CN102097971A - 可用于手机光学聚焦与变焦的压电陶瓷驱动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及的是压电陶瓷驱动器领域,特别是关于一种可用于手机光学聚焦与变焦的压电陶瓷驱动器。其结构包括中心位置的圆盘状定子、粘结在定子表面的压电陶瓷片、与定子螺纹配合的移动体,其中,所述压电陶瓷片为薄的圆环形,环形陶瓷上下表面电极采用扇形的四等分形状;将电信号引入到所述压电陶瓷的四个扇形区表面,会在所述圆盘状定子的内螺纹上形成连续的驱动力,推动移动体相对于定子进行螺旋转动,实现轴向直线运动。本发明制造工艺简单,适合工业化生产,与已有技术相比,易于微型化,执行器的输出性能更为稳定,在光学调焦、精密驱动和微***领域具广阔有应用前景。特别是在手机或笔记本电脑的内嵌镜头中,可实现聚焦与变焦双重效果。

Description

可用于手机光学聚焦与变焦的压电陶瓷驱动器
技术领域
本发明涉及的是压电陶瓷驱动器领域,特别是关于一种可用于手机光学聚焦与变焦的压电陶瓷驱动器。
背景技术
随着科学的发展,在光学调焦、精密驱动和微***领域迫切需要微型直线驱动器。原有的电磁驱动器在微小尺度下效率急剧降低,并且制造难度大。而压电驱动器是一种新型的驱动器,利用压电陶瓷的逆压电效应,通过结构设计将小幅度的振动转变为所需的运动,并且具有结构简单,易于微型化,断电自锁等优点,在上述领域内具有广阔的应用前景。尤其在手机光学聚焦、笔记本电脑内置视频镜头、医用光学聚焦等领域中,压电陶瓷驱动器的小型化设计技术成为与传统技术有力的竞争者,本发明是追求产品小型化、光学部件移动大行程和推动高像素镜头应用的非常理想的一种技术方案,其产品商业前景可观。
图1a)是美国6,940,209B2发明专利公开的一种螺纹杆超声电机。整个超声电机的外形是沿其输出轴方向呈现细长棒状结构,它包括一带有中心孔的多面管体121,一螺纹杆122,四片矩形压电陶瓷片131~134粘贴在多面管体121的四个侧面。对压电陶瓷片131~134施加特定的电压信号可激发多面管体121产生弯曲行波,从而推动螺纹杆122旋转并沿轴向直线运动。图1b)是该超声电机工作原理的示意图。多面管体121变形前是100普通状态,变形后是200弯曲状态。电压信号在激发多面管体121产生弯曲变形时,会在多面管体121上的两点111和112处形成节点,即加电后多面管体121振动振幅为0或者接近于0的部分。由于该超声电机是利用多面管体121的微观振动实现螺纹杆122的直线运动,为减小其它结构或外界因素对该振动的约束和限制,一般在产品生产中,为不影响多面管体121的自身振动,会在节点111和112处焊接电引出线141~144,或者在节点111或112处固定该超声电机。该发明专利提出了一种有效的实现直线运动的压电驱动方案,有希望用于微机械,光学调焦领域。
但该发明专利在实际应用中由于其结构与工作原理,可能存在如下不足和欠缺之处:a)为实现多面管体121连续的弯曲振动,需要在多面管体121的外侧面粘接至少四片压电陶瓷131~134,其主体结构加工工艺复杂,粘接工艺复杂,更重要的是难以保障多片压电陶瓷131~134粘接后其电学性能和机械性能的一致性。粘接的陶瓷片越多,其产品的一致性越难以保证。也就是说,利用该工作原理最终形成的产品,要求生产工艺自动化程度要高,以此来保证产品的一致性和稳定性;b)该发明超声电机整体外形是沿其输出轴方向呈现细长棒状结构,多面管体1的径向尺寸可以收缩,但轴向方向由于工作原理的限制,必须在多面管体121上形成两处节点111和112,压电陶瓷片的长宽比需要在3倍以上,因此多面管体121长度方向的尺寸不能太短。也就是说,其结构厚度方向不易薄型化,与集成电路工艺不兼容,在产品薄形化设计上存在不足;c)该发明超声电机多面管体121的结构是非轴对称结构,不宜于产生理想的和稳定的弯曲行波。且产生稳定超声振动的前提是四片陶瓷自身特性要一致,且粘接后特性也要一致。d)节点111或者112的固定会约束该发明超声电机多面管体121的弯曲变形,且约束力大小的不同也会产生该超声电机输出特性的变化,如输出推力和速度的变化。所以制造中也是把节点111或者112被严格作为外界固定点或电引出线141~144的焊接点处理。
发明内容
鉴于已有技术的不足,本发明有针对性地提出一种采用全新的驱动机理、使用单一压电陶瓷片、结构对称、性能稳定、制备工艺简单、外形不受陶瓷长宽比限制、易薄型化与小型化的压电陶瓷驱动器。
为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:一种可用于手机光学聚焦与变焦的压电陶瓷驱动器,其结构包括中心位置带有内螺纹的圆盘状定子、粘结在所述圆盘状定子上表面或下表面的压电陶瓷片、与所述圆盘状定子内螺纹紧密配合的有外螺纹特征的移动体,其特征在于:所述压电陶瓷片为薄的圆环形,该圆环形压电陶瓷片上下表面电极采用扇形的四等分形状,每部分扇形电极沿压电陶瓷片的厚度方向极化;所述定子、移动体和压电陶瓷片具有一共同的中心轴线;将电信号引入到所述压电陶瓷片的四个扇形电极表面,会在所述圆盘状定子表面形成有一条节径和一条节圆的(1,1)振动模式,进而在所述定子的内螺纹上形成连续的驱动力,推动所述移动体相对于所述定子进行螺旋转动,从而实现移动体的轴向直线运动。
所述圆盘状定子的内螺纹与所述移动体的外螺纹配合使用,彼此螺纹升角和螺距相等。
所述圆盘状定子的内螺纹与所述移动体的外螺纹采用相同的梯形螺纹,或者三角形螺纹,或者矩形螺纹,或者锯齿形螺纹等形状。
所述圆盘状定子的内螺纹附近的厚度较所述定子其它部分的厚度要大,形成短的凸台特征。
所述圆盘状定子的凸台的外表面加工有外螺纹,形成螺纹杆,所述移动体的轴向中心位置设置有与所述凸台外螺纹配合的内螺纹。
所述圆环形压电陶瓷片粘贴在所述圆盘状定子的上表面或者下表面的任一侧,或者对称地粘贴在所述圆盘状定子的上下表面两侧。
所述环形压电陶瓷片为表面电极均匀分为相互绝缘的四个扇区,沿着压电陶瓷片的厚度方向极化,其中两个相邻扇区的极化方向一致并与另两个扇区的极化方向相反。
所述环形压电陶瓷片为表面电极均匀分为相互绝缘的四个扇区,沿着压电陶瓷片的厚度方向极化,四个扇区的极化方向一致。
所述环形压电陶瓷片为采用轧制工艺或流延工艺获得的单层结构;或者为采用叠层流延工艺制成的多层压电陶瓷结构,每层厚度控制在5微米到30微米。
所述移动体采用中空结构,其内部内嵌聚焦或者变焦用光学镜头。
所述圆盘状定子在所述压电陶瓷片的激励下,在所述定子的表面形成一个节径和一个节圆的振动模态,即驱动器的工作模态,且节径和节圆两侧的定子表面振动方向相反。
所述的振动模态的工作频率大于20kHz。
所述的圆盘状定子采用金属材质、包括塑料在内的非金属材质或适于半导体加工的硅材质;所述的压电陶瓷片可以采用包括磁致伸缩材料、电致伸缩材料、人工肌肉、形状记忆合金在内的其他材质代替。
所述的压电陶瓷片的厚度在100微米以内,所述圆盘状定子的厚度在5mm以内。
本发明由于采取以上技术方案,其具有以下优点或有益效果:
1、本发明将定子设置成一薄得圆盘状,可以方便地与环形压电陶瓷配合,是目前所有压电陶瓷驱动类镜头模组中结构最简单、零部件数量最少的设计,比现有技术的螺纹驱动多面体超声电机更为简单,包括镜头、光传感器等在内最多7~8个部件,驱动器本身3~4个部件,结构紧凑,成本低于同类采用压电陶瓷的光学模组产品。
2、本发明将压电陶瓷片设置为整体结构的圆环状或围成圆环状的扇形,因此与圆板粘贴容易,易于薄型化,与集成电路工艺兼容,适合批量生产。
3、不同规格商用镜头对本发明结构设计影响有限,本结构设计灵活,一款结构可驱动不同规格镜头。也可以根据用户需要驱动非标超小型镜头,这是其它产品达不到的。
4、作为精密微动控制技术的核心部件,不存在不加电结构震颤等问题,在不加电情况下螺纹结构有一定锁紧力,且螺纹初始位置可手调也可电子调整,方便便捷。
5、由于本发明结构中的多螺纹扣啮合驱动,承载力均匀分布,稳定性和可靠性好。
6、本发明中定子上的凸台在驱动机理上有放大圆盘状定子上振动幅度的作用,而驱动器的性能是与凸台端部的振动幅度直接相关的,因此提高了驱动器的位移、速度等输出性能,其光学聚焦响应时间在亚毫秒范围。
7、本发明定子的结构为轴对称结构,可以产生理想的弯曲行波,因此提高了驱动器的输出稳定性。
8、利用该发明制备的聚焦镜头厚度方向可薄形化,所制备的聚焦用镜头的整体外形尺寸可控制在5×5×2mm以内,所制备的聚焦和变焦用镜头的整体外形尺寸可控制在5×5×5mm以内,如果螺纹距0.1mm、非标镜头尺寸进一步微型化,则光学聚焦镜头的厚度可达到1mm以下,这是采用已公开的压电陶瓷光学聚焦方案中厚度最小的。
9、特性参数优异:响应时间小于1ms,分辨率1μm,最大行程超过螺纹长度的一半,例如:5mm螺纹则运动行程接近3mm。
10、全新结构,抗跌落能力强,样品达到了TINY RA POT ASSY产品跌落标准实验的最高等级。这是其它同类压电产品无法比拟的。
综上所述,本发明制造工艺简单,适合工业化生产,与已有技术相比,易于微型化,在光学调焦、精密驱动和微***领域具广阔有应用前景。
附图说明
图1a)为现有技术中的一种螺纹杆超声电机的结构示意图;
图1b)为该螺纹杆超声电机的振动模态示意图;
图2为本发明实施例1的整体结构示意图;
图3a)为本发明实施例1的***图(从左往右看);
图3b)为本发明实施例1的***图(从右往左看);
图4a)为压电陶瓷片的第一种分区、极化与加电示意图;
图4b)为压电陶瓷片的第二种分区、极化与加电示意图;
图5a)为本发明驱动器的圆盘状定子的第一种振动模态示意图;
图5b)为本发明驱动器的圆盘状定子的第二种振动模态示意图;
图5c)为本发明驱动器谐振时圆盘状定子上凸台的摆动示意图;
图6为本发明实施例2的整体结构示意图;
图7为本发明实施例2的***图;
图8为本发明实施例3的整体结构示意图;
图9为本发明实施例3的***图;
图10为本发明实施例1用于手机聚焦镜头中的结构示意图;
图11为图10的***图;
图12为本发明实施例1和实施例3用于手机聚焦与变焦镜头中的结构示意图;
图13为图12的***图;
图中标号:
1-压电陶瓷片;2-圆盘状定子;21-圆盘状定子的表面;3-移动体;4-表面电极;41-第一扇形电极分区;42-第二扇形电极分区;43-第三扇形电极分区;44-第四扇形电极分区;5-凸台;53-端部;501-节径;502-节圆;61-内螺纹;62-外螺纹;71-第一引线;72-第二引线;73-第三引线;74-第四引线;8-光学镜头;9-螺纹杆;400-中间隔离环;a1-防尘外壳;a2-底座;b-软电连接片;b1-第一软电连接片;b2-第二软电连接片;101-第一压电陶瓷片;102-第二压电陶瓷片;201-第一圆盘状定子;202-第二圆盘状定子;301-第一移动体;302-第二移动体;801-第一光学镜头;802-第二光学镜头;A-第一部分结构;B-第二部分结构。
具体实施方式
本发明提供了一种可用于手机光学聚焦与变焦的压电陶瓷驱动器,下面结合附图说明和具体实施方式对本发明做进一步说明。
实施例1:
如图2、图3a)和图3b)所示,本发明包括中心位置带有内螺纹的圆盘状定子2、粘结在所述圆盘状定子上表面或下表面的压电陶瓷片1、与所述圆盘状定子的内螺纹61紧密配合的有外螺纹62特征的移动体3。在压电陶瓷片1的表面涂有银层或银-钯合金导电材料的表面电极4,圆盘状定子2的中心处与其同轴分布有凸台5,在凸台5上同轴分布有内螺纹61,螺纹孔穿透凸台5。本实施例的凸台5与圆盘状定子2是一体结构,同轴同心分布。凸台5的外形根据需求,可制成圆柱形或者多面体形状,但为降低制备工艺难度,通常会选择圆柱形外形。具体应用时,把光学镜头8内嵌到移动体3内部,随移动体3一起前后移动,且凸台5的内螺纹61的直径尺寸大于所用光学镜头8的外径尺寸。凸台5的轴线垂直于圆盘状定子的表面21,凸台5的内螺纹61与移动体3的外螺纹62配接。
压电陶瓷片1的极化和加电方式有两种,图中的“+”、“-”符号代表沿陶瓷厚度的极化方向。
方式一如图4a):压电陶瓷片1的表面电极均匀分为四个扇形区间,分别为第一扇形电极分区41、第二扇形电极分区42、第三扇形电极分区43、第四扇形电极分区44,其中第一扇形电极分区41和第二扇形电极分区42沿厚度方向一致极化,第三扇形电极分区43和第四扇形电极分区44的极化方向一致,并与第一扇形电极分区41和第二扇形电极分区42的极化方向相反。四个扇形区间的表面电极分别用第一引线71、第二引线72、第三引线73、第四引线74引出,第一引线71、第三引线73接入电压信号Vsin,第二引线72、第四引线74接入电压信号Vcos。为获得本发明执行器所需要的振动模式,使用时电压信号Vsin和Vcos选择电压幅值相同、相位差为90度的电信号,如:正弦信号和余弦信号。
方式二如图4b):压电陶瓷片1的表面电极均匀分为四个扇形区间,分别为第一扇形电极分区41、第二扇形电极分区42、第三扇形电极分区43、第四扇形电极分区44,其中四个扇形电极分区沿厚度方向一致极化。四个扇形电极分区的表面分别用第一引线71、第二引线72、第三引线73、第四引线74引出,第一引线71接入电压信号Vsin,第二引线72接入电压信号Vcos,第三引线73接入电压信号-Vsin,第四引线74接入电压信号-Vcos。为获得本发明执行器所需要的振动模式,使用时电压信号Vsin和Vcos选择电压幅值相同、频率相同、相位差为90度的电信号,如:正弦信号和余弦信号。
图5a)和图5b)是本发明的驱动器所采用的振动模式和原理。对于图4a)所示极化和加电方式,当第一引线71、第三引线73接入电压信号Vsin时,圆盘状定子的表面21产生B(1,1)模态下的弯曲行波,即形成一条节径501和一条节圆502,振动模态的频率大于20kHz。节径501与节圆502是定子表面21上振动为0或者接近于0的点,而节径501和节圆502两侧的圆盘状定子的表面21振动方向或称为振动相位相反,用“+”、“-”符号表示。凸台5位于节径501的中心位置0,中心位置0两侧的圆盘状定子的表面21的振动方向相反,即“+”和“-”,直接导致凸台5绕节径501产生周期性的摆动,但凸台5本身不发生变形。当第二引线72、第四引线74接入电压信号Vcos时,可以直接导致凸台5绕节径501产生周期性的摆动。
当第二引线72、第四引线74接入电压信号Vcos时,圆盘状定子的表面21产生B(1,1)模态下的弯曲行波,即形成一条节径501和一条节圆502,振动模态的频率大于20kHz。节径501与节圆502是圆盘状定子的表面21上振动为0或者接近于0的点,而节径501和节圆502两侧的圆盘状定子的表面21振动方向或称为振动相位相反,用“+”、“-”符号表示。凸台5位于节径501的中心位置0,中心位置0两侧的圆盘状定子的表面21的振动方向相反,直接导致凸台5绕节径501产生周期性的摆动,但凸台5本身不发生变形。
节圆502与504在圆盘状定子的表面21上的同一位置,而由于第一扇形电极分区41-第三扇形电极分区43、第二扇形电极分区42-第四扇形电极分区44在空间上正交,所以节径501和503在空间上正交。当第一引线71、第二引线72、第三引线73、第四引线74同时加电,则凸台5会以中心位置0为定点,以一定的摆角绕凸台5的轴线周向连续运动,如图5c)中的箭头方向连续旋转摆动。凸台5除了整体的刚性摆动,自身不发生任何变形,凸台5的端部53运动轨迹类似于摇头运动,上述运动直接导致内螺纹61和外螺纹62之间产生摩擦推动力,推动移动体3旋转实现沿中心轴线的直线运动。将电压信号Vsin和Vcos对调,则可实现移动体3的反向旋转和反向直线运动。可见,本发明执行器的结构及其驱动机理与图1的结构及其驱动原理完全不同。
实施例2:
如图6、图7所示,本实施例中圆环形的压电陶瓷片1可以设置为环形的上压电陶瓷片11和下压电陶瓷片12,上压电陶瓷片11和下压电陶瓷片12分别粘贴在圆盘形定子2的上表面和下表面处,上压电陶瓷片11和下压电陶瓷片12的四个扇形电极分区在周向位置一致,移动体3的外螺纹62与凸台5的内螺纹61配合接触,上压电陶瓷片11、下压电陶瓷片12、圆盘状定子2、凸台5和移动体3具有共同的中心轴线。本实施例采用两片压电陶瓷片的目的,是提高本发明执行器的推力。聚焦用光学镜头8内嵌在移动体3的内部,随移动体3一起前后移动。
实施例3:
如图8、图9所示,本实施例中,包括中心位置带有螺纹杆9的圆盘状定子2、粘结在所述圆盘状定子2上表面或下表面的压电陶瓷片1、与所述螺纹杆9配合的有内螺纹61特征的移动体3。在压电陶瓷片1的表面涂有银层或银-钯合金等导电材料的表面电极4,螺纹杆9为中空结构,与圆盘状定子2可采用一体结构,同轴同心分布,且中心轴线与圆盘状定子的表面21垂直。具体应用时,需要把光学镜头8放置在移动体3的表面处,通过胶将光学镜头8和移动体3连接在一起,光学镜头8随移动体3一起前后移动,所用光学镜头8的外径尺寸大于螺纹杆直径尺寸。
实施例4:
图10为本发明实施例1用于手机聚焦镜头中的结构示意图,图11为图10的***图。本实施例中,包括本发明驱动器的圆盘状定子2、粘结在所述圆盘状定子2下表面的压电陶瓷片1、凸台5位于圆盘状定子2的中心位置,设有内螺纹61,具有外螺纹62的移动体3与凸台5的内螺纹61配合,可在凸台5内上下移动。移动体3为中空结构,内部嵌有光学镜头8,工作时两者之间固定不动。使用时光学薄膜图像传感器位于软电连接片b与底座a2之间的位置,正好处于圆盘状定子2的螺纹通孔6a下方,接收光学镜头8透射过来的图像信息。在压电陶瓷片1的表面涂有银层或银-钯合金等导电材料的表面电极4,圆盘状定子2、压电陶瓷片1、凸台5、内螺纹61、外螺纹62、移动体3、光学镜头8、光学传感器同轴分布。以上整体结构内嵌在防尘外壳a1和底座a2之中。此结构仅具有聚焦单一功能,但元件数量少,抗跌落能力极强,且聚焦速度快,优于国内外已有压电类型的聚焦镜头设计方案。
实施例5:
图12为本发明实施例1和实施例3用于手机聚焦与变焦镜头中的结构示意图;图13为图12的***图。本实施例中,包括实施例1和实施例3中所提到的驱动器设计结构,即在防尘外壳a1和底座a2之中封有两套驱动器,且两套结构光轴同心。第一软电连接片b1、第一压电陶瓷片101、第一圆盘状定子201、第一移动体301和第一光学镜头801,构成如实施例3所示的第一部分结构A。第二软电连接片b2、第二压电陶瓷片102、第二圆盘状定子202、第二移动体302和第二光学镜头802,构成如实施例1所示的第二部分结构B。第二部分结构B中的第二移动体302和第二光学镜头802,内置于第一部分结构A中的第一圆盘状定子301内部。即第二部分结构B的部分结构内嵌在第一部分结构A的内部,使光学***整体结构紧凑,尺寸小。第一部分结构A和第二部分结构B之间设置中间隔离环400,将两部分隔开。此光学***具有聚焦和变焦两种功能,是目前国内外结构最简单的聚焦和变焦功能可同时实现的光学***,且抗跌落能力强,聚焦和变焦速度快,优于国内外已有压电类型的聚焦和变焦镜头设计方案。
上述各实施例中,激励元件除采用压电陶瓷材料外,还还可以采用磁致伸缩材料、电致伸缩材料、人工肌肉、形状记忆合金等。
以上所述的实施例,只是本发明的几个较佳的具体实施方式,本领域的技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种修改。

Claims (10)

1.一种可用于手机光学聚焦与变焦的压电陶瓷驱动器,其结构包括中心位置带有内螺纹的圆盘状定子、粘结在所述圆盘状定子上表面或下表面的压电陶瓷片、与所述圆盘状定子内螺纹紧密配合的有外螺纹特征的移动体,其特征在于:
所述压电陶瓷片为薄的圆环形,该圆环形压电陶瓷片上下表面电极采用扇形的四等分形状,每部分扇形电极沿压电陶瓷片的厚度方向极化;
所述定子、移动体和压电陶瓷片具有一共同的中心轴线;
所述移动体为中空或非中空结构,采用中空结构时,将聚焦或变焦用光学元件内嵌在内部;
将电信号引入到所述压电陶瓷片的四个扇形电极表面,会在所述圆盘状定子表面形成有一条节径和一条节圆的(1,1)振动模式,进而在所述定子的内螺纹上形成连续的驱动力,推动所述移动体相对于所述定子进行螺旋转动,从而实现移动体的轴向直线运动。
2.如权利要求1所述的可用于手机光学聚焦与变焦的压电陶瓷驱动器,其特征在于:所述圆盘状定子的内螺纹与所述移动体的外螺纹配合使用,彼此螺纹升角和螺距相等;所述圆盘状定子的内螺纹与所述移动体的外螺纹采用相同的梯形螺纹,或者三角形螺纹,或者矩形螺纹,或者锯齿形螺纹。
3.如权利要求1所述的可用于手机光学聚焦与变焦的压电陶瓷驱动器,其特征在于:所述圆盘状定子的内螺纹附近的厚度较所述定子其它部分的厚度要大,形成短的凸台特征;该凸台的外表面加工有外螺纹,形成螺纹杆,所述移动体的轴向中心位置设置有与所述凸台外螺纹配合的内螺纹。
4.如权利要求1所述的可用于手机光学聚焦与变焦的压电陶瓷驱动器,其特征在于:所述圆环形压电陶瓷片粘贴在所述圆盘状定子的上表面或者下表面的任一侧,或者对称地粘贴在所述圆盘状定子的上下表面两侧。
5.如权利要求1或4所述的可用于手机光学聚焦与变焦的压电陶瓷驱动器,其特征在于:所述环形压电陶瓷片为表面电极均匀分为相互绝缘的四个扇区,沿着压电陶瓷片的厚度方向极化,其中两个相邻扇区的极化方向一致并与另两个扇区的极化方向相反;或者所述环形压电陶瓷片为表面电极均匀分为相互绝缘的四个扇区,沿着压电陶瓷片的厚度方向极化,四个扇区的极化方向一致。
6.如权利要求1、4或5所述的可用于手机光学聚焦与变焦的压电陶瓷驱动器,其特征在于:所述环形压电陶瓷片为采用轧制工艺或流延工艺获得的单层结构;或者为采用叠层流延工艺制成的多层压电陶瓷结构,每层厚度控制在5微米到30微米。
7.如权利要求1所述的可用于手机光学聚焦与变焦的压电陶瓷驱动器,其特征在于:所述圆盘状定子在所述压电陶瓷片的激励下,在所述定子的表面形成一个节径和一个节圆的振动模态,即驱动器的工作模态,且节径和节圆两侧的定子表面振动方向相反。
8.如权利要求7所述的可用于手机光学聚焦与变焦的压电陶瓷驱动器,其特征在于:所述的振动模态的工作频率大于20kHz。
9.如权利要求1所述的可用于手机光学聚焦与变焦的压电陶瓷驱动器,其特征在于:所述的圆盘状定子采用金属材质、包括塑料在内的非金属材质或适于半导体加工的硅材质;所述的压电陶瓷片可以采用包括磁致伸缩材料、电致伸缩材料、人工肌肉、形状记忆合金在内的其他材质代替。
10.如权利要求1所述的可用于手机光学聚焦与变焦的压电陶瓷驱动器,其特征在于:所述的压电陶瓷片的厚度在100微米以内,所述圆盘状定子的厚度在5mm以内。
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102386802A (zh) * 2011-11-09 2012-03-21 黑龙江科技学院 压电型步进式双向直线驱动器
CN103115057A (zh) * 2013-03-12 2013-05-22 哈尔滨工业大学 夹心式具有自锁和解锁功能的超声波螺母
CN103115121A (zh) * 2013-03-12 2013-05-22 哈尔滨工业大学 具有低摩擦特性的夹心式超声波丝杠
CN103115058A (zh) * 2013-03-12 2013-05-22 哈尔滨工业大学 贴片式悬臂梁纵向振动工作模式的可解锁螺母
CN103133493A (zh) * 2013-03-12 2013-06-05 哈尔滨工业大学 夹心式自由梁复合弯曲振动工作模式的可解锁螺母
CN103148080A (zh) * 2013-03-12 2013-06-12 哈尔滨工业大学 夹心式悬臂梁纵向振动工作模式的可解锁螺母
CN103584831A (zh) * 2013-11-14 2014-02-19 南京航空航天大学 一种可调焦式内窥胶囊及***
CN106997093A (zh) * 2017-05-06 2017-08-01 南京东利来光电实业有限责任公司 显微扫描自动对焦补偿***及补偿方法
CN107324275A (zh) * 2017-08-29 2017-11-07 山东大学 一种串联环扇形压电三维微伺服平台的结构
CN109039147A (zh) * 2018-08-31 2018-12-18 洛阳同铸电子科技有限公司 一种驱动调焦、变焦镜头的旋转型直线超声波电机
CN110086902A (zh) * 2019-04-02 2019-08-02 维沃移动通信(杭州)有限公司 终端设备及终端设备的控制方法
CN113426652A (zh) * 2021-08-26 2021-09-24 常州思派智能科技有限公司 应用压电陶瓷片逆压电效应的辅助装置及压电陶瓷致动器
CN117008282A (zh) * 2023-09-22 2023-11-07 季华实验室 一种螺纹型超声驱动变焦镜头和相机

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1767347A (zh) * 2005-11-18 2006-05-03 清华大学 螺纹驱动多面体超声电机
CN101300730A (zh) * 2005-10-28 2008-11-05 新阶科技股份有限公司 包含超声波导螺杆马达的机构
CN101364775A (zh) * 2008-09-28 2009-02-11 浙江大学 一种扁平化带螺纹副预紧的双定子螺纹驱动超声微电机

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101300730A (zh) * 2005-10-28 2008-11-05 新阶科技股份有限公司 包含超声波导螺杆马达的机构
CN1767347A (zh) * 2005-11-18 2006-05-03 清华大学 螺纹驱动多面体超声电机
CN101364775A (zh) * 2008-09-28 2009-02-11 浙江大学 一种扁平化带螺纹副预紧的双定子螺纹驱动超声微电机

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102386802B (zh) * 2011-11-09 2014-04-30 黑龙江科技学院 压电型步进式双向直线驱动器
CN102386802A (zh) * 2011-11-09 2012-03-21 黑龙江科技学院 压电型步进式双向直线驱动器
CN103115121B (zh) * 2013-03-12 2016-01-13 哈尔滨工业大学 具有低摩擦特性的夹心式超声波丝杠
CN103115058A (zh) * 2013-03-12 2013-05-22 哈尔滨工业大学 贴片式悬臂梁纵向振动工作模式的可解锁螺母
CN103133493A (zh) * 2013-03-12 2013-06-05 哈尔滨工业大学 夹心式自由梁复合弯曲振动工作模式的可解锁螺母
CN103148080A (zh) * 2013-03-12 2013-06-12 哈尔滨工业大学 夹心式悬臂梁纵向振动工作模式的可解锁螺母
CN103115121A (zh) * 2013-03-12 2013-05-22 哈尔滨工业大学 具有低摩擦特性的夹心式超声波丝杠
CN103133493B (zh) * 2013-03-12 2015-03-18 哈尔滨工业大学 夹心式自由梁复合弯曲振动工作模式的可解锁螺母
CN103148080B (zh) * 2013-03-12 2015-06-17 哈尔滨工业大学 夹心式悬臂梁纵向振动工作模式的可解锁螺母
CN103115057A (zh) * 2013-03-12 2013-05-22 哈尔滨工业大学 夹心式具有自锁和解锁功能的超声波螺母
CN103584831A (zh) * 2013-11-14 2014-02-19 南京航空航天大学 一种可调焦式内窥胶囊及***
CN106997093A (zh) * 2017-05-06 2017-08-01 南京东利来光电实业有限责任公司 显微扫描自动对焦补偿***及补偿方法
CN107324275A (zh) * 2017-08-29 2017-11-07 山东大学 一种串联环扇形压电三维微伺服平台的结构
CN107324275B (zh) * 2017-08-29 2019-01-04 山东大学 一种串联环扇形压电三维微伺服平台的结构
CN109039147A (zh) * 2018-08-31 2018-12-18 洛阳同铸电子科技有限公司 一种驱动调焦、变焦镜头的旋转型直线超声波电机
CN110086902A (zh) * 2019-04-02 2019-08-02 维沃移动通信(杭州)有限公司 终端设备及终端设备的控制方法
WO2020200233A1 (zh) * 2019-04-02 2020-10-08 维沃移动通信有限公司 终端设备及终端设备的控制方法
CN113426652A (zh) * 2021-08-26 2021-09-24 常州思派智能科技有限公司 应用压电陶瓷片逆压电效应的辅助装置及压电陶瓷致动器
CN113426652B (zh) * 2021-08-26 2021-11-02 常州思派智能科技有限公司 应用压电陶瓷片逆压电效应的辅助装置及压电陶瓷致动器
CN117008282A (zh) * 2023-09-22 2023-11-07 季华实验室 一种螺纹型超声驱动变焦镜头和相机
CN117008282B (zh) * 2023-09-22 2024-02-20 季华实验室 一种螺纹型超声驱动变焦镜头和相机

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