CN218509651U - 致动器模块组件 - Google Patents

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R·N·鲁日奇卡
坂本康史
M·A·米勒
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Abstract

本文描述了一种致动器模块组件，其特征在于，包括：外壳，围绕着外壳的周边配置有袋部，所述袋部被配置成从外部接收一个或多个双压电晶片致动器。

Description

致动器模块组件
本申请是申请日为2022年2月22日，申请号为202220361487.6，发明名称为“形状记忆合金致动器及其方法”的实用新型专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年2月22日提交的美国临时专利申请63/152,299 号以及于2022年1月5日提交的美国专利申请17/569,268号的权益，这些美国申请通过引用整体并入本文。
技术领域
本实用新型的实施例涉及形状记忆合金系统的领域。更具体地，本实用新型的实施例涉及形状记忆合金致动器及其相关方法的领域。
背景技术
形状记忆合金(“SMA”)系统具有移动组件或结构，该移动组件或结构例如可以作为自动聚焦驱动器与相机透镜元件一起使用。这些系统可以被诸如屏蔽罩的结构包围。所述移动组件被诸如多个滚珠的轴承支撑以在支撑组件上移动。由诸如磷青铜或不锈钢之类的金属形成的挠曲元件具有移动板和挠曲件。所述挠曲件在移动板和固定支撑组件之间延伸并且用作弹簧，以使得移动组件能够相对于固定支撑组件移动。滚珠允许移动组件以很小的阻力移动。移动组件和支撑组件通过在组件之间延伸的四条形状记忆合金(SMA)导线耦合。每条SMA导线的一端附接至支撑组件，另一端附接至移动组件。通过将向SMA导线施加电驱动信号来致动悬架。但是，这些类型的系统受到系统复杂性的困扰，这些复杂性导致笨重的系统需要大的占地尺寸和大的高度间隙。此外，目前的系统不能利用紧凑的低轮廓占地尺寸提供高Z行程范围。
实用新型内容
本文描述了SMA致动器和相关方法。致动器的一个实施例包括基座；多个屈曲臂；至少第一形状记忆合金导线，所述第一形状记忆合金导线与所述多个屈曲臂中的一对屈曲臂耦合(耦接)。致动器的另一实施例包括基座和至少一个双压电晶片致动器，所述双压电晶片致动器包括形状记忆合金材料。所述双压电晶片致动器被附接至所述基座。
根据附图和以下详细描述，本实用新型的实施例的其它特征和优点将变得显而易见。
附图说明
在附图的各个图中，通过示例而非限制的方式示出了本实用新型的实施例，其中相似的附图标记指示相似的元件，并且在附图中：
图1a示出了包括根据一个实施例的被配置为屈曲致动器的SMA致动器的透镜组件；
图1b示出了根据一个实施例的SMA致动器；
图2示出了根据一个实施例的SMA致动器；
图3示出了包括根据一个实施例的SMA导线致动器的自动聚焦组件的分解图；
图4示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的自动聚焦组件；
图5示出了根据一个实施例的包括传感器的SMA致动器；
图6示出了根据一个实施例的配备有透镜托架的被配置为屈曲致动器的SMA致动器的俯视图和侧视图；
图7示出了根据一个实施例的SMA致动器的一部分的侧视图；
图8示出了屈曲致动器的实施例的多个视图；
图9示出了根据一个实施例的具有透镜托架的双压电晶片致动器；
图10示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的自动聚焦组件的剖视图；
图11a-c示出了根据一些实施例的双压电晶片致动器的视图；
图12示出了根据一个实施例的双压电晶片致动器的实施例的视图；
图13示出了根据一个实施例的双压电晶片致动器的端部垫横截面；
图14示出了根据一个实施例的双压电晶片致动器的中心供电垫横截面；
图15示出了根据一个实施例的包括两个屈曲致动器的SMA致动器的分解图；
图16示出了根据一个实施例的包括两个屈曲致动器的SMA致动器；
图17示出了根据一个实施例的包括两个屈曲致动器的SMA致动器的侧视图；
图18示出了根据一个实施例的包括两个屈曲致动器的SMA致动器的侧视图；
图19示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的组件的分解图，该SMA致动器包括两个屈曲致动器；
图20示出了根据一个实施例的包括两个屈曲致动器的SMA致动器；
图21示出了根据一个实施例的包括两个屈曲致动器的SMA致动器；
图22示出了根据一个实施例的包括两个屈曲致动器的SMA致动器；
图23示出了根据一个实施例的包括两个屈曲致动器和耦合器的SMA 致动器；
图24示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统的分解图，该SMA致动器包括带层压吊床的屈曲致动器；
图25示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统，该SMA 致动器包括带层压吊床的屈曲致动器2402；
图26示出了根据一个实施例的包括层压吊床的屈曲致动器；
图27示出了根据一个实施例的SMA致动器的层压吊床；
图28示出了根据一个实施例的SMA致动器的层压形成的压接连接件；
图29示出了包括具有层压吊床的屈曲致动器的SMA致动器；
图30示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统的分解图，该SMA致动器包括屈曲致动器；
图31示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统，该SMA 致动器包括屈曲致动器；
图32示出了根据一个实施例的包括屈曲致动器的SMA致动器；
图33示出了根据一个实施例的SMA致动器的一对屈曲臂的两轭捕获接头；
图34示出了根据一个实施例的SMA致动器的电阻焊接压接件，该电阻焊接压接件用于将SMA导线附接至屈曲致动器；
图35示出了SMA致动器，该SMA致动器包括具有两轭捕获接头的屈曲致动器；
图36示出了根据一个实施例的SMA双压电晶片液体透镜；
图37示出了根据一个实施例的SMA双压电晶片液体透镜的立体图；
图38示出了根据一个实施例的SMA双压电晶片液体透镜的截面图和仰视图；
图39示出了包括根据一个实施例的具有双压电晶片致动器的SMA致动器的SMA系统；
图40示出了根据一个实施例的具有双压电晶片致动器的SMA致动器；
图41示出了双压电晶片致动器的长度和接线垫的位置，所述接线垫用于将SMA导线的导线长度延伸到超过双压电晶片致动器；
图42示出了根据一个实施例的包括双压电晶片致动器的SMA系统的分解图；
图43示出了根据一个实施例的SMA致动器的子部分的分解图；
图44示出了根据一个实施例的SMA致动器的子部分；
图45示出了根据一个实施例的五轴传感器移位系统；
图46示出了根据一个实施例的五轴传感器移位系统的分解图；
图47示出了根据一个实施例的SMA致动器，该SMA致动器包括集成到该电路中以用于所有运动的双压电晶片致动器；
图48示出了根据一个实施例的SMA致动器，该SMA致动器包括集成到该电路中以用于所有运动的双压电晶片致动器；
图49示出了根据一个实施例的五轴传感器移位系统的横截面；
图50示出了根据一个实施例的包括双压电晶片致动器的SMA致动器；
图51示出了根据一个实施例的SMA致动器的俯视图，该SMA致动器包括将图像传感器移动到不同的x和y位置的双压电晶片致动器；
图52示出了根据一个实施例的被配置为盒式双压电晶片自动聚焦装置的包括双压电晶片致动器的SMA致动器；
图53示出了根据一个实施例的包括双压电晶片致动器的SMA致动器；
图54示出了根据一个实施例的包括双压电晶片致动器的SMA致动器；
图55示出了根据一个实施例的包括双压电晶片致动器的SMA致动器；
图56示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统，该SMA 致动器包括双压电晶片致动器；
图57示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统的分解图，该SMA致动器包括被配置为两轴透镜移位OIS的双压电晶片致动器；
图58示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统的横截面，该SMA致动器包括被配置为两轴透镜移位OIS的双压电晶片致动器；
图59示出了根据一个实施例的盒式双压电晶片致动器；
图60示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统，该SMA 致动器包括双压电晶片致动器；
图61示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统的分解图，该SMA致动器包括双压电晶片致动器；
图62示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统的横截面，该SMA致动器包括双压电晶片致动器；
图63示出了根据一个实施例的盒式双压电晶片致动器；
图64示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统，该SMA 致动器包括双压电晶片致动器；
图65示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统的分解图，该SMA致动器包括双压电晶片致动器；
图66示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统，该SMA 致动器包括双压电晶片致动器；
图67示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统，该SMA 致动器包括双压电晶片致动器；
图68示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统，该SMA 致动器包括双压电晶片致动器；
图69示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA的分解图，该 SMA致动器包括双压电晶片致动器；
图70示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统的横截面，该SMA致动器包括被配置为三轴传感器移位OIS的双压电晶片致动器；
图71示出了根据一个实施例的盒式双压电晶片致动器部件；
图72示出了根据一个实施例的SMA系统中使用的柔性传感器电路；
图73示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统，该SMA 致动器包括双压电晶片致动器；
图74示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统的分解图，该SMA致动器包括双压电晶片致动器；
图75示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统的横截面；
图76示出了根据一个实施例的盒式双压电晶片致动器；
图77示出了根据一个实施例的SMA系统中使用的柔性传感器电路；
图78示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统，该SMA 致动器包括双压电晶片致动器；
图79示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统的分解图，该SMA致动器包括双压电晶片致动器；
图80示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统的横截面；
图81示出了根据一个实施例的盒式双压电晶片致动器；
图82示出了根据一个实施例的SMA系统中使用的柔性传感器电路；
图83示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统，该SMA 致动器包括双压电晶片致动器；
图84示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统的分解图；
图85示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统的横截面，该SMA致动器包括双压电晶片致动器；
图86示出了根据一个实施例的SMA系统中使用的盒式双压电晶片致动器；
图87示出了根据一个实施例的SMA系统中使用的柔性传感器电路；
图88示出了根据一个实施例的SMA致动器的双压电晶片致动器的示例性尺寸；
图89示出了根据一个实施例的折叠式相机的透镜系统；
图90示出了根据一个实施例的包括液体透镜的透镜系统的若干实施例；
图91示出了根据一个实施例的设置在致动器上的作为棱镜的折叠透镜；
图92示出了根据一个实施例的具有偏移部的双压电晶片臂；
图93示出了根据一个实施例的具有偏移部和限制器的双压电晶片臂；
图94示出了根据一个实施例的具有偏移部和限制器的双压电晶片臂；
图95示出了根据一个实施例的包括具有偏移部的双压电晶片臂的基座的实施例；
图96示出了根据一个实施例的包括两个具有偏移部的双压电晶片臂的基座的实施例；
图97示出了根据一个实施例的包括载荷点延伸部的屈曲臂；
图98示出了根据一个实施例的包括负载点延伸部9810的屈曲臂9801；
图99示出了根据一个实施例的包括负载点延伸部的双压电晶片臂；
图100示出了根据一个实施例的包括负载点延伸部的双压电晶片臂；
图101示出了根据一个实施例的SMA光学图像稳定器；
图102示出了根据一个实施例的移动部分的SMA材料附接部分40；
图103示出了根据一个实施例的静态板的SMA附接部分，该静态板具有附接至其的电阻焊接SMA导线；
图104示出了根据一个实施例的包括屈曲致动器的SMA致动器45；
图105a-b示出了根据一个实施例的包括用于SMA致动器的岛结构的电阻焊接压接件；
图106示出了根据一个实施例的双压电晶片梁的弯曲平面z偏移、谷部宽度和峰值力之间的关系；
图107示出了包围整个根据一个实施例的双压电晶片致动器的近似盒的盒体积如何与每个双压电晶片部件的功相关联的示例；
图108示出了根据一个实施例的使用屈曲致动器致动的液体透镜；
图109示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的未固定负载点端；
图110示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的未固定负载点端；
图111示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的未固定负载点端；
图112示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的未固定负载点端；
图113示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的固定端；
图114示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的固定端；
图115示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的固定端；
图116示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的固定端；
图117示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的固定端的后视图；
图118示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的未固定负载点端；
图119示出了根据一个可选实施例的双压电晶片臂的未固定负载点端；
图120示出了根据一个可选实施例的双压电晶片臂的未固定负载点端；
图121示出了根据一个可选实施例的双压电晶片臂的未固定负载点端；
图122示出了根据一个可选实施例的双压电晶片臂的未固定负载点端；
图123示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的固定端；
图124示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的固定端；
图125示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的固定端；
图126示出了根据一个实施例的平衡式双压电晶片致动器，该平衡式双压电晶片致动器包括以交错朝向布置的两个双压电晶片臂；
图127示出了根据一个实施例的包括平衡式双压电晶片致动器的光学图像稳定器；
图128示出了根据一个实施例的平衡式双压电晶片致动器，该平衡式双压电晶片致动器包括以直列朝向布置的两个双压电晶片臂；
图129示出了根据一个实施例的平衡式双压电晶片致动器的俯视图，该平衡式双压电晶片致动器包括以直列朝向布置的两个双压电晶片臂；
图130示出了根据一个实施例的平衡式双压电晶片致动器的俯视图，该平衡式双压电晶片致动器包括公用基座岛部；
图131示出了根据一个实施例的平衡式双压电晶片致动器的侧视图，该平衡式双压电晶片致动器包括以反转的直列朝向布置的两个双压电晶片臂；
图132示出了根据一个实施例的平衡式双压电晶片致动器的俯视图，该平衡式双压电晶片致动器包括以反转的直列朝向布置的两个双压电晶片臂；
图133示出了根据一个实施例的平衡式双压电晶片致动器的俯视图，该平衡式双压电晶片致动器包括以反转的直列朝向布置的两个双压电晶片臂；
图134示出了根据一个实施例的平衡式双压电晶片致动器，该平衡式双压电晶片致动器包括以直列朝向布置的两个双压电晶片臂；
图135示出了根据一个实施例的平衡式双压电晶片致动器的俯视图，该平衡式双压电晶片致动器包括以直列朝向布置的两个双压电晶片臂；
图136示出了根据一个实施例的平衡式双压电晶片致动器的俯视图，该平衡式双压电晶片致动器包括以直列朝向布置的两个双压电晶片臂；
图137示出了根据一个实施例的平衡式双压电晶片致动器，该平衡式双压电晶片致动器包括以交错朝向布置的两个双压电晶片臂；
图138示出了根据一个实施例的平衡式双压电晶片致动器的俯视图，该平衡式双压电晶片致动器包括以交错朝向布置的两个双压电晶片臂；
图139示出了根据一个实施例的平衡式双压电晶片致动器的俯视图，该平衡式双压电晶片致动器包括以交错朝向布置的两个双压电晶片臂；
图140示出了根据一个实施例的包括平衡式双压电晶片致动器的光学图像稳定系统；
图141示出了根据一个实施例的包括平衡式双压电晶片致动器的光学图像稳定系统的分解图；
图142示出了根据一个实施例的包括平衡式双压电晶片致动器的光学图像稳定系统；
图143示出了根据一个实施例的包括双压电晶片致动器的传感器移位光学图像稳定系统；
图144示出了根据一个实施例的包括平衡式双压电晶片致动器的光学图像稳定系统；
图145示出了根据一个实施例的光学图像稳定系统的外壳；
图146是根据一个实施例的包括外壳的光学图像稳定系统的截面图；
图147示出了根据一个实施例的包括平坦弹簧电路的光学图像稳定系统的分解图；
图148示出了根据一个实施例的包括平坦弹簧电路的光学图像稳定系统的截面图；
图149示出了根据一个实施例的包括弹簧的基座；
图150示出了根据一个实施例的平坦弹簧电路；以及
图151示出了根据一个实施例的包括压接件的双压电晶片致动器。
具体实施例
本文中描述了SMA致动器的实施例，其具有紧凑的占地尺寸并且提供高的致动高度，例如，高的正z轴方向(z方向)上的移动，在本文中被称为z行程。SMA致动器的实施例包括SMA屈曲致动器和SMA双压电晶片致动器。SMA致动器可用于许多应用中，其中包括但不限于用于透镜组件(作为自动聚焦致动器、微流体泵、传感器移位装置、光学图像稳定装置、光学变焦组件)以机械撞击两个表面从而产生通常在触觉反馈传感器和设备中发现的振动感以及用于使用致动器的其它系统。例如，本文中描述的致动器的实施例可以用作在手机或可穿戴设备中使用的触觉反馈致动器，该手机或可穿戴设备被配置为向用户提供闹钟、通知、警报、触摸区域或按下按钮响应。此外，可以在系统中使用多于一个SMA致动器以实现更大的行程。
对于各种实施例，SMA致动器具有大于0.4毫米的z行程。此外，当 SMA致动器处于其初始解除致动位置时，各种实施例的SMA致动器在z 方向上的高度为2.2毫米或更小。被配置为透镜组件中的自动聚焦致动器的SMA致动器的各种实施例的占地尺寸可以小到比透镜内径(“ID”)大3 毫米。根据各种实施例，SMA致动器的占地尺寸可以在一个方向上更宽，以容纳包括但不限于传感器、导线、迹线和连接器在内的部件。根据一些实施例，SMA致动器的占地尺寸在一个方向上大0.5毫米，例如，SMA致动器的长度比宽度大0.5毫米。
图1a示出了包括根据一个实施例的配置为屈曲致动器的SMA致动器的透镜组件。图1b示出了根据一个实施例的配置为屈曲致动器的SMA致动器。屈曲致动器102与基座101耦合。如图1b所示，SMA导线(线材) 100附接至屈曲致动器102，以使得当SMA导线100被致动并收缩时，致使屈曲致动器102发生屈曲(弯曲)，而这导致如箭头108所示，每个屈曲致动器102的至少中心部分104沿着z行程方向(例如正z方向)移动。根据一些实施例，当通过诸如压接结构106之类的导线保持器向导线的一个端部供应电流时，SMA导线100被致动。由于制造SMA导线100的SMA 材料所固有的电阻，流过SMA导线100的电流加热SMA导线100。SMA 导线100的另一侧具有诸如压接结构106之类的导线保持器，所述导线保持器连接SMA导线100以使电路接地。将SMA导线100加热至足够的温度致使独特的材料性质从马氏体转变为奥氏体晶体结构，这导致导线的长度发生改变。改变电流将改变温度，并因此将改变导线的长度，而导线长度的改变将用于致动所述致动器和将所述致动器解除致动，以至少控制所述致动器沿着z方向的移动。本领域技术人员将理解，可以使用其它技术来向SMA导线提供电流。
图2示出了根据一个实施例的配置为SMA双压电晶片致动器的SMA 致动器。如图2所示，SMA致动器包括与基座204耦合的双压电晶片致动器202。双压电晶片致动器202包括SMA带206。双压电晶片致动器202 被配置为当SMA带206收缩时至少沿着z行程方向208移动双压电晶片致动器202的未固定端。
图3示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的自动聚焦组件的分解图。如图所示，根据本文所述的实施例，SMA致动器302被配置为屈曲致动器。所述自动聚焦组件还包括光学图像稳定器(“OIS”)304、被配置为使用包括本领域已知技术在内的技术来保持一个或多个光学透镜的透镜托架306、复位弹簧308、竖直(垂直)滑动轴承310和导向盖312。当使用包括本文所述技术在内的技术致动SMA导线并使其拉动屈曲致动器302从而使屈曲致动器302发生屈曲时，透镜托架306被配置为随着SMA致动器 302沿着z行程方向(例如正z方向)移动而抵靠竖直滑动轴承310滑动。复位弹簧308被配置为使用包括本领域已知技术在内的技术沿着与z行程方向相反的方向向透镜托架306施加力。根据各种实施例，复位弹簧308被配置为当SMA导线中的张力因SMA导线解除致动而降低时使透镜托架 306沿着与z行程方向相反的方向移动。当SMA导线中的张力降低到初始值时，透镜托架306移动至z行程方向上的最低高度。图4示出了包括根据图3所示的实施例的SMA导线致动器的自动聚焦组件。
图5示出了根据一个实施例的包括传感器的SMA导线致动器。对于各种实施例，传感器502被配置为使用包括本领域已知技术在内的技术来测量SMA致动器在z方向上的移动或该SMA致动器正在移动的部件的移动。 SMA致动器包括被配置为使用一根或多根SMA导线508(与本文所述的 SMA导线相似)致动的一个或多个屈曲致动器506。例如，在参考图4所述的自动聚焦组件中，所述传感器被配置为使用包括本领域已知技术在内的技术来确定透镜托架306从初始位置沿着z方向504移动的移动量。根据一些实施例，所述传感器是隧道磁阻(“TMR”)传感器。
图6示出了SMA致动器602的俯视图和侧视图，所述SMA致动器602 被配置为根据一个实施例的装配有透镜托架604的屈曲致动器。图7示出了根据图6所示实施例的SMA致动器602的一部分的侧视图。与根据图7 所示的实施例，SMA致动器602包括滑动基座702。根据一个实施例，滑动基座702使用包括本领域已知技术在内的技术由诸如不锈钢之类的金属形成。然而，本领域技术人员将理解，可以使用其它材料来形成滑动基座 702。此外，根据一些实施例，滑动基座702具有与SMA致动器602耦合的弹簧臂612。根据各种实施例，弹簧臂612被配置为具有两个功能。第一项功能是帮助将物体(例如透镜托架604)推动至导向盖的竖直滑动表面。对于该示例，弹簧臂612将透镜托架604预加载到该表面上，以确保透镜不会在致动期间倾斜。对于一些实施例，竖直滑动表面708被配置为与导向盖配合。弹簧臂612的第二项功能是在SMA导线608沿着z行程方向(正z方向)移动SMA致动器602之后帮助(例如沿着负z方向)拉回 SMA致动器602。因此，当SMA导线608被致动时，SMA导线608收缩以沿着z行程方向移动SMA致动器602，并且当SMA导线608被解除致动时，弹簧臂612被配置为沿着与z行程方向相反的方向移动SMA致动器 602。
SMA致动器602还包括屈曲致动器710。对于各种实施例，屈曲致动器710由诸如不锈钢之类的金属形成。此外，屈曲致动器710包括屈曲臂 610和一个或多个导线保持器606。根据图6和图7所示的实施例，屈曲致动器710包括四个导线保持器606。四个导线保持器606均被配置为接收 SMA导线608的端部并保持SMA导线608的端部，以使得SMA导线608 被固定至屈曲致动器710。对于各种实施例，四个导线保持器606是压接件，其被配置为向下压接在SMA导线608的一部分上，以将所述导线固定至所述压接件。本领域技术人员将理解，可以使用本领域中已知的技术 (包括但不限于粘合、焊接和机械固定)将SMA导线608固定至导线保持器606。智能记忆合金(“SMA”)导线608在一对导线保持器606之间延伸，以使得屈曲致动器710的屈曲臂610被配置为在SMA导线608被致动时移动，从而致使一对导线保持器606被拉得更近。根据各种实施例，当将电流施加至SMA导线608时，SMA导线608被电致动以便移动并控制屈曲臂610的位置。当电流被移除或低于阈值时，SMA导线608被解除致动。这使一对导线保持器606分开，并且使屈曲臂610沿着与SMA导线 608被致动时的方向相反的方向移动。根据各种实施例，当SMA导线在其初始位置解除致动时，屈曲臂610被配置为相对于滑动基座702具有5度的初始角度。并且，根据各种实施例，在全行程处或当SMA导线被完全致动时，屈曲臂610被配置为相对于滑动基座702具有10至12度的角度。
根据图6和图7所示的实施例，SMA致动器602还包括配置在滑动基座702和导线保持器606之间的滑动轴承706。滑动轴承706被配置为将滑动基座702与屈曲臂610和/或导线保持器606之间的任何摩擦最小化。一些实施例的滑动轴承被固定至导线保持器606。根据各种实施例，滑动轴承由聚甲醛(“POM”)形成。本领域技术人员将理解，可以使用其它结构来降低屈曲致动器与基座之间的任何摩擦。
根据各个实施例，滑动基座702被配置为与诸如自动聚焦组件的自动聚焦基座之类的组件基座704耦合。根据一些实施例，致动器基座704包括蚀刻垫片。当SMA致动器602是诸如自动聚焦组件之类的组件的一部分时，这种蚀刻垫片可以用于为导线和压接件提供间隙。
图8示出了相对于x轴、y轴和z轴的屈曲致动器802的实施例的多个视图。如图8所示，屈曲臂804被配置为当SMA导线如本文所述被致动和解除致动时沿着z轴移动。根据图8所示的实施例，屈曲臂804通过诸如吊床(吊带)部分806的中心部分彼此耦合。根据各种实施例，吊床部分 806被配置为支撑(托起)物体的受屈曲致动器作用的一部分(例如，使用包括本文所述技术在内的技术由屈曲致动器移动的透镜托架)。根据一些实施例，吊床部分806被配置为在致动期间向屈曲致动器提供侧向(横向)刚度。对于其它实施例，屈曲致动器不包括吊床部分806。根据这些实施例，屈曲臂被配置为作用在物体上以使其移动。例如，屈曲臂被配置为直接作用于透镜托架的特征上以将其向上推动。
图9示出了根据一个实施例的被配置为SMA双压电晶片致动器的 SMA致动器。SMA双压电晶片致动器包括双压电晶片致动器902，所述双压电晶片致动器902包括本文所述的那些双压电晶片致动器。根据图9所示的实施例，每个双压电晶片致动器902的一个端部906被固定至基座908。根据一些实施例，所述一个端部906被焊接至基座908。然而，本领域技术人员将理解，可以使用其它技术将所述一个端部906固定至基座908。图9还示出了透镜托架904，所述透镜托架904被布置成使得，双压电晶片致动器902被配置为在被致动时沿着z方向卷起，并沿着z方向抬起托架 904。对于一些实施例，使用复位弹簧将双压电晶片致动器902推回到初始位置。复位弹簧可以如本文所述配置为帮助将双压电晶片致动器向下推至其初始解除致动位置。由于双压电晶片致动器的占地尺寸小，因此可以制造出与现有致动器技术相比具有减小的占地尺寸的SMA致动器。
图10示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的自动聚焦组件的剖视图，该SMA致动器包括位置传感器，例如TMR传感器。自动聚焦组件 1002包括附接至移动弹簧1006的位置传感器1004以及附接至自动聚焦组件的透镜托架1010的磁体1008，所述自动聚焦组件包括诸如本文所述 SMA致动器之类的SMA致动器。位置传感器1004被配置为使用包括本领域已知技术在内的技术基于磁体1008距位置传感器1004的距离来确定透镜托架1010从初始位置沿着z方向1005移动的移动量。根据一些实施例，位置传感器1004使用光学图像稳定组件的移动弹簧1006的弹簧臂上的多条电迹线与控制器或处理器(例如中央处理单元)电耦合。
图11a-c示出了根据一些实施例的双压电晶片致动器的视图。根据各种实施例，双压电晶片致动器1102包括梁1104和一种或多种SMA材料 1106，例如SMA带1106b(例如，根据图11b的实施例的包括SMA带的双压电晶片致动器的立体图所示)或SMA导线1106a(例如，根据图11a 的实施例的包括SMA导线的双压电晶片致动器的横截面中所示)。使用包括本文所述技术在内的技术将SMA材料1106固定至梁1104。根据一些实施例，使用粘合膜材料1108将SMA材料1106固定至梁1104。对于各种实施例，SMA材料1106的端部与触点1110电气和机械地耦合，所述触点 1110被配置为使用包括本领域已知技术在内的技术向SMA材料1106供应电流。根据各种实施例，触点1110(例如，如图11a和11b所示)是镀金铜垫(焊盘)。根据各个实施例，具有大约1毫米的长度的双压电晶片致动器1102被配置为产生大的行程和50毫牛顿(“mN”)的推力，并且被用作透镜组件的一部分，例如如图11c所示。根据一些实施例，具有大于1毫米的长度的双压电晶片致动器1102的使用与具有1毫米的长度的双压电晶片致动器1102相比将产生更大的行程但是更小的力。对于一个实施例，双压电晶片致动器1102包括20微米厚的SMA材料1106、20微米厚的绝缘体1112(例如聚酰亚胺绝缘体)以及30微米厚的不锈钢梁1104或基底金属。各种实施例包括第二绝缘体，所述第二绝缘体被设置在包括触点1110 的接触层与SMA材料1106之间。根据一些实施例，第二绝缘体被配置为使SMA材料1106与接触层的未被用作触点1110的部分绝缘。对于一些实施例，第二绝缘体是覆盖层，例如聚酰亚胺绝缘体。本领域技术人员将理解，可以使用其它尺寸和材料来满足期望的设计特性。
图12示出了根据一个实施例的双压电晶片致动器的实施例的视图。如图12所示的实施例包括用于施加功率(电力)的中心馈电件1204。如本文所述，在SMA材料1202(导线或带)的中心处供电。SMA材料1202的端部在端部垫1203处作为返回路径接地到梁1206或基底金属。端部垫 1203与接触层1214的其余部分电隔离。根据各个实施例，梁1206或基底金属沿着SMA材料1202的整个长度紧贴SMA材料1202(例如SMA导线)使得所述导线能够在电流关断时(即，双压电晶片致动器解除致动时) 较快冷却。这使得导线解除激活更快并且致动器响应时间更快。SMA导线或带的热曲线(性能)得到改善。例如，热曲线更均匀，从而可以将较高的总电流可靠地传递到导线。如果没有均匀的散热，则导线的某些部分 (例如中心区域)可能会过热并损坏，从而需要减小电流并减小运动才能可靠地工作。中心馈电件1204具有以下优点：SMA材料1202具有更快的导线激活/致动(更快的加热)和减少的功耗(更低的电阻路径长度)，从而能够实现更快的响应时间。这允许致动器的运动更快并且使得能够以更高的移动频率工作。
如图12所示，梁1206包括中心金属1208，该中心金属1208与梁1206 的其余部分隔离以形成中心馈电件1204。诸如本文所述绝缘体之类的绝缘体1210被设置在梁1206上。绝缘体1210被配置为具有一个或多个开口或通孔1212，以提供通向梁1206的电通路(例如，以耦合接触层的接地部分1214b)，并提供与中心金属1208的接触以形成中心馈电件1204。根据一些实施例，诸如本文所述接触层之类的接触层1214包括功率部分1214a 和接地部分1214b，以便通过电源触点1216和接地触点1218向双压电晶片致动器提供致动/控制信号。诸如本文所述覆盖层之类的覆盖层1220被设置在接触层1214上，以便在接触层1214的需要电耦合的部分(例如，一个或多个触点)之外的部分处将所述接触层电隔离。
图13示出了根据图12所示实施例的双压电晶片致动器的端部垫的横截面。如上所述，端部垫1203通过形成在端部垫1203和接触层1214之间的间隙1222与接触层1214的其余部分电隔离。根据一些实施例，使用包括本领域已知技术在内的蚀刻技术形成所述间隙。端部垫1203包括被配置为将端部垫1203与梁1206电耦合的通孔部分1224。通孔部分1224在形成于绝缘体1210中的通孔1212中形成。SMA材料1202电耦合至端部垫1203。 SMA材料1202可以使用包括但不限于焊接、电阻焊、激光焊和直接镀覆的技术电耦合至端部垫1203。
图14示出了根据图12所示的实施例的双压电晶片致动器的中心馈电件的横截面。中心馈电件1204通过接触层1214与电源电耦合，并且通过中心馈电件1204中的在形成于绝缘体1210中的通孔1212中形成的通孔部分1224与中心金属1208电气和热耦合。
本文所述的致动器可用于形成使用多个屈曲致动器和/或多个双压电晶片致动器的致动器组件。根据一个实施例，致动器可以堆叠在彼此的顶部上，以便增加可以实现的行程距离。
图15示出了根据一个实施例的包括两个屈曲致动器的SMA致动器的分解图。根据本文所述的实施例，两个屈曲致动器1302、1304相对于彼此布置成使它们的运动彼此对抗。对于各种实施例，两个屈曲致动器1302、 1304被配置为以彼此反向的关系移动以定位透镜托架1306。例如，第一屈曲致动器1302被配置为接收与发送至第二屈曲致动器1304的功率(电力) 信号反向的功率信号。
图16示出了根据一个实施例的包括两个屈曲致动器的SMA致动器。屈曲致动器1302、1304被配置为使得每个屈曲致动器1302、1304的屈曲臂1310、1312彼此面对，并且每个屈曲致动器1302、1304的滑动基座 1314、1316是这两个屈曲致动器的外表面。根据各种实施例，每个SMA 致动器1302、1304的吊床部分1308被配置为支撑物体的受所述一个或多个屈曲致动器1302、1304作用的一部分(例如，使用包括本文所述技术在内的技术由屈曲致动器移动的透镜托架1306)。
图17示出了根据一个实施例的包括两个屈曲致动器的SMA致动器的侧视图，其示出了致使诸如透镜托架之类的物体沿着正z方向或向上方向移动的SMA导线1318的方向。
图18示出了根据一个实施例的包括两个屈曲致动器的SMA致动器的侧视图，其示出了致使诸如透镜托架之类的物体沿着负z方向或向下方向移动的SMA导线1318的方向。
图19示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的组件的分解图，该 SMA致动器包括两个屈曲致动器。屈曲致动器1902、1904被配置成使得每个屈曲致动器1902、1904的屈曲臂1910、1912是这两个屈曲致动器的外表面，并且每个屈曲致动器1902、1904的滑动基座1914、1916彼此面对。根据各种实施例，每个SMA致动器1902、1904的吊床部分1908被配置为支撑物体的受所述一个或多个屈曲致动器1902、1904作用的一部分 (例如，使用包括本文所述技术在内的技术由屈曲致动器移动的透镜托架 1906)。对于一些实施例，SMA致动器包括被配置为接收第二屈曲致动器 1904的基座部分1918。SMA致动器还可包括盖部分1920。图20示出了根据一个实施例的包括两个屈曲致动器的SMA致动器，该SMA致动器包括基座部分和盖部分。
图21示出了根据一个实施例的包括两个屈曲致动器的SMA致动器。对于一些实施例，屈曲致动器1902、1904相对于彼此布置成使得，第一屈曲致动器1902的吊床部分1908相对于第二屈曲致动器1904的吊床部分旋转约90度。所述90度配置使得诸如透镜托架1906之类的物体能够进行俯仰和翻滚旋转。这使得能够对透镜托架1906的移动进行更好的控制。对于各种实施例，将差分功率信号施加到每个屈曲致动器对的SMA导线，以使得透镜托架进行俯仰和翻滚旋转，从而实现倾斜OIS运动。
包括两个屈曲致动器的SMA致动器的实施例不需要具有复位弹簧。当使用SMA导线电阻进行位置反馈时，使用两个屈曲致动器可以改善/减少磁滞。与包括复位弹簧的致动器相比，由于具有较低的磁滞，因此包括两个屈曲致动器的反作用力SMA致动器有助于实现更精确的位置控制。对于一些实施例，例如图22所示的实施例，包括两个屈曲致动器2202、2204的SMA致动器通过向每个屈曲致动器2202、2204的左右SMA导线 2218a、2218b施加差分功率来提供2轴倾斜。例如，左SMA导线2218a以高于右SMA导线2218b的功率致动。这使得透镜托架2206的左侧向下移动，而右侧向上移动(倾斜)。对于一些实施例，第一屈曲致动器2202的 SMA导线被保持在相等的功率，以用作SMA导线2218a、2218b的差动推动的支点从而引起倾斜运动。对调施加至SMA导线的功率信号，例如将相等的功率施加至第二屈曲致动器2204的SMA导线，而将差分功率施加至第二屈曲致动器2204的左右SMA导线2218a、2218b，这将导致透镜托架2206沿着另一方向倾斜。这使得物体(例如透镜托架)能够沿着任一运动轴倾斜，或者可以调出透镜与传感器之间的任何倾斜以获得良好的动态倾斜，从而在所有像素上实现更好的图像质量。
图23示出了根据一个实施例的包括两个屈曲致动器和一个耦合器的 SMA致动器。该SMA致动器包括两个屈曲致动器，例如本文所述的那些屈曲致动器。第一屈曲致动器2302被配置为使用诸如耦合器环2305之类的耦合器与第二屈曲致动器2304耦合。屈曲致动器2302、2304相对于彼此布置成使得，第一屈曲致动器2302的吊床部分2308相对于第二屈曲致动器2304的吊床部分2309旋转约90度。用于移动的有效负载(例如透镜或透镜组件)被附接至透镜托架2306，所述透镜托架2306被配置为设置在第一屈曲致动器2302的滑动基座上。
对于各种实施例，可以将相等的功率施加至第一屈曲致动器2302和第二屈曲致动器2304的SMA导线。这可以致使SMA致动器在正z方向上的 z行程最大化。对于一些实施例，该SMA致动器的行程可具有等于或大于包括两个屈曲致动器的其它SMA致动器的行程的两倍的z行程。对于一些实施例，当从SMA致动器移除功率信号时，可以向添加两个屈曲致动器推抵附加弹簧进行推抵以帮助将致动器组件和有效负载向下推回。可以将相等且相反的功率信号施加至第一屈曲致动器2302和第二屈曲致动器2304 的SMA导线。这使得SMA致动器能够被屈曲致动器沿着正z方向移动，并且能够被屈曲致动器沿着负z方向移动，这使得能够精确控制SMA致动器的位置。此外，可以将相等且相反的功率信号(差分功率信号)施加至第一屈曲致动器2302和第二屈曲致动器2304的左右SMA导线，以使诸如透镜托架2306之类的物体沿着两个轴中的至少一个的方向倾斜。
包括两个屈曲致动器和耦合器的SMA致动器的实施例(例如图23所示)可以与一附加屈曲致动器和成对屈曲致动器耦合，以实现比单个SMA 致动器大的期望行程。
图24示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统的分解图，该SMA致动器包括带层压吊床的屈曲致动器。如本文所述，对于一些实施例，SMA系统被配置成作为自动聚焦驱动器与一个或多个相机透镜元件一起使用。如图24所示，SMA系统包括复位弹簧2403，根据各种实施例，该复位弹簧2403被配置为当SMA导线2408中的张力因SMA导线解除致动而降低时使透镜托架2405沿着与z行程方向相反的方向移动。对于一些实施例，SMA系统包括壳体2409，该壳体2409被配置为接收复位弹簧2403并用作引导透镜托架沿着z行程方向移动的滑动轴承。壳体2409 还被配置为设置在屈曲致动器2402上。屈曲致动器2402包括与本文所述滑动基座相似的滑动基座2401。屈曲致动器2402包括与吊床部分(例如，由层压板形成的层压吊床2406)耦合的屈曲臂2404。屈曲致动器2402还包括SMA导线附接结构，例如层压形成的压接连接件2412。
如图24所示，滑动基座2401被设置在可选的适配器板2414上。所述适配器板被配置为将SMA系统或屈曲致动器2402与另一系统(例如，OIS、附加SMA系统、或其它部件)配合。图25示出了包括根据一个实施例的 SMA致动器的SMA系统2501，该SMA致动器包括带层压吊床的屈曲致动器2402。
图26示出了根据一个实施例的包括层压吊床的屈曲致动器。屈曲致动器2402包括屈曲臂2404。如本文所述，屈曲臂2404被配置为当SMA导线2408被致动和解除致动时沿着z轴移动。使用层压形成的压接连接件 2412将SMA导线2408附接至屈曲致动器。根据图26所示的实施例，屈曲臂2404通过诸如层压吊床2406之类的中心部分彼此耦合。根据各种实施例，层压吊床2406被配置为支撑物体的受屈曲致动器作用的一部分(例如，使用包括本文所述技术在内的技术由屈曲致动器移动的透镜托架)。
图27示出了根据一个实施例的SMA致动器的层压吊床。对于一些实施例，层压吊床2406的材料是低刚度材料，因此它并不抵抗致动运动。例如，使用设置在第一聚酰亚胺层上的铜层和设置在铜上的第二聚酰亚胺层形成层压吊床2406。对于一些实施例，使用包括本领域已知技术在内的沉积和蚀刻技术在屈曲臂2404上形成层压吊床2406。对于其它实施例，层压吊床2406与屈曲臂2404分开形成，并且使用包括焊接、粘合和本领域已知的其它技术在内的技术附接至屈曲臂2404。对于各种实施例，在层压吊床2406上使用胶水或其它粘合剂，以确保屈曲臂2404相对于透镜托架保持就位。
图28示出了根据一个实施例的SMA致动器的层压形成的压接连接件。层压形成的压接连接件2412被配置为将SMA导线2408附接至屈曲致动器，并与SMA导线2408形成电路接头。对于各种实施例，层压形成的压接连接件2412包括由形成于压接件上的一层或多层导电层和一层或多层绝缘体形成的层压件。
例如，将聚酰亚胺层设置在形成压接件2413的不锈钢部分的至少一部分上。然后将诸如铜之类的导电层设置在聚酰亚胺层上，所述导电层与设置在屈曲致动器上的一条或多条信号迹线2415电耦合。使压接件变形以使压接件与其中的SMA导线接触也使SMA导线与导电层电接触。因此，与所述一条或多条信号迹线耦合的导电层用于使用包括本文所述技术在内的技术向SMA导线施加功率信号。对于一些实施例，在导电层将不与SMA 导线接触的区域中将第二聚酰亚胺层形成在导电层上。对于一些实施例，使用包括本领域已知技术在内的沉积和蚀刻技术，在压接件2413上形成层压形成的压接连接件2412。对于其它实施例，层压形成的压接连接件2412 和所述一条或多条电迹线与压接件2413和屈曲致动器分开形成，并使用包括焊接、粘合和本领域已知的其它技术在内的技术附接至压接件2413和屈曲致动器。
图29示出了SMA致动器，该SMA致动器包括具有层压吊床的屈曲致动器。如图29所示，当施加功率信号时，SMA导线会收缩或变短，以使屈曲臂和层压吊床沿着正z方向移动。而与物体接触的层压吊床则沿着正z 方向移动该物体(例如透镜托架)。当功率信号减小或移除时，SMA导线会变长，并沿着负z方向移动屈曲臂和层压吊床。
图30示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统的分解图，该SMA致动器包括屈曲致动器。如本文所述，对于一些实施例， SMA系统被配置为作为自动聚焦驱动器与一个或多个相机透镜元件一起使用。如图30所示，SMA系统包括复位弹簧3003，根据各种实施例，该复位弹簧3003被配置为，当SMA导线3008中的张力因SMA导线解除致动而降低时，使透镜托架3006沿着与z行程方向相反的方向移动。对于一些实施例，SMA系统包括设置在复位弹簧3003上的加强件3000。对于一些实施例，SMA系统包括由两个部分形成的壳体3009，该壳体3009被配置为接收复位弹簧3003并用作引导透镜托架沿着z行程方向移动的滑动轴承。壳体3009还被配置为设置在屈曲致动器3002上。屈曲致动器3002包括滑动基座3001，该滑动基座3001与本文所述滑动基座相似由两部分形成。滑动基座3001被分开以将两侧电隔离(例如，一侧接地，另一侧供电)，因为根据一些实施例，电流通过滑动基座3001的某些部分流到导线。
屈曲致动器3002包括屈曲臂3004。每对屈曲致动器3002被形成在屈曲致动器3002的单独部分上。屈曲致动器3002还包括SMA导线附接结构，例如电阻焊接导线压接件3012。SMA系统可选地包括用于将SMA导线3008电耦合到一个或多个控制电路的柔性电路3020。
如图30所示，滑动基座3001被设置在可选的适配器板3014上。该适配器板被配置为将SMA系统或屈曲致动器3002与另一系统(例如，OIS、附加SMA系统、或其它部件)配合。图31示出了包括根据一个实施例的 SMA致动器的SMA系统3101，该SMA致动器包括屈曲致动器3002。
图32包括根据一个实施例的包括屈曲致动器的SMA致动器。屈曲致动器3002包括屈曲臂3004。屈曲臂3004被配置为当SMA导线3008如本文所述被致动和解除致动时沿着z轴移动。SMA导线3008被附接至电阻焊接导线压接件3012。根据图32所示的实施例，屈曲臂3004被配置为与物体(例如，透镜托架)配合，而没有使用两轭捕获接头的中心部分。
图33示出了根据一个实施例的SMA致动器的一对屈曲臂的两轭捕获接头。图33还示出了用于将可选的柔性电路附接至滑动基座的镀覆垫3022。对于一些实施例，镀覆垫3022是使用金形成的。图34示出了根据一个实施例的用于将SMA导线附接至屈曲致动器的SMA致动器的电阻焊接压接件。对于一些实施例，还可以将胶水或粘合剂施加在焊接部的顶部上，以帮助提高机械强度并在操作和冲击载荷期间起到缓解疲劳应变的作用。
图35示出了SMA致动器，该SMA致动器包括带有两轭捕获接头的屈曲致动器。如图35所示，当施加功率信号时，SMA导线会收缩或变短，以使屈曲臂沿着正z方向移动。而与物体(例如透镜托架)接触的两轭捕获接头则使该物体沿着正z方向移动。当功率信号减小或移除时，SMA导线会变长，并沿着负z方向移动屈曲臂。轭捕获特征可确保屈曲臂相对于透镜托架保持在正确的位置。
图36示出了根据一个实施例的SMA双压电晶片液体透镜。SMA双压电晶片液体透镜3501包括液体透镜子组件3502、壳体3504和带有SMA致动器的电路3506。对于各种实施例，SMA致动器包括四个双压电晶片致动器3508，例如本文所述的实施例。双压电晶片致动器3508被配置为推动位于柔性膜3512上的成形环3510。该环使膜3512/液体3514弯曲，从而改变穿过膜3512/液体3514的光路。液体容纳环3516用于容纳膜3512和透镜3518之间的液体3514。来自双压电晶片致动器的相等力会改变图像在Z方向(垂直于透镜)上的焦点，这使其可以用作自动聚焦装置。根据一些实施例，来自双压电晶片致动器3508的差动(不同)力可以使光线沿着X、Y轴方向移动，这使其可以用作光学图像稳定器。通过对每个致动器进行适当的控制，可以同时实现OIS(光学图像稳定)和AF(自动聚焦) 功能。对于一些实施例，使用三个致动器。带有SMA致动器的电路3506 包括用于传输控制信号以致动SMA致动器的一个或多个触点3520。根据包括四个SMA致动器的一些实施例，带有SMA致动器的电路3506包括用于每个SMA致动器的四个功率电路控制触点和一个公用返回触点。
图37示出了根据一个实施例的SMA双压电晶片液体透镜的立体图。
图38示出了根据一个实施例的SMA双压电晶片液体透镜的截面图和仰视图。
图39示出了包括根据一个实施例的带有双压电晶片致动器的SMA致动器3902的SMA系统。SMA致动器3902包括使用本文所述技术的四个双压电晶片致动器。如图40所示，两个双压电晶片致动器被配置为正z行程致动器3904，并且两个双压电晶片致动器被配置为负z行程致动器3906，其中示出了根据一个实施例的带有双压电晶片致动器的SMA致动器3902。相对的致动器3906、3904被配置为在整个行程范围内控制两个方向上的运动。这使得能够调整控制代码以补偿倾斜。对于各种实施例，附接至部件顶部的两条SMA导线3908实现正z行程位移。附接至部件底部的两条 SMA导线可实现负z行程位移。对于一些实施例，每个双压电晶片致动器通过使用翼片接合物体来附接至所述物体(例如，透镜托架3910)。SMA系统包括顶部弹簧3912，该顶部弹簧3912被配置为使得透镜托架3910在垂直于z行程轴的轴上(例如，在x轴和y轴的方向上)具有稳定性。此外，顶部间隔件3914被配置为布置在顶部弹簧3912和SMA致动器3902 之间。底部间隔件3916被布置在SMA致动器3902和底部弹簧3918之间。底部弹簧3918被配置为使得透镜托架3910在垂直于z行程轴的轴上(例如，在x轴和y轴的方向上)具有稳定性。底部弹簧3918被配置为设置在基座3920(例如，本文所述基座)上。
图41示出了双压电晶片致动器4103的长度4102以及接线垫4104的位置，所述接线垫4104用于将SMA导线4106的导线长度延伸至超过双压电晶片致动器。比双压电晶片致动器长的导线用于增加行程和力。因此， SMA导线4106超过双压电晶片致动器4103的延伸长度4108用于设定双压电晶片致动器4103的行程和力。
图42示出了包括根据一个实施例的SMA双压电晶片致动器4202的 SMA系统的分解图。根据各种实施例，SMA系统被配置为使用单独的金属材料和非导电粘合剂来产生一个或多个电路以独立地为SMA导线供电。一些实施例不影响AF尺寸，并且包括四个双压电晶片致动器，例如本文所述的那些双压电晶片致动器。两个双压电晶片致动器被配置为正z行程致动器，并且两个双压电晶片致动器被配置为负z行程致动器。图43示出了根据一个实施例的SMA致动器的子部分的分解图。该子部分包括负致动器信号连接件4302、带有双压电晶片致动器4306的基座4304。负致动器信号连接件4302包括用于使用包括本文所述技术在内的技术连接双压电晶片致动器4306的SMA导线的接线垫4308。使用粘合剂层4310将负致动器信号连接件4302固定至基座4304。该子部分还包括正致动器信号连接件4314，所述正致动器信号连接件4314带有用于使用包括本文所述技术在内的技术连接双压电晶片致动器4306的SMA导线4312的接线垫4316。使用粘合剂层4318将正致动器信号连接件4314固定至基座4304。基座 4304、负致动器信号连接件4302和正致动器信号连接件4314中的每一个都由金属例如不锈钢形成。基座4304、负致动器信号连接件4302和正致动器信号连接件4314中的每一个上的连接垫4322被配置为使用包括本文所述技术在内的技术电耦合控制信号和地，以致动双压电晶片致动器4306。对于一些实施例，连接垫4322是镀金的。图44示出了根据一个实施例的 SMA致动器的子部分。对于一些实施例，在不锈钢层上形成镀金垫，以进行焊接结合或其它已知的电端接方法。此外，所形成的接线垫用于信号接头以电耦合SMA导线以便用于功率信号。
图45示出了根据一个实施例的五轴传感器移位系统。该五轴传感器移位系统被配置为相对于一个或多个透镜沿着五轴移动物体(例如，图像传感器)。其中包括X/Y/Z轴平移和俯仰/翻滚倾斜。可选地，所述系统被配置为仅使用四轴(即，X/Y轴平移和俯仰/翻滚倾斜)，并且在顶部上具有单独的AF以执行Z运动。其它实施例包括被配置为相对于图像传感器移动一个或多个透镜的五轴传感器移位系统。对于一些实施例，静态透镜堆叠体安装在顶盖上，并插入ID内(不接触内部的橙色移动托架)。
图46示出了根据一个实施例的五轴传感器移位系统的分解图。该五轴传感器移位系统包括：两个电路部件，即，柔性传感器电路4602，双压电晶片致动器电路4604；以及使用包括本文所述技术在内的技术建立在双压电晶片电路部件上的8-12个双压电晶片致动器4606。该五轴传感器移位系统包括被配置为保持一个或多个透镜的移动托架4608和外壳4610。根据一个实施例，双压电晶片致动器电路4604包括8-12个SMA致动器，例如本文所述的SMA致动器。SMA致动器被配置为使移动托架4608沿着五轴(例如，x方向、y方向、z方向、俯仰和翻滚)移动，类似于本文所述的其它五轴系统。
图47示出了根据一个实施例的SMA致动器，该SMA致动器包括集成到该电路中以用于所有运动的双压电晶片致动器。SMA致动器的实施例可以包括8-12个双压电晶片致动器4606。然而，其它实施例可以包括更多或更少的双压电晶片致动器。图48示出了根据一个实施例的SMA致动器 4802，该SMA致动器4802包括集成到该电路中以用于所有运动的双压电晶片致动器，并且该SMA致动器4802部分地形成为装配在相应的外壳 4804内。图49示出了根据一个实施例的五轴传感器移位系统的截面。
图50示出了根据一个实施例的包括双压电晶片致动器的SMA致动器 5002。SMA致动器5002被配置为使用四个侧面安装的SMA双压电晶片致动器5004来沿着x方向和y方向移动图像传感器、透镜或其它各种有效负载。图51示出了包括双压电晶片致动器的SMA致动器的俯视图，所述双压电晶片致动器使图像传感器、透镜或其它各种有效负载移动到不同的x和y位置。
图52示出了根据一个实施例的包括双压电晶片致动器5202的SMA致动器，该SMA致动器被配置为盒式双压电晶片自动聚焦装置。四个顶部和底部安装的SMA双压电晶片致动器(例如本文所述的SMA双压电晶片致动器)被配置为一起移动，以产生z行程方向上的移动以进行自动聚焦运动。图53示出了根据一个实施例的包括双压电晶片致动器的SMA致动器，并且其中，两个顶部安装的双压电晶片致动器5302被配置为向下推动一个或多个透镜。图54示出了根据一个实施例的包括双压电晶片致动器的 SMA致动器，并且其中，两个底部安装的双压电晶片致动器5402被配置为向上推动一个或多个透镜。图55示出了根据一个实施例的包括双压电晶片致动器的SMA致动器，以示出四个顶部和底部安装的SMA双压电晶片致动器5502，例如本文所述，这些双压电晶片致动器用于移动所述一个或多个透镜以产生倾斜运动。
图56示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统，该SMA 致动器包括被配置为两轴透镜移位OIS的双压电晶片致动器。对于一些实施例，所述两轴透镜移位OIS被配置为使透镜沿着X/Y轴移动。对于一些实施例，Z轴移动来自单独的AF，例如本文所述的那些AF。四个双压电晶片致动器推动自动聚焦装置的侧面以进行OIS运动。图57示出了包括根据一个实施例的SMA致动器5802的SMA系统的分解图，该SMA致动器 5802包括被配置为两轴透镜移位OIS的双压电晶片致动器5806。图58示出了包括根据一个实施例的SMA致动器5802的SMA系统的横截面，该 SMA致动器5802包括被配置为两轴透镜移位OIS的双压电晶片致动器5806。图59示出了根据一个实施例的用于SMA系统的盒式双压电晶片致动器5802，该盒式双压电晶片致动器5802被配置为如成形为适合于所述系统之前被制造成的两轴透镜移位OIS。这样的系统可以被配置为具有高 OIS行程的OIS(例如，+/-200um或更高)。此外，这样的实施例被配置为使用四个滑动轴承(例如POM滑动轴承)具有宽运动范围和良好的OIS动态倾斜。这些实施例被配置为易于与AF设计(例如，VCM或SMA)集成。
图60示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统，该SMA 致动器包括被配置为五轴透镜移位OIS和自动聚焦装置的双压电晶片致动器。对于一些实施例，五轴透镜移位OIS和自动聚焦装置被配置为使透镜沿着X/Y/Z轴移动。对于一些实施例，俯仰和偏航轴运动是用于动态倾斜调谐能力的。使用本文所述的技术，使用八个双压电晶片致动器使自动聚焦装置和OIS运动。图61示出了包括根据一个实施例的SMA致动器6202 的SMA系统的分解图，该SMA致动器6202包括根据一个实施例的双压电晶片致动器6204，该双压电晶片致动器6204被配置为五轴透镜移位OIS 和自动聚焦装置。图62示出了包括根据一个实施例的SMA致动器6202的 SMA系统的横截面，该SMA致动器6202包括被配置为五轴透镜移位OIS 和自动聚焦装置的双压电晶片致动器6204。图63示出了根据一个实施例的用于SMA系统的盒式双压电晶片致动器6202，该盒式双压电晶片致动器6202被配置为如成形为适合于所述系统之前被制造成的五轴透镜移位 OIS和自动聚焦装置。这样的系统可以被配置为具有高OIS行程的OIS(例如，+/-200um或更高)和高自动聚焦行程(例如，400um或更高)。此外，这样的实施例使得能够消除任何倾斜并且不需要单独的自动聚焦组件。
图64示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统，该SMA 致动器包括被配置为向外推动盒的双压电晶片致动器。对于一些实施例，所述双压电晶片致动器组件被配置为缠绕在诸如透镜托架之类的物体上。由于电路组件随着透镜托架一起移动，因此柔性部分被配置用于较低的 X/Y/Z刚度。电路的尾垫是静态的。所述向外推动盒可以配置为四个或八个双压电晶片致动器。因此，所述向外推动盒可以配置为OIS侧面上的四个双压电晶片致动器，并在X和Y轴上移动。所述向外推动盒可以被配置为自动聚焦装置顶部和底部上的四个双压电晶片致动器，以在z轴上移动。所述向外推动盒可以被配置为OIS和自动聚焦装置顶部、底部和侧面上的八个双压电晶片致动器，以在x、y和z轴上移动，并可以进行3轴倾斜 (俯仰/翻滚/偏航)。图65示出了包括根据一个实施例的SMA致动器6602 的SMA系统的分解图，该SMA致动器6602包括被配置为向外推动盒的双压电晶片致动器6604。因此，该SMA致动器被配置为使得双压电晶片致动器作用在外壳6504上，以使用本文所述技术来移动透镜托架6506。图66示出了包括根据一个实施例的SMA致动器6602的SMA系统，该 SMA致动器6602包括被配置为向外推动盒的双压电晶片致动器，该向外推动盒被部分地成形为接收透镜托架6603。图67示出了包括根据一个实施例具有双压电晶片致动器6604的SMA致动器6602的SMA系统，该双压电晶片致动器6604被配置为如成形为适合于所述系统之前被制造成的向外推动盒。
图68示出了包括根据一个实施例的SMA致动器6802的SMA系统，该SMA致动器6802包括被配置为三轴传感器移位OIS的双压电晶片致动器6806。对于一些实施例，z轴移动来自单独的自动聚焦系统。四个双压电晶片致动器被配置为使用本文所述的技术推动传感器托架6804的侧面以便使OIS运动。图69示出了包括根据一个实施例的SMA致动器6802的 SMA的分解图，该SMA致动器6802包括被配置为三轴传感器移位OIS的双压电晶片致动器6806。图70示出了包括根据一个实施例的SMA致动器 6802的SMA系统的横截面，该SMA致动器6802包括被配置为三轴传感器移位OIS的双压电晶片致动器6806。图71示出了根据一个实施例的用于SMA系统的盒式双压电晶片致动器6802的部件，其被配置为如成形为适合于所述系统之前被制造成的三轴传感器移位OIS。图72示出了根据一个实施例的配置为三轴传感器移位OIS的用于SMA系统的柔性传感器电路。这样的系统可以被配置为具有高OIS行程的OIS(例如，+/-200um或更高)和高自动聚焦行程(例如，400um或更高)。此外，这样的实施例被配置为使用四个滑动轴承(例如，POM滑动轴承)具有宽范围的两轴运动和良好的OIS动态倾斜。这些实施例被配置为易于与AF设计(例如， VCM或SMA)集成。
图73示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统，该SMA 致动器包括被配置为六轴传感器移位OIS和自动聚焦装置的双压电晶片致动器7404。对于一些实施例，所述六轴传感器移位OIS和自动聚焦装置被配置为使透镜在X/Y/Z/俯仰/偏航/翻滚轴上移动。对于一些实施例，俯仰和偏航轴运动是用于动态倾斜调谐能力的。使用本文所述技术，使用八个双压电晶片致动器使自动聚焦和OIS装置运动。图74示出了包括根据一个实施例的SMA致动器7402的SMA系统的分解图，该SMA致动器7402包括被配置为六轴传感器移位OIS和自动聚焦装置的双压电晶片致动器7404。图75示出了包括根据一个实施例的SMA致动器7402的SMA系统的横截面，该SMA致动器7402包括被配置为六轴传感器移位OIS和自动聚焦装置的双压电晶片致动器。图76示出了根据一个实施例的用于SMA系统的盒式双压电晶片致动器7402，该盒式双压电晶片致动器7402被配置为如成形为适合于所述系统之前被制造成的六轴传感器移位OIS和自动聚焦装置。图77示出了根据一个实施例的用于SMA系统的柔性传感器电路，该柔性传感器电路被配置为三轴传感器移位OIS。这样的系统可以被配置为具有高OIS行程的OIS(例如，+/-200um或更高)和高自动聚焦行程(例如，400um或更高)。此外，这样的实施例使得能够消除任何倾斜并且不需要单独的自动聚焦组件。
图78示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统，该SMA 致动器包括被配置为两轴相机倾斜OIS的双压电晶片致动器。对于一些实施例，两轴相机倾斜OIS被配置为使相机在俯仰/偏航轴上移动。使用本文所述的技术，使用四个双压电晶片致动器在整个相机运动中推动自动聚焦装置的顶部和底部以实现OIS俯仰和偏航运动。图79示出了包括根据一个实施例的SMA致动器7902的SMA系统的分解图，该SMA致动器7902包括被配置为两轴相机倾斜OIS的双压电晶片致动器7904。图80示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统的横截面，该SMA致动器包括被配置为两轴相机倾斜OIS的双压电晶片致动器。图81示出了根据一个实施例的用于SMA系统的盒式双压电晶片致动器，该盒式双压电晶片致动器被配置为如成形为适合于所述系统之前被制造成的两轴相机倾斜 OIS。图82示出了根据一个实施例的被配置为两轴相机倾斜OIS的用于 SMA系统的柔性传感器电路。这样的系统可以被配置为具有高OIS行程的 OIS(例如，正负3度或更高)。这些实施例被配置为易于与自动聚焦 (“AF”)设计(例如，VCM或SMA)集成。
图83示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统，该SMA 致动器包括被配置为三轴相机倾斜OIS的双压电晶片致动器。对于一些实施例，三轴相机倾斜OIS被配置为使相机沿着俯仰/偏航/翻滚轴移动。使用本文所述的技术，使用四个双压电晶片致动器在整个相机运动中推动自动聚焦装置的顶部和底部以实现OIS俯仰和偏航运动，并且使用本文所述的技术，使用四个双压电晶片致动器在整个相机运动中推动自动聚焦装置的侧面以实现OIS翻滚运动。图84示出了包括根据一个实施例的SMA致动器8402的SMA系统的分解图，该SMA致动器8402包括被配置为三轴相机倾斜OIS的双压电晶片致动器8404。图85示出了包括根据一个实施例的SMA致动器的SMA系统的横截面，该SMA致动器包括被配置为三轴相机倾斜OIS的双压电晶片致动器。图86示出了根据一个实施例的用于 SMA系统的盒式双压电晶片致动器，该盒式双压电晶片致动器被配置为如成形为适合于所述系统之前被制造成的三轴相机倾斜OIS。图87示出了根据一个实施例的用于SMA系统的柔性传感器电路，该柔性传感器电路被配置为三轴相机倾斜OIS。这样的系统可以被配置为具有高OIS行程的OIS(例如，正负3度或更高)。这些实施例被配置为易于与AF设计(例如， VCM或SMA)集成。
图88示出了根据各个实施例的SMA致动器的双压电晶片致动器的示例性尺寸。这些尺寸是优选的实施例，但是本领域技术人员将理解，基于 SMA致动器的期望特性，可以使用其它尺寸。
图89示出了根据一个实施例的用于折叠式相机的透镜系统。该折叠式相机包括折叠透镜8902，该折叠透镜8902被配置为将光弯曲到包括一个或多个透镜8903a-d的透镜系统8901。对于一些实施例，所述折叠透镜是棱镜和透镜中的任何一个或多个。透镜系统8901被配置为具有主轴8904，该主轴8904与透射轴8906成一角度，该透射轴8906平行于光到达折叠透镜8902之前的光的行进方向。例如，可以在相机电话系统中使用折叠式相机，以减小透镜系统8901在透射轴8906方向上的高度。
所述透镜系统的实施例包括一个或多个液体透镜，例如本文所述的那些液体透镜。图89所示的实施例包括两个液体透镜8903b、d，例如本文所述的那些液体透镜。所述一个或多个液体透镜8903b、d被配置为使用包括本文所述技术在内的技术来致动。使用包括但不限于屈曲致动器、双压电晶片致动器和其它SMA致动器的致动器来致动液体透镜。图108示出了使用根据一个实施例的屈曲致动器60致动的液体透镜。所述液体透镜包括成形环耦合器64、液体透镜组件61、一个或多个诸如本文所述的屈曲致动器60、滑动基座65和基座62。所述一个或多个屈曲致动器60被配置为移动所述成形环/耦合器64以改变液体透镜组件61的柔性膜的形状从而使光线移动或成形，例如，如本文所述。对于一些实施例，使用了三个或四个致动器。液体透镜可以单独配置，也可以与其它透镜组合配置，以用作自动聚焦装置或光学图像稳定器。液体透镜也可以被配置为以其它方式将图像引导到图像传感器上。
图90示出了透镜系统9001的若干实施例，所述透镜系统9001包括液体透镜9002a-h以将图像聚焦在图像传感器9004上。如图所示，液体透镜 9002a-h可以具有任何透镜形状，并且被配置为动态地配置为使用包括本文所述技术在内的技术调节通过透镜的光路。
用于折叠式相机的透镜系统被配置为包括被致动折叠透镜9100。被致动折叠透镜的示例是棱镜倾斜装置，例如图91所示。在图91所示的示例中，折叠透镜是设置在致动器9104上的棱镜9102。该致动器包括但不限于包括本文所述致动器的SMA致动器。对于一些实施例，棱镜倾斜装置被设置在包括四个双压电晶片致动器9106(例如，本文所述的那些双压电晶片致动器)的SMA致动器上。根据一些实施例，使用包括本文所述技术在内的技术将所述被致动折叠透镜9100配置为光学图像稳定器。例如，被致动折叠透镜被配置为包括诸如图39所示SMA系统之类的SMA系统。被致动折叠透镜的另一示例可以包括诸如图21所示SMA致动器之类的 SMA致动器。然而，折叠透镜还可以包括其它致动器。
图92示出了根据一个实施例的具有偏移的双压电晶片臂。双压电晶片臂9201包括具有长度9208和成形偏移部9203的双压电晶片梁9202。与没有偏移部的双压电晶片臂相比，成形偏移部9203增加了机械优势以产生更高的力。根据一些实施例，偏移部的深度9204(在本文中也称为弯曲平面 z偏移9204)和偏移部的长度9206(在本文中也称为谷部宽度9206)被配置为限定双压电晶片臂的特性，例如峰值力。例如，图106中的曲线示出了根据一个实施例的弯曲平面z偏移9204、谷部宽度9206和双压电晶片梁 9202的峰值力之间的关系。
所述双压电晶片臂包括一种或多种SMA材料，例如SMA带或SMA 导线9210，例如本文所述的那些SMA材料。使用包括本文所述技术在内的技术将SMA材料固定至梁。对于一些实施例，将SMA材料(例如， SMA导线9210)附接至双压电晶片臂的固定端9212和双压电晶片臂的负载点端9214，以使得成形偏移部9203处于固定SMA材料的两端之间。对于各种实施例，SMA材料的端部与触点电气和机械耦合，该触点被配置为使用包括本领域已知技术在内的技术向SMA材料供应电流。具有偏移部的双压电晶片臂可以包括在诸如本文所述的SMA致动器和系统中。
图93示出了根据一个实施例的具有偏移部和限制器的双压电晶片臂。双压电晶片臂9301包括具有成形偏移部9303和与成形偏移部9303相邻的限制器9304的双压电晶片梁9302。与没有偏移部的双压电晶片臂9301相比，偏移部9303增加了机械优势以产生更高的力，并且限制器9304防止所述臂向着远离双压电晶片致动器的未固定负载点端9306的方向运动。具有成形偏移部9303和限制器9304的双压电晶片臂9301可以包括在诸如本文所述的SMA致动器和系统中。双压电晶片臂9301包括一种或多种诸如本文所述的SMA材料，例如SMA带或SMA导线9308，并且这些SMA材料使用包括本文所述技术在内的技术固定至双压电晶片臂9301。
图94示出了根据一个实施例的具有偏移部和限制器的双压电晶片臂。双压电晶片臂9401包括双压电晶片梁9402，该双压电晶片梁9402具有成形偏移部9403和与成形偏移部9403相邻的限制器9404。限制器9404被形成为双压电晶片臂9401的基座9406的一部分。基座9406被配置为接收双压电晶片臂9401并且包括凹部9408，该凹部9408被配置为接收双压电晶片梁的偏移部分。所述凹部的底部被配置为与成形偏移部9403相邻的限制器9404。基座9406还可以包括一个或多个部分9410，其被配置为在双压电晶片臂未被致动时支撑双压电晶片臂的某些部分。具有成形偏移部9403 和限制器9404的双压电晶片臂9401可被包括在诸如本文所述的SMA致动器和系统中。双压电晶片臂9401包括一种或多种诸如本文所述的SMA材料，例如SMA带或SMA导线，这些SMA材料使用包括本文所述技术在内的技术固定至双压电晶片臂9401。
图95示出了根据一个实施例的包括具有偏移部的双压电晶片臂的基座的实施例。双压电晶片臂9501包括具有成形偏移部9504的双压电晶片梁 9502。双压电晶片臂还可包括使用包括本文所述技术在内的技术的限制器。双压电晶片臂9501包括一种或多种诸如本文所述的SMA材料，例如SMA 带或SMA导线9506，这些SMA材料使用包括本文所述技术在内的技术固定至双压电晶片臂9501。
图96示出了根据一个实施例的包括两个具有偏移部的双压电晶片臂的基座9608的实施例。每个双压电晶片臂9601a、b包括具有成形偏移部 9604a、b的双压电晶片梁9602a、b。每个双压电晶片臂9601a、b具有一种或多种诸如本文所述的SMA材料，例如SMA带或SMA导线9606a、b，这些SMA材料使用包括本文所述技术在内的技术固定至双压电晶片臂9501。每个双压电晶片臂9601a、b也可以包括使用包括本文所述技术在内的技术的限制器。一些实施例包括基座，该基座包括多于两个使用包括本文所述技术在内的技术形成的双压电晶片臂。根据一些实施例，双压电晶片臂9601与基座9608一体形成。对于其它实施例，双压电晶片臂9601a、 b中的一个或多个与基座9608分开形成并使用包括但不限于焊接、电阻焊、激光焊和粘合的技术固定至基座9608。对于一些实施例，两个或更多个双压电晶片臂9601a、b被配置为作用在单个物体上。这使得能够增加施加到物体上的力。以下图107中的曲线图说明了包围整个双压电晶片致动器的近似盒的盒体积如何与每个双压电晶片部件的功相关联的示例。使用双压电晶片致动器9612的长度、双压电晶片致动器9610的宽度和双压电晶片致动器9614的高度来近似出盒体积(统称为“盒体积”)。
图97示出了根据一个实施例的包括负载点延伸部的屈曲臂。屈曲臂 9701包括梁部分9702和从梁部分9702延伸的一个或多个负载点延伸部 9704a、b。屈曲臂9701的每个端部9706a、b被配置为使用包括本文所述技术在内的技术固定至板或其它基座或者与板或其它基座一体形成。根据一些实施例，所述一个或多个负载点延伸部9704a、b与梁部分9702的负载点9710a、b具有一定偏移地固定至梁部分9702或者与梁部分9702一体形成。负载点9710a、b是梁部分9702的被配置为将屈曲臂9701的力传递到另一物体的部分。对于一些实施例，负载点9710a、b是梁部分9702的中心。对于其它实施例，负载点9710a、b在梁部分9702的中心之外的位置。负载点延伸部9704a、b被配置为从其连接至梁部分9702的点沿着梁部分9702的纵轴方向朝向梁部分9702的负载点9710a、b延伸。对于一些实施例，负载点延伸部9704a、b的端部至少延伸到梁部分9702的负载点 9710a、b。屈曲臂9701包括一种或多种诸如本文所述的SMA材料，例如 SMA带或SMA导线9712。SMA材料(例如，SMA导线9712)被固定在梁部分9702的相反端部处。使用包括本文所述技术在内的技术，将SMA 材料固定至梁部分的相反端部。对于一些实施例，负载点延伸部9704a、b 的长度可以被配置为包含在屈曲臂9701的相关联平坦(未致动)梁部分 9702的纵向长度内的任何长度。
图98示出了根据一个实施例的处于致动位置的包括负载点延伸部9810 的屈曲臂9801。使用包括本文所述技术在内的技术来致动附接至梁部分 9802的相反端部的SMA材料。与没有延伸部的屈曲臂相比，负载点9804 使得屈曲臂9801能够增加行程范围。因此，包括负载点延伸部的屈曲臂可以实现更大的最大竖直行程。具有负载点延伸部的屈曲臂可以被包括在诸如本文所述的SMA致动器和系统中。
图99示出了根据一个实施例的包括负载点延伸部的双压电晶片臂。双压电晶片臂9901包括梁部分9902和从梁部分延伸的一个或多个负载点延伸部9904a、b。双压电晶片臂9901的一个端部被配置为使用包括本文所述技术在内的技术固定至板或其它基座或者与板或其它基座一体形成。梁部分9902的与所述固定的或一体形成的端部相反的端部不是固定的并且可以自由移动。根据一些实施例，所述一个或多个负载点延伸部9904a、b与梁部分9902的自由端部有一定偏移地固定至梁部分9902或者与梁部分9902 一体形成。负载点延伸部9904a、b被配置为从其连接至梁部分9902的点朝向远离包括梁部分9902的纵轴的平面的方向延伸。例如，所述一个或多个负载点延伸部9904a、b朝向梁部分的自由端部在被致动时的延伸方向延伸。双压电晶片臂9901的一些实施例包括一个或多个负载点延伸部9904a、b，所述一个或多个负载点延伸部9904a、b的纵轴与包括梁部分的纵轴的平面形成包括1度到90度的角度。对于一些实施例，负载点延伸部9904a、 b的端部9910a、b被配置为接合被配置为移动的物体。
双压电晶片臂9901包括一种或多种诸如本文所述的SMA材料，例如 SMA带或SMA导线9906。SMA材料(例如，SMA导线9906)被固定在梁部分9902的相反端部处。使用包括本文所述技术在内的技术，将SMA 材料固定至梁部分9902的相反端部。对于一些实施例，负载点延伸部 9904a、b的长度可以被配置为任何长度。根据一些实施例，负载点延伸部 9904a、b的端部9910a、b与物体的接合点的位置可以被配置在沿着梁部分 9902的纵向长度的任何点处。当梁部分平坦(未致动)时，负载点延伸部的端部在梁部分之上的高度可以被配置为任何高度。对于一些实施例，当双压电晶片臂被致动时，负载点延伸部可以被配置为至少处于双压电晶片臂的其它部分之上。
图100示出了根据一个实施例的处于致动位置的包括负载点延伸部的双压电晶片臂。使用包括本文所述技术在内的技术，致动固定至梁部分2 的相反端部的SMA材料。与没有延伸部的双压电晶片臂相比，负载点延伸部10使得双压电晶片臂1能够增加行程力。因此，包括负载点延伸部10 的双压电晶片臂1使得双压电晶片臂1能够施加更大的力。具有负载点延伸部10的双压电晶片臂1可以包括在诸如本文所述的SMA致动器和系统中。
图101示出了根据一个实施例的SMA光学图像稳定器。SMA光学图像稳定器20包括移动板22和静态板24。移动板22包括与移动板22一体形成的弹簧臂26。对于一些实施例，移动板22和静态板24分别形成为一体的整体板。移动板22包括第一SMA材料附接部分28a和第二SMA材料附接部分28b。静态板24包括第一SMA材料附接部分30a和第二SMA材料附接部分30b。每个SMA材料附接部分28、30被配置为使用电阻焊接接头将诸如SMA导线之类的SMA材料固定至板上。移动板22的第一SMA 材料附接部分28a包括设置在其与静态板的第一SMA材料附接部分30a之间的第一SMA导线32a以及设置在其与静态板24的第二SMA附接部分 30b之间的第二SMA导线32b。移动板22的第二SMA材料附接部分28b 包括设置在其与静态板的第二SMA材料附接部分30b之间的第三SMA导线32c以及设置在其与静态板24的第一SMA附接部分30a之间的第四 SMA导线32d。使用包括本文所述技术在内的技术来致动每条SMA导线，从而使移动板22远离静态板24移动。图102示出了根据一个实施例的移动部分的SMA材料附接部分40。所述SMA材料附接部分被配置为将SMA 材料(例如，SMA导线41)电阻焊接至SMA材料附接部分40。图103示出了根据一个实施例的具有附接至其的电阻焊接SMA导线43的静态板的 SMA附接部分42。
图104示出了根据一个实施例的包括屈曲致动器的SMA致动器45。屈曲致动器46包括诸如本文所述的屈曲臂47。屈曲臂47被配置为当使用包括本文所述技术在内的技术来致动和解除致动SMA导线48时沿着z轴移动。使用电阻焊接将每条SMA导线48附接至相应的电阻焊接导线压接件49。每个电阻焊接导线压接件49在SMA导线48的至少一侧包括与形成屈曲臂47的金属51隔离的岛结构50。该岛结构可用于其它致动器、光学图像稳定器和自动聚焦系统中，以便将SMA导线的至少一侧连接至在基底金属层中形成的隔离岛结构，例如图101中所示的OIS应用。
图105示出了根据一个实施例的SMA致动器的包括岛结构的电阻焊接压接件，所述电阻焊接压接件用于使用包括本文所述技术在内的技术将 SMA导线48附接至屈曲致动器46。图105A示出了SMA致动器45的底部。根据一些实施例，SMA致动器45由不锈钢基底层51形成。在不锈钢基底层51的底部上设置有电介质层52(例如，聚酰亚胺层)。根据一些实施例，通过电介质层52中的通孔将导体层53电连接至不锈钢岛结构50，从而使得能够在焊接至不锈钢岛结构50的导线和附接至不锈钢岛结构的导体电路之间进行电连接。根据一些实施例，从不锈钢基底层中蚀刻出岛结构50。电介质层52保持岛结构50在不锈钢基底层51内的位置。岛结构 50被配置为使用包括本文所述技术在内的技术(例如，电阻焊接)将SMA 导线附接至其上。图105B示出了包括岛结构50的SMA致动器45的顶部。对于一些实施例，还可以将胶水或粘合剂施加在焊接部的顶部上，以帮助提高机械强度并在操作和冲击载荷期间起到缓解疲劳应变的作用。
图108包括根据一个实施例的透镜系统，该透镜系统包括具有屈曲致动器的SMA致动器。该透镜系统包括设置在基座62上的液体透镜组件61。该透镜系统还包括与屈曲致动器60机械耦合的成形环/耦合器64。包括诸如本文所述的屈曲致动器60的SMA致动器被设置在滑动基座65上，该滑动基座65被设置在基座62上。该SMA致动器被配置为通过使用包括文本所述技术在内的技术致动屈曲致动器60而使成形环/耦合器64沿着液体透镜组件61的光轴移动。这使成形环/耦合器64移动以改变液体透镜组件中的液体透镜的焦点。
图109示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的未固定负载点端。双压电晶片臂的未固定负载点端70包括用于固定SMA材料(例如，SMA导线72)的平坦表面71。通过电阻焊接部(电阻焊缝)73将SMA导线72固定至平坦表面71。使用包括本领域已知技术在内的技术形成电阻焊接部73。
图110示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的未固定负载点端。双压电晶片臂的未固定负载点端76包括用于固定SMA材料(例如，SMA导线78)的平坦表面77。类似于图109中所示，通过电阻焊接部将SMA导线78固定至平坦表面77。在电阻焊接部上设置粘合剂79。这使得SMA导线78和未固定负载点端76之间的结合更可靠。粘合剂79包括但不限于导电粘合剂、不导电粘合剂以及本领域中已知的其它粘合剂。
图111示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的未固定负载点端。双压电晶片臂的未固定负载点端80包括用于固定SMA材料(例如，SMA导线82)的平坦表面81。在平坦表面81上设置金属中间层(夹层)84。金属中间层84包括但并不限于金层、镍层或合金层。通过电阻焊接部83将 SMA导线82固定至设置在平坦表面81上的金属中间层84。使用包括本领域已知技术在内的技术形成电阻焊接部83。金属中间层84使得与未固定负载点端80的粘合更好。
图112示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的未固定负载点端。双压电晶片臂的未固定负载点端88包括用于固定SMA材料(例如，SMA导线90)的平坦表面89。在平坦表面89上设置金属中间层92。金属中间层 92包括但并不限于金层、镍层或合金层。类似于图111中所示，通过电阻焊接部将SMA导线90固定至平坦表面89。在电阻焊接部上设置粘合剂91。这使得SMA导线90和未固定负载点端88之间的结合更可靠。粘合剂91 包括但不限于导电粘合剂、不导电粘合剂以及本领域中已知的其它粘合剂。
图113示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的固定端。双压电晶片臂的固定端95包括用于固定SMA材料(例如SMA导线97)的平坦表面 96。通过电阻焊接部98将SMA导线97固定至平坦表面96。使用包括本领域已知技术在内的技术形成电阻焊接部98。
图114示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的固定端。双压电晶片臂的固定端120包括用于固定SMA材料(例如SMA导线122)的平坦表面121。类似于图113中所示，通过电阻焊接部将SMA导线122固定至平坦表面121。在电阻焊接部上设置粘合剂123。这使得SMA导线122和固定端120之间的结合更可靠。粘合剂123包括但不限于导电粘合剂、不导电粘合剂以及本领域中已知的其它粘合剂。
图115示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的固定端。双压电晶片臂的固定端126包括用于固定SMA材料(例如，SMA导线128)的平坦表面127。在平坦表面127上设置金属中间层130。金属中间层130包括但并不限于金层、镍层或合金层。通过电阻焊接部129将SMA导线128固定至设置在平坦表面127上的金属中间层130。使用包括本领域已知技术在内的技术形成电阻焊接部129。金属中间层130使得与固定端126的粘合更好。
图116示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的固定端。双压电晶片臂的固定端135包括用于固定SMA材料(例如，SMA导线137)的平坦表面136。在平坦表面136上设置金属中间层138。金属中间层138包括但并不限于金层、镍层或合金层。类似于图115中所示，通过电阻焊接部将SMA导线137固定至平坦表面136。在电阻焊接部上设置粘合剂139。这使得SMA导线137和固定端135之间的结合更可靠。粘合剂139包括但不限于导电粘合剂、不导电粘合剂以及本领域中已知的其它粘合剂。
图117示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的固定端的后视图。根据本文所述的实施例配置双压电晶片臂。双压电晶片臂的固定端143包括与固定端143的外部部分145隔离的岛结构144。这使得岛结构144与外部部分145电和/或热隔离。对于一些实施例，通过通孔将固定至双压电晶片臂的固定端143的相反侧的SMA材料与SMA材料(例如SMA导线)电耦合。例如本文所述，岛结构144被设置在绝缘体146上。可以使用包括本领域已知技术在内的蚀刻技术来形成岛结构144。
图118示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的未固定负载点端870。双压电晶片臂的未固定负载点端870包括平坦表面871，其被配置成包括从电阻焊接区域873延伸出来的辐射表面区874。辐射表面区74包括远侧部分876和近侧部分875。平坦表面871被配置成使诸如SMA导线872之类的SMA材料被固定至平坦表面871。根据一些实施例，SMA导线872通过电阻焊在电阻焊接区域873处固定至平坦表面871。使用包括本领域已知技术在内的技术形成电阻焊接部。对于其它实施例，SMA导线872使用包括本文描述的附接技术的其它附接技术固定至平坦表面871。
未固定负载点端870的温降(temperature reduction)是相对于SMA导线872的相变温度而言的。辐射表面区874显著增大了未固定负载点端870 的表面积。
增大的表面积改善了未固定负载点端870的温降。增大的表面积使得冷却能够在致动期间防止形状记忆合金相变。
图119示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的未固定负载点端170。双压电晶片臂的未固定负载点端170包括平坦表面171，其被配置成包括从电阻焊接区域173延伸出来的辐射表面区174。
辐射表面区174包括远侧部分176和近侧部分175。平坦表面171被配置成使诸如SMA导线172之类的SMA材料被固定至平坦表面171。根据一些实施例，SMA导线172通过电阻焊接到电阻焊接区域173来固定至平坦表面171。对于其它实施例，SMA导线172使用包括本文描述的那些附接技术的其它附接技术固定至平坦表面171。
未固定负载点端170还包括由电阻焊接区域173分隔开的近侧孔口178 和远侧孔口179。使用包括本领域已知技术在内的技术形成近侧孔口178和远侧孔口179。虽然孔口178和179被示出为完全贯通的特征，但是在一些示例中，孔口178和179可以是局部蚀刻的。
近侧孔口178和远侧孔口179在物理上中断平坦表面171，并且限定电阻焊接区域173的位置。根据一些实施例，孔口178和179被配置成减轻 (缓解)在电阻焊接区域173附近导线172与平坦表面171之间的干扰。
图120示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的未固定负载点端270。双压电晶片臂的未固定负载点端270包括平坦表面271，其被配置成包括从电阻焊接区域273延伸出来的辐射表面区274。平坦表面271被配置成使诸如SMA导线272之类的SMA材料被固定至平坦表面271。根据一些实施例，SMA导线272通过电阻焊接到电阻焊接区域273来固定至平坦表面 271。对于其它实施例，SMA导线272使用包括本文描述的那些附接技术的其它附接技术固定至平坦表面271。
未固定负载点端270还包括由电阻焊接区域273分隔开的近侧孔口278 和远侧孔口279。未固定负载点端270还包括细长孔口280，其对应于SMA 导线272的一部段。细长孔口280可以被移除，以便给SMA导线272创建导线间隙。在一些实施例中，细长孔口280从近侧孔口278延伸。虽然孔口278、279和280被示出为完全贯通的特征，但在一些示例中，孔口278、279和280可以是局部蚀刻的。
近侧孔口278和远侧孔口279从物理上中断平坦表面271，并且限定电阻焊接区域273的位置。类似地，细长孔口280从物理上中断平坦表面271，并且限定SMA导线272的位置。根据一些实施例，孔口278、279和280 被配置成减轻(缓解)在电阻焊接区域273附近导线272与平坦表面271 之间的干扰。
图121示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的未固定负载点端370。平坦表面371被配置成使诸如SMA导线372之类的SMA材料固定至平坦表面371。根据一些实施例，SMA导线372通过电阻焊接到电阻焊接区域 373来固定至平坦表面371，该电阻焊接区域373至少部分地被非线性孔口378隔离。在一些构型中，非线性孔口378是U形的，以物理地隔离高达 90％的电阻焊接区域373。电阻焊接区域373可以被安装在由非线性孔口 378限定的焊接舌部上。对于其它实施例，SMA导线372使用包括本文描述的那些附接技术的其它附接技术固定至平坦表面371。虽然非线性孔口 378被示出为完全贯通的特征，但在一些示例中，非线性孔378口可以是局部蚀刻的。
来自辐射表面区374的增加表面积使得冷却能够在致动期间防止形状记忆合金相变。在一些可选实施例中，电阻焊接区域373可以从未固定负载点端370完全蚀刻出。可选择地，电阻焊接区域373也可以包含局部蚀刻狭槽，以增加舌部的顺应性。
图122示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的未固定负载点端470。相邻的平坦表面471被提供以固定诸如SMA导线472之类的SMA材料。 SMA导线472通过电阻焊接区域473固定至平坦表面471，该电阻焊接区域473至少部分地被非线性孔口478隔离。
电阻焊接区域473可以使用局部蚀刻狭槽479来安装在非线性孔口478 中。在一些构型中，非线性孔口478在物理上中断平坦表面471，并且限定电阻焊接区域473的位置。根据一些实施例，孔口178和179被配置成减轻(缓解)在电阻焊接区域173附近导线172与平坦表面171之间的干扰。虽然孔口178和179被示出为完全贯通的特征，但在一些示例中，孔口178和179可以是局部蚀刻的。
来自辐射表面区474的增加表面积使得冷却能够在致动期间防止形状记忆合金相变。
所公开的实施例可以应用于双压电晶片臂的固定端。本文提供的图 123至图125是结合所公开的实施例的固定端的示例性实施例。
图123示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的固定端。双压电晶片臂的固定端895包括平坦表面896，以用于固定诸如SMA导线897之类的 SMA材料。SMA导线897通过电阻焊接区域898固定至平坦表面896。使用包括本领域已知技术在内的形成电阻焊接区域898。
固定端895包括由电阻焊接区域898分隔开的近侧孔口893和远侧孔口894。使用包括本领域已知技术在内的技术形成近侧孔口893和远侧孔口894。
近侧孔口893和远侧孔口894在物理上中断平坦表面896，并且限定电阻焊接区域898的位置。根据一些实施例，孔口893和894被配置成减轻 (缓解)在电阻焊接区域898附近导线897与平坦表面896之间的干扰。虽然孔口893和894被示出为完全贯通的特征，但在一些示例中，孔口893 和894可以是局部蚀刻的。
图124示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的固定端。双压电晶片臂的固定端195包括平坦表面196，以用于固定诸如SMA导线197之类的 SMA材料。SMA导线197通过电阻焊接在电阻焊接区域198处来固定至平坦表面196。使用包括本领域已知技术在内的技术形成电阻焊接区域198。
固定端195包括由电阻焊接区域198分隔开的近侧孔口193和远侧孔口194。使用包括本领域已知技术在内的技术形成近侧孔口193和远侧孔口194。
固定端195还包括对应于SMA导线197的一部段的细长孔口160。细长孔口160可以被移除，以便给SMA导线197提供导线间隙。在一些实施例中，细长孔口160从远侧孔口194延伸出来。
近侧孔口193和远侧孔口194至少部分地物理隔离电阻焊接区域198。细长孔口160在物理上中断平坦表面196，并且限定SMA导线197的位置。根据一些实施例，孔口193和194被配置成减轻(缓解)在电阻焊接区域 198附近导线197与平坦表面196之间的干扰。虽然孔口193和194被示出为完全贯通的特征，但在一些示例中，孔口193和194可以是局部蚀刻的。
图125示出了根据一个实施例的双压电晶片臂的固定端295。双压电晶片臂的固定端295包括平坦表面296，以用于固定诸如SMA导线297之类的SMA材料。SMA导线297通过电阻焊接在电阻焊接区域298处来固定至平坦表面296。
电阻焊接区域298至少部分地被非线性孔口294隔离。在一些构型中，非线性孔口294是U形的，以物理隔离高达90％的电阻焊接区域298。电阻焊接区域298可以安装在由非线性孔口294限定的焊接舌部上。
非线性孔口294在物理上中断平坦表面296，并且限定电阻焊接区域 298的位置。根据一些实施例，线性孔口294被配置成减轻(缓解)在电阻焊接区域298附近导线297与平坦表面296之间的干扰。在一些可选的实施例中，电阻焊接区域298可以完全从固定端295蚀刻出。可选择地，电阻焊接区域298也可以包含局部蚀刻狭槽，以减小接触面积。
图126示出了根据一个实施例的平衡式双压电晶片致动器。平衡式双压电晶片致动器440包括使用包括本文所述技术在内的技术形成和配置的两个双压电晶片臂442，443。对于一些实施例，双压电晶片致动器440被固定至诸如用于安装至外壳的托架之类的基座441。双压电晶片致动器440 使用包括本领域已知技术在内的诸如粘合剂和焊接之类的技术固定至基座。平衡式双压电晶片致动器440被配置成通过最小化或抵消它们自己的摩擦分量444a、b来减少双压电晶片致动器440的净摩擦力，因为它包括以相反方向布置的两个双压电晶片臂442、443。每个双压电晶片臂442、443的摩擦力分量444a、b的作用方向与每个双压电晶片臂442、443的想要的力行程445a、b不同。根据一些实施例，平衡式双压电晶片致动器440包括至少一个第一双压电晶片臂442和至少另一个双压电晶片臂443，该至少另一个双压电晶片被臂被配置成具有在第一双压电晶片臂442的相反方向上作用的摩擦力分量444a、b。因此，平衡式双压电晶片致动器440被配置成平衡由一个或多个双压电晶片臂因摩擦力分量而引起的滑动摩擦。这样就可以在较少或不需要主动抵消不希望的摩擦力的情况下进行更精确的控制。包括这里所述那些的平衡式双压电晶片致动器克服了其他双压电晶片致动器在顶端产生摩擦力分量的问题。这些其他的双压电晶片致动器在Y 方向上产生推力，同时由于在X方向上沿着致动器的被推构件的表面滑动，在X方向上也产生不希望的力。这将在X方向上产生少量不希望的运动，控制系统必须对其进行补偿。然而，这些补偿式双压电晶片致动器也会引起它们自己不希望的摩擦力。这需要复杂的控制算法来实现良好的运动性能，例如用于光学图像稳定系统。
图127示出了根据一个实施例的包括平衡式双压电晶片致动器的光学图像稳定器。平衡式双压电晶片致动器448a-d在所有方面的作用是抵消它们自己的摩擦分量，因为它们是使用包括本文所述技术在内的技术在相反方向上布置的。由于摩擦力大约为零，所以开环位置误差最小。在一些示例中，小的误差将会是由于典型的装配和部件尺寸公差造成的，可以通过使用闭环控制系统很容易地纠正。
图128示出了根据一个实施例的平衡式双压电晶片致动器。平衡式双压电晶片致动器450包括以直列镜像朝向布置的诸如本文所述的两个双压电晶片臂452a、b。对于一些实施例，双压电晶片致动器450被固定至诸如用于安装至外壳的托架之类的基座453。双压电晶片致动器450使用包括本领域已知技术在内的诸如粘合剂和焊接之类的技术固定至基座。根据一些实施例，第一双压电晶片臂452a被配置成主要在第一双压电晶片臂456a 的固定端平行于平衡式双压电晶片致动器的纵轴的方向上具有摩擦力分量 454a。第二双压电晶片臂452b被配置成与第一双压电晶片臂452a成直列，使得第二双压电晶片臂456b的固定端与第一双压电晶片臂456a的固定端相邻。第二双压电晶片臂452b被配置成在与第一双压电晶片臂452a相反的方向上具有摩擦力分量454b。这导致双压电晶片致动器被配置成通过最小化或抵消净摩擦力来减少双压电晶片致动器的净摩擦力。对于一些实施例，净摩擦力对于平衡式双压电晶片致动器而言大约是净总摩擦为零。对于一些实施例，平衡式双压电晶片致动器的每个双压电晶片臂452a、b包括SMA导线458a、b。SMA导线458a、b串联在一起，并被配置成接收到两根导线的相等电流。对于一些实施例，第一SMA导线458a例如通过1 通道输入与致动控制器耦合，以通过与控制输入垫451a耦合的第一双压电晶片臂452a控制致动器的致动。第二条SMA导线458b通过与接地垫451b 耦合的第二双压电晶片臂245b与地线耦合。
图129示出了根据一个实施例的平衡式双压电晶片致动器，该平衡式双压电晶片致动器包括被配置成容纳和隔离金属部件的聚酰亚胺层459。该平衡式双压电晶片致动器的其他实施例不包括聚酰亚胺层。对于没有聚酰亚胺层的平衡式双压电晶片致动器的一些实施例，控制输入垫、接地垫和公用基座岛部被固定至第一双压电晶片臂和第二双压电晶片臂的各固定端之间的基底层上。对于一些实施例，控制输入垫、接地垫和公用基座岛部使用诸如本领域中已知的那些粘合剂的粘合剂固定在基底层上。图130 示出了根据一个实施例的平衡式双压电晶片致动器，该平衡式双压电晶片致动器包括公用基座岛部460。公用基座岛部460被配置成用于将第一 SMA导线的一端附接至第二SMA导线的一端。对于一些实施例，在任何SMA导线被固定至公用基座岛部460之前，公用基座岛部460与控制输入垫461a和接地垫461b电气隔离。公用基座岛部460形成在固定端上，用于第一双压电晶片臂462a和第二双压电晶片臂462b。
图131示出了根据一个实施例的平衡式双压电晶片致动器。平衡式双压电晶片致动器包括诸如本文所述双压电晶片臂之类的以反转的方向布置的两个双压电晶片臂464a、b。对于一些实施例，双压电晶片致动器被固定至诸如用于安装至外壳的托架之类的基座463。双压电晶片致动器使用包括本领域已知技术在内的诸如粘合剂和焊接之类的技术固定至基座。根据一些实施例，第一双压电晶片臂464a被配置成主要在第一双压电晶片臂464a的固定端468a平行于平衡式双压电晶片致动器的纵轴的方向上具有摩擦力分量466a。第二双压电晶片臂464b被布置成与第一双压电晶片臂464a 成直列，使得双压电晶片臂464a、b的固定端468a、b位于双压电晶片致动器的相反两端处。因此，第一双压电晶片臂469a的未固定端和第二双压电晶片臂469b的未固定端相互靠近布置。第二双压电晶片臂464b被配置成在与第一双压电晶片臂464a相反的方向上具有摩擦力分量466b。这导致双压电晶片致动器被配置成通过最小化或抵消净摩擦力来减少双压电晶片致动器的净摩擦力。对于一些实施例，净摩擦力对于平衡式双压电晶片致动器而言大约是净总摩擦为零。对于一些实施例，平衡式双压电晶片致动器的每个双压电晶片臂464a、b包括SMA导线467a、b。SMA导线467a、 b串联在一起，并被配置成例如通过1通道输入来接收到两根导线的相等电流，以控制致动器的致动。对于一些实施例，第一SMA导线467a例如通过1通道输入与致动控制器耦合，以通过与控制输入垫451a耦合的第一双压电晶片臂452a来控制致动器的致动。第二SMA导线458b通过与接地垫451b耦合的第二双压电晶片臂452b与地线耦合。
图132示出了根据一个实施例的使用本文所述技术的平衡式双压电晶片致动器，该平衡式双压电晶片致动器包括被配置为容纳和隔离金属部件的聚酰亚胺层570。平衡式双压电晶片致动器的其他实施例不包括聚酰亚胺层。对于没有聚酰亚胺层的平衡式双压电晶片致动器的一些实施例，控制输入垫和接地垫被固定在第一双压电晶片臂和第二双压电晶片臂附近。对于一些实施例，控制输入垫和接地垫使用诸如本领域已知粘合剂之类的粘合剂固定至基底层。图133示出了根据一个实施例的使用本文所述技术的平衡式双压电晶片致动器，该平衡式双压电晶片致动器包括控制输入垫 572和接地垫573。
图134示出了根据一个实施例的平衡式双压电晶片致动器。平衡式双压电晶片致动器包括诸如本文所述双压电晶片臂之类的以直列镜像朝向布置的两个双压电晶片臂574a、b。对于一些实施例，双压电晶片致动器被固定至诸如用于安装至外壳的托架之类的基座571。双压电晶片致动器使用包括本领域已知技术在内的诸如粘合剂和焊接之类的技术固定至基座。根据一些实施例，第一双压电晶片臂574a被配置成主要在第一双压电晶片臂的固定端576a平行于平衡式双压电晶片致动器的纵轴的方向上具有摩擦力分量575a。第二双压电晶片臂574b被配置成与第一双压电晶片臂574a 成直列，使得第二双压电晶片臂576b的固定端与第一双压电晶片臂576a 的固定端相邻。第二双压电晶片臂574b被配置成在与第一双压电晶片臂 575a的摩擦力分量相反的方向上具有摩擦力分量575b。这导致双压电晶片致动器被配置成通过最小化或抵消净摩擦力来减少双压电晶片致动器的净摩擦力。对于一些实施例，净摩擦力对于平衡式双压电晶片致动器而言大约是净总摩擦为零。对于一些实施例，使用单个SMA导线578，SMA导线578的每一端耦合到每个双压电晶片臂577a、b的相应的未固定端。单个SMA导线可以使平衡式双压电晶片致动器578有更多的行程。
图135示出了根据一个实施例的使用本文所述技术的平衡式双压电晶片致动器，该平衡式双压电晶片致动器包括SMA导线579。图136示出了根据一个实施例的使用本文所述技术的平衡式双压电晶片致动器，该平衡式双压电晶片致动器被配置成单个SMA导线，并包括控制输入垫480，和接地垫481。对于一些实施例，平衡式双压电晶片致动器被配置成包括被配置成容纳和隔离金属部件的聚酰亚胺层。平衡式双压电晶片致动器的其他实施例不包括聚酰亚胺层。对于没有聚酰亚胺层的平衡式双压电晶片致动器的一些实施例，控制输入垫和接地垫被固定至第一双压电晶片臂和第二双压电晶片臂的各固定端之间的基底层。对于一些实施例，控制输入垫和接地垫使用诸如本领域中已知粘合剂之类的粘合剂固定至基底层。
图137示出了根据一个实施例的平衡式双压电晶片致动器。平衡式双压电晶片致动器包括诸如本文所述双压电晶片臂之类的以交错朝向布置的两个双压电晶片臂482a、b。对于一些实施例，双压电晶片致动器被固定至诸如用于安装到外壳的托架之类的基座489。双压电晶片致动器使用包括本领域已知技术在内的诸如粘合剂和焊接之类的技术固定至基座。根据一些实施例，第一双压电晶片臂482a被配置成主要在第一双压电晶片臂 484a的固定端平行于第一双压电晶片臂的纵轴的方向上具有摩擦力分量 483a。第二双压电晶片臂482b被配置成与第一双压电晶片臂482a交错，这样第二双压电晶片臂的纵轴大致平行于第一双压电晶片臂的纵轴。此外，双压电晶片臂484a、b的固定端位于双压电晶片致动器的相反两端处。因此，第一双压电晶片臂484a的未固定端和第二双压电晶片臂484b的未固定端相对于彼此是交错的。第二双压电晶片臂482a被配置成在与第一双压电晶片臂482a相反的方向上具有摩擦力分量483a。这就导致了双压电晶片致动器被配置成通过最小化或抵消净摩擦力来减少双压电晶片致动器的净摩擦力。对于一些实施例，净摩擦力对于平衡式双压电晶片致动器而言大约是净总摩擦为零。对于一些实施例，平衡式双压电晶片致动器的每个双压电晶片臂482a、b包括SMA导线485a、b。SMA导线485a、b串联在一起，并被配置成例如通过1通道输入来接收到两根导线的相等电流，以控制诸如本文所述致动器之类的致动器的致动。
图138示出了根据一个实施例的带有交错朝向的平衡式双压电晶片致动器，该平衡式双压电晶片致动器包括配置为容纳和隔离金属部件的聚酰亚胺层486。平衡式双压电晶片致动器的其他实施例不包括聚酰亚胺层。对于没有聚酰亚胺层的平衡式双压电晶片致动器的一些实施例，控制输入垫和接地垫被固定在第一双压电晶片臂和第二双压电晶片臂附近。对于一些实施例，控制输入垫和接地垫使用诸如本领域已知粘合剂之类的粘合剂固定至基底层。图139示出了根据一个实施例的平衡式双压电晶片致动器，该平衡式双压电晶片致动器包括控制输入垫487和接地垫488。
图140示出了根据一个实施例的包括平衡式双压电晶片致动器的光学图像稳定系统。平衡式双压电晶片致动器在所有方面的作用是抵消它们自己的摩擦分量，因为它们是在相反方向上布置的。由于摩擦力大约为零，所以开环位置误差最小。在一些示例中，小的误差将会是由于典型的装配和部件尺寸公差造成的，可以通过使用闭环控制系统很容易地纠正。
图141示出了根据一个实施例的包括平衡式双压电晶片致动器的光学图像稳定系统的分解图。光学图像稳定器被配置成接收诸如本文所述双压电晶片致动器之类的双压电晶片致动器，该双压电晶片致动器自我定位平齐到围绕外壳511的周边的袋部510a-d中。这种布置通过使诸如本文所述平衡式双压电晶片致动器之类的双压电晶片致动器514a-d与外壳511共享同一X/Y空间而使双压电晶片模块512a-d的X/Y占地尺寸更小。这也通过使双压电晶片致动器510a-d能够在最后一步从外面插入而简化了双压电晶片模块512a-d的组装。外壳511可以由模制的塑料、金属或其他材料制成。
图142示出了根据一个实施例的包括平衡式双压电晶片致动器的光学图像稳定系统。光学图像稳定外壳516被配置成接收诸如本文所述双压电晶片致动器之类的双压电晶片致动器518a-d，该双压电晶片致动器自我定位平齐到外壳516上的袋部中。这种布置通过使诸如本文所述平衡式双压电晶片致动器之类的双压电晶片致动器518a-d与外壳共享同一X/Y空间而使双压电晶片模块520a-d的X/Y占地尺寸更小。这也通过使双压电晶片致动器518a-d能够在最后一步从外部插入而简化了双压电晶片模块520a-d的组装。外壳516可以由模制的塑料、金属或其他材料制成。
图143示出了根据一个实施例的包括双压电晶片致动器的传感器移位光学图像稳定系统。光学图像稳定系统被配置成接收诸如本文所述平衡式双压电晶片致动器之类的平衡式双压电晶片致动器，该平衡式双压电晶片致动器被配置为平衡托架/模块522a-d。双压电晶片托架/模块522a-d被配置成从传感器移位OIS模块的外部插入。对于一些实施例，传感器移位 OIS使用双压电晶片致动器偏离中心的设计，也诱导安装在移动图像传感器托架528上的图像传感器524旋转，该移动图像传感器托架可被控制用于抑制滚动激励以及X/Y激励。这种布置通过使诸如本文所述平衡式双压电晶片致动器的双压电晶片致动器与外壳526共享同一X/Y空间而使双压电晶片模块522a-d的X/Y占地尺寸更小。这也通过使双压电晶片致动器能够在最后一步从外部插入而简化了双压电晶片模块522a-d的组装。外壳 526可以由模制的塑料、金属或其他材料制成。
图144示出了根据一个实施例的包括平衡式双压电晶片致动器的光学图像稳定系统。光学图像稳定器被配置成接收诸如本文所述双压电晶片致动器之类的双压电晶片致动器，该双压电晶片致动器自我定位平齐到光学图像稳定器的外壳532上的袋部530中。这种布置通过使诸如本文所述平衡式双压电晶片致动器之类的双压电晶片致动器与外壳532共享同一X/Y 空间而使双压电晶片模块534a-d的X/Y占地尺寸更小。这也通过使双压电晶片致动器能够在最后一步从外部插入而简化了双压电晶片模块534a-d的组装。外壳532可以由模制的塑料、金属或其他材料制成。
图145示出了根据本文所述的实施例的用于光学图像稳定系统的金属外壳536，该金属外壳被制造为成型金属，该成型金属在嵌入成型工艺中与成型塑料538a-d固定。图146示出了金属外罐/外壳的536实施例，包括进入金属外罐/外壳536的4个侧面中的成型袋部542a-d，该成型袋部配置为允许齐平安装诸如本文所述双压电晶片致动器之类的双压电晶片致动器 544a-d。
图147示出了根据一个实施例的光学图像稳定(OIS)系统的分解图，该光学图像稳定系统包括平衡式双压电晶片致动器和多个定心弹簧。光学图像稳定系统包括自动聚焦(AF)致动器400，该自动聚焦致动器具有四个AF焊接连接件402或在AF致动器400与聚焦控制电路之间传递电流的其他电气连接件。对于一些实施例，自动聚焦致动器400包括诸如本文所公开SMA致动器之类的一个或多个SMA致动器。根据一些实施例，自动聚焦致动器400被设置在与自动聚焦致动器400耦合的基座404上。根据一些实施例，基座404包括四个隔离区段，每个隔离区段附接至弹簧406a- d。对于一些实施例，基座404和弹簧406a-d分别由单个平坦部件形成，该单个平坦部件被分割成四个隔离区段，以创建四个电气平坦弹簧电路来控制物体的移动，例如，光学图像稳定的X/Y轴移动和/或自动聚焦的Z轴移动。
对于一些实施例，基座404和或弹簧a-406d的隔离区段是使用蚀刻工艺或诸如本领域已知技术之类的其他制造技术形成的。为了形成四个平坦弹簧电路，弹簧406a-d被焊接到基座404，这样四个弹簧406a-d中的每一个被焊接到基座404的四个隔离区段中的一个。对于一些实施例，焊缝是被包括在四个平坦弹簧电路中的每个上的焊点408a-d，将弹簧406a-d固定至基座404的隔离区段，以创建四个隔离电气路径。对于一些实施例，该四个隔离电气路径被配置成用于闭环AF。四个OIS焊接连接件410a-d被配置成将平坦弹簧电路连接至被包括在双压电晶片OIS致动器中的OIS控制电路412。OIS控制电路被配置成连接至印刷电路板(PCB)，以使相机控制电路能够操作诸如本文所公开实施例之类的AF致动器400和OIS致动器412。
图148示出了包括四个平坦弹簧电路的OIS系统的俯视图。根据一些实施例，平坦弹簧电路414a-d被配置为不锈钢(SST)电路，以实现控制图像传感器的移动的低成本解决方案。对于一些实施例，平坦弹簧电路 414a-d是由镀金的100微米的不锈钢形成的。包括平坦弹簧电路414a-d的弹簧的刚度使其具有可靠和稳定的弹簧力，可以用于将AF致动器相对于图像传感器置中或以其他方式控制AF致动器的移动。被包括在平坦弹簧电路414a-d中的弹簧416a-d被配置成在移动的大变化中产生低应力，例如在X轴和或Y轴的正负方向上的移动。例如，对于一些实施例，在330微米的行程运动期间，弹簧上的最大应力是425兆帕(Mpa)。最小化弹簧上的应力延长了可用寿命(例如，具有低于<638兆帕的无限疲劳极限的疲劳)，从而提高OIS系统比其他运动控制解决方案的可靠性。弹簧还被配置成在支撑组件(例如，轴承)的轴承上提供向下的力，以提供对AF模块和或OIS的近零动态倾斜影响。
图149示出了包括四个弹簧的基座。根据一个实施例，弹簧418a-d是自由形成的，以产生预加载(例如，弹簧可以自由形成，使弹簧的自由端在Z轴的正方向或负方向上从基座延伸6.4毫米(mm))。对于一些实施例，弹簧被自由形成以具有在包括15-35毫牛顿的范围中的预加载。OIS系统中的弹簧的预加载被配置为确保诸如AF致动器之类的移动的质量被保持抵靠一个或多个轴承。
自由形成弹簧418a-d可以减少弹簧418a-d的变形(例如，弹簧的变形减少到正负0.1毫米)，以减少平坦弹簧电路的整体高度要求，例如正常操作所需的z轴空间量。图150示出了弹簧429被焊接到基座上以形成平坦弹簧电路后的情况。在自由形成弹簧之前，可以在弹簧中形成一个或多个压平弯曲部。对于一些实施例，弹簧429包括靠近弹簧429两端的压平弯曲部。例如，弹簧包括第一压平弯曲部430和或第二压平弯曲部431，该第一压平弯曲部430被配置成具有在负方向上的弯曲，例如Z轴上的负3.5 度，该第二压平弯曲部431被配置成具有在正方向上的弯曲，例如Z轴上的正3.5度。对于一些实施例，压平弯曲部的范围包括0度到正负7度。弹簧的其他实施例包括被配置成在一定范围内的压平弯曲部，以满足设计限制。弹簧的该一个或多个压平弯曲部使弹簧能够实现下压力(例如，+/-25 微牛顿(mN))，同时最小化弹簧变形量(例如，正常情况下臂变形量<0.1 毫米，全弹簧高度下臂变形量<0.2毫米)。弹簧的该一个或多个压平弯曲部也将弹簧配置成在一个方向(例如，正Z轴方向)移动，以最小化平坦弹簧电路下面所需的间隙空间。最小化弹簧的变形量，并最小化弹簧在正 z轴方向的变形量减少了由平坦弹簧电路占用的空间量(例如，在z轴方向 +/-0.2毫米)。因此，在平坦弹簧电路中压平弹簧的一个或多个弯曲部使得 OIS致动器对整个相机高度的影响最小化，从而能够组装出更小、更紧凑的电子相机系统。
图151示出了包括根据一个实施例的压接件的双压电晶片致动器。根据各种实施例，双压电晶片致动器1512包括诸如本文所述梁之类的梁1514，和诸如SMA带或SMA导线1516之类的一种或多种SMA材料1516。对于一些实施例，诸如SMA导线1516之类的SMA材料被固定至诸如本文所述固定端之类的双压电晶片致动器的固定端1518，以及诸如本文所述负载点端之类的双压电晶片致动器的负载点端1520，以便梁1514处于固定有 SMA材料的两端之间。固定端1518包括压接部分1522，该压接部分配置为夹住SMA导线1516的一部分，以将导线固定至固定端1518。负载点 1520包括压接部分1524，该压接部分被配置成夹住SMA导线1516的一部分，以将导线固定至负载点1520。对于各种实施例，SMA材料的两端与被配置成使用包括本领域已知技术在内的技术向SMA材料提供电流的触点电气和机械地耦合。
将理解的是，本文中使用的诸如“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”和x 方向、y方向和z方向之类的术语是出于方便起见表示零件相对于彼此的空间关系，而非任何特定空间或重力方向。因此，这些术语旨在涵盖部件的组件，而不管该组件是否以附图所示和说明书中所述特定方向取向、从该方向倒置取向或者任何其它旋转变化取向。
应当理解，本文所使用的术语“本实用新型”不应被解释为表示仅呈现具有单个基本要素或要素组的单个实用新型。类似地，还将理解的是，术语“本实用新型”涵盖许多单独的创新，其中每一个创新可以被认为是单独的实用新型。尽管已经关于优选实施例及其附图详细地描述了本实用新型，但是对于本领域技术人员应该显而易见的是，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，可以对本实用新型的实施例进行各种修改和变型。另外，本文描述的技术可用于制造具有两个、三个、四个、五个、六个或更通常为n个数量的双压电晶片致动器和屈曲致动器的设备。因此，应当理解，上文所阐述的详细描述和附图并非旨在限制本实用新型的广度，本实用新型的广度仅应从所附权利要求书及其适当解释的法律等同物来推断。

Claims (5)

1.一种致动器模块组件，其特征在于，包括：
外壳，围绕着外壳的周边配置有袋部，所述袋部被配置成从外部接收一个或多个双压电晶片致动器。
2.根据权利要求1所述的致动器模块组件，其特征在于，外壳由塑料制成。
3.根据权利要求1所述的致动器模块组件，其特征在于，外壳由或金属制成。
4.根据权利要求1所述的致动器模块组件，其特征在于，包括一个或多个双压电晶片致动器，所述一个或多个双压电晶片致动器包括以直列镜像朝向布置的两个双压电晶片臂。
5.根据权利要求1所述的致动器模块组件，其特征在于，所述一个或多个双压电晶片致动器包括以交错朝向布置的两个双压电晶片臂。
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