CN220040849U - 基于sma组件的镜头驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于光学影像设备技术领域，具体涉及一种基于SMA组件的镜头驱动装置，包括外壳、底座、驱动组件、载体和框架，驱动组件包括若干SMA组件、变焦磁石和变焦线圈；SMA组件设置在底座上，其移动端抵接框架的外壁；变焦磁石设置在框架内壁上，变焦线圈设置在载体外侧，变焦磁石与变焦线圈相对设置；还包括：控制IC电路，设置在框架内，与框架内置电路连接；上簧片，分别连接载体和框架，通过框架内置电路与控制IC电路连接；下簧片，分别连接载体和框架，通过下簧片连接控制IC电路和变焦线圈；通电杆，设置在底座上，与上簧片连接，与底座内置电路连接。本实用新型通过合理的设计，实现了轻量化及小型化的镜头驱动装置的供电、通电控制和通讯。

Description

基于SMA组件的镜头驱动装置

技术领域

本实用新型属于光学影像设备技术领域，具体涉及一种镜头驱动装置。

背景技术

随着科技的发展，现今许多电子装置(例如智能型手机或数字相机)皆具有照相或录像的功能。这些电子装置的使用越来越普遍，并朝着便利和轻薄化的设计方向进行发展，以提供使用者更多的选择。

一些具有照相或录像功能的电子装置设有一镜头驱动装置，以驱动诸如镜头的光学组件移动，进而达到光学防手震(Optical ImageStabilization，OIS)和自动对焦(autofocus)的功能。光线可穿过光学组件在感光组件上成像。

目前常用的OIS驱动装置包括音圈马达(voice coil motor，VCM)式、形状记忆合金(shape memory alloys，SMA)式、压电式、步进马达式等。其中，SMA式OIS装置使用了SMA技术来驱动镜头实现光学防抖，具有驱动体积小、效率高、速度快、功耗低、声音小等诸多优点。

自动对焦通常采用变焦线圈与磁石的作用下，载体连同镜头进行Z轴方向运动。通常自动对焦所采用的装置独立于光学防抖所采用的装置，自动对焦所采用的装置通常也设置在远离底座的位置，而底座上一般会设置有供电接口/引脚以及与外部装置进行通讯的接口/引脚。因此，变焦线圈的通电及控制对于轻量化及小型化电子产品而言是需要注重的设计之一。

实用新型内容

本实用新型针对上述技术问题，目的在于提供一种基于SMA组件的镜头驱动装置。

为了解决上述问题，根据本实用新型的一个方面，提供了一种基于SMA组件的镜头驱动装置，包括外壳、底座、驱动组件、载体和框架，所述外壳和底座之间具有中空腔体，所述载体设置在所述框架内，所述框架和所述驱动组件均设置在所述中空腔体内，所述驱动组件包括若干SMA组件、变焦磁石和变焦线圈；

所述SMA组件设置在所述底座上，所述SMA组件的移动端抵接所述框架的外壁，所述SMA组件配置为在通电后经移动端推动所述框架沿预设方向运动；

所述变焦磁石设置在所述框架内壁上，所述变焦线圈设置在所述载体外侧，所述变焦磁石与所述变焦线圈相对设置；

还包括：

控制IC电路，设置在所述框架内，与框架内置电路连接；

上簧片，位于所述载体和所述框架的顶端，分别连接所述载体和所述框架，通过所述框架内置电路与所述控制IC电路连接；

下簧片，位于所述载体和所述框架的底端，分别连接所述载体和所述框架，通过所述下簧片连接所述控制IC电路和所述变焦线圈；

通电杆，设置在所述底座上，穿过所述框架且与所述上簧片连接，所述通电杆与底座内置电路连接。

本实用新型通过设置在底座四周的SMA组件推动框架在中空腔体内进行X轴、Y轴运动，通过变焦线圈和变焦磁石的配合作用，载体相对于框架进行Z轴方向运动，由于镜头安装于载体内，从而实现了镜头的三轴移动操作。由于上簧片和下簧片的结构设计，在上簧片和下簧片的弹性作用下，载体相对于框架进行Z轴方向运动时，上簧片和下簧片可以起到辅助复位的效果。

本实用新型的变焦线圈设置在载体外侧，其与底座之间由于存在框架，因此无法实现直接的通电或控制，因此本实用新型通过将用于控制变焦线圈的通电状况的控制IC电路通过框架内置电路、上簧片、通电杆后与底座内置电路连接，将底座上引脚的电流经底座内置电路供应给控制IC电路，实现控制IC电路的供电或通讯，控制IC电路还通过下簧片实现与变焦线圈连接，实现对变焦线圈的通电状况控制。

可选的，所述变焦磁石为两个，两个所述变焦磁石分别设置在所述框架的两对侧内壁上；

所述变焦线圈为两个，两个所述变焦线圈分别设置在所述载体的两对侧外壁上。

可选的，所述下簧片包括两片下簧支片，每片所述下簧支片分别连接所述载体和所述框架，每片所述下簧支片与所述控制IC电路连接，每片所述下簧支片与对应的一个所述变焦线圈连接。

可选的，所述上簧片包括四片上簧支片，每片所述上簧支片分别连接所述载体和所述框架，每片所述上簧支片分别通过所述框架内置电路与所述控制IC电路连接。

可选的，所述通电杆为四根，四根所述通电杆设置在所述底座四周，每根所述通电杆穿过所述框架与对应的一片所述上簧支片连接。

可选的，还包括：

Z轴感应电容，设置在所述框架内壁上，连接所述控制IC电路；

Z轴感应磁石，设置在所述载体外侧，与所述Z轴感应电容相对设置。

可选的，还包括：

四个支撑块，分别设置在所述底座内部底端四周，所述支撑块的上方为所述框架，所述支撑块支撑所述框架；

所述支撑块为防摩擦材料制成或至少顶端为防摩擦材料层。

可选的，所述底座四周分别设置有凹槽并通过所述凹槽安装所述SMA组件。

可选的，还包括：

两个位置传感器，分别设置在所述底座内底端；

X轴感应磁石，设置在所述框架底端，与其中一个所述位置传感器相对设置；

Y轴感应磁石，设置在所述框架底端，与其中另一个所述位置传感器相对设置，所述Y轴感应磁石和所述X轴感应磁石分别位于所述框架的相邻两侧底端。

可选的，所述SMA组件包括：

固定板，固定在底座上；

弹片，位于所述固定板的内侧，一端外侧与所述固定板连接，另一端为自由端，所述自由端作为所述移动端抵接所述框架的外壁；

至少一条记忆合金丝，两端分别与所述弹片的两端内侧连接，所述记忆合金丝与所述底座内置电路连接。

可选的，所述弹片的中部设置有弯折部；

所述固定板上设置有避让槽，所述避让槽位于所述弯折部外侧。

有益效果：本实用新型通过控制IC电路、上簧片和预压簧片的合理的设计，实现了轻量化及小型化的镜头驱动装置的供电、通电控制和通讯。

附图说明

图1为本实用新型的一种爆炸示意图；

图2为图1的进一步爆炸图；

图3为本实用新型框架和载体的连接示意图；

图4为图3的爆炸图；

图5为本实用新型SMA组件的一种结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本实用新型范围的限制，而只是为了说明本实用新型技术方案的实质精神。

在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况下来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。

在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。

在以下描述中，为了清楚展示本实用新型的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。

参照图1至图5，本实用新型提供一种基于SMA组件的镜头驱动装置，包括外壳1、底座2、驱动组件、载体4和框架5，驱动组件包括若干SMA组件31、变焦磁石32和变焦线圈33。外壳1和底座2之间具有中空腔体，外壳1和底座2优选通过扣合连接形成中空腔体。载体4设置在框架5内，框架5和驱动组件均设置在中空腔体内，镜头驱动装置的中部沿轴向设置有轴向连通的镜头通孔，以容纳镜头。

SMA组件31设置在底座2上，SMA组件31的移动端抵接框架5的外壁，SMA组件31配置为在通电后经移动端推动框架5沿X轴、Y轴方向运动，进而带动框架5内的载体4沿X轴、Y轴方向运动。

变焦磁石32设置在框架5内壁上，变焦线圈33设置在载体4外侧，变焦磁石32与变焦线圈33相对设置，变焦线圈33与变焦磁石32的配合作用下，载体4相对于框架5进行Z轴方向运动，由于镜头安装于载体4内，从而实现了镜头的三轴移动操作。

变焦线圈33需要通电后才能实现与变焦磁石32的配合实现Z轴方向运动，本实用新型的变焦线圈33设置在载体4外侧，其与底座2之间由于存在框架5，无法实现直接的通电或控制，因此本实用新型还包括控制IC电路6、上簧片71、下簧片72和通电杆73。

控制IC电路6设置在框架5内，控制IC电路6与框架内置电路连接，控制IC电路6用于控制变焦线圈33的通电状况，可采用现有技术中用于控制线圈通电的集成电路即可。框架内置电路作为电连接和信号连接桥梁，为控制IC电路6与框架5外的其他装置进行电连接和信号连接。

上簧片71位于载体4和框架5的顶端，上簧片71分别连接载体4和框架5，上簧片71通过框架内置电路与控制IC电路6连接。

下簧片72位于载体4和框架5的底端，分别连接载体4和框架5，控制IC电路6通过下簧片72与变焦线圈33连接，实现对变焦线圈33的通电状况控制。

通电杆73设置在底座2上，通电杆73穿过框架5且与上簧片71连接，通电杆73与底座内置电路连接。致使控制IC电路6依次通过框架内置电路、上簧片71、通电杆73后与底座内置电路连接，将底座2上引脚的电流经底座内置电路供应给控制IC电路6，实现控制IC电路6的供电或通讯。另外，通过通电杆73与上簧片71的配合，可将框架5支撑起来。

同时，由于上簧片71和下簧片72的结构设计，在上簧片71和下簧片72的弹性作用下，载体4相对于框架5进行Z轴方向运动时，上簧片71和下簧片72可以起到辅助复位的效果。

在一实施例中，参照图1至图4，变焦磁石32为两个，两个变焦磁石32分别设置在框架5的两对侧内壁上。变焦线圈33为两个，两个变焦线圈33分别设置在载体4的两对侧外壁上。

在一实施例中，参照图2和图4，下簧片72包括两片下簧支片721，每片下簧支片721分别连接载体4和框架5，每片下簧支片721与控制IC电路连接，每片下簧支片721与对应的一个变焦线圈33连接。以实现控制IC电路6分别经两个独立的下簧支片72与对应的两个变焦线圈33连接。

在一实施例中，下簧支片721可以采用现有技术中能实现分别连接框架5和载体4且能实现辅助复位的簧片即可。在另一实施例中，参照图2和图4，下簧支片721包括一体制成的弧形段、两个弯折的下弦丝、若干下固定片，弧形段上分布有两片固定片，弧形段的两端分别连接一个下弦丝的一端，下弦丝的另一端连接一片固定片。在弧形段的其中一段还一体连接有用于与变焦线圈33连接的下连接部。若干下固定片用于分别与载体4底端、框架5底端连接。

在一实施例中，上簧片71包括四片上簧支片711，每片上簧支片711分别连接载体4和框架5，每片上簧支片711分别通过框架内置电路与控制IC电路6连接。

在一实施例中，上簧支片711可以采用现有技术中能实现分别连接框架5和载体4且能实现辅助复位的簧片即可。参照图1和图2，上簧支片711包括一体制成的一个弯折的下弦丝、两片上固定片，下弦丝的两端分别连接一片上固定片。在其中一个上固定片还一体连接有用于与通电杆73连接的上连接部。连接有上连接部的上固定片用于与框架5连接，另一个固定片用于与载体连接。

在一实施例中，通电杆73为四根，四根通电杆73设置在底座2四周，每根通电杆73穿过框架5与对应的一片上簧支片711连接。

在一实施例中，框架5的四周设置有避让切口，通电杆73穿过避让切口。以使得通电杆73与框架5侧壁之间具有一定的距离，在框架5进行X轴运动或Y轴运动时，不会影响到通电杆73。

在一实施例中，参照图4，基于SMA组件的镜头驱动装置还包括Z轴感应电容8和Z轴感应磁石(图未示)。Z轴感应电容8设置在框架5内壁上，Z轴感应电容8连接控制IC电路6。Z轴感应磁石设置在载体4外侧，Z轴感应磁石与Z轴感应电容8相对设置。

通过Z轴感应磁石与Z轴感应电容8的配合来实现载体的Z轴方向位置监测。

在一实施例中，Z轴感应电容8设置在控制IC电路6侧边。在另一实施例中，在框架5内壁上挖设有容纳腔，Z轴感应电容8和控制IC电路6设置在容纳腔内。

在一实施例中，基于SMA组件的镜头驱动装置还包括四个支撑块(图未示)，四个支撑块分别设置在底座2内部底端四周，支撑块的上方为框架5，支撑块支撑框架5。

其中，支撑块可以为采用防摩擦材料制成的防摩擦支撑块。

也可也在支撑块的至少顶端设置为防摩擦材料层。

通过支撑块的设置，可以将框架5完全支撑起来，避免框架5在进行X轴、Y轴运动时对底座2内部端壁造成摩擦。

在一实施例中，底座2四周分别设置有凹槽并通过凹槽安装SMA组件31。致使本实施例中的SMA组件31为四个，四个SMA组件分别设置在底座2四周。在另一实施例中，位于对侧的两个SMA组件用于控制框架5沿X轴方向运动，位于另外对侧的两个SMA组件用于控制框架5沿Y轴方向运动。

在一实施例中，基于SMA组件的镜头驱动装置还包括两个位置传感器(图未示)、X轴感应磁石(图未示)和Y轴感应磁石(图未示)。两个位置传感器分别设置在底座2内底端。X轴感应磁石设置在框架5底端，X轴感应磁石与其中一个位置传感器相对设置。Y轴感应磁石设置在框架5底端，Y轴感应磁石与其中另一个位置传感器相对设置，Y轴感应磁石和X轴感应磁石分别位于框架5的相邻两侧底端。

两个位置传感器分别与设置在框架5底端的X轴感应磁石、Y轴感应磁石配合，用于对框架5的X轴方向位置、Y轴方向位置进行位置监测。

在一实施例中，参照图5，SMA组件31包括固定板311、弹片312和至少一条记忆合金丝313。固定板311固定在底座2上，例如当底座2上设置有凹槽时，固定板311固定在凹槽内。弹片312位于固定板311的内侧，弹片312的一端外侧与固定板311连接，弹片312的另一端为自由端，即弹片312的另一端不与固定板311连接，自由端作为移动端抵接框架5的外壁。记忆合金丝313的两端分别与弹片312的两端内侧连接，记忆合金丝313与底座内置电路连接，以通过底座内置电路与底座上的接口/引脚连接。

可选地，任意一组SMA组件只包括一块弹片312，且这一块弹片312一体成型并具有大致相等的宽度，也就是说，弹片312为一块整体弹片并通过弹片整体的弯曲来驱动框架运动。与只利用弹片的其中一部分来进行弯曲变形来驱动框架运动的方案相比，本方案具有更大的驱动力以及更高的强度，并且在弹片频繁往复运动中不容易损坏，具有更长的使用寿命。

本实施例的SMA组件31使用时，对记忆合金丝313通过底座内置电路进行通电，记忆合金丝313产生变形，当记忆合金丝313收缩时，记忆合金丝313拉动弹片312的自由端向框架5方向移动，其移动时对框架5造成推动，以实现框架5的运动；当记忆合金丝313恢复原状时，弹片312恢复原状。

在一实施例中，记忆合金丝313的长度方向与弹片312的长度方向一致。

在一实施例中，可根据弹片312的规格，例如高度或厚度等场景，设置一条或多条记忆合金丝313，以用于在记忆合金丝313通电变形时，能拉动弹片312的自由端向框架5方向移动。

参照图5，记忆合金丝313为两条，两条记忆合金丝313以垂直于长度方向即上下方向并排设置。

在一实施例中，参照图5，弹片312的中部设置有弯折部312a，该弯折部312a为向外侧弯折的弯折部312a。固定板311上设置有避让槽311a，避让槽311a位于弯折部312a外侧。

本实施例弯折部312a的设计，其可以在记忆合金丝313拉动弹片312两端时令弹片312可以容易发生弯曲变形，从而较好的对框架5进行推动，相应的，避让槽311a的设计，用于对弯折部312a进行避让，同时避让槽311a可以给弹片312的弯曲腾出一定的空间，不会对弹片312的弯曲动作造成阻碍。

以上已详细描述了本实用新型的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本实用新型的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种基于SMA组件的镜头驱动装置，包括外壳、底座、驱动组件、载体和框架，所述外壳和底座之间具有中空腔体，所述载体设置在所述框架内，所述框架和所述驱动组件均设置在所述中空腔体内，所述驱动组件包括若干SMA组件、变焦磁石和变焦线圈；

其特征在于，所述SMA组件设置在所述底座上，所述SMA组件的移动端抵接所述框架的外壁，所述SMA组件配置为在通电后经移动端推动所述框架沿预设方向运动；

所述变焦磁石设置在所述框架内壁上，所述变焦线圈设置在所述载体外侧，所述变焦磁石与所述变焦线圈相对设置；

还包括：

控制IC电路，设置在所述框架内，与框架内置电路连接；

上簧片，位于所述载体和所述框架的顶端，分别连接所述载体和所述框架，通过所述框架内置电路与所述控制IC电路连接；

下簧片，位于所述载体和所述框架的底端，分别连接所述载体和所述框架，通过所述下簧片连接所述控制IC电路和所述变焦线圈；

通电杆，设置在所述底座上，穿过所述框架且与所述上簧片连接，所述通电杆与底座内置电路连接。

2.如权利要求1所述的基于SMA组件的镜头驱动装置，其特征在于，所述变焦磁石为两个，两个所述变焦磁石分别设置在所述框架的两对侧内壁上；

所述变焦线圈为两个，两个所述变焦线圈分别设置在所述载体的两对侧外壁上；

所述下簧片包括两片下簧支片，每片所述下簧支片分别连接所述载体和所述框架，每片所述下簧支片与所述控制IC电路连接，每片所述下簧支片与对应的一个所述变焦线圈连接。

3.如权利要求2所述的基于SMA组件的镜头驱动装置，其特征在于，所述上簧片包括四片上簧支片，每片所述上簧支片分别连接所述载体和所述框架，每片所述上簧支片分别通过所述框架内置电路与所述控制IC电路连接。

4.如权利要求3所述的基于SMA组件的镜头驱动装置，其特征在于，所述通电杆为四根，四根所述通电杆设置在所述底座四周，每根所述通电杆穿过所述框架与对应的一片所述上簧支片连接。

5.如权利要求1所述的基于SMA组件的镜头驱动装置，其特征在于，还包括：

Z轴感应电容，设置在所述框架内壁上，连接所述控制IC电路；

Z轴感应磁石，设置在所述载体外侧，与所述Z轴感应电容相对设置。

6.如权利要求1所述的基于SMA组件的镜头驱动装置，其特征在于，还包括：

四个支撑块，分别设置在所述底座内部底端四周，所述支撑块的上方为所述框架，所述支撑块支撑所述框架；

所述支撑块为防摩擦材料制成或至少顶端为防摩擦材料层。

7.如权利要求1所述的基于SMA组件的镜头驱动装置，其特征在于，所述底座四周分别设置有凹槽并通过所述凹槽安装所述SMA组件。

8.如权利要求1所述的基于SMA组件的镜头驱动装置，其特征在于，还包括：

两个位置传感器，分别设置在所述底座内底端；

X轴感应磁石，设置在所述框架底端，与其中一个所述位置传感器相对设置；

Y轴感应磁石，设置在所述框架底端，与其中另一个所述位置传感器相对设置，所述Y轴感应磁石和所述X轴感应磁石分别位于所述框架的相邻两侧底端。

9.如权利要求1至8中任意一项所述的基于SMA组件的镜头驱动装置，其特征在于，所述SMA组件包括：

固定板，固定在底座上；

弹片，位于所述固定板的内侧，一端外侧与所述固定板连接，另一端为自由端，所述自由端作为所述移动端抵接所述框架的外壁；

至少一条记忆合金丝，两端分别与所述弹片的两端内侧连接，所述记忆合金丝与所述底座内置电路连接。

10.如权利要求9所述的基于SMA组件的镜头驱动装置，其特征在于，所述弹片的中部设置有弯折部；

所述固定板上设置有避让槽，所述避让槽位于所述弯折部外侧。