CN1862941A - 表面声波直线电动机,电动机组件及其透镜致动器 - Google Patents
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Abstract
本文公开了一种表面声波直线电动机、一种包括所述表面声波直线电动机的组装件、以及一种采用了所述表面声波直线电动机的透镜致动器,所述表面声波直线电动机可沿预定路径在相对方向上进行移动,所述透镜致动器具有光学变焦功能。所述表面声波直线电动机包括:基片,表面声波穿过所述基片而进行传播;可动部件,所述可动部件的结构能使其相对于表面声波的传播方向而进行平移运动;以及电极,所述电极用于向所述基片供应能源,从而在基片中产生表面声波。如本发明所述,所述表面声波直线电动机能够在无需配置附加机构的情况下,进行平移运动,这不同于使用回转电机、齿轮和丝杆的传统致动器。而且,所述表面声波直线电动机适于实现小型化和轻量化,从而,所述表面声波直线电动机可用于各种不同场合。
Description
发明背景
发明领域
本发明涉及一种表面声波直线电动机,一种表面声波直线电动机组装件,以及一种采用所述表面声波直线电动机组装件的透镜致动器,更具体而言,本发明涉及:一种表面声波直线电动机,所述直线电动机可沿预定路径在相反方向进行驱动;一种组装件,所述组装件包括表面声波直线电动机;以及一种透镜致动器,所述透镜致动器采用所述表面声波直线电动机组装件,并能进行光学变焦。
如本发明所述的表面声波直线电动机组装件为一用于电动机的壳体,所述电动机可利用所述基片的变形或基片表面的波动而推动所述可动部件。所述表面声波直线电动机还具有附加功能,以提高电动机效率。本发明能实现致动设备的小型化和轻量化,从而,本发明适用于各种需要超小型直线电动机的场合,例如便携式通讯终端。
背景技术
随着近年来通讯技术和数字信息处理技术的发展,具有诸如信息处理、运算、通讯和视觉信息输入及输出等各种功能的便携式通讯终端技术已逐渐提上日程。这种便携式通讯终端技术的实例包括:具有数码相机和通讯功能的个人数字助理(PDAs),具有数码相机和PDA功能的手机。由于数码相机技术的进步和信息储存能力的提高,高端数码相机模块正逐渐用于个人数字助理(PDAs)和手机上。
对于安装在诸如便携式通讯终端上的数码相机模块而言,由于百万像素图像传感器的使用,从而诸如自动聚焦和光学变焦这样的附加功能的重要性日益突出。为了在这些小型数码相机模块中实现自动聚焦和光学变焦功能,就需要一种致动器,所述致动器能够满足不同的性能要求,例如快速启动,低能耗,以及大位移,同时仅占用很小空间。特别是需要一种致动器,所述致动器能够根据光学变焦功能的提高,而随之增加其所需容量。然而,在诸如音圈电动机(VDM)这样的传统磁性致动器中存在一些问题,例如容量的增加有限,且在使用变焦功能时,会持续耗能。另一方面,当利用诸如步进电机这样的回转电机来旋转丝杆,并使可动部件发生线性移动时,会造成其结构相当复杂,且齿轮部件会产生摩擦和噪音。同时,使用音圈电机和步进电机的致动器的结构很复杂。从而,难以降低生产此类致动器的成本,同时也限制了所述致动器的小型化。
发明内容
因此,为了解决上述问题而提出本发明,本发明的目的之一在于提供一种直线电动机组装件,以及包括所述直线电动机的设备,所述设备可用于相机模块的光学系统中,以实现超小型光学变焦功能。
本发明的另一目的在于提供一种设备,所述设备能够保护用于驱动相机模块系统的透镜组的直线电动机,并且还能够辅助使用直线电动机组装件的直线电动机实现其功能。
本发明的又一目的在于,通过集成直线电动机组装件,从而实现相机模块的轻量化和小型化。
与本发明的目的之一相对应的,通过提供一种表面声波直线电动机,上述及其它目的便可得以实现,所述直线电动机包括:基片,表面声波穿过所述基片而进行传播;可动部件,其结构能使其相对于表面声波的传播方向而进行平移运动;以及电极,所述电极用于向所述基片供应能量,以在所述基片内产生表面声波。
优选的,所述基片由下列化合物中的至少一种制成:铌酸锂(LiNbO3),钛酸锂(LiTaO3),和压电陶瓷(锆钛酸铅:PZT)
优选的,所述可动部件由下列材料中的至少一种制成:半导体,陶瓷,金属以及聚合物。
优选的,所述直线电动机还包括:分别连接至每个电极相对两端的结合片,且所述电极为数字间电极(inter-digital electrodes)。
优选的,所述直线电动机还包括:位于所述可动部件上表面处的上部挤压件,所述上部挤压件用于对所述可动部件和基片进行挤压,从而使所述可动部件和基片彼此间发生紧密接触。
优选的,所述直线电动机还包括:位于所述基片下表面处的下部挤压件,所述下部挤压件用于对所述可动部件和基片进行挤压,从而使可动部件和基片彼此间发生紧密接触。
优选的,所述上部挤压件和下部挤压件由磁体-磁体、磁体-金属或金属-磁体结合而成,且其用于对所述可动部件和基片进行挤压,从而使所述可动部件和基片彼此间发生紧密接触。
优选的,在所述可动部件的下表面处具有凸出物,所述凸出物用于增加施加于所述可动部件和基片之间接触面上的压力,并防止所述可动部件发生滑动。
优选的,所述凸出物排列形成,且每个凸出物呈圆形,菱形,矩形或正弦波形。
优选的,在所述可动部件的下表面处具有空气流动通道,所述空气流动通道形成在所述驱动方向上,其用于在可动部件和基片之间的界面处平稳地导引气流,从而降低由于空气而引起的震动。
根据本发明的另一方面,提供一种表面声波直线电动机组装件,包括:表面声波直线电动机,其可由在所述基片表面产生的表面声波进行驱动;底板部件,所述表面声波直线电动机安装于该底板部件上;以及盖件,其用于对所述表面声波直线电动机的推进运动进行导引。
优选的,在所述盖件的中央形成有通孔。
优选的,所述底板部件包括多个插脚,所述插脚用于使表面声波直线电动机与底部保持一定距离。
优选的,所述直线电动机组装件还包括:沿所述插脚配置的绝缘件,所述绝缘件用于对所述插脚进行电绝缘。
优选的,所述连接件穿过所述通孔向外凸出。
根据本发明的另一方面,提供一种透镜致动器,包括:如上所述的表面声波直线电动机;以及透镜组,所述透镜组连接至所述表面声波直线电动机组装件内的表面声波直线电动机上。
优选的,所述透镜组包括至少一个变焦透镜或至少一个自动聚焦透镜。
附图说明
从下述详细说明及其附图中,人们可以更为清楚地理解本发明的上述及其它目的、特点及其它优点。
图1所示为本发明优选实施例所述的表面声波(SAW)直线电动机的立体图。
图1B所示为,图1A所示本发明优选实施例所述的表面声波直线电动机的基片和可动部件之间的界面。
图2所示为本发明优选实施例所述表面声波直线电动机的立体分解图。
图3A所示为图2所示本发明优选实施例所述表面声波直线电动机的立体分解图,用于说明在使用下部挤压件的情况下,安装所述基片的过程。
图3B所示为图2所示本发明优选实施例所述表面声波直线电动机的立体分解图,用于说明在不使用下部挤压件的情况下,安装所述基片的过程。
图4所示立体图,用于对本发明优选实施例中所述的透镜致动器进行示意说明,所述透镜致动器采用图2所示表面声波直线电动机而制成。
图5A所示剖面图由图4沿A-B线剖视而形成,用于对本发明优选实施例所述的透镜致动器进行说明。
图5B所示剖面图由图4沿A’-B’线剖视而形成,用于说明在使用所述下部挤压件的情况下,本发明优选实施例所述的透镜致动器的情况。
图5C所示剖面图由图4沿A’-B’线剖视而形成,用于说明在不使用所述下部挤压件的情况下,本发明优选实施例所述的透镜致动器的情况。
具体实施方式
参看附图,现在对本发明的优选实施例进行详细说明。在附图中,相同或相似的元件即使出现在不同的附图中,也用同一参考标号表示。在下述说明中,如果其所包含的已知功能或构形可能会造成本发明的主题不清的话,则这里将不对其进行详细说明。
图1A为本发明优选实施例所述表面声波(SAW)直线电动机的立体图,图1B用于表示图1中本发明优选实施例所述表面声波(SAW)直线电动机的可动部件与基片之间的界面。
在本发明所述实施例中,所述表面声波直线电动机包括:基片1,可动部件2,电极3和4,结合片3-1和3-2,结合片4-1和4-2,下部挤压件11以及上部挤压件12。
在本发明的该实施例中,所述下部挤压件11和上部挤压件12对所述基片1和可动部件2进行挤压。
参看图1A,所述可动部件2连接在所述基片1上。所述上部挤压件12位于所述可动部件2的上表面处,所述下部挤压件11位于所述基片1的下表面处。所述可动部件2位于基片1的中央位置。所述电极3和4分别位于所述基片1上表面的相对两端。所述结合片3-1和3-2分别连接至电极3的两个相对顶端处。相似的,所述结合片4-1和4-2分别连接至电极4的两个相对顶端处。
如图1A所示,在所述基片1处生成表面声波,位于所述基片1下表面处的下部挤压件11和位于所述可动部件2上表面处的上部挤压件12对所述基片1和所述可动部件2进行挤压,从而以预定压力使所述基片1和可动部件2彼此间发生紧密接触。
当通过结合片3-1和3-2或4-1和4-2,向位于所述基片1相对两端的电极3和4,即所述数字间电极3和4,施加预定射频(RF)电压时,所述可动部件2沿上部挤压件12而受到推动。所述基片1一般由易于生成表面声波的材料制成。优选的,基片1由压电材料制成,例如铌酸锂(LiNbO3),钛酸锂(LiTaO3),或压电陶瓷(锆钛酸铅:PZT)。
所述可动部件2一般由半导体材料制成,例如硅,陶瓷材料,金属材料或聚合物材料。优选的,所述可动部件2由易于在所述可动部件2和基片1之间的接触表面处产生微小凸出的材料制成。
所述挤压件11和12用于向所述基片1和可动部件2施加预定压力,从而使基片1和可动部件2彼此紧密接触。如果安装有用于向所述可动部件2施加压力的附加挤压件,则可以选择性的使用所述挤压件11和12。当所述下部挤压件11和上部挤压件12由磁体-磁体,磁体-金属,或金属-磁体的组合物构成时,则可以在不使用附加挤压件的情况下,向所述可动部件2施加预定压力。特别是,由于所述磁体产生的磁力,所述下部挤压件11和上部挤压件12彼此靠近,从而,所述下部挤压件11和上部挤压件12对所述基片1和可动部件2进行挤压。这样,所述基片1和可动部件2彼此间发生紧密接触。
图1B为放大图,用于表示所述基片和可动部件之间的界面。
如图中箭头201所示,当表面声波向左传播时,在所述基片1上表面处沿箭头202所示顺时针方向发生微粒运动。从而,所述可动部件2沿箭头102所示向右移动。因此,优选对因表面声波而在所述基片上表面产生的微粒运动向可动部件2的平移运动转换的效率进行优化,这可以通过对由所述挤压件11和12施加至所述基片1上的压力以及所述基片1和可动部件2之间的接触表面形状进行优化而完成。优选的,所述可动部件2位于带有凸出的下表面处,所述凸出物成阵列形状,所述凸出物可以增加施加在所述可动部件2和基片1之间接触表面上的压力,从而,当对表面声波直线电动机进行驱动时,可以防止所述可动部件发生滑动。优选的,每个凸出物呈圆形,菱形,矩形,或正弦波形。同时,优选的,沿所述推进方向,在所述可动部件2下表面处形成空气流动通道,从而,当对所述表面声波直线电动机进行驱动时,可以平稳地对所述可动部件2和基片1之间界面处的空气气流进行导引,从而可降低由于所述空气而引起的震动。
图2为立体分解视图,用于表示本发明优选实施例所述的表面声波直线电动机的组装件。
在本发明所述实施例中,所述表面声波直线电动机组装件包括:表面声波直线电动机,盖件21和底板部件31。
在本发明的该实施例中,对用于组装所述表面声波直线电动机的一种方法进行了图解说明。
参看图2,所述表面声波直线电动机由位于其底部的底板部件31进行支撑。位于其上部的所述盖件21对所述表面声波直线电动机进行组装。在所述盖件21的中央形成有通孔22,所述表面声波直线电动机的连接件41可由所述通孔进行导引。所述底板部件31包括插脚32-1,32-2,32-3和32-4,且所述表面声波直线电动机与上述插脚导线连接。
特别是,如图2所示,所述表面声波直线电动机包括:具有通孔22的盖件21,和具有导线连接插脚32-1,32-2,32-3和32-4的底板部件31。所述表面声波直线电动机安装在所述底板部件21上,然后所述表面声波直线电动机进行导线连接。从而,将所述盖件21连接至所述底板部件31上。此时,所述连接件41连接至所述上部挤压件12的上表面处,并且所述连接件14穿过所述通孔22而凸出于所述盖件21之上。所述下部挤压件11和上部挤压件12由磁体-磁体,磁体-金属,或金属-磁体的组合物而构成,从而可在不使用附加机械挤压件的情况下,向所述可动部件2施加压力。
图3A为图2所示表面声波直线电动机组装件的立体分解图,其用于说明在使用本发明优选实施例所述下部挤压件的情况下,对所述基片的安装过程,图3B为图2所示表面声波直线电动机组装件的立体分解图,其用于说明在不使用本发明优选实施例所述下部挤压件的情况下,对所述基片的安装过程。
参看图3A,所述下部挤压件11由永磁体制成。永磁体或具有较高相对磁导率的金属可用作上部挤压件12。
参看图3B,在不使用所述下部挤压件11的情况下,使用上部挤压件12。优选的,所述上部挤压件12由永磁体制成,所述底板部件31由具有较高的相对磁导率的金属制成。
图4所示立体图用于对本发明实施例所述的透镜致动器进行图解说明,所述透镜致动器是采用图2所示表面声波直线电动机而制成的。
在本发明所述实施例中,所述透镜致动器包括表面声波直线电动机组装件和透镜组。
在本发明所述实施例中,以图解形式对一种将所述透镜组结合至所述表面声波直线电动机上的方法进行了说明。
参看图4,在所述透镜组圆周面的预定位置处,连接件与所述透镜组进行连接,所述连接件穿过形成在所述表面声波直线电动机组装件的盖件上的通孔而凸出。优选的,所述透镜组包括至少一个变焦透镜或至少一个自动聚焦透镜。
沿图4所示A-B线而形成图5A所示剖面图,其用于对本发明优选实施例所述的透镜致动器进行说明;在使用所述下部挤压件的情况下,沿图4所示A’-B’线而形成图5B所示剖面图,其用于对本发明优选实施例所述的透镜致动器进行说明;在没有使用下部挤压件的情况下,沿图4所示A’-B’线而形成图5C所示剖面图,其用于对本发明优选实施例所述的透镜致动器进行说明。
特别是,图5A所示剖面图用于说明所述表面声波直线电动机的透镜致动器内部,但所述表面声波直线电动机不位于该位置处。首先参看图5A,所述导线连接插脚32-1和32-2穿过绝缘件33-1和33-2而连接至外部,且所述绝缘件33-1和33-2分别使所述导线连接插脚32-1和32-2电绝缘。
图5B和图5C所示剖面图用于说明采用所述表面声波直线电动机的透镜致动器内部,且所述表面声波直线电动机位于该位置处。图5B所示为使用了下部挤压件的情况,图5C所示为没有使用下部挤压件的情况。当对由永磁体制成的可动部件2和基片1进行挤压时,所述连接件41、底板部件及盖件优选由具有较高相对磁导率的材料制成,从而使磁场线如图5B和图5C那样分布。
从上述说明可以清楚的看到,与使用回转电极、齿轮和丝杆的从传统致动器不同,如本发明所述的表面声波直线电动机能在不使用附加机构的情况下,进行平移运动。而且,所述表面声波直线电动机适于实现小型化和轻量化,从而,可将不同种类的表面声波直线电动机投入应用。
特别是,当所述表面声波直线电动机用于光学变焦和自动聚焦相机模块时,其可以满足所述光学变焦和自动聚焦相机模块所需功能,同时只占用极小的空间。因此,如本发明所述的表面声波直线电动机能适用于各种便携式设备,例如可用于个人数字助理(PDAs)和手机中。
虽然出于说明的目的,公开了本发明的优选实施例,但本领域的专业人员应当意识到,在不偏离本发明后附权利要求所公开的范围和宗旨的情况下,可以对其进行各种修正,补充和替换。
Claims (23)
1.一种表面声波直线电动机,包括:
基片,表面声波穿过所述基片而进行传播;
可动部件,所述可动部件的结构能使其相对于表面声波的传播方向而进行平移运动;以及
电极,其用于在所述基片中产生表面声波。
2.如权利要求1所述的直线电动机,其中,所述基片由下列化合物中的至少一种制成:铌酸锂(LiNbO3),钛酸锂(LiTaO3),或压电陶瓷(锆钛酸铅:PZT)。
3.如权利要求1所述的直线电动机,其中,所述可动部件由下列材料中的至少一种制成:半导体,陶瓷,金属以及聚合物。
4.如权利要求1所述的直线电动机,还包括:分别连接至每个电极相对两端的结合片。
5.如权利要求1所述的直线电动机,其中,所述电极为数字间电极。
6.如权利要求1所述的直线电动机,还包括:
位于所述可动部件上表面的上部挤压件,所述挤压件用于对所述可动部件和基片进行挤压,从而使可动部件和基片彼此紧密接触。
7.如权利要求6所述的直线电动机,还包括:
位于所述基片下表面的下部挤压件,所述挤压件用于对所述可动部件和基片进行挤压,从而使可动部件和基片彼此紧密接触。
8.如权利要求6所述的直线电动机,其中,所述上部挤压件和下部挤压件由磁体-磁体,磁体-金属或金属-磁体的组合物构成,对所述可动部件和基片进行挤压,从而使所述可动部件和基片彼此紧密接触。
9.如权利要求1所述的直线电动机,其中,在所述可动部件的下表面处具有凸出物,用于增加作用至所述可动部件和基片之间的接触面处的压力,并防止可动部件发生滑动。
10.如权利要求9所述的直线电动机,其中,所述凸出物成阵列形状。
11.如权利要求9所述的直线电动机,其中,每个凸出物呈圆形,菱形,矩形或正弦波形。
12.如权利要求1所述的直线电动机,其中,在所述可动部件的下表面处具有空气流动通道,所述空气流动通道用于在所述可动部件和基片之间的界面处平稳地导引气流,从而降低由于空气而引起的震动。
13.如权利要求12所述的直线电动机,其中,所述空气流动通道形成在推进方向上。
14.一种表面声波直线电动机组装件,包括:
表面声波直线电动机,其可由产生在基片表面的表面声波进行推进;
底板部件,所述表面声波直线电动机安装于该底板部件上;以及
盖件,所述盖件用于对所述表面声波直线电动机的推进运动进行导引。
15.如权利要求14所述的直线电动机,其中,在所述盖件的中央形成有通孔。
16.如权利要求14所述的直线电动机组装件,其中,所述表面声波直线电动机包括:
基片,表面声波穿过所述基片而传播;
可动部件,所述可动部件能在与表面声波传播方向相反的方向上做平移运动;
电极,所述电极用于向所述基片供应能源,以在所述基片内产生表面声波;
位于所述可动部件上表面的上部挤压件,所述挤压件用于对所述可动部件和基片进行挤压,从而使可动部件和基片彼此紧密接触;
连接件,其用于将驱动力传递至所述盖件外部。
17.如权利要求14所述的直线电动机组装件,其中,
所述底板部件包括多个插脚,所述插脚用于使表面声波直线电动机与底部分开一定距离。
18.如权利要求17所述的直线电动机组装件,还包括:
沿所述插脚配置的绝缘件,所述绝缘件用于对所述插脚进行电绝缘。
19.如权利要求16所述的直线电动机组装件,其中,所述表面声波直线电动机还包括:
位于所述基片下表面的下部挤压件,所述挤压件对所述可动部件和基片进行挤压,从而使可动部件和基片彼此紧密接触。
20.如权利要求16所述的直线电动机,其中,所述连接件穿过所述通孔而向外凸出。
21.一种透镜致动器,包括:
如权利要求14所述的表面声波直线电动机;以及
透镜组,所述透镜组连接至所述表面声波直线电动机组装件内的表面声波直线电动机上的可动部件处。
22.如权利要求21所述的透镜致动器,其中,所述透镜组包括至少一个变焦透镜。
23.如权利要求21所述的透镜致动器,其中,所述透镜组包括至少一个自动聚焦透镜。
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