CN112867961A - Sma致动器组件 - Google Patents

Abstract

本技术提供了致动器组件和控制致动器组件的方法，其中两组致动器线布置在该两组致动器线所连接的可移动元件的相对侧面上。本技术的一种方法提供了一种SMA致动装置，该SMA致动装置包括：支撑结构；可移动元件，该可移动元件被支撑在支撑结构上，从而可相对于支撑结构移动；以及八根SMA致动器线，该八根SMA致动器线连接在可移动元件和支撑结构之间，使得在收缩时，致动器线在可移动元件上提供力，其中，每根致动器线相对于假想的主轴线倾斜，其中，该致动器线适于以任何方向的平移运动和/或围绕任何轴线的旋转运动来移动该可移动元件，并且其中，该致动器线被布置成使得所述线的两个四线组位于该可移动元件的相对侧面上。

Description

SMA致动器组件

本技术总体上涉及使用形状记忆合金(“SMA”)致动器线来提供对支撑在支撑结构上的可移动元件的位置控制。

在多种装置中期望提供对可移动元件的位置控制。SMA线作为这种装置中的致动器可能是有利的，例如由于SMA线的高能量密度，这意味着向可移动元件施加给定力所需的SMA致动器可以相对较小。

已知将SMA线用作致动器的一种装置类型是微型照相机，例如用于智能手机或其他便携式电子设备的微型照相机。WO 2011/104518公开了适用于微型照相机的SMA致动装置的示例。

一些微型照相机具有折叠光学布置，其中一个或更多个透镜元件具有它们各自的光轴，这些光轴布置成与进入到照相机中的光首先沿其通过的轴线正交。镜子或棱镜可以用来“折叠”光路。图1示意性地示出了包含在壳体或盖1内的可能的折叠光学布置的大致配置。在图1中，透镜元件10的光轴沿着z轴位于棱镜/镜子12和图像传感器20之间。光在被“折叠”以沿z轴通过之前，沿所示的y方向进入光学布置。在这种布置中，希望能够驱动透镜元件10至少在图1中由轴线指示的每个正交方向上的运动。在x方向和y方向的运动可以提供光学图像稳定(“OIS”)，而在z方向的运动可以提供自动聚焦(“AF”)。在某些布置中，透镜元件10可以包括相对于彼此可移动的多个透镜，通过这种相对移动提供了变焦。

折叠光学布置对于设备在初始光进入方向(图1中的y方向)上的厚度受到限制的设备特别有用。例如，智能手机变得越来越薄，使得在沿着手机的厚度方向上的单个光轴安装照相机设备的所有元件变得更加困难。

本技术的目的是提供新的致动器组件和控制致动器组件的方法。

本技术的另一个目的是提供在至少一个方向上更紧凑的致动器组件。

本技术的方法旨在提供满足一个或更多个上述目的的致动器组件和控制致动器组件的方法。

从广义上讲，在本技术的方法提供的致动器组件和控制致动器组件的方法中两组致动器线布置在这两组致动器线所连接的可移动元件的相对侧面上。

本技术的第一种方法提供了一种SMA致动装置，该SMA致动装置包括：支撑结构；可移动元件，该可移动元件被支撑在该支撑结构上，从而可相对于该支撑结构移动；以及八根SMA致动器线，该八根SMA致动器线连接在该可移动元件和该支撑结构之间，使得在收缩时，该致动器线在该可移动元件上提供力，其中，每根致动器线相对于假想的主轴线倾斜，其中，该致动器线适于以任何方向的平移运动和/或围绕任何轴线的(倾斜或)旋转运动来移动该可移动元件，并且其中，该致动器线被布置成使得所述线的两个四线组位于该可移动元件的相对侧面上。

SMA致动装置使用八根SMA致动器线，这些致动器线以能够提供对具有多个自由度的可移动元件的位置控制的方式配置。在SMA致动器线被独立地驱动的最一般的情况下，可以提供位置控制来以所有适用的自由度移动可移动元件：以任何方向的横向运动和围绕任何轴线的旋转运动来移动可移动元件。例如，该装置可以包括固定到支撑结构的图像传感器，并且其中可移动元件可以包括被布置成将光导向图像传感器的透镜元件，该透镜元件具有光轴。

SMA致动器线被配置为以相对于主轴线的任何方向的平移运动来移动可移动元件。沿光轴方向的平移运动改变了透镜元件和图像传感器之间的焦距，从而在装置中提供自动聚焦(AF)。在正交于光轴的方向上的平移运动抵消了图像捕捉期间发生的横向运动，并且因此提供了光学图像稳定(OIS)。因此，SMA致动装置有利地使得AF和OIS能够同时进行或者彼此独立地进行。

此外，SMA致动装置可允许可移动元件结合平移运动或独立于平移运动围绕任何轴线倾斜或旋转。例如，倾斜运动和/或旋转运动可以抵消图像捕捉期间发生的倾斜运动和/或旋转运动，并且因此提供光学图像稳定(OIS)。在一些示例中，没有这样的旋转。

可以理解，SMA致动装置不需要任何机构来将可移动元件支撑在支撑结构上。

通过将SMA致动器线在可移动元件的相对侧面(并且优选地仅在那些侧面)上分组，与例如在可移动元件的更多个侧面上具有致动器的布置相比，该致动装置可以制成紧凑的布置。这可能在该装置需要装配到另一个至少在一个维度上具有尺寸限制的装置(例如折叠照相机)中时尤其有益。该装置也可以作为独立的或“栓接(bolt-on)”系统提供，并且不需要调整使用该装置的装置的光学和/或传感器布局。

在一些布置中，致动器线围绕穿过可移动元件的至少一个轴线具有双重旋转对称性(two-fold rotational symmetry)。

在一些布置中，致动器线适于以小于10的传动比以任何方向的平移运动来移动可移动元件。

如下文将更详细解释的，传动比可以定义为移动的距离与SMA线的长度的相关联的变化之比。

在一些布置中，对于任何给定方向，致动器线包括相对于垂直于给定方向的平面以大于零的锐角倾斜的一组致动器线。

在一些布置中，在可移动元件的一个侧面上的给定组的致动器线中，每根致动器线各自相对于三个正交平面中的每一个以大于零的锐角倾斜，所述三个正交平面包括第一平面，该第一平面平行于主轴线和/或平行于具有双重旋转对称性的致动器线所围绕的轴线。

第一平面可以在可移动元件的所述相对侧面之间的中间通过。第一平面可以与给定组中的每根致动器线的中点(midpoints)相交。第一平面可以平行于可移动元件的给定组被定位在其上的侧面。

锐角优选地大于10°。

在一些布置中，角度在10°和85°之间或者在10°和45°之间，或者在10°和30°之间的范围内(用于实现更高的传动比以及例如更紧凑的装置)。

在一些实施例中，每根SMA致动器线的传动比在1.4至7.2之间的范围内，线在收缩时具有1％的应变。在一些实施例中，每根SMA致动器线的传动比在3.0至7.2之间的范围内，线在收缩时具有1％的应变。

锐角和传动比的其他优选的上限和下限在下文描述。

在一些布置中，连接到可移动元件的同一个侧面的所有线在收缩时影响可移动元件相对于主轴线的横向运动。侧面可以指可移动元件的单个平坦表面。因此，连接到同一个平坦表面的单个四线组中的所有线，或者两个四线组中的每一个组中的两根线可以同时被致动，以实现可移动元件中的平移运动。

在一些布置中，连接到可移动元件的同一个侧面的两个相邻的线在收缩时实现可移动元件的倾斜运动或旋转运动。侧面可以指可移动元件的单个平坦表面。因此，连接到同一个平坦表面的单个四线组中的两个相邻的线，或者两个四线组中的每一个组中的单个线可以同时被致动，以使可移动元件能够倾斜运动或旋转运动。

在一些布置中，致动器线围绕穿过可移动元件的两个正交轴线具有双重旋转对称性。

在一些布置中，旋转对称轴线(或者两个正交轴线都不)穿过各组致动器线的中心。在这种布置中，两组在穿过可移动元件并包含两个正交轴线的平面中彼此具有反射对称性。

在一些布置中，致动器线围绕穿过可移动元件的三个正交轴线具有旋转对称性。这也可以看作是在三个正交平面上具有反射对称性。

致动器线围绕其具有旋转对称性的轴线/多个轴线可以穿过可移动元件的中心，从而使得致动器线围绕可移动元件对称地布置。

本申请中使用的术语“对称的”和“对称性”应被理解为包括其中存在小程度不对称的布置，特别是引入不对称是为了允许致动器线交叉而不接触。

在某些布置中，旋转对称轴线或两个正交轴线不是主轴线，并且两组致动器线定位在可移动元件的沿着主轴线的相对侧面上。这些布置可以提供一种致动装置，该致动装置在沿着主轴线方向增加长度的同时，不会使该装置显著地延伸超过可移动元件的正交于主轴线的尺寸。

在这种布置中，每根致动器线在主轴线方向上的长度可以小于该线在正交于主轴线的至少一个其他方向上的长度。与在正交于主轴线的方向上的运动范围相比，这可以在主轴线的方向上提供更大的运动范围。

在某些布置中，旋转对称轴线或一个正交轴线是主轴线。这些布置可以提供一种致动装置，该致动装置虽然在正交于主轴线方向的方向上增加了装置的尺寸，但是不会使该装置显著地延伸超过该装置的沿着主轴线的其余部分的尺寸。

在这种布置中，每根致动器线在主轴线方向上的长度可以大于该线在与主轴线正交的至少一个其他方向上的长度。与在主轴线方向上的运动范围相比，这可以在正交于主轴线的另一个方向上提供较大的运动范围。

在某些布置中，当沿着与所述旋转对称轴线或两个正交轴线正交的轴线观察时，各组中的至少两根致动器线交叉。通过交叉致动器线，致动器线的长度可以增加(在装置的尺寸内)。较长的线大体上允许施加更大的力和/或提供更大的运动范围。

在某些布置中，当沿着与所述旋转对称轴线或所述两个正交轴线正交的轴线观察时，各组中的四根致动器线在相同的点处交叉。以这种方式，当从装置的其上定位有线组的侧面观察时，致动器线可以各自在与致动器线被连接到可移动元件的角相对的角处或附近被连接到支撑结构。注意，通常致动器线彼此接触是不优选的，并且因此优选地是仅当从二维观察线时，线在单个点处交叉，并且线沿着它们被观察的轴线稍微分开。

在某些布置中，当沿着正交于所述旋转对称轴线或所述两个正交轴线的轴线观察时，各组中的两对致动器线在不同的点处交叉。这种布置可能比四根线交叉的布置更容易制造，同时仍然保留了交叉线的一些优点。

可移动元件可以包括中心元件和至少一个延伸元件，该延伸元件从中心元件平行于主轴线延伸一定长度，其中至少一组致动器线中的致动器线在远离中心元件的点处连接到延伸元件。中心元件和延伸元件可以整体地形成为单个元件，或者可以是接合在一起的独立元件。

通过具有延伸元件，可移动元件的有效尺寸可以增加，从而潜在地允许较长的致动器线连接到可移动元件。例如，一根或更多根致动器线可以布置成在装置的一个角附近固定到支撑结构上，并在同一个侧面的相对角处交叉连接到可移动元件上。

延伸元件还可以允许致动器线连接到可移动元件，而不在中心元件和支撑结构之间的任何点处交叉或接近主轴线。这在例如中心元件是照相机透镜元件或其他光学元件的情况下可能是有利的，中心元件被布置成沿着或大体上沿着主轴线引导光。在这种布置中，延伸元件可以允许致动器线连接到可移动元件，而不干扰通过中心元件的光路。

在某些布置中，延伸元件在平行于主轴线的两个方向上从中心元件延伸一定长度，并且两组致动器线中的致动器线在远离中心元件的点处连接到延伸元件。这可以提供对称的可移动元件，使得致动器线可以对称地布置，并且因此致动器线的制造和控制可以更简单。

仅作为示例，延伸元件可以采取长形臂或长形板或这两者的形式。延伸元件可以延伸，使得延伸元件的远端角形成长方体，这考虑到了可移动元件的可能运动范围和/或致动器线占据的空间，该长方体大体上占据了装置可用的空间。这可以在可用空间内最大化致动器线的长度，并且可以最大化可移动元件的可用运动范围。

SMA致动器线可以具有电连接，电连接允许每根SMA致动器线接收独立驱动信号。

该装置还可以包括电连接到SMA致动器线的控制电路，以用于向SMA致动器线提供驱动信号。

在某些布置中，该装置是光学装置，并且还可以包括固定到支撑结构的图像传感器，并且可移动元件可以包括被布置成将光导向图像传感器的透镜元件。这种布置例如可以用在微型照相机中。

在某些布置中，该装置还可以包括固定到支撑结构的转向器元件，并且该转向器元件被布置成改变进入该装置的光的方向，使得光沿着主轴线穿过透镜元件到达图像传感器。转向器元件例如可以是镜子或棱镜。这种装置可以形成折叠照相机的一部分，其中可移动透镜元件和图像传感器沿着与光进入装置的轴线不同的轴线布置。

该装置还可以包括振动传感器，该振动传感器被布置成产生表示该装置振动的输出信号，并且控制电路可以被布置成响应于所述输出信号产生驱动信号，以稳定由图像传感器感测的图像。这允许该装置在照相机布置中提供OIS。

控制电路可以被布置成响应于图像传感器上感测的图像产生驱动信号，以便聚焦由图像传感器感测的图像。这允许该装置在照相机布置中提供AF。

该方法的装置可以包括上述优选和可选特征中的一些、全部或不包括上述优选和可选特征的任意组合。

本技术通常可以应用于包括静态部分和相对于静态部分可移动的可移动部分的任何类型的设备。作为非限制性示例，致动器组件可以是以下任何一种设备，或可以设置在以下任何一种设备中：智能手机、用于智能手机的保护盖或保护壳、用于智能手机或电子设备的功能盖或功能壳、照相机、可折叠智能手机、可折叠智能手机照相机、可折叠消费电子设备、具有折叠光学器件的照相机、图像捕捉设备、阵列照相机、3D感测设备或系统、伺服电机，消费电子设备(包括家用电器，例如真空吸尘器、洗衣机和割草机)、移动或便携式计算设备、移动或便携式电子设备、膝上型电脑、平板计算设备、电子阅读器(也称为电子书阅读器或电子书设备)、计算附件或计算外围设备(例如鼠标、键盘、头戴受话器、耳机、耳塞等)、音频设备(如头戴受话器、头戴式耳机、耳机等)、安全系统、游戏系统、游戏附件(例如控制器、头戴式耳机、可佩戴控制器，操纵杆等)、机器人或机器人设备、医疗设备(例如内窥镜)、增强现实系统、增强现实设备、虚拟现实系统、虚拟现实设备、可佩戴设备(例如手表、智能手表、健身跟踪器等)、无人机(空中、水上、水下等)、飞机、宇宙飞船、潜水器、交通工具、自动交通工具(例如无人驾驶汽车)、工具、手术工具、遥控器(例如用于无人机或消费电子设备)、衣服(例如服装、鞋子等)、开关、刻度盘或按钮(例如灯开关、恒温器刻度盘等)、显示屏、触摸屏、柔性表面和无线通信设备(例如，近场通信(NFC)设备)。应当理解，这是示例设备的非穷尽列举。

本文所述的致动器组件可用于适用于图像捕捉、3D感测、深度测绘、航空勘测、陆地勘测、在太空中或从太空中勘测、水文勘测、水下勘测、场景检测、碰撞警告、安全、面部识别、增强和/或虚拟现实、交通工具中的高级驾驶员辅助系统、自主交通工具、游戏、手势控制/识别、机器人设备、机器人设备控制、无接触技术、家庭自动化、医疗设备和触觉的设备/系统。

现在将参考附图通过示例来描述本技术的实施例，其中：

图1是折叠光学布置的示意图，并且已经进行了描述；

图2A-图2D分别是根据本技术第一实施例的具有SMA致动器组件的折叠光学布置的透视图、俯视图、侧视图和端视图的示意图；

图3A-图3D分别是根据本技术第二实施例的具有SMA致动器组件的折叠光学布置的透视图、俯视图、侧视图和端视图的示意图；

图4A-图4C分别是根据本技术第三实施例的具有SMA致动器组件的折叠光学布置的侧视图、端视图和俯视图的示意图；

图5A-图5C分别是根据本技术第四实施例的具有SMA致动器组件的折叠光学布置的侧视图、端视图和俯视图的示意图；

图6是可以在本技术的实施例中使用的控制电路的示意图；

图7示出了例如图3的SMA致动器组件的运动；以及

图8是针对图7的运动的传动比与线倾斜角的曲线图。

图2-图5示出了根据本技术的SMA致动器组件的四个实施例。这些实施例中的每一个都是在类似的可折叠光学组件的背景下进行说明的，其中类似的附图标记用于指代相同/类似的特征，并且除非另有说明或不切实际，否则关于一个实施例描述的特征同样适用于其他实施例中的每一个。

除了体现SMA致动器组件的实施方式之外，光学组件中的这些实施例的说明为SMA致动器线的连接提供了背景，但是技术人员将理解，根据本技术的SMA致动器组件的利用和实施不限于折叠照相机或者甚至光学组件。

图2A-图2D示出了致动器组件50A，其中SMA致动器线51设置为组件50的沿着所示的z轴的相对端处的两个四线组。SMA致动器线的构造和操作方式是众所周知的，如在例如WO 2011/104518中所讨论的，并且在此不再进一步讨论。

可移动透镜元件10沿着光轴(如图2A-图2D所示的z轴)安装在镜子或棱镜12(为简单起见，其将在下文中称为“镜子”)和图像传感器20之间。镜子12反射或折射沿所示y方向进入组件的光(例如从微型照相机的物镜)，并“折叠”以沿着可移动元件10的光轴穿过安装在其中的一个或更多个透镜到达图像传感器20。

透镜元件10通过托架14延伸，托架14提供了将线附接到其上的结构接口，而不影响组件的光学区域。托架14具有两个长形板，这两个长形板平行于透镜元件的光轴使透镜元件10的任一个侧面向下延伸。这些板一起限定了长方体，SMA致动器线51可以连接到该长方体的每个角(或每个角附近)。

SMA致动器线在每一端以对称的布置联接并且交叉，使得在一端联接到壳体1的左下角(如图2D所示沿z轴观察)的SMA致动器线联接到托架14的右上角(同样，沿z轴观察)，以及其他SMA致动器线51在各个端处类似地联接，使得壳体1的每个角通过致动器线51联接到托架14在装置的该端处的端部的相对角。每根SMA致动器线51连接在附接到壳体1的静态压接部52和附接到托架14的移动压接部53之间。

可以看出，通过致动致动器线51中的选定的致动器线，可移动元件10可以以多个自由度被驱动。在最一般的情况下，可以提供位置控制来以所有下列自由度移动可移动元件10：以任何方向的横向运动(包括沿着每个所示轴线的两个方向)和围绕任何轴线的倾斜或旋转。如果需要，对致动器线51的适当控制可以允许以更受限制的方式运动(例如，沿着所示的每个轴线的平移运动和围绕所示的一个或更多个轴线的旋转)。

位置控制的自由度由SMA致动器线41的配置产生。在可移动元件10的任一个侧面上的两个四根SMA致动器线51的组，如果作为一组被致动，则可以各自提供沿着z轴的相反方向的力。由于对称布置，各组中的两根线51(这两根线51全都在壳体1的同一个侧面上具有静态压接部52)的致动将提供沿x轴或y轴的力，而各组中相对的两根线51的致动将提供沿同一轴线的相反方向的力。

类似地，可以看出，线51的差动致动(例如，在一端连接到壳体1的一个侧面上的静态压接部52的两根线的致动，以及在另一端连接到壳体1的相对侧面上的静态压接部52的两根线的致动)将导致可移动元件10的旋转(在给定的示例中，如果施加相等且相反的力，则旋转将围绕沿着x方向或y方向穿过可移动元件10的中心的轴线)。

托架14的设置可以延伸可移动元件10的一个或更多个维度，从而使得相比于如果致动器线51直接地连接到可移动元件10所可能达到的，在壳体1和托架14之间连接可能更长的SMA致动器线51。使用更长的SMA致动器线51可以改善(增加)可以由致动器线引起和控制的可移动元件的运动范围(行程)。为此，如图2-图4所示，SMA致动器线51以交叉方式布置也可能是有利的，因为这允许致动器线51的长度最大化，同时保持在壳体1的整体尺寸内。

托架14的设置还可以允许致动器线51横跨可移动元件连接，但是不会影响可移动元件10和壳体1的任一端之间的体积(在图2的布置中，这是可移动元件10和图像传感器20之间的体积和/或镜子12和可移动元件10之间的体积)，这可能干扰装置的操作，例如光通过照相机装置。

尽管在实施例中，SMA致动器线51被描绘为在各组中精确对称地布置，使得各组中的线全都将在单个点交叉(在图2-图4所示的布置中)，但是应当理解，这种布置在现实中是不实际的，因为这将导致线之间的接触，这又可能导致短路、摩擦和/或由一根线施加在另一根线上的力。因此，在本技术的实施例中，SMA致动器线51实际上在各组中稍微不对称地布置，使得它们充分地分离以避免操作期间的接触。本申请中使用的术语“对称的”和“对称性”应理解为包括这样的布置，在这样的布置中存在小程度的不对称，特别是为了允许线不接触地交叉。

在图2所示的实施例中，可以看出，SMA致动装置可以用于通过驱动可移动透镜元件10垂直于该透镜元件的光轴(图2中的z轴)的运动来为照相机，诸如图2所示的折叠照相机提供OIS，从而改变入射在图像传感器20上的光。

类似地，在图2所示的实施例中，可以看出，SMA致动装置可以用于通过驱动可移动透镜元件10平行于该透镜元件的光轴(图2中的z轴)的运动来为照相机，诸如图2所示的折叠照相机提供AF，从而改变透镜元件10和图像传感器20之间的距离。

在图2所示的实施例中，SMA致动装置的布置有利于与折叠照相机一起使用，以及有利于用于装置的至少一个维度中的可用空间受限的其他用途。由于致动装置位于可移动元件10的两个侧面，所以致动装置不会增加装置的“高度”(图2所示的沿着y轴的尺寸)。

在图2所示实施例中，SMA致动装置的布置对于与折叠照相机或其他光学装置一起使用也可能是有利的，因为两组SMA致动器线51被定位在装置的沿着可移动透镜元件10的光轴的相对端处。这实现了透镜元件10沿着光轴的最大运动范围(行程)。由于AF通常需要比OIS更大的透镜元件运动范围，因此对照垂直于光轴的方向上的运动范围，沿着光轴可能具有更大运动范围的布置可能是有益的。

图3A-图3D示出了致动器组件50B，其中SMA致动器线51在组件50的任一个侧面上设置成两个四线组，换句话说，在组件的沿着所示的x轴的相对侧面上设置成两个四线组。除此之外，图3A-图3D的致动器组件50B大体上与上面关于图2A-图2D的描述相同。

参考图7和图8，现在将描述传动比的概念。

图7是当透镜元件10在沿着x轴的方向上移动时，致动器组件50B的简化版本的沿着y轴的视图(参见图3B)。然而，以下描述也适用于其他致动器组件和沿着其他轴线方向的运动。

如图7所示，SMA线51a、51b各自相对于y-z平面60(即，垂直于运动方向的平面)以锐角倾斜。在该示例中，y-z平面60平行于透镜元件10的SMA线51b所连接的侧面。该图示出了SMA线51a、51b处于第一状态(由虚线示出)，其可以是零位状态(zero-position state)，以及SMA线51a、51b处于第二状态(由实线示出)，在第二状态透镜元件10的第一侧面上的SMA线51b已经收缩，并且第二侧面上的SMA线51a已经扩展。在第一状态下，第一侧面上的SMA线51b各自具有初始长度L₁，并且相对于y-z平面60以初始角度θ_a倾斜。在第二状态下，这些SMA线51b各自具有(较短的)长度L₂，并且相对于y-z平面60以(较小的)角度θ_b倾斜。SMA线51b的这种收缩导致透镜元件10沿着x轴移动距离Δ。

传动比可以定义为距离Δ与SMA线51b的长度变化(L₁-L₂)的比，即：

传动比＝Δ/(L₁-L₂)(方程式1)

对于沿x轴的运动，传动比取决于SMA线51b相对于y-z平面60的角度θ(初始角度θ_a)(以下有时称为线倾斜角)。

图8是传动比与线倾斜角θ的曲线图。当线倾斜角θ为90°时，传动比为1，并随着线倾斜角θ的减小而增加。在小的线倾斜角θ(例如，低于约10°)下，传动比显著地增加(例如，大于约10)。

一方面，更高的传动比(即小的线倾斜角θ)是优选的，因为它能够实现透镜元件10的更大的运动范围，即“行程”。因此，一些示例可以被配置成使得线倾斜角θ小于～30°和/或传动比大于～2。另一方面，如果传动比太高(即线倾斜角θ太低)，则透镜元件10的位置控制变得不稳定和/或不太精确。因此，一些示例可以被配置成使得线倾斜角大于～10°和/或传动比小于～10。可以理解，这些范围可以根据环境而不同。然而，一般来说，非常低的线倾斜角θ(例如小于1°或小于5°或小于10°)和/或非常高的传动比(例如大于10或大于20)不利于合适的致动器性能。

图4A-图4C示出了致动器组件50C，其中SMA致动器线51在组件50的任一个侧面以与图3A-图3D中的线的类似位置设置成两个四线组。然而，在图4A-图4C的布置中，SMA致动器线51的固定端不附接到壳体1的角，而是附接到壳体1在y方向上的中点处或该中点附近。这意味着，尽管成对的致动器线51在y方向上交叉(如图4A和4C所示)，但是没有四根线交叉(例如，如图3C所示)。每对致动器线51的交叉也发生在y方向上更靠近壳体1的边缘，而不是在壳体1的中心。

由于在图4A-图4C所示的布置中，SMA致动器线51仅成对交叉，因此这种布置可以比四根线交叉的布置更容易制造。

图5A-图5C示出了致动器组件50D，其中SMA致动器线51完全不交叉。相反，每根致动器线51从可移动压接部53朝向位于壳体1上的静态压接部52延伸，可移动压接部53位于可移动元件10的y方向侧面上并且在z方向上大致位于可移动元件10的中心。每根致动器线51的一端所连接的静态压接部52是最靠近可移动压接部53的静态压接部52，致动器线51的另一端附接到可移动压接部53，并且在所有方向上，该静态压接部52都位于可移动压接部的位置之外。

图5A-图5C所示的组件可以比图2-图4所示的布置更紧凑。特别地，托架14不需要沿着z方向延伸相当大的距离。由于没有致动器线51的交叉，所以构造起来也不太复杂。该组件配置为支持所示的x方向和y方向的运动，但仅提供相对较小的z方向运动范围。因此，这种布置最适合于所希望的运动范围主要是在特定平面内的横向运动(和/或在垂直于由附加的布置/部件提供的平面的方向上的运动)的应用。

图6示出了用于控制SMA致动器组件(如图2-图5所示的)的控制电路40的示意性布置。控制电路40产生用于每根SMA致动器线51的驱动信号。控制电路40从由运动信号41表示的期望运动中导出驱动信号。在所示的布置中，一个运动信号表示沿着主轴线的期望运动z。另一个运动信号表示沿正交于主轴线的轴线的期望运动x，y。另一个运动信号表示期望的倾斜θ₁和θ₂。

运动信号被提供给可以在处理器或硬件中实现的矩阵控制器42。矩阵控制器42基于运动信号41，通过关联每根致动器线的必要收缩来为每根SMA致动器线51产生控制信号，以实现运动信号41中期望的运动。控制器的操作和SMA致动器线的驱动的进一步细节对于技术人员来说是已知的，例如从WO 2011/104518中已知，其相关内容据此通过引用并入。

运动信号41可以基于感测的装置运动(例如提供OIS)或基于图像传感器20上的感测图像(例如提供AF)来生成。

虽然已经具体参照照相机和照相机组件描述了上述方法中的一些，但是应当理解，所涉及的致动器组件的配置和/或控制可以应用于需要可移动元件相对于支撑结构进行受控运动的其他领域。

本领域技术人员应理解，尽管已描述了被认为是最佳模式的前述内容，以及描述了在适当的情况下执行本技术的其他模式，但是本技术不应限于本说明书中公开的优选实施方例的具体配置和方法。本领域技术人员应认识到，本技术具有广泛的应用范围，并且在不脱离所附权利要求所限定的任何发明构思的情况下，实施例可以进行宽范围的修改。

Claims (32)

1.一种SMA致动装置，包括：

支撑结构；

可移动元件，所述可移动元件被支撑在所述支撑结构上，从而能够相对于所述支撑结构移动；以及

八根SMA致动器线，所述八根SMA致动器线连接在所述可移动元件和所述支撑结构之间，使得在收缩时，所述致动器线在所述可移动元件上提供力，其中，每根致动器线相对于假想的主轴线倾斜，其中，所述致动器线适于以任何方向的平移运动和/或围绕任何轴线的旋转运动来移动所述可移动元件，并且其中，所述致动器线被布置成使得所述线的两个四线组位于所述可移动元件的相对侧面上。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述致动器线围绕穿过所述可移动元件的至少一个轴线具有双重旋转对称性。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述致动器线适于以小于10的传动比以任何方向的平移运动来移动所述可移动元件。

4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，对于任何给定方向，所述致动器线包括一组致动器线，所述一组致动器线相对于垂直于所述给定方向的平面以大于零的锐角倾斜。

5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，在所述可移动元件的一个侧面上的给定组的致动器线中，所述致动器线各自相对于三个正交平面中的每一个以大于零的锐角倾斜，所述三个正交平面包括第一平面，所述第一平面平行于所述主轴线和/或平行于具有双重旋转对称性的所述致动器线所围绕的轴线。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述第一平面在所述可移动元件的所述相对侧面之间的中间通过。

7.根据权利要求5所述的装置，其中，所述第一平面与所述给定组中的每根致动器线的中点相交。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的装置，其中，所述第一平面平行于所述可移动元件的所述给定组被定位在其上的侧面。

9.根据权利要求4至8中任一项所述的装置，其中，所述锐角大于10°。

10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，连接到所述可移动元件的同一个侧面的所有线在收缩时实现所述可移动元件相对于所述主轴线的横向运动。

11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，连接到所述可移动元件的同一个侧面的任意两根相邻的线在收缩时，实现了所述可移动元件中的倾斜运动或旋转运动。

12.根据当从属于权利要求2时的权利要求2至11中任一项所述的装置，其中，所述致动器线围绕穿过所述可移动元件的两个正交轴线具有双重旋转对称性。

13.根据当从属于权利要求2时的权利要求2至12中任一项所述的装置，其中，所述旋转对称轴线不穿过各组致动器线的中心，或如果存在所述正交轴线，则任一所述正交轴线不穿过各组致动器线的中心。

14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述旋转对称轴线不是主轴线，或如果存在所述正交轴线，则任一所述正交轴线不是主轴线，并且所述两组致动器线定位在所述可移动元件的沿着所述主轴线的相对侧面上。

15.根据权利要求14所述的装置，其中，每个所述致动器线在所述主轴线方向上的长度小于该线在正交于所述主轴线的至少一个其他方向上的长度。

16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述旋转对称轴线或一个所述正交轴线是所述主轴线。

17.根据权利要求16所述的装置，其中，每个所述致动器线在所述主轴线方向上的长度大于该线在正交于所述主轴线的至少一个其他方向上的长度。

18.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，当沿着与所述旋转对称轴线正交的轴线观察时或沿着与两个所述正交轴线正交的轴线观察时，各组中的至少两根致动器线交叉。

19.根据权利要求18所述的装置，其中，当沿着与所述旋转对称轴线正交的轴线观察时或沿着与两个所述正交轴线正交的轴线观察时，各组中的四根致动器线在相同的点处交叉。

20.根据权利要求18所述的装置，其中，当沿着与所述旋转对称轴线正交的轴线观察时或沿着与两个所述正交轴线正交的轴线观察时，各组中的两对致动器线在不同的点处交叉。

21.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述可移动元件包括中心元件和至少一个延伸元件，所述延伸元件从所述中心元件平行于所述主轴线延伸一定长度，其中，至少一组致动器线中的致动器线在远离所述中心元件的点处连接到所述延伸元件。

22.根据权利要求21所述的装置，其中，所述延伸元件在平行于所述主轴线的两个方向上从所述中心元件延伸一定长度，其中，两组致动器线中的致动器线在远离所述中心元件的点处连接到所述延伸元件。

23.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述SMA致动器线具有电连接，所述电连接允许每个所述SMA致动器线接收独立驱动信号。

24.根据前述权利要求中任一项所述的装置，还包括电连接到所述SMA致动器线的控制电路，以用于向所述SMA致动器线提供驱动信号。

25.根据前述权利要求中任一项所述的装置，还包括固定到所述支撑结构的图像传感器，并且其中，所述可移动元件包括被布置成将光导向所述图像传感器的透镜元件，所述装置具有光轴。

26.根据权利要求25所述的装置，其中，所述SMA致动器线被配置为移动所述可移动元件，以提供光学图像稳定(OIS)和自动聚焦(AF)。

27.根据权利要求25或26所述的装置，其中，所述可移动元件中的运动范围被配置为与正交于所述光轴的运动范围相比，沿着所述光轴的运动范围是较小的。

28.根据权利要求25或26所述的装置，其中，所述可移动元件中的运动范围被配置为与正交于所述光轴的运动范围相比，沿着所述光轴的运动范围是相同的或较大的。

29.根据权利要求25至28中任一项所述的装置，还包括转向器元件，所述转向器元件固定到所述支撑结构，并且被布置成改变进入所述装置的光的方向，使得光沿着所述光轴穿过所述透镜元件到达所述图像传感器。

30.根据权利要求29所述的装置，其中，所述转向器元件包括镜子。

31.根据当从属于权利要求24时的权利要求25至30中任一项所述的装置，还包括振动传感器，所述振动传感器被布置成产生表示所述装置的振动的输出信号，所述控制电路被布置成响应于所述输出信号产生所述驱动信号，以稳定由所述图像传感器感测的图像。

32.根据当从属于权利要求24时的权利要求25至31中任一项所述的装置，其中，所述控制电路被布置成响应于所述图像传感器上的感测的图像来产生所述驱动信号，以便聚焦由所述图像传感器感测的图像。

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