CN109932802A - 支撑机构、光学部件驱动装置、照相装置与电子设备 - Google Patents

Abstract

提供在2轴上存在自由度且可以缩小与该2轴正交方向的尺寸的支撑机构、光学部件驱动装置、照相装置以及电子设备。其中的支撑机构(18)的一侧安装在固定体上，一侧安装在可动体上，具有用于支撑的磁石对(20、22)，其具有不同磁极的磁极面(32、34)相互面对着，在该结构中，安装在前述可动体上的可动体侧用于支撑的磁石(22)，其第二磁极面(34)上形成的第二滑动面(50)，相对于安装在前述固定体上的固定体侧用于支撑的磁石(20)的第一磁极面(32)上形成的第一滑动面(48)滑动。

Description

支撑机构、光学部件驱动装置、照相装置与电子设备

【技术领域】

本发明涉及一种支撑机构、光学部件驱动装置、照相装置与电子设备。

【背景技术】

例如驱动透镜等光学部件的驱动装置在与光轴方向正交的方向上采用了自由移动地支撑着光学部件的支撑机构。如专利文献1所示，支撑机构上有的采用沟槽，有的采用球体。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】韩国公开专利第10－2015－0118012号公报

【发明内容】

【本发明要解决的技术问题】

在上述背景技术中，具有向X方向直行机构和Y方向直行机构，前者由与光轴方向正交的在X方向上自由移动地支撑着光学部件的球体和沟槽组成，后者由与X方向正交的在Y方向上自由移动地支撑着光学部件的球体和沟槽组成，该X方向直行机构和Y方向直行机构在光轴方向形成了堆积的结构。因此，在光轴方向上堆积了2个直行机构，所以存在一个问题，即光轴方向的尺寸变大了。

本发明旨在解决上述问题点，提供在2轴上存在自由度且可以缩小与该2轴正交方向的尺寸的支撑机构、光学部件驱动装置、照相装置以及电子设备。

【解决问题的手段】

本发明的一种形态为一种支撑机构，该支撑机构包括用于支撑的磁石对，所述磁石对的一侧安装在固定体上，另一侧安装在可动体上，其具有不同磁极的磁极面相互面对着，在该支撑机构中，安装在所述用于支撑的磁石对中的所述固定体上的一侧即固定体侧用于支撑的磁石的第一磁极面上形成第一滑动面，安装在所述用于支撑的磁石对中的所述可动体上的一侧即可动体侧用于支撑的磁石的第二磁极面上形成第二滑动面，所述第二滑动面相对于所述第一滑动面是可滑动的。

优选地，在前述第一滑动面和前述第二滑动面之间配置了磁性流体。但是，没有磁性流体也可行，而且也可以配置滑脂等润滑剂代替磁性流体，也可以设置固体润滑部。

此外，优选地，在前述第一滑动面以及前述第二滑动面的至少一处形成积存前述磁性流体的凹槽。更优地，在前述第一滑动面以及前述第二滑动面两者都设置积存前述磁性流体的凹槽，前述第一滑动面上形成的凹槽和前述第二滑动面上形成的凹槽构成于相交的方向。而且，前述凹槽具有从底面上立的壁面部，该壁面部最好与前述第一滑动面或者第二滑动面形成小于90度的梯度。

此外，优选地，使前述第一滑动面和前述第二滑动面在规定方向上的尺寸大体相等。不仅仅是规定的方向，两者在所有方向上的尺寸也大体相等。即，两者也可以大体具有同一形状、同一尺寸。大体相等包括相等和接近相等的含义。

此外，可以进一步在前述第一磁极面和前述第二磁极面的至少一处设置滑动部，使其在该滑动部形成前述滑动面。

本发明的其他形态为一种光学部件驱动装置，该光学部件驱动装置包括前述的支撑机构，其中所述可动体为用于支撑光学部件的光学部件支架，所述可动体侧用于支撑的磁石为光学部件侧用于支撑的磁石。

优选地，前述支撑机构配置在以光学部件的光轴为中心的前述光学部件支架的四周的角落上。更优地，前述光学部件支架在该四周的角落上具有被切成三角形状的支撑机构配置部，前述支撑机构的前述光学部件侧用于支撑的磁石从光轴方向来看，形成与前述支撑机构配置部的前述三角形状相对应的三角形状，配置在前述支撑机构配置部。

前述光学部件可以是形成四角形状的图像传感器，前述支撑机构具有分割成4块的固定体侧用于支撑的磁石和光学部件侧用于支撑的磁石，以便在图像传感器中心的周围循环配置。这时，优选地，前述被分割成4块的固定体侧用于支撑的磁石以及光学部件侧用于支撑的磁石的相邻分割片的磁极面具有不同的磁极。而光学部件可以兼备光学部件支架。

此外，本发明的其他形态为一种具备上述光学部件驱动装置的照相装置。

此外，本发明的其他形态为一种具备上述照相装置的电子设备。

【有益效果】

根据本发明，在安装于可动体的可动体侧用于支撑的磁石的第二磁极面上形成的第二滑动面，相对于在安装于前述固定体的固定体侧用于支撑的磁石的第一磁极面上形成的第一滑动面滑动，由于这种结构可以在第一滑动面和第二滑动面进行滑动的2轴方向自由移动地支撑，因此可以缩小与该2轴正交方向的尺寸。

【附图说明】

【图1】为体现本发明第一实施形态所涉照相装置的斜视图。

【图2】为体现本发明第一实施形态所涉照相装置中使用的支撑机构的分解斜视图。

【图3】为体现本发明第一实施形态所涉支撑机构的凹槽的截面图。

【图4】为体现本发明第二实施形态所涉支撑机构的分解斜视图。

【图5】为体现本发明第三实施形态所涉光学部件驱动装置的分解斜视图。

【编号说明】

10 照相装置

12 棱镜

14 透镜体

18 支撑机构

20 固定体侧用于支撑的磁石

22 可动体侧用于支撑的磁石

24 Y侧驱动磁石

26 Y侧驱动线圈

28 Z侧驱动线圈

30 磁性流体

32 第一磁极面

34 第二磁极面

36，38 凹槽

40 底面部

42 壁面部

44 固定体侧滑动部

46 可动体侧滑动部

48 第一滑动面

50 第二滑动面

52 光学部件驱动装置

54 图像传感器

56 分割片

58 倒角

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明的实施形态进行说明。

图1体现的是本发明的第一实施形态所涉照相装置10。照相装置10包括由截面三角形状的棱镜12以及长方体形状的透镜体14组成的屈曲光学系统。透镜体14具有属于光学部件的透镜和支撑透镜的透镜支架(光学部件支架)。搭载于照相装置10上的光学部件驱动装置包括属于固定体的基台(未图示)、兼备光学部件和光学部件支架的透镜体14、自由移动地向固定体支撑光学部件的支撑机构18。

而以光线入射棱镜12的方向为Z，以光线从透镜体14出射的方向为X，以与Z及X正交的方向为Y。

从Z方向入射的来自被摄体的光经棱镜12的斜面向X方向反射，并入射透镜体14。通过透镜体14出射的光在图像传感器(未图示)上成像，并被采用为摄影图像。

透镜体14在出射侧以光轴为中心的X轴周围的四周角落设置了支撑机构配置部16。例如，支撑机构配置部16从光轴方向来看，为了向着内侧被切割，形成三角形状。

支撑机构18具有用于支撑的磁石对，该磁石对包括固定体侧用于支撑的磁石20和可动体侧用于支撑的磁石22，其可动体侧用于支撑的磁石22分别配置在透镜体14的4个支撑机构配置部16。可动体侧用于支撑的磁石22也是光学部件侧用于支撑的磁石。该支撑机构18从光轴方向来看，形成三角形状(三角柱状)。与支撑机构配置部16的三角形状相配合形成的该支撑机构18，包括三角形状的固定体侧用于支撑的磁石20，还包括三角形状的可动体侧用于支撑的磁石22，在该结构中固定体侧用于支撑的磁石20和可动体侧用于支撑的磁石22相重叠。

而固定体侧用于支撑的磁石20和可动体侧用于支撑的磁石22可以采用任意磁石材料，比如，采用铁淦氧磁石材料能更轻松地研磨出后面所述的滑动面。

固定体侧用于支撑的磁石20将该固定体侧用于支撑的磁石20的出射侧端面固定在属于固定体的基台(未图示)上。另一方面，可动体侧用于支撑的磁石22将该可动体侧用于支撑的磁石22的入射侧端面固定在属于可动体的透镜体14的支撑机构配置部16的底面。

如后面所述，可动体侧用于支撑的磁石22，相对于固定体侧磁石20自由移动，以使其相对于YZ轴具有自由度。

在透镜体14的Y侧侧面，安装了在+Y方向磁化的长方体形状的Y侧驱动磁石24，在间隙隔开的相对位置配置Y侧驱动线圈26，该Y侧驱动线圈26安装在基台侧。

若此处的Y侧驱动线圈26通电，则在Y侧驱动线圈26上会产生使Y侧驱动磁石24向Y方向移动的洛仑兹力。Y侧驱动线圈26上产生的洛仑兹力是Y侧驱动磁石24的相反力，是将透镜体14向Y方向驱动的力。

而透镜体14的另一侧与Y侧的情形一样，为了将透镜体14向Z方向驱动，设计了Z侧驱动磁石以及Z侧驱动线圈28。

图2详细体现的是支撑机构18。

支撑机构18在固定体侧用于支撑的磁石20和可动体侧用于支撑的磁石22之间插入了磁性流体30。而且，固定体侧用于支撑的磁石20和可动体侧用于支撑的磁石22在同一X方向磁化，不同的磁极面32、34相互面对着。在这种实施形态中，作为固定体侧用于支撑的磁石20的N级即第一磁极面32与作为可动体侧用于支撑的磁石22的S级即第二磁极面34相互面对着。第一磁极面32和第二磁极面34分别在YZ平面上平行而形成。在本实施形态中的结构是，作为第二滑动面50的第二磁极面34相对于作为第一滑动面48的第一磁极面32滑动。而且，在该实施形态中，第一磁极面32和第二磁极面34具有相同的形状和面积。而且，固定体侧用于支撑的磁石20的外边缘与可动体侧用于支撑的磁石22的外边缘被置于一致的位置。为了使磁性流体30被充满，其吸附在该形状相同且具有相同面积的第一磁极面32和第二磁极面34之间。由于磁性流体30被吸附于第一磁极面32和第二磁极面34之间，因此难以外溢至支撑机构18的外部。

第一磁极面32和第二磁极面34分别形成凹槽36、38。凹槽36、38形成细长的沟槽，该凹槽36、38内保有磁性流体30。在图2中，磁性流体30的凹槽36、38表面形状被描绘成临摹形状。在后面所述的图4、图5中的情形也是一样。

第一磁极面32的凹槽36和第二磁极面34的凹槽38不是平行的，即构成相交方向。在该实施形态中，第一磁极面32的凹槽36和第二磁极面34的凹槽38错开90度。若凹槽36、38是平行的，则第一磁极面32以及第二磁极面34可能凹陷入凹槽36、38中，通过非平行设计可以防止这种凹陷。

而且如图3所示，凹槽36、38由底面部40和从底面部40上立的壁面部42、42组成。壁面部42、42与第一磁极面32或者第二磁极面34构成小于90度的角度。由此，通过使壁面部42、42的结构小于90度的方式，如若可动体侧用于支撑的磁石22相对于固定体侧用于支撑的磁石20滑动，虽然第二磁极面34的凹槽38中保有的磁性流体30会流动，但也可以轻易地浸入相对侧的第一磁极面32的凹槽36中。

而在上述实施形态中，第一磁极面32和第二磁极面34二者都形成凹槽36、38，但是也可以仅在一侧的磁极面形成。而且凹槽36、38也可以通过蚀刻之类的方法形成，也可以通过破坏表面的方法形成。而且，其不仅可以在一个方向上设计，还可以在两个方向上设计，还可以随机设计。而且其不一定具有所谓的沟槽形状，也可以具有单纯的凹凸形状。

如前所述，在上述结构中，如透镜体14被驱动至YZ方向，则可动体侧用于支撑的磁石22随着透镜体14一起移动。即，可动体侧用于支撑的磁石22抵抗其与固定体侧用于支撑的磁石20之间的磁力，以磁性流体30为润滑剂，向着固定体侧用于支撑的磁石20移动。

如在移动的状态下解除对于透镜体14的驱动力，则通过固定体侧用于支撑的磁石20和可动体侧用于支撑的磁石22之间产生的磁力，可动体侧用于支撑的磁石22的外边缘移动，以与固定体侧用于支撑的磁石20的外边缘一致，透镜体14返回原来的位置。即，这样固定体侧用于支撑的磁石20和可动体侧用于支撑的磁石22之间形成介入磁力弹簧的状态，对第二磁极面34施加拉回力，使其返回最稳定的位置即各外边缘相一致的位置。

由此试图将其拉回原来位置的力，在配置在以光学部件的光轴为中心的四周的角落上的各支撑机构18上作用，所以该支撑机构18整体上难以沿X轴周围旋转。

图4体现的是本发明的第二实施形态所涉支撑机构18。

该第二实施形态在固定体侧用于支撑的磁石20和可动体侧用于支撑的磁石22之间插入固定体侧滑动部44和可动体侧滑动部46，在该固定体侧滑动部44和可动体侧滑动部46之间配置磁性流体30，这一点与第一实施形态不同。

固定体侧滑动部44和可动体侧滑动部46，与固定体侧用于支撑的磁石20以及可动体侧用于支撑的磁石22形成面积相等的相同的三角形状。该固定体侧滑动部44和可动体侧滑动部46由可以降低摩擦的材料组成，比如特氟隆(杜邦公司的注册商标)、PTFE、硅、芳香族聚酰胺树脂等。

固定体侧滑动部44的一面固定在固定体侧用于支撑的磁石20上，另一面作为第一滑动面48与磁性流体30接触。而可动体侧滑动部46的情形也一样，其一面固定在可动体侧用于支撑的磁石22上，另一面作为第二滑动面50与磁性流体30接触。

在第一滑动面48与第二滑动面50上，与第一实施形态的情形一样，形成凹槽36、38。凹槽36、38形成细长沟槽，该沟槽36、38内保有磁性流体30。而且可以具有第一实施形态中所述的形状。

而且第一滑动面48的凹槽36和第二滑动面50的凹槽38不是平行的，以防止固定体侧滑动部44和可动体侧滑动部46的凹陷。

而在该第二实施形态中，设计了固定体侧滑动部44和可动体侧滑动部46两个滑动部，但是也可以设计其中任何一个滑动部。而且固定体侧滑动部44和可动体侧滑动部46由与固定体侧用于支撑的磁石20和可动体侧用于支撑的磁石22不同的材料构成，比如固定体侧用于支撑的磁石20和可动体侧用于支撑的磁石22的表面也可以在敷设涂层之后加以设计。而且固定体侧滑动部44和可动体侧滑动部46与固定体侧用于支撑的磁石20和可动体侧用于支撑的磁石22具有同一形状，但并不限于此，固定体侧滑动部44或者可动体侧滑动部46的面积可以制成比第一磁极面32或者第二磁极面34小，以减小摩擦。

而且在第一实施形态、第二实施形态中，固定体侧用于支撑的磁石20以及可动体侧用于支撑的磁石22具有同样的三角形状，且大小相同，但是并不限于此。例如，其中一处可以是圆柱形，两者都可以是圆柱形。而且，可以将可动体侧用于支撑的磁石22制成小长方体形状，将固定体侧用于支撑的磁石20制成细长长方体形状。这时，最好将固定体侧用于支撑的磁石20的长边方向作为透镜体14的四周的方向，使短边方向的尺寸与可动体侧用于支撑的磁石22的同方向尺寸基本一致。相对于可动体侧用于支撑的磁石22，可以一边使返回力向固定体侧用于支撑的磁石20的短边方向的中心作用，一边引向固定体侧用于支撑的磁石20的长边方向。

而且可以将第一滑动面48或者第二滑动面50的任意一个面制作成球面之类的非平面。第一滑动面48和第二滑动面50的接触面积小，因此其摩擦系数可以更小，由此凭借更小的驱动力使透镜体14移动。

而且如第一滑动面48和第二滑动面50的摩擦系数小，则无需使用磁性流体30。而且在不使用磁性流体30时，可使用润滑脂或液体润滑剂等其他润滑方法。

图5体现的是本发明的第三实施形态所涉的光学部件驱动装置52。

光学部件驱动装置52作为光学部件，具有图像传感器54。

图像传感器54由CCD等组成，兼具光学部件支架(图像传感器支架)，该图像传感器54的反入射侧配置了支撑机构18。支撑机构18具有固定体侧用于支撑的磁石20和可动体侧用于支撑的磁石22。固定体侧用于支撑的磁石20固定在未经图示的基台上。可动体侧用于支撑的磁石22固定在图像传感器54的背面，也是光学部件侧用于支撑用的磁石。固定体侧用于支撑的磁石20和可动体侧用于支撑的磁石22之间，与前述第一实施形态一样，配置了磁性流体30，支撑机构18进行支撑，使图像传感器54能够向YZ轴方向移动。

固定体侧用于支撑的磁石20和可动体侧用于支撑的磁石22形成四角形状，例如由4个分割片构成。分割片56在+X方向磁化的部分与在-X方向磁化的部分沿X轴周围交互循环配置。在该形态中，即使沿X轴周围旋转的力发生作用，也会产生反弹力，由于使其返回原来角度的力发生作用，因此图像传感器54难以旋转。而且在相邻的分割片56的磁极面上，在Z方向和Y方向形成交互延长的凹槽38。

而且各分割片56的边界部分通过粘合来进行固定，该边界部分形成倒角58。如未形成倒角58，则边界部分可能产生的落差可能会妨碍可动体侧用于支撑的磁石22相对于固定体侧用于支撑的磁石20移动，但是通过形成倒角58，可以减轻对滑动位移的阻碍。

在上述2实施形态中，对屈曲光学系统的驱动装置进行了说明，在光线直行的一般光学部件驱动装置(透镜驱动装置)中可以使用本支撑机构18。

本支撑机构18的安装不仅限于透镜体和图像传感器，也可以设置在图1所示的棱镜12上。而且这些光学部件驱动装置和照相装置也可以搭载于手机和智能手机等电子设备上。

Claims (14)

1.一种支撑机构，其特征在于：包括用于支撑的磁石对，所述磁石对的一侧安装在固定体上，另一侧安装在可动体上，其具有不同磁极的磁极面相互面对着，在该支撑机构中，安装在所述用于支撑的磁石对中的所述固定体上的一侧即固定体侧用于支撑的磁石的第一磁极面上形成第一滑动面，安装在所述用于支撑的磁石对中的所述可动体上的一侧即可动体侧用于支撑的磁石的第二磁极面上形成第二滑动面，所述第二滑动面相对于所述第一滑动面是可滑动的。

2.根据权利要求1所述的支撑机构，其特征在于：在所述第一滑动面和所述第二滑动面之间配置了磁性流体。

3.根据权利要求2所述的支撑机构，其特征在于：在所述第一滑动面以及所述第二滑动面的至少一处形成积存所述磁性流体的凹槽。

4.根据权利要求3所述的支撑机构，其特征在于：在所述第一滑动面以及所述第二滑动面两者都设置积存所述磁性流体的凹槽，所述第一滑动面上形成的凹槽和所述第二滑动面上形成的凹槽构成于相交的方向。

5.根据权利要求3所述的支撑机构，其特征在于：所述凹槽具有从底面上立的壁面部，该壁面部与所述第一滑动面或者第二滑动面形成小于90度的梯度。

6.根据权利要求1所述的支撑机构，其特征在于：所述第一滑动面和所述第二滑动面在规定方向上的尺寸相等。

7.根据权利要求1所述的支撑机构，其特征在于：在所述第一磁极面和所述第二磁极面的至少一处设置滑动部，在该滑动部形成所述滑动面。

8.一种光学部件驱动装置，其特征在于：包括如权利要求1至7中任一项所述的支撑机构，其中所述可动体为用于支撑光学部件的光学部件支架，所述可动体侧用于支撑的磁石为光学部件侧用于支撑的磁石。

9.根据权利要求8所述的光学部件驱动装置，其特征在于：所述支撑机构配置在以光学部件的光轴为中心的所述光学部件支架的四周的角落上。

10.根据权利要求9所述的光学部件驱动装置，其特征在于：所述光学部件支架在该四周的角落上具有被切成三角形状的支撑机构配置部，所述支撑机构的所述光学部件侧用于支撑的磁石从光轴方向来看，形成与所述支撑机构配置部的所述三角形状相对应的三角形状，配置在所述支撑机构配置部。

11.根据权利要求8所述的光学部件驱动装置，其特征在于：所述光学部件是形成四角形状的图像传感器，所述支撑机构具有分割成4块的固定体侧用于支撑的磁石和光学部件侧用于支撑的磁石，以便在图像传感器中心的周围循环配置。

12.根据权利要求11所述的光学部件驱动装置，其特征在于：所述分割成4块的固定体侧用于支撑的磁石以及光学部件侧用于支撑的磁石的相邻分割片的磁极面具有不同的磁极。

13.一种照相装置，具备权利要求8至12中的任一项所述光学部件驱动装置。

14.一种电子设备，具备权利要求13所述照相装置。