CN113960743A - 一种潜望式远程变焦防手振装置 - Google Patents

一种潜望式远程变焦防手振装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种潜望式远程变焦防手振装置，包括底座和上盖，所述底座上设有FPCB板、以及第一动子部和第二动子部；所述第一动子部包括载体、设置在所述载体上的镜头、以及用于驱动所述载体沿两轴运动的第一驱动单元；所述第二动子部包括转动设置在所述底座上的支架、安装在所述支架上的棱镜、以及用于驱动所述支架转动的第二驱动单元，所述棱镜与所述镜头相对设置。本发明采用了一体式的设计，即第一驱动单元和第二驱动单元共享同一底座和FPCB板，减少了组装过程中的对位程序，组装方便，良率提高，同时，可以有效降低生产成本和设备尺寸，达到节约成本和小型化的目的。

Description

一种潜望式远程变焦防手振装置
技术领域
本发明涉及镜头技术领域，特别是关于一种潜望式远程变焦防手振装置。
背景技术
随着技术的发展，当今许多电子设备（例如平板计算机或智能手机）都配备了镜头模块并具有摄像头或视频功能。镜头可大概区分为短焦距的广角镜头以及长焦距的望远镜头；然而，在光学模块中放置长焦距的镜头，会增加电子装置的厚度, 难以符合移动终端装置要求轻薄化薄型化的需求。现有技术中通常会采用潜望式的设计, 暨将光路平躺并加上一转折镜将光路转动90度, 让整个光学系统躺平以减抵整体高度。
此类潜望式防手振马达，一般执行方式如图1所示, 转折镜转动X轴, 主镜头做X轴，Z轴的平移以达到防手振的功能（为便于说明称为1+2潜望式），也有如图2的设计，即转折镜沿X及Y轴转动，主镜头做Z轴的平移来达到防手振的功能（2+1）。但上述两种做法都需要两组马达才能达成防手振目的，成本高且组装难度大。
发明内容
有鉴于此，本发明为解决上述技术问题，提供一种潜望式远程变焦防手振装置。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种潜望式远程变焦防手振装置，包括底座和上盖，所述底座上设有FPCB板、以及第一动子部和第二动子部；所述第一动子部包括载体、设置在所述载体上的镜头、以及用于驱动所述载体沿两轴运动的第一驱动单元；所述第二动子部包括转动设置在所述底座上的支架、安装在所述支架上的棱镜、以及用于驱动所述支架转动的第二驱动单元，所述棱镜与所述镜头相对设置。
进一步的，所述载体通过多根悬丝悬挂在所述FPCB板上方。
进一步的，所述第一驱动单元包括与所述FPCB板电性连接的第一线圈和第二线圈、以及设置在所述载体上的第一磁石和第二磁石，所述第一磁石与所述第一线圈相对，所述第二磁石与所述第二线圈相对。
进一步的，所述第一线圈和第一磁石均为斜对角设置的两个，所述第二线圈和第二磁石均为斜对角设置的两个。
进一步的，所述第一线圈处设有第一霍尔传感器，所述第二线圈处设有第二霍尔传感器。
进一步的，所述第二驱动单元包括与所述FPCB板电性连接的第三线圈、以及设置在所述支架上的第三磁石，所述第三磁石与所述第三线圈相对。
进一步的，所述支架上设有转轴，所述转轴向所述支架的两侧延伸，所述底座上设有轴承座，所述轴承座上设有与所述转轴相配合的卡槽，所述转轴安装在所述卡槽内。
进一步的，所述转轴与所述卡槽之间的接触为线接触。
进一步的，所述底座上设有吸磁铁片，所述吸磁铁片位于所述支架的下方。
进一步的，所述第三线圈处设有第三霍尔传感器。
本发明相较于现有技术的有益效果是：
本发明的防手振装置，棱镜可以将光路转动九十度，并且可以在第二驱动单元的作用下在单轴上做旋转补偿，第一驱动单元可以将光学镜头进行两轴方向的平移补偿；此外，本发明采用了一体式的设计，即第一驱动单元和第二驱动单元共享同一底座和FPCB板，减少了组装过程中的对位程序，组装方便，良率提高，同时，可以有效降低生产成本和设备尺寸，达到节约成本和小型化的目的。
附图说明
图1为现有技术中1+2式潜望式马达的原理图。
图2为现有技术中2+1式潜望式马达的原理图。
图3为本发明实施例的整体结构爆炸图。
图4为本发明第一驱动单元的爆炸图及受力图。
图5为本发明第一驱动单元的俯视图及X轴方向的受力图。
图6为本发明第一驱动单元的俯视图及Z轴方向的受力图。
图7为本发明第二动子部与底座的装配示意图。
图8为本发明第二动子部的运动轨迹示意图。
图9为本发明第二动子部的阻尼胶位置图。
附图标记：1-底座；11-轴承座；111-卡槽；2-上盖；21、22-非导磁性盖体；3-FPCB板；4-第一动子部；41-载体；42-镜头；43-第一驱动单元；431-第一线圈；432-第二线圈；433-第一磁石；434-第二磁石；435-第一霍尔传感器；436-第二霍尔传感器；5-第二动子部；51-支架；52-棱镜；53-第二驱动单元；531-第三线圈；532-第三磁石；533-第三霍尔传感器；54-转轴；55-阻尼胶；6-悬丝；7-吸磁铁片。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面将结合具体实施例及附图对本发明作进一步详细描述。
请参考图3-图9，本发明一较佳实施例为。
请参考图3，一种潜望式远程变焦防手振装置，包括底座1和上盖2，底座1上设有FPCB板3、以及第一动子部4和第二动子部5；第一动子部4包括载体41、设置在载体41上的镜头42、以及用于驱动载体41沿两轴运动的第一驱动单元43；第二动子部5包括转动设置在底座1上的支架51、安装在支架51上的棱镜52、以及用于驱动支架51转动的第二驱动单元53，棱镜52与镜头42相对设置。其中，上盖2为两个非导磁性的盖体，分别用于保护第一动子部4和第二动子部5。在进光时，光线照射在棱镜52上，光线在经过棱镜52的折射后进入镜头42。本实施例将第一驱动单元43和第二驱动单元53集成在底座1上，并实用同一块FPCB板3，从而在可以有效降低成本的同时，也方便了组装，相较于传统的组装方式，本实施例不需要进行棱镜52和镜头42的对位，在将二者安装到底板上时，即自行完成了对位工序。
在本实施例中，载体41通过多根悬丝6悬挂在FPCB板3上方。本实施例的悬丝6设置为四根，用于支撑载体41，四根悬丝6分别设置在载体41的四角处，以保证载体41的平衡。同时，悬丝6具有一定弹性，使得载体41和镜头42可以在第一驱动单元43的作用下移动和复位。
在本实施例中，第一驱动单元43包括与FPCB板3电性连接的第一线圈431和第二线圈432、以及设置在载体41上的第一磁石433和第二磁石434，第一磁石433与第一线圈431相对，第二磁石434与第二线圈432相对。其中，第一线圈431和第一磁石433均为斜对角设置的两个，第二线圈432和第二磁石434均为斜对角设置的两个。第一磁石433和第二磁石434均固定在载体41的底部，可以通过连接块固定在载体41上，以便于同时带动载体41和镜头42的运动。具体的，第一线圈431和第一磁石433用于推动载体41沿X轴移动，第二线圈432和第二磁石434用于推动载体41沿Z轴移动。镜头42的运动为平移运动，其沿两轴方向运动的磁路如下。
请参考图4、图5和图6，X轴驱动方向的音圈马达使用两对角线圈与磁石，即第一线圈431和第一磁石433为两组且呈对角设置，当两个第一线圈431通过串联的方式通以电流时，根据劳伦斯定律将产生X轴方向的磁力，即图中的FX,和F’X，其中FX等于F’X，其磁力合为FX= FX + F’X = 2FX。其中，对角线音圈马达的两出力中心与第一动子部4的质心距离相等，即LZ =L’Z，因此，两磁推力不会造成第一动子部4的旋转，即MY=0。
Z轴驱动方向的音圈马达使用另两对角线圈与磁石，第二线圈432和第二磁石434为两组且呈对角设置，当两个第二线圈432通过串联的方式通以电流时，根据劳伦斯定律将产生Z轴方向的磁力，即图中的FZ,和F’Z，其中FZ等于F’Z，其磁力合为FZ= FZ + F’Z = 2FZ。其中，对角线音圈马达的两出力中心与第一动子部4的质心距离相等，即LX =L’X，因此，两磁推力不会造成第一动子部4的旋转，即MY=0。
本实施例的镜头42可沿X轴方向移动和Z轴方向移动，二者的驱动线圈与磁石分别采用对角配置的设计，可以有效达成镜头42沿X轴和Z轴的独立运动，还可以防止镜头42沿Y轴的旋转，同时，可以让线圈和磁石的数量尽可能的少，以在保证镜头42可以有效运动的同时降低装置的生产成本。
需要说明的是，本实施例在第一线圈431处设有第一霍尔传感器435，第二线圈432处设有第二霍尔传感器436。霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，霍尔效应是磁电效应的一种，当电流垂直于外磁场通过半导体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在半导体的两端产生电势差，这一现象就是霍尔效应，这个电势差也被称为霍尔电势差。
在本实施例中，第二驱动单元53包括与FPCB板3电性连接的第三线圈531、以及设置在支架51上的第三磁石532，第三磁石532与第三线圈531相对。第三磁石532可通过另一固定块固定在支架51的底部。其中，支架51上设有转轴54，转轴54向支架51的两侧延伸，底座1上设有轴承座11，轴承座11上设有与转轴54相配合的卡槽111，转轴54安装在卡槽111内。转轴54插设在支架51上，并与支架51固定连接，且转轴54的两端向支架51的两侧延伸，转轴54可相对于轴承座11转动，转轴54在第二驱动单元53的驱动下转动，同时带动支架51和棱镜52的转动，从而实现光线的补偿。
请参考图7、图8和图9，需要说明的是，转轴54与卡槽111之间的接触为线接触。具体的，本实施例的卡槽111为一U型结构，转轴54位于U型结构的底部半圆处，且该半圆的直径大于转轴54的直径，故转轴54与轴承座11之间的接触为线接触，以最大程度的减少转轴54与轴承座11之间的摩擦。并且，为保证转动轴与轴承座11的接触点始终保持不变，即使转轴54始终与卡槽111的最低点接触，本实施例在底座1上设有吸磁铁片7，吸磁铁片7位于支架51的下方，其吸力为第二动子部5的5-10倍。另外，第三线圈531处设有第三霍尔传感器533。为了控制转轴的响应特性, 通常会在动子部上的磁石531与定子部的软板间点阻尼胶55, 如图9所示。
本实施例防手振装置的组装如下：需先组装第一动子部4、底座1与非导磁性盖体21; 之后再将镜头42安装在支架41后, 需进行Z轴方向之调焦测试, 然后再放入第二动子部5的其它各组件，包括棱镜52，最后盖上保护盖22即可完成组装, 之后再针对第二动子部5的棱镜52进行测试。传统的组装方式，需要将第二动子部5作为另一件马达装置，组装时需要进行对位调整，浪费更多的组装调整工时。本实施例相较于传动的组装方式，则不需要进行对位，只需要将各个部件正确的安装在底座1上即可，简单方便且高效。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语诸如 “上”、“下”、“前”、“后”、 “左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。

Claims (10)

1.一种潜望式远程变焦防手振装置，包括底座（1）和上盖（2），其特征在于，所述底座（1）上设有FPCB板（3）、以及第一动子部（4）和第二动子部（5）；所述第一动子部（4）包括载体（41）、设置在所述载体（41）上的镜头（42）、以及用于驱动所述载体（41）沿两轴运动的第一驱动单元（43）；所述第二动子部（5）包括转动设置在所述底座（1）上的支架（51）、安装在所述支架（51）上的棱镜（52）、以及用于驱动所述支架（51）转动的第二驱动单元（53），所述棱镜（52）与所述镜头（42）相对设置。
2.根据权利要求1所述的一种潜望式远程变焦防手振装置，其特征在于，所述载体（41）通过多根悬丝（6）悬挂在所述FPCB板（3）上方。
3.根据权利要求2所述的一种潜望式远程变焦防手振装置，其特征在于，所述第一驱动单元（43）包括与所述FPCB板（3）电性连接的第一线圈（431）和第二线圈（432）、以及设置在所述载体（41）上的第一磁石（433）和第二磁石（434），所述第一磁石（433）与所述第一线圈（431）相对，所述第二磁石（434）与所述第二线圈（432）相对。
4.根据权利要求3所述的一种潜望式远程变焦防手振装置，其特征在于，所述第一线圈（431）和第一磁石（433）均为斜对角设置的两个，所述第二线圈（432）和第二磁石（434）均为斜对角设置的两个。
5.根据权利要求4所述的一种潜望式远程变焦防手振装置，其特征在于，所述第一线圈（431）处设有第一霍尔传感器（435），所述第二线圈（432）处设有第二霍尔传感器（436）。
6.根据权利要求1所述的一种潜望式远程变焦防手振装置，其特征在于，所述第二驱动单元（53）包括与所述FPCB板（3）电性连接的第三线圈（531）、以及设置在所述支架（51）上的第三磁石（532），所述第三磁石（532）与所述第三线圈（531）相对。
7.根据权利要求6所述的一种潜望式远程变焦防手振装置，其特征在于，所述支架（51）上设有转轴（54），所述转轴（54）向所述支架（51）的两侧延伸，所述底座（1）上设有轴承座（11），所述轴承座（11）上设有与所述转轴（54）相配合的卡槽（111），所述转轴（54）安装在所述卡槽（111）内。
8.根据权利要求7所述的一种潜望式远程变焦防手振装置，其特征在于，所述转轴（54）与所述卡槽（111）之间的接触为线接触。
9.根据权利要求8所述的一种潜望式远程变焦防手振装置，其特征在于，所述底座（1）上设有吸磁铁片（7），所述吸磁铁片（7）位于所述支架（51）的下方。
10.根据权利要求6所述的一种潜望式远程变焦防手振装置，其特征在于，所述第三线圈（531）处设有第三霍尔传感器（533）。
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