CN113452873B - 一种驱动装置和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种驱动装置和电子设备,涉及防抖技术领域,以解决目前用于实现防抖功能的驱动装置结构复杂、控制精度低、功重比小等问题;本申请提供的驱动装置包括固定架、约束组件、活动架和驱动件;活动架通过约束组件设置于固定架,用于限制活动架相对固定架移动,且允许活动架相对固定架转动;驱动件由形状记忆合金制成,且驱动件连接固定架和活动架,用于通过自身的形变驱动活动架相对于固定架转动。在本申请提供的驱动装置中,通过约束组件限制了活动架在空间上平移运动的自由度,因此可以降低驱动装置的调整难度和繁杂程度。另外,驱动件具备结构简单、功重比大等优势,因此,有利于简化驱动装置的结构、提升控制精度和功重比。
Description
技术领域
本申请涉及防抖技术领域,尤其涉及一种驱动装置和电子设备。
背景技术
在手机等电子设备中通常会配备摄像头以满足用户的拍摄需求。由于用户在进行拍照、视频拍摄等操作时,会无法避免的产生抖动,这种抖动会传递至摄像头处,导致拍摄效果不理想。目前,有些厂商为了保证摄像头的拍摄效果,开始采用光学防抖技术。具体来说,光学防抖技术指的是在照相机、手机摄像头或者其他类似成像仪器中,通过驱动装置(如电机)驱动摄像头产生位移,以抵消或补偿外界抖动所产生的位置变化,从而提高摄像头的成像质量。但是,目前的驱动装置大多为电机,由于电机的结构比较复杂、制作成本较高,且通常需要配合齿轮等传动结构来使用,使得驱动装置的体积和精度都很难控制,功重比也比较小。
发明内容
本申请提供了一种结构简单紧凑、有利于提升控制精度、功重比的驱动装置和电子设备。
一方面本申请提供了一种驱动装置,包括固定架、约束组件、活动架和驱动件。活动架通过约束组件设置于固定架,用于限制活动架相对固定架移动,且允许活动架相对固定架转动。驱动件包括由形状记忆合金制成的结构件,且驱动件连接固定架和活动架,用于通过自身的形变驱动活动架相对于固定架转动。当驱动件被施加一定功率的电流后,驱动件被加热而产生形变,从可以向活动架施加使其转动的力矩,以此来改变活动架和固定架之间的相对姿态。或者,可以理解的是,当固定架被施加外力使其产生旋转运动时,驱动件可以驱动活动架产生与固定架的旋转方向相反的旋转运动,以抵消固定架因旋转角度变化所产生的不良影响,以达到防抖的目的。在本申请提供的驱动装置中,由于限制了活动架在空间上平移运动的自由度,因此在对活动架的姿态进行调整时,考虑旋转方向上调整即可,从而能够降低调整难度和繁杂程度,同时,也能够提升控制精度。另外,由形状记忆合金制成的驱动件具备结构简单、功重比大的优势,且能够实现快速和较高精度的调节。因此,使得驱动装置具备结构简单紧凑、有利于提升控制精度和功重比的效果。
在具体实施时,约束组件可以包括由球头和球罩所组成的球关节结构。具体来说,球头的球面与球罩的内凹面可滑动式贴合,以使球罩能够以球头的球心为旋转中心产生旋转运动。球头可以与固定架固定连接,球罩可以与活动架固定连接。在具体制作时,可以将球头和球罩分别进行成型,然后采用焊接、粘接等工艺将球头固定在固定架上、将球罩固定在活动架上。在另一些实施方式中,球头和固定架也可以是一体成型结构。本申请对此不作具体限定。
另外,在一些实施方式中,球罩的内凹面可以大于二分之一球面。或者,可以理解的是,球罩的开口直径小于球头的直径,从而能够防止球头从球罩内脱出。
在另一些实施方式中,球罩的内凹面也可以小于或等于二分之一球面。或者,可以理解的是,球罩的开口直径也可以大于或等于球头的直径,以提升球罩和球头在装配和制作时的便利性。在具体设置时,为了防止球罩与球头相脱离,可以设置压紧组件。压紧组件可以与固定架和活动架连接,以向球罩施加朝向球心方向的压力,使球头的球面与球罩的内凹面紧密贴合。
在另一些实施方式中,约束组件还可以包括弹性件。具体来说,弹性件可以与固定架和活动架固定连接,且能够通过自身的弹性形变允许活动架相对固定架产生旋转运动。在具体配置时,弹性件的种类和数量可以是多样的。
例如,约束组件可以包括至少三个弹簧,每个弹簧的所在直线相交于一点,该交点构成活动架的旋转中心。在具体配置时,至少三个弹簧可以是在空间上关于旋转中心均匀分布,也可以位于同一个平面内。另外,由于弹簧的抗拉伸、抗压缩性能较强,而抗扭转性能较弱,当弹簧位于同一个平面内时,能够有效的防止活动架在该平面内产生移动动作,而不能有效的防止活动架沿垂直于该平面的方向产生移动动作。因此,在具体配置时,可以通过辅助定位弹簧来提供垂直于该平面的方向上的作用力,以有效防止活动架沿垂直于该平面的方向产生移动动作。
另外,在具体实施时,驱动件的形状可以是多样的。
例如,驱动件可以是由形状记忆合金制成的直线形结构,当驱动件内通有一定功率的电流时,驱动件会因温度升高而收缩,从而产生拉力。通过控制电流的功率便可以控制驱动件所产生的拉力大小,从而可以对活动架的姿态进行调节。在其他实施方式中,驱动件也可以是曲线形、螺旋形等结构,本申请对此不作具体限定。
另外,在具体实施时,驱动件设置数量和位置布局也可以是多样的。
例如,当活动架是矩形的立方体结构时,驱动件可以包括第一驱动丝、第二驱动丝、第三驱动丝和第四驱动丝。四个驱动丝可以与X轴、Y轴和Z轴均倾斜设置,以使每个驱动丝在收缩时都能够对活动架产生X轴、Y轴和Z轴方向上的分力。有助于减少驱动丝的使用数量。
在具体配置时,第一驱动丝和第二驱动丝可以设置在活动架的第一侧面,且第一驱动丝和第二驱动丝交叉设置;第三驱动丝和第四驱动丝设置在活动架的第二侧面,且第三驱动丝和第四驱动丝交叉设置;其中,第一侧面和第二侧面为相背离的两个侧面。
在具体配置时,还可以在活动架的四个侧面均设置驱动丝。具体来说,驱动件还包括连接于固定架和活动架之间的第五驱动丝、第六驱动丝、第七驱动丝和第八驱动丝。其中,第五驱动丝、第六驱动丝、第七驱动丝和第八驱动丝与X轴、Y轴和Z轴均倾斜设置;第五驱动丝和第六驱动丝设置在活动架的第三侧面,且第五驱动丝和第六驱动丝交叉设置;第七驱动丝和第八驱动丝设置在活动架的第四侧面,且第七驱动丝和第八驱动丝交叉设置;其中,第三侧面和第四侧面为相背离的两个侧面。
另外,当驱动丝的数量为四个时,还可以在活动架的四个侧面均设置驱动丝。具体来说,第一驱动丝可以设置在第一侧面,第二驱动丝可以设置在第二侧面,第三驱动丝可以设置在第三侧面,第四驱动丝设置在第四侧面。
在其他的实施方式中,活动架的形状结构、驱动丝的设置数量和位置排布可以根据实际需求作相应调整,本申请对此不作具体限定。
在具体应用时,驱动装置可以根据实际需求应用在多种需要实现防抖功能的设备中。例如,驱动装置可以为镜头组件提供防抖功能,以提升镜头组件在拍摄时的稳定性。在具体实施时,镜头组件可以固定于活动架。当外力(如人手)作用在固定架上使固定架产生抖动时,驱动件可以驱动活动架相对于固定架运动,以防止活动架(或镜头组件)跟随人手(或固定架)产生抖动动作,从而提升镜头组件的拍摄稳定性,提升图像的拍摄效果。
另一方面,本申请还提供了一种电子设备,包括壳体和设置在壳体内的驱动装置。在具体应用时,电子设备可以是摄像机、手机、平板电脑、云台等。以手机为例,驱动装置的固定架可以与手机的壳体进行固定连接,以将驱动装置安装在手机内。镜头组件安装于活动架,且镜头组件朝手机的前端(朝向使用者的一端)或后端设置。另外,手机中可以设置陀螺仪、加速度仪、磁场仪等用于感测手机姿态变化的传感器,控制装置可以接收陀螺仪、加速度仪、磁场仪等传感器的电信号,并依据该电信号向驱动件发送控制信号对驱动件进行加热,从而调节活动架(或镜头组件)的姿态,以达到光学防抖的目的。另外,为了能够对活动架(或镜头组件)的姿态进行较高精度的调节,驱动装置中可以设置与控制装置信号连接的霍尔传感器,霍尔传感器可以固定在活动架上,以将活动架(或镜头组件)的姿态信息反馈给控制装置,从而形成闭环控制,以提升防抖效果。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种手机的立体结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种驱动装置的剖面结构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种驱动装置的立体结构示意图;
图4为本申请实施例提供的一种驱动装置的分解结构示意图;
图5为本申请实施例提供的一种驱动装置的剖面结构示意图;
图6为本申请实施例提供的一种驱动装置的立体结构示意图;
图7为本申请实施例提供的一种驱动装置的平面结构示意图;
图8为本申请实施例提供的一种驱动装置的剖面结构示意图;
图9为本申请实施例提供的另一种驱动装置的平面结构示意图;
图10为本申请实施例提供的另一种驱动装置的剖面结构示意图;
图11为本申请实施例提供的又一种驱动装置的剖面结构示意图;
图12为本申请实施例提供的一种驱动装置的立体结构示意图;
图13为本申请实施例提供的另一种驱动装置的立体结构示意图;
图14为本申请实施例提供的另一种驱动装置的立体结构示意图;
图15为本申请实施例提供的另一种驱动装置的立体结构示意图;
图16为本申请实施例提供的另一种驱动装置的立体结构示意图;
图17为本申请实施例提供的一种手机的结构示意图;
图18为本申请实施例提供的一种驱动装置实现防抖功能的流程图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
为了方便理解本申请实施例提供的驱动装置,下面首先介绍一下其应用场景。
本申请实施例提供的驱动装置可以应用在相机、具有拍摄功能的手机、平板电脑等电子设备中以提升拍摄效果。以手机为例,为了满足用户的拍摄需求,手机中可以配备镜头组件以获取图像信息;具体来说,镜头组件中可以包括透镜组件和位于透镜组件后方的图像传感器,外界的光线由透镜组件的前端射入透镜组件内,透镜组件对光线进行过滤、整形等处理后由后方射出,图像传感器接收由透镜组件后方射出的光线,并将光信号转换成电信号,从而完成对外界图像信息的获取和转换。在此过程中,需要保证镜头组件和被拍摄物之间保持稳定的相对位置,以保证图像信息的获取质量。然而,在用户的实际使用过程中,通常是手持手机进行拍摄,因此,会不可避免的产生抖动。
为了防止因抖动所带来的不良影响,可以采用光学防抖技术来提升镜头组件的稳定性。例如,可以在手机中设置电机,在拍摄过程中,当手机的姿态产生变化时,电机可以驱动镜头组件进行动作,以抵消手机的姿态变化。
具体来说,如图1所示,在拍摄过程中,当外力(如人手)使手机01向右或向左旋转时,电机可以驱动位于手机01背部的镜头组件(图中未示出)向左或向右旋转,以使镜头组件正对于被拍摄物体。或者,当外力(如人手)使手机01向上仰起或向下俯瞰时,电机可以驱动镜头组件向下俯瞰或向上仰起,以使镜头组件正对于被拍摄物体,以提升拍摄效果。但是,由于电机的结构比较复杂制作成本较高,容易产生电磁干扰,且电机的功重比(即电机能够产生的功率和自身重量的比值)较小,当镜头组件的重量较大时,需要配备更大体积和重量的电机,不利于小型化、轻量化设计。另外,在目前的光学防抖技术中,通常能够对镜头组件实现左、右方向上(或绕Z轴旋转)和俯、仰方向上(或绕X轴旋转)姿态的调整,很难兼顾顺时针、逆时针方向上(或绕Z轴旋转)的调整。另外,目前也没有对镜头组件的自由度进行合理的控制(如没有限制镜头组件的平移运动),导致电机等驱动装置在对镜头组件的姿态进行调整时,很难保证控制精度。
为此,本申请提供了一种结构简单紧凑、有利于提升控制精度和功重比的驱动装置。
为了便于理解本申请技术方案,下面将结合附图和具体实施方式对本申请所提供的驱动装置进行具体说明。
以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的,而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样,单数表达形式“一个”、“一种”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式,除非其上下文中明确地有相反指示。还应当理解,在本申请以下各实施例中,“至少一个”、“一个或多个”是指一个、两个或两个以上。术语“和/或”,用于描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系;例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B的情况,其中A、B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”,除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。
如图2所示,在本申请提供的一个实施例中,驱动装置10可以包括固定架11、约束组件12、活动架13和驱动件14。活动架13通过约束组件12设置于固定架11,用于限制活动架13相对固定架11移动,且允许活动架13相对固定架11转动。驱动件14包括由形状记忆合金制成的结构件,且驱动件14连接固定架11和活动架13,用于通过自身的形变驱动活动架13相对于固定架11转动。当固定架11被施加外力使其产生旋转运动时,驱动件14可以驱动活动架13产生与固定架11的旋转方向相反的旋转运动,以抵消固定架11因旋转角度变化所产生的不良影响,以达到防抖的目的。或者,可以理解的是,固定架11是在空间上固定不动的结构件,约束组件12连接固定架11和活动架13,用于将活动架13固定在空间上的某个位置,防止活动架13沿X轴、Y轴和Z轴的方向上产生平移运动,且允许活动架13绕旋转中心100(包括X轴、Y轴、Z轴的旋转轴心)产生旋转运动。向驱动件14输入电流后驱动件14的温度会升高,导致其形状产生变化。驱动件14能够通过自身的形变向活动架13施加转动的力矩,使活动架13绕旋转中心100转动,从而能够对活动架13的姿态进行调整。在本申请提供的驱动装置10中,由于限制了活动架13在空间上平移运动的自由度,因此在对活动架13的姿态进行调整时,考虑旋转方向上调整即可,从而能够降低调整难度和繁杂程度,同时,也能够提升控制精度。另外,由形状记忆合金制成的驱动件14具备结构简单、功重比大的优势,且能够实现快速和较高精度的调节。因此,使得驱动装置10具备结构简单紧凑、有利于提升控制精度和功重比的效果。
在实际应用时,驱动装置10可以应用在相机、手机、平板电脑等电子设备中。以手机为例,在驱动装置10中的活动架13上可以设置镜头组件15,固定架11可以与手机的壳体或电路板等部件固定连接,当用户手持手机进行拍摄时,若手部抖动导致手机(或固定架11)产生旋转运动时,驱动装置10中的驱动件14可以驱动活动架13(或镜头组件15)产生与手机(或固定架11)的旋转方向相反的旋转运动,以保证活动架13(或镜头组件15)与被拍摄物之间保持稳定的相对位置,从而达到防抖的目的。
在具体实施时,固定架11和活动架13的结构形状可以是多样的。
如图3和图4所示,在本申请提供的一个实施中,活动架13是矩形的壳体结构,前端设有镜头组件15。固定架11是后端封闭的矩形框结构,并围设在活动架13的***。约束组件12设置在固定架11和活动架13之间并与固定架11和活动架13连接,以限制活动架13和固定架11之间产生相对移动,且允许活动架13和固定架11之间产生相对转动。
在另一些实施方式中,活动架13也可以是框型结构、板状结构等。当活动架13上设置镜头组件15时,活动架13可以是用于与镜头组件15的壳体相连接的结构件。或者,活动架13也可以是镜头组件15的壳体或壳体的组成部分,即镜头组件15中的透镜、图像传感器等部件可以直接固定在活动架13中。另外,在另一些实施方式中,固定架11可以是框型结构、壳体结构、板状结构等。当驱动装置10应用在电子设备中时,固定架11的结构和功能也可以是多样的。例如,当驱动装置10应用在手机中时,固定架11可以是用于与手机的壳体相连接的结构件,以将驱动装置10安装在手机的壳体内。或者,在一些实施方式中,固定架11也可以是壳体或壳体的组成部分。
另外,在具体实施时,约束组件12的结构类型、与固定架11和活动架13之间的连接关系也可以是多样的。其中,本申请中,约束组件12可以是独立的组件,也可以是由其他组件的一部分构成,例如,固定架11和/或活动架13提供一部分结构来共同形成约束组件。
例如,如图5所示,在本申请提供的一个实施例中,约束组件12是球关节结构。具体来说,约束组件12包括球头121和球罩122,球头121的球面与球罩122的内凹面可滑动式贴合,以使球罩122能够以球头121的球心为旋转中心100产生旋转运动。球头121可以是单独的组件并通过某种方式(如焊接、粘接等)与固定架11固定连接,也可以是作为固定架11的一部分(即生产出的固定架11就具有这个球头121的结构,而不需要再单独安装一个球头121)。同理,球罩122也可以是活动架13的一部分,或者是一个单独的组件与活动架13固定连接,本申请中,球头121与球罩122可以分别是固定架11与活动架13的一部分。通过球头121和球罩122的结构设置,使得活动架13能够以球头121的球心为旋转中心100相对固定架11产生旋转运动。另外,为了防止球罩122对设置在活动架13前端的镜头组件15形成遮挡,球罩122可以设置在活动架13的后端(图中的下端)。为了便于对镜头组件15的旋转角度(使镜头组件15绕Z轴产生旋转运动)进行调节,球头121的球心(或活动架13的旋转中心100)可以位于镜头组件15的中心轴上。
在具体设置时,为了防止球头121与球罩122相脱离,球罩122的内凹面可以大于二分之一球面。或者,可以理解的是,球罩122的开口直径小于球头121的直径,从而能够防止球头121从球罩122内脱出。在具体设置时,球罩122可以采用具有一定弹性的材料制成,以便于将球头121装配在球罩122内。
另外,球罩122的内凹面也可以小于或等于二分之一球面。或者,可以理解的是,球罩122的开口直径也可以大于或等于球头121的直径,以提升球罩122和球头121在装配和制作时的便利性。在具体设置时,为了防止球罩122与球头121相脱离,可以设置压紧组件16。具体来说,压紧组件16可以向球罩122施加朝向球心方向的压力,以使球头121的球面与球罩122的内凹面紧密贴合。在具体设置时,压紧组件16可以是拉簧,为了向球罩122施加朝向球心方向的压力,压紧组件16可以设置四个(图中示出了两个),四个压紧组件16沿球罩122的轴心均匀阵列设置。每个压紧组件16的上端可以与活动架13固定连接,下端与固定架11固定连接,在压紧组件16拉力的作用下使球头121的球面与球罩122的内凹面紧密贴合,从而防止球罩122与球头121相脱离。在另一些实施方式中,压紧组件16的数量也可以是一个、两个或者更多个。另外,压紧组件16也可以是其他的能够提供压紧力的结构件(如皮筋),本申请对此不作具体限定。
另外,在进行制作时,可以是将球头121和球罩122分别进行成型,然后采用焊接、粘接等工艺将球头121固定在固定架11上、将球罩122固定在活动架13上。在另一些实施方式中,球头121和固定架11也可以是一体成型结构。例如,可以采用注塑等工艺将球头121和固定架11进行一体化制作。或者,也可以在固定架11上直接成型出球头121结构。球罩122和固定架11也可以是一体成型结构,例如,可以采用注塑等工艺将球罩122和活动架13进行一体化制作。或者,也可以采用挖孔等工艺在活动架13的表面直接开设内凹面。另外,在另一些实施方式中,球头121和球罩122的位置也可以互换,即球头121与活动架13固定连接,球罩122与固定架11固定连接。
在另一些实施方式中,约束组件12也可以是弹性件123。具体来说,弹性件123可以与固定架11和活动架13固定连接,且能够通过自身的弹性形变允许活动架13相对固定架11产生旋转运动。在具体配置时,弹性件123的种类和数量可以是多样的。
例如,如图6所示,在本申请提供的一个实施例中,弹性件123是螺旋弹簧。固定架11和活动架13之间通过四个弹性件123进行连接。四个弹性件123设置在活动架13后端的同一个平面内,四个弹性件123所在的直线具有共同的交点,该交点构成活动架13的旋转中心100。另外,为了便于对镜头组件15的旋转角度(使镜头组件15绕Z轴产生旋转运动)进行调节,四个弹性件123所在直线的交点(或活动架13的旋转中心100)可以位于镜头组件15的中心轴上。当外力作用在活动架13上,产生使其产生沿X轴、Y轴和Z轴方向移动的趋势时,四个弹性件123能够通过自身的弹性力来抵消该外力,从而能够在一定程度上防止活动架13产生沿X轴、Y轴和Z轴方向移动的动作。另外,当外力作用在活动架13上,产生使其产生绕X轴、Y轴或Z轴为轴心的旋转运动时,由于弹性件123的抗扭力性能较弱,因此,能够允许活动架13在一定角度范围内产生旋转运动。
另外,在具体设置时,弹性件123在固定架11上的连接位置、在活动架13上的连接位置也可以是多样的。
例如,如图7和图8所示,在本申请提供的一个实施中,每个弹性件123在活动架13上的连接位置123a靠近旋转中心100设置,位于固定架11上的连接位置123b远离旋转中心100设置。
如图9和图10所示,在本申请提供的另一个实施例中,每个弹性件123在活动架13上的连接位置123a远离旋转中心100设置,位于固定架11上的连接位置123b靠近旋转中心100设置。
在另一些实施方式中,弹性件123也可以是片状结构、曲线形结构或者其他的结构类型。也可以采用一个、两个甚至更多个弹性件123来连接固定架11和活动架13,其设置数量可以根据实际需求作适应性调整,本申请对此不作具体限定。
另外,在实际应用中,由于螺旋弹簧具备较大的抗拉性能,而其抗扭转性能较差。因此,如图11所示,在本申请提供的一个实施例中,在Z轴的方向上也设有螺旋弹簧(辅助定位弹簧17)。当外力作用在活动架13上,使其产生沿Z轴方向移动的趋势时,辅助定位弹簧17能够通过自身的弹性力来抵消该外力,从而能够在一定程度上防止活动架13产生沿Z轴方向移动的动作,同时也不会影响活动架13产生绕X轴、Y轴和Z轴为轴心的旋转运动。
另外,在具体实施时,驱动件14的形状、设置数量和位置布局也可以是多样的。
例如,在本申请提供的一个实施例中,驱动件14是由形状记忆合金制成的直线形结构,当驱动件14内通有一定功率的电流时,驱动件14会因温度升高而收缩,从而产生拉力。通过控制电流的功率便可以控制驱动件14所产生的拉力大小,从而可以对活动架13的姿态进行调节。
如图12所示,为了能够清楚的表示出驱动件14的布设位置,图中未示出固定架。驱动件14设有四个,分别为第一驱动丝141、第二驱动丝142、第三驱动丝143和第四驱动丝144。活动架13包括绕Z轴均匀阵列分布的四个侧面。第一驱动丝141和第二驱动丝142交叉式的设置在活动架13的上侧,且第一驱动丝141和第二驱动丝142不相互接触,以避免产生干涉。第三驱动丝143和第四驱动丝144交叉式的设置在活动架13的下侧,且第三驱动丝143和第四驱动丝144不相互接触,以避免产生干涉。具体来说,第一驱动丝141的第一端141a与活动架13后端的右上角连接,第二端141b与固定架连接。第二驱动丝142的第一端142a与活动架13后端的左上角连接,第二端142b与固定架连接。第三驱动丝143的第一端143a与活动架13后端的右下角连接,第二端143b与固定架连接。第四驱动丝144的第一端144a与活动架13后端的左下角连接,第二端144b与固定架连接。每个驱动丝与X轴、Y轴和Z轴均倾斜设置,以使每个驱动丝在收缩时都能够对活动架13产生X轴、Y轴和Z轴方向上的分力。且每个驱动丝都能被单独的施加一定功率的电流,使其对活动架13产生旋转运动的作用力。通过对第一驱动丝141、第二驱动丝142、第三驱动丝143和第四驱动丝144所通入电流的功率大小进行合理匹配,便可以有效的对活动架13的所有旋转方向进行精准调节。
另外,当驱动丝的数量为四个时,每个驱动丝在固定架11和活动架13上的连接位置也可以是多样的。具体来说,如图13所示,在本申请提供的另一个实施例中,第一驱动丝141的第一端141a与活动架13的前端的左上角连接,第二端141b与固定架连接。第二驱动丝142的第一端142a与活动架13前端的右上角连接,第二端142b与固定架连接。第三驱动丝143的第一端143a与活动架13前端的左下角连接,第二端143b与固定架连接。第四驱动丝144的第一端144a与活动架13前端的右下角连接,第二端144b与固定架连接。
如图14所示,在本申请提供的另一个实施例中,第一驱动丝141设置在活动架13的上侧,第二驱动丝142设置在活动架13的下侧,第三驱动丝143设置在活动架13的左侧,第四驱动丝144设置在活动架13的右侧。具体来说,第一驱动丝141的第一端141a与活动架13后端的右上角连接,第二端与固定架11固定连接。第二驱动丝142的第一端142a与活动架13后端的左下角连接,第二端142b与固定架11固定连接。第三驱动丝143的第一端143a与活动架13后端的左下角连接,第二端143b与固定架11固定连接。第四驱动丝144的第一端144a与活动架13后端的右上角连接,第二端144b与固定架11固定连接。
如图15所示,在本申请提供的另一个实施例中,第一驱动丝141设置在活动架13的上侧,第二驱动丝142设置在活动架13的下侧,第三驱动丝143设置在活动架13的左侧,第四驱动丝144设置在活动架13的右侧。具体来说,第一驱动丝141的第一端141a与活动架13前端的左上角连接,第二端与固定架11固定连接。第二驱动丝142的第一端142a与活动架13前端的右下角连接,第二端142b与固定架11固定连接。第三驱动丝143的第一端143a与活动架13前端的左上角连接,第二端143b与固定架11固定连接。第四驱动丝144的第一端144a与活动架13前端的右下角连接,第二端144b与固定架11固定连接。
另外,在一些实施方式中,驱动装置10中也可以包含更多个驱动丝。
如图16所示,在本申请提供的实施例中,驱动装置10中包含八个驱动丝。分别为第一驱动丝141、第二驱动丝142、第三驱动丝143、第四驱动丝144、第五驱动丝145、第六驱动丝146、第七驱动丝147和第八驱动丝148。具体来说,第一驱动丝141和第二驱动丝142交叉式的设置在活动架13的上侧;第三驱动丝143和第四驱动丝144交叉式的设置在活动架13的下侧;第五驱动丝145和第六驱动丝146交叉式的设置在活动架的左侧;第七驱动丝147和第八驱动丝148交叉式的设置在活动架13的右侧。即活动架13后端的每个边角均与两个驱动丝进行连接,多个驱动丝协同工作可以为活动架13提供较大的旋转作用力,从而可以提升活动架13运动时的响应速度和力度。
可以理解的是,在其他的实施方式中,驱动丝的设置数量可以是两个或者两个以上,其具体设置数量、与固定架11和活动架13之间的连接位置可以根据实际需求作适应性调整,本申请对此不作具体限定。
另外,如图17所示,本申请实施例还提供了一种电子设备,包括壳体21和设置在壳体21内的驱动装置10。在具体应用时,电子设备可以是摄像机、手机、平板电脑、云台等。以手机20为例,驱动装置10的固定架11可以与手机20的壳体21进行固定连接,以将驱动装置10安装在手机20内。镜头组件15安装于活动架13,且镜头组件15朝手机20的前端(朝向使用者的一端)或后端设置。另外,手机中可以设置陀螺仪、加速度仪、磁场仪等用于感测手机姿态变化的传感器,控制装置可以接收陀螺仪、加速度仪、磁场仪等传感器的电信号,并依据该电信号向驱动件14发送控制信号对驱动件14进行加热,从而调节活动架13(或镜头组件15)的姿态,以达到光学防抖的目的。另外,为了能够对活动架13(或镜头组件15)的姿态进行较高精度的调节,驱动装置10中可以设置与控制装置信号连接的霍尔传感器,霍尔传感器可以固定在活动架13上,以将活动架13(或镜头组件15)的姿态信息反馈给控制装置,从而形成闭环控制。
在具体实施时,控制装置可以配备在驱动装置10内,也可以配备在手机中。或者,手机中的处理器可以替代控制装置的功能。
在实际使用时,如图18所示,驱动装置10实现防抖功能的流程可以包括:
S1、开启防抖模式。具体来说,若手机(如手机中的处理器)检测到镜头组件15被开启(如用户开启拍摄功能)后,手机的触控屏可以显示出虚拟开关按钮,用户可以手动触控该开关按钮开启防抖模式。在另一些实施方式中,防抖模式也可以自动开启,即当手机检测到镜头组件15被开启后,可以自行开启防抖模式。
S2、获取手机的姿态信息。具体来说,陀螺仪、加速度仪、磁场仪等传感器可以固定在手机内,且能跟随手机一起运动,用于感测手机位置信息。传感器可以将手机的位置信息周期性的传送给控制装置,控制装置根据该位置信息可以计算出手机姿态信息。
S3、向驱动件发送控制指令。控制装置可以基于该手机的姿态信息向驱动件14发送控制指令,以调节镜头组件的姿态。
S4、获取镜头组件的姿态信息。具体来说,控制装置可以基于驱动件的电阻值来计算出驱动件的长度变化量,并基于该长度变化量来计算出镜头组件的姿态信息。或者,镜头组件上还可以设置霍尔传感器,控制装置可以根据霍尔传感器的电信号来计算出镜头组件的姿态信息。
为了能够对镜头组件的姿态进行较高精度的调节,控制装置可以基于手机的姿态信息和镜头组件的姿态信息,向驱动件发送控制指令,以形成闭环控制。
另外,在一些实施方式中,为了降低信号干扰,在控制装置和传感器(如陀螺仪、加速度仪、磁场仪等)之间可以通过高通滤波器进行连接,以降低传感器中低频信号的干扰。
另外,在具体实施时,驱动装置10实现防抖功能的流程并不仅限于上述实施例中所示出的内容。
以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (15)
1.一种驱动装置,其特征在于,包括:
固定架;
约束组件;
活动架,通过所述约束组件设置于所述固定架;
其中,所述约束组件用于限制所述活动架相对所述固定架移动,且允许所述活动架绕旋转中心转动;
驱动件,连接所述固定架和所述活动架,用于通过自身的形变驱动所述活动架绕所述旋转中心转动;
其中,所述驱动件包括由形状记忆合金制成的结构件;
所述驱动件用于驱动所述活动架绕所述旋转中心转动包括:
用于驱动所述活动架绕X轴旋转、驱动所述活动架绕Y轴旋转和驱动所述活动架绕Z轴旋转;
所述活动架包括绕Z轴阵列分布的四个侧面;
所述驱动件包括连接于所述固定架和所述活动架之间的第一驱动丝、第二驱动丝、第三驱动丝和第四驱动丝;
其中,所述第一驱动丝、所述第二驱动丝、所述第三驱动丝和所述第四驱动丝与X轴、Y轴和Z轴均倾斜设置。
2.根据权利要求1所述的驱动装置,其特征在于,所述约束组件包括球头和球罩;
所述球头固定于所述固定架,所述球罩固定于所述活动架,所述球头的球面与所述球罩的内凹面可滑动式贴合;
其中,所述球头的球心构成所述活动架的旋转中心。
3.根据权利要求2所述的驱动装置,其特征在于,所述球头和所述固定架是一体结构。
4.根据权利要求2或3所述的驱动装置,其特征在于,所述球罩和所述活动架是一体结构。
5.根据权利要求2或3所述的驱动装置,其特征在于,所述球罩的内凹面大于二分之一球面。
6.根据权利要求2或3所述的驱动装置,其特征在于,所述球罩的内凹面小于或等于二分之一球面;
所述驱动装置还包括压紧组件,所述压紧组件与所述固定架和所述活动架连接,用于使所述球面和所述内凹面压紧贴合。
7.根据权利要求1所述的驱动装置,其特征在于,所述约束组件包括弹性件;
所述弹性件与所述固定架和所述活动架固定连接,且所述弹性件能够通过自身的弹性形变允许所述活动架绕所述旋转中心转动。
8.根据权利要求7所述的驱动装置,其特征在于,所述约束组件包括至少三个弹簧,所述至少三个弹簧的所在直线相交于所述旋转中心。
9.根据权利要求8所述的驱动装置,其特征在于,所述至少三个弹簧的所在直线位于同一个平面内;
所述驱动装置还包括辅助定位弹簧,所述辅助定位弹簧与所述固定架和所述活动架连接,用于向所述活动架的旋转中心施加垂直于所述平面的作用力。
10.根据权利要求1所述的驱动装置,其特征在于,所述第一驱动丝和所述第二驱动丝设置在所述活动架的第一侧面,且所述第一驱动丝和所述第二驱动丝交叉设置;
所述第三驱动丝和所述第四驱动丝设置在所述活动架的第二侧面,且所述第三驱动丝和所述第四驱动丝交叉设置;
其中,所述第一侧面和所述第二侧面为相背离的两个侧面。
11.根据权利要求10所述的驱动装置,其特征在于,所述驱动件还包括连接于所述固定架和所述活动架之间的第五驱动丝、第六驱动丝、第七驱动丝和第八驱动丝;
其中,所述第五驱动丝、所述第六驱动丝、所述第七驱动丝和所述第八驱动丝与X轴、Y轴和Z轴均倾斜设置;
所述第五驱动丝和所述第六驱动丝设置在所述活动架的第三侧面,且所述第五驱动丝和所述第六驱动丝交叉设置;
所述第七驱动丝和所述第八驱动丝设置在所述活动架的第四侧面,且所述第七驱动丝和所述第八驱动丝交叉设置;
其中,所述第三侧面和所述第四侧面为相背离的两个侧面。
12.根据权利要求1所述的驱动装置,其特征在于,所述第一驱动丝设置在所述活动架的第一侧面,所述第二驱动丝设置在所述活动架的第二侧面,所述第三驱动丝设置在所述活动架的第三侧面,所述第四驱动丝设置在所述活动架的第四侧面;
其中,所述第一侧面和所述第二侧面为相背离的两个侧面,所述第三侧面和第四侧面为相背离的两个侧面。
13.根据权利要求1至3中任意一项所述的驱动装置,其特征在于,还包括镜头组件;
所述镜头组件固定于所述活动架,所述旋转中心位于所述镜头组件的轴线上。
14.根据权利要求1至3中任意一项所述的驱动装置,其特征在于,还包括控制装置;
所述控制装置与所述驱动件电连接,用于向所述驱动件提供使所述驱动件产生形变的驱动电流。
15.一种电子设备,其特征在于,包括壳体和权利要求1至14中任意一项所述的驱动装置,所述固定架固定在所述壳体内。
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- 2020-03-24 CN CN202010215148.2A patent/CN113452873B/zh active Active
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