专利名称：透镜驱动器、相机模块、成像装置及配置相机的移动终端的制作方法
技术领域：
本发明涉及能够通过使用由线圈、磁体及磁轭所产生的电磁力而移动透镜的透镜
驱动器，涉及相机模块、成像装置及配置相机的移动终端，并且更具体地，涉及易于使得尺 寸减小和有效的透镜运动的技术。
背景技术：
近年来，多种相机相关的装置已经广为流行，例如，比如数码静态相机和摄像机的 成像装置，及比如移动电话、PDAs(个人数字助理)的配置相机的移动终端，及于其中相机 模块得以整合进入的笔记本个人计算机。在这些装置中，具有自动对焦功能和变焦功能的 装置具有整合于其中的透镜驱动器，用以移动由多只透镜、单只透镜或透镜组形成的整个 光学系统用于对焦，及移动单只或成组透镜用于沿光轴方向的变焦。 在用于上述目的的透镜驱动器中，线性马达用以沿光轴方向移动透镜。线性马达 的优点在于磁通量集中良好并且流过磁轭的磁通量趋于均匀。在多种线性马达中，音圈线 性马达有利于节省空间，而被商业使用于具有自动对焦功能和变焦功能的成像装置及其它 的装置。 在使用已知技术的基于线性马达的透镜驱动器中，透镜保持器保持透镜单元并 且导向轴沿光轴方向支撑透镜保持器移动。在该技术中，由线圈、磁体、和磁轭形成的线 性马达沿光轴方向移动透镜保持器，并且磁性构件保持所定位的透镜保持器(例如，见 JP-A-2008-40077)。
发明内容
但是，在JP-A-2008-40077描述的技术中，导向轴用以支撑透镜保持器沿光轴方 向移动。为了这个目的，用以容纳透镜驱动器中的导向轴的空间是必需的。因此，减小透镜 驱动器的尺寸的努力收到限制。另外，需要将导向轴插入透镜保持器会使得透镜保持器的 形状复杂化并且增加零件的数目。而且，在JP-A-2008-40077描述的技术中，并没有仔细地 考虑磁铁和磁轭的定位问题，这造成定位精确度低。结果，造成了生产力差和成本增长的缺 点。 另外，近年来不断增加的需求在于减小成像装置及配置相机的移动终端的尺寸并 且由此强烈需要整合于其中的更小的透镜驱动器。正在进行的小型化已经减小了线性马达 (线圈和磁体)的体积，并且体积的减小使得致动器在致动器上的负载最大时难以实现必 需用于自动对焦功能和变焦功能的推力(例如，在于其中透镜保持器被拉出的微距成像模 式中)。 因此希望提供的技术允许相机模块的尺寸减小、优于成本效益和生产率、并提供 用于自动对焦功能和变焦功能所必需的并充足的推力。 本发明解决了上述的和另外的问题并且实例化为例如如下的实施例。
依据本发明的实施例的透镜驱动器包括成像透镜；容纳透镜的壳体；提供在透
4镜和壳体之间并保持透镜在壳体中沿光轴方向移动的弹簧构件；沿光轴方向移动透镜的线
圈；隔离于线圈并沿光轴方向移动透镜的磁体；及固定至磁体并具有沿包括光轴的平面剖
切的L形横截面的磁轭。磁轭以这样的方式布置使得L形角侧位于相对于透镜的位置的相
对侧上，在该位置处由透镜的移动引起的弹簧构件的反作用力得以最大化。 依据本发明的实施例的相机模块包括成像透镜；布置在透镜的光轴上的位置中
的成像设备；容纳透镜的壳体；提供在透镜和壳体之间并保持在透镜在壳体中沿光轴方向
移动的弹簧构件；沿光轴方向移动透镜的线圈；隔离于线圈并沿光轴方向移动透镜的磁
体；及固定至磁体并具有沿包括光轴的平面剖切的L形横截面的磁轭。磁轭以这样的方式
布置使得L形角侧位于透镜的位置的相对侧上，在该位置处由透镜的移动引起的弹簧的反
作用力得以最大化。依据本发明的实施例的成像装置具有上述的构造，并且依据本发明的
实施例的配置相机的移动终端具有上述的构造。 在上述的本发明的实施例中，弹簧构件得以提供以保持透镜在壳体中沿光轴方向 移动。因此，与相关技术(JP-A-2008-40077中描述的技术)不同，不必需导向轴用以保持 透镜沿光轴方向移动。 在上述的本发明的实施例中，线圈、磁体和磁轭提供以沿光轴方向移动透镜。磁轭 具有沿包括光轴的平面剖切的L形横截面。磁体因此能够通过使用L形的内表面而易于相 对于磁轭定位。 另外，磁轭以这样的方式布置使得L形角侧位于透镜的位置的相对侧上，在该位
置处由透镜的移动引起的弹簧构件的反作用力得以最大化。由此，由于L形角侧而带来的
副作用，即吸引来自磁体的磁通量减小了致动器的推力，能够得以最小化。 依据上述的本发明的实施例，提供能够保持透镜沿光轴方向移动而不使用导向轴
的弹簧构件允许尺寸的减小。另外，由于具有沿包括光轴的平面剖切的L形横截面的磁轭
简化了磁体相对于磁轭的定位，成本效益和生产率能够得以改进。此外，由于L形角侧位
于透镜的位置的相对侧上，在该位置处弹簧构件的反作用力得以最大化，该定位允许由于L
形角侧的副作用得以最小化，能够获得用于自动对焦功能和变焦功能所必需的和充足的推力。
图1A和IB是示出作为本发明的成像装置和配置相机的移动终端的实施例的配置 相机的移动电话的透视图； 图2是示出用于控制作为本发明的成像装置和配置相机的移动终端的实施例的 配置相机的移动电话的相机控制系统的构造的框图； 图3是作为本发明的相机模块(透镜驱动器)的实施例(第一实施例)的相机模 块沿包括光轴的平面剖切的横截面视图； 图4A和4B是第一实施例的相机模块的沿包括光轴的平面剖切的并描述了由磁轭 的形状带来的有利的影响的横截面视图； 图5A和5B是第一实施例的相机模块的沿包括光轴的平面剖切的并描述了由磁轭 的定向带来的有利的影响的横截面视图； 图6示出了描述由第一实施例的相机模块中的磁轭的定向而提供的有利的影响
5的曲线图； 图7是作为本发明的相机模块(透镜驱动器)的实施例(第二实施例)的相机模 块沿包括光轴的平面剖切的横截面视图； 图8是作为本发明的相机模块(透镜驱动器)的实施例(第三实施例)的相机模 块沿包括光轴的平面剖切的横截面视图； 图9是作为本发明的相机模块(透镜驱动器)的实施例(第四实施例)的相机模 块沿包括光轴的平面剖切的横截面视具体实施例方式
用于实现本发明的最佳实施例(下文中参考为实施例)将在下面参考附图进行描 述。 在本发明的下面的实施例中的成像装置和配置相机的移动终端是配置相机的移 动电话10。在本发明的如下实施例中的相机模块是整合在配置相机的移动电话10中的相 机模块20(20a、20b、20c和20d)。依据本发明的实施例的透镜驱动器是相机模块20的部 分。描述将按如下顺序进行 1、第一实施例(相机模块20a :于其中线圈提供在透镜侧上的实例)
2、第二实施例(相机模块20b :于其中磁体提供在透镜侧上的实例)
3、第三实施例(相机模块20c :于其中透镜保持器被省略的实例)
4、第四实施例(相机模块20d :于其中透镜的部分可移动的实例)
[成像装置和配置相机的移动终端的外部的实例] 图1A和1B是示出作为本发明的成像装置和配置相机的移动终端的实施例的配置 相机的移动电话10的透视图。作为本发明的相机模块(透镜驱动器)的实施例的相机模 块20整合在配置相机的移动电话10中。 如图1A和IB中所示，配置相机的移动电话10包括显示器外壳ll(对应于本发 明中的壳体)；和经由铰合部13连接到显示器外壳11并能够相对于显示器外壳11打开和 关闭的操作外壳12。图1A示出了于其中显示器外壳11关闭并覆盖在操作外壳12上的状 态，及图IB示出了于其中显示器外壳11相对于操作外壳12打开的状态。
在这样构造的配置相机的移动电话10中，相机模块20整合在显示器外壳11中， 如图1A中所示。由液晶显示面板或任何其它适合的部件形成的副显示器14提供在显示器 外壳ll的外侧上以显示时间和其它信息。另一方面，于其上布置有数字键盘、功能键、和其 它部件的操作部分15提供在操作外壳12的暴露的侧上，如图IB中所示。图像能够通过操 作操作部分15而通过相机模块20得以捕获。由相机模块20所捕获的图像和其它的信息 显示在提供在显示器外壳11的内侧上的由液晶显示面板或其它适合的部件形成的主显示 器16上。[用于控制图像装置和配置相机的移动终端的控制系统的实例] 图2是示出用于控制作为本发明的成像装置和配置相机的移动终端的实施例的
配置相机的移动电话10的相机控制系统的构造的框图。 如图2中所示，配置相机的移动电话10不仅包括相机模块20、操作部分15、和主 显示器16，而且包括系统控制单元17、存储介质控制器18、驱动控制单元19。
相机模块20包括成像透镜21 ;透镜保持器22 ;和成像设备23。当成像操作通过 操作部分15得以执行时，成像设备23捕获导向通过透镜21的目标图像并产生所捕获的图 像信号。所捕获的图像信号输出至系统控制单元17，其中所捕获的图像信号被处理。具体 地，系统控制单元17对来自成像设备23的所捕获的图像信号执行多种信号处理运算并以 预定格式生成静态图像信号或视频图像信号。存储介质控制器18能够读取所存储的图像 数据并将其发送至系统控制单元17。于其上图像数据得以存储的介质(存储器)是例如内 建于配置相机的移动电话10中的存储器或可拆分地加载进入配置相机的移动电话10的存 储器槽的记忆卡。 相机模块20具有自动对焦功能和变焦功能。这些功能在驱动控制单元19控制并 移动透镜保持器22(透镜21)时得以进行。具体地，当驱动控制单元19发出控制指令，透镜 保持器22沿光轴方向移动。结果，固定在透镜保持器22中的透镜21也沿光轴方向移动， 例如用于自动对焦功能。
〈1、第一实施例〉[相机模块(透镜驱动器)的横截面的实例] 图3是作为本发明的相机模块(透镜驱动器)的实施例(第一实施例)的相机模 块20a沿包括光轴的平面剖切时的横截面视图。 如图3中所示，相机模块20a包括成像透镜21a ;于其中透镜21a得以固定的透镜 保持器22a ;和成像设备23。具体地，透镜保持器22a是坚定透镜21a于其中的柱形构件。 成像设备23布置在透镜21a的光轴上的位置中。透镜21a并不局限于单只透镜，而可以是 透镜组。成像设备23是CCD(电荷耦合器件)图像传感器、CMOS(互补型金属氧化物半导 体)图像传感器、或任何其它适合的图像传感器。 如此构造的相机模块20a固定在图1A和图1B中示出的配置相机的移动电话10 的显示器外壳11中。为这目的，相机模块20a另外包括容纳透镜21a和透镜保持器22a 的透镜壳体24a (对应于本发明中的壳体)。相机模块20a通过固定透镜壳体24a在显示器 外壳11中而整合在配置相机的移动电话10中。透镜壳体24a可以可选地集成于显示器壳 体ll并收纳在其中。 成像设备23安装在附接至设备壳体25的基底26上。设备壳体25以这样的方式 固定至透镜壳体24a使得成像设备23布置在透镜21a的光轴上的位置中。设备壳体25具 有形成在接近于透镜21a的侧上的开口 。透明的盖27固定在开口中以防止污物和灰尘粘 附至成像设备23。 另外，在相机模块20a中，透镜21a和透镜保持器22a在透镜壳体24a中可沿光轴 方向移动。为这目的，保持透镜21a和透镜保持器22a在透镜壳体24a中沿光轴方向移动的 板簧28(对应于本发明中的弹簧构件)提供在透镜21a(透镜保持器22a)和透镜壳体24a 之间。替换于板簧28，螺旋弹簧或任何其它的多种已知弹簧构件能够得以使用。
为沿光轴方向移动透镜21a和透镜保持器22a，线圈31柱状地缠绕透镜保持器 22a。在另一方面，磁体32以这样的方式布置在透镜壳体24a中使得磁体32围绕线圈31。 具有沿包括光轴的平面剖切的L形横截面的磁轭33布置在磁体32和透镜壳体24a之间。 如此布置的线圈31、磁体32、和磁轭33形成沿光轴方向移动透镜21a(透镜保持器22a)的 线性马达。
板簧28布置在线圈31和透镜壳体24a之间的上部和下部空间中，并且在上部空 间中的四个板簧28和在下部空间中的四个板簧28经由线圈31保持透镜21a(透镜保持器 22a)。具体地，板簧28由上部板簧28a和下部板簧28b形成。透镜21a(透镜保持器22a) 由上部板簧28a和下部板簧28b以良好平衡的方式弹性地保持在透镜壳体24a中。结果， 板簧28a和板簧28b使得不需要限制透镜21a沿光轴方向的移动的导向轴或任何其它的运 动限制构件。相机模块20a由此能够减小尺寸。由于线圈31以上和以下的空间用以放置 板簧28a和28b，提供板簧28a和28b不会阻碍尺寸的减小。 由板簧28a和28b以上述方式保持的透镜21a(透镜保持器22a)处于中性状态 (初始状态)且位于接近于成像设备23的位置中并且对应于无限远。始自该状态，透镜21a 沿于其中透镜21a移动离开成像设备23的方向比沿于其中透镜21a接近成像设备23的方 向能够移动更长的距离。在该构造中，当没有电流传导过线圈31时，例如，当配置相机的移 动电话IO(见图IA和IB)启动时，配置相机的移动电话IO处于允许摄影用户进行成像操 作而没有任何不舒服的感觉的泛焦状态。另外，允许实现泛焦状态而无电流传导的构造有 助于减小电源消耗。 在另一方面，当电流传导过线圈31时，处于泛焦状态的透镜21a沿光轴方向移动 离开成像设备23。具体地，由于线性马达由附接至透镜保持器22a的线圈31和附接至透 镜壳体24a的外周的磁体32/磁轭33形成，致动器在提供至线圈31的沿一定方向的驱动 电流使得由线圈31产生的磁场和由磁体32产生的磁场相互作用时产生推力。结果，透镜 21a移动至其中所产生的推力平衡于板簧28的反作用力(上部板簧28a的压力和下部板簧 28b的拉力)的位置(图3中的上部位置)。 磁轭33得以提供以防止任何磁力泄漏出透镜壳体24a (泄漏出线圈31)并允许磁 体32显示出其全部性能。为这个目的，磁轭33布置在磁体32外侧并由磁力而固定至磁体 32。磁体32和具有沿包括光轴的平面剖切的L形横截面的磁轭33以这样的方式布置使得 磁体32的外表面接触于磁轭33的L形的内表面(安装在角侧33a上)。这种构造允许磁 体32易于相对于磁轭33定位。[相机模块(透镜驱动器)中的磁轭的形状的实例] 图4A和4B是第一实施例的相机模块的沿包括光轴的平面剖切的并描述了由磁轭 33的形状带来的有利的影响的横截面视图。图4A示出了依据本实施例的实例，其中具有沿 包括光轴的平面剖切的L形横截面的磁轭33得以使用。图4B示出参考实施例的实例，其 中具有沿包括光轴的平面剖切的I形横截面的磁轭331使用在相机模块221中。
如图4A中所示，当磁轭33具有L形横截面时，磁体32的外表面接触于磁轭33的 L形的内表面(安装在角侧33a上)。在该实例中，磁轭33用作用于收纳磁体33的基准， 并且L形磁轭33的外表面用作当磁轭33整体在透镜壳体24a中时使用的基准。
以该方式，在第一实施例的相机模块20a中，磁体32和磁轭33能够精确地集成为 单元。另外，磁体32和磁轭33整合在透镜壳体24a中的精度能够易于得以提高，由此成本 效益和生产率能够得以改进。此外，由于磁体32得以精确地定位，磁体32相对于线圈31 的定位的精度得以改进。结果，由致动器产生的推力的变化能够减小。另外，撞击或任何其 它的外力将不会导致磁体32和磁轭33彼此错位或分离。 作为对比，当横截面具有沿包括光轴的平面剖切的I形时(不具有L形)，如依据图4B中示出的参考实施例的磁轭331，及使用如图4A中示出的相同的磁体32时，不存在 用于收纳磁体32的基准。因此难以相对于磁轭331定位磁体32，并且磁体32可以沿图4B 中的垂直方向错位于磁轭331。结果，磁体32和磁轭331不可以精确地集成为单元。
另外，当磁轭331和磁体32整合在同一透镜壳体24a中时，如图4A中所示，垂直 于光轴方向的端部表面在整合操作中用作基准。例如，在图4B中，考虑到磁轭331和磁体 32沿光轴方向的位置关系，在整合操作中的基准是磁轭331的下端部表面，其邻接透镜壳 体24a的内部底面。但是，如果磁体32的下端部表面突出于磁轭331，在整合操作中的基 准是磁体32的下端部表面。因此，磁轭331和磁体32整合在透镜壳体24a中的精度降低， 导致糟糕的生产率。另外，磁体32相对于线圈31定位的精度降低，这促使增加由致动器产 生的推力的变化。此外，撞击或任何其它的外力易于导致磁体32和磁轭331彼此错位或分 离，不利地导致糟糕的可靠性。 由此，在第一实施例的相机模块20a中，图4A中示出的磁轭33的沿包括光轴的平 面剖切的L形横截面有利地改进了成本效益和生产率。另外的优点在于减少由致动器产生 的推力的变化的能力及防止磁体32和磁轭33在施加撞击或任何其它的外力时彼此错位或 分离的能力. 但是，由于L形磁轭33的角侧33a趋于吸收来自磁体32的磁通量，使磁轭33形 成为L形有利于减小在角侧33a的附近的推力。具体地，由线圈31产生的磁场和由磁体32 产生的磁场之间的相互作用允许致动器产生平衡于板簧28的反作用力的推力。在该实例 中，其中由致动器产生的推力被最小化并且板簧28的反作用力被最大化的平衡位置是透 镜21a能够达到的最远的位置。由此，L形磁轭33的角侧33a的位置(其中推力减小的位 置)和透镜21a的其中板簧28的反作用力被最大化的位置之间的关系极大地影响了透镜 21a的可移动范围。[在相机模块(透镜驱动器)中的磁轭的定向的实例] 图5A和5B是第一实施例的相机模块20a的沿包括光轴的平面剖切的并描述了由 磁轭33的定向带来的有利的影响的横截面视图，图5A示出了依据实施例的L形磁轭33的 定向，并且图5B示出了作为参考实施例的相机模块222中的L形磁轭332的定向。
图6示出了描述由第一实施例的相机模块20a中的磁轭33的定向而提供的有利 的影响的曲线图； 图5A中示出的实施例中的磁轭33以这样的方式布置使得L形角侧33a位于接近 于成像设备23的位置中。透镜21a另外在板簧28的中性状态中位于接近于成像设备23的 位置中(透镜21a的初始状态)(见图3)。由此，磁轭33以这样的方式布置使得L形角侧 33a和位于其中板簧28的反作用力被最小化(零)的位置中的透镜21a位于相同的侧上。 由于当透镜21a处于初始状态的位置中时没有电流传导过线圈31，磁轭33的L形角侧33a 吸取来自磁体32的磁通量的情况将不是一个问题。 在另一方面，依据图5B中示出的参考实施例的磁轭332以这样的方式布置使得L 形角侧332a远离成像设备23定位。磁轭332由此以这样的方式布置使得L形角侧332a 位于透镜21a的位置的相对侧上，在该位置处板簧28的反作用力得以最小化(零)。当依 据参考实施例的磁轭332如此使用时，由于在透镜21a位于初始状态的位置中时没有电流 传导过线圈31，磁轭332的L形角侧332a吸取来自磁体32的磁通量的情况将不是问题。
当电流开始传导过线圈31而透镜21a位于上述的初始状态的位置中时，由线圈31 产生的磁场与由磁体32产生的磁场的相互作用致使致动器产生推力。结果，透镜21a沿光 轴方向移动离开成像设备23。透镜21a然后移动至其中所产生的推力平衡于板簧28的反 作用力(上部板簧28a的压力和下部板簧28b的拉力)的位置。 不依赖于使用依据图5A中示出的实施例的磁轭33或使用依据图5B中示出的参 考实施例的磁轭332， L形角侧33a(332a)吸取来自磁体32的磁通量。但是，当依据图5A 中示出的实施例的磁轭33得以使用时，磁轭33以这样的方式布置使得L形角侧33a位于 透镜21a的位置的相对侧上，在该位置处由透镜21a的移动引起的板簧28的反作用力最大 化。由此，由致动器产生的推力在透镜21a移动至其中板簧28的反作用力最大化的微距模 式位置时能够得以最大化。结果，由于L形角侧33a的副作用，S卩，吸取来自磁体32的磁通 量减小了致动器的推力，能够得以最小化。 在另一方面，当图5B中示出的参考实施例的磁轭332得以使用时，磁轭332以这 样的方式布置使得L形角侧332a和透镜21a定位在相同侧上，透镜21a位于其中由透镜 21a的移动而带来的板簧28的反作用力得以最大化的位置中。由此，当透镜21a移动至微 距模式位置并且板簧28的反作用力增加时，L形角侧332a吸取来自磁体32的磁通量并且 不利地减小了致动器产生的推力。结果，必需的移动行程未被提供，即，透镜21a相对于微 距模式位置的移动的量不利地不足。 图6以曲线图的形式示出了当使用依据图5A中示出的实施例的磁轭33时和当使 用依据图5B中示出的参考实施例的磁轭332时的致动器的推力特性。如图6中所示，在所 提供的当使用依据实施例的磁轭33时的特性中，推力随透镜21A从其接近于成像设备23 的位置(其中板簧28的反作用力较小)移动至其在微距模式侧上的位置(其中板簧28的 反作用力较大)而增大。相反地，在所提供的当使用依据参考实施例的磁轭332时的特性 中，推力随透镜21A移动而减小。在该实例中，大于所减小的推力的板簧28的反作用力(见 图5A和5B)不利地引起沿光轴方向的向下的力(定向朝向图像设备23)以作用在透镜21a 上。 上述的推力特性已经通过使用磁性仿真而得以确认。具体地，已经进行以检测磁 通量分布的磁性仿真表明依据图5B中示出的参考实施例的磁轭332在微距模式侧上产生 了反向磁通量(沿径向的向外磁通量)。但是，依据图5A中示出的实施例的磁轭33未产生 磁通量。在该实例中，获得了图6中示出的推力特性，并且通过使用依据实施例的磁轭33 所提供的在微距模式位置中的推力大于通过使用依据参考实施例的磁轭332所提供的推 力约10%。 如上所述，依据实施例的磁轭33即使在最大负载状态中能够提供必需的且充足 的推力以移动透镜21a至微距模式位置，在最大负载状态中在致动器的推力和板簧28的反 作用力(见图5A和5B)之间的平衡最难以实现(推力最小化，而反作用力最大化)。另外， 由于磁轭33的L形角侧33a的影响带来的磁力的变化能够得以减小，由此致动器的性能能 够得以稳定地保持。此外，使用板簧28使得不需要限制透镜21a沿光轴方向的运动的导向 轴或任何其它的运动限制构件，由此成本效益和生产率得以改进并且相机模块20a减小了 尺寸。更进一步的，零件及制造过程的变化减少。适当的相机模块20a由此得以提供。
〈2、第二实施例>[OO71][相机模块(透镜驱动器)的横截面的实例] 图7是作为本发明的相机模块(透镜驱动器)的实施例(第二实施例)的相机模 块20b沿包括光轴的平面剖切的横截面视图； 如图7中所示，第二实施例的相机模块20b包括成像透镜21a ;及成像设备23，其 相同于第一实施例的相机模块20a中的成像设备。相机模块20b另外包括保持透镜21a 沿光轴方向移动的板簧28。 为沿光轴方向移动透镜21a，具有沿包括光轴的平面剖切的L形横截面的磁轭36 布置在第二实施例的相机模块20b中的透镜保持器22b的外侧。磁体35然后固定至磁轭 36的外表面。线圈34柱状地缠绕透镜壳体24b的内表面使得线圈34围绕磁体35。如此 布置的线圈34、磁体35、和磁轭36(相对于图3中示出的第一实施例的相机模块20a中的 磁轭以嵌入露出(inside-out)方式布置)形成沿光轴方向移动透镜21a(透镜保持器22b) 的线性马达。由此，当电流传导过线圈34时，致动器产生推力。 当磁体35的内表面接触于磁轭36的L形的内表面时，磁轭36用作用于收纳磁体 35的基准。因此，磁体35和磁轭36同样能够精确地集成为第二实施例的相机模块20b中 的单元，由此磁体35和磁轭36整合在透镜壳体24b中的精度增加并且成本效益和生产率 得以改进。 另外，板簧28布置在磁体35磁轭36与透镜壳体24b之间的上部和下部空间中， 并且上部空间中的四个板簧28和下部空间中的四个板簧28经由磁体35或磁轭36保持 透镜21a(透镜保持器22b)。具体地，板簧28由上部板簧28a和下部板簧28b形成。透镜 21a(透镜保持器22b)由上部板簧28a和下部板簧28b以良好平衡的方式弹性地保持在透 镜壳体24b中。结果，板簧28a和板簧28b使得不需要限制透镜21a的沿光轴方向的运动的 导向轴或任何其它的运动限制构件。相机模块20b由此能够得以减小尺寸。由于磁体35/ 磁轭36上面和下面的空间用以放置板簧28a和28b，提供板簧28a和28b不会阻碍尺寸的 减小。 在上述的第二实施例的相机模块20b中，磁轭36以这样的方式布置使得L形角侧 36a位于透镜21a的位置的相对侧上，在该位置处由透镜21a的移动引起的板簧28的反作 用力得以最小化。由此，由致动器产生的推力在透镜21a移动离开成像设备23至其中板簧 28的反作用力得以最大化的微距模式位置时能够得以最大化。结果，由于L形角侧36a带 来的副作用，即，吸取来自磁体35的磁通量减小了致动器的推力，能够得以最小化。另外， 由于第二实施例的相机模块20b能够产生必需的且足够的推力用以不仅移动透镜21a而且 移动磁体35和磁轭36，其比线圈34更重。
〈3、第三实施例>[相机模块(透镜驱动器)的横截面的实例] 图8是作为本发明的相机模块(透镜驱动器)的实施例(第三实施例)的相机模 块20c沿包括光轴的平面剖切的横截面视图； 如图8中所示，第三实施例的相机模块20c包括三只透镜21b、21c、及21d，其由 玻璃、合成树脂、或任何其它适合的非导电性材料制成并导向目标图像至成像设备23。透镜 21b、21c、及21d结合于彼此，而它们的光轴通过使用施加于它们的外周表面的粘结剂而得 以对齐。
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为沿光轴方向移动透镜21b、21c、及21d，线圈37得以提供。线圈37柱形地缠绕 透镜21b、21c、及21d并附接到那儿。由此，图8中示出的第三实施例的相机模块20c类似 于图3中示出的第一实施例的相机模块20a但与那里不同的在于透镜保持器22a被省略。 但是，由于透镜21b、21c、及21d由玻璃、合成树脂、或任何其它适合的非导电性材料制成， 绕透镜直接缠绕线圈37将不会产生任何问题。可选地，线圈37可以首先形成为柱形形状， 其然后被粘附于、压配于、或融合于透镜21b、21c、及21d。 另一方面，透镜壳体24a、磁体32、磁轭33、及其它部件相同地第一实施例的相机 模块20a中的部件(见图3)。具有沿包括光轴的平面图剖切的L形横截面的磁轭33布置 在透镜壳体24a的内表面上，并且磁体32布置在磁轭33的L形的内表面上。由此，磁体32 围绕线圈37，并且磁体32和线圈37形成沿光轴方向移动透镜21b、21c、及21d的线性马达。
L形磁轭33的角侧33a的附近的磁场定向反向于来自磁体32的磁场而朝向线圈 37。由此，当透镜21b、21c、及21d位于磁轭33的角侧33a的附近时，反向于透镜21b、21c、 及21d所移动的方向而定向的力不利地产生。但是，由于磁轭33的角侧33a布置在接近于 成像设备23的位置中，推力将不会不足，即使当透镜21b、21c、及21d移动离开成像设备23 而朝向其中负载增加的微距模式位置时。 由此，第三实施例的相机模块20c能够提供移动透镜21b、21c、及21d至微距模式 位置所必需且足够的推力，而不用透镜保持器(见图3)。另外，省略透镜保持器有利于尺寸 的减小。特别地，即使当强烈需要减小配置相机的移动电话10(见图1A和1B)的尺寸和厚 度而带来有限的狭窄空间时，相机模块20c易于整合。
〈4、第四实施例〉[相机模块(透镜驱动器)的横截面的实例] 图9是作为本发明的相机模块(透镜驱动器)的实施例(第四实施例)的相机模 块20d沿包括光轴的平面剖切的横截面视图。 如图9中所示，第四实施例的相机模块20d包括透镜21e、21f、及21g，其导向目 标图像至成像设备23。透镜21e和21g固定至透镜壳体24a。另一方面，透镜21f由提供 在透镜21e和21g之间的板簧28而得以保持沿光轴方向移动。 另外，为沿光轴方向移动透镜21f，线圈38柱形地缠绕透镜21f。另一方面，具有 沿包括光轴的平面剖切的L形横截面的磁轭33布置在透镜壳体24a的内表面上，并且磁体 32固定至磁轭33的L形的内表面。由此，磁体32围绕线圈38，并且磁体32和线圈38形 成沿光轴方向移动透镜21f的线性马达。透镜壳体24a、磁体32、磁轭33、和另外的部件相 同于第一实施例的相机模块20a中的部件(见图3)。 由此，在第四实施例的相机模块20d中，仅三只透镜21e、21f 、及21g中的中间透镜 21f能够单独移动。自动对焦功能及变焦功能能够通过使用透镜21f用于对焦和变焦目的 而得以实现。由于磁轭33的L形角侧33a布置在接近于成像设备23的位置中，推力将不 会不足，即使当透镜21f移动至其中负载增加的偏离离开成像设备23的位置时。
虽然已经如上描述了本发明的实施例，本发明并不局限于此而能够对其做出多种 改变。例如，配置相机的移动电话IO已经通过本实施例中的成像装置和配置相机的移动终 端的实例的方法而展示出。可替换地，本发明可广泛应用于比如数码静态相机和摄像机的 成像装置及比如PDAs和于其中相机模块得以整合进入的笔记本个人计算机的配置相机的移动终端。 本申请包括涉及在2008年9月29日在日本专利办公室提交的日本优先权专利申请第JP-2008-251865号中发布的主旨，这里依据授权并入其全部内容。
本领域技术人员应明白依据设计要求和另外的因素可以进行不同的修改、组合、亚组合和替换，只要它们在权利要求和其相关文档的范围内。
权利要求
一种透镜驱动器，其包括成像透镜；容纳所述透镜的壳体；弹簧构件，其设置在所述透镜和所述壳体之间，并保持所述透镜在所述壳体中沿光轴方向移动；线圈，其沿所述光轴方向移动所述透镜；磁体，其与所述线圈分离并沿所述光轴方向移动所述透镜；及磁轭，其固定至所述磁体，并且在沿包括所述光轴的平面剖切时具有L形横截面，其中，所述磁轭设置成使得L形角侧位于所述透镜的位置的相对侧上，在该位置处由所述透镜的移动引起的所述弹簧构件的反作用力最大。
2. 如权利要求l所述的透镜驱动器，其中，还包括柱形透镜保持器，其固定所述透镜于其中，并能够与所述透镜一起沿所述光轴方向移动，其中所述线圈柱形地缠绕所述透镜保持器，所述磁体在接近于所述壳体的区域中设置成使得所述磁体围绕所述线圈，并且 所述磁轭设置成使得所述磁体的外表面接触所述L形磁轭的内表面。
3. —种相机模块，其包括 成像透镜；布置在所述透镜的光轴上的一位置处的成像设备； 容纳所述透镜的壳体；弹簧构件，其设置在所述透镜和所述壳体之间，并保持所述透镜在所述壳体中沿所述光轴方向移动；线圈，其沿所述光轴方向移动所述透镜；磁体，其与所述线圈分离并沿所述光轴方向移动所述透镜；及磁轭，其固定至所述磁体，并且在沿包括所述光轴的平面剖切时具有L形横截面， 其中，所述磁轭设置成使得L形角侧位于所述透镜的位置的相对侧上，在该位置处由 所述透镜的移动引起的所述弹簧构件的反作用力最大。
4. 如权利要求3所述的相机模块，其中，所述透镜沿所述透镜移动离开所述成像设备的方向比沿所述透镜接近所述成像设备 的方向能够移动更长的距离，并且所述弹簧构件将所述透镜在保持接近于所述成像设备的位置中。
5. 如权利要求3所述的相机模块，其中，该磁轭设置成使得所述L形角侧位于接近所述成像设备的位置。
6. —种成像装置，其包括 成像透镜；布置在所述透镜的光轴上的一位置中的成像设备； 容纳所述透镜的壳体；弹簧构件，其设置在所述透镜和所述壳体之间，并保持所述透镜在所述壳体中沿所述 光轴方向移动；线圈，其沿所述光轴方向移动所述透镜；磁体，其与所述线圈分离并沿所述光轴方向移动所述透镜；禾口磁轭，其固定至所述磁体，并且在沿包括所述光轴的平面剖切时具有L形横截面， 其中，所述磁轭设置成使得L形角侧位于所述透镜的位置的相对侧上，在该位置处由 所述透镜的移动引起的所述弹簧构件的反作用力最大。
7. —种配置相机的移动终端，其包括 成像透镜；布置在所述透镜的光轴上的位置中的成像设备； 容纳所述透镜的壳体；弹簧构件，其设置在所述透镜和所述壳体之间，并保持所述透镜在所述壳体中沿所述光轴方向移动；线圈，其沿所述光轴方向移动所述透镜； 磁体，其与所述线圈分离并沿所述光轴方向移动；禾口磁轭，其固定至所述磁体，并且在沿包括所述光轴的平面剖切时具有L形横截面， 其中，所述磁轭设置成使得L形角侧位于所述透镜的位置的相对侧上，在该位置处由 所述透镜的移动引起的所述弹簧构件的反作用力最大。
全文摘要
本发明涉及一种透镜驱动器，其包括成像透镜；容纳透镜的壳体；设置在透镜和壳体之间并保持透镜在所述壳体中沿光轴方向移动的弹簧构件；沿光轴方向移动透镜的线圈；与线圈分离并沿光轴方向移动透镜的磁体；及固定至磁体并具有沿包括光轴的平面剖切的L形横截面的磁轭，其中磁轭以这样的方式布置使得L形角侧位于透镜的位置的相对侧上，在该位置处由透镜的移动引起的弹簧构件的反作用力得以最大化。
文档编号H04N5/225GK101713860SQ20091017916
公开日2010年5月26日 申请日期2009年9月29日 优先权日2008年9月29日
发明者宇川康治, 金井藤雄 申请人:索尼株式会社