CN115427679A - 致动器组件 - Google Patents

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奥利弗·哈特
黄冠玮
约书亚·卡尔
安德鲁·本杰明·辛普森·布朗
詹姆斯·豪沃思
罗宾·爱丁顿
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Abstract

描述了一种致动器组件(23)，致动器组件(23)包括第一部件(24)、第二部件(25)和将第一部件(24)机械地联接到第二部件(25)的支承件机构(26)。支承件机构(26)包括第一支承件(27)，第一支承件将第一部件(24)机械地联接到第三部件(28)。致动器组件(23)还包括驱动机构(11、20)。驱动机构(11、20)包括四段形状记忆合金线(141、142、143、144)。每段形状记忆合金线(141、142、143、144)连接在第三部件(28)和第二部件(25)之间。驱动机构(11、20)和支承件机构(26)被构造成响应于由驱动机构(11、20)围绕主轴线(z)施加的扭矩，第一支承件(27)产生第一部件(24)沿主轴线(z)朝向或远离第二部件(25)和第三部件(28)的移动。支承件机构(26)被构造成约束第一部件(24)相对于第二部件(25)围绕主(z)轴线的旋转。

Description

致动器组件
领域
本申请涉及一种致动器组件，特别是一种包括四根形状记忆合金(SMA)线的致动器组件。
背景
例如，这种致动器组件可用于相机中，以在垂直于光学轴线的方向上移动透镜组件从而提供光学图像稳定(OIS)，并沿着光学轴线移动透镜组件以提供自动聚焦(AF)。在这样的相机要被结合到诸如移动电话的便携式电子设备中的情况下，小型化可能是重要的。
WO 2013/175197 A1描述一种SMA致动装置，其使用总共四根SMA致动器线使可移动元件相对于支撑结构在两个正交方向上移动，每根SMA致动器线在其端部连接在可移动元件和支撑结构之间并垂直于主轴线延伸。SMA致动器线都是不共线的，但是SMA致动器线具有这样的布置，其中SMA致动器线能够被选择性地驱动以将可移动元件相对于支撑结构移动到所述移动范围内的任何位置，而不会围绕主轴线在所述两个正交方向的平面内对可移动元件施加任何净扭矩。
WO 2019/243849 A1描述了一种形状记忆合金致动装置，其包括支撑结构和可移动元件。支撑在支撑结构上的可移动元件上的螺旋支承件机构引导可移动元件相对于支撑结构围绕螺旋轴线的螺旋移动。至少一根形状记忆合金致动器线在法向于螺旋轴线的平面内或以与该平面成锐角的方式连接在支撑结构和可移动元件之间，以便驱动可移动元件围绕螺旋轴线旋转，螺旋支承件机构将该旋转转换成所述螺旋移动。
WO 2019/086855 A1描述了一种具有致动器组件的相机，该致动器组件包括支撑平台、支撑透镜组件的移动平台、连接到支撑平台和移动平台的SMA线、在支撑平台上支承移动平台的支承件以及在支撑平台和移动平台之间延伸的两个臂。
概述
根据本发明的第一方面，提供了一种致动器组件，包括第一部件、第二部件和将第一部件机械地联接到第二部件的支承件机构。该支承件机构包括将第一部件机械地联接到第三部件的第一支承件。致动器组件还包括驱动机构。驱动机构包括四段形状记忆合金线。每段形状记忆合金线连接在第三部件和第二部件之间。驱动机构和支承件机构被构造成响应于由驱动机构围绕主轴线施加的扭矩，第一支承件产生第一部件沿着主轴线朝向或远离第二部件和第三部件的移动。支承件机构被构造成约束第一部件相对于第二部件围绕主轴线的旋转。
支承件机构可被构造成约束第一部件相对于第二部件沿第一轴线和/或第二轴线的移动，其中第一轴线和第二轴线垂直于主轴线并且第二轴线不同于第一轴线。支承件机构可以被构造成约束第一部件相对于第二部件围绕第一轴线、第二轴线和主轴线中的任何一个的旋转。
驱动机构可以包括总共四段形状记忆合金线。致动器组件和驱动机构都不包括任何其他段的形状记忆合金线或其他驱动装置。致动器组件可以包括最多四段形状记忆合金线。驱动机构可以包括最多四段形状记忆合金线。第一轴线和/或第二轴线可以垂直于主轴线。第一轴线可以垂直于第二轴线。
四段形状记忆合金线中的每一段对应于形状记忆合金线的一部段，在该部段上可以独立地控制驱动电流。例如，一对形状记忆合金线段可以由单个物理线提供，该单个物理线具有连接到一端的第一电流源、连接到另一端的第二电流源和在两端之间的一点处的电流返回连接。
第一支承件可引导围绕主轴线并沿着主轴线的螺旋移动。第一支承件可以将绕主轴线的旋转机械地耦合到沿主轴线的平移。
第一支承件可以包括螺旋挠性件，或者采取螺旋挠性件的形式。螺旋挠性件可以采取平坦环状物(或环)的形式，且至少三个挠性件从平坦环状物延伸。可以有四个或更多个挠性件从平坦环状物延伸。挠性件可以围绕平坦环状物以等间隔的角度附接。平坦环状物和挠性件可以是单个件。
第一支承件可以包括螺旋支承件，或者采取螺旋支承件的形式。第一支承件可以包括一个或更多个螺旋轨道。第一支承件可以包括布置成环圈(loop)的多个斜面。
第一支承件可以包括多个柔性斜面，该多个柔性斜面围绕主轴线布置成环圈。柔性斜面可以在第一支承件的平衡或中立构造中被预加应力。
支承件机构还可以包括将第一部件机械地联接到第二部件的第二支承件。第二支承件可被构造成引导第一部件沿着主轴线朝向或远离第二部件的移动。第二支承件可被构造成约束第一部件相对于第二部件沿第一轴线和/或第二轴线的移动。第二支承件可被构造成约束第一部件相对于第二部件围绕主轴线的旋转。第二支承件可被构造成约束第一部件相对于第二部件围绕第一轴线和/或第二轴线的旋转。
第二支承件可以包括与主轴线对准的座圈，或采取与主轴线对准的球支承件座圈的形式。与主轴线对准的球支承件座圈可约束第一部件相对于第二部件围绕第一轴线、第二轴线和/或主轴线的旋转。
第二支承件可以包括第一组挠性件和第二组挠性件。第一组挠性件和第二组挠性件中的每个挠性件可被构造成在对应于第一部件相对于第三部件沿主轴线移动的方向上是顺从的。第一组挠性件和第二组挠性件可以(在第一部件和第二部件之间)平行地连接并且沿着主轴线间隔开。
第一组挠性件和第二组挠性件可约束第一部件相对于第二部件围绕第一轴线、第二轴线和/或主轴线的旋转。第一组挠性件和/或第二组挠性件中的一个或更多个或全部挠性件可以是平坦的(垂直于主轴线)。第一组挠性件和/或第二组挠性件中的一个或更多个或全部挠性件可以包括至少一个弯曲部(或“转弯部”或“肘部”)。第一组挠性件和/或第二组挠性件中的一个或更多个或全部挠性件可包括相应的臂，该臂可包括至少一个弯曲部。一个臂或更多个臂或所有臂可包括远离第一部件延伸的第一部分和沿着第一部件的相应侧延伸的第二部分。第一部分和第二部分可以是直的。
支承件机构还可以包括第三支承件，第三支承件与驱动机构平行地将第三部件机械地联接到第二部件。
第三支承件可被构造成约束第三部件相对于第二部件沿主轴线的移动。第三支承件可被构造成约束第三部件相对于第二部件围绕第一轴线和/或第二轴线的旋转。
第三支承件可以不约束(可以允许)第三部件相对于第二部件围绕主轴线的旋转。第三支承件可以采取三点平面支承件的形式。第三支承件可以包括至少三个圆柱，它们布置在三角形的顶点处，其中每个圆柱的平坦表面提供滑动表面。第三支承件可以包括三个以上的圆柱。第三支承件可以包括布置在三角形的顶点上的至少三个球支承件。第三支承件可以包括三个以上的球支承件。
四段形状记忆合金线可以在平行于第一轴线和第二轴线的平面(即垂直于主轴线的平面)内基本上共面。
基本共面的形状记忆合金线段可被构造成沿第一轴线和/或第二轴线施加净力，和/或围绕主轴线施加扭矩。在运动范围内，沿第一轴线的净力可以基本上独立于沿第二轴线的净力和/或围绕主轴线的扭矩而施加。在该运动范围内，沿第二轴线的净力可以基本上独立于沿第一轴线的净力和/或围绕主轴线的扭矩而施加。在该运动范围内，围绕主轴线的扭矩可以基本上独立于沿着第一轴线的净力和/或沿着第二轴线的净力而施加。
四段形状记忆合金线中的每段可以不垂直于主轴线。换句话说，四段形状记忆合金线中的每段可以相对于主轴线以大于0度且小于90度的角度倾斜。四段形状记忆合金线中的每段可以相对于垂直于主轴线的平面以10度和25度之间(包括10度和25度)的角度倾斜。
第一段形状记忆合金线和第二段形状记忆合金线可以相对于主轴线以相应角度定向，并且可基本上位于平行于主轴线和第一轴线的平面内。第三段形状记忆合金线和第四段形状记忆合金线可以相对于主轴线以相应角度定向，并且可基本上位于平行于主轴线和第二轴线的平面内。
相对于主轴线以相应角度定向的四段形状记忆合金线可被构造成施加沿第一轴线的净力与围绕第一轴线的扭矩的组合。相对于主轴线以相应角度定向的四段形状记忆合金线可被构造成施加沿第二轴线的净力与围绕第二轴线的扭矩的组合。相对于主轴线以相应角度定向的四段形状记忆合金线可被构造成施加沿主轴线的净力与围绕主轴线的扭矩的组合。
沿着第一轴线的净力与围绕第一轴线的扭矩可以基本上独立于沿着和围绕第二轴线的净力和扭矩和/或沿着和围绕主轴线的净力和扭矩而施加。沿着第二轴线的净力与围绕第二轴线的扭矩的组合可以基本上独立于沿着和围绕第一轴线的净力和扭矩和/或沿着和围绕主轴线的净力和扭矩而施加。沿着主轴线的净力与围绕主轴线的扭矩的组合可以基本上独立于沿着和围绕第一轴线和/或第二轴线的净力和扭矩而施加。
一种相机可以包括致动器组件、由第一部件和第二部件中的一个支撑的图像传感器、以及由第一部件和第二部件中的另一个支撑的透镜。
相机还可以包括控制器，该控制器被构造为控制致动器组件，以利用第一部件沿主轴线朝向或远离第二部件的移动来实现自动聚焦功能。
相机可以包括一个或更多个附加致动器，该一个或更多个附加致动器被构造为提供光学图像稳定功能。该一个或更多个附加致动器和光学图像稳定功能可由控制器控制。
控制器可以是微控制器。控制器可以是专用集成电路。控制器可以是一个或更多个数字电子处理器。
根据本发明的第二方面，提供了一种方法，该方法包括使用致动器组件来实现相机的自动聚焦功能。
根据本发明的第三方面，提供了一种致动器组件，该致动器组件包括第一部件、第二部件和将第一部件机械地联接到第二部件的支承件机构。支承件机构包括将第一部件机械地联接到第三部件的第一支承件。致动器组件还包括驱动机构。驱动机构包括一段或更多段的形状记忆合金线。每段形状记忆合金线连接在第三部件和第二部件之间。驱动机构和支承件机构被构造成响应于由驱动机构围绕主轴线施加的扭矩，第一支承件产生第一部件沿着主轴线朝向或远离第二部件和第三部件的移动。支承件机构被构造成约束第一部件相对于第二部件围绕主轴线的旋转。
术语“形状记忆合金(SMA)线”(或“SMA线段”)可以指任何包含SMA的元件。SMA线可以具有适合于本文所述目的的任何形状。SMA线可以是长形的，并且可以具有圆形截面或任何其他形状的截面。截面可以沿SMA线的长度变化。可能的是，SMA线的长度(无论如何定义的长度)也可以与其其他尺寸中的一个或更多个相似。SMA线可以是柔顺的，或者换句话说，是柔性的。在一些示例中，当以直线连接在两个元件之间时，SMA线可以仅施加将两个元件推到一起的拉力。在其他示例中，SMA线可以围绕元件弯曲，并且当SMA线在张力下趋于伸直时，可以向该元件施加力。SMA线可以是梁状的或刚性的，并且能够对元件施加不同的(例如非拉伸)力。SMA线可以包括也可以不包括非SMA的一种或更多种材料和/或一个或更多个部件。例如，SMA线可以包括SMA芯和非SMA材料的涂层。除非上下文另有要求，术语“SMA线”可指充当单个致动元件的SMA线的任何构造，例如，该单个致动元件可被单独控制以在元件上产生力。例如，SMA线可以包括机械地并联和/或串联布置的两个或更多个SMA线部分。在一些布置中，SMA线可以是较大件SMA线的一部分。这种较大件的SMA线可以包括单独可控的两个或更多个部件，从而形成两根或更多根SMA线。
附图简述
现在将参考附图仅以示例的方式描述本发明的某些实施例，在附图中：
图1示意性地示出了相机；
图2示出了如图1所示的相机的透镜组件的可能的平移和旋转；
图3示意性地示出了使用四段形状记忆合金(SMA)线的第一驱动机构；
图4是平坦致动器组件的投影视图；
图5A至图5C示意性地示出了使用四段形状记忆合金(SMA)线的第二驱动机构；
图6示意性地示出了双杆连杆支承件；
图7A是简单挠性支承件的平面视图，图7B是简单挠性支承件的变形状态的侧视图；
图8是第二简单挠性支承件的平面视图；
图9是z轴挠性支承件的分解投影视图；
图10A是第一平面支承件的侧视图，图10B是第一平面支承件的分解投影视图；
图11是第二平面支承件的侧视图；
图12A是z轴平移支承件的分解投影视图，图12B是z轴平移支承件的一部分的截面；
图13是螺旋挠性支承件的投影视图；
图14A是螺旋支承件的分解投影视图，图14B是螺旋支承件的投影视图；
图15是AF致动器组件的分解投影视图；
图16是AF致动器组件的投影视图；和
图17示意性地示出了AF致动器组件。
详细描述
在下文中，相似的部件用相似的附图标记表示。
相机
参见图1，示出了包括SMA致动器组件2(本文也称为“SMA致动器”或简单地称为“致动器”)的相机1。
相机1包括透镜组件3形式的第一部件，该透镜组件3通过SMA致动器组件2悬吊在支撑结构4形式的第二部件上。SMA致动器组件2以允许透镜组件3相对于支撑结构4的一个或更多个移动(或自由度)的方式支撑透镜组件3。透镜组件3具有光学轴线O。
支撑结构4形式的第二部件包括基座5。图像传感器6安装在基座5的前侧上。在基座5的后侧(即，基座5插入在透镜组件3和该后侧之间)上，安装有集成电路(IC)7以及陀螺仪传感器(图中未示出)，在该集成电路7中实施了控制电路。可替代地，IC 7可以安装在基座5的前侧上，从图像传感器6偏移。支撑结构4还包括从基座5向前凸出的容纳件(can)8，以包住和保护相机1的其他部件。
透镜组件3形式的第一部件包括圆柱形体形式的透镜支架9，该透镜支架9支撑沿光学轴线O布置的两个透镜10。通常，可以包括任何数量的透镜10。优选地，每个透镜10具有至多约30毫米的直径。因此，相机1可以称为微型相机。
透镜组件3布置成将图像聚焦到图像传感器6上。图像传感器6捕捉图像并且可以是任何合适的类型，例如电荷耦合设备(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)设备。
透镜10被支撑在透镜支架9上，并且透镜支架9由SMA致动器组件2支撑，使得透镜组件3可相对于支撑结构4沿光学轴线O移动，例如以提供聚焦或变焦。虽然在本示例中所有透镜10都固定到透镜支架9，但通常，一个或更多个透镜10可以安装到透镜支架9以外的部件，并且可以相对于图像传感器6固定在适当的位置，留下至少一个透镜10附接到透镜支架并相对于图像传感器6沿着光学轴线O可移动。
通常，透镜组件3在使用中可以相对于图像传感器6正交于光学轴线O移动，其效果是图像传感器6上的图像被移动。例如，如果对准一组右手正交轴线x、y、z，使得第三主轴线z基本平行于光学轴线O定向，则透镜组件3可在平行于第一轴线x的方向和/或平行于第二轴线y的方向上移动。这用于提供光学图像稳定(OIS)，补偿可能由手抖等引起的相机1的移动。提供OIS的移动不需要被约束在x-y平面。另外地或可替代地，可以通过关于平行于第一轴线x的轴线和/或关于平行于第二轴线y的轴线倾斜透镜组件3或倾斜透镜组件3和图像传感器6两者来提供OIS功能。另外地或可替代地，透镜组件3或其中至少一个透镜10可平行于光学轴线O(沿/平行于主轴线z)移动，以提供形成在图像传感器6上的图像的聚焦，例如作为自动聚焦(AF)功能的一部分。
本说明书涉及SMA致动器组件2，其提供第一部件相对于第二部件沿(或平行于)第三(主或光学)轴线z的相对移动Tz，同时限制第一部件相对于第二部件沿(或平行于)第一轴线x和/或第二轴线y的移动Tx、Ty和所有旋转Rx、Ry、Rz。本说明书涉及SMA致动器组件2，其可用于例如为相机1提供自动聚焦功能。当在相机1中使用根据本说明书的SMA致动器组件2时，可以可选地包括一个或更多个另外的或附加的致动器系统(图中未示出)以提供光学图像稳定功能。
形状记忆合金驱动组件
还参见图3，示意性地示出了可包括在SMA致动器组件2中的第一类型的驱动机构11(第一驱动机构)。
第一驱动机构11包括第二结构12和第一结构13。第一结构13通常被支撑在由第二结构12限定的边界内，例如通过使用如下文所述的一个或更多个支承件。第二结构12通常不需要提供完整的或不间断的边界。第一结构13和第二结构12可以采取相应的图案化金属片的形式，例如蚀刻或机械加工的不锈钢，并且可以涂覆有电绝缘介电材料。
四段形状记忆合金(SMA)线141、142、143、144(链线)形成围绕第一结构13的环圈。为简洁起见，SMA线段在下文中主要称为“SMA线”。第一SMA线141和第三SMA线143基本上平行于第一轴线x延伸并且在平行于第二轴线y的方向上间隔开。第一SMA线141的收缩将在负x轴线方向上对第一结构13施加力，而第三SMA线143的收缩将在正x轴线方向上对第一结构13施加力。第二SMA线142和第四SMA线144基本上平行于第二轴线y延伸并且在平行于第一轴线x的方向上间隔开。第二SMA线142的收缩将在负y轴线方向上对第一结构13施加力，而第四SMA线144的收缩将在正y轴线方向上对第一结构13施加力。
可以使用其他示例配置，并且在WO2017/055788A1和WO2019/086855A1中提供了进一步的细节，这两个申请通过引用以其整体并入本文。
通过选择性地改变SMA线141、142、143、144的温度来控制第一结构13相对于垂直于光学轴线O的第二结构12的位置。这是通过使提供电阻加热的选择性驱动信号通过SMA线141、142、143、144来实现的。加热由驱动电流直接提供。冷却通过减小或停止驱动电流来提供，以允许SMA线141、142、143、144通过与其周围环境的传导、对流和辐射来冷却。
在操作中，SMA线141、142、143、144被选择性地驱动以使第一结构13相对于第二结构12(或反之亦然)在任何横向方向(即，平行于第一轴线x和第二轴线y且垂直于光学轴线O和主轴线z的平面内的方向)上移动。
进一步的细节也在WO 2013/175197 A1中提供，其通过该引用被并入本文。
以一组四段SMA线141、142、143、144为例，SMA线141、142、143、144具有在不同角度位置处围绕光学轴线O(这里相应于主轴线z)的环圈布置，以提供两对相对的SMA线141&143、142&144，它们基本上相互垂直。因此，每对相对的SMA线141&143、142&144能够在选择性驱动下在与光学轴线O正交的两个垂直方向中的一个方向上移动第一结构13。因此，SMA线141、142、143、144能够被选择性地驱动以将第一结构13相对于第二结构12移动到与光学轴线O正交的平面内的运动范围内的任何位置。观察该移动的另一种方式是任何一对相邻SMA线(例如，SMA线143、144)的收缩将使第一结构13在平分该对SMA致动器线的方向(在图3中的对角线)上移动。此外，SMA线141、142、143、144能够被驱动以产生围绕平行于主轴线z的轴线的扭矩。具体地，一对相对的SMA线(例如，SMA线141、143)的收缩将在第一结构13上产生在一个旋向上围绕平行于主轴线z的轴线的扭矩，并且另一对相对的SMA线的收缩(例如，SMA线142、144)将产生在另一旋向上的扭矩。扭矩的产生和由此产生的旋转可以基本上独立于(至少在驱动机构11的运动范围的一部分上独立于)沿平行于第一轴线x和/或第二轴线y的方向的平移。运动范围的大小取决于SMA线141、142、143、144在其正常工作参数内的几何形状和收缩范围。
在加热SMA线141、142、143、144中的一个时，SMA线141、142、143、144中的应力增加并且其收缩，导致第一结构13相对于第二结构12的移动。随着SMA温度的增加，在发生SMA材料从马氏体相向奥氏体相转变的温度范围内，会引出移动范围。相反地，在冷却SMA线141、142、143、144中的一个时，使得SMA线141、142、143、144中的应力减小，其在来自相对的SMA线141、142、143、144的力的作用下膨胀(并且在一些示例中，还在来自诸如弹簧，电枢等偏置装置的偏置力的作用下膨胀)。这允许第一结构13相对于第二结构12在相反的方向上移动。
SMA线141、142、143、144可以由任何合适的SMA材料制成，例如镍钛诺或另一种钛合金SMA材料。
用于SMA线141、142、143、144的驱动信号由在IC 7中实施的控制电路产生和提供。例如，如果第二结构12固定到支撑结构4(第二部件)(或其一部分)，并且第一结构13固定到透镜组件3(第一部件)(或其一部分)，则由控制电路响应陀螺仪传感器(图中未示出)的输出信号产生驱动信号，以驱动透镜组件3的移动，从而稳定由透镜组件3聚焦在图像传感器6上的图像，继而提供OIS。驱动信号可以使用电阻反馈控制技术来产生，例如，如WO 2014/076463 A1中所述，该公开通过该引用并入本文。
每一根SMA线141、142、143、144对应于一段形状记忆合金线，在该段上可以独立地控制驱动电流。一对形状记忆合金线段可以由单个物理线提供，该单个物理线具有连接到一端的第一电流源、连接到另一端的第二电流源和两端之间一点处的电流返回连接。例如，在第一驱动机构11中，第一SMA线141和第二SMA线142可以由单个物理线提供，并通过第一结构13提供电流返回。
还参见图4，示出了实施第一驱动机构11的“平坦”SMA致动器组件15的示例。
在平坦致动器组件15中，第二结构12采取具有矩形外周(或“外边缘”)和圆形内周(或“内边缘”)的平坦环形板16的形式，而第一结构13采取具有矩形外周和圆形内周的平坦薄环形片17的形式。板16形式的第二结构12支撑在矩形板形式的基座5上。四根SMA线141、142、143、144各自在一端附接到各自的第一压接部(crimp)181、182、183、184(也称为“静态”压接部)，该第一压接部固定附接到第二结构12、16(或形成为第二结构12、16的一部分)。每根SMA线141、142、143、144的另一端附接到相应的第二压接部191、192、193、194(也称为“移动”压接部)，该第二压接部固定附接到第一结构13、17(或形成为第一结构13、17的一部分)。
板16和片17可以各自采取相应的图案化金属片的形式，例如蚀刻或机械加工的不锈钢，并且可以涂覆有电绝缘介电材料。板16和片17各自设有与光学轴线O对准的相应中心孔，允许光从安装到片17的透镜组件3到支撑在基座5上的图像传感器6的通路。
四段SMA线141、142、143、144可以垂直于光学轴线O或以小角度相对于垂直于光学轴线O的平面倾斜。通常，在一组中，四段SMA线141、142、143、144都是非共线的。
平坦致动器组件15包括围绕光学轴线O间隔开的多个滑动支承件(图4中未示出)，以将第一结构13、17支承在第二结构12、16上。优选地，使用至少三个支承件以帮助提供稳定的支撑，尽管通常可以使用不同数量的支承件。每个滑动支承件(图4中未示出)可以采取圆柱形式的支承件构件的形式，并且可以附接到第二结构12或形成为第二结构12的一部分。滑动支承件(图4中未示出)可以由合适的金属或合金制成，诸如具有类金刚石碳涂层的磷青铜或不锈钢。滑动支承件(图4中未示出)可以由聚合物制成，或者可以包括聚合物的上层或涂层，诸如聚甲醛(POM、缩醛)、聚四氟乙烯(PTFE)或PTFE浸渍的POM等聚合物。滑动支承件(图4中未示出)可以由不锈钢或磷青铜制成，或者可以包括不锈钢或磷青铜的上层或涂层，不锈钢或磷青铜具有碳化钛涂层、碳化钨涂层、类金刚石涂层(DLC)、碳化铬涂层DLC。这些支承件材料可以与由这些支承件材料中的一种材料形成的第二支承件表面接合，第二支承件表面可以被抛光或冲压以减少由表面纹理产生的摩擦的影响。
平坦致动器组件15通常还将包括诸如一个或更多个弹簧或挠性臂的偏置装置(biasing mean)(图中未示出)，其被布置和构造成当SMA线141、142、143、144未被通电时，保持第一结构13和第二结构12接触(经由滑动支承件)和/或朝向中立(例如中央)相对位置推动第一结构13和第二结构12。
与制造类似于平坦致动器组件15的致动器组件相关的细节可以在WO 2016/189314A1中找到，该公开通过引用以其整体并入本文。
虽然图4中未示出，但是平坦致动器组件15可以设置有端部止挡件，以提供对第一结构13相对于第二结构12的横向移动的限制。以这种方式，可以保护SMA线141、142、143、144免于由例如结合有平坦致动器组件15的设备(图中未示出)可能(例如掉落)受到的撞击而导致的过度伸展。
如上所述，第一驱动机构11可以驱动沿第一轴线x和/或第二轴线y的平移Tx、Ty和围绕平行于主轴线z(其基本上平行于光学轴线O)的轴线的旋转Rz。至少在第一驱动机构的运动范围的一部分上，这些运动Tx、Ty、Rz中的每一个基本上独立于其他运动。然而，为了提供平行于主轴线z的平移Tz，第一驱动机构11必须与至少一个支承件组合，该至少一个支承件能够将围绕光学轴线O施加的扭矩转换为旋转Rz和平移Tz的组合(如下所述的螺旋移动[Tz，Rz])。
还参见图5A至图5C，示意性地示出了可包括在SMA致动器组件2中的第二类型的驱动机构20(第二驱动机构)。
第二驱动机构20类似于第一驱动机构11，除了第二结构12包括基座21和一对第一直立支柱221和第二直立支柱222并且SMA线141、142、143、144未实质上局限于垂直于主轴线z的平面。
图5A示出了沿着平行于主轴线z的方向从上方观察的第二驱动机构20。
图5B示出了沿着平行于第一轴线x的方向从侧面观察的第二驱动机构20。应当注意，为了观看的目的，第四SMA线144已经叠加在图5B上，即使第四SMA线144很大程度上被遮挡在第一结构13后面。
图5C示出了沿着平行于第二轴线y的方向从侧面观察的第二驱动机构20。应当注意，为了观看的目的，第一SMA线141已经叠加在图5B上，即使第一SMA线141很大程度上被遮挡在第一结构13后面。
当沿着主轴线观察时，基座21延伸超过第一结构13的边缘(图5A)，并且在该示例中基座21为矩形(或正方形)。第一支柱221从基座21的第一角直立并且第二支柱222从第二角直立，第一支柱221和第二支柱222横跨第一结构13沿对角线相对。
第一SMA线141从第一结构13的下部分(沿着主轴线z的下部)连接到第一支柱221的上部分(沿着主轴线z的上部)。第二SMA线142从第一结构13的上部分连接到第二支柱222的下部分。第三SMA线143从第一结构13的下部分连接到第二支柱222的上部分。第四SMA线142从第一结构13的上部分连接到第一支柱221的下部分。
这样，第一SMA线141在平行于第一轴线x的方向上与第三SMA线143相对，第二SMA线142在平行于第二轴线y的方向上与第四SMA线144相对，以及第一SMA线141和第三SMA线143在平行于主轴线z的方向上与第二SMA线142和第四SMA线144相对。
这样，使用四个成角度的(非共面的)SMA线141、142、143、144的第二驱动机构20可以提供对应于Tx、Ty、Tz、Rx、Ry、Rz运动的驱动。运动不是完全独立的自由度，并且通常平移将与旋转联系起来，例如[Tx，Rx]、[Ty，Ry]和[Tz，Rz]，具体的联接取决于SMA线141、142、143、144的角度。
SMA线141、142、143、144相对于垂直于主轴线z的平面优选地以10°至25°之间的角度倾斜。
第二结构12、21和第一结构13中的任一个或两者可以包括中心孔，以允许来自透镜组件3的光在图像传感器6上形成图像。
可以通过在第一结构13和第二结构12之间机械地联接一个或更多个支承件来完全或部分地约束由第一驱动机构11或第二驱动机构20驱动的多个运动中的一个。
支承件
通常，根据本说明书的SMA致动器2将包括第一驱动机构11和第二驱动机构20中的至少一个，以及一个或更多个机械支承件的机构(也称为“支承件机构”)，该支承件机构用于支撑、约束和/或转换由第一驱动机构11或第二驱动机构20产生的移动。
还参见图6，示出了双杆连杆支承件1001。
双杆连杆支承件1001包括第一刚性部分10021和第二刚性部分10022，第一刚性部分10021和第二刚性部分10022通过第一梁部分10031和第二梁部分10032(也称为挠性件)连接。刚性部分10021、10022在平行于第一轴线x的方向上均是长形的，并且在平行于第二轴线y的方向上彼此隔开。梁部分10031、10032在平行于第二轴线y的方向上均是长形的，并且在平行于第一轴线x的方向上彼此隔开。如图所示，梁部分10031、10032垂直于刚性部分10021、10022；然而，这不是必要的，并且只要梁部分10031、10032彼此平行，任何角度都可以有效。梁部分10031、10032不能围绕其与刚性部分10021、10022连接的接头旋转，例如，连接不是销连接或类似的连接。
选择梁部分10031、10032以及刚性部分10021、10022的相对弯曲刚度(主要使用截面的尺寸和形状)，以便如果第一刚性部分10021被夹住，第二刚性部分10022可以通过梁部分10031、10032的弯曲相对于第一刚性部分10021在x-y和/或x-z平面中移动。这样，双杆连杆1001能够在第一刚性部分10021和第二刚性部分10022之间提供相对移动Tx、Tz、Rx和Ry。在图6中还使用虚线示出了第二刚性部分10022的变形状态，其中第二刚性部分10022平行于第一轴线位移了距离d。双杆连杆支承件1001可以旋转90度以提供平行于第二轴线y的移动Ty，而不是Tx。
可以通过使用梁部分10031、10032的截面形状来控制x-y平面相对于y-z平面的相对抗弯强度以选择相对弯曲刚度。
还参见图7A，示出了2×2平行杆连杆支承件1004(也称为简单挠性件)形式的可倾斜z轴挠性件。
简单挠性件1004包括中心部分1005和两对梁部分(或挠性件)10061、10062、10063、10064。每个梁部分(或挠性件)10061、10062、10063、10064在一端刚性地连接到中心部分1005，并且具有第二自由端10071、10072、10073、10074。在一些示例中，中心部分1005还可以具有中心孔1009(图8)。第一梁部分10061(挠性件)和第三梁部分10063(挠性件)在平行于第一轴线x的方向上是长形的，并且能够通过在x-z平面中的梁弯曲而变形。类似地，第二梁部分10062(挠性件)和第四梁部分10064(挠性件)在平行于第二轴线y的方向上是长形的，并且能够例如通过在y-z平面中的梁弯曲而变形。梁部分(或挠性件)10061、10062、10063、10064的横向偏转(垂直于主轴线z)由所有梁部分(或挠性件)10061、10062、10063、10064到中心部分1005的连接来约束和/或通过梁部分10061、10062、10063、10064的截面形状来约束。
以这种方式，如果自由端1007被夹住，则简单挠性件1004能够提供在中心部分1005和被夹住的自由端1007之间的相对移动Tz、Rx和/或Ry。
还参见图7B，示出了图7A的简单挠性件的变形状态1004b，其中中心部分1005平行于主轴线z位移了距离d。
还参见图8，示出了第二简单挠性件(可倾斜z轴挠性件)1008。
除了中心部分1005包括中心孔1009，以及梁部分10061、10062、10063、10064的未连接到中心部分1005的端部连接到外环1010，并且梁部分10061、10062、10063、10064是弯曲的而不是直的，第二简单挠性件1008与简单挠性件1004相同。第二简单挠性件1008以与简单挠性件1004基本相同的方式发挥作用。具体地，如果外环被夹住，那么中心部分1005可以以Tz、Rx和/或Ry移动。
第二简单挠性件1008或简单挠性件1004中的中心孔1009的存在或不存在可取决于在设备(例如相机1)内的位置。位于图像传感器6下方的简单挠性件1004、1008通常不需要中心孔1009，而位于图像传感器6上方的简单挠性件1004、1008通常需要中心孔1009。
还参见图9，示出了z轴挠性件1011。
z轴挠性件包括一对简单挠性件10041、10042，该对简单挠性件10041、10042垂直于主轴线z设置(当未变形时)，并且通过夹在一对简单挠性件10041、10042之间的刚性结构1012在平行于主轴线z的方向上隔开。简单挠性件10041、10042固定到刚性结构1012的相对面上。简单挠性件10041、10042各自包括中心孔1009。图9中的图示为了可视的目的示出了固定到一个简单挠性件10041并且从另一个简单挠性件10042分离的刚性结构1012，尽管在使用中两个简单挠性件10041、10042均固定到刚性结构1012。图9中的虚线示出了刚性结构1012的投影轮廓。
这样，每个简单挠性件10041、10042的每个单独的梁部分1006均可以偏转。然而，在平行于主轴线z的方向上分离简单挠性件10041、10042以及经由刚性结构1012的固定连接限制了移动Tx、Ty、Rx、Ry、Rz，同时引导在平行于主轴线z的方向上的移动Tz。
在该示例中，刚性结构1012是具有等于中心孔1009的直径的内径的中空圆柱体。然而，刚性结构1012可以具有合适于将简单挠性件平行于主轴线z间隔开并且与致动器的预期应用兼容的任何形状。
还参见图10A和图10B，示出了第一平面支承件1064(在此也称为三点支承件)。
图10A是侧视图，并且图10B是分解投影视图。
第一平面支承件1064包括与第二板1066滑动接触的第一板1065。第一板1065支撑至少三个圆柱形凸起1067，三个圆柱形凸起1067包括至少第一圆柱形凸起10671、第二圆柱形凸起10672和第三圆柱形凸起10673，第一圆柱形凸起10671、第二圆柱形凸起10672和第三圆柱形凸起10673不共线，例如布置在三角形的顶点上。第二板1066通过偏置装置(图10A和图10B中未示出)被推压到与圆柱形凸起1067的平坦表面接触，并且可以在平行于第一轴线x和第二轴线y的平面内滑动以及围绕平行于主轴线z的轴线旋转。这样，第一板1065和第二板1066之间的相对运动对应于Tx、Ty和/或Rz。除非克服将板1065、1066推到一起的偏置力，否则移动Tz、Rx和Ry是被约束的。
在图10A和图10B所示的示例中，两个板1065、1066都采取具有矩形外周和限定中心孔1009的圆形内周的环的形式。然而，板1065、1066的形状与第一平面支承件1064的功能无关，并且可以使用任何形状的板来代替。尽管在图10A和图10B中示出了三个圆柱形凸起10671、10672、10673，但通常可以使用大于或等于三个的任意数目的圆柱形凸起。平坦致动器组件15(图4)包括第一平面支承件1064的实施方案。
还参见图11，示出了第二平面支承件1068。
第二平面支承件1068与第一平面支承件1064相同，除了圆柱形凸起67被球支承件10301、10302、10303替代。第一板1065也可以用包括凹部10701、10702、10703(例如圆形凹陷)的第三板1069替代，凹部10701、10702、10703用于接收对应的球支承件10301、10302、10303。除了第二平面支承件1068是滚动支承件而不是滑动支承件之外，第二平面支承件1068以与第一平面支承件1064相同的方式发挥作用。
还参见图12A和图12B，示出了z轴平移支承件1081。
图12A示出了分解投影视图，且图12B示出了穿过组装的z轴平移支承件1081的块1084的截面。
z轴平移支承件1081包括第一板1082和第二板1083。两个板1082、1083都采取具有矩形外周和限定中心孔1009的圆形内周的环的形式。块1084垂直于第一板1082的表面延伸。如图12A所示，第一板1082和第二板1083平行于第一轴线x和第二轴线y，且块1084在平行于主轴线z的方向上延伸。块1084基本是立方形的，除了包括V形通道10861、10862的块1084的第一面和第二面之外，V形通道10861、10862与主轴线z基本平行地定向。
一对球支承件1030容纳在每个V形通道10861、10862中，且球支承件1030通过从第二板1083延伸的相应立方凸起10891，10892保持在V形通道10861、10862中。立方凸起10891、10892中的至少一个(在其他示例中是两个)包括V形通道10863，V形通道10863构造成与块1084的V形通道10861、10862中的一个相对。通常还包括用于装载支承件的偏置装置(图中未示出)和球保留装置(图中未示出)。
以这种方式，第一板1082和第二板1083之间的允许的相对运动对应于Tz，而所有其他移动Tx、Ty、Rx、Ry、Rz受到约束。
尽管单个块1084和对应的凸起10891、10892在图12A和图12B中示出，在一些示例中，两个或更多个块1084可以与对应组的对应凸起10891、10892结合使用。
还参见图13，示出了螺旋挠性支承件1090的示例。
螺旋挠性支承件1090包括具有中心孔1009并连接到三个或更多个(优选四个或五个)螺旋梁部分1092的圆形环1091。在图13所示的示例中，有四个螺旋梁部分10921、10922、10923、10924。在未连接到圆形环的端部处，每个螺旋梁部分10921、10922、10923、10924连接到垫片10931、10932、10933、10934，例如，用于连接到圆形环1091下面(相对于如图所示的主轴线z)的层或结构。
每个螺旋梁部分10921、10922、10923、10924与圆形环1091近似相切(在相同的旋向上)，并且它的跨度包括平行于包含第一轴线x和第二轴线y的平面的第一分量和平行于主轴线z的第二分量两者。如果垫片10931、10932、10933、10934被夹住并向上(正z轴线方向)在圆形环1091上施加力，然后作为响应，螺旋梁部分10921、10922、10923、10924会在那个力的方向上偏转。然而，在这样做时，连接到圆形环1091的端部也偏转成更靠近相应的垫片10931、10932、10933、10934，使圆形环1091绕平行于主轴线z的轴线顺时针旋转。相反地，向下(负z轴线方向)施加在圆形环1091上的力将导致圆形环1091的向下移动和圆形环1091的反时针(逆时针)旋转。
以这种方式，螺旋挠性支承件1090用于将平行于主轴线z的相对位移转换为围绕主轴线z的旋转，并将围绕主轴线z的旋转转换为平行于主轴线z的相对位移。然而，这些移动不是相互独立的，并且相对于夹住的垫片10931、10932、10933、10934，圆形环1091被约束成沿近似螺旋的路径移动。由于这不反映独立的自由度，运动将表示为[Tz，Rz]，以突出这种支承件类型的平行于主轴线z的平移Tz和围绕主轴线z的旋转Rz之间的关系。
尽管螺旋梁部分10921、10922、10923、10924在图13中示出为弯曲的，在螺旋挠性支承件1090的其他示例中，螺旋梁部分1091可以是直的。在WO 2019/243849A1中描述了螺旋挠性支承件1090的另外实例，其内容通过引用以其整体并入本文。WO 2019/243849 A1的图19至图22和第22页第23行至第23页第24行的相应描述具体涉及螺旋挠性支承件1090。下文还示出并描述了实施螺旋挠性支承件1090的附加示例。
还参考图14A和图14B，示出了螺旋支承件1094的示例。
图14A是组装的螺旋支承件1094的分解投影视图，图14B是组装的螺旋支承件1094的投影。图14A中用虚线表示被遮挡的特征。
螺旋支承件1094包括第一结构1095和第二结构1096，第一结构1095和第二结构1096被构造成配合在一起以在第一结构1095的螺旋表面10971、10972和第二结构的1096螺旋表面10981、10982之间滑动运动。偏置装置(图中未示出)将第一结构1095和第二结构1096推动到一起以保持成对的螺旋表面10971和10981、10972、10982接触。以这种方式，第一结构1095和第二结构1096之间的相对运动被约束在螺旋路径[Tz，Rz]。
图14A和14B所示的示例将螺旋支承件功能的视觉上的清楚程度优先于实施方案的实际情况，并且下文描述的具体实施例包括更适合于并入诸如相机1的设备的附加示例。具体地，尽管螺旋表面1097、1098可以弯曲以遵循如图14A和图14B所示的螺旋路径，但在其他示例中，螺旋表面1097、1098可以基本上是平面的，例如斜面34(图15)。尽管图14A和图14B所示的螺旋支承件1094是滑动支承件，但也可以采用滚动支承件31(图15)形式的其他螺旋支承件。螺旋支承件1094的进一步示例可以在WO 2019/243849A1中找到(已经通过引用并入)。具体见WO 2019/243849A1的图1至图18以及第7页第10行至第22页第21行的对应描述。
尽管以相对于一组右手笛卡尔轴线x、y、z的具体定向来示出和描述以供参考，但上文所述的任何支承件都可以以任意角度定向。
上面描述的支承件可以由任何合适的材料和使用任何合适的制造方法形成。例如，板状部件或片状部件可以由金属片(例如不锈钢)制成，其图案由化学蚀刻或激光蚀刻提供。可以使用铣削或冲压，前提是这不会引入导致部件变形的不可接受的残余应变。在图案化之后，这些部件可以根据需要弯曲或预变形。复杂的三维部件可以通过将部件附接到板、片或其他部件上来建立，例如使用粘合剂、焊接、钎焊、锡焊等。可替代地，复杂的三维部件可以通过例如金属的烧结或压铸，或者通过聚合物的注射模制来形成。任何支承件表面均可由聚合物制成，或可包括聚合物的上层或涂层，例如聚甲醛(POM、缩醛)、聚四氟乙烯(PTFE)或PTFE浸渍的POM等聚合物。任何支承件表面均可以由不锈钢或磷青铜制成，或包括不锈钢或磷青铜的上层或涂层，不锈钢或磷青铜具有碳化钛涂层、碳化钨涂层、类金刚石涂层(DLC)、碳化铬涂层DLC。这些支承件材料可以与由这些支承件材料中的一种材料形成的第二支承件表面接合，第二支承件表面可以被抛光或冲压以减少由表面纹理产生的摩擦的影响。
AF致动器组件
还参见图15至图17，示出了AF致动器组件23(以下称为致动器组件)。
图15示出了致动器组件23的分解透视图，图16示出了透视图，且图17是示意图。
具体参见图17，致动器组件23包括第一部件24、第二部件25、将第一部件24机械地联接到第二部件25的支承件机构26和驱动机构11、20。
第一致动器组件23的功能将参照固定到第二部件25的一组轴线来描述。在相机1中使用时，主轴线z对应于与光学轴线O重合或平行的方向。第一轴线x和第二轴线y垂直于主轴线z并且彼此垂直。
驱动机构11、20和支承件机构26被构造成使得第一部件24可沿主轴线z朝向或远离第二部件25移动。支承件机构26还被构造成约束第一部件24相对于第二部件25沿第一轴线的移动Tx和/或沿第二轴线的移动Ty，以及约束第一部件24相对于第二部件25围绕第一轴线x、第二轴线y和主轴线z中的任何轴线的旋转Rx、Ry、Rz。
支承件机构26包括第一支承件27，第一支承件27将第一部件24机械地联接到第三部件28。驱动机构11的每根形状记忆合金线141、142、143、144连接在第二部件25和第三部件28之间。第一支承件27被构造成响应于由驱动机构11、20围绕主轴线z施加的扭矩，产生第一部件24沿着主轴线z朝向或远离第三部件28(和第二部件25)的移动。第一支承件27通过将围绕主轴线z的旋转Rz耦合到沿主轴线z的平移Tz来引导围绕主轴线z和沿主轴线z的螺旋移动[Tz，Rz]以提供该功能。
第一支承件27围绕主轴线z的旋转将对应于第三部件28相对于第一部件24(和第二部件25)围绕主轴线z的旋转。第一部件24不相对于第二部件25绕主轴线z旋转。
支承件机构26还包括第二支承件29，该第二支承件将第一部件24机械地联接到第二部件25，并且被构造成引导第一部件24沿主轴线z朝向或远离第二部件25的移动，同时约束第一部件24相对于第二部件25沿第一轴线x和/或第二轴线y的移动，并且还约束第一部件24相对于第二部件25围绕主轴线z的旋转Rz。
支承件机构26还包括第三支承件30，该第三支承件30与驱动机构11、20平行地将第三部件28机械地联接到第二部件25。第三支承件30可被构造成约束第三部件28相对于第二部件25沿主轴线z的移动Tz，以及约束第三部件28相对于第二部件25围绕第一轴线x的旋转Rx和/或围绕第二轴线y的旋转Ry。第三支承件30不应约束(即允许)第三部件28相对于第二部件25围绕主轴线z的旋转Rz。
特别参见图15和图16，将更详细地描述致动器组件23的一个示例实施方式。为了可视起见，图16省略了容纳件8。
致动器组件23包括平坦致动器组件15(具体参见图4)，平坦致动器组件15的环形板16提供第二部件25，且环形片17提供第三部件28。如上所述(关于图4)，环形片17使用四根SMA线141、142、143、144连接到环形板16并且在第三支承件30上滑动，第三支承件30的形式是由三个或更多个圆柱形凸起(图15中未示出，参见例如图10B中10671、10672和10673)提供的平面支承件。
螺旋滚动支承件31形式的第一支承件27将环形片17形式的第三部件28机械地联接到透镜支架32形式的第一部件24，透镜支架32以与透镜支架9相同的方式实现支撑透镜组件3的一个或多于一个的透镜10的功能。螺旋滚动支承件31包括环33，环33具有限定中心孔1009的圆形内周和在矩形轮廓和圆形轮廓之间交替的外周。环33支撑围绕中心孔1009等间隔成环圈的四个斜面341、342、343、344。每个斜面341、342、343、344采用具有沿着斜面341、342、343、344的长度延伸的长形孔351、352、353、354矩形框架的形式。斜面341、342、343、344均与环33(其位于平行于第一轴线x和第二轴线y的平面内)形成基本相等的角度。当组装时，每个长形孔351、352、353、354接收相应的球支承件10301、10302、10303、10304。
透镜支架32大致是围绕中心孔1009的圆柱形，用于安装一个或更多个透镜10。透镜支架32还包括从大致圆柱形的透镜支架32径向向外延伸的四个凸起361、362、363、364。第一凸起361限定呈V形通道的形式的第一支承件表面371。第一支承件表面371大致向上定向(第一支承件表面371的法线具有大致沿主轴线z的在正z轴线方向上的分量)。第二凸起362限定V形通道的形式的第二支承件表面372，第二支承件表面372大致向下定向(第二支承件表面372的法线具有大致沿主轴线z的在负z轴线方向上的分量)。第三凸起363限定成角度的平面的形式的第三支承件表面373，第三支承件表面373大致向上定向(第三支承件表面373的法线具有大致沿主轴线z的在正z轴线方向上的分量)。第四凸起364限定成角度的平面的形式的第四支承件表面374，第四支承件表面374大致向下定向(第四支承件表面374的法线具有大致沿主轴线z的在负z轴线方向上的分量)。
组装时，每个支承件表面371、372、373、374通过相应的球支承件10301、10302、10303、10304与对应的斜面341、342、343、344滚动接触。然而，第一支承件表面371和第三支承件表面373将位于对应的斜面341、343的(相对于主轴线z)下面；而第二支承件表面372和第四支承表面374将位于相应的斜面342、344的上面。这种布置可以在图16中观察到。
例如，通过焊接、粘合剂或其他合适的附接方法，将环33固定到环形片17(第三部件28)。透镜支架32(第一部件24)的(相对于主轴线z的)上表面固定到第二支承件29的中心环形部分38。第二支承件29采取双杆连杆1001的形式，另外第二支承件29包括刚性地附接到第二刚性部分10022(或与第二刚性部分10022一体)的中心环形部分38。中心环形部分38采取圆形环的形式。
第一刚性部分10021然后通过容纳件8和基座5刚性地连接到环形板16(第二部件25)，以完成环形板16形式的第二部件25和透镜支架32形式的第一部件24之间的联接。例如，第一刚性部分10021附接到容纳件8，并且容纳件8的内部边界的尺寸被确定为邻接(或几乎邻接)第一梁部分10031和第二梁部分10032的边缘，以便防止第二刚性部分10022相对于第一刚性部分10021的沿着第二轴线y(如图15和图16所示的定向)的移动Ty。该构造使得第一梁部分10031和第二梁部分10032与透镜支架32(第一部件24)一起可以沿主轴线z偏转。
第一支承件27和第二支承件29的组合约束了对由第一驱动机构11施加的横向力(基本上垂直于主轴线z)的任何响应。在使用中，不会致使第一驱动机构11施加横向力(因为这对于支承件机构26不会产生有用的效果)。
然而，当第一驱动机构11围绕主轴线z施加扭矩时，作为响应，环形片17形式的第三部件28和附接的环33以及斜面341、342、343、344将围绕主轴线z旋转Rz。该旋转将使球支承件10301、10302、10303、10304在斜面341、342、343、344和支承件表面371、372、373、374之间滚动，根据扭矩和对应的旋转Rz的方向，使透镜支架32(第一部件24)(相对于主轴线z)上下位移。然而，由于由第二支承件提供的约束，透镜支架32(第一部件24)不围绕主轴线z旋转Rz。除了促进透镜支架57(第一部件24)的上下移动之外，斜面341、342、343、344和支承件表面371、372、373、374的上-下-上-下构造意味着，当组装致动器组件23时，斜面341、342、343、344弯曲，从而为第一支承件27提供装载力。
尽管如图15和图16所示，其使用第一(平坦)驱动机构11，但可以使用第二(成角度的)驱动机构20替代。成角度的驱动机构20可施加沿主轴线z的力以及围绕主轴线z的扭矩，这可有助于第一支承件27的更平滑的螺旋移动[Tz，Rz]。
这样，可以使用包括总共四根SMA线141、142、143、144的单个驱动机构11、20来提供AF功能，同时还避免透镜10围绕主轴线z的旋转Rz。与也将使透镜10围绕主轴线z旋转Rz的简单螺旋挠性件或支承件相比，这可以通过减少由一个或更多个透镜10的不完美圆对称性导致的像差的可能性来改善图像的质量。使用第一支承件27将扭矩转换为沿主轴线z的平移Tz可以通过使用更长的SMA线141、142、143、144(与沿主轴线定向的SMA线相比更长)来增加行程长度，同时保持相机1沿主轴线z的低轮廓。
当在相机1中使用致动器组件23以提供自动聚焦功能时，可选地包括一个或更多个另外的或附加的致动器系统(图中未示出)以提供单独的光学图像稳定功能。
四根形状记忆合金线141、142、143、144中的每一根对应于形状记忆合金线的一部段，在该部段上可以独立地控制驱动电流。例如，一对形状记忆合金线141、142、143、144可以由单个物理线提供，该单个物理线具有连接到一端的第一电流源(图中未示出)、连接到另一端的第二电流源(图中未示出)和两端之间一点处的电流返回连接(图中未示出)。
尽管已经用对应于相机1的支撑结构4的第二部件25和对应于透镜组件3的透镜支架9、32的第一部件24来解释致动器组件23，但是角色可以颠倒，使得第二部件25对应于透镜支架9、32，并且第一部件24提供支撑结构4。同样地，致动器组件23不需要被限制在相机1中使用，并且第一部件24和第二部件25可以是需要相对移动Tz的任何部件。
尽管在图15和图16中使用特定类型的螺旋滚动支承件31，但第一支承件27可以是任何类型的支承件或挠性件，支承件或挠性件以螺旋运动[Tz，Rz]响应施加的扭矩。例如，螺旋挠性支承件1090、螺旋支承件1094或在WO 2019/243849 A1中描述并在上文中引用的任何替代物。通常，螺旋挠性件可以采取平坦环状物(或环)的形式且至少三个挠性件从平坦环状物延伸。平坦环状物和挠性件可以是单个件。
尽管如图15和图16所示，使用双杆连杆1001通过容纳件的邻接而附加地约束横向运动Ty，但第二支承件29可以使用引导沿着主轴线z的移动Tz同时约束围绕主轴z的旋转Rz的任何支承件来实施。例如，第二支承件29可以采取z轴挠性件1011、z轴平移支承件1081或具有上文所述的运动和约束的任何其他类型的支承件的形式。
尽管在图15和图16中示出为环形片17，但第三部件28通常可以是适合于机械联接第一支承件27和第二支承件29的任何结构。
第三支承件30可以由任何适合于引导第三部件28相对于第二部件25的旋转Rz的支承件提供，例如第一平面支承件1064或第二平面支承件1068。
如前所述，当使用螺旋支承件/挠性件产生沿主轴线z的移动Tz时，致动器组件23可有助于避免与透镜10的旋转相关联的任何透镜质量问题。另外，诸如第二支承件29和/或第一支承件27的环33和斜面34的部件可以由金属片(例如不锈钢)的化学蚀刻或激光蚀刻形成。蚀刻之后可以弯曲蚀刻件以使斜面34成角度。可替代地，可以通过冲压金属片，结合去除不需要的材料并将部件弯曲成形状来形成这种部件，但这种方法只有当成形部件中的残余应力不会导致不适当的变形时才可能。可以考虑冲压结合原位加热以允许蠕变松弛。这可以降低制造复杂性。
固定到容纳件8并被容纳件8包围的第二支承件29的构造在透镜支架32和容纳件8之间提供有效的端部止挡件。这可以减少在结合有致动器组件23的设备可能受到的冲击(例如下落)期间球支承件1030表面(例如斜面34和球支承件表面37)可能被损坏的可能性。因为SMA线141、142、143、144不必与支承件中的球1030在同一平面内，可以更容易地实施端部止挡件系统，以允许相对大质量的透镜10和透镜支架32直接转移到容纳件8。因此，支承件表面37和斜面34可以仅用相对小质量的旋转环33和附接的环形片17装载。
在致动器组件23中，第二支承件29的梁部分10031、10032的挠性件提供沿主轴线z将透镜支架32推回到距环形板16(第二部件25)的平衡距离处的恢复力。因此，不需要额外的弹簧、磁铁或其他偏置装置，简化了致动器的设计和组装。斜面341、342、343、344可能在平衡位置受到由少量弯曲施加的预加应力。该预加应力构造还可有助于防止透镜支架32在SMA线141、142、143、144的供电和非供电状态之间显著倾斜(旋转)。
应理解，可以存在上述实施例的许多其他变型。
在前面的描述中，部件被描述为矩形，这应该被解释为涵盖正方形形状。在前面的描述中，部件被描述为圆形，这应该被解释为涵盖椭圆形形状。
第一SMA线至第四SMA线141、142、143、144已经描述和显示为直接连接第二部件25和第三部件28。然而，在一些示例中，第一SMA线至第四SMA线141、142、143、144可以例如经由一个或更多个中间结构(图中未示出)间接连接第二部件25和第三部件28。中间结构(图中未示出)可以被构造成帮助延长由SMA线141、142、143、144提供的行程。在一些示例中，可以有另外的SMA线14。
在一些示例中，可以有少于四根的SMA线14，其被配置为在第三部件28上施加扭矩。例如，可以存在相当于WO 2019/243849 A1中描述的SMA线的一根SMA线或两根SMA线。然而，在这样的示例中，可能需要附加特征(例如，任何合适类型的附加支承件)来约束第三部件28的除Rz之外的移动。这样的约束可以(至少)部分地由上述支承件机构16提供。
致动器组件可以是任何类型的组件，其包括第一部件，第一部件相对于第二部件可移动。
在一些示例中，第一(可移动)部件可对应于或包括光学元件，该光学元件不是(即使在名义上)圆对称的和/或当其沿主轴线移动时不应旋转。在这样的示例中，如WO 2019/243849 A1中所述的致动器组件可能是不合适的，并且本文所述的致动器组件可能是特别有利的。例如，致动器组件可用作如WO 2020/030916 A1或WO 2021/019230 A1(通过在此引用将其整体并入本文)中所述的飞行时间系统(time-of-flight system)的一部分，其中(可移动的)光学元件例如是构造成产生诸如点图案的光图案的衍射光学元件。
致动器组件可以是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壳、用于智能手机或电子设备的功能盖或壳、相机、可折叠智能手机、可折叠智能手机相机、可折叠消费性电子设备、具有折叠光学器件的相机、图像捕获设备、阵列相机、三维感测设备或系统、伺服电机、消费性电子设备、移动式或便携式计算设备、移动式或便携式电子设备、笔记本电脑、平板计算设备、电子阅读器、计算附件或计算外围设备、音频设备、安全系统、游戏系统、游戏附件、机器人或机器人设备、医疗设备、增强现实系统、增强现实设备、虚拟现实系统、虚拟现实设备、可穿戴设备、无人机、飞行器、航天器、潜水船、交通工具、自动驾驶交通工具、工具、外科手术工具、遥控器、衣服、开关、刻度盘或按钮、显示屏、触摸屏、柔性表面和无线通信设备。应当理解，这是示例性设备的非穷举列表。

Claims (15)

1.一种致动器组件，包括：
第一部件；
第二部件；
支承件机构，所述支承件机构将所述第一部件机械地联接到所述第二部件，所述支承件机构包括第一支承件，所述第一支承件将所述第一部件机械地联接到第三部件；
驱动机构，所述驱动机构包括四段形状记忆合金线，其中每段形状记忆合金线连接在所述第三部件和所述第二部件之间；
其中所述驱动机构和所述支承件机构被构造成响应于由所述驱动机构围绕主轴线施加的扭矩，所述第一支承件产生所述第一部件沿着所述主轴线朝向或远离所述第二部件和所述第三部件的移动；
其中所述支承件机构被构造成约束所述第一部件相对于所述第二部件围绕所述主轴线的旋转。
2.根据权利要求1所述的致动器组件，其中所述第一支承件包括螺旋挠性件。
3.根据权利要求1所述的致动器组件，其中所述第一支承件包括螺旋支承件。
4.根据权利要求3所述的致动器组件，其中所述第一支承件包括多个柔性斜面，所述柔性斜面围绕所述主轴线布置成环圈。
5.根据权利要求4所述的致动器组件，其中所述柔性斜面在所述第一支承件的平衡或中立构造中被预加应力。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的致动器组件，其中，所述支承件机构包括第二支承件，所述第二支承件将所述第一部件机械地联接到所述第二部件，并且所述第二支承件被构造成引导所述第一部件沿着所述主轴线朝向或远离所述第二部件的移动，同时约束所述第一部件相对于所述第二部件沿着第一轴线和/或第二轴线的移动，其中所述第一轴线和所述第二轴线垂直于所述主轴线，并且所述第二轴线不同于所述第一轴线，并且还约束所述第一部件相对于第二部件围绕所述主轴线的旋转。
7.根据权利要求6所述的致动器组件，其中所述第二支承件包括与所述主轴线对准的球支承件座圈。
8.根据权利要求6所述的致动器组件，其中所述第二支承件包括第一组挠性件和第二组挠性件，所述第一组挠性件和所述第二组挠性件的每个挠性件被构造成在对应于所述第一部件相对于所述第三部件沿所述主轴线移动的方向上是顺从的，其中所述第一组挠性件和所述第二组挠性件平行地被连接并沿所述主轴线间隔开。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的致动器组件，其中所述支承件机构还包括第三支承件，所述第三支承件与所述驱动机构平行地将所述第三部件机械地联接到所述第二部件。
10.根据权利要求9所述的致动器组件，其中所述第三支承件被构造成约束所述第三部件相对于所述第二部件沿所述主轴线移动，以及约束所述第三部件相对于所述第二部件围绕所述第一轴线和/或所述第二轴线的旋转，其中所述第一轴线和所述第二轴线垂直于所述主轴线，并且所述第二轴线不同于所述第一轴线。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的致动器组件，其中所述四段形状记忆合金线在垂直于所述主轴线的平面内基本上共面。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的致动器组件，其中所述四段形状记忆合金线中的每一段都不垂直于所述主轴线。
13.一种相机，包括：
根据权利要求1至12中任一项的致动器组件；
由所述第一部件和所述第二部件中的一个支撑的图像传感器；
由所述第一部件和所述第二部件中的另一个支撑的透镜。
14.根据权利要求13所述的相机，还包括控制器，所述控制器被构造成控制所述致动器组件以：
利用所述第一部件沿所述主轴线朝向或远离所述第二部件的移动来实施自动聚焦功能。
15.一种包括使用根据权利要求1至12中任一项所述的致动器组件来实施相机的自动聚焦功能的方法。
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