CN108427236A - 一种弹性元件、防抖对焦装置和摄像模组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种弹性元件、防抖对焦装置和摄像模组。该弹性元件用于防抖对焦装置，为采用弹性材料制作的双层环形一体结构，其第一环形结构用于固定连接防抖对焦装置的活动组件，第二环形结构用于固定连接防抖对焦装置的固定组件；所述第一环形结构和第二环形结构之间通过悬吊结构相互连接悬吊。该弹性元件具有制作精度要求低、产品良率高、疲劳寿命长、装配简单和可靠性好等优势。

Description

一种弹性元件、防抖对焦装置和摄像模组
技术领域
本发明涉及摄像领域，尤其涉及一种弹性元件、防抖对焦装置及摄像模组。
背景技术
目前，在手机摄像领域中，普遍使用OIS马达来实现镜头的防抖和对焦。现有的OIS马达主要包括一用于承载镜头并且产生永磁场的防抖动子以及一通电产生防抖变磁场的防抖定子构成，防抖动子的永磁场和防抖定子的防抖变磁场之间的相互作用力驱动防抖动子在防抖平面上移动。另外，在防抖动子内又主要包括有一用于承载镜头并且通电产生对焦变磁场的对焦动子以及一产生永磁场的对焦定子，对焦动子的变磁场和对焦定子的永磁场之间的相互作用力驱动对焦定子在对焦方向上移动。
其中，防抖动子通过四根金属柱与防抖定子连接并支撑在防抖定子的上方，四根金属柱的作用力与永磁场和防抖变磁场之间的第一相互作用力构成一对平衡力，共同控制防抖动子保持在防抖位置上。另外，对焦动子和对焦定子之间通过金属弹片连接，金属弹片的弹力与永磁场和对焦变磁场之间的第二相互作用力构成一对平衡力，共同控制对焦动子保持在对焦位置上。
由于金属材质是硬性材质，采用金属材质制成的金属柱和金属弹片虽然线性度好，但是疲劳寿命短，而且，金属柱细小，对焊接的精度要求很高、难度很大，而焊接的可靠性还很低；为了使金属弹片具有弹性，需要在用于连接对焦动子的内圈和用于连接对焦定子的外圈之间制作复杂的弹丝结构，以获得在对焦方向上的弹力，这些复杂的弹丝结构对于制作精度的要求同样很高，装配金属弹片的过程繁琐复杂、连接的可靠性也很低，最终导致产品的整体良率低、价格高。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足，本发明提供一种弹性元件、防抖对焦装置和摄像模组。该弹性元件具有制作精度要求低、产品良率高、疲劳寿命长、装配简单和可靠性好等优势。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
一种弹性元件，用于防抖对焦装置，为采用弹性材料制作的双层环形一体结构，其第一环形结构用于固定连接防抖对焦装置的活动组件，第二环形结构用于固定连接防抖对焦装置的固定组件；所述第一环形结构和第二环形结构之间通过悬吊结构相互连接悬吊。
进一步地，所述悬吊结构包括若干悬吊线。
进一步地，所述第一环形结构的内侧用于固定连接所述活动组件，外侧用于固定连接所述悬吊结构。
进一步地，所述第一环形结构的内外侧之间具有与其共圆心的至少一道折环结构。
一种防抖对焦装置，包括：
活动组件，用于产生永磁场和承载镜头；
固定组件，用于通电产生防抖用的防抖变磁场；
上弹性元件，用于固定连接所述活动组件的上端和所述固定组件的上端；
下弹性元件，用于固定连接所述活动组件的下端和所述固定组件的下端；
永磁场和防抖变磁场之间的第一相互作用力驱动所述活动组件在防抖平面上移动，所述上弹性元件和下弹性元件的悬吊结构的拉力与永磁场和防抖变磁场之间的第一相互作用力构成一对平衡力，共同控制所述活动组件保持在防抖位置上；其中，所述上弹性元件和下弹性元件均为权利要求1-4中任一所述的弹性元件。
进一步地，所述固定组件包括：
线路板，位于所述活动组件的下方；以及设置在所述线路板上的
霍尔元件组，用于感测所述活动组件的永磁场，以确定所述活动组件在防抖平面上的位置；
防抖线圈组，用于通电产生防抖用的防抖变磁场，以驱动所述活动组件在防抖平面上移动。
进一步地，所述固定组件还用于通电产生对焦用的对焦变磁场；永磁场和对焦变磁场之间的第二相互作用力驱动所述活动组件在对焦方向上移动，所述上弹性元件和下弹性元件的第一环形结构的弹力与永磁场和对焦变磁场之间的第二相互作用力构成一对平衡力，共同控制所述活动组件保持在对焦位置上。
进一步地，所述固定组件还包括环绕在所述活动组件***上的
对焦线圈，用于通电产生对焦用的对焦变磁场，以驱动所述活动组件在对焦方向上移动。
进一步地，所述活动组件包括：
载体，用于承载镜头；
永磁体组，用于产生永磁场，固定设置在所述载体上。
一种摄像模组，包括上述的防抖对焦装置。
本发明具有如下有益效果：该弹性元件用于防抖对焦装置中以连接活动组件和固定组件，为弹性材料采用一体成型工艺制作，所述悬吊结构分别与所述第一环形结构和第二环形结构均为一体结构，无需像现有技术中的金属柱那样需要后期焊接，对制作精度要求低、可靠性高；所述悬挂结构利用弹性材料易压弯难拉伸的特点，在装配后对活动组件起到悬吊作用，将活动组件悬吊在防抖平面上，以自身的拉力配合固定组件的防抖驱动力共同完成防抖功能；所述第一环形结构和活动组件之间、以及所述第二环形结构和固定组件之间固定连接的面积大，对装配精度的要求低且装配稳定性好，产品良率高；弹性材料的疲劳寿命长，可以承受多次往复伸缩拉扯。
附图说明
图1为本发明提供的弹性元件的立体图；
图2为本发明提供的弹性元件的剖视图；
图3为本发明提供的防抖对焦装置的分解图；
图4为本发明提供的防抖对焦装置的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
实施例一
如图1和2所示，一种弹性元件3，用于防抖对焦装置，为采用弹性材料制作的双层环形一体结构，其第一环形结构31用于固定连接防抖对焦装置的活动组件，第二环形结构32用于固定连接防抖对焦装置的固定组件；所述第一环形结构31和第二环形结构32之间通过悬吊结构33相互连接悬吊。
该弹性元件3用于防抖对焦装置中以连接活动组件和固定组件，为弹性材料采用一体成型工艺制作，所述悬吊结构33分别与所述第一环形结构31和第二环形结构32均为一体结构，无需像现有技术中的金属柱那样需要后期焊接，对制作精度要求低、可靠性高；所述悬挂结构33利用弹性材料易压弯难拉伸的特点，在装配后对活动组件起到悬吊作用，将活动组件悬吊在防抖平面XY上，以自身的拉力配合固定组件的防抖驱动力共同完成防抖功能；所述第一环形结构31和活动组件之间、以及所述第二环形结构32和固定组件之间固定连接的面积大，对装配精度的要求低且装配稳定性好，产品良率高。
另外，弹性材料的疲劳寿命长，比如橡胶类或塑胶类的高分子材料就具有很好的疲劳寿命，可以承受多次往复伸缩拉扯，甚至于橡胶类的高分子材料还被广泛应用于车辆的避震***中。
该弹性元件3优选但不限于通过射出成形工艺制作，可采用PET、PC、PEEK、PES、PSC或PEN等塑胶类材质或者热塑性动态硫化橡胶或丁晴橡胶等橡胶类材质，当然也可以采用硅胶类材质，最优地采用弹性模量小、受力易变形的丁晴橡胶，其拉伸强度较大，不易发生局部集中塑性变形。
特别说明的是，所述第一环形结构31和第二环形结构32均为环形结构，但并非指两者的内侧和外侧的轮廓均为圆形，而是指两者因其中心具有通光孔而形成的类似环形的结构，两者的内侧和外侧的轮廓既可以是圆形，也可以是多边形，视防抖对焦装置的活动组件和固定组件上的装配面而定。
所述悬吊结构33包括若干悬吊线，所述若干悬吊线沿环形均匀排列在所述第一环形结构31和第二环形结构32之间。本实施例中，该弹性元件3采用沿环形均匀排列的四条悬吊线，使所述第一环形结构31和第二环形结构32之间相互连接悬吊。
所述悬吊线的粗细、长度等应视具体情况而定，与该弹性元件3自身的材料弹性搭配后能够使防抖对焦装置的防抖驱动电流和活动组件在防抖平面XY上的位移量之间成正比关系为宜。
所述第一环形结构31的内侧用于固定连接所述活动组件，外侧用于固定连接所述悬吊结构。
所述第一环形结构31用于以自身的材料弹力配合固定组件的对焦驱动力共同完成对焦功能，无需像现有技术中的金属弹片那样需要通过制作复杂的弹丝结构才能获得弹力，对制作精度要求低，装配过程简单、连接的可靠性也很好。
优选地，所述第一环形结构31的内外侧之间具有与其共圆心的至少一道折环结构311，所述折环结构311的横截面包括但不限于呈C形、U形、W形或S形。
所述折环结构311不仅可以降低所述第一环形结构31在对焦方向Z上的弹性系数，使得所述第一环形结构31在对焦方向Z上受力容易变形，减小了防抖对焦装置所需的对焦驱动电流，节省电量；还可以提高所述第一环形结构31在防抖平面XY上的弹性系数，使得活动组件在到达防抖位置之后不发生光轴偏移、抖动和倾斜等不良情况。
所述折环结构311的内端连接所述第一环形结构31的内侧或与内端相邻的另一道折环结构311，外端连接所述第一环形结构31的外侧或与外端相邻的另一道折环结构311。
所述折环结构311既可以向上***，也可以向下***，当然也可以向上和向下同时***，但是应尽量避开防抖对焦装置的其他内部元件，以免对其他内部元件产生结构干涉；至于所述折环结构311的宽度、高度等应视具体情况而定，与该弹性元件3自身的材料弹性搭配后能够使防抖对焦装置的对焦驱动电流和活动组件在对焦方向Z上的位移量之间成正比关系为宜。
实施例二
如图3和4所示，一种防抖对焦装置，包括：
活动组件，用于产生永磁场和承载镜头；
固定组件，用于通电产生防抖用的防抖变磁场和对焦用的对焦变磁场；
上弹性元件3B，用于固定连接所述活动组件的上端和所述固定组件的上端；
下弹性元件3A，用于固定连接所述活动组件的下端和所述固定组件的下端；
永磁场和防抖变磁场之间的第一相互作用力驱动所述活动组件在防抖平面XY上移动，所述上弹性元件3B和下弹性元件3A的悬吊结构33的拉力与永磁场和防抖变磁场之间的第一相互作用力构成一对平衡力，共同控制所述活动组件保持在防抖位置上；永磁场和对焦变磁场之间的第二相互作用力驱动所述活动组件在对焦方向Z上移动，所述上弹性元件3B和下弹性元件3A的第一环形结构31的弹力与永磁场和对焦变磁场之间的第二相互作用力构成一对平衡力，共同控制所述活动组件保持在对焦位置上；其中，所述上弹性元件3B和下弹性元件3A均为实施例一中所述的弹性元件3。
该防抖对焦装置通过上方的上弹性元件3B和下方的下弹性元件3A共同将活动组件和固定组件连接在一起。
在防抖时：
所述上弹性元件3B的悬吊结构33对所述活动组件产生第一拉力，所述下弹性元件3A的悬吊结构33对所述活动组件产生第二拉力，第一拉力和第二拉力将所述活动组件悬吊在防抖平面XY上。
当镜头朝上进行拍摄时，所述活动组件在所述上弹性元件3B产生的第一拉力的作用下悬吊在防抖平面XY上，当镜头朝下进行拍摄时，所述活动组件在所述下弹性元件3A产生的第二拉力的作用下悬吊在防抖平面XY上，当镜头朝水平进行拍摄时，所述活动组件在所述上弹性元件3B产生的第一拉力和所述下弹性元件3A产生的第二拉力的共同作用下悬吊在防抖平面XY上。
然后，利用所述活动组件的永磁场和所述固定组件的防抖变磁场之间的第一相互作用力驱动所述活动组件在防抖平面XY上移动，所述上弹性元件3B和下弹性元件3A的悬吊结构33的拉力与永磁场和防抖变磁场之间的第一相互作用力构成一对平衡力，共同控制所述活动组件保持在防抖位置上。
在对焦时：
该防抖对焦装置通过所述上弹性元件3A和下弹性元件3B的第一环形结构31的弹力来将所述活动组件保持在对焦方向Z上，并通过所述折环结构311来使所述环形结构31的内侧和外侧之间在对焦方向Z上的弹性系数得到降低以及在防抖平面XY上的弹性系数得到提高，使得所述活动组件和所述第一环形结构311之间在对焦方向Z上更容易相对移动，在防抖平面XY上更难相对移动。
然后，利用所述活动组件的永磁场和所述固定组件的对焦变磁场之间的第二相互作用力驱动所述活动组件在对焦方向上Z上移动，所述上弹性元件3B和下弹性元件3A的第一环形结构31的弹力与永磁场和对焦变磁场之间的第二相互作用力构成一对平衡力，共同控制所述活动组件保持在对焦位置上。
具体的，所述固定组件包括：
线路板24，位于所述活动组件的下方；以及设置在所述线路板24上的
霍尔元件组，用于感测所述活动组件的永磁场，以确定所述活动组件在防抖平面XY上的位置；和
防抖线圈组，用于通电产生防抖用的防抖变磁场，以驱动所述活动组件在防抖平面XY上移动；以及环绕在所述活动组件***上的
对焦线圈22，用于通电产生对焦用的对焦变磁场，以驱动所述活动组件在对焦方向Z上移动。
本实施例中，所述霍尔元件组包括两个霍尔元件26，呈90°偏置排列在所述线路板24的两侧边上，分别用于感测所述活动组件在防抖平面XY的X方向和Y方向上的位置；所述防抖线圈组包括四个防抖线圈25，呈90°偏置排列在所述线路板24的四个侧边上，相对的两个防抖线圈25为一组分别用于驱动所述活动组件在防抖平面XY的X方向和Y方向上移动。
所述固定组件还包括底座21以及套设在所述底座21上的外壳28，所述下弹性元件3A的第二环形结构32和所述线路板24均固定设置在所述底座21上。
视具体结构，本实施例中，所述下弹性元件3A的第二环形结构32固定设置在所述底座21上，所述线路板24固定设置在所述下弹性元件3A的第二环形结构32上。
所述固定组件还包括一环形支架23，用于缠绕所述对焦线圈22。所述环形支架23可通过注塑一体、卡接固定或粘接固定等方式固定设置在所述底座21上，所述上弹性元件3B的第二环形结构32固定设置在所述环形支架23的顶部上。
该防抖对焦装置将现有技术中的两级结构简化为一级结构，将对应于防抖功能的防抖定子和对应于对焦功能的对焦定子作为同一个固定组件，将对应于防抖功能的防抖动子和对应于对焦功能的对焦动子作为同一个活动组件，极大地简化了结构和装配；将所述对焦线圈22作为固定组件的一部分，缠绕在所述环形支架23上之后直接与所述线路板24电性连接，解决了所述对焦线圈22在取消金属弹片和金属柱之后的接电问题，也提高了所述对焦线圈22电接的稳定性。
具体的，所述活动组件包括：
载体11，用于承载镜头；
永磁体组，用于产生永磁场，固定设置在所述载体11上。
本实施例中，所述永磁体组包括四个永磁体12，呈90°偏置排列在所述载体11的四个侧面上。
所述上弹性元件3B的第一环形结构31内侧固定连接在所述载体11的顶部上，所述下弹性元件3A的第一环形结构31内侧固定连接在所述载体11的底部上。
所述上弹性元件3B和下弹性元件3A分别与所述底座21、载体11或环形支架23之间可通过点胶或热铆等方式连接固定。
实施例三
一种摄像模组，包括实施例二中所述的防抖对焦装置。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种弹性元件，用于防抖对焦装置，其特征在于，为采用弹性材料制作的双层环形一体结构，其第一环形结构用于固定连接防抖对焦装置的活动组件，第二环形结构用于固定连接防抖对焦装置的固定组件；所述第一环形结构和第二环形结构之间通过悬吊结构相互连接悬吊。
2.根据权利要求1所述的弹性元件，其特征在于，所述悬吊结构包括若干悬吊线。
3.根据权利要求1或2所述的弹性元件，其特征在于，所述第一环形结构的内侧用于固定连接所述活动组件，外侧用于固定连接所述悬吊结构。
4.根据权利要求3所述的弹性元件，其特征在于，所述第一环形结构的内外侧之间具有与其共圆心的至少一道折环结构。
5.一种防抖对焦装置，其特征在于，包括：
活动组件，用于产生永磁场和承载镜头；
固定组件，用于通电产生防抖用的防抖变磁场；
上弹性元件，用于固定连接所述活动组件的上端和所述固定组件的上端；
下弹性元件，用于固定连接所述活动组件的下端和所述固定组件的下端；
永磁场和防抖变磁场之间的第一相互作用力驱动所述活动组件在防抖平面上移动，所述上弹性元件和下弹性元件的悬吊结构的拉力与永磁场和防抖变磁场之间的第一相互作用力构成一对平衡力，共同控制所述活动组件保持在防抖位置上；其中，所述上弹性元件和下弹性元件均为权利要求1-4中任一所述的弹性元件。
6.根据权利要求5所述的防抖对焦装置，其特征在于，所述固定组件包括：
线路板，位于所述活动组件的下方；以及设置在所述线路板上的
霍尔元件组，用于感测所述活动组件的永磁场，以确定所述活动组件在防抖平面上的位置；
防抖线圈组，用于通电产生防抖用的防抖变磁场，以驱动所述活动组件在防抖平面上移动。
7.根据权利要求5或6所述的防抖对焦装置，其特征在于，所述固定组件还用于通电产生对焦用的对焦变磁场；永磁场和对焦变磁场之间的第二相互作用力驱动所述活动组件在对焦方向上移动，所述上弹性元件和下弹性元件的第一环形结构的弹力与永磁场和对焦变磁场之间的第二相互作用力构成一对平衡力，共同控制所述活动组件保持在对焦位置上。
8.根据权利要求7所述的防抖对焦装置，其特征在于，所述固定组件还包括环绕在所述活动组件***上的
对焦线圈，用于通电产生对焦用的对焦变磁场，以驱动所述活动组件在对焦方向上移动。
9.根据权利要求5所述的防抖对焦装置，其特征在于，所述活动组件包括：
载体，用于承载镜头；
永磁体组，用于产生永磁场，固定设置在所述载体上。
10.一种摄像模组，其特征在于，包括权利要求5-9中任一所述的防抖对焦装置。
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