CN101393378B - 相机自动对焦结构 - Google Patents

Abstract

一种相机自动对焦结构，包括一定子组、一相对于该定子组转动的转子组及一设于该转子组内的镜头组，该定子组包括一定子座及环设于该定子座上的线圈，该转子组包括环设于该镜头组外围的磁石，该镜头组的底端凸设形成多个导引块，所述定子组及转子组中其中之一设有一与该导引块相接触的波浪形曲面，该磁石的磁场与定子组中线圈产生的磁场相互作用驱动转子组转动，使得该导引块与该波浪形曲面之间产生相对转动，驱动该镜头组顺沿该波浪形曲面的起伏变化而沿轴向作直线伸缩运动，该波浪形曲面的波形变化沿圆周方向包括多个周期，其中该周期的个数为导引块数量的整数倍。

Description

相机自动对焦结构

技术领域

本发明是涉及一种相机，特别是涉及一种相机自动对焦结构。

背景技术

随着数字技术的不断发展，电子技术广泛应用于照相机领域，数字影像技术得以迅速发展，照相机智能化程度越来越高。特别是近年来附有数字照相功能的移动电话及PDA(个人数字助理)等便携式电子装置也在快速向高性能、多功能方向发展，数码相机镜头模组轻薄短小和高性能的设计要求成为发展的趋势。

一般相机对焦结构包括镜头及驱动镜头移动的马达，该马达包括环形磁石及分设于环形磁石上下两端的上、下线圈座，该线圈座上缠有线圈，当线圈与电源连通时，线圈激磁产生交变的磁场，与环形磁石的磁场作用而推动镜头沿轴向做伸缩运动而实现相机对焦功能。为满足相机高品质之需求，必然要求相机具有高精度的对焦功能，然而由于镜头置于马达之内时，受限于加工过程，镜头与马达之间难以形成理想的光滑平面，进而两者之间形成间隙，线圈的磁场与环形磁石的磁场相互作用而直接驱动该镜头沿轴向作直线运动的过程中，容易产生偏摆或转动等状况，镜头无法实现平稳移动而达到精确对焦的目的，最终影响相机品质，无法适应现今电子产品高性能的发展需求。

发明内容

有鉴于此，实有必要提供一种可实现平稳移动与精确对焦的相机自动对焦结构。

一种相机自动对焦结构，包括一定子组、一相对于该定子组转动的转子组及一设于该转子组内的镜头组，该定子组包括一定子座及环设于该定子座上的线圈，该转子组包括环设于该镜头组外围的磁石，该镜头组的底端凸设形成多个导引块，所述定子组及转子组中其中之一设有一与该导引块相接触的波浪形曲面，该磁石的磁场与定子组中线圈产生的磁场相互作用驱动转子组转动，使得该导引块与该波浪形曲面之间产生相对转动，驱动该镜头组顺沿该波浪形曲面的起伏变化而沿轴向作直线伸缩运动，该波浪形曲面的波形变化沿圆周方向包括多个周期，其中该周期的个数为导引块数量的整数倍。

一种相机自动对焦结构，包括一定子组、一相对于该定子组转动的转子组及一设于该转子组内的镜头组，该镜头组与定子组之间或者该镜头组与转子组之间设置有一驱动该镜头组作直线伸缩运动的驱动机构，该驱动机构包括若干导引块及与该导引块相接触的波浪形曲面，该波浪形曲面的波形变化沿周期方向包括多个周期，其中该周期个数为导引块数量的整数倍，该导引块顺沿该波浪形曲面的起伏变化而沿该波浪形曲面运动，驱动该镜头组作直线伸缩运动。

与现有技术相比，该定子组中线圈激磁后产生磁场与磁石的磁场相互作用，使得镜头组底端的导引块与波浪形曲面之间产生相对转动，通过该波浪形曲面的起伏变化，导引镜头组作直线的伸缩运动，从而实现镜头的平稳移动与精确对焦。

附图说明

下面参照附图，结合实施例对本发明作进一步描述。

图1是本发明相机自动对焦结构的第一实施例的立体分解图。

图2是图1的立体组装图。

图3是图2沿III-III线的剖视图。

图4是图3中的圆周展开图。

图5是本发明相机自动对焦结构的第二实施例的立体分解图。

图6是图5的立体组装图。

图7是图6沿VII-VII线的剖视图。

具体实施方式

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步说明。

请参照图1至图3，所示为本发明相机自动对焦结构的第一实施例，可适用于数字照相机、照相手机、照相监视器材或其它照相镜头产品。该相机自动对焦结构包括一壳体10、一置于该壳体10内部的定子组20、一可相对该定子组20运动对焦的转子组30及一收容于该转子组30内的镜头组40。

该壳体10内部中空以收容所述定子组20及转子组30于其内，壳体10包括一大致呈中空方柱状的侧壁12及一设于该侧壁12顶端的方形顶壁14。该顶壁14的中央形成一圆形穿孔，三肋条16从该顶壁14的内周缘处向下呈螺旋形弯曲延伸形成。该三肋条16均匀的设置于该顶壁14的内周缘处，每一肋条16大致呈三分之一圆周长度。

该定子组20包括一定子座21、套设于该定子座21上的上、下极爪组合23及分别缠绕于该极爪组合23上的上、下线圈(图未示)。该定子座21包括一中央设有一圆孔的方形底座210，从该底座210的顶部的内周缘处水平向内延伸的环形台阶212及从该内周缘处垂直向上延伸的环形壁214，该底座210、台阶212及环形壁214共同形成一可容纳所述转子组30的中空区域26。该台阶212的下表面为平面，上表面2122为波浪形的曲面，从而使得该台阶212沿轴向的高度顺沿该曲面的起伏变化而变化，即于波峰处高度最大，于波谷处高度最小。本实施例中，该台阶212的上表面2122的波形变化沿圆周方向包括三个周期，即包括三个波峰和三个波谷，如图4所示。所述两极爪组合23均为环状结构，呈上下堆叠设置而套设于环形壁214的外围，每一极爪组合23选用导磁性材料制成，分别由相对设置的上极爪元件23a及下极爪元件23b组成。其中，每一极爪组合23中的上、下极爪元件23a、23b相对设置，每一极爪元件23a、23b包括一环形片体232及从该环形片体232的内圆周处垂直朝向另一极爪元件23b、23a所在方向延伸形成的若干极爪234，两环形片体232上下相互间隔，极爪234沿圆周方向交错排列，于环形片体232之间构成一圆筒状极爪壁(未标示)。该定子座21由塑胶材料，如LCP(Liquial Crystaline Polymer)制成，在定子组30的成型组装过程中，将预先已经制作完成的极爪组合23分别定位在成型该定子座21的模具中，注入形成该定子座21的熔融材料，待冷却后，形成所述定子座21，且极爪元件23a、23b一体固设于定子座21的环形壁214的外围，即极爪组合23与定子座21之间采用插入模制成型(insert molding)的方式进行组装结合。所述上、下线圈分别缠绕于该上、下极爪组合23的极爪壁上，并位于上下两环形片体232与极爪壁之间形成的内凹空间内，该上、下线圈与外部电源相连接，通电后可产生变化的磁场。

该镜头组40包括一镜筒410及收容于该镜筒410内的一镜头412。该镜筒410为一圆柱状壳体，壳体的底端向外一体凸设形成沿圆周方向相互均匀间隔的三导引块414。每一导引块414的高度大于或者等于定子组20中台阶212上表面2122的波峰与波谷之间的高度差，其末端形成一圆弧倒角4124。镜筒410的内表面形成内螺纹，镜头412的外表面上形成外螺纹，组装时，镜筒410与镜头412通过内、外螺纹相互螺合固定成一体。

该转子组30包括一圆环柱状的磁石32。该磁石32沿圆周方向形成若干交替的N、S极，磁石32环设于镜头组40的外围，其内表面与镜筒410的外表面通过点胶等方法相互贴合连接形成一整体，其底端与镜筒410底端的导引块414相抵触。该镜头组40和磁石32相互连接形成一整体，在相机马达工作时共同运动以实现对焦功能。

组装时，该镜头组40与转子组30共同旋转地收容于定子组20的中空区域26内，磁石32的外表面与环形壁214的内表面之间形成一微小的间隙50，镜筒410底端的导引块414与台阶212的上表面2122相互抵触。可以理解的，同一时间内，所述三导引块414可分别与该上表面2122上具有相同波形的位置处抵触，即所述三导引块414可同时与台阶212上具有相同轴向高度的三个位置处相抵触，从而使得镜头组40与台阶212的接触平衡。该壳体10的侧壁12环设于定子组20的外围，顶壁14盖设于定子组20的上方，顶壁14的上表面与镜头412的上表面相平齐，从而将定子组20及转子组30收容于其内部。顶壁14上的肋条16向内部延伸，每一肋条16的末端与镜筒410的顶端相抵触。

工作时，定子组20中线圈通电激磁，随着线圈中通过电流的方向改变，使得两极爪组合23中上、下极爪元件23a、23b产生交替变化的磁场，与转子组30中的磁石32相互作用推动转子组30转动，由于该镜头组40与转子组30作为一个整体，从而该镜头组40与转子组30一起转动。该镜头组40转动的过程中，镜筒410底端的导引块414顺沿台阶212上表面2122的波浪形起伏变化而上下运动，从而将镜头组40沿圆周方向的转动转化为沿轴向的直线运动。该台阶212上表面2122上任一相邻的波峰及波谷之间的起伏变化均对应镜头412于一次对焦过程中的位置变化，具体而言，当镜头组40转动使得导引块414与该波浪形曲面的波峰相抵触时，镜头组40向上伸，线圈断电消磁，相机对焦于一第一焦点；该对焦过程中，镜头组40向上伸，顶壁14上的肋条16受到镜筒410的挤压而产生弹性形变，使得镜头组40可平稳地向前移动而达到精确对焦的目的，同时，该肋条16弹性形变后产生一推动镜头组40向后运动的预压力。当线圈再次通电激磁时，镜头组40继续转动，在预压力的作用下，其底端的导引块414随着肋条16弹性形变的恢复而顺沿波浪形曲面向下运动，镜头组40向下缩，当该镜头组40转动使得导引块414与该波浪形曲面的波谷相抵触时，线圈断电消磁，相机对焦于一第二焦点。该镜头组40沿该台阶212的上表面2122转动一周，可依次经过三个波峰及三个波谷，即镜头412依次对焦于第一焦点及第二焦点各三次，镜头组40循环转动而驱动镜头412做伸缩运动，实现对焦功能。

本发明相机自动对焦结构主要是通过定子组20中线圈所产生的磁场与转子组30中的磁石32的磁场相互作用，使得该镜头组40与转子组30一体相对于该定子座21中台阶212上表面2122的波浪形曲面转动，同时导引块414顺沿该波浪形曲面的起伏变化将镜头组40的圆周转动转化为沿轴向的直线伸缩运动，从而实现镜头412的平稳移动与精确对焦。

可以理解的，本发明相机自动对焦结构还可以通过将波浪形曲面设置于转子组30内转动，而镜头组40不转动，而使得导引块414与波浪形曲面之间产生相对转动来实现。如图5至图7所示为本发明相机自动对焦结构的第二实施例，其与上述第一实施例的不同如下所述。该定子组20a中台阶212的上表面2122a为平面。该转子组30a还包括一设于磁石32下方的环形的镜头支撑座34。该镜头支撑座34的外径与磁石32的外径相同，而内径则小于磁石32的内径，镜头支撑座34的上表面342的外侧部分为平面3422，且与磁石32的底面相互贴设连接成一整体，而内侧部分为波浪形曲面3424，且高度低于外侧部分的平面3422的高度。三肋条16a从该壳体10a的顶壁14a的内周缘处顺沿其内周缘水平延伸，每一肋条16a大致呈三分之一圆周长度，末端形成一圆形卡扣部164a。该镜头组30a中的镜筒410a的顶端还分别形成与该卡扣部164a的位置和大小相配合的缺口416。

组装时，该转子组30a旋转地收容于定子组20a内部的中空区域26内，磁石32的外表面与环形壁214的内表面之间形成一微小的间隙50。镜头组40a收容于转子组30a内部，且镜筒410a的外表面与磁石32的内表面之间形成另一微小的间隙60。镜筒410a底端的导引块414a与镜头支撑座34上表面342的波浪形的曲面部分3424相互抵触。壳体10a的侧壁12环设于定子组20a的外围，顶壁14a盖设于定子组20a的上方，从而将定子组20a、转子组30a及镜头组40a收容于其内部。顶壁14a上的肋条16a沿其内周缘水平延伸，每一肋条16a的末端的卡扣部164a恰好收容于该镜筒410a的顶端的缺口416内。

工作时，定子组20a中线圈通电激磁，使得两极爪组合23中上、下极爪元件23a、23b产生交替变化的磁场，与转子组30a中的磁石32相互作用推动转子组30a转动，即该镜头支撑座34与磁石32作为一个整体转动。由于镜头组40a收容于磁石32内部时，镜筒410a的外表面与磁石32的内表面之间形成间隙60，因此，镜头组40a不与转子组30a一起转动，而通过其底端的导引块414a顺沿镜头支撑座34上表面342的波浪形曲面3424的起伏变化而上下运动，从而将镜头支撑座34沿圆周方向的转动转化为镜头组40a沿轴向的直线运动。且由于镜筒410a顶端的缺口416与外壳10a上方的肋条16a末端的卡扣部164a相互扣合固定，可限制该镜头组40转动，达到更好地实现镜头组40a仅沿轴向做直线运动，从而提高运动可靠度及对焦精度，以实现对焦功能。同理，该镜头支撑座34上表面342的波浪形曲面3424的起伏变化分别对应镜头412对焦时的位置变化，当镜头支撑座34转动使得镜头组40a中导引块414a与该波浪形曲面3424的波峰相抵触时，镜头组40a向上伸，相机对焦于第一焦点；当镜头支撑座34转动使导引块414a与该波浪形曲面3424的波谷相抵触时，镜头组40a向下缩，相机对焦于第二焦点。该波浪形曲面3424的波形变化周期个数与镜头组40a底端的导引块414a数量相对应，使得该导引块414a可与镜头支撑座34上具有相同高度的位置处相抵触，使镜头组40a运动的过程中保持平衡，从而实现平稳移动而达到精确对焦的目的。

本发明相机自动对焦结构主要是通过于镜头组40、40a与定子组20、20a之间，或者于镜头组40、40a与转子组30、30a之间设置一包括导引块414、414a和波浪形曲面2122、3424的驱动机构，通过该驱动机构中导引块414、414a与波浪形曲面2122、3424之间形成相对转动，而驱动该镜头组40、40a作直线运动。具体实施时，该导引块414、414a与波浪形曲面2122、3424的位置不限于上述实施例中所述方式，如也可以将该驱动机构中波浪形曲面2122、3424设置于镜头组40、40a中镜筒410、410a的底端，而导引块414、414a设置于定子组20内；或者将该驱动机构中波浪形曲面2122、3424设置于镜头组40、40a中镜筒410、410a的底端，而导引块414、414a设置于转子组30a内，该导引块414、414a与波浪形曲面2122、3424相互接触且产生相对转动，从而驱动该镜头组40、40a作直线运动。该波浪形曲面2122、3424的波形变化周期个数也不限于与导引块414、414a的数量相等，只要该周期个数满足是导引块414、414a数量的整数倍，同样可以达到使得镜头组40、40a运动的过程中保持平衡的效果。

Claims (14)

1.一种相机自动对焦结构，包括一定子组、一相对于该定子组转动的转子组及一设于该转子组内的镜头组，该定子组包括一定子座及环设于该定子座上的线圈，该转子组包括环设于该镜头组外围的磁石，其特征在于：该镜头组的底端凸设形成多个导引块，所述定子组及转子组中其中之一设有一与该导引块相接触的波浪形曲面，该磁石的磁场与定子组中线圈产生的磁场相互作用驱动转子组转动，使得该导引块与该波浪形曲面之间产生相对转动，驱动该镜头组顺沿该波浪形曲面的起伏变化而沿轴向作直线伸缩运动，该波浪形曲面的波形变化沿圆周方向包括多个周期，其中该周期的个数为导引块数量的整数倍。

2.如权利要求1所述的相机自动对焦结构，其特征在于：该导引块与波浪形曲面的波峰相抵触的位置为该相机自动对焦结构对焦于一第一焦点所在位置，该导引块与波浪形曲面的波谷相抵触的位置为该该相机自动对焦结构对焦于一第二焦点所在位置。

3.如权利要求1所述的相机自动对焦结构，其特征在于：该镜头组包括一镜筒及收容于该镜筒内的镜头，该导引块形成于镜筒的底端。

4.如权利要求1所述的相机自动对焦结构，其特征在于：该定子座包括一底座，从该底座内周缘向内延伸的台阶及从该底座内周缘向上延伸的环形壁，所述底座、台阶及环形壁共同形成收容该转子组的中空区域，该波浪形曲面形成于该台阶的上表面。

5.如权利要求4所述的相机自动对焦结构，其特征在于：该镜头组与转子组连接形成一整体，共同相对于该静止的定子座转动并同时沿轴向作直线运动。

6.如权利要求4所述的相机自动对焦结构，其特征在于：还包括一收容所述定子组、转子组及镜头组于其内部的壳体，该壳体包括一顶壁，该顶壁上设有至少一向下延伸的肋条，该至少一肋条的末端与镜筒的顶端相抵触。

7.如权利要求1所述的相机自动对焦结构，其特征在于：该转子组还包括一镜头支撑座，该波浪形曲面形成于镜头支撑座的上表面，该镜头支撑座与磁石连接形成一整体，共同相对于该静止的定子座转动，该镜头组与转子组之间形成一间隙，镜头组相对于该静止的定子座沿轴向作直线运动。

8.如权利要求7所述的相机自动对焦结构，其特征在于：该镜头组包括一镜筒及收容于该镜筒内的镜头，该导引块形成于镜筒的底端。

9.如权利要求8所述的相机自动对焦结构，其特征在于：还包括一收容所述定子组、转子组及镜头组于其内部的壳体，该壳体包括一顶壁，该顶壁上设有至少一卡扣部，该镜筒的顶端设有与该至少一卡扣部相配合的缺口，该卡扣部扣合于该缺口内限制该镜头组转动。

10.如权利要求1所述的相机自动对焦结构，其特征在于：该磁石呈圆环柱状，沿圆周方向间隔分布有若干磁极，该定子组包括用于缠绕线圈的至少一极爪组合，该极爪组合中央形成一可容纳磁石的空间。

11.如权利要求10所述的相机自动对焦结构，其特征在于：该极爪组合由上、下极爪元件组成，每一极爪元件包括具有一环形片体及从环形片体的圆周处垂直延伸的若干极爪，该上、下极爪元件的极爪沿极爪组合的圆周方向成交错式排列，于上、下极爪元件之间形成用以缠绕线圈的圆筒状极爪壁。

12.一种相机自动对焦结构，包括一定子组、一相对于该定子组转动的转子组及一设于该转子组内的镜头组，其特征在于：该镜头组与定子组之间或者该镜头组与转子组之间设置有一驱动该镜头组作直线伸缩运动的驱动机构，该驱动机构包括若干导引块及与该导引块相接触的波浪形曲面，该波浪形曲面的波形变化沿周期方向包括多个周期，其中该周期个数为导引块数量的整数倍，该导引块顺沿该波浪形曲面的起伏变化而沿该波浪形曲面运动，驱动该镜头组作直线伸缩运动。

13.如权利要求12所述的相机自动对焦结构，其特征在于：该驱动机构设置在该镜头组与定子组之间，该驱动机构的导引块设置在镜头组的底端，该驱动机构的波浪形曲面设置在定子组上。

14.如权利要求12所述的相机自动对焦结构，其特征在于：该驱动机构设置在该镜头组与转子组之间，该驱动机构的导引块设置在镜头组的底端，该转子组包括一镜头支撑座，该驱动机构的波浪形曲面设置在镜头支撑座上。

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