CN212251813U - 磁吸式微型防抖云台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及防抖云台领域，具体涉及了一种磁吸式微型防抖云台，包括外座体、内座体、弹性支架和相机模组；外座体上设有导磁部件和至少三个转动连接于外座体的滚珠，导磁部件和滚珠相邻设置；内座体上设有定位磁石和呈球面的限位面，第一磁石和导磁部件相对设置，定位磁石吸引导磁部件以使滚珠抵接于限位面；弹性支架包括依次相连接的固定部件、弹性组件和活动部件，固定部件设于外座体，弹性组件具有弹性，活动部件设于内座体，相机模组连接于活动部件；定位磁石对导磁部件的吸引不仅可以确保外座体和内座体通过滚珠转动相连，而且这种设计对防抖云台的制造误差较不敏感，制造误差对其防抖表现的影响较低。

Description

磁吸式微型防抖云台

技术领域

本实用新型涉及防抖云台领域，特别是涉及一种磁吸式微型防抖云台。

背景技术

近年来具有拍摄功能的小型移动装置十分普及，应用范围亦不断扩展，包括航拍﹑运动相机﹑以及行车记录仪。在所述装置中，包含至少一颗小型相机模组(Compact cameramodule)。因此，所述模组的市场很庞大，增长亦稳步上扬。

在拍照及拍影片时，所述装置拍出来的照片及影片很可能受到外来振动而出现模糊或晃动，影响照片及影片质素。当振动比较激烈，或在低光情况下，这问题会更加严重。

为了解决上述问题，市场上已经出现很多小型防抖技术。当中，通过机械方法补偿因振动造成的影像模糊及晃动，改进影像质素的效果最为优秀。所述机械方法可以是通过防抖致动器平移一组镜头(参考专利：CN104204934A﹑US20140333784A1)，或同时旋转一组镜头及图像传感器(参考专利：CN102934021B﹑US9229244B2)，达致防抖效果。第二种采用旋转式机械方法的防抖效果通常比第一种平移式机械方法更佳，因此本实用新型中的多轴微型云台磁吸式滚珠轴承结构亦主要针对旋转式方法。

旋转式防抖致动器需要有一个有多轴的旋转自由度(Rotational Degrees-of-Freedom)机械结构，达致镜头及影像传感器等可以活动的效果。同时，为了减轻不同方向加速或地心吸力造成的外力对致动器中可动结构的影响，机械结构通常需要接近没有位移自由度(Translational Degrees-of-Freedom)。另外，机械结构需要有良好的抗跌性，机械结构能必须能抵受在正常使用小型移动装置时可能出现的跌落考险。

针对旋转式防抖相机模组，现有机械结构可分为两类。第一类(参考专利：CN107450251A﹑CN208399865U)采用多个倾斜的弹簧片，所述弹簧片在多个不同平面上，达致多轴旋转自由度，及较低的位移自由度(较高的位移弹簧系数)。这种技术的优点是生产工艺简单，成本较低。

第二类(参考专利：CN106353950B﹑CN108693677A﹑CN108881697A﹑CN103513492A)是通过多组接触式结构，达致所需的多轴旋转自由度。所述每组接触式结构通常包含多个可动的滚珠(参考专利：CN103513492A)或至少两个不动的球体(参考专利：CN106353950B)，并负责一轴的旋转自由度。这种技术的优点是位移弹簧系数极高，因此不同姿态差及地心吸力方向改变造成对防抖表现的影响较低。

在第一类现有技术中虽然能提供多轴旋转自由度，但是旋转弹簧系数通常较大，所以功耗较大，降低电池续航力。另外，所述第一类现有技术的位移弹簧系数较第二类现有技术低，因此不同姿态差及地心吸力方向改变造成对防抖表现的影响较大。

在第二类现有技术中(参考专利：CN106338873B﹑CN109752863A)，当防抖轴的数目是多个时，这类技术便需要多组接触式结构及连接所述多组结构的连接结构。另外，所述技术的机械结构要求的部件及组装精度极高。尤其是当精度不足及误差过大时，会造成接触式结构的摩擦力过大，影响防抖表现及功耗。因此，所述技术的机械结构复杂，需要较多空间，制程困难，成本较高。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种磁吸式微型防抖云台，以解决目前的微型防抖云台的机械结构的弹性系数较高且对制造精度要求较高的问题。

基于此，本实用新型提供了一种磁吸式微型防抖云台，包括外座体、内座体、弹性支架和相机模组；

所述外座体上设有导磁部件和至少三个转动连接于所述外座体的滚珠，所述导磁部件和滚珠相邻设置；

所述内座体上设有定位磁石和呈球面的限位面，所述定位磁石和导磁部件相对设置，所述定位磁石吸引所述导磁部件以使所述滚珠抵接于所述限位面；

所述弹性支架包括依次相连接的固定部件、弹性组件和活动部件，所述固定部件设于所述外座体，所述弹性组件具有弹性，所述活动部件设于所述内座体，所述相机模组连接于所述活动部件。

作为优选的，多个所述滚珠分别位于所述导磁部件的两侧。

作为优选的，所述限位面的数量设有多个，多个所述限位面位于同一球面，且多个所述限位面分别位于参考平面的两侧，所述参考平面平行于所述相机模组的图像传感器，且所述球面的中心位于所述参考平面。

作为优选的，所述外座体上设有两组滚动组件，两组所述滚动组件分别位于所述导磁部件的两侧，每组所述滚动组件的两个所述滚珠分别位于所述参考平面的两侧。

作为优选的，所述弹性组件包括依次相连接且均具有弹性的第一弹性部件、第二弹性部件和第三弹性部件，所述第一弹性部件连接于所述固定部件，所述第三弹性部件连接于所述活动部件；

所述第一弹性部件允许所述活动部件与固定部件绕第一方向摆动，所述第二弹性部件允许所述活动部件与固定部件绕第二方向摆动，所述第三弹性部件允许所述活动部件与固定部件绕第三方向摆动；所述第一方向、第二方向和第三方向两两相垂直。

作为优选的，所述内座体上设有至少一个第一磁性组件，所述第一磁性组件包括两个沿垂直于相机模组的图像传感器方向布置的第一磁石，所述外座体上设有与所述第一磁石相对设置的第一线圈。

作为优选的，所述内座体上设有至少一个第二磁性组件，所述第二磁性组件包括两个沿平行于相机模组的图像传感器方向布置的第二磁石，所述外座体上设有与所述第二磁石相对设置的第二线圈。

作为优选的，所述外座体上设有保持架，所述保持架上设有一个或多个限位槽，所述滚珠设于所述限位槽内且二者转动相连接。

作为优选的，所述保持架和外座体为一体化结构。

作为优选的，所述外座体上开设有让位通孔，所述导磁部件和滚珠均位于所述让位通孔的侧边，所述相机模组的镜头穿设于所述让位通孔。

本实用新型的磁吸式微型防抖云台，包括外座体、内座体、弹性支架和相机模组；外座体上设有导磁部件和至少三个转动连接于外座体的滚珠，导磁部件和滚珠相邻设置；内座体上设有定位磁石和呈球面的限位面，第一磁石和导磁部件相对设置，定位磁石吸引导磁部件以使滚珠抵接于限位面；弹性支架包括依次相连接的固定部件、弹性组件和活动部件，固定部件设于外座体，弹性组件具有弹性，活动部件设于内座体，相机模组连接于活动部件；定位磁石对导磁部件的吸引不仅可以确保外座体和内座体通过滚珠转动相连，而且这种设计对防抖云台的制造误差较不敏感，制造误差对其防抖表现的影响较低。

附图说明

图1是本实用新型实施例的磁吸式微型防抖云台的外座体的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的磁吸式微型防抖云台的保持架的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的磁吸式微型防抖云台的导磁部件示意图；

图4是图3中A-A的截面示意图；

图5是本实用新型实施例的磁吸式微型防抖云台的外座体的俯视示意图；

图6是图5中B-B的截面示意图；

图7是本实用新型实施例的磁吸式微型防抖云台的整体结构示意图；

图8是本实用新型实施例的磁吸式微型防抖云台的横截面示意图；

图9是图8中C区域的放大示意图；

图10是本实用新型实施例的磁吸式微型防抖云台的爆炸示意图；

图11是本实用新型实施例的磁吸式微型防抖云台的弹性支架的结构示意图。

其中，1、外座体；11、导磁部件；12、滚珠；13、第一线圈；14、第二线圈；15、保持架；151、限位槽；16、让位通孔；2、内座体；21、定位磁石；22、限位面；23、第一磁石；24、第二磁石；3、弹性支架；31、固定部件；32、弹性组件；321、第一弹性部件；322、第二弹性部件；323、第三弹性部件；33、活动部件；4、相机模组；41、图像传感器；42、镜头；5、云台外壳。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型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实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

结合图1至图11所示，示意性地显示了本实用新型的磁吸式微型防抖云台，包括外座体1、内座体2、弹性支架3和相机模组4。

如图1，外座体1具有容纳腔室，外座体1上设有导磁部件11和多个转动连接于外座体1的滚珠12，导磁部件11可采用金属材质制成，如钢。导磁部件11和滚珠12相邻设置，至少三个滚珠12设置在导磁部件11的周围。外座体1上开设有让位通孔16，导磁部件11和滚珠12均位于让位通孔16的侧边，相机模组4的镜头42穿设于让位通孔16。

结合图4、图6和图8所示，内座体2设于容纳腔室内，内座体2上设有定位磁石21和呈球面的限位面22，定位磁石21为磁铁，限位面22可以是一个，也可以是多个。定位磁石21和导磁部件11相对设置，滚珠12和限位面22也相对设置，定位磁石21吸引导磁部件11以使滚珠12抵接于限位面22，因此，外座体1和内座体2可通过滚珠12可转动地相连接。定位磁石21除了用于确保外座体1和内座体2通过滚珠12相连接，这种设计对防抖云台的制造误差较不敏感，制造误差对其防抖表现的影响较低。吸引吸引因此，该防抖云台无需极高的零件精度和组装精度，采用更为简单的结构即可实现防抖功能，极大地降低了制造成本和制造难度。

如图11，弹性支架3包括依次相连接的固定部件31、弹性组件32和活动部件33，固定部件31设于外座体1，弹性组件32具有弹性，活动部件33设于内座体2，相机模组4连接于活动部件33，其中，固定部件31、弹性组件32和活动部件33上可设置导电体，这使得活动部件33上的相机模组4能够通过上述导电体电连接于防抖云台之外的零件(如主控板)。

进一步的，限位面22的数量设有多个，多个限位面22位于同一球面，且多个限位面22分别位于参考平面的两侧，参考平面平行于相机模组4的图像传感器41，且球面的中心位于参考平面，多个滚珠12的位置和多个限位面22的位置一一对应，每个滚珠12抵接于一个限位面22。

如图2，多个滚珠12分别位于导磁部件11的两侧，以作为平衡。在某些可选的实施例中，外座体1上设有两组滚动组件，两组滚动组件分别位于导磁部件11的两侧，每组滚动组件的两个滚珠12分别位于参考平面的两侧。

弹性组件32包括依次相连接且均具有弹性的第一弹性部件321、第二弹性部件322和第三弹性部件323，第一弹性部件321连接于固定部件31，第三弹性部件323连接于活动部件33。第一弹性部件321允许活动部件33与固定部件31绕第一方向摆动，第二弹性部件322允许活动部件33与固定部件31绕第二方向摆动，第三弹性部件323允许活动部件33与固定部件31绕第三方向摆动；其中，第一方向、第二方向和第三方向两两相垂直。第一弹性部件321、第二弹性部件322和第三弹性部件323均为板状结构。当然，第一弹性部件321、第二弹性部件322和第三弹性部件323上也可设置导电体。

本实用新型的磁吸式微型防抖云台还包括云台外壳5，外座体1设于云台外壳5内，外座体1、保持架15、外座体1上的线圈座及线圈座上的线圈组成不动结构，内座体2、内座体2上的磁石及相机模组4组成可动结构。因此，弹性支架3的固定部件31与上述不动结构连接，弹性支架3的活动部件33与上述的可动结构连接，弹性支架3上设有导电体，用于实现可动结构和不动结构的电连接，进而实现信号传输，如将图像传感器41电连接于云台外部的主板。

其中，外座体1上的保持架15上设有一个或多个限位槽151，滚珠12设于限位槽151内且二者转动相连接，保持架15和外座体1优选为一体化结构。

如图10所示，内座体2上设有至少一个第一磁性组件，第一磁性组件包括两个沿垂直于相机模组4的图像传感器41方向布置的第一磁石23，外座体1上设有与第一磁石23相对设置的第一线圈13。

内座体2上设有至少一个第二磁性组件，第二磁性组件包括两个沿平行于相机模组4的图像传感器41方向布置的第二磁石24，外座体1上设有与第二磁石24相对设置的第二线圈14。第一磁性组件可设有两组，第一组第一磁性组件的两个第一磁石23的布置方向垂直于第二组第一磁性组件的两个第一磁石23的布置方向，以实现内座体2的三轴旋转运动。通过改变线圈的电流(包括第一线圈13和第二线圈14)，即可改变施加在可动结构中磁石的电磁力，使内座体2围绕旋转中心实现多轴运动，当内座体2的多轴旋转运动方向和外界对外座体1的多轴旋转方向相反但幅度接近时，便能够实现多轴防抖效果。

本实用新型的有益效果包括：

1.改进现有多轴微型云台的结构，结构简单，能支持多轴运动及防抖，只需要至少三个滚珠12，而且部件及组装误差对防抖表现及功耗影响较低。因此，所述结构在尺寸、可靠性及成本上都可以更有优势；

2.采用所述磁吸式微型防抖云台的防抖相机模组的功耗及体积较小；

3.采用所述磁吸式微型防抖云台的防抖相机模组在不同姿态差及地心吸力方防抖表现较一致，防抖表现更可靠。

综上所述，本实用新型的磁吸式微型防抖云台，包括外座体1、内座体2、弹性支架3和相机模组4；外座体1上设有导磁部件11和多个转动连接于外座体1的滚珠12，导磁部件11和滚珠12相邻设置；内座体2上设有定位磁石21和呈球面的限位面22，第一磁石23和导磁部件11相对设置，定位磁石21吸引导磁部件11以使滚珠12抵接于限位面22；弹性支架3包括依次相连接的固定部件31、弹性组件32和活动部件33，固定部件31设于外座体1，弹性组件32具有弹性，活动部件33设于内座体2，相机模组4连接于活动部件33；定位磁石21对导磁部件11的吸引不仅可以确保外座体1和内座体2通过滚珠12转动相连，而且这种设计对防抖云台的制造误差较不敏感，制造误差对其防抖表现的影响较低。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种磁吸式微型防抖云台，其特征在于，包括外座体、内座体、弹性支架和相机模组；

所述外座体上设有导磁部件和至少三个转动连接于所述外座体的滚珠，所述导磁部件和滚珠相邻设置；

所述内座体上设有定位磁石和呈球面的限位面，所述定位磁石和导磁部件相对设置，所述定位磁石吸引所述导磁部件以使所述滚珠抵接于所述限位面；

所述弹性支架包括依次相连接的固定部件、弹性组件和活动部件，所述固定部件设于所述外座体，所述弹性组件具有弹性，所述活动部件设于所述内座体，所述相机模组连接于所述活动部件。

2.根据权利要求1所述的磁吸式微型防抖云台，其特征在于，多个所述滚珠分别位于所述导磁部件的两侧。

3.根据权利要求1所述的磁吸式微型防抖云台，其特征在于，所述限位面的数量设有多个，多个所述限位面位于同一球面，且多个所述限位面分别位于参考平面的两侧，所述参考平面平行于所述相机模组的图像传感器，且所述球面的中心位于所述参考平面。

4.根据权利要求3所述的磁吸式微型防抖云台，其特征在于，所述外座体上设有两组滚动组件，两组所述滚动组件分别位于所述导磁部件的两侧，每组所述滚动组件的两个所述滚珠分别位于所述参考平面的两侧。

5.根据权利要求1所述的磁吸式微型防抖云台，其特征在于，所述弹性组件包括依次相连接且均具有弹性的第一弹性部件、第二弹性部件和第三弹性部件，所述第一弹性部件连接于所述固定部件，所述第三弹性部件连接于所述活动部件；

所述第一弹性部件允许所述活动部件与固定部件绕第一方向摆动，所述第二弹性部件允许所述活动部件与固定部件绕第二方向摆动，所述第三弹性部件允许所述活动部件与固定部件绕第三方向摆动；所述第一方向、第二方向和第三方向两两相垂直。

6.根据权利要求1所述的磁吸式微型防抖云台，其特征在于，所述内座体上设有至少一个第一磁性组件，所述第一磁性组件包括两个沿垂直于相机模组的图像传感器方向布置的第一磁石，所述外座体上设有与所述第一磁石相对设置的第一线圈。

7.根据权利要求1所述的磁吸式微型防抖云台，其特征在于，所述内座体上设有至少一个第二磁性组件，所述第二磁性组件包括两个沿平行于相机模组的图像传感器方向布置的第二磁石，所述外座体上设有与所述第二磁石相对设置的第二线圈。

8.根据权利要求1所述的磁吸式微型防抖云台，其特征在于，所述外座体上设有保持架，所述保持架上设有一个或多个限位槽，所述滚珠设于所述限位槽内且二者转动相连接。

9.根据权利要求8所述的磁吸式微型防抖云台，其特征在于，所述保持架和外座体为一体化结构。

10.根据权利要求1所述的磁吸式微型防抖云台，其特征在于，所述外座体上开设有让位通孔，所述导磁部件和滚珠均位于所述让位通孔的侧边，所述相机模组的镜头穿设于所述让位通孔。

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