CN116455265A - 对立式压电云台 - Google Patents

Abstract

本发明属于光学影像设备技术领域，具体涉及一种对立式压电云台。一种对立式压电云台，包括外壳、底座、驱动组件、载体和内置电路，外壳和底座之间具有中空腔体，驱动组件和载体设置在中空腔体内，驱动组件包括：一压电驱动机构，设置在底座上，位于载体外侧并与载体连接，与底座内的内置电路连接，由压电驱动机构通电带动载体沿光轴方向往复运动；一辅助驱动机构，与压电驱动机构对称的设置在底座上，位于载体外侧并与载体连接或抵接。本发明采用压电驱动机构的驱动方式对载体沿光轴方向往复运动，从而实现镜头的变焦操作，无需考虑磁石的布置和磁场干扰问题，可以根据载体内镜头的规格，进行小型化和轻量化的布置。

Description

对立式压电云台

技术领域

本发明属于光学影像设备技术领域，具体涉及一种对立式压电云台。

背景技术

随着科技的发展，现今许多电子装置(例如智能型手机或数字相机)皆具有照相或录像的功能。这些电子装置的使用越来越普遍，并朝着便利和轻薄化的设计方向进行发展，以提供使用者更多的选择。

一些具有照相或录像功能的电子装置设有镜头驱动装置，以驱动诸如镜头的光学组件移动，进而达到自动对焦(autofocus)功能。光线可穿过光学组件在感光组件上成像。

为了实现自动对焦功能，现有的镜头驱动装置通常包括磁石组、AF线圈和用于安装镜头的载体，通过AF线圈和磁石组的作用下，载体连同镜头沿光轴方向往复运动，从而实现镜头自动对焦操作。

采用AF线圈和磁石组配合的方式进行驱动，由于产生磁场会干扰诸如手机内部其他电子元器件的问题。且通常磁石组具有多个磁石，相邻两个磁石之间的距离若较近时，其内部磁场会相互干扰，导致产生非预期的位移或抖动，降低自动对焦控制的稳定性。若相邻两个磁石之间的距离较远时，影响电子装置的小型化发展方向。

发明内容

本发明针对上述技术问题，目的在于提供一种对立式压电云台。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种对立式压电云台，包括外壳、底座、驱动组件、载体和内置电路，所述外壳和底座之间具有中空腔体，所述驱动组件和所述载体设置在所述中空腔体内，所述驱动组件包括：

一压电驱动机构，设置在所述底座上，位于所述载体外侧并与所述载体连接，与所述底座内的内置电路连接，由所述压电驱动机构通电带动所述载体沿光轴方向往复运动；

一辅助驱动机构，与所述压电驱动机构对称的设置在所述底座上，位于所述载体外侧并与所述载体连接或抵接。

本发明摒弃了现有的采用AF线圈和磁石组配合对载体驱动的方式，而是采用压电驱动机构驱动方式，在内置电路对压电驱动机构通电后，实现对载体沿光轴方向往复运动，从而实现镜头的变焦操作。这种驱动方式，无需考虑磁石的布置和磁场干扰问题，可以根据载体内镜头的规格，进行小型化和轻量化的布置。

另外，本发明通过在底座上对称设置压电驱动机构和与其配合的辅助驱动机构，实现一种对立式驱动形式，压电驱动机构和辅助驱动机构既可以对称的夹持载体进行往复运动，在辅助驱动机构的配合下，又对载体实现了限位和导向作用，使得整个自动对焦过程稳定可靠。

所述压电驱动机构包括：

一簧片，两端与所述载体的外侧固定；

一活动块，内侧与所述簧片中部固定，外侧设置有V型夹持槽；

一压电机构，包括配重块、变形块和摩擦棒，所述配重块设置在所述底座上，所述配重块顶端设置有所述变形块，所述变形块与所述内置电路连接，所述变形块顶端设置有所述摩擦棒，所述摩擦棒与所述V型夹持槽相接触；

在所述变形块通电后，所述变形块产生沿光轴方向的变形，由所述摩擦棒带动所述活动块沿光轴方向运动，所述活动块的内侧被所述摩擦棒挤压到所述活动块安装槽内，在所述簧片的作用下，所述簧片对所述活动块产生一个反向弹力，令所述活动块挤压在所述摩擦棒上，增加所述活动块与所述摩擦棒之间的挤压摩擦力，令压电机构运动时，所述摩擦棒通过挤压摩擦力带动所述活动块以及所述载体沿光轴方向运动。

所述底座上设置有安装凸起，所述安装凸起上设置有配重块安装槽，所述配重块安装在所述配重块安装槽内。

所述载体的外侧设置有活动块安装槽，所述活动块安装槽与所述活动块内外相对设置。

所述辅助驱动机构采用与所述压电驱动机构相同的结构。

所述辅助驱动机构采用滚珠防摩擦机构。

所述滚珠防摩擦机构包括：

一安装件，设置在所述底座上，内侧设置有滚珠连接件安装槽；

一滚珠连接件，设置在所述滚珠连接件安装槽内并与所述滚珠连接件安装槽卡接；

一挡板，设置在所述安装件顶端，位于所述滚珠连接件上方并将所述滚珠连接件进行限位，所述挡板的底端设置有滚珠避让槽；

一第一滚珠安装槽，设置在所述滚珠连接件上端，内端设置有第一滚珠限位凸起，外端设置有第一弹片，所述第一滚珠安装槽、所述第一滚珠限位凸起、所述第一弹片和所述滚珠避让槽共同形成一个用于放置滚珠的第一合围空间；

一第一滚珠，放置在所述第一合围空间内，外端与所述第一弹片相接触，内端穿过所述第一滚珠限位凸起抵接于所述载体外侧壁上。

所述底座上设置有胶槽，所述安装件通过胶槽与底座粘接。

所述底座上端设置有定位凸起，所述安装件底端设置有定位槽，所述安装件通过定位槽与所述定位凸起相配合实现定位。

所述滚珠连接件安装槽的内侧设置有卡接凸起，所述滚珠连接件的内端设置有卡接凹槽，所述滚珠连接件通过所述卡接凹槽卡接所述卡接凸起实现与所述滚珠连接件安装槽卡接限位。

所述滚珠连接件下端内侧设置有第二滚珠限位凸起，所述滚珠连接件下端外侧设置有第二弹片；

所述滚珠防摩擦机构还包括：

一第二滚珠安装槽，设置在所述安装件内，所述第二滚珠安装槽、所述第二滚珠限位凸起和所述第二弹片共同形成一个用于放置滚珠的第二合围空间；

一第二滚珠，放置在所述第二合围空间内，位于所述第一滚珠下方，外端与所述第二弹片相接触，内端穿过所述第二滚珠限位凸起抵接于所述载体外侧壁上。

所述第一弹片和所述第二弹片上下对称设置，所述第一弹片和所述第二弹片通过一根金属簧片贯穿所述滚珠连接件形成。

所述第一弹片、所述第二弹片和所述滚珠连接件均为采用塑料一体形成制成。

有益效果：本发明具有如下至少一项或多项优点：

1、采用压电驱动机构的驱动方式对载体沿光轴方向往复运动，从而实现镜头的变焦操作，无需考虑磁石的布置和磁场干扰问题，可以根据载体内镜头的规格，进行小型化和轻量化的布置。

2、对称的设置在底座上两个端角位置的两个压电驱动机构共同作用，从两端同时对载体沿光轴方向往复运动，保障载体及其内的镜头自动对焦稳定可靠。

3、对称的设置在底座上的压电驱动机构和滚珠防摩擦机构设计，在压电驱动机构对载体沿光轴方向往复运动的同时，滚珠防摩擦机构对载体实现限位及导向作用，滚珠防摩擦机构不设置压电材料，可以节省成本。

附图说明

图1为本发明的一种实施例示意图；

图2为图1的剖视图；

图3为图1的爆炸图；

图4为图3的进一步爆炸图；

图5为图3中压电驱动机构设置在底座上的爆炸图；

图6为图3中压电驱动机构与载体连接时的爆炸图；

图7为图3中两个压电驱动机构的局部放大图；

图8为图3中一个压电驱动机构的爆炸图；

图9为图8中的部分爆炸图；

图10为本发明的另一种实施例示意图；

图11为图10的剖视图；

图12为图10的爆炸图；

图13为图12的进一步爆炸图；

图14为图12中压电驱动机构、滚珠防摩擦机构与载体连接时的爆炸图；

图15为图12中压电驱动机构、滚珠防摩擦机构设置在底座上的立体图；

图16为图12中滚珠防摩擦机构的爆炸图；

图17为图16的进一步爆炸图；

图18为图16中的部分爆炸图；

图19为图16中滚珠连接件、第一弹片、第二弹片、第一滚珠和第二滚珠的位置关系图；

图20为图16中滚珠连接件、第一弹片、第二弹片、第一滚珠限位凸起和第二滚珠限位凸起的位置关系图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况下来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。

在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。

在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。

实施例1：

参照图1至图9，本实施例提供一种对立式压电云台，包括外壳1、底座2、驱动组件、载体5和内置电路，外壳1和底座2之间具有中空腔体，外壳1和底座2优选通过扣合连接形成中空腔体。驱动组件和载体5设置在中空腔体内，外壳1、底座2、驱动组件和载体5的中部沿上下方向设置有轴向连通的镜头通孔，以容纳镜头。

驱动组件包括两个压电驱动机构，分别为压电驱动机构3和压电驱动机构4，压电驱动机构3和压电驱动机构4采用相同的结构。压电驱动机构3和压电驱动机构4对称的设置在底座2的两个端角位置。压电驱动机构3和压电驱动机构4均位于载体5外侧并与载体5连接。压电驱动机构3和压电驱动机构4分别与底座2内的内置电路连接，由压电驱动机构3、压电驱动机构4通电后分别带动载体5沿上下方向往复运动。

本发明摒弃了现有的采用AF线圈和磁石组配合对载体5驱动的方式，而是采用两个对称设置的压电驱动机构驱动方式，在内置电路对压电驱动机构通电后，同时实现对载体5沿光轴方向往复运动，从而实现镜头的变焦操作。这种驱动方式，无需考虑磁石的布置和磁场干扰问题，可以根据载体5内镜头的规格，进行小型化和轻量化的布置。

另外，本发明通过在底座2上对称设置的两个压电驱动机构，实现一种对立式驱动形式，两个压电驱动机构既可以对称的夹持载体5进行往复运动，又对载体5实现了限位和导向作用，使得整个自动对焦过程稳定可靠。

可选的，参照图7至图9，压电驱动机构3和压电驱动机构4采用相同的结构，以压电驱动机构3为例，压电驱动机构3包括簧片32、活动块33和包括配重块34、变形块35和摩擦棒36在内的压电机构。

在本实例中，载体5的外侧设置有压电安装部31，载体5通过压电安装部31连接压电驱动机构3的簧片32两端，此时的压电安装部31与载体5为分体设计。在一些实施例中，压电安装部31与载体5为一体设计，即压电驱动机构3的簧片32两端直接与载体5的外侧连接。

簧片32的两端与压电安装部31的外侧固定。活动块33的内侧与簧片32中部固定，活动块33的外侧设置有V型夹持槽331。

配重块34设置在底座2上，配重块34顶端设置有变形块35，变形块35与内置电路连接，变形块35顶端设置有摩擦棒36，摩擦棒36与V型夹持槽331相接触。在变形块35通电后，变形块35产生沿光轴方向的变形，由摩擦棒36带动活动块33沿光轴方向运动，活动块33的内侧被摩擦棒36挤压到活动块安装槽311内，在簧片32的作用下，簧片32对活动块33产生一个反向弹力，令活动块33挤压在摩擦棒36上，增加活动块33与摩擦棒36之间的挤压摩擦力，令压电机构运动时，摩擦棒36通过挤压摩擦力带动活动块33以及压电安装部31和载体5沿光轴方向运动。

可选的，摩擦棒36与V型夹持槽331相接触的侧面为弧形面。

可选的，簧片32的中部挖设有内外连通的挤压槽321，活动块33的内侧与挤压槽321两侧的簧片32固定。当摩擦棒36带动活动块33沿光轴方向运动时，活动块33的内侧被摩擦棒36挤压后，活动块33的内侧中部穿过挤压槽321挤压到活动块安装槽311内，又被挤压槽321两侧的簧片32产生的反向弹力，令活动块33挤压在摩擦棒36上。

可选的，挤压槽321的上下两侧沿簧片32的长度方向分别开设有内外连通的直槽322，直槽322与挤压槽321连通，以使得挤压槽321两侧形成两片弹力片323。

可选的，在两片弹力片323上分别挖设有增加簧片32弯曲度的内外连通的至少一个簧片槽324。如图9中所示，在弹力片323上沿上下方向分别设置有两个簧片槽324。

可选的，底座2上设置有两个安装凸起21，两个安装凸起21对称设置在底座2的两个端角位置。每个安装凸起21上均设置有配重块安装槽22，压电驱动机构3的配重块34、压电驱动机构4的配重块分别安装在对称设置的两个配重块安装槽22内。

可选的，压电安装部31为片状结构，压电安装部31的内侧与载体5连接，压电安装部31的外侧设置有活动块安装槽311，活动块安装槽311与活动块33内外相对设置。

可选的，压电安装部31的内侧设置有载体安装槽312，载体安装槽312呈扩口状结构，载体安装槽312与载体5的外径相适配，以增大压电安装部31与载体5之间的接触面。例如，如图3和图6所示，当载体5的外形为八边形结构的载体时，其中一条边作为连接边被限制在载体安装槽312内，扩口状结构的扩口面贴合连接边的相邻两边。

可选的，为了提高连接结构稳固性，压电安装部31与载体5之间采用粘接方式连接。

可选的，压电安装部31与载体5一体制成，压电安装部31作为载体5的一部分，因此可看作在载体5的外侧直接设置有活动块安装槽311，活动块安装槽311与活动块33内外相对设置。

实施例2：

参照图10至图20，本实施例提供一种对立式压电云台，与实施例1相比，由滚珠防摩擦机构6替换压电驱动机构4，滚珠防摩擦机构6与底座2之间的连接关系和压电驱动机构4与底座2之间的连接关系不同。本实施例的其余结构与实施例1相同，在此不再赘述。

参照图16至图20，本实施例的滚珠防摩擦机构6包括安装件61、滚珠连接件62、挡板63、第一滚珠安装槽641、第一滚珠限位凸起642、第一弹片643和第一滚珠65。

安装件61设置在底座2上，安装件61的内侧设置有滚珠连接件安装槽611。滚珠连接件62设置在滚珠连接件安装槽611内并与滚珠连接件安装槽611卡接，以使得滚珠连接件62至于滚珠连接件安装槽611内后无法脱离出来。挡板63设置在安装件61顶端，挡板63位于滚珠连接件62上方并将滚珠连接件62进行限位，挡板63的底端设置有滚珠避让槽631。第一滚珠安装槽641设置在滚珠连接件62上端，第一滚珠安装槽641的内端设置有第一滚珠限位凸起642，第一滚珠安装槽641的外端设置有第一弹片643，第一滚珠安装槽641、第一滚珠限位凸起642、第一弹片643和滚珠避让槽631共同形成一个用于放置滚珠的第一合围空间。第一滚珠65放置在第一合围空间内，第一滚珠65的外端与第一弹片643相接触，第一弹片643给予第一滚珠65一定的弹性作用力，在弹性作用力下，第一滚珠65的内端穿过第一滚珠限位凸起642并紧紧抵接于载体5外侧壁上。在载体5上下方向运动时，第一滚珠65在第一合围空间内转动以降低载体5上下运动时的摩擦力，同时其可以对载体5起到限位作用，避免其在上下运动过程中发生偏离现象。

本实施例在底座2的两个端角位置分别设置了压电驱动机构3和滚珠防摩擦机构6，压电驱动机构3与实施例1的结构相同。滚珠防摩擦机构6不设置压电材料，可以节省成本。

可选的，挡板63可通过粘接连接在安装件61顶端，对滚珠连接件62上方进行限位。

可选的，底座2上设置有胶槽23，安装件61通过胶槽23内填充的胶水与底座2粘接。

可选的，底座2上端设置有定位凸起24，安装件61底端设置有定位槽612，安装件61通过定位槽612与定位凸起24相配合实现定位。如图12所示，在底座2上端设置有两个定位凸起24，分别分布于相邻的两条边上。安装件61为类三棱柱结构，其底端两侧设置有两个定位槽612。当安装件61放置于底座2上时，两个定位凹槽612分别支撑于两个定位凸起24上。

可选的，胶槽23位于底座2的端角位置，两个定位凸起24分别位于胶槽23的两侧。

可选的，参照图13和图14，当底座2上设置有两个安装凸起21时，胶槽23与安装凸起21对称的设置在底座2上两个对角位置。

可选的，参照图16，滚珠连接件安装槽611的内侧设置有卡接凸起613，滚珠连接件62的内端设置有卡接凹槽621，滚珠连接件62通过卡接凹槽621卡接卡接凸起613实现与滚珠连接件安装槽611卡接限位。

可选的，滚珠防摩擦机构6还包括第二滚珠安装槽661、第二滚珠限位凸起662、第二弹片663和第二滚珠67。

滚珠连接件62下端内侧设置有第二滚珠限位凸起662，滚珠连接件62下端外侧设置有第二弹片663。第二滚珠安装槽661设置在安装件61内，第二滚珠安装槽661、第二滚珠限位凸起662和第二弹片663共同形成一个用于放置滚珠的第二合围空间。第二滚珠67放置在第二合围空间内，第二滚珠67位于第一滚珠65下方，第二滚珠67的外端与第二弹片663相接触，第二弹片663给予第二滚珠67一定的弹性作用力，在弹性作用力下，第二滚珠67内端穿过第二滚珠限位凸起662并紧紧抵接于载体5外侧壁上。在载体5上下方向运动时，第二滚珠67在第二合围空间内转动以降低载体5上下运动时的摩擦力，同时其可以对载体5起到限位作用，避免其在上下运动过程中发生偏离现象。致使通过第一滚珠65和第二滚珠67的结合共同来对载体5起到限位、降低摩擦的作用。

可选的，第一弹片643和第二弹片663上下对称设置，第一弹片643和第二弹片663通过一根金属簧片贯穿滚珠连接件62形成。

可选的，第一弹片643和第二弹片663也可以采用塑料结构的簧片，滚珠连接件62也为塑料结构，则第一弹片643、第二弹片663和滚珠连接件62均为采用塑料一体形成制成。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种对立式压电云台，包括外壳、底座、驱动组件、载体和内置电路，所述外壳和底座之间具有中空腔体，所述驱动组件和所述载体设置在所述中空腔体内，其特征在于，所述驱动组件包括：

一压电驱动机构，设置在所述底座上，位于所述载体外侧并与所述载体连接，与所述底座内的内置电路连接，由所述压电驱动机构通电带动所述载体沿光轴方向往复运动；

一辅助驱动机构，与所述压电驱动机构对称的设置在所述底座上，位于所述载体外侧并与所述载体连接或抵接。

2.如权利要求1所述的对立式压电云台，其特征在于，所述压电驱动机构包括：

一簧片，两端与所述载体的外侧固定；

一活动块，内侧与所述簧片中部固定，外侧设置有V型夹持槽；

一压电机构，包括配重块、变形块和摩擦棒，所述配重块设置在所述底座上，所述配重块顶端设置有所述变形块，所述变形块与所述内置电路连接，所述变形块顶端设置有所述摩擦棒，所述摩擦棒与所述V型夹持槽相接触。

3.如权利要求2所述的对立式压电云台，其特征在于，所述底座上设置有安装凸起，所述安装凸起上设置有配重块安装槽，所述配重块安装在所述配重块安装槽内。

4.如权利要求2所述的对立式压电云台，其特征在于，所述载体的外侧设置有活动块安装槽，所述活动块安装槽与所述活动块内外相对设置。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的对立式压电云台，其特征在于，所述辅助驱动机构采用与所述压电驱动机构相同的结构。

6.如权利要求1至4中任意一项所述的对立式压电云台，其特征在于，所述辅助驱动机构采用滚珠防摩擦机构，所述滚珠防摩擦机构包括：

一安装件，设置在所述底座上，内侧设置有滚珠连接件安装槽；

一滚珠连接件，设置在所述滚珠连接件安装槽内并与所述滚珠连接件安装槽卡接；

一挡板，设置在所述安装件顶端，位于所述滚珠连接件上方并将所述滚珠连接件进行限位，所述挡板的底端设置有滚珠避让槽；

一第一滚珠安装槽，设置在所述滚珠连接件上端，内端设置有第一滚珠限位凸起，外端设置有第一弹片，所述第一滚珠安装槽、所述第一滚珠限位凸起、所述第一弹片和所述滚珠避让槽共同形成一个用于放置滚珠的第一合围空间；

一第一滚珠，放置在所述第一合围空间内，外端与所述第一弹片相接触，内端穿过所述第一滚珠限位凸起抵接于所述载体外侧壁上。

7.如权利要求6所述的对立式压电云台，其特征在于，所述底座上设置有胶槽，所述安装件通过胶槽与底座粘接；

所述底座上端设置有定位凸起，所述安装件底端设置有定位槽，所述安装件通过定位槽与所述定位凸起相配合实现定位。

8.如权利要求6所述的对立式压电云台，其特征在于，所述滚珠连接件安装槽的内侧设置有卡接凸起，所述滚珠连接件的内端设置有卡接凹槽，所述滚珠连接件通过所述卡接凹槽卡接所述卡接凸起实现与所述滚珠连接件安装槽卡接限位。

9.如权利要求6所述的对立式压电云台，其特征在于，所述滚珠连接件下端内侧设置有第二滚珠限位凸起，所述滚珠连接件下端外侧设置有第二弹片；

所述滚珠防摩擦机构还包括：

一第二滚珠安装槽，设置在所述安装件内，所述第二滚珠安装槽、所述第二滚珠限位凸起和所述第二弹片共同形成一个用于放置滚珠的第二合围空间；

一第二滚珠，放置在所述第二合围空间内，位于所述第一滚珠下方，外端与所述第二弹片相接触，内端穿过所述第二滚珠限位凸起抵接于所述载体外侧壁上。

10.如权利要求9所述的对立式压电云台，其特征在于，所述第一弹片和所述第二弹片上下对称设置，所述第一弹片和所述第二弹片通过一根金属簧片贯穿所述滚珠连接件形成；

或，

所述第一弹片、所述第二弹片和所述滚珠连接件均为采用塑料一体形成制成。