CN206193310U - 一种镜头旋转机构和摄像装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种镜头旋转机构和摄像装置，其中的镜头旋转机构包括底座和镜头支架；镜头支架包括镜头支撑部、第一曲面部、第二曲面部和第三曲面部；第一曲面部、第二曲面部和第三曲面部中，至少有一个为可固定地设置在底座上的固定曲面部，至少有一个为可与固定曲面部相对滑动的滑动曲面部；镜头支撑部可固定地设置在至少一个滑动曲面部上；第一曲面部在远离镜头支撑部的一侧具有第一表面，在靠近镜头支撑部的一侧具有第二表面；第二曲面部具有与第一曲面部的第二表面可滑动地配合的第三表面；第三曲面部具有与第一曲面部的第一表面可滑动地配合的第四表面。本实用新型可以在得到所需镜头视场的前提下实现更小的视窗尺寸。

Description

一种镜头旋转机构和摄像装置

技术领域

本实用新型涉及摄像领域，特别涉及一种镜头旋转机构和摄像装置。

背景技术

近年来，随着采用了CCD(Charged Coupled Device，电荷耦合元件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)等感光元件的摄像器件的发展，摄像装置已向着越来越多的应用领域普及。作为一种常见的应用需求，摄像装置的多视角变换主要依靠与镜头相互配合的镜头旋转机构实现。现有设计中，镜头旋转机构通常藉由镜头后方的轴类零件实现镜头的绕轴转动，从而在设置在镜头前方的视窗所提供的视场范围内得到不同转动角度下的画面。其中，产品外观方面所要求的小视窗尺寸与产品性能方面所要求的大镜头视场之间存在着相互制约的关系。

随着目前微型摄像装置的流行，摄像装置的微型化已成为产品设计的主流趋势之一，但现有设计所能实现的最小的视窗尺寸已经无法同时满足广视场和小尺寸的产品设计需求，成为现有摄像装置微型化的技术瓶颈之一。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种镜头旋转机构和摄像装置，可以在得到所需镜头视场的前提下实现更小的视窗尺寸。

第一方面，本实用新型提供一种镜头旋转机构，包括一种镜头旋转机构，包括底座和镜头支架，其特征在于，所述镜头支架包括镜头支撑部、第一曲面部、第二曲面部和第三曲面部；其中，

所述第一曲面部、所述第二曲面部和所述第三曲面部中，至少有一个为可固定地设置在所述底座上的固定曲面部，至少有一个为可与所述固定曲面部相对滑动的滑动曲面部；所述镜头支撑部可固定地与每一所述滑动曲面部相连；

所述第一曲面部在远离所述镜头支撑部的一侧具有第一表面，在靠近所述镜头支撑部的一侧具有第二表面，所述第一表面和第二表面均向着远离所述镜头支撑部的方向弯曲；

所述第二曲面部具有与所述第一曲面部的第二表面可滑动地配合的第三表面；

所述第三曲面部具有与所述第一曲面部的第一表面可滑动地配合的第四表面；

所述第二曲面部的第三表面、所述第三曲面部的第四表面以及所述第一曲面部的第一表面和第二表面均为同轴圆柱面或者同心球面。

在一种可能的实现方式中，所述第一曲面部为可固定地设置在所述底座上的固定曲面部，所述第二曲面部和所述第三曲面部为可与所述第一曲面部相对滑动的滑动曲面部；所述镜头支撑部可固定地设置在所述第二曲面部和/或所述第三曲面部上。

在一种可能的实现方式中，所述第二曲面部和所述第三曲面部可固定地设置在所述底座上的固定曲面部，所述第一曲面部为可与所述第二曲面部和第三曲面部相对滑动的滑动曲面部；所述所述镜头支撑部可固定地设置在所述第一曲面部上。

在一种可能的实现方式中，所述镜头旋转机构还包括用于限制所述滑动曲面部与所述固定曲面部之间的相对运动范围的限位结构。

在一种可能的实现方式中，所述限位结构包括设置在所述镜头支架上的连接结构，所述连接结构连接所述第二曲面部和所述第三曲面部。

在一种可能的实现方式中，所述限位结构包括设置在所述镜头支架上的面间结构；所述面间结构位于所述第二曲面部的第三表面与所述第三曲面部的第四表面之间；所述第一曲面部上设有凹槽，所述面间结构可以在所述凹槽内运动。

在一种可能的实现方式中，所述限位结构包括第一凹凸结构和第二凹凸结构；所述第一凹凸结构和所述第二凹凸结构分别设置在所述滑动曲面部与所述固定曲面部之间彼此可滑动地配合的表面上；所述第一凹凸结构可在所述滑动曲面部与所述固定曲面部的至少两个相对位置下配合在所述第二凹凸结构上。

在一种可能的实现方式中，所述限位结构包括设置在所述底座上并至少部分地围绕所述固定曲面部的阻挡结构；所述阻挡结构用于限制所述滑动曲面部相对于所述固定曲面部可运动的范围。

在一种可能的实现方式中，所述镜头支撑部包括与至少一个滑动曲面部相接的连接部件；所述连接部件整体上呈所在平面垂直于所述同轴圆柱面的公共轴线或者经过所述同心球面的公共球心的片状，或者，所述连接部件整体上呈所在直线垂直于所述同轴圆柱面的公共轴线或者经过所述同心球面的公共球心的线状。

在一种可能的实现方式中，所述第三曲面部和至少部分的所述第二曲面部相对于所述同轴圆柱面的公共轴线或者所述同心球面的公共球心所占据的圆心角或球心角的范围互不交叉；所述至少部分的所述第二曲面部相比于所述第三曲面部更远离所述底座。

在一种可能的实现方式中，所述第二曲面部和所述第三曲面部为所述滑动曲面部；所述第二曲面部包括相互分离的第一部分和第二部分；所述镜头支撑部包括连接部件，所述连接部件在第一位置处连接所述第二曲面部的第一部分，在第二位置处连接所述第三曲面部，在第三位置处连接所述第二曲面部的第二部分；其中，所述第二位置位于所述第一位置和所述第三位置之间。

在一种可能的实现方式中，所述第二曲面部的第三表面、所述第三曲面部第四表面以及所述第一曲面部的第一表面和第二表面中，至少部分的表面粗糙。

在一种可能的实现方式中，所述镜头旋转机构包括设置在所述底座上的至少两个的所述镜头支架。

第二方面，本实用新型还提供一种摄像装置，包括镜头，还包括上述任意一种的镜头旋转机构，所述镜头设置于所述镜头旋转机构的所述镜头支撑部上。

由上述技术方案可知，基于两组同轴圆柱面或同心球面的可滑动配合，所提供的镜头旋转机构和摄像装置可以在实现镜头支撑部相对于底座的绕轴或绕点转动的基础上使得旋转轴或旋转中心的位置随曲面的相关参数任意设置，从而可以通过任意程度靠近视窗的旋转轴或旋转中心，实现镜头绕视窗转动这一适于缩小视窗尺寸的理想配置，因而可以在得到所需镜头视场的前提下实现更小的视窗尺寸，有助于突破微型摄像产品的尺寸极限。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一个实施例提供的镜头旋转机构的立体结构示意图；

图2是图1所示的镜头旋转机构的侧视结构示意图；

图3是图1所示的镜头旋转机构带动镜头旋转的示意图；

图4A和图4B是将旋转轴设置在靠近视窗的镜头前方相比于将旋转轴设置在镜头后方而言可以缩小视窗尺寸的原理示意图；

图5是本实用新型又一实施例提供的镜头旋转机构的立体结构示意图；

图6是图5所示的镜头旋转机构中部分镜头支架的侧视结构示意图；

图7是本实用新型又一实施例提供的镜头旋转机构的立体结构示意图；

图8是图7所示的镜头旋转机构在另一角度下的立体结构示意图；

图9是图7所示的镜头旋转机构中部分镜头支架的立体结构示意图；

图10是图9所示的部分镜头支架在另一角度下的立体结构示意图；

图11是本实用新型又一实施例提供的镜头旋转机构的立体结构示意图；

图12是实用新型一个实施例提供的摄像装置的内部结构示意图；

图13是图12所示的摄像装置中镜头与视窗的位置关系示意图。

附图标记：

1—底座；

2—镜头支架，201—镜头支撑部，2011—连接部件，202—第一曲面部，2021—第一曲面部的第一表面，2022—第一曲面部的第二表面，203—第二曲面部，2031—第二曲面部的第三表面，203a—第二曲面部的第一部分，203b—第二曲面部的第二部分，204—第三曲面部，2041—第三曲面部的第四表面；

S1—连接结构，S2—面间结构，S3—第二凹凸结构，S4—阻挡结构；

301—电路板，302—镜头，303—视窗。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

图1是本实用新型一个实施例提供的镜头旋转机构的立体结构示意图；图2是图1所示的镜头旋转机构的侧视结构示意图。参见图1和图2，本实用新型实施例提供的镜头旋转机构包括底座1和镜头支架2(可理解的是，镜头支架可用于支撑镜头的结构，并可用于带动镜头旋转)，所述镜头支架2包括镜头支撑部201、第一曲面部202、第二曲面部203和第三曲面部204，其中：

第一曲面部202、第二曲面部203和第三曲面部204中，至少有一个为固定设置在底座上的固定曲面部(本实施例中为第一曲面部202)，至少有一个为可与固定曲面部相对滑动的滑动曲面部(本实施例中为第二曲面部203和第三曲面部204)，上述镜头支撑部201固定在滑动曲面部中的第二曲面部203上(镜头支撑部201与第二曲面部203之间直接相连，镜头支撑部201与第三曲面部204之间间接相连)。

第一曲面部202在远离镜头支撑部201的一侧具有第一表面2021，第三曲面部204具有与第一曲面部202的第一表面2021可滑动地配合的第四表面2041。第一曲面部202在靠近镜头支撑部201的一侧具有第二表面2022，第二曲面部203具有与第一曲面部202的第二表面2022可滑动地配合的第三表面2031。其中，第一表面2021和第二表面2022均向着远离镜头支撑部201的方向弯曲；第二曲面部203的第三表面2031、第三曲面部204的第四表面2041以及第一曲面部202的第一表面2021和第二表面2022均为同轴圆柱面。

可理解的是，固定曲面部与滑动曲面部之间彼此接触的表面为可滑动地配合的同轴圆柱面，因而镜头支撑部201可以相对于底座1绕同轴圆柱面的公共轴线转动，进而可实现镜头支撑部201所支撑的镜头的绕轴旋转。例如，图3是图1所示的镜头旋转机构带动镜头旋转的示意图，参见图3，由于镜头支撑部201可相对于底座1绕同轴圆柱面的公共轴线(在图3所示方向的投影为一个点，即两个同心圆的圆心)转动(镜头支撑部201上任一点转动轨迹是一段以公共轴线所在位置为圆心的圆弧)，因此安装在镜头支撑部201上的镜头302(位于第一曲面部202的凹侧)上的任意一点也会随着镜头支撑部201的转动而在一段以公共轴线所在位置为圆心的圆弧轨迹上转动。由此，当镜头支撑部201转动到底部时，可以向所支撑的镜头302提供一相对平视的镜头视角；而当镜头支撑部201通过第三表面2031相对于第二表面2022的向上滑动以及第四表面2041相对于第一表面2021的向上滑动后，镜头支撑部201可以向所支撑的镜头提供一相对俯视的镜头视角。

可理解的是，镜头支撑部201相对于底座1的转动没有依靠轴类零件，且旋转的转轴可以通过改变同轴圆柱面的半径、设置位置和设置角度等参数来在一定的空间范围内任意设置，包括设置在镜头的前方以及靠近视窗的位置。图4A和图4B是将旋转轴设置在靠近视窗的镜头前方相比于将旋转轴设置在镜头后方而言可以缩小视窗尺寸的原理示意图(本文中，旋转轴均指的是旋转动作据以进行的几何直线)。参见图4A和图4B，两图中位于中央的箭头表示视窗，箭头的长度表示视窗在所示角度下的尺寸；两图中的镜头均设置在与视窗之间的水平距离为d0的位置处，并可以通过上下转动透过视窗得到不同角度下的画面，而所有可得到的画面的空间范围的总和即镜头与视窗相互配合下得到的镜头视场。图4A与图4B的不同之处在于，图4A中的镜头的旋转轴是设置在镜头前方并且靠近视窗的，而图4B中的旋转轴是设置在镜头后方的。可以看出的是，为得到同样大小的视场，如图4B所示的旋转轴设置在镜头后方的方式只能以较小幅度的镜头转动配合一个较大的视窗实现，而如图4A所示的旋转轴设置在镜头前方的方式可以利用较大幅度的镜头转动以一个较小的视窗实现。可以推知的是，缩小视窗尺寸的理想配置即实现镜头绕视窗旋转，从而通过大幅度的镜头转动配合小尺寸视窗得到所需镜头视场。

可以看出，基于两组同轴圆柱面的可滑动配合，所提供的镜头旋转机构可以在实现镜头支撑部相对于底座的绕轴转动的基础上使得旋转轴随同轴圆柱面的相关参数任意设置，从而可以通过任意程度靠近视窗的旋转轴，实现镜头在平面内绕视窗转动这一适于缩小视窗尺寸的理想配置，因而可以在得到所需镜头视场的前提下实现更小的视窗尺寸，有助于突破微型摄像产品的尺寸极限。

需要说明的是，为实现镜头支撑部相对于底座的转动，第二曲面部与第一曲面部之间彼此接触的表面和第三曲面部与第一曲面部之间彼此接触的表面需要至少具有满足应用需求的光滑度，并且第一曲面部、第二曲面部和第三曲面部的形成材料需要至少具有满足应用需求的弹性，本领域技术人员可以主要基于以上两个方面选取第一曲面部、第二曲面部和第三曲面部的材质。而且可以理解的是，在本实用新型另一种可能的实现方式中，上述第二曲面部203的第三表面2031、第三曲面部204的第四表面2041以及第一曲面部202的第一表面2021和第二表面2022还可以是同心球面。在该实现方式中，基于同心球面的可滑动配合，所提供的镜头旋转机构可以在实现镜头支撑部相对于底座的绕旋转中心转动的基础上使得旋转中心随同心球面的相关参数任意设置，从而可以通过任意程度靠近视窗的旋转中心，进一步实现镜头在空间内绕视窗转动这一适于缩小视窗尺寸的更加理想的配置。因此，该实现方式同样可以在得到所需镜头视场的前提下实现更小的视窗尺寸，有助于突破微型摄像产品的尺寸极限。

由此，两组同轴圆柱面或者两组同心球面的可滑动配合固然可以实现镜头支撑部相对于底座的绕轴或绕点转动，但是在实际应用中，为了精确控制镜头的所在位置和旋转角度，需要先限定镜头可移动的空间范围和可转动的旋转角度范围。比如，在使用如图1所示的镜头旋转机构实现镜头的俯仰调节时，应当避免镜头支撑部201相对于底座1在水平方向上的滑动，否则镜头的水平滑移可能造成接收画面的缺失、影响成像质量。为实现镜头可移动的空间范围和/或可转动的旋转角度范围的限定，上述镜头旋转机构除了底座和镜头支架之外，可以还包括用于限制滑动曲面部与固定曲面部之间的相对运动范围的限位结构。

作为一种限制滑动曲面部与固定曲面部之间相对运动范围的示例，上述限位结构可包括设置在镜头支架上的连接结构，连接结构连接第二曲面部和第三曲面部。例如图1和图2所示，该镜头旋转装置的限位结构包括设置在所述镜头支架2上的连接结构S1，其中的连接结构S1在第二曲面部203和第三曲面部204的上侧连接第二曲面部203和第三曲面部204。由于在第二曲面部203或第三曲面部204的底部接触底座1之前连接结构S1会先与第一曲面部202的顶部接触，因此连接结构S1的设置限制了镜头支架2的最低位置。可以看出，连接结构可以通过对第一曲面部的阻挡实现滑动曲面部与固定曲面部之间的相对运动范围的限制。

作为另一种限制滑动曲面部与固定曲面部之间相对运动范围的示例，上述限位结构可包括设置在镜头支架上的面间结构；面间结构位于第二曲面部的第三表面与第三曲面部的第四表面之间；第一曲面部上设有凹槽，使得面间结构可以在凹槽内运动。即，在滑动曲面部与固定曲面部之间相对运动过程中面间结构与第一曲面部可能会相互接触而限制其相对运动范围。由此，基于凹槽对面间结构的可运动的范围的限制，所提供的镜头旋转机构可以实现对镜头支架与底座之间的相对运动范围的限制。

作为一种具体的示例，图5是本实用新型又一实施例提供的镜头旋转机构的立体结构示意图；图6是图5所示的镜头旋转机构中部分镜头支架的侧视结构示意图。参见图5和图6，在图1和图2所示的镜头旋转机构(不包括连接结构S1)的基础之上，本实用新型实施例中的片状的连接部件2011向远离镜头支撑部201的方向上延伸至第二曲面部204，从而形成位于第二曲面部203与第三曲面部204之间的面间结构S2。而对应于该面间结构S2，第一曲面部202上设有可将面间结构S2的运动范围限制在其内部的凹槽2023。其中，凹槽2023从第一曲面部202的顶部延伸至接近第一曲面部202的底部的位置，使得镜头支架2只能藉由面间结构S2在凹槽2023内的上下滑动而绕轴转动，而不能与底座1产生水平方向的相对滑动。

在本实用新型的其他实现方式中，上述面间结构和凹槽还可以具有其他具体形式。例如，上述面间结构包括设置在第二曲面部的第三表面上的凸起，而上述凹槽包括第一曲面部的第二表面上底部未到达第一表面的槽状结构；上述面间结构包括贯穿第二曲面部和第三曲面部的螺栓位于第二曲面部和第三曲面部之间的部分，上述凹槽包括第一曲面部上设置的通孔。而且可以理解的是，各种不同形式的面间结构和凹槽还可以相互组合以实现所需要的运动范围限制。

作为又一种限制滑动曲面部与固定曲面部之间相对运动范围的示例，图7是本实用新型又一实施例提供的镜头旋转机构的立体结构示意图，图8是图7所示的镜头旋转机构在另一角度下的立体结构示意图，图9是图7所示的镜头旋转机构中部分镜头支架的立体结构示意图，图10是图9所示的部分镜头支架在另一角度下的立体结构示意图。参见图7、图8、图9、图10，本实用新型实施例的镜头旋转机构中，底座1上设置了两个第一表面相对的第一曲面部202，镜头支架2中：第二曲面部203包括相互分离的第一部分203a和第二部分203b；镜头支撑部201包括连接部件2011，连接部件2011在第一位置(图9中片状连接部件2011的远离镜头支撑部201的一端)处连接第二曲面部203的第一部分203a，在第二位置(图9中片状连接部件2011的中间位置)处连接第三曲面部204，在第三位置(图9中片状连接部件2011的靠近镜头支撑部201的一端)处连接第二曲面部203的第二部分；其中可以看出，第二位置位于第一位置和第三位置之间。由此，第二曲面部203提供了由两个彼此分离的曲面所组成的第三表面2031，而第三曲面部204提供一连续设置的第四表面2041。

参见图8、图9和图10,底座1上的第一曲面部202的两个面形成第二表面2022和第一表面(图8中被遮挡未标识出第一表面，即与第二表面2022相对的一侧，在底座1开设有一个弯曲的槽，该槽与第二表面2022靠近的一侧形成第一表面)，第三曲面部204可穿过该弯曲的槽，使第三曲面部204的第四表面2041与第一表面接触形成滑动配合，与此同时第三曲面部204第一部分203a和第二部分203b形成的第三表面2031与第一曲面部202的第二表面2022接触形成滑动配合。

本实用新型实施例中，上述限位结构包括设置在第二曲面部203的第三表面2031上的第一凹凸结构，以及设置在第一曲面部202的第二表面2022上的第二凹凸结构S3，其中第一凹凸结构可在至少两个相对位置下配合在第二凹凸结构S3上(因结构遮挡，图7至图10中仅示出了第一曲面部202的第二表面上的第二凹凸结构，而未示出位于设置在镜头支撑部201上的一部分第二曲面部203所提供的第二凸曲面2031上的第一凹凸结构)。具体地，第一凹凸结构和第二凹凸结构S3均包括在镜头支撑部202相对于底座1的转动方向上周期性排列的多条斜楞，且多条斜楞在相互配合后的表面为锯齿形折线，只是第一凹凸结构所包含的斜楞数量小于第二凹凸结构所包含的斜楞数量。由此，第一凹凸结构与第二凹凸结构S2可以在若干个相对位置下相互配合，而且还可以随着滑动曲面部相对于固定曲面部的滑动在这若干个相位位置之间切换。从而，上述设置可以滑动曲面部与固定曲面部之间的相对位置限制在第一凹凸结构的多条斜楞恰好可以配合在第二凹凸结构S2的多条斜楞上的若干个位置上，而镜头支撑部202相对于底座1的转动则通过在若干个位置之间的切换来进行。可以看出，该设置方式不仅可为镜头支撑部202相对于底座1的转动提供静态锁紧力矩，还可提高对镜头的指定旋转角度的控制精度，同时还可以限制滑动曲面部与固定曲面部之间的相对运动和镜头支撑部202相对于底座1的转动(镜头的俯仰角度调节)的范围。

可理解的是，在本实用新型的其他可能的实现方式中，第一凹凸结构和第二凹凸结构不仅可以分别设置在所述第三曲面部的第四表面上和第一曲面部的第一表面上，还可以设置在其他任何一处或者一处以上滑动曲面部与固定曲面部之间彼此可滑动地配合的表面上，并且设置位置可以相互交换。而且，彼此配合的第一凹凸结构和第二凹凸结构不仅可以连续地形成，也可以由一个以上的表面结构离散地形成；在满足可在至少两个位置上相互配合的情况下，第一凹凸结构和第二凹凸结构可以不具有严格的周期性排列；此外，除了相互配合的表面除了可以是锯齿状的折线外，还可以是例如三角形或矩形一类的折线，或者半圆形或者波浪线一类的曲线。该设计可以为镜头支撑部相对于底座的转动提供静态锁紧力矩，提高对镜头的指定旋转角度的控制精度，并可限制镜头支撑部相对于底座的运动的范围。

本实用新型实施例中，上述限位结构还包括设置在底座1上并设置在作为固定曲面部的第一曲面部202两侧的阻挡结构S4，其中的阻挡结构S4主要用于限制所述滑动曲面部相对于所述固定曲面部可运动的范围。例如图7和图8所示，设置在第一曲面部202两侧的阻挡结构S4可以阻挡第三曲面部204在水平方向上的滑动，从而可限制镜头支撑部202相对于底座1在水平方向上的移动范围。可理解的是，上述限位结构中的阻挡结构可以在底座上以至少部分地围绕固定曲面部的方式任意设置，除了可以通过阻挡第三曲面部的运动范围实现相对移动的限制之外，还可以通过阻挡镜头支架中任意的部分来实现对相对移动和/或相对转动的限制，而在本实用新型的实现方式中不做限制。

可以理解的是，在实用新型任一可能的实现方式中，限位结构可以包括上述任意一种形式的连接结构、上述任意一种形式的可相互配合的凹槽和面间结构、上述任意一种形式的可相互配合的第一凹凸结构和第二凹凸结构，以及上述任意一种形式的阻挡结构中，任意一种限位形式或者任意一种以上的限位形式的组合，从而实现所需的相对运动限制。此外，限制滑动曲面部相对于固定曲面部可运动的范围并不一定只由镜头旋转机构上设置的限位结构实现，而还可以由外部手段或者结合外部手段实现。例如，可以在镜头旋转机构的配套结构上设置顶端铰接在镜头支撑部上的拉杆，进而通过控制拉杆的运动来带动和限制镜头支撑部的绕轴转动；或者，设置可在某一或某些方向上阻挡镜头支撑部的绕轴转动的壳体，从而以类似于上述阻挡结构的方式限制滑动曲面部相对于固定曲面部可运动的范围。

另一方面，为实现镜头支架的绕轴或绕旋转中心转动，镜头支撑部只需要可保持与滑动曲面部之间的相对固定即可，因而在具体实施本实用新型时可以采用任意数量和形式的连接结构件实现这一相对固定关系。例如在图1和图2所示出的镜头旋转机构中，镜头支撑部201包括与滑动曲面部之一的第二曲面部203相接的连接部件2011，而第三曲面部204与镜头支撑部201之间的固定则藉由连接结构S1和连接部件2011共同实现；在图5和图6所示出的镜头旋转机构中，镜头支撑部201包括与滑动曲面部之一的第二曲面部203相接的连接部件2011，而第三曲面部204与镜头支撑部201之间的固定则藉由面间结构S2和连接部件2011共同实现；在图7、图8、图9、图10所示出的镜头旋转机构中，镜头支撑部201包括分别与第三曲面部204和一部分第二曲面部203相接的连接部件2011，而另一部分第二曲面部203则直接固定在除连接部件2011以外的镜头支撑部201上。在本实用新型的任一种实现方式中，镜头支撑部包括的连接部件都可以与任一个滑动曲面部相接，或者同时与两个滑动曲面部相接；而且，为实现镜头支撑部与每一滑动曲面部之间的相互固定，镜头支撑部可与每一滑动曲面部直接或者间接相连。

而且，在上述任意一示出立体结构的镜头旋转机构中，连接部件2011均呈所在平面垂直于同轴圆柱面的公共轴线的片状(在采用同心球面的设计时，连接部件可呈所在平面经过同心球面的片状)，该设计可以以相对较少体积的材料保障镜头支架在旋转时的稳定性。在本实用新型的其他可能实现方式中，上述连接部件还可以呈所在直线垂直于同轴圆柱面的公共轴线或者经过同心球面的公共球心的线状(比如螺栓或钢棒)，从而进一步减小连接部件的体积。

图9和图10所示出的镜头支架2中，第三曲面部204和通过连接部件2011固定在镜头支撑部201的一部分第二曲面部203相对于同轴圆柱面的公共轴线所占据的圆心角的范围互不交叉(若采用两组同心球面可滑动地配合的实现方式，则相对于同心球面的公共球心所占据的球心角的范围互不交叉)；且该部分的第二曲面部203相比于第三曲面部204更远离底座1。基于第三曲面部和至少部分的第二曲面部相对于同轴圆柱面的公共轴线或者同心球面的公共球心所占据的圆心角或球心角的范围互不交叉，以及该部分的第二曲面部相比于第三曲面部更远离底座的设计，第二曲面部和第三曲面部可以使用相对较少的材料来提供镜头支撑部所需的力矩，并有利于整体产品体积的减小。

在上述任意一示出立体结构的镜头旋转机构中，第二曲面部和第三曲面部均呈片状。然而可以理解的是，为实现镜头支撑部相对于底座的转动，第二曲面部除第三表面以外的表面形状以及第三曲面部除第四表面以外的表面形状均可以在空间允许范围内任意设置。相比于其他形状的设计，第二曲面部和/或第三曲面部呈片状有利于其所占体积和重量的减小，有助于整体产品质量和体积的减小。

图7至图11所示的镜头旋转机构中，在圆形的底座上设置了两个相同的镜头支架(均包括镜头支撑部、第一曲面部、第二曲面部和第三曲面部，未在附图中全部示出)，并且两个镜头支架中镜头支撑部可以将所支撑的镜头的朝向配置在不同的方向上。基于此，通过圆形的底座的平面旋转，可以实现两个镜头支架所支撑的镜头的切换。在本实用新型的可能实现方式中，依照应用需求的不同，底座上所设置的镜头支架的数量可以是一个、两个或两个以上，本实用新型对此不做限制。

另外还可以理解的是，在上述任意一示出立体结构的镜头旋转机构中，为了得到所需要的镜头支撑部相对于底座的静态锁紧力矩，可以设置上述第二曲面部的第三表面、所述第三曲面部的第四表面以及所述第一曲面部的第一表面和第二表面中的至少一个表面具有粗糙区域。除了上述设置凹凸结构的方式之外，还可以通过材料选取、表面加工等等其他方式得到粗糙的表面，而在本实用新型的可能实现方式中不做限制。

此外，在上述任意一种可能的镜头旋转机构的实现方式中，底座与全部的固定曲面部一体成形，和/或，镜头支撑部与全部的滑动曲面部一体成形。该设计可以利用例如注塑的工艺直接以模具制作所需形状的镜头旋转机构的组成零件，从而减少镜头旋转机构中的零件数量，节省工艺流程、降低制作成本。

在同样的技术构思下，图11是本实用新型又一实施例提供的镜头旋转机构的立体结构示意图。参见图11，与图1和图2所示出的镜头旋转机构相比，本实施例的镜头旋转机构同样包括按照上述同轴圆柱面方式设置的第一曲面部202、第二曲面部203和第三曲面部204，只是其中的第二曲面部203和第三曲面部204成为了固定设置在底座上的固定曲面部，而第一曲面部202成为了可与作为固定曲面部的第二曲面部203和第三曲面部204相对滑动的滑动曲面部，而镜头支撑部201固定在作为滑动曲面部的第一曲面部202上。

可以看出，基于两组同轴圆柱面的可滑动配合，本实施例所提供的镜头旋转机构可以在实现镜头支撑部相对于底座的绕轴转动的基础上使得旋转轴随同轴圆柱面的相关参数任意设置，从而可以通过任意程度靠近视窗的旋转轴，实现镜头在平面内绕视窗转动这一适于缩小视窗尺寸的理想配置，因而可以在得到所需镜头视场的前提下实现更小的视窗尺寸，有助于突破微型摄像产品的尺寸极限。

需要说明的是，在图11所示出的镜头旋转机构中，第二曲面部的第三表面和第三曲面部的第四表面均为不连续的曲面，而且第一曲面部的凸曲面和凹曲面也是不连续的曲面，但第一曲面部、第二曲面部和第三曲面部依旧满足如上所述的表面配合关系。而在本实用新型实施例任一可能的实现方式中，镜头支架与底座之间可滑动地配合的表面均可以是连续或是不连续的面，而本领域技术人员可以根据应用需要进行设置。举例来说，在本实用新型实施例其他实现方式中，图11所示的第二曲面部和第三曲面部可以均具有如图1中所示的第一曲面部那样的结构，即第二曲面部具有一连续的第三表面、第三曲面部具有一连续的第四表面，以形成可与第一曲面部可滑动地配合的曲面夹槽。反过来，图1所示的第一曲面部也可以具有图11所示的第二曲面部或第三曲面部那样的结构，即第一曲面部具有一不连续的第一表面和一不连续的第二表面，以分别与第三曲面部的连续的凹侧曲面和第二曲面部的连续的凸侧曲面配合。

可以理解的是，在本实用新型另一种可能的实现方式中，上述图11中所示的镜头旋转机构中，第二曲面部203的第三表面2031、第三曲面部204的第四表面2041以及第一曲面部202的第一表面2021和第二表面2022还可以是同心球面。在该实现方式中，基于同心球面的可滑动配合，所提供的镜头旋转机构可以在实现镜头支撑部相对于底座的绕旋转中心转动的基础上使得旋转中心随同心球面的相关参数任意设置，从而可以通过任意程度靠近视窗的旋转中心，进一步实现镜头在空间内绕视窗转动这一适于缩小视窗尺寸的更加理想的配置。因此，该实现方式同样可以在得到所需镜头视场的前提下实现更小的视窗尺寸，有助于突破微型摄像产品的尺寸极限。

还可以理解的是，在图11所示的镜头旋转机构的基础上，还可以设置用于限制滑动曲面部与固定曲面部之间的相对运动范围的限位结构。其中的限位结构可以包括上述任意一种形式的连接结构、上述任意一种形式的可相互配合的凹槽和面间结构、上述任意一种形式的可相互配合的第一凹凸结构和第二凹凸结构，以及上述任意一种形式的阻挡结构中，任意一种限位形式或者任意一种以上的限位形式的组合，从而实现所需的相对运动限制。

作为一种示例，上述限位结构可包括设置在镜头支架上的连接结构，连接结构连接第二曲面部和第三曲面部。例如图11所示，该镜头旋转装置的限位结构包括设置在所述镜头支架2上的连接结构S1，其中的连接结构S1分别在第二曲面部203和第三曲面部204的左右两侧连接第二曲面部203和第三曲面部204。由于连接结构S1可滑动地接触第一曲面部202的两侧，因此连接结构S1的设置限制了镜头支撑部202的水平移动。可以看出，连接结构可以通过对第一曲面部的阻挡实现镜头滑动曲面部与固定曲面部之间的相对运动范围的限制。

在同样的技术构思下，本实用新型实施例还提供了一种包括上述任意一种可能设计下的镜头旋转机构的摄像装置，该摄像装置包括镜头，所述镜头设置于所述镜头旋转机构的镜头支撑部上。需要说明的是，本实用新型实施例的摄像装置可以是照相机、摄像机、带有拍照功能的手机、电脑相机、监控摄像头、行车记录仪等等任意一种具有摄像功能的装置。

可理解的是，基于两组同轴圆柱面或同心球面的可滑动配合，所提供的摄像装置可以在实现镜头支撑部相对于底座的绕轴或绕点转动的基础上使得旋转轴或旋转中心的位置随曲面的相关参数任意设置，从而可以通过任意程度靠近视窗的旋转轴或旋转中心，实现镜头绕视窗转动这一适于缩小视窗尺寸的理想配置，因而可以在得到所需镜头视场的前提下实现更小的视窗尺寸，有助于突破微型摄像产品的尺寸极限。

作为一种具体示例，图12是实用新型一个实施例提供的摄像装置的内部结构示意图；图13是图12所示的摄像装置中镜头与视窗的位置关系示意图。参见图12和图13，所提供的摄像装置除了包括图7至图10所示出的包括底座1和镜头支架2的镜头旋转机构之外，还包括设置在镜头支架2的镜头支撑部上的电路板301和设置在镜头支架2的镜头支撑部上镜头302。在镜头支架2中滑动曲面部相对于固定曲面部的绕轴转动时，固定在镜头支撑部上的镜头302的俯仰角会随之改变；上述第一凹凸结构与第二凹凸结构相互配合的若干个位置分别对应一个指定的俯仰角，使得镜头支架2可以带动镜头302在若干个指定的俯仰角之间切换。而且，上述镜头旋转机构除了可以实现镜头302的俯仰调节之外，其还可以带动镜头绕共轴圆柱面的轴线做旋转运动(与图3所示的旋转运动类似)，从而可以使镜头302绕靠近于视窗303的旋转轴运动。根据图4A与图4B所描述的原理可知，本实施例的摄像装置相比于现有技术中旋转轴位于镜头后方的摄像装置，可以在其他条件相同的情况下具有更小的视窗尺寸。此外，该摄像装置包括分别设置在两个镜头支架2上的两个镜头302，可以实现两个方向上的同时拍摄，或者基于可旋转底座的镜头切换。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种镜头旋转机构，包括底座(1)和镜头支架(2)，其特征在于，所述镜头支架(2)包括镜头支撑部(201)、第一曲面部(202)、第二曲面部(203)和第三曲面部(204)；其中，

所述第一曲面部(202)、所述第二曲面部(203)和所述第三曲面部(204)中，至少有一个为可固定地设置在所述底座(1)上的固定曲面部，至少有一个为可与所述固定曲面部相对滑动的滑动曲面部；所述镜头支撑部(201)可固定地与每一所述滑动曲面部相连；

所述第一曲面部(202)在远离所述镜头支撑部(201)的一侧具有第一表面(2021)，在靠近所述镜头支撑部(201)的一侧具有第二表面(2022)，所述第一表面(2021)和第二表面(2022)均向着远离所述镜头支撑部(201)的方向弯曲；

所述第二曲面部(203)具有与所述第一曲面部(202)的第二表面(2022)可滑动地配合的第三表面(2031)；

所述第三曲面部(204)具有与所述第一曲面部(202)的第一表面(2021)可滑动地配合的第四表面(2041)；

所述第二曲面部(203)的第三表面(2031)、所述第三曲面部(204)的第四表面(2041)以及所述第一曲面部(202)的第一表面(2021)和第二表面(2022)均为同轴圆柱面或者同心球面。

2.根据权利要求1所述的镜头旋转机构，其特征在于，所述第一曲面部(202)为可固定地设置在所述底座(1)上的固定曲面部，所述第二曲面部(203)和所述第三曲面部(204)为可与所述第一曲面部(202)相对滑动的滑动曲面部；所述镜头支撑部(201)可固定地设置在所述第二曲面部(203)和/或所述第三曲面部(204)上。

3.根据权利要求1所述的镜头旋转机构，其特征在于，所述第二曲面部(203)和所述第三曲面部(204)可固定地设置在所述底座(1)上的固定曲面部，所述第一曲面部(202)为可与所述第二曲面部(203)和第三曲面部(204)相对滑动的滑动曲面部；所述镜头支撑部(201)可固定地设置在所述第一曲面部(202)上。

4.根据权利要求1所述的镜头旋转机构，其特征在于，所述镜头旋转机构还包括用于限制所述滑动曲面部与所述固定曲面部之间的相对运动范围的限位结构。

5.根据权利要求4所述的镜头旋转机构，其特征在于，所述限位结构包括设置在所述镜头支架(2)上的连接结构(S1)，所述连接结构(S1)连接所述第二曲面部(203)和所述第三曲面部(204)。

6.根据权利要求4所述的镜头旋转机构，其特征在于，所述限位结构包括设置在所述镜头支架(2)上的面间结构(S2)；所述面间结构(S2)位于所述第二曲面部(203)的第三表面(2031)与所述第三曲面部(204)的第四表面(2041)之间；所述第一曲面部(202)上设有凹槽(2023)，所述面间结构(S2)可以在所述凹槽(2023)内运动。

7.根据权利要求4所述的镜头旋转机构，其特征在于，所述限位结构包括第一凹凸结构和第二凹凸结构(S3)；所述第一凹凸结构和所述第二凹凸结构(S3)分别设置在所述滑动曲面部与所述固定曲面部之间彼此可滑动地配合的表面上；所述第一凹凸结构可在所述滑动曲面部与所述固定曲面部的至少两个相对位置下配合在所述第二凹凸结构(S3)上。

8.根据权利要求4所述的镜头旋转机构，其特征在于，所述限位结构包括设置在所述底座(1)上并至少部分地围绕所述固定曲面部的阻挡结构(S4)；所述阻挡结构(S4)用于限制所述滑动曲面部相对于所述固定曲面部可运动的范围。

9.根据权利要求1所述的镜头旋转机构，其特征在于，所述镜头支撑部(201)包括与至少一个滑动曲面部相接的连接部件(2011)；所述连接部件(2011)整体上呈所在平面垂直于所述同轴圆柱面的公共轴线或者经过所述同心球面的公共球心的片状，或者，所述连接部件(2011)整体上呈所在直线垂直于所述同轴圆柱面的公共轴线或者经过所述同心球面的公共球心的线状。

10.根据权利要求1所述的镜头旋转机构，其特征在于，所述第三曲面部(204)和至少部分的所述第二曲面部(203)相对于所述同轴圆柱面的公共轴线或者所述同心球面的公共球心所占据的圆心角或球心角的范围互不交叉；所述至少部分的所述第二曲面部(203)相比于所述第三曲面部(204)更远离所述底座(1)。

11.根据权利要求1所述的镜头旋转机构，其特征在于，所述第二曲面部(203)和所述第三曲面部(204)为所述滑动曲面部；所述第二曲面部(203)包括相互分离的第一部分和第二部分；所述镜头支撑部(201)包括连接部件(2011)，所述连接部件(2011)在第一位置处连接所述第二曲面部(203)的第一部分，在第二位置处连接所述第三曲面部(204)，在第三位置处连接所述第二曲面部(203)的第二部分；其中，所述第二位置位于所述第一位置和所述第三位置之间。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的镜头旋转机构，其特征在于，所述镜头旋转机构包括设置在所述底座上的至少两个的所述镜头支架。

13.根据权利要求1至11中任一项所述的镜头旋转机构，其特征在于，所述第二曲面部(203)的第三表面(2031)、所述第三曲面部(204)的第四表面(2041)以及所述第一曲面部(202)的第一表面(2021)和第二表面(2022)中，至少一个表面具有粗糙区域。

14.一种摄像装置，包括镜头，其特征在于，所述摄像装置还包括如权利要求1至13中任一项所述的镜头旋转机构，所述镜头设置于所述镜头旋转机构的所述镜头支撑部上。