CN115589519A - 压电致动器、摄像头模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种压电致动器、摄像头模组及电子设备。压电致动器用于驱动被驱动件，压电致动器包括：承载件，承载件具有互不平行的端面、第一侧面、第二侧面；摩擦件，摩擦件设置于端面，且摩擦件背离承载件的一端用于抵接被驱动件；第一压电体，第一压电体设置于第一侧面，第一压电体用于在通电时驱动承载件带动摩擦件运动，以使摩擦件驱动被驱动件在第一方向上运动；以及第二压电体，第二压电体设置于第二侧面，第二压电体用于在通电时驱动承载件带动摩擦件运动，以使摩擦件驱动被驱动件在第二方向上运动，第二方向与第一方向不平行。本申请提供的压电致动器相较于相关技术而言可以降低成本和体积。

Description

压电致动器、摄像头模组及电子设备

技术领域

本申请涉及压电驱动技术领域，具体涉及一种压电致动器、摄像头模组及电子设备。

背景技术

相关技术中，压电马达大多采是单自由度的设计，即一个压电马达(或称压电振子、压电定子)只能驱动动子(被驱动件)往一个方向运动，如果需要实现多自由度的运动，则需要增加压电马达的数目，以驱动动子往多个方向运动。然而，设置多个压电马达会导致成本、体积的增加。

发明内容

本申请提供一种压电致动器、摄像头模组及电子设备，所述压电致动器相较于相关技术而言可以降低成本和体积。

第一方面，本申请提供一种压电致动器，所述压电致动器用于驱动被驱动件，所述压电致动器包括：

承载件，所述承载件具有互不平行的端面、第一侧面、第二侧面；

摩擦件，所述摩擦件设置于所述端面，且所述摩擦件背离所述承载件的一端用于抵接所述被驱动件；

第一压电体，所述第一压电体设置于所述第一侧面，所述第一压电体用于在通电时驱动承载件带动摩擦件运动，以使所述摩擦件驱动所述被驱动件在第一方向上运动；以及

第二压电体，所述第二压电体设置于所述第二侧面，所述第二压电体用于在通电时驱动承载件带动摩擦件运动，以使所述摩擦件驱动所述被驱动件在第二方向上运动，所述第二方向与所述第一方向不平行。

第二方面，本申请还提供一种摄像头模组，所述摄像头模组包括镜头、感光元件、被驱动件及压电致动器；

所述镜头连接于所述被驱动件，所述压电致动器用于驱动所述被驱动件，以通过所述被驱动件带动所述镜头相对所述感光元件运动；

或，所述感光元件连接于所述被驱动件，所述压电致动器用于驱动所述被驱动件，以通过所述被驱动件带动所述感光元件相对所述镜头运动；

第三方面，本申请还提供一种电子设备，所述电子设备包括设备本体及摄像头模组，所述摄像头模组承载于所述设备本体。

本申请通过将第一压电体、第二压电体、摩擦件均设置在同一个承载件上，当第一压电体工作时，摩擦件则可以驱动被驱动件往第一方向运动，当第二压电体工作时，摩擦件则可以驱动被驱动件往第二方向运动。因而本申请提供的压电致动器为双自由度驱动，换而言之，压电致动器相当于集成了两个单自由度的马达。相对于使用两个单自由度马达而言，采用双自由度的压电致动器则意味着减少了马达的数量，从而可以减小体积，降低成本。此外，本申请通过将第一压电体、第二压电体都集成在承载件上来实现双自由度，总体结构简单，装配容易，更容易实现小型化、微型化，因此，当本申请提供的压电致动器应用于电子设备时，更容易满足轻薄化要求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例提供的电子设备的示意图。

图2为图1所示的电子设备在另一视角的示意图。

图3为本申请一实施例提供的摄像头模组的示意图。

图4为本申请另一实施例提供的摄像头模组的示意图。

图5本申请一实施例提供的压电致动器的示意图。

图6为图5所示的压电致动器沿A-A线的剖视图。

图7本申请另一实施例提供的压电致动器的示意图。

图8为图7所示的压电致动器沿B-B线的剖视图。

图9本申请又一实施例提供的压电致动器的示意图。

图10为图9所示的压电致动器沿C-C线的剖视图。

图11本申请又一实施例提供的压电致动器的示意图。

图12为图11所示的压电致动器沿D-D线的剖视图。

图13为图11所示的压电致动器产生的一阶伸长运动(L1模态)的示意图。

图14为图11所示的压电致动器沿Y轴方向产生的二阶弯曲运动(B2Y模态)的示意图。

图15为图11所示的压电致动器沿X轴方向产生的二阶弯曲运动(B2X模态)的示意图。

图16为本申请一实施例提供的第一压电体的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本文中提及“实施例”或“实施方式”意味着，结合实施例或实施方式描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参照图1和图2，本申请提供一种电子设备1，所述电子设备1包括设备本体20以及摄像头模组10，所述摄像头模组10安装于所述设备本体20。

所述电子设备1可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、摄像装置、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、可穿戴设备(如智能手表、手环、VR设备等)、电视机、车载设备、电子阅读器等设备。需说明的是，本申请实施例仅以电子设备1为手机进行示例性说明，但不应视作为是对本申请的限制。

所述设备本体20是指电子设备1的主体部分，主体部分包括实现电子设备1主要功能的电子组件以及保护、承载这些电子组件的壳体。以手机为例，设备本体20可以包括显示屏210、中框220、电池盖230，显示屏210和电池盖230均连接于中框220，且设置于中框220的相背两侧。

根据实际需求，摄像头模组10可以显露于电子设备1的任意一侧，本申请对此不作限定。以手机为例，所述摄像头模组10可以设置于手机的正面、背面、侧面。其中，所谓正面是指手机具备显示屏210的一侧；所谓背面是指手机具备电池盖230的一侧；所谓侧面是指手机的中框220的环周侧。可以理解的是，电子设备1的类型不同，其正面、背面、侧面等称呼的定义可能不同，对于其它类型的电子设备1在此不一一详述。

请参照图3和图4，本申请还提供一种摄像头模组10，摄像头模组10可以是潜望式摄像头，也可以是直立式摄像头。所述摄像头模组10包括镜头140、感光元件130、被驱动件120及压电致动器110。其中，感光元件130与镜头140相对设置，镜头140用于收集被摄景物的光线，并将光线聚焦于感光元件130。压电致动器110也可以称之为压电马达、压电振子、压电定子，其用于通过被驱动件120驱动镜头140或感光元件130运动，以实现摄像头模组10的防抖功能。压电致动器110沿光轴G方向抵接于被驱动件120，以使压电致动器110可通过摩擦作用驱动被驱动件120沿垂直于光轴G的平面运动。

请参照图3，在一种实施方式中，所述镜头140连接于所述被驱动件120，所述压电致动器110用于驱动所述被驱动件120，以通过所述被驱动件120带动所述镜头140相对所述感光元件130运动。其中，镜头140与被驱动件120连接在一起，从而形成一个运动整体，当压电致动器110驱动被驱动件120时，镜头140和被驱动件120同步运动。需说明的是，镜头140与被驱动件120的连接关系可以是直接连接，也可以是间接连接，只要能够实现镜头140和被驱动件120同步运动即可。当镜头140与被驱动件120为直接连接时，直接连接的形式可以是可拆卸连接，也可以是不可拆卸连接。

请参照图4，在另一种实施方式中，所述感光元件130连接于所述被驱动件120，所述压电致动器110用于驱动所述被驱动件120，以通过所述被驱动件120带动所述感光元件130相对所述镜头140运动。其中，感光元件130与被驱动件120连接在一起，从而形成一个运动整体，当压电致动器110驱动被驱动件120时，感光元件130和被驱动件120同步运动。如同镜头140与被驱动件120的连接关系，感光元件130与被驱动件120的连接关系可以是直接连接，也可以是间接连接，只要能够实现感光元件130和被驱动件120同步运动即可。当感光元件130与被驱动件120为直接连接时，直接连接的形式可以是可拆卸连接，也可以是不可拆卸连接。

其中，镜头140可以包括镜筒和透镜组，透镜组设置在镜筒内，透镜组包含多枚镜片，镜片可以透过光线。镜片的材料可以为玻璃、塑料等，镜片的数量可以但不仅限于为2枚、3枚、4枚、5枚、6枚等。

其中，感光元件130也称为感光芯片或图像传感器或Sensor，其用于接收穿过镜头140的光线，并将光信号转换为电信号。感光元件130可以是电荷耦合器件(Charge CoupledDevice，CCD)，也可以是互补金属氧化物导体器件(Complementary Metal OxideSemiconductor，CMOS)。

在手机等电子设备中，为了实现摄像头模组的AF(自动对焦)功能和OIS(光学防抖)功能，通常会用到小型马达。根据工作原理(驱动方式)的不同，可以把目前主流的马达分为以下几种：电磁式马达、记忆合金式马达、静电力马达、压电马达。电磁式马达结构简单、发展时间最长，是目前最成熟的技术，但是在有限的体积内存在推力、行程的瓶颈；记忆合金马达的行程有限，并且往往存在高功耗的问题；静电力马达在可靠性方面需要进一步提升；压电马达虽然性能优越，但是技术、供应链等尚不成熟，并且成本高。

区别于传统的电磁式马达，压电马达的工作原理如下：利用压电材料的逆压电效应，将电能转化为机械能，然后通过定子和动子之间的摩擦耦合，实现动子宏观运动的输出。压电马达工作过程中存在两个能量转换过程：一个是通过逆压电效应将电能转换为定子微观振动的机械能；另一个是通过摩擦耦合将定子的微观振动转换为转子的宏观运动。压电马达拥有响应速度快、功率密度高、位移分辨率高、抗电磁干扰、能够断电自锁等特性。这些不仅可以大幅提升影像表现，而且可以减小整个模组的体积，具有很大发展潜力。

相关技术中，压电马达(也可称之为压电定子、压电振子)大多采是单自由度的设计，即一个压电马达只能驱动动子(被驱动件)往一个方向运动，如果需要实现多自由度的运动，则需要增加压电马达的数目。然而，当存在多个压电马达时，各个压电马达对动子的驱动作用各不相同，会导致多个压电马达之间互相干扰和阻碍。同时多个压电马达会导致成本、体积的增加，控制起来也较为复杂。

相关技术中，也有研究人员提出了多自由度的压电马达，但是其存在行程受限或体积庞大的问题。多自由度压电马达，常见的结构有夹心式压电马达和球面型压电马达结构，夹心式压电马达都需要有预紧力的加载，如螺柱-法兰预紧力加载和楔形预紧力加载，预紧力的加载使得夹心式压电马达结构复杂，装配要求高，难以实现小型化。而球面型压电马达，其定子与球形转子相配合的结不紧凑，同样存在难以小型化的问题，且定、转子之间的预压力难以很好的施加。综上，多自由度压电马达相比于单自由度压电马达，存在结构复杂，装配要求高，难以实现小型微型化，且运动模态复杂，不易满足在狭小空间内进行驱动等技术瓶颈。

基于此，本申请希望提供一种能够解决但不仅限于上述技术问题的方案，其详细内容将在后续实施例中得以阐述。

请参照图5和图6，本申请提供一种压电致动器110，所述压电致动器110用于驱动被驱动件120。所述压电致动器110包括：承载件115、摩擦件116、第一压电体111、第二压电体112。

所述承载件115具有互不平行的端面M5、第一侧面M1、第二侧面M2。所述摩擦件116设置于所述端面M5，且所述摩擦件116背离所述承载件115的一端用于抵接所述被驱动件120。所述第一压电体111设置于所述第一侧面M1，所述第一压电体111用于在通电时驱动承载件115带动摩擦件116运动，以使所述摩擦件116驱动所述被驱动件120在第一方向D1上运动。所述第二压电体112设置于所述第二侧面M2，所述第二压电体112用于在通电时驱动承载件115带动摩擦件116运动，以使所述摩擦件116驱动所述被驱动件120在第二方向D2上运动，所述第二方向D2与所述第一方向D1不平行。

其中，第一方向D1为第一压电体111与承载件115的相对方向。第二方向D2为第二压电体112与承载件115的相对方向。

其中，承载件115可以为圆柱体、长方体、正方体等，本申请以长方体进行示例性说明。承载件115为承载第一压电体111、第二压电体112、摩擦件116的载体。承载件115的材料可以为金属，如铜、铁、铝等常用金属，一些情况下也可采用非金属材料，如亚克力或其他高强度材料。承载件115的第一侧面M1、第二侧面M2是指承载件115上周向方向上的表面，端面M5是指承载件115上某一端的表面，端面M5并非在第一侧面M1、第二侧面M2的周向排布方向上。

其中，摩擦件116也可称之为摩擦头。摩擦件116与被驱动件120之间存在预紧力，以使得摩擦件116与被驱动件120形成抵接关系。摩擦件116的形状可采用圆柱形，半圆柱形状，球形、三角锥形或其他一些不规则形状设计。摩擦件116的数量可以采用一个，也可以采用多个。特别的，摩擦件116表面可以做倒角或倒圆角设计。其材料可选用氧化铝(Al2O3)、氧化硅(SiO2)、氧化锆(ZrO2)或碳纤维、聚酯纤维、铝、铁、铜、不锈钢等耐磨材料，这样既能保证压电致动器110的驱动力能良好的传递给被驱动件120，同时也能防止长时间工作下的磨损，保持配合精度。

其中，第一压电体111为压电材料，压电材料可选用锆钛酸铅(PZT)基压电陶瓷、铌酸钾钠(KNN)基压电陶瓷、钛酸钡(BT)基压电陶瓷、铌镁酸铅-铌铟酸铅(PMN-PT)基压电单晶、织构陶瓷等。第一压电体111的大致形状可以但不仅限于为长方形、正方形、圆形。第一压电体111可以但不仅限于通过胶水连接于承载件115。关于第二压电体112的详情请参照第一压电体111，在此不再重复赘述。

压电材料具有以下特性：当压电材料在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷，当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态。相反，当在压电材料的极化方向上施加电场，压电材料将会发生变形，当电场去掉后，压电材料的变形随之消失。

根据压电材料的特性，可通过电控来控制压电材料变形，使其产生高频振动，从而实现驱动功能。具体来讲，承载件115、摩擦件116、第一压电体111、第二压电体112可以看作为一个整体，当第一压电体111通电变形时，承载件115相应产生形变，承载件115从而带动摩擦件116运动，即摩擦件116也将高频振动。由于摩擦件116抵接于被驱动件120，因而当摩擦件116运动时，摩擦件116和被驱动件120之间将产生摩擦力，该摩擦力则为驱动被驱动件120运动的驱动力。因此，当第一压电体111通电时，摩擦件116将驱动被驱动件120往第一方向D1运动。同理，当第二压电体112通电时，摩擦件116将驱动被驱动件120往第二方向D2运动。

虽然第一压电体111、第二压电体112在每次振动时的形变量相对于摄像头模组10的尺寸而言较小，被驱动件120对应的位移量也较小，但是，在第一压电体111、第二压电体112的高频振动下，被驱动件120可在较短时间内经过若干次位移累积获得较大的位移量。

在本申请中，各个压电体沿预设方向极化，预设方向上的两个相背的表面分别设置有电极层，其中，预设方向为压电体与承载件115的相对方向。例如，对于第一压电体111而言，第一压电体111沿第一压电体111与承载件115的相对方向极化，第一压电体111在该方向上的两个相背的表面均设有电极层。对于第二压电体112而言，第二压电体112沿第二压电体112与承载件115的相对方向极化，第二压电体112在该方向上的两个相背的表面均设有电极层。

综上，本申请通过将第一压电体111、第二压电体112、摩擦件116均设置在同一个承载件115上，当第一压电体111工作时，摩擦件116则可以驱动被驱动件120往第一方向D1运动，当第二压电体112工作时，摩擦件116则可以驱动被驱动件120往第二方向D2运动。因而本申请提供的压电致动器110为双自由度驱动，换而言之，压电致动器110相当于集成了两个单自由度的马达。相对于使用两个单自由度马达而言，采用双自由度的压电致动器110则意味着减少了马达的数量，从而可以减小体积，降低成本。此外，本申请通过将第一压电体111、第二压电体112都集成在承载件115上来实现双自由度，总体结构简单，装配容易，更容易实现小型化、微型化，因此，当本申请提供的压电致动器110应用于电子设备1时，更容易满足轻薄化要求。

需说明的是，当压电致动器110应用于摄像头模组10时，第一方向D1和第二方向D2互不平行且均垂直于镜头140的光轴G，换而言之，压电致动器110用于驱动被驱动件120沿垂直于光轴G的平面运动，以进行位移补偿，实现OIS功能(防抖功能)。

可选的，第一方向D1和第二方向D2相互垂直，或者说，压电致动器110在第一方向D1和第二方向D2上向被驱动件120提供的驱动力相互垂直，如此更有利于开发人员根据镜头140所需的运动路径设计控制压电致动器110的驱动程序。

进一步的，本申请提供的压电致动器110在第一压电体111和第二压电体112的基础上还可以设置其他压电体，下面进行示例性说明。

为便于后续说明，在此定义XYZ空间直角坐标系。其中，X轴平行于第二方向D2(第二压电体112与承载件115的相对方向)，Y轴平行于第一方向D1(第一压电体111与承载件115的相对方向)。Z轴平行于光轴G方向。X/Y/Z轴的箭头所指方向为X/Y/Z轴正向，X/Y/Z轴的箭头所指方向的相背方向则为X/Y/Z轴负向，以下涉及到坐标系的描述请参照此处。

在一种实施方式中，请参照图7和图8，所述承载件115还具有第三侧面M3，所述第三侧面M3与所述第一侧面M1相背设置。所述压电致动器110还包括第三压电体113，所述第三压电体113设置于所述第三侧面M3。所述第三压电体113和所述第一压电体111用于共同驱动所述摩擦件116，以使所述摩擦件116驱动所述被驱动件120在第一方向D1(Y轴方向)上直线运动。

在另一种实施方式中，请参照图9和图10，所述承载件115还具有第四侧面M4，所述第四侧面M4与所述第二侧面M2相背设置。所述压电致动器110还包括第四压电体114，所述第四压电体114设置于所述第四侧面M4。所述第四压电体114和所述第二压电体112用于共同驱动所述摩擦件116，以使所述摩擦件116驱动所述被驱动件120在第二方向D2(X轴方向)上直线运动。

在又一种实施方式中，请参照图11和图12，承载件115具有第三侧面M3和第四侧面M4。第三侧面M3与第一侧面M1相背设置，第四侧面M4与第二侧面M2相背设置。所述压电致动器110包括第三压电体113、第四压电体114。其中，第三压电体113设置在第三侧面M3，第四压电体114设置在第四侧面M4。所述第三压电体113和所述第一压电体111用于共同驱动所述摩擦件116，以使所述摩擦件116驱动所述被驱动件120在第一方向D1(Y轴方向)上直线运动。所述第四压电体114和所述第二压电体112用于共同驱动所述摩擦件116，以使所述摩擦件116驱动所述被驱动件120在第二方向D2(X轴方向)上直线运动。

可以理解的是，利用多个压电体共同工作来驱动被驱动件120的形式可以提高压电致动器110的驱动力，即，较小体积的压电致动器110也可以输出较大的驱动力，从另一个角度来讲，这将有利于压电致动器110被广泛的应用在具有小型化要求、驱动力输出要求的小型器件上，比如摄像头模组10。

除了上面所说的几种实施方式，压电体的数量还可以为5个、6个、7个、8个等，承载件115的横截面相应的可以为五边形、六边形、七边形、八边形等，多个压电体沿承载件115的周向排布，在此不一一详述，具体根据需求设定。

下面介绍压电致动器110的控制方式，以双路控制方式和四路控制方式进行示例性说明。其中，双路控制方式是指一对相对设置的压电体(共两个压电体)同时工作来驱动被驱动件120直线运动的方式。四路控制方式是指两对相对设置的压电体(共四个压电体)同时工作来驱动被驱动件120直线运动的方式。

为便于后续理解，这里定义三种驱动信号：第一相驱动信号、第二相驱动信号、第三相驱动信号。其中，第一相驱动信号为原始的激励信号，如方波、正弦波、三角波；第二相驱动型号与原始激励信号波形相同，但是相位相差180°；第三相驱动信号与原始激励信号波形相同，但是相位差90°。

双路控制方式

在第一方向D1上直线驱动的双路控制方式(相对设置的第一压电体111和第三压电体113同时工作)：在上述压电致动器110还包括第三压电体113的实施方式中，所述第一压电体111用于接收第一相驱动信号，所述第三压电体113用于接收第三相驱动信号。所述第一相驱动信号和所述第三相驱动信号的相位差为90°。也就是说，向第一压电体111和第三压电体113施加的驱动信号不同，驱动信号不同则代表第一压电体111和第三压电体113的形变不同，当形变不同的第一压电体111和第三压电体113同时作用于承载件115时，承载件115所产生的形变为复合形变，摩擦件116的运动相应的为复合运动。由于第一相驱动信号和第三相驱动信号存在90°的相位差，因此摩擦件116的复合运动为椭圆运动，通过摩擦件116的椭圆运动实现驱动被驱动件120往第一方向D1直线运动。

进一步的，通过控制第一相驱动信号和第三相驱动信号的超前和滞后关系可以实现被驱动件120在第一方向D1上往返运动。具体而言，当第一相驱动信号的相位超前第三相驱动信号的相位90°时，所述摩擦件116驱动所述被驱动件120往所述第一方向D1的正方向(Y轴正向)直线运动。当第一相驱动信号的相位滞后第三相驱动信号的相位90°时，所述摩擦件116驱动所述被驱动件120往所述第一方向D1的负方向(Y轴负向)直线运动。其中，所述第一方向D1的正方向和所述第一方向D1的负方向相互平行且相反。

在第二方向D2上直线驱动的双路控制方式(相对设置的第二压电体112和第四压电体114同时工作)：在上述压电致动器110还包括第四压电体114的实施方式中，所述第二压电体112用于接收第一相驱动信号，所述第四压电体114用于接收第三相驱动信号，所述第一相驱动信号和所述第三相驱动信号的相位差为90°。也就是说，向第二压电体112和第四压电体114施加的驱动信号不同，驱动信号不同则代表第二压电体112和第四压电体114的形变不同，当形变不同的第二压电体112和第四压电体114同时作用于承载件115时，承载件115所产生的形变为复合形变，摩擦件116的运动相应的为复合运动。由于第一相驱动信号和第三相驱动信号存在90°的相位差，因此摩擦件116的复合运动为椭圆运动，通过摩擦件116的椭圆运动实现驱动被驱动件120往第二方向D2直线运动。

进一步的，通过控制第一相驱动信号和第三相驱动信号的超前和滞后关系可以实现被驱动件120在第二方向D2上往返运动。具体而言，当第一相驱动信号的相位超前第三相驱动信号的相位90°时，所述摩擦件116驱动所述被驱动件120往所述第二方向D2的正方向(X轴正向)直线运动。当第一相驱动信号的相位滞后第三相驱动信号的相位90°时，所述摩擦件116驱动所述被驱动件120往所述第二方向D2的负方向(X轴负向)直线运动。其中，所述第二方向D2的正方向和所述第二方向D2的负方向相互平行且相反。

四路控制方式

在第一方向D1上直线驱动的四路控制方式(第一压电体111、第二压电体112、第三压电体113、第四压电体114同时工作)：在上述压电致动器110还包括第三压电体113和第四压电体114的实施方式中，所述第一压电体111和所述第三压电体113用于接收第三相驱动信号，所述第二压电体112用于接收第一相驱动信号，所述第四压电体114用于接收第二相驱动信号。第一压电体111、第二压电体112、第三压电体113、第四压电体114共同工作，以驱动被驱动件120往第一方向D1(Y轴方向)运动。其中，所述第二相驱动信号与所述第一相驱动信号的相位差为180°，所述第三相驱动信号和所述第一相驱动信号的相位差为90°。

具体的，通过向第一压电体111、第三压电体113施加第三相驱动信号，激发压电马达在Y轴方向产生二阶弯曲运动(如图14所示)；同时，向第二压电体112施加第一相驱动信号，且向第四压电体114施加第二相驱动信号，激发压电马达在Z轴方向产生一阶伸长运动(如图13所示)。由于第一相驱动信号与第三相驱动信号在时间上具有90度的相位差，因此可以通过二阶弯曲运动和一阶伸长运动在摩擦头处复合形成椭圆运动，摩擦件116进而驱动被驱动件120在Y轴方向直线运动。在本实施方式中，压电马达在Y轴方向上输出的直线运动就是由图13和图14所示的两个振动模态耦合而成。

进一步的，通过控制第一相驱动信号和第三相驱动信号的超前和滞后关系可以实现被驱动件120在第一方向D1上往返运动。具体而言，当第一相驱动信号的相位超前第三相驱动信号的相位90°时，所述摩擦件116驱动所述被驱动件120往所述第一方向D1的正方向(Y轴正向)直线运动。当第一相驱动信号的相位滞后第三相驱动信号的相位90°时，所述摩擦件116驱动所述被驱动件120往所述第一方向D1的负方向(Y轴负向)直线运动。其中，所述第一方向D1的正方向和所述第一方向D1的负方向相互平行且相反。

在第二方向D2上直线驱动的四路控制方式(第一压电体111、第二压电体112、第三压电体113、第四压电体114同时工作)：在上述压电致动器110还包括第三压电体113和第四压电体114的实施方式中，所述第二压电体112和所述第四压电体114用于接收第三相驱动信号，所述第一压电体111用于接收第一相驱动信号，所述第三压电体113用于接收第二相驱动信号。第一压电体111、第二压电体112、第三压电体113、第四压电体114共同工作，以驱动被驱动件120往第二方向D2(X轴方向)运动。其中，所述第二相驱动信号与所述第一相驱动信号的相位差为180°，所述第三相驱动信号和所述第一相驱动信号的相位差为90°。

具体的，通过向第二压电体112、第四压电体114施加第三相驱动信号，激发压电马达在X轴方向产生二阶弯曲运动(如图15所示)；同时，向第一压电体111施加第一相驱动信号，且向第三压电体113施加第二相驱动信号，激发压电马达在Z轴方向产生一阶伸长运动(如图13所示)。由于第一相驱动信号与第三相驱动信号在时间上具有90度的相位差，因此可以通过二阶弯曲运动和一阶伸长运动在摩擦头处复合形成椭圆运动，摩擦件116进而驱动被驱动件120在X轴方向直线运动。在本实施方式中，压电马达在X轴方向上输出的直线运动就是由图13和图15所示的两个振动模态耦合而成。

进一步的，通过控制第一相驱动信号和第三相驱动信号的超前和滞后关系可以实现被驱动件120在第二方向D2上往返运动。具体而言，当第一相驱动信号的相位超前第三相驱动信号的相位90°时，所述摩擦件116驱动所述被驱动件120往所述第二方向D2的正方向(X轴正向)直线运动。当第一相驱动信号的相位滞后第三相驱动信号的相位90°时，所述摩擦件116驱动所述被驱动件120往所述第二方向D2的负方向(X轴负向)直线运动。其中，所述第二方向D2的正方向和所述第二方向D2的负方向相互平行且相反。

以上即为压电致动器110的双路控制方式和四路控制方式的介绍，当然，以上仅是示例性说明，不应视作为对本申请的限制，对于其他可行的控制方式在此不一一详述。

下面结合附图介绍压电致动器110中各压电体的结构。

请参照图16，所述第一压电体111包括第一压电本体1112、第一内电极层1111、第一外电极层1113。其中，第一压电本体1112为压电材料。所述第一内电极层1111连接于所述承载件115和所述第一压电本体1112之间。所述第一外电极层1113连接于所述第一压电本体1112背离所述承载件115的一侧。换而言之，第一内电极层1111、第一外电极层1113分别设置于第一压电本体1112的相背两侧，且第一内电极层1111连接于承载件115。其中，所述第一内电极层1111用于接地，所述第一外电极层1113用于接收激励信号。所谓的激励信号是指用于控制第一压电本体1112产生形变的信号，激励信号波形可以是正弦波、方波、三角波等，可以是直流、也可以是交流电信号。激励信号可以参照前面实施例中所描述的第一相驱动信号、第二相驱动信号、第三相驱动信号。

上面仅是以第一压电体111进行示例性说明其组成，对于其他压电体，也为相同的组成结构。也就是说，压电体都由内电极层、压电本体、外电极层组成，其中，内电极层连接在承载件115和压电本体之间且用于接地，外电极层连接于压电本体背离承载件115的一侧且用于接收激励信号。

例如，第二压电体都由第二内电极层、第二压电本体、第二外电极层组成，其中，第二内电极层连接在承载件和第二压电本体之间且用于接地，第二外电极层连接于第二压电本体背离承载件的一侧且用于接收激励信号。第三压电体都由第三内电极层、第三压电本体、第三外电极层组成，其中，第三内电极层连接在承载件和第三压电本体之间且用于接地，第三外电极层连接于第三压电本体背离承载件的一侧且用于接收激励信号。第四压电体都由第四内电极层、第四压电本体、第四外电极层组成，其中，第四内电极层连接在承载件和第四压电本体之间且用于接地，第四外电极层连接于第四压电本体背离承载件的一侧且用于接收激励信号。

可选的，所述第一压电本体1112通过所述第一内电极层1111粘接于所述承载件115。也就是说，第一内电极层1111本身具有粘性，通过粘性实现将第一压电体111固定在承载件115上。第一内电极层1111可以但不仅限于为导电银浆、导电胶。可以理解的是，第一内电极层1111采用可粘接的材料可以避免再使用胶水进行粘接，从而可以减小压电致动器110的体积，以及减少工艺流程。

当然，第一内电极层1111、第一外电极层1113的材料也可以选用金、银、铜等，然后镀在第一压电本体1112表面。

由前面介绍可知，压电体的内电极层需要接地，若每个压电体独立接地，那么，每个压电体的内电极层需要单独连接一条接地线。在这种设置形式下，接地线的数量与压电体的数量呈正相关，即压电体越多，接地线的数量则越多，这将造成压电致动器110的体积增大，损坏概率增大，也不利于布线、装配等操作。

可选的，所述承载件115包含至少部分导电材料。可以理解的是，承载件115为导电材料制成则意味着承载件115可导电，这样就可以实现承载件115与第一压电体111、第二压电体112等各个压电体的内电极层均形成电连接关系，如此，一条接地线直接连接于承载件115即可实现所有的压电体接地，相较于各个压电体独立接地而言，通过承载件115来接地可以减少接地线的数量，从而减小压电致动器110体积，以及利于布线等。

可选的，所述第一侧面M1和所述第二侧面M2相互垂直。如此设置，从而可以确保摩擦件116在第一方向D1和第二方向D2上分别向被驱动件120提供的驱动力相互垂直，这样能够提高摄像头模组10的防抖效果。具体来讲，相关技术中，摄像头模组中包含独立第一马达和第二马达，第一马达用于驱动镜头往第一方向运动，第二马达用于驱动镜头往第二方向运动，从而在第一方向和第二方向进行位移补偿以实现防抖。由于第一方向和第二方向需要相互垂直，因而第一马达和第二马达需要面向于镜头的不同侧面，且第一马达、镜头、第二马达三者的连线构成直角，以使第一马达和第二马达向镜头提供的驱动力的方向相互垂直。然而，由于第一马达和第二马达面向于镜头的不同侧面，导致两者间隔较远，再加上装配、加工等误差的存在，在实际产品中，第一马达和第二马达难以刚好安装在理论位置上，换而言之，第一马达和第二马达向镜头提供的驱动力的方向难以做到相互垂直，从而造成镜头的位移补偿精度不高，防抖效果不佳。相较于相关技术中将第一马达和第二马达设置在理论位置而言，在本申请中，将承载件115的第一侧面M1和第二侧面M2相互垂直设置则较为容易实现，从而可以确保摩擦件116在第一方向D1和第二方向D2上分别向被驱动件120提供的驱动力相互垂直，因此，应用本申请提供的压电致动器110可以提高摄像头模组10的防抖效果。

请参照图6、图8、图10、图12，所述承载件115的内部开设有腔体Q115，即承载件115的内部设有空腔。可以理解的是，承载件115设置腔体Q115后，从而更容易产生形变，进而有利于压电致动器110驱动被驱动件120运动。具体来讲，压电体在工作时，是通过承载件115来带动摩擦件116，也就是说，承载件115将跟随压电体的变形而变形。在承载件115上设置腔体Q115后，承载件115的刚度减小，形变能力增强，从而可以确保承载件115具有较大的振动振幅，这意味着在单位时间内摩擦件116可以驱动被驱动件120运动较大的位移，使得被驱动件120可以更快速的运动到目标位置，且承载件115形变能力增强后也能够节省电量。

需说明的是，本申请提供的压电致动器110可以在一个模态下工作，也可以在多个模态耦合的情况下工作。

当模态的数量为一个时，压电致动器110依靠一个模态产生微幅振动和驱动力，然后通过摩擦件116将多次累积的微幅振动转化为被驱动件120的宏观直线运动，从而实现驱动功能。可以理解的是，一个模态所对应的驱动控制方式更简单，从而可减小设计难度。

当模态的数量为多个时，压电致动器110可以在多个模态的耦合下进行工作。具体而言，在向压电致动器110施加特定的激励信号后，压电致动器110同时激发出多个模态。压电致动器110依靠多个模态耦合产生微幅振动和驱动力，然后通过摩擦件116将多次累积的微幅振动转化为被驱动件120的宏观直线运动，从而实现驱动功能。可以理解的是，压电致动器110激发多个模态，且多个模态耦合，相较于压电致动器110只激发一个模态而言，多个模态耦合后压电致动器110产生的能量密度更大，即驱动力更大，在相同驱动力的条件下，多个模态耦合的压电致动器110的体积可以做的更小。例如，当同时激发图13所示的一阶伸长运动(L1模态)和图15所示的X方向弯曲运动(B2X模态)时，L1模态和B2X模态耦合，摩擦件116在X轴方向输出高频的微幅运动，从而带动被驱动件120在X轴方向运动。又例如，当同时激发图13所示的一阶伸长运动(L1模态)和图14所示的X方向弯曲运动(B2Y模态)时，L1模态和B2Y模态耦合，摩擦件116在Y轴方向输出高频的微幅运动，从而带动被驱动件120在Y轴方向运动。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (15)

1.一种压电致动器，其特征在于，所述压电致动器用于驱动被驱动件，所述压电致动器包括：

承载件，所述承载件具有互不平行的端面、第一侧面、第二侧面；

摩擦件，所述摩擦件设置于所述端面，且所述摩擦件背离所述承载件的一端用于抵接所述被驱动件；

第一压电体，所述第一压电体设置于所述第一侧面，所述第一压电体用于在通电时驱动承载件带动摩擦件运动，以使所述摩擦件驱动所述被驱动件在第一方向上运动；以及

第二压电体，所述第二压电体设置于所述第二侧面，所述第二压电体用于在通电时驱动承载件带动摩擦件运动，以使所述摩擦件驱动所述被驱动件在第二方向上运动，所述第二方向与所述第一方向不平行。

2.如权利要求1所述的压电致动器，其特征在于，所述承载件还具有第三侧面，所述第三侧面与所述第一侧面相背设置，所述压电致动器还包括第三压电体，所述第三压电体设置于所述第三侧面，所述第三压电体和所述第一压电体用于共同驱动所述摩擦件，以使所述摩擦件驱动所述被驱动件在第一方向上运动；

和/或，所述承载件还具有第四侧面，所述第四侧面与所述第二侧面相背设置，所述压电致动器还包括第四压电体，所述第四压电体设置于所述第四侧面，所述第四压电体和所述第二压电体用于共同驱动所述摩擦件，以使所述摩擦件驱动所述被驱动件在第二方向上运动。

3.如权利要求2所述的压电致动器，其特征在于，所述压电致动器还包括第三压电体，所述第一压电体用于接收第一相驱动信号，所述第三压电体用于接收第三相驱动信号，所述第一相驱动信号和所述第三相驱动信号的相位差为90°。

4.如权利要求2所述的压电致动器，其特征在于，所述压电致动器还包括第四压电体，所述第二压电体用于接收第一相驱动信号，所述第四压电体用于接收第三相驱动信号，所述第一相驱动信号和所述第三相驱动信号的相位差为90°。

5.如权利要求1所述的压电致动器，其特征在于，所述压电致动器还包括第三压电体和第四压电体，所述第一压电体和所述第三压电体用于接收第三相驱动信号，所述第二压电体用于接收第一相驱动信号，所述第四压电体用于接收第二相驱动信号，其中，所述第二相驱动信号与所述第一相驱动信号的相位差为180°，所述第三相驱动信号和所述第一相驱动信号的相位差为90°。

6.如权利要求1所述的压电致动器，其特征在于，所述压电致动器还包括第三压电体和第四压电体，所述第二压电体和所述第四压电体用于接收第三相驱动信号，所述第一压电体用于接收第一相驱动信号，所述第三压电体用于接收第二相驱动信号，其中，所述第二相驱动信号与所述第一相驱动信号的相位差为180°，所述第三相驱动信号和所述第一相驱动信号的相位差为90°。

7.如权利要求3或5所述的压电致动器，其特征在于，当第一相驱动信号的相位超前第三相驱动信号的相位90°时，所述摩擦件驱动所述被驱动件往所述第一方向的正方向运动；当第一相驱动信号的相位滞后第三相驱动信号的相位90°时，所述摩擦件驱动所述被驱动件往所述第一方向的负方向运动；其中，所述第一方向的正方向和所述第一方向的负方向相互平行且相反。

8.如权利要求4或6所述的压电致动器，其特征在于，当第一相驱动信号的相位超前第三相驱动信号的相位90°时，所述摩擦件驱动所述被驱动件往所述第二方向的正方向运动；当第一相驱动信号的相位滞后第三相驱动信号的相位90°时，所述摩擦件驱动所述被驱动件往所述第二方向的负方向运动；其中，所述第二方向的正方向和所述第二方向的负方向相互平行且相反。

9.如权利要求1所述的压电致动器，其特征在于，所述第一压电体包括第一压电本体、第一内电极层、第一外电极层，所述第一内电极层连接于所述承载件和所述第一压电本体之间，所述第一外电极层连接于所述第一压电本体背离所述承载件的一侧，所述第一内电极层用于接地，所述第一外电极层用于接收激励信号。

10.如权利要求9所述的压电致动器，其特征在于，所述第一压电本体通过所述第一内电极层粘接于所述承载件。

11.如权利要求1所述的压电致动器，其特征在于，所述承载件包含至少部分导电材料。

12.如权利要求1所述的压电致动器，其特征在于，所述第一侧面和所述第二侧面相互垂直。

13.如权利要求1所述的压电致动器，其特征在于，所述承载件的内部开设有腔体。

14.一种摄像头模组，其特征在于，所述摄像头模组包括镜头、感光元件、被驱动件及如权利要求1-13任意一项所述的压电致动器；

所述镜头连接于所述被驱动件，所述压电致动器用于驱动所述被驱动件，以通过所述被驱动件带动所述镜头相对所述感光元件运动；

或，所述感光元件连接于所述被驱动件，所述压电致动器用于驱动所述被驱动件，以通过所述被驱动件带动所述感光元件相对所述镜头运动。

15.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括设备本体及如权利要求14所述的摄像头模组，所述摄像头模组承载于所述设备本体。

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