專利名稱：一種可實現(xiàn)鏡頭可控傾斜的音圈馬達結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開一種控制鏡頭傾斜的音圈馬達，特別是一種可實現(xiàn)鏡頭可控傾斜的音圈馬達結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著手機生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高，尤其是智能手機的出現(xiàn)以后，手機的功能越來越多，手機的攝像與拍照功能幾乎已經(jīng)成為每個手機的必備功能，隨著5M、8M、12M等高像素攝像頭在智能手機中的日益普及，使得手機拍照的素質(zhì)越來越接近數(shù)碼相機。但是，現(xiàn)有技術(shù)中的高像素手機攝像頭卻通常不含有數(shù)碼相機的一些光學和機械部件，這種硬件上的缺失，無疑會讓拍照手機的拍照效果比數(shù)碼相機差很多。目前的拍照手機通常最多只有一個自動對焦馬達來實現(xiàn)近焦、遠焦的轉(zhuǎn)換功能，其對鏡頭的控制至多是單維度的令鏡頭靠近 或遠離圖像傳感器。而高級的數(shù)碼相機中，則同時是通過更加復雜的機械裝置控制鏡頭相對于圖像傳感器進行多維度的運動，例如利用鏡頭平移來實現(xiàn)光學防抖動(OIS)，以及利用鏡頭適度傾斜來實現(xiàn)移軸攝影等。為了使具有拍照功能的手機的攝像效果進一步向數(shù)碼相機靠攏，不少國際知名的手機對焦馬達廠商都開始研發(fā)三軸對焦馬達，如TDK，Mistumi,富士康等廠商已經(jīng)開發(fā)了基于鏡頭平移的光學防抖對焦馬達。但是這些馬達的結(jié)構(gòu)非常復雜，體積和功耗較大，因此一直未能在智能手機市場上推廣開來。愛佩儀光電技術(shù)有限公司也為此開發(fā)了一款能令鏡頭產(chǎn)生可控傾斜的對焦馬達，實現(xiàn)了自動對焦加光學防抖動的功能，并實現(xiàn)了器件的小型化突破，使得三軸馬達的體積第一次做到跟傳統(tǒng)單軸馬達一樣小，功耗也得到了良好控制，真正為三軸馬達在手機中的應(yīng)用鋪平了道路。愛佩儀的這款馬達設(shè)計利用了分布在鏡頭周邊的若干個(大于等于3個)相同致動器，分別獨立推動鏡頭在大致平行于光軸的方向上運動，通過控制每個致動器的移動量來實現(xiàn)鏡頭的對焦和可控傾斜角度，而鏡頭的傾斜的同時又能產(chǎn)生鏡頭的等效平移，從而可結(jié)合陀螺儀傳感控制實現(xiàn)光學防抖的拍攝效果。然而，該款馬達具有量產(chǎn)難度相對較大，不易與馬達驅(qū)動電路相匹配等缺點，因而也未在智能手機中大量推廣。愛佩儀光電技術(shù)有限公司目前的對焦馬達通常是采用四個相同的致動器共同推動鏡頭運動，其中每一個致動器對鏡頭的對焦和偏轉(zhuǎn)都有貢獻，所以需要四個致動器協(xié)同配合才能精確控制鏡頭的姿態(tài)。鏡頭運動時需要將馬達對焦位置、X方向偏轉(zhuǎn)角度和Y方向偏轉(zhuǎn)角度這三個控制參量經(jīng)過復雜的換算，轉(zhuǎn)換成為驅(qū)動四個致動器的四個電流參量，才能實現(xiàn)所需要的控制。因此，控制芯片需要植入復雜的轉(zhuǎn)換算法。此種對焦馬達中，每個致動器的線圈阻抗偏小(〈10Ω)，不利于與驅(qū)動電路匹配，且需要四個相同的驅(qū)動電路，用以控制四個相互獨立的致動器。每個驅(qū)動電路都承擔了控制馬達對焦位置和偏轉(zhuǎn)角度的任務(wù)，驅(qū)動電流為控制對焦的電流與控制偏轉(zhuǎn)的電流的疊加。由于每個驅(qū)動電路的電流輸出動態(tài)范圍的限制，對焦電流的大小變化將影響偏轉(zhuǎn)電流的動態(tài)范圍，因此對焦運動和偏轉(zhuǎn)運動兩種運動容易互相牽制。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述提到的現(xiàn)有技術(shù)中智能手機中鏡頭驅(qū)動馬達功能簡單，或者結(jié)構(gòu)復雜、難于量產(chǎn)等缺點，本發(fā)明提供一種新的可實現(xiàn)鏡頭可控傾斜的音圈馬達結(jié)構(gòu)，其通過多個與光軸相對垂直，且彼此間互相平行的線圈組成，其中一個線圈獨立控制鏡頭在垂直于圖像傳感器的方向上運動，實現(xiàn)鏡頭的對焦；其余的線圈各自控制鏡頭分別對于兩個垂直于光軸且相互正交的轉(zhuǎn)軸進行可控偏轉(zhuǎn)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是一種可實現(xiàn)鏡頭可控傾斜的音圈馬達結(jié)構(gòu)，音圈馬達結(jié)構(gòu)包括用于固定安裝鏡頭的鏡頭座、對焦線圈、偏轉(zhuǎn)線圈和磁石，對焦線圈和偏轉(zhuǎn)線圈分別固定套裝在鏡頭座外側(cè)，磁石排布在對焦線圈和偏轉(zhuǎn)線圈四周，使得對焦線圈能夠與磁石相互作用，使對焦線圈帶動鏡頭座前后運動，實現(xiàn)鏡頭對焦，偏轉(zhuǎn)線圈能夠與磁石相互作用，使偏轉(zhuǎn)線圈帶動鏡頭座做傾斜運動，實現(xiàn)鏡頭的移軸。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案進一步還包括
所述的對焦線圈設(shè)有一個，偏轉(zhuǎn)線圈設(shè)有兩個，分別為第一偏轉(zhuǎn)線圈和第二偏轉(zhuǎn)線圈，兩個偏轉(zhuǎn)線圈分別設(shè)置在對焦線圈兩側(cè)，對焦線圈和偏轉(zhuǎn)線圈相互平行，且對焦線圈和偏轉(zhuǎn)線圈分別垂直于鏡頭座內(nèi)的鏡頭的光軸設(shè)置。所述的磁石設(shè)有四個，其中第一磁石和第二磁石為一組，第一磁石和第二磁石相對設(shè)置，其產(chǎn)生的磁場主要作用于第一偏轉(zhuǎn)線圈和對焦線圈；第三磁石和第四磁石為一組，第三磁石和第四磁石相對設(shè)置，其產(chǎn)生的磁場主要作用于第二偏轉(zhuǎn)線圈和對焦線圈。所述的第二磁石對應(yīng)于對焦線圈部分的內(nèi)側(cè)磁極極性與第一磁石內(nèi)側(cè)磁極極性相同，第二磁石對應(yīng)于第一偏轉(zhuǎn)線圈部分的內(nèi)側(cè)磁極極性與第一磁石內(nèi)側(cè)磁極極性相反；第四磁石對應(yīng)于對焦線圈部分的內(nèi)側(cè)磁極極性與第三磁石內(nèi)側(cè)磁極極性相同，第四磁石對應(yīng)于第二偏轉(zhuǎn)線圈部分的內(nèi)側(cè)磁極極性與第三磁石內(nèi)側(cè)磁極極性相反。所述的鏡頭座外側(cè)罩裝有用于屏蔽內(nèi)外磁場的金屬磁軛，磁石固定安裝在金屬磁軛內(nèi)部。所述的鏡頭座上端設(shè)有頂彈簧片，鏡頭座下端設(shè)有底彈簧片，鏡頭座通過頂彈簧片和底彈簧片懸掛在金屬磁軛內(nèi)。所述的頂彈簧片上下兩側(cè)分別絕緣墊圈。所述的第二磁石和/或第四磁石采用平面兩級注磁工藝在同一塊磁石上實現(xiàn)同一側(cè)相反的兩個磁極極化方向，或分別用兩個磁極極化方向相反的磁石拼接而成。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明利用三個與光軸相對垂直，彼此互相平行的線圈對鏡頭進行控制，馬達結(jié)構(gòu)與常規(guī)技術(shù)中的完全不同，其可同時實現(xiàn)鏡頭的對焦與可控傾斜角度。本發(fā)明的三線圈結(jié)構(gòu)保持了體積小型化等重要優(yōu)點，同時易于量產(chǎn)，線圈的阻抗易于與馬達驅(qū)動電路相匹配，可廣泛應(yīng)用于目前的智能手機中，使其具有與中高端數(shù)碼相機同樣的拍照功能。本發(fā)明中，馬達對焦位置、X方向偏轉(zhuǎn)角度和Y方向偏轉(zhuǎn)角度這三個控制參量可直接用來控制三個致動器，不需要復雜算法轉(zhuǎn)換，且每個線圈阻抗正合適(約為15 Ω )，可與驅(qū)動電路很好配合。本發(fā)明中，只需采用三個驅(qū)動電路即可完成工作，電路結(jié)構(gòu)簡化。每個驅(qū)動電路分別獨立控制三種不同的運動，使得對焦與偏轉(zhuǎn)都有各自獨立的動態(tài)范圍，不會互相牽制。下面將結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步說明。


圖I為本發(fā)明立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2的A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖2的B-B剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明的分解狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I-金屬磁軛，2-第一絕緣墊圈，3-頂彈簧片，4-第二絕緣墊圈，5-第一偏轉(zhuǎn)線圈，6-對焦線圈，7-第二偏轉(zhuǎn)線圈，8-第一磁石，9-第二磁石，10-第三磁石，11-第四磁石，12-鏡頭座，13-底彈簧片，14-底殼。
具體實施例方式本實施例為本發(fā)明優(yōu)選實施方式，其他凡其原理和基本結(jié)構(gòu)與本實施例相同或近似的，均在本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。請參看附圖I至附圖5，本發(fā)明的核心部件是三個互相平行，且大致垂直于光軸(光軸即鏡頭中成像鏡片所確定的光路的中心軸)方向的大致為矩形的線圈，以及在線圈四周精心排布的若干個磁石的組合。本實施例中，線圈設(shè)置有三個，其為可實現(xiàn)本發(fā)明目的的最簡結(jié)構(gòu)，具體實施時，也可以根據(jù)實際需要具體設(shè)置線圈數(shù)量。本實施例中的三個線圈中一個為對焦線圈6，另外兩個線圈為偏轉(zhuǎn)線圈，分別為第一偏轉(zhuǎn)線圈5和第二偏轉(zhuǎn)線圈7，其中，對焦線圈6設(shè)置在中間，兩個偏轉(zhuǎn)線圈分別設(shè)置在兩側(cè)。對焦線圈6的四周對應(yīng)設(shè)置有磁石，本實施例中，磁石設(shè)有四個，分別為第一磁石8、第二磁石9、第三磁石10和第四磁石11，因此當對焦線圈6內(nèi)通電時，對焦線圈6對應(yīng)于各磁石的部分將獲得大致平行于光軸方向的相同朝向的作用力，從而使得對焦線圈6帶動鏡頭做前后運動，實現(xiàn)鏡頭的對焦功能。偏轉(zhuǎn)線圈只在兩個相對的方向上有磁石分布，另外兩個相對方向無磁石分布，且相對有磁石的兩個方向的磁極極性相反，這樣，當偏轉(zhuǎn)線圈通電時，兩個相對磁石的線圈部分將產(chǎn)生方向相反的力，形成一個力矩，使得鏡頭產(chǎn)生傾斜運動，兩個偏轉(zhuǎn)線圈分別獨立控制鏡頭在兩個正交的方向上產(chǎn)生傾斜運動。本實施例中，磁石設(shè)有四個，四個磁石分成兩組，每組磁石包括兩個相對設(shè)置的磁石，兩組磁石呈正交分布，其中相對的第一磁石8和第二磁石9為一組,其位置偏上,其產(chǎn)生的磁場主要作用于第一偏轉(zhuǎn)線圈5和對焦線圈6 ;相對的第三磁石10和第四磁石11為一組，其位置偏下，其產(chǎn)生的磁場主要作用于第二偏轉(zhuǎn)線圈7和對焦線圈6。本實施例中，第一磁石8和第二磁石9的磁極設(shè)置請參看附圖4，其中，第一磁石8靠近內(nèi)側(cè)一端的磁極為N極，靠近外側(cè)一端的磁極為S極，第二磁石9可以用平面兩級注磁工藝在一塊磁石上實現(xiàn)相反的兩個極化方向，也可以分別用兩個極化方向相反的磁石拼接而成，第二磁石9對應(yīng)于對焦線圈6部分的內(nèi)側(cè)一端磁極為N極,外側(cè)一端的磁極為S極,第二磁石9對應(yīng)于第一偏轉(zhuǎn)線圈5部分的內(nèi)側(cè)一端的磁極為S極，外側(cè)一端的磁極為N極；第三磁石10和第四磁石11的磁極設(shè)置請參看附圖3，其中，第三磁石10靠近內(nèi)側(cè)一端的磁極為N極，靠近外側(cè)一端的磁極為S極，第四磁石11可以用平面兩級注磁工藝在一塊磁石上實現(xiàn)相反的兩個極化方向，也可以分別用兩個極化方向相反的磁石拼接而成，第四磁石11對應(yīng)于對焦線圈6部分的內(nèi)側(cè)一端磁極為N極,夕卜側(cè)一端的磁極為S極，第四磁石11對應(yīng)于第二偏轉(zhuǎn)線圈7部分的內(nèi)側(cè)一端的磁極為S極，外側(cè)一端的磁極為N極。具體實施時，所有的磁石的磁極也可以全部反向設(shè)置，同時控制流過線圈的電流也反向，則最終馬達的運動方向不變。除了上述核心部件外，本發(fā)明中還包括其他外圍部件，對焦線圈6和兩個偏轉(zhuǎn)線圈固定套裝在鏡頭座12外側(cè)，對焦線圈6和兩個偏轉(zhuǎn)線圈的形狀與鏡頭座12的外部形狀相吻合，即對焦線圈6和兩個偏轉(zhuǎn)線圈包裹鏡頭座12，鏡頭(圖中未畫出)固定設(shè)置在鏡頭座12內(nèi)，由鏡頭座12帶動鏡頭一起運動。鏡頭座12頂部固定設(shè)直有頂彈黃片3，鏡頭座12底部固定設(shè)置有底彈簧片13，鏡頭座12以及對焦線圈6和兩個偏轉(zhuǎn)線圈構(gòu)成本發(fā)明的運動部分，運動部分通過頂彈簧片3和底彈簧片13懸掛起來，本實施例中，頂彈簧片3和底彈簧片13由單層或多層片狀彈簧形成，通過控制各層彈簧的彈性系數(shù)比例，可以精確控制 偏轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)軸位置，結(jié)合線圈電流的控制，可實現(xiàn)鏡頭的對焦與可控偏轉(zhuǎn)。本實施例中，頂彈簧片3和底彈簧片13的彈性屬性要調(diào)節(jié)到整個懸掛系統(tǒng)既能允許運動部分做上下對焦運動，又能在垂至于光軸的兩個正交方向上做偏轉(zhuǎn)運動。線圈外側(cè)固定設(shè)有第一絕緣墊圈2和第二絕緣墊圈4，頂彈簧片3設(shè)置在第一絕緣墊圈2和第二絕緣墊圈4之間。本發(fā)明整體外側(cè)罩裝有一個金屬磁軛I，金屬磁軛I可將磁石用來吸附固定在線圈的周邊，同時可用來屏蔽內(nèi)外磁場，使其不會產(chǎn)生相互干擾。第一絕緣墊圈2和第二絕緣墊圈4用來將頂彈簧片3與金屬磁軛I和磁石相固定并實現(xiàn)電絕緣。金屬磁軛I底部固定安裝有底殼14，底彈簧片13固定安裝在底殼14上，底殼14與金屬磁軛I相互安裝在一起，形成一個容置腔，鏡頭座12的部件安裝在容置腔內(nèi)。本發(fā)明在使用時，當對焦線圈6通電時，其四周相對的磁極極性相同，因此對焦線圈6可以產(chǎn)生一個大致沿光軸且方向相同的作用力，帶動鏡頭座12做前后運動，從而實現(xiàn)鏡頭的對焦。當?shù)谝黄D(zhuǎn)線圈5通電時，由于其對應(yīng)的第一磁石8和第二磁石9磁極相反，因此會產(chǎn)生一個方向相反的作用力，構(gòu)成一個力矩，帶動鏡頭座12朝第一磁石8或第二磁石9的方向傾斜；當偏轉(zhuǎn)線圈7通電時，其對應(yīng)的第三磁石10和第四磁石11磁極相反，因此產(chǎn)生一個方向相反的作用力，構(gòu)成一個力矩，帶動鏡頭座12朝第三磁石10或第四磁石11的方向傾斜。因此通過控制三個線圈的電流，可分別獨立控制鏡頭的對焦運動和沿兩個正交轉(zhuǎn)軸的傾斜運動。本發(fā)明利用三個與光軸相對垂直，彼此互相平行的線圈對鏡頭進行控制，馬達結(jié)構(gòu)與常規(guī)技術(shù)中的完全不同，其可同時實現(xiàn)鏡頭的對焦與可控傾斜角度。本發(fā)明的三線圈結(jié)構(gòu)保持了體積小型化等重要優(yōu)點，同時易于量產(chǎn)，線圈的阻抗易于與馬達驅(qū)動電路相匹配，可廣泛應(yīng)用于目前的智能手機中，使其具有與中高端數(shù)碼相機同樣的拍照功能。本發(fā)明中，馬達對焦位置、X方向偏轉(zhuǎn)角度和Y方向偏轉(zhuǎn)角度這三個控制參量可直接用來控制三個致動器，不需要復雜算法轉(zhuǎn)換，且每個線圈阻抗正合適(約為15 Ω)，可與驅(qū)動電路很好配合。本發(fā)明中，只需采用三個驅(qū)動電路即可完成工作，電路結(jié)構(gòu)簡化。每個驅(qū)動電路分別獨立控制三種不同的運動，使得對焦與偏轉(zhuǎn)都有各自獨立的動態(tài)范圍，不會互相牽制。
權(quán)利要求
1.一種可實現(xiàn)鏡頭可控傾斜的音圈馬達結(jié)構(gòu)，其特征是所述的音圈馬達結(jié)構(gòu)包括用于固定安裝鏡頭的鏡頭座、對焦線圈、偏轉(zhuǎn)線圈和磁石，對焦線圈和偏轉(zhuǎn)線圈分別固定套裝在鏡頭座外側(cè)，磁石排布在對焦線圈和偏轉(zhuǎn)線圈四周，使得對焦線圈能夠與磁石相互作用，使對焦線圈帶動鏡頭座前后運動，實現(xiàn)鏡頭對焦，偏轉(zhuǎn)線圈能夠與磁石相互作用，使偏轉(zhuǎn)線圈帶動鏡頭座做傾斜運動，實現(xiàn)鏡頭的移軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可實現(xiàn)鏡頭可控傾斜的音圈馬達結(jié)構(gòu)，其特征是所述的對焦線圈設(shè)有一個，偏轉(zhuǎn)線圈設(shè)有兩個，分別為第一偏轉(zhuǎn)線圈和第二偏轉(zhuǎn)線圈，兩個偏轉(zhuǎn)線圈分別設(shè)置在對焦線圈兩側(cè)，對焦線圈和偏轉(zhuǎn)線圈相互平行，且對焦線圈和偏轉(zhuǎn)線圈分別垂直于鏡頭座內(nèi)的鏡頭的光軸設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可實現(xiàn)鏡頭可控傾斜的音圈馬達結(jié)構(gòu)，其特征是所述的磁石設(shè)有四個，其中第一磁石和第二磁石為一組，第一磁石和第二磁石相對設(shè)置，其產(chǎn)生的磁場主要作用于第一偏轉(zhuǎn)線圈和對焦線圈；第三磁石和第四磁石為一組，第三磁石和第四磁石相對設(shè)置，其產(chǎn)生的磁場主要作用于第二偏轉(zhuǎn)線圈和對焦線圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可實現(xiàn)鏡頭可控傾斜的音圈馬達結(jié)構(gòu)，其特征是所述的第二磁石對應(yīng)于對焦線圈部分的內(nèi)側(cè)磁極極性與第一磁石內(nèi)側(cè)磁極極性相同，第二磁石對應(yīng)于第一偏轉(zhuǎn)線圈部分的內(nèi)側(cè)磁極極性與第一磁石內(nèi)側(cè)磁極極性相反；第四磁石對應(yīng)于對焦線圈部分的內(nèi)側(cè)磁極極性與第三磁石內(nèi)側(cè)磁極極性相同，第四磁石對應(yīng)于第二偏轉(zhuǎn)線圈部分的內(nèi)側(cè)磁極極性與第三磁石內(nèi)側(cè)磁極極性相反。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任意一項所述的可實現(xiàn)鏡頭可控傾斜的音圈馬達結(jié)構(gòu)，其特征是所述的鏡頭座外側(cè)罩裝有用于屏蔽內(nèi)外磁場的金屬磁軛，磁石固定安裝在金屬磁軛內(nèi)部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可實現(xiàn)鏡頭可控傾斜的音圈馬達結(jié)構(gòu)，其特征是所述的鏡頭座上端設(shè)有頂彈簧片，鏡頭座下端設(shè)有底彈簧片，鏡頭座通過頂彈簧片和底彈簧片懸掛在金屬磁軛內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可實現(xiàn)鏡頭可控傾斜的音圈馬達結(jié)構(gòu)，其特征是所述的頂彈簧片上下兩側(cè)分別絕緣墊圈。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可實現(xiàn)鏡頭可控傾斜的音圈馬達結(jié)構(gòu)，其特征是所述的第二磁石和/或第四磁石米用平面兩級注磁工藝在同一塊磁石上實現(xiàn)同一側(cè)相反的兩個磁極極化方向，或分別用兩個磁極極化方向相反的磁石拼接而成。
全文摘要
本發(fā)明公開一種可實現(xiàn)鏡頭可控傾斜的音圈馬達結(jié)構(gòu)，音圈馬達結(jié)構(gòu)包括用于固定安裝鏡頭的鏡頭座、對焦線圈、偏轉(zhuǎn)線圈和磁石，對焦線圈和偏轉(zhuǎn)線圈分別固定套裝在鏡頭座外側(cè)，磁石排布在對焦線圈和偏轉(zhuǎn)線圈四周，使得對焦線圈能夠與磁石相互作用，使對焦線圈帶動鏡頭座前后運動，實現(xiàn)鏡頭對焦，偏轉(zhuǎn)線圈能夠與磁石相互作用，使偏轉(zhuǎn)線圈帶動鏡頭座做傾斜運動，實現(xiàn)鏡頭的移軸。本發(fā)明可同時實現(xiàn)鏡頭的對焦與可控傾斜角度。本發(fā)明的三線圈結(jié)構(gòu)保持了體積小型化等重要優(yōu)點，同時易于量產(chǎn)，線圈的阻抗易于與馬達驅(qū)動電路相匹配，可廣泛應(yīng)用于目前的智能手機中，使其具有與中高端數(shù)碼相機同樣的拍照功能。
文檔編號G02B7/04GK102798959SQ201210296250
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月20日
發(fā)明者鈔晨, 王彬 申請人:愛佩儀光電技術(shù)(深圳)有限公司