连续变焦转筒驱动机构、透镜驱动装置及摄像装置的制作方法

1.本实用新型属于摄像马达技术领域，尤其涉及一种连续变焦转筒驱动机构、透镜驱动装置及摄像装置。


背景技术：

2.摄像装置其一般会应用到摄像马达，摄像马达其都具有对焦功能。现有摄像马达其结构包括承载透镜的镜筒，镜筒在光轴轴向的移动采用电磁驱动方式，这种方式的对焦其对焦行程短。有发明人对此进行了改进，利用定子和转子的配合驱动镜筒在光轴轴向的对焦(例如中国专利公告号cn101595429b)，这种方式其增大了对焦行程，这种方式的原理如下：定子驱动转子旋转，定子设于底座或者外壳，转子设于承载框，两者采用螺纹连接以驱动承载框在光轴轴向的对焦，虽然具有如上的优点，但是，这种方式马达其转子由于跟随螺纹在光轴轴向旋转移动，需要较大的驱动力，大驱动力导致定子线圈绕组成本增加，同时，线圈绕组其径向占用的空间也一并增大，此时的马达其体积就扩大，不利于马达微小型化发展趋势。
3.其次，转子承载的透镜其轴心线和光轴重合度较差，影响最终摄像清晰度。
4.另外，转子跟随透镜一并旋转移动，此时的定子和转子就需要较长的配合行程，这势必会导致驱动成本增加，以及当定子较长时或导致马达在光轴轴向的尺寸较大，不利于马达微小型化发展趋势。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种可以解决上述技术问题的连续变焦转筒驱动机构、透镜驱动装置及摄像装置。
6.为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：
7.本连续变焦转筒驱动机构，包括外壳；
8.转筒，内置于外壳内并且与外壳旋转连接；
9.转子，套设于转筒外壁，并且转子和转筒周向固定连接；
10.定子线圈组件，有若干并且均匀分布于转子的外圆周外围，当定子线圈组件轮流通电后产生的电磁力使转子受到稳定转矩从而驱动转筒绕光轴旋转运动。
11.在上述的连续变焦转筒驱动机构中，所述转子包括转子磁轭，呈筒状并且套设在转筒外壁；
12.转子磁轭和转筒周向固定连接；
13.转子磁石环，固定于转子磁轭外壁。
14.在上述的连续变焦转筒驱动机构中，所述转子磁轭靠近转筒与外壳旋转连接的一端设有翻折边，转子磁石环的轴向一端抵于翻折边。
15.在上述的连续变焦转筒驱动机构中，每一定子线圈组件包括具有线圈槽的定子磁轭，线圈槽具有朝向外壳顶部的槽口，在定子磁轭上安装有位于线圈槽中的线圈。
16.在上述的连续变焦转筒驱动机构中，所述定子磁轭包括居中位置的底座固定板，在底座固定板靠近转子磁轭的内侧边连接有内翻折边，在底座固定板远离转子磁轭的外侧边连接有外翻折边，所述的底座固定板、内翻折边和外翻折边形成上述的线圈槽。
17.在上述的连续变焦转筒驱动机构中，所述内翻折边为圆弧翻折边，所述外翻折边为平板翻折边，所述内翻折边的轴心线重合于光轴。
18.在上述的连续变焦转筒驱动机构中，所述转筒驱动机构还包括：旋转连接机构，旋转连接机构连接于外壳顶部和转筒靠近外壳顶部的一端之间，旋转连接机构使得转筒绕光轴旋转并且还使得转筒轴向相对外壳顶部固定；
19.旋转连接机构包括：
20.轴承固定部，连接于外壳顶部并凸出于外壳顶部；
21.转筒靠近外壳顶部的一端伸入于轴承固定部中；
22.轴承，设置于轴承固定部和转筒伸入至轴承固定部中的一端之间，轴承使得转筒轴心线和光轴重合，并且使得转筒可相对外壳旋转以及转筒轴向相对外壳固定。
23.在上述的连续变焦转筒驱动机构中，所述旋转连接机构还包括：
24.遮挡部，连接于轴承固定部上并且遮挡于转筒伸入轴承固定部中的一端外侧。
25.在上述的连续变焦转筒驱动机构中，所述外壳固定于底座上，所述转筒、定子线圈组件和转子内置于外壳与底座形成的腔室内，所述的腔室呈方形，所述定子线圈组件有四组并且位于腔室的四个角部。
26.转筒驱动方法包括如下步骤：
27.b1、相对于转子外圆周固定的若干定子线圈组件依次通电，通电顺序为逆时针方向和顺时针方向中的任意一种；
28.b2、定子线圈组件轮流通电后产生的电磁力使转子受到稳定转矩从而驱动转筒绕光轴旋转运动，并且转筒轴向相对外壳固定。
29.本实用新型还提供了一种透镜驱动装置，具有所述的连续变焦转筒驱动机构。
30.本实用新型还提供了一种摄像装置，具有所述的透镜驱动装置。
31.本实用新型还提供了一种电子设备，具有所述的摄像装置。
32.与现有的技术相比，本实用新型的优点在于：
33.转筒内置于外壳内，能够使得对定子和转子进行防护，以延长驱动机构使用寿命。
34.旋转连接机构使得转筒绕光轴旋转并且还使得转筒轴向相对外壳顶部固定，不仅确保了转筒绕光轴旋转的稳定性，同时，转筒轴心线与光轴的同心度非常好，确保了最终摄像清晰度。以及这种方式其可以大幅降低对焦驱动力。
35.转筒可旋转并且轴向相对固定，这种方式可以使得转子轴向位置始终处于一个轴向位置上饶光轴旋转，此时定子线圈组件则只要在转子周向提供电磁力即可驱动转子绕光轴运动，由于转子安装于转筒上，可以确保定子线圈组件和转子产生的驱动力驱动转筒绕光轴运动，提高了摄像清晰度。
36.定子线圈组件有若干并且均匀分布于转子的外圆周外围，当定子线圈组件轮流通电后产生的电磁力使转子受到稳定转矩从而驱动转筒绕光轴旋转运动，分体式的定子线圈组件其缩小了外壳的径向尺寸，同时，还降低了线圈绕组的加工成本和加工难度。
附图说明
37.图1是本实用新型提供的透镜驱动装置结构示意图。
38.图2中是图1沿线b-b剖视结构示意图。
39.图3中是本实用新型提供的透镜驱动装置立体结构示意图。
40.图4是本实用新型提供的透镜驱动装置爆炸结构示意图。
41.图5是本实用新型提供的透镜驱动装置外壳结构示意图。
42.图6是本实用新型提供的透镜驱动装置转筒结构示意图。
43.图7是本实用新型提供的摄像装置结构示意图。
44.图8是本实用新型提供的电子设备结构示意图。
45.图9是图1中的c-c沿线剖视结构示意图。
46.图10是本实用新型提供的磁轭组结构示意图。
47.图11是本实用新型提供的外壳结构示意图。
48.图12是本实用新型提供的另一种转子磁石环结构示意图。
49.图中，底座1、转筒2、内螺纹20、外轴承固定台阶21、伸缩镜筒3、外螺纹30、约束机构4、前约束孔40、约束光杆41、约束加强环42、内环凹槽420、后约束孔43、子约束通孔430、外壳5、轴承固定部50、内轴承固定台阶500、遮挡部51、轴承6、转子7、转子磁轭70、翻折边71、磁极配合缺口72、定子线圈组件8、定子磁轭80、线圈槽81、底座固定板82、内翻折边83、外翻折边84。
具体实施方式
50.以下是实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
51.实施例一
52.如图1和图2所示，透镜驱动装置包括连续变焦转筒驱动机构，连续变焦转筒驱动机构包括转筒2、旋转连接机构、外壳5、转子7和定子线圈组件8。
53.本实施例的转筒2内置于外壳5内。
54.旋转连接机构连接于外壳5顶部和转筒2靠近外壳顶部的一端之间，旋转连接机构使得转筒绕光轴旋转并且还使得转筒轴向相对外壳顶部固定；
55.转子7套设于转筒外壁，并且转子和转筒周向固定连接；
56.定子线圈组件8有若干并且均匀分布于转子的外圆周外围，当定子线圈组件轮流通电后产生的电磁力使转子受到稳定转矩从而驱动转筒绕光轴旋转运动。
57.具体地，如图4和图9-图10所示，本实施例的转子7包括转子磁轭70和转子磁石环73，定子线圈组件8包括定子磁轭80和线圈85。
58.转筒2内置于所述腔室内并且轴向一端与外壳5旋转连接，转筒2的轴向另一端向底座1侧延长并且呈自由状；
59.转筒其轴向相对于底座固定并可以旋转，在这种前提下转筒其长度大幅缩短，同时，转子磁轭和定子磁轭在光轴轴向的长度大幅缩短，这种设计其可以减小透镜驱动装置的光轴轴向长度，也就可以被应用于更加薄或者超薄的摄像终端。
60.转子磁轭70呈筒状并且套设在转筒2外壁；转子磁轭70和转筒2周向固定连接；可
以利用过盈配合等等方式进行周向固定连接。
61.优选地，本实施例转子磁轭70靠近底座1的一端面和转筒靠近底座1的一端面齐平。而转子磁轭70的轴向长度小于转筒2的轴向长度，剩余长度用于安装轴承。
62.定子磁轭80有若干并固定于底座1上，每个定子磁轭中分别具有一线圈槽81；若干定子磁轭80其可以大幅降低加工成本，以及降低定子磁轭的加工难度。其次，设置的线圈槽81其可以用于安装线圈绕组，在组装的过程中，定子磁轭80其可以对线圈进行保护，避免线圈频繁接触导致破损而漏电，或者导致线圈形变甚至损坏，影响组装和后续使用。
63.所述定子磁轭80以转子磁轭70的轴心线为中心分布于转子磁轭70周向外围。优选地，本实施例的所述定子磁轭80有四个并且所述的腔室呈方形，所述定子磁轭80位于所述腔室的四个角部。充分利用腔室角部的富余空间对定子磁轭进行安装，不仅使得整体结构更加紧凑，而且还可以大幅缩小外壳的径向尺寸，以满足微型化马达的发展需求。
64.其次，以腔室的每个角部进行定子磁轭的定位，可以提高组装效率，确保组装精准性。
65.所述转子磁轭70靠近转筒2与外壳5旋转连接的一端设有翻折边71。翻折边垂直于转子磁轭，在翻折边上设有若干呈圆周均匀分布的磁极配合缺口72。组装转子磁石环73时，转子磁石环套于转子磁轭70外壁，同时，转子磁石环的一端抵于翻折边71上，转子磁石环的另一端和转筒2远离外壳顶部的一端齐平。
66.如图4和图12所示，本实施例的转子磁石环为一体环或若干绕转子磁轭70周向分布的瓦状磁石块。当选择瓦状磁石块时，相邻两块之间的缝隙对准磁极配合缺口72。
67.具体地，如图4和图9-图10所示，本实施例的每个定子磁轭80包括居中位置的底座固定板82，底座固定板82固定于底座1上，底座固定板82固定时采用治具或者预设在底座1上的设定限位进行位置定位，在底座固定板82靠近转子磁轭70的内侧边连接有内翻折边83，在底座固定板82远离转子磁轭70的外侧边连接有外翻折边84，所述的底座固定板82、内翻折边83和外翻折边84形成上述的线圈槽81。
68.内翻折边83和外翻折边84分别垂直于底座固定板82。
69.内翻折边83与翻折边71预留间距避免接触导致定子和转子磨损损坏。
70.优选地，本实施例的内翻折边83为圆弧翻折边，所述外翻折边84为平板翻折边，内翻折边83沿着转子磁轭70周向的周长大于外翻折边84沿着转子磁轭70周向的长度。在定子磁轭上安装有位于线圈槽中的线圈85，内翻折边83沿着转子磁轭70周向的周长较长其可以引导线圈85通电后的磁力线向内传递于转子磁石环，达到驱动目的。
71.所述内翻折边83轴心线和转子磁轭70的轴心线重合。确保转子旋转稳定性。
72.进一步地，本实施例的内翻折边垂直于底座固定板，并且内翻折边靠近转子磁轭的内表面为圆弧凹面，圆弧凹面的圆心在转子磁轭的轴心线上。所述内翻折边的外表面为圆弧凸面，所述的圆弧凹面圆心和圆弧凸面的圆心重合。
73.所述内翻折边的轴心线重合于光轴，所述转筒、定子线圈组件和转子内置于外壳与底座形成的腔室内，所述的腔室呈方形，所述定子线圈组件8有四组并且位于腔室的四个角部。这种方式其尽可能利用外壳四个角部空间去容纳定子线圈组，相比环状线圈，本实施例大幅缩小外壳径向所需要占用的空间。
74.磁轭的组装方法包括如下步骤：
75.a1、在转筒2的外壁套设转子磁轭70；
76.在底座1靠近外壳5一端面的若干磁轭设定位置分别安装定子磁轭80，所述定子磁轭80分布于同一圆周线上；
77.a2、将a1步骤中的转筒2一端旋转连接于外壳5；
78.a3、将a2步骤中的外壳5固定于底座1的外壳设定位置，固定于底座1上的定子磁轭80分布在转子磁轭70周向外围，每个定子磁轭80和转子磁轭70之间形成间距，所述的间距相等。
79.在组装定子磁轭80前，线圈已经固定在定子磁轭80的线圈槽中。
80.同理，上述的定子磁石环也一并组装于转子磁轭70外壁。
81.转筒驱动方法包括如下步骤：
82.b1、相对于转子外圆周固定的若干定子线圈组件依次通电，通电顺序为逆时针方向和顺时针方向中的任意一种；
83.b2、定子线圈组件轮流通电后产生的电磁力使转子受到稳定转矩从而驱动转筒绕光轴旋转运动，并且转筒轴向相对外壳固定。
84.如图1-图3所示，透镜驱动装置还包括伸缩镜筒3、约束机构4和传动结构，底座1呈环形板状。
85.外壳5扣合在底座1厚度方向一表面，并且底座1和外壳5之间形成腔室，外壳5起到保护目的。
86.本实施例的旋转连接机构包括轴承6。
87.优选地，转筒2相对底座1旋转并且转筒2相对轴向外壳和底座1固定，即，在光轴轴向，所述转筒2的轴向不进行移动。进一步地，本实施例转筒2远离底座1的一端和外壳5转动连接，具体地，轴承6连接于外壳5和转筒2，轴承6使得转筒2绕光轴旋转。
88.进一步地，如图1-图3和图11所示，在外壳5顶部设有具有内轴承固定台阶500的轴承固定部50，轴承固定部50呈圆环状，所述轴承6为滚珠轴承，该轴承6的外圈固定于内轴承固定台阶500上，该轴承6的内圈套设于转筒2伸入轴承固定部50中的一端外壁。
89.轴承6的外圈外圆周面固定于内轴承固定台阶500的圆周面，而轴承6的外圈上圆形端面固定于内轴承固定台阶500的上圆形面，这种方式其增大了固定连接面积，以确保轴承固定稳定性。当然，可以在轴承外圈和内轴承固定台阶500之间设置胶以提高固定牢固强度。
90.其次，如图2和图5-图6所示，在转筒2伸入轴承固定部50中的一端外壁设有外轴承固定台阶21，所述轴承6的内圈固定于外轴承固定台阶21，同理，轴承6内圈的内圆周面和下圆形端面分别固定于外轴承固定台阶21的圆周面与下圆形面，同样可以设置胶以对内圈固定于外轴承固定台阶21的强度进行加固。
91.所述的内轴承固定台阶500位于外轴承固定台阶21的外侧，并且内轴承固定台阶500和外轴承固定台阶21合围形成轴承容纳环形空间。
92.另外，转筒2远离底座1的一端面位于轴承6内圈远离底座1的一端面上方，不齐平的方式其可以确保轴承内圈固定牢固性。
93.优选地，本实施例的轴承固定部50凸出于外壳5顶部。在轴承固定部50远离外壳5的顶部连接有套于伸缩镜筒3外围并且遮挡于转筒2远离底座1一端面上方的遮挡部51。遮
挡部51呈圆环状，遮挡部51起到防尘防水等等目的，可以延长轴承使用寿命。
94.具体地，本实施例的所述轴承固定部包括与外壳顶部垂直连接的第一圆环部501，在第一圆环部的顶端连接有与第一圆环部垂直连接的第二圆环部502，所述第二圆环部内径小于第一圆环部内径。
95.所述第一圆环部和第二圆环部内侧形成内轴承固定台阶500。
96.其次，所述遮挡部包括与第二圆环部垂直连接的第三圆环部510，所述第三圆环部内径小于第二圆环部内径，在第三圆环部内侧连接有与第三圆环部垂直连接的第四圆环部511，所述第四圆环部内径小于第三圆环部的内径。第四圆环部的内径小于转筒内径。
97.所述第二圆环部和第四圆环部平行分布，并且第四圆环部位于第二圆环部的内侧上方。上述的结构其可以便于加工制造。
98.所述外壳5为正方形外壳和长方形外壳中的任意一种。
99.本实施例的外壳5、轴承固定部50和遮挡部51连为一体式结构，即，三者材质相同，预先使得外壳5制造成型，然后再利用冲压或者其它方式将轴承固定部50和遮挡部51成型。
100.轴承固定部50轴心线和遮挡部51轴心线重合，轴承固定部50轴心线和外壳的轴心线重合，所述轴心线和光轴重合。
101.伸缩镜筒3用于承载透镜，伸缩镜筒3的一端与转筒2套接，伸缩镜筒3的另一端远离底座1。优选地，本实施例的转筒2轴心线和伸缩镜筒3的轴心线重合，确保轴心线与光轴a重合，以实现对焦精准度和后续的摄像品质。
102.约束机构4连接于底座1和伸缩镜筒3；约束机构4使得伸缩镜筒3周向相对底座1锁止，以及约束机构4使得伸缩镜筒3的轴心线和光轴重合，光轴为入射光的光轴。
103.传动结构设于转筒2和伸缩镜筒3套接的一端之间；传动结构用于使得当转筒2旋转时将旋转驱动力传递至伸缩镜筒3以迫使伸缩镜筒3在光轴轴向移动。
104.在本实施例中，利用传动结构和约束机构4的协同作用，在旋转驱动力的驱动下，可以使得伸缩镜筒3在光轴轴向移动，可以确保承载透镜的伸缩镜筒3其轴心线始终和光轴重合，在满足大行程对焦的前提下大幅提升了摄像品质。其次，利用外转筒2和内伸缩镜筒3的设计，其降低了制造加工难度和制造成本。
105.还有，本实施例的转筒2其轴向相对于底座1固定，在这种前提下转筒2其长度大幅缩短，这种设计其可以减小透镜驱动装置的光轴轴向长度，也就可以被应用于更加薄或者超薄的摄像终端。
106.优选地，本实施例的传动结构为螺纹传动结构。进一步地，转筒2套在伸缩镜筒3外壁，所述传动结构包括设于转筒2内壁的内螺纹20，在伸缩镜筒3外壁设有外螺纹30，所述的内螺纹20和外螺纹30螺纹连接。这种结构其可以防止设于伸缩镜筒3内的透镜和转筒2靠近伸缩镜筒3的一端端面接触，同时，还可以便于约束机构的分布及组装。
107.内螺纹20长度长于外螺纹30长度。
108.即，在转筒2的内壁都设内螺纹，在伸缩镜筒3外壁靠近底座1的一端设有外螺纹30，伸缩镜筒3其余的外壁无外螺纹并且伸缩镜筒3无外螺纹的外壁直径小于外螺纹的底径，以及可以使得转筒2内置于外壳内并且与外壳转动连接，而伸缩镜筒3可以伸出外壳和收纳于转筒2内，从而起到较好的防尘防水效果。遮挡部51套于伸缩镜筒3无外螺纹的外壁。
109.优选地，如图2和图4所示，本实施例的约束机构4包括若干设于伸缩镜筒3壁厚上
并且呈圆周分布的前约束孔40，前约束孔40的数量为2-4个并且呈圆周均匀分布，前约束孔40与伸缩镜筒3的轴心线平行，所述约束机构4还包括若干位于转筒2内的约束光杆41，所述约束光杆41的一端固定于底座1上，所述约束光杆41的另一端一一插入相应前约束孔40。
110.前约束孔40设于伸缩镜筒3壁厚(单边壁厚)的一半位置，确保前约束孔40其具有非常好的径向抗形变性能，以及便于加工制造。
111.圆周分布的前约束孔40其可以对约束光杆41进行位置约束，也就可以约束伸缩镜筒3的轴心线位置。前约束孔40和约束光杆41微小间隙配合。
112.其次，本实施例的前约束孔40为盲孔，前约束孔40的孔口朝向底座1。盲孔其可以起到对焦极限位置的限位，其次，还可以起到防尘等等目的。
113.另外，在伸缩镜筒3内壁靠近前约束孔40孔口的一端设有固定凹槽，以及固定于固定凹槽中的约束加强环42，在约束加强环42上设有若干后约束孔43，后约束孔43的数量和前约束孔40的数量相等并且一个前约束孔40与一个后约束孔43连通。
114.前约束孔40轴心线和后约束孔43轴心线重合，使得约束加强环42的轴心线和光轴重合，以具有一个非常高的光轴重合度。约束加强环42用于对设有外螺纹的一段径向强度进行加强，同时，还可以对约束光杆41起到前后不同位置时的约束。
115.在约束加强环42内壁设有内环凹槽420，内环凹槽420将每个后约束孔43分切为两个沿着光轴轴向依次分布并且相互贯通的子约束通孔430，约束光杆41始终插于靠近底座1一侧的一个子约束通孔430中。内环凹槽420减少与约束光杆41接触面积，以降低对焦阻力，提高效率，同时还便于透镜的安装固定。
116.约束加强环42的内壁和伸缩镜筒3的内壁相等或者略微小于伸缩镜筒3的内壁。
117.约束加强环42靠近底座1的一端面和伸缩镜筒3靠近底座1的一端面齐平。
118.一个子约束通孔430始终对约束光杆41进行径向位置约束，另外约束加强环42其靠近前约束孔40的一端可以对前约束孔40的孔口形成径向加强，以防止前约束孔40的孔形变导致约束光杆41无法插入进行对焦调节，约束加强环42远离前约束孔40的另一端用于对伸缩镜筒3靠近底座的一端内壁形成径向加强。
119.其次，在约束光杆41远离底座1的一端设有圆弧凸面，这种结构其可以起到导向作用。
120.本实施例的约束加强环42有两种形成方式：
121.第一种，约束加强环42为一整体结构；
122.第二种，约束加强环42包括l形部和基座部，基座部位于l形部的竖向一端从而l形部和基座部合围形成内环凹槽420。
123.本实施例的工作原理如下：
124.转筒2在转动驱动动力的驱动下相对底座1和外壳5旋转；
125.转筒2内壁的内螺纹和伸缩镜筒3外壁的外螺纹以及约束机构4协同作用则推动伸缩镜筒3在光轴轴向移动。
126.作为另外一种方式，约束机构4包括设于伸缩镜筒3外壁并且沿着伸缩镜筒3轴向分布的条形槽，在外壳的顶部设有供一一卡于条形槽中的条形凸起。这种方式同样可以实现伸缩镜筒在光轴的轴向移动。
127.实施例二
128.如图3所示，本透镜驱动装置具有实施例一所述的透镜驱动旋转连接机构。
129.实施例三
130.如图7所示，本摄像装置具有实施例二所述的透镜驱动装置，在透镜驱动装置上安装透镜。
131.实施例四
132.如图8所示，本电子设备具有实施例三所述的摄像装置。电子设备例如：手机、平板和电脑等等。
133.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。