專利名稱：小型透鏡組件的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及透鏡組件，更具體地說，涉及通過使用超聲波驅(qū)動單元，提供透鏡運送(lens carrying)結(jié)構(gòu)，即使在小透鏡組件中，也能變焦和自動聚焦功能的小型透鏡組件。
背景技術(shù)：
照相機技術(shù)是從使用膠片的膠片照相機到將圖象轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的數(shù)字照相機開發(fā)的。近年來，這種數(shù)字照相機正逐步微型化并且開始應用于個人移動通信終端。安裝到個人移動通信終端，例如便攜式電話上的數(shù)字照相機的質(zhì)量基于正繼續(xù)增加的圖象傳感器的像素數(shù)量，并且現(xiàn)今，計劃銷售、或市場中已經(jīng)存在具有1百萬像素或更高的數(shù)字照相機。
安裝到便攜式電話上的波形照相機主要僅用于娛樂，但期望將小型照相機視為除其作為娛樂工具的先前功能外的有用照相機，因為近年來已經(jīng)實現(xiàn)1百萬或更高像素的圖象。因此，通常用在膠片照相機中用于變焦功能和自動聚焦功能的需求也增加到小型照相機上，其可以使得小型照相機被視為正式的照相機。
當將半導體制作工藝應用于圖象傳感器時，可以將更多的圖象傳感器累積在有限的區(qū)域中。然而，對光學變焦和自動聚焦功能來說，需要具有特別短的沖程(stroke)和小型驅(qū)動單元的透鏡組件設計。
圖1表示傳統(tǒng)的透鏡驅(qū)動結(jié)構(gòu)。在US專利No.6,268,970，標題為“Zoom LensBarrel”中公開了圖1。在圖1中，透鏡筒包括用于支撐每個透鏡組120、130和140的框架，以及用于支撐框架的凸輪管160和170。凸輪管允許框架在軸向方向中移動透鏡，以及通過驅(qū)動致動器110驅(qū)動凸輪管。
在這種凸輪結(jié)構(gòu)的變焦驅(qū)動方法中，根據(jù)使用變焦功能時凸輪的形狀，確定每個透鏡的相對位置。因此，需要需求用于以特定放大率聚焦的聚焦透鏡和驅(qū)動單元，以及由于另外需要沿凸輪移動的最終減速齒輪和透鏡保持結(jié)構(gòu)，驅(qū)動工具變得不利地復雜并且尺寸大。

發(fā)明內(nèi)容
因此，設計本發(fā)明來解決上述問題，以及本發(fā)明的目的是通過安裝使用超聲波頻率振動操作的驅(qū)動單元，提供可以具有短透鏡移動沖程和小型尺寸的透鏡組件。
本發(fā)明的另一目的是提供透鏡組件，能精確地操作并且具有小型尺寸以便安裝到小的電子機器上的小型照相機可以具有變焦功能和自動聚焦功能。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種透鏡組件，包括外殼；位于外殼中并具有至少一個透鏡的透鏡單元；可旋轉(zhuǎn)地連接在外殼中并連接到透鏡單元以便可向前和向后移動透鏡單元的運送構(gòu)件；以及安裝在外殼中的驅(qū)動單元，用于將驅(qū)動力傳送到運送構(gòu)件以便通過重復與運送構(gòu)件接觸和非接觸，運送透鏡單元。
優(yōu)選地，驅(qū)動單元是壓電驅(qū)動單元。此時，壓電驅(qū)動單元可以包括空金屬管和連接到金屬管的至少兩側(cè)的壓電板。
優(yōu)選地，金屬管是實心金屬棒。
優(yōu)選地，將具有相位差的AC電壓施加到壓電板上以便將在長度方向中，金屬管的中央部分處的彎曲位移轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)位移。另外，連接壓電板的金屬管的側(cè)面的厚度優(yōu)選地小于未連接金屬板的側(cè)面的厚度。此時，金屬管可以具有諸如圓形柱、矩形柱和三角形柱的形狀。
同時優(yōu)選地，運送構(gòu)件具有局部形成螺絲的軸形狀，以及透鏡單元包括用于支撐至少一個透鏡的透鏡外殼。另外，可旋轉(zhuǎn)地將運送構(gòu)件的螺紋部分插入透鏡外殼中以便將從驅(qū)動單元傳送的驅(qū)動力轉(zhuǎn)換成垂直方向中的運送力，然后將運送力傳送到透鏡單元。
此時，運送構(gòu)件可以包括接觸輪，其具有大于軸的直徑的直徑并且與軸同中心形成以便可接觸驅(qū)動單元。另外，至少一個支撐構(gòu)件連接到與運送構(gòu)件平行的透鏡外殼上以便引導透鏡單元。此外，可以與運送構(gòu)件的中心軸平行地排列壓電驅(qū)動單元的中心軸。
優(yōu)選地，壓電驅(qū)動單元由外殼、在與其兩端相鄰的部分彈性支撐壓電驅(qū)動單元，以及在支撐壓電驅(qū)動單元的部分的中心處放置接觸輪。此時，可以由片簧彈性支撐壓電驅(qū)動單元。
優(yōu)選地，通過摩擦材料使接觸輪和壓電驅(qū)動單元接觸。以及可以沿接觸輪的圓周，附著摩擦材料或附著到壓電驅(qū)動單元上。
在本發(fā)明的另一方面中，提供一種透鏡組件，包括外殼；位于外殼中并具有至少一個透鏡的第一透鏡單元；在其后面位置與第一透鏡單元分開并具有至少一個透鏡的第二透鏡單元；可旋轉(zhuǎn)地連接到外殼中的至少一個運送構(gòu)件，，第一運送構(gòu)件具有局部形成螺絲的軸形狀，螺紋部分連接到第一或第二透鏡單元以便向前或向后移動第一或第二透鏡單元；以及安置在外殼中的至少一個驅(qū)動單元，用于將驅(qū)動力傳送到運送單元以便通過與運送構(gòu)件重復地接觸和非接觸，運送第一或第二透鏡單元。
優(yōu)選地，驅(qū)動單元是壓電驅(qū)動單元，壓電驅(qū)動單元包括空金屬管和連接到金屬管的至少兩側(cè)的壓電板，以及金屬管可以是實心金屬棒。另外，可以將具有相位差的AC電壓施加到壓電板上以便將在長度方向中，金屬管的中央部分處的彎曲位移轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)位移。此外，連接壓電板的金屬管的側(cè)面的厚度可以小于未連接金屬板的側(cè)面的厚度，以及金屬管可以具有從由圓形柱、矩形柱和三角形柱組成的組選擇的形狀。
另外，透鏡單元可以包括用于支撐至少一個透鏡的透鏡外殼，以及可以可旋轉(zhuǎn)地將運送構(gòu)件的螺紋部分插入透鏡外殼中以便將從驅(qū)動單元傳送的驅(qū)動力轉(zhuǎn)換成垂直方向中的運送力，然后將運送力傳送到透鏡單元。
優(yōu)選地，運送構(gòu)件包括接觸輪，其具有大于軸的直徑的直徑并且與軸同中心形成以便可接觸驅(qū)動單元。而且優(yōu)選地，至少一個支撐構(gòu)件連接到與運送構(gòu)件平行的透鏡外殼上以便引導透鏡單元。
優(yōu)選地，與運送構(gòu)件的中心軸平行地排列壓電驅(qū)動單元的中心軸。此時，可以由外殼、在與其兩端相鄰的部分彈性支撐壓電驅(qū)動單元，以及在支撐壓電驅(qū)動單元的部分的中心處放置接觸輪。此時，可以由片簧彈性支撐壓電驅(qū)動單元。
另外，通過摩擦材料可以使接觸輪和壓電驅(qū)動單元接觸。此時，可以沿接觸輪的圓周，附著摩擦材料或附著到壓電驅(qū)動單元上。
在本發(fā)明的另一方面中，可以提供一種透鏡組件，包括第一透鏡單元，具有至少一個透鏡；在后面位置處與第一透鏡單元分開并具有至少一個透鏡的第二透鏡單元；一對運送構(gòu)件，具有局部形成螺絲的軸形狀、在垂直于軸向的方向中，形成到其上的圓形接觸輪，螺紋部分分別連接到第一和第二透鏡單元以便向前或向后移動第一和第二透鏡單元；以及金屬管的壓電驅(qū)動單元，在相鄰于其兩端的位置處支撐，壓電驅(qū)動單元將驅(qū)動力傳送到運送單元以便通過與運送構(gòu)件重復地接觸和非接觸，運送第一或第二透鏡單元。


包括以提供本發(fā)明的進一步理解以及包含并構(gòu)成本申請的一部分的附圖示例說明本發(fā)明的實施例并結(jié)合說明書用來解釋本發(fā)明的原理。在圖中圖1是表示傳統(tǒng)的透鏡組件的截面圖；圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例的小型透鏡組件的透視圖；圖3是表示圖2的透鏡外殼的平面圖；圖4是表示在圖2中所示的壓電驅(qū)動單元的例子的透視圖；圖5是表示圖2所示的壓電驅(qū)動單元的另一例子的透視圖；圖6是表示圖2的運送構(gòu)件的截面圖；圖7是用于示例說明根據(jù)本發(fā)明，如何將驅(qū)動力從驅(qū)動單元傳送到小型透鏡組件的運送構(gòu)件的示意圖；圖8是表示根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的小型透鏡組件的透視圖；圖9表示根據(jù)本發(fā)明的小型透鏡組件的壓電驅(qū)動單元的軌跡；以及圖10(a)至10(c)表示用在根據(jù)本發(fā)明的小型透鏡組件中的摩擦材料的布置。
具體實施例方式
在下文中，將參考附圖，詳細地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
通過每個透鏡單元的安置和運動沖程(movement stroke)，實現(xiàn)光學儀器諸如照相機的變焦功能。變焦功能用來在遠離光學儀器諸如照相機的距離拍攝物體，就象將其安置得更近一樣。使用變焦照相機，對相同的物體，可以獲得更大的圖象。同時，通常變焦功能可以分成光學變焦功能和數(shù)字變焦功能。將光學變焦功能定義成根據(jù)透鏡間的距離變化，實現(xiàn)變焦功能，在不損壞圖象質(zhì)量的情況下，可以有利地低分辨率的圖象傳感器。同時，數(shù)字變焦可以有利地提供在特定位置，具有高曝光的圖象，但是損壞圖象質(zhì)量。數(shù)字變焦功能使用軟件方式，例如，用于放大在圖象傳感器中識別的圖象信號。
在通用的光學變焦機制中，聚焦透鏡和變焦透鏡將放大或縮小的圖象傳送到以相同間隔或不同間隔移動的圖象傳感器。
另外，根據(jù)從透鏡控制器發(fā)送的、與變焦透鏡的移動無關(guān)的信號，向前或向后移動與變焦透鏡一起安置的微聚焦透鏡以便自動聚焦。為實現(xiàn)光學儀器的自動變焦功能，使用聲音導航器、紅外光束系統(tǒng)、對比度識別系統(tǒng)、相位檢測系統(tǒng)等等。
本發(fā)明以比現(xiàn)有技術(shù)更高的組件，提供能實現(xiàn)光學儀器的功能的新結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明中，排除了用于移動透鏡單元的傳統(tǒng)的透鏡鏡筒，反而采用小型的驅(qū)動結(jié)構(gòu)。首先，本發(fā)明的透鏡組件包括位于外殼11中的透鏡單元20。透鏡單元20具有至少一個透鏡12。透鏡12可以是凸透鏡或凹透鏡，或它們的混合。透鏡12包括具有如圖3所示的形狀的透鏡外殼21。透鏡外殼21具有可以安裝透鏡12的開口25。透鏡12可以安裝在開口25中，以及可以在其中安裝幾個透鏡。為透鏡組件小且輕的結(jié)構(gòu)的目的，透鏡外殼優(yōu)選地由輕的材料，諸如樹脂制成。另外，可以在透鏡12的外周上形成孔而不使用透鏡外殼。
透鏡單元20連接到運送構(gòu)件30，以及運送構(gòu)件30可旋轉(zhuǎn)地安裝到外殼11上。運送構(gòu)件30連接到透鏡單元20以便透鏡單元可以向前或向后移動，以及由于這個原因，運送構(gòu)件30優(yōu)選地具有在其上部分成形螺絲的軸形狀。運送構(gòu)件30具有圖6所示的軸開關(guān)，以及在連接到透鏡單元20的運送構(gòu)件30的一部分上形成預定傾斜的螺絲。這允許透鏡單元20在圖2中垂直移動同時旋轉(zhuǎn)運送構(gòu)件30。此時，螺絲優(yōu)選地具有矩形螺紋形狀以便螺絲的旋轉(zhuǎn)使得透鏡單元移動。
優(yōu)選地，運送構(gòu)件的螺絲32經(jīng)其可旋轉(zhuǎn)地插入到在透鏡外殼21中形成的孔22的方式連接到透鏡單元。另外，也可以將運送構(gòu)件的螺絲直接連接到透鏡。
至少一個支撐構(gòu)件51連接到與運送構(gòu)件30并行的透鏡單元20以便引導透鏡單元。支撐構(gòu)件15插入在透鏡單元20的透鏡外殼的外圍中形成的的孔23中，并安裝以便可在透鏡外殼上滑動。支撐構(gòu)件15的一端插入透鏡外殼，同時另一端固定到外殼11上。在它們的中心的基礎上，支撐構(gòu)件15和運送構(gòu)件30優(yōu)選地以120度的角度排列以便支撐透鏡構(gòu)件。因此，當運送構(gòu)件30旋轉(zhuǎn)以便垂直移動透鏡單元20時，透鏡單元通過支撐構(gòu)件15可以保持其水平狀態(tài)。
同時，本發(fā)明的透鏡組件包括用于通過重復地接觸和不接觸運送構(gòu)件30，傳送驅(qū)動力的驅(qū)動單元40。驅(qū)動單元40在與運送構(gòu)件30相鄰的位置安裝在外殼11中。驅(qū)動單元40優(yōu)選地是壓電驅(qū)動單元。壓電驅(qū)動單元是使用通過施加到其上的電壓，可以重復彎曲變形的壓電板的驅(qū)動裝置。在本發(fā)明中，驅(qū)動單元和運送構(gòu)件30通過壓電彎曲位移重復接觸和非接觸狀態(tài)。
圖4表示用在本發(fā)明中的壓電驅(qū)動單元40的例子。在圖4中，壓電驅(qū)動單元包括空金屬管41和連接到金屬管的至少兩側(cè)的壓電板45。當將AC電壓施加到壓電板45上時，壓電板重復最終將傳送到金屬管41以便彎曲變形金屬管的彎曲變形。
如果將具有相位差的電壓施加到壓電驅(qū)動單元上同時壓電板45連接到金屬管的兩側(cè)，將在長度方向中、在金屬管41的中央部分處的彎曲位移轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)位移。也就是說，在壓電板45中交替生成彎曲變形，從而交替彎曲金屬管。如果連續(xù)實施這一行為，出現(xiàn)與圓形類似的軌跡，如圖9所示。盡管圖9表示使用圓形空金屬管的情形，圖4所示的矩形空金屬管也表示相同軌跡。
圖5表示壓電驅(qū)動單元的另一例子40′，其采用圓柱空金屬管41′。在圓柱金屬管41′的外周，以約90度連接壓電板41′。金屬管也可以具有矩形或圓柱形狀，但金屬管的形狀不限于這些情形，以及例如，也可以使用三角形空金屬管。另外，與上述例子不同，金屬管也可以是實心金屬棒。
在圖4或5所示的金屬管41或41′中，連接壓電板45或45′的側(cè)面優(yōu)選地具有小于未連接壓電板的側(cè)面的厚度。這有助于更容易將彎曲位移從壓電板傳送到金屬管。為此目的，在圓柱金屬管的情況下，優(yōu)選地部分切除金屬管的表面，然后，將壓電板連接到其上。同時，在矩形金屬管的情況下，將相鄰兩側(cè)處理到預定厚度，然后將壓電板連接到其上。
這種壓電驅(qū)動單元40與運送構(gòu)件30接觸。為更好地接觸，運送構(gòu)件30包括具有能與驅(qū)動單元接觸的直徑的接觸輪33。接觸輪33具有大于運送構(gòu)件30的軸的直徑的直徑，并具有與運送構(gòu)件的軸相同的中心。
圖7表示如上所述構(gòu)造的、在壓電驅(qū)動單元40和運送構(gòu)件30間的驅(qū)動力傳送過程。在a狀態(tài)下，驅(qū)動單元40與運送構(gòu)件30的接觸輪33接觸。在此之后，當連續(xù)施加具有相位差的AC電壓后，使驅(qū)動單元40逐漸變形成b狀態(tài)，以及通過由與驅(qū)動單元接觸產(chǎn)生的摩擦力，使運送構(gòu)件30旋轉(zhuǎn)。這一行為是基于通過抽打所施加的影響，重復接觸和非接觸狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)玩具陀螺的原理。
每秒重復幾萬次到幾十萬次壓電驅(qū)動單元40的接觸/非接觸行為。盡管這一行為向運送構(gòu)件提供細微的位移，由于快速重復這一行為，運送構(gòu)件可以充分地旋轉(zhuǎn)。壓電驅(qū)動單元40和運送構(gòu)件30優(yōu)選地彼此并行排列，用于更好地傳送運動。
同時，由外殼，在與兩端相鄰的位置彈性支撐壓電驅(qū)動單元40以便將驅(qū)動力傳送到運送構(gòu)件，如圖7所示。即，當在長度方向中，在壓力驅(qū)動單元的金屬管的兩端設置節(jié)點，在壓電驅(qū)動單元的中央傳送最大位移。以這種原因，由固定到外殼11的壁(未示出)的彈簧17，支撐與壓電驅(qū)動單元的兩端相鄰的部分。此時，盡管彈簧17描述為片簧，也可以使用其他種彈簧諸如圈簧和拉簧。
彈性支撐壓電驅(qū)動單元的原因在于當與運送構(gòu)件接觸時，驅(qū)動單元可以施加足夠的摩擦力以便可以平滑地旋轉(zhuǎn)運送構(gòu)件。即，由于摩擦力與垂直力成比例，通過將驅(qū)動單元彈性壓向運送構(gòu)件，獲得足夠的摩擦力。
另外，為獲得足夠的摩擦力，在運送構(gòu)件30的接觸輪33和壓電驅(qū)動單元40的金屬管41間安置摩擦材料55，如圖10所示。摩擦材料55提供足夠的摩擦力并且還解決一些問題，諸如由接觸輪33和金屬管41的接觸運動引起的噪聲或磨損。摩擦材料55由抗磨損膜或板制成。另外，摩擦膜可以由聚合物樹脂，諸如熱固性聚酰亞胺環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯聚合物、紫外線固化環(huán)氧樹脂等等制成，具有良好的粘合強度、均勻表面、固化后良好的硬度和低粘性。
可以以各種方式附著摩擦材料55，如圖10(a)至10(c)所示。
首先，可以將摩擦膜附著到為壓電驅(qū)動單元的金屬管41上，如圖10(a)所示，以及可以將摩擦板連接到金屬管41上，如圖10(b)所示。另外，如圖10(c)所示，摩擦膜可以環(huán)繞在運送構(gòu)件30的接觸輪33的外圍。此時，為將摩擦板連接到金屬管41上，可以使用具有良好硬度和低粘性的聚合物或無機陶瓷。
如上所述，本發(fā)明提供通過重復與運送構(gòu)件接觸或非接觸，驅(qū)動單元旋轉(zhuǎn)運送構(gòu)件，以及將運送構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)傳送到透鏡單元以便筆直地移動透鏡單元的結(jié)構(gòu)。因此，透鏡組件可以比通過使用形成用于移動透鏡單元的外形的透鏡鏡筒，移動透鏡單元的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡單和小型。另外，本發(fā)明提供能用比使用DC馬達和減速齒輪的傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更直接和簡單的結(jié)構(gòu)傳送，更精確地傳送驅(qū)動力的透鏡組件。
本發(fā)明的驅(qū)動單元采用具有能將由壓電效應引起的彎曲位移轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)力的結(jié)構(gòu)的空金屬管壓電驅(qū)動單元。使用這種壓電驅(qū)動單元，允許提供比傳統(tǒng)更簡單和小型的透鏡組件。
圖8表示根據(jù)本發(fā)明，具有兩個透鏡組的透鏡組件。本發(fā)明的透鏡組件配置成能在小型組件中執(zhí)行變焦功能和自動聚焦功能。由于這種原因，本發(fā)明的透鏡組件提供可以由小型驅(qū)動單元驅(qū)動的透鏡運送結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在，描述同時執(zhí)行變焦功能和自動聚焦功能的透鏡組件。
首先，圖8的透鏡組件包括外殼11。在外殼11中，放置分別具有至少一個透鏡12和13的第一和第二透鏡單元60和70。此時，第二透鏡單元70位于在后方向中，與第一透鏡單元60分開的位置。優(yōu)選地，第一透鏡單元60具有自動變焦功能，以及第二透鏡單元70具有變焦功能。
將第一和第二透鏡單元60和70連接到至少一個運送構(gòu)件81和82。盡管圖8表示對應于每個透鏡單元的兩個運送構(gòu)件82和83，一些透鏡單元可以不連接到運送構(gòu)件以便僅執(zhí)行變焦功能或僅執(zhí)行自動聚焦功能。
如圖8所示，連接到每個透鏡單元的運送構(gòu)件81和82具有在其上部分形成螺絲的軸形狀，以及將螺紋部分連接到透鏡單元，與圖2的外殼類似。運送構(gòu)件81和82可旋轉(zhuǎn)地連接到外殼的內(nèi)部。運送構(gòu)件具有其形狀和配置與圖2相同的接觸輪。
另外，對應于運送構(gòu)件81和82安置驅(qū)動單元91和92。驅(qū)動單元91和92通過重復與運送構(gòu)件的接觸和非接觸狀態(tài)，傳送用于運送透鏡單元的驅(qū)動力。驅(qū)動單元優(yōu)選地是壓電驅(qū)動單元，包括空金屬管和連接到金屬管的至少兩側(cè)的壓電板。當將具有相位差的AC電壓施加到壓電板上時，壓電驅(qū)動單元將在長度方向中，在金屬管的中央部分處的彎曲位移轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)位移，與圖2的壓電驅(qū)動單元相同。另外，連接壓電板的金屬管的側(cè)面還具有小于未連接壓電板的側(cè)面的厚度。此外，驅(qū)動單元的形狀和配置與圖2相同。
在圖8中，每個驅(qū)動單元91和92以及每個運送構(gòu)件彼此平行排列，以及運送構(gòu)件81和82在其相對部分具有螺紋部分。因為上下地排列透鏡單元60和70。因此，螺紋部分起運送透鏡單元的作用，而非螺紋部分充當用于引導其他透鏡單元。
因此，在圖8中，透鏡單元60和70在他們的中央的基礎上，具有經(jīng)120度放置的三個支架，在它們中，兩個支架連接到運送構(gòu)件81和82。在兩個支架中，一個連接到運送構(gòu)件的螺紋部分以及另一個連接到運送構(gòu)件的軸上。另外，除兩個構(gòu)件外的剩余的構(gòu)件連接到支撐構(gòu)件65上，用于正好引導透鏡單元。支撐構(gòu)件65固定到外殼上，以及運送構(gòu)件81和81可旋轉(zhuǎn)地安裝到外殼上。為旋轉(zhuǎn)運送構(gòu)件，在連接到外殼的運送構(gòu)件的部分處采用軸承。
由固定到外殼兩端的片簧彈性支撐驅(qū)動單元91和92。這種彈性支撐允許驅(qū)動單元在長度方向中，其中央部分具有最大位移。另外，彈性單元連續(xù)地將用于粘附驅(qū)動單元的力施加到運送構(gòu)件上，以便可以將驅(qū)動單元的驅(qū)動力有效地傳送到運送構(gòu)件。
根據(jù)本發(fā)明，圖8所示的透鏡組件具有兩個透鏡組。通常，通常采用三個透鏡組。在傳統(tǒng)的外殼中，前透鏡單元近似地實施聚焦控制功能，中間透鏡單元實施變焦功能，以及后透鏡單元通過與聚焦透鏡分開地移動，實施自動聚焦功能。然而，這一方法的局限在于由于透鏡和沖程問題間的距離降低其大小。此外，當使用具有凸輪曲線的透鏡筒時，降低大小更困難。
本發(fā)明提供使用用于大小降低的兩個透鏡組，而不是現(xiàn)有技術(shù)的三個透鏡組的透鏡組件，安置驅(qū)動單元以便透鏡單元可以獨立地移動，并能通過調(diào)整頻率控制運動沖程。通過使用這種結(jié)構(gòu)，前后透鏡單元可以分別實施自動聚焦功能和變焦功能，從而降低透鏡的沖程，以及最終降低透鏡驅(qū)動單元的大小。因此，可以用小的尺寸制作透鏡組件以便可以將其插入便攜式電話。
根據(jù)本發(fā)明，可以制造比通過在其上形成透鏡單元移動外形的透鏡筒移動透鏡單元的傳統(tǒng)透鏡組件更簡單和更小的透鏡組件。另外，本發(fā)明的透鏡組件可以用更直接和簡單的方式傳送驅(qū)動力。
此外，本發(fā)明的透鏡組件僅使用兩個透鏡組件，而傳統(tǒng)的透鏡組件使用三個透鏡組，以及本發(fā)明的透鏡組件通過調(diào)整頻率，可以排除透鏡筒和控制沖程。這一透鏡組件可以同時執(zhí)行自動聚焦功能和變焦功能，降低透鏡的沖程，并具有小型透鏡驅(qū)動單元，以便可以提供可以插入便攜式電話的小型透鏡組件。
對本領域的技術(shù)人員來說，可以在本發(fā)明中做出各種改進和改變是顯而易見的。因此，意圖本發(fā)明覆蓋落在附加權(quán)利要求及其等效的范圍內(nèi)的本發(fā)明的改進和改變。
權(quán)利要求
1.一種透鏡組件，包括外殼；位于所述外殼中并具有至少一個透鏡的透鏡單元；可旋轉(zhuǎn)地連接在所述外殼中并連接到所述透鏡單元以便可向前和向后移動所述透鏡單元的運送構(gòu)件；以及安裝在所述外殼中的驅(qū)動單元，用于將驅(qū)動力傳送到所述運送構(gòu)件以便通過重復與所述運送構(gòu)件接觸和非接觸，運送所述透鏡單元。
2.如權(quán)利要求1所述的透鏡單元，其中，所述驅(qū)動單元是壓電驅(qū)動單元。
3.如權(quán)利要求2所述的透鏡單元，其中，所述壓電驅(qū)動單元包括空金屬管和連接到所述金屬管的至少兩側(cè)的壓電板。
4.如權(quán)利要求3所述的透鏡單元，其中，所述金屬管是實心金屬棒。
5.如權(quán)利要求3所述的透鏡單元，其中，將具有相位差的AC電壓施加到所述壓電板上以便將在長度方向中所述金屬管的中央部分處的彎曲位移轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)位移。
6.如權(quán)利要求5所述的透鏡單元，其中，連接所述壓電板的所述金屬管的側(cè)面的厚度小于未連接金屬板的側(cè)面的厚度。
7.如權(quán)利要求6所述的透鏡單元，其中，所述金屬管具有從由圓形柱、矩形柱和三角形柱組成的組選擇的形狀。
8.如權(quán)利要求3所述的透鏡單元，其中，所述運送構(gòu)件具有局部形成螺絲的軸形狀，所述透鏡單元包括用于支撐所述至少一個透鏡的透鏡外殼，其中，可旋轉(zhuǎn)地將所述運送構(gòu)件的螺紋部分插入所述透鏡外殼中，以便將從驅(qū)動單元傳送的驅(qū)動力轉(zhuǎn)換成垂直方向中的運送力，然后將所述運送力傳送到所述透鏡單元。
9.如權(quán)利要求8所述的透鏡單元，其中，所述運送構(gòu)件包括接觸輪，其具有大于所述軸的直徑的直徑，并且與所述軸同中心形成，以便可接觸所述驅(qū)動單元。
10.如權(quán)利要求8所述的透鏡單元，其中，所述至少一個支撐構(gòu)件連接到與所述運送構(gòu)件平行的所述透鏡外殼上，以便引導所述透鏡單元。
11.如權(quán)利要求8所述的透鏡單元，其中，與所述運送構(gòu)件的中心軸平行地排列所述壓電驅(qū)動單元的中心軸。
12.如權(quán)利要求9所述的透鏡單元，其中，所述壓電驅(qū)動單元在與其兩端相鄰的部分由所述外殼彈性支撐，以及在支撐所述壓電驅(qū)動單元的部分的中心處放置所述接觸輪。
13.如權(quán)利要求12所述的透鏡單元，其中，由彈簧彈性支撐所述壓電驅(qū)動單元。
14.如權(quán)利要求9所述的透鏡單元，其中，通過摩擦材料使所述接觸輪和所述壓電驅(qū)動單元接觸。
15.如權(quán)利要求14所述的透鏡單元，其中，沿所述接觸輪的圓周，附著所述摩擦材料。
16.如權(quán)利要求14所述的透鏡單元，其中，所述摩擦材料附著到所述壓電驅(qū)動單元上。
17.一種透鏡組件，包括外殼；位于所述外殼中并具有至少一個透鏡的第一透鏡單元；在其后面位置與所述第一透鏡單元分開，并具有至少一個透鏡的第二透鏡單元；可旋轉(zhuǎn)地連接到所述外殼中的至少一個運送構(gòu)件，所述第一運送構(gòu)件具有局部形成螺絲的軸形狀，螺紋部分連接到所述第一或第二透鏡單元，以便向前或向后移動所述第一或第二透鏡單元；以及安置在所述外殼中的至少一個驅(qū)動單元，用于將驅(qū)動力傳送到所述運送單元，以便通過與所述運送構(gòu)件重復地接觸和非接觸，運送所述第一或第二透鏡單元。
18.如權(quán)利要求17所述的透鏡單元，其中，所述驅(qū)動單元是壓電驅(qū)動單元，所述壓電驅(qū)動單元包括空金屬管和連接到所述金屬管的至少兩側(cè)的壓電板。
19.如權(quán)利要求18所述的透鏡單元，其中，所述金屬管是實心金屬棒。
20.如權(quán)利要求18所述的透鏡單元，其中，將具有相位差的AC電壓施加到所述壓電板上，以便將在長度方向中所述金屬管的中央部分處的彎曲位移轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)位移。
21.如權(quán)利要求20所述的透鏡單元，其中，連接所述壓電板的所述金屬管的側(cè)面的厚度小于未連接金屬板的側(cè)面的厚度。
22.如權(quán)利要求20所述的透鏡單元，其中，所述金屬管具有從由圓形柱、矩形柱和三角形柱組成的組選擇的形狀。
23.如權(quán)利要求18所述的透鏡單元，其中，所述透鏡單元包括用于支撐所述至少一個透鏡的透鏡外殼，其中，可旋轉(zhuǎn)地將所述運送構(gòu)件的螺紋部分插入所述透鏡外殼中以便將從驅(qū)動單元傳送的驅(qū)動力轉(zhuǎn)換成垂直方向中的運送力，然后將所述運送力傳送到所述透鏡單元。
24.如權(quán)利要求23所述的透鏡單元，其中，所述運送構(gòu)件包括接觸輪，其具有大于所述軸的直徑的直徑，并且與所述軸同中心形成以便可接觸所述驅(qū)動單元。
25.如權(quán)利要求24所述的透鏡單元，其中，所述至少一個支撐構(gòu)件連接到與所述運送構(gòu)件平行的所述透鏡外殼上，以便引導所述透鏡單元。
26.如權(quán)利要求18所述的透鏡單元，其中，與所述運送構(gòu)件的中心軸平行地排列所述壓電驅(qū)動單元的中心軸。
27.如權(quán)利要求24所述的透鏡單元，其中，所述壓電驅(qū)動單元在與其兩端相鄰的部分由所述外殼彈性支撐，以及在支撐所述壓電驅(qū)動單元的部分的中心處放置所述接觸輪。
28.如權(quán)利要求27所述的透鏡單元，其中，由片簧彈性支撐所述壓電驅(qū)動單元。
29.如權(quán)利要求24所述的透鏡單元，其中，通過摩擦材料使所述接觸輪和所述壓電驅(qū)動單元接觸。
30.如權(quán)利要求29所述的透鏡單元，其中，沿所述接觸輪的圓周，附著所述摩擦材料。
31.如權(quán)利要求29所述的透鏡單元，其中，所述摩擦材料附著到所述壓電驅(qū)動單元上。
32.一種透鏡組件，包括第一透鏡單元，具有至少一個透鏡；在后面位置處與所述第一透鏡單元分開，并具有至少一個透鏡的第二透鏡單元；一對運送構(gòu)件，具有局部形成螺絲的軸形狀、在垂直于軸向的方向中形成到其上的圓形接觸輪，螺紋部分分別連接到所述第一和第二透鏡單元，以便向前或向后移動所述第一和第二透鏡單元；以及金屬管的壓電驅(qū)動單元，在相鄰于其兩端的位置處支撐，所述壓電驅(qū)動單元將驅(qū)動力傳送到所述運送單元以便通過與所述運送構(gòu)件重復地接觸和非接觸，運送所述第一或第二透鏡單元。
全文摘要
提供即使在小透鏡組件中，通過使用超聲波驅(qū)動單元提供透鏡運送結(jié)構(gòu)，允許變焦和自動聚焦功能的小型透鏡組件。透鏡單元位于外殼中并具有至少一個透鏡。運送構(gòu)件可旋轉(zhuǎn)地連接在外殼中并連接到透鏡單元以便透鏡單元可向前和向后移動。另外，驅(qū)動單元安裝在外殼中，用于將驅(qū)動力傳送到運送構(gòu)件以便通過重復與運送構(gòu)件接觸和非接觸，運送透鏡單元。
文檔編號G02B7/10GK1664641SQ20041007497
公開日2005年9月7日 申請日期2004年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月4日
發(fā)明者鄭大鉉, 金義錫, 崔炯敏, 趙鏞主, 柳政湖, 石鎰宇, 曹政均, 姜秉佑 申請人:三星電機株式會社