CN108345083A - 透镜驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种透镜驱动装置，使透镜沿光轴方向移动时使透镜稳定。本发明的透镜驱动装置具有音圈电机和引导部，该音圈电机被设置于安装有透镜的透镜筒周围，能够使该透镜筒沿透镜的光轴方向移动，引导部引导该透镜筒相对于容纳所述透镜筒的外壳的、沿所述透镜的光轴方向的移动，上述音圈电机具有磁铁、线圈及芯部，磁铁设置于外壳，线圈和芯部件设置于透镜筒，将芯部件配置为通过该芯部件被磁铁吸引的磁力，将透镜筒向引导部推压。

Description

透镜驱动装置

技术领域

本发明涉及一种透镜驱动装置，尤其是涉及一种具有自动对焦功能的透镜驱动装置。

背景技术

近年来的智能手机和平板终端等信息处理终端搭载有拍摄图像用的小型的摄像模块。这种摄像模块包括透镜驱动装置，该透镜驱动装置具有拍摄被拍摄体时自动对焦的自动对焦功能。并且，透镜驱动装置还具有抖动校正功能，该抖动校正功能对拍摄时发生的手抖进行光学校正，减少图像的混乱。

例如，如专利文献1所示，透镜驱动装置的自动对焦功能通过由磁铁和线圈构成的音圈电机(voice coil motor)来实现。使用该音圈电机的驱动力，使透镜沿光轴方向往复移动。随之，透镜驱动装置通过配置于其周围的引导球，来支持实现自动对焦功能的、透镜沿光轴方向的往复移动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-180937号

发明内容

在此，在具有上述自动对焦功能的透镜驱动装置中，在沿光轴方向移动时，需要使透镜稳定地往复移动。即，需要抑制随着移动而透镜的光轴发生抖动。因此，希望提高往复移动时透镜的稳定性。

本发明的一方式的透镜驱动装置包括：

音圈电机，设置于安装有透镜的透镜筒周围，能够使该透镜筒沿所述透镜的光轴方向移动；和

引导部，相对于容纳所述透镜筒的外壳，引导该透镜筒沿所述透镜的光轴方向移动，

所述音圈电机具有磁铁、线圈和芯部件，其中，磁铁被设置于所述外壳，线圈和芯部件被设置于所述透镜筒，

将所述芯部件配置为：通过所述芯部件被所述磁铁吸引的磁力，将所述透镜筒向所述引导部推压。

另外，上述透镜驱动装置中，

在所述透镜筒周围至少配置两个所述音圈电机，

所述芯部件配置为：通过分别搭载于至少两个所述音圈电机的所述芯部件的磁力的合力，将所述透镜筒向所述引导部推压。

另外，上述透镜驱动装置中，

在所述透镜筒周围的、两个所述音圈电机的中间位置配置所述引导部，

所述芯部件配置为：通过两个所述音圈电机的各个所述芯部件的磁力的合力，将所述透镜筒向所述引导部推压。

另外，上述透镜驱动装置中，

在所述透镜的直径延长线上，且在所述透镜筒周围的、隔着该透镜筒而彼此相反的位置分别具有所述音圈电机，并且在所述透镜筒的周围的、两个所述音圈电机的中间位置配置所述引导部，

两个所述音圈电机各自的所述芯部件配置为：相对于该音圈电机所在的所述透镜的直径延长线而靠近所述引导部。

另外，上述透镜驱动装置中，

在与所述透镜中心呈直角的半径延长线上的所述透镜筒周围，分别具有所述音圈电机，并且，在所述透镜筒周围的两个所述音圈电机的中间位置配置有所述引导部。

另外，上述透镜驱动装置中，

所述引导部由引导球形成，

所述引导部具有引导球保持件，该引导球保持件被设置于所述透镜筒，以能够使该引导球旋转的方式来保持该引导球，以使得该透镜筒通过所述引导球相对于所述外壳进行移动，

所述引导球保持件与所述引导球之间的一部分空出空隙，以保持该引导球。

另外，上述透镜驱动装置中，

所述引导球保持件在与所述引导球之间的位置空出间隙，以保持该引导球，其中，所述引导球位于连接所述引导球和所述透镜的中心的直线上。

另外，上述透镜驱动装置中，

相对于所述引导部的位置，在所述透镜筒周围的、隔着该透镜筒而相反的位置具有第2引导部，该第2引导部引导所述透镜筒相对于所述外壳沿所述透镜的光轴方向的移动，

所述第2引导部构成为：能够使所述透镜筒沿连接该第2引导部和所述引导部的直线进行移动。

另外，本发明中，还提供一种搭载有所述透镜驱动装置的摄像模块。

根据本发明的透镜驱动装置，通过音圈电机的芯部件与磁铁的磁力，透镜筒被向引导该透镜筒的移动的引导部推压。因此，透镜筒能够在被向引导部推压的状态下沿光轴方向移动，因此，能够提高该移动时的稳定性。

附图说明

图1是示出本发明的第1实施方式中的摄像模块的结构的图。

图2是用于说明基于搭载于图1所公开的摄像模块的透镜驱动装置的、自动对焦功能的结构和动作的图。

图3是示出基于搭载于图1所公开的摄像模块的透镜驱动装置的、透镜筒的动作的图。

图4是示出搭载于图1所公开的摄像模块的引导部的结构的图。

图5是示出本发明的第2实施方式中的摄像模块的结构的图。

图6是示出本发明的第3实施方式中的摄像模块的结构的图。

具体实施方式

＜实施方式1＞

参照图1至图4说明本发明的第1实施方式。图1是示出摄像模块的结构的图。图2至图3是示出透镜驱动装置的动作的图。图4是示出引导球的保持状态的图。

本发明中的摄像模块1例如是搭载于智能手机或平板终端等信息处理终端的、用于拍摄图像的摄像模块。但是，本发明中的摄像模块1并不一定限于搭载于信息处理终端，也可以搭载于其他电子设备或各种设备。

摄像模块1包括透镜驱动装置，该透镜驱动装置具有自动对焦功能和抖动校正功能，其中，自动对焦功能在拍摄被拍摄体时自动进行对焦，抖动校正功能对拍摄时发生的手抖进行光学校正来减少图像的混乱。以下，主要对实现自动对焦功能和抖动校正功能的透镜驱动装置的结构进行说明。

首先，参照图1，对摄像模块1的概略结构进行说明。图1(a)是从上方来观察摄像模块1内部的图，图1(b)是从图1(a)的下方来局部剖切而观察摄像模块1的内部的图。

首先，摄像模块1被底部基板21和罩22包围。并且，在底部基板21上层叠有FPC(柔性电路板，Flexible Printed Circuits)31和FP线圈(Fine Pattern Coil)32。

另外，摄像模块1在上述FP线圈32的上方，具有被底部和侧壁包围的矩形外壳33。外壳33容纳有安装了透镜11的透镜筒12，该透镜筒12位于形成于外壳33底部的圆形切除部。另外，透镜筒12通过后述的引导球61和未图示的其他结构而被支承在外壳33内。此时，透镜筒12被支承为：安装于透镜筒12的透镜11的光轴方向在图1(a)中为与纸面垂直的方向，在图1(b)中为沿纸面的方向。

并且，摄像模块1具有透镜驱动装置，该透镜驱动装置驱动安装有透镜11的透镜筒12。首先，作为实现自动对焦功能的结构，透镜驱动装置包括设置于透镜筒12周围的音圈电机。音圈电机位于透镜筒12周围，且被分别设置于隔着该透镜筒12而彼此相反的位置。即，在本实施方式中，如图1(a)所示，在透镜11的规定直径的延长线(单点划线C1)上，隔着透镜筒12而具有两个音圈电机51～54。更具体而言，在矩形外壳33的相对侧壁的中央，分别具有音圈电机。

上述音圈电机由以下部件构成，即，设置于外壳33的磁铁51和磁轭52、对应于该磁铁51和磁轭52而设置于透镜筒12的线圈53和芯部件54。在此，参照图2，对音圈电机的更详细的结构和动作进行说明。

如图2(a)所示，磁铁51构成为：与透镜筒12的外侧面相向而配置，与该透镜筒12的相向面的上侧磁化为N极，下侧磁化为S极。并且，与磁铁51相向，在透镜筒12的外侧面附近配置有线圈53，并且在内部侧配置有芯部件54。线圈53对应于磁铁51的N极和S极的配置，以配线位于上侧和下侧的方式形成为环形。另外，两个音圈电机分别具有线圈53，如图2(b)所示，两个线圈53彼此连接而构成。另外，向线圈53的供电通过设置于外壳33的四角的导线34和与导线34连接的弹簧(未图示)来进行。

并且，通过使电流在上述线圈53内流动，音圈电机产生使透镜筒12沿透镜11的光轴方向移动的驱动力。例如，如图2所示，当电流在线圈53内流动时，根据该电流的流向、从磁铁51穿过线圈53和芯部件54的曲线箭头示出的磁通，按照弗莱明左手定则，透镜筒12能够向纸面上方移动。另一方面，当使在线圈53内流动的电流的流向反转时，透镜筒12能够向纸面下方移动。这样，音圈电机使透镜筒12沿透镜11的光轴方向往复驱动。

另外，根据上述音圈电机的结构，如以下所说明的那样，透镜筒12的位置变得稳定。首先，与上述相同，如图2所示，产生从磁铁51穿过芯部件54的曲线箭头所示出的磁通，此时，芯部件54具有尽可能取入来自磁铁51的磁通的性质。因此，使得芯部件54与磁铁51的中心，即N极和S极的边界部，相向配置而进行作用。通过这样的磁悬浮效应，连接有芯部件54的透镜筒12悬浮在磁铁51的大致中央附近。并且，当芯部件54的位置相对于磁铁51的中央上下偏移时，产生磁弹簧效应，以通过磁力而使芯部件54返回到初始位置。

由此，连接有芯部件54的透镜筒12稳定地位于磁铁51的大致中央附近。因此，例如，将基于磁悬浮效应的透镜筒12的位置设置在使用频率高的对焦位置，由此，能够抑制通过上述音圈电机来驱动透镜筒12，能够节省电力。

另外，作为实现自动对焦功能的结构，透镜驱动装置具有引导机构，如上所述，该引导机构引导透镜筒12沿光轴的往复移动。引导机构被配置在透镜筒12周围的两个音圈电机的中间位置。即，在本实施方式中，如图1(a)所示，首先，两个音圈电机位于透镜11的规定直径的延长线上(单点划线C1)，在与该直径C1正交的直径的延长线C2上配置有引导机构。换言之，引导机构被配置于分别配置有两个音圈电机的外壳33的相对的侧壁所夹持的侧壁中央。

上述引导机构由以下部件构成，即，引导球保持件62，其被设置于透镜筒12；引导球支承部63，其被设置于外壳33；和引导球61(引导部)，其被引导球保持件62和引导球支承部63夹持。

引导球保持件62以可使引导球61旋转的方式来保持引导球61。并且，引导球支承部63具有沿透镜11的光轴的槽，该槽为引导球61的可动范围。由此，引导球61能够在形成于引导球支承部63的槽内旋转移动，随之，设置有引导球保持件62的透镜筒12只沿形成于引导球支承部63的槽方向可动。

另外，透镜驱动装置具有第2引导机构(第2引导部)，该第2引导机构与上述引导机构成为一对，相对于外壳33引导透镜筒12的沿光轴的移动。第2引导机构相对于上述引导机构的位置，被配置在透镜筒12周围的、隔着该透镜筒12而相反的位置。即，在本实施方式中，如图1(a)所示，首先，两个音圈电机位于透镜11的规定直径的延长线(单点划线C1)上，第2引导机构位于与该直径C1正交的直径的延长线C2上，被配置在与上述引导机构相反侧的位置。换言之，第2引导机构位于分别配置有两个音圈电机的外壳33的相对的侧壁所夹持的侧壁，即被配置于没有配置引导机构的其余侧壁的中央。

上述第2引导机构由固定部件65和挟持部件66构成，其中，固定部件65呈柱形或球形，且被配置于外壳33，挟持部件66呈U字形，且被设置于透镜筒12。U字形的挟持部件66在U字部分的开口空间内夹着固定部件65而配置。此时，挟持部件66的U字部分的开口空间存在规定进深长度，因此，固定部件65能够在该开口空间内移动。即，在本实施方式中，挟持部件66能够只沿图1(a)所示的连接引导机构和第2引导机构的直线C2，相对于固定部件65进行移动，由此，透镜筒12能够沿直线C2移动。

在此，在本实施方式中，通过配置构成上述音圈电机的芯部件54，通过磁力使透镜筒12向引导球61推压。具体而言，在本实施方式中，如图1(a)所示，相对于配置有两个音圈电机的透镜11的直径延长线C1，构成各音圈电机的各芯部件54被配置为靠近引导机构(引导球61)。此时，由于磁铁51的角部分的磁通密度高，因此，如图3的箭头Y1、Y2所示，各芯部件54被最近的磁铁51的角部吸引。于是，如图3的箭头Y3所示，被各芯部件54的磁铁51吸引的磁力的合力朝向引导机构(引导球61)，由此成为透镜筒12被向引导球61推压的状态。其结果，即使在透镜筒12能够沿光轴方向移动的情况下，该透镜筒12也成为被向引导球61推压并被支承的状态，光轴不发生偏移而能够实现稳定的移动。

另外，此时，与引导球61相反的一侧的第2引导机构中，在U字形的挟持部件66与固定部件65之间存在空间，能够沿引导球61方向移动。由此，能够适宜地应对透镜筒12被向引导球61侧推压的状况，能够实现稳定的支承和移动。

在此，参照图4，进一步对上述引导机构的结构进行说明。引导球保持件62为球形的保持体，其容纳引导球61的一半以上、内表面比半球形略大，并且具有开口部。并且，引导球保持件62的内表面的开口部附近具有与引导球61大致相同的形状和大小，以在该开口部附近与引导球61接触并且可旋转的方式来保持。另一方面，内表面中的最深部附近形成为比引导球61的形状大，在内表面中的最深部与所保持的引导球61之间具有空隙(符号62a)。特别地，如图4(a)所示，本实施方式中的引导球保持件62在与该引导球61之间的位置空出空隙62a，以保持该引导球61，其中，该引导球61位于连接引导球61和透镜11的中心的直线C2上。

由此，本实施方式中的引导球保持件62只在与通过引导球61的中心附近的平面的大圆附近保持该引导球61。由此，由于负荷半径较小，因此，能够降低透镜筒12的移动阻力。另外，由于在引导球保持件62与引导球61之间存在空隙，因此，能够抑制由于磨耗粉末等而负荷阻力增大。

另外，引导机构的引导球支承部63沿光轴方向具有容纳引导球61的一部分的槽63a，通过该槽保持引导球61不会向光轴方向以外偏移。并且，例如，如图4(a)所示，引导球支承部63的槽63a形状是与引导球61的球面的一部分接触的圆弧形。但是，引导球支承部63的槽63a形状并不限于该形状，如图4(b)所示，也可以组合多个面而构成，以使得在多个点与引导球61的球面的一部分接触。

另外，摄像模块1的透镜驱动装置除了上述自动对焦功能之外，还具有抖动校正功能。作为实现抖动校正功能的结构，如图1所示，具有：四个OIS磁铁71，其被配置在矩形外壳33的四角附近；和FP线圈32，其与外壳33的下表面相向配置。具体而言，OIS磁铁71上，与FP线圈32的相向面磁化出N极和S极，在FP线圈32的与各OIS磁铁71相向的位置分别形成有线圈。由此，使电流在线圈内流动，通过来自OIS磁铁71的磁通和电流，按照弗莱明左手定则，能够使外壳33即透镜筒12沿图1(a)的纸面移动。

如上所述，根据本实施方式中的摄像模块1，能够通过配置安装于实现自动对焦功能的音圈电机的芯部件54，将透镜筒12向引导球61推压。因此，能够提高透镜筒12移动时的稳定性。

另外，本发明中，音圈电机与芯部件的数量和配置、并且，引导机构(引导球)与第2引导机构的数量和配置并不限定于上述情况。例如，音圈电机可以如下述实施方式2那样来配置，也可以只配置一个。并且，上述各结构并不限于图示的结构。

＜实施方式2＞

接着，参照图5，对本发明的第2实施方式进行说明。图5(a)是示出摄像模块的结构的图，图5(b)是示出透镜驱动装置的动作的图。

如图5(a)所示，首先，本实施方式中的摄像模块1的透镜驱动装置在矩形外壳33的4边的大致中央，分别具有音圈电机。即，在透镜筒12周围，透镜11的规定直径的延长线C1和与延长线C1正交的直径的延长线C2上分别具有音圈电机，由此，从透镜11的中心开始以90度的等间隔配置有四个音圈电机。

并且，四个音圈电机中的彼此相连的两个音圈电机、即与透镜11中心呈直角的半径延长线上的、配置于透镜筒12周围的两个音圈电机分别配置芯部件54。另一方面，对其以外的两个音圈电机不配置芯部件。

另外，在本实施方式中，在透镜筒12周围，如上所述，在具有芯部件的彼此相邻的两个音圈电机的中间位置具有引导机构，该引导机构具有实施方式1所公开的引导球61。即，如图5(a)所示，在穿过透镜11的中心、对两个直径C1、C2间进行二等分的直径的延长线C3上具有引导机构。并且，在该直径的延长线C3上，隔着透镜筒12而在引导部的相反侧具有第2引导机构，该第2引导机构具有实施方式1所公开的U字形的挟持部件66。

并且，上述彼此相连的两个音圈电机的芯部件54被配置在配置有该音圈电机的透镜11的直径的延长线C1、C2上，或者被配置在相对于该直径的延长线C1、C2靠近引导球61。由此，如图5(a)的箭头Y11、Y12所示，芯部件54被配置有该芯部件54的音圈电机的磁铁51吸引。于是，如图5的箭头Y13所示，被各芯部件54的磁铁51吸引的磁力的合力朝向引导机构(引导球61)，成为透镜筒12被向引导球61推压的状态。其结果，即使透镜筒12沿光轴方向移动时，也能够稳定地支承，光轴不发生偏移而能够实现稳定的移动。

另外，在本实施方式中，将上述音圈电机的磁铁51作为用于实现抖动校正功能的OIS磁铁来使用。具体而言，如图5(b)所示，在磁铁51的下表面即与外壳33相向的表面，磁化出N极和S极，在FP线圈32的与各磁铁51相向的位置，分别形成有线圈32a。由此，使电流在线圈内流动，通过来自磁铁51的磁通和电流，按照弗莱明左手定则，使外壳33即透镜筒12沿图5(a)的纸面，换言之，沿图5(b)的箭头Y21方向移动。

＜实施方式3＞

接着，参照图6，对本发明的第3实施方式进行说明。图6是示出摄像模块的结构的图。本实施方式中的摄像模块1的透镜驱动装置所具有的自动对焦功能与上述实施方式1的结构相同。另一方面，透镜驱动装置所具有的抖动校正功能通过以下的结构实现。

如图6所示，摄像模块1在矩形外壳33的周围，具有2条形状记忆合金线81、82。具体而言，1条形状记忆合金线81沿外壳33的彼此相邻的2边周围而配置，在该2边的交点的角部弯折。并且，形状记忆合金线81的两端成为固定点，在位于外壳33的角部的弯折处与该外壳33抵接。另外，其他的形状记忆合金线82也沿外壳33的其余彼此相连的2边周围，相同地配置。

并且，形状记忆合金线81、82具有以下特性，即当通电而温度上升时，形状记忆合金线81、82收缩。即，形状记忆合金线81、82具有通过通电而伸缩的特性。因此，当使形状记忆合金线81、82伸缩时，该伸缩的位移到达外壳33的角部，能够使该外壳33即透镜筒12沿图6的纸面移动。

以上参照上述实施方式等对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。本领域的技术人员应该理解，本发明的结构和细节能够在本发明的范围内进行各种变更。

附图标记说明

1…摄像模块

11…透镜

12…透镜筒

21…底部基板

22…罩

31…FPC

32…FP线圈

32a…线圈

33…外壳

34…导线

51…磁铁

52…磁轭

53…线圈

54…芯部件

61…引导球

62…引导球保持件

63…引导球支承部

65…固定部件

66…挟持部件

71…OIS磁铁

81…形状记忆合金线

82…形状记忆合金线

Claims (9)

1.一种透镜驱动装置，其特征在于，包括：

音圈电机，设置于安装有透镜的透镜筒周围，使该透镜筒沿所述透镜的光轴方向能够移动；和

引导部，相对于容纳所述透镜筒的外壳，引导该透镜筒沿所述透镜的光轴方向移动，

所述音圈电机具有磁铁、线圈和芯部件，其中，磁铁被设置于所述外壳，线圈和芯部件被设置于所述透镜筒，

所述芯部件配置为：通过所述芯部件被所述磁铁吸引的磁力，将所述透镜筒向所述引导部推压。

2.根据权利要求1所述的透镜驱动装置，其特征在于，

在所述透镜筒周围至少配置两个所述音圈电机，

所述芯部件配置为：通过分别搭载于至少两个所述音圈电机上的所述芯部件的磁力的合力，将所述透镜筒向所述引导部推压。

3.根据权利要求2所述的透镜驱动装置，其特征在于，

在所述透镜筒周围的、两个所述音圈电机的中间位置配置所述引导部，

所述芯部件配置为：通过两个所述音圈电机的各自所述芯部件的磁力的合力，将所述透镜筒向所述引导部推压。

4.根据权利要求3所述的透镜驱动装置，其特征在于，

在所述透镜的直径延长线上，且在所述透镜筒周围的、隔着该透镜筒而彼此相反的位置分别具有所述音圈电机，并且在所述透镜筒的周围的、两个所述音圈电机的中间位置配置所述引导部，

两个所述音圈电机的各自所述芯部件配置为：相对于该音圈电机所在的所述透镜的直径延长线而靠近所述引导部。

5.根据权利要求3所述的透镜驱动装置，其特征在于，

在与所述透镜中心呈直角的半径延长线上的所述透镜筒周围，分别具有所述音圈电机，并且在所述透镜筒周围的两个所述音圈电机的中间位置配置有所述引导部。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的透镜驱动装置，其特征在于，

所述引导部由引导球形成，

所述引导部具有引导球保持件，该引导球保持件被设置于所述透镜筒，以能够使该引导球旋转的方式来保持该引导球，以使得该透镜筒通过所述引导球相对于所述外壳进行移动，

所述引导球保持件与所述引导球之间的一部分空出空隙，以保持该引导球。

7.根据权利要求6所述的透镜驱动装置，其特征在于，

所述引导球保持件与所述引导球之间的位置空出间隙，以保持该引导球，其中，所述引导球位于连接所述引导球和所述透镜的中心的直线上。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的透镜驱动装置，其特征在于，

相对于所述引导部的位置，在所述透镜筒周围的、隔着该透镜筒而相反的位置具有第2引导部，该第2引导部引导所述透镜筒相对于所述外壳沿所述透镜的光轴方向的移动，

所述第2引导部构成为：能够使所述透镜筒沿连接该第2引导部和所述引导部的直线进行移动。

9.一种摄像模块，其特征在于，

搭载有权利要求1至8中任一项所述的透镜驱动装置。