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CN109975973A - 驱动液体镜头的音圈马达及具有音圈马达的镜头组件 - Google Patents

驱动液体镜头的音圈马达及具有音圈马达的镜头组件 Download PDF

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CN109975973A CN201910153565.6A CN201910153565A CN109975973A CN 109975973 A CN109975973 A CN 109975973A CN 201910153565 A CN201910153565 A CN 201910153565A CN 109975973 A CN109975973 A CN 109975973A
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Abstract

本申请提供了一种驱动液体镜头的音圈马达及具有音圈马达的镜头组件。该音圈马达包括多个子马达部分，该多个子马达部分可独立控制，该子马达部分包括：不动件部分；沿着光轴方向相对于该不动件部分可运动的可动件部分；连接弹片，分别连接液体镜头与该可动件部分，该可动件部分在光轴方向受到作用力时带动该连接弹片挤压该液体镜头，该连接弹片为片弹簧，在光轴方向上的刚度系数大于该连接弹片在垂直于光轴方向上的刚度系数；驱动电路部分，对该可动件部分的移动距离进行控制。上述技术方案的音圈马达能够精确地同时实现液体镜头自动对焦和光学防抖。

Description

驱动液体镜头的音圈马达及具有音圈马达的镜头组件
技术领域
本申请实施例涉及镜头驱动装置领域，并且更具体地，涉及一种驱动液体镜头的音圈马达及具有音圈马达的镜头组件。
背景技术
自动对焦(auto focus，AF)是利用被摄物体的光反射原理，将反射的光经过镜头后在图像传感器上成像及接收，再通过计算机处理得到被摄物体的物距，然后根据物距自动移动镜头完成调焦。
光学防抖(optical image stabilization，OIS)是一种通过陀螺仪做抖动检测，然后通过OIS马达反方向平移或旋转整个镜头，补偿曝光期间因终端设备抖动引起的图像模糊。
对于传统镜头而言，通常是利用不同的马达组件驱动镜头进行移动或旋转以分别实现AF和OIS。为了适应人们对微型变焦镜头的需求，出现了一种动态调整透镜折射率或通过改变其表面形状来改变焦距和实现光学防抖的新型光学元件，即液体镜头。
对于液体镜头而言，可以通过同一马达组件的驱动同时实现液体镜头的AF和OIS。但目前液体镜头的驱动装置在进行自动对焦和光学防抖时不能够精确控制液体镜头的位移形变，从而不能取得很好的自动对焦和光学防抖效果。
发明内容
本申请实施例提供一种驱动液体镜头的音圈马达以及具有音圈马达的镜头组件，能够精确地同时实现液体镜头自动对焦和光学防抖。
第一方面，提供一种驱动液体镜头的音圈马达，所述音圈马达包括多个子马达部分，所述多个子马达部分可独立控制，所述子马达部分包括：不动件部分；沿着光轴方向相对于所述不动件部分可运动的可动件部分；连接弹片，分别连接液体镜头与所述可动件部分，所述可动件部分在光轴方向受到作用力时带动所述连接弹片挤压所述液体镜头，所述连接弹片为片弹簧，在光轴方向上的刚度系数大于所述连接弹片在垂直于光轴方向上的刚度系数；驱动电路部分，对所述可动件部分的移动距离进行控制。
本申请提供的音圈马达通过连接弹片连接液体镜头和音圈马达的可动件部分，能够使音圈马达的可动件部分受到一定作用力时保持在单一方向上运动，并且音圈马达的多个子马达部分可以独立控制，多个子马达部分对液体镜头独立施加作用力，能够更精确地控制液体镜头的位移和形变，并且能够同时实现液体镜头的自动对焦和光学防抖。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述不动件部分包括马达基座部分、固定于所述马达基座部分上的线圈和线路板，其中，所述线圈固定在所述线路板上，并与所述线路板电连接；所述可动件部分包括与所述线圈相对设置的磁石。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述可动件部分还包括U型隔磁片，所述磁石固定在所述U型隔磁片的内侧壁上，所述U型隔磁片形成的隔磁空间中还容纳所述线圈和所述线路板；所述连接弹片的下部与所述U型隔磁片外侧壁固定连接。
U型隔磁片能够减少磁石和线圈通电时产生的漏磁，可以增大马达推力。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述不动件部分包括马达基座部分、相对所述马达基座部分固定的磁石；所述可动件部分包括线路板和固定于所述线路板上的线圈，所述线圈与所述磁石相对设置。
通过使磁石固定、线圈可动的运动方式，可以减少可动件部分的重量，提高音圈马达的机械可靠性。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述不动件部分还包括U型隔磁片，所述磁石固定在所述U型隔磁片的内侧壁上，所述U型隔磁片形成的隔磁空间中还容纳所述线圈和所述线路板；所述连接弹片的下部与所述线路板固定连接，所述U型隔磁片侧壁具有沿光轴方向的开口，所述连接弹片通过所述开口带动所述线路板运动。
U型隔磁片能够减少磁石和线圈通电时产生的漏磁，可以增大马达推力。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述多个子马达部分的马达基座部分形成一个整体式马达基座。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述驱动电路部分包括驱动和霍尔一体式集成芯片，所述驱动和霍尔一体式集成芯片位于所述线圈的中心并固定于所述线路板上，实现对所述可动件部分移动距离的闭环控制。
通过采用驱动和霍尔一体集成芯片对音圈马达的可动件部分的位移进行闭环控制，能够更精确地控制可动件部分的位移，从而更精确的地控制液体镜头的位移和形变，达到更好的自动对焦和光学防抖效果。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述驱动电路部分还包括微控制单元MCU，所述MCU获取自动对焦指令和/或光学防抖指令，通过叠加和融合算法计算后向所述驱动和霍尔一体式集成芯片输出马达位移指令，用于对所述子马达部分进行闭环控制。
由于音圈马达的可动件部分在单一方向即光轴方向运动，通过将用于自动对焦的指令和用于光学防抖的指令进行叠加和融合计算后得到一个马达位移指令，通过执行该马达位移指令可同时实现自动对焦和光学防抖。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述子马达部分还包括挤压部件部分，所述挤压部件部分包括弧形的挤压部和设置在弧形的挤压部圆周上的耳部，所述连接弹片与所述挤压部件部分的所述耳部相连。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述多个子马达部分的弧形的挤压部形成一个整体式的环形的挤压部。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述子马达部分还包括支撑和悬挂所述可动件部分的上部支撑弹片和下部支撑弹片，其中，所述上部支撑弹片的靠近马达腔体的一端固定于所述可动件部分上，另一端固定于所述不动件部分上；所述下部支撑弹片的靠近马达腔体的一端固定于所述可动件部分上，另一端固定于所述不动件部分上。
音圈马达的上部支撑弹片和下部支撑弹片能够控制音圈马达的可动件部分在垂直光轴方向上不发生位移，从而可以使可动件部分在单一方向上运动。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述多个子马达部分的上部支撑弹片形成一体式上部支撑弹片；和/或所述多个子马达部分的下部支撑弹片形成一体式下部支撑弹片。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述多个子马达部分绕光轴分布于所述音圈马达的四边。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述线圈和所述磁石作用产生的最大驱动力小于使所述连接弹片在光轴方向上发生变形的力。
第二方面，提供一种镜头组件，包括液体镜头和驱动所述液体镜头的音圈马达，所述音圈马达包括多个子马达部分，所述多个子马达部分可独立控制，所述子马达部分包括：不动件部分；沿着光轴方向相对于所述不动件部分可运动的可动件部分；连接弹片，分别连接液体镜头与所述可动件部分，所述可动件部分在光轴方向受到作用力时带动所述连接弹片挤压所述液体镜头，所述连接弹片为片弹簧，在光轴方向上的刚度系数大于所述连接弹片在垂直于光轴方向上的刚度系数；驱动电路部分，对所述可动件部分的移动距离进行控制。
本申请提供的音圈马达通过连接弹片连接液体镜头和音圈马达的可动件部分，能够使音圈马达的可动件部分受到一定作用力时保持在单一方向上运动，并且音圈马达的多个子马达部分可以独立控制，多个子马达部分对液体镜头独立施加作用力，能够更精确地控制液体镜头的位移和形变，并且能够同时实现液体镜头的自动对焦和光学防抖。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述不动件部分包括马达基座部分、固定于所述马达基座部分上的线圈和线路板，其中，所述线圈固定在所述线路板上，并与所述线路板电连接；所述可动件部分包括与所述线圈相对设置的磁石。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述可动件部分还包括U型隔磁片，所述磁石固定在所述U型隔磁片的内侧壁上，所述U型隔磁片形成的隔磁空间中还容纳所述线圈和所述线路板；所述连接弹片的下部与所述U型隔磁片外侧壁固定连接。
U型隔磁片能够减少磁石和线圈通电时产生的漏磁，可以增大马达推力。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述不动件部分包括马达基座部分、相对所述马达基座部分固定的磁石；所述可动件部分包括线路板和固定于所述线路板上的线圈，所述线圈与所述磁石相对设置。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述不动件部分还包括U型隔磁片，所述磁石固定在所述U型隔磁片的内侧壁上，所述U型隔磁片形成的隔磁空间中还容纳所述线圈和所述线路板；所述连接弹片的下部与所述线路板固定连接，所述U型隔磁片侧壁具有沿光轴方向的开口，所述连接弹片通过所述开口带动所述线路板运动。
U型隔磁片能够减少磁石和线圈通电时产生的漏磁，可以增大马达推力。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述多个子马达部分的马达基座部分形成一个整体式马达基座。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述驱动电路部分包括驱动和霍尔一体式集成芯片，所述驱动和霍尔一体式集成芯片位于所述线圈的中心并固定于所述线路板上，实现对所述可动件部分移动距离的闭环控制。
通过采用驱动和霍尔一体集成芯片对音圈马达的可动件部分的位移进行闭环控制，能够更精确地控制可动件部分的位移，从而更精确的地控制液体镜头的位移和形变，达到更好的自动对焦和光学防抖效果。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述驱动电路部分还包括微控制单元MCU，所述MCU获取自动对焦指令和/或光学防抖指令，通过叠加和融合算法后向所述驱动和霍尔一体式集成芯片输出马达位移指令，用于对所述子马达部分进行闭环控制。
由于音圈马达的可动件部分在单一方向即光轴方向运动，通过将用于自动对焦的指令和用于光学防抖的指令进行叠加和融合计算后得到一个马达位移指令，通过执行该马达位移指令可同时实现自动对焦和光学防抖。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述子马达部分还包括挤压部件部分，所述挤压部件部分包括弧形的挤压部和设置在弧形的挤压部圆周上的耳部，所述连接弹片与所述挤压部件部分的所述耳部相连。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述多个子马达部分的弧形的挤压部形成一个整体式的环形的挤压部。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述子马达部分还包括支撑和悬挂所述可动件部分的上部支撑弹片和下部支撑弹片，其中，所述上部支撑弹片的靠近马达腔体的一端固定于所述可动件部分上，另一端固定于所述不动件部分上；所述下部支撑弹片的靠近马达腔体的一端固定于所述可动件部分上，另一端固定于所述不动件部分上。
音圈马达的上部支撑弹片和下部支撑弹片能够控制音圈马达的可动件部分在垂直光轴方向上不发生位移，从而可以使可动件部分在单一方向上运动。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述多个子马达部分的上部支撑弹片形成一体式上部支撑弹片；和/或所述多个子马达部分的下部支撑弹片形成一体式下部支撑弹片。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述多个子马达部分绕光轴分布于所述音圈马达的四边。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述线圈和所述磁石作用产生的最大驱动力小于使所述连接弹片在光轴方向上发生变形的力。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述镜头组件还包括外壳，所述外壳与所述多个子马达部分的马达基座部分配合，具有开口，所述外壳与所述多个子马达部分的马达基座部分形成的空间用于容纳所述音圈马达和所述液体镜头。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述镜头组件还包括液体镜头支撑架，所述外壳设置有支撑板，所述支撑板与所述支撑架相连。
附图说明
图1是本申请实施例的液体镜头进行自动对焦和光学防抖的原理示意图。
图2是本申请一个实施例的镜头组件轴测装配图。
图3是本申请一个实施例的镜头组件的上分解透视图。
图4是本申请一个实施例的镜头组件的下分解透视图。
图5是本申请一个实施例的音圈马达的分解透视图。
图6是本申请另一个实施例的镜头组件的分解透视图。
图7是本申请另一个实施例的音圈马达的分解透视图。
图8是本申请实施例的音圈马达自动对焦时的工作原理示意图。
图9是本申请实施例的音圈马达光学防抖时的工作原理示意图。
图10是本申请实施例的连接弹片的示意性结构图。
图11是本申请实施例的线路连接示意性框图。
图12是本申请实施例的音圈马达自动对焦和光学防抖的控制流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
在拍照和视频等应用场景中，经常需要改变摄像头或镜头的焦点位置以实现自动对焦和光学防抖。
自动对焦(auto focus，AF)是利用被摄物体的光反射原理，将被摄物体反射的光经过镜头后在图像传感器上成像及接收，通过计算机处理得到被摄物体的物距，然后根据物距自动移动镜头完成调焦。
光学防抖(optical image stabilization，OIS)是指在成像仪器例如照相机中，通过光学元器件的设置，例如镜头设置，来避免或者减少捕捉光学信号过程中出现的仪器抖动现象，以提高成像质量。通常的一种做法是通过陀螺仪做抖动检测，然后通过OIS马达反方向平移或旋转整个镜头，补偿曝光期间因成像仪器设备抖动引起的图像模糊。
传统的镜头在进行自动对焦和光学防抖时，实现光学变焦需要镜头整体移动一定距离或旋转一定角度，并且镜头的自动对焦与光学防抖是通过不同的马达组件实现的。为适应人们对摄像头小型化的需求，出现了一种可以动态调整透镜折射率或通过改变其表面形状(曲率)来改变焦距和实现光学防抖的新型光学元件，也就是液体镜头。
液体镜头是一种曲率可变的液体透镜，是一种使用一种或多种液体制成的无机械连接的光学元件，可以通过外部控制改变光学元件的内部参数，有着传统光学透镜无法比拟的性能。图1示出了液体镜头进行自动对焦和光学防抖的原理。
对液体镜头进行自动对焦时，可以在较小的空间和尺寸内，通过马达或静电力挤压液体镜头，使其表面(即折射面)形状发生相对均匀的变化，从而实现焦点沿着光轴中心上下移动。如图1的(a)和(b)所示，液体镜头102的折射面一侧设置有挤压部件101，当进行自动对焦时，挤压部件101在马达驱动力作用下会沿着光轴方向向液体镜头102侧运动，从而挤压液体镜头102。液体镜头102周边受到均匀挤压后，镜头曲面变得更加弯曲，光线L穿过液体镜头102后折射角增大，使焦点沿着光轴中心向上移动，从图中看，液体镜头102经过自动对焦后，焦点由(a)中的焦点Fa移动至(b)中的焦点Fb，焦点Fa与焦点Fb均位于光轴中心。
对液体镜头进行光学防抖时，可以通过马达或静电力挤压镜头，使其表面(即折射面)形状发生相对不均匀的变化，从而使焦点偏离光轴中心。如图1的(c)和(d)所示，液体镜头102的折射面一侧设置有挤压部件101，当进行光学防抖时，挤压部件101在马达驱动力作用下向液体镜头102侧运动，从而挤压液体镜头102。由于挤压部件101在液体镜头多个位置的移动的距离不同，因此液体镜头102周边受到不均匀的挤压，镜头曲面的弯曲程度不一致，相对于光轴对称的光线L穿过液体镜头102后折射角不同，使得焦点偏移光轴中心，通过焦点的偏移来反向补偿曝光期间成像仪器的抖动，可以实现成像清晰的目的。从图中看，液体镜头102经过光学防抖后，焦点由(c)中的焦点Fc偏移至(d)中的焦点Fd。
在镜头自动对焦或光学防抖时，通常是利用音圈马达(voice coil motor，VCM)驱动镜头进行平移或旋转。用于驱动镜头的音圈马达中，带动镜头运动的可动件部分进行自动对焦的运动方向与进行光学防抖的运动方向往往是不同的，例如对于传统镜头而言，可动件部分沿光轴方向运动可以使镜头沿光轴方向平移从而实现自动对焦，可动件部分在垂直光轴方向做摆角运动可以使镜头旋转从而实现光学防抖，因此这类音圈马达需要较大的内部空间以满足可动件部分在不同方向上的运动，并且用于实现自动对焦和光学防抖的马达组件需要分开控制；对于液体镜头而言，可动件部分沿光轴方向运动使液体镜头折射面受到均匀挤压可以实现自动对焦，使液体镜头折射面受到不均匀挤压可以实现光学防抖，虽然可以通过同一组马达组件同时实现自动对焦和光学防抖，但马达的可动件部分在做光学防抖时，由于液体镜头折射面需要受到不均匀的挤压，用于挤压液体镜头的马达的可动件部分例如相对设置的马达可动件部分在光轴方向上的位移不同，会造成马达的可动件部分在垂直光轴方向存在位移。马达组件产生倾斜(tilt)后，可动件部分(如线圈)与不动件部分(如磁石)的间距会发生变化，相应地用于推动可动件部分的电磁力也会变化，造成无法精确控制马达可动件部分在垂直方向上的位移。因此不论对于哪种镜头来说，在进行光学防抖和/或自动对焦时，对于镜头的位移或形变均不能进行更加精确的控制。
本申请实施例提供一种驱动液体镜头的音圈马达，能够对液体镜头的形变位移进行精确控制，并可以同时实现自动对焦和光学防抖。
应理解，本申请实施例的音圈马达不限于用于驱动液体镜头，还可以用于驱动传统镜头，本申请实施例以音圈马达驱动液体镜头为例进行描述。
下面将参照附图详细描述本申请的实施例。
图2示出了镜头组件的轴测装配图。
镜头组件A具有AF功能和OIS功能，通过在拍摄对象时自动对焦和光学防抖，可以在不模糊图像的情况下拍摄图像。如图中所示，镜头组件A主要包括音圈马达1、液体镜头子组件2和外壳20。音圈马达1用于将电能转化为机械能，利用来自永久磁钢的磁场与通电线圈导体产生的磁场中磁极间的相互作用产生有规律的运动，例如线性或有限摆角的运动，从而带动液体镜头子组件2中液体镜头的运动。
为方便描述，以下定义镜头的光轴方向为Z方向，光轴方向上的被摄物体方向侧为前侧，与被摄物体相背的方向侧为后侧，垂直于光轴的第一方向为X方向，从图2中看，X方向与图2中左下角的音圈马达1的边平行，垂直于光轴和第一方向的第二方向为Y方向，从图2中看，Y方向与图2中右下角的音圈马达1的边平行，在X和Y方向上靠近光轴的方向为内侧，与光轴方向相背的方向为外侧。同样的，X、Y、Z方向和前、后、内、外侧的定义同样适用于后文将要描述的各幅附图。
需要说明的是，上述对X、Y、Z方向和前、后、内、外侧的定义仅仅是为了方便描述本申请实施例的音圈马达的各部件之间的位置关系或连接关系，不对本申请实施例造成限定。
还需说明的是，对于本申请实施例中相同的零部件，图中可能仅以其中一个零件或部件为例标注了附图标记，应理解的是，对于其他相同的零件或部件，附图标记同样适用。
图3和图4示出了镜头组件A的分解透视图，图3是上分解透视图，图4是下分解透视图。
本申请实施例的音圈马达1包括多个子马达部分，该多个子马达部分可以独立控制，例如通过向该多个子马达部分单独输入控制指令实现该多个子马达部分的独立运动等；多个子马达部分也可以整体控制，例如通过向该多个子马达部分输入同一指令控制该多个子马达部分同步运动；当然也可以向该多个子马达部分中的几个子马达部分输入同一指令以控制该几个子马达部分的运动。换句话说，可以独立控制该多个子马达部分单独运动，可以控制该多个子马达部分一起运动，也可以将该多个子马达部分分成多组，从而独立控制多组子马达部分。
每个子马达部分主要包括马达基座部分11、线路板12、磁石13、线圈14、U型隔磁片15、下部支撑弹片16、上部支撑弹片17、连接弹片18、挤压部件部分19。
需要说明的是，本申请实施例的音圈马达包括多个子马达部分，也就是音圈马达包括至少两个子马达部分。图3、图4以及以下的图中，为了清楚展示子马达部分的各个构成部分，采用在多个子马达部分上标注附图标记来对其中一个子马达部分进行描述，但应理解的是，除特殊说明外，对图中的附图标记所描述的内容是针对其中一个子马达部分进行说明的。
本申请实施例中，音圈马达包括四个子马达部分，四个子马达部分分别位于音圈马达的四边，应理解，在其他一些实施方式中，音圈马达可以包括其他数量的子马达部分，例如2个、3个、6个、8个或更多。
音圈马达1整体上呈方体，外壳20与多个子马达部分的马达基座部分11形成的空间用于容纳音圈马达的其他组件或镜头组件A的其他组件。图5即示出了音圈马达的分解透视图，下面参考图5详细描述音圈马达的结构。
马达基座部分11包括基板部分111a和线圈固定基座112。马达基座部分11在光轴方向上位于音圈马达的最后侧，也可以认为是位于音圈马达的最底层，用于支撑相应的子马达部分结构，多个子马达部分的马达基座部分11用于支撑整个马达和模组结构。
线圈固定基座112设置在基板部分111a的前端面的两端，用于固定线圈14和上部支撑弹片17。线圈固定基座112上设置有线圈固定柱，用于固定线圈14。如图5所示，线圈固定基座112a上设置有线圈固定柱1122，线圈固定基座112c上设置有线圈固定柱1124，线圈固定柱1122固定线圈14的一端，线圈固定柱1124固定线圈14的另一端。在本申请实施例中，设置有线圈固定柱1122的线圈固定基座112a和设置有线圈固定柱1124的线圈固定基座112c以及用于支撑固定线圈固定基座112a和线圈固定基座112c的基板部分111a可以构成一个子马达部分的马达基座部分11。
优选地，多个子马达部分的马达基座部分11可以构成一个整体式马达基座，也就是说多个马达基座部分的基板部分111a可以构成一个整体式基板，相邻子马达部分可以共用一个线圈固定基座等。本申请实施例中，以音圈马达采用一个整体式马达基座为例进行描述，应理解，在整体式马达基座上设置的其他的结构也可以适用于多个子马达的马达基座部分。
对于一个整体式马达基座，可以包括整体式基板111和线圈固定基座112，如图5所示，整体式基板111大体呈方形，其中部形成孔。线圈固定基座112设置在整体式基板111的前端面的四角处。线圈固定基座112a在平行于光轴方向的侧面上设置有线圈固定柱1121和1122，在具体实现上，线圈固定基座112a上的线圈固定柱1121可以与另一个相邻线圈固定基座112b上的线圈固定柱1123固定一个线圈14的两端，线圈固定基座112a上的线圈固定柱1122可以与另一个相邻线圈固定基座112c上的线圈固定柱1124固定另一个线圈14的两端。
当然，在其他的实现方式中，线圈固定基座112也可以设置在整体式基板111的其他位置，例如设置在整体式基板111的四边；线圈固定基座112在整体式基板111上设置的个数也不限定于是4个，也可以设置其他数量的线圈固定基座112，例如8个；在每个线圈固定基座112上也不限定于设置两个线圈固定柱，也可以是其他数量的线圈固定柱。
在其他的实现方式中，用于固定线圈14的线圈固定柱也可以是卡钩式或棱柱式或其他可以固定线圈14的形式。
线圈固定基座112可以与整体式基板111一体形成，也可以是通过焊接或粘接等方式与整体式基板111相连接。
可选地，线圈固定基座112可以为长方体、三棱柱体、四棱柱体、多棱柱柱体、圆柱体等，本申请实施例不做限定。
可选地，在整体式基板111上还可以设置凸台113，用于支撑下部支撑弹片16。
线圈14可以是环形线圈，其两条长边垂直于光轴，对应于四个子马达部分的数量，四个线圈14分布于音圈马达的四边，每个线圈14的两端分别固定于两个相邻线圈固定基座112上的线圈固定柱上。以其中一个线圈14为例，其两端141a和141b分别固定于线圈固定基座112b上的线圈固定柱1123和线圈固定基座112a上的线圈固定柱1121上。
在其他的实现方式中，线圈14不限定是环形线圈，也可以是其他形状的；每个子马达部分的线圈14的数量也不限定为一个，例如可以是2个、4个或者更多，可以根据线圈固定基座112的设置匹配合适形状和适当数量的线圈14。
为实现液体镜头的位移和形变的精确控制，本申请实施例的音圈马达可以采用用于闭环控制的驱动和霍尔一体式IC142。驱动和霍尔一体式IC142位于线圈14的中间位置，用于检测音圈马达的位移，并根据检测结果驱动音圈马达运动。
线路板12设置于驱动和霍尔一体式IC142的外侧，也相当于线路板12位于线圈14的外侧。线路板12与驱动和霍尔一体式IC142可以通过焊接方式相连接，线圈14固定在线路板12上并与线路板12进行电连接，用于实现驱动和霍尔一体式IC142的电连接以及线圈14走线。如图所示，驱动和霍尔一体式IC142可以与线路板12的内侧面121焊接，线圈14与线路板12的内侧面121相对。
在一些实现方式中，线路板12可以是柔性印刷电路板(flexible printedcircuit board，FPCB)或印刷线路板(printed circuit board，PCB)或其他可以实现线圈走线的电子器件。
在一些实现方式中，多个子马达部分的所有线圈14所对应的线路板12可以是一体的，也可以是分离的。
在一些实现方式中，线路板12与驱动和霍尔一体式IC142可以通过贴片连接。焊接方式可以采用回流焊工艺。驱动和霍尔一体式IC142还可以设置有焊盘和马达端子输出。
可选地，线路板12可以通过连接部123与音圈马达的外部的驱动电路相连接。
上文所述的马达基座部分11及布置其上的线圈固定基座112、线圈14、线路板12在调节液体镜头的过程中可以视作相对液体镜头子组件2来说位置不变的不动件部分。
在线圈14靠近马达腔体的内侧设置有磁石13，用于提供磁场。磁石13包括在光轴方向上前后相对设置的N极131和S极132。本领域的普通技术人员可以知道，磁石的N极和S极可以根据需要的磁场方向进行设置，不限于本申请实施例中的N极在S极的前侧。磁石13固定于U型隔磁片15的内侧壁的内侧面152上，位于线圈14的内侧，与线圈14相对。线圈14处于磁石13的磁场中，当线圈14通电后，在磁场的作用下，线圈14和磁石13会在安培力作用产生相对运动。由于线圈14固定在线圈固定基座112上，因此，在磁场的作用下，磁石13会相对线圈14沿光轴方向运动。
U型隔磁片15的开口向后，在U型隔磁片15的内侧壁的内侧面152与外侧壁的内侧面153之间的隔磁空间内由内而外依次容纳磁石13、线圈14、驱动和霍尔一体式IC142、线路板12，U型隔磁片15的外侧壁的内侧面153与线路板12的外侧面122相对，U型隔磁片15的外侧壁的外侧面154与外壳20的内壁相对。对于音圈马达来说，对应于线圈14的设置，每个子马达部分具有一个U型隔磁片，多个子马达部分的U型隔磁片15垂直光轴分布于马达的四边，用于减少磁石和线圈通电时产生的漏磁，从而增大马达推力。本领域的普通技术人员可以知道U型隔磁片15可以根据线圈14的设置方式进行相应的设置，不限定本申请实施例中所列举的方式。
在U型隔磁片15的内侧壁的外侧面151上固定有连接弹片18，连接弹片18可以起到连接、传递动力和缓冲作用。
连接弹片18呈片状，其一端固定于U型隔磁片15的内侧壁的外侧面151上，另一端连接于挤压部件19上。本申请实施例中的四个连接弹片181a、181b、181c、181d分布于音圈马达的四边，对应于多个子马达部分的分布，每个连接弹片对应地与一个U型隔磁片15连接。以连接弹片181a为例，其第二连接部1812与U型隔磁片15的内侧壁的外侧面151相连接，其第一连接部1811与挤压部件19相连接。本领域的普通技术人员可以知道连接弹片18的位置和个数可以根据线圈14或磁石13的设置而进行相应的设置，本申请实施例并不限定于每个子马达部分具有一个连接弹片，相当于不限定多个子马达部分的连接弹片18的数量总数为4个，也不限定连接弹片的具体连接位置。
在一些可能的实现方式，音圈马达中也可以用其他形状的隔磁片来替换U型隔磁片15，起到防止或减少磁石与线圈的漏磁作用。
在一些可能的实现方式中，音圈马达中也可以不包括U型隔磁片15，磁石通过其他部件与连接弹片18连接，或直接与连接弹片18连接。
连接弹片18可以是片弹簧，在光轴方向上的劲度系数较大，即在光轴方向上刚度较大，在垂直于光轴方向上劲度系数较小，当连接弹片受到的马达驱动力在预设马达驱动力阈值内，只允许连接弹片18在垂直于光轴方向发生微小的变形，因此连接弹片18可用于向挤压部件部分19传递驱动力，带动挤压部件部分19运动，并能保证音圈马达在单方向上运动；当连接弹片18受到的光轴方向的力超过预设马达驱动力阈值，在垂直于光轴方向，连接弹片18可以发生较大的弯曲变形，在受到的光轴方向的力消失或小于预设马达驱动力阈值时，连接弹片18恢复原状，因此连接弹片18还可以在受到的光轴方向的力较大时起到缓冲作用，以保护音圈马达内部其他模组或镜头组件。以下会结合图8和图9描述连接弹片18的工作过程，在此暂不详述。
挤压部件部分19包括耳部191和挤压部192，耳部191设置于挤压部192的外周，与连接弹片18的第一连接部1811相连接；挤压部192大体呈弧形，其前侧端面1921紧靠液体镜头21的后侧，用于挤压液体镜头使之产生形变，从而改变进光路径以实现自动对焦和光学防抖。本申请实施例中与四个连接弹片18相连接的分别为四个挤压部件部分19的四个耳部191a、191b、191c、191d。本领域普通技术人员可以知道挤压部件部分19的耳部191可以根据连接弹片的设置方式进行相应的设置。
在一些实现方式中，在连接弹片18的第一连接部1811上设置有卡爪，耳部191上设有孔，卡爪插入孔中。通过卡爪带动耳部191，使得挤压部192挤压液体镜头21。
优选地，多个子马达部分的挤压部件部分19可以构成一个整体式挤压部件，本申请实施例中以整体式挤压部件为例，如图所示，一个整体式挤压部件包括环形的挤压部和设置在环形的挤压部圆周上的耳部。
上文所述的磁石13、U型隔磁片15在调节液体镜头的过程中可以视作相对液体镜头子组件2可进行运动的可动件部分。
在本申请实施例中，音圈马达1的子马达部分还包括下部支撑弹片16和上部支撑弹片17，用于支撑和悬挂可动件部分。下部支撑弹片和上部支撑弹片的一端固定于可动件部分上，一端固定于不动件部分上，以图中所示的音圈马达为例，下部支撑弹片16的一端161固定于马达基座部分11上，另一端162固定于U型隔磁片15上，用于支撑U型隔磁片15的下端，例如下部支撑弹片16的一端161可以固定于整体式基板111上或凸台113上，另一端162固定于U型隔磁片15的侧壁的侧面上或侧壁的后端面上。上部支撑弹片17的一端171固定于马达基座部分11上，另一端172固定于U型隔磁片15的顶部，用于支撑U型隔磁片15的上端，例如，上部支撑弹片17的一端171固定于线圈固定基座112上，另一端172固定于U型隔磁片15的前端面155上。上部支撑弹片17和下部支撑弹片16在垂直于光轴方向的劲度系数较大，在光轴方向的劲度系数较小，因而上部支撑弹片17和下部支撑弹片16在垂直于光轴方向的变形很小，在光轴方向上可以发生较大变形，因此可动件部分在受力时只能沿光轴方向运动，而不能在垂直于光轴方向上运动。
在一些实现方式中，多个子马达部分的上部支撑弹片可以形成一个一体式上部支撑弹片，多个子马达部分的下部支撑弹片也可以形成一个一体式下部支撑弹片，一体式上部支撑弹片和/或一体式下部支撑弹片用于对多个子马达部分的可动件部分进行支撑和悬挂。
上文所述的上部支撑弹片17和下部支撑弹片16在调节液体镜头的过程中可以视作起支撑和悬挂作用的支撑件。当然，支撑件可以采用本领域普通技术人员公知的任何连接方式，以实现一个平行四边形的防倾倒结构。
外壳20大体呈四周封闭的方形，其上部设有开口，外壳20上设有支撑板201，支撑板201与液体镜头子组件2连接，用于支撑液体镜头子组件2。支撑板201可以设置在外壳20的开口边缘或任何本领域的普通技术人员可以实现的适当的位置。外壳20与一体式马达基座形成的空间202用于容纳上文所述的音圈马达组件。
液体镜头子组件2可以包括液体镜头21和用于固定液体镜头的支承架22。外壳20的支撑板201可以与支承架22相连接以支撑液体镜头子组件2。音圈马达1还可以包括驱动电路部分，用于对可动件部分的位移进行闭环控制。驱动电路部分将在下文进行详细描述，在此暂不详述。
上文主要针对一个子马达部分的结构进行描述，多个子马达部分的结构可以相同，即多个子马达部分均包括上述对其中一个子马达部分描述的零件或部件或组件，多个子马达部分的结构也可以不同，但包括能够实现与上述零件、部件或组件功能相同的零件、部件或组件。多个子马达部分可以是相互独立的结构，也可以是多个子马达部分之间共用某同一部件。
多个子马达部分可以形成整体的音圈马达，其中多个子马达部分中的零部件部分可以形成一个整体的零部件，例如多个子马达部分的马达基座部分可以形成一个整体式的马达基座，多个子马达部分的线路板可以形成一个整体式的线路板，多个子马达部分的挤压部件部分可以形成一个整体的挤压部件，多个子马达部分的上部支撑弹片或下部支撑弹片可以形成一体式的上部支撑弹片或一体式的下部支撑弹片等。而每个子马达部分使用该整体的零部件中的一部分作为每个子马达部分内部的一部分来实现相应的功能。
优选地，音圈马达1包括的多个子马达部分绕光轴分布于音圈马达的四周。例如，本申请实施例中，音圈马达包括四个子马达部分，四个子马达部分分布于音圈马达的四边。
综上，本申请实施例的音圈马达包括多个子马达部分，每个子马达部分主要包括不动件部分、可动件部分、连接弹片、支撑件和驱动电路部分。支撑件用于支撑和悬挂可动件部分，驱动电路部分用于驱动可动件部分运动，并最终使镜头的曲率发生变化，相当于镜头的平移或旋转，进而使焦点变化，实现自动对焦和光学防抖。连接弹片的设置可以使音圈马达的可动件部分保持在单一方向上运动，保证磁石与线圈之间的间距不变，从而使得对液体镜头位移的控制更加精确，音圈马达的具体工作过程将在后文进行描述，在此暂不详述。
图6示出了本申请另一个实施例的镜头组件的分解透视图。镜头组件B包括音圈马达1、液体镜头子组件2和外壳20。
如图6所示，本申请另一个实施例的音圈马达1包括多个子马达部分，多个子马达部分可以独立控制。每个子马达部分主要包括马达基座部分11、线路板12、磁石13、线圈14、U型隔磁片15、下部支撑弹片16、上部支撑弹片17、连接弹片18、挤压部件部分19。
本申请实施例中，音圈马达包括四个子马达部分，四个子马达部分分别位于音圈马达的四边，应理解，在其他一些实施方式中，音圈马达可以包括其他数量的子马达部分，例如三个、六个、八个或更多的子马达部分。
音圈马达1整体上呈方体，外壳20与多个子马达部分的马达基座部分11形成的空间用于容纳音圈马达的其他组件或镜头组件B的其他组件。图7即示出了音圈马达的分解透视图，下面参考图7详细描述音圈马达的结构。
马达基座部分11包括基板部分111a和固定基座112’。马达基座部分11在光轴方向上位于音圈马达的最后侧，也可以认为是位于音圈马达的最底层，用于支撑相应的子马达部分结构，多个子马达部分的马达基座部分11用于支撑整个马达和模组结构。
固定基座112’设置在基板部分111a的前端面的两端，用于固定上部支撑弹片17和下部支撑弹片16。固定基座112’可以设置有延伸凸起，用于与下部支撑弹片16进行机械连接和电连接。
优选地，多个子马达部分的马达基座部分11可以构成一个整体式马达基座，也就是说多个马达基座部分的基板部分111a可以构成一个整体式基板，相邻子马达部分可以共用一个固定基座等。本申请实施例中，以音圈马达采用一个整体式马达基座为例进行描述，应理解，在整体式马达基座上设置的其他的结构也可以适用于多个子马达的马达基座部分。
对于一个整体式马达基座，可以包括整体式基板111和固定基座112’。如图7所示，整体式基板111大体呈方形，其中部形成孔。固定基座112’设置在整体式基板111的前端面的四角处。固定基座112’上设置有延伸凸起1125和1126，用于与下部支撑弹片16机械连接，延伸凸起1125和1126中嵌有通电引脚，用于与下部支撑弹片16电连接。固定基座112’的顶部即前端面用于与上部支撑弹片17机械连接，固定基座112中嵌有通电引脚，用于与上部支撑弹片17电连接。
当然，在其他的实现方式中，固定基座112’也可以设置在整体式基板111的其他位置，例如设置在整体式基板111的四边；固定基座112’在整体式基板111上设置的个数也不限定于是4个，也可以设置其他数量的固定基座112’；在每个固定基座112’上也不限定于设置两个延伸凸起，也可以是其他数量的延伸凸起，例如1个。
可选地，固定基座112’可以与整体式基板111一体形成，也可以是通过焊接或粘接等方式与整体式基板111相连接。
音圈马达的子马达部分还包括下部支撑弹片16和上部支撑弹片17，用于支撑和悬挂可动件部分。下部支撑弹片和上部支撑弹片的一端固定于可动件部分上，一端固定于不动件部分上，以图7中所示的音圈马达为例进行描述。
每个子马达部分可以包括两个下部支撑弹片16，例如图中所示的16a和16b，以下部支撑弹片16b为例，下部支撑弹片16b包括第一下连接部163和第二下连接部164。第一下连接部163与固定基座112’的延伸凸起相连接，第二下连接部164与线路板12的后端通过引脚相连接，这样实现了下部支撑弹片16b与马达基座部分11和线路板12的机械连接和电连接。
每个子马达部分可以包括两个上部支撑弹片17，例如图中所示的17a和17b，以上部支撑弹片17b为例，上部支撑弹片17b包括第一上连接部173和第二上连接部174。第一上连接部173与固定基座112’的前端面相连接，第二上连接部174与线路板12的前端通过引脚相连接，这样实现了上部支撑弹片17与马达基座部分11和线路板12的机械连接和电连接。
在一些实施方式中，相邻两个子马达部分可以共用一个上部支撑弹片，该上部支撑弹片可以包括一个第一上连接部和2个第二上连接部。
在一些实现方式中，上部支撑弹片17与下部支撑弹片16与马达基座部分11和线路板12还可以通过其他方式进行机械连接与电连接。
线圈14固定于线路板12的外侧面上，对应于多个子马达部分，本申请实施例中的线圈14有4个，垂直于光轴分布于马达的四边上。
线圈14可以是环形线圈，也可以是其他形式的线圈，本申请实施例不做具体限定；每个子马达部分包括的线圈14的数量也不限定为一个，可以根据线路板12的设置匹配合适形状和适当数量的线圈14。
线路板12上还设置有用于闭环控制的驱动和霍尔一体式IC142，用于检测音圈马达的位移，并根据检测结果驱动音圈马达运动。驱动和霍尔一体式IC142位于线圈14的中间位置，可以通过焊接的方式固定于线路板12的外侧面上。
在一些实现方式中，线路板12可以是FPCB或PCB或其他可以实现线圈走线的电子器件。
在一些实现方式中，多个子马达部分的所有线圈14所对应的线路板12可以是一体的，也可以是分离的。
磁石13设置于线圈14的外侧，与线圈14相对，用于提供磁场。磁石13包括在光轴方向上前后相对设置的N极131和S极132。本领域的普通技术人员可以知道，磁石的N极和S极可以根据需要的磁场方向进行设置，不限于本申请实施例中的N极在S极的前侧。磁石13固定于U型隔磁片15的外侧壁的内侧面158上。线圈14处于磁石13的磁场中，当线圈14通电后，在磁场的作用下，线圈14和磁石13在安培力作用下会产生相对运动。本申请实施例中，磁石固定于U型隔磁片15上，U型隔磁片15固定在马达基座部分11或外壳20上，因此磁石是固定的，在磁场的作用下，线圈14会相对磁石13沿光轴方向运动。
每个子马达部分可以包括一个U型隔磁片，对应子马达部分的数目，多个子马达部分的四个U型隔磁片15垂直光轴分布于马达的四边，在U型隔磁片15的内侧壁与外侧壁之间的隔磁空间内由内而外依次容纳线路板12、驱动和霍尔一体式IC、线圈14、磁石13，U型隔磁片15用于减少磁石和线圈通电时产生的漏磁，从而增大马达推力。本领域的普通技术人员可以知道U型隔磁片15可以根据线圈14的设置方式进行相应的设置，不限定本申请实施例中所列举的方式。
在一些实现方式中，线路板12可以固定于固定板(图中未示出)上，固定板固定于U型隔磁片15的内侧壁上。
U型隔磁片15可以固定于马达基座部分11上或外壳20上。
在本申请实施例中，磁石13、U型隔磁片15、马达基座部分11在调节液体镜头的过程中可以视作相对液体镜头组件2位置不变的不动件部分。由于线圈通电后受力产生运动，为传递动力，在线路板12的内侧面即靠近马达腔体的侧面上固定有连接弹片18，连接弹片18起到连接、传递动力和缓冲作用，该功能与上一实施例中的连接弹片功能是相同的，仅是结构上有所差异。为方便连接弹片18与线路板12的连接和运动，在U型隔磁片15的内侧壁上开设有开口156，还可以在U型隔磁片的前端面开设有开口157。
在一些实现方式中，U型隔磁片15还可以开口向前或采用其他的U型隔磁片设计，使其在光轴方向上对线圈14的运动没有干涉作用。连接弹片18呈片状，其一端固定于线路板12的内侧面上，另一端连接于挤压部件部分19上。其第二连接部1812与线路板12的内侧面相连接，其第一连接部1811与挤压部件部分19相连接。本申请实施例中，每个子马达部分包括一个连接弹片，对应于子马达部分的数目，多个子马达部分的四个连接弹片18分布于音圈马达的四边，子马达部分的连接弹片对应地与线路板12连接。本领域的普通技术人员可以知道连接弹片18的位置和个数可以根据线圈14或磁石13的设置而进行相应的设置，本申请实施例并不限定于子马达部分包括的连接弹片18的数量为一个，相当于不限定多个子马达部分的连接弹片18的数量总数为4个，也不限定连接弹片的具体连接位置。
在一些可能的实现方式，音圈马达中也可以用其他形状的隔磁片来替换U型隔磁片15，起到防止或减少磁石与线圈的漏磁作用。
在一些可能的实现方式中，音圈马达中也可以不包括U型隔磁片15，磁石13通过其他部件与马达基座部分11连接，或直接与马达基座部分11连接。
连接弹片18可以是片弹簧，在光轴方向上的劲度系数较大，即在光轴方向上刚度较大，在垂直于光轴方向上劲度系数较小，当连接弹片受到的马达驱动力在预设马达驱动力阈值内，只允许连接弹片18在垂直于光轴方向发生微小的变形，因此连接弹片18可用于向挤压部件部分19传递驱动力，带动挤压部件部分19运动，并能保证音圈马达在单方向上运动；当连接弹片受到的光轴方向的力超过预设马达驱动力阈值，在垂直于光轴方向，连接弹片可以发生较大的弯曲变形，在受到的光轴方向的力消失或小于预设马达驱动力阈值时，连接弹片18恢复原状，因此连接弹片18还可以在受到的光轴方向的力较大时起到缓冲作用，以保护音圈马达内部其他模组或镜头组件。
在本申请实施例中，线圈14、线路板12在调节液体镜头过程中可以视作相对液体镜头子组件2可进行运动的可动件部分。
上部支撑弹片17和下部支撑弹片16均属于支撑件，用于支撑和悬挂马达的可动件部分。当然，支撑件可以采用本领域普通技术人员公知的任何连接方式，以实现一个平行四边形的防倾倒结构。
外壳20、挤压部件部分19和液体镜头子组件2的结构可以采用与上一实施例中的对应相同的结构，详细描述参见上文，在此不再赘述。
线路板12通过嵌件成型方式形成的4个金属PIN分别与上部支撑弹片17和下部支撑弹片16的共4个引脚焊接，同时实现了驱动IC和多个子马达部分的4颗驱动和霍尔一体式IC的连通。
上文所述的多个子马达部分可以形成整体的音圈马达，其中多个子马达部分中的零部件部分可以形成一个整体的零部件，例如多个子马达部分的马达基座部分可以形成一个整体式的马达基座，多个子马达部分的线路板可以形成一个整体式的线路板，多个子马达部分的挤压部件部分可以形成一个整体的挤压部件，多个子马达部分的上部支撑弹片或下部支撑弹片可以形成一体式的上部支撑弹片或一体式的下部支撑弹片等。而每个子马达部分使用该整体的零部件中的一部分作为每个子马达部分内部的一部分来实现相应的功能。
优选地，音圈马达1包括的多个子马达部分绕光轴分布于音圈马达的四周。例如，本申请实施例中，音圈马达包括四个子马达部分，四个子马达部分分布于音圈马达的四边。
上文描述的本申请实施例中的音圈马达还可以包括驱动电路部分，用于对可动件部分移动距离进行闭环控制。驱动电路部分可以包括驱动IC、驱动和霍尔一体式IC以及线路连接等。对于驱动电路部分的描述将在下文结合图10和图11进行说明，在此暂不详述。
本申请实施例的音圈马达中，支撑件用于支撑和悬挂可动组件，驱动电路部分用于驱动可动件部分运动，并最终使镜头的曲率发生变化，相当于镜头的平移或旋转，进而使焦点变化，实现自动对焦和光学防抖。连接弹片的设置可以使音圈马达的可动件部分保持在单一方向上运动，保证磁石与线圈之间的间距不变，从而使得对液体镜头位移的控制更加精确，音圈马达的具体工作过程将在后文进行描述，在此暂不详述。
在图2至图7所示的音圈马达中，多个子马达部分可以独立控制以对液体镜头进行均匀的或不均匀的挤压，由于挤压液体镜头的力来于通电线圈在磁场中产生的安培力，所以相当于多个子马达部分所包括的四个线圈14可以独立控制，在对挤压部件部分19产生大小和方向相同的驱动力时，可用于对液体镜头自动对焦；在对挤压部件部分19产生大小和/或方向不同的驱动力时，可用于光学防抖和/或自动对焦。下面结合图8和图9详细说明音圈马达的几种工作状态原理与过程。
但应理解，多个子马达部分也可以同步控制或分组控制，以上述的音圈马达包括四个子马达部分，每个子马达部分包括线圈和磁石为例，挤压液体镜头的力来源于通电线圈在磁场中产生的安培力，可以通过同一控制指令来控制四个线圈同时进行运动，也可以通过一个指令来控制其中两个线圈的运动，通过另一个指令来控制另外两个线圈的运动。
图8示出了本申请实施例的音圈马达用于自动对焦时的工作原理图。图8仅图7所示的实施例中可动件部分包括线圈、不动件部分包括磁石为例进行描述，对于可动件部分包括磁石、不动件部分包括线圈的实施例，其自动对焦的工作原理相同。
需要说明的是，图8的示例中为了方便理解，多个子马达部分中用于挤压液体镜头的挤压部件部分形成了整体式的挤压部件19’，同时示意图中简化了音圈马达内部结构，未示出U型隔磁片、线路板等组件。
图8中的(a)示出的是音圈马达在自动对焦前的状态，被摄物体反射的光线L经过液体镜头21、固定镜头F后，会聚于传感器G的下侧Fa点，Fa点即为当前状态的焦点。当线圈14内通电时，通电线圈14在磁石13的磁场中受到磁场力的作用，由于磁石13不动，线圈14为可动件部分，在磁场力的作用下线圈14相对于磁石13会沿光轴方向运动，从图中看，线圈14向Z的正向运动。连接弹片18一端与线圈14所固定的U型隔磁片固定连接，一端与挤压部件19’相连接，因此，线圈14的Z向运动会带动连接弹片18和挤压部件19’均沿Z向运动，进而由挤压部件19’对液体镜头21进行挤压，从而改变了液体镜头21的曲率。在自动对焦时，四个线圈14独立控制，每个线圈14受到的磁场力大小和方向相同，则四个线圈14受到的磁场力以及沿Z向运动的距离均相同，可以知道，挤压部件19’受到的推力以及沿Z向移动的距离均相同，因此液体镜头21的折射面211受到的挤压是均匀的。因此，焦点由(a)中的焦点Fa沿Z向移至焦点Fb，焦点Fb位于传感器上，此时成像时清晰的。同时上部支撑弹片17与下部支撑弹片16保证线圈14不在垂直于光轴方向运动，线圈14仅在光轴方向运动。连接弹片18在光轴方向上刚度很大，正常工作时马达的驱动力远小于连接弹片进行明显变形弯曲的驱动力阈值，并且线圈14施加到连接弹片18上的推力在垂直光轴方向上没有力的分量或分量值很小不足以使连接弹片18发生垂直光轴方向上的变形，可以保证将线圈14的推力(也可以认为是马达的驱动力)传递至挤压部件19’，从而实现了自动对焦。
图9示出了本申请实施例的音圈马达用于光学防抖时的工作原理图。同理，图8仅以图7所示的实施例中可动件部分包括线圈、不动件部分包括磁石为例进行描述，对于可动件部分包括磁石、不动件部分包括线圈的实施例，其光学防抖的工作原理相同。
需要说明的是，图9的示例中为了方便理解，多个子马达部分中用于挤压液体镜头的挤压部件部分形成了整体式的挤压部件19’，同时示意图中简化了音圈马达内部结构，未示出U型隔磁片、线路板等组件。
图9中(a)示出了音圈马达在光学防抖前的状态。被摄物体反射的光线L经过液体镜头21、固定镜头F后，会聚于传感器G上的Fc点，Fc点即为当前状态的焦点。当发生抖动时，音圈马达需要进行光学防抖。
图9中的(b)和(c)示出了音圈马达用于光学防抖时示意图。
如果连接弹片18为刚性的，音圈马达用于光学防抖的过程如图(b)所示。当线圈14通电时，通电线圈14在磁石13的磁场力的作用下沿光轴方向运动，从图中看，线圈14向Z的正方向运动，进而推动刚性连接弹片18和挤压部件19’沿Z向运动。由于四个线圈14独立控制，在进行光学防抖时，每个线圈14受到的磁场力大小不同，因而四个线圈14受到的磁场力以及沿Z向运动的距离不完全相同。可以知道，挤压部件19’受到的推动力以及移动的距离不完全相同，因此，液体镜头21的折射面211受到的挤压不是均匀的，如此可以实现焦点由(a)中焦点Fc到(b)中的焦点Fd的偏移，即光学防抖。但在光学防抖过程中，如果连接弹片18为刚性，四个连接弹片18移动距离不完全相同，也就使挤压部件19’产生了旋转，由于连接弹片18的上下端均固定连接，挤压部件19’的旋转造成连接弹片18会随之旋转，相当于连接弹片18发生倾斜，进而带动线圈14发生倾斜。线圈14发生倾斜后，线圈14与磁石13之间的间距会发生变化，导致输入线圈内的电流值不能准确地对应相应的位移，因此也就无法对液体镜头的形变进行精确的控制。
本申请实施例采用特殊设计的连接弹片18，可以实现音圈马达的可动件部分在光学防抖时保持单一方向的运动。下面结合图9的(c)进行描述。连接弹片18在光轴方向上的刚度远远大于其他方向上的刚度。当线圈14通电时，通电线圈14在磁石13的磁场力的作用下沿Z向运动，进而推动连接弹片18和挤压部件19’沿Z向运动。由于四个线圈14独立控制，在进行光学防抖时，每个线圈14受到的磁场力大小不同，因而四个线圈14受到的磁场力以及沿Z向运动的距离不完全相同。可以知道，挤压部件19’受到的推动力以及移动的距离不完全相同，因此，与连接弹片18相连接的挤压部件19’发生旋转，在挤压部件旋转产生的力的作用下，连接弹片在垂直光轴方向上可以发生弯曲，将线圈14应发生的倾斜运动转化为自身的弯曲，从而隔离了挤压部件19’的旋转对线圈14的影响，连接弹片在垂直光轴方向上力的分量值很小不足以使连接弹片18在垂直光轴方向上发生明显的变形，可以保证将线圈14的推力(也可以认为是马达的驱动力)传递至挤压部件19’。同时上部支撑弹片17与下部支撑弹片16保证线圈14不在垂直于光轴方向运动，从而保证了线圈14仅在光轴方向运动，即仅在单方向上的运动。音圈马达的可动件部分在光学防抖过程中保持在单一方向上的运动，保证了磁石与线圈之间的间距不变，使得线圈的电流值与可动件部分位移的良好的对应性，从而实现对液体镜头形变的精确控制。同时，在本申请实施例中，驱动电路部分采用驱动和霍尔一体式IC对可动件部分的位移进行闭环控制，可动件部分在单一方向上的运动也可以保证驱动和霍尔一体式IC对可动件部分位移检测的准确性，从而实现在闭环控制中对液体镜头形变的精确控制。
本申请实施例的音圈马达可以单独实现液体镜头的自动对焦，例如图8所示的过程；可以单独实现液体镜头的光学防抖，例如图9所示的过程；由于音圈马达可动件部分在单一方向上的运动，音圈马达还可以同时实现液体镜头的自动对焦和光学防抖。
当音圈马达同时进行自动对焦和光学防抖时，由于四个线圈可以独立控制，可以将进行自动对焦需要移动的距离与进行光学抖动需要移动的距离进行叠加和融合计算，使得音圈马达可动件部分在光轴方向的移动一定距离即可以使被摄对象的成像焦点在沿光轴方向移动的同时还会发生偏移，从而同时实现自动对焦和光学防抖。
因此，本申请实施例的音圈马达通过连接弹片的设计，可以保证磁石与线圈之间的间距不变，使得输入线圈内的电流能够准确对应可动件部分的位移，有利于对液体镜头形变和位移的精确控制，并仅在光轴方向上运动就可以同时实现自动对焦和光学防抖。
在一些情况下，当连接弹片受到的光轴方向的力大于设计驱动力值时，连接弹片在垂直光轴方向上存在较大的力的分量值使得连接弹片发生明显的变形，而不能够起到力的传递作用，例如当镜头模组跌落会对连接弹片产生较大的力，连接弹片的明显变形使得该力无法全部传递至液体镜头上，从而起到缓冲作用，保护镜头模组内组件。
下面更加详细地描述本申请实施例的连接弹片具体的非限制性的例子。图10示出了本申请实施例的连接弹片的示意性结构图。
本申请实施例中的连接弹片是片弹簧，其劲度系数也可以称为倔强系数或刚度系数或弹性系数，用于描述单位形变量时所产生弹力的大小，通常用k来表示，k值大，说明形变单位长度需要的力大，或者说弹片“韧”。劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力。它的数值与弹片的材料，弹片的厚度以及温度有关。其他条件一定时，温度越低k越大。
本申请实施例的连接弹片在光轴方向上的劲度系数较大，在垂直光轴方向上的劲度系数较小，因而连接弹片在光轴方向上的刚度远大于在其他方向上的刚度，使得连接弹片在光轴方向不易发生拉伸和弯曲，而在最小刚度平面上容易弯曲，即垂直光轴方向。当连接弹片受到的光轴方向的力小于设计马达驱动力时，施加在连接弹片垂直光轴方向的力的分量值很小使得连接弹片只允许发生微小的变形，当连接弹片受到的光轴方向的力大于设计马达驱动力时，施加在连接弹片垂直光轴方向上的力的分量值较大，即可引起连接弹片在垂直光轴方向上的较大的弯曲变形。
在确定上述设计马达驱动力时，本申请实施例忽略其他因素的影响，可以仅考虑连接弹片受力的理想状态，通过仿真或理论计算得到施加在连接弹片上的使连接弹片发生光轴方向变形的最大的力，也就是连接弹片在光轴方向上抵抗其发生光轴方向变形的支撑力，而设计马达驱动力小于该使连接弹片在光轴方向上发生变形的力，相当于在马达的工作过程中，磁石和线圈产生的最大驱动力即设计马达驱动力，也就小于该使连接弹片在光轴发生变形的力。实际情况相对理想状态是较为复杂的，本领域技术人员可以根据实际情况或考虑进其他因素来对该设计马达驱动力进行调整。
图10示出了连接弹片一些具体地非限制性的例子。如图10(a)所示，连接弹片18呈片状，图中示例为蛇形片弹簧。连接弹片18具有第一连接部1811和第二连接部1812，在第一连接部1811与第二连接部1812之间还可以包括中间部1813。
第一连接部1811与挤压部件19’连接，具体地，第一连接部1811包括两个卡爪1801和1802，卡爪1801和1802在靠近中间部1813的一端相连，另一端相距一段距离。以卡爪1801为例，卡爪1801上设置有倾斜部1801a，由于斜边的存在，卡爪1801的倾斜部1801a与卡爪1802的倾斜部1802a可以套入内径比连接弹片宽度小的挤压部件19’的耳部中。套入过程中，倾斜部1801a和1802a受到耳部施加的力，由于卡爪1801和卡爪1802在该端是不相连的，在力的作用下，卡爪1801和卡爪1802会靠拢，从而套入耳部中。卡爪1801上靠近倾斜部1801a的位置上设有开口1801b，开口1801b的宽度略大于耳部的高度，当耳部滑落到开口1801b和1802b位置时，由于倾斜部1801a和1802a受力减小或不再受力，在卡爪弹性变形作用下，卡爪1801和卡爪1802相互远离，从而使开口1801b和1802b位置卡在耳部上，达到连接弹片18的第一连接部1811与挤压部件相连接的目的。
连接弹片18的第二连接部1812与子马达部分的可动件部分连接，可以直接连接，例如焊接、粘接等，也可以间接连接，例如通过其他的零件将第二连接部1812与可动件部分连接。
连接弹片18的中间部1813的形状可以是弯曲的，可以是直的，或者是弯曲与线型结合的。连接弹片18的第一连接部1811、中间部1813与第二连接部1812可以在同一平面，也可以在不同平面，若第一连接部1811、中间部1813与第二连接部1812在不同的平面，则连接弹片18上还可以设置有用于连接不同平面上的第一连接部1811和中间部1813、以及用于连接中间部1813与第二连接部1812的部分。
本申请实施例中的连接弹片可以有多种变形形式，图10(b)是本申请实施例中的连接弹片的另一个非限制性例子，其具体的连接方式可以根据挤压部件和可动件部分的结构而定，在此仅作为示例，对其具体结构不再详述。
本申请实施例的连接弹片可以采用铜合金、锡青铜、锌白铜、铍青铜、硅锰钢等材料制成。
应理解，本申请实施例的连接弹片可以采用本领域公知的任何设计形式，例如图5所示的蛇形片簧、图7所示的长方形直片弹簧，还可以是梯形、三角形或阶段形片弹簧等，满足连接弹片在光轴方向的刚度远大于垂直光轴方向上的刚度即可。本领域普通技术人员可以知道，根据本申请实施例示出的连接弹片结构的启示，本领域技术人员可以得到很多能够实现本申请实施例的连接弹片的功能的其他变形结构的连接弹片，应理解，这些变形结构的连接弹片均在本申请的保护范围之内。
音圈马达的子马达部分的运动时由驱动电路进行驱动，示例性的，音圈马达的可动件部分通常由驱动电路部分进行驱动，图11是本申请实施例的线路连接图。
音圈马达中的多个子马达部分可以各用一套单独的驱动电路和驱动装置，也可以共用一套驱动电路和一套驱动装置，当然也可以共用部分驱动电路和部分驱动装置，本申请实施例中，音圈马达的多个子马达部分分别具有驱动和霍尔一体式IC，但可以共用微控制单元。下面仅对本申请实施例中示例的四个子马达部分的驱动电路部分进行整体描述。
根据上述实施例中的音圈马达的结构，本申请实施例的音圈马达的驱动电路部分包括4颗驱动和霍尔一体式IC142和一个微控制单元(microcontroller unit，MCU)，4颗驱动和霍尔一体式IC142位于音圈马达4个线圈14的中间位置，MCU位于音圈马达外侧的模组基板上或其他基板上。音圈马达包括四个子马达部分，每个子马达部分包括一个线圈，因此音圈马达包括4个线圈142，每个线圈引出2根引线至对应的驱动和霍尔一体式IC142上，MCU与4个驱动和霍尔一体式IC142通过2根I2C通信线并联连接，也就是说，从音圈马达一共可以引出4根线，包括2根通信线、1根电源线以及1根地线。MCU通过I2C通信线与系统级芯片(system on chip，SOC)连接，并且MCU通过串行外设接口(serial peripheral interface，SPI)与陀螺仪(gyro)连接，SOC与陀螺仪通过SPI连接。本申请实施例中，由于驱动和霍尔一体式IC设置在音圈马达内部，大大减少了马达引线的数量。
在一些实现方式中，也可以使用OIS驱动IC或其他逻辑器件来代替微控制单元MCU实现MCU在申请实施例中的功能。
在一些实现方式中，可以在线路板12上进行线圈、驱动和霍尔一体式IC的走线，还可以通过在马达基座11中内嵌通电引脚以实现音圈马达内部和外部的线路连接。
应理解，本申请实施例的线路连接中，驱动和霍尔一体式IC的个数是根据音圈马达的设计相应确定的。
图12是本申请实施例的音圈马达自动对焦和光学防抖的控制流程图。
如图11所示，图像传感器G检测到图像相关信息后，将对焦信息例如图像清晰度等作为输入信息输入到SOC中；SOC内存储有图像处理算法，SOC能够根据读取的图像数据，计算出AF指令，AF指令可以是指示音圈马达1自动对焦所需要移动的距离。陀螺仪Gyro可以检测抖动信息例如角速度、角加速度等；将AF指令和抖动信息作为输入信息输入到MCU，MCU具有计算功能，MCU根据抖动信息和AF指令通过叠加和融合算法可以计算一个马达位移指令，并输入给驱动和霍尔一体式IC142，该马达位移指令是指示音圈马达1最终要移动距离，即可同时实现自动对焦和光学防抖。驱动和霍尔一体式IC142驱动马达可动组件移动后，霍尔传感器会检测到马达可动组件的位移，并在驱动和霍尔一体式IC142内形成对马达的闭环控制。马达可动件部分的移动可以使液体镜头21的曲率发生变化，从而实现自动对焦和光学防抖。
可选地，在MCU计算马达位移指令时，MCU可以根据抖动信息计算出OIS指令，OIS指令可以指示音圈马达1光学抖动所需要移动的距离，然后MCU将AF指令指示音圈马达1移动的距离与OIS指令指示音圈马达1移位的距离进行叠加，得到音圈马达1最终移动的距离。
可选地，MCU输入到4颗驱动和霍尔一体式IC142的音圈马达位移指令可以不同，也就是说每颗驱动和霍尔一体式IC142可以驱动各自对应的马达可动组件移动不同的距离，以实现4颗驱动和霍尔一体式IC142的独立控制。在一些其他实施例中，AF指令和OIS指令可以不经过MCU的叠加和融合，而是两个指令分别输入到驱动和霍尔一体式IC内；或者可以由SOC处理对焦信息和抖动信息，得到马达位移指令。
本领域普通技术人员可以意识到，本文所述的连接包括直接连接和通过中间元件相连的间接连接。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (30)

1.一种驱动液体镜头的音圈马达，其特征在于，所述音圈马达包括多个子马达部分，所述多个子马达部分可独立控制，所述子马达部分包括：
不动件部分；
沿着光轴方向相对于所述不动件部分可运动的可动件部分；
连接弹片，分别连接液体镜头与所述可动件部分，所述可动件部分在光轴方向受到作用力时带动所述连接弹片挤压所述液体镜头，所述连接弹片为片弹簧，在光轴方向上的刚度系数大于所述连接弹片在垂直于光轴方向上的刚度系数；
驱动电路部分，对所述可动件部分的移动距离进行控制。
2.根据权利要求1所述的音圈马达，其特征在于，
所述不动件部分包括马达基座部分、固定于所述马达基座部分上的线圈和线路板，其中，所述线圈固定在所述线路板上，并与所述线路板电连接；
所述可动件部分包括与所述线圈相对设置的磁石。
3.根据权利要求2所述的音圈马达，其特征在于，所述可动件部分还包括U型隔磁片，
所述磁石固定在所述U型隔磁片的内侧壁上，所述U型隔磁片形成的隔磁空间中还容纳所述线圈和所述线路板；
所述连接弹片的下部与所述U型隔磁片外侧壁固定连接。
4.根据权利要求1所述的音圈马达，其特征在于，
所述不动件部分包括马达基座部分、相对所述马达基座部分固定的磁石；
所述可动件部分包括线路板和固定于所述线路板上的线圈，所述线圈与所述磁石相对设置。
5.根据权利要求4所述的音圈马达，其特征在于，所述不动件部分还包括U型隔磁片，
所述磁石固定在所述U型隔磁片的内侧壁上，所述U型隔磁片形成的隔磁空间中还容纳所述线圈和所述线路板；
所述连接弹片的下部与所述线路板固定连接，所述U型隔磁片侧壁具有沿光轴方向的开口，所述连接弹片通过所述开口带动所述线路板运动。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的音圈马达，其特征在于，所述多个子马达部分的马达基座部分形成一个整体式马达基座。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的音圈马达，其特征在于，所述驱动电路部分包括驱动和霍尔一体式集成芯片，所述驱动和霍尔一体式集成芯片位于所述线圈的中心并固定于所述线路板上，实现对所述可动件部分移动距离的闭环控制。
8.根据权利要求7所述的音圈马达，其特征在于，所述驱动电路部分还包括微控制单元MCU，所述MCU获取自动对焦指令和/或光学防抖指令，通过叠加和融合算法计算后向所述驱动和霍尔一体式集成芯片输出马达位移指令，用于对所述子马达部分进行闭环控制。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的音圈马达，其特征在于，所述子马达部分还包括挤压部件部分，所述挤压部件部分包括弧形的挤压部和设置在弧形的挤压部圆周上的耳部，所述连接弹片与所述挤压部件部分的所述耳部相连。
10.根据权利要求9所述的音圈马达，其特征在于，所述多个子马达部分的弧形的挤压部形成一个整体式的环形的挤压部。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的音圈马达，其特征在于，所述子马达部分还包括支撑和悬挂所述可动件部分的上部支撑弹片和下部支撑弹片，其中，
所述上部支撑弹片的靠近马达腔体的一端固定于所述可动件部分上，另一端固定于所述不动件部分上；
所述下部支撑弹片的靠近马达腔体的一端固定于所述可动件部分上，另一端固定于所述不动件部分上。
12.根据权利要求11所述的音圈马达，其特征在于，所述多个子马达部分的上部支撑弹片形成一体式上部支撑弹片；和/或所述多个子马达部分的下部支撑弹片形成一体式下部支撑弹片。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的音圈马达，其特征在于，所述多个子马达部分绕光轴分布于所述音圈马达的四边。
14.根据权利要求2至13中任一项所述的音圈马达，其特征在于，所述线圈和所述磁石作用产生的最大驱动力小于使所述连接弹片在光轴方向上发生变形的力。
15.一种镜头组件，其特征在于，包括液体镜头和驱动所述液体镜头的音圈马达，所述音圈马达包括多个子马达部分，所述多个子马达部分可独立控制，所述子马达部分包括：
不动件部分；
沿着光轴方向相对于所述不动件部分可运动的可动件部分；
连接弹片，分别连接液体镜头与所述可动件部分，所述可动件部分在光轴方向受到作用力时带动所述连接弹片挤压所述液体镜头，所述连接弹片为片弹簧，在光轴方向上的刚度系数大于所述连接弹片在垂直于光轴方向上的刚度系数；
驱动电路部分，对所述可动件部分的移动距离进行控制。
16.根据权利要求15所述的镜头组件，其特征在于，
所述不动件部分包括马达基座部分、固定于所述马达基座部分上的线圈和线路板，其中，所述线圈固定在所述线路板上，并与所述线路板电连接；
所述可动件部分包括与所述线圈相对设置的磁石。
17.根据权利要求16所述的镜头组件，其特征在于，所述可动件部分还包括U型隔磁片，
所述磁石固定在所述U型隔磁片的内侧壁上，所述U型隔磁片形成的隔磁空间中还容纳所述线圈和所述线路板；
所述连接弹片的下部与所述U型隔磁片外侧壁固定连接。
18.根据权利要求15所述的镜头组件，其特征在于，
所述不动件部分包括马达基座部分、相对所述马达基座部分固定的磁石；
所述可动件部分包括线路板和固定于所述线路板上的线圈，所述线圈与所述磁石相对设置。
19.根据权利要求18所述的镜头组件，其特征在于，所述不动件部分还包括U型隔磁片，
所述磁石固定在所述U型隔磁片的内侧壁上，所述U型隔磁片形成的隔磁空间中还容纳所述线圈和所述线路板；
所述连接弹片的下部与所述线路板固定连接，所述U型隔磁片侧壁具有沿光轴方向的开口，所述连接弹片通过所述开口带动所述线路板运动。
20.根据权利要求16至19中任一项所述的镜头组件，其特征在于，所述多个子马达部分的马达基座部分形成一个整体式马达基座。
21.根据权利要求16至20中任一项所述的镜头组件，其特征在于，所述驱动电路部分包括驱动和霍尔一体式集成芯片，所述驱动和霍尔一体式集成芯片位于所述线圈的中心并固定于所述线路板上，实现对所述可动件部分移动距离的闭环控制。
22.根据权利要求21所述的镜头组件，其特征在于，所述驱动电路部分还包括微控制单元MCU，所述MCU获取自动对焦指令和/或光学防抖指令，通过叠加和融合算法计算后向所述驱动和霍尔一体式集成芯片输出马达位移指令，用于对所述子马达部分进行闭环控制。
23.根据权利要求15至22中任一项所述的镜头组件，其特征在于，所述子马达部分还包括挤压部件部分，所述挤压部件部分包括弧形的挤压部和设置在弧形的挤压部圆周上的耳部，所述连接弹片与所述挤压部件部分的所述耳部相连。
24.根据权利要求23所述的镜头组件，其特征在于，所述多个子马达部分的弧形的挤压部形成一个整体式的环形的挤压部。
25.根据权利要求15至24中任一项所述的镜头组件，其特征在于，所述子马达部分还包括支撑和悬挂所述可动件部分的上部支撑弹片和下部支撑弹片，其中，
所述上部支撑弹片的靠近马达腔体的一端固定于所述可动件部分上，另一端固定于所述不动件部分上；
所述下部支撑弹片的靠近马达腔体的一端固定于所述可动件部分上，另一端固定于所述不动件部分上。
26.根据权利要求25所述的镜头组件，其特征在于，所述多个子马达部分的上部支撑弹片形成一体式上部支撑弹片；和/或所述多个子马达部分的下部支撑弹片形成一体式下部支撑弹片。
27.根据权利要求15至26中任一项所述的镜头组件，其特征在于，所述多个子马达部分绕光轴分布于所述音圈马达的四边。
28.根据权利要求16至27中任一项所述的镜头组件，其特征在于，所述线圈和所述磁石作用产生的最大驱动力小于使所述连接弹片在光轴方向上发生变形的力。
29.根据权利要求16至28中任一项所述的镜头组件，其特征在于，所述镜头组件还包括外壳，所述外壳与所述多个子马达部分的马达基座部分配合，具有开口，所述外壳与所述多个子马达部分的马达基座部分形成的空间用于容纳所述音圈马达和所述液体镜头。
30.根据权利要求29所述的镜头组件，其特征在于，所述镜头组件还包括液体镜头支撑架，所述外壳设置有支撑板，所述支撑板与所述支撑架相连。
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