[发明专利]一种基于微机电系统的自动对焦镜头

说明书

技术领域

本发明涉及微机电系统领域，尤其涉及一种基于微机电系统的自动对焦镜头，用于实现自动对焦的成像方法及设备。

背景技术

随着信息技术的发展，移动电话的结构越来越小，微型照相镜头已广泛应用于移动电话中，还可以用于便携式电脑摄像头、PDA、安防和监控系统中。现在用于移动电话的微照相镜头大都是固定焦距的，而这要求照相镜头有足够小的光圈以便提供足够的景深，来使焦距适合于大范围的成像距离，但是缩小光圈限制了照相镜头在弱光环境下的使用；而通过移动透镜或透镜组实现自动对焦，可以避免上述问题。但传统机械式对焦驱动装置体积大，所需驱动能量高，同时对焦速度也较慢。

外国申请专利（专利申请号：033788A1）公开了一种微机电系统（MEMS）微镜与生产微镜的加工方法，由一个镜面与四个驱动臂构成，其驱动臂采用多层材料组成，施加电压与驱动臂，其材料随着膨胀，并向膨胀系数小的一侧偏转，带动镜面运动。MEMS驱动相比于传统机械或音圈压电驱动方式相比具有更加显著的优势，更加准确的线性移动，降低驱动结构设计难度，增加循环使用寿命，可进行连续自动对焦，对磁快门无干扰，减小装配复杂性。

若使用MEMS驱动透镜来移动透镜组中的一片透镜实现自动对焦，可以大大减小自对焦镜头的体积，并可以极大的降低其驱动电压，其电压仅有几伏，同时还极大的提高了对焦速度。随着集成技术的提高，MEMS制造工艺也日趋成熟，更加便于自动对焦镜头微型化，降低生产成本，同时保证成像质量。

发明内容

本发明为解决上述问题，提出一种基于微机电系统的自动对焦镜头，其结构紧凑、体积小、重量轻、变焦能力强，且能够大大减小结构尺寸，降低驱动功率及装配难度，实现单片透镜更加快速精确的线性移动，可实现连续对焦，可以将微型自动对焦镜头应用于更加广泛的系统中。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于微机电系统的自动对焦镜头，包括镜头座以及透镜组，所述透镜组中的透镜依次同轴设置于镜头座的内腔中，所述透镜组中的一片透镜设置于MEMS微平台的镜架上，所述MEMS微平台与设置于其底部的电路板连接，所述电路板与外部电路电连接。

进一步地，所述MEMS微平台包括内部设置有通孔的基座，设置于所述基座内部的镜架，以及连接于所述基座与镜架之间的驱动臂。

进一步地，所述驱动臂包括第一驱动臂、第二驱动臂、第三驱动臂以及第四驱动臂，所述第一驱动臂、第二驱动臂、第三驱动臂以及第四驱动臂分别连接于所述基座内部的四条边或四个角点处。

进一步地，所述驱动臂为多层折叠结构，且多层结构中每层材料的热膨胀系数不同，所述驱动臂的工作方式采用为电热方式工作。

进一步地，所述镜架的驱动为静电驱动、电磁驱动或电热驱动，优选的，所述镜架的驱动方式为采用电热驱动。

进一步地，所述MEMS微平台与电路板采用倒装焊方式实现电连接，所述MEMS微平台的引脚与电路板的焊盘之间利用导电胶或焊料连接，所述电路板的第二级焊盘采用连接线与外部电路电连接。

进一步地，所述MEMS微平台与电路板采用连接线连接方式实现电连接；所述连接线连接MEMS微平台的引脚与所述电路板的第一级焊盘，所述电路板的第二级焊盘采用连接线与外部电路电连接。

进一步地，所述电路板为PCB或陶瓷材料电路板，所述电路板上设置有用于透光的通孔，所述通孔与透镜组相对应设置。

进一步地，所述电路板为透光的玻璃材料或其他可透光的材质电路板。

进一步地，所述电路板的内部掩埋有导电线或导电柱。

进一步地，所述连接线为金线、铝线或其他材料的连接导线。

进一步地，所述MEMS微平台设置于所述透镜组的最上端的透镜处。

进一步地，所述MEMS微平台设置于所述透镜组的最下端的透镜处。

进一步地，所述MEMS微平台设置于所述透镜组的中间的一个透镜处。

本发明的有益效果为：本发明中将透镜组中的任意一片透镜设置在MEMS微平台的镜架上，通过电热驱动的方式驱动MEMS微平台的驱动臂，并带动其镜架以及其上的镜片作线性运动，实现自动对焦；通过给四个驱动臂施加不同的电压可以实现透镜的微调整，提高了透镜的光学性能；其结构简单，整体尺寸小，移动部件的重量轻，从而降低驱动能量，使透镜的线性移动更加准确快速，重复性好；MEMS适合于大批量生产，适用于微型化产品，可以减小功耗，便于生产并能降低生产成本。

附图说明