CN111158102A - 致动装置及控制sma致动器线的方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种致动装置及控制SMA致动器线的方法，涉及电子设备技术领域。本申请提供的致动装置包括：相互间隔设置形成运动空间的第一支撑结构和第二支撑结构；可移动元件收容于所述运动空间内；SMA致动器线用于驱动所述可移动元件在所述运动空间内运动；检测元件用于检测移动信息并传递给所述控制电路来调节所述SMA致动器线的通电状态，使得所述SMA致动器线将所述可移动元件驱动至固定于所述第二支撑结构后处于松弛状态。以缓解现有技术中存在的镜头受到碰撞或者镜头掉落时，SMA致动器线易产生故障的技术问题。

Description

致动装置及控制SMA致动器线的方法

技术领域

本申请涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种致动装置及控制SMA(Shape MemoryAlloy，形状记忆合金)致动器线的方法。

背景技术

近来，除便携式照相机外，类似于智能手机、平板电脑的便携式终端也配置了高性能的镜头驱动装置。

现有技术中，由多种类型的SMA致动设备，其作用是提供可移动元件的位置控制，在这样的设备中，SMA致动器线以张力连接在可移动元件和支撑结构之间。SMA致动器线作为这种装置中的致动器是有利的，特别是由于其高能量密度，这意味着需要施加给定力的SMA致动器具有相对较小的尺寸。

随着成像传感器越来越大，镜头也将越来越大、越来越重，因此就需要更坚固的SMA致动器线，但是使用较粗的SMA致动器线会使制动器变慢且变大，使用较细的SMA致动器线虽然具有良好的性能，但是在镜头受到碰撞或者镜头掉落时，SMA致动器线易断开或产生故障。

发明内容

本申请提供了一种致动装置及控制SMA致动器线的方法，以缓解现有技术中存在的镜头受到碰撞或者镜头掉落时，SMA致动器线易产生故障的技术问题。

本申请第一方面提供了一种致动装置，包括：

相互间隔设置形成运动空间的第一支撑结构和第二支撑结构；

可移动元件，收容于所述运动空间内；

SMA致动器线，包括固定于所述第一支撑结构且相互间隔的第一固定端和第二固定端、固定连接所述可移动元件的第三固定端、连接所述第一固定端和所述第三固定端的第一连接段以及连接所述第二固定端与所述第三固定端的第二连接段，用于驱动所述可移动元件在所述运动空间内运动；

检测元件，用于检测移动信息；

控制元件，用于接收所述移动信息并调节所述SMA致动器线的通电状态，使得所述SMA致动器线将所述可移动元件驱动至固定于所述第二支撑结构后处于松弛状态。

在一种可能的设计中，所述检测元件为加速度计；所述移动信息包括加速度信息。

在一种可能的设计中，所述检测元件为陀螺仪；所述移动信息包括角速度信息。

在一种可能的设计中，所述检测元件为位移传感器；所述移动信息包括位移信息。

在一种可能的设计中，所述可移动装置包括：

镜头组件，所述镜头组件包括一个或多个透镜。

在一种可能的设计中，所述镜头组件包括镜头架：一个或多个所述透镜可移动的设置在所述镜头架上。

本申请第二方面提供了一种控制SMA致动器线的方法，

第一支撑结构和第二支撑结构间隔设置形成运动空间；

SMA致动器线分别与第一支撑机构和可移动元件固定；

提供检测元件用于检测移动信息；

提供控制元件用于调节所述SMA致动器线的通电状态；

当检测元件检测移动信息后传递给所述控制元件，所述控制元件调节所述 SMA致动器线的通电状态，使得所述SMA致动器线将所述可移动元件驱动至固定于所述第二支撑结构后处于松弛状态。

进一步的，所述SMA致动器线包括第一固定端、第二固定端和第三固定端；

第一固定端和第二固定端间隔设置且分别与所述第一支撑结构固定；

第三固定端与所述可移动元件固定；

所述第一固定端和所述第三固定端的通过第一连接段连接；

所述第二固定端与所述第三固定端的通过第二连接段连接。

进一步的，所述检测元件用于获取致动装置的运动状态参数，判断所述致动装置是否处于掉落状态；

当所述致动装置处于掉落状态时，所述检测元件将掉落状态信息传递给所述控制元件来使得所述SMA致动器线处于断电状态，所述SMA致动器线驱动所述可移动元件至固定于所述第二支撑结构后处于松弛状态。

进一步的，所述运动状态参数包括位移、速度、角速度或加速度。

进一步的，在所述加速度等于重力加速度时，所述致动装置处于掉落状态。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请提供的致动装置通过检测元件检测移动信息并调节SMA致动器线的通电状态，使得SMA致动器线将可移动元件驱动至固定于第二支撑结构后处于松散状态。通过改变SMA致动器线的通电状态使其处于松弛或者张紧状态，可以改变可移动元件的位置；当致动装置受到碰撞或者掉落时，检测元件发出信息，使SMA致动器线最终处于松弛状态，减少SMA致动器线断开或产生故障的可能性。

本申请所提供的应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为致动装置中SMA致动器线松弛状态的结构示意图；

图2为致动装置中SMA致动器线张紧状态的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的控制SMA致动器线的方法的流程图。

附图标记：

11-第一支撑结构；

12-第二支撑结构；

13-可移动元件；

21-第一固定端；

22-第二固定端；

23-第三固定端；

31-第一连接段；

32-第二连接段。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A 和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要注意的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

本申请实施例提供的致动装置包括：相互间隔设置形成运动空间的第一支撑结构11和第二支撑结构12；可移动元件13收容于运动空间内；SMA致动器线包括固定于第一支撑结构11且相互间隔的第一固定端21和第二固定端22、固定连接可移动元件13的第三固定端23、连接第一固定端21和第三固定端23的第一连接段31以及连接第二固定端22与第三固定端23的第二连接段32，用于驱动可移动元件13在运动空间内运动；检测元件用于检测移动信息；控制元件用于接收移动信息并调节SMA致动器线的通电状态，使得SMA致动器线将可移动元件13驱动至固定于第二支撑结构12后处于松弛状态。

通过检测元件检测移动信息，控制元件接收到移动信息后调节SMA致动器线的通电状态，SMA致动器线可以控制可移动元件13的位置，使SMA致动器线驱动所述可移动元件13至固定于所述第二支撑结构12后处于松弛状态，当致动装置受到碰撞或者掉落时，检测元件向控制元件发出运动信息，使SMA致动器线处于断电状态，将可移动元件13驱动至固定于第二支撑结构12后，SMA 致动器线处于松弛状态，减少SMA致动器线断开或产生故障的可能性。

通过改变SMA致动器线的通电状态使其处于松弛或张紧状态，可以改变可移动元件13的位置。SMA致动器线可以设置为多个，其端部以张力连接可移动元件13和第一支撑结构11，SMA致动器线可以平行于运动方向设置，也可以与运动方向呈夹角设置。

致动装置可以是手机、相机或者OIS模块，可移动元件13可以是透镜元件，致动设备可以通过透镜元件沿光轴的移动来提供OIS。

第一支撑结构11或第二支撑结构12包括支撑块和机械塞，用于支撑可移动元件13并为可移动元件13提供移动空间。另外，第一支撑结构11或第二支撑结构可以是基座、支撑板等。

可移动元件13可以是透镜元件、镜头或镜头组件。

需要说明的是，SMA为形状记忆合金。SMA材料的特性是，加热时会发生固态相变，从而导致SMA材料收缩。在低温下，SMA材料进入马氏体相。在高温下，SMA进入奥氏体相，后者引起变形，导致SMA材料收缩。SMA致动器线可以由任何合适的SMA材料制成。

在加热时，即在高温下，SMA致动器线收缩，可移动元件13会沿第一方向移动；冷却时，即在低温下，SMA致动器线会膨胀，可移动元件13会沿第二方向移动，第二方向为与第一方向相反的方向。

SMA致动器线的控制可以由控制电路来实现，即所述控制元件可为控制电路。

可选的，通过检测元件检测到的信息，控制电路可以通过选择性驱动电流流过SMA致动器线来实现SMA致动器线松弛或者张紧，从而控制可移动元件13 的位置；例如，控制SMA致动器线使其处于断电状态，此时SMA致动器线驱动至固定于所述第二支撑结构后处于松弛状态，或控制SMA致动器线使其处于通电状态，此时SMA致动器线由松弛状态转为张紧状态并驱动至离开所述第二支撑结构。其中，加热可以直接由驱动电流提供。冷却可以通过减小或停止驱动电流来实现，以此可以控制可移动元件13的移动。

如图1所示，当致动装置处于电源关闭模式时，即断电情况下，SMA致动器线将可移动元件13驱动至固定于第二支撑结构12后处于松弛状态，SMA致动器线松弛，并且可移动元件13位于第二支撑结构12的顶部。

如图2所示，当致动装置处于开机模式时，SMA致动器线将张紧并提起可移动元件13，使可移动元件13与第二支撑结构12脱离。在此阶段，可移动元件 13的重量会影响SMA致动器线，尤其在相机处于微距阶段，SMA致动器线非常短，并且不能拉伸太多，此时如果致动装置受到碰撞或者掉落时，SMA致动器线容易断开或产生故障。所以，当致动装置受到碰撞或者掉落时，检测元件向控制元件发出信息，使SMA致动器线处于松弛状态，减少SMA致动器线断开或产生故障的可能性。

需要说明的是，控制元件可以为控制器。

在一种具体的实施方式中，检测元件为加速度计，该加速度计可以输出表示可移动元件13或者致动装置的加速度信号，控制元件接收到检测元件检测的加速度信息后调节SMA致动器线的通电状态使其处于断电状态，使得SMA致动器线将可移动元件13驱动至固定于第二支撑结构12后处于松弛状态。如果根据加速度信号判断可移动元件13或者致动装置处于掉落或者碰撞状态时，检测元件会通过减小或停止驱动SMA致动器线的驱动电流，使SMA致动器线自张紧状态逐渐松弛，减少SMA致动器线断开或产生故障的可能性。

其中加速度计可以事实检测可移动元件13或者致动装置的加速度，比对检测到的加速度与预设的加速度阈值，如果检测到的加速度等于或者大于预设的加速度阈值，则判断可移动元件13或者致动装置发生掉落。

在一种具体的实施方式中，检测元件为陀螺仪，该陀螺仪可以输出表示可移动元件13或者致动装置的角速度的信号，从而用作致动装置是否掉落或者收到碰撞的信号，控制元件接收到检测元件检测的角速度信息后调节SMA致动器线的通电状态使其处于断电状态，使得SMA致动器线将可移动元件13驱动至固定于第二支撑结构12后处于松弛状态。如果根据陀螺仪输出的信号判断可移动元件13或者致动装置处于掉落或者碰撞状态时，检测元件会通过减小或停止驱动 SMA致动器线的驱动电流，使SMA致动器线自张紧状态逐渐松弛，减少SMA 致动器线断开或产生故障的可能性。其中，陀螺仪可以实时检测致动装置的角速度，判断致动装置是否处于掉落状态。

在一种具体的实施方式中，检测元件为位移传感器，该位移传感器可以输出表示可移动元件13或者致动装置的位移的信号，从而用作致动装置是否掉落或者收到碰撞的信号，控制元件接收到检测元件检测的位移信息后调节SMA致动器线的通电状态使其处于断电状态，使得SMA致动器线将可移动元件13驱动至固定于第二支撑结构12后处于松弛状态。如果根据位移传感器输出的信号判断可移动元件13或者致动装置处于掉落或者碰撞状态时，检测元件会通过减小或停止驱动SMA致动器线的驱动电流，使SMA致动器线自张紧状态逐渐松弛，减少SMA致动器线断开或产生故障的可能性。

在一种具体的实施方式中，可移动装置包括：镜头组件，镜头组件包括一个或多个透镜，一个或多个透镜可以沿预定轴线(如光轴)移动。透镜元件具体可以包括呈圆柱体形状的透镜载体，该透镜载体支撑沿光轴布置的透镜。

在一种具体的实施方式中，镜头组件包括镜头架：一个或多个透镜沿光轴可移动的设置在镜头架上。透镜可以沿着光轴移动，可以提供聚焦。

如图3所示，本申请实施例还提供了一种控制SMA致动器线的方法，包括以下步骤：

第一支撑结构11和第二支撑结构12间隔设置形成运动空间；

SMA致动器线分别与第一支撑机构和可移动元件13固定；

提供检测元件用于检测移动信息；

提供控制元件用于调节所述SMA致动器线的通电状态；

当检测元件检测移动信息后传递给控制元件，控制元件调节SMA致动器线的通电状态，使得SMA致动器线将可移动元件13驱动至固定于所述第二支撑结构12后处于松弛状态。

如果根据检测元件判断可移动元件13或者致动装置处于掉落或者碰撞状态时，检测元件会将掉落状态信息传递给控制元件来调节SMA致动器线的通电状态，使SMA致动器线自张紧状态逐渐松弛，减少SMA致动器线断开或产生故障的可能性。

在一种具体的实施方式中，SMA致动器线包括第一固定端21、第二固定端 22和第三固定端23；

在上述步骤中，将第一固定端21和第二固定端22间隔设置且分别与第一支撑结构11固定，将第三固定端23与可移动元件13固定；

第一固定端21和第三固定端23的通过第一连接段31连接，第二固定端22 与第三固定端23的通过第二连接段32连接。

在一种具体的实施方式中，检测元件用于获取致动装置的运动状态参数，判断致动装置是否处于掉落状态；

当所述致动装置处于掉落状态时，检测元件将掉落状态信息传递给控制元件来使得SMA致动器线处于断电状态，SMA致动器线驱动可移动元件13至固定于所述第二支撑结构12后后处于松弛状态。

松弛在一种具体的实施方式中，运动状态参数包括位移、速度、角速度或加速度。

在一种具体的实施方式中，在加速度等于重力加速度时，致动装置处于掉落状态。

可选的，当加速度与重力加速度之差在预定范围内时，可以判断致动装置处于掉落状态。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种致动装置，其特征在于，包括：

相互间隔设置形成运动空间的第一支撑结构和第二支撑结构；

可移动元件，收容于所述运动空间内；

SMA致动器线，包括固定于所述第一支撑结构且相互间隔的第一固定端和第二固定端、固定连接所述可移动元件的第三固定端、连接所述第一固定端和所述第三固定端的第一连接段以及连接所述第二固定端与所述第三固定端的第二连接段，用于驱动所述可移动元件在所述运动空间内运动；

检测元件，用于检测移动信息；

控制元件，用于接收所述移动信息并调节所述SMA致动器线的通电状态，使得所述SMA致动器线将所述可移动元件驱动至固定于所述第二支撑结构后处于松弛状态。

2.根据权利要求1所述的致动装置，其特征在于，所述检测元件为加速度计；所述移动信息包括加速度信息。

3.根据权利要求1所述的致动装置，其特征在于，所述检测元件为陀螺仪；所述移动信息包括角速度信息。

4.根据权利要求1所述的致动装置，其特征在于，所述检测元件为位移传感器；所述移动信息包括位移信息。

5.根据权利要求1～4任一项所述的致动装置，其特征在于，所述可移动装置包括：

镜头组件，所述镜头组件包括一个或多个透镜。

6.根据权利要求5所述的致动装置，其特征在于，所述镜头组件包括镜头架：一个或多个所述透镜可移动的设置在所述镜头架上。

7.一种控制SMA致动器线的方法，其特征在于，包括以下步骤：第一支撑结构和第二支撑结构间隔设置形成运动空间；

SMA致动器线分别与第一支撑机构和可移动元件固定；

提供检测元件用于检测移动信息；

提供控制元件用于调节所述SMA致动器线的通电状态；

当检测元件检测移动信息后传递给所述控制元件，所述控制元件调节所述SMA致动器线的通电状态，使得所述SMA致动器线将所述可移动元件驱动至固定于所述第二支撑结构后处于松弛状态。

8.根据权利要求7所述的控制SMA致动器线的方法，其特征在于，所述SMA致动器线包括第一固定端、第二固定端和第三固定端；

第一固定端和第二固定端间隔设置且分别与所述第一支撑结构固定；

第三固定端与所述可移动元件固定；

所述第一固定端和所述第三固定端的通过第一连接段连接；

所述第二固定端与所述第三固定端的通过第二连接段连接。

9.根据权利要求7所述的控制SMA致动器线的方法，其特征在于，所述检测元件用于获取致动装置的运动状态参数，判断所述致动装置是否处于掉落状态；

当所述致动装置处于掉落状态时，所述检测元件将掉落状态信息传递给所述控制元件来使得所述SMA致动器线处于断电状态，所述SMA致动器线驱动所述可移动元件至固定于所述第二支撑结构后处于松弛状态。

10.根据权利要求9所述的控制SMA致动器线的方法，其特征在于，所述运动状态参数包括位移、速度、角速度或加速度。

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