CN110908067A - 透镜驱动装置、相机装置及电子设备 - Google Patents

透镜驱动装置、相机装置及电子设备 Download PDF

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CN110908067A CN201910660184.7A CN201910660184A CN110908067A CN 110908067 A CN110908067 A CN 110908067A CN 201910660184 A CN201910660184 A CN 201910660184A CN 110908067 A CN110908067 A CN 110908067A
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Abstract

本公开提供了一种透镜驱动装置，包括：透镜支撑筒，用于支撑至少一个透镜；基座，包括侧壁部，侧壁部形成环绕透镜支撑筒的空间；导向支撑滚珠构件，与透镜支撑筒的外侧壁及基座的侧壁部的内侧壁相接触，在透镜支撑筒相对于侧壁部沿透镜的光轴方向进行移动时，导向支撑滚珠构件进行滚动；永磁体，位于透镜支撑筒上；以及线圈，至少包括第一线圈及第二线圈位于侧壁部，并且第一线圈及第二线圈分别与第一永磁体与第二永磁体对向设置，其中，第一永磁体与第二永磁体设置在透镜支撑筒的相对两侧上，并且相对于基准线反向偏移，基准线通过透镜支撑筒的中心位置且与第一永磁体与第二永磁体的表面垂直。本公开还提供了一种相机装置及电子设备。

Description

透镜驱动装置、相机装置及电子设备
技术领域
本公开涉及一种透镜驱动装置、相机装置及电子设备。
背景技术
目前，在诸如移动电话等的电子设备或者个人移动终端中均配备有照相机功能，为了使照相机实现自动变焦、光学变焦或光学图像稳定等功能，使用能够驱动透镜的透镜驱动装置是必需的。
透镜驱动装置使用致动器产生的驱动力来驱动透镜，从而改变透镜的距离，从而实现变焦或聚焦等功能。
但是在透镜驱动装置的制造过程中，需要多个部件且制造成本很高、制造过程复杂，因此制造较为困难。同时，在透镜驱动装置的工作过程中，需要进行顺畅地滑动等。
发明内容
为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种透镜驱动装置、相机装置及电子设备。
根据本公开的一个方面，一种透镜驱动装置，包括：
透镜支撑筒，所述透镜支撑筒用于支撑至少一个透镜；
基座，所述基座包括侧壁部，所述侧壁部形成环绕所述透镜支撑筒的空间；
导向支撑滚珠构件，所述导向支撑滚珠构件与所述透镜支撑筒的外侧壁及所述基座的侧壁部的内侧壁相接触，在所述透镜支撑筒相对于所述侧壁部沿透镜的光轴方向进行移动时，所述导向支撑滚珠构件进行滚动；
永磁体，所述永磁体至少包括第一永磁体与第二永磁体，所述第一永磁体与第二永磁体位于所述透镜支撑筒上；以及
线圈，所述线圈至少包括第一线圈及第二线圈位于所述侧壁部，并且所述第一线圈及第二线圈分别与所述第一永磁体与第二永磁体对向设置，
其中，所述第一永磁体与第二永磁体设置在所述透镜支撑筒的相对两侧上，并且相对于基准线反向偏移，所述基准线通过所述透镜支撑筒的中心位置且与所述第一永磁体与第二永磁体的表面垂直。
根据本公开的至少一个实施方式，所述导向支撑滚珠构件包括第一滚珠构件和第二滚珠构件，所述第一滚珠构件和第二滚珠构件与所述透镜支撑筒的外侧壁及所述基座的侧壁部的内侧壁相接触，在所述透镜支撑筒相对于所述侧壁部进行移动时，所述第一滚珠构件和第二滚珠构件进行滚动。
根据本公开的至少一个实施方式，所述第一滚珠构件和第二滚珠构件位于所述基座的对角位置。
根据本公开的至少一个实施方式，所述第一滚珠构件与所述第二滚珠构件分别包括三个滚珠，所述三个滚珠沿所述光轴方向排列，并且上部滚珠与下部滚珠的直径相同，且大于中部滚珠的直径。
根据本公开的至少一个实施方式，所述第一永磁体与第二永磁体反向偏移地设置，当所述第一线圈及第二线圈与第一永磁体与第二永磁体相互作用时，所述透镜支撑筒在与光轴方向垂直的平面中产生旋转力，通过所述旋转力使得所述导向支撑滚珠构件与所述透镜支撑筒的外侧壁及所述基座的侧壁部的内侧壁紧密接触。
根据本公开的至少一个实施方式，所述第一滚珠构件与所述第二滚珠构件的所述上部滚珠的外侧设置有上部挡板，并且所述下部滚珠的外侧设置有下部挡板，通过所述上部挡板与下部挡板来防止水分进入所述第一滚珠构件与所述第二滚珠构件中。
根据本公开的至少一个实施方式，还包括原点保持部，所述原点保持部包括第一原点保持部及第二原点保持部，所述第一原点保持部及第二原点保持部分别设置在所述第一线圈及第二线圈的外侧，
当所述第一线圈及第二线圈通电时，通过所述第一线圈及第二线圈分别与所述第一永磁体与第二永磁体的相互作用而使得所述透镜支撑筒移动，
当所述第一线圈及第二线圈不通电的情况下，通过所述第一永磁体与第二永磁体分别与所述第一原点保持部及第二原点保持部之间的磁力，提供预定值的初始力以便将所述透镜支撑筒保持在原点位置。
根据本公开的至少一个实施方式，还包括：霍尔检测单元，所述霍尔检测单元通过检测所述透镜支撑筒移动时所述永磁体的磁场变化来检测述透镜支撑筒的移动量。
根据本公开的另一方面，一种相机装置，包括：
如上所述的透镜驱动装置；
固定于所述透镜支撑筒内的至少一个透镜；以及
接收通过所述至少一个透镜的光的图像传感器。
根据本公开的又一方面，一种电子设备，包括如上所述的相机装置。
附图说明
附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
图1是根据本公开的一个实施方式的透镜驱动装置的俯视截面示意图。
图2是根据本公开的一个实施方式的透镜驱动装置的滚珠构件的示意图。
图3是根据本公开的一个实施方式的透镜驱动装置的右侧剖面示意图。
图4是根据本公开的一个实施方式的透镜驱动装置的左侧剖面示意图。
图5是根据本公开的一个实施方式的透镜驱动装置的旋转力的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。
除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。
在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。
当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。
为了描述性目的，本公开可使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”“较高的”和“侧(例如，如在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。
根据本公开的一个实施方式，提供了一种透镜驱动装置。
图1示出了根据本公开的一个实施方式的透镜驱动装置的俯视截面示意图。
如图1所示，该透镜驱动装置包括：基座100、透镜支撑筒200、永磁体300、线圈400、及导向支撑滚珠构件500。
透镜支撑筒200用于支撑至少一个透镜，通过透镜支撑筒200的移动来调节透镜的焦距等。
基座100包括侧壁部，侧壁部形成环绕透镜支撑筒200的空间。虽然在图1中没有示出，基座100还可以包括底部，并且侧壁部从底部延伸，例如从底部开始沿光轴方向延伸，这样形成了环绕透镜支撑筒200的空间。
导向支撑滚珠构件500与透镜支撑筒200的外侧壁及基座100的侧壁部的内侧壁相接触，在透镜支撑筒200相对于侧壁部沿透镜的光轴方向进行移动时，导向支撑滚珠构件500进行滚动.
在一个实施例中，导向支撑滚珠构件500包括第一滚珠构件501 和第二滚珠构件502，第一滚珠构件501和第二滚珠构件502与透镜支撑筒200的外侧壁及基座100的侧壁部的内侧壁相接触，在透镜支撑筒200相对于侧壁部进行移动时，第一滚珠构件501和第二滚珠构件502进行滚动。
图2示出了第一滚珠构件501的示意性示图。如图2所示，第一滚珠构件501可以包括上部滚珠5011、中部滚珠5012及下部滚珠 5013。上部滚珠5011与下部滚珠5013的直径可以相同，并且大于中部滚珠5012的直径。
同样地，第二滚珠构件502可以包括上部滚珠、中部滚珠及下部滚珠。上部滚珠与下部滚珠的直径可以相同，并且大于中部滚珠的直径。中部滚珠用于协助上部滚珠与下部滚珠的滚动。
如图1所示，可以在透镜支撑筒200的外侧及基座100的侧壁部的内侧形成有滚珠槽，以容纳上述滚珠。第一滚珠构件501和第二滚珠构件502与透镜支撑筒200的外侧壁及基座100的侧壁部的内侧壁相接触，在透镜支撑筒200相对于侧壁部进行移动时，第一滚珠构件501 和第二滚珠构件502进行滚动。
可选地，第一滚珠构件501和第二滚珠构件502位于基座100的对角位置。
永磁体300至少包括第一永磁体301与第二永磁体302，第一永磁体301与第二永磁体302位于透镜支撑筒200上。第一永磁体301 与第二永磁体302可以如图1所示位于透镜支撑筒200的外侧壁上，并且可以与透镜支撑筒200一体地形成。
第一永磁体301与第二永磁体302可以设置在透镜支撑筒200的相对两侧上，并且相对于基准线(例如如图1所示的横向点划线)反向偏移，基准线通过透镜支撑筒200的中心位置且与第一永磁体301 与第二永磁体302的表面垂直。
线圈400至少包括第一线圈401及第二线圈402，第一线圈401 及第二线圈402位于侧壁部，并且第一线圈401及第二线圈402分别与第一永磁体301与第二永磁体302对向设置。线圈400可以为环形线圈。
第一永磁体301与第二永磁体302反向偏移地设置，当第一线圈 401及第二线圈402与第一永磁体301与第二永磁体302相互作用时，透镜支撑筒200在与光轴方向垂直的平面中产生旋转力，通过旋转力使得导向支撑滚珠构件500与透镜支撑筒200的外侧壁及基座100的侧壁部的内侧壁紧密接触。例如，如图1和2所示，可以保证第一滚珠构件501和第二滚珠构件502中的上部滚珠与下部滚珠的四个点 510、520、530、540与透镜支撑筒200的外侧壁及基座100的侧壁部的内侧壁紧密接触。这样在透镜支撑筒200上下运动过程中，第一滚珠构件501和第二滚珠构件502可以紧贴在滚珠槽上以惊醒精确导向。
例如，如图1所示，透镜支撑筒200的外侧壁及基座100的侧壁部可以形成滚动槽，该滚动槽至少可以有四个点与上部滚珠与下部滚珠相接触。
如图2所示，第一滚珠构件501和第二滚珠构件502的上部滚珠的外侧可以设置有上部挡板550，并且下部滚珠的外侧设置有下部挡板560，通过上部挡板550与下部挡板560来防止水分进入第一滚珠构件501和第二滚珠构件502中。其中，上部挡板550与下部挡板560 的中间部分570可以为透镜支撑筒200的外侧壁或者基座100的侧壁部。通过在滚珠的两端增加挡板，并且滚珠槽内使用干性润滑剂，这样可以防止水分进入，可以使用离心机来对其进行水洗。
根据一个实施例，透镜驱动装置还可以包括霍尔检测单元700，霍尔检测单元700通过检测透镜支撑筒200移动时永磁体300的磁场变化来检测透镜支撑筒200的移动量。
图3和图4分别示出了图1所示的透镜驱动装置的右侧剖面示意图及左侧剖面示意图。
根据一个实施例，透镜驱动装置还可以包括原点保持部600，原点保持部可以包括第一原点保持部601及第二原点保持部602，第一原点保持部601及第二原点保持部602分别设置在第一线圈401及第二线圈402的外侧。
当第一线圈401及第二线圈402通电时，通过第一线圈401及第二线圈402分别与第一永磁体301与第二永磁体302的相互作用而使得透镜支撑筒200移动，
当第一线圈401及第二线圈402不通电的情况下，通过第一永磁体301与第二永磁体302分别与第一原点保持部601及第二原点保持部602之间的磁力，提供预定值的初始力以便将透镜支撑筒200保持在原点位置。
根据本公开的一个实施方式，原点保持部600与永磁体300通过相互之间的磁力来形成磁气弹簧，这样在不通电的情况下，将透镜支撑筒200保持在原点的位置，也就是说提供一个初始力，以便将透镜支撑筒200保持在预定位置。当通电时(线圈400通电)，由于线圈400 与永磁体300之间的磁力作用，使得永磁体300可以克服与原点保持部600之间的初始力，而进行上下移动，从而透镜支撑筒200进行上下移动。
原点保持部600由能够与所述永磁体产生磁性力的材料制成，并且可以为片状，例如铁片等。
并且原点保持部600的形状可以为长方形、正方形、梯形、三角形、屋形等。在原点保持部600的形状选择时，优选地使得随着原点保持部600与永磁体300之间的对向面积与二者之间的磁力呈线性关系，例如，二者的对向面积越小，则二者之间的磁力越小的线性关系。并且也可以根据实际的使用情况通过调整原点保持部600的大小及厚度来改变二者之间的磁力。
在本公开的一个可选实施方式中，原点保持部600的形状设置为：永磁体300与原点保持部600的上部分之间的相互磁力小于永磁体 300与原点保持部600的下部分之间的相互磁力。也就是说，原点保持部600的上部分的面积小于下部分的面积，并且在原点保持部600 的上部分中可以有两个斜边，根据这两个斜边，可以取得更好的磁气弹簧的效果。
图5示出了旋转力的示意图。第一永磁体301与第二永磁体302 反向偏移地设置，当第一线圈401及第二线圈402与第一永磁体301 与第二永磁体302相互作用时，透镜支撑筒200在与光轴方向垂直的平面中产生旋转力，通过旋转力使得导向支撑滚珠构件500与透镜支撑筒200的外侧壁及基座100的侧壁部的内侧壁紧密接触。
例如，通过第一线圈401及第二线圈402与第一永磁体301与第二永磁体302的相互吸引力，则产生了与Δr(第一线圈、第二线圈与中心线的偏移距离)及F1(永磁体受到的吸引力)相关的扭矩，因为该扭矩，将在透镜支撑筒200形成旋转力F2(与滚珠球心与透镜支撑筒中心的距离r2有关)，通过该旋转力F2，使得透镜支撑筒200，从而使得该旋转力作用于滚珠与透镜支撑筒200及基座100的侧壁之间。这样，可以使得滚珠与透镜支撑筒200及基座100的侧壁紧密贴合。
根据本公开的另一方面，提供了一种相机装置，包括：上述的透镜驱动装置；固定于透镜支撑筒内的至少一个透镜；以及接收通过所述至少一个透镜的光的图像传感器。
根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，包括上述相机装置。该电子设备例如是手机、平板、或车载设备等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例 /方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。
附图标记说明
100 基座
200 透镜支撑筒
300 永磁体
301 第一永磁体
302 第二永磁体
400 线圈
401 第一线圈
402 第二线圈
500 导向支撑滚珠构件
501 第一滚珠构件
502 第二滚珠构件
510 接触点
520 接触点
530 接触点
540 接触点
550 上部挡板
560 下部挡板
570 中间部分
600 原点保持部
601 第一原点保持部
602 第二原点保持部
700 检测单元
5011 上部滚珠
5012 中部滚珠
5013 下部滚珠。

Claims (10)

1.一种透镜驱动装置，其特征在于，包括：
透镜支撑筒，所述透镜支撑筒用于支撑至少一个透镜；
基座，所述基座包括侧壁部，所述侧壁部形成环绕所述透镜支撑筒的空间；
导向支撑滚珠构件，所述导向支撑滚珠构件与所述透镜支撑筒的外侧壁及所述基座的侧壁部的内侧壁相接触，在所述透镜支撑筒相对于所述侧壁部沿透镜的光轴方向进行移动时，所述导向支撑滚珠构件进行滚动；
永磁体，所述永磁体至少包括第一永磁体与第二永磁体，所述第一永磁体与第二永磁体位于所述透镜支撑筒上；以及
线圈，所述线圈至少包括第一线圈及第二线圈，位于所述侧壁部，并且所述第一线圈及第二线圈分别与所述第一永磁体与第二永磁体对向设置，
其中，所述第一永磁体与第二永磁体设置在所述透镜支撑筒的相对两侧上，并且相对于基准线反向偏移，所述基准线通过所述透镜支撑筒的中心位置且与所述第一永磁体与第二永磁体的表面垂直。
2.如权利要求1所述的透镜驱动装置，其特征在于，所述导向支撑滚珠构件包括第一滚珠构件和第二滚珠构件，所述第一滚珠构件和第二滚珠构件与所述透镜支撑筒的外侧壁及所述基座的侧壁部的内侧壁相接触，在所述透镜支撑筒相对于所述侧壁部进行移动时，所述第一滚珠构件和第二滚珠构件进行滚动。
3.如权利要求2所述的透镜驱动装置，其特征在于，所述第一滚珠构件和第二滚珠构件位于所述基座的对角位置。
4.如权利要求2或3所述的透镜驱动装置，其特征在于，所述第一滚珠构件与所述第二滚珠构件分别包括三个滚珠，所述三个滚珠沿所述光轴方向排列，并且上部滚珠与下部滚珠的直径相同，且大于中部滚珠的直径。
5.如权利要求1至4中任一项所述的透镜驱动装置，其特征在于，所述第一永磁体与第二永磁体反向偏移地设置，当所述第一线圈及第二线圈与第一永磁体与第二永磁体相互作用时，所述透镜支撑筒在与光轴方向垂直的平面中产生旋转力，通过所述旋转力使得所述导向支撑滚珠构件与所述透镜支撑筒的外侧壁及所述基座的侧壁部的内侧壁紧密接触。
6.如权利要求3或4所述的透镜驱动装置，其特征在于，所述第一滚珠构件与所述第二滚珠构件的所述上部滚珠的外侧设置有上部挡板，并且所述下部滚珠的外侧设置有下部挡板，通过所述上部挡板与下部挡板来防止水分进入所述第一滚珠构件与所述第二滚珠构件中。
7.如权利要求1所述的透镜驱动装置，其特征在于，还包括原点保持部，所述原点保持部包括第一原点保持部及第二原点保持部，所述第一原点保持部及第二原点保持部分别设置在所述第一线圈及第二线圈的外侧，
当所述第一线圈及第二线圈通电时，通过所述第一线圈及第二线圈分别与所述第一永磁体与第二永磁体的相互作用而使得所述透镜支撑筒移动，
当所述第一线圈及第二线圈不通电的情况下，通过所述第一永磁体与第二永磁体分别与所述第一原点保持部及第二原点保持部之间的磁力，提供预定值的初始力以便将所述透镜支撑筒保持在原点位置。
8.如权利要求1至7中任一项所述的透镜驱动装置，其特征在于，还包括：霍尔检测单元，所述霍尔检测单元通过检测所述透镜支撑筒移动时所述永磁体的磁场变化来检测所述透镜支撑筒的移动量。
9.一种相机装置，其特征在于，包括：
如权利要求1至8中任一项所述的透镜驱动装置；
固定于所述透镜支撑筒内的至少一个透镜；以及
接收通过所述至少一个透镜的光的图像传感器。
10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的相机装置。
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