CN101079567B - 步进马达及相机模组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种步进马达，其包括一个定子以及容置于该定子中的至少一个转子，所述定子包括有至少一凸出形成于其内壁面的、形成有至少三段等同的凸轮路径面的径向突起，所述定子内固设有一个靠接该转子下端面的弹性构件，该转子上端面凸设有至少三个凸块，该至少三个凸块在所述弹性构件的作用下，每一个凸块分别抵顶所述径向突起的一段凸轮路径面。本发明还提供一种使用该步进马达的相机模组。

Description

步进马达及相机模组

技术领域

本发明涉及一种步进马达，以及涉及一种使用步进马达驱动调焦的相机模组。

背景技术

随着摄像技术的发展，相机模组在各种用途的摄像装置中得到广泛的应用，相机模组与各种便携式电子装置如手机、摄像机、电脑等的结合，更是得到众多消费者的青睐。

相机模组通常包括一个驱动马达、至少一个由驱动马达驱动的镜头组及一个与所述镜头组相对设置的感光元件。镜头组可以包括一个或多个镜片，所述镜片与感光元件相对设置，感光元件的中心点位于该一个或多个镜片的光轴线上。对焦时，用驱动马达驱动镜头组与感光元件相对位移，寻找一个具最佳分辨率的对焦位置(取景位置)。变焦时，用驱动马达移动镜头组中的镜片之间的距离，或当有多个镜头组时，移动镜头组之间的距离，从而达到变焦的目的。

步进马达是相机模组中用于对焦或变焦驱动的一种常用驱动马达。步进马达通常具有至少一个定子以及一个转子，定子激励转子围绕转子自身中轴线转动，转子驱动镜头组沿镜头组光轴线移动。然而，转子在围绕其中轴线转动过程中，可能产生径向偏心的运动误差，如此，转子驱动的镜头组便可能沿光轴线移动的位移不准确，或径向晃动使镜头组的光轴线与感光元件的中心点不在同一条直线上，致使相机模组的成像质量受到影响。

有鉴于此，提供一种减少运动误差的步进马达，以及使用该步进马达的相机模组实为必要。

发明内容

以下，将以实施例说明一种步进马达。

以及通过实施例说明一种相机模组。

一种步进马达，其包括一个定子以及容置于该定子中的至少一个转子，所述定子包括有至少一凸出形成于其内壁面的、形成有至少三段等同的凸轮路径面的径向突起，所述定子内固设有一个靠接该转子下端面的弹性构件，该转子上端面凸设有至少三个凸块，该至少三个凸块在所述弹性构件的作用下，每一个凸块分别抵顶所述径向突起的一段凸轮路径面。

一种相机模组，其包括：一个上述的步进马达，由该步进马达驱动的镜头组，以及与镜头组相对设置的感光元件。

与现有技术相比，所述步进马达的定子内壁面凸出形成有具至少三段等同的凸轮路径面的径向突起，所述转子凸设有三个凸块，每一个凸块分别抵顶一段凸轮路径面，如此所述转子在定子中可以沿所述凸轮路径面既转动又轴向位移，且在弹性构件的支撑作用下，三个凸块可以始终同步抵顶凸轮路径面，使转子与定子始终保持三点接触，从而可以使转子运动稳定，减少转子轴向位移及径向偏心的运动误差；所述相机模组使用所述步进马达可以防止镜头组的光轴线相对感光元件晃动，从而可以具有较好的成像质量。

附图说明

图1是本发明的第一实施例提供的步进马达立体分解示意图。

图2是图1提供的步进马达中的定子立体剖示图。

图3A和图3B分别是图2提供的定子沿III-III线的立体剖示图和平面剖示图。

图4是图1提供的步进马达装配后立体剖示图。

图5是图1提供的步进马达中转子的三个凸块与定子的三段凸轮路径面配合展开示意图。

图6是本发明的第二实施例提供的步进马达中转子的三个凸块与定子的三段凸轮路径面配合展开示意图。

图7是本发明的实施例提供的相机模组剖面示意图。

图8是本发明的实施例提供的相机模组中，步进马达仅有一个定子及一个转子时的剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的步进马达及相机模组作进一步详细说明。

请一并参阅图1至图4，本发明的第一实施例提供的步进马达1，其包括一个圆筒状的定子10，以及容置于该定子10中的两个圆筒状的转子20、30。

所述定子10内壁面凸出形成一第一径向突起11、一第二径向突起12、一第三径向突起13，每一个径向突起分别包括一上表面及与上表面相对的下表面。所述第一径向突起11及第二径向突起12分别于自其下表面11b、12b向上表面11a、11b开设有三段凸轮路径面110、120。所述三段凸轮路径面110中的每一段凸轮路径面上的起点至终点的路径长度S均相等，且路径面弯曲幅度相同；所述三段凸轮路径面120中的每一段凸轮路径面上的起点至终点的路径长度S均相等，且路径面弯曲幅度相同；本实施例中，所述三段凸轮路径面110与120相同，所述三段凸轮路径面110、120中的两两凸轮路径面之间均首尾相连，每一段凸轮路径面的起点至终点对应的圆弧夹角α均为120度。所述定子10的三段凸轮路径面110、120中的每一段凸轮路径面宽度W小于或等于所述第一径向突起11以及第二径向突起12凸出所述定子10内壁面的宽度。所述第二径向突起12及第三径向突起13分别于其上表面12a、13a上固设有一个弹性构件121、131。

所述定子10的三段凸轮路径面110、120中的每一段凸轮路径面的路径相对所述第一径向突起11的上表面11a以及第二径向突起12的上表面12a具有倾斜幅度，也即每一段凸轮路径面上起点至终点的每一位置处相对所述第一径向突起11的上表面11a以及第二径向突起12的上表面12a的高度H不同。所述三段凸轮路径面110、120在形成时设计成沿同一方向上升倾斜，从图3A箭头方向看，为向逆时针方向上升倾斜。所述三段凸轮路径面110、120中的每一段凸轮路径面的路径相对所述第一径向突起11的上表面11a以及第二径向突起12的上表面12a的倾斜幅度可以根据转子20、30的运动精度需要而设置。所述弹性构件121、131可以为弹簧或是弹片，本实施例中所述弹性构件121、131均为弹簧。在所述定子10外壁、与所述两转子20、30相对位置上分别绕制有两组通电线圈101、102。

所述两转子20、30分别包括一个圆形的筒身21、31以及自筒身21、31周缘向外凸出的突缘22、32，该突缘22、32分别具有一上端面22a、32a以及与上端面22a、32a相对的下端面22b、32b。所述突缘22、32上端面22a、32a上分别凸设有三个凸块221、321，该三个凸块221、321在所述突缘22、32上端面22a、32a上的分布位置之间的圆弧夹角均为120度。三个凸块221的高度相等，且优选地，每一个凸块221的高度大于或等于上述每一段凸轮路径面110的起点至终点的高度；三个凸块321的高度相等，且优选地，每一个凸块321的高度大于或等于上述每一段凸轮路径面120的起点至终点的高度。

所述突缘22、32下端面22b、32b分别承靠在所述定子10的弹性构件121、131上，且在所述弹性构件121、131的支撑作用下，所述突缘22、32上端面22a、32a上的三个凸块221、321分别抵顶所述定子10的三段凸轮路径面110、120，所述圆筒状转子20、30的突缘上端面22a、32a上的三个凸块221、321分别与所述圆筒状定子10的三段凸轮路径面110、120的配合展开成平面后的示意图如图5所示。

所述定子10以及转子20、30均具有磁性，该磁性定子10、转子20、30均可以由导磁材料埋入模具中，再射出成型(insert molding)方式制得。

当所述定子10的通电线圈101、102通上电流后，定子10内将产生感应磁场，所述感应磁场可以分别激励转子20、30转动，以图5中箭头所示的转动方向为例，所述三个凸块221、321将沿着三段凸轮路径面110、120的路径移动。转子20、30在其突缘22、32下端面22b、32b的弹性构件121、131的支撑作用下，其突缘22、32上端面22a、32a上的三个凸块221、321抵顶每一段凸轮路径面的具倾斜高度变化的路径，如此，转子20、30在围绕其中轴线作圆周转动的同时，也在作上升及下降的轴向位移。转子20、30在抵顶每一段凸轮路径面的最小高度处时，达到其轴向位移的最大高度处；转子20、30在抵顶每一段凸轮路径面的最大高度处时，达到其轴向位移的最小高度处。当所述转子20、30的三个凸块221、321抵顶每一段凸轮路径面的最大高度处时，转子20、30继续转动，所述三个凸块221、321在弹性构件121、131作用下将分别转换抵顶至相邻段凸轮路径面的最小高度处，即转子20、30可从轴向位移的最小高度处转换至轴向位移的最大高度处。转子20、30轴向位移可达到的最大高度值为每一段凸轮路径面上起点至终点的高度差。由于三段凸轮路径面110、120以及三个凸块221、321均对称设置，转子20、30的三个凸块221、321将同步抵顶定子10的三段凸轮路径面110、120的某一高度位置处，也即转子20、30始终以三点接触定子10，如此确保了转子20、30运动的稳定性，避免位移的运动误差以及径向偏心的运动误差。

当然可以理解的是，上述定子10通过控制其上的通电线圈中电流的方向，也可以激励转子20、30沿凸轮路径面110、120顺时针与逆时针交替转动，达到转子20、30轴向位移的目的。

请参阅图6，为本发明的第二实施例提供的步进马达中转子的突缘上端面22a、32a上的三个凸块221、321与定子的凸轮路径面110、120配合展开成平面后的示意图。所述第二实施例与所述第一实施例的区别在于：所述定子的三段凸轮路径面110、120中的相邻两个凸轮路径面之间可以间隔一定的圆弧距离L，所述三段凸轮路径面110、120在形成时设计成自圆弧距离L端点开始沿同一方向上升倾斜。当间隔的圆弧距离L较小时，所述转子完成轴向位移的时间将较长，当间隔的圆弧距离L较大时，所述转子完成轴向位移的时间将较短。

当然，所述转子20、30也不并局限于上述实施例提供的，包括一个筒身21、31以及自筒身21、31周缘向外凸出的突缘22、32，而三个凸块221、321凸设于突缘22、32的上端面22a、32a上的形式，所述转子20、30也可以仅具有筒身21、31，而无需突缘22、32，所述三个凸块221、321可以直接凸设于筒身21、31的上端面上，筒身21、31可以直接承靠在所述弹性构件121、131上。

另外可以理解的是，所述定子10的第一径向突起11以及第二径向突起12也可以形成多于三段的凸轮路径面110、120，而转子20、30也可以凸设多于三个的凸块221、321，多于三段的凸轮路径面110、120的排布方式，以及多于三个的凸块221、321的排布方式，仅须满足转子20、30在运动过程中，可以始终保持三点接触的稳定性即可。

本发明还提供一种相机模组。

请参阅图7，本发明的实施例提供的相机模组2包括：一个步进马达1，由所述步进马达1驱动的第一镜头组100a、第二镜头组100b，以及与镜头组100a、100b相对设置的感光元件200。用所述步进马达1驱动第一镜头组100a及第二镜头组100b相对感光元件200移动，即可实现对焦；用所述步进马达1驱动第一镜头组100a相对第二镜头组100b移动，即可实现变焦。

所述步进马达1可以采用前述实施例提供的任意一种结构。所述第一镜头组100a及第二镜头组100b分别组装于所述步进马达1的两个转子20、30中，如此可以减小整个相机模组的体积。所述感光元件30可以为胶片、电荷耦合装置(Charge Coupled Device，简称CCD)或互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor，简称CMOS)。本实施例中，所述感光元件30采用CMOS，所述CMOS封装的方式可以采用塑料引线芯片载体封装(Plastic Leaded Chip Carrier，简称PLCC)、陶瓷引线芯片载体封装(Ceramic Leaded Chip Carrier，简称CLCC)或芯片尺寸封装(ChipScale Package，简称CSP)。

所述第一镜头组100a与第二镜头组100b之间还设置有一个光圈片300，所述光圈片300上可以开设多个孔径不同的光圈孔，所述光圈片300可以通过一电磁阀(图未示)转动，以转换至合适孔径的光圈孔。

另外，请参阅图8，当上述相机模组用于定焦场合时，也即相机模组不需要变焦功能时，上述步进马达可以仅包括一个定子10及一个转子20，此时定子10仅需要所述第一径向突起11及第二径向突起12，以及形成于所述第一径向突起11下表面的三段凸轮路径面110、固设于所述第二径向突起12上表面的弹性构件121。所述转子20中容置有镜头组100a，该镜头组100a与感光元件200相对设置。

当然，所述步进马达1还可以根据需要在定子10中形成第四径向突起、第五径向突起等等，如此便可以在定子10中设置多个转子20，每个转子20中均可置入一镜头组。

可以理解的是，对在本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思做出其它各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属在本发明权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种步进马达，其包括：

一个定子，以及容置于该定子中的至少一个转子，

所述定子包括有至少一凸出形成于其内壁面的、形成有至少三段等同的凸轮路径面的径向突起，所述定子内固设有一个靠接该转子下端面的弹性构件，该转子上端面凸设有至少三个凸块，该至少三个凸块在所述弹性构件的作用下，每一个凸块分别抵顶所述径向突起的一段凸轮路径面。

2.如权利要求1所述的步进马达，其特征在于，所述定子内壁面凸出形成一第一径向突起、一第二径向突起、一第三径向突起，所述转子数目为两个，该两个转子分别容置于所述第一径向突起与第二径向突起之间，以及所述第二径向突起与第三径向突起之间，所述第一径向突起以及第二径向突起形成有分别与所述两转子配合的所述至少三段等同的凸轮路径面。

3.如权利要求2所述的步进马达，其特征在于，所述定子的每一个径向突起分别包括一上表面及一与该上表面相对的下表面，所述两转子分别包括一上端面及一与该上端面相对的下端面，所述凸块均凸设于转子的上端面上，与所述两转子的凸块分别配合的所述至少三段凸轮路径面分别自所述第一径向突起的下表面向上表面开设，以及自第二径向突起的下表面向上表面开设，与所述两转子分别配合的所述弹性构件分别设置于所述第二径向突起的上表面以及第三径向突起的上表面，并与所述两转子的下端面靠接。

4.如权利要求2所述的步进马达，其特征在于，所述定子的每一个径向突起分别包括一上表面及一与该上表面相对的下表面，所述两转子分别包括一筒身以及自筒身周缘向外突出的突缘，所述突缘具有一上端面及一与上端面相对的下端面，所述凸块均凸设于突缘的上端面上，与所述两转子的凸块分别配合的所述至少三段凸轮路径面分别自所述第一径向突起的下表面向上表面开设，以及自第二径向突起的下表面向上表面开设，与所述两转子分别配合的所述弹性构件分别设置于所述第二径向突起的上表面以及第三径向突起的上表面，并与所述两转子的突缘的下端面靠接。

5.如权利要求1所述的步进马达，其特征在于，所述凸轮路径面为三段，该三段凸轮路径面之间首尾相连，每一段凸轮路径面的起点至终点对应的圆弧夹角均为120度。

6.如权利要求1所述的步进马达，其特征在于，所述至少三段凸轮路径面之间间隔相等地形成于所述径向突起表面。

7.如权利要求1所述的步进马达，其特征在于，所述弹性构件为弹簧或弹片。

8.如权利要求1所述的步进马达，其特征在于，所述凸块为三个，该三个凸块分布于所述转子的同一圆周面上，相邻两个凸块在所述转子上的分布位置之间的圆弧夹角为120度，且三个凸块凸出所述转子的高度相同。

9.如权利要求1所述的步进马达，其特征在于，所述至少三个凸块中，每一个凸块凸出所述转子的高度大于或等于每一段凸轮路径面的起点至终点的高度差。

10.一种相机模组，其包括：

一个如权利要求1至9中任一项所述的步进马达；

由所述步进马达驱动的镜头组；以及

与所述镜头组相对设置的感光元件。

11.如权利要求10所述的相机模组，其特征在于，所述镜头组容置于所述步进马达的转子中。

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