致动器、摄像头模组和电子设备

1.本发明涉及微驱动技术领域，尤其涉及一种致动器、摄像头模组和电子设备。


背景技术：

2.采用压电陶瓷作为驱动元件的致动器是利用压电陶瓷的逆压电效应实现电能向机械能的转换，具有不受电磁干扰、驱动精确性高等特点，被广泛应用于微驱动领域。目前的压电陶瓷致动器体积较大，驱动电压高，难以满足市场需求。因此，有必要提供一种小型化、且驱动电压低、驱动性能良好的新型压电陶瓷致动器。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供一种致动器、摄像头模组和电子设备，本技术的致动器结构简单、体积小、驱动电压低、驱动性能稳定，可以实现良好的驱动。
4.第一方面，本技术实施例提供一种致动器，包括安装架、传动件、压电陶瓷和预压件，所述传动件、所述压电陶瓷和所述预压件依次排列于第一方向，所述传动件固定至所述压电陶瓷，所述安装架局部包围所述压电陶瓷和所述预压件，所述预压件固定至所述安装架的底部，所述压电陶瓷安装于所述安装架且挤压所述预压件。所述压电陶瓷包括阵列排布的四个极化区域，四个所述极化区域的列方向平行于所述第一方向，四个所述极化区域的行方向垂直于所述第一方向，四个所述极化区域通电时，四个所述极化区域的极化方向垂直于四个所述极化区域的列方向和行方向。本技术实施方式中的压电陶瓷可以为单片陶瓷片，单片压电陶瓷的加工工艺简单且加工成本低，压电陶瓷也可以为多层陶瓷片堆叠而成，实现变形量累积，振动量大，可以满足对高振动力的需求。压电陶瓷为单片还是堆叠设计可根据应用需求选择，本技术对此不作限定。传动件的材质可以为金属也可以为陶瓷，传动件为金属时，具有较高的强度，可以采用粘贴等方式固定至压电陶瓷的表面，传动件为陶瓷时，传动件可以与压电陶瓷为一体式结构，也可以粘贴至压电陶瓷的表面。
5.本技术通过设置压电陶瓷与预压件及传动件配合，实现了线性驱动，结构简单、可靠性好且实现了精密驱动。安装架用于固定压电陶瓷和预压件且为压电陶瓷提供保护，防止压电陶瓷损坏，预压件被挤压处于压缩状态，预压件为压电陶瓷及传动件提供预压力，以使压电陶瓷及传动件带动待驱动的结构移动。本技术实施方式中的致动器结构紧凑、体积小，驱动电压低、不同结构之间的配合关系简单，具有良好的可靠性。
6.一种可能的实施方式中，所述安装架包括第一安装部、第二安装部和第三安装部，所述第一安装部和所述第三安装部间隔设置，所述第二安装部连接所述第一安装部和所述第三安装部，所述压电陶瓷抵接在所述第一安装部和所述第三安装部之间，所述预压件固定至所述第二安装部朝向所述压电陶瓷的一侧。可以理解地，压电陶瓷通过过盈配合卡接在第一安装部和第三安装部之间实现压电陶瓷与安装架的固定连接，预压件可以采用粘贴等方式固定至第二安装部，安装架起到固定及保护压电陶瓷及预压件的作用，本技术实施方式中安装架、压电陶瓷和预压件的装配工序简单，装配精度高。
7.一种可能的实施方式中，所述第一安装部包括第一板和第一抵接部，所述第一板与所述第二安装部连接，所述第一抵接部位于所述第一板朝向所述压电陶瓷的一侧，所述第一抵接部设有凹槽，所述压电陶瓷与所述第一抵接部接触且位于所述凹槽的开口处。所述第三安装部包括第二板和第二抵接部，所述第二板与所述第二安装部连接，所述第二抵接部位于所述第二板朝向所述压电陶瓷的一侧，所述第二抵接部设有凹槽，所述压电陶瓷与所述第二抵接部接触且位于所述凹槽的开口处。压电陶瓷夹持在第一抵接部和第二抵接部之间，第一抵接部和第二抵接部实现对压电陶瓷的过盈固定。在对压电陶瓷施加电压时，压电陶瓷发生形变，第一抵接部上的凹槽及第二抵接部上的凹槽为压电陶瓷提供了形变空间，避免第一抵接部和第二抵接部限制压电陶瓷的形变，影响致动器的驱动效果。
8.一种可能的实施方式中，所述第一抵接部的硬度小于所述第一板的硬度。第一板为压电陶瓷提供保护，通常具有较大的硬度，第一抵接部的硬度不宜过大，否则不利于压电陶瓷的形变。本技术实施方式中第一抵接部的硬度小于第一板的硬度，示例性地，可以设置第一板的材质为金属，第一抵接部的材质为塑料，这样既能实现对压电陶瓷的保护又不会限制压电陶瓷的形变。其他实施方式中，也可以设置第一板和第一抵接部的硬度相同，示例性地，第一板和第一抵接部均为塑料，塑料的质量轻，有利于实现致动器的轻量化，这样第一板和第一抵接部可以为一体式结构。
9.一种可能的实施方式中，所述预压件包括第一固定部、第二固定部和弹性部，所述弹性部连接在所述第一固定部和所述第二固定部之间，所述第一固定部和所述第二固定部固定至所述安装架的底部，所述弹性部与所述第二安装部之间设有弹性空间，所述压电陶瓷挤压所述弹性部。预压件的材质可以为金属，压电陶瓷向第二安装部一侧压缩预压件的弹性部，弹性部对压电陶瓷提供反向的压力，传动件固定至压电陶瓷上也受到弹性部提供的反向的压力，这样传动件与待驱动的结构之间会有紧密接触的摩擦系数以带动待驱动的结构线性移动。
10.一种可能的实施方式中，所述致动器包括第一防护架和第二防护架，所述第一防护架固定至所述安装架的一侧，所述第二防护架固定至所述安装架的另一侧，所述第一防护架、所述安装架和所述第二防护架围设形成防护空间，所述压电陶瓷位于所述防护空间。第一防护架和第二防护架可以采用粘贴的方式固定至安装架，第一防护架和第二防护架的材质可以为硬质的塑料，第一防护架和第二防护架用于防止压电陶瓷脱落，增强致动器的可靠性，且第一防护架、安装架和第二防护架围设形成的防护空间对内部的压电陶瓷具有保护作用，防止压电陶瓷损坏。
11.一种可能的实施方式中，第一防护架、第二防护架和安装架上还可以设置定位结构，以实现第一防护架和第二防护架与安装架的对位组装。以第一防护架与安装架为例，第一防护架上设有定位柱，安装架上设有定位孔，定位柱伸入定位孔，以实现第一防护架与安装架之间的定位，提高组装精度。需要说明的是，第一防护架和安装架之间的定位方式不限于定位柱和定位孔，还可以为其它形式，只要能实现第一防护架与安装架之间的定位安装即可。第二防护架与安装架之间的定位方式参阅第一防护架和安装架，这里不再赘述。
12.可以理解的是，本技术实施方式中第一防护架、第二防护架和安装架为分体式结构，这样便于预压件和压电陶瓷的安装。其它实施方式中，第一防护架、第二防护架和安装架也可以为一体式结构，避免了第一防护架、第二防护架与安装架之间的组装，提高了致动
器整体的组装效率，且一体式结构的第一防护架、第二防护架和安装架连接强度高、稳定性好。
13.一种可能的实施方式中，所述第一防护架朝向所述安装架的一侧设有紧固销，所述紧固销固定至所述预压件朝向所述压电陶瓷的一侧，所述紧固销与所述安装架的底部夹持所述预压件。预压件只有一侧与安装架的底部固定时，在工作的过程中预压件受到压电陶瓷形变的影响，可能会晃动、易于脱落，通过设置紧固销将预压件夹在紧固销和安装架的底部，这样预压件的两侧均有连接，稳固性好，防止预压件脱落。
14.一种可能的实施方式中，所述压电陶瓷设有通孔，所述通孔位于四个所述极化区域的交界处。通孔可以放大压电陶瓷的振动，使压电陶瓷的振动幅度大一点。如果没有通孔，各个极化区域的振动难以施展，且通孔可以释放四个极化区域的形变，也能够避免其中三个极化区域的形变对另一个极化区域的影响，避免四个极化区域之间的形变相互干扰。
15.一种可能的实施方式中，所述致动器包括柔性电路板，所述柔性电路板电连接至所述压电陶瓷。示例性地，柔性电路板的一端电连接压电陶瓷，柔性电路板的另一端电连接电源，接收到供电信号后，电源通过柔性电路板为压电陶瓷供电。
16.一种可能的实施方式中，四个所述极化区域分别为第一极化区域、第二极化区域、第三极化区域和第四极化区域，所述第一极化区域与所述第四极化区域对角设置，所述第二极化区域与所述第三极化区域对角设置；所述第一极化区域至所述第四极化区域沿第二方向极化或沿第三方向极化，所述第二方向和所述第三方向为相反的两个方向且均垂直于四个所述极化区域的列方向和行方向。第一极化区域至第四极化区域可以均沿第二方向极化，或者可以均沿所述第三方向极化，或者也可以有的极化区域沿第二方向极化且有的极化区域沿第三方向极化。施加电压后，压电陶瓷的第一极化区域、第二极化区域、第三极化区域和第四极化区域振动，并带动传动件做椭圆运动，实现对待驱动结构的线性驱动。
17.一种可能的实施方式中，所述第一极化区域和所述第三极化区域均沿所述第二方向极化，所述第二极化区域和所述第四极化区域均沿所述第三方向极化；所述第一极化区域接收的电信号为cosωt激励信号，所述第二极化区域接收的电信号为sinωt激励信号，所述第三极化区域接收的电信号为-cosωt激励信号，所述第四极化区域接收的电信号为-sinωt激励信号。本技术实施方式中的四个极化区域的极化方向与施加的电信号相互配合以使压电陶瓷带动传动件做椭圆运动，实现精密驱动。
18.一种可能的实施方式中，所述第一极化区域和所述第二极化区域均沿所述第二方向极化，所述第三极化区域和所述第四极化区域均沿所述第三方向极化；所述第一极化区域接收的电信号为sinωt激励信号，所述第二极化区域接收的电信号为cosωt激励信号，所述第三极化区域接收的电信号为sinωt激励信号，所述第四极化区域接收的电信号为cosωt激励信号。本技术实施方式中的四个极化区域的极化方向与施加的电信号相互配合以使压电陶瓷带动传动件做椭圆运动，实现精密驱动。
19.一种可能的实施方式中，所述第一极化区域和所述第四极化区域均沿所述第二方向极化，所述第二极化区域和所述第三极化区域均沿所述第三方向极化；所述第一极化区域接收的电信号为sinωt激励信号，所述第二极化区域接收的电信号为-cosωt激励信号，所述第三极化区域接收的电信号为sinωt激励信号，所述第四极化区域接收的电信号为-cosωt激励信号。本技术实施方式中的四个极化区域的极化方向与施加的电信号相互配合
以使压电陶瓷带动传动件做椭圆运动，实现精密驱动。
20.一种可能的实施方式中，所述第一极化区域和所述第三极化区域均沿所述第二方向极化，所述第二极化区域和所述第四极化区域均沿所述第三方向极化；所述第一极化区域接收的电信号为sinωt激励信号，所述第二极化区域接收的电信号为-cosωt激励信号，所述第三极化区域接收的电信号为-sinωt激励信号，所述第四极化区域接收的电信号为cosωt激励信号。本技术实施方式中四个极化区域的极化方向与施加的电信号相互配合以使压电陶瓷带动传动件做椭圆运动，实现精密驱动。
21.一种可能的实施方式中，所述第一极化区域至所述第四极化区域均沿所述第二方向极化，所述第一极化区域接收的电信号为sinωt激励信号，所述第二极化区域接收的电信号为cosωt激励信号，所述第三极化区域接收的电信号为-sinωt激励信号，所述第四极化区域接收的电信号为-cosωt激励信号。本技术实施方式中的四个极化区域的极化方向与施加的电信号相互配合以使压电陶瓷带动传动件做椭圆运动，实现精密驱动。
22.一种可能的实施方式中，所述第一极化区域和所述第四极化区域均沿所述第二方向极化，所述第二极化区域和所述第三极化区域均沿所述第三方向极化；所述第一极化区域接收的电信号为sinωt激励信号，所述第二极化区域接收的电信号为cosωt激励信号；所述第三极化区域接收的电信号为cosωt激励信号，所述第四极化区域接收的电信号为sinωt激励信号。本技术实施方式中的四个极化区域的极化方向与施加的电信号相互配合以使压电陶瓷带动传动件做椭圆运动，实现精密驱动。
23.一种可能的实施方式中，所述第一极化区域和所述第二极化区域均沿所述第二方向极化，所述第三极化区域和所述第四极化区域均沿所述第三方向极化；所述第一极化区域接收的电信号为cosωt激励信号，所述第二极化区域接收的电信号为sinωt激励信号，所述第三极化区域接收的电信号为-sinωt激励信号，所述第四极化区域接收的电信号为-cosωt激励信号。本技术实施方式中的四个极化区域的极化方向与施加的电信号相互配合以使压电陶瓷带动传动件做椭圆运动，实现精密驱动。
24.一种可能的实施方式中，所述第一极化区域和所述第四极化区域均沿所述第二方向极化，所述第二极化区域和所述第三极化区域均沿所述第三方向极化；所述第一极化区域接收的电信号为cosωt激励信号，所述第二极化区域接收的电信号为-sinωt激励信号，所述第三极化区域接收的电信号为-sinωt激励信号，所述第四极化区域接收的电信号为cosωt激励信号。本技术实施方式中的四个极化区域的极化方向与施加的电信号相互配合以使压电陶瓷带动传动件做椭圆运动，实现精密驱动。
25.一种可能的实施方式中，所述第一极化区域和所述第三极化区域均沿所述第二方向极化，所述第二极化区域和所述第四极化区域均沿所述第三方向极化；所述第一极化区域接收的电信号为cosωt激励信号，所述第二极化区域接收的电信号为-sinωt激励信号，所述第三极化区域接收的电信号为sinωt激励信号，所述第四极化区域接收的电信号为-cosωt激励信号。本技术实施方式中的四个极化区域的极化方向与施加的电信号相互配合以使压电陶瓷带动传动件做椭圆运动，实现精密驱动。
26.一种可能的实施方式中，所述第一极化区域至所述第四极化区域均沿所述第二方向极化，所述第一极化区域接收的电信号为cosωt激励信号，所述第二极化区域接收的电信号为sinωt激励信号，所述第三极化区域接收的电信号为sinωt激励信号，所述第四极
化区域接收的电信号为cosωt激励信号。本技术实施方式中的四个极化区域的极化方向与施加的电信号相互配合以使压电陶瓷带动传动件做椭圆运动，实现精密驱动。
27.第二方面，本技术提供一种摄像头模组，包括镜头和前述任一种实施方式所述的致动器，所述致动器用于驱动所述镜头移动。
28.第三方面，本技术提供一种电子设备，包括第二方面所述的摄像头模组。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
30.图1是本技术一种实施方式提供的电子设备的结构示意图；
31.图2是本技术一种实施方式提供的致动器的结构示意图；
32.图3是本技术一种实施方式提供的致动器局部结构的分解示意图；
33.图4是本技术一种实施方式提供的致动器的局部结构的示意图；
34.图5是本技术一种实施方式提供的压电陶瓷及传动件的结构示意图；
35.图6是本技术一种实施方式提供的压电陶瓷的侧视图；
36.图7是本技术一种实施方式提供的致动器的结构示意图；
37.图8是本技术另一种实施方式提供的致动器另一视角的结构示意图；
38.图9是本技术一种实施方式提供的压电陶瓷及传动件的结构示意图；
39.图10是本技术一种实施方式提供的压电陶瓷的结构示意图；
40.图11是本技术一种实施方式提供的压电陶瓷的极化及激励模式图；
41.图12是本技术另一种实施方式提供的压电陶瓷的极化及激励模式图；
42.图13是本技术另一种实施方式提供的压电陶瓷的极化及激励模式图；
43.图14是本技术另一种实施方式提供的压电陶瓷的极化及激励模式图；
44.图15是本技术另一种实施方式提供的压电陶瓷的极化及激励模式图；
45.图16是本技术另一种实施方式提供的压电陶瓷的极化及激励模式图；
46.图17是本技术另一种实施方式提供的压电陶瓷的极化及激励模式图；
47.图18是本技术另一种实施方式提供的压电陶瓷的极化及激励模式图；
48.图19是本技术另一种实施方式提供的压电陶瓷的极化及激励模式图；
49.图20是本技术一种实施方式提供的压电陶瓷的振动效果图；
50.图21是本技术另一种实施方式提供的压电陶瓷的振动效果图。
具体实施方式
51.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
52.如图1所示，图1为一种电子设备100的结构示意图。电子设备100可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、车载设备、可穿戴设备、无人机、摄像机等具有拍照或摄像功能的产品。可穿戴设备可以是智能手环、智能手表、增强现实(augmented reality，ar)眼镜、虚拟现实
技术(virtual reality，vr)眼镜等。在本技术的实施例中，以电子设备100是手机为例进行描写。
53.电子设备100包括摄像头模组101，电子设备100可以通过摄像头模组101实现拍摄功能。摄像头模组101可以为微距镜头、长焦镜头及广角镜头，以满足用户拍摄不同场景的需求。摄像头模组101的数量也可以为一个、两个、三个等，不同的摄像头模组101具有不同的成像特点。多个摄像头模组101还可以集成黑白镜头与彩色镜头，以提升电子设备100拍摄的夜景效果。本技术实施例不限定摄像头模组101的具体功能、特性、数量等。摄像头模组101包括镜头102和致动器(图1未示)，摄像头模组101进行拍摄的过程中，通常需要进行对焦操作，以得到清晰的成像，本技术实施方式可以通过致动器驱动镜头102移动以实现对焦。
54.电子设备100设有电池103，电池103用于为电子设备100供电内部的元器件提供电源。电池103可以为图1所示的矩形，也可以为圆形、方形或者不规则的异形，本技术实施例对电池103的形状及位置等并不具体限定。电池103与摄像头模组101可以错位设置，避免电池103与摄像头模组101堆叠设置，从而减小了电子设备100的厚度，有利于整机减薄。
55.一种可能的实施方式中，电子设备100包括控制器(图1未示)，控制器可以为驱动电路或者驱动芯片，控制器用于输出控制信号，以施加电压至致动器中的压电陶瓷。
56.如图2、图3和图4所示，图2为致动器200的结构示意图，图3为致动器200局部结构的分解示意图，图4为致动器200的局部结构的示意图。致动器200包括安装架20、传动件30、压电陶瓷40和预压件50。传动件30、压电陶瓷40和预压件50依次排列于第一方向a1，换言之，传动件30和预压件50分布于压电陶瓷40相对的两侧，传动件30固定至压电陶瓷40。压电陶瓷40可以为单片陶瓷片，单片压电陶瓷的加工工艺简单且加工成本低，压电陶瓷40也可以为多层陶瓷片堆叠而成，实现变形量累积，振动量大，可以满足对高振动力的需求，示例性地，可以实现对大重量镜头的驱动。压电陶瓷40为单片还是堆叠设计可根据应用需求选择，本技术对此不作限定。
57.安装架20设有底部201和与底部201相对设置的开口端202，安装架20局部包围压电陶瓷40和预压件50。预压件50固定至安装架20的底部201，压电陶瓷40安装于安装架20且在工作时挤压预压件50。
58.参阅图4，示例性地，安装架20包括第一安装部210、第二安装部220和第三安装部230，第一安装部210和第三安装部230间隔设置，第二安装部220连接第一安装部210和第三安装部230。压电陶瓷40抵接在第一安装部210和第三安装部230之间，预压件50固定至第二安装部220朝向压电陶瓷40的一侧。示例性地，压电陶瓷40可以通过过盈配合卡接在第一安装部210和第三安装部230之间以将压电陶瓷40安装至安装架20，预压件50可以采用粘贴等方式固定至第二安装部220。安装架20起到固定及保护压电陶瓷40及预压件50的作用，本技术实施方式中安装架20、压电陶瓷40和预压件50的装配工序简单，装配精度高。
59.压电陶瓷40包括阵列排布的四个极化区域，压电陶瓷40的四个极化区域在极化方向与激励信号的配合下将电能转换为机械能，发生形变以驱动待驱动的结构移动。
60.本技术通过设置压电陶瓷40与预压件50及传动件30配合，实现了线性驱动，结构简单、可靠性好且实现了精密驱动。安装架20用于固定压电陶瓷40和预压件50且为压电陶瓷40提供保护，防止压电陶瓷40损坏，预压件50被挤压处于压缩状态，预压件50为压电陶瓷
40及传动件30提供预压力，以使压电陶瓷40及传动件30带动待驱动的结构(示例性地，待驱动的结构可以为镜头)移动。本技术实施方式中的致动器200结构紧凑、体积小，驱动电压低、不同结构之间的配合关系简单，具有良好的可靠性。本技术的致动器200可以实现对大重量镜头的驱动，且具有长行程、响应速度快及实现自锁的优势。
61.参阅图3和图4，在一个可能的实施方式中，第一安装部210包括第一板211和第一抵接部212，第一板211与第二安装部220连接，第一抵接部212位于第一板211朝向压电陶瓷40的一侧，第一抵接部212设有凹槽213，压电陶瓷40与第一抵接部212接触且位于凹槽213的开口处。第三安装部230包括第二板231和第二抵接部232，第二板231与第二安装部220连接，第二抵接部232位于第二板231朝向压电陶瓷40的一侧，第二抵接部232设有凹槽233，压电陶瓷40与第二抵接部232接触且位于凹槽233的开口处。压电陶瓷40夹持在第一抵接部212和第二抵接部232之间，第一抵接部212和第二抵接部232实现对压电陶瓷40的过盈固定。在对压电陶瓷40施加电压时，压电陶瓷40发生形变，第一抵接部212上的凹槽213及第二抵接部232上的凹槽233为压电陶瓷40提供了形变空间，避免第一抵接部212和第二抵接部232限制压电陶瓷40的形变，影响致动器200的驱动效果。
62.在本技术实施方式中，第一抵接部212和第二抵接部232为弧形结构，第一抵接部212和第二抵接部232的形状不限于弧形，还可以为其它形状。第一抵接部212上的凹槽213及第二抵接部232上的凹槽233为弧形。
63.一种可能的实施方式中，第一抵接部212的硬度小于第一板211的硬度。第一板211为压电陶瓷40提供保护，通常具有较大的硬度，第一抵接部212的硬度不宜过大，否则不利于压电陶瓷40的形变。本技术实施方式中第一抵接部212和第一板211可以采用不同的材质以使第一抵接部212的硬度小于第一板211的硬度，示例性地，可以设置第一板211的材质为金属，第一抵接部212的材质为塑料，这样既能实现对压电陶瓷40的保护又不会限制压电陶瓷40的形变，第一抵接部212可以采用胶粘的方式固定至第一板211。
64.其他实施方式中，第一抵接部212的硬度也可以与第一板211的硬度相同，可以设置第一板211和第一抵接部212均为塑料，塑料的质量轻，有利于实现致动器200的轻量化，这样第一板211和第一抵接部212可以为一体式结构。本技术实施方式中的安装架20可以采用塑料材质设计为一体成型的结构，整体的稳定性好、强度高。
65.参阅图2和图3，致动器200包括第一防护架60和第二防护架70，第一防护架60固定至安装架20的一侧，第二防护架70固定至安装架20的另一侧，第一防护架60和第二防护架70可以采用粘贴的方式固定至安装架20。第一防护架60、安装架20和第二防护架70围设形成防护空间80，压电陶瓷40位于防护空间80内。第一防护架60和第二防护架70的材质可以为硬质的塑料，第一防护架60和第二防护架70用于防止压电陶瓷40脱落，增强致动器200的可靠性，且第一防护架60、安装架20和第二防护架70围设形成的防护空间80对内部的压电陶瓷40具有保护作用，防止压电陶瓷40损坏。
66.第一防护架60、第二防护架70和安装架20上还可以设置定位结构，以实现第一防护架60和第二防护架70与安装架20的对位组装。以第一防护架60与安装架20为例，第一防护架60上设有定位柱(图3未示)，安装架20上设有定位孔(图3未示)，定位柱伸入定位孔，以实现第一防护架60与安装架20之间的定位，提高组装精度。需要说明的是，第一防护架60和安装架20之间的定位方式不限于定位柱和定位孔，还可以为其它形式，只要能实现第一防
护架60与安装架20之间的定位安装即可。第二防护架70与安装架20之间的定位方式参阅第一防护架60和安装架20，这里不再赘述。
67.本技术实施方式中第一防护架60、第二防护架70和安装架20为分体式结构，这样便于预压件50和压电陶瓷40的安装。其它实施方式中，第一防护架60、第二防护架70和安装架20也可以为一体式结构，避免了第一防护架60、第二防护架70和安装架20之间的组装，提高了致动器200整体的组装效率，且一体式结构的第一防护架60、第二防护架70和安装架20连接强度高、稳定性好。
68.参阅图3和图4，第一防护架60朝向安装架20的一侧设有紧固销61，紧固销61固定至预压件50朝向压电陶瓷40的一侧，紧固销61与安装架20的底部201共同夹持预压件50。预压件50只有一侧与安装架20的底部固定时，在工作的过程中预压件50受到压电陶瓷40形变的影响可能会晃动，长时间可能会存在脱落的风险。通过设置紧固销61将预压件50夹在紧固销61和安装架20的底部之间，这样预压件50的两侧均有连接，稳固性好，防止预压件50脱落。
69.参阅图2和图3，第一防护架60设有阶梯结构62，第一防护架60与安装架20拼接后，阶梯结构62与安装架20拼接形成凹槽，可以通过在凹槽内填充胶水实现第一防护架60和安装架20的固定连接。第二防护架70也可以设有阶梯结构，具体参阅第一防护架60，这里不再赘述。
70.参阅图3和图4，预压件50包括第一固定部51、第二固定部52和弹性部53，弹性部53连接在第一固定部51和第二固定部52之间。第一固定部51和第二固定部52固定至安装架20的底部，弹性部53与安装架20的底部之间设有弹性空间54，压电陶瓷40挤压弹性部53。可以理解地，预压件50主要实现弹性预压，示例性地，预压件50可以为板簧。预压件50的材质可以为不锈钢等金属，本技术对预压件50的材质不做限定。压电陶瓷40向第二安装部220一侧压缩预压件50的弹性部53，弹性部53对压电陶瓷40提供反向的压力，传动件30固定至压电陶瓷40上也受到弹性部53提供的反向的压力，这样传动件30与待驱动的结构之间会有紧密接触的摩擦系数以带动待驱动的结构线性移动。
71.如图5和图6所示，图5为压电陶瓷40及传动件30的结构示意图，图6为压电陶瓷40的侧视图。压电陶瓷40设有电极401，电极401为镀银电极。如图7和图8所示，图7为致动器200的结构示意图，图8为致动器200另一视角的结构示意图。柔性电路板90伸入安装架20和第二防护架70之间且电连接至压电陶瓷40上的电极401，柔性电路板90可以采用导电胶粘接至压电陶瓷40上也可以采用焊接工艺固定至压电陶瓷40上。柔性电路板90的一端电连接压电陶瓷40，柔性电路板90的另一端电连接电源(图7和图8未示)，接收到供电信号后，电源通过柔性电路板90为压电陶瓷40供电，压电陶瓷40将电能转换为机械能。
72.参阅图5和图9所示，图9为压电陶瓷40及传动件30的结构示意图。传动件30的形状和位置不限于图5所示的局部拱起的形状和位置，传动件30还可以为图9所示的棒状，本技术对传动件30的形状不做限定。传动件30与压电陶瓷40配合实现弹性共振。传动件30的材质可以为金属也可以为陶瓷，传动件30为金属时，具有较高的强度，可以采用粘贴等方式固定至压电陶瓷40的表面(参阅图5)，传动件30为陶瓷时，传动件30可以与压电陶瓷40为一体式结构，也可以粘贴至压电陶瓷40的表面(参阅图9)。
73.如图5和图10所示，图10为一种压电陶瓷40的结构示意图。本技术实施方式的压电
陶瓷40设有阵列排布的四个极化区域。四个极化区域分别为第一极化区域41、第二极化区域42、第三极化区域43和第四极化区域44。四个极化区域的列方向平行于第一方向a1，四个极化区域的行方向垂直于第一方向a1，四个极化区域通电时，四个极化区域的极化方向垂直于四个极化区域的列方向和行方向。示例性地，第一极化区域41、第二极化区域42、第三极化区域43和第四极化区域44呈“田”型结构，第一极化区域41与第四极化区域44对角设置，第二极化区域42与第三极化区域43对角设置。第一极化区域41至第四极化区域44沿第二方向a2极化或沿第三方向a3极化，第二方向a2和第三方向a3为相反的两个方向且垂直于四个极化区域的列方向和行方向。图5所示的第二方向a2的箭头向右，图5所示的第三方向a3的箭头向左，需要说明的是，第二方向a2和第三方向a3不限于目前图5标注的情况，在一个可能的实施方式中，第二方向a2和第三方向a3可以互换，也即第二方向a2的箭头向左，第三方向a3的箭头向右，只要满足第二方向a2和第三方向a3为相反的两个方向且垂直于四个极化区域的列方向和行方向即可。
74.参阅图5和图10，压电陶瓷40设有通孔45，通孔45位于第一极化区域41至第四极化区域44的交界处。换言之，通孔45位于压电陶瓷40的中心。通孔45可以放大压电陶瓷40的振动，使压电陶瓷40的运动幅度较大。如果没有通孔45，各个极化区域的振动难以施展，且通孔45可以释放四个极化区域的形变，也能够避免其中三个极化区域的形变对另一个极化区域的影响，避免四个极化区域之间的形变相互干扰。
75.压电陶瓷40的第一极化区域41至第四极化区域44在施加电压的情况下进行振动以带动传动件30做椭圆运动，实现精密驱动。
76.在一个可能的实施方式中，参阅图10至图14(图10至图14中的“+”表示此极化区域沿第二方向a2极化，
“‑”
表示此极化区域沿第三方向a3极化，第二方向a2和第三方向a3参阅图5所示，且第二方向a2和第三方向a3不限于目前图5标注的情况，在一个可能的实施方式中，第二方向a2和第三方向a3可以互换，也即第二方向a2的箭头向左，第三方向a3的箭头向右，只要满足第二方向a2和第三方向a3为相反的两个方向且垂直于四个极化区域的列方向和行方向即可)，以下五种实施方式均可以实现压电陶瓷40一弯二弯的振动模态：
77.第一种：如图10所示，第一极化区域41和第三极化区域43均沿第二方向a2极化，第二极化区域42和第四极化区域44均沿第三方向a3极化。第一极化区域41接收的电信号为cosωt激励信号，第二极化区域42接收的电信号为sinωt激励信号，第三极化区域43接收的电信号为-cosωt激励信号，第四极化区域44接收的电信号为-sinωt激励信号。本技术实施方式中的四个极化区域的极化方向与施加的电信号相互配合以使压电陶瓷40带动传动件30做椭圆运动，实现精密驱动。
78.第二种：如图11所示，图11为另一种压电陶瓷40的极化及激励模式图。第一极化区域41和第二极化区域42均沿第二方向a2极化，第三极化区域43和第四极化区域44均沿第三方向a3极化。第一极化区域41接收的电信号为sinωt激励信号，第二极化区域42接收的电信号为cosωt激励信号，第三极化区域43接收的电信号为sinωt激励信号，第四极化区域44接收的电信号为cosωt激励信号。本技术实施方式中的四个极化区域的极化方向与施加的电信号相互配合以使压电陶瓷40带动传动件30做椭圆运动，实现精密驱动。
79.第三种：如图12所示，图12为另一种压电陶瓷40的极化及激励模式图。第一极化区域41和第四极化区域44均沿第二方向a2极化，第二极化区域42和第三极化区域43均沿第三
方向a3极化。第一极化区域41接收的电信号为sinωt激励信号，第二极化区域42接收的电信号为-cosωt激励信号，第三极化区域43接收的电信号为sinωt激励信号，第四极化区域44接收的电信号为-cosωt激励信号。本技术实施方式中的四个极化区域的极化方向与施加的电信号相互配合以使压电陶瓷40带动传动件30做椭圆运动，实现精密驱动。
80.第四种：如图13所示，图13为另一种压电陶瓷40的极化及激励模式图。第一极化区域41和第三极化区域43均沿第二方向a2极化，第二极化区域42和第四极化区域44均沿第三方向a3极化。第一极化区域41接收的电信号为sinωt激励信号，第二极化区域42接收的电信号为-cosωt激励信号，第三极化区域43接收的电信号为-sinωt激励信号，第四极化区域44接收的电信号为cosωt激励信号。本技术实施方式中的四个极化区域的极化方向与施加的电信号相互配合以使压电陶瓷40带动传动件30做椭圆运动，实现精密驱动。
81.第五种：如图14所示，图14为另一种压电陶瓷40的极化及激励模式图。第一极化区域41至第四极化区域44均沿第二方向a2极化。第一极化区域41接收的电信号为sinωt激励信号，第二极化区域42接收的电信号为cosωt激励信号，第三极化区域43接收的电信号为-sinωt激励信号，第四极化区域44接收的电信号为-cosωt激励信号。本技术实施方式中的四个极化区域的极化方向与施加的电信号相互配合以使压电陶瓷40带动传动件30做椭圆运动，实现精密驱动。
82.在一个可能的实施方式中，参阅图15至图19(图15至图19中的“+”表示此极化区域沿第二方向a2极化，
“‑”
表示此极化区域沿第三方向a3极化，第二方向a2和第三方向a3参阅图5所示，且第二方向a2和第三方向a3不限于目前图5标注的情况，在一个可能的实施方式中，第二方向a2和第三方向a3可以互换，也即第二方向a2的箭头向左，第三方向a3的箭头向右，只要满足第二方向a2和第三方向a3为相反的两个方向且垂直于四个极化区域的列方向和行方向即可)，以下五种实施方式均可以实现压电陶瓷40一纵二弯的复合模态：
83.第一种：如图15所示，图15为一种压电陶瓷40的极化及激励模式图。第一极化区域41和第四极化区44域均沿第二方向a2极化，第二极化区域42和第三极化区域43均沿第三方向a3极化。第一极化区域41接收的电信号为sinωt激励信号，第二极化区域42接收的电信号为cosωt激励信号，第三极化区域43接收的电信号为cosωt激励信号，第四极化区域44接收的电信号为sinωt激励信号。本技术实施方式中的四个极化区域的极化方向与施加的电信号相互配合以使压电陶瓷40带动传动件30做椭圆运动，实现精密驱动。
84.第二种：如图16所示，图16为另一种压电陶瓷40的极化及激励模式图。第一极化区域41和第二极化区域42均沿第二方向a2极化，第三极化区域43和第四极化区域44均沿第三方向a3极化。第一极化区域41接收的电信号为cosωt激励信号，第二极化区域42接收的电信号为sinωt激励信号，第三极化区域43接收的电信号为-sinωt激励信号，第四极化区域44接收的电信号为-cosωt激励信号。本技术实施方式中的四个极化区域的极化方向与施加的电信号相互配合以使压电陶瓷40带动传动件30做椭圆运动，实现精密驱动。
85.第三种：如图17所示，图17为另一种压电陶瓷40的极化及激励模式图。第一极化区域41和第四极化区域44均沿第二方向a2极化，第二极化区域42和第三极化区域43均沿第三方向a3极化。第一极化区域41接收的电信号为cosωt激励信号，第二极化区域42接收的电信号为-sinωt激励信号，第三极化区域43接收的电信号为-sinωt激励信号，第四极化区域44接收的电信号为cosωt激励信号。本技术实施方式中的四个极化区域的极化方向与施
加的电信号相互配合以使压电陶瓷40带动传动件30做椭圆运动，实现精密驱动。
86.第四种：如图18所示，图18为另一种压电陶瓷40的极化及激励模式图。第一极化区域41和第三极化区域43均沿第二方向a2极化，第二极化区域42和第四极化区域44均沿第三方向a3极化。第一极化区域41接收的电信号为cosωt激励信号，第二极化区域42接收的电信号为-sinωt激励信号，第三极化区域43接收的电信号为sinωt激励信号，第四极化区域44接收的电信号为-cosωt激励信号。本技术实施方式中的四个极化区域的极化方向与施加的电信号相互配合以使压电陶瓷40带动传动件30做椭圆运动，实现精密驱动。
87.第五种：如图19所示，图19为另一种压电陶瓷40的极化及激励模式图。第一极化区域41至第四极化区域44均沿第二方向a2极化。第一极化区域41接收的电信号为cosωt激励信号，第二极化区域42接收的电信号为sinωt激励信号，第三极化区域43接收的电信号为sinωt激励信号，第四极化区域44接收的电信号为cosωt激励信号。本技术实施方式中的四个极化区域的极化方向与施加的电信号相互配合以使压电陶瓷40带动传动件30做椭圆运动，实现精密驱动。
88.如图20所示，图20是本技术一种实施方式提供的压电陶瓷的振动效果图。施加电压后，压电陶瓷40为纵振模态，并带动传动件30做椭圆运动，实现对待驱动结构的线性驱动。如图21所示，图21是本技术另一种实施方式提供的压电陶瓷的振动效果图。施加电压后，压电陶瓷40为弯振模态，并带动传动件30做椭圆运动，实现对待驱动结构的线性驱动。
89.本技术的致动器200结构简单、体积小、驱动电压低、可靠性好，能够实现精密的线性驱动。本技术实施方式通过改变压电陶瓷40的极化方式及驱动信号实现椭圆运动，并对待驱动的结构进行精准的线性驱动。
90.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术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技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种致动器，其特征在于，包括安装架、传动件、压电陶瓷和预压件，所述传动件、所述压电陶瓷和所述预压件依次排列于第一方向，所述传动件固定至所述压电陶瓷，所述安装架局部包围所述压电陶瓷和所述预压件，所述预压件固定至所述安装架的底部，所述压电陶瓷安装于所述安装架且挤压所述预压件；所述压电陶瓷包括阵列排布的四个极化区域，四个所述极化区域的列方向平行于所述第一方向，四个所述极化区域的行方向垂直于所述第一方向，四个所述极化区域通电时，四个所述极化区域的极化方向垂直于四个所述极化区域的列方向和行方向。2.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述安装架包括第一安装部、第二安装部和第三安装部，所述第一安装部和所述第三安装部间隔设置，所述第二安装部连接所述第一安装部和所述第三安装部，所述压电陶瓷抵接在所述第一安装部和所述第三安装部之间，所述预压件固定至所述第二安装部朝向所述压电陶瓷的一侧。3.如权利要求2所述的致动器，其特征在于，所述第一安装部包括第一板和第一抵接部，所述第一板与所述第二安装部连接，所述第一抵接部位于所述第一板朝向所述压电陶瓷的一侧，所述第一抵接部设有凹槽，所述压电陶瓷与所述第一抵接部接触且位于所述凹槽的开口处。4.如权利要求3所述的致动器，其特征在于，所述第一抵接部的硬度小于所述第一板的硬度。5.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述预压件包括第一固定部、第二固定部和弹性部，所述弹性部连接在所述第一固定部和所述第二固定部之间，所述第一固定部和所述第二固定部固定至所述安装架的底部，所述压电陶瓷挤压所述弹性部。6.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述致动器包括第一防护架和第二防护架，所述第一防护架固定至所述安装架的一侧，所述第二防护架固定至所述安装架的另一侧，所述第一防护架、所述安装架和所述第二防护架围设形成防护空间，所述压电陶瓷位于所述防护空间。7.如权利要求6所述的致动器，其特征在于，所述第一防护架朝向所述安装架的一侧设有紧固销，所述紧固销固定至所述预压件朝向所述压电陶瓷的一侧，所述紧固销与所述安装架的底部夹持所述预压件。8.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述压电陶瓷设有通孔，所述通孔位于四个所述极化区域的交界处。9.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，四个所述极化区域分别为第一极化区域、第二极化区域、第三极化区域和第四极化区域，所述第一极化区域与所述第四极化区域对角设置，所述第二极化区域与所述第三极化区域对角设置；所述第一极化区域至所述第四极化区域沿第二方向极化或沿第三方向极化，所述第二方向和所述第三方向为相反的两个方向且均垂直于四个所述极化区域的列方向和行方向。10.如权利要求9所述的致动器，其特征在于，所述第一极化区域和所述第三极化区域均沿所述第二方向极化，所述第二极化区域和所述第四极化区域均沿所述第三方向极化；所述第一极化区域接收的电信号为cosωt激励信号，所述第二极化区域接收的电信号为sinωt激励信号，所述第三极化区域接收的电信号为-cosωt激励信号，所述第四极化区域接收的电信号为-sinωt激励信号；或，
所述第一极化区域和所述第二极化区域均沿所述第二方向极化，所述第三极化区域和所述第四极化区域均沿所述第三方向极化；所述第一极化区域接收的电信号为sinωt激励信号，所述第二极化区域接收的电信号为cosωt激励信号，所述第三极化区域接收的电信号为sinωt激励信号，所述第四极化区域接收的电信号为cosωt激励信号；或，所述第一极化区域和所述第四极化区域均沿所述第二方向极化，所述第二极化区域和所述第三极化区域均沿所述第三方向极化；所述第一极化区域接收的电信号为sinωt激励信号，所述第二极化区域接收的电信号为-cosωt激励信号，所述第三极化区域接收的电信号为sinωt激励信号，所述第四极化区域接收的电信号为-cosωt激励信号；或，所述第一极化区域和所述第三极化区域均沿所述第二方向极化，所述第二极化区域和所述第四极化区域均沿所述第三方向极化；所述第一极化区域接收的电信号为sinωt激励信号，所述第二极化区域接收的电信号为-cosωt激励信号，所述第三极化区域接收的电信号为-sinωt激励信号，所述第四极化区域接收的电信号为cosωt激励信号；或，所述第一极化区域至所述第四极化区域均沿所述第二方向极化，所述第一极化区域接收的电信号为sinωt激励信号，所述第二极化区域接收的电信号为cosωt激励信号，所述第三极化区域接收的电信号为-sinωt激励信号，所述第四极化区域接收的电信号为-cosωt激励信号。11.如权利要求9所述的致动器，其特征在于，所述第一极化区域和所述第四极化区域均沿所述第二方向极化，所述第二极化区域和所述第三极化区域均沿所述第三方向极化；所述第一极化区域接收的电信号为sinωt激励信号，所述第二极化区域接收的电信号为cosωt激励信号，所述第三极化区域接收的电信号为cosωt激励信号，所述第四极化区域接收的电信号为sinωt激励信号；或，所述第一极化区域和所述第二极化区域均沿所述第二方向极化，所述第三极化区域和所述第四极化区域均沿所述第三方向极化；所述第一极化区域接收的电信号为cosωt激励信号，所述第二极化区域接收的电信号为sinωt激励信号，所述第三极化区域接收的电信号为-sinωt激励信号，所述第四极化区域接收的电信号为-cosωt激励信号；或，所述第一极化区域和所述第四极化区域均沿所述第二方向极化，所述第二极化区域和所述第三极化区域均沿所述第三方向极化；所述第一极化区域接收的电信号为cosωt激励信号，所述第二极化区域接收的电信号为-sinωt激励信号，所述第三极化区域接收的电信号为-sinωt激励信号，所述第四极化区域接收的电信号为cosωt激励信号；或，所述第一极化区域和所述第三极化区域均沿所述第二方向极化，所述第二极化区域和所述第四极化区域均沿所述第三方向极化；所述第一极化区域接收的电信号为cosωt激励信号，所述第二极化区域接收的电信号为-sinωt激励信号，所述第三极化区域接收的电信号为sinωt激励信号，所述第四极化区域接收的电信号为-cosωt激励信号；或，所述第一极化区域至所述第四极化区域均沿所述第二方向极化，所述第一极化区域接收的电信号为cosωt激励信号，所述第二极化区域接收的电信号为sinωt激励信号，所述第三极化区域接收的电信号为sinωt激励信号，所述第四极化区域接收的电信号为cosωt激励信号。12.一种摄像头模组，其特征在于，包括镜头和权利要求1-11任一项所述的致动器，所述致动器用于驱动所述镜头移动。
13.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求12所述的摄像头模组。

技术总结
本申请涉及致动器、摄像头模组和电子设备。致动器包括安装架、传动件、压电陶瓷和预压件，传动件、压电陶瓷和预压件依次排列于第一方向，传动件固定至压电陶瓷，安装架局部包围压电陶瓷和预压件，预压件固定至安装架的底部，压电陶瓷安装于安装架且挤压预压件。压电陶瓷包括阵列排布的四个极化区域，四个极化区域的列方向平行于第一方向，四个极化区域的行方向垂直于第一方向，四个极化区域通电时，四个极化区域的极化方向垂直于四个极化区域的列方向和行方向。本申请通过设置压电陶瓷与预压件及传动件配合，实现了线性驱动，结构简单、体积小，驱动电压低、可靠性好。可靠性好。可靠性好。


技术研发人员：边心秀 时运来 刘彬 李邓峰 郑科 唐玮
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：2022.01.22
技术公布日：2023/8/5