CN113376786B - 光学驱动装置、摄像装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光学驱动装置、摄像装置及电子设备。光学驱动装置，包括固定外框，还包括防抖中框，位于固定外框内；防抖中框和固定外框转动连接并且防抖中框绕X轴转动；防抖中框外壁具有防抖中框绕X轴转动时防止防抖中框和固定外框内壁接触的避让结构；内球支架，位于防抖中框内；内球支架外形呈球体状，并且内球支架用于承载光学部件；内球支架和防抖中框转动连接并且内球支架绕Y轴转动；防抖中框驱动机构，驱动所述防抖中框绕X轴转动；内球支架驱动机构，驱动所述内球支架绕Y轴转动。本发明是一款大角度运动的光学驱动装置，配合镜头视角，本发明的视角可覆盖175度，能同时实现静态摄像的光学防抖和动态摄像的追踪作用。

Description

光学驱动装置、摄像装置及电子设备

技术领域

本发明属于马达技术领域，尤其涉及一种光学驱动装置、摄像装置及电子设备。

背景技术

近来，微型化技术快速发展，使光学驱动装置在微型摄像头上得到应用，一般光学驱动装置运动角度为5度左右，主要起到静态摄像的防抖作用，不能兼顾动态摄像的追踪作用。现在微型摄像头在运动场合下摄像更为广泛，更大运动角度的光学驱动装置技术是目前市场所需求的。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种可以解决上述技术问题的光学驱动装置、摄像装置及电子设备。本发明的光学驱动装置能同时实现静态摄像的光学防抖和动态摄像的追踪作用。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

光学驱动装置，包括固定外框，本装置还包括：

防抖中框，位于固定外框内；

防抖中框和固定外框转动连接并且防抖中框绕X轴转动；

防抖中框外壁具有防抖中框绕X轴转动时防止防抖中框和固定外框内壁接触的避让结构；

内球支架，位于防抖中框内；

内球支架外形呈球体状，并且内球支架用于承载光学部件；

内球支架和防抖中框转动连接并且内球支架绕Y轴转动；

防抖中框驱动机构，驱动所述防抖中框绕X轴转动；

内球支架驱动机构，驱动所述内球支架绕Y轴转动。

上述光学驱动装置，所述内球支架部分凸出于防抖中框，内球支架剩余部分内置于防抖中框内部。

上述光学驱动装置，防抖中框驱动机构和内球支架驱动机构均为电机驱动机构。

上述光学驱动装置，所述内球支架包括第一半球支架和第二半球支架，第一半球支架和第二半球支架组装成一球体。

上述光学驱动装置，所述防抖中框通过沿着X轴分布的第一连接轴与固定外框转动连接。

上述光学驱动装置，所述防抖中框驱动机构包括X轴步进电机，在X轴步进电机的输出轴上连接有第一蜗杆，第一蜗杆和固定于第一连接轴上的第一蜗轮啮合。

上述光学驱动装置，所述第一连接轴有两根，其中一根第一连接轴的一端设置在防抖中框上，另一端沿该第一连接轴的轴向向外伸出至固定外框内壁上，所述的第一蜗轮固定于上述一根第一连接轴上。

上述光学驱动装置，上述一根第一连接轴沿该第一连接轴的轴向向外伸出至固定外框内壁上设置有一连接孔，且连接孔所在的内壁上设置有第三避让槽，所述防抖中框驱动机构设置在第三避让槽内。

上述光学驱动装置，所述另一个第一连接轴的一端设置在防抖中框上，另一端通过连接孔与固定外框相连。

上述光学驱动装置，所述内球支架通过沿着Y轴分布的第二连接轴与防抖中框转动连接。

上述光学驱动装置，所述内球支架驱动机构包括Y轴步进电机，在Y轴步进电机的输出轴上连接有第二蜗杆，第二蜗杆和固定于第二连接轴上的第二蜗轮啮合。

上述光学驱动装置，所述第二连接轴有两根，其中一根第二连接轴的一端设置在内球支架上，另一端沿该第二连接轴的轴向向外伸出至防抖中框内壁上，所述的第二蜗轮固定于上述一根第二连接轴上。

上述光学驱动装置，上述一根第二连接轴沿该第二连接轴的轴向向外伸出至防抖中框内壁上设置有一连接孔，且连接孔所在的内壁上设置有第二避让槽，所述内球支架驱动机构设置在第二避让槽内。

上述光学驱动装置，所述另一个第二连接轴的一端设置在内球支架上，另一端通过连接孔与防抖中框相连。

上述光学驱动装置，还包括一上盖，所述上盖设置在固定外框光入射方向的开口处。

上述光学驱动装置，所述的避让结构包括设置在防抖中框外壁并且以X轴呈对称分布的弧形避让凸面。

摄像装置，具有上述的光学驱动装置。

电子设备，具有上述的摄像装置。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、由于本发明的内球支架驱动机构设置在第二避让槽内，防抖中框驱动机构设在第三避让槽内，且第一避让槽和第二避让槽分别设置在防抖中框的壁厚范围内。这样的结构无需额外腾出空间用于设置驱动结构，使得结构更加紧凑，整体产品重量更加轻便。且盖板的设置，正好将第一避让槽和第二避让槽的槽口盖住，实现防尘作用。

2、由于本发明的内球支架和防抖中框均采用球面配合，所以当内球支架绕Y轴抖动时，主要通过内球支架的第二半球支架分布于Y轴两侧的球面及上述两侧球面延伸上去的第一半球支架对应的球面部分沿防抖中框内壁滑动实现。由于是球面与防抖中框内壁滑动实现，所以内球支架的抖动角度可以非常大。同理，当防抖中框绕X轴抖动时，主要通过防抖中框的第一耳盖板和第二耳盖板的外凸圆弧面与固定外框内壁滑动实现。由于第一耳盖板和第二耳盖板为外凸圆弧面，所以防抖中框的抖动角度也可以非常大。所以本发明是一款大角度运动的光学驱动装置，配合镜头视角，其视角可覆盖175度，能同时实现静态摄像的光学防抖和动态摄像的追踪作用。

3、本发明的防抖中框驱动机构和内球支架驱动机构均采用电机驱动机构，所以驱动结构空间占有小、传动比大、无空程的优点，且相较于磁驱动来说，电机驱动力大，可以承载大体积透镜。

附图说明

图1是本发明提供的光学驱动装置爆炸结构示意图。

图2是图1中内球支架装配好的结构示意图。

图3是防抖中框的结构示意图。

图4是防抖中框的另一个视角的结构示意图。

图5是第二半球支架的结构示意图。

图6是第二半球支架另一个视角的结构示意图。

图7是第一半球支架的结构示意图。

图8是内球支架驱动机构结构示意图。

图9是固定外框的结构示意图。

图10是实施例二透镜驱动装置的结构示意图。

图11是实施例三摄像装置结构示意图。

图12是实施例四电子设备的结构示意图。

图中，上盖1，第一半球支架2，凸块21，第二配合面22，第一通孔23，第一盲孔24，第二半球支架3，凹槽31，第一配合面32，第二通孔33，第二半球支架第一圆弧凸面体34，第二半球支架第二圆弧凸面体35，挖空槽36，盖板4，防抖中框5，弧形避让凸面50，第一耳盖板51，第二耳盖板52，第二盲孔53，第二避让槽54，第一避让槽55，固定外框6，框体61，第一凸边62，圆形凸条63，第三避让槽64，第二凸边65，第一连接孔66，第二连接孔67，底盖7，内球支架驱动机构8，第二连接轴80，Y轴步进电机81，第二蜗轮82，第二蜗杆83，防抖中框驱动机构9，第一连接轴90，X轴步进电机91，第一蜗轮92，内球支架A。

具体实施方式

以下是发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

本实施例的X轴和Y轴位于一个水平面，并且两者呈垂直连接，而Z轴则垂直于X轴和Y轴的交汇点，Z轴可以理解为光轴。

如图1和图2所示，本发明一种光学驱动装置，包括上盖1、固定外框6和底盖7，固定外框6中由内向外依次设置有内球支架A和防抖中框5。

如图3和图4所示，防抖中框5包括第一耳盖板51和第二耳盖板52，且第一耳盖板51和第二耳盖板52分别分布在X轴两侧。第一耳盖板51和第二耳盖板52连接在一起，为一体结构，且第一耳盖板51的外壁为第一弧形避让凸面，第二耳盖板52的外壁为第二弧形避让凸面，第一弧形避让凸面和第二弧形避让凸面共同构成防抖中框5外壁的以X轴呈对称分布的弧形避让凸面50。如图4所示，第一耳盖板51的第一末端侧边511与第二耳盖板52的第二末端侧边521相互垂直。当然具体实施时上述第一末端侧边511与第二末端侧边521之间的夹角还可以是其他角度，并不限于上述直角范围。第一耳盖板51靠近固定外框6的外表面为凸圆弧面，即第一耳盖板51的外壁为第一弧形避让凸面，同样第二耳盖板52靠近固定外框6的外表面也是凸圆弧面，第二耳盖板52的外壁为第二弧形避让凸面。如图1和图2所示，上述凸圆弧面与靠近第一耳盖板51和第二耳盖板52的固定外框6的内壁间隙配合。这样第一耳盖板51和第二耳盖板52在防抖中框5的防抖中框电机驱动机构9的驱动下，在靠近第一耳盖板51和第二耳盖板52的固定外框6的内壁上滚动，实现防抖中框5绕X轴转动。由于第一耳盖板51和第二耳盖板52的外壁均为弧形避让凸面，在固定外框6的内壁上是作滚动运动，所以防抖中框5绕X轴转动的范围可以是大角度范围。

如图1和图2所示，所述防抖中框5通过沿着X轴分布的第一连接轴90与固定外框6转动连接。本实施例的第一连接轴90有两根并且呈轴心线重合分布，而两根第一连接轴90分布于X轴两侧，每一根第一连接轴90的外端转动连接于框体61外壁上的第一连接孔66和第二连接孔67内，每一根第一连接轴90的内端固定于防抖中框5上。当任意一根第一连接轴90绕X轴转动时，则会带动防抖中框5绕X轴转动，实现防抖。

如图1和图2所示，防抖中框驱动机构9驱动所述防抖中框5绕X轴转动；具体地，本实施例的防抖中框驱动机构9包括X轴步进电机91，在X轴步进电机91的输出轴上连接有第一蜗杆（结构同下文中第二蜗杆83，图中未示出），第一蜗杆和固定于第一连接轴90上的第一蜗轮92啮合。第一蜗轮92套设于任意一第一连接轴90上并且两者周向固定连接，以满足驱动要求。

如图9所示，固定外框6包括框体61，框体61靠近外盖1的开口处设置有一圈远离框体61开口中心方向翻折的第一凸边62，第一凸边62与框体61开口想连接处还设置有一圈圆形凸条63。框体61靠近外盖1的开口处还设置有一圈向框体61开口中心方向翻折的第二凸边65。第一凸边62和第二凸边65位于同一平面。圆形凸条63垂直于第一凸边62和第二凸边65所在平面，且往远离第一凸边62和第二凸边65所在平面方向凸出。框体61靠近防抖中框驱动机构9的X轴步进电机91一侧上设置有第三避让槽64，所述第三避让槽64内还设置有第一连接孔66，第一连接孔66用于与其中一第一连接轴90连接，防抖中框驱动机构9的X轴步进电机91、第一蜗杆和第一蜗轮92均设在第三避让槽64内。第三避让槽64位于第二凸边65下方，所以产品封装后，防抖中框驱动机构9整体位于第二凸边65下方，实现防尘作用。另一第一连接轴90与框体61另一侧壁上的第二连接孔67连接。

如图1所示，内球支架A包括第一半球支架2和第二半球支架3，第一半球支架2和第二半球支架3相互组装后成为一球体。当然具体实施时，也可以将第一半球支架2和第二半球支架3直接设置成一体结构，即内球支架A为固定的一体球体结构。

如图7所示，第一半球支架2沿Y轴的径向两端分别设置有凸块21，对应的，如图5和图6所示，第二半球支架3沿Y轴的径向两端分别设置有与凸块21配合的凹槽31。如图1和图2所示，第二半球支架3具有第一配合面32，第一半球支架2具有第二配合面22，凹槽31的槽底面低于第一配合面32，凸块21的表面凸出于第二配合面22，所以第一半球支架2和第二半球支架3通过第一配合面32和第二配合面22以及凹槽31和凸块21相互吻合后实现球体组装。

如图6所示，第二半球支架3沿Y轴两侧分布有第二半球支架第一圆弧凸面体34和第二半球支架第二圆弧凸面体35，第二半球支架第一圆弧凸面体34和第二半球支架第二圆弧凸面体35之间具有挖空槽36。由于挖空槽36的设置可以减轻内球支架A的整体重量，同时又不影响内球支架A的球面形状。

如图7所示，第一半球支架2内具有一第一通孔23，同样的，如图5和图6所示，第二半球支架3也具有一第二通孔33，第一通孔23和第二通孔33相互贯通，上述贯通的第一通孔23和第二通孔33内用于设置光学部件，比如透镜、模组等。且第一半球支架2的每个凸块21上均设置有第一盲孔24，防抖中框5的内壁相应位置也均设置有第二盲孔53，两根第二连接轴80分别通过第一盲孔24和第二盲孔53固定，且其中一根第二连接轴80上设置有第二蜗轮82。

如图2所示，第一半球支架2和第二半球支架3相互组装后形成一具有光滑球面的球体，上述球体位于防抖中框5内。如图2、图3和图4所示，防抖中框5的第一耳盖板51和第二耳盖板52的内壁与球体球面间隙配合。且本实施例中防抖中框5的第一耳盖板51和第二耳盖板52的内壁为光滑圆筒形内壁。具体实施时，也可以将防抖中框5的第一耳盖板51和第二耳盖板52的内表面均设为与球体配合的凹圆弧面，即上述第一耳盖板51和第二耳盖板52的呈凹圆弧面的内表面与球体球面间隙配合。这样，球体即内球支架A在内球支架驱动机构8的驱动下，内球支架A的球面与第一耳盖板51和第二耳盖板52的凹圆弧面相互抵接并沿第一耳盖板51和第二耳盖板52的凹圆弧面转动，实现内球支架A绕Y轴大角度转动。

如图8所示，内球支架驱动机构8驱动所述内球支架A绕Y轴转动；具体地，本实施例的内球支架A包括Y轴步进电机81，在Y轴步进电机81的输出轴上连接有第二蜗杆83，第二蜗杆83和固定于第二连接轴80上的第二蜗轮82啮合。第二蜗轮82套设于任意一第二连接轴80上并且两者周向固定连接，以满足驱动要求。

如图2所示，防抖中框5靠近内球支架驱动机构8的内壁上设置第二避让槽54，所述第二避让槽54内用于设置内球支架驱动机构8的Y轴步进电机81、第二蜗杆83和第二蜗轮82及其中一第二连接轴80。同理，靠近另外一第二连接轴80的防抖中框5内壁上也设置有第一避让槽55，所述第一避让槽55的槽体小于第二避让槽54，因为第一避让槽55仅仅用于设置另外一第二连接轴80。上述第一避让槽55和第二避让槽54分别设置在防抖中框5的壁厚范围内。当然具体实施时，可考虑防抖中框5的平衡，适当改变第一避让槽55的槽体的大小，甚至不设置第一避让槽55也可，即直接在防抖中框5内壁设置一连接孔即可。上述防抖中框5内壁设置了第一避让槽55和第二避让槽54，这样的结构设计，不会额外腾出空间用于设置驱动结构，使得结构更加紧凑，整体产品重量更加轻便。且盖板4的设置，正好将第一避让槽55和第二避让槽54的槽口盖住，实现防尘作用。

如图1所示，上盖1远离内球支架A的前端设置成球形，且采用透明玻璃罩形式，这样本产品还可以实现产品独立外挂。

当内球支架驱动机构8的Y轴步进电机81得电后，驱动第二蜗杆83转动，同时带动第二蜗轮82转动从而传动第二连接轴80转动。第二连接轴80的转动带动内球支架A沿第一耳盖板51和第二耳盖板52的内壁上沿Y轴转动，且转动角度可以非常大。

同理，当防抖中框驱动机构9的X轴步进电机91得电后，驱动第一蜗杆转动，同时带动第一蜗轮92转动从而传动第一连接轴90转动。第一连接轴90的转动带动防抖中框5的第一耳盖板51和第二耳盖板52的外凸圆弧面沿固定外框6的内壁滑动，且防抖中框5整体的滑动角度可以非常大。

综上所述，由于第一耳盖板51和第二耳盖板52的外壁为外凸圆弧面、以及内球支架A的外形为整体球面结构，使得本发明整个产品成为一款大角度运动的光学驱动装置，配合镜头视角，其视角可覆盖175度，能同时实现静态摄像的光学防抖和动态摄像的追踪作用。

实施例二

如图10所示，本实施例提供了一种透镜驱动装置，具有实施例一所述的光学驱动装置，以及

透镜承载体，透镜承载体固定于光学驱动装置的内球支架A内。透镜承载体可以是AF马达，也可以是单载体。

进一步地，本透镜驱动装置还包括固定于透镜承载体下端的传感器组件，所述的传感器组件与折弯式柔性供电板连接。传感器组件可以是霍尔传感器，其用于检测透镜承载体移动后的位置，即，在光轴上的位置。

实施例三

基于实施例二，如图11所示，本实施例提供了一种摄像装置，其具有实施例二所述的透镜驱动装置。例如，带有透镜的模组等等。

实施例四

基于实施例三，如图12所示，本实施例提供了一种电子设备，具有实施例三所述的摄像装置。例如，手机等等电子设备。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (13)

1.光学驱动装置，包括固定外框（6），其特征在于，本装置还包括：

防抖中框（5），位于固定外框（6）内；

防抖中框（5）和固定外框（6）转动连接并且防抖中框（5）绕X轴转动；

防抖中框（5）外壁具有防抖中框（5）绕X轴转动时防止防抖中框（5）和固定外框（6）内壁接触的避让结构；

内球支架（A），位于防抖中框（5）内；

内球支架（A）外形呈球体状，并且内球支架（A）用于承载光学部件；

内球支架（A）和防抖中框（5）转动连接并且内球支架（A）绕Y轴转动；

防抖中框驱动机构（9），驱动所述防抖中框（5）绕X轴转动；

内球支架驱动机构（8），驱动所述内球支架（A）绕Y轴转动；

防抖中框驱动机构（9）和内球支架驱动机构（8）均为电机驱动机构；

所述防抖中框（5）通过沿着X轴分布的第一连接轴（90）与固定外框（6）转动连接；

所述防抖中框驱动机构（9）包括X轴步进电机（91），在X轴步进电机（91）的输出轴上连接有第一蜗杆，第一蜗杆和固定于第一连接轴（90）上的第一蜗轮（92）啮合；

所述内球支架（A）通过沿着Y轴分布的第二连接轴（80）与防抖中框（5）转动连接；所述内球支架驱动机构（8）包括Y轴步进电机（81），在Y轴步进电机（81）的输出轴上连接有第二蜗杆（83），第二蜗杆（83）和固定于第二连接轴（80）上的第二蜗轮（82）啮合。

2.根据权利要求1所述的光学驱动装置，其特征在于，所述内球支架（A）部分凸出于防抖中框（5），内球支架（A）剩余部分内置于防抖中框（5）内部。

3.根据权利要求1-2任一项所述的光学驱动装置，其特征在于，所述内球支架（A）包括第一半球支架（2）和第二半球支架（3），第一半球支架（2）和第二半球支架（3）组装成一球体。

4.根据权利要求1所述的光学驱动装置，其特征在于，所述第一连接轴（90）有两根，其中一根第一连接轴（90）的一端设置在防抖中框（5）上，另一端沿该第一连接轴（90）的轴向向外伸出至固定外框（6）内壁上，所述的第一蜗轮固定于上述一根第一连接轴（90）上。

5.根据权利要求4所述的光学驱动装置，其特征在于，上述一根第一连接轴（90）沿该第一连接轴（90）的轴向向外伸出至固定外框（6）内壁上设置有一连接孔，且连接孔所在的内壁上设置有第三避让槽（64），所述防抖中框驱动机构（9）设置在第三避让槽（64）内。

6.根据权利要求4或5所述的光学驱动装置，其特征在于，所述另一个第一连接轴（90）的一端设置在防抖中框（5）上，另一端通过连接孔与固定外框（6）相连。

7.根据权利要求1所述的光学驱动装置，其特征在于，所述第二连接轴（80）有两根，其中一根第二连接轴（80）的一端设置在内球支架（A）上，另一端沿该第二连接轴（80）的轴向向外伸出至防抖中框（5）内壁上，所述的第二蜗轮（82）固定于上述一根第二连接轴（80）上。

8.根据权利要求7所述的光学驱动装置，其特征在于，上述一根第二连接轴（80）沿该第二连接轴（80）的轴向向外伸出至防抖中框（5）内壁上设置有一连接孔，且连接孔所在的内壁上设置有第二避让槽（54），所述内球支架驱动机构（8）设置在第二避让槽（54）内。

9.根据权利要求7或8所述的光学驱动装置，其特征在于，所述另一个第二连接轴（80）的一端设置在内球支架（A）上，另一端通过连接孔与防抖中框（5）相连。

10.根据权利要求1所述的光学驱动装置，其特征在于，还包括一上盖（1），所述上盖（1）设置在固定外框（6）光入射方向的开口处。

11.根据权利要求1所述的光学驱动装置，其特征在于，所述的避让结构包括设置在防抖中框（5）外壁并且以X轴呈对称分布的弧形避让凸面（50）。

12.摄像装置，其特征在于，具有权利要求1-11任意一项所述的光学驱动装置。

13.电子设备，其特征在于，具有权利要求12所述的摄像装置。

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