專利名稱：透鏡驅(qū)動設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及透鏡驅(qū)動設(shè)備，并且特別涉及一種透鏡驅(qū)動設(shè)備，其能夠增加位移(displacement)而不受限制，盡管具有低功耗也無需復雜的結(jié)構(gòu)，解決在齒輪機構(gòu)中發(fā)生的摩擦和噪聲問題，并實現(xiàn)微型化和輕重量(lightness)，從而易于應(yīng)用到多種使用光學透鏡的工業(yè)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近來，隨著通信技術(shù)和數(shù)字數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展，涉及具有各種功能，如數(shù)據(jù)處理及計算、通信、圖片數(shù)據(jù)輸入和輸出等的便攜終端的技術(shù)正得到普及。舉例來說，具有數(shù)字照相機和通信功能的PDA(便攜數(shù)字助理)，以及具有數(shù)字照相機和PDA功能的蜂窩電話。根據(jù)數(shù)字照相機技術(shù)和數(shù)據(jù)存儲容量的發(fā)展，高性能數(shù)字照相機模塊的安裝正變得越來越多。
此外，基于安裝在便攜終端中的數(shù)字照相機模塊中的百萬像素圖像傳感器的使用，進一步增強了附加功能如自動對焦以及光學變焦功能的重要性。在這種小的數(shù)字照相機模塊中，要實現(xiàn)自動對焦和光學變焦功能，占據(jù)相對小的體積并實現(xiàn)快速啟動速度、低功耗以及大位移的致動器(actuator)是必不可少的。在常規(guī)的磁致動器如VCM(voicecoil motor，音圈馬達)的情況下，在位移的增加方面受技術(shù)的限制，并且存在當執(zhí)行變焦功能的同時功率被持續(xù)消耗的缺點。此外，在諸如步進馬達的致動器的情況下，該致動器旋轉(zhuǎn)導向螺桿以便線性移動可移動單元，但存在復雜的機構(gòu)以及由于齒輪機構(gòu)而引起的摩擦和噪聲的問題。而且，在使用VCM馬達及步進馬達的常規(guī)致動器的情況下，難以低成本制造致動器，還存在微型化的限制。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問題進行了研究，以及本發(fā)明的目的是提供一種透鏡驅(qū)動裝置，其能夠不受限制地增加位移，盡管具有低的功耗也無需復雜的結(jié)構(gòu)，解決出現(xiàn)在齒輪結(jié)構(gòu)中的摩擦和噪聲問題，并且實現(xiàn)微型化及輕重量，因而易于應(yīng)用到各種使用光學透鏡的工業(yè)領(lǐng)域。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種透鏡裝置，該裝置包括基底，在其表面產(chǎn)生表面聲波；可移動單元，其被耦合到光學透鏡，并利用表面聲波在基底上進行變換(translation)。
透鏡驅(qū)動裝置可以進一步包括設(shè)置在基底相對的兩端上的一對交叉(interdigitate)電極。
透鏡驅(qū)動裝置可以進一步包括壓力單元，其將壓力施加于可移動單元及基底。
該壓力單元可以包括從永磁體間的組合、永磁體和金屬的組合以及機械彈簧間的組合中選擇的一種。該基底可以由從鈮酸鋰(LiNbO3)、鉭酸鋰(LiTaO3)以及PZT材料中選擇的一種材料來構(gòu)成。
可移動單元可以在與表面聲波的傳播方向相反的方向上移動。
該透鏡驅(qū)動裝置可以進一步包括多個設(shè)置在可移動單元表面上的接觸基底的突起，從而防止可移動單元在驅(qū)動時滑動(slipping)?？梢詫⑼黄鸩贾贸申嚵?。每一突起可以具有從圓形、菱形、長方形以及正弦波形狀中選擇的一種形狀。
該透鏡驅(qū)動裝置可以進一步包括限定在該突起中的通路，來確保在可移動單元和基底之間空氣平滑流動，從而防止由空氣而引起的阻尼(damping)。該通路可以被限定在與可移動單元的驅(qū)動方向相同的方向上。
光學透鏡可以包括至少一個實施變焦功能的透鏡。而且，光學透鏡可以包括至少一個實施自動對焦功能的透鏡。
光學透鏡可以通過連接單元耦合到可移動單元。
光學透鏡可以包括至少一個變焦透鏡和至少一個自動對焦透鏡，以及耦合到該變焦透鏡的至少一個第一可移動單元和耦合到該自動對焦透鏡至少一個第二可移動單元，他們可以集成在同一基底上。


從下面結(jié)合附圖得到的詳細說明中，將更清晰地理解本發(fā)明的上述和其他目的、特征及優(yōu)點，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的SAW(表面聲波)線性馬達的透視圖；圖2a是說明圖1的SAW線性馬達操作的透視圖；圖2b是說明在圖2a的基底和可移動單元間界面的剖視圖；圖3a至3e是說明根據(jù)本發(fā)明的形成在構(gòu)成SAW線性馬達的可移動單元的接觸面上的突起的多種形狀的圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的兩組透鏡型光學變焦照相機模塊的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的使用SAW線性馬達的透鏡驅(qū)動裝置的示意圖；以及圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的使用SAW線性馬達的兩組透鏡型光學變焦照相機模塊的透視圖。
具體實施例方式
下面，將參考附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。現(xiàn)將參考附圖，在全部的附圖中使用相同的附圖標記來表示相同或相近的部分。此外，將省略對公知的功能和結(jié)構(gòu)的解釋，以更清楚地說明本發(fā)明。
本發(fā)明提供SAW(表面聲波)線性馬達，其通過微細機械加工技術(shù)(miniature machining technique)或通過微加工技術(shù)(micromachining technique)來制造；透鏡驅(qū)動裝置，其使用該SAW線性馬達；以及用于照相機模塊的光學系統(tǒng)。本發(fā)明的SAW線性馬達包括基底，在其表面上產(chǎn)生表面聲波；以及可移動單元，其利用表面聲波來移動。根據(jù)基底和可移動單元的形狀以及根據(jù)他們的組裝方法，可以將SAW線性馬達制造成各種結(jié)構(gòu)。利用SAW線性馬達驅(qū)動自動對焦透鏡和變焦透鏡的光學系統(tǒng)，是本發(fā)明可應(yīng)用的代表性領(lǐng)域。這些將在下面的本發(fā)明實施例中詳細說明。
圖1是本發(fā)明的用作透鏡驅(qū)動裝置的SAW線性馬達的示例的透視圖。如圖1中所示，在其上產(chǎn)生表面聲波的基底1和可移動單元2，由設(shè)置在可移動單元2上的上壓力單元12和設(shè)置在基底下的下壓力單元11而引起的預定壓力下彼此緊密接觸。
而且，在基底1相對的端上設(shè)置交叉電極。當RF電壓被加在該交叉電極時，可移動單元2連同上壓力單元12一起移動。該基底1并不限于特定材料，只要易于在基底1的材料上形成表面聲波即可。舉例來說，有壓電材料，如鈮酸鋰(LiNbO3)、鉭酸鋰(LiTaO3)、PZT基底的材料等?？梢苿訂卧?可以由半導體材料如硅、陶瓷、金屬或聚合物構(gòu)成。優(yōu)選的，可移動單元2由使得在可移動單元2接觸基底1的接觸面上能易于形成精細的突起的材料構(gòu)成。壓力單元是用于在可移動單元2和基底1間施加預定壓力的裝置。如果有分離組件來擠壓可移動單元2，那么可以有選擇地使用該壓力單元。在這一實施例中，磁體和磁體、磁體和金屬單元、或金屬單元和磁體被有選擇地用作上壓力單元12和下壓力單元11，使得能夠?qū)㈩A定的壓力施加到可移動單元2而無需分離組件。
圖2a是說明SAW線性馬達的驅(qū)動方法和原理的示意圖。如圖2a中所示，第一交叉電極3連接到RF功率源(power supply)21。當預定的脈沖電壓被加在該第一交叉電極3時，在基底1上產(chǎn)生表面聲波。于是，可移動單元2在與表面聲波傳播的方向201相反的方向上移動。
圖2b是說明可移動單元2和基底1之間界面的放大示意圖。當表面聲波如圖2中箭頭210所指地向左移動時，在基底1的表面產(chǎn)生順時針的微粒運動(particle motion)202。由此，可移動單元2如箭頭102所指地向右移動。因此，為增加利用表面聲波的微粒運動到可移動單元2的變換的轉(zhuǎn)換效率，由壓力單元施加到可移動單元2和基底1的壓力以及接觸基底1的可移動單元2的接觸面的形狀，必須被優(yōu)化。
圖3a-3e是說明在可移動單元2的接觸基底1的接觸面上形成的突起的各種可行形狀的圖。如圖中所示，突起被布置成陣列，所以施加于可移動單元2的接觸面的壓力被增加，且防止可移動單元2在驅(qū)動時滑動。每一突起可以具有圓形、菱形、長方形或正弦波形狀。如圖3e中所示，通路可被限定在突起中，使得空氣在可移動單元2和基底1間的界面上平滑地流動，從而防止因空氣引起的阻尼。優(yōu)選地，該通路被限定在與可移動單元2的驅(qū)動方向相同的方向上。
圖4是使用具有光學變焦功能和自動對焦功能的雙透鏡單元的光學變焦照相機模塊的示意圖。當變焦透鏡單元31被移動到預定的位置，來實施該光學變焦功能時，自動對焦透鏡單元32被移動到由變焦透鏡單元31所確定的預定位置，從而在圖像傳感器33上形成圖片。典型地，在兩組透鏡型光學變焦照相機模塊中，變焦透鏡單元需要相對大的位移，而自動對焦透鏡單元需要快速的移動。本發(fā)明的SAW線性馬達能夠被用作無需考慮光學系統(tǒng)類型的透鏡驅(qū)動裝置。
圖5是使用本發(fā)明的SAW線性馬達60的透鏡驅(qū)動裝置的示意圖。如圖中所示，透鏡單元30被通過連接單元41耦合到可移動單元2，使得透鏡單元30的驅(qū)動方向110與可移動單元2的驅(qū)動方向相同。此處，可以有選擇地使用壓力單元11和12。可供選擇地，可以通過設(shè)置在連接單元41上的彈簧，將可移動單元2和基底1互相擠壓。
圖6是說明兩組透鏡型照相機模塊61、62的示例的透視圖，該照相機模塊61、62具有變焦和自動對焦功能并使用SAW線性馬達。變焦透鏡單元31和自動對焦透鏡單元32通過各自的SAW線性馬達來移動。如圖中所示，兩個SAW線性馬達的每一個都可以被用作獨立封裝(package)61、62，或可供選擇地，可以將其集成在一個封裝中。在這種情況下，優(yōu)選的，分離引導單元51被用于在初始位置或被移動時透鏡單元的對準。
如上所述，本發(fā)明提供透鏡驅(qū)動裝置，其可以實現(xiàn)透鏡的變換而無需分離機構(gòu)，不同于利用馬達或螺絲的常規(guī)驅(qū)動裝置。而且，本發(fā)明滿足近來微型化和輕重量的趨勢，因而被用于使用光學透鏡的各種工業(yè)領(lǐng)域。
盡管出于說明的目的，公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，在不背離所附權(quán)利要求中公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，本發(fā)明的各種修改、增補及替換都是可能的。
權(quán)利要求
1.一種透鏡驅(qū)動裝置，該裝置包括基底，用于在其表面產(chǎn)生表面聲波；可移動單元，其被耦合到光學透鏡，并利用表面聲波在基底上進行變換。
2.如權(quán)利要求1所述的透鏡驅(qū)動裝置，進一步包括一對交叉電極，其被設(shè)置在基底相對的兩端上的。
3.如權(quán)利要求1所述的透鏡驅(qū)動裝置，進一步包括壓力單元，其將壓力施加到可移動單元及基底。
4.如權(quán)利要求3所述的透鏡驅(qū)動裝置，其中該壓力單元包括從永磁體的組合、永磁體和金屬的組合以及機械彈簧的組合選擇的一種。
5.如權(quán)利要求1所述的透鏡驅(qū)動裝置，其中基底由從鈮酸鋰(LiNbO3)、鉭酸鋰(LiTaO3)以及PZT材料中選擇的一種材料構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1所述的透鏡驅(qū)動裝置，其中可移動單元在與表面聲波的傳播方向相反的方向上移動。
7.如權(quán)利要求1所述的透鏡驅(qū)動裝置，其進一步包括多個設(shè)置在可移動單元表面上的接觸基底的突起，從而防止可移動單元在驅(qū)動時滑動。
8.如權(quán)利要求7所述的透鏡驅(qū)動裝置，其中該突起被布置成陣列。
9.如權(quán)利要求7所述的透鏡驅(qū)動裝置，其中每一突起具有從圓形、菱形、長方形以及正弦波形狀中選擇的一種形狀。
10.如權(quán)利要求7所述的透鏡驅(qū)動裝置，其進一步包括限定在該突起中的通路，以確保在可移動單元和基底之間平滑的空氣流動，從而防止由空氣而引起的阻尼。
11.如權(quán)利要求10所述的透鏡驅(qū)動裝置，其中該通路被限定在與可移動單元的驅(qū)動方向相同的方向上。
12.如權(quán)利要求1所述的透鏡驅(qū)動裝置，其中該光學透鏡包括至少一個實施變焦功能的透鏡。
13.如權(quán)利要求1所述的透鏡驅(qū)動裝置，其中該光學透鏡包括至少一個實施自動對焦功能的透鏡。
14.如權(quán)利要求1所述的透鏡驅(qū)動裝置，其中該光學透鏡通過連接單元被耦合到可移動單元。
15.如權(quán)利要求1所述的透鏡驅(qū)動裝置，其中該光學透鏡包括至少一個變焦透鏡和至少一個自動對焦透鏡，以及至少一個耦合到該變焦透鏡的第一可移動單元和至少一個耦合到該自動對焦透鏡第二可移動單元，它們被集成在同一基底上。
全文摘要
本發(fā)明公開一種透鏡驅(qū)動裝置，其能夠增加位移而不受限制，盡管具有低功耗也無需復雜的結(jié)構(gòu)，用于解決在齒輪機構(gòu)中發(fā)生的摩擦和噪聲問題，并實現(xiàn)微型化和輕重量。本發(fā)明的透鏡驅(qū)動裝置包括基底，用于在其表面產(chǎn)生表面聲波；以及可移動單元，其被耦合到光學透鏡，并利用表面聲波在基底上進行變換。因此，本發(fā)明的透鏡驅(qū)動裝置可以實現(xiàn)透鏡的變換而無需分離機構(gòu)，不同于利用馬達或螺絲的常規(guī)驅(qū)動裝置。此外，本發(fā)明滿足近來微型化和輕重量的趨勢，因而被用于使用光學透鏡的各種工業(yè)領(lǐng)域。
文檔編號G02B7/09GK1752789SQ20051010752
公開日2006年3月29日 申請日期2005年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月24日
發(fā)明者樸宰亨, 池昌炫, 河萬孝, 金聲赫, 夫鐘郁, 李泳柱 申請人:Lg電子株式會社