專利名稱：電磁力驅(qū)動(dòng)對(duì)焦的高像素微型光學(xué)自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
電磁力驅(qū)動(dòng)對(duì)焦的高像素微型光學(xué)自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于攝像設(shè)備上的對(duì)焦裝置，尤其是涉及高 像素手機(jī)鏡頭、照相機(jī)、攝像頭等類似產(chǎn)品的自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)。背景技術(shù)：
數(shù)碼照相技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是數(shù)碼鏡頭由低像質(zhì)到高像質(zhì),由定焦 數(shù)碼鏡頭到對(duì)焦數(shù)碼鏡頭。
目前市場(chǎng)上銷售的照相手機(jī)用數(shù)碼鏡頭，主要是30萬(wàn)、130萬(wàn) 像素的鏡頭；比較高檔的照相手機(jī)，配置有200萬(wàn)甚至300萬(wàn)像素的 數(shù)碼鏡頭，這類鏡頭由于沒有對(duì)焦功能，景物的拍攝距離受到限制， 拍攝近距離(5-30cm)或遠(yuǎn)距離(200cm以外)的景物，景物影像就 會(huì)模糊不清。無(wú)論是整體的清晰度，明亮度還是像面的對(duì)比度，都不 是很理想；而市場(chǎng)上已出現(xiàn)的一些具有對(duì)焦功能的鏡頭，雖然具有一 定的對(duì)焦功能，但大多采用傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)精度不能滿足 光學(xué)系統(tǒng)的高精度要求，且外形偏大。這樣的對(duì)焦功能鏡頭不能滿足 照相手機(jī)薄且小巧、質(zhì)量可靠的發(fā)展方向。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為了克服上述對(duì)焦系統(tǒng)精虔不高、外形偏 大、拍攝距離受限制的不足而提供的一種采用電磁力驅(qū)動(dòng)及彈簧彈力 平衡方式實(shí)現(xiàn)高像素鏡頭的自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了鏡頭自動(dòng)對(duì)焦的動(dòng)作精準(zhǔn)性、自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)的微型化、解決了鏡頭微距拍攝
問題，5cm至無(wú)窮遠(yuǎn)景物可對(duì)焦拍攝。
為了解決上述存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用下列技術(shù)方案 一種電磁力驅(qū)動(dòng)對(duì)焦的高像素微型光學(xué)自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)，包括座
體，其特征在于座體包括導(dǎo)向的鏡筒，鏡筒的空腔中設(shè)有可沿鏡筒上
下運(yùn)動(dòng)的鏡頭座，鏡頭座上纏繞有多匝線圈，在鏡筒內(nèi)裝有磁鐵，在
鏡頭座上設(shè)有復(fù)位彈簧；
如上所述的座體還可以包括承座、上蓋，鏡筒套合在承座上，上
蓋壓住鏡筒后與承座連接；
如上所述的彈簧卡在鏡頭座和上蓋之間而固定； 如上所述磁鐵是四塊，磁鐵在鏡筒的四角均勻安裝； 如上所述鏡頭座的底面連接有一帶有引出部的柔軟平衡片，平衡
片的引出部壓在承座與鏡筒之間而伸出；平衡片上有導(dǎo)電通路，導(dǎo)電
通路與線圈連接并伸出到引出部；
如上所述的鏡頭座外圓周的上部設(shè)有多個(gè)導(dǎo)向塊，鏡頭座外圓周
的下部伸出有多個(gè)方塊，線圈繞在導(dǎo)向塊與方塊之間；
如上所述的鏡筒的內(nèi)圓周上設(shè)有多個(gè)形狀與鏡頭座導(dǎo)向塊配合
的導(dǎo)槽。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下的優(yōu)點(diǎn)
1、 機(jī)構(gòu)形式上現(xiàn)有對(duì)焦系統(tǒng)采用傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；本對(duì)焦 系統(tǒng)采用電磁驅(qū)動(dòng)、彈簧彈力平衡機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用；
2、 傳動(dòng)方式現(xiàn)有對(duì)焦系統(tǒng)采用旋轉(zhuǎn)移動(dòng)對(duì)焦，成像像面不一致;本對(duì)焦系統(tǒng)采用直線移動(dòng)對(duì)焦，成像系統(tǒng)穩(wěn)定；
3、 信賴性現(xiàn)有對(duì)焦系統(tǒng)重復(fù)精度低，不穩(wěn)定；本對(duì)焦系統(tǒng)重復(fù) 精度高，精度可靠；本對(duì)焦系統(tǒng)采用電磁力驅(qū)動(dòng)，彈簧彈力平衡循環(huán) 運(yùn)動(dòng)；利用通電線圈在磁場(chǎng)中受到電磁力的作用，推動(dòng)鏡頭運(yùn)動(dòng)，而 彈簧，其不僅推動(dòng)鏡頭往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而且保證系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的平衡性和準(zhǔn)確 性；還由于電磁力與通電電流的線性關(guān)系及彈簧彈力與伸長(zhǎng)量的線性 關(guān)系，從而保證了對(duì)焦系統(tǒng)的對(duì)焦精度的一致性和精確度；
4、 拍攝距離現(xiàn)有對(duì)焦系統(tǒng)拍攝距離50cm至200cm;本對(duì)焦 系統(tǒng)可拍攝5cm至無(wú)窮遠(yuǎn)景物；
5、 對(duì)焦范圍現(xiàn)有對(duì)焦系統(tǒng)固定距離點(diǎn)對(duì)焦；本對(duì)焦系統(tǒng)5cm 至無(wú)窮遠(yuǎn)任一點(diǎn)對(duì)焦；
6、 外形大小現(xiàn)有對(duì)焦系統(tǒng)外形尺寸偏大；本對(duì)焦系統(tǒng)外形尺 寸小,結(jié)構(gòu)緊湊；因?yàn)槌凶㈢R筒、上蓋組成的機(jī)構(gòu)，既是整個(gè)對(duì)焦
系統(tǒng)的支撐主體，也是磁鐵的組裝限位體，還是鏡頭座上下運(yùn)動(dòng)的導(dǎo) 向?qū)к?多種功能的整合，從而使得自動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu)的體積微型化。

圖1是本實(shí)用新型的爆炸圖2是本實(shí)用新型的立體組裝圖3是承座的立體圖一；
圖4是承座的立體圖二；
圖5是鏡筒的立體圖一；
圖6是鏡筒的立體圖二；圖7是上蓋的立體圖一；
圖8是上蓋的立體圖二；
圖9是鏡頭座及線圈的立體圖一；
圖IO是鏡頭座及線圈的立體圖二；
圖11是鏡頭座、線圈、平衡片的立體圖一；
圖12是鏡頭座、線圈、平衡片的立體圖二；
圖13是平衡片的立體圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述 圖1,本實(shí)用新型的光學(xué)自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)，包括座體l，座體包括 導(dǎo)向的鏡筒110，鏡筒的空腔lll中設(shè)有可沿鏡筒上下運(yùn)動(dòng)的鏡頭座
2，鏡頭座上纏繞有多匝線圈20，在鏡筒內(nèi)裝有磁鐵3，在鏡頭座上 設(shè)有復(fù)位彈簧4。
當(dāng)要對(duì)焦時(shí)，我們給線圈通某一個(gè)方向的電流，線圈在磁場(chǎng)中受 安培力的作用，線圈帶動(dòng)鏡頭座在鏡筒的空腔中向上運(yùn)動(dòng)，設(shè)置在鏡 頭座中的鏡頭隨之運(yùn)動(dòng)，從而進(jìn)行對(duì)焦；當(dāng)我們要讓鏡頭向下運(yùn)動(dòng)， 減小電流大小直至為0?？刂歧R頭的上下運(yùn)動(dòng)是通過改變電流的大小， 方向不變。當(dāng)不需要鏡頭對(duì)焦，鏡頭需要返回原位時(shí)，彈簧使鏡頭座 及鏡頭回位。
通電線圈在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)方向根據(jù)左手定則進(jìn)行判定伸 開左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且都跟手掌在同一平面內(nèi)， 把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向電流方向，那么，大拇指所指的方向就是通電線圈在磁場(chǎng)中所受安培力的 方向。通電線圈在磁場(chǎng)中受到的磁場(chǎng)作用力與磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度及通電電流成正比，具體公式為Fl-nfilLl;式中Fl表示電磁力，n表 示線圈的匝數(shù)，B表示磁場(chǎng)強(qiáng)度，I表示線圈中電流，U表示線圈在 磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度；這樣，我們可以通過控制電磁力F1的大小來實(shí) 現(xiàn)鏡頭自動(dòng)對(duì)焦的精準(zhǔn)性。圖1、 2中.座體1還可以包括承座120、上蓋130，鏡筒11C套 合在承座上，上蓋130壓住鏡筒110后與承座120連接。承座起定位 支撐作用，鏡筒起限位作用讓鏡頭座2等零件固定在其中，上蓋起固 定及限位作用。圖3、 4中，承座120包括四方的底板121和四個(gè)角 柱122,底板的中間開有圓孔123并設(shè)有圓臺(tái)階124，底板上設(shè)有一 個(gè)與圓臺(tái)階相通的通口 125，底板的四個(gè)角設(shè)有四個(gè)豎立的角柱122， 角柱上設(shè)有凸塊126。圖5、 6中，鏡筒包括八邊底板112，八邊底板 中間開有圓孔113，八邊底板每隔一個(gè)邊設(shè)有一個(gè)豎板114,豎板之 間是缺口 115;圖2中，鏡筒的豎板114插在承座的角柱122之間而 套合連接。圖7、 8中，上蓋130中間開有孔131并設(shè)有方臺(tái)階132， 上蓋的四個(gè)角上設(shè)有勾塊133，上蓋的勾塊133壓住鏡筒后與承座的 凸塊126勾住而連接(圖2)。座體的承座、上蓋、鏡筒可以做成一 體，但是這樣制造過程麻煩，不能拆裝。圖1、 5、 6中，磁鐵3可以是四塊，在鏡筒110的四角均勻安裝， 具體來說可以設(shè)置在鏡筒的四角缺口 115處。這樣，可以產(chǎn)生均勻磁場(chǎng)的磁鐵，既減小系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸，還可以使系統(tǒng)產(chǎn)生均勻穩(wěn)定的永 磁場(chǎng)，使鏡頭座的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)精準(zhǔn)、無(wú)磁滯現(xiàn)象。線圈外的磁鐵可以是以線圈圓心為中心對(duì)稱安裝的2塊、3塊、5塊或更多，當(dāng)然也可以 是一個(gè)整塊環(huán)形磁鐵。圖9-12中，鏡頭座2設(shè)置在承座120的圓臺(tái)階124上。鏡頭座 為一圓環(huán)柱，鏡頭座的內(nèi)圓周上設(shè)有螺紋22用于固定鏡頭。鏡頭座 外圓周的上部設(shè)有多個(gè)帶凹槽23的導(dǎo)向塊24，鏡頭座外圓周的下部 伸出有多個(gè)方塊25，線圈20繞在導(dǎo)向塊24與方塊25之間而不會(huì)脫 落。線圈可以繞有多層；每層按照一定的方向，有一定的圈數(shù)。圖5、 6中，鏡筒的內(nèi)圓周上設(shè)有多個(gè)形狀與上述鏡頭座導(dǎo)向塊24配合的 導(dǎo)槽U7;鏡頭座導(dǎo)向塊在導(dǎo)槽中運(yùn)動(dòng)，這樣鏡筒就可以在鏡頭座中 沿直線上下運(yùn)動(dòng),使鏡頭對(duì)焦不會(huì)出現(xiàn)成像像面不一致的現(xiàn)象。圖1、 8、 9中，彈簧4卡在鏡頭座2的凹槽23和上蓋方臺(tái)階132 的凸耳135之間而固定；彈簧的伸長(zhǎng)與其受到的力成正比，具體公式 為F2=aL2;式中F2表示彈力，a表示彈簧的彈性常數(shù)，L表示 彈簧的伸長(zhǎng)量。當(dāng)通有電流的線圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧就會(huì)彈性變 形，從而平衡鏡頭座的運(yùn)動(dòng)，其特殊的彈簧材質(zhì)一—有彈性而無(wú)磁性 以及大的材質(zhì)線徑比例一一線徑比達(dá)1/35-40，從而可以保證鏡頭座 的運(yùn)動(dòng)達(dá)到可以控制且任意位置可停留的準(zhǔn)確移動(dòng)。圖ll、 12、 13中，鏡頭座2的圓環(huán)底面連接有一柔軟平衡片5， 平衡片為一帶有引出部51的圓環(huán)，平衡片焊接在鏡頭座2的圓環(huán)底 面。圖2中，平衡片的引出部51從承座的通口 125伸出而壓在承座120與鏡筒110之間，這樣，當(dāng)鏡頭座向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，因?yàn)榕c鏡頭座連 接的平衡片的引出部卡住不動(dòng)，平衡片是柔軟的可以做一些彈性變 形，牽制了鏡頭座向上運(yùn)動(dòng)，起到運(yùn)動(dòng)平衡的作用，而使系統(tǒng)上下運(yùn) 動(dòng)平穩(wěn)。平衡片5上有導(dǎo)電通路52的，導(dǎo)電通路與線圈20連接并伸 出到引出部，方便線圈引入電流。本實(shí)用新型的對(duì)焦系統(tǒng)，其系統(tǒng)滿足以下表達(dá)式 0<AF-d<=0.3mm 0.5mm<=AF-m<=l .5mm AF-s=0.05mm其中,AF-d為對(duì)焦系統(tǒng)的行程范圍;AF-m為對(duì)焦系統(tǒng)允許鏡頭機(jī) 械后焦范圍，AF-s為對(duì)焦系統(tǒng)每一步移動(dòng)的鉅離。本實(shí)用新型經(jīng)過系列的信賴性試驗(yàn)"~~高溫高濕試驗(yàn)(溫度80°C, 濕度95。/。-)，溫度循環(huán)試驗(yàn)(-3(TC和7(TC之間循環(huán)72小時(shí))，振動(dòng)試驗(yàn) (頻率10-50-10Hz，振幅2mm，時(shí)間30分鐘)，跌落試驗(yàn)(L5米高處跌落)， 其系統(tǒng)精度不變,外觀無(wú)損傷。
權(quán)利要求1、一種電磁力驅(qū)動(dòng)對(duì)焦的高像素微型光學(xué)自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)，包括座體(1)，其特征在于座體包括導(dǎo)向的鏡筒(110)，鏡筒的空腔(111)中設(shè)有可沿鏡筒上下運(yùn)動(dòng)的鏡頭座(2)，鏡頭座上纏繞有多匝線圈(20)，在鏡筒內(nèi)裝有磁鐵(3)，在鏡頭座上設(shè)有復(fù)位彈簧(4)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁力驅(qū)動(dòng)對(duì)焦的高像素微型光 學(xué)自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)，其特征在于所述的座體(1)還可以包括承座(120)、 上蓋(130)，鏡筒(110)套合在承座(120)上，上蓋壓住鏡筒后與 承座連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電磁力驅(qū)動(dòng)對(duì)焦的高像素微型光 學(xué)自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)，其特征在于所述的彈簧(4)卡在鏡頭座(2)和上 蓋(130)之間而固定。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種電磁力驅(qū)動(dòng)對(duì)焦的高像 素微型光學(xué)自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)，其特征在于所迷磁鐵(3)是四塊，磁鐵 在鏡筒<110)的四角均勻安裝。
5、 根據(jù)權(quán)利，4所述的一種電磁力驅(qū)動(dòng)對(duì)焦的高像素微型光 學(xué)自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)，其特征在于所述鏡頭座(2)的底面連接有一帶有 引出部(5r)的柔軟平衡片(5)，平衡片的引出部(51)壓在承座(120) 與鏡筒(110)之間而伸出；平衡片(5)上有導(dǎo)電通路(52)，導(dǎo)電 通路與線圈(20)連接并伸出到引出部。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電磁力驅(qū)動(dòng)對(duì)焦的高像素微型光 學(xué)自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)，其特征在于所述的鏡頭座(2)外圓周的上部設(shè)有多個(gè)導(dǎo)向塊(24)，鏡頭座外圓周的下部伸出有多個(gè)方塊(25)，線圈 (20)繞在導(dǎo)向塊與方塊之間。
7、根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電磁力驅(qū)動(dòng)對(duì)焦的高像素微型光 學(xué)自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)，其特征在于所述的鏡筒(110)的內(nèi)圓周上設(shè)有多 個(gè)形狀與鏡頭座(2)導(dǎo)向塊(24)配合的導(dǎo)槽(117)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電磁力驅(qū)動(dòng)對(duì)焦的高像素微型光學(xué)自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)。它包括座體，它的技術(shù)要點(diǎn)在于座體包括導(dǎo)向的鏡筒，鏡筒的空腔中設(shè)有可沿鏡筒上下運(yùn)動(dòng)的鏡頭座，鏡頭座上纏繞有多匝線圈，在鏡筒內(nèi)裝有磁鐵，在鏡頭座上設(shè)有復(fù)位彈簧；座體還可以包括承座、上蓋，鏡筒套合在承座上，上蓋壓住鏡筒后與承座連接；所述磁鐵是四塊，磁鐵在鏡筒的四角均勻安裝。本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有對(duì)焦系統(tǒng)精度不高、外形偏大、拍攝距離受限制的不足而提供的一種采用電磁力驅(qū)動(dòng)及彈簧彈力平衡方式實(shí)現(xiàn)高像素鏡頭的自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)，它實(shí)現(xiàn)了鏡頭自動(dòng)對(duì)焦的動(dòng)作精準(zhǔn)性、自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)的微型化、解決了鏡頭微距拍攝問題。
文檔編號(hào)G03B13/36GK201107523SQ20072005775
公開日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2007年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月25日
發(fā)明者賓 蔡, 邱盛平, 韋義壯 申請(qǐng)人:中山聯(lián)合光電科技有限公司