CN113189735A - 光学器件驱动机构及摄像模组 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种光学器件驱动机构及摄像模组，其中，光学器件驱动机构包括第一基体、可在X‑Y平面相对于第一基体移动的第二基体、以及可沿Z轴相对于第一基体移动的第三基体，其中，第一基体上设置有磁石，第二基体上设置有第一线圈，第三基体上设置有第二线圈，其中，磁石包括第一磁对、第二磁对以及设置在第一磁对和第二磁对之间的第三磁对，并具有由第一磁对和第三磁对形成的面向第一线圈的第一表面，以及由第二磁对和第三磁对形成的面向第二线圈的第二表面，其中，第三磁对在第一表面和第二表面处具有相同的磁极，第一磁对在第一表面的磁极与第三磁对相反以形成闭合磁路，第二磁对在第二表面的磁极与第三磁对相反以形成闭合磁路。

Description

光学器件驱动机构及摄像模组

技术领域

本公开涉及光学成像技术领域，具体地，涉及一种光学器件驱动机构及摄像模组。

背景技术

相关技术中，为了提高摄像模组的成像清晰度，通常在摄像模组中引入光学防抖(即OIS)功能和自动对焦(即AF)功能。自动对焦功能和光学防抖功能大多采用磁石和线圈产生电磁作用驱动镜头来实现，由于摄像模组设置在电子设备中，而电子设备对空间的要求较大，目前的磁石不仅占用空间大、且在防抖方向和对焦方向的驱动力弱，很难兼顾整体结构的小体积以及大驱动力的需求。

发明内容

本公开的第一个目的是提供一种光学器件驱动机构，该光学器件驱动机构能够解决目前的光学器件驱动机构驱动力差的问题。

本公开的第二个目的是提供一种摄像模组，该摄像模组包括本公开提供的光学器件驱动机构。

为了实现上述目的，本公开提供一种光学器件驱动机构，包括第一基体、可在X-Y平面相对于所述第一基体移动的第二基体、以及可沿Z轴相对于所述第一基体移动的第三基体，

其中，所述第一基体上设置有磁石，所述第二基体上设置有与所述磁石产生电磁作用以能够相对移动的第一线圈，所述第三基体上设置有与所述磁石产生电磁作用以能够相对移动的第二线圈，

其中，所述磁石包括第一磁对、第二磁对以及设置在所述第一磁对和所述第二磁对之间的第三磁对，并具有由所述第一磁对和所述第三磁对形成的面向所述第一线圈的第一表面，以及由所述第二磁对和所述第三磁对形成的面向所述第二线圈的第二表面，

其中，所述第三磁对在所述第一表面和所述第二表面处具有相同的磁极，所述第一磁对在所述第一表面的磁极与所述第三磁对相反以形成闭合磁路，所述第二磁对在所述第二表面的磁极与所述第三磁对相反以形成闭合磁路。

可选地，所述磁石的横截面形成为L形结构，所述第一磁对和所述第二磁对分别位于所述L形结构的两边，所述第三磁对位于所述L形结构的拐角处。

可选地，所述磁石构造为由多个双极磁块拼接而成的分体式结构，且所述第一磁对的充磁方向平行于Z轴、所述第二磁对的充磁方向平行于X轴、所述第三磁对的充磁方向倾斜于X-Y平面以及Z轴。

可选地，所述磁石的横截面形成为方形，所述第一磁对和所述第二磁对分设在所述磁石的其中两个对角处，所述第三磁对设置在另外两个对角之间，所述第三磁对的充磁方向倾斜于X-Y平面以及Z轴。

可选地，所述磁石的横截面形成为以所述第一表面和所述第二表面之间的直角为其中一个内角的五边形，所述第三磁对从所述直角的位置延伸至至少一个对边，所述第三磁对的充磁方向相同倾斜于X-Y平面以及Z轴。

可选地，所述磁石构造为由多个双极磁块拼接而成的分体式结构，或者为通过多极充磁而形成的一体式结构。

可选地，所述第一磁对和所述第二磁对结构相同。

可选地，所述第一线圈的背向所述第一磁对的一侧设置有第一磁性件，和/或所述第二线圈的背向所述第二磁对的一侧设置有第二磁性件。

可选地，所述第一基体和所述第二基体之间接触设置有滚珠，以支撑所述第二基体相对于所述第一基体运动。

根据本公开的第二个方面，还提供一种摄像模组，该摄像模组包括镜头和本公开提供的光学器件驱动机构。

通过上述技术方案，当第一线圈通电时，会在与第一磁对产生电磁作用的同时还会与第三磁对产生电磁作用，使得第一线圈产生的驱动镜头在X-Y平面内运动的驱动力变大，从而实现更大的防抖行程；当第二线圈通电时，会在与第二磁对产生电磁作用的同时还会与第三磁对产生电磁作用，使得第二线圈产生的驱动镜头沿Z轴运动的驱动力变大，从而实现更大的自动对焦功能。本公开实施例中，防抖方向磁路和对焦方向磁路共用第三磁对，且第三磁对的充磁方向倾斜于防抖方向和对焦方向，使磁石同时形成用于自动对焦的闭合磁路和用于防抖的闭合磁路，从而同时增大防抖方向和对焦方向的驱动力，满足大行程需求，保证摄像模组的高清晰度成像性能。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一示例性实施方式提供的光学器件驱动机构的分解示意图；

图2是本公开一示例性实施方式提供的光学器件驱动机构的局部剖视图；

图3是本公开一示例性实施方式提供的省去部分结构后的光学器件驱动机构的结构示意图；

图4是本公开一示例性实施方式提供的光学器件驱动机构的磁力线分布图；

图5是本公开另一示例性实施方式提供的光学器件驱动机构的磁力线分布图；

图6是本公开又一示例性实施方式提供的光学器件驱动机构的磁力线分布图；

图7是相关技术一示例性实施方式提供的光学器件驱动机构的磁力线分布图；

图8是相关技术另一示例性实施方式提供的光学器件驱动机构的磁力线分布图。

附图标记说明

101 第一基体 102 第二基体

103 第三基体 104 壳体

200 磁石 201 第一磁对

202 第二磁对 203 第三磁对

301 第一线圈 302 第二线圈

401 第一磁性件 402 第二磁性件

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”是根据图2的图面方向定义的，“内、外”是针对相应零部件的本身轮廓而言的，此外，本公开实施例中使用的术语“第一、第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。

在相关技术中，一些同时具有自动对焦功能和光学防抖功能的光学器件驱动机构采用单磁石或多磁石与线圈产生电磁作用驱动镜头来实现。图7和图8分别示出了相关技术中单磁石的磁力线分布图和多磁石的磁力线分布图。在图7中，从磁石200’出发，经由第一磁性件401’回到磁石200’的闭合磁路用来提供光学防抖驱动力；而在图8中，从磁石200’出发，经由第一磁性件401’回到磁石200’的闭合磁路用来提供光学防抖驱动力，经由第二磁性件402’回到磁石200’的闭合磁路用来提供自动对焦驱动力。从磁力线分布图中可以看出，上述多磁石结构在提供自动对焦的驱动力方面磁力较弱，而上述单磁石结构在供自动对焦的驱动力方面磁力效果更差(图7中图面左右两侧无法形成闭合磁路)。

为解决上述问题，参照图1至图6所示，本公开提供一种光学器件驱动机构，包括第一基体101、可在X-Y平面(即垂直于光轴的平面，亦即实现光学防抖功能的移动方向)相对于第一基体101移动的第二基体102、以及可沿Z轴(即光轴方向、亦即自动对焦功能的移动方向)相对于第一基体101移动的第三基体103。如图1所示，第一基体101可以构造为方形框架；第二基体102可以为方形底座结构，并且第一基体101的底部可以通过滚珠支撑在第二基体102上；第三基体103可以构造为轮廓小于第一基体101的方形框架，使得第三基体103可以容纳在第一基体101中，并且在第三基体103的侧壁处通过滚珠支撑在第一基体101的侧壁上；此外，本公开实施例中的光学器件驱动机构还可以包括罩设在最外侧的壳体104，以对内部结构进行保护。

第一基体101、第二基体102、以及第三基体103均可以可移动地设置在壳体104上，也可以三者中的一者固定在壳体104上，另外两者可移动地设置在壳体104上。本公开下面以第一基体101固定设置在壳体104上，第二基体102和第三基体103可移动地设置在壳体104上的实施方式为例做示例性说明。具体地，第一线圈301可以同时驱动第二基体102和第三基体103沿防抖方向移动，第二线圈302驱动第三基体103相对于第二基体102沿对焦方向移动，在其他实施方式中，第二基体102和第三基体103也可以分别沿防抖方向和对焦方向移动，彼此的移动没有关联，这些变形方式均应属于本公开的保护范围。

其中，第一基体101上设置有磁石200，第二基体102上设置有与磁石200产生电磁作用以能够相对移动的第一线圈301，第三基体103上设置有与磁石200产生电磁作用以能够相对移动的第二线圈302。其中，磁石200包括第一磁对201、第二磁对202以及设置在第一磁对201和第二磁对202之间的第三磁对203，并具有由第一磁对201和第三磁对203形成的面向第一线圈301的第一表面，以及由第二磁对202和第三磁对203形成的面向第二线圈302的第二表面，其中，第三磁对203在第一表面和第二表面处具有相同的磁极，即第三磁对203的充磁方向倾斜于Z轴以及X-Y平面，第一磁对201在第一表面的磁极与第三磁对203相反以形成闭合磁路，进而驱动第二基体102相对于第一基体101移动，可以起到防抖作用；第二磁对202在第二表面的磁极与第三磁对203相反以形成闭合磁路，进而驱动第三基体102相对于第一基体101移动，可以起到自动对焦的作用。图4-图6是磁石200的一些排布方式，这里为了使图片表达清楚，未示出第一线圈301和第二线圈302，实际应用中，第一线圈301设置在图中的第一磁性件401附近，第二线圈302设置在图中第二磁性件402附近，第一磁性件401和第二磁性件402分别能够起到束磁作用，其具体设置方式将在下文详细描述。

需要说明的是，对焦方向沿Z轴延伸，防抖方向沿X-Y平面延伸，具体可参照图1-图3图中所标识的坐标轴。

通过上述技术方案，如图4-图6所示出的磁力线分布，当第一线圈301通电时，会在第一磁对201与第三磁对203共同的电磁作用下，使得第一线圈301产生的驱动第二基体102在X-Y平面内运动的驱动力变大，从而实现更大的防抖行程；当第二线圈302通电时，会在与第二磁对202与第三磁对203共同的电磁作用下，使得第二线圈302产生的驱动第三基体103沿Z轴运动的驱动力变大，从而实现更大的自动对焦功能。本公开实施例中，防抖方向磁路和对焦方向磁路共用第三磁对203，且第三磁对203的充磁方向倾斜于防抖方向和对焦方向，使磁石200同时形成用于自动对焦的闭合磁路和用于防抖的闭合磁路，从而同时增大防抖方向和对焦方向的驱动力，满足大行程需求，保证摄像模组的高清晰度成像性能。

如前文所述，第一基体101和第二基体102之间可以接触设置有滚珠，以支撑第二基体102相对于第一基体101运动，如至少在三个角落处设置滚珠以形成三角支撑，或者如图1中在四角均设置滚珠，第一基体101和第三基体103之间可以接触设置有滚珠，以支撑第三基体103相对于第一基体101运动，如可以在一侧的两端设置，每端由成排设置的多个滚珠进行支撑。在其他实施例中，还可以通过设置弹簧、记忆金属、滑轴、滑轴滚珠等方式来进行支撑，本公开对此不作限定。

本公开实施例中，参照图2，磁石200的横截面可以形成为L形结构，第一磁对201和第二磁对202分别位于L形结构的两边，第三磁对203位于L形结构的拐角处，以使第一磁对201和第三磁对203之间、第二磁对202和第三磁对203之间分别形成闭合磁路。通过这种设置形式，可以实现磁石200在体积较小的情况下实现较大的驱动力，L形结构的拐角内侧可以放置其他零部件。例如图2所示，当磁石200构造为L形结构时，第一基体101的与其连接的部分也可以构造为与其适配的结构。

当磁石200构造为L形结构时，磁石200可以构造为由多个双极磁块拼接而成的分体式结构，便于安装，且第一磁对201的充磁方向可以平行于Z轴、第二磁对202的充磁方向可以平行于X轴、第三磁对203的充磁方向倾斜于X-Y平面以及Z轴。图4是本公开中的光学器件驱动机构包括上述L形结构磁石200的磁力线分布图，从分布图中可以看出，磁石200在图面方向的右侧以及下侧均具有较密的闭合磁路，三个磁对的设置可以很大程度地增大防抖方向和对焦方向的驱动力。本公开实施例中，第一磁对201的磁极分布方向与第二磁对202的磁极分布方向垂直，以图2的图面方向为例，第一磁对201的磁极呈上下分布，第二磁对202的磁极呈左右分布，第三磁对203的磁极呈与水平方向和竖直方向均45°倾斜的方式分布。当然，第三磁对203的磁极倾斜角度可以根据实际需求来调整，例如在图面方向中，如果光学器件驱动机构对自动对焦的驱动力要求较高，那么第三磁对203的磁极切换面(图中第三磁对203中的虚线)可以逆时针旋转一定角度，该角度可以在充磁时来实现。通过第一磁对201、第二磁对202和第三磁对203的磁极设置以及第三磁对203相对于第一线圈301和第二线圈302的位置设置，使得第一线圈301能够在第一磁对201和第二磁对202的磁场内通电、第二线圈302能够在第二磁对202和第三磁对203的磁场内通电。

进一步地，磁石200的横截面可以形成为方形，方形磁石200占用的空间小，使磁石200在体积较小的情况下实现较大的驱动力，且由于形状规则而使得充磁方便。其中，第一磁对201和第二磁对202分设在磁石200的其中两个对角处，第三磁对203设置在另外两个对角之间，第三磁对203的充磁方向倾斜于X-Y平面以及Z轴。图5是本公开中的光学器件驱动机构包括上述方形磁石200的磁力线分布图，从分布图中可以看出，磁石200在图面方向的右侧以及下侧均具有较密的闭合磁路，三个磁部的设置可以很大程度地增大防抖方向合对焦方向的驱动力。

在其他实施例中，参考图6，磁石200的横截面可以形成为以第一表面和第二表面之间的直角为其中一个内角的五边形，第三磁对203从直角的位置延伸至至少一个对边，第三磁对203的充磁方向相同倾斜于X-Y平面以及Z轴。具体地，第一磁对201、第二磁对202、以及第三磁对203的充磁方向相同，便于各磁对同步充磁。磁石200还可以构造为任何适当的结构，能实现增大防抖方向和对焦方向的驱动力即可，均属于本公开的保护范围。

根据本公开的一种实施方式，磁石200可以构造为由多个双极磁块拼接而成的分体式结构，或者为通过多极充磁而形成的一体式结构。其中，多极充磁是指在同一磁石上进行两组以上磁对的充磁过程，图5中的方形磁石200以及图6中的异形多边形磁石200均可以为由多个双极磁块拼接而成的分体式结构、也可以为由多个双极磁块拼接而成的分体式结构。

此外，参考图2，第一磁对201和第二磁对202结构可以相同，均可构造为方形、三角形或其他适当的形状，以增加各磁部的通用性，节约成本。

在一种实施例中，参照图2和图3，第一线圈301的背向第一磁对201的一侧可以设置有第一磁性件401，第一磁性件401能够与第一磁对201产生磁吸作用，当第一基体101和第二基体102之间通过滚珠支撑时，该磁吸作用会使得滚珠被压紧在第一基体101和第二基体102之间，保证光学器件在防抖过程的运动过程稳定，提高整个系统的稳定性和可靠性，有效改善光学成像效果，此外，第一磁性件401在第一线圈301通电后约束磁力线方向、集中磁束分布，避免漏磁，从而提高磁场的利用率，增大驱动力，其中，第一磁性件401的两端可以伸出于第一线圈301的两端，以提高束磁效果，增大驱动力；第二线圈302的背向第二磁对202的一侧可以设置有第二磁性件402，第二磁性件402的原理与上述第一磁性件401的原理相似，即是第二磁性件402能够与第二磁对202产生磁吸作用，当第一基体101和第三基体103之间通过滚珠支撑时，该磁吸作用会使得滚珠被压紧在第一基体101和第三基体103之间，保证光学器件在自动对焦过程的运动过程稳定，提高整个系统的稳定性和可靠性，有效改善光学成像效果。

根据本公开的第二个方面，还提供一种摄像模组，该摄像模组包括镜头和上述的光学器件驱动机构。该摄像模组具有上述光学器件驱动机构的所有有益效果，此处不再赘述。此外，本公开对摄像模组中透镜组以及芯片等部件的安装位置不做限定，只要能够实现合理的防抖功能和自动对焦功能即可。例如，第一基体101固定在光学器件驱动机构的外壳中，芯片固定在第二基体102上，透镜组固定在第三基体103上。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种光学器件驱动机构，其特征在于，包括第一基体(101)、可在X-Y平面相对于所述第一基体(101)移动的第二基体(102)、以及可沿Z轴相对于所述第一基体(101)移动的第三基体(103)，

其中，所述第一基体(101)上设置有磁石(200)，所述第二基体(102)上设置有与所述磁石(200)产生电磁作用以能够相对移动的第一线圈(301)，所述第三基体(103)上设置有与所述磁石(200)产生电磁作用以能够相对移动的第二线圈(302)，

其中，所述磁石(200)包括第一磁对(201)、第二磁对(202)以及设置在所述第一磁对(201)和所述第二磁对(202)之间的第三磁对(203)，并具有由所述第一磁对(201)和所述第三磁对(203)形成的面向所述第一线圈(301)的第一表面，以及由所述第二磁对(202)和所述第三磁对(203)形成的面向所述第二线圈(302)的第二表面，

其中，所述第三磁对(203)在所述第一表面和所述第二表面处具有相同的磁极，所述第一磁对(201)在所述第一表面的磁极与所述第三磁对(203)相反以形成闭合磁路，所述第二磁对(202)在所述第二表面的磁极与所述第三磁对(203)相反以形成闭合磁路。

2.根据权利要求1所述的光学器件驱动机构，其特征在于，所述磁石(200)的横截面形成为L形结构，所述第一磁对(201)和所述第二磁对(202)分别位于所述L形结构的两边，所述第三磁对(203)位于所述L形结构的拐角处。

3.根据权利要求2所述的光学器件驱动机构，其特征在于，所述磁石(200)构造为由多个双极磁块拼接而成的分体式结构，且所述第一磁对(201)的充磁方向平行于Z轴、所述第二磁对(202)的充磁方向平行于X轴、所述第三磁对(203)的充磁方向倾斜于X-Y平面以及Z轴。

4.根据权利要求1所述的光学器件驱动机构，其特征在于，所述磁石(200)的横截面形成为方形，所述第一磁对(201)和所述第二磁对(202)分设在所述磁石(200)的其中两个对角处，所述第三磁对(203)设置在另外两个对角之间，所述第三磁对(203)的充磁方向倾斜于X-Y平面以及Z轴。

5.根据权利要求1所述的光学器件驱动机构，其特征在于，所述磁石(200)的横截面形成为以所述第一表面和所述第二表面之间的直角为其中一个内角的五边形，所述第三磁对(203)从所述直角的位置延伸至至少一个对边，所述第三磁对(203)的充磁方向相同倾斜于X-Y平面以及Z轴。

6.根据权利要求4或5所述的光学器件驱动机构，其特征在于，所述磁石(200)构造为由多个双极磁块拼接而成的分体式结构，或者为通过多极充磁而形成的一体式结构。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的光学器件驱动机构，其特征在于，所述第一磁对(201)和所述第二磁对(202)结构相同。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的光学器件驱动机构，其特征在于，所述第一线圈(301)的背向所述第一磁对(201)的一侧设置有第一磁性件(401)，和/或所述第二线圈(302)的背向所述第二磁对(202)的一侧设置有第二磁性件(402)。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的光学器件驱动机构，其特征在于，所述第一基体(101)和所述第二基体(102)之间接触设置有滚珠，以支撑所述第二基体(102)相对于所述第一基体(101)运动。

10.一种摄像模组，其特征在于，包括镜头和根据权利要求1-9中任一项所述的光学器件驱动机构。

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