CN218956888U - 一种变焦透镜驱动装置、摄像装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种变焦透镜驱动装置、摄像装置及电子设备，变焦透镜驱动装置包括外壳、底座、透镜组件和变焦驱动单元，所述透镜组件由光轴同轴设置的与所述外壳固定连接的第一透镜，与所述底座固定连接的第三透镜，以及位于所述第一透镜和所述第三透镜之间的第二透镜组成；所述第二透镜由所述变焦驱动单元驱动，第二透镜与底座通过滑动导引机构连接，不采用簧片连接。本实用新型变焦透镜驱动装置通过将透镜组件分为上下均为固定透镜，中间为移动透镜的方式，并设置滑动导引机构，引导移动透镜沿Z轴移动实现变焦，不再采用簧片连接移动透镜，避免了簧片阻力引起的功耗损失。
Description
技术领域
本实用新型涉及摄像装置领域，尤其是一种变焦透镜驱动装置。
背景技术
伴随着近年来的科技发展，各类移动设备如笔记本电脑、平板电脑、手机或智能手表等可穿戴设备逐渐朝着轻薄、小型化发展。而在这些设备中，很多都需要用到微型摄像头，为了使设备本身更加轻薄，对微型摄像头也提出了更高的要求，而近年来，具有变焦功能的电子设备由于应用范围较大而广受追捧。具有变焦功能的电子设备，在不改变拍摄距离的情况下，可以通过变动内部的变焦光学系统的焦距来改变拍摄范围，以获取不同范围内景物较清晰的图像。
目前，大多数手机搭载的镜头其视角较小，容纳场景的能力有限，在面对广阔风景、宽阔建筑、陈设品、会议等大场景时，常常不能将人眼在同一视点看到的景物完全拍摄到。为了实现摄像机的小型化并且在全焦段下很好地校正各类像差，通常会使用多个透镜组进行组合移动来实现光学变倍。现有的变焦光学系统的移动机构结构复杂、尺寸较大，难以满足电子设备小型化设计对大场景的拍摄需求。
实用新型内容
发明人发现：现有的VCM马达由于需要克服上下弹簧的阻力，功耗较高。
本实用新型的目的是提供一种结构新颖独特，使用方便，并且能够降低驱动功耗的变焦透镜驱动装置；具体技术方案为：
一种变焦透镜驱动装置，包括外壳、底座、透镜组件和变焦驱动单元，所述透镜组件由光轴同轴设置的与所述外壳固定连接的第一透镜，与所述底座固定连接的第三透镜，以及位于所述第一透镜和所述第三透镜之间的第二透镜组成；所述第二透镜由所述变焦驱动单元驱动，第二透镜与底座通过滑动导引机构连接，不采用簧片连接。
进一步，所述变焦驱动单元包括驱动线圈、驱动磁石、反馈磁石以及霍尔元件；构成驱动所述第二透镜沿所述光轴运动的闭环驱动系统。
进一步，所述滑动导引机构由导柱和导槽组成，所述导柱和所述导槽分别设置在所述底座和固定所述第二透镜的透镜载体上。
进一步，所述滑动导引机构还设置有磁吸机构，在所述导柱与所述透镜载体之间产生预紧力。
进一步，所述导柱采用吸磁体，所述透镜载体设置有吸引所述导柱的磁铁。
进一步，所述导柱为两根，与所述导柱配合的导槽中仅有一个导槽采用V型结构。
进一步，所述透镜载体的顶端面设置有若干避免所述第一透镜与所述第二透镜碰撞的限位块。
本实用新型还公开了一种摄像装置，摄像装置采用上述变焦透镜驱动装置。
本实用新型还公开了一种电子设备，电子设备采用上述摄像装置。
本实用新型变焦透镜驱动装置通过将透镜组件分为上下均为固定透镜，中间为移动透镜的方式，并设置滑动导引机构，引导移动透镜沿Z轴移动实现变焦，不再采用簧片连接移动透镜，避免了簧片阻力引起的功耗损失。
附图说明
图1为本实用新型变焦透镜驱动装置结构示意图；
图2为本实用新型变焦透镜驱动装置去除外壳后结构示意图；
图3为本实用新型变焦透镜驱动装置分解结构示意图；
图4为本实用新型变焦透镜驱动装置变焦单元结构示意图1；
图5为本实用新型变焦透镜驱动装置变焦单元结构示意图2；
图6为本实用新型变焦透镜驱动装置变焦单元结构示意图3；
图7为本实用新型变焦透镜驱动装置变焦单元结构示意图4。
图中：1、外壳； 2、第一透镜；3、第一透镜支架；4、第二透镜；51、导柱；52、磁铁；61、驱动线圈；62、驱动磁石；7、PCB板；71、霍尔器件；72、反馈磁石；8、透镜载体；9、第三透镜；10、底座；101、嵌埋导电件。
具体实施方式
下面利用实施例对本实用新型进行更全面的说明。本实用新型可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。
为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。
如图1至图3所示，本实施例中的变焦透镜驱动装置，包括外壳1、底座10、透镜组件和变焦驱动单元。所述透镜组件分为三部分；当然，三部分需要光轴同轴设置；每个部分的透镜根据需要可以选用单片镜片，也可以选用多片镜片组合形成镜片组。其中，外侧的第一透镜2与所述外壳1固定连接；最内侧的第三透镜9与所述底座10固定连接；在所述第一透镜2和所述第三透镜9之间设置有第二透镜4；仅为中间的所述第二透镜4配备变焦驱动单元驱动，不仅有利于降低变焦驱动单元的功耗，还可以取得更大的变焦范围。其中，第二透镜与底座通过滑动导引机构连接，不采用簧片连接；这样，变焦驱动单元在驱动第二透镜4沿光轴（Z轴）方向移动时，不再需要克服因簧片变形而产生的阻力；进一步降低变焦驱动单元的功耗。第二透镜4应采用较少的镜片组成，甚至可以仅用一片镜片。
如图4所示，第一透镜2通过第一透镜支架3固定在外壳1 上，第一透镜支架3采用注塑件，方便制作与第一透镜2适配的固定接口；而且增加第一透镜支架3也有利于提高第一透镜支撑结构的刚度。
所述变焦驱动单元采用常规的由驱动线圈61和驱动磁石62配合的系统；还可以增加反馈磁石72以及霍尔器件71；通过霍尔器件71检测反馈磁石72在Z 轴的位移，构成驱动所述第二透镜4沿所述光轴运动的闭环驱动系统，获得更高的控制精度。
其中，驱动磁石与第二透镜4的载体固定连接；驱动线圈61与底座10固定连接；不需要连线的驱动磁石与活动部件固定连接，而需要连线的驱动线圈61的位置相对固定，引线布置更方便。如果相反，则需要设置弹性的导线，结构相对复杂。
霍尔器件71焊接在PCB板7上，PCB板7设置有引脚，方便通过电连接件将霍尔器件71的信号引出，以及引入驱动线圈的控制电流。其中，霍尔器件71对应设置的反馈磁石和驱动线圈对应设置的驱动磁石尽可能分设在透镜载体8相对的侧壁上，使透镜载体8的质量分布尽可能均匀。
由于驱动线圈61与PCB板7距离较远，可以采用在底座10嵌入嵌埋导电件101的方式连接驱动线圈61和PCB板7；利用嵌埋导电件101可以仅在变焦透镜驱动装置一侧设置引脚，更方便电子设备的布线；相对于FPC的方式连接，节省安装空间，更利用小型化。
每根嵌埋导电件101一端与PCB板7焊接连接；另一端与驱动线圈61的一根引线焊接连接。
透镜载体8的上端面还应设置凸起的限位块，限制第二透镜4的运动范围，避免第二透镜4的顶端与第一透镜2的底端发生碰撞。
滑动导引机构可以采用滑块和滑轨配合的方式；在底座10的侧壁设置滑轨；将透镜载体8通过与滑轨配合的滑块固定连接实现。
如图5至图7所示，还可以采用导柱51和导槽配合，构成滑动导引机构。导柱51可以通过粘接方式固定在底座10上，也可以通过卡接的方式固定在底座10上。底座10的侧壁内侧设置定位槽，定位槽可以是V型，也可以是与导柱的柱面适配的弧形；设置定位槽方便安装时对导柱快速定位。
导槽设置在透镜载体8的侧壁，导槽最好采用V型槽，X轴和Y轴两个方向均进行定位。为了降低加工难度，可以将一个导槽设置为V型槽，另一个导槽设置为平底槽，仅限制X轴方向的运动。
导柱51以及导槽与导柱的接触面最好设置聚四氟乙烯涂层，降低导柱51和导槽之间的摩擦力。
为了提供透镜在XY平面的抗干扰能力，还设置了磁吸机构，通过磁吸机构提供引力，使透镜载体8与导柱51紧密接触。磁吸机构由磁体和吸磁体组成；例如：导柱51用吸磁材料，如钢、铁制成，磁铁52固定设置在透镜载体8上靠近导柱51的位置，磁铁尽量不与导柱直接接触，以免产生的过大的Z轴向阻力。也可以用磁钢制成导柱51，在透镜载体8嵌入钢片，利用磁钢与钢片的吸引力作为预紧力。
本实施例中的变焦透镜驱动装置，可以用于微型摄像装置，安装在电子设备上；现对于现有产品可以获得更低的功耗。
上述示例只是用于说明本实用新型，除此之外，还有多种不同的实施方式，而这些实施方式都是本领域技术人员在领悟本实用新型思想后能够想到的，故，在此不再一一列举。
Claims (9)
1.一种变焦透镜驱动装置，包括外壳、底座、透镜组件和变焦驱动单元，所述透镜组件由光轴同轴设置的与所述外壳固定连接的第一透镜，与所述底座固定连接的第三透镜，以及位于所述第一透镜和所述第三透镜之间的第二透镜组成；其特征在于，所述第二透镜由所述变焦驱动单元驱动，第二透镜与底座通过滑动导引机构连接，不采用簧片连接。
2.如权利要求1所述的变焦透镜驱动装置，其特征在于，所述变焦驱动单元包括驱动线圈、驱动磁石、反馈磁石以及霍尔元件；构成驱动所述第二透镜沿所述光轴运动的闭环驱动系统。
3.如权利要求1所述的变焦透镜驱动装置，其特征在于，所述滑动导引机构由导柱和导槽组成，所述导柱和所述导槽分别设置在所述底座和固定所述第二透镜的透镜载体上。
4.如权利要求3所述的变焦透镜驱动装置，其特征在于，所述滑动导引机构还设置有磁吸机构，在所述导柱与所述透镜载体之间产生预紧力。
5.如权利要求4所述的变焦透镜驱动装置，其特征在于，所述导柱采用吸磁体，所述透镜载体设置有吸引所述导柱的磁铁。
6.如权利要求3所述的变焦透镜驱动装置，其特征在于，所述导柱为两根，与所述导柱配合的导槽中仅有一个导槽采用V型结构。
7.如权利要求3所述的变焦透镜驱动装置，其特征在于，所述透镜载体的顶端面设置有若干避免所述第一透镜与所述第二透镜碰撞的限位块。
8.一种摄像装置，其特征在于，采用如权利要求1至7任一项所述的变焦透镜驱动装置。
9.一种电子设备，其特征在于，采用如权利要求8所述的摄像装置。
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