镜头驱动装置及电子设备的制作方法

镜头驱动装置及电子设备
【技术领域】
1.本发明涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种镜头驱动装置及电子设备。


背景技术：

2.近年来，随着光学成像技术的发展及具有成像功能的电子产品的兴起，光学镜头被广泛地应用在各种电子产品中。一般光线都是直接从物侧射入，沿着光轴直线通过镜头组件到达像侧，通过镜头组件来对物体进行成像。该镜头组件一般具有自动对焦功能和光学防抖功能。
3.然而，用户在手持电子设备进行拍摄的过程中，具有光学防抖功能的镜头驱动装置无法避免因为手的抖动而造成镜头驱动装置的晃动，会导致镜头光轴不停的偏摆，从而造成成像效果不佳。
4.因此，有必要提供一种改进的镜头驱动装置来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种可以绕光轴方向旋转的镜头驱动装置及电子设备。
6.本发明的技术方案如下：本发明提供一种镜头驱动装置，所述镜头驱动装置包括具有收容空间的外壳以及收容于所述外壳内的镜头模组所述镜头组件包括镜头模组以及收容所述镜头模组的壳体，所述壳体与所述外壳通过弹片连接，所述外壳底壁的内表面设有第一凸起，所述壳体底壁的外表面设有第二凸起，所述第一凸起与所述第二凸起形成弧形轨道，所述镜头驱动装置还包括设置于所述外壳与所述壳体之间且位于所述弧形轨道内的滚珠，所述外壳与所述壳体之间还设有驱动所述镜头组件围绕光轴旋转的第一驱动结构，所述第一驱动结构包括磁钢和与所述磁钢相对设置的线圈。
7.所述旋转驱动部包括在垂直于光轴方向上依次叠设的柔性电路板、线圈和磁钢，所述线圈设置在所述柔性电路板远离所述外壳的一面，所述柔性电路板用于为所述线圈提供电流，所述磁钢与所述线圈远离所述柔性电路板的一面正对设置，所述磁钢与所述线圈之间产生电磁作用力使得所述镜头模组绕着所述镜头模组的光轴方向旋转。
8.可选的，所述滚珠为至少4个，所述弧形轨道为至少4个，每个所述滚珠分别位于一个所述弧形轨道内，所述滚珠能够沿着所述弧形轨道内滚动。
9.可选的，所述磁钢固定设置在所述壳体上，所述磁钢至少包括在垂直于光轴方向上依次排列设置第一磁钢、第二磁钢和第三磁钢，所述第一磁钢、所述第二磁钢和所述第三磁钢沿水平方向充磁，所述第一磁钢的充磁方向和所述第二磁钢的充磁方向相反，所述第二磁钢的充磁方向和所述第三磁钢的充磁方向相反；所述线圈包括与所述第一磁钢相对设置的第一线圈、与所述第二磁钢相对设置的第二线圈和与所述第三磁钢相对设置的第三线圈，所述第一线圈的电流方向与所述第二线圈的电流方向相反，所述第二线圈的电流方向与所述第三线圈的电流方向相反。
10.可选的，所述第一线圈绕线的厚度方向、所述第二线圈绕线的厚度方向和所述第
三线圈绕线的厚度方向均垂直于水平方向，且所述第一线圈的厚度、所述第二线圈的厚度和所述第三线圈的厚度相同，所述第一线圈的长轴方向、所述第二线圈的长轴方向和所述第三线圈的长轴方向均平行于光轴方向。
11.可选的，所述镜头模组包括镜头模块以及环绕所述镜头模块设置的支撑框架，镜头驱动装置还包括将所述镜头模组与所述壳体相连接的弹性支架、设置于所述支撑框架与所述壳体之间的第二驱动结构，所述弹性支架包括四个弹性臂，其中一对所述弹性臂于第一对角线上与所述壳体连接，另一对所述弹性臂于第二对角线上与所述支撑框架连接，所述第二驱动结构包括位于所述支撑框架一侧边的第一驱动部和位于所述支撑框架相邻侧边第二驱动部，所述第一驱动部和所述第二驱动部位于所述第二对角线的两侧，所述第一驱动部与所述第二驱动部提供同向驱动力使得所述镜头模组朝第一方向运动，所述第一驱动部与所述第二驱动部提供异向驱动力使得所述镜头模组朝第二方向运动。
12.可选的，所述镜头支架包括相邻设置的第一侧壁和第二侧壁，所述第一驱动部包括固定设置于所述第一侧壁的第一翻转磁钢和设置于所述第二侧壁的第二翻转磁钢，以及与所述第一翻转磁钢相对设置的第一翻转线圈、与所述第二翻转磁钢相对设置的第二翻转线圈。
13.可选的，所述壳体的侧壁设置有至少三个凹槽，所述磁钢容纳于所述凹槽。
14.可选的，在垂直于水平方向的第三方向上，所述磁钢的厚度小于或等于所述凹槽的深度。
15.另外，本发明还提供一种具备上述镜头驱动装置的电子设备。
16.本发明的有益效果在于：本发明的镜头驱动装置通过固定设置在支撑架上的磁钢和线圈之间的电磁作用可实现镜头模组绕光轴方向旋转，实现了对镜头光轴偏摆的调整，并在底座设置有滚珠，滚珠可引导镜头模组的旋转，加快了镜头模组绕光轴方向旋转的速度，避免了因为手动而导致的镜头驱动装置的晃动，从而实现了防抖，提高了镜头模组的成像效果。
【附图说明】
17.图1为本发明提供的镜头驱动装置的结构示意图；
18.图2为本发明提供的镜头驱动装置另一角度的结构示意图；
19.图3为图2所示镜头驱动装置沿a
‑
a方向的剖面示意图；
20.图4为图1所示镜头驱动装置去除外壳后的结构示意图；
21.图5为图1所示镜头驱动装置与第一支架、外壳拆分的结构示意图；
22.图6为图1所示镜头驱动装置的爆炸结构示意图；
23.图7为图1所示镜头驱动装置中壳体的部分结构示意图；
24.图8为图1所示镜头驱动装置中壳体另一角度的部分结构示意图；
25.图9为图1所示镜头驱动装置的另一角度的结构示意图；
26.图10为图7所示镜头驱动装置沿b
‑
b方向的剖面示意图；
27.图11为图1所示镜头驱动装置中线圈和磁钢的结构示意图；
28.图12为本发明提供的镜头驱动装置的俯视图；
29.图13为图3所示镜头驱动装置另一角度的结构示意图；
30.图14为图12所示镜头驱动装置与第一支架拆分的结构示意图；
31.图15为图12所示镜头驱动装置中弹性支架的结构示意图。
【具体实施方式】
32.下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
33.请参阅图1至图6，图1为本发明提供的镜头驱动装置的结构示意图；
34.图2为本发明提供的镜头驱动装置另一角度的结构示意图；图3为图2所示镜头驱动装置沿a
‑
a方向的剖面示意图；图4为图1所示镜头驱动装置去除外壳后的结构示意图；图5为图1所示镜头驱动装置与第一支架、外壳拆分的结构示意图；图6为图1所示镜头驱动装置的爆炸结构示意图。本发明提供了一种镜头驱动装置100，其包括具有收容空间的外壳70以及收容于外壳70内的镜头组件，镜头组件包括镜头模组20以及收容镜头模组 20的壳体30和第一驱动结构40，镜头模组20悬置于壳体30内。外壳70 具有收容空间，外壳70包括第一支架10，壳体30与外壳70的第一支架 10通过弹片连接。外壳70与壳体30之间还设有驱动镜头模组20围绕光轴旋转的第一驱动结构40，第一驱动结构40包括磁钢400和与磁钢相对设置的线圈410。外壳70的底壁的内表面设有第一凸起710，壳体30包括设置在远离镜头模组20一侧的外支架310，外支架310的底壁306的外表面设有第二凸起360，第一凸起710与第二凸起360形成弧形轨道60，镜头驱动装置100还包括设置于外壳70与壳体30之间且位于弧形轨道60 内的滚珠420。
35.需要说明的是，第一凸起710的个数至少为4个，与第一凸起对应的第二凸起360的个数至少为4个。可以理解的是，每一个第一凸起710和每一个第二凸起360都一一对应，第一凸起710与第二凸起360形成弧形轨道60。即第一凸起710与第二凸起360形成弧形轨道60至少为4个。
36.需要说明的是，滚珠420为至少4个，至少有一个滚珠420位于每个弧形轨道60内。设置在弧形轨道60内的滚珠420用于引导镜头模组20 绕着光轴方向旋转。滚珠420与固定设置在壳体30上的磁钢400、设置在外壳70上与磁钢400相对设置的线圈410相配合，在磁钢400与线圈410 之间的电磁作用能够加快使得镜头模组20绕着镜头模组20的光轴方向旋转，从而实现了防抖，提高了镜头模组20的成像效果。
37.结合图4，底壁306的外表面与第二凸起360形成容纳滚珠420的旋转支撑架，每个滚珠420分别位于一个旋转支撑架内，滚珠420能够沿着圆弧槽滚动。其中，第二凸起360至少一部分是圆弧，旋转支撑架的深度小于滚珠420的直径，以便滚珠420可以在旋转支撑架内滚动，从而实现对镜头光轴偏摆的调整。
38.需要说明的是，壳体30包括至少四个旋转支撑架，比如，壳体30可以包括第一旋转支撑架320，第二旋转支撑架330，第三旋转支撑架340 和第四旋转支撑架350。第一旋转支撑架320和第二旋转支撑架330在水平方向上对称，第三旋转支撑架340和第四旋转支撑架350在水平方向上对称设置。旋转支撑架上圆弧段的设置可以使得滚珠420和旋转支撑架之间的摩擦力较小，以使的滚珠420在旋转支撑架内更好的滚动，可以更加高效的实现对镜头模组20的调整，且旋转支撑架对称设置，更方便旋转支撑架的安装。
39.请参阅图7和图8，图7为图1所示镜头驱动装置中壳体的部分结构示意图，图8为图1所示镜头驱动装置中壳体另一角度的部分结构示意图。壳体30位于外壳70和外壳70合起
来形成收容空间内，壳体30包括底壁 306和围绕底壁306的周缘自底壁306向靠近镜头模组20方向延伸的侧壁，底壁306与侧壁形成具有收容空间的壳体30，该壳体30的中心处开设有收容镜头模组20的收容孔。壳体30的侧壁包括第一侧壁、第二侧壁和第三侧壁，第一侧壁设置有第一安装槽304、第二侧壁设置有第二安装槽305，在垂直于光轴方向上第三侧壁设置有向靠近镜头模组20的一侧凹陷形成的凹槽。其中，凹槽至少包括在垂直于光轴方向上依次排列的第一凹槽 301、第二凹槽302和第三凹槽303，第一凹槽301的深度、第二凹槽302 的深度和第三凹槽303的深度均相同。需要说明的是，凹槽的数量大于等于三个。
40.请结合图9至图11，图9为图1所示镜头驱动装置的另一角度的结构示意图，图10为图4所示镜头驱动装置沿b
‑
b方向的剖面示意图，图11 为图1所示镜头驱动装置中线圈和磁钢的结构示意图。第一驱动结构40 包括垂直于光轴方向上依次叠设的柔性基板430、柔性电路板450、线圈 410和磁钢400，柔性基板430通过背胶440粘贴于外壳70的侧壁上，柔性电路板450贴设于柔性基板430远离外壳70的一面，线圈410设置在柔性电路板450远离柔性基板430的一面，柔性电路板450与线圈410电连接，用于为线圈410提供电流，磁钢400与线圈410远离柔性基板430的一面正对设置，磁钢400与线圈410之间产生电磁作用力使得镜头模组20 绕着镜头模组20的光轴方向旋转。
41.磁钢400包括在垂直于光轴方向上依次排列设置的第一部分和第二部分。充磁方向可以为第一部分至第二部分，充磁方向也可以是第二部分至第一部分。充磁方向均为水平方向充磁，磁钢400具有靠近镜头模组20 的内表面405和远离镜头模组20的外表面404，磁钢400的第一部分和第二部分是一整块磁钢400对不同部分充磁形成的一个整体。磁钢400的第一部分的形状、大小和厚度与第二部分形状、大小和厚度均相同。磁钢400 固定安装在壳体30的凹槽上，具体的，磁钢400可以通过胶粘等方式贴设在凹槽中，可减少磁钢400占用的空间，使得安装更加方便。需要说明的是，磁钢400的厚度与凹槽的深度相对应，比如，磁钢400的厚度等于凹槽的深度，即磁钢400的外表面404与第三侧壁远离镜头模组20的一面齐平；或者磁钢400的厚度小于凹槽的厚度。
42.磁钢400至少包括在水平方向上依次排列设置第一磁钢401、第二磁钢402和第三磁钢403，第一磁钢401和第三磁钢403设置于第二磁钢402 两侧。第一磁钢401的第一部分4011在水平方向上的充磁方向与第二磁钢 402的第一部分4021在水平方向上的充磁方向相反，第二磁钢402的第一部分4021在水平方向上的充磁方向和第三磁钢403的第一部分4031在水平方向上的充磁方向相反。第一磁钢401的第二部分4012在水平方向上的充磁方向与第二磁钢402的第二部分4022在水平方向上的充磁方向相反，第二磁钢402的第二部分4022在水平方向上的充磁方向和第三磁钢403 的第二部分4032在水平方向上的充磁方向相反。第一磁钢401的第一部分 4011在第三方向上的充磁方向与第一磁钢401的第二部分4012在水平方向上的充磁方向相反，第二磁钢402的第一部分4021在水平方向上的充磁方向与第二磁钢402的第二部分4022在水平方向上的充磁方向相反，第三磁钢403的第一部分4031在水平方向上的充磁方向与第三磁钢403的第二部分4032在水平方向上的充磁方向相反。
43.线圈410设置在外壳70上，与柔性电路板450电连接，以实现为线圈 410供电。在一些实施例中，线圈410贴设于柔性电路板450上，可节约安装空间，使得整个镜头驱动装置100的体积更小。线圈410靠近镜头模组20的一面与磁钢400的外表面404正对设置，具体的，
线圈410包括与第一磁钢401的外表面404正对设置的第一线圈411、与第二磁钢402的外表面404正对设置的第二线圈412和与第三磁钢403的外表面404正对设置的第三线圈413。第一线圈411绕线的厚度方向、第二线圈412绕线的厚度方向和第三线圈413绕线的厚度方向均平行于第三方向w，第三方向w垂直于水平方向。且第一线圈411的厚度、第二线圈412的厚度和第三线圈413的厚度相同，第一线圈411的长轴方向、第二线圈412的长轴方向和第三线圈413的长轴方向均平行于光轴方向。在一些实施例中，第一线圈411在第三侧壁上的投影面积大于第一磁钢401在第三侧壁上的投影面积、第二线圈412在第三侧壁上的投影面积大于第二磁钢402在第三侧壁上的投影面积，第三线圈413在第三侧壁上的投影面积大于第三磁钢 403在第三侧壁上的投影面积，且第一线圈411、第二线圈412和第三线圈 413在第三侧壁上的投影面积均相同。
44.柔性电路板450为第一线圈411、第二线圈412和第三线圈413分别通入不同的电流。具体的，第一线圈411的电流方向与第二线圈412的电流方向相反，第二线圈412的电流方向与第三线圈413的电流方向相反。通电的第一线圈411位于第一磁钢401产生的磁场中，第一磁钢401与第一线圈411之间产生第一电磁作用力，根据左手判定定则，第一电磁作用力垂直于镜头模组20的光轴方向。第二线圈412位于第二磁钢402产生的磁场中，第二磁钢402与第二线圈412之间产生第二电磁作用力，根据左手判定定则，第一电磁作用力垂直于镜头模组20的光轴方向。第三线圈 413位于第三磁钢403产生的磁场中，第三磁钢403与第三线圈413之间产生第三电磁作用力，根据左手判定定则，第一电磁作用力垂直于镜头模组20的光轴方向。第一电磁作用力的方向、第二电磁作用力的方向和第三电磁作用力的方向相同。在第一电磁作用力、第二电磁作用力和第三电磁作用力的叠加下，使得镜头模组20可以绕光轴方向进行旋转，调整了镜头模组20因为抖动而发生的偏摆，从而实现了防抖，提高了镜头模组20的成像效果。
45.需要说明的是，在一些实施例中，镜头驱动装置中可以设置多个第一线圈411和多个第二线圈412，以及与第一线圈411正对设置的第一磁钢 401和与第二线圈412正对设置的第二磁钢402。只需要保证第一线圈411 和第二线圈412交叉设置，依次排列，使得通电时产生的电磁作用力的方向一致即可。这样的磁场分布方式在不增加模组物料及装配成本的前提下，不仅可以提高线圈的电磁作用力，还减小了旋转过程中驱动力的变化，提升了驱动的线性度，使得防抖效果更好。
46.具体应用中，在发生抖动的拍摄情况下，镜头模组20可能发生微小移动，此时，线圈410与磁钢400配合产生的电磁作用力驱动镜头模组20 发生相反方向的位移，以补偿抖动量，从而获取高清图像。
47.请结合图12至图15，图12为本发明提供的镜头驱动装置的俯视图；
48.图13为图3所示镜头驱动装置另一角度的结构示意图；图14为图12所示镜头驱动装置与第一支架拆分的结构示意图；图15为图12所示镜头驱动装置中弹性支架的结构示意图。
49.柔性电路板450包括顺次相连的第一段、第二段和第三段，第一段设置在第一侧壁和外壳70之间形成的第一间隙中，第二段设置在第二侧壁和外壳70之间形成的第二间隙中，第三段设置在第三侧壁和外壳70之间形成的第三间隙中。第一驱动结构40中的线圈410贴设在柔性电路板450 的第三段，可节约空间。且柔性电路板450与线圈410电连接，用于为
线圈410提供电流。
50.镜头驱动装置100包括驱动镜头模组20的第二驱动结构50和固定镜头模组20的弹性支架209，具体的，该弹性支架209的材料是金属材料。该弹性支架209用于将镜头模组20与壳体30相连接，弹性支架209包括四个弹性臂，即第一弹性臂3091和与第一弹性臂3091于第一对角线x上分布的第四弹性臂3094、第二弹性臂3092和与第二弹性臂3092于第二对角线上y分布的第三弹性臂3093。其中，在第一对角线x上，第一弹性臂3091与第四弹性臂3094与支撑框架207连接，在第二对角线y上，第二弹性臂3092与第三弹性臂3093与壳体30连接。
51.第二驱动结构50设置于支撑框架207与壳体30之间，第二驱动结构 50包括位于支撑框架207一侧边的第一驱动部501和位于支撑框架207相邻侧边的第二驱动部502，第一驱动部501和第二驱动部502位于第二对角线y的两侧，第一驱动部501与第二驱动部502提供同向驱动力使得镜头模组20朝第一方向a运动，需要说明的是，镜头模组20朝第一方向a 运动为镜头模组20绕第一对角线x旋转。具体的，当第一驱动部501提供的驱动力和第二驱动部502提供的驱动力同时为在光轴方向上向远离底壁306的第四方向时，镜头模组20朝第一方向a方向旋转。当第一驱动部 501提供的驱动力和第二驱动部502提供的驱动力同时为在光轴方向上向靠近底壁306的第五方向时，镜头模组20朝第一方向a逆向旋转。第一驱动部501与第二驱动部502提供异向驱动力使得镜头模组20朝第二方向b 运动。需要说明的是，镜头模组20朝第二方向b运动为镜头模组20绕第二对角线y旋转。具体的，当第一驱动部501提供的驱动力沿着第四方向，第二驱动部502提供的驱动力沿着第五方向，镜头模组20朝第二方向b 旋转，当第一驱动部501提供的驱动力沿着第五方向，第二驱动部502提供的驱动力沿着第四方向，镜头模组20朝第二方向b逆向旋转。
52.第二驱动结构50包括翻转磁钢及与翻转磁钢。在一些实施例中，翻转线圈包括第一翻转线圈510和第二翻转线圈550，翻转磁钢包括第一翻转磁钢520和第二翻转磁钢560。第一翻转线圈510设置在第一安装槽304，第一翻转线圈510远离镜头模组20的一面与柔性电路板450的第一段靠近镜头模组20的一面贴合设置。第二翻转线圈550设置在第二安装槽305 上，第二翻转线圈550远离镜头模组20的一面与柔性电路板450的第二段靠近镜头模组20的一面贴合设置，这样可减小安装空间。第一翻转磁钢 520和第二翻转磁钢560分别固定设置于壳体30的侧壁上。在一些实施例中，第一翻转线圈510和第二翻转线圈550直接设置在侧壁上。第一翻转磁钢520靠近镜头模组20的一面与第一翻转线圈510远离镜头模组20的一面正对设置，第二翻转磁钢560靠近镜头模组20的一面与第二翻转线圈 550远离镜头模组20的一面正对设置。第一翻转磁钢520与第一翻转线圈 510相互作用产生第一作用力，第二翻转磁钢560与第二翻转线圈550相互作用产生第二作用力，镜头驱动装置100通过第一作用力和第二作用力配合以驱动镜头模组20朝第一方向和第二方向运动。实现镜头模组20在两轴方向上的防抖。
53.本发明实施例通过第二驱动结构50和第一驱动结构40的配合，实现了镜头模组20在三轴方向的翻转，使得镜头模组20在壳内防抖补偿，完成了三轴防抖，得到更加清晰的成像效果。再加上滚珠420在旋转支撑架的圆弧段的滚动，引导了镜头模组20的翻转，使得三轴防抖效果更好。
54.第二驱动结构50设有第一磁轭530和第二磁轭570，第一磁轭530安装并固定于第一安装槽304上，第一磁轭530远离镜头模组20的一面贴设于第一翻转磁钢520。第二磁轭
570安装并固定于第二安装槽305上，第二磁轭570远离镜头模组20的一面贴设于第二翻转磁钢560。第一磁轭530 和第二磁轭570兼具将镜头模组20向光轴的中心牵引的作用。
55.第二驱动结构50还设有第一钢板540和第二钢板580，第一钢板540 设置在柔性电路板450的第一段和第一翻转线圈510之间形成的间隙里，第二钢板580设置在柔性电路板450的第二段和第二翻转线圈550之间形成的间隙里，第一钢板540用于将柔性电路板450的第一段卡紧于第一翻转线圈510，第二钢板580用于将柔性电路板450的第二段卡紧于第二翻转线圈550。
56.镜头模组20包括沿光轴方向依次设置的镜头201、镜筒208、外壳70、透镜205、卡扣203和传感器204，以及对焦模块211、复位磁钢212和第二柔性电路板200。外壳70用于固定镜头201和镜筒208，卡扣203用于将整个镜头模组20悬置于外壳70内。第二柔性电路板200用于为对焦模块211中的电路进行供电。对焦模块211用于在镜头201使用过程中，对镜头201在光轴方向上进行调焦。复位磁钢212设置在壳体30的底部，用于在驱动镜头模组20进行防抖后，使得滚珠420恢复到防抖前的原始状态，以便下一次防抖的进行。
57.以上的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。