用于摄像头调节的致动器及驱动装置的制作方法

1.本发明涉及一种摄像头技术领域，尤其是涉及摄像头驱动技术领域。


背景技术：

2.随着手机或平板电脑等便携式电子设备的发展普及，其所附带的摄像功能要求也相对提升。为了能够实现摄像头对焦和防抖，需要在摄像头狭小空间内布设驱动装置，以驱动镜头沿光轴运动。由于空间狭小，因此也就限制了所能采用的驱动装置结构类型。现有技术的摄像头中主要是利用磁体与线圈结构实现驱动，但结构还是相对复杂，体积难以缩小，并不能满足产品小型化的要求。
3.同时，随着微型自动对焦摄像头广泛应用于手机、汽车、无人飞机、安防监控、智能家居等产品之中。普通的微型自动对焦摄像头模组由一个微型音圈马达驱动镜头在光轴方向上下移动，拍照时通过控制芯片驱动音圈马达移动，从而实现自动对焦功能。拍照或摄像时，镜头会因人的抖动或其他原因不能保持绝对平稳，产生一定偏移，此时摄像头的对焦和进光量都会受到影响，进而影响摄像头获取图像的质量。一般这种镜头偏转发生在垂直光轴的方向上，而自动对焦音圈马达只能驱动镜头在光轴方向上移动，因此无法解决此类镜头偏转导致的问题。在自动对焦音圈马达的基础上增加一个光学防抖致动器，驱动镜头在垂直光轴的两个方向上移动，可以补偿镜头的上述偏转，帮助摄像头获取更好的图像质量，这类微型摄像头马达称之为微型光学防抖摄像头马达。
4.真正意义的微型光学防抖摄像头马达是一个闭环控制系统，由陀螺仪检测到镜头抖动参数反馈至摄像头模组控制芯片，后者根据镜头位置传感器提供的位置信息计算出补正的角度或位移并发出指令驱动防抖致动器达到指定位置，从而补正镜头因抖动而产生的位移偏转，使拍照或摄像获得更好的图像质量。
5.现有技术中，与驱动镜头在光轴方向移动一样，在垂直光轴的两个方向上也可以采用同样的方法，即采用微型音圈马达来实现。常见的微型音圈马达由通电线圈在磁场中产生洛伦磁力驱动镜头移动；而要实现光学防抖，需要在至少两个方向上驱动镜头，这意味着需要布置多个线圈，会给整体结构的微型化带来一定挑战。为此，采用音圈马达原理进行光学防抖的微型致动器一般将多个线圈集成在一块电路板上，称为fp线圈，以此解决光学防抖致动器的尺寸问题。但是，微型音圈马达光学防抖致动器与自动对焦的微型音圈马达两者是分离的，而镜头往往安装在自动对焦的微型音圈马达内，要使镜头在垂直光轴方向上移动，也就是使镜头随自动对焦的微型音圈马达一起运动。因此，这类微型光学防抖摄像头模组装配工艺更困难，也使整个微型马达的结构可靠性降低，同时也难以满足产品小型化的要求。
6.故，急需一种可解决上述问题的用于摄像头调节驱动装置。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种用于摄像头调节的致动器以及驱动装置，通过横向拉动
两八字形设置的两驱动臂一端，驱动臂的另一端转动并顶推或者拉动移动部件升降动作，结构简单，驱动稳定，且体积小，易于组装。
8.为了实现上述目的，本发明公开了一种用于摄像头调节的致动器，用于带动一装载镜头的运动部件相对于支撑模块移动，包括驱动臂和驱动部。驱动臂有两个，两所述驱动臂分别沿与纵向的一中心线对称设置并具有一定夹角，所述驱动臂的第一端安装于所述支撑模块上并可相对于所述支撑模块沿横向移动，所述驱动臂的第二端安装于所述运动部件上并使得所述驱动臂可相对于所述运动部件转动；所述驱动部带动两所述驱动臂的第一端在横向接近或远离，以使两所述驱动臂相对转动，以带动所述运动部件的对应侧沿纵向升降动作。
9.与现有技术相比，本发明使用两个相对于中心线以一定夹角设置的两个驱动臂作为驱动组件的核心部件，通过沿横向拉动驱动臂的第一端，使得两驱动臂第一端接近或者远离，从而带动驱动臂转动，驱动臂的第二端随之上升或者下降，以带动运动部件的对应位置升降动作，结构简单，体积小，组装方便。另一方面，本发明通过八字形的两个驱动臂将横向移动的驱动力转换为纵向升降的传动力，使得驱动部的设置位置不受运动部件位置的限制。再一方面，对称的两个驱动臂的第二端安装于运动部件上使得，两驱动臂可对称支撑运动部件，支撑力稳定均衡，使得运动部件动作时，移动平稳。
10.较佳地，所述驱动部为sma线。
11.具体地，所述sma线连接于两所述驱动臂的第一端之间，以带动两所述驱动臂的第一端在横向接近或者远离，确保驱动部可带动两驱动臂的第一端同步动作。
12.较佳地，两所述驱动臂的第二端枢接于所述运动部件上。第二端与运动部件转动连接。
13.较佳地，所述第二端相对于第一端接近所述中心线，从远端的横向移动带动近端升降动作，且使得两驱动臂连接至运动部件上的位置邻近，支撑效果好。
14.具体地，两所述驱动臂的第二端邻近设置于所述运动部件上，或者两所述驱动臂的第二端分别枢转连接于一连接件上，所述连接件固定连接于所述运动部件上。
15.较佳地，用于摄像头调节的致动器还包括两个分别与两所述驱动臂对应的弹性件，所述弹性件对对应所述驱动臂的第一端提供横向的弹力。
16.更佳地，所述驱动臂通过所述弹性件安装于所述安装架上，该方案中弹性件为驱动臂提供弹力的同时，还对驱动臂提供支撑或者拉起的约束力。
17.具体地，所述弹性件包括连接于所述第一端和所述支撑模块之间的弹性臂，所述弹性臂沿纵向延伸并可相对于支撑模块张合，纵向延伸的弹性臂不但对驱动臂提供更好的支撑或者拉起的约束力，还使得第一端可相对于支撑模块沿横向移动，对第一端提供横向的弹力。
18.本发明还公开了一种用于摄像头调节的驱动装置，包括支撑模块、装载镜头的运动部件和驱动部分，所述运动部分活动安装于所述支撑模块上，所述驱动部分带动所述运动部分相对所述支撑模块移动，所述驱动部分包括分别设于所述运动部件不同侧的至少两个致动器，所述致动器如上所示，所述横向为所述驱动装置的x轴或者y轴方向，所述纵向为所述驱动装置的z轴方向。
19.较佳地，所述致动器包括设于所述运动部件与x轴相对应的两相对侧的两第一致
动器、设置于所述运动部件与y轴相对应的两相对侧的两第二致动器，且两所述第一致动器相对于两所述第二致动器在横向倒置。通过四个方向支撑驱动运动部分动作，使得运动部分可通过四个致动器安装于支撑模块上，可以不需要在运动部分和支撑模块之间设置其他安装组件。两所述第一致动器相对于两所述第二致动器相对于横向倒置，使得第一致动器顶推运动部件的驱动力与第二致动器顶推运动部件的驱动力相反，对运动部分进行驱动时，上升和下降的驱动力稳定。
附图说明
20.图1是本发明用于摄像头调节的驱动装置的结构示意图。
21.图2是本发明第一对驱动模组的结构示意图。
22.图3是本发明第二对驱动模组的结构示意图。
23.图4是本发明运动部件结构示意图。
24.图5是本发明支撑模块结构示意图。
25.图6是本发明上弹簧结构示意图。
26.图7是本发明下弹簧结构示意图。
具体实施方式
27.以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
28.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.参阅图1－7所示，是本发明较佳实施例示意图，本发明有关一种实现摄像头自动对焦及防抖的驱动装置，其具有支撑模块1及适合镜头安装组设的运动部件2，当然还包括摄像头装置固有的控制系统及相应外壳等(图中未示)，外壳罩住运动部件2及相应其它构件，具有防撞及保护功效。
30.支撑模块1适配安装在手机或平板电脑等便携式电子设备上，该运动部件2通过悬挂系统3组装在支撑模块1上，该悬挂系统3引导运动部件2沿镜头的光轴运动，运动部件2的中部留有组装孔，满足镜头元件组设，由此运动部件2与镜头元件连体一起运动。
31.该驱动装置还包括致动器，该致动器用于带动装载镜头的运动部件2相对于支撑模块1移动，该致动器包括驱动臂(41或51)和驱动部(42或52)。驱动臂(41或51)有两个，两所述驱动臂(41或51)分别沿与纵向的一中心线对称设置并具有一定夹角，所述驱动臂(41或51)的第一端安装于所述支撑模块1上并可相对于所述支撑模块1沿横向移动，所述驱动臂(41或51)的第二端安装于所述运动部件2上并使得所述驱动臂(41或51)可相对于所述运动部件2转动；所述驱动部(42或52)带动两所述驱动臂(41或51)的第一端在横向接近或远离，以使两所述驱动臂(41或51)相对转动，以带动所述运动部件2的对应侧沿纵向升降动作。其中，该横向移动可以为沿与横向水平的方向滑动，也可以为沿具有纵向分量的横向移
动。
32.其中，所述驱动部(42或52)为sma驱动件。本实施例中，所述sma驱动件接于两所述驱动臂(41或51)的第一端之间，以带动两所述驱动臂(41或51)的第一端在横向接近或者远离，确保驱动部(42或52)可带动两驱动臂(41或51)的第一端同步动作。具体地，该sma驱动件为sma驱动线。
33.较佳者，两所述驱动臂(41或51)的第二端枢接于所述运动部件2上。驱动臂(41或51)的第二端与运动部件2转动连接。
34.较佳者，驱动臂(41或51)的第二端相对于第一端接近所述中心线，从远端的横向移动带动近端升降动作，且使得两驱动臂连接至运动部件上的位置邻近，支撑效果好。其中，两所述驱动臂(41或51)的第二端邻近设置于所述运动部件2上，两所述驱动臂(41或51)的第二端分别枢转连接于一连接件(21)上，所述连接件(21)固定连接于所述运动部件2上。
35.较佳者，致动器还包括两个分别与两所述驱动臂(41或51)对应的弹性件(431、531)，所述弹性件(431、531)对对应所述驱动臂(41或51)的第一端提供横向的弹力。本实施例中，所述驱动臂(41或51)通过所述弹性件(431、531)与所述安装架相连。其中，所述弹性件(431、531)包括连接于所述驱动臂(41或51)的第一端和所述支撑模块1之间的弹性臂(431、531)，所述弹性臂(431、531)沿纵向延伸并可相对于支撑模块1张合，弹性臂431、531对驱动臂41、51的第一端提供远离的弹力，还对第一端提供一定的支撑或者拉力，以约束第一端在纵向的位置。驱动臂(41或51)的第一端在弹性臂431、531的约束下，可在横向移动，还可以在纵向具有细微的移动量使得第一端在纵向被约束在一定范围内。
36.其中，所述致动器有四个，并分别设置于运动部件2与x轴相对应的两相对侧，以及运动部件2与y轴相对应的两相对侧。四个致动器分别为设置于所述运动部件与x轴相对应的两相对侧的两个第一对驱动模组4、设置于所述运动部件与y轴相对应的两相对侧的两个第二对驱动模组5，
37.参考图2，第一对驱动模组4对称布置于运动部件2的与x轴相对的两个相对侧，第二对驱动模组5则对称布置于运动部件2与y轴相对的另外两个相对侧；第一对驱动模组4和第二对驱动模组5均是基于sma线受热收缩的原理驱动，第一对驱动模组4具有第一驱动臂41推动运动部件2沿镜头的光轴运动，第二对驱动模组5具有第二驱动臂51推动运动部件2沿镜头的光轴运动，第一对驱动模组4和第二对驱动模组5驱动运动部件2沿镜头光轴运动方向相反，故第一对驱动模组4和第二对驱动模组5动作时，同步且反向驱动。
38.通过sma线受热收缩带动相应的驱动臂推动运动部件2沿镜头的光轴运动并克服悬挂系统3的反向力，可以驱动镜头上下运动，实现镜头的自动对焦功能。悬挂系统3在工作中具有相应复位能力配合第一对驱动模组4和第二对驱动模组5。
39.参阅图1、2所示，本实施例中，所述第一对驱动模组4中的单体包括有两根第一驱动臂41、第一sma线42及两个第一导电支座43，该第一导电支座43固定在支撑模块1上并电性连接摄像头的控制系统。第一导电支座43上设有可张合的第一弹性臂431，两根第一驱动臂41和第一sma线42构成可活动的三角形关系，第一sma线42的两端分别连接两个第一导电支座43上的第一弹性臂431，第一驱动臂41的一端连接对应第一导电支座43的第一弹性臂431，第一驱动臂41的另一端则铰接连接运动部件2。
40.参阅图1、3所示，所述第二对驱动模组5中的单体包括有两根第二驱动臂51、第二
sma线52及两个第二导电支座53，该第二导电支座53固定在支撑模块1上并电性连接摄像头的控制系统，第二导电支座53上设有可张合的第二弹性臂531，两根第二驱动臂51和第二sma线52构成可活动的三角形关系，第二sma线52的两端分别连接两个第二导电支座53上的第二弹性臂531，第二驱动臂51的一端连接对应第二导电支座53的第二弹性臂531，第二驱动臂51的另一端则铰接连接运动部件2。
41.sma线(如镍钛记忆合金丝)在常温时为马氏体结构，当温度升高时，sma线会发生相变，由马氏体转变为奥氏体，长度变短，电阻变小；当温度降低时，sma线会发生由奥氏体转变为马氏体的相变，长度变长，电阻变大，这两个过程可以反复进行。在发生相变期间，sma线的温度与应变之间线性度不是很好，但是在一定温度范围内，它的电阻与应变呈线性特性。因此通过控制sma线的电阻大小可以精确控制其长度，并且根据sma线的电阻来计算驱动装置的位置和移动距离。由此通过控制系统给第一sma线42和/或第二sma线52通电加热，sma线则会收缩，改变对应的三角形关系，使相应的第一驱动臂41和/或第二驱动臂51推顶运动部件2沿镜头的光轴运动，实现摄像头对焦，利用三角形的相对稳定性，可稳定且准确地驱动运动部件2带着镜头对焦运动。
42.参考图1，本实施例中，第一对驱动模组4对称布置于运动部件2的x轴的两个相对侧，第二对驱动模组5则对称布置于运动部件2的y轴的两个相对侧。第一对驱动模组4和第二对驱动模组5相对倒置，本实施例中，第一对驱动模组4的结构与第二对驱动模组5的结构相同。第一对驱动模组4中，所述驱动臂41的第一端低于驱动臂41的第二端。第二对驱动模组5中，驱动臂51的第一端高于驱动臂52的第二端。
43.参考图1，第一sma线42通电加热时，第一sma线42收缩以带动第一驱动臂41相对收合，第一驱动臂41推顶运动部件2沿镜头的光轴运动上移。第二ma线52通电加热时，第二sma线52收缩以带动第二驱动臂51相对收合，第二驱动臂51推顶运动部件2沿镜头的光轴运动下移。即，第一对驱动模组4和第二对驱动模组5驱动运动部件2沿镜头光轴运动方向相反，实现对焦时，还可通过摄像头的控制系统给予不同的驱动模组通电时，出现运动部件2不同侧运动同向，以带动运动部件2上移或者下降。
44.具体地，参考图1至图3，控制运动部件2上升时，控制系统控制第一sma线42收缩动作，以对两驱动臂41的第一端提供接近的驱动力，两驱动臂41的第一端接近可带动运动部件2的x轴两相对侧同步向下移动，与此同时控制系统控制第二sma线52拉伸动作，以对两驱动臂51的第一端提供远离的驱动力，两驱动臂51的第一端在弹性臂531的弹力下远离。运动部件2在第一对驱动模组4和第二对驱动模组5的带动下沿z轴向下移动。
45.控制运动部件2下降时，控制系统控制第二sma线52收缩动作，以对两驱动臂51的第一端提供接近的驱动力，两驱动臂51的第一端接近可带动运动部件2的y轴两相对侧同步向上移动。与此同时，控制系统控制第一sma线42拉伸动作，以对两驱动臂41的第一端提供远离的驱动力，两驱动臂41的第一端在弹性臂431的弹力下远离。运动部件2在第一对驱动模组4和第二对驱动模组5的带动下沿z轴向上移动。
46.参阅图1、2、3所示，本实施例进一步是，两根第一驱动臂41和第一sma线42构成等腰三角形关系，以及两根第二驱动臂51和第二sma线52也构成等腰三角形关系，第一sma线42和第二sma线52为等腰三角形的底边，且第一sma线42和第二sma线52相对运动部件2的轴向上下错位布置并水平，该结构动作更平稳，控制更准确。
47.进一步地，所述两根第一驱动臂41分别与两个第一导电支座43一体成型制作，第一驱动臂41由第一导电支座43的第一弹性臂431连体延伸；两根第二驱动臂51分别与两个第二导电支座53一体成型制作，第二驱动臂51由第二导电支座53的第二弹性臂531连体延伸，第一弹性臂431与第二弹性臂531相对倒置设计，优化结构，便于制作及组装，第一导电支座43和第二导电支座53通过焊接连接摄像头的控制系统电路，该控制系统还利用第一sma线42和第二sma线52的电阻做反馈对镜头的运动实现闭环控制，通过比较实时电阻值与目标值的偏差，可以校正运动部件2的移动偏差，从而形成一个以sma线的电阻为反馈变量的闭环控制系统，获得精准控制。
48.图1－7所示，本实施例中，所述支撑模块1由底板11和上座12叠设构成，上座12背离底板11的上侧设有向上凸起的台柱121，台柱121适配悬挂系统3及第一对驱动模组4、第二对驱动模组5安装；所述运动部件2的周侧上设有铰接部21，该铰接部21分别铰接第一对驱动模组4的第一驱动臂41及第二对驱动模组5的第二驱动臂51，形成驱动的运动副。所述悬挂系统3包括有上弹簧31和下弹簧32，上弹簧31和下弹簧32分别连接运动部件2的上下端与支撑模块1之间。所述上弹簧31包括上内环311和从上内环311外周引出的第一挠性部312，上内环311固定连接运动部件2的上端，第一挠性部312的末端固定连接支撑模块1；所述下弹簧32包括下内环321和从下内环321外周引出的第二挠性部322，下内环321固定连接运动部件2的下端，第二挠性部322的末端固定连接支撑模块1。该悬挂系统3结构简单，方便制作及组装，体型小，并有效支撑运动部件2悬挂于支撑模块1以及满足运动部件2沿镜头的光轴运动；配合第一对驱动模组4和/或第二对驱动模组5，实现镜头的自动对焦工作。
49.本发明利用sma(shape memory alloys)线受热收缩的特点，用于制作手机或平板电脑的摄像头模组的驱动装置，可以驱动镜头上下运动，实现镜头的自动对焦功能。sma线体型小，并有效简化了驱动结构，使得满足产品小型化要求，产品结构轻巧化和小型化，并降低了制造成本，同时控制简便、精准，适于推广利用。
50.以上虽然结合附图描述了本发明的较佳具体实施例，但本发明不应被限制于与以上的描述和附图完全相同的结构和操作，对本技术领域的技术人员来说，在不超出本发明构思和范围的情况下通过逻辑分析、推理或者有限的实验还可对上述实施例作出许多等效改进和变化，但这些改进和变化都应属于本发明要求保护的范围。