致动器和照相机装置的制作方法

本发明涉及一种致动器和照相机装置，更具体地涉及一种被构造成驱动待驱动对象在滚转方向上旋转的致动器和照相机装置。

背景技术：

在本领域中已知一种致动器，该致动器包括安装在可移动单元上以便在三个方向(即，滚转方向、偏转方向和倾转方向)上旋转的操作构件，以及包括这种致动器的输入/输出操作装置(例如，参见专利文献1)。

专利文献1的致动器包括：第一驱动单元，用于使操作构件绕x轴线旋转(即，使所述操作构件在偏转方向上旋转)；第二驱动单元，用于使操作构件绕y轴线旋转(即，使所述操作构件在倾转方向上旋转)；以及第三驱动单元，用于使操作构件绕z轴线旋转(即，使所述操作构件在滚转方向上旋转)。

第一驱动单元包括一对第一驱动磁体和一对第一磁轭，其中，所述一对第一驱动磁体相对于z轴线对称地布置在可移动单元中，所述一对第一磁轭布置在固定单元中以便分别面向所述一对第一驱动磁体。第一驱动单元还包括绕所述一对第一磁轭卷绕的一对第一驱动线圈。

第二驱动单元包括一对第二驱动磁体和一对第二磁轭，所述一对第二驱动磁体相对于z轴线对称地布置在可移动单元中，所述一对第二磁轭布置在固定单元中以便分别面向所述一对第二驱动磁体。第二驱动单元还包括绕所述一对第二磁轭卷绕的一对第二驱动线圈。

第三驱动单元包括绕所述一对第一磁轭和所述一对第二磁轭卷绕的第三驱动线圈，并且使用所述一对第一驱动磁体和所述一对第二驱动磁体作为第三驱动磁体。

所述一对第一驱动磁体和所述一对第二驱动磁体利用粘合剂被粘合到呈大致长方体形状的磁背轭上。将磁背轭联接到可移动单元，以允许所述一对第一驱动磁体和所述一对第二驱动磁体被固定到可移动单元。

根据专利文献1，当在第一驱动磁体与第一磁轭之间生成的吸引力和在第二驱动磁体与第二磁轭之间生成的吸引力相当大时，使操作构件(可移动单元)在滚转方向上旋转的扭矩可能不足。这将导致操作构件(可移动单元)在滚转方向上的旋转角度减小。

文献列表

专利文献

专利文献1：jp2015-215730a

技术实现要素：

鉴于前述背景，因此本发明的一个目的是提供一种致动器和照相机装置，其能够产生使可移动单元在滚转方向上旋转所需的扭矩，并且能够减弱驱动磁体与磁轭之间的磁力。

根据本发明的一个方面的致动器包括可移动单元、固定单元、多个驱动线圈单元、多个驱动磁体和多个背轭。可移动单元将待驱动对象保持在该可移动单元上。固定单元将可移动单元保持在该固定单元上，以允许可移动单元绕预定的第一轴线旋转。多个驱动线圈单元被设置成用于所述固定单元，被布置成相对于第一轴线面向彼此，并且被构造成使可移动单元绕第一轴线旋转。多个驱动磁体被设置成用于所述可移动单元。多个驱动磁体中的每一个都被布置在第一轴线与多个驱动线圈单元中的面向的一个驱动线圈单元之间，以使得多个驱动磁体中具有相同的第一磁极的相应第一表面面向多个驱动线圈单元。多个背轭每一个都被设置成一对一地用于多个驱动磁体中相关联的一个驱动磁体，并且附接到所述相关联的一个驱动磁体以面向多个驱动磁体中所述相关联的一个驱动磁体的第二表面。第二表面具有与第一磁极相反的第二磁极。多个驱动线圈单元中的每一个都包括轭和线圈，所述轭包含磁性材料，所述线圈通过在绕第二轴线限定的方向上将导线缠绕在轭上而形成，其中，所述第二轴线垂直于第一轴线。多个背轭包括相对于第一轴线面向彼此的至少一对背轭。所述至少一对背轭中的每一个都包括基体和轭突起。多个驱动磁体中相关联的一个驱动磁体附接到基体。轭突起联接到基体并被布置为在可移动单元的滚转方向上面向所述相关联的驱动磁体的两个端部中的至少一个端部。

根据本发明的另一方面的照相机装置包括上述致动器；以及作为待驱动对象的相机模块。

本发明允许产生使可移动单元在滚转方向上旋转所需的扭矩，并且还允许减弱驱动磁体和磁轭之间的磁力。

附图说明

图1a是根据本发明的一实施例的包括致动器的照相机装置的透视图；

图1b是沿着由z轴线和垂直于光轴及z轴线两者的轴线限定的平面截取的照相机装置的剖视图；

图2是沿着由x轴线(或y轴线)和光轴限定的平面截取的照相机装置的剖视图；

图3是照相机装置的分解透视图；

图4是包括在致动器中的可移动单元的分解透视图；

图5a是照相机装置的第一磁背轭(或第二磁背轭)和第一驱动磁体(或第二驱动磁体)的z-z剖视图；

图5b是示出了第一驱动磁体(或第二驱动磁体)与第一磁轭(或第二磁轭)之间的磁通量的剖视图；

图6a是显示照相机装置的第一磁背轭(第二轴背轭)的角度θ与滚转方向上的扭矩之间的关系的曲线图；

图6b是显示照相机装置的第一磁背轭(第二轴背轭)的长度l1与滚转方向上的扭矩之间的关系的曲线图；

图7是显示偏转方向(或倾转方向)上的旋转角度与扭矩之间的关系的曲线图；

图8a示出了第一磁背轭(或第二磁背轭)的形状的一变型例；并且

图8b示出了第一磁背轭(或第二磁背轭)的形状的另一变型例。

具体实施方式

注意，下面将描述的实施例及其变型例仅是本发明的示例，并且不应被解释为进行限制。相反，在不背离本发明的真实精神和范围的情况下，可以根据设计选择或任何其他因素以各种方式容易地修改这些实施例和变型例。

(第一实施例)

将参考图1a-图7描述根据该实施例的照相机装置1。

照相机装置1例如可以是便携式照相机，并且包括致动器2和照相机模块3，如图1a、图2和图3所示。照相机模块3能够在倾转方向、偏转方向和滚转方向(稍后描述)上旋转。致动器2用作稳定器，以用于通过驱动作为待沿预定旋转方向被驱动的对象的照相机模块3来减少照相机模块3的不必要的振动。

照相机模块3包括图像捕获装置3a、用于在图像捕获装置3a的图像捕获平面上形成对象图像的透镜3b、以及用于保持透镜3b的镜筒3c。照相机模块3将在图像捕获装置3a的图像捕获平面上产生的视频转换成电信号。镜筒3c沿照相机模块3的光轴1a所延伸的方向突出。镜筒3c具有垂直于光轴1a的圆形横截面。此外，将由图像捕获装置3a生成的电信号传输到外部图像处理器电路(其作为示例性外部电路)的多根电缆经由连接器电连接到照相机模块3。在该实施例中，所述多根电缆是具有相同长度的细线同轴电缆，并且所提供的电缆的数量为四十根。这些电缆(四十根电缆)被分成四束电缆11，每一个电缆速束都由十根电缆组成。注意，所提供的电缆的数量(例如，四十根)仅是示例，并且不应被解释为进行限制。

如图1a和图3所示，致动器2包括上环4、可移动单元10、固定单元20、驱动单元30、止挡构件80、第一印刷电路板90和第二印刷电路板91。

可移动单元10包括照相机保持器40和可移动基体41(参见图3)。可移动单元10被装配到固定单元20中，并且在可移动单元10与固定单元20之间留有一间隙。可移动单元10绕照相机模块3的透镜的光轴1a相对于固定单元20旋转(即，滚转)。可移动单元10还绕轴线1b和轴线1c相对于固定单元20旋转。在这种情况下，轴线1b和轴线1c都垂直于装配方向，其中，在该装配方向上，当可移动单元10不旋转时，可移动单元10被装配到固定单元20中。此外，这些轴线1b和1c以直角彼此相交。稍后将描述可移动单元10的详细构造。照相机模块3已经被安装在照相机支架40上。稍后将描述可移动基体41的构造。旋转可移动单元10，以允许照相机模块3旋转。在该实施例中，当光轴1a垂直于轴线1b和1c两者时，可移动单元10(即，照相机模块3)被定义为处于中立位置。在下面的描述中，可移动单元10(照相机模块3)绕轴线1b旋转的方向在此被定义为“倾转方向”，而可移动单元10(照相机模块3)绕轴线1c旋转的方向在此被定义为“偏转方向”。此外，可移动单元10(照相机模块3)绕光轴1a旋转(滚转)的方向在此被定义为“滚转方向”。注意，光轴1a、轴线1b和1c都是假想的轴线。

固定单元20包括联接构件50和主体51(参见图3)。

联接构件50包括从该联接构件的中心部分延伸的四个联接棒50a。四个联接棒50a中的每一个都大致垂直于两个相邻的联接棒50a。此外，四个联接棒50a中的每一个都被弯曲，以使得所述联接棒的末端部分位于中心部分的下方。联接构件50被拧到主体51上，并且可移动基体41被置于所述联接构件50与主体51之间。具体地，四个联接棒50a的各个末端部分都被拧到主体51上。

固定单元20包括一对第一线圈单元52和一对第二线圈单元53，用于使可移动单元10能够被电磁驱动和旋转(参见图3)。所述一对第一线圈单元52和所述一对第二线圈单元53均对应于驱动线圈单元。

所述一对第一线圈单元52面向彼此，并且光轴1a处于被定义为中心的中立位置，并且允许可移动单元10绕轴线1b旋转。同样地，所述一对第二线圈单元53面向彼此，并且光轴1a处于被定义为中心的中立位置，并且允许可移动单元10绕轴线1c旋转。

所述一对第一线圈单元52均包括含有磁性材料的第一磁轭710、驱动线圈720和730、以及磁轭保持器740和750(参见图3)。每个第一磁轭710都具有弧形形状，其中，所述弧形的中心由旋转中心510限定(参见图2)。驱动线圈730(第一线圈)中的每一个都通过使导线绕与该驱动线圈730相关联的第一磁轭710缠绕而形成，以使得该驱动线圈的缠绕方向围绕轴线1b限定，并且使得所述一对第一驱动磁体620(稍后描述)在滚转方向上被驱动旋转。在每一个驱动线圈730绕与该驱动线圈730相关联的第一磁轭710已经被形成之后，沿轴线1b在第一磁轭701的两侧，利用螺钉将磁轭保持器740和750固定到第一磁轭710上。此后，驱动线圈720(第二线圈)中的每一个都通过使导线绕与该驱动线圈720相关联的第一磁轭710缠绕而形成，以使得当可移动单元10处于中立位置时，所述驱动线圈720的缠绕方向绕光轴1a被限定，并且使得所述一对第一驱动磁体620在倾转方向上被驱动旋转。然后，利用螺钉将所述一对第一线圈单元52固定到上环4和主体51上，以便当从照相机模块3看时沿轴线1c面向彼此(参见图1a和图3)。如这里所使用的，驱动线圈720(730)的缠绕方向指的是从驱动线圈720(730)的一端朝向另一端引导的方向。

所述一对第二线圈单元53均包括含有磁性材料的第二磁轭711、驱动线圈721和731、以及磁轭保持器741和751(参见图3)。第二磁轭711中的每一个都具有弧形形状，其中，所述弧形的中心由旋转中心510限定(参见图2)。驱动线圈731(第一线圈)中的每一个都通过使导线绕与该驱动线圈731相关联的第二磁轭711缠绕而形成，以使得所述驱动线圈731的缠绕方向绕轴线1c限定，并且使得所述一对第二驱动磁体621(稍后描述)在滚转方向上被驱动旋转。在每一个驱动线圈731绕与该驱动线圈731相关联的第一磁轭710已经被形成之后，沿轴线1c在第二磁轭711的两侧，利用螺钉将磁轭保持器741和751固定到第二磁轭711上。此后，驱动线圈721(第二线圈)中的每一个都通过使导线绕与该驱动线圈721相关联的第二磁轭711缠绕而形成，以使得当可移动单元10处于中立位置时，所述驱动线圈721的缠绕方向绕光轴1a被限定，并且使得所述一对第二驱动磁体621在偏转方向上被驱动旋转。然后，利用螺钉将所述一对第二线圈单元53固定到上环4和主体51上，以便当从照相机模块3看时沿轴线1b面向彼此(参见图2a和图3)。如这里所使用的，驱动线圈721(731)的缠绕方向指的是从驱动线圈721(731)的一端朝向另一端引导的方向。

已经安装在照相机保持器40上的照相机模块3被固定到可移动单元10上，并且联接构件50置于所述所述照相机模块3与可移动基体41之间。上环4利用螺钉固定到主体51上以将固定到可移动单元10上的照相机模块3夹在所述上环4与主体51之间(参见图3)。

止挡构件80是非磁性构件。为了防止可移动单元10掉落，止挡构件80利用螺钉固定到主体51的与固定联接构件50的一侧相反的另一侧上，以便闭合主体51的开口706。

第一印刷电路板90包括多个(例如，四个)磁传感器92，所述磁传感器用于检测照相机模块3的倾转和偏转方向上的旋转位置。在该实施例中，磁传感器92可以例如被实施为霍尔元件。在第一印刷电路板90上，还组装有用于控制允许流过驱动线圈720、721、730和731以及其他部件的电流的量的电路。

在第二印刷电路板91上，组装有微计算机(微控制器)93和其他部件(参见图2和图3)。微计算机93通过运行一程序来执行使可移动单元10(照相机模块3)在倾转方向、偏转方向和滚转方向上旋转的功能以及减少可移动单元10的不必要振动的稳定器功能。在该实施例中，所述程序被预先存储在计算机的存储器中。可选地，所述程序也可以通过诸如因特网的电信线路下载，或者在已经被存储在诸如存储卡的存储介质上之后被分配。

接下来，将描述可移动基体41的详细构造。

可移动基体41具有松配合空间，并且上面支撑有照相机模块3。可移动基体41包括联接体601和第一松配合构件602(参见图4)。可动基体41还包括一对第一磁背轭610(背轭)、一对第二磁背轭611(背轭)、一对第一驱动磁体620(驱动磁体)和一对第二驱动器磁体621(驱动磁体)(参见图4)。可移动基体41还包括底板640和位置检测磁体650(参见图4)。

联接体601包括盘状部分和从盘状部分的外周边朝向照相机模块3(即，向上)突出的四个固定部分(臂)603。四个固定部分603中的两个固定部分603沿轴线1b面向彼此，另两个固定部分603沿轴线1c面向彼此。四个固定部分603中的每一个都具有大致l形状。这四个固定部分603中的每一个都一对一地面向所述一对第一线圈单元52中的相关联的一个线圈单元或所述一对第二线圈单元53中的相关联的一个线圈单元。照相机保持器40利用螺钉固定到固定部分603的上部的相应末端。这允许照相机保持器40被可移动基体41支撑。

第一松配合构件602包括具有锥形形状的通孔。第一松配合构件602使具有锥形形状的通孔的内周面作为第一松配合面670(参见图2和图4)。第一松配合构件602利用螺钉被固定到联接体601的盘状部分上，以使得第一松配合面670被暴露给松配合空间。

所述一对第一磁背轭610由软铁形成，并且每个第一磁背轭610都被一对一地设置用于四个固定部分603中的面向所述一对第一线圈单元52的两个固定部分603中的相关联的一个固定部分。所述一对第一磁背轭610利用螺钉被固定到面向所述一对第一线圈单元52的两个l形固定部分上。所述一对第二磁背轭611也由软铁形成，并且每个第一磁背轭6都被一对一地设置用于四个固定部分603中的面向所述一对第二线圈单元53的两个固定部分603中的相关联的一个固定部分。所述一对第二磁背轭611利用螺钉固定到面向所述一对第二线圈单元53的两个l形固定部分上。

所述一对第一驱动磁体620中的每一个都一对一地设置用于所述一对第一磁背轭610中的相关联的一个磁背轭。所述一对第二驱动磁体621中的每一个都一对一地设置用于所述一对第二磁背轭611中中的相关联的一个磁背轭。这使得所述一对第一驱动磁体620面向所述一对第一线圈单元52，并且还允许所述一对第二驱动磁体621面向所述一对第二线圈单元53。在这种情况下，第一驱动磁体620中的每一个的面向相关联的第一线圈单元52的表面625(第一表面)的磁极和第二驱动磁体621中的每一个的面向相关联的第二线圈单元53的表面626(第二表面)的磁极是相同的第一磁极(例如，n极)。

所述一对第一驱动磁体620中的每一个的面向所述一对第一线圈单元52中的相关联的一个线圈单元的表面625是弧形曲面，所述弧形曲面的中心由旋转中心510限定，并且曲面625的弧形的中心与相关联的第一磁轭710的曲面625的弧形的中心对准(参见图2)。所述一对第二驱动磁体621中的每一个的面向所述一对第二线圈单元53中的相关联的一个线圈单元的表面626是弧形曲面，所述弧形曲面的中心由旋转中心510限定，并且曲面626的弧形的中心与相关联的第二磁轭711的曲面的弧形的中心对准(参见图2)。

此外，如图1b、图5a和图5b所示，第一磁轭710中的每一个的面向相关联的第一驱动磁体620的表面和第一驱动磁体620的面向第一磁轭710的表面625被形成为当沿着光轴1a观看时相互平行。同样地，第二磁轭711中的每一个面向相关联的第二驱动磁体621的表面和第二驱动磁体621的面向第二磁轭711的表面626被形成为当沿光轴1a观看时相互平行。

如图5a所示，第一磁背轭610中的每一个都包括基体610a和一对轭突起610b。

相关联的第一驱动磁体620附接到基体610a。具体地，第一驱动磁体620附接到基体610a，以使得基体610a和与表面625相反的表面(即，具有与表面625的第一磁极相反的第二磁极(例如，s极)的表面627(第二表面))彼此面对。例如，第一驱动磁体620可以用粘合剂粘合到基体610a。

所述一对磁轭突起610b中的一个磁轭突起610b被布置成面向第一驱动磁体620的在滚转方向上的两个端部中的一个端部，并且被联接到基体610a的在滚转方向上的两个端部中的一个端部。所述一对磁轭突起610b中的另一个磁轭突起610b被布置成面向第一驱动磁体620的在滚转方向上的另一端，并被联接到基体610a的在滚转方向上的另一端。如在这里所使用的，“第一驱动磁体620的在滚转方向上的两个端部”对应于第一驱动磁体620的在与限定长度l2(稍后描述)的方向垂直的方向上的两个端部。

每个磁轭突起610b都联接到基体610a，以使得磁轭突起610b本身与第一驱动磁体620之间在滚转方向上的间隙612随着与光轴1a的距离的增加而变宽。也就是说，当可移动单元10处于中立位置时，每个磁轭突起610b与包括光轴1a和轴线1c的平面之间形成的角度为θ。此外，从磁轭突起610b的末端垂直于基体610a测量的长度l1比表示第一驱动磁体620的厚度的长度l2短。也就是说，磁轭突起610b的末端被定位成比第一驱动磁体620的具有第一磁极的表面625更靠近中心510。此外，磁轭突起610b的末端表面是平坦的。

如图5a所示，第二磁背轭611中的每一个都包括基体611a和一对轭突起611b。

相关联的第二驱动磁体621附接到基体611a。具体地，第一驱动磁体620附接到基体611a，以使得基体611a和与表面626相反的表面(即，具有与表面626的第一磁极相反的第二磁极(例如，s极)的表面628(第二表面))彼此面对。例如，第一驱动磁体620可以用粘合剂粘合到基体610a。

所述一对磁轭突起611b中的一个磁轭突起611b被布置成面向第二驱动磁体621的在滚转方向上的两个端部中的一个端部，并且被联接到基体611a的在滚转方向上的两个端部中的一个端部。所述一对磁轭突起611b中的另一个磁轭突起611b被布置成面向第二驱动磁体621的在滚转方向上的另一端，并被联接到基体611a的在滚转方向上的另一端。如在这里所使用的，“第二驱动磁体621的在滚转方向上的两个端部”对应于第二驱动磁体621的在与限定长度l2的方向垂直的方向上的两个端部。

每个磁轭突起611b都联接到基体611a，以使得磁轭突起611b本身与第二驱动磁体621之间在滚转方向上的间隙612随着与光轴1a的距离的增加而变宽。也就是说，当可移动单元10处于中立位置时，每个磁轭突起611b与包括光轴1a和轴线1b的平面之间形成的角度为θ。此外，从磁轭突起611b的末端垂直于基体611a测量的长度l1比表示第二驱动磁体621的厚度的长度l2短。也就是说，磁轭突起611b的末端被定位成比第二驱动磁体621的具有第一磁极的表面626更靠近中心510。此外，磁轭突起610b的末端表面是平坦的。

底板640是非磁性构件，并且可以由例如黄铜制成。底板640设置在联接体601的与具有第一松配合构件602的一侧相反的另一侧以限定可移动单元10的底部(即，可移动基体41的底部)。底板640利用螺钉被固定在联接体601上。底板640用作配重。使底板640用作配重允许旋转中心510与可移动单元10的重心一致。这就是为什么当外力施加到整个可移动单元10时，可移动单元10绕轴线1b的旋转力矩和可移动单元10绕轴线1c的旋转力矩都减小。这允许可移动单元10(或照相机模块3)以较小的驱动力保持在中立位置或绕轴线1b和1c旋转。

位置检测磁体650被设置用于底板640的暴露表面的中心部分。

当可移动单元10旋转时，位置检测磁体650改变可移动单元10的位置，从而导致施加到为第一印刷电路板90设置的四个磁传感器92的磁力变化。四个磁传感器92检测由位置检测磁体650的旋转引起的磁力的变化，并计算相对于轴线1b和1c的二维旋转角。这允许四个磁传感器92检测倾转和滚转方向上的相应旋转位置。另外，照相机装置1还包括与四个磁传感器92分开的、用于检测可移动单元10绕光轴1a的旋转(即，照相机单元3的旋转)的另一磁传感器。注意，用于检测绕光轴1a的旋转的传感器不必是磁传感器，而可以是例如陀螺传感器。

联接构件50在其中心部分(即，在由四个联接棒的相应弯曲部形成的凹部中)包括具有球形形状的第二松配合构件501(参见图2和图4)。第二松配合构件501具有带凸起球形表面的第二松配合面502(参见图2)。球形第二松配合构件501用粘合剂被粘合到联接构件50的中心部分(凹部)上。

联接构件50和第一松配合构件602连接在一起。具体地，第一松配合构件602的第一松配合面670与第二松配合构件501的第二松配合面502点接触或线接触，并且以留下窄间隙的方式被装配(即松配合)到第二松配合构件501的第二松配合面502上。这允许联接构件50枢转地支撑可移动单元10，以使可移动单元10能够自由旋转。在这种情况下，球形第二松配合构件501的中心限定旋转中心510。

止挡构件80具有一凹部，并且固定到主体51上，以使得位置检测磁体650的下部被引入到凹部中。在止挡构件80的凹部的内周面与底板640的底部之间留有一间隙。止挡构件80的凹部的内周面和底板640的底部的外周面具有面向彼此的曲面。在这种情况下，在止挡构件80的凹部的内周面与位置检测磁体650之间也留有一间隙。即使当底板640或位置检测磁体650与止挡构件80接触时，该间隙也足够宽，以使第一驱动磁体620和第二驱动磁体621由于其的磁性而返回到它们的初始位置。这防止即使当照相机模块3被压向第一印刷电路板90时照相机模块3掉落，并且还允许所述一对第一驱动磁体620和所述一对第二驱动磁体621返回到其初始位置。

注意，位置检测磁体650被适当地设置在底板640的底部的外周的内侧。

在这种情况下，所述一对第一驱动磁体620用作吸引磁体，从而在所述一对第一驱动磁体620与面向第一驱动磁体620的第一磁轭710之间产生第一磁吸引力。同样，所述一对第二驱动磁体621也用作吸引磁体，从而在所述一对第二驱动磁体621与面向第二驱动磁体621的第二磁轭711之间产生第二磁吸引力。第一磁吸引力中的每一个的矢量方向都平行于中心线，该中心线将旋转中心510、第一磁轭710中相关联的一个磁轭的质心和第一驱动磁体620中相关联的一个驱动磁体的质心连接在一起。第二磁吸引力中的每一个的矢量方向都平行于中心线，该中心线将旋转中心510、第二磁轭711中相关联的一个磁轭的质心和第二驱动磁体621中相关联的一个驱动磁体的质心连接在一起。

第一磁吸引力和第二磁吸引力变为由固定单元20的第二松配合构件501相对于第一松配合构件602产生的法向力。此外，当可移动单元10处于中立位置时，可移动单元10的磁吸引力限定第一磁吸引力和第二磁吸引力的相应矢量的沿光轴1a的合成矢量。第一磁吸引力、第二磁吸引力和合成矢量之间的这种力平衡类似于平衡玩具的动态构造，并且允许可移动单元10以良好的稳定性在三个轴线方向上旋转。

本实施例的照相机装置1通过向所述一对驱动线圈720和所述一对驱动线圈721供电而允许可移动单元10二维地旋转(即，偏转和倾转)。另外，通过向所述一对驱动线圈730和所述一对驱动线圈731供电，照相机装置1还允许可移动单元10绕光轴1a旋转(即，滚转)。

在该实施例中，第一磁背轭610每一个都包括一对轭突起610b，因此，形成第一驱动磁体620的磁通量w1的一部分的每个磁力线w10依次穿过轭突起610b和基体610a，然后返回到第一驱动磁体620(参见图5b)。也就是说，形成磁通量w1的一部分的磁力线w10返回到第一驱动磁体620，而不会穿过第一磁轭710。同样，第二磁背轭611每一个都包括一对轭突起611b，因此形成第二驱动磁体621的磁通量w1的一部分的每个磁力线w10依次穿过轭突起611b和基体611a，然后返回到第二驱动磁体621(参见图5b)。也就是说，形成磁通量w1的一部分的磁力线w10返回到第二驱动磁体621，而不会穿过第二磁轭711。

另一方面，从附接到没有磁轭突起的背轭(比较背轭)的比较驱动磁体发出的磁力线依次穿过面向比较驱动磁体和比较背轭的比较磁轭，然后返回到比较驱动磁体。

因此，在第一驱动磁体620与第一磁轭710之间产生的吸引力变得小于在比较驱动磁体与比较磁轭之间产生的吸引力。这允许可移动单元10(照相机模块3)在滚转方向上具有增加的旋转角度。

可以减小第一驱动磁体620自身的磁力，以便增加在滚转方向上的旋转角度。在这种情况下，第一驱动磁体620的磁通量(磁力线)减小。这将防止产生在滚转方向和倾转方向上旋转可移动单元10所需的扭矩，因此可能使得不可能如预期的那样在滚转方向和倾转方向上旋转可移动单元10。因此，如在本实施例中所做的那样，为第一背磁轭610设置磁轭突起610b允许可改变(或减弱)第一驱动磁体620与第一磁轭710之间的吸引力，并且不会改变第一驱动磁体620本身的磁力。这允许根据本实施例的致动器2产生使可移动单元10在滚转方向和倾转方向上旋转所需的扭矩，并减弱第一驱动磁体620与第一磁轭710之间的磁耦合力。

当包括比较背磁轭的比较可移动单元在滚转方向上旋转时，比较驱动磁体的面向比较磁轭的表面将具有更加靠近比较磁轭的第一区域和远离比较磁轭的第二区域。在这种情况下，比较驱动磁体的磁通量在第一区域中变得较密集，而在第二区域中变得较稀疏。因此，第一区域与比较磁轭之间的吸引力变得大于第二区域与比较磁轭之间的吸引力。这产生使比较可移动单元返回到旋转之前的状态的力(恢复力)。

相反，根据本实施例，即使当可移动单元10在滚转方向上旋转时，形成第一驱动磁体620的磁通量w1的一部分的磁力线w10也穿过磁轭突起610b。因此，在表面625的靠近第一磁轭710的区域上的密集磁力线中的一些穿过磁轭突起610b。因此，表面625的靠近第一磁轭710的区域与第一磁轭710之间的吸引力变得弱于第一区域与比较磁轭之间的吸引力。也就是说，在可移动单元10中产生的恢复力变得弱于在比较可移动单元中产生的恢复力。

因此，为第一磁背轭610设置所述一对轭突起610b允许第一驱动磁体620与第一磁轭710之间的对恢复力有贡献的磁通量(磁力线)减小，从而减小恢复力。

同样地，为第二磁背轭611设置所述一对轭突起611b允许改变(或减弱)第二驱动磁体621与第二磁轭711之间的吸引力，并且不会改变第二驱动磁体621本身的磁力。这允许根据本实施例的致动器2产生使可移动单元10在滚转方向和偏转方向上旋转所需的扭矩，并减弱第二驱动磁体621与第二磁轭711之间的磁耦合力。另外，为第二磁背轭611设置所述一对轭突起611b允许第二驱动磁体621与第二磁轭711之间的对恢复力有贡献的磁通量(磁力线)减小，从而减小恢复力。

为了形成根据本实施例的第一背磁轭610和第二背磁轭611，需要设定(确定)上述角度θ和长度l1。

图6a示出了图象g1，其示出了在假定在可移动单元10(照相机模块3)在滚转方向上旋转5度的情况下流过驱动线圈730和731的电流量为零的情况下，滚转方向上的扭矩与角度θ之间的关系。如图6a所示，角度θ越大，滚转方向上的扭矩就越大。在这种情况下，如果扭矩极小(即，随着负扭矩值增加)，则在滚转方向上的旋转角度将减小。另一方面，如果扭矩非常大(即，随着正扭矩值增加)，则可移动单元10将进一步自发地旋转。这些不便应该被避免。因此，滚转方向上的扭矩与角度θ的关系优选在图6a所示的图象g1的实线范围内。具体地，30±20度的角度θ被适当地应用为角度θ。角度θ更合适地为30度。注意，当角度θ超过30度时，扭矩具有正值。这表示可移动单元10将进一步沿旋转方向旋转的状态。角度θ越大，第一驱动磁体620(第二驱动磁体621)与第一磁轭710(第二磁轭711)之间的磁阻就变得越小。如果可移动单元10(照相机模块3)在角度θ大于30度的情况下在滚转方向上旋转，则可移动单元10进一步在旋转方向上旋转以进一步减小磁阻。也就是说，可移动单元10进一步在旋转方向上旋转，以允许甚至更多数量的磁力线进入磁轭突起610b(611b)。在扭矩具有正值的情况下，随着扭矩值增加，可移动单元10进一步在旋转方向上旋转，因此使得可移动单元10难以恢复在滚转方向上旋转之前的状态。因此，如果角度θ大于30度，则需要通过诸如电磁驱动的控制来恢复在滚转方向上旋转之前的状态。

另外，随着角度θ增加，当允许电流流过驱动线圈730和731时，在滚转方向上的扭矩也增加。当角度θ增加时，在电流流过驱动线圈730、731的情况下和没有电流流过驱动线圈730、731的情况下，在偏转方向和倾转方向上的扭矩增加与在滚转方向上的扭矩一样多。

图6b示出了图象g2，其示出了在电流流过驱动线圈730、731的情况下，在滚转方向上的扭矩与可移动单元10(照相机模块3)的长度l1与长度l2的比(以下称为“磁体厚度比”)之间的关系。如图6b所示，磁体厚度比越大，在滚转方向上的扭矩就越大。在这种情况下，如果磁体厚度比超过80％，则第一磁背轭610(或第二磁背轭611)可能与第一线圈单元52(或第二线圈单元53)干扰。另一方面，如果磁体厚度比小于40％，则通过设置磁轭突起610b(611b)产生的效果减弱，并且在滚转方向上的旋转角度减小。如图6b所示，随着长度l1增加(即，随着磁体厚度比增加)，越来越多的从第一驱动磁体620(或第二驱动磁体621)发出的磁力线进入磁轭突起610b(611b)，从而增加在滚转方向上的扭矩。当可移动单元10在倾转方向(或偏转方向)上旋转时，在第一驱动磁体620(或第二驱动磁体621)与驱动线圈720(721)之间产生扭矩。在这种情况下，随着磁轭突起610b(611b)的长度l1增加，由驱动线圈720(或721)产生的磁力线进入磁轭突起610b(611b)的数量增加。因此，在第一驱动磁体620(或第二驱动磁体621)与驱动线圈720(721)之间产生的扭矩减小。也就是说，如果磁轭突起610b(611b)的长度l1增加以增加在滚转方向上的扭矩，则在偏转方向和倾转方向上的扭矩会减小。简而言之，在滚转方向上的扭矩的大小与在偏转方向和倾转方向上的扭矩的大小之间的折衷是不可避免的。因此，长度l1以使得磁体厚度比处于60±20％的范围内的方式被适当地确定。其中，长度l1被适当地确定，以使得磁体厚度比为60％。

图7示出了在没有电流流过驱动线圈730(或731)的状态下，扭矩如何随着可移动单元10(照相机模块3)的倾转方向(或偏转方向)上的旋转角度而变化。实线图g11示出了当使用具有磁轭突起610b(或611b)的第一磁背轭610(或第二磁背轭611)时，扭矩如何在倾转方向(或偏转方向)上变化。虚线图象g12示出了当使用没有磁轭突起610b(611b)的背轭610(即，上述比较背轭)时，扭矩在倾转方向(或偏转方向)上如何变化。

如虚线所示，当旋转角度大约为θ1时，扭矩值大于(即，超过)零。因此，使用比较背轭导致在大约为θ1的旋转角度处的齿槽效应。另一方面，实线图象g11表示在任何旋转角度下扭矩值都不会大于(即，不会超过)零。也就是说，使用具有磁轭突起610b(611b)的第一背磁轭610(或第二背磁轭611)不会导致齿槽效应。因此，使用具有磁轭突起610b(611b)的第一磁背轭610(或第二磁背轭611)防止在倾转方向(或偏转方向)上产生齿槽效应。

(变型例)

接下来，将逐个地列举变型例。注意，下面将要描述的任何变型例可以与上述实施例适当地组合。

在上述实施例中，由磁轭突起610b、611b形成的角度θ可以等于零。也就是说，磁轭突起610b(611b)与第一驱动磁体620之间的在滚转方向上的间隙162可以是恒定的。

此外，在上述实施例中，磁轭突起610b(611b)的末端具有沿着光轴1a的直线形状。然而，这仅是示例，而不应被解释为进行限制。可选地，磁轭突起610b(611b)的末端610c(或611c)也可以是沿着光轴1a的曲面(参见图8a)。具体地，磁轭突起610b(611b)的末端处的表面是随着沿光轴1a距两个端部中的每一个端部的距离朝向中心增加而远离光轴1a倾斜的曲面。在这种情况下，可以通过倒角形成这种弧形表面，以使得轭突起610b(611b)具有沿光轴1a的圆滑末端。然后，与磁轭突起610b(611b)沿光轴1a具有线性末端的情况相比，磁阻增加，因此，穿过磁轭突起610b(611b)的磁力线的数量减少。也就是说，滚转方向上的扭矩降低。然而，如上所述，由于在滚转方向上的扭矩的大小与在偏转方向和倾转方向上的扭矩的大小之间的折衷是不可避免的，因此在这种情况下，在偏转方向和倾转方向上的扭矩增加。

可选地，如图8b所示，磁轭突起610b(611b)中的每一个都在其面向附接到基体610a(611a)的第一驱动磁体620(或第二驱动磁体621)的表面上可以具有单个或多个通孔610d(611d)。在这种情况下，切出通孔610d(611d)允许空气从该通孔中通过，因此与没有设置通孔610d(或611d)的情况相比增加了磁阻。也就是说，滚转方向上的扭矩减小。由于滚转方向上的扭矩减小，因此偏转方向和倾转方向上的扭矩增加。任选地，在第一磁背轭610(或第二磁背轭611)中，图8a所示的轭突起610b(611b)可以具有单个或多个通孔610d(或611d)。注意，通孔610d(或611d)不必是如图8b所示的圆形，而可以是椭圆形、矩形或任何其他多边形。可选地，代替通孔610d(611d)，磁轭突起610b(611b)可以设置有凹部或沟槽。

在上述实施例中，所述一对第一磁背轭610和所述一对第二磁背轭611都具有轭突起。然而，这仅是示例，而不应被解释为进行限制。可选地，从由所述一对第一磁背轭610和所述一对第二磁背轭611组成的组中选择的至少一对磁背轭可以具有轭突起。

此外，在上述实施例中，磁轭突起610b设置在第一磁背轭610的基体610a的两端处。然而，这仅是示例，而不应被解释为进行限制。可选地，磁轭突起610b可以仅设置在第一磁背轭610的基体610a的两端中的一端处。也就是说，磁轭突起610b可以设置在第一磁背轭610的基体610a的两端中的至少一端处。同样，磁轭突起611b可以设置在第二磁背磁轭611的基体611a的两端中的至少一端处。

此外，在上述实施例中，致动器2被配置为在三个方向上，即，滚转方向、偏转方向和倾转方向上，旋转可移动单元10。然而，这仅是示例，而不应被解释为进行限制。相反，致动器2可以被配置为至少在滚转方向上旋转可移动单元10。

此外，在上述实施例中，第一磁背轭610和第二磁背轭611与可移动单元10的可移动基体41的联接体601分开设置，并且通过螺钉或粘合剂或通过装配固定到所述联接体601。然而，这仅是示例，而不应被解释为进行限制。可选地，第一磁背轭610和第二磁背轭611也可以与联接体601成一体。例如，通过对单个板构件进行挤压，可以将所述一对第一磁背轭610、所述一对第二磁背轭611和联接体601形成为连续构件。在这种情况下，联接体601可以由与第一磁背轭610和第二磁背轭611相同的材料(例如，软铁)制成。

此外，在上述实施例中，致动器2被配置为应用于照相机装置1。然而，这仅是示例，而不应被解释为进行限制。可选地，致动器2也可以应用于激光指示器、灯具或任何其他类型的装置。例如，当致动器2被应用于激光指示器时，为可移动单元10提供用于发射激光束的模块。另一方面，当致动器2应用于灯具时，为可移动单元10提供光源。

(摘要)

如从前面的描述中可以看出的，根据第一方面的致动器(2)包括可移动单元(10)、固定单元(20)和多个驱动线圈单元(包括第一线圈单元52和第二线圈单元53)。致动器(2)还包括多个驱动磁体(包括第一驱动磁体620和第二驱动磁体621)以及多个背轭(包括第一磁背轭610和第二磁背轭611)。可移动单元(10)将待驱动对象保持在该可移动单元上。固定单元(20)将可移动单元(10)保持在该固定单元上，以允许可移动单元(10)绕预定的第一轴线旋转。多个驱动线圈单元被设置用于固定单元(20)，被布置成相对于第一轴线(光轴1a)面向彼此，并且被构造成使可移动单元(10)绕第一轴线旋转。多个驱动磁体被设置用于所述可移动单元(10)。多个驱动磁体中的每一个都设置在第一轴线与多个驱动线圈单元中的面向的一个驱动线圈单元之间，以使得多个驱动磁体中具有相同的第一磁极的相应第一表面(表面625或626)面向多个驱动线圈单元。多个背轭每一个都被设置成一对一地用于多个驱动磁体中相关联的一个驱动磁体，并与附接到所述相关联的一个驱动磁体，以面向多个驱动磁体中相关联的一个驱动磁体的第二表面。第二表面具有与第一磁极方向的第二磁极。多个驱动线圈单元中的每一个都包括包含磁性材料的轭(第一磁轭710或第二磁轭711)和通过在绕第二轴线(例如，轴线1b或轴线1c)限定的方向上将导线缠绕在轭上而形成的线圈(驱动线圈730、731)，其中第二轴线垂直于第一轴线。多个背轭包括相对于第一轴线面向彼此的至少一对背轭。所述至少一对背轭中的每一个都包括基体(基体610a、611a)和轭突起(轭突起610b、611b)。多个驱动磁体中的相关联的一个驱动磁体附接到基体。轭突起联接到基体，并被设置成在可移动单元(10)的滚转方向上面向相关联的驱动磁体两个端部中的至少一个端部。

根据该结构，在多个背轭中，一对背轭每一个都包括轭突起。因此，由附接到所述一对背轭上的磁性磁体产生的磁通量(磁力线)的一部分进入轭突起，从而减弱了在附接到具有轭突起的背轭的驱动磁体与面向驱动磁体的轭之间产生的吸引力。这允许致动器2增加可移动单元10在滚转方向上的旋转角度。因此，致动器2能够获得使可移动单元10在滚转方向上旋转所需的扭矩，并减弱驱动磁体与轭之间的磁耦合力。

在根据可以结合第一方面来实施的第二方面的致动器(2)中，轭突起被布置成面向相关联的驱动磁体的两端中的每一个。这种构造允许大量的磁力线从磁性磁体进入轭突起，从而进一步减弱附接到具有轭突起的背轭的驱动磁体与面向驱动磁体的轭之间产生的吸引力。

在根据可以结合第一或第二方面来实施的第三方面的致动器(2)中，磁轭突起被设置成用于多个背轭中的每一个。这种构造确保致动器2获得使可移动单元10在滚转方向上旋转所需的扭矩，并削弱驱动磁体与轭之间的磁耦合力。

在根据可以结合第一至第三方面中的任一方面被实施的第四方面的致动器(2)中，轭突起联接到基体，以使得在旋转方向(即，滚转方向)上在轭突起本身与多个驱动磁体中的附接到具有轭突起的背轭的一个驱动磁体之间的间隙(612)随着与第一轴线的距离增加而变宽。这种构造允许大量的磁力线进入轭突起，从而进一步减弱在附接到具有轭突起的背轭的驱动磁体与面向驱动磁体的轭之间产生的吸引力。

在根据可以结合第一至第四方面中的任一方面被实施的第五方面的致动器(2)中，所述轭突起的末端被定位成比所述多个驱动磁体中的附接到具有轭突起的背轭的一个驱动磁体的具有第一磁极的第一表面更靠近所述第一轴线。这种构造减少了在可移动单元10绕第一轴线旋转(在滚转方向上)时驱动磁体和磁轭相互干扰的机会。

在根据可以结合第一至第五方面中的任一方面被实施的第六方面的致动器(2)中，当沿着第一轴线观察时，包括在多个驱动线圈单元中的每一个中的轭和多个驱动磁体中的面向具有所述轭的驱动线圈单元的所述一个驱动磁体的相应面向表面被布置成彼此平行。根据该构造，磁力线从驱动磁体垂直于面向表面发出。因此，设置轭突起允许磁力线中的一些进入轭突起。

在根据可以结合第一至第六方面中的任一方面被实施的第七方面的致动器(2)中，所述多个驱动线圈单元中的每一个还包括第二线圈(驱动线圈720或721)，所述第二线圈通过沿着第一轴线缠绕在轭上导线而形成，并且不同于作为线圈的第一线圈。可移动单元(10)通过多个驱动线圈单元中的每一个所包含的第二线圈和多个驱动磁体绕第二轴线以旋转的方式被驱动。这种构造允许致动器2在至少两个方向上旋转可移动单元10。

在根据可以结合第七方面被实施的第八方面的致动器(2)中，包括在多个驱动线圈单元中的每一个中的轭和多个驱动磁体中的面向具有所述轭的驱动线圈单元的所述一个驱动磁体的相应面向表面是弧形曲面，所述弧形曲面中的每一个都具有由围绕所述第一轴线和所述第二轴线的旋转中心(510)限定的中心。这种构造减少了当可移动单元10围绕第二轴线(在偏转方向或倾转方向上)旋转时驱动磁体和轭相互干扰的机会。

在根据可以结合第七方面或第八方面被实施的第九方面的致动器(2)中，在所述轭突起的末端处的表面是一曲面，所述曲面随着沿着所述第一轴线从所述轭突起的两端中的每一端朝向所述中心的距离增加而远离所述第一轴线倾斜。这种构造减小了当可移动单元10绕第一轴线旋转时产生的扭矩，但是增加了当可移动单元10绕第二轴线旋转时产生的扭矩。

在根据可以结合第七至第九方面中的任一方面被实施的第十方面的致动器(2)中，所述轭突起具有通孔(610d或611d)，所述通孔被切穿所述轭突起的面向所述多个驱动磁体中的一个驱动磁体的表面，其中，所述一个驱动磁体附接到与所述轭突起联接的所述基体。这种构造减小了当可移动单元10绕第一轴线旋转时产生的扭矩，但是增加了当可移动单元10绕第二轴线旋转时产生的扭矩。

根据可以结合第一至第十方面中的任一方面被实施的第十一方面的致动器(2)，还包括联接体(601)，该联接体由与多个背轭相同的材料形成并且被构造成将多个背轭联接在一起。这种构造允许背轭吸收来自驱动磁体的更多的磁力线。

根据第十二方面的照相机装置(1)包括根据第一至第十一方面中任一方面的致动器(2)；以及作为被驱动的对象的照相机模块(3)。这种构造允许照相装置1获得使可移动单元10(即，照相机模块3)在滚转方向上旋转所需的扭矩，并减弱驱动磁体和轭之间的磁耦合力。

附图标记列表

1照相机装置

1a光轴(第一轴线)

1b轴线(第二轴线)

1c轴线(第二轴线)

2致动器

3照相机模块

10可移动单元

20固定单元

52第一线圈单元(驱动线圈单元)

53第二线圈单元(驱动线圈单元)

510中心

601联接体

610第一磁背轭(背轭)

611第二磁背轭(背轭)

610a、611a基体

610b、611b轭突起

610d、611d通孔

620第一驱动磁体(驱动磁体)

621第二驱动磁体(驱动磁体)

625、626表面(第一表面)

627、628表面(第二表面)

710第一磁轭(轭)

711第二磁轭(轭)

720、721驱动线圈(第二线圈)

730、731驱动线圈(线圈、第一线圈)