镜头驱动装置的制造方法
【专利摘要】一种镜头驱动装置，包括：固定组件，包括基座框架(120)；移动组件，包括镜筒(114)，所述镜筒(114)被配置为承载透镜单元；围绕所述移动组件的至少一组磁铁；三组线圈，被配置为与所述磁铁相互作用，并驱动所述移动组件沿着第一、第二和第三正交轴移动；弹簧系统，附接在所述移动组件和所述固定组件之间。所述第三轴平行于所述透镜单元的光轴。所述第一和第二轴分别垂直于所述第三轴。所述三组线圈包括一组聚焦线圈(115)和两组侧线圈(125a、125b、135a、135b)。所述至少一组磁铁包括附接于所述外壳的内壁上的四个磁性构件(116a、116b、116c、116d)，其中每两个磁性构件彼此相对放置。
【专利说明】镜头驱动装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年10月4日提交的美国临时专利申请N0.61/886,848的权益，该美国临时专利申请的内容通过引用合并在此。
技术领域
[0003]本专利申请总体涉及光学成像技术，更具体地涉及一种镜头驱动装置，具有三轴镜头移位机构，用于聚焦影像，并防止拍摄因不期望的晃动(例如用户的手的晃动)而导致的模糊影像。
【背景技术】
[0004]便携式成像设备，诸如移动电话或数码相机今天已被广泛使用。这种设备具有照相机，照相机带有镜头结构，以聚焦影像。此外，当用来拍摄照片时，这样的设备可能受到一定量的不期望的晃动。这种晃动的例子是用户的手的晃动。因此，期望有镜头驱动装置以及镜头移位机构，能够执行自动聚焦和防晃动功能，并实现尺寸减小、成本降低、快速响应、以及以简单的结构稳定致动，并且期望具有配备有这种镜头移位机构的影像拍摄装置。
【发明内容】
[0005]本专利申请涉及一种镜头驱动装置。在一方面，镜头驱动装置包括:外壳；固定组件，所述固定组件包括基座框架;移动组件，所述移动组件包括镜筒，所述镜筒被配置为承载透镜单元；围绕所述移动组件的一组磁铁;三组线圈，被配置为与所述磁铁相互作用，并驱动所述移动组件沿着第一、第二和第三正交轴移动；以及弹簧系统，附接在所述移动组件和所述固定组件之间。所述第三轴平行于所述透镜单元的光轴，而所述第一和第二轴分别垂直于所述第三轴。所述三组线圈包括聚焦线圈和两组侧线圈。所述弹簧系统包括顶部弹簧和底部弹簧。所述一组磁铁包括附接于所述外壳的内壁上的四个磁性构件，其中每两个磁性构件彼此相对放置。每个磁性构件面对侧线圈中的一个的线圈平面。侧线圈附接在镜筒的侧壁上。聚焦线圈缠绕在镜筒周围。
[0006]面向线圈的磁性构件的极性表面可以是相同磁极性的。每个侧线圈的最长长度可以比每个磁性构件的最长长度更长。两组侧线圈中，第一组侧线圈可以附接在镜筒的两个相对的外周侧壁上。第一组侧线圈可以缠绕在所述第二轴周围，且第一组侧线圈的平面可垂直于所述第二轴。第二组侧线圈可以附接在所述镜筒的另外两个外周侧壁上，且第二组侧线圈可以缠绕在第一轴周围，且第二组侧线圈的平面可以垂直于第一轴。
[0007]侧线圈可以与聚焦线圈重叠。侧线圈的导线可以分别放置得靠近磁性构件的极性表面的边缘。侧线圈的电流可以分别切割磁性构件的切向磁场。切向磁场可分别平行于磁性构件的极性表面，并且沿着所述第一和第二轴的驱动力可以由两组侧线圈和切向磁场来感应。
[0008]聚焦线圈可以大约被放置在顶部弹簧和底部弹簧之间的中点。聚焦线圈可以缠绕在镜筒的外周侧壁周围，并沿所述第三轴放置在镜筒的中间位置。
[0009]两组侧线圈可以包括四个侧线圈，而所述聚焦线圈的四个外周侧壁可以分别与四个侧线圈的四个线圈平面在同一平面内。所述镜头驱动装置还可以包括插入在所述磁性构件之间并配置为在所述磁性构件之间引导磁场的磁场校正单元。所述磁场校正单元可以具有平面形、环形或管形，安装在磁铁组的顶部或底部，并由磁轭材料或铁磁材料构造。
[0010]聚焦线圈可大约放置在磁性构件的中间位置。聚焦线圈的电流可切割所述磁构件的法向磁场。法向磁场可以垂直于磁性构件的极性表面。沿第三轴的驱动力可以由聚焦线圈和法向磁场来感应。
[0011]聚焦线圈和侧线圈可以被配置为与所述四个磁性构件相互作用，但是分别独立地产生沿三个正交轴的驱动力，用于移动所述移动组件。
[0012]在另一方面，该镜头驱动装置包括:固定组件，所述固定组件包括基座框架;移动组件，所述移动组件包括镜筒，所述镜筒被配置为承载透镜单元;围绕所述移动组件的至少一组磁铁;三组线圈，被配置为与所述磁铁相互作用，并驱动所述移动组件沿着第一、第二和第三正交轴移动；以及弹簧系统，附接在所述移动组件和所述固定组件之间。所述第三轴平行于所述透镜单元的光轴，而所述第一和第二轴分别垂直于所述第三轴。所述三组线圈包括一组聚焦线圈和两组侧线圈。所述至少一组磁铁包括附接于所述外壳的内壁上的四个磁性构件，其中每两个磁性构件彼此相对放置。聚焦线圈缠绕在镜筒周围。
[0013]在两组侧线圈中，第一组侧线圈可以缠绕在第三轴周围，第一组侧线圈的平面可以垂直于所述第三轴，而第二组侧线圈可以缠绕在第三轴周围，第二组侧线圈的平面可以垂直于所述第三轴。该组聚焦线圈可以包括两个聚焦线圈，而两组侧线圈可放置在相同的平面且位于所述两个聚焦线圈之间。
[0014]在又一方面，所述镜头驱动装置包括:固定组件，所述固定组件包括基座框架:移动组件，所述移动组件包括镜筒，所述镜筒被配置为承载透镜单元;围绕所述移动组件的一组磁铁;三组线圈，被配置为与所述磁铁相互作用，并驱动所述移动组件沿着第一、第二和第三正交轴移动；以及弹簧系统，附接在所述移动组件和所述固定组件之间。所述第三轴平行于所述透镜单元的光轴，而所述第一和第二轴分别垂直于所述第三轴。所述三组线圈包括聚焦线圈和两组侧线圈。每一组磁铁包括附接于所述外壳的内壁上的四个磁性构件，其中每两个磁性构件彼此相对放置。聚焦线圈缠绕在镜筒的外周侧壁周围，且沿着第三轴放置在镜筒的中间位置。两组侧线圈中，第一组侧线圈被附接在镜筒的两个相对的外周侧壁上，而第二组侧线圈附接在镜筒的另外两个外周侧壁上。
[0015]第一组侧线圈可以缠绕在所述第二轴周围，且第一组侧线圈的平面可以垂直于所述第二轴，而第二组侧线圈可以缠绕在所述所述第一轴周围，且第二组侧线圈的平面可以垂直于第一轴。
[0016]所述聚焦线圈和两组侧线圈可以被配置为与磁性构件相互作用，但是分别独立地产生沿三个正交轴的驱动力，用于移动所述移动组件。
【附图说明】
[0017]图1是根据本专利申请的实施例的带有三轴镜头移位机构的镜头驱动装置的爆炸透视图；
[0018]图2是图1所示的镜头驱动装置从X轴方向的剖面图；
[0019]图3a是聚焦线圈、两组侧线圈和镜筒的设置的透视图；
[0020]图3b是聚焦线圈、两组侧线圈和镜筒的设置的剖面图；
[0021]图4a是线圈组、镜筒和磁铁组之间的关系的透视图；
[0022]图4b是线圈组、镜筒和磁铁组之间的关系的剖面图；
[0023]图5a是聚焦线圈和磁铁组驱动移动组件沿Z轴移动的工作机制的示意图；
[0024]图5b是聚焦线圈和磁铁组驱动移动组件沿Z轴移动的工作机制的另一示意图；
[0025]图5c是聚焦线圈和磁铁组驱动移动组件沿Z轴移动的工作机制的又一示意图；
[0026]图5d示出了磁性构件的极性表面上的场分布；
[0027]图6a是两个侧线圈和磁铁组驱动所述移动组件沿Y轴和X轴移动的工作机制的示意图；
[0028]图6b是两个侧线圈和磁铁组驱动所述移动组件沿Y轴和X轴移动的工作机制的另一示意图；
[0029]图6c是两个侧线圈和磁铁组驱动所述移动组件沿Y轴和X轴移动的工作机制的又一示意图；
[0030]图6d是两个侧线圈和磁铁组驱动所述移动组件沿Y轴和X轴移动的工作机制的又一示意图；
[0031]图7是用于在磁性构件的边缘区域引导磁场的磁场校正单元；
[0032]图8a是根据本专利申请的另一实施例的带有三轴镜头移位机构的镜头驱动装置的爆炸透视图；
[0033]图8b是图8a的镜头驱动装置的透视图；
[0034]图9a是根据本专利申请的另一实施例的带有三轴镜头移位机构的镜头驱动装置的透视图；
[0035]图9b是图9a的镜头驱动装置的爆炸透视图；
[0036]图9c示出了图9a的镜头驱动装置的磁铁组。
【具体实施方式】
[0037]现在将详细参照本专利申请中所公开的镜头驱动装置的优选实施例，本专利申请的例子也在以下的描述中提供。本专利申请中所公开的镜头驱动装置的示例性实施例被详细描述，但对于本领域的技术人员来说很明显，为了清楚起见，对于理解镜头驱动装置不是特别重要的一些特征没有示出。
[0038]此外，应该理解，在本专利申请中公开的镜头驱动装置并不限于以下描述的精确实施例，本领域技术人员可做出各种变化和修改，而不脱离保护的精神或范围。例如，不同的阐述性实施例的元件和/或特征可以在本公开的范围内彼此组合和/或彼此替代。
[0039]本专利申请的实施例提供镜头驱动装置，该镜头驱动装置用于驱动成像镜头移动，以便执行光学功能。镜头驱动装置可应用于包括光接收表面的成像设备。成像设备被配置为将形成于光接收表面上的光学影像转换成电信号。镜头驱动装置包括:成像镜头，将物体的影像引导至光接收表面;移动组件，其包括成像镜头和镜筒；以及固定部分，承载成像设备，并支撑可在三个轴上平移移动的移动组件。第一轴平行于成像镜头的光轴(Z轴)的方向。第二 X和第三Y轴垂直于成像镜头的光轴。
[0040]在这个实施例中，镜头驱动装置包括:移动组件，其包括成像镜头和镜筒、固定组件、包括一组聚焦线圈和两组侧线圈的三组线圈、一组围绕移动组件的磁铁、弹簧系统，弹簧系统附接在移动组件和固定组件之间且配置用于支撑移动组件，并形成悬挂系统，以允许移动组件沿三个轴(Z、X和Y轴)移动。Z轴平行于成像镜头的光轴。X轴和Y轴是垂直于Z轴的两个正交轴。弹簧系统还提供了用于所述移动组件的运动的恢复力。三组线圈被配置为与周围的磁铁组相互作用，用于驱动移动组件沿三个轴移动。移动组件被聚焦线圈驱动，以沿光轴(Z轴)移动、进行聚焦动作。两组侧线圈驱动移动组件沿X轴和Y轴移动，进行防晃动动作。聚焦线圈缠绕在镜筒的外周侧壁周围，且聚焦线圈的缠绕方向平行于光轴(Z轴)。两组侧线圈附接在镜筒的侧壁上，且两组侧线圈分别缠绕在X和Y轴周围。磁铁组被配置成包围移动部分，且面对两组侧线圈。磁铁的极性表面面对镜筒的侧壁和侧线圈。
[0041]在这个实施例中，当聚焦线圈通电并与所述磁铁相互作用时，移动组件被聚焦线圈沿Z轴驱动。它能够执行影像拍摄设备的聚焦动作。此外，当两组侧线圈通电并与磁铁相互作用时，该移动组件由两组侧线圈分别沿X轴和Y轴驱动。移动组件能够执行影像拍摄设备的防晃动动作。
[0042]图1是根据本专利申请的实施例的带有三轴镜头移位机构的镜头驱动装置的爆炸透视图。该镜头驱动装置可以执行自动聚焦和防晃动功能，主要用于安装在便携式设备(未示出)上，以用作高级摄像模块。便携式装置可以是，例如，照相机，移动电话，等。
[0043]参照图1，镜头驱动装置包括固定组件，其包括基座框架120;移动组件，包括透镜单元109和镜筒114;顶部弹簧112;底部弹簧117; —组磁铁116;三组线圈；垫圈111;以及外壳110。顶部弹簧112和底部弹簧117连接移动组件和固定组件。该组磁铁116包括四个磁性构件116a、116b、116c和116d。三组线圈包括一个聚焦线圈115和两组侧线圈125a、b和135a、
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[0044]在本实施例中，固定组件包括基座框架120。基座框架具有矩形配置。底部弹簧117和磁铁组116附接到基座框架120的顶部。磁铁组的四个磁性构件116&、116以116(3和116(1附接到外壳110内壁上。外壳110被放置在基座框架120的顶部。第一磁性构件116a面对第三磁性构件116c。第二磁性构件116b面对第四磁性构件116d。外壳110、四个磁性构件和基座框架120形成中空空间，中空空间被配置为接收移动组件。基座框架120被放置在影像传感器(在图1未示出)上，影像传感器例如为CCD或CMOS影像传感器。在基座框架120的中央部形成的通孔接收透镜单元聚焦的光线，而影像被透镜单元聚焦且被影像传感器接收。
[0045]底部弹簧117和顶部弹簧112连接固定组件和移动组件，并形成悬挂系统，以承载和支撑移动组件沿三个轴移动。第一轴Z轴平行于透镜单元的光轴。第二轴X轴和第三轴Y轴垂直于Z轴。例如，第二轴X轴是第二磁性构件116b和第四磁性构件116d的对准线。第三轴Y轴是第一磁性构件116a和第三磁性构件116c的对准线。三个轴可以彼此垂直。外壳110被放置以封闭磁铁组116和移动组件。外壳可以由磁轭材料(例如铁)制成，其可以用作磁轭，以弓I导磁铁组116的磁场。
[0046]图2是图1所示的镜头驱动装置从X轴方向的剖面图。参照图2，磁性构件116a和磁性构件116c被放置得邻近基座框架的两侧。侧线圈135a和135b分别面对磁性构件116a和磁性构件116c。聚焦线圈115缠绕在镜筒114周围。聚焦线圈大约放置在顶部弹簧和底部弹簧之间的中点处。侧线圈135a、135b、125a和125b(在图2未示出)被放置并附接在镜筒114的四个侧壁上。侧线圈可与聚焦线圈重叠。
[0047]图3a和3b示出了聚焦线圈、两组侧线圈和镜筒的设置。镜筒309可以具有多边形管的形状。聚焦线圈310被缠绕在镜筒的外周侧壁，并沿Z轴放置在镜筒的中间位置。聚焦线圈可以具有多边形管的形状。聚焦线圈绕Z轴缠绕，且聚焦线圈的平面垂直于Z轴。第一组侧线圈311a和311b附接在镜筒的两个相对的外周侧壁上。第一组侧线圈311a和311b缠绕在Y轴周围，且侧线圈311a和311b的平面垂直于Y轴。第二组侧线圈312a和312b附接在镜筒的另外两个外周侧壁上。第二组侧线圈312a和312b缠绕在X轴周围，且侧线圈312a和312b的平面垂直于X轴。聚焦线圈的四个外周侧壁可以分别与四个侧线圈的四个线圈平面在同一平面内。
[0048]图4a和4b示出了线圈组、镜筒和磁铁组之间的关系。磁铁组包括四个磁性构件416a、416b、416c和416d。每个磁性构件面对侧线圈中的一个的线圈平面。磁性构件416a和416c的磁极的对准线平行于Y轴。磁性构件416b和416d的磁极的对准线平行于X轴。例如，磁性构件416a的北极表面面向线圈41 la。磁性构件416a的北极表面和线圈41 Ia的线圈平面都垂直于Y轴。磁性构件416b的北极表面和线圈412a的线圈平面均垂直于X轴。磁性构件416c的北极表面面对线圈41 lb。磁性构件416c的北极表面和线圈41 Ib的线圈平面均垂直于Y轴。磁性构件416d的北极表面面对线圈412b。磁性构件416d的北极表面和线圈412b的线圈平面均垂直于X轴。聚焦线圈和两组侧线圈两者均与磁铁组相互作用，以分别沿着三个轴Z、X和Y产生力。值得注意的是，面对线圈的磁性构件的极性表面是相同磁极性的。
[0049]如图4b所示，侧线圈部411a、412a、411b和412b的最长长度分别比磁性构件416a、416b、416c和416d的最长长度长。
[0050]图5a、5b和5c示出了聚焦线圈和磁铁组驱动移动组件沿Z轴移动的工作机制。聚焦线圈510与磁铁组516a-d相互作用，来驱动镜筒沿Z轴方向移动。图5b和5c示出了聚焦线圈驱动镜筒以沿Z轴的“+”方向移动的详细工作原理的例子。参照图5c，通过聚焦线圈的电流方向是沿Z轴的“+”的逆时针方向(“+”方向在图5b和5c示出)。当电流(示于图5b和5c)穿过聚焦线圈510，聚焦线圈线内的电流切割并与磁铁组(例如516a和516c)的法向磁场相互作用，产生沿Z轴的驱动力。在图5b，示出了与磁铁组相互作用的聚焦线圈510包括根据弗莱明左手法则、沿Z轴的“+”方向的驱动力。聚焦线圈大约放置在磁性构件516a和516c的中间位置。聚焦线圈的电流切割磁性构件的法向磁场。电流方向垂直于磁铁的法向磁场的方向。磁性构件516a的极性表面上的场分布在图5d示出。在磁铁的中间位置或中心位置处的磁场包括高密度和强度的法向磁场分量。法向磁场垂直于极性表面。沿Z轴的驱动力(该方向平行于磁铁的极性表面)由聚焦线圈和磁铁的法向磁场根据弗莱明的左手定律感应。因此，聚焦线圈最好被放置在磁铁的中间位置或中央位置，以感应较强的Z轴方向的电磁力。在这个实施例中，聚焦线圈电流切割高强度的法向磁场分量，感应沿Z轴的电磁力，以驱动镜筒沿Z轴移动。
[0051]图6a_6d示出了两个侧线圈和磁铁组的工作机制，以驱动移动组件沿Y轴和X轴移动。参照图6a，一个侧线圈组611a和61 Ib的电流方向被示出。611a电流的方向与611b的电流方向相同。侧线圈组611a和611b与磁性构件616a和616c相互作用，以感应电磁力来沿Y轴移动镜筒609&Y轴方向的电磁力由线圈组611a和611b的电流、以及磁性构件616a和616c的切向场根据弗莱明左手法则感应。由于每个侧线圈面对磁性构件的极性表面，且侧线圈的导线靠近磁性构件的边缘区域，侧线圈主要切割磁场的切向磁场。参照图5d中，强和高密度的切向磁场位于磁性构件的极性表面的边缘区域。切向磁场平行于磁性构件的极性表面。为了产生强的Y轴方向的驱动力，侧线圈理想地放置在靠近磁性构件的边缘区域或边缘位置。
[0052]通过独立地为第一侧线圈组611a和611b和第二侧线圈组612a和612b通电，镜筒609可以被独立地驱动，以沿着Y轴和X轴移动。参照图6c，当第一侧线圈组被通电(电流通过611a和611b)，侧线圈将根据弗莱明左手法则，感应沿Y轴的驱动力。通过控制侧线圈组611a和61 Ib内的电流方向，镜筒609可以沿Y轴向后或向前移动。参照图6d，当第二侧线圈组被通电(电流通过612a和612b)，侧线圈将根据弗莱明左手法则，感应沿X轴的驱动力。通过控制线圈612a和612b内的电流方向，镜筒609可以沿X轴向后或向前移动。在这个实施例中，聚焦线圈和两组侧线圈与同一组磁铁相互作用，但是被配置为分别在三个正交方向上独立地产生用于移动移动组件的驱动力。
[0053]侧线圈组位于磁性构件的极性表面的边缘区域附近，且切割切向磁场，以感应沿Y轴和X轴的电磁力。当移动组件沿着Z轴移动(例如，当镜头驱动装置正在执行聚焦动作)，侧线圈组和磁性构件的极性表面的相对位置将变化，在磁铁和侧线圈之间产生未对准。在这种未对准下，穿过侧线圈的四臂的切向磁场强度将是不平衡和不平均的。它可能会在侧线圈组上生成不希望的方向上的驱动力(驱动力可能不再沿期望的方向)。
[0054]图7示出了用于在磁性构件的边缘区域引导磁场的磁场校正单元750。通过在磁性构件的边缘区域引导磁场，会减少切向磁场在侧线圈的四个臂上的不均匀分布。磁场校正单元750可校正磁铁和侧线圈之间的未对准的影响，以确保该侧线圈沿所希望的方向感应驱动力。参照图7，磁场校正单元750被插入在磁性构件716a-716d之间，且在磁性构件之间引导磁场。磁场校正单元750可以是平面形，环形或管形。它可以被安装在磁铁组的顶部或底部。磁场校正单元750可由磁轭材料或铁磁材料(例如铁)构造。
[0055]图8a和8b分别是根据本专利申请的另一实施例的带有三轴镜头移位机构的镜头驱动装置的爆炸透视图和透视图。该镜头驱动装置可以执行自动聚焦和防晃动的功能。
[0056]参照图8a和8b，镜头驱动装置包括:固定组件，包括基座框架820;移动组件，其包括透镜单元809和镜筒814;连接移动组件和固定组件的弹簧812(顶部弹簧)和817(底部弹簧)；一组磁铁816，包括四个磁性构件816a、816b、816c和816d;三组线圈；垫圈811和外壳810。三组线圈包括一个聚焦线圈815和两组侧线圈825a、b和835a、b。
[0057]固定组件包括基座框架820。基座框架具有矩形配置。底部弹簧817附接到基座框架的顶部820。磁铁组的四个磁性构件816a、816b、816c和816d附接到外壳的内壁810。四个磁性构件是三角柱形或梯柱形，位于所述外壳的四个角。外壳被放置在基座框架820的顶部。第一磁性构件816a和第三磁性构件816c沿镜头驱动装置的一个对角线放置在两个相对的角位置。第二磁性构件816b和第四磁性构件816d沿镜头驱动装置的另一对角线放置在两个相对的角位置上。外壳810中，四个磁性构件816a、816b、816c和816d以及基座框架820形成被配置用于接收移动组件的中空空间。基座框架820被放置在影像传感器(图8a和Sb中未示出)上，影像传感器例如为CCD或CMOS影像传感器。在基座框架820的中央部形成的通孔接收透镜单元809聚焦的光线，而影像被透镜单元809聚焦且被影像传感器接收。
[0058]底部和顶部弹簧连接固定组件和移动组件，并形成悬挂系统，以支撑移动组件沿三个轴移动。第一轴Zl平行于透镜单元809的光轴，第二轴Xl和第三轴Yl垂直于Zl轴。第一磁性构件816a和第三磁性构件816c的对准线(如图8b中的第一对角线所示)被定义为Yl轴，第二磁性构件816b和第四磁性构件816d的对准线(如图8b中的第二对角线所示)被定义为Xl轴。如图Sb所示，Xl和Yl轴可以是镜头驱动装置的两条对角线。
[0059]镜筒814可以具有多边形管的形状。聚焦线圈815缠绕在镜筒814的外周侧壁周围，并且可以具有多边形管的形状。聚焦线圈815缠绕在Zl轴周围，且聚焦线圈815的平面垂直于Zl轴。第一组侧线圈835a和835b被附接到镜筒814的两个相对的外周侧壁上。第一组侧线圈835a和835b缠绕在Yl轴周围，且侧线圈835a和835b的平面垂直于Yl轴。第二组侧线圈825a和825b被附接到镜筒814的另两个外周侧壁。两组侧线圈825a和825b缠绕在Xl轴周围，且侧线圈825a和825b的平面垂直于Xl轴。聚焦线圈815的四个外周侧壁可以分别与四个侧线圈四个线圈平面位于相同的平面上。
[0060]三组线圈与围绕线圈组的磁铁组相互作用，产生驱动力以沿着三个正交方向移动移动部分。可以通过控制聚焦线圈的通电方向，在沿着光轴(Zl轴)的第一方向上驱动移动组件，且可通过分别控制第一组侧线圈和第二组侧线圈的通电方向，在垂直于光轴(Zl轴)的第二方向(XI轴)或第三方向(Yl轴)上驱动移动部分。通过分别独立地使聚焦线圈815、第一侧线圈组835a和835b以及第二侧线圈组825a和825b通电，使移动组件被独立地驱动，以沿Zl轴、Yl轴和Xl轴移动。
[0061 ]图9a和9b分别是根据本专利申请的另一实施例的带有三轴镜头移位机构的镜头驱动装置的透视图和爆炸透视图。该镜头驱动装置可以执行自动聚焦和防晃动的功能。
[0062]参照图9a和％，镜头驱动装置包括:固定组件，其包括基座框架(图9a和9b中未示出)；移动组件，包括透镜单元(在图9a和9b中未示出)和镜筒914;连接移动组件和固定组件的弹簧(在图9a和9b中未示出)；两组磁铁(916a_d和917a_d)；三组线圈；垫圈(在图9a和9b中未示出)以及外壳(在图9a和9b中未示出)。两组磁铁包括顶部磁铁组916a、916b、916c和916d，以及底部磁铁组917a、917b、917c和917d。三组线圈包括一组聚焦线圈915a和915b以及两组侧线圈925a、b和935a、b。
[0063]固定组件包括基座框架。基座框架具有矩形配置。底部弹簧附接到基座框架的顶部。两个磁铁组916a-d和917a-d被附接到外壳的内壁上。顶部磁铁组被放置在底部磁铁组的顶部。顶部磁铁组的极性与连接在顶部磁铁组上的底部磁铁组的极性相反。例如，顶部磁铁组916a-d面向镜筒914的极性表面是北N，但底部磁铁组917a-d面向镜筒914的极性表面是南S，如图9b-9c所示。顶部和底部磁铁组的第一磁性构件916a和917a、以及顶部和底部磁铁组的第三磁性构件916c和917c沿镜头驱动装置的对角线放置在两个相对的角位置。第二磁性构件916b和917b、以及第四磁性构件916d和917d被放置在沿镜头驱动装置的另一对角线的两个相对的角位置上。外壳、两组磁铁和基座框架形成被配置用于接收移动组件的中空空间。基座框架被放置在影像传感器(图9a和9b中未示出)上，影像传感器例如为CCD或CMOS影像传感器。在基座框架的中央部形成的通孔接收透镜单元聚焦的光线，而影像被透镜单元聚焦且被影像传感器接收。
[0064]底部和顶部弹簧连接固定组件和移动组件，并形成悬挂系统，以支撑移动组件沿三个轴移动。第一轴Z2平行于透镜单元的光轴，第二轴(X2轴)和第三轴(Y2轴)垂直于Z2轴。镜头驱动装置的第一对角线定义为Y2轴，且镜头驱动装置的第二对角线定义为X2轴。
[0065]镜筒914可以具有多边形管的形状。聚焦线圈915a和915b缠绕在镜筒的外周侧壁周围。聚焦线圈缠绕在Z2轴周围，且聚焦线圈的平面垂直于Z2轴。第一组侧线圈935a和935b被安装在镜筒的两个相对的外周侧壁上。第一组侧线圈935a和935b缠绕在Z2轴周围，且侧线圈935a和935b的平面垂直于Z2轴。第二组侧线圈925a和925b被安装在镜筒的另外两个外周侧壁上。第二组侧线圈925a和925b缠绕在Z2轴周围，且侧线圈925a和925b的平面垂直于Z2轴。两组侧线圈可放置在相同的平面内、且位于两个聚焦线圈915a和915b之间。
[0066]当电流通过聚焦线圈915a和915b，聚焦线圈915a将会与顶端磁铁组相互作用，且聚焦线圈915b将与底部磁铁相互作用，以便沿Z2轴感应驱动力。当电流通过两组侧线圈925a、b和935a、b时，两组侧线圈与顶部磁铁组和底部磁铁组之间的磁场相互作用，感应驱动力，以沿X2轴和Y2轴移动镜筒。可以通过控制聚焦线圈的通电电流的方向，在沿着光轴(Z2轴)的第一方向上驱动移动组件。可通过分别控制第一组侧线圈和第二组侧线圈的通电电流的方向，在垂直于光轴(Z2轴)的第二方向(X2轴)或第三方向(Y2轴)上驱动移动部分。通过分别独立地使聚焦线圈915a和915b、第一侧线圈组件935a和935b以及第二侧线圈组925a和925b通电，使移动组件被独立地驱动，以沿Z2轴、Y2轴和X2轴移动。
[0067]虽然本专利申请已经特别参照了它的多个实施例进行了图示和描述，但应注意可做出各种其它改变或修改，而不脱离本发明的范围。
【主权项】
1.一种镜头驱动装置，其特征在于，包括: 夕卜壳； 固定组件，所述固定组件包括基座框架； 移动组件，所述移动组件包括镜筒，所述镜筒被配置为承载透镜单元； 围绕所述移动组件的一组磁铁； 三组线圈，被配置为与所述磁铁相互作用，并驱动所述移动组件沿着第一、第二和第三正交轴移动；以及 弹簧系统，附接在所述移动组件和所述固定组件之间;其中: 所述第三轴平行于所述透镜单元的光轴，而所述第一和第二轴分别垂直于所述第三轴； 所述三组线圈包括聚焦线圈和两组侧线圈； 所述弹簧系统包括顶部弹簧和底部弹簧； 所述一组磁铁包括附接于所述外壳的内壁上的四个磁性构件，其中每两个磁性构件彼此相对放置； 每个磁性构件面对所述侧线圈中的一个的线圈平面； 所述侧线圈附接在所述镜筒的侧壁上;且 所述聚焦线圈缠绕在所述镜筒周围。2.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，面向所述线圈的所述磁性构件的极性表面是相同磁极性的。3.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，每个侧线圈的最长长度比每个磁性构件的最长长度更长。4.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述两组侧线圈中，第一组侧线圈附接在所述镜筒的两个相对的外周侧壁上。5.根据权利要求4所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述第一组侧线圈缠绕在所述第二轴周围，且所述第一组侧线圈的平面垂直于所述第二轴。6.根据权利要求4所述的镜头驱动装置，其特征在于，第二组侧线圈附接在所述镜筒的另外两个外周侧壁上，且所述第二组侧线圈缠绕在所述第一轴周围，且所述第二组侧线圈的平面垂直于所述第一轴。7.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述侧线圈与所述聚焦线圈重置。8.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述侧线圈的导线分别放置得靠近所述磁性构件的极性表面的边缘，所述侧线圈的电流分别切割所述磁性构件的切向磁场，所述切向磁场分别平行于所述磁性构件的极性表面，并且沿着所述第一和第二轴的驱动力由所述两组侧线圈和所述切向磁场来感应。9.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述聚焦线圈大约被放置在所述顶部弹簧和底部弹簧之间的中间点。10.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述聚焦线圈缠绕在所述镜筒的外周侧壁周围，并沿所述第三轴放置在所述镜筒的中间位置。11.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述两组侧线圈包括四个侧线圈，而所述聚焦线圈的四个外周侧壁分别与所述四个侧线圈的四个线圈平面在同一平面内。12.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述镜头驱动装置还包括插入在所述磁性构件之间并配置为在所述磁性构件之间引导磁场的磁场校正单元，所述磁场校正单元具有平面形、环形或管形，安装在所述磁铁组的顶部或底部，并由磁轭材料或铁磁材料构造。13.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述聚焦线圈大约放置在所述磁性构件的中间位置，所述聚焦线圈的电流切割所述磁性构件的法向磁场，所述法向磁场垂直于所述磁性构件的极性表面，且沿所述第三轴的驱动力由所述聚焦线圈和所述法向磁场来感应。14.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述聚焦线圈和所述侧线圈被配置为与所述四个磁性构件相互作用，但是分别独立地产生沿所述第一、第二和第三正交轴的驱动力，用于移动所述移动组件。15.一种镜头驱动装置，其特征在于，包括: 固定组件，所述固定组件包括基座框架； 移动组件，所述移动组件包括镜筒，所述镜筒被配置为承载透镜单元； 围绕所述移动组件的至少一组磁铁； 三组线圈，被配置为与所述磁铁相互作用，并驱动所述移动组件沿着第一、第二和第三正交轴移动；以及 弹簧系统，附接在所述移动组件和所述固定组件之间;其中: 所述第三轴平行于所述透镜单元的光轴，而所述第一和第二轴分别垂直于所述第三轴； 所述三组线圈包括一组聚焦线圈和两组侧线圈； 所述至少一组磁铁包括附接于所述外壳的内壁上的四个磁性构件，其中每两个磁性构件彼此相对放置;且所述聚焦线圈缠绕在所述镜筒周围。16.根据权利要求15所述的镜头驱动装置，其特征在于，在所述两组侧线圈中，第一组侧线圈缠绕在所述第三轴周围，所述第一组侧线圈的平面垂直于所述第三轴，而第二组侧线圈缠绕在所述第三轴周围，所述第二组侧线圈的平面垂直于所述第三轴。17.根据权利要求15所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述一组聚焦线圈包括两个聚焦线圈，而所述两组侧线圈放置在相同的平面且位于所述两个聚焦线圈之间。18.一种镜头驱动装置，其特征在于，包括: 固定组件，所述固定组件包括基座框架； 移动组件，所述移动组件包括镜筒，所述镜筒被配置为承载透镜单元； 围绕所述移动组件的一组磁铁； 三组线圈，被配置为与所述磁铁相互作用，并驱动所述移动组件沿着第一、第二和第三正交轴移动；以及 弹簧系统，附接在所述移动组件和所述固定组件之间;其中: 所述第三轴平行于所述透镜单元的光轴，而所述第一和第二轴分别垂直于所述第三轴； 所述三组线圈包括聚焦线圈和两组侧线圈； 每一组磁铁包括附接于所述外壳的内壁上的四个磁性构件，其中每两个磁性构件彼此相对放置； 所述聚焦线圈缠绕在所述镜筒的外周侧壁周围，且沿着所述第三轴放置在所述镜筒的中间位置；以及 所述两组侧线圈中，第一组侧线圈被附接在所述镜筒的两个相对的外周侧壁上，而第二组侧线圈附接在所述镜筒的另外两个外周侧壁上。19.根据权利要求18所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述第一组侧线圈缠绕在所述第二轴周围，且所述第一组侧线圈的平面垂直于所述第二轴，而所述第二组侧线圈缠绕在所述所述第一轴周围，且所述第二组侧线圈的平面垂直于所述第一轴。20.根据权利要求18所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述聚焦线圈和所述两组侧线圈被配置为与所述磁性构件相互作用，但是分别独立地产生沿所述第一、第二和第三正交轴的驱动力，用于移动所述移动组件。
【文档编号】H02K33/18GK106062605SQ201480054173
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2014年9月29日
【发明人】郑国星
【申请人】郑国星