CN112631038B - 一种弹簧防抖***及采用其的镜头防抖对焦装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及防抖云台技术领域，具体公开了一种弹簧防抖***及采用其的镜头防抖对焦装置，所述弹簧防抖***包括至少两个防抖弹簧，每个所述防抖弹簧包括固定部、弹簧连接臂和活动部，所述固定部上开设有第一连接槽；所述弹性连接臂的一端与所述第一连接槽连接；所述弹性连接臂的竖直中线长度与其边缘到竖直中线的最大距离之比大于5：1；所述弹簧连接臂的宽度与其厚度之比不小于2：1；所述活动部上开设有第二连接槽，所述第二连接槽与所述弹性连接臂的另一端连接。本发明可以充分利用装置内的有限空间，并且防抖弹簧***可以补偿其他部件在不同方向的弹性差异，达致更佳的防抖效果。

Description

一种弹簧防抖***及采用其的镜头防抖对焦装置
技术领域
本发明涉及防抖云台技术领域，特别是涉及一种弹簧防抖***及采用其的镜头防抖对焦装置。
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、以及行车记录仪等。在现有的装置中，包含至少一颗小型相机模组(Compactcamera module)。因此，模组的市场很庞大，增长亦稳步上扬。
在拍照及拍影片时，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。为了解决这些问题，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做成的影像模糊及晃动，改进影像质素的效果最为优秀。机械方法可以是通过防抖致动器平移一组镜头，或旋转一组镜头及影像传感器，达致防抖效果。旋转式机械方法的防抖效果通常比平移式机械方法更佳。
旋转式防抖致动器需要有一个机械结构，达致镜头及影像传感器等可以活动的结构有多轴的旋转自由度(Rotational Degrees－of－Freedom)。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，机械结构通常要求没有位移自由度(Translational Degrees－of－Freedom)。另外，机械结构需要有良好的抗跌性，达致能抵受在正常使用小型移动装置时可能出现的跌落考验。
中国专利201180028200.2中公开了一种带抖动修正功能的光学单元，在带抖动修正功能的光学单元中，在可动组件即摄像单元的外周面绕光轴L的周向上隔开的多个部位设置永磁体，在固定体中设置有整体化具备多个在周向上延伸且与永磁体相对的线圈部的薄片状线圈。在片状线圈中，由于端子部朝向与永磁体相对一侧的相反侧的外侧，因此，能方便地对线圈部进行电连接。
中国专利201480037511.9公开了一种镜头驱动装置，包括固定组件，固定组件包括基座框架；可移动组件，可移动组件包括镜筒；围绕可移动组件的一组磁铁；三组线圈；以及弹簧***，附接在可移动组件和固定组件之间，且配置为支撑可移动组件，并形成悬挂***，以允许可移动组件沿第一、第二和第三正交轴移动。镜筒被配置为承载镜头单元，第三轴平行于镜头单元的光轴，而第一和第二轴分别垂直于第三轴。
上述技术方案的缺陷在于：滚珠致动器，在运动过程中出现非线性的摩擦力，影响防抖效果；常规弹簧抗跌性能差，容易受外力影响致动器表现。
发明内容
本发明的目的是提供一种弹簧防抖***及采用其的镜头防抖对焦装置，可以充分利用相机模组内的有限空间，补偿其他部件造成的不同方向弹簧系数差异，达致更佳的防抖效果。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种弹簧防抖***，所述弹簧防抖***包括至少两个防抖弹簧，且每个所述防抖弹簧包括：固定部、弹簧连接臂和活动部，所述固定部上开设有第一连接槽；所述弹性连接臂的一端与所述第一连接槽连接；所述弹性连接臂的竖直中线长度与其边缘到竖直中线的最大距离之比大于5：1；所述弹簧连接臂的宽度与其厚度之比不小于2：1；所述活动部上开设有第二连接槽，所述第二连接槽与所述弹性连接臂的另一端连接。
优选地，所述弹簧防抖***设有中心线，每个所述防抖弹簧竖直中线与所述中心线的夹角小于10°；所述中心线与所述防抖弹簧竖直中线组成基准面，所述防抖弹簧所在的平面与所述基准面的最小夹角小于20°。
优选地，一组所述防抖弹簧内，其中一个所述防抖弹簧的宽度与另一个所述防抖弹簧的宽度的比不小于10：9。
优选地，所述固定部的一侧开设有第一定位槽，其另一侧开设有第一卡槽；所述活动部的一侧开设有与第一定位槽同侧的第二定位槽，其另一侧开设有与第一卡槽同侧的第二卡槽。
优选地，所述弹性连接臂为杆状弹性连接臂。
优选地，所述弹性连接臂为波浪状弹性连接臂。
优选地，所述弹性连接臂为片状弹性连接臂。
本发明还提供一种采用上述防抖弹簧***的镜头防抖对焦装置，包括：
固定结构，所述固定结构包括定位座和外壳；所述定位座安装于所述外壳的内部；所述定位座上设置有导电结构；
每个所述防抖弹簧的固定部与所述定位座连接；
防抖结构，所述防抖结构包括传感器载体、至少一组防抖磁石和至少两组防抖线圈；所述防抖磁石固定于所述外壳的内部；所述传感器载体与所述防抖弹簧的活动部连接；所述防抖线圈安装于所述传感器载体上，且所述防抖线圈与所述防抖磁石对应设置；
对焦结构，所述对焦结构包括镜头载体、至少一组对焦磁石和至少一组对焦线圈；所述对焦磁石固定设置于所述外壳的内壁上；所述镜头载体设置于所述传感器载体上，且所述镜头载体至少具有一个空间位移自由度；所述对焦线圈设置于所述镜头载体的***，且所述对焦线圈与所述对焦磁石相对设置；
镜头，所述镜头设置于所述镜头载体上；所述弹性连接臂的竖直中线与所述镜头的光轴的夹角小于10°；
模组壳体，所述模组壳体与所述固定结构的底端连接；
传感器电路板，所述传感器电路板安装于所述模组壳体的内部，且分别与所述固定结构和防抖结构连接；
图像传感器，所述图像传感器设置于所述传感器电路板上。
优选地，所述定位座上设置有导电结构，所述防抖线圈与所述导电结构电连接，所述防抖弹簧是由导电材料制成，所述防抖弹簧的一端与所述防抖线圈组进行电连接，另一端与所述固定结构中的导电结构连接。
优选地，所述镜头的光轴和所述弹簧***中心线一致。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明采用弹性连接臂将固定部和活动部连接，方便配合相机模组中实现多轴的自由度；因此也降低了弹簧系数及防抖功耗；
(2)本发明的防抖弹簧***设置固定部，其可以用于连接相机模组中的固定结构，在不影响活动部的自由度情况下，又保证了整个电路板结构的稳固性、抗跌性，也进一步增加了跌落时的可靠性；
(3)本发明的镜头防抖对焦装置不需要复杂的生产，例如过多的激光切割；也不需要复杂的组装工艺，从而减低生产成本及不良率，提高了生产效能，降低生产成本；
(4)本发明充分利用了装置的有限空间，简化其尺寸结构，降低了成本。
(5)本发明的弹簧***能有效降低翻滚轴(即是围绕光轴旋转的方向)弹簧系数，亦能补偿因其他弹性部件(例如传感器电路板中的弹性部分)造成较大的翻滚轴弹簧系数，达致翻滚轴较佳防抖及较省电的效果。
附图说明
图1是本发明实施例提供的防抖弹簧的一种结构示意图；
图2是本发明实施例提供的防抖弹簧的剖面图；
图3是本发明实施例提供的防抖弹簧的另一种结构示意图；
图4是本发明实施例提供的镜头防抖对焦装置的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的镜头防抖对焦装置的竖直剖面图；
图6是本发明实施例提供的镜头防抖对焦装置的***图；
图7是本发明实施例提供的弹簧防抖***安装结构示意图；
图8是本发明实施例提供的镜头防抖对焦装置的水平剖面图。
附图标记：
1、固定结构；101、定位座；102、外壳；103、凹槽；2、防抖弹簧；201、固定部；202、活动部；203、弹性连接臂；3、防抖结构；301、传感器载体；302、防抖线圈；303、防抖磁石；4、对焦结构；401、镜头载体；402、对焦线圈；403、对焦磁石；5、对焦弹簧；501、平行弹簧片；6、镜头；7、模组壳体；8、传感器电路板；9、图像传感器；10、滤光片。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
参见图1和图2，本发明优选实施例提供一种弹簧防抖***，所述弹簧防抖***包括至少两个防抖弹簧2，每个所述防抖弹簧2包括：固定部201、弹簧连接臂和活动部202，所述固定部201上开设有第一连接槽；所述弹性连接臂203的一端与所述第一连接槽连接；所述弹性连接臂203的竖直中线长度C与其边缘到竖直中线的最大距离B之比大于5：1；所述弹簧连接臂的宽度D与其厚度E之比不小于2：1；所述活动部202上开设有第二连接槽，所述第二连接槽与所述弹性连接臂203的另一端连接。
基于上述方案，弹簧防抖***在使用时，防抖弹簧2的固定部201连接定位座101，而防抖弹簧2的活动部202与传感器载体301连接，当传感器载体301运动时，防抖弹簧2的活动部202会跟随传感器载体301运动，而固定部201则与定位座101固定连接，因为弹性连接臂203具有弹性且可变形，所以固定部201不会跟随运动，实现了将传感器载体301与定位座101的活动连接，因为弹性连接臂203的弹性作用，当传感器载体301没有受力时，弹性连接臂203会恢复形状，带动传感器载体301复位，简单方便，充分利用装置的内部空间；此外当装置跌落时，因为弹性连接臂203的弹性原因，可以给予传感器载体301一个充分的缓冲作用，使得装置更具抗跌能力。
作为优选方案，一组所述防抖弹簧内，其中一个所述防抖弹簧的宽度D与另一个所述防抖弹簧的宽度D的比不小于10：9；因此，所述防抖弹簧***可以补偿其他部件在不同方向的弹性差异，达致更佳的防抖效果。
参见图8，作为优选方案，所述弹簧防抖***设有中心线，每个所述防抖弹簧2竖直中线与所述中心线的夹角小于10°；所述中心线与所述防抖弹簧2竖直中线组成基准面，所述防抖弹簧2所在的平面与所述基准面的最小夹角A小于20°。因此，所述防抖弹簧2设计可以有效地把翻滚轴(即是围绕光轴旋转的方向)的弹簧系数降低，补偿其他弹性部件(例如传感器电路板中的弹性部分)造成较大的翻滚轴弹簧系数，达致翻滚轴较佳防抖及较省电的效果。
作为优选方案，所述固定部201的一侧开设有第一定位槽，其另一侧开设有第一卡槽。具体的，通过第一定位槽，可以将防抖弹簧2的固定部201与定位座101更好的契合连接，而第一卡槽即可以卡设在定位座101上，使得固定部201连接更加牢固。
作为优选方案，所述活动部202的一侧开设有与第一定位槽同侧的第二定位槽，其另一侧开设有与第一卡槽同侧的第二卡槽。具体的，通过第二定位槽，可以将防抖弹簧2的活动部202与传感器载体301更好的契合连接，而第二卡槽即可以卡设在传感器载体301上，使得活动部202连接更加牢固。
作为优选方案，所述弹性连接臂203为杆状弹性连接臂203。具体的，杆状的弹性连接臂203更具有坚韧性，不易断裂。
参见图3，作为优选方案，所述弹性连接臂203为波浪状弹性连接臂203。具体的，波浪状弹性连接臂203更具有弹性，且具有更强的抗跌能力。
作为优选方案，所述弹性连接臂203为片状弹性连接臂203。具体的，片状的弹性连接臂203可以适应狭小的安装空间，更灵活方便。
参见图4～8，本发明还提供一种采用上述防抖弹簧2***的镜头防抖对焦装置，包括：
固定结构1，所述固定结构1包括定位座101和外壳102；所述定位座101安装于所述外壳102的内部；
每个所述防抖弹簧2的固定部201与所述定位座101连接；
防抖结构3，所述防抖结构3包括传感器载体301、至少一组防抖磁石303和至少两组防抖线圈302；所述防抖磁石303固定于所述外壳102的内部；所述传感器载体301与所述防抖弹簧2的活动部202连接；所述防抖线圈302安装于所述传感器载体301上，且所述防抖线圈302与所述防抖磁石303对应设置；所述防抖线圈302与所述导电结构电连接；
对焦结构4，所述对焦结构4包括镜头载体401、至少一组对焦磁石403和至少一组对焦线圈402；所述对焦磁石403固定设置于所述外壳102的内壁上；所述镜头载体401设置于所述传感器载体301上，且所述镜头载体401至少具有一个空间位移自由度；所述对焦线圈402设置于所述镜头载体401的***，且所述对焦线圈402与所述对焦磁石403相对设置；所述对焦线圈402与所述导电结构电连接；
镜头6，所述镜头设置于所述镜头载体401上；所述弹性连接臂203的竖直中线与所述镜头6的光轴的夹角小于10°；
模组壳体7，所述模组壳体7与所述固定结构1的底端连接；
传感器电路板8，所述传感器电路板8安装于所述模组壳体7的内部，且分别与所述固定结构1和防抖结构3连接；
图像传感器9，所述图像传感器9设置于所述传感器电路板8上。
基于上述方案，基于上述方案，拍摄防抖时：防抖线圈302通电，利用通电防抖线圈302在防抖磁石303的磁场中产生的安培力驱动防抖结构3运动，带动传感器载体301运动，即带动镜头载体401和镜头6运动，结合外部或者内部的控制驱动芯片控制防抖线圈302的电流方向和大小，从而控制防抖结构3的角度和位移量，实现抵消拍摄时的振动干扰以消除影像的模糊，改善影像或影片的素质；当拍摄完毕，防抖线圈302断电，因为防抖弹簧2的原因，防抖结构3复位。拍摄对焦时：利用通电对焦线圈402在对焦磁石403的磁场中产生的安培力驱动对焦结构4，结合外部的控制驱动芯片控制对焦线圈402的电流方向和大小，从而控制镜头载体401的位移量，实现镜头6自动对焦功能。
作为优选方案，所述定位座101上设置有导电结构，所述防抖弹簧2是由导电材料制成，所述防抖弹簧2的一端与所述防抖线圈302组进行电连接，另一端与所述固定结构1中的导电结构连接。具体的，直接通过防抖弹簧2将防抖线圈302与导电结构连接，即保证装置的使用，又不需要用其他部件连接防抖线圈302和导电结构，简化了装置的内部结构。
作为优选方案，所述外壳102为矩形结构，所述外壳102的至少两个侧板上设置有凹槽103，其中每组所述防抖磁石303对应设置于一个所述凹槽103的底面内壁上，每组所述对焦磁石403对应设置于一个所述凹槽103的侧面内壁上。具体的，所述凹槽103能有效减低马达和磁石的体积及收藏其他零件，例如控制驱动芯片及振动传感器，节省空间及降低磁石的成本。
作为优选方案，包括至少一组对焦弹簧5，所述对焦弹簧5包括两片平行弹簧片501，两片所述平行弹簧片501分别设置于所述镜头载体401的上下方。具体的，平行弹簧片501可以防止镜头载体401在对焦时碰撞外壳102，起到很好的缓冲作用，且在拍摄完成后，对镜头载体401进行复位。
作为优选方案，所述外壳102为矩形结构，所述防抖弹簧2为片状结构，四个所述防抖弹簧2分别安装于所述外壳102的四角处。具体的，将防抖弹簧2设置于四角处方便安装，且均匀受力，提升防抖效果。
作为优选方案，还包括滤光片10，所述滤光片10与所述传感器载体301的底面连接。
作为优选方案，所述镜头的光轴和所述弹簧***中心线一致。
综上，本发明优选实施例提供一种弹簧防抖***及采用其的镜头防抖对焦装置，其与现有技术相比：
(1)本发明采用弹性连接臂203将固定部201和活动部202连接，方便配合相机模组中实现多轴的自由度；因此也降低了弹簧系数及防抖功耗；
(2)本发明的防抖弹簧2***设置固定部201，其可以用于连接相机模组中的固定结构1，在不影响活动部202的自由度情况下，又保证了整个电路板结构的稳固性、抗跌性，也进一步增加了跌落时的可靠性；
(3)本发明的镜头防抖对焦装置不需要复杂的生产，例如过多的激光切割；也不需要复杂的组装工艺，从而减低生产成本及不良率，提高了生产效能，降低生产成本；
(4)本发明充分利用了装置的有限空间，简化其尺寸结构，降低了成本。
(5)本发明的弹簧***能有效降低翻滚轴弹簧系数，亦能补偿因其他弹性部件(例如传感器电路板中的弹性部分)造成较大的翻滚轴弹簧系数，达致翻滚轴较佳防抖及较省电的效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种弹簧防抖***，其特征在于，包括至少两个防抖弹簧，且每个所述防抖弹簧包括：
固定部，所述固定部上开设有第一连接槽；
弹性连接臂，所述弹性连接臂的一端与所述第一连接槽连接；所述弹性连接臂的竖直中线长度与其边缘到竖直中线的最大距离之比大于5：1；所述弹性连接臂的宽度与其厚度之比不小于2：1；
活动部，所述活动部上开设有第二连接槽，所述第二连接槽与所述弹性连接臂的另一端连接；
所述弹簧防抖***设有中心线，每个所述防抖弹簧竖直中线与所述中心线的夹角小于10°；所述中心线与所述防抖弹簧竖直中线组成基准面，所述防抖弹簧所在的平面与所述基准面的最小夹角小于20°，以降低所述防抖弹簧的翻滚轴的弹簧系数；
至少两个所述防抖弹簧内，其中一个所述防抖弹簧的宽度与另一个所述防抖弹簧的宽度的比不小于10：9。
2.如权利要求1所述的弹簧防抖***，其特征在于：所述固定部的一侧开设有第一定位槽，其另一侧开设有第一卡槽；所述活动部的一侧开设有与第一定位槽同侧的第二定位槽，其另一侧开设有与第一卡槽同侧的第二卡槽。
3.如权利要求1所述的弹簧防抖***，其特征在于：所述弹性连接臂为片状弹性连接臂。
4.一种采用如权利要求1－3任一所述的弹簧防抖***的镜头防抖对焦装置，其特征在于：还包括：
固定结构，所述固定结构包括定位座和外壳；所述定位座安装于所述外壳的内部；
每个所述防抖弹簧的固定部与所述定位座连接；
防抖结构，所述防抖结构包括传感器载体、至少一组防抖磁石和至少两组防抖线圈；所述防抖磁石固定于所述外壳的内部；所述传感器载体与所述防抖弹簧的活动部连接；所述防抖线圈安装于所述传感器载体上，且所述防抖线圈与所述防抖磁石对应设置；
对焦结构，所述对焦结构包括镜头载体、至少一组对焦磁石和至少一组对焦线圈；所述对焦磁石固定设置于所述外壳的内壁上；所述镜头载体设置于所述传感器载体上，且所述镜头载体至少具有一个空间位移自由度；所述对焦线圈设置于所述镜头载体的***，且所述对焦线圈与所述对焦磁石相对设置；
镜头，所述镜头设置于所述镜头载体上；所述弹性连接臂的竖直中线与所述镜头的光轴的夹角小于10°；
模组壳体，所述模组壳体与所述固定结构的底端连接；
传感器电路板，所述传感器电路板安装于所述模组壳体的内部，且分别与所述固定结构和防抖结构连接；
图像传感器，所述图像传感器设置于所述传感器电路板上。
5.如权利要求4所述的镜头防抖对焦装置，其特征在于：所述定位座上设置有导电结构；所述防抖弹簧是由导电材料制成，所述防抖弹簧的一端与所述防抖线圈组进行电连接，另一端与所述固定结构中的导电结构连接。
6.如权利要求4所述的镜头防抖对焦装置，其特征在于：所述镜头的光轴和所述弹簧防抖***中心线一致。
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