CN218124477U - 双控制器三轴闭环防抖音圈电机 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种双控制器三轴闭环防抖音圈电机，其中底座内连接有金属加强件；绕线筒上缠绕有AF线圈，电容板连接于绕线筒内部，磁石导通连接片连接于OIS闭环防抖系统内部，OIS闭环防抖系统对音圈电机提供水平两轴方向的闭环控制；磁石与金属加强件通过第一弹性连接片组和磁石导通连接片导通，电容板与金属加强件通过第一弹性连接片组导通，电容板与磁石的相对面积产生线性变化，使二者间的电容值也随之改变实现音圈电机竖直方向的闭环控制。本申请技术方案可以实现音圈电机三轴方向的防抖效果，AF方向采用磁石与电容的闭环防抖控制，以解决现有的移动端摄像设备对HALL与磁石需求的空间较大，导致马达体积增大的问题。

Description

双控制器三轴闭环防抖音圈电机

技术领域

本申请涉及音圈电机技术领域，尤其涉及一种双控制器三轴闭环防抖音圈电机。

背景技术

由于音圈电机具有结构简单、体积小、低能耗、无噪音、高加速度、响应速度快、位移精确和价格低等优点，所以目前对于摄像头自动调焦装置来说，音圈电机的自动调焦功能仍为性价比最高的方案。通过将光学镜头固定在音圈电机驱动载体上，载体作为镜头移动的动力单元，并通过弹性结构连接音圈电机载体与外壳，当电机通电后，载体将沿镜头光轴方向做直线运动，从而实现自动调焦功能。

由于现有的高端的摄像设备大多采用驱动控制器和磁石来实现AF方向的闭环控制，但是对HALL与磁石需求的空间较大，否则达不到霍尔元件的感测范围，所以会导致马达体积增大，这样会限制音圈电机轻量化发展。

实用新型内容

本申请实施例的目的是提供一种双控制器三轴闭环防抖音圈电机，采用磁石和电容来实现AF方向的闭环控制，以解决现有的移动端摄像设备对HALL与磁石需求的空间较大，导致马达体积增大的问题，使得音圈电机轻量化进一步发展。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供如下技术方案：

本申请提供一种双控制器三轴闭环防抖音圈电机，包括：第一弹性连接片组、第二弹性连接片组、若干磁石、OIS闭环防抖系统、AF电容式闭环防抖系统和底座；所述底座内连接有金属加强件；

所述AF电容式闭环防抖系统包括绕线筒、磁石导通连接片和电容板，所述绕线筒上缠绕有AF线圈，所述电容板连接于所述绕线筒内部，所述磁石导通连接片连接于所述OIS闭环防抖系统内部，所述OIS闭环防抖系统对音圈电机提供水平两轴方向的闭环控制，所述绕线筒和AF线圈与所述金属加强件通过所述第一弹性连接片组导通，从而使所述绕线筒产生AF方向的运动；所述磁石与所述金属加强件通过所述第一弹性连接片组和所述磁石导通连接片导通，所述电容板与所述金属加强件通过所述第一弹性连接片组导通，所述电容板与所述磁石的相对面积产生线性变化，使二者间的电容值也随之改变实现音圈电机竖直方向的闭环控制。

优选地，前述的双控制器三轴闭环防抖音圈电机，其中所述第一弹性连接片组包括第一弹性连接片、第二弹性连接片、第三弹性连接片和第四弹性连接片，所述第一弹性连接片与所述第二弹性连接片的一端分别与所述金属加强件连接，所述第一弹性连接片与所述第二弹性连接片的另一端分别与所述AF线圈连接，从而形成回路。

优选地，前述的双控制器三轴闭环防抖音圈电机，其中所述金属加强件包括发射极端子和接收极端子，所述发射极端子和接收极端子分别与所述第三弹性连接片和所述第四弹性连接片连接，与外部电路中的电容控制器接通形成回路。

优选地，前述的双控制器三轴闭环防抖音圈电机，其中所述OIS闭环防抖系统包括水平驱动线圈组、线路板和垫圈，所述线路板与所述金属加强件电连接，所述底座上缠绕有所述水平驱动线圈组，所述水平驱动线圈组由两两一组的四个线圈组成，四个所述线圈分别接通在所述线路板上，将音圈电机水平方向分成两轴向控制。

优选地，前述的双控制器三轴闭环防抖音圈电机，其中所述OIS闭环防抖系统还包括：水平驱动控制器，所述水平驱动控制器搭载在所述底座上，所述水平驱动控制器的端口与所述金属加强件连接，所述水平驱动控制器通过检测与所述磁石产生的磁变化量控制所述水平驱动线圈组中通过的电流的大小，从而实现音圈电机水平两轴方向的闭环控制。

优选地，前述的双控制器三轴闭环防抖音圈电机，其中所述OIS闭环防抖系统还包括：电容片，所述电容片与所述金属加强件连接，所述电容片与所述磁石之间的电容值产生变化，连接于马达外部的电容控制器向马达发送反馈信号，从而实现音圈电机水平两轴方向的闭环控制。

优选地，前述的双控制器三轴闭环防抖音圈电机，其中若干所述磁石搭载在所述垫圈内，若干所述磁石的数量为四个并且大小相同；若干所述磁石与所述电容板平行放置，使得所述电容板与所述磁石重合的面积在线性单调变化。

优选地，前述的双控制器三轴闭环防抖音圈电机，其中所述绕线筒上连接有两个绕线柱供金属导体线圈固定其正负极，两个所述绕线柱分别将AF线圈与第一弹性连接片和第二弹性连接片导通。

优选地，前述的双控制器三轴闭环防抖音圈电机，其中所述第一弹性连接片组的四角单独提供OIS方向的弹力，所述第二弹性连接片组与所述第一弹性连接片组共同提供AF方向的弹力。

优选地，前述的双控制器三轴闭环防抖音圈电机，其还包括：外壳，所述外壳与所述底座扣合。

相较于现有技术，本申请提供的双控制器三轴闭环防抖音圈电机，设置AF电容式闭环防抖系统，本申请中的AF方向的闭环控制可以大大缩短聚焦所用的时间，当镜头发生抖动时，AF电容式闭环防抖系统控制可以迅速根据电容值的变化调整自身竖直方向行程，达到防抖效果；AF方向运用磁石和电容实现闭环控制，结构更加简单，以解决现有的移动端摄像设备对HALL与磁石需求的空间较大，导致马达体积增大的问题，使得音圈电机轻量化进一步发展，AF电容式闭环防抖系统与OIS闭环防抖系统相互配合，使得双控制器三轴闭环防抖音圈电机实现OIS两轴和AF方向的三轴防抖效果。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本申请示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本申请的若干实施方式，相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1示意性地示出了双控制器三轴闭环防抖音圈电机的爆炸示意图；

图2示意性地示出了实施例一中OIS闭环防抖系统连接的结构示意图；

图3示意性地示出了实施例二中OIS闭环防抖系统连接的结构示意图；

图4示意性地示出了AF电容式闭环防抖系统连接的结构示意图；

图5示意性地示出了第一弹性连接片组的结构示意图。

附图标号说明：

第一弹性连接片组1，第一弹性连接片11，第二弹性连接片12，第三弹性连接片13，第四弹性连接片14；第二弹性连接片组2；磁石3；底座4； OIS闭环防抖系统5，水平驱动线圈组51，线路板52，垫圈53，水平驱动控制器54，电容片55；AF电容式闭环防抖系统6，绕线筒61，磁石导通连接片62，电容板63；金属加强件7，发射极端子71，接收极端子72；外壳8。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，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、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上（包括两个），同理，“多组”指的是两组以上（包括两组），“多片”指的是两片以上（包括两片）。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

实施例一

如图1、图2、图4所示，本申请的实施例一提出的一种双控制器三轴闭环防抖音圈电机，包括：第一弹性连接片组1、第二弹性连接片组2、若干磁石3、底座4、OIS闭环防抖系统5、AF电容式闭环防抖系统6；所述底座4内连接有金属加强件7；

所述AF电容式闭环防抖系统6包括绕线筒61、磁石导通连接片62和电容板63，所述绕线筒61上缠绕有AF线圈，所述电容板63连接于所述绕线筒61内部，所述磁石导通连接片62连接于所述OIS闭环防抖系统5内部，所述OIS闭环防抖系统5对音圈电机提供水平两轴方向的闭环控制，所述第一弹性连接片组1将所述垫圈53、所述底座4与所述绕线筒61连接，所述第二弹性连接片组2与所述绕线筒61和所述垫圈53连接，所述绕线筒61和AF线圈与所述金属加强件7通过所述第一弹性连接片组1导通，从而使所述绕线筒61产生AF方向的运动；所述磁石3与所述金属加强件7通过所述第一弹性连接片组1和所述磁石导通连接片62导通，所述电容板63与所述金属加强件7通过所述第一弹性连接片组1导通，所述电容板63与所述磁石3的相对面积产生线性变化，使二者间的电容值也随之改变实现音圈电机竖直方向的闭环控制。

如图1、图4、图5所示，在具体实施中，其中所述第一弹性连接片组1包括第一弹性连接片11、第二弹性连接片12、第三弹性连接片13和第四弹性连接片14，所述第一弹性连接片11与所述第二弹性连接片12的一端分别与所述金属加强件7连接，所述第一弹性连接片11与所述第二弹性连接片12的另一端分别与所述AF线圈连接，从而形成回路。

如图1、图4、图5所示，在具体实施中，其中所述金属加强件7包括发射极端子71和接收极端子72，所述发射极端子71和接收极端子72分别与所述第三弹性连接片13和所述第四弹性连接片14连接，与外部电路中的电容控制器接通形成回路。

如图1、图2所示，在具体实施中，其中所述OIS闭环防抖系统5包括水平驱动线圈组51、线路板52和垫圈53，所述线路板52与所述金属加强件7电连接，所述底座4上缠绕有所述水平驱动线圈组51，所述水平驱动线圈组51由两两一组的四个线圈组成，四个所述线圈分别接通在所述线路板52上，将音圈电机水平方向分成两轴向控制。

如图1、图2所示，在具体实施中，其中所述OIS闭环防抖系统5还包括：水平驱动控制器54，所述水平驱动控制器54搭载在所述底座4上，所述水平驱动控制器54的端口与所述金属加强件7连接，所述水平驱动控制器54通过检测与所述磁石3产生的磁变化量控制所述水平驱动线圈组51中通过的电流的大小，从而实现音圈电机水平两轴方向的闭环控制。

如图1、图2所示，在具体实施中，其中若干所述磁石3搭载在所述垫圈53内，若干所述磁石3的数量为四个并且大小相同；若干所述磁石3与所述电容板63平行放置，使得所述电容板63与所述磁石3重合的面积在线性单调变化。

如图1、图4、图5所示，在具体实施中，其中所述绕线筒61上连接有两个绕线柱供金属导体线圈固定其正负极，两个所述绕线柱分别将AF线圈与第一弹性连接片11和第二弹性连接片12导通。

如图1、图5所示，在具体实施中，其中所述第一弹性连接片组1的四角单独提供水平方向的弹力，所述第二弹性连接片组2与所述第一弹性连接片组1共同提供垂直方向的弹力。

如图1所示，在具体实施中，其中还包括：外壳8，所述外壳8与所述底座4扣合。

具体的，第一弹性连接片组1包括第一弹性连接片11、第二弹性连接片12、第三弹性连接片13和第四弹性连接片14，垂直方向的弹力由第一弹性连接片组1与第二弹性连接片组2共同提供；水平方向的弹力由第一弹性连接片组1四角位置部分单独提供；第三弹性连接片13与第四弹性连接片14为形成电容回路，第一弹性连接片11和第二弹性连接片12为垂直方向的运动供电，与绕线筒61上的AF线圈形成回路。

磁石3的数量为四个，并且大小均相同，绕线筒61上缠有AF线圈，绕线筒61的内部连接有特殊工艺放入的金属导体所制的电容板63，绕线筒61上设有两个绕线柱供金属导体线圈固定其正负极，同时利用两个绕线柱分别将AF线圈与第一弹性连接片11和第二弹性连接片12导通，绕线筒61内的电容板63与磁石3平行放置，在整个垂直方向的运动过程中，保证电容板63与磁石3重合的面积在线性单调变化。

底座4负责通信音圈电机与其余外部电路，底座4内部连接有金属加强件7，金属加强件7在其内部即起到通信作用也有强化底座4强度的作用，金属加强件7包括发射极端子71和接收极端子72，发射极端子71和接收极端子72分别与第三弹性连接片13和第四弹性连接片14连接，与外部电路中的电容控制器接通形成回路。

OIS闭环防抖系统5由水平驱动线圈组51、线路板52、垫圈53和水平驱动控制器54组成；线路板52与金属加强件7连接，水平驱动线圈组51缠绕在底座4上，并正对磁石3，水平驱动线圈组51为两两一组的共四个线圈组成，将水平方向分成两轴向控制，其中相对的线圈为一组，线圈会接通在线路板52上，水平驱动控制器54搭载在底座4上，水平驱动控制器54各功能端口与金属加强件7连接，从而实现外部通信，水平驱动控制器54通过检测与磁石3产生的磁变化量控制水平驱动线圈组51中通过的电流大小，从而实现水平两轴方向的闭环控制。

其中，垫圈53是由特殊结构的注塑件制成，用于搭载磁石3，其内部连接有特殊工艺放入的金属导体片磁石导通连接片62，使四个磁石3间导通，可与电容板63间产生电容。

AF电容式闭环防抖系统6外部正向电流会通过底座4的金属加强件7导通至第一弹性连接片11，第一弹性连接片11会与绕线筒61上的AF线圈接通，电流经过线圈流出至第二弹性连接片12，再通过底座4底部连接的金属加强件7接通外部电路，形成开环电流回路；当垂直方向绕线筒61与垫圈53搭载的磁石3产生相对位移时，电容板63与磁石3之间的相对面积会产生线性变化，二者间的电容值也会随之改变，通过发射极端子71与接收极端子72接通的电容控制器控制AF线圈中通过的电流大小，从而实现垂直方向闭环控制；

AF电容式闭环防抖系统6由绕线筒61、磁石导通连接片62、电容板63构成，其中，电容板63连接在绕线筒61内部；磁石导通连接片62连接在垫圈53内部；绕线筒61上缠绕有AF线圈；通电后，绕线筒61上AF线圈与垫圈53搭载的磁石3间产生洛伦兹力，使电机可以搭载镜头垂直方向向上或者向下运动；在垂直运动时，电容板63通过接收极端子72和第四弹性连接片14的连接，为导通状态；同理，磁石3在发射极端子71与第三弹性连接片13和磁石导通连接片62的连接下也为导通状态，如此以来，磁石3与电容板63之间会产生电容变化；外接电容控制器，即可通过监测电容值的变化量，判断电机的行程位置，即可通过调解输出电流的大小，达到闭环控制的功能。

外壳8与底座4扣合，同时起到限制镜头行程的作用。

双控制器三轴闭环防抖音圈电机可分为AF电容式闭环防抖系统6与OIS闭环防抖系统5，AF电容式闭环防抖系统6通过底座4内置的金属加强件7将电流导通至第一弹性连接片组1，第一弹性连接片组1会将底座7、垫圈53和绕线筒61连接，其中发射极端子71连至第三弹性连接片13，第三弹性连接片13再与磁石导通连接片62导通，与同样原理导通的电容板63形成电容回路。当音圈电机AF方向运动时，电容板63间会持续产生相对的线性的面积变化，通过外接电容控制器监控的电容值，做到AF方向反向补偿，以实现AF方向电容式闭环防抖。

第一弹性连接片组1与绕线筒61、垫圈53、底座4连接，已达到调节镜头垂直于水平方向运动的目的；磁石3搭载在垫圈53内，与绕线筒61内的铜线通电后产生电磁力，为电机提供动力；第二弹性连接片组2与绕线筒61和垫圈53连接，与第一弹性连接片组1共同作用，起到调节音圈电机垂直方向运动的功能，电机水平方向运动的动力，由水平驱动线圈51与磁石3提供，当音圈电机OIS方向运动时，水平驱动控制器54会检测电机是否产生偏移，若检测到偏移会反馈给电机外接的控制器模组，从而控制输出电流大小，调整电机姿态，从而实现OIS方向的闭环控制。

实施例二

如图1、图3、图4、图5所示，本申请的实施例二提出的一种双控制器三轴闭环防抖音圈电机，其中所述OIS闭环防抖系统5还包括：电容片55，所述电容片55与所述金属加强件7连接，所述电容片55与所述磁石3之间的电容值产生变化，连接于马达外部的电容控制器向马达发送反馈信号，从而实现音圈电机水平两轴方向的闭环控制。

具体的，本实例中的OIS闭环防抖系统6与实施例一不一致，其他均与实施例一一致，此处不在赘述，AF方向与实施例一完全相同，OIS闭环防抖系统5包括水平驱动线圈组51、线路板52、垫圈53和电容片55，电容片55设置的位置与水平驱动控制器53位置相同，OIS水平方向也采用电容和磁石，电容片55与金属加强件7连接，利用其相对面积产生线性变化，电容值也随之改变，连接于马达外部的电容控制器进行信号运算后向马达发送反馈信号，从而达到闭环控制。

本申请与AF无闭环控制的相比较：加入闭环控制可以大大缩短聚焦所用的时间。当镜头发生抖动时，AF加入的电容式闭环控制可以迅速根据电容值的变化调整自身AF方向行程，达到防抖效果。

本申请与AF为Hall闭环控制相比较：现有AF闭环结构对HALL与磁石需求的空间较大，否则达不到霍尔元件的感测范围，所以会导致马达体积增大，这样会限制音圈电机轻量化发展。霍尔元件组件复杂，配合公差更多，会降低马达精度。温度、磁场变化等因素同样对霍尔元件类的闭环控制有很大影响。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种双控制器三轴闭环防抖音圈电机，其特征在于，包括：第一弹性连接片组、第二弹性连接片组、若干磁石、OIS闭环防抖系统、AF电容式闭环防抖系统和底座；所述底座内连接有金属加强件；

所述AF电容式闭环防抖系统包括绕线筒、磁石导通连接片和电容板，所述绕线筒上缠绕有AF线圈，所述电容板连接于所述绕线筒内部，所述磁石导通连接片连接于所述OIS闭环防抖系统内部，所述OIS闭环防抖系统对音圈电机提供水平两轴方向的闭环控制，所述绕线筒和所述AF线圈与所述金属加强件通过所述第一弹性连接片组导通，从而使所述绕线筒产生AF方向的运动；所述磁石与所述金属加强件通过所述第一弹性连接片组和所述磁石导通连接片导通，所述电容板与所述金属加强件通过所述第一弹性连接片组导通，所述电容板与所述磁石的相对面积产生线性变化，使二者间的电容值也随之改变实现音圈电机竖直方向的闭环控制。

2.如权利要求1所述的双控制器三轴闭环防抖音圈电机，其特征在于，所述第一弹性连接片组包括第一弹性连接片、第二弹性连接片、第三弹性连接片和第四弹性连接片，所述第一弹性连接片与所述第二弹性连接片的一端分别与所述金属加强件连接，所述第一弹性连接片与所述第二弹性连接片的另一端分别与所述AF线圈连接，从而形成回路。

3.如权利要求2所述的双控制器三轴闭环防抖音圈电机，其特征在于，所述金属加强件包括发射极端子和接收极端子，所述发射极端子和接收极端子分别与所述第三弹性连接片和所述第四弹性连接片连接，与外部电路中的电容控制器接通形成回路。

4.如权利要求1所述的双控制器三轴闭环防抖音圈电机，其特征在于，所述OIS闭环防抖系统包括水平驱动线圈组、线路板和垫圈，所述线路板与所述金属加强件电连接，所述底座上缠绕有所述水平驱动线圈组，所述水平驱动线圈组由两两一组的四个线圈组成，四个所述线圈分别接通在所述线路板上，将音圈电机水平方向分成两轴向控制。

5.如权利要求4所述的双控制器三轴闭环防抖音圈电机，其特征在于，所述OIS闭环防抖系统还包括：水平驱动控制器，所述水平驱动控制器搭载在所述底座上，所述水平驱动控制器的端口与所述金属加强件连接，所述水平驱动控制器通过检测与所述磁石产生的磁变化量控制所述水平驱动线圈组中通过的电流的大小，从而实现音圈电机水平两轴方向的闭环控制。

6.如权利要求4所述的双控制器三轴闭环防抖音圈电机，其特征在于，所述OIS闭环防抖系统还包括：电容片，所述电容片与所述金属加强件连接，所述电容片与所述磁石之间的电容值产生变化，连接于马达外部的电容控制器向马达发送反馈信号，从而实现音圈电机水平两轴方向的闭环控制。

7.如权利要求4所述的双控制器三轴闭环防抖音圈电机，其特征在于，所述垫圈内搭载有所述磁石，若干所述磁石的数量为四个并且大小相同；若干所述磁石与所述电容板平行放置，使得所述电容板与所述磁石重合的面积在线性单调变化。

8.如权利要求2所述的双控制器三轴闭环防抖音圈电机，其特征在于，所述绕线筒上连接有两个绕线柱供AF线圈固定其正负极，两个所述绕线柱分别将所述AF线圈与第一弹性连接片和第二弹性连接片导通。

9.如权利要求1所述的双控制器三轴闭环防抖音圈电机，其特征在于，所述第一弹性连接片组的四角单独提供OIS方向的弹力，所述第二弹性连接片组与所述第一弹性连接片组共同提供AF方向的弹力。

10.如权利要求1所述的双控制器三轴闭环防抖音圈电机，其特征在于，还包括：外壳，所述外壳与所述底座扣合。

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