CN110888217A - Sma致动器、相机模块和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了SMA致动器、相机模块和电子设备。连杆的一端与支撑部弹性连接，第一弹性臂设在连杆与支撑部之间，第一弹性臂可弹性弯曲；被驱动件，连杆的一端与被驱动件铰接，SMA线可通过收缩带动连杆相对支撑部摆动，连杆可带动被驱动件运动，两个连杆的端部在被驱动件上同轴铰接。有益效果：被驱动件的位移量可大于SMA线的收缩量，从而可在SMA致动器体积较小的条件下实现较大的被驱动件行程；SMA致动器中的两个连杆同轴铰接，有助于改善镜架体的倾斜(Tilt)，从而提高成像质量。本发明涉及电子领域。

Description

SMA致动器、相机模块和电子设备

技术领域

本发明涉及电子领域，特别涉及SMA致动器、相机模块和电子设备。

背景技术

致动器(actuating device)是电子领域中常用的驱动机构，可用于驱动摄像头。SMA是指形状记忆合金(shape memory alloy)，是致动器中的一种驱动元件。SMA是通过热弹性与马氏体相变及其逆变而具有形状记忆效应(shape memory effect,SME)的由两种以上金属元素所构成的材料。SMA可在较低的温度下变形，通电加热后可恢复变形前的形状，从而实现可电控的收缩。

嵌件成型底座(Insert Molding Bottom)包括嵌件组和注模体，注模体一般为塑料，而嵌件组一般为塑料以外的不同材质。注模体一般在嵌件组成型后再通过注塑而形成。嵌件组可作为注模体的骨架，可加强嵌件成型底座的结构强度。

设有SMA致动器的相机模块一般还包括镜头组件，镜头组件上设有若干镜片，从而可实现成像功能。SMA致动器需要从各个不同方向上驱动镜头组件运动，从而实现镜头组件的位置和方向的调整。

现有技术中，SMA致动器通常是通过SMA线直接拉动被驱动件，技术缺陷在于：被驱动件的驱动行程通常不大于SMA线的收缩量，通常只能通过增大SMA致动器的整体规模来使被驱动件的驱动行程更大，不利于SMA致动器的小型化。另外，镜头的倾斜(Tilt)是相机模块中降低成像质量的重要因素，SMA致动器在工作时应尽量减小倾斜造成的不利影响。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种驱动行程较大且结构紧凑的SMA致动器、相机模块和电子设备。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

SMA致动器，包括：SMA线，SMA线可通电收缩；两个致动体，致动体包括连杆、支撑部和第一弹性臂，连杆的一端与SMA线连接，连杆的一端与支撑部弹性连接，第一弹性臂设在连杆与支撑部之间，第一弹性臂可弹性弯曲；被驱动件，连杆的一端与被驱动件铰接，SMA线可通过收缩带动连杆相对支撑部摆动，连杆可带动被驱动件运动，两个连杆的端部在被驱动件上同轴铰接。

上述SMA致动器至少具有以下有益效果：

第一弹性臂使连杆可相对支撑部弹性摆动，使被驱动件的位移量可大于SMA线的收缩量，从而可在SMA致动器体积较小的条件下实现较大的被驱动件行程，有利于SMA致动器的小型化；SMA致动器中的两个连杆同轴铰接，有助于改善镜架体的倾斜(Tilt)，从而提高成像质量。

在本发明的一种可能的实施方式中，同轴铰接的两个连杆的接触面之间设有隔离片或隔离膜，隔离片或隔离膜是绝缘的。绝缘的隔离片或隔离膜可防止SMA线两端短路，并能起到减小连杆之间的摩擦的作用，还能减小两个连杆之间接触面的磨损。

在本发明的一种可能的实施方式中，支撑部、第一弹性臂和连杆是通过导电材料一体成型的。支撑部、第一弹性臂和连杆一体成型有利于降低SMA致动器的制造难度和成本，导电材料使支撑部、第一弹性臂和连杆可为SMA线导电，有利于简化SMA致动器的总体电路结构。

在本发明的一种可能的实施方式中，第一弹性臂的形状为U字形，第一弹性臂的一端与支撑部连接且第一弹性臂的另一端与连杆连接。第一弹性臂为U字形，有利于加强第一弹性臂的变形能力，使被驱动件行程可进一步增大。

相机模块，包括SMA致动器。

在本发明的一种可能的实施方式中，相机模块还包括镜头组件和底座组件，镜头组件包括镜架体，被驱动件为镜架体，底座组件包括底座体，支撑部与底座体固定连接，镜架体与底座体之间可动地连接，SMA致动器可驱动镜架体相对底座体运动。镜架体上可安装镜片从而实现成像功能，SMA致动器可驱动镜架体运动，从而实现对焦或防抖。

在本发明的一种可能的实施方式中，SMA致动器包括至少一个第一SMA致动器和至少一个第二SMA致动器，第一SMA致动器的SMA线布置在连杆与底座体之间，第二SMA致动器的连杆布置在SMA线与底座体之间。第一SMA致动器与第二SMA致动器中的连杆、SMA线与底座体之间的相对位置不同，从而可向相反方向驱动镜架体，可驱动镜架体向更多方向运动，有利于扩展相机模块的对焦和防抖功能。

在本发明的一种可能的实施方式中，镜头组件还包括第一弹簧和第二弹簧，第一弹簧和第二弹簧分别与镜架体固定连接，第一弹簧和第二弹簧的周围分别设有若干第二弹性臂，第二弹性臂的一端与底座体连接，第二弹性臂使第一弹簧和第二弹簧和支撑镜架体并使镜架体可相对底座体可动。

电子设备，包括SMA致动器。

电子设备，包括相机模块。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例1的相机模块的结构示意图；

图2为本发明实施例1的相机模块的分解示意图；

图3为本发明实施例1的第一SMA致动器和第二SMA致动器的相对位置示意图；

图4为本发明实施例1的镜头组件的结构示意图；

图5为本发明实施例1的第一SMA致动器的工作状态示意图；

图6为本发明实施例1的第二SMA致动器的工作状态示意图；

图7为本发明实施例2的第一SMA致动器的结构示意图；

图8为本发明实施例2的第二SMA致动器的结构示意图；

附图标记：

SMA线101、连杆102、第一弹性臂103、支撑部104；

镜架体201、第一弹簧202、第二弹簧203、第二弹性臂204、铰接柱205；

底座体301、电路板302、第一控制端303、第二控制端304、第三控制端305、第四控制端306、公共端307。

具体实施方式

实施例1：

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1至6，相机模块，包括SMA致动器。

SMA致动器，包括：SMA线101，SMA线101可通电收缩；两个致动体，致动体包括连杆102、支撑部104和第一弹性臂103，连杆102的一端与SMA线101连接，SMA线101与连杆102之间的夹角大于零，连杆102的一端与支撑部104弹性连接，第一弹性臂103设在连杆102与支撑部104之间，第一弹性臂103可弹性弯曲；被驱动件，连杆102的一端与被驱动件铰接，SMA线101可通过收缩带动连杆102相对支撑部104摆动，连杆102可带动被驱动件运动，两个连杆102的端部在被驱动件上同轴铰接。

上述SMA致动器至少具有以下有益效果：

第一弹性臂103使连杆102可相对支撑部104弹性摆动。SMA线101与连杆102之间的夹角大于零，使被驱动件的位移量可大于SMA线101的收缩量，从而可在SMA致动器体积较小的条件下实现较大的被驱动件行程，有利于SMA致动器的小型化；SMA致动器中的两个连杆102同轴铰接，有助于改善镜架体201的倾斜(Tilt)，从而提高成像质量。

关于支撑部104，支撑部104固定在底座体301上，连杆102和镜架体201可相对支撑部104运动。

关于SMA线101，SMA线101是指形状记忆合金线，在通电前后可实现长度收缩。

关于第一弹性臂103，第一弹性臂103是具有弹性的材质，在SMA线101收缩时可发生弯曲。第一弹性臂103为条形，第一弹性臂103的一端与支撑部104连接且另一端与连杆102连接。

关于连杆102，连杆102是具有一定刚度的杆件，可支撑被驱动件位移。

关于被驱动件，被驱动件为镜架体201，镜架体201上设有凸出的铰接柱205，连杆102的一端设有铰接环，铰接环套在铰接柱205上形成铰接机构。

关于连杆102，两个连杆102的端部在被驱动件上同轴铰接。被驱动件为镜架体201，镜架体201上设有四个铰接柱205，四个铰接柱205均布在镜架体201的四周，四个铰接柱205分别与两个第一SMA致动器和两个第二SMA致动器中的连杆102铰接。每个SMA致动器中的两个连杆102共用一个铰接柱205，从而使一个SMA致动器中的两个连杆102可实现同轴铰接。

在本实施例中，同轴铰接的两个连杆102的接触面之间设有隔离片或隔离膜，隔离片或隔离膜是绝缘的。绝缘的隔离片或隔离膜可防止SMA线101两端短路，并能起到减小连杆102之间的摩擦的作用，还能减小两个连杆102之间接触面的磨损。

关于隔离片和隔离膜，隔离片或隔离膜在图中并未示出。隔离片可设置为圆环形，与两个连杆102同轴嵌套在铰接柱205上。隔离片的材质可选用但不限于塑料片。隔离膜可设置为包裹在连杆102端部的薄膜或涂层，隔离膜可选用但不限于浸塑形成的塑料膜或喷涂形成的绝缘涂层。

在本实施例中，支撑部104、第一弹性臂103和连杆102是通过导电材料一体成型的。支撑部104、第一弹性臂103和连杆102一体成型有利于降低SMA致动器的制造难度和成本，导电材料使支撑部104、第一弹性臂103和连杆102可为SMA线101导电，有利于简化SMA致动器的总体电路结构。

关于支撑部104、第一弹性臂103和连杆102，支撑部104、第一弹性臂103和连杆102通过金属材质一体成型，既具有良好的弹性，又具有导电性。

在本实施例中，支撑部104、第一弹性臂103和连杆102的数量为两个且对称布置。支撑部104、第一弹性臂103和连杆102对称布置可加强被驱动件运动的稳定性。

关于SMA线101，SMA线101的两端分别与两个连杆102的一端连接，从而使SMA线101收缩时可同时驱动对称布置的两个连杆102。

在本实施例中，相机模块还包括镜头组件和底座组件，镜头组件包括镜架体201，被驱动件为镜架体201，底座组件包括底座体301，支撑部104与底座体301固定连接，镜架体201与底座体301之间可动地连接，SMA致动器可驱动镜架体201相对底座体301运动。镜架体201上可安装镜片从而实现成像功能，SMA致动器可驱动镜架体201运动，从而实现对焦或防抖。

在本实施例中，SMA致动器包括至少一个第一SMA致动器和至少一个第二SMA致动器，第一SMA致动器的SMA线101布置在连杆102与底座体301之间，第二SMA致动器的连杆102布置在SMA线101与底座体301之间。第一SMA致动器与第二SMA致动器中的连杆102、SMA线101与底座体301之间的相对位置不同，从而可向相反方向驱动镜架体201，可驱动镜架体201向更多方向运动，有利于扩展相机模块的对焦和防抖功能。

关于相机模块，第一SMA致动器的数量为两个且关于镜架体201对称布置，第二SMA致动器的数量为两个且关于镜架体201对称布置。两个第一SMA致动器和两个第二SMA致动器分别关于镜架体201对称布置，通过分别检测或控制各个SMA致动器，可实现对镜架体201的倾角和位移的检测或控制，有利于进一步扩展相机模块的功能。

关于SMA致动器，各个SMA致动器围绕在镜架体201的四周。

关于底座组件，底座组件还包括电路板302。每个SMA致动器中两个支撑部104的其中一个与电路板302电连接并形成控制端，每个SMA致动器中两个支撑部104的另一个与电路板302电连接并形成公共端307，使各个SMA线101在公共端307与控制端之间可通电收缩。本实施例中的控制端包括第一控制端303、第二控制端304、第三控制端305和第四控制端306。各个控制端与公共端307的连接关系如图3所示。

关于第一SMA致动器和第二SMA致动器，两者的区别从图1、图5和图6可形成对比。当SMA线101收缩时，第一SMA致动器的连杆102向远离底座体301的方向摆动，从而驱动镜架体201远离底座体301。当SMA线101收缩时，第二SMA致动器的连杆102向靠近底座体301的方向摆动，从而可驱动镜架体201靠近底座体301。

在本实施例中，镜头组件还包括第一弹簧202和第二弹簧203，第一弹簧202和第二弹簧203分别与镜架体201固定连接，第一弹簧202和第二弹簧203的周围分别设有若干第二弹性臂204，第二弹性臂204的一端与底座体301连接，第二弹性臂204使第一弹簧202和第二弹簧203和支撑镜架体201并使镜架体201可相对底座体301可动。

关于第一弹簧202和第二弹簧203，第一弹簧202和第二弹簧203分别与镜架体201的两面贴合固定。第一弹簧202与第二弹性臂204为一体成型的金属片，第二弹簧203与第二弹性臂204为一体成型的金属片。第二弹性臂204使镜架体201可在底座体301上形成弹性的悬挂状态，从而使镜架体201在各个SMA致动器上易于驱动。

关于第一弹簧和第二弹簧，第一弹簧和第二弹簧构成镜头组件的悬挂系统。此处第一弹簧和第二弹簧不是指机械领域常见的螺旋弹簧、涡卷弹簧或板弹簧，而是专用于镜头组件悬挂的异形弹簧。第一弹簧与第二弹簧为薄片状，分别从镜头组件的两侧与镜架体贴合。

本技术方案中的SMA致动器和相机模块可用于电子设备中。

实施例2：

如图7至8所示，本实施例与实施例1的区别在于：在本实施例中，第一弹性臂103的形状为U字形，第一弹性臂103的一端与支撑部104连接且第一弹性臂103的另一端与连杆102连接。第一弹性臂103为U字形，有利于加强第一弹性臂103的变形能力，使被驱动件行程可进一步增大。

Claims (10)

1.SMA致动器，其特征在于，包括：

SMA线，所述SMA线可通电收缩；

两个致动体，所述致动体包括连杆、支撑部和第一弹性臂，所述连杆的一端与所述SMA线连接，所述连杆的一端与所述支撑部弹性连接，所述第一弹性臂设在所述连杆与所述支撑部之间，所述第一弹性臂可弹性弯曲；

被驱动件，所述连杆的一端与所述被驱动件铰接，所述SMA线可通过收缩带动所述连杆相对所述支撑部摆动，所述连杆可带动所述被驱动件运动，两个所述连杆的端部在所述被驱动件上同轴铰接。

2.根据权利要求1所述的SMA致动器，其特征在于：同轴铰接的两个所述连杆的接触面之间绝缘地直接接触；或同轴铰接的两个所述连杆的接触面之间设有隔离片或隔离膜，所述隔离片或隔离膜为绝缘材质。

3.根据权利要求1所述的SMA致动器，其特征在于：所述支撑部、所述第一弹性臂和所述连杆是通过导电材料一体成型的。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的SMA致动器，其特征在于：所述第一弹性臂的一端与所述支撑部连接且所述第一弹性臂的另一端与所述连杆连接。

5.相机模块，其特征在于：包括权利要求1至4任意一项所述的SMA致动器。

6.根据权利要求5所述的相机模块，其特征在于：还包括镜头组件和底座组件，所述镜头组件包括镜架体，所述被驱动件为所述镜架体，所述底座组件包括底座体，所述支撑部与所述底座体固定连接，所述镜架体与所述底座体之间可动地连接，所述SMA致动器可驱动所述镜架体相对所述底座体运动。

7.根据权利要求6所述的相机模块，其特征在于：所述SMA致动器包括至少一个第一SMA致动器和/或至少一个第二SMA致动器，所述第一SMA致动器与所述第二SMA致动器可向相反的方向驱动所述被驱动件。

8.根据权利要求6所述的相机模块，其特征在于：所述镜头组件还包括第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧和所述第二弹簧分别与所述镜架体固定连接，所述第一弹簧和所述第二弹簧的周围分别设有若干第二弹性臂，所述第二弹性臂的一端与所述底座体连接，所述第二弹性臂使所述第一弹簧和所述第二弹簧和支撑所述镜架体并使所述镜架体可相对所述底座体可动。

9.电子设备，其特征在于：包括权利要求1至4任意一项所述的SMA致动器。

10.电子设备，其特征在于：包括权利要求5至8任意一项所述的相机模块。

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