用于光学成像系统的直线型压电振动器及驱动装置制造方法及图纸

本申请提供一种用于光学成像系统的直线型压电振动器及驱动装置，涉及光学元件驱动技术领域

【技术实现步骤摘要】
用于光学成像系统的直线型压电振动器及驱动装置


[0001]本申请涉及光学元件驱动
，尤其涉及一种用于光学成像系统的直线型压电振动器及驱动装置
。

技术介绍

[0002]电磁马达因结构复杂，体积大以及其线圈和磁铁产生的磁场带来的的电磁干扰等风险，限制了其高端化的发展，因此现在高端机型多采用压电马达代替电磁马达，与传统的电磁式马达不同，压电马达利用压电元件的逆压电效应，产生一个有规则的
、
定向的
、
高频率的微小振动，再通过驱动头摩擦耦合作用将压电驱动元件产生的高频微观振动转变为与之摩擦接触的一个动子的宏观直线运动，从而产生机械功率输出
。
压电马达体积小
、
驱动力大，因而在微电机领域具有明显的优势
。
目前应用比较普遍的是一个电极被划分区域的矩形压电陶瓷片
+
平板结构弹性体的方式，工作模态为第一阶纵振动模式和第二阶弯振动模式的耦合模态，其中第一阶纵振动模式和第二阶弯曲振动模式被同步激发，两种振动模式耦合
(
简并
)
形成一个理想的
、
方向可控的椭圆运动模态，然后通过摩擦耦合机理作用将压电振动器的椭圆运动转换为摩擦板的直线运动，从而带动镜头载体沿光轴方向直线运动
。
但是，靠两个模态耦合产生驱动效果的压电振动器的马达长宽比会受限制
、
而且工作频率过高
,
从而导致驱动能力降低
。
[0003]此外，现有压电马达的压电振子预压力大多直接作用于镜头载体上，导致镜头载体一直受到较大的预压力，镜头载体与基座通过夹持在中间的滚珠或导杆产生相对运动的过程中，产生的摩擦力相对较大，极易造成部件发生旋转或变形，导致马达静态倾斜度和动态倾斜度较差，性能下降，在运动过程中也易造成磨损加剧
、
产生碎屑，导致马达寿命过短，且碎屑易导致成像不清晰
。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的是提供一种用于光学成像系统的直线型压电振动器及驱动装置，以解决现有技术中压电马达长宽比受限
、
工作频率过高导致的驱动能力降低，镜头载体与基座在进行相对运动时，产生较大的摩擦力，导致部件发生损伤，影响马达的寿命及效果等问题
。
[0005]为解决上述技术问题，本申请实施例提供如下技术方案：
[0006]本申请第一方面提供一种用于光学成像系统的直线型压电振动器，包括：
[0007]两块压电元件和弹性体，所述弹性体与所述压电元件固定设置；所述弹性体背离所述压电元件的一侧延伸形成凸状结构，两块所述压电元件分别连接于所述凸状结构两侧的弹性体远离凸状结构的一侧上；
[0008]其中，两块所述压电元件的尺寸分别与所述凸状结构两侧的弹性体的尺寸相适配
。
[0009]在本申请第一方面的一些变更实施方式中，其中所述弹性体的凸状结构沿所述弹
性体的长度方向设置，且位于所述弹性体的中间位置
。
[0010]在本申请第一方面的一些变更实施方式中，其还包括：固定部，用于将压电振动器安装于所应用的压电设备上；
[0011]所述固定部与所述弹性体一体成型，所述弹性体沿长度方向的两端延伸形成所述固定部；
[0012]或，所述固定部直接连接于所述弹性体沿长度方向的两端
。
[0013]在本申请第一方面的一些变更实施方式中，其中对所述压电元件施加特定驱动频率范围的驱动电压，使得压电振动器产生相应的振动模态，从而驱动镜头载体产生沿光轴方向的直线运动
。
[0014]在本申请第一方面的一些变更实施方式中，其中当对所述压电元件施加交流电压的驱动频率在
[f1,f3]区间内时，两个压电元件同时产生收缩或扩张，带动所述压电振动器沿宽度方向对应的产生凸起或凹陷，使得所述压电振动器被激发出沿宽度方向的二阶弯振的第一模态；当对所述压电元件施加交流电压的驱动频率在
[f2,f4]区间内时，两个压电元件分别依次产生收缩或扩张，带动所述压电振动器沿长度方向对应的产生凸起或凹陷，使得所述压电振动器被激发出沿长度方向的一阶弯振的第二模态；
[0015]两个频率区间存在一重叠区间
[f2,f3]，重叠区间的频率为
Δ
f
，
Δ
f
需满足于式
(1)
：
[0016]0 ≤
丨
Δ
f 丨
≤4kHz
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0017]当对两块压电元件分别施加相位相差
π
/2
，且频率
f
同时满足条件
f 2
<f<f 3
和式
(1)
，此时，压电振动器同时产生第一模态和第二模态，第一模态和第二模态相互叠加，使得所述压电振动器产生椭圆运动；
[0018]其中，
f1为激发出第一模态的最低频率，
f3为激发出第一模态的最高频率；
f2为激发出第二模态的最低频率，
f4为激发出第二模态的最高频率
。
[0019]在本申请第一方面的一些变更实施方式中，其中对所述压电振动器施加频率在
[f1,f3]的方波
、
正弦和三角波电信号，施加在两块压电元件的驱动电压的相位相差
π
/2
，两个压电元件同时产生收缩或扩张，带动所述压电振动器沿宽度方向对应的产生凸起或凹陷，使得所述压电振动器被激发出沿宽度方向的第一模态，第一模态对应两个振型；对两块压电元件分别施加正电和负电，此时第一块压电元件收缩，与其连接的弹性体凸起，而第二块压电元件扩张，与其连接的弹性体凹陷，为第一振型；对两块压电元件分别施加负电和正电，此时第一块压电元件扩张，与其连接的弹性体凹陷，而第二块压电元件收缩，与其连接的弹性体凸起，为第二振型；由两个振型可知，压电振动器产生向上或向下的黏滑驱动
。
[0020]本申请第二方面提供一种驱动装置，包括：包括基座和保护壳，所述镜头载体嵌设于所述基座内，所述保护壳与所述基座扣合一体形成承载空间；还包括：前述所述的压电振动器
、
动子过渡连接件
、
导向组件
、
镜头载体；
[0021]所述压电振动器设于所述基座的一侧壁，所述动子过渡连接件设于所述压电振动器与所述镜头载体之间，所述动子过渡连接件的一侧与所述凸状结构压力接触，另一侧与所述镜头载体非刚性连接；其中，所述压电振动器运动带动所述动子过度连接件上下运动，使得所述镜头载体沿光轴方向上下运动，形成
AF
方向的直线运动；
[0022]所述导向组件包括：动子过渡连接件导向组件和镜头载体导向组件，所述动子过...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于光学成像系统的直线型压电振动器，其特征在于，包括：两块压电元件和弹性体，所述弹性体与所述压电元件固定设置；所述弹性体背离所述压电元件的一侧延伸形成凸状结构，两块所述压电元件分别连接于所述凸状结构两侧的弹性体远离凸状结构的一侧上；其中，两块所述压电元件的尺寸分别与所述凸状结构两侧的弹性体的尺寸相适配
。2.
如权利要求1所述的用于光学成像系统的直线型压电振动器，其特征在于，所述弹性体的凸状结构沿所述弹性体的长度方向设置，且位于所述弹性体的中间位置
。3.
如权利要求1所述的用于光学成像系统的直线型压电振动器，其特征在于，还包括：固定部，用于将压电振动器安装于所应用的压电设备上；所述固定部与所述弹性体一体成型，所述弹性体沿长度方向的两端延伸形成所述固定部；或，所述固定部直接连接于所述弹性体沿长度方向的两端
。4.
如权利要求1所述的用于光学成像系统的直线型压电振动器，其特征在于，对所述压电元件施加特定驱动频率范围的驱动电压，使得压电振动器产生相应的振动模态，从而驱动镜头载体产生沿光轴方向的直线运动
。5.
如权利要求4所述的用于光学成像系统的直线型压电振动器，其特征在于，当对所述压电元件施加交流电压的驱动频率在
[f1,f3]
区间内时，两个压电元件同时产生收缩或扩张，带动所述压电振动器沿宽度方向对应的产生凸起或凹陷，使得所述压电振动器被激发出沿宽度方向的二阶弯振的第一模态；当对所述压电元件施加交流电压的驱动频率在
[f2,f4]
区间内时，两个压电元件分别依次产生收缩或扩张，带动所述压电振动器沿长度方向对应的产生凸起或凹陷，使得所述压电振动器被激发出沿长度方向的一阶弯振的第二模态；两个频率区间存在一重叠区间
[f2,f3]
，重叠区间的频率为
Δ
f
，
Δ
f
需满足于式
(1)
：
0 ≤
丨
Δ
f 丨
≤4kHz
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
当对两块压电元件分别施加相位相差
π
/2
，且频率
f
同时满足条件
f 2
<f<f 3
和式
(1)
，此时，压电振动器同时产生第一模态和第二模态，第一模态和第二模态相互叠加，使得所述压电振动器产生椭圆运动；其中，
f1为激发出第一模态的最低频率，
f3为激发出第一模态的最高频率；
f2为激发出第二模态的最低频率，
f4为激发出第二模态的最高频率
。6.
如权利要求4所述的用于光学成像系统的直线型压电振动器，其特征在于，对所述压电振动器施加频率在
[f1,f3]
的方波
、
正弦和三角波电信号，施加在两块压电元件的驱动电压的相位相差
π
/2
，两个压电元件同时产生收...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈耕潮，王忠岭，赵彦东，赵福庠，
申请(专利权)人：辽宁中蓝光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：