CN203054321U - 一种驱动微型镜头直线运动的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种驱动微型镜头直线运动的装置，包括套筒(1)、磁轭环(2)、永磁体(3)、弹性体(4)、线圈(5)、运动载座(6)和基座(9)等。套筒安装于磁轭环中心的通孔中，运动载座装配在所述套筒中，该套筒筒身开有缺口，弹性体通过该缺口夹持着运动载座，起到提供运动阻尼和位置保持的作用，所述运动载座的中心开有通孔，镜头安装在该通孔中。该运动载座伸出支撑臂，线圈缠绕在该支撑臂上，永磁体固定在所述装置中，线圈置于永磁体和磁轭环之间的空气间隙中，通电后线圈受到平行于光轴方向的电磁力，驱动运动载座沿着光轴方向作直线运动。本实用新型具有长行程、耐振荡、耐冲击、小功耗等特点，适用于轻薄型电子设备中。

Description

一种驱动微型镜头直线运动的装置

技术领域

本实用新型涉及一种镜头驱动装置，尤其涉及一种驱动微型镜头直线运动和位置保持的装置。

背景技术

目前国内外手机摄像头普遍采用音圈电机作为镜头驱动装置，已有的音圈电机具有以下结构：底座及其安装在底座上的磁轭环，磁轭环内放置永磁体、线圈和运动载座，永磁体位于磁轭环四角的内壁处，与磁轭环外壁之间形成磁回路，线圈位于永磁体和磁轭环之间的空隙中，运动载座位于磁轭环的轴心处，运动载座的中心有通孔，通孔内壁设置有螺纹，可以旋入镜头。线圈缠绕在运动载座四周，运动载座两端分别有前侧弹性体和后侧弹性体，将运动载座固定于光轴方向，后侧弹性体分为左右两片，分别接入电流+/-端子，由于参与电流回路，需要使用绝缘片将后侧弹性体和磁轭环隔离开。

其工作原理是：当+/-端子通入电流时，经由后侧弹性体的左右两片给线圈供电，由于线圈位于磁轭环与永磁体之间的磁回路中，在电磁感应作用下，线圈受到平行于光轴方向的电磁力，驱动运动载座沿着光轴方向作直线运动，运动载座两端的弹性体产生形变，利用弹簧弹力与电磁力相平衡，将运动载座保持在一定的位置上，通过调节电流的大小和方向，改变运动载座的位置，实现自动对焦功能。切断电流后，在弹性体回复力的作用下，运动载座回到初始位置。

这种现有的技术存在固有的缺陷：首先，由于运动载座两端的弹性体厚度较小，本身的弹性形变范围很小，导致镜头可移动的距离很短，微距拍摄的范围受到限制；其次，要使镜头保持在一定位置，需要持续给线圈提供电流以平衡弹性体的弹力，整个驱动装置的功耗比较大；第三，运动载座在沿光轴方向作直线运动时，由于轴向缺少导向结构，容易发生晃动，导致光路偏心，影响成像质量。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型的目的就是提供一种镜头移动距离较大、位置保持不需要持续提供电流、轴向和周向设置导向及约束结构以防止偏心的镜头驱动装置。

本实用新型为实现上述目的所采用的结构技术方案为：起固定和支撑作用的基座，基座四角设置有定位柱，中央开有通孔，基座底部开有方孔，可以装入红外滤波片和感光芯片，光线通过通孔照射到芯片表面。磁轭环安装在基座中，其外壁与定位柱相卡合，磁轭环内设置有起导磁和定位作用的轭铁片，永磁体与轭铁片外壁面相切合，从而在磁轭环内壁与轭铁片外壁之间形成磁回路，线圈位于永磁体和磁轭环之间的空隙中。磁轭环中心开有通孔，通孔边沿有定位槽，起轴向导向作用的套筒通过定位槽与磁轭环装配并连接在一起。运动载座装配在套筒的通孔中，套筒筒身开有缺口，运动载座外壁开有定位槽，弹性体连接在轭铁片内壁上，通过套筒筒身的缺口卡在运动载座的定位槽中，夹持在运动载座四周，起到提供运动阻尼和位置保持的作用。

运动载座的中心开有通孔，镜头可以安装于通孔中。该运动载座伸出支撑臂，线圈缠绕在支撑臂上，某些支撑臂上开有缺口，导线从该缺口引出，分别与电源+/-引脚焊接。电源+/-引脚安装在基座的引脚槽中，一端与线圈的引出导线焊接，另一端分别与电源+/-端子焊接。线圈通入电流后，受到平行于光轴方向的电磁力，在套筒的导向下，驱动运动载座沿着光轴方向作直线运动。绝缘垫片置于电源+/-引脚与磁轭环之间，起到隔离绝缘的作用。所述磁轭环的定位槽分布在中心通孔的四周，所述套筒筒身的缺口优选为四个，分布在筒身四周，套筒的导向臂与定位槽相配置，起到周向定位的作用，套筒的一端伸出磁轭环的外端面一段距离，并与磁轭环的外端面相连接，起到固定套筒位置的作用。所述永磁体位于线圈内侧，与磁轭环的直边和部分斜边形成磁回路，增加了磁回路的长度，提高了线圈的利用率，而且，优选的，可以在磁回路开口处也放置轭铁片，以降低磁阻，减小磁漏，在永磁体厚度不变的情况下，增大了磁感应强度，因此可以减小电流大小，降低功耗，而且充分利用了空间，使得产品的结构更紧凑。

所述运动载座外壁的定位槽优选为四组，每组两个定位槽，每一组分布在运动载座外壁与四周支撑臂连接处的两侧；所述弹性体优选采用对称回转结构，弹性体的一端连接在磁轭环内端面和轭铁片内壁处，另一端通过套筒的缺口夹持在运动载座四周的定位槽中；弹性体设置了一定量的预形变，从而在运动载座外壁上施加了与形变量成正比的正压力，当有相对运动或者运动趋势时，弹性体与运动载座的接触面上就会产生摩擦力；当线圈通入电流时，将受到平行于光轴方向的电磁力，驱动运动载座沿着光轴方向作直线运动，切断电流后，运动载座在摩擦力的作用下逐渐停止并保持在一定位置处，其位移量由电流的特性确定，从而实现位置控制。所以，所述弹性体在运动载座移动过程中，能够起到提供运动阻尼和位置保持的作用。

本实用新型专利由于不需要在所述运动载座两端设置弹性体，与现有技术相比，在光轴方向减少了前弹性体、后弹性体，从而减小了驱动装置的轴向厚度；而且由于没有轴向弹性体的弹性形变限制，镜头在套筒的导向作用下，在光轴方向的移动距离大大增加，能完成更小微距的拍摄；镜头到达所需位置后，所述弹性体产生的摩擦力就可以将镜头保持在一定位置处，不需要给线圈持续提供电流，降低了运动控制过程中的功耗；所述套筒和所述弹性体与运动载座相配置，轴向限定了镜头的运动方向，防止了镜头的倾斜和晃动，所以能够耐振荡和冲击，减小光路的偏心现象。

本实用新型的其它优点将在下文中描述，或者通过下文的说明而由本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是本实用新型的组合状态的俯视图及A-A剖视图；

图2是本实用新型的结构分解示意图；

图3是本实用新型的套筒的立体图；

图4是本实用新型的磁轭环的立体图；

图5是本实用新型的永磁体的立体图；

图6是本实用新型的弹性体的立体图；

图7是本实用新型的线圈的立体图；

图8是本实用新型的运动载座的立体图；

图9是本实用新型的绝缘垫片的立体图；

图10是本实用新型的电源+/-引脚的立体图；

图11是本实用新型的基座的立体图；

图12是本实用新型的感光芯片的立体图；

具体实施方式

以下结合附图1-12，详细描述本实用新型的一个具体实施例。

以八边形中心对称结构的磁轭环2作为装配基准，该磁轭环的中心具有中央通孔21，通孔四周均匀分布有四个定位槽22，定位槽22内周有四个对称均匀分布的轭铁片23；套筒1作为轴向导向结构，其四个导向臂11与磁轭环的四个定位槽22相配置，起到周向定位的作用，防止套筒旋转，其内端面12与磁轭环外端面25配合并连接在一起，起到固定套筒位置的作用；运动载座6安装在磁轭环2的中央通孔21以及套筒1中，该运动载座的外壁面62与套筒1的导向臂11相配置，防止该运动载座在运动过程中偏心和晃动；运动载座6向四周对称伸出四个支撑臂，支撑臂上设置有台阶面64和65，线圈5缠绕在支撑臂的台阶面上，该线圈的端面51和台阶面65相配合，内壁面52和台阶面64相配合，台阶面可以固定线圈5的位置，防止线圈5转动错位，处于相邻位置的两个支撑臂的台阶面上开有缺口67，导线从该缺口引出，分别与电源+/-引脚81和82焊接，且导线预留一段长度，以满足运动载座6的长行程要求。电源+/-引脚8安装在基座9的引脚槽94中，引脚一端81和82分别与线圈5的引出导线焊接，另一端83和84通过所述基座9的缺口95和96分别与电源+/-端子焊接。线圈5通入电流后，受到平行于光轴方向的电磁力，在套筒的导向下，驱动运动载座沿着光轴方向作直线运动。绝缘垫片7置于基座9中，位于电源+/-引脚8与磁轭环2之间，起到隔离绝缘的作用。

基座9的四角设置有定位柱93，该定位柱和所述磁轭环2的外壁互相卡合并连接，以固定磁轭环2的位置；该基座的中心设置通孔91，使光线照射到芯片表面；该通孔周边设置有凸台92，该凸台和永磁体3、轭铁片23以及套筒1的端面相切合，起到固定相对位置的作用；基座9的底部开有方孔98，红外滤波片安装于方孔98中，除了滤除红外干扰外，还起到防尘的作用；基座9的底端面99与感光芯片10的周边电路板边沿101相连接。

运动载座6的外壁上开有四组定位槽63，每组两个定位槽，每一组对称分布在运动载座四周支撑臂的两侧，运动载座6中央有一通孔61，镜头可以安装于该通孔中；弹性体4采用对称回转结构，将其安装在磁轭环2的轭铁片23的内壁处，其后端面42与相邻的两个轭铁片的圆弧面24相连接，前端面41通过套筒6的筒身缺口，装配于运动载座1的定位槽13中，夹持在运动载座1的四周，起到提供运动阻尼和位置保持的作用，而且，弹性体4的侧端面43与定位槽侧立面相配置，起到防止运动载座6在圆周方向旋转的作用，当安装镜头时，不需要额外使用固定装置就可以进行镜头安装和调距作业。

磁轭环2内设置有起导磁和定位作用的轭铁片23，永磁体3分别置于轭铁片23的外壁处，永磁体3的内壁面31和轭铁片23的外壁面相配置，永磁体3的圆弧面32和轭铁片23的外壁圆弧面相配置，永磁体3的底端面和磁轭环2的内底面相配置；永磁体3为径向充磁，而且与磁轭环2的外壁形状相适应，在永磁体3、轭铁片23、磁轭环2的内壁以及空气间隙之间形成磁回路，增加了磁回路的长度，提高了线圈5的利用率，在永磁体3厚度不变的情况下，增大了电磁力，因此可以减小电流大小，降低功耗，而且充分利用了空间，使得产品的结构更紧凑；线圈5置于永磁体3和磁轭环2的内壁之间的空气间隙中。

所述弹性体4设置了一定量的预形变，从而在运动载座6的外壁定位槽63上施加了与形变量成正比的正压力，当有相对运动或运动趋势时，弹性体4的前端面41与运动载座6的接触面上就会产生摩擦力，当线圈5通入方波电流时，在电磁感应作用下，线圈5将受到平行于光轴方向的电磁力，驱动运动载座6沿着光轴方向作直线运动，切断电流后，运动载座6在摩擦力的作用下逐渐停止并保持在一定位置处，其位移量由方波电流的幅值和占空比确定，所以，弹性体4能够起到提供运动阻尼和位置保持的作用，从而实现位置控制。

结合上述具体实施方式，可见本实用新型专利由于在光轴方向减少了前、后弹性体以及绝缘垫片，从而减小了驱动装置的轴向厚度；而且由于没有轴向弹性体弹性形变范围的限制，镜头可以在套筒的导向作用下，在光轴方向的移动距离大大增加，能完成更小微距的拍摄；镜头到达所需位置后，弹性体4产生的摩擦力就可以将镜头保持在一定位置处，不需要给线圈持续提供电流，降低了运动控制过程中的功耗；套筒1和弹性体4与运动载座6相配置，轴向防止了镜头的倾斜和晃动，所以能够耐振荡和冲击，减小光路的偏心。

尽管在附图和前述中详细阐明和描述了本实用新型，应认为该阐明和描述是说明性的和示例性的，而不是限制性的；本实用新型不限于上述实施方式。例如，可以在套筒1上设置弹性结构，向运动载座6施加运动过程中所需要的摩擦力，也能够起到提供运动阻尼和位置保持的作用；或者永磁体3可以置于磁轭环2的内壁面处，也能够在永磁体3、轭铁片23、磁轭环2的内壁以及空气间隙之间形成磁回路；或者可以采用动磁结构，即线圈5固定于磁轭环2中，永磁体3与运动载座6相连接，当线圈通电时，永磁体3受到平行于光轴方向的电磁力，驱动运动载座6沿着光轴方向作直线运动，也能够实现镜头的位置控制。

那些本技术领域的一般技术人员能够通过研究说明书、公开的内容及附图和所附的权利要求书，理解和实施对披露的实施方式的其他改变。在本实用新型的实际应用中，一个零件可能执行权利要求中所引用的多个技术特征的功能。在权利要求中，措词“包括”不排除其他的元素和步骤，并且措辞“一个”不排除复数。权利要求中的任何附图标记不应理解为对范围的限制。

Claims (6)

1.一种驱动微型镜头直线运动的装置，其特征在于，包括套筒(1)、磁轭环(2)、永磁体(3)、弹性体(4)、线圈(5)、运动载座(6)和基座(9)，

套筒(1)安装于所述磁轭环中心的通孔中，

运动载座(6)装配在该套筒中，

弹性体(4)夹持着所述运动载座，起到提供运动阻尼和位置保持的作用，

线圈(5)缠绕在该运动载座的支撑臂上，

永磁体(3)固定在所述磁轭环中，该线圈置于永磁体和磁轭环之间的空气间隙中，通电后受到平行于光轴方向的电磁力，驱动该运动载座沿着光轴方向作直线运动，切断电流后，该运动载座在摩擦力的作用下逐渐停止并保持在一定位置处，其位移量由电流特性确定。

2.根据权利要求1所述的驱动镜头直线运动的装置，其特征在于：所述套筒(1)的筒身开有缺口，弹性体(4)通过该缺口夹持着运动载座(6)；该套筒伸出所述磁轭环(2)的外端面0.2mm以上，起到为运动载座(6)导向的作用。

3.根据权利要求1所述的驱动镜头直线运动的装置，其特征在于：所述磁轭环(2)中的轭铁片(23)与该磁轭环内壁面之间有一空气间隙，所述线圈(2)置于该间隙中沿光轴方向运动，该空气间隙的轴向长度占装置轴向总厚度的三分之一以上。

4.根据权利要求1或2所述的驱动镜头直线运动的装置，其特征在于：所述弹性体(4)的一个端面(41)通过套筒(1)的筒身缺口，夹持着所述运动载座(6)；所述弹性体(4)安装于所述磁轭环(2)的长对角方向，从而充分利用空间，使整个装置布局紧凑。

5.根据权利要求4所述的驱动镜头直线运动的装置，其特征在于：所述弹性体(4)的所述端面(41)位于基准面(B)一侧的二分之一装置轴向总厚度内，在所述运动载座(6)移动过程中，始终夹持着该运动载座。

6.根据权利要求5所述的驱动镜头直线运动的装置，其特征在于：所述弹性体(4)设置了一定量的预形变，从而在所述运动载座(6)上施加了与形变量成正比的正压力，当有相对运动或运动趋势时，该弹性体的所述端面(41)与所述运动载座的接触面上就会产生摩擦力，起到提供运动阻尼和位置保持的作用。

Images