专利名称：一种手机光学镜头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种手机拍摄镜头的改进，尤其涉及一种手机用光学镜头中应用超声波马达实现体积缩小功能增强的镜头结构改进。
背景技术：
现有技术中的手机摄像镜头目前已经有大量的开发和研究，但大多采用的是普通光学镜头的改进，如此在手机这样小的体积内的设备上设置光学镜头并实现镜头的伸缩，以增强镜头的功能就很难设计。现有技术中的有的手机摄像镜头采用的是定焦镜头，有些采用变焦，但难以设计出结构体积很小的手机光学镜头。
虽然现在手机摄像头有内置和外接之分，但其基本原理是一样的，如图1所示，按照其采用的感光器件来分，有CCD和CMOS之分。其中CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合组件)是应用在摄像、图像扫描方面的高端技术组件，CMOS(Complementary etal-Oxide Semiconductor，附加金属氧化物半导体组件)则大多应用在一些低端视频产品中。但是这样的定位并不表示在具体的摄像头使用时，两者有很大区别。事实上经过技术改造，目前CCD和CMOS的实际效果的差距已经大大的减小了。而CMOS的制造成本和功耗都要低于CCD不少，所以很多摄像头生产厂商采用的都是CMOS镜头。现在，市面上大多数都采用的是CMOS，少数也采用了CCD的。
因此，现有技术还存在缺陷，而有待于改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种手机光学镜头，由于采用超声波马达作为光学调焦和自动变焦结构的驱动装置，手机摄像头的调焦和变焦驱动结构更为简单，实现容易。
本发明的技术方案如下一种手机光学镜头，其包括至少一个透镜或透镜组，设置于一基座上，其中，所述透镜或透镜组设置在至少一管件内，该管件设置垂直可位移改变的导向结构，所述位移改变由一个或多个超声波电机带动。
所述的手机光学镜头，其中，所述手机光学镜头还设置有至少一条曲线轨道，该曲线轨道引导所述管件带动所述透镜或透镜组的位移改变。
所述的手机光学镜头，其中，所述透镜或透镜组分别设置在两个管件内，所述曲线轨道对应设置为至少两条。
所述的手机光学镜头，其中，所述超声波电机为直线电机；所述两条曲线轨道设置在一平板件上，该平板件为所述超声波电机的动子，沿所述超声波电机的定子可平移；并且所述至少两管件内外套设，并在外管内侧设置有导槽，内管外侧设置有导块，该导槽和导块配合，所述两管件的至少一个上设置有定位孔，以及一定位柱固定在所述基座上，穿过所述定位孔形成所述导向结构；所述内、外管件上都设置有可沿所述曲线轨道滑动的凸柱。
所述的手机光学镜头，其中，所述至少两条曲线轨道设置在一圆筒上，该圆筒由所述超声波电机的动子驱动，绕所述超声波电机的定子可旋转；并且所述至少两管件并排设置，分别设置有导销；以及所述基座上设置有一固定筒，该固定筒上对应所述曲线轨道设置有垂直方向的滑槽，所述导销分别同时穿过所述曲线轨道和所述滑槽。
所述的手机光学镜头，其中，所述超声波电机为环形，其动子设置在所述圆筒底部，其定子设置在所述基座上对应所述动子的位置上。
所述的手机光学镜头，其中，所述超声波电机为柱形，设置在所述圆筒侧边；所述圆筒底部固连设置有第一齿轮，可绕所述基座上的固定筒旋转；所述超声波电机的动子上设置有第二齿轮，通过咬合所述第一齿轮带动所述圆筒旋转。
所述的手机光学镜头，其中，所述管件只有一个，所述曲线轨道对应设置至少为一条。
所述的手机光学镜头，其中，所述管件为两个以上，所述曲线轨道对应设置至少为两条以上。
本发明所提供的一种手机光学镜头，由于采用了超声波马达作为光学镜头的驱动装置，不仅光学镜头体积小，而且耗电少，调节速度均匀平整，精度高，运行平稳。
图1为现有技术的数码相机的原理示意图；图2为本发明的一种手机光学镜头的第一较佳实施例的立体示意图；图2A、图2B和图2C分别为图2所示本发明手机光学镜头的从不同角度的装配示意图；图3为本发明的另一种手机光学镜头的较佳实施例的示意图；图3A为本发明的手机光学镜头的内筒局部剖面视图，用以显示所述内筒内的透镜或透镜组；图3B为本发明的手机光学镜头的外筒示意图；图3C为本发明的手机光学镜头的俯视图；图4为具有本发明的手机光学镜头的再一较佳实施例的示意图。
具体实施例方式
以下对本发明的较佳实施例加以详细说明。
本发明的一种手机光学镜头，如图2和图2A～图2C所示的，主要包括在一基座300上的两透镜或透镜组1和2，该两透镜或透镜组分别设置在两管件内，该两管件内外套接，图中示出的是管件，透镜或透镜组设置在管件内，为叙述方便，以下仅用透镜组说明，但在实际的光学应用中，为实现不同的光学性能，可能采用透镜或透镜组；另外，图示中并未示出透镜组在管件内的具体位置，而是直接用管件指代了透镜组；以及一直线超声波电机3，可驱动所述内外管件的相对位移；所述透镜组1、2的两管件内分别设有导槽101和导块102相互配合，所述导槽101设置在透镜组1所在的外管件的内侧壁，所述导块102设置在所述透镜或透镜组102所在的内管件的外侧壁，当然可以对换设置，所述导块102可以根据相对位移的行程大小设置长度不同，如图2中所示稍长。
为确保透镜组1、2在垂直方向上的相对位移，所述基座300上的定位柱303和304分别穿过所述透镜组1或透镜组2所在的管件上的定位孔301或定位孔302内。由于所述内外管件之间由上述配合，所述定位孔301和定位孔302可以同时设置在所述内管件或外管件上，也可以分别设置在内外管件上，如此形成一导向结构。在该基座300内所述透镜组的成像位置设置有感光器件(图中未示出)，该感光器件一般连接有传输导线，向后端处理单元发送感受的图像信号。
所述超声波电机3采用直线超声波电机，其可移动部分即动子为一平板件305，该平板件上设有透镜组1、2的对应曲线轨道203和204，所述超声波电机的定子306固连所述动子固定在所述基座300上；所述透镜组1、2上的管件分别设置有凸柱201、202可沿所述曲线轨道滑动，以确保该透镜组1、2分别按照一定的曲线运动，实现其光学功能，如对焦或调焦。在所述透镜组1的管件上对应所述凸柱202设置有垂直方向上的豁口，以利于在所述两管件的相对位移。
本发明的工作过程为所述超声波电机的动子沿所述定子可直线移动，其移动过程有外接电路接受操控动作后产生指令控制，所述透镜组1和2的内外管件套接后，其凸柱201和202始终沿所述曲线轨道203和204滑动，由于所述内外管件中的至少一个设置有定位孔定位在所述定位柱上，并且内外管件之间通过导槽和导块相互适配，因此保证了两管件即两透镜组沿垂直方向的相对位移。因为根据不同的光学性能的镜头，所述曲线轨道的参数是不同的，因此预先计算所述曲线轨道的弯曲路径是必须的，然后相应的，由所述超声波电机控制其动子和定子的相对直线运动，即可控制变焦或调焦过程。
另外需做说明的是，在本实施例中所举例为两个透镜组，使用两个管件，对应两条运动曲线，此种情况下可以用于调焦功能的实现，但也可以仅设置一个透镜组，使用一个管件，沿一条曲线轨道进行移动，这种情况下可以实现调焦等；也可以设置多于两个的透镜组和管件，这种情况下需要对应每一管件设置至少一对应的曲线轨道，从而实现更多功能，其控制过程更为复杂。与此同时，上述定位及导向结构中的具体构造可以改变，例如所述导槽和导块也可以采用定位柱和定位孔的适配结构等，这些等同替换的方式为本发明专利保护范围之内。
本发明的手机光学镜头的第二实施例，如图3、图3A～图3C所示的，其包括一固定筒131与一圆筒132，设置于一基座300上，该固定筒131内设置有多组变焦透镜或透镜组110，该多组透镜或透镜组分别设置在不同管件内，在该基座300内所述透镜组的成像位置设置有感光器件190，以及该感光器件190通过一系列处理电路后连接有数据输出排线180，将信号传输到后续处理电路中；如图3A和图3B及图3C所示的，在所述固定筒131与圆筒132之间的相对位移由至少一超声波马达140带动。该超声波马达具有以下优点，耗电少，具有低转速大扭矩的输出特性；可控精度很高；结构简单；马达启动和制动的可控性非常好；转动声音非常小。而且可以本发明可以做到体积非常小，从而可以放置到手机中。
本发明的所述手机光学镜头中，与所述圆筒132还固连设置有一第二齿轮133，以及所述超声波马达140设置在其一侧，并具有一第一齿轮143，与该第二齿轮133啮合。从而，可以由该超声波马达140带动所述圆筒132与固定筒131之间相对旋转。所述超声波马达140为微细的柱形，这样所占空间将更小，更适合于安装到手机这种有限空间的设备上。
在所述圆筒132上设置有两曲线轨道203、204，所述固定筒131上对应该位置设置有纵向滑道205，所述固定筒131内的不同透镜组110对应的管件外侧壁上设置有凸销134和135，分别同时穿过所述曲线轨道中的一条和所述纵向滑道205，由此形成所述导向结构；以及所述固定筒131和圆筒132之间还设置有沿圆周向设置的定位结构，该导向结构包括设置固定筒131上的定位凸柱137和对应在圆筒132上设置沿圆周方向的定位导槽138，并且所述固定筒131固定在所述基座300上，从而可以实现内、外筒的相对旋转。如此，当所述超声波马达带动所述内、外筒相对旋转时，就可以实现所述透镜沿垂直方向上的相对位移，从而实现对焦或调焦功能。
所述超声波马达140的位置并不限于图示实施例的位置，其可以用来实现内筒与外筒之间的相对移动从而带动内筒内的透镜或透镜组的移动，实现变焦、对焦，简化了结构，提高了精度。
本发明所述的手机光学镜头的第三实施例，如图4所示的，所述超声波马达还可以做成环形超声波马达，所述透镜组的结构与图3所示的第二实施例基本相同，但所述圆筒132与所述超声波马达140的动子144固连，所述超声波马达的动子144设置在所述圆筒132的底部，在所述基座上对应所述动子144的位置上设置有其定子145，所述超声波马达140的定子145与所述固定筒131及基座300固连，或者相反结构外筒与定子及基座固连，总之利用了环形超声波马达的环形动子与定子之间的超声波相互作用力带动固定筒131与圆筒132相互旋转，这样，所述超声波马达可以直接设置在所述摄像头内，占用更少的摄像头外安装空间，并实现对镜头的多功能驱动，发明效果更好。
须做说明的是，本发明的所述手机光学镜头，用于限位的销(柱)与槽(孔)的位置可以对调；其内筒和外筒的结构设置也可以对调，如驱动内筒移动，而固定外筒等，这些结构改变仅是一种等同的替换方案，应没有超出本发明的专利保护范围。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本专利所附权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种手机光学镜头，其包括至少一个透镜或透镜组，设置于一基座上，其特征在于，所述透镜或透镜组设置在至少一管件内，该管件设置垂直可位移改变的导向结构，所述位移改变由一个或多个超声波电机带动。
2.根据权利要求1所述的手机光学镜头，其特征在于，所述手机光学镜头还设置有至少一条曲线轨道，该曲线轨道引导所述管件带动所述透镜或透镜组的位移改变。
3.根据权利要求2所述的手机光学镜头，其特征在于，所述透镜或透镜组分别设置在两个管件内，所述曲线轨道对应设置为至少两条。
4.根据权利要求3所述的手机光学镜头，其特征在于，所述超声波电机为直线电机，所述两条曲线轨道设置在一平板件上，该平板件为所述超声波电机的动子，沿所述超声波电机的定子可平移；并且所述至少两管件内外套设，并在外管内侧设置有导槽，内管外侧设置有导块，该导槽和导块配合，所述两管件的至少一个上设置有定位孔，以及一定位柱固定在所述基座上，穿过所述定位孔形成所述导向结构；所述内、外管件上都设置有可沿所述曲线轨道滑动的凸柱。
5.根据权利要求3所述的手机光学镜头，其特征在于，所述至少两条曲线轨道设置在一圆筒上，该圆筒由所述超声波电机的动子驱动，绕所述超声波电机的定子可旋转；并且所述至少两管件并排设置，分别设置有导销；以及所述基座上设置有一固定筒，该固定筒上对应所述曲线轨道设置有垂直方向的滑槽，所述导销分别同时穿过所述曲线轨道和所述滑槽。
6.根据权利要求5所述的手机光学镜头，其特征在于，所述超声波电机为环形，其动子设置在所述圆筒底部，其定子设置在所述基座上对应所述动子的位置上。
7.根据权利要求5所述的手机光学镜头，其特征在于，所述超声波电机为柱形，设置在所述圆筒侧边；所述圆筒底部固连设置有第一齿轮，可绕所述基座上的固定筒旋转；所述超声波电机的动子上设置有第二齿轮，通过咬合所述第一齿轮带动所述圆筒旋转。
8.根据权利要求2所述的手机光学镜头，其特征在于，所述管件只有一个，所述曲线轨道对应设置至少为一条。
9.根据权利要求2所述的手机光学镜头，其特征在于，所述管件为两个以上，所述曲线轨道对应设置至少为两条以上。
全文摘要
本发明的一种手机光学镜头，其包括至少一个透镜或透镜组，设置于一基座上，所述透镜或透镜组设置在至少一管件内，该管件设置垂直可位移改变的导向结构，所述位移改变由一个或多个超声波电机带动。本发明的所述手机光学镜头由于采用了超声波马达作为光学镜头的驱动装置，不仅光学镜头体积小，而且耗电少，调节速度均匀平整，精度高，运行平稳。
文档编号G02B7/10GK1687812SQ20041007779
公开日2005年10月26日 申请日期2004年12月21日 优先权日2004年12月21日
发明者严松涛, 胡伟, 黄国华 申请人:维达力实业(深圳)有限公司