摄像装置和镜头驱动装置的制作方法

1.本发明涉及摄像装置，特别的，涉及一种摄像装置、镜头驱动装置和镜头支架。


背景技术：

2.目前，几乎所有的便携式电子设备都配置有摄像装置。使用便携式电子设备的摄像装置拍摄时，容易因为手部动作或手抖产生抖动，导致拍摄到的图像模糊。因此出现了具有抖动矫正功能的摄像装置。其中一种具有抖动矫正功能的摄像装置通过直线弹簧支撑对焦组件沿垂直于光轴的方向移动，实现抖动矫正。然而随着对焦组件的镜头越来越大，直线弹簧已不能很好地支撑对焦组件实现理想的移动，使用过程中容易出现断裂或形变的问题。因此，有必要提供一种新型的加油抖动矫正功能的摄像装置。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种可支撑大尺寸、大重量对焦组件的摄像装置和镜头驱动装置。
4.一种摄像装置，包括：用于在拍摄过程中实现自动对焦功能的对焦组件；包括底座及扣合在底座上的上壳的外壳；用于将所述对焦组件悬架支撑在外壳内的支撑组件；以及用于驱动所述对焦组件沿垂直于光轴的方向移动的驱动装置。所述支撑组件包括设置在对焦组件和外壳之间的多组滚珠组；每组滚珠组包括至少三颗用于支撑的滚珠和一颗用于滚动的滚珠，所述对焦组件和外壳的至少一者上形成有用于收容所述多组滚珠组的凹槽；所述多组滚珠组的设置允许对焦组件相对外壳沿垂直于光轴的方向移动。
5.作为一种实施方式，所述对焦组件包括中部形成通孔的磁铁支架、位于磁铁支架内侧的透镜支架以及弹性连接透镜之间和磁铁支架的连接件；所述支撑组件还包括板弹簧；所述板弹簧一端与磁铁支架的后端相连，另外一端与底座相连；所述凹槽形成在磁铁支架的前端，所述滚珠中的用于滚动的滚珠与上壳接触，其余滚珠与凹槽底部和内壁接触。
6.作为一种实施方式，所述对焦组件包括中部形成通孔的磁铁支架、位于磁铁支架内侧的透镜支架以及弹性连接透镜之间和磁铁支架的连接件；所述支撑组件还包括板弹簧；所述板弹簧一端与磁铁支架的前端相连，另一端与底座上垂直延伸而出的凸台相连；所述凹槽形成在底座上，所述滚珠中的用于滚动的滚珠与磁铁支架的后端接触，其余滚珠与凹槽底部或内壁接触。
7.作为一种实施方式，所述凹槽靠近所述凸台的内侧。
8.一种镜头驱动装置，包括：用于在拍摄过程中实现自动对焦功能的对焦组件；包括底座及扣合在底座上的上壳的外壳；用于将所述对焦组件悬架支撑在外壳内的支撑组件；以及用于驱动所述对焦组件沿垂直于光轴的方向移动的驱动装置。所述支撑组件包括连接在对焦组件和外壳之间的板弹簧和多组滚珠组；每组滚珠组包括至少三颗用于支撑的滚珠和一颗用于滚动的滚珠，所述对焦组件和外壳的至少一者上形成有用于收容所述多组滚珠组的凹槽。
9.作为一种实施方式，所述对焦组件包括中部形成通孔的磁铁支架、位于磁铁支架内侧的透镜支架以及弹性连接透镜之间和磁铁支架的连接件；所述板弹簧的一端与磁铁支架的后端相连，另一端与底座相连；所述凹槽形成在磁铁支架的前端，所述滚珠中用于滚动的滚珠与上壳接触，其余滚珠与凹槽底部或内壁接触。
10.作为一种实施方式，所述对焦组件包括中部形成通孔的磁铁支架、位于磁铁支架内侧的透镜支架以及弹性连接透镜之间和磁铁支架的连接件；所述板弹簧的一端与磁铁支架的前端相连，另一端与底座上垂直延伸而出的凸台相连；所述凹槽形成在底座上，所述滚珠中用于滚动的滚珠与磁铁支架的后端接触，其余滚珠与凹槽底部或内壁接触。
11.作为一种实施方式，所述凹槽靠近所述凸台的内侧。
12.本发明的摄像装置利用板弹簧搭配滚珠组支撑对焦组件沿垂直于镜头光轴的方向移动，可支撑大尺寸、大重量的对焦组件。由于每组滚珠组包括至少三颗滚珠，在移动的过程中减小滚动球的摩擦，移动过程平稳、顺滑，使用寿命久，且对滚珠的硬度及强度的要求较低，有利于市场化。
附图说明
13.图1为实施例一的摄像装置的镜头驱动装置的爆炸图。
14.图2为图1中摄像装置的后侧板弹簧的一部分的结构示意图。
15.图3为实施例二的摄像装置的镜头驱动装置的爆炸图。
具体实施方式
16.下面将结合具体实施例及附图对本发明摄像装置作进一步详细描述。为了方便描述，定义镜头光轴平行于空间直角坐标系xyz的z轴，定义被摄物体位于摄像装置/镜头驱动装置的前方，也即z轴方向前方（ z方向）。以下涉及的部件中，位于＋z方向的一端/表面称为该部件的前端/前表面，位于-z方向的一端/表面称为该部件的后端/后表面等。
17.实施例一：请参考图1所示，实施例一中，本发明的摄像装置主要包括外壳、位于外壳内的镜头、用于实现对焦功能的对焦组件、用于实现抖动补偿功能的防抖组件以及设置在壳体后方的影像传感器及影像处理电路。本实施例中，对焦组件和防抖组件均是通过驱动包括镜头在内的可动部移动实现对焦和防抖功能的，为了便于观察，图中省略了镜头和影像传感器。同时，当对焦组件和防抖组件是驱动镜头移动实现功能时，外壳、对焦组件和防抖组件构成的装置又被称为镜头驱动装置。下面，将详细描述本实施例的镜头驱动装置。
18.其中，外壳包括底座10和扣合在底座上10的上壳20。底座10包括大体呈方形板状的基板11以及从基板11的四角处垂直向上延伸而出的四个凸台12。凸台12上端面上形成有固定柱121。基板11垂直于光轴设置，其中部形成有通孔111，使镜头与影像传感器可隔空对置。上壳20包括大体呈方形板状的顶板21及从顶板21周边垂直延伸而出的侧边22。顶板21的中部也形成有通孔211，允许外部的光线射入镜头。底座10与上壳20内形成一容纳空间，将镜头、对焦组件和防抖组件容纳其中。底座10为绝缘材质，例如塑料制成，上壳20可为绝缘材料制成，也可为导磁材料制成。当上壳20为导磁材料制成时，其可同时实现导磁的作用。
19.对焦组件作为可动部的一部分，主要包括用于固持镜头的镜头支架31、用于固定磁铁40的呈环形的磁铁支架32、用于将镜头支架31悬架支撑在磁铁支架32内侧的弹性连接件、以及用于驱动镜头支架31相对于磁铁支架32沿光轴（本文中的光轴均指镜头的光轴，也即镜头驱动装置的光轴）方向移动的对焦驱动装置。
20.镜头支架31中部也形成有可容纳和固定镜头的通孔31。从光轴的方向观察，磁铁支架32外周大体呈方形，其前端面321的四角处形成有凹槽322，凹槽322旁形成有固定柱323。本实施例中，凹槽322底部呈圆形，内壁呈柱形。镜头支架31和磁铁支架32均为非导电材料制成。
21.本实施例中，弹性连接件包括前侧板弹簧331和后侧板弹簧332。前侧板弹簧331包括内侧连接部、外侧连接部及连接在内侧连接部和外侧连接部之间并蜿蜒延伸的腕部。其中内侧连接部大体呈圆环形，与镜头支架31的前端相连，外侧连接部有四个，分别与磁铁支架的前端面321上的四个固定柱323相连。后侧板弹簧332结构与前侧板弹簧331类似，包括内侧连接部3321、中间连接部3322、外侧连接部3323、连接在内侧连接部和中间连接部之间并蜿蜒延伸的第一腕部3324、以及连接在中间连接部和外侧连接部之间并蜿蜒延伸的第二腕部3325。由于后侧板弹簧332同时要作为对焦驱动装置的导电路径，后侧板弹簧332为导电金属制成，且包括相互独立的两部分，这两部分相对光轴旋转对称，图2示出了其中一半的后侧板弹簧332。后侧板弹簧332的两个内侧连接部3321大体呈半圆形状，与镜头支架31的后端相连，中间连接部3322的数量为四个，与磁铁支架32的后端相连。第一腕部3324、第二腕部3325和外侧连接部3323的数量均为四个，外侧连接部3323分别与基板11上的四个凸台12顶部的固定柱121相连。后侧板弹簧332的内侧连接部3321、中间连接部3322和第一腕部3324作为对焦组件的弹性支撑结构一部分，中间连接部3322、外侧连接部3323和第二腕部3325作为防抖组件的弹性支撑结构的一部分。
22.对焦驱动装置用于驱动镜头支架31相对于磁铁支架32沿光轴方向移动，可采用现有的对焦结构，例如音圈马达式摄像装置中，对焦组件一般包括固定在镜头支架31上的驱动线圈311和固定在磁铁支架32上的四组磁铁40。磁铁40和驱动线圈311隔空对置。驱动线圈311通过后侧板弹簧332与电路板60内电路电连接。当驱动线圈311通电时，产生的洛伦兹力推动驱动线圈311带着镜头支架31相对于磁铁支架32沿光轴的方向移动。
23.防抖组件用于驱动对焦组件相对于底座10沿垂直于光轴的方向移动，以实现防抖功能。防抖组件包括用于将对焦组件悬架支撑在外壳内的支撑组件和驱动装置。
24.其中，支撑组件包括上述后侧板弹簧332的中间连接部3322、外侧连接部3323和第二腕部3325，还包括多组滚珠组50。本实施例中，包括四组滚珠组50，分别设置在磁铁支架32前端面321的凹槽322内。每组滚珠组50包括四颗滚珠，其中三颗滚珠位于凹槽322的底部，均于凹槽322的底部和内壁接触，用于实现支撑的作用。也即凹槽322的内径的设置使得三颗滚珠始终与凹槽322的内壁接触，并能对第四颗滚珠实现支撑的效果。第四颗滚珠设置在三颗滚珠之上，凸出于磁铁支架32的上端面，与上壳20的顶板21接触，用于在抖动补偿中滚动，以允许对焦组件相对外壳在垂直于光轴的方向移动。为此，需要通过后侧板弹簧332将磁铁支架32悬架支撑起来，并靠近顶板21，使滚珠组50中的一颗滚珠始终与顶板21接触。如此，用于滚动的滚珠可在平行于x轴和y轴限定的平面的平面内的任意方向自由滚动，保证镜头在需要的方向移动，实现抖动补偿。用于滚动的滚珠在用于支撑的滚珠上方，因为滚
珠圆球的形状，导致用于滚动的滚珠的相对位置非常稳定，不会出现与其他部品发生干涉和碰撞问题，容易实现稳定控制。用于支撑的滚珠设置在凹槽中，不需要特殊形状的轨道，即降低了模具加工难度和成本，又降低了滚珠组装难度。由于滚珠表面光滑，滚珠与滚珠之间单点接触，摩擦力小，从而驱动时需要的电流小，功耗低，更环保。板弹簧搭配滚珠组的支撑力相比直线弹簧可支撑更大的重量，拥有更久的使用寿命。
25.防抖组件的驱动装置也可为音圈马达式驱动装置，其与对焦驱动装置共用四组磁铁40，还包括设置在线路板60上的防抖线圈（图未示）。线路板60固定在底座10上。防抖线圈可为四组，均绕平行于光轴的方向卷绕，与四组磁铁40在平行于光轴的方向上隔空对置。四组防抖线圈中的两组设置在x轴方向，另外两组设置在y轴方向，可通过线路板60的电路分别对两组防抖线圈进行控制。
26.工作中，在执行抖动补偿时，可根据需要分别向位于x轴方向上的防抖线圈和位于y轴方向上的防抖线圈提供不同大小的电流，从而使产生的洛伦兹力带动对焦组件在垂直于光轴的预设方向移动。
27.上述实施例中，后侧板弹簧332的独立的两部分一体成型，其中的内侧连接部3321、中间连接部3322和第一腕部3324作为对焦组件的弹性支撑结构一部分，中间连接部3322、外侧连接部3323和第二腕部3325作为防抖组件的弹性支撑结构的一部分。可以理解的，其他实施例中，可将后侧板弹簧332的中间连接部3322切分为两部分，可在组装的过程中焊接在一起即可。
28.此外，上壳20的顶板21的后表面还可形成用于对对焦组件的移动范围进行限位的凸起，以防止对焦组件与外壳的侧壁发生碰撞。
29.实施例二：请参考图3所示，实施例二的摄像装置的镜头驱动装置与实施例一的镜头驱动装置的结构类似。主要的区别在于实施例二的防抖组件的四组滚珠组50’设置在底座10’与磁铁支架32’的后端面之间，且对焦组件的前侧板弹簧331’与实施例一的后侧板弹簧332结构相同，后侧板弹簧332’与实施例一的前侧板弹簧331结构相同。此外，底座1’的四个凸台12’的高度更高。
30.用于容纳滚珠组50’的凹槽112形成在底座10’上，每组滚珠组50’的用于支撑的滚珠与凹槽112的底部和内壁接触，用于滚动的滚珠与磁铁支架32’的后端面接触。也即凹槽112的内径的设置使得支撑用滚珠始终与凹槽112的内壁、底部接触，并能对滚动用滚珠实现支撑的效果。用于滚动的滚珠凸出于凹槽112，与磁铁支架32’的后端面接触，用于在抖动补偿中滚动，以允许对焦组件相对外壳在垂直于光轴的方向移动。为此，需要通过合理配置凸台12’的高度和前侧板弹簧331’的支撑力，使得磁铁支架32’被悬架支撑起来，其后端面始终与滚珠组50’中的滚动用滚珠接触。如此，用于滚动的滚珠可在平行于x轴和y轴限定的平面的平面内的任意方向自由滚动，保证镜头在需要的方向移动，实现抖动补偿。用于滚动的滚珠在用于支撑的滚珠上方，因为滚珠圆球的形状，导致用于滚动的滚珠的相对位置非常稳定，不会出现与其他部品发生干涉和碰撞问题，容易实现稳定控制。用于支撑的滚珠设置在凹槽中，不需要特殊形状的轨道，即降低了模具加工难度和成本，又降低了滚珠组装难度。由于滚珠表面光滑，滚珠与滚珠之间单点接触，摩擦力小，从而驱动时需要的电流小，功耗低，更环保。板弹簧搭配滚珠组的支撑力相比直线弹簧可支撑更大的重量，拥有更久的使
用寿命。
31.此外，凹槽112靠近凸台12’的内侧（朝向光轴的一侧）设置，如此凸台12’同时作为磁铁支架32’的限位部件。磁铁支架32’的后端还形成有用于对滚动用滚珠的移动范围进行限位的凸起，进一步限制对焦组件的移动范围，确保成像的稳定性。
32.上述实施例中，用于将对焦组件悬架支撑在外壳内的支撑组件包括板弹簧和多组滚珠组。可以理解的，其他实施例中，可用滚珠组取代板弹簧。也即，在磁铁支架的前端和上壳之间设置至少三组滚珠组，在磁铁支架的后端和底座支架设置至少三组滚珠组，也可以稳定地支撑对焦组件相对外壳在垂直于光轴的方向移动，实现抖动补偿。
33.上述实施例中，凹槽322、112均具有环形的内壁和平整的底部。可以理解的，凹槽的形状不限于此，只要可以限制支撑用滚珠在抖动补偿的过程中始终位于凹槽内不会脱位即可。凹槽的底部可以为向下凹的弧形或向上凸起的弧形，内壁可为（从光轴方向观察）三角形、四边形或更多边形，也可以为规则的弧形。
34.上述实施例中，每个滚珠组50、50’包括四颗滚珠。可以理解的，其他实施例中，可采用四颗或以上的滚珠实现支撑的作用。其中用于滚动的滚珠仅为一颗，其尺寸可大于或等于用于支撑的滚珠，也可小于用于支撑的滚珠的尺寸。
35.上述实施例中，设置了四组滚珠组。可以理解的，其他实施例中，可仅设置三组滚珠组即可实现稳定的支撑。当然也可以设置五组或五组以上的滚珠组。
36.在本发明的描述中，需要理解的是，术语诸如
ꢀ“
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发明和简化描述，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发明的限制。
37.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。