CN101539655A - 镜头驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种镜头驱动装置，包括基座、固定于基座上的导柱、滑动装设于导柱上的镜头架、装设于镜头架上的马达座、压电马达、摩擦耦合头，及设置于马达座与镜头架之间的预紧组件，所述压电马达沿镜头光轴方向的一端与马达座相固联而另一端与摩擦耦合头相固联，所述预紧组件抵顶马达座并产生垂直于镜头光轴方向的第一抵顶分量以保持摩擦耦合头与导柱的滑动接触，及平行于镜头光轴方向的第二抵顶分量以保持马达座的一端同镜头架滑动接触。当所述压电马达连接一可使所述压电马达缓慢伸长、快速收缩，或缓慢收缩、快速伸长的驱动信号时，所述压电马达通过马达座驱动镜头架沿镜头光轴方向向前或向后运动。本发明的镜头驱动装置，压电马达的一端通过马达座驱动镜头架，因此镜头架的行程和质量不会影响镜头架对压电马达振动的响应能力。

Description

镜头驱动装置

【技术领域】

本发明涉及摄像技术领域，尤其涉及一种镜头驱动装置。

【背景技术】

随着手机的普及及其功能的多样化，具有自动对焦摄像头的手机将会拥有越来越宽广的市场前景。现有的市面上的自动对焦手机通常使用的是电磁感应电机，它具有转速大、效率高等优点，但不足的是定位精度不高，不能快速自锁，难于微型化等等，不适于目前手机摄像头越做越小的流行趋势。

压电马达具有定位精度高，低速大转矩，结构简单，无电磁干扰等优点，目前正开始广泛应用于自动对焦手机摄像头模组。而其中主要的两种驱动方式为共振驱动和惯性驱动。共振驱动的优势在于速度快，效率高，但缺点在于过热、噪音、粉尘等一系列问题。惯性驱动的超声波自动对焦手机摄像头可以有效地避免上述问题。

图1及图2所示为一种目前市场上采用惯性驱动的手机摄像头自动对焦模组1，其包括马达底座11、压电马达12、驱动杆13和镜头架14。马达底座11与压电马达12的底部粘接，驱动杆13的底部粘接在压电马达12的顶部，镜头架14作为被驱动体，其包括装配镜头的套筒141及由连接于套筒141一侧的弹力夹142，弹力夹142与驱动杆13通过摩擦力固定在一起。当没有任何信号作用于压电马达12上时，驱动杆13处于自由状态，当作用于压电马达12上的驱动信号电压缓慢上升时，驱动杆13随着压电马达12缓慢的拉伸而往前移动，驱动杆13和镜头架14间的静摩擦力推动镜头架14运动；在驱动信号电压骤然下降阶段，压电马达12骤然收缩而使驱动杆13迅速回到初始位置，在惯性力的作用下镜头架14沿着原先的运动方向继续向前运动或保持在原有位置附近。这样，在一个驱动脉冲的作用下，微观上镜头架14向前移动了一小段距离，在驱动脉冲序列的连续作用下，可以实现镜头架14的连续单向运动。

这种方案虽然结构简单，容易装配，但它还存在以下不足：1、为了保证行程，驱动杆13需要有一定的长度，但镜头架14与压电马达12的距离越远，其对压电马达12振动的响应能力越差；2、此结构容易受到镜头架14质量的影响，镜头架14质量越大，其对压电马达12振动的响应能力也越差；3、驱动杆13与压电马达12之间粘接受到杆长、杆的横截面积及杆的质量的影响，驱动杆13与压电马达12之间的粘接面积相对驱动杆13的尺寸较小，驱动杆13容易从压电马达12上脱落。

【发明内容】

为了解决上述问题，本发明提供一种镜头驱动装置，其包括基座、固定于基座上的导柱、沿镜头光轴方向可滑动地装设于导柱上的镜头架、装设于镜头架上的马达座、压电马达、摩擦耦合头，及设置于马达座与镜头架之间的预紧组件，所述压电马达沿镜头光轴方向的一端与马达座相固联而另一端与摩擦耦合头相固联，所述预紧组件抵顶马达座并产生垂直于镜头光轴方向的第一抵顶分量以保持摩擦耦合头与导柱的滑动接触，及平行于镜头光轴方向的第二抵顶分量以保持马达座的一端同镜头架滑动接触。当所述压电马达连接一可使所述压电马达缓慢伸长、快速收缩，或缓慢收缩、快速伸长的驱动信号时的驱动信号时，所述压电马达通过马达座驱动镜头架沿镜头光轴方向向前或向后运动。

本发明所举实施例具有的有益效果是：压电马达的一端通过马达座直接驱动镜头架，因此镜头架的行程和质量不会影响镜头架对压电马达振动的响应能力；并且能够使摩擦耦合头与压电马达的粘接面积相对摩擦耦合头的尺寸较大，使得摩擦耦合头与压电马达较好粘接。

【附图说明】

图1是现有技术的镜头驱动装置组装示意图；

图2是图1的分解图；

图3是本发明实施例提供的镜头驱动装置的爆炸示意图；

图4是本发明实施例提供的镜头驱动装置的剖视示意图；

图5是本发明实施例提供的镜头驱动装置的组装示意图；

图6是本发明另一实施例提供的镜头驱动装置的组装示意图；

图7A-7D是本发明实施例提供的镜头驱动装置的驱动信号示意图。

【具体实施方式】

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图3和图4所示，依本发明一实施例的镜头驱动装置包括基座20、固定于基座20上的导柱25、可滑动地装置于导柱25上的镜头架30、装设于镜头架的马达座40，一端固定于马达座的压电马达50、固定于马达另一端的摩擦耦合头60，及预紧组件70。

所述镜头架30设有通孔32，及收容空腔34。一波珠架36固定于所述镜头架30的通孔32内，所述导柱25沿平行于镜头光轴的方向穿越通孔32，波珠架36与所述导柱25之间夹持有若干个滚珠38，受波珠架36的固持作用，所述滚珠38可以绕其中心滚动而相对波珠架36的位置保持不变，也就是说，所述镜头架30、波珠架36及波珠38可以沿导柱25前后滑动。导柱25可以是摩擦瓷片或其它耐磨部件。

所述马达座40装设于镜头架30的收容空腔34内，在垂直于镜头光轴的方向可相对镜头架30滑动。所述压电马达50装设于马达座40内，其沿镜头光轴方向的一端与马达座40相固联，另一端与所述摩擦耦合头60相固联，压电马达40被激励时所述摩擦耦合头60在微观上可沿镜头光轴方向相对马达座40运动。所述预紧组件70设置于马达座40与镜头架30之间，所述预紧组件70抵顶马达座40并产生垂直于镜头光轴方向的第一抵顶分量以保持摩擦耦合头60与导柱25的滑动接触，及平行于镜头光轴方向的第二抵顶分量以保持马达座40的一端同镜头架30滑动接触。在本实施例中，所述预紧组件70为一受压缩的弹簧，相对镜头光轴方向倾斜设置于马达座40与镜头架30之间，所述弹簧可以是圈弹簧、片弹簧、橡胶弹簧等其他弹性元件，所述弹簧施加于马达座40上的抵顶力可分解为两个方向的分量，一个分量垂直于镜头光轴方向，即：朝导柱25抵顶马达座40从而使得摩擦耦合头60与导柱25紧密接触；另一个分量平行于镜头光轴方向，即：在所述马达座40与镜头架30之间沿镜头光轴方向产生一个预紧力，从而使得所述镜头架30在镜头光轴方向上可随马达座40一起运动。可以理解地，所述预紧组件70还可以是其它可以使摩擦耦合头60与导柱25之间，马达座40与镜头架30之间产生预紧力的装置，如变化成一根水平弹簧朝导柱25抵顶马达座40，及一根竖直弹簧沿镜头光轴方向压缩于马达座40与镜头架30之间。在预紧力的作用下，所述摩擦耦合头60与导柱25之间的最大静摩擦力大于镜头架30、装设于镜头架30内的镜头、波珠架36及波珠38的重力之和，从而使得镜头架30可以依靠静摩擦力停留在任何位置。

请参阅图5，所述镜头驱动装置还包括一导正机构，所述导正机构包括设置于镜头架30后侧的平行于镜头光轴方向的导正销35，及开设于基座20上的导孔22，所述导正销35可滑动地收容于所述导孔22内，从而可防止镜头架30绕导柱25相对基座20旋转。可以理解地，所述导正销35与导孔22的位置也可以互换，即：导正销35设于基座20上，导孔22开设于镜头架上。

图6所示为本发明另一实施例的导正机构，所述导正机构包括一平行于镜头光轴方向的导正销80，开设于镜头架30一侧的导槽35’，及开设于基座上的固定孔22’，所述导正销80穿过镜头架上的导槽35’并固定于基座20的固定孔22’内，从而可防止镜头架30绕导柱25相对基座20旋转。

如图7A所示的驱动信号分别连接至压电马达50的两端。当没有任何驱动信号作用于压电马达50上时，压电马达50处于自由状态。当驱动信号电压沿上升沿ab缓慢上升时，压电马达50沿镜头光轴方向缓慢伸长，由于摩擦耦合头60与导柱25之间存在较大的静摩擦力，所以压电马达50之与摩擦耦合头60相固联的一端不动，而与马达座40相固联的另一端向前顶推马达座40，从而推动镜头架30向前运动。当驱动信号电压沿下降沿bc骤然下降时，压电马达50骤然收缩，镜头架30、马达座40及与马达座40相固联的压电马达50的一端在惯性作用下继续沿着原来的方向运动或保持在原有位置附近，摩擦耦合头60及与之固联的压电马达50的一端克服摩擦耦合头60与导柱25之间的摩擦力向前滑动，从而使得压电马达50恢复到初始状态。这样，在一个驱动脉冲的作用下，微观上镜头架30向前移动了一小段距离，在驱动脉冲序列的作用下，可以实现镜头架30连续单向运动。通过改变驱动信号的形态，将缓慢上升骤然下降的驱动信号转换成骤然上升缓慢下降的驱动信号，如图7B所示，可以实现镜头架30的反方向连续运动。可以理解地，加在压电马达50上的驱动电压在下降沿与后一个上升沿之间可以有一定时间的延迟，如图7C所示。可以理解地，加在压电马达50上的驱动电压在下降沿与前后上升沿之间皆可以有一定时间的延迟，如图7D所示。

可以理解地，所述压电马达50还可以连接其他形式的驱动信号，如占空比可变的方波，通过改变方波的占空比可使所述压电马达50缓慢伸长、快速收缩，或缓慢收缩、快速伸长的驱动信号时，从而驱动镜头架沿镜头光轴方向前或向后运动。

在上述实施例中，当压电马达50被驱动时，压电马达50的一端直接驱动镜头架30运动，因此能够使得镜头架30的行程和质量不会影响镜头架30对压电马达50振动的响应能力，并且能够使摩擦耦合头60与压电马达50的粘接面积相对摩擦耦合头60的尺寸较大，保证摩擦耦合头60与压电马达50的良好粘接。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种镜头驱动装置，包括基座、固定于基座上的导柱、可动装设于导柱上的镜头架、装设于镜头架上的马达座，其特征在于：所述镜头驱动装置还包括压电马达、摩擦耦合头，及设置于马达座与镜头架之间的预紧组件，所述压电马达沿镜头光轴方向的一端与马达座相固联而另一端与摩擦耦合头相固联，所述预紧组件抵顶马达座并产生垂直于镜头光轴方向的第一抵顶分量以保持摩擦耦合头与导柱的滑动接触，及平行于镜头光轴方向的第二抵顶分量以保持马达座的一端同镜头架滑动接触，当所述压电马达连接一可使所述压电马达缓慢伸长、快速收缩，或缓慢收缩、快速伸长的驱动信号时，所述压电马达通过马达座驱动镜头架沿镜头光轴方向运动。

2、如权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于：所述驱动信号具有先缓慢上升、再快速下降，或先缓慢下降、再快速上升的特性；在所述驱动信号缓慢上升或下降阶段，所述压电马达沿镜头光轴方向缓慢伸长或收缩，与马达座相固联的压电马达的一端驱动马达座及镜头架在微观上沿镜头光轴方向向前或向后移动；在所述驱动信号快速下降或上升阶段，压电马达快速收缩或伸长，摩擦耦合头及与之相固联的压电马达的另一端在微观上沿镜头光轴方向向前或向后移动，从而使得压电马达恢复到初始状态。

3、如权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于：所述驱动信号为占空比可变的方波，通过改变方波的占空比可使所述压电马达缓慢伸长、快速收缩，或缓慢收缩、快速伸长。

4、如权利要求1至3任一项所述的镜头驱动装置，其特征在于：所述镜头架开设有一通孔，一波珠架固定于所述通孔内，所述导柱穿越所述通孔，所述波珠架与导柱之间夹持有若干个滚珠，所述滚珠可以绕其中心滚动而相对波珠架的位置保持不变。

5、如权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于：所述预紧组件包括一弹性元件，所述弹性元件相对镜头光轴方向倾斜设置于马达座与镜头架之间，所述弹性元件同时产生所述第一抵顶分量及第二抵顶分量。

6、如权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于：所述预紧组件包括沿垂直镜头光轴方向设置于马达座与镜头架之间的一弹性元件用以产生所述第一抵顶分量，及沿平行于镜头光轴方向设置于马达座与镜头架之间的另一弹性元件用以产生所述第二抵顶分量。

7、如权利要求5或6所述的镜头驱动装置，其特征在于：所述弹性元件为圈弹簧，片弹簧或橡胶弹簧。

8、如权利要求1至3任一项所述的镜头驱动装置，其特征在于：所述镜头驱动装置还包括设置于镜头架与基座其中之一的导正销，及设置于镜头架与基座其中之另一的导孔，所述导正销平行于镜头光轴方向并滑动收容于所述导孔内。

9、如权利要求1至3任一项所述的镜头驱动装置，其特征在于：所述镜头架开设有一平行于镜头光轴方向的导槽，所述基座对应导槽开设有固定孔，一导正销穿过所述导槽并固定于所述固定孔内。

10、如权利要求2所述的镜头驱动装置，其特征在于：所述驱动信号在上升与下降阶段有预定时间的延迟。

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