镜头驱动装置的制作方法

专利名称：镜头驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明与一种使用行动电话照相机模块等组件的电磁驱动式镜头驱动装置有关。
背景技术：
近年来，由于影像感测器的像素数量增加，故用行动电话等装置所搭载的相机能 拍摄到的图像品质越来越高。伴随着这个趋势，其所搭载的透镜系统从习知的固定焦距式 相机模块逐渐往可变焦距式相机模块发展。这是因为 固定焦距式照相机模块易发生失焦 (out-of-focus)的现象，无法适配因应高像素数影像感测器的解析度。以可变焦距式相机模块中的透镜系统驱动方式来说，如图12所示，其多使用那些 采用音圈马达(voice coil motor)的镜头驱动装置50 (例如参照专利文件一)。镜头驱动装置50包含由软铁等磁性体所形成截面呈U字状的磁轭51、安装在该 磁轭51内壁侧上的永久磁体52、将透镜53保持在中央位置的镜座54、装设在镜座54上的 驱动线圈55、内周侧壁上装设有该磁轭51的壳体56、以及连结该镜座54与壳体56的两上 下弹簧部件57A，57B。此外，图中的上下方向为透镜53的光轴方向，发明中以图12上侧未绘出的被照物 体侧为上侧。下文中将上下方向称为Z轴方向，上侧称为Z轴前方，下侧则称为Z轴后方。弹簧部件57A，57B在未施加弯曲力矩的状态下为平坦的板状，而在于镜座54及壳 体56装合的状态下则会受到一弯曲力矩而呈挠曲状态，使得该弹簧部件57A，57B在壳体56 侧的支点位置会比弹簧部件57A，57B在镜座54侧的支点位置更靠Z轴后方。因此，弹簧部 件57A，57B因挠曲所引起的恢复力可使镜座54往壳体56偏移。亦即，弹簧部件57A，57B 在外加有往Z轴后方向的偏移量(offset)的状态下于镜座54侧支点与壳体56侧支点之 间进行组装。图中所使用的永久磁铁52系为一圆筒状磁铁，或为将多个圆弧状磁铁在磁轭51 内壁上环状排列而成。驱动线圈55系设置于由磁轭51及永久磁体52所施加、在线圈周围呈辐射状分布 的磁场中。因此当对驱动线圈55通电时，驱动线圈55会产生一朝向被照物体方向(图12 箭号所示的Z轴前方向)的劳仑兹力(Lorentz force)，使镜座54能移动到该劳仑兹力与 弹簧部件57A，57B恢复力的平衡位置处。亦即，本发明可藉由控制对驱动线圈55通电的电流值来控制镜座54的移动量，进 而控制透镜53的位置。图13为理想中镜头驱动装置处驱动电流大小对位移量的特性图。图中横轴为驱 动电流大小，纵轴为镜座54位移量大小。在永久磁体52对驱动线圈55施加均勻磁场的场合中，当驱动电流对驱动线圈55 通电时，其驱动电流大小在到达启动电流值A前，镜座54会因施加于弹簧部件57A，57B的 偏移量(图中的B-C)而维持与壳体56抵接的状态。当驱动电流的大小超过启动电流值A 后，镜座54会依照下列虎克定律往Z轴前方移动。
(位移量)=(驱动电流所引起的驱动力)/(弹簧系数)先前技术文件[专利文件一]特开2004-280031号公报

发明内容
然而，随着镜头驱动装置往低背化(low profile)以及径方向小型化发展，永久磁 体52的高度或厚度亦有缩小的趋势。此举不仅使永久磁体52所产生的驱动磁场强度降 低，亦难以将驱动用线圈55设置于均勻的磁场中。结果，使驱动电流对位移量的直线特性 降低，并难以获得适当的位移感度(相对于该驱动电流增量的位移增量)。再者，镜头驱动装置的低背化及径方向小型化会使弹簧部件57A，57B的支点间无 法取得充分的偏移量。而且，镜头驱动装置的驱动器系配合原有许多镜头驱动装置的特性 来设计，故难以大幅改变其启动电流值A的值。有鉴于现有技术的问题所在，本发明目的在于提供一种镜头驱动装 置，其弹簧部 件可提供符合小型化所需的适当偏移量，且具有优异的驱动电流对位移的直线特性以及适 当的位移感度。本发明具有用以保持透镜的镜座、装设在该镜座外周侧壁上且依前述透镜光轴周 围卷绕的驱动线圈、配置在前述驱动线圈外侧周围且隔着间隙与前述驱动线圈相向的永久 磁体、保持该永久磁体的壳体、以及连结前述镜座与前述壳体的弹簧部件。在前述驱动线 圈未通电的状态下，前述弹簧部件的压应力会使前述镜座在被照物体对侧处与前述壳体抵 接，对前述驱动线圈通电会使前述镜座往被照物体方向移动。当前述驱动线圈未通电时，其 透镜光轴方向上前述驱动线圈的位置处(起始位置)与前述驱动线圈交叉的驱动磁场大小 会是该与前述驱动线圈交叉的驱动磁场在前述镜座往被照物体侧移动时最大值的50% 90%范围内。如此，为了维持与驱动线圈交叉的驱动磁场的大小分布，驱动线圈的起始位置会 设定在其与驱动线圈交叉的驱动磁场为最大值的50% 90%范围的间的位置上，以提供 适当的偏移量、提高驱动电流对位移量的直线特性，并能获得较高的位移感度。此外，本发明的中的永久磁体靠镜座侧的磁极全部是N极或S极的任一者。如此 将能简化永久磁体的组成。此外，本发明中，所述驱动线圈含有卷绕方向互异的一第一线圈及一第二线圈，前 述第二线圈系配置于前述第一线圈靠被照物体的一侧。前述永久磁体则含有一第一磁体及 一第二磁体，该两磁体靠镜座侧的磁极互异。前述第一磁体配置成与前述第一线圈相向，而 前述第二磁体配置成与前述第二线圈相向。藉由上述设置将能减小永久磁体的反磁场(diamagnetic field)，进一步提高驱 动电流对位移量的直线特性与位移感度。此外，本发明前述永久磁体含有一配置在被照物体侧的上侧磁体、以及一配置在 被照物体侧对侧的下侧磁体，该下侧磁体靠镜座侧的磁极与前述上侧磁体的磁极相异，且 与前述驱动线圈交叉的磁场大小比前述上侧磁体小。上述组态亦能减小反磁场，进一步提高驱动电流对位移量的直线特性及位移感 度。此外，此种组态中仅需要一个驱动线圈，故能简化其组成。


图1为表示本发明实施形态一中一镜头驱动装置的组成剖面图；图2为表示本发明实施形态一中镜头驱动装置的驱动线圈所施加的驱动磁场在Z 轴直交方向上的磁场分量分布等值线图(contour diagram)；图3为表示驱动线圈位置与驱动磁场之间的关系图；图4为表示驱动线圈相对于永久磁体的起始位置为最适位置时其驱动电流对位 移量的特性图；图5为表示驱动线圈相对于永久磁体的起始位置为上限位置时其驱动电流对位 移量的特性图；图6为表示驱动用线圈相对于永久磁体的起始位置位于比上限位置更靠Z轴前方 时其驱动电流对位移量的特性图；图7为表示驱动线圈相对于永久磁体的起始位置为下限位置时的驱动电流对位 移量的特性图；
图8为表示驱动线圈相对于永久磁体的起始位置比下限位置更靠Z轴后方时其驱 动电流对位移量的特性图；图9为表示本发明实施形态二中镜头驱动装置的组成截面图；图10为表示本实施形态二中镜头驱动装置对驱动线圈施加的驱动磁场在Z轴直 交方向上的磁场分量分布等值线图；图11为表示本实施形态三中镜头驱动装置的组成截面图；图12为表示习知镜头驱动装置的组成截面图；图13为一镜头驱动装置理想的驱动电流对位移量的特性图。符号说明20镜头驱动装置11 磁轭12永久磁体13 透镜14 镜座I5驱动线圈16 壳体17A上侧弹簧部件17B下侧弹簧部件
具体实施例方式下文将透过实施形态详细说明本发明，但下文中的实施形态并未对与申请专利范 围相关的发明加以限制，此外，实施形态中所说明的所有特征组合不一定为本发明必要的 解决手段。实施形态一图1表示与本发明实施形态一有关的镜头驱动装置10组成截面图。
镜头驱动装置10具有下列组成元件以软铁等磁性体所形成的磁轭11、安装在该 磁轭11内壁侧上的永久磁体12、由物镜及目镜组合而成的透镜组13、将该透镜13保持在 中央位置的镜座14、装设在镜座14外侧面上的驱动线圈15、其内周侧装设有该磁轭11的 壳体16、以及连结该壳体16与镜座14的上下两弹簧部件17A，17B。此外，图1中的上下方向为与透镜13光轴平行的方向，本发明以图中上方未示出 的被照物体侧为上侧。下文除弹簧部件17A，17B的名称外，在文中其上下方向即称为Z轴 方向，上侧称为Z轴前方向，下侧则称为Z轴后方向。本发明中弹簧部件17A，17B系使用以磷青铜等材质所组成的圆板状弹簧部件，其 内部有由圆弧状平滑曲线所围出的缺口形成。弹簧部件17A，17B在未施加弯曲力矩的状态下呈平坦的板状，其与镜座14及壳体 16装合后会受到一弯曲力矩作用而呈现挠曲状态，使得弹簧部件17A，17B靠壳体16侧的 支点位置会比弹簧部件17A，17B靠镜座14侧的支点位置更靠Z轴后方。因弹簧部件17A， 17B的挠曲所引起的恢复力可作为使镜座14往壳体16侧偏移的压应力。因此，本发明的弹 簧部件17A，17B是在外加有朝Z轴后方偏移的偏移量的状态下在镜座14侧支点与壳体16 侧支点间进行组装。
如图1所示，磁轭11为截面形状呈L形的部件，其含有向Z轴方向 延伸的垂直片 11a、以及从垂直片Ila靠Z轴前方的一端往镜座14方向突出的水平片11b，该垂直片Ila 系安装在壳体16的内周侧壁上。本发明使用圆筒状的磁体作为其永久磁体12。在本实施例中，永久磁体12靠镜座 14侧的磁极可全部为N极。在本发明中，驱动线圈15系设置在由磁轭11及永久磁铁12所施加、于线圈周围 呈辐射状分布的磁场中。因此当对驱动线圈15通电时，该驱动线圈15处会产生朝被照物 体方向(即图1箭号所示的Z轴前方向)的劳仑兹力。当该劳仑兹力随驱动电流增加而超 过弹簧部件17A，17B的压应力时，镜座14就开始往Z轴前方向移动。在镜座14往Z轴前 方向移动的同时，弹簧部件17A，17B的恢复力亦随之增加，镜座14会移动至该劳仑兹力与 弹簧部件17A，17B恢复力的平衡位置处。此即，本发明可藉由控制对驱动线圈15通电的电流值来控制镜座14的移动量，进 而控制透镜13的位置。图2为一磁场分量的等值线分布图，其表示了当镜座14抵接在壳体16上时(即 本发明设置的起始位置)永久磁体12向驱动线圈15所施加的辐射状磁场在Z轴直交方向 上的磁场分量分布。本实施例中将驱动线圈15及永久磁体12的起始位置设定成其驱动线圈15Z轴方 向上的中心位置会比永久磁体12Z轴方向上的中心位置更靠Z轴后方，使该驱动线圈15靠 Z轴后方的部分不会受到所有所施加磁场的影响，并且使与该驱动用线圈15交叉的驱动磁 场的大小会介于该与驱动线圈15交叉的驱动磁场于镜座14往被照物体侧移动期间所能产 生的磁场最大值的50% 90%范围间。尤其，当该与驱动线圈15交叉的驱动磁场的大小 为该与驱动线圈15交叉的驱动磁场于镜座14往被照体侧移动期间所能产生的磁场最大值 的80%时，其驱动电流对位移量的直线特性最佳，且能获得较高的位移感度(相对于该驱 动电流增量的位移增量)。
以下将参照图3具体说明为何本发明所欲的起始位置(该驱动线圈15在Z轴方 向上的中心位置相对于该永久磁体12在Z轴方向上的中心位置)会设计在该与驱动线圈 15交叉的驱动磁场介于磁场最大值的50% 90%范围间。在图3中，横轴表示了驱动线圈15在Z轴方向上的中心位置相对于永久磁体12 在ζ轴方向上的中心位置的相对位置，原点0为该驱动线圈15在Z轴方向上的中心位置与 该永久磁体12在Z轴方向上的中心位置一致时其驱动线圈15在Z轴方向上的中心位置。 此外，右侧(+方向)表示该驱动线圈15在Z轴方向上的中心位置比永久磁体12在Z轴方 向上的中心位置更靠Z轴前方，左侧(一方向)表示该驱动线圈15在Z轴方向上的中心位 置比永久磁体12在Z轴方向上的中心位置更靠Z轴后方。此外，图中纵轴表示了在驱动线圈15各位置处该与驱动线圈15交叉的驱动磁场 的大小。图中将所能得到的磁场最大值定为100来表示各处磁场的大小。如图3中的D点所示，在该起始位置下其驱动线圈15在Z轴方向上的中心位置系 位于该与 驱动线圈15交叉的驱动磁场大小为磁场最大值(以下称为最大值)80%的位置 Zno在此种组态设置下，镜座14会从图3中上凸曲线(代表磁场强度分布函数)的点D移 动到点E。亦即，镜座14会在Z11 Z12的范围间移动。此组态下的驱动电流对位移量的特 性如图4所示。图4为一驱动电流对位移量的特性图，其中永久磁体12在Z轴方向上的尺寸设定 为1mm，驱动线圈15在Z轴方向上的尺寸设定为1mm，施加在弹簧部件17A，17B上的偏移量 设定为0. ImmdOO μ m)，镜座14的移动范围设定为0. 35mm，启动电流值设定为25mA，驱动线 圈15的起始位置设定在图3中曲线(磁场强度分布函数)上点D所示的位置。藉由将驱动线圈15的起始位置设定在点D，其镜座14几乎所有的移动范围内都具 有良好的驱动电流对位移量的直线特性，且能获得7 μ m/mA的高位移感度(相对于驱动电 流增量的位移增量)。此外，上述永久磁体12尺寸等数值仅为一例子，在本发明中可以作适当地变更， 不应该受限于此。此外，在未对弹簧部件17A，17B施加偏移量的情况下，在驱动电流0 25mA之间 其驱动电流对位移量的特性如图4的粗虚线所示。如图13中驱动电流对位移量的特性图所示，在对驱动线圈15施加均勻驱动磁场 的情况下，若欲达到启动电流值为25mA、位移感度为7 μ m/mA，则必须要增加弹簧部件17A， 17B上所施加的偏移量。具体来说，其对弹簧部件17A，17B所施加的偏移量需要175 μ m。然 而，弹簧部件偏移量的增大会造成其镜头驱动装置在Z轴方向上的尺寸变大，故使装置的 小型化变得更为困难。另一方面，若将偏移量定为预设的ΙΟΟμπκ启动电流值维持在25mA，则其位移感 度为4 μ m/mA，此种设定下难以确保装置的位移感度。此即说明在对驱动线圈15施以均勻的驱动磁场情况下，如果如图4例子所示将装 置中驱动线圈15的起始位置定为该与驱动线圈15交叉的驱动磁场大小为最大值的80%的 位置时，将可达成偏移量为100 μ m、启动电流值为25mA、位移感度为7 μ m/mA的组态特性。亦即，当驱动线圈15的起始位置定为磁场强度分布函数上点D的位置时，在此位 置上，该与驱动线圈15交叉的驱动磁场大小会是最大值的80%。在驱动电流到达25mA(启动电流值)之前，外加有偏移量的弹簧部件17A，17B的恢复力会胜过驱动线圈15所产生的劳仑兹力，使镜座14维持在与壳体16抵接的状态。而当通电量不断增加使驱动电流超过启动电流值时，驱动线圈15所产生的劳仑 兹力会变得大于弹簧部件17A，17B的恢复力，结果使镜座14开始往Z轴前方移动。当开始往Z轴前方移动时，与该装设在镜座14上的驱动线圈15交叉的驱动磁场 大小会增加超过最大值的80%，其每单位电流的劳仑兹力会增加。如此便能使镜座14沿着 7ym/mA的理想线移动。其后如图4所示，当驱动线圈15的中心位置移动到比永久磁体12的中心位置更 靠Z轴前方时，每单位电流的劳仑兹力会减少，其驱动电流对位移量的特性会偏离直线。然 而，该偏离程度不大，整体来说其驱动电流对位移量的特性仍呈现高度的直线关系。接下来将说明在起始位置处该与驱动线圈15交叉的驱动磁场上限值为最大值 90%的组态。在起始状态下驱动线圈15Z轴方向上的中心位置设置在图3曲线上点F所示的位 置Z21的场合中(在此位置上，该与驱动线圈25交叉的驱动磁场大小为最大值的90% )，其 镜座14可从图3中曲线上的点F移动到点G。亦即，镜座14可在横轴上Z21 Z22的范围 间移动。此范围内驱动电流对位移量的特性绘示于图5。此外，本例中永久磁体12及驱动 线圈15的尺寸、偏移量等镜头驱动装置10的设定条件皆与图4的情况相同。在驱动线圈15的起始位置定为点F位置的场合中(在此位置上该与驱动线圈15 交叉的驱动磁场大小为最大值的90% )，在驱动电流值到达25mA(启动电流值)之前，外力口 有偏移量的弹簧部件17A，17B的恢复力会胜过驱动线圈15所产生的劳仑兹力，使镜座14 维持在与壳体16抵接的状态。随着通电量的增加，当驱动电流超过启动电流值时，驱动线圈15所产生的劳仑兹 力会变得比弹簧部件17A, 17B的恢复力还大，结果使镜座14开始往Z轴前方移动。在此例子中，当镜座开始往Z轴前方移动时，因为与装设在镜座14上的驱动用线 圈15交叉的驱动磁场的大小会增加超过90%，所以其每单位电流的劳仑兹力会增加。藉 此，能使镜座14沿着7 μ m/mA的理想线移动。当进一步增加驱动电流时，因为驱动线圈15的中心位置会超过永久磁体12的中 心位置往Z轴前方移动，所以其每单位电流的劳仑兹力会减少。结果如图5所示，其驱动电 流对位移量的特性呈上凸的曲线。然而，此偏离程度尚在可容许的范围内。此外，在未对弹簧部件17A，17B施加偏移量的情况下，其驱动电流0 25mA之间 的驱动电流对位移的特性如图5的粗虚线所示。在起始状态下该与驱动线圈15交叉的驱动磁场超过最大值的90% (即上限值，在 此例中为94% )的场合中，其驱动电流对位移量的特性如图6所示，会偏离7 μ m/mA的理想 线呈上凸的曲线，此非吾人所欲的直线特性。此外，如图6的虚线所示，此设置会明显增大 其偏移量，使镜头驱动装置的低背化变得更为困难。因此，为了要获得驱动电流对位移量直线特性良好、且具有高位移感度的镜头驱 动装置，其起始位置处该与驱动线圈15交叉的驱动磁场大小必须在最大值的90%以下。接下来将说明起始位置处该与驱动线圈15交叉的驱动磁场的下限值为最大值的 50%的情况。
当起始位置处驱动线圈15在Z轴方向上的中心位置被设置在图3曲线上点H所 示的位置Z31时(在此位置上该与驱动线圈15交叉的驱动磁场大小为最大值的50% )，镜 座14可从图3曲线上的点H移动到点I。亦即，镜座14可在Z31 Z32的范围间移动。此 组态下驱动电流对位移量的特性如图7所示。此外，永久磁铁12及驱动线圈15的尺寸、偏 移量等镜头驱动装置10的设定条件皆与图4的情况相同。在驱动线圈15的起始位置定为点H位置的例子中(在此位置上该与驱动线圈15 交叉的驱动磁场的大小为最大值的50% )，在驱动电流值到达25mA(启动电流值)之前，夕卜 加有偏移量的弹簧部件17A，17B的恢复力会胜过驱动线圈15所产生的劳仑兹力，使镜座14 维持在与壳体16抵接的状态。随着通电量的增加，当驱动电流超过启动电流值时，驱动线圈15所产生的劳仑兹 力会比弹簧部件17A，17B的恢复力更大，结果使镜座14开始往Z轴前方移动。承上，当镜座开始往Z轴前方移动时，与装设在镜座14上的驱动线圈15交叉的驱 动磁场大小会增加超过50%，所以其每单位电流的劳仑兹力增加。藉此将得以使镜座14沿 着7ym/mA的理想线移动。
当进一步增加驱动电流时，其驱动电流对位移量的特性将如图7所示，斜率会超 过理想线，整体来看呈现下凸的曲线。然而，此偏离程度尚在可容许的范围内。此外，在未对弹簧部件17A，17B施加偏移量的情况下，其驱动电流0 25mA之间 的驱动电流对位移量特性如图7的粗虚线所示。当起始位置处该与驱动线圈15交叉的驱动磁场小于最大值的50% (即下限值，在 此例中为40 % )的场合中，如图8驱动电流对位移量的特性图所示，即便其驱动电流超过启 动电流值，装置也无法获得充分的位移感度，位移量变得极少。结果，驱动电流对位移量的 特性将大幅偏离7ym/mA的理想线，呈现下凸的曲线，此非吾人所欲的直线特性。因此，为了要获得驱动电流对位移量的直线特性良好、且具有高位移感度的镜头 驱动装置，其起始位置处该与驱动线圈15交叉的驱动磁场大小必须在最大值的50%以上。如此，在本实施形态一中，镜头驱动装置10系以两上下弹簧部件17A，17B来连结 壳体16及镜座14。该壳体16内部容置一其内周侧壁上装有永久磁铁12的磁轭11，该镜座 14的外周侧壁上装设有驱动线圈15。在未对驱动线圈15通电的状态下，镜座14会在被照 物体对侧处与该壳体16抵接。在如此镜头驱动装置10组态中，驱动线圈15在Z轴方向上 的位置系定在其镜座14抵接壳体16时(即组态的起始位置)该与驱动线圈15交叉的驱 动磁场大小会介于该与驱动线圈15交叉的驱动用磁场于镜座14往被照体侧移动时所能产 生的磁场最大值的50% 90%的范围间，所以即便在因小型化造成偏移量减小的场合中， 其驱动电流对位移量仍具有良好的直线特性，且能获得高位移感度。因此能达成低背化的 小型镜头驱动装置10设置。此外，在前述实施形态一中，永久磁体12靠镜座14侧的磁极为N极，但亦可为S 极。不过，当靠镜座14侧的磁极为S极时，其驱动线圈15的卷绕方向毫无疑问地会与靠镜 座14侧的磁极为N极时的场合相反。此外，前述例子中，磁轭11的截面形状为L字形，其内壁上安装有永久磁体12，但 是该磁轭11的形状并不受限于此，其亦可以为U字形或J字形。此外，装置中也可以省略 磁轭11部位。当磁轭11被省略时，其永久磁体12系安装在壳体16的内壁侧上。
此外，永久磁体12不应局限于圆筒状的磁体，亦可采用将多个圆弧状磁体或多个 平板状磁体透过磁轭11以环状排列方式设置在壳体16的内壁侧上。此外，永久磁体12不必涵盖并对应该驱动线圈15全部的周长，其可以分散在驱动 线圈15周围。具体来说，发明中可采用将多个圆弧状磁体或是多个平板状磁体隔着间隙排 列的方式来进行磁体的设置。实施形态二图9是与本发明实施形态二有关的镜头驱动装置20组成截面图，21是由软铁等磁 性体所形成的磁轭，22A，22B是安装于磁轭21内壁侧上的永久磁体，23是由物镜及目镜组 合而成的透镜组，24是将透镜23保持在中央位置的镜座，25A，25B是装设在镜座24外侧上 的驱动线圈，26是其内周侧壁上装设有磁轭21的壳体，27A，27B是连结壳体26与镜座24 的两上下弹簧部件。弹簧部件27A，27B在未施加弯曲力矩的状态下为平坦的板状；其 与镜座24及壳体 26装合后会被施予一弯曲力矩而成为挠曲状态，此时该弯曲力矩使得弹簧部27A，27B靠壳 体26侧的支点位置比弹簧部件27A，27B靠镜座24侧的支点位置更靠近Z轴后方。弹簧部 件27A，27B挠曲所引起的恢复力可作为使镜座24往壳体26侧偏移的压应力。因此，弹簧 部件27A，27B是在外加有往Z轴后方偏移的偏移量的状态下，在镜座24侧支点与壳体26 侧支点之间进行组装。在此组态中，驱动线圈25A系配置于镜座24上靠Z轴前方的位置，驱动线圈25B 则配置于镜座24上靠Z轴后方的位置。这些驱动线圈25A，25B各自往不同的方向卷绕，形 成串联或并联的双重架构。磁轭21为截面形状呈I字形的部件，安装于壳体26的内周侧壁上。作为永久磁铁的22A，22B系使用圆筒状的磁铁、多个圆弧状的磁铁、或是多个平 板状的磁铁。在使用多个圆弧状磁铁或是多个平板状磁铁的场合中，其各磁体可以透过磁 轭21环状排设在壳体26的内壁侧上。在图中，永久磁体22A系配置在镜座24上靠Z轴前方的位置，永久磁体22B系配 置在镜座24上靠Z轴后方的位置。驱动线圈25A对面的永久磁体22A磁极以及驱动线圈 25B对面的永久磁体22B磁极互异。举例言之，若此例中将永久磁体22A定为N极，永久磁体22B定为S极，则其驱动 线圈25A会与N极相向，而与该驱动线圈25A卷绕方向相反的驱动线圈25B则会与和驱动 线圈25A对应磁极(N极)极性相反的S极相向。承上，驱动线圈25A，25B会设置于由磁轭21及永久磁铁22A，22B所施加、于线圈 周围呈辐射状分布的磁场中。因此，对驱动线圈25A，25B通电时，驱动线圈25A，25B处会产 生往被照物体方向(如图9箭号所示的Z轴前方向)的劳仑兹力。当该劳仑兹力随着驱动 电流的增加而增加超过弹簧部件27A，27B的压应力时，镜座24会开始往Z轴前方向移动。 在镜座24往Z轴前方向移动的同时，弹簧部件27A，27B的恢复力亦随之增加，使镜座24往 该劳仑兹力与弹簧部件27A，27B恢复力的平衡位置移动。亦即，本例中可藉由控制对驱动线圈25A，25B通电的电流值来控制镜座24的移动 量，进而控制透镜23的位置。图10为一磁场分量的等值线分布图，其绘示了在起始位置状态下(即镜座24抵接在壳体26上时)永久磁体22A，22B朝驱动线圈25A，25B所施加的放射状磁场在Z轴直 交方向上的磁场分量分布。
在本例的起始位置状态下，其驱动线圈25A，25B及永久磁体22A，22B系设置成其 由驱动线圈25A，25B所结合而成的线圈整体在Z轴方向上的中心位置会比由永久磁铁22A， 22B所组合而成的磁铁整体在Z轴方向上的中心位置更靠Z轴后方的组态。藉此，得以使该 由驱动线圈25A，25B所结合而成的线圈整体靠Z轴后方的部分不会受到全部磁场的影响。此外在起始位置状态下，其驱动线圈25A，25B及永久磁体22A，22B系设置成其线 圈整体在Z轴方向上的中心位置及其磁体整体在Z轴方向上的中心位置会使得该与驱动线 圈25A，25B交叉的驱动磁场大小介于该与驱动线圈25A，25B交叉的驱动磁场于镜座24朝 被照物体侧移动期间所能产生的磁场最大值的50% 90%的范围内。本实施形态二中其永久磁体22A的磁极及永久磁体22B的磁极互异，故较前述实 施形态一永久磁体12整体为一单一磁极的作法更能减少反磁场。因此能提高磁场大小，进 一步提高驱动电流对位移量的直线特性及其位移感度。此外，本例中磁轭21的截面形状亦不应限于I字形，其也可以为L字形或J字形。 此外发明中亦可以省略磁轭21。再者，永久磁体22A，22B不必涵盖驱动线圈25A，25B全部的周长，其可以分散于驱 动线圈25A，25B的周围。实施形态三图11为与本发明实施形态三有关的镜头驱动装置30组成截面图，31是由软铁等 磁性体所形成的磁轭，32A，32B是安装在磁轭31内壁侧上的永久磁体，33是由物镜及目镜 组合而成的透镜组，34是将透镜33保持在中央位置的镜座，35是装设于镜座34外侧面上 的驱动线圈，36是内周侧壁上装设有磁轭31的壳体，37A，37B是连结该壳体36及该镜座34 的上下两弹簧部件。弹簧部件37A，37B在未施加弯曲力矩的状态下为平坦的板状，其与透镜座34及壳 体36装合后会被施加一弯曲力矩而成为挠曲的状态，该弯曲力矩使得弹簧部件37A，37B靠 壳体36侧的支点位置会比弹簧部件37A，37B靠镜座34侧的支点位置更靠近Z轴后方处。 弹簧部件37A，37B的挠曲所引起的恢复力可作为使镜座34往壳体36侧偏移的压应力。因 此，弹簧部件37A，37B系于外加有向Z轴后方偏移的偏移量的状态下于镜座34侧支点与壳 体36侧支点之间进行组装。磁轭31是截面形状呈I字形的部件，安装于壳体36的内周侧壁上。作为永久磁体的32A，32B系使用圆筒状磁体、多个圆弧状磁体、或多个平板状磁 体。在使用多个圆弧状磁体或多个平板状磁体的情况下，其各磁体可透过磁轭31以环状排 列方式设置在壳体36的内壁侧上。此组态中永久磁体32A系配置在镜座34上靠Z轴前方的位置，永久磁体32B则配 置在镜座34上Z轴后方的位置。永久磁体32A朝向驱动线圈35那一面的磁极会与永久磁 体32B朝向驱动线圈35那一面的磁极互异，且来自永久磁体32A的驱动磁场大小会比来自 永久磁体32B的驱动磁场大小更大。在本例中，永久磁体32A的磁极系设置成当对驱动线圈35通电时其劳仑兹力会朝 Z轴前方向作用。而永久磁体32B的磁极系设置成当对驱动线圈35通电时其劳仑兹力会朝Z轴后方向作用。藉此，驱动线圈35靠Z轴后方的部分不会受到所有磁场的影响，且在此位置处该 与驱动线圈35交叉的驱动磁场大小会介于该与驱动线圈35交叉的驱动磁场于镜座34往 被照物体侧移动期间所能产生的磁场最大值的50% 90%的范围内。驱动线圈35系设置在由磁轭31及永久磁体32A，32B所施加、于线圈周围呈辐射 状分布的磁场中。因此，当对驱动线圈35通电时，驱动线圈35会产生朝被照物体方向(即 图11箭号所示的Z轴前方向)的劳仑兹力。随着驱动电流的增加，劳仑兹力会增加超过弹 簧部件37A，37B的压应力时，使镜座34开始往Z轴前方向移动。在镜座34往Z轴前方向 移动的同时，弹簧部件37A，37B的恢复力亦会增加，使镜座34移动到该劳仑兹力与弹簧部 件37A，37B恢复力的平衡位置处。亦即，本发明可藉由控制对驱动线圈35通电的电流值来控制镜座34的移动量，进 而控制透镜33的位置。本例中，靠Z轴后方的位置设置有一磁极与永久磁体32A不同、且驱动磁场大小比 永久磁体32A小的永久磁体32B，其驱动线圈35靠Z轴后方的部分不会受到所有磁场的影 响。此外，其与整体为一单一磁极的永久磁体12相比更能减少反磁场，即便永久磁体32B磁 场所引起的劳仑兹力是向Z轴后力向作用，其于镜座34开始移动后仍能提高磁场的大小， 故能进一步提高驱动电流对位移量的直线特性以及位移感度。上文虽然使用各种实施形态来说明本发明，然本发明的技术范围并不限定在前述 各实施形态所描述的范围内。对于本领域具有通常知识者而言显然可对前述实施形态施以 各种的变更或改良。从权利要求界定的范围来看，这类变更或改良的形态明显亦包含在本 发明的技术范围中。如上述说明，本发明可提供一能维持适当偏移量及启动电流值、获得高直线特性 及优异位移感度的低背化小型镜头驱动装置。
权利要求
一种镜头驱动装置，其特征在于，所述的装置包含保持透镜的镜座、装设在所述的镜座的外周侧壁上且卷绕在所述透镜的光轴周围的驱动线圈、配置于所述驱动线圈的外周侧且隔着间隙与所述的驱动线圈相向的永久磁体、保持该永久磁体的壳体及连结所述镜座与所述壳体的弹簧部件，在所述驱动线圈未通电的状态下，所述弹簧部件的压应力会使所述的镜座在被照物体的对侧处与所述的壳体抵接，对所述的驱动线圈通电会使所述的镜座往被照物体方向移动，其中，在所述的驱动线圈未通电时，透镜光轴平行方向上所述的驱动线圈位置处与所述的驱动线圈交叉的驱动磁场大小会介于所述的镜座往被照物体侧移动期间该与所述的驱动线圈交叉的驱动磁场的最大值的50％～90％范围内。
2.如权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于所述的永久磁体靠所述的镜座一 侧的磁极全部是N极或S极的任一者。
3.如权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于所述的驱动线圈包含卷绕方向互 异的第一线圈及第二线圈，所述的第二线圈配置于所述的第一线圈靠被照物体一侧，所述 的永久磁体包含一第一磁体及一第二磁体，所述的两磁体靠镜座侧的磁极互异，所述的第 一磁体配置成与所述的第一线圈相向，所述的第二磁体配置成与所述的第二线圈相向。
4.如权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于所述的永久磁体包含一配置于靠 被照物体侧的上侧磁体、以及一配置于靠被照物体对侧的下侧磁体，所述的下侧磁体靠镜 座侧的磁极异于所述的上侧磁体的磁极，且与所述的驱动线圈交叉的磁场大小比所述的上 侧磁体更小。
全文摘要
本发明公开一种镜头驱动装置，该装置包括保持透镜的镜座、装设在镜座的外周侧壁且卷绕在透镜的光轴周围的驱动线圈、配置于驱动线圈的外周侧且隔着间隙与驱动线圈相向的永久磁体、保持永久磁体的壳体及连结镜座与壳体的弹簧部件，驱动线圈未通电的状态下，弹簧部件的压应力会使镜座在被照物体的对侧处与壳体抵接，对驱动线圈通电会使镜座往被照物体方向移动，其中，在驱动线圈未通电时，透镜光轴平行方向上驱动线圈位置处与驱动线圈交叉的驱动磁场大小会介于镜座往被照物体侧移动期间该与驱动线圈交叉的驱动磁场的最大值的50％～90％范围内。其弹簧部件可提供符合小型化需求的适当偏移量，具有优异的驱动电流对位移量直线特性及适当的位移感度。
文档编号H02K33/18GK101833158SQ201010000689
公开日2010年9月15日 申请日期2010年1月15日 优先权日2009年3月10日
发明者寺嶋厚吉 申请人:迈可文技研株式会社;大立光电股份有限公司;寺嶋厚吉