专利名称：一种一体化光学设备调焦/变焦系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学，尤其涉及一种一体化光学设备焦距调节系统。
背景技术：
现有的光学设备焦距调节系统一般采用普通电机通过传动机构带动光学透镜(组)，其结构较为复杂，而且，由于普通电机转速较快，大多需要附设减速机构，使得结构进一步复杂化，也降低了系统传动效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用超声电机的一体化光学设备焦距调节系统，以克服现有技术中结构复杂，效率低的缺点。
本发明所采用的一体化光学设备焦距调节系统，其特征在于它包括超声电机，所述超声电机中装配有至少一个光学透镜体和成像元件。
所述的超声电机包括转子和定子，所述的转子与定子之间以螺纹连接直接驱动，所述的光学透镜体设置于转子或定子中，相对地，成像元件设置于定子或转子中。
所述的超声电机包括转子和设有中心圆孔的定子，定子上贴有数块压电元件(片状、弧形片、柱状或各种多面体、整体环形或锥形压电元件)，激励超声振动，定子与转子通过螺纹连接直接驱动。
所述螺纹表面经耐磨处理或涂有耐磨材料。
所述的定子一端的中心部位安装成像元件，所述的转子为圆环型，转子中间设置光学透镜体。
所述的定子内部还设置第二光学透镜体。
所述的定子内部还设置第三光学透镜体，所述的转子位于所述第二光学透镜体和第三光学透镜体之间。
所述电机中包括第二转子，所述第二转子中设置光学透镜体，所述的第二转子外表面附设外螺纹，所述外螺纹与定子中的螺纹相匹配。
所述的转子、第二转子与定子之间的螺纹螺距相同或不相同。
所述的光学透镜体为单片光学透镜或复合光学透镜组。
所述的转子或定子一端的中心部位开设孔径光阑。
所述的成像元件为CCD或CMOS感光器件或感光胶片。
本发明的有益效果为在本发明中，采用超声电机与光学透镜体、成像元件集成于一体，充分地利用了超声电机的特点，使得本发明中的焦距调节系统具有转速低、转矩大，不需要减速机构可直接驱动负载，体积小、结构灵活，起动停止响应快，不产生电磁干扰，具有自保持力矩，定位精密，运行无噪声等优点，从而使本发明结构简单，效率高，在体积、成本、效率等方面具有多重优越性，本发明具有很强的实用性。
本发明中超声电机的转子与定子之间以螺纹连接直接驱动，定子的内螺纹和转子的外螺纹直接相互作用产生这种轴向运动，其结构非常简单，传动效率非常高，在定子与转子之间不存在复杂的传动机构设置，进一步提高了本发明的实用性和工作效率，将光学透镜体和成像元件分开分别设置于转子/定子中，这样，定子与转子之间的相对轴向运动使得光学透镜体和成像元件的距离发生变化，起到了光学调焦作用，在定子内部进一步设置第二光学透镜体、第三光学透镜体，以及电机中设置第二转子，第二转子中设置光学透镜体，可实现简单或复合的光学调焦、变焦作用或适应多种光学设计的象差补偿等，同时，也扩展了超声电机的应用，本发明可广泛地应用于光学设备(如相机，望远镜，显微镜，手机，照明，激光器)中的各种调焦镜头，及光圈、快门调节。
图1为本发明实施例1超声电机剖面结构示意图；图2为本发明实施例1超声电机俯视示意图；图3为本发明实施例1超声电机调焦系统剖面结构示意图；图4为本发明实施例2超声电机调焦系统剖面结构示意图；图5为本发明实施例3超声电机调焦系统剖面结构示意图；图6为本发明实施例4超声电机剖面结构示意图；图7为本发明实施例4超声电机俯视示意图；图8为本发明实施例4超声电机调焦系统剖面结构示意图。
具体实施例方式
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明实施例1根据图1和图2，本实施例的超声电机包括转子2和设有中心圆孔的定子1，定子1上贴有12块压电元件11(压电元件11可以是片状、弧形片、柱状或各种多面体、整体环形或锥形压电元件)，定子1与转子2通过中心圆孔相卡套，定子1与转子2相贴合处设有相匹配的螺纹，如图1和图2所示，定子1中心圆孔内壁设有内螺纹10，转子2外表面附设相应的外螺纹20，螺纹10和螺纹20表面经耐磨处理或涂有耐磨材料。螺纹10、20的截面可以是三角形、梯形、矩形以及凸面等各种形式及其组合，螺纹10、20的形式可以是连续的、分段的或特定轨迹的曲线。
向压电元件11施加交变电压后，使定子1与转子2之间相对旋转的同时，由于定子1与转子2之间螺纹10、20的直接驱动作用，从而使得定子1与转子2之间发生相对的沿轴向的轴向运动。
如图2和图3所示，本实施例的超声电机调焦系统包括超声电机，超声电机包括转子2和设有中心圆孔的定子1，转子2为圆环型，转子2中设置光学透镜体31，成像元件30设置于定子1一端的中心部位，转子2一端的中心部位开设孔径光阑5。
向压电元件11施加交变电压后，使得定子1与转子2之间发生相对的沿轴向的轴向运动，使得光学透镜体31和成像元件30的距离发生变化，起到了光学调焦作用。
在实际的应用中，成像元件30可为CCD、CMOS感光器件或感光胶片等。
实施例2如图4所示，本实施例与实施例1的主要区别在于在本实施例中，定子1内部还设置第二光学透镜体32。至于其它部分结构和使用方法与实施例1所述相同或相似，此处不再赘述。
实施例3如图5所示，本实施例与实施例2的主要区别在于在本实施例中，定子1内部还设置第三光学透镜体33，转子2位于第二光学透镜体32和第三光学透镜体33之间，即光学透镜体31处于第二光学透镜体32和第三光学透镜体33之间，另，转子2被包覆于定子1之内，孔径光阑5则开设于定子1的一端的中心部位。在本实施例中，通过转子2中光学透镜体31的移动，可实现光学变焦作用。
至于其它部分结构和使用方法与实施例1或2所述相同或相似，此处不再赘述。
实施例4如图6、图7和图8所示，本实施例与实施例3的主要区别在于在本实施例超声电机中，还包括第二转子4，第二转子4外表面附设外螺纹40，外螺纹40与定子1中的螺纹10相匹配，第二转子4中设置光学透镜体41，如图8所示，光学透镜体41处于光学透镜体31和第二光学透镜体32之间，向压电元件11施加交变电压后，使定子1与转子2、第二转子4之间相对旋转的同时，由于定子1与转子2、第二转子4之间螺纹10与螺纹20、40的作用，从而使得定子1与转子2、第二转子4之间同时发生相对的沿轴向的横向运动，带动光学透镜体41、光学透镜体31同时移动。
在实际的应用中，转子2、第二转子4与定子1之间的螺纹螺距相同或不相同，若相同的话，转子2和第二转子4的轴向运程一致，反之，转子2和第二转子4的轴向运程不一致。
至于其它部分结构和使用方法与前述实施例所述相同或相似，此处不再赘述。
在上述实施例中，光学透镜体31、41以及第二光学透镜体32、第三光学透镜体33可为单片光学透镜或复合光学透镜组，在实际应用中可根据需要选取。
这样，根据上述实施例，通过在超声电机中设有至少一个光学透镜体和成像元件，具体地，超声电机中的转子2与定子1之间以螺纹连接直接驱动，光学透镜体设置于转子2或定子1中，相对地，成像元件设置于定子1或转子2中，在使用时定子2与转子1之间的相对轴向运动使得光学透镜体和成像元件的距离发生变化，实现简单或复合的光学调焦、变焦作用等，对于实施例2、3、4中的较为复杂的透镜系统，可根据需要适应多种光学设计的象差补偿等。
权利要求
1.一种一体化光学设备焦距调节系统，其特征在于它包括超声电机，所述超声电机中装配有至少一个光学透镜体和成像元件。
2.根据权利要求1所述的一体化光学设备焦距调节系统，其特征在于所述的超声电机包括转子和定子，所述的转子与定子之间以螺纹连接直接驱动，所述的光学透镜体设置于转子或定子中，相对地，成像元件设置于定子或转子中。
3.根据权利要求2所述的一体化光学设备焦距调节系统，其特征在于所述的超声电机包括转子和设有中心圆孔的定子，定子上贴有数块压电元件(片状、弧形片、柱状或各种多面体、整体环形或锥形压电元件)，激励超声振动，定子与转子通过螺纹连接直接驱动。
4.根据权利要求2所述的一体化光学设备焦距调节系统，其特征在于所述螺纹表面经耐磨处理或涂有耐磨材料。
5.根据权利要求2-4中任意一项所述的一体化光学设备焦距调节系统，其特征在于所述的定子一端的中心部位安装成像元件，所述的转子为圆环型，转子中间设置光学透镜体。
6.根据权利要求5所述的一体化光学设备焦距调节系统，其特征在于所述的定子内部还设置第二光学透镜体。
7.根据权利要求6所述的一体化光学设备焦距调节系统，其特征在于所述的定子内部还设置第三光学透镜体，所述的转子位于所述第二光学透镜体和第三光学透镜体之间。
8.根据权利要求2-4中任意一项所述的一体化光学设备焦距调节系统，其特征在于所述电机中包括第二转子，所述第二转子中设置光学透镜体，所述的第二转子外表面附设外螺纹，所述外螺纹与定子中的螺纹相匹配。
9.根据权利要求8所述的一体化光学设备焦距调节系统，其特征在于所述的转子、第二转子与定子之间的螺纹螺距相同或不相同。
10.根据权利要求5所述的一体化光学设备焦距调节系统，其特征在于所述的光学透镜体为单片光学透镜或复合光学透镜组。
11.根据权利要求5所述的一体化光学设备焦距调节系统，其特征在于所述的转子或定子一端的中心部位开设孔径光阑。
12.利要求5所述的一体化光学设备焦距调节系统，其特征在于所述的成像元件为CCD或CMOS感光器件或感光胶片。
全文摘要
一种涉及光学的一体化光学设备焦距调节系统，包括超声电机，所述超声电机中设有至少一个光学透镜体和成像元件；超声电机包括转子和定子，转子与定子之间以螺纹连接直接驱动，光学透镜体设置于转子或定子中，相对地，成像元件设置于定子或转子中；定子中心圆孔内壁设有内螺纹，转子外表面附设相应的外螺纹；螺纹表面经耐磨处理或涂有耐磨材料；所述电机中包括第二转子，所述第二转子中设置光学透镜体，所述的第二转子外表面附设外螺纹，所述外螺纹与定子中的螺纹相匹配，本发明结构简单，效率高，在体积、成本、效率等方面具有多重优越性，具有很强的实用性。
文档编号G02B7/02GK1873455SQ200610035079
公开日2006年12月6日 申请日期2006年4月14日 优先权日2006年4月14日
发明者胡笑平, 田斌, 李毅, 周铁英, 鹿存跃, 陈宇 申请人:博立码杰通讯(深圳)有限公司, 清华大学