CN117991567A - 透镜驱动机构及摄像模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种透镜驱动机构及摄像模组，包括基座，以及在驱动组件的驱动下相对所述基座在光轴方向运动的透镜载体，所述透镜驱动机构还包括：锁止组件，用于使得所述透镜载体相对所述基座在所述光轴方向锁止；锁止取消组件，用于使得所述锁止组件取消锁止。优点在于：利用锁止组件和锁止取消组件相互配合的效果，在无通电情况下，透镜载体可进行自我锁止，不消耗能量；同时在通电情况下，由于驱动线圈与锁止取消驱动线圈的串联，锁止的响应速度极快，能快速实现透镜载体的锁止或释放。

Description

透镜驱动机构及摄像模组

技术领域

本发明属于摄像装置领域，尤其涉及一种透镜驱动机构及摄像模组。

背景技术

摄像模组是一种集成了图像传感器、镜头、图像处理器等关键组件的模块化设备，通常被用于手机、平板电脑、数码相机、监控摄像头等设备中。以下是摄像模组的具体介绍：图像传感器：摄像模组的核心部件之一，用于将光学信号转换成电信号。常见的图像传感器包括CMOS（互补金属氧化物半导体）和CCD（电荷耦合器件）传感器，CMOS传感器在手机等便携设备中应用较为广泛。镜头：用于聚焦光线到图像传感器上，影响图像的清晰度和光线透过量。摄像模组的镜头通常由多个镜片组成，具有不同的焦距和光圈大小。图像处理器：负责对从图像传感器获取的图像数据进行处理，包括去噪、锐化、色彩校正、自动对焦等功能。图像处理器的性能直接影响到图像质量和处理速度。自动对焦模块：用于自动调节镜头的焦距，确保拍摄的对象清晰。自动对焦模块通常包括传感器、电机和控制电路等组件。光学防抖模块：用于抑制图像模糊，提高拍摄稳定性。光学防抖模块通常包括陀螺仪或加速度计等传感器，以及用于调节镜头位置的电机。接口与控制电路：用于与主控芯片或处理器进行通信和控制，实现摄像模组的各项功能。常见的接口包括MIPI（移动产业处理器接口）和I2C（串行总线通信协议）等。

其中在自动对焦模块中，对焦包括透镜驱动机构，透镜驱动机构是指用于控制透镜在光学设备中移动或调节位置的机械装置。

在现有技术中，透镜驱动机构中的锁止机构在锁止状态下需要消耗大量能量来维持透镜的位置，这会增加系统的功耗和热量产生；同时可能无法提供足够的精确度，导致透镜在锁止状态下仍有微小的移动或震动，影响光学系统的稳定性和性能；部分锁止结构的响应速度较慢，无法快速实现透镜的锁止或释放，影响系统的实时性和稳定性。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供可以解决上述技术问题的一种透镜驱动机构及摄像模组。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

透镜驱动机构包括基座，以及在驱动组件的驱动下相对所述基座在光轴方向运动的透镜载体，所述透镜驱动机构还包括：

锁止组件，用于使得所述透镜载体相对所述基座在所述光轴方向锁止；以及所述锁止组件的至少部分固定于所述基座上，所述锁止组件的剩余部分固定于所述透镜载体上；

锁止取消组件，用于使得所述锁止组件取消锁止；以及所述锁止取消组件的至少部分固定于所述基座上，所述锁止取消组件的剩余部分固定于所述透镜载体上。

进一步地，所述锁止组件在垂直于所述光轴的平面上具有锁止磁吸力，所述锁止取消组件在垂直于所述光轴的平面上具有抵消所述锁止磁吸力从而使得所述锁止组件取消锁止的取消锁止驱动力。

进一步地，所述锁止组件包括固定于所述基座上的锁止磁块，在所述透镜载体上设有与所述锁止磁块间隔分布并且与所述锁止磁块磁性相吸的锁止件。

进一步地，所述锁止磁块为单极磁石块。

进一步地，所述锁止件呈块状，以及所述锁止件为金属锁止件和磁性材料锁止件中的任意一种。

进一步地，所述锁止取消组件包括固定于所述基座上的锁止取消磁块，在所述透镜载体上设有与所述锁止取消磁块间隔分布的锁止取消驱动线圈。

进一步地，所述锁止取消磁块为单极磁石块。

进一步地，所述锁止组件和所述锁止取消组件分布于第一轴，所述驱动组件为洛伦兹力驱动组件和压电驱动组件中的任意一种，所述洛伦兹力驱动组件包括分布于第二轴的两组驱动磁石组，以及与每一组所述驱动磁石组间隔分布的驱动线圈组。

进一步地，所述驱动磁石组为双极磁石，并且所述驱动磁石组固定于所述基座上，所述驱动线圈组固定于所述透镜载体上。

本申请还提供一种摄像模组，所述摄像模组包括所述的透镜驱动机构。

与现有的技术相比，本申请的优点在于：利用锁止组件和锁止取消组件相互配合的效果，在无通电情况下，透镜载体可进行自我锁止，不消耗能量；同时在通电情况下，由于驱动线圈与锁止取消驱动线圈的串联，锁止的响应速度极快，能快速实现透镜载体的锁止或释放。

附图说明

图1为本发明的透镜驱动机构的主体结构概况主视图；

图2为本发明的透镜驱动机构的主体结构概况俯视图；

图3为本发明的透镜驱动机构隐藏透镜载体的主体结构俯视图；

图4为图2中B-B沿线剖面结构图；

图5为图2中C-C沿线剖面结构图；

图6为实施例二中的机构主体结构整体主视图；

图7为实施例二中的机构主体结构整体俯视图；

图8为图7中A-A沿线剖面结构图；

图9为图7中B区域透镜驱动机构装配细节放大图；

图10为实施例二中的机构主体结构左侧视角图；

图11为图10中C区域透镜驱动机构装配细节放大图；

图12为导向滚轴组与第一导向部之间的位置关系图；

图13为本发明的电子设备举例图。

图中，基座1、第一导向部10、第一限位部100、透镜载体2、第二导向部20、第二限位部200、锁止组件21、锁止磁块210、锁止件211、锁止取消组件22、锁止取消磁块220、锁止取消驱动线圈221、导向滚轴组3、大直径滚轴31、小直径滚轴32、驱动组件4、驱动磁石组40、驱动线圈组41、第一轴X、第二轴Y、光轴。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1-图3所示，本实施例的透镜驱动机构包括基座1，以及在驱动组件4的驱动下相对基座1在光轴方向运动的透镜载体2。在光轴方向运动可以理解为对焦运动。而附图中的Z轴可以理解为光轴，第一轴X和第二轴Y分别垂直于光轴，并且第一轴X和第二轴Y相互垂直。

本实施例的透镜驱动机构还包括：

锁止组件21，用于使得透镜载体2相对基座1在光轴方向锁止；以及锁止组件21的至少部分固定于基座1上，锁止组件21的剩余部分固定于透镜载体2上；

锁止取消组件22，用于使得锁止组件21取消锁止；以及锁止取消组件22的至少部分固定于基座1上，锁止取消组件22的剩余部分固定于透镜载体2上。

在透镜驱动机构中，锁止组件21不与电路连接，锁止组件21会给透镜载体2一个压力，使透镜载体2在光轴方向上锁止；锁止取消组件22连接电路，当通电时，锁止取消组件22会对透镜载体2产生一个与锁止组件21相反的力，从而两力抵消，达到取消锁止的效果。

锁止组件21在垂直于光轴的平面上具有锁止磁吸力，锁止取消组件22在垂直于光轴的平面上具有抵消锁止磁吸力从而使得锁止组件21取消锁止的取消锁止驱动力。本实施例中的锁止磁吸力和取消锁止驱动力分布于第一轴X。

锁止磁吸力与取消锁止的取消锁止驱动力在空间上方向相反大小相等，而锁止磁吸力始终存在于机构中，取消锁止驱动力只有在需要移动透镜载体2时，通电才会产生。

如图3-图4所示，锁止组件21包括固定于基座1上的锁止磁块210，在透镜载体2上设有与锁止磁块210间隔分布并且与锁止磁块210磁性相吸的锁止件211。

锁止磁块210始终吸引锁止件211，从而会施加给透镜载体2一个压力，从而将透镜载体2固定在一个设定的位置上。

锁止磁块210为单极磁石块。而锁止件211为可被磁石吸引的金属件。

锁止件211呈块状，以及锁止件211为金属锁止件和磁性材料锁止件中的任意一种。

在本实施例中，锁止件211为金属锁止件，如铁板。在其它实施方式中，锁止磁块210可以固定在透镜载体2上，锁止件211可以固定于基座1上。

锁止取消组件22包括固定于基座1上的锁止取消磁块220，在透镜载体2上设有与锁止取消磁块220间隔分布的锁止取消驱动线圈221。在其它实施方式中，锁止取消磁块220可以固定在透镜载体2上，锁止取消驱动线圈221可以固定在基座1上。

在工作环境中，透镜载体2需要移动对焦，锁止取消驱动线圈221通电，在锁止取消磁块220产生的磁场中，锁止取消驱动线圈221会产生电磁力，从而与锁止取消磁块220产生吸引力，产生的力与锁止组件21产生的力相互抵消，达到取消锁止的效果。

锁止取消磁块220为单极磁石块，而锁止取消驱动线圈221在不通电情况下不产生力。

锁止组件21和锁止取消组件22分布于第一轴X，驱动组件4为洛伦兹力驱动组件和压电驱动组件中的任意一种，洛伦兹力驱动组件包括分布于第二轴Y的两组驱动磁石组40，以及与每一组驱动磁石组40间隔分布的驱动线圈组41。

如图5所示，位于第二轴Y上的两组驱动磁石组40用于带动透镜载体2在光轴方向上移动，而位于第一轴X上的锁止组件21和锁止取消组件22只进行锁止，不参与驱动，其中锁止取消组件22中的锁止取消驱动线圈221与驱动磁石组40中的驱动线圈组41电路串联，当驱动线圈组41通电后，锁止取消驱动线圈221可同步的通电取消锁止，极大的提高了透镜驱动机构的响应速度。

驱动磁石组40为双极磁石，并且驱动磁石组40固定于基座1上，驱动线圈组41固定于透镜载体2上。

两组驱动磁石组40为同步作业，带动透镜载体2在光轴方向上的移动。

本实施例的工作原理如下：

对焦运动时，此时锁止取消组件22通电则使得锁止组件21取消锁止，以及驱动组件4则产生沿着光轴方向的洛伦兹力，以驱动透镜载体2进行对焦运动。

当对焦到设定位置时，此时锁止取消组件22断电，而锁止组件21则重新进行锁止，以使得透镜载体2停留于对焦所需要的位置。

实施例二

本实施例的结构和原理与实施例一的基本相同，不同结构在于，针对上述实施例一的透镜驱动机构，本实施例提供描述透镜驱动机构的导向结构。

如图6-图8所示，导向结构包括：在基座1上设置有沿着光轴轴向分布的第一导向部10，透镜载体2上设置有与第一导向部10间隔分布的第二导向部20，以及处于第一导向部10和第二导向部20之间空间中并且相对第一导向部10和第二导向部20滚动的导向滚轴组3；导向滚轴组3的轴线方向垂直于光轴的方向。

如图9所示，第一导向部10与第二导向部20用于透镜载体2的定位以及导向作用，两者之间设置的导向滚轴组3的好处是：利用滚动替代传统的导轴滑动方式，降低基座1与透镜载体2之间的移动摩擦。

导向滚轴组3包括至少一根大直径滚轴31，以及至少一根小直径滚轴32，大直径滚轴31轴心线和小直径滚轴32的轴心线相互平行，以及大直径滚轴31和小直径滚轴32在空间中排列分布。

如图12所示，在本实施例中，采用多根大直径滚轴31与多根小直径滚轴32交替布置的方式，大直径滚轴31的轴向两端分别接触第一导向部10与第二导向部20，并且参与到移动透镜载体2的环节，小直径滚轴32置于两大直径滚轴31之间。

大直径滚轴31的滚动旋转方向与小直径滚轴32的滚动旋转方向相反。

小直径滚轴32的滚动旋转方向与大直径滚轴31的滚动旋转方向相反，从而抵消两大直径滚轴31之间的同向旋转产生的巨大摩擦力，若没有设置小直径滚轴32，当大直径滚轴31在滚动时接触，两者之间以同向旋转的原因，会产生较大的摩擦，从而影响移动效率。

大直径滚轴31的数量多于小直径滚轴32的数量，以及相邻两根大直径滚轴31之间设有至少一根小直径滚轴32，大直径滚轴31与小直径滚轴32交替分布。

在导向滚轴组3中，并排放置首位均为大直径滚轴31，一根小直径滚轴32放置在两根大直径滚轴31之间。

大直径滚轴31的轴向两端分别与第一导向部10和第二导向部20相切滚动接触。相切滚动接触的作用是为了使得大直径滚轴31在滚动时能稳定，起到限位和导向的作用。

小直径滚轴32的外周面和大直径滚轴31的外周面滚动接触；或者小直径滚轴32和大直径滚轴31间隔分布。

在本实施例中，小直径滚轴32的外周面和大直径滚轴31的外周面滚动接触，小直径滚轴32起到一个抵消大直径滚轴31同向滚动，使得透镜驱动机构在工作时具有较小的摩擦。

在第一导向部10上设有与大直径滚轴31外周面接触的第一限位部100和/或在第二导向部20上设有与大直径滚轴31外周面接触的第二限位部200。

第一限位部100和第二限位部200起到限位大直径滚轴31的同时，减少大直径滚轴31与外界的接触面积，从而达到减少摩擦的作用。

第一限位部100和大直径滚轴31的外周面接触为点接触，第二限位部200和大直径滚轴31的外周面接触为点接触。

大直径滚轴31外周面为圆弧凸面，其圆弧凸面与第一限位部100在光轴方向上呈直线与曲线接触。

如图9-图11所示，在第一导向部10和第二导向部20上分别设有V形定位槽，大直径滚轴31的轴向两端分别具有大环形弧形凸面，大直径滚轴31其中一端的大环形弧形凸面与第一导向部10上的V形定位槽其两槽壁相切接触，大直径滚轴31另一端的大环形弧形凸面与第二导向部20上的V形定位槽其两槽壁相切接触；以及小直径滚轴32的轴向两端分别具有小环形弧形凸面。

设计为点接触的好处在于，点接触可以减少大直径滚轴31与第一/第二限位部（100；200）之间的接触面积，从而减少摩擦力，使得移动更加顺畅和节省能量，由于点接触减少了接触面积，减少了磨损的程度，延长了大直径滚轴31和第一/第二限位部（100；200）的使用寿命。

大直径滚轴31的轴向两端分别通过环状弧形凸面与第一导向部10和第二导向部20相切接触。

由于环状弧形凸面面积较大且均匀分布，能够提高接触件之间的稳定性，减少了移动时的晃动和不稳定因素，环状弧形凸面接触可以将载荷均匀地分布在接触面上，减少了局部应力集中的情况，有利于提高接触面的承载能力，环状弧形凸面接触可以减少接触面之间的相对运动，降低了磨损的程度，延长了大直径滚轴31的使用寿命。

本实施例的工作原理如下：

实施例一中的驱动磁石组40驱动透镜载体2在光轴方向运动，而导向滚轴组3则相对第一导向部10和第二导向部20滚动，以对透镜载体2形成对焦运动的精准导向，以及大幅降低摩擦力。

实施例三

基于实施例一或实施例二，本实施例摄像模组包括实施例一或实施例二的透镜驱动机构。

摄像模组是指集成了摄像头传感器、镜头、图像处理器等组件的一个整体模块。它通常包括摄像头传感器、镜头组件、光学滤镜、透镜驱动机构、图像处理器等部件，可以直接用于手机、平板电脑、摄像机、监控摄像头等设备中。摄像模组的集成设计使得它具有较小的体积、简单的安装方式和相对稳定的性能，适合用于各种需要摄像功能的电子设备中。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.透镜驱动机构，包括基座（1），以及在驱动组件（4）的驱动下相对所述基座（1）在光轴方向运动的透镜载体（2），其特征在于，所述透镜驱动机构还包括：

锁止组件（21），用于使得所述透镜载体（2）相对所述基座（1）在所述光轴方向锁止；以及所述锁止组件（21）的至少部分固定于所述基座（1）上，所述锁止组件（21）的剩余部分固定于所述透镜载体（2）上；

锁止取消组件（22），用于使得所述锁止组件（21）取消锁止；以及所述锁止取消组件（22）的至少部分固定于所述基座（1）上，所述锁止取消组件（22）的剩余部分固定于所述透镜载体（2）上。

2.根据权利要求1所述的透镜驱动机构，其特征在于，所述锁止组件（21）在垂直于所述光轴的平面上具有锁止磁吸力，所述锁止取消组件（22）在垂直于所述光轴的平面上具有抵消所述锁止磁吸力从而使得所述锁止组件（21）取消锁止的取消锁止驱动力。

3.根据权利要求1或2所述的透镜驱动机构，其特征在于，所述锁止组件（21）包括固定于所述基座（1）上的锁止磁块（210），在所述透镜载体（2）上设有与所述锁止磁块（210）间隔分布并且与所述锁止磁块（210）磁性相吸的锁止件（211）。

4.根据权利要求3所述的透镜驱动机构，其特征在于，所述锁止磁块（210）为单极磁石块。

5.根据权利要求3所述的透镜驱动机构，其特征在于，所述锁止件（211）呈块状，以及所述锁止件（211）为金属锁止件和磁性材料锁止件中的任意一种。

6.根据权利要求1或2所述的透镜驱动机构，其特征在于，所述锁止取消组件（22）包括固定于所述基座（1）上的锁止取消磁块（220），在所述透镜载体（2）上设有与所述锁止取消磁块（220）间隔分布的锁止取消驱动线圈（221）。

7.根据权利要求6所述的透镜驱动机构，其特征在于，所述锁止取消磁块（220）为单极磁石块。

8.根据权利要求1所述的透镜驱动机构，其特征在于，所述锁止组件（21）和所述锁止取消组件（22）分布于第一轴（X），所述驱动组件（4）为洛伦兹力驱动组件和压电驱动组件中的任意一种，所述洛伦兹力驱动组件包括分布于第二轴（Y）的两组驱动磁石组（40），以及与每一组所述驱动磁石组（40）间隔分布的驱动线圈组（41）。

9.根据权利要求8所述的透镜驱动机构，其特征在于，所述驱动磁石组（40）为双极磁石，并且所述驱动磁石组（40）固定于所述基座（1）上，所述驱动线圈组（41）固定于所述透镜载体（2）上。

10.摄像模组，其特征在于，所述摄像模组包括权利要求1-9任意一项所述的透镜驱动机构。