发明实施例4中透镜驱动装置沿光轴方向的正投影视图；

图14为本发明一变型例的透镜驱动装置沿光轴方向的正投影视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

图1至图3、图8至图9显示了本发明的一实施例中，需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。图3、图11、图12、图13、图14差不多是在整个透镜驱动装置的半个厚度进行剖开的剖视图。

如图1至图3，框架1、底座7、线圈31、非磁性外壳6作为固定体的一部分设置，透镜支撑体2、驱动用磁石32、反馈用磁石53作为移动体的一部分设置。固定体、移动体还可以视情况添加其它部件，例如将控制器52、霍尔元件51设置在固定体上。

框架1呈方形，具有四周侧壁110、111、112、113以及在光轴方向一端的端盖120。端盖120提供圆形孔，以供移动体或者透镜支撑体移动。底座7具有平底部73以及自平底部73的外周侧的三边分别竖立的侧壁712、713、711，平底部73也呈方形，其中心具有圆形孔，以供移动体移动，底座7的侧壁712、713、711分别对应框架1的侧壁112、113、111。如图1、2和图3所示，在底座7的对角线的两侧，即在图3中，侧壁712的下侧以及侧壁711的上侧设置分别有沿平行于透镜的光轴方向的滑轨41，在侧壁712、侧壁711处分别设置有驱动用线圈31，在侧壁713处还设置有控制器52和霍尔元件51，侧壁713和侧壁712、711分别相互垂直。继续参照图1至图3，透镜支撑体2的外周侧形状也大致为方形。滑轨41呈向内凸出的凸台状上，对应于滑轨41，透镜支撑体2的一对角线的两侧也提供有滑轨42，滑轨42呈向内凹入的形状，滑轨42和滑轨41彼此相对，形成夹持滚珠43的夹持槽，在滑轨42、滑轨41之间有多个滚珠，至少部分滚珠是被夹持槽夹持着的。

透镜支撑体2的两相对侧的壁面(图3中为左、右侧壁面)上设置有驱动用磁石32，驱动用磁石32和驱动用线圈31彼此相对。在透镜支撑体2的另一侧壁面(在图3中为上侧壁面)上设置有反馈用磁石53，反馈用磁石53和霍尔元件51彼此相对。驱动用线圈31嵌入到侧壁712、711的孔槽中，相应地，驱动用磁石32也嵌入到透镜支撑体2的与侧壁712、711相对的孔槽中。

非磁性外壳6设置在侧壁713的外侧，与霍尔元件51位于侧壁713的不同侧。框架1的底部加上底座7之后，就构成了移动体的收纳空间。

由滑轨41、42构成的夹持槽以及滚珠43构成了一个移动导向单元，一旦驱动用线圈31通电，与驱动用磁石32之间产生电磁力，驱动透镜支撑体2移动，由于移动导向单元的强制性导向，使得透镜支撑体2沿着光轴方向移动。反馈用磁石53位于霍尔元件51的感应范围内，根据反馈用磁石53的磁场强度的变化，确定反馈用磁石53即移动体的位置，控制器52与霍尔元件51耦接，控制器52可以根据霍尔元件51提供的位置信号即反馈信号再根据自动对焦技术(例如PDAF相对焦技术)，将镜头移动到成像最清晰的位置。控制器52可以根据期望透镜移动的位置来控制供应至驱动用线圈31的电流大小，还可以获得霍尔元件51提供的反馈信号来进一步将透镜移动到进一步的位置，例如成像最清晰的位置，驱动用线圈31、驱动用磁石32、霍尔元件51、反馈用磁石53以及控制器构成一个闭环反馈信号系统，无需弹簧，也能在光轴方向控制透镜往复移动。移动体在没有电磁力的情况下，其位置可以借助于夹持槽与滚珠423之间的摩擦力来保持。

在本发明的其它实施例中，驱动用线圈31、驱动用磁石32的位置可以互换。

在本发明的另一实施例中，霍尔元件51、反馈用磁石53的位置也可以互换。

在本发明的另一实施例中，移动驱动单元可以替换为其它形式，例如导向柱。

为了在驱动移动体移动时，减小滚珠43之间移动的摩擦力，可以在一个夹持槽中的两被夹持的滚珠43之间加入一个小的辅助滚珠，该辅助滚珠可以无需被夹持槽夹持，仅需被两滚珠43夹持。

反馈用磁石53、驱动用磁石32位于不同侧面，因此其产生的磁场信号基本上不会存在干扰。另外，两移动导向单元布置在由驱动用线圈31、驱动用磁石32构成的驱动单元的对角线上，这还具有防止透镜支撑体2倾斜的作用。

如图4和图5所示的比较例中，沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且选择性地省略了相同技术内容的说明。其中，两移动导向单元布置在驱动单元的同侧，透镜支撑体2的左右两侧受力不均衡，因此会向右侧倾斜。此外，由于驱动用磁石32和反馈用磁石53为同一磁石，霍尔元件51与驱动用线圈31位于同一侧，其霍尔元件51的检测容易受到干扰。

如图6和图7所示的比较例中，沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且选择性地省略了相同技术内容的说明。其中，两移动导向单元布置在驱动单元的对向侧，透镜支撑体2仍然存在向右倾斜的可能。

而如图10所示，由于移动导向单元的左右位置已被限定，无法在白色箭头71所示的方向上产生偏移，仅可能在黑色箭头72所示的方向上产生前后的偏移，然而，同时结合图3，在黑色箭头72所示的方向上并无电磁力或者其它力，因此不会产生偏移，因此如图8、图9所示，图1至图3所示的实施例仅会对透镜支撑体2造成一个轻微的倾斜，能保证透镜支撑体的移动方向的垂直性。

如图10所示，滑轨41、42的横截面形状为梯形(无底边)，二者相对形成的夹持槽呈正六边形，如图11、12、13所示，两移动导向单元的夹持槽横截面都呈正六边形。

在如图1至图3所示的实施例中，驱动单元仅设置在透镜支撑装置的四周侧的一侧，同时移动导向单元也仅设置在透镜支撑装置的四周侧的一侧，因此占用空间小，有利于透镜驱动装置的小型化。同时驱动用磁石32和反馈用磁石53位于不同侧，因此霍尔元件51不会受到额外信号的干扰。

如图14所示，框架1的右侧为了减少组装公差，相对于透镜支撑体2的梯形状的滑轨42，提供一个支撑平面，二者同样组成夹持滚珠43的夹持槽，这样的夹持槽可以在本发明的其他实施例中应用，例如在图3所示的实施例中就利用了这样的移动导向单元。图13中为了简化，省略了驱动单元。

图11示出了本发明的另一个实施例。本实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且选择性地省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参照前述实施例，本实施例不再重复赘述。如图11所示，与图1至图3所示的实施例不同的是，其取消了一侧的驱动单元，即便如此，由于移动导向单元并非是布置在驱动单元的同侧或者对向侧，此时也可以获得保证透镜支撑体的移动方向的垂直性的效果。

图12示出了本发明的另一个实施例。本实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且选择性地省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参照前述实施例，本实施例不再重复赘述。如图12所示，与图11所示的实施例不同的是，移动导向单元并非是在布置在透镜驱动装置的对角线上，而是布置在驱动单元的垂直侧，由于移动导向单元并非是布置在驱动单元的同侧或者对向侧，此时也可以获得保证透镜支撑体的移动方向的垂直性的效果。

图13示出了本发明的另一个实施例。本实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且选择性地省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参照前述实施例，本实施例不再重复赘述。如图13所示，与图1至图3所示的实施例不同的是，移动导向单元并非是在布置在透镜驱动装置的对角线上，而是布置在驱动单元的垂直侧，同样可以获得保证透镜支撑体的移动方向的垂直性的效果。

在本发明的其它实施例中，框体1、透镜支撑体2还可以设置成除了方形的其它形状，例如四周侧的局部或者全部侧为圆弧形。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (10)

1.透镜驱动装置，包括固定体、移动体、驱动单元以及控制器，所述驱动单元包括驱动用磁石以及驱动用线圈，所述移动体包括透镜支撑体，所述固定体和所述移动体的一方上设置驱动用磁石，另一方上设置驱动用线圈，所述移动体通过所述驱动用线圈与所述驱动用磁石之间产生的电磁力沿光轴方向移动，其特征在于，所述透镜驱动装置还包括反馈单元，所述反馈单元包括设置于所述固定体和所述移动体中一方上的反馈用磁石以及另一方上的霍尔元件，所述霍尔元件根据所述反馈用磁石的移动位置产生反馈信号，所述控制器根据所述反馈信号确认所述移动体的位置再控制所述驱动单元将所述移动体移动到对焦位置。

2.如权利要求1所述的透镜驱动装置，其特征在于，所述固定体和所述移动体之间形成有沿平行于光轴方向对所述移动体的移动进行导向的至少两移动导向单元。

3.如权利要求2所述的透镜驱动装置，其特征在于，仅在所述四周侧之一设置有所述驱动单元。

4.如权利要求2所述的透镜驱动装置，其特征在于，在所述四周侧的两相对侧设置有所述驱动单元。

5.如权利要求2所述的透镜驱动装置，其特征在于，从所述光轴方向的正投影视图来看，所述透镜驱动装置为方形，具有四周侧，所述四周侧包括所述驱动单元所在的一侧以及所述驱动单元的相对侧；所述移动导向单元在所述四周侧的除所述驱动单元所在一侧以及平行侧之外的其它位置布置。

6.如权利要求5所述的透镜驱动装置，其特征在于，在所述驱动单元所在的一侧的垂直侧设置有所述至少两移动导向单元。

7.如权利要求5所述的透镜驱动装置，其特征在于，所述至少两移动导向单元在所述透镜驱动装置的对角线的两侧分别设置。

8.如权利要求2所述的透镜驱动装置，其特征在于，所述移动导向单元包括在所述固定体和所述移动体之间形成的夹持槽，所述夹持槽夹持有滚珠。

9.如权利要求8所述的透镜驱动装置，其特征在于，被所述夹持槽夹持的两所述滚珠之间夹持有比两所述滚珠直径小的辅助滚珠。

10.如权利要求8所述的透镜驱动装置，其特征在于，所述至少两移动导向单元中的一部分导向单元的夹持槽包括位于所述固定体和所述移动体一方的梯形槽以及与另一方的与所述梯形槽相对的平面，另一部分导向单元的夹持槽包括位于所述固定体和所述移动体一方的梯形槽以及另一方的梯形槽。