鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置制造方法
【專利摘要】一種鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置，包括：殼體、安裝在殼體的基座上并可沿著光軸移動(dòng)的鏡頭支架、設(shè)置在基座上的靜止導(dǎo)向元件，設(shè)置在鏡頭支架上且可隨著鏡頭支架一起移動(dòng)的可移動(dòng)導(dǎo)向元件，該可移動(dòng)導(dǎo)向元件有摩擦性的與靜止導(dǎo)向元件配合在一起，并且當(dāng)鏡頭支架被驅(qū)動(dòng)時(shí)可沿靜止導(dǎo)向元件滑動(dòng)。該裝置還包括磁化方向位于與光軸垂直的平面內(nèi)的多個(gè)磁鐵、設(shè)置得臨近且平行于磁鐵的線圈、以及設(shè)置在鏡頭支承件或支架上用于對鏡頭支架的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行閉環(huán)控制的位置編碼器。
【專利說明】鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請總地涉及鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置，特別涉及具有用于閉環(huán)控制的位置編碼器、用于為鏡頭的移動(dòng)方向?qū)虻膶?dǎo)向機(jī)構(gòu)、以及平面型線圈-磁鐵構(gòu)件的鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]音圈馬達(dá)(VCM)是線性驅(qū)動(dòng)鏡頭以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)電話的照相機(jī)模塊的自動(dòng)對焦功能的主流技術(shù)。已經(jīng)發(fā)明了各種VCM設(shè)計(jì)，以提供這樣的鏡頭驅(qū)動(dòng)能力。這樣的VCM設(shè)計(jì)或者鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置包括一對板簧、磁鐵、線圈、以及磁軛。但是所提及的專利和專利申請中公開的VCM不具有位置傳感器或者位置編碼器，位置傳感器或者位置編碼器可以測量鏡頭位置并反饋用于鏡頭位置控制的信號或者電信號。事實(shí)上，那些公開的VCM通過精確控制VCM的操作電流來實(shí)現(xiàn)電磁力和彈簧的彈力的機(jī)械力平衡，從而控制鏡頭位置。這樣的平衡被自然實(shí)現(xiàn)，而不知道鏡頭位置。因此，對于相同操作電流下的不同相機(jī)姿態(tài)，實(shí)際的鏡頭位置將會(huì)是不同的。此外，由于彈簧-質(zhì)量結(jié)構(gòu)，這樣的VCM在鏡頭移動(dòng)時(shí)將總是產(chǎn)生鏡頭位置振動(dòng)。這樣的位置振動(dòng)將會(huì)導(dǎo)致對焦過程中的影像模糊。
[0003]為了解決上述問題，位置傳感器或者編碼器被引入VCM。位置編碼器的輸出信號被發(fā)送到位置控制驅(qū)動(dòng)器集成電路(IC)，位置控制驅(qū)動(dòng)器集成電路繼而驅(qū)動(dòng)鏡頭至期望的位置。這樣的VCM包括用于鏡頭位置測量的霍爾元件(或者霍爾傳感器)。這樣的VCM操作機(jī)構(gòu)描述如下。VCM連接到一電路(通常是一集成電路芯片1C)，該電路用于從霍爾傳感器接收鏡頭位置信號。位置信號被該電路分析并被用于找到實(shí)際的物理位置。然后該電路發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號，驅(qū)動(dòng)鏡頭移動(dòng)。在鏡頭移動(dòng)的過程中，霍爾元件保持發(fā)送回位置信號，位置信號被持續(xù)分析，以得到實(shí)際的物理位置信息。基于位置信息，當(dāng)鏡頭到達(dá)期望的位置時(shí)，該電路將會(huì)確定停止發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號。否則，該電路將會(huì)持續(xù)發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號以驅(qū)動(dòng)鏡頭移動(dòng)。這樣的控制環(huán)被稱為閉環(huán)控制。最近，由于其快速響應(yīng)、低功耗、以及低成本，這樣的閉環(huán)控制VCM變得越來越有市場吸引力。
[0004]對【背景技術(shù)】的上述描述用于輔助理解鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置，但是并不用于承認(rèn)描述或者構(gòu)成了鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置的相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)，或者認(rèn)為引用的文件是對本申請的權(quán)利要求的專利性構(gòu)成影響的材料。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]根據(jù)一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置，包括:具有至少一個(gè)靜止導(dǎo)向元件的基座、設(shè)置在鏡頭支架上并可隨著鏡頭支架移動(dòng)的可移動(dòng)導(dǎo)向元件、連接到鏡頭支架上的線圈、支承多個(gè)磁鐵的磁鐵支架、以及連接到鏡頭支架上的位置編碼器，其中磁鐵的磁化方向位于與鏡頭支架定義的光軸垂直的平面內(nèi)。磁鐵支架可以固定在基座上，鏡頭支架上的可移動(dòng)導(dǎo)向元件可以與基座上的靜止導(dǎo)向元件配合，并可在其上沿著導(dǎo)向元件定義的方向滑動(dòng)。位置編碼器可以發(fā)出與鏡頭支架的位置變化有關(guān)的信號。
[0006]根據(jù)另一個(gè)方面，本申請?zhí)峁┝艘环N鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置，包括:支架、通過導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與支架配合且可沿著光軸移動(dòng)的鏡頭支架、設(shè)置在支架上的所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的靜止導(dǎo)向元件、設(shè)置在鏡頭支架上且可隨著鏡頭支架一起移動(dòng)并與靜止導(dǎo)向元件配合且可沿其滑動(dòng)的所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的可移動(dòng)導(dǎo)向元件、以及反映鏡頭支架的位置變化的位置編碼器。
[0007]在一個(gè)實(shí)施例中，所述靜止導(dǎo)向元件可以是一端連接到支架的導(dǎo)向軸，所述可移動(dòng)導(dǎo)向元件可以是形成于鏡頭支架上的導(dǎo)向孔，所述導(dǎo)向軸滑動(dòng)通過所述導(dǎo)向孔。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，所述可移動(dòng)和靜止導(dǎo)向元件可包括伸長的突起部和匹配的槽。伸長的突起部和槽可具有V形或者燕尾形橫截面。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，所述靜止導(dǎo)向元件可以是形成于支架上的中心圓柱孔，所述可移動(dòng)導(dǎo)向元件可以是設(shè)置在可移動(dòng)鏡頭支架上的管狀部分。
[0010]所述鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置還可以包括多個(gè)磁鐵、以及設(shè)置得臨近且平行于磁鐵的線圈，其中磁鐵的磁化方向位于與光軸垂直的平面內(nèi)，從而產(chǎn)生電磁力，驅(qū)動(dòng)鏡頭支架沿著光軸向上或者向下移動(dòng)。所述多個(gè)磁鐵可以安裝在鏡頭支架和支架的其中一者上，線圈可以安裝在鏡頭支架和支架的其中另一者上。
[0011 ] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置可以包括分別沿著矩形的磁鐵支架的四條邊設(shè)置的四個(gè)磁鐵。多個(gè)磁鐵可以設(shè)置成圓形配置，每個(gè)磁鐵都是圓弧形的。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，所述可移動(dòng)導(dǎo)向元件可以是導(dǎo)電環(huán)，固定在形成于鏡頭支架上的導(dǎo)向孔內(nèi)，所述靜止導(dǎo)向元件可以是導(dǎo)電軸，一端連接安裝在支架上的電極，另一端容納在導(dǎo)電環(huán)中，導(dǎo)電環(huán)繼而連接到線圈。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，位于導(dǎo)向孔的內(nèi)側(cè)壁和鏡頭支架的外側(cè)壁之間的鏡頭支架的一部分可以被切除，使得導(dǎo)電環(huán)的外側(cè)壁的一部分暴露，從而方便將導(dǎo)電環(huán)焊接到圍繞鏡頭支架的外側(cè)壁安裝的線圈上。
[0014]所述鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置可還包括彈性導(dǎo)電電極，所述彈性導(dǎo)電電極的一端固定連接到直立于鏡頭支架上的豎直壁上，所述彈性導(dǎo)電電極的另一端是自由端并且貼近導(dǎo)向孔的圓心，在導(dǎo)電軸插入導(dǎo)向孔后，該所述電極的自由端會(huì)被推離導(dǎo)向孔圓心產(chǎn)生彎曲，彎曲的彈性導(dǎo)電電極將產(chǎn)生的彈性力使所述電極緊貼導(dǎo)電軸。
[0015]多個(gè)磁鐵可以安裝在鏡頭支架和支架的其中一者上，位置編碼器可以安裝在鏡頭支架和支架的其中另一者上，用于對鏡頭支架的移動(dòng)進(jìn)行閉環(huán)控制。
[0016]在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電環(huán)可以是圓柱形的，或者是圓柱形的并在其一端具有向外延伸的環(huán)形凸緣，或者是圓環(huán)形的。
[0017]在一個(gè)實(shí)施例中，位于導(dǎo)向孔的內(nèi)側(cè)壁和鏡頭支架的外側(cè)壁之間的鏡頭支架的一部分可以被切除，以減少導(dǎo)向孔和導(dǎo)向軸之間的接觸區(qū)域，減少鏡頭支架的重量，從而減小驅(qū)動(dòng)鏡頭支架所需要的電流。
[0018]根據(jù)另一個(gè)方面，本申請?zhí)峁┝艘环N電子影像捕捉設(shè)備，包括本申請中公開的鏡頭驅(qū)動(dòng)裝直。
[0019]雖然參照特定的實(shí)施例圖示和描述了鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置，但是很明顯，本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員在閱讀和理解了該說明書以后，可以做出等同替換和修改。本申請的鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置包括所有這樣的等同替換和修改，僅由權(quán)利要求的范圍進(jìn)行限定。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]現(xiàn)在將參照附圖通過示例的方式描述鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置的具體實(shí)施例，其中:
[0021]圖1 (a)是根據(jù)本申請的實(shí)施例的鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置的透視圖；
[0022]圖1 (b)是沿著圖1 (a)的鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置的線A-A的截面圖；
[0023]圖1(c)是圖1(a)的鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置的爆炸圖；
[0024]圖2 (a)至2 (d)示出了根據(jù)本申請的一些實(shí)施例的磁鐵支架；
[0025]圖3 (a)和3 (b)示出了根據(jù)本申請的一些實(shí)施例的集成的磁鐵支架和基座單元；
[0026]圖4(a)至4(d)示出了根據(jù)本申請的實(shí)施例的鏡頭支架的不同視圖；
[0027]圖5(a)是圖4(a)至4(d)中的鏡頭支架的局部放大圖；
[0028]圖5 (b)示出了導(dǎo)向軸在導(dǎo)電環(huán)內(nèi)的滑動(dòng)；
[0029]圖5(c)和5(d)示出了導(dǎo)電環(huán)的兩個(gè)其它實(shí)施例；
[0030]圖6(a)和6(b)示出了其上設(shè)有兩個(gè)彈性導(dǎo)電刷的鏡頭支架的兩個(gè)不同視圖；
[0031]圖7是鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置的橫截面圖，示出了其工作機(jī)制；
[0032]圖8 (a)-8(d)示出了鏡頭支架的四個(gè)其它實(shí)施例；
[0033]圖9 (a)-9(b)示出了導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的兩個(gè)其它實(shí)施例；以及
[0034]圖10(a)_10(c)是鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置的其它實(shí)施例的不同視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0035]在以下詳細(xì)的描述中，列出了許多具體的細(xì)節(jié)，以提供對權(quán)利要求所保護(hù)的主題的透徹理解。但是，本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員將會(huì)理解，權(quán)利要求所要求保護(hù)的主題可以被實(shí)施，而不需要這些具體的細(xì)節(jié)。另外，被普通技術(shù)人員熟知的方法、設(shè)備或系統(tǒng)沒有被詳細(xì)描述，以避免使得權(quán)利要求所保護(hù)的主體變得不明顯。
[0036]說明書中涉及“一個(gè)實(shí)施例”或者“實(shí)施例”可意味著與特殊的實(shí)施例一起描述的特定的特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)可以被包括在權(quán)利要求所保護(hù)的主題的至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，這個(gè)說明書中各個(gè)地方出現(xiàn)的詞語“在一個(gè)實(shí)施例中”或者“實(shí)施例”并不用于指相同的實(shí)施例或者所描述的任何一個(gè)特定實(shí)施例。此外，應(yīng)當(dāng)理解，所描述的特定的特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)可以在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中以各種方式進(jìn)行組合。通常，當(dāng)然，這些和其它問題會(huì)隨著應(yīng)用的具體語境而改變。因此，這些用語的描述或者應(yīng)用的特定語境可以提供與該語境的推論有關(guān)的有用指導(dǎo)。
[0037]類似地，此處使用的用語“和”、“和/或”、以及“或”可包括各種含義，這些含義至少部分取決于這些用語所使用的語境。典型地，“或”、以及“和/或”如果用于關(guān)聯(lián)一清單，例如A、B或C，用于包括含義時(shí)意味著A、B和C，用于排除含義時(shí)意味著A、B或C。此外，此處使用的用語“一個(gè)或多個(gè)”被用于描述單獨(dú)的任何特征、結(jié)構(gòu)或特點(diǎn)，或者被用于描述特征、結(jié)構(gòu)或特點(diǎn)的某些組合。但是，應(yīng)該注意到這僅僅是解釋性的例子，權(quán)利要求所保護(hù)的主題并不限于這個(gè)例子。
[0038]如用來描述這些實(shí)施例的，用語“上方”、“下方”、“上部”、“下部”和“側(cè)部”描述了相對于這種小型化成像模塊的光軸的位置。特別是，“上方”和“下方”指的是沿光軸的位置，其中“上方”指的是元件的一側(cè)，“下方”指的是元件的另一側(cè)。相對于這樣的“上方”和“下方”，“側(cè)部”指的是離開光軸的元件的一側(cè)，例如鏡頭的外周。此外應(yīng)該理解，這樣的用語并不用于指代由重力或者任何其它特定方位所定義的方向。相反，這樣的用語僅僅用于識(shí)別一個(gè)部分與另一部分。因此，“上部”和“下部”可以與“頂部”和“底部”、“第一”和“第二”、“左”和“右”等等效替換。
[0039]應(yīng)該理解，本申請不限于以上所描述的優(yōu)選實(shí)施例，不必說，可以做出各種修改和改變，而不脫離在此定義的保護(hù)范圍。
[0040]應(yīng)該注意，在此處的說明書和權(quán)利要求書中，當(dāng)一個(gè)元件“連接到”另一個(gè)元件或者與另一個(gè)元件“連接”時(shí)，這并不必定意味著一個(gè)元件系緊、固定或者以其他方式連接到另外一個(gè)元件。相反，用語“連接”意味著一個(gè)元件直接或者間接連接到另外一個(gè)元件，或者它與另外一個(gè)元件機(jī)械或者電連通。
[0041]圖1 (a)至I (C)是根據(jù)實(shí)施例的鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置的不同視圖。鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置10可包括外殼12、鏡頭支架14、霍爾傳感器或者霍爾元件16、線圈18、安裝在磁鐵支架22上的一個(gè)或多個(gè)磁鐵20、多個(gè)導(dǎo)向軸24、多個(gè)電極26、以及基座或支架28。基座28可以是靜止的或者固定的剛性體，用于支撐鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置10的各個(gè)組件。基座28的中心可以有中空部分30?；?8上可以形成一些機(jī)械特征，也就是狹槽或者槽32，以容納電極26。也可以設(shè)置fPCB(柔性印刷電路板)電極34。一些電極26(或者所有的電極)可以位于這些槽32中，并連接到一些(或者所有的)導(dǎo)向軸24?？梢酝ㄟ^將電極26焊接(或者應(yīng)用導(dǎo)電粘合劑)到導(dǎo)向軸24、或者與軸24電連接的其他導(dǎo)電組件，來實(shí)現(xiàn)電連接。在其它的實(shí)施例中，電極26可以位于其它位置而不是基座28。當(dāng)然，電連接方法也可以對應(yīng)地改變。
[0042]在圍繞中空部分30的基座28的四角上，可形成四個(gè)相對較小的導(dǎo)向孔40。四個(gè)導(dǎo)向軸24可插入這些導(dǎo)向孔40，并可牢固地固定在這些導(dǎo)向孔40內(nèi)。可不必在鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)用中使用四個(gè)導(dǎo)向軸24。通常，一個(gè)導(dǎo)向軸已經(jīng)足夠引導(dǎo)鏡頭支架14沿著光軸或者導(dǎo)向軸方向移動(dòng)。但是，為了避免鏡頭支架14傾斜或者繞著導(dǎo)向軸軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，可將第二軸或者第三軸應(yīng)用到鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置10。在圖1中，四個(gè)軸24僅僅是為了軸24在矩形基座28上的對稱設(shè)置。不必說，在實(shí)施中使用1、2或3或更多軸也不會(huì)脫離在此定義的保護(hù)范圍。
[0043]所有的軸24可以彼此、且與光軸X平行排列，光軸X垂直于基座28的頂面。軸的材料可以是導(dǎo)電或者非導(dǎo)電的。在導(dǎo)電軸的情況下，它可以用來將電流傳導(dǎo)到線圈，如以下的描述中所述。不必說，本裝置不限于圓形導(dǎo)向軸。在其它的實(shí)施例中，也可應(yīng)用其它類型的導(dǎo)向元件或者導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。因此，用語“導(dǎo)向軸”應(yīng)該被理解為導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的選擇性用語。
[0044]霍爾傳感器16，用作位置編碼器，可安裝在鏡頭支架14的頂面上，以反映鏡頭支架14的位置變化。在這個(gè)實(shí)施例中，霍爾傳感器16可以水平安裝。但是，垂直安裝霍爾傳感器16也是可以接受的。在其它實(shí)施例中，霍爾傳感器16可以安裝在鏡頭支架14的側(cè)壁或者周圍區(qū)域。在一些其它實(shí)施例中，霍爾傳感器16可以被能夠發(fā)送信號以反映鏡頭支架的位置變化的位置編碼器或者傳感器替代。
[0045]圖2 (a)至2 (d)是磁鐵20和磁鐵支架22的不同視圖。與基座28類似，在磁鐵支架22的中心有中空部分30’。在圍繞中空部分30’的支架22的角落上，也設(shè)有較小的導(dǎo)向孔40’。這些導(dǎo)向孔40’也可以用于容納導(dǎo)向軸24。在其它的實(shí)施例中，這些導(dǎo)向孔40’可位于圖2a中的虛線所示的角落區(qū)域48。不必說，所有導(dǎo)向孔的位置必須與鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置10的其他組件上的其它各導(dǎo)向孔對準(zhǔn)。
[0046]磁鐵20可以設(shè)置在圍繞中空部分30’的磁鐵支架22的周圍區(qū)域。磁鐵20的磁化方向基本上位于與磁鐵支架22的頂/底面平行的相同平面內(nèi)，該平面與光軸X垂直。磁鐵20的磁化方向還可以以全部向內(nèi)或者向外的方式設(shè)置，如圖2(b)和圖2(c)中的箭頭所
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[0047]圖2 (d)示出了磁鐵20和相應(yīng)磁鐵支架22的另一個(gè)實(shí)施例。對于這樣的磁鐵結(jié)構(gòu)，應(yīng)使用環(huán)形的線圈，線圈支架應(yīng)該有對應(yīng)的變化，以固定環(huán)形的線圈18。在這個(gè)實(shí)施例中，磁鐵20’和磁鐵支架22可以牢固地連接到基座28，所有的導(dǎo)向孔和中空部分分別正好對準(zhǔn)。每個(gè)磁鐵20’可以是圓弧形的。
[0048]在另一個(gè)實(shí)施例中(圖3(a))，磁鐵支架22和基座28可以集成到具有所有必要特征的單個(gè)單元內(nèi)?？尚纬捎糜谌菁{磁鐵20的狹槽52。在另一個(gè)實(shí)施例中(圖3(b))，磁鐵支架22還可以包括至少一磁軛50，磁軛50可用于限制磁場或者磁通量，以改進(jìn)電磁力。用于容納磁鐵20的狹槽52可以由磁軛50形成。磁軛50可以由導(dǎo)磁材料制成。在另一個(gè)實(shí)施例中，外殼可用作磁軛。
[0049]圖4(a)至4(d)是鏡頭支架14的實(shí)施例的不同視圖。鏡頭支架14可包括矩形部分60和管狀部分62。鏡頭支架14的管狀部分62可位于磁鐵支架22的中空部分30’和/或基座28的中空部分30內(nèi)。當(dāng)鏡頭支架14被驅(qū)動(dòng)而移動(dòng)時(shí)，管狀部分62可以在磁鐵支架22和基座28的中空部分30、30’內(nèi)沿著光軸X自由地移動(dòng)。類似地，有四個(gè)導(dǎo)向孔40”，用于與導(dǎo)向軸24精確配合。不必說，鏡頭支架14上的四個(gè)導(dǎo)向孔40”的位置必須與其它部分上的其他導(dǎo)向孔40、40’分別對準(zhǔn)。在管狀部分62和矩形部分60之間有較小的矩形部分64。矩形線圈18可以牢固地連接到這個(gè)較小矩形部分64的周圍區(qū)域。在一些實(shí)施例中，線圈18的形狀可以是圓形或者環(huán)形。
[0050]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例(圖4(c)至4(d))，較小的矩形部分64上的較小導(dǎo)向孔40”可以設(shè)計(jì)得具有比導(dǎo)向軸24的直徑稍大的直徑。因此導(dǎo)電環(huán)66可以插入并牢固地固定在較小的導(dǎo)向孔40”’內(nèi)，如圖5(a)所示。導(dǎo)電環(huán)66可被設(shè)計(jì)成具有與導(dǎo)向軸24配合的內(nèi)徑，使得導(dǎo)向軸24可以在導(dǎo)電環(huán)66內(nèi)順暢地滑動(dòng)而沒有太多的摩擦(圖5(b))。位于導(dǎo)向孔40”’的內(nèi)側(cè)壁和鏡頭支架14的外側(cè)壁之間的鏡頭支架14的一部分可以被切除，使得導(dǎo)電環(huán)66的外側(cè)壁的一部分暴露,從而方便將導(dǎo)電環(huán)66焊接到圍繞鏡頭支架14的外側(cè)壁安裝的線圈18上。
[0051 ] 在圖示的實(shí)施例中，較小的矩形部分64上的較小的導(dǎo)向孔40 ”’的一部分(例如，四分之一)可以被切除，使得導(dǎo)電環(huán)66的一部分(例如，四分之一)暴露于外界。線圈18的引線可以焊接到導(dǎo)電環(huán)66的這個(gè)暴露部分上，從而通過導(dǎo)向軸24電連接到電極26。導(dǎo)電環(huán)66可以是圓柱形的。在一些其它實(shí)施例中，導(dǎo)電環(huán)66’可以是圓柱形的且一端具有向外延伸的環(huán)形凸緣，如圖5(c)所示,或者是圓環(huán)形,如圖5(d)所示。
[0052]除了導(dǎo)電環(huán)66，在另一個(gè)實(shí)施例中(圖6(a)至6 (b))，一個(gè)或多個(gè)彈性導(dǎo)電電極70可以安裝在鏡頭支架14上。該彈性電極或者電刷70可以像傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)中的電刷那樣起作用。它可以通過彈性力緊密接觸導(dǎo)向軸24。圖6(b)示出了軸24插入導(dǎo)向孔40”之前彈性刷70的位置。虛線示出了軸24插入導(dǎo)向孔40”之后變形的或者彎曲的彈性刷70的位置。在本實(shí)施例中，彈性刷70的一端可以安裝在與鏡頭支架14垂直的管狀部分62的壁上。應(yīng)該理解，彈性刷70可以安裝在鏡頭支架14的任何部分上，只要彈性刷70可以緊密接觸導(dǎo)向軸24。
[0053]圖7是鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置10的橫截面圖，示出了該裝置的工作機(jī)制。磁鐵20的磁化方向可以全部平行于平面Y，平面Y垂直于光軸X或者鏡頭支架的移動(dòng)方向或者光軸方向。線圈18可以直接放置在磁鐵20的上方，位于如圖所示的N極和S極之間。因此，通過線圈18的磁通量可以基本上垂直于線圈18或者電流的方向。根據(jù)右手法則，在這種情形下產(chǎn)生的電磁力可以相對于電流方向朝上或者朝下。電磁力可以直接傳遞到鏡頭支架14，因?yàn)榫€圈18可以牢固地固定在鏡頭支架14上。然后鏡頭支架14可以根據(jù)電流方向向上或者向下移動(dòng)。鏡頭支架14的移動(dòng)方向可以被導(dǎo)向軸24或者導(dǎo)向機(jī)構(gòu)精確地控制。
[0054]在鏡頭支架14的移動(dòng)過程中，霍爾傳感器16將會(huì)感應(yīng)到磁場的變化，從而改變輸出信號。因此在仔細(xì)和精確的校準(zhǔn)之后，這個(gè)信號可以反映鏡頭支架位置。因此，為了將鏡頭或者鏡頭支架14驅(qū)動(dòng)至期望的位置，可以向線圈18施加電流，并監(jiān)控霍爾傳感器16的輸出信號。一旦霍爾傳感器16的信號指示鏡頭支架14到達(dá)期望的位置，電流將被停止。當(dāng)然，電流控制的實(shí)際實(shí)施將會(huì)更加復(fù)雜。一旦電流停止，由于鏡頭支架14和軸24之間的物理接觸而產(chǎn)生的摩擦，鏡頭支架14將會(huì)在它所在的位置立即停止。
[0055]摩擦是將鏡頭支架14保持在位置上而不需要電流的主要原因。如果摩擦太大，驅(qū)動(dòng)鏡頭支架14所需的電流(或者所需的電功率)將會(huì)太大。如果摩擦太小，它不能抵抗鏡頭支架14的重力，因此鏡頭不能保持在它應(yīng)該所處的位置。
[0056]圖8 (a)至8 (d)是鏡頭支架14的不同實(shí)施例的一些透視圖。圖8 (a) (b)和(C)試圖切除鏡頭支架14、14’和14”的不必要部分，以減少其重量。更小的或者更輕的鏡頭支架14將會(huì)幫助減小驅(qū)動(dòng)鏡頭支架14所需的電流或者電功率。這也有助于節(jié)約材料成本，因?yàn)樾枰俚牟牧?。圖8(b)示出了試圖減少鏡頭支架14’和軸24的接觸面積而不損失導(dǎo)向精度的實(shí)施例。圖8(d)示出了鏡頭支架14”’的另一個(gè)實(shí)施例。連接環(huán)80可以被引入鏡頭支架14”’并插入導(dǎo)向孔82內(nèi)。這些連接環(huán)80可以牢固地固定在鏡頭支架14”’上，且它們的內(nèi)徑與導(dǎo)向軸24或者導(dǎo)向機(jī)構(gòu)完美配合。連接環(huán)80可以由具有較低摩擦系數(shù)的低摩擦材料制成。連接環(huán)80可以覆有低摩擦層，以減少鏡頭支架14”’和導(dǎo)向軸24或者導(dǎo)向機(jī)構(gòu)之間的摩擦。當(dāng)然，連接環(huán)材料或者低摩擦覆層材料的選擇應(yīng)該與導(dǎo)向軸材料或者導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的材料匹配，導(dǎo)向軸材料或者導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的材料可以是導(dǎo)電或者非導(dǎo)電材料。此外，連接環(huán)材料可以是低摩擦且導(dǎo)電的材料。此外，在某些實(shí)施例中，潤滑劑可以應(yīng)用到導(dǎo)向特征的接觸表面或者接觸點(diǎn)以減少摩擦。
[0057]圖9 (a)和9(b)是各種導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的透視圖。圖9 (a)示出了 V槽型的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，包括V形的伸長的突起部90，可以沿著V形槽92滑動(dòng)。圖9(b)示出了燕尾槽型的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，包括燕尾形的伸長的突起部94，可以沿著燕尾形的槽96滑動(dòng)。
[0058]可以理解，四個(gè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)不是必須的。關(guān)鍵點(diǎn)在于至少一個(gè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以被用于引導(dǎo)鏡頭支架14的運(yùn)動(dòng)方向。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的固定部分可以牢固地安裝在基座28、磁鐵支架22、或者集成的基座和磁鐵支架單元、或者類似物上。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的移動(dòng)部分可以牢固地安裝或者連接到鏡頭支架14上。為了減少摩擦，滾珠軸承可以安裝在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的固定部分或者移動(dòng)部分上。
[0059]雖然圖9所示的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)全部與鏡頭支架14集成在一起，以形成完整的單個(gè)單元，但是導(dǎo)向特征可以是連接到鏡頭支架14上的外部部件。
[0060]在所有的情況下，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以由與鏡頭支架14不同的材料制成。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以覆有低摩擦材料層。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以使用用于電連接的導(dǎo)電材料、或者覆有導(dǎo)電層。潤滑劑還可以應(yīng)用到導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以減少摩擦，從而減小驅(qū)動(dòng)鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置所需的電流。
[0061]雖然圖中未示出，但應(yīng)理解，可以有許多其它類型的槽可以被用作導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，例如弧形、矩形、圓柱形、任何其它公母配合的部件或者類似物。
[0062]在一些實(shí)施例中，霍爾傳感器16或者位置編碼器可以安裝在鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置10的固定部分上。在這樣的實(shí)施例中，磁鐵20可以安裝在鏡頭支架上。
[0063]圖10是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置的透視圖。該鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置110可包括基座112、線圈114、四個(gè)導(dǎo)向軸116、具有多個(gè)磁鐵120的鏡頭支架118、以及安裝在基座112上的霍爾傳感器122?；?12可以是剛性體，為鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置110的其它組件提供可靠的機(jī)械支撐。基座112的中心可以有中空部分。線圈114可以牢固地連接到基座112。
[0064]在一些其它實(shí)施例中，基座112的支承線圈114的部分可以與基座112分開并形成單獨(dú)的組件，也就是線圈支架。這樣單獨(dú)的線圈支架設(shè)計(jì)對于單個(gè)組件的拼板和批量處理來說是特別有利的。
[0065]四個(gè)導(dǎo)向軸116可以剛性地安裝在基座112上。在鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)用中不是必須使用四個(gè)導(dǎo)向軸116。通常，一個(gè)導(dǎo)向軸已經(jīng)足夠引導(dǎo)鏡頭支架118沿著導(dǎo)向軸軸線方向移動(dòng)。但是，為了避免鏡頭支架118傾斜或者繞著導(dǎo)向軸軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，可將第二軸或者第三軸應(yīng)用到鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置110。在圖10中，四個(gè)軸116僅僅是為了軸116在矩形基座112上的對稱設(shè)置。應(yīng)該理解，在實(shí)施中使用1、2或3或更多軸也不會(huì)脫離在此定義的保護(hù)范圍。所有的軸24可以彼此、且與光軸平行排列，光軸基本上垂直于基座112的頂面。應(yīng)該理解，本申請不限于圓形導(dǎo)向軸。在其它的實(shí)施例中，也可應(yīng)用其它類型的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。因此，用語“導(dǎo)向軸”應(yīng)該被理解為導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的選擇性用語。
[0066]磁鐵120可以牢固地連接到鏡頭支架118。在一些其它的實(shí)施例中，鏡頭支架118支承磁鐵120的部分可以與基座112分開，且形成單個(gè)的組件，也就是磁鐵支架。這樣單獨(dú)的磁鐵支架設(shè)計(jì)對于單個(gè)組件的拼板和批量處理來說是特別有利的。磁鐵的磁化可以與圖2所描述的相同。之前的實(shí)施例中描述鏡頭支架和磁鐵支架的所有的描述都可以全部應(yīng)用到這個(gè)實(shí)施例的鏡頭支架。例如，鏡頭支架118還可以包括從磁鐵支架部分延伸出的管狀部分。在鏡頭支架運(yùn)動(dòng)的過程中，這個(gè)管狀部分也可以移動(dòng)到基座112的中空部分中。
[0067]霍爾傳感器122可以安裝到基座112的頂面上。在這個(gè)實(shí)施例中，霍爾傳感器122可以水平安裝。但是，垂直安裝霍爾傳感器122也是可以接受的。在其它實(shí)施例中，霍爾傳感器122可以安裝在鏡頭支架118的側(cè)壁或者周圍區(qū)域。有許多位置可供霍爾傳感器122安裝。在一個(gè)實(shí)施例中，霍爾傳感器122可以安裝到基座112的底面上。底面實(shí)際上是鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置110的外表面。這樣的設(shè)計(jì)對于改善鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置的質(zhì)量和一致性是非常有利的。由于霍爾傳感器122是半導(dǎo)體裝置，它的性能或者參數(shù)每一件都不同。如果霍爾傳感器122安裝在鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置110內(nèi)，假如霍爾傳感器122失效、不良或者故障，就很難更換霍爾傳感器122。通常這樣的更換將會(huì)破壞鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置110的其它部分，并產(chǎn)生大量的材料浪費(fèi)或者損失。相反，如果霍爾傳感器122可以安裝在鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置110的外表面，低質(zhì)量的霍爾傳感器可以被好的霍爾傳感器輕松替換，而不破壞鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置的其它部分。
[0068]本申請的鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置可以結(jié)合到任何影像捕捉電子設(shè)備中，例如照相機(jī)、錄像機(jī)和移動(dòng)電話等。
[0069]雖然這些圖示和描述目前被認(rèn)為是示例性的實(shí)施例，但是本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員將會(huì)理解，可以做出各種其他修改、做出等同替換，而不脫離在此描述的中心構(gòu)思。此外，根據(jù)權(quán)利要求所保護(hù)的主題的教導(dǎo)，可以做出許多修改以適應(yīng)特殊情形，而不脫離在此描述的中心構(gòu)思。因此，權(quán)利要求所保護(hù)的主題并不限于所公開的特定實(shí)施例，權(quán)利要求所保護(hù)的主題還包括落入所附的權(quán)利要求書及其等同條件的范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，包括: (a)具有至少一個(gè)靜止導(dǎo)向元件的基座； (b)設(shè)置在鏡頭支架上并可隨著鏡頭支架移動(dòng)的可移動(dòng)導(dǎo)向元件； (C)連接到所述鏡頭支架上的線圈； (d)支承多個(gè)磁鐵的磁鐵支架，其中所述磁鐵的磁化方向位于與所述鏡頭支架定義的光軸垂直的平面內(nèi)； (e)連接到所述鏡頭支架上的位置編碼器； (f)其中所述磁鐵支架固定在所述基座上，所述鏡頭支架上的所述可移動(dòng)導(dǎo)向元件與所述基座上的靜止導(dǎo)向元件配合，并可在其上沿著所述導(dǎo)向元件定義的方向滑動(dòng)； (g)其中所述位置編碼器被配置成發(fā)出與鏡頭支架的位置變化有關(guān)的信號。
2.一種鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，包括: (a)—個(gè)支架； (b)通過導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與所述支架配合且可沿著光軸移動(dòng)的鏡頭支架； (C)設(shè)置在所述支架上的所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的靜止導(dǎo)向元件； (d)設(shè)置在所述鏡頭支架上且可隨著鏡頭支架一起移動(dòng)的所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的可移動(dòng)導(dǎo)向元件，所述可移動(dòng)導(dǎo)向元件與所述靜止導(dǎo)向元件配合且可沿其滑動(dòng)，以及 (f)反映所述鏡頭支架的位置變化的位置編碼器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述靜止導(dǎo)向元件是一端連接到所述支架的導(dǎo)向軸，所述可移動(dòng)導(dǎo)向元件是形成于所述鏡頭支架上的導(dǎo)向孔，所述導(dǎo)向軸滑動(dòng)通過所述導(dǎo)向孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述可移動(dòng)和靜止導(dǎo)向元件包括伸長的突起部和匹配的槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述伸長的突起部和槽具有V形橫截面。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述伸長的突起部和槽具有燕尾形橫截面。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述靜止導(dǎo)向元件是形成于所述支架上的中心圓柱孔，所述可移動(dòng)導(dǎo)向元件是設(shè)置在所述可移動(dòng)鏡頭支架上的管狀部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，還包括多個(gè)磁鐵、以及設(shè)置得臨近且平行于所述磁鐵的線圈，其中所述磁鐵的磁化方向位于與所述光軸垂直的平面內(nèi)，從而產(chǎn)生電磁力，驅(qū)動(dòng)所述鏡頭支架沿著光軸向上或者向下移動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述多個(gè)磁鐵安裝在所述鏡頭支架和所述支架的其中一者上，所述線圈安裝在所述鏡頭支架和所述支架的其中另一者上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，包括分別沿著矩形的磁鐵支架的四條邊設(shè)置的四個(gè)磁鐵。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述多個(gè)磁鐵設(shè)置成圓形配置，每個(gè)磁鐵都是圓弧形的。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述可移動(dòng)導(dǎo)向元件是導(dǎo)電環(huán)，固定在形成于所述鏡頭支架上的導(dǎo)向孔內(nèi)，所述靜止導(dǎo)向元件是導(dǎo)電軸，所述導(dǎo)電軸的一端連接到安裝在所述支架上的電極上，另一端容納在所述導(dǎo)電環(huán)中，所述導(dǎo)電環(huán)繼而連接到所述線圈。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，位于所述導(dǎo)向孔的內(nèi)側(cè)壁和所述鏡頭支架的外側(cè)壁之間的所述鏡頭支架的一部分被切除，使得所述導(dǎo)電環(huán)的外側(cè)壁的一部分暴露，從而方便將所述導(dǎo)電環(huán)焊接到圍繞所述鏡頭支架的外側(cè)壁安裝的所述線圈上。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，還包括彈性導(dǎo)電電極，所述彈性導(dǎo)電電極的一端固定連接到直立于所述鏡頭支架上的豎直壁上，所述彈性導(dǎo)電電極的另一端是自由端并且貼近導(dǎo)向孔的圓心，在所述導(dǎo)電軸插入導(dǎo)向孔后，該所述電極的自由端會(huì)被推離所述導(dǎo)向孔圓心產(chǎn)生彎曲，彎曲的彈性導(dǎo)電電極將產(chǎn)生的彈性力使所述電極緊貼所述導(dǎo)電軸。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，多個(gè)磁鐵安裝在所述鏡頭支架和所述支架其中一者上，所述位置編碼器安裝在所述鏡頭支架和所述支架其中另一者上，用于對鏡頭支架的移動(dòng)進(jìn)行閉環(huán)控制。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述導(dǎo)電環(huán)是圓柱形的。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述導(dǎo)電環(huán)是圓柱形的并在其一端具有向外延伸的環(huán)形凸緣。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述導(dǎo)電環(huán)是圓環(huán)形的。
19.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，位于所述導(dǎo)向孔的內(nèi)側(cè)壁和所述鏡頭支架的外側(cè)壁之間的所述鏡頭支架的一部分被切除，以減少所述導(dǎo)向孔和所述導(dǎo)向軸之間的接觸區(qū)域，減少所述鏡頭支架的重量，從而減小驅(qū)動(dòng)所述鏡頭支架所需要的電流。
20.一種電子影像捕捉設(shè)備，包括如權(quán)利要求2所述的鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置。
【文檔編號】G02B7/02GK204086645SQ201420509450
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】林小軍 申請人:三鳴科技(香港)有限公司