CN116299941B - 一种镜头驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镜头驱动装置,包括镜头组件、镜头支架、总支架和调焦驱动部件,总支架的底部设有底座,镜头支架设置于总支架的框架内圈,镜头组件设置于镜头支架的镜头安装孔内,底座与镜头组件之间设有调焦弹簧,调焦驱动部件设置于总支架上,调焦驱动部件通过调焦拉绳与镜头组件连接。本发明实现快速调焦,结构简单,调节精度高,反应迅速。
Description
技术领域
本发明涉及镜头驱动技术领域,具体涉及一种镜头驱动装置。
背景技术
在智能手机、平板电脑一样的便携式终端机上都装载有高性能照相机镜头模组。在便携式终端机上装载的高性能照相机镜头模组一般具有自动对焦功能和光学防抖功能。光学防抖功能是降低由于外部振动或者使用者的手抖动而导致的影像不稳定的功能。主流光学防抖主要为三种方式,电磁线圈驱动式和SMA弹簧式。对于大型摄像头而言,驱动其进行光学防抖需要产生更大的电磁力,借此需要更大的磁场,但大磁场会对摄像机内部元器件产生干扰,而热电弹簧在体积扩大化以后,其反应灵敏程度会降低,影响光学防抖运动频率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是,针对现有技术存在的上述缺陷,提供了一种镜头驱动装置,实现快速调焦,结构简单,调节精度高,反应迅速。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是:
一种镜头驱动装置,包括镜头组件、镜头支架、总支架和调焦驱动部件,总支架的底部设有底座,镜头支架设置于总支架的框架内圈,镜头组件设置于镜头支架的镜头安装孔内,底座与镜头组件之间设有调焦弹簧,调焦驱动部件设置于总支架上,调焦驱动部件通过调焦拉绳与镜头组件连接。
按照上述技术方案,调焦驱动部件包括微型加热器、驱动原件和调焦杆,调焦杆的一端设有调焦活塞,调焦活塞设置于驱动原件的腔体内,驱动原件内腔设有驱动液,调焦活塞与调焦驱动部件的驱动原件的内腔端部之间连接有复位弹簧,调焦驱动部件的驱动原件横向设置于总支架的框架上,微型加热器设置于驱动原件的外侧;
驱动原件横向布置于镜头组件的侧方,调焦杆上设有调焦拉环,总支架的底座上设有下调焦块,镜头组件的背面设有上调焦块,调焦拉绳的一端与下调焦块连接,调焦拉绳的另一端穿过调焦拉环与上调焦块连接,驱动原件通过调焦拉绳和调焦弹簧带动镜头组件沿镜头安装孔来回移动调焦。
按照上述技术方案,所述的镜头驱动装置还包括布置于总支架上的两个光学防抖驱动部件,分别为横向光学防抖驱动部件和纵向光学防抖驱动部件;
光学防抖驱动部件包括两个驱动原件或1个驱动原件和1组伸缩驱动弹簧组件;
当光学防抖驱动部件包括两个驱动原件时,光学防抖驱动部件的两个驱动原件分别布置于镜头组件的两侧;
当光学防抖驱动部件包括1个驱动原件和1组伸缩驱动弹簧组件时,光学防抖驱动部件的驱动原件和伸缩驱动弹簧组件分别布置于镜头组件的两侧;
光学防抖驱动部件的每个驱动原件均对应配置有一个驱动杆和微型加热器,微型加热器设置于驱动原件的一侧,驱动杆的一端设有气动活塞,气动活塞设置于驱动原件的腔体内,驱动原件的内腔设有驱动液,气动活塞与驱动原件的外端之间连接有复位弹簧,驱动杆的另一端与镜头支架连接接触。
按照上述技术方案,纵向光学防抖驱动部件包括分别布置于镜头组件上下两侧的两个驱动原件,横向光学防抖驱动部件包括分别布置于镜头组件1左右两侧的1个驱动原件和1组伸缩驱动弹簧组件,调焦驱动部件的驱动原件横向设置于总支架的框架上,调焦驱动部件的驱动原件与伸缩驱动弹簧组件布置于总支架的同一侧。
按照上述技术方案,微型加热器包括微型加热器隔热层和微型加热器加热丝,微型加热器隔热层套设于驱动原件外圈,微型加热器加热丝布置于微型加热器隔热层的内圈和驱动原件的外圈之间,微型加热器隔热层上设有微型加热器缺口,驱动原件上的回流泄压腔体从微型加热器缺口穿出。
按照上述技术方案,驱动原件的腔体一侧设有回流泄压体,驱动原件的腔体的侧壁上设有回流口和泄压口,回流口和泄压口设置于回流泄压腔体和驱动原件的腔体之间,回流泄压腔体通过回流口和泄压口与驱动原件内腔连通,泄压口上设有压力阀门,回流口设有毛细回流管。
按照上述技术方案,毛细回流管上方设有微型电动闸门和液位传感器,液位传感器设置于微型电动闸门的上方,当液位传感器检测到隔板左侧和微型电动闸门上方形成的回流区内积累到足够的驱动液时,微型电动闸门打开,使驱动液经毛细回流管流入驱动原件内腔中。
按照上述技术方案,压力阀门包括阀门板、阀门气孔、弹簧驱动板和SMA弹簧,阀门板设置于泄压口上,阀门气孔布置于阀门板上,弹簧驱动板设置于阀门板的一端,SMA弹簧与弹簧驱动板连接;
按照上述技术方案,回流泄压腔体的内腔顶部设有液体收集斜面,液体收集斜面的低位端布置于回流口的上方;
泄压口和回流口之间设有隔板,隔板与液体收集斜面之间留有间隙;驱动原件内腔的驱动液被加热后部分气化后,气体从驱动原件内腔经泄压口进入回流泄压腔体内,气体上升至顶部的液体收集斜面上,在液体收集斜面上冷凝,并沿液体收集斜面滑入回流口,并经回流口回流至驱动原件内腔。
按照上述技术方案,回流泄压腔体外设有散热翅片和保温套,散热翅片布置于回流口一侧的回流泄压腔体的侧壁上,保温套布置于泄压口一侧的回流泄压腔体的侧壁上。
按照上述技术方案,镜头安装孔设置于镜头支架中心,四周布置有滑动槽,滑动槽的个数与驱动杆的个数相同,一一对应布置,驱动杆设置于相应的滑动槽内,可沿滑动槽滑动,滑动槽的长度方向与驱动杆的驱动方向相互垂直。
本发明具有以下有益效果:
1、本发明中调节驱动部件通过调节拉绳和调焦弹簧带动镜头组件沿镜头安装孔轴向移动,实现快速调焦,结构简单,调节精度高,反应迅速。
2、通过微型加热器对驱动原件加热,使驱动原件的腔体内的驱动液加热气化膨胀,改变负压,进而推动活塞沿驱动原件的腔体长度方向移动,从而带动镜头组件沿相应驱动原件腔体的长度方向移动,调节镜头组件的焦距及抵消光学镜头的抖动,起到调焦和防抖的作用,驱动原件内部处于负压状态,因此水更容易气化产生蒸汽,在摄像机启动后,加热器持续工作,产生的蒸汽使得驱动原件内压力升高,微型化的SMA弹簧通过控制压力阀门的开度来实现对驱动原件内气压的改变,进而驱动杆对镜头支架进行多个方位的移动;人手抖的频率一般低于20赫兹,而微型化的SMA弹簧可以保持较高的运动频率,以保证防抖效果和聚焦效果,气压的变化可以驱动大中型摄像头进行防抖。
附图说明
图1是本发明实施例中镜头驱动装置整机的装配示意图;
图2是本发明实施例中光学驱动部件的结构示意图;
图3是本发明实施例中驱动原件的结构示意图;
图4是本发明实施例中驱动杆的后端杆的结构示意图;
图5是本发明实施例中驱动杆的前端杆的结构示意图;
图6是本发明实施例中微型加热器的结构示意图;
图7是本发明实施例中镜头支架的结构示意图;
图8是本发明实施例中压力阀门的结构示意图;
图9是本发明实施例中总支架的结构示意图;
图10是本发明实施例中保护套的结构示意图;
图11是本发明实施例中底座的结构示意图;
图12是本发明实施例中镜头组件的结构示意图;
图13是本发明实施例中调焦杆的结构示意图;
图14是本发明实施例中伸缩驱动弹簧组件的结构示意图;
图中,1-镜头组件,2-镜头支架,3-后端杆,4-总支架,5-微型加热器,6-驱动原件,7-复位弹簧,8-保温套,9-压力阀门,10-微型SMA弹簧,11-连接触点,12-第二密封环,13-第一密封环,14-前端杆,15-底座,16-外壳,17-调焦弹簧,18-伸缩驱动弹簧组件,19-调焦杆,20-一级伸缩杆,21-二级伸缩杆,22-三级伸缩杆,23-四级伸缩杆,24-伸缩驱动弹簧;
101-镜头,102-上调焦块,103-限位块;
201-滑动槽,202-镜头安装孔,203-镜头限位滑槽,204-调焦孔;
301-伸缩杆槽,302-位移块;
401-微型加热器安装槽,402-驱动器安装孔,403-减重孔,404-安装支架,405-调焦滑槽,406-调焦驱动器安装孔;
501-微型加热器隔热层,502-微型加热器缺口,503-微型加热器加热丝;
601-腔体内壁,602-散热翅片,603-液体收集斜面,604-泄压口,605-阀门运动槽,606-毛细回流管,607-位移传感器,608-连接触点安装槽,609-隔板;
801-保温套安装曲面,802-连接触点开孔;
901-阀门板,902-阀门气孔,903-弹簧驱动板,904-隔热伸缩套;
1401-伸缩杆,1402-第二密封安装孔,1403-第一密封环安装孔,1404-气动活塞;
1501-支撑平面,1502-支架安装槽,1503-下调焦块,1504-地台;
1901-调焦拉环,1902-调焦拉杆,1903-调焦活塞;
2001-镜头限位滑动块;
2301-支架限位滑动块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参照图1、图7和图11~12所示,本发明提供的一个实施例1中的镜头驱动装置,包括镜头组件1、镜头支架2、总支架4和调焦驱动部件,总支架4的底部设有底座15,总支架4的底部为远离镜头组件1的一面,总支架4为框架结构,镜头支架2设置于总支架4的框架内圈,镜头组件1设置于镜头支架2的镜头安装孔202内,底座15与镜头组件1之间连接有调焦弹簧17,调焦驱动部件设置于总支架4上,调焦驱动部件通过调焦拉绳与镜头组件1连接;调节驱动部件通过调节拉绳和调焦弹簧17带动镜头组件1沿镜头安装孔202轴向移动调焦,另外附图1中镜头组件1和镜头支架2均为半剖状态。
进一步地,镜头组件1包括镜头101、上调焦块102和限位块103,上调焦块102布置于镜头101的背面,镜头支架2的镜头安装孔202的内壁上沿镜头安装孔202轴线方向设有镜头限位滑槽203,镜头的外壁上设有限位块103,限位块103设置于镜头限位滑槽203内,镜头通过限位块103沿镜头限位滑槽203在镜头安装孔202滑动。
实施例2
如图1和图6-13所示,在实施例1的基础上进一步的对调焦驱动部件进行了具体限定,限定后的实施例2的性能更加优良。
调焦驱动部件包括微型加热器5、驱动原件6和调焦杆19,调焦杆19的一端设有调焦活塞,调焦活塞设置于驱动原件6的腔体内,驱动原件6内腔设有驱动液,调焦活塞与调焦驱动部件的驱动原件6的内腔端部之间连接有复位弹簧,调焦驱动部件的驱动原件6横向设置于总支架4的框架上,微型加热器设置于驱动原件6的外侧,调焦驱动部件的驱动原件6与光学防抖驱动部件的驱动原件6的动作方式一样;
驱动原件6横向布置于镜头组件1的侧方,调焦杆19上设有调焦拉环,总支架4的底座15上设有下调焦块1503,镜头组件1的背面设有上调焦块,调焦拉绳的一端与下调焦块1503连接,调焦拉绳的另一端穿过调焦拉环与上调焦块连接,驱动原件6通过调焦拉绳和调焦弹簧17带动镜头组件1沿镜头安装孔202来回移动调焦;驱动原件6驱动调焦活塞沿驱动原件6腔体的长度方向来回移动,若调焦活塞向远离镜头组件1方向移动,从侧方横向向外拉动调焦拉绳,则拉动镜头组件1使其回缩,若调焦活塞向镜头组件1方向移动,放松调焦拉绳,则调焦弹簧17推动镜头组件1向外移动,上调焦块和下调焦块均沿镜头安装孔202的轴线布置。
驱动原件6的腔体侧壁上设有位移传感器607,用于检测调焦活塞的位置。
调焦活塞外圈设有密封环,密封环布置于调焦活塞和驱动原件6的内腔之间,调焦活塞的外圈依次设有两个密封环安装孔,每个调焦活塞的密封环内均设有密封环。
进一步地,镜头支架2的一侧设有调焦孔204,调焦杆19穿过调焦孔204伸入镜头支架2内。
实施例3
如图1-10和图14所示,在实施例2的基础上增加了光学防抖驱动部件的限定,限定后的实施例3的性能更加优良。
进一步地,所述的镜头驱动装置还包括布置于总支架4上的两个光学防抖驱动部件,分别为横向光学防抖驱动部件和纵向光学防抖驱动部件,横向光学防抖驱动部件和纵向光学防抖驱动部件呈90°布置;光学防抖驱动部件包括两个驱动原件6或1个驱动原件6和1组伸缩驱动弹簧组件18,调焦驱动部件与光学防抖驱动部件错开布置。
当光学防抖驱动部件包括两个驱动原件6时,光学防抖驱动部件的两个驱动原件6分别对称布置于镜头组件1的两侧(作为横向布置的横向光学防抖驱动部件时,两个驱动原件6分别布置于镜头组件1的左右两侧,作为纵向布置的纵向光学防抖驱动部件时,两个驱动原件6分别布置于镜头组件1的上下两侧)。
当光学防抖驱动部件包括1个驱动原件6和1组伸缩驱动弹簧组件18时,光学防抖驱动部件的驱动原件6和伸缩驱动弹簧组件18分别布置于镜头组件1的两侧(作为横向布置的横向光学防抖驱动部件时,驱动原件6和伸缩驱动弹簧组件18分别布置于镜头组件1的左右两侧,作为纵向布置的纵向光学防抖驱动部件时,驱动原件6和伸缩驱动弹簧组件18分别布置于镜头组件1的上下两侧);伸缩驱动弹簧组件18包括多级伸缩杆和伸缩驱动弹簧24,多级伸缩杆的两端分别设有镜头限位滑动块2001和支架限位滑动块2301,镜头限位滑动块2001和支架限位滑动块2301分别设置于镜头支架2的滑槽和总支架4的滑槽内,伸缩驱动弹簧24套设于多级伸缩杆外,伸缩驱动弹簧24的两端分别与镜头限位滑动块2001和支架限位滑动块2301连接。
镜头安装孔202设置于镜头支架2中心,四周布置有滑动槽201,滑动槽201的个数为4个,镜头组件1套设于镜头支架2的镜头安装孔202内,驱动杆的位移块302和伸缩驱动弹簧组件18的镜头限位滑动块2001设置于相应的滑动槽201内,可沿滑动槽201滑动,伸缩驱动弹簧组件18的伸缩方向与滑动槽201的长度方向相互垂直。
总支架4为框架结构,总支架4的上下两侧分别设有微型加热器安装槽401,总支架4的左右两侧分别设置有微型加热器安装槽401和调焦驱动器安装孔406,总支架4的内侧设有调焦滑槽405,调焦滑槽405的长度方向与伸缩驱动弹簧组件18的伸缩方向相互垂直,调焦滑槽405与调焦驱动器安装孔406布置于同一侧,支架限位滑动块2301设置于调焦滑槽405内;微型加热器安装槽401和调焦驱动器安装孔406的一侧均设有驱动器安装孔402,驱动器安装孔402用于安放回流泄压体,总支架4上设有多个减重孔403。
驱动杆包括前端杆14和后端杆3,气动活塞1404设置于前端杆14的一端,前端杆14的另一端设有伸缩杆1401,后端杆3的一端设有伸缩杆槽301,前端杆14的伸缩杆1401与后端杆3的伸缩杆槽301套接,伸缩杆1401可沿伸缩杆槽301滑动,后端杆3的另一端与镜头组件1外圈接触连接;初始状态时,光学防抖驱动部件的驱动原件6内为负压状态,此时,复位弹簧7处于压缩状态,通过微型加热器5使驱动原件6内腔的驱动液气化,从而改变驱动原件6内气压,当光学防抖驱动部件的驱动原件6内气压产生变化时,使复位弹簧7变长,气动活塞1404向镜头组件1方向移动,伸缩杆1401在伸缩杆槽301内滑动,驱动杆缩短,此时驱动杆的后端杆3并不驱动镜头组件1移动,气动活塞1404继续向外移动,直至驱动杆缩到最短,复位弹簧7恢复至原长度;若光学防抖驱动部件的驱动原件6内气压继续变大,则气动活塞1404向外移动,驱动杆推动镜头组件1移动;后端杆3的一端设有伸缩杆槽301,后端杆3的另一端设有位移块302,位移块302设置于镜头支架2上相应的滑动槽201内,驱动杆通过位移块302沿滑动槽201内滑动,位移块沿滑动槽201的滑动方向与驱动杆的前端杆和后端杆3的伸缩方向相互垂直。
光学防抖驱动部件的驱动原件6的腔体侧壁上设有位移传感器607,用于检测气动活塞1404的位置。
气动活塞1404外圈设有密封环,密封环布置于气动活塞1404和驱动原件6的内腔之间,密封环的个数为两个,分别为第一密封环13和第二密封环12,气动活塞1404的外圈依次设有第一密封环安装孔1403和第二密封安装孔1402,第一密封环13和第二密封环12分别布置于第一密封环安装孔1403和第二密封安装孔1402内。
多级伸缩杆包括依次套接的一级伸缩杆20、二级伸缩杆21、三极伸缩杆22和四级伸缩杆23,镜头限位滑动块2001设置于一级伸缩杆20上,支架限位滑动块2301设置于四级伸缩杆23上。
实施例4
如图2所示,在实施例3的基础上对驱动原件进行了具体的限定。
光学防抖驱动部件的每个驱动原件6均对应配置有一个驱动杆和微型加热器5,微型加热器5设置于驱动原件6的一侧,驱动杆的一端设有气动活塞,气动活塞设置于驱动原件6的腔体内,驱动原件6的内腔设有驱动液,气动活塞与驱动原件6的外端之间连接有复位弹簧,驱动杆的另一端与镜头支架2连接接触。
进一步地,驱动原件6内部处于负压状态,因此水更容易气化产生蒸汽,在摄像机启动后,加热器持续工作,产生的蒸汽使得驱动原件6内压力升高,微型化的SMA弹簧通过控制压力阀门9的开度来实现对驱动原件6内气压的改变,进而驱动杆对镜头支架2进行多个方位的移动。人手抖的频率一般低于20赫兹,而微型化的SMA弹簧可以保持较高的运动频率,以保证防抖效果,气压的变化可以驱动大中型摄像头进行防抖。
进一步地,微型加热器5包括微型加热器隔热层501和微型加热器加热丝503,微型加热器隔热层501套设于驱动原件6外圈,微型加热器加热丝503布置于微型加热器隔热层501的内圈和驱动原件6的外圈之间,微型加热器隔热层501上设有微型加热器缺口502,驱动原件6上的回流泄压腔体从微型加热器缺口502穿出。
所述的镜头驱动装置还包括外壳16,外壳16罩设于底座上,镜头组件1、镜头支架2、总支架4、光学防抖驱动部件和调焦驱动部件均布置于外壳16内。
实施例5
如图1所示,在实施例3的基础上对横向光学防抖驱动部件、纵向光学防抖驱动部件和调焦驱动部件的布置做了具体的限定。
纵向光学防抖驱动部件包括分别布置于镜头组件1上下两侧的两个驱动原件6,横向光学防抖驱动部件包括分别布置于镜头组件1左右两侧的1个驱动原件6和1组伸缩驱动弹簧组件18,调焦驱动部件的驱动原件6横向设置于总支架4的框架上,调焦驱动部件的驱动原件6与伸缩驱动弹簧组件18布置于总支架的同一侧,并错开布置;
进一步地,调焦驱动部件的驱动原件6和横向光学防抖驱动部件的驱动原件6对称布置于镜头组件1的左右两侧,伸缩驱动弹簧组件18的个数为2个,2个伸缩驱动弹簧组件18布置于调焦驱动部件的驱动原件6的两侧,驱动原件的个数为4个分别布置有上下左右四周,其中三个驱动原件作为光学防抖驱动部件的一部分,另一个驱动原件作为调焦驱动部件的一部分。
实施例6
如图1-10所示,在实施例5的基础上增加了回流泄压体的限定。
驱动原件6的腔体一侧设有回流泄压体,驱动原件6的腔体的侧壁上设有回流口和泄压口604,回流口和泄压口604设置于回流泄压腔体和驱动原件6的腔体之间,回流泄压腔体通过回流口和泄压口604与驱动原件6内腔连通,泄压口604上设有压力阀门9,回流口设有毛细回流管606;通过控制压力阀门9的开合度来控制驱动原件6内的驱动液气化后的气体进入回流泄压腔体的量和速度,从而实现快速调控气动活塞1404在驱动原件6的内腔中的移动;驱动原件6内部处于负压状态,因此水更容易气化产生蒸汽,在摄像机或摄像头启动后,加热器持续工作,产生的蒸汽使得驱动原件6内压力升高,微型化的SMA弹簧通过控制压力阀门9的开度来实现对驱动原件6内气压的改变,进而驱动杆对镜头支架2进行多个方位的移动;人手抖的频率一般低于20赫兹,而微型化的SMA弹簧可以保持较高的运动频率,以保证防抖效果,气压的变化可以驱动大中型摄像头进行防抖。
摄像机的控制器与各压力阀门9连接,控制器连接有传感器,控制器通过传感器可感应到摄像机的抖动方向和位移,据此控制器控制压力阀门9的开合度,来控制驱动原件6内的驱动液气化后的气体进入回流泄压腔体的量和速度,从而带动光学镜头101沿相应驱动原件6腔体的长度方向移动,抵消光学镜头101的抖动。
进一步地,毛细回流管606上方设有微型电动闸门和液位传感器,液位传感器设置于微型电动闸门的上方,当液位传感器检测到隔板609左侧和微型电动闸门上方形成的回流区内积累到足够的驱动液时,微型电动闸门打开,使驱动液经毛细回流管606流入驱动原件6内腔中,微型电动闸门和液位传感器在图中均为标出;微型电动闸门可为带有SMA弹簧驱动的闸板, SMA弹簧带动闸板来回移动,开启或关闭。
进一步地,压力阀门9包括阀门板901、阀门气孔902、弹簧驱动板903和SMA弹簧,阀门板901设置于泄压口604上,阀门气孔902布置于阀门板901上,弹簧驱动板903设置于阀门板901的一端,SMA弹簧与弹簧驱动板903连接;微型SMA弹簧10的另一端与回流泄压腔体或驱动原件6腔体连接,通过控制微型SMA弹簧10伸缩来控制阀门板901来回移动,从而实现调节压力阀门9的开合度,当阀门板901上的阀门气孔902与泄压口604的重合度越大时,压力阀门9的开度越大。
进一步地,回流泄压腔体的内腔顶部设有液体收集斜面603,液体收集斜面603的低位端布置于回流口的上方;
泄压口和回流口之间设有隔板609,隔板609与液体收集斜面603之间留有间隙;驱动原件内腔的驱动液被加热后部分气化后,气体从驱动原件内腔经泄压口进入回流泄压腔体内,气体上升至顶部的液体收集斜面603上,在液体收集斜面603上冷凝,并沿液体收集斜面603滑入回流口,并经回流口回流至驱动原件内腔。
进一步地,回流泄压腔体外设有散热翅片602和保温套8,散热翅片602布置于回流口一侧的回流泄压腔体的侧壁上,保温套8布置于泄压口一侧的回流泄压腔体的侧壁上。
回流泄压腔体的外侧设有连接触点安装槽608,连接触点安装槽608内设有微型SMA弹簧10的连接触点11,连接触点11外设有保温套8;微型SMA弹簧10外套设有隔热伸缩套904。
回流泄压腔体上横向设有阀门运动槽605,阀门板901边沿插入阀门运动槽605内。
保温套8上设有连接触点开孔802,连接触点11设置于连接触点开孔802内,微型加热器隔热层501设置有保温套安装曲面801,用于安装保温套8。
SMA弹簧为记忆合金弹簧,可以通电伸缩。
进一步地,镜头安装孔202设置于镜头支架2中心,四周布置有滑动槽201,滑动槽201的个数为4个,与驱动原件的个数相同,一一对应布置,相应驱动原件的驱动杆设置于相应的滑动槽201内,可沿滑动槽201滑动,滑动槽201的长度方向与驱动杆的驱动方向相互垂直。
本发明的针对实施例6的工作原理:参照图1所示,本发明提供的一种镜头驱动装置,初始条件下,摄像头的镜头组件1和感光芯片处于同一轴线内,微型加热器5并未开启,与微型SMA弹簧10联通的连接触点11并未通电,因此与微型SMA弹簧10相连的压力阀门9此时将气孔604全部关闭,驱动原件腔内处于负压状态;在驱动原件6和驱动杆的前端杆14的前部气动活塞1404之间连接有一根复位弹簧7,由于驱动原件6内处于负压状态,因此复位弹簧7始终处于压缩状态,当驱动原件6内气压产生变化时,复位弹簧长度同样发生变化;伸缩杆1401插入伸缩杆槽301内,并且此时处于拉长状态,进而通过改变驱动杆的位移,来实现对镜头支架2的驱动,进而实现对安装在镜头支架2上的镜头组件1的驱动。当微型加热器5都启动时候,压缩伸缩驱动弹簧组件18;此时初试条件下调焦拉绳(图中未标出)一端固定在上调焦块102上,另一端固定在下调焦块1503上,拉绳中部位置穿过调焦拉环1901,且由于初试状态下调焦杆19处于伸缩状态,因此拉绳也处于拉伸状态,进而使得调焦弹簧17处于压缩状态,镜头组件1两侧的限位块103处于调焦滑槽405的底端。限位块103始终处于调焦滑槽405内运动,防止调焦过度使得设备损坏。
底板上还设有四个地台1504,地台1504的支撑平面1501上还设有支架安装槽1502,总支架4的底部设有四个安装支架404,安装支架404与支架安装槽1502结合,对应设置于支架安装槽1502内,使得总支架4固定在底座15上,并且支撑平面1501使得总支架4的安装更加牢固,地台1504将总支架4底面与底座15的底面抬升一段距离,为镜头组件1的调焦提供运动空间。
当摄像头开启后,四个微型加热器5同时通电加热,微型加热器的加热丝503将热量传递给驱动原件的腔体内壁601,由于微型加热器5外侧设置有微型加热器隔热层501,因此热量并不会传播到摄像头其他部位,防止受热遭到损坏。由于驱动原件6处于负压状态,因此热量的变化使得腔内液体很容易发生汽化,进而改变腔内压力,加热器处于固定功率,当液体汽化产生水汽时驱动原件6内真空度降低,因此原本处于压缩状态的复位弹簧7伸长,此时伸缩杆1401沿着伸缩杆槽301向靠近镜头组件1的方向运动,并运动到驱动杆后端截面与驱动杆前端截面相接触,由于微型加热器一直保持开启状态,因此腔内不断产生水蒸气,此时微型SMA弹簧10通电伸长,阀门气孔902与泄压口604产生部分重叠,水汽从重叠部分进入上部腔体,因为上部腔体右侧设置有保温套8,因此带有温度的水汽触碰到后不会立即冷却液化,当水汽触碰到液体收集斜面603时,散热翅片602将水汽热量散发,使得其遇冷液化,液化的水滴沿着液体收集斜面603向下落入隔板609和毛细回流管606共同组成的集液槽内,液体再通过毛细回流管606的毛细现象,将液体送回至主腔体内,由于毛细回流管606的底部孔径非常细并且管路曲折,气动阻力非常大,阀门气孔902与泄压口604产生部分重叠气动阻力很小,而因此主腔体内的水汽不会从此处进入冷却腔。当通过控制阀门气孔902与泄压口604重叠区尺寸使得水汽的冷却速度与加热产生的速度相同时,设备前期准备工作完成。
在摄像头开启的时候,摄像机内置电子陀螺仪启动,若感应到镜头组件1向左抖动,则将不同的电信号通过连接触点11分别传递至左侧微型SMA弹簧10,左侧微型SMA弹簧10通电伸长较小,使得阀门气孔902与泄压口604重叠区尺寸缩小,因此水汽冷却速度小于产生速度,进而使得左侧驱动原件腔体气压增大,使得气动活塞1404在气压作用下向右运动,驱动杆前端上安装的第一密封环13和第二密封环12使得腔内气压不会外泄。此时向右运动的镜头支架2压缩伸缩驱动弹簧组件18,使得一级伸缩杆20,二级伸缩杆21,三级伸缩杆22,四级缩杆23发生嵌套重合,且同时压缩伸缩驱动弹簧组件18。由于当镜头支架2向左运动时,伸缩杆1401插入伸缩杆槽301内,因此此时镜头支架2不会受到向左的拉力,仅通过左侧防抖驱动器的驱动其运动,因此,此时被压缩的伸缩驱动弹簧组件18释放推力,使得镜头支架2可以向左运动;左右两侧驱动杆的前端杆14的运动距离由驱动原件6尾部的位移传感器607调控,以使得光学防抖装置的运动位移与当前情况下人的抖动情况匹配。此时上下两个微型SMA弹簧10仍旧处于常规长度,使得水汽产生速度与冷却速度相同,同理当镜头向竖直移动时,通过保持两个驱动原件6不动,改变另外两个驱动原件的水汽冷却速度和产生速度即可,由于镜头竖直运动时,上下两个防抖驱动器一个推动,一个收缩,因此可以满足快速抖动的频率需求无需外加弹簧进行动力补充。若镜头相对产生斜向移动,则需要多个驱动原件6同时进行调控,以使得镜头组件1可以沿着总支架4内部区域进行任意方向移动。因为气动式,可以获得更大的驱动力,进而实现对中大型镜头组件1的移动,且因为控制频率的SMA弹簧属于微型,可以保证较高的运动频率。由于调焦孔204的存在,调焦杆19可在其内进行运动而不受到干涉,进而使得镜头支架2在运动时,不会因为运动干涉而大幅改变调焦设定,且由于防抖模块开启时,四个方位的运动会影响拉绳长度,因此防抖时,调焦驱动器也同时开始进行对调焦杆19的伸缩长度进行调整,以保证调焦稳定性。
当设备需要光学调焦时,通过改变阀门气孔902与泄压口604重叠部分尺寸,进而可以改变腔内气压大小,进而使得调焦活塞1903通过调焦拉杆1902带动调焦拉环1901向靠近镜头或者远离镜头的方向进行移动。当调焦拉环1901靠近镜头组件1时,拉绳恢复一定程度原长,进而使得调焦弹簧17恢复部分原长,镜头组件1在调焦弹簧17的作用下沿着光轴方向,向远离底座15的方向移动。同理当调焦拉环1901远离镜头组件1时,调焦弹簧17在拉绳作用下被进一步压缩长度,进而使得镜头组件1在拉绳的作用下沿着光轴方向,向靠近底座15的方向移动。通过三个防抖驱动器和一个调焦驱动器的配合,共同实现镜头组件的防抖以及调焦功能。
以上的仅为本发明的较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明申请专利范围所作的等效变化,仍属本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种镜头驱动装置,其特征在于,包括镜头组件、镜头支架、总支架和调焦驱动部件,总支架的底部设有底座,镜头支架设置于总支架的框架内圈,镜头组件设置于镜头支架的镜头安装孔内,底座与镜头组件之间设有调焦弹簧,调焦驱动部件设置于总支架上,调焦驱动部件通过调焦拉绳与镜头组件连接;
调焦驱动部件包括微型加热器、驱动原件和调焦杆,调焦杆的一端设有调焦活塞,调焦活塞设置于驱动原件的腔体内,驱动原件内腔设有驱动液,调焦活塞与调焦驱动部件的驱动原件的内腔端部之间连接有复位弹簧,调焦驱动部件的驱动原件横向设置于总支架的框架上,微型加热器设置于驱动原件的外侧;
驱动原件横向布置于镜头组件的侧方,调焦杆上设有调焦拉环,总支架的底座上设有下调焦块,镜头组件的背面设有上调焦块,调焦拉绳的一端与下调焦块连接,调焦拉绳的另一端穿过调焦拉环与上调焦块连接,驱动原件通过调焦拉绳和调焦弹簧带动镜头组件沿镜头安装孔来回移动调焦;
所述的镜头驱动装置还包括布置于总支架上的两个光学防抖驱动部件,分别为横向光学防抖驱动部件和纵向光学防抖驱动部件;
光学防抖驱动部件包括两个驱动原件或1个驱动原件和1组伸缩驱动弹簧组件;
当光学防抖驱动部件包括两个驱动原件时,光学防抖驱动部件的两个驱动原件分别布置于镜头组件的两侧;
当光学防抖驱动部件包括1个驱动原件和1组伸缩驱动弹簧组件时,光学防抖驱动部件的驱动原件和伸缩驱动弹簧组件分别布置于镜头组件的两侧;
光学防抖驱动部件的每个驱动原件均对应配置有一个驱动杆和微型加热器,微型加热器设置于驱动原件的一侧,驱动杆的一端设有气动活塞,气动活塞设置于驱动原件的腔体内,驱动原件的内腔设有驱动液,气动活塞与驱动原件的外端之间连接有复位弹簧,驱动杆的另一端与镜头支架连接接触;
驱动原件的腔体一侧设有回流泄压体,驱动原件的腔体的侧壁上设有回流口和泄压口,回流口和泄压口设置于回流泄压腔体和驱动原件的腔体之间,回流泄压腔体通过回流口和泄压口与驱动原件内腔连通,泄压口上设有压力阀门,回流口设有毛细回流管;
初始条件下,驱动原件内部处于负压状态,在摄像机启动后,加热器持续工作,通过微型加热器对驱动原件加热,使驱动原件的腔体内的驱动液加热气化膨胀,改变负压,产生的蒸汽使得驱动原件内压力升高,通过控制压力阀门的开度来实现对驱动原件内气压的改变,进而驱动杆对镜头支架进行多个方位的移动,可以保持较高的运动频率。
2.根据权利要求1所述的镜头驱动装置,其特征在于,纵向光学防抖驱动部件包括分别布置于镜头组件上下两侧的两个驱动原件,横向光学防抖驱动部件包括分别布置于镜头组件左右两侧的1个驱动原件和1组伸缩驱动弹簧组件,调焦驱动部件的驱动原件横向设置于总支架的框架上,调焦驱动部件的驱动原件与伸缩驱动弹簧组件布置于总支架的同一侧。
3.根据权利要求1所述的镜头驱动装置,其特征在于,毛细回流管上方设有微型电动闸门和液位传感器,液位传感器设置于微型电动闸门的上方,当液位传感器检测到隔板左侧和微型电动闸门上方形成的回流区内积累到足够的驱动液时,微型电动闸门打开,使驱动液经毛细回流管流入驱动原件内腔中。
4.根据权利要求1所述的镜头驱动装置,其特征在于,压力阀门包括阀门板、阀门气孔、弹簧驱动板和SMA弹簧,阀门板设置于泄压口上,阀门气孔布置于阀门板上,弹簧驱动板设置于阀门板的一端,SMA弹簧与弹簧驱动板连接。
5.根据权利要求1所述的镜头驱动装置,其特征在于,回流泄压腔体的内腔顶部设有液体收集斜面,液体收集斜面的低位端布置于回流口的上方;
泄压口和回流口之间设有隔板,隔板与液体收集斜面之间留有间隙;驱动原件内腔的驱动液被加热后部分气化后,气体从驱动原件内腔经泄压口进入回流泄压腔体内,气体上升至顶部的液体收集斜面上,在液体收集斜面上冷凝,并沿液体收集斜面滑入回流口,并经回流口回流至驱动原件内腔。
6.根据权利要求1所述的镜头驱动装置,其特征在于,回流泄压腔体外设有散热翅片和保温套,散热翅片布置于回流口一侧的回流泄压腔体的侧壁上,保温套布置于泄压口一侧的回流泄压腔体的侧壁上。
7.根据权利要求1所述的镜头驱动装置,其特征在于,镜头安装孔设置于镜头支架中心,四周布置有滑动槽,驱动杆设置于相应的滑动槽内,可沿滑动槽滑动,滑动槽的长度方向与驱动杆的驱动方向相互垂直。
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