CN117793226A - 驱动组件和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种驱动组件和电子设备。驱动组件包括:驱动主体、弹性基体和驱动足,驱动主体和弹性基体沿第一方向层叠设置,且弹性基体在第一方向上的尺寸小于在第二方向上的尺寸。第二方向与第一方向垂直。驱动足固定于弹性基体的沿第二方向的至少一端,用于抵接外部可动部件。在驱动主体馈入电信号时,由于驱动主体在第二方向上具有变形量,弹性基体在驱动主体的作用下可以沿第一方向弯曲变形。从而驱动足在弹性基体的作用下能够带动外部可动部件沿第一方向移动。本申请实施例提供的方案有利于在可驱动行程、占用空间等方面优化驱动组件的性能。
Description
技术领域
本申请实施例涉及电子设备领域,并且更具体地,涉及驱动组件和电子设备。
背景技术
电子设备内可以设置驱动组件,以实现电子设备的相应功能。例如,摄像头内可以设置对焦马达,以实现自动对焦功能。又如,摄像头内可以设置弹出马达,以使电子设备内的部件可以从电子设备内弹出,还可以使电子设备内的部件从电子设备外收缩至电子设备内。
驱动组件的驱动性能,例如可驱动行程、占用空间等,应当满足电子设备的使用需求。如何使驱动组件具有相对较优的驱动性能,是需要解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种驱动组件和电子设备,目的是在可驱动行程、占用空间等方面优化驱动组件的驱动性能。
第一方面,提供了一种驱动组件,包括:
驱动主体;
弹性基体,驱动主体和弹性基体沿第一方向层叠设置,弹性基体在第一方向上的尺寸小于弹性基体在第二方向上的尺寸,第二方向与第一方向垂直;
驱动足,驱动足固定于弹性基体沿第二方向的至少一端,驱动足用于与外部可动部件抵接;
在驱动主体馈入电信号时,驱动主体在第二方向具有变形量,弹性基体在驱动主体的作用下沿第一方向弯曲变形,驱动足在弹性基体的作用下带动外部可动部件沿第一方向移动。
在一种可能的实现方式中,第一方向可以理解为弹性基体的厚度方向,第二方向可以理解为弹性基体的长度方向。
本申请实施例提供了一种驱动组件。通过为驱动主体供电,使驱动主体自身可以在垂直于指定移动方向的方向上具有变形量,从而在驱动主体的作用下,弹性基体可以沿指定移动方向弯曲变形,以使弹性基体的沿垂直于指定移动方向的两端可以沿指定移动方向移动。由于驱动足固定于弹性基体的沿垂直于指定移动方向的至少一端,因此弹性基体可以带动驱动足沿指定移动方向移动,进而推动电子设备中的外部可动部件沿指定移动方向移动。由于弹性基体在指定移动方向上的尺寸小于弹性基体在垂直于指定移动方向的方向上的尺寸,从而驱动组件在指定移动方向上占用的空间相对较小。由于指定移动方向可以为弹性基体的厚度方向,因此当驱动组件应用于直立式马达结构中时,有利于使直立式马达的厚度尺寸相对较小。通过驱动主体周期性的变形,使得外部可动部件在多个周期内的位移可以被累加,因此有利于实现相对较长的可移动行程。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,在驱动主体馈入电信号时,驱动主体在第二方向上伸长或收缩,在驱动主体沿第二方向的变形力的作用下,弹性基体沿第一方向弯曲变形。
在上述技术方案中,驱动主体被馈电后,驱动主体可以在弹性基体的长度方向上伸长或收缩,驱动主体和弹性基体固定连接,从而在驱动主体沿长度方向的伸长的力的作用下,可以使弹性基体沿厚度方向朝靠近驱动主体的方向弯曲变形;或者,在驱动主体沿长度方向的收缩的力的作用下,可以使弹性基体沿厚度方向朝背离驱动主体的方向弯曲变形。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,驱动主体包括第一驱动主体部分和第二驱动主体部分,第一驱动主体部分、第二驱动主体部分和弹性基体依次层叠设置,
在驱动主体馈入电信号时,第一驱动主体部分在第二方向上伸长,第二驱动主体部分在第二方向上收缩;或者,第一驱动主体部分在第二方向上收缩,第二驱动主体部分在第二方向上伸长,驱动主体沿第一方向弯曲变形,
在驱动主体的作用下,弹性基体沿第一方向弯曲变形。
在上述技术方案中,驱动主体被馈电后,第一驱动主体部分和第二驱动主体部分可以分别在长度方向上伸长或收缩,且第一驱动主体部分和第二驱动主体部分的变形趋势相反。从而在第一驱动主体部分在长度方向上伸长,第二驱动主体部分在长度方向上收缩的情况下,驱动主体可以沿厚度方向朝背离弹性基体的方向弯曲变形。进而在驱动主体的带动下,弹性基体可以沿厚度方向朝靠近驱动主体的方向弯曲变形。在第一驱动主体部分在长度方向上收缩,第二驱动主体部分在长度方向上伸长的情况下,驱动主体可以沿厚度方向朝靠近弹性基体的方向弯曲变形。进而在驱动主体的带动下,弹性基体可以沿厚度方向朝背离驱动主体的方向变形。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,弹性基体包括沿第二方向的第一基体端面和第二基体端面,多个驱动足固定于第一基体端面和第二基体端面;
在驱动主体馈入电信号时,第一基体端面和第二基体端面在第一方向上具有位移量,在第一基体端面和第二基体端面的带动下,驱动足带动外部可动部件沿第一方向移动。
在上述技术方案中,驱动主体被馈电后,弹性基体在驱动主体的作用下可以沿弹性基体的厚度方向弯曲变形,此时弹性基体的沿垂直于厚度方向的两端面可以沿厚度方向移动,并带动固定在两端面的驱动足同样沿厚度方向移动。从而驱动足可以推动外部可动部件沿厚度方向移动。此外,两端面都固定驱动足,能够提高驱动组件的驱动力度,有利于优化驱动组件的驱动性能。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,在驱动主体馈入电信号时,第一基体端面和第二基体端面在第一方向上往返移动,
在第一基体端面和第二基体端面背离驱动主体的移动时长大于第一基体端面和第二基体端面朝向驱动主体的移动时长的情况下,外部可动部件在第一方向上朝背离驱动主体的方向移动。
在上述技术方案中,在驱动主体被馈电后,驱动主体可以带动弹性基体在朝背离驱动主体的方向弯曲变形和朝靠近驱动主体的方向弯曲变形之间切换。当弹性基体缓慢地朝靠近驱动主体的方向弯曲变形时,在驱动足的带动下,外部可动部件缓慢地向背离驱动主体的方向移动。当弹性基体快速地朝背离驱动主体的方向弯曲变形时,由于外部可动部件具有继续朝背离驱动主体的方向移动的惯性,因此外部可动部件可能不会朝靠近驱动主体的方向移动,或者外部可动部件朝靠近驱动主体的方向移动的位移量较小。因此,在一个周期后,外部可动部件能够朝着背离驱动主体的方向移动一定的距离。驱动主体在多个周期内反复弯曲变形,从而可以使得外部可动部件不断地朝背离驱动主体的方向移动。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,多个驱动足在第一基体端面和第二基体端面对称设置。
上述技术方案中,通过驱动足对称设置,能够使得驱动足的移动动作具有同步性和一致性,当通过驱动足驱动外部可动部件沿厚度方向移动时,能够提高对外部可动部件的驱动精度,从而在驱动外部可动部件移动的过程中有利于确保较好的移动效果。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,驱动主体包括多层第一陶瓷,多层第一陶瓷沿第一方向堆叠设置;
所述驱动主体还包括内部电极,内部电极包括第一内电极和第二内电极,第一内电极和第二内电极沿从驱动主体到弹性基体的方向,依次交替设置在多层第一陶瓷中的相邻的两个陶瓷之间;
驱动组件应用于电子设备,电子设备包括驱动模块,驱动模块向第一内电极馈入第一电信号,驱动模块向第二内电极馈入第二电信号;其中,第一电信号和第二电信号的幅值相等,相位相差180°。
在上述技术方案中,沿厚度方向堆叠的多层陶瓷形成的驱动主体可以沿厚度方向极化,通过在驱动主体的内部电极施加相位相差180°的电信号,有利于使驱动主体按照厚度方向极化模式,在长度方向上伸长或缩短,从而实现带动弹性基体沿厚度方向弯曲变形。
此外,在驱动主体的总厚度不变的情况下,随着陶瓷层数的增加,驱动组件的驱动电压可以减小。因此,相比于单层陶瓷结构的驱动主体,多层陶瓷结构的驱动主体有利于实现驱动组件在低电源下(例如3.3V)的驱动。相比于目前压电单晶片或压电双晶片的马达所使用十几伏特的电压源,本申请实施例提供的驱动组件的电压源可以更小,从而能够避免由于使用高电压源而出现安全规范问题。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,驱动主体还包括外部电连接件,外部电连接件包括第一电连接件和第二电连接件,第一电连接件设于驱动主体的沿第二方向的一侧,第二电连接件设于驱动主体的沿第二方向的另一侧;
第一电连接件和第一内电极电连接,第二电连接件和第二内电极电连接,驱动模块向第一电连接件馈入第一电信号,驱动模块向第二电连接件馈入第二电信号。
在上述技术方案中,可以通过外部电连接件电连接驱动主体的内部电极,从而通过外部电连接件向内部电极馈入第一电信号和第二电信号。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,驱动主体还包括多层第二陶瓷,多层第一陶瓷、多层第二陶瓷和弹性基体层叠设置,多层第二陶瓷位于多层第一陶瓷的靠近弹性基体的一侧,多层第二陶瓷沿第一方向堆叠设置,
内部电极还包括第三内电极和第四内电极,第三内电极和第四内电极沿从驱动主体到弹性基体的方向,依次交替设置在多层第二陶瓷中的相邻的两个陶瓷之间;
驱动模块向第三内电极馈入第一电信号,驱动模块向第四内电极馈入第二电信号;或者,
驱动模块向第三内电极馈入第二电信号,驱动模块向第四内电极馈入第一电信号。
在上述技术方案中,沿厚度方向堆叠的多层陶瓷形成的第一驱动主体部分和第二驱动主体部分可以沿厚度方向极化,通过在驱动主体的内部电极施加相位相差180°的电信号,有利于使第一驱动主体部分和第二驱动主体部分按照厚度方向极化模式,在长度方向上伸长或收缩。并且,通过调整向内部电极施加第一电信号或第二电信号,有利于实现第一驱动主体部分和第二驱动主体部分在长度方向上的变形趋势相反,从而使得驱动主体能够在厚度方向弯曲变形,以带动弹性基体沿厚度方向弯曲变形。
此外,在驱动主体的总厚度不变的情况下,随着陶瓷层数的增加,驱动组件的驱动电压可以减小。因此,相比于单层陶瓷结构的驱动主体,多层陶瓷结构的驱动主体有利于实现驱动组件在低电源下(例如3.3V)的驱动。相比于采用压电单晶片或压电双晶片的马达,本申请实施例提供的驱动组件的电压源可以更小,从而能够避免由于使用高电压源而出现安全规范问题。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,外部电连接件还包括第三电连接件和第四电连接件,第三电连接件设于驱动主体沿第二方向的一侧,第四电连接件设于驱动主体沿第二方向的另一侧,第三电连接件和第三内电极电连接,第四电连接件和第四内电极电连接,
驱动模块向第三电连接件馈入第一电信号,驱动模块向第四电连接件馈入第二电信号;或者,
驱动模块向第三电连接件馈入第二电信号,驱动模块向第四电连接件馈入第一电信号。
在上述技术方案中,可以通过外部电连接件电连接驱动主体的内部电极,并通过外部电连接件向内部电极馈入电信号。
在一种可能的实现方式中,第一电连接件和第四电连接件电连接,第二电连接件和第三电连接件电连接。
在上述技术方案中,通过上述电连接件的电连接关系,可以在第一驱动主体部分的极化方向和第二驱动主体部分的极化方向相同的情况下,使得施加在第一驱动主体部分和第二驱动主体部分的工作电场方向相反,从而能够确保第一驱动主体部分和第二驱动主体部分在长度方向上的变形趋势相反。
在另一种可能的实现方式中,第一电连接件和第三电连接件电连接,第二电连接件和第四电连接件电连接。
在上述技术方案中,通过上述电连接件的电连接关系,可以在第一驱动主体部分的极化方向和第二驱动主体部分的极化方向相反的情况下,使得施加在第一驱动主体部分和第二驱动主体部分的工作电场方向相同,从而能够确保第一驱动主体部分和第二驱动主体部分在长度方向上的变形趋势相反。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,第一电信号的占空比大于50%,或者,第二电信号的占空比大于50%。
在上述技术方案中,在驱动主体被馈电后,驱动主体可以带动弹性基体在朝背离驱动主体的方向弯曲变形和朝靠近驱动主体的方向弯曲变形之间切换。通过设置第一电信号或者第二电信号的占空比大于50%,有利于实现弹性基体缓慢地朝靠近驱动主体的方向弯曲变形,快速地朝背离驱动主体的方向弯曲变形;或者弹性基体快速地朝靠近驱动主体的方向弯曲变形,缓慢地朝背离驱动主体的方向弯曲变形。从而能够实现一个周期后,外部可动部件朝靠近驱动主体的方向移动一定的距离,或者朝着背离驱动主体的方向移动一定的距离。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,在第一电信号的一个波形周期内,电压为零的时长所占的比例大于或者等于0,且小于或者等于30%。
在上述技术方案中,电压为零的时长在一个波形周期T所占的比例越大,第一电信号和第二电信号的幅值就越小。从而通过调节电压为零的时长在一个周期内所占的比例大小,可以改变第一电信号和第二电信号的幅值,即可以改变驱动组件的驱动电压的有效值,从而能过调整驱动组件的驱动力度和驱动速度,以优化驱动组件的驱动性能。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,驱动组件应用于电子设备,电子设备包括基座,驱动组件还包括:
安装耳,安装耳固定于弹性基体的振动节线,第三方向与第一方向和第二方向垂直,安装耳用于与基座连接。
在上述技术方案中,在振动节线处,弹性基体沿第一方向弯曲振动的位移量可以被视为零,有利于提高安装耳与弹性基体的连接稳定性,且有利于避免安装耳对弹性基体弯曲振动的影响。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,安装耳为弹性基体的一部分。
在上述技术方案中,安装耳和弹性基体一体成型,有利于于减小组装安装耳所需的工序。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,驱动组件应用于电子设备,电子设备包括载体,载体的侧壁与驱动足抵接,载体在驱动足的带动下沿第一方向移动。
在上述方案中,载体可以为电子设备中的外部可动部件,或者载体可以用于安装电子设备中的外部可动部件,从而当驱动足沿厚度方向移动时,可以通过载体推动外部可动部件移动,或者直接推动外部可动部件移动。例如,载体可以用于安装镜头,驱动足可以通过载体推动镜头移动,以实现镜头的自动对焦或变焦。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,载体的侧壁与第二方向所在的平面形成第一夹角,第一夹角之间的大于或者等于80°,且小于或者等于100°。
在上述技术方案中,载体的侧壁与长度方向所在平面之间的夹角的角度过大或过小,都可能会导致驱动组件带动载体沿厚度方向移动的驱动性能变差,甚至可能会导致驱动组件只能带动载体沿厚度方向的某一单方向移动。因此,通过设置合适的角度范围,有利于确保驱动组件带动载体沿厚度方向移动的驱动性能。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,电子设备还包括预压弹片,预压弹片包括第一弯折部、第一连接部和第二弯折部,第一弯折部和第二弯折部相对设置,第一连接部的一侧与第一弯折部连接,第一连接部的另一侧与第二弯折部连接,
驱动足抵接于第一弯折部和第二弯折部的内表面,侧壁固定于第一连接部的外侧。
在上述技术方案中,驱动足与预压弹片的相对设置的两个弯折部抵接,从而当驱动足沿厚度方向移动时,可以推动预压弹片移动,进而带动载体移动。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,第一弯折部与第二方向所在的平面形成第二夹角,第二夹角大于或者等于80°,且小于或者等于100°。
在上述技术方案中,第一弯折部与长度方向之间的夹角的角度过大或过小,都可能会导致驱动组件带动载体沿厚度方向移动的驱动性能变差,甚至可能会导致驱动组件只能带动载体沿厚度方向的某一单方向移动。因此,通过设置合适的角度范围,有利于确保驱动组件带动载体沿厚度方向移动的驱动性能。
第二方面,提供了一种电子设备,包括:如上述第一方面任一项的驱动组件;基座,驱动组件搭载于基座;外部可动部件,外部可动部件与驱动足抵接;驱动模块,驱动模块用于为驱动组件馈电。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
图2是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
图3是本申请实施例提供的一种摄像头模组的结构示意图。
图4是本申请实施例提供的一种驱动组件的结构示意图。
图5是本申请实施例提供的一种驱动组件的结构示意图。
图6是图5所示的驱动组件的一种截面图。
图7是本申请实施例提供的一种驱动主体的驱动原理示意图。
图8是本申请实施例提供的一种驱动组件的结构示意图。
图9是图8所示的驱动组件的一种截面图。
图10是本申请实施例提供的一种驱动组件的结构示意图。
图11是图11所示的驱动组件的一种截面图。
图12是本申请实施例提供的一种驱动主体的驱动原理示意图。
图13是本申请实施例提供的另一种驱动组件的结构示意图。
图14是本申请实施例提供的一种电信号的电压波形示意图。
图15是本申请实施例提供的一种电信号的电压波形示意图。
图16是图5、图8或图10所示的驱动组的振动模态图。
图17是本申请实施例提供的一例驱动组件和载体连接的示意图。
图18是本申请实施例提供的一例驱动组件和载体连接的又一示意图。
图19是本申请实施例提供的另一例驱动组件和载体连接的示意图。
图20是本申请实施例提供的另一例驱动组件和载体连接的又一示意图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的,而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样,单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式,除非其上下文中明确地有相反指示。还应当理解,在本申请以下各实施例中,“至少一个”、“一个或多个”是指一个、两个或两个以上。术语“和/或”,用于描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系;例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B的情况,其中A、B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”,除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。
为方便理解,下面先对本申请实施例中所涉及的技术术语进行解释和描述。
电平:也称作逻辑电平,是指一种可以产生信号的状态,通常由信号和地线之间的电位差来体现。电平包括高电平和低电平,通常输入电压高于设定的阈值时,可以认为输入高电平,输入电压低于设定的阈值时,可以认为输入低电平。
方波信号:可以指电流或电压的波形为矩形的信号,方波信号包括低电平和高电平。
占空比:可以指在高电平在方波信号的一个波形周期内占有的时间比值。
图1是本申请实施例提供的一种电子设备100的示意性结构图。电子设备100可以为具有摄像或拍照功能的电子设备,例如手机、平板电脑、电视(或智慧屏)、手提电脑、摄像机、录像机、照相机等。为方便理解,本申请实施例以电子设备100是手机为例进行说明。
电子设备100可以包括显示屏10和壳体。壳体可以包括边框和后盖20。边框可以环绕在显示屏10的外周,且边框可以环绕在后盖220的外周。显示屏10与后盖20之间可以存在一定间隔。显示屏10可以相对于后盖20平行设置。
在电子设备100的显示屏10上可以设置前置摄像头模组(camera compactmodule,CCM)110。如图1中的左图显示,前置摄像头模组110可以被安装在显示屏10的左上部。前置摄像头模组110例如可以用于自拍。
在电子设备100的后盖20上可以设置后置摄像头模组120。如图1中的右图所示,后置摄像头模组120可以被安装在后盖20的左上部。后置摄像头模组120例如可以用于拍摄电子设备100周围的景象。
应理解,图1示出的前置摄像头模组110和后置摄像头模组120的安装位置仅仅是示意性的,本申请对摄像头模组的安装位置可以不做限定。在一些其他实施例中,前置摄像头模组110和后置摄像头模组120也可以被安装在电子设备100的其他位置。例如前置摄像头模组110可以被安装在显示屏10的中上部或右上部。又如,后置摄像头模组120可以被安装在后盖20的中上部或右上部。
应理解,图1所示的前置摄像头模组110和后置摄像头模组120的安装个数仅仅是示意性的,本申请对摄像头模组的安装个数可以不做限定。电子设备100可以包括数量更多或更少的摄像头模组。
在图2所示的实施例中,后置摄像头模组120可以是具有弹出功能(又可以称为伸缩功能、升降功能等)的摄像头模组。如图2中的左图所示,后置摄像头模组120可以部分或完全隐藏在电子设备内部。如图2中的右图所示,后置摄像头模组120可以弹出至电子设备的外部。在一些其他的实施例中,前置摄像头模组110也可以是具有伸缩功能的摄像头模组。
在本申请实施例中,摄像头模组具有弹出功能,可以指摄像头模组相对于电子设备100整体可移动,从而至少部分摄像头模组可以从电子设备100内弹出,且可以隐藏在电子设备100内部。
图3是本申请实施例提供的一种摄像头模组200的示意图。摄像头模组200可以是图1中所示的前置摄像头模组110或后置摄像头模组120。
摄像头模组200可以包括镜头210、驱动组件220和图像传感器(sensor)230。
镜头210可以是固定焦距镜头210或变焦距镜头210。镜头210还可以是短焦镜头210、长焦镜头210、潜望式镜头210等。镜头210可以包括镜筒211以及设置在镜筒211内的一个或多个镜片212。镜筒211的一端可以与驱动组件220组装,镜筒211的另一端可以设有进光孔,用于控制镜头210的视场角。镜片212可以为塑料(plastic)透镜,也可以为玻璃(glass)透镜。镜片212可以是球面镜片或非球面镜片。驱动组件220可以用于对镜头210进行自动对焦(anto focus)和/或光学防抖(optical image stabilization,OIS)。
图像传感器230可以是一种半导体芯片。图像传感器230的表面上设有几十万到几百万的光电二极管,光电二极管在受到光照射时会产生电荷,从而将光信号转换为电信号。图像传感器230例如可以是电荷耦合元件(charge coupled device,CCD)、互补金属氧化物导体器件(complementary metal-oxide semiconductor,CMOS)。图2所示将图像传感器230固定在摄像头模组200的安装座241上。图像传感器230也可以固定在其他部件上。本申请对图像传感器230的安装位置不做限定。
摄像头模组200还可以包括例如红外滤光片、电路板等元件(图中未示出)。例如,红外滤光片可以消除投射到图像传感器230上的不必要光线,防止图像传感器230产生伪色或波纹,以提高其有效分辨率和色彩还原性。电路板可以为摄像头模组200内的各种电子器件(如驱动组件220、图像传感器230等)供电,例如通过设置在电路板上的驱动模块供电。并且,电路板还可以将来自摄像头模组200内的电子器件的信号传输至摄像头模组200外。
摄像头模组200的工作原理可以是,由被摄物体反射的光纤穿过镜头210内的一个或多个镜片212、驱动组件220投射到图像传感器230的表面上。为了获得清楚、无畸变的图像,可以利用透镜成像原理,通过驱动组件220驱动镜筒211,使镜筒211内的镜片212移动到合适的位置。从而,光线可以在图像传感器230上聚焦,形成清晰的光学图像。图像传感器230可以将光学图像转换为电信号,从而获得图像信号。
上文所述的驱动组件220的驱动原理可以为机械传动原理、电磁原理或压电原理等。
在一种可能的实现方式中,驱动组件220可以包括步进马达、丝杆和滑块。步进马达可以与丝杆配合,从而步进马达可以带动丝杆旋转。丝杆与滑块螺纹配合,从而在丝杆的旋转带动下,滑块可以驱动图1和图2所示的后置摄像头模组120,以实现后置摄像头模组120的弹出功能。或者,滑块可以驱动图3所示的镜筒211和镜片212,以实现摄像头模组200的对焦功能。驱动组件200还可以用于实现其他类型的位移驱动。
然而,步进马达占空的空间较大,可能难以满足电子设备的小型化和轻薄化要求。步进马达、丝杆和滑块之间的机械配合关系还可能引入相对较大的噪声。为满足平滑移动等要求,机械配合公差可能相对较大,导致滑块可能无法沿预设直线移动,即可能偏移预设移动方向,进而影响摄像头模组120中的元件的正常工作。因此,在可驱动行程较大的情况下,驱动原理为机械传动原理的驱动组件200可能难以满足电子设备100的使用要求。
在一种可能的实现方式中,驱动组件220可以包括磁石和线圈。驱动组件220例如可以是音圈马达。磁石可以固定于电子设备100内。在线圈通电后,线圈可以产生安培力,并与磁石相互作用,从而线圈可以相对于磁石运动。线圈可以驱动图1和图2所示的后置摄像头模组120,以实现后置摄像头模组120的弹出功能。或者,线圈可以驱动图3所示的镜筒211和镜片212,以实现摄像头模组200的对焦功能。驱动组件220还可以用于实现其他类型的位移驱动。
然而,在可驱动行程较大的情况下,需要设置多个磁石,多个磁石的占用空间相对较大,也可能难以满足电子设备的小型化和轻薄化要求。另外,相邻两个磁石之间可能会相互干扰,导致线圈移动精度相对较差。因此,在可驱动行程较大的情况下,驱动原理为电磁原理的驱动组件可能难以满足电子设备100的使用要求。
在又一种可能的实现方式中,驱动组件220可以包括压电材料,驱动组件220例如可以是压电马达。驱动组件220可以基于压电材料的逆压电效应,通过控制施加于压电材料的电信号,使压电材料可以产生机械变形,从而利用该变形驱动图1和图2所示的后置摄像头模组120,以实现后置摄像头模组120的弹出功能。或者,驱动组件220可以利用压电材料产生的机械变形驱动图3所示的镜筒211和镜片212,以实现摄像头模组200的对焦功能。驱动组件220还可以用于实现其他类型的位移驱动。如何使驱动组件220具有相对较大的可驱动行程以及相对较小的占用空间,是需要解决的问题。
图4是本申请实施例提供的一种驱动组件300的示意性结构图。其中,驱动组件300可以是图3所示的驱动组件220。
驱动组件300可以包括驱动主体310、弹性基体320和驱动足330。驱动主体310和弹性基体320可以沿第一方向层叠设置。驱动主体310和弹性基体320例如可以通过胶粘或焊接的方式固定。弹性基体320在第一方向上的尺寸可以小于弹性基体在第二方向上的尺寸。第二方向与第一方向垂直。驱动足330可以固定于弹性基体320沿第二方向的至少一端。驱动足330可以用于与外部可动部件(图4中未示出)抵接。
应理解,外部可动部件可以是电子设备100中的可动部件,例如外部可动部件可以是后置摄像头模组120,或者也可以是镜筒211和镜片212,本申请对此不作限制。
需要说明的是,弹性基体320可以呈板状结构,例如矩形板。弹性基体320的长度尺寸和/或宽度尺寸可以大于弹性基体320的厚度尺寸。在一个示例中,驱动主体310的形状与弹性基体320的形状可以相同或近似相同。
还需要说明的是,第一方向可以理解为弹性基体320的厚度方向,第二方向可以理解为弹性基体320的长度方向或宽度方向。即弹性基体320在第一方向的尺寸可以小于弹性基体320在第二方向的尺寸。在本申请实施例中,为表述简洁,以第二方向为弹性基体320的长度方向为例进行说明。当弹性基体320的长度方向为第二方向为时,弹性基体320的宽度方向可以为第三方向。
此外,为便于表述,在本申请实施例中,以弹性基体320的长度方向为x轴方向,弹性基体320的宽度方向为y轴方向,弹性基体320的厚度方向为z轴方向建立坐标系。例如,在图4所示的坐标系中,z轴方向可以指弹性基体320的厚度方向,即第一方向;x轴方向可以指弹性基体320的长度方向,即第二方向;y轴方向可以指弹性基体的宽度方向,即第三方向。
在驱动主体310馈入电信号时,驱动主体310在第二方向上具有变形量。从而,弹性基体320在驱动主体310的作用下,可以沿第一方向弯曲变形。进而驱动足330可以在弹性基体320的作用下带动外部可动部件沿第一方向移动。
可以理解的是,在本申请实施例中,驱动足330可以包括一个或多个。在一种可能的情况下,如图4所示,弹性基体320可以包括沿第二方向的第一基体端面321和第二基体端面322。一个或多个驱动足330可以固定于第一基体端面321和/或第二基体端面322。
在一些实施例中,驱动足330的数量可以为一个,且固定于第一基体端面321或第二基体端面322。在另一些实施例中,驱动足330的数量可以为两个,且可以对称设置在第一基体端面321和第二基体端面322。也就是说,两个驱动足330分别固定于弹性基体320的沿长度方向的相对两侧,且两个驱动足330的结构形态一致。这能够使得两个驱动足330的移动动作具有同步性和一致性,当通过驱动足330驱动外部可动部件沿第一方向移动时,能够提高对外部可动部件的驱动精度,从而在驱动外部可动部件移动的过程中有利于确保较好的移动效果。
在又一些实施例中,驱动足330的数量还可以大于两个,例如可以为二的倍数个,比如4个或6个等。该多个驱动足330可以固定于第一基体端面321和第二基体端面322。在一个示例中,该多个驱动足330可以在第一基体端面321和第二基体端面322对称设置。也就是说,固定于第一基体端面321的驱动足330的数量可以与固定于第二基体端面322的驱动足330的数量相同,且位于第一基体端面321和第二基体端面322的驱动足330可以相对设置。从而当通过驱动足330驱动外部可动部件沿第一方向移动时,能够提高对外部可动部件的驱动力度,有利于优化驱动组件300的驱动性能。在一个可能的示例中,驱动足330的形状可以为板状或柱状等,本申请对此不作限制。
需要说明的是,上述驱动足330的数量、固定位置和形状仅是示意,本申请对此不作严格限制。为表述简洁,本申请实施例以驱动足330数量为两个,且两个驱动足330对称固定于第一基体端面321和第二基体端面322为例进行说明。
在一些实施例中,弹性基体320可以采用一种或多种金属材料制成。驱动足330采用的材料可以和弹性基体320采用的材料相同。例如驱动足330也可以采用一种或多种金属材料制成,如不锈钢或铁等。在另一些实施例中,驱动足330采用的材料可以和弹性基体320采用的材料不同。例如,驱动足330还可以采用耐磨材料制成,比如ZrO2、SiN或Al2O3陶瓷等,从而可以提高驱动足330的使用寿命。
在本申请提供的一些实施例中,驱动主体310可以为压电陶瓷,例如压电单晶、无铅压电陶瓷或含铅压电陶瓷(比如锆钛酸铅(Pb(Zr1-xTiO3),PZT)),本申请对此不做限制。
驱动主体310可以为单层陶瓷结构或多层陶瓷结构。多层陶瓷结构的驱动主体310可以通过多层陶瓷堆叠形成。
应理解,在驱动主体310的总厚度不变的情况下,随着陶瓷层数的增加,驱动组件300的驱动电压可以减小。因此,相比于单层陶瓷结构的驱动主体310,多层陶瓷结构的驱动主体310有利于实现驱动组件300在低电源下(例如3.3V)的驱动。相比于采用压电单晶片或压电双晶片的马达所使用的十几伏特的电压源,本申请实施例提供的驱动组件300的电压源可以更小,从而能够避免由于使用高电压源而出现安全规范问题。
下面结合附图说明多层陶瓷结构的驱动主体310的极化方式以及对应的变形原理。
图5示出了一种驱动组件300的结构示意图。沿图5所示的A-A截面观察驱动组件300可以得到图6所示的截面图。图7示出了图5所示的驱动组件300对应的变形原理。
与图4所示的实施例类似,图5和图6所示的驱动组件300可以包括驱动主体310、弹性基体320和驱动足330。
具体地,如图6,驱动主体310可以包括多层第一陶瓷410,多层第一陶瓷410可以沿第一方向堆叠设置。多层第一陶瓷410可以沿第一方向极化,且相邻的两个第一陶瓷410的极化方向相反。在图6中,虚线箭头示例性示出了第一陶瓷410的极化方向。
为使多层第一陶瓷410可以沿第一方向极化,且相邻的两个第一陶瓷410的极化方向相反,可以预先对驱动主体310施加直流电场进行极化处理。下面具体描述对驱动主体310施加直流电场以进行极化处理的方式。
如图6所示,驱动主体310还可以包括内部电极312。其中,内部电极312可以包括第一内电极3121和第二内电极3122,第一内电极3121和第二内电极3122可以沿从驱动主体310到弹性基体320的方向,依次交替设置在多层第一陶瓷410中的相邻的两个陶瓷之间。即第一内电极3121和第二内电极3122沿图6中的z轴方向,由上至下依次交替设置在多层第一陶瓷410中的相邻的两个陶瓷之间。
例如,多层第一陶瓷410可以包括第一陶瓷410a、第一陶瓷410b、第一陶瓷410c和第一陶瓷410d。其中,第一陶瓷410a和第一陶瓷410b之间设有第一内电极3121,第一陶瓷410b和第一陶瓷410c之间设有第二内电极3122,第一陶瓷410c和第一陶瓷410d之间设有第一内电极3121。第一内电极3121和第二内电极3122例如可以通过但不限于在第一陶瓷410的表面印刷金属或金属合金浆料而成。
需要说明的是,内部电极312可以包括多个第一内电极3121和第二内电极3122,具体可以依照实际需求设定。本申请对第一内电极3121和第二内电极3122的数量不作限制。当对驱动主体310施加直流电场进行极化处理时,在一种可能的场景下,可以对第一内电极3121施加直流电场的正极,对第二内电极3122施加直流电场的负极。从而在极化处理时,施加在第一陶瓷410的极化电场方向可以沿第一方向,并由第一内电极3121指向第二内电极3122(如图6中的虚线箭头所示)。应理解,陶瓷的极化方向可以与其极化电场方向相同。即,驱动主体310中的每层第一陶瓷410的极化方向可以沿第一方向,并由第一内电极3121指向第二内电极3122。
在另一种可能的场景下,可以对第一内电极3121施加直流电场的负极,对第二内电极3122施加直流电场的正极。从而在极化处理处理时,施加在第一陶瓷410的极化电场方向可以沿第一方向,并由第二内电极3122指向第一内电极3121。也就是说,驱动主体310中的每层第一陶瓷410的极化方向可以沿第一方向,并由第二内电极3122指向第一内电极3121。
在一些实施例中,为对第一内电极3121和第二内电极3122施加直流电场的正极或负极,驱动主体310还可以包括外部电连接件311。外部电连接件311可以包括第一电连接件3111和第二电连接件3112,第一电连接件3111可以设于驱动主体310的沿第二方向的一侧,第二电连接件3112可以设于驱动主体310的沿第二方向的另一侧。第一电连接件3111可以与第一内电极3121电连接,第二电连接件3112可以与第二内电极3122电连接,即可以理解为多层第一陶瓷410在电路中并联连接。从而可以通过对第一电连接件3111施加直流电场的正极或负极,以实现对第一内电极3121施加直流电场的正极或负极,也可以通过对第二电连接件3112施加直流电场的正极或负极,以实现对第二内电极3122施加直流电场的正极或负极。
在一个示例中,第一电连接件3111和第二电连接件3112可以互不接触,以避免第一电连接件3111和第二电连接件3112短路的可能性。第一电连接件3111和第二电连接件3112例如可以包括以下中的一个或多个:电连接线、导电镀层和导电胶体,或者,第一电连接件3111和第二电连接件3112可以通过在驱动主体310的外表面印刷金属或金属合金浆料制成。
驱动主体310可以包括第一主体端面313和第二主体端面314。第一主体端面313可以位于驱动主体310的沿第二方向的一侧,第二主体端面314可以位于驱动主体310的沿第二方向的另一侧。驱动主体310还可以包括第一主体表面315,第一主体表面315可以位于驱动主体310的远离弹性基体320的一侧(例如参照图5所示)。在一个示例中,第一电连接件3111可以包括第一导电镀层,第二电连接件3112可以包括第二导电镀层。其中,第一导电镀层可以附着于第一主体端面313和第一主体表面315。第二导电镀层可以附着于第二主体端面314和第一主体表面315。
在另一些实施例中,除了通过设置外部电连接件311电连接第一内电极3121或第二内电极3122以外,也可以在多层第一陶瓷410的内部通过打机械过孔的方式电连接第一内电极3121或第二内电极3122。本申请对此不作限制。
由此,通过上述施加直流电场的方式,可以使驱动主体310中的多层第一陶瓷410沿第一方向极化。并且,由于第一内电极3121和第二内电极3122交替设置在相邻的两个第一陶瓷410之间,当第一陶瓷410的极化方向由第一内电极3121指向第二内电极3122时,或者,当第一陶瓷410的极化方向由第二内电极3122指向第一内电极3121时,相邻的两个第一陶瓷410之间的极化方向相反。
需要说明的是,在本申请实施例中,为表述简洁,以第一陶瓷410的极化方向为沿第一方向,并由第一内电极3121指向第二内电极3122为例进行说明。
具有上述极化方式的驱动主体310在通电工作的情况下,多层第一陶瓷410可以沿第一方向变形。
在一个可能的场景下,如图7中的(a)所示,多层第一陶瓷410可以沿第一方向向内凹陷,即多层第一陶瓷410沿第一方向的尺寸可以缩短。由于驱动主体310整体体积基本不变,当多层第一陶瓷410沿第一方向向内凹陷时,驱动主体310在第二方向上的尺寸可以伸长,即驱动主体310在第二方向上伸长(如图7中的(a)的实线箭头所示)。也就是说,驱动主体310在第二方向上具有变形量。
由于驱动主体310被固定在弹性基体320上,从而在驱动主体310沿第二方向的变形力的作用下,即在驱动主体310沿第二方向的伸长的作用下,可以使弹性基体320沿第一方向朝靠近驱动主体310的方向弯曲变形。
在另一个可能的场景下,如图7中的(b)所示,多层第一陶瓷410可以沿第一方向向外凸出,即多层第一陶瓷410沿第一方向的尺寸可以伸长。由于驱动主体310整体体积基本不变,当多层第一陶瓷410沿第一方向向外凸出时,驱动主体310在第二方向上的尺寸可以缩短,即驱动主体310在第二方向上收缩(如图7中的(a)的实线箭头所示)。
由于驱动主体310被固定在弹性基体320上,从而在驱动主体310沿第二方向的变形力的作用下,即在驱动主体310沿第二方向的收缩的力的作用下,可以使弹性基体320沿第一方向朝背离驱动主体310的方向弯曲变形。
由此可以实现驱动主体310带动弹性基体320沿第一方向弯曲变形。
图8为本申请实施例提供的一种驱动组件300的结构示意图。图10为本申请实施例提供的一种驱动组件300的结构示意图。沿图8所示的B-B截面观察驱动组件300可以得到图9所示的截面图。沿图10所示的C-C截面观察驱动组件300可以得到图11所示的截面图。图12示出了图8所示的驱动组件300和图10所示的驱动组件300对应的变形原理。
与图5和图6所示的实施例类似,图8至图11所示的驱动组件300可以包括驱动主体310、弹性基体320和驱动足330。
并且,与图6所示的实施例类似,在图9和图11所示的实施例中,驱动主体310可以包括沿多层第一陶瓷410,多层第一陶瓷410可以沿第一方向堆叠设置。多层第一陶瓷410可以沿第一方向极化,且相邻的两个第一陶瓷410的极化方向相反(如图9中的(a)的虚线箭头和图11中的(a)的虚线箭头所示)。
与图6所示的实施例不同的是,在图9和图11所示的实施例中,驱动主体310还可以包括多层第二陶瓷420。
结合图9中的(a)和(b)以及图11中的(a)和(b),多层第一陶瓷410、多层第二陶瓷420和弹性基体320可以层叠设置,且多层第二陶瓷420可以位于多层第一陶瓷410的靠近弹性基体320的一侧。其中,多层第二陶瓷420可以沿第一方向叠设置。多层第二陶瓷420也可以沿第一方向极化,且相邻的两个第二陶瓷420的极化方向相反(如图9中的(b)的虚线箭头和图11中的(b)的虚线箭头所示)。
结合图9中的(a)和(b)以及图11中的(a)和(b),驱动主体310可以包括第一驱动主体部分315和第二驱动主体部分316,第一驱动主体部分315、第二驱动主体部分316和弹性基体320可以层叠设置,第二驱动主体部分316可以位于第一驱动主体部分315的靠近弹性基体320的一侧。也就是说,第一驱动主体部分315可以由多层第一陶瓷410堆叠形成,第二驱动主体部分316可以由多层第二陶瓷420堆叠形成。
为使多层第一陶瓷410和多层第二陶瓷420可以沿第一方向极化,与图5和图6所示的实施例类似,可以预先对驱动主体310施加直流电场进行极化处理。下面具体描述对驱动主体310施加直流电场进行极化处理的方式。
与图6所示的实施例类似,在图9和图11所示的实施例中,驱动主体310可以包括内部电极312。其中,内部电极可以包括第一内电极3121和第二内电极3122,第一内电极3121和第二内电极3122可以沿从驱动主体310到弹性基体320的方向,依次设置在多层第一陶瓷410中的相邻的两个陶瓷之间。
与图6所示的实施例不同的是,在图9和图11所示的实施例中,内部电极312还可以包括第三内电极3123和第四内电极3124,第三内电极3123和第四内电极3124可以沿从驱动主体310到弹性基体320的方向,依次设置在多层第二陶瓷420中的相邻的两个陶瓷之间。第三内电极3123和第四内电极3124例如可以通过但不限于在第二陶瓷420的表面印刷金属或金属合金浆料而成。
需要说明的是,内部电极312可以包括多个第三内电极3123和第四内电极3124,具体可以依照实际需求设定。本申请对第三内电极3123和第四内电极3124的数量不作限制。
应理解,由于第一内电极3121和第二内电极3123沿从驱动主体310到弹性基体320的方向,依次设置在相邻的两个第一陶瓷410之间,第三内电极3123和第四内电极3124沿从驱动主体310到弹性基体320的方向,依次设置在相邻的两个第二陶瓷420之间,因此第一内电极3121可以与第三内电极3123相对应,第二内电极3122可以与第四内电极3124相对应。
当对驱动主体310施加直流电场进行极化处理时,可以分别对第一驱动主体部分315和第二驱动主体部分316施加直流电场进行极化处理。
当对第一驱动主体部分315施加直流电场进行极化处理时,与图5和图6所示的实施例类似,在一种可能的场景下,可以对第一内电极3121施加直流电场的正极,对第二内电极3122施加直流电场的负极。从而,驱动主体310中的每层第一陶瓷410的极化方向可以沿第一方向,并由第一内电极3121指向第二内电极3122(如图9中的(a)以及图11中的(a)的虚线箭头所示)。在另一种可能的场景下,可以对第一内电极3121施加直流电场的负极,对第二内电极3122施加直流电场的正极。从而第一驱动主体部分315中的每层第一陶瓷410的极化方向可以沿第一方向,并由第二内电极3122指向第一内电极3121。
当对第二驱动主体部分316施加直流电场进行极化处理时,在一种可能的场景下,可以对第三内电极3123施加直流电场的正极,对第四内电极3124施加直流电场的负极。从而在极化处理时,施加在第二陶瓷420的极化电场方向可以沿第一方向,并由第三内电极3123指向第四内电极3124。从而,第二驱动主体部分316中的每层第二陶瓷420的极化方向可以沿第一方向,并由第三内电极3123指向第四内电极3124(如图9中的(b)的虚线箭头所示)。
在另一种可能的场景下,可以对第三内电极3123施加直流电场的负极,对第四内电极3124施加直流电场的正极。从而在极化处理时,施加在第二陶瓷420的极化电场方向可以沿第一方向,并由第四内电极3124指向第三内电极3123。从而,第二驱动主体部分316中的每层第二陶瓷420的极化方向可以沿第一方向,并由第四内电极3124指向第三内电极3123(如图11中的(b)的虚线箭头所示)。
需要说明的是,由上述内容可知,第一内电极3121可以和第三内电极3123相对应,第二内电极3122可以和第四内电极3124相对应。
因此,在一种可能的情况下,当第一陶瓷410的极化方向由第一内电极3121指向第二内电极3122,第二陶瓷420的极化方向由第三内电极3123指向第四内电极3124时,可以理解为多层第一陶瓷410和多层第二陶瓷420的极化方向相同。例如,在本申请实施例中,可以认为图9中的(a)和(b)所示的多层第一陶瓷410的极化方向和多层第二陶瓷420的极化方向相同。
在另一种可能的情况下,当第一陶瓷410的极化方向由第一内电极3121指向第二内电极3122,第二陶瓷420的极化方向由第四内电极3124指向第三内电极3123时,可以理解为多层第一陶瓷410和多层第二陶瓷420的极化方向相反。例如,在本申请实施例中,可以认为图11中的(a)和(b)所示的多层第一陶瓷410的极化方向和多层第二陶瓷420的极化方向相反。
在一些实施例中,与图5和图6所示的实施例类似,为对第一内电极3121、第二内电极3122、第三内电极3123和第四内电极3124施加直流电场的正极或负极,图8至图11所示的驱动主体310还可以包括外部电连接件311。外部电连接件311可以包括第一电连接件3111和第二电连接件3112。其中,第一电连接件3111可以和第一内电极3121电连接,第二电连接件3112可以和第二电连接件3112电连接。从而可以通过对第一电连接件3111和第二电连接件3112施加直流电场的正极或负极,以实现对第一内电极3121和第二内电极3122施加直流电场的正极或负极。
与图5和图6所示的实施例不同的是,在图8至图11所示的实施例中,外部电连接件311还可以包括第三电连接件3113和第四电连接件3114,第三电连接件3113可以设于驱动主体310的沿第二方向的一侧,第四电连接件3114可以设于驱动主体310的沿第二方向的另一侧。第三电连接件3113可以和第三内电极3123电连接,第四电连接件3114可以和第四内电极3124电连接,即可以理解为多层第二陶瓷420在电路中并联连接。从而可以通过对第三电连接件3113施加直流电场的正极或负极,以实现对第三内电极3123施加直流电场的正极或负极,也可以通过对第四电连接件3114施加直流电场的正极或负极,以实现对第四内电极3124施加直流电场的正极或负极。
需要说明的是,由于第一内电极3111和第三内电极3131相对应,第二内电极3121和第四内电极3141相对应,在一种可能的情况下,当第一陶瓷410的极化方向由第一内电极3111指向第二内电极3121,第二陶瓷420的极化方向由第三内电极3131指向第四内电极3141时,可以理解为多层第一陶瓷410和多层第二陶瓷420的极化方向相同。例如,在本申请实施例中,可以认为图9中的(a)和(b)所示的多层第一陶瓷410的极化方向和多层第二陶瓷420的极化方向相同。
在另一种可能的情况下,当第一陶瓷410的极化方向由第一内电极3111指向第二内电极3121,第二陶瓷420的极化方向由第四内电极3141指向第三内电极3131时,可以理解为多层第一陶瓷410和多层第二陶瓷420的极化方向相反。例如,在本申请实施例中,可以认为图11中的(a)和(b)所示的多层第一陶瓷410的极化方向和多层第二陶瓷420的极化方向相反。
在一个示例中,第三电连接件3113和第四电连接件3114可以互不接触,以避免第三电连接件3113和第四电连接件3114短路的可能性。
在一些实施例中,第三电连接件3113可以和第一电连接件3111设于驱动主体310的沿第二方向的同一侧,且第三电连接件3113和第一电连接件3111可以间隔设置。第四电连接件3114可以和第二电连接件3112设于驱动主体310的沿第二方向的另一侧,且第四电连接件3114和第二电连接件3112可以间隔设置。
应理解,第三电连接件3113和第一电连接件3111间隔设置可以指,第三电连接件3113和第一电连接件3111可以沿着第三方向(即图8和图10中的y轴方向)相对设置,且在第三电连接件3113和第一电连接件3111之间具有一个间隔空间。类似地,第二电连接件3112和第四电连接件3114间隔设置可以指,第二电连接件3112和第四电连接件3114可以沿着第三方向相对设置,且在第二电连接件3112和第四电连接件3114之间具有一个间隔空间。
在一些实施例中,第三电连接件3113和第四电连接件314例如可以包括以下中的一个或多个:电连接线、导电镀层和导电胶体,或者,第三电连接件3113和第四电连接件3114可以通过在驱动主体310的外表面印刷金属或金属合金浆料制成。
在一个示例中,结合图8和图10,第三电连接件3113可以包括第三导电镀层,第四电连接件3114可以包括第四导电镀层。其中,第三导电镀层可以附着于第一主体端面313和第一主体表面315,第四导电镀层可以附着于第二主体端面314和第一主体表面315。
由此,通过上述施加直流电场的方式,可以使第一驱动主体部分315中的多层第一陶瓷410和第二驱动主体部分316中的多层第二陶瓷420沿第一方向极化,并且多层第一陶瓷410的极化方向和多层第二陶瓷420的极化方向可以认为相同或相反。
具有上述极化方式的驱动主体310在通电工作的情况下,多层第一陶瓷410和多层第二瓷可以沿第一方向变形,且多层第一陶瓷410和多层第二陶瓷420的变形趋势可以相反。
例如,在一个可能的场景下,如图12中的(a)所示,多层第一陶瓷410可以沿第一方向向内凹陷,多层第二陶瓷420可以沿第一方向向外凸出。即,多层第一陶瓷410沿第一方向的尺寸可以缩短,多层第二陶瓷420沿第一方向的尺寸可以伸长。由于驱动主体310整体体积基本不变,当多层第一陶瓷410沿第一方向向内凹陷,多层第二陶瓷420沿第一方向向外凸出时,第一驱动主体部分315在第二方向上的尺寸可以伸长,第二驱动主体部分316在第二方向上的尺寸可以缩短,即第一驱动主体部分315在第二方向上伸长,第二驱动主体部分316在第二方向上收缩(如图12中的(a)的实线箭头所示)。也就是说,驱动主体310在第二方向上具有变形量。
在第一驱动主体部分315和第二驱动主体部分316的沿第二方向的变形力的作用下,即在第一驱动主体部分315沿第二方向的伸长的力和第二驱动主体部分316沿第二方向的收缩的力的耦合作用下,可以使得驱动主体310沿第一方向朝背离弹性基体320的方向弯曲变形。由于驱动主体310被固定在弹性基体320上,从而在驱动主体310的带动下,可以使弹性基体320沿第一方向朝靠近驱动主体310的方向弯曲变形。
在另一个可能的场景下,如图12中的(b)所示,多层第一陶瓷410可以沿第一方向向外凸出,多层第二陶瓷420可以沿第一方向向内凹陷。即,多层第一陶瓷410沿第一方向Z的尺寸可以伸长,多层第二陶瓷420沿第一方向的尺寸可以缩短。由于驱动主体310整体体积基本不变,当多层第一陶瓷410沿第一方向向外凸出,多层第二陶瓷420沿第一方向向内凹陷时,第一驱动主体部分315在第二方向上的尺寸可以缩短,第二驱动主体部分316在第二方向上的尺寸可以伸长。即第一驱动主体部分315在第二方向上收缩,第二驱动主体部分316在第二方向上伸长(如图12中的(b)的实线箭头所示)。也就是说,驱动主体310在第二方向上具有变形量。
在第一驱动主体部分315和第二驱动主体部分316的沿第二方向的变形力的作用下,即在第一驱动主体部分315沿第二方向的收缩的力和第二驱动主体部分316沿第二方向的伸长的力的耦合作用下,可以使得驱动主体310沿第一方向朝靠近弹性基体320的方向弯曲变形。由于驱动主体310被固定在弹性基体320上,从而在驱动主体310的带动下,可以使弹性基体320沿第一方向朝背离驱动主体310的方向弯曲变形。
由此可以实现驱动主体310带动弹性基体320沿第一方向弯曲变形。
继续结合图7中的(a)和图12中的(a),当弹性基体320沿第一方向朝靠近驱动主体310的方向弯曲变形时,第一基体端面321和第二基体端面322可以沿第一方向朝背离驱动主体310的方向移动,即第一基体端面321和第二基体端面322沿图7中的(a)和图12中的(a)所示的z轴向下移动。
继续结合图7中的(b)和图12中的(b),当弹性基体320沿第一方向朝背离驱动主体310的方向弯曲变形时,第一基体端面321和第二基体端面322可以沿第一方向朝靠近驱动主体310的方向移动,即第一基体端面321和第二基体端面322沿图7中的(b)和图12中的(b)所示的z轴向上移动。
由于驱动足330固定在第一基体端面321和第二基体端面322,从而在第一基体端面321和第二基体端面322的带动下,驱动足330可以沿第一方向朝背离驱动主体310的方向移动,或者,驱动足330可以沿第一方向朝靠近驱动主体310的方向移动。由此可以实现驱动足330沿第一方向移动。
又由于驱动足330和外部可动部件抵接,从而当驱动足330沿第一方向朝背离驱动主体310的方向移动时,可以推动外部可动组件沿第一方向朝背离驱动主体310的方向移动时;或者,当驱动足330沿第一方向朝靠近驱动主体310的方向移动时,可以推动外部可动部件沿第一方向朝靠近驱动主体310的方向移动。由此可以实现外部可动部件沿第一方向移动。
图13是本申请实施例提供的另一种驱动组件的结构示意图。
与图8至图12所示的实施例类似,图13所述的驱动组件300可以包括驱动主体310和驱动足320。
结合图8至图12所示的实施例,驱动主体310可以包括多层第一陶瓷410和多层第二陶瓷420。在驱动主体310通电工作的情况下,多层第一陶瓷410和多层第二陶瓷420沿第二方向的变形趋势可以相反,从而可以使得驱动主体310沿第一方向弯曲变形。驱动主体310沿第一方向弯曲变形时,驱动主体310的沿第二方向的两端可以沿第一方向移动。
因此,在一种可能的情况下,与图8至图12所示的实施例不同的是,图13所示的驱动组件300可以不设置弹性基体320,驱动足320可以直接固定于驱动主体310的沿第二方向的至少一侧。从而可以通过驱动主体310沿第一方向的弯曲变形,直接带动驱动足330沿第一方向移动,进而带动外部可动部件沿第一方向移动。
在本申请提供的一些实施例中,为使驱动主体310可以在第二方向上具有变形量,结合图1至图3,电子设备100还可以包括驱动模块,驱动模块可以设置于电子设备100100的电路板上。电路板可以为硬质电路板或柔性电路板。驱动模块可以用于对驱动组件300的控制(例如驱动或馈电等)。
结合图5,驱动模块可以为驱动主体310导通交流电,以对驱动主体310实现馈电,驱动主体310可以沿第一方向变形,从而使得驱动主体310沿第二方向伸长或收缩。并且在交流电的控制下,驱动主体310可以周期性地在伸长状态和缩短状态之间切换。因此,在驱动主体310沿第二方向的变形力作用下,弹性基体320可以沿第一方向反复弯曲变形,即弹性基体320产生弯曲振动,从而第一基体端面321和第二基体端面322可以沿第一方向往返移动。由于驱动足330固定在第一基体端面321和第二基体端面322,因此驱动足330也可以在第一方向往返运动。
在一种可能的实现方式中,结合图5和图6,驱动模块可以为第一内电极3121馈入第一电信号,为第二内电极3122馈入第二电信号,以实现对驱动主体310的馈电。
其中,第一电信号和第二电信号的幅值可以相等,相位相差180°。第一电信号和第二电信号例如可以是但不限于方波信号或锯齿波信号。
在一些实施例中,驱动模块可以通过外部电连接件311向第一内电极3121和第二内电极3122馈入第一电信号和第二电信号。具体地,如图5所示,可以在驱动模块和第一电连接件3111之间、及驱动模块和第二电连接件3112之间设置导通件,从而使得驱动模块可以向第一电连接件3111和第二电连接件3112分别馈入第一电信号和第二电信号,以实现对驱动主体310的馈电。
结合图8和图10,驱动模块可以为第一驱动主体部分315和第二驱动主体部分316导通交流电,以对驱动主体310实现馈电,第一驱动主体部分315和第二驱动主体部分316可以沿第一方向变形,且变形趋势相反。从而使得第一驱动主体部分315和第二驱动主体部分316沿第二方向伸长或收缩,且变形趋势相反。此外,在交流电的控制下,第一驱动主体部分315和第二驱动主体部分316可以周期性地在伸长状态和缩短状态之间切换。因此,在第一驱动主体部分315和第二驱动主体部分316沿第二方向的变形力作用下,驱动主体310可以沿第一方向反复弯曲变形,从而带动弹性基体320沿第一方向反复弯曲变形。即弹性基体320产生弯曲振动,从而第一基体端面321和第二基体端面322可以沿第一方向往返移动。由于驱动足330固定在第一基体端面321和第二基体端面322,因此驱动足330也可以在第一方向往返运动。
在一种可能的实现方式中,结合图8至图11,在驱动模块为第一内电极3121馈入第一电信号,为第二内电极3122馈入第二电信号的情况下,驱动模块可以为第三内电极3123馈入第一电信号,为第四内电极3124馈入第二电信号;或者,驱动模块可以为第三内电极3123馈入第二电信号,为第四内电极3124馈入第一电信号,以实现对驱动主体310的馈电。
在一些实施例中,可以通过外部电连接件311向第一内电极3121、第二内电极3122、第三内电极3123和第四内电极3124馈入第一电信号和第二电信号,以实现对驱动主体310的馈电。
在一个示例中,如图8所示,可以在第一电连接件3111和第四电连接件3114之间、第二电连接件3112和第三电连接件3113之间、驱动模块和第一电连接件3111之间、以及驱动模块和第二电连接件3112之间设置导通件,从而使得驱动模块可以向第一电连接件3111和第四电连接件3114馈入第一电信号,驱动模块可以向第二电连接件3112和第三电连接件3113馈入第二电信号,以实现对驱动主体310的馈电。
在另一个示例中,如图10所示,可以在第一电连接件3111和第三电连接件3113之间、第二电连接件3112和第四电连接件3114之间、驱动模块和第一电连接件3111之间、以及驱动模块和第二电连接件3112之间设置导通件,从而使得驱动模块可以向第一电连接件3111和第三电连接件3113馈入第一电信号,驱动模块可以向第二电连接件3112和第四电连接件3114馈入第二电信号,以实现对驱动主体310的馈电。
在一些实施例中,结合图5、图8和图10,上述导通件可以是电连接线。电连接线可以通过焊接的方式与第一电连接件3111、第二电连接件3112、第三电连接件3113或第四电连接件3114实现电连接和机械连接。在一个示例中,电连接线和第一电连接件3111(或第二电连接件3112、第三电连接件3113、第四电连接件3114)的焊点位置(如图5、图8或图10中的实心圆所示)可以位于弹性基体320的振动节线(如图5、图8或图10中的虚线d所示)上,从而能够减小焊点位置和焊点应力对弹性基体320沿第一方向弯曲振动的影响。
应理解,振动节线可以指当弹性基体320沿第一方向弯曲振动时,弹性基体320上的振动位移为零的位置。
以上介绍了本申请实施例提供的驱动主体310的馈电电路,以下介绍对驱动主体310馈入的电信号。
图14示例性示出了第一电信号和第二电信号的电压波形示意图。
如图14所示,第一电信号和第二电信号可以为方波信号。其中,第一电信号和第二电信号的幅值可以相等,相位相差180度。也就是说,当第一电信号处于低电平时,第二电信号可以处于高电平,或者,当第一电信号处于高电平时,第二电信号可以处于低电平。
需要说明的是,低电平可以指低于设定阈值的输入电压,该预定阈值可以大于0V,因此低电平可以为正电压值,也可以为零。低电平为零也可以理解为未导通电信号,电压为零。例如,在图14所示的第一电信号的电压波形示意图中,(a,b)阶段可以认为是未导通第一电信号,低电平为零的阶段,即电压为零的阶段。
应理解,电压为零的时长在一个波形周期T所占的比例越大,第一电信号和第二电信号的幅值就越小。从而通过调节电压为零的时长在一个周期内所占的比例大小,可以改变第一电信号和第二电信号的幅值,即可以改变驱动组件300的驱动电压的有效值,从而能过调整驱动组件300的驱动力度和驱动速度。在一个示例中,电压为零的时长在一个波形周期T所占的比例可以大于或者等于0,且小于或者等于30%。
下面结合上述图5、图8和图10所示的驱动主体310的馈电电路,以及图14所示的馈电电信号,具体说明可动部件沿第一方向朝背离驱动主体310的方向移动的实现过程。
首先以图5所示的驱动主体310的馈电电路和图14所示的馈电信号为例,进行说明。
结合图5、图6和图14,第一陶瓷410的极化方向由第一内电极3121指向第二内电极3122,并向第一内电极3121馈入第一电信号,向第二内电极3122馈入第二电信号。在一个波形周期T内,当第一电信号处于低电平,第二电信号处于高电平时,即在第一内电极3121施加低电平,在第二内电极3122施加高电平时,第一陶瓷410产生的工作电场的方向可以由第二内电极3122指向第一内电极3121。也就是说,第一陶瓷410的极化方向与工作电场的方向相反。
在第一陶瓷410的极化方向和工作电场的方向相反的情况下,多层第一陶瓷410可以沿第一方向向内凹陷,即多层第一陶瓷410沿第一方向的尺寸可以收缩,从而驱动主体310在第二方向上的尺寸可以伸长。这样一来,在驱动主体310的作用下,弹性基体320可以沿第一方向朝靠近驱动主体310的方向弯曲变形,从而带动驱动足330沿第一方向朝背离驱动主体310的方向移动,进而驱动足330推动外部可动部件沿第一方向朝背离驱动主体310的方向移动。
继续结合图5、图6和图14,在一个波形周期T内,当第一电信号处于高电平,第二电信号处于低电平时,即在第一内电极3121施加高电平,在第二内电极3122施加低电平时,第一陶瓷410产生的工作电场的方向可以由第一内电极3121指向第二内电极3122。也就是说,第一陶瓷410的极化方向与工作电场的方向相同。
在第一陶瓷410的极化方向和工作电场的方向相同的情况下,多层第一陶瓷410可以沿第一方向向外凸出,即多层第一陶瓷410沿第一方向的尺寸可以伸长,从而驱动主体310在第二方向上的尺寸可以缩短。这样一来,在驱动主体310的作用下,弹性基体320可以沿第一方向朝背离驱动主体310的方向弯曲变形,从而带动驱动足330沿第一方向朝靠近驱动主体310的方向移动,进而驱动足330推动外部可动部件沿第一方向朝靠近驱动主体310的方向移动。
由此,在第一电信号和第二电信号的控制下,在一个波形周期T内,驱动足330在弹性基体320的作用下可以带动外部可动部件沿第一方向先朝背离驱动主体310的方向移动,再朝靠近驱动主体310的方向移动,即实现外部可动部件沿第一方向的移动。
在一些实施例中,为了使外部可动部件在一个波形周期T后可以沿第一方向朝背离驱动主体310的方向移动一定的距离,可以设置第二电信号的占空比大于50%,对应的,第一电信号的占空比小于50%。
第二电信号的占空比大于50%,即在一个波形周期T内,第二电信号处于高电平,第一电信号处于低电平的时长可以大于第二电信号处于低电平,第一电信号处于高电平的时长。也就是说,驱动主体310沿第二方向处于伸长状态的时长可以大于驱动主体310沿第二方向处于收缩状态的时间,即在驱动主体310带动下,弹性基体320朝靠近驱动主体310的方向弯曲变形的时间可以长于弹性基体320朝背离驱动主体310的方向弯曲变形的时间。也就是说,弹性基体320朝靠近驱动主体310的方向弯曲变形的速度相对缓慢,弹性基体320朝背离驱动主体310的方向弯曲变形的速度相对较快。因此,第一基体端面321和第二基体端面322背离驱动主体310的移动时长大于第一基体端面321和第二基体端面322朝向驱动主体310的移动时长。
当弹性基体320缓慢朝靠近驱动主体310的方向弯曲变形时,驱动足330可以在弹性基体320的带动下,缓慢地朝背离驱动主体310的方向移动。驱动足330和外部可动部件之间的摩擦力主要为静摩擦力,外部可动部件在驱动足330的推动下朝背离驱动主体310的方向移动。假设外部可动部件的移动的位移量为位移量1。
当弹性基体320快速地朝背离驱动主体310的方向弯曲变形时,由于外部可动部件具有继续朝背离驱动主体310的方向移动的惯性,因此外部可动部件可能不会沿第一方向朝靠近驱动主体310的方向移动,或者外部可动部件沿第一方向朝靠近驱动主体310的方向移动的位移量较小。外部可动部件可以相对于驱动足330移动,因此外部可动部件和驱动足330摩擦力主要为动摩擦力。外部可动部件和驱动足330之间的动摩擦力可以小于外部可动部件和驱动足330之间的静摩擦力。
假设外部可动部件沿第一方向朝靠近驱动主体310的方向移动的位移量为位移量2,位移量2可以为负数(即外部可动部件仍沿第一方向朝背离驱动主体310的方向移动),或者位移量2位正数,且位移量2可以小于位移量1。因此,在一个周期T后,外部可动部件可以沿第一方向朝背离驱动主体310的方向移动一定的距离。
此外,在第一电信号和第二电信号的控制下,驱动主体310可以在多个波形周期T内在第二方向上反复伸缩,从而带动弹性基体320沿第一方向反复弯曲变形,即弹性基体320可以沿第一方向产生弯曲振动,以使外部可动部件可以不断的沿第一方向朝背离驱动主体310的方向移动。
以下以图8和图10所示的驱动主体310的馈电电路和图14所示的馈电信号为例,进行说明。
在一种可能的场景下,结合图8、图9中的(a)和(b)、以及图14,第一陶瓷410的极化方向可以由第一内电极3121指向第二内电极3122,第二陶瓷420的极化方向可以由第三内电极3123指向第四内电极3124。在一个波形周期T内,当第一电信号处于低电平,第二电信号处于高电平时,即在第一内电极3121和第四内电极3124施加低电平,在第二内电极3122和第三内电极3123施加高电平时,第一陶瓷410产生的工作电场的方向可以由第二内电极3122指向第一内电极3121,第二陶瓷420产生的工作电场的方向可以由第三内电极3123指向第四内电极3124。也就是说,第一陶瓷410的极化方向与其工作电场的方向相反,第二陶瓷420的极化方向与其工作电场的方向相同。
在第一陶瓷410的极化方向和工作电场的方向相反的情况下,多层第一陶瓷410可以沿第一方向向内凹陷,从而第一驱动主体部分315在第二方向上的尺寸可以伸长。在第二陶瓷420的极化方向和工作电场方向相同的情况下,多层第二陶瓷420可以沿第一方向向外凸出,从而第二驱动主体部分316在第二方向上的尺寸可以收缩。这样一来,驱动主体310可以沿第一方向朝背离弹性基体320的方向弯曲,从而带动弹性基体320沿第一方向朝靠近驱动主体310的方向弯曲变形,以带动驱动足330沿第一方向朝远离驱动主体310的方向移动,进而驱动足330推动外部可动部件沿第一方向朝远离驱动主体310的方向移动。
继续结合图8、图9中的(a)和(b)、以及图14,在一个波形周期T内,当第一电信号处于高电平,第二电信号处于低电平时,即在第一内电极3121和第四内电极3124施加高电平,在第二内电极3122和第三内电极3123施加低电平时,第一陶瓷410产生的工作电场的方向可以由第一内电极3121指向第二内电极3122,第二陶瓷420产生的工作电场的方向可以由第四内电极3124指向第三内电极3123。也就是说,第一陶瓷410的极化方向与其工作电场的方向相同,第二陶瓷420的极化方向与其工作电场的方向相反。
在第一陶瓷410的极化方向和工作电场的方向相同的情况下,多层第一陶瓷410可以沿第一方向向外凸出,从而第一驱动主体部分315在第二方向上的尺寸可以收缩。第二陶瓷420的极化方向和工作电场方向相反,多层第二陶瓷420可以沿第一方向向内凹陷,从而第二驱动主体部分316在第二方向上的尺寸可以伸长。这样一来,驱动主体310可以沿第一方向朝靠近弹性基体320的方向弯曲,从而带动弹性基体320沿第一方向朝远离驱动主体310的方向弯曲变形,以带动驱动足330沿第一方向朝靠近驱动主体310的方向移动,进而驱动足330推动外部可动部件沿第一方向朝靠近驱动主体310的方向移动。
由此,在第一电信号和第二电信号的控制下,在一个周期内,弹性基体320可以带动驱动足330沿第一方向先朝远离驱动主体310的方向移动,再朝靠近驱动主体310的方向移动,即实现驱动足330沿第一方向的移动。
与上述图5和图6所示的实施例类似,为了使外部可动部件在一个波形周期T后可以沿第一方向朝背离驱动主体310的方向移动一定的距离,可以设置第二电信号的占空比大于50%,即第一电信号的占空比小于50%。从而第一基体端面321和第二基体端面322沿第一方向朝背离驱动主体310的方向的移动时长大于第一基体端面321和第二基体端面322沿第一方向朝靠近驱动主体310的方向的移动时长。这样一来,在一个周期后,外部可动部件可以沿第一方向朝远离驱动主体310的方向移动一定的距离。
此外,在第一电信号和第二电信号的控制下,第一驱动主体部分315和第二驱动主体部分316可以在多个周期T内沿第二方向反复伸缩,从而带动弹性基体320沿第一方向反复弯曲变形,以使外部可动部件可以不断沿第一方向Z朝远离驱动主体310的方向移动。
在又一种可能的场景下,结合图10、图11中的(a)和(b)、以及图14,第一陶瓷410的极化方向可以由第一内电极3121指向第二内电极3122,第二陶瓷420的极化方向可以由第四内电极3124指向第三内电极3123。在一个波形周期T内,当第一电信号处于低电平,第二电信号处于高电平时,即在第一内电极3121和第三内电极3123施加低电平,在第二内电极3133和第四内电极3124施加高电平时,第一陶瓷410产生的工作电场的方向可以由第二内电极3122指向第一内电极3121,第二陶瓷420产生的工作电场的方向可以由第四内电极3124指向第三内电极3123。也就是说,第一陶瓷410的极化方向与其工作电场的方向相反,第二陶瓷420的极化方向与其工作电场的方向相同。
在第一陶瓷410的极化方向和工作电场的方向相反,第二陶瓷420的极化方向和工作电场方向相同的情况下,参照上述结合图8和图9中的(a)和(b)和图14的所述内容,第一驱动主体部分315在第二方向上的尺寸可以伸长,第二驱动主体部分316在第二方向上的尺寸可以收缩。这样一来,驱动主体310可以沿第一方向朝背离弹性基体320的方向弯曲,以带动驱动足330沿第一方向朝远离驱动主体310的方向移动,进而驱动足330推动外部可动部件沿第一方向朝远离驱动主体310的方向移动。
继续结合图10、图11中的(a)和(b)、以及图14,当第一电信号处于高电平,第二电信号处于低电平时,即在第一内电极3121和第三内电极3123施加高电平,在第二内电极3122和第四内电极3124施加低电平时,第一陶瓷410产生的工作电场的方向可以由第一内电极3121指向第二内电极3122,第二陶瓷420产生的工作电场的方向可以由第三内电极3123指向第四内电极3124。也就是说,第一陶瓷410的极化方向与其工作电场的方向相同,第二陶瓷420的极化方向与其工作电场的方向相反。
在第一陶瓷410的极化方向和工作电场的方向相同,第二陶瓷420的极化方向和工作电场的方向相反的情况下,参照上述结合图8和图9中的(a)和(b)和图14的所述内容,第一驱动主体部分315在第二方向上的尺寸可以收缩,第二驱动主体部分316在第二方向上的尺寸可以伸长。这样一来,驱动主体310可以沿第一方向朝靠近弹性基体320的方向弯曲,从而带动弹性基体320沿第一方向朝背离驱动主体310的方向弯曲变形,以带动驱动足330沿第一方向朝靠近驱动主体310的方向移动,进而驱动足330推动外部可动部件沿第一方向朝靠近驱动主体310的方向移动。
由此,在第一电信号和第二电信号的控制下,在一个周期内,弹性基体320可以带动外部可动部件沿第一方向先朝背离驱动主体310的方向移动,再朝靠近驱动主体310的方向移动,即实现外部可动部件沿第一方向的移动。
与上述图8和图9中的(a)和(b)所述的实施例类似,为了使驱动足330在一个波形周期T后可以沿第一方向朝背离驱动主体310的方向移动一定的距离,可以设置第二电信号的占空比大于50%,从而第一基体端面321和第二基体端面322沿第一方向朝背离驱动主体310的方向的移动时长大于第一基体端面321和第二基体端面322沿第一方向朝靠近驱动主体310的方向的移动时长。这样一来,在一个周期后,外部可动部件可以沿第一方向朝远离驱动主体310的方向移动一定的距离。
外部可动部件沿第一方向朝靠近驱动主体310的方向移动的实现方式可以参照上述外部可动部件沿第一方向朝背离驱动主体310的方向移动的实现方式。
在一种可能的实现方式中,为实现外部可动部件沿第一方向朝靠近驱动主体310的方向移动,第一电信号和第二电信号的波形示意图可以示例性的如图15所示。
与图14所示的第一电信号和第二电信号类似,图15所示的第一电信号和第二电信号可以为方波信号,且第一电信号和第二电信号的幅值可以相等,相位相差180度。
与图14所示的第一电信号和第二电信号不同的是,图15所示的第一电信号(或第二电信号)中的高电平和低电平与图14所示的第一电信号(或第二电信号)中的高电平和低电平相反。具体地,如图15所示,在一个周期T内,第一电信号先处于高电平再处于低电平,第二电信号先处于低电平再处于高电平。
图16示出了图5、图8或图10所示的驱动组件300的振动模态图。
如图16所示,图5、图8或图10所示的驱动组件300可以具有沿第一方向的相对较大的弯曲振动量,从而有利于实现驱动足330的移动。并且可以根据图16所示的振动模态图的模拟,从而确定弹性基体320的振动节线的位置,即图16中的虚线d所在的位置。
图17是本申请实施例提供的一例驱动组件300和载体连接的结构示意图。图18是图17的不同视图。19是本申请实施例提供的又一例驱动组件300和载体连接的结构示意图。图20是图19的不同视图。
在本申请提供的一些实施例中,结合图17和图19,电子设备100可以包括基座340,基座340可以与弹性基体320沿第三方向(即y轴方向)的一侧固定连接。从而驱动组件300可以搭载于基座340。在一种可能的情况下,驱动主体310和基座340可以通过以下中的一个或多个连接:焊接、卡接、铆接和螺纹紧固等。
在一些实施例中,弹性基体320沿第三方向的一侧可以设置有安装耳350,弹性基体320可以通过安装耳350与电子设备100内的基座340连接。例如,基座340内可以设有卡槽,安装耳350可以卡接在卡槽内,以使驱动组件300可以搭载于基座340。安装耳350例如可以通过一体成型工艺与弹性基体320连接。
在一个示例中,安装耳350可以固定于弹性基体320的振动节线上。由于在振动节线处,弹性基体320沿第一方向弯曲振动的位移量可以视为零,从而可以提高安装耳350和弹性基体320的连接稳定性,并且能够减小安装耳350对弹性基体320弯曲振动的影响。
在一些实施例中,安装耳350可以是弹性基体320的一部分。从而安装耳350和弹性基体320一体成型,有利于减小组装安装耳350所需的工序。
继续结合图17和图18,电子设备100还可以包括载体360,载体360的侧壁可以与驱动足330抵接,从而在驱动足330的带动下,载体360可以沿第一方向移动。
需要说明的是,载体360可以为电子设备100中的外部可动部件,或者,载体360可以用于安装电子设备100中的外部可动部件,从而驱动组件300可以通过载体360带动外部可动部件沿第一方向移动。
在一个示例中,载体360可以设置有安装通孔362,安装通孔362可以用于安装镜头210,以使驱动组件300可以通过载体360带动镜头210沿第一方向移动,以实现镜头210的自动对焦或变焦。其中,镜头210的光轴方向可以与第一方向平行。
在一些实施例中,电子设备100还可以包括滑轴380,滑轴380可以和载体360滑动连接,并且滑轴380的轴向可以与第一方向平行,从而在驱动足330的带动下,载体360可以沿滑轴380的轴向移动,从而能够进一步限定载体360沿第一方向移动。
在一些实施例中,如图18所示,载体的侧壁361可以与基座340沿第二方向的一侧接触,在基座340沿第二方向的另一侧施加预压力,从而使得驱动足330可以抵接在载体的侧壁361上。在一个示例中,该预压力可以平行于第二方向,该预压力例如可以通过弹性元件提供。
在一些实施例中,基座340沿第二方向的一侧的表面可以与载体的侧壁361平行,这可以增加基座340与载体的侧壁361固定连接的面积,从而能够提高基座340与载体360抵接的可靠性。
在一种可能的情况下,如图18所示,载体的侧壁361与第二方向(即x轴方向)所在的平面形成第一夹角α。第一夹角α之间的大于或者等于80°,且小于或者等于100°。
应理解,第一夹角α过大或过小,都可能会导致驱动组件300带动载体360沿第一方向移动的驱动性能变差,甚至可能会导致驱动组件300只能带动载体360沿第一方向的某一单方向移动。因此,通过设置合适的夹角范围,有利于确保驱动组件300带动载体360沿第一方向移动的驱动性能。进一步地,第一夹角α可以为90°。
在另一些实施例中,如图20所示,电子设备100还可以包括预压弹片370,预压弹片370可以包括第一弯折部371、第一连接部373和第二弯折部372。其中,第一弯折部371和第二弯折部372可以相对设置,第一连接部373的一侧可以与第一弯折部371的一侧连接,第一连接部373的另一侧可以与第二弯折部372的一侧连接。驱动足330可以抵接于第一弯折部371和第二弯折部372的内表面,载体的侧壁361可以固定于第一连接部373的外表面。
例如,第一弯折部371和第二弯折部372的内表面可以设有凹槽,驱动足330可以卡接于凹槽。从而预压弹片370可以被驱动足330撑开,以对驱动足330施加平行于第二方向的预压力。在一些实施例中,预压弹片370的表面可以镀有耐磨材料,例如类金刚石薄膜,从而可以提高预压弹片370的使用寿命。
在一个示例中,第一连接部373的外表面可以与载体的侧壁316平行,从而可以提高第一连接部373与载体360固定连接的可靠性。
在一种可能的情况下,如图20所示,第一弯折部371(或第二弯折部372)与第二方向所在的平面形成第二夹角β,第二夹角β之间的大于或者等于80°,且小于或者等于100°。
应理解,第二夹角β过大或过小,都可能会导致驱动组件300带动载体360沿第一方向Z移动的驱动性能变差,甚至可能会导致驱动组件300只能带动载体360沿第一方向的某一单方向移动。因此,通过设置合适的夹角范围,有利于确保驱动组件300带动载体360沿第一方向移动的驱动性能。进一步地,第二夹角β可以为90°。
本申请实施例提供了一种驱动组件和具有驱动组件的电子设备。通过为驱动主体供电,使驱动主体自身可以在垂直于指定移动方向的方向上具有变形量,从而在驱动主体的作用下,弹性基体可以沿指定移动方向弯曲变形,以使弹性基体的沿垂直于指定移动方向的两端可以沿指定移动方向移动。由于驱动足固定于弹性基体的沿垂直于指定移动方向的至少一端,因此弹性基体可以带动驱动足沿指定移动方向移动。驱动足可以与电子设备内的外部可动部件抵接,从而外部可动部件在驱动足的推动下能够沿指定移动方向移动。由于弹性基体在指定移动方向上的尺寸小于弹性基体在垂直于指定移动方向的方向上的尺寸,从而驱动组件在指定移动方向上占用的空间相对较小。由于指定移动方向可以为弹性基体的厚度方向,因此当驱动组件应用于直立式马达结构中时,有利于使直立式马达的厚度尺寸相对较小。通过驱动主体周期性的变形,使得外部可动部件在多个周期内的位移可以被累加,因此有利于实现相对较长的可移动行程。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (19)
1.一种驱动组件(300),其特征在于,包括:
驱动主体(310);
弹性基体(320),所述弹性基体(320)和所述驱动主体(310)沿第一方向层叠设置,所述弹性基体(320)在所述第一方向上的尺寸小于所述弹性基体(320)在第二方向上的尺寸,所述第二方向与所述第一方向垂直;
驱动足(330),所述驱动足(330)固定于所述弹性基体(320)沿所述第二方向的至少一端,所述驱动足(330)用于与外部可动部件抵接;
在所述驱动主体(310)馈入电信号时,所述驱动主体(310)在所述第二方向具有变形量,所述弹性基体(320)在所述驱动主体(310)的作用下沿所述第一方向弯曲变形,所述驱动足(330)在所述弹性基体(320)的作用下带动所述外部可动部件沿所述第一方向移动。
2.根据权利要求1所述的驱动组件(300),其特征在于,在所述驱动主体(310)馈入电信号时,所述驱动主体(310)在所述第二方向上伸长或收缩,在所述驱动主体(310)沿所述第二方向的变形力的作用下,所述弹性基体(320)沿所述第一方向弯曲变形。
3.根据权利要2所述的驱动组件(300),其特征在于,所述驱动主体(310)包括第一驱动主体部分(315)和第二驱动主体部分(316),所述第一驱动主体部分(315)、所述第二驱动主体部分(316)和所述弹性基体(320)依次层叠设置,
在所述驱动主体(310)馈入电信号时,所述第一驱动主体部分(315)在所述第二方向上伸长,所述第二驱动主体部分(316)在所述第二方向上收缩;或者,
所述第一驱动主体部分(315)在所述第二方向上收缩,所述第二驱动主体部分(316)在所述第二方向上伸长,所述驱动主体(310)沿所述第一方向弯曲变形;
在所述驱动主体(310)的作用下,所述弹性基体(320)沿所述第一方向弯曲变形。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的驱动组件(300),其特征在于,所述弹性基体(320)包括沿所述第二方向的第一基体端面(321)和第二基体端面(322),多个所述驱动足(330)固定于所述第一基体端面(321)和所述第二基体端面(322);
在所述驱动主体(310)馈入电信号时,所述第一基体端面(321)和所述第二基体端面(322)所述第一方向上具有位移量,在所述第一基体端面(321)和所述第二基体端面(322)的带动下,所述驱动足(330)带动所述外部可动部件沿所述第一方向移动。
5.根据权利要求4所述的驱动组件(300),其特征在于,在所述驱动主体(310)馈入电信号时,所述第一基体端面(321)和所述第二基体端面(322)在所述第一方向上往返移动,
在所述第一基体端面(321)和所述第二基体端面(322)背离所述驱动主体(310)的移动时长大于所述第一基体端面(321)和所述第二基体端面(322)朝向所述驱动主体(310)的移动时长的情况下,所述外部可动部件在所述第一方向上朝背离所述驱动主体(310)的方向移动。
6.根据权利要求4或5所述的驱动组件(300),其特征在于,多个所述驱动足(330)在所述第一基体端面(321)和所述第二基体端面(322)对称设置。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的驱动组件(300),其特征在于,所述驱动主体(310)包括多层第一陶瓷(410),所述多层第一陶瓷(410)沿所述第一方向堆叠设置;
所述驱动主体(310)还包括内部电极(312),所述内部电极(312)包括第一内电极(3121)和第二内电极(3122),所述第一内电极(3121)和所述第二内电极(3122)沿从所述驱动主体(310)到所述弹性基体(320)的方向,依次交替设置在所述多层第一陶瓷(410)中的相邻的两个陶瓷之间;
所述驱动组件(300)应用于电子设备(100),所述电子设备(100)包括驱动模块,所述驱动模块向所述第一内电极(3121)馈入第一电信号,所述驱动模块向所述第二内电极(3122)馈入第二电信号;
其中,所述第一电信号和所述第二电信号的幅值相等,相位相差180°。
8.根据权利要求7所述的驱动组件(300),其特征在于,所述驱动主体(310)还包括外部电连接件(311),所述外部电连接件(311)包括第一电连接件(3111)和第二电连接件(3112),所述第一电连接件(3111)设于所述驱动主体(310)的沿所述第二方向的一侧,所述第二电连接件(3122)设于所述驱动主体(310)的沿所述第二方向的另一侧;
所述第一电连接件(3111)和所述第一内电极(3121)电连接,所述第二电连接件(3112)和所述第二内电极(3122)电连接,所述驱动模块向所述第一电连接件(3111)馈入所述第一电信号,所述驱动模块向所述第二电连接件(3112)馈入所述第二电信号。
9.根据权利要求8所述的驱动组件(300),其特征在于,所述驱动主体(310)还包括多层第二陶瓷(420),所述多层第一陶瓷(410)、所述多层第二陶瓷(420)和所述弹性基体(320)依次层叠设置,
所述内部电极(312)还包括第三内电极(3123)和第四内电极(3124),所述第三内电极(3123)和所述第四内电极(3124)沿从所述驱动主体(310)到所述弹性基体(320)的方向,依次交替设置在所述多层第二陶瓷(420)中的相邻的两个陶瓷之间;
所述驱动模块向所述第三内电极(3123)馈入所述第一电信号,所述驱动模块向所述第四内电极(3124)馈入所述第二电信号;或者,
所述驱动模块向所述第三内电极(3123)馈入所述第二电信号,所述驱动模块向所述第四内电极(3124)馈入所述第一电信号。
10.根据权利要求9所述的驱动组件(300),其特征在于,所述外部电连接件(311)还包括第三电连接件(313)和第四电连接件(314),所述第三电连接件(3113)设于所述驱动主体(310)沿所述第二方向的一侧,所述第四电连接件(3124)设于所述驱动主体(310)沿所述第二方向的另一侧,所述第三电连接件(3113)和所述第三内电极(3123)电连接,所述第四电连接件(3114)和所述第四内电极(3124)电连接,
所述驱动模块向所述第三电连接件(3113)馈入所述第一电信号,所述驱动模块向所述第四电连接件(3114)馈入所述第二电信号;或者,
所述驱动模块向所述第三电连接件(3113)馈入所述第二电信号,所述驱动模块向所述第四电连接件(3114)馈入所述第一电信号。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的驱动组件(300),其特征在于,所述第一电信号的占空比大于50%,或者,所述第二电信号的占空比大于50%。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的驱动组件(300),其特征在于,在所述第一电信号的一个波形周期内,电压为零的时长所占的比例大于或者等于0,且小于或者等于30%。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的驱动组件(300),其特征在于,所述驱动组件(300)应用于电子设备(100),所述电子设备(100)包括基座(340),所述驱动组件(300)还包括:
安装耳(350),所述安装耳(350)固定于所述弹性基体(320)的振动节线,所述安装耳(350)用于与所述基座(340)连接。
14.根据权利要求13所述的驱动组件(300),其特征在于,所述安装耳(350)为所述弹性基体(320)的一部分。
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的驱动组件(300),其特征在于,所述驱动组件(300)应用于电子设备(100),所述电子设备(100)包括载体(360),所述载体(360)的侧壁(361)与所述驱动足(330)抵接;
所述载体(360)在驱动足(330)的带动下沿所述第一方向移动。
16.根据权利要求15所述的驱动组件(300),其特征在于,所述侧壁(361)与所述第二方向所在的平面形成第一夹角,所述第一夹角大于或者等于80°,且小于或者等于100°。
17.根据权利要求15所述的驱动组件(300),其特征在于,所述电子设备(100)还包括预压弹片(370),所述预压弹片(370)包括第一弯折部(371)、第一连接部(373)和第二弯折部(372),所述第一弯折部(371)和所述第二弯折部(372)相对设置,所述第一连接部(373)的一侧与所述第一弯折部(371)连接,所述第一连接部(373)的另一侧与所述第二弯折部(372)连接,
所述驱动足(330)抵接于所述第一弯折部(371)和所述第二弯折部(372)的内表面,所述侧壁(361)固定于所述第一连接部(373)的外表面。
18.根据权利要求17所述的驱动组件(300),其特征在于,所述第一弯折部(371)与所述第二方向所在的平面形成第二夹角,所述第二夹角大于或者等于80°,且小于或者等于100°。
19.一种电子设备(100),其特征在于,包括:
如权利要求1至18中任一项所述的驱动组件(300);
基座(340),所述驱动组件(300)搭载于所述基座(340);
外部可动部件,所述外部可动部件与所述驱动足(330)抵接;
驱动模块,所述驱动模块用于为所述驱动组件(300)馈电。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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