CN111474671A - 防抖及对焦用透镜驱动装置、相机装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种防抖及对焦用透镜驱动装置，包括：自动对焦部，用于执行透镜的自动对焦；对焦基座，用于容纳自动对焦部；Y方向驱动部，包括Y方向压电驱动部和第一防抖基座，Y方向压电驱动部在Y方向中驱动对焦基座，第一防抖基座用于支撑第一滚珠部，第一滚珠部用于保持对焦基座的位置及引导对焦基座移动；以及X方向驱动部，包括X方向压电驱动部和第二防抖基座，X方向压电驱动部在X方向中驱动第一防抖基座，第二防抖基座用于支撑第二滚珠部，第二滚珠部用于保持第一防抖基座的位置及引导第一防抖基座移动。本公开还提供了一种相机装置及电子设备。

Description

防抖及对焦用透镜驱动装置、相机装置及电子设备

技术领域

本公开涉及一种光学防抖及自动对焦用透镜驱动装置、相机装置及电子设备。

背景技术

数码相机、手机或平板电脑之类的移动电子产品中广泛地使用具有自动对焦(AF，Auto Focusing)功能的相机模组。但是自动对焦马达只能驱动镜头在光轴方向上移动，因此无法解决此类镜头偏转导致的问题，因此相机模组中不仅限于具有自动对焦功能，还应当具有光学防抖功能。

随着相机的高精度化、高倍率化的发展，例如使用智能手机进行摄影或摄像时的手抖、振动等进行修正的光学防抖功能，正在使用更复杂的手抖、振动等的修正方式。随着镜头的大口径及多镜头化的发展，透镜的质量不断增加，这样将会需要在光学防抖的过程中提供更大的驱动力。

因此现有技术中的光学防抖装置结构复杂，不同方向的控制容易产生干扰，导致防抖效果不理想。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种光学防抖及自动对焦用透镜驱动装置、相机装置及电子设备。

根据本公开的一个方面，一种防抖及对焦用透镜驱动装置，包括：

自动对焦部，用于执行透镜的自动对焦；

对焦基座，用于容纳所述自动对焦部；

Y方向驱动部，包括Y方向压电驱动部和第一防抖基座，所述Y方向压电驱动部在Y方向中驱动所述对焦基座，所述第一防抖基座用于支撑第一滚珠部，所述第一滚珠部用于保持所述对焦基座的位置及引导所述对焦基座移动；以及

X方向驱动部，包括X方向压电驱动部和第二防抖基座，所述X方向压电驱动部在X方向中驱动所述第一防抖基座，所述第二防抖基座用于支撑第二滚珠部，所述第二滚珠部用于保持所述第一防抖基座的位置及引导所述第一防抖基座移动，

其中，所述Y方向压电驱动部包括在所述对焦基座的一个外侧面处设置的Y方向摩擦驱动轴，通过所述Y方向压电驱动部中的压电变形带动所述Y方向摩擦驱动轴与所述对焦基座的外侧面摩擦，来驱动所述对焦基座在Y方向中的移动，所述X方向压电驱动部包括在所述第一防抖基座的一个外侧面处设置的X方向摩擦驱动轴，通过所述X方向压电驱动部中的压电变形带动所述X方向摩擦驱动轴与所述第一防抖基座的外侧面摩擦，来驱动所述第一防抖基座在X方向中的移动，通过在Y方向和X方向的驱动来实现透镜的光学防抖。

根据本公开的至少一个实施方式，在与所述对焦基座的所述一个外侧面对向的另一外侧面上设有V形槽，并且在与所述对焦基座的另一外侧面相对的第一防抖基座的一个内侧面上设有V形槽，其中两个V形槽用于在Y方向中引导所述第一滚珠部在Y方向的移动，以及

在与所述第一防抖基座的所述一个外侧面对向的另一外侧面上设有V形槽，并且在与所述第一防抖基座的另一外侧面相对的第二防抖基座的一个内侧面上设有V形槽，其中两个V形槽用于在X方向中引导所述第二滚珠部在X方向的移动。

根据本公开的至少一个实施方式，所述Y方向压电驱动部包括第一Y方向压电驱动部和第二Y方向压电驱动部，所述第一Y方向压电驱动部和第二Y方向压电驱动部均设置在所述对焦基座的一个外侧面上，并且所述第一Y方向压电驱动部的Y方向摩擦驱动轴和第二Y方向压电驱动部的Y方向摩擦驱动轴对向设置，

所述X方向压电驱动部包括第一X方向压电驱动部和第二X方向压电驱动部，所述第一X方向压电驱动部和第二X方向压电驱动部均设置在所述第一防抖基座的一个外侧面上，并且所述第一X方向压电驱动部的X方向摩擦驱动轴和第二X方向压电驱动部的X方向摩擦驱动轴对向设置。

根据本公开的至少一个实施方式，所述Y方向压电驱动部与所述X方向压电驱动部呈90°配置。

根据本公开的至少一个实施方式，所述Y方向压电驱动部还包括Y方向固定件、Y方向压电元件和Y方向移动件，所述Y方向固定件的一端与所述第一防抖基座固定连接或一体形成，Y方向固定件的另一端连接所述Y方向压电元件的一端，Y方向压电元件的另一端与Y方向摩擦驱动轴连接，并且所述Y方向摩擦驱动轴与所述Y方向移动件摩擦接触，所述Y方向移动件与所述对焦基座固定连接或一体形成，以便通过所述Y方向压电元件的变形带动所述Y方向摩擦驱动轴移动，并且通过所述Y方向摩擦驱动轴与所述Y方向移动件的摩擦来带动所述Y方向移动件移动，从而带动所述对焦基座在Y方向中移动，

所述X方向压电驱动部还包括X方向固定件、X方向压电元件和X方向移动件，所述X方向固定件的一端与所述第二防抖基座固定连接或一体形成，X方向固定件的另一端连接所述X方向压电元件的一端，X方向压电元件的另一端与X方向摩擦驱动轴连接，并且所述X方向摩擦驱动轴与所述X方向移动件摩擦接触，所述X方向移动件与所述第一防抖基座固定连接或一体形成，以便通过所述X方向压电元件的变形带动所述X方向摩擦驱动轴移动，并且通过所述X方向摩擦驱动轴与所述X方向移动件的摩擦来带动所述X方向移动件移动，从而带动所述第一防抖基座在X方向中移动。

根据本公开的至少一个实施方式，所述透镜驱动装置还包括Y方向检测永磁体和Y方向检测霍尔传感器，所述Y方向检测永磁体设置在所述第一防抖基座的所述一个外侧面上并且位于相对于该一个外侧面突出设置的所述Y方向移动件附近，所述Y方向检测霍尔传感器与所述Y方向检测永磁体相对设置并且位于所述第二防抖基座上，以便通过所述Y方向霍尔传感器来检测所述Y方向检测永磁体的磁场变化从而得到所述第一防抖基座在Y方向的移动，

所述透镜驱动装置还包括X方向检测永磁体和X方向检测霍尔传感器，所述X方向检测永磁体设置在所述对焦基座的所述一个外侧面上并且位于相对于该一个外侧面突出设置的所述X方向移动件附近，所述X方向检测霍尔传感器与所述X方向检测永磁体相对设置并且位于所述第一防抖基座上，以便通过所述X方向霍尔传感器来检测所述X方向检测永磁体的磁场变化从而得到所述对焦基座在X方向的移动。

根据本公开的至少一个实施方式，当所述X方向驱动部在X方向中的一个方向进行驱动时，在该一个方向中，所述X方向压电元件使得所述X方向摩擦驱动轴缓慢移动，在与该一个方向相反的方向，所述X方向压电元件使得所述X方向摩擦驱动轴急速移动，

当所述Y方向驱动部在Y方向中的一个方向进行驱动时，在该一个方向中，所述Y方向压电元件使得所述Y方向摩擦驱动轴缓慢移动，在与该一个方向相反的方向，所述Y方向压电元件使得所述Y方向摩擦驱动轴急速移动。

根据本公开的至少一个实施方式，所述自动对焦部包括：

透镜支撑部，所述透镜支撑部用于容纳至少一个透镜；

对焦用永磁体，所述对焦用永磁体设置在所述透镜支撑部的外侧面上；

线圈，所述线圈设置在所述对焦基座的内侧壁上并且设置在所述对焦用永磁体的对应位置处，

当所述线圈通电时，通过所述线圈与所述对焦用永磁体之间的磁力，使得所述透镜驱动装置沿着透镜的光轴方向驱动透镜，从而进行自动对焦。

根据本公开的至少一个实施方式，所述对焦用永磁体与线圈的数量分别为两个，第一组对焦用永磁体和线圈和第二组对焦用永磁体和线圈相对于所述透镜支撑部对向设置。

根据本公开的至少一个实施方式，还包括自动对焦用引导滚珠，所述自动对焦用引导滚珠包括两组，第一组自动对焦用引导滚珠和第二组自动对焦用引导滚珠相对于所述透镜支撑部的对角线设置在所述透镜支撑部的两个角部位置处。

根据本公开的至少一个实施方式，每组自动对焦用引导滚珠包括三个引导滚珠，三个引导滚珠沿透镜的光轴方向排列。

根据本公开的至少一个实施方式，所述自动对焦用引导滚珠位于所述透镜支撑部和所述对焦基座之间。

根据本公开的至少一个实施方式，所述透镜支撑部和/或所述对焦基座设置有凹槽以便容纳自动对焦用引导滚珠，并且两组自动对焦用引导滚珠中一组自动对焦用引导滚珠所对应的凹槽中的一个凹槽的余度大于其余凹槽的余度。

根据本公开的另一方面，一种相机装置，包括如上所述的透镜驱动装置。

根据本公开的再一方面，一种电子设备，包括如上所述的相机装置。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是根据本公开一个实施方式的透镜驱动装置的示意图。

图2是根据本公开一个实施方式的透镜驱动装置的示意图。

图3是根据本公开一个实施方式的透镜驱动装置的示意图。

图4是根据本公开一个实施方式的透镜驱动装置的示意图。

图5是根据本公开一个实施方式的X/Y方向驱动部示意图。

图6是根据本公开一个实施方式的X/Y方向驱动部位移示意图。

图7是根据本公开一个实施方式的X/Y方向驱动部的机械模型示意图。

图8是根据本公开一个实施方式的X/Y方向驱动部的电压位移转换示意图。

图9是根据本公开一个实施方式的X/Y方向驱动部的电压位移关系示意图。

图10是根据本公开一个实施方式的X/Y方向驱动部的占空比位移关系示意图。

图11是根据本公开一个实施方式的X/Y方向驱动部的驱动***示意图。

图12是根据本公开一个实施方式的X/Y方向驱动部的驱动***示意图。

图13是根据本公开一个实施方式的X/Y方向驱动部的移动体移动示意图。

附图标记说明：

10 透镜驱动装置

100 自动对焦部

200 对焦基座

300 Y方向驱动部

400 X方向驱动部

110 透镜支撑筒

120 对焦用永磁体

130 线圈

140 FPC

150 自动对焦用引导滚珠

310 Y方向压电驱动部

320 第一防抖基座

330 第一滚珠部

311 Y方向摩擦驱动轴

312 Y方向固定件

313 Y方向压电元件

314 Y方向移动件

315 Y方向检测永磁体

316 Y方向检测霍尔传感器

410 X方向压电驱动部

420 第二防抖基座

430 第二滚珠部

411 X方向摩擦驱动轴

412 X方向固定件

413 X方向压电元件

414 X方向移动件

415 X方向检测永磁体

416 X方向检测霍尔传感器

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。

除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。

在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。

当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。

为了描述性目的，本公开可使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”“较高的”和“侧(例如，如在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。

图1提供了根据本公开一个实施方式的具有光学防抖功能和自动对焦功能的透镜驱动装置。图2至图4分别示出了图1所示驱动装置的俯视、右视和仰视的剖面示意图，需要注意的是，为了清楚地示出部件，图2至图4并未严格按照剖面的方式绘制。

如图1至4所示的透镜驱动装置10，可以包括自动对焦部100、对焦基座200、Y方向驱动部300、Y方向驱动部300、和X方向驱动部400。

自动对焦部100用于执行透镜的自动对焦。自动对焦部100包括透镜支撑筒110。透镜支撑筒110包括中空部，中空部中容纳有至少一个用于摄像的透镜。

透镜支撑筒110的外侧壁上设有对焦用永磁体120，其中该外侧壁是指相对于中空部的外侧的侧壁。对焦基座200的内侧壁设有线圈130，其中线圈130与对焦用永磁体120相对设置。

当需要在透镜的光轴方向(图1中垂直纸面的方向)进行自动对焦操作时，通过FPC140(柔性电路板)140向线圈130提供电流，以使得线圈130形成磁场，这样线圈130形成的磁场与永磁体的磁场产生相互的磁场作用，以使得透镜支撑部在光轴方向中进行移动。

如图1所示，设置了两组对焦用永磁体120和线圈130，分别设置在相对的两侧。两组对焦用永磁体120和线圈130相对于与二者垂直且通过透镜支撑筒110圆心的直线偏离设置，即一组对焦用永磁体120和线圈130的中心设置在该直线的一侧，而另一组对焦用永磁体120和线圈130的中心设置在该直线的另一侧。

自动对焦部100还包括自动对焦用引导滚珠150，例如图1所示，当设置有两组对焦用永磁体120和线圈130的时候，自动对焦用引导滚珠150也可以包括两组，其中一组自动对焦用引导滚珠150位于一组对焦用永磁体120和线圈130附近的透镜支撑部的角部位置处，而另一组自动对焦用引导滚珠150位于另一组对焦用永磁体120和线圈130附近的透镜支撑部的角部位置处，其中该两个角部可以位于穿过透镜支撑筒110的圆心的对角线上。

每组自动对焦用引导滚珠150包括三个引导滚珠，三个引导滚珠沿透镜的光轴方向排列。其中，中部引导滚珠的尺寸可以小于上部引导滚珠和下部引导滚珠的尺寸，以便用于促进上下部引导滚珠的滚动。

自动对焦用引导滚珠150位于透镜支撑部的外侧面和对焦基座200的内侧面之间。

透镜支撑部和/或对焦基座200设置有凹槽以便容纳自动对焦用引导滚珠150，并且两组自动对焦用引导滚珠150中一组自动对焦用引导滚珠150所对应的凹槽中的一个凹槽的余度大于其余凹槽的余度。这里的余度是指凹槽包围自动对焦用引导滚珠150的紧密程度，包围越紧密，余度越小。

通过设置两个不同的余度，有利于降低部件的安装精度要求，如果在两个自动对焦用引导滚珠150的余度都很小的情况下，势必会增加其安装精度要求。

如上所示，由于两组对焦用永磁体120和线圈130相对偏离设置，这样可以通过两个线圈130通电时，两个线圈130与两个对焦用永磁体120的磁场作用，将会对透镜支撑部形成沿与光轴方向垂直的平面中的旋转力，通过该旋转力可以使得自动对焦用引导滚珠150紧密地与透镜支撑部和对焦基座200相接触。

这样当透镜支撑筒110沿光轴方向进行对焦操作时，自动对焦用引导滚珠150可以引导透镜支撑部相对于对焦基座200进行移动。

另外为了检测透镜支撑部在光轴方向的移动位置，可以在对焦基座200的内侧壁上的与对焦用永磁体120对应的位置处设置位置传感器，以便检测对焦用永磁体120的磁场变化，从而检测透镜支撑部的位置，并且可以根据检测到的位置来控制提供给线圈130的电流，从而进行自动对焦的反馈控制。

虽然，图1中示出了两组对焦用永磁体120和线圈130对向设置的情况，但是也可以采用其他的设置。

对于其他设置而言，作为一种示例，在透镜支撑部的外侧壁上设置有对焦用永磁体120，并且在对焦基座200的内侧壁的相应位置处设置有线圈130。通过控制提供至线圈130的电流来控制透镜支撑部相对于对焦基座200的移动，从而实现在与XY方向垂直的Z方向(光轴方向)中的自动对焦控制。此外可以通过FPC140来提供驱动线圈130的电流。并且线圈130可以为环形线圈130，并且在环形线圈130的中空内部可以设置有位置传感器，通过该位置传感器来检测对焦用永磁体120的磁场变化，从而得到Z方向的移动信息。

可以包括两组对焦用永磁体120和线圈130，第一组对焦用永磁体120和线圈130可以设置在透镜驱动装置10的一侧，第二组永磁体和驱动线圈130可以设置在透镜驱动装置10的相邻侧，即二者呈90°的关系。

进一步地，在第一组对焦用永磁体120和线圈130的设置侧与第二组对焦用永磁体120和线圈130的设置侧相交的透镜支撑部及对焦基座200的角部可以设置自动对焦用引导滚珠150。

例如该自动对焦用引导滚珠150可以包括第一组滚珠和第二组滚珠。每组滚珠沿光轴方向包括三个滚珠，并且在透镜支撑部上设置有凹槽，并且在对焦基座200的内侧面上也设有凹槽，以便两个凹槽相互配合来容纳滚珠。滚珠用于引导Z方向上的移动。

例如，第一组滚珠的两个容纳凹槽为大体V型，其形状与滚珠(上下滚珠)的形状匹配，而第二组滚珠的两个容纳凹槽中，透镜支撑部的凹槽为大体V型，与滚珠形状匹配，而对焦基座200上的凹槽则具有相对较大的余度，这样当组装滚珠时，可以提供较大的安装余度。

换句话说，第一组滚珠与两个凹槽可以为四点接触或更多点接触，而第二组滚珠与两个凹槽可以为三点接触。

如图1所示，Y方向驱动部300包括Y方向压电驱动部310和第一防抖基座320。Y方向压电驱动部310在Y方向中驱动对焦基座200，第一防抖基座320用于支撑第一滚珠部330，第一滚珠部330用于保持对焦基座200的位置及引导对焦基座200移动。

Y方向压电驱动部310包括在对焦基座200的一个外侧面处设置的Y方向摩擦驱动轴311，通过Y方向压电驱动部310中的压电变形带动Y方向摩擦驱动轴311与对焦基座200的外侧面摩擦，来驱动对焦基座200在Y方向中的移动，通过在Y方向的驱动来实现透镜的光学防抖。

根据本公开的至少一个实施方式，Y方向压电驱动部310包括第一Y方向压电驱动部310和第二Y方向压电驱动部310，第一Y方向压电驱动部310和第二Y方向压电驱动部310均设置在对焦基座200的一个外侧面上，并且第一Y方向压电驱动部310的Y方向摩擦驱动轴311和第二Y方向压电驱动部310的Y方向摩擦驱动轴311对向设置。

Y方向压电驱动部310还包括Y方向固定件312、Y方向压电元件313和Y方向移动件314，Y方向固定件312的一端与第一防抖基座320固定连接或一体形成，Y方向固定件312的另一端连接Y方向压电元件313的一端，Y方向压电元件313的另一端与Y方向摩擦驱动轴311连接，并且Y方向摩擦驱动轴311与Y方向移动件314摩擦接触，Y方向移动件314与对焦基座200固定连接或一体形成，以便通过Y方向压电元件313的变形带动Y方向摩擦驱动轴311移动，并且通过Y方向摩擦驱动轴311与Y方向移动件314的摩擦来带动Y方向移动件314移动，从而带动对焦基座200在Y方向中移动。

透镜驱动装置10还包括Y方向检测永磁体315和Y方向检测霍尔传感器316，Y方向检测永磁体315设置在第一防抖基座320的一个外侧面上并且位于相对于该一个外侧面突出设置的Y方向移动件314附近，Y方向检测霍尔传感器316与Y方向检测永磁体315相对设置并且位于第二防抖基座420上，以便通过Y方向霍尔传感器来检测Y方向检测永磁体315的磁场变化从而得到第一防抖基座320在Y方向的移动。Y方向检测永磁体315的数量可以为一个，即设置在其中之一的Y方向移动件314附近。

当Y方向驱动部300在Y方向中的一个方向进行驱动时，在该一个方向中，Y方向压电元件313使得Y方向摩擦驱动轴311缓慢移动，在与该一个方向相反的方向，Y方向压电元件313使得Y方向摩擦驱动轴311急速移动。

在与对焦基座200的一个外侧面对向的另一外侧面上设有V形槽，并且在与对焦基座200的另一外侧面相对的第一防抖基座320的一个内侧面上设有V形槽，其中两个V形槽用于在Y方向中引导第一滚珠部330在Y方向的移动。

如图1-4所示，两个Y方向驱动部300包括Y方向固定件312、Y方向压电元件313、Y方向摩擦驱动轴311和Y方向移动件314。这样可以通过驱动Y方向压电元件313来实现对焦基座200在Y方向上的驱动。其中，Y方向摩擦驱动轴311的长度方向与Y方向一致。另外，Y方向移动件314可以与对焦基座200一体形成，并且Y方向固定件312可以与第一防抖基座320一体形成。还包括第一滚珠部330，第一滚珠部330用于引导对焦基座200受到Y方向驱动部300控制时在Y方向中的移动，并且可以防止与Y方向驱动部300相反的方向中的转动。这是因为在第一滚珠部330中的滚珠可以容纳在对焦基座200的外侧面开设的V形槽与第一防抖基座320的内侧面的V形槽之间，两个V形槽沿Y方向延伸，并且在光轴方向中呈现＞或＜的形状。

第一滚珠部330可以包括两个滚珠及相应的槽，其中两个滚珠均设置在与Y方向驱动部300对向的一侧，并且两个滚珠间隔开一定的距离，以便提供稳定的支撑和引导作用。

下面，参照图5进行说明Y方向驱动部300的原理。

Y方向压电元件313的一侧固定至Y方向固定件312，而相对的另一端则连接Y方向摩擦驱动轴311。Y方向压电元件313可以被控制以便伸长及缩回，从而带动Y方向摩擦驱动轴311进行移动。

这样当Y方向摩擦驱动轴311被控制为进行移动时，通过与其摩擦的Y方向移动件314二者之间的摩擦作用，Y方向摩擦驱动轴311的移动带动Y方向移动件314的移动。

在图5的上图中示出了Y方向压电元件313未被控制时的初始状态，中图示出了Y方向压电元件313被控制以缓慢伸长时的伸长状态，而下图示出了从中图的状态急速缩回后的回缩状态。

在图5的中图中，通过对Y方向压电元件313施加周期脉冲波使其缓慢的伸长，这样Y方向摩擦驱动轴311向右移动，由于Y方向摩擦驱动轴311与Y方向移动件314之间的摩擦作用，Y方向移动件314也向右移动。

当在图5的下图中，Y方向压电元件313被控制为急速缩回时，Y方向摩擦驱动轴311也随之急速地向左缩回，由于Y方向移动件314向右移动的惯性作用，虽然存在摩擦，但是Y方向移动件314将会被保持在原处。

这样可以通过缓慢伸长及急速缩回的反复动作，Y方向移动件314可以移动至更远位移。

图6示出了Y方向压电元件313与Y方向移动件314的随时间的位移情况。其中在图6中示出了Y方向压电元件313的锯齿状的位移。

而对于Y方向移动件314相反方向的移动，可以执行与上述方式相反的方式。Y方向压电元件313急速伸长这样Y方向摩擦驱动轴311向右移动，然后Y方向压电元件313缓慢缩回这样Y方向摩擦驱动轴311缓慢地向左移动，通过Y方向摩擦驱动轴311与Y方向移动件314之间的摩擦，带动Y方向移动件314向左移动。这样可以重复急速伸长及缓慢缩回的动作，Y方向移动件314可以向左移动更远位移。

图7示出了上述Y方向驱动部的物理模型。其中，F_p为压电原件发生力，m_p1为压电元件质量，k_p为压电元件的刚度，m_r为摩擦驱动轴的质量，c_p为压电元件的粘性，m_m为移动件的质量。这样压电元件的共振周期波数为

压电元件的电压与位移之间的传递系数为图8所示。通过该传递系数的逆系数(相反系数)来得到用于压电元件锯齿形位移所需的电压波形。

通过逆系数求得的电压波形-锯齿形位移波形的结果如图9所示。

①驱动周期波数f_d比压电元件共振周期波数f_s非常低时，锯齿波形的电压可以得到锯齿形位移。

②驱动周期波数f_d为压电元件共振周期波数f_s的0.4倍左右时，位移的振幅不变，但是锯齿形状变形。

③驱动周期波数f_d为压电元件共振周期波数f_s的0.7倍左右时，通过对称的波形电压可以得到锯齿形位移。

④驱动周期波数f_d与压电元件共振周期波数f_s大体相等时，通过高次项振幅变大的波形电压得到锯齿形位移。

这样，得到锯齿形位移的电压波形，因为受到传递系数的影响，根据驱动周期波数进行变化。并且从图9可以得知，当驱动周期波数f_d为压电元件共振周期波数f_s的0.7倍左右时，可以有效地通过较小的电压振幅可以得到与其相同振幅的锯齿形位移。

而且，如图10所示，在f_d＝0.7f_s的情况下，与占空比为0.15(矩形波中低电平占85％而高电平占15％)的情况相比，占空比为0.30的情况中的锯齿形位移的振幅较大。进一步地，在占空比为0.70的情况下，可以得到向反方向动作的锯齿形位移。

此外，在f_d＝0.7f_s的情况下可以得到移动件的最高移动速度。

在图11中示出了压电元件的驱动电路，其中图11中采用矩形波进行驱动。图11示出了H型驱动电路，通过开关管的切换来实现压电元件的驱动。

图12示出了压电元件的驱动电路，其中图12中采用阶段波来进行驱动。图12示出了H型驱动电路，通过开关管的切换来实现压电元件的驱动，通过开关管的切换时间的变化来形成阶段状的电压波形，并且可以生成类似于锯齿波的位移波形。

在需要大速度的情况下，使用图12所示的矩形波驱动，而在需要大的推力的情况下，使用图12所示的阶段波进行驱动。

图13示出了压电驱动部的整体动作示意图。图13中示出了5个动作状态，其中从上往下依次称为a、b、c、d、e。

在a中，移动体处于初始状态。

在b中，压电元件通电，压电元件按照箭头方向缓慢伸长，驱动轴也缓慢移动，通过驱动轴与移动体之间的摩擦力，使得移动体沿箭头方向移动。

在c中，压电元件按照箭头方向快速收缩，驱动轴也快速移动，移动体因惯性将留在原处。

通过多次b和c所示的动作，移动体可以向右有更大的行程。

在d中，压电元件通电，压电元件按照箭头方向快速伸长，驱动轴也快速移动，移动体因惯性将留在原处。

在e中，压电元件按照箭头方向缓慢收缩，驱动轴也缓慢移动，通过驱动轴与移动体之间的摩擦力，使得移动体沿箭头方向移动。

通过多次d和e所示的动作，移动体可以向右有更大的行程。

下面，将对X方向驱动部400进行说明。

根据本公开的至少一个实施方式，Y方向压电驱动部310与X方向压电驱动部410呈90°配置，或者位于相邻的侧面上。

X方向驱动部400包括X方向压电驱动部410和第二防抖基座420。X方向压电驱动部410在X方向中驱动第一防抖基座320，第二防抖基座420用于支撑第二滚珠部430，第二滚珠部430用于保持第一防抖基座320的位置及引导第一防抖基座320移动。

X方向压电驱动部410包括在第一防抖基座320的一个外侧面处设置的X方向摩擦驱动轴411，通过X方向压电驱动部410中的压电变形带动X方向摩擦驱动轴411与第一防抖基座320的外侧面摩擦，来驱动第一防抖基座320在X方向中的移动，通过在Y方向和X方向的驱动来实现透镜的光学防抖。

在与第一防抖基座320的一个外侧面对向的另一外侧面上设有V形槽，并且在与第一防抖基座320的另一外侧面相对的第二防抖基座420的一个内侧面上设有V形槽，其中两个V形槽用于在X方向中引导第二滚珠部430在X方向的移动。

X方向压电驱动部410包括第一X方向压电驱动部410和第二X方向压电驱动部410，第一X方向压电驱动部410和第二X方向压电驱动部410均设置在第一防抖基座320的一个外侧面上，并且第一X方向压电驱动部410的X方向摩擦驱动轴411和第二X方向压电驱动部410的X方向摩擦驱动轴411对向设置。

根据本公开的至少一个实施方式，X方向压电驱动部410还包括X方向固定件412、X方向压电元件413和X方向移动件414，X方向固定件412的一端与第二防抖基座420固定连接或一体形成，X方向固定件412的另一端连接X方向压电元件413的一端，X方向压电元件413的另一端与X方向摩擦驱动轴411连接，并且X方向摩擦驱动轴411与X方向移动件414摩擦接触，X方向移动件414与第一防抖基座320固定连接或一体形成，以便通过X方向压电元件413的变形带动X方向摩擦驱动轴411移动，并且通过X方向摩擦驱动轴411与X方向移动件414的摩擦来带动X方向移动件414移动，从而带动第一防抖基座320在X方向中移动。

透镜驱动装置10还包括X方向检测永磁体415和X方向检测霍尔传感器416，X方向检测永磁体415设置在对焦基座200的一个外侧面上并且位于相对于该一个外侧面突出设置的X方向移动件414附近，X方向检测霍尔传感器416与X方向检测永磁体415相对设置并且位于第一防抖基座320上，以便通过X方向霍尔传感器来检测X方向检测永磁体415的磁场变化从而得到对焦基座200在X方向的移动。X方向检测永磁体415的数量可以为一个，即设置其中之一的X方向移动件414附近。

根据本公开的至少一个实施方式，当X方向驱动部400在X方向中的一个方向进行驱动时，在该一个方向中，X方向压电元件413使得X方向摩擦驱动轴411缓慢移动，在与该一个方向相反的方向，X方向压电元件413使得X方向摩擦驱动轴411急速移动，

这是因为在第二滚珠部430中的滚珠可以容纳在对焦基座200的外侧面开设的V形槽与第一防抖基座320的内侧面的V形槽之间，两个V形槽沿X方向延伸，并且在光轴方向中呈现＞或＜的形状。

第二滚珠部430可以包括两个滚珠及相应的槽，其中两个滚珠均设置在与X方向驱动部400对向的一侧，并且两个滚珠间隔开一定的距离，以便提供稳定的支撑和引导作用。

X方向压电元件413的一侧固定至X方向固定件412，而相对的另一端则连接X方向摩擦驱动轴411。X方向压电元件413可以被控制以便伸长及缩回，从而带动X方向摩擦驱动轴411进行移动。

这样当X方向摩擦驱动轴411被控制为进行移动时，通过与其摩擦的X方向移动件414二者之间的摩擦作用，X方向摩擦驱动轴411的移动带动X方向移动件414的移动。

另外，对于X方向驱动部400的具体控制方式与Y方向驱动部300的控制方式相同，具体参见上面关于图5至图12的描述，在此不再赘述。

在本公开中，由于自动对焦控制及光学防抖控制是针对不同的部件，因此这两种控制也可以独立而不产生相互干扰。

另外，在本公开中，X轴方向和Y轴方向分别使用两个压电驱动装置进行推拉驱动，可以增加光学防抖的驱动力和驱动速度，并且还可以提高位置精度等。

另外，将相应滚珠的保持机构设置在压电驱动装置的对向侧，可以实现透镜支撑筒110的稳定的姿势控制，并且减小驱动装置本身的厚度尺寸，还可以减少部件的数量，从而降低成本等。

根据本公开的又一个方面，提供了一种相机装置，包括如上透镜驱动装置10。

根据本公开的再一方面，提供了一种电子设备，包括如上所述的相机装置。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种防抖及对焦用透镜驱动装置，其特征在于，包括：

自动对焦部，用于执行透镜的自动对焦；

对焦基座，用于容纳所述自动对焦部；

Y方向驱动部，包括Y方向压电驱动部和第一防抖基座，所述Y方向压电驱动部在Y方向中驱动所述对焦基座，所述第一防抖基座用于支撑第一滚珠部，所述第一滚珠部用于保持所述对焦基座的位置及引导所述对焦基座移动；以及

X方向驱动部，包括X方向压电驱动部和第二防抖基座，所述X方向压电驱动部在X方向中驱动所述第一防抖基座，所述第二防抖基座用于支撑第二滚珠部，所述第二滚珠部用于保持所述第一防抖基座的位置及引导所述第一防抖基座移动，

其中，所述Y方向压电驱动部包括在所述对焦基座的一个外侧面处设置的Y方向摩擦驱动轴，通过所述Y方向压电驱动部中的压电变形带动所述Y方向摩擦驱动轴与所述对焦基座的外侧面摩擦，来驱动所述对焦基座在Y方向中的移动，所述X方向压电驱动部包括在所述第一防抖基座的一个外侧面处设置的X方向摩擦驱动轴，通过所述X方向压电驱动部中的压电变形带动所述X方向摩擦驱动轴与所述第一防抖基座的外侧面摩擦，来驱动所述第一防抖基座在X方向中的移动，通过在Y方向和X方向的驱动来实现透镜的光学防抖。

2.如权利要求1所述的透镜驱动装置，其特征在于，

在与所述对焦基座的所述一个外侧面对向的另一外侧面上设有V形槽，并且在与所述对焦基座的另一外侧面相对的第一防抖基座的一个内侧面上设有V形槽，其中两个V形槽用于在Y方向中引导所述第一滚珠部在Y方向的移动，以及

在与所述第一防抖基座的所述一个外侧面对向的另一外侧面上设有V形槽，并且在与所述第一防抖基座的另一外侧面相对的第二防抖基座的一个内侧面上设有V形槽，其中两个V形槽用于在X方向中引导所述第二滚珠部在X方向的移动。

3.如权利要求1或2所述的透镜驱动装置，其特征在于，

所述Y方向压电驱动部包括第一Y方向压电驱动部和第二Y方向压电驱动部，所述第一Y方向压电驱动部和第二Y方向压电驱动部均设置在所述对焦基座的一个外侧面上，并且所述第一Y方向压电驱动部的Y方向摩擦驱动轴和第二Y方向压电驱动部的Y方向摩擦驱动轴对向设置，

所述X方向压电驱动部包括第一X方向压电驱动部和第二X方向压电驱动部，所述第一X方向压电驱动部和第二X方向压电驱动部均设置在所述第一防抖基座的一个外侧面上，并且所述第一X方向压电驱动部的X方向摩擦驱动轴和第二X方向压电驱动部的X方向摩擦驱动轴对向设置。

4.如权利要求3所述的透镜驱动装置，其特征在于，所述Y方向压电驱动部与所述X方向压电驱动部呈90°配置。

5.如权利要求1至4中任一项所述的透镜驱动装置，其特征在于，

所述Y方向压电驱动部还包括Y方向固定件、Y方向压电元件和Y方向移动件，所述Y方向固定件的一端与所述第一防抖基座固定连接或一体形成，Y方向固定件的另一端连接所述Y方向压电元件的一端，Y方向压电元件的另一端与Y方向摩擦驱动轴连接，并且所述Y方向摩擦驱动轴与所述Y方向移动件摩擦接触，所述Y方向移动件与所述对焦基座固定连接或一体形成，以便通过所述Y方向压电元件的变形带动所述Y方向摩擦驱动轴移动，并且通过所述Y方向摩擦驱动轴与所述Y方向移动件的摩擦来带动所述Y方向移动件移动，从而带动所述对焦基座在Y方向中移动，

所述X方向压电驱动部还包括X方向固定件、X方向压电元件和X方向移动件，所述X方向固定件的一端与所述第二防抖基座固定连接或一体形成，X方向固定件的另一端连接所述X方向压电元件的一端，X方向压电元件的另一端与X方向摩擦驱动轴连接，并且所述X方向摩擦驱动轴与所述X方向移动件摩擦接触，所述X方向移动件与所述第一防抖基座固定连接或一体形成，以便通过所述X方向压电元件的变形带动所述X方向摩擦驱动轴移动，并且通过所述X方向摩擦驱动轴与所述X方向移动件的摩擦来带动所述X方向移动件移动，从而带动所述第一防抖基座在X方向中移动。

6.如权利要求1至5中任一项所述的透镜驱动装置，其特征在于，

所述透镜驱动装置还包括Y方向检测永磁体和Y方向检测霍尔传感器，所述Y方向检测永磁体设置在所述第一防抖基座的所述一个外侧面上并且位于相对于该一个外侧面突出设置的所述Y方向移动件附近，所述Y方向检测霍尔传感器与所述Y方向检测永磁体相对设置并且位于所述第二防抖基座上，以便通过所述Y方向霍尔传感器来检测所述Y方向检测永磁体的磁场变化从而得到所述第一防抖基座在Y方向的移动，

所述透镜驱动装置还包括X方向检测永磁体和X方向检测霍尔传感器，所述X方向检测永磁体设置在所述对焦基座的所述一个外侧面上并且位于相对于该一个外侧面突出设置的所述X方向移动件附近，所述X方向检测霍尔传感器与所述X方向检测永磁体相对设置并且位于所述第一防抖基座上，以便通过所述X方向霍尔传感器来检测所述X方向检测永磁体的磁场变化从而得到所述对焦基座在X方向的移动。

7.如权利要求1至6中任一项所述的透镜驱动装置，其特征在于，

当所述X方向驱动部在X方向中的一个方向进行驱动时，在该一个方向中，所述X方向压电元件使得所述X方向摩擦驱动轴缓慢移动，在与该一个方向相反的方向，所述X方向压电元件使得所述X方向摩擦驱动轴急速移动，

当所述Y方向驱动部在Y方向中的一个方向进行驱动时，在该一个方向中，所述Y方向压电元件使得所述Y方向摩擦驱动轴缓慢移动，在与该一个方向相反的方向，所述Y方向压电元件使得所述Y方向摩擦驱动轴急速移动。

8.如权利要求1至7中任一项所述的透镜驱动装置，其特征在于，所述自动对焦部包括：

透镜支撑部，所述透镜支撑部用于容纳至少一个透镜；

对焦用永磁体，所述对焦用永磁体设置在所述透镜支撑部的外侧面上；

线圈，所述线圈设置在所述对焦基座的内侧壁上并且设置在所述对焦用永磁体的对应位置处，

当所述线圈通电时，通过所述线圈与所述对焦用永磁体之间的磁力，使得所述透镜驱动装置沿着透镜的光轴方向驱动透镜，从而进行自动对焦。

9.一种相机装置，包括如权利要求1至8中任一项所述的透镜驱动装置。

10.一种电子设备，包括如权利要求9所述的相机装置。

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