形状记忆合金致动装置制造方法及图纸

SMA致动装置(1)包括支撑结构(2)和通过悬架系统(30)支撑在支撑结构上的透镜元件(20)，该悬架系统导引由一个长度段的SMA致动器线(41)驱动的移动。本技术涉及使SMA致动装置沿移动方向的总高度最小化。

【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技术总体上涉及一种形状记忆合金(SMA，shapememoryalloy)致动装置，其中至少一个长度段的SMA致动器线(atleastonelengthofSMAactuatorwire)驱动可移动元件相对于支撑结构的移动。具体而言，本技术涉及使SMA致动装置沿移动方向的总高度最小化，该SMA致动装置是一种光学设备，其中至少一个长度段的SMA致动器线驱动透镜元件相对于支撑结构沿透镜元件的光轴的移动。根据本技术，提供了一种形状记忆合金致动装置，包括：支撑结构；透镜元件，其包括由悬架系统(suspensionsystem)支撑在支撑结构上的至少一个透镜，悬架系统被布置为导引可移动元件相对于支撑结构沿移动方向的移动，该移动方向相对于透镜元件的光轴以大于0度的第一锐角倾斜；至少一个长度段的形状记忆合金致动器线，其连接在支撑结构和可移动元件之间，用于驱动可移动元件相对于支撑结构的移动，该至少一个长度段的形状记忆合金致动器线相对于光轴以大于第一锐角的第二锐角倾斜。由于移动方向相对于光轴以大于0度的锐角倾斜，因此可以允许透镜元件具有垂直于光轴的横向运动的分量。然而，这种横向运动在许多应用中是可以接受的。此外，这具有减小通过悬架系统传递的力的优点以及还减小增益的优点。因此，至少一个长度段的SMA致动器线相对于正交于移动方向的平面以大于第一锐角的第二锐角倾斜。这意味着，至少一个长度段的SMA致动器线相对于移动方向仍然倾斜，但是该长度段的SMA致动器线相对于光轴的法线的角度减小，这允许SMA致动装置的总高度减小，同时保持行程的程度并保持良好的控制。该至少一个长度段的形状记忆合金致动器线可以在正交于透镜元件的光轴的平面内延伸。在这种情况下，SMA致动器线具有沿光轴投影的最小范围。可替代地，SMA致动器线可以相对于正交于光轴的平面以大于0度的角度延伸。在这种情况下，SMA致动器线具有沿光轴投影的范围，但是这可以通过调整锐角来控制，以配合在SMA致动装置的一些其他部件的尺寸限制内。在所附的从属权利要求中阐述了本技术的优选特征。现在将参考附图仅通过示例的方式描述本技术的实施方式，在附图中：图1是第一SMA致动装置的透视图；图2是第一SMA致动装置的分解图；图3是第一SMA致动装置的侧视图；图4至图6是用于第一SMA致动装置的不同轴承布置(bearingarrangement)的平面图；图7是用于第一SMA致动装置的可替代轴承的横截面图，该横截面垂直于轴承的移动方向截取；图8是图7的可替代轴承的侧视图；图9是用于第一SMA致动装置的可替代轴承的横截面图，该横截面垂直于轴承的移动方向截取；图10是图9的可替代轴承的侧视图；图11是第二SMA致动装置的透视图；图12是在制造第二SMA致动装置期间的步骤的透视图；图13是第三SMA致动装置的透视图；图14是在制造第三SMA致动装置期间使用的支柱元件(strutelement)的侧视图；以及图15和图16是第四SMA致动装置的两种可替代形式的示意性侧视图。概括地说，本技术涉及使SMA致动装置沿移动方向的总高度最小化，该SMA致动装置是光学设备，其中至少一个长度段的SMA致动器线驱动透镜元件相对于支撑结构沿透镜元件的光轴的移动。使用SMA致动器线来驱动可移动元件相对于支撑结构的平移移动是已知的。SMA致动器线在微型设备中具有特殊的优势，并且可以应用于包括手持设备(例如照相机和移动电话)在内的大范围的消费电子设备中。例如，这种SMA致动器线可以用于光学设备(例如照相机)中，以用于驱动照相机透镜元件沿其光轴的平移移动，例如以实现聚焦(自动聚焦，AF)或变焦。这种照相机可能是小的，并且成本相对较低，并且提供大量的功能，这些功能不仅用于拍摄照片，还用于视频通话、扫描、对象识别、安全等。在WO2007/113478、WO2009/056822和WO2017/134456中公开了这种类型的照相机的SMA致动装置的示例。这种SMA致动器线可以类似地用于光学设备(例如照相机)中，以用于驱动照相机透镜元件横向于光轴的平移移动，例如以提供光学图像稳定(OIS)。WO2013/175197和WO2014/083318中公开了这种类型的照相机的SMA致动装置的示例。WO2007/113478公开了SMA致动装置的示例，该SMA致动装置是照相机，其中照相机透镜元件由悬架系统支撑在支撑结构上，该悬架系统包括导引沿光轴平移移动的弯曲件(flexures)。透镜元件沿光轴的移动由多个长度段的SMA致动器线驱动，所述长度段的SMA致动器线相对于平行于光轴的移动方向以大于0度的锐角延伸。与沿移动方向延伸的SMA致动器线相比，以这种方式远离移动方向使所述长度段的SMA致动器线成角度增加了移动的量。为了最大化行程量，需要最大化该长度段的SMA致动器线的长度。当该长度段的SMA致动器线和正交于光轴的平面之间的角度减小时，就会出现如下各种问题。悬架系统(例如轴承的轴承布置)上的横向力(lateralforce)增加，这可能例如阻碍悬架系统在约束除了沿光轴的期望的移动之外的自由度方面的功能和/或增加摩擦。此外，由于增益(该增益是移动量与该长度段的SMA致动器线的长度上的变化的比率(ratio))的增加，而增加了控制问题。因此，为了最小化这些类型的问题，期望的是线角度不要太小，从而限制SMA装置沿光轴的高度最小化。图1和图2中示出了SMA致动装置1，该SMA致动装置1是照相机。SMA致动装置1包括支撑结构2，支撑结构2具有安装在其上的图像传感器3。支撑结构2包括基座4，基座4是刚性板。图像传感器3固定到基座4的前侧。在图1中所示的利用霍尔传感器(Hallsensor)9控制SMA致动装置1的布置中，支撑结构2支撑固定到基座4的后侧的IC芯片5。可替代地，可以使用电阻控制来控制SMA致动装置1，在这种情况下，IC芯片5可以在SMA致动装置1的外部。如下文进一步描述的，控制电路在IC芯片5中实现。支撑结构2还包括底架6，底架6从基座4突出，并且可以是模制部件。如下面所描述的，底架6用作各种元件的安装平台，并且还界定了在装配期间需要的任何参考特征。底架6具有与图像传感器3对齐的中心孔7。在图1中所示的布置中，支撑结构2还包括固定到底架6的外部的柔性印刷电路8。典型地，柔性印刷电路8提供VDD、GND、SCL和SDA连接焊盘(未示出)。在柔性印刷电路8上，霍尔传感器9靠近由支撑结构6支撑的磁体26被固定。SMA致动装置1还包括防护罩(shieldcan)10，该防护罩10配合到基座4并覆盖下面所描述的所有其它部件，以防止物理损坏和灰尘进入。SMA致动装置1还包括透镜元件20，在该示例中，该透镜元件20是可移动元件。透镜元件20包括透镜托架25，透镜托架25保持透镜21，但是可替代地，可以存在多个透镜。透镜21可以由玻璃或塑料制成。透镜元件20具有与图像传感器3对准的光轴O，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形状记忆合金致动装置，包括：/n支撑结构；/n透镜元件，其包括通过悬架系统支撑在所述支撑结构上的至少一个透镜，所述悬架系统被布置为导引可移动元件相对于所述支撑结构沿移动方向的移动，所述移动方向相对于所述透镜元件的光轴以大于0度的第一锐角倾斜；/n至少一个长度段的形状记忆合金致动器线，其连接在所述支撑结构和所述可移动元件之间，用于驱动所述可移动元件相对于所述支撑结构的移动，所述至少一个长度段的形状记忆合金致动器线相对于所述光轴以大于所述第一锐角的第二锐角倾斜。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180621 GB 1810214.51.一种形状记忆合金致动装置，包括：
支撑结构；
透镜元件，其包括通过悬架系统支撑在所述支撑结构上的至少一个透镜，所述悬架系统被布置为导引可移动元件相对于所述支撑结构沿移动方向的移动，所述移动方向相对于所述透镜元件的光轴以大于0度的第一锐角倾斜；
至少一个长度段的形状记忆合金致动器线，其连接在所述支撑结构和所述可移动元件之间，用于驱动所述可移动元件相对于所述支撑结构的移动，所述至少一个长度段的形状记忆合金致动器线相对于所述光轴以大于所述第一锐角的第二锐角倾斜。


2.根据权利要求1所述的形状记忆合金致动装置，其中，所述悬架系统包括轴承布置。


3.根据权利要求2所述的形状记忆合金致动装置，其中，所述轴承布置包括至少一个滚动轴承，所述至少一个滚动轴承包括所述支撑结构和所述可移动元件上的轴承表面以及设置在所述轴承表面之间的至少一个滚动轴承元件。


4.根据权利要求3所述的形状记忆合金致动装置，其中，所述至少一个滚动轴承元件包括多个轴承元件。

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·邦廷，马克赛巴斯蒂安·肖尔茨，
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