CN101441305B - 镜片驱动单元及镜头模组 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种镜头模组，其包括镜筒、镜片、承载座、与所述承载座相对设置的固定座、若干根形状记忆合金线和若干个弹性元件，所述镜片固定在所述承载座中，所述固定座与所述承载座相对设置且固定在镜筒中，所述每一根形状记忆合金线的一端固定在所述承载座上并与一个电阻热耦合，另一端固定在所述固定座上，所述电阻与外部电源装置相连，所述每个弹性元件的一端与所述承载座相连，另一端与所述固定座相连。该镜片驱动单元具有体积小、结构简单的特点。本发明还涉及一种镜片驱动单元。
Description
技术领域
本发明涉及一种镜片驱动单元，尤其是涉及一种体积小、结构简单的镜镜片驱动单元及镜头模组。
背景技术
随着摄像技术的发展，镜头模组在各种用途的摄像装置中得到广泛的应用，镜头模组与各种便携式电子装置如手机、摄像机、电脑等的结合，更是得到消费者的青睐。
为拍摄不同放大倍数的图像，镜头模组通常要求具有变焦功能(请参见Zoom Lens Systems with Aspherical Plastic Lens，Consumer Electronics，IEEETransactions on Volume CE-33，Issue 3，Aug.1987 Page(s)：256-266)。欲实现变焦功能需要驱动镜头模组中镜片移动以使镜片之间的距离发生改变从而使镜片组合的焦距发生变化。
驱动镜片发生位移一般是通过驱动马达驱动齿轮组机构以实现镜片的运动。但是采用马达、齿轮使得镜片驱动机构较复杂且制作难度高，从而使得镜头模组体积较大且结构复杂。
发明内容
有鉴于此，提供一种体积小、结构简单的镜片驱动单元及镜头模组实为必要。
一种镜头模组，其包括镜筒、镜片、容纳在镜筒中的承载座、固定座、若干根形状记忆合金线和若干个弹性元件，所述承载座活动地设置在所述镜筒中，所述镜片固定在所述承载座中，所述固定座与所述承载座相对设置且固定在镜筒中，所述若干根形状记忆合金线与所述若干个弹性元件分布在同一圆周上且相互均匀间隔分布，所述每一根形状记忆合金线的一端固定在所述承载座上并与一个电阻热耦合，另一端固定在所述固定座上，所述电阻与外部电源装置相连，所述每个弹性元件的一端与所述承载座相连，另一端与所述固定座相连。
一种镜片驱动单元，包括承载座、与所述承载座相对设置的固定座、若干根形状记忆合金线和若干个弹性元件，所述若干根形状记忆合金线与所述若干个弹性元件分布在同一圆周上且相互均匀间隔分布，所述每一根形状记忆合金线的一端固定在所述承载座上并与一个电阻热耦合，另一端固定在所述固定座上，所述电阻与外部电源装置相连，所述每个弹性元件的一端与所述承载座相连，另一端与所述固定座相连。
与现有技术相比，所述镜片驱动单元通过形状记忆合金线在温度变化时形状改变的性能并结合弹性元件，对承载座施加一定的作用力，从而使得承载座发生位移驱动固定其上的镜片发生位移，使得镜片驱动单元的体积较小、结构简单，采用所述镜片驱动单元的镜头模组体积较小。
附图说明
图1是本发明第一实施例镜头模组的示意图，该镜头模组包括镜片驱动单元。
图2是图1中镜片驱动单元的示意图，该驱动单元包括承载座和固定座。
图3是图2中承载座的平面示意图。
图4是图2中固定座的平面示意图。
图5是本发明第二实施例镜片驱动单元的示意图。
图6是本发明第三实施例镜片驱动单元的示意图。
图7是本发明第四实施例镜片驱动单元的示意图。
具体实施方式
如图1所示，其为本发明第一实施例提供的一种镜头模组100。该镜头模组100包括镜片驱动单元10、镜筒110、第一镜片120、固持件130、镜座140和影像感测器150。
驱动单元10、第一镜片120、固持件130均容纳在镜筒110内，影像感测器150固定在镜座140内。被拍摄物体通过第一镜片120，成像在影像感测器150上。
镜筒110具有外螺纹，镜座140具有与外螺纹相配合的内螺纹，镜筒110通过内、外螺纹的配合在镜座140内上下运动。
固持件130为圆环形状，径向凹陷形成有凹槽132。第一镜片120通过点胶方式胶合镶嵌在凹槽132中，固持件130通过点胶方式胶合固定在镜筒110内壁上。
请一同参阅图2至图4，该镜头驱动单元10包括第二镜片11、承载座12、弹簧13、与承载座12相对的固定座14、电阻15和形状记忆合金线16(shape memory alloys wire，以下简称SMA线)。
承载座12为圆环形状，其外径小于镜筒110的内径以使其活动地设置在镜筒110内。承载座12径向凹陷形成有凹槽121，第二镜片11通过点胶方式胶合镶嵌在凹槽121中。承载座12面向固定座14的下表面上等间距设置有三个用来容纳电阻15的第一容置孔122和三个用来容纳弹簧13的第三容置孔124，第三容置孔124与第一容置孔122间隔分布。
固定座14为圆环形状，其通过点胶方式胶合固定在镜筒110内壁上。固定座14面向承载座12的上表面上对应第一容置孔122、第三容置孔124分别设置有第二容置孔142、第四容置孔144。
承载座12与固定座14之间具有供弹簧23伸缩的空间，承载座12与固定座14之间的距离优选为0.1毫米(mm)。
电阻15为中空结构，其容纳在第一容置孔122中且与外部电源(图未示)相连。SMA线16的一端穿过电阻15固定在承载座12上，另一端伸入第二容置孔142固定在固定座14上。初始状态(室温)时，弹簧13和SMA线16均为拉长状态，此时，第一镜片120与第二镜片11之组合具有第一焦距。
弹簧13的一端伸入第三容置孔124通过点胶方式胶合粘结在承载座12上，另一端伸入第四容置孔144通过点胶方式胶合粘结在固定座14上。
SMA线16的材料可选自Ti-Ni合金，铜基形状记忆体合金(如Cu-Zn-Al合金、Cu-Zn-Ca合金、Cu-Al-Ni合金、Cu-Al-Be合金、Cu-Al-Be合金、Cu-Al-Mu合金、Cu-Zn-Si合金、Cu-Al-Te合金等)，或铁基形状记忆体合金(如Fe-Pt合金、Fe-Pd合金、Fe-Cr-Ni合金、Fe-Ni-C合金、Fe-Mn合金、Fe-33Ni-10Co-4Ti合金、Fe-32Mn-6Si合金、Fe-28Mn-6Si-5Cr合金、Fe-Cr-Ni-Co-Mn-Si合金、Fe-Cr-Ni-Mn-Si合金)等，直径优选为0.1毫米至0.5毫米。
在将SMA线16固定之前，首先对SMA线16进行训练使其进行一定的塑性变形(室温下被拉长)，这样当对SMA线16加热到一定温度时，SMA线16会恢复到原来形状(母相)，即自然长度；当温度降低至室温时，SMA线16会恢复到室温时的形状，即拉长状态，与SMA线16相连的物体便会受到力的作用。
当需要驱动第二镜片11时，外部电源对电阻15通电，通电的电阻15产生热量，电阻15产生的热量会使SMA线16的温度升高，当温度达到SMA线16的形变温度时，SMA线16恢复到自然长度，便会拉动承载座12带动第二镜片11向靠近固定座14的方向移动，弹簧13被压缩，在承载座12受到的弹簧13的弹力与SMA线16的拉力平衡的情况下，承载座12保持不动，此时，第一镜片120与第二镜片11之组合具有第二焦距。
外部电源停止对电阻15通电，SMA线16的温度降低，SMA线16恢复到拉长状态，弹簧13伸开为自然状态，承载座12在弹力的作用下远离固定座14，从而使得第二镜片11向远离固定座14的方向移动。
承载座12与第二镜片11借助SMA线16温度变化形状发生变化的性能并结合弹簧13的作用发生位移，从而使得镜片驱动单元10的结构简单、体积小。第二镜片11在弹簧13和SMA线16的作用与第一镜片120之间的发生变化，从而使得镜头模组100具有变焦目的。
当然，弹簧13也可采用埋入射出成型(insert molding)方式与承载座12或者固定座14一体成型，然后，通过点胶方式胶合粘结在固定座14或者承载座12上。
如图5所示，其为本发明第二实施例提供的镜片驱动单元20。该镜片驱动单元20包括第二镜片11、承载座22、弹簧13、固定座24、电阻15和SMA线16。
弹簧13、SMA线16的分布情况与第一实施例相同，三个弹簧13与三根SMA线16均匀、间隔分布。
镜片驱动单元20与镜片驱动单元10不同之处在于：弹簧13的一端直接固定在承载座22上，另一端直接固定在固定座24上；
电阻15固定在承载座22上，SMA线16的一端穿过电阻15固定在承载座22上，另一端直接固定在固定座24上。
如图6所示，其为本发明第三实施例提供的镜片驱动单元30。该镜片驱动单元20包括第二镜片11、承载座32、弹簧13、固定座34、电阻15和SMA线16。
弹簧13、SMA线16的分布情况与第一实施例相同，三个弹簧13与三根SMA线16均匀、间隔分布。
镜片驱动单元30与镜片驱动单元20不同之处在于：
承载座32上等间距设有三个第一容置孔322，电阻15固定在第一容置孔322中，固定座34上对应第一容置孔322设有三个第二容置孔342，SMA线16的一端穿过电阻15固定在承载座32上，另一端伸入第二容置孔342直接固定在固定座24上；
弹簧13的一端直接固定在承载座32上，另一端直接固定在固定座34上。
如图7所示，其为本发明第四实施例提供的镜片驱动单元40。该镜片驱动单元40包括第二镜片11、承载座42、弹性金属片43、固定座44、电阻15和SMA线16。
弹性金属片43、SMA线16的分布情况与第一实施例相同，三个弹性金属片43与三根SMA线16均匀、间隔分布。
镜片驱动单元40与镜片驱动单元20不同之处在于：
承载座42等间距设有三个第三容置孔424，固定座44上对应第三容置孔424设有三个第四容置孔444，弹性金属片43的一端伸入第三容置孔424通过点胶方式胶合粘结在承载座42上，另一端伸入第四容置孔444通过点胶方式胶合粘结在固定座44上；
电阻15直接固定在承载座42上，SMA线16的一端穿过电阻15固定在承载座42上，另一端直接固定在固定座44上。
当然，弹性金属片43也可采用埋入射出成型方式与承载座42或者固定座44一体成型，然后，通过点胶方式胶合粘结在固定座44或者承载座42上。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思做出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (11)
1.一种镜头模组，其包括镜筒、镜片，其特征在于：进一步包括容纳在镜筒中的承载座、固定座、若干根形状记忆合金线和若干个弹性元件，所述承载座活动地设置在所述镜筒中，所述镜片固定在所述承载座中，所述固定座与所述承载座相对设置且固定在镜筒中，所述若于根形状记忆合金线与所述若干个弹性元件分布在同一圆周上且相互均匀间隔分布，所述每一根形状记忆合金线的一端固定在所述承载座上并与一个电阻热耦合，另一端固定在所述固定座上，所述电阻与外部电源装置相连，所述每个弹性元件的一端与所述承载座相连，另一端与所述固定座相连。
2.如权利要求1所述的镜头模组，其特征在于：所述电阻为中空结构，所述形状记忆合金线穿过电阻固定在所述承载座上。
3.如权利要求2所述的镜头模组，其特征在于：所述承载座上设有第一容置孔，所述电阻设置在所述第一容置孔中。
4.如权利要求3所述的镜头模组，其特征在于：所述固定座上设有第二容置孔，所述形状记忆合金线的另一端伸入第二容置孔固定在所述固定座上。
5.如权利要求3或4所述的镜头模组，其特征在于：所述承载座上设有第三容置孔，所述弹性元件的一端伸入所述第三容置孔固定在所述承载座上。
6.如权利要求5所述的镜头模组，其特征在于：所述固定座上设有第四容置孔，所述弹性元件的另一端伸入所述第四容置孔固定在所述固定座上。
7.如权利要求1所述的镜头模组，其特征在于：所述弹性元件为弹簧或者弹性金属片。
8.如权利要求1所述的镜头模组，其特征在于：所述承载座与固定座之间的最大间距为0.1毫米以提供所述弹性元件的活动空间。
9.如权利要求1所述的镜头模组，其特征在于：弹性元件与所述承载座或者固定座为埋入式射出一体成型而成。
10.如权利要求1所述的镜头模组，其特征在于：进一步包括镜座，所述镜筒通过螺纹配合容纳在所述镜座内。
11.一种镜片驱动单元，其特征在于：包括承载座、与所述承载座相对设置的固定座、若干根形状记忆合金线和若干个弹性元件，所述若干根形状记忆合金线与所述若干个弹性元件分布在同一圆周上且相互均匀间隔分布，所述每一根形状记忆合金线的一端固定在所述承载座上并与一个电阻热耦合，另一端固定在所述固定座上，所述电阻与外部电源装置相连，所述每个弹性元件的一端与所述承载座相连，另一端与所述固定座相连。
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