CN101425762B - 超声直线电机及其驱动的自动对焦/变焦系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声直线电机，包括外筒定子、中筒转子，内筒以及导向机构，以及压电片，压电片固定在定子的外侧面上，定子驱动中筒转子转动，内筒通过导向机构与定子相联系，中筒转子驱动内筒做直线移动。本发明还公开了一种该超声直线电机驱动的自动对焦/变焦系统，光学透镜嵌入在内筒的内部，感光芯片固定在定子底部的平面上。本发明的优点在于：提出了两级驱动的电机结构，通过第二级驱动将第一级驱动中转子产生的螺旋运动恢复为内筒的单纯的直线运动，使自动对焦/变焦镜头模组在工作过程中仅仅产生不含旋转的直线位移，以满足高像素、高精度自动调焦或变焦，且仍然具备结构简单紧凑，适合微型化，直线位移精度高的特点。

Description

超声直线电机及其驱动的自动对焦/变焦系统

技术领域

本发明涉及一种电机结构及自动对焦/变焦镜头系统，特别涉及一种基于螺纹驱动的多面体薄壁环式超声直线电机及应用该电机的自动对焦/变焦镜头模组的结构设计。

背景技术

压电超声电机是利用压电材料的逆压电效应，采用特定的结构制成的驱动机构，它一般由压电陶瓷、定子、转子、预压力机构等功能部件构成，部分电机还或有传动机构。行波式的压电超声电机利用压电材料在定子表面产生超声波频率的机械振动行波，借助于定子与转子之间的摩擦力驱动转子旋转。它具有以下优于普通电磁电机的特点：

1、低转速、大转矩，不需要减速机构可直接驱动负载。

2、体积小、结构灵活，功率体积比是电磁电机的3-10倍。

3、起动停止响应快，响应时间在毫秒级。

4、不产生电磁干扰，也不受电磁干扰。

5、有自保持力矩，无齿轮间隙，可精密定位。

6、运行安静无噪声。

在公开号为CN1767347A的中国专利文献中提出了一种螺纹驱动的多面体行波超声电机，它由定子、转子以及与定子粘接成一体的多个压电压电片构成，如图1a及图1b所示，所述的定子11与转子13相接触的表面带有螺纹111，而转子13则带有与定子11相配合的螺纹131，由于定子11和转子13之间直接通过螺纹接触与咬合，当多面体定子11上的八个压电片121-128(合称12)依次通入sinωt与cosωt的电压时，各个压电片会随之产生变形振动并在定子11的周向上合成为一个旋转的振动行波。在这个行波作用下，定子11通过螺纹111及131之间的摩擦作用驱动转子13旋转，转子13在旋转的同时产生轴向的移动。该结构适合微型化，无需附加的传动机构而得到直线移动，在微机械、光学调焦等领域具有不小的应用前景。

该电机在中国发明专利ZL200610035079.7中具体应用于一个光学调焦系统(图2)。该系统在螺纹电机的底部中央垂直于电机轴线的平面上固定了一颗感光芯片25，用来接收经过一组光学透镜24所收集的光学图像信号并将其转换为电信号。光学透镜24嵌入在转子23的内桶内，与转子23共同构成了一个光学镜头，该光学镜头具有外螺纹231。调焦时，光学镜头被定子21及其上的螺纹211驱动做螺旋式的运动，即同时产生绕轴心的旋转运动与沿轴向的往复移动。定子21上分布了十二片压电片22(实际上压电片的数量可为四、八、十二等四的倍数)，用来在定子21上激励所需要的机械行波即沿圆周方向且向一个方向旋转的振动波。定子21与感光芯片25是相对固定的。这个系统的优点是结构非常简单，直接利用了现有的光学镜头来构成转子，部件少，成本低，控制精度高，但对于一部分光学设备来说，镜头在调焦或变焦过程中存在的旋转会带来一定程度的成像误差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一在于克服上述技术的不足之处，提出一种具有两级驱动的超声直线电机，通过第二级驱动将第一级驱动中产生的螺旋运动恢复为单纯的直线运动。

本发明所要解决的技术问题之二在于提供一种使用上述具有两级驱动的超声直线电机驱动的自动对焦/变焦系统，使该系统在工作过程中仅仅产生不含旋转的直线位移，以满足高像素、高精度自动调焦或变焦，且仍然具备结构简单紧凑，适合微型化，直线位移精度高的特点，在微机械、光学调焦等领域有着广阔的应用前景。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题之一的：一种超声直线电机，包括外筒定子、中筒转子，以及压电片，所述压电片固定在定子的外侧面上，所述定子驱动中筒转子转动，还包括内筒以及导向机构，所述的内筒通过导向机构与定子相联系，所述中筒转子驱动内筒做直线移动。

所述的定子包括内螺纹，所述转子包括外壁上与定子相配合的第一级螺纹以及内壁上的第二级螺纹，所述内筒具有与中筒转子的第二级螺纹相配合的螺纹。

或者所述的定子包括内螺纹，所述转子包括外壁上与定子相配合的第一级螺纹以及外壁上与内筒相配合的第二级螺纹，所述内筒具有外耳结构并在外耳的内壁处有与中筒转子的第二级螺纹相配合的螺纹。

所述第二级螺纹的旋向与第一级螺纹相同或者相反，当两级螺纹的旋向相同时，则要求两者的螺距不能相等。

或者所述定子的内表面为光滑表面，所述中筒转子的外表面为光滑表面，所述的定子的内表面与中筒转子的外表面之间为光滑间隙配合，所述转子具有内螺纹，所述内筒具有与所述转子的内螺纹配合的外螺纹，所述内筒被导向机构限制做直线移动。

上述的导向机构包括至少一个的滑槽以及导杆，所述内筒的上部为盖式，所述滑槽沿着内筒的上部边沿设置，所述导杆固定在定子底座上，导杆嵌在对应的滑槽内，滑槽与导杆之间存在间隙配合，所述滑槽使得内筒仅能沿导杆做滑动式的往复移动。

或者所述的定子包括内螺纹，所述转子包括外壁上与定子相配合的外螺纹，所述中筒转子的内表面为光滑表面，所述内筒的外表面与中筒转子的内表面之间为光滑间隙配合，所述中筒转子顶端与内筒的帽相接触。此时，所述导向机构包括至少一个的滑槽以及导杆，所述内筒的上部为盖式，所述滑槽沿着内筒的上部边沿设置，所述导杆固定在定子底座上，导杆嵌在对应的滑槽内，滑槽与导杆之间存在间隙配合，所述超声直线电机还包括压力弹簧，所述压力弹簧套在导杆上，位于导杆的顶端与内筒的帽之间。

所述定子可以如CN1767347A或ZL200610035079.7中所述，设计为正四面体、正八面体、正十二面体或其它面数为四及其整数倍的正多面体，其上固定相应数量的压电片，所述压电片的每片为一个电极，依次按++--或++++的方式加电压极化，然后于工作时依次加上sinωt与cosωt电激励。

所述定子也可以设计为四面体，其上固定八片压电片，所述八片压电片分为八个电极，八片压电片的极化方式为++--++--或+--++--+，且依次加上sinωt与cosωt电激励。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题之二的：一种超声直线电机驱动的自动对焦/变焦系统，包括第一超声直线电机、第一组光学透镜以及感光芯片，所述第一超声直线电机包括外筒定子、中筒转子，以及压电片，所述压电片固定在定子的外侧面上，所述定子驱动中筒转子转动，所述第一超声直线电机还包括内筒以及导向机构，所述的内筒通过导向机构与定子相联系，所述中筒转子驱动内筒做直线移动，所述第一组光学透镜嵌入在所述内筒的内部，所述感光芯片固定在第一超声直线电机的定子底部中央垂直于所述第一组光学透镜光轴的平面上。

所述的定子包括内螺纹，所述转子包括外壁上与定子相配合的第一级螺纹以及内壁上的第二级螺纹，所述内筒具有与中筒转子的第二级螺纹相配合的螺纹。

或者所述定子的内表面为光滑表面，所述中筒转子的外表面为光滑表面，所述的定子的内表面与中筒转子的外表面之间为光滑间隙配合，所述转子具有内螺纹，所述内筒具有与所述转子的内螺纹配合的外螺纹，所述内筒被导向机构限制做直线移动。

上述导向机构包括至少一个的滑槽以及导杆，所述内筒的上部为盖式，所述滑槽沿着内筒的上部边沿设置，所述导杆固定在定子底座上，导杆卡在对应的滑槽内，滑槽与导杆之间存在间隙配合，所述滑槽使得内筒仅能沿导杆做滑动式的往复移动。

或者所述的定子包括内螺纹，所述转子包括外壁上与定子相配合的外螺纹，所述中筒转子的内表面为光滑表面，所述内筒的外表面与中筒转子的内表面之间为光滑间隙配合，所述中筒转子顶端与内筒的帽相接触。所述导向机构包括至少一个的滑槽以及导杆，所述内筒的上部为盖式，所述滑槽沿着内筒的上部边沿设置，所述导杆固定在定子底座上，导杆卡在对应的滑槽内，滑槽与导杆之间存在间隙配合，所述第一超声直线电机还包括压力弹簧，所述压力弹簧套在导杆上，位于导杆的顶端与内筒的帽之间。

所述定子包括定子基体及定子底座，感光芯片固定在所述定子底座中央垂直于所述第一组光学透镜光轴的平面上，在所述定子底座内、与第一组光学透镜相望的地方设置有一凸台，所述凸台与固定好的定子基体之间形成一个环状的凹形空间。

还包括位于第一超声直线电机上方的第二超声直线电机、第二光学透镜，以及第三光学透镜，所述第三光学透镜固定的，所述第二超声直线电机的结构与所述第一超声直线电机相同，所述第二光学透镜嵌入在所述第二超声直线电机的内筒的内部，所述第三光学透镜固定在第二超声直线电机的定子的底座上，位于第二光学透镜的正上方。

或者还包括位于第一超声直线电机上方的第二超声直线电机、第二光学透镜，以及第三光学透镜，所述第二超声直线电机的结构与所述第一超声直线电机相同，所述第二光学透镜嵌入在所述第二超声直线电机的内筒的内部，所述第三光学透镜可活动地固定在第二超声直线电机的定子的底座上，位于第二光学透镜的正上方，所述第二超声直线电机的中筒转子的顶部加工成圆柱凸轮状，第三光学透镜具有一个向下的与凸轮相配合的推杆，所述推杆与所述中筒转子的凸轮部分始终保持接触。

本发明超声直线电机及其驱动的自动对焦/变焦系统的优点在于：本发明提出的两级驱动的电机结构，通过第二级驱动将第一级驱动中转子产生的螺旋运动恢复为内筒的单纯的直线运动，典型的是具有两级螺纹结构的超声直线电机，主要由外筒定子、中筒转子、内筒及导向机构组成。所述中筒转子的外、内两壁都带有螺纹，且分别与外筒定子及内筒上对应的螺纹相配合，称为第一级螺纹及第二级螺纹。两级螺纹有着相同或相反的旋向，但在旋向相同时需要两者有不等的螺距。当中筒转子在定子的第一级螺纹驱动下产生螺旋运动时，转子在第二级螺纹作用下，相对于内筒做另一个螺旋运动；与此同时，内筒受导向机构的限制不能转动，因而产生了纯净的往复直线运动。当中筒转子第一、第二级螺纹的旋向相同时，中筒每旋转一圈，内筒的直线移动量为两级螺纹的螺距之差，否则为两螺距之和。该超声直线电机驱动的自动对焦/变焦系统在工作过程中仅仅产生不含旋转的直线位移，以满足高像素、高精度自动调焦或变焦，且仍然具备结构简单紧凑，适合微型化，直线位移精度高的特点，在微机械、光学调焦等领域有着广阔的应用前景。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

图1a及图1b为一种已有的螺纹驱动的多面体超声电机的结构示意图，其中，图1a为该电机的正视剖面图，图1b为该电机的俯视图。

图2a及图2b为一种已有的由多面体螺纹超声电机驱动的、可以调焦的光学系统示意图，其中，图2a为该系统的正视剖面图，图2b为俯视图。

图3a及图3b为本发明中的实施例1的多面体超声直线电机，其中，图3a为该多面体超声直线电机的正视剖面图，图3b为俯视图；

图4a及图4b为本发明中的实施例2的多面体超声直线电机，其中，图4a为该多面体超声直线电机的正视剖面图，图4b为俯视图；

图5a及图5b为本发明中的实施例3的由两级螺纹超声直线电机驱动的、可以调焦的光学系统示意图，其中，图5a为该系统的正视剖面图，图5b为俯视图。

图6a至图6c为本发明中的实施例4的结构示意图。

图7a及图7b为本发明中的实施例5的结构示意图，其中，图7a为该系统的正视剖面图，图7b为俯视图。

图8a至图8c为本发明中实施例6的光学系统示意图，其中，图8a为该系统的正视剖面图，图8b为图8a中部分放大图，图8c为该系统的俯视图。

图9a及图9b为本发明中实施例7的光学系统示意图，其中，图9a为该系统的正视剖面图，图9b为俯视图。

图10a及图10b为本发明中实施例8的光学系统示意图，其中，图10a为该系统的正视剖面图，图10b为俯视图。

图11a及图11b为本发明所有实施例之外筒定子的一种实施图，其中，图11a为该定子的正视剖面图，图11b为俯视图。

图12a至图12c为本发明中的实施例10的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

为两级螺纹驱动的八面体超声直线电机，其基本结构如图3a及图3b所示，由外筒定子、中筒转子、内筒和导向机构组成。

外筒定子的基体31为一金属材料的空心桶状正八面体，其内壁加工有螺纹311；定子基体31的外侧面上固定了压电片32，该实施例中，压电片32包括八个压电压电片321-328，压电片321-328受激励后会产生所需的机械振动行波。

通常，多面体定子上的压电片依次通入两相正交电压，即相位分别为sinωt与cosωt的电压。各个压电片受电压激励后产生相应的振动，振幅正比于sinωt与cosωt，所有压电片的振动在空间上的合成是在定子周向上的一个旋转振动行波。在八面体定子及两相正交激励的情况下，产生的是一个二阶行波，即行波的旋转角速度为ω的二倍。

多面体的面数，压电片的数量及通电激励方式还可以采用现有其它方式，从而可以产生其它阶数(例如一阶或三阶)、不同相数(例如三相)的振动行波，因为振动行波的产生方式不是本发明的发明点，本发明主要涉及结构，这里不再详述。更多描述可以参考CN1767347A或ZL200610035079.7。

中筒转子33的材料选择范围较外筒定子更为宽泛，可以是金属或合成材料，优选材质较轻、易加工且耐磨的材料。中筒转子33除了其外壁具有与外筒定子相配合的螺纹，称为第一级螺纹331外，其内壁还有另一级螺纹，称为第二级螺纹332，且第二级螺纹332的旋向可以与第一级螺纹331相同或相反。当两级螺纹的旋向相同时，则要求两者的螺距不能相等。中筒转子33在定子的螺纹311与第一级螺纹331的配合驱动下会产生螺旋运动。

内筒34具有与中筒转子33的第二级螺纹332相配合的螺纹342，该内筒34内部可以是空心，或可以容纳一组光学透镜，或可以容纳其它需要做移动的轴类负载。内筒34的上部为盖式，沿着内筒34的上部边沿加工了一对防止内筒转动的滑槽341，用来与固定在定子上的一对导杆35相配合，该实施例中，导杆35为圆柱体，导杆35卡在滑槽341内，从而限制内筒34被中筒转子33带动旋转。滑槽341与导杆35共同构成了本发明中的导向机构，在两者的相互作用下，内筒34可以沿导杆35上下滑动，但不能转动。

当中筒转子33在定子的螺纹311、第一级螺纹331驱动下产生螺旋运动时，它试图带动内筒34做另一个、由第二级螺纹332所给定的螺旋运动。由于内筒34同时受滑槽341与导杆35的限制不能旋转，所以仅有往复的直线运动从中筒转子33传递到了内筒34。当中筒转子33的第一级螺纹331、第二级螺纹332的旋向相同时，中筒转子33每旋转一圈，内筒34的直线移动量为两级螺纹的螺距之差；当中筒转子33的第一级螺纹331、第二级螺纹332的旋向相反时，中筒转子33每旋转一圈，内筒34的直线移动量为两级螺纹的螺距之和。

导杆35通常为一对，它相对于定子是固定的，与内筒34上的滑槽341存在着间隙配合。如果有必要，导杆35的数量也可以是一只或三只及以上。

实施例2：

实施例2为实施例1的一种变体。其与上述实施例1的区别在于，导杆35集成了一个用于保形的立柱351，如图4a及图4b所示，固定在定子上的立柱351与导杆35为一体成型的结构，该立柱351的横截面呈一直角三角形、该导杆351的横截面呈一圆弧形状，该圆弧形自直角三角形的斜边中间突出。横截面为圆弧形的导杆35嵌在滑槽341内，立柱351的两呈直角的面分别与其相邻的压电片在一个平面上，从而，位于八面体电机外侧角落的两只立柱351(也可以为四只)将整个电机的外部形状扩展为更为规则的四面体，该立柱351也可以对八角电机的角落部分起到保形的作用，更利于拾取与安装。

实施例3：

实施例3在实施例1的基础上，增加了光学镜头与感光芯片以构成自动对焦镜头模组(AF Lens Module)。如图5a及图5b所示，在内筒44内嵌入了一组光学透镜443，用来采集外界的视觉信号。同时，在电机的底部中央垂直于光学透镜443光轴的平面上，固定了一颗感光芯片471，用来将采集自透镜组的光学信号转换为电信号，为进一步的图像处理提供素材。

定子底座46的底部设有一个四方的空腔，用来容纳感光芯片471。在实施例中，感光芯片471先是固定在一块柔性电路板(FPC)47上，该柔性电路板47再固定在定子底座46的底框上。柔性电路板47的另一端带有感光芯片471对外的电路接口472。定子底座46的上部同样有一个内腔，用来盛放与固定外筒定子基体41。在定子底座46的顶部有一个顶盖45，其上带有防止内筒44旋转的导杆451。该实施例表征了一只用两级螺纹超声直线电机驱动的自动对焦镜头模块。当电机定子基体41上的压电片42被一定电压和频率的电信号激励时，压电片42产生振动，并在定子基体41上合成为沿周向的振动行波。在该行波的作用下，定子基体41上的螺纹411与中筒转子43上的第一级螺纹431相配合，以摩擦力作为动力驱动中筒转子43做螺旋运动。同时，由于中筒转子43上的第二级螺纹432的存在，中筒转子43试图带动内筒44做螺旋运动，并由于内筒44受其上的滑槽441的限制，内筒44实际上只能产生往复移动而不能转动。所以，中筒转子43的运动中只有直线运动部分通过内筒44上的螺纹442传递到内筒44。由于内筒44上集成了一组光学透镜443，所以光学透镜443相对于感光芯片471发生了轴向移动，因而焦距发生变化，亦即被调节。

滑槽441与定子的顶盖45上的导杆451存在间隙配合，并共同构成了导杆滑槽副式的导向机构。在导杆451的限制下，含光学透镜443的内筒44只能沿导杆451滑动，亦即只能够直线移动。

该实施例中，压电片42的外壁，还围绕固定了一只FPC 412。它的作用是用来实现压电片42对外的电路连接。该FPC 412可以连接至感光芯片471的柔性电路板47上，或直接连接至外电路。

定子底座46内、与光学透镜443相望的地方设计有一个凸台461，此凸台461与固定好的定子基体41之间形成了一个环状的凹形空间，称为集尘槽，用来收集中筒转子43旋转时可能由于摩擦作用而掉下的落尘。

实施例4：

实施例4在实施例3的基础上，改变了导杆451的设计，如图6a至图6c所示，使之可以调节光学透镜443在远焦与近焦时的初始位置。

实际光学镜头的制造过程中，光学镜头顶端平面与感光芯片成像平面之间的距离，称为总像高TTL(Total Track Length)。这个TTL存在一定的加工误差，因此，在安装过程中，需要对它进行调节，以得到清楚的图像后再对光学镜头进行固定，这个过程也称初始调焦过程。在该实施例中，导杆451为一杆状部件，其上部有一细颈，亦即细颈上下各有一平台453、452，该细颈容纳在滑槽441中，用来限制光学透镜443往复移动时上下的极限位置。初始调焦时，将导杆451穿过顶盖45，压入定子底座46预留的孔462之中，导杆451与孔462的配合为过盈配合，压入的位置应刚好为光学透镜443在远焦成像清楚时的位置，此时导杆451的细颈容纳在光学透镜443的滑槽441之中，光学透镜443被导杆451下部的平台452限制其进一步向下运动。当光学透镜443被电机驱动，向外运动至近焦时，其最近焦距时的位移被导杆451上部的平台453所限制。这样，光学透镜443只能在两个平台453、452之间运动，即在最远、最近两个焦距之间移动，实现了初始焦距的调节及限制了镜头的最大移动量。

实施例5：

实施例5在实施例3的基础上，如图7a及图7b所示，增加了一只电机和一组活动的光学透镜，以及一组固定的光学透镜，在自动对焦(AF)的功能之外迭加了光学变焦(Zoom)的功能。

两只电机的结构各与实施例3相同，电机502位于电机501的上方，电机501由外筒定子基体511、压电片521、中筒转子531、一组光学透镜541组成，当对电机501施加激励时，电机501驱动光学透镜541上下运动，完成调焦功能。电机502由外筒定子基体512、压电片522、中筒转子532、一组光学透镜542组成，当对电机502施加激励时，电机502驱动光学透镜542上下运动，完成变焦功能。

还有一组固定的光学透镜543，配合光学透镜542完成变焦功能。该光学透镜543固定在电机502的定子的底座上，位于光学透镜542的正上方。

改变两只电机501、502的螺距或转速，可以使两只电机501、502产生所需要的位移量。

实施例6：

实施例6是自动调焦-光学变焦(AF-Zoom)模块的另一种形式，如图8a至图8c所示，它同样需要两只电机，分别负责AF与变焦，同样在实施例3的基础上增加了两组光学透镜，但其与实施例5的区别在于，与变焦有关的两组光学透镜组均可运动，且它们在机械上是联动的，用一只电机来驱动。采用两组运动的光学透镜组来实现变焦，可以得到更好的光学性能。

图8a至图8c中，电机602负责变焦运动。它由外筒定子基体612、压电片622、中筒转子632、透镜组一642、透镜组二643组成。中筒转子632在顶部加工成圆柱凸轮状，其周向的形状为凸轮式的曲线6321，而透镜组二643具有一个与圆柱凸轮相配合的推杆6431，两者在装配时形成并保持接触。由于导杆6521上存在压缩复位弹簧6522，透镜组二643始终保持着与凸轮上缘6321接触。当中筒转子632旋转时，按照凸轮运动的机理，将推动推杆6431做往复的直线运动，从而使透镜组二643做往复的直线运动。透镜组一642与透镜组二643之间的相对运动量由圆柱凸轮给定的曲线6321决定，可以为任意函数。透镜组二643上还有限制其转动的滑槽6432，与之相配合，在定子底座652上，有着导杆6521与用于保持压力接触的压缩复位弹簧6522，其中导杆6521与滑槽6432存在间隙配合。

当对电机602施加激励时，电机602驱动中筒转子632做螺旋运动，先带动透镜组一642做往复的直线运动，再推动与之接触的透镜组二643按照曲线环6321的轨迹做另一个往复的直线运动。透镜组二643的运动规律可以通过设定凸轮式的曲线6321来预设，并与透镜组一642的直线运动轨迹相关联。比如说，当位于下方的透镜组一642做一个完整的直线行程时，例如走过一个螺距时，位于上方的透镜组二643可以做一个往复的直线运动，例如先向上行走一段再向下行走回复至初始的位置。实施例6中的调焦部分601与实施例3相似，这里不再详述。

实施例7：

实施例7是实施例1的一种变体，如图9a及图9b所示，它去掉了实施例1中的中筒转子的第一级螺纹以及外筒定子上的内螺纹，代之以中筒转子与外筒定子之间为有间隙配合的光滑接触。在间隙尺寸设计得当的情况下，中筒转子可以被外筒定子通过摩擦力或声波压力驱动旋转，再通过中筒转子、内筒之间的螺纹带动内筒作上下的直线运动。

在实施例7中，电机的组成部分与实施例1相近，由外筒定子基体71、压电片72、中筒转子73、内筒74、导向机构等组成。当定子基体71上的压电片72被一定电压和频率的电信号激励时，压电片72产生振动，并在定子基体71上合成为沿周向的振动行波。定子基体71的内表面711为光滑表面，与中筒转子73的光滑外表面731之间存在间隙配合。在该行波的作用下，定子基体71通过摩擦力、或通过声波的压力驱动中筒转子73旋转。为防止中筒转子73在转动时发生轴向的跳动，定子的内表面有轴向限位装置712。与此同时，由于中筒转子73上存在着内螺纹732，中筒转子73试图带动内筒74做螺旋运动，并由于内筒74受其上的滑槽741的限制，内筒74实际上只能产生往复移动而不能转动。如此，中筒转子73的转动被转化为内筒74的直线运动。由于内筒74上集成了光学透镜组743，所以能够实现调焦。

以上实施例中的导向机构，由滑槽741与定子底座75上的导杆751构成，两者之间存在间隙配合。在导杆751的限制下，含光学透镜组743的内筒74只能沿导杆751滑动，亦即只能够直线移动。

实施例8：

实施例8是实施例1的另一种变体，如图10a及图10b所示，它去掉了实施例1中的中筒转子的第二级螺纹以及内筒上的螺纹，即中筒转子上的内螺纹与内筒上的外螺纹。而且，中筒转子与内筒之间，原先的螺纹接触改为无接触的完全间隙，代之以中筒转子顶端与内筒的帽相接触。当中筒转子被外筒定子驱动做螺旋运动时，中筒转子同时推动内筒向上运动。内筒向下的复位运动则通过一只复位弹簧来实现，该弹簧所在的防转机构同时防止内筒做旋转运动，即它是导向机构的一部分。

在实施例8中，电机的组成部分与实施例1相近，由外筒定子基体81、压电片82、中筒转子83、内筒84、导向机构等组成。当定子基体81上的压电片82被一定电压和频率的电信号激励时，压电片82产生振动，并在定子基体81上合成为沿周向的振动行波。在该行波的作用下，定子基体81上的螺纹811与中筒转子83上的第一级螺纹831相配合，依靠摩擦力驱动中筒转子83做螺旋运动，中筒转子83同时推动与之接触的内筒84做直线移动。内筒84含透镜组843，其与转子顶端832接触的部分为帽状，即中筒转子83与内筒84的接触位置在图10a中标注的内筒帽842处。

为防止内筒84被中筒转子83带动旋转，以上实施例同样需要导向机构，导向机构由滑槽841与定子底座85上的导杆851构成，两者之间存在间隙配合。在导杆851的限制下，含透镜组843的内筒84只能沿导杆851滑动，亦即只能够直线移动。同时，压力弹簧852套在导杆851上，位于导杆851的顶端与内筒帽842之间，压力弹簧852用来使内筒帽842保持始终与中筒转子83的顶端832接触的状态。

综合以上实施例1、7、8，总体来说，利用三桶式结构，且利用螺纹将超声电机的旋转行波转换为直线运动的方法共有三种，以中筒的构造来细分，即有两级螺纹式、内螺纹式与外螺纹式，分别对应实施例1、实施例7与实施例8。三种结构都需要一个附加的导向机构，通常是一个导杆滑槽副，分别位于定子与内筒上，来限制内筒的旋转，从而使内筒只产生往复的直线运动。在实施例1及8中，中筒转子被外筒定子的螺纹驱动旋转且做螺旋运动，内筒镜头或被螺纹带动做往复运动或被直接推动做直线运动，在后者的情况时，还需要一只复位弹簧的辅助。而在实施例7中，中筒转子是被外筒定子通过光滑接触直接驱动且做单纯的旋转运动，内筒镜头再被螺纹带动做往复运动，此时，中筒转子与内筒之间的间隙配合程度尤为重要，过紧则摩擦力过大导致不能旋转，过松则因为不再存在摩擦力也导致不能旋转。实际的应用中，间隙的配合尺寸可以通过多次试验来确定或通过计算定子外筒的振幅来推导出。

实施例9：

实施例9是对以上各实施例中列举的、已在CN1767347A或ZL200610035079.7中所描述的正四面体、正八面体、正十二面体或其它面数为四及其整数倍的正多面体电机的一种改进。

在以上正八面体、正十二面体或更多面数(为四及其整数倍)的正多面体电机中，其上固定相应数量的压电片，所述压电片的每片为一个电极，每四片压电片依次按++--的方式加电压极化，然后于工作时依次加上sinωt与cosωt电激励。或按++++的方式加电压极化，然后于工作时依次加上sinωt、cosωt、-sinωt、-cosωt电激励。而在正四面体电机中，其上固定四片压电片，各压电片依次按++++极化，然后于工作时依次加上sinωt与cosωt电激励(一阶激励)。

而在图11a及图11b中，将八面体的定子基体改成四面体91，优点是简化了加工。在某些情况下，为了降低四面体在四个角上的刚度，还可以将四个角进行去除处理，如切成斜角或向内的直角。在四面体基体91上，仍然采取固定八片压电片92(921-928)的方式，其中，压电片921、922位于四面体的同一平面上，压电片923、924位于另一平面上，其余类推。八片压电片92的极化方式：在采用二阶激励时，可仍采用++--++--或+--++--+的顺序，且依次通上相位为sinωt与cosωt的正交电压，电机可以产生行波，驱动中筒转子93旋转。

实际操作中，为节省成本与加工时间，压电片921、922可先用一片整体的压电片固定在定子基体91上，再采用切割的方式将其划分为两个电极，可以降低初始压电片的数量，节约材料成本、提高加工效率与成品率，有着良好的制造特性。

这种四面体贴八片压电片的定子结构也适用于图1与图2中所示的背景技术的超声旋转电机。

实施例10：

实施例10在实施例4的一种变体，它的内筒采用了外翻的内螺纹结构，如图12a、12b、12c所示，其好处是内筒的外径可以适当增加，通光量随之加大。

在该实施例中，内筒104如图所示，包括内嵌的光学透镜组1043，内筒104在顶部先向外、再向下翻转成外耳状，其内壁加工有螺纹1042。中筒103在下部与实施例4完全相同，仍有外螺纹1031，该螺纹1031与定子基体101的内螺纹1011相啮合，并由定子驱动旋转。与实施例4不同的地方在于，中筒103在上部设有另一外螺纹1032，该螺纹1032的螺距或旋向可与螺纹1031相同或不同，且与内筒104外耳处的内螺纹1042相啮合。当中筒103旋转时，其上部的螺纹1032相对于内筒104会有一个螺旋运动，当内筒104被类似于实施例4的导杆1051、滑槽1041机构所限制，因而不能转动且只能沿导杆1051滑动时，内筒104产生了直线运动。

本实施例中的其它部件及功能与实施例4完全相同，这里不再详述。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (39)

1.一种超声直线电机，包括外筒定子、中筒转子，以及压电片，所述压电片固定在定子的外侧面上，所述定子驱动中筒转子转动，其特征在于：还包括内筒以及导向机构，所述的内筒通过导向机构与定子相联系，所述中筒转子驱动内筒做直线移动，所述的定子包括内螺纹，所述转子包括外壁上与定子相配合的第一级螺纹以及内壁上的第二级螺纹，所述内筒具有与中筒转子的第二级螺纹相配合的螺纹。

2.如权利要求1所述的超声直线电机，其特征在于：所述第二级螺纹的旋向与第一级螺纹相同或者相反，当两级螺纹的旋向相同时，则要求两者的螺距不能相等。

3.如权利要求1所述的超声直线电机，其特征在于：所述导向机构包括至少一个的导杆滑槽副，所述内筒的上部为盖式，所述滑槽沿着内筒的上部边沿设置，所述导杆固定在定子底座上，导杆位于对应的滑槽内，两者间存在间隙配合，所述滑槽使得内筒仅能沿导杆做滑动式的往复移动。

4.如权利要求1所述的超声直线电机，其特征在于：所述定子为正四面体、正八面体、正十二面体或其它面数为四及其整数倍的正多面体，其上固定相应数量的压电片，所述压电片的每片为一个电极，依次按++--或++++的方式加电压极化，然后于工作时依次加上sinωt与cosωt电激励。

5.如权利要求1所述的超声直线电机，其特征在于：所述定子为四面体，其上固定八片压电片，所述八片压电片分为八个电极，八片压电片的极化方式为++--++--或+--++--+，然后于工作时依次加上sinωt与cosωt电激励。

6.一种超声直线电机，包括外筒定子、中筒转子，以及压电片，所述压电片固定在定子的外侧面上，所述定子驱动中筒转子转动，其特征在于：还包括内筒以及导向机构，所述的内筒通过导向机构与定子相联系，所述中筒转子驱动内筒做直线移动，所述的定子包括内螺纹，所述转子包括外壁上与定子相配合的第一级螺纹以及外壁上与内筒相配合的第二级螺纹，所述内筒具有外耳结构并在外耳的内壁处有与中筒转子的第二级螺纹相配合的螺纹。

7.如权利要求6所述的超声直线电机，其特征在于：所述第二级螺纹的旋向与第一级螺纹相同或者相反，当两级螺纹的旋向相同时，则要求两者的螺距不能相等。

8.如权利要求6所述的超声直线电机，其特征在于：所述导向机构包括至少一个的导杆滑槽副，所述内筒的上部为盖式，所述滑槽沿着内筒的上部边沿设置，所述导杆固定在定子底座上，导杆位于对应的滑槽内，两者间存在间隙配合，所述滑槽使得内筒仅能沿导杆做滑动式的往复移动。

9.如权利要求6所述的超声直线电机，其特征在于：所述定子为正四面体、正八面体、正十二面体或其它面数为四及其整数倍的正多面体，其上固定相应数量的压电片，所述压电片的每片为一个电极，依次按++--或++++的方式加电压极化，然后于工作时依次加上sinωt与cosωt电激励。

10.如权利要求6所述的超声直线电机，其特征在于：所述定子为四面体，其上固定八片压电片，所述八片压电片分为八个电极，八片压电片的极化方式为++--++--或+--++--+，然后于工作时依次加上sinωt与cosωt电激励。

11.一种超声直线电机，包括外筒定子、中筒转子，以及压电片，所述压电片固定在定子的外侧面上，所述定子驱动中筒转子转动，其特征在于：还包括内筒以及导向机构，所述的内筒通过导向机构与定子相联系，所述中筒转子驱动内筒做直线移动，所述定子的内表面为光滑表面，所述中筒转子的外表面为光滑表面，所述的定子的内表面与中筒转子的外表面之间为光滑间隙配合，所述转子具有内螺纹，所述内筒具有与所述转子的内螺纹配合的外螺纹，所述内筒被导向机构限制做直线移动。

12.如权利要求11所述的超声直线电机，其特征在于：所述导向机构包括至少一个的导杆滑槽副，所述内筒的上部为盖式，所述滑槽沿着内筒的上部边沿设置，所述导杆固定在定子底座上，导杆位于对应的滑槽内，两者间存在间隙配合，所述滑槽使得内筒仅能沿导杆做滑动式的往复移动。

13.如权利要求11所述的超声直线电机，其特征在于：所述定子为正四面体、正八面体、正十二面体或其它面数为四及其整数倍的正多面体，其上固定相应数量的压电片，所述压电片的每片为一个电极，依次按++--或++++的方式加电压极化，然后于工作时依次加上sinωt与cosωt电激励。

14.如权利要求11所述的超声直线电机，其特征在于：所述定子为四面体，其上固定八片压电片，所述八片压电片分为八个电极，八片压电片的极化方式为++--++--或+--++--+，然后于工作时依次加上sinωt与cosωt电激励。

15.一种超声直线电机，包括外筒定子、中筒转子，以及压电片，所述压电片固定在定子的外侧面上，所述定子驱动中筒转子转动，其特征在于：还包括内筒以及导向机构，所述的内筒通过导向机构与定子相联系，所述中筒转子驱动内筒做直线移动，所述的定子包括内螺纹，所述转子包括外壁上与定子相配合的外螺纹，所述中筒转子的内表面为光滑表面，所述内筒的外表面与中筒转子的内表面之间为光滑间隙配合，所述中筒转子顶端与内筒的帽相接触。

16.如权利要求15所述的超声直线电机，其特征在于：所述导向机构包括至少一个的滑槽以及导杆，所述内筒的上部为盖式，所述滑槽沿着内筒的上部边沿设置，所述导杆固定在定子底座上，导杆卡在对应的滑槽内，滑槽与导杆之间存在间隙配合，所述超声直线电机还包括压力弹簧，所述压力弹簧套在导杆上，位于导杆的顶端与内筒的帽之间。

17.如权利要求15所述的超声直线电机，其特征在于：所述定子为正四面体、正八面体、正十二面体或其它面数为四及其整数倍的正多面体，其上固定相应数量的压电片，所述压电片的每片为一个电极，依次按++--或++++的方式加电压极化，然后于工作时依次加上sinωt与cosωt电激励。

18.如权利要求15所述的超声真线电机，其特征在于：所述定子为四面体，其上固定八片压电片，所述八片压电片分为八个电极，八片压电片的极化方式为++--++--或+--++--+，然后于工作时依次加上sinωt与cosωt电激励。

19.一种超声直线电机驱动的自动对焦/变焦系统，包括第一超声直线电机、第一组光学透镜以及感光芯片，所述第一超声直线电机包括外筒定子、中筒转子，以及压电片，所述压电片固定在定子的外侧面上，所述定子驱动中筒转子转动，其特征在于：所述第一超声直线电机还包括内筒以及导向机构，所述的内筒通过导向机构与定子相联系，所述中筒转子驱动内筒做直线移动，所述第一组光学透镜嵌入在所述内筒的内部，所述感光芯片固定在第一超声直线电机的定子底部中央垂直于所述第一组光学透镜光轴的平面上，所述的定子包括内螺纹，所述转子包括外壁上与定子相配合的第一级螺纹以及内壁上的第二级螺纹，所述内筒具有与中筒转子的第二级螺纹相配合的螺纹。

20.如权利要求19所述的超声直线电机驱动的自动对焦/变焦系统，其特征在于：所述导向机构包括至少一个的滑槽以及导杆，所述内筒的上部为盖式，所述滑槽沿着内筒的上部边沿设置，所述导杆固定在定子底座上，导杆卡在对应的滑槽内，滑槽与导杆之间存在间隙配合，所述滑槽使得内筒仅能沿导杆做滑动式的往复移动。

21.如权利要求19所述的超声直线电机驱动的自动对焦/变焦系统，其特征在于：所述定子包括定子基体及定子底座，感光芯片固定在所述定子底座中央垂直于所述第一组光学透镜光轴的平面上，在所述定子底座内、与第一组光学透镜相望的地方设置有一凸台，所述凸台与固定好的定子基体之间形成一个环状的凹形空间。

22.如权利要求19所述的超声直线电机驱动的自动对焦/变焦系统，其特征在于：所述导向机构包括至少一个的滑槽以及导杆，所述内筒的上部为盖式，所述滑槽沿着内筒的上部边沿设置，所述导杆为一杆状部件，其上部有一细颈，细颈上下各有一平台，所述细颈容纳在滑槽中，限制第一光学透镜组往复移动时上下的极限位置，所述导杆穿过内筒的滑槽压在定子的底座上预留的孔中，所述导杆与孔的配合为过盈配合，导杆压入孔后的轴向位置为第一组光学透镜在远焦成像清楚时的位置。

23.如权利要求19所述的超声直线电机驱动的自动对焦/变焦系统，其特征在于：还包括位于第一超声直线电机上方的第二超声直线电机、第二光学透镜，以及第三光学透镜，所述第三光学透镜固定的，所述第二超声直线电机的结构与所述第一超声直线电机相同，所述第二光学透镜嵌入在所述第二超声直线电机的内筒的内部，所述第三光学透镜固定在第二超声直线电机的定子的底座上，位于第二光学透镜的正上方。

24.如权利要求19所述的超声直线电机驱动的自动对焦/变焦系统，其特征在于：还包括位于第一超声直线电机上方的第二超声直线电机、第二光学透镜，以及第三光学透镜，所述第二超声直线电机的结构与所述第一超声直线电机相同，所述第二光学透镜嵌入在所述第二超声直线电机的内筒的内部，所述第三光学透镜可活动地固定在第二超声直线电机的定子的底座上，位于第二光学透镜的正上方，所述第二超声直线电机的中筒转子的顶部加工成圆柱凸轮状，第三光学透镜具有一个向下的与凸轮相配合的推杆，所述推杆与所述中筒转子的凸轮部分始终保持接触。

25.一种超声直线电机驱动的自动对焦/变焦系统，包括第一超声直线电机、第一组光学透镜以及感光芯片，所述第一超声直线电机包括外筒定子、中筒转子，以及压电片，所述压电片固定在定子的外侧面上，所述定子驱动中筒转子转动，其特征在于：所述第一超声直线电机还包括内筒以及导向机构，所述的内筒通过导向机构与定子相联系，所述中筒转子驱动内筒做直线移动，所述第一组光学透镜嵌入在所述内筒的内部，所述感光芯片固定在第一超声直线电机的定子底部中央垂直于所述第一组光学透镜光轴的平面上，所述定子的内表面为光滑表面，所述中筒转子的外表面为光滑表面，所述的定子的内表面与中筒转子的外表面之间为光滑间隙配合，所述转子具有内螺纹，所述内筒具有与所述转子的内螺纹配合的外螺纹，所述内筒被导向机构限制做直线移动。

26.如权利要求25所述的超声直线电机驱动的自动对焦/变焦系统，其特征在于：所述导向机构包括至少一个的滑槽以及导杆，所述内筒的上部为盖式，所述滑槽沿着内筒的上部边沿设置，所述导杆固定在定子底座上，导杆卡在对应的滑槽内，滑槽与导杆之间存在间隙配合，所述滑槽使得内筒仅能沿导杆做滑动式的往复移动。

27.如权利要求25所述的超声直线电机驱动的自动对焦/变焦系统，其特征在于：所述定子包括定子基体及定子底座，感光芯片固定在所述定子底座中央垂直于所述第一组光学透镜光轴的平面上，在所述定子底座内、与第一组光学透镜相望的地方设置有一凸台，所述凸台与固定好的定子基体之间形成一个环状的凹形空间。

28.如权利要求25所述的超声直线电机驱动的自动对焦/变焦系统，其特征在于：还包括位于第一超声直线电机上方的第二超声直线电机、第二光学透镜，以及第三光学透镜，所述第三光学透镜固定的，所述第二超声直线电机的结构与所述第一超声直线电机相同，所述第二光学透镜嵌入在所述第二超声直线电机的内筒的内部，所述第三光学透镜固定在第二超声直线电机的定子的底座上，位于第二光学透镜的正上方。

29.如权利要求25所述的超声直线电机驱动的自动对焦/变焦系统，其特征在于：还包括位于第一超声直线电机上方的第二超声直线电机、第二光学透镜，以及第三光学透镜，所述第二超声直线电机的结构与所述第一超声直线电机相同，所述第二光学透镜嵌入在所述第二超声直线电机的内筒的内部，所述第三光学透镜可活动地固定在第二超声直线电机的定子的底座上，位于第二光学透镜的正上方，所述第二超声直线电机的中筒转子的顶部加工成圆柱凸轮状，第三光学透镜具有一个向下的与凸轮相配合的推杆，所述推杆与所述中筒转子的凸轮部分始终保持接触。

30.一种超声直线电机驱动的自动对焦/变焦系统，包括第一超声直线电机、第一组光学透镜以及感光芯片，所述第一超声直线电机包括外筒定子、中筒转子，以及压电片，所述压电片固定在定子的外侧面上，所述定子驱动中筒转子转动，其特征在于：所述第一超声直线电机还包括内筒以及导向机构，所述的内筒通过导向机构与定子相联系，所述中筒转子驱动内筒做直线移动，所述第一组光学透镜嵌入在所述内筒的内部，所述感光芯片固定在第一超声直线电机的定子底部中央垂直于所述第一组光学透镜光轴的平面上，所述的定子包括内螺纹，所述转子包括外壁上与定子相配合的第一级螺纹以及外壁上与内筒相配合的第二级螺纹，所述内筒具有外耳结构并在外耳的内壁处有与中筒转子的第二级螺纹相配合的螺纹。

31.如权利要求30所述的超声直线电机驱动的自动对焦/变焦系统，其特征在于：所述导向机构包括至少一个的滑槽以及导杆，所述内筒的上部为盖式，所述滑槽沿着内筒的上部边沿设置，所述导杆固定在定子底座上，导杆卡在对应的滑槽内，滑槽与导杆之间存在间隙配合，所述滑槽使得内筒仅能沿导杆做滑动式的往复移动。

32.如权利要求30所述的超声直线电机驱动的自动对焦/变焦系统，其特征在于：所述定子包括定子基体及定子底座，感光芯片固定在所述定子底座中央垂直于所述第一组光学透镜光轴的平面上，在所述定子底座内、与第一组光学透镜相望的地方设置有一凸台，所述凸台与固定好的定子基体之间形成一个环状的凹形空间。

33.如权利要求30所述的超声直线电机驱动的自动对焦/变焦系统，其特征在于：还包括位于第一超声直线电机上方的第二超声直线电机、第二光学透镜，以及第三光学透镜，所述第三光学透镜固定的，所述第二超声直线电机的结构与所述第一超声直线电机相同，所述第二光学透镜嵌入在所述第二超声直线电机的内筒的内部，所述第三光学透镜固定在第二超声直线电机的定子的底座上，位于第二光学透镜的正上方。

34.如权利要求30所述的超声直线电机驱动的自动对焦/变焦系统，其特征在于：还包括位于第一超声直线电机上方的第二超声直线电机、第二光学透镜，以及第三光学透镜，所述第二超声直线电机的结构与所述第一超声直线电机相同，所述第二光学透镜嵌入在所述第二超声直线电机的内筒的内部，所述第三光学透镜可活动地固定在第二超声直线电机的定子的底座上，位于第二光学透镜的正上方，所述第二超声直线电机的中筒转子的顶部加工成圆柱凸轮状，第三光学透镜具有一个向下的与凸轮相配合的推杆，所述推杆与所述中筒转子的凸轮部分始终保持接触。

35.一种超声直线电机驱动的自动对焦/变焦系统，包括第一超声直线电机、第一组光学透镜以及感光芯片，所述第一超声直线电机包括外筒定子、中筒转子，以及压电片，所述压电片固定在定子的外侧面上，所述定子驱动中筒转子转动，其特征在于：所述第一超声直线电机还包括内筒以及导向机构，所述的内筒通过导向机构与定子相联系，所述中筒转子驱动内筒做直线移动，所述第一组光学透镜嵌入在所述内筒的内部，所述感光芯片固定在第一超声直线电机的定子底部中央垂直于所述第一组光学透镜光轴的平面上，所述的定子包括内螺纹，所述转子包括外壁上与定子相配合的外螺纹，所述中筒转子的内表面为光滑表面，所述内筒的外表面与中筒转子的内表面之间为光滑间隙配合，所述中筒转子顶端与内筒的帽相接触。

36.如权利要求35所述的超声直线电机驱动的自动对焦/变焦系统，其特征在于：所述导向机构包括至少一个的滑槽以及导杆，所述内筒的上部为盖式，所述滑槽沿着内筒的上部边沿设置，所述导杆固定在定子底座上，导杆卡在对应的滑槽内，滑槽与导杆之间存在间隙配合，所述第一超声直线电机还包括压力弹簧，所述压力弹簧套在导杆上，位于导杆的顶端与内筒的帽之间。

37.如权利要求35所述的超声直线电机驱动的自动对焦/变焦系统，其特征在于：所述定子包括定子基体及定子底座，感光芯片固定在所述定子底座中央垂直于所述第一组光学透镜光轴的平面上，在所述定子底座内、与第一组光学透镜相望的地方设置有一凸台，所述凸台与固定好的定子基体之间形成一个环状的凹形空间。

38.如权利要求35所述的超声直线电机驱动的自动对焦/变焦系统，其特征在于：还包括位于第一超声直线电机上方的第二超声直线电机、第二光学透镜，以及第三光学透镜，所述第三光学透镜固定的，所述第二超声直线电机的结构与所述第一超声直线电机相同，所述第二光学透镜嵌入在所述第二超声直线电机的内筒的内部，所述第三光学透镜固定在第二超声直线电机的定子的底座上，位于第二光学透镜的正上方。

39.如权利要求35所述的超声直线电机驱动的自动对焦/变焦系统，其特征在于：还包括位于第一超声直线电机上方的第二超声直线电机、第二光学透镜，以及第三光学透镜，所述第二超声直线电机的结构与所述第一超声直线电机相同，所述第二光学透镜嵌入在所述第二超声直线电机的内筒的内部，所述第三光学透镜可活动地固定在第二超声直线电机的定子的底座上，位于第二光学透镜的正上方，所述第二超声直线电机的中筒转子的顶部加工成圆柱凸轮状，第三光学透镜具有一个向下的与凸轮相配合的推杆，所述推杆与所述中筒转子的凸轮部分始终保持接触。

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