CN220798103U - 偏心磁吸式压电驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了偏心磁吸式压电驱动装置，包括外壳、底座和载体，外壳与底座构成中空腔体，载体用于安装镜头并布置在前述的中空腔体内进行纵向运动；底座上设有压电机构，压电机构布置在载体的其中一个侧部并设有摩擦块，载体上设有一个摩擦片与摩擦块接触；底座还设置有磁石安装板，磁石安装板布置在载体的设有压电机构的同一侧；磁石安装板安装有吸附磁石，磁石安装板靠近压电机构。在本实用新型的技术方案中，由于磁性元件产生的吸附力位置偏向于摩擦块，因吸附力偏置,因此作用于摩擦柱的反作用力大于防转结构的反作用力。防转结构反作用力小代表无效摩擦力小，因而摩擦块与摩擦片产生的有效推力增加，从而提高了驱动速度及效率。

Description

偏心磁吸式压电驱动装置

技术领域

本实用新型属于光学元器件技术领域，涉及一种用于镜头驱动的偏心磁吸式压电驱动装置。

背景技术

近年，在以便携电话为代表的便携设备搭载小型摄像机的情况变得很普遍。作为搭载于该小型便携设备的摄像机构的主要零部件的透镜驱动装置被利用在用于拍摄静止图像或动态图像的自动对焦，所需要的功能是小型且高精度地驱动透镜体。

在手持拍摄中，有效防止影象抖动是意义重大的，因为抖动而造成影象模糊的概率加大。为了补偿机身的抖动，有技术人员开发了特别灵敏的平滑冲击驱动机构(SIDM——Smooth Impact Drive Mechanism)，SIDM是一种使用压电元件的驱动机构，压电元件一端的固体固定部件附着在驱动摩擦部件的另一端，并且驱动摩擦摩擦力保持在运动体上到构件上。SIDM的特点是紧凑、高精度和静音驱动，而SIDM面临的挑战包括效率低、耐用性和进给需要后置传感器等。

如日本专利JP2010052050W提供了基于SIDM的驱动器件包括：响应施加电压而膨胀和收缩的压电元件；由包括树脂和纤维束的复合材料形成的柱状驱动轴，其一端附有压电元件，并通过压电元件的膨胀和收缩而位移；用于支撑压电元件或驱动轴的基座构件；以及与驱动轴摩擦啮合并沿驱动轴的轴方向移动的可移动体。

另外如美国专利US2008/0231970，其使用板状弹簧的弹性力，以产生二个压电式驱动器的摩擦力，且使该摩擦力产生于导轨与镜头套筒之间。但由于使用的板状弹簧结构复杂、体积及所需的空间较大，不适合小型的镜头模块使用。

随着智能手机等终端的普及，如何简化内置于这些终端中的镜头驱动结构，使其获得更优的驱动力，同时也能够简化其组装工序，是本领域技术人员需要积极考虑的。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种用于镜头驱动的偏心磁吸式压电驱动装置，以解决背景技术中所描述的现有技术还存在的一些技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

根据本实用新型的一个方面，提供了一种偏心磁吸式压电驱动装置，包括外壳、底座和载体，前述的外壳与底座构成中空腔体，前述的载体用于安装镜头并在布置在前述的中空腔体内进行纵向运动；

其中：前述的底座上设有压电机构，前述的压电机构布置在前述的载体的其中一个侧部并设有摩擦块，前述的载体上设有一个摩擦片与前述的摩擦块接触；

以及：前述的底座还设置有磁石安装板和防转结构，前述的磁石安装板布置在前述的载体的设有前述的压电机构的同一侧，所述防转结构与所述压电机构间隔设置；

其中：前述的磁石安装板安装有吸附磁石并靠近前述的压电机构布置，所述吸附磁石与所述载体上的导磁件之间产生吸附力并相互配合。

在一些实施例中，摩擦片为金属材料制成并用作所述导磁件。

并且，摩擦片为设有两片翼板的V型结构。

更进一步的，摩擦片的两片翼板采用非对称结构。

在一些实施例中，前述的摩擦片在前述的磁石安装板方向的第一翼板比另外一个方向的第二翼板的尺寸大。

作为更进一步的优选方案，前述的摩擦片在前述的磁石安装板方向的第一翼板延长至被磁石安装板叠压在前述的载体上。

在一些实施例中，前述的磁石安装板设有一个用于放置感应磁石的安装座，该安装座设有背挡板用于将感应磁石与前述的第一翼板阻隔开；该安装座在远离压电机构的方向设有侧挡板，前述的侧挡板与前述的背挡板之间有缝隙。

在一些实施例中，在底座上还设有一个限位墩，限位墩与磁石安装板从两侧将压电机构夹持。

在一些实施例中，在前述的底座上设有一个防转结构，前述的防转结构为滚珠防转机构或导向柱。

在一些实施例中，前述的磁石安装板在底座上的位置位于防转结构和压电机构之间且靠近压电机构。

本实用新型的技术方案将磁石安装板向压电机构方向进行了移动，同时将摩擦片设计为金属摩擦片并对其进行延长，利用金属摩擦片的一部分作为导磁件使用，其与吸附磁石之间产生吸引力来增大摩擦片与压电机构之间的摩擦力。

另一方面，该结构中省略了导磁件的设计，并且相比较吸附磁石设置在载体侧面中部的设计来说，由于吸附磁石靠近压电机构，减小了距离导致的吸引力损耗，该结构中吸附磁石的吸引力更加容易传递到压电机构与载体之间，具有更好的使用效果。

在本实用新型的技术方案中，由于磁性元件产生的吸附力位置偏向于摩擦块，因吸附力偏置,因此作用于摩擦柱的反作用力大于防转结构的反作用力。防转结构反作用力小代表无效摩擦力小，因而摩擦块与摩擦片产生的有效推力增加，从而提高了驱动速度及效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，而非对本实用新型的限制。

在附图中：

图1为本实用新型实施例1中的一种结构示意；

图2为图1中将底座和载体拆解后展示的结构示意；

图3为本实用新型实施例1中将所有部件拆解后展示的结构；

图4为本实用新型实施例1主要部件的拆解大样图；

图5为本实用新型实施例1主要部件的组装大样图；

图6为压电机构结构示意图；

图7为采用非偏心磁吸结构的驱动力计算示意图；

图8为本实用新型实施例1中采用偏心磁吸结构的驱动力计算示意图。

附图中的标记为：1-外壳，2-底座，3-载体，4-压电机构，5-滚珠防转机构，6-吸附磁石，7-磁石安装板，71-侧挡板，72-背挡板，73-安装座，8-摩擦片，81-第一翼板，82-第二翼板，9-感应磁石，10-位置传感器，11-限位板，12-限位墩，13-摩擦块，14-变形块，15-配重块。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本实用新型范围的限制，而只是为了说明本实用新型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，为了清楚展示本实用新型的结构及工作方式，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。

本实用新型涉及一种偏心磁吸式压电驱动装置，主要用于诸如手机、平板电脑等的电子设备上，以实现拍照和录像等功能。其整体上包括外壳、底座和载体，外壳与底座构成中空腔体，载体用于安装镜头并在布置在所述中空腔体内进行纵向运动从而实现变焦功能；其中底座上设有压电机构，压电机构布置在载体的其中一个侧部并设有摩擦块，载体上设有一个摩擦片与所述摩擦块接触，以及底座还设置有磁石安装板和防转结构，磁石安装板布置在载体的设有压电机构的同一侧，防转结构与压电机构间隔设置，其中磁石安装板安装有吸附磁石并靠近所述压电机构布置，吸附磁石与载体上的导磁件之间产生吸附力并相互配合。可以看出，本实用新型的技术方案由于磁性元件产生的吸附力位置偏向于摩擦块，因吸附力偏置，因此作用于摩擦柱的反作用力大于防转结构的反作用力。

实施例1：

如图1展示的一种结构，在该实施例中，偏心磁吸式压电驱动装置主要包括外壳1、底座2、载体3、压电机构4、滚珠防转机构5等构成，外壳1与底座2构成中空腔体，载体3在中空腔体进行纵向运动，镜头安装在载体3上，镜头随着载体3进行运动，实现镜头的变焦操作。

在以上结构中未示出镜头等现有技术特征，仅仅对本实用新型的改进之处进行展示。

结合图2和图3所展示的各部件拆分图，可以看出本实用新型大部分部件均安装在载体3和底座2上，外壳1只是作为辅助部件。底座2上设有压电机构4，压电机构布置在载体3的其中一个侧部并设有摩擦块，载体3上设有一个摩擦片8与摩擦块接触，底座2还设置有磁石安装板7，磁石安装板7布置在载体3的设有压电机构4的同一侧，磁石安装板7安装有吸附磁石6，磁石安装板靠近压电机构4。

压电机构4设置在载体3一侧，从图2可以看到，载体3上设置有与摩擦片8外形轮廓相匹配的V型槽，而压电机构4所构成的柱状结构的靠近摩擦片8的一侧设有与摩擦片8外形轮廓的弧形贴合结构。压电机构4的结构如图6所示。在本实施例中，压电机构4包括配重块15、变形块14、摩擦块13。在其它实施例中，配重块15可选择性使用。

摩擦片8为金属材料制成。摩擦片8为设有两片翼板的V型结构。摩擦片8的两片翼板采用非对称结构。摩擦片8在所述磁石安装板7方向的第一翼板81比另外一个方向的第二翼板82的尺寸大。具体的，摩擦片8在磁石安装板7方向的第一翼板81延长至被磁石安装板7叠压在载体3上。

磁石安装板7设有一个用于放置感应磁石9的安装座73，该安装座73设有背挡板72用于将感应磁石9与第一翼板81阻隔开；该安装座73在远离压电机构4的方向设有侧挡板71，侧挡板71与背挡板72之间有缝隙。

在底座2上还设有一个限位墩12，限位墩12与磁石安装板7从两侧将压电机构4夹持。

以上设计的工作原理是：变形块14通电后会产生变形，令摩擦块13进行纵向运动，载体3一侧设置有V型结构的摩擦片8，压电机构4中的摩擦块13与摩擦片8相接触后，载体3在摩擦力的作用下随着摩擦块13进行纵向运动。

参照图4-5，底座2一侧设置有磁石安装板7，磁石安装板7上安装有吸附磁石6，摩擦片8的第一翼板81延长并卡入到背挡板72与载体3之间，由于摩擦片8采用金属结构，第一翼板81与吸附磁石6之间会产生吸引力，得以驱动载体3运动。

如图2和图3所示，在底座2一侧设置有限位板7，限位板7内侧设置有位置传感器11，其与设置在载体3一侧的感应磁石9相配合来实现载体3的位置监测。

如图2和图3所示，滚珠防转机构5设置在载体3一侧，滚珠防转机构可以防止载体3纵向运动过程中发生偏转。

在图2中，磁石安装板7、压电机构4、滚珠防转机构5位于底座2或者载体3的同一个侧面，在该侧，压电机构4和滚珠防转机构5分别位于磁石安装板7的两边，并且磁石安装板7与压电机构4靠近，而与滚珠防转机构5远离，构成偏心磁吸结构。

下面通过对比阐述本实用新型的偏心磁吸式结构所取得技术效果的原理。如图7所示，在采用非偏心磁吸式结构的情况下：

摩擦侧摩擦系数为u1,与磁吸力FM距离为d，防转侧摩擦系数为u2,与磁吸力FM距离为d，可得R1＝R2＝FM/2＝R

于是：摩擦侧摩擦力f1＝u1*R，防转侧摩擦力f2＝u2*R

有效驱动摩擦力f＝R*(u1-u2)(u1>u2)

因此有效驱动力较小。

如图8所示，在采用本实用新型的偏心磁吸式结构的情况下：

摩擦侧摩擦系数为u1,与磁吸力FM距离为d1，防转侧摩擦系数为u2,与磁吸力FM距离为d2，可得R1＝(d2/d1)*R2(d2>>d1,故R1>R2)

于是：摩擦侧摩擦力f1＝u1*R1，防转侧摩擦力f2＝u2*R2

有效驱动摩擦力f＝R1*u1–R2*u2(u1>u2)

有效驱动力大为提高。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种偏心磁吸式压电驱动装置，其特征在于，包括外壳(1)、底座(2)和载体(3)，所述外壳(1)与底座(2)构成中空腔体，所述载体(3)用于安装镜头并在布置在所述中空腔体内进行纵向运动；其中

所述底座(2)上设有压电机构(4)，所述压电机构(4)布置在所述载体(3)的其中一个侧部并设有摩擦块(13)，所述载体(3)上设有一个摩擦片(8)与所述摩擦块(13)接触，以及

所述底座(2)还设置有磁石安装板(7)和防转结构，所述磁石安装板(7)布置在所述载体(3)的设有所述压电机构(4)的同一侧，所述防转结构与所述压电机构间隔设置，其中

所述磁石安装板(7)安装有吸附磁石(6)并靠近所述压电机构(4)布置，所述吸附磁石(6)与所述载体上的导磁件之间产生吸附力并相互配合。

2.根据权利要求1所述的偏心磁吸式压电驱动装置，其特征在于，所述摩擦片(8)为金属材料制成并用作所述导磁件。

3.根据权利要求1所述的偏心磁吸式压电驱动装置，其特征在于，所述摩擦片(8)为设有两片翼板的V型结构。

4.根据权利要求3所述的偏心磁吸式压电驱动装置，其特征在于，所述摩擦片(8)的两片翼板采用非对称结构。

5.根据权利要求3所述的偏心磁吸式压电驱动装置，其特征在于，所述摩擦片(8)在所述磁石安装板(7)方向的第一翼板(81)比另外一个方向的第二翼板(82)的尺寸大。

6.根据权利要求3所述的偏心磁吸式压电驱动装置，其特征在于，所述摩擦片(8)在所述磁石安装板(7)方向的第一翼板(81)延长至被磁石安装板(7)叠压在所述载体(3)上。

7.根据权利要求6所述的偏心磁吸式压电驱动装置，其特征在于，所述磁石安装板(7)设有一个用于放置感应磁石(9)的安装座(73)，该安装座(73)设有背挡板(72)用于将感应磁石(9)与所述第一翼板(81)阻隔开；该安装座(73)在远离压电机构(4)的方向设有侧挡板(71)，所述侧挡板(71)与所述背挡板(72)之间有缝隙。

8.根据权利要求7所述的偏心磁吸式压电驱动装置，其特征在于，在底座(2)上还设有一个限位墩(12)，限位墩(12)与磁石安装板(7)从两侧将压电机构(4)夹持。

9.根据权利要求1所述的偏心磁吸式压电驱动装置，其特征在于，所述防转结构为滚珠防转机构(5)或导向柱(20)。

10.根据权利要求4所述的偏心磁吸式压电驱动装置，其特征在于，所述磁石安装板(7)在底座(2)上的位置位于防转结构和压电机构(4)之间且靠近压电机构(4)。