CN211481349U

CN211481349U - 电磁式防手振的潜望式镜头

Info

Publication number: CN211481349U
Application number: CN202020146576.XU
Authority: CN
Inventors: 张吉龙; 柯麟祥; 张需要; 潘涛
Original assignee: Heyuan Youhua Microelectromechanical Technology Co ltd
Current assignee: Heyuan Youhua Microelectromechanical Technology Co ltd
Priority date: 2020-01-22
Filing date: 2020-01-22
Publication date: 2020-09-11
Anticipated expiration: 2030-01-22

Abstract

本实用新型公开了一种电磁式防手振的潜望式镜头，其主要在摄像镜头组成的前方至少设有由基座、线圈框架、软板线圈组及非导磁外壳所构成的防手振装置的静子部；又以承镜座、转折镜、第一磁石组、第二磁石组构成了防手振装置的动子部；再设一悬吊系统，包括第一弹片组及第二弹片组作为动子部在两轴向旋动的弹力；当动子部受电磁磁路的作用，能直接旋动承镜座上的转折镜，于两个轴向任意旋动，以获得防手振的影像补偿的能力，并且由于不占空间，又能达到降低模块高度，极适合使用在微型摄像器材的镜头上。

Description

电磁式防手振的潜望式镜头

技术领域

本实用新型是关于一种电磁式防手振的潜望式镜头，尤指一种适用在薄型摄像设备的潜望式镜头，例如：平板电脑或智能手机的摄像镜头之上，为一种具有远距摄像且具有防手振功能的潜望式镜头。

背景技术

摄像器材已应用在许多薄型的电子设备上，例如：平板电脑或智能手机等，都配备了镜头模块并具有摄像头或视频功能；但由于设在薄型的电子设备时，镜头移动的距离有限，因此通常这种摄影镜头仅能拍摄2米左右的影像，若要针对较远的取景(例如：10-20米以上)距离进行清晰拍摄，则摄像头必须要有远程变焦功能(Tele-zoom function)或所谓的真实变焦功能(Real-zoom function)才能达成；具有此类功能的镜头全高(简称TTL)通常很长，且该镜头的高度会突出电子设备的厚度，难以符合薄型的电子设备的轻薄化需求；因此通常会采用潜望式的镜头设计，即将光路平躺并加上一转折镜(prism)将光路转动90度，让整个光学系统躺平以减小整体高度。

现有技术中在电磁式防手振的潜望式镜头设计原理，如图8所示，主要设有一摄像镜头90，为使该摄像镜头90具有较薄的高度，故在其上、下端设有削平边91，又在该摄像镜头90前方设有一转折透镜92，而在摄像镜头90后方则设置了光电组件93；当使用时由上方的光线L，经转折透镜92至摄像镜头90，再供光电组件93进行摄像影片的处理；其中该摄像镜头90为一可移动镜群，可达到远程变焦功能(Tele-zoom function)，另如图9所示，在摄像镜头100设有多组固定镜群G1，G4及两个可动镜群G2，G3，可达到真实变焦功能(Real-zoom function),该固定镜群G1，G4及可动镜群G2，G3间的运动关系如图10所示具有一定的规律，因此在图8及图9所示潜望式镜头的摄像镜头90，100内部实已无空间进行防手振的结构设置，而使潜望镜在薄型摄像设备上无法普及的应用。

另外，现有结构仅为单纯的潜望式镜头，并未具有防手振的功能，当欲使用在高倍率的摄影或拍照时，轻微的振动都将造成影像模糊或失真变形，但若需要具有防手振的功能就必需组设驱动模块，这需要一定的空间组装，并且在制造上需具有一定技术瓶项之外，将使成本突然大幅增加，是现有潜望式镜头的摄像镜头一直无法进步的原因之一；因此如何在有限的空间内，创作出更精巧而实用的防手振模块，是潜望式镜头的一项瓶颈。

实用新型内容

本实用新型的主要目的，为在电磁式防手振的潜望式镜头内的静子部与动子部之间，设有第一弹片组及第二弹片组，并配合电磁磁路配置，能直接旋动承镜座上的转折镜，于两个轴向任意旋动，以获得防手振的影像补偿的能力，并且由于不占空间，又能达到降低模块高度，同时降低制造成本，极适合使用在微型摄像器材的镜头上。

为达到上述目的，本案可以下列的方式来达成：

本实用新型的电磁式防手振的潜望式镜头，包含有：一摄像镜头组成，于一非导磁壳体内设有多个镜片组；在该摄像镜头组成的前方至少设有：一基座，为一U形结构体；一线圈框架置于基座的后侧；一非导磁外壳，将基座的背侧及两侧封合，但上方能供光线进入，前方亦能供光线射出并与摄像镜头组成的前方对合；一软板线圈组，包含有一软性电路板，为一立体的造型，除了上方及前侧之外，在底部、背侧、两侧皆设有电路，并在该底部、背侧、两侧的电路上，分别各设有一线圈，其中位于底部及背侧的线圈为串联；而两侧相对的线圈为串联；前述的基座、线圈框架、软板线圈组及非导磁外壳构成了防手振装置的静子部；一承镜座，置于该基座与圈框架之间，该承镜座于中央具有一容镜槽，而在该容镜槽内则设有一转折镜，该转折镜能将光路折弯90度，再进入摄像镜头组成；一第一磁石组，具有两对极磁石，其中一对极磁石置于承镜座的背侧并与软板线圈组的背侧线圈相对，而另一对极磁石则置于承镜座的底部与软板线圈组的底部线圈相对；一第二磁石组，具有两对极磁石，该两对极磁石置于承镜座的两侧，并分别与软板线圈组的两侧线圈相对；前述的承镜座、转折镜、第一磁石组、第二磁石组则构成了防手振装置的动子部；一悬吊系统，连接静子部与动子部，包括第一弹片组及第二弹片组；该第一弹片组及第二弹片组均具有两个相对的侧片，且分别设于承镜座背侧及前侧，该两个侧片外侧均设有柄，并由该柄向内设有连续弯折部，在该连续弯折部的末端再设有固定部；其中第一弹片组及第二弹片组的柄分别固设于任一静子部上，而第一弹片组及第二弹片组另一端的固定部则固设于承镜座上，从而构成动子部在静子部内进行两轴旋转运动的悬吊弹力。

附图说明

图1为本实用新型的结构外观图。

图2为本实用新型的防手振模块在转折镜处的结构分解图。

图3为本实用新型第一弹片组的平面结构图。

图4为本实用新型第二弹片组的平面结构图。

图5为本实用新型的双极磁石与线圈所构成的磁路架构说明图。

图6为本实用新型使用时的磁场、磁力、线圈电流方向说明图1。

图7为本实用新型使用时的磁场、磁力、线圈电流方向说明图2。

图8为现有潜望式镜头的远程变焦(Tele-zoom)结构示意图。

图9为现有潜望式镜头的真实变焦(Real-zoom)内部镜群结构剖面示意图。

图10为现有潜望式镜头的真实变焦镜群(Real-zoom lens groups)相对运动行程图。

附图标记说明：10-基座；101-组装孔；102-组装孔；103-组装孔；11-线圈框架；111-组装孔；12-非导磁外壳；20-软板线圈组；200-软性电路板；21-线圈；22-线圈；23-线圈；24-线圈；30-第一磁石组；31-双极磁石；32-双极磁石；40-第二磁石组；41-双极磁石；42-双极磁石；50-第一弹片组；50A-侧片；50B-侧片；51-柄；52-连续弯折部；53-固定部；60-第二弹片组；60A-侧片；60B-侧片；61-柄；62-连续弯折部；63-固定部；70承镜座；701-容镜槽；80-转折镜；81-摄像镜头组成；90-摄像镜头；91-削平边；92-转折透镜；93-光电组件；100-摄像镜头；B₃₁₁,B₃₁₂,B₃₂₁,B₃₂₂-磁场；B₄₁₁,B₄₁₂,B₄₂₁,B₄₂₂-磁场；F₁,F₂,F₃,F₄-磁力；G1-固定镜群；G2-可动镜群；G3-可动镜群；G4-固定镜群；i_x-电流；L₁,L₂,L₃-旋转力臂。

具体实施方式

请配合参看图1、图2所示，本实用新型所揭示的电磁式防手振的潜望式镜头，包含有：一摄像镜头组成81，为于一非导磁壳体内设有多个镜片群；在该摄像镜头组成81的前方至少设有：

一基座10，为一U形结构体，在下方及左、右两侧分别设有一组装孔101,102,103；一线圈框架11于中央设有组装孔111，为置于基座10的后侧；一非导磁外壳12，将基座10的背侧及两侧封合，但上方能供光线进入，前方亦能供光线射出并与摄像镜头组成81的前方对合。

一软板线圈组20，包含有一软性电路板200，为一立体的造型，除了上方及前侧之外，在底部、背侧、两侧皆设有电路，并在该底部、背侧、两侧的电路上，分别各设有一线圈21，22，23，24，其中位于底部及背侧的线圈21，22为串联；两侧相对的线圈23，24为串联。

前述的基座10、线圈框架11、软板线圈组20及非导磁外壳12构成了防手振装置的静子部。

一承镜座70，置于该基座10与圈框架11之间，该承镜座70于中央具有一容镜槽701，而在该容镜槽701内则设有一转折镜80，该转折镜80能将光路折弯90度，例如：由上方垂直的光线折弯90度为水平的行进方向，再进入摄像镜头组成81。

一第一磁石组30，具有两对极磁石31，32，其中一对极磁石31置于承镜座70的背侧并与软板线圈组20的背侧线圈21相对，而另一对极磁石32则置于承镜座70的底部与软板线圈组20的底部线圈22相对；一第二磁石组40，具有两对极磁石41，42，该两对极磁石41，42置于承镜座70的两侧，并分别与软板线圈组20的两侧线圈23，24相对。

前述的承镜座70、转折镜80、第一磁石组30、第二磁石组40则构成了防手振装置的动子部。

请参看图2～图4所示，前述连接静子部与动子部间设有一悬吊系统，包括第一弹片组50及第二弹片组60做为防手振的两轴旋转弹力来源；该第一弹片组50及第二弹片组60均具有两个相对的侧片50A，50B，60A，60B，且分别设于承镜座70背侧及前侧，该两个侧片50A，50B，60A，60B外侧均设有柄51，61，并由该柄51，61向内设有连续弯折部52，62，在该连续弯折部52，62的末端再设有固定部53，63；其中第一弹片组50及第二弹片组60的柄51，61分别固设于任一静子部上，而第一弹片组50及第二弹片组60另一端的固定部53，63则固设于承镜座70上，从而构成动子部在静子部内进行两轴旋转运动的悬吊弹力；同时该第一弹片组50及第二弹片组60皆是以宽扁形状的设计，能达到降低高度的目的，且可如图3、图4所示沿着X轴及Z轴做旋转。

请参看图3、图4所示，该第一弹片组50及第二弹片组60虽然形状结构略有不同，但实际使用时亦可相互通用；其中如图4所示第二弹片组60在每一相对的侧片60A，60B的柄61、连续弯折部62、固定部63等结构均设有上、下两组，此皆是因实际的镜头会因尺寸、配置方向和重力因素而略为改变，并不需要太多限制；且第一弹片组50及第二弹片组60上的连续弯折部52，62的形状亦因重力的需求而调整其宽度、长度、弯折的次数及深度，皆在本实用新型的特征之内。

请参看图2、图5、图6、图7所示，本设计采用动磁式设计，共使用两组双极磁石组30，40，即四颗双极磁石31，32，41，42分别贴附在承镜座70的背侧、下方、左侧、右侧，其中两对极磁石31，32相对于两串联线圈21，22通以电流i_x；另两对极磁石41，42相对于两串联线圈23，24通以电流i_z，双极磁石31，32，41，42与线圈21，22，23，24的摆放方向及位置如图5所示；其中第一对极磁石组30与相对的串联线圈21，22的磁场、磁力与线圈电流方向如图6所示；音圈马达的线圈21，22位于磁场(B₃₁₁，B₃₁₂)(B₃₂₁，B₃₂₂)中，当线圈21，22通以电流i_x，根据劳伦斯定律将产生垂直于双极磁石31，32的磁力F₁，F₂，其在X轴的旋转角θ方向的出力为M_θX＝2F₁*L₁+2F₂*L₂；同理，第二对极磁石组40与相对的串联线圈23，24的磁场、磁力与线圈电流方向如图7所示；音圈马达的线圈23，24位于磁场(B₄₁₁，B₄₁₂)(B₄₂₁，B₄₂₂)中，当线圈23，24通以电流i_z，根据劳伦斯定律将产生垂直于双极磁石41，42的四道磁力F₃，其在Z轴的旋转角θ方向的出力为M_θZ＝4F₃*L₃，其中L₁、L₂、L₃皆为旋转力臂，得到大的磁旋转推力，能轻易的应付防手振所需要的角度补偿。

如图1、图2所示，本实用新型在精心设计之下，能将镜头高度较长的长焦镜头通过转折镜80将光路折弯90度的同时，利用精巧的第一弹片组50及第二弹片组60的结构设计，以及电磁的磁路配置而具有两轴方向的旋动，完成防手振的影像失真及补偿；又由于结构精简设于承镜座70的周侧并不占空间，同时设计精巧和现有技术相比更能降低制造成本，是主要的优点；另外本实用新型在整体设计上，结构亦极其精减，仍能达到轻、薄、短、小的优点，适合将潜望镜的镜头应用于微型摄像器材上。

以上所述的方法，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用以限定本实用新型的使用模式；在不脱离本实用新型的精神与范围下所作的均等变化与修饰，例如：使用不同的材质，双极磁石及线圈形状的略微改变、第一弹片组及第二弹片组的结构细微变化，但实际仍为本实用新型的方法特征所在时，皆应涵盖于本实用新型的专利范围内。

Claims

1.一种电磁式防手振的潜望式镜头，其特征在于，包含有：一摄像镜头组成，于一非导磁壳体内设有多个镜片群；在该摄像镜头组成的前方至少设有：

一基座，为一U形结构体；

一线圈框架置于基座的后侧；

一非导磁外壳，将基座的背侧及两侧封合，但上方能供光线进入，前方亦能供光线射出并与摄像镜头组成的前方对合；

一软板线圈组，包含有一软性电路板，为一立体的造型，除了上方及前侧之外，在底部、背侧、两侧皆设有电路，并在该底部、背侧、两侧的电路上，分别各设有一线圈，其中位于底部及背侧的线圈为串联；两侧相对的线圈为串联；

前述的基座、线圈框架、软板线圈组及非导磁外壳构成了防手振装置的静子部；

一承镜座，置于该基座与圈框架之间，该承镜座于中央具有一容镜槽，而在该容镜槽内则设有一转折镜，该转折镜能将光路折弯90度，再进入摄像镜头组成；

一第一磁石组，具有两对极磁石，其中一对极磁石置于承镜座的背侧并与软板线圈组的背侧线圈相对，而另一对极磁石则置于承镜座的底部与软板线圈组的底部线圈相对；一第二磁石组，具有两对极磁石，该两对极磁石置于承镜座的两侧，并分别与软板线圈组的两侧线圈相对；

前述的承镜座、转折镜、第一磁石组、第二磁石组则构成了防手振装置的动子部；

一悬吊系统，连接静子部与动子部，包括第一弹片组及第二弹片组；该第一弹片组及第二弹片组均具有两个相对的侧片，且分别设于承镜座背侧及前侧，该两个侧片外侧均设有柄，并由该柄向内设有连续弯折部，在该连续弯折部的末端再设有固定部；其中第一弹片组及第二弹片组的柄分别固设于任一静子部上，而第一弹片组及第二弹片组另一端的固定部则固设于承镜座上，从而构成动子部在静子部内进行两轴旋转运动的悬吊弹力。

2.如权利要求1所述的电磁式防手振的潜望式镜头，其特征在于，该U形基座在下方及左、右两侧分别设有一组装孔。

3.如权利要求1所述的电磁式防手振的潜望式镜头，其特征在于，该线圈框架于中央设有组装孔。

4.如权利要求1所述的电磁式防手振的潜望式镜头，其特征在于，该第一弹片组及第二弹片组在每一相对的侧片上的柄、连续弯折部、固定部均设有两组。

5.如权利要求1所述的电磁式防手振的潜望式镜头，其特征在于，该第一弹片组在其中一侧片上的柄、连续弯折部、固定部均设有上、下两组。

6.如权利要求1所述的电磁式防手振的潜望式镜头，其特征在于，该第二弹片组在其中一侧片上的柄、连续弯折部、固定部均设有上、下两组。