用于光学成像系统的直线型压电振动器及驱动装置的制作方法

本技术涉及光学元件驱动，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。

背景技术：

1、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。但是目前压电马达频率带宽普遍较小，跟踪控制信号的能力弱，不易于控制，对控制精度要求较高，且工作过程中易受外界环境影响。

2、此外，现有压电af马达，压电振动器的预压结构比较复杂，一般会在压电振动器周边采用不同的部件对压电振动器分别施加水平方向和垂直方向的预约约束，结构复杂、工艺复杂，生产效率低，且物料成本和工艺成本较高。

技术实现思路

1、本技术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频率带宽普遍较小，跟踪控制信号的能力弱，不易于控制，对控制精度要求较高，且工作过程中易受外界环境影响等问题；现有技术中压电马达中压电振动器的预压结构比较复杂等问题。

2、为解决上述技术问题，本技术实施例提供如下技术方案：

3、本技术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：两块压电元件、弹性体和摩擦头；两块所述压电元件分别粘贴在所述弹性体的两个面上形成夹芯结构，所述夹芯结构的一端固定有所述摩擦头，所述摩擦头在预压力的作用下与被驱动部压力接触；

4、两块所述压电元件分别设有四个极化区域，通过对所述压电元件施加特定频率的交流电，使压电振动器产生相应的振动模态，从而驱动被驱动部产生纵向的直线运动。

5、在本技术第一方面的一些变更实施方式中，其中所述压电元件采用非叠层压电陶瓷元件或叠层压电陶瓷元件，所述非叠层压电陶瓷元件或叠层压电陶瓷元件与所述弹性体连通接地构成回路。

6、在本技术第一方面的一些变更实施方式中，其中所述叠层压电陶瓷元件包括压电陶瓷堆，所述压电陶瓷堆由多个带有四个极化区域的压电陶瓷片堆叠而成，所述压电陶瓷堆的侧面设有第一导通金属层，将各层压电陶瓷片同极导通；所述压电陶瓷堆的底部设有第二导通金属层，把四个极化区域导通，并与所述弹性体连通接地构成回路，所述压电陶瓷堆的底面导通层四周设有绝缘层；

7、其中，相邻两层所述压电陶瓷片的极化方向相反。

8、在本技术第一方面的一些变更实施方式中，其中所述非叠层压电陶瓷元件的一面设有四个极化区域，所述非叠层压电陶瓷元件的底面设有第三导通金属层，将四个极化区域导通，并与所述弹性体连通接地构成回路。

9、在本技术第一方面的一些变更实施方式中，其中四个所述极化区域分别为成对角设置的第一极化区域和第三极化区域，成对角设置的第二极化区域和第四极化区域；所述第一极化区域和所述第三极化区域施加的交流电压相同，所述第二极化区域和所述第四极化区域施加的交流电压相同，当对所述压电元件施加交流电压的驱动频率在[ f1,  f4]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弹性体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弹性体宽度方向的面内弯振，为第一模态；当对所述压电元件施加交流电压的驱动频率在[ f2,  f3]区间内时，两个压电元件分别依次产生缩短或伸长，带动所述压电振动器沿弹性体长度方向对应的产生缩短或伸长，使得所述压电振动器被激发出沿弹性体长度方向的面内纵振，为第二模态；两个频率区间存在一重叠区间[ f2,  f3]，当对压电元件的第一极化区域与第三极化区域、第二极化区域与第四极化区域分别施加具有相位差的电信号，且频率 f 满足条件 f2 <  f<  f3，此时，所述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；

10、其中， f1为激发出第一模态的最低频率， f4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， f3为激发出第二模态的最高频率。

11、本技术第二方面提供一种驱动装置，包括镜头载体、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：如前述所述的用于光学成像系统的直线型压电振动器和预压组件，所述基座一侧的挡墙的外侧面设有对应所述压电振动器和预压组件的定位槽，所述预压组件包围于所述压电振动器设置；所述镜头载体的外侧面设有突出部，所述突出部上固定安装有摩擦块，所述摩擦块与所述压电振动器的摩擦头接触设置并产生摩擦运动。

12、在本技术第二方面的一些变更实施方式中，其中所述摩擦块与所述摩擦头的接触位置远离所述镜头载体的成像位置。

13、在本技术第二方面的一些变更实施方式中，其还包括：传感组件、电路板和导向组件，所述电路板设于所述基座与所述保护壳之间，所述传感组件包括感应件和定位件，所述镜头载体外周面上设置有对应所述感应件的感应件固定槽，使得所述感应件与所述镜头载体固定连接；所述基座的挡墙内侧设有对应所述定位件的定位件固定槽，所述定位件位于所述定位件固定槽内，与电路板电连接，定位件固定槽和感应件固定槽相互对应；所述导向组件设于所述镜头载体与所述基座之间，所述导向组件由设于所述镜头载体外周面的内导向槽、设于所述基座朝向所述镜头载体内周面的外导向槽和设于外导向槽和内导向槽内的滚珠组成，所述外导向槽和内导向槽组成滚珠槽；

14、其中，所述滚珠槽至少设置两组，所述外导向槽和内导向槽为v形槽或u形槽，每个所述外导向槽与所述内导向槽之间设置的所述滚珠的数量不少于一颗，至少有一组外导向槽和内导向槽均为v形槽。

15、在本技术第二方面的一些变更实施方式中，其中所述预压组件包括：围绕于所述压电振动器的上框和下框、连接于上框和下框之间的侧框，所述上框和所述下框上设置有至少两处向外的第一凸起和至少两处向内的第二凸起，所述第一凸起与所述定位槽的表面接触设置，所述第二凸起与所述电路板的表面接触设置，所述电路板包围于所述压电振动器；所述侧框上设置有至少两处向外的第三凸起和至少设置一处向内的第四凸起，所述第三凸起与所述基座上的定位槽的一侧面紧密接触，所述第四凸起与所述压电振动器远离所述摩擦块的一侧壁紧密接触。

16、在本技术第二方面的一些变更实施方式中，其中所述电路板包括外部焊盘、传感组件连接焊盘和压电振动器连接焊盘，所述外部焊盘与驱动装置外侧的控制系统电连接，所述传感组件连接焊盘与所述传感组件焊接导通，所述压电振动器连接焊盘与所述压电振动器焊接导通，所述压电振动器连接焊盘包括电极连接焊盘和接地焊盘，所述电极连接焊盘与所述压电元件上的四个极化区域导通，所述接地焊盘与所述压电振动器的弹性体导通。

17、相较于现有技术，本技术第一方面提供的用于光学成像系统的直线型压电振动器，通过采用两块压电元件粘贴在弹性体上下两个面形成夹芯结构，夹芯结构的侧面固定有摩擦头，可有效克服传统压电马达频率带宽小的问题，跟踪控制信号的能力强，易于控制，对控制精度要求较低，且工作过程中不易受外界环境影响。

18、本技术第二方面提供的驱动装置，采用一个预压组件，对压电振动器实施预压，该预压组件可以同时实现对压电振子施加水平方向和垂直方向的预约约束，结构简单、工艺简单，生产效率较高，且物料成本和工艺成本较低。