CN114545583A - 自动对焦马达及摄像模组 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种自动对焦马达及摄像模组，其中，马达包括：固定部，包括底座和罩设在底座外周的外壳；运动部，可移动地安装于底座；线圈，缠绕设置于运动部的周向；磁石，设置于固定部并且能够与线圈产生电磁感应，以驱动运动部相对于固定部沿预设方向移动；以及第一支撑部，接触设置在固定部和运动部之间，并设置在马达的一侧，其中，磁石包括设置在固定部的对应于第一支撑部的一侧的第一磁石，并且线圈的背向第一磁石的一侧设置有第一磁性件，第一磁性件能够与第一磁石产生磁吸力，以使得第一支撑部被抵压在固定部和运动部之间。马达的运动过程稳定，改善成像效果，提高磁场利用率，增加驱动力，运动部重量轻、惯性小，响应速度快。

Description

自动对焦马达及摄像模组

技术领域

本公开涉及光学技术领域，具体地，涉及一种自动对焦马达及摄像模组。

背景技术

光学系统是一种用于成像或做光学信息处理的系统，其可以应用在各种领域，如可以应用到手机摄像头、相机或者投影技术的镜头中，随着光学系统的应用愈加广泛，用户更加追求成像高清晰度的光学系统，为此，自动对焦功能的应用受到广大消费者的青睐。光学器件的自动对焦过程是驱动光学器件沿某个预设方向移动，如沿光轴方向移动，以改变焦距。相关技术中，通常采用弹簧悬挂镜头的结构配合驱动单元驱动镜头运动来实现自动对焦，例如中国专利申请201220470510.1提供了一种自动对焦致动器，该致动器的驱动单元驱动镜筒沿光轴方向运动，通过弹簧片提供回弹力。但是，这种弹簧式结构使镜头在运动过程中产生偏转，使其不能始终沿着指定的方向运动，导致所拍摄的图像或视频产生抖动，影响光学成像系统的成像质量。此外，采用弹簧悬挂的结构能耗较高，且在应用闭环控制时系统容易产生共振，不易控制。

发明内容

本公开的目的是提供一种自动对焦马达及摄像模组，该自动对焦马达具有较高的稳定性。

为了实现上述目的，本公开提供一种自动对焦马达，包括：

固定部，包括底座和罩设在所述底座外周的外壳；

运动部，可移动地安装于所述底座；

线圈，缠绕设置于所述运动部的周向；

磁石，设置于所述固定部并且能够与所述线圈产生电磁感应，以驱动所述运动部相对于所述固定部沿预设方向移动；以及

第一支撑部，接触设置在所述固定部和所述运动部之间，并设置在所述马达的一侧，

其中，所述磁石包括设置在所述固定部的对应于所述第一支撑部的一侧的第一磁石，并且所述线圈的背向所述第一磁石的一侧设置有第一磁性件，所述第一磁性件能够与所述第一磁石产生磁吸力，以使得所述第一支撑部被抵压在所述固定部和所述运动部之间。

可选地，所述预设方向为光学器件的光轴方向。

可选地，所述第一支撑部设置在所述运动部的边缘位置。

可选地，所述第一支撑部包括至少一列沿所述预设方向延伸的滑轴，以及/或者

所述第一支撑部包括至少一列沿所述预设方向排列的多个滚珠。

可选地，所述固定部的设置有所述第一磁石的对侧设置有第二磁石，并且所述线圈的背向所述第二磁石的一侧设置有第二磁性件，所述第二磁石与所述第二磁性件产生的磁吸力配置成小于所述第一磁石与所述第一磁性件产生的磁吸力。

可选地，所述固定部的设置有所述第一磁石的邻侧设置有第三磁石，并且所述线圈的背向所述第三磁石的一侧设置有第三磁性件，所述自动对焦马达还包括设置在所述固定部和所述运动部之间的对应于所述第三磁石一侧的第二支撑部，所述第三磁性件能够与所述第三磁石产生磁吸力，以使得所述第二支撑部被抵压在所述固定部和所述运动部之间。

可选地，所述固定部的设置有所述第三磁石的对侧设置有第四磁石，并且所述线圈的背向所述第四磁石的一侧设置有第四磁性件，所述第四磁石与所述第四磁性件产生的磁吸力配置成小于所述第三磁石与所述第三磁性件产生的磁吸力。

可选地，所述自动对焦马达还包括设置在所述固定部上的通电线路和用于将所述线圈与所述通电线路连接的柔性供电结构。

可选地，所述自动对焦马达还包括与所述线圈连接的通电线路、设置在所述固定部和所述运动部中的一者上的并与所述通电线路连接的位置传感器以及设置在所述固定部和所述运动部中的另一者上的与所述位置传感器位置对应的感应器件。

根据本公开的第二个方面，还提供一种摄像模组，该摄像模组包括光学器件和本公开提供的自动对焦马达，所述光学器件安装于所述运动部。

通过上述技术方案，本公开实施例通过设置第一磁性件与第一磁石配合产生磁吸力，从而将运动部磁吸至抵靠第一支撑部，使得运动部在运动过程中可以始终紧靠第一支撑部，进而保证运动部的运动过程稳定，有效改善光学成像效果。并且，第一磁性件还会约束磁吸力方向、集中磁束分布，避免漏磁，从而提高磁场的利用率，节省能耗。此外，本公开实施例的马达的线圈围绕在运动部的周向，可以增加马达的驱动力，并可以在运动部的周向上均匀施力，使得马达的驱动力更加平衡，保证运动部的中心更加接近马达的几何中心。而且，线圈的重量轻，使得运动部的整体重量可以变轻，运动时产生的惯性小，从而提高马达的响应速度快。

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自动对焦马达的分解图；

图2是本公开一示例性实施方式提供的自动对焦马达的剖视图；

图3是本公开另一示例性实施方式提供的自动对焦马达的剖视图；

图4是本公开再一示例性实施方式提供的自动对焦马达的剖视图；

图5是本公开再一示例性实施方式提供的自动对焦马达的剖视图；

图6是本公开再一示例性实施方式提供的自动对焦马达的剖视图；

图7是本公开再一示例性实施方式提供的自动对焦马达的剖视图；

图8是本公开再一示例性实施方式提供的自动对焦马达的剖视图；

图9是本公开一示例性实施方式提供的摄像模组的示意图。

附图标记说明

10-固定部，11-底座，12-外壳，20-运动部，30-线圈，40-磁石，41-第一磁石，42-第二磁石，43-第三磁石，44-第四磁石，51-第一支撑部，52-第二支撑部，53-第三支撑部，54-第四支撑部，61-第一磁性件，62-第二磁性件，63-第三磁性件，64-第四磁性件，70-通电线路，80-柔性供电结构，91-位置传感器，92-感应器件，100-光学器件。

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”是根据图面方向定义的，“内”、“外”是针对相应零部件的本身轮廓而言的。本公开中所使用的术语如“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。此外，下面的描述在涉及附图时，不同附图中的同一附图标记表示相同或相似的要素。

如图1至图8所示，本公开提供一种自动对焦马达，该马达包括固定部10、可移动地安装至固定部10的运动部20、以及接触设置在固定部10和运动部20之间的第一支撑部51，其中，第一支撑部51设置在马达的一侧，如设置在图2-图7图面方向的左侧，也可以为如图8中设置在马达的一角。这里，固定部10可以包括底座11和罩设在底座11上的外壳，运动部20可以安装在底座11上，并被外壳12罩设在其中，以使马达能够构成一个整体安装到电子产品中，在其他实施例中，固定部10也可以不包括外壳12，可以将电子产品的外壳作为马达的外壳以对内部构件进行保护。运动部20的周向缠绕设置有线圈30，固定部10上设置有能够与线圈30产生电磁感应的磁石40，以驱动运动部20相对于固定部10沿预设方向移动。其中，磁石40包括设置在固定部10的对应于第一支撑部51的一侧的第一磁石41，并且线圈30的背向第一磁石41的一侧设置有第一磁性件61，第一磁性件61能够与第一磁石41产生磁吸力，以使得第一支撑部51被抵压在固定部10和运动部20之间。当第一支撑部51被抵压在固定部10和运动部20之间时，在运动部20沿着预设方向(即图2至图8中的垂直于图面的方向)运动时，可以始终被第一支撑部51支撑。

通过上述技术方案，本公开实施例通过设置第一磁性件61与第一磁石41配合产生磁吸力，从而将运动部20磁吸至抵靠第一支撑部51，使得运动部20在运动过程中可以始终紧靠第一支撑部51，进而保证运动部20的运动过程稳定，有效改善光学成像效果。并且，第一磁性件61还会约束磁吸力方向、集中磁束分布，避免漏磁，从而提高磁场的利用率，节省能耗。此外，本公开实施例的马达的线圈30围绕在运动部20的周向，可以增加马达的驱动力，并可以在运动部20的周向上均匀施力，使得马达的驱动力更加平衡，保证运动部20的中心更加接近马达的几何中心。而且，线圈30的重量轻，使得运动部20的整体重量可以变轻，运动时产生的惯性小，从而提高马达的响应速度快。

本公开实施例中的预设方向为能够使光学器件进行对焦的方向。例如，在光学器件100为圆柱形时，例如图9中所示实施例，此时预设方向可以为该光学器件100的光轴方向，即为圆柱形的中心轴，也即是垂直于图2至图8的图面的方向；在光学器件为其他形状，如为棱镜时，则预设方向可以根据实际的光束路径进行确定，下方描述中，将以光学器件为圆柱形、预设方向为光轴方向为例进行说明，但可以理解的是，本公开实施例不限于此。

根据本公开的一种实施例，第一支撑部51可以设置在运动部20的边缘位置。如当第一支撑部51如下述包括两列滚珠或滑轴时，两列滚珠或滑轴可以如图2设置在运动部20一侧的两个边缘处，通过在两个边缘设置第一支撑部51，更利于对运动部20的支撑，从而确保运动部20运动过程稳定性。

本公开实施例中，第一支撑部51可以包括至少一列沿光轴方向延伸的滑轴。或者第一支撑部51包括可以至少一列沿光轴方向排列的多个滚珠，或者第一支撑部51也可以包括一个或多列滚珠和一列或多列滑轴的结合。在设置滑轴结构时，在马达驱动光学器件自动对焦的过程中，运动部20可以沿着滑轴直线移动，使得光学器件的运动更加平稳，具有较高的运动精度，保证光学器件的光轴不会发生偏摆，提高成像的清晰度。在由成排排列的滚珠代替前述滑轴结构时，在保证了与滑轴起到相同作用的情况下，可以通过滚珠的滚动摩擦代替滑轴的滑动摩擦，降低了摩擦系数，从而降低了对运动部20的阻力。这里，例如图1中每排可以设置有三个滚珠，滚珠之间依次相切设置，每排滚珠的布置方式可以与上述滑轴的布置方式相同。在实际应用中，也可以采用滑轴与滚珠结合的方式，如设置一列滑轴加一列滚珠等。

在如上述包括两列滚珠时，一列滚珠可以作为导向滚珠，用于引导运动部20沿光轴方向运动，另一列滚珠可以作为支撑滚珠，支撑滚珠与导向滚珠可以协同支撑运动部20，使得运动部20的运动过程更加稳定。具体地，滚珠的支撑和导向作用可以根据其与固定部10和运动部20接触方式来实现。展开来说，参照图2，在运动部20的一侧的两个边缘上分别形成有V型槽，而固定部10的对应于两个V型槽的部分中的一处形成有V型槽，另一处构造为槽底为平面的槽型结构，一列滚珠(即图2中下方的滚珠)被抵压在运动部20的V型槽和固定部10的V型槽之间，另一列滚珠(即图2中上方的滚珠)被容纳在运动部20的V型槽和固定部10的槽型结构的槽底之间。在图2中，下方的多个滚珠与两个V型槽的侧壁相切，即分别与固定部10和运动部20以两条线接触，从而保证滚珠可以始终被保持在两个V型槽之间，由此滚珠可以起到对运动部20进行导向的作用。图2中上方的滚珠与运动部20的V型槽相切，可以保证滚珠始终支撑在V型槽内，而多个滚珠与固定部10的槽型结构的平面槽底形成为位于一条线上的多点接触，在起到支撑作用的同时，可以减小与固定部10之间的接触面积，降低摩擦阻力。

参照图7和图8，根据本公开的一种实施方式，固定部10的设置有第一磁石41的对侧可以设置有第二磁石42，并且线圈30的背向第二磁石42的一侧可以设置有第二磁性件62，在两侧设置有磁石和磁性件，一方面可以增大驱动力，另一方面也可以通过磁性件的束磁作用提高磁场利用率，从而增大驱动力。第二磁石42与第二磁性件62产生的磁吸力可以配置成小于第一磁石41与第一磁性件61产生的磁吸力，这样，两个磁吸力的合力依然会使运动部20朝向第一支撑部51的方向压紧，即朝向图7和图8中的左侧压紧。

参照图4和图5，固定部10的设置有第一磁石41的邻侧可以设置有第三磁石43，并且线圈30的背向第三磁石43的一侧可以设置有第三磁性件63。如上文描述，通过在两侧设置磁石和磁性件，可以增加驱动力。自动对焦马达还可以包括设置在固定部10和运动部20之间的对应于第三磁石43一侧的第二支撑部52，第三磁性件63能够与第三磁石43产生磁吸力，以使得第二支撑部52被抵压在固定部10和运动部20之间，这里第二支撑部52的设置方式可以如上述第一支撑部51，这里不再重复。这样，可以通过该磁吸力将运动部20磁吸至抵靠第二支撑部52，使得运动部20在运动过程中可以始终紧靠第二支撑部52，进而保证运动部20的运动过程稳定，有效改善光学成像效果。结合上述第一支撑部51的设置，运动部20在运动过程中可以同时抵靠在第一支撑部51和第二支撑部52上，从而可以得到更加稳固的支撑。需要说明的是，马达可以在设置有上述第二磁石42和第二磁性件62的基础上设置第三磁石43和第三磁性件63，也可以只在第一磁石41和第一磁性件61的基础上设置第三磁石43和第三磁性件63。

其中，当第一支撑部51和第二支撑部52分别包括一列或多列滚珠或滑轴时，运动部20上可以设置有能够容纳滑轴或滚珠的长槽，如上述V型槽或槽底为平面的槽型结构，其中，至少一个长槽设置在靠近运动部20的设置有第一磁性件61和第三磁性件63的两侧的相接处。具体地说，参照图6，第二支撑部52中的一列设置在左下角，参照图7，第一支撑部51中的一列设置在左下角，参照图4和图5，第一支撑部51和第二支撑部52中的各一列设置在左下角，这样，当第一磁性件61和第一磁石41产生的磁吸力向左、第三磁性件63和第三磁石43产生的磁吸力向下时，二者的合力方向即会朝向左下角，运动部20也会抵靠在靠近左下角处的支撑部，使得该位置处的支撑部可以更加稳固地对运动部20进行支撑，从而提高运动过程的稳定性，进而保证成像清晰度。当支撑部如上述具有导向支撑的作用时，可以将在该左下角位置处的支撑部设置成导向支撑作用，即该处的支撑部容纳在两个相对设置的V型槽内，这样，可以保证运动部20的运动路径呈直线形式。

进一步地，参照图8，固定部10的设置有第三磁石43的对侧可以设置有第四磁石44，并且线圈30的背向第四磁石44的一侧可以设置有第四磁性件64。在马达的多侧设置有磁石和磁性件，一方面可以增大驱动力，另一方面也可以通过磁性件的束磁作用提高磁场利用率，从而增大驱动力。第四磁石44与第四磁性件64产生的磁吸力可以配置成小于第三磁石43与第三磁性件63产生的磁吸力，这样，两个磁吸力的合力依然会使运动部20朝向第二支撑部52的方向压紧，即朝向图8中的下侧压紧。

具体地，可以将第一磁性件61与第一磁石41产生的磁吸力设置成等于与其相邻的第三磁性件63与第三磁石43产生的磁吸力，并将第二磁性件62与第二磁石42产生的磁吸力设置成等于与其相邻的第四磁性件64与第四磁石44产生的磁吸力相同，这样可以使得运动部20在两个方向(图8中的向左和向下的方向上)所受的磁吸力相同，从而保证运动部20受力均衡。

参照图8，在本公开实施例中，固定部10可以构造为方形结构，在固定部10的四周侧可以均设置有磁石40，以提高马达的驱动力。这里需要说明的是，无论支撑部和磁性件设置在马达的哪一侧，均可以在四周侧均设置磁石40。如在图3中，当只在一侧(图面左侧)设置磁性件和支撑部时，可以在固定部10的四周侧设置尺寸相同的磁石40，使得运动部20在四侧所受到的驱动力大小相同，或者为了更精准的控制四周侧的驱动力，可以将未设置有磁性件的侧部的磁石的尺寸设置成略大于设置有磁性件一侧的磁石的尺寸，以补偿磁性件束磁作用而增加的驱动力。在图8的示例中，当四周侧均设置磁性件时，可以将相邻的第一磁石41和第三磁石43的尺寸设置相同，将相邻的第二磁石42和第四磁石44的尺寸设置相同，磁性件的尺寸与相应的磁石尺寸相匹配，这样可以保证相邻方向的驱动力相同，以尽可能地保持运动过程稳定。

本公开实施例中，运动部20也可以为构造为方形结构，支撑部可以设置在运动部20的四周侧。如图4所示，在运动部20的四侧分别设置第一支撑部51、第二支撑部52、第三支撑部53以及第四支撑部54，每侧可以设置有两列如上述的滚珠或滑轴。如支撑部均包括滚珠时，使得马达中滚珠的列数也可以为三列、四列或五列等，如图7中，可以设置有五列，再如图4中，可以设置八列，在这种情况下，多列滚珠可以均设置为支撑滚珠，既可达到支撑与导向的作用，又可以减小摩擦，或者也可以将其中一列设置为导向滚珠，其它列的滚珠设置为支撑滚珠。

参照图1，自动对焦马达还可以包括设置在固定部10上的通电线路70和用于将线圈30与通电线路70连接的柔性通电结构80。当线圈30缠绕在运动部20的一周时，柔性通电结构80也可以布置在运动部20的底部一周，并通过两个连接端与通电线路70电连接。通过柔性通电结构80连接可以实现通电线路70对线圈30的供电。这里，通电线路70可以为电路板结构，或者也可以为其它能够给线圈30供电的线路结构。柔性通电结构80可以为簧丝，簧丝由于其弹性作用可以对运动部20起到一定的预压作用，可以改善运动部20晃动异响的情况。

本公开实施例中，如图1所示，自动对焦马达除了包括与线圈30连接的通电线路70外，还可以包括设置在固定部10和运动部20中的一者上的并与通电线路70连接的位置传感器91以及设置在固定部10和运动部20中的另一者上的与位置传感器91位置对应的感应器件92，如磁性器件，或者更具体地可以为霍尔磁石。通电线路70、位置传感器91以及感应器件92可以组成用于控制运动部20运动的闭环控制系统，位置传感器91能够通过检测感应器件92的位置信号来判定运动部20的位置信号，并将该信号反馈至通电线路70，通电线路70能够对线圈30通电以控制运动部20产生动作，其中，通电线路70可以为前述的通电线路。

根据本公开的第二个方面，参照图9，还提供一种摄像模组，该摄像模组包括光学器件100和上述的自动对焦马达，光学器件100可以安装于运动部20。该摄像模组具有上述自动对焦马达的所有有益效果，这里不再赘述。

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)

1.一种自动对焦马达，其特征在于，包括：

固定部(10)，包括底座(11)和罩设在所述底座(11)外周的外壳(12)；

运动部(20)，可移动地安装于所述底座(11)；

线圈(30)，缠绕设置于所述运动部(20)的周向；

磁石(40)，设置于所述固定部(10)并且能够与所述线圈(30)产生电磁感应，以驱动所述运动部(20)相对于所述固定部(10)沿预设方向移动；以及

第一支撑部(51)，接触设置在所述固定部(10)和所述运动部(20)之间，并设置在所述马达的一侧，

其中，所述磁石(40)包括设置在所述固定部(10)的对应于所述第一支撑部(51)的一侧的第一磁石(41)，并且所述线圈(30)的背向所述第一磁石(41)的一侧设置有第一磁性件(61)，所述第一磁性件(61)能够与所述第一磁石(41)产生磁吸力，以使得所述第一支撑部(51)被抵压在所述固定部(10)和所述运动部(20)之间。

2.根据权利要求1所述的自动对焦马达，其特征在于，所述预设方向为光学器件的光轴方向。

3.根据权利要求1或2所述的自动对焦马达，其特征在于，所述第一支撑部(51)设置在所述运动部(20)的边缘位置。

4.根据权利要求1或2所述的自动对焦马达，其特征在于，所述第一支撑部(51)包括至少一列沿所述预设方向延伸的滑轴，以及/或者

所述第一支撑部(51)包括至少一列沿所述预设方向排列的多个滚珠。

5.根据权利要求1或2所述的自动对焦马达，其特征在于，所述固定部(10)的设置有所述第一磁石(41)的对侧设置有第二磁石(42)，并且所述线圈(30)的背向所述第二磁石(42)的一侧设置有第二磁性件(62)，所述第二磁石(42)与所述第二磁性件(62)产生的磁吸力配置成小于所述第一磁石(41)与所述第一磁性件(61)产生的磁吸力。

6.根据权利要求5所述的自动对焦马达，其特征在于，所述固定部(10)的设置有所述第一磁石(41)的邻侧设置有第三磁石(43)，并且所述线圈(30)的背向所述第三磁石(43)的一侧设置有第三磁性件(63)，所述自动对焦马达还包括设置在所述固定部(10)和所述运动部(20)之间的对应于所述第三磁石(43)一侧的第二支撑部(52)，所述第三磁性件(63)能够与所述第三磁石(43)产生磁吸力，以使得所述第二支撑部(52)被抵压在所述固定部(10)和所述运动部(20)之间。

7.根据权利要求6所述的自动对焦马达，其特征在于，所述固定部(10)的设置有所述第三磁石(43)的对侧设置有第四磁石(44)，并且所述线圈(30)的背向所述第四磁石(44)的一侧设置有第四磁性件(64)，所述第四磁石(44)与所述第四磁性件(64)产生的磁吸力配置成小于所述第三磁石(43)与所述第三磁性件(63)产生的磁吸力。

8.根据权利要求1或2所述的自动对焦马达，其特征在于，所述自动对焦马达还包括设置在所述固定部(10)上的通电线路(70)和用于将所述线圈(30)与所述通电线路(70)连接的柔性供电结构(80)。

9.根据权利要求1或2所述的自动对焦马达，其特征在于，所述自动对焦马达还包括与所述线圈(30)连接的通电线路(70)、设置在所述固定部(10)和所述运动部(20)中的一者上的并与所述通电线路(70)连接的位置传感器(91)以及设置在所述固定部(10)和所述运动部(20)中的另一者上的与所述位置传感器(91)位置对应的感应器件(92)。

10.一种摄像模组，其特征在于，包括光学器件和根据权利要求1-9中任一项所述的自动对焦马达，所述光学器件安装于所述运动部(20)。

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