CN111552052A - Sma致动器及镜头驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及SMA致动器及镜头驱动装置，SMA致动器具有驱动杆和SMA线，驱动杆具有固定端及驱动端，驱动端为悬臂状；SMA线的一端连接驱动杆的驱动端，SMA线的另一端固定设置，SMA线提供致动力带动驱动杆的驱动端相对固定端偏转。镜头驱动装置的镜头载体在安装空间中通过悬挂系统支撑，且在镜头载体的外周设有多个SMA致动器，以实现镜头载体做三维立体运动。本发明的SMA致动器体型小，简化了驱动结构，使得满足产品小型化要求。用于镜头驱动装置，实现镜头聚焦工作及调节镜头在垂直光轴的方向上运动，通过调节镜头倾角的方式来实现光学防抖的功能，提升镜头的使用性能。产品结构轻小，控制简便、精准，适于推广利用。
Description
技术领域
本发明涉及驱动机构技术领域，尤其是涉及镜头驱动装置。
背景技术
随着科学技术的进步，相机模组的应用越来越广泛，目前，除了相机，手机、电脑等电子设备上都配备了相机模组，以方便人们随时随地拍照，给人们的生活带来方便与乐趣。相机模组包括固定焦距(FF)相机模组和自动对焦(AF)相机模组，在自动对焦(AF)相机模组中，可通过镜头驱动装置(马达)驱动镜头移动，实现对焦。拍照或摄像时，镜头会因人的抖动或其他原因不能保持绝对平稳，产生一定偏移，此时摄像头的聚焦和进光量都会受到影响，进而影响摄像头获取图像的质量。一般这种镜头偏转发生在垂直光轴的方向上，而自动聚焦马达只能驱动镜头在光轴方向上移动，因此无法解决此类镜头偏转导致的问题。为此，在自动聚焦马达的基础上增加一个光学防抖致动器，驱动镜头在垂直光轴的两个方向上移动，可以补偿镜头的上述偏转，帮助摄像头获取更好的图像质量。常见的光学防抖致动器是微型音圈马达，微型音圈马达由通电线圈在磁场中产生洛伦磁力驱动镜头移动；而要实现光学防抖，需要在至少两个方向上驱动镜头，这意味着需要布置多个线圈，会给整体结构的微型化带来一定挑战；且微型音圈马达不仅结构复杂、体形较大，且实现的光学防抖行程较小，难以满足需求，降低了防抖之功效。
发明内容
本发明的目的在于提供一种SMA致动器，尤其是适合构建镜头驱动装置，实现摄像头自动聚焦和防抖，且满足产品小型化要求。
为达到上述目的，本发明提出的SMA致动器，其具有：
驱动杆，该驱动杆具有固定端及由固定端朝一方向伸出的驱动端，驱动端为悬臂状，
SMA线，该SMA线的一端连接驱动杆的驱动端，SMA线的另一端固定设置，SMA线提供致动力带动驱动杆的驱动端相对固定端偏转。
上述方案进一步是，所述SMA线位于驱动杆的一侧，且SMA线的轴向与驱动端伸出方向形成夹角，该夹角是锐角，致使SMA线带动驱动杆的驱动端向SMA线所在侧偏转运动。
上述方案进一步是，所述固定端设有柔性部，该柔性部配合该驱动端偏转并提供复位动力。
上述方案进一步是，所述驱动杆的驱动端设有凸向偏转侧的凸起部，凸起部凸出的高度高于SMA线连接驱动端的点位。
为达到上述目的，本发明提出的镜头驱动装置，其具有：
镜头载体，该镜头载体在安装空间中通过悬挂系统支撑，在镜头载体的外周设有多个SMA致动器，以实现镜头载体在安装空间中做三维立体运动；
所述SMA致动器具有：
驱动杆，该驱动杆具有固定端及由固定端朝一方向伸出的驱动端，驱动端为悬臂状，
SMA线，该SMA线的一端连接驱动杆的驱动端，SMA线的另一端固定设置，SMA线提供致动力带动驱动杆的驱动端相对固定端偏转，以达到驱动杆的驱动端驱动镜头载体运动。
上述方案进一步是，所述镜头载体是立体方块形，在镜头载体的内中部设有光学通孔，该光学通孔满足镜头组装；所述镜头载体具有分布在镜头光轴方向的上侧面、下侧面，以及围绕在镜头光轴方向四周的前侧面、后侧面、左侧面及右侧面，所述上侧面上设有第一组SMA致动器，该第一组SMA致动器至少具有两个SMA致动器，第一组SMA致动器驱动镜头载体沿镜头光轴朝下侧面下方运动；所述下侧面上设有第二组SMA致动器，该第二组SMA致动器至少具有两个SMA致动器，第二组SMA致动器驱动镜头载体沿镜头光轴朝上侧面上方运动；所述前侧面上设有第三组SMA致动器，该第三组SMA致动器至少具有一个SMA致动器，第三组SMA致动器驱动镜头载体在镜头光轴垂直的平面上朝后侧面后方运动；后侧面设有第四组SMA致动器，该第四组SMA致动器至少具有一个SMA致动器，第四组SMA致动器驱动镜头载体在镜头光轴垂直的平面上朝前侧面前方运动；所述左侧面上设有第五组SMA致动器，该第五组SMA致动器至少具有一个SMA致动器，第五组SMA致动器驱动镜头载体在镜头光轴垂直的平面上朝右侧面方向运动；右侧面设有第六组SMA致动器，该第六组SMA致动器至少具有一个SMA致动器，第六组SMA致动器驱动镜头载体在镜头光轴垂直的平面上朝左侧面方向运动。
上述方案进一步是，所述第一组SMA致动器和第二组SMA致动器均是有两个SMA致动器，并且形成第一组SMA致动器和第二组SMA致动器上下相对布置；所述第三组SMA致动器、第四组SMA致动器、第五组SMA致动器及第六组SMA致动器均是有一个SMA致动器，并且形成第三组SMA致动器和第四组SMA致动器前后相对布置，第五组SMA致动器和第六组SMA致动器左右相对布置；所述第一组SMA致动器、第二组SMA致动器、第三组SMA致动器、第四组SMA致动器、第五组SMA致动器及第六组SMA致动器的正投影均落在各自布置的侧面上；第一组SMA致动器的两个SMA致动器的驱动杆的驱动端伸出方向相反，所述第二组SMA致动器的两个SMA致动器的驱动杆的驱动端伸出方向相反且与第一组SMA致动器形成上下相对的驱动杆的驱动端伸出方向相反；所述第三组SMA致动器和第四组SMA致动器的驱动杆的驱动端伸出方向相反；第五组SMA致动器及第六组SMA致动器的驱动杆的驱动端伸出方向相反；所述第一组SMA致动器、第二组SMA致动器、第三组SMA致动器、第四组SMA致动器、第五组SMA致动器及第六组SMA致动器的SMA线均位于驱动杆面向镜头载体的相应侧面，且SMA线的轴向与驱动端伸出方向形成夹角，该夹角是锐角，致使SMA线带动驱动杆的驱动端向SMA线所在侧偏转运动，以形成驱动杆的驱动端驱动镜头载体运动。
上述方案进一步是，所述固定端设有柔性部，该柔性部配合该驱动端偏转并提供复位动力。
上述方案进一步是，所述驱动杆的驱动端设有凸向偏转侧的凸起部，凸起部凸出的高度高于SMA线连接驱动端的点位。
本发明的SMA致动器，其具有驱动杆及SMA线，该驱动杆具有由固定端朝一方向伸出的驱动端，驱动端为悬臂状，SMA线的一端连接驱动杆的驱动端，SMA线的另一端固定设置，利用 SMA（ Shape Memory Alloys）线受热收缩的特点，获得致动功能，体型小，并有效简化了驱动结构，使得满足产品小型化要求。用于制作镜头驱动装置，在镜头载体的外周设有多个SMA致动器，以实现镜头载体在安装空间中做三维立体运动，可以实现镜头聚焦工作及调节镜头在垂直光轴的方向上运动，由此通过调节镜头倾角的方式来实现 OIS（光学防抖）的功能，提升镜头的使用性能。产品结构轻巧化和小型化，并降低了制造成本，同时控制简便、精准，适于推广利用。
附图说明：
附图1为本发明的SMA致动器较佳实施例的结构示意图；
附图2为本发明的镜头驱动装置较佳实施例的结构示意图；
附图3为图2实施例的俯视结构示意图；
附图4为图2实施例的侧视结构示意图。
具体实施方式：
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
参阅图1所示，是本发明提出的一种SMA致动器示意图，其具有驱动杆1和SMA线2，该驱动杆1具有固定端11及由固定端朝一方向伸出的驱动端12，驱动端12为悬臂状。该SMA线2的一端连接驱动杆1的驱动端12，SMA线2的另一端固定设置，SMA线2提供致动力带动驱动杆1的驱动端12相对固定端偏转，获得致动力，以实现驱动相应部件运动。利用 SMA（Shape Memory Alloys）线受热收缩的特点，获得致动功能，体型小，方便控制，传动部件少，有效简化了驱动结构，使得满足产品小型化要求。
参阅图1所示，本实施例中，所述SMA线2位于驱动杆1的一侧，且SMA线2的轴向与驱动端12伸出方向形成夹角，该夹角是锐角，致使SMA线2带动驱动杆1的驱动端12向SMA线2所在侧偏转运动。驱动杆1的驱动端12设有凸向偏转侧的凸起部121，图中凸起部121是与驱动杆1一体制作的隆起弧形，凸起部121凸出的高度高于SMA线2连接驱动端12的点位，由此满足SMA线2拉动驱动端12运动，同时避免SMA线2受到干涉，驱动端12形成推挤式作用相应部件，使相应部件运动。本实施例进一步是，为了增加驱动端12的致动性能，所述固定端11设有柔性部13，柔性部13可与驱动杆1采用一体制作或附加组装获得，该柔性部13配合该驱动端12偏转并提供复位动力，使SMA致动器在有限的空间中获得需要的致动力。结构简单，方便制作及组装，符合产品小型化设计理念。
参阅图1、2、3、4所示，是本发明提出的一种镜头驱动装置，其具有镜头载体3、驱动杆1及SMA线2，镜头载体3匹配相应的镜头安装，然后镜头载体3携带镜头在安装空间中通过悬挂系统支撑，由此达到镜头照相或摄像之运动调整需要。具体悬挂系统是现有技术，如采用弹簧体悬挂等，保证支持及引导运动即可，在此不做限制。在镜头载体3的外周设有多个SMA致动器，以实现镜头载体3在安装空间中做三维立体运动，达到光学聚焦和防抖。所述SMA致动器具有驱动杆1和SMA线2，该驱动杆1具有固定端11及由固定端朝一方向伸出的驱动端12，驱动端12为悬臂状。该SMA线2的一端连接驱动杆1的驱动端12，SMA线2的另一端固定设置，SMA线2提供致动力带动驱动杆1的驱动端12相对固定端偏转，获得致动力，以达到驱动杆1的驱动端12驱动镜头载体3运动。利用 SMA（ Shape Memory Alloys）线受热收缩的特点，获得致动功能，体型小，方便控制，传动部件少，有效简化了驱动结构，使得满足产品小型化要求。
参阅图1、2、3、4所示，本实施例进一步是，所述镜头载体3是立体方块形，在镜头载体3的内中部设有光学通孔31，该光学通孔31满足镜头组装及照相或摄像。所述镜头载体3具有分布在镜头光轴方向的上侧面32、下侧面33，以及围绕在镜头光轴方向四周的前侧面34、后侧面35、左侧面36及右侧面37，所述上侧面32上设有第一组SMA致动器，该第一组SMA致动器至少具有两个SMA致动器，第一组SMA致动器驱动镜头载体3沿镜头光轴朝下侧面33下方运动。所述下侧面33上设有第二组SMA致动器，该第二组SMA致动器至少具有两个SMA致动器，第二组SMA致动器驱动镜头载体3沿镜头光轴朝上侧面32上方运动。所述前侧面34上设有第三组SMA致动器，该第三组SMA致动器至少具有一个SMA致动器，第三组SMA致动器驱动镜头载体3在镜头光轴垂直的平面上朝后侧面35后方运动。后侧面35设有第四组SMA致动器，该第四组SMA致动器至少具有一个SMA致动器，第四组SMA致动器驱动镜头载体3在镜头光轴垂直的平面上朝前侧面34前方运动。所述左侧面36上设有第五组SMA致动器，该第五组SMA致动器至少具有一个SMA致动器，第五组SMA致动器驱动镜头载体3在镜头光轴垂直的平面上朝右侧面37方向运动。右侧面37设有第六组SMA致动器，该第六组SMA致动器至少具有一个SMA致动器，第六组SMA致动器驱动镜头载体3在镜头光轴垂直的平面上朝左侧面36方向运动。本实施例利用体形小的SMA致动器分别在镜头载体3的外周侧面上布置，获得了镜头载体3在镜头光轴的聚焦运动，以及镜头载体3在垂直光轴的方向上运动，由此通过调节镜头倾角的方式来实现 OIS（光学防抖）的功能，提升镜头的使用性能。产品结构轻巧化和小型化，并降低了制造成本，工作时，依据需要控制对应的SMA致动器即可，控制简便、精准，适于推广利用。
参阅图1、2、3、4所示，本实施例进一步是，所述第一组SMA致动器和第二组SMA致动器均是有两个SMA致动器，并且形成第一组SMA致动器和第二组SMA致动器上下相对布置；所述第三组SMA致动器、第四组SMA致动器、第五组SMA致动器及第六组SMA致动器均是有一个SMA致动器，并且形成第三组SMA致动器和第四组SMA致动器前后相对布置，第五组SMA致动器和第六组SMA致动器左右相对布置。所述第一组SMA致动器、第二组SMA致动器、第三组SMA致动器、第四组SMA致动器、第五组SMA致动器及第六组SMA致动器的正投影均落在各自布置的侧面上，有效保证产品的外形尺寸。第一组SMA致动器的两个SMA致动器的驱动杆1的驱动端12伸出方向相反，所述第二组SMA致动器的两个SMA致动器的两根驱动杆1的驱动端12伸出方向相反且与第一组SMA致动器形成上下相对的驱动杆1的驱动端12伸出方向相反。所述第三组SMA致动器和第四组SMA致动器的驱动杆1的驱动端12伸出方向相反；第五组SMA致动器及第六组SMA致动器的驱动杆1的驱动端12伸出方向相反。上述结构布置，有助于提升致动准确性及平稳性，同时便于组装及通电控制。所述第一组SMA致动器、第二组SMA致动器、第三组SMA致动器、第四组SMA致动器、第五组SMA致动器及第六组SMA致动器的SMA线2均位于驱动杆1面向镜头载体3的相应侧面，且SMA线2的轴向与驱动端12伸出方向形成夹角，该夹角是锐角，致使SMA线2带动驱动杆1的驱动端12向SMA线2所在侧偏转运动，以形成驱动杆1的驱动端12驱动镜头载体3运动。该结构方便驱动杆1组装，且驱动杆1有效保护内侧的SMA线2，产品结构简化，体形小。本实施例中，驱动端12外伸时具有渐进弯向侧偏转运动的一侧，使驱动杆1形成略微弯拱，获得驱动导向。驱动杆1的固定端与SMA线2的固定可在同一本体，甚至在同一本体的同一平面高度上，方便组装。本实施例进一步是，所述固定端11设有柔性部13，该柔性部13可与驱动杆1采用一体制作或附加组装获得，柔性部13配合该驱动端12偏转并提供复位动力，使SMA致动器在有限的空间中获得需要的致动力。结构简单，方便制作及组装，符合产品小型化设计理念。本实施例的驱动杆1的驱动端12设有凸向偏转侧的凸起部121，图中凸起部121是与驱动杆1一体制作的隆起弧形，凸起部121凸出的高度高于SMA线2连接驱动端12的点位，由此满足SMA线2拉动驱动端12运动，同时避免SMA线2受到干涉，运动精度及准确性高，驱动端12形成推挤式作用镜头载体3，使镜头载体3运动。本实施例中，SMA线2通电受热收缩，以此获得致动功能，从而驱动镜头载体3运动。SMA线2的电控部分来自于照相系统的电路部分，该通电方式及工作原理是现有技术，在此不再赘述。
本发明的SMA致动器，其具有驱动杆及SMA线，该驱动杆具有由固定端朝一方向伸出的驱动端，驱动端为悬臂状，SMA线的一端连接驱动杆的驱动端，SMA线的另一端固定设置，利用 SMA（ Shape Memory Alloys）线受热收缩的特点，获得致动功能，体型小，并有效简化了驱动结构，使得满足产品小型化要求。用于制作镜头驱动装置，在镜头载体的外周设有多个SMA致动器，以实现镜头载体在安装空间中做三维立体运动，可以实现镜头聚焦工作及调节镜头在垂直光轴的方向上运动，由此通过调节镜头倾角的方式来实现 OIS（光学防抖）的功能，提升镜头的使用性能。产品结构轻巧化和小型化，并降低了制造成本，同时控制简便、精准，适于推广利用。
以上虽然结合附图描述了本发明的较佳具体实施例，但本发明不应被限制于与以上的描述和附图完全相同的结构和操作，对本技术领域的技术人员来说，在不超出本发明构思和范围的情况下通过逻辑分析、推理或者有限的实验还可对上述实施例作出许多等效改进和变化，但这些改进和变化都应属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.SMA致动器，其特征在于，具有：
驱动杆（1），该驱动杆（1）具有固定端（11）及由固定端朝一方向伸出的驱动端（12），驱动端（12）为悬臂状，
SMA线（2），该SMA线（2）的一端连接驱动杆（1）的驱动端（12），SMA线（2）的另一端固定设置，SMA线（2）提供致动力带动驱动杆（1）的驱动端（12）相对固定端偏转。
2.根据权利要求1所述的SMA致动器，其特征在于，所述SMA线（2）位于驱动杆（1）的一侧，且SMA线（2）的轴向与驱动端（12）伸出方向形成夹角，该夹角是锐角，致使SMA线（2）带动驱动杆（1）的驱动端（12）向SMA线（2）所在侧偏转运动。
3.根据权利要求1所述的SMA致动器，其特征在于，所述固定端（11）设有柔性部（13），该柔性部（13）配合该驱动端（12）偏转并提供复位动力。
4.根据权利要求1或2所述的SMA致动器，其特征在于，所述驱动杆（1）的驱动端（12）设有凸向偏转侧的凸起部（121），凸起部（121）凸出的高度高于SMA线（2）连接驱动端（12）的点位。
5.镜头驱动装置，其特征在于，具有：
镜头载体（3），该镜头载体（3）在安装空间中通过悬挂系统支撑，在镜头载体（3）的外周设有多个SMA致动器，以实现镜头载体（3）在安装空间中做三维立体运动；
所述SMA致动器具有：
驱动杆（1），该驱动杆（1）具有固定端（11）及由固定端朝一方向伸出的驱动端（12），驱动端（12）为悬臂状，
SMA线（2），该SMA线（2）的一端连接驱动杆（1）的驱动端（12），SMA线（2）的另一端固定设置，SMA线（2）提供致动力带动驱动杆（1）的驱动端（12）相对固定端偏转，以达到驱动杆（1）的驱动端（12）驱动镜头载体（3）运动。
6.根据权利要求5所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述镜头载体（3）是立体方块形，在镜头载体（3）的内中部设有光学通孔（31），该光学通孔（31）满足镜头组装；所述镜头载体（3）具有分布在镜头光轴方向的上侧面（32）、下侧面（33），以及围绕在镜头光轴方向四周的前侧面（34）、后侧面（35）、左侧面（36）及右侧面（37），所述上侧面（32）上设有第一组SMA致动器，该第一组SMA致动器至少具有两个SMA致动器，第一组SMA致动器驱动镜头载体（3）沿镜头光轴朝下侧面（33）下方运动；所述下侧面（33）上设有第二组SMA致动器，该第二组SMA致动器至少具有两个SMA致动器，第二组SMA致动器驱动镜头载体（3）沿镜头光轴朝上侧面（32）上方运动；所述前侧面（34）上设有第三组SMA致动器，该第三组SMA致动器至少具有一个SMA致动器，第三组SMA致动器驱动镜头载体（3）在镜头光轴垂直的平面上朝后侧面（35）后方运动；后侧面（35）设有第四组SMA致动器，该第四组SMA致动器至少具有一个SMA致动器，第四组SMA致动器驱动镜头载体（3）在镜头光轴垂直的平面上朝前侧面（34）前方运动；所述左侧面（36）上设有第五组SMA致动器，该第五组SMA致动器至少具有一个SMA致动器，第五组SMA致动器驱动镜头载体（3）在镜头光轴垂直的平面上朝右侧面（37）方向运动；右侧面（37）设有第六组SMA致动器，该第六组SMA致动器至少具有一个SMA致动器，第六组SMA致动器驱动镜头载体（3）在镜头光轴垂直的平面上朝左侧面（36）方向运动。
7.根据权利要求6所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述第一组SMA致动器和第二组SMA致动器均是有两个SMA致动器，并且形成第一组SMA致动器和第二组SMA致动器上下相对布置；所述第三组SMA致动器、第四组SMA致动器、第五组SMA致动器及第六组SMA致动器均是有一个SMA致动器，并且形成第三组SMA致动器和第四组SMA致动器前后相对布置，第五组SMA致动器和第六组SMA致动器左右相对布置；所述第一组SMA致动器、第二组SMA致动器、第三组SMA致动器、第四组SMA致动器、第五组SMA致动器及第六组SMA致动器的正投影均落在各自布置的侧面上；第一组SMA致动器的两个SMA致动器的驱动杆（1）的驱动端（12）伸出方向相反，所述第二组SMA致动器的两个SMA致动器的两根驱动杆（1）的驱动端（12）伸出方向相反且与第一组SMA致动器形成上下相对的驱动杆（1）的驱动端（12）伸出方向相反；所述第三组SMA致动器和第四组SMA致动器的驱动杆（1）的驱动端（12）伸出方向相反；第五组SMA致动器及第六组SMA致动器的驱动杆（1）的驱动端（12）伸出方向相反；所述第一组SMA致动器、第二组SMA致动器、第三组SMA致动器、第四组SMA致动器、第五组SMA致动器及第六组SMA致动器的SMA线（2）均位于驱动杆（1）面向镜头载体（3）的相应侧面，且SMA线（2）的轴向与驱动端（12）伸出方向形成夹角，该夹角是锐角，致使SMA线（2）带动驱动杆（1）的驱动端（12）向SMA线（2）所在侧偏转运动，以形成驱动杆（1）的驱动端（12）驱动镜头载体（3）运动。
8.根据权利要求5所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述固定端（11）设有柔性部（13），该柔性部（13）配合该驱动端（12）偏转并提供复位动力。
9.根据权利要求5或7所述的镜头驱动装置，其特征在于，所述驱动杆（1）的驱动端（12）设有凸向偏转侧的凸起部（121），凸起部（121）凸出的高度高于SMA线（2）连接驱动端（12）的点位。
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|---|---|---|---|---|
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