音圈电机及其驱动方法
【专利说明】音圈电机及其驱动方法
[0001 ] 本发明申请为申请日为2011年2月22日并于2013年4月28日进入中国国家阶段的发明名称为“音圈电机及其驱动方法”的第201180052659.6号发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及一种音圈电机以及音圈电机的驱动方法。
【背景技术】
[0003]最近，已经开发了嵌入有超小型数码相机的移动终端。形成在常规移动终端上的超小型数码相机在下述方面是不利的:不能调整在用于将外部光线变成数字图像或数字图片的图像传感器与透镜之间的间隙。然而，最近已经开发了透镜驱动装置，比如用于调整在图像传感器与透镜之间的间隙的音圈电机，使得能够在超小型数码相机中获得改善的数字图像或数字图片。
[0004]通常，音圈电机构造为使得透镜安装在其中，设置在基部上的线圈架(bobbin)从基部向上移动以调整在透镜与安装在基部的后表面上的图像传感器之间的间隙。音圈电机的线圈架与板簧耦接以允许当未操作音圈电机时使线圈架通过板簧的弹力一直与基部接触。
[0005]S卩，常规音圈电机的线圈架仅相对于基部朝一个向上的方向驱动。相对于基部朝一个方向驱动的常规音圈电机不可避免地并且不利地需要比板簧的弹力和线圈架的自重大的驱动力来驱动音圈电机，因此导致该音圈电机的功率消耗增大。
[0006]另一个缺点是，通过比线圈架的自重和板簧的弹力大的驱动力来驱动音圈电机，增大了缠绕在线圈架或磁体上的线圈的尺寸，从而导致音圈电机的整体尺寸增大。
[0007]又一个缺点是，如果板簧变形，则不能精确地调整透镜与图像传感器之间的焦距从而降低了图像的质量。
【发明内容】
[0008]【技术问题】
[0009]本发明涉及一种音圈电机及其驱动方法，被配置为进一步改善音圈电机中的功率消耗、尺寸和图像质量。
[0010]【技术方案】
[0011]为了整体上或部分地实现至少上述目的，并且依据该公开所体现和广泛描述的目的，提供了一种音圈电机，在本发明的一个通用方面中，该电机的特征在于:定子，包括产生第一电磁场的磁体;动子，包括线圈架和线圈，该线圈架形成为具有光通过的中空孔，该线圈形成在线圈架的外周上并且产生响应于第一电磁场的第二电磁场;基部，固定至定子处并且形成有光通过的开口；以及至少一个弹性构件，弹性地支承线圈架并且当线圈上未施加电流时在线圈架与基部之间形成间隙。
[0012]在本发明的一些示例性实施方式中，弹性构件可以包括:第一弹性构件，连接至线圈架的底端；以及第二弹性构件，连接至线圈架的与底端相对的上端。
[0013]在本发明的一些示例性实施方式中，第一弹性构件和第二弹性构件中的每一个可以包括:耦接至线圈架的内部弹性单元;连接地耦接至定子的外部弹性单元；以及连接内部弹性单元与外部弹性单元的连接弹性单元。
[0014]在本发明的一些示例性实施方式中，内部弹性单元可以通过动子的自重引起的下垂而设置在外部弹性单元的下表面处。
[0015]在本发明的一些示例性实施方式中，考虑到由动子的自重引起的下垂，内部弹性单元可以设置在比外部弹性单元的位置较高的位置处，并且第一弹性构件和第二弹性构件可以设置成与基部的上表面平行。
[0016]在本发明的一些示例性实施方式中，音圈电机还可以包括外罩筒，该外罩筒可以固定至基部处以覆盖动子和定子，并且可以在与线圈架相对的基部和在外罩筒的与线圈架相对的内表面中的任何一个处设置减震构件。
[0017]在本发明的一些示例性实施方式中，第一减震构件和第二减震构件可以设置在与线圈架相对的基部和外罩筒的与线圈架相对的内表面上。
[0018]在本发明的一些示例性实施方式中，减震构件可以包括海绵、具有弹性的合成树脂以及橡胶中的任何一个。
[0019]在本发明的另一通用方面中，提供了一种音圈电机，该音圈电机的特征在于:定子，包括产生第一电磁场的磁体;动子，包括线圈架和线圈，该线圈架形成为具有光通过的中空孔，该线圈形成在线圈架的外周上并产生响应于第一电磁场的第二电磁场;基部，固定至定子处并且形成有光通过的开口 ；弹性构件，弹性地支承线圈架，其中，向下述方向中的任何一个方向驱动通过弹性构件支承的线圈架:第一方向，该第一方向通过由第一电磁场和第二电磁场产生的上升动力远离基部；以及第二方向，该第二方向通过由第一电磁场和第二电磁场产生的下降动力接近基部。
[0020]在本发明的一些示例性实施方式中，当向第一方向驱动线圈架时，正向电流可以施加至线圈，并且当向第二方向驱动线圈架时，与正向电流相反地流动的反向电流可以施加至线圈。
[0021]在本发明的一些示例性实施方式中，音圈电机可以通过调整线圈上的电压差来向第一方向和第二方向中的任何一个方向驱动线圈架。
[0022]在本发明的又一通用方面中，提供了一种音圈电机，该音圈电机的特征在于:定子，包括产生第一电磁场的磁体;动子，包括线圈架和线圈，该线圈架形成为具有光通过的中空孔，该线圈形成在线圈架的外周上并且产生响应于第一电磁场的第二电磁场;基部，固定至定子处并且形成有光通过的开口；至少一个弹性构件，弹性地支承线圈架并且在线圈架的底端与基部的上表面之间形成间隙；以及驱动模块，包括控制单元和电流提供单元，该控制单元产生用于使线圈架上升的上升控制信号以及用于使线圈架下降的下降控制信号，该电流提供单元响应于控制单元的上升控制信号和下降控制信号向线圈提供正向电流或反向电流。
[0023]在本发明的一些示例性实施方式中，电流提供单元可以包括第一单元电路和第二单元电路，在第一单元电路中，第一开关元件和第二开关元件串联连接，并且在第二单元电路中，第三开关元件和第四开关元件串联连接，其中，第一单元电路和第二单元电路相对于电源并联电连接，线圈的第一末端连接地插入至第一开关元件与第二开关元件之间，并且线圈的第二末端连接地插入至第三开关元件与第四开关元件之间。
[0024]在本发明的一些示例性实施方式中，上升控制信号可以提供至第一开关元件和第二开关元件以向线圈施加正向电流，并且下降控制信号可以提供至第三开关元件和第四开关元件以向线圈施加反向电流。
[0025]在本发明的又一个通用方面中，提供了一种用于驱动音圈电机的方法，该方法的特征在于:通过将第一电流施加至缠绕在线圈架上的线圈将线圈架移动至参考位置，该线圈架嵌入有透镜并且以与基部间隔开的方式由弹性构件弹性地支承；向线圈施加与第一电流相反的方向流动的第二电流，以使线圈架离开参考位置;并且当在透镜与图像传感器之间形成最佳焦距时，通过恒定地保持第二电流的量来将线圈架停止在与最佳焦距对应的位置处。
[0026]在本发明的一些示例性实施方式中，参考位置可以是基部的上表面和覆盖线圈架的外罩筒的内部侧表面中的任何一个。
[0027]在本发明的一些示例性实施方式中，在使线圈架离开参考位置的步骤中的第二电流的量可以连续地增大。
[0028]在本发明的一些示例性实施方式中，将线圈架停止在与最佳焦距对应的位置处的步骤可以包括将线圈架移动至偏离最佳焦距的位置的位置，以及通过向线圈重新施加第一电流而将线圈架返回至最佳焦距的位置。
[0029]在本发明的又一个通用方面中，提供了一种用于驱动音圈电机的方法，该方法的特征在于:通过将第一电流施加至缠绕在线圈架上的线圈将线圈架移动至参考位置，该线圈架嵌入有透镜并且通过以与基部间隔开的方式由弹性构件弹性地支承;基于对象计算用于形成透镜与图像传感器模块之间的最佳焦距的数据;并且通过将与同数据相关的第一电流相反地流动的第二电流施加至线圈，来基于数据将线圈架移动至参考位置。
[0030]在本发明的一些示例性实施方式中，第二电流可以为具有预定强度的电流量。
[0031]根据本申请的一个方面，提供了一种音圈电机，包括:磁体;基部，基部中心形成有开口；动子，动子包括线圈架和线圈组件，线圈组件固定在线圈架的外周上并且面对磁体；以及弹性构件，支承动子，以使得在未向线圈组件施加电流时动子处于初始位置处，其中，在初始位置处线圈架离开基部，以及其中，动子被配置为被从初始位置向沿重力方向的第一方向驱动以及从初始位置向与重力方向相反的第二方向驱动。
[0032]根据本申请的一个方面，提供了一种相机模块，包括:透镜；图像传感器；以及上述音圈电机，其中，音圈电机调整透镜和图像传感器之间的距离。
[0033]根据本申请的另一个方面，还提供了一种包括上述相机模块的移动电话。
[0034]根据本申请的又一个方面，提供了一种用于驱动嵌入在上述相机模块中的音圈电机的方法，包括如下步骤:通过向线圈组件施加第一方向的电流而将线圈架从初始位置移动到参考位置;通过减小第一方向的电流使线圈架从参考位置离开;通过向线圈组件施加与第一方向相反的第二方向的电流而将线圈架从参考位置进一步分离，其中，当减小第一方向的电流并且然后增大第二方向的电流时线圈架从参考位置移动经过初始位置;以及通过将线圈架移动至偏离最佳焦距位置的位置以及然后通过向线圈组件重新施加第一方向的电流或者通过减小至线圈组件的第二方向的电流而将线圈架返回至最佳焦距位置来将线圈架停止在最佳焦距处。
[0035]根据本申请的另一个方面，提供了一种音圈电机，包括:磁体;动子，动子包括线圈架和线圈组件，线圈架形成有中空孔，线圈组件固定在线圈架的外周上;基部，基部中心形成有开口；弹性构件，弹性构件耦接至线圈架，线圈架被配置为在向线圈组件施加正向电流时将动子从初始位置向向上方向移动，以及在向线圈组件施加反向电流时将动子从初始位置向向下方向移动;其中，当未向线圈组件施加电流时，动子在离开基部的初始位置处，以及其中，弹性构件包括第一弹性构件和第二弹性构件，其中，第一弹性构件耦接至线圈架的下部，第二弹性构件耦接至线圈架的上部，在初始位置处形成第二间隙。
[0036]根据本申请的另一个方面，还提供了一种音圈电机，包括:磁体;基部，基部中心形成有开口；动子，包括线圈架和线圈组件，线圈架与透镜耦接，线圈组件固定在线圈架的外周上并且面对磁体;弹性构件，支承动子;外罩筒，固定在基部上以覆盖动子和线圈架;减震构件，布置在基部的与线圈架相对的上表面和外罩筒的与线圈架相对的内表面中的任何一个处，其中，减震构件包括海绵、具有弹性的合成树脂