镜座、潜望式镜头马达、相机和电子设备的制作方法

1.本实用新型涉及电子设备用镜头马达，尤其涉及一种镜座、潜望式镜头马达、相机和电子设备。


背景技术：

2.当今几乎所有便携式或非便携式电子设备，例如计算机，智能手机，甚至宠物喂食器都配备了相机，具有拍照和视频功能。这些相机配置的镜头可大概区分为短焦距的广角镜头以及长焦距的望远镜头。其中，长焦距的望远镜头长度较长，若采用单光轴设计，会增加电子装置的厚度，难以符合移动终端装置和超薄显示器要求轻薄化、薄型化的需求。因此，便携式电子设备和超薄显示器用的长焦距的望远镜头通常会采用潜望式的驱动设计，利用一棱镜（prism）将镜头光路转动90度，让整个光学系统躺平以降低整体高度。
3.例如，核心光电（corephotonics）的专利us10845565b2公开的音圈马达，通过潜望式的设计将高倍率远程变焦装置降低高度，同时，利用滚珠支撑可动部移动实现自动对焦和两个方向上的防抖功能。其缺点是结构复杂。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种结构简单便于组装的镜座、使用该镜座的潜望式镜头马达，以及配置该潜望式镜头马达的相机和电子设备。
5.一种镜座，用于固持相机镜头，定义镜头的光轴平行于x轴。其中，所述镜座包括：导磁元件，其包括第一导磁片；基座，其包括相对设置的第一座和第二座，所述第一座至少包裹第一导磁片的一端，所述第二座至少包裹第一导磁片的另一端；以及连接件，其连接第一座和第二座，并与第一导磁片相对设置，使导磁元件、基座和连接件一起围成一个可固持相机镜头的管状结构。
6.作为一种实施方式，定义所述第一座和第二座的相对的一面为第一面，相背的一面为第二面，朝向 z轴方向的一面为第三面，朝向-z轴方向的一面为第四面，则所述第一座的第二面上形成有至少两个用于收容滚珠的第二凹槽，所述导磁元件还包括从所述第一导磁片一侧延伸而出并靠近或暴露于第二凹槽底部的第四导磁片。所述第一座或第二座的第四面上还形成有至少两个用于收容滚珠的第三凹槽，所述导磁元件还包括从所述第一导磁片上延伸而出并靠近或暴露于第三凹槽底部的第五导磁片。
7.作为一种实施方式，所述导磁元件还包括从内嵌在第一座内的第二导磁片和内嵌在第二座内的第三导磁片；第二导磁片和第三导磁片相对设置；所述第一座和第二座的第二面上均形成有用于固定磁铁的第一凹槽；所述第二导磁片和第三导磁片分别靠近或暴露于所述第一凹槽的底部。
8.作为一种实施方式，所述第二凹槽贯通第一座的第三面，未贯通所述第四面。
9.作为一种实施方式，所述第二座或第一座的第四面上还形成有第四凹槽，所述第一导磁片的一部分靠近或暴露于第四凹槽的底部。
10.一种潜望式镜头马达，包括棱镜模块和镜头模块，其中，所述镜头模块包括：底座，其内侧壁形成有与第二凹槽对应的第六凹槽，其底部形成与第三凹槽对应的第七凹槽；如上所述的镜座；设置在第二凹槽和第六凹槽之间、以及第三凹槽和第七凹槽之间的滚珠；以及设置在镜座和底座之间的电磁驱动单元。
11.作为一种实施方式，所述电磁驱动单元包括固定在镜座上的磁铁和固定在底座内壁的线圈，所述磁铁和线圈隔空对置。
12.作为一种实施方式，当第三凹槽形成在第一座和第二座的其中一者的第四面上时，另一者的第四面上形成第四凹槽，所述第一导磁片的一部分靠近或暴露于第四凹槽的底部；所述底座的底部与第四凹槽相对的位置固定有磁铁。
13.一种相机，其包括如上所述的潜望式镜头马达。
14.一种电子设备，其包括如上所述的相机。
15.本实用新型的镜座的基座仅包括第一座和第二座，第一座和第二座通过导磁元件和连接件组合成可固持相机镜头的管状结构，从而镜座质量较轻，厚度可做到较薄。导磁元件可通过射出成型的方式内嵌在第一座和第二座内，从而简化了组装工序。基于上述的优点，潜望式镜头马达的驱动用磁铁可设置在镜座一侧，从而简化了潜望式镜头马达的电路布置，可进一步提高电磁驱动力，从而可搭载更大尺寸的镜头。当时用滚珠对镜头进行支撑时，导磁元件可作为滚珠的接触面，增加滚珠的落下耐受性。
附图说明
16.图1为一实施例的镜座的爆炸图。
17.图2为一实施例的镜座的立体图。
18.图3为一实施例的镜座的另一视角的立体图。
19.图4为一实施例的潜望式镜头马达的爆炸图。
20.图5为图4中潜望式镜头马达的底座的立体图。
21.图6为图4中潜望式镜头马达的底座的另一视角的立体图。
22.图7为一实施例中潜望式镜头马达的剖断图。
实施方式
23.下面将结合具体实施例及附图对本实用新型镜座、潜望式镜头马达、相机和电子设备作进一步详细描述。
24.本实用新型的电子设备包括相机，可实现拍照和摄像的功能。该相机包括镜头马达和具有cmos/ccd成像元件的成像模块，其中镜头马达为潜望式镜头马达，用于实现自动对焦和抖动补偿的功能。
25.为方便描述，定义一空间直角坐标系xyz，本实用新型的潜望式镜头马达的入光光轴（也即棱镜的入光方向）平行于坐标系的z轴，镜头（实现自动对焦的透镜组）光轴平行于坐标系的x轴，定义被摄物体位于潜望式镜头马达的前方，也即z轴方向前方（ z方向），成像模块位于 x轴侧。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。
26.潜望式镜头马达主要包括组装在外壳4内的棱镜模块1和镜头模块2（请参考图4）。
其中，棱镜模块1用于将来自z轴方向前方的光折射向x轴方向前方（ x方向）。镜头模块2主要用于驱动镜头3沿x轴方向移动以实现自动对焦功能。本实用新型的镜头模块2的镜座21具有结构简单、质轻、厚度（在z轴方向的尺寸）薄的优点。可以理解的，该镜座21除了应用在潜望式镜头马达中，还可以应用于于开环或闭环的单光轴马达中。
实施例
27.如图1、图2和图3所示，实施例一中，本实用新型的潜望式镜头马达的镜座21主要包括导磁元件211、基座212和连接件213。
28.其中，导磁元件211主要包括基本平行于（包括实际平行于和因为制造误差导致的实际并不平行但非常接近平行的情况，还包括部分区域不平行但大部分平行的情况）x轴和y轴定义的平面的第一导磁片2111和从第一导磁片2111的两侧（ y轴侧和-y轴侧）延伸而出的第二导磁片2112和第三导磁片2113。第二导磁片2112和第三导磁片2113相对设置，并基本平行于x轴和z轴定义的平面。导磁元件211为导磁材料制成。
29.基座212主要包括相对设置的第一座2121和第二座2122。第一座2121包裹第二导磁片2112和第一导磁片2111的一侧端，第二座2122包裹第三导磁片2113和第一导磁片2111的另一侧端。基座212为不导电、不导磁的材料，例如塑料制成，具有质轻的优点。
30.连接件213从第一座2121和第二座2122的 z轴侧连接第一座2121和第二座2122，使导磁元件211、基座212和连接件213一起围成一个可固持相机镜头3的管状结构。连接件212可为导磁或不导磁材料制成，优选为金属材质，硬度和强度均高于塑料材质，与导磁元件211配合增加了镜座的整体强度，可很好地保护内侧的镜头3。
31.本实施例的镜座的 z轴侧和-z轴侧的部分仅为第一导磁片2111和连接件213，而连接件213也可为金属薄片，因此镜座在z轴方向的尺寸（厚度）可以做到很薄，应用到潜望式镜头马达时，可使马达整体厚度做得很薄，可应用到超薄电子设备中。由于基座212仅包括包裹第二导磁片2112和第三导磁片2113的第一座2121和第二座2122，因此镜座整体质量较轻。导磁元件211可通过射出成型的方式内嵌在第一座2121和第二座2122内，从而简化了组装工序。
32.更具体的，定义第一座2121和第二座2122的相对的一面为第一面2123，相背的一面为第二面2124，朝向 z轴方向的一面为第三面2125，朝向-z轴方向的一面为第四面2126。则第一面2123呈与镜头3的侧壁相匹配的弧形。第二面2124上均形成有用于固定磁铁（如图4中的磁铁241）的第一凹槽2127。第二导磁片2112和第三导磁片2113分别暴露于第一凹槽2127的底部。如此，磁铁不需要使用粘结剂其他物理固定件即可固定在第一凹槽2127内，方便组装。
33.第一座2121和第二座2122的第三面2125上各还形成一插槽2128。连接件213包括基本平行于第一导磁片2111的基片2131和从基片2131两端基本垂直延伸而出的连接片2132。连接片2132插入插槽2128内，将连接件213和第一座2121、第二座2122连接起来。连接片2132和插槽2128内壁之间可通过粘结剂粘接。连接片2132和第二导磁片2112、第三导磁片2113在y轴方向上的投影应有重叠部分，如此可增连接片2132与插槽2128的粘接面积。可以理解的，其他实施例中，连接件可整体呈圆弧形，其两端部插入第一座和第二座的第三面上的插槽，或连接件仅包括基片，基片的两端插入形成在第一座和第二座的第一面上的插
槽（靠近第三面）内。
34.当潜望式镜头马达采用滚珠作为支撑件时，第一座2121的第二面2124上还形成有设置在第一凹槽2127两侧的两个用于收容滚珠22的第二凹槽2129。导磁元件211还包括从第一导磁片2111一侧延伸而出并暴露于第二凹槽2129底部的第四导磁片2114。第四导磁片2114基本平行于第二导磁片2112，并与第二导磁片2112间隔设置。第四导磁片2114的数量与第二凹槽2129的数量相同，尺寸应与第二凹槽2129的底部尺寸相同或略大，并通过细长条的连接部连接至第一导磁片2111。优选的，连接部具有一与第四导磁片2114的下部连接并垂直于第四导磁片2114的端部2115，如此，滚珠22易被保持在第四导磁片2114的下部和端部2115构成的角部。
35.本实施例中，第二凹槽2129还贯通第一座2121的第三面2125，未贯通第四面2126。如此，当组装滚珠22时，可从第一座2121的上方将滚珠22置入第二凹槽2129内，方便组装。从y轴方向观察，第二凹槽2129呈长条状，其宽度略大于滚珠22的直径，方便了滚珠22的精确定位。
36.此外，本实施例中，第二座2122的第四面2126上还形成有两个用于收容滚珠23的第三凹槽2120。导磁元件211还包括从第一导磁片2111上延伸而出并暴露于第三凹槽2120底部的第五导磁片2115。第五导磁片2115基本平行于第一导磁片2111，并与第三导磁片2113间隔设置。第五导磁片2115的数量与第三凹槽2120的数量相同，尺寸应与第三凹槽2120的底部尺寸相同或略大，并通过细长条的连接部连接至第一导磁片2111。从z轴的方向观察，第三凹槽2120呈长条状，长度方向平行于x轴（也即走向平行于x轴），其长度可大于或等于镜座21在x轴方向移动的距离，其宽度略大于滚珠223的直径，方便了滚珠23的精确定位。当第三凹槽2120的长度等于镜座21在x轴方向移动的距离时，其同时作为镜座21的限位部。
37.如此，镜座21可依靠设置在第二凹槽2129和第三凹槽2120内的滚珠22、23可移动地设置在一固定部内。由于磁铁固定在第一凹槽2127内，并靠近或与第二和第三导磁片2112、2113接触，使整个导磁元件带有磁性，与底座41上的磁铁417产生吸力，从而对滚珠22、23具有一定的吸附夹紧作用。当镜座21通过滚珠移动时，滚珠也不易脱离第二凹槽和第三凹槽。
38.本实施例中，为了使镜座21的移动更稳定，第一座2121的第四面2126上还形成有第四凹槽21201，第一导磁片2111的一部分暴露于第四凹槽21201的底部。如此，可在潜望式镜头马达的固定部的相应位置上设置磁石，使该磁石与第四凹槽21201底部的第一导磁片2111相互吸引，以稳定镜座21的移动姿态。可以理解的，第四凹槽在其他实施例中可省略。
39.此外，第一座2121和第二座2122的位于x轴方向的两端均形成有凹槽21202，用于固定弹性减震元件214，起到保护第一座和第二座并减小或吸收撞击声音的效果。
40.上述实施例中，镜座的外形大体呈长方形管状。可以理解的，其他实施例中，镜座的外形可大体呈圆柱形管状。此时，第一导磁片、第二导磁片和第三导磁片的表面可能均呈平行于x轴的弧形，只要第二导磁片和第三导磁片相对设置、第一导磁片和连接件相对设置即可。其他实施例中，镜座的外形还可大体呈六边形或其他多边形柱状，对应的，第一导磁片、第二导磁片和第三导磁片也为对应的具有多处弯折的金属片。第一导磁片、第二导磁片和第三导磁片的实际形状并不影响其功能和效果，只要第二导磁片和第三导磁片相对设
置、第一导磁片和连接件相对设置即可。
41.上述实施例中，第二导磁片2112和第三导磁片2113分别暴露于第一凹槽2127的底部，第四导磁片2114暴露于第二凹槽2129底部，第五导磁片2115暴露于第四凹槽2120的底部，第一导磁片2111的一部分暴露于第四凹槽21201的底部。可以理解的，其他实施例中，第二导磁片和第三导磁片可仅靠近第一凹槽的底部，第四导磁片2114也可仅靠近第二凹槽2129底部，第五导磁片2115仅靠近第四凹槽2120的底部，第一导磁片的一部分可仅靠近第四凹槽的底部。
42.上述实施例中，第四导磁片和第五导磁片均是从第一导磁片上延伸而出，可以理解的，其他实施例中，第四导磁片和第五导磁片可分别从第二导磁片和第三导磁片上延伸而出。
43.上述实施例中，第三凹槽2120形成在第二座2122的第四面2126上，第四凹槽21201形成在第一座2121的第四面2126上，可以理解的，其他实施例中，第三凹槽和第四凹槽的位置可互换，也可实现相同的功能。
44.上述实施例中，第二凹槽和第三凹槽的数量均为两个，可以理解的，该数量不限于此，可为三个或三个以上。第二凹槽和第三凹槽内的滚珠的数量可为一个或多个。
45.其他实施例中，还可在第二座2122的第二面2124上设置与第二凹槽2129相似的凹槽，以收容滚珠。
46.上述实施例中，第一座和第二座为两个相互独立并依靠第一导磁片和连接片连接起来的部件，可以理解的，其他实施例中，第一座和第二座和一体成型，也即位于-z轴的一端直接相连，将第一导磁片也包裹在内。
47.上述实施例中，磁铁固定在镜座上，可以理解的，其他实施例中，磁铁可被线圈取代，此时，可省略第二导磁片和第三导磁片。
48.上述实施例中，第二导磁片和第三导磁片是从第一导磁片上延伸而出，可以理解的，其他实施例中，第二导磁片和第三导磁片可不与第一导磁片产生物理上的直接连接，第一座包裹第一导磁片的一端，第二座包裹第二导磁片的一端，也可将基座和导磁元件连接起来。
49.类似的，其他实施例中，第四导磁片和第五导磁片也可独立于第一导磁片。
50.上述的凹槽均是相对于部件整体外形而言的，只要其底部低于整体外形的最大尺寸，即相对处于凹陷的状态即可，并非一定要有底部和围着底部的呈闭环的侧壁。某些情况下，凹槽可能只有底部和部分侧壁（侧壁未围成环形）。
实施例
51.本实施例为实施例一的镜座21应用在潜望式镜头马达中的具体实施例。请参考图4至图7，该潜望式镜头马达主要包括组装在外壳4内的棱镜模块1和镜头模块2。外壳4包括底座41和扣合在底座41上的上壳42。上壳42在z轴方向的表面开有通孔421作为入光口，上壳42在 x轴侧的侧壁也形成开口，底座41在 x轴侧的侧壁形成开口411作为出光口。底座41被分割为用于收容棱镜模块1的第一收容空间412以及用于收容镜头模块2的第二收容空间413。
52.镜头模块2主要用于驱动镜头21沿x轴方向移动以实现自动对焦功能。镜头模块2
主要包括镜座21、滚珠22、23和电磁驱动单元24。
53.电磁驱动单元24主要包括固定在镜座上的磁铁241和固定在底座41内壁的线圈242。磁铁241和线圈242隔空对置。线圈242的卷绕方向平行于y轴，且线圈242的位于 x轴侧的边和位于-x轴侧的边分别与磁铁241的不同的磁极相对，如此当线圈242通电时，可对磁铁241产生平行于x轴的驱动力，磁铁241可带动镜座21在滚珠22、23的支撑下沿x轴移动，实现自动对焦。本实施例中，镜座21两侧各设置一个线圈和两块磁铁，可以理解的，其他实施例中，镜座两侧可各设置两个或以上的线圈及三块或以上数目的磁铁，以达到预设的驱动力。
54.底座41的第二收容空间413内设置有与第一凹槽2127对应的第五凹槽414、与第二凹槽2129对应的第六凹槽415、与第三凹槽2120对应的第七凹槽416、以及与第四凹槽21201对应的第八凹槽417。
55.其中，第五凹槽414用于固定线圈242，底座41内可内嵌有导电线路和电路板，第五凹槽414底部可形成有与内嵌的导电线路和电路板电连接的焊盘或引脚，线圈242与对应的焊盘或引脚电连接。从而潜望式镜头马达的供电线路非常简单，组装复杂度低。
56.第六凹槽415用于与第二凹槽2129配合将滚珠22夹持在凹槽底部之间。第六凹槽415向z轴方向前方贯通底座41侧壁的上表面，从而允许从z轴方向前方将滚珠22组装在底座41和镜座21之间，组装方便。第六凹槽415在x轴方向的宽度应大于或等于镜座21在x轴方向的移动距离。当第六凹槽415在x轴方向的宽度等于镜座21在x轴方向的移动距离时，第六凹槽415同时作为镜座21的限位部。
57.第七凹槽416用于与第三凹槽2120配合将滚珠23夹持在凹槽底部之间。第七凹槽416在x轴方向的长度应大于或等于镜座21在x轴方向的移动距离，在y轴方向的宽度应略大于滚珠23的直径，从而在不影响滚珠23滚动的前提下限制了镜座21在y轴方向的移动距离。
58.第八凹槽417用于固定磁铁418（见图7）。为了方便观察，图7中仅部分组件给出了剖面线，例如镜座21的基座212的剖面线就未画出，以清晰地显示导磁元件211和连接件213的位置。
59.组装时，首先将镜头3固定在镜座21内、磁铁241固定在第一凹槽2127内、磁铁418固定（例如通过粘结剂粘接）在第八凹槽417内、线圈242固定在第五凹槽414内、滚珠23置于第七凹槽416内。然后将镜座21插入底座41内，使第三凹槽2120与第七凹槽416相对，第六凹槽415与第二凹槽2129相对。最后将滚珠22从z轴方向前方放入第六凹槽415和第二凹槽2129形成的孔中即可完成对镜头模块2的组装。组装非常方便。由于镜座21在z轴方向的尺寸可做到非常轻薄，从而潜望式镜头马达在z轴方向的尺寸也可相应减薄。因为磁铁241固定在镜座21一侧，且镜座21内置有导磁元件211，使滚珠22、23便于组装，且工作的过程中不易脱离其位置。
60.本实施例中，镜头模块2仅需要实现自动对焦功能即可，无需实现防抖/抖动补偿功能。棱镜模块1具有防抖/抖动补偿功能。棱镜模块1主要包括作为可动部的用于固持棱镜11的棱镜支架12、用于将棱镜支架12支撑在底座41上的支撑单元13、以及用于驱动棱镜支架12相对底座41移动的电磁驱动单元14。支撑单元13仅包括一转轴。转轴13一体成型，为弹性塑料制成，如增韧改性聚甲醛（polyoxy methylene resin, 或acetaln resin, 或polyformaldehyde, pom），聚对苯二甲酸丁二醇酯（polybutylene terephthalate, pbt)
等，可实现弹性可恢复的绕z轴的旋转运动和沿y轴弯折的运动。
61.由于棱镜模块1不包含本实用新型拟保护的创新点，因此不再赘述。
62.在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
63.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上， 除非另有明确具体的限定。
64.在本实用新型中，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实用新型中的具体含义。
65.虽然对本实用新型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。