CN115542506A - 光学调节结构及摄像设备 - Google Patents

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CN115542506A CN202210195785.7A CN202210195785A CN115542506A CN 115542506 A CN115542506 A CN 115542506A CN 202210195785 A CN202210195785 A CN 202210195785A CN 115542506 A CN115542506 A CN 115542506A
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Abstract

本申请涉及摄像技术领域,旨在解决已知技术难以保证对焦过程中画面实时保持清晰的问题,提供光学调节结构及摄像设备。其中,光学调节结构包括载体支架、多个载体结构以及第一驱动结构。多个载体结构分别可活动地安装于载体支架,载体结构设有传动部。第一驱动结构包括转动部,转动部具有圆筒状的外周,且转动部的外周开设有沿转动部轴向间隔的多个导轨部,多个传动部一一对应地配合于多个导轨部,且转动部能够受驱转动以通过导轨部和传动部的配合带动各个载体结构沿第一方向移动设定距离。本申请的有益效果是能够实现连续光学变焦且变焦过程中画面实时清晰不离焦。

Description

光学调节结构及摄像设备
技术领域
本申请涉及摄像设备领域,具体而言,涉及光学调节结构及摄像设备。
背景技术
光学变焦是通过调整镜头中镜片间距的方法改变镜头焦距,从而使成像光路改变,实现成像画面的缩放的方法。相比数码变焦,光学变焦可以获得更好的成像效果。
然而,已知技术中,在光学变焦过程中,由于镜头焦距的改变会产生离焦现象,需要在变焦过程中不断重新对焦,难以保证对焦过程中画面实时保持清晰。
发明内容
本申请提供光学调节结构及摄像设备,以解决已知技术难以保证对焦过程中画面实时保持清晰的问题。
第一方面,本申请实施例提供一种光学调节结构,包括载体支架、多个载体结构以及第一驱动结构。多个载体结构分别用于安装光学镜片;多个载体结构分别可活动地安装于载体支架,并能够相对载体支架沿第一方向移动;多个载体结构沿第一方向依次设置;各个载体结构的外周分别设有传动部。第一驱动结构包括转动部,且转动部的外周开设有沿转动部轴向间隔的多个导轨部;多个导轨部分别沿转动部的外周面上的多个延伸曲线延伸,且延伸曲线上的各点的在第一方向上的位置与在转动部外周面的周向位置呈设定对应关系。转动部位于载体结构一侧,且多个传动部一一对应地配合于多个导轨部,且转动部能够受驱转动以通过导轨部和传动部的配合带动各个载体结构沿第一方向移动设定距离。
本申请实施例中的光学调节结构使用时,第一驱动结构的转动部受驱转动,在依对应延伸曲线延伸的导轨部和相应传动部的配合下,转动部的转动角度能够确定多个载体结构在第一方向的相对位置及各自到感光面的距离,从而能够方便地实现光学变焦。各载体结构受驱同步移动对应距离,彼此之间的相对位置及到感光面的距离能够在变焦过程中实时受调,利于保证变焦过程中画面实时保持清晰,利于实现连续光学变焦。
在一种可能的实施方式中,传动部为从载体结构的外周凸起的凸起部,导轨部为开设于转动部外周面的导槽。
该实施方式中,可通过导槽和凸起部的配合实现引导;在其他实施方式中,还可将传导轨部设置为凸起结构,而将传动部设置为凹入结构。
在一种可能的实施方式中,转动部具有圆筒状的外周面。
该实施方式中,转动部的外周面为圆筒状,其上的导轨部大致呈螺旋形,利于对传动部的引导。
在一种可能的实施方式中,载体支架围成第一腔室和第二腔室,第一腔室和第二腔室之间通过连通口连通。多个载体结构沿第一方向依次安装于第一腔室,第一驱动结构安装于第二腔室;且传动部和/或导轨部穿过连通口以实现传动部和导轨部之间的配合传动部。
该实施方式中,载体支架连通的第一腔室和第二腔室分别容置载体结构和第一驱动结构,便于两者的定位安装以及通过连通口实现传动部和导轨部的配合。
在一种可能的实施方式中,第一腔室呈轴线沿第一方向的圆柱形孔状,第二腔室呈轴线沿第一方向的圆柱孔状,第一腔室和第二腔室在侧向相连通。
该实施方式中,第一强市和第二腔室呈圆柱状孔,方便配合整体外形呈圆环面的结构安装。
在一种可能的实施方式中,第一腔室的周面开设有沿第一方向延伸的轨道槽,载体结构可滑动地配合于轨道槽,并能够沿第一方向移动。
该实施方式中,在第一腔室周面设置轨道槽,实现载体结构的可滑动配合安装,且方便限制载体结构的周向旋转自由度。
在一种可能的实施方式中,载体支架包括环形部和沿环形部周向分布的多个滑块部。环形部的内侧用于安装光学镜片,传动部位于环形部的外周面。滑块部连接于环形部的外周并沿第一方向延伸;滑块部的外表面设有内凹形成的安装孔;安装孔内安装有滚珠,且滚珠部分露出安装孔。第一腔室的周面开设有多个周向分布的容置槽,容置槽沿第一方向延伸,滑块部容置于容置槽内;容置槽的槽底面设有内凹的沿第一方向延伸的轨道槽,滚珠可活动地配合于轨道槽内。
该实施方式中,该结构的载体支架一方面便于光学镜片的安装,另一方面容置槽容置载体结构的滑块部以及通过轨道槽和滚珠实现滑动配合,结构紧凑合理且能降低相对移动时的摩擦阻力。
在一种可能的实施方式中,载体支架包括支架主体、第一压板和第一弹性件。支架主体包括第一围壁、第二围壁以及两个延伸壁。第一围壁限定第一腔室,第二围壁限定第二腔室,第一围壁连接于第二围壁一侧,使第一腔室和第二腔室连通于连通口。第一围壁对应连通口处设有侧口,两个延伸壁彼此间隔地连接于侧口周向两边的外侧,且两个延伸壁之间限定容置腔。第一压板和第一弹性件分别安装于容置腔内,第一压板的内板面限定其中一个容置槽的槽底面;第一弹性件弹性地支撑第一压板,并对第一压板施加沿环形部的径向向内的弹性力,以通过第一压板和对应的滚珠将载体结构侧向弹性地压紧于支架主体。
该实施方式中,通过采用第一压板的内板面作为其中一个容置槽的槽底面并通过第一弹性件实现径向弹压,结合前述滚珠和轨道槽的滑动配合的组合方案,首先,能够实现载体结构在载体支架上沿第一方向上的可滑动配合,其次,能够确保载体结构在第一方向的位置被可靠地确定而不容易受振动或其他外力影响而变动,再次,通过将周向分布的其中一个滚珠和轨道槽滑动配合设置成径向弹性压合,利于减小甚至消除滚珠和轨道槽之间因难以规避的尺寸误差或出于加工成本考量而容许存在的加工误差导致的多个周向分布的滚珠和轨道槽之间存在的间隙,减小载体结构在受第一驱动结构带动沿第一方向移动过程中可能存在的径向跳动,降低载体结构沿第一方向移动时因侧向倾斜而增大摩擦力或被卡滞的可能,同时,该结构利于控制载体结构的径向跳动,也能保证载体结构在沿第一方向移动过程中其上传动部在垂直于第一方向的面内的位置稳定,从而保证传动部和导轨部之间的配合间隙保持稳定,确保导轨部始终对传动部保持较好地引导,减小传动部伸入导轨部的深度过大或过小引起的导轨部引导传动部的负载过大或传动部位置精度较低的问题。
在一种可能的实施方式中,载体结构共有两个,每个载体支架有三个沿周向均匀分布的滑块部。滑块部包括连接段和延伸段,连接段从对应的环形部的外周面向外凸起,延伸段连接于连接段,并沿平行于环形部轴线的方向向另一载体支架的方向延伸,且延伸段间隔地位于另一载体支架的环形部的外周。连接段和延伸段上分别设有用于安装滚珠的安装孔。第一腔室周向分布的容置槽共有三个,每个容置槽内设有两个轨道槽。其中一个载体支架的三个滑块部和另一个载体支架的三个滑块部一一成对地邻近,成对的滑块部两两容置于同一容置槽内,且成对的滑块部的两个滑块部上的滚珠分别配合于该容置槽内的两个轨道槽内。
该实施方式中,同一容置槽用于容纳邻近的两滑块部,减少载体支架上需要开设的容置槽的数量,简化了结构。
在一种可能的实施方式中,两个延伸壁构成第一凸壁,第二围壁远离连通口一侧沿径向向外延伸形成第二凸壁。光学调节结构还包括第二驱动结构和底座;底座包括第一座部、第二座部、第三座部和第四座部;第一座部和第二座部间隔相对并限定第一配合口,第三座部和第四座部间隔相对,并限定第二配合口。第一凸壁沿第一方向可滑动地配合于第一配合口内侧,凸壁沿第一方向可滑动地配合于第二配合口内侧。第二驱动结构传动连接载体支架,并能够带动载体支架相对底座沿第一方向移动。
该实施方式中,第一凸壁不仅能实现容置第一压板和第一弹性件实现径向弹压载体结构的作用,而且用于实现载体支架自身在底座上的可滑动配合,用以实现载体支架和安装于其上的各载体结构整体沿第一方向受控移动,实现独立的对焦功能。
在一种可能的实施方式中,光学调节结构还包括第二驱动结构和底座。载体支架沿第一方向可活动地安装于底座。第二驱动结构传动连接载体支架,并能够带动载体支架沿相对底座沿第一方向移动。
该实施方式中,通过第二驱动结构和底座实现载体支架整体沿第一方向移动,能够独立实现对焦功能。
在一种可能的实施方式中,载体支架包括侧向外凸的第一凸壁和第二凸壁,第一凸壁和第二凸壁分别位于载体支架的两侧位置。底座包括第一座部、第二座部、第三座部和第四座部;第一座部和第二座部间隔相对并限定第一配合口,第三座部和第四座部间隔相对,并限定第二配合口。第一凸壁沿第一方向可滑动地配合于第一配合口内侧,凸壁沿第一方向可滑动地配合于第二配合口内侧。
该实施方式,能够合理地实现载体支架的可滑动支撑配合。
在一种可能的实施方式中,第一座部对应第一凸壁一侧开设有第一切槽,第一切槽内设有第二压板和第二弹性件,第二弹性件一端支撑于第一切槽的槽面、另一端将第一凸壁弹性地压紧于第二座部,且第一凸壁的两侧分别沿第一方向可滑动地配合于第二座部和第二压板。第三座部对应第二凸壁一侧开设有第二切槽,第二切槽内设有第三压板和第三弹性件,第三弹性件一端支撑于第二切槽的槽面、另一端将第二凸壁弹性地压紧于第四座部,且第二凸壁的两侧分别沿第一方向可滑动地配合于第四座部和第三压板。
该实施方式中,通过使第二压板和第三压板弹性地压合第一凸壁和第二凸壁,能够确保载体支架整体的位置稳定,提高其在沿第一方向移动时的稳定性。
在一种可能的实施方式中,第一凸壁靠近第一座部一侧开设有安装孔,安装孔内设置有滚珠,滚珠沿第一方向可活动地配合于第二压板。第二座部靠近第一凸壁的一侧开设有安装孔,安装孔内设置有滚珠,第一凸壁靠近第二座部一侧设有沿第一方向延伸的滑槽,滚珠可活动地配合于滑槽。第二凸壁靠近第三座部一侧开设有安装孔,安装孔内设置有滚珠,滚珠沿第一方向可活动地配合于第三压板。第四座部靠近第二凸壁的一侧开设有安装孔,安装孔内设置有滚珠,第二凸壁靠近第四座部一侧设有沿第一方向延伸的滑槽,滚珠可活动地配合于滑槽。
该实施方式中,载体支架能够可靠地可滑动配合在底座上,且通过设置滚珠和滑槽的配合实现相对运动,使相对运动摩擦力较小。
在一种可能的实施方式中,第二压板具有用于与滚珠配合的第一压合面,第一压合面对滚珠的压力具有指向第二座部的分力和指向第三座部的分力。第三压板具有用于与滚珠配合的第二压合面,第二压合面对滚珠的压力具有指向第四座部的分力和指向第一座部的分力。
该实施方式中,第一压合面和第二压合面为倾斜面,即第一压合面/第二压合面分别与第二方向之间呈一定的夹角,如此,第一压合面和第二压合面在用于载体支架的滑动配合外,还能沿第二方向和第三方向分别将载体支架压紧于底座,确保载体支架在垂直于第一方向的面内的跳动较小,使得载体支架能够受驱平稳地沿第一方向移动而不易发生偏移,确保载体支架上的载体结构所承载的光学镜片在垂直于第一方向的面内的位置的确定。
在一种可能的实施方式中,底座还包括底板,第一座部、第二座部、第三座部和第四座部分别凸设于底板上。光学调节结构还包括拉止结构,拉止结构包括第四弹性件,第四弹性件一端连接于底板、另一端连接于载体支架,并对载体支架施加朝向底板的弹性力,以使载体支架弹性压合于底板。
该实施方式中,拉止结构能够将载体支架弹性地压和在底板,避免载体支架外界干扰力而意外抖动。
在一种可能的实施方式中,第一凸壁和第二凸壁沿第二方向间隔,且在第二方向上,拉止结构位于第一凸壁和第二凸壁之间。拉止结构共有两个,两个拉止结构沿第三方向设置于载体支架的两侧。
该实施方式中,两侧设置的拉止结构能够使载体支架两侧受力平衡。
在一种可能的实施方式中,第二驱动结构包括记忆金属线和传动结构。记忆金属线一端固定设置、另一端通过传动结构连接载体支架,且记忆金属线能够通电缩短至设定长度以拉动传动结构,进而带动载体支架沿第一方向移动。传动结构包括传动板,传动板包括第一连接部、第二连接部和支撑部。传动板通过第一连接部可活动地连接于底座,支撑部沿第一方向抵顶载体支架,记忆金属线连接于第二连接部,且在记忆金属线通电缩短时能够拉动传动板相对底座旋转并使支撑部带动载体支架发生沿第一方向的位移。
该实施方式中,采用记忆金属线和传动结构实现驱动,具有结构简单、零件少、推力大的效果,尤其适于安装空间较小的场合使用,利于设备的小型化。
在一种可能的实施方式中,传动板具有沿第一方向相对的第一边和第三边以及沿第二方向相对的第二边和第四边;第一连接部位于第一边和第二边的交角处,第二连接部位于第二边和第三边的交角处,支撑部位于第一边和第四边的交角处。传动结构还包括第一弹片和第二弹片,第一弹片固定安装于底座并沿第二方向悬空伸出,第二弹片固定安装于底座并沿第一方向悬空伸出,第一弹片和第二弹片沿第三方向错开,且沿第三方向的投影相交成十字。传动板的第一边贴合连接于第一弹片的伸出部分,传动板的第二边贴合连接于第二弹片的伸出部分。记忆金属线沿第二方向延伸,且一端连接于第二边和第三边的交角附近;支撑部抵顶载体支架的面为弧形面。
该实施方式中,通过将传动板的一组邻边连接在悬空伸出的第一弹片和第二弹片上,一方面可实现传动板的可转动设置,另一方面在记忆金属线长度恢复时,能够通过第一弹片和第二弹片的弹性力带动传动板向初始位置回复,结构简单,避免了单独设置转动轴和弹性恢复元件的复杂。并且本实施例中的传动结构由第一弹片、第二弹片和传动板形成相当于杠杆的结构,能够根据需要设置杠杆的形状来放大记忆金属线的驱动力或调节以及金属丝线的伸缩量和载体支架沿第一方向移动距离的对应比例关系。即,采用记忆金属线和类似杠杆结构实现驱动,具有结构简单、零件少、推力大的效果,尤其适于安装空间较小的场合使用,利于设备的小型化。
在一种可能的实施方式中,载体支架包括两个凸壁部,两个凸壁部分别位于载体支架在第三方向上的两侧位置;第三方向垂直于第二方向。记忆金属线和传动结构均有两个,并位于载体支架沿第三方向的两侧;两个传动结构分别沿第一方向抵顶两个凸壁部。两个记忆金属线远离传动板的一端分别固定于底座并电连接至记忆金属线的接电引脚,两个记忆金属线靠近传动板的一端通过传动板和电连接于两传动板之间的导电件串联。
该实施方式中,串联的两记忆金属线收缩能够提供更大的驱动力,且两侧设置的记忆金属线和传动结构分别作用于载体支架的两侧,利于载体支架沿第一方向顺畅地移动,避免单侧施力可能出现结构卡滞的问题。
在一种可能的实施方式中,底座上还设置有电路板,电路板上设有用于检测载体支架沿第一方向位置的检测元件。
该实施方式中,通过检测元件获取载体支架的位置,利于形成控制闭环,使得载体支架的位置控制更精确。
在一种可能的实施方式中,第二驱动结构包括记忆金属线和传动结构。记忆金属线一端固定设置、另一端通过传动结构连接载体支架,且记忆金属线能够通电缩短以拉动传动结构,进而带动载体支架沿第一方向移动。
该实施方式中,采用记忆金属线和传动结构实现驱动,驱动力大、结构简单、利于设备小型化。
在一种可能的实施方式中,光学调节结构还包括罩件,罩件配合连接于底座,并和底座共同限定用于容纳载体支架的空间。罩件开设有沿第一方向对应于载体结构的采光孔。
该实施方式中,通过罩件和底座将内部结构围于内部,能够避免内部结构和其他结构之间的机械干涉或意外接触导电。
第二方面,本申请实施例提供一种摄像设备,包括感光元件、前述的光学调节结构和分别安装于各个载体结构的光学镜片。感光元件和光学镜片沿第一方向相对。
该实施例中的摄像设备采用前述的光学调节结构,具有能够方便地实现光学变焦,且变焦过程中画面实时保持清晰。
在一种可能的实施方式中,摄像设备为相机或带有相机功能的电子设备。
该实施方式中,带有相机功能的电子设备可以是手机、平板电脑等。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定。
图1为本申请一实施例中的摄像设备的结构示意图;
图2为图1的摄像设备的侧向部分视图;
图3为本申请一实施例中的光学调节设备的三维视图;
图4为图3的光学调节设备的爆炸视图;
图5为图4的光学调节设备隐藏罩件后的俯视图;
图6为图5的三维爆炸视图;
图7为图6的部分结构的另一视角视图,主要展示实现变焦部分结构;
图8为图7的纵向剖视图;
图9为图8的A处放大图;
图10为本申请实施例中的支架主体的三维视图;
图11为本申请实施例中的第一弹性件和第一压板的三维视图;
图12为两个载体支架的放大视图;
图13为图4隐藏罩件后的部分的侧向视图;
图14主要示出了第二驱动结构、第一驱动结构及电路板的结构图;
图15为转动部周向展开时其外周面的示意图;
图16示出了一种实施方式中的光学镜片和感光元件的位置关系图;
图17示出了一种符合变焦规律的焦距和镜头到感光元件间距的对应关系曲线图;
图18示出了采用本申请实施例的摄像设备在拍摄一目标物体时变焦前的画面;
图19示出了采用本申请实施例的摄像设备在拍摄一目标物体时变焦后的画面;
图20示出了采用本申请实施例的摄像设备在拍摄时对焦于另一目标物体后的画面。
主要元件符号说明:
摄像设备 10
控制电路板 11
光学镜片 12
感光元件 13
屏幕 14
光学调节结构 20
底座 21
罩件 22
载体支架 23
载体结构 24
第一驱动结构 25
第一方向 26
传动部 27
凸起部 27a
转动部 28
固定部 29
导轨部 30
导槽 30a
延伸曲线 31
凸出端 32
第一腔室 33
第二腔室 34
连通口 35
环形部 36
滑块部 37
安装孔 38,38a
滚珠 39,39a
容置槽 40
轨道槽 41
支架主体 42
第一压板 43
第一弹性件 44
第一围壁 45
第二围壁 46
延伸壁 47
侧口 48
容置腔 49
内板面 50
基板部 51
弹压部 52
凹槽 53
连接段 54
延伸段 55
第二驱动结构 56
底板 57
第一座部 58
第二座部 59
第三座部 60
第四座部 61
第一配合口 62
第二配合口 63
第一凸壁 64
第二凸壁 65
第二方向 66
第一切槽 67
第二压板 68
第二弹性件 69
第二切槽 70
第三压板 68a
第三弹性件 69a
滑槽 71
第一压合面 72
第二压合面 73
拉止结构 74
第四弹性件 75
拉块 76
开孔 77
第三方向 78
记忆金属线 79
传动结构 80
夹爪 81
传动板 82
第一连接部 83
第二连接部 84
支撑部 85
第一边 86
第二边 87
第三边 88
第四边 89
第一弹片 90
第二弹片 91
弧形面 92
凸壁部 93
导电件 94
电路板 95
接电引脚 96
采光孔 97
通孔 98
插接位 99
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
实施例
本申请实施例提供一种摄像设备,该摄像设备可以是独立的相机产品;也可以是带相机功能的电子设备,如手机、平板电脑、笔记本电脑等。
图1和图2示出的一实施例的摄像设备10为一带相机功能的手机。参见图1和图2,该摄像设备10(手机)具有后置摄像头,用于实现拍照、录像等摄像功能。
摄像设备10包括光学调节结构20、安装于光学调节结构20的光学镜片12以及感光元件13。光学镜片12对应于感光元件13,并能够使光路入射至感光元件13实现成像。
其中,感光元件13可采用电荷耦合感光结构(Charge Coupled Device,CCD)、互补金属氧化物半导体感光结构(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)或其他光电器件。感光元件13可以设置于或连接于摄像设备10的控制电路板11(如手机的主板),以实现数据交换。
光学调节结构20用于承载光学镜片12,并能够带动光学镜片12移动,以改变光路,实现变焦和/或对焦等光学调节功能。光学调节结构20的部分电子元件可以电连接至控制电路板11,以通过控制电路板11供电和/或接收相关指令。例如通过沿摄像设备10的厚度方向伸出接电引脚96电连接至控制电路板11。
图3-图15示出了本申请实施例提供的一种光学调节结构20。
参见图3-图5,光学调节结构20主要包括底座21、罩件22、载体支架23、多个载体结构24和第一驱动结构25。罩件22配合连接于底座21并和底座21共同限定一内部空间,用于容纳载体支架23、载体结构24、第一驱动结构25等结构。本实施例中,载体结构24的数量为两个。在其他实施方式中,载体结构24的数量还可以是三个或三个以上。
本实施例中,多个载体结构24分别用于安装光学镜片12(见于图2)。每个载体结构24上安装的光学镜片12可以根据需要设置为一个或多个。光学镜片12可以是凸透镜、凹透镜等。
多个载体结构24分别可活动地安装于载体支架23,并能够相对载体支架23沿第一方向26移动,多个载体结构24沿第一方向26依次设置。本实施例中,第一方向26为垂直于感光元件13的方向。对于手机等摄像设备10,第一方向26一般可设置为沿其厚度方向。感光元件13和光学镜片12沿第一方向26相对。
参见图6、图8、图9和图12,各个载体结构24的外周分别设有传动部27。可选地,各传动部27沿第一方向26对应。本实施例中的载体结构24可以设置成具有沿第一方向26贯通的通孔的环形壁状结构,环形壁状结构内侧用于安装光学镜片12。传动部27设置于环形壁状结构的外周面处。
参见图8和图14,第一驱动结构25包括转动部28,转动部28具有圆筒状的外周。本实施例中,第一驱动结构25可以是一步进电机,其电源线和控制线可通过接电引脚电连接至摄像设备10的控制电路板11上。第一驱动结构25包括内侧的固定部29(定子)和间隔套设于固定部29外侧的转动部28(转子),该转动部28呈圆环形,且中轴线沿第一方向26。本实施例中,固定部29可以固定安装在载体支架23上。
转动部28的外周开设有沿转动部28轴向(第一方向26)间隔的多个导轨部30。多个导轨部30分别沿转动部28的外周面上的多个延伸曲线31延伸。导轨部30的数量和载体结构24的数量相同,例如,对于图示设置两个载体结构24的实施方式,对应的导轨部30的数量为两个。
本实施例中,传动部27为一凸起于载体结构24外周的凸起部27a,导轨部30为适配前述凸起部27a的导槽30a。在其他实施例中,传动部27还可设置为设置于载体结构24外周的凹入结构(图中未示出),导轨部30为适配该凹入结构的凸起结构。
参见图8和图9,本实施例中,转动部28位于载体结构24一侧,多个传动部27一一对应地配合于多个导轨部30,且转动部28能够受驱转动以通过导轨部30和传动部27的配合带动各个载体结构24沿第一方向26移动设定距离。本实施例中,导轨部30的截面形状适配传动部27的截面形状,以利于导轨部30对传动部27的引导。传动部27在垂直于第一方向26的平面的投影大致呈等腰梯形(参见图12),且凸出的外端的边长较短。传动部27凸出的外端沿第一方向26的两侧边分别倒角处理或圆角处理,使得传动部27的凸出端32厚度较小,利于导轨部30对传动部27的引导。
以设置两个载体结构24的实施方式为例,参见图8、图15、图16和图17,延伸曲线31上的各点的在第一方向26上的位置与在转动部28外周面的周向位置呈设定对应关系,该设定对应关系使得,在转动部28周转至其转动范围内的任一角度,体现为传动部27沿导轨部30移动至对应图15的某一竖向(即第一方向26)虚线处时,对应的两个载体结构24的光学镜片12之间的间距d1及各载体结构24的光学镜片12到感光元件13的距离L1,L2满足变焦要求(即图像缩放至所需大小,且成像清晰)。根据一般成像原理,对于两组光学镜片12的情形,满足变焦要求的延伸曲线31可参见图17。如图16和图17所示,随着焦距(虚线的横坐标值)的改变,两载体支架23上的光学镜片12到感光元件13的间距相应变化(由间距d1变至d1’),且远离感光元件13一侧的光学镜片12到感光元件13的距离的变化(距离由L2’变动至L2)速度大于靠近感光元件13一侧的光学镜片12到感光元件13的距离的变化(距离由L1’变动至L1)速度,具体取决于光学镜片12的种类和形状。本实施例中,为使转动部28的转动能够平顺地带动载体结构24沿第一方向26移动,各延伸曲线31基本为一平滑曲线。在基于光学原理得到所需的两延伸曲线31(在平面内的二维曲线)后,通过坐标变换,将延伸曲线31转化到转动部28的外圆周面上(即转动部28的外圆周面展开后,延伸曲线31符合前述平面内的二维曲线),在转动部28外圆周面开设沿延伸曲线31延伸的槽即可得到前述导轨部30。
本申请实施例中的光学调节结构20使用时,第一驱动结构25的转动部28受驱转动,在依对应延伸曲线31延伸的导轨部30和相应传动部27的配合下,转动部28的转动角度能够确定多个载体结构24在第一方向26的相对位置及到感光面的距离,从而能够方便地实现光学变焦。各载体结构24受驱同步移动对应距离,彼此之间的相对位置能够在变焦过程中实时受调,利于保证变焦过程中画面实时保持清晰。
参见图10,本实施例中,载体支架23围成第一腔室33和第二腔室34,第一腔室33和第二腔室34之间通过连通口35连通。第一腔室33为轴线沿第一方向26的圆柱形孔状,第二腔室34为轴线沿第一方向26的圆柱孔状,第一腔室33和第二腔室34在侧向相连通。
如图7和图8所示,多个载体结构24沿第一方向26依次安装于第一腔室33,第一驱动结构25安装于第二腔室34,且传动部27通过连通口35伸入第二腔室34并配合于导轨部30。可选地,第一驱动结构25可以通过粘接或其他连接方式固定连接于载体支架23。
主要参见图12,在一种实施方式中,载体支架23包括环形部36和沿环形部36周向分布的多个滑块部37。
其中,环形部36的内侧用于安装光学镜片12。一般情况下,环形部36为圆环形,其内侧用于安装圆形的光学镜片12;当然,对于方形、矩形、椭圆形等其他形状的光学镜片12,环形部36也可设置成对应形状的环形。传动部27凸起于环形部36的外周面。
滑块部37连接于环形部36的外周并沿第一方向26延伸。滑块部37的外表面设有内凹形成的安装孔38。安装孔38内安装滚珠39(参见图6),且滚珠39部分露出安装孔38。
参见图5、图10和图11,第一腔室33的周面开设有多个周向分布的容置槽40,容置槽40沿第一方向26延伸,滑块部37容置于容置槽40内。容置槽40的槽底面设有内凹的沿第一方向26延伸的轨道槽41,滚珠39可活动地配合于轨道槽41内。该实施方式中,载体结构24在第一腔室33内相对运动通过滚珠39和轨道槽41配合实现,两者之间的配合摩擦力较小,减小载体结构24驱动的总负载,能耗较低。
在一种实施方式中,载体支架23包括支架主体42、第一压板43和第一弹性件44,支架主体42包括第一围壁45、第二围壁46以及两个延伸壁47。第一围壁45限定第一腔室33,第二围壁46限定第二腔室34,第一围壁45连接于第二围壁46一侧,使第一腔室33和第二腔室34连通于连通口35。第一围壁45对应连通口35处设有侧口48,两个延伸壁47彼此间隔地连接于侧口48周向两边的外侧,且两个延伸壁47之间限定容置腔49。第一压板43和第一弹性件44分别安装于容置腔49内,第一压板43的内板面50限定其中一个容置槽40的槽底面;第一弹性件44弹性地支撑第一压板43,并对第一压板43施加沿环形部36的径向向内的弹性力,以通过第一压板43和对应的滚珠39将载体结构24侧向弹性地压紧于支架主体42。该实施方式中,通过采用第一压板43的内板面50作为其中一个容置槽40的槽底面并通过第一弹性件44实现径向弹压,结合前述滚珠39和轨道槽41的滑动配合的组合方案,首先,能够实现载体结构24在载体支架23上沿第一方向26上的可滑动配合,其次,能够确保载体结构24在第一方向26的位置被可靠地确定而不容易受振动或其他外力影响而变动,再次,通过将周向分布的其中一个滚珠39和轨道槽41滑动配合设置成径向弹性压合,利于减小甚至消除滚珠39和轨道槽41之间因难以规避的尺寸误差或出于加工成本考量而容许存在的加工误差导致的多个周向分布的滚珠39和轨道槽41之间存在的间隙,减小载体结构24在受第一驱动结构25带动沿第一方向26移动过程中可能存在的径向跳动,降低载体结构24沿第一方向26移动时因侧向倾斜而增大摩擦力或被卡滞的可能,同时,该结构利于控制载体结构24的径向跳动,也能保证载体结构24在沿第一方向26移动过程中其上传动部27在垂直于第一方向26的面内的位置稳定,从而保证传动部27和导轨部30之间的配合间隙保持稳定,确保导轨部30始终对传动部27保持较好地引导,减小传动部27伸入导轨部30的深度过大或过小引起的导轨部30引导传动部27的负载过大(传动部27伸入导轨部30深度过大,传动部27和导轨部30槽面压紧力过大,导致摩擦力过大,增大荷载)或传动部27位置精度较低(传动部27伸入导轨部30深度过小,导致传动部27和导轨部30的槽面无法可靠贴合,导致导轨部30同一位置配合传动部27时传动部27能沿第一方向26跳动一定范围,影响传动部27在第一方向26位置的确定;尤其传动部27的厚度(沿第一方向26的尺寸)不等的情形,如传动部27前端设置倒角或圆角时)的问题。在一些实施方式中,第一弹性件44整体呈片状,包括基板部51和若干弹压部52,基板部51大致呈片状,弹压部52连接于基板部51的一侧板面,且一端连接于基板部51、另一端倾斜地伸出基板部51的板面。可选地,第一弹性件44可由一弹性板材(如弹簧钢板)制成,具体地,可通过裁剪得到一厚度合适(如厚度在0.2-0.5mm)的弹簧钢薄板,通过冲压的方式在该弹簧钢薄板中间冲切出一个或多个U形切缝,将切缝内侧的板部沿弹簧钢薄板的厚度方向压出,得到一端和弹簧钢薄板主体一体、另一端倾斜伸出弹簧钢薄板主体的部分,作为弹压部52。可选地,本实施例中的弹压部52有四个,且两两呈交叉的X形,两组交叉呈X形的弹压部52沿第一方向26间隔分布。该第一弹性件44安装时,将其基板部51插装定位至两延伸壁47之间,并使各弹压部52侧向弹性抵压第一压板43。本实施方式中,第一压板43上设置凹槽53,弹压部52的外端伸入该凹槽53并抵压于凹槽53的槽底面。
在一些实施方式中,载体结构24共有两个,如图12所示,每个载体支架23有三个沿周向均匀分布的滑块部37。滑块部37包括连接段54和延伸段55,连接段54从对应的环形部36的外周面向外凸起,延伸段55连接于连接段54,并沿平行于环形部36轴线的方向向另一载体支架23的方向延伸,且延伸段55间隔地位于另一载体支架23的环形部36的外周。连接段54和延伸段55上分别设有用于安装滚珠39的安装孔38。参见图5,第一腔室33周向分布的容置槽40共有三个,每个容置槽40内设有两个轨道槽41。其中一个载体支架23的三个滑块部37和另一个载体支架23的三个滑块部37一一成对地邻近,成对的滑块部37两两容置于同一容置槽40内,且成对的滑块部37的两个滑块部37上的滚珠39分别配合于该容置槽40内的两个轨道槽41内。该实施方式中,两载体支架23的滑块部37包括连接段54和延伸段55,整体呈沿第一方向26延伸的条形,且其上沿第一方向26分布数个滚珠39(图示为两个),利于滑块部37和轨道槽41沿第一方向26的滑动配合的确定,进而容易保证载体结构24和载体支架23之间的配合精度。并且,对于该设置两个载体结构24的情形,两者之上的延伸段55沿第一方向26向对侧延伸,在增加滑块部37沿第一方向26的尺寸的同时,避免增大两个载体结构24在第一方向26占用的总空间,使得结构空间得到充分利用且对多个载体结构24整体上正在第一方向26的整体尺寸无影响或影响较小。
在一些其他实施方式中,为实现载体结构24在第一腔室33内沿第一方向26移动,也可以直接在第一腔室33的周面开设有沿第一方向26延伸的轨道槽41,并在载体结构24的外周面设置对应的凸起用于配合在轨道槽41中。在另一些其他实施方式中,还可以将槽开在载体结构24上、将凸起设在第一腔室33的周面上,或者采用在第一腔室33和载体结构24之间设置导轨滑块等直线引导结构,只要能够实现载体结构24和第一腔室33之间的可滑动配合即可。当然,这些不同方案均难以兼具前述方案的所有有益效果。
参见图6,光学调节结构20还包括第二驱动结构56和底座21。底座21包括底板57以及凸设于底板57上的第一座部58、第二座部59、第三座部60和第四座部61。第一座部58和第二座部59间隔相对并限定第一配合口62,第三座部60和第四座部61间隔相对,并限定第二配合口63。两个延伸壁47构成第一凸壁64,第二围壁46远离连通口35一侧沿径向向外延伸形成第二凸壁65,第一凸壁64和第二凸壁65沿第二方向66相对。第一凸壁64沿第一方向26可滑动地配合于第一配合口62内侧,第二凸壁65沿第一方向26可滑动地配合于第二配合口63内侧。可选地,第二驱动结构56传动连接载体支架23,并能够带动载体支架23相对底座21沿第一方向26移动。该实施方式中,第一凸壁64不仅能实现容置第一压板43和第一弹性件44实现径向弹压载体结构24的作用,而且用于实现载体支架23自身在底座21上的可滑动配合,用以实现载体支架23和安装于其上的各载体结构24整体沿第一方向26受控移动,实现独立的对焦功能。
在一种实施方式中,第一座部58对应第一凸壁64一侧开设有第一切槽67,第一切槽67内设有第二压板68和第二弹性件69,第二弹性件69一端支撑于第一切槽67的槽面、另一端将第一凸壁64弹性地压紧于第二座部59,且第一凸壁64的两侧分别沿第一方向26可滑动地配合于第二座部59和第二压板68。第三座部60对应第二凸壁65一侧开设有第二切槽70,第二切槽70内设有第三压板68a和第三弹性件69a,第三弹性件69a一端支撑于第二切槽70的槽面、另一端将第二凸壁65弹性地压紧于第四座部61,且第二凸壁65的两侧分别沿第一方向26可滑动地配合于第四座部61和第三压板68a。其中,第二弹性件69和第三弹性件69a可以参照第一弹性件44的设置方式,即包括一片状的基板部和侧向伸出的弹压部,对应的第二压板68和第三压板68a也可设置凹槽,用于弹压部的外端抵压于其槽面。该实施方式中,通过使第二压板68和第三压板68a弹性地压合第一凸壁64和第二凸壁65,能够确保载体支架23整体的位置稳定,提高其在沿第一方向26移动时的稳定性。
第一凸壁64靠近第一座部58一侧开设有安装孔38a,安装孔38a内设置有滚珠39a,滚珠39a沿第一方向26可活动地配合于第二压板68。第二座部59靠近第一凸壁64的一侧开设有安装孔38a,安装孔38a内设置有滚珠39a,第一凸壁64靠近第二座部59一侧设有沿第一方向26延伸的滑槽71,滚珠39a可活动地配合于滑槽71。第二凸壁65靠近第三座部60一侧开设有安装孔38a,安装孔38a内设置有滚珠39a,滚珠39a沿第一方向26可活动地配合于第三压板68a。第四座部61靠近第二凸壁65的一侧开设有安装孔38a,安装孔38a内设置有滚珠39a,第二凸壁65靠近第四座部61一侧设有沿第一方向26延伸的滑槽71,滚珠39a可活动地配合于滑槽71。通过该设置,载体支架23能够可靠地可滑动配合在底座21上,且通过设置滚珠39a和滑槽71的配合实现相对运动,使相对运动摩擦力较小。可选地,第二压板68具有用于与滚珠39a配合的第一压合面72,第一压合面72对滚珠39a的压力具有指向第二座部59的分力和指向第三座部60的分力。第三压板68a具有用于与滚珠39a配合的第二压合面73,第二压合面73对滚珠39a的压力具有指向第四座部61的分力和指向第一座部58的分力。该实施方式中,第一压合面72和第二压合面73为倾斜面,即第一压合面72/第二压合面73分别与第二方向66之间呈一定的夹角,如此,第一压合面72和第二压合面73在用于载体支架23的滑动配合外,还能沿第二方向66和第三方向78分别将载体支架23压紧于底座21,确保载体支架23在垂直于第一方向26的面内的跳动较小,使得载体支架23能够受驱平稳地沿第一方向26移动而不易发生偏移,确保载体支架23上的载体结构24所承载的光学镜片12在垂直于第一方向26的面内的位置的确定。
在一些其他实施方式中,为实现载体支架23相对底座21沿第一方向26的移动,也可以直接在底座21开设沿第一方向26延伸的槽,在载体支架23上设置对应的凸起;或者还可以将槽开在载体支架23上、将凸起设在底座21上;再或者采用在载体支架23和底座21之间设置导轨滑块等直线引导结构,只要能够实现载体支架23和底座21之间的可滑动配合即可。当然,这些不同方案均难以兼具前述方案的所有有益效果。
本实施例中,光学调节结构20还包括拉止结构74,拉止结构74包括第四弹性件75,第四弹性件75一端连接于底板57、另一端连接于载体支架23,并对载体支架23施加朝向底板57的弹性力,以使载体支架23弹性压合于底板57。可选地,拉止结构74还包括一拉块76,第四弹性件75穿过载体支架23上的开孔77后连接该拉块76,拉块76在第四弹性件75的弹性下拉力作用下将载体支架23压合于底板57。可选地,拉止结构74位于第一凸壁64和第二凸壁65之间,且拉止结构74共有两个,两个拉止结构74沿第三方向78设置于载体支架23的两侧。如此能够使载体支架23两侧受到拉止结构74的力平衡。
参见图5、图6、图13和图14,本实施例中,第二驱动结构56包括记忆金属线79和传动结构80。记忆金属线79一端固定设置(如固定连接在一固设于底板57的夹爪81上)、另一端通过传动结构80连接载体支架23,且记忆金属线79能够通电缩短至设定长度以拉动传动结构80,进而带动载体支架23沿第一方向26移动。记忆金属线79可以采用如镍钛合金线等,其长度在通电状态下收缩,且能够根据通过的电流大小控制收缩的长度。
在一种实施方式中,传动结构80包括传动板82,传动板82呈板状,并包括第一连接部83、第二连接部84和支撑部85。传动板82通过第一连接部83可活动地连接于底座21,支撑部85沿第一方向26抵顶载体支架23,记忆金属线79连接于第二连接部84,且在记忆金属线79通电缩短时能够拉动传动板82相对底座21旋转并使支撑部85带动载体支架23发生沿第一方向26的位移。传动板82具有沿第一方向26相对的第一边86和第三边88以及沿第二方向66相对的第二边87和第四边89;第一连接部83位于第一边86和第二边87的交角处,第二连接部84位于第二边87和第三边88的交角处,支撑部85位于第一边86和第四边89的交角处。传动结构80还包括第一弹片90和第二弹片91,第一弹片90固定安装于底座21并沿第二方向66悬空伸出,第二弹片91固定安装于底座21并沿第一方向26悬空伸出,第一弹片90和第二弹片91沿第三方向78错开,且在垂直于第三方向78的面上的投影相交成十字。传动板82的第一边86贴合连接于第一弹片90的伸出部分,传动板82的第二边87贴合连接于第二弹片91的伸出部分。记忆金属线79沿第二方向66延伸,且一端连接于第二边87和第三边88的交角附近的第二连接部84;支撑部85抵顶载体支架23的面为弧形面92。通过将传动板82的一组邻边连接在悬空伸出的第一弹片90和第二弹片91上,一方面可实现传动板82的可转动设置,另一方面在记忆金属线79长度恢复时,能够通过第一弹片90和第二弹片91的弹性力带动传动板82向初始位置回复,结构简单,避免了单独设置转动轴和弹性恢复元件的复杂。并且本实施例中的传动结构80由第一弹片90、第二弹片91和传动板82形成相当于杠杆的结构,能够根据需要设置杠杆的形状来放大记忆金属线79的驱动力或调节以及金属丝线的伸缩量和载体支架23沿第一方向26移动距离的对应比例关系。即,采用记忆金属线79和类似杠杆结构实现驱动,具有结构简单、零件少、推力大的效果,尤其适于安装空间较小的场合使用,利于设备的小型化。
在一种实施方式中,载体支架23包括两个凸壁部93,两个凸壁部93分别位于载体支架23在第三方向78上的两侧位置;第三方向78垂直于第二方向66。记忆金属线79和传动结构80均有两个,并位于载体支架23沿第三方向78的两侧;两个传动结构80分别沿第一方向26抵顶两个凸壁部93。两个记忆金属线79远离传动板82的一端分别固定于底座21并电连接至记忆金属线79的接电引脚96,两个记忆金属线79靠近传动板82的一端通过传动板82和电连接于两传动板82之间的导电件94串联。可选地,传动板82、第二弹片91均采用导电材料制成(如金属),而导电件94电连接于两第二弹片91之间,以实现导通两记忆金属线79。图示导电件94大致成U形,可以是单独结构,也可以通过金属沉积或其他方式一体设置在底座21上。
该实施方式中,串联的两记忆金属线79收缩能够提供更大的驱动力,且两侧设置的记忆金属线79和传动结构80分别作用于载体支架23的两侧,利于载体支架23沿第一方向26顺畅地移动,避免单侧施力可能出现结构卡滞的问题。本实施例中,记忆金属线79的接电引脚96可以电连接至摄像设备10的控制电路板11上,通过控制电路板11控制对记忆金属线79的供电电流,来控制记忆金属线79的长度,进而控制载体支架23在第一方向26的位置,实现对焦。该对焦可以通过控制电路板11和相应的软件自动实现,如在摄像设备10(如手机)变动至正对远近不同的目标物体时,摄像设备10通过其内置功能获得该距离值,并计算得到载体支架23需要沿第一方向26移动的距离,进而向记忆金属线79供应对应大小的电流,使记忆金属线79变动至对应长度,从而将载体支架23拉动对应距离,实现自动对焦。摄像设备10(如手机)实现获得目标物体的距离的方式可采用现有的实现技术,在此不赘述。目标物体的距离和载体支架23在第一方向26的位置的对应关系可根据模拟或其他常规技术得到,在此不赘述。
在一种实施方式中,底座21上还设置有电路板95,电路板95上设有用于检测载体支架23沿第一方向26位置的检测元件(图中未示出),如位置传感器。电路板95可通过接电引脚96电连接至摄像设备10的控制电路板11上,进行数据传输,如将检测到的载体支架23的位置信息传递给控制电路板11。
在一种实施方式中,第一驱动结构25的电源线和信号线的接电引脚96、电路板95的接电引脚96以及两侧记忆金属丝线的接电引脚96可以排列成排,沿第一方向26穿出底板57(参见图2和图3),用于插接在控制电路板11上对应的插接位99,实现该摄像设备10和控制电路板11之间的电连接。这些接电引脚96可以集成为一个插接头,以方便和控制电路板11上的插接座实现插接,以简便该摄像设备10和控制电路板11之间的电连接操作。
在一些其他实施方式中,第二驱动结构56还可以采用记忆金属线79之外的其他方式实现,如采用直线电机实现驱动等。对应的传动结构也可相应设置。
参见图4,本实施例中的罩件22开设有沿第一方向26对应于载体结构24和其上的光学镜片12的采光孔97,用于外界光线入射;参见图8,对应的底座21的座板上也开设有通孔98,外界入射光线通过采光孔97、各光学镜片12及该通孔98后照射在感光元件13上,被感光元件13感应成像。
在一些其他实施方式中,罩件22可以省略不设置,而采用在摄像设备10内部直接设置载体支架23和底座21的位置。底座21也可以不单独设置,而是一体成型于摄像设备10上。
本实施例的部分实施方式中的摄像设备10,不仅能够通过第一驱动结构25带动载体结构24和其上各光学镜片12相对载体支架23按设定规律沿第一方向26移动实现能保证变焦过程不发生离焦图像始终保持清晰的连续光学变焦,而且能够通过第二驱动结构56带动载体支架23和其上的载体结构24和光学镜片12整体沿第一方向26移动实现对焦操作,且该连续光学变焦和对焦可以相对独立地实现,变焦的过程中不影响对焦。
如手机、平板电脑等电子设备,为使其具有较薄的外形,其摄像头安装空间一般较小,限制了这些电子设备摄像头的光学变焦功能实现。因此,已知技术中的手机等电子设备的变焦多采用数码变焦或混合变焦(混合变焦为数码变焦和光学变焦混合适用的变焦方式,如在设定的数个变焦点之间变焦可实现无损的光学变焦,但是在这些变焦点之间的其他变焦点则需要采用数码变焦实现),影响所拍摄图像或视频的清晰度。本实施例提出的光学调节结构20设计合理,结构紧凑,能够在较小的安装空间中实现连续光学变焦和对焦,如该光学调节结构20可根据需要将厚度设置到5mm的程度,能够较好地适配在一般厚度在8-15mm的手机、平板或其他电子设备中,使该设备具备优良的连续光学变焦和对焦功能。
图18示出了采用本申请实施例的摄像设备10(如手机)在拍摄时的变焦方法。参见图18,在对距离s1处的目标物体进行拍摄时,若目标物体的成像m1较小,用户可通过操作摄像设备10进行变焦操作(如智能手机可设置采用双指在其屏幕14上相对远离地滑动作为变焦动作指令,或在屏幕14上选择所需放大倍数),该操作被摄像设备10识别后,通过控制电路板11驱动第一驱动结构25旋转设定角度,带动各光学镜片12按前述规律(如图17示出的规律)沿第一方向26移动对应距离,使光学镜片12之间的间距和光学镜片12到感光元件13之间的距离满足一般变焦规律,使目标物体成像在放大过程中始终保持清晰,实现连续的光学变焦,方便使用者连续地实时获得变动至当前大小的清晰成像。目标物体放大后的成像m2见于图19。
图20示出了采用本申请实施例的摄像设备10(如手机)在拍摄时的对焦方法。参见图20,在需要切换拍摄的目标物体,如将摄像设备10从拍摄距离s1处目标物体变动至拍摄距离s2处的目标物体时(可采用在屏幕14显示区点击该目标物体的成像n1的中心点P1附近实现),摄像设备10自动获取该距离s2,根据该距离s2计算得到载体支架23需要沿第一方向26移动的距离,并对记忆金属线79供对应大小的电流,使记忆金属线79伸缩对应长度,进而通过传动结构80带动载体支架23和其上的载体结构24和光学镜片12整体沿第一方向26移动所需距离,实现自动对焦。完成对该目标物体的自动对焦后的效果是,该目标物体的成像n1变清晰,而原目标物体的成像m1变模糊(图中虚线的成像m1表示模糊的成像m1)或者不再出现在屏幕显示区。
综合以上描述,本申请实施例中的光学调节结构20和摄像设备10能够方便地实现光学连续变焦,在变焦过程中画面实时保持清晰。并且一些实施方式中,还能实现自动对焦功能。此外,一些实施方式中的光学调节结构20和摄像设备10结构紧凑,能够满足在手机、平板电脑等尺寸较小的设备中实现连续光学变焦和自动对焦的功能。
以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制,尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (24)

1.一种光学调节结构,其特征在于,包括:
载体支架;
多个载体结构,多个所述载体结构分别用于安装光学镜片;多个所述载体结构分别可活动地安装于所述载体支架,并能够相对所述载体支架沿第一方向移动;多个所述载体结构沿第一方向依次设置;各个所述载体结构的外周分别设有传动部;
第一驱动结构,所述第一驱动结构包括转动部,所述转动部的外周设有沿所述转动部轴向间隔的多个导轨部;多个所述导轨部分别沿所述转动部的外周面上的多个延伸曲线延伸,且所述延伸曲线上的各点的在所述第一方向上的位置与在所述转动部外周面的周向位置呈设定对应关系;
所述转动部位于所述载体结构一侧,多个所述传动部一一对应地配合于多个所述导轨部,且所述转动部能够受驱转动以通过所述导轨部和所述传动部的配合带动各个所述载体结构沿所述第一方向移动设定距离。
2.根据权利要求1所述的光学调节结构,其特征在于:
所述传动部为从所述载体结构的外周凸起的凸起部,所述导轨部为开设于所述转动部外周面的导槽。
3.根据权利要求1所述的光学调节结构,其特征在于:
所述载体支架围成第一腔室和第二腔室,所述第一腔室和所述第二腔室之间通过连通口连通;
多个所述载体结构沿所述第一方向依次安装于所述第一腔室,所述第一驱动结构安装于所述第二腔室;且所述传动部和/或所述导轨部穿过所述连通口以实现所述传动部和所述导轨部之间的配合。
4.根据权利要求3所述的光学调节结构,其特征在于:
所述第一腔室呈轴线沿所述第一方向的圆柱形孔状,所述第二腔室呈轴线沿所述第一方向的圆柱孔状,所述第一腔室和所述第二腔室在侧向相连通。
5.根据权利要求4所述的光学调节结构,其特征在于:
所述第一腔室的周面开设有沿所述第一方向延伸的轨道槽,所述载体结构可滑动地配合于所述轨道槽,并能够沿第一方向移动。
6.根据权利要求4所述的光学调节结构,其特征在于:
所述载体支架包括环形部和沿所述环形部周向分布的多个滑块部;
所述环形部的内侧用于安装所述光学镜片,所述传动部位于所述环形部的外周面;
所述滑块部连接于所述环形部的外周并沿第一方向延伸;所述滑块部的外表面设有内凹形成的安装孔;所述安装孔内安装有滚珠,且所述滚珠部分露出所述安装孔;
所述第一腔室的周面开设有多个周向分布的容置槽,所述容置槽沿第一方向延伸,所述滑块部容置于所述容置槽内;所述容置槽的槽底面设有内凹的沿第一方向延伸的轨道槽,所述滚珠可活动地配合于所述轨道槽内。
7.根据权利要求6所述的光学调节结构,其特征在于:
所述载体支架包括支架主体、第一压板和第一弹性件;
所述支架主体包括第一围壁、第二围壁以及两个延伸壁;
所述第一围壁限定所述第一腔室,所述第二围壁限定所述第二腔室,所述第一围壁连接于所述第二围壁一侧,使所述第一腔室和所述第二腔室连通于所述连通口;
所述第一围壁对应所述连通口处设有侧口,两个所述延伸壁彼此间隔地连接于所述侧口周向两边的外侧,且两个所述延伸壁之间限定容置腔;
所述第一压板和所述第一弹性件分别安装于所述容置腔内,所述第一压板的内板面限定其中一个所述容置槽的槽底面;所述第一弹性件弹性地支撑所述第一压板,并对所述第一压板施加沿所述环形部的径向向内的弹性力,以通过所述第一压板和对应的所述滚珠将所述载体结构侧向弹性地压紧于所述支架主体。
8.根据权利要求7所述的光学调节结构,其特征在于:
所述载体结构共有两个,每个所述载体支架有三个沿周向均匀分布的所述滑块部;
所述滑块部包括连接段和延伸段,所述连接段从对应的环形部的外周面向外凸起,所述延伸段连接于所述连接段,并沿平行于所述环形部轴线的方向向另一所述载体支架的方向延伸,且所述延伸段间隔地位于另一所述载体支架的环形部的外周;
所述连接段和所述延伸段上分别设有用于安装所述滚珠的所述安装孔;
所述第一腔室周向分布的所述容置槽共有三个,每个所述容置槽内设有两个所述轨道槽;
其中一个所述载体支架的三个滑块部和另一个所述载体支架的三个滑块部一一成对地邻近,成对的滑块部两两容置于同一容置槽内,且成对的滑块部的两个滑块部上的滚珠分别配合于该容置槽内的两个轨道槽内。
9.根据权利要求8所述的光学调节结构,其特征在于:
两个所述延伸壁构成第一凸壁,所述第二围壁远离所述连通口一侧沿径向向外延伸形成第二凸壁;
所述光学调节结构还包括第二驱动结构和底座;所述底座包括第一座部、第二座部、第三座部和第四座部;所述第一座部和所述第二座部间隔相对并限定第一配合口,所述第三座部和所述第四座部间隔相对,并限定第二配合口;
所述第一凸壁沿第一方向可滑动地配合于所述第一配合口内侧,所述凸壁沿第一方向可滑动地配合于所述第二配合口内侧;
所述第二驱动结构传动连接所述载体支架,并能够带动所述载体支架相对所述底座沿所述第一方向移动。
10.根据权利要求1-8任一项所述的光学调节结构,其特征在于:
所述光学调节结构还包括第二驱动结构和底座;
所述载体支架沿第一方向可活动地安装于所述底座;
所述第二驱动结构传动连接所述载体支架,并能够带动所述载体支架沿相对所述底座沿所述第一方向移动。
11.根据权利要求10所述的光学调节结构,其特征在于:
所述载体支架包括侧向外凸的第一凸壁和第二凸壁,所述第一凸壁和所述第二凸壁分别位于所述载体支架的两侧位置;
所述底座包括第一座部、第二座部、第三座部和第四座部;所述第一座部和所述第二座部间隔相对并限定第一配合口,所述第三座部和所述第四座部间隔相对,并限定第二配合口;
所述第一凸壁沿第一方向可滑动地配合于所述第一配合口内侧,所述凸壁沿第一方向可滑动地配合于所述第二配合口内侧。
12.根据权利要求11所述的光学调节结构,其特征在于:
所述第一座部对应所述第一凸壁一侧开设有第一切槽,所述第一切槽内设有第二压板和第二弹性件,所述第二弹性件一端支撑于所述第一切槽的槽面、另一端将所述第一凸壁弹性地压紧于所述第二座部,且所述第一凸壁的两侧分别沿第一方向可滑动地配合于所述第二座部和所述第二压板;
所述第三座部对应所述第二凸壁一侧开设有第二切槽,所述第二切槽内设有第三压板和第三弹性件,所述第三弹性件一端支撑于所述第二切槽的槽面、另一端将所述第二凸壁弹性地压紧于所述第四座部,且所述第二凸壁的两侧分别沿第一方向可滑动地配合于所述第四座部和所述第三压板。
13.根据权利要求12所述的光学调节结构,其特征在于:
所述第一凸壁靠近所述第一座部一侧开设有安装孔,所述安装孔内设置有滚珠,所述滚珠沿第一方向可活动地配合于所述第二压板;
所述第二座部靠近所述第一凸壁的一侧开设有安装孔,所述安装孔内设置有滚珠,所述第一凸壁靠近所述第二座部一侧设有沿第一方向延伸的滑槽,所述滚珠可活动地配合于所述滑槽;
所述第二凸壁靠近所述第三座部一侧开设有安装孔,所述安装孔内设置有滚珠,所述滚珠沿第一方向可活动地配合于所述第三压板;
所述第四座部靠近所述第二凸壁的一侧开设有安装孔,所述安装孔内设置有滚珠,所述第二凸壁靠近所述第四座部一侧设有沿第一方向延伸的滑槽,所述滚珠可活动地配合于所述滑槽。
14.根据权利要求13所述的光学调节结构,其特征在于:
所述第二压板具有用于与滚珠配合的第一压合面,所述第一压合面对所述滚珠的压力具有指向所述第二座部的分力和指向所述第三座部的分力;
所述第三压板具有用于与滚珠配合的第二压合面,所述第二压合面对所述滚珠的压力具有指向所述第四座部的分力和指向所述第一座部的分力。
15.根据权利要求11所述的光学调节结构,其特征在于:
所述底座还包括底板,所述第一座部、所述第二座部、所述第三座部和所述第四座部分别凸设于所述底板上;
所述光学调节结构还包括拉止结构,所述拉止结构包括第四弹性件,所述第四弹性件一端连接于所述底板、另一端连接于所述载体支架,并对所述载体支架施加朝向所述底板的弹性力,以使所述载体支架弹性压合于所述底板。
16.根据权利要求15所述的光学调节结构,其特征在于:
所述第一凸壁和所述第二凸壁沿第二方向间隔,且在所述第二方向上,所述拉止结构位于所述第一凸壁和所述第二凸壁之间;
所述拉止结构共有两个,两个所述拉止结构沿第三方向设置于所述载体支架的两侧。
17.根据权利要求16所述的光学调节结构,其特征在于:
所述第二驱动结构包括记忆金属线和传动结构;
所述记忆金属线一端固定设置、另一端通过所述传动结构连接所述载体支架,且所述记忆金属线能够通电缩短至设定长度以拉动所述传动结构,带动所述载体支架沿第一方向移动;
所述传动结构包括传动板,所述传动板包括第一连接部、第二连接部和支撑部;所述传动板通过所述第一连接部可活动地连接于所述底座,所述支撑部沿第一方向抵顶所述载体支架,所述记忆金属线连接于所述第二连接部,且在所述记忆金属线通电缩短时能够拉动所述传动板相对所述底座旋转并使所述支撑部带动所述载体支架发生沿第一方向的位移。
18.根据权利要求17所述的光学调节结构,其特征在于:
所述传动板具有沿第一方向相对的第一边和第三边以及沿第二方向相对的第二边和第四边;所述第一连接部位于所述第一边和所述第二边的交角处,所述第二连接部位于所述第二边和所述第三边的交角处,所述支撑部位于所述第一边和所述第四边的交角处;
所述传动结构还包括第一弹片和第二弹片,所述第一弹片固定安装于所述底座并沿第二方向悬空伸出,所述第二弹片固定安装于所述底座并沿第一方向悬空伸出,所述第一弹片和所述第二弹片沿第三方向错开,且沿第三方向的投影相交成十字;
所述传动板的第一边贴合连接于所述第一弹片的伸出部分,所述传动板的第二边贴合连接于所述第二弹片的伸出部分;
所述记忆金属线沿第二方向延伸,且一端连接于所述第二边和所述第三边的交角附近;所述支撑部抵顶所述载体支架的面为弧形面。
19.根据权利要求18所述的光学调节结构,其特征在于:
所述载体支架包括两个凸壁部,两个所述凸壁部分别位于所述载体支架在第三方向上的两侧位置;所述第三方向垂直于所述第二方向;
所述记忆金属线和所述传动结构均有两个,并位于所述载体支架沿第三方向的两侧;两个所述传动结构分别沿第一方向抵顶两个所述凸壁部;
两个所述记忆金属线远离所述传动板的一端分别固定于所述底座并电连接至所述记忆金属线的接电引脚,两个所述记忆金属线靠近所述传动板的一端通过传动板和电连接于两传动板之间的导电件串联。
20.根据权利要求19所述的光学调节结构,其特征在于:
所述底座上还设置有电路板,所述电路板上设有用于检测所述载体支架沿第一方向位置的检测元件。
21.根据权利要求10所述的光学调节结构,其特征在于:
所述第二驱动结构包括记忆金属线和传动结构;
所述记忆金属线一端固定设置、另一端通过所述传动结构连接所述载体支架,且所述记忆金属线能够通电缩短以拉动所述传动结构,进而带动所述载体支架沿第一方向移动。
22.根据权利要求9所述的光学调节结构,其特征在于:
所述光学调节结构还包括罩件,所述罩件配合连接于所述底座,并和所述底座共同限定用于容纳所述载体支架的空间;
所述罩件开设有沿所述第一方向对应于所述载体结构的采光孔。
23.一种摄像设备,其特征在于,包括:
权利要求1-22任一项所述的光学调节结构;
分别安装于各个所述载体结构的光学镜片;
感光元件,所述感光元件和所述光学镜片沿第一方向相对。
24.根据权利要求23所述的摄像设备,其特征在于:
所述摄像设备为相机或带有相机功能的电子设备。
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