镜头驱动装置的制造方法
镜头驱动装置的制造方法
【专利说明】镜头驱动装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]这个申请要求2013年9月27日提交的美国临时专利申请N0.61/883，275的权益，该美国临时专利申请的内容通过引用合并在此。
技术领域
[0003]本专利申请总体涉及光学成像技术，更具体地涉及一种镜头驱动装置，具有三轴镜头移位机构，用于聚焦图像，并防止拍摄因不期望的抖动(例如用户的手的抖动)而导致的模糊图像。
【背景技术】
[0004]现今，便携式成像设备，诸如移动电话或数码相机今天已被广泛。这种设备具有照相机，照相机带有镜头结构，以聚焦图像。此外，当用来拍摄照片时，这样的设备可能受到一定量的不期望的抖动。这种抖动的一个例子是用户的手的抖动。因此，期望有镜头驱动装置以及镜头移位机构，能够执行自动聚焦和防抖动功能，并实现尺寸减小、成本降低、快速响应、以及以简单的结构稳定致动，并且期望具有配备有这种镜头移位机构的图像拍摄装置。
【发明内容】
[0005]本专利申请涉及一种镜头驱动装置。在一方面，镜头驱动装置包括:固定组件，所述固定组件包括基座框架；可移动组件，包括镜筒；围绕所述可移动组件的一组磁铁;三组线圈；以及弹簧系统，附接在所述可移动组件和所述固定组件之间，且配置为支撑所述可移动组件，并形成悬挂系统，以允许所述可移动组件沿第一、第二和第三正交轴移动。镜筒被配置为承载镜头单元，所述第三轴平行于所述镜头单元的光轴，而第一和第二轴分别垂直于第三轴。
[0006]三组线圈可以被配置为与所述磁铁相互作用并驱动所述可移动组件沿三个轴移动。三组线圈包括一组聚焦线圈和两组侧线圈。聚焦线圈可以被配置为驱动可移动组件沿所述第三轴移动以进行聚焦动作。两组侧线圈可以被配置为驱动可移动组件分别沿所述第一和第二轴移动以进行防抖动动作。聚焦线圈可以围绕镜筒的外周侧壁缠绕，聚焦线圈的缠绕方向可平行于所述第三轴，而两组侧线圈可以附接在镜筒的侧壁上，且分别围绕第一轴和第二轴缠绕。磁铁面向线圈和可移动组件的极性表面可以是相同磁极性的。
[0007]弹簧系统可以包括顶部弹簧和底部弹簧。每个弹簧可以包括外部部分、内部部分和弹簧臂。顶部弹簧和底部弹簧的内部部分可以附接在镜筒的两个端部，顶部弹簧和底部弹簧的外部部分可附接到固定组件，且弹簧的外部部分和内部部分可以由弹簧臂分别连接。对于顶部弹簧和底部弹簧，弹簧臂宽度与弹簧厚度的比率可以小于或等于1.1。
[0008]每个弹簧的弹簧常数可具有分别沿第一轴、第二轴和第三轴的第一弹簧常数分量、第二弹簧常数分量和第三弹簧常数分量，而第一弹簧常数分量与第三弹簧常数分量的比率、以及第二弹簧常数分量与第三弹簧常数分量的比率可以均位于1-8的范围内。顶部弹簧沿三个轴的弹簧常数分量可以分别大约等于底部弹簧沿三个轴的弹簧常数分量。弹簧系统的中心可位于接近顶部弹簧和底部弹簧之间的中间位置。
[0009]镜头驱动装置还可以包括阻尼元件。阻尼元件可布置在可移动组件和固定部分之间，并配置为吸收一个弹簧臂的不期望的振动，所述固定部分是基座框架或磁铁。
[0010]在另一方面，所述镜头驱动装置包括:外部壳体；固定组件，所述固定组件包括基座框架;可移动组件，所述可移动组件包括配置为承载镜头单元的镜筒；围绕所述可移动组件的一组磁铁，所述一组磁铁包括四个磁性元件;三组线圈；以及弹簧系统，附接在可移动组件和固定组件之间，且配置为支撑所述可移动组件，并形成悬挂系统，以允许所述可移动组件沿第一、第二和第三正交轴移动。第三轴平行于所述镜头单元的光轴。该弹簧系统包括顶部弹簧和底部弹簧。每个弹簧包括外部部分、内部部分和弹簧臂。顶部弹簧和底部弹簧的内部部分被附接在镜筒的两个端部，顶部弹簧和底部弹簧的外部部分被附接到固定组件，弹簧的外部部分和内部部分分别由弹簧臂连接。
[0011]每个弹簧的弹簧常数可具有分别沿第一轴、第二轴和第三轴的第一弹簧常数分量、第二弹簧常数分量和第三弹簧常数分量，而第一弹簧常数分量与第三弹簧常数分量的比率、以及第二弹簧常数分量与第三弹簧常数分量的比率可以均位于1-8的范围内。
[0012]对于顶部弹簧和底部弹簧，弹簧臂宽度与弹簧厚度的比率可以小于或等于1.1。顶部弹簧沿三个轴的弹簧常数分量可以分别大约等于底部弹簧沿三个轴的弹簧常数分量。四个磁性元件可附接到外部壳体的内壁上。
[0013]在又一方面，所述镜头驱动装置，包括:外部壳体；固定组件，所述固定组件包括基座框架;可移动组件，所述可移动组件包括配置为承载镜头单元的镜筒；围绕所述可移动组件的一组磁铁，所述一组磁铁包括四个磁性元件;三组线圈；以及弹簧系统，附接在可移动组件和固定组件之间，且配置为支撑所述可移动组件，并形成悬挂系统，以允许所述可移动组件沿第一、第二和第三正交轴移动。第三轴平行于所述镜头单元的光轴。外部壳体、四个磁性元件与基座框架形成中心空的空间，中心空的空间被配置为接收所述可移动组件。在四个磁性元件中，第一磁性元件与第三磁性元件相对，所述第二磁性元件与第四磁性元件相对，且基座框架被放置在图像传感器上。弹簧系统包括顶部弹簧和底部弹簧，每个弹簧包括外部部分、内部部分和弹簧臂，顶部弹簧和底部弹簧的内部部分被附接在镜筒的两个端部，所述顶部弹簧和底部弹簧的外部部分被附接到固定组件，且弹簧的外部部分和内部部分分别由弹簧臂连接。四个磁性元件附接于外部壳体的内壁。
[0014]每个弹簧的弹簧常数可具有分别沿第一轴、第二轴和第三轴的第一弹簧常数分量、第二弹簧常数分量和第三弹簧常数分量，而第一弹簧常数分量与第三弹簧常数分量的比率、以及第二弹簧常数分量与第三弹簧常数分量的比率可以均位于1-8的范围内。
[0015]对于顶部弹簧和底部弹簧，弹簧臂宽度与弹簧厚度的比率可以小于或等于1.1。顶部弹簧沿三个轴的弹簧常数分量可以分别大约等于底部弹簧沿三个轴的弹簧常数分量。
【附图说明】
[0016]图1A是根据本专利申请的实施例的具有三轴镜头移位机构的镜头驱动装置的爆炸透视图。
[0017]图1B是图1A所描述的镜头驱动装置的透视图。
[0018]图1C示出了三组线圈与被线圈组围绕的磁铁组相互作用、产生驱动力来沿三个正交方向移动所述移动部分。
[0019]图2A示出了图1A所描述的镜头驱动装置的顶部弹簧的俯视图。
[0020]图2B示出了图1A所描述的镜头驱动装置的顶部弹簧的透视图。
[0021]图3是图1A所描述的镜头驱动装置中的弹簧的截面图。
【具体实施方式】
[0022]现在将详细参照本专利申请中所公开的镜头驱动装置的优选实施例，本专利申请的例子也在以下的描述中提供。本专利申请中所公开的镜头驱动装置的示例性实施例被详细描述，但对于本领域的技术人员来说很明显，为了清楚起见，对于理解镜头驱动装置不是特别重要的一些特征没有示出。
[0023]此外，应该理解，在本专利申请中公开的镜头驱动装置并不限于以下描述的精确实施例，本领域技术人员可做出各种变化和修改，而不脱离保护的精神或范围。例如，不同的阐述性实施例的元件和/或特征可以在本公开的范围内彼此组合和/或彼此替代。
[0024]本专利申请的实施例提供镜头驱动装置，该镜头驱动装置用于驱动成像镜头移动，以便执行光学功能。镜头驱动装置可应用于包括光接收面的成像设备。成像设备被配置为将形成于光接收表面上的光学图像转换成电信号。镜头驱动装置包括:成像镜头，将物体的图像引导至光接收表面;可移动组件，其包括成像镜头和镜筒；以及固定部分，保持成像设备，并支撑可在三个轴上平移移动的可移动组件。第一轴平行于成像镜头的光轴(Z轴)的方向。第二 X和第三Y轴垂直于成像镜头的光轴。
[0025]在这个实施例中，镜头驱动装置包括:包括成像镜头和镜筒的可移动组件、固定组件、包括一组聚焦线圈和两组侧线圈的三组线圈、围绕可移动组件的一组磁铁、附接在可移动组件和固定组件之间并配置用于支撑可移动组件并形成悬挂系统以允许可移动组件沿三个轴(Z、X和Y轴)移动的弹簧系统。Z轴平行于成像镜头的光轴。X轴和Y轴是垂直于Z轴的两个正交轴。弹簧系统 还提供了用于可移动组件的运动的回复力。三组线圈被配置为与用于驱动可移动组件沿三个轴移动的围绕的磁铁组相互作用。可移动组件被聚焦线圈驱动以沿光轴(Z轴)移动以进行聚焦动作。两组侧线圈驱动可移动组件沿X轴和Y轴移动以进行防抖动动作。聚焦线圈缠绕在镜筒的外周侧壁，且聚焦线圈的缠绕方向平行于光轴(Z轴)。两组侧线圈被附接在镜筒的侧壁，且两组侧线圈分别绕X和Y轴缠绕。磁铁组被配置为围绕可移动部分，且面对两组侧线圈。磁铁的极性表面面向镜筒的侧壁和侧线圈。
[0026]在本实施例中，当聚焦线圈通电并与磁铁相互作用时，可移动组件被聚焦线圈沿着Z轴驱动。它能够执行图像拍摄设备的聚焦动作。此外，可移动组件是由两组侧线圈分别沿X轴和Y轴驱动，当两组侧线圈通电并与磁铁相互作用时，可移动组件能够执行图像拍摄设备的防抖动动作。
[0027]在本实施例中，弹簧系统包括至少一个弹簧，该至少一个弹簧形成用于保持可移动组件的悬挂系统。弹簧系统可以包括两个板簧，例如顶部弹簧和底部弹簧。顶部弹簧和底部弹簧的内部部分被附接在镜筒的两个端部上。顶部弹簧和底部弹簧的外部部分被附接到固定部分，例如基座框架或镜头驱动装置的外部壳体。弹簧的外部部分和内部部分被弹簧臂连接。为了允许可移动组件沿X轴和Y轴移动，弹簧被配置为具有弹簧臂与弹簧厚度比率R(R=臂宽/弹簧厚度)的特定范围，即R〈1.1。具有比率R的这个特定范围的弹簧可以提供必要的条件，以具有沿X轴和Y轴的较小弹簧常数分量，而沿Z轴保持合理的弹簧常数(平面内常数分量)，其可有益于可移动组件的平面内运动，即防抖动运动。通过使用这种弹簧系统，镜头驱动装置可以实现三轴镜头移位机构以执行自动聚焦和防抖动功能。
[0028]图1A和1B分别是根据本专利申请的实施例的具有三轴镜头移位机构的镜头驱动装置的爆炸透视图和透视图。镜头驱动装置可以执行自动聚焦和防抖动功能，主要用于安装在便携式设备(未示出)上，以用作高级图像拾取模块。便携式设备可以是，例如，照相机、移动电话，等。
[0029]参照图1A和1B，镜头驱动装置包括:固定组件，包括基座框架120;可移动组件，包括镜头单元109和镜筒114;顶部弹簧112;底部弹簧117; —组磁铁116;三组线圈；间隔件111;以及外部壳体110。顶部弹簧112和底部弹簧117连接可移动组件和固定组件。该组磁铁116包括四个磁性元件116a、116b、116c和116d。三组线圈包括一个聚焦线圈115和两组侧线圈125a、b和135a、b。
[0030]在这个实施例中，固定组件包括基座框架120。基座框架具有矩形结构。底部弹簧117和磁铁组116附接在基底框架120的顶部。磁铁组的四个磁性元件116a、116b、116c和116d被附接到外部壳体110的内壁上。外部壳体110被放置在基座框架120的顶部。第一磁性元件116a与第三磁性元件116c相对。第二磁性元件116b与第四磁性元件116d相对。外部壳体110、四个磁性元件和基座框架120形成配置用于接收可移动组件的中心空的空间。基座框架120被放置在图像传感器(在图1A或图1B中未示出)上，例如CCD或CMOS成像传感器。在基座框架120的中央部分限定的通孔接收来自镜头单元的聚焦的光，而图像被镜头单元聚焦，且由图像传感器接收。
[0031]底部弹簧117和顶部弹簧112连接固定组件和可移动组件，并形成悬挂系统，以保持和支撑可移动组件沿三个轴移动。第一轴Z轴平行于镜头单元的光轴。第二轴X轴和第三轴Y轴垂直于Z轴。例如，第二轴X轴是第二磁性元件116b和第四磁性元件116d的对准线。第三轴Y轴是第一磁性元件116a和第三磁性元件116c的对准线。三个轴可以彼此垂直。外部壳体110被放置以封闭磁铁组116和可移动组件。外部壳体可以由轭铁材料(例如铁)制成，其可以用作磁轭，以引导磁铁组116的磁场。
[0032]图1B示出了镜头驱动装置的可移动组件、线圈和磁铁的透视图。镜筒114可以具有多边形管的形状。聚焦线圈115围绕镜筒的外周侧壁缠绕。聚焦线圈115可以具有多边形管的形状。聚焦线圈115围绕Z轴缠绕，且聚焦线圈115的平面垂直于Z轴。第一组侧线圈135a和135b附接在镜筒的两个相对的外周侧壁上。第一组侧线圈135a和135b围绕Y轴缠绕，侧线圈135a和135b的平面垂直于Y轴。第二组侧线圈125a和125b附接在镜筒114的另两个外周侧壁上。第二组侧线圈125a和125b围绕X轴缠绕，且侧线圈125a和125b的平面垂直于X轴。聚焦线圈115的四个外周侧壁可以分别与四个侧线圈的四个线圈平面位于同一平面上。
[0033]图1C示出了三组线圈与被线圈组围绕的磁铁组相互作用、产生驱动力来沿三个正交方向移动所述移动部分。磁性元件的磁极排列垂直于Z轴且平行于X轴或Y轴。例如，磁铁116a和116b的磁极的排列平行于Y轴，且磁铁116b和116d的磁极的排列平行于X轴，如图1C所示。磁性元件116a、116b、116c、116d面向线圈和可移动组件的极性表面是相同磁极性的，例如，磁铁116a、116b、116c、116d的所有内表面都是北极(在图1C示出)。
[0034]在这个实施例中，通过控制通电的方向，可移动组件可以在沿光轴(Z轴)的第一方向上被驱动。通过分别控制第一组侧线圈和第二组侧线圈的通电方向，聚焦线圈和可移动组件可以在第二方向(Y轴)或第三方向(X轴)上被驱动，它们是正交于光轴(Z轴)。通过分别独立地给聚焦线圈115、第一侧线圈组135a和135b、以及第二侧线圈组125a、125b通电，该可移动组件可以被独立地驱动，以沿Z轴、Y轴和X轴移动。
[0035]图2A示出了镜头驱动装置的顶部弹簧的俯视图。图2B示出了镜头驱动装置的顶部弹簧的透视图。顶部和底部弹簧是板簧。每个弹簧包括外部部分2001、内部部分2003和弹簧臂2005。顶部弹簧的内部部分2003被附接到镜筒114的顶部位置。顶部弹簧的外部部分2001被附接到该装置的固定部分，例如外部壳体110。底部弹簧117的内部部分被附接到镜筒114的底部位置。底部弹簧117的外部部分被附接到装置的固定部分，例如基座框架。弹簧的外部部分2001和内部部分2003被弹簧臂2005连接。弹簧可以由金属片制成，例如，铜合金。聚焦线圈215和两组侧线圈被放置在顶部弹簧和底部弹簧之间。在这个实施例中，聚焦线圈215位于顶部弹簧和弹簧底部之间的中间位置。
[0036]在这个实施例中，顶部弹簧和弹簧底部形成用于镜头驱动装置的悬挂系统或弹簧系统。悬挂系统可以限制可移动组件的运动，并提供回复力至可移动组件。可移动组件可以由聚焦线圈和两组侧线圈沿着三个轴Z轴、X轴和Y轴驱动。为了允许可移动组件由聚焦线圈和两组侧线圈沿着三个轴Z轴、X轴和Y轴驱动，弹簧的弹簧常数应特别设计。弹簧系统的系统弹簧常数K取决于弹簧材料、弹簧的厚度、弹簧臂的宽度、以及弹簧臂的样式。每个弹簧的弹簧常数可以分解为三个弹簧常数分量Kz、Kx和Ky，分别表示沿Z轴、X轴和Y轴的弹簧系统常数。在这个实施例中，由于可移动组件可执行聚焦运动(沿Z轴运动)和防抖动运动(沿X轴和Y轴运动)，需要弹簧常数比率的特别设计。例如，Kx/Kz和Ky/Kz的比率应该位于1到8的范围内，S卩1 < Kx/Kz <8,1 < Ky/Kz < 8。在这个比率范围内，允许可移动组件沿X轴和Y轴移动，而不会受到大的回复力。采用这个弹簧常数比率范围，它确保了镜头驱动装置能够执行三轴镜头移动。在这个实施例中，弹簧常数比率Kx/Kz和Ky/Kz比常规的自动聚焦(AF)镜头驱动装置的小。常规的AF镜头驱动装置具有大的弹簧常数比率，例如Kx/Kz和Ky/Kz>10。由于常规的AF镜头驱动装置只能做Z轴运动，Kx和Ky应显著大于Kz，以限制在X轴和Υ轴上的镜头移动。
[0037]图3是弹簧的截面图。在这个实施例中，顶部弹簧和底部弹簧的Kx/Kz和Ky/Kz的比率应该位于1到8的范围内。为了达到这个特定的弹簧常数范围，弹簧的弹簧臂宽度(W)与弹簧厚度的比率应该小于或等于1.1，BPff/Τ < 1.1。当弹簧臂宽度(即弹簧臂2005的宽度)小于弹簧的厚度时，Kx/Kz和K y/Kz的比率可以减小。
[0038]在另一个实施例中，镜头驱动装置的顶部和底部弹簧具有类似的弹簧常数分量。顶部弹簧的Kz、Kx和Ky分别大约等于底部弹簧的Kz、Kx和Ky。当顶部弹簧的Kz、Kx和Ky大约等于底部弹簧的Kz、Kx和Ky时，弹簧系统的旋转刚度可以被最大化，且弹簧系统的整体Ky/Kz和Kx/Kz可降低。此外，该弹簧系统的中心位于靠近顶部弹簧和弹簧底部之间的中间位置。
[0039]在另一个实施例中，阻尼元件被放置在镜头驱动装置内的特定位置。例如，阻尼元件被放置得围绕弹簧的外部部分和弹簧臂的空间。当弹簧臂的移动产生不必要的振动时，围绕弹簧臂的阻尼元件被配置为吸收弹簧臂的不必要的振动。在又一个实施例中，阻尼元件可以被附加在可移动组件(即镜筒)和固定部分(例如外部壳体、基座框架或磁铁)之间。制作弹簧的方法可以包括蚀刻或弯曲预成形的线状条带。该弯曲的条带可以与预成形的环焊接在一起作为弹簧结构的内部部分。
[0040]虽然本专利申请已经特别参照了它的多个实施例进行了图示和描述，但应注意可做出各种其它改变或修改，而不脱离本发明的范围。
【主权项】
1.一种镜头驱动装置，其特征在于，包括: 固定组件，所述固定组件包括基座框架； 可移动组件，所述可移动组件包括镜筒； 围绕所述可移动组件的一组磁铁； 三组线圈；以及 弹簧系统，附接在所述可移动组件和所述固定组件之间，且配置为支撑所述可移动组件，并形成悬挂系统，以允许所述可移动组件沿第一、第二和第三正交轴移动;其中: 所述镜筒被配置为承载镜头单元，所述第三轴平行于所述镜头单元的光轴，而所述第一和第二轴分别垂直于所述第三轴。2.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述三组线圈被配置为与所述磁铁相互作用，并驱动所述可移动组件沿所述三个轴移动。3.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述三组线圈包括一组聚焦线圈和两组侧线圈，所述聚焦线圈被配置为驱动所述可移动组件沿所述第三轴移动以进行聚焦动作，所述两组侧线圈被配置为驱动所述可移动组件分别沿所述第一和第二轴移动以进行防抖动动作。4.根据权利要求3所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述聚焦线圈围绕所述镜筒的外周侧壁缠绕，所述聚焦线圈的缠绕方向平行于所述第三轴，而所述两组侧线圈附接在所述镜筒的侧壁上，且分别围绕所述第一轴和第二轴缠绕。5.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述磁铁面向所述线圈和所述可移动组件的极性表面是相同磁极性的。6.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述弹簧系统包括顶部弹簧和底部弹簧，每个弹簧包括外部部分、内部部分和弹簧臂，所述顶部弹簧和底部弹簧的内部部分附接在所述镜筒的两个端部，所述顶部弹簧和底部弹簧的外部部分附接到所述固定组件，且所述弹簧的外部部分和内部部分由所述弹簧臂分别连接。7.根据权利要求6所述的镜头驱动装置，其特征在于，对于顶部弹簧和底部弹簧，所述弹簧臂宽度与所述弹簧厚度的比率小于或等于1.1。8.根据权利要求6所述的镜头驱动装置，其特征在于，每个弹簧的弹簧常数具有分别沿第一轴、第二轴和第三轴的第一弹簧常数分量、第二弹簧常数分量和第三弹簧常数分量，而第一弹簧常数分量与第三弹簧常数分量的比率、以及第二弹簧常数分量与第三弹簧常数分量的比率均位于1-8的范围内。9.根据权利要求6所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述顶部弹簧沿三个轴的弹簧常数分量分别大约等于所述底部弹簧沿三个轴的弹簧常数分量。10.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，进一步包括阻尼元件，所述阻尼元件布置在所述可移动组件和固定部分之间，并配置为吸收一个弹簧臂的不期望的振动，所述固定部分是所述基座框架或所述磁铁。11.根据权利要求6所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述弹簧系统的中心位于接近顶部弹簧和底部弹簧之间的中间位置。12.一种镜头驱动装置，其特征在于，包括: 外部壳体； 固定组件，所述固定组件包括基座框架； 可移动组件，所述可移动组件包括配置为承载镜头单元的镜筒； 围绕所述可移动组件的一组磁铁，所述一组磁铁包括四个磁性元件； 三组线圈；以及 弹簧系统，附接在所述可移动组件和所述固定组件之间，且配置为支撑所述可移动组件，并形成悬挂系统，以允许所述可移动组件沿第一、第二和第三正交轴移动;其中: 所述第三轴平行于所述镜头单元的光轴;且 所述弹簧系统包括顶部弹簧和底部弹簧，每个弹簧包括外部部分、内部部分和弹簧臂，所述顶部弹簧和底部弹簧的内部部分被附接在所述镜筒的两个端部，所述顶部弹簧和底部弹簧的外部部分被附接到所述固定组件，所述弹簧的所述外部部分和内部部分分别由弹簧臂连接。13.根据权利要求12所述的镜头驱动装置，其特征在于，每个弹簧的弹簧常数具有分别沿第一轴、第二轴和第三轴的第一弹簧常数分量、第二弹簧常数分量和第三弹簧常数分量，而第一弹簧常数分量与第三弹簧常数分量的比率、以及第二弹簧常数分量与第三弹簧常数分量的比率均位于1-8的范围内。14.根据权利要求12所述的镜头驱动装置，其特征在于，对于所述顶部弹簧和底部弹簧，弹簧臂宽度与弹簧厚度的比率小于或等于1.1。15.根据权利要求12所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述顶部弹簧沿三个轴的弹簧常数分量分别大约等于所述底部弹簧沿三个轴的弹簧常数分量。16.根据权利要求12所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述四个磁性元件附接到所述外部壳体的内壁上。17.一种镜头驱动装置，其特征在于，包括: 外部壳体； 固定组件，所述固定组件包括基座框架； 可移动组件，所述可移动组件包括配置为承载镜头单元的镜筒； 围绕所述可移动组件的一组磁铁，所述一组磁铁包括四个磁性元件； 三组线圈；以及 弹簧系统，附接在所述可移动组件和所述固定组件之间，且配置为支撑所述可移动组件，并形成悬挂系统，以允许所述可移动组件沿第一、第二和第三正交轴移动;其中: 所述第三轴平行于所述镜头单元的光轴； 所述外部壳体、所述四个磁性元件与所述基座框架形成中心空的空间，所述中心空的空间被配置为接收所述可移动组件； 在所述四个磁性元件中，所述第一磁性元件与所述第三磁性元件相对，所述第二磁性元件与所述第四磁性元件相对，且所述基座框架被放置在图像传感器上； 所述弹簧系统包括顶部弹簧和底部弹簧，每个弹簧包括外部部分、内部部分和弹簧臂，所述顶部弹簧和底部弹簧的所述内部部分被附接在所述镜筒的两个端部，所述顶部弹簧和底部弹簧的所述外部部分被附接到所述固定组件，且弹簧的所述外部部分和所述内部部分分别由弹簧臂连接;且 所述四个磁性元件附接于所述外部壳体的内壁。18.根据权利要求17所述的镜头驱动装置，其特征在于，每个弹簧的弹簧常数具有分别沿第一轴、第二轴和第三轴的第一弹簧常数分量、第二弹簧常数分量和第三弹簧常数分量，而第一弹簧常数分量与第三弹簧常数分量的比率、以及第二弹簧常数分量与第三弹簧常数分量的比率均位于1-8的范围内。19.根据权利要求17所述的镜头驱动装置，其特征在于，对于所述顶部弹簧和底部弹簧，弹簧臂宽度与弹簧厚度的比率小于或等于1.1。20.根据权利要求17所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述顶部弹簧沿三个轴的弹簧常数分量分别大约等于所述底部弹簧沿三个轴的弹簧常数分量。
【专利摘要】一种镜头驱动装置，包括：固定组件，所述固定组件包括基座框架(120)；可移动组件，所述可移动组件包括镜筒(114)；围绕所述可移动组件的一组磁铁(116)；三组线圈(115，125a，125b，135a，135b)；以及弹簧系统(112，117)，附接在所述可移动组件和所述固定组件之间，且配置为支撑所述可移动组件，并形成悬挂系统，以允许所述可移动组件沿第一、第二和第三正交轴移动。所述镜筒被配置为承载镜头单元(109)，所述第三轴平行于所述镜头单元(109)的光轴，而所述第一和第二轴分别垂直于所述第三轴。
【IPC分类】H02K41/00, G02B7/02, G03B5/06
【公开号】CN105492952
【申请号】CN201480037511
【发明人】郑国星
【申请人】郑国星
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月23日
【公告号】US20160116703, WO2015043459A1
【专利说明】镜头驱动装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]这个申请要求2013年9月27日提交的美国临时专利申请N0.61/883，275的权益，该美国临时专利申请的内容通过引用合并在此。
技术领域
[0003]本专利申请总体涉及光学成像技术，更具体地涉及一种镜头驱动装置，具有三轴镜头移位机构，用于聚焦图像，并防止拍摄因不期望的抖动(例如用户的手的抖动)而导致的模糊图像。
【背景技术】
[0004]现今，便携式成像设备，诸如移动电话或数码相机今天已被广泛。这种设备具有照相机，照相机带有镜头结构，以聚焦图像。此外，当用来拍摄照片时，这样的设备可能受到一定量的不期望的抖动。这种抖动的一个例子是用户的手的抖动。因此，期望有镜头驱动装置以及镜头移位机构，能够执行自动聚焦和防抖动功能，并实现尺寸减小、成本降低、快速响应、以及以简单的结构稳定致动，并且期望具有配备有这种镜头移位机构的图像拍摄装置。
【发明内容】
[0005]本专利申请涉及一种镜头驱动装置。在一方面，镜头驱动装置包括:固定组件，所述固定组件包括基座框架；可移动组件，包括镜筒；围绕所述可移动组件的一组磁铁;三组线圈；以及弹簧系统，附接在所述可移动组件和所述固定组件之间，且配置为支撑所述可移动组件，并形成悬挂系统，以允许所述可移动组件沿第一、第二和第三正交轴移动。镜筒被配置为承载镜头单元，所述第三轴平行于所述镜头单元的光轴，而第一和第二轴分别垂直于第三轴。
[0006]三组线圈可以被配置为与所述磁铁相互作用并驱动所述可移动组件沿三个轴移动。三组线圈包括一组聚焦线圈和两组侧线圈。聚焦线圈可以被配置为驱动可移动组件沿所述第三轴移动以进行聚焦动作。两组侧线圈可以被配置为驱动可移动组件分别沿所述第一和第二轴移动以进行防抖动动作。聚焦线圈可以围绕镜筒的外周侧壁缠绕，聚焦线圈的缠绕方向可平行于所述第三轴，而两组侧线圈可以附接在镜筒的侧壁上，且分别围绕第一轴和第二轴缠绕。磁铁面向线圈和可移动组件的极性表面可以是相同磁极性的。
[0007]弹簧系统可以包括顶部弹簧和底部弹簧。每个弹簧可以包括外部部分、内部部分和弹簧臂。顶部弹簧和底部弹簧的内部部分可以附接在镜筒的两个端部，顶部弹簧和底部弹簧的外部部分可附接到固定组件，且弹簧的外部部分和内部部分可以由弹簧臂分别连接。对于顶部弹簧和底部弹簧，弹簧臂宽度与弹簧厚度的比率可以小于或等于1.1。
[0008]每个弹簧的弹簧常数可具有分别沿第一轴、第二轴和第三轴的第一弹簧常数分量、第二弹簧常数分量和第三弹簧常数分量，而第一弹簧常数分量与第三弹簧常数分量的比率、以及第二弹簧常数分量与第三弹簧常数分量的比率可以均位于1-8的范围内。顶部弹簧沿三个轴的弹簧常数分量可以分别大约等于底部弹簧沿三个轴的弹簧常数分量。弹簧系统的中心可位于接近顶部弹簧和底部弹簧之间的中间位置。
[0009]镜头驱动装置还可以包括阻尼元件。阻尼元件可布置在可移动组件和固定部分之间，并配置为吸收一个弹簧臂的不期望的振动，所述固定部分是基座框架或磁铁。
[0010]在另一方面，所述镜头驱动装置包括:外部壳体；固定组件，所述固定组件包括基座框架;可移动组件，所述可移动组件包括配置为承载镜头单元的镜筒；围绕所述可移动组件的一组磁铁，所述一组磁铁包括四个磁性元件;三组线圈；以及弹簧系统，附接在可移动组件和固定组件之间，且配置为支撑所述可移动组件，并形成悬挂系统，以允许所述可移动组件沿第一、第二和第三正交轴移动。第三轴平行于所述镜头单元的光轴。该弹簧系统包括顶部弹簧和底部弹簧。每个弹簧包括外部部分、内部部分和弹簧臂。顶部弹簧和底部弹簧的内部部分被附接在镜筒的两个端部，顶部弹簧和底部弹簧的外部部分被附接到固定组件，弹簧的外部部分和内部部分分别由弹簧臂连接。
[0011]每个弹簧的弹簧常数可具有分别沿第一轴、第二轴和第三轴的第一弹簧常数分量、第二弹簧常数分量和第三弹簧常数分量，而第一弹簧常数分量与第三弹簧常数分量的比率、以及第二弹簧常数分量与第三弹簧常数分量的比率可以均位于1-8的范围内。
[0012]对于顶部弹簧和底部弹簧，弹簧臂宽度与弹簧厚度的比率可以小于或等于1.1。顶部弹簧沿三个轴的弹簧常数分量可以分别大约等于底部弹簧沿三个轴的弹簧常数分量。四个磁性元件可附接到外部壳体的内壁上。
[0013]在又一方面，所述镜头驱动装置，包括:外部壳体；固定组件，所述固定组件包括基座框架;可移动组件，所述可移动组件包括配置为承载镜头单元的镜筒；围绕所述可移动组件的一组磁铁，所述一组磁铁包括四个磁性元件;三组线圈；以及弹簧系统，附接在可移动组件和固定组件之间，且配置为支撑所述可移动组件，并形成悬挂系统，以允许所述可移动组件沿第一、第二和第三正交轴移动。第三轴平行于所述镜头单元的光轴。外部壳体、四个磁性元件与基座框架形成中心空的空间，中心空的空间被配置为接收所述可移动组件。在四个磁性元件中，第一磁性元件与第三磁性元件相对，所述第二磁性元件与第四磁性元件相对，且基座框架被放置在图像传感器上。弹簧系统包括顶部弹簧和底部弹簧，每个弹簧包括外部部分、内部部分和弹簧臂，顶部弹簧和底部弹簧的内部部分被附接在镜筒的两个端部，所述顶部弹簧和底部弹簧的外部部分被附接到固定组件，且弹簧的外部部分和内部部分分别由弹簧臂连接。四个磁性元件附接于外部壳体的内壁。
[0014]每个弹簧的弹簧常数可具有分别沿第一轴、第二轴和第三轴的第一弹簧常数分量、第二弹簧常数分量和第三弹簧常数分量，而第一弹簧常数分量与第三弹簧常数分量的比率、以及第二弹簧常数分量与第三弹簧常数分量的比率可以均位于1-8的范围内。
[0015]对于顶部弹簧和底部弹簧，弹簧臂宽度与弹簧厚度的比率可以小于或等于1.1。顶部弹簧沿三个轴的弹簧常数分量可以分别大约等于底部弹簧沿三个轴的弹簧常数分量。
【附图说明】
[0016]图1A是根据本专利申请的实施例的具有三轴镜头移位机构的镜头驱动装置的爆炸透视图。
[0017]图1B是图1A所描述的镜头驱动装置的透视图。
[0018]图1C示出了三组线圈与被线圈组围绕的磁铁组相互作用、产生驱动力来沿三个正交方向移动所述移动部分。
[0019]图2A示出了图1A所描述的镜头驱动装置的顶部弹簧的俯视图。
[0020]图2B示出了图1A所描述的镜头驱动装置的顶部弹簧的透视图。
[0021]图3是图1A所描述的镜头驱动装置中的弹簧的截面图。
【具体实施方式】
[0022]现在将详细参照本专利申请中所公开的镜头驱动装置的优选实施例，本专利申请的例子也在以下的描述中提供。本专利申请中所公开的镜头驱动装置的示例性实施例被详细描述，但对于本领域的技术人员来说很明显，为了清楚起见，对于理解镜头驱动装置不是特别重要的一些特征没有示出。
[0023]此外，应该理解，在本专利申请中公开的镜头驱动装置并不限于以下描述的精确实施例，本领域技术人员可做出各种变化和修改，而不脱离保护的精神或范围。例如，不同的阐述性实施例的元件和/或特征可以在本公开的范围内彼此组合和/或彼此替代。
[0024]本专利申请的实施例提供镜头驱动装置，该镜头驱动装置用于驱动成像镜头移动，以便执行光学功能。镜头驱动装置可应用于包括光接收面的成像设备。成像设备被配置为将形成于光接收表面上的光学图像转换成电信号。镜头驱动装置包括:成像镜头，将物体的图像引导至光接收表面;可移动组件，其包括成像镜头和镜筒；以及固定部分，保持成像设备，并支撑可在三个轴上平移移动的可移动组件。第一轴平行于成像镜头的光轴(Z轴)的方向。第二 X和第三Y轴垂直于成像镜头的光轴。
[0025]在这个实施例中，镜头驱动装置包括:包括成像镜头和镜筒的可移动组件、固定组件、包括一组聚焦线圈和两组侧线圈的三组线圈、围绕可移动组件的一组磁铁、附接在可移动组件和固定组件之间并配置用于支撑可移动组件并形成悬挂系统以允许可移动组件沿三个轴(Z、X和Y轴)移动的弹簧系统。Z轴平行于成像镜头的光轴。X轴和Y轴是垂直于Z轴的两个正交轴。弹簧系统 还提供了用于可移动组件的运动的回复力。三组线圈被配置为与用于驱动可移动组件沿三个轴移动的围绕的磁铁组相互作用。可移动组件被聚焦线圈驱动以沿光轴(Z轴)移动以进行聚焦动作。两组侧线圈驱动可移动组件沿X轴和Y轴移动以进行防抖动动作。聚焦线圈缠绕在镜筒的外周侧壁，且聚焦线圈的缠绕方向平行于光轴(Z轴)。两组侧线圈被附接在镜筒的侧壁，且两组侧线圈分别绕X和Y轴缠绕。磁铁组被配置为围绕可移动部分，且面对两组侧线圈。磁铁的极性表面面向镜筒的侧壁和侧线圈。
[0026]在本实施例中，当聚焦线圈通电并与磁铁相互作用时，可移动组件被聚焦线圈沿着Z轴驱动。它能够执行图像拍摄设备的聚焦动作。此外，可移动组件是由两组侧线圈分别沿X轴和Y轴驱动，当两组侧线圈通电并与磁铁相互作用时，可移动组件能够执行图像拍摄设备的防抖动动作。
[0027]在本实施例中，弹簧系统包括至少一个弹簧，该至少一个弹簧形成用于保持可移动组件的悬挂系统。弹簧系统可以包括两个板簧，例如顶部弹簧和底部弹簧。顶部弹簧和底部弹簧的内部部分被附接在镜筒的两个端部上。顶部弹簧和底部弹簧的外部部分被附接到固定部分，例如基座框架或镜头驱动装置的外部壳体。弹簧的外部部分和内部部分被弹簧臂连接。为了允许可移动组件沿X轴和Y轴移动，弹簧被配置为具有弹簧臂与弹簧厚度比率R(R=臂宽/弹簧厚度)的特定范围，即R〈1.1。具有比率R的这个特定范围的弹簧可以提供必要的条件，以具有沿X轴和Y轴的较小弹簧常数分量，而沿Z轴保持合理的弹簧常数(平面内常数分量)，其可有益于可移动组件的平面内运动，即防抖动运动。通过使用这种弹簧系统，镜头驱动装置可以实现三轴镜头移位机构以执行自动聚焦和防抖动功能。
[0028]图1A和1B分别是根据本专利申请的实施例的具有三轴镜头移位机构的镜头驱动装置的爆炸透视图和透视图。镜头驱动装置可以执行自动聚焦和防抖动功能，主要用于安装在便携式设备(未示出)上，以用作高级图像拾取模块。便携式设备可以是，例如，照相机、移动电话，等。
[0029]参照图1A和1B，镜头驱动装置包括:固定组件，包括基座框架120;可移动组件，包括镜头单元109和镜筒114;顶部弹簧112;底部弹簧117; —组磁铁116;三组线圈；间隔件111;以及外部壳体110。顶部弹簧112和底部弹簧117连接可移动组件和固定组件。该组磁铁116包括四个磁性元件116a、116b、116c和116d。三组线圈包括一个聚焦线圈115和两组侧线圈125a、b和135a、b。
[0030]在这个实施例中，固定组件包括基座框架120。基座框架具有矩形结构。底部弹簧117和磁铁组116附接在基底框架120的顶部。磁铁组的四个磁性元件116a、116b、116c和116d被附接到外部壳体110的内壁上。外部壳体110被放置在基座框架120的顶部。第一磁性元件116a与第三磁性元件116c相对。第二磁性元件116b与第四磁性元件116d相对。外部壳体110、四个磁性元件和基座框架120形成配置用于接收可移动组件的中心空的空间。基座框架120被放置在图像传感器(在图1A或图1B中未示出)上，例如CCD或CMOS成像传感器。在基座框架120的中央部分限定的通孔接收来自镜头单元的聚焦的光，而图像被镜头单元聚焦，且由图像传感器接收。
[0031]底部弹簧117和顶部弹簧112连接固定组件和可移动组件，并形成悬挂系统，以保持和支撑可移动组件沿三个轴移动。第一轴Z轴平行于镜头单元的光轴。第二轴X轴和第三轴Y轴垂直于Z轴。例如，第二轴X轴是第二磁性元件116b和第四磁性元件116d的对准线。第三轴Y轴是第一磁性元件116a和第三磁性元件116c的对准线。三个轴可以彼此垂直。外部壳体110被放置以封闭磁铁组116和可移动组件。外部壳体可以由轭铁材料(例如铁)制成，其可以用作磁轭，以引导磁铁组116的磁场。
[0032]图1B示出了镜头驱动装置的可移动组件、线圈和磁铁的透视图。镜筒114可以具有多边形管的形状。聚焦线圈115围绕镜筒的外周侧壁缠绕。聚焦线圈115可以具有多边形管的形状。聚焦线圈115围绕Z轴缠绕，且聚焦线圈115的平面垂直于Z轴。第一组侧线圈135a和135b附接在镜筒的两个相对的外周侧壁上。第一组侧线圈135a和135b围绕Y轴缠绕，侧线圈135a和135b的平面垂直于Y轴。第二组侧线圈125a和125b附接在镜筒114的另两个外周侧壁上。第二组侧线圈125a和125b围绕X轴缠绕，且侧线圈125a和125b的平面垂直于X轴。聚焦线圈115的四个外周侧壁可以分别与四个侧线圈的四个线圈平面位于同一平面上。
[0033]图1C示出了三组线圈与被线圈组围绕的磁铁组相互作用、产生驱动力来沿三个正交方向移动所述移动部分。磁性元件的磁极排列垂直于Z轴且平行于X轴或Y轴。例如，磁铁116a和116b的磁极的排列平行于Y轴，且磁铁116b和116d的磁极的排列平行于X轴，如图1C所示。磁性元件116a、116b、116c、116d面向线圈和可移动组件的极性表面是相同磁极性的，例如，磁铁116a、116b、116c、116d的所有内表面都是北极(在图1C示出)。
[0034]在这个实施例中，通过控制通电的方向，可移动组件可以在沿光轴(Z轴)的第一方向上被驱动。通过分别控制第一组侧线圈和第二组侧线圈的通电方向，聚焦线圈和可移动组件可以在第二方向(Y轴)或第三方向(X轴)上被驱动，它们是正交于光轴(Z轴)。通过分别独立地给聚焦线圈115、第一侧线圈组135a和135b、以及第二侧线圈组125a、125b通电，该可移动组件可以被独立地驱动，以沿Z轴、Y轴和X轴移动。
[0035]图2A示出了镜头驱动装置的顶部弹簧的俯视图。图2B示出了镜头驱动装置的顶部弹簧的透视图。顶部和底部弹簧是板簧。每个弹簧包括外部部分2001、内部部分2003和弹簧臂2005。顶部弹簧的内部部分2003被附接到镜筒114的顶部位置。顶部弹簧的外部部分2001被附接到该装置的固定部分，例如外部壳体110。底部弹簧117的内部部分被附接到镜筒114的底部位置。底部弹簧117的外部部分被附接到装置的固定部分，例如基座框架。弹簧的外部部分2001和内部部分2003被弹簧臂2005连接。弹簧可以由金属片制成，例如，铜合金。聚焦线圈215和两组侧线圈被放置在顶部弹簧和底部弹簧之间。在这个实施例中，聚焦线圈215位于顶部弹簧和弹簧底部之间的中间位置。
[0036]在这个实施例中，顶部弹簧和弹簧底部形成用于镜头驱动装置的悬挂系统或弹簧系统。悬挂系统可以限制可移动组件的运动，并提供回复力至可移动组件。可移动组件可以由聚焦线圈和两组侧线圈沿着三个轴Z轴、X轴和Y轴驱动。为了允许可移动组件由聚焦线圈和两组侧线圈沿着三个轴Z轴、X轴和Y轴驱动，弹簧的弹簧常数应特别设计。弹簧系统的系统弹簧常数K取决于弹簧材料、弹簧的厚度、弹簧臂的宽度、以及弹簧臂的样式。每个弹簧的弹簧常数可以分解为三个弹簧常数分量Kz、Kx和Ky，分别表示沿Z轴、X轴和Y轴的弹簧系统常数。在这个实施例中，由于可移动组件可执行聚焦运动(沿Z轴运动)和防抖动运动(沿X轴和Y轴运动)，需要弹簧常数比率的特别设计。例如，Kx/Kz和Ky/Kz的比率应该位于1到8的范围内，S卩1 < Kx/Kz <8,1 < Ky/Kz < 8。在这个比率范围内，允许可移动组件沿X轴和Y轴移动，而不会受到大的回复力。采用这个弹簧常数比率范围，它确保了镜头驱动装置能够执行三轴镜头移动。在这个实施例中，弹簧常数比率Kx/Kz和Ky/Kz比常规的自动聚焦(AF)镜头驱动装置的小。常规的AF镜头驱动装置具有大的弹簧常数比率，例如Kx/Kz和Ky/Kz>10。由于常规的AF镜头驱动装置只能做Z轴运动，Kx和Ky应显著大于Kz，以限制在X轴和Υ轴上的镜头移动。
[0037]图3是弹簧的截面图。在这个实施例中，顶部弹簧和底部弹簧的Kx/Kz和Ky/Kz的比率应该位于1到8的范围内。为了达到这个特定的弹簧常数范围，弹簧的弹簧臂宽度(W)与弹簧厚度的比率应该小于或等于1.1，BPff/Τ < 1.1。当弹簧臂宽度(即弹簧臂2005的宽度)小于弹簧的厚度时，Kx/Kz和K y/Kz的比率可以减小。
[0038]在另一个实施例中，镜头驱动装置的顶部和底部弹簧具有类似的弹簧常数分量。顶部弹簧的Kz、Kx和Ky分别大约等于底部弹簧的Kz、Kx和Ky。当顶部弹簧的Kz、Kx和Ky大约等于底部弹簧的Kz、Kx和Ky时，弹簧系统的旋转刚度可以被最大化，且弹簧系统的整体Ky/Kz和Kx/Kz可降低。此外，该弹簧系统的中心位于靠近顶部弹簧和弹簧底部之间的中间位置。
[0039]在另一个实施例中，阻尼元件被放置在镜头驱动装置内的特定位置。例如，阻尼元件被放置得围绕弹簧的外部部分和弹簧臂的空间。当弹簧臂的移动产生不必要的振动时，围绕弹簧臂的阻尼元件被配置为吸收弹簧臂的不必要的振动。在又一个实施例中，阻尼元件可以被附加在可移动组件(即镜筒)和固定部分(例如外部壳体、基座框架或磁铁)之间。制作弹簧的方法可以包括蚀刻或弯曲预成形的线状条带。该弯曲的条带可以与预成形的环焊接在一起作为弹簧结构的内部部分。
[0040]虽然本专利申请已经特别参照了它的多个实施例进行了图示和描述，但应注意可做出各种其它改变或修改，而不脱离本发明的范围。
【主权项】
1.一种镜头驱动装置，其特征在于，包括: 固定组件，所述固定组件包括基座框架； 可移动组件，所述可移动组件包括镜筒； 围绕所述可移动组件的一组磁铁； 三组线圈；以及 弹簧系统，附接在所述可移动组件和所述固定组件之间，且配置为支撑所述可移动组件，并形成悬挂系统，以允许所述可移动组件沿第一、第二和第三正交轴移动;其中: 所述镜筒被配置为承载镜头单元，所述第三轴平行于所述镜头单元的光轴，而所述第一和第二轴分别垂直于所述第三轴。2.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述三组线圈被配置为与所述磁铁相互作用，并驱动所述可移动组件沿所述三个轴移动。3.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述三组线圈包括一组聚焦线圈和两组侧线圈，所述聚焦线圈被配置为驱动所述可移动组件沿所述第三轴移动以进行聚焦动作，所述两组侧线圈被配置为驱动所述可移动组件分别沿所述第一和第二轴移动以进行防抖动动作。4.根据权利要求3所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述聚焦线圈围绕所述镜筒的外周侧壁缠绕，所述聚焦线圈的缠绕方向平行于所述第三轴，而所述两组侧线圈附接在所述镜筒的侧壁上，且分别围绕所述第一轴和第二轴缠绕。5.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述磁铁面向所述线圈和所述可移动组件的极性表面是相同磁极性的。6.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述弹簧系统包括顶部弹簧和底部弹簧，每个弹簧包括外部部分、内部部分和弹簧臂，所述顶部弹簧和底部弹簧的内部部分附接在所述镜筒的两个端部，所述顶部弹簧和底部弹簧的外部部分附接到所述固定组件，且所述弹簧的外部部分和内部部分由所述弹簧臂分别连接。7.根据权利要求6所述的镜头驱动装置，其特征在于，对于顶部弹簧和底部弹簧，所述弹簧臂宽度与所述弹簧厚度的比率小于或等于1.1。8.根据权利要求6所述的镜头驱动装置，其特征在于，每个弹簧的弹簧常数具有分别沿第一轴、第二轴和第三轴的第一弹簧常数分量、第二弹簧常数分量和第三弹簧常数分量，而第一弹簧常数分量与第三弹簧常数分量的比率、以及第二弹簧常数分量与第三弹簧常数分量的比率均位于1-8的范围内。9.根据权利要求6所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述顶部弹簧沿三个轴的弹簧常数分量分别大约等于所述底部弹簧沿三个轴的弹簧常数分量。10.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，进一步包括阻尼元件，所述阻尼元件布置在所述可移动组件和固定部分之间，并配置为吸收一个弹簧臂的不期望的振动，所述固定部分是所述基座框架或所述磁铁。11.根据权利要求6所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述弹簧系统的中心位于接近顶部弹簧和底部弹簧之间的中间位置。12.一种镜头驱动装置，其特征在于，包括: 外部壳体； 固定组件，所述固定组件包括基座框架； 可移动组件，所述可移动组件包括配置为承载镜头单元的镜筒； 围绕所述可移动组件的一组磁铁，所述一组磁铁包括四个磁性元件； 三组线圈；以及 弹簧系统，附接在所述可移动组件和所述固定组件之间，且配置为支撑所述可移动组件，并形成悬挂系统，以允许所述可移动组件沿第一、第二和第三正交轴移动;其中: 所述第三轴平行于所述镜头单元的光轴;且 所述弹簧系统包括顶部弹簧和底部弹簧，每个弹簧包括外部部分、内部部分和弹簧臂，所述顶部弹簧和底部弹簧的内部部分被附接在所述镜筒的两个端部，所述顶部弹簧和底部弹簧的外部部分被附接到所述固定组件，所述弹簧的所述外部部分和内部部分分别由弹簧臂连接。13.根据权利要求12所述的镜头驱动装置，其特征在于，每个弹簧的弹簧常数具有分别沿第一轴、第二轴和第三轴的第一弹簧常数分量、第二弹簧常数分量和第三弹簧常数分量，而第一弹簧常数分量与第三弹簧常数分量的比率、以及第二弹簧常数分量与第三弹簧常数分量的比率均位于1-8的范围内。14.根据权利要求12所述的镜头驱动装置，其特征在于，对于所述顶部弹簧和底部弹簧，弹簧臂宽度与弹簧厚度的比率小于或等于1.1。15.根据权利要求12所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述顶部弹簧沿三个轴的弹簧常数分量分别大约等于所述底部弹簧沿三个轴的弹簧常数分量。16.根据权利要求12所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述四个磁性元件附接到所述外部壳体的内壁上。17.一种镜头驱动装置，其特征在于，包括: 外部壳体； 固定组件，所述固定组件包括基座框架； 可移动组件，所述可移动组件包括配置为承载镜头单元的镜筒； 围绕所述可移动组件的一组磁铁，所述一组磁铁包括四个磁性元件； 三组线圈；以及 弹簧系统，附接在所述可移动组件和所述固定组件之间，且配置为支撑所述可移动组件，并形成悬挂系统，以允许所述可移动组件沿第一、第二和第三正交轴移动;其中: 所述第三轴平行于所述镜头单元的光轴； 所述外部壳体、所述四个磁性元件与所述基座框架形成中心空的空间，所述中心空的空间被配置为接收所述可移动组件； 在所述四个磁性元件中，所述第一磁性元件与所述第三磁性元件相对，所述第二磁性元件与所述第四磁性元件相对，且所述基座框架被放置在图像传感器上； 所述弹簧系统包括顶部弹簧和底部弹簧，每个弹簧包括外部部分、内部部分和弹簧臂，所述顶部弹簧和底部弹簧的所述内部部分被附接在所述镜筒的两个端部，所述顶部弹簧和底部弹簧的所述外部部分被附接到所述固定组件，且弹簧的所述外部部分和所述内部部分分别由弹簧臂连接;且 所述四个磁性元件附接于所述外部壳体的内壁。18.根据权利要求17所述的镜头驱动装置，其特征在于，每个弹簧的弹簧常数具有分别沿第一轴、第二轴和第三轴的第一弹簧常数分量、第二弹簧常数分量和第三弹簧常数分量，而第一弹簧常数分量与第三弹簧常数分量的比率、以及第二弹簧常数分量与第三弹簧常数分量的比率均位于1-8的范围内。19.根据权利要求17所述的镜头驱动装置，其特征在于，对于所述顶部弹簧和底部弹簧，弹簧臂宽度与弹簧厚度的比率小于或等于1.1。20.根据权利要求17所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述顶部弹簧沿三个轴的弹簧常数分量分别大约等于所述底部弹簧沿三个轴的弹簧常数分量。
【专利摘要】一种镜头驱动装置，包括：固定组件，所述固定组件包括基座框架(120)；可移动组件，所述可移动组件包括镜筒(114)；围绕所述可移动组件的一组磁铁(116)；三组线圈(115，125a，125b，135a，135b)；以及弹簧系统(112，117)，附接在所述可移动组件和所述固定组件之间，且配置为支撑所述可移动组件，并形成悬挂系统，以允许所述可移动组件沿第一、第二和第三正交轴移动。所述镜筒被配置为承载镜头单元(109)，所述第三轴平行于所述镜头单元(109)的光轴，而所述第一和第二轴分别垂直于所述第三轴。
【IPC分类】H02K41/00, G02B7/02, G03B5/06
【公开号】CN105492952
【申请号】CN201480037511
【发明人】郑国星
【申请人】郑国星
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月23日
【公告号】US20160116703, WO2015043459A1
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