镜头对焦装置及电子设备的制作方法

1.本技术涉及摄像技术领域，尤其涉及一种镜头对焦装置及电子设备。


背景技术：

2.随着智能手机的不断升级，智能手机的摄像功能愈发强大，与之对应的，智能手机上的摄像相关部件的数量也同步增多、结构也愈发的复杂。为了实现同时涵盖远距、中距和近距拍射的功能，现有的相机通常是采用长焦模组、主摄模组和微距模组的结合来实现。然而，现有的相机采用多个模组，使得部件数量繁多、结构复杂；而且对焦时会在不同的模组间切换，对焦不连贯，会导致图像跳变。鉴于此，现有技术有待改进。


技术实现要素：

3.本技术提供一种镜头对焦装置及电子设备，可以实现连贯的自动对焦且对焦范围大。
4.为解决上述技术问题，本技术一方面提供一种镜头对焦装置，所述镜头对焦装置包括镜头组件、压电马达、多极磁体和定位传感器；其中，所述压电马达具有与所述镜头组件连接的驱动轴，所述驱动轴驱动所述镜头组件线性运动以实现对焦，所述驱动轴沿所述镜头组件的线性运动方向延伸，且所述驱动轴的长度覆盖所述镜头组件的线性运动行程；所述多极磁体设于所述镜头组件上，随所述镜头组件运动；所述定位传感器与所述多极磁体相对设置，用于检测所述多极磁体的运动位置。
5.作为进一步改进的技术方案，所述多极磁体包括多个n极和多个s极，所述多个n极和多个s极在所述镜头组件的线性运动方向上交替排列。
6.作为进一步改进的技术方案，所述多极磁体为长条状，且长条状的延伸方向与所述镜头组件的线性运动方向相同。
7.作为进一步改进的技术方案，所述多极磁体为多极充磁磁石，所述定位传感器为隧道磁阻传感器。
8.作为进一步改进的技术方案，所述压电马达包括连接于所述驱动轴一端的压电模块和与所述镜头组件固定并压设在所述驱动轴上的压配弹片，所述压电模块驱动所述驱动轴振动，所述驱动轴振动带动所述压配弹片线性移动。
9.作为进一步改进的技术方案，所述镜头对焦装置包括壳体，所述镜头组件和所述压电马达均设于所述壳体内，所述驱动轴的另一端上固定有橡胶套，所述驱动轴的该另一端通过所述橡胶套与所述壳体连接。
10.作为进一步改进的技术方案，所述镜头对焦装置包括马达驱动电路板，所述压电模块电性连接于所述马达驱动电路板，所述定位传感器设于所述马达驱动电路板上。
11.作为进一步改进的技术方案，所述镜头组件包括镜头和承载所述镜头的镜头载体，所述多极磁体固定在所述镜头载体的朝向所述定位传感器的一面上。
12.作为进一步改进的技术方案，所述镜头对焦装置包括壳体，所述镜头组件和所述
压电马达均设于所述壳体内，所述镜头组件包括镜头和承载所述镜头的镜头载体，所述镜头载体和所述壳体上设有相互配合的运动导向结构。
13.作为进一步改进的技术方案，所述运动导向结构包括设于所述镜头载体和所述壳体其中之一上的导轨，以及设于所述镜头载体和所述壳体其中另一上、并与所述导轨配合的导槽。
14.作为进一步改进的技术方案，所述镜头对焦装置还包括设于所述镜头组件前方的棱镜以及驱动所述棱镜转动的棱镜马达。
15.作为进一步改进的技术方案，所述镜头组件包括镜头和承载所述镜头的镜头载体，所述镜头对焦装置包括图像处理电路板，所述图像处理电路板上设有cmos图像传感器芯片以及蓝玻璃组件，所述cmos图像传感器芯片和蓝玻璃组件正对所述镜头设置，所述压电马达驱动所述镜头在垂直于所述cmos图像传感器芯片和蓝玻璃组件所在平面的方向上做靠近或远离所述cmos图像传感器芯片和蓝玻璃组件的运动。
16.本技术另一方面提供一种电子设备，其包括如以上任一技术方案所述的镜头对焦装置。
17.本技术提供的镜头对焦装置采用压电马达驱动镜头运动，可实现大行程、高精度的驱动，达到由一颗镜头模组实现连贯的自动对焦且对焦范围大的效果，同时配合多极磁体与定位传感器以实现较大行程运动过程中的镜头运动位置检测。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本技术镜头对焦装置一实施例的立体组合图。
20.图2是本技术镜头对焦装置一实施例的立体爆炸图。
21.图3是本技术镜头对焦装置一实施例的另一视角的立体爆炸图。
22.图4是本技术镜头对焦装置一实施例的又一视角的立体爆炸图。
23.图5是本技术镜头对焦装置一实施例中壳体内部部件的组合图。
24.图6是本技术镜头对焦装置一实施例中多极磁体的多极排布示意图。
25.附图标记：
26.100-镜头对焦装置；1-壳体；11-第一半壳；111-第一通孔；112-第一导轨固定孔；12-第二半壳；121-第二通孔；122-第二导轨固定孔；113-驱动轴孔；13-底板；131-底板通孔；2-镜头组件；21-镜头；22-镜头载体；221-导槽；3-压电马达；31-压电模块；32-驱动轴；321-驱动端头；322-橡胶套；33-压配弹片；4-马达驱动电路板；5-多极磁体；41-定位传感器；6-导轨；61-导轨轴套；7-图像处理电路板；71-cmos图像传感器芯片；72-蓝玻璃组件；81-棱镜；82-棱镜马达。
具体实施方式
27.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及
附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实现方式并不代表与本技术相一致的所有实现方式。相反，它们仅是与本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
28.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
29.下面结合附图，对本技术的一种镜头对焦装置进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。
30.请参照图1至图6所示，本技术提供一种镜头对焦装置100。所述镜头对焦装置100包括镜头组件2、压电马达3、多极磁体5和定位传感器41。所述压电马达3具有与所述镜头组件2连接的驱动轴32，所述驱动轴32驱动所述镜头组件2线性运动以实现对焦。所述驱动轴32沿所述镜头组件2的线性运动方向延伸，且所述驱动轴32的长度覆盖所述镜头组件2的线性运动行程。所述驱动轴32的长度覆盖所述镜头组件2的线性运动行程是指，一方面所述驱动轴32的长度不小于所述镜头组件2的线性运动行程的长度，也即，所述驱动轴32的长度大于所述镜头组件2线性运动行程的长度，或者所述驱动轴32的长度至少与所述镜头组件2线性运动行程的长度相等；另一方面，所述镜头组件2的线性运动行程在与所述驱动轴32平行的目标平面上的正投影区域，位于所述驱动轴32在该目标平面上的正投影区域的范围内，换言之，若以一线段表示镜头组件2的线性运动行程，则该线段在垂直于所述驱动轴32轴线的方向上的投影完全落在所述驱动轴32上。
31.所述多极磁体5设于所述镜头组件2上，随所述镜头组件2运动。所述定位传感器41与所述多极磁体5相对设置，用于检测所述多极磁体5的运动位置，从而检测镜头组件的运动位置。本技术提供的镜头对焦装置100采用压电马达3驱动镜头运动，且驱动轴32的长度覆盖所述镜头组件2的线性运动行程，也即镜头组件2的运动行程在所述驱动轴32的长度范围内。因此，可通过设置驱动轴32的长度，使其长度涵盖镜头组件2的远距、中距和近距拍射时的移动距离需求，从而可实现大行程、高精度的驱动，达到由一颗镜头模组实现连贯的自动对焦且对焦范围大的效果，同时配合多极磁体5与定位传感器41以实现较大行程运动过程中的镜头运动位置检测。
32.请参阅图2至图5，所述压电马达3包括压电模块31、驱动轴32和压配弹片33。所述压电模块31连接于马达驱动电路板4，通过马达驱动电路板4向其提供不同的电压以实现高频振动。所述驱动轴32的一端连接于所述压电模块31，所述压电模块31的高频振动带动所述驱动轴32沿其轴向来回的高频伸缩运动。所述驱动轴32与所述压电模块31相连的一端具有驱动端头321。在本实施例中，所述驱动端头321为圆形片状，所述压电模块31为两个片状体，该两个片状体夹设所述圆形片状的驱动端头321，以使得该两个片状体高频振动时带动驱动轴32振动。驱动端头321旨在实现与压电模块31的连接，其具体结构不以以上所述实施例为限，可以实现驱动轴32与压电模块31之间的连接即可。
33.请重点参阅图5，所述压配弹片33压设在所述驱动轴32上，并与由所述驱动轴32驱动的部件相连，例如在本实施例中，所述压配弹片33与所述镜头组件2固定相连。所述压配弹片33与所述驱动轴32的压接配合满足两者之间可以实现静摩擦与动摩擦的切换。即当驱
动轴32快速运动时，驱动轴32与压配弹片33产生相对滑动，驱动轴32运动而压配弹片33不运动，两者之间为动摩擦；当驱动轴32的运动较慢时，驱动轴32带动压配弹片33一起运动，两者之间为静摩擦。如此以来，当通过输入不同波形的电压至压电模块31，使得驱动轴32向前推动时较慢移动，而向后退回时为快速移动，即可实现不断的将压配弹片33及其固定的镜头组件2向前推进，实现镜头组件2的线性移动。在本实施例中，所述压配弹片33呈l形的片状，但压配弹片33的结构并不以此为限，其也可以采用其他形状。本技术采用压电马达3驱动镜头运动，可实现大行程、高精度的驱动，达到由一颗镜头模组实现连贯的自动对焦且对焦范围大的效果。在本实施例中，所述驱动轴32与所述驱动端头321相对的另一端上固定有橡胶套322，所述橡胶套322用于将驱动轴32的该端连接在壳体1上。壳体1的结构容后详述。
34.请继续参阅图5，所述镜头组件2包括镜头21和承载所述镜头21的镜头载体22。所述镜头载体22一方面可以承载镜头21运动，另一方面也可作为保护壳为镜头21提供保护。在本实施例中，所述镜头21和镜头载体22通过粘胶的方式连接固定，在其他实施例中，所述镜头21和镜头载体22也可以通过注塑、卡接、过盈配合等方式连接固定。为了给镜头组件2的运动提供导向，所述镜头载体22上设有导槽221。为了使得运动更加平稳，在本实施例中，所述导槽221的数量为2个，其中一条导槽221开设在镜头载体22的侧壁上，为侧边开口的凹槽，与之配合的导轨6可从侧向安装在凹槽内。另一条导槽221为开设在所述镜头载体22中且四周为封装两端导通的贯穿槽，与之配合的导轨6需以前后穿插的方式插设在贯穿槽内。所述贯穿槽内还设有导轨轴套61，所述导轨6穿设于所述导轨轴套61内。设置所述侧边开口的凹槽式的导槽221可以方便导轨6与镜头组件2之间的安装，降低安装难度；设置所述贯穿槽式的导槽221并配以导轨轴套61，可以增强镜头组件2运动的顺畅性、平稳性。
35.请一并参阅图3和图4，所述压电马达3设置在所述镜头载体22的与设有导槽221的侧壁相对的另一端处，所述马达驱动电路板4设置在所述镜头载体22的下方，所述压配弹片33与所述镜头载体22固定连接，所述定位传感器41设于所述马达驱动电路板4上。所述多极磁体5固定在所述镜头载体22的朝向所述定位传感器41的一面上，所述多极磁体5可以通过粘接、卡接、注塑等方式固定在所述镜头载体22上。所述多极磁体5与所述定位传感器41在上下方向上对应设置，以便定位传感器41可以与多极磁体5感应出信号，实现位置检测。请参阅图6，在本实施例中，所述多极磁体包括多个n极(北极)和多个s极(南极)，所述多个n极和多个s极在所述镜头组件的线性运动方向上交替排列，所述多极磁体5为多极充磁磁石，多极充磁磁石为长条状，且长条状的延伸方向与所述镜头组件2的线性运动方向相同。多极磁体5设置为长条状以满足镜头组件2的较大范围的运动行程。在本实施例中，所述定位传感器41为隧道磁阻(tmr，tunnel magneto resistance)传感器。隧道磁阻传感器相对于常用的霍尔元件具有更好的温度稳定性、更高的灵敏度、更低的功耗、更好的线性度，且不需要额外的聚磁环结构。本技术采用多极磁体5，其包含的多个n极和多个s极在所述镜头组件2的线性运动方向上交替排列，配合隧道磁阻传感器，检测输出的为多波峰信号，行程分区段匹配，可以实现较大范围运动行程的检测。
36.请参阅图2至图4，所述镜头对焦装置100包括壳体1，所述镜头组件2和所述压电马达3均设于所述壳体1内。下面对本实施例中壳体1的具体结构进行描述。本实施例中，所述壳体1包括第一半壳11、第二半壳12和底板13，所述第一半壳11和第二半壳12盖合形成内部
中空的空间，镜头组件2和压电马达3设置在该空间内。请参阅图4，所述第一半壳11上开设有第一通孔111、第一导轨固定孔112和驱动轴孔113。所述第一通孔111与所述镜头21相对以供光线透过，所述第一导轨固定孔112用以与导轨6的一端连接固定，所述驱动轴孔113用以供所述驱动轴32上的橡胶套322连接。所述第一半壳11的内侧面的形状与所述镜头组件2的外形大致匹配，以方便镜头组件2的安装与定位。请参阅图3，与所述第一半壳11类似的，所述第二半壳12上开设有第二通孔121和第二导轨固定孔122。所述第二通孔121与所述镜头21相对以供光线透过，所述第二导轨固定孔122用以与导轨6的另一端连接固定。在本实施例中，所述镜头载体22和所述壳体1上设有的相互配合的运动导向结构包括设于所述镜头载体22上的导槽221和固定在所述壳体1上的导轨6，在其他实施例中，也可以将导轨固定在镜头载体22上、将导槽设置在壳体上。所述底板13上设有底板通孔131，所述底板通孔131与所述镜头21相对以供光线透过。即第一通孔111、第二通孔121、底板通孔131均相对应设置。
37.请继续参阅图2至图4，所述镜头对焦装置100还包括设于所述镜头组件2前方的棱镜81和驱动所述棱镜转动的棱镜马达82，以及设于所述镜头组件2后方的图像处理电路板7。所述棱镜马达82可以是簧片式、滚珠式，其可驱动棱镜81绕相互垂直的两个轴线运动，以实现ois(optical image stabilization，光学防抖)。所述图像处理电路板7固定在所述底板13背向所述第二半壳12的一面上，所述图像处理电路板7上设有cmos图像传感器芯片71和蓝玻璃组件72。所述cmos图像传感器芯片71与所述图像处理电路板7电性连接，所述蓝玻璃组件72可通过粘接、注塑、卡接等方式与所述图像处理电路板7相对固定。所述蓝玻璃组件72与底板通孔131、第二通孔121、镜头21、第一通孔111及棱镜81均相对设置，以实现光线从前端的棱镜81向后端的cmos图像传感器芯片71的传输。所述cmos图像传感器芯片71和蓝玻璃组件72以层叠方式设置，所述cmos图像传感器芯片71和所述蓝玻璃组件72所在平面平行。所述cmos图像传感器芯片71和所述蓝玻璃组件72正对所述镜头21设置，所述压电马达3驱动所述镜头21在垂直于所述cmos图像传感器芯片71和蓝玻璃组件72所在平面的方向上做靠近或远离所述cmos图像传感器芯片71和蓝玻璃组件72的运动。
38.本技术还提供一种电子设备，其包括如上所述的镜头对焦装置100。在一实施例中，所述电子设备为智能手机。
39.通过以上对具体实施例的描述可知，本技术提供的镜头对焦装置100，采用压电马达3驱动镜头21运动，可实现大行程、高精度的驱动，达到由一颗镜头模组实现连贯的自动对焦且对焦范围大的效果，同时配合多极磁体5与定位传感器41以实现大行程运动过程中的镜头21运动位置的检测，使得镜头对焦装置100可涵盖远距、中距和近距拍射的功能，且结构简单、对焦速度快、对焦精度高，适用于在智能手机等电子设备上的应用。
40.以上所述仅是本技术的较佳实施例而已，并非对本技术做任何形式上的限制，虽然本技术已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本技术，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本技术技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本技术技术方案的内容，依据本技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本技术技术方案的范围内。