CN114137687A - 透镜驱动装置和摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于对焦马达技术领域，尤其涉及一种透镜驱动装置包括底座，还包括伸缩导向支架，用于承载光学部件；精定位导向机构，包括精定位轴一端固定在底座上，另一端滑动连接在伸缩导向支架上；自适应辅助定位导向机构，包括辅助定位轴和自适应辅助定位轴弹性夹；辅助定位轴一端固定在底座上，另一端穿设在自适应辅助定位轴弹性夹内，辅助定位轴强迫自适应辅助定位轴弹性夹弹性形变从而使得自适应辅助定位轴弹性夹的轴心线和辅助定位轴的轴心线始终重合；自适应辅助定位轴弹性夹，安装在伸缩导向支架上；齿轮驱动对焦机构，驱动伸缩导向支架在光轴轴向伸缩运动。本发明具有大推力，可承载大体积镜头，对焦更加精准等优点。

Description

透镜驱动装置和摄像装置
技术领域
本发明属于对焦马达技术领域，尤其涉及一种透镜驱动装置和摄像装置。
背景技术
摄像装置包括手机等等终端。
以手机为例，手机相机为了追求单反相机同样的图像品质，在微型摄像头上将采用大像素、大光圈来提升光学性能，从而微型镜头的实际焦距增大。在手机有限空间内，为了满足前述需求，微型摄像头在使用时，镜头的驱动机构要能够伸缩凸出手机表面。所以，微型镜筒伸缩摄像头不仅能解决大像素、大光圈镜头在手机上安置和使用，而且还能极大地提升图像品质。
为了提高对焦运动精度，现有许多发明人设计了利用导柱的方式对镜筒进行导向。例如，中国专利公开了一种相机模组，专利申请号：201521128009.7，它包括设置于所述支架上的至少三根导杆，滑动设置在所述至少三根导杆上的镜头承载座，镜头承载座带动镜头模组沿至少三个导杆滑动。镜头承载座内设有磁性元件，对应支架上设置有与所述磁性元件配合的电磁元件，所述电磁元件用于通电产生电磁场以对所述磁性元件施加磁作用力以驱动所述镜头承载座带动所述镜头模组在所述导杆的导引下沿所述镜头模组的光轴方向移动。
以上的现有方案其虽然提高了对焦精度，但是，上述的方案存在如下缺陷：镜筒上的配合孔与导柱配合会导致对焦运动卡死，主要原因在于多根导柱相互不平行和/或镜筒上的导柱孔相互不平行，导致对焦运动停止，对焦精度还有待于进一步提升。另外，驱动所述镜头承载座带动所述镜头模组在所述导杆的导引下沿所述镜头模组的光轴方向移动的驱动力是通过电磁原件的磁作用力驱动的，而磁作用力对于大载体镜头模组来说，作用力不够强，无法产生大推力。
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透镜驱动装置和摄像装置。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
透镜驱动装置，包括底座，所述透镜驱动装置还包括：
伸缩导向支架，用于承载光学部件；
精定位导向机构，包括精定位轴，精定位轴一端固定在底座上，另一端滑动连接在伸缩导向支架上；
自适应辅助定位导向机构，包括辅助定位轴和自适应辅助定位轴弹性夹；辅助定位轴一端固定在底座上，另一端穿设在自适应辅助定位轴弹性夹内，辅助定位轴强迫自适应辅助定位轴弹性夹弹性形变从而使得自适应辅助定位轴弹性夹的轴心线和辅助定位轴的轴心线始终重合；
自适应辅助定位轴弹性夹，安装在伸缩导向支架上；
齿轮驱动对焦机构，驱动伸缩导向支架在光轴轴向伸缩运动。
上述透镜驱动装置，齿轮驱动对焦机构包括齿轮，及与齿轮啮合的齿条，齿条沿着光轴轴向分布并且固定在伸缩导向支架上，齿轮旋转迫使与齿轮啮合的齿条带动伸缩导向支架在光轴轴向伸缩运动。
上述透镜驱动装置，所述精定位轴和辅助定位轴以光轴呈相对分布，所述齿条固定在伸缩导向支架外壁并且靠近精定位轴。
上述透镜驱动装置，所述自适应辅助定位轴弹性夹包括两片对称的弹性夹片，所述每片弹性夹片分别包括弹性夹片臂和弹性夹片夹头，对称的两片弹性夹片夹头配合用于夹住辅助定位轴。
上述透镜驱动装置，所述两片弹性夹片的弹性夹片臂服帖后嵌入伸缩导向支架的避让槽内。
上述透镜驱动装置，所述每片弹性夹片臂末端均设置有垂直于弹性夹片臂的弹性限位臂，所述两片弹性限位臂对称设置。
上述透镜驱动装置，所述自适应辅助定位轴弹性夹包括一弹性夹套和一弹性臂，弹性夹套用于夹住辅助定位轴，弹性臂嵌入伸缩导向支架的避让槽内。
上述透镜驱动装置，所述伸缩导向支架上设有精定位轴孔，精定位轴远离底座的一端插入精定位轴孔中。
上述透镜驱动装置，伸缩导向支架和外壳之间设置有弹性橡胶圈，用于防水防尘。
上述透镜驱动装置，底座上设置有柔性折叠电路板，用于供电。
上述透镜驱动装置，所述齿轮驱动对焦机构还包括电机、蜗杆和蜗轮，蜗杆与电机输出端相连，蜗轮与蜗杆相连，齿轮连接在蜗轮输出端。
一种摄像装置，具有上述透镜驱动装置。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
本发明通过蜗轮蜗杆驱动机构驱动镜头承载座在光轴方向伸缩运动，其驱动力更大，可以实现大推力驱动，所以可以驱动大体积镜头，从而提高摄像质量。同时量产性高。
本发明通过蜗轮蜗杆作为一级传动机构，具有反向制动效果，可防止镜头在断电时甩出问题。
本发明通过齿轮齿条作为二级传动机构，线性传动，结构简单，稳定性强。
本发明通过精定位轴和辅助定位轴双轴伸缩导向结构，一根精定位，一根辅助定位。精定位轴与伸缩导向支架上的精定位轴孔配合，控制两者配合间隙，可保证滑动稳定性；辅助定位轴与弹片夹配合，可防止因双轴平行度差导致的卡顿问题。
本发明通过将弹簧橡胶圈放置于外壳与伸缩导向支架之间，可防水防尘。
本发明通过折叠柔性电路板FPC拉伸结构，作为伸缩部供电连接，应力小，反力小，可靠性高。
附图说明
图1是本发明提供的透镜驱动装置立体角度结构示意图。
图2是图1未包含壳体的各部件装配图。
图2a是图2的C处放大图。
图3是图1未设置壳体和弹性橡胶圈的立体结构示意图。
图4是弹性橡胶圈与底座等部件的装配结构示意图。
图5是图2装配好后的立体结构示意图。
图6是图5的A处放大图。
图7是图5的另一侧面结构示意图。
图8是图7的B处放大图。
图9是电路板与电机等的结构示意图。
图10是实施例四一种摄像装置的结构示意图。
图11是图10设置了镜头盖的结构示意图。
图中，底座1，音圈马达2，自适应辅助定位导向机构3，精定位导向机构30，精定位轴31，辅助定位轴32，伸缩导向支架33，避让槽331，自适应辅助定位轴弹性夹34，精定位轴孔35，弹性夹片341，弹性夹片臂342，弹性夹片夹头343，弹性限位臂344，齿轮驱动对焦机构4，电机41，蜗轮42，蜗杆43，齿轮5，齿条6，外壳7，弹性橡胶圈8、镜筒9、电源板10。
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
本实施例中的Z轴即为对焦光轴。
如图1和图2所示，本实施例的透镜驱动装置包括底座1、音圈马达2、自适应辅助定位导向机构3、伸缩导向支架33、齿轮驱动对焦机构4、精定位导向机构30、齿轮5、齿条6、外壳7、弹性橡胶圈8、镜筒9和电源板10。齿轮驱动对焦机构4驱动伸缩导向支架33在光轴轴向伸缩运动。音圈马达2用于对其承载的透镜模组进行对焦。
如图2和图3所示，精定位导向机构30连接于底座1和伸缩导向支架33，包括精定位轴31，精定位轴31一端固定在底座1上，另一端滑动连接在伸缩导向支架33上。自适应辅助定位导向机构3连接于底座1和伸缩导向支架33，包括辅助定位轴32和自适应辅助定位轴弹性夹34；辅助定位轴32一端固定在底座1上，另一端穿设在自适应辅助定位轴弹性夹34内。
如图2、图5和图6所示，齿轮驱动对焦机构4包括电机41、蜗杆43和蜗轮42，蜗杆43与电机41输出端相连，蜗轮42与蜗杆43相连，且蜗轮输出端还连接有一齿轮5，所述齿轮5通过齿条6与伸缩导向支架33相连。伸缩导向支架33在齿轮5和齿条6的作用下，沿着光轴进行伸缩运动。由于将蜗轮蜗杆驱动机构作为一级传动机构，具有反向制动效果，可防止镜头在断电时甩出问题。且齿轮齿条作为二级传动机构，线性传动，结构简单，稳定性强。且上述结构相对于现有技术中磁石驱动机构来说，具有更大的推力，可以驱动大体积镜头，从而提高摄像品质。当不考虑上述因素时，也可将齿轮驱动对焦机构采用其他驱动方式，例如直接用电机驱动齿轮，不通过蜗轮蜗杆机构也是可以实施的，只是不具有蜗轮蜗杆的防甩出功能。
如图2和图2a所示，辅助定位轴32一端固定在底座1上，另一端穿入自适应辅助定位轴弹性夹34内。如图7和图8所示，自适应辅助定位轴弹性夹34包括两个对称的弹性夹片341，辅助定位轴32被两个对称的弹性夹片341夹持。辅助定位轴32强迫自适应辅助定位轴弹性夹34弹性形变从而使得自适应辅助定位轴弹性夹34的轴心线和辅助定位轴32的轴心线始终重合，可防止因精定位轴31和辅助定位轴32平行度差导致的卡顿问题，以此来保证伸缩导向支架33始终可顺畅沿光轴进行伸缩。
如图2a所示，弹性夹片341呈悬空，每个弹性夹片341分别包括弹性夹片臂342和弹性夹片夹头343，对称的两个弹性夹片夹头343配合用于夹住辅助定位轴32。所述每个弹性夹片臂末端均设置有垂直于弹性夹片臂的弹性限位臂344，所述两个弹性限位臂344反向对称设置。当两个弹性夹片341相互夹持住辅助定位轴32时，两个弹性夹片臂342重合，且连同两个反向对称的弹性限位臂344一起嵌入伸缩导向支架33的避让槽331内实现限位。具体如图2和图2a所示，重合后的两个弹性夹片臂342被避让槽331内的两个夹持凸点332夹持固定。但是除了被两个夹持凸点332夹持住的重合弹性夹片臂部分外，整个自适应辅助定位轴弹性夹34与避让槽331之间都是具有一定的弹性形变空间的。特别是靠近弹性夹片夹头343处具有更大的形变空间。如图2a所示，两个弹性夹片夹头343的末端甚至是开口状的，这样更有利于整个自适应弹性变形。由于这个自适应弹性形变，可以有效避免整个伸缩导向支架33伸缩过程中发生卡顿，保证伸缩导向支架33顺畅平稳的滑动。
如图3所示，音圈马达2设置在伸缩导向支架33上，用于承载透镜。如图2和图3所示，精定位轴31一端固定在底座1上，另一端固定在伸缩导向支架33上的精定位轴孔35内，且所述精定位轴孔35靠近齿条6。精定位轴31与精定位轴孔35间隙配合。此处需控制好精定位轴31与精定位轴孔35之间的配合间隙，需保证伸缩导向支架33可沿精定位轴31顺畅滑动。且将该精定位轴设置在靠近齿条6处，同时可借助齿条6和齿轮5之间的上下滑动作用力，进一步保证精定位轴与伸缩导向支架之间的顺畅滑动。所以，精定位轴优选设置在靠近齿条6的位置处。辅助定位轴32设置在精定位轴31的伸缩导向支架33径向相对位置处，即远离精定位轴31一端。
如图1、图3和图4所示，伸缩导向支架33和外壳7之间设置有弹性橡胶圈8，用于防水防尘。
如图9所示，底座1上还设置有柔性折叠电路板101，柔性折叠电路板与电源板10相连，用于供电。由于是柔性折叠电路板101为柔性折叠状，当给位于伸缩导向支架上的音圈马达供电时，可随着伸缩导向支架33的伸缩运动而柔性变形。所以这样的柔性折叠电路板具有应力小，反力小，可靠性高的优点，对整个透镜驱动装置的对焦功能有利。
本发明的透镜驱动装置工作过程如下：当电机得电驱动蜗杆带动蜗轮转动，进而带动输出齿轮转动，输出齿轮带动齿条，使得与齿条连接的伸缩导向支架在精定位轴和辅助定位轴的作用下，沿光轴轴向伸缩运动；同时，位于伸缩导向支架上的音圈马达得电对承载的透镜模组进行对焦。
实施例二
本实施例其它结构与实施例一相同，其区别结构在于：所述自适应辅助定位轴弹性夹34为一体结构，仅仅包括一弹性臂和一弹性夹套，辅助定位轴32位于弹性夹套内。所述弹性夹套可以是全包围形夹套例如，环形夹套，只要将辅助定位轴32夹持住即可，且与环形弹性夹套的内壁线接触。弹性臂嵌入伸缩导向支架33的避让槽331内。
实施例三
本实施例其它结构与实施例一相同，其区别结构在于：所述自适应辅助定位轴弹性夹34还可以设置有多个，例如两个，即在实施例1的那个自适应辅助定位轴弹性夹34旁边合适位置再增加设置一个自适应辅助定位轴弹性夹34及辅助定位轴32。
实施例四
基于实施例一、实施例二和实施例三，如图10所示，本实施例提供了一种摄像装置，所述摄像装置具有实施例一所述的透镜驱动装置。透镜驱动装置承载有透镜。且透镜前端还可以设置如图11所示的镜头盖。摄像装置例如手机和电子平板等等电子设备。
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 (12)

1.透镜驱动装置，包括底座(1)，其特征在于，所述透镜驱动装置还包括：
伸缩导向支架(33)，用于承载光学部件；
精定位导向机构(30)，包括精定位轴(31)，精定位轴(31)一端固定在底座(1)上，另一端滑动连接在伸缩导向支架(33)上；
自适应辅助定位导向机构(3)，包括辅助定位轴(32)和自适应辅助定位轴弹性夹(34)；辅助定位轴(32)一端固定在底座(1)上，另一端穿设在自适应辅助定位轴弹性夹(34)内，辅助定位轴(32)强迫自适应辅助定位轴弹性夹(34)弹性形变从而使得自适应辅助定位轴弹性夹(34)的轴心线和辅助定位轴(32)的轴心线始终重合；
自适应辅助定位轴弹性夹(34)，安装在伸缩导向支架(33)上；
齿轮驱动对焦机构(4)，驱动伸缩导向支架(33)在光轴轴向伸缩运动。
2.根据权利要求1所述的透镜驱动装置，其特征在于，齿轮驱动对焦机构包括齿轮(5)，及与齿轮(5)啮合的齿条(6)，齿条(6)沿着光轴轴向分布并且固定在伸缩导向支架(33)上，齿轮(5)旋转迫使与齿轮(5)啮合的齿条(6)带动伸缩导向支架(33)在光轴轴向伸缩运动。
3.根据权利要求2所述的透镜驱动装置，其特征在于，所述精定位轴(31)和辅助定位轴(32)以光轴呈相对分布，所述齿条(6)固定在伸缩导向支架(33)外壁并且靠近精定位轴(31)。
4.根据权利要求1所述的透镜驱动装置，其特征在于，所述自适应辅助定位轴弹性夹(34)包括两片对称的弹性夹片(341)，所述每片弹性夹片(341)分别包括弹性夹片臂(342)和弹性夹片夹头(343)，对称的两片弹性夹片夹头(343)配合用于夹住辅助定位轴(32)。
5.根据权利要求4所述的透镜驱动装置，其特征在于，所述两片弹性夹片(341)的弹性夹片臂(342)服帖后嵌入伸缩导向支架(33)的避让槽(331)内。
6.根据权利要求5所述的透镜驱动装置，其特征在于，所述每片弹性夹片臂末端均设置有垂直于弹性夹片臂的弹性限位臂(344)，所述两片弹性限位臂(344)对称设置。
7.根据权利要求1所述的透镜驱动装置，其特征在于，所述自适应辅助定位轴弹性夹(34)包括一弹性夹套和一弹性臂，弹性夹套用于夹住辅助定位轴，弹性臂嵌入伸缩导向支架(33)的避让槽(331)内。
8.根据权利要求3所述的透镜驱动装置，其特征在于，所述伸缩导向支架(33)上设有精定位轴孔(35)，精定位轴(31)远离底座(1)的一端插入精定位轴孔(35)中。
9.根据权利要求3所述的透镜驱动装置，其特征在于，伸缩导向支架(33)和外壳(7)之间设置有弹性橡胶圈(8)，用于防水防尘。
10.根据权利要求3所述的透镜驱动装置，其特征在于，底座(1)上设置有柔性折叠电路板，用于供电。
11.根据权利要求2所述的透镜驱动装置，其特征在于，所述齿轮驱动对焦机构(4)还包括电机(41)、蜗杆(43)和蜗轮(42)，蜗杆(43)与电机(41)输出端相连，蜗轮(42)与蜗杆(43)相连，齿轮(5)连接在蜗轮输出端。
12.一种摄像装置，其特征在于，具有权利要求1-11任一项所述的透镜驱动装置。
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