專(zhuān)利名稱(chēng)：自動(dòng)對(duì)焦和縮放模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明要求2005年9月8日提交的題為"微型3X縮放模塊"的 共同未決的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)NO. 60/715, 533的35 U. S. C. 119 (e)的優(yōu)先 權(quán)，該申請(qǐng)結(jié)合于此作為參考。
本發(fā)明涉及照相機(jī)光學(xué)器件，特別是自動(dòng)對(duì)焦和縮放模塊。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，在數(shù)字照相機(jī)領(lǐng)域具有多種改進(jìn)。 一種這樣的改進(jìn)是光 學(xué)器件和機(jī)械部件的進(jìn)一步微型化到亳米或亞亳米的尺寸，照相機(jī)運(yùn) 動(dòng)部件的縮小使得現(xiàn)數(shù)字照相機(jī)和光學(xué)技術(shù)應(yīng)用更加廣泛的器件 中。這些器件同樣通常設(shè)計(jì)并構(gòu)造成越來(lái)越小的形狀因數(shù)實(shí)施例。例 如，例如蜂窩電話(huà)、個(gè)人數(shù)字助手(PDA)以及手表和/懷表的可在商 業(yè)上得到的個(gè)人電子裝置包括小型的數(shù)字照相機(jī)。此外，較大形狀因 數(shù)裝置同樣具有另外的特征。例如，典型的視頻攝像-錄像機(jī)通常使得 用于"靜止"圖形的整個(gè)數(shù)字照相機(jī)以及用于活動(dòng)視頻記錄的機(jī)構(gòu)或 電路一起內(nèi)置于攝像-錄像機(jī)。
但是，通常，現(xiàn)代數(shù)字照相機(jī)應(yīng)用具有多種局限性。某些局限性 包括成本、尺寸、特征和復(fù)雜性。例如，隨著尺寸減小通常造成成本 增加、特征減少和/或復(fù)雜性增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于光學(xué)模塊。光學(xué)模塊具有第一光學(xué)器件組、第二光學(xué) 器件組以及圖像傳感器。第一光學(xué)器件組和第二光學(xué)器件組構(gòu)造成將 具有聚焦和放大的圖像提供給圖像傳感器。
在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，光學(xué)模塊包括連接到第 一導(dǎo)螺桿的螺 紋部分上的第一光學(xué)器件組。第一導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)造成第一光學(xué)器件組 沿著第一導(dǎo)螺桿的軸線(xiàn)平移。第一致動(dòng)器轉(zhuǎn)動(dòng)第一導(dǎo)螺桿。第一感測(cè) 目標(biāo)構(gòu)造成使得笫一導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)得到檢測(cè)。在本發(fā)明的某些實(shí)施例 中，光學(xué)模塊還包括連接到第二導(dǎo)螺桿的螺紋部分上的第二光學(xué)器件 組。第二導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)造成第二光學(xué)器件組沿著第二導(dǎo)螺桿的軸線(xiàn)平 移。第二致動(dòng)器轉(zhuǎn)動(dòng)第二導(dǎo)螺桿。用于感測(cè)的第二裝置構(gòu)造成檢測(cè)第二導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)。
還可包括殼體。第一光學(xué)器件組件、第二光學(xué)器件組件安裝在殼 體內(nèi)。
第一感測(cè)目標(biāo)可包括具有以圍繞第一導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)對(duì)稱(chēng)的交 替形式配置的不同光學(xué)性能的相鄰區(qū)域的閉合表面。第二感測(cè)目標(biāo)可 包括具有以圍繞第二導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)對(duì)稱(chēng)的交替形式配置的不同光 學(xué)性能的相鄰區(qū)域的閉合表面。優(yōu)選的是，第二感測(cè)目標(biāo)構(gòu)造成使得 第二光學(xué)器件組沿著笫二導(dǎo)螺桿的平移得以測(cè)量。笫一感測(cè)目標(biāo)構(gòu)造
成使得第一光學(xué)器件組沿著第一導(dǎo)螺桿的平移得以測(cè)量。更優(yōu)選的是，
第一感測(cè)目標(biāo)可以小于IO微米的分辨率在至少10mm的范圍上測(cè)量。 第二感測(cè)目標(biāo)可以小于IO微米的分辨率在至少2mm的范圍上測(cè)量。
在某些實(shí)施例中，第一導(dǎo)螺桿包括具有第一外部螺紋直徑的螺紋 部分、具有第一外部直徑的非螺紋區(qū)域以及第一致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。第 一光學(xué)器件組連接到第一導(dǎo)螺桿的螺紋部分上，使得第一導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn) 動(dòng)造成第一光學(xué)器件組件沿著第一導(dǎo)螺桿的軸線(xiàn)平移。第一齒隙防止 彈簧構(gòu)造成朝著第一導(dǎo)螺桿的非螺紋區(qū)域偏壓笫一光學(xué)器件組。第一 圓柱形振動(dòng)致動(dòng)器轉(zhuǎn)動(dòng)第一導(dǎo)螺桿。通過(guò)來(lái)自于鄰靠殼體和第一致動(dòng) 器的第一預(yù)加載彈簧的彈簧力，第一圓柱形振動(dòng)致動(dòng)器保持在非螺紋 區(qū)域之上并貼靠第一導(dǎo)螺桿的致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。笫一圓柱形振動(dòng)致動(dòng) 器通過(guò)與殼體的柔性連接器局限于節(jié)點(diǎn)處。用于感測(cè)的第一裝置檢測(cè) 第一導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)。
在某些實(shí)施例中，第一外部螺紋直徑大于第一外部直徑。在其它 實(shí)施例中，第一外部螺紋直徑小于第一外部直徑。在又一實(shí)施例中， 笫一外部螺紋直徑和第一外部直徑相等。
在某些實(shí)施例中，第二導(dǎo)螺桿包括具有第二外部螺紋直徑的螺紋 部分、具有第二外部直徑的非螺紋區(qū)域以及第二致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。第 二光學(xué)器件組連接到第二導(dǎo)螺桿的螺紋部分上，使得第二導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn) 動(dòng)造成第二光學(xué)器件組件沿著第二導(dǎo)螺桿的軸線(xiàn)平移。第二齒隙防止 彈簧構(gòu)造成朝著第二導(dǎo)螺桿的非螺紋區(qū)域偏壓第二光學(xué)器件組。第二 圓柱形振動(dòng)致動(dòng)器轉(zhuǎn)動(dòng)第二導(dǎo)螺桿。通過(guò)來(lái)自于鄰靠殼體和第二致動(dòng) 器的第二預(yù)加栽彈簧的彈簧力，第二圓柱形振動(dòng)致動(dòng)器保持在非螺紋 區(qū)域之上并貼靠第二導(dǎo)螺桿的致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。第二圓柱形振動(dòng)致動(dòng)器通過(guò)與殼體的柔性連接器局限于節(jié)點(diǎn)處。用于感測(cè)的第二裝置檢測(cè) 第二導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)。
最好是，第一致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)布置在第一導(dǎo)螺桿的螺紋部分和非 螺紋區(qū)域之間。同樣優(yōu)選的是，第二致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)布置在第二導(dǎo)螺 桿的螺紋部分和非螺紋區(qū)域之間。
在某些實(shí)施例中，第二外部螺紋直徑大于第二外部直徑。在其它 實(shí)施例中，第二外部螺紋直徑小于第二外部直徑。在又一實(shí)施例中， 第二外部螺紋直徑和第二外部直徑相等。
本發(fā)明的某些實(shí)施例涉及一種自動(dòng)聚焦和縮放模塊，該模塊包括
以駐波形式(pattern)振蕩以便驅(qū)動(dòng)放置其中的軸轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱形振動(dòng) 致動(dòng)器。按照這些實(shí)施例的自動(dòng)聚焦和縮放模塊包括殼體、光學(xué)器件 組件以及圖像傳感器，其中光學(xué)器件組構(gòu)造成將具有聚焦和放大的圖 像提供給圖像傳感器。光學(xué)器件組件包括具有外部螺紋直徑的螺紋部 分以及具有外部直徑的非螺紋區(qū)域的導(dǎo)螺桿以及致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。光 學(xué)器件組連接到導(dǎo)螺桿的螺紋部分上，使得導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)造成光學(xué)器 件組沿著導(dǎo)螺桿的軸線(xiàn)平移。圓柱形振動(dòng)致動(dòng)器轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)螺桿，導(dǎo)螺桿 通過(guò)鄰靠殼體和致動(dòng)器的預(yù)加載彈簧保持在非螺紋區(qū)域之上并貼靠導(dǎo) 螺桿的致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，并且通過(guò)與殼體的柔性連接器局限于其優(yōu)選 駐波形式的節(jié)點(diǎn)處。用于感測(cè)的裝置檢測(cè)導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)。最好是，致 動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)布置在螺紋部分和非螺紋區(qū)域之間。
在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，自動(dòng)聚焦和縮放模塊包括第一引導(dǎo)銷(xiāo)、 第二引導(dǎo)銷(xiāo)、第一光學(xué)器件組件、第二光學(xué)器件組件以及圖像傳感器， 其中第一光學(xué)器件組和第二光學(xué)器件組構(gòu)造成將具有聚焦和放大的圖 像提供給圖像傳感器。
在某些實(shí)施例中，第一光學(xué)器件組件包括具有第一外部螺紋直徑 的螺紋部分和具有第一外部直徑的非螺紋區(qū)域的第一導(dǎo)螺桿以及致動(dòng) 器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，其中致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)布置在螺紋部分和非螺紋區(qū)域之間。 第一光學(xué)器件組包括具有相對(duì)配置的兩個(gè)螺紋連接臂并構(gòu)造成與第一 導(dǎo)螺桿的螺紋部分連接的第一彈簧鉸接組件。因此，第一導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn) 動(dòng)造成第一光學(xué)器件組沿著第一導(dǎo)螺桿平移。彈簧鉸接組件連接到第 一引導(dǎo)銷(xiāo)和第二引導(dǎo)銷(xiāo)上。第一致動(dòng)器轉(zhuǎn)動(dòng)第一導(dǎo)螺桿。用于感測(cè)的 第一裝置檢測(cè)第一導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)。在某些實(shí)施例中，第一外部螺紋直徑大于第一外部直徑。在其它 實(shí)施例中，第一外部螺紋直徑小于第一外部直徑。在又一實(shí)施例中， 第一外部螺紋直徑和第一外部直徑相等。
本發(fā)明的某些實(shí)施例涉及使用作為驅(qū)動(dòng)元件的螺紋導(dǎo)螺桿來(lái)防止 系統(tǒng)中的間隙的方法。該方法包括提供導(dǎo)螺桿的步驟，導(dǎo)螺桿具有軸 線(xiàn)和具有螺紋深度和螺紋節(jié)距的螺紋區(qū)域。多個(gè)帶齒連接臂的彈簧鉸
接組件相對(duì)配置，并且構(gòu)造成與導(dǎo)螺桿的螺紋部分連接。導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn) 動(dòng)造成笫二光學(xué)器件組沿著第二導(dǎo)螺桿的軸線(xiàn)平移，其中帶齒連接臂 的齒具有齒深度和齒節(jié)距，其中齒深度大致小于螺紋深度，并且齒節(jié) 距大于螺紋節(jié)距。
按照本發(fā)明，光學(xué)模塊最好包括連接到光學(xué)器件組上的棱鏡元件， 其中棱鏡相對(duì)于模塊平面以一個(gè)角度將圖像引導(dǎo)到光學(xué)器件組。


本發(fā)明的新穎特征在所附權(quán)利要求中提出。但是為了說(shuō)明目的， 在以下附圖中提出本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例。
圖l是按照本發(fā)明的某些實(shí)施例的自動(dòng)聚焦和縮放模塊的透視圖； 圖2是按照本發(fā)明的某些實(shí)施例的自動(dòng)聚焦和縮放模塊的透視圖； 圖3是按照本發(fā)明的某些實(shí)施例的自動(dòng)聚焦和縮放模塊的導(dǎo)螺桿 組件的側(cè)視圖4是按照本發(fā)明的某些實(shí)施例的自動(dòng)聚焦和縮放模塊的截面圖； 圖5A是按照本發(fā)明的某些實(shí)施例的自動(dòng)聚焦和縮放模塊的截面透 視圖5B是按照本發(fā)明的某些實(shí)施例的自動(dòng)聚焦和縮放模塊的截面透 視圖5C是按照本發(fā)明的某些實(shí)施例的自動(dòng)聚焦和縮放模塊的截面透 視圖6是按照本發(fā)明的某些實(shí)施例的自動(dòng)聚焦和縮放模塊的側(cè)視圖； 圖7A是按照本發(fā)明的某些實(shí)施例用于自動(dòng)聚焦和縮放模塊的連接 機(jī)構(gòu)的截面示意圖7B表示按照本發(fā)明的某些實(shí)施例使用不同節(jié)距的螺紋的連接
器；
圖8A是按照本發(fā)明的某些實(shí)施例的距離傳感器的示意圖；圖8B是按照本發(fā)明的某些實(shí)施例在距離檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)的光束分 布的示意圖8C是按照本發(fā)明的某些實(shí)施例在距離檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)的光束分 布的示意圖9A是按照本發(fā)明的某些實(shí)施例在距離檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)的光束分 布的示意圖中的用于距離檢測(cè)的直接成像方案的示意圖9B是按照本發(fā)明的某些實(shí)施例用于距離檢測(cè)的基于透鏡成像方 案的示意圖9C是按照本發(fā)明的某些實(shí)施例用于距離檢測(cè)的基于針孔成像方 案的示意圖10按照本發(fā)明的某些實(shí)施例用于位置感測(cè)的組件的分解透視
圖11按照本發(fā)明的某些實(shí)施例用于位置感測(cè)的組件的分解透視
圖12A是組件一部分的截面圖，表示按照本發(fā)明的某些實(shí)施例安 裝的致動(dòng)器；
圖12B是組件一部分的截面圖，表示按照本發(fā)明的某些實(shí)施例安 裝的致動(dòng)器；
圖12C是組件一部分的截面圖，表示按照本發(fā)明的某些實(shí)施例安 裝的致動(dòng)器；以及
圖12D是組件一部分的截面圖，表示按照本發(fā)明的某些實(shí)施例安 裝的致動(dòng)器。
具體實(shí)施例方式
在以下說(shuō)明中，出于說(shuō)明的目的提出多種細(xì)節(jié)和可選擇例。但是，
施。在其它情況下r公知的結(jié)構(gòu)和裝置:乂方i圖形式表示:以便不: 不需要的細(xì)節(jié)來(lái)混淆本發(fā)明的描述。 A.結(jié)構(gòu)
圖1表示按照本發(fā)明的某些實(shí)施例的自動(dòng)聚焦和縮放模塊1000。 如附圖所示，模塊1000包括前部光學(xué)器件組400、后部光學(xué)器件組500 以及圖像傳感器1010。前部光學(xué)器件組400和后部光學(xué)器件組500通 常包括例如透鏡的一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件。例如，圖4所示的模塊1000在前部光學(xué)器件組400和后部光學(xué)器件組500內(nèi)包括多個(gè)光學(xué)透鏡。 但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解到用于光學(xué)器件組的更加復(fù)雜和更加 簡(jiǎn)單的配置。
B.組件細(xì)節(jié)
圖1和2表示模塊1000的另一細(xì)節(jié)。某些實(shí)施例的模塊包括相互 連接并通過(guò)引導(dǎo)銷(xiāo)對(duì)準(zhǔn)的前部和后部殼體。引導(dǎo)銷(xiāo)還用來(lái)引導(dǎo)圓筒的 運(yùn)動(dòng)。困5A表示包括后部部件1050和前部部件1060的殼體，提供用 于模塊1000的不同組件的結(jié)構(gòu)框架。導(dǎo)螺桿200和300以及引導(dǎo)銷(xiāo)600 和700連接到殼體上。這種連接相互之間以及相對(duì)于圖像傳感器1010 的目標(biāo)區(qū)域1012定位和固定部件，提供用于能夠?qū)⒕哂蟹糯蠛涂s放的 圖像提供給目標(biāo)區(qū)域1012的自動(dòng)聚焦和縮放模塊的底盤(pán)。
連接到前部殼體上的是前部圓筒以及任選的棱鏡。模塊的殼體最 好包括外罩和覆蓋機(jī)構(gòu)。覆蓋機(jī)構(gòu)最好防止光線(xiàn)泄漏以及灰塵污染圖 像模塊的特別是透鏡組和圖像傳感器的內(nèi)部部件。連接到后部殼體上 的是圖像傳感器以及任選的紅外線(xiàn)(IR)過(guò)濾器和/或低通過(guò)濾器。
圖像傳感器
如附圖所示，固像傳感器IOIO最好限定一個(gè)平面。在圖1中，此 平面平行于x-y平面。通常，模塊IOOO構(gòu)造成沿著平行于z軸的圖像 矢量將圖像提供給圖像傳感器1010。
引導(dǎo)銷(xiāo)
圖1表示按照某些實(shí)施例的自動(dòng)聚焦和縮放模塊的引導(dǎo)銷(xiāo)配置。 某些實(shí)施例包括一對(duì)引導(dǎo)銷(xiāo)，而某些實(shí)施例采用不同數(shù)量的引導(dǎo)銷(xiāo)。 不管其數(shù)量，引導(dǎo)銷(xiāo)600和700通常沿著模塊1000的線(xiàn)性軸線(xiàn)安裝， 使得后部圓筒530和前部圓筒430相對(duì)于圖像傳感器1010運(yùn)動(dòng)。在模 塊1000中，主要引導(dǎo)銷(xiāo)600和次要引導(dǎo)銷(xiāo)700對(duì)準(zhǔn)，使其軸線(xiàn)大致相 互平行，并且平行于z軸。另外，導(dǎo)螺桿組件200和300也對(duì)準(zhǔn)，使 其軸線(xiàn)大致相互平行，并平行于z軸和引導(dǎo)銷(xiāo)600和700。
通常，引導(dǎo)銷(xiāo)600和700在圖像傳感器1010的圖像矢量的相對(duì)側(cè) 上連接到殼體的前部部件1050和后部部件1060上。但是，本領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員將理解到其它構(gòu)造也是可以的。導(dǎo)螺桿200和300通常 在圖像傳感器1010的相同側(cè)上連接到殼體的前部部件1050和后部部 件1060上。在某些實(shí)施例中，通過(guò)引導(dǎo)銷(xiāo)600和700提供給后部圃筒530的 運(yùn)動(dòng)范圍大致是7亳米。在某些實(shí)施例中，通過(guò)引導(dǎo)銷(xiāo)600和700提 供給前部圓筒430的運(yùn)動(dòng)范圍大致是2亳米。但是由于此運(yùn)動(dòng)范圍， 某些實(shí)施例的引導(dǎo)銷(xiāo)600和700通常影響模塊1000的形狀因數(shù)。因此， 某些實(shí)施例還包括用于調(diào)節(jié)和/或隱藏模塊1000的形狀因數(shù)的裝置。
棱鏡結(jié)構(gòu)
還可包括任選的光學(xué)棱鏡結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)使得自動(dòng)聚焦和縮放模塊 以多種取向布置和/或安裝。例如，特別應(yīng)用的水平寬度通常受到限制， 使得模塊最好縱向布置在封殼的垂直平面內(nèi)。此取向使得前部和后部 圓筒沿著引導(dǎo)銷(xiāo)的運(yùn)動(dòng)范圍如上所述用于具有小寬度和/或深度形狀 因數(shù)的裝置。
圖1和5B表示某些實(shí)施例的棱鏡結(jié)構(gòu)。圖1包括具有安裝在前部 圓筒430上的棱鏡100的模塊1000。棱鏡100將來(lái)自于圖像的光線(xiàn)相 對(duì)于前部圓筒430以一個(gè)角度重新指向。如上所述，前部圓筒430通 常容納前部透鏡組。前部透鏡組容納例如前部透鏡440的一個(gè)或多個(gè) 前部光學(xué)元件，如圖5B所示。因此，棱鏡100使得模塊1000以多種 取向布置在通常相對(duì)于被觀(guān)看和/或拍照的物體以一個(gè)角度保持的裝 置內(nèi)。
圖5B表示按照某些實(shí)施例安裝在模塊1000上的棱鏡100的小形 狀因數(shù)。在這些實(shí)施例中，棱鏡保持器和棱鏡支架的組合有利地將棱 鏡靠近模塊1000的前部透鏡440安裝。如上所述，棱鏡1000通常將 來(lái)自于相對(duì)于模塊1000的前部透鏡440位于一個(gè)角度上圖像的光線(xiàn)重
新指向。
透鏡系統(tǒng)
如附圖所示，后部光學(xué)器件組500和前部光學(xué)器件組400具有預(yù) 定構(gòu)造。后部光學(xué)器件組500還包括后部圓筒530、后部引導(dǎo)套筒510 以及后部引導(dǎo)細(xì)槽520。后部圓筒通常容納一個(gè)或多個(gè)透鏡或其它光學(xué) 元件。如所示，后部圓筒530容納后部透鏡540。后部圓筒530是具有 中心軸線(xiàn)的大致圓柱形主體。后部透鏡540構(gòu)造成沿著后部圓筒530 的中心軸線(xiàn)引導(dǎo)光線(xiàn)。后部引導(dǎo)套筒510是連接到后部圓筒530上的 細(xì)長(zhǎng)的、大致圓柱形的主體，使得后部圓筒530的中心軸線(xiàn)和后部引 導(dǎo)套筒510的軸線(xiàn)大致平行。后部引導(dǎo)細(xì)槽520是構(gòu)造成與圓筒接合的帶細(xì)槽結(jié)構(gòu)。前部光學(xué)器件組400還包括前部圓筒430、前部引導(dǎo)套筒410以及 前部引導(dǎo)細(xì)槽420,前部圓筒通常容納前部透鏡440 (例如圖5所示)。 前部圓筒430是具有中心軸線(xiàn)的大致圓柱形主體。前部透鏡440構(gòu)造 成沿著前部圓筒430的中心軸線(xiàn)引導(dǎo)光線(xiàn)。前部引導(dǎo)套筒410是連接 到前部圓筒430上的細(xì)長(zhǎng)的、大致圓柱形的主體，使得前部圓筒430 的中心軸線(xiàn)和前部引導(dǎo)套筒410的軸線(xiàn)大致平行。前部引導(dǎo)細(xì)槽420 是構(gòu)造成與圓筒接合的帶細(xì)槽結(jié)構(gòu)。透鏡-引導(dǎo)銷(xiāo)接合現(xiàn)在參考圖5B,前部光學(xué)器件組400包括與主要引導(dǎo)銷(xiāo)600連接 的前部引導(dǎo)套筒410。如所示，前部引導(dǎo)套筒410相對(duì)于前部套筒430 大致細(xì)長(zhǎng)。另外，前部引導(dǎo)套筒410剛性連接到前部圓筒430上。假 設(shè)引導(dǎo)銷(xiāo)600沿著z軸定位，此構(gòu)造防止前部光學(xué)器件組400在y-z 平面或x-z平面內(nèi)相對(duì)于主要引導(dǎo)銷(xiāo)600轉(zhuǎn)動(dòng)，但是可以在x-y平面 內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。后部光學(xué)器件組500包括與主要引導(dǎo)銷(xiāo)600連接的后部引導(dǎo) 套筒510。如所示，后部引導(dǎo)套筒510相對(duì)于后部套筒530大致細(xì)長(zhǎng)。 另外，后部引導(dǎo)套筒510剛性連接到后部圓筒530上。假設(shè)引導(dǎo)銷(xiāo)600 沿著z軸定位，此構(gòu)造防止后部光學(xué)器件組500在y-z平面或x-z平 面內(nèi)相對(duì)于主要引導(dǎo)銷(xiāo)600轉(zhuǎn)動(dòng)，但是可以在x-y平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)在參考圖1，前部光學(xué)器件組400還包括構(gòu)造成與次要引導(dǎo)銷(xiāo) 700連接的前部引導(dǎo)細(xì)槽420。引導(dǎo)細(xì)槽420和次要引導(dǎo)銷(xiāo)700之間的 連接防止前部光學(xué)器件組400在x-y平面內(nèi)相對(duì)于任何的引導(dǎo)銷(xiāo)600 和700轉(zhuǎn)動(dòng)。前部光學(xué)器件組400和引導(dǎo)銷(xiāo)600和700之間的連接使 得前部光學(xué)器件組400沿著通過(guò)兩個(gè)引導(dǎo)銷(xiāo)限定的軸線(xiàn)(圖1的z軸) 平移，但是不在垂直于該軸線(xiàn)的軸線(xiàn)(這里是x和y軸)上運(yùn)動(dòng)。后部光學(xué)器件組500還包括構(gòu)造成與次要引導(dǎo)銷(xiāo)700連接的后部 引導(dǎo)細(xì)槽520。引導(dǎo)細(xì)槽520和次要引導(dǎo)銷(xiāo)700之間的連接防止后部光 學(xué)器件組500在x-y平面內(nèi)相對(duì)于任何的引導(dǎo)銷(xiāo)600和700轉(zhuǎn)動(dòng)。后 部光學(xué)器件組500和引導(dǎo)銷(xiāo)600和700之間的連接使得后部光學(xué)器件 組500沿著通過(guò)兩個(gè)引導(dǎo)銷(xiāo)限定的軸線(xiàn)(圖1的z軸)平移，但是不 在垂直于該軸線(xiàn)的軸線(xiàn)(這里是x和y軸)上運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)螺桿組件現(xiàn)在參考圖3,示例性導(dǎo)螺桿組件300，表示成與包括后部部件 1050，和前部部件1060，的分段殼體連接。導(dǎo)螺桿組件300，圍繞導(dǎo)螺桿1 構(gòu)造。組件包括致動(dòng)器10、連接螺母35和感測(cè)目標(biāo)50。另外，組件 包括預(yù)加載彈簧20和消齒隙彈簧40。導(dǎo)螺桿1包括螺紋區(qū)域5和兩個(gè) 非螺紋區(qū)域。致動(dòng)器20與笫一非螺紋區(qū)域連接，而感測(cè)目標(biāo)50與第 二非螺紋區(qū)域連接。在連接到殼體上時(shí)，導(dǎo)螺桿組件300，接觸后部部 件1050，和前部部件1060，的特殊結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)螺桿保持凹井 1051和1065以及齒隙彈簧參考結(jié)構(gòu)1063。最好是，這些結(jié)構(gòu)包括構(gòu)造成有助于導(dǎo)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承。圖5C表示圖3所示類(lèi)型的與包括前部部件1060和后部部件1050 的分段殼體連接的導(dǎo)螺桿組件300。如所示，導(dǎo)螺桿300的軸線(xiàn)與穿過(guò) 后部光學(xué)器件組500和前部光學(xué)器件組400的透鏡組形成的光學(xué)路徑平行。感測(cè)目標(biāo)按照本發(fā)明某些實(shí)施例的導(dǎo)螺桿組件包括感測(cè)目標(biāo)。圖3的導(dǎo)螺 桿組件300，包括布置在導(dǎo)螺桿保持凹井1065和齒隙彈簧參考結(jié)構(gòu) 1063之間的感測(cè)目標(biāo)50。通常，感測(cè)目標(biāo)包括與導(dǎo)螺桿的第二非螺紋 區(qū)域的對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)接合的結(jié)構(gòu)。例如，如圖5A所示的局部截面圖看到， 導(dǎo)螺桿260包括位于其非螺紋區(qū)域內(nèi)的對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。如所示，導(dǎo)螺桿260 的第二非螺紋區(qū)域包括傳感器目標(biāo)對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)261。對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)261構(gòu)造成 與感測(cè)目標(biāo)250的相應(yīng)結(jié)構(gòu)接合。致動(dòng)器致動(dòng)器20定位在第一非螺紋區(qū)域的一部分之上。通常，致動(dòng)器20 包括與導(dǎo)螺桿1的第一非螺紋區(qū)域的對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)接合。例如，如圖M所示，導(dǎo)螺桿260包括位于其第一非螺紋區(qū)域內(nèi)的致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)263。 致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)263和致動(dòng)器220的相應(yīng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造成相互接合。另外，致動(dòng)器20經(jīng)由多個(gè)裝置通常連接到殼體上。在導(dǎo)螺桿組件 300，中，預(yù)加載彈簧10將致動(dòng)器20連接在殼體的后部部件1050上， 貼靠導(dǎo)螺桿1的參考結(jié)構(gòu)壓迫致動(dòng)器20。在另一實(shí)例中，圖"的導(dǎo)螺 桿組件200包括預(yù)加載彈簧210，該彈簧將彈簧力施加在殼體的后部部 件1050和致動(dòng)器220上，以便貼靠導(dǎo)螺桿260的致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)220 壓迫致動(dòng)器的結(jié)構(gòu)。致動(dòng)器、預(yù)加載彈簧和對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的其它配置下面參考圖12A-12D描述。另一連接裝置是相對(duì)于殼體將致動(dòng)器的多個(gè)部分保持在固定位置 的致動(dòng)器接觸墊(例如圖1的1023、 1 022 )，使得致動(dòng)器以轉(zhuǎn)動(dòng)模式驅(qū) 動(dòng)導(dǎo)螺桿。例如，致動(dòng)器接觸墊1020防止致動(dòng)器20相對(duì)于殼體轉(zhuǎn)動(dòng)。除了將致動(dòng)器20連接到導(dǎo)螺桿上之外，預(yù)加載彈簧10為軸承提 供預(yù)應(yīng)力，由此導(dǎo)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)。通常軸承連接到殼體上，并且定位在導(dǎo) 螺桿凹井(wel1)1051和1065處，在某些實(shí)施例中，另外的軸承定位 在齒隙彈簧參考結(jié)構(gòu)1063處。為了適當(dāng)操作，許多軸承結(jié)構(gòu)需要供應(yīng) 某種最小的限制力，以便將軸承的多個(gè)部分保持在一起。此力通常稱(chēng) 為"預(yù)加載"。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，預(yù)加載彈簧在定位在導(dǎo)螺桿 保持凹井1051和1065內(nèi)的軸承上施加力。本發(fā)明考慮到用于致動(dòng)器和導(dǎo)螺桿之間的接合的多種裝置。例如， 圖12A表示按照本發(fā)明的優(yōu)選接合，在這種情況下致動(dòng)器20和導(dǎo)螺桿 60之間的接合。致動(dòng)器20與導(dǎo)螺桿60的非螺紋區(qū)域連接。致動(dòng)器20 的結(jié)構(gòu)通過(guò)貼靠殼體1和致動(dòng)器20施加力的預(yù)加載彈簧10壓迫導(dǎo)螺 桿60的致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)63。在此實(shí)例中，致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)63布置在 導(dǎo)螺桿60的非螺紋區(qū)域和螺紋區(qū)域之間，其中非螺紋區(qū)域具有比螺紋 區(qū)域小的外部直徑，第二相對(duì)短的非螺紋區(qū)域布置在致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu) 63和螺紋區(qū)域之間。在另一實(shí)例中，圖12B表示按照本發(fā)明的接合，在這種情況下在 致動(dòng)器20，和導(dǎo)螺桿60，之間的接合。致動(dòng)器20，與導(dǎo)螺桿60，的非螺紋 區(qū)域連接。致動(dòng)器20，的結(jié)構(gòu)通過(guò)貼靠殼體1和致動(dòng)器20，施加力的預(yù) 加載彈簧IO壓迫導(dǎo)螺桿60，的致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)"，。在此實(shí)例中致動(dòng)器 對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)63，布置在導(dǎo)螺桿60的非螺紋區(qū)域和螺紋區(qū)域之間，其中非 螺紋區(qū)域和螺紋區(qū)域具有大致相同的外直徑。在另一實(shí)例中，圖12C表示按照本發(fā)明的接合，在這種情況下在 致動(dòng)器20"和導(dǎo)螺桿60"之間的接合。致動(dòng)器20"與導(dǎo)螺桿60"的非螺 紋區(qū)域連接。致動(dòng)器20，，的結(jié)構(gòu)通過(guò)貼靠殼體1和致動(dòng)器20"施加力的 預(yù)加載彈簧io壓迫導(dǎo)螺桿60"的致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)63"。在此實(shí)例中致 動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)63"布置在導(dǎo)螺桿60的非螺紋區(qū)域和螺紋區(qū)域之間，其 中非螺紋區(qū)域具有比螺紋區(qū)域小的外直徑，并且第二相對(duì)長(zhǎng)的非螺紋 區(qū)域布置在致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)63和螺紋區(qū)域之間。在另一實(shí)例中，圖12D表示按照本發(fā)明的接合，在這種情況下在 致動(dòng)器20"，和導(dǎo)螺桿60"，之間的接合。致動(dòng)器20"，與導(dǎo)螺桿60"，的非 螺紋區(qū)域連接。致動(dòng)器20"，的結(jié)構(gòu)通過(guò)貼靠殼體1和致動(dòng)器20，"施加 力的預(yù)加栽彈簧IO，"壓迫導(dǎo)螺桿60"，的致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)63"，。在此實(shí) 例中致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)63，"布置在導(dǎo)螺桿60的非螺紋區(qū)域和螺紋區(qū)域 之間，其中非螺紋區(qū)域具有比螺紋區(qū)域大的外直徑。同樣，預(yù)加載彈 簧10"，和殼體部分2布置在非螺紋區(qū)域和螺紋區(qū)域之間。連接螺母導(dǎo)螺桿組件通常包括連接螺母，最好是，連接螺母包括構(gòu)造成與 導(dǎo)螺桿的螺紋區(qū)域接合的齒，連接螺母的齒進(jìn)行如下所述的多種功能。 在典型構(gòu)造中，該齒構(gòu)造成使得導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)造成連接螺母沿著導(dǎo)螺 桿的長(zhǎng)軸線(xiàn)平移。例如，在圖1中，在導(dǎo)螺桿200轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連接螺母 230沿著導(dǎo)螺桿的z軸平移。平移方向與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相關(guān)，其中根據(jù)導(dǎo)螺 桿的螺紋方向準(zhǔn)確相關(guān)。連接螺母同樣通常經(jīng)由構(gòu)造成相對(duì)于導(dǎo)螺桿螺紋偏壓連接螺母的 齒的至少一個(gè)彈簧連接到殼體上。例如圖3的導(dǎo)螺桿組件300，包括消 齒隙彈簧40。消齒隙彈簧最好與致動(dòng)器預(yù)加載彈簧分開(kāi)?，F(xiàn)在參考圖 5A,導(dǎo)螺桿組件200包括布置在每個(gè)連接螺母230和殼體的前部部件 1 060的齒隙彈簧參考結(jié)構(gòu)1063之間并在其上施加彈簧力的消齒隙彈 簧240。同樣，預(yù)加栽彈簧210布置在致動(dòng)器220和靠近導(dǎo)螺桿保持凹 井1051的后部部件1050的表面之間并在其上施加彈簧力。另外，消齒隙彈簧與預(yù)加載彈簧分開(kāi)地連接到殼體上，使得兩個(gè) 彈簧的彈簧力相互機(jī)械隔離。導(dǎo)螺桿組件構(gòu)造的多種結(jié)構(gòu)有助于隔離 彈簧力1 )后部部件1050和前部部件1060的剛性連接以便形成殼體； 2)導(dǎo)螺桿260的剛性；3)導(dǎo)螺桿260的螺紋區(qū)域205限制連接螺母 230的軸向運(yùn)動(dòng)；以及4 )致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)263限制致動(dòng)器220的軸向 運(yùn)動(dòng)。透鏡-連接螺母接合現(xiàn)在參考圖6,前部光學(xué)器件組400和后部光學(xué)器件組500的主要 引導(dǎo)套筒410和510(例如圖2所示)各自經(jīng)由連接螺母230和330與 導(dǎo)螺桿連接。兩個(gè)主要引導(dǎo)套筒410和510與主要引導(dǎo)銷(xiāo)600連接。 后部主要引導(dǎo)套筒510包括與連接螺母330的帶細(xì)槽結(jié)構(gòu)接合的伸出結(jié)構(gòu)512。伸出結(jié)構(gòu)512和連接螺母330的帶細(xì)槽結(jié)構(gòu)之間的接合的透 視圖表示在圖5B中。帶細(xì)槽結(jié)構(gòu)通過(guò)臂335形成，并且包括參考表面 336。參考表面336伸入連接螺母330的帶細(xì)槽結(jié)構(gòu)中，以便形成間隙， 該間隙設(shè)置尺寸以便接收伸出結(jié)構(gòu)512。最好是，間隙和伸出結(jié)構(gòu)512 設(shè)置尺寸以便以?xún)蓚€(gè)部件之間的大致"零"游隙來(lái)配合一起。類(lèi)似地，前部主要引導(dǎo)套筒410包括與連接螺母230的帶細(xì)槽結(jié) 構(gòu)接合的伸出結(jié)構(gòu)412。帶細(xì)槽結(jié)構(gòu)通過(guò)臂235形成，并且包括參考表 面236。參考表面236伸入連接螺母230的帶細(xì)槽結(jié)構(gòu)中，以便形成間 隙，該間隙設(shè)置尺寸以便接收伸出結(jié)構(gòu)412。最好是，間隙和伸出結(jié)構(gòu) 412設(shè)置尺寸以便以?xún)蓚€(gè)部件之間的大致"零"游隙來(lái)配合一起。在此優(yōu)選構(gòu)造中，連接螺母沿著導(dǎo)螺桿軸線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)造成其相應(yīng)的 引導(dǎo)套筒沿著引導(dǎo)銷(xiāo)平移。由于引導(dǎo)套筒各自是光學(xué)器件組的剛性連 接部件，連接螺母的平移造成其相應(yīng)的光學(xué)器件組平移。但是，連接 螺母和引導(dǎo)套筒之間的簡(jiǎn)單剛性連接可實(shí)現(xiàn)這種功能。通過(guò)將引導(dǎo)套 筒與連接螺母的非平移運(yùn)動(dòng)隔離，所示的構(gòu)造提供另外的優(yōu)點(diǎn)。參考 表面和引導(dǎo)套筒的伸出結(jié)構(gòu)之間的小接觸面積用來(lái)減小摩擦，使得連 接螺母相對(duì)于引導(dǎo)套筒在垂直于導(dǎo)螺桿的軸線(xiàn)的軸線(xiàn)上運(yùn)動(dòng)。這種構(gòu) 造將連接螺母的大多數(shù)機(jī)械振動(dòng)或干擾與光學(xué)器件組隔離。另外，隔 離意味著只有連接螺母的平移自由度需要控制，以便實(shí)現(xiàn)定位光學(xué)器 件組所需的精度。包括在典型導(dǎo)螺桿組件中的彈簧用于多種目的。例如消齒隙彈簧 將導(dǎo)螺桿參考結(jié)構(gòu)連接到連接螺母上。這種連接在每個(gè)元件上施加彈 簧力，將連接螺母偏壓離開(kāi)參考結(jié)構(gòu)。C.功能前部光學(xué)器件組400是包括第一導(dǎo)螺桿組件200的第一光學(xué)器件 組件的一部分。后部光學(xué)器件組500是包括第二導(dǎo)螺桿組件300的第 二光學(xué)器件組的一部分。與模塊1000的其它元件一起，第一和第二光 學(xué)器件組件提供光學(xué)器件組400和500相對(duì)于圖像傳感器1010的受控運(yùn)動(dòng)和定位。導(dǎo)螺桿組件200包括螺紋區(qū)域205。連接螺母230提供光學(xué)器件組 400和螺紋區(qū)域205之間的接合，將導(dǎo)螺桿260的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成光學(xué)器件 組400的平移。連接螺母230與導(dǎo)螺桿組件200的組合沒(méi)有粘連地平移，使得光學(xué)器件組400對(duì)于外部參考來(lái)說(shuō)硬性停止。導(dǎo)螺桿組件200還包括構(gòu)造成通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)螺桿260驅(qū)動(dòng)光學(xué)器件 組400的運(yùn)動(dòng)的致動(dòng)器220。致動(dòng)器220的構(gòu)造與導(dǎo)螺桿組件200的多 種彈簧元件的組合以避免連接螺母230上的高摩擦負(fù)栽，使得能量從 致動(dòng)器有效傳遞到導(dǎo)螺桿260。導(dǎo)螺桿組件300包括螺紋區(qū)域305。連接螺母330提供光學(xué)器件組 500和螺紋區(qū)域305之間的接合，將導(dǎo)螺桿360的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成光學(xué)器件 組500的平移。連接螺母330與導(dǎo)螺桿組件300的組合沒(méi)有粘連地平 移，使得光學(xué)器件組500對(duì)于外部參考來(lái)說(shuō)硬性停止。導(dǎo)螺桿組件3Q0還包括構(gòu)造成通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)螺桿360來(lái)驅(qū)動(dòng)光學(xué)器 件組500的運(yùn)動(dòng)的致動(dòng)器320。致動(dòng)器320的構(gòu)造與導(dǎo)螺桿組件300 的多種彈簧元件的組合避免連接螺母330上的高摩擦負(fù)栽，使得能量 從致動(dòng)器有效傳遞到導(dǎo)螺桿360。主要引導(dǎo)銷(xiāo)600和次要引導(dǎo)銷(xiāo)700與光學(xué)器件組400和500以及 連接螺母230和330相結(jié)合保持光學(xué)器件組的光學(xué)元件在其運(yùn)動(dòng)范圍 上保持對(duì)準(zhǔn)，而沒(méi)有粘連。將位置感測(cè)目標(biāo)250和350包括在導(dǎo)螺桿組件200和300內(nèi)與模 塊1000的位置傳感器1030相結(jié)合可以使用非線(xiàn)性致動(dòng)器，例如220、 320，以便驅(qū)動(dòng)導(dǎo)螺桿260、 360。D.操作細(xì)節(jié)引導(dǎo)銷(xiāo)配置現(xiàn)在參考圖5B，前部光學(xué)器件組的前部引導(dǎo)套筒410相對(duì)于前部 圓筒430是細(xì)長(zhǎng)的(圖5A)。類(lèi)似地，后部光學(xué)器件組500包括與主要 引導(dǎo)銷(xiāo)600連接的細(xì)長(zhǎng)的后部引導(dǎo)套筒510。假設(shè)引導(dǎo)銷(xiāo)600沿著z軸 定位，此構(gòu)造防止光學(xué)器件組400和500在y-z平面或x-z平面內(nèi)相 對(duì)于主要引導(dǎo)銷(xiāo)600轉(zhuǎn)動(dòng)，但是可以在x-y平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，引導(dǎo) 套筒剛性連接到圓筒上。假設(shè)引導(dǎo)銷(xiāo)600沿著z軸定位，此構(gòu)造防止 后部光學(xué)器件組在y-z平面或x-z平面內(nèi)相對(duì)于主要引導(dǎo)銷(xiāo)600轉(zhuǎn)動(dòng)， 但是可以在x-y平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)在參考圖1,前部光學(xué)器件組400還包括構(gòu)造成與次要引導(dǎo)銷(xiāo) 700連接的前部引導(dǎo)細(xì)槽420。類(lèi)似地，后部光學(xué)器件組500包括后部 引導(dǎo)細(xì)槽520。引導(dǎo)細(xì)槽和次要引導(dǎo)銷(xiāo)700之間的連接防止前部和后部光學(xué)器件組在x-y平面內(nèi)相對(duì)于任何的引導(dǎo)銷(xiāo)600和700轉(zhuǎn)動(dòng)。前部 和后部光學(xué)器件組和引導(dǎo)銷(xiāo)600和700之間的連接使得光學(xué)器件組沿 著通過(guò)兩個(gè)引導(dǎo)銷(xiāo)限定的軸線(xiàn)(圖1的z軸)平移，但不能在任何垂 直于該軸線(xiàn)的軸線(xiàn)(這里是x和y軸)上運(yùn)動(dòng)。 螺紋-透鏡連接圖4、 7A和7B表示按照本發(fā)明的某些實(shí)施例的連接螺母和導(dǎo)螺桿 之間的接合的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。在某些實(shí)施例中，如圖4所示，導(dǎo)螺桿260 的陽(yáng)螺紋與連接螺母230的齒螺紋互鎖。但是，在某些實(shí)施例中，使 用其它構(gòu)造。例如如圖7A所示，連接螺母2230最好包括第一連接臂 2231和第二連接臂2232，每個(gè)連接臂通過(guò)彈簧2233壓迫導(dǎo)螺桿2260。 另外，連接螺母2230與引導(dǎo)套筒2510接合。最好是，引導(dǎo)套筒2510 和連接螺母2230是"軟"連接，使得只有與引導(dǎo)螺旋/引導(dǎo)銷(xiāo)軸線(xiàn)對(duì) 準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)在兩者之間平移。圖7B表示連接臂2231和2232的連接齒2231，和2232，和導(dǎo)螺桿 2260的螺紋2261之間的接合。連接齒2231，和2232，具有比螺紋2261 平的螺紋角度。換言之，螺紋2261的(徑向測(cè)量)高度超過(guò)連接齒2231， 和2232，的高度。此配置需要齒和螺紋具有不同節(jié)距。如所示，連接齒 2231，和2232，的節(jié)距最好超過(guò)螺紋2261的螺紋節(jié)距。螺紋2261的節(jié) 距最好沿著導(dǎo)螺桿2260保持恒定。因此，雖然連接螺母2230沿著導(dǎo) 螺桿2260運(yùn)動(dòng)，在連接齒2231，和2232，的節(jié)距以及與其連接的螺紋之 間保持恒定比例。連接齒2231，和2232，與螺紋2261之間的螺紋角度的梯度與通過(guò)彈 簧2233壓迫連接臂2231和2232相結(jié)合使得經(jīng)由連接螺母2230的機(jī) 械硬性停止來(lái)參照光學(xué)器件組。在陽(yáng)螺紋-陰螺紋連接器中，在導(dǎo)螺桿 轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)，連接螺母的機(jī)械硬性停止可造成粘連以及螺紋損壞。相比 之下，在所示系統(tǒng)中，如杲導(dǎo)螺桿2260在連接螺母2230的機(jī)械硬性 停止的過(guò)程中驅(qū)動(dòng)，深螺紋2261用作貼靠平連接螺母齒2231，和2232， 的楔形件，延伸彈簧2233，并且驅(qū)動(dòng)連接臂2231和2232分開(kāi)。因此， 連接螺母2230在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械硬性停止將連接齒2231，和2232， 從螺紋齒2261脫離，防止粘連。這可經(jīng)由硬性機(jī)械停止位置來(lái)參照連 接到連接螺母上的光學(xué)器件組，而不在參照過(guò)程中準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換導(dǎo)螺桿致 動(dòng)器。另外，梯度和彈簧力提供每個(gè)連接齒在與其相互作用的兩個(gè)螺紋 部分之間自然對(duì)中。只要彈簧將力均勻地施加在每個(gè)連接齒上，齒自 然地相對(duì)于螺紋部分靜置在限定位置上。這種對(duì)中減小了螺母和具有 配合節(jié)距和角度的螺紋的螺栓之間出現(xiàn)的"齒隙"。在具有螺母螺紋在 螺栓螺紋的凹槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的空間時(shí)，齒隙造成螺母相對(duì)于螺栓跳動(dòng)?，F(xiàn)在參考圖3,消齒隙彈簧40同樣有助于防止齒隙，彈簧40產(chǎn)生 壓迫連接螺母30離開(kāi)齒隙彈簧參考結(jié)構(gòu)1063的彈簧力。連接螺母30 的齒通常與導(dǎo)螺桿的螺紋部分5接合，因此彈簧力朝著靠近齒隙彈簧 參考結(jié)構(gòu)1063的螺紋面推動(dòng)連接螺母30的齒。致動(dòng)器構(gòu)造現(xiàn)在參考圖4,本發(fā)明的某些實(shí)施例包括構(gòu)造成具有導(dǎo)螺桿260的 致動(dòng)器220,使得導(dǎo)螺桿260通過(guò)致動(dòng)器220轉(zhuǎn)動(dòng)。最好是，本發(fā)明的 實(shí)施例包括適用于確保致動(dòng)器有效操作的結(jié)構(gòu)。例如，本發(fā)明的某些實(shí)施例采用可構(gòu)造成驅(qū)動(dòng)非螺紋軸轉(zhuǎn)動(dòng)的圓 柱形振動(dòng)致動(dòng)器。此類(lèi)型的示例性致動(dòng)器是與經(jīng)由摩擦非螺紋軸接合 的壓電超聲波馬達(dá)。最好是在以振動(dòng)的共振模式激勵(lì)時(shí)，圓柱形致動(dòng) 器造成定位其中的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。這種致動(dòng)器以大致恒定地作用其上的力在 限定空間內(nèi)有利地操作。圖4和6表示按照本發(fā)明的致動(dòng)器220和320的優(yōu)選構(gòu)造。如上 所述，振動(dòng)致動(dòng)器220和320在它們通過(guò)大致的恒力裝置連接在限定 空間內(nèi)時(shí)以更大效率操作。例如，如圖4所示，預(yù)加載彈黃210貼靠 導(dǎo)螺桿的致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)263壓迫致動(dòng)器220。這種連接在致動(dòng)器220 和致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)263之間形成法向力，增加了致動(dòng)器220和導(dǎo)螺桿 260之間的任何潛在摩擦力。由于致動(dòng)器220經(jīng)由摩擦驅(qū)動(dòng)導(dǎo)螺桿260 轉(zhuǎn)動(dòng)，預(yù)加載彈簧210增加了致動(dòng)器220的潛在驅(qū)動(dòng)力。但是，致動(dòng) 器220和導(dǎo)螺桿260之間的過(guò)高摩擦力可減小導(dǎo)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的所得速度。 最好是，預(yù)加載彈簧210的強(qiáng)度被選擇成使得效率最佳，同時(shí)使得轉(zhuǎn) 動(dòng)ii度充分高。另外，在所示實(shí)施例中，致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)263和致動(dòng)器220之間 的法向力通過(guò)預(yù)加載彈簧210唯一確定。雖然消齒隙彈簧205沿著導(dǎo) 螺桿組件200將力施加在別處，這些力與致動(dòng)器200隔離。致動(dòng)器200 不沿著導(dǎo)螺桿260平移，使得致動(dòng)器220和殼體1050之間的間距保持恒定。因此，由于預(yù)加栽彈簧210施加在致動(dòng)器220和殼體1050上的 力與其中的間距成正比，力在致動(dòng)器220的操作過(guò)程中大致保持恒定。如圖6所示，預(yù)加栽彈簧310為導(dǎo)螺桿組件300中的致動(dòng)器320 提供類(lèi)似功能。另外，圖6表示經(jīng)由致動(dòng)器接觸墊1023將致動(dòng)器320 上的所選點(diǎn)連接到殼體1050上。如上所述，致動(dòng)器320可以在限定空間內(nèi)操作。預(yù)加載彈簧310 用來(lái)將致動(dòng)器320保持在導(dǎo)螺桿360的縱向區(qū)域內(nèi)。但是，用于所述 實(shí)施例的優(yōu)選類(lèi)型的致動(dòng)器需要另外的穩(wěn)定性以便將轉(zhuǎn)動(dòng)力施加在導(dǎo) 螺桿上。致動(dòng)器和導(dǎo)螺桿之間的相互作用造成兩者相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。由于模 塊IOO需要導(dǎo)螺桿360相對(duì)于殼體1050轉(zhuǎn)動(dòng)，致動(dòng)器320通過(guò)致動(dòng)器 接觸墊1023可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在殼體1050上。接觸墊1023的定位和構(gòu)造的多個(gè)方面適用于減小對(duì)于致動(dòng)器320 的效率造成任何不利影響。致動(dòng)器接觸墊1023定位在致動(dòng)器320上的 稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)的多個(gè)位置上，這些位置在致動(dòng)器320在優(yōu)選共振下操作過(guò) 程中大致保持固定。另外，接觸墊1023最好由彈性材料構(gòu)成，該彈性 材料構(gòu)造成拉伸和反彈，使得節(jié)點(diǎn)受限地運(yùn)動(dòng)離開(kāi)其靜置位置。雖然在圖6中描迷?xún)蓚€(gè)致動(dòng)器接觸墊1023，某些實(shí)施例具有更多 數(shù)量，而其它實(shí)施例具有較少數(shù)量。另外，致動(dòng)器接觸墊1022在將致 動(dòng)器220連接到殼體1050的過(guò)程中進(jìn)行類(lèi)似操作，使得導(dǎo)螺桿260轉(zhuǎn) 動(dòng)。最好是，本發(fā)明的實(shí)施例采用來(lái)自于位置感測(cè)系統(tǒng)的反饋以便控 制致動(dòng)器。采用這種反饋系統(tǒng)可以在本發(fā)明的實(shí)施例中使用非線(xiàn)性致 動(dòng)器，并有助于重復(fù)性。參照有利的是，本發(fā)明的某些實(shí)施例包括適用于使得透鏡組硬性機(jī)械 停止，而系統(tǒng)沒(méi)有機(jī)械粘連。這種機(jī)械停止最好用于在控制透鏡組的 定位過(guò)程中進(jìn)行參照。現(xiàn)在參考圖7A和7B,連接齒2231，和2232，和螺紋2261之間的螺 紋角度的梯度與連接臂2231和2232通過(guò)彈簧2233壓迫相結(jié)合可以經(jīng) 由連接螺母2230的機(jī)械硬性停止來(lái)對(duì)光學(xué)器件組參照。在陽(yáng)-陰螺紋 連接器中，在導(dǎo)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)連接螺母的機(jī)械硬性停止可造成粘連 和螺紋損壞。相比之下，在所示系統(tǒng)中，如杲導(dǎo)螺桿2260在連接螺母2230的機(jī)械硬性停止的過(guò)程中驅(qū)動(dòng)，深螺紋2261用作貼靠平連接螺母 齒2231，和2232，的楔形件，延伸彈簧2233,并且驅(qū)動(dòng)連接臂2231和 2232分開(kāi)。因此，連接螺母2230在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械硬性停止將連接 齒2231，和2232，從螺紋齒2261脫離，防止粘連。這可經(jīng)由硬性機(jī)械停 止位置參照連接到連接螺母上的光學(xué)器件組，而不在參照過(guò)程中準(zhǔn)確 轉(zhuǎn)換導(dǎo)螺桿致動(dòng)器。 位置感測(cè)如其它地方提到那樣，本發(fā)明的某些實(shí)施例包括構(gòu)造成將反饋提 供給致動(dòng)器控制系統(tǒng)從而準(zhǔn)確定位而不使用非線(xiàn)性致動(dòng)器馬達(dá)的位置 感測(cè)結(jié)構(gòu).示例性的位置感測(cè)系統(tǒng)包括圖1的模塊IOOO的位置傳感器 1030和位置感測(cè)目標(biāo)250和350。位置感測(cè)系統(tǒng)提供用于透鏡組在其運(yùn)動(dòng)范圍上的位置數(shù)據(jù)。在本 發(fā)明的某些實(shí)施例中，位置感測(cè)系統(tǒng)追蹤光學(xué)器件組IO的相對(duì)位置， 使其在10,的范圍上位于IO微米內(nèi)。在某些實(shí)施例中，與圓柱形感測(cè)目標(biāo)連接的反射編碼傳感器用來(lái) 測(cè)量導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)。由于光學(xué)器件組與具有公知的螺紋節(jié)距的導(dǎo)螺桿 連接，導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)與光學(xué)器件組沿著導(dǎo)螺桿軸線(xiàn)的平移成正比。用于本發(fā)明某些實(shí)施例的位置感測(cè)系統(tǒng)的更加詳細(xì)的視圖在圖10 中表示。發(fā)射器/檢測(cè)器3030包括第一傳感器3034A、第二傳感器3034B 和發(fā)射器3032。掩模結(jié)構(gòu)3030，包括發(fā)射器窗口 3032，和四個(gè)傳感器窗 口 3034，、 3034A"、 3034B，和3034B"。在某些實(shí)施例中，發(fā)射器/檢測(cè) 器3030是光學(xué)反射器。在某些實(shí)施例中，發(fā)射器是LED。感測(cè)目標(biāo)3350的暗帶吸收從發(fā)射器發(fā)射的輻射，而感測(cè)目標(biāo)的明 帶反射從發(fā)射器發(fā)射的輻射。在帶相對(duì)于傳感器窗口運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器 檢測(cè)吸收和反射中的轉(zhuǎn)變。第一傳感器3034A和第二傳感器3034B檢 測(cè)轉(zhuǎn)變。最好是，第二傳感器3034B檢測(cè)與第一傳感器303U異相的 轉(zhuǎn)變。因此，通過(guò)將來(lái)自于兩個(gè)傳感器的異相數(shù)據(jù)，控制系統(tǒng)檢測(cè)運(yùn) 動(dòng)方向及其大小。雖然檢測(cè)系統(tǒng)表示成具有圓柱形掃描目標(biāo)，本發(fā)明 的某些實(shí)施例包括使用線(xiàn)性目標(biāo)的類(lèi)似系統(tǒng)。在傳統(tǒng)反射編碼中，所使用的輻射不能在它達(dá)到感測(cè)目標(biāo)時(shí)極度 擴(kuò)散。圖8B表示用于朝著一系列吸收和反射帶(右手側(cè))發(fā)射光的一 系列光源(左手側(cè)上的白方塊)的最佳最大光束分布。圖8C所示的細(xì)節(jié)表示20微米寬的光源。在這種情況下，最大最佳分布是10微米。 在正常情況下，這意味著間隙"d"應(yīng)該小于56.7微米 因此，對(duì)于 圖IO設(shè)備中所示的相對(duì)窄小特征來(lái)說(shuō)，所需允差將非常小。但是，本發(fā)明的實(shí)施例包括適用于放寬這些允差或減少反射編碼 過(guò)程中使用的輻射擴(kuò)散造成的問(wèn)題的多種結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。某些技術(shù)涉及可以使用低分辨率目標(biāo)的硬件或軟件方法。某些實(shí) 施例采用另外的硬件和/或固件(例如用于定時(shí)和分析的時(shí)鐘)，以便 進(jìn)行被檢測(cè)轉(zhuǎn)變之間的線(xiàn)性?xún)?nèi)插。但是，如果致動(dòng)器非常非線(xiàn)性，內(nèi) 插可引入定位誤差。某些實(shí)施例采用具有重復(fù)圖案的低分辨率目標(biāo)，但是使用傳感器 數(shù)據(jù)的另外處理，以便提供較為有效的分辨率。多個(gè)實(shí)例包括經(jīng)由模 擬電路在傳感器數(shù)據(jù)中記錄的轉(zhuǎn)變過(guò)程中檢測(cè)多個(gè)閾值并將輸出轉(zhuǎn)換 成數(shù)字。但是，這種實(shí)施例需要包括模擬電路以及在檢測(cè)過(guò)程中的模 擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的另外校正。在某些的這些實(shí)施例中，校正在接通過(guò)程 中自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。某些實(shí)施例采用線(xiàn)性?xún)?nèi)插和模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的組合，從而可以 使用較低分辨率目標(biāo)。通過(guò)采用這些和其它技術(shù)，本發(fā)明的實(shí)施例可 使用較低分辨率目標(biāo)。最好是，使用較低分辨率感測(cè)目標(biāo)允許其中在給定時(shí)刻只有少量 目標(biāo)結(jié)構(gòu)位于傳感器的視野內(nèi)的構(gòu)造。此類(lèi)型的系統(tǒng)在圖8A中表示。 如截面圖所示，位置感測(cè)系統(tǒng)包括離開(kāi)發(fā)射器/檢測(cè)器3030 —個(gè)距離 定位的圓柱形目標(biāo)3350。發(fā)射器/檢測(cè)器3030的視野對(duì)著包括兩個(gè)轉(zhuǎn) 變中最大轉(zhuǎn)變的目標(biāo)3350的區(qū)域。在某些實(shí)施例中，發(fā)射器/檢測(cè)器 是光學(xué)反射器。最好是，單個(gè)結(jié)構(gòu)(例如條帶)占據(jù)該視野。因此， 轉(zhuǎn)變檢測(cè)中的人工效應(yīng)或誤差的電位最小。通常，目標(biāo)的結(jié)構(gòu)尺寸根 據(jù)視野來(lái)選擇。但是，所需分辨率可以是確定結(jié)構(gòu)尺寸中的因素。圖11是用于本發(fā)明的包括優(yōu)選實(shí)施例的某些實(shí)施例的位置感測(cè)系 統(tǒng)的更加詳細(xì)的視圖。發(fā)射器/檢測(cè)器4030包括傳感器4034、發(fā)射器 4032。掩模結(jié)構(gòu)4030，包括發(fā)射器窗口 4032，和兩個(gè)傳感器窗口 4034， 和4034"。在某些實(shí)施例中發(fā)射器是LED。感測(cè)目標(biāo)4350的暗帶吸收從發(fā)射器發(fā)射的輻射，而感測(cè)目標(biāo)的明 帶反射從發(fā)射器發(fā)射的輻射。在帶相對(duì)于傳感器窗口運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器檢測(cè)吸收和反射中的轉(zhuǎn)變。最好是，傳感器4034分開(kāi)地檢測(cè)傳感器窗 口 4032，和4034"內(nèi)的轉(zhuǎn)變。在某些實(shí)施例中，發(fā)射器/檢測(cè)器4030是 光學(xué)反射器。
在某些實(shí)施例中，傳感器4034能夠檢測(cè)兩個(gè)窗口之間的異相轉(zhuǎn)變。 在這些實(shí)施例中，通過(guò)組合來(lái)自于兩個(gè)傳感器的異相數(shù)據(jù)，控制系統(tǒng) 可檢測(cè)運(yùn)動(dòng)方向及其大小。雖然檢測(cè)系統(tǒng)表示成具有圓柱形掃描目標(biāo)， 本發(fā)明的某些實(shí)施例包括使用線(xiàn)性目標(biāo)的類(lèi)似系統(tǒng)。
在某些實(shí)施例中，每個(gè)結(jié)構(gòu)覆蓋圓柱形目標(biāo)的周邊的60度。因此， 在一個(gè)實(shí)施例中，具有12mm周長(zhǎng)的圓柱形目標(biāo)包括交替反射/吸收形 式的六個(gè)2mm條帶。但是，如果需要感測(cè)目標(biāo)的每轉(zhuǎn)大于六個(gè)計(jì)數(shù)的 分辨率，最好采用所示的另外處理步驟。
另外，某些實(shí)施例在將其提供給感測(cè)目標(biāo)之前在從LED發(fā)射的輻 射上進(jìn)行另外的處理步驟。圖IO所示的方法稱(chēng)為直接成像。直接成像 的另一實(shí)例在圖9A中表示。來(lái)自于發(fā)射器(白方塊)的輻射從目標(biāo)反 射到檢測(cè)器(陰影方塊)。直接成像需要目標(biāo)和傳感器非?？拷?。
圖9B表示其中使用透鏡來(lái)校準(zhǔn)來(lái)自于檢測(cè)器的輻射的系統(tǒng)。校準(zhǔn) 使得目標(biāo)-傳感器的距離增加。最大距離和允差通過(guò)輻射的分布來(lái)確 定。
圖9C表示其中使用針孔來(lái)防止從相鄰區(qū)域"泄漏，，從而無(wú)法檢測(cè) 轉(zhuǎn)變的系統(tǒng)。在這種情況下，被反射的輻射必須在達(dá)到檢測(cè)器之前， 經(jīng)過(guò)靠近目標(biāo)表面放置的對(duì)中針孔。由于可經(jīng)過(guò)針孔得到相對(duì)少的光 線(xiàn)，此系統(tǒng)可要較高密度LED。
E.優(yōu)點(diǎn)
如所述實(shí)例所示，某些實(shí)施例的模塊通過(guò)機(jī)電控制器按照不同光 學(xué)位置設(shè)置。這些不同的光學(xué)位置有利地提供多種照片拍攝模式。按 照用于模塊的固定焦距構(gòu)造，經(jīng)由可重復(fù)定位和軟件控制，可最佳地 預(yù)先設(shè)置多種位置和/或照片拍攝模式。因此，所迷的某些實(shí)施例以小 形狀因數(shù)提供多種固定焦距。這些實(shí)施例有利地使得通常對(duì)于多焦光 學(xué)器件和/或照相機(jī)機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)具有有限能力的小型裝置能夠更加復(fù)雜 地應(yīng)用。例如，某些實(shí)施例有利地在簡(jiǎn)單和緊湊裝置中包括多個(gè)聚焦 和縮放位置。由于所示的實(shí)施例需要有限的運(yùn)動(dòng)范圍，并且具有最小 空間要求，這些實(shí)施例在例如移動(dòng)電話(huà)和其它消費(fèi)電子產(chǎn)品的超級(jí)緊湊的便攜式裝置中具有多種應(yīng)用。某些特殊的醫(yī)療裝置應(yīng)用包括 [_〗。
另外，雖然實(shí)現(xiàn)了多焦距功能的優(yōu)點(diǎn)，所述的實(shí)施例需要小空間， 并且只需要有限的運(yùn)動(dòng)范圍，同時(shí)具有低成本。
如上所述，某些實(shí)施例的光學(xué)元件分成兩組， 一組容納在前部圓
筒內(nèi)，另一組容納在后部圓筒內(nèi)。例如如圖4所示，前部組包括透鏡 440、 442、 444和446，而后部組包括透鏡540、 542、 544和546。通 常，這些光學(xué)器件組在有限空間內(nèi)的準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)通過(guò)使用所述的機(jī)構(gòu)來(lái) 實(shí)現(xiàn)。
某些實(shí)施例的自動(dòng)聚焦和縮放模塊的形狀因數(shù)是不包括棱鏡的大 約10 x 14 x 22mm或包括棱鏡的大約10 x 14 x 30mm。
雖然參考多個(gè)特定細(xì)節(jié)，述了本發(fā)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員之一 將理解到本發(fā)明可以其它特定形式實(shí)施，而不偏離本發(fā)明的精神。因 此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員之一將理解到本發(fā)明不局限于所述的細(xì)節(jié)， 而是通過(guò)所附權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求
1. 一種光學(xué)模塊，包括a)連接到第一導(dǎo)螺桿的螺紋部分上的第一光學(xué)器件組，使得第一導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)造成第一光學(xué)器件組沿著第一導(dǎo)螺桿的軸線(xiàn)平移；b)用于轉(zhuǎn)動(dòng)第一導(dǎo)螺桿的第一致動(dòng)器；c)構(gòu)造成能夠檢測(cè)第一導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)的第一感測(cè)目標(biāo)；d)連接到第二導(dǎo)螺桿的螺紋部分上的第二光學(xué)器件組，使得第二導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)造成第二光學(xué)器件組沿著第二導(dǎo)螺桿的軸線(xiàn)平移；e)用于轉(zhuǎn)動(dòng)第二導(dǎo)螺桿的第二致動(dòng)器；f)構(gòu)造成能夠檢測(cè)第二導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)的第二感測(cè)目標(biāo)；g)圖像傳感器。
2. 如權(quán)利要求l所述的模塊，其特征在于，第一光學(xué)器件組和第 二光學(xué)器件組構(gòu)造成將具有聚焦和放大的圖像提供給圖像傳感器。
3. 如權(quán)利要求l所述的模塊，其特征在于，圖像傳感器選自包括 互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CM0S)、電荷耦合器件(CCD)的組。
4. 如權(quán)利要求l所述的模塊，其特征在于，還包括連接到笫一光 學(xué)器件組上的棱鏡元件，其中棱鏡將相對(duì)于模塊平面以一個(gè)角度的圖像引導(dǎo)到第一光學(xué)器件組。
5. 如權(quán)利要求l所述的模塊，其特征在于，至少一個(gè)第一感測(cè)目 標(biāo)和第二感測(cè)目標(biāo)包括閉合表面，該閉合表面具有以圍繞第二導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)對(duì)稱(chēng)的交替形式配置的不同光學(xué)性能的相鄰區(qū)域。
6. 如權(quán)利要求5所述的模塊，其特征在于，還包括有源(active)檢測(cè)陣列，該有源檢測(cè)陣列構(gòu)造成發(fā)射信號(hào)，并根據(jù)發(fā)射信號(hào)的反射 中的變化，檢測(cè)至少一個(gè)第一感測(cè)目標(biāo)和第二感測(cè)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)。
7. 如權(quán)利要求6所述的模塊，其特征在于，有源檢測(cè)陣列具有視野o
8. 如權(quán)利要求7所述的模塊，其特征在于，感測(cè)目標(biāo)的區(qū)域各自 設(shè)置尺寸，并且感測(cè)目標(biāo)相對(duì)于有源檢測(cè)陣列構(gòu)造，使得該區(qū)域?qū)χ?大致所有的-見(jiàn)野。
9. 如權(quán)利要求5所述的模塊，其特征在于，第一感測(cè)目標(biāo)構(gòu)造成 能夠檢測(cè)第一光學(xué)器件組沿著第一導(dǎo)螺桿的平移。
10. 如權(quán)利要求9所述的模塊，其特征在于，第一感測(cè)目標(biāo)能夠測(cè)量第一光學(xué)器件組在至少10毫米的范圍上以io微米或更小的分辨率平移。
11. 如權(quán)利要求5所迷的模塊，其特征在于，第二感測(cè)目標(biāo)構(gòu)造 成能夠測(cè)量第二光學(xué)器件組沿著第二導(dǎo)螺桿的平移。
12. 如權(quán)利要求ll所述的模塊，其特征在于，第二感測(cè)目標(biāo)能夠 測(cè)量第二光學(xué)器件組在至少2毫米的范圍上以IO微米或更小的分辨率 平移。
13. —種自動(dòng)聚焦和縮放模塊，包括a) 殼體；b) 第一光學(xué)器件組件，包括i) 第一導(dǎo)螺桿，包括具有第一外部螺紋直徑的螺紋部分和具有第 一外部直徑的非螺紋部分，以及第一致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)；ii) 連接到第一導(dǎo)螺桿的螺紋部分上的第一光學(xué)器件組，使得第 一導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)造成第一光學(xué)器件組沿著第一導(dǎo)螺桿的軸線(xiàn)平移；iii) 第一彈簧，構(gòu)造成朝著第一導(dǎo)螺桿的非螺紋部分偏壓第一光 學(xué)器件組；iv) 第一致動(dòng)器，用于轉(zhuǎn)動(dòng)第一導(dǎo)螺桿，第一導(dǎo)螺桿保持在非螺 紋部分上，并且通過(guò)來(lái)自于第一預(yù)加載彈簧的彈簧力貼靠第一導(dǎo)螺桿 的致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)；v) 用于感測(cè)的第一裝置，構(gòu)造成檢測(cè)第一導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)；c) 第二光學(xué)器件組件，包括i) 第二導(dǎo)螺桿，包括具有第二外部螺紋直徑的螺紋部分和具有笫 二外部直徑的非螺紋部分，以及第二致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)；ii) 連接到第二導(dǎo)螺桿的螺紋部分上的第二光學(xué)器件組，使得第 二導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)造成第二光學(xué)器件組沿著第二導(dǎo)螺桿的軸線(xiàn)平移；iii) 第二彈簧，構(gòu)造成朝著第二導(dǎo)螺桿的非螺紋部分偏壓第二光 學(xué)器件組；iv) 第二致動(dòng)器，用于轉(zhuǎn)動(dòng)第二導(dǎo)螺桿，第二導(dǎo)螺桿保持在非螺 紋部分上，并且通過(guò)來(lái)自于笫二預(yù)加載彈簧的彈簧力貼靠第二導(dǎo)螺桿 的致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)；v) 用于感測(cè)的第二裝置，構(gòu)造成檢測(cè)第二導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)；以及d) 圖像傳感器。
14. 如權(quán)利要求13所述的自動(dòng)聚焦和縮放模塊，其特征在于，至 少一個(gè)第一彈簧和笫二彈簧防止齒隙。
15. 如權(quán)利要求13所述的自動(dòng)聚焦和縮放模塊，其特征在于，第 一彈簧具有大致比第一預(yù)加栽彈簧小的彈簧常數(shù)。
16. 如權(quán)利要求13所述的自動(dòng)聚焦和縮放模塊，其特征在于，第 二彈簧具有大致比第二預(yù)加栽彈簧小的彈簧常數(shù)。
17. 如權(quán)利要求13所述的自動(dòng)聚焦和縮放模塊，其特征在于，至 少一個(gè)第一致動(dòng)器和第二致動(dòng)器是圓柱形振動(dòng)致動(dòng)器。
18. 如權(quán)利要求13所述的自動(dòng)聚焦和縮放模塊，其特征在于，笫一預(yù)加載彈簧鄰靠殼體和第一致動(dòng)器。
19. 如權(quán)利要求13所述的自動(dòng)聚焦和縮放模塊，其特征在于，第二預(yù)加載彈簧鄰靠殼體和第二致動(dòng)器。
20. 如權(quán)利要求13所述的自動(dòng)聚焦和縮放模塊，其特征在于，至 少一個(gè)第一致動(dòng)器和第二致動(dòng)器通過(guò)與殼體的柔性連接器局限于節(jié)點(diǎn) 處。
21，如權(quán)利要求13所述的自動(dòng)聚焦和縮放模塊，其特征在于，第 一光學(xué)器件組和第二光學(xué)器件組構(gòu)造成將具有聚焦和放大的圖像提供 給圖像傳感器。
22. 如權(quán)利要求13所述的自動(dòng)聚焦和縮放模塊，其特征在于，圖 像傳感器選自包括互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS )、電荷耦合器件(CCD ) 的組。
23. 如權(quán)利要求13所述的自動(dòng)聚焦和縮放模塊，其特征在于，第 一外部螺紋直徑大于第一外部直徑。
24. 如權(quán)利要求13所述的自動(dòng)聚焦和縮放模塊，其特征在于，第 一致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)布置在第一導(dǎo)螺桿的螺紋部分和非螺紋部分之間。
25. 如權(quán)利要求13所述的自動(dòng)聚焦和縮放模塊，其特征在于，第 二致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)布置在第二導(dǎo)螺桿的螺紋部分和非螺紋部分之間。
26. 如權(quán)利要求13所述的自動(dòng)聚焦和縮放模塊，其特征在于，第 二導(dǎo)螺桿的非螺紋部分布置在第二致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和螺紋部分之間。
27. 如權(quán)利要求13所述的自動(dòng)聚焦和縮放模塊，其特征在于，第 一導(dǎo)螺桿的非螺紋部分布置在第二致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和螺紋部分之間。
28. —種自動(dòng)聚焦和縮放模塊，包括a) 第一引導(dǎo)銷(xiāo)；b) 第二引導(dǎo)銷(xiāo)；c) 第一光學(xué)器件組件，包括i) 第一導(dǎo)螺桿，包括具有第一外部螺紋直徑的螺紋部分和具有第 一外部直徑的非螺紋部分；ii) 第一光學(xué)器件組，包括第一彈簧鉸接組件，第一彈簧鉸接組 件具有相對(duì)配置的兩個(gè)帶齒連接臂，并構(gòu)造成與第一導(dǎo)螺桿的螺紋部 分連接，使得第一導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)造成第一光學(xué)器件組沿著笫一導(dǎo)螺桿 的軸線(xiàn)平移，并且連接到第一引導(dǎo)銷(xiāo)和第二引導(dǎo)銷(xiāo)上；iii) 第一致動(dòng)器，用于轉(zhuǎn)動(dòng)第一導(dǎo)螺桿；以及iv) 用于感測(cè)的第一裝置，構(gòu)造成檢測(cè)第一導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)；d) 第二光學(xué)器件組件，包括i) 第二導(dǎo)螺桿，包括具有第二外部螺紋直徑的螺紋部分和具有第 二外部直徑的非螺紋部分；ii) 第二光學(xué)器件組，包括第二彈簧鉸接組件，第二彈簧鉸接組 件具有相對(duì)配置的兩個(gè)帶齒連接臂，并構(gòu)造成與笫二導(dǎo)螺桿的螺紋部 分連接，使得第二導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)造成第二光學(xué)器件組沿著第一導(dǎo)螺桿 的軸線(xiàn)平移，并且連接到第一引導(dǎo)銷(xiāo)和第二引導(dǎo)銷(xiāo)上；iii) 第二致動(dòng)器，用于轉(zhuǎn)動(dòng)第二導(dǎo)螺桿；以及iv) 用于感測(cè)的第二裝置，構(gòu)造成檢測(cè)第二導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)；e) 圖像傳感器。
29. 如權(quán)利要求28所述的自動(dòng)聚焦和縮放模塊，其特征在于，第 一光學(xué)器件組和第二光學(xué)器件組構(gòu)造成將具有聚焦和放大的圖像提供 給圖像傳感器。
30. 如權(quán)利要求28所述的自動(dòng)聚焦和縮放模塊，其特征在于，第 一帶齒連接臂的齒構(gòu)造成具有大致比第一導(dǎo)螺桿的螺紋部分的螺紋淺 的螺紋深度。
31. 如權(quán)利要求28所述的自動(dòng)聚焦和縮放模塊，其特征在于，第 二帶齒連接臂的齒構(gòu)造成具有大致比第二導(dǎo)螺桿的螺紋部分的螺紋淺 的螺紋深度。
32. 如權(quán)利要求28所述的自動(dòng)聚焦和縮放模塊，其特征在于，圖 像傳感器選自包括互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS )、電荷耦合器件(CCD )的組。
33. 如權(quán)利要求28所迷的自動(dòng)聚焦和縮放模塊，其特征在于，第 一外部螺紋直徑大于第一外部直徑。
34. 如權(quán)利要求28所述的自動(dòng)聚焦和縮放模塊，其特征在于，第 二外部螺紋直徑大于第二外部直徑。
35. 如權(quán)利要求28所迷的自動(dòng)聚焦和縮放模塊，其特征在于，第 一致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)布置在笫一導(dǎo)螺桿的螺紋部分和非螺紋部分之間。
36. 如權(quán)利要求28所述的自動(dòng)聚焦和縮放模塊，其特征在于，第 二致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)布置在第二導(dǎo)螺桿的螺紋部分和非螺紋部分之間。
37. 如權(quán)利要求28所迷的自動(dòng)聚焦和縮放模塊，其特征在于，第二導(dǎo)螺桿的非螺紋部分布置在第二致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和螺紋部分之間。
38. 如權(quán)利要求28所迷的自動(dòng)聚焦和縮放模塊，其特征在于，第一導(dǎo)螺桿的非螺紋部分布置在第二致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和螺紋部分之間。
39. —種自動(dòng)聚焦和縮放模塊，包括a) 殼體；b) 光學(xué)器件組件，包括i) 導(dǎo)螺桿，包括具有外部螺紋直徑的螺紋部分和具有外部直徑的 非螺紋部分，以及致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)；ii) 連接到導(dǎo)螺桿的螺紋部分上的光學(xué)器件組，使得導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn) 動(dòng)造成光學(xué)器件組沿著導(dǎo)螺桿的軸線(xiàn)平移；iii )圓柱形振動(dòng)致動(dòng)器，以駐波形式振蕩，以便驅(qū)動(dòng)放置其中的 軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)螺桿，導(dǎo)螺桿保持在非螺紋部分上，并通過(guò)鄰靠 殼體和致動(dòng)器的預(yù)加載彈簧貼靠致動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，并且通過(guò)與殼體的 柔性連接器局限于其優(yōu)選駐波形式的節(jié)點(diǎn)處；以及iv)圖像傳感器，其中光學(xué)器件組構(gòu)造成將具有聚焦和放大的圖 像提供給圖像傳感器。
40. 如權(quán)利要求39所述的自動(dòng)聚焦和縮放模塊，其特征在于，第 一外部螺紋直徑大于第一外部直徑。
41. 如權(quán)利要求39所迷的自動(dòng)聚焦和縮放模塊，其特征在于，致 動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)布置在螺紋部分和非螺紋部分之間。
42. —種使用螺紋導(dǎo)螺桿作為驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)防止系統(tǒng)中齒隙的方法， 包括以下步驟a) 提供具有軸線(xiàn)和具有螺紋深度和螺紋節(jié)距的螺紋區(qū)域的導(dǎo)螺 桿；以及b) 提供具有相對(duì)配置并構(gòu)造成與導(dǎo)螺桿的螺紋部分連接的多個(gè)帶 齒連接臂的彈簧鉸接組件，使得導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)造成第二光學(xué)器件組沿 著第二導(dǎo)螺桿的軸線(xiàn)平移，其中帶齒連接臂的齒具有齒深度和齒節(jié)距, 其中齒深度大致小于螺紋深度，齒節(jié)距大于螺紋節(jié)距。
全文摘要
一種光學(xué)器件模塊包括第一光學(xué)器件組、第二光學(xué)器件組和圖像傳感器，其中第一光學(xué)器件組和第二光學(xué)器件組構(gòu)造成將具有聚焦和放大的圖像提供給圖像傳感器。光學(xué)器件組件包括連接到導(dǎo)螺桿的螺紋部分上的第一和第二光學(xué)器件組，使得導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)造成光學(xué)器件組沿著導(dǎo)螺桿的軸線(xiàn)平移，用于轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)螺桿的致動(dòng)器；以及構(gòu)造成能夠檢測(cè)導(dǎo)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的感測(cè)目標(biāo)。
文檔編號(hào)G03B17/00GK101300525SQ200680041383
公開(kāi)日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2006年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月8日
發(fā)明者L·維斯特韋克, R·L·穆?tīng)? W·格日瓦 申請(qǐng)人:弗萊克斯電子有限責(zé)任公司