CN115427680A - 致动器组件 - Google Patents

致动器组件 Download PDF

Info

Publication number
CN115427680A
CN115427680A CN202180029714.3A CN202180029714A CN115427680A CN 115427680 A CN115427680 A CN 115427680A CN 202180029714 A CN202180029714 A CN 202180029714A CN 115427680 A CN115427680 A CN 115427680A
Authority
CN
China
Prior art keywords
axis
support
relative
actuator assembly
flexures
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180029714.3A
Other languages
English (en)
Inventor
安德鲁·本杰明·辛普森·布朗
詹姆斯·豪沃思
斯蒂芬·马修·邦廷
黄冠玮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cambridge Mechatronics Ltd
Original Assignee
Cambridge Mechatronics Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cambridge Mechatronics Ltd filed Critical Cambridge Mechatronics Ltd
Publication of CN115427680A publication Critical patent/CN115427680A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/06—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like
    • F03G7/061—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like characterised by the actuating element
    • F03G7/0614—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like characterised by the actuating element using shape memory elements
    • F03G7/06143—Wires
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/06—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like
    • F03G7/066—Actuator control or monitoring
    • F03G7/0665—Actuator control or monitoring controlled displacement, e.g. by using a lens positioning actuator
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/64—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G02B27/646—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/09—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification adapted for automatic focusing or varying magnification
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B15/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
    • G03B15/006—Apparatus mounted on flying objects
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B3/00—Focusing arrangements of general interest for cameras, projectors or printers
    • G03B3/10—Power-operated focusing
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B30/00—Camera modules comprising integrated lens units and imaging units, specially adapted for being embedded in other devices, e.g. mobile phones or vehicles
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B5/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2205/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B2205/0007—Movement of one or more optical elements for control of motion blur
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2205/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B2205/0053—Driving means for the movement of one or more optical element
    • G03B2205/0076—Driving means for the movement of one or more optical element using shape memory alloys

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Adjustment Of Camera Lenses (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

致动器组件(23)包括第一部分(24)、第二部分(25)和机械地将第一部分(24)连接到第二部分(25)的支承装置(26)。致动器组件(23)还包括驱动装置(11、20)，该驱动装置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)连接在第一部分(24)和第二部分(25)之间。驱动装置(11、20)和10支承装置(26)被配置为使得第一部分(24)沿着穿过致动器组件(23)的主轴线(z)朝向或远离第二部分(25)是可移动的。驱动装置(11、20)和支承装置(26)被配置为使得第一部分(24)相对于第二部分(25)绕第一轴线(x、x')和/或第二轴线(y、y')15是可倾斜的，第一轴线(x、x')和/或第二轴线(y、y')不平行，穿过枢轴点，并且垂直于主轴线(z)。

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
这种致动器组件可用于例如相机中，以在垂直于光轴的方向上移动透镜组件以提供光学图像稳定(OIS)，并沿着光轴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。
WO2013/175197A1描述一种SMA致动装置，其使用总共四根SMA致动器线来使可动元件相对于支撑结构在两个正交方向上移动，每根SMA致动器线在其两端连接在可动元件和支撑结构之间并垂直于主轴线延伸。SMA致动器线都不是共线的，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，而不会在围绕主轴线的两个正交方向的平面内对可移动元件施加任何净扭矩。
WO2019/243849A1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。将可移动元件支撑在支撑结构上的螺旋支承装置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。至少一个形状记忆合金致动器线在正交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，以便驱使可移动元件围绕螺旋轴线旋转，螺旋支承装置将该旋转转换成所述螺旋移动。
WO2019/086855A1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、将移动平台支承在支撑平台上的支承件、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，包括第一部分、第二部分和机械地将第一部分连接到第二部分的支承装置。致动器组件还包括驱动装置，该驱动装置包括四段形状记忆合金线。每一段形状记忆合金线连接在第一部分和第二部分之间。驱动装置和支承装置被配置为使得第一部分沿着穿过致动器组件的主轴线朝向或远离第二部分是可移动的。驱动装置和支承装置被配置为使得第一部分相对于第二部分绕不平行且垂直于主轴线的第一轴线和/或第二轴线是可倾斜的。
第一部分沿着主轴线朝向或远离第二部分的移动、第一部分相对于第二部分绕第一轴线的倾斜、和第一部分相对于第二部分绕第二轴线的倾斜可以彼此大体独立。可以大体上独立于第一部分相对于第二部分围绕第一轴线和/或第二轴线的倾斜来控制第一部分沿着主轴线朝向或远离第二部分的移动。
驱动装置可以包括总共四段形状记忆合金线。致动器组件和驱动装置都可以不包括任何另外的形状记忆合金线段或其他驱动机构。致动器组件包括最多四段形状记忆合金线。驱动装置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。第一轴线和第二轴线可以穿过枢轴点。枢轴点可以沿主轴线与第一部分和/或第二部分相偏离。
四段形状记忆合金线中的每一个对应于形状记忆合金线的一区段，在该区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点处的电流返回连接的单个物理线提供。
支承装置可以被配置为引导第一部分相对于第二部分沿着主轴线的移动，以及引导第一部分相对于第二部分围绕第一轴线和/或第二轴线的倾斜。
支承装置可以被配置为约束第一部分相对于第二部分沿着第一轴线和/或第二轴线的移动。支承装置可被配置为约束第一部分相对于第二部分绕主轴线的旋转。
支承装置可包括第一支承件。第一支承件可以包括第一对挠曲件，每个挠曲件大体上平行于第一轴线延伸并将第一部分连接到第二部分。第一对挠曲件可以平行于第二轴线隔开以支撑第一部分。第一支承件可以包括第二对挠曲件，每个挠曲件大体上平行于第二轴线延伸并将第一部分连接到第二部分。第二对挠曲件可以平行于第一轴线隔开以支撑第一部分。第一对和第二对中的每个挠曲件可配置为在对应于第一部分相对于第二部分沿主轴线移动的方向上是顺应的。
第一支承件可以采取单一挠曲件的形式。术语大体上平行可指±5度内或±10度的范围内。第一部分可以是平的。第一部分通常可以是圆形(即，盘)、椭圆形(即椭圆盘或板)或多边形(即多边形板)，例如矩形(即矩形板)，特别是正方形(即方形板)。第一部分可以是刚性的或比挠曲件更刚性的。
第一对挠曲件和/或第二对挠曲件中的一个或更多个或全部可以是平的。第一对挠曲件和/或第二对挠曲件中的一个或更多个或全部可包括至少一个弯曲部(或“转弯部”或“肘弯”)。第一对挠曲件和/或第二对挠曲件中的一个或更多个或全部可以包括相应的臂，该臂可以包括至少一个弯曲部。一个或更多个臂或所有臂可包括远离平台延伸的第一部分和沿着平台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。
当挠曲件未挠曲时，第一对挠曲件和第二对挠曲件是共面的。当挠曲件未挠曲时，第一对挠曲件和第二对挠曲件可以在垂直于主轴线的平面中是共面的。第一对挠曲件和/或第二对挠曲件中的任何两个可形成为单个件。第一对挠曲件和第二对挠曲件可以形成为单个件。第一对挠曲件和第二对挠曲件可附接或结合到第一部分。第一对挠曲件和第二对挠曲件可与第一部分一体形成。
第一支承件可以包括挠曲装置。挠曲装置可包括从第一部分延伸并约束第一部分沿第一轴线的移动的第一对挠曲件。挠曲装置可包括第二对挠曲件，第二对挠曲件从第一部分延伸并约束第一部分沿第二轴线的移动。
支承装置可以包括第二支承件，第二支承件被配置为响应于由驱动装置施加的围绕主轴线的扭矩而产生第一部分沿着主轴线朝向或远离第二部分的移动。
第二支承件可引导围绕主轴线并沿着主轴线的螺旋移动。第二支承件可以将绕主轴线的旋转与沿主轴线的平移机械地联接。
第二支承件可以被配置为使得第一部分相对于第二部分沿着第一轴线的移动与第一部分相对于第二部分围绕第一轴线的倾斜耦合，并且其中第一部分相对于第二部分沿着第二轴线的移动与第一部分相对于第二部分围绕第二轴线的倾斜耦合。
第二支承件可以采取螺旋挠曲件的形式。螺旋挠曲件可以采取平环和从平环延伸的至少三个挠曲件的形式。可以有四个或更多的挠曲件从平环延伸。挠曲件可以围绕平环以等间隔的角度附接。平环和挠曲件可以是单件。
第二支承件可以包括第一组螺旋挠曲件，该第一组螺旋挠曲件被配置为在对应于第一部分相对于第二部分沿着主轴线和/或第一轴线移动的方向上是顺应的。第二支承件可以包括第二组螺旋挠曲件，该第二组螺旋挠曲件被配置为在对应于第一部分相对于第二部分沿着主轴线和/或第二轴线移动的方向上是顺应的。
第二支承件可以包括第一组四个斜坡，第一组四个斜坡围绕主轴线布置成一圈并且联接到第一部分。第二支承件可以包括第二组四个斜坡，该第二组四个斜坡围绕主轴线布置成一圈并且联接到第二部分。第一组斜坡和第二组斜坡可以被布置成彼此相对，使得第一组斜坡中的每个斜坡的倾斜表面接合第二组斜坡中的相应斜坡的倾斜表面。
第二支承件可以采取欠约束螺旋支承件的形式。第一组斜坡或第二组斜坡的倾斜表面与包含第一轴线和第二轴线的平面形成大于零且小于九十度的角度。致动器可以包括一个或更多个弹性偏置装置，该弹性偏置装置被配置为将第一组斜坡沿着主轴线向所述第二组斜坡推动。
四段形状记忆线中的每一个可以不垂直于主轴线。
驱动装置可配置为提供具有沿主轴线的分量的力。第一段形状记忆合金线和第二段形状记忆合金线可定向为与主轴线成相应角度，并且可大体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定向为相对于主轴线成相应的角度，并且可大体上位于平行于主轴线和第二轴线的平面内。以相对于主轴线的相应角度定向的四段形状记忆合金线可配置为结合绕第一轴线的扭矩施加沿第一轴线的净力、结合绕第二轴线的扭矩施加沿第二轴线的净力、和/或结合绕主轴线的扭矩施加沿主轴线的净力。
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内大体上共面。大体共面的形状记忆合金线段可配置为施加沿第一轴线和/或第二轴线的净力和/或绕主轴线的扭矩。驱动装置的四段形状记忆合金线可以沿主轴线与第一支承件的顶部或底部大体上共面。
相机可以包括致动器组件、由第一部分和第二部分中的一个支撑的图像传感器、以及由第一部分和第二部分中的另一个支撑的透镜。
相机还可以包括控制器，控制器被配置为控制致动器组件以利用第一部分沿主轴线朝向或远离第二部分的移动来实现自动聚焦功能。控制器还可以被配置成利用第一部分相对于第二部分围绕第一轴线和/或第二轴线的倾斜来实现光学图像稳定功能。
根据本发明的第二方面，提供了一种方法，包括使用致动器组件来实现相机的光学图像稳定功能和/或自动聚焦功能。
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根形状记忆合金(SMA)线的第一驱动装置；
图4是平面致动器组件的投影图；
图5A至图5C示意性地示出了使用四根形状记忆合金(SMA)线的第二驱动装置；
图6示意性地示出了两杆式连杆支承件；
图7A是单一挠曲支承件的俯视图，图7B是单一挠曲支承件变形状态的侧视图；
图8是第二单一挠曲支承件的平面图；
图9是z形挠曲支承件的分解投影图；
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图；
图11是第二平面支承件的侧视图；
图12是螺旋挠曲支承件的投影图；
图13是欠约束螺旋支承件的投影图；
图14是第一组合OIS和AF致动器组件的分解投影图；
图15是第一组合OIS和AF致动器组件的投影图；
图16是第一组合OIS和AF致动器组件的俯视图；
图17是第一组合OIS和AF致动器组件的侧视图；
图18示意性地示出了第一组合OIS和AF致动器组件；
图19是第二组合OIS和AF致动器组件的分解投影图；
图20是第二组合OIS和AF致动器组件的投影图；和
图21示意性地示出了第一组合OIS和AF致动器组件。
详细描述
在下面，相似的部分用相似的附图标记表示。
相机
参照图1，示出了结合了SMA致动器组件2(这里也称为“SMA致动器”或简称为“致动器”)的相机1。
相机1包括透镜组件3的形式的第一部分，该透镜组件3通过SMA致动器组件2悬置在支撑结构4的形式的第二部分上。SMA致动器组件2以允许透镜组件3相对于支撑结构4的一个或更多个运动(或自由度)的方式支撑透镜组件3。透镜组件3具有光轴O。
支撑结构4形式的第二部分包括基座5。图像传感器6安装在基座5的前侧。在基座5的后侧(即，基座5介于透镜组件3和后侧之间)安装有集成电路(IC)7，在集成电路(IC)7中，控制电路被实施，并且还安装有陀螺仪传感器(未示出)。支撑结构4还包括从基座5向前突出的包壳(can)8，以包住和保护相机1的其他部件。
透镜组件3的形式的第一部分包括呈圆柱形主体的形式的透镜托架9，该透镜托架9支撑沿光轴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具有高达约30mm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(charge-coupled device，CCD)或互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)设备。
透镜10被支撑在透镜托架9上，并且透镜托架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沿光轴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都固定到透镜托架9，但通常，透镜10中的一个或更多个可以安装到除透镜托架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，使透镜10中的至少一个附接到透镜托架并相对于图像传感器6沿着光轴O可移动。
通常，在使用中，透镜组件3可相对于图像传感器6正交于光轴O移动，其效果是图像传感器6上的图像被移动。例如，如果一组右手正交轴线x、y、z排列成使得第三主轴线z大体上平行于光轴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的方向上可移动。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的移动不需要被限制于x-y平面。另外或可选择地，可以通过围绕平行于第一轴线x的轴线和/或围绕平行于第二y轴线的轴线倾斜透镜组件3或透镜组件3和图像传感器6两者来提供OIS功能。此外，透镜组件3或其至少一个透镜10可平行于光轴O(沿/平行于主轴线z)移动，以提供对形成在图像传感器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的示例，其提供基于相对于图像传感器6倾斜透镜组件3的至少一个透镜10的自动聚焦(AF)和光学图像稳定(OIS)的组合。
还参考图2，示出了可由SMA致动器组件2提供的可能的运动类型(或自由度)。
第一自由度(DOF)Tx对应于平行于(沿着)第一轴线x的移动。第二DOF Ty对应于平行于(沿着)第二轴线y的移动。第三DOF Tz对应于平行于(沿着)主轴线z的移动，主轴线z大体上平行于光轴O定向。第三DOF Tz对应于透镜组件3朝向或远离图像传感器6的移动。第一轴线x、第二轴线y和主轴线z形成右手笛卡尔坐标系。第四DOF Rx对应于围绕平行于第一轴线x的轴线的旋转。第五DOF Ry对应于围绕平行于第二轴线y的轴线的旋转。第六自由度Rz对应于围绕平行于主轴线Z的轴线的旋转。在一些示例中，轴线中的一个或更多个可附属于SMA致动器组件2或相机1的第一部分、第二部分、或者任何其他元件(并与SMA致动器组件2或相机1的第一部分、第二部分、或者任何其他元件一起移动和/或旋转/倾斜)。例如，原点可以是相机1的元件，例如图像传感器6或透镜组件3的透镜10。
透镜组件3相对于支撑结构4的运动可分解为第一至第六DOF(移动)Tx、Ty、Tz、Rx、Ry、Rz中的任一种或全部的分量。虽然被描述为自由度，但在某些情况下，平移和旋转可能是关联在一起的。例如，沿着主轴线z的给定平移Tz可以与对应的旋转Rz相联系，使得透镜组件3的运动是螺旋的。可以使用方括号括起来的一对来指代这种关联运动，以避免与更独立的运动混淆，例如[Tz，Rz]将表示下文所述的螺旋运动。
本说明书涉及SMA致动器组件2，其提供第一部分相对于第二部分沿着(或平行于)主轴线z的相对移动Tz，和/或第一部分相对于第二部分围绕平行于第一轴线x和/或第二轴线y的轴线的旋转Rx、Ry。第一部分沿主轴线z朝向或远离第二部分的相对移动可以是简单的平移，或者可以是将沿主轴线z的平移与绕主轴线z的旋转关联起来的螺旋运动的形式。旋转Rx、Ry在本文提供OIS功能，而沿着主轴线z的运动Tz或沿着主轴线z并围绕主轴线z的运动[Tz，Rz]提供AF功能。其它运动受本文所述的SMA致动器组件2的约束。
形状记忆合金驱动组件
还参考图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装置11(第一驱动装置)。
第一驱动装置11包括第一结构12和第二结构13。第二结构13通常被支撑在由第一结构12限定的边界内，例如使用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12和第二结构13可以采取相应的图案化金属片(例如蚀刻或机械加工的不锈钢)的形式，并且其可以涂覆有电绝缘介电材料。
四段形状记忆合金线141、142、143、144(图3中的点划线)形成围绕第二结构13的环。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大体上平行于第一轴线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方向上对第二结构13施加力，而第三SMA线143的收缩将在正+x方向上对第二结构13施力。第二SMA线142和第四SMA线144大体上平行于第二轴线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方向上对第二结构13施加力，而第四SMA线144的收缩将在正+y方向上对第二结构13施加力。
可以使用其他示例构型，并且在WO2017/055788A1和WO2019/086855A1中提供了进一步的细节，这两个申请通过该引用以其整体并入本文。
通过选择性地改变SMA线141、142、143、144的温度来控制第二结构13相对于第一结构12的垂直于光轴O的位置。这是通过将选择性驱动信号传送经过SMA线141、142、143、144从而提供电阻加热来实现的。加热是通过驱动电流来直接提供的。冷却是通过减小或停止驱动电流来提供的，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二结构13相对于第一结构12(或第一结构12相对于第二结构13)在任何侧向方向(即，在平行于第一轴线x和第二轴线y且垂直于光轴O和主轴线z的平面内的方向)上移动。
进一步的细节也在WO2013/175197A1中提供，WO2013/175197A1通过该引用并入本文。
以一组四根SMA线141、142、143、144为例，SMA线141、142、143、144在围绕光轴O(这里对应于主轴线z)的不同角度位置处布置成一圈，以提供大体上相互垂直的两对相对的SMA线141&143、142&144。因此，每对相对的SMA线141&143、142&144能够选择性地驱动第二结构13在与光轴O正交的两个垂直方向中的一个方向上的移动。因此，SMA线141、142、143、144能够被选择性地驱动，以将第二结构13相对于第一结构12移动到在与光轴O正交的平面内的移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)的收缩将使第二结构13在平分该对SMA致动器线的方向上(在图3中对角地)移动。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)的收缩将使第二结构13在平分该对SMA致动器线的方向上(在图3中对角地)移动。此外，SMA线141、142、143、144能够被致动以产生绕平行于主轴线z的轴线的扭矩。特别地，一对相对的SMA线(例如，SMA线141、143)的收缩将在第二结构13上在一个方向上产生绕平行于主轴线z的轴线的扭矩，并且另一对相对的SMA线(例如，SMA线142、144)的收缩将产生在另一个方向上的扭矩。扭矩的产生和由此产生的旋转可以至少在驱动装置11的运动范围的一部分上大体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在其正常操作参数内的几何形状和收缩范围。
在加热SMA线141、142、143、144之一时，SMA线141、142、143、144中的应力增加并且这些SMA线收缩，导致第二结构13相对于第一结构12移动。随着SMA温度在发生SMA材料从马氏体相向奥氏体相转变的温度范围内增加，会出现一系列的移动。相反，在冷却SMA线141、142、143、144中的一个使得SMA线141、142、143、144中的应力减小时，该SMA线在来自SMA线141、142、143、144中的相对的SMA线的力的作用下扩张(在一些例子中，还有来自一个或更多个偏置装置例如弹簧、电枢等的偏置力)。这允许第二结构13相对于第一结构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(例如镍钛诺或另一种钛合金SMA材料)制成。
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，如果第一结构12固定到支撑结构4(或支撑结构4的一部分)并且第二结构13固定到透镜组件3(或透镜组件3的一部分)，则由控制电路响应于陀螺仪传感器(未示出)的输出信号产生驱动信号，以驱动透镜组件3移动，以稳定由透镜组件3聚焦在图像传感器6上的图像，从而提供OIS。驱动信号可以使用电阻反馈控制技术来产生，例如，如WO2014/076463A1中描述的，WO2014/076463A1通过该引用并入本文。
SMA线141、142、143、144中的每一根对应于一段形状记忆合金线，在该段形状记忆合金线上的驱动电流可以独立地控制。一对形状记忆合金线段可以由单个物理线提供，该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位于两个端之间的点处的电流返回连接件。例如，在第一驱动装置11中，第一SMA线141和第二SMA线142可以由单个物理线提供，并通过第二结构13提供电流返回。
还参考图4，示出了实施第一驱动装置11的“平”SMA致动器组件15的示例。
在平致动器组件15中，第一结构12采取具有矩形外周界(或“外边缘”)和圆形内周界(或“内边缘”)的平环形板16的形式，而第二结构13采取具有矩形外周界和圆形内周界的平的薄环形片材17的形式。板16形式的第一结构12支撑在矩形板形式的基座5上。四根SMA线141、142、143、144各自在一端处附接到相应的第一压接部(crimp)181、182、183、184(也称为“静止”压接部)，该第一压接部固定地附接到第一结构12、16(或形成为第一结构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)，该第二压接部固定地附接到第二结构13、17(或形成为第二结构13、17的一部分)。
板16和片材17可以各自采取相应的图案化金属片材(例如蚀刻或机械加工的不锈钢)的形式，并且可以涂覆有电绝缘介电材料。板16和片材17各自设置有与光轴O对准的相应中心孔，允许光从安装到片材17的透镜组件3传递到支撑在基座5上的图像传感器6。
四根SMA线141、142、143、144可以垂直于光轴O或以小角度相对于垂直于光轴O的平面倾斜。通常，在一组中，四根SMA线141、142、143、144是非共线的。
平致动器组件15包括围绕光轴O间隔开的多个滑动支承件(图4中未示出)，以将第二结构13、17支承在第一结构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，但是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)可以采取圆柱体形式的支承构件的形式，并且可以附接到第一结构12或形成为第一结构12的一部分。滑动支承件(图4中未示出)可以由适当的金属或合金(例如具有类金刚石碳涂层的磷青铜或不锈钢)制成。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上层或涂层，聚合物诸如聚甲醛(POM，缩醛)、聚四氟乙烯(PTFE)或PTFE浸渍的POM。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上层或涂层，具有碳化钛涂层、碳化钨涂层、类金刚石涂层(DLC)、碳化铬DLC涂层。这些支承件材料可以与由这些支承件材料之一形成的第二支承件表面接合，该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。
平致动器组件15通常还将包括偏置装置(未示出)，诸如一个或更多个弹簧或挠曲臂(flexure arm)，其被布置和配置为配置为当SMA线141、142、143、144未被通电时保持第一结构12和第二结构13接触(经由滑动支承件)和/或朝向中立的(例如中央)相对位置推动第一结构12和第二结构13。
与制造类似于平致动器组件15的致动器组件相关的细节可以在WO2016/189314A1中找到，WO2016/189314A1通过引用以其整体并入本文。
虽然在图4中未示出，但是平致动器组件15可以设置有端部止挡件，以提供对第二结构13相对于第一结构12的侧向移动的限制。这样，可以保护SMA线141、142、143、144免于由例如结合有平致动器组件15的设备(未示出)可能受到(例如掉落)的撞击而导致的过度伸展。
第一驱动装置11可以驱动沿第一轴线x和/或第二轴线y的平移Tx、Ty以及绕平行于主轴线z(其大体上平行于光轴O)的轴线的旋转Rz。至少在第一驱动装置的运动范围的一部分上，这些运动Tx、Ty、Rz中的每一个大体上独立于其他运动。然而，为了提供平行于主轴线z的平移Tz，第一驱动装置11必须与至少一个支承件组合，该支承件能够将围绕光轴O施加的扭矩转换为旋转Rz和平移Tz的组合(如下文描述的螺旋移动[Tz，Rz])。
还参考图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装置20。
第二驱动装置20类似于第一驱动装置11，除了第一结构12包括基座21和一对第一直立支柱221和第二直立支柱222且SMA线141、142、143、144大体上不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装置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装置20。注意，尽管第四SMA线144在很大程度上被遮挡在第二结构13的后面，但是出于视觉目的，第四SMA线144已经叠加在图5B上。
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装置20。注意，尽管第一SMA线141在很大程度上被遮挡在第二结构13的后面，出于视觉目的，第一SMA线141已经叠加在图5B上。
当沿着主轴线观察时(图5A)，基座21延伸超过第二结构13的边缘，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的第一拐角直立且第二支柱222从第二拐角直立，第一支柱221和第二支柱222在横跨第二结构13的斜对角上相对。
第一SMA线141从第二结构13的下部(沿着主轴线z较低)连接到第一支柱221的上部(沿着主轴线z较高)。第二SMA线142从第二结构13的上部连接到第二支柱222的下部。第三SMA线143从第二结构13的下部连接到第二支柱222的上部。第四SMA线142从第二结构13的上部连接到第一支柱221的下部。
这样，第一SMA线141与第三SMA线143在平行于第一轴线x的方向上相对，第二SMA线142与第四SMA线144在平行于第二轴线y的方向上相对，并且第一SMA线141和第三SMA线143与第二SMA线142和第四SMA线144在平行于主轴线Z的方向上相对。
这样，第二驱动装置20使用四个成角度的(非共面的)SMA线141、142、143、144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相关联，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优选地相对于垂直于主轴线Z的平面以10°至25°之间的角度倾斜。
第一结构12、21和第二结构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。
由第一驱动装置11或第二驱动装置20驱动的运动中的一个或更多个可以通过机械地联接第一结构12和第二结构13之间的一个或更多个支承件来完全或部分地约束。
支承件
一般而言，根据本说明书的SMA致动器2将包括第一驱动装置11和第二驱动装置20中的至少一个，以及一个或更多个机械支承件的装置(也称为“支承装置”)，用于支撑、约束和/或转换由第一驱动装置11或第二驱动装置20产生的运动。
还参考图6，示出了两杆式连杆支承件1001。
两杆式连杆支承件1001包括第一刚性部分10021和第二刚性部分10022，该第一刚性部分10021和第二刚性部分10022通过第一梁部分10031和第二梁部分10032(也称为挠曲件)连接。刚性部分10021、10022各自在平行于第一轴线x的方向上是长形的，并且在平行于第二轴线y的方向上彼此间隔开。梁部分10031、10032每个在平行于第二轴线y的方向上是长形的，并且在平行于第一轴线x的方向上彼此间隔开。梁部分10031、10032被示出为垂直于刚性部分10021、10022，然而，这不是必须的，并且任何角度都可起作用，只要梁部分10031、10032彼此平行。梁部分10031、10032不能围绕与刚性部分10021、10022的接头旋转，例如，连接不是销接的或类似的连接。
梁部分10031、10032和刚性部分10021、10022的相对抗弯刚度选择成(主要使用横截面的尺寸和形状)使得如果第一刚性部分10021被夹紧，则第二刚性部分10022可以经由梁部分10031、10032在x-y和/或x-z平面中的弯曲相对于第一刚性部分10021移动。这样，两杆式连杆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。还在图6中用虚线示出了第二刚性部分10022平行于第一轴线移位距离d的变形状态。两杆式连杆支承件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的横截面形状来选择相对弯曲刚度来控制x-y相对于y-z平面中的相对弯曲阻力。
还参考图7A，示出了呈二乘二平行杆式连杆支承件1004形式的可倾斜z形挠曲件(也称为单一挠曲件)。
单一挠曲件1004包括中心部分1005和两对梁部分(或挠曲件)10061、10062、10063、10064。每个梁部分(或挠曲件)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(挠曲件)10061和第三梁部分(挠曲件)10063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(挠曲件)10062和第四梁部分(挠曲件)10064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y-z平面中的梁弯曲而变形。梁部分(或挠曲件)10061、10062、10063、10064侧向(垂直于主轴线z)的偏转由所有梁部分(或挠曲件)10061、10062、10063、10064到中心部分1005的连接和/或通过梁部分10061、10062、10063、10064的横截面形状来约束。
这样，如果自由端1007被夹紧，则单一挠曲件1004能够在中心部分1005和夹紧的自由端1007之间提供相对移动Tz、Rx和/或Ry。
还参考图7B，示出了图7A的单一挠曲件的变形状态1004b，其中，中心部分1005平行于主轴线z移位距离d。
还参考图8，示出了第二单一挠曲件(可倾斜z形挠曲件)1008。
第二单一挠曲件1008与单一挠曲件1004相同，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。第二单一挠曲件1008以与单一挠曲件1004大体相同的方式起作用。特别地，如果外环被夹紧，那么中心部分1005可以以Tz、Rx和/或Ry移动。
第二单一挠曲件1008或单一挠曲件1004中的中心孔1009的存在或不存在可取决于设备(诸如相机1)内的位置。位于图像传感器6下方的单一挠曲件1004、1008通常不需要中心孔1009，而位于图像传感器6上方的单一挠曲件1004、1008通常需要中心孔1009。
还参考图9，示出了z形挠曲件1011。
z形挠曲件包括一对单一挠曲件10041、10042，该对单一挠曲件10041、10042垂直于主轴线z设置(当未变形时)，并且通过夹置在该对单一挠曲件10041、10042之间的刚性结构1012在平行于主轴线z的方向上隔开。单一挠曲件10041、10042固定到刚性结构1012的相对的面。单一挠曲件10041、10042各自包括中心孔1009。图9中的图示为了视觉的目的示出了固定到单一挠曲件中的一个挠曲件10041并且与另一个单一挠曲件10042分离的刚性结构1012，然而在使用中两个单一挠曲件10041、10042固定到刚性结构1012。图9中的虚线示出刚性结构1012的投影轮廓。
这样，每个单一挠曲件10041、10042的每个单独的梁部分1006可能偏转。然而，单一挠曲件10041、10042在平行于主轴线z的方向上的隔开和经由刚性结构1012的固定连接约束了移动Tx、Ty、Rx、Ry、Rz，同时引导平行于主轴线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可以具有适合于平行于主轴线z将单一挠曲件隔开并且与致动器的预期应用可兼容的任何形状。
还参考图10A和图10B，示出了第一平面支承件1064(也称为三点支承件)。
图10A是侧视图，且图10B是分解投影图。
第一平面支承件1064包括与第二板1066接触滑动的第一板1065。第一板1065支撑至少三个圆柱形突起1067，包括至少第一圆柱形突起10671、第二圆柱形突起10672和第三圆柱形突起10673，这些圆柱形突起不共线，例如布置在三角形的点处。第二板1066通过偏置装置(图10A和图10B中未示出)被推动成与圆柱形突起1067的平坦表面接触，并在平行于第一轴线x和第二轴线y的平面中自由滑动，并绕平行于主轴线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推动到一起的偏置力，否则移动Tz、Rx和Ry被约束。
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界和限定中心孔1009的圆形内周界的环的形式。然而，板1065、1066的形状与第一平面支承件1064的功能无关，并且代替地可以使用任何形状的板。虽然在图10A和图10B中示出了三个圆柱形突起10671、10672、10673，然而通常可以使用任意数目的大于或等于三个的圆柱形突起。平致动器组件15(图4)是一个包括第一平面支承件1064的实施方式的示例。
还参考图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，除了圆柱形突起67被滚珠支承件10301、10302、10303代替。第一板1065也可以用第三板1069代替，第三板1069包括凹部10701、10702、10703，例如圆形凹口，用于接收对应的滚珠支承件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相同的方式起作用。
还参考图12，示出了螺旋挠曲支承件1090的示例。
螺旋挠曲支承件1090包括圆形环1091，圆形环1091具有中心孔1009并且连接到三个或更多个(优选四个或五个)螺旋梁部分1092。在图12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连接到垫状物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大致相切(在相同的方向上)，且其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。如果垫状物10931、10932、10933、10934被夹紧，并且对圆形环1091施加向上(正z方向)的力，则作为响应，螺旋梁部分10921、10922、10923、10924会向该力的方向偏转。然而，在这样做时，连接到圆形环的端部也偏转成更靠近相应垫状物10931、10932、10933、10934，导致圆形环1091绕平行于主轴线z的轴线顺时针旋转。相反，对圆形环1091施加向下(负z方向)的力将导致圆形环1091的向下移动和圆形环1091的逆时针(反时针)旋转。
这样，螺旋挠曲支承件1090起到将平行于主轴线z的相对位移转换为绕主轴线z的旋转并将绕主轴线z的旋转转换为平行于主轴线z的相对位移的作用。然而，这些移动不是相互独立的，并且相对于夹紧的垫状物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，因此运动将表示为[Tz，Rz]，以突出这种支承件类型的平行于主轴线z的平移Tz和绕主轴线z的旋转Rz之间的关系。
尽管图12中所示的螺旋梁部分10921、10922、10923、10924是弯曲的，然而在螺旋挠曲支承件1090的其他示例中，螺旋梁部分1091可以是直的。在WO2019/243849A1中描述了螺旋挠曲支承件1090的另外的示例，其内容通过引用以其整体并入本文。WO2019/243849A1的图19至图22和第22页第23行至第23页第24行的随附描述与螺旋挠曲支承件1090特别相关。下文还示出并描述了实施螺旋挠曲支承件1090的另外的示例。
还参考图13，示出了欠约束螺旋支承件1099。被遮挡的特征用虚线示出。
无约束螺旋支承件1099包括支撑第一斜坡至第四斜坡11011、11012、11013、11014的第一板1100以及支撑第五斜坡至第八斜坡11015、11016、11017、11018的第二板1102。第一板1100采取具有矩形外周界和限定中心孔1009的圆形内周界的环的形式。第一斜坡至第四斜坡11011、11012、11013、11014围绕中心孔1009布置成一圈。类似地，第二板1102采取具有矩形外周界和限定中心孔1009的圆形内周界的环的形式，且第五斜坡至第八斜坡11015、11016、11017、11018围绕中心孔1009布置成一圈。
偏置装置(未示出)将板1100、1102推动到一起，使得第一斜坡11011的倾斜表面接触第五斜坡11015的倾斜表面。类似地，第二斜坡11012接触第六斜坡11016，第三斜坡11013接触第七斜坡11017，且第四斜坡11014接触第八斜坡11018。如果第一板1100和第二板1102绕主轴线z相对于彼此旋转Rz，则斜坡1101作用以使第一板1100和第二板1102移动Tz，沿主轴线z进一步分开。这样，欠约束螺旋支承件1099提供螺旋运动[Tz，Rz]。
另外，相对于第一板1100平行于第一轴线x推动第二板1102的力不仅会引起平行于第一轴线x的移动Tx，而且还引起绕平行于第一方向x的轴线的一些旋转Rx。例如，如果第一板1100被夹紧，则在正x方向上的平移将导致第七斜坡11017和第八斜坡11018平行于第三主z上升，同时第五斜坡11015和第六斜坡11016降低或者保持在与第一板1100接触的同一水平面(取决于斜坡1101的构造)。为了表示这些运动之间的关联，它们将被表示为[Tx，Rx]。类似地，相对于第二轴线y的关联运动[Ty，Ry]将由相对于第一板1100平行于第二轴线y推动第二板1102的力产生。
尽管为了参考以相对于一组右手笛卡尔轴线x、y、z的特定定向来示出和描述，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，板状或片状部件可以由金属片材(例如不锈钢)制造，并通过化学或激光蚀刻提供图案化。可以使用铣削或冲压，只要这不会不可接受地引入导致零件变形的残余应变。在图案化之后，这些零件可以根据需要弯曲或预变形。复杂的三维零件可以通过将零件附接到板、片材或其他零件来构建，例如使用粘合剂、焊接、铜焊、软焊等。可选择地，复杂的三维零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。任何支承表面可由聚合物制成或者可包括聚合物上层或涂层，聚合物诸如聚甲醛(POM，缩醛)、聚四氟乙烯(PTFE)或PTFE浸渍的POM。任何支承表面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上层或涂层，具有碳化钛涂层、碳化钨涂层、类金刚石涂层(DLC)、碳化铬DLC涂层。这些支承件材料可以与由这些支承件材料之一形成的第二支承件表面接合，该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。
第一组合OIS和AF致动器组件
还参考图14至图18，示出了第一组合OIS和AF致动器组件23(以下称为第一致动器组件)。
图14示出了第一致动器组件23的分解投影图，图15示出了投影图，图16是俯视图，图17是侧视图，且图18是示意图。
特别参考图18，第一致动器组件23包括第一部分24和第二部分25。支承装置26机械地将第一部分24联接到第二部分25。第一致动器组件23还包括驱动装置11、20，驱动装置11、20包括总共四根形状记忆合金线141、142、143、144，该四根形状记忆合金线141、142、143、144将第二部分25连接(或联接)到第一部分24。在图14至图17所示的示例中，使用第二驱动装置20。然而，根据支承装置26的构造，也可以使用第一驱动装置11(图19和图20)。
驱动装置11、20和支承装置26被配置为使得第一部分24沿着穿过第一致动器组件23的主轴线z朝向或远离第二部分25可移动Tz，并且使得第一部分24相对于第二部分25绕不平行且垂直于主轴线z的第一轴线x和/或第二轴线y可倾斜(可旋转)Rx、Ry(或反之亦然)。第一轴线x和第二轴线y可以经过枢轴点。取决于具体的构造，枢轴点可以与第一部分24、第二部分25重合，或者沿主轴线Z从两者偏移。倾斜Rx、Ry可以指小旋转，例如，围绕相应的轴线x、y的小于或等于10度、5度或1度的旋转。
支承装置26被配置为引导第一部分24相对于第二部分25沿主轴线z的移动Tz，以及引导第一部分24相对于第二部分25绕第一轴线x和/或第二轴线y的倾斜(或引导第二部分25相对于第一部分24绕第一轴线x和/或第二轴线y的倾斜)。支承装置26还配置为约束第一部分24相对于第二部分25沿第一轴线x和/或第二轴线y的移动Tx、Ty，以及约束第一部分24相对于第二部分25围绕主轴线z的旋转Rz。
特别参考图14至图17，更详细地示出了第一致动器组件23的一个示例实施方式。
第一致动器组件23包括矩形板27形式的第二部分25。第一支柱281和第二支柱282从板27的斜对的拐角向上(相对于主轴线z)延伸。板27和支柱281、282可对应于第二驱动装置20的基座21和支柱221、222。每个支柱281、283具有矩形形式的横截面，其中一个拐角被截断(或斜切)。每个支柱281、282具有大体垂直于第二轴线y的第一面29和大体垂直于x轴线的第二面30。如图16和图17所示，图像传感器6可以安装到矩形板27(第二部分25)的中心。
在该示例中，支承装置26包括呈改进的单一挠曲件形式的第一支承件31。与单一挠曲件1004和第二单一挠曲件1008类似，第一支承件31包括四个梁部分10061、10062、10063、10064。第一梁部分10061从第一支柱281的第二面301大体上平行于第一轴线x(在正方向+x上)延伸。第二梁部分10062从第二支柱282的第一面292大体上平行于第二轴线y(在正方向+y上)延伸。第一梁部分10061和第二梁部分10062的远端通过第一肘弯接头321连接。
第三梁部分10063从第二支柱282的第二面302大体上平行于第一轴线x(在负方向-x上)延伸。第四梁部分10064从第一支柱281的第一面291大体上平行于第二轴线y(在负方向-y上)延伸。第三梁部分10063和第四梁部分10064的远端通过第二肘弯接头322连接。
第一部分24采取环形片材33的形式，该环形片材33具有限定中心孔1009的圆形内周界和具有带有截断(或斜切)拐角的大致矩形的形状的外周界。环形片材33可以可选择地描述为具有(不规则的)八边形外周界。环形片材33提供用于安装一个或更多个透镜10的透镜托架9。环形片材33固定到第一支承件31的肘弯接头321、322，例如通过焊接、粘合剂或其他合适的附接方法。当装配时，第一梁部分10061和第三梁部分10063沿着第二轴线y支撑环形片材33，而第二梁部分10062和第四梁部分10064沿着第一轴线x支撑环形片材33。
第一线联接结构341和第二线联接结构342从环形片材33(第一部分24)的斜对的拐角延伸。当装配第一致动器组件23时，线联接结构341、342将对应于未被支柱281、282占据的拐角。每个线联接结构341、342采用在环形片材33的上方和下方(相对于主轴线z)延伸的支柱的形式。线联接结构341、342采取梯形棱柱的形式，其定向成使梯形横截面垂直于主轴线z。每个线联接结构341、342包括对应于平行梯形侧中较短侧的内面35、对应于大体垂直于第二轴线y的倾斜侧的第一面36、以及对应于大体垂直于第一轴线x的倾斜侧的第二面37。可以使用提供相同功能的其它形状的线联接结构341、342代替所示的梯形棱柱。注意，为了视觉目的，图14中示出了勾勒被第一支柱341遮挡的结构的虚线。
一旦环形片材33被固定到肘弯接头321、322，第一SMA线141从第一线联接结构341的第二面371的上部区域(相对于主轴线z)连接至第一柱281的第二面301的下部区域(相对于主轴线z)。第二SMA线142从第一线联接结构341的第一面361的下部区域(相对于主轴线z)连接至第二柱282的第一面292的上部区域(相对于主轴线z)。第三SMA线143从第二线联接结构342的第二面372的上部区域(相对于主轴线z)连接至第二柱282的第二面302的下部区域(相对于主轴线z)。第四SMA线144从第二线联接结构342的第一面362的下部区域(相对于主轴线z)连接至第一柱281的第一面291的上部区域(相对于主轴线z)。该装置对应于第二驱动装置20的实施方式。
第二驱动装置20可通过使第一SMA线141和第三SMA线143收缩以提供净向下力而引起第一部分24沿主轴线z朝向第二部分25移动Tz。类似地，第二驱动装置20可通过使第二SMA线142和第四SMA线144收缩以提供净向上力而引起第一部分24沿主轴线z远离第二部分25的移动Tz。在任一情况下，还产生了绕主轴线z的扭矩，但是绕主轴线z的旋转Rz受到梁部分10061、10062、10063、10064的刚性连接到环形片材33的约束。这样的收缩组合不会施加围绕第一轴线x或第二轴线y的净扭矩。
第二驱动装置20可引起绕第一旋转后轴线x'和/或第二旋转后轴线y'倾斜Rx'、Ry'。与描述第一致动器组件1023的几何形状时提到的轴线x、y、z相比，旋转后的轴线x'、y'、z绕主轴线z逆时针(反时针)旋转45度。
第一SMA线141和第二SMA线142可被收缩以引起第一部分24相对于第二部分25绕旋转后的第一轴线x'顺时针倾斜Rx'。类似地，第三SMA线143和第四SMA线144可被收缩以引起第一部分24相对于第二部分25绕旋转后的第一轴线x'逆时针倾斜Rx'。无论哪种情况，沿主轴线z都没有净力。
第二SMA线142和第三SMA线143可被收缩以引起第一部分24相对于第二部分25绕旋转后的第二轴线y'顺时针倾斜Ry'。类似地，第一SMA线141和第四SMA线144可被收缩以引起第一部分24相对于第二部分25绕第二旋转后的轴线y'逆时针倾斜Ry'。无论哪种情况，沿主轴线z都没有净力。
倾斜Rx'、Ry'是围绕梁部分10061、10062、10063、10064的中心处的隐含枢轴点。一般运动可以分解为这些运动的分量Rx'、Ry'、Tz。
这样，第一致动器组件23可以使用包括总共4根SMA线141、142、143、144的驱动装置20提供基于倾斜Rx'和/或Ry'的OIS功能以及基于沿主轴线z的平移Tz的AF功能。这两个功能可以在运动范围的至少一部分上大体上独立。
尽管参考图14至图17中所示的特定示例进行了说明，但是第一致动器组件23可以通过大量的排列来改变以提供相同的功能。
尽管第一致动器组件23已经用对应于相机的支撑结构4的板27(第二部分25)和对应于透镜组件3的透镜托架9的环形片材33(第一部分24)来解释，但是角色可以互换，使得第二部分25对应于透镜托架9，并且第一部分24提供支撑结构4。同样，第一致动器组件23不一定局限于在相机1中使用，并且第一部分24和第二部分25可以是需要相对运动Rx、Ry和/或Tz的任何部分。
板27和片材33可以各自采取相应的图案化金属片材(例如蚀刻或机械加工的不锈钢)的形式，且可以涂覆有电绝缘介电材料。板27和片材33中的任一个或两者可以设置有相应的中心孔1009。
尽管在图14至图17中使用特定的第一支承件31，但通常第一支承件31可包括第一对挠曲件和第二对挠曲件。第一对中的每个挠曲件可在大体平行于第一轴线x的方向上延伸，并将第二部分25联接到第一部分24，其中第一对挠曲件在平行于第二轴线y的方向上隔开以支撑第一部分24。第二对中的每个挠曲件可在大体平行于第二轴线的方向上延伸并将第二部分25联接到第一部分24，其中第二对挠曲件在平行于第一轴线x的方向上隔开以支撑第一部分24。第一对和第二对中的每个挠曲件应配置为在对应于第一部分24相对于第二部分25沿主轴线z的移动Tz的方向上是顺应的。
第一对和/或第二对挠曲件中的一个或更多个或全部可以是平的。第一对和/或第二对挠曲件中的一个或更多个或全部可包括至少一个弯曲部(或“转弯部”或“肘弯”)。第一对和/或第二对挠曲件中的一个或更多个或全部可包括相应的臂，该臂可包括至少一个弯曲部。臂中的一个或更多个或全部可包括远离第二部分25延伸的第一部分和沿着第二部分25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。当挠曲件未挠曲时，第一对挠曲件和第二对挠曲件是共面的。当挠曲件未挠曲时，第一对挠曲件和第二对挠曲件可以在垂直于主轴线的平面中是共面的。第一对挠曲件和/或第二对挠曲件中的任何两个可形成为单个件。第一对挠曲件和第二对挠曲件可以形成为单个件。第一对挠曲件和第二对挠曲件可附接或结合到第一部分和/或第二部分。第一对挠曲件和第二对挠曲件可与第一部分或第二部分一体形成。所示的第一支承件31是一个合适的示例，具有对应于第一对挠曲件的第一梁部分10061和第三梁部分10063和对应于第二对挠曲件的第二梁部分10062和第四梁部分10064。
使用包括总共四根SMA线141、142、143、144并且不需要第五根或更多的SMA线的单个驱动装置20提供OIS和AF功能可以有利地降低用于相机1的SMA致动器2的复杂性和/或功率消耗。此外，无论是基于SMA线还是其他技术，第二驱动装置既不被包括也不是必需的。组合的AF和OIS可以降低零件、装配和/或测试的成本。OIS和AF功能之间的结合/联接的鲁棒性也可以得到改善。此外，不需要静态部分和随OIS致动而移动的单独AF驱动系统之间的移动电连接。
四根形状记忆合金线141、142、143、144中的每一根对应于SMA线的可以独立控制驱动电流的一区段。例如，一对SMA线(例如141、142)可由单个物理线提供，该单个物理线具有连接到一个端的第一电流源(未示出)、连接到另一端的第二电流源(未示出)和位于两端之间的点处的电流返回连接件(未示出)。
作为组合AF和OIS的附加优点，第一致动器组件23可以潜在地由单个三轴霍尔传感器的输出来控制。这样的传感器可以安装在第一致动器组件23的静态部分(第一部分24或第二部分25，取决于构造)上，以避免限制透镜托架旋转的旋转中的潜在迟滞。例如，在图15至图17所示的示例中，磁体(未示出)可以安装到第一部分24，并且三轴霍尔传感器(未示出)可以安装到第二部分25。
使用单一挠曲件形式的第一支承件31的优点在于，当SMA线14不供电时，梁部分1006可以自己提供恢复力以将第一部分24和第二部分25推向平衡位置或中立位置。这可以避免需要单独的弹簧、磁体或其他偏置装置。
第二组合OIS和AF致动器组件
还参考图19至图21，示出了第二组合OIS和AF致动器组件40(以下称为第二致动器组件)。
图19示出了第二致动器组件40的分解投影图，图20示出了投影图，图21是示意图。
特别地参考图21，类似于第一致动器组件23，第二致动器组件40包括第一部分24和第二部分25，第一部分24和第二部分25通过与驱动装置11、20并行连接的支承装置26连接在一起。第二致动器组件40与第一致动器组件23的不同之处在于，可以使用第一驱动装置11和第二驱动装置20中的任一个，以及第一支承件31被第二支承件41代替。
第二支承件41被配置为响应于由驱动装置11、20围绕主轴线z施加的扭矩而产生第一部分24沿着主轴线z朝向或远离第二部分25的移动。第二支承件41通过引导围绕并沿着主轴线z的螺旋移动[Tz，Rz]来提供该功能。换句话说，第二支承件可以沿着螺旋路径[Tz，Rz]将围绕主轴线z的旋转Rz与沿着主轴线z的平移Tz机械地耦合。
第二支承件41还被配置为使得第一部分24相对于第二部分25沿第一轴线x的移动Tx与第一部分24相对于第二部分25绕第一轴线x的倾斜Rx耦合，并且使得第一部分24相对于第二部分25沿第二轴线y的移动Ty与第一部分24相对于第二部分25绕第二轴线y的倾斜Ry耦合。
特别参考图19和图20，第二致动器组件40包括平环形板42形式的第二部分25，该环形板42具有矩形外周界和限定中心孔1009的圆形内周界。平环形板42(第二部分25)可以支撑在相机1的基座5上。第一支柱431和第二支柱432固定到环形板42的斜对的拐角(或与之成一体)。第一支柱431和第二支柱432在大体上沿着主轴线z的方向上延伸。第一支柱431支撑第一静态压接部181和第四静态压接部184，且第二支柱432支撑第二静态压接部182和第三静态压接部183。
第一部分24采取平的薄环形片材44的形式，其具有与平致动器装置15的片材17相同的形状。第一移动压接部191和第二移动压接部192固定到环形片材44的一个拐角，并且第三移动压接部193和第四移动压接部194固定到斜对的拐角。当装配时，移动压接部19布置在不被支柱431、432占据的拐角处。环形片材44可对应于或支撑用于附接一个或更多个透镜10的透镜托架9。
通过在相应的静态压接部181、182、183、184和移动压接部191、192、193、194之间连接第一SMA线到第四SMA线141、142、143、144来完成第一驱动装置11的实施方式。
第二支承装置41采取如上所述的螺旋挠曲支承件1090的形式。装配时，每个垫状物10931、10932、10933、10934固定到板42(第二部分25)，并且圆形环1091固定到环形片材44(第一部分24)。如上文关于螺旋挠曲支承件1090(关于图12)所述，可以使用其他类型的螺旋挠曲件。螺旋挠曲件通常包括环和从环延伸的至少三个挠曲件。
装配可以通过将包壳8(屏蔽包壳)固定在第二致动器组件40上以保护组成部分来完成。图像传感器6安装在基座5上，板42(第二部分25)固定到该基座5，图像传感器6与板42和片材44的中心孔1009对准。
可以观察到，第二支承装置41在许多方面类似于平致动器装置15，沿主轴线z的分离增加，并且用第二支承件41代替平面支承件。
如果第一驱动装置11施加围绕主轴线z的顺时针扭矩，则每个螺旋梁部分1092将向上(相对于主轴线z)远离板42(第二部分25)偏转，同时圆形环1091和附接片材44(第一部分24)沿螺旋路径[Tz，Rz]远离板42(第二部分25)移动。类似地，施加的逆时针(反时针)扭矩将引起片材44(第一部分24)沿着螺旋路径[Tz，Rz]围绕并沿着主轴线z向板42(第二部分25)移动。
如果第一驱动装置11沿着第一轴线x(正方向+x)施加净力，则螺旋梁部分1092将沿着第一轴线x偏转。对于第二螺旋梁部分10922和第四螺旋梁部分10924，这种偏转垂直于其在相对容易顺应的方向上的延伸。然而，第一螺旋梁部分10921沿着第一轴线的偏转也是向下(相对于主轴线z)的偏转，并且类似地第三螺旋梁部分10923沿着第一轴线的偏转也是向上(相对于主轴线z)的偏转。因此，除了沿着第一轴线x的移动Tx之外，圆形环1019和附接片材44(第一部分24)绕第一轴线x倾斜Rx。
以类似的方式，如果第一驱动装置11沿着第二轴线y施加净力，那么片材44(第一部分24)除了沿着第二轴线y的移动Ty之外，还围绕第二轴线y倾斜Ry。有效枢轴点沿主轴线z在圆形环1091的下方(相对于主轴线z)与圆形环1091相偏离。
这样，第二致动器组件40可以使用包括总共4根SMA线141、142、143、144的驱动装置11提供基于倾斜Rx和/或Ry的OIS功能以及基于沿主轴线z的平移Tz的AF功能。OIS功能和AF功能可以在运动范围的至少一部分上大体上独立。
尽管参考图19和图20所示的具体示例进行了说明，但是第二致动器组件40可以通过大量的排列来改变以提供相同的功能。
尽管第二致动器组件40已经用对应于相机1的支撑结构4的板42(第二部分25)和对应于透镜组件3的透镜托架9的片材44(第一部分24)来解释，但是角色可以颠倒，使得第二部分25对应于透镜托架9，并且第一部分24提供支撑结构4。同样，第二致动器组件40不需要局限于在相机1中使用，并且第一部分24和第二部分25可以是需要相对运动Rx、Ry和/或[Tz、Rz]的任何部分。
板42和片材44可以各自采取相应的图案化金属片材(例如蚀刻或机械加工的不锈钢)的形式，且可以涂覆有电绝缘介电材料。板42和片材44中的任一个或两者可以设置有相应的中心孔1009。
尽管图26和图27中所示的示例使用第一(平)驱动装置11的实施方式，但可以替代地使用第二(成角度的)驱动装置20。成角度的驱动装置20可沿主轴线z施加力并结合绕主轴线z的扭矩，这可有助于第一支承件28的更平滑的螺旋移动[Tz，Rz]。
尽管图19和图20示出第二支承件41呈螺旋挠曲支承件1090的形式，但也可以使用在侧向(垂直于主轴线z)方向上部分地不受约束的其他类型的螺旋支承件。例如，欠约束螺旋支承件1099(见图13)可提供第二支承件41。
使用包括总共四根SMA线141、142、143、144并且不需要第五根或更多的SMA线的单个驱动装置11、20提供OIS和AF功能可以有利地降低用于相机1的SMA致动器2的复杂性和/或功率消耗。此外，无论是基于SMA线还是其他技术，第二驱动装置既不被包括也不是必需的。组合的AF和OIS可以降低零件、组装和/或测试的成本。OIS和AF功能之间的结合/耦合的鲁棒性也可以得到改善。此外，不需要静态部分和随OIS致动而移动的单独AF驱动系统之间的移动电连接。
四根形状记忆合金线141、142、143、144中的每一根对应于SMA线的可以独立控制驱动电流的一区段。例如，一对SMA线(例如141、142)可由单个物理线提供，该单个物理线具有连接到一个端的第一电流源(未示出)、连接到另一端的第二电流源(未示出)和位于两端之间的点处的电流返回连接件(未示出)。
作为组合AF和OIS的附加优点，第一致动器组件23可以潜在地由单个三轴霍尔传感器的输出来控制。这样的传感器可以安装在第一致动器组件23的静态区部(第一部分24或第二部分25，取决于构造)上，以避免限制透镜托架旋转的旋转中的潜在迟滞。例如，在图19至图20所示的示例中，磁体(未示出)可以安装到第一部分24，并且三轴霍尔传感器(未示出)可以安装到第二部分24。
使用挠曲件形式的第一支承件41的优点在于，当SMA线14不供电时，螺旋梁部分1092可以自己提供恢复力以将第一部分24和第二部分25推向平衡位置或中立位置。这避免对单独的弹簧、磁体或其他偏置装置的需要。
当第二支承件41是欠约束螺旋支承件1099时，斜坡1101的倾斜表面与平行于第一轴线x和第二轴线y的平面形成大于零度且小于90度的角度。在这样的示例中，第二致动器40还将包括一个或更多个偏置装置，该偏置装置被配置为沿着主轴线z将第一组斜坡朝向第二组斜坡推动。
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，各部分被描述为矩形，这应该被解释为包含正方形形状。在前文的描述中，各部分被描述为圆形，这应该被解释为包含椭圆形形状。
第一SMA线至第四SMA线141、142、143、144已经被描述和显示为直接连接第一部分24和第二部分25。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(未示出)间接连接第一部分24和第二部分25。中间结构(未示出)可以被配置为帮助延伸一个或更多个SMA线141、142、143、144的行程。
该致动器组件可以是任何类型的组件，其包括第一部分，该第一部分相对于第一部分可移动。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、消费电子设备、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、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、交通工具和自动驾驶交通工具、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。
术语“形状记忆合金(SMA)线”或SMA线的段可以指任何包括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，并且可以具有圆拱形(round)截面或任何其他形状的截面。截面可以沿SMA线的长度变化。还可能的是，SMA线的长度(无论定义如何)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，当在两个元件之间以直线连接时，SMA线只能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为非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的芯和非SMA材料的涂层。除非上下文另有要求，否则术语“SMA线”可指充当单个致动元件的SMA线的任何构型，例如，该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SMA线的两个或更多个部分。在一些布置中，SMA线可以是较大件的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分，从而形成两根或更多根SMA线。

Claims (14)

1.一种致动器组件，包括：
第一部分；
第二部分；
支承装置，其将所述第一部分机械联接到所述第二部分；
驱动装置，其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一部分和所述第二部分之间；
其中，所述驱动装置和所述支承装置被配置为使得所述第一部分能够沿着穿过所述致动器组件的主轴线朝向或远离所述第二部分移动，并且所述第一部分能够绕不平行且垂直于所述主轴线的第一轴线和/或第二轴线相对于所述第二部分倾斜。
2.根据权利要求1所述的致动器组件，其中所述支承装置被配置为引导所述第一部分相对于所述第二部分沿着所述主轴线的移动，以及引导所述第一部分相对于所述第二部分围绕所述第一轴线和/或所述第二轴线的倾斜。
3.根据权利要求1或2所述的致动器组件，其中所述支承装置被配置为约束所述第一部分相对于所述第二部分沿所述第一轴线和/或所述第二轴线的移动，以及约束所述第一部分相对于所述第二部分围绕所述主轴线的旋转。
4.根据权利要求3所述的致动器组件，其中所述支承装置包括：
第一支承件，包括：
第一对挠曲件，所述第一对挠曲件中的每个挠曲件大体上平行于所述第一轴线延伸并将所述第一部分联接到所述第二部分，其中所述第一对挠曲件平行于所述第二轴线隔开以支撑所述第一部分；
第二对挠曲件，所述第二对挠曲件中的每个挠曲件大体上平行于所述第二轴线延伸并将所述第一部分联接到所述第二部分，其中所述第二对挠曲件平行于所述第一轴线隔开以支撑所述第一部分；
其中，所述第一对和所述第二对中的每个挠曲件被配置为在对应于所述第一部分相对于所述第二部分沿所述主轴线移动的方向上是顺应的。
5.根据权利要求1或2所述的致动器装置，其中所述支承装置包括第二支承件，所述第二支承件被配置为响应于由所述驱动装置围绕所述主轴线施加的扭矩而产生所述第一部分沿着所述主轴线朝向或远离所述第二部分的移动。
6.根据权利要求5所述的致动器装置，其中所述第二支承件被配置为使得所述第一部分相对于所述第二部分沿着所述第一轴线的移动与所述第一部分相对于所述第二部分围绕所述第一轴线的倾斜耦合，并且其中所述第一部分相对于所述第二部分沿着所述第二轴线的移动与所述第一部分相对于所述第二部分围绕所述第二轴线的倾斜耦合。
7.根据权利要求5或6所述的致动器，其中所述第二支承件采取螺旋挠曲件的形式。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的致动器装置，其中，所述第二支承件包括：
第一组螺旋挠曲件，其被配置为在对应于所述第一部分相对于所述第二部分沿着所述主轴线和/或所述第一轴线移动的方向上是顺应的；
第二组螺旋挠曲件，其被配置为在对应于所述第一部分相对于所述第二部分沿着所述主轴线和/或所述第二轴线移动的方向上是顺应的。
9.根据权利要求5或6所述的致动器装置，其中所述第二支承件包括：
第一组四个斜坡，其围绕所述主轴线布置成一圈并且联接到所述第一部分；
第二组四个斜坡，其围绕所述主轴线布置成一圈并且联接到所述第二部分；
其中所述第一组斜坡和所述第二组斜坡被布置成彼此相对，使得所述第一组斜坡中的每个斜坡的倾斜表面接合所述第二组斜坡中的对应斜坡的倾斜表面。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的致动器组件，其中所述四段形状记忆线中的每一段都不垂直于所述主轴线。
11.根据权利要求5至9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平行于所述第一轴线和所述第二轴线的平面内大体上共面。
12.一种相机，包括：
根据权利要求1至11中任一项所述的致动器组件；
图像传感器，其由所述第一部分和所述第二部分中的一个支撑；
透镜，其由所述第一部分和所述第二部分中的另一个支撑。
13.根据权利要求12所述的相机，还包括控制器，所述控制器被配置成控制所述致动器组件以：
利用所述第一部分沿所述主轴线朝向或远离所述第二部分的移动来实现自动聚焦功能；
利用所述第一部分相对于所述第二部分围绕所述第一轴线和/或所述第二轴线的倾斜来实现光学图像稳定功能。
14.一种方法，包括使用根据权利要求1至11中任一项所述的致动器组件来实现相机的光学图像稳定功能和/或自动聚焦功能。
CN202180029714.3A 2020-04-16 2021-04-16 致动器组件 Pending CN115427680A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB2005574.5A GB2594245A (en) 2020-04-16 2020-04-16 Actuator assembly
GB2005574.5 2020-04-16
PCT/GB2021/050919 WO2021209766A1 (en) 2020-04-16 2021-04-16 Actuator assembly

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115427680A true CN115427680A (zh) 2022-12-02

Family

ID=70860110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180029714.3A Pending CN115427680A (zh) 2020-04-16 2021-04-16 致动器组件

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN115427680A (zh)
GB (2) GB2594245A (zh)
WO (1) WO2021209766A1 (zh)

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6289451B2 (ja) 2012-05-25 2018-03-07 ケンブリッジ メカトロニクス リミテッド 形状記憶合金作動装置
GB201220485D0 (en) 2012-11-14 2012-12-26 Cambridge Mechatronics Ltd Control of an SMA actuation apparatus
GB201508968D0 (en) 2015-05-26 2015-07-01 Cambridge Mechatronics Ltd SMA wire assembly
GB201517202D0 (en) 2015-09-29 2015-11-11 Cambridge Mechatronics Ltd OIS actuator improvements
WO2017201028A1 (en) * 2016-05-16 2017-11-23 President And Fellows Of Harvard College Robotic surgical module
GB201610039D0 (en) * 2016-06-08 2016-07-20 Cambridge Mechatronics Ltd Dynamic centring of SMA actuator
EP3555470A4 (en) * 2016-12-16 2020-12-09 Hutchinson Technology Incorporated SENSOR DISPLACEMENT STRUCTURES IN SUSPENSIONS FOR THE STABILIZATION OF OPTICAL IMAGES
GB201707233D0 (en) * 2017-05-05 2017-06-21 Cambridge Mechatronics Ltd SMA Actuator with position sensors
GB201717855D0 (en) 2017-10-30 2017-12-13 Cambridge Mechatronics Ltd SMA actuator bearings
GB201802930D0 (en) * 2018-02-23 2018-04-11 Cambridge Mechatronics Ltd Asymmetric SMA Actuator
CN112292528A (zh) 2018-06-21 2021-01-29 剑桥机电有限公司 形状记忆合金致动装置
GB201816544D0 (en) * 2018-10-10 2018-11-28 Cambridge Mechatronics Ltd Sma actuators for optical image stabilisation

Also Published As

Publication number Publication date
GB202217160D0 (en) 2022-12-28
WO2021209766A1 (en) 2021-10-21
GB2594245A (en) 2021-10-27
GB2609373A (en) 2023-02-01
GB202005574D0 (en) 2020-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110537130B (zh) 形状记忆合金致动器组件
US20230296961A1 (en) Camera assembly
CN115398301A (zh) 致动器组件
US20230161226A1 (en) Actuator assembly
US20230236474A1 (en) Actuator assembly
KR20210143285A (ko) 형상 기억 합금 액추에이터 및 그 방법
EP4069974A1 (en) Actuator assembly
EP4065842B1 (en) Actuator assembly
GB2598091A (en) Actuator assembly
US20220236583A1 (en) Actuator assembly
EP3810931A1 (en) Shape memory alloy actuation apparatus
GB2598090A (en) Actuator assembly
EP4100648A1 (en) A shape memory alloy apparatus
CN116075768A (zh) 致动器组件
CN115427680A (zh) 致动器组件
GB2598092A (en) Actuator assembly
WO2024013490A1 (en) Actuator assembly
WO2024018224A1 (en) Actuator assembly
GB2613572A (en) Actuator assembly
KR20210087782A (ko) 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈
GB2595645A (en) Actuator assembly
KR20210123091A (ko) 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination