专利名称：透镜驱动装置、自动对焦照相功能机及手机的制作方法
技术领域：
本发明涉及透镜驱动装置、自动对焦照相功能机及带有自动对焦照相功能机的手 机。
背景技术：
JP2002-373435号专利公报揭示了一种有关用于读盘的驱动程序，在透镜支撑体 的外周面按照周旋方向间隔90度安装第1及第2环形线圈，在透镜支撑体的直径方向外 侧各环状线圈相对的位置安装磁石，通过环状线圈通电使透镜支撑体向光轴方向(聚焦方 向)，向光轴倾斜的方向(光轴辅正方向)，及行程方向(X方向)移动。一方面，搭载于手机等物件上的小型照相功能机中，透镜支撑体只向自动对焦方 向移动。在向光轴辅正方向移动或为手动辅正进行的X-Y方向移动时，靠光轴辅正马达、χ 方向驱动马达、Y方向驱动马达将透镜驱动装置整体移动，透镜驱动装置整体移动透镜支撑 体于对焦方向。在小型照相功能机用的透镜驱动装置中，透镜支撑体向光轴方向移动(聚焦移 动)及X-Y方向(手动辅正)的移动都是由透镜支撑体自身来实现的，这一点是前所未有 的。另外，透镜支撑体向聚焦方向的移动即使能有JP2002-373435号专利公报揭示的 技术，但该技术只能向X方向移动，手动辅正(X-Y方向的移动)则无法实现。
发明内容
因此，本发明目的是提供结构简单，实现透镜支撑体的聚焦移动及手动辅正移动 同时具有小型化的透镜驱动装置，自动对焦照相功能机及带有照相功能机的手机。本发明的透镜驱动装置具有在内周上支持透镜的透镜支撑体、配置于透镜支撑 体外周面上的第1环状线圈、透镜支撑体外周面的周方向以90度间隔配置的多个第2环状 线圈、可自由移动支持透镜支撑体的底座、固定在底座上的第1磁石部和第2磁石部、控制 各线圈通电情况的控制部。第1磁石部设在第1环状线圈对面，第2磁石部设在第2环状 线圈对面，控制部在透镜支撑体向光轴方向移动时给第1环状线圈通电，透镜支撑体在向 与光轴正交的X-Y方向移动时，给第2环状线圈通电。对焦移动是通过第1环状线圈通电后将透镜支撑体移向光轴方向、手动辅正是通 过周方向间隔90度设置的2个第2环状线圈通电后，将透镜支撑体向X-Y方向进行移动。 因此，可以实现将透镜支撑体的对焦移动及手动辅正。透镜支撑体的外周配置有多个环状线圈，底座上设有与各环状线圈是由对向的第 1磁石部及第2磁石部所构成，所以可以实现结构简单小型化的特点。透镜支撑体可以做到手动辅正来移动，所以即使精度低通过辅正手动操作还是可 以调整透镜支撑体X-Y方向的对焦。因此，保持透镜支撑体或保持透镜支撑体自在移动的 部品等的精度、组装精度可以降低的同时，也可以降低部品不良或透镜驱动装置的不良。
所述的透镜驱动装置，其进一步的特点是，第一环状线圈为多个且在透镜支撑体 的外周面按周方向等间隔设置，第2环状线圈设置在与第1环状线圈不重叠的位置，控制部 在透镜支撑体向光轴方向移动及相对光轴透镜支撑体发生倾斜时，向所定的第1环状线圈 通电。通过给定的第1环状线圈接通不同的电流，通过倾斜透镜支撑体的光轴来实现光 轴的辅正。所述的透镜驱动装置，其进一步的特点是，第2磁石部设置在第2环状线圈的环内 侧。第2磁石部配置在环状线圈的死角，所以透镜驱动装置可以追求更进一步的小型 化。所述的透镜驱动装置，其进一步的特点是，第2环状线圈成侧面视矩形，第2磁石 部拥有与沿着第2环状线圈的光轴方向一边对向的一侧磁石，及对向一边部的另一边部与 之对面的其他侧磁石，并且一侧磁石与另一侧磁石的极性互为不同。可以给环状线圈的一个侧面及其他侧面的各部分以同方向的推力，可以使环状线 圈的推力变大所述的透镜驱动装置，其进一步的特点是，具备环绕透镜支撑体的环状外壳，外壳 中形成嵌合第2磁石部的孔，将第2磁石部从外壳的外周侧插入后组装。第2磁石通过从环状外壳的外周侧插入孔内后进行组装，所以在透镜驱动装置中 的第2磁石部的组装可以很容易。所述的透镜驱动装置，其进一步的特点是，在透镜支撑体的透镜结像侧设置的画 像传感器。本发明的自动对焦照相功能机搭载有前述任一特点的透镜驱动装置和设置在透 镜支撑体透镜成像侧的画像传感器。本发明的手机具有所述的自动对焦照相功能机。
图1是与第1实施例相关的透镜驱动装置水平切断的剖面图。图2是轴测视图，显示的是与第1实施例相关的透镜驱动装置中外壳的内侧部分。图3是与第一实施例相关的透镜支撑体的图。(a)是第1及第2环状线圈安装前 的轴测视图，(b)是安装后的第1及第2环状线圈的轴测视图。图4是与第1实施例相关的透镜驱动装置的分解轴测视图。图5是与第1实施例相关的驱动装置外观轴测视图。图6是与第1实施例相关的驱动装置内部的框图，表示的内容是透镜支撑体与驱 动部的关系。图7是表示的是与第1实施例相关的画像传感器和控制部之间关系的框图。图8是说明与第1实施例相关的驱动装置作用的图。图9是与第2实施例相关的透镜驱动装置水平切断的剖面图。图10是与第3实施例相关的透镜驱动装置水平切断的剖面图。图11是与第3实施例相关的切断一部分透镜驱动装置的轴测视图。4
图12是与第3实施例相关的透镜支撑体图，(a)安装线圈前的轴测视图，(b)是安 装了线圈的轴测视图。图13是显示在第3实施例相关的透镜驱动装置。图14与第3实施例相关的透镜驱动装置的分解轴测视图。图15与第4实施例相关的透镜驱动装置的示意性构成图，是透镜支撑体和包围其 圆周部分的侧面图。图中1.透镜驱动装置3.外壳(筐体)5.透镜支撑体16a 16d第2环状线圈19，19a 19d第一环状线圈17第一磁石部18第二磁石部 25.控制部 32. Z-驱动部 33. X-Y驱动部
具体实施例方式下面，参照附图1-8对本发明的实施例进行详细说明。与本实施例相关的透镜驱 动装置1是被组装在手机里的带有自动对焦照相功能机的透镜驱动装置。透镜驱动装置1，如图4显示的那样具有环状外壳3和透镜支撑体5、配置于外壳 3的光轴方向前侧的框架7及前侧弹簧9、配置于外壳3后侧的底座8及后侧弹簧11，前侧 弹簧9和外壳3之间配置了前侧垫片14、配置有前侧柔韧性的绝缘线13、后侧弹簧11和外 壳3之间配置了后侧垫片15、配置有后侧有柔韧性的绝缘线12。如图1及图4所显示那样，外壳3构成简略四角筒形状。外壳3在内侧周向的4 个角度的各角度中都固定有第1磁石部17，第1磁石部17如图所示是由前侧磁石17a及后 侧磁石17b这两个磁石构成。另外，外壳3固定在底座8和框架7之间。前侧磁石17a及后侧磁石17b从各自的前侧平面看略呈三角形，内侧沿着透镜支 撑体的5的外侧构成了圆弧状。前侧磁石17a和后侧磁石17b在内周侧的磁极互异，例如 前侧磁石把透镜支撑体侧的一面为N极，后侧磁石则为S极。在四角筒形状的外壳3的4个侧面内周，分别固定第2磁石部18。第2磁石部18 从外侧被插入到在外壳各侧面形成的矩形孔20中，然后固定在外壳3上。如图1、图2所示，第2磁石部18是由辅助外壳18c和在辅助外壳18c所夹固的分 列于左右的磁石18a、18b所构成。左右磁石18a、18b与辅助外壳18c反侧面的磁极互为异 性。如图1用一点锁线来提示，例如，左右的右侧面磁极为N极，左右的左侧磁极为S极。如图3、图4所示，透镜支撑体5呈大致的圆筒形状，内侧固定透镜(没有显示出 来)。在透镜支撑体5的外周面按周方向等间隔设置4个第1环状线圈19a、19b、19c、19d。 4个第1环状线圈19a、19b、19c、19d在透镜支撑体5的外周面按照周围方向等间隔安装，实 现从每个侧面不同角度观察都可构成矩形的环，透镜支撑体5的突起部22插入各环状线圈 19a 19d的中空处，以此来决定位置。各第1环状线圈19a 19d的前侧边部21与第1磁石部17的前侧磁石17a相对， 后侧边部23与后侧磁石17b相对。邻接的第1环状线圈19a 19d之间配置第2环状线圈16a、16b、16c、16d。各第 2环状线圈16a 16d构成各个侧面皆为矩形。如图1及图2所示在矩形环内侧插入第2 磁石部18。各第2环状线圈16a 16d每个周方向的右侧边部M与第2磁石18的右侧磁石18a相对，左侧边部沈与左侧磁石18b相对。如图6所示，各第1环状线圈19a 19d每个都与Z- θ驱动部32相连接，各第2 各环状线16a 16d每个都与X-Y驱动部33相连接，然后从各驱动部32、33开始通上所定 电流。各驱动部31、33从下面要讲到的控制部25处接受控制信号，然后给各线圈通以一定 电流。另外，按照本实施状态，分别向第1环状线圈19a 19d进行通电，但第2环状线 圈16a及16c、16b及16d进行直接连接，在X方向及Y方向同时，2个环状线圈16a及16c、 16b及16d开始朝同一方向驱动。例如，接收到控制部25发来的驱动信号后，通过Z- θ驱动部32，将透镜支撑体5 向对焦位置移动时，对焦部35给各第1环状线圈19a 19d通上电流Α，通过光轴辅正部 37辅正光轴时，对应的第1线圈19a 19d接通电流B。另外，图6显示的是符号A、B是电 流所产生的电流推力方向和大小。同样，手动辅正时，通过X-Y驱动部33，给第2环状线圈16a及16c通电流E后，使 透镜支撑体向X方向移动。给第2环状线圈16b及16d通电流F后，使透镜支撑体向Y方 向移动。以此种方式使透镜支撑体向X-Y方向移动后进行手动辅正调整。其次，参照图7及图8，说明控制部25的构成。画像传感器31的大致中心部e和 画像传感器31外周，画像传感器31的Y方向对向设置的一组X方向传感器38^3 和X 方向对向的一组Y方向传感器39a、39b与控制部25相连接。控制部25设置了焦点 光轴 控制部41和手动控制部43，还有各个对照储存部45、对照比较部46及计算部47。并且，对照比较部46中，将现在比较的峰值(高域成分)和具有时间变差的储存 比较峰值相比较，在计算部47中计算出现在的比较峰值位置和储存部中储存的比较峰值 位置的偏差量，给对应的各驱动部32、33发送驱动信号。具体的过程是在焦点 光轴计算部41中，透镜支撑体5向焦点位置移动时，为成 功攀升为中心部e(参照图7)最大峰值位置，透镜支撑体5将移动至光轴方向(Z方向)，如 图8所示，焦点(比较峰值)如果从中心el偏差后变成e2时，就会像透镜支撑体5定量倾 斜那样，像给所定的第1环状线圈19a 19d接通所定电流那样向Z- θ驱动部发送控制信号。另外，图8模式性地显示了一个透镜，本实施例保证了在透镜5中存在由多个透镜 构成的透镜群，透镜群的主点是通常是被透镜群前侧所设定。因此，由于透镜支撑体5的倾 斜，画像传感器31的焦点位置会有偏差。一方面，手动辅正部43的关于2个X方向传感器38a、38b，将他们分别储存在储存 部45中的比较峰值位置和现在的比较峰值位置通过比较部46比较后，通过计算部47计算 出其偏差量，进一步算出2个X方向传感器38a、38b的平均值，为辅正在X方向的偏差量将 已通所定电流E的第2环状线圈19a及19c的驱动控制信号发到X-Y驱动部33。如图4所示，前侧弹簧9组装前的自然状态是平板状，是由构成平面长方形的环状 外周部9a和配置在外周部9a内周的平面圆弧状的内周侧部9b和连接外周部9a和内周部 9b的各腕部9c构成。同样，后侧弹簧11，组装前的自然状态时平板状，是由构成平面长方形的环状外周 部Ila和配置在外周部Ila内周的平面圆弧状的内周侧部lib和连接外周部Ila和内周部lib的各腕部Ilc构成。前侧弹簧9的外周侧部9a被夹在框架7和前垫片14之间，内周部9b通过灵活的 绝缘层13被固定在透镜支撑体5的前端。后侧弹簧11的外周部Ila被夹在底座8和后垫 片15之间，内周部lib通过灵活的绝缘层12被固定在透镜支撑体5的后端。因此，透镜支 撑体5通过前侧弹簧9和后侧弹簧11的支持才能实现前后方向(Z方向)及X-Y方向的自由移动。并且，透镜支撑体5向前方移动时，它前侧弹簧9及后侧弹簧11力量合二为一时， 环状线圈16及磁石17之间产生的电磁力会在互相均衡的位置停止。下面就与本发明实施状态相关的透镜驱动装置1相关的组装，作用及效果进行说 明。透镜驱动装置1的组装如图4所示，在底座上固定后弹簧11、后垫片15、第1环状 线圈19a 19d和固定第2环状线圈16a 16d在外周的透镜支撑体5 (参照图3)，固定4 个第1磁石17部到外壳3的内侧角部，按顺序组装前侧垫片14、前弹簧9及框架7后将第 2磁石部18插入外壳3的孔20内后固定。第1环状线圈19a 19d，将各输入线和输出线接到Z- θ驱动部32，第2环状线 圈16a 16d将对向的线圈16a和16c，16b和16d直接连接后，将输入线和输出线接到X-Y 驱动部33上。本实施例相关的透镜驱动装置1的驱动，如图7及图8所示，在控制部25中，焦 点·光轴控制部41从画像传感器31接收来的高频率成分(对比)的峰值逐个比较后，将 透镜支撑体5向对焦位置el (参照图6)进行Z方向的直线移动。向透镜支撑体5的Z方向作直线移动时，通过第1环状线圈19a 19d上的电流 值A与磁石17之间所产生的电磁力同前侧弹簧9与后侧弹簧11的弹簧力的合力相互间均 衡位置点就会停止。一方面，如图8所示，光轴倾斜产生偏差时(e2)，为了辅正光轴，必须要倾斜透镜 支撑体5。这时，焦点光轴控制部41在比较部46做各个峰值比较，在计算部计算el和e2 的位置偏差量后驱动信号到Z- θ驱动部32。Z- θ驱动部32如图6所示，通过给第1环状 线圈19a、19b、19c、19d中所定的(1个或2个，3个)线圈通以电流B，以此控制透镜支撑体 5的倾斜姿势，从而实现辅正光轴倾斜θ。其次，控制部25通过手动辅正部43进行透镜支撑体5的X-Y控制。手动辅正部 43，关于X方向传感器38a、38b的X方向的每个比较峰值，通过比较部46和有时间偏差的 比较部45与储存的比较峰值位置进行比较，在计算部47检出其时间偏差量，计算出2个X 方向传感器38a、38b的峰值位置偏差量的平均值，将驱动信号发送到X-Y驱动部33。X-Y 驱动部33基于手动辅正部43发来的驱动信号，通电到X方向的第2环状线圈16a、16c后， 透镜支撑体5向X方向移动。同样，即使是Y方向，手动辅正部43关于在Y方向传感器39a、39b的各Y方向的 比较峰值，比较现在和有时间偏差的储存比较峰值位置，然后检出其偏差量，计算出2个Y 方向传感器38a、38b的峰值位置偏差量的平均值，发驱动信号到X-Y驱动部33。X-Y驱动 部33基于手动辅正部43发来的驱动信号，通电到Y方向的第2环状线圈16b、16d，移动透 镜支撑体5到Y方向。
透镜支撑体5移动至光轴方向(Z方向)时候，第1环状线圈19a 19d前侧21 和后侧23电流方向不同，与前侧部分21对向的前侧磁石17a和与后侧部分对向的后侧磁 石17b的磁极不同，所以能够使其产生相同方向的推力，得到更多的推力。同样，在各个第1环状线圈19a、19b、19c、19d中，右侧边部M和左侧后边部25中 电流互为反方向，与右侧边部M对向的右侧磁石18a和与左侧边部沈对向的左侧磁石18b 使其磁极互异，这样能使其在左侧边部M和右侧边部沈产生相同方向的推力，获得很大的 推力。另外，透镜支撑体5的光轴倾斜辅正，可以是支撑体5在锁定位置移动后，也可以 是移动透镜支撑体5时，控制倾斜时移动(给对应的第1环状线圈19a 19d通上电流A 或同时通电流A+B)。根据本实施状态可以使透镜支撑体5进行对焦移动(向Z方向移动)、光轴辅正移 动(Θ辅正)，及手动辅正(由X-Y方向移动)。在透镜支撑体5的外周等间隔配有第1环状线圈19a 19d和第2环状线圈16a 16d，正因为在外壳(底座)3设有各环状线圈对面的磁石部17、18，所以可以谋求简易结构 的小型化。因为可以移动透镜支撑体5做光轴辅正或手动辅正，因此可以降低透镜支撑体和 维持透支撑体作自由移动所需部品等的精度和组装精度，同时可以减少部品不良或透镜驱 动装置1的不良。第2磁石部18配置在第2环状线圈16a 16d的环内侧死角处，所以透镜支撑体 直径方向的规格可以进一步缩小并且可以结构更紧凑。接下来，说明本发明的其它实施例，在以下说明的实施例中，在上述的第一实施例 和起着相同作用效果的部分，通过附带统一符号省略其部分的详细说明，以下讲解的是与 其它实施例的说明中主要说明与第1实施状态的不同点。图9显示的是第2实施例。在第2实施例中，第2磁石部18设有一个磁石，透镜 支撑体5对面一侧设有辅助外壳48。第2磁石部18的磁石，在外壳3和辅助外壳48之间 配置有N极和S极，其它构成与第1实施状态一样。据第2实施例来看，可以实现与第1实施例相同的作用效果同时，比较第1实施例 第2磁石部18的结构可能更简易。参照图10 14，讲解第3实施状态。根据这个第3实施例，在略呈四角环形的外 壳3内固定第2磁石部18，第2磁石部18将2个磁石18a、18b按照周方向紧挨放置。构成第2磁石部18 —面的磁石18a与第2环状线圈16a 16d右侧边部M的外 周侧面相对，另一侧磁石18b配置在左侧边部沈的外周侧面相对的位置。根据第3种实施状态，将第1磁石17部和第2磁石部18固定安装在外壳3的内 周面，所以很容易组装。图15显示的是第4实施例。在第4种实施例中，第1环状线圈19沿着透镜支撑 体5的外周面按照周方向环绕，第2环状线圈16a 16d配置在第1环状线圈19的光轴方 向前侧。其他构成与第1实施例相同。在第4实施状态中，当透镜支撑体5对焦移动时，第1圈线圈19通电，手动辅正 (X-Y方向移动)时，所定的第2环状线圈16a 16d通电。8
在第4实施状态中，对于为实现对焦移动而设定的透镜支撑体只能进行手动辅 正，不能进行光轴辅正。本发明不局限与上述实施例，在不脱离本发明主旨的范围内可能有种种变形。例 如在上述第1 第3实施例中，光轴倾斜e2(参照图8)发现可以是通过加速传感器查出的 东西，也可以是回转传感器查出的东西。另外，手动发现也可以是回转传感器查出的东西。在上述实施例中，第2环状线圈16a 16d及第2磁石18，在X方向和Y方向每2 个一排，也可以是在X方向，Y方向各设一个。X方向传感器38a、38b及Y方向传感器39a、39b每两个一组相向而设后取平均值。 也可以是X方向传感器38aY方向传感器39a分别在X方向和Y方向各设一个。关于第4实施例，可以是第2圈线圈16a 16d配置在第1圈线圈19的后侧；也 可以是2个第2圈线圈16a、16c配置在第1圈线圈19的前侧后，将其他2个第2圈线圈 16b、16c配置到第1圈环状线圈的后侧。透镜驱动装置1在具有变焦透镜后，也可以将它做成符合变焦功能的东西。
权利要求
1.一种透镜驱动装置，其特征在于内周有支持透镜的支撑体，在透镜支撑体外周面 装有第1环状线圈，在透镜支撑体外周面圆周方向空隔90度配有多个第2环状线圈，有支 持透镜支撑体自由移动的底座，有固定在底座上的第1磁石部和第2磁石部及控制各线圈 通电的控制部，第1磁石部安装在第1环状线圈对面，第2磁石部安装在每个第2环状线圈 对面，控制部将透镜支撑体移向光轴方向时，第1环状线圈通电，当透镜支撑体移向与光轴 正交的X-Y方向时，所定的第2环状线圈通电。
2.如权利要求1所述的透镜驱动装置，其特征在于第1环状线圈为多个并且在透镜支 撑体外周圆周方向等间隔安装，第2环状线圈与第1环状线圈安装位置不重叠，控制部将透 镜支撑体移向光轴方向时及相对光轴透镜支撑体倾斜时，所定的第1环状线圈通电。
3.如权利要求1或2所述的透镜驱动装置，其特征在于第2磁石部安装在第2环状 线圈的环内侧。
4.如权利要求1至3中任一项所述的透镜驱动装置，其特征在于第2环状线圈成侧 面视矩形，第2磁石部拥有与沿着第2环状线圈的光轴方向一边对向的一侧磁石，及对向一 边部的另一边部与之对面的其他侧磁石，并且一侧磁石与另一侧磁石的极性互为不同。
5.如权利要求1至4中任一项所述的透镜驱动装置，其特征在于有包围透镜支撑体 的环状外壳，外壳中有嵌入第2磁石部的孔，将第2磁石部从外壳的外周侧插入后组装。
6.一种自动对焦照相功能机，其特征在于具有如权利要求1至5中任一项所述的透 镜驱动装置和设置在透镜支撑体透镜成像侧的画像传感器。
7.一种搭载有如权利要求6所述的自动对焦照相功能机的手机。
全文摘要
本发明提供结构简单、可以自动对焦移动及手动辅正移动透镜支撑体、同时实现小型化的透镜驱动装置、自动对焦照相功能机及手机，拥有在透镜支撑体5的外周面安装第1环状线圈19a～19d、在透镜支撑体5的外周面周方向以90度间隔配置的多个第2环状线圈16a～16d、第1磁石部17和第2磁石部18、控制各线圈通电的控制部25。第1磁石部17安装在第1环状线圈19的对面，第2磁石部18安装在各第2环状线圈16a～16d的对面，控制部25将透镜支撑体5向光轴方向移动时给第1环状线圈19a～19d通电，当透镜支撑体5移动到与光轴直交的X-Y方向时，第2环状线圈通电。
文档编号H02K33/12GK102043226SQ201010528080
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月20日 优先权日2009年10月20日
发明者外山宏慈, 浅川聪, 白木学 申请人:思考电机(上海)有限公司