CN116360058A - 镜头驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种镜头驱动装置，包括底座、框架、载体、电路板、上簧片、下簧片和多个悬丝，底座沿径向延伸，框架悬空于底座的上方，且设有第二磁石组和两组第一磁石组，第一磁石组包括顶部磁体和底部磁体，顶部磁体叠置并连接至底部磁体的顶面，顶部磁体沿光轴方向的尺寸小于底部磁体沿光轴方向的尺寸；第二磁石组连接至框架的另一个侧部；载体可活动安装于框架内且设有第一线圈组，电路板叠至与底座的顶面，并与框架间隔设置；电路板内部设有第二线圈组；上簧片位于框架和载体的顶部，并与框架和载体连接；下簧片位于框架和载体的底部，并与框架和载体连接；悬丝的顶部与上簧片连接，底部沿光轴方向延伸超出框架的底部，并与底座连接。

Description

镜头驱动装置

技术领域

本发明涉及光学影像设备技术领域，特别涉及一种镜头驱动装置。

背景技术

随着科技的发展，现今许多电子装置(例如智能型手机或数字相机)皆具有照相或录像的功能。这些电子装置的使用越来越普遍，并朝着便利和轻薄化的设计方向进行发展，以提供使用者更多的选择。

一些具有照相或录像功能的电子装置设有一镜头驱动装置，以驱动镜头的光学组件移动，进而达到自动对焦和光学防手震的功能。

镜头驱动装置包括底座、位于底座上方的框架和用于安装镜头的载体，其中，框架设有多个磁石组，多个磁石组用于与载体的线圈以及底座的线圈配合进而驱动载体和框架运动，以调节镜头焦距和防止镜头抖动。

现有技术中，用于驱动框架沿径向运动的磁石一般采用上下两个同样体积的磁石来组合构成，两个磁石的磁感线都能穿过载体的线圈和底座的线圈，两个磁石与载体的线圈配合以驱动载体沿光轴方向运动，位于底部的磁石需与底座的线圈配合驱动框架沿径向运动，由于底部的磁石尺寸有限，与底座的线圈配合形成的推动力并不强，所以需要研究怎样在不增加磁石体积和重量的情况下，增强磁石与底座上的线圈的洛伦兹力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镜头驱动装置，以解决上述问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种镜头驱动装置，所述镜头驱动装置用于驱动镜头运动，包括：

底座，所述底座沿径向延伸，所述径向与所述镜头的光轴方向垂直；

框架，所述框架为绕所述光轴方向延伸的环状且悬空于所述底座的上方，且设有：

至少两组第一磁石组，至少两组所述第一磁石组分别位于所述框架沿径向相对的两侧，且所述第一磁石组包括顶部磁体和底部磁体，所述顶部磁体叠置并连接至所述底部磁体的顶面，所述顶部磁体沿光轴方向的尺寸小于所述底部磁体沿光轴方向的尺寸；以及

第二磁石组，所述第二磁石组连接至所述框架的另一个侧部；

载体，所述载体可活动安装于所述框架内且设有第一线圈组，所述第一线圈组与所述第一磁石组配合可驱动所述载体沿光轴方向运动；

电路板，所述电路板叠至与所述底座的顶面，并与所述框架间隔设置；所述电路板内部设有第二线圈组，所述第二线圈组沿光轴方向与所述第二磁石组和所述第一磁石组对应设置；所述第二线圈组与所述第二磁石组和所述第二磁石组配合可驱动所述框架沿径向运动；

上簧片，所述上簧片位于所述框架和所述载体的顶部，并与所述框架和所述载体连接；

下簧片，所述下簧片位于所述框架和所述载体的底部，并与所述框架和所述载体连接；以及

多个悬丝，所述悬丝的顶部与所述上簧片连接，底部沿光轴方向延伸超出所述框架的底部，并与所述底座连接。

在一个实施例中，所述第一磁石组的极性沿径向分布且所述顶部磁体和所述底部磁体相吸。

在一个实施例中，所述底部磁体的底部延伸超出所述框架的底部。

在一个实施例中，所述框架为矩形环状，两组所述第一磁石组位于所述框架相对的两侧；

两个所述第一线圈组连接至所述载体的径向外表面，且分别与两个所述第一磁石组沿径向相对应。

在一个实施例中，所述第二磁石组包括N个沿径向排列的磁石，相邻的两个磁石中的其中一个所述磁石的极性沿光轴方向分布，另一个沿径向分布，间隔设置且极性沿光轴方向分布的两个所述磁石的极性反向设置；

其中，N为大于或等于3的奇数。

在一个实施例中，所述第二磁石组包括三个沿径向排列的磁石，其中，沿径向方向位于两侧的两个所述磁石的极性沿光轴方向分布。

在一个实施例中，N个所述磁石沿光轴方向的尺寸相同。

在一个实施例中，所述第二磁石组的底部延伸超出所述框架的底部。

在一个实施例中，所述载体设有传感器，所述传感器位于所述第一线圈组的环内。

在一个实施例中，还包括壳体，所述壳体包裹于所述框架、所述载体、所述上簧片、所述下簧片和所述悬丝的外部，且所述壳体的底部与所述底座连接，顶部设有避让孔和避让槽，所述避让孔沿光轴方向与所述镜头对齐，所述避让槽用于避让线路。

本发明通过改变第一磁石组和第二磁石组的排布方式，在不改变磁石的整体的重量和体积情况下，增强了驱动框架的运动力。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明。

图1和图2是本发明的一个镜头驱动装置的爆炸图。

图3是图1所示实施例的框架、载体和电路板的组装图。

图4和图5是图3所示实施例中镜头驱动装置不同角度的剖视图。

图6是本发明所示实施例的第二磁石组和第二线圈组的示意图。

图7是现有技术中磁石块和第二线圈组的示意图。

附图标记：100、镜头驱动装置；1、底座；2、框架；21、第一磁石组；211、顶部磁体；212、底部磁体；22、第二磁石组；221、内部磁石；222、中部磁石；223、外部磁石；3、载体；31、第一线圈组；32、安装凹槽；33、传感器；4、上簧片；5、下簧片；6、壳体；61、避让孔；62、避让槽；7、悬丝；8、电路板；81、第二线圈组；9、磁石块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了便于更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。

除非语境有其它需要，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”和其变型，诸如“包含”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义，即应解释为“包括，但不限于”。

以下将结合附图对本发明的各实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。

如该说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一”和“所述”包括复数指代物，除非文中清楚地另外规定。应当指出的是术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用，除非文中清楚地另外规定。

在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。

本发明涉及一种镜头驱动装置100，该镜头驱动装置100用于驱动镜头运动，且包括底座1、框架2、载体3、四个悬丝7、上簧片4、下簧片5、电路板8和壳体6，其中，底座1用于支撑框架2和载体3；框架2悬空于底座1的上方，用于防止镜头抖动。载体3可活动安装于框架2内，用于安装镜头并带动镜头沿光轴方向运动，从而调节镜头焦距。四个悬丝7用于支撑框架2悬空于底座1的上方。上簧片4和下簧片5均具有弹性，用于驱动载体3复位。电路板8位于底座1的顶面，用于承载线圈和其他传感器等。

具体地，如图1-3所示，底座1为沿径向延伸的矩形板状，该径向与镜头的光轴方向垂直，即底座1所在的平面与光轴方向垂直。应理解，在其他实施例中，底座1也可以设置成其他形状，不限制底座1的具体形状。

底座1内设有内置电路，该内置电路可与外部的电源电连接。

电路板8叠置于底座1的顶面且和内置电路电连接，电路板8内设有第二线圈组81，底座1的内置电路通电后也可以为第二线圈组81通电。

框架2为绕光轴Z方向延伸的矩形环状，框架2通过四个悬丝7悬空于底座1的上方。具体来说，如图1和图2所示，上簧片4由多个弹性的簧丝弯折形成，且位于框架2和载体3的顶部，并与框架2和载体3的顶部连接。而下簧片5同样由多个簧丝弯折形成，下簧片5位于框架2和载体3的底部，同样与框架2和载体3的底部连接。四个悬丝7分别位于框架2的四个角部的径向外部，且与框架2间隔设置。四个悬丝7的顶端与上簧片4连接，底端延伸超出框架2的底端并分别与底座1连接，四个悬丝7通过上簧片4使得框架2和载体3悬空于底座1和电路板8的上方，方便框架2和载体3运动，防止框架2和载体3在运动过程中触碰底座1。框架2沿径向运动后，四个悬丝7还可以驱动框架2复位。应理解，为了稳定地支撑框架2，悬丝7的数量至少为三个，当然也可以设置更多个悬丝7。

框架2上还设有两组第一磁石组21和一组第二磁石组22。如图3和图4所示，两组第一磁石组21的形状相同，且分别安装于框架2沿径向相对设置的两个侧部。应理解，也可以设置更多组的第一磁石组21，多组第一磁石组21可绕框架2的周向排列，第一磁石组21的数量可以根据需要设置。

每组第一磁石组21均包括两个磁体，如图4所示，两个磁体分别为底部磁体212和顶部磁体211，其中，底部磁体212靠近底座1，且和底座1间隔设置，底部磁体212的底部可以和框架2的底部平齐或略微凸出于框架2的底部。作为优选方案，底部磁体212的底部凸出于框架2的底部，方便更靠近底座1，以增强底部磁体212穿过第二线圈组81的磁通量，以便和电路板8内的第二线圈组81配合，驱动框架2沿径向的一个方向运动，定义该方向为X方向。

顶部磁体211沿径向的剖视形状和底部磁体212沿径向的剖视形状基本相同，且沿光轴方向叠置于底部磁体212的顶面。顶部磁体211沿光轴方向的尺寸小于底部磁体212沿光轴方向的尺寸。现有技术中，底部磁体212和顶部磁体211形状一致，导致底部磁体212和电路板8的第二线圈组81之间的洛伦兹力不足以驱动框架2沿X方向运动。而本发明增大了底部磁体212的沿光轴方向的尺寸，在不改变两个磁体整体尺寸和重量的情形下，可以增加底部磁体212穿过第二线圈组81的磁通量，进而增强底部磁体212和第二线圈组81之间的洛伦兹力，从而提高驱动框架2运动的推进力。

作为优选方案，底部磁体212和顶部磁体211的极性方向可以设置成沿径向分布，例如可以将底部磁体212的N极设置在径向内侧，S极设置在径向外侧，而将顶部磁体211的N极设置在径向外侧，S极设置在径向内侧，反之亦然。顶部磁体211和底部磁体212相互吸引，从而使得两个磁体之间更加稳定连接。底部磁体212的磁场线可垂直穿过第二线圈组81，顶部磁体211的N极和底部磁体212的S极形成的磁场线可垂直穿过载体3上的第一线圈组31，不会影响两个磁体形成的磁场线穿过第一线圈组31的磁通量。

作为替代方案，也可以将顶部磁体211的极性方向设置成沿光轴方向分布，即顶部磁体211的N极设置在上方，S极设置在下方，而将底部磁体212的极性设置成沿径向分布，例如可以将底部磁体212的S极设置在径向内侧，而N极设置在径向外侧，底部磁体212自身的磁场线可垂直穿过第二线圈组81，进而驱动框架2运动。顶部磁体211的N极和底部磁体212的S极形成的磁场线可垂直穿过载体3的第一线圈组31，并驱动载体3运动。本发明不限制顶部磁体211和底部磁体212的极性分布方向，只要能够与载体3的第一线圈组31和第二线圈组81配合以提供对载体3或框架2足够的驱动力即可。

在图5所示的实施例中，第二磁石组22安装于框架2的另一个侧部，应理解，第二磁石组22也可以设置两组或多组，多个第二磁石组22也可以绕框架2的周向排列，不限制第一磁石组21的具体数量，可以根据设备需求设置，但是为了减少镜头驱动装置100的整体重量和体积，需尽量减少第一磁石组21和第二磁石组22的数量。

第二磁石组22包括沿径向排列的三个磁石，该三个磁石用于与第二线圈组81配合以驱动框架2沿另一个径向运动，以防止镜头抖动，定义该径向为Y方向，Y方向与X方向均为径向且彼此垂直，而且X方向和Y方向均与光轴Z方向垂直。具体来说，如图5-7所示，该三个磁石沿径向分别包括内部磁石221、中部磁石222和外部磁石223，其中，内部磁石221位于径向内侧，外部磁石223位于径向外侧，而中部磁石222位于内部磁石221和外部磁石223的中间。内部磁石221和外部磁石223的极性均沿光轴方向分布，且内部磁石221的极性方向和外部磁石223的极性方向反向设置，例如内部磁石221的N极位于上方，S极位于下方，而外部磁石223的N极位于下方，S极位于上方，反之亦然。内部磁石221的N极和外部磁石223的S极形成的磁场线可垂直穿过第二线圈组81。

中部磁石222的极性沿径向分布，例如可以将中部磁石222的N极设置于径向外侧，而S极设置在径向内侧，中部磁石222的N极和内部磁石221的S极形成的磁场线也可以穿过第二线圈组81，而中部磁石222的S极和外部磁石223的N极形成的磁场线也可以穿过第二线圈组81，增加了第二磁石组22穿过第二线圈组81的磁通量。

现有技术中，如图7所示，第二磁石组22为一个整体的磁石块9，该磁石块9的极性沿径向分布，该磁石块9的N极和S极位于沿光轴方向的中心处，大量沿光轴方向的的磁场线聚集在磁石块9沿径向的外部。为了使得该磁石块9的磁场线垂直穿过第二线圈组81，需要使得第二线圈组81沿径向的两侧分别设置于偏离磁石块9沿径向的两侧下方，即该第二线圈组81的沿径向的两侧尺寸大于磁石块9沿径向的尺寸。而本发明的外部磁石223和内部磁石221的极性相反，且沿光轴方向分布，外部磁石223的位于下方的N极和内部磁石221位于下面的S极彼此靠近，外部磁石223的下方处和内部磁石221的下方聚集大量沿光轴方向的磁场线，为了增强第二磁石组22穿过第二线圈组81的磁通量，可以将第二线圈组81沿径向的两侧直接设置于外部磁石223和内部磁石221的正下方，从而减少第二线圈组81的体积。

应理解，第二磁石组22也可以设置成5个、7个或9个等多个沿径向排列的磁石，即N个磁石均可，其中N为大于或等于3的奇数，只要相邻设置的一个磁石的极性沿光轴方向分布，另一个沿径向分布，且沿极性沿光轴方向分别的两个间隔的磁石极性反向设置，即对于极性沿光轴方向分布的两个磁石来说，其中一个磁石的N极在上方，间隔设置的另一个磁石的N极在下方。作为优选方案，位于径向两侧的两个磁石的极性方向沿光轴方向分布，更有利于磁场线垂直穿过第二线圈组81。

优选地，多个磁石沿光轴方向的尺寸相同，且多个磁石的底部均延伸超出框架2的底部，方便多个磁石更靠近第二线圈组81，以增强多个磁石与第二线圈组81之间的洛伦兹力。

载体3可活动安装于框架2的环内，载体3的外部设有两个第一线圈组31，两个第一线圈组31分别与两个第一磁石组21沿径向相对设置，第一线圈组31和第一磁石组21配合可驱动载体3沿光轴Z方向运动，以调节镜头焦距。载体3运动后，上簧片4和下簧片5均具有弹性，载体3运动后，上簧片4和下簧片5还可以驱动载体3复位。

在图4所示的实施例中，由于底部磁体212沿光轴方向的尺寸增大，底部磁体212和顶部磁体211的磁场中心向上方偏移，载体3在静止状态下的位置也朝向上方偏移，载体3与底座1之间具有较大的空间，更有利于载体3沿光轴方向向下移动，提供较大的调节焦距的空间。为了不影响载体3朝向上方运动的空间，也可以将镜头驱动机构的顶部设置于电子设备的外部，即将镜头的顶部凸出于电子设备外部，从而为载体3朝向上方运动提供足够的空间，而且不影响电子设备的内部体积。

载体3还设有传感器33，传感器33位于第一线圈组31的环内，该传感器33通过第一磁石组21的相对移动距离来实现光轴方向的位置检测，以更精确地控制载体3的运动。具体地，载体3的径向外侧设置有安装凹槽32，安装凹槽32位于第一线圈组31内。传感器33位于该安装凹槽32内。

此外，悬丝7和上簧片4均可导电，底座1的内置电路的电流可经过悬丝7和上簧片4流入第一线圈组31内，或者为传感器33通电。

壳体6包裹于框架2、载体3、上簧片4、下簧片5和悬丝7的外部，该壳体6的底部与底座1连接，顶部设有贯穿壳体6顶部的避让孔61和避让槽62，且避让槽62和避让孔61连通。避让孔61沿光轴方向与镜头对齐，用于避让光线。避让槽62用于避让线路，例如，可以在壳体6的上方或者上簧片4和壳体6之间设置光圈调节装置或其他部件，该部件可通过上簧片4和悬丝7与底座1的内置电路电连接，再通过线路连接外部的电源形成回路，该线路可经避让槽62伸出至壳体6外部。应理解，避让槽62的形状以及位置可根据需要设置的部件调整，在此并不限制避让槽62的具体形状和位置。

本发明通过改变第一磁石组21和第二磁石组22的排布方式，在不改变磁石的整体的重量和体积情况下，增强了驱动框架2的推进力。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，若需要，能修改实施例的方面来采用各种专利、申请和出版物的方面、特征和构思来提供另外的实施例。

考虑到上文的详细描述，能对实施例做出这些和其它变化。一般而言，在权利要求中，所用的术语不应被认为限制在说明书和权利要求中公开的具体实施例，而是应被理解为包括所有可能的实施例连同这些权利要求所享有的全部等同范围。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种镜头驱动装置，所述镜头驱动装置用于驱动镜头运动，其特征在于，包括：

底座，所述底座沿径向延伸，所述径向与所述镜头的光轴方向垂直；

框架，所述框架为绕所述光轴方向延伸的环状且悬空于所述底座的上方，且设有：

至少两组第一磁石组，至少两组所述第一磁石组分别位于所述框架沿径向相对的两侧，且所述第一磁石组包括顶部磁体和底部磁体，所述顶部磁体叠置并连接至所述底部磁体的顶面，所述顶部磁体沿光轴方向的尺寸小于所述底部磁体沿光轴方向的尺寸；以及

第二磁石组，所述第二磁石组连接至所述框架的另一个侧部；

载体，所述载体可活动安装于所述框架内且设有第一线圈组，所述第一线圈组与所述第一磁石组配合可驱动所述载体沿光轴方向运动；

电路板，所述电路板叠至与所述底座的顶面，并与所述框架间隔设置；所述电路板内部设有第二线圈组，所述第二线圈组沿光轴方向与所述第二磁石组和所述第一磁石组对应设置；所述第二线圈组与所述第二磁石组和所述第二磁石组配合可驱动所述框架沿径向运动；

上簧片，所述上簧片位于所述框架和所述载体的顶部，并与所述框架和所述载体连接；下簧片，所述下簧片位于所述框架和所述载体的底部，并与所述框架和所述载体连接；以及

多个悬丝，所述悬丝的顶部与所述上簧片连接，底部沿光轴方向延伸超出所述框架的底部，并与所述底座连接。

2.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述第一磁石组的极性沿径向分布且所述顶部磁体和所述底部磁体相吸。

3.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述底部磁体的底部延伸超出所述框架的底部。

4.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述框架为矩形环状，两组所述第一磁石组位于所述框架相对的两侧；

两个所述第一线圈组连接至所述载体的径向外表面，且分别与两个所述第一磁石组沿径向相对应。

5.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述第二磁石组包括N个沿径向排列的磁石，相邻的两个磁石中的其中一个所述磁石的极性沿光轴方向分布，另一个沿径向分布，间隔设置且极性沿光轴方向分布的两个所述磁石的极性反向设置；

其中，N为大于或等于3的奇数。

6.根据权利要求5所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述第二磁石组包括三个沿径向排列的磁石，其中，沿径向方向位于两侧的两个所述磁石的极性沿光轴方向分布。

7.根据权利要求5所述的镜头驱动装置，其特征在于，N个所述磁石沿光轴方向的尺寸相同。

8.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述第二磁石组的底部延伸超出所述框架的底部。

9.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述载体设有传感器，所述传感器位于所述第一线圈组的环内。

10.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，还包括壳体，所述壳体包裹于所述框架、所述载体、所述上簧片、所述下簧片和所述悬丝的外部，且所述壳体的底部与所述底座连接，顶部设有避让孔和避让槽，所述避让孔沿光轴方向与所述镜头对齐，所述避让槽用于避让线路。

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