音圈馬達、透鏡驅動裝置及具有攝像頭的電子設備的製作方法

2024-03-09 20:15:15

本發明涉及電子設備領域，尤其涉及一種音圈馬達、具有該音圈馬達的透鏡驅動裝置以及具有該透鏡驅動裝置的電子設備。

背景技術：

音圈馬達具有高頻響應、高精度的特點，其主要應用於手機攝像頭，主要工作原理是在一個永久磁場內，通過改變馬達內線圈的直流電流大小，來控制彈簧片的拉伸位置，從而帶動上下運動。手機攝像頭廣泛地使用音圈馬達實現自動對焦(AF)功能，通過音圈馬達可以調節鏡頭的位置，呈現清晰的圖像。

目前雙攝像頭已成為當下手機等智能移動終端的標配，兩個音圈馬達通過其他部件結合在一起，使兩個音圈馬達各自驅動對應的鏡頭。但其存在一個技術瓶頸問題就是目前光學防抖(OIS)音圈馬達(VCM)的設計，大都是採取動磁式的平移方式。如果把兩顆OIS VCM放在一起時，當其中一顆VCM通過電流驅動磁鐵組運動時，會干擾到旁邊另一顆也在運動的磁鐵組。所以目前雙攝像頭的市場上，很難看到有雙OIS的產品。

雖然國內有些人提出用兩顆動圈式的VCM，來解決這個問題，但是將線圈移動的驅動方式，會造成自動對焦(AF)線圈，其中一邊靠近磁鐵的發射面，另一邊卻遠離磁鐵的發射面，使得AF線圈的受力不一致，造成AF線圈運動時出現鏡頭一邊高一邊低，產生傾斜的耦合問題。由於雙攝像頭是利用兩個圖像合成的技術發展出來的，所以兩顆鏡頭光軸的平行度非常重要，如果驅動時無法控制的話，那樣會造成更大的問題。

因此，亟待一種改進的音圈馬達、透鏡驅動裝置及電子設備以克服上述缺陷。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種體積小、效率高、適合雙鏡頭驅動的音圈馬達。

本發明的另一目的在於提供一種體積小、效率高、適合雙鏡頭驅動的透鏡驅動裝置。

本發明的再一目的在於提供一種體積小、效率高、適合雙鏡頭驅動的電子設備。

為實現上述目的，本發明提供的音圈馬達包括：並列設置的至少第一組磁鐵和第二組磁鐵、對應所述第一組磁鐵的第一線圈以及對應所述第二組磁鐵的第二線圈，所述第一組磁鐵呈環狀設置且具有第一發射面，所述第二組磁鐵呈環狀設置且具有第二發射面，所述第一發射面的朝向與所述第二發射面的朝向相反，當所述第一線圈和所述第二線圈通電時對所述第一組磁鐵和所述第二組磁鐵產生交互作用而產生第一和第二驅動力，從而驅動所述第一和第二線圈上下運動。

與現有技術相比，本發明的音圈馬達採用兩組同時相對第一、第二組磁鐵沿光軸上下運動的第一線圈和第二線圈以實現自動對焦功能。最重要的是，兩組磁鐵的配置方式為其中一組磁鐵的發射面向內，另一組磁鐵的發射面向外，從而提供音圈馬達的磁場使用效率，實現兩組磁鐵同時運動，因此不會在兩組磁鐵之間發生磁場幹擾的問題。而且，該音圈馬達體積小、效率高、成本低，適應雙鏡頭或多鏡頭的電子設備，如薄型照相機、雙鏡頭手機等。

較佳地，還包括位於所述第一組磁鐵和所述第二組磁鐵下方的第三線圈，所述第三線圈用於驅動所述第一組磁鐵和所述第二組磁鐵作方向一致的平移運動，從而實現光學防抖功能。

較佳地，所述第一組磁鐵包括多個獨立的第一磁鐵，所述第二組磁鐵包括多個獨立的第二磁鐵，其中位於所述第一組磁鐵和所述第二組磁鐵中間相鄰的一個所述第一磁鐵和一個所述第二磁鐵為兩個獨立的磁鐵單元或一個一體式共用的磁鐵單元。

較佳地，各所述第一磁鐵和各所述第二磁鐵為矩形條狀磁鐵，各所述第一磁鐵的所述第一發射面朝內，各所述第二磁鐵的所述第二發射面朝外。

可選地，至少一所述第一磁鐵具有所述第一發射面以及與所述第一發射面相鄰的左、右側面，該左、右側面與所述第一磁鐵的南北極連線方向呈銳角，至少一所述第二磁鐵具有所述第二發射面以及與所述第二發射面相鄰的左、右側面，該左、右側面與所述第二磁鐵的南北極連線方向呈銳角。較佳地，多個第三線圈位於所述第一磁鐵和所述第二磁鐵的左側面或右側面之側以驅動所述第一組磁鐵和所述第二組磁鐵作方向一致的平移運動。

較佳地，所述第一線圈和所述第二線圈的芯線纏繞的軸線方向與所述第一發射面和所述第二發射面平行，所述第三線圈的芯線纏繞的軸線方向與位於相鄰一側的所述左側面或所述右側面垂直。

較佳地，所述第一組磁鐵和所述第二組磁鐵由一磁鐵承座固定。

本發明提供一種透鏡驅動裝置，包括承載至少一透鏡的透鏡承座以及用於驅動所述透鏡承座的音圈馬達，該音圈馬達如上所述。

本發明提供一種具有攝像頭的電子設備，所述攝像頭具有至少一透鏡以及用於驅動所述透鏡的透鏡驅動裝置，該透鏡驅動裝置具有如上所述的音圈馬達。

附圖說明

圖1為本發明音圈馬達的第一實施例的立體圖，其展示一個具有自動對焦功能的音圈馬達。

圖2為圖1所示的音圈馬達的磁鐵的位置及極性示意圖。

圖3為本發明音圈馬達的第二實施例的立體圖，其展示一個具有自動對焦及光學防抖功能的音圈馬達。

圖4為本發明音圈馬達的第三實施例的立體圖，其展示另一個具有自動對焦及光學防抖功能的音圈馬達。

圖5為本發明透鏡驅動裝置的第一實施例的立體圖。

圖6為圖5的剖視圖。

圖7為本發明透鏡驅動裝置的第二實施例的分解圖。

具體實施方式

下面將參考附圖闡述本發明幾個不同的最佳實施例，其中不同圖中相同的標號代表相同的部件。本發明的實質在於提供一種體積小、效率高、適合雙鏡頭驅動的音圈馬達及其應用。

如圖1所示，本發明的音圈馬達100的第一實施例包括：並列設置的第一組磁鐵110和第二組磁鐵120、分別配置於第一組磁鐵110和第二組磁鐵120內的第一線圈130和第二線圈140，當第一線圈130和第二線圈140通電時，會分別對該第一組磁鐵110或第二組磁鐵120產生交互作用，並產生第一和第二驅動力，從而驅動所述第一線圈130和第二線圈140上下運動。。

具體地，請結合圖1及圖2，該第一組磁鐵110和第二組磁鐵120均呈環狀設置，在本實施例中，第一組磁鐵110由多個獨立的第一磁鐵111、112、113、114環繞組成，第二組磁鐵120由多個獨立的第二磁鐵114、115、116、117環繞組成，其中位於中間的一個磁鐵114為兩組磁鐵共用，共用同一磁鐵114的好處可以降低成本、且拉近兩個鏡頭之間光軸距離，從而達到更好的光學效果。在其他的實施例中，也可以為兩個獨立的磁鐵。其中，第一組磁鐵110中的發射面的朝向與第二組磁鐵120的發射面的朝向相反，例如，第一磁鐵111、112、113、114的發射面(N)向內，第二磁鐵114、115、116、117的發射面(N)朝外。本實施例中，兩組磁鐵中的各磁鐵為矩形條狀磁鐵，可選地，該第一組磁鐵110也可為徑向充磁的環狀磁鐵，第二組磁鐵120也可為徑向充磁的環狀磁鐵。

第一組磁鐵110和第二組磁鐵120由磁鐵承座190固定，較佳地，該磁鐵承座190呈一體式結構，其可由導磁的軛鐵製成，或用不導磁的材料製成亦可。具體地，第一組磁鐵110和第二組磁鐵120位於磁鐵承座190的內側，例如通過粘接等方式進行固定。

第一線圈130位於第一組磁鐵110之內側，第二線圈140位於第二組磁鐵120之內側，其中，第一線圈130的芯線纏繞的軸線方向與第一組磁鐵110的發射面N平行，第二線圈140的芯線纏繞的軸線方向與第二組磁鐵120的發射面N平行，亦即，第一線圈130和第二線圈140的芯線纏繞的軸線方向與光軸Z同向。當第一線圈130通電，對第一組磁鐵110產生交互作用時，產生Z方向的第一驅動力，推動第一線圈130內的鏡頭上下運動。當第二線圈140通電，對第二組磁鐵120產生交互作用時，也可產生Z方向的第二驅動力,推動第二線圈140內的鏡頭，獨立地沿光軸上下運動驅動，從而在應用時實現兩個鏡頭獨立地自動對焦。

如圖3所示，該音圈馬達100』為三軸控制，同時具有自動對焦及光學防抖功能的音圈馬達。具體為，在上一個實施例中的音圈馬達100的基礎上配置第三線圈以實現音圈馬達的平移運動。具體地，該第三線圈150被配置在第一組磁鐵110和第二組磁鐵120的下方。較佳地，在各磁鐵111～117的發射面的下方各配置一個線圈單元151，各線圈單元151的芯線纏繞的軸線方向與各磁鐵111～117的發射面相互垂直。通過由第三線圈150內的驅動電流與各磁鐵111～117所產生的交互力，可同時或單獨推動音圈馬達100』作平移運動。具體地，該第三線圈150可分成具有不同方向驅動力的兩組，其中一組與第一組磁鐵110配合以驅動第一組磁鐵110作平移運動，另一組與第二組磁鐵120配合以驅動第二組磁鐵120作平移運動，同樣，位於中間的線圈單元為兩組線圈共享。由此，被磁鐵承座190固定的兩組磁鐵110、120同時作同一方向的平移運動，從而在應用時實現兩個鏡頭的光學防抖。

在音圈馬達的另一實施例中，通過第三線圈的優化設置而使音圈馬達的厚度變小，從而迎合輕薄型的需求。如圖4所示，本實施例中的音圈馬達100」同樣為三軸控制，同時具有自動對焦及光學防抖功能的音圈馬達，與上一實施例不同之處在於：各磁鐵111』～117』以及第三線圈150』的配置。具體地，第一組磁鐵110』的第一磁鐵111』、112』和113』具有與發射面N相鄰的斜側面，具體地，該斜側面與磁鐵的南北極連線方向呈銳角，亦即，磁鐵的一個側面剖視圖呈梯形，而非第一實施例中的長方形。同樣地，第二組磁鐵120』的第二磁鐵、115』、116』和117』同樣具有與發射面N相鄰的斜側面，具體地，該斜側面與磁鐵的南北極連線方向呈銳角。在圖4，中間共用的磁鐵114』可不具有斜面，這是由於本實施例中的第三線圈150』不在中間部位設置。然而，在其他的實施例中，該磁鐵114』同樣可設置斜面。

較佳地，第三線圈150』設置第一組磁鐵110』和第二組磁鐵120』的四個角落，且夾設在第一組磁鐵110』的相鄰的兩個磁鐵的左右側面之間，以及夾設在第二磁鐵120』的相鄰的兩個磁鐵的左右側面之間。各第三線圈150』的芯線纏繞的軸線方向與磁鐵的發射面N相交，且與相鄰的磁鐵左右側面垂直。藉由第一組磁鐵110』的磁鐵的側面回流的磁場與角落的第三線圈150』內驅動電流產生的交互力，第一組磁鐵110可被推動在XY平面運動，同理，藉由第二組磁鐵120』的磁鐵的側面回流的磁場與角落的第三線圈150』內驅動電流產生的交互力，第二組磁鐵120可被推動在XY平面運動。

圖5、6、7為音圈馬達100」組裝成透鏡驅動裝置200的立體圖、剖視圖及分解圖。

該透鏡驅動裝置200除了上述的音圈馬達100」外，還包括與音圈馬達100」相配的透鏡承座211、212、黏接在透鏡承座211、212的彈片221、222、設置在透鏡承座周圍並與彈片相連的絕緣體229、以及設置在透鏡承座下的底座228，兩個透鏡231、232安裝在透鏡承座211、212中、覆蓋在上方的殼體227。該絕緣體229可用來防止電流在驅動時發生短路，殼體227用於保護音圈馬達100」等元件以防止灰塵的掉入。在底座228和彈片221、222之間通過多根弦線241實現懸吊，並限制磁鐵承座只能在XY平面上移動。弦線241的作用除了懸吊之外，還在於為兩邊的線圈提供驅動電流以實現自動對焦。可選地，該透鏡承座211、212的懸吊支撐方式並不限於此，也可通過其它方式如滑軌或磁浮的方式實現。而磁鐵承座的懸吊方式也並不限於四根弦線241，也可通過其它方式如四根以上的弦線或一顆以上的滾珠來實現，在此不再詳述。

當第一線圈130、第二線圈140通電時，產生的驅動力使得透鏡承座211、212內的兩個透鏡231、232，各自沿其光軸方向作上下(Z向)運動，以實現自動對焦的功能。當第三線圈150』被施加電流時，其產生的驅動力也可同時使聚焦的影像在XY的方向上移動，從而達到光學防抖的效果。

由於本發明的透鏡驅動裝置200中的音圈馬達100』採用兩組同時運動的第一組磁鐵110』和第二組磁鐵120』，兩組分別對第一、第二組磁鐵110』、120』產生交互作用，沿光軸獨立運動的第一線圈130和第二線圈140，以及驅動第一、第二組磁鐵110』、120』平移運動的第三線圈150』，實現自動對焦及光學防抖的功能，最重要的是，兩組磁鐵的配置方式為其中一組磁鐵的發射面向內，另一組磁鐵的發射面向外，從而提供音圈馬達的磁場使用效率，實現兩組磁鐵同時運動，因此不會在兩組磁鐵之間發生磁場幹擾的問題。而且，該音圈馬達100」體積小、效率高、成本低，適應雙鏡頭或多鏡頭的電子設備，如薄型照相機、雙鏡頭手機等。這些電子設備的其它部件在此不一一詳述。

需要說明的是，因應本發明的發明構思而對磁鐵、線圈的大小、數量所作改變均屬本發明的保護範圍，也可將致動器中每組線圈運動(動圈式)或磁鐵運動(動磁式)的設計方式互相對調。以上所揭露的僅為本發明的較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利範圍，因此依本發明申請專利範圍所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的範圍。