CN115903166A - 镜头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种镜头，包括：基座；设置在所述基座内的透镜模块，所述透镜模块包括至少一个可沿着第一方向运动的可移动透镜群；以及驱动所述可移动透镜群运动的驱动装置；所述镜头还包括：沿第一方向间隔固定在所述基座上的复数个定位元件、绕设在所述定位元件上的牵引元件、以及配重块；且所述配重块和所述可移动透镜群分别连接所述牵引元件。

Description

镜头

技术领域

本发明涉及光学领域，更具体地说，涉及一种镜头。

背景技术

图1是现有技术中一种镜头10的结构示意图。如图1所示，该镜头10包括基座11、设置在基座11上的第一至第四透镜群13、14、15、16、以及感光组件(未图示)。在基座11上固定有导向元件12，第二透镜群14、第三透镜群15能够沿着导向元件12运动以实现变焦或对焦。

该镜头10还包括驱动第二透镜群14运动的驱动装置。该驱动装置包括设置在基座11上的线圈(未图示)、以及设置在第二透镜群14上的磁石18。在基座11上还设置有位置传感器(未图示)。线圈在通电状态下，与磁石18相互作用，从而驱动第二透镜群14运动。位置传感器感应第二透镜群14的运动距离和位置，当到达预期的位置时，第二透镜群14停止运动。第三透镜群15的运动与第二透镜群14类似。

这种镜头的缺陷在于，在图示的水平状态下，第二透镜群14、第三透镜群15在电磁力的作用下移动。当整个镜头处于竖直状态下时，导向元件12也处于竖直状态。由于第二透镜群14、第三透镜群15与导向元件12之间存在间隙，为防止第二透镜群14、第三透镜群15在重力的作用下沿着导向元件12往下掉落，需要给线圈持续供电，这样会导致耗能大幅增加。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种镜头，可减小镜头的耗能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种镜头，包括：

基座；

设置在所述基座内的透镜模块，所述透镜模块包括至少一个可沿着第一方向运动的可移动透镜群；以及

驱动所述可移动透镜群运动的驱动装置；

所述镜头还包括：沿第一方向间隔固定在所述基座上的复数个定位元件、绕设在所述定位元件上的牵引元件、以及配重块；且所述配重块和所述可移动透镜群分别连接所述牵引元件。

根据本发明所述的镜头，所述镜头还包括用于为所述可移动透镜群和配重块的至少一者导向的引导单元，所述引导单元沿着第一方向设置在所述基座上。

根据本发明所述的镜头，所述驱动装置包括固定在所述可移动透镜群和所述基座的侧壁其中一者上的磁铁、以及固定在另一者上的线圈，所述引导单元包括连接在所述基座两侧的第一引导单元，所述可移动透镜群与所述第一引导单元滑动配合。

根据本发明所述的镜头，所述可移动透镜群上设置有连接部，所述磁铁或线圈固定在所述连接部上；所述连接部与所述基座的侧壁靠近且彼此面对，且所述连接部处于对应的配重块与对应的侧壁之间。

根据本发明所述的镜头，所述可移动透镜群通过所述连接部固定在所述牵引元件上，所述可移动透镜群和配重块分别连接在所述牵引元件的两侧。

根据本发明所述的镜头，所述连接部呈平板状；或者

所述连接部包括与所述可移动透镜群的侧周面连接的第一部分、以及从所述第一部分朝向所述基座的对应侧壁延伸的第二部分。

根据本发明所述的镜头，所述驱动装置包括固定在所述配重块和所述基座的侧壁其中一者上的磁铁、以及固定在另一者上的线圈，所述引导单元包括连接在所述基座一侧的第二引导单元，所述配重块可滑动地穿设在所述第二引导单元上。

根据本发明所述的镜头，所述配重块与所述基座的侧壁靠近且彼此面对，且所述配重块处于对应的可移动透镜群与对应的侧壁之间。

根据本发明所述的镜头，所述配重块上设置有用于固定所述线圈或磁铁的凹槽，所述凹槽沿着第一方向延伸；或者所述配重块本身是所述线圈或磁铁。

根据本发明所述的镜头，所述透镜包括至少两个相邻的可移动透镜群，所述相邻的可移动透镜群的配重块分别位于所述基座的两侧；所述定位元件是定位柱，所述牵引元件是拉索；或者所述定位元件是皮带轮，所述牵引元件是皮带；或者所述定位元件是齿轮，所述牵引元件是链条。

根据本发明所述的镜头，所述可移动透镜群和配重块的质量相等。

实施本发明的镜头，具有以下有益效果：当可移动透镜群运动到期望的位置后停止，此时即使整个镜头处于竖直状态，配重块和可移动透镜群通过牵引元件对彼此施加拉力，大幅减小了耗能。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是现有技术中一种镜头的结构示意图；

图2是根据本发明第一实施例的镜头的结构示意图；

图3是根据本发明第一实施例的镜头的分解示意图；

图4是根据本发明第一实施例的镜头的基座、以及第二透镜群的结构示意图；

图5是根据本发明第一实施例的镜头的基座、以及第二透镜群的俯视图；

图6是根据本发明第一实施例的镜头的第二透镜群的结构示意图；

图7是根据本发明第一实施例的镜头的第三透镜群的结构示意图；

图8是根据本发明第二实施例的镜头的结构示意图；

图9是根据本发明第二实施例的镜头的分解示意图；

图10是根据本发明第二实施例的镜头的基座、以及第二透镜群的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图2是根据本发明第一实施例的镜头100的结构示意图；图3是根据本发明第一实施例的镜头100的分解示意图；图4是根据本发明第一实施例的镜头100的基座101、以及第二透镜群1022的结构示意图；图5是根据本发明第一实施例的镜头100的基座101、以及第二透镜群1022的俯视图。如图2至图5所示，本发明的镜头100包括基座101、依序设置在基座101上的光路转折模块(未图示)、透镜模块102、以及成像模块(未图示)。透镜模块102具有沿着第一方向X的光轴。

基座101包括均垂直于第一方向X且相对设置的第一侧壁1011和第二侧壁1012、以及均垂直于第二方向Y且相对设置的第三侧壁1013和第四侧壁1014，其中第一方向X垂直于第二方向Y。在第一侧壁1011和第二侧壁1012上，分别设置有供光线通过的通光孔。

该光路转折模块101用于将从第三方向Z入射的光线反射至第一方向X。

透镜模块102包括多个透镜群，且包括至少一个可移动透镜群，该可移动透镜群可以沿着第一方向X的光轴运动以实现变焦或对焦。每个透镜群分别包括各自的镜框、以及固定在对应镜框内的透镜，每个透镜群可以包括一枚或多枚透镜。在图示的实施例中，透镜模块102包括四个透镜群：第一透镜群1021，包括第一镜框1021a、以及设置在第一镜框内的一枚或多枚第一透镜1021b；第二透镜群1022，包括第二镜框1022a、以及设置在第二镜框1022a内的一枚或多枚第二透镜1022b。第三透镜群1023，包括第三镜框1023a、以及设置在第三镜框1023a内的一枚或多枚第三透镜1023b；第四透镜群1024，包括第四镜框1024a、以及设置在第四镜框内的一枚或多枚第四透镜1024b。在第二透镜群1022和第三透镜群1023之间，还设置有光圈1025。本发明不限于此，光圈1025也可以设置在其他的透镜群之间，或者设置在其中一个透镜群上。

在本实施例中，第二透镜群1022和第三透镜群1023能够沿着第一方向X运动。但这只是举例说明的目的，本发明不限于此。

在基座101内，沿着第一方向X设置有第一引导单元。在本实施例中，第一引导单元是导向杆104，该导向杆104的数量为至少两个，其中两根导向杆104分别连接在第一侧壁1011和第二侧壁1012的上部两侧。第二镜框1022a两侧分别设置有与导向杆104滑动配合的缺口1022c和孔1022d，其中在第二镜框1022a的一侧连接有沿着第一方向X延伸的筒状连接部1022e，在筒状连接部1022e上设置有孔1022d，该孔1022d与导向杆104配合。第三镜框1023a的结构与第二镜框1022a的结构类似，在此不再赘述。第一透镜群1021和第四透镜群1024可以固定在导向杆104上，也可以固定在基座101上。

该镜头100还包括驱动可移动透镜群沿着第一方向X运动的驱动装置、以及位置感应装置。该驱动装置包括固定在可移动透镜群和基座101的其中一者上的磁铁、以及固定在另一者上的线圈。该位置感应装置包括固定在可移动透镜群上的位置磁铁、以及固定在基座101上的位置传感器。

在图示的实施例中，在第二透镜群1022的侧周面上固定有第一磁铁1051、在基座101的第三侧壁1013和第四侧壁1014的其中一者内侧固定有对应的第一线圈1052。第一线圈1052的数量为一个、或沿着第一方向X紧密或者间隔排列的多个。在第三透镜群1023的侧周面上固定有第二磁铁1053、在基座101的第三侧壁1013和第四侧壁1014的其中另一者内侧固定有对应的第二线圈1054。第二线圈1054的数量为一个、或沿着第一方向X紧密或者间隔排列的多个。

在第二透镜群1022与基座101彼此相对的侧周面上(也就是，与第二方向Y垂直的侧周面)，设置有一个或多个第一磁铁1051。第一磁铁1051是多极磁铁，可以包括沿着第一方向X间隔设置的不同的磁极；第一磁铁1051也可以包括第一磁极、以及与第一磁极间隔设置的第二磁极。

在第三透镜群1023与基座101彼此相对的侧周面上(也就是，与第二方向Y垂直的侧周面)，设置有一个或多个第二磁铁1053。第二磁铁1053是多极磁铁，可以包括沿着第一方向X间隔设置的不同的磁极；第一磁铁1051也可以包括第一磁极、以及与第一磁极间隔设置的第二磁极。

在第二透镜群1022的侧周面上还固定有第一位置磁铁，该第一位置磁铁可以位于第一磁铁1051的下方。在基座101的第三侧壁1013和第四侧壁1014内侧固定有对应的第一位置传感器，该第一位置传感器的位置与第一位置磁铁对应。镜头100可以根据第一位置传感器所感应的第二透镜群1022的位置，来改变第一线圈1052内的电流大小或方向，从而改变对应的电磁力大小和方向，来改变第二透镜群1022的运动方向和位置。当第一线圈1052通电时，会与第一磁铁1051相互作用，从而使第二透镜群1022沿着第一方向X运动。随着第二透镜群1022的运动和位置变化，第一磁铁1051对第一线圈1052的作用力达到平衡，第二透镜群1022即停止运动、停留在预定的位置。第三透镜群的设置与第二透镜群类似,在此不再赘述。

在第三透镜群1023的侧周面上固定有第二位置磁铁，该第二位置磁铁容纳位可以位于第三透镜群1023的侧周面的下部。在基座101的第三侧壁1013和第四侧壁1014的内侧固定有对应的第二位置传感器。这与第一位置磁铁、第一位置传感器相似，在此不再赘述。

通过一部分透镜群沿着第一方向X的光轴的运动，可实现镜头100的变焦或对焦。

该镜头100还包括沿第一方向X间隔固定在基座101上的至少两个定位元件、绕设在这至少两个定位元件上的牵引元件、以及配重块。牵引元件连接可移动透镜群和配重块，使得可移动透镜群和配重块之间间隔至少一个定位元件。当定位元件的数量为两个时，可移动透镜群和配重块分别位于牵引元件的两侧。其中配重块与可移动透镜群的质量可以相等。

在图示的实施例中，在基座101上固定有两个第一定位元件1071，该第一定位元件1071沿着第一方向X间隔排列，该第一定位元件1071是沿着第三方向Z延伸的第一定位柱。第一牵引元件1072是绕设在两个第一定位柱之间且张紧的环形拉索，该第一牵引元件1072的两端绕设在两个第一定位元件1071上，且该第一牵引元件1072的两侧沿着第一方向X延伸。第一配重块1073和第二透镜群1022分别连接在第一牵引元件1072的两侧且第一配重块1073和第二透镜群1022的质量相等。

第一定位元件1071和第一牵引元件1072也可以采用其它的实施方式。例如，第一定位元件1071是轴线沿着第三方向Z延伸的皮带轮，第一牵引元件1072是绕设在皮带轮上的皮带；或者，第一定位元件1071是轴线沿着第三方向Z延伸的齿轮，第一牵引元件1072是绕设在齿轮上并与之咬合的链条，等等。

当第二透镜群1022运动到期望的位置后停止，第一线圈1052断电、作用于第二透镜群1022上的电磁力消失，此时即使整个镜头100处于竖直状态(也就是，第一方向X是重力作用方向)，第一配重块1073和第二透镜群1022通过第一牵引元件1072对彼此施加拉力，由于该拉力等于第一配重块1073和第二透镜群1022的自身重力，从而使得第二透镜群1022在拉力和重力的作用下平衡而静止，不会往下掉落。由于不需要持续对第一线圈1052供电，大幅减小了耗能。

在第一配重块1073和第二透镜群1022的质量不等的情况下，由于第一配重块1073的重量能够对第二透镜群1022施加一定的拉力，不需要完全依靠第一线圈1052通电来平衡第二透镜群1022的重力，仅需要第一线圈1052和第一磁铁1051之间较小的电磁力即可辅助平衡，在第一线圈1052通电的情况下，也能够大幅减小耗能。

图6是根据本发明第一实施例的镜头的第二透镜群1022的结构示意图。结合图6所示，第一定位元件1071设置得靠近基座101的第三侧壁1013和第四侧壁1014的其中一者。在第二透镜群1022上设置有第一连接部1022f。第一连接部1022f可位于与导向杆104配合的缺口1022c或孔1022d下方，且与第一配重块1073彼此相对。第二透镜群1022通过第一连接部1022f连接在第一牵引元件1072上。但本发明不限于此，第二透镜群1022的外周也可以直接连接在第一牵引元件1072上，且同时具有第一连接部1022f以设置第一磁铁1051或者第一线圈1052。

该第一连接部1022f可以从第二透镜群1022的侧周面沿着第一方向X延伸，可以是由第二镜框1022a的侧周面一体形成的平板状，第一磁铁1051或者第一线圈1052固定在第一连接部1022f上。此时第一连接部1022f可以与第二方向Y垂直。第一连接部1022f上可以设置有与第一磁铁1051或者第一线圈1052对应的凹槽，以利于安装。

为了使得第一磁铁1051与第一线圈1052彼此有效作用，第一连接部1022f与第三侧壁1013和第四侧壁1014的该其中一者靠近且彼此面对，且第一连接部1022f处于对应的第一配重块1073与第三侧壁1013和第四侧壁1014的该其中一者之间。

选择性地，第一连接部1022f包括与第二镜框1022a的侧周面连接的第一部分1022f-1、以及从第一部分1022f-1朝向基座101延伸的第二部分1022f-2。由图可以看出，第一部分1022f-1位于第一方向X和第三方向Z的平面内；第二部分1022f-2处于第一方向X和第二方向Y的平面内。

第一磁铁1051和第一线圈1052的其中一者固定在第一连接部1022f上，另一者固定在基座101上，且两者彼此相对。

在图示的实施例中，第一连接部1022f的一端固定在第二镜框1022a上。具体而言，第一连接部1022f的第一部分1022f-1的一端固定在第二镜框1022a上。选择性地，第一连接部1022f的中部(而不是一端)固定在第二镜框1022a上。

第三透镜群1023与第二透镜群1022类似。结合图2-5、以及图7，在基座101上固定有两个第二定位元件1074,该第二定位元件1074沿着第一方向X间隔排列，第二牵引元件1075的两端绕设在两个第二定位元件1074上,第二配重块1076和第三透镜群1023分别连接在第二牵引元件1075的两侧且第二配重块1076和第三透镜群1023的质量相等。在第三透镜群1023上设置有第二连接部1023f。这些结构与上文所述相同，为简洁起见，在此不再赘述。可以理解的是，第一定位元件1071和第二定位元件1074的数量在实施例中皆为两个，但本发明不限于此，皆可视需求再增加。

第一连接部1022f可以设置在第二镜框1022a与第三侧壁1013相对的侧周面上，也可以设置在第二镜框1022a与第四侧壁1014相对的侧周面上，或者也可以设置在第二镜框1022a的两个侧周面上且分别与第三侧壁1013、第四侧壁1014相对。第二连接部1023f与之类似。

优选地，为了避免第二透镜群1022的第一连接部1022f与第三透镜群1023的第二连接部1023f在运动时相互干涉、并尽量缩减体积，第二透镜群1022的第一连接部1022f与第三侧壁1013、第四侧壁1014的其中一者相对，第三透镜群1023的第二连接部1023f与第三侧壁1013、第四侧壁1014的其中另一者相对。第一配重块1073和第二配重块1076分别位于基座101的两侧。

在该实施例中，第一配重块1073和第二配重块1076可以由金属制成，例如铁、铜、铝等，能够以较小的体积实现较大的质量，以便与第二透镜群1022和第三透镜群1023的质量平衡。

图8是根据本发明第二实施例的镜头200的结构示意图；图9是根据本发明第二实施例的镜头200的分解示意图；图10是根据本发明第二实施例的镜头200的基座201、以及第二透镜群2022的结构示意图。为简洁起见，与第一实施例相同或类似的部分不再赘述。在该实施例中，相同或类似的元件采用与第一实施例相同类似的编号

该镜头200包括沿第一方向X间隔固定在基座201上的两个定位元件、绕设在两个定位元件上的牵引元件、以及配重块，其中配重块与可移动透镜群的质量相等。牵引元件连接可移动透镜群和配重块，使得可移动透镜群和配重块分别位于牵引元件的两侧。

第一定位元件2071设置得靠近基座201的第三侧壁2013和第四侧壁2014的其中一者。第二透镜群2022连接在第一牵引元件2072上。第二透镜群2022和第一配重块2073分别连接在第一牵引元件2072的两侧。

与第一实施例不同的是，在该实施例中，第一磁铁2051或者第一线圈2052固定在第一配重块2073上。为了使得第一磁铁(未图示，参照图示的第二磁铁2053)与第一线圈2052彼此有效作用，第一配重块2073与第三侧壁2013和第四侧壁2014的该其中一者(图中为第四侧壁2014)靠近且彼此面对，且第一配重块2073处于第二透镜群2022与第三侧壁2013和第四侧壁2014的该其中一者之间。

在图示的实施例中，第一配重块2073大致呈平板状，其中部设置有平直的凹槽，该凹槽沿着第一方向X延伸。第一磁铁固定在凹槽内。但第一配重块2073也可以是其它的形状，例如与第一实施例中类似的形状等。可以理解的是，第一配重块2073亦可由第一磁铁2051替代，即第一磁铁2051和第二透镜群2022的质量相等，由第一磁铁2051做为第一配重块2073。换言之，配重块可不需设置凹槽，并由整块完整的磁铁做为配重块。

为了保证运动的平稳性，在基座201上，沿着第一方向X设置有第二引导单元2077。在图示的实施例中，第二引导单元2077是连接在第一侧壁2011和第二侧壁2012之间的导向杆，该导向杆2077的数量为两个且均靠近第三侧壁2013和第四侧壁2014的该其中一者，第一配重块2073的上部和下部均可滑动地穿设在导向杆2077上。

在第二透镜群2022的两侧均设置有第一配重块2073、第二引导单元2077的情况下，第二透镜群2022可以省略其自身的第一引导单元204。但本发明不限于此，也可以是第一配重块2073藉由第二引导单元2077达成沿第一方向X运动，第二透镜群2022仍藉由自身的第一引导单元204达成沿第一方向X运动。

在该实施例中，由于第一配重块2073上固定有第一磁铁2051或者第一线圈2052，具有较大的质量，因此第一配重块2073可以由金属、塑料等制成。

当第一线圈2052通电时，会与第一磁铁相互作用，使得第一配重块2073沿着第一方向X运动。由于第一配重块2073通过第一牵引元件2072与第二透镜群2022连接，当第一配重块2073运动时，会带动第二透镜群2022沿着第一方向X反方向运动。

第三透镜群2023与第二透镜群2022类似，在此不再赘述。

当可移动透镜群运动到期望的位置后停止，对应的线圈断电、作用于可移动透镜群运动上的电磁力消失，此时即使整个镜头处于竖直状态，配重块和可移动透镜群通过牵引元件对彼此施加拉力，由于该拉力等于配重块和可移动透镜群的自身重力，从而使得可移动透镜群在拉力和重力的作用下平衡而静止，不会往下掉落。由于不需要持续对可移动透镜群供电，大幅减小了耗能。

即使配重块和可移动透镜群的质量不等，由于配重块的重量能够对可移动透镜群施加一定的拉力，不需要完全依靠线圈通电来平衡可移动透镜群的重力，仅需要线圈和磁铁之间较小的电磁力即可辅助平衡，在线圈通电的情况下，也能够大幅减小耗能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种镜头，其特征在于，包括：

基座；

设置在所述基座内的透镜模块，所述透镜模块包括至少一个可沿着第一方向运动的可移动透镜群；以及

驱动所述可移动透镜群运动的驱动装置；

所述镜头还包括：沿第一方向间隔固定在所述基座上的复数个定位元件、绕设在所述定位元件上的牵引元件、以及配重块；且所述配重块和所述可移动透镜群分别连接所述牵引元件。

2.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述镜头还包括用于为所述可移动透镜群和配重块的至少一者导向的引导单元，所述引导单元沿着第一方向设置在所述基座上。

3.根据权利要求2所述的镜头，其特征在于，所述驱动装置包括固定在所述可移动透镜群和所述基座的侧壁其中一者上的磁铁、以及固定在另一者上的线圈，所述引导单元包括连接在所述基座两侧的第一引导单元，所述可移动透镜群与所述第一引导单元滑动配合。

4.根据权利要求3所述的镜头，其特征在于，所述可移动透镜群上设置有连接部，所述磁铁或线圈固定在所述连接部上；所述连接部与所述基座的侧壁靠近且彼此面对，且所述连接部处于对应的配重块与对应的侧壁之间。

5.根据权利要求4所述的镜头，其特征在于，所述可移动透镜群通过所述连接部固定在所述牵引元件上，所述可移动透镜群和配重块分别连接在所述牵引元件的两侧。

6.根据权利要求4所述的镜头，其特征在于，所述连接部呈平板状；或者

所述连接部包括与所述可移动透镜群的侧周面连接的第一部分、以及从所述第一部分朝向所述基座的对应侧壁延伸的第二部分。

7.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述驱动装置包括固定在所述配重块和所述基座的侧壁其中一者上的磁铁、以及固定在另一者上的线圈，所述引导单元包括连接在所述基座一侧的第二引导单元，所述配重块可滑动地穿设在所述第二引导单元上。

8.根据权利要求7所述的镜头，其特征在于，所述配重块与所述基座的侧壁靠近且彼此面对，且所述配重块处于对应的可移动透镜群与对应的侧壁之间。

9.根据权利要求7所述的镜头，其特征在于，所述配重块上设置有用于固定所述线圈或磁铁的凹槽，所述凹槽沿着第一方向延伸；或者

所述配重块本身是所述线圈或磁铁。

10.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述透镜包括至少两个相邻的可移动透镜群，所述相邻的可移动透镜群的配重块分别位于所述基座的两侧；

所述定位元件是定位柱，所述牵引元件是拉索；或者所述定位元件是皮带轮，所述牵引元件是皮带；或者所述定位元件是齿轮，所述牵引元件是链条。

11.根据权利要求1至8任一项所述的镜头，其特征在于，所述可移动透镜群和配重块的质量相等。

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