CN116300267A - 一种对焦结构及其摄像装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及摄像技术领域，尤其涉及一种对焦结构及其摄像装置，对焦结构包括镜头座、滚珠座、滑动组件、导磁组件、驱动线圈、位置传感器和驱动磁石，镜头座具有内接板；滚珠座可滑动的安装于镜头座的内部；滚珠座具有与内接壁对应的外接板；滑动组件设置于内接板与外接板之间；导磁组件安装于外接板；驱动线圈安装于外接板；位置传感器安装于外接板；驱动磁石安装于内接板。本发明结构紧凑，避免不同类型磁石的相互影响，实现小体积对焦结构。

Description

一种对焦结构及其摄像装置

技术领域

本发明涉及摄像技术领域，尤其涉及一种对焦结构及其摄像装置。

背景技术

芯片移动式对焦结构，简称芯动式，通过致动器驱动图像传感器芯片，改变镜头及图像传感器之间的距离，达致自动对焦效果。相对于镜头移动式致动器，芯动式致动器可以在功耗上有优势，主要原因是自动对焦时所需移动的部件一般较轻。另外，由于镜头在对焦过程中不需要运动，所以镜头可以更接近镜头上方的保护玻璃，实现更佳的外观。

但是，现有的芯动式对焦结构的致动器、位置检测和滑动组件分别设置于不同侧面，导致结构复杂，进而对焦结构体积大，另外，部份芯动式致动器中的驱动磁石是可动的，当有其他类型的磁石在致动器的附近时，很容易干扰所述的磁石，可能造成严重磁干扰，影响致动器的正常运作。

发明内容

本发明的目的是提供能够实现快速精准对焦，结构紧凑，避免不同类型磁石的相互影响，实现小体积对焦结构。

为了实现上述目的，本发明提供一种对焦结构，包括：

镜头座，所述镜头座具有内接板；

滚珠座，所述滚珠座是可滑动的，并安装于所述镜头座的内部；所述滚珠座具有与所述内接壁对应的外接板；

滑动组件，所述滑动组件设置于所述内接板与所述外接板之间；所述滑动组件包括三个滚珠，三个所述滚珠组成三角形面，所述三角形面具有第一基线；所述第一基线连接所述第一滚珠及第二滚珠的中心；所述第一滚珠及第二滚珠是所述三个滚珠中两个彼此最接近的滚珠；

驱动线圈，所述驱动线圈安装于所述外接板；

位置传感器，所述位置传感器安装于所述外接板；

导磁组件，所述导磁组件安装于所述外接板；所述导磁组件和驱动磁石之间有磁吸力，所述磁吸力和所述三角形面之间的交点具有磁吸力点；所述磁吸力点满足：d≤D×45％；其中，d为所述磁吸力点到所述第一基线的最小距离，D为所述第一基线到所述第三滚珠中心的最小距离；

驱动磁石，所述驱动磁石安装于所述内接板。

优选地，所述内接板设有第一珠槽、第二珠槽和第三珠槽，所述第一珠槽和所述第二珠槽沿光轴间隔设置；所述外接板沿光轴设有第一滑槽和第二滑槽，所述第一滑槽与所述第一珠槽和第二珠槽对应设置，所述第二滑槽与所述第三珠槽对应设置；所述滚珠包括第一滚珠、第二滚珠和第三滚珠；所述第一滚珠安装于所述第一珠槽和所述第一滑槽之间；所述第二滚珠安装于所述第二珠槽和所述第一滑槽之间；所述第三滚珠安装于所述第三珠槽和所述第二滑槽之间。

优选地，所述第一滚珠的中心、所述第二滚珠的中心和所述第三滚珠的中心相连呈三角形面，所述第一基线分别连接所述第一滚珠和所述第二滚珠的中心。

优选地，所述第一珠槽、第二珠槽、第三珠槽和第一滑槽的水平剖面呈V型结构；所述第二滑槽的水平剖面呈U型结构。

优选地，所述第一滑槽设有第一避空槽，所述第二滑槽设有第二避空槽；所述镜头座设有与所述第一避空槽对应的第四珠槽以及与所述第二避空槽对应的第五珠槽；所述滑动组件还包括第四滚珠和第五滚珠，所述第四滚珠安装于所述第四珠槽和第一避空槽之间，所述第五滚珠安装于所述第五珠槽和第二避空槽之间。

优选地，所述滚珠座的顶面设置有防尘环，所述镜头座设有与所述防尘环对应的防尘槽，所述防尘环插设于所述防尘槽。

一种摄像装置，其特征在于，包括：

如上述任一项所述的对焦结构；

壳体，所述对焦结构安装于所述壳体内部；

电路板，所述电路板具有可动部分、不可动部分和变形部分，所述变形部分分别连接所述可动部分和不可动部分，所述可动部分与所述滚珠座连接，所述不可动部分与所述镜头座连接；

图像传感器，所述图像传感器安装于所述可动部分；

镜头，所述镜头安装于所述镜头座。

优选地，所述变形部分呈弧形条状，所述变形部分沿所述壳体的内壁设置，且所述变形部分位于所述可动部分的上方。

优选地，所述图像传感器具有第一基面，所述变形部分具有第二基面，满足：

E＞10％H；

其中，E为第一基面和第二基面的最小距离，H为所述镜头高度。

优选地，所述导磁组件包含导电物料，并且和所述的驱动线圈及位置传感器作电连接。

实施本发明的实施例，具有以下技术效果：

本发明的对焦结构设置滚珠座和镜头座，将驱动磁石安装到不可动的镜头座，因此驱动磁石属于不可动的，不会产生干扰，并且将驱动线圈、位置传感器和滑动组件均设置于与驱动磁石对应的外接板，如此，只需要一个驱动磁石，即可满足位置检测和驱动滚珠座活动，减少对焦结构的体积。另外，由于磁吸力点满足d≤D×45％，所以每个滚珠、滚珠座和镜头座之间的正向力大小比较均匀，不会使得某个滚珠过渡磨损而导致严重倾斜或者偏移。最后，本发明的自动对焦结构支持滚珠设计，在固定镜头时不需要浪费电流克服弹簧力，所以能达致省电的效果。

附图说明

以下借助附图对本发明进行更详尽的阐述。不依赖于特定的技术特征组合，在附图中示出和/或在以下阐述的技术特征总体上都是本发明的技术特征并且相应地改进本发明。

应当注意的是，在不同的附图中，相同的参考标号表示相同或大致相同的组件。

图1是本发明优选实施例1的对焦结构示意图；

图2是本发明优选实施例1第一珠槽的剖面图；

图3是本发明优选实施例1第三珠槽的剖面图；

图4是本发明优选实施例1导磁组件的投影图；

图5是本发明优选实施例1的爆炸图；

图6是本发明优选实施例1的镜头座结构示意图；

图7是本发明优选实施例2的对焦结构的爆炸图；

图8是本发明优选实施例2的滚珠座的结构示意图；

图9是本发明优选实施例3的摄像装置的结构示意图；

图10是本发明优选实施例3的摄像装置的爆炸图；

图11是本发明优选实施例3的电路板结构示意图。

附图标记说明：

100、对焦结构；

1、镜头座；1b、第一珠槽；1c、第二珠槽；1d、第三珠槽；

2、滚珠座；2b、第一滑槽；2c、第二滑槽；2d、第一避空槽；2e、第二避空槽；

3、滑动组件；3a、第一滚珠；3b、第二滚珠；3c、第三滚珠；3d、第四滚珠；3e、第五滚珠；

4、导磁组件；4a、磁吸力点；

5、驱动线圈；6、位置传感器；7、驱动磁石；

8、三角形面；8a、第一基线；

9、壳体；9a、上壳；9b、下壳；

10、电路板；10a、可动部分；10b、不可动部分；10c、变形部分；10d、第二基面；

11、图像传感器；11a、第一基面；

12、镜头；13、传感器载体；14、滤光片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

对前、后、内、外侧、顶和底的定义仅仅是为了方便描述本申请实施例的对焦结构的各部件之间的位置关系或连接关系，不对本申请实施例造成限定。

还需说明的是，对于本申请实施例中相同的零部件，图中可能仅以其中一个零件或部件为例标注了附图标记，应理解的是，对于其他相同的零件或部件，附图标记同样适用。

同时，术语“包括”并不排除其他要素或步骤，并且“一”或“一个”并不排除复数。

此外，还应当指出的是，对于本文的实施例中描述或隐含的任意单个技术特征，或在附图中示出或隐含的任意单个技术特征，仍能够在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行组合，从而获得未在本文中直接提及的本申请的其他实施例。

另外，还应当理解的是，本文中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

实施例1：

参见图1和图5所示，本发明优选实施例提供一种对焦结构100，包括镜头座1、滚珠座2、滑动组件3、导磁组件4、驱动线圈5、位置传感器6和驱动磁石7，镜头座1具有内接板；滚珠座2可滑动的安装于镜头座1的内部；滚珠座2具有与内接壁对应的外接板；滑动组件3设置于内接板与外接板之间；导磁组件4安装于外接板；驱动线圈5安装于外接板；位置传感器6安装于外接板；驱动磁石7安装于内接板。

具体的，通过读取位置传感器6的输出信号，能计算位置传感器6及芯动滚珠式自动对焦音圈马达中可动结构的一轴位移，相对于驱动磁石7；根据位移和改变驱动线圈5的电流，可以实现闭环控制，达致更快的对焦速度及避免影响图像清晰度的共振问题。驱动磁石7采用单面双极充磁，驱动磁石7上方面向驱动线圈5的面是北极，驱动磁石7下方面向驱动线圈5的面是南极。因此，驱动线圈5的电磁力方向大致和光轴平行。

参见图6所示，本发明的一些优选实施例中，内接板设有第一珠槽1b、第二珠槽1c和第三珠槽1d，第一珠槽1b和第二珠槽1c沿光轴间隔设置；外接板沿光轴设有第一滑槽2b和第二滑槽2c，第一滑槽2b与第一珠槽1b和第二珠槽1c对应设置，第二滑槽2c与第三珠槽1d对应设置；滑动组件3包括第一滚珠3a、第二滚珠3b和第三滚珠3c；第一滚珠3a安装于第一珠槽1b和第一滑槽2b之间；第二滚珠3b安装于第二珠槽1c和第一滑槽2b之间；第三滚珠3c安装于第三珠槽1d和第二滑槽2c之间。

参见图4所示，本发明的一些优选实施例中，第一滚珠3a的中心、第二滚珠3b的中心和第三滚珠3c的中心相连呈三角形面8，三角形面8具有第一基线8a，第一基线8a分别连接第一滚珠3a和第二滚珠3b的中心；导磁组件4具有磁吸力点4a；第一滚珠3a和第二滚珠3b是滑动组件3中两个彼此最接近的滚珠；

优选地，磁吸力点4a位置满足：

d≤D×45％；

其中，d为磁吸力点4a到第一基线8a的最小距离，D为第一基线8a到第三滚珠3c中心的最小距离。

在长时间自动对焦运动后，第三滚珠3c、第三珠槽1d以及第二滑槽2c的磨损程度会比其余的滚珠及珠槽大，造成严重光轴倾斜及偏移的问题。在滚珠结构中，正向力和磨损都常是接近正比关系。参见图2和图3所示，由于本发明中d比较小，因此第一滚珠3a和第二滚珠3b的正向力能够提高至接近第三滚珠3c的正向力，所以所有滚珠槽和滚珠的磨损比较平均，能有效减轻光轴倾斜及偏移的问题。

参见图2和图3所示，本发明的一些优选实施例中，第一珠槽1b、第二珠槽1c、第三珠槽1d和第一滑槽2b的水平剖面呈V型结构；第二滑槽2c的水平剖面呈U型结构。如此，第一珠槽1b、第二珠槽1c、第三珠槽1d和第一滑槽2b采用V形设计，每个槽和一个滚珠的两面紧密连接；第二滑槽2c采用U形设计，和第三滚珠3c只有一个面紧密连接。由于第一滚珠3a和第二滚珠3b和四个V形槽紧密连接，所以能够有效限制滚珠座2相对于镜头座1往Rx、Ry、x及y方向运动；由于第三滚珠3c和U形第二滑槽2c及V形第三珠槽1d紧密连接，只能有效限制滚珠座2相对于镜头座1往y方向运动；因此，可以有效限制滚珠座2相对于镜头座1往Rx、Ry、Rz、x及y方向运动，只提供z方向的自由度。所述z方向大致和镜头光轴平行。采用U形的目的，是避免滚珠槽限制滚珠座2往x方向的运动，因为这会导致多重重复定位。若果珠槽出现部件误差时，珠槽和滚珠接触的面便变成不可控，镜头的倾斜问题在不同自动对焦行程下会出现更多变量。

本发明的一些优选实施例中，滚珠座2的顶面设置有防尘环，镜头座1设有与防尘环对应的防尘槽，防尘环插设于防尘槽。所述防尘环可以减低尘埃污染镜头座下方的风险，提高本发明中的结构可靠性。

本发明的一些优选实施例中，导磁组件4包含导电物料，并且和驱动线圈5及位置传感器6作电连接，可以有效提高生产效率及降低成本。

实施例：2：

参见图7和图8所示，在实施例1的基础上，实施例2在第一滑槽2b设有第一避空槽2d，第二滑槽2c设有第二避空槽2e；镜头座1设有与第一避空槽2d对应的第四珠槽以及与第二避空槽2e对应的第五珠槽；滑动组件3还包括第四滚珠3d和第五滚珠3e，第四滚珠3d安装于第四珠槽和第一避空槽2d之间，第五滚珠3e安装于第五珠槽和第二避空槽2e之间。

实施例3：

参见图9和图10所示，在实施例1或2的基础上，实施例3提供一种摄像装置，包括壳体9、电路板10、图像传感器11和镜头12，对焦结构100安装于壳体9内部；电路板10具有可动部分10a、不可动部分10b和变形部分10c，变形部分10c分别连接可动部分10a和不可动部分10b，可动部分10a与滚珠座2连接，不可动部分10b与镜头座1连接；图像传感器11安装于可动部分10a；镜头12安装于镜头座1。

进一步的，摄像装置还包括传感器载体13和滤光片14，传感器载体13安装于可动部分10a；滤光片14安装于传感器载体13；图像传感器11安装于传感器载体13。

本发明的一些优选实施例中，变形部分10c呈弧形条状，变形部分10c沿壳体9的内壁设置，且变形部分10c位于可动部分的上方。

参见图11所示，本发明的一些优选实施例中，图像传感器11具有第一基面11a，变形部分10c具有第二基面10d，满足：

E＞10％H；

其中，E为第一基面11a和第二基面10d的最小距离，H为镜头到第一基面11a的最小距离。

如此，当镜头往上方看时，参考平面在图像传感器11的上方。由于变形部份可以利用镜头旁边空间，不需要占用图像传感器11旁边的空间，所以能更有效利用相机模组中有限的空间，有利于小型化。从顶视方向看，镜头面积通常远比图像传感器11及周边的电容总面积小，所以镜头旁边的空间通常比较大，变形部份利用空间可以有效降低模组长度及阔度(x及y方向尺寸)。

另外，本发明中的变形部份不需要折迭，亦不需要占用图像传感器11下方及相机模组外面的空间，所以采用本发明的产品能减少牺牲宝贵的空间。

此外，本发明优选实施例的摄像装置结构简单紧凑，组装方便，有利于大量生产，甚至自动化生产，因此在成本、重量、体积及功耗上都有优势。本发明中的电路板10可以由传统软性电路板10加补强板，或软硬结合板组成，不需要昂贵及复杂的电路板10制作工艺，因此能减低制作成本。

另外，由于在自动对焦过程中镜头无需运动，所以采用本发明技术能改善相机产品的外观，以及支持较重的镜头，减低功耗及加快自动对焦速度。因为本发明中所有磁石在不动结构中，所以外在磁石对本发明中的音圈马达影响较小，能有效减低磁干扰的问题。

进一步的，电路板10中变形部份可以由一个或多个平面上的至少一片弹性材料组成；电路板10中变形部份亦可以由多个丝状弹性材料组成；自动对焦控制芯片可以位于本发明中的不动结构或外部；可以采用其他类型的致动器，例如弹片式音圈马达、记忆金属马达及压电马达，替代滚珠式音圈马达；可以采用其他类型的位置传感器6，包含光学式或电容式；可以采用包含位置传感器6的驱动芯片；可以采用其他数目的滚珠、珠槽、驱动磁石7、驱动线圈5及壳体9设计，亦在本发明的保护范围之内。

进一步的，壳体9和镜头座1包含导磁物料，可以减少因外在磁石造成对音圈马达的影响，减低磁干扰。另外，采用导磁物料亦方便组装磁石，提高组装效率及精度。最后，采用导磁物料可以加强流经线圈的磁场强度，降低音圈马达的功耗。

进一步的，壳体9包括上壳9a和下壳9b。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种对焦结构，其特征在于，包括：

镜头座(1)，所述镜头座(1)具有内接板；

滚珠座(2)，所述滚珠座(2)是可滑动的的，并安装于所述镜头座(1)的内部；所述滚珠座(2)具有与所述内接壁对应的外接板；

滑动组件(3)，所述滑动组件(3)设置于所述内接板与所述外接板之间；所述滑动组件包括三个滚珠，三个所述滚珠组成三角形面(8)，所述三角形面具有第一基线(8a)；所述第一基线(8a)连接所述第一滚珠(3a)及第二滚珠(3b)的中心；所述第一滚珠(3a)及第二滚珠(3b)是所述三个滚珠中两个彼此最接近的滚珠；

驱动线圈(5)，所述驱动线圈(5)安装于所述外接板；

驱动磁石(7)，所述驱动磁石(7)安装于所述内接板；

导磁组件(4)，所述导磁组件(4)安装于所述外接板；所述导磁组件和驱动磁石(7)之间有磁吸力，所述磁吸力和所述三角形面(8)之间的交点具有磁吸力点(4a)；所述磁吸力点(4a)满足：d≤D×45％；其中，d为所述磁吸力点(4a)到所述第一基线(8a)的最小距离，D为所述第一基线(8a)到所述第三滚珠(3c)的中心的最小距离；

位置传感器(6)，所述位置传感器(6)安装于所述外接板。

2.根据权利要求1所述的对焦结构，其特征在于，所述内接板设有第一珠槽(1b)、第二珠槽(1c)和第三珠槽(1d)，所述第一珠槽(1b)和所述第二珠槽(1c)沿光轴间隔设置；所述外接板沿光轴设有第一滑槽(2b)和第二滑槽(2c)，所述第一滑槽(2b)与所述第一珠槽(1b)和第二珠槽(1c)对应设置，所述第二滑槽(2c)与所述第三珠槽(1d)对应设置；所述滚珠包括第一滚珠(3a)、第二滚珠(3b)和第三滚珠(3c)；所述第一滚珠(3a)安装于所述第一珠槽(1b)和所述第一滑槽(2b)之间；所述第二滚珠(3b)安装于所述第二珠槽(1c)和所述第一滑槽(2b)之间；所述第三滚珠(3c)安装于所述第三珠槽(1d)和所述第二滑槽(2c)之间。

3.根据权利要求2所述的对焦结构，其特征在于，所述第一滚珠(3a)的中心、所述第二滚珠(3b)的中心和所述第三滚珠(3c)的中心相连呈三角形面(8)，所述第一基线(8a)分别连接所述第一滚珠(3a)和所述第二滚珠(3b)的中心。

4.根据权利要求2所述的对焦结构，其特征在于，所述第一珠槽(1b)、第二珠槽(1c)、第三珠槽(1d)和第一滑槽(2b)的水平剖面呈V型结构；所述第二滑槽(2c)的水平剖面呈U型结构。

5.根据权利要求1所述的对焦结构，其特征在于，所述第一滑槽(2b)设有第一避空槽(2d)，所述第二滑槽(2c)设有第二避空槽(2e)；所述镜头座(1)设有与所述第一避空槽(2d)对应的第四珠槽以及与所述第二避空槽(2e)对应的第五珠槽；所述滑动组件(3)还包括第四滚珠(3d)和第五滚珠(3e)，所述第四滚珠(3d)安装于所述第四珠槽和第一避空槽(2d)之间，所述第五滚珠(3e)安装于所述第五珠槽和第二避空槽(2e)之间。

6.根据权利要求1所述的对焦结构，其特征在于，所述滚珠座(2)的顶面设置有防尘环，所述镜头座(1)设有与所述防尘环对应的防尘槽，所述防尘环插设于所述防尘槽。

7.一种摄像装置，其特征在于，包括：

如权利要求1－6任一项所述的对焦结构；

壳体(9)，所述对焦结构安装于所述壳体(9)内部；

电路板(10)，所述电路板(10)具有可动部分(10a)、不可动部分(10b)和变形部分(10c)，所述变形部分(10c)分别连接所述可动部分(10a)和不可动部分(10b)，所述可动部分(10a)与所述滚珠座(2)连接，所述不可动部分(10b)与所述镜头座(1)连接；

图像传感器(11)，所述图像传感器(11)安装于所述可动部分；

镜头(12)，所述镜头(12)安装于所述镜头座(1)。

8.根据权利要求7所述的摄像装置，其特征在于，所述变形部分(10c)呈弧形条状，所述变形部分(10c)沿所述壳体(9)的内壁设置，且所述变形部分(10c)位于所述可动部分(10a)的上方。

9.根据权利要求8所述的摄像装置，其特征在于，所述图像传感器(11)具有第一基面(11a)，所述变形部分(10c)具有第二基面(10d)，满足：

E＞10％H；

其中，E为第一基面(11a)和第二基面(10d)的最小距离，H为所述镜头高度。

10.根据权利要求1所述的摄影装置，其特征在于，所述导磁组件(4)设置有导电物料，所述导电组件(4)与所述驱动线圈(5)和所述位置传感器(6)电连接。

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