[實用新型]一種由微型壓電馬達驅動的自動對焦光學模組

有效

• 申請號: 201320299645.0
• 申請日: 2013-05-28
• 公開（公告）號: CN203311142U
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 胡亦寧;張家政
• 申請（專利權）人: 海德星科技（廈門）有限公司
• 主分類號: G03B13/36
• 分類號: G03B13/36;H04N5/225
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本實用新型涉及一種光學成像裝置，尤其是涉及一種由微型壓電馬達驅動的自動對焦光學模組。

背景技術

自動對焦功能已被廣泛應用于各種中高端的消費電子產品中，例如智能手機、平板電腦、筆記本電腦燈。隨著相機像素的提高，以及越來越多的用戶對于高像素、高對焦速度相機的需求越來越大，迫切需要具有對焦和變焦功能的微型照相模塊。由于這類便攜產品空間尺寸有限，而用于普通數碼相機鏡頭驅動的電磁馬達的體積較大和運行速度較慢，因此不能滿足要求。目前，微型壓電馬達作為一種新型的光學成像裝置的驅動源，以其小尺寸、大驅動力、響應速度快以及斷電自鎖功能而受到重視，已開始應用于微型照相模塊中。

公開號為CN1873455A的中國發明專利申請公開了一種具有空心轉子的微型照相模塊。在該模塊中，鏡頭被置于空心轉子內，或鏡筒被直接當成馬達轉子，由馬達定子直接驅動。該設計雖然結構緊湊，但是因鏡頭和轉子為一體，鏡頭和馬達轉子一起做螺旋運動，將可能引起成像光軸的偏心，同時定子和轉子的摩擦部位直接暴露于成像傳感器的上方，有可能產生細微顆粒而污染成像傳感器。

公開號為CN201066424Y的中國發明專利申請公開了一種由音圈電機驅動鏡頭的自動對焦攝像模組。在該系統中，鏡頭由音圈電機驅動，通過磁性元件在磁場中的相互作用來進行相對運動并定位，該結構通過電磁效應進行運動，對焦模組不具備斷電自鎖的特性，且當磁性元件磁性減退時，自動對焦模組的對焦性能會受到較大的影響，該產品無法適用于一些具有較強磁場的場所。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種結構緊湊、性能可靠、響應快、對焦范圍廣、鏡筒組件運動平穩、可避免引起成像光軸偏心的由微型壓電馬達驅動的自動對焦模組。

本實用新型設有外殼、魚眼鏡頭、基座、底板、壓電線性馬達、馬達預壓裝置、鏡頭托架、線性導軌、摩擦陶瓷運動副、位置傳感器、標準CCD圖像傳感器、黃銅滾柱和硬軌；

壓電線性馬達裝于馬達預緊裝置上，馬達預緊裝置呈U型并將壓電線性馬達包裹住，摩擦陶瓷運動副固設于鏡頭托架側部的L型支板上，壓電線性馬達的主動摩擦塊與鏡頭托架上的摩擦陶瓷運動副垂直接觸，馬達預緊裝置設于基座上；魚眼鏡頭通過螺紋與鏡頭托架連接，鏡頭托架設于基座中；黃銅滾柱置于鏡頭托架外壁中的滾動槽中，硬軌直接安裝在基座內腔的半圓形限位槽中，所述黃銅滾柱與安裝于基座上的硬軌做點線接觸；位置傳感器通過基座上的標準安裝柱直接粘固在指定位置；標準CCD圖像傳感器安裝于底板上的標準定位柱中，并用膠粘固在底板上，底板直接通過卡榫與基座連接。

所述魚眼鏡頭可采用標準M8魚眼鏡頭。

所述硬軌在基座中可呈60°正三角形分布。

本實用新型的有益效果是當壓電馬達被加載相位相差90度的兩相電壓是，壓電線性馬達基體受壓電效應影響而產生自身微小振動，同時帶動主動摩擦塊一起振動，該振動軌跡為一橢圓。同時主動摩擦塊帶動摩擦陶瓷運動副作同方向的直線運動，從而驅動鏡頭托架以及鏡頭沿直線導軌作直線運動。且在裝置中安裝有高精度的位置傳感器，通過標準CCD圖像傳感器進行圖像處理及位置傳感器進行位置反饋，來實現精確到微米級別的光學調焦的目的。

由于所設計的微型壓電馬達通過馬達預壓裝置對摩擦陶瓷運動副產生一個恒定的預緊力，因此馬達在未工作狀態下，能夠保持陶瓷摩擦運動副、鏡頭托架和鏡頭相對位置的恒定，具備非常優秀的斷電自鎖的特性。由于使用的直線導軌是一種滾動導引，由黃銅滾柱在線性硬軌和鏡頭托架之間作無限滾動循環，使得鏡頭托架能沿著導軌輕易地以高精度作線性運動，因此其摩擦系數比傳統的滑動導引顯著降低，而且該直線導軌為3組成60°正三角型分布，在運動過程中，具備比通常2組線性導軌更為優秀的俯仰、偏擺特性，能同時承受上下左右不同方向的負荷，可實現更平滑且低噪音的運動，并具備自動調心功能，可吸收安裝調試的裝配誤差，具備有體積小、高性能、高精度等特點。由于設有一個高精度的位置傳感器，因此可通過軟件端實現完整的閉環控制，在一些工業領域的應用上，具備十分優秀而且可靠的可重復性。由于鏡頭托架設計為帶有標準M8螺紋的卡口，因此便與更換各種不同規格的鏡頭，具備相當優秀的便捷性能。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例1的結構示意圖。

圖2是圖1的分解示意圖。

圖3為本實用新型實施例1的內部結構剖視示意圖。

圖4為本實用新型實施例1的內部結構俯視示意圖（去掉外殼）。

圖5為本實用新型實施例1的鏡頭托架結構示意圖。

圖6為本實用新型實施例1的基座結構示意圖。