CN111367038A - Sma致动装置、摄像模块和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子领域，并公开了SMA致动装置、摄像模块和电子设备。SMA致动装置，包括致动装置和被驱动件；致动部分包括有SMA线、支撑部、第一弹性部、连杆和第二弹性部；SMA线可通电收缩，连杆的一端与SMA线连接；第一弹性部设在连杆与支撑部之间，第二弹性部设置于连杆的另一端；第一弹性部、第二弹性部可弹性弯曲；被驱动件与第二弹性部连接；SMA线可通过收缩带动连杆和第二弹性臂相对支撑部摆动，第二弹性部可带动被驱动件运动。本发明可以避免致动部分与被驱动件之间的连接部位出现相对运动，进而避免该部位与被驱动件之间出现相互磨损的问题，进而提升使用寿命。

Description

SMA致动装置、摄像模块和电子设备

技术领域

本发明涉及电子领域，特别涉及SMA致动装置、摄像模块和电子设备。

背景技术

致动装置(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)，是致动装置中的一种驱动元件。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。

设有SMA致动装置的摄像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致动装置需要驱动镜头组件运动，从而实现镜头组件的位置或方向的调整。

现有技术中，SMA致动装置技术缺陷在于，存在较为严重的磨损问题，从而影响使用寿命。

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；为此，本发明提供一种SMA致动装置，能够有效降低磨损从而提升使用寿命。

本发明还提出一种具有上述SMA致动装置的摄像模块，以及具有上述摄像模块的电子设备。

根据本发明的第一方面实施例的SMA致动装置，包括致动部分和被驱动件；致动部分包括有SMA线、支撑部、第一弹性部、连杆和第二弹性部；SMA线可通电收缩，连杆的一端与SMA线连接；第一弹性部设在连杆与支撑部之间，第二弹性部设置于连杆的另一端；第一弹性部、第二弹性部可弹性弯曲；被驱动件与第二弹性部连接；SMA线可通过收缩带动连杆和第二弹性部相对支撑部摆动，第二弹性部可带动被驱动件运动。

根据本发明的第一方面实施例的SMA致动装置，至少具有如下有益效果：通过SMA线的收缩来带动连杆和第二弹性部摆动来带动被驱动件运动，使被驱动件的位移量可大于SMA线的收缩量，从而可在SMA致动装置体积较小的条件下实现较大的被驱动件行程，有利于SMA致动装置的小型化。并且，致动部分通过第二弹性部连接被驱动件，由于第二弹性部可弹性弯曲变形，当驱动被驱动件运动的过程中，被驱动件与连杆之间出现相对转动或者相对移动时，借助第二弹性部的弹性变形，可以避免致动部分连接被驱动件的部位与被驱动件之间出现相对运动，进而避免该部位与被驱动件之间出现相互磨损的问题，进而提升使用寿命。

根据本发明的一些实施例，第一弹性部和第二弹性部为弯曲设置的弹性臂。通过弯曲设置的弹性臂既可以进行弯曲变形，又可以对连杆和被驱动件进行很好地支撑。

根据本发明的一些实施例，第二弹性部远离连杆的一端设置有连接部，并通过连接部连接被驱动件。通过设置连接部可以便于被驱动件与第二弹性部的连接。

根据本发明的一些实施例，连接部设置有异形孔，被驱动件设置有与异形孔相配合的异形凸起。设置相互配合的异形凸起和异形孔，可以进一步避免连接部与被驱动件之间出现相对转动而出现磨损。

根据本发明的一些实施例，支撑部、第一弹性部、连杆、第二弹性部和连接部共同构成致动体，致动体是通过导电板材一体成型的。通过一体成型，有利于降低SMA致动部分的制造难度和成本，导电板材使支撑部、第一弹性部和连杆可为SMA线导电，有利于简化SMA致动装置的总体电路结构。

根据本发明的一些实施例，致动体的数量为两个且对称布置，SMA线的两端分别连接在两个连杆上。致动体设置为两个且对称布置可加强被驱动件运动的稳定性。

根据本发明第二方面实施例的摄像模块，包括本发明第一方面的SMA致动装置。

根据本发明的第二方面实施例的摄像模块，至少具有如下有益效果：通过采用上述SMA致动装置，有利于在实现摄像模块的小型化的同时保证有较大的调焦范围，并且也有利于提升摄像模块的使用寿命。

根据本发明的一些实施例，摄像模块还包括镜头组件和底座，镜头组件包括镜架体，被驱动件与镜架体一体成型或设置于镜架体上，支撑部与底座固定连接，镜架体与底座之间可动地连接，SMA致动装置可驱动镜架体相对底座运动。镜架体上可安装镜片从而实现成像功能，SMA致动装置可驱动镜架体运动，从而实现对焦或防抖功能。

根据本发明的一些实施例，SMA致动装置包括第一SMA致动装置和第二SMA致动装置，第一SMA致动装置的SMA线布置在连杆与底座之间，第二SMA致动装置的连杆布置在SMA线与底座之间。第一SMA致动装置与第二SMA致动装置中的连杆、SMA线与底座之间的相对位置不同，SMA线通电收缩时，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，有利于扩展摄像模块的对焦和防抖功能。

根据本发明第三方面实施例的电子设备，包括本发明第二方面的摄像模块。

根据本发明的第三方面实施例的电子设备，至少具有如下有益效果：通过采用上述摄像模块，由于摄像模块内设置有SMA致动装置，有利于在实现摄像模块和电子设备的小型化的同时保证有较大的调焦范围，并且也有利于提升电子设备中摄像模块的使用寿命。

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为本发明实施例的SMA致动装置的结构示意图；

图2为本发明实施例的摄像模块的结构示意图；

图3为本发明实施例的SMA致动装置与底座的连接结构示意图；

图4为本发明实施例的镜头组件的结构示意图。

附图标记：

SMA致动装置100，第一SMA致动装置100a、第二SMA致动装置100b、SMA线101、连杆102、第一弹性部103、支撑部104、第二弹性部105、连接部106、被驱动件110、异形凸起111；

镜头组件200；镜架体201、第一弹簧202、第二弹簧203、第二弹性臂204

底座300、连接柱301、座体302。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

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、左、右、前、后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，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1，本发明第一方面实施例的SMA致动装置100，用于电子设备中摄像模块等部件驱动和调节。SMA致动装置100包括致动部分和被驱动件110；致动部分包括有SMA线101、支撑部104、第一弹性部103、连杆102和第二弹性部105；SMA线101是指形状记忆合金线，在通电前后可实现长度收缩，连杆102的一端与SMA线101连接；第一弹性部103设在连杆102与支撑部104之间，第二弹性部105设置于连杆102的另一端；第一弹性部103、第二弹性部105可弹性弯曲；被驱动件110与第二弹性部105连接；SMA线101可通过收缩带动连杆102和第二弹性部105相对支撑部104摆动，第二弹性部105可带动被驱动件110运动。

通过SMA线101的收缩来带动连杆102和第二弹性部105摆动来带动被驱动件110运动，使被驱动件110的位移量可大于SMA线101的收缩量，从而可在SMA致动装置100体积较小的条件下实现较大的被驱动件110行程，有利于SMA致动装置100的小型化。并且，致动部分通过第二弹性部105连接被驱动件110，由于第二弹性部105可弹性弯曲变形，当驱动被驱动件110运动的过程中，被驱动件110与连杆102之间出现相对转动或者相对移动时，借助第二弹性部105的弹性变形，可以避免致动部分连接被驱动件110的部位与被驱动件110之间出现相对运动，进而避免该部位与被驱动件110之间出现相互磨损的问题，进而提升使用寿命。

根据本发明的其中一些实施例，第一弹性部103和第二弹性部105为弯曲设置的弹性臂，并且，构成第一弹性部103的弹性臂一端连接支撑部104，另一端连接连杆102；而构成第二弹性部105的弹性臂一端连接连杆102，另一端连接被驱动件110。通过弯曲设置的弹性臂，既可以使得第一弹性部103和第二弹性部105进行弯曲变形，又可以对连杆102和被驱动件110进行很好地支撑。当然根据实际情况，在本发明的其他一些实施例中，第一弹性部103和第二弹性部105，还可以选择采用可以弯曲变形的条形弹片等其他具有弹性的结构或者材质等。

根据本发明的其中一些实施例，第二弹性部105远离连杆102的一端设置有连接部106，并通过连接部106连接被驱动件110，通过设置连接部106可以便于被驱动件110与第二弹性部105的连接。根据本发明的其中一些实施例，具体地，连接部106设置有异形孔，被驱动件110设置有与异形孔相配合的异形凸起111；异形孔可以是椭圆孔、也可以是矩形孔、还可以是三角形孔等非圆形的孔；通过设置相互配合的异形凸起111和异形孔，可以进一步避免连接部106与被驱动件110之间出现相对转动而出现磨损。当然根据实际情况，在本发明的其他一些实施例中，也可以选择将第二弹性部105直接与被驱动件110连接，例如可以将第二弹性部105的一端与被驱动件110粘接或者焊接等。

根据本发明的其中一些实施例，支撑部104、第一弹性部103、连杆102、第二弹性部105和连接部106共同构成致动体，致动体是通过导电板材一体成型的。通过一体成型，有利于降低致动部分的制造难度和成本，导电板材使支撑部104、第一弹性部103和连杆102可为SMA线101导电，有利于简化SMA致动装置100的总体电路结构。具体地，关于致动体，通过金属材质一体成型，从而既具有良好的弹性，又具有导电性。具体地，致动体可通过冲压或者蚀刻的形式一体成型。

根据本发明的其中一些实施例，致动体的数量为两个且对称布置，SMA线101的两端分别连接在两个连杆102上，收缩时可同时驱动对称布置的两个连杆102，因此致动体设置为两个且对称布置，可加强被驱动件110运动的稳定性；并且由于致动体采用导电板材制成，因此可以直接通过两个支撑部104构成SMA线101的输入端，进一步简化SMA致动装置100的总体电路结构。

根据本发明的其中一些实施例，同一SMA致动装置100中的两个连接部106，分别与被驱动件110上的两个异形凸起111连接，并且上述两个连接部106在被驱动件110上相互间隔，从而避免SMA线101因被短接而失效。

当然根据实际情况，在本发明的其他一些实施例中，同一SMA致动装置100中的两个连接部106，也可设置成与被驱动件110上的同一个异形凸起111连接，并且上述两个连接部106之间通过隔离片或隔离膜进行绝缘，同样可以避免SMA线101两端短路而失效的问题。关于隔离片或隔离片，隔离片可设置为环形，与两个连接部106均嵌套在异形凸起111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接部106端面的薄膜或涂层，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。

参照图2至4，本发明第二方面实施例的摄像模块，包括本发明第一方面实施例的SMA致动装置100。

根据本发明的其中一些实施例，摄像模块还包括镜头组件200和底座300，镜头组件200包括镜架体201，被驱动件110与镜架体201一体成型或设置于镜架体201上，支撑部104与底座300固定连接，镜架体201与底座300之间可动地连接，SMA致动装置100可驱动镜架体201相对底座300运动。镜架体201上可安装镜片从而实现成像功能，SMA致动装置100可驱动镜架体201运动，从而实现对焦或防抖功能。

根据本发明的一些实施例，SMA致动装置100包括第一SMA致动装置100a和第二SMA致动装置100b，第一SMA致动装置100a的SMA线101布置在连杆102与底座300之间，第二SMA致动装置100b的连杆102布置在SMA线101与底座300之间。第一SMA致动装置100a与第二SMA致动装置100b中的连杆102、SMA线101与底座300之间的相对位置不同，SMA线101通电收缩时，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，有利于扩展摄像模块的对焦和防抖功能。

具体地，第一SMA致动装置100a和第二SMA致动装置100b两者的区别从图2和图3可形成对比。当SMA线101收缩时，第一SMA致动装置100a的连杆102向远离底座300的方向摆动，从而驱动镜架体201远离底座300。当SMA线101收缩时，第二SMA致动装置100b的连杆102向靠近底座300的方向摆动，从而可驱动镜架体201靠近底座300。

根据本发明的其中一些实施例，各个SMA致动装置100围绕在镜架体201的四周。并且，第一SMA致动装置100a的数量为两个且关于镜架体201对称布置，第二SMA致动装置100b的数量为两个且关于镜架体201对称布置。两个第一SMA致动装置100a和两个第二SMA致动装置100b分别关于镜架体201对称布置，通过分别检测或控制各个SMA致动装置100，可实现对镜架体201的倾角和位移的检测或控制，有利于进一步扩展摄像模块的功能。

根据本发明的其中一些实施例，参照图4，镜头组件200还包括弹簧，弹簧与镜架体201固定连接，弹簧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300连接，第二弹性臂204使弹簧支撑镜架体201并使镜架体201可相对底座300可动。具体地，弹簧包括有第一弹簧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。当然根据实际情况，在其他一些实施例中，弹簧的数量不限于两个，也可以为一个或多个。

根据本发明的其中一些实施例，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300上形成弹性的悬挂状态，从而使镜架体201在各个SMA致动装置100上易于驱动。第一弹簧202和第二弹簧203构成镜头组件200的悬挂系统。此处第一弹簧202和第二弹簧203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200悬挂的异形弹簧。第一弹簧202与第二弹簧203为薄片状，分别从镜头组件200的两侧与镜架体201贴合。

根据本发明的其中一些实施例，参照图2和图3，底座300包括座体302和连接柱301，第二弹簧203的一端均连接到座体302上，座体302的四个边角处均设置有向镜头组件200一侧延伸的四个连接柱301，第一弹簧202的第二弹性臂204的一端连接到连接柱301的顶部，SMA致动装置100中的支撑部104均连接在连接柱301上，并且四个SMA致动装置100分别对应底座300的四边。

本发明第三方面实施例的电子设备，包括本发明第一方面实施例的SMA致动装置100和第二方面实施例的摄像模块。

下面结合附图1至附图4，以一个具体实施例的形式描述本发明第一方面的SMA致动装置100、第二方面的摄像模块以及第三方面的电子设备。

电子设备包括有摄像模块，摄像模块包括有SMA致动装置100、镜头组件200和底座300。

SMA致动装置100包括致动装置和被驱动件110；致动部分包括有SMA线101、支撑部104、第一弹性部103、连杆102和第二弹性部105；SMA线101是指形状记忆合金线，在通电前后可实现长度收缩，连杆102的一端与SMA线101连接；第一弹性部103设在连杆102与支撑部104之间，第二弹性部105设置于连杆102的另一端；第一弹性部103、第二弹性部105可弹性弯曲；被驱动件110与第二弹性部105连接；SMA线101可通过收缩带动连杆102和第二弹性部105相对支撑部104摆动，第二弹性部105可带动被驱动件110运动。

第一弹性部103和第二弹性部105为弯曲设置的弹性臂，并且，构成第一弹性部103的弹性臂一端连接支撑部104，另一端连接连杆102；而构成第二弹性部156的弹性臂一端连接连杆102，另一端连接被驱动件110。

第二弹性部105远离连杆102的一端设置有连接部106，连接部106设置有椭圆形的异形孔，被驱动件110设置有与异形孔相配合的异形凸起111。

支撑部104、第一弹性部103、连杆102、第二弹性部105和连接部106共同构成致动体，致动体是通过导电板材蚀刻后一体成型的。致动体的数量为两个且对称布置，SMA线101的两端分别连接在两个连杆102上，收缩时可同时驱动对称布置的两个连杆102。

同一SMA致动装置100中的两个连接部106，分别与被驱动件110上的两个异形凸起111连接，并且上述两个连接部106在被驱动件110上相互间隔。

镜头组件200包括镜架体201，被驱动件110设置于镜架体201上，支撑部104与底座300固定连接，镜架体201与底座300之间可动地连接，SMA致动装置100可驱动镜架体201相对底座300运动。镜架体201上可安装镜片从而实现成像功能，SMA致动装置100可驱动镜架体201运动，从而实现对焦或防抖功能。

SMA致动装置100包括第一SMA致动装置100a和第二SMA致动装置100b，第一SMA致动装置100a的SMA线101布置在连杆102与底座300之间，第二SMA致动装置100b的连杆102布置在SMA线101与底座300之间。当SMA线101收缩时，第一SMA致动装置100a的连杆102向远离底座300的方向摆动，从而驱动镜架体201远离底座300。当SMA线101收缩时，第二SMA致动装置100b的连杆102向靠近底座300的方向摆动，从而可驱动镜架体201靠近底座300。

各个SMA致动装置100围绕在镜架体201的四周。并且，第一SMA致动装置100a的数量为两个且关于镜架体201对称布置，第二SMA致动装置100b的数量为两个且关于镜架体201对称布置。

镜头组件200还包括弹簧，弹簧包括有第一弹簧202和第二弹簧203，第一弹簧202与第二弹性臂204为一体成型的金属片，第一弹簧202和第二弹簧203分别与镜架体201的两面贴合，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300连接，第二弹性臂204使镜架体201可在底座300上形成弹性的悬挂状态，并使镜架体201可相对底座300可动。

底座300包括座体302和连接柱301，第二弹簧203的第二弹性臂204一端均连接到座体302上，座体302的四个边角处均设置有向镜头组件200一侧延伸的四个连接柱301，第一弹簧202的第二弹性臂204的一端连接到连接柱301的顶部，SMA致动装置100中的支撑部104均连接在连接柱301上，并且四个SMA致动装置100分别对应底座300的四边。

根据本发明实施例的SMA致动装置100、摄像模块以及电子设备，通过如此设置，可以达成至少如下的一些技术效果：

通过SMA线101的收缩来带动连杆102和第二弹性部105摆动来带动被驱动件110运动，使被驱动件110的位移量可大于SMA线101的收缩量，从而可在SMA致动装置100体积较小的条件下实现较大的被驱动件110行程，有利于SMA致动装置100、摄像模块以及电子设备的小型化。并且，致动部分通过第二弹性部105连接被驱动件110，由于第二弹性部105可弹性弯曲变形，当驱动被驱动件110运动的过程中，被驱动件110与连杆102之间出现相对转动或者相对移动时，借助第二弹性部105的弹性变形，可以避免致动部分连接被驱动件110的部位与被驱动件110之间出现相对运动，进而避免该部位与被驱动件110之间出现相互磨损的问题，进而提升SMA致动装置100、摄像模块以及电子设备的使用寿命。

Claims (10)

1.SMA致动装置，其特征在于，包括：

致动部分，包括有SMA线、支撑部、第一弹性部、连杆和第二弹性部；所述SMA线可通电收缩，所述连杆的一端与所述SMA线连接；所述第一弹性部设在所述连杆与所述支撑部之间，所述第二弹性部设置于所述连杆的另一端；所述第一弹性部、所述第二弹性部可弹性弯曲；

被驱动件，所述被驱动件与所述第二弹性部连接；所述SMA线可通过收缩带动所述连杆和第二弹性部相对所述支撑部摆动，所述第二弹性部可带动所述被驱动件运动。

2.根据权利要求1所述的SMA致动装置，其特征在于：所述第一弹性部和第二弹性部为弯曲设置的弹性臂。

3.根据权利要求1所述的SMA致动装置，其特征在于，所述第二弹性部远离所述连杆的一端设置有连接部，并通过所述连接部连接所述被驱动件。

4.根据权利要求3所述的SMA致动装置，其特征在于：所述连接部设置有异形孔，所述被驱动件设置有与所述异形孔相配合的异形凸起。

5.根据权利要求3所述的SMA致动装置，其特征在于：所述支撑部、所述第一弹性部、所述连杆、所述第二弹性部和所述连接部共同构成致动体，所述致动体是通过导电板材一体成型的。

6.根据权利要求5所述的SMA致动装置，其特征在于：所述致动体的数量为两个且对称布置，所述SMA线的两端分别连接在两个所述连杆上。

7.摄像模块，其特征在于：包括权利要求1至6任一项所述的SMA致动装置。

8.根据权利要求7所述的摄像模块，其特征在于：还包括镜头组件和底座，所述镜头组件包括镜架体，所述被驱动件与所述镜架体一体成型或设置于所述镜架体上，所述支撑部与所述底座固定连接，所述镜架体与所述底座之间可动地连接，所述SMA致动装置可驱动所述镜架体相对所述底座运动。

9.根据权利要求8所述的摄像模块，其特征在于：所述SMA致动装置包括第一SMA致动装置和第二SMA致动装置，所述SMA线通电收缩时，所述第一SMA致动装置与所述第二SMA致动装置驱动所述镜架体运动的方向相反。

10.电子设备，其特征在于：包括权利要求7至9任意一项所述的摄像模块。

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