透镜驱动镜筒和壳体连接机构、透镜驱动装置及摄像装置
阅读说明：本技术 透镜驱动镜筒和壳体连接机构、透镜驱动装置及摄像装置 (Lens driving lens barrel and housing connecting mechanism, lens driving device and image pickup device ) 是由 王在伟 于 2021-09-04 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种透镜驱动镜筒和壳体连接机构。它解决了现有驱动和光轴同心度差等技术问题。本透镜驱动镜筒和壳体连接机构包括底座和扣合于底座上的外壳；转筒内置于底座和外壳形成的腔室内,并且转筒的轴心线和光轴重合；轴承连接于外壳和转筒,轴承使得转筒绕光轴旋转；伸缩镜筒,伸缩镜筒的一端与转筒套接；约束机构,连接于底座和伸缩镜筒；约束机构使得伸缩镜筒周向相对底座锁止,以及约束机构使得伸缩镜筒的轴心线和光轴重合；传动结构,设于转筒和伸缩镜筒套接的一端之间；传动结构用于使得当转筒旋转时将旋转驱动力传递至伸缩镜筒以迫使伸缩镜筒在光轴轴向移动。本发明优点在于：提高了驱动和光轴的同心度。(The invention relates to a lens driving lens barrel and shell connecting mechanism. It has solved current drive and the poor technical problem such as optical axis concentricity. The lens driving lens barrel and shell connecting mechanism comprises a base and a shell buckled on the base; the rotary drum is arranged in a chamber formed by the base and the shell, and the axial lead of the rotary drum is coincided with the optical axis; a bearing is connected to the housing and the drum, the bearing causing the drum to rotate about the optical axis; one end of the telescopic lens cone is sleeved with the rotary drum; the constraint mechanism is connected with the base and the telescopic lens cone; the constraint mechanism enables the telescopic lens cone to be circumferentially locked relative to the base, and enables the axis line of the telescopic lens cone to be coincident with the optical axis; the transmission structure is arranged between the rotary drum and one end of the telescopic lens cone in a sleeved mode; the transmission structure is used for transmitting the rotary driving force to the telescopic lens barrel when the rotary drum rotates so as to force the telescopic lens barrel to move in the axial direction of the optical axis. The invention has the advantages that: the concentricity of the driving and optical axes is improved.)
技术领域
本发明属于摄像马达技术领域，尤其涉及一种透镜驱动镜筒和壳体连接机构、透镜驱动装置及摄像装置。
背景技术
微型摄像头长焦镜头已被广泛应用在高端手机上，并且应用的图像传感器像素也从800万像素提升到1亿以上像素，这样微型镜头的等效焦距远远超出手机机身的厚度。虽然潜望式马达是手机长焦摄像头一项成熟的解决方案，但是，像素大幅提升，镜头的外径也越来越大，潜望式马达的应用受到限制。所以，微型镜筒伸缩摄像头不仅能解决超大像素的长焦镜头在手机上安置和使用，而且还能极大地提升图像品质。
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承载框，承载框在光轴轴向的移动采用电磁(磁石和线圈)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承载框在光轴轴向的对焦，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，这种方式其承载框轴心线和光轴存在较大的偏差，这种偏差直接导致最终的成像品质较差，难以满足高精度的摄像要求。
其次，现有的这种马达其制造成本较高，因为定子和转子需要始终配合，当与承载框连接的转子随着螺纹慢慢远离定子时，此时就需要延长定子和转子的长度。
发明内容
本发明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透镜驱动镜筒和壳体连接机构、透镜驱动装置及摄像装置。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
本透镜驱动镜筒和壳体连接机构包括：
底座和扣合于底座上的外壳；
转筒，内置于底座和外壳形成的腔室内，并且转筒的轴心线和光轴重合；
轴承，连接于外壳和转筒，轴承使得转筒绕光轴旋转；
伸缩镜筒，用于承载透镜，伸缩镜筒的一端插入转筒与转筒套接，伸缩镜筒的另一端远离底座；
约束机构，连接于底座和伸缩镜筒；约束机构使得伸缩镜筒周向相对底座锁止，以及约束机构使得伸缩镜筒的轴心线和光轴重合；
传动结构，设于转筒和伸缩镜筒套接的一端之间；传动结构用于使得当转筒旋转时将旋转驱动力传递至伸缩镜筒以迫使伸缩镜筒在光轴轴向移动。
轴承起到悬吊作用，即，使得转筒远离底座的一端与外壳转动连接，使得转筒靠近底座的一端呈自由状。这种结构可以有效降低制造成本和提高组装效率，同时，还可以满足旋转驱动要求以及使得转筒轴心线和光轴重合，确保了摄像品质。
转筒协同轴承的设计，内置于腔室内可以对转筒驱动机构形成保护，延长了使用寿命。
在上述的透镜驱动镜筒和壳体连接机构中，所述外壳顶部设有具有内轴承固定台阶的轴承固定部，所述轴承为滚珠轴承，该轴承的外圈固定于内轴承固定台阶上，该轴承的内圈套设于转筒远离底座的一端外壁，轴承使得转筒靠近底座的一端呈自由状。
在上述的透镜驱动镜筒和壳体连接机构中，所述轴承固定部凸出于外壳顶部。
在上述的透镜驱动镜筒和壳体连接机构中，所述轴承固定部远离外壳的顶部连接有套于伸缩镜筒外围并且遮挡于转筒远离底座一端面外侧的遮挡部，遮挡部越过轴承。
在上述的透镜驱动镜筒和壳体连接机构中，所述转筒轴心线和伸缩镜筒的轴心线重合。
在上述的透镜驱动镜筒和壳体连接机构中，所述传动结构为螺纹传动结构。
在上述的透镜驱动镜筒和壳体连接机构中，所述转筒套在伸缩镜筒外壁，所述传动结构包括设于转筒内壁的内螺纹，在伸缩镜筒外壁设有外螺纹，所述的内螺纹和外螺纹螺纹连接。这种结构其可以防止设于伸缩镜筒内的透镜和转筒靠近伸缩镜筒的一端端面接触，同时，还可以便于约束机构的分布及组装。
在上述的透镜驱动镜筒和壳体连接机构中，所述约束机构包括若干设于伸缩镜筒壁厚上并且呈圆周分布的约束孔，约束孔与伸缩镜筒的轴心线平行，所述约束机构还包括若干位于转筒内的约束光杆，所述约束光杆的一端固定于底座上，所述约束光杆的另一端一一插入相应约束孔。
当然，本实施例的约束孔可以被约束槽替代。
每个约束孔分别包括前约束孔和后约束孔。
前约束孔设于伸缩镜筒壁厚的一半位置，确保前约束孔其具有非常好的径向抗形变性能。
圆周分布的前约束孔其可以对约束光杆进行位置约束，也就可以约束伸缩镜筒的轴心线位置。前约束孔和约束光杆微小间隙配合。
在上述的透镜驱动镜筒和壳体连接机构中，所述前约束孔为盲孔，前约束孔的孔口朝向底座。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。
在上述的透镜驱动镜筒和壳体连接机构中，所述伸缩镜筒内壁靠近前约束孔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，在约束加强环上设有若干后约束孔，后约束孔的数量和前约束孔的数量相等并且一个前约束孔与一个后约束孔连通。
前约束孔轴心线和后约束孔轴心线重合，使得约束加强环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，还可以对约束光杆起到前后不同位置时的约束。
在上述的透镜驱动镜筒和壳体连接机构中，所述约束加强环内壁设有内环凹槽，内环凹槽将每个后约束孔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，约束光杆始终插于靠近底座一侧的一个子约束通孔中。内环凹槽减少与约束光杆接触面积，以降低对焦阻力，提高效率，同时还便于透镜的安装固定。
一个子约束通孔始终对约束光杆进行径向位置约束，另外约束加强环其靠近前约束孔的一端可以对前约束孔的孔口形成径向加强，以防止前约束孔的孔形变导致约束光杆无法插入进行对焦调节，约束加强环远离前约束孔的另一端用于对伸缩镜筒靠近底座的一端内壁形成径向加强。
本发明还提供了一种透镜驱动装置，具有所述的透镜驱动镜筒和壳体连接机构。
本发明还提供了一种摄像装置，具有所述的透镜驱动装置。
本发明还提供了一种电子设备，具有所述的摄像装置。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
利用传动结构和约束机构的协同作用，在旋转驱动力的驱动下，可以使得伸缩镜筒在光轴轴向移动，可以确保承载透镜的伸缩镜筒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，利用外转筒和内伸缩镜筒的设计，其降低了制造加工难度和制造成本，特别是定子和转子的制造成本。
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，这种设计其可以减小透镜驱动装置驱动机构的光轴轴向长度，也就可以被应用于更加薄或者超薄的摄像终端。
利用轴承对转筒进行轴向固定以及旋转连接于外壳，能够确保旋转驱动伸缩镜筒的正反旋转稳定性，也就可以进一步提高伸缩镜筒伸缩平顺性。
附图说明
图1是本发明提供的透镜驱动装置结构示意图。
图2中是图1沿线B-B剖视结构示意图。
图3中是本发明提供的透镜驱动装置立体结构示意图。
图4是本发明提供的透镜驱动装置爆炸结构示意图。
图5是本发明提供的透镜驱动装置外壳结构示意图。
图6是本发明提供的透镜驱动装置转筒结构示意图。
图7是本发明提供的摄像装置结构示意图。
图8是本发明提供的电子设备结构示意图。
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。
具体实施方式
以下是发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
如图1-图3所示，透镜驱动装置包括透镜驱动镜筒和壳体连接机构，具体地，本实施例的透镜驱动镜筒和壳体连接机构包括底座1、转筒2、伸缩镜筒3、约束机构4、传动结构、外壳5和轴承6，底座1呈环形板状。
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。
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。
进一步地，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，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远离底座1的一端外壁。
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。
其次，如图2和图5-图6所示，在转筒2外壁远离底座1的一端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。
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。
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的一端面外侧，不齐平的方式其可以确保轴承内圈固定牢固性。
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1一端面外侧的遮挡部51。遮挡部51起到防尘防水等等目的，可以延长轴承使用寿命。
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。
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。
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。
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。
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。
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其驱动机构的光轴轴向长度，也就可以被应用于更加薄或者超薄的摄像终端。
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。
内螺纹20长度长于外螺纹30长度。
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。
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约束孔，约束孔的数量为2-4个并且呈圆周均匀分布，约束孔与伸缩镜筒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约束孔。
每个约束孔分别包括前约束孔40和后约束孔43。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
本实施例的约束加强环42有两种形成方式：
第一种，约束加强环42为一整体结构；
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。
本实施例的工作原理如下：
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；
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。
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。
实施例二
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镜筒和壳体连接机构。
实施例三
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。
实施例四
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。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明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，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。