CN112703439B - 弹片设计方法及弹片、sma组件、镜头模组和电子设备 - Google Patents

弹片设计方法及弹片、sma组件、镜头模组和电子设备 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种弹片设计方法及弹片、SMA组件、镜头模组和电子设备。该SMA组件包括：固定件、弹片和形状记忆合金SMA线，所述SMA线的一端与所述固定件相连接，另一端与所述弹片相连接；所述弹片包括弹片主体和至少一个弹片悬臂；其中，所述弹片悬臂与所述弹片主体相连接，并沿所述弹片主体的外缘延伸；所述弹片悬臂在延伸部分的预定位置与所述固定件相连接；所述至少一个弹片悬臂呈轴对称或90°旋转对称。上述技术方案能够减小或消除SMA组件中的弹片的机械串扰，提高光学防抖性能。

Description

弹片设计方法及弹片、SMA组件、镜头模组和电子设备
技术领域
本申请涉及镜头驱动装置领域，并且更具体地，涉及一种弹片设计方法及弹片、SMA组件、镜头模组和电子设备。
背景技术
光学防抖(optical image stabilization，OIS)是一种通过陀螺仪做抖动检测，然后通过OIS马达反方向平移或旋转整个镜头，补偿曝光期间因终端设备抖动引起的图像模糊。
目前常用的OIS驱动装置包括音圈马达(voice coil motor，VCM)式、形状记忆合金(shape memory alloys，SMA)式、压电式、步进马达式等。其中SMA式OIS装置使用了SMA技术来驱动镜头实现光学防抖，具有驱动体积小、效率高、速度快、功耗低、声音小等诸多优点。
SMA式驱动装置一般是在两个相互垂直的方向上带动镜头运动，以追踪电子设备的抖动。但在实际应用中发现，当只进行一个方向的光学防抖时，镜头在另一个方向会发生抖动，产生了机械串扰效应。
发明内容
本申请提供一种弹片设计方法及弹片、SMA组件、镜头模组和电子设备，能够减小或消除SMA组件中的弹片的机械串扰，提高光学防抖性能。
第一方面，提供一种形状记忆合金SMA组件，包括：固定件、弹片和形状记忆合金SMA线，所述SMA线的一端与所述固定件相连接，另一端与所述弹片相连接；所述弹片包括弹片主体和至少一个弹片悬臂；其中，所述弹片悬臂与所述弹片主体相连接，并沿所述弹片主体的外缘延伸；所述弹片悬臂在延伸部分的预定位置与所述固定件相连接；所述至少一个弹片悬臂呈轴对称或90°旋转对称。
本申请实施例提供的SMA组件中，弹片所包括的弹片悬臂呈轴对称或90°旋转对称，这样弹片存在两个相互垂直的方向，弹片在这两个方向上的K值大致相同。当任意方向的作用力施加于弹片上时，弹片的运动方向均与作用力方向大致相同，这样对弹片施加任意方向的作用力时均不存在机械串扰或仅存在微弱的机械串扰，能够提高光学防抖性能。
应理解，本申请实施例中，弹片的运动方向可以认为是镜头的运动方向。
还应理解，本申请实施例中，至少一个弹片悬臂呈轴对称，可以理解为该至少一个弹片悬臂中的任意一个弹片悬臂沿对称轴翻折都可以与另一个弹片悬臂重合。或者，如果将该至少一个弹片悬臂看做一个整体的话，该至少一个弹片悬臂为一个轴对称图形，即将该至少一个弹片悬臂整体翻转180°后能够与自身重合。本申请实施例中，弹片应用于SMA组件时，至少一个弹片悬臂的对称轴与光轴垂直，并与光轴相交。
本申请实施例中，至少一个弹片悬臂呈90°旋转对称，可以理解为该至少一个弹片悬臂中的任意一个弹片悬臂旋转90°后都可以与另一个弹片悬臂重合。或者，如果将该至少一个弹片悬臂看做一个整体的话，该至少一个弹片悬臂为一个90°旋转对称图形，即将该至少一个弹片悬臂整体旋转90°后能够与自身重合。本申请实施例中，弹片应用于SMA组件时，至少一个弹片悬臂的旋转轴为光轴。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述弹片在所述第一方向上的K值和在所述第二方向上的K值之间的差值小于预设阈值，所述第一方向和所述第二方向相互垂直，其中所述K值为所述弹片受到的作用力的大小与所述弹片在所述作用力方向上的位移大小之比。
弹片上第一方向和第二方向相互垂直且K值相差很小，当在弹片上施加任意方向的作用力时，弹片的运动方向均与作用力方向近似一致。这样对弹片施加任意方向的作用力时均不存在机械串扰或仅存在微弱的机械串扰。应理解，本申请实施例中，当弹片的机械串扰很小时，本申请实施例认为机械串扰很微弱，可以认为不存在机械串扰。
可选地，当弹片在第一方向上的K值和在第二方向上的K值之间的差值小于预设阈值时，对应的，在所述弹片上施加作用力，弹片的运动方向与所述作用力方向之间的夹角数值小于预设角度。应理解，这里不考虑矢量方向。
可选地，所述预设角度为5°。
可选地，所述弹片在第一方向上的K值和在第二方向上的K值相等。
弹片上第一方向和第二方向相互垂直且K值相等，当在弹片上施加任意方向的作用力时，弹片的运动方向均与作用力方向均一致。这样对弹片施加任意方向的作用力时均不存在机械串扰。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述至少一个弹片悬臂呈轴对称时，所述第一方向和所述第二方向关于所述至少一个弹片悬臂的对称轴对称。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述弹片还包括与所述弹片主体相连接的可动夹爪，所述可动夹爪呈中心对称；所述固定件包括呈中心对称的固定夹爪，所述固定夹爪与所述可动夹爪交错分布；所述SMA线的一端与所述可动夹爪相连接，另一端与所述固定夹爪相连接。
SMA线一端连接可动夹爪，一端连接固定夹爪，当SMA线通入电流时，SMA线长度发生变化，从而带动可动夹爪一端运动。
应理解，本申请实施例中可动夹爪和固定夹爪是相对的描述，即固定件上设置的夹爪相对固定，因此称之为固定夹爪，弹片上设置的夹爪相对固定件可运动，因此称之为可动夹爪。可动夹爪和固定夹爪也可以替换为其他形式的描述，例如将“可动夹爪”替换为“第一夹爪”，该第一夹爪相对固定件可以运动，具体地第一夹爪在SMA线的拉力作用下可以运动；例如将“固定夹爪”替换为“第二夹爪”，该第二夹爪相对固定件固定。
还应理解，本申请实施例中，可动夹爪的数量可以为多个，该多个夹爪是呈中心对称的，可以理解为多个夹爪中的任意一个夹爪旋转180°后都可以与另一个夹爪重合。或者，如果将该多个夹爪看做一个整体的话，该多个夹爪为中心对称图形，即将该多个夹爪整体旋转180°后能够与自身重合。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述弹片主体的中心设置有通孔。
弹片主体中心设置的通孔用于与镜头组件相连接，以用于带动镜头运动。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述至少一个弹片悬臂呈轴对称时，所述至少一个弹片悬臂包括一个弹片悬臂，所述一个弹片悬臂呈封闭环形，其中，所述一个弹片悬臂与所述弹片主体相连接的位置的连线为所述一个弹片悬臂的对称轴，和/或，所述一个弹片悬臂与所述弹片主体相连接的位置关于所述一个弹片悬臂的对称轴对称。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述至少一个弹片悬臂呈轴对称时，所述至少一个弹片悬臂包括一个弹片悬臂，所述一个弹片悬臂呈封闭环形，其中，所述一个弹片悬臂与所述固定件相连接的位置的连线为所述一个弹片悬臂的对称轴，和/或，所述一个弹片悬臂与所述固定件相连接的位置关于所述一个弹片悬臂的对称轴对称。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述至少一个弹片悬臂包括两个弹片悬臂，所述两个弹片悬臂中的每个弹片悬臂的两端与所述弹片主体相连接，所述两个弹片悬臂中的每个弹片悬臂的中间位置与所述固定件相连接。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述至少一个弹片悬臂包括两个弹片悬臂，所述两个弹片悬臂中的每个弹片悬臂的中间位置与所述弹片主体相连接，所述两个弹片悬臂中的每个弹片悬臂的两端与所述固定件相连接。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述至少一个弹片悬臂包括四个弹片悬臂，所述四个弹片悬臂中的每个弹片悬臂的一端与所述弹片主体相连接，另一端与所述固定件相连接。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述至少一个弹片悬臂呈90°旋转对称时，所述至少一个弹片悬臂包括四个弹片悬臂，所述四个弹片悬臂中的每个弹片悬臂的一端与所述弹片主体相连接，另一端与所述固定件相连接。
可选地，所述至少一个弹片悬臂呈轴对称时，所述至少一个弹片悬臂的数量为M个，M为1，或者M为2的整数倍。
可选地，所述至少一个弹片悬臂呈90°旋转对称时，所述至少一个弹片悬臂的数量为M个，M为4的整数倍。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述弹片主体的外缘呈方形或圆形。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述至少一个弹片悬臂绕所述弹片主体的外缘围成方形或圆形。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述弹片悬臂与所述弹片主体为一体式，或者，所述弹片悬臂与所述弹片主体为固定连接式。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述固定件为金属板和/或印刷电路板。
第二方面，提供一种SMA组件，包括：固定件，弹片组件和SMA线，所述SMA线的一端与所述固定件相连接，另一端与所述弹片组件相连接；所述弹片组件包括上弹片和下弹片，所述下弹片由所述上弹片翻转或旋转90°得到；其中，所述上弹片包括弹片主体和弹片悬臂，所述弹片悬臂一端与所述弹片主体相连接，另一端与所述固定件相连接。
本申请实施例提供的SMA组件中包括弹片组件，该弹片组件包括上弹片与下弹片，下弹片由所述上弹片翻转或旋转90°得到。这样针对整个弹片组件来说，弹片组件存在两个相互垂直的方向，弹片组件在这两个方向上的K值大致相同。当任意方向的作用力施加于弹片组件上时，弹片组件的运动方向均与作用力方向大致相同，这样对弹片组件施加任意方向的作用力时均不存在机械串扰或仅存在微弱的机械串扰，能够提高光学防抖性能。本申请实施例中，将力与弹片运动方向夹角数值在5°以内所造成的微弱机械串扰认为是不存在机械串扰。
应理解，本申请实施例中，弹片组件的运动方向可以认为是镜头的运动方向。
还应理解，本申请实施例中上弹片与下弹片是相对于的描述，即靠近物侧的弹片称之为上弹片，靠近像侧的弹片称之为下弹片。上弹片与下弹片也可以替换为其他形式的描述，例如将“上弹片”替换为“第一弹片”，该第一弹片位于弹片组件上靠近物侧；将“下弹片”替换为“第二弹片”，该第二弹片位于弹片组件上靠近像侧。第一弹片和第二弹片重叠设置。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述弹片组件在第一方向上的K值和在第二方向上的K值相等，且等于所述上弹片在所述第一方向上的K值与所述上弹片在所述第二方向上的K值之和，所述第一方向和所述第二方向相互垂直，其中所述K值为所述弹片受到的作用力的大小与所述弹片在所述作用力方向上的位移大小之比。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述上弹片还包括与所述弹片主体相连接的可动夹爪，所述可动夹爪呈中心对称；所述固定件包括呈中心对称的固定夹爪，所述固定夹爪与所述可动夹爪交错分布；所述SMA线的一端与所述可动夹爪相连接，另一端与所述固定夹爪相连接。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述弹片主体的中心设置有通孔。
第三方面，提供了一种弹片，包括：弹片主体和至少一个弹片悬臂，所述弹片悬臂与所述弹片主体相连接，并沿所述弹片主体的外缘延伸；所述至少一个弹片悬臂呈轴对称或90°旋转对称。
可选地，所述弹片应用于光学防抖马达中。具体地，所述弹片应用于形状记忆合金SMA马达。
本申请实施例中提供弹片中，弹片悬臂呈轴对称或90°旋转对称，这样弹片存在两个相互垂直的方向，弹片在这两个方向上的K值大致相同。当任意方向的作用力施加于弹片上时，弹片的运动方向均与作用力方向大致相同，这样对弹片施加任意方向的作用力时均不存在机械串扰或仅存在微弱的机械串扰。当弹片应用于光学防抖时，能够减少或消除机械串扰，提高光学防抖性能。
应理解，本申请实施例中所述的至少一个弹片悬臂呈90°旋转对称，可以理解为该至少一个弹片悬臂中的任意一个弹片悬臂旋转90°后都可以与另一个弹片悬臂重合。或者，如果将该至少一个弹片悬臂看做一个整体的话，该至少一个弹片悬臂为一个90°旋转对称图形，即将该至少一个弹片悬臂整体旋转90°后能够与自身重合。
结合第三方面，在一种可能的实现方式中，所述弹片所述弹片在第一方向上的K值和在第二方向上的K值之间的差值小于预设阈值，所述第一方向和所述第二方向相互垂直，其中所述K值为所述弹片受到的作用力的大小与所述弹片在所述作用力方向上的位移大小之比。
弹片上第一方向和第二方向相互垂直且K值相差很小，当在弹片上施加任意方向的作用力时，弹片的运动方向均与作用力方向近似一致。这样对弹片施加任意方向的作用力时均不存在机械串扰或仅存在微弱的机械串扰。应理解，本申请实施例中，当弹片的机械串扰很小时，本申请实施例认为机械串扰很微弱，可以认为不存在机械串扰。
可选地，当弹片在第一方向上的K值和在第二方向上的K值之间的差值小于预设阈值时，对应的，在所述弹片上施加作用力，弹片的运动方向与所述作用力方向之间的夹角数值小于预设角度。应理解，这里不考虑矢量方向。
可选地，所述预设角度为5°。
可选地，所述弹片在第一方向上的K值和在第二方向上的K值相等。
弹片上第一方向和第二方向相互垂直且K值相等，当在弹片上施加任意方向的作用力时，弹片的运动方向均与作用力方向均一致。这样对弹片施加任意方向的作用力时均不存在机械串扰。
结合第三方面，在一种可能的实现方式中，所述至少一个弹片悬臂呈轴对称时，所述第一方向和所述第二方向关于所述至少一个弹片悬臂的对称轴对称。
也就是说，第一方向和第二方向的对称轴为至少一个弹片悬臂的对称轴。
结合第三方面，在一种可能的实现方式中，所述弹片还包括与所述弹片主体相连接的夹爪，所述夹爪呈中心对称。
可选地，夹爪可以为翻折压片结构或者过盈孔结构。
结合第三方面，在一种可能的实现方式中，所述弹片主体的中心设置有通孔。
结合第三方面，在一种可能的实现方式中，所述至少一个弹片悬臂呈轴对称时，所述至少一个弹片悬臂包括一个弹片悬臂，所述一个弹片悬臂呈封闭环形，其中所述一个弹片悬臂与所述弹片主体相连接的位置的连线为所述一个弹片悬臂的对称轴，和/或，所述一个弹片悬臂与所述弹片主体相连接的位置关于所述一个弹片悬臂的对称轴对称。
也就是说，当弹片包括一个弹片悬臂时，该一个弹片悬臂围绕弹片主体呈封闭环形。由于该一个弹片悬臂呈轴对称，因此该一个弹片悬臂与弹片主体相连接的位置关于弹片悬臂的对称轴对称，或者位于弹片悬臂的对称轴上。
结合第三方面，在一种可能的实现方式中，所述至少一个弹片悬臂包括两个弹片悬臂，所述两个弹片悬臂中的每个弹片悬臂的两端与所述弹片主体相连接。
也就是说，当弹片包括两个弹片悬臂时，该两个弹片悬臂呈轴对称，弹片悬臂的两端可以与弹片主体相连接，弹片悬臂两端之间的悬臂部分围绕弹片主体延伸。
结合第三方面，在一种可能的实现方式中，所述至少一个弹片悬臂包括两个弹片悬臂，所述两个弹片悬臂中的每个弹片悬臂的中间位置与所述弹片主体相连接，所述至少两个弹片悬臂中的每个弹片悬臂的两端为自由端。
也就是说，当弹片包括两个弹片悬臂时，该两个弹片悬臂呈轴对称，弹片悬臂的两端可以是自由端，弹片悬臂两端之间的悬臂部分与弹片主体相连接。
结合第三方面，在一种可能的实现方式中，所述至少一个弹片悬臂包括四个弹片悬臂，所述四个弹片悬臂中的每个弹片悬臂的一端与所述弹片主体相连接，另一端为自由端。
也就是说，当弹片包括四个弹片悬臂时，该四个弹片悬臂呈轴对称，每个弹片悬臂的一端与弹片主体相连接，另一端为自由端。
也就是说，当弹片应用于SMA组件时，弹片悬臂的自由端用于与第一方面中的固定件相连接。
结合第三方面，在一种可能的实现方式中，所述至少一个弹片悬臂呈90°旋转对称时，所述至少一个弹片悬臂包括四个弹片悬臂，所述四个弹片悬臂中的每个弹片悬臂的一端与所述弹片主体相连接，另一端为自由端。
也就是说，当弹片包括四个弹片悬臂时，该四个弹片悬臂呈90°旋转对称。
可选地，所述至少一个弹片悬臂呈轴对称时，所述至少一个弹片悬臂的数量为M个，M为1，或者M为2的整数倍。
可选地，所述至少一个弹片悬臂呈90°旋转对称时，所述至少一个弹片悬臂的数量为M个，M为4的整数倍。
结合第三方面，在一种可能的实现方式中，所述弹片主体的外缘呈方形或圆形。
弹片主体的外缘可以根据实际需求设计合适的形状。
结合第三方面，在一种可能的实现方式中，所述至少一个弹片悬臂绕所述弹片主体的外缘围成方形或圆形。
结合第三方面，在一种可能的实现方式中，所述弹片悬臂与所述弹片主体为一体式，或者，所述弹片悬臂与所述弹片主体为固定连接式。
第四方面，提供一种镜头模组，包括镜头组件和如上述第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式中所述的SMA组件，所述镜头组件与所述SMA组件相连接。
可选地，所述SMA组件中包括的弹片主体中心设置有通孔，所述镜头组件设置于所述通孔中。
第五方面，提供一种镜头模组，包括镜头组件和如上述第二方面或第二方面的任一种可能的实现方式中所述的SMA组件，所述镜头组件与所述SMA组件相连接。
可选地，所述SMA组件中包括的弹片主体中心设置有通孔，所述镜头组件设置于所述通孔中。
第六方面，提供一种电子设备，包括如上述第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式中所述的SMA组件；或者，包括如上述第二方面或第二方面的任一种可能的实现方式中所述的SMA组件。
第七方面，提供一种电子设备，包括如上述第四方面或者第五方面所述的镜头模组。
第八方面，提供一种弹片设计方法，包括：确定第一弹片上相互垂直的第一方向和第二方向，其中所述第一方向和所述第二方向为不存在机械串扰的方向；沿所述第一方向和所述第二方向的对称轴，将所述第一弹片翻转得到第二弹片；根据所述第一弹片和所述第二弹片设计第三弹片，其中所述第三弹片在所述第一方向上的K值和在所述第二方向上的K值相等，且等于所述第一弹片在所述第一方向上的K值与所述第一弹片在所述第二方向上的K值之和，所述K值为弹片受到的作用力的大小与所述弹片在所述作用力方向上的位移大小之比。
本申请实施例提供的弹片设计方法中，根据基础弹片或现有弹片可以设计出没有机械串扰的弹片结构，能够大大提升光学防抖性能。
应理解，本申请实施例中，不存在机械串扰的方向也包括机械串扰很小(例如力与弹片运动方向夹角数值在5°内所造成的机械串扰)的情况。因为机械串扰很微弱，可以忽略不计。
结合第八方面，在一种可能的实现方式中，所述第一弹片包括第一弹片主体和至少一个第一弹片悬臂，所述至少一个第一弹片悬臂中的每个第一弹片悬臂沿所述第一弹片主体的外缘延伸，所述每个第一弹片悬臂的一端与所述第一弹片主体相连接，另一端为自由端；所述第三弹片包括第二弹片主体和至少一个第二弹片悬臂，所述至少一个第二弹片悬臂中的每个第二弹片悬臂与所述第二弹片主体相连接，并沿所述第二弹片主体的外缘延伸，所述至少一个第二弹片悬臂呈轴对称。
结合第八方面，在一种可能的实现方式中，所述确定第一弹片上相互垂直的第一方向和第二方向，包括：固定所述第一弹片悬臂的自由端，对所述第一弹片施加不同方向的作用力；确定所述第一弹片主体在所述不同方向的作用力下的位移方向；当所述第一弹片主体的位移方向与施加于所述第一弹片上的作用力方向相同时，确定所述作用力方向为所述第一方向和所述第二方向。
可选地，可以根据模型仿真或者实验方法第一弹片上相互垂直的第一方向和第二方向。
第九方面，提供一种弹片设计方法，包括：将第一弹片旋转90°得到第二弹片；根据所述第一弹片和所述第二弹片设计第三弹片，其中所述第三弹片在第一方向上的K值和在第二方向上的K值相等，且等于所述第一弹片在所述第一方向上的K值与所述第一弹片在所述第二方向上的K值之和，所述第一方向和所述第二方向相互垂直，所述K值为弹片受到的作用力的大小与所述弹片在所述作用力方向上的位移大小之比。
本申请实施例提供的弹片设计方法中，根据基础弹片或现有弹片可以设计出没有机械串扰的弹片结构，能够大大提升光学防抖性能。
结合第九方面，在一种可能的实现方式中，所述第一弹片包括第一弹片主体和至少一个第一弹片悬臂，所述至少一个第一弹片悬臂中的每个第一弹片悬臂沿所述第一弹片主体的外缘延伸，所述每个第一弹片悬臂的一端与所述第一弹片主体相连接，另一端为自由端；所述第三弹片包括第二弹片主体和至少一个第二弹片悬臂，所述至少一个第二弹片悬臂中的每个第二弹片悬臂与所述第二弹片主体相连接，并沿所述第二弹片主体的外缘延伸，所述至少一个第二弹片悬臂呈90°旋转对称。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种电子设备的示意图；
图2是本申请实施例提供的一种镜头模组的示意性爆炸图；
图3是图2中的镜头模组的示意性剖面图；
图4是本申请实施例提供的一种SMA组件的示意性爆炸图；
图5是图4中的SMA组件的简化示意图；
图6是图5中的SMA组件仿真结果示意图；
图7是本申请实施例提供的一种弹片仿真模型示意图；
图8是图7中的弹片仿真模型的仿真结果示意图；
图9是图7中的弹片仿真模型的仿真结果示意图；
图10是本申请实施例提供的一种弹片的示意性结构图；
图11是本申请实施例提供的一种弹片的示意性结构图；
图12是本申请实施例提供的一种弹片设计方法的示意性流程图；
图13是本申请实施例提供的一种弹片的示意性结构图；
图14是本申请实施例提供的一种弹片设计方法的示意性流程图；
图15是本申请实施例提供的一种弹片的示意性结构图；
图16是本申请实施例提供的一种弹片组件的示意性结构图；
图17是本申请实施例提供的弹片结构仿真结果示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。显然，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。
本申请实施例中所涉及的电子设备可以包括手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备。还可以包括蜂窝电话(cellularphone)、智能手机(smart phone)、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)电脑、平板型电脑、手提电脑、膝上型电脑(laptop computer)、机器类型通信(machine typecommunication，MTC)终端、销售终端(point of sales，POS)、摄像机、录像机、照相机、智能手表(smart watch)、智能手环(smart wristband)、车载电脑以及其他具有成像功能的电子设备等。
以下，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
此外，本申请中，“中心”、“上”、“下”、“内”、“外”等方位术语是相对于附图中的部件示意放置的方位或位置来定义的，应当理解，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，而不是指示或暗示所指的装置或元器件必须具有的特定的方位、或以特定的方位构造和操作，其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化，因此不能理解为对本申请的限定。
还需说明的是，本申请实施例中以同一附图标记表示同一组成部分或同一零部件，对于本申请实施例中相同的零部件，图中可能仅以其中一个零件或部件为例标注了附图标记，应理解的是，对于其他相同的零件或部件，附图标记同样适用。
为方便理解，下面先对本申请实施例中所涉及的技术术语进行解释和描述。
光轴，为光学系统传导光线的方向，参考中心视场的主光线。对于对称透射系统，一般与光学系统旋转中心线重合。
焦点，与光轴平行的光线经透镜折射后的会聚点。
自动对焦(auto focus，AF)是利用被摄物体的光反射原理，将被摄物体反射的光经过镜头后在图像传感器上成像及接收，通过计算机处理后，带动电动对焦装置进行对焦。
光学防抖(optical image stabilization，OIS)是指在成像仪器例如手机或照相机中，通过光学元器件的设置，来避免或者减少捕捉光学信号过程中出现的仪器抖动现象，以提高成像质量。通常的一种做法是通过陀螺仪做抖动检测，然后通过OIS马达反方向平移或旋转整个镜头，补偿曝光期间因成像仪器抖动引起的图像模糊。
形状记忆效应(shape memory effect，SME)是指特定合金在高温下处理成一定的形状，然后冷却至低温马氏体相变状态后，将进行一定限度的塑性变形，然后再加热到高温母相状态时，又恢复到低温变形前形状的效应。
形状记忆合金(shape memory alloys，SMA)为具有形状记忆效应的合金。形状记忆合金中具有两种相：高温相奥氏体相，低温相马氏体相。形状记忆合金之所以具有变形恢复能力，是因为变形过程中材料内部发生热弹性马氏体相变。根据不同的热力学载荷条件，形状记忆合金呈现出两种性能：形状记忆效应、伪弹性。形状记忆合金材料包括镍钛基形状记忆合金、铜基形状记忆合金、铁基形状记忆合金等。
伪弹性(pseudoelasticity)，又称超弹性(superelasticity)，表现为在外力作用下，形状记忆合金具有比一般金属大的多的变形恢复能力，即加载过程中产生的大应变会随着卸载而恢复。
中心对称：如果把一个图形绕着某个点旋转180°，能够与另一个图形重合，那么就说这两个图形关于这个点成中心对称，这个点叫做对称中心。对称点连线经过对称中心，且被对称中心平分。
中心对称图形，把一个图形绕着某个点旋转180°，如果旋转后的图形能够与原来的图形重合，那么这个图形叫做中心对称图形，这个点就是它的对称中心。
轴对称：如果把一个图形沿着某条直线翻折，能够与另一个图形重合，那么这两个图形关于这条线成轴对称，这条线叫做对称轴。对称点的连线被对称轴垂直平分。
轴对称图形：如果一个图形沿着某条直线对折(翻折)，直线两旁的部分能够互相重合，这个图形叫做轴对称图形，直线叫做它的对称轴。
旋转对称：在平面内，将一个图形绕着某个定点旋转一定的角度(小于周角)后能够与另一个图形重合，那么这两个图形成旋转对称。
旋转对称图形：在平面内，将一个图形绕着某一定点旋转一定的角度(小于周角)后能与自身重合，这种图形叫做旋转对称图形。旋转中心在图形的正中心。旋转角度的最小值是360°除以基本图案的个数。
图1示出了本申请实施例提供的一种电子设备的示意图。电子设备100可以为具有摄像或拍照功能的设备，本申请实施例对电子设备100的具体形式不做特殊限制。以下为了方便说明和理解，是以电子设备100为手机为例进行的说明。示例性的，图1中的(a)和(b)分别示意性地示出了电子设备100的正面和背面。
如图1所示，电子设备100可以包括壳体101、显示屏(display panel，DP)102、镜头模组(camera compact module，CCM)103。
壳体101形成有容纳空间，用于布置电子设备100的各种零部件，壳体101还可以起到保护电子设备100和支撑整机的作用。显示屏102和镜头模组103设置于壳体101的容纳空间中，并与壳体101相连接。在一些实施例中，壳体101包括后盖和中框，显示屏102和镜头模组103可以固定于中框上。壳体101的材质可以是金属的、塑料的、陶瓷的或者玻璃的。
显示屏102可以为液晶显示(liquid crystal display，LCD)屏、有机发光二极管(organic light emitting diode，OLED)显示屏等，其中OLED显示屏可以为柔性显示屏或硬质显示屏。显示屏102可以是普通的规则屏幕，也可以为异形屏幕、折叠屏幕等，例如显示屏102可相对自由转动或折叠形成弧形、球形、圆柱等等。显示屏102可以设置于电子设备100的正面和/或背面。电子设备100的正面可以理解为用户使用该电子设备100时面向用户的一侧，电子设备100的背面可以理解为用户使用电子设备100时背向用户的一侧。
镜头模组103用于捕获静态图像或视频。镜头模组103设置于电子设备100的正面时，可用于拍摄位于电子设备100正面一侧的景象，在一些实施例中可以称之为前置摄像头。镜头模组103设置于电子设备100的背面时，可用于拍摄位于电子设备100背面一侧的景象，在一些实施例中可以称之为后置摄像头。在拍摄时用户可以根据拍摄需求选择相应的镜头模组。镜头模组103可以用于拍摄不同距离例如远处、近处或微距的景象，本申请实施例不做特殊限定。
应理解，图1中镜头模组103的安装位置仅仅是示意性的。镜头模组103作为前置摄像头时，可以安装于电子设备100的正面上除显示屏102之外的任意位置，例如听筒的左侧、电子设备100的上部中间、电子设备100的下部(或称下巴)或者电子设备100的四个角落等。镜头模组103作为后置摄像头时，可以安装于电子设备100背面的任意位置上，例如左上角或右上角。在其他一些实施例中，镜头模组103还可以不设置在电子设备100的主体上，而设置在相对电子设备100的主体突出的边缘上，或者设置于相对电子设备100可移动或转动的部件上，该部件可以从电子设备100的主体上伸缩或旋转等。当镜头模组103相对电子设备100可以旋转时，镜头模组103相当于前置摄像头和后置摄像头，即通过旋转同一个镜头模组103既可以拍摄位于电子设备100正面一侧的景象，也可以拍摄位于电子设备100背面一侧的景象。在另一些实施例中，当显示屏101可以折叠时，镜头模组103可以随着显示屏102的折叠作为前置摄像头或作为后置摄像头。
本申请实施例对镜头模组103的设置个数不做限定，可以是一个、两个、四个甚至更多，例如可以在电子设备100正面设置一个或多个镜头模组103，和/或在电子设备100背面设置一个或多个镜头模组103。当设置多个镜头模组103时，该多个镜头模组103可以是完全相同的，也可以是不同的，例如该多个镜头模组103的透镜光学参数不同，透镜的设置位置不同，透镜的形态不同等。本申请实施例对多个镜头模组设置时的相对位置也不做任何限定。
可选地，电子设备100还可以包括用于保护镜头模组103的保护镜片104。保护镜片104设置于壳体101上，并覆盖镜头模组103。保护镜片104用于保护前置摄像头时，保护镜片104可以只覆盖前置镜头模组或覆盖电子设备100的整个正面。其中当保护镜片104覆盖电子设备100的整个正面时，可用于同时保护前置镜头模组和显示屏102，保护镜片104即为盖板玻璃(cover glass，CG)。保护镜片104用于保护后置摄像头时，保护镜片104可以覆盖电子设备100的整个背面，也可以只设置于后置镜头模组对应的位置上。保护镜片104的材质可以是玻璃、蓝宝石、陶瓷等，本申请实施例不做特殊限定。在一些实施例中，保护镜片104为透明的，电子设备100外部的光线能够通过保护镜片104进入镜头模组103中。
应理解，图1中示意的结构并不构成对电子设备100的具体限定，电子设备100可以包括比图示更多或更少的部件，例如电子设备100还可以包括电池、闪光灯、指纹识别模组、听筒、按键、传感器等元器件中的一种或多种，电子设备100也可以设置与图示不同的部件布置方式。
图2示出了本申请实施例提供的一种镜头模组的示意性爆炸图。图3示出了图2中的镜头模组的示意性剖面图。镜头模组200可以是图1中的镜头模组103的一种示例性结构。下面结合图2和图3对镜头模组200的结构做简要介绍。
为方便描述，以下定义镜头模组200的光轴方向为Z方向，光轴方向上的被摄物体方向侧为前侧，与被摄物体相背的方向侧为后侧。垂直于光轴的第一方向为X方向，垂直于光轴和第一方向的第二方向为Y方向。在X和Y方向上靠近光轴的方向为内侧，与光轴相背的方向为外侧。同样的，X、Y、Z方向和前、后、内、外侧的定义同样适用于后文将要描述的各幅附图。需要说明的是，上述对X、Y、Z方向和前、后、内、外侧的定义仅仅是为了方便描述本申请实施例中的各零部件之间的位置关系和连接关系，不应理解为对本申请实施例的限定。
如图所示，镜头模组200可以包括外壳210、镜头组件220、自动对焦(auto focus，AF)组件230、光学防抖(optical image stabilization，OIS)组件240和图像传感器组件250。
镜头组件220主要包括光学镜头211和镜筒212，镜头组件220用于将物侧的景物成像于像侧的成像面上。光学镜头211可以包括至少一个透镜，该至少一个透镜可以是不同的，也可以是相同的。该至少一个透镜可以包括固体透镜和/或液体透镜。其中固体透镜可以是用透明物质例如塑胶(plastic)、玻璃(glass)制成的表面为球面一部分的光学元件，其具有固定的透镜参数。液体透镜是一种使用一种或多种液体制成的无机械连接的光学元件，其透镜参数可以通过外部控制实现动态调整。本申请实施例中对光学镜头211包括的透镜个数不做具体限定，本领域技术人员根据实际需求可以相应设置透镜个数，例如1个、2个、3个、5个、8个或者更多，也可以根据实际需求设置固体透镜和/或液体透镜的组合方式，在此不作更多描述。
光学镜头211的焦距可以是固定的，则镜头组件220为定焦镜头；光学镜头211的焦距也可以进行调节，则镜头组件220为变焦镜头。例如通过调整光学镜头211的各透镜之间的相对位置、调整液体透镜的折射率、改变液体透镜的表面形状(曲率)等可以实现光学镜头211的焦距的调节。
镜筒212形成有容纳空间，主要用于收容光学镜头211。镜筒212可以是一个整体，光学镜头211收容于该整体的镜筒212中，但光学镜头211的透镜之间的相对位置可以通过其他的结构进行调整。镜筒212也可以包括多个镜筒部分，光学镜头211的透镜分组设置于该多个镜筒部分中，该多个镜筒部分之间的相对位置可以进行调整，从而实现透镜之间的相对位置的调整。因此应理解，图2和图3中的镜筒212的结构、光学镜头211与镜筒212的连接方式等仅仅是示例性的，对本申请实施例不造成任何限定。
AF组件230用于实现自动对焦。如图3所示，AF组件230与镜头组件220中的镜筒212相连接，在自动对焦过程中，AF组件230可以推动镜筒212沿光轴上下运动，从而改变光学镜头211的光心到成像面的距离(即改变像距)，以获得清晰的图像。应理解，图中仅示意性表示AF组件230所在的位置，对AF组件230的具体结构不造成任何限定。
OIS组件240用于实现光学防抖。如图3所示，OIS组件240与镜头组件220中的镜筒212相连接，在光学防抖过程中，OIS组件240可以带动镜筒212沿垂直光轴方向运动，从而使光学镜头211的焦点偏离光轴，以获得清晰的图像。应理解，图中仅示意性地表示SMA组件240所在的位置，对SMA组件240的具体结构不造成任何限定。
本申请实施例中，AF组件230可以称为AF马达，OIS组件可以称为OIS马达。在一些实施例中，镜头模组200可以包括AF马达和/或OIS马达，即镜头模组200可以实现自动对焦和/或光学防抖。在一些实施例中，镜头模组200中也可以将AF马达和SMA马达集成于一体，由一个马达同时实现自动对焦和光学防抖。本申请实施例仅以镜头模组200包括AF马达和OIS马达两个组件为例进行说明，但应理解，本申请实施例不限于此。
传感器组件250设置于镜头组件210的后侧，主要用于成像。具体地，传感器组件250可以包括滤光片(例如红外截止滤光片或滤掉其他的光波段的滤光片)、传感器、线路板等。其中，红外截止滤光片可以消除投射到传感器上的不必要的光线，防止传感器在成像时出现鬼影、杂光和偏色等问题。传感器是一种半导体芯片，表面包含有几十万到几百万的光电二极管，受到光照射时，会产生电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号。传感器可以是电荷耦合元件(charge coupled device，CCD)，也可以是互补金属氧化物导体器件(complementary metal-oxide semiconductor，CMOS)。线路板可以是柔性电路板(flexible printed circuit，FPC)或印刷电路板(printed circuit board，PCB)，用于传输电信号。其中，FPC可以是单面柔性板、双面柔性板、多层柔性板、刚柔性板或混合结构的柔性电路板等。
外壳210形成有内腔，用于收容镜头组件220、AF组件230、OIS组件240等。另外，外壳210也可以起到保护和支撑作用。图中外壳210的结构仅仅是示例性的，对本申请实施例不造成任何限定，本领域技术人员可以根据实际需要相应设计外壳210的形状。
镜头模组200还可以包括连接器、以及周边电子元件等元件(图中未示出)，在此不再一一详述。
随着电子设备技术的不断发展，用户对电子设备的摄像功能尤其是光学防抖要求也越来越高。目前常用的OIS驱动装置包括音圈马达(voice coil motor，VCM)式、形状记忆合金(shape memory alloys，SMA)式、VCM-SMA式、压电式、步进马达式等。其中SMA式OIS装置、VCM-SMA式OIS装置因使用了SMA技术来驱动镜头实现光学防抖，相比VCM式OIS装置，其具有驱动体积小、效率高、速度快、功耗低、声音小等诸多优点。并且采用SMA技术的OIS装置具有比VCM式OIS装置更大的承载力、不产生磁场干扰等优点，可以应用于带动比较重的镜头实现光学防抖，同时可以实现双摄中基准较小时的双OIS功能。本申请实施例中的技术方案主要应用于采用SMA技术实现光学防抖的OIS装置中。
采用SMA技术的OIS装置的工作原理主要是用镍钛合金做成非常细(例如直径25微米)的金属丝，然后在金属丝内通入电流，这样金属丝被微电流加热就会快速地发生形变，产生的驱动力能够带动镜头旋转或平移，实现光学防抖。
图4示出了本申请实施例提供的一种SMA组件的示意性爆炸图。为便于理解，图5示出了图4中的SMA组件在垂直光轴方向的平面上的简化示意图。SMA组件300可以是图2中的OIS组件240的一例，即SMA组件300用于实现光学防抖。参考图4和图5，SMA组件300包括弹片31、SMA线32、固定件33等。
弹片31包括弹片主体311和至少一个弹片悬臂312。该至少一个弹片悬臂中的每个弹片悬臂312从弹片主体311上伸出，并沿弹片主体311边缘延伸。弹片悬臂312的一端与所述弹片主体311相连，另一端与固定件33相连。示例性的，如图4中所示，弹片悬臂312的末端设置有接触部312a，该接触部312a用于与固定件33相连。该至少一个弹片悬臂为中心对称图形，该至少一个弹片悬臂旋转180°后仍与自身重合。示例性的，该至少一个弹片悬臂包括两个弹片悬臂，该两个弹片悬臂成中心对称。
弹片31还包括与弹片主体311相连接的两个可动夹爪313，该两个可动夹爪313成中心对称。可动夹爪313用于固定SMA线32的一端。示例性的，弹片主体31大体呈方形，可动夹爪313可以位于弹片主体311的对角线上。可动夹爪313可以是翻折压片结构或者过盈孔结构，本申请实施例不做限定，只要能够将SMA线的一端固定即可。
弹片主体311上还设置有通孔314，用于光线通过以到达传感器组，该通孔314还用于与例如图2所示的镜头组件相连，从而当弹片主体314运动时可以带动镜头组件一起运动件。通孔314设置于弹片主体311的中心位置。应理解，弹片主体311的中心位置、通孔314的圆心均位于镜头的光轴上。
本申请实施例中弹片31可以为片状弹簧，其可以采用铜合金、锡青铜、锌白铜、铍青铜、硅锰钢等材料制成，本申请实施例不做限定。弹片31上设置的可动夹爪313为可导电材料。
固定件33上设置有呈中心对称的两个固定夹爪331，固定夹爪331用于固定SMA线的另一端。固定夹爪331可以是翻折压片结构或者过盈孔结构，本申请实施例不做限定，只要能够将SMA线的另一端固定即可。固定件33上的两个固定夹爪331与弹片主体311上设置的两个可动夹爪313在垂直光轴方向的平面上，呈十字交叉型。两个固定夹爪331与两个可动夹爪313可以近似看成四边形的四个角，固定夹爪331与可动夹爪313围绕弹片主体311交错分布。
固定件33上还设置有通孔332，用于光线通过以到达传感器组件。通孔314设置于固定件33的中心位置。
本申请实施例中，固定件33可以是金属板、绝缘板或者印刷电路板等，其中固定夹爪331为可导电材料。本申请实施例对固定件33的形状不做具体限定，本领域技术人员可以根据实际需要对其进行相应设计。
SMA组件300包括四条SMA线32。以其中一条SMA线为例，SMA线32的一端固定于弹片主体311上设置的可动夹爪313上，另一端固定于固定件33上设置的固定夹爪331上，SMA线悬空且与其他零部件保持一定距离。参考图5中的SMA线32a、32b、32c、32d，四条SMA线可以位于同一平面上，在弹片31的外部围成四边形，SMA线可近似看成四边形的四条边。SMA具有形状记忆效应、高阻尼、高驱动应力应变、高能量密度、较高能效、较低动作频率以及相变诱发塑性等特性。因此，SMA线32具有感知和驱动的双重功能，能产生较大的可逆形状响应应力和应变。
本申请实施例中，固定件33的位置相对固定，在以下描述中，将其视为不动件。弹片悬臂312的一端与固定件33固定连接，在以下描述中，将其视为弹片31的固定端。弹片主体311以及可动夹爪313相对弹片悬臂312的固定端可运动，在以下描述中，将其视为弹片31的运动端。以一条SMA线为例，SMA线32的一端与固定件33上的固定夹爪331连接，另一端与弹片31上的可动夹爪313连接。因此，SMA线32与固定夹爪331连接的一端为固定端，与可动夹爪313连接的一端为运动端(或称自由端)。当在SMA线中通入电流后，通过改变电流大小可以改变SMA线的温度，使得SMA线对外输出力或位移，从而带动镜头运动。
本申请实施例中，固定件33和弹片主体311上可以设置导电迹线，以用于电流流通。具体地，是否要设置导电迹线以及如何设置导线迹线可以根据固定件33实际采用的材料、固定件33的形状、弹片31的形状相应确定，在此不做更多限定。
固定夹爪331和弹片悬臂312的接触部312a固定，二者可以固定于同一部件例如钢片或印刷电路板上，二者也可以固定于不同部件上，本申请实施例不做限定。固定夹爪331与弹片31的固定端与印刷电路板电连接(包括直接或间接电连接)。当SMA线32通电时，电流可以从印刷电路板流经固定夹爪331、SMA线32、可动夹爪314、弹片悬臂314，最后经由弹片悬臂314的固定端流回印刷电路板。
SMA组件300实现光学防抖的原理如下：当电子设备发生抖动时，电子设备内的用于检测电子设备姿态的传感器例如陀螺仪等可以输出电子设备的抖动角速度信号。电子设备内的处理器获取到该信号后可以控制SMA线上电流的大小，SMA线发生收缩或伸长，从而控制弹片31的运动端(包括弹片主体311和可动夹爪313)运动。弹片31上搭载有镜头组件(例如图2中的镜头组件220)，弹片31会带动镜头组件沿垂直光轴方向(即X和/或Y方向)动作以追踪电子设备的抖动，从而抵消电子设备抖动对成像带来的影响，实现光学防抖。
具体地，在光学防抖过程中，通过对X方向和Y方向上的两组SMA线通电可以分别实现两个方向上的OIS动作，两个方向需要做反馈控制，使得镜头位置与电子设备根据抖动角速度所确定的需求位置保持一致。上述提到，SMA具有感知和驱动的双重功能，当SMA电流发生变化时，SMA线的长度、线径会发生变化，进而引起SMA的电阻变化。通过获取四条SMA线的电阻值，可以获知镜头当前的位置，该位置与根据抖动角速度所解算出的需求位置作差可以得到反馈控制的误差信号。电子设备内的驱动芯片通过控制算法使误差信号为零，例如进一步调整通入SMA线的电流，可以实现对镜头位置的闭环控制。
本申请实施例中，光学防抖主要是通过SMA线32通电与弹片31的弹性形变的配合实现。但在实际应用中，由于弹片本身结构的限制，在控制过程中会出现机械串扰效应(crosstalk效应)。即当一个方向上的OIS关闭，只进行另一个方向的OIS动作时，镜头非OIS动作的方向会发生抖动。
具体地，图6示出了对图5所示的SMA组件进行仿真的示意图。其中，图中的实线表示弹片运动端中心在Y方向的位移量，虚线表示弹片运动端中心在X方向上的位移量。应理解，本申请实施中的弹片运动端包括弹片主体和在弹片主体上设置的可动夹爪，弹片运动端搭载镜头，因此弹片运动端中心与镜头中心对应。还应理解，图中横纵坐标的数值仅仅示例性的，对本申请实施例不造成任何限定。
如图6中的(a)所示，本申请实施例仅对图5所示的SMA组件中SMA线32a通电(SMA线32b、32c、32d不通电)，即仅对Y方向的一条SMA线通电，其余三条SMA线不通电。从图中可以看出，弹片运动端中心不仅在Y方向上运动，在X方向上也发生位移，弹片运动端中心在X方向上的位移量约为在Y方向上位移量的12％。换言之，在进行Y方向的OIS时，X方向出现了机械串扰。同理，如图6中的(b)所示，本申请实施例仅对图5所示的SMA组件中的SMA线32c通电(SMA线32a、32b、32d不通电)，即仅对X方向的一条SMA线通电，其余三条SMA线不通电。从图中可以看出，弹片运动端中心不仅在X方向上运动，在Y方向上也发生了位移，弹片运动端中心在Y方向上的位移量约为在X方向上位移量的12％。换言之，在进行X方向的OIS时，在Y方向出现了机械串扰。
可以理解，在对SMA组件中的单条SMA线通电时，虽然会产生机械串扰，但由于其余未通电的SMA线对弹片具有约束作用，因而机械串扰效应会有所减小。为了得到弹片自身所导致的串扰效应，下面实施例中去除SMA线，仅对弹片进行仿真。
图7示出了本申请实施例提供的一种弹片仿真模型示意图。如图7所示，SMA组件去除SMA线，弹片悬臂312的一端与弹片主体311相连，另一端固定，在可动夹爪313上施加不同方向的作用力，可以得到不同方向的作用力与弹片运动端中心位移方向(即弹片运动方向)之间的关系。应理解，去除SMA线后，在可动夹爪313上施加的作用力等效于SMA线对可动夹爪313施加的作用力。
需要说明的是，当在弹片的可动夹爪上施加作用力时，该作用力可以等效为一个施加于弹片中心的相同的作用力和一个使弹片旋转的弯矩。由于该弯矩引起弹片的旋转与机械串扰无关，因此本申请实施例中不关心该弯矩造成的弹片旋转，只关心该作用力引起的弹片中心的平移。
为方便描述，将在可动夹爪313上施加的作用力记为
Figure GWB0000003436010000171
其中
Figure GWB0000003436010000172
与X正向的夹角记为α1，α1为
Figure GWB0000003436010000174
相对X正向逆时针方向旋转的角度，也即力的方向，α1的范围为[0°，360°]。将弹片运动端中心的位移记为
Figure GWB0000003436010000173
其中
Figure GWB0000003436010000175
与X正向的夹角记为α2，α2为
Figure GWB0000003436010000178
相对X正向逆时针方向旋转的角度，也即弹片运动方向，α2的范围为[0°，360°]。将
Figure GWB0000003436010000176
与
Figure GWB0000003436010000177
之间的夹角记为α，
Figure GWB00000034360100001713
其中位移矢量
Figure GWB00000034360100001710
相对作用力矢量
Figure GWB0000003436010000179
顺时针旋转时，记α为负，位移矢量
Figure GWB00000034360100001712
相对作用力矢量
Figure GWB00000034360100001711
逆时针旋转时，记α为正，α的范围为[-180°，180°]。
图8示出了图7中的弹片仿真模型的仿真结果示意图。如图8所示，横坐标为施加于弹片(具体为可动夹爪)上的作用力的方向，纵坐标为作用力与弹片位移方向之间的夹角。从图中可以看出，当在弹片上施加不同方向的作用力时，只有在四个方向上作用力与位移之间的夹角为0(即作用力的方向与弹片运动方向一致)，而在其他方向上，力的作用方向与弹片运动端中心的运动方向都不一致，即发生机械串扰。表1示出了图8中部分特殊方向的数据。
表1
力的方向(α<sub>1</sub>) 0° 90° 180° 270° 45° 135° 225° 315°
位移方向(α<sub>2</sub>) 325° 125° 145° 305° 45° 135° 225° 315°
力与位移的夹角(α) -35° 35° -35° 35° 0° 0° 0° 0°
从图8和表1中可以看出，对于图7所示的弹片仿真模型来说，当在弹片的可动夹爪上施加方向为0°、90°、180°、270°(即单条SMA线的拉力方向)，弹片运动端中心的位移方向与作用力方向不一致，存在机械串扰。这就导致在X方向或Y方向关闭OIS，只进行另一方向的OIS动作时，镜头的非OIS方向会发生抖动。在实际控制过程中，虽然X、Y两个方向都在进行反馈控制，可以通过改善算法抑制上述机械串扰，但该串扰会使系统传递函数变得复杂，加大控制难度。通过控制算法只能减弱串扰效应，但不能从根本上解决。实际应用中出现的OIS串扰现象，严重影响OIS性能(即压缩比)。
本申请实施例将提供一种弹片设计方法和根据该弹片设计方法得到的弹片结构，可以显著减弱或消除机械串扰。
从图8和表1中可以看出，对于图7所示的弹片仿真模型来说，在约45°、135°、225°、315°方向，即两个相互垂直的方向上对弹片的可动夹爪施加作用力时，力的方向与弹片运动端中心的位移方向一致。其实，对于大多数弹片结构而言，其都存在两个相互垂直的方向(本申请实施例中记为第一方向和第二方向)，在这两个方向上施加作用力时不存在机械串扰，即在这两个方向上施加作用力时，弹片的运动方向与作用力方向相同。
对于弹片本身而言，任意一个方向均存在一个K值，本申请实施例中的K值表示的是在小变形情形下，弹片受到的作用力的大小与弹片在该作用力方向上的位移大小之比，单位为牛顿/米(N/m)。弹片在上述两个相互垂直的方向上存在两个K值，假设弹片在第一方向的K值为K1，弹片在第二方向的K值为K2。其中，K1表示的是施加在第一方向上的作用力大小与弹片运动端中心在第一方向的位移大小之比，K2表示的是施加在第二方向上的作用力大小与弹片运动端中心在第二方向的位移大小之比。对于图7所示的弹片仿真模型来说，其第一方向和第二方向如图9中的虚线所示，第一方向为45°-225°方向，第二方向为135°-315°方向。
参考图9，由于施加于弹片可动夹爪上的任意方向的作用力都可以分解到上述第一方向和第二方向上(即无机械串扰的方向)，容易知道当K1＝K2时，弹片运动端中心的位移方向始终与施加的作用力的方向保持一致，因此在弹片的可动夹爪上施加任意方向的作用时都不存在机械串扰。而当K1≠K2时，只在第一方向和第二方向上施加作用力时，弹片运动端中心的位移方向始终与施加的作用力的方向保持一致，因此在弹片的可动夹爪上施加第一方向的作用力或施加第二方向的作用力时不存在机械串扰。
具体而言，假定施加在弹片可动夹爪上的作用力为
Figure GWB0000003436010000181
分解在第一方向上的作用力大小为F1，
Figure GWB0000003436010000183
分解在第二方向上的作用力大小为F2。假定弹片运动端中心的位移为
Figure GWB0000003436010000182
分解在第一方向上的位移大小为D1，
Figure GWB00000034360100001814
分解在第二方向上的位移大小为D2。当K1＝K2时，F1/D1＝F2/D2，可以得到F1/F2＝D1/D2，这样第一方向上的分力F1与第二方向上的分力F2合成得到合力
Figure GWB0000003436010000184
第一方向上的分位移D1与第二方向上的分位移D2合成得到合位移
Figure GWB0000003436010000186
与
Figure GWB0000003436010000185
方向相同。当K1≠K2时，只有当
Figure GWB0000003436010000188
在第一方向或第二方向上时，
Figure GWB0000003436010000187
在另外一个方向上的分力为0，弹片运动端中心沿
Figure GWB0000003436010000189
的方向运动，弹片运动端中心的位移方向与施加的作用力的方向保持一致，因此在弹片的可动夹爪上施加第一方向的作用力或施加第二方向的作用力时不存在机械串扰。当
Figure GWB00000034360100001810
的方向不在第一方向或第二方向时，
Figure GWB00000034360100001811
分解于第一方向和第二方向上，F1/D1≠F2/D2，可以得到F1/F2≠D1/D2，这样第一方向上的分力F1与第二方向上的分力F2合成得到合力
Figure GWB00000034360100001815
第一方向上的分位移D1与第二方向上的分位移D2合成得到合位移
Figure GWB00000034360100001812
与
Figure GWB00000034360100001813
方向不相同，则存在机械串扰。特别地，当K1与K2差异较大时，机械串扰明显，严重影响OIS性能。
根据以上原理分析，本申请实施例提供一种弹片设计方法，可以基于现有弹片得到新的弹片结构，该新的弹片结构本身不存在机械串扰或仅存在微弱的机械串扰。
图10示出了本申请实施例提供的一种弹片的示意性结构图。
如图10所示，图10中的(a)所示的弹片与图9中的弹片相同，其在第一方向501上的K值为K1，在第二方向502上的K值为K2。图10中的(b)所示的弹片与图10中的(a)所示的弹片呈轴对称，即图10中的(b)所示的弹片由图10中的(a)所示的弹片以第一方向501和第二方向502的对称轴为轴翻转得到，其在第一方向501上的K值为K2，在第二方向502上的K值为K1。为了使第一方向501上的K值与第二方向502上的K值相等，根据图10中的(a)和(b)所示的弹片可以得到图10中的(c)所示的弹片41。
参考图10中的(c)所示的弹片，弹片41包括弹片主体411和至少一个弹片悬臂412，该至少一个弹片悬臂412中的每个弹片悬臂与弹片主体411相连接，并沿弹片主体411的外缘延伸。该至少一个弹片悬臂412呈轴对称。弹片41包括相互垂直的第一方向501和第二方向502，弹片41在第一方向501上的K值等于在第二方向502上的K值，其中K值为弹片41受到的作用力的大小与弹片41在所述作用力方向上的位移大小之比。示例性的，根据图10中的(a)和(b)所示的弹片，可以得到弹片41在第一方向501上的K值为(K1+K2)，在第二方向502上的K值也为(K1+K2)。弹片41在相互垂直的两个方向上的K值相等，这样在弹片41施加任意方向的作用力时，弹片41的运动方向与作用力的方向都一致，可以减少或消除机械串扰效应。
应理解，在实际弹片结构设计中，弹片41在第一方向和第二方向上的K值不一定完全相等，由于工艺误差、加工误差等，当弹片41在第一方向上的K值和在第二方向上的K值之间的差值小于预设阈值时也可以实现减小机械串扰的效果。即弹片41在第一方向和第二方向上的K值接近或相差很小时，当在弹片41施加任意方向的作用力时，弹片的运动方向与力的方向夹角很小，例如小于5°，仅产生微弱的机械串扰。
为了方便理解，本申请以下实施例均以弹片在第一方向和第二方向上的K值相等为例进行说明。但应理解，本申请实施例中，弹片在第一方向上的K值与在第二方向上的K值之间的差值小于预设阈值，对应的理解，当在弹片上施加作用力时，弹片的运动方向与作用力方向之间的夹角数值(不考虑方向)小于预设角度。
可选地，该预设角度为5°。
本申请实施例中，至少一个弹片悬臂呈轴对称，可以理解为该至少一个弹片悬臂中的任意一个弹片悬臂沿对称轴翻折都可以与另一个弹片悬臂重合。或者，如果将该至少一个弹片悬臂看做一个整体的话，该至少一个弹片悬臂为一个轴对称图形，即将该至少一个弹片悬臂整体翻转180°后能够与自身重合。本申请实施例中，弹片应用于SMA马达时，至少一个弹片悬臂的对称轴与光轴垂直，并与光轴相交。
应理解，本申请实施例中，上述第一方向501和第二方向502的对称轴与该至少一个弹片悬臂412的对称轴相同。因此也可以说上述第一方向501和第二方向502关于该至少一个弹片悬臂412的对称轴对称。这样，弹片41在第一方向501和第二方向502上的K值等于弹片31在两个无机械串扰方向上的K值之和。
可选地，弹片41还包括与弹片主体411相连接的夹爪413，夹爪413呈中心对称。示例性的，弹片41包括两个夹爪413，该两个夹爪413位于弹片主体411在第一方向501或第二方向502上的相对侧。应理解夹爪413的位置需要根据第一方向501和第二方向502确定，对于不同结构的弹片31，其无机械串扰方向不同，仿真得到的第一方向501和第二方向502可能与图9得到的方向不同，在实际应用中，本领域技术人员可以根据实际的弹片31的结构，相应确定弹片41的夹爪位置和夹爪数量，本申请实施例不做更多限定。
本申请实施例中，夹爪413的数量可以为多个，多个夹爪呈中心对称，可以理解为多个夹爪中的任意一个夹爪旋转180°后都可以与另一个夹爪重合。或者，如果将该多个夹爪看做一个整体的话，该多个夹爪为中心对称图形，即将该多个夹爪整体旋转180°后能够与自身重合。
可选地，弹片悬臂412可以位于夹爪413的上方，也可以位于夹爪413的下方，具体可根据实际情况确定。例如图10中的(c)所示，弹片主体411在夹爪413处可以呈翘曲状，使夹爪413与弹片主体411在不同平面，这样弹片悬臂412可以从夹爪413上方或下方穿过而不发生干涉。
可选地，弹片主体411的中心设置有通孔414。通孔414的圆心可以与第一方向501和第二方向502的交点重合。
可选地，弹片悬臂412与弹片主体411可以是一体式的，即弹片悬臂412与弹片主体411为一体成型。弹片悬臂412与弹片主体411也可以是固定连接式的，即弹片悬臂412与弹片主体411是通过焊接等方式固定连接的。
相应地，本申请实施例提供的弹片41应用于SMA组件时，图4所示的SMA组件300中的弹片31可以替换为弹片图10所示的弹片41。
本申请实施例提供一种SMA组件，该SMA组件包括固定件(例如图4中的固定件33)、弹片(例如图10所示的弹片41)和形状记忆合金SMA线。SMA线的一端与固定件相连接，另一端与弹片相连接。弹片(例如图10所示的弹片41)包括弹片主体和至少一个弹片悬臂，该至少一个弹片悬臂中的每个弹片悬臂与弹片主体相连接，并沿弹片主体的外缘延伸，弹片悬臂在延伸部分的预定位置与固定件相连。该至少一个弹片悬臂呈轴对称。应理解，弹片悬臂与固定件相连接的位置具体可以根据弹片悬臂的结构、数量相应确定，预定位置可以为弹片悬臂的末端，也可以为弹片悬臂的中间位置或其他位置。
可选地，弹片41还包括与弹片主体411相连接的可动夹爪(例如图10中的夹爪413)，该可动夹爪呈中心对称。该固定件可以包括呈中心对称的固定夹爪。在固定件上设置的固定夹爪与在弹片主体上设置的可动夹爪交错分布。示例性的，SMA线的一端与固定夹爪相连接，另一端与可动夹爪相连接。
可选地，在固定件上设置的固定夹爪的数量可以为2个，在弹片主体上设置的可动夹爪的数量可以为2个。这样两个固定夹爪和两个可动夹爪可以构成四边形的四个角，相邻的一个固定夹爪和一个可动夹爪之间连接有一条SMA线，可以实现镜头在一个方向上的移动。但应理解，固定夹爪的数量和可动夹爪的数量还可以为其他数量，例如3个、4个、6个等，这样交错分布的固定夹爪和可动夹爪围绕弹片主体可以形成六边形、八边形、十二边形等的顶角。任意相邻的固定夹爪和可动夹爪之间连接有SMA线，该SMA线可以实现镜头在一个方向上的移动。
应理解，本申请实施例中，一个可动夹爪(或固定夹爪)可以固定两根SMA线。例如一个可动夹爪(或固定夹爪)包括两个翻折压片，每个翻折压片可以固定一根SMA线。
本申请实施例中弹片所包括的至少一个弹片悬臂的数量可以为1个、2个、4个或者更多个。以下结合附图描述弹片悬臂的具体形式。
作为一个示例，参考图10中的(c)，弹片41包括一个弹片悬臂412，该一个弹片悬臂412围绕弹片主体411延伸形成封闭环形。其中该一个弹片悬臂412与弹片主体411相连接的位置401a、401b的连线为该一个弹片悬臂412的对称轴，和/或，该一个弹片悬臂412与弹片主体411相连接的位置401a、401b关于该一个弹片悬臂412的对称轴对称。示例性的，从图10中看该一个弹片悬臂412与弹片主体411相连接的位置401a、401b的连线穿过通孔414的圆心，也即穿过虚线所示的第一方向501和第二方向502的交点。由于弹片悬臂412为轴对称图形，其包括两条对称轴。针对X方向的对称轴来说，弹片悬臂412与弹片主体411相连接的位置401a、401b关于弹片悬臂412的对称轴对称；针对Y方向的对称轴来说，弹片悬臂412与弹片主体411相连接的位置401a、401b的连线为弹片悬臂412的对称轴。
相应地，参考图10中的(d)，当弹片41应用于SMA组件中时，弹片悬臂412与固定件相连接的位置402a、402b的连线为弹片悬臂412的对称轴，和/或，弹片悬臂412与固定件相连接的位置402a、402b关于弹片悬臂412的对称轴对称。示例性的，从图10中看该一个弹片悬臂412与固定件相连接的位置402a、402b的连线穿过通孔414的圆心，也即穿过虚线所示的第一方向501和第二方向502的交点。由于弹片悬臂412为轴对称图形，其包括两条对称轴。针对X方向的对称轴来说，弹片悬臂412与固定件相连接的位置402a、402b的连线为弹片悬臂412的对称轴；针对Y方向的对称轴来说，弹片悬臂412与固定件相连接的位置402a、402b关于弹片悬臂412的对称轴对称。
作为另一个示例，参考图11中的(a)，弹片41包括两个弹片悬臂412a和412b，两个弹片悬臂呈轴对称，其中弹片悬臂412a的两端401a、401b与弹片主体411相连接，弹片悬臂412b的两端401c、401d与弹片主体411相连接。
相应地，参考图11中的(b)，当弹片41应用于SMA组件中时，该两个弹片悬臂412a和412b的中间位置与固定件相连接。弹片悬臂412a与固定件相连接的位置402a与弹片悬臂412b与固定件相连接的位置402b关于Y方向的对称轴对称。
作为另一个示例，参考图11中的(c)，弹片41包括两个弹片悬臂412a和412b，两个弹片悬臂呈轴对称，其中弹片悬臂412a和412b的中间位置与弹片主体411相连接，弹片悬臂412a和412b的两端为自由端。示例性的，如图所示，弹片悬臂412a的中间位置401a与弹片主体411相连接，弹片悬臂412a的两端402a和402b为自由端。弹片悬臂412b的中间位置401b与弹片主体411相连接，弹片悬臂412b的两端402c和402d为自由端。
相应地，参考图11中的(d)，当弹片41应用于SMA组件中时，该两个弹片悬臂412a和412b的中间位置与弹片主体411相连接，该两个弹片悬臂412a和412b的两端与固定件相连接。换言之，弹片悬臂412a的两个自由端402a和402b与固定件相连接，弹片悬臂412b的两个自由端402c和402d与固定件相连接。
作为又一个示例，参考图11中的(e)，弹片41包括四个弹片悬臂412a、412、412c、412d，该四个弹片悬臂中的每个弹片悬臂的一端(例如401a、401b、401c、401d)与弹片主体411相连接，另一端(例如402a、402b、402c、402d)为自由端。示例性的，如图所示，以弹片悬臂412a为例，弹片悬臂412a的固定端401a与弹片主体411相连，弹片悬臂412a的另一端为自由端402a。
相应地，参考图11中的(f)，当弹片41应用于SMA组件中时，该四个弹片悬臂412a、412、412c、412d中的每个弹片悬臂的一端与弹片主体411相连接，另一端与固定件相连接。换言之，四个弹片悬臂中的每个弹片悬臂的自由端402a、402b、402c、402d与固定件相连。
应理解，本申请实施例中弹片所包括的弹片悬臂的数量和结构形式仅仅是示例性的，在其他一些实施例中，弹片还可以包括其他数量的弹片悬臂，例如包括2的整数倍个弹片悬臂等，只要保证所有弹片悬臂呈轴对称即可。本领域技术人员可以根据实际需求相应设计弹片悬臂的数量，相邻两个弹片悬臂之间的距离以及弹片悬臂的具体结构形式等，在此不再一一详述。
综上，本申请实施例提供一种弹片设计方法，根据该弹片设计方法得到的弹片结构不存在机械串扰或仅存在微弱的机械串扰。图12示出了本申请实施例提供的弹片设计方法的示意性流程图。如图12所示，该方法600包括步骤610至步骤630。
610，确定第一弹片上相互垂直的第一方向和第二方向，其中该第一方向和该第二方向为不存在机械串扰的方向。
示例性的，该第一弹片可以为例如图7所示的弹片31，或者为其他结构形式的存在机械串扰的弹片。
本申请实施例中第一方向和第二方向为不存在机械串扰的方向。应理解，当在某个方向对弹片施加作用力时，弹片的运动方向与作用力的方向大致相同，认为该方向即为不存在机械串扰的方向。即本申请实施例中，不存在机械串扰的方向也包括存在微弱机械串扰时，因其很微弱，可以忽略不计。
示例性地，确定第一弹片上的第一方向和第二方向可以采用如图7所示的方法，将第一弹片的结构简化为弹片仿真模型，然后对第一弹片(具体地可以对第一弹片上的可动夹爪)施加不同方向的作用力，确定出弹片运动方向与与作用力方向夹角为0时的方向，即可以确定第一方向和第二方向。
在其他一些实施例中，也可以通过实验方法确定第一弹片上的第一方向和第二方向。
620，沿第一方向和第二方向的对称轴，将第一弹片翻转得到第二弹片。
第一方向和第二方向的对称轴有两条，因此可以沿着任意一条对称轴将第一弹片翻转。得到的第二弹片与第一弹片为轴对称图形，并且，第二弹片与第一弹片交换了第一方向上的K值和第二方向上的K值。
630，根据第一弹片和第二弹片设计第三弹片，其中第三弹片在第一方向上的K值和在第二方向上的K值相等，且等于第一弹片在第一方向上的K值与第一弹片在第二方向上的K值之和，K值为弹片受到的作用力的大小与弹片在所述作用力方向上的位移大小之比。
应理解，本申请实施例中的第一方向和第二方向可以理解为是绝对方向。在步骤630中，根据第一弹片和第二弹片设计第三弹片时主要是设计第三弹片的弹片悬臂的结构形式。
可选地，第一弹片包括第一弹片主体和至少一个第一弹片悬臂，该至少一个第一弹片悬臂中的每个第一弹片悬臂沿第一弹片主体的外缘延伸，每个第一弹片悬臂的一端与第一弹片主体相连接，另一端为自由端。示例性地，第一弹片可以为如图10中(a)所示的弹片31。
可选地，第三弹片包括第二弹片主体和至少一个第二弹片悬臂，该至少一个第二弹片悬臂中的每个第二弹片悬臂与第二弹片主体相连接，并沿第二弹片主体的外缘延伸，该至少一个第二弹片悬臂呈轴对称。示例性地，第三弹片可以为如图10中(c)所示的弹片41，或者如图11中所示的弹片41。
可选地，在步骤610中，根据仿真确定第一弹片上相互垂直的第一方向和第二方向，具体可以包括：固定第一弹片悬臂的自由端，对第一弹片施加不同方向的作用力；确定第一弹片主体在不同方向的作用力下的位移方向；当第一弹片主体的位移方向与施加于第一弹片上的作用力方向相同时，确定该作用力方向为第一方向和第二方向。
图13示出了本申请实施例提供的一种弹片的示意性结构图。
如图13所示，图13中的(a)所示的弹片与图9中的弹片相同，其在第一方向501上的K值为K1，在第二方向502上的K值为K2。图13中的(b)所示的弹片与图13中的(a)所示的弹片呈90°旋转对称，即图13中的(b)所示的弹片是图13中的(a)所示的弹片绕Z轴旋转90°得到，其在第一方向501上的K值为K2，在第二方向502上的K值为K1。为了使第一方向501上的K值与第二方向502上的K值相等，根据图13中的(a)和(b)所示的弹片可以得到图13中的(c)所示的弹片41。
参考图13中的(c)所示的弹片，弹片41包括弹片主体411和至少一个弹片悬臂412，该至少一个弹片悬臂412中的每个弹片悬臂与弹片主体411相连接，并沿弹片主体411的外缘延伸。该至少一个弹片悬臂412呈90°旋转对称。弹片41包括相互垂直的第一方向501和第二方向502，弹片41在第一方向501上的K值等于在第二方向502上的K值。示例性的，根据图13中的(a)和(b)所示的弹片，可以得到弹片41在第一方向501上的K值为(K1+K2)，在第二方向502上的K值也为(K1+K2)。弹片41在相互垂直的两个方向上的K值相等，这样在弹片41施加任意方向的作用力时，弹片41的运动方向与作用力的方向都一致，可以减少或消除机械串扰效应。
本申请实施例中，至少一个弹片悬臂呈90°旋转对称，可以理解为该至少一个弹片悬臂中的任意一个弹片悬臂旋转90°后都可以与另一个弹片悬臂重合。或者，如果将该至少一个弹片悬臂看做一个整体的话，该至少一个弹片悬臂为一个90°旋转对称图形，即将该至少一个弹片悬臂整体旋转90°后能够与自身重合。本申请实施例中，弹片应用于SMA马达时，至少一个弹片悬臂的旋转轴为光轴。
可选地，弹片41还包括与弹片主体411相连接的夹爪413，夹爪413呈中心对称。示例性的，弹片41包括两个夹爪413，该两个夹爪413位于弹片主体411在第一方向501或第二方向502上的相对侧。应理解夹爪413的位置需要根据第一方向501和第二方向502确定，对于不同结构的弹片31，其无机械串扰方向不同，仿真得到的第一方向501和第二方向502可能与图9得到的方向不同，在实际应用中，本领域技术人员可以根据实际的弹片31的结构，相应确定弹片41的夹爪位置和夹爪数量，本申请实施例不做更多限定。
可选地，弹片悬臂412可以位于夹爪413的上方，也可以位于夹爪413的下方，具体可根据实际情况确定。例如图13中的(c)所示，弹片主体411在夹爪413处可以呈翘曲状，使夹爪413与弹片主体411在不同平面，这样弹片悬臂412可以从夹爪413上方或下方穿过而不发生干涉。
可选地，弹片主体411的中心设置有通孔414。通孔414的圆心可以与第一方向501和第二方向502的交点重合。
相应地，本申请实施例提供的弹片41应用于SMA组件时，图4所示的SMA组件300中的弹片31可以替换为弹片图13所示的弹片41。
本申请实施例提供一种SMA组件，该SMA组件包括固定件(例如图4中的固定件33)、弹片(例如图13所示的弹片41)和形状记忆合金SMA线。SMA线的一端与固定件相连接，另一端与弹片相连接。弹片(例如图13所示的弹片41)包括弹片主体和至少一个弹片悬臂，该至少一个弹片悬臂中的每个弹片悬臂与弹片主体相连接，并沿弹片主体的外缘延伸，弹片悬臂在延伸部分的预定位置与固定件相连。该至少一个弹片悬臂呈90°旋转对称。应理解，弹片悬臂与固定件相连接的位置具体可以根据弹片悬臂的结构、数量相应确定，预定位置可以为弹片悬臂的末端，也可以为弹片悬臂的中间位置或其他位置。
应理解，本申请实施例中该至少一个弹片悬臂呈90°旋转对称，则相邻两个弹片悬臂中其中一个弹片悬臂可以由另一个弹片悬臂旋转90°得到。
可选地，弹片41还包括与弹片主体411相连接的可动夹爪(例如图13中的夹爪413)，该可动夹爪呈中心对称。该固定件可以包括呈中心对称的固定夹爪。在固定件上设置的固定夹爪与在弹片主体上设置的可动夹爪交错分布。示例性的，SMA线的一端与固定夹爪相连接，另一端与可动夹爪相连接。
可选地，在固定件上设置的固定夹爪的数量和在弹片主体上设置的可动夹爪的数量相等，分别可以为2个、3个、4个、6个等等，这样交错分布的固定夹爪和可动夹爪围绕弹片主体可以近似为多边形的角。任意相邻的固定夹爪和可动夹爪之间连接有SMA线，该SMA线可以实现镜头在一个方向上的移动。
本申请实施例中弹片所包括的至少一个弹片悬臂的数量可以为4个、8个或者更多个。以下结合附图描述弹片悬臂的具体形式。
作为一个示例，参考图13中的(c)，弹片41包括四个弹片悬臂412a、412、412c、412d，该四个弹片悬臂中的每个弹片悬臂的一端与弹片主体411相连接，另一端为自由端。示例性的，如图所示，以弹片悬臂412a为例，弹片悬臂412a的固定端401a与弹片主体411相连，弹片悬臂412a的另一端为自由端402a。
相应地，参考图13中的(d)，当弹片41应用于SMA组件中时，该四个弹片悬臂中的每个弹片悬臂的一端与弹片主体411相连接，另一端与固定件相连接。换言之，四个弹片悬臂中的每个弹片悬臂的自由端与固定件相连。
应理解，本申请实施例中弹片所包括的弹片悬臂的数量和结构形式仅仅是示例性的，在其他一些实施例中，弹片还可以包括其他数量的弹片悬臂，例如包括4的整数倍个弹片悬臂等，只要保证所有弹片悬臂呈90°旋转对称即可。本领域技术人员可以根据实际需求相应设计弹片悬臂的数量，相邻两个弹片悬臂之间的距离以及弹片悬臂的具体结构形式等，在此不再一一详述。
综上，本申请实施例提供另一种弹片设计方法，根据该弹片设计方法得到的弹片结构不存在机械串扰或仅存在微弱的机械串扰。图14示出了本申请实施例提供的弹片设计方法的示意性流程图。如图14所示，该方法700包括步骤710和步骤720。
710，将第一弹片旋转90°得到第二弹片。
示例性的，该第一弹片可以为例如图7所示的弹片31，或者为其他结构形式的存在机械串扰的弹片。
720，根据第一弹片和第二弹片设计第三弹片，其中第三弹片在第一方向上的K值和在第二方向上的K值相等，且等于第一弹片在第一方向上的K值与第一弹片在第二方向上的K值之和，第一方向和第二方向相互垂直，K值为弹片受到的作用力的大小与弹片在该作用力方向上的位移大小之比。
应理解，本申请实施例中的第一方向和第二方向可以理解为是绝对方向。在步骤720中，根据第一弹片和第二弹片设计第三弹片时主要是设计第三弹片的弹片悬臂的结构形式。本申请实施例中，将第一弹片旋转90°得到第二弹片，第一弹片和第二弹片相当于交换了第一方向和第二方向的K值。
可选地，第一弹片包括第一弹片主体和至少一个第一弹片悬臂，至少一个第一弹片悬臂中的每个第一弹片悬臂沿第一弹片主体的外缘延伸，每个第一弹片悬臂的一端与第一弹片主体相连接，另一端为自由端。示例性地，第一弹片可以为如图13中(a)所示的弹片31。
可选地，第三弹片包括第二弹片主体和至少一个第二弹片悬臂，至少一个第二弹片悬臂中的每个第二弹片悬臂与第二弹片主体相连接，并沿第二弹片主体的外缘延伸，该至少一个第二弹片悬臂呈90°旋转对称。示例性地，第三弹片可以为如图13中(c)所示的弹片41。
可选地，本申请实施例中弹片的弹片主体可以呈方形(例如图10或图13中所示)、圆形、多边形、不规则图形等，本申请实施例不做具体限定。应理解，弹片悬臂沿弹片主体边缘延伸时，弹片悬臂的形状可以随弹片主体的形状相应调整变化。
图15示出了本申请实施例提供的一种弹片结构示意图。如图15中的(a)所示，弹片41与图10中(c)所示的弹片41类似，不同之处在于，图15中的(a)所示的弹片主体411大致呈圆形。至少一个弹片悬臂412围绕弹片主体411四周设置，弹片悬臂412大致呈环形。其余结构以及弹片应用于SMA组件中的连接关系类似于图10中的(c)和(d)，至少一个弹片悬臂412呈轴对称，具体可参考图10中的相关描述，在此不再赘述。应理解，类似于图11中所示的弹片，当弹片主体大致呈圆形时，根据弹片所包括的弹片悬臂数量的不同，弹片悬臂可以呈弧形、半圆、折线形、曲线形等，本申请实施例不做任何限定。
如图15中的(b)所示，弹片41与图13中(c)所示的弹片41类似，不同之处在于，图15中的(b)所示的弹片主体411大致呈圆形。至少一个弹片悬臂412围绕弹片主体411四周设置，每个弹片悬臂412大致呈弧形，多个弹片悬臂412围成大致圆形。其余结构以及弹片应用于SMA组件中的连接关系类似于图13中的(c)和(d)，至少一个弹片悬臂412呈90°旋转对称，具体可参考图13中的相关描述，在此不再赘述。
总而言之，本申请实施例提供的弹片中，弹片主体的外缘可以呈多边形(例如方形)、圆形或其他形状。本申请实施例提供的弹片，单个弹片悬臂可以呈弧形、半圆、折线形、曲线形、方形或其他形状，至少一个弹片悬臂绕弹片主体延伸可以围成多边形、圆形或其他形状。
本申请实施例中可以通过一个优化的弹片减少或消除光学防抖中的机械串扰，也可以通过多个弹片组合减少或消除OIS过程中的机械串扰。
图16示出了本申请实施例提供的一种弹片组件的示意性结构图。
如图16所示，图16中的(a)所示的弹片31a与图9中的弹片相同，其在第一方向501上的K值为K1，在第二方向502上的K值为K2。图16中的(b)所示的弹片31b与图16中的(a)所示的弹片31a呈轴对称，即图16中的(b)所示的弹片31b由图16中的(a)所示的弹片31a以第一方向501和第二方向502的对称轴为轴翻转得到，其在第一方向501上的K值为K2，在第二方向502上的K值为K1。
参考图16中的(c)所示，弹片组件301包括上弹片31a和下弹片31b，下弹片31b可以是由上弹片31a翻转180°得到。上弹片31a和下弹片31沿Z轴(即光轴方向)相隔设置。应理解，图中弹片组件中的上下弹片的相对位置仅仅是示意性地，不应理解为对本申请的限定。
对于弹片组件301整体而言，弹片组件301包括相互垂直的第一方向501和第二方向502，弹片组件301在第一方向501上的K值和在第二方向502上的K值相等，且等于上弹片31a在第一方向501上的K值与上弹片31a在第二方向502上的K值之和。这样弹片组件301在第一方向501上的K值为(K1+K2)，在第二方向502上的K值也为(K1+K2)。弹片组件301在相互垂直的两个方向上的K值相等，这样在弹片组件301上施加任意方向的作用力时，弹片组件301的运动方向与作用力的方向都一致，可以减少或消除机械串扰效应。
可选地，在一些其他实施例中，下弹片31b也可以由上弹片31a旋转90°得到，其形成的弹片组件具有上述相同的技术效果，在此不再赘述。
相应地，本申请实施例提供一种SMA组件，该SMA组件包括：固定件，弹片组件(例如图16所示的弹片组件301)和SMA线，SMA线的一端与固定件相连接，另一端与弹片组件相连接。弹片组件包括上弹片和下弹片，下弹片可以由上弹片翻转或旋转90°得到。其中，上弹片包括弹片主体和弹片悬臂，所述弹片悬臂一端与弹片主体相连接，另一端与固定件相连接。
可选地，上弹片还包括与弹片主体相连接的可动夹爪，所述可动夹爪呈中心对称。固定件包括呈中心对称的固定夹爪，所述固定夹爪与所述可动夹爪交错分布。所述SMA线的一端与所述可动夹爪相连接，另一端与所述固定夹爪相连接。
在一些实施例中，上弹片和下弹片可以分别对应各自的固定件。也就是说，电子设备中用于实现OIS的组件可以包括上SMA组件和下SMA组件。上SMA组件包括上弹片，与上弹片对应的上固定件，以及在上弹片和上固定件之间连接的SMA线。同理，下SMA组件包括下弹片，与下弹片对应的下固定件，以及在下弹片和下固定件之间连接的SMA线。上SMA组件和下SMA组件可以分别控制OIS。在一些实施例中，将上SMA组件与下SMA组件中对应位置的SMA线通入相同电流，则上SMA组件和下SMA组件可以实现如图10中的(c)和(d)以及图13中的(c)和(d)中的弹片41的类似效果。
在一些实施例中，上弹片和下弹片可以对应同一个固定件，与上弹片和下弹片相连接的SMA线均与该一个固定件相连接。示例性的，该一个固定件上设置的固定夹爪的数量可以是上弹片设置的可动夹爪数量的2倍。
应理解，本领域技术人员可以根据实际需要对与弹片组件相连接的固定件进行相应设计，本申请实施例仅做示例性说明，不应理解为对本申请的限定。
图17示出了本申请实施例提供的弹片结构仿真效果示意图。如图17所示，横坐标为施力方向，纵坐标为作用力方向与弹片运动端中心位移方向的夹角，曲线801可以表示图7所示的弹片结构的仿真效果，曲线802可以表示图10或图13中的弹片41的仿真效果。从图中可以看出，曲线802比曲线801的在纵坐标的波动明显减小。也就是说，弹片41的机械串扰现象明显改善。表2示出了几个特殊方向的数据。
表2
Figure GWB0000003436010000271
从表中可以看出，优化后的弹片41的机械串扰现象有90％的改善。残余的机械串扰是由于实际仿真过程中的弹片形状比图中简化的弹片仿真模型复杂，可能不能完全满足两个无机械串扰方向交换重合。
需要说明的是，本申请实施例中仅以一种基础弹片例如图7所示的弹片31对本申请提供的技术方案进行示例性说明。对于其他结构形式的基础弹片，根据本申请实施例提供的弹片设计方法或者弹片组合结构，可以得到其他形式的弹片或弹片组件，这样的弹片或弹片组件不存在机械串扰或仅存在微弱的机械串扰，能够提升光学防抖性能。
在本申请的描述中，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，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是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申请中具体含义。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (28)

1.一种形状记忆合金SMA组件，其特征在于，包括：固定件、弹片和形状记忆合金SMA线，
所述SMA线的一端与所述固定件相连接，另一端与所述弹片相连接；
所述弹片包括弹片主体和至少一个弹片悬臂；
其中，所述弹片悬臂与所述弹片主体相连接，并沿所述弹片主体的外缘延伸；
所述弹片悬臂在延伸部分的预定位置与所述固定件相连接；
所述至少一个弹片悬臂呈轴对称或90°旋转对称；
所述弹片在第一方向上的K值和在第二方向上的K值之间的差值小于预设阈值，所述第一方向和所述第二方向相互垂直，其中所述K值为所述弹片受到的作用力的大小与所述弹片在所述作用力方向上的位移大小之比。
2.根据权利要求1所述的SMA组件，其特征在于，所述至少一个弹片悬臂呈轴对称时，所述第一方向和所述第二方向关于所述至少一个弹片悬臂的对称轴对称。
3.根据权利要求1或2所述的SMA组件，其特征在于，
所述弹片还包括与所述弹片主体相连接的可动夹爪，所述可动夹爪呈中心对称；
所述固定件包括呈中心对称的固定夹爪，所述固定夹爪与所述可动夹爪交错分布；
所述SMA线的一端与所述可动夹爪相连接，另一端与所述固定夹爪相连接。
4.根据权利要求1或2所述的SMA组件，其特征在于，所述弹片主体的中心设置有通孔。
5.根据权利要求1或2所述的SMA组件，其特征在于，所述至少一个弹片悬臂呈轴对称时，
所述至少一个弹片悬臂包括一个弹片悬臂，所述一个弹片悬臂呈封闭环形，
其中，所述一个弹片悬臂与所述弹片主体相连接的位置的连线为所述一个弹片悬臂的对称轴，和/或，所述一个弹片悬臂与所述弹片主体相连接的位置关于所述一个弹片悬臂的对称轴对称；
其中，所述一个弹片悬臂与所述固定件相连接的位置的连线为所述一个弹片悬臂的对称轴，和/或，所述一个弹片悬臂与所述固定件相连接的位置关于所述一个弹片悬臂的对称轴对称；
或者，所述至少一个弹片悬臂包括两个弹片悬臂，所述两个弹片悬臂中的每个弹片悬臂的两端与所述弹片主体相连接，所述两个弹片悬臂中的每个弹片悬臂的中间位置与所述固定件相连接；
或者，所述至少一个弹片悬臂包括两个弹片悬臂，所述两个弹片悬臂中的每个弹片悬臂的中间位置与所述弹片主体相连接，所述两个弹片悬臂中的每个弹片悬臂的两端与所述固定件相连接；
或者，所述至少一个弹片悬臂包括四个弹片悬臂，所述四个弹片悬臂中的每个弹片悬臂的一端与所述弹片主体相连接，另一端与所述固定件相连接。
6.根据权利要求1或2所述的SMA组件，其特征在于，所述至少一个弹片悬臂呈90°旋转对称时，
所述至少一个弹片悬臂包括四个弹片悬臂，所述四个弹片悬臂中的每个弹片悬臂的一端与所述弹片主体相连接，另一端与所述固定件相连接。
7.根据权利要求1或2所述的SMA组件，其特征在于，所述弹片主体的外缘呈方形或圆形。
8.根据权利要求1或2所述的SMA组件，其特征在于，所述至少一个弹片悬臂绕所述弹片主体的外缘围成方形或圆形。
9.根据权利要求1或2所述的SMA组件，其特征在于，所述固定件为金属板和/或印刷电路板。
10.一种SMA组件，其特征在于，包括：固定件，弹片组件和SMA线，
所述SMA线的一端与所述固定件相连接，另一端与所述弹片组件相连接；
所述弹片组件包括上弹片和下弹片，所述下弹片由所述上弹片翻转或旋转90°得到；
其中，所述上弹片包括弹片主体和弹片悬臂，所述弹片悬臂一端与所述弹片主体相连接，另一端与所述固定件相连接。
11.根据权利要求10所述的SMA组件，其特征在于，所述弹片组件在第一方向上的K值和在第二方向上的K值相等，且等于所述上弹片在所述第一方向上的K值与所述上弹片在所述第二方向上的K值之和，所述第一方向和所述第二方向相互垂直，其中所述K值为所述弹片受到的作用力的大小与所述弹片在所述作用力方向上的位移大小之比。
12.根据权利要求10或11所述的SMA组件，其特征在于，
所述上弹片还包括与所述弹片主体相连接的可动夹爪，所述可动夹爪呈中心对称；
所述固定件包括呈中心对称的固定夹爪，所述固定夹爪与所述可动夹爪交错分布；
所述SMA线的一端与所述可动夹爪相连接，另一端与所述固定夹爪相连接。
13.根据权利要求10或11所述的SMA组件，其特征在于，所述弹片主体的中心设置有通孔。
14.一种镜头模组，其特征在于，包括镜头组件和如权利要求1至13中任一项所述的SMA组件，所述镜头组件与所述SMA组件相连接。
15.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至13中任一项所述的SMA组件；或者，包括如权利要求14所述的镜头模组。
16.一种弹片，其特征在于，包括：弹片主体和至少一个弹片悬臂，
所述弹片悬臂与所述弹片主体相连接，并沿所述弹片主体的外缘延伸；
所述至少一个弹片悬臂呈轴对称或90°旋转对称；
所述弹片在第一方向上的K值和在第二方向上的K值之间的差值小于预设阈值，所述第一方向和所述第二方向相互垂直，其中所述K值为所述弹片受到的作用力的大小与所述弹片在所述作用力方向上的位移大小之比。
17.根据权利要求16所述的弹片，其特征在于，所述至少一个弹片悬臂呈轴对称时，所述第一方向和所述第二方向关于所述至少一个弹片悬臂的对称轴对称。
18.根据权利要求16或17所述的弹片，其特征在于，所述弹片还包括与所述弹片主体相连接的夹爪，所述夹爪呈中心对称。
19.根据权利要求16或17所述的弹片，其特征在于，所述弹片主体的中心设置有通孔。
20.根据权利要求16或17所述的弹片，其特征在于，所述至少一个弹片悬臂呈轴对称时，
所述至少一个弹片悬臂包括一个弹片悬臂，所述一个弹片悬臂呈封闭环形，其中所述一个弹片悬臂与所述弹片主体相连接的位置的连线为所述一个弹片悬臂的对称轴，和/或，所述一个弹片悬臂与所述弹片主体相连接的位置关于所述一个弹片悬臂的对称轴对称；
或者，所述至少一个弹片悬臂包括两个弹片悬臂，所述两个弹片悬臂中的每个弹片悬臂的两端与所述弹片主体相连接；
或者，所述至少一个弹片悬臂包括两个弹片悬臂，所述两个弹片悬臂中的每个弹片悬臂的中间位置与所述弹片主体相连接，所述至少两个弹片悬臂中的每个弹片悬臂的两端为自由端；
或者，所述至少一个弹片悬臂包括四个弹片悬臂，所述四个弹片悬臂中的每个弹片悬臂的一端与所述弹片主体相连接，另一端为自由端。
21.根据权利要求16或17所述的弹片，其特征在于，所述至少一个弹片悬臂呈90°旋转对称时，
所述至少一个弹片悬臂包括四个弹片悬臂，所述四个弹片悬臂中的每个弹片悬臂的一端与所述弹片主体相连接，另一端为自由端。
22.根据权利要求16或17所述的弹片，其特征在于，所述弹片主体的外缘呈方形或圆形。
23.根据权利要求16或17所述的弹片，其特征在于，所述至少一个弹片悬臂绕所述弹片主体的外缘围成方形或圆形。
24.一种弹片设计方法，其特征在于，包括：
确定第一弹片上相互垂直的第一方向和第二方向，其中所述第一方向和所述第二方向为不存在机械串扰的方向；
沿所述第一方向和所述第二方向的对称轴，将所述第一弹片翻转得到第二弹片；
根据所述第一弹片和所述第二弹片设计第三弹片，其中所述第三弹片在所述第一方向上的K值和在所述第二方向上的K值相等，且等于所述第一弹片在所述第一方向上的K值与所述第一弹片在所述第二方向上的K值之和，所述K值为弹片受到的作用力的大小与所述弹片在所述作用力方向上的位移大小之比。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，
所述第一弹片包括第一弹片主体和至少一个第一弹片悬臂，所述至少一个第一弹片悬臂中的每个第一弹片悬臂沿所述第一弹片主体的外缘延伸，所述每个第一弹片悬臂的一端与所述第一弹片主体相连接，另一端为自由端；
所述第三弹片包括第二弹片主体和至少一个第二弹片悬臂，所述至少一个第二弹片悬臂中的每个第二弹片悬臂与所述第二弹片主体相连接，并沿所述第二弹片主体的外缘延伸，所述至少一个第二弹片悬臂呈轴对称。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述确定第一弹片上相互垂直的第一方向和第二方向，包括：
固定所述第一弹片悬臂的自由端，对所述第一弹片施加不同方向的作用力；
确定所述第一弹片主体在所述不同方向的作用力下的位移方向；
当所述第一弹片主体的位移方向与施加于所述第一弹片上的作用力方向相同时，确定所述作用力方向为所述第一方向和所述第二方向。
27.一种弹片设计方法，其特征在于，包括：
将第一弹片旋转90°得到第二弹片；
根据所述第一弹片和所述第二弹片设计第三弹片，其中所述第三弹片在第一方向上的K值和在第二方向上的K值相等，且等于所述第一弹片在所述第一方向上的K值与所述第一弹片在所述第二方向上的K值之和，所述第一方向和所述第二方向相互垂直，所述K值为弹片受到的作用力的大小与所述弹片在所述作用力方向上的位移大小之比。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，
所述第一弹片包括第一弹片主体和至少一个第一弹片悬臂，所述至少一个第一弹片悬臂中的每个第一弹片悬臂沿所述第一弹片主体的外缘延伸，所述每个第一弹片悬臂的一端与所述第一弹片主体相连接，另一端为自由端；
所述第三弹片包括第二弹片主体和至少一个第二弹片悬臂，所述至少一个第二弹片悬臂中的每个第二弹片悬臂与所述第二弹片主体相连接，并沿所述第二弹片主体的外缘延伸，所述至少一个第二弹片悬臂呈90°旋转对称。
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