[发明专利]一种基于微机电系统的微透镜

说明书

技术领域

本发明涉及与微机电系统相关的光学领域，更具体的，涉及一种基于微机电系统的微透镜。

背景技术

透镜是光学系统中最基本的元件之一，它能够对光进行调制而产生特定的光学效果，已经成为光学仪器和光学系统中不可缺少的组件。随着信息技术的发展，轻便型、轻量级的便携式电子设备越来越受到消费者的青睐，对各种元件的小型化技术研究成为目前研究人员的研究热点，尤其随着微机电系统（MEMS）的发展以及在光通信、成像等领域的应用，透镜的微型化成为一种趋势。

微透镜是一种尺寸极为微小的透镜，其可应用于光电元件如数码相机、手机或太阳能电池等，用以聚焦所接收到的光束，或扩散光电元件所发射的光束。而微型镜头驱动装置主要是驱动对焦镜头沿着光轴方向直线移动，以将影像光线对焦在影像传感器上，目前已大量使用于具有照相或摄影功能的电子装置中，而微型镜头驱动装置有许多相关的驱动模式，

专利号为200610157001.2的一个发明专利文献中公开的一种方案，使用步进马达驱动镜头对焦的结构，由定子组与转子上的螺纹结构驱动镜头做上下移动对焦的方法。专利号为200410017724.3一个专利文献中所公开的方案，利用电磁感应作用，使安置在磁轭环中间的透镜受到平行的电磁力作用产生位移，同时安置在透镜移动载体的前后侧的簧片产生反作用力，当作用的透镜移动载体上的电磁力和簧片弹力达到平衡时，该透镜移动载体保持在一定的位置。

上述的透镜驱动装置均利用马达或电磁感应形式来驱动透镜的移动，这样结构比较大，增加了系统的功率，同时难以实现驱动装置的小型化，装置的装配工序繁多，不易于控制产品的合格率，从而造成了资源浪费。

基于上述描述，亟需要一种体积小、重量轻、结构简单、所需驱动功率小的微透镜的装置，且该装置安装方便、成本低、便于整体系统微型化，并且能够保证微透镜可以快速准确的移动。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于微机电系统的微透镜，以解决现有技术中透镜驱动装置驱动结构复杂，体积和重量大，所需驱动能量很大，线性移动位移小，消耗功率高，从而造成了资源浪费的问题。并且本发明微透镜焦点不仅能够在一维垂直方向移动还能够在二维方向做大范围移动，而且变焦能力强。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于微机电系统的微透镜，在MEMS微平台的最底端为基座，基座上安装有驱动装置，驱动装置支撑住镜架，镜架上安装有微透镜，通过驱动装置带动镜架移动，进而带动微透镜的移动，实现透镜焦点的变化，所述驱动装置由两个驱动臂组成，每个驱动臂由一个或一个以上的连接梁和将基座、连接梁、镜架依次连接起来的双压电晶片组成，其中双压电晶片由两种或者两种以上的金属层组成，每个双压电晶片加电压产生热温度升高，由于两种材料的热膨胀系数不同，从而导致双压电晶片产生弯曲，将连接梁抬高。

作为优选，每个驱动臂由两个对称的驱动分支连接而成，每个驱动分支包括两个连接梁和三个双压电晶片，第一双压电晶片连接基底和第一连接梁，第二双压电晶片连接第一连接梁和第二连接梁，第三双压电晶片连接第二连接梁和镜架。

作为优选，在镜架上设置有一个或一个以上的热敏电阻。

作为优选，所述微透镜与MEMS微平台的连接方式为，镜架上预留一个直径小于微透镜直径的安装孔，在安装孔周围加工出与微透镜直径大小一致的凹槽，可以恰好将微透镜放在凹槽中，利用粘结物质将微透镜固定在凹槽中。

作为优选，所述微透镜与MEMS微平台的连接方式为，在微透镜边缘加工出几个凸起，同时在镜架上对应位置加工几个凹孔，之后将微透镜和镜架组装在一起，凸起与凹孔一一对应。

作为优选，所述微透镜与MEMS微平台的连接方式为，微透镜边缘部分大于整体尺寸，将微透镜穿过镜架上的凹孔，微透镜边缘部分可以卡住透镜。

作为优选，所述镜架上加工有多个微结构。

作为优选，所述MEMS微平台通过双压电晶片与电连接基座连接在一起，给电连接基座加电可以驱动MEMS微平台上的镜架运动，同时也可以通过给双压电晶片加电压以带动微平台偏转。

作为优选，所述MEMS微平台直接封装在电连接基座上。

作为优选，所述微透镜为圆柱状、方形状、球面状或非球面状。