[发明专利]一种镜头调焦装置及调焦方法

权利要求书

1.一种镜头调焦装置，包含：

外镜筒(01)、弹性垫圈(02)、直线超声电机(03)、硬质垫圈(04)、位移传感器(05)、微型弹簧(06)、可移动内镜筒(07)、第一透镜组(08)、内镜筒(09)、第二透镜组(10)、光学传感器(11)、以及控制电路板(12)；所述的弹性垫圈(02)固定在直线超声电机(03)两端，一方面固定直线超声电机(03)，另一方面为直线超声电机(03)的运作提供足够的空间；所述的直线超声电机(03)包含：压电元件(13)、内镜筒孔(14)、金属长方体(15)；金属长方体(15)材料是磷青铜，四面贴着压电元件(13)构成电机的定子；压电元件是硬质压电材料，他们的极化方向为厚度方向，外面是正极，内面是负极；外表面具有两个银电极，并且两个电极之间有绝缘体隔离；内镜筒(09)孔略大于可移动内镜筒(07)；压电元件(13)两个银电极分别接E_a，E_b，金属长方体(15)接地；

E_a的计算公式如下：

E_a＝A_Esin(2πf_Et)

E_b的计算公式如下：

E_b＝A_Esin(2πf_Et+φ)

其中A_E和f_E分别是施加电压的幅度和频率，φ是E_a和E_b之间的相位差，t为时间；

压电元件(13)在不同的电压作用下会产生两种模式，一种被称作第一拓展模式，另一种为第二拓展模式；当E_a＝E_b时，压电元件(13)会产生第一拓展模式即重复的收缩和膨胀；当E_a＝-E_b时，压电元件(13)会产生第二种拓展模式即收缩左侧膨胀右侧；在第一拓展模式和第二拓展模式中间给出1/4的时间差，这样内镜筒孔(14)的表面会产生椭圆轨迹的运动，这种运动通过摩擦力传给可移动内镜筒(07)，驱动可移动内镜筒(07)做直线运动从而来改变镜头的焦距；

所述的微型弹簧(06)连接着可移动内镜筒(07)，所述的位移传感器(05)依据弹簧的压缩和拉伸量来判断焦距调节的实际距离值；所述的第一透镜组(08)与可移动内镜筒(07)相连接，并随着可移动内镜筒(07)移动而移动； 所述的第二透镜组(10)与内镜筒(09)相连接，且固定不变；所述的可移动内镜筒(07)直接作为直线超声电机(03)的转子，可使整个装置体积更小。

2.根据权利要求1所述的一种镜头调焦装置，其特征在于，所述的控制电路板(12)包括中央处理器，图像处理模块，位移电压转换模块，位移反馈模块；

所述的图像处理模块是对光学传感器(11)上的图像进行图像处理，使图像成像质量更好；

所述的位移电压转换模块是将外部输入进来的调焦距离值转化为驱动直线超声电机(03)所需要的电压；

所述的位移反馈模块是将位移传感器(05)传回的透镜移动的实际距离值与预调节的距离值进行对比分析，并发送距离的差值给中央处理器；

所述的中央处理器、位移电压转化模块、直线超声电机(03)与位移传感器(05)形成一个闭环控制系统，确保更好的成像效果和更准确的调焦。