螺母型超声电机及其在透镜调焦中的应用

介绍了一种螺母型多面体螺纹驱动的直线超声电机. 该电机包括粘贴有压电元件的多边形金属螺母定子和带有外螺纹的转子, 其中转子与金属螺母之间通过螺纹相啮合. 压电元件粘贴到金属螺母外侧的平面上, 通过激励压电片使定子中产生沿圆周方向的面内弯曲行波. 该面内弯曲行波通过螺纹直接驱动转子旋转并转换成转子的轴向直线运动. 转子和定子内均可安装透镜片, 以进行调焦或变焦, 实现透镜模组一体化的设计. 这种结构可以省去减速机构, 直接低速驱动, 提高定位精度, 抗冲击. 对于M12电机, 当外加峰峰值电压V_p-p = 20~40 V, 工作频率19 kHz时, 激励三阶共振模态, 实验测得消耗功率0.2 W, 轴向运动速度0.5~1 mm/s, 驱动力20 g, 响应时间<1 ms. 基于该电机, 现已研制成目前最小的手机AF模组.     

螺母型超声电机驱动的集成透镜调焦系统

介绍一款螺母型超声电机驱动的集成光学调焦模组系统. 该系统用光学镜头(M6或M7)作为转子, 粘有压电元件的多面体铜管作为定子, 成像传感器安放在定子轴的底部. 驱动芯片(IC)控制电机运行. AF模组尺寸是8.5 mm×8.5 mm×5.9 mm. 转子的外螺纹与定子的内螺纹相互啮合. 当驱动IC激励定子上的压电片时, 在定子中激励出沿圆周传播的面内弯曲行波. 图像质量由多次成像的清晰度反馈到驱动IC, 再由驱动IC对镜头位置进行控制, 从而实现AF功能. 工作时功耗小于0.25 W, 静止时功耗为0. 调焦精度<10 mm, 运动速度>3 r/s, 响应时间<10 ms. 该系统模组还具有耐冲击和抗跌落, 机构简单没有附加传动机构等特点. 在试验样机中已经获得3~5 MP的图像分辨率.