專利名稱：壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)鏡頭，特別是涉及一種壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭。
背景技術(shù)：
近年來用于手機(jī)或相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)，因其自身厚度的限制將使得 光學(xué)系統(tǒng)與致動器結(jié)構(gòu)盡可能地簡單，體積盡可能縮小，以適應(yīng)這類 裝置低架構(gòu)的發(fā)展趨勢。壓電致動器具有體積小、出力大、低耗電量、 寂靜無聲與兼容性高等優(yōu)點(diǎn)，而被運(yùn)用于數(shù)字相機(jī)或可照相手機(jī)內(nèi)， 用來驅(qū)動光學(xué)鏡頭，使該光學(xué)鏡頭具有拉近或拉遠(yuǎn)的功效，已成為光 學(xué)系統(tǒng)或相關(guān)商品的重要技術(shù)之一。
中國臺灣公告第589777號發(fā)明專利中公開一種多層薄盤壓電致動 式超聲波馬達(dá)，是將壓電材料的蜂鳴片通以高電壓的交流電壓而產(chǎn)生 交替伸縮的形變，連動彈性振動板產(chǎn)生行駐波而供給外部動能，并以 垂直或平行對稱的方式組成驅(qū)動模塊。該專利雖可降低元件的磨耗， 然而由于必須組合使用多組驅(qū)動模塊，因此造成馬達(dá)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且難 以微型化而造成應(yīng)用范圍的限制。
美國專利第7,099,093號公開了一種小型鏡頭模塊，如圖1所示， 主要是利用壓電致動器100帶動傳動輪101定位轉(zhuǎn)動螺桿102，進(jìn)而使 鏡頭103產(chǎn)生前進(jìn)或后退，由力矩原理M^xF觀點(diǎn)來看，傳動輪IOI 小型化，雖然可使整體的體積變小，但會使壓電致動器100必需出力 加大而耗費(fèi)功率，降低了整體的驅(qū)動效率；假如傳動輪101變大，則 整體的體積相對會增大，不利于小型化。
美國專利第5,225,941號公開了一種驅(qū)動裝置，如圖2所示，主要 是利用積層式壓電致動器104當(dāng)動力源、彈片105產(chǎn)生預(yù)壓力，當(dāng)驅(qū) 動信號輸入時(shí)，可帶動鏡頭106前進(jìn)或后退，不過，積層式壓電致動 器104必需作多層積層式壓電片才能有大位移與大出力，所以，要將 的薄型化勢必有其困難點(diǎn)。美國專利第6,710,950號公開了一種應(yīng)用于數(shù)字相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)的壓電致動器，如圖3所示，包括在裝設(shè)鏡組107的套筒108外部結(jié)合一壓電致動器109，該壓電致動器109包括于一電路板110的內(nèi)側(cè)表面等間隔地裝設(shè)多個(gè)壓電片lll所構(gòu)成，并于各該壓電片lll表面結(jié)合一嘴合凸墊112，從而通過施加電壓于環(huán)繞于該鏡組107外圓周面的各該壓電片111產(chǎn)生表面波，以令各該嚯合凸墊112同步撥動鏡組107相對于該鏡筒108軸向位移，進(jìn)而達(dá)成數(shù)字相機(jī)的光學(xué)變焦或?qū)?。但是此專利必須使用多個(gè)壓電元件而造成成本昂貴與裝配的困難，況且要同步驅(qū)動各該壓電元件進(jìn)行撥動鏡組也非常難以控制位移的精度，另外，鏡筒108的長度必需以移動的位移為依據(jù)，假如移動的距離長，則鏡筒108的長度也需加長，不利小型化趨勢。
美國專利第6,961,193號公開了一種應(yīng)用于驅(qū)動鏡頭的驅(qū)動裝置，如圖4所示，主要是通過壓電片113產(chǎn)生慣性力而帶動鏡頭114前進(jìn)或后退，不過，為了產(chǎn)生慣性力，在外側(cè)處多加裝了質(zhì)量塊115，不僅使整體的外徑變大及組裝難度加大，也使得整體重量增加。
有鑒于前述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，如何提供一種壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動扭力大、體積小、構(gòu)件簡單、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、制造容易與組裝便捷等功效，進(jìn)而克服背景技術(shù)所存在的問題，乃成為目前業(yè)界亟待克服的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述背景技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的一目的即在于提供一種簡化構(gòu)件的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種縮小體積的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種提升扭力的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種結(jié)構(gòu)堅(jiān)固的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭。
本發(fā)明又另一目的在于提供一種易于制造的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭。
7本發(fā)明又再一目的在于提供一種易于組裝的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭。
為達(dá)成上述目的及其它目的，本發(fā)明提供一種壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，包括鏡頭本體，至少具有對外連通形成一光孔的中空座體、定位于該中空座體中可沿該光孔軸心而軸向運(yùn)動的鏡筒、及固定于該鏡筒且對應(yīng)該光孔軸心的鏡組；導(dǎo)軌，固定于該中空座體中且鄰近該鏡
筒外側(cè)，具有平行于該光孔軸心的摩擦面；壓電元件，固定于該鏡筒的外側(cè)并接觸該摩擦面，用以驅(qū)動該鏡筒沿該導(dǎo)軌線性運(yùn)動；以及彈性元件，跨設(shè)于該導(dǎo)軌并固定至該鏡筒的外側(cè)，用以提供該壓電元件接觸至該摩擦面的預(yù)應(yīng)力。
前述的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭中，該鏡頭本體復(fù)可具有一蓋體，而該中空座體可具有一與該蓋體相對應(yīng)的開口，以供安裝該鏡筒、鏡組、壓電元件、導(dǎo)軌、及彈性元件，并通過封合該蓋體予以限位。于一實(shí)施例中，該鏡頭本體可具有多個(gè)鏡筒及對應(yīng)數(shù)量的鏡組；于另一實(shí)施例中，該鏡頭本體可具有單一鏡筒及鏡組，較佳地，該鏡筒復(fù)具有例如為內(nèi)螺紋的第一螺合部，而該鏡組具有對應(yīng)螺合至該第一螺合部的例如為外螺紋的第二螺合部。前述該鏡組可為一片光學(xué)鏡片、及鏡片群的其中一者。
此外，該鏡頭本體復(fù)可具有設(shè)于該中空座體中且平行于該光孔軸心方向的輔助導(dǎo)軌，而該鏡筒外側(cè)設(shè)有相對的導(dǎo)槽，藉以輔助導(dǎo)引該鏡筒于該中空座體中沿該光孔軸心軸向運(yùn)動，從而進(jìn)一步提升該鏡筒線性運(yùn)動的穩(wěn)定性。
該鏡筒外側(cè)設(shè)有卡槽以緊置該壓電元件，較佳地，該卡槽為C型卡槽。該壓電元件可包括一金屬管及二壓電陶瓷片。較佳地，二壓電陶瓷片是間隔固設(shè)于該金屬管的外表面，且該壓電陶瓷片的層數(shù)可為單層或多層，同時(shí)，該壓電陶瓷片可依模態(tài)形狀作極化、電極涂布、或切割的其中一者。
該導(dǎo)軌是例如一柱體，較佳地，該柱體是由平面與圓弧面所構(gòu)成，且該摩擦面是設(shè)于該導(dǎo)軌的平面。于一實(shí)施例中，該摩擦面例如一耐磨層，較佳地，材料為選自金屬、氧化物、及耐磨耗材料的其中一者。該彈性元件可例如一"U"型彈片，可夾持于該鏡筒的相對二側(cè)，同時(shí)，該彈性元件更可具有一定位槽，以對應(yīng)跨設(shè)于該導(dǎo)軌。
另外，本發(fā)明所提供的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭復(fù)可具有配置于該中 空座體中的位置感測裝置，用以感測該鏡筒相對于該中空座體的軸向 位置，該位置感測裝置可為選自光學(xué)式感測裝置、及電磁式感測裝置 的其中一種。于一較佳實(shí)施例中，該位置感測裝置可包括固定于該鏡 筒外側(cè)的位置反應(yīng)元件、及固定于該中空座體以接收信號的信號接收
元件；于另一較佳實(shí)施例中，該位置感測裝置可包括固定于該中空座
體的位置反應(yīng)元件、及固定于該鏡筒外側(cè)以接收信號的信號接收元件。 較佳地，前述該位置反應(yīng)元件可為反射式條形碼、而該信號接收元件 可為傳感器。
相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明利用驅(qū)動壓電制動器，即可達(dá)成鏡組的 變焦動作而得到最佳的成像質(zhì)量，已達(dá)成扭力大與體積小的目的，可 適用于手機(jī)相機(jī)。此外，本發(fā)明的鏡頭本體、壓電元件、導(dǎo)軌、彈性 元件、及位置傳感器等主要構(gòu)件沒有復(fù)雜的設(shè)計(jì)，也達(dá)成簡化構(gòu)件、 堅(jiān)固與制造容易的目的。而且，本發(fā)明的主要構(gòu)件可使用一般規(guī)格品 或一體成型制造的，所以具有制造容易的功效。再者，本發(fā)明的組成 構(gòu)件均有其定位或嵌合處，所以也具有組裝便捷的功效。由此可知， 本發(fā)明已相對克服背景技術(shù)的缺陷，實(shí)具高度的產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。


圖1是顯示美國專利第7,099,093號案的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是顯示美國專利第5,225,941號案的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是顯示美國專利第6,710,950號案的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是顯示美國專利第6，961，193號案的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是顯示本發(fā)明壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭的第一實(shí)施例示意圖； 圖6A、圖6B是顯示本發(fā)明壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭的第一實(shí)施例分 解圖及局部構(gòu)造組裝結(jié)構(gòu)示意圖7是顯示本發(fā)明壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭的第二實(shí)施例示意圖;以
及
圖8是顯示本發(fā)明壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭的第二實(shí)施例分解圖。 主要元件符號說明100壓電致動器
101 傳動輪
102 螺桿
103 鏡頭
104積層式壓電致動器
105 彈片
106 鏡頭
107 鏡組
108 套筒
109 壓電致動器
110 電路板
111 壓電片
112 嚯合凸墊
113 壓電片
114 鏡頭
115 質(zhì)量塊2、 2'鏡頭本體
21、 21'中空座體211、 211， 光孔
212 光學(xué)鏡片
213 開口
214、 214' 插孔215'定位部
22、 22' 鏡筒221、 221， 導(dǎo)槽222 卡槽
223'第一螺合部23 鏡組231'第二螺合部24， 蓋體241'定位部25、 25' 輔助導(dǎo)軌
3 壓電元件
31 金屬管
32 壓電陶瓷片
4 導(dǎo)軌 41 摩擦面
5 彈性元件
51 底部
52 折邊
53 定位槽
54 翼片
55 撓性結(jié)構(gòu)
6 位置感測裝置
61 位置反應(yīng)元件
62 信號接收元件
7 影像傳感器
具體實(shí)施例方式
以下配合

本發(fā)明的具體實(shí)施例，以使所屬技術(shù)中的技術(shù) 人員可輕易地了解本發(fā)明的技術(shù)特征與達(dá)成功效。
如圖5及圖6A、圖6B所示，本發(fā)明提供一種壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡 頭，包括鏡頭本體2、用于提供驅(qū)動力的壓電元件3、與該壓電元件3 接觸并用于提供軸向運(yùn)動軌跡的導(dǎo)軌4、以及用以提供該壓電元件3 接觸至該導(dǎo)軌4的預(yù)應(yīng)力的彈性元件5。由前述構(gòu)件已足以構(gòu)成一個(gè)模 塊化的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，但是基于模塊化程度的不同，亦可再包 括整合一用于感測位置變化的位置感測裝置6、或更包括整合一用于擷 取影像的影像傳感器7，這些模塊化的變化型式是依產(chǎn)品實(shí)際組裝需求 而定，本實(shí)施例中一并繪制出該位置感測裝置6與影像傳感器7，僅是 提供說明與閱讀的便利性，并非用于限制實(shí)施本發(fā)明的必要技術(shù)特征， 特此陳明在先。
該鏡頭本體2至少具有對外連通形成一光孔211的中空座體21、可沿該光孔211軸心軸向運(yùn)動的定位于該中空座體21中的鏡筒22、及 固定于該鏡筒22且對應(yīng)該光孔211軸心的鏡組23。該壓電元件3固定 于該鏡筒22的外側(cè)，用以提供驅(qū)動力。該導(dǎo)軌4固定于該中空座體21 中且鄰近該鏡筒22的外側(cè)，并具有平行于該光孔211軸心且接觸該壓 電元件3的摩擦面41。該彈性元件5配置于該鏡筒22側(cè)的外側(cè)，用以 提供該壓電元件3接觸至該導(dǎo)軌4的預(yù)應(yīng)力。該位置感測裝置6配置 于該中空座體21中，用以感測該鏡筒22相對于該中空座體21的軸向 位置，由此構(gòu)件簡化的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，克服現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)件復(fù)雜 的缺點(diǎn)。
雖然本實(shí)施例中的鏡頭本體2是以一 中空座體21中固定二鏡筒22 與對應(yīng)的鏡組23以施行變焦為例，所搭配的壓電元件3、導(dǎo)軌4、彈 性元件5、與位置感測裝置4同樣為對應(yīng)兩組，但是于其它實(shí)施例中可 依實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)而適量配置，亦即根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的鏡組 數(shù)量而定，選擇該鏡頭本體2可具有單一或多個(gè)鏡筒22及對應(yīng)數(shù)量的 鏡組23，非以本實(shí)施例的配置數(shù)量為限。所述該鏡組23可依據(jù)光學(xué)系 統(tǒng)的設(shè)計(jì)而采取單一片光學(xué)鏡片或是鏡片群，但是這些搭配設(shè)計(jì)并非 本發(fā)明的光學(xué)鏡頭的技術(shù)特征，故不予贅述。此外，雖然具有伸縮功 能的鏡頭本體型式眾多，且舉凡具有中空座體21、可沿該光孔211軸 心軸向運(yùn)動的定位于該中空座體21中的鏡筒22、及固定于該鏡筒22 且對應(yīng)該光孔211軸心的鏡組23者均屬本發(fā)明所得以運(yùn)用的鏡頭本 體，然而為使所屬技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員均可通過實(shí)施例而據(jù)以實(shí)施 本發(fā)明，故仍提出具體可行的鏡頭本體2的兩種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例，但非 以此限制本發(fā)明所指鏡頭本體的范疇，先予陳明。
請配合參閱圖5及圖6A、圖6B，茲進(jìn)一步說明該鏡頭本體2、用 于提供驅(qū)動力的壓電元件3、與該壓電元件3接觸并提供該鏡筒軸向運(yùn) 動的導(dǎo)軌4、用以提供該壓電元件3接觸至該導(dǎo)軌4的預(yù)應(yīng)力的彈性元 件5、以及用于感測位置變化的位置感測裝置6。
該鏡頭本體2至少具有對外連通形成一光孔211的中空座體21、 可沿該光孔211軸心軸向運(yùn)動的定位于該中空座體21中的鏡筒22、及 固定于該鏡筒22且對應(yīng)該光孔211軸心的鏡組23。于本實(shí)施例中，是 于該鏡頭本體2的中空座體21中配置二個(gè)鏡筒22、及對應(yīng)固定于二該鏡筒22中的二鏡組23，但是因這些數(shù)量上的變化并無異于實(shí)際結(jié)構(gòu)的 設(shè)計(jì)，故以說明其中一個(gè)鏡筒22與鏡組23為主。
該中空座體21的前端具有一光孔211，且組裝一光學(xué)鏡片(或鏡片 群)212封閉該光孔211，中空座體21中設(shè)有可沿該光孔211軸心軸向 運(yùn)動的定位于該中空座體21中的鏡筒22、及固定于該鏡筒22且對應(yīng) 該光孔211軸心的鏡組23。另外，該鏡頭本體2復(fù)可具有一蓋體(未圖 式)，而該中空座體21可具有一與該蓋體對應(yīng)的開口 213，以供安裝該 鏡筒22、鏡組23、壓電元件3、導(dǎo)軌4、及彈性元件5，并通過封合該 蓋體予以限位。此外，該鏡頭本體2復(fù)具有一設(shè)于該中空座體21中且 平行于該光孔軸心方向的輔助導(dǎo)軌25，而該鏡筒22外側(cè)設(shè)有一與該輔 助導(dǎo)軌25對應(yīng)的導(dǎo)槽221，藉以輔助導(dǎo)引該鏡筒22于該中空座體21 中沿該光孔軸心軸向運(yùn)動。所述該輔助導(dǎo)軌25及導(dǎo)槽221是以設(shè)于該 中空座體21的角端為例進(jìn)行說明的，但并不以此為限。再有，于該中 空座體21設(shè)有對應(yīng)的插孔214供固定該輔助導(dǎo)軌25。
該壓電元件3固定于該鏡筒22的外側(cè)，用以驅(qū)動該鏡筒22相對 于該中空座體21沿軸向運(yùn)動進(jìn)行伸縮變焦(或?qū)?。于本實(shí)施例中， 該壓電元件3設(shè)于該鏡筒22的下側(cè)端，此外，該鏡筒22外側(cè)設(shè)有卡 槽222以緊置該壓電元件3，因此提供該壓電元件3的最佳固定邊界條 件，所述該卡槽222為C型卡槽。
該壓電元件3包括一金屬管31與二壓電陶瓷片32，其中，該金屬 管31可選用鋁管或銅管(例如黃銅管)，而該二壓電陶瓷片32是間隔固 設(shè)于該金屬管31的外表面，例如采取互呈90度夾角的間隔方式配置。 此外，該壓電陶瓷片32的層數(shù)可為單層或多層，同時(shí)，該壓電陶瓷片 32可依模態(tài)形狀作極化、電極涂布、或切割。
該金屬管31可供接設(shè)外加電場的負(fù)極，而二該壓電陶瓷片32分 別可供接設(shè)兩組外加電場的正極。通過施加電壓(例如弦波驅(qū)動電壓 Vsincot或Vcoscot)于其一壓電陶瓷片32上，利用逆壓電效應(yīng)使該壓電 元件3產(chǎn)生高頻偏擺的機(jī)械能，進(jìn)而形成類似呼拉圈模態(tài)的圓周運(yùn)動， 并可控制雙向旋轉(zhuǎn)(正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn))動力以驅(qū)動該鏡筒22相對于該中空座 體21沿軸向運(yùn)動進(jìn)行伸縮。當(dāng)然，亦可采以例如方波或鋸齒波驅(qū)動電 壓施加其上，非以弦波驅(qū)動電壓為限。本實(shí)施例經(jīng)做驗(yàn)證驅(qū)動電壓在
1323伏特(V)以上可驅(qū)動鏡筒22(含鏡組23)前后運(yùn)動。
另外，本實(shí)施例中所述的壓電元件3雖以包括一金屬管31與二壓 電陶瓷片32為例，但是舉凡可提供類似呼拉圈模態(tài)的圓周運(yùn)動者均應(yīng) 合乎本發(fā)明所指壓電元件3，例如亦可采用常見的壓電管(Piezoelectric Tube)，包括一例如為鋯鈦酸鉛或電致伸縮材料的管狀壓電陶瓷體、以 及設(shè)置于該壓電陶瓷體外壁且相互間隔的第一、第二、與第三電極， 并可通過該第一電極接設(shè)外加電場的負(fù)極，而該第二、第三電極分別 接設(shè)兩組外加電場的正極。
此外，本實(shí)施例中所提供的導(dǎo)軌4，配置于該空座體21中且鄰近 該鏡筒22的外側(cè)，且具有平行于該光孔211軸心方向且與該壓電元件 3保持接觸的摩擦面41。于本實(shí)施例中，該導(dǎo)軌4是例如設(shè)計(jì)為一具 有平面與圓弧面的柱體，其中該摩擦面41是位于該柱體的平面。前述 的摩擦面41是以耐磨層為例，特別是以金屬、氧化物、或耐磨耗材料 的其中一種材料制成的耐磨層為宜。值得注意的是，本實(shí)施例中所提 供的導(dǎo)軌4除與該壓電元件3保持接觸以提供驅(qū)動該鏡組23的摩擦面 41之外，其本身復(fù)可與前述所配置的輔助導(dǎo)軌25相配合提供該鏡組 23的軸向運(yùn)動軌跡，相比于現(xiàn)有技術(shù)中需額外配置多個(gè)輔助導(dǎo)軌的復(fù) 雜構(gòu)造而言，確實(shí)達(dá)成構(gòu)件簡單、微型化及成本節(jié)約的目的。
本實(shí)施例中所提供的彈性元件5是跨設(shè)于該導(dǎo)軌25并固定至該鏡 筒22的外側(cè)，用以提供該壓電元件3接觸至該導(dǎo)軌4的摩擦面41的 預(yù)應(yīng)力。于本實(shí)施例中，該彈性元件5是以一例如呈"U"型斷面結(jié)構(gòu) 的彈片為例，具有一底部51及二由底部51延伸彎折的折邊52，該彈 性元件5是自該鏡筒22的下側(cè)端向上并夾持于該鏡筒22的相對二旁 側(cè)端，其中，該彈性元件5的底部51是覆蓋該該壓電元件3、及該導(dǎo) 軌4，藉以承托并限定設(shè)于該彈性元件5上的導(dǎo)軌4以及壓電元件3， 以使該導(dǎo)軌4的摩擦面41與該壓電元件3保持接觸。
更佳地，該彈性元件5的底部51中央復(fù)設(shè)有一例如為V型、方型、 或圓弧型凹槽的定位槽53，是對應(yīng)跨設(shè)于該導(dǎo)軌4，該定位槽53的設(shè) 計(jì)，可與該導(dǎo)軌4的圓弧面結(jié)構(gòu)相對應(yīng)以有效限定該導(dǎo)軌4，以確保該 導(dǎo)軌4的摩擦面41與該壓電元件3保持接觸，并可于該鏡組22通過 該壓電元件3動作而沿著該導(dǎo)軌4作軸向運(yùn)動時(shí)防止該導(dǎo)軌4相對該彈性元件5作偏動。另，該定位槽53更可令該導(dǎo)軌4與該彈性元件5 保持接觸的條件下，相應(yīng)減少了該導(dǎo)軌4與該彈性元件5間的摩擦力， 同樣，基于該方面的考慮，亦可采取例如選擇與導(dǎo)軌4材料磨擦系數(shù) 相對較低的材料。
此外，該彈性元件5的二折邊52是設(shè)計(jì)為向內(nèi)略微偏折，例如具 有5度角的偏角，從而令該彈性元件5可更穩(wěn)固地夾持于該鏡組22， 同樣，基于相同的理由，于該彈性元件5的二折邊52的相對該底部51 的自由端處更可分別設(shè)計(jì)有一內(nèi)伸的翼片54，以供嵌合至該鏡組22。 再有，為了增加撓性或者輕量化的需求，該彈性元件5的底部51表面 復(fù)可預(yù)設(shè)撓性結(jié)構(gòu)55，例如本實(shí)施例中所示形成于該底部51表面的開 孔，但并無特定限制。
前述該鏡頭本體2的中空座體21中是以配置兩個(gè)鏡筒22與對應(yīng) 的鏡組23為例，各該壓電元件3、導(dǎo)軌4、及彈性元件5是配置于該 鏡筒22的下側(cè)端，其中該導(dǎo)軌4除具有與該壓電元件3保持接觸以提 供該鏡組22驅(qū)動的摩擦面41外，其本身復(fù)可與所配置一輔助導(dǎo)軌25 相配合提供該鏡組22裝配固定及驅(qū)動位移，相比于現(xiàn)有技術(shù)中需額外 配置多個(gè)輔助導(dǎo)軌的復(fù)雜構(gòu)造而言，確實(shí)達(dá)成構(gòu)件簡單、縮小配置空 間，更利于縮小本發(fā)明所提供壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭的整體體積。
該位置感測裝置6為選自光學(xué)式感測裝置、及電磁式感測裝置的 其中一種，于本實(shí)施例中，該位置感測裝置6包括固定于該鏡筒22外 側(cè)的位置反應(yīng)元件61、及固定于該中空座體21以接收信號的信號接收 元件62，而所述的位置反應(yīng)元件61是以反射式條形碼為例、信號接收 元件62則是以傳感器為例。由于光學(xué)鏡頭整體的成像質(zhì)量的清晰度在 于兩組鏡組23的驅(qū)動位置要求精度極高，因此利用位置感測裝置6提 供實(shí)時(shí)位置信號可確保回饋與修正該壓電元件3的驅(qū)動控制，使該鏡 筒22確保位于正確的位置，從而確保成像質(zhì)量的清晰度。當(dāng)然，該位 置感測裝置6亦可反向配置，非以本實(shí)施例所示為限，例如可將該位 置反應(yīng)元件61固定于該中空座體21、及固定信號接收元件62于該鏡 筒22外側(cè)，但是這些配置位置的簡易對調(diào)變化應(yīng)為所屬技術(shù)領(lǐng)域中的 技術(shù)人員均可理解并據(jù)以實(shí)施的，故不再另外搭配實(shí)施例與附圖贅述。
該影像傳感器7可固定于該鏡頭本體2的中空座體21，用以擷取影像信號。于本實(shí)施例中，該影像傳感器7為選自電荷耦合器件(Charge Coupled Device;CCD)、及互補(bǔ)式金屬氧化半導(dǎo)體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor;CMOS)的其中 一種。
請參閱圖7及圖8，本實(shí)施例與第一實(shí)施例的差異主要是在于鏡頭 本體2的中空座體21、鏡筒22及鏡組23的設(shè)計(jì)與配置不同，且并無 配置前一實(shí)施例所提供的位置感測裝置6，其余相關(guān)的壓電元件3、導(dǎo) 軌4、及彈性元件5的設(shè)計(jì)均為大致相同，因此不再重復(fù)說明相同部分， 也不再重新定義元件符號，以免過于贅述，以下僅說明其相異處，特 此敘明。
如圖7及圖8所示，該鏡頭本體2'至少具有對外連通形成一光孔 211'的中空座體21'、可沿該光孔211'軸心軸向運(yùn)動的定位于該中空座 體21，中的鏡筒22'、及固定于該鏡筒22'且對應(yīng)該光孔21，軸心的鏡組 23'。于本實(shí)施例中，是于該鏡頭本體2'的中空座體21'中配置單一鏡 筒22'及對應(yīng)的鏡組23'，其中，該鏡筒22'復(fù)具有例如為內(nèi)螺紋的第一 螺合部223'，而該鏡組23'具有對應(yīng)螺合至該第一螺合部223'的例如為 外螺紋的第二螺合部231，，用以提供該鏡筒22，與該鏡組23，相互螺合 鎖固，并通過該壓電元件3、導(dǎo)軌4、及彈性元件5相互配合而令該單 一鏡筒22，及對應(yīng)的鏡組23'可沿該光孔211'軸心軸向運(yùn)動并得以施行 光學(xué)變焦。
此外，該鏡頭本體2復(fù)具有一例如呈底板結(jié)構(gòu)的蓋體24'，且該蓋 體24'及該中空座體21'的對應(yīng)處分別設(shè)有定位部241'與215'，用以提 供該蓋體24'與中空座體21'結(jié)合的定位作用。該中空座體21'可具有一 與該蓋體對應(yīng)的開口 213'，以供安裝該鏡筒22'、鏡組23'、壓電元件 3、導(dǎo)軌4、及彈性元件5，并通過封合該蓋體予以限位。另，該蓋體 24'的相對二側(cè)復(fù)具有平行于該光孔軸心方向的一對輔助導(dǎo)軌25'，相 應(yīng)地，該鏡筒22'的外側(cè)具有對應(yīng)的一對導(dǎo)槽221'。再者，于該中空座 體21'設(shè)有對應(yīng)的插孔214'供插接所述輔助導(dǎo)軌25'。
綜上所述，本發(fā)明利用壓電致動器來驅(qū)動光學(xué)鏡頭已達(dá)成一種可 容置于視頻系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、相機(jī)、數(shù)字相機(jī)或可照相手 機(jī)內(nèi)的光學(xué)對焦裝置，而且該光學(xué)對焦裝置具有扭力大、體積小、構(gòu) 件簡單、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、制造容易與組裝便捷等功效，已然克服現(xiàn)有技術(shù)
16中的缺點(diǎn)。
上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制 本發(fā)明。任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員均可在不違背本發(fā)明的精神 及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾與改變。因此，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù) 范圍，應(yīng)以權(quán)利要求書的范圍為依據(jù)。
權(quán)利要求
1、一種壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，包括鏡頭本體，至少具有對外連通形成一光孔的中空座體、定位于該中空座體中且可沿該光孔軸心而軸向運(yùn)動的鏡筒、及固定于該鏡筒且對應(yīng)該光孔軸心的鏡組；導(dǎo)軌，固定于該中空座體中且鄰近該鏡筒外側(cè)，具有平行于該光孔軸心的摩擦面；壓電元件，固定于該鏡筒的外側(cè)并接觸該摩擦面，用以驅(qū)動該鏡筒沿該導(dǎo)軌線性運(yùn)動；以及彈性元件，跨設(shè)于該導(dǎo)軌并固定至該鏡筒的外側(cè)，用以提供該壓電元件接觸至該摩擦面的預(yù)應(yīng)力。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，其中，該鏡頭本 體具有多個(gè)鏡筒及對應(yīng)數(shù)量的鏡組，且各該鏡筒均固定一壓電元件與 一彈性元件。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，其中，該鏡組包 括選自一片光學(xué)鏡片、及鏡片群的其中一者。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，其中，該鏡頭本 體具有單一鏡筒及鏡組。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，其中，該鏡筒具 有第一螺合部，而該鏡組具有對應(yīng)螺合至該第一螺合部的第二螺合部。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，其中，該第一螺 合部為內(nèi)螺紋，而該第二螺合部為外螺紋。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，其中，該鏡頭本 體復(fù)具有一蓋體，而該中空座體具有一與該蓋體相對應(yīng)的開口，以供安裝該鏡筒、鏡組、壓電元件、導(dǎo)軌、及彈性元件，并通過封合該蓋 體予以限位。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，其中，該蓋體為 一底板。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，其中，該鏡頭本 體復(fù)具有設(shè)于該中空座體中且平行于該光孔軸心方向的輔助導(dǎo)軌，而 該鏡筒外側(cè)設(shè)有相對的導(dǎo)槽，藉以導(dǎo)引該鏡筒于該中空座體中沿該光 孔軸心軸向運(yùn)動。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，其中，該鏡筒 外側(cè)設(shè)有卡槽以緊置該壓電元件。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，其中，該卡槽為c型卡槽。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，其中，該壓電 元件包括一金屬管及二壓電陶瓷片。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，其中，二壓電 陶瓷片是間隔固設(shè)于該金屬管的外表面。
14、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，其中，該壓電 陶瓷片為選自單層壓電陶瓷片及多層壓電陶瓷片的其中一者。
15、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，其中，該壓電 陶瓷片是依模態(tài)形狀作選自極化、電極涂布、及切割的其中一者。
16、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，其中，該導(dǎo)軌 為一具有平面與圓弧面的柱體，且該摩擦面位于該導(dǎo)軌的平面。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，其中，該摩擦面為耐磨層。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，其中，該耐磨 層的材料為選自金屬、氧化物、及耐磨耗材料的其中一者。
19、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，其中，該彈性 元件為一彈片，跨設(shè)于該導(dǎo)軌并夾持固定至該鏡筒的相對二側(cè)。
20、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，其中，該彈片 為"U"型斷面結(jié)構(gòu)。
21、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，其中，該彈性 元件具有一定位槽以對應(yīng)跨設(shè)于該導(dǎo)軌。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，其中，該定位 槽為選自V型、方型、及圓弧型的其中一種斷面結(jié)構(gòu)。
23、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，復(fù)具有配置于 該中空座體中的位置感測裝置，用以感測該鏡筒相對于該中空座體的 軸向位置。
24、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，其中，該位置 感測裝置為選自光學(xué)式感測裝置、及電磁式感測裝置的其中一種。
25、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，其中，該位置 感測裝置包括固定于該鏡筒外側(cè)的位置反應(yīng)元件、及固定于該中空座 體以接收信號的信號接收元件。
26、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，其中，該位置 感測裝置包括固定于該中空座體的位置反應(yīng)元件、及固定于該鏡筒外 偵IJ以接收信號的信號接收元件。
27、 根據(jù)權(quán)利要求25或第26所述的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，其中， 該位置反應(yīng)元件為反射式條形碼、而該信號接收元件為傳感器。
28、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，其中，鏡頭本 體復(fù)具有一影像傳感器，用以擷取影像信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，包括鏡頭本體、用于提供軸向運(yùn)動軌跡的導(dǎo)軌、用于提供驅(qū)動力的壓電元件、以及用以提供該壓電元件接觸至該導(dǎo)軌的預(yù)應(yīng)力的彈性元件，該鏡頭本體至少具有中空座體、可軸向運(yùn)動的定位于該中空座體中的鏡筒、及固定于該鏡筒的鏡組，該壓電元件是通過該彈性元件接觸至該導(dǎo)軌，用以驅(qū)動該鏡筒沿該導(dǎo)軌線性運(yùn)動。由此構(gòu)件簡易的壓電驅(qū)動式光學(xué)鏡頭，克服現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)件復(fù)雜的缺點(diǎn)。
文檔編號G02B7/02GK101477234SQ20081000004
公開日2009年7月8日 申請日期2008年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月4日
發(fā)明者胡朝彰, 蘇漢威, 陳慶昌 申請人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院