CN210572962U - 一种实现摄像头自动对焦的驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种实现摄像头自动对焦的驱动装置，其具有支撑模块及适合镜头安装组设的运动部件，该运动部件通过悬挂系统组装在支撑模块上，实现运动部件沿镜头的光轴运动；以及还包括一对驱动模组，驱动模组对称分置于运动部件的相对侧，驱动模组基于SMA线受热收缩的原理驱动并具有驱动臂推动运动部件沿镜头的光轴运动，两个驱动模组驱动运动部件沿镜头光轴运动的方向一致，以及通过两个驱动模组的分开控制，实现镜头单方向的倾角调节。本实用新型利用SMA线受热收缩的特点驱动镜头的自动对焦，并且利用SMA线的电阻做反馈对镜头的运动实现闭环控制，产品结构轻巧化和小型化，控制简便、精准。

Description

一种实现摄像头自动对焦的驱动装置

技术领域

本实用新型涉及摄像头技术领域，尤其是涉及应用于手机或平板电脑等便携式电子设备的摄像头对焦技术领域。

背景技术

随着手机或平板电脑等便携式电子设备的发展普及，其所附带的摄像功能要求也相对提升。为了能够实现摄像头聚焦和变焦，需要在摄像头狭小空间内布设驱动装置，以驱动镜头沿光轴运动。由于空间狭小，因此也就限制了所能采用的驱动装置结构类型。现有技术的摄像头中主要是利用磁体与线圈结构实现驱动，但结构还是相对复杂，体积难以缩小，并不能满足产品小型化的要求。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种实现摄像头自动对焦的驱动装置，满足产品小型化要求，获得更佳驱动镜头沿光轴运动的性能。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种实现摄像头自动对焦的驱动装置，其具有支撑模块及适合镜头安装组设的运动部件，该运动部件通过悬挂系统组装在支撑模块上，该悬挂系统引导运动部件沿镜头的光轴运动；以及还包括一对驱动模组，驱动模组对称分置于运动部件的相对侧，驱动模组基于SMA线受热收缩的原理驱动并具有驱动臂推动运动部件沿镜头的光轴运动，两个驱动模组驱动运动部件沿镜头光轴运动的方向一致，以及通过两个驱动模组的分开控制，实现镜头单方向的倾角调节。

上述方案进一步是，所述驱动模组包括有两根驱动臂、SMA线及两个导电支座，该导电支座固定在支撑模块上并电性连接摄像头的控制系统，导电支座上设有可张合的弹性臂，两根驱动臂和SMA线构成活动的三角形关系，SMA线的两端分别连接两个导电支座上的弹性臂，驱动臂的一端连接对应导电支座的弹性臂，驱动臂的另一端则铰接连接运动部件。

上述方案进一步是，所述悬挂系统包括有上弹簧和下弹簧，上弹簧和下弹簧分别连接运动部件的上下端与支撑模块之间；所述上弹簧包括上内环和从上内环外周引出的第一挠性部，上内环固定连接运动部件的上端，第一挠性部的末端固定连接支撑模块；所述下弹簧包括下内环和从下内环外周引出的第二挠性部，下内环固定连接运动部件的下端，第二挠性部的末端固定连接支撑模块。

上述方案进一步是，所述支撑模块由底板和上座叠设构成，上座背离底板的上侧设有向上凸起的台柱，台柱适配悬挂系统及驱动模组安装；所述运动部件的周侧上设有铰接部，该铰接部铰接驱动模组的驱动臂。

上述方案进一步是，所述摄像头的控制系统利用SMA线的电阻做反馈对镜头的运动实现闭环控制。

上述方案进一步是，所述两根驱动臂和SMA线构成等腰三角形关系，SMA线为底边，且SMA线水平布置。

上述方案进一步是，所述两根驱动臂分别与两个导电支座一体成型制作。

上述方案进一步是，所述底板上一体制作电路或附加FPC电路板，一体制作时，底板上设置有与其他部件实现电路连接的端子或者焊盘，支撑模块上组设用于防撞及保护的外壳。

本实用新型利用 SMA（ Shape Memory Alloys）线受热收缩的特点，用于制作手机或平板电脑的摄像头模组的驱动装置，可以驱动镜头上下运动，实现镜头的自动对焦功能，并且可以利用 SMA线的电阻做反馈对镜头的运动实现闭环控制，以及可以调节镜头绕 X轴或 Y轴的倾角，提升摄像头的使用性能。SMA线体型小，并有效简化了驱动结构，使得满足产品小型化要求，产品结构轻巧化和小型化，并降低了制造成本，同时控制简便、精准，适于推广利用。

附图说明：

附图1为本实用新型较佳实施例的结构示意图；

附图2为图1实施例的驱动模组结构示意图；

附图3为图1实施例的运动部件结构示意图；

附图4为图1实施例的支撑模块结构示意图；

附图5为图1实施例的上弹簧结构示意图；

附图6为图1实施例的下弹簧结构示意图。

具体实施方式：

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参阅图1~6所示，是本实用新型较佳实施例示意图，本实用新型有关一种实现摄像头自动对焦的驱动装置，其具有支撑模块1及适合镜头安装组设的运动部件2，当然还包括摄像头装置固有的控制系统及相应外壳等（图中未示），外壳罩住运动部件2及相应部件，具有防撞及保护功效。支撑模块1适配安装在手机或平板电脑等便携式电子设备上，该运动部件2通过悬挂系统3组装在支撑模块1上，该悬挂系统3引导运动部件2沿镜头的光轴运动，运动部件2的中部留有组装孔，满足镜头元件组设，由此运动部件2与镜头元件连体一起运动。以及还包括一对驱动模组4，驱动模组4对称分置于运动部件2的相对侧，驱动模组4基于SMA线受热收缩的原理驱动并具有驱动臂41推动运动部件2沿镜头的光轴运动，两个驱动模组4驱动运动部件2沿镜头光轴运动的方向一致。这样，通过SMA线受热收缩带动驱动臂41，由此使驱动臂41推动运动部件2沿镜头的光轴运动并克服悬挂系统3的反向力，获得自动对焦。同时悬挂系统3获得相应蓄力，以便复位运动。

参阅图1、2所示，本实施例中，所述驱动模组4包括有两根驱动臂41、SMA线42及两个导电支座43，该导电支座43固定在支撑模块1上并电性连接摄像头的控制系统，导电支座43上设有可张合的弹性臂431，两根驱动臂41和SMA线42构成可活动的三角形关系，SMA线42的两端分别连接两个导电支座43上的弹性臂431，驱动臂41的一端连接对应导电支座43的弹性臂431，驱动臂41的另一端则铰接连接运动部件2。SMA线（如镍钛记忆合金丝）在常温时为马氏体结构，当温度升高时，SMA线会发生相变，由马氏体转变为奥氏体，长度变短，电阻变小；当温度降低时，SMA线会发生由奥氏体转变为马氏体的相变，长度变长，电阻变大，这两个过程可以反复进行。在发生相变期间，SMA线的温度与应变之间线性度不是很好，但是在一定温度范围内，它的电阻与应变呈线性特性。因此通过控制SMA线的电阻大小可以精确控制其长度，并且根据SMA线的电阻来计算驱动装置的位置和移动距离。由此通过控制系统给SMA线42通电加热，SMA线42则会收缩，改变两根驱动臂41和SMA线42构成的三角形关系，使两根驱动臂41推顶运动部件2沿镜头的光轴运动，实现摄像头聚焦和变焦，利用三角形的相对稳定性，可稳定且准确地驱动运动部件2带着镜头聚焦运动。本实施例中，两个驱动模组4对称分置于运动部件2的相对侧，通过摄像头的控制系统给予两个驱动模组4同时通电（相同的通电条件），这时两个驱动模组4同步驱动运动部件2沿镜头的光轴运动；而当两个驱动模组4分开独立驱动控制时（两个电流大小不同时），出现两个驱动模组4不同步驱动，由此可实现调节镜头绕 X轴或 Y轴的倾角，提升摄像头的使用性能。

参阅图1、2所示，本实施例进一步是，两根驱动臂41和SMA线42构成等腰三角形关系，SMA线42为底边，且SMA线42水平布置，该结构动作更平稳，控制更准确。进一步地，所述两根驱动臂41分别与两个导电支座43一体成型制作，驱动臂41由导电支座43的弹性臂431连体延伸，优化结构，便于制作及组装，两个导电支座43通过焊接连接摄像头的控制系统电路，该控制系统还利用 SMA线42的电阻做反馈对镜头的运动实现闭环控制，通过比较实时电阻值与目标值的偏差，可以校正运动部件2的移动偏差，从而形成一个以SMA线42的电阻为反馈变量的闭环控制系统，获得精准控制。

图1~6所示，本实施例中，所述支撑模块1由底板11和上座12叠设构成，上座12背离底板11的上侧设有向上凸起的台柱121，台柱121适配悬挂系统3及驱动模组4安装。所述运动部件2的周侧上设有铰接部21，该铰接部21铰接驱动模组4的驱动臂41，获得驱动的运动副。所述悬挂系统3包括有上弹簧31和下弹簧32，上弹簧31和下弹簧32分别连接运动部件2的上下端与支撑模块1之间。所述上弹簧31包括上内环311和从上内环311外周引出的第一挠性部312，上内环311固定连接运动部件2的上端，第一挠性部312的末端固定连接支撑模块1；所述下弹簧32包括下内环321和从下内环321外周引出的第二挠性部322，下内环321固定连接运动部件2的下端，第二挠性部322的末端固定连接支撑模块1。该悬挂系统3结构简单，方便制作及组装，体型小，并有效支撑运动部件2悬挂于支撑模块1以及满足运动部件2沿镜头的光轴运动；配合驱动模组4，实现镜头的自动聚焦工作。本实施例的底板11上一体制作电路，这时底板11作为电路基板，这时，底板11上设置有与其他部件实现电路连接的端子或者焊盘；当然为了增加功能及方便电路布线，底板11上还可附加FPC电路板，具体情形依据实际需要确定。

本实用新型利用 SMA（ Shape Memory Alloys）线受热收缩的特点，用于制作手机或平板电脑的摄像头模组的驱动装置，可以驱动镜头上下运动，实现镜头的自动对焦功能，并且可以利用 SMA线的电阻做反馈对镜头的上下运动实现闭环控制，以及可以调节镜头绕X轴或 Y轴的倾角，提升摄像头的使用性能。SMA线体型小，并有效简化了驱动结构，使得满足产品小型化要求，产品结构轻巧化和小型化，并降低了制造成本，同时控制简便、精准，适于推广利用。

以上虽然结合附图描述了本实用新型的较佳具体实施例，但本实用新型不应被限制于与以上的描述和附图完全相同的结构和操作，对本技术领域的技术人员来说，在不超出本实用新型构思和范围的情况下通过逻辑分析、推理或者有限的实验还可对上述实施例作出许多等效改进和变化，但这些改进和变化都应属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种实现摄像头自动对焦的驱动装置，其特征在于：具有支撑模块（1）及适合镜头安装组设的运动部件（2），该运动部件（2）通过悬挂系统（3）组装在支撑模块（1）上，该悬挂系统（3）引导运动部件（2）沿镜头的光轴运动；以及还包括一对驱动模组（4），驱动模组（4）对称分置于运动部件（2）的相对侧，驱动模组（4）基于SMA线受热收缩的原理驱动并具有驱动臂（41）推动运动部件（2）沿镜头的光轴运动，两个驱动模组（4）驱动运动部件（2）沿镜头光轴运动的方向一致，以及通过两个驱动模组的分开控制，实现镜头单方向的倾角调节。

2.根据权利要求1所述的一种实现摄像头自动对焦的驱动装置，其特征在于：所述驱动模组（4）包括有两根驱动臂（41）、SMA线（42）及两个导电支座（43），该导电支座（43）固定在支撑模块（1）上并电性连接摄像头的控制系统，导电支座（43）上设有可张合的弹性臂（431），两根驱动臂（41）和SMA线（42）构成活动的三角形关系，SMA线（42）的两端分别连接两个导电支座（43）上的弹性臂（431），驱动臂（41）的一端连接对应导电支座（43）的弹性臂（431），驱动臂（41）的另一端则铰接连接运动部件（2）。

3.根据权利要求1所述的一种实现摄像头自动对焦的驱动装置，其特征在于：所述悬挂系统（3）包括有上弹簧（31）和下弹簧（32），上弹簧（31）和下弹簧（32）分别连接运动部件（2）的上下端与支撑模块（1）之间；所述上弹簧（31）包括上内环（311）和从上内环（311）外周引出的第一挠性部（312），上内环（311）固定连接运动部件（2）的上端，第一挠性部（312）的末端固定连接支撑模块（1）；所述下弹簧（32）包括下内环（321）和从下内环（321）外周引出的第二挠性部（322），下内环（321）固定连接运动部件（2）的下端，第二挠性部（322）的末端固定连接支撑模块（1）。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种实现摄像头自动对焦的驱动装置，其特征在于：所述支撑模块（1）由底板（11）和上座（12）叠设构成，上座（12）背离底板（11）的上侧设有向上凸起的台柱（121），台柱（121）适配悬挂系统（3）及驱动模组（4）安装；所述运动部件（2）的周侧上设有铰接部（21），该铰接部（21）铰接驱动模组（4）的驱动臂（41）。

5.根据权利要求2所述的一种实现摄像头自动对焦的驱动装置，其特征在于：所述摄像头的控制系统利用 SMA线（42）的电阻做反馈对镜头的运动实现闭环控制。

6.根据权利要求2所述的一种实现摄像头自动对焦的驱动装置，其特征在于：所述两根驱动臂（41）和SMA线（42）构成等腰三角形关系，SMA线（42）为底边，且SMA线（42）水平布置。

7.根据权利要求2或6所述的一种实现摄像头自动对焦的驱动装置，其特征在于：所述两根驱动臂（41）分别与两个导电支座（43）一体成型制作。

8.根据权利要求4所述的一种实现摄像头自动对焦的驱动装置，其特征在于：所述底板（11）上一体制作电路或附加FPC电路板，一体制作时，底板（11）上设置有与其他部件实现电路连接的端子或者焊盘，支撑模块（1）上组设用于防撞及保护的外壳。

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