形状记忆合金致动装置制造方法及图纸

一种SMA致动装置(1)包括支撑结构(4)，可移动元件(2)支撑在该支撑结构(4)上。四根SMA致动器线(11-14)在其端部处连接到支撑结构(4)和可移动元件(2)中的一个，并且钩在连接到另一个的相应的连接器(7)上。成对的SMA致动器线(11-14)在收缩时通过相应的连接器(7)在所述平面(XY)中的在成对之间正交的相反方向上驱动可移动元件(2)相对于支撑结构(4)的移动。每个连接器(7)相对于其中分别的SMA致动器线(11-14)驱动可移动元件(2)相对于支撑结构(4)的移动的方向是横向地顺从的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】形状记忆合金致动装置本专利技术涉及使用SMA(形状记忆合金)致动器线以提供对支撑在支撑结构上的可移动元件的位置控制。存在其中期望提供可移动元件的位置控制的各种类型的装置。SMA致动器线作为在这样的装置中的致动器是有利的，特别是由于其高能量密度，其意味着需要施加给定的力的SMA致动器具有相对小的尺寸。其中SMA致动器线已知作为致动器此处使用的一种类型的装置是摄像机，特别是微型摄像机。一些示例如下。WO-2007/113478公开了一种SMA致动装置，其中SMA致动器线用于驱动摄像机镜头元件沿着光轴的移动，例如为了把通过摄像机镜头元件形成的图像聚焦在图像传感器上的目的。WO-2010/029316和WO-2010/089529每个公开了一种SMA致动装置，其中SMA致动器线被用于通过驱动包括摄像机镜头元件和图像传感器的摄像机单元的倾斜提供摄像机中的光学图像稳定(OIS)。倾斜被控制成把由摄像机镜头元件形成的图像稳定在图像传感器上，来抵消通常由用户的手的移动引起的降低被图像传感器捕捉的图像的质量的抖动。WO-2011/104518公开了一种SMA致动装置，其中SMA致动器线用于通过驱动摄像机单元的倾斜提供摄像机中的OIS，但具有额外的自由度。在该机构中，使用了八根SMA致动器线，其布置为平行于摄像机单元的四个面的四对交叉线。虽然提供了通用的抖动校正以及此外的可选的集成AF功能，但是该系统需要做出线中的每根中的两端的物理连接和电连接，也就是16连接。显然，这会带来相当多的制造和可靠性挑战。本专利技术涉及一种用于在平面中的任何方向上相对于支撑结构移动可移动元件的SMA致动装置。在该情况下，例如与WO-2011/104518相比，原则上可以使用减少数量的SMA致动器线。然而，其仍然需要提供带来期望移动的SMA致动器线的布置。根据本专利技术，提供了一种用于相对于支撑结构移动可移动元件的SMA致动装置，该SMA致动装置包括：支撑结构；可移动元件，该可移动元件以允许可移动元件相对于支撑结构在平面中的任何方向上移动的方式支撑在支撑结构上；和四根SMA致动器线，每根SMA致动器线在其端部处被连接到支撑结构和可移动单元中的一个，并且被钩在连接到支撑结构和可移动元件中的另一个的相应的连接器上，SMA致动器线中的第一对SMA致动器线被布置成在收缩时通过相应的连接器在沿着所述平面中的第一轴线的相反方向上驱动可移动元件相对于支撑结构的移动，SMA致动器线中的第二对SMA致动器线被布置成在收缩时通过相应的连接器在沿着所述平面中的与所述第一轴线正交的第二轴线的相反方向上驱动可移动元件相对于支撑结构的移动，其中每个连接器相对于其中相应的SMA致动器线驱动可移动元件相对于支撑结构的移动的方向是横向地顺从的(laterallycompliant)。在该SMA致动装置中，使用四根SMA致动器线实现了在平面中任何方向上的移动。与使用更大数量的SMA致动器线的装置相比，这提高了可制造性和可靠性，同时仍提供期望的移动。每根SMA致动器线在其端部处连接到支撑结构和可移动元件中的一个，并且钩在连接到支撑结构和可移动元件中的另一个的相应的连接器上。这允许SMA致动器线通过相应的连接器驱动可移动元件相对于支撑结构的移动。第一对SMA致动器线被布置成在与沿着在所述平面中的第一轴线的相反方向上驱动这样的移动，并且第二对SMA致动器线被布置成在沿着所述平面中的正交于所述第一轴线的第二轴线的相反方向上驱动这样的移动。因此，在平面中的任何方向上的移动可以通过SMA致动器线的选择性操作驱动。这可以实现，同时最小化在垂直于该平面的方向上的SMA致动器装置的高度。这是因为SMA致动器线可以被平行于该平面布置或者另外以与其的小的角度布置，使得SMA致动器线在该方向上具有小的范围。由于连接器是横向地顺从的，所以连接器适应被另一对SMA致动器线驱动的可移动元件相对于相应的SMA致动器线的移动。即：由第一对SMA致动器线沿着第一轴线驱动的可移动元件的移动被第二对SMA致动器线的连接器适应，并且反之亦然。这防止由两对SMA致动器线驱动的移动互相妨碍。为了设计和构造的方便，每根SMA致动器线可以在其端部处连接到支撑结构和可移动元件中的同一个。每根SMA致动器线在其端部处到支撑结构的连接提供了使得在控制电路被安装到支撑结构的正常情况下，做出SMA致动器线到控制电路的电连接更加简单的优点。然而，一般来说，SMA致动器线中的任一根可以在其端部处连接到支撑结构，并且SMA致动器线中的任一根可以在其端部处连接到可移动元件，而不影响整体功能。这样的优点可以只使用提供了非常简单和紧凑的布置的一组四根SMA致动器线来实现。SMA致动装置可以用于为各种目的而驱动各种不同类型的可移动元件的移动。在一个示例中，SMA致动装置可以用于为摄像机提供OIS。在该示例中，SMA致动装置是摄像机装置，其还包括固定到支撑结构的图像传感器，并且可移动元件包括摄像机镜头元件，摄像机镜头元件包括被布置为将图像聚焦在图像传感器上的一个或多个镜头。在这种情况下，平面可以垂直于摄像机镜头元件的光轴。SMA致动装置然后可以通过摄像机镜头元件横向于光轴的移动而提供OIS，这可以被称作“移位”或“OIS移位”。这是有利的，因为与其中由包括摄像机镜头元件和图像传感器的摄像机单元的倾斜提供OIS的摄像机相比，其中需要足够的间隙来适应整个摄像机单元的移动，它减少了整体尺寸。该优点在微型摄像机中是特别有益的，例如在其中一个或多个镜头具有至多10mm的直径的微型摄像机中。为了提供OIS，摄像机装置还可以包括：振动传感器，其被布置为产生代表装置的振动的输出信号；和控制电路，其被布置为响应于振动传感器的输出信号而产生用于SMA致动器线的驱动信号以用于稳定由图像传感器感测的图像，并把所产生的驱动信号供应到SMA致动器线。为了允许更好的理解，现在将通过非限制性示例的方式参考附图来描述本专利技术的实施例，在附图中：图1是摄像机装置的示意性剖视图；图2是沿光轴观察的摄像机装置的俯视图；图3是以修改的形式的摄像机装置的透视图；图4是图3的摄像机装置的部分的展开图；图5是用于SMA致动器线的控制电路的简图；以及图6是控制电路的驱动电路的简图。在图1中示出了作为根据的本专利技术的SMA致动装置的示例的摄像机装置1，图1是沿着光轴O获得的剖视图。摄像机装置1可以集成在例如移动电话、媒体播放器、平板电脑或便携式数字助理的便携式电子设备中。因此微型化是重要的设计标准。摄像机装置1包括镜头元件2，镜头元件2通过在图1中示意性地示出但是在下文进行详细描述的SMA致动器线11-14的布置以允许镜头元件2相对于支撑结构4在垂直于光轴O的平面XY中的任何方向上移动的方式支撑在支撑结构4上，其由SMA致动器线11-14驱动。因此，镜头元件2是可移动元件。在该示例中，镜头元件2唯一被SMA致动器线11-14支撑。可替代地，可以另外由悬架系统(suspensionsystem)提供支撑。非限制性示例是包括在镜头元件2和支撑结构4之间连接的横梁并且平行于光轴O延伸的悬架系统。支撑结构4是把图像传感器6支撑在支撑结构4的基部3的前侧上的摄像机支架。在基部3的后侧上，安装有IC(集成电路)芯片3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使可移动元件相对于支撑结构移动的SMA致动装置，所述SMA致动装置包括：支撑结构；可移动元件，所述可移动元件以允许所述可移动元件相对于所述支撑结构在平面中的任何方向上移动的方式支撑在所述支撑结构上；和四根SMA致动器线，每根SMA致动器线在其端部处被连接到所述支撑结构和所述可移动元件中的一个，并且被钩在连接到所述支撑结构和所述可移动元件中的另一个的相应的连接器上，所述SMA致动器线中的第一对SMA致动器线被布置成在收缩时通过所述相应的连接器在沿着所述平面中的第一轴线的相反方向上驱动所述可移动元件相对于所述支撑结构的移动，所述SMA致动器线中的第二对SMA致动器线被布置成在收缩时通过所述相应的连接器在沿着所述平面中的横向于所述第一轴线的第二轴线的相反方向上驱动所述可移动元件相对于所述支撑结构的移动，其中每个连接器相对于其中相应的SMA致动器线驱动所述可移动元件相对于所述支撑结构的移动的方向是横向地顺从的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.16 GB 1202693.6;2012.05.17 GB 1208713.61.一种用于使可移动元件相对于支撑结构移动的SMA致动装置，所述SMA致动装置包括：支撑结构；可移动元件，所述可移动元件以允许所述可移动元件相对于所述支撑结构在平面中的任何方向上移动的方式支撑在所述支撑结构上；和四根SMA致动器线，每根SMA致动器线在其端部处被连接到所述支撑结构和所述可移动元件中的一个，并且被钩在连接到所述支撑结构和所述可移动元件中的另一个的相应的连接器上，所述SMA致动器线中的第一对SMA致动器线被布置成在收缩时通过所述相应的连接器在沿着所述平面中的第一轴线的相反方向上驱动所述可移动元件相对于所述支撑结构的移动，所述SMA致动器线中的第二对SMA致动器线被布置成在收缩时通过所述相应的连接器在沿着所述平面中的横向于所述第一轴线的第二轴线的相反方向上驱动所述可移动元件相对于所述支撑结构的移动，其中每个连接器是摇杆或弹性构件，所述连接器相对于其中相应的SMA致动器线驱动所述可移动元件相对于所述支撑结构的移动的方向是横向地顺从的。2.根据权利要求1所述的SMA致动装置，其中所述SMA致动装置是摄像机装置，所述摄像机装置还包括固定到所述支撑结构的图像传感器，并且所述可移动元件包括摄像机镜头元件，所述摄像机镜头元件包括被布置为将图像聚焦在所述图像传感器上的一个或多个镜头，所述平面垂直于所述摄像机镜头元件的光轴。3.根据权利要求2所述的SMA致动装置，其中所述一个或多个镜头中的至少一个镜头具有至多10mm的直径。4.根据权利要求2所述的SMA致动装置，还包括：振动传感器，所述振动传感器被布置为产生表示所述SMA致动装置的振动的输出信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·豪沃思，
申请(专利权)人：剑桥机电有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB