音圈电机及其驱动方法与流程

文档序号:14686065发布日期:2018-06-14 22:59

技术领域

本发明涉及一种音圈电机以及音圈电机的驱动方法。



背景技术:

最近,已经开发了嵌入有超小型数码相机的移动终端。形成在常规移动终端上的超小型数码相机在下述方面是不利的:不能调整在用于将外部光线变成数字图像或数字图片的图像传感器与透镜之间的间隙。然而,最近已经开发了透镜驱动装置,比如用于调整在图像传感器与透镜之间的间隙的音圈电机,使得能够在超小型数码相机中获得改善的数字图像或数字图片。

通常,音圈电机构造为使得透镜安装在其中,设置在基部上的线圈架(bobbin)从基部向上移动以调整在透镜与安装在基部的后表面上的图像传感器之间的间隙。音圈电机的线圈架与板簧耦接以允许当未操作音圈电机时使线圈架通过板簧的弹力一直与基部接触。

即,常规音圈电机的线圈架仅相对于基部朝一个向上的方向驱动。相对于基部朝一个方向驱动的常规音圈电机不可避免地并且不利地需要比板簧的弹力和线圈架的自重大的驱动力来驱动音圈电机,因此导致该音圈电机的功率消耗增大。

另一个缺点是,通过比线圈架的自重和板簧的弹力大的驱动力来驱动音圈电机,增大了缠绕在线圈架或磁体上的线圈的尺寸,从而导致音圈电机的整体尺寸增大。

又一个缺点是,如果板簧变形,则不能精确地调整透镜与图像传感器之间的焦距从而降低了图像的质量。



技术实现要素:

【技术问题】

本发明涉及一种音圈电机及其驱动方法,被配置为进一步改善音圈电机中的功率消耗、尺寸和图像质量。

【技术方案】

为了整体上或部分地实现至少上述目的,并且依据该公开所体现和广泛描述的目的,提供了一种音圈电机,在本发明的一个通用方面中,该电机的特征在于:定子,包括产生第一电磁场的磁体;动子,包括线圈架和线圈,该线圈架形成为具有光通过的中空孔,该线圈形成在线圈架的外周上并且产生响应于第一电磁场的第二电磁场;基部,固定至定子处并且形成有光通过的开口;以及至少一个弹性构件,弹性地支承线圈架并且当线圈上未施加电流时在线圈架与基部之间形成间隙。

在本发明的一些示例性实施方式中,弹性构件可以包括:第一弹性构件,连接至线圈架的底端;以及第二弹性构件,连接至线圈架的与底端相对的上端。

在本发明的一些示例性实施方式中,第一弹性构件和第二弹性构件中的每一个可以包括:耦接至线圈架的内部弹性单元;连接地耦接至定子的外部弹性单元;以及连接内部弹性单元与外部弹性单元的连接弹性单元。

在本发明的一些示例性实施方式中,内部弹性单元可以通过动子的自重引起的下垂而设置在外部弹性单元的下表面处。

在本发明的一些示例性实施方式中,考虑到由动子的自重引起的下垂,内部弹性单元可以设置在比外部弹性单元的位置较高的位置处,并且第一弹性构件和第二弹性构件可以设置成与基部的上表面平行。

在本发明的一些示例性实施方式中,音圈电机还可以包括外罩筒,该外罩筒可以固定至基部处以覆盖动子和定子,并且可以在与线圈架相对的基部和在外罩筒的与线圈架相对的内表面中的任何一个处设置减震构件。

在本发明的一些示例性实施方式中,第一减震构件和第二减震构件可以设置在与线圈架相对的基部和外罩筒的与线圈架相对的内表面上。

在本发明的一些示例性实施方式中,减震构件可以包括海绵、具有弹性的合成树脂以及橡胶中的任何一个。

在本发明的另一通用方面中,提供了一种音圈电机,该音圈电机的特征在于:定子,包括产生第一电磁场的磁体;动子,包括线圈架和线圈,该线圈架形成为具有光通过的中空孔,该线圈形成在线圈架的外周上并产生响应于第一电磁场的第二电磁场;基部,固定至定子处并且形成有光通过的开口;弹性构件,弹性地支承线圈架,其中,向下述方向中的任何一个方向驱动通过弹性构件支承的线圈架:第一方向,该第一方向通过由第一电磁场和第二电磁场产生的上升动力远离基部;以及第二方向,该第二方向通过由第一电磁场和第二电磁场产生的下降动力接近基部。

在本发明的一些示例性实施方式中,当向第一方向驱动线圈架时,正向电流可以施加至线圈,并且当向第二方向驱动线圈架时,与正向电流相反地流动的反向电流可以施加至线圈。

在本发明的一些示例性实施方式中,音圈电机可以通过调整线圈上的电压差来向第一方向和第二方向中的任何一个方向驱动线圈架。

在本发明的又一通用方面中,提供了一种音圈电机,该音圈电机的特征在于:定子,包括产生第一电磁场的磁体;动子,包括线圈架和线圈,该线圈架形成为具有光通过的中空孔,该线圈形成在线圈架的外周上并且产生响应于第一电磁场的第二电磁场;基部,固定至定子处并且形成有光通过的开口;至少一个弹性构件,弹性地支承线圈架并且在线圈架的底端与基部的上表面之间形成间隙;以及驱动模块,包括控制单元和电流提供单元,该控制单元产生用于使线圈架上升的上升控制信号以及用于使线圈架下降的下降控制信号,该电流提供单元响应于控制单元的上升控制信号和下降控制信号向线圈提供正向电流或反向电流。

在本发明的一些示例性实施方式中,电流提供单元可以包括第一单元电路和第二单元电路,在第一单元电路中,第一开关元件和第二开关元件串联连接,并且在第二单元电路中,第三开关元件和第四开关元件串联连接,其中,第一单元电路和第二单元电路相对于电源并联电连接,线圈的第一末端连接地插入至第一开关元件与第二开关元件之间,并且线圈的第二末端连接地插入至第三开关元件与第四开关元件之间。

在本发明的一些示例性实施方式中,上升控制信号可以提供至第一开关元件和第二开关元件以向线圈施加正向电流,并且下降控制信号可以提供至第三开关元件和第四开关元件以向线圈施加反向电流。

在本发明的又一个通用方面中,提供了一种用于驱动音圈电机的方法,该方法的特征在于:通过将第一电流施加至缠绕在线圈架上的线圈将线圈架移动至参考位置,该线圈架嵌入有透镜并且以与基部间隔开的方式由弹性构件弹性地支承;向线圈施加与第一电流相反的方向流动的第二电流,以使线圈架离开参考位置;并且当在透镜与图像传感器之间形成最佳焦距时,通过恒定地保持第二电流的量来将线圈架停止在与最佳焦距对应的位置处。

在本发明的一些示例性实施方式中,参考位置可以是基部的上表面和覆盖线圈架的外罩筒的内部侧表面中的任何一个。

在本发明的一些示例性实施方式中,在使线圈架离开参考位置的步骤中的第二电流的量可以连续地增大。

在本发明的一些示例性实施方式中,将线圈架停止在与最佳焦距对应的位置处的步骤可以包括将线圈架移动至偏离最佳焦距位置的位置,以及通过向线圈重新施加第一电流而将线圈架返回至最佳焦距位置。

在本发明的又一个通用方面中,提供了一种用于驱动音圈电机的方法,该方法的特征在于:通过将第一电流施加至缠绕在线圈架上的线圈将线圈架移动至参考位置,该线圈架嵌入有透镜并且通过以与基部间隔开的方式由弹性构件弹性地支承;基于对象计算用于形成透镜与图像传感器模块之间的最佳焦距的数据;并且通过将与同数据相关的第一电流相反地流动的第二电流施加至线圈,来基于数据将线圈架移动至参考位置。

在本发明的一些示例性实施方式中,第二电流可以为具有预定强度的电流量。

根据本申请的一个方面,提供了一种音圈电机,包括:磁体;基部,基部中心形成有开口;动子,包括线圈架和线圈组件,线圈组件固定在线圈架的外周上并且面对磁体;弹性构件,支承动子并且包括耦接至线圈架的下部的第一弹性构件和耦接至线圈架的上部的第二弹性构件,其中,第一弹性构件和第二弹性构件中的每一个包括:耦接至线圈架的内部弹性单元;外部弹性单元;以及连接内部弹性单元与外部弹性单元的连接弹性单元,其中,第一弹性构件和第二弹性构件中的每一个内部弹性单元在初始位置处布置在比外部弹性单元低的位置处。

根据本申请的一个方面,提供了一种相机模块,包括:透镜;图像传感器;以及上述音圈电机,其中,音圈电机调整透镜和图像传感器之间的距离。

根据本申请的另一个方面,还提供了一种包括上述相机模块的移动电话。

根据本申请的又一个方面,提供了一种用于驱动嵌入在上述相机模块中的音圈电机的方法,包括如下步骤:通过向线圈组件施加第一方向的电流而将线圈架从初始位置移动到参考位置;通过减小第一方向的电流使线圈架从参考位置离开;通过向线圈组件施加与第一方向相反的第二方向的电流而将线圈架从参考位置进一步分离,其中,当减小第一方向的电流并且然后增大第二方向的电流时线圈架从参考位置移动经过初始位置;以及通过将线圈架移动至偏离最佳焦距位置的位置以及然后通过向线圈组件重新施加第一方向的电流或者通过减小至线圈组件的第二方向的电流而将线圈架返回至最佳焦距位置来将线圈架停止在最佳焦距处。

根据本申请的另一个方面,还提供了一种音圈电机,包括:磁体;基部,基部中心形成有开口;动子,包括线圈架和线圈组件,线圈架与透镜耦接,线圈组件固定在线圈架的外周上并且面对磁体;弹性构件,支承动子;外罩筒,固定在基部上以覆盖动子和线圈架;减震构件,布置在基部的与线圈架相对的上表面和外罩筒的与线圈架相对的内表面中的任何一个处,其中,减震构件包括海绵、具有弹性的合成树脂以及橡胶中的任何一个。

通过本发明将要解决的技术问题不限于上述描述,并且本领域的技术人员将从下列描述中清晰地理解目前未提到的任何其他技术问题。

【有利的效果】

根据本发明的音圈电机和用于驱动音圈电机的方法具有下述有利的效果:安装有透镜的线圈架远离安装有图像传感器的基部的上表面,并且通过将正向电流或反向电流施加至缠绕在线圈架上的线圈组件而将包括有绕线圈的动子向远离基部的方向驱动或向接近基部的方向驱动,从而减小了音圈电机的功率消耗,并且在快速时间段内调整在透镜与图像传感器之间的焦距。

根据本发明的音圈电机以及用于驱动音圈电机的方法具有下述另外的有利效果:能够减小通过驱动线圈架所产生的接触噪音。

附图说明

将参照附图详细描述本发明的非限制的示例性实施方式。在贯穿附图的若干视图的描述中,相同的附图标记代表相同的部件或部分。

图1为示出根据本发明的示例性实施方式的音圈电机的截面图。

图2为图1的'A'的局部放大视图。

图3为示出了与本发明的示例性实施方式的音圈电机相比较的常规音圈电机的截面图。

图4为示出了在用于驱动图3的音圈电机的驱动电流量与根据本发明的移动量之间的关系的曲线图。

图5为示出了根据本发明的示例性实施方式的音圈电机的示意性截面图。

图6为示出了在用于驱动图5的音圈电机的驱动电流量与根据本发明的移动量之间的关系的曲线图。

图7为示出了用于使根据本发明的示例性实施方式的音圈电机的动子上升或下降的驱动电路的框图。

图8和图9为示出了通过驱动电路施加至线圈组件的正向方向电流和反向方向电流的框图。

图10和图11为示出了用于驱动根据本发明的音圈电机的方法的曲线图。

具体实施方式

从附图和下列示例性实施方式中,用于实现前述目的的优点、特征和方法将变得明显。

如下仅作为示例描述本发明的实施方式。这些示例代表了对申请人而言已知的将本发明投入实践的最好的方式,尽管这些方式不是可以实现本发明的唯一的方式。

该发明可以以不同的形式实施并且不应被理解为被限制到这里所阐释的实施方式。而是,提供这些实施方式以使得该公开是透彻和完整的,并且向本领域的技术人员完全地传达本发明的范围。

图1为示出根据本发明的示例性实施方式的音圈电机的截面图,并且图2为图1的'A'的局部放大视图。

参照图1和图2,音圈电机(600)可以包括定子(100)、动子(200)、基部(300)以及弹性构件(400)。

定子(100)可以包括轭部(120)和磁体(130)。定子(100)产生用于驱动动子(200,稍后描述)的第一电磁场。轭部(120)可以包括轭上板(122)和轭侧板(124)。轭部(120)用于阻止动子(200)和由磁体(130,稍后描述)产生的电磁场,并且通过使磁体(130)产生的电磁场中不面对动子(200)的电磁场面对该动子(200)来提高动子(200)的驱动效率。

轭上板(122)可以采用当在平面上观察时的正方形板的形状,并且可以在中心形成有用于暴露该动子(200)的透镜(稍后描述)的开口。轭侧板(124)可以从轭上板(122)的边缘延伸以形成通过轭侧板(124)和轭上板(122)来容置磁体(130)的空间。

多个磁体(130)可以固定至轭侧板(124)的内侧表面上以产生用于驱动动子(200)的第一电磁场。动子(200)可以包括线圈架(210)和线圈组件(220),并且通过透镜镜筒和透镜(230)固定在其中。动子(200)相对于定子(100)移动以便调整设置在基部(300,稍后描述)的下面的图像传感器与透镜(230)之间的间隙。

线圈架(210)可以采用形成有中空孔的圆筒形形状,例如,其中形成有用于固定透镜(230)的螺纹。线圈架(210)可以形成在具有用于固定线圈组件(220,稍后描述)的底梁(213)的底部外周处。

线圈组件(220)可以固定在线圈架(210)的外周处。

线圈组件(220)可以通过下述方式形成:通过在线圈架(210)的外周上直接缠绕由树脂瓷漆所绝缘的电线形成,或通过将电线缠绕呈圆筒形并且利用黏结剂将已缠绕的电线黏合至线圈架(210)的外周上。

线圈组件(220)可以通过从外部施加的电流而产生第二电磁场,并且可以在通过施加至线圈组件(220)的电流的方向在动子(200)与定子(100)之间产生吸引力和排斥力。

基部(300)可以采用板形形状以将定子(100)固定,并且基部(300)可以在中心形成开口(310),已穿过嵌入在动子(200)的线圈架(210)中的透镜(230)的光通过该开口(310)。

在板形基部(300)的上表面上的四个角中的每一个可以形成有耦接柱(320),并且耦接柱(320)可以用于将筒(稍后描述)耦接至基部(300)。该基部(300)可以利用图像传感器固定至后表面,该图像传感器产生与穿过透镜(230)的光相对应的图像。可以在基部(300)与定子(100)的磁体(130)之间设置框形垫片(330)。

弹性构件(400)可以包括第一弹性构件(410)和第二弹性构件(420)。该弹性构件(400)可以弹性地支承动子(200)的线圈架(210)。当没有电流施加至线圈(220)时,弹性构件(400)可以在线圈架(210)的下表面(212)与基部(300)的上表面(301)之间形成间隙(G)。

在本发明的示例性实施方式中,在没有电流施加至线圈时动子(200)利用弹性构件(400)与基部(300)的上表面(301)间隔开的情况下,可以面对基部(300)向向下方向驱动动子(200),或根据所改变的电流方向远离基部(300)向向上方向驱动动子(200)。

即,在没有电流施加至线圈(220)时动子(200)利用弹性构件(400)与基部(300)的上表面(301)间隔开的情况下,可以在静止状态下向向下方向或向上方向驱动该动子(200)。

第一弹性构件(410)可以弹性耦接至线圈架(210)的面对基部(300)的下表面(212)。可以形成两个第一弹性构件(410),每个构件均彼此弹性地绝缘。任何一个第一弹性构件(410)可以电连接至形成线圈组件(220)的电线的末端,并且另一个第一弹性构件(410)可以电连接至面对电线的末端的另一个末端。

现在,参照图2,第一弹性构件(410)中的每一个通常可以包括内部弹性单元(412)、外部弹性单元(414)和连接弹性单元(416)。

内部弹性单元(412)可以耦接至线圈架(210)的下表面(212),外部弹性单元(414)可以通过垫片(330)耦接并且连接弹性单元(416)可以将内部弹性单元(412)与外部弹性单元(414)弹性地连接。当在平面上观察时,连接弹性单元(416)可以通过将薄的窄宽度线型弹性构件弯曲而形成。

第一弹性构件(410)的外部弹性单元(414)中的每一个可以部分地突出,并且该突出部沿着基部(300)的侧表面弯曲以便电连接至外部电路衬底。电流从外部电路衬底施加至第一弹性构件的每个外部弹性单元(414),进而提供至每个外部弹性单元(414)的电流提供至线圈组件(220),从而从线圈组件(220)产生了用于使动子(200)上升/下降的第二电磁场。

第二弹性构件(420)可以弹性地耦接至与面对基部(300)的线圈架(210)的下表面(212)面对的上表面(214)。第二弹性构件(420)可以包括内部弹性单元(422)、外部弹性单元(424)以及连接弹性单元(426)。

内部弹性单元(422)可以耦接至面对线圈架(210)的下表面(212)的上表面(214),外部弹性单元(424)可以设置在轭部(120)的轭上板(122)上,并且连接弹性单元(426)可以连接至内部弹性单元和外部弹性单元(422,424)。

在本示例性实施方式中,由于动子(200)的自重和重力,连接至动子(200)的第一弹性构件(410)的内部弹性单元412和第二弹性构件(420)的内部弹性单元(422)设置在比外部弹性单元较低的位置处。

因此,考虑到由动子(200)的自重和重力所导致的内部弹性单元(422)的下垂,优选地设置在线圈架(210)的下表面(212)与基部(300)的上表面(301)之间所形成的间隙(G)。

在另一个示例性实施方式中,连接弹性构件(416,426)可以变形以允许第一弹性构件和第二弹性构件(410,420)的内部弹性单元(412,422)形成在比外部弹性单元(414,424)的位置较高的位置处,从而防止动子(200)由于重力和动子(200)的自重而下垂。

在考虑到由重力和动子(200)的自重而导致的动子(200)的下垂而将第一弹性构件和第二弹性构件(410,420)的内部弹性单元(412,422)置于比外部弹性单元(414,424)较高的位置上的情况下,第一弹性构件和第二弹性构件(410,420)可以设置成与基部(300)的上表面(301)平行。

返回参照图1,音圈电机(600)还可以包括外罩筒(500)。

外罩筒(500)可以包括:上板(510),该上板(510)形成有用于使动子(200)的透镜(230)暴露的开口并且形成为与基部(300)对应的板形形状;以及侧板(520),该侧板(520)从上板(510)的边缘延伸至基部(300),其中,侧板(520)耦接至基部(300)的侧表面。

返回参照图1,可以向面对基部(300)的第一方向或向与第一方向相反的第二方向驱动根据本发明的示例性实施方式的动子(200)。因此,当向第一方向或向第二方向驱动动子(200)时动子(200)可以与基部(300)碰撞或与外罩筒(500)的上板(510)碰撞,从而由于第一弹性构件和第二弹性构件(410,420)的变形或碰撞而产生噪音。因此,为了防止噪音的产生,音圈电机(600)还可以包括第一减震构件(340)和第二减震构件(350)。

第一减震构件(340)可以形成在面对线圈架(210)的下表面(212)的基部(300)的上表面(301)上,并且第二减震构件(350)可以设置在面对线圈架(210)的上表面(214)的外罩筒(500)的内侧表面处。第一减震构件(340)和第二减震构件(350)可以包括海绵、具有弹性的合成树脂以及橡胶中的任何一个。

图3为用于与根据本发明的示例性实施方式的音圈电机相比较的常规音圈电机的截面图。图4为示出了在用于驱动图3的音圈电机的驱动电流量与移动量之间的关系的曲线图。

参照图3和图4,常规音圈电机(10)的线圈架与包括线圈组件的动子(2)通过弹性构件3弹性地耦接至定子(1),并且动子(2)通过弹性构件(3)设置在基部(4)上,该弹性构件(3)产生将动子(2)沿着面对基部(4)的方向挤压的弹力。

图3示出了没有施加用于驱动动子(2)的驱动电流的动子(2)。

向动子(2)的线圈组件施加电流以通过加宽在设置在基部(4)之下的图像传感器与包括在动子(2)中的透镜之间的间隙来调整在图像传感器与动子(2)之间的焦距,从而通过线圈组件产生电磁场。

通过线圈组件产生的电磁场与通过定子(1)的磁体产生的电磁场反应,从而产生了向面对基部(4)的上表面的方向的上升力。该上升力与施加至线圈组件的电流的强度成比例地增大。

参照图3和图4,常规音圈电机(10)的动子(2)不与基部(4)间隔开,直到电流达到在图4的曲线图中的水平轴的开始电流的点为止,该电流通过根据重力和动子(2)的自重将动子(2)向下压的弹力施加至线圈组件。

如图4的曲线图所示,在施加至线圈组件的电流比开始电流大的情况下,施加至动子(2)的上升力变得比动子(2)的自重和弹性构件(3)的弹力大,因此动子(2)与动子(2)的基部(4)间隔开。

接着,施加至线圈组件的电流连续地增大以保持动子(2)与基部(4)之间的间隙增大直到电流达到在图4的曲线图中的B点为止。

同时,弹性构件(3)的弹性还随着动子(2)与基部(4)之间的间隙的连续增大而增大,因而动子(2)与基部(4)的上表面在特定电流(B)处间隔开A。例如,在向线圈组件提供大约80mA(毫安)的电流的情况下,动子(2)停止不再进一步从特定位置上升。

图5为示出了根据本发明的示例性实施方式的音圈电机的示意截面图。并且图6为示出了在用于驱动音圈电机的驱动电流与移动量之间的关系的曲线图。

参照图1、图5和图6,包括线圈架(210)和线圈组件(220)的动子(200)通过弹性构件(400)的第一弹性构件和第二弹性构件(410,420)弹性地耦接至定子(100),并且动子(200)在电流未施加至线圈组件(220)的情况下通过第一弹性构件和第二弹性构件(410,420)的弹力而与基部(300)的上表面间隔开。

动子(200)的线圈组件(220)被施加有正向方向的电流,例如,以便加宽设置在基部(300)之下的图像传感器与包括在动子(200)中的透镜之间的间隙,因而从线圈组件(220)产生了第一电磁场。该从线圈组件(220)产生的第一电磁场与通过定子(100)的磁体(130)所产生的电磁场反应,以产生向面对基部(400)的上表面的方向的上升力。该上升力与施加至线圈组件(220)的正向电流的强度成比例地增大。

如在图5和图6中所示,根据本发明的示例性实施方式的音圈电机(600)的弹性构件(410,420)在未向动子(200)施加电流时,不将动子(200)向面对基部(300)的方向压下动子(200),以使得当向线圈组件(220)施加正向电流时,动子(200)开始向远离基部(300)的上表面的第一方向上升。

现在,图6的曲线图中Y轴为正数的区域中的电流被限定为“正向电流”,同时,图6的曲线图中Y轴为负数的区域中的电流被限定为“反向电流”。

此外,由于根据本发明的示例性实施方式的音圈电机(600)的动子(300)在向动子(200)施加正向电流之前已经与基部间隔开,因此,即使是大约25mA的小电流量(需要大约80mA的1/3以达到图4所示出的常规音圈电机中的A点)也足够达到A点。

即,在本发明的示例性实施方式中,即使小的电流量也能够使动子(200)上升至所需要的位置,因为动子(200)在向线圈组件(220)施加电流之前已经利用第一弹性构件和第二弹性构件(410,420)在与基部(300)的上表面间隔开的位置中。

同时,为了将根据本发明的示例性实施方式的音圈电机(600)的动子(200)向接近基部(300)的第二方向驱动,将反向方向(代替正向方向)的电流施加至线圈组件(220)。

通过由施加至线圈组件(220)的反向电流所产生的电磁场和由磁体(130)所产生的电磁场,在线圈组件(220)上产生了下降力,并且动子(200)通过下降力向面对基部(300)的上表面(301)的方向移动,以允许动子(200)设置在基部(300)的上表面(301)上。

图7为示出了用于使根据本发明的示例性实施方式的音圈电机的动子上升或下降的驱动电路的框图。

参照图1和图7,动子(200)在未施加电流至动子(200)的线圈组件(220)时通过第一弹性构件和第二弹性构件(410,420)与基部(300)的上表面(301)间隔开,并且通过下述电流向面对基部(300)的上表面(301)的第一方向驱动或向与第一方向相反的第二方向驱动动子(200):该电流施加至与基部(300)的上表面(301)间隔开的动子(200)的线圈组件(220)。

音圈电机(800)可以包括驱动模块(700),该驱动模块(700)用于改变施加至线圈组件(220)的电流的流动从而向第一方向和第二方向中的任何一个方向驱动动子(200)。驱动模块(700)可以包括控制单元(710)和电流提供单元(790)。

控制单元(710)电连接至外部电路衬底以产生上升控制信号(S1)和下降控制信号(S2)。

上升控制信号(S1)是用于增大音圈电机的线圈架(210)与基部(300)的上表面(301)之间的间隙的控制信号,并且下降控制信号(S2)是用于减小音圈电机的线圈架(210)与基部(300)的上表面(301)之间的间隙的控制信号。

电流提供单元(790)向线圈组件(220)提供“正向方向”的电流以用于响应于上升控制信号(S1)而增大动子(200)与基部(300)的上表面(301)之间的间隙。并且电流提供单元(790)还向线圈组件(220)提供“反向方向”的电流以用于响应于下降控制信号(S2)而减小动子(200)与基部(300)的上表面(301)之间的间隙。

电流提供单元(790)可以包括电源(715)、第一单元电路(720)和第二单元电路(730)。

第一单元电路(720)可以包括第一开关元件和第二开关元件(Q1,Q2)。在本发明的示例性实施方式中,第一开关元件和第二开关元件(Q1,Q2)可以分别为包括输入端、输出端和栅极(gate)的晶体管。该第一开关元件(Q1)的输出端连接至第二开关元件(Q2)的输出端。

第二单元电路(730)可以包括第三开关元件和第四开关元件(Q3,Q4)。在本发明的示例性实施方式中,第三开关元件和第四开关元件(Q3,Q4)可以分别为包括输入端、输出端和栅极的晶体管。该第三开关元件(Q3)的输出端连接至第四开关元件(Q4)的输出端。

在本发明的示例性实施方式中,第一开关元件和第二开关元件(Q1,Q2)并联连接至电源(715)。即,在第一单元电路(720)处的第一开关元件和第二开关元件(Q1,Q2)的输入端和在二单元电路(730)处的第三开关元件和第四开关元件(Q3,Q4)的输入端分别输入由电源(715)提供的电流。

同时,在第一单元电路(720)处的第一开关元件和第二开关元件(Q1,Q2)的输出端和在二单元电路(730)处的第三开关元件和第四开关元件(Q3,Q4)的输出端分别地且电连接至包括线圈组件(220)的线路的一个末端以及面对该一个末端的另一端。

在操作方面,从控制单元(710)输出的上升控制信号(S1)施加至第一开关元件(Q1)的栅极并且施加至第四开关元件(Q4)的栅极。从控制单元(710)输出的下降控制信号(S2)电连接至第二开关元件(Q2)的栅极并且施加至第三开关元件(Q3)的栅极。

因此,如图8所示,在上升控制信号(S1)从控制单元(710)输出的情况下,上升控制信号(S1)还施加至第一开关元件(Q1)的栅极并且施加至第四开关元件(Q4)的栅极。即,第一开关元件(Q1)、线圈组件(220)、第四开关元件(Q4)以及电源(715)形成了闭合电路从而将“正向方向的电流”施加至线圈组件(220)。

音圈电机(700)的动子(200)与基部(300)的上表面(301)之间的间隙随着正向方向电流施加至线圈组件(220)而增大。

同时,如图9所示,在下降控制信号(S2)从控制单元(710)输出的情况下,第一开关元件和第二开关元件(Q1,Q2)的每个栅极还施加有下降控制信号(S2)。因此,第三开关元件Q3、线圈组件(220)、第二开关元件(Q2)以及电源(715)形成了闭合电路从而将与正向方向的电流相反的“反向方向电流”施加至线圈组件(220)。在将“反向方向电流”施加至线圈组件(220)的情况下,音圈电机(700)的动子(200)与基部(300)的上表面(301)之间的间隙减小。

在本发明的本示例性实施方式中,尽管说明和示出了下述配置:其中,四个开关元件(Q1,Q2,Q3,Q4)用于可变地控制流动在线圈组件(220)中流动的电流的方向,但是可以利用多种其他电气元件来改变在线圈组件(220)中流动的电流的方向。

在本发明的示例性实施方式中,尽管说明和示出了下述配置:其中,四个开关元件(Q1,Q2,Q3,Q4)用于可变地控制在线圈组件(220)中流动的电流的方向,但是可以通过在线圈组件(220)上施加电压来调整线圈组件(220)上的电压差以升高和降低线圈架(210)。

【发明方式】

现在,将描述根据本发明的示例性实施方式的用于驱动音圈电机的方法。

参照图1和图10,反向方向电流(FC)施加至线圈组件(220)以将线圈架(210)移动至参考位置,其中,线圈组件(220)设置在与基部(300)的上表面(301)间隔开的位置处,该线圈架(210)通过音圈电机(700)的磁体(130)固定,通过包括第一弹性构件和第二弹性构件(410,420)的弹性构件(400)弹性地支承,并且嵌入有透镜(230)。

在本发明的示例性实施方式中的参考位置可以是基部(300)的上表面(301)。

接着,增大在线圈组件(220)上的反向方向的电流(FC)以使线圈架(210)远离参考位置,并且如果线圈架(210)到达初始位置(S),则施加正向方向的电流(SC)。正向方向的电流(SC)可以连续地增大或呈阶梯形式增大。

此后,当形成了由固定在线圈架(210)处的透镜(230)与图像传感器模块所需要的最佳焦距时,正向方向的电流(SC)保持处于恒定水平,从而使线圈架(210)停止在与最佳焦距相对应的位置处。

利用将线圈架(210)停止在与最佳焦距相对应的位置处的处理,将线圈架(210)移动至略微偏离最佳焦距位置的位置的处理,以及略微减小施加至线圈组件(220)的正向方向的电流的处理,能够将线圈架(210)返回至最佳焦距位置,从而执行了精细的对焦处理以精密地调整在线圈架(210)的透镜(230)与图像传感器模块之间的焦距。

接着,在图像传感器模块与透镜(230)之间形成了最佳聚焦和对象,其中,图像传感器模块产生了对象的图像。

同时,参照图1和图11,正向方向的电流(SC)施加至线圈组件(220)以使线圈架(210)移动至参考位置,其中,线圈组件(220)设置在与基部(300)的上表面(301)间隔开的位置处,该线圈架(210)通过音圈电机(700)的磁体(130)固定,通过包括第一弹性构件和第二弹性构件(410,420)的弹性构件(400)弹性地支承,并且嵌入有透镜(230)。

在本发明的示例性实施方式中的参考位置可以是外罩筒(510)的上表面(501)的内部侧表面。

接着,降低在线圈组件(220)上的正向方向的电流(SC)以使线圈架(210)远离作为参考位置的外罩筒(510)的上板(510),并且如果线圈架(210)到达初始位置(S),则施加反向方向的电流(FC)。反向方向的电流(FC)可以连续地增大或呈阶梯形式增大。

此后,当形成了由固定在线圈架(210)处的透镜(230)与图像传感器模块所需要的最佳焦距时,反向方向的电流(FC)保持处于恒定水平,从而使线圈架(210)停止在与最佳焦距相对应的位置处。

利用将线圈架(210)停止在与最佳焦距相对应的位置处的处理,将线圈架(210)移动至略微偏离最佳焦距位置的位置的处理,以及略微增加施加至线圈组件(220)的反向方向的电流(SC)的处理,能够将线圈架(210)返回至最佳焦距位置,从而执行了精细的对焦处理以精密地调整在线圈架(210)的透镜(230)与图像传感器模块之间的焦距。

接着,在图像传感器模块与透镜(230)之间形成了最佳聚焦和对象,其中,图像传感器模块产生了对象的图像。

尽管根据本发明的示例性实施方式的用于驱动音圈电机的方法已经描述了下述方法:在该方法中,将线圈架(210)与基部(300)的上表面(301)或外罩筒(500)的上板(510)的内部侧表面中的任何一个接触以设置参考位置,并且将电流施加至线圈组件(220)直到线圈架(210)从参考位置到达由图像传感器模块和最佳焦距所形成的位置为止,从而调整了在动子(200)与图像传感器模块之间的焦距,可替代地,可以应用另一种方法:在该方法中,通过将第一电流施加至线圈组件(220)而将线圈架(210)移动至参考位置,该线圈组件(220)被弹性地支承在与基部的上表面(301)间隔开的位置处,该线圈架(210)通过磁体(130)固定并且嵌入有透镜(230),基于对象计算用于保持透镜(230)与图像传感器模块之间的最佳焦距的数据,并且将与数据对应的电流量施加至线圈组件(220)以使线圈架(210)基于该数据移动至参考位置。

此时,电流量可以具有与数据相对应的强度,并且参考位置可以是上板(510)的内部侧表面或是基部(300)的上表面(301)。

本技术还可以如下配置。

(1)一种音圈电机(VCM),该音圈电机包括:定子,包括产生第一电磁场的磁体;动子,包括线圈架和线圈,所述线圈架形成有中空孔,光通过所述中空孔,所述线圈形成在所述线圈架的外周上并且产生响应于所述第一电磁场的第二电磁场;基部,固定在所述定子处并且形成有开口,光通过所述开口;以及至少一个弹性构件,弹性地支承所述线圈架并且当所述线圈未被施加电流时在所述线圈架与所述基部之间形成间隙。

(2)根据(1)所述的音圈电机,其中,所述弹性构件包括:第一弹性构件,连接至所述线圈架的底端;以及第二弹性构件,连接至所述线圈架的与所述底端相对的上端。

(3)根据(2)所述的音圈电机,其中,所述第一弹性构件和所述第二弹性构件中的每一个包括:耦接至所述线圈架的内部弹性单元;连接地耦接至所述定子的外部弹性单元;以及连接所述内部弹性单元与所述外部弹性单元的连接弹性单元。

(4)根据(3)所述的音圈电机,其中,所述内部弹性单元通过由所述动子的自重所引起的下垂而设置在所述外部弹性单元的底部表面处。

(5)根据(3)所述的音圈电机,其中,考虑到由所述动子的自重所引起的下垂,所述内部弹性单元设置在比所述外部弹性单元的位置较高的位置处,并且所述第一弹性构件和所述第二弹性构件设置成与所述基部的上表面平行。

(6)根据(1)所述的音圈电机,还包括:外罩筒,所述外罩筒固定至所述基部处以覆盖所述动子和所述定子,其中,在与所述线圈架相对的所述基部和所述外罩筒的与所述线圈架相对的内表面中的任何一个处设置减震构件。

(7)根据(6)所述的音圈电机,其中,在与所述线圈架相对的所述基部上和所述外罩筒的与所述线圈架相对的所述内表面上设置第一减震构件和第二减震构件。

(8)根据(6)所述的音圈电机,其中,所述减震构件包括海绵、具有弹性的合成树脂以及橡胶中的任何一个。

(9)一种音圈电机(VCM),包括:定子,包括产生第一电磁场的磁体;动子,包括线圈架和线圈,所述线圈架形成有中空孔,光通过所述中空孔,所述线圈形成在所述线圈架的外周上并且产生响应于所述第一电磁场的第二电磁场;基部,固定至所述定子处并且形成有开口,光通过所述开口;以及弹性构件,弹性地支承所述线圈架,其中,向下述方向中的任何一个方向驱动通过所述弹性构件支承的所述线圈架:通过由所述第一电磁场和所述第二电磁场产生的上升动力而远离所述基部的第一方向;以及通过由所述第一电磁场和所述第二电磁场产生的下降动力而接近所述基部的第二方向。

(10)根据(9)所述的音圈电机,其中,当向所述第一方向驱动所述线圈架时,能够向所述线圈施加正向电流,并且当向所述第二方向驱动所述线圈架时,能够向所述线圈施加与所述正向电流相反地流动的反向电流。

(11)根据(9)所述的音圈电机,其中,通过调整所述线圈上的电压差,向所述第一方向和所述第二方向中的任何一个方向驱动所述线圈架。

(12)一种音圈电机(VCM),包括:定子,包括产生第一电磁场的磁体;动子,包括线圈架和线圈,所述线圈架形成有中空孔,光通过所述中空孔,所述线圈形成在所述线圈架的外周上并且产生响应于所述第一电磁场的第二电磁场;基部,固定在所述定子处并且形成有开口,光通过所述开口;至少一个弹性构件,弹性地支承所述线圈架并且在所述线圈架的底端与所述基部的上表面之间形成间隙;以及驱动模块,包括控制单元和电流提供单元,所述控制单元产生用于使所述线圈架上升的上升控制信号和用于使所述线圈架下降的下降控制信号,所述电流提供单元响应于所述控制单元的所述上升控制信号和所述下降控制信号向所述线圈提供正向电流或反向电流。

(13)根据(12)所述的音圈电机,其中,所述电流提供单元包括第一单元电路和第二单元电路,在所述第一单元电路中,第一开关元件和第二开关元件串联连接,在所述第二单元电路中,第三开关元件和第四开关元件串联连接,其中,所述第一单元电路和所述第二单元电路相对于电源并联电连接,所述线圈的第一末端连接地插入至所述第一开关元件与所述第二开关元件之间,并且所述线圈的第二末端连接地插入至所述第三开关元件与所述第四开关元件之间。

(14)根据(13)所述的音圈电机,其中,所述上升控制信号被提供至所述第一开关元件和所述第二开关元件以将所述正向电流施加至所述线圈,并且所述下降控制信号被提供至所述第三开关元件和所述第四开关元件以将所述反向电流施加至所述线圈。

(15)一种用于驱动音圈电机(VCM)的方法,所述方法包括:通过将第一电流施加至缠绕在线圈架上的线圈从而将所述线圈架移动至参考位置,其中,所述线圈架嵌入有透镜并且以与基部间隔开的方式由弹性构件弹性地支承;将沿与所述第一电流相反的方向流动的第二电流施加至所述线圈,以使所述线圈架离开所述参考位置;以及当在所述透镜与图像传感器之间形成最佳焦距时,通过恒定地保持所述第二电流的量来将所述线圈架停止在与所述最佳焦距相对应的位置处。

(16)根据(15)所述的方法,其中,所述参考位置是所述基部的上表面和覆盖所述线圈架的外罩筒的内部侧表面中的任何一个。

(17)根据(15)所述的方法,其中,在使所述线圈架离开所述参考位置的步骤中所述第二电流的量连续地增大。

(18)根据(15)所述的方法,其中,将所述线圈架停止在与最佳焦距相对应的位置处的步骤包括将所述线圈架移动至偏离所述最佳焦距的所述位置的位置,以及通过向所述线圈重新施加所述第一电流来将所述线圈架返回至所述最佳焦距的位置。

(19)一种用于驱动音圈电机的方法,所述方法包括:通过将第一电流施加至缠绕在线圈架上的线圈而将所述线圈架移动至参考位置,其中,所述线圈架嵌入有透镜并且以与基部间隔开的方式被弹性构件弹性地支承;基于对象计算用于形成在透镜与图像传感器模块之间的最佳焦距的数据;以及通过将与同该数据相关的所述第一电流相反地流动的第二电流施加至所述线圈,来基于所述数据将所述线圈架移动至所述参考位置。

(20)根据(19)所述的方法,其中,所述第二电流为具有预定强度的电流量。

【工业实用性】

如上述内容中所明显的,本发明具有在下述方面的工业实用性:其中,安装有透镜的线圈架与安装有图像传感器的基部的上表面间隔开,并且正向方向电流或反向方向电流施加至缠绕在线圈架上的线圈组件,以将包括有线圈架的动子向远离基部或接近基部的方向驱动,从而能够减小音圈电机的电力消耗以在更快的时间段内调整透镜与图像传感器之间的焦距并且减小由驱动线圈架所导致的接触噪音。

虽然参照本发明的示例性实施方式具体地示出和描述了本发明,但是总体发明概念不限于上述实施方式。本领域的技术人员将理解,在不脱离由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下,可以对形式和细节进行各种改变和变型。

再多了解一些
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