专利名称：电磁致动镜头装置及该镜头装置的导磁体结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电磁致动镜头装置及该镜头装置的导磁体结构，特别涉及一种具有变焦与对焦双重功能的电磁致动镜头装置及该镜头装置的导磁体结构，其是通过两组电磁驱动装置分别带动两组透镜组以分别进行变焦与对焦工作。
背景技术：
随着科技发达与消费者强力需求下，各式各样的信息产品以及设备因应而生，而相机即是其中一项重要的产品。相机由于需要经常性的携带，加上现代电子产品的发达，因此所述产品皆走向都短小轻薄的目标。
相机的镜头部分，一直是影响相机摄像质量的关键组件之一。而对于相机摄像时的调整动作，除了因应外在光线强弱的变化来调整镜头光圈大小或快门速度的外，也常因成像放大倍率的改变、或是成像清晰度的微调，而需进行镜头位置的切换或微调动作，以提供相机镜头的变焦功能(ZOOM)或对焦功能(FOCUS)。
请参阅图1A及图1B所示，其为现有电磁致动镜头装置的切换装置立体及侧视结构示意图。现有的所述电磁致动镜头装置的切换装置1是包括有镜头11、环形永久磁铁12、第一线圈组13以及第二线圈组14。所述环形永久磁铁12其是结合于所述镜头11上，且二侧分别具有第一极性15及第二极性16。而所述第一线圈组13以及所述第二线圈组14分别环绕设于所述镜头11的本体外围二侧且与所述第一极性15及所述第二极性16相对应。
当欲进行镜头位置切换时，只要将所述第一线圈组13与第二线圈组14通以电流，使两线圈组13、14产生特定方向(亦即沿镜头11轴心方向)的磁力线，即可对所述环形永久磁铁12提供沿镜头11轴心向左推动、或是向右推动的力，如此，则所述镜头11便会被推动朝预定方向移动，达到镜头位置切换的目的。
然而，现有的电磁致动的镜头，必须通过两组线圈才能驱动镜头11，故所消耗的电量较高，且由于线圈13、14是环绕所述镜头11的外围，使得磁力线是集中在所述镜头11的轴心中心位置。相对地，永久磁铁12所在的位置其线圈13、14所产生的磁力线反而较不密集，如此设计亦造成线圈13、14所产生的磁力线大部分无法作用，而更导致效能偏低与耗电量更高的加成效应。且由于所述环形永久磁铁12必须制作相当的大小，以便能够被相对较不密集的磁力线所推动，使得整个结构的体积过于庞大，与产品皆走向都短小轻薄的目标相违背。再者，现有电磁致动的镜头大都只具有单一功能，成像放大倍率的改变(zoom)则选用变焦镜头，成像清晰度的微调(focus)则选用对焦镜头。故若想要同时具有两种功能，其不仅使数字相机的整体体积增加，且亦大幅增加制作成本。故如何在有限的体积空间内，使镜头的体积减小、耗电量降低，且不会降低镜头控制的精准度，一直是业者所极力所追求的目标。
发明内容
本实用新型的第一目的，在于提供一种电磁致动镜头装置，其是通过两组电磁驱动装置分别带动两组透镜组以分别进行变焦与对焦工作，以达单一镜头同时具有变焦与对焦的功能。
本实用新型的另一目的，在于提供一种电磁致动镜头装置，其是通过两透镜组搭配结构设计，使变焦为轴向线性直线运动，对焦为沿一斜向导槽的螺旋转轴向运动。使镜头的体积得以缩小，相对地会减少镜头的重量，以达到降低耗电量的功效。
本实用新型的再一目的，在于提供一种电磁致动镜头装置，其是提供磁力线分布设计更密集，使所需的永久磁铁的体积减小，以达到镜头组体积更小、结构简单的功效。
本实用新型的更一目的，在于提供一种新式的导磁体结构，可用于电磁致动镜头装置，其只需使用一组线圈便可达到推动两组永久磁铁的目的。
为达上述的目的，本实用新型是提供一种电磁致动镜头装置，其特征在于，包括有中空套筒；第一透镜组，其是套设于所述中空套筒内，在中空套筒内至少进行轴向的位移运动；第一永久磁铁，结合于所述第一透镜组且是暴露于中空套筒外；第一导磁体，其是缠绕有若干个第一线圈，所述第一导磁体是相对应于所述第一永久磁铁设置，通过对所述第一线圈施予电流，使第一导磁体提供磁力驱动所述第一永久磁铁，进而带动所述第一透镜组在中空套筒内进行轴向位移；第二透镜组，其是套设于所述中空套筒内，在中空套筒内至少进行轴向的位移运动；第二永久磁铁，结合于所述第二透镜组且是暴露于中空套筒外；第二导磁体，其是缠绕有若干个第二线圈，所述第二导磁体是相对应于所述第二永久磁铁设置，通过对所述第二线圈施予电流，使第二导磁体提供磁力驱动所述第二永久磁铁，进而带动所述第二透镜组在中空套筒内进行轴向位移。
所述第一导磁体与所述第二导磁体是环绕着所述中空套筒外围设置。
所述第一导磁体具有至少一个第一延伸部及至少一个第二延伸部，所述第一延伸部与所述第二延伸部是分别对应于所述第一永久磁铁的两端。
所述第二导磁体具有至少一个第三延伸部及至少一个第四延伸部，所述第三延伸部与所述第四延伸部是分别对应于所述第二永久磁铁的两端。
于所述中空套筒轴向上对应于所述第一永久磁铁的位置处设置有轴向导槽，所述第一永久磁铁受到所述轴向导槽的限制与导引，而沿着所述轴向导槽的延伸方向进行轴向线性运动；所述中空套筒对应于所述第二永久磁铁的位置处设置有螺旋环绕所述中空套筒外周围的斜向导槽，所述第二永久磁铁受到所述斜向导槽的限制与导引，而沿着所述斜向导槽的延伸方向进行螺旋转轴向运动。
本发明还提供一种导磁体结构，适用于电磁致动镜头装置，所述电磁致动镜头装置具有第一透镜组及第一永久磁铁，所述第一透镜组是结合于所述第一永久磁铁且是定义有轴向；其特征在于，所述导磁体结构是包括有本体部，其是由中央部、第一侧部、及第二侧部所组成，所述中央部是沿垂直于所述轴向的方向延伸设置，所述第一与第二侧部是分别位于所述中央部的两末端且与所述中央部垂直而形成H字型结构；至少一个线圈，缠绕于所述中央部；第一延伸部，其是分别由所述第一与第二侧部的一端延伸出，使所述第一延伸部是相对应所述第一永久磁铁的一极性端设置；第二延伸部，其是分别由所述第一与第二侧部的另一端延伸出，使所述第二延伸部是相对应所述第一永久磁铁的另一极性端设置；通过对所述线圈施予电流，使所述导磁体结构产生磁力驱动所述第一永久磁铁，进而带动所述第一透镜组于所述轴向上进行线性轴向运动。
所述第一延伸部是分别与所述第一与第二侧部、本体部、及轴向垂直，且所述第二延伸部也是分别与所述第一与第二侧部、本体部、及轴向垂直。
所述第一延伸部、所述第二延伸部与所述第一、第二侧部组成两个C字型结构。
所述导磁体是环绕着所述电磁致动镜头装置外围设置。
图1A为现有电磁致动镜头装置的切换装置立体结构示意图；图1B为现有电磁致动镜头装置的切换装置侧视结构示意图；图2A为本实用新型适用于镜头的电磁致动调整装置较佳实施例立体结构示意图；图2B为本实用新型适用于镜头的电磁致动调整装置第一较佳实施例侧视示意图；图2C为本实用新型适用于镜头的电磁致动调整装置较佳实施例上视示意图；图3A为本实用新型适用于镜头的电磁致动镜头装置的第一导磁部23与第一永久磁铁25的第一动作示意图；图3B为本实用新型适用于镜头的电磁致动镜头装置的第一导磁部23与第一永久磁铁25的第二动作示意图；图4A为本实用新型适用于镜头的电磁致动镜头装置的第二导磁部24与第二永久磁铁26的第一动作示意图；图4B为本实用新型适用于镜头的电磁致动镜头装置的第二导磁部24与第二永久磁铁26的第二动作示意图；图5为本实用新型的电磁致动调整方法步骤流程示意图。
附图标记说明1～电磁致动的镜头位置切换装置；11～镜头；12～环形永久磁铁；13～第一线圈组；14～第二线圈组；15～第一极性；16～第二极性；2～电磁致动镜头装置；20～中空套筒；21～第一透镜组；22～第二透镜组；23～第一导磁体；24～第二导磁体；25～第一永久磁铁；230、240～线圈；26～第二永久磁铁；201～轴向导槽；202～斜向导槽；231～第一延伸部；232～第二延伸部；241～第三延伸部；242～第四延伸部；Ma～线性轴向运动；Mr～螺旋转轴向运动；2331～中央部；2332～第一侧部；2333～第二侧部；51～53流程步骤。
具体实施方式
为了能更清楚地描述本实用新型所提出的电磁致动镜头装置，以下将配合图标进行详细说明。
请参阅图2A至图2C所示，其是分别为本实用新型的电磁致动镜头装置较佳实施例立体结构、侧视及上视示意图。其中，电磁致动镜头装置2，包括有中空套筒20、第一透镜组21、第二透镜组22，及与所述第一透镜组21搭配的第一导磁体23，与所述第二透镜组22搭配的第二导磁体24。所述第一与第二透镜组21、22是定义有轴向，所述轴向也就是两透镜组21、22供光线通过与行进的中心轴方向。
所述第一透镜组21套设于所述中空套筒20内。所述第一透镜组21是结合有至少第一永久磁铁25，且所述第一透镜组21可于所述中空套筒20内进行线性轴向运动Ma。于本实用新型的较佳实施例中，所述第一导磁体23上是缠绕有若干个第一线圈230，且将所述第一导磁体23相对应所述第一永久磁铁25设置。通过对所述第一线圈230施予电流，提供磁力驱动所述第一永久磁铁25，以带动所述第一透镜组21进行相对较大距离(例如，1mm～5mm的距离)的所述线性轴向运动Ma，而达到成像放大倍率改变的变焦效果。
所述第二透镜组22亦套设于所述中空套筒20内。所述第二透镜组22是结合有至少一个第二永久磁铁26，且所述第二透镜组22可于所述中空套筒20内进行螺旋转轴向运动Mr。本实用新型亦于第二导磁体24上缠绕若干个第二线圈240，且将所述第二导磁体24相对应所述第二永久磁铁26设置。同样地，亦是通过对所述第二线圈240施予电流，来提供磁力驱动所述第二永久磁铁26，以带动所述第二透镜组22进行所述螺旋转轴向运动Mr。所谓螺旋转轴向运动Mr，是类似螺牙旋转的位移方式，以相对较长距离(2mm～5mm)的螺旋运动来转换成为较小距离(0.02mm～0.5mm)的轴向位移。此种螺旋转轴向运动可有效增加行程，减少机构公差的影响，进而相对提高位移精确度，达到成像清晰度的微调对焦效果。
于本实施例中，于中空套筒20上分别设置轴向导槽201与斜向导槽202。其中所述轴向导槽201是沿着所述轴向延伸且是对应第一永久磁铁25的位置处设置。第一永久磁铁25是暴露于中空套筒20外部且透过所述轴向导槽201而结合位于中空套筒20内部的所述第一透镜组21。藉此，所述第一永久磁铁25可受到所述轴向导槽201的限制与导引，而沿着所述轴向导槽201的延伸方向进行轴向线性运动。换言之，就是使第一透镜组21于所述中空套筒20内进行所述线性轴向运动Ma。再者，斜向导槽202是以类似螺牙螺旋的方式环绕于中空套筒20外周围设置且是对应第二永久磁铁26的位置处。第二永久磁铁26是暴露于中空套筒20外部且透过所述斜向导槽202而结合位于中空套筒20内部的所述第二透镜组22。同理，所述斜向导槽202的作用亦是使第二永久磁铁26可受其限制与导引，而沿着所述斜向导槽202的延伸方向进行斜向线性运动。并且，由于斜向导槽202是由电磁致动镜头装置2斜上方往斜下方延伸，故可以提供类似螺牙旋转的位移方式，使第二透镜组22于所述中空套筒20内进行螺旋转轴向运动Mr。
如上所述，本实施例是将第一导磁部23与第二导磁部24环绕着中空套筒20外围设置，并分别缠绕若干个线圈230、240，以完成两组电磁驱动装置。通过这两组电磁驱动装置分别带动两镜头组(第一透镜组21、第二透镜组22)以分别进行相对较长距离的轴向位移变焦运动、与螺旋转轴向的微调对焦运动，达到单一镜头同时具有变焦与对焦的功能。且本实用新型的结构简单，通过独特导磁体的结构形状来使磁力线分布设计更密集，所需的永久磁铁的体积减小，进而缩小镜头的体积，相对地会减少镜头的重量，达到降低耗电量的功效。
为了能更清楚地描述本实用新型所提出的电磁致动镜头装置的第一导磁部23、第二导磁部24与第一永久磁铁25、第二永久磁铁26间如何作动，以及第一导磁部23、第二导磁部24结构的设计，以下将配合图示详细说明的。请参阅图3A与图3B所示，其是分别为本实用新型的电磁致动镜头装置的第一导磁部23与第一永久磁铁25的第一、第二动作示意图。
如图3A与图3B所示，于本较佳实施例中，为使第一透镜组21的移动更平稳顺畅，以及增加磁力驱动效果，分别于第一透镜组21相对两侧各设置第一永久磁铁25，使第一导磁体23可以同时驱动两第一永久磁铁25去带动第一透镜组21。本实用新型的独特的第一导磁体23结构是具有包括本体部233、两个第一延伸部231与两个第二延伸部232。
所述本体部233又可细分成中央部2331、第一侧部2332与第二侧部2333。所述中央部2331是沿垂直于所述轴向的方向延伸设置。所述第一与第二侧部2332、2333是分别位于所述中央部2331的两末端且与所述中央部2331垂直而形成H字型结构。第一线圈230是缠绕于中央部2331上。第一延伸部231是分别由第一侧部2332、第二侧部2333一端(顶端)同一方向延伸出，且使第一延伸部231对应第一永久磁铁25的一极性端设置。第二延伸部232是分别由第一侧部2332、第二侧部2333另一端(底端)同一方向延伸出，且使所述第二延伸部232是相对应第一永久磁铁25的另一极性端设置。如此，第一延伸部231、第二延伸部232与第一侧部2332、第二侧部2333在中央部2331的左右两末端分别形成两个C字型的结构。由于第一导磁体23设计整体看似一个人坐在地上，两手两脚向前张开伸展，故只需使用一组线圈230便推动两设于C字型结构中间的第一永久磁铁25，达到使用一组线圈230缠绕于中央部2331便可同时推动两组永久磁铁25的目的，进而带动第一透镜组21于电磁致动镜头装置轴向上进行相对较长距离的线性轴向运动，而达到变焦的功能。
如图3A所示，两个第一永久磁铁25是以相反的极性设置于第一透镜组21两侧。当第一线圈230通电驱动后，使得两两一组的第一延伸部231、第二延伸部232分别形成N极、S极。由于形成N极、S极的第一延伸部231分别与第一永久磁铁25的S极、N极相吸，而形成N极、S极的第二延伸部232分别与第一永久磁铁25的N极、S极相斥，进而带动第一透镜组21向第一延伸部231靠近，亦即向上方移动进行变焦。反之，如图3B所示，将线圈230反向通电驱动，使得两两一组的第一延伸部231、第二延伸部232极性反转分别形成S极、N极，由于形成S极、N极的第一延伸部231分别与第一永久磁铁25的S极、N极相斥，而形成S极、N极的第二延伸部232分别与第一永久磁铁25的N极、S极相吸，进而带动第一透镜组21向第二延伸部232靠近，亦即向下方移动进行变焦，如此控制电流方向，便可达到电磁致动变焦的目的。
请参阅图4A与图4B所示，其是分别为本实用新型的电磁致动镜头装置的第二导磁部24与第二永久磁铁26的第一、第二动作示意图。
如图4A所示，两个第二永久磁铁26设置原因、设置位置与功能等，均已于上述实施例详细说明，所以于此并不再多加赘述。所述第二导磁部24具有至少第三延伸部241及第四延伸部242，且第三延伸部241与第四延伸部242是分别对应于两个第二永久磁铁26的一端。当第二线圈240通电驱动后，使得第三延伸部241、第四延伸部242分别形成N极、S极，使形成N极的第三延伸部241与第二永久磁铁26的S极相吸，而形成S极的第四延伸部242与另一第二永久磁铁26的S极相斥，进而带动第二透镜组22以顺时钟方向进行螺旋转轴向运动，亦即进行调焦的动作。
反之，如图4B所示，将第二线圈240反向通电驱动，使得使得第三延伸部241与第四延伸部242的极性反转分别形成S极、N极，由于形成S极的第三延伸部241与第二永久磁铁26的S极相斥，而形成N极的第四延伸部242与另一第二永久磁铁26的S极相吸，进而带动第二透镜组22以逆时钟方向进行调焦的动作。
请参阅图5所示，其为本实用新型的电磁致动调整方法步骤流程示意图，其是包括以下步骤步骤51提供具有调焦与变焦功能的电磁致动镜头装置。其中，所述电磁致动镜头装置同时具有第一电磁驱动装置与第二电磁驱动装置，去分别带动第一透镜组与第二透镜组。所述第一透镜组是于所述电磁致动镜头装置轴向上，以线性轴向运动来进行变焦。所述第二透镜组于所述电磁致动镜头装置径向上，以螺旋转轴向运动来进行微调对焦。所述第一电磁驱动装置与所述第二电磁驱动装置的结构、形状、及与永久磁铁的相对应位置、作动关系等，已于上述的实施例中详细描述，在此便不再多加赘述的。接着，电磁致动镜头装置可接受使用者输入的变焦讯号控制(也就是ZOOM-IN或是ZOOM-OUT控制讯号)，来据以驱动所述第一电磁驱动装置带动所述第一透镜组进行相对较长距离的轴向线性位移的变焦运动。
步骤52利用所述电磁致动镜头装置感测待测物(也就是撷取影像讯号)，此时所述电磁致动镜头装置会获得感测讯号，此感测讯号是针对所述待测物的远近与清晰度等，来决定所述电磁致动镜头装置需不需要进行微调对焦。
步骤53根据所述感测结果，倘若判定需进行对焦时，所述电磁致动镜头装置将根据所述感测讯号来驱动所述第二电磁驱动装置，以带动所述第二透镜组进行螺旋转轴向位移的微调对焦运动。
当然，以上所述的实施例，仅为具体说明本实用新型的可实施态样，而非唯一可实施的例子。任何本领域技术人员，在阅读本实用新型内容后，当可轻易思及并进行若干细微变化。例如虽然在图2B所示的实施例中，第二透镜组22与第二导磁体24是位在第一透镜组21与第一导磁体23的上方，然而，亦可轻易思及，而将第一透镜组21与第一导磁体23改装置于第二透镜组22与第二导磁体24上方。又如，亦可选择将第一与第二透镜组21、22都更改设计成两者都是通过轴向导槽来引导进行线性的轴向位移运动。当然，如此一来，用来引导进行「微距对焦」的那组轴向导槽的延伸长度与公差，就必须更精密地加以控制。同理，亦可能选择将第一与第二透镜组21、22都更改设计成两者都是通过斜向导槽来引导进行螺旋转轴向运动。当然，如此一来，用来引导进行「较长距离位移变焦」的那组斜向导槽其「倾斜角度」将必须较为倾斜(陡峭)，以提供足够长度的轴向位移量。
以上所述是利用较佳实施例详细说明本实用新型，而非限制本实用新型的范围。大凡本领域技术人员皆能明了，适当而作些微的改变及调整，仍将不失本实用新型的要义所在，亦不脱离本实用新型的精神和范围。
权利要求1.一种电磁致动镜头装置，其特征在于，包括有中空套筒；第一透镜组，其是套设于所述中空套筒内，在中空套筒内至少进行轴向的位移运动；第一永久磁铁，结合于所述第一透镜组且是暴露于中空套筒外；第一导磁体，其是缠绕有若干个第一线圈，所述第一导磁体是相对应于所述第一永久磁铁设置，通过对所述第一线圈施予电流，使第一导磁体提供磁力驱动所述第一永久磁铁，进而带动所述第一透镜组在中空套筒内进行轴向位移；第二透镜组，其是套设于所述中空套筒内，在中空套筒内至少进行轴向的位移运动；第二永久磁铁，结合于所述第二透镜组且是暴露于中空套筒外；第二导磁体，其是缠绕有若干个第二线圈，所述第二导磁体是相对应于所述第二永久磁铁设置，通过对所述第二线圈施予电流，使第二导磁体提供磁力驱动所述第二永久磁铁，进而带动所述第二透镜组在中空套筒内进行轴向位移。
2.如权利要求1所述的电磁致动镜头装置，其特征在于所述第一导磁体与所述第二导磁体是环绕着所述中空套筒外围设置。
3.如权利要求1所述的电磁致动镜头装置，其特征在于所述第一导磁体具有至少一个第一延伸部及至少一个第二延伸部，所述第一延伸部与所述第二延伸部是分别对应于所述第一永久磁铁的两端。
4.如权利要求1所述的电磁致动镜头装置，其特征在于所述第二导磁体具有至少一个第三延伸部及至少一个第四延伸部，所述第三延伸部与所述第四延伸部是分别对应于所述第二永久磁铁的两端。
5.如权利要求1所述的电磁致动镜头装置，其特征在于于所述中空套筒轴向上对应于所述第一永久磁铁的位置处设置有轴向导槽，所述第一永久磁铁受到所述轴向导槽的限制与导引，而沿着所述轴向导槽的延伸方向进行轴向线性运动；所述中空套筒对应于所述第二永久磁铁的位置处设置有螺旋环绕所述中空套筒外周围的斜向导槽，所述第二永久磁铁受到所述斜向导槽的限制与导引，而沿着所述斜向导槽的延伸方向进行螺旋转轴向运动。
6.一种导磁体结构，适用于电磁致动镜头装置，所述电磁致动镜头装置具有第一透镜组及第一永久磁铁，所述第一透镜组是结合于所述第一永久磁铁且是定义有轴向；其特征在于，所述导磁体结构是包括有本体部，其是由中央部、第一侧部、及第二侧部所组成，所述中央部是沿垂直于所述轴向的方向延伸设置，所述第一与第二侧部是分别位于所述中央部的两末端且与所述中央部垂直而形成H字型结构；至少一个线圈，缠绕于所述中央部；第一延伸部，其是分别由所述第一与第二侧部的一端延伸出，使所述第一延伸部是相对应所述第一永久磁铁的一极性端设置；第二延伸部，其是分别由所述第一与第二侧部的另一端延伸出，使所述第二延伸部是相对应所述第一永久磁铁的另一极性端设置；通过对所述线圈施予电流，使所述导磁体结构产生磁力驱动所述第一永久磁铁，进而带动所述第一透镜组于所述轴向上进行线性轴向运动。
7.如权利要求6所述的导磁体结构，其特征在于所述第一延伸部是分别与所述第一与第二侧部、本体部、及轴向垂直，且所述第二延伸部也是分别与所述第一与第二侧部、本体部、及轴向垂直。
8.如权利要求6所述的导磁体结构，其特征在于所述第一延伸部、所述第二延伸部与所述第一、第二侧部组成两个C字型结构。
9.如权利要求6所述的导磁体结构，其特征在于所述导磁体是环绕着所述电磁致动镜头装置外围设置。
专利摘要本实用新型涉及一种电磁致动镜头装置及该镜头装置的导磁体结构，具有变焦与对焦双重功能。所述电磁致动镜头装置包括有中空套筒、设于套筒内的第一透镜组与第二透镜组、缠绕有若干线圈的第一导磁体与第二导磁体、以及分别结合在第一与第二透镜组上的第一永久磁铁与第二永久磁铁。所述第一导磁体是相对应所述第一永久磁铁设置，用以提供磁力驱动所述第一永久磁铁以带动所述第一透镜组进行线性轴向运动，而可提供所述镜头装置的变焦功能。所述第二导磁体是相对应所述第二永久磁铁设置，用以提供磁力驱动所述第二永久磁铁以带动所述第二透镜组进行螺旋转轴向运动，而可提供所述镜头装置的对焦功能。
文档编号H01F7/06GK2879224SQ200620112808
公开日2007年3月14日 申请日期2006年4月20日 优先权日2006年4月20日
发明者刁国栋, 张世远, 刘育昌 申请人:大瀚光电股份有限公司