光学物镜模块的制作方法

专利名称：光学物镜模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及按照权利要求1的前序部分的包括集成的超声驱动 器的光学物镜模块。这样的物镜模块可用在微型高精度照相机或视频 摄像机中。本发明还可以用在廉价的微型的采用该摄像机的消费电子
设备中。此外，还包括便携式计算机、录音机和移动电话中。
背景技术：
作为单独构造单元的光学物镜的实施例是公知的，在其内部安装 光学透镜和作为驱动器的旋转超声马达，所述旋转超声马达被设置在
与透镜相同的轴上并移动透镜(参考德国专利DE36 26 389A1)。在 这些物镜中，使用具有相对大的定子直径的超声行波马达。
这些超声马达具有复杂结构，其制造的劳动强度高且成本贵，而 且不能微型化。因此，这样的物镜单元仅用在大且昂贵的装置上。
还已知具有小直径超声马达的光学物镜，其中超声马达没有设置 在相同轴上(参考欧洲专利EP 0469883 A2)。在这些物镜中，采用 圓柱形驻波超声马达。运动从马达轴传递到透镜组是通过高比率 (high-ratio)的齿轮组实现的。由Canon ^>司制造的多种形式的 Ultrasonic EF 35-80 f/4-5， 6型物镜是这类物镜单元系列产品的一个 例子。
这些物镜的一个缺点在于超声马达的复杂架构和由其导致的整 个装置的高制造成本。而且，包括这类马达的物镜具有大尺寸，因为 制造具有小于10毫米的超声马达实践上是不可能的。而且，由于使 用有齿传动装置，这些物镜的聚焦精度很小，它们需要大量时间来聚 焦并在聚焦过程中会引起操作噪声。
还公知使用微型化的物镜单元，其中采用了微型化的胶粘有超声共振器的旋转超声马达(这方面参考"供机械电子用的压电超声微型马达，国际致动器和传感器中心，宾西法尼亚州立大学，PA 16802， 美国)。这些模块具有两个独立的光学透镜组，每个光学透镜組都经 心轴(spindle)由独立超声马达驱动。这些物镜单元的缺点是它们驱动器的复杂构造，该驱动器由多个 高精度元件组成，这些高精度元件的制造要求昂贵的精密技术。这使 得物镜单元更昂贵且阻止它们被用在廉价的消费电子设备中。心轴的 使用要求较长的聚焦周期。而且，聚焦的精度明显减小。不精确的聚 焦会降低图像质量。发明内容本发明的目的是提供通用物镜(光学模块)，其构造被简化，聚 焦精度增加，调整过程的时间被缩短且制造成本以及噪声水平降低。 上述目的是以包括权利要求1的特征部件的装置实现的。 本发明性思想的有利的实施例在权利要求中限定。 本发明包括实现微型化光学模块制造的思想，该光学模块允许两 组光学透镜借助两个由电子控制单元控制的超声线性马达同轴调整， 其中每个透镜组光轴对整个光学模块的光轴的偏斜被保持在最小值。在优选的包括光学变焦透镜组和聚焦光学透镜组的微型化光学 模块中， 一致光轴(coinciding optical axes)形成光学模块的光轴， 前述光学透镜组的电气驱动器包括电子控制单元，其中相关输入供光 电成像传感器将图像转换为前述光学透镜组的电气信号。该电气驱动 器是以两个超声线性马达的形式实施的，其中每个超声线性马达都以 具有两个摩擦元件的压电板的形式实现的，该摩擦元件压靠相对前侧 并与挤压(press-on)的元件一起形成超声马达的移动元件，其中每 个移动元件弹性连接到相应的光学透镜组，其中超声马达以这样的方 式设置，即在移动元件的移动方向上平行于光学模块的光轴延伸。这允许光学模块能够以简单的架构，更高的聚焦精度，更短的聚 焦时间，更低的制造成本和降低的操作噪声构造。在所提出的光学模块实施例中的某些实施例中，压电板的前侧可 作为导槽实现，导槽以这样的方式固定移动元件，即前述光学透镜组 的光轴在移动元件在光学模块的焦距范围内移动后一致。
这允许在整个光学长度上光学模块实现一致的高分辨率。 在光学模块的其他变体中，压电板的前侧还可以平整表面实现， 且每个光学透镜组可包括一个或两个导向元件来固定每个光学透镜 组，其固定方式为光轴在光学透镜组在光学模块的焦距范围内移动后 一致。
这允许降低超声马达的制造成本，也降低具有这类超声马达的光 学模块的成本。
在按照给出的实施例的光学模块中，超声马达可固定在模块光轴 的直径相对侧。
而且，超声马达可固定在模块的光轴侧。 两种变体延伸了模块构造的可能性。
在所有提出的光学模块实施例的变体中，电子控制单元可由两个 自激发生器组成以便独立且同时地激励超声马达。每个自激发生器的 频率由连接到其上的电机的工作共振频率预定。每个自激发生器可提 供有功率放大器和反馈元件，该反馈元件具有反馈电路和开关以便改 变移动部件的方向。
如何可以，电子控制单元也可只包括一个自激发生器来独立交替 激励两个连接到其上的马达，该自激发生器可提供有功率放大器，具 有反馈电路和用来改变移动部件方向的开关的反馈元件。
这允许简化电子控制单元，并因此制造成本更低。
在电子控制单元的自激发生器中，改变方向的开关可以两极开关 实现，其中一极连接到各超声马达相应的激励电极，而另一极经反馈 元件和功率放大器的功率开关连接到公共马达电极，其中功率开关的 控制输入经反馈回路连接到反馈元件，也就是在该点连接到开关的极 点以便改变方向。
这允许简化自激发生器的电路。在所提出的光学模块的多种变体中，至少一个光学透镜组可机械 耦合到其位置传感器，其输出连接到电子控制单元。 这允许增加光学透镜组的定位精度。
光学透镜组的位置传感器可以线性电位计实现，其中电位计的电 臂机械连接至移动马达元件或光学透镜组。 这简化了光学模块实施例的构造。
而且，光学透镜组的位置传感器可以耦合到弹性位移 一 力转换器 的半导体张力传感器实施，该张力传感器再机械连接至移动马达元件 或光学透镜组上。
这增加了光学透镜组的定位精度。
在所提出的电子控制单元模块的某些变体中，可包括用来判断光 学透镜组相对物质的计算单元，该计算单元连接至光学透镜组的位置 传感器且其信息输出连接到一个或两个自激发生器的控制输入。
这简化了控制算法。
为了定位光学透镜组，电子控制单元可包括具有变焦输入和聚焦 输入的数字控制单元，其输出被连接至一个或两个自激发生器的控制 输入。
这增加了光学模块的功能应用。


通过下面结合附图对优选实施例的描述，给出本发明的有利实施
例和方面。其中
图1示出具有安装在两侧上的超声马达的光学模块；
图2示出具有安装在一侧上的超声马达的光学模块；
图3示出具有导向件的光学模块；
图4示出超声马达9的实施例；
图5示出超声马达10的实施例；
图6示出具有激发源的超声马达的连接图7示出用于解释超声马达功能原理的示图；图8示出光学模块1的电路实施例；
图9示出自激发生器36的电路的实施例；
图10示出具有自激发生器36的电子控制单元50的电路图11示出位置传感器的实施例；
图12示出位置传感器的实施例；
图13示出光学模块1的电路的实施例，其包括用来确定光学透 镜组2、 4的相对位置的计算单元80;
图14示出具有数字控制单元82的电子控制单元50; 图15示出装置壳体中光学模块1的布置的实施例。
具体实施例
光学微型模块1 (图1)包括具有光轴3的变焦透镜组2、具有 光轴5的聚焦光学透镜组4、以及光电成像传感器6。两个光学透镜 组2、 4被设置为使得它们的光轴3和5 —致且共同形成光学模块1 的光轴7。
光学透镜组2由载座8机械地连接至第一超声马达9。光学透镜 组4由载座lO机械地连接至第二超声马达ll。
两个超声马达9、 ll一起形成光学模块l的驱动器。
两个超声马达9和11由具有摩擦元件14的压电板12组成，其 中摩擦元件14挤压相对的侧表面13。相对于侧表面13挤压摩擦元件 14的弹性挤压元件(press-on element) 15形成载座8、 10的一部分。 摩擦元件14与挤压元件15 —起形成超声马达9、 11的移动元件16。
压电板12的每个侧表面13可配备有导槽17，其中安装摩擦元 件14。压电板12通过吸声支架(back-up ) 19固定在U型壳体18中， 以确保超声马达9、 11的移动元件16的移动方向平行于光学模块1 的光轴7。在图1所示的光学模块1中，超声马达9、 ll被设置在相 对于光学模块i的光轴7的直径相对侧上。
每个透镜组2、 4可分别包括被分配给光电成像传感器6的位置 传感器20或21。每个位置传感器20和21分别包括静止部件22和24、以及移动部件23和25。
图2示出光学模块1的一个实施例，其中超声马达9和11被设 置在L形壳体26中，使得它们都位于模块l的光轴的同一侧上。
图3示出光学模块1的一个实施例，其中压电板12的侧表面13 被实施为平整表面27。在该实施例中，光学模块1配备有附加的导向 杆28。在该变体中，压电板12通过其前侧30而被吸声壳体29保持。 为了吸声，壳体由具有低机械质量的合成材料制成。
图4和图5示出两个进一步改进的超声马达实施例，其包括按照 本发明的光学模块1，其中每个超声马达由压电陶瓷或压电晶体制成。
在这两种所示变体中，两个直角激发电极32安装在板12的一个 较大侧31上。电极32相对于对称的纵向延伸轴33对称地安装在侧 31上。板12的第二较大侧上安装连续的公共电极34。激发电极32 和公共电极34的其他结构也是可能的。例如，压电板12可以以多层 结构被实施，其中激发电极和公共电极互补地被设置(图中未示出)。
摩擦元件14挤压板12的侧表面13。在图4所示的马达中，侧 表面13被实施为摩擦元件14设置在其中的导槽17。导槽17可以是 圆形、三角形或任何其他所需的形状。图5示出侧表面13被实施为 平整表面27的马达。
摩擦元件14可实施为圆柱形杆(附图中没有示出)、半圆柱形 杆(图1， 2， 4)、矩形杆(图3)、三角形杆(附图中未示出)或 也可以是半球形35 (图5)。可以使用钢、氧化物陶瓷、金属陶瓷或 硬耐摩合成材料作为制造摩擦元件14的材料。
在每个超声马达9和11中，与摩擦元件14接触的压电板12的 表面被构造为摩擦表面36 (图4， 5)，其确保板12和摩擦元件14 之间的摩擦接触。而且，压电陶瓷或压电晶体的表面可单独用作摩擦 表面36。此外，诸如Ti、 Cr、 TiN、 TiCN、 CrN、 TiAlN、 ZrN、 TiZrN、 TiCrN的耐摩材料或其他合适材料的薄涂层形式的耐摩层可被涂覆 到与摩擦元件14接触的压电陶瓷板12上，在该情形下，所述涂层的 表面形成板12的摩擦表面。图6分别示出超声马达9或11的连接示意图，其中自激发生器 37驱动马达。电路包括用于改变方向的开关38，该电路由具有极41 和42的两个开关39和40组成。
图7示出在板12内发生的声学波的不对称形状。位置43示出具 有激发电极32的压电板12。位置44和45示出变形的板12的两个画 面，其中每个都时间移位半个振荡周期。位置48示出压电板12的侧 表面13的材料点48的运动路径47。线49表示运动路径47的包络曲 线。
图8示出具有电子控制单元50和两个自激发生器37的光学模块 1的电路。电子控制单元50具有三个控制输入51、 52、 53。每个自 激发生器37由具有断路器55和控制输入56的功率放大器54、断路 器57、反馈回路58、反馈元件59和用于改变方向的开关38组成。
在每个自激发生器37中，用于改变方向的开关38可以被构造为 具有极41和42的两个开关39和40的形式，其中极41连接至超声 马达(9， 11)的相应电极32并经反馈元件59连接到极42，而断路 器55连接至马达的公共电极34。断路器55的控制输入56因而经反 馈回路58连接至反馈元件59，即在极42连接至用于改变方向38的 开关的极的位置处。
图9示出自激发生器37的电路的一种可能变体。在该改进实施 例中，功率放大器54包括断路器55的恒流源60，其被构造晶体管换 向开关，其控制输入56经电子开关57连接至驱动器61。反馈回路 58是滤波器一移相器。反馈元件59由分流电阻器62和电容器73组 成。用于改变方向的开关38由两个具有控制输入64和65的晶体管 开关39和40组成。
图10示出具有自激发生器37和电子控制单元50的光学模块1 的电路。在该变体中，用于改变方向的开关由四个双极晶体管开关构 成，即双极晶体管开关38、 40和具有控制输入68和69的晶体管开 关66、 67。这些开关连接到马达9和11。
在所提出的光学模块中，至少一个光学透镜组2、 4可机械地连接至其位置传感器21，以便确定相对于光电成像传感器6的位置。图 1和11中所示的线性滑动电位计可被用作位置传感器21。电位计22 或24的基部件因而被固定在壳体18上，且电位计敏感元件(pickoff) 23、 25在载座8、 10上，即，它们机械地连接至移动马达部件和相应 光学透镜组，闺11中所示的被实施为电位计的位置传感器21具有三 个电输出70、 71和72。
图12示出压电电阻拾取器(pick-up) 73。其由半导体张力传感 器74组成，半导体张力传感器连接至位移-力转换器75，位移-力 转换器的移动端76作用于位于超声马达9或11的移动元件16上的 凸轮(cam)77。半导体张力传感器74具有两个电输出78和79。其 可以被构造为结合到转换器75的薄锗杆的形式。
图13示出模块1的电路，其中电子控制单元50包括计算单元 80,用于确定光学透镜组2和4的相对位置，其信息输出81连接至 两个或一个自激发生器37的控制输入51、 52、 53。
图14示出模块1的电路，其中电子控制单元50包括用于定位光 学透镜组的数字控制单元82，包括变焦输入83和聚焦输入84，其输 出被连接到两个或一个自激发生器37的控制输入51、 52、 53。
在图15中，位置85和86示出装置壳体87中光学模块l的布置 的例子，其中光轴7平行于一个前侧的表面88延伸。
在接通光学模块l后，交变电压信号从电子控制单元50 (图6， 开关39闭合，开关40打开)提供给超声马达9或11的压电板12的 激发电极32 (图4, 5)，其频率等于马达的工作频率。电压激励超 声马达9或11，因此移动元件15运动。
超声马达工作如下。分别提供给超声马达9或11的电压激励板 12中的声学振动，此时在板12中形成不对称声学驻波。
图7说明这些波的形状。图7中的位置44和45示出变形的板 12的两个例子。该示图示出偏移半个周期。位置46示出板12的侧表 面13上的材料点48的移动路径47,其中透镜49表示移动路径47的 连接线49。移动路径47和连接线49的形状表明激发的驻波相对于对称轴33是不对称的，其中对称轴33从中间延伸穿过板12的较大侧。 出现的不对称性是由移动路径47引起的，该移动路径47显著倾斜偏 离电极32。
所发生的倾斜使力作用于挤压板12侧表面13的摩擦元件14， 即在电极12的方向上，如图12中箭头所示。由此产生的力与所施加 的电压成比例。如果所施加的电压足够高，则摩擦元件14沿板12的 侧表面移动。与摩擦元件一起，其上安装有光学透镜组2和4的移动 元件16移动。
通过打开开关39并闭合开关40，电压被施加到板12的第二电 极32。这引起反向运动，进而元件16开始在相反方向上移动。
光学透镜组2可以位移的最大可能距离z受到压电板12的高度 h(图4)的限制，并达到板高度的大约一半。该距离限定模块l的最 大和最小焦距。光学透镜组4可以位移的距离f由模块1对于物体的 聚焦来限定，且达到约0.1z。
在图1、 2中所示的光学模块l的变体中，采用超声马达(图4)， 其侧表面13包括导槽17。导槽17被构造为使得摩擦元件14的移动 是线性的且在侧表面13的旁边。移动路径的线性由导槽17的制造精 度决定。位移z-5毫米时，移动路径对线性的偏离q可能是+A 0.005 毫米。
U形(或L形)壳体18中的压电板12的结构允许光轴3和5 相互精确的一致。随着光学透镜组2和4在光学模块1的焦距变化范 围内位移，可以保持光轴3和5的 一致。光轴对精确 一致的偏离为arctg q/s。
图3示出光学模块1的变体，其包括杆形导向件28，该杆形导 向件确保光学透镜组2和4的光轴3和5保持一致。从光轴3和5的 一致性看，这样的光学模块构造具有较小的精度。然而，构造优点在 于较低的制造成本，这是因为不必制造导槽。
光学模块l的电子控制单元50可由两个自激发生器37组成，自 激发生器被提供用于同时、独立地激励马达9、 11。两个发生器37连接到马达9和11，其基于它们的工作共振频率限定发生器的激发频率。 用于改变方向的包括开关39和40的开关38连接至反馈元件59,其 连接方式使得流过压电板12的电流在反馈元件处生成反馈信号。电 压经反馈回路58被提供给断路器55的控制输入56。
图9示出自激发生器37的具体电路。在该电路中，反馈59由分 流电阻器62和电容器63构成。选择电容器63在工作频率下的电抗 值显著小于电阻的电抗值，因此，在反馈元件59处发生的反馈信号 相对于流过压电板12的电流相移大约卯度。
第一谐波由反馈电压形成并放大。谐波的频率对应于超声马达9 和11的工作频率。放大电压，以便自激发生器的开路状态下的反馈 因子大于l。通过反馈回路58，反馈电压被偏移，以便自激发生器的 开路状态下的公共相移在超声马达的工作频率下为零。如果断路器57 闭合，则自激发生器37独立地开始振荡，其振荡频率由板12的部件 确定，板12的电极32经反向开关38连接至反馈元件59。在板12中 形成不对称驻波，参看图7。 一旦发生器37开始自激，移动元件16 就开始离开连接的电极。如果断路器57断开，这就导致自激的结束， 并停止移动元件16的移动。
通过施加控制电压至输入51、 52、 53，可以分别独立地接通和 断开相应的超声马达，并且独立地改变相应超声马达9、 ll的移动元 件16的移动方向。
图10示出光学模块1的电路，其中电子控制单元50由自激发生 器37形成。如果自激发生器37的开关闭合，则相应马达9或11的 相应电极32被激活。在模块l的该改进实施例中，仅马达9和11的 交替操作是可行的。
按照该实施例的光学模块可由位置传感器20、透镜組2和用于 透镜组4的位置传感器21组成(图1)。传感器可以被构造为滑动电 位计(图11),其敏感元件23和25确定光学透镜组2和4相对于光 电成像传感器6的位置。如果直流电压被施加到传感器20或21的输 出70，则输出71处产生强度直接取决于传感器20和21的位置的电压。
位置传感器(参考图12)也可以被构造为压电电阻拾取器73。 这样的传感器由位移-力转换器75形成。 一旦移动元件16位移，凸 轮77就作用于转换器的移动端76，使得其端部以图12中箭头所示的 方式垂直于板12的侧表面13移动。这样的结构导致半导体张力传感 器74的压缩或扩张，从而导致活动电阻器的延伸或缩短。
通过将半导体张力传感器74的输出78、79耦接至电阻桥的一个 支桥，可以精确地根据桥的不平衡判断透镜组2和4相对于光电成像 传感器6的位置。
在按照该实施例实现的光学模块1中使用传感器20、 21和73 就允许将光学透镜组2和4精确定位到所需的位置。
借助于根据图13所示的光学模块1的可能实施例的电路，具有 超声马达9和视频搜索设备(在附图中未示出)的透镜组2被定位在 期望的物体放大的位置处。传感器20在其输出端71生成对应于透镜 组2的位置的信号。计算单元80根据该信号确定透镜组4的所需位 置。超声马达11使透镜组2达到该位置。
如上面已经指出的那样，用于控制光学模块1的其他实施例也是 可能的。例如，电子控制单元50可由数字控制单元82组成。模块l 的物体放大的控制单元的信号被提供在电子控制单元50的变焦输入 83处。该信号控制马达9移动变焦透镜组2。用于控制马达ll的信 号被提供在变焦输入84处。马达移动聚焦透镜组4。两个信号都由处 理器(图中未示出)生成，该处理器评估由模块l的光电成像传感器 所提供的信息。
所提出的光学模块表示具有极小尺寸的紧凑型光学模块，该模块 是集成的并由超声线性马达驱动。例如，具有变焦透镜组和6毫米行 进距离的光学模块的尺寸为13x7x12毫米。该模块可设置在装置的壳 体中，其设置方式为使得其光轴7垂直于装置的前侧表面地延伸。如 果装置的尺寸需要进一步减小，则所提出的模块可以以以下方式被设 置在装置中，即其光轴平行于前侧表面88延伸，如图15中位置85和86所示。
所提出的光学模块允许高度精确地定位光学透镜组，且因此实现 高的物体分辨率。使用直接驱动的超声线性马达允许缩短光学透镜組 的调整时间。例如，模块原型的调整时间为0.05秒。因为构造简单， 制造成本4艮低，并且该模块可用在廉价的消费品电子产品中，诸如在 移动电话中。在操作过程中，不会产生声学操作噪声，这是其使用的 一个益处。附图标记列表 1光学模块
2变焦透镜组
3光学透镜组2的光轴
4聚焦光学镜组4
5光学透镜组4的光轴
6 光电成像传感器6
7模块l的光轴
8光学透镜组2的载座
9 第一超声马达
10光学透镜组4的栽座
11第二超声马达
12压电板
13压电板12的侧表面
14摩擦元件
15弹性挤压元件
16移动元件
17导槽
18 U形壳体
19吸声支架
20透镜组2的位置传感器 21透镜组4的位置传感器 22传感器20的静止部件 23传感器20的移动部件 24传感器21的静止部件 25传感器21的移动部件 26 L形壳体 27侧面13的平整表面 28导杆29吸声壳体
30板12的前侧
31板12的较大侧
32激发电极
33侧面31的对称轴
34 〃>共电极
35半球形摩擦元件
36摩擦表面
37自激发生器
38换向开关
39开关
40开关
41断路器极
42断路器极
43具有电极32的板12
44板12的振荡图像
45板12的振荡图像
46移动路径47的图像
47移动路径
48侧表面13的表面上的材料点
49移动路径47的包络曲线
50电子控制单元
51电子控制单元50的输入
52电子控制单元50的输入
53电子控制单元50的输入
54功率放大器
55自激发生器37的断路器
56断路器55的功率开关的控制输入
57自激发生器37的断路器58反馈回路 59反馈元件 60恒流源 61驱动器
62作为反馈元件的电阻器 63作为反馈元件的电容器 64开关39的控制输入 65开关40的控制输入 66开关 67开关
68开关66的控制输入
69开关67的控制输入
70、 71、 72位置传感器20、 21的电输出
73压电电阻拾取器
74半导体张力传感器
75位移-力转换器
76位移-力转换器的移动端
77凸轮
78、 79半导体张力传感器的输出
80用于相对位置判断的计算单元
81信息输出
82数字控制单元
83数字控制单元82的变焦输入
84数字控制单元82的聚焦输入
85、 86模块1在壳体87中布置的示例位置
87壳体
88装置的前侧表面
权利要求
1.一种物镜模块，包括光学变焦透镜组和聚焦光学透镜组，其组合光轴形成物镜的光轴，并且包括用于这两个透镜组的电驱动器，其特征在于所述透镜组的电驱动器以两个线性超声马达的形式被实现，其中这两个超声马达中每一个都被构造为具有两个摩擦元件的压电板，其中所述两个摩擦元件压靠相对前侧，并与挤压元件一起形成超声马达的移动元件，其中每个移动元件弹性地连接到相应的透镜组，且所述超声马达被设置为使得移动元件的运动方向基本上平行于所述光学模块的光轴延伸。
2. 如权利要求1所述的物镜模块，其特征在于所述压电板的前侧包括导槽，其中所述导槽固定移动元件以使得 当在光学模块的焦距范围内移动之后，前述透镜组的光轴一致。
3. 如权利要求l所述的物镜模块，其特征在于 所述压电板的前侧被实现为平整表面，其中每个光学透镜组被配备有一个或两个导向元件，所述导向元件使得当在光学模块的焦距范 围内移动之后，所述光学透镜组的光轴一致。
4. 按照任一前述权利要求所述的物镜模块，其特征在于 超声马达被设置在所述光学模块的光轴的相对侧上。
5. 如权利要求1到3中任一权利要求所述的物镜模块，其特征在于超声马达相对于光学模块的光轴被设置在同一侧上。
6. 按照任一前述权利要求所述的物镜模块，其特征在于 集成的用于所述电驱动器的电子控制单元。
7. 如权利要求6所述的物镜模块，其特征在于 所述电子控制单元包括两个自激发生器，用于同时、独立地激励每个马达，其中每个自激发生器的工作频率由连接到其上的马达的工 作共振频率预先确定，且每个自激发生器配备有功率放大器、具有反馈回路的反馈元件和用于改变移动元件的方向的开关。
8. 如权利要求6所述的物镜模块，其特征在于 所述电子控制单元包括一个自激发生器，用于独立、交替地激励两个连接到其上的马达，所述电子控制单元配备有功率放大器、反馈 元件和用于改变移动元件的方向的开关。
9. 如权利要求7或8所述的物镜模块，其特征在于 所述或每个用于改变方向的开关被构造为两极开关，其中一个极连接到各超声马达的相应激发电极，而另一个极经反馈元件和功率放 大器的功率开关连接到公共马达电极，其中所述功率开关的控制输入 经反馈回路连接至反馈元件，即在其连接到用于改变方向的开关的极 的位置处。
10. 如权利要求6到9中任一条权利要求所述的物镜模块，其特 征在于至少一个光学透镜组机械地耦接到位置传感器，所述位置传感器 的输出连接到电子控制单元。
11. 如权利要求10所述的物镜模块，其特征在于 用于确定光学透镜组的位置的位置传感器被构造为线性电位计，其中所述线性电位计的敏感元件机械地连接至超声马达的移动元件 或光学透镜组。
12. 如权利要求10所述的物镜模块，其特征在于用于确定光学透镜组的位置的位置传感器被构造为耦接到弹性 位移—力转换器的半导体张力传感器，所述弹性位移—力转换器机械 地连接至超声马达的移动元件或光学透镜组。
13. 如权利要求10到12中任一条权利要求所述的物镜模块，其 特征在于所述电子控制单元配备有用于确定透镜组相对位置的计算单元， 其中透镜组的位置传感器连接到所述计算单元，且所述计算单元的输 出连接至一个或两个自激发生器的控制输入。
14. 如权利要求7到13中任一条权利要求所述的物镜模块，其特征在于所述电子控制单元配备有用于定位光学透镜组的数字控制单元， 所述数字控制单元具有带有焦距输入的变焦输入，所述数字控制单元 的输出连接至一个或两个自激发生器的控制输入。
15.如前述任一权利要求所述的物镜模块，其特征在于 光电成像传感器，用于将光学图像转换为电信号。
全文摘要
本发明涉及物镜模块，该物镜模块包括光学变焦透镜组(2)和聚焦光学透镜组(4)，形成物镜的光轴(7)的组合光轴，和两个透镜组的电气驱动器。按照本发明，所述透镜组的电气驱动器是以两个线性超声马达(9，11)的形式实施的，两个超声马达中的每个都由压电板(12)组成，该压电板包括两个贴着相对侧挤压的摩擦元件(14)并与压力元件(15)一起形成超声马达的移动元件。每个移动元件弹性连接至相应透镜组。超声马达以这样的方式设置，即移动元件的位移方向与光学模块的光轴平行。
文档编号G02B7/10GK101410742SQ200680007223
公开日2009年4月15日 申请日期2006年2月17日 优先权日2005年3月21日
发明者弗拉基米尔·维什涅夫斯基, 阿列克塞·维什涅夫斯基 申请人:物理设备(Pi)两合公司