CN204903925U - 抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达，包括底座、弹片、镜头载体、至少三个磁体组和外壳。底座、外壳及磁体组连接在一起组成不动结构。磁体组设置在外壳的内部；每个磁体组包括第一磁体和第二磁体；第二磁体叠设在第一磁体上，且第一磁体和第二磁体的磁场方向相反。镜头载体包括本体和设置在本体上的线圈；线圈的数目与磁体组的数目相同；线圈与磁体组一一相对设置。弹片连接镜头载体及第一磁体和第二磁体中之一。通过将磁体组设于不动结构中，抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达的性能不容易受外来磁场影响，因而具有一定的抗磁干扰性能。

Description

抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达

技术领域

本实用新型涉及电子设备配件中的音圈马达，特别是涉及一种抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达。

背景技术

目前，微型光学防抖音圈马达已被广泛应用在高端手机，可有效地减少在低光环境下拍出模糊照片的机率及影片中令人困扰的抖动。然而，相对于一般自动对焦马达，防抖音圈马达的设计比较复杂、生产良率及效率较低，因此，防抖音圈马达主要应用于高端手机，并未在中端及低端手机中普及，极大地影响了广大移动终端用户如手机用户的使用体验。

微型光学防抖音圈马达可分为三类:相机模块移轴式音圈马达、镜头平移式音圈马达和镜头移轴式音圈马达。其中，在相机模块移轴式音圈马达中，音圈马达控制镜头和影像传感器一起转动；在镜头平移式音圈马达中，音圈马达控制镜头平移，而影像传感器不动；在镜头移轴式音圈马达中，音圈马达控制镜头转动，而影像传感器不动。

上述三种音圈马达各有优点及缺点。例如，相机模块移轴式音圈马达的优点是光学防抖效果及影像质素最佳，缺点是移动部件重量最高、功耗因此最大。镜头移轴式音圈马达的优点是结构相对简单、有利于生产，缺点是在光学防抖时影像边缘的解像度有可能下降。镜头平移式音圈马达的结构复杂性及影像边缘解像度介乎相机模块移轴式音圈马达及镜头移轴式音圈马达之间，可以被生产业者及用户接受，功耗亦能达到可接受范围。因此，镜头平移式音圈马达成为移动终端如手机防抖方案中的主流组件。

然而，目前的镜头平移式音圈马达通常包含很多部件，结构复杂，不利于生产，难以提高可靠性及降低成本。而且，镜头平移式音圈马达中的磁石通常位于活动结构，因此，容易受外来磁场影响而影响音圈马达的性能。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种结构简单且抗磁干扰的平移式光学防抖音圈马达及其装配方法。

本实用新型提供一种抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达，包括底座、弹片、镜头载体、至少三个磁体组和外壳；其中，所述底座、所述外壳及所述磁体组连接在一起组成不动结构；所述至少三个磁体组设置在所述外壳的内部；每个磁体组包括第一磁体和第二磁体；所述第一磁体设置在所述底座上；所述第二磁体叠设在所述第一磁体上，且所述第一磁体和所述第二磁体的磁场方向相反；所述镜头载体包括本体和设置在所述本体上的线圈；所述线圈和所述本体连接在一起，组成活动结构；所述线圈的数目与所述磁体组的数目相同；所述线圈与所述磁体组一一相对设置；所述弹片连接所述镜头载体及所述第一磁体和所述第二磁体中之一而组成一个多自由度的弹簧振子系统；所述多自由度的弹簧振子系统包含一个弹簧中心；每个线圈的电磁合力方向面向或背向所述弹簧中心。

进一步地，所述第一磁体和所述第二磁体的尺寸或形状不同。

进一步地，所述弹片的一部分与所述底座和所述本体的底部连接；所述弹片的另一部分与所述第一磁体连接。

进一步地，所述弹片的一部分与所述本体的顶部连接；所述弹片的另一部分与所述第二磁体及所属外壳连接。

进一步地，所述底座上形成有定位部；所述镜头载体还包括形成在所述本体上的定位槽；所述定位部与所述定位槽配合。

进一步地，所述抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达还包括压环；所述压环设置在所述底座与所述弹片之间；所述压环将所述弹片压在所述镜头载体的下方，并与所述弹片连接。

进一步地，所述压环包括环状的基体和形成在所述基体上的多个延伸部；所述基体将所述弹片压在所述镜头载体的下方，并与所述弹片连接；所述镜头载体还包括形成在所述本体上的多个缺口；所述基板上形成有通孔；所述底座还包括自所述基板的内表面向内延伸的台阶部；所述多个延伸部沿着所述基体的周向间隔地设置在所述基体的内表面上；每个延伸部包括第一延伸部和第二延伸部；所述第一延伸部自所述基体朝向所述镜头载体延伸并延伸至所述镜头载体上对应的缺口中；所述第二延伸部自所述基体朝向所述底座延伸并延伸至与所述底座上的所述台阶部接触。

进一步地，所述镜头载体还包括形成在所述本体上的多个第三延伸部；所述缺口和所述第三延伸部沿着所述本体的周向交替设置；所述第三延伸部自所述本体朝向所述台阶部延伸并与所述台阶部接触。

进一步地，所述第二延伸部和所述第三延伸部沿着所述本体的周向交替设置并沿着所述本体的周向与所述台阶部连续接触。

本实用新型具有以下有益效果：通过将磁体组设于不动结构中，抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达的性能不容易受外来磁场影响，因而具有一定的抗磁干扰性能；同时，通过将磁场方向相反的第一磁体和第二磁体叠设在底座上，使得每个线圈的合力都是大致面向或大致背向弹簧中心，且力臂及力矩都是非常小，因此，在光学防抖被打开或自动对焦时，抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达亦不会出现明显的移轴倾斜，维持良好的影像边缘解像度，结构简单，便于生产且有利于提高可靠性及降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例的抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达的结构示意图。

图2为图1中抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达的分解示意图。

图3为图2中抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达的镜头载体、弹片及压环的另一角度的放大示意图。

图4为图2中抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达的装配过程示意图。

图5为图2中抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达的镜头载体、压环及底座连接关系示意图。

图6为图1中抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达的俯视图。

图7为图6中抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达的剖视图。

图8示出了抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达的磁体组中的第一磁体和第二磁体分别对应线圈施加的作用力及其合力。

图9a-c为图2中弹片的几种实施方式。

图10为本实用新型一实施例的抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达的剖面示意图。

图11为本实用新型一实施例的抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达装配方法的流程示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。需要说明的是，在不会产生冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不局限于下面公开的具体实施例的限制。在本实用新型的具体实施方式中，为了便于区分，采用了“第一”、“第二”等术语来区分不同的技术特征，需要时可以讲该类术语进行更换，不应理解为对本实用新型的限制。

图1为本实用新型一实施例的抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达100的结构示意图。图2为图1中抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达100的分解示意图。如图1-2所示，抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达100包括底座110、压环120、弹片130、镜头载体140、磁体组150和外壳160。其中，压环120、弹片130、镜头载体140和磁体组150位于由底座110与外壳160形成的盒体中。

具体地，底座110包括基板112及形成在基板112上的定位部114。在图2所示的实施例中，定位部114包括多个自基板112朝向镜头载体140凸出的凸起结构，用于与镜头载体140上的定位槽147(如图5所示)配合起到定位和/或限位作用(下文中将作进一步说明)。此外，基板112的中部形成有通孔116。底座110还包括自基板112的内表面向内延伸的台阶部118。在图2所示的实施例中，台阶部118为位于通孔116中的环状台阶结构，可用于与压环120及镜头载体140配合起到防尘等作用(下文中将作进一步说明)。

另外，底座110还具有与外部组件如印刷电路板等电性连接的导电部。

压环120设置在底座110与弹片130之间。压环120包括环状的基体122和形成在基体122上的延伸部124。基体122将弹片130压在镜头载体140的下方(当抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达100处于图2所示位置时)，并可通过机械连接方式如利用胶水等与弹片130连接。相对于较薄的弹片130而言，基体122的厚度较厚，可有效地保护较薄的弹片130增强抗跌力。而且，压环120的基体122能保证弹片130被压平在镜头载体140下方，可减少因弹片130不平而导致的对焦移动倾斜及起始电流误差等问题，增加抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达100的一致性及生产良率。

多个延伸部124沿着基体122的周向间隔地设置在基体122的内表面上。每个延伸部124包括第一延伸部1241和第二延伸部1243。第一延伸部1241自基体122向上延伸至基体122的上方，即朝向镜头载体140延伸并延伸至镜头载体140上对应的缺口148(如图5所示)中；第二延伸部1243自基体122向下延伸至基体122的下方，即朝向底座110延伸并延伸至与底座110上的台阶部118接触。这样，延伸部124的第一延伸部1241和第二延伸部1243分别与缺口148和台阶部118配合，从而有效地降低了镜头载体140与底座110之间的间隙，可防止外部尘埃从镜头载体140与底座110之间的间隙进入镜头载体140下方污染镜头载体140下方的滤光片或影像传感器，进而增强所述相机模块的可靠性。

如图2-3镜头载体140包括本体141、凸台143、上绕线柱和下绕线柱(未标记)、线圈145、第三延伸部149以及上述的定位槽147和缺口148。其中，本体141为中空环状结构，其内壁可以和镜头紧密连接，让镜头能作多自由度的活动，以达致自动对焦及光学防抖功能。凸台143形成在本体141的外表面。上绕线柱和下绕线柱形成在本体141的上下两端。在一实施例中，凸台143、上绕线柱和下绕线柱在本体141的分布形式及作用可参见中国专利CN104052214中所述的上绕线柱、下绕线柱及凸台，可以支持直接绕线工艺,有利于量产，甚至全自动化量产。

多个独立线圈145，如3个、4个或更多个线圈145设置在本体141的外壁上并分别对应一个磁体组150，并与本体141连接在一起而组成活动结构。线圈145由通电线绕成，每个线圈具有第一线端以及第二线端。

如图2-5所示，定位槽147形成在本体141的外表面，并与定位部114一一对应设置。定位部114与相应的定位槽147配合，起到定位和/或限位作用，方便组装及定位。缺口148和第三延伸部149形成在本体141的内表面，且缺口148和第三延伸部149沿着本体141的周向交替设置。第三延伸部149自本体141朝向台阶部118延伸并与台阶部118接触。这样，第一延伸部1241与缺口148配合，同时，第二延伸部1243和第三延伸部149沿着本体141的周向交替设置并沿着本体141的周向与台阶部118连续接触，从而有效地降低了镜头载体140与底座110之间的间隙，可防止外部尘埃从镜头载体140与底座110之间的间隙进入镜头载体140下方污染镜头载体140下方的滤光片或影像传感器，进而增强所述相机模块的可靠性。

弹片130可设置于镜头载体140的下方(如图2和图7-8所示)或上方(如图10所示)。在图7-8所示的实施例中，弹片130的一部分与底座110机械连接，并与底座110的导电部电连接；弹片130的另一部分与磁体组150的底部机械连接。弹片130上设置有至少三个导电通路，线圈145的第一线端、第二线端分别与导电通路的两端电连接。这样，弹片130在电路上直接或间接地将线圈145及底座110中的导电部连接。

图9a-c为弹片130的几种实施方式。在图9a所示的实施方式中，弹片130

由六片独立通电弹性材料组成，分别为线圈端1至4及共同端1至2。下面的表1展示了4个线圈、线圈端和共同端的优选连接方法。

表1

线圈端	线圈	共同端
			1	1	1
2	2	1
			3	3	2

4

4

2

共同端可以接地端或电源端。通过控制线圈端1至4的电流、电压或脉冲宽度，可以控制通个线圈1至4的电流，达致自动对焦及光学防抖的效果。

在图9b所示的实施方式中，弹片130由四个线圈端和四个共同端组成。下面的表2展示了弹片130的线圈端、线圈及共同端的一种可行电路连接方法。如果优选方案中的结构利用这种方法，可以支持利用H桥控制线圈的电流及方向。

表2

线圈端	线圈	共同端
			1	1	1
2	2	2
			3	3	3
4	4	4

在图9c所示的实施方式中，弹片130由四个线圈端和一个共同端组成。下面的表3展示了所述弹片130的线圈端、线圈及共同端的一种可行电路连接方法。

表3

线圈端	线圈	共同端
			1	1	1
2	2	1
			3	3	1
4	4	1

磁体组150固定在外壳160的内壁上，且磁体组150、外壳160及底座110连接在一起组成不动结构。磁体组150的数目与线圈145的数目相同，且每个磁体组150均与一个线圈145相对设置。在一实施例中，磁体组150的数目可以为3个、4个或更多个。每个磁体组150包括第一磁体152和第二磁体154。第一磁体152和第二磁体154在大致垂直于底座110的方向上叠设。例如，如图7所示，第一磁体152设置在底座110上，第二磁体154设置在第一磁体152上并与外壳160接触。第一磁体152和第二磁体154的磁场方向相反，即第一磁体152和第二磁体154中一个的磁场方向是面向镜头载体140，另一个是背向镜头载体140。第一磁体152和第二磁体154的形状、大小可根据实际需要进行调整，可以相同也可以不同以满足不同的需求。第一磁体152和第二磁体154可以为磁石。

上述为本实用新型一实施例中抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达100的具体结构，下面简述其工作原理。

如上所述，线圈145和镜头载体140的本体141上连接在一起，组成活动结构；磁体组150、外壳160及底座110连接在一起组成不动结构；弹片130连接镜头载体140及不动结构，可组成一个多自由度的弹簧振子系统。如图6-8所示，多自由度的弹簧振子系统包含一个弹簧旋转中心170(后称弹簧中心)，当有一个力矩应用在所述系统时，所述系统会环绕弹簧中心170转动；通过调弹簧振子系统中各弹簧的弹簧系数，可以调整弹簧中心170的位置。通过调整线圈145的位置和大小形状，以及第一磁体152和第二磁体154的位置及大小形状，可以调整每个线圈145在通电后的电磁合力方向。

抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达100工作时，如图7、8和10所示，每个线圈145在通电后的电磁合力方向被调节成大致面向或大致背向弹簧中心170。当抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达100的光轴180向上时，所述合力的方向可以是倾斜向上或倾斜向下。因为每个力的矩臂(如图7、8和10中的d₁和d₃)非常小，所以力矩亦非常小，不会做成明显的移轴倾斜，减小对影像边缘解像度的影响。通过调整各个线圈145的电流大小及方向，可以调整所述合力的大小及方向，达致对焦(z方向的位移)及平移式光学防抖(x及y方向的位移)的效果。

以图8为例，第二磁体154作用在线圈145的电磁力(F_t1)、第一磁体152作用在线圈145的电磁力(F_b1)，及两个电磁力的合力(即是附图8中的F₁＝F_t1+F_b1)。因为第二磁体154和线圈145的磁场方向一致，所以它们互相吸引，因此F_t1的方向是大致面向第二磁体154。相反地，第一磁体152和线圈145的磁场方向相反，所以它们互相排斥，因此Fb1的方向是大致背向第一磁体152。

通过控制四个所述线圈145中电流的大小及方向，可以独立控制各线圈145中合力的大小及方向，从而控制镜头能作两个方向的平移(x及y方向，供光学防抖用)，及一个沿光轴180的位移(z方向，供自动对焦用)。因为每个线圈145的合力大小是非常接近，所以所有线圈145的总合力的方向是和光轴180平衡，令镜头载体140沿光轴位移，达致自动对焦的效果。在以上例子中，由于第一磁体152和第二磁体154的大小和线圈145的位置被优化，所述两个合力的矩臂(d₁,d₃)非常小，因此它们的力矩(τ₁＝||F₁||×d₁,τ₃＝||F₃||×d₃)非常小，不会做成明显的移轴倾斜，可减小对影像边缘解像度的影响。

此外，在其它实施例中，也可将压环省略。在其它实施例中，可进一步增加位移传感器，例如霍尔效应传感器，容许使用闭环控制方式驱动抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达100，达致自动对焦或光学防抖效果。

下面简述该抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达100的一种装配方法。该装配方法包括：

步骤S200:将通电线绕在镜头载体140上的绕线柱及凸台143上形成线圈145；

步骤S202：将弹片130放在镜头载体140下方，且令镜头载体140下方的绕线柱穿过弹片上的洞；

步骤S204：将弹片130及镜头载体140机械连接；

步骤S206：将弹片130和通电线进行电路连接；

步骤S208：将压环120放在弹片下130方，并进行机械连接；

步骤S210：将弹片130放在底座110上方，然后将弹片130与底座110进行机械连接，再将弹片130与底座110上的导电部电连接；

步骤S212：将磁体组150固定在外壳160的内壁上，将镜头载体140置于外壳160内部，并确保每个线圈140均与一磁体组150相对；

步骤S214：将弹片130与第一磁体152的底部进行机械连接。

在步骤S200中，具体可使用中国专利CN104052214中的自动绕线方法将通电线绕在所述镜头载体140上的绕线柱及凸台143上，组成线圈145。

本实用新型一实施例中的抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达100及其装配方法至少具有下述有点：

(1)通过控制四个所述线圈145中电流的大小及方向，可以独立控制各线圈145中合力的大小及方向，从而控制镜头能作两个方向的平移(x及y方向，供光学防抖用)，及一个沿光轴180的位移(z方向，供自动对焦用)，因此，抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达100可同时支持自动对焦及光学防抖；

(2)磁体组150位于不动结构中，所以抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达100的性能不容易受外来磁场影响；

(3)抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达100采用镜头平移方式，可达致光学防抖效果，并减低对影像边缘解像度的影响；

(4)通过设置压环120，相对于较薄的弹片130而言，基体122的厚度较厚，可有效地保护较薄的弹片130增强抗跌力；而且，压环120能保证弹片130被压平在镜头载体140下方，可减少因弹片130不平而导致的对焦移动倾斜及起始电流误差等问题，增加抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达100的一致性及生产良率；

(5)通过令第一延伸部1241与缺口148配合，同时令第二延伸部1243和第三延伸部149沿着本体141的周向交替设置并沿着本体141的周向与台阶部118连续接触，从而有效地降低了镜头载体140与底座110之间的间隙，可防止外部尘埃从镜头载体140与底座110之间的间隙进入镜头载体140下方污染镜头载体140下方的滤光片或影像传感器，进而增强所述相机模块的可靠性；

(6)结构简单，可提高马达可靠性及减低生产难度及成本。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达，其特征在于，包括底座、弹片、镜头载体、至少三个磁体组和外壳；

其中，所述底座、所述外壳及所述磁体组连接在一起组成不动结构；

所述至少三个磁体组设置在所述外壳的内部；每个磁体组包括第一磁体和第二磁体；所述第一磁体设置在所述底座上；所述第二磁体叠设在所述第一磁体上，且所述第一磁体和所述第二磁体的磁场方向相反；

所述镜头载体包括本体和设置在所述本体上的线圈；所述线圈和所述本体连接在一起，组成活动结构；所述线圈的数目与所述磁体组的数目相同；所述线圈与所述磁体组一一相对设置；

所述弹片连接所述镜头载体及所述第一磁体和所述第二磁体中之一而组成一个多自由度的弹簧振子系统；所述多自由度的弹簧振子系统包含一个弹簧中心；每个线圈的电磁合力方向面向或背向所述弹簧中心。

2.根据权利要求1所述的抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达，其特征在于，所述第一磁体和所述第二磁体的尺寸或形状不同。

3.根据权利要求1所述的抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达，其特征在于，所述弹片的一部分与所述底座和所述本体的底部连接；所述弹片的另一部分与所述第一磁体连接。

4.根据权利要求1所述的抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达，其特征在于，所述弹片的一部分与所述本体的顶部连接；所述弹片的另一部分与所述第二磁体及所属外壳连接。

5.根据权利要求1所述的抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达，其特征在于，所述底座上形成有定位部；

所述镜头载体还包括形成在所述本体上的定位槽；所述定位部与所述定位槽配合。

6.根据权利要求1所述的抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达，其特征在于，还包括压环；所述压环设置在所述底座与所述弹片之间；所述压环将所述弹片压在所述镜头载体的下方，并与所述弹片连接。

7.根据权利要求6所述的抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达，其特征在于，所述压环包括环状的基体和形成在所述基体上的多个延伸部；所述基体将所述弹片压在所述镜头载体的下方，并与所述弹片连接；

所述镜头载体还包括形成在所述本体上的多个缺口；

所述基板上形成有通孔；所述底座还包括自所述基板的内表面向内延伸的台阶部；

所述多个延伸部沿着所述基体的周向间隔地设置在所述基体的内表面上；每个延伸部包括第一延伸部和第二延伸部；所述第一延伸部自所述基体朝向所述镜头载体延伸并延伸至所述镜头载体上对应的缺口中；所述第二延伸部自所述基体朝向所述底座延伸并延伸至与所述底座上的所述台阶部接触。

8.根据权利要求7所述的抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达，其特征在于，所述镜头载体还包括形成在所述本体上的多个第三延伸部；

所述缺口和所述第三延伸部沿着所述本体的周向交替设置；所述第三延伸部自所述本体朝向所述台阶部延伸并与所述台阶部接触。

9.根据权利要求8所述的抗磁干扰平移式光学防抖音圈马达，其特征在于，所述第二延伸部和所述第三延伸部沿着所述本体的周向交替设置并沿着所述本体的周向与所述台阶部连续接触。