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CN104020546A - 一种可同时实现光学变焦和光学防抖的对焦马达 - Google Patents

一种可同时实现光学变焦和光学防抖的对焦马达 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可同时实现光学变焦和光学防抖的对焦马达，在自动对焦马达的磁轭端部设置了多倍光学变焦装置，该多倍光学变焦装置包括但不限于安装在磁轭端面的平移线圈组、与所述平移线圈组活动连接的支架、固定在支架上的磁石组以及透镜组，所述平移线圈组与所述磁石组相互作用，控制支架在平行于平移线圈组的平面内进行多轴向运动。本发明体积小、成本低、防抖动效果好、可实现多倍光学变焦，能够充分满足现有的超轻超薄智能便携式移动设备的需求。

Description

一种可同时实现光学变焦和光学防抖的对焦马达
技术领域
本发明涉及对镜头运动进行控制的马达设备。
背景技术
现有的手持移动设备基本上都搭载着摄像头，可以使人们随时随地记录美好的瞬间，人们利用智能手机、平板电脑等设备进行拍照时，由于没有三脚架的支撑，手很容易晃动，造成抖动，使得拍摄的照片比较模糊。
如图5所示，公开号为CN103826053A的专利文件公开了一种电子设备、摄像头及光学防抖摄像头装置，该现有技术在位于自动对焦马达底侧，即内底座106的底部，设有多个平移线圈107驱动自动对焦马达在平行于平移线圈107所在平面内进行微小的位移，由于其在平面内的可位移范围过小，难以进行功能扩展。
此外，该现有技术需要在自动对焦马达外部增加其他多组零部件，导致产品整体的横向尺寸和纵向尺寸过大，无法应用在现有的智能便携式移动设备上，并且不具备光学变焦功能，也不能很好地满足用户的需要。
该现有技术一共包括两组铁壳（内铁壳104和外铁壳108）、两组底座（内底座106和外底座105）、多个弹簧（上弹簧片110、下弹片130以及平移弹片109）、多个磁铁、多个线圈、镜头座（载体101），虽然也可以实现微小的防抖，但是所需驱动的物体体积和质量相对较大，即需驱动一个铁壳（内铁壳104）、多个磁铁（磁铁103）、镜头座（载体101）、镜头、内底座106、多个弹簧（上弹簧片110、下弹片130以及平移弹片109）、线圈，造成产品功耗较大，导致便携式移动设备无法为其提供相应的条件。
因此，如何提供一种尺寸较小的、防抖效果显著且具有多倍光学变焦功能的对焦马达是业界亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术中存在的技术问题，提出一种可同时实现光学变焦和光学防抖的对焦马达，包括自动对焦马达、设于自动对焦马达磁轭一端的多倍光学变焦装置，该多倍光学变焦装置包括但不限于安装在磁轭端面的平移线圈组、与所述平移线圈组活动连接的支架、固定在支架上的磁石组以及透镜组，所述平移线圈组与所述磁石组相互作用，控制支架在平行于平移线圈组的平面内进行多轴向运动。
本发明所采用的自动对焦马达可以根据需要选择不同的种类和型号，提供自动对焦功能，以配合本发明的多倍光学变焦装置实现不同的拍摄效果。
在本技术方案中，多倍光学变焦装置设有1个或以上平移FPC线圈、2个或以上光学透镜、一支架，1个或以上的悬簧以及2个或以上的第一磁石，线圈固定在金属磁轭的表面，光学透镜(增倍镜)的放大倍数各不相同，但以阵列形式固定在所述支架上，支架通过悬簧或滚珠与金属磁轭连接，所述第一磁石固定在支架上，且平行于线圈。
本发明通过平移FPC线圈与第一磁石进行相互作用，使得支架可以在平行于金属磁轭端面的平面内进行移动，实现了多倍光学变焦以及显著的光学防抖功能，并且本发明的产品体积与目前市场上普通不带光学变焦及光学防抖功能的自动对焦马达相当，模组高度可控制在6毫米以内，可以满足目前各种主流智能手机的厚度要求，其丰富的功能性以及产品本身尺寸的小巧，使其兼容性、适用性十分广泛，具有极高的市场价值。
附图说明
图1为本发明一实施例的爆炸图；
图2为本发明一实施例的外观图；
图3是图2的D-D剖视图；
图4是本发明的顶视图；
图5是现有技术的爆炸图。
具体实施方式
图1至图4展示了本发明的一个实施例，在该实施例中马达结构包括一自动对焦马达以及安装在自动对焦马达磁轭端部的多倍光学变焦装置。
自动对焦马达的型号可以根据需要来选择，例如普通的自动对焦马达、开环式、闭环式或带光学防抖功能的多轴式马达等。在本实施例中，自动对焦马达包括设置在镜头座1一端的对焦线圈2、四块第二磁石3、一弹簧片4、由金属磁轭5和底盖6组成的外壳、插脚的组件，镜头与镜头座1同轴且平行于光轴。镜头座1的外围套有一对焦线圈2，用来实现镜头对焦。磁轭5的内壁上设有与对焦线圈2相互作用的第二磁石3，第二磁石3一共四块，均布在磁轭5的四个内壁上，且与对焦线圈2的四边平行，第二磁石3朝向对焦线圈2的一面均为S极。弹簧片4包括外框、内圈以及连接外圈和内圈的弹性条，弹簧片的外框被磁石和底盖固定，弹簧片的内圈和镜头座的端面固定连接，通过弹簧片可以精确控制镜头的移动量。当对焦线圈2通电时，第二磁石3对镜头座1产生一个平行光轴的作用力，使镜头座1延光轴方向前后移动实现自动对焦功能。
多倍光学变焦装置设置在上述自动对焦马达磁轭端部的上表面，包括安装在磁轭端面的平移线圈组7、与平移线圈组活动连接的支架8、固定在支架8上的磁石组以及透镜组，平移线圈组7与磁石组相互作用，控制支架8在平行于平移线圈组的平面内进行多轴向运动。
其中，平移线圈组包括至少2个平移FPC线圈9，在本实施例中，平移FPC线圈9沿磁轭5端面的四个边缘均匀设置了四个平移FPC线圈，且每一个平移FPC线圈的线路走向都一致，要么均为顺时针绕线，要么均为逆时针绕线，相对的两个平移FPC线圈可以串联，本发明采用的FPC线圈可以完全替代现有的铜线线圈，铜线线圈制作工艺难度很大，需要辅助自动绕线设备和模具，生产效率和良率以及线圈的尺寸精度相对较低，而FPC线圈采用目前非常成熟的柔性线路板制作工艺，精度极高，良率极高，生产效率也极高，极大的简化了线圈的生产工艺，降低了成本。
磁石组与线圈组所在的平面平行，包括设置在支架8上与平移FPC线圈9相互作用的至少2块第一磁石，在本实施例中，在支架上与平移FPC线圈相对的位置也设置了四块第一磁石11，四块第一磁石11均采用平面两极注磁，相对的两块第一磁石的相对侧极性相反。透镜组设置在支架端面中央，被第一磁石包围，透镜组需要均匀排布的至少两个用于放大的透镜10，在本实施例中，采用了四个透镜10，并且呈阵列排布，这四个透镜的半径一直，且它们之间的放大倍数均不相同。支架8可以通过悬簧或滚珠与金属磁轭连接。
当平移FPC线圈通电时，由于磁铁侧磁场作用，会对第一磁石产生一个平行于平移FPC线圈所在平面的作用力，该作用力垂直于上述自动对焦马达的光轴，使得第一磁石带动支架以及多个同直径的光学透镜在平行于平移线圈组所在平面内进行多轴向运动，当支架的移动量为光学透镜的半径时，可实现自动对焦的镜头光轴中心切换不同倍数的光学透镜（增倍镜），从而实现分立式多倍光学变焦。当支架在上述的移动量的基础上进行小幅平移时（移动量小于透镜的半径），可实现同一光学透镜相对自动对焦镜头光轴中心的移动，实现图像的小幅平移，足以补偿手抖造成的图像移动，从而实现光学防抖的功能。
此外，线圈组所在的平面内还可放置有分别用于检测支架横、纵向运动的霍尔传感器。可以精确测量透镜组和支架在两个维度上的水平位置，实现闭环控制，令透镜的位置控制达到最精准。
需要指出的是，虽然本发明无法实现光学连续变焦，但可以结合电子无损变焦而实现超过10倍的连续无损变焦。本发明通过自动对焦马达，平移FPC线圈与第一磁石的装配组合，可实现镜头的自动对焦、光学变焦以及光学防抖功能，且该机构简单，体积小，模组高度可控制在6毫米以内，合乎目前主流智能手机的厚度要求，因此具有极高的市场价值。
以上具体实施例仅用以举例说明本发明的结构，本领域的普通技术人员在本发明的构思下可以做出多种变形和变化，这些变形和变化均包括在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可同时实现光学变焦和光学防抖的对焦马达，包括自动对焦马达、设于自动对焦马达磁轭一端的多倍光学变焦装置，其特征在于：所述多倍光学变焦装置包括：安装在磁轭端面的平移线圈组、与所述平移线圈组活动连接的支架、固定在支架上的磁石组以及透镜组，所述平移线圈组与所述磁石组相互作用，控制支架在平行于平移线圈组的平面内进行多轴向运动。
2.如权利要求1所述的可同时实现光学变焦和光学防抖的对焦马达，其特征在于：所述平移线圈组包括至少2个平移FPC线圈，所述平移FPC线圈沿磁轭端面的边缘均匀设置，且每一个平移FPC线圈均为顺时针绕线或者均为逆时针绕线。
3.如权利要求2所述的可同时实现光学变焦和光学防抖的对焦马达，其特征在于：所述磁石组包括设置在支架上与所述平移FPC线圈相互作用的至少2块第一磁石，所述第一磁石采用平面两极注磁。
4.如权利要求3所述的可同时实现光学变焦和光学防抖的对焦马达，其特征在于：所述透镜组设置在支架端面中央，包括阵列排布的至少2个透镜，所述透镜之间的放大倍数均不相同。
5.如权利要求1-4任意一项权利要求所述的可同时实现光学变焦和光学防抖的对焦马达，其特征在于：所述支架通过悬簧或滚珠与磁轭相连接。
6.如权利要求1-4任意一项权利要求所述的可同时实现光学变焦和光学防抖的对焦马达，其特征在于：所述线圈组所在平面设有分别检测支架横、纵向运动的霍尔传感器。
7.如权利要求1-4任意一项权利要求所述的可同时实现光学变焦和光学防抖的对焦马达，其特征在于：所述自动对焦马达包括由底盖和磁轭构成的外壳、设于外壳内的镜头座、连接镜头座端部和外壳端部的至少1个弹簧片，所述镜头座的外围套有对焦线圈，所述磁轭内壁上设有与所述对焦线圈相互作用的第二磁石，所述对焦线圈控制镜头座沿光轴进行来回移动。
8.如权利要求7所述的可同时实现光学变焦和光学防抖的对焦马达，其特征在于：所述第二磁石在磁轭内壁上均匀设有4块，所述第二磁石朝向对焦线圈的一面为S极。
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