CN116224528A

CN116224528A - 一种变焦透镜驱动装置、摄像装置及电子设备

Info

Publication number: CN116224528A
Application number: CN202211705438.0A
Authority: CN
Inventors: 龚高峰; 王建华; 夏晓锋
Original assignee: Shanghai Yuanlu Electronic Co ltd; Shanghai BL Electronics Co Ltd
Current assignee: Shanghai Yuanlu Electronic Co ltd; Shanghai BL Electronics Co Ltd
Priority date: 2022-12-29
Filing date: 2022-12-29
Publication date: 2023-06-06
Anticipated expiration: 2042-12-29
Also published as: CN116224528B; WO2024138855A1

Abstract

本发明公开了一种变焦透镜驱动装置、摄像装置及电子设备，变焦透镜驱动装置包括透镜组、外壳和底座；所述透镜组分为三部分，上部的第一透镜与所述外壳固定连接，下部的第三透镜与所述底座固定连接；中间的第二透镜与透镜载体固定连接；所述透镜载体设置在移动框架内，由变焦驱动单元驱动相对底座上下方向运动；所述移动框架通过悬丝固定在底座上，移动框架由防抖驱动单元驱动相对底座水平运动。本发明变焦透镜驱动装置通过将透镜组件分为上下均为固定透镜，中间为移动透镜的方式，并设置滑动导引机构，引导移动透镜沿Z轴移动实现变焦，不再采用簧片连接移动透镜，提高了光轴稳定性；还避免了上、下弹簧引起共振和姿态差的问题。

Description

一种变焦透镜驱动装置、摄像装置及电子设备

技术领域

本发明涉及摄像装置领域，尤其是一种变焦透镜驱动装置。

背景技术

伴随着近年来的科技发展，各类移动设备如笔记本电脑、平板电脑、手机或智能手表等可穿戴设备逐渐朝着轻薄、小型化发展。而在这些设备中，很多都需要用到微型摄像头，为了使设备本身更加轻薄，对微型摄像头也提出了更高的要求，而近年来，具有变焦功能的电子设备由于应用范围较大而广受追捧。具有变焦功能的电子设备，在不改变拍摄距离的情况下，可以通过变动内部的变焦光学系统的焦距来改变拍摄范围，以获取不同范围内景物较清晰的图像。

目前，大多数手机搭载的镜头其视角较小，容纳场景的能力有限，在面对广阔风景、宽阔建筑、陈设品、会议等大场景时，常常不能将人眼在同一视点看到的景物完全拍摄到。为了实现摄像机的小型化并且在全焦段下很好地校正各类像差，通常会使用多个透镜组进行组合移动来实现光学变倍。现有的变焦光学系统的移动机构结构复杂、尺寸较大，难以满足电子设备小型化设计对大场景的拍摄需求。

发明内容

发明人发现：现有的VCM马达由于依靠上、下弹簧进行复位，导致光轴稳定性差，还存在上、下弹簧引起共振和姿态差的问题。

本发明的目的是提供一种结构新颖独特，使用方便，并且能够提高光轴稳定性的变焦透镜驱动装置；具体技术方案为：

一种变焦透镜驱动装置，包括透镜组、外壳和底座；所述透镜组分为三部分，上部的第一透镜与所述外壳固定连接，下部的第三透镜与所述底座固定连接；中间的第二透镜与透镜载体固定连接；所述透镜载体设置在移动框架内，由变焦驱动单元驱动相对底座上下方向运动；所述移动框架通过悬丝悬挂在底座上，移动框架由防抖驱动单元驱动相对底座水平运动。

进一步，所述防抖驱动单元的驱动线圈均通过第一FPC固定设置在所述底座的侧壁上；防抖驱动磁石均设置在所述移动框架的侧壁上。

进一步，两个方向的所述防抖反馈磁石设置在所述移动框架的侧壁上；防抖检测霍尔器件对应所述防抖反馈磁石的位置通过第一FPC固定设置在所述底座的侧壁上。

进一步，所述变焦驱动单元的驱动线圈通过第二FPC固定设置在所述移动框架的侧壁上；变焦驱动磁石与所述透镜载体固定连接。

进一步，所述变焦驱动单元的变焦反馈磁石与所述透镜载体固定连接，变焦检测霍尔器件通过第二FPC设置在所述移动框架上；变焦检测霍尔器件的电源和信号线通过4根悬丝与底座的引脚实现电连接。

进一步，所述移动框架固定设置有导柱，所述透镜载体的侧壁设置有与所述导柱适配的引导槽；透镜载体靠近导柱的位置设置有与导柱相吸的磁吸件。

进一步，所述悬丝的中部设置有阻尼胶。

本发明还公开了一种摄像装置，摄像装置采用上述变焦透镜驱动装置。

本发明还公开了一种电子设备，电子设备采用上述摄像装置。

本发明变焦透镜驱动装置通过将透镜组件分为上下均为固定透镜，中间为移动透镜的方式，并设置滑动导引机构，引导移动透镜沿Z轴移动实现变焦，不再采用簧片连接移动透镜，提高了光轴稳定性；还避免了上、下弹簧引起共振和姿态差的问题。

附图说明

图1为本发明变焦透镜驱动装置结构示意图；

图2为本发明变焦透镜驱动装置驱动单元结构示意图1；

图3为本发明变焦透镜驱动装置分解结构示意图1；

图4为本发明变焦透镜驱动装置分解结构示意图2；

图5为本发明变焦透镜驱动装置驱动单元结构示意图2。

图中：1、透镜组；11、第一透镜；12、第二透镜；13、第三透镜；2、透镜支架；3、外壳；4、透镜载体；41、磁吸磁石；42、变焦反馈磁石；43、Z轴驱动磁石；5、移动框架；51、X轴反馈磁石；52、Y轴反馈磁石；53、X轴驱动磁石；54、Y轴驱动磁石；55、第二FPC；56、导电片；6、驱动单元；61、第一FPC；611、Z轴驱动线圈；612、X轴驱动线圈；613、Y轴驱动线圈；7、底座；71、导电支座； 72、悬丝； 73、导柱。

具体实施方式

下面利用实施例对本发明进行更全面的说明。本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。

为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。

如图1、图3所示，本实施例中的变焦透镜驱动装置，包括透镜组1、外壳3、驱动单元6和底座7。如图4所示，在本实施例中透镜组1分为三部分；其中，上部的第一透镜11与所述外壳3固定连接，下部的第三透镜13与所述底座7固定连接；中间的第二透镜12与透镜载体4固定连接。这样对第二透镜12可以单独驱动，而且第二透镜的焦距越短，对光线成像的光学放大倍数越大，实现大倍数的光学变焦，适用于广角镜头的驱动。第一透镜11、第二透镜12和第三透镜13均可以是单片镜片，也可以多片镜片组合。

其中，第一透镜11还可以通过透镜支架2与所述外壳3固定连接；透镜支架2与外壳3分体设计，可以采用非金属材料，便于加工。

第二透镜12固定在透镜载体4上；所述透镜载体4设置在移动框架5内，透镜载体4可以由变焦驱动单元驱动来实现相对于底座7上下（Z轴）方向运动；所述移动框架5则通过角部4根竖直设置的悬丝72悬挂在底座7上。悬丝72的顶端与移动框架5固定连接；底端与底座7固定连接；使移动框架5可以在防抖驱动单元驱动相对底座沿水平（X轴和Y轴）方向运动。

如图5所示，防抖驱动单元分为两部分；一部分驱动移动框架5沿X轴方向运动；另一部分驱动移动框架5沿Y轴方向运动。

X轴方向的防抖驱动单元的X轴驱动线圈612和Y轴方向的防抖驱动单元的Y轴驱动线圈613均通过第一FPC61固定设置在所述底座7的侧壁上；对应的，防抖驱动磁石（X轴驱动磁石53和Y轴驱动磁石54）均设置在所述移动框架5的侧壁上。X轴驱动磁石53在X轴驱动线圈612的驱动下，带动移动框架5沿X轴方向移动；Y轴驱动磁石54在Y轴驱动线圈613的驱动下，带动移动框架5沿Y轴方向移动。

由于磁场相互垂直，不会互相干扰，X轴驱动磁石53和Y轴驱动磁石54可以在移动框架5的同一侧壁上相邻设置。

两个方向的所述防抖反馈磁石（X轴反馈磁石51和Y轴反馈磁石52）设置在所述移动框架5的侧壁上；由于磁场相互垂直，不会互相干扰，X轴反馈磁石51和Y轴反馈磁石52可以在移动框架5的同一侧壁上相邻设置。

防抖检测霍尔器件对应所述防抖反馈磁石的位置通过第一FPC固定设置在所述底座的侧壁上。通过防抖检测霍尔器件可以检测防抖反馈磁石的位置变化，从而获得移动框架5相对于底座7在X轴方向和Y轴方向的位移；从而实现移动框架5相对于底座7的偏移量闭环控制；获得更高的防抖控制精度。

所述变焦驱动单元的驱动线圈（Z轴驱动线圈611）固定在移动框架5的侧壁，通过导线或者通过移动框架内部嵌埋金属件与第二FPC55通电；变焦驱动磁石（Z轴驱动磁石43）与所述透镜载体4固定连接。不用接线的驱动磁石设置在活动的透镜载体4和移动框架5上；驱动线圈固定不动；可以使系统接线更简单。

如图2所示，所述变焦驱动单元的变焦反馈磁石42与所述透镜载体4固定连接，变焦检测霍尔器件通过第二FPC55设置在所述移动框架5上。如果将变焦检测霍尔器件设置在底座7的侧壁，由于底座7和移动框架5沿Z轴方向相对固定；也可以检测透镜载体4在Z轴方向的位移；但是，由于移动框架5相对于底座7有水平移动；会产生不利影响，降低Z轴方向的位移检测精度。为了能为变焦检测霍尔器件提供电源并获取信号；可以通过4根悬丝72与底座7的引脚实现电连接。

底座7的角部设置4个导电支座71；4根悬丝72通过导电支座与第一FPC61上相应的焊点焊接连接，分别引入用于Z轴驱动线圈611的控制芯片的两根电源线和两根通信线（一根数据线和一根时钟信号线）；控制芯片可以选用集成有霍尔器件的控制芯片，进一步简化电路。远离第二FPC55的两个悬丝72通过移动框架3顶端面的两根导电片56与第二FPC55实现电连接。

为了避免簧丝导致的透镜光轴稳定性差的问题，本实施例中国的变焦驱动单元不再采用簧丝悬挂透镜载体4；而是在所述移动框架5固定设置了导柱73，同时，在所述透镜载体4的侧壁设置有与所述导柱73适配的引导槽；引导槽可以是V型的，可以实现X轴方向和Y轴方向同时限位；还可以在透镜载体4靠近导柱73的位置设置有与导柱73相吸的磁吸件，例如导柱73采用钢、铁等吸磁体，用磁吸磁石41作为磁吸件；磁吸磁石41与导柱之间的吸引力可以使透镜载体4紧靠导柱73；减少水平扰动。

所述悬丝72的中部还可以设置阻尼胶；通过阻尼胶保护悬丝72，避免外力冲击导致悬丝72变形；降低驱动过程中悬丝72共振对驱动的影响。。

本实施例中的变焦透镜驱动装置，可以用于微型摄像装置，安装在电子设备上；现对于现有产品可以获得更低的功耗。

上述示例只是用于说明本发明，除此之外，还有多种不同的实施方式，而这些实施方式都是本领域技术人员在领悟本发明思想后能够想到的，故，在此不再一一列举。

Claims

1.一种变焦透镜驱动装置，包括透镜组、外壳和底座；其特征在于，所述透镜组分为三部分，上部的第一透镜与所述外壳固定连接，下部的第三透镜与所述底座固定连接；中间的第二透镜与透镜载体固定连接；所述透镜载体设置在移动框架内，由变焦驱动单元驱动相对底座上下方向运动；所述移动框架通过悬丝悬挂在底座上，移动框架由防抖驱动单元驱动相对底座水平运动。

2.如权利要求1所述的变焦透镜驱动装置，其特征在于，所述防抖驱动单元的驱动线圈均通过第一FPC固定设置在所述底座的侧壁上；防抖驱动磁石均设置在所述移动框架的侧壁上。

3.如权利要求1所述的变焦透镜驱动装置，其特征在于，两个方向的所述防抖反馈磁石设置在所述移动框架的侧壁上；防抖检测霍尔器件对应所述防抖反馈磁石的位置通过第一FPC固定设置在所述底座的侧壁上。

4.如权利要求1所述的变焦透镜驱动装置，其特征在于，所述变焦驱动单元的驱动线圈通过第二FPC固定设置在所述移动框架的侧壁上；变焦驱动磁石与所述透镜载体固定连接。

5.如权利要求1所述的变焦透镜驱动装置，其特征在于，所述变焦驱动单元的变焦反馈磁石与所述透镜载体固定连接，变焦检测霍尔器件通过第二FPC设置在所述移动框架上；变焦检测霍尔器件的电源和信号线通过4根悬丝与底座的引脚实现电连接。

6.如权利要求1所述的变焦透镜驱动装置，其特征在于，所述移动框架固定设置有导柱，所述透镜载体的侧壁设置有与所述导柱适配的引导槽；透镜载体靠近导柱的位置设置有与导柱相吸的磁吸件。

7.如权利要求1所述的变焦透镜驱动装置，其特征在于，所述悬丝的中部设置有阻尼胶。

8.一种摄像装置，其特征在于，采用如权利要求1至7任一项所述的变焦透镜驱动装置。

9.一种电子设备，其特征在于，采用如权利要求8所述的摄像装置。