CN101728970B - 压电式运动系统及具有所述压电式运动系统的镜头驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压电式运动系统，包括振动桶、运动体、及压电陶瓷片，所述振动桶包括端壁及从端壁延伸的侧壁，运动体可滑动地收容于振动桶的侧壁内，压电陶瓷片贴置于所述振动桶的端壁，压电陶瓷片工作时，振动桶侧壁依靠摩擦力和惯性驱动所述运动体运动。本发明还提供一种镜头驱动装置，包括镜头模组、振子、及用于安装镜头模组与振子的安装机构，振子包括镜筒、紧贴于镜筒端壁的压电陶瓷片，所述镜筒端壁开设有通光孔，一安装板固定于所述镜筒端壁并与安装座相固定，所述镜头模组可滑动地收容于所述镜筒内，压电陶瓷片工作时，所述镜筒侧壁依靠摩擦力和惯性驱动所述镜头模组运动。本发明的镜头驱动装置，结构简单、噪声小，不受电磁干扰。

Description

压电式运动系统及具有所述压电式运动系统的镜头驱动装置

技术领域

本发明涉及一种压电式运动系统及具有所述运动系统的镜头驱动装置。

背景技术

随着便携式摄像装置如照相手机的普及及其功能的多样化，具有自动对焦镜头的便携式摄像装置将会拥有越来越宽广的市场前景。现有市面上的自动对焦便携式摄像装置通常使用的是电磁感应电机，它具有转速大、效率高等优点，但不足的是定位精度不高，不能快速自锁，难于微型化等等，不适于目前便携式摄像装置摄像头越做越小的流行趋势。

压电陶瓷片具有定位精度高，低速大转矩，结构简单，无电磁干扰等优点，目前正开始广泛应用于自动对焦便携式摄像装置摄像头模组。而其中主要的两种驱动方式为共振驱动和惯性驱动。共振驱动的优势在于速度快，效率高，但缺点在于过热、噪音、粉尘等一系列问题。

因此，有必要开发一种新型的可克服以上问题的镜头驱动装置。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种压电式运动系统，包括导轨、运动体、及压电陶瓷片，所述导轨包括一振动桶，所述振动桶包括端壁及从端壁延伸的侧壁，所述运动体可滑动地收容于振动桶的侧壁内，所述压电陶瓷片贴置于所述振动桶的端壁，压电陶瓷片工作时，所述振动桶侧壁依靠摩擦力和惯性驱动所述运动体运动。

本发明还提供一种镜头驱动装置，包括镜头模组、振子、及用于安装所述镜头模组与振子的安装机构，所述振子包括镜筒、紧贴于镜筒端壁的压电陶瓷片，所述镜筒端壁开设有通光孔，一安装板固定于所述镜筒端壁的通光孔周缘并与安装座相固定，所述镜头模组可滑动地收容于所述镜筒内，压电陶瓷片工作时，所述镜筒侧壁依靠摩擦力和惯性驱动所述镜头模组运动。

本发明所举实施例具有的有益效果是：本发明的镜头驱动装置，由于采用压电方式驱动，结构简单、噪音小、不受电磁干扰。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。

附图中，

图1A所示为根据本发明一实施例的压电式运动系统的立体示意图；

图1B所示为根据本发明一实施例的压电式运动系统的导轨与固定板的立体示意图；

图2所示为图1A的剖视图；

图3A-3D所示为根据本发明一实施例的压电式运动系统的运动过程示意图；

图4A与4B所示为根据本发明一实施例的压电式运动系统的压电陶瓷片的驱动信号电压示意图；

图5A与5B所示为根据本发明一实施例的压电式运动系统的压电陶瓷片的另一驱动信号电压示意图；

图6所示为根据本发明一实施例的应用前述压电式运动系统的镜头驱动装置的爆炸图；

图7为图6的组装图；

图8为图7沿线VIII-VIII的剖视示意图；

图9为图7沿线IX-IX的剖视示意图。

具体实施方式

请参阅图1A至图2，根据本发明一实施例的压电式运动系统包括导轨10、运动体20、及压电陶瓷片30。

在本实施例中，所述导轨为振动桶10，其包括底壁12及从底壁12沿轴向延伸的筒状侧壁14。所述底壁12中央位置开设有一开孔122，一圆筒状凸台124从开孔122周缘朝远离侧壁14的方向延伸。所述侧壁14沿轴向开设有若干切槽从而将侧壁14分成若干部分，若干弹片142形成于所述切口处，所述弹片142相对侧壁其他部分向内倾斜。

在本实施例中，所述运动体20为圆盘状，可滑动地收容于所述振动桶10的侧壁14内，所述振动桶10侧壁的弹片142紧靠所述运动体20。

所述压电陶瓷片30为圆环状，中央设开口，沿轴向极化，通电后可沿径向收缩或伸展。所述压电陶瓷片30可通过粘贴等方式固定贴置于振动桶10底壁12的外表面上，所述振动桶10的凸台124穿过圆环状压电陶瓷片30的中心开口。在本实施例中，由于压电陶瓷片30的整个上表面被固定至振动桶10的底壁12，而振动桶10由刚性材料制成，压电陶瓷片30通电后，其沿径向的伸缩运动将受阻，从而产生翘曲变形，具体表现为：沿其轴线，中央部位向上/下而周边部位向下/上翘曲变形，如果将凸台124固定，如将其固定至一固定板40，限制凸台124向上/下运动，从而限制压电陶瓷片30中央部位的运动，压电陶瓷片30的周边部位将相对中央部位向上或向下振动，从而带动振动桶10的侧壁14向上或向下振动。

如图4A所示的驱动信号连接至压电陶瓷片30的两接线端。当没有任何驱动信号作用于压电陶瓷片30上时，压电陶瓷片30处于自由状态。当驱动信号电压沿上升沿ab缓慢上升时，压电陶瓷片30发生翘曲变形，振动桶10的侧壁14通过摩擦力向上/下拖动所述运动体20运动；当驱动信号电压沿下降沿bc骤然下降时，压电陶瓷片30骤然恢复形变，带动振动桶10的侧壁14迅速回到原位，运动体20在惯性作用下继续沿着原来的方向运动或保持在原有位置附近。这样，在一个驱动脉冲的作用下，微观上运动体20向上/下移动了一小段距离，在驱动脉冲序列的作用下，可以实现运动体20的连续单向运动。通过改变驱动信号的形态，将缓慢上升骤然下降的驱动信号转换成骤然上升缓慢下降的驱动信号，如图4B所示的驱动信号，可以实现运动体20的反方向连续运动。

可以理解地，所述压电陶瓷片30还可以连接其他形式的驱动信号，如图5A与图5B所示的PWM信号，所述PWM信号可使所述压电陶瓷片30缓慢变形、快速恢复，从而使得振动桶10的侧壁14拖动运动体20向前或向后运动。

图6至图9所示为应用前述压电式运动系统的镜头驱动装置。

所述镜头驱动装置包括镜头模组50、振子60、支架70、壳体80、上盖板91、下盖板92、导向机构93。

镜头模组50包括镜头52、固定安装镜头52于其内的镜头架54，所述镜头架54上开设有至少一导槽54a。所述振子60包括镜筒62，镜筒62顶壁62a开设有通光孔，通光孔周缘延伸一凸台62b；圆环形的压电陶瓷片64固定贴置于镜筒62顶壁62a的通光孔周围；所述镜筒62顶壁的凸台62b穿过压电陶瓷片64的通孔后固定至安装板66，所述安装板66对应镜筒62顶壁62a的通光孔处亦开设有通光孔。在本实施例中，所述镜筒62为一非完整的筒状结构，对应导向机构93处开设有开口，所述镜筒62沿轴向开设有若干条切槽，在切槽处形成弹片62c。所述镜头模组50收容于镜筒62内，所述镜头架54的导槽54a通过镜筒62侧壁的开口暴露于镜筒62外，所述弹片62c紧靠镜头模组50的镜头架54。支架70、壳体80、上盖板91、下盖板92共同形成安装座，用于安装所述镜头模组50与振子60。在本实施例中，所述壳体80为方形；所述支架70由四个横截面为近似L形的立柱72组成，分别安装于壳体80的四个角处，所述立柱72的内表面为弧面，分别位于同心圆的不同位置上；所述振子60与镜头模组50的组合体安装于壳体80内，所述镜筒62的外表面与立柱72的弧形内表面配合；导向机构93包括至少一组滚珠，至少一立柱72的内表面开设有导槽72a，所述滚珠夹持于立柱72的导槽72a与镜头架54的导槽54a之间，用于导引镜头模组50在镜筒62内的运动；上下盖板91、92分别固定安装于壳体80的上下端，安装板66固定于上盖板91与立柱72之间，从而可限制镜筒62的凸台62b进而限制压电陶瓷片64之中央部位的运动，上盖板91开设有通光孔，以便光线可通过上盖板91的通光孔、安装板66及镜筒的通光孔后进入镜头52。

在上述的镜头驱动装置中，镜头模组50相当于前述压电式运动系统的运动体20，镜筒62相当于振动桶10，安装板66相当于固定板40。当给压电陶瓷片64施加缓慢上升/下降、骤然下降/上升或PWM驱动信号时，镜筒62将驱动镜头模组50前进/后退。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种压电式运动系统，包括导轨、运动体、及压电陶瓷片，其特征在于：所述导轨包括一振动桶，所述振动桶包括端壁及从端壁延伸的侧壁，所述运动体可滑动地收容于振动桶的侧壁内，所述压电陶瓷片贴置于所述振动桶的端壁，压电陶瓷片工作时，所述振动桶侧壁依靠摩擦力和惯性驱动所述运动体运动，所述振动桶的侧壁与运动体之间设有若干弹性装置用以产生所述摩擦力。

2.如权利要求1所述的压电式运动系统，其特征在于：所述运动系统还包括一固定板，所述压电陶瓷片设有一开口，所述端壁设有一凸台，所述凸台穿过所述压电陶瓷片的开口固定至固定板。

3.如权利要求1所述的压电式运动系统，其特征在于：所述振动桶的侧壁沿轴向开设有若干切槽从而将侧壁分成若干部分，若干弹片形成于所述切槽处，所述弹片紧贴所述运动体用以产生所述摩擦力。

4.一种镜头驱动装置，包括镜头模组、振子、及用于收容所述镜头模组与振子的安装座，其特征在于：所述振子包括镜筒、固定贴置于镜筒端壁的压电陶瓷片，所述镜筒端壁开设有通光孔，一固定至安装座的安装板与所述镜筒端壁的通光孔周缘部分相固定，所述镜头模组可滑动地收容于所述镜筒侧壁内，压电陶瓷片工作时，所述镜筒侧壁依靠摩擦力和惯性驱动所述镜头模组运动，所述镜筒的侧壁与镜头模组之间设有若干弹性装置用以产生所述摩擦力，所述镜头驱动装置还包括一设置于镜头模组与安装座之间用于引导镜头模组运动的导向机构。

5.如权利要求4所述的镜头驱动装置，其特征在于：所述安装座包括一方形壳体，若干立柱安装于壳体的角处，所述立柱的内表面为弧形并与镜筒侧壁的外表面配合，所述导向机构设置于镜头模组与立柱之间。

6.如权利要求5所述的镜头驱动装置，其特征在于：所述镜头模组包括镜头及收容镜头的镜头架，所述镜头架开设有至少一导槽，至少一立柱的内表面开设有导槽，所述导向机构包括至少一组滚珠，夹持于立柱的导槽与镜头架的导槽之间。

7.如权利要求6所述的镜头驱动装置，其特征在于：所述镜筒侧壁对应导向机构处设有开口，以暴露所述镜头架上的导槽，所述镜筒侧壁设有若干弹片，所述弹片紧贴所述镜头架的外表面，用于产生所述摩擦力。

8.如权利要求4-7任一项所述的镜头驱动装置，其特征在于：所述镜筒端壁从通光孔周缘处沿镜筒轴向延伸有一凸台，所述压电陶瓷片设有一通孔，所述凸台穿过所述压电陶瓷片的通孔并与安装板相固定。

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