压电式自动对焦镜头模块制造技术

一种压电式自动对焦镜头模块，其由压电元件与镜头套筒间摩擦力配合以控制光学镜片组移动而进行对焦，镜头套筒内固设一光学镜片组，一切面推力元件，一导引装置，一滑动装置及一金属片。该导引装置由与光轴平行且相对应的导槽与导杆构成。由切面推力元件对镜头套筒外缘产生切线方向的推力，使镜头套筒与压电元件产生摩擦力；当压电元件施以电压时，由压电元件的运动使镜头套筒由该导引装置而沿光轴移动，使镜头模块可以进行对焦移动，由于整体结构元件少、轻薄，可用于小型的自动对焦镜头模块，达成快速移动、稳定对焦并减少倾斜的功效。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术有关一种压电式自动对焦镜头模块，尤指一种由压电元件的形变产生位移与摩擦力，以控制光学镜片组前/后移动而进行对焦。
技术介绍
数位相机或具拍摄功能的手机上均设有一镜头模块，而该镜头模块的功能为驱动 光学镜片组沿着光轴移动，以达到自动对焦(autofocus)及/或变焦(zoom)的功能。光学 镜片组的移动方法之一为音圈马达VCM(Voice coil motor)，由电流流经一线圈产生电磁 场，电磁场与永久磁铁产生驱动力(driving force)以使光学镜片组沿着光轴移动。由于此 种方法可以縮小镜头模块体积，近年已大量运用于小型相机、手机相机(camera-equipped cellular phone)或网络相机(web-camera)中，如美国专利US2008/0013196、US6， 594， 450、 US7， 145， 738，中国台湾专利TW M317027及日本专利JP3124292、 JP3132575等。 另一为超声波马达USM(Ultrasonic Motor)，利用压电材料输入电压会产生变形 的特性，使其能产生超声波频率的机械振动，再通过摩擦驱动的机构设计以使超声波马达 可做旋转运动或直线式移动，如US2009/0153987、 US2008/0297923、 US2008/0174889等。 参考图1，其超声波马达运用于自动对焦模块如US2008/0246353等，其由一压电 式驱动器(piezoelectric actuator) 902设置于一固定部(fixed element) 9091上，由连 接杆(connector)9021连接于镜头移动部(lens moving element)9092以产生压电移动 力(piezoelectric driving force);另有一线圈(coil element)907与石兹铁组(magnet element)908以产生电磁运动力(electric-magneticforce);由压电移动力与电磁运动力 的平衡而移动镜头移动部9092与镜片组(lens set) 901沿着导轴(shafts) 904而移动对 焦。 参考图2，如美国专利US7，480' 109、 US2008/0085110等，其主要由一压电元件 (piezoelectric element) 902与一具有摩擦面(frictional surface) 9021的导杆(guide rod)904设置于一切面推力元件(elastic element)903内，以驱动镜片组(lens set)9012 与镜筒(lens barrel)9011可由导槽(guide slot)9042沿着导销(guide pin)9043移动 对焦。 参考图3，为另一公知超声波马达UCM型式的自动对焦模块如美国专利 US2008/0231970，其使用板状弹簧(plate spring) 903的弹性力，以产生二个压电式驱动器 (piezoelectric actuator) 902的摩擦力，且使该摩擦力产生于导轨904与镜头套筒901 之间。但由于使用的板状弹簧结构复杂、体积及所需的空间较大，不适合小型的镜头模块使 用。 为使镜头模块移动能稳定且尽量不偏斜，如美国专利US2008/0144201、日本专 利JP2004020935等，在镜头套筒与镜头模块外壳间使用导杆，以稳定镜头套筒的移动；美 国专利US2007/0153404使用轨道(rail);中国台湾专利TW 1265357则使用二组压电元件设置在镜头套筒的邻边以稳定镜头套筒的移动。日本专利JP04330644则使用V形槽 (V-groove)及钢珠(steel ball)使镜头套筒可以顺利滑动。但公知用以移动镜头套筒的 超声波马达，在摩擦力的产生设计上及导杆的设计上，存在结构复杂、成本高或体积过大的 缺点，难以适用于日趋小形化的自动对焦镜头模块上使用。 对于自动对焦镜头模块在高精密、快速对焦的要求，采用可靠度高、稳定性高的结 构，以取代并改善公知技术的摩擦力产生的方法，将可有效达到结构简单、高精密、快速对 焦、减低倾斜现象的要求。
技术实现思路
本技术提供一种压电式自动对焦镜头模块，以解决上述
技术介绍
中存在的结 构复杂、成本高或体积过大的技术问题。 本技术目的为提供一种压电式自动对焦镜头模块，包含一压电元件、一镜头 模块及一框体；该压电元件与镜头模块设置于框体内，由压电元件产生振动并由摩擦方式 传递振动以驱动镜头模块，使镜头模块沿光轴移动而使光学镜片组可以对焦；镜头模块包 含镜头套筒(lens barrel)、光学镜片组、切面推力元件、导引装置(guiding fixture)、滑 动装置(sli卯ing fixture)及金属片(metalmember)，其中光学镜片组固定于镜头套筒 中，金属片固定于镜头套筒外表面并与压电元件接触；导引装置由与光轴平行且相对应的 导槽(guiding slot)与导杆(guide pin)所构成，该导槽设置于镜头套筒上，由导杆将 镜头模块滑动固定于框体内；滑动装置由相对应的滑槽(sli卯ing slot)与滑杆(slide rod)所构成，由滑杆可使镜头套筒沿光轴移动；切面推力元件设置于镜头套筒外部，包含 多个排列的滚珠及对应的弹簧，该滚珠以弹簧的弹簧力在镜头套筒外缘产生切线方向的推 力，使该金属片与该压电元件界面间产生结构上的摩擦力；当压电元件施以电压时，由压电 元件的运动使镜头套筒在框体中沿光轴移动以进行对焦。 本技术另一目的为使前述的压电式自动对焦镜头模块有更广泛的应用性，其 中该切面推力元件可使用二个永久磁铁(permanent magnet)及一推板(pushing board), 该推板设置于一永久磁铁的一端，并与滑动装置的滑杆接触；该二个永久磁铁以同极相对 以产生斥力，该斥力产生对推板的推力，以对镜头套筒外缘产生切线方向的推力，使该金属 片与该压电元件界面间产生结构上的摩擦力，由压电元件的运动使镜头套筒在框体中沿光 轴而移动对焦。 本技术的一种压电式自动对焦镜头模块，可有效达到结构简单、高精密、快速 对焦和减低倾斜现象的有益技术效果。附图说明图1为公知一具音圈马达VCM配合压电驱动器的自动对焦模块的示意图； 图2为公知另一具压电体驱动器的自动对焦模块的示意图； 图3为公知又一具二个压电体驱动器的自动对焦模块的示意图； 图4为本技术的立体组合外观图； 图5为本技术第一实施例的立体分解图一 ； 图6为本技术第一实施例的立体分解图二 ； 图7为本技术第一实施例的立体分解图三； 图8为本技术第二实施例的立体分解图一 ； 图9为本技术第二实施例的立体分解图二。 附图标记说明 自动对焦镜头模块1 ;镜头模块(lens module) 11 ;框体(frame) 12 ;固定环(fixed ring) 121 ;镜头套筒(lens barrel) 21 ;导杆槽(guiding slot) 211 ;滑杆槽(sli卯ing slot)212 ;光学镜片组(lens set) 22 ;导引装置(guiding fixtu本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电式自动对焦镜头模块，包含一压电元件、一镜头模块及一框体；该压电元件与镜头模块设置于框体内，而由压电元件产生振动并由摩擦方式传递振动以驱动镜头模块沿光轴移动以进行对焦；　　其特征在于：该镜头模块包含一镜头套筒其内固设一光学镜片组、一切面推力元件、一导引装置、一滑动装置及一金属片；其中：　　该金属片由切面推力元件产生的切线方向的推力以压住压电元件，用以使金属片与压电元件的界面间产生滑动摩擦力；　　该导引装置由与光轴平行且相对应的导槽与导杆构成，该导槽设置于镜头套筒上，并由导杆将镜头套筒滑动固定于框体内以使镜头套筒在框体内沿着导杆而在光轴方向上下移动；　　该滑动装置由与光轴平行且相对应的滑槽与滑杆构成，该滑槽设置于镜头套筒上，使镜头套筒由滑杆沿光轴移动；　　该切面推力元件设置于镜头套筒外部，其对镜头套筒外缘产生切线方向的推力，以使该金属片与该压电元件的界面间产生结构上的摩擦力；　　其中当压电元件施以电压时，由压电元件的运动以驱使镜头套筒在框体中沿光轴移动，并由导引装置与滑动装置导正方向而进行对焦。

【技术特征摘要】
一种压电式自动对焦镜头模块，包含一压电元件、一镜头模块及一框体；该压电元件与镜头模块设置于框体内，而由压电元件产生振动并由摩擦方式传递振动以驱动镜头模块沿光轴移动以进行对焦；其特征在于该镜头模块包含一镜头套筒其内固设一光学镜片组、一切面推力元件、一导引装置、一滑动装置及一金属片；其中该金属片由切面推力元件产生的切线方向的推力以压住压电元件，用以使金属片与压电元件的界面间产生滑动摩擦力；该导引装置由与光轴平行且相对应的导槽与导杆构成，该导槽设置于镜头套筒上，并由导杆将镜头套筒滑动固定于框体内以使镜头套筒在框体内沿着导杆而在光轴方向上下移动；该滑动装置由与光轴平行且相对应的滑槽与滑杆构成，该滑槽设置于镜头套筒上，使镜头套筒由滑杆沿光轴移动；该切面推力元件设置于镜头套筒外部，其对...

【专利技术属性】
技术研发人员：周进益，游腾健，徐三伟，
申请(专利权)人：一品国际科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]