倾斜模块子组件及包括倾斜模块子组件的光学图像稳定器制造技术

一种倾斜模块子组件，该倾斜模块子组件包括多条形状记忆合金线(12、12’)和基本上由弹性材料构成的笼架(11)，以及一种使用这种倾斜模块子组件的用于微结构的光学定位系统，其中，所述用于微结构的光学定位系统是光学图像稳定器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】倾斜模块子组件及包括倾斜模块子组件的光学图像稳定器基于形状记忆合金(SMA)线的致动器由于与该技术相关联的固有优点、特别是基于形状记忆合金(SMA)线的致动器代替微型马达在累赘性、可靠性以及功耗方面提供优点的能力而变得越来越多地被采用。基于SMA的致动器的一些最近的示例出现在以下部件中：在比如欧洲专利EP2615951中所描述的用于自动售货机的液体混合器的阀中，在比如国际专利申请WO2014057423中所描述的防眩光后视镜中，以及甚至在比如国际专利申请WO2014128599中所描述的帆船控制系统中。以上仅仅是基于SMA的致动器的通用性和可能性的示例。一个特别令人感兴趣的应用领域是例如待使用在比如国际专利申请WO2013175197中所描述的用于拍照手机的光学图像稳定器中的倾斜模块，该国际专利申请WO2013175197公开了彼此相对工作以实现倾斜控制的多条SMA线的使用。在美国专利申请2006/0272328中描述了使用一对SMA线的解决方案，在这种情况下，还公开了为SMA线提供回复力的弹性元件的使用，这种弹性元件是刚性壳体与图像拾取单元之间的接合部，该弹性元件的倾斜由两个相对的形状记忆合金线控制。在欧洲专利申请2813877中也描述了SMA线的使用，其示出了由基板和驱动板制成的笼架(cage)，驱动板由树脂成型产品形成并且由支承构件保持成与基板彼此平行，所述支承构件使用厚度为约80μm至约100μm的悬线制成以便通过使用线性SMA线制成的驱动构件而变形。该文献还教示了下述重要性：将刚性元件结合作为结构件的构成特征，更具体地，使用杨氏模量为约50GPa至250GPa的SUS(不锈)钢或者铜基金属材料制成的固定构件来将SMA线机械地固定至基板。上述解决方案具有下述主要缺点：该主要缺点在于用于致动的SMA的非常相同的性质，即，SMA在加热时收缩但对进一步拉长具有高抵抗性。这意味着为了实现倾斜，在正常情况下，SMA线将以不同的程度被部分地致动，从而需要更高的功耗、需要细致的和复杂的平衡、以及引起系统的过早磨损。本专利技术的目的是提供一种倾斜模块，该倾斜模块能够克服已知技术中仍然存在的问题和缺陷并且该倾斜模块特别参照借助于相对的SMA线来实现控制的倾斜系统，并且本专利技术的第一方面在于倾斜模块子组件，该倾斜模块子组件包括多条形状记忆合金线和基本上由弹性材料构成的笼架，其中，所述弹性材料的杨氏模量在13000MPa至16000MPa之间，优选地在14000MPa至15000MPa之间。表述“基本上由弹性材料构成”意味着笼架可以具有用刚性材料制成的一些附件比如连接装置，而就本专利技术的目的而言，笼架材料的至少90％重量的材料是满足上述杨氏模量要求的弹性材料。将借助于以下附图对本专利技术进行进一步说明，在附图中：●图1和图2分别是根据本专利技术的倾斜模块子组件及其笼架的立体图；●图3是根据本专利技术的倾斜模块子组件的第二实施方式的立体图；●图4是图3的倾斜模块子组件的截面图；●图5a和图5b是根据本专利技术的倾斜模块子组件的第三实施方式的截面图；●图6a和图6b是根据本专利技术的第四实施方式的倾斜模块子组件的两张照片；●图7示出了根据本专利技术的第五实施方式的倾斜模块子组件的立体图；以及●图8示出了根据本专利技术的第六实施方式的倾斜模块子组件的立体图。在以上附图中，尺寸和尺寸比可能不是准确的，而是在一些情况下，尺寸和尺寸比已经被改变以提高附图的可读性。此外，对于理解本专利技术而言不必要的元件诸如例如形状记忆合金线的连接件和固定件由于在
中是辅助的和广泛已知的，因此通常不对其进行描绘。就本专利技术的目的而言，术语“笼架(cage)”表示在没有任何另外的元件比如形状记忆合金线的情况下的子组件的骨架结构。图1示出了根据本专利技术的倾斜模块10的立体图，该倾斜模块10包括笼架11，该笼架11由杨氏模量在13000MPa至16000MPa之间的弹性材料制成。在该实施方式中，笼架11呈现四个突出部，在立体图中仅两个突出部13、13’是可见的，突出部的目的是为在所示实施方式中使用的四条形状记忆线中的每条形状记忆线提供钩点，在立体图中仅两条SMA线12、12’是可见的。这些钩点也表示形状记忆合金线在通过焦耳效应启用时施加形状记忆合金线的收缩力的点。笼架结构11的弹性变形确保了所容纳的摄像机模块14的倾斜，并且同时笼架结构11的弹性变形在SMA线被停用时为SMA线提供回复力。可以理解的是，笼架变形提供了相对的和相邻的SMA线的分开，使得在启用SMA线中的一条SMA线时，其他SMA线不会经受应变，或者可能地仅仅经受最小的应变，这是因为应变在很大程度上被弹性笼架结构自身所吸收。图1和图2表示根据本专利技术的倾斜模块子组件的第一优选实施方式，其中，笼架具有由被四个直的柱状件16、16’、16”、16”’间隔开的两个平行的方形件15、15’构成的结构，所述四个直的柱状件16、16’、16”、16”’连接所述两个平行的方形件的对应拐角。图1与图2之间的主要区别在于图2中没有摄像机模块14和形状记忆合金线12、12’，这实现了对笼架结构本身的更好的理解。图3示出了根据本专利技术的倾斜模块子组件20的第二实施方式的立体图。同样在这种情况下，在弹性笼架21上仅示出了存在于倾斜模块子组件上的四个突出部中的两个突出部23、23’和存在于倾斜模块子组件上的四条SMA线中的两条SMA线22、22’。图4示出了具有明显的支柱26和支柱26’的倾斜模块子组件的截面图，支柱26和支柱26’的目的是赋予结构完整性并同时确保倾斜模块子组件在受到由一条或更多条SMA线施加的力时的灵活性。图3和图4的第二实施方式使用成对连接的八个弯曲支柱比如支柱26和支柱26’，每个支柱对笼架的上部方形件或下部方形件的两个相邻拐角进行连接。图5a示出了该实施方式的另一变型的截面图。在这种情况下，八个支柱在倾斜模块笼架的同一拐角处连接上部方形件和下部方形件，其中，八个支柱中的仅两个支柱36和36’在截面图30中是可见的。在所示的第三实施方式中，还示出了对倾斜模块笼架的上部方形件和下部方形件的对应边进行连接的两条形状记忆合金线32和32’。在图5a中还示出了回复压缩弹簧37，该回复压缩弹簧37固定至上部方形件并且该回复压缩弹簧37在SMA线停用之后为弹性笼架的形状恢复提供进一步的帮助。图5b以截面图示出了在倾斜模块子组件上的形状记忆合金线32’的启用的效果。从该图可以观察到，通过由于形状记忆合金线32’的缩短但相对的形状记忆合金线32不改变其长度并且不受第一形状记忆合金线32’的操作的影响而产生的笼架变形来实现倾斜。图6a、图6b示出了第四子组件倾斜模块的两个正视图的并排比较：子组件40表示形状记忆合金线42较短(致动)时的情况，而子组件40’表示形状记忆合金线42较长(未致动)时的情况。仅一条线42被突出显示，但是该系统使用四条线，并且四条线的同时控制实现了子组件模块的精确的和受控的倾斜。应当注意的是，在这种情况下，与前述实施方式不同，SMA线42的启用通过拉得更靠近而使上部方形件远离下部方形件移动，并且因而使支柱延伸，所述支柱具有连接两个方形件(即，图5a和图5b的相对的方形件)的向外的V形形状。图7示出了根据本专利技术制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种倾斜模块子组件(10；20；200；30；30’；40；40’；50；80)，包括多条形状记忆合金线(12、12’；22、22’；32、32’；42；52、52’；82、82’、82”)和基本上由弹性材料构成的笼架(11；21；51；81)，其中，所述弹性材料的杨氏模量在13000MPa至16000MPa之间，优选地在14000MPa至15000MPa之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.05 IT MI2015A0006351.一种倾斜模块子组件(10；20；200；30；30’；40；40’；50；80)，包括多条形状记忆合金线(12、12’；22、22’；32、32’；42；52、52’；82、82’、82”)和基本上由弹性材料构成的笼架(11；21；51；81)，其中，所述弹性材料的杨氏模量在13000MPa至16000MPa之间，优选地在14000MPa至15000MPa之间。2.根据权利要求1所述的倾斜模块子组件(10；20；200；30；30’；40；40’；50；80)，其中，所述形状记忆合金线(12、12’；22、22’；32、32’；42；52、52’；82、82’、82”)相对于笼架对称轴线对称地布置。3.根据权利要求1或2所述的倾斜模块子组件(10；20；200；30；30’；40；40’；50；80)，其中，所述形状记忆线(12、12’；22、22’；32、32’；42；52、52’；82、82’、82”)的数目是四条。4.根据前述权利要求中任一项所述的倾斜模块子组件(10)，其中，所述笼架(11)具有由被四个柱状件(16、16’、16”、16”’)间隔开的两个平行的方形件(15、15’)构成的结构，所述四个柱状件(16、16’、16”、16”’)连接所述两个平行的方形件(15、15’)的对应拐角。5.根据权利要求4所述的倾斜模块子组件(10)，其中，在方形件(15’)的至少一条边上具有突出部(13、13’)，所述突出部(13、13’)位于所述方形件的边的中央部分中并且用于钩住并限制形状记忆合金线(12、12’)。6.根据权利要求1至3中任一项所述的倾斜模块子组件(20；200；30；30’；40；40’；50)，其中，所述笼架(21；51)具有由被八个角形支柱(26、26’；36、36’；56、56’、56”、56”’)间隔开的两个平行的方形件(53、53’)给定的结构。7.根据权利要求6所述的倾斜模块子组件(20；200；30；30’)，其中，每个支柱(26、26’)连接同一方形件的两个相邻拐角。8.根据权利要求7所述的倾斜模块组件(20；200)，其中，在方形件的至少一条边上具有突出部(23、23’)，所述突出部(23、23’)位于所述方形件的边的中央部分中并且用于钩住并限制形状记忆合金线(22、22’)。...

【专利技术属性】
技术研发人员：马库斯·克普费尔，
申请(专利权)人：艾斯科技公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE