一种3D弹簧结构

技术领域

本申请涉及光学影像设备领域，具体涉及一种3D弹簧结构。

背景技术

OIS马达是VCM马达的一种，是用于摄像头自动对焦、光学防抖的重要组成部分。目前OI S光学防抖马达主要有滚珠式、悬丝式、SMA、3D弹簧等几种结构。其中3D弹簧式结构最为简单，3D弹簧是马达内用于承载光学元件进行防抖运动或对焦运动的重要载体，能够在现有自动化组装工艺下实现OIS光学防抖功能并做到较好的可靠性。但3D弹簧结构式通过机械挤压折弯成型，对材料内部的原子结构排序及分布产生了一定的改变，成型后的3D弹簧折弯处应力集中，整体强度比原材的强度有一定程度的受损，在日益严苛的RA要求下，在折弯处存在变异等风险。

发明内容

为了解决现有技术存在的3D弹簧折弯后强度受损的问题，本申请提供一种组装式3D弹簧结构。

为了达到上述目的，本申请所采用的技术方案为：

一种3D弹簧结构，包括：AF弹簧，所述AF弹簧包括外框和用于连接光学元件的内框，还包括两端分别与外框和内框固定连接且具有弹性的连接部；OIS弹簧，垂直于AF弹簧表面并插接固定在连接部上。

3D弹簧是配合安装光学元件的载体使用，用于提供光学元件运动后的弹性回复力的一种零件，其结构按功能划分可被分为AF弹簧和OI S弹簧，其中AF弹簧用于辅助光学元件完成变焦动作,OIS弹簧辅助光学元件做光学防抖运动，两者活动方向不同，即与AF弹簧配合的光学元件沿Z轴(轴向)做直线运动或旋转，与OIS弹簧配合的光学元件在X轴和Y轴组成的平面上(即径向)运动。现有3D弹簧才有折弯工艺生产而成，通过对一块完整的原材料进行切割并定向折弯形成立体的3D结构，从而形成AF弹簧与OI S弹簧为一体的结构。因此，在现有弹簧的使用过程中，折弯处应力集中，结合折弯时可能存在的对材料内部的原子结构排序及分布的影响，弹簧容易疲劳断裂，影响使用寿命和精度。

本方案中采用将OIS弹簧插接固定到AF弹簧上来形成3D弹簧的结构，相较于现有的一体式结构，没有折弯，能显著提高AF弹簧和OI S弹簧连接处的强度，RA实验有很大的改善效果，使得3D弹簧能够经受住高冲击、高频次撞击，从而保证了产品的可靠性，提升了产品质量。同时，在弹簧的生产过程中，插接固定的连接相较于折弯工艺具有更高的生产效率，能满足现代化量产需求。

进一步的，所述OIS弹簧包括分散安装AF弹簧上的多组弹性单元，每组弹性单元中包含两个呈直角形分布的两个弹片。可知AF弹簧中由连接部利用自身弹性提供Z轴方向的弹性回复力，OIS弹簧中两个相互垂直的弹片分别用于提供X轴和Y轴方向的弹性回复力，两个弹片与连接部为两两相互垂直的关系。相比较的，一体式的弹性单元即使仅提供一个方向的弹性回复力，弹性单元内部也存在各向应力，从而弹性单元容易疲劳。因此，一个弹性单元由两个独立的弹片组成，一个弹片提供一个方向的弹性回复力的设置能有效避免两个弹片相对运动时造成的弹性单元整体疲劳，从而提高OIS弹簧的稳定性和使用寿命。

进一步的，所述连接部包括四个两两对称的第一悬臂，以及两个连接第一悬臂和内框的第二悬臂，所述第一悬臂的一端固定连接外框，两个相邻第一悬臂的另一端与第二悬臂固定连接。

进一步的，所述AF弹簧还包括与第一悬臂一一对应设置的弹簧走电部，所述弹簧走电部的一端固定连接于第一悬臂与外框之间连接处，另一端与外框连接。

进一步的，所述弹性单元与弹簧走电部一一对应设置，所述弹簧走电部的中部弯折处设有用于连接转角块的第一连接孔，所述转角块表面设有与弹片的一端配合的插槽，两个弹片另一端分别与弹簧走电部的端部连接。

进一步的，所述弹簧走电部的两个端点分别与中点连线形成直角线段，端点与中点之间为多段曲线形。

进一步的，所述弹簧走电部的两端分别设有用于连接外部电路的第二连接孔和第三连接孔。

进一步的，所述第二悬臂上连接两个第一悬臂的位置设有用于连接载体或光学元件的第四连接孔。

本申请的有益效果是：本申请采用独立的OI S弹簧，并将其固定到AF弹簧上形成3D弹簧结构，相较于折弯式3D结构，本申请中拼接式的弹簧结构能＝使其能经受高冲击和高频次撞击，提高了产品的可靠性和生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请的俯视图；

图2是本申请的立体结构示意图；

图3是图2中A处的局部放大示意图；

图4是本申请另一角度的立体结构示意图；

图5是本申请中弹簧的分解结构示意图；

图6是图5中B处的局部放大示意图；

图7是本申请中转角块结构示意图。

图中：1-外框；2-内框；3-弹性单元；4-弹簧走电部；5-第一悬臂；6-转角块；601-凸台；602-插槽；7-第二悬臂；8-第一连接孔；9-第二连接孔；10-第三连接孔；11-第四连接孔。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

如图1所示的一种3D弹簧结构，包括：AF弹簧，所述AF弹簧包括外框1和用于连接光学元件的内框2，还包括两端分别与外框1和内框2固定连接且具有弹性的连接部；OI S弹簧，垂直于AF弹簧表面并插接固定在连接部上。

工作原理如下：

本方案中AF弹簧用于辅助光学元件完成变焦动作,OIS弹簧辅助光学元件做光学防抖运动，两者活动方向不同，即与AF弹簧配合的光学元件沿Z轴(轴向)做直线运动或旋转，与OI S弹簧配合的光学元件在X轴和Y轴组成的平面上(径向)运动。外框1为AF弹簧与完整摄像模组中其他固定部件(例如壳体)连接的结构，保持AF弹簧在完整摄像模组中的稳定性，内框2则是与安装光学元件的载体连接(例如PCB板)，连接件是提供弹性回复力的来源，其自身的弹性形变能力使内框2能相对于外框1活动。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上，对OIS弹簧的结构进行了进一步优化与限定。

如图2和图3所示，所述OIS弹簧包括分散安装AF弹簧上的多组弹性单元3，每组弹性单元3中包含两个呈直角形分布的两个弹片。本实施例中对OIS弹簧的具体结构进行限定，利用两个独立的弹片为光学元件提供径向平面上两个方向的弹力，从而多组弹性单元3配合提供径向平面上各个方向的弹力，已知OI S弹簧是为光学元件径向运动提供弹性回复力的弹簧，为了保证光学元件在径向平面上不同方向的运动均能受到弹性回复力，至少应当包括两组弹性单元3，如图2提供了一种OIS弹簧中设置四组弹性单元3的分布示例，与正方形的AF弹簧外框1相对应，四组弹性单元3也分布于四角位置。

实施例3：

本实施例在实施例2的基础上，对AF弹簧的结构进行了进一步的优化与限定。

如图3和图4所示，所述连接部包括四个两两对称的第一悬臂5，以及两个连接第一悬臂5和内框2的第二悬臂7，所述第一悬臂5的一端固定连接外框1，两个相邻第一悬臂5的另一端与第二悬臂7固定连接。本实施例中的连接部由两部分构成，与外框1连接的第一悬臂5以及与内框2连接的第二悬臂7相互连接构成完整连接部，第一悬臂5主要用于提供弹性回复力，第二悬臂7是在保证连接部弹性的基础上，对连接部整体结构强度的加强。值得说明的是，如图所示，为了保证光学元件在径向平面上的活动空间，内框2与外框1之间的距离大于第一悬臂5和第二悬臂7所能连接的距离，因此，外框1上向内框2方向延伸设有多个用于连接第一悬臂5的连接结构，内框2亦向外框1方向延伸设有多个用于连接第二悬臂7的连接结构，上述两个连接结构需要分别保持与外框1和内框2一致的刚性等性质。

在本实施例中优选的，为了对本申请中弹簧与外部电路的连接结构进行优化。所述AF弹簧还包括与第一悬臂5一一对应设置的弹簧走电部4，所述弹簧走电部4的一端固定连接于第一悬臂5与外框1之间连接处，另一端与外框1连接。如图所示，第一悬臂5整体形状弯折，弹簧走电部4设置于第一悬臂5的外侧，整体形状呈与第一悬臂5相似的弯折，且弹簧走电部4与第一悬臂5的一个端部合并与外框1连接，AF弹簧部分可与载体连接并通过弹簧导电部分接通AF线圈，保证AF通电。

实施例4：

本实施例在实施例3的基础上，对OIS弹簧与AF弹簧之间的连接进行了进一步的优化。

如图6所示，所述弹性单元3与弹簧走电部4一一对应设置，所述弹簧走电部4的中部弯折处设有用于连接转角块6的第一连接孔8，所述转角块6表面设有与弹片的一端配合的插槽602，两个弹片另一端分别与弹簧走电部4的端部连接。

本实施例中设置转角块6完成OIS弹簧与AF弹簧之间的连接，具体的，转角块6底部设置与第一连接孔8配合的凸出结构使其被安装在弹簧走电部4的中部弯折处并点胶固定，第一连接孔8的设置有利于转角块6的快速定位安装。转角块6侧面的夹角与弹簧走电部4的弯折角度相适应，弹片的一端连接弹簧走电部4的端部，另一端插入在转角块6中以完成弹片的安装。

值得说明的是，本实施例中的转角块6为绝缘注塑件，图7所示的转角块6表面设有凸台601，还从表面向下凹陷设有用于配合弹片的插槽602，生产过程中，弹性单元3从上到下插接到转角块6中，凸台601的侧面与弹片贴合。此外，转角块6上用于与弹性单元3配合的插槽602还可从侧面向内延伸，弹性单元3从转角块6的侧面插入到转角块6。此外，图示中转角块6上的插槽602呈直角形，而两个独立弹性单元3插入到转角块6中后依然不相互接触，则该插槽602中有一部分空余。虽然在实际生产中弹性单元3与转角块6之间要点胶固定，但为了避免好使用治具插装弹性单元3时产生误差，转角块6上的插槽602亦可以设置为弹性单元3完全适应的形状而不留间隙。

需要注意的是，转角块6的设置虽然能通过增加弹片与安装位置的接触面积来增强连接的稳定性，同时弹片还需要保持一定的弹性，在进行弹簧各项参数测试时，相较于折弯式弹簧，弹簧K值变化应当不大，而能承受的最大应力应当有明显提高。

实施例5：

本实施例在实施例3的基础上，为了增加弹簧走电部4的结构强度，如图6所示，所述弹簧走电部4的两个端点分别与中点连线形成直角线段，端点与中点之间为多段曲线形，通过将弹簧走电部4弯曲处理来增加弹簧走电部4的长度和整体宽度，从而避免其受力断裂的情况。

实施例6：

本实施例在实施例2的基础上，对AF弹簧的结构进行了进一步的限定。

如图6所示，所述弹簧走电部4的两端分别设有用于连接外部电路的第二连接孔9和第三连接孔10。为了使AF通电，弹簧走电部4与导电线连接，第二连接孔9和第三连接孔10的设置不仅能提供固定准确的连接位置，提高加工效率，还便于焊接通电。此外，如图3所示，所述第二悬臂7上连接两个第一悬臂5的位置设有用于连接载体或光学元件的第四连接孔11。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。