一种磁石驱动式变焦镜筒和变焦镜头
技术领域
本实用新型涉及光学器件技术领域，尤其涉及一种磁石驱动式变焦镜筒和变焦镜头。
背景技术
变焦镜头是在一定范围内可以变换焦距、从而得到不同宽窄的视场角，不同大小的影象和不同景物范围的镜头。变焦镜头在不改变拍摄距离的情况下，可以通过变动焦距来改变拍摄范围，因此非常有利于画面构图。
在变焦镜头变焦过程中，步进电机被广泛应用在光学变焦镜头的自动变焦和聚焦中。步进电机在驱动变焦镜头变焦过程中，通常带动变焦镜头外的齿轮来实现镜筒的转动，再通过镜筒上的螺旋槽，将镜筒的转动转化为聚焦透镜群或变焦透镜群的直线运动，实现了变焦镜头的变焦功能。
但以步进马达和齿轮组组成的变焦镜头需要通过多层的运动关系转化，降低了变焦镜头内驱动组件与变焦组件之间的传递效率，降低了传动精度，以及变焦过程中伴有回程差现象，难以满足高精度镜头的要求。
实用新型内容
本实用新型将解决现有的技术问题，提供一种磁石驱动式变焦镜筒和变焦镜头，减小了多级传动时的回程差产生的可能，提高了变焦的速度和稳定性，增加了变焦镜头的精度，满足了高精度镜头的要求。
本实用新型提供的技术方案如下：
一种磁石驱动式变焦镜筒，包括：固定筒，所述固定筒的外侧同轴套设有旋转筒，所述旋转筒沿所述固定筒的轴线方向转动连接于所述固定筒；所述固定筒上设有屏蔽组件，所述屏蔽组件上套设有用于电连接于电源的线圈组件；所述旋转筒上设有用于与所述线圈组件适配的驱动磁石，所述驱动磁石用于向所述线圈组件提供磁场；所述屏蔽组件靠近所述驱动磁石一侧的所述线圈组件内的线圈，与所述固定筒的轴线之间的夹角小于等于预设夹角；当所述线圈组件电连接于电源时，所述驱动磁石沿垂直于所述固定筒的轴线方向旋转，并带动所述旋转筒旋转。
本技术方案中，通过屏蔽组件和驱动磁石的设置，驱动磁石能够直接带动旋转筒转动，继而带动变焦镜头进行变焦，减小了多级传动时的回程差产生的可能，提高了变焦的速度和稳定性，增加了变焦镜头的精度，满足了高精度镜头的要求。
优选地，所述驱动磁石设置为多个，多个所述驱动磁石沿所述旋转筒的轴线方向环绕分布于所述旋转筒上。
本技术方案中，通过多个驱动磁石的设置，增加了线圈组件受到的安培力，也增加了驱动磁石受到的反作用力，即旋转筒旋转时的旋转力，增加了旋转筒旋转时的可靠性。
优选地，所述屏蔽组件包括多个屏蔽板，多个所述屏蔽板沿所述固定筒的轴线方向环绕分布于所述固定筒上；所述线圈组件包括分别设置于多个所述屏蔽板上的驱动线圈。
本技术方案中，通过将屏蔽组件分拆为多个屏蔽板，旋转筒受到的力矩基本不变，但一定程度上减小了变焦镜筒的质量和体积，便于变焦镜筒的加工与制作。
优选地，所述驱动线圈可拆卸连接于所述屏蔽板。
本技术方案中，通过可拆卸连接的驱动线圈的设置，便于屏蔽板上的驱动线圈的装卸，增加了驱动线圈的互换性。
优选地，所述屏蔽板的一端还设有用于卡紧所述驱动线圈的卡扣。
本技术方案中，通过卡扣的设置，增加了屏蔽板与线圈之间的约束，减小了用户再移动固定筒的过程中，线圈从屏蔽上板脱离的可能，简便了线圈和屏蔽板的组装。
优选地，相邻两个所述驱动磁石之间的间距小于所述驱动线圈的宽度；和/或相邻两个驱动线圈之间的间距小于所述驱动磁石之间的宽度。
本技术方案中，处于磁场内的线圈能够继续向驱动线圈提供安培力，继而驱动磁石也能够持续受到安培力的反作用力持续旋转，减小了旋转筒停止旋转的可能，增加了旋转筒旋转的可靠性。
优选地，所述驱动磁石的法线平行或垂直于所述固定筒的轴线。
本技术方案中，通过驱动磁石在固定筒上安装方式的变更，适用于多种变焦镜头，增加了变焦镜筒的适用范围。
优选地，所述旋转筒上设有检测环，所述磁石驱动式变焦镜筒还包括固定设置的用于检测所述旋转筒角度的角度传感器。
本技术方案中，通过角度传感器的设置，实现了旋转筒的定量旋转，增加了旋转筒旋转的精度。
优选地，所述旋转筒靠近所述屏蔽组件的一端还设有金属连接筒，所述驱动磁石设置于所述金属连接筒内。
本技术方案中，通过金属连接筒的设置，磁场仅仅处于金属连接筒与屏蔽件之间，实现了磁场的增加，进一步增加了旋转筒旋转的可靠性。
本实用新型的目的之一还在于提供一种变焦镜头，所述变焦镜头上设置有一种磁石驱动式变焦镜筒。
与现有技术相比，本实用新型提供的一种磁石驱动式变焦镜筒和变焦镜头具有以下有益效果：
1、通过屏蔽组件和驱动磁石的设置，驱动磁石能够直接带动旋转筒转动，继而带动变焦镜头进行变焦，减小了多级传动时的回程差产生的可能，提高了变焦的速度和稳定性，增加了变焦镜头的精度，满足了高精度镜头的要求。
2、通过将屏蔽组件分拆为多个屏蔽板，旋转筒受到的力矩基本不变，但一定程度上减小了变焦镜筒的质量和体积，便于变焦镜筒的加工与组装。
3、处于磁场内的线圈能够继续向驱动线圈提供安培力，继而驱动磁石也能够持续受到安培力的反作用力持续旋转，增大了旋转筒的磁场驱动力。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种磁石驱动式变焦镜筒和变焦镜头的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本实用新型一种磁石驱动式变焦镜筒的结构示意图；
图2是本实用新型另一种磁石驱动式变焦镜筒的结构示意图；
图3是本实用新型一种变焦镜头的结构示意图。
附图标号说明：10、固定筒；11、安装槽；12、滑移块；20、旋转筒；21、螺旋槽；22、检测环；23、角度传感器；30、屏蔽组件；31、屏蔽板；32、卡扣；40、线圈组件；41、驱动线圈；50、驱动磁石；60、金属连接筒。
具体实施方式
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
实施例一：如图1所示，一种磁石驱动式变焦镜筒，包括：
固定筒10，固定筒10为圆柱状，固定筒10内设有滑移群组(图中未示出)，滑移群组内能够安装用于变焦镜头变焦的聚焦透镜群和/或变焦透镜群，固定筒10上能够开设安装槽11，安装槽11能够沿平行于固定筒10的轴线方向开设在固定筒10上，滑移群组上设有用于在安装槽11内滑移的滑移块12，滑移块12能够在安装槽11内滑移，继而实现了变焦镜头的变焦作用。
固定筒10的外侧同轴套设有旋转筒20，旋转筒20能够沿固定筒10的轴线方向转动连接于固定筒10，具体地，旋转筒20的内壁半径与固定筒10的外壁半径接近，旋转筒20能够套设在固定筒10的外侧；旋转筒20的外侧还开设有螺旋槽21，滑移块12的外端能够设置在螺旋槽21内，并沿着螺旋槽21的开设方向滑移。
当旋转筒20转动时，抵接在螺旋槽21内的滑移块12具备向上或向下的运动趋势，滑移块12能够沿着安装槽11的开设方向上下滑移，同时由于旋转筒20的转动，滑移块12也能够在螺旋槽21内滑移，继而带动滑移群组沿固定筒10的轴线方向滑移，滑移群组即可实现聚焦透镜群或变焦透镜群位置的变化，即实现了变焦镜头的变焦动作。
固定筒10上设有屏蔽组件30，屏蔽组件30上套设有用于电连接于电源的线圈组件40，即线圈组件40环绕在屏蔽组件30上。
旋转筒20上设有用于与线圈组件40适配的驱动磁石50，驱动磁石50用于向线圈组件40提供磁场；由于旋转筒20设置与固定筒10的外侧，因此，驱动磁石50也设置于屏蔽组件30的外侧，因此，屏蔽组件30与驱动磁石50之间形成磁场，而屏蔽组件30内侧无磁场；当线圈组件40电连接于电源时，线圈组件40内能够形成电流，置于磁场内的线圈组件40将受到安培力，即外侧的线圈将受到安培力。
屏蔽组件30靠近驱动磁石50一侧的线圈组件40内的线圈，与固定筒10的轴线之间的夹角小于等于预设夹角，本实施例中，预设夹角为0～10°，预设夹角能够根据用户的需要自行更改；当预设夹角为0°时，线圈受到的安培力为固定筒10的切向方向。
优选地，屏蔽组件30为圆环状；当旋转筒20在旋转过程中，驱动磁石50始终能够对屏蔽组件30上的驱动线圈41提供磁石，驱动线圈41始终能够受到安培力，驱动磁石50继而受到反作用力，并持续转动。
当线圈组件40电连接于电源时，驱动磁石50沿垂直于固定筒10的轴线方向旋转，并带动旋转筒20旋转。
当线圈电连接于电源时，屏蔽组件30外侧的线圈受到切向的安培力，同时，驱动磁石50也受到相反方向的反作动力，且由于屏蔽组件30固定设置在固定筒10上，因此，驱动磁石50带动旋转筒20沿固定筒10的轴线方向进行旋转。
本实施例中，通过屏蔽组件30和驱动磁石50的设置，驱动磁石50能够直接带动旋转筒20转动，继而带动变焦镜头进行变焦，减小了多级传动时的回程差产生的可能，提高了变焦的速度和稳定性，增加了变焦镜头的精度，满足了高精度镜头的要求。
同时，本实施例中，通过驱动磁石50与屏蔽组件30的设置，也无需设置多余的驱动电机与传动齿轮，一定程度上的减小了变焦镜头的体积，实现了变焦镜头的小型化。
优选地，驱动磁石50的法线平行或垂直于固定筒10的轴线；即驱动磁石50能够竖直设置在固定筒10上，也能够水平设置在固定筒10上；当变焦镜头的光学总长较长上时，驱动磁石50能够竖直设置在固定筒10上，驱动磁石50能够提供较大的磁场，且变焦镜头的半径较小；而对于变焦镜头的光学总长较短时，驱动磁石50也能够水平设置在固定筒10上，但变焦镜头的半径较大。
本实施例中，通过驱动磁石50在固定筒10上安装方式的变更，适用于多种变焦镜头，增加了变焦镜筒的适用范围。
实施例二：如图1所示，一种磁石驱动式变焦镜筒，本实施例与实施例一的区别在于驱动磁石50设置为多个。
在实施例一的基础上，本实施例中，驱动磁石50设置为多个，多个驱动磁石50沿旋转筒20的轴线方向环绕分布于旋转筒20上；具体地，本实施例中，驱动磁石50至少设置为三个。
本实施例，通过多个驱动磁石50的设置，增加了线圈组件40受到的安培力，也增加了驱动磁石50受到的反作用力，即旋转筒20旋转时的旋转力，增加了旋转筒20旋转时的可靠性。
优选地，多个驱动磁石50沿旋转筒20的轴线方向均匀环绕分布于旋转筒20上，即相邻两个驱动磁石50之间的夹角相同。本实施例中，通过均匀分布的驱动磁石50的设置，减小了旋转筒20在旋转时受到的力矩变化的可能，继而减小了旋转筒20在旋转时速度突变的可能，增加了旋转筒20在旋转时的可靠性。
实施例三：如图2所示，一种磁石驱动式变焦镜筒，本实施例与实施例一的区别在于屏蔽组件30的具体结构。
在实施例一的基础上，本实施例中，屏蔽组件30包括多个屏蔽板31，多个屏蔽板31沿固定筒10的轴线方向环绕分布于固定筒10上；优选地，多个屏蔽板31沿固定筒10的轴线方向均匀环绕分布于固定筒10上，即相邻两个屏蔽板31之间的间距相同。
线圈组件40包括分别设置于多个屏蔽板31上的驱动线圈41。
本实施例中，通过将屏蔽组件30分拆为多个屏蔽板31，旋转筒20受到的力矩基本不变，但一定程度上减小了变焦镜筒的质量和体积，便于变焦镜筒的加工与组装。
优选地，驱动线圈41可拆卸连接于屏蔽板31，驱动线圈41能够直接卡紧套设在屏蔽板31上；通过可拆卸连接的驱动线圈41的设置，便于屏蔽板31上的驱动线圈41的装卸，增加了驱动线圈41的互换性。
屏蔽板31的一端还设有用于卡紧驱动线圈41的卡扣32，具体地，驱动线圈41的一端能够抵接在屏蔽板31上，驱动线圈41的另一端能够抵接在卡扣32上，实现了驱动线圈41的锁紧；本实施例中，通过卡扣32的设置，增加了屏蔽板31与线圈之间的约束，减小了用户再移动固定筒10的过程中，线圈从屏蔽上板脱离的可能，简便了线圈和屏蔽板的组装。
优选地，相邻两个驱动磁石50之间的间距小于驱动线圈41的宽度；和/或相邻两个驱动线圈41之间的间距小于驱动磁石50之间的宽度。当前状态下，驱动磁石50在带动旋转筒20旋转过程中，无论处于任意状态下，每个驱动线圈41上均存在一部分的线圈处于磁场内，处于磁场内的线圈能够继续向驱动线圈41提供安培力，继而驱动磁石50也能够持续受到安培力的反作用力持续旋转，增大了旋转筒20的磁场驱动力。
实施例四：如图2所示，一种磁石驱动式变焦镜筒，本实施例与实施例一的区别在于检测环22与角度传感器23的设置。
在实施例一的基础上，本实施例中，旋转筒20上设有检测环22，磁石驱动式变焦镜筒还包括固定设置的用于检测旋转筒20角度的角度传感器23；具体地，检测环22为连续设置的NS极的磁条，角度传感器23为GMR传感器。
本实施例中，通过角度传感器23的设置，实现了旋转筒20的定量旋转，增加了旋转筒20旋转的精度。
优选地，旋转筒20靠近屏蔽组件30的一端还设有金属连接筒60，金属连接筒60能够设置于旋转筒20的最上端，因此，旋转筒20与固定筒10能够选用非金属材料，降低了变焦镜筒的成本与质量，方便了用户进行携带；驱动磁石50能够设置于金属连接筒60内；具体地，检测环22能够设置在金属连接筒60上。
本实施例中，通过金属连接筒60的设置，磁场仅仅存在于金属连接筒60与屏蔽件之间，实现了磁场的增强，进一步增加了旋转筒20旋转的可靠性。
实施例四：如图1至图3所示，一种变焦镜头，变焦镜头上设置有上述任意一种实施例所描述的磁石驱动式变焦镜筒。应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
