CN111399313A - 压电式光圈装置、相机装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种压电式光圈装置，包括：基座部，基座部具有中空腔体；多个光圈叶片，多个光圈叶片沿圆周方向均匀设置在基座部的中空腔体之内；圆形框体，圆形框体设置在基座部的中空腔体之内，圆形框体的内壁通过多个转动部分别与多个光圈叶片连接；以及压电驱动装置，压电驱动装置设置在基座部的内壁与圆形框体的外壁之间；其中，通过压电驱动装置驱动圆形框体转动，从而圆形框体通过多个转动部带动多个光圈叶片运动来控制光圈大小。相应地，本公开还提供了相机装置以及电子设备。

Description

压电式光圈装置、相机装置及电子设备

技术领域

本公开涉及一种压电式光圈装置、相机装置及电子设备。

背景技术

虹膜式光圈是由多个相互重叠的弧形光圈叶片组成的，光圈叶片数可多达十八片，并且叶片数目越多，虹膜式光圈的孔径越近圆形。由于光圈叶片的离合能够改变中心圆形孔径的大小，并且多叶片设计可以提供更加接近圆形的透光孔。现有技术中，绝大多数的消费相机镜头和几乎所有的单反相机镜头都采用这种结构的光圈。

然而，现有技术中的光圈装置尤其是虹膜式光圈，其采用的驱动结构往往比较复杂，不利于相机装置的质量和/或尺寸的减小。

需要一种新的光圈装置，来克服上述问题。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供一种压电式光圈装置、相机装置及电子设备。

本公开的压电式光圈装置、相机装置及电子设备通过以下技术方案实现。

根据本公开的一个方面，提供了一种压电式光圈装置，包括：基座部，基座部具有中空腔体；多个光圈叶片，多个光圈叶片沿圆周方向均匀设置在基座部的中空腔体之内；圆形框体，圆形框体设置在基座部的中空腔体之内，圆形框体的内壁通过多个转动部分别与多个光圈叶片连接；以及压电驱动装置，压电驱动装置设置在基座部的内壁与圆形框体的外壁之间；其中，通过压电驱动装置驱动圆形框体转动，从而圆形框体通过多个转动部带动多个光圈叶片运动来控制光圈大小。

根据本公开的至少一个实施方式的压电式光圈装置，转动部包括齿轮部和轴部，齿轮部固定在轴部的外侧；圆形框体的内壁形成有齿部，齿部与齿轮部啮合；光圈叶片的一端与轴部固定连接。

根据本公开的至少一个实施方式的压电式光圈装置，转动部包括齿轮部和轴部，齿轮部设置在轴部的外侧，齿轮部与轴部为一体结构；圆形框体的内壁形成有齿部，齿部与齿轮部啮合；光圈叶片的一端与轴部固定连接。

根据本公开的至少一个实施方式的压电式光圈装置，压电驱动装置固定在基座部的内壁上，压电驱动装置的数目为两个，两个压电驱动装置相对地设置。

根据本公开的至少一个实施方式的压电式光圈装置，基座部的第一端沿基座部的径向延伸有第一环状部，基座部的第二端沿基座部的径向延伸有第二环状部；转动部可转动地设置在第一环状部和第二环状部之间。

根据本公开的至少一个实施方式的压电式光圈装置，第二环状部还用于固定光学透镜。

根据本公开的至少一个实施方式的压电式光圈装置，压电驱动装置在不对圆形框体的外壁施加力时，压电驱动装置与圆形框体的外壁之间存在预设间隙。

根据本公开的至少一个实施方式的压电式光圈装置，圆形框体沿光轴方向具有延伸的尺寸，基座部沿光轴方向也具有延伸的尺寸，基座部的沿光轴方向的延伸尺寸大于圆形框体沿光轴方向的延伸尺寸。

根据本公开的至少一个实施方式的压电式光圈装置，光圈叶片沿光轴方向设置在第一环状部与圆形框体之间。

根据本公开的至少一个实施方式的压电式光圈装置，光圈叶片沿光轴方向设置在第二环状部与圆形框体之间。

根据本公开的至少一个实施方式的压电式光圈装置，圆形框体的内壁的齿部与齿轮部之间的啮合具有预设压力，使得圆形框体被保持在基座部的中空腔体之内。

根据本公开的至少一个实施方式的压电式光圈装置，多个转动部沿圆周方向均匀设置。

根据本公开的至少一个实施方式的压电式光圈装置，转动部的轴部的一端与第一环状部可转动地连接，转动部的轴部的另一端与第二环状部可转动地连接。

根据本公开的另一个方面，提供一种相机装置，包括上述任一项的压电式光圈装置。

根据本公开的又一个方面，提供一种电子设备，包括上述的相机装置。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是根据本公开的一个实施方式的压电式光圈装置的压电驱动装置的结构示意图。

图2是根据本公开的一个实施方式的压电式光圈装置的压电驱动装置的结构示意图。

图3是根据本公开的一个实施方式的压电式光圈装置的压电驱动装置的结构示意图。

图4是根据本公开的一个实施方式的压电式光圈装置的压电驱动装置的动作示意图。

图5是根据本公开的一个实施方式的压电式光圈装置的压电驱动装置的动作示意图。

图6是根据本公开的一个实施方式的压电式光圈装置的压电驱动装置的电极面示意图。

图7是根据本公开的一个实施方式的压电式光圈装置的结构示意图。

图8是图7示出的压电式光圈装置的侧视结构示意图。

图9是根据本公开的一个实施方式的压电式光圈装置的状态示意图之一。

图10是根据本公开的一个实施方式的压电式光圈装置的状态示意图之二。

图11是根据本公开的一个实施方式的压电式光圈装置的状态示意图之三。

图12是根据本公开的一个实施方式的光圈叶片的结构示意图。

附图标记说明

100压电驱动装置

101压电元件

101a压电元件的第一部分

101b压电元件的第二部分

101c压电元件的第三部分

101d压电元件的第四部分

1011电极端

1012接地端

102杆状部

103凹槽

200压电式光圈装置

201基座部

2011第一环状部

2012第二环状部

202光圈叶片

2021内弧部

2022外弧部

2023内凹弧部

2024孔部

203圆形框体

2031齿部

204转动部

2041齿轮部

2042轴部

205压电驱动装置

206光学透镜。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。

除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。

在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。

当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。

为了描述性目的，本公开可使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”和“侧(例如，在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。

这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。

首先参照图1至图3，示出了本公开一个实施方式的压电式光圈装置的压电驱动装置的示意图，其中图1中示出了压电驱动装置的平面图，图2示出了该平面图的侧视图，图3示出了该平面图的仰视图。

如图1至图3所示，该压电驱动装置100可以包括压电元件101和杆状部102。

其中压电元件101可以由四部分组成，具体组成将在下面进行详细描述。

杆状部102可以由金属制成，其形状可以为圆杆的形状，并且其可以设置在压电元件101上。

在压电元件101的杆状部设置处，可以设置凹槽103。凹槽103的形状可以为三角形，也可以为其它形状。凹槽103用于容纳杆状部102的一部分，并且凹槽103内也可以填充粘性树脂，以便将杆状部102固定至压电元件101上。

当压电元件101通电变形时，将带动杆状部102进行移动。下面将参照图4至5对其进行说明。

在图4至5中，示出了压电驱动装置100的动作示意图。压电元件101包括四个部分：第一部分101a、第二部分101b、第三部分101c和第四部分101d。如图4所示，当第二部分101b与第三部分101c通电时，压电驱动装置100将会在图4所示的方向中动作，而当第一部分101a与第四部分101d通电时，压电驱动装置100将会在图5所示的方向中动作。

图6示出了压电驱动装置100的电极面示意图，该电极面可以设有电极端1011和接地端1012，以便通过这些电极端为压电驱动装置100的压电元件101供电。

图7为采用了上述压电驱动装置的压电式光圈装置200的结构示意图，该示意图为沿压电式光圈装置200的轴向(即垂直于纸面的方向，也即光轴方向)观察时的结构示意图。

如图7所示，压电式光圈装置100包括：基座部201，基座部201具有中空腔体；多个光圈叶片202，多个光圈叶片202沿圆周方向均匀设置在基座部201的中空腔体之内；圆形框体203，圆形框体203设置在基座部201的中空腔体之内，圆形框体203的内壁通过多个转动部204分别与多个光圈叶片202连接；以及压电驱动装置205，压电驱动装置205设置在基座部201的内壁与圆形框体203的外壁之间；其中，通过压电驱动装置205驱动圆形框体203转动，从而圆形框体203通过多个转动部204带动多个光圈叶片202运动来控制光圈大小。

图7中示例性的示出了5个转动部204，为了图示的简洁，图7中仅示出了一个光圈叶片202，其中，A为光圈叶片202处于第一位置时的示意图，B为圆形框体203被压电驱动装置204驱动后光圈叶片202处于第二位置时的示意图。

其中，基座部201具有圆筒形结构。压电驱动装置204固定在基座部201上，例如可以将压电驱动装置204的一部分嵌入基座部201的侧壁之内。

通过对压电驱动装置204进行控制，可以使得压电驱动装置204驱动圆形框体203朝着第一方向(例如顺时针方向)或者第二方向(例如逆时针方向)转动，圆形框体203的转动带动转动部204的转动，转动部204的转动带动光圈叶片202的转动，每个转动部204带动一个光圈叶片202转动，实现了光圈大小的控制。

例如，可以通过控制多个光圈叶片202沿顺时针方向转动来使光圈变大，通过控制多个光圈叶片202沿逆时针方向转动来使光圈变小。

图7中示出了两个压电驱动装置205，压电驱动装置205具有图1至图6示出的压电驱动装置的结构。

根据本公开的一个优选实施方式，压电式光圈装置200的转动部204包括齿轮部2041和轴部2042，齿轮部2041固定在轴部2042的外侧；圆形框体203的内壁形成有齿部2031，齿部2031与齿轮部2041啮合；光圈叶片202的一端与轴部2042固定连接。

根据本公开的另一个优选实施方式，转动部204包括齿轮部2041和轴部2042，齿轮部2041设置在轴部2042的外侧，齿轮部2041与轴部2042为一体结构；圆形框体203的内壁形成有齿部2031，齿部2031与齿轮部2041啮合；光圈叶片202的一端与轴部2042固定连接。

上面的实施方式中，光圈叶片202为弧形叶片。

图12示出了本公开一个优选实施方式的光圈叶片202的结构示意图，光圈叶片202具有内弧部2021和外弧部2022，外弧部2022上形成有内凹弧部2023，内凹弧部2023朝向内弧部2021内凹。

优选地，在多个光圈叶片202形成的光圈具有最大的光圈大小时，每个光圈叶片202的内凹弧部2023能够与相邻的转动部204(即与该光圈叶片202连接的转动部204相邻的转动部204)相抵，最大化了光圈的最大光圈。

光圈叶片202的一端设置有孔部2024，转动部204的轴部2042穿过光圈叶片202的孔部2024，并与之固定连接。

根据本公开的一个优选实施方式，压电式光圈装置200的压电驱动装置205固定在基座部201的内壁上，压电驱动装置205的数目为两个，两个压电驱动装置205相对地设置。

通过将两个压电驱动装置205相对的设置，当两个压电驱动装置205在对圆形框体203进行驱动时，使得两个压电驱动装置205沿径向方向施加给圆形框体203力相互抵消，因此，圆形框体203基本不会受到沿径向方向的力，而只受到沿切线方向的力，使得压电驱动装置205的驱动效率最优。

根据本公开的可选实施方式，压电驱动装置205的数目为四个，四个压电驱动装置205均匀的沿圆周方向设置，同样可以使得圆形框体203基本不会受到沿径向方向的力，而只受到沿切线方向的力。

压电驱动装置205通过压电驱动装置的杆状部对圆形框体203的外壁进行摩擦对圆形框体203施加力，从而驱动圆形框体203的转动。

图8是图7示出的压电式光圈装置的侧视结构示意图。图8中沿纸面的竖直方向即为压电式光圈装置的轴向方向，也即光轴方向。

如图8所示，压电式光圈装置200的基座部201的第一端(即图8中的上端)沿基座部201的径向延伸有第一环状部2011，基座部201的第二端(即图8中的下端)沿基座部201的径向延伸有第二环状部2012；转动部204可转动地设置在第一环状部2011和第二环状部2012之间。

图8中，第二环状部2012还用于固定光学透镜206。

优选地，第一环状部2011的开口尺寸大于第二环状部2012的开口尺寸。

为了图示的简洁，图8中仅示出了一个转动部204。

本公开的压电式光圈装置200的压电驱动装置205在不对圆形框体203的外壁施加力时，压电驱动装置205与圆形框体203的外壁之间存在预设间隙。该预设间隙可以预先设定。即只有压电驱动装置205在向圆形框体203的外壁施加驱动力时压电驱动装置205才和圆形框体203接触，当压电驱动装置205不对圆形框体203施加驱动力时，压电驱动装置205和圆形框体203处于分离状态。

通过上述预设间隙的设置，使得本公开的压电驱动装置205能够驱动圆形框体203一直沿第一方向或者第二方向转动，也能够驱动圆形框体203在沿第一方向(或第二方向)转动后，再沿第二方向(或第一方向)转动。

如图8所示，压电式光圈装置200的圆形框体203沿光轴方向具有延伸的尺寸，基座部201沿光轴方向也具有延伸的尺寸，基座部201的沿光轴方向的延伸尺寸大于圆形框体203沿光轴方向的延伸尺寸。使得圆形框体203能够被容纳在基座部201的中空腔体之内。

如图8所示，压电式光圈装置200的光圈叶片202沿光轴方向设置在第二环状部2012与圆形框体203之间。为了图示的简洁，图8中也仅示出了一个光圈叶片202。

多个光圈叶片202沿轴向方向可以交错的设置。

可替换地，压电式光圈装置200的光圈叶片202沿光轴方向设置在第一环状部2011与圆形框体203之间(图8中未示出这种设置方式)。

根据本公开的一个优选实施方式，压电式光圈装置200的圆形框体203的内壁的齿部2031与齿轮部2041之间的啮合具有预设压力，该预设压力可以预先设定，使得圆形框体203被保持在基座部201的中空腔体之内，而不需要额外的部件将圆形框体203支撑在基座部201的中空腔体之内，简化了本公开的压电式光圈装置200的结构，减小了本公开的压电式光圈装置200的重量和/或尺寸。

如图7所示，压电式光圈装置200的多个转动部204沿圆周方向均匀设置。图7示出了5个转动部204。本领域技术人员可以对转动部204的数量和光圈叶片202的数量做出调整，本公开对此不做特别限定。

如图8所示，优选地，压电式光圈装置200的转动部204的轴部2042的一端与第一环状部2011可转动地连接，转动部204的轴部2042的另一端与第二环状部2012可转动地连接。

例如，可以在第一环状部2011的面向转动部204的壁面上设置圆形凹槽，在第二环状部2012的面向转动204的壁面上设置圆形凹槽，从而使得转动部204的轴部2042的一端与第一环状部2011可转动地连接，另一端与第二环状部2012可转动地连接。

图9是根据本公开的一个实施方式的压电式光圈装置200的状态示意图之一。

图9中的压电式光圈装置200的光圈处于闭合状态。

图10是根据本公开的一个实施方式的压电式光圈装置200的状态示意图之二。

图10中的压电式光圈装置200的光圈处于半开状态。

图11是根据本公开的一个实施方式的压电式光圈装200置的状态示意图之三。

图11中的压电式光圈装置200的光圈处于全开状态，此时，光圈具有最大的光圈大小。

通过本公开的压电驱动装置205对圆形框体203的驱动，可以将光圈由图9所示的闭合状态经由图10所示的半开状态连续地驱动至图11所示的全开状态，也可以将光圈由图11所示的全开状态经由图10所示的半开状态连续地驱动至图9所示的闭合状态。

根据本公开的另一个方面，提供了一种相机装置，包括上述任一项的压电式光圈装置200。

根据本公开的又一个方面，提供了一种电子设备，包括上述的相机装置。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种压电式光圈装置，其特征在于，包括：

基座部，所述基座部具有中空腔体；

多个光圈叶片，所述多个光圈叶片沿圆周方向均匀设置在所述基座部的中空腔体之内；

圆形框体，所述圆形框体设置在所述基座部的中空腔体之内，所述圆形框体的内壁通过多个转动部分别与所述多个光圈叶片连接；以及

压电驱动装置，所述压电驱动装置设置在所述基座部的内壁与所述圆形框体的外壁之间；

其中，通过所述压电驱动装置驱动所述圆形框体转动，从而所述圆形框体通过所述多个转动部带动多个光圈叶片运动来控制光圈大小。

2.根据权利要求1所述的压电式光圈装置，其特征在于，所述转动部包括齿轮部和轴部，所述齿轮部固定在所述轴部的外侧；

所述圆形框体的内壁形成有齿部，所述齿部与所述齿轮部啮合；

所述光圈叶片的一端与所述轴部固定连接。

3.根据权利要求1所述的压电式光圈装置，其特征在于，所述转动部包括齿轮部和轴部，所述齿轮部设置在所述轴部的外侧，所述齿轮部与所述轴部为一体结构；

所述圆形框体的内壁形成有齿部，所述齿部与所述齿轮部啮合；

所述光圈叶片的一端与所述轴部固定连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的压电式光圈装置，其特征在于，所述压电驱动装置固定在所述基座部的内壁上，所述压电驱动装置的数目为两个，两个所述压电驱动装置相对地设置。

5.根据权利要求2或3所述的压电式光圈装置，其特征在于，所述基座部的第一端沿基座部的径向延伸有第一环状部，所述基座部的第二端沿基座部的径向延伸有第二环状部；所述转动部可转动地设置在所述第一环状部和所述第二环状部之间。

6.根据权利要求5所述的压电式光圈装置，其特征在于，所述第二环状部还用于固定光学透镜。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的压电式光圈装置，其特征在于，压电驱动装置在不对所述圆形框体的外壁施加力时，所述压电驱动装置与所述圆形框体的外壁之间存在预设间隙。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的压电式光圈装置，其特征在于，所述圆形框体沿光轴方向具有延伸的尺寸，所述基座部沿光轴方向也具有延伸的尺寸，所述基座部的沿光轴方向的延伸尺寸大于所述圆形框体沿光轴方向的延伸尺寸。

9.一种相机装置，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的压电式光圈装置。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求9所述的相机装置。

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