一种驱动自动调焦镜头模组的超声电机制造技术

一种驱动自动调焦镜头模组的超声电机，包括定子和转子，所述定子包括一个多面体定子基体及多个固定在多面体外表面上的压电元件，所述转子为空心圆柱体，其外表面加工有螺纹，转子的空心圆柱体嵌有光学透镜组，所述的定子基体为空心结构，内壁加工有与转子相配合的螺纹。采用上述超声电机驱动的自动调焦镜头模组，包括所述的超声电机、安装在柔性线路板或印制电路板上的感光芯片、包围感光芯片并为电机提供支撑的底座，以及安装在柔性线路板上的驱动电路。本实用新型专利技术的优点在于：结构简单结实、部件数目少、工艺简单易行、成本低，采用现有的设备水平便可以进行大批量生产，为手机调焦镜头模组的生产提供了新的结构、工艺与方法。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种自动调焦镜头模组，特别涉及一种驱动自动 调焦镜头模组的超声电机。
技术介绍
超声电机是利用压电材料的逆压电效应，将多个压电元件组合在 特定的结构内所得到的驱动机构，它一般由定子、转子等功能部件构 成，通常在定子上固定了具有电致伸缩效应的压电元件。现有的超声 电机一般设置四(或其整数倍)个压电元件，其驱动采用两相正交正 弦电源，即将压电元件以四个为一组先分组，每组相对的两个压电元件先反向串耳关起来，再分别加上电源信号sinw与cos欲(图1 )，从而 在超声电机的定子上产生驻波或行波，并借助于定子和转子之间的摩 擦力驱动转子旋转。在图1中所示的一种已有的超声电机中，定子11由外贴陶乾压 电元件12的空心金属柱组成，压电元件12由压电片121、 122、 123、 124组成，所有的压电片的外表面被金属化后形成电极，其内表面被 金属柱短接，形成公共点并接地。当其上的压电片121-124分别被正 向极化(以+号表示，指极化方向由外部指向金属内筒)后在压电片 121与压电片123间加上2Msinw，在压电片122与压电片124间加 上2Mcosw (如图1中虚线所示)，其中M为驱动单个压电片所需电 压的幅值，转子13就能转动起来。工程上出于简化电路的目的，常采用电路结构更为简单的桥式逆变电路输出同频同相的方波来代替正弦波输出。如图2,采用两个独 立控制的单相H桥，为分别由支路21和支路22组成的H桥，以及分 别由支路23和支路24组成的H桥，分别输出相位相差90°电角度的 方波，以替代图1中的正弦波电源(参见图1中实线部分)，也可以使 电机转动起来。用图1所示的电机构成调焦镜头模组时，如图3所示，电机15 安装在需要调节焦距的镜头14旁，具有螺紋的电机轴在旋转时同时产 生轴向位移，此位移经过一个传动机构16传递到镜头上，推动镜头上 下移动，产生调焦效果。用图1所示的电机构成调焦镜头模组(图3 )时，尽管电机15可 以做得很小，例如小至1.5mm直径，但因为电机必须安装在镜头14 旁，考虑到必要的间隙、传动机构16及其它结构辅件及封装，模组的 整体尺寸总是大于镜头+电机的尺寸。例如，当采用M6.5mm的镜头 及①1.5mm的电机时，模组的最小封装尺寸为8.5x8.5mm。分离的镜 头14与电机15限制了模组尺寸的进一步小型化。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题之一在于提供一种模组尺寸进一 步小型化的驱动自动调焦镜头模组的超声电机。本技术所要解决的技术问题之二在于提供采用上述的超声电 机直接驱动的、可以自动调焦镜头模组。本技术采用如下技术方案解决上述技术问题之一 一种驱动 自动调焦镜头模组的超声电机，包括定子和转子，所述的定子包括一 个金属材料的多面体定子基体及多个固定在多面体外表面上的压电元 件，所述转子为空心圓柱体，空心圆柱体的外表面加工有螺紋，转子 的空心圆柱体嵌有光学透镜组，所述的定子基体为空心结构，内壁加 工有与转子相配合的螺紋。所述的压电元件的个数为四或四的倍数，对称分布在定子的外表 面上。所述的压电元件数目为三或三的倍数。所述的定子固定在一块印制电路板上，所述定子具有一外框，所 述印制电^各板与外框共同构成定子的外封装。所述的转子上部安装一个限位卡环，所述的定子外框上有与所述 的转子限位卡环相对应的限位柱。所述的印制电路板为补强的柔性电路板。本技术采用如下技术方案解决上述技术问题之二 一种自动 调焦镜头模组，包括所述的驱动自动调焦镜头模组的超声电机、安装 在柔性线路板或印制电路板上的感光芯片、包围感光芯片并为电机提 供支撑的底座，以及安装在柔性线路板上的驱动电路。所述底座上固定了所述的印制线路板或柔性电路板。所述底座带有延伸柱，所述超声电机的定子直接固定在底座的上 部平台上，定子的出线采用柔性电路板，电机的外框直接滑套入底座 的延伸柱上。所述电机外框为一安装在延伸柱的方形顶盖。本技术的优点在于模组中的镜头与电机的转子实际为同一 个部件，从而减少了模组部件的数目，简化了加工、装配过程，能有 效缩小模组的最终封装尺寸，成为模组微型化的标杆。例如，同样采 用M6.5mm的镜头来封装模组，具有调焦功能的模组的封装尺寸可以 轻易做到8.0x8.0mm,小于现有模组的封装尺寸。当采用更薄的结构 件时，例如，将定子基体的厚度及压电元件的厚度各由0.25mm降至 0.20mm,及将定子与外框间的间隙由0.25mm减至0.15mm时，模组 的外封装尺寸可以做到7.6x7.6mm。此外，本技术中的电机有着 较大尺寸的主动部件，可以提供更好的机械与电气性能，还可以封装 成更小的模组,特别是采用普通精度的机床与工艺便可以制造与装配，极其具有先进性及实用性。附图说明下面根据附图和实施例对本技术作进一步详细说明 图1为一种已知的超声电机的结构及其极化与驱动方式示意图。 图2为一种已知的采用两相正交方波驱动方式时的双H桥驱动电 路示意图。图3为一种已知的超声电机驱动的镜头模组，图3a、图3b分别 示意了模组焦距为远焦及近焦时镜头的位置与运动方向。图4a及图4b为一种多面体螺紋驱动一体化超声电机及其直接驱 动的光学透镜組的结构示意图。图5为本技术中的超声电机各压电元件的极化及驱动接线示意图。图6a及图6b为一种三相桥式驱动电路输出两相正交电压时的电 路示意图。图7为图6b中三桥臂的控制信号波形示意图及输出电压波形图。图8为一种多面体螺紋驱动一体化超声电机采用三相驱动时超声 电机各压电元件的极化及驱动接线示意图。图9a及图9b为三相桥式驱动电路输出三相正交电压时的三桥臂 的控制信号波形示意图及输出电压波形图。图10a及图10b为本技术中多面体螺紋驱动一体化电机的装 配示意图。图10c及图10d分别为本技术中多面体螺紋驱动一体化电机 中的印制电路板底面及顶面图。图11为电机中印制电路板与外框等部件的示意图。图12a及图12b为电机中转子与卡环等部件的示意图。图13a为本技术中的自动调焦镜头模组的装配示意图。图13b为本技术中的另一种自动调焦镜头模组的装配示意图。图14为本技术中的第三种自动调焦镜头模组的装配示意图。 图15a及图15b为图13a模组中柔性电路板、感光芯片、底座等 部件的示意图。图16a及图16b为本技术中的另一种自动调焦镜头模组的底座与装配示意图。图17为模组中的电机定子采用柔性电路板时的装配图。图18为本技术中的另一种自动调焦镜头模组的底座与顶盖装配示意图。具体实施方式图4所示的超声电机包括设有中心圆孔的定子31和转子33。定 子31由一空心柱状金属体构成，其上固定有数个(图中为8个)压电 元件32,转子33则由内嵌光学透镜组34的回转壳体组成。定子31 基体与转子33通过螺紋313相配合，即定子31的中心圓孔内壁设有 内螺紋，转子33的外表面设有相应的外螺紋，两者具有相同的螺距。 定子31基体的外形为多面体状或圆柱状并具有空心内壁，其金属材质 使得其上的压电元件32有了 一个公共节点，称之为公共地(见图5中 B点)。针对图4所示的多面体螺紋驱动一体化超声电机，采用了极化 方式如下，即每四个一组相邻的压电片依次采用+ 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动自动调焦镜头模组的超声电机，包括定子和转子，所述的定子包括一个金属材料的多面体定子基体及多个固定在多面体外表面上的压电元件，其特征在于：所述转子为空心圆柱体，空心圆柱体的外表面加工有螺纹，转子的空心圆柱体嵌有光学透镜组，所述的定子基体为空心结构，内壁加工有与转子相配合的螺纹。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡笑平，彭勇，张明俊，
申请(专利权)人：博立码杰通讯深圳有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]