1310475 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 頭 本發明係關於一種光學鏡頭，尤指一種壓電光學鏡 【先前技術】 在1970年至1972年間，由西門子和松下公 直線型壓電超音波馬遠之後 ]毛表出 1973年IBM公司的η V B二了超音波馬達的研究。 丨俏利用_ .V.Barth提出一種壓電超音波馬達， |係利㈣電兀件提供超音波（約2_zw上的頻率） 達到驅動端，驅動端藉由摩擦力帶動轉子的旋轉。根據相 同原理’俄國 v一。、v.v.Lavri—^ 等人相繼接屮？夕体 · asiliev ^ ^出了多種不同結構的超音波馬達，並歸納出壓 電馬達具有έ士遽^ f| g . , ^ 、、° 〇、低轉速⑨扭矩、料定位、功率重 广不需銅線節省資源等特性；然而，當時 局磨耗與高溫等缺點，因而降低其實用性。 }為克服前述高磨耗的問題，台灣公告第589777號發 Π:提出一種多層薄盤壓電致動式超音波馬達，：將 蜂鳴片通以高電壓之交流電壓而產生交替伸縮 、’又、動彈性振動板產生行駐波而供給外部動能，並 $垂直或平仃對稱的方式組成驅動模矣且。該冑專利案雖可 =低=件的磨耗，然而由於必須組合使用多組驅動模組， 、成馬達、、、°構複雜’且難以微型化而造成應用範圍之 恨制。 、2 么 Α 司（http://www. 1 limited.com)提出一種利 5 19561 1310475. Z雙晶片型壓電陶瓷片製成螺旋捲繞狀之壓電致動器，已 只見運用方；相機中，而用來駆動光學鏡頭之伸縮變焦作 2，藉由該壓電致動器與光學鏡片及支架結合後即可被用 來放置於相機、數位相機或可照相手機内作為影像自動對 焦用。 夕前述螺旋捲繞狀之壓電致動器雖然具有體積小、致動 =私大、低耗電量、寂靜無聲與相容性高等之優點，惟將 雙晶片型壓電陶曼片捲繞成螺旋捲繞狀之壓電致動哭以及 ，=接電路時必須使用大量人工，既使是利用自純機具 ::凡成二也因為製程複雜、難度高’致使產品良率低與品 2不穩定。因此，該螺旋捲繞狀之壓電致動器被運用於相 機、數位相機或可照相手機内，因礙於製造成本高、良率 低，所以沒有太大的產業利用價值。 雖然吳國公告第 4,755,705、4,786,836、4,829,209、 ^935,659,4,952,81 4,959 515,^,91 5,取仍、 。：二2、5,898,526、及5,898,528號等專利案已揭示超 曰^達（或稱壓電馬達）或壓電致動器運用於傳統相機内 但是基於傳統相機體積較大之故，所以利用上述 起曰波馬達（或稱壓電馬達）或壓電致動器等習用裝置 知技術製成光學鏡頭或來驅動光學鏡頭，不至於有太大 :隹遺：數位相機漸漸取代傳統相機，而且具有伸縮 ^力效之手機鏡頭也衍然成為時尚的商品以及手機桿準 :己備^趨勢下，上述體型大之習用超音波馬達（或稱塵電馬 )或堡電致動器難以再容置其内，這也是目前所見數位相 19561 6 I31Q475- 才幾或可'日刀 因。’、、、相手機，其光學鏡頭本體之體型仍然非常大的主 之翁f外，於部份論文或研討會雖見小體積壓電光學鏡頭 相士相機或可照相手機’惟該習知屢電光學鏡頭之構件 須’相關零組件無法利用批次精密加工來完成，必 構件相能為之:再者’由於該習知壓電光學鏡頭其 式也相當工之困難度外’其組裝方 •因而減損了易的組裝方式相當不容易， 益、本4丨' 易^甩光學鏡頭之驅動力，尤其各細小元件 2 j用自動機益來完成’也徒增了人力的耗費與製 是在：：上習知壓電光學鏡頭雖然具有體積小之優點二 有任何競爭優勢，也不具商業價值或 有鑑於前述習知技術之缺點，如何提供一 鏡頭以實現構件簡單、扭力大、體積小 兒光學 容易與組裝便捷等功效，進而克服先前技;所存:之：造 題，乃成為目前業界亟待克服之課題。 在之問 【發明内容】 之 目的即在 蓉於以上所述先前技術之缺點，本發明 於提供一種構件簡單之壓電光學鏡頭。 _7明之另—目的在於提供—種縮小體積之壓電井 學鏡頭。 A兔光 本發明之再一目的在於提供一種提昇扭力之壓電先 1956] 7 131 〇475* 學缝頭。 學缝Ϊ發明之又—目的在於提供—種結構堅固之壓電光 學鏠^月又$目的在於提供—種易於製造之壓電光 本發明又再一目的在於掉彳 學餞頭。 在於M、—種易於組裝之麼電光 為達成上揭目的及其它目 >學繞頭，伤勹扛H 勺本I明提供一種壓電光 及用以連動ζ’广頭本體，至少具有可伸縮變焦之鏡組、 壓電素，仫夂…、之弟一驅動部；以及管狀 至少：Ϊ連：=鏡頭本體-側以提供旋轉動力，且 部，、有連結至该弟-驅動部以傳遞旋轉動力之第二驅動 環，壓電光學鏡頭中，該第-驅動部係可為一齒 墨電驅動部則可德於該齒環之齒輪；該；狀 達之軸心係可與該鏡組之光軸 鏡： 月且之外部係設有一固宏加 仃 4叙頭本 嗲 木，以供固定該管狀壓電馬達。 邊叙碩本體復可包括—具有容置 ^ 置部安裝可伸缩變隹之籽έ 土座，以藉該容 基座，而基座外部：有：：固3 一驅動部係外露於該 架。較佳地，該基座馬達之固定 面。 而該固定架係凸設於該基座之外表 於一較佳實施例中，該鏡組至少可包括一固定於該容 19561 8 1310475 置敎“、設於該鏡筒内且節距互異之 内螺紋、以及分別螺合於該第—盘 卜弟- 光學鏡片之第一與第二鏡框，今第弟紋且用以組設 第-與第二鏡框旋轉以令其產步連動; —驅動部係可為-齒環且—^ 1 ’❹ ^ θ _ 衣 鲕具有導引桿，該第一盥第二 :，兄王，、有對應該導引桿之插孔，該導引#八 :與第二鏡框之插孔後並固接—固定；引=貫穿該第- :亥固定環係分別位於該鏡筒兩端之二7:部= •動部係可具有等角配置之三個導引桿，而；！一=一 框則具有對應之三個插孔。 〜弟與第一鏡 於另一較佳實施例中 部之第-及第… 少包括固定於該容置 ;異之第-與第二内螺紋、以及分別内二距 内螺紋且用以組設光學鏡片H第與弟二 化。較佳地，該第-驅動部^間距變 该第-與第二鏡框具有對應該導引桿之插:具有導引桿， ϋ貫穿該第-與第二鏡框之插孔後並固接一固；：引， Γ驅動部與該固定環係分別位於第-及第二ΐ: I其中，該第-驅動部係具有等角配置之二：：之外 而該ί—與第二鏡框則具有對應之三個插孔Γ Η桿， 前述該管狀壓電馬達德 侧以提供動力之壓電定子：：定於該鏡頭本體-轉子、用來保細二=壓電定子以傳遞動力之 疋子與轉子之轴桿、用來提供預應 9 19561 1310475 力予該壓電定子及轉 轉子之限制元件，而亨第：件、以及用來定位限制該 遞旋轉動力於該第—二驅=位於;轴桿-端以傳 為一固^於軸桿-端之# = 驅動部係可 體，且於該_ 该轉子係可為一金屬圓錐 件係為可、$疋兩、分別接觸設置-轉子；該彈性元 件係為可選自彈簧及簧⑻生疋 係包括墊片盥蟫^ _ 者，其中’該限制元件 :片螺巾目，固定於該轉軸相 螭。另外’該壓電定子係 ㈣冲之另 屬管外表面之二壓電陶究片.金屬管、及設於該金 係為選自單層及多層之立卜者中=壓電陶究片之層數 形狀作選自極化、電極：： 亥壓電陶莞片係依模態 化笔極塗佈、及切割之並中一者。 =於^技術，本發明利用單—管狀壓電馬達 =ΓίΓ伸縮變焦之動作，已達成扭力大與體積 <·目的。此外，本發明夕总也、阿、& 複雜$04· “ 電馬達其組成構件沒有 是雜之心十’也達成構件簡單與製造容易之目的。再者， :明之組成構件均有其定位或嵌合處，所以也具有組裝 更捷^力效。由此可知，本發明已相對克服先前技術之缺 失’貫具南度之產業利用價值。 【實施方式】 以下謹配合圖式說明本創作之具體實施例，以使所屬 技術中具有通常知識者可輕易地瞭解本創作之技術特徵與 達成功效。 如第1圖所示，本發明提供一種壓電光學鏡頭，係包 括鏡頭本體2以及固定於該鏡頭本體2 一側以提供旋轉動 19561 10 1310475 力之g狀壓電馬達丨，該鏡 之鏡組(未完 、本2至）具有可伸縮變焦 行伸縮變後詳述則料動該鏡組進 亘右、“ ”而該管狀壓電馬達1則至少 们 至該第—驅動部21以傳遞旋轉動力之第-驅動 部1卜藉此構件簡易之壓電 之弟-驅動 複雜之缺點。於頭，克服w知技術構件 以… “"例中’該第一驅動部21係以-齒環 例，同時驅動部11則係以屬合於該齒環之齒輪為 互平行i 4狀壓電馬達1之軸心係與該鏡組之光轴相 +雖然本實施例中係以一鏡頭本體2外部固定一管狀廢 電馬達1為例，惟於並妙每#如± 土 氓方、其他属轭例中係可依需求配置適當數 里二位置之官狀壓電馬達！，非以本實施例為限；此外， 雖然具有伸縮變焦功能之鏡頭本體型式眾多，且舉凡具有 可伸縮變焦之鏡組，並且搭配以第—驅動部21採旋轉ς式 連動該鏡組者均屬本發明所得以運用之鏡頭本體，然而^ 使所屬技術領域中具有通常知識者均可透過實施例而據以 實施本發明，故仍提出具體可行之鏡頭本體2為例，但非 以此限制本發明所指鏡頭本體之範疇，先予陳明。 7 茲進一步說明該鏡頭本 以提供旋轉動力之管狀 请配合參閱第2圖至第4圖， 體2以及固定於該鏡頭本體2 一側 Μ電馬達1。 該管狀壓電馬達1係具有固定於該鏡頭本體2 —側以 提供動力之壓電定子】4、抵住該壓電定子14以傳遞動力 之轉子12、用來保持該壓電定子14與轉子12之軸桿 11 19561 1310475 用來提供預應力予該壓電定子14及轉子 心以及用來定位限制該轉子12之限制元件16 = 如為齒輪之第二驅動部u係位於該 *、 μ例 轉動力於該第一驅動部21。 、/ f &以傳遞旋 於本實施例中，該管狀壓電馬達 11、二轉子12、一舳捏η ^ 乐一驅動部 1 、一壓電定子14、一彈性元件 15、與一限制元件16所组 氐兀件 13之一沪，# μ ^ 、 μ弟一驅動部1固定於軸桿 ^ ^ 12係例如為一金屬圓錐體，且於嗦壓 IS子14兩端分別接觸設置一轉子12，該彈性元件;5被 =3穿過並透過限制元件1”以限制該彈性元：15 乍:向位移’而固定元件17抵住限制元件Μ對彈性元件 二-：應力並固定在轴桿13之另一端。該限制元件 16 4包括塾片161金虫罗炉ί a 2 m . 鳊，用以固疋該彈性元件15所施予該 接觸該㈣定子14之預應力’當然該螺帽163亦 ::用其他例如橡膠套等易於調整位置之元件。另外，該 弹性几件15係可選自彈簧及簧片之其中一者。 一 士 頭本體2係包括一具有容置部26〇之基座％，以 猎该容置部260安裝可伸縮變焦之鏡組，且該第一驅動部 …系外路方、„亥基座26，而基座26外部設有用以固定該管 狀Μ電馬$ 1之固定架261 ’該固定架261概呈中空之三 2框型結構’供透過螺絲或其他如黏著方式固定該管狀 ^兒馬達1之壓電定子14。此外，該基座26係呈管狀結 構且一知设有用以結合至外部裝置（例如影像感測模組上） 12 19561 1310475 =結合部262,而該固定架26丨係凸設於該基座％之外表 於本實施例中，所述鏡組至少包括固定於該容置 湖之第一鏡筒23及第二鏡筒24、分別設於第一鏡 及弟二鏡筒2 4内且節距互異之第-内螺紋2 31盥第二內艘 紋⑷、以及分別螺合於該第—内螺紋231㈣二㈣^ Γ-組設光學鏡片之第—鏡框22與第二鏡框 弟驅動部21係同步連動該第一鏡框22與第二鏡 〆 旋轉以^其產生間距變化。所述節距互異之第一内螺紋 23 1與第二内螺紋241，係指虫累&遂 …、 係彳日螺紋導程相異者，因此，杏箆 一驅動部同步連動該第一鏡框22斑第二田弟 圈時，其分別相對於第一鏡筒23及第一 離不同，故可形成第一鏡…二：；24:移動距 間距變化。 /、弟―1 兄框27之間的距變 该例如為一齒環之第—驅 2 "，該第-鏡框22與第二鏡框“具有導引桿 與第二鏡框”之插孔===該第-鏡㈣ 該固定環25同様且有栝卜後亚固接-固定環25’ 例如接著方式固定。該第一驅動心…二乂1，亚： 別位於苐-鏡筒23及第二 7 口=25係〆刀 驅動部21與該固定環〜向運：外:使=制該:； :可_第一鏡㈣、第二鏡框 車^動而非軸向運動。 ^ 口疋壤25 J3 19561 1310475 如月ίι述之鏡組中，係以該第— 260 24 者或緊配合之方式達成定位組裝而防止脫落·准J用接 領域中具有通常知識者應均可理解=:二， 置部==環Μ由基座％之背面安裝，搭配該容 2ΓΓ: )之階級設計，同樣可達定位防止脫 : 為達連動伸縮變焦之順暢性，於本實施 211 驅動部21具有等角配置之三個導弓丨桿 孔221 而;亥7第、鏡框22、第二鏡框27則具有對應之三個插 可理解非：為，惟所屬技術領域中具有通 了里％非以本貫施例所示之數量為限。 第一：實施例中以以該基座％之容置部260中固定 域m 二鏡筒24為例進行說明，惟所屬技術領 變，率而定’並非以本實施例所示之二個鏡筒為限= ^又置更多的鏡筒及鏡框以供設置對應之光學鏡片，或於 早-鏡筒中製成節距互異之第一内螺紋231與第二内螺紋 241’甚至更多不同節距的内螺紋，惟該等數量上之均等變 化應為所屬技術巾具有通常知識者可理解並據以實施者， 為使㈣書簡潔易懂，故不再另外搭配圖式贅述之。 …如第5A圖至第5D圖所示，該壓電定子14係由一金 屬管141及二壓電陶究片142所構成，其中，該金屬管⑷ 可為圓管或方管’且該金屬141管之任一側邊或相鄰兩側 邊上可貼附壓電陶竟片142。於第5β圖所示之實施例中， 19561 1310475 Μ [电42之表面可做最佳振動模態之電極塗佈， 方:第5C圖所示之實施例中’該壓電陶莞片142上可做最 佳振動模態之極化，於第5D圖所示之實施例中，該屢電 陶瓷片142上可做最伟接叙M能— 取佳振動杈恶之匹配，亦即該壓電陶瓷 可依模態形狀作極化、電極塗佈或㈣。此外 壓電陶究片142之層數可為單層或多層。 " 於前述第^圖至第5D圖所示之實施例中，該壓電定 可在固疋電壓下’施以單相共振頻率（單—頻率盘單 ’：相位)來驅動之’惟令其中-個電極共同接地。或者:於 =一實施例中，該壓電定子14可在以電壓下，施以雙相 八振頻率（單一頻率’相位不同）來驅動之。再者，於再— 實：例中’該壓電定子14可在固定電壓 頻率（頻率不同，相位單―）來㈣之。 雙1、振 已達：上：二Ϊ發明利用管狀壓電馬達來驅動光學鏡頭 H一種可谷置於視訊系統、監視系統、光學系統、相 且”二=可照相手機内之簡易壓電光學鏡頭者，而 且°玄間易堡電光學鐘頭呈古：bx +丄 〇. 兄頭具有扭力大、體積小、構件簡單、 固、製造容易與組裝便捷等之功效者，已符合專利 之產業上利用性;且經查無相關的裝置、創作 2月在木’亦符合專利申請要件中之新賴性；另該種簡 查電先學鏡頭與習用裝置、創作或發明 之增益’也符合專利申請要件中 1 = 發明專利為荷丨 ^ $此而5月賜予 上述實施例僅例示性說明本發明之原理及其功效，而 19561 15 1310475 == ㈣。任何所屬技術領域中具有通 勺了在不延β本發明之精神 者 修飾與改變。因此，本發明 丁 +知a又罹利保護乾圍，應如後述之 申請專利範圍所列。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示本發明壓電光學鏡頭之實施例示意圖； 第2圖係顯示第1圖之爆炸圖； 第3圖係顯示第1圖之正視圖； 第4圖係顯示第1圖之側視圖；以及 第5A圖至第5D圖係顯示本發明壓電定孑之四種只施 示意圖。 【主要元件符號說明】 1 管狀壓電馬達 11 弟—驅動部 12 轉子 13 軸桿 14 壓電定子 141 金屬管 142 壓電陶瓷片 15 彈性元件 16 限制元件 161 墊片 163 螺帽 19561 16 1310475 2 鏡頭本體 21 齒環 211 導引桿 22 第一鏡框 221 插孔 23 第一鏡筒 24 第二鏡筒 25 固定環 251 插孔 26 基座 261 固定架 262 結合部 27 第二鏡框 271 插孔