JP2023532673A - Shape memory alloy actuator and method - Google Patents

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Abstract

SMAアクチュエータ及び関連の方法が説明されている。アクチュエータの一実施形態は、ベースと、複数の歪曲アームと、複数の歪曲アームのうちの一対の歪曲アームと接続された少なくとも第1の形状記憶合金ワイヤとを含む。アクチュエータの別の実施形態は、ベースと、形状記憶合金材料を含む少なくとも1つのバイモルフアクチュエータとを含む。バイモルフアクチュエータは、ベースに取り付けられている。SMA actuators and related methods are described. One embodiment of the actuator includes a base, a plurality of bending arms, and at least a first shape memory alloy wire connected to a pair of the bending arms of the plurality of bending arms. Another embodiment of the actuator includes a base and at least one bimorph actuator comprising a shape memory alloy material. A bimorph actuator is attached to the base.

Description

本発明の実施形態は、形状記憶合金システムの分野に関する。より詳細には、本発明の実施形態は、形状記憶合金アクチュエータ及びそれに関連する方法の分野に関する。 Embodiments of the present invention relate to the field of shape memory alloy systems. More particularly, embodiments of the present invention relate to the field of shape memory alloy actuators and related methods.

形状記憶合金(SMA:shape memory alloy)システムは、オートフォーカス駆動装置として、例えばカメラレンズ素子と併用され得る可動アセンブリ又は構造を有する。これらのシステムは、遮蔽缶(screening can)などの構造によって取り囲まれ得る。可動アセンブリは、複数のボールなどの軸受によって、支持アセンブリ上で動くために支持される。リン青銅又はステンレス鋼などの金属から形成される撓み要素が、可動プレート及び撓み部を有する。撓み部は、静止支持アセンブリに対する可動アセンブリの移動を可能にすべく、可動プレートと静止支持アセンブリとの間に延びて、ばねとして機能する。ボールは、可動アセンブリがほとんど抵抗なく動くことを可能にする。可動アセンブリ及び支持アセンブリは、アセンブリ間に延びる4本の形状記憶合金(SMA)ワイヤによって接続される。SMAワイヤのそれぞれは、一方の端部が支持アセンブリに取り付けられ、反対側の端部が可動アセンブリに取り付けられている。SMAワイヤへ電気駆動信号を印加することによって、サスペンションが作動する。しかしながら、これらのタイプのシステムは、システムの複雑さに悩まされており、結果的に、大きな設置面積及び高さが大きいクリアランスを必要とする、嵩張るシステムを生じる。さらに、現在のシステムは、コンパクトで低プロファイルの設置面積での高Zストローク範囲をもたらすことができていない。 A shape memory alloy (SMA) system comprises a movable assembly or structure that can be used, for example, with a camera lens element as an autofocus driver. These systems may be surrounded by structures such as screening cans. A movable assembly is supported for movement on the support assembly by bearings, such as a plurality of balls. A flexure element formed from metal such as phosphor bronze or stainless steel has a movable plate and a flexure. A flexure extends between the movable plate and the stationary support assembly and functions as a spring to permit movement of the movable assembly relative to the stationary support assembly. The ball allows the moveable assembly to move with little resistance. The moveable assembly and support assembly are connected by four shape memory alloy (SMA) wires extending between the assemblies. Each of the SMA wires has one end attached to the support assembly and the opposite end attached to the moveable assembly. The suspension is actuated by applying an electrical drive signal to the SMA wires. However, these types of systems suffer from system complexity, resulting in bulky systems requiring large footprints and high clearances. Additionally, current systems fail to provide high Z-stroke range in a compact, low-profile footprint.

SMAアクチュエータ及び関連の方法が説明されている。アクチュエータの一実施形態は、ベースと、複数の歪曲アーム(buckle arm)と、複数の歪曲アームのうちの一対の歪曲アームと接続された少なくとも第1の形状記憶合金ワイヤとを含む。アクチュエータの別の実施形態は、ベースと、形状記憶合金材料を含む少なくとも1つのバイモルフアクチュエータとを含む。バイモルフアクチュエータは、ベースに取り付けられている。 SMA actuators and related methods are described. One embodiment of the actuator includes a base, a plurality of buckle arms, and at least a first shape memory alloy wire connected to a pair of the plurality of buckle arms. Another embodiment of the actuator includes a base and at least one bimorph actuator comprising a shape memory alloy material. A bimorph actuator is attached to the base.

本発明の実施形態は、添付図面の図面において、限定ではなく、例として説明され、図面では、同様の参照符号は同様の要素を示す。 Embodiments of the invention are illustrated by way of example and not by way of limitation in the figures of the accompanying drawings, in which like reference numerals indicate like elements.

一実施形態による歪曲アクチュエータとして構成されたSMAアクチュエータを含むレンズアセンブリを示す。4 illustrates a lens assembly including an SMA actuator configured as a distortion actuator according to one embodiment; 一実施形態によるSMAアクチュエータを示す。1 shows an SMA actuator according to one embodiment. 一実施形態によるSMAアクチュエータを示す。1 shows an SMA actuator according to one embodiment. 一実施形態によるSMAワイヤアクチュエータを含むオートフォーカスアセンブリの展開図を示す。FIG. 4 illustrates an exploded view of an autofocus assembly including an SMA wire actuator according to one embodiment; 一実施形態によるSMAアクチュエータを含むオートフォーカスアセンブリを示す。1 illustrates an autofocus assembly including an SMA actuator according to one embodiment; センサを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを示す。1 shows an SMA actuator according to one embodiment, including a sensor; レンズキャリッジを備える、一実施形態による歪曲アクチュエータとして構成されたSMAアクチュエータの上面図及び側面図を示す。FIG. 10 shows top and side views of an SMA actuator configured as a distortion actuator according to one embodiment, with a lens carriage. 実施形態によるSMAアクチュエータのある区分の側面図を示す。FIG. 10 shows a side view of a section of an SMA actuator according to an embodiment; 歪曲アクチュエータの一実施形態の複数の図を示す。FIG. 4 shows multiple views of one embodiment of a strain actuator. レンズキャリッジを備える、一実施形態によるバイモルフアクチュエータを示す。Fig. 3 shows a bimorph actuator according to one embodiment with a lens carriage; 一実施形態によるSMAアクチュエータを含むオートフォーカスアセンブリの切り欠き図を示す。FIG. 4B shows a cutaway view of an autofocus assembly including an SMA actuator according to one embodiment. いくつかの実施形態によるバイモルフアクチュエータの図を示す。FIG. 4 shows a diagram of a bimorph actuator according to some embodiments; いくつかの実施形態によるバイモルフアクチュエータの図を示す。FIG. 4 shows a diagram of a bimorph actuator according to some embodiments; いくつかの実施形態によるバイモルフアクチュエータの図を示す。FIG. 4 shows a diagram of a bimorph actuator according to some embodiments; 一実施形態によるバイモルフアクチュエータの一実施形態の図を示す。FIG. 12 shows a diagram of one embodiment of a bimorph actuator, according to one embodiment. 一実施形態によるバイモルフアクチュエータの端部パッド断面を示す。FIG. 11 illustrates an end pad cross-section of a bimorph actuator according to one embodiment; FIG. 一実施形態によるバイモルフアクチュエータの中心供給パッド断面を示す。FIG. 10 illustrates a central feed pad cross-section of a bimorph actuator according to one embodiment; FIG. 一実施形態による2つの歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータの展開図を示す。FIG. 11 illustrates an exploded view of an SMA actuator including two strain actuators according to one embodiment; 一実施形態による2つの歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータを示す。1 shows an SMA actuator including two strain actuators according to one embodiment. 一実施形態による2つの歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータの側面図を示す。FIG. 4B shows a side view of an SMA actuator including two strain actuators according to one embodiment. 一実施形態による2つの歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータの側面図を示す。FIG. 4B shows a side view of an SMA actuator including two strain actuators according to one embodiment. 一実施形態による2つの歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータを含むアセンブリの展開図を示す。FIG. 11 illustrates an exploded view of an assembly including an SMA actuator including two strain actuators according to one embodiment; 一実施形態による2つの歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータを示す。1 shows an SMA actuator including two strain actuators according to one embodiment. 一実施形態による2つの歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータを示す。1 shows an SMA actuator including two strain actuators according to one embodiment. 一実施形態による2つの歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータを示す。1 shows an SMA actuator including two strain actuators according to one embodiment. 一実施形態による2つの歪曲アクチュエータ及びカプラを含むSMAアクチュエータを示す。FIG. 11 illustrates an SMA actuator including two strain actuators and a coupler according to one embodiment; FIG. 一実施形態による積層板ハンモックを備える歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータを含むSMAシステムの展開図を示す。FIG. 10 illustrates an exploded view of an SMA system including an SMA actuator including a tortuous actuator comprising a laminate hammock according to one embodiment. 一実施形態による積層板ハンモックを備える歪曲アクチュエータ2402を含むSMAアクチュエータを含むSMAシステムを示す。24 shows an SMA system including an SMA actuator including a bending actuator 2402 comprising a laminate hammock according to one embodiment. 一実施形態による積層板ハンモックを含む歪曲アクチュエータを示す。1 illustrates a strain actuator including a laminate hammock according to one embodiment. 一実施形態によるSMAアクチュエータの積層板ハンモックを示す。FIG. 11 illustrates a laminate hammock for an SMA actuator according to one embodiment. FIG. 一実施形態によるSMAアクチュエータの積層形成された圧着接続部を示す。FIG. 4 illustrates a laminated crimp connection of an SMA actuator according to one embodiment. FIG. 積層板ハンモックを備える歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータを示す。Fig. 3 shows an SMA actuator including a strain actuator with a laminated plate hammock; 一実施形態による歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータを含むSMAシステムの展開図を示す。1 illustrates an exploded view of an SMA system including an SMA actuator including a strain actuator according to one embodiment; FIG. 一実施形態による歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータを含むSMAシステムを示す。1 illustrates an SMA system including an SMA actuator including a strain actuator according to one embodiment; 一実施形態による歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータを示す。1 illustrates an SMA actuator including a strain actuator according to one embodiment; 一実施形態によるSMAアクチュエータの一対の歪曲アームの2ヨークキャプチャジョイントを示す。FIG. 12 illustrates a two-yoke capture joint of a pair of flexure arms of an SMA actuator according to one embodiment; FIG. 歪曲アクチュエータにSMAワイヤを取り付けるために使用される、一実施形態によるSMAアクチュエータの抵抗溶接圧着部を示す。FIG. 11 illustrates a resistance weld crimp of an SMA actuator used to attach SMA wire to the strain actuator according to one embodiment. FIG. 2ヨークキャプチャジョイントを備える歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータを示す。1 shows an SMA actuator including a strain actuator with a two-yoke capture joint; 一実施形態によるSMAバイモルフ液体レンズを示す。1 illustrates an SMA bimorph liquid lens according to one embodiment. 一実施形態による斜視的なSMAバイモルフ液体レンズを示す。1 illustrates a perspective SMA bimorph liquid lens according to one embodiment. 一実施形態によるSMAバイモルフ液体レンズの断面及び底面図を示す。FIG. 2 illustrates a cross-sectional and bottom view of an SMA bimorph liquid lens according to one embodiment; 一実施形態による、バイモルフアクチュエータを備えるSMAアクチュエータを含むSMAシステムを示す。1 illustrates an SMA system including an SMA actuator with a bimorph actuator, according to one embodiment. 一実施形態によるバイモルフアクチュエータを備えるSMAアクチュエータを示す。1 shows an SMA actuator with a bimorph actuator according to one embodiment. ワイヤ長を、バイモルフアクチュエータを越えて延ばすための、バイモルフアクチュエータの長さ及びSMAワイヤ用のボンディングパッドのロケーションを示す。The length of the bimorph actuator and the location of bonding pads for the SMA wires are shown to extend the wire length beyond the bimorph actuator. 一実施形態によるバイモルフアクチュエータを含むSMAシステムの展開図を示す。1 shows an exploded view of an SMA system including a bimorph actuator according to one embodiment. FIG. 一実施形態によるSMAアクチュエータの小区分の展開図を示す。FIG. 4 shows an exploded view of a subsection of an SMA actuator according to one embodiment; 一実施形態によるSMAアクチュエータの小区分を示す。1 shows a subsection of an SMA actuator according to one embodiment; 一実施形態による5軸センサシフトシステムを示す。1 illustrates a 5-axis sensor shifting system according to one embodiment. 一実施形態による5軸センサシフトシステムの展開図を示す。1 illustrates an exploded view of a 5-axis sensor shifting system according to one embodiment. FIG. 一実施形態による、全ての動きに関してこの回路に組み込まれるバイモルフアクチュエータを含むSMAアクチュエータを示す。FIG. 11 shows an SMA actuator including a bimorph actuator that is incorporated into this circuit for all movements, according to one embodiment. FIG. 一実施形態による、全ての動きに関してこの回路に組み込まれるバイモルフアクチュエータを含むSMAアクチュエータを示す。FIG. 11 shows an SMA actuator including a bimorph actuator that is incorporated into this circuit for all movements, according to one embodiment. FIG. 一実施形態による5軸センサシフトシステムの断面を示す。4 illustrates a cross-section of a 5-axis sensor shifting system according to one embodiment. バイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを示す。1 shows an SMA actuator according to one embodiment, including a bimorph actuator. 画像センサを異なるx位置及びy位置に動かしたバイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ上面図を示す。FIG. 10 shows a top view of an SMA actuator according to one embodiment, including a bimorph actuator with the image sensor moved to different x and y positions. ボックスバイモルフオートフォーカスとして構成された、一実施形態によるバイモルフアクチュエータを含むSMAアクチュエータを示す。FIG. 11 illustrates an SMA actuator including a bimorph actuator according to one embodiment configured as a box bimorph autofocus; FIG. 一実施形態によるバイモルフアクチュエータを含むSMAアクチュエータを示す。1 illustrates an SMA actuator including a bimorph actuator according to one embodiment; 一実施形態によるバイモルフアクチュエータを含むSMAアクチュエータを示す。1 illustrates an SMA actuator including a bimorph actuator according to one embodiment; 一実施形態によるバイモルフアクチュエータを含むSMAアクチュエータを示す。1 illustrates an SMA actuator including a bimorph actuator according to one embodiment; バイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムを示す。1 shows an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment, including a bimorph actuator. 2軸レンズシフトOISとして構成されたバイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムの展開図を示す。FIG. 10 shows an exploded view of an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment, including a bimorph actuator configured as a two-axis lens-shifting OIS. 2軸レンズシフトOISとして構成されたバイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムの断面を示す。FIG. 10B shows a cross-section of an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment, including a bimorph actuator configured as a two-axis lens-shift OIS. FIG. 一実施形態によるボックスバイモルフアクチュエータを示す。4 illustrates a box bimorph actuator according to one embodiment. バイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムを示す。1 shows an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment, including a bimorph actuator. バイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムの展開図を示す。1 shows an exploded view of an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment, including a bimorph actuator. FIG. バイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムの断面を示す。1 shows a cross-section of an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment, including a bimorph actuator. 一実施形態によるボックスバイモルフアクチュエータを示す。4 illustrates a box bimorph actuator according to one embodiment. バイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムを示す。1 shows an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment, including a bimorph actuator. バイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムの展開図を示す。1 shows an exploded view of an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment, including a bimorph actuator. FIG. バイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムを示す。1 shows an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment, including a bimorph actuator. バイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムを示す。1 shows an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment, including a bimorph actuator. バイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムを示す。1 shows an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment, including a bimorph actuator. バイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAの展開図を示す。FIG. 10 illustrates an exploded view of an SMA including a SMA actuator, including a bimorph actuator, according to one embodiment. 3軸センサシフトOISとして構成されたバイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムの断面を示す。FIG. 11 shows a cross-section of an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment, including a bimorph actuator configured as a 3-axis sensor shift OIS. 一実施形態によるボックスバイモルフアクチュエータ構成要素を示す。4 illustrates a box bimorph actuator component according to one embodiment; 一実施形態によるSMAシステムにおいて使用するためのフレキシブルセンサ回路を示す。1 illustrates a flexible sensor circuit for use in an SMA system according to one embodiment; バイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムを示す。1 shows an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment, including a bimorph actuator. バイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムの展開図を示す。1 shows an exploded view of an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment, including a bimorph actuator. FIG. 一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムの断面を示す。1 illustrates a cross-section of an SMA system including an SMA actuator according to one embodiment; 一実施形態によるボックスバイモルフアクチュエータを示す。4 illustrates a box bimorph actuator according to one embodiment. 一実施形態によるSMAシステムにおいて使用するためのフレキシブルセンサ回路を示す。1 illustrates a flexible sensor circuit for use in an SMA system according to one embodiment; バイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムを示す。1 shows an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment, including a bimorph actuator. バイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムの展開図を示す。1 shows an exploded view of an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment, including a bimorph actuator. FIG. 一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムの断面を示す。1 illustrates a cross-section of an SMA system including an SMA actuator according to one embodiment; 一実施形態によるボックスバイモルフアクチュエータを示す。4 illustrates a box bimorph actuator according to one embodiment. 一実施形態によるSMAシステムにおいて使用するためのフレキシブルセンサ回路を示す。1 illustrates a flexible sensor circuit for use in an SMA system according to one embodiment; バイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムを示す。1 shows an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment, including a bimorph actuator. 一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムの展開図を示す。1 illustrates an exploded view of an SMA system including an SMA actuator according to one embodiment; FIG. バイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムの断面を示す。1 shows a cross-section of an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment, including a bimorph actuator. 一実施形態によるSMAシステムにおいて使用するためのボックスバイモルフアクチュエータを示す。4 illustrates a box bimorph actuator for use in an SMA system according to one embodiment; 一実施形態によるSMAシステムにおいて使用するためのフレキシブルセンサ回路を示す。1 illustrates a flexible sensor circuit for use in an SMA system according to one embodiment; 複数の実施形態によるSMAアクチュエータのバイモルフアクチュエータの例示的な寸法を示す。4 illustrates exemplary dimensions of a bimorph actuator of an SMA actuator according to several embodiments; 一実施形態による折り畳みカメラ用のレンズ系を示す。1 illustrates a lens system for a folding camera according to one embodiment; 一実施形態による液体レンズを含むレンズ系のいくつかの実施形態を示す。4 illustrates several embodiments of a lens system including a liquid lens according to one embodiment; 一実施形態による、アクチュエータに配置される、プリズムである屈曲レンズを示す。FIG. 11 illustrates a prismatic bending lens positioned on an actuator, according to one embodiment. FIG. 一実施形態によるオフセットの設けられたバイモルフアームを示す。FIG. 11 illustrates a bimorph arm with an offset according to one embodiment; FIG. 一実施形態によるオフセット及びリミッタの設けられたバイモルフアームを示す。FIG. 11 illustrates a bimorph arm with offsets and limits according to one embodiment; FIG. 一実施形態によるオフセット及びリミッタの設けられたバイモルフアームを示す。FIG. 11 illustrates a bimorph arm with offsets and limits according to one embodiment; FIG. 一実施形態によるオフセットの設けられたバイモルフアームを含むベースの実施形態を示す。FIG. 11 illustrates an embodiment of a base including offset bimorph arms according to one embodiment. FIG. 一実施形態によるオフセットの設けられた2つのバイモルフアームを含むベースの実施形態を示す。4 illustrates an embodiment of a base including two offset bimorph arms according to one embodiment. 一実施形態による荷重点延長部を含む歪曲アームを示す。4 illustrates a curved arm including load point extensions according to one embodiment. 一実施形態による荷重点延長部9810を含む歪曲アーム9801を示す。98 shows a bending arm 9801 including a load point extension 9810 according to one embodiment. 一実施形態による荷重点延長部を含むバイモルフアームを示す。FIG. 11 illustrates a bimorph arm including load point extensions according to one embodiment. FIG. 一実施形態による荷重点延長部を含むバイモルフアームを示す。FIG. 11 illustrates a bimorph arm including load point extensions according to one embodiment. FIG. 一実施形態によるSMA光学式手ぶれ補正機構を示す。1 illustrates an SMA optical image stabilization mechanism according to one embodiment. 一実施形態による可動部のSMA材料取り付け部40を示す。4 shows the SMA material attachment portion 40 of the moving part according to one embodiment. 一実施形態による、抵抗溶接されたSMAワイヤが取り付けられている静止プレートのSMA取り付け部を示す。FIG. 11 illustrates an SMA attachment of a stationary plate with resistance welded SMA wires attached, according to one embodiment. FIG. 一実施形態による歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータ45を示す。SMA actuator 45 including a strain actuator according to one embodiment is shown. 一実施形態によるSMAアクチュエータ用の島を含む抵抗溶接圧着部を示す。4 illustrates a resistance weld crimp including islands for an SMA actuator according to one embodiment. 一実施形態によるSMAアクチュエータ用の島を含む抵抗溶接圧着部を示す。4 illustrates a resistance weld crimp including islands for an SMA actuator according to one embodiment. 一実施形態による、バイモルフビームの曲げ面zオフセット、トラフ幅、及びピーク力の関係を示す。FIG. 4 shows the relationship between bending plane z-offset, trough width, and peak force for a bimorph beam, according to one embodiment. 一実施形態によるバイモルフアクチュエータ全体を含むボックスの近似であるボックス体積がどのようにバイモルフ構成要素当たりの仕事量と関係するかの例を示す。FIG. 10 shows an example of how the box volume, which is an approximation of the box containing the entire bimorph actuator according to one embodiment, relates to work per bimorph component. FIG. 一実施形態による歪曲アクチュエータを使用して作動される液体レンズを示す。Figure 10 illustrates a liquid lens actuated using a distortion actuator according to one embodiment; 一実施形態によるバイモルフアームの固定されていない荷重点端部を示す。FIG. 11 illustrates an unfixed load point end of a bimorph arm according to one embodiment; FIG. 一実施形態によるバイモルフアームの固定されていない荷重点端部を示す。FIG. 11 illustrates an unfixed load point end of a bimorph arm according to one embodiment; FIG. 一実施形態によるバイモルフアームの固定されていない荷重点端部を示す。FIG. 11 illustrates an unfixed load point end of a bimorph arm according to one embodiment; FIG. 一実施形態によるバイモルフアームの固定されていない荷重点端部を示す。FIG. 11 illustrates an unfixed load point end of a bimorph arm according to one embodiment; FIG. 一実施形態によるバイモルフアームの固定端部を示す。Figure 4 shows a fixed end of a bimorph arm according to one embodiment; 一実施形態によるバイモルフアームの固定端部を示す。Figure 4 shows a fixed end of a bimorph arm according to one embodiment; 一実施形態によるバイモルフアームの固定端部を示す。Figure 4 shows a fixed end of a bimorph arm according to one embodiment; 一実施形態によるバイモルフアームの固定端部を示す。Figure 4 shows a fixed end of a bimorph arm according to one embodiment; 一実施形態によるバイモルフアームの固定端部の背面図を示す。FIG. 10B shows a rear view of a fixed end of a bimorph arm according to one embodiment. 一実施形態によるバイモルフアームの固定されていない荷重点端部を示す。FIG. 11 illustrates an unfixed load point end of a bimorph arm according to one embodiment; FIG. 代替的な実施形態によるバイモルフアームの固定されていない荷重点端部を示す。Figure 10 shows an unfixed load point end of a bimorph arm according to an alternative embodiment; 代替的な実施形態によるバイモルフアームの固定されていない荷重点端部を示す。Figure 10 shows an unfixed load point end of a bimorph arm according to an alternative embodiment; 代替的な実施形態によるバイモルフアームの固定されていない荷重点端部を示す。Figure 10 shows an unfixed load point end of a bimorph arm according to an alternative embodiment; 代替的な実施形態によるバイモルフアームの固定されていない荷重点端部を示す。Figure 10 shows an unfixed load point end of a bimorph arm according to an alternative embodiment; 一実施形態によるバイモルフアームの固定された荷重点端部を示す。FIG. 11 illustrates a fixed load point end of a bimorph arm according to one embodiment; FIG. 一実施形態によるバイモルフアームの固定された荷重点端部を示す。FIG. 11 illustrates a fixed load point end of a bimorph arm according to one embodiment; FIG. 一実施形態によるバイモルフアームの固定された荷重点端部を示す。FIG. 11 illustrates a fixed load point end of a bimorph arm according to one embodiment; FIG. 代替的な一実施形態によるバイモルフアームの固定された荷重点端部を示す。FIG. 12B shows a fixed load point end of a bimorph arm according to an alternative embodiment; FIG.

SMAアクチュエータの実施形態が本明細書で説明されており、この実施形態は、コンパクトな設置面積を含み、及び本明細書ではzストロークと称される正のz軸方向(z方向)において高い作動高さ、例えば動きをもたらす。SMAアクチュエータの実施形態は、SMA歪曲アクチュエータ及びSMAバイモルフアクチュエータを含む。SMAアクチュエータは、一般に触覚フィードバックセンサ及びデバイス、並びにアクチュエータが使用される他のシステムに見られるような振動感覚を生じるように2つの面を機械的にぶつけるために、多くの応用、例えば、限定されるものではないが、オートフォーカスアクチュエータとしてのレンズアセンブリ、微小流体ポンプ(micro-fluidic pump)、センサシフト、光学式手ぶれ補正(optical image stabilization)、光学ズームアセンブリで使用され得る。例えば、本明細書で説明するアクチュエータの実施形態は、ユーザにアラーム、通知、警報、触った領域又は押したボタンの応答をもたらすように構成された、セルラー方式携帯電話やウェアラブルデバイスにおいて使用するための触覚フィードバックアクチュエータとして使用され得る。さらに、2つ以上のSMAアクチュエータが、より大きなストロークを達成するためにシステムにおいて使用され得る。 Embodiments of SMA actuators are described herein that include a compact footprint and high actuation in the positive z-axis direction (z-direction), referred to herein as the z-stroke. Bring height, e.g. movement. Embodiments of SMA actuators include SMA bending actuators and SMA bimorph actuators. SMA actuators have many applications, e.g., limited It can be used in lens assemblies as autofocus actuators, micro-fluidic pumps, sensor shifts, optical image stabilization, optical zoom assemblies, although not as autofocus actuators. For example, embodiments of the actuators described herein are for use in cellular phones and wearable devices configured to provide a user with an alarm, notification, alert, area-touched or button-press response. can be used as a haptic feedback actuator for Additionally, more than one SMA actuator can be used in the system to achieve larger strokes.

様々な実施形態に関し、SMAアクチュエータは、4ミリメートル超のzストロークを有する。さらに、様々な実施形態のためのSMAアクチュエータは、SMAアクチュエータがその初期の作動停止位置にあるとき、z方向において2.2ミリメートル以下の高さを有する。レンズアセンブリにおいてオートフォーカスアクチュエータとして構成されたSMAアクチュエータの様々な実施形態は、レンズ内径(ID)よりも3ミリメートル大きいくらいの小ささの設置面積を有し得る。様々な実施形態によれば、SMAアクチュエータは、一方向において、限定されるものではないが、センサ、ワイヤ、トレース、及びコネクターを含む構成要素を収容するように幅広である設置面積を有し得る。いくつかの実施形態によれば、SMAアクチュエータの設置面積は、一方向において0.5ミリメートル大き、例えばSMAアクチュエータの長さは、幅よりも0.5ミリメートル長い。 For various embodiments, the SMA actuator has a z-stroke greater than 4 millimeters. Further, the SMA actuator for various embodiments has a height in the z direction of 2.2 millimeters or less when the SMA actuator is in its initial, deactuated position. Various embodiments of SMA actuators configured as autofocus actuators in lens assemblies can have footprints as small as 3 millimeters greater than the lens inner diameter (ID). According to various embodiments, an SMA actuator can have a footprint that is wide in one direction to accommodate components including, but not limited to, sensors, wires, traces, and connectors. . According to some embodiments, the footprint of the SMA actuator is 0.5 millimeters larger in one direction, eg, the length of the SMA actuator is 0.5 millimeters longer than the width.

図1aは、一実施形態による歪曲アクチュエータとして構成されたSMAアクチュエータを含むレンズアセンブリを示す。図1bは、一実施形態による歪曲アクチュエータとして構成されたSMAアクチュエータを示す。歪曲アクチュエータ102はベース101と接続されている。図1bに示すように、SMAワイヤ100は、歪曲アクチュエータ102に取り付けられており、SMAワイヤ100が作動して収縮すると、これにより歪曲アクチュエータ102を撓ませるため、各歪曲アクチュエータ102の少なくとも中心部104が、zストローク方向、例えば矢印108によって示すような正のz方向に動く。いくつかの実施形態によれば、圧着構造106などのワイヤ保持具を通してワイヤの一方の端部に電流が供給されると、SMAワイヤ100は作動する。電流は、SMAワイヤ100を流れて、SMAワイヤ100が作製されるSMA材料の固有の抵抗に起因して、SMAワイヤを加熱する。SMAワイヤ100の他方の側は、圧着構造106などのワイヤ保持具を有し、圧着構造は、SMAワイヤ100をグランドに接続して回路を完成させる。十分な温度へのSMAワイヤ100の加熱は、ワイヤ特有の材料特性によって、マルテンサイトからオーステナイト結晶構造へ変化させ、それにより、ワイヤの長さを変化させる。電流の変化によって温度を変化させ、それゆえ、ワイヤの長さを変化させ、これが、少なくともz方向におけるアクチュエータの動きを制御するために、アクチュエータを作動させたり、作動停止させたりすることに使用される。当業者は、SMAワイヤに電流をもたらすために他の技術が使用され得ることを理解するであろう。 FIG. 1a shows a lens assembly including an SMA actuator configured as a distortion actuator according to one embodiment. FIG. 1b shows an SMA actuator configured as a strain actuator according to one embodiment. A distortion actuator 102 is connected to the base 101 . As shown in FIG. 1b, the SMA wires 100 are attached to strain actuators 102 such that at least a central portion 104 of each strain actuator 102 bends when the SMA wires 100 are actuated and contract, thereby deflecting the strain actuators 102. moves in the z stroke direction, eg, the positive z direction as indicated by arrow 108 . According to some embodiments, SMA wire 100 is actuated when current is applied to one end of the wire through a wire retainer such as crimping structure 106 . An electric current flows through SMA wire 100 and heats it due to the inherent resistance of the SMA material from which SMA wire 100 is made. The other side of SMA wire 100 has a wire retainer, such as crimp structure 106, which connects SMA wire 100 to ground to complete the circuit. Heating the SMA wire 100 to a sufficient temperature causes the inherent material properties of the wire to change the martensitic to austenitic crystal structure, thereby changing the length of the wire. Changing the current changes the temperature and hence the length of the wire, which is used to activate and deactivate the actuator to control its movement in at least the z-direction. be. Those skilled in the art will appreciate that other techniques can be used to bring current into the SMA wire.

図2は、一実施形態によるSMAバイモルフアクチュエータとして構成されたSMAアクチュエータを示す。図2に示すように、SMAアクチュエータは、ベース204と接続されたバイモルフアクチュエータ202を含む。バイモルフアクチュエータ202はSMAリボン206を含む。バイモルフアクチュエータ202は、SMAリボン206が縮むと、バイモルフアクチュエータ202の少なくとも固定されていない端部をzストローク方向208に動かすように構成される。 FIG. 2 shows an SMA actuator configured as an SMA bimorph actuator according to one embodiment. As shown in FIG. 2, the SMA actuator includes a bimorph actuator 202 connected with a base 204 . Bimorph actuator 202 includes SMA ribbon 206 . Bimorph actuator 202 is configured to move at least the free end of bimorph actuator 202 in z-stroke direction 208 as SMA ribbon 206 contracts.

図3は、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むオートフォーカスアセンブリの展開図を示す。図示の通り、SMAアクチュエータ302は、本明細書で説明する複数の実施形態による歪曲アクチュエータとして構成される。オートフォーカスアセンブリはまた、光学式手ぶれ補正機構(OIS:optical image stabilization)304と、当業界で公知のものを含む技術を使用して1つ以上の光学レンズを保持するように構成されたレンズキャリッジ306と、戻しばね308と、垂直方向滑り軸受310と、ガイドカバー312とを含む。本明細書で説明されるものを含む技術を使用して、SMAワイヤが作動され、及び歪曲アクチュエータ302を引いて撓ませると、SMAアクチュエータ302がzストローク方向、例えば正のz方向に動くため、レンズキャリッジ306は、垂直方向滑り軸受nmg310に接触しながらスライドするように構成される。戻しばね308は、当業界で公知のものを含む技術を使用して、レンズキャリッジ306上で、ストローク方向とは反対方向に力を加えるように構成される。戻しばね308は、様々な実施形態によれば、SMAワイヤが作動停止されるようにSMAワイヤの張力が低下されると、zストローク方向とは反対方向にレンズキャリッジ306を動かすように構成される。SMAワイヤの張力が初期値まで低下されると、レンズキャリッジ306は、zストローク方向の最も低い高さまで動く。図4は、図3に示す一実施形態によるSMAワイヤアクチュエータを含むオートフォーカスアセンブリを示す。 FIG. 3 shows an exploded view of an autofocus assembly including an SMA actuator according to one embodiment. As shown, SMA actuator 302 is configured as a strain actuator according to embodiments described herein. The autofocus assembly also includes an optical image stabilization (OIS) 304 and a lens carriage configured to hold one or more optical lenses using techniques including those known in the art. 306 , a return spring 308 , a vertical slide bearing 310 and a guide cover 312 . When the SMA wire is actuated and the strain actuator 302 is pulled to deflect using techniques including those described herein, the SMA actuator 302 moves in the z-stroke direction, e.g., the positive z-direction, Lens carriage 306 is configured to slide in contact with vertical plain bearing nmg 310 . Return spring 308 is configured to exert a force on lens carriage 306 in a direction opposite to the stroke direction using techniques including those known in the art. Return spring 308 is configured, according to various embodiments, to move lens carriage 306 in a direction opposite to the z-stroke direction when tension on the SMA wire is reduced such that the SMA wire is deactivated. . When the SMA wire tension is reduced to its initial value, the lens carriage 306 moves to its lowest height in the z-stroke direction. FIG. 4 shows an autofocus assembly including an SMA wire actuator according to one embodiment shown in FIG.

図5は、センサを含む、一実施形態によるSMAワイヤアクチュエータを示す。様々な実施形態に関し、センサ502は、当業界で公知のものを含む技術使用して、z方向におけるSMAアクチュエータの動き、又はそのSMAアクチュエータが動いている構成要素の動きを測定するように構成される。SMAアクチュエータは、本明細書で説明するものと同様の1本以上のSMAワイヤ508を使用して作動するように構成された1つ以上の歪曲アクチュエータ506を含む。例えば、図4を参照して説明されたオートフォーカスアセンブリにおいて、センサは、当業界で公知のものを含む技術を使用して、レンズキャリッジ306がz方向504において初期位置から動く動きの量を決定するように構成される。いくつかの実施形態によれば、センサは、トンネル磁気抵抗(TMR:tunnel magneto resistance)センサである。 FIG. 5 shows an SMA wire actuator according to one embodiment, including a sensor. For various embodiments, sensor 502 is configured to measure movement of the SMA actuator in the z-direction, or movement of the component on which the SMA actuator is moving, using techniques including those known in the art. be. The SMA actuators include one or more strain actuators 506 configured to operate using one or more SMA wires 508 similar to those described herein. For example, in the autofocus assembly described with reference to FIG. 4, sensors determine the amount of movement of lens carriage 306 from its initial position in z-direction 504 using techniques including those known in the art. configured to According to some embodiments, the sensor is a tunnel magneto resistance (TMR) sensor.

図6は、レンズキャリッジ604が装着された、一実施形態による歪曲アクチュエータとして構成されたSMAアクチュエータ602の上面図及び側面図を示す。図7は、図6に示す実施形態によるSMAアクチュエータ602のある区分の側面図を示す。図7に示す実施形態によれば、SMAアクチュエータ602はスライドベース702を含む。一実施形態によれば、スライドベース702は、当業界で公知のものを含む技術を使用して、ステンレス鋼などの金属で形成される。しかしながら、当業者は、スライドベース702を形成するために他の材料が使用され得ることを理解するであろう。さらに、いくつかの実施形態によるスライドベース702は、SMAアクチュエータ602と接続されたばねアーム612を有する。様々な実施形態によれば、ばねアーム612は、2つの機能を果たすように構成される。第1の機能は、物体、例えばレンズキャリッジ604を、ガイドカバーの垂直スライド面へと押し込むのを助けることである。この例に関し、ばねアーム612は、レンズキャリッジ604に上方へと前もって負荷をかけてこの面に押し付けるようにし、レンズが作動中に傾かないようにすることを保証する。いくつかの実施形態に関し、垂直スライド面708は、ガイドカバーと係合するように構成される。ばねアーム612の第2の機能は、SMAワイヤ608が、SMAアクチュエータ602をzストローク方向、正のz方向に動かした後、例えば負のz方向に、SMAアクチュエータ602を引いて後退させるのを助けることである。それゆえ、SMAワイヤ608が作動されると、それらは収縮して、SMAアクチュエータ602をzストローク方向に動かし、及びSMAワイヤ608が作動停止されると、ばねアーム612が、SMAアクチュエータ602をzストローク方向とは反対方向に動かすように構成される。 FIG. 6 shows top and side views of an SMA actuator 602 configured as a distortion actuator according to one embodiment, with a lens carriage 604 mounted. FIG. 7 shows a side view of a section of SMA actuator 602 according to the embodiment shown in FIG. According to the embodiment shown in FIG. 7, SMA actuator 602 includes slide base 702 . According to one embodiment, slide base 702 is formed of metal, such as stainless steel, using techniques including those known in the art. However, those skilled in the art will appreciate that other materials can be used to form slide base 702 . Additionally, the slide base 702 according to some embodiments has a spring arm 612 connected with the SMA actuator 602 . According to various embodiments, spring arm 612 is configured to serve two functions. The first function is to help push an object, such as lens carriage 604, into the vertical slide surface of the guide cover. For this example, the spring arm 612 preloads the lens carriage 604 upwardly against this surface to ensure that the lens does not tilt during operation. For some embodiments, vertical slide surface 708 is configured to engage guide covers. A second function of the spring arm 612 is to help the SMA wire 608 move the SMA actuator 602 in the z stroke direction, the positive z direction, and then pull the SMA actuator 602 back, eg, in the negative z direction. That is. Therefore, when SMA wires 608 are actuated, they contract to move SMA actuator 602 in the z-stroke direction, and when SMA wires 608 are deactivated, spring arm 612 causes SMA actuator 602 to move in the z-stroke direction. It is configured to move in the direction opposite to the direction.

SMAアクチュエータ602はまた、歪曲アクチュエータ710を含む。様々な実施形態に関し、歪曲アクチュエータ710は、ステンレス鋼などの金属で形成される。さらに、歪曲アクチュエータ710は、歪曲アーム610と、1つ以上のワイヤ保持具606とを含む。図6及び図7に示す実施形態によれば、歪曲アクチュエータ710は、4個のワイヤ保持具606を含む。4個のワイヤ保持具606は、それぞれ、SMAワイヤ608の端部を受容し、SMAワイヤ608のその端部を保持するように構成されて、SMAワイヤ608が歪曲アクチュエータ710に取り付けられるようにする。様々な実施形態に関し、4個のワイヤ保持具606は、SMAワイヤ608の一部分をしっかりと締め付けるように構成される圧着部であり、ワイヤを圧着部に取り付けられるようにする。当業者は、当業界で公知の技術、例えば、限定されるものではないが、接着剤、はんだ付け、及び機械的な取り付けを使用してSMAワイヤ608がワイヤ保持具606に取り付けられてもよいことを理解するであろう。スマート記憶合金(SMA:smart memory alloy)ワイヤ608は、一対のワイヤ保持具606間に延びて、SMAワイヤ608が作動されると、歪曲アクチュエータ710の歪曲アーム610が動くように構成されて、その一対のワイヤ保持具606が互いに近くに引かれるようにする。様々な実施形態によれば、SMAワイヤ608は、SMAワイヤ608に電流が流されると、歪曲アーム610の位置を動かして制御するように電気的に作動される。SMAワイヤ608は、電流が取り除かれる又は閾値を下回ると、作動停止される。これにより、その一対のワイヤ保持具606を離れるように動かし、及びSMAワイヤ608が作動されると、歪曲アーム610はその反対方向に動く。様々な実施形態によれば、歪曲アーム610は、SMAワイヤがその初期位置で作動停止されると、スライドベース702に対して5度の初期角度を有するように構成される。そして、様々な実施形態によれば、フルストロークでは、又はSMAワイヤが十分に作動されるとき、歪曲アーム610は、スライドベース702に対して10~12度を有するように構成される。 SMA actuator 602 also includes a strain actuator 710 . For various embodiments, the strain actuator 710 is formed of metal, such as stainless steel. Additionally, bending actuator 710 includes a bending arm 610 and one or more wire retainers 606 . According to the embodiment shown in FIGS. 6 and 7, bending actuator 710 includes four wire retainers 606 . Four wire retainers 606 are each configured to receive an end of SMA wire 608 and hold that end of SMA wire 608 such that SMA wire 608 is attached to strain actuator 710 . . For various embodiments, the four wire retainers 606 are crimps configured to clamp a portion of the SMA wire 608, allowing the wires to be attached to the crimps. Those skilled in the art will appreciate that SMA wire 608 may be attached to wire retainer 606 using techniques known in the art, such as, but not limited to, adhesives, soldering, and mechanical attachment. you will understand. A smart memory alloy (SMA) wire 608 extends between a pair of wire retainers 606 such that when the SMA wire 608 is actuated, a bending arm 610 of a bending actuator 710 is configured to move, thereby A pair of wire retainers 606 are pulled close together. According to various embodiments, SMA wire 608 is electrically actuated to move and control the position of flexing arm 610 when an electric current is passed through SMA wire 608 . SMA wire 608 is deactivated when the current is removed or below a threshold. This moves the pair of wire retainers 606 apart, and when the SMA wire 608 is actuated, the flexure arm 610 moves in the opposite direction. According to various embodiments, the flexure arm 610 is configured to have an initial angle of 5 degrees with respect to the slide base 702 when the SMA wire is deactivated in its initial position. And, according to various embodiments, at full stroke, or when the SMA wire is fully actuated, the flexure arm 610 is configured to have 10-12 degrees with respect to the slide base 702 .

図6及び図7に示す実施形態によれば、SMAアクチュエータ602はまた、スライドベース702とワイヤ保持具606との間に構成された滑り軸受706を含む。滑り軸受706は、スライドベース702と歪曲アーム610及び/又はワイヤ保持具606との間のいずれの摩擦も最小限にするように構成される。いくつかの実施形態用の滑り軸受は、滑り軸受706に取り付けられる。様々な実施形態によれば、滑り軸受はポリオキシメチレン(POM:polyoxymethylene)で形成される。当業者は、歪曲アクチュエータとベースとの間のいずれの摩擦も低下させるために他の構造が使用され得ることを理解するであろう。 According to the embodiment shown in FIGS. 6 and 7, SMA actuator 602 also includes slide bearing 706 configured between slide base 702 and wire retainer 606 . Slide bearing 706 is configured to minimize any friction between slide base 702 and flexure arm 610 and/or wire retainer 606 . A slide bearing for some embodiments is attached to slide bearing 706 . According to various embodiments, the plain bearing is formed of polyoxymethylene (POM). Those skilled in the art will appreciate that other structures can be used to reduce any friction between the strain actuator and the base.

様々な実施形態によれば、スライドベース702は、アセンブリベース704、例えばオートフォーカスアセンブリ用のオートフォーカスベースと接続するように構成される。いくつかの実施形態によれば、アクチュエータベース704は、エッチングされたシムを含む。そのようなエッチングされたシムは、SMAアクチュエータ602がアセンブリ、例えばオートフォーカスアセンブリの一部であるときに、ワイヤと圧着部との間にクリアランスをもたらすために使用され得る。 According to various embodiments, slide base 702 is configured to connect with assembly base 704, eg, an autofocus base for an autofocus assembly. According to some embodiments, the actuator base 704 includes etched shims. Such etched shims can be used to provide clearance between wires and crimps when SMA actuator 602 is part of an assembly, such as an autofocus assembly.

図8は、x軸、y軸、及びz軸に対する歪曲アクチュエータ802の一実施形態の複数の図を示す。図8における向きのように、歪曲アーム804は、SMAワイヤが本明細書で説明するように作動されたり作動停止されたりすると、z軸で動くように構成される。図8に示す実施形態によれば、歪曲アーム804は、ハンモック部806などの中心部によって互いに接続される。様々な実施形態によれば、ハンモック部806は、歪曲アクチュエータが作用する物体の一部分、例えば本明細書で説明されるものを含む技術を使用して歪曲アクチュエータによって動かされるレンズキャリッジを支えるように構成される。いくつかの実施形態によれば、ハンモック部806は、作動中歪曲アクチュエータに横剛性(lateral stiffness)をもたらすように構成される。他の実施形態に関し、歪曲アクチュエータはハンモック部806を含まない。これらの実施形態によれば、歪曲アームは、物体に作用してそれを動かすように構成される。例えば、歪曲アームは、レンズキャリッジの特徴に直接作用してそれを上方へ押すように構成される。 FIG. 8 shows multiple views of one embodiment of a strain actuator 802 for the x-, y-, and z-axes. As oriented in FIG. 8, the flexing arm 804 is configured to move in the z-axis when the SMA wire is activated and deactivated as described herein. According to the embodiment shown in FIG. 8, flexure arms 804 are connected to each other by a central portion such as hammock portion 806 . According to various embodiments, the hammock portion 806 is configured to support a portion of the object on which the distortion actuator acts, such as a lens carriage moved by the distortion actuator using techniques including those described herein. be done. According to some embodiments, the hammock portion 806 is configured to provide lateral stiffness to the strain actuator during actuation. For other embodiments, the strain actuator does not include hammock portion 806 . According to these embodiments, the bending arm is configured to act on and move the object. For example, the distorting arm is configured to directly act on a feature of the lens carriage to push it upwards.

図9は、一実施形態によるSMAバイモルフアクチュエータとして構成されたSMAアクチュエータを示す。SMAバイモルフアクチュエータは、本明細書で説明したものを含むバイモルフアクチュエータ902を含む。図9に示す実施形態によれば、バイモルフアクチュエータ902のそれぞれの一方の端部906がベース908に取り付けられる。いくつかの実施形態によれば、一方の端部906はベース908に溶接される。しかしながら、当業者は、ベース908に一方の端部906を取り付けられるために他の技術が使用され得ることを理解するであろう。図9はまた、バイモルフアクチュエータ902が作動時にz方向に丸まって、キャリッジ904をz方向に持ち上げるように構成されるように配置されたレンズキャリッジ904を示す。いくつかの実施形態に関し、戻しばねが使用されて、バイモルフアクチュエータ902を初期位置へ押し戻す。戻しばねが、本明細書で説明するように、バイモルフアクチュエータをそれらの初期の作動停止位置へ押し下げるのを支援するように構成され得る。バイモルフアクチュエータの設置面積は小さいため、SMAアクチュエータは、現在のアクチュエータ技術よりも設置面積を小さくして作製することができる。 FIG. 9 shows an SMA actuator configured as an SMA bimorph actuator according to one embodiment. The SMA bimorph actuator includes a bimorph actuator 902 including those described herein. According to the embodiment shown in FIG. 9, one end 906 of each of the bimorph actuators 902 is attached to a base 908 . According to some embodiments, one end 906 is welded to base 908 . However, those skilled in the art will appreciate that other techniques can be used to attach one end 906 to the base 908 . FIG. 9 also shows a lens carriage 904 arranged such that the bimorph actuator 902 is configured to curl in the z-direction when actuated to lift the carriage 904 in the z-direction. For some embodiments, a return spring is used to push the bimorph actuator 902 back to the initial position. A return spring may be configured to assist in depressing the bimorph actuators to their initial, de-activated position, as described herein. Due to the small footprint of bimorph actuators, SMA actuators can be made with a smaller footprint than current actuator technology.

図10は、位置センサ、例えばTMRセンサを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むオートフォーカスアセンブリの切り欠き図を示す。オートフォーカスアセンブリ1002は、可動ばね1006に取り付けられた位置センサ1004と、本明細書で説明したものなどのSMAアクチュエータを含むオートフォーカスアセンブリのレンズキャリッジ1010に取り付けられた磁石1008とを含む。位置センサ1004は、当業界で公知のものを含む技術を使用して、位置センサ1004からの磁石1008の距離に基づいて、レンズキャリッジ1010がz方向1005において初期位置から動く量を決定するように構成される。いくつかの実施形態によれば、位置センサ1004は、光学式手ぶれ補正機構アセンブリの可動ばね1006のばねアーム上の複数の電気トレースを使用して、コントローラ又はプロセッサー、例えば中央処理装置と電気的に接続される。 FIG. 10 shows a cutaway view of an autofocus assembly including a SMA actuator, including a position sensor, eg, a TMR sensor, according to one embodiment. Autofocus assembly 1002 includes a position sensor 1004 attached to a movable spring 1006 and a magnet 1008 attached to a lens carriage 1010 of the autofocus assembly that includes an SMA actuator such as those described herein. The position sensor 1004 uses techniques including those known in the art to determine the amount the lens carriage 1010 moves from its initial position in the z-direction 1005 based on the distance of the magnet 1008 from the position sensor 1004 . Configured. According to some embodiments, the position sensor 1004 is electrically connected to a controller or processor, e.g. Connected.

図11a~図11cは、いくつかの実施形態によるバイモルフアクチュエータの図を示す。様々な実施形態によれば、バイモルフアクチュエータ1102は、ビーム1104、及び1つ以上のSMA材料1106、例えばSMAリボン1106b(例えば、図11bの実施形態によるSMAリボンを含むバイモルフアクチュエータの斜視図に示すような)又はSMAワイヤ1106a(例えば、図11aの実施形態によるSMAワイヤを含むバイモルフアクチュエータの断面図に示すような)を含む。SMA材料1106は、本明細書で説明するものを含む技術を使用して、ビーム1104に取り付けられる。いくつかの実施形態によれば、SMA材料1106は、接着フィルム材料1108を使用してビーム1104に取り付けられる。様々な実施形態に関し、SMA材料1106の端部は、当業界で公知のものを含む技術を使用して、SMA材料1106に電流を供給するように構成されたコンタクト1110に電気的及び機械的に接続される。様々な実施形態によれば、コンタクト1110(例えば、図11a及び図11bに示すような)は、金メッキ銅パッドである。複数の実施形態によれば、およそ1ミリメートルの長さを有するバイモルフアクチュエータ1102は、より大きなストロークと、50ミリニュートン(mN)の押す力とを生成するように構成され、及び例えば図11cに示すように、レンズアセンブリの一部として使用される。いくつかの実施形態によれば、1ミリメートル超の長さを有するバイモルフアクチュエータ1102の使用によって、1ミリメートルの長さのものよりも大きなストロークを生成するが、それよりも弱い力を生成する。一実施形態に関し、バイモルフアクチュエータ1102は、20マイクロメートル厚さのSMA材料1106、20マイクロメートル厚さの絶縁体1112、例えばポリイミド絶縁体、及び30マイクロメートル厚さのステンレス鋼ビーム1104すなわちベース金属を含む。様々な実施形態は、コンタクト1110を含む接触層とSMA材料1106との間に配置される第2の絶縁体1114を含む。いくつかの実施形態によれば、第2の絶縁体1114は、SMA材料1106を、コンタクト1110として使用されない接触層の部分から絶縁するように構成される。いくつかの実施形態に関し、第2の絶縁体1114は、ポリイミド絶縁体のようなカバーコート層である。当業者は、所望の設計特性を満たすために他の寸法及び材料が使用され得ることを理解するであろう。 Figures 11a-11c show views of bimorph actuators according to some embodiments. According to various embodiments, the bimorph actuator 1102 comprises a beam 1104 and one or more SMA materials 1106, such as an SMA ribbon 1106b (eg, as shown in a perspective view of a bimorph actuator including an SMA ribbon according to the embodiment of FIG. 11b). ) or SMA wire 1106a (eg, as shown in a cross-sectional view of a bimorph actuator including an SMA wire according to the embodiment of FIG. 11a). SMA material 1106 is attached to beam 1104 using techniques including those described herein. According to some embodiments, SMA material 1106 is attached to beam 1104 using adhesive film material 1108 . For various embodiments, the ends of SMA material 1106 are electrically and mechanically connected to contacts 1110 configured to supply current to SMA material 1106 using techniques including those known in the art. Connected. According to various embodiments, contacts 1110 (eg, as shown in FIGS. 11a and 11b) are gold-plated copper pads. According to embodiments, a bimorph actuator 1102 having a length of approximately 1 millimeter is configured to produce a larger stroke and pushing force of 50 millinewtons (mN) and is shown, for example, in FIG. As such, it is used as part of the lens assembly. According to some embodiments, the use of a bimorph actuator 1102 with a length greater than 1 millimeter produces a greater stroke than a 1 millimeter length, but produces less force. For one embodiment, the bimorph actuator 1102 comprises a 20 micrometer thick SMA material 1106, a 20 micrometer thick insulator 1112, such as a polyimide insulator, and a 30 micrometer thick stainless steel beam 1104 or base metal. include. Various embodiments include a second insulator 1114 disposed between the contact layer containing contact 1110 and SMA material 1106 . According to some embodiments, second insulator 1114 is configured to insulate SMA material 1106 from portions of the contact layer not used as contact 1110 . For some embodiments, the second insulator 1114 is a covercoat layer such as a polyimide insulator. Those skilled in the art will appreciate that other dimensions and materials can be used to meet the desired design characteristics.

図12は、一実施形態によるバイモルフアクチュエータの一実施形態の図を示す。図12に示すような実施形態は、電力を供給するための中央給電部1204を含む。電力は、本明細書で説明されるものなどのSMA材料1202(ワイヤ又はリボン)の中心に供給される。SMA材料1202の端部は、端部パッド1203における帰路としてのビーム1206すなわちベース金属に接地される。端部パッド1203は、接触層1214の残りの部分から電気的に絶縁される。複数の実施形態によれば、ビーム1206すなわちベース金属が、SMAワイヤのようなSMA材料1202の全長に沿ってSMA材料1202に近接していることにより、電流がオフにされる、すなわちバイモルフアクチュエータが停止するとき、ワイヤがより高速に冷却される。より迅速なワイヤの非活性化及びアクチュエータ応答時間という結果となる。SMAワイヤ又はリボンの熱プロファイルが改善される。例えば、熱プロファイルは、より均一になって、より多い総電流がワイヤへ信頼性高く送給され得る。均一なヒートシンクがなければ、ワイヤの複数の部分、例えば中心領域が過熱されて損傷される可能性があるため、信頼性高く動作させるために、電流の減少及び動きの減少が必要とされる。中央給電部1204は、より迅速な応答時間のために、SMA材料1202のより速いワイヤの活性化/作動(より迅速な加熱)及び電力消費の減少(より低い抵抗経路長)の利益をもたらす。これにより、より高い動きの頻度で動作するための、より迅速なアクチュエータの動き及び能力を可能にする。 FIG. 12 shows a diagram of one embodiment of a bimorph actuator, according to one embodiment. Embodiments such as that shown in FIG. 12 include a central feed 1204 for supplying power. Power is supplied to the center of the SMA material 1202 (wire or ribbon) such as those described herein. The end of SMA material 1202 is grounded to beam 1206 or base metal as a return path at end pad 1203 . End pad 1203 is electrically isolated from the rest of contact layer 1214 . According to embodiments, the proximity of the beam 1206 or base metal to the SMA material 1202 along the entire length of the SMA material 1202, such as an SMA wire, turns off the current, i.e. the bimorph actuator. When stopping, the wire cools faster. Faster wire deactivation and actuator response time result. The thermal profile of the SMA wire or ribbon is improved. For example, the thermal profile can be made more uniform and more total current can be reliably delivered to the wire. Without a uniform heat sink, portions of the wire, such as the central region, can be overheated and damaged, thus requiring reduced current and reduced movement for reliable operation. The central feed 1204 benefits from faster wire activation/actuation of the SMA material 1202 (faster heating) and reduced power consumption (lower resistance path length) for faster response time. This allows for faster actuator movement and the ability to operate at higher movement frequencies.

図12に示すように、ビーム1206は中心金属1208を含み、該中心金属1208は、中央給電部1204を形成するようにビーム1206の残りの部分から絶縁されている。本明細書で説明したものなどの絶縁体1210が、ビーム1206の上側を覆って配置される。絶縁体1210は、1つ以上の開口又はビア1212を有して、ビーム1206への電気的なアクセスをもたらし、例えば接触層の接地セクション1214bに接続し、及び中心金属1208への接触をもたらして中央給電部1204を形成するように構成される。いくつかの実施形態によれば、本明細書で説明したものなどの接触層1214が、電力セクション1214a及び接地セクション1214bを含んで、電力供給コンタクト1216及び接地コンタクト1218によって、バイモルフアクチュエータへ作動/制御信号を提供する。本明細書で説明したものなどのカバーコート層1220が、接触層1214の上側を覆って配置されて、電気的な接続が望まれる接触層1214の複数の部分(例えば、1つ以上のコンタクト)を除いて、接触層を電気的に絶縁する。 As shown in FIG. 12, beam 1206 includes a central metal 1208 that is insulated from the rest of beam 1206 to form central feed 1204 . An insulator 1210 , such as those described herein, is placed over the top of beam 1206 . Insulator 1210 has one or more openings or vias 1212 to provide electrical access to beam 1206, for example to connect to ground section 1214b of the contact layer, and to provide contact to center metal 1208. It is configured to form a central feed 1204 . According to some embodiments, a contact layer 1214, such as those described herein, includes a power section 1214a and a ground section 1214b for actuation/control via power supply contacts 1216 and ground contacts 1218 to the bimorph actuator. provide a signal. A covercoat layer 1220, such as those described herein, is disposed over the contact layer 1214 to provide portions of the contact layer 1214 where electrical connection is desired (eg, one or more contacts). electrically insulates the contact layer except for

図13は、図12に示すような、一実施形態によるバイモルフアクチュエータの端部パッド断面を示す。上述の通り、端部パッド1203は、端部パッド1203と接触層1214との間に形成された間隙1222によって、接触層1214の残りの部分から電気的に絶縁される。いくつかの実施形態によれば、間隙は、当業界で公知のものを含むエッチング技術を使用して形成される。端部パッド1203は、端部パッド1203をビーム1206と電気的に接続するように構成されたビアセクション1224を含む。ビアセクション1224は、絶縁体1210に形成されたビア1212に形成されている。SMA材料1202は端部パッド1213に電気的に接続される。SMA材料1202は、限定されるものではないが、はんだ付け、抵抗溶接、レーザ溶接、及びダイレクトプレーティングを含む技術を使用して、端部パッド1213に電気的に接続され得る。 FIG. 13 shows an end pad cross-section of a bimorph actuator, as shown in FIG. 12, according to one embodiment. As described above, end pad 1203 is electrically isolated from the rest of contact layer 1214 by gap 1222 formed between end pad 1203 and contact layer 1214 . According to some embodiments, the gap is formed using etching techniques, including those known in the art. End pad 1203 includes via section 1224 configured to electrically connect end pad 1203 with beam 1206 . Via section 1224 is formed in via 1212 formed in insulator 1210 . SMA material 1202 is electrically connected to end pad 1213 . SMA material 1202 may be electrically connected to end pads 1213 using techniques including, but not limited to, soldering, resistance welding, laser welding, and direct plating.

図14は、図12に示すような、一実施形態によるバイモルフアクチュエータの中央給電部の断面を示す。中央給電部1204は、接触層1214を通して電力供給装置に電気的に接続され、並びに絶縁体1210に形成されたビア1212に形成された中央給電部1204にあるビアセクション1226によって、中心金属1208と電気的及び熱的に接続される。 FIG. 14 shows a cross-section of a central feed of a bimorph actuator, as shown in FIG. 12, according to one embodiment. Center feed 1204 is electrically connected to a power supply through contact layer 1214 and electrically connected to center metal 1208 by via sections 1226 in center feed 1204 formed in vias 1212 formed in insulator 1210 . physically and thermally connected.

本明細書で説明するアクチュエータは、複数の歪曲アクチュエータ及び又は複数のバイモルフアクチュエータを使用するアクチュエータアセンブリを形成するために使用され得る。一実施形態によれば、アクチュエータは、達成され得るストローク距離を長くするために、重なり合って積み重ねられ得る。 The actuators described herein can be used to form actuator assemblies that employ multiple strain actuators and/or multiple bimorph actuators. According to one embodiment, the actuators can be stacked on top of each other to increase the stroke distance that can be achieved.

図15は、一実施形態による2つの歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータの展開図を示す。本明細書で説明する複数の実施形態によれば、2つの歪曲アクチュエータ1302、1304は、それらの互いに対向する動きを使用するように、互いに対して配置される。様々な実施形態に関し、2つの歪曲アクチュエータ1302、1304は、レンズキャリッジ1306を位置決めするために、互いに逆の関係で動くように構成される。例えば、第1の歪曲アクチュエータ1302は、第2の歪曲アクチュエータ1304へ送られる電力信号の逆電力信号を受信するように構成される。 FIG. 15 shows an exploded view of an SMA actuator including two strain actuators according to one embodiment. According to several embodiments described herein, the two strain actuators 1302, 1304 are positioned with respect to each other to use their opposing motion. For various embodiments, the two distortion actuators 1302 , 1304 are configured to move in inverse relation to each other to position the lens carriage 1306 . For example, first strain actuator 1302 is configured to receive the inverse power signal of the power signal sent to second strain actuator 1304 .

図16は、一実施形態による2つの歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータを示す。歪曲アクチュエータ1302、1304は、各歪曲アクチュエータ1302、1304の歪曲アーム1310、1312が互いに対面し、及び各歪曲アクチュエータ1302、1304のスライドベース1314、1316が2つの歪曲アクチュエータの外面であるように構成される。様々な実施形態によれば、各SMAアクチュエータ1302、1304のハンモック部1308が、1つ以上の歪曲アクチュエータ1302、1304が作用する物体、例えば本明細書で説明されるものを含む技術を使用して歪曲アクチュエータによって動かされるレンズキャリッジ1306の一部分を支えるように構成される。 FIG. 16 shows an SMA actuator including two strain actuators according to one embodiment. The strain actuators 1302, 1304 are configured such that the strain arms 1310, 1312 of each strain actuator 1302, 1304 face each other and the slide bases 1314, 1316 of each strain actuator 1302, 1304 are the outer surfaces of the two strain actuators. be. According to various embodiments, the hammock portion 1308 of each SMA actuator 1302, 1304 includes an object on which one or more strain actuators 1302, 1304 act, such as those described herein, using techniques that It is configured to support the portion of the lens carriage 1306 that is moved by the distortion actuator.

図17は、一実施形態による2つの歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータの側面図を示し、レンズキャリッジなどの物体を正のz方向又は上向きの方向に動かすSMAワイヤ1318の方向を示す。 FIG. 17 shows a side view of an SMA actuator including two distortion actuators according to one embodiment, showing the orientation of SMA wires 1318 that move an object, such as a lens carriage, in the positive z-direction or upward direction.

図18は、一実施形態による2つの歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータの側面図を示し、レンズキャリッジなどの物体を負のz方向又は下向きの方向に動かすSMAワイヤ1318の方向を示す。 FIG. 18 shows a side view of an SMA actuator including two distortion actuators according to one embodiment, showing the orientation of SMA wires 1318 that move an object, such as a lens carriage, in the negative z-direction or downward direction.

図19は、一実施形態による2つの歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータを含むアセンブリの展開図を示す。歪曲アクチュエータ1902、1904は、各歪曲アクチュエータ1902、1904の歪曲アーム1910、1912が2つの歪曲アクチュエータの外面であり、及び各歪曲アクチュエータ1902、1904のスライドベース1914、1916が互いに対面するように構成される。様々な実施形態によれば、各SMAアクチュエータ1902、1904のハンモック部1908が、1つ以上の歪曲アクチュエータ1902、1904が作用する物体、例えば本明細書で説明されるものを含む技術を使用して歪曲アクチュエータによって動かされるレンズキャリッジ1906の一部分を支えるように構成される。いくつかの実施形態に関し、SMAアクチュエータは、第2の歪曲アクチュエータ1904を受容するように構成されたベース部1918を含む。SMAアクチュエータはまた、カバー部1920を含み得る。図20は、ベース部及びカバー部を含む、一実施形態による2つの歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータを示す。 FIG. 19 shows an exploded view of an assembly including an SMA actuator including two strain actuators according to one embodiment. The strain actuators 1902, 1904 are configured such that the strain arms 1910, 1912 of each strain actuator 1902, 1904 are the outer surfaces of the two strain actuators and the slide bases 1914, 1916 of each strain actuator 1902, 1904 face each other. be. According to various embodiments, the hammock portion 1908 of each SMA actuator 1902, 1904 includes an object on which one or more strain actuators 1902, 1904 act, such as those described herein, using techniques that It is configured to support the portion of lens carriage 1906 that is moved by the distortion actuator. For some embodiments, the SMA actuator includes a base portion 1918 configured to receive the second strain actuator 1904 . The SMA actuator may also include cover portion 1920 . FIG. 20 shows an SMA actuator including two strain actuators according to one embodiment, including a base portion and a cover portion.

図21は、一実施形態による2つの歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータを示す。いくつかの実施形態に関し、歪曲アクチュエータ1902、1904は、第1の歪曲アクチュエータ1902のハンモック部1908が第2の歪曲アクチュエータ1904のハンモック部から約90度回転されるように、互いに対して配置される。90度の形態は、レンズキャリッジ1906などの物体のピッチ及びロールの回転を可能にする。これにより、レンズキャリッジ1906の動きをより良好に制御する。様々な実施形態に関し、差動電力信号が各歪曲アクチュエータ対のSMAワイヤに与えられ、それによって、OISの動きの傾斜を生じさせるためのレンズキャリッジのピッチ及びロールの回転を提供するようにする。 FIG. 21 shows an SMA actuator including two strain actuators according to one embodiment. For some embodiments, the strain actuators 1902, 1904 are positioned with respect to each other such that the hammock portion 1908 of the first strain actuator 1902 is rotated about 90 degrees from the hammock portion of the second strain actuator 1904. . The 90 degree configuration allows pitch and roll rotation of objects such as lens carriage 1906 . This provides better control over the movement of the lens carriage 1906 . For various embodiments, a differential power signal is applied to the SMA wires of each distortion actuator pair, thereby providing pitch and roll rotation of the lens carriage to induce tilting of the OIS motion.

2つの歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータの実施形態は、戻しばねを不要とする。2つの歪曲アクチュエータの使用によって、位置フィードバックにSMAワイヤ抵抗を使用するときのヒステリシスを改善し得る/減少させ得る。2つの歪曲アクチュエータを含む、互いに対抗する力を生じるSMAアクチュエータは、戻しばねを含むものよりも低いヒステリシスに起因して、より正確な位置制御を支援する。いくつかの実施形態、例えば図22に示す実施形態に関し、2つの歪曲アクチュエータ2202、2204を含むSMAアクチュエータは、各歪曲アクチュエータ2202、2204の左側及び右側のSMAワイヤ2218a、2218bへ差動電力を使用して2軸の傾斜をもたらす。例えば、左側SMAワイヤ2218aは、右側SMAワイヤ2218bよりも高い電力で作動される。これにより、レンズキャリッジ2206の左側面を下方に動かし、及び右側面を上方に動かす(傾ける)。第1の歪曲アクチュエータ2202のSMAワイヤは等しい力で保持されて、いくつかの実施形態に関し、傾く動きを引き起こすために異なって押すためのSMAワイヤ2218a、2218b用の支点の機能を果たす。SMAワイヤに与えられる電力信号を逆にすることによって、例えば第2の歪曲アクチュエータ2202のSMAワイヤに等しい電力を供給し、並びに第2の歪曲アクチュエータ2204の左側及び右側のSMAワイヤ2218a、2218bへ差動電力を使用することによって、他方の方向におけるレンズキャリッジ2206の傾斜を生じる。これは、いずれかの運動軸においてレンズキャリアなどの物体を傾ける能力を提供するか、又は良好な動的な傾斜のためにレンズとセンサとの間のいずれの傾斜も調整し得、これにより、全ピクセルにわたってより良好な画質を生じる。 Embodiments of SMA actuators that include two strain actuators eliminate the need for return springs. The use of two strain actuators may improve/reduce hysteresis when using SMA wire resistance for position feedback. SMA actuators that produce opposing forces, including two tortuous actuators, support more precise position control due to lower hysteresis than those including return springs. For some embodiments, such as the embodiment shown in FIG. 22, an SMA actuator that includes two strain actuators 2202, 2204 uses differential power to the left and right SMA wires 2218a, 2218b of each strain actuator 2202, 2204. to provide 2-axis tilt. For example, left SMA wire 2218a is operated at a higher power than right SMA wire 2218b. This moves (tilts) the left side of the lens carriage 2206 downwards and the right side upwards. The SMA wires of the first bending actuator 2202 are held with equal force and, for some embodiments, serve as a fulcrum for the SMA wires 2218a, 2218b to push differently to induce tilting motion. By reversing the power signal applied to the SMA wires, for example, to provide equal power to the SMA wires of the second strain actuator 2202 and a difference to the left and right SMA wires 2218a, 2218b of the second strain actuator 2204. Using electromotive forces causes tilting of the lens carriage 2206 in the other direction. This provides the ability to tilt an object such as a lens carrier in either axis of motion, or can adjust any tilt between the lens and the sensor for better dynamic tilt, thereby Resulting in better image quality across all pixels.

図23は、一実施形態による2つの歪曲アクチュエータ及びカプラを含むSMAアクチュエータを示す。SMAアクチュエータは、本明細書で説明したものなどの2つの歪曲アクチュエータを含む。第1の歪曲アクチュエータ2302は、カプラ、例えばカプラリング2305を使用して第2の歪曲アクチュエータ2304と接続するように構成される。歪曲アクチュエータ2302、2304は、第1の歪曲アクチュエータ2302のハンモック部2308が第2の歪曲アクチュエータ2304のハンモック部2309から約90度回転されるように、互いに対して配置される。移動させるためのペイロード、例えばレンズ又はレンズアセンブリが、第1の歪曲アクチュエータ2302のスライドベースに配置されるように構成されたレンズキャリッジ2306に取り付けられる。 FIG. 23 shows an SMA actuator including two strain actuators and a coupler according to one embodiment. A SMA actuator includes two strain actuators such as those described herein. First strain actuator 2302 is configured to connect with second strain actuator 2304 using a coupler, eg, coupler ring 2305 . The strain actuators 2302 , 2304 are positioned with respect to each other such that the hammock portion 2308 of the first strain actuator 2302 is rotated approximately 90 degrees from the hammock portion 2309 of the second strain actuator 2304 . A payload for movement, such as a lens or lens assembly, is attached to a lens carriage 2306 that is configured to be positioned on the slide base of the first distortion actuator 2302 .

様々な実施形態に関し、等しい電力が第1の歪曲アクチュエータ2302及び第2の歪曲アクチュエータ2304のSMAワイヤに供給され得る。これは、正のz方向におけるSMAアクチュエータのzストロークを最大にし得る。いくつかの実施形態に関し、SMAアクチュエータのストロークは、2つの歪曲アクチュエータを含む他のSMAアクチュエータのストロークの2倍以上に等しいzストロークを有し得る。いくつかの実施形態に関し、追加的なばねが、電力信号がSMAアクチュエータから除去されるときにアクチュエータアセンブリ及びペイロードを下方に押し戻すのを支援するように押すために、2つの歪曲部に追加され得る。等しく且つ反対の電力信号が、第1の歪曲アクチュエータ2302及び第2の歪曲アクチュエータ2304のSMAワイヤに印加される。これは、SMAアクチュエータを、ある歪曲アクチュエータによって正のz方向に動かし、及びある歪曲アクチュエータによって負のz方向に動かすことができるようにし、これにより、SMAアクチュエータの位置の正確な制御を可能にする。さらに、等しく且つ反対の電力信号(差動電力信号)が、第1の歪曲アクチュエータ2302及び第2の歪曲アクチュエータ2304の左側及び右側のSMAワイヤに印加され、レンズキャリッジ2306などの物体を、2つの軸の少なくとも一方の方向に傾ける。 For various embodiments, equal power may be supplied to the SMA wires of first strain actuator 2302 and second strain actuator 2304 . This can maximize the z-stroke of the SMA actuator in the positive z-direction. For some embodiments, the stroke of the SMA actuator may have a z-stroke equal to or more than twice the stroke of other SMA actuators, including two tortuous actuators. For some embodiments, additional springs may be added to the two flexures to help push the actuator assembly and payload downward when the power signal is removed from the SMA actuator. . Equal and opposite power signals are applied to the SMA wires of the first strain actuator 2302 and the second strain actuator 2304 . This allows the SMA actuators to be moved in the positive z-direction by some strain actuators and in the negative z-direction by some strain actuators, thereby allowing precise control of the position of the SMA actuators. . In addition, equal and opposite power signals (differential power signals) are applied to the left and right SMA wires of first distortion actuator 2302 and second distortion actuator 2304 to move an object, such as lens carriage 2306, into two Tilt in at least one of the axes.

図23に示すものなどの、2つの歪曲アクチュエータ及びカプラを含むSMAアクチュエータの実施形態は、追加的な歪曲アクチュエータ及び複数の対の歪曲アクチュエータと接続されて、単一のSMAアクチュエータのものよりも大きい所望のストロークを達成できる。 Embodiments of SMA actuators that include two strain actuators and couplers, such as the one shown in FIG. A desired stroke can be achieved.

図24は、一実施形態による積層板ハンモックを備える歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータを含むSMAシステムの展開図を示す。本明細書で説明するように、いくつかの実施形態に関し、SMAシステムは、オートフォーカス駆動装置として、1つ以上のカメラレンズ素子と併用されるように構成される。図24に示すように、SMAシステムは、様々な実施形態によれば、SMAワイヤが作動停止されるためにSMAワイヤ2408の張力が低下されるときに、レンズキャリッジ2406をzストローク方向とは反対方向に動かすように構成された戻しばね2403を含む。いくつかの実施形態に関し、SMAシステムはハウジング2409を含み、このハウジングは、戻しばね2403を受容し、滑り軸受の機能を果たして、レンズキャリッジをzストローク方向に案内するように構成される。ハウジング2409はまた、歪曲アクチュエータ2402に配置されるように構成される。歪曲アクチュエータ2402は、本明細書で説明したものと同様のスライドベース2401を含む。歪曲アクチュエータ2402は、ハンモック部、例えば積層板で形成された積層ハンモック2406と接続された歪曲アーム2404を含む。歪曲アクチュエータ2402はまた、積層形成された圧着接続部2412などのSMAワイヤ取り付け構造を含む。 FIG. 24 shows an exploded view of an SMA system including an SMA actuator including a tortuous actuator comprising a laminate hammock according to one embodiment. As described herein, for some embodiments, the SMA system is configured for use with one or more camera lens elements as an autofocus driver. As shown in FIG. 24, the SMA system moves the lens carriage 2406 away from the z-stroke direction when tension on the SMA wire 2408 is reduced because the SMA wire is deactivated, according to various embodiments. It includes a return spring 2403 configured to move in a direction. For some embodiments, the SMA system includes a housing 2409 configured to receive the return spring 2403 and act as a slide bearing to guide the lens carriage in the z-stroke direction. Housing 2409 is also configured to be disposed on strain actuator 2402 . Bending actuator 2402 includes a sliding base 2401 similar to that described herein. Bending actuator 2402 includes a bending arm 2404 connected to a hammock portion, eg, a laminated hammock 2406 formed of laminated plates. Bending actuator 2402 also includes an SMA wire attachment structure, such as a laminated crimp connection 2412 .

図24に示すように、スライドベース2401は、任意選択的なアダプタプレート2414上に配置される。アダプタプレートは、SMAシステム又は歪曲アクチュエータ2402を、OIS、追加的なSMAシステム、又は他の構成要素などの別のシステムと嵌合するように構成される。図25は、一実施形態による積層板ハンモックを備える歪曲アクチュエータ2402を含むSMAアクチュエータを含むSMAシステム2501を示す。 As shown in FIG. 24, slide base 2401 is placed on optional adapter plate 2414 . The adapter plate is configured to mate the SMA system or strain actuator 2402 with another system such as OIS, additional SMA systems, or other components. FIG. 25 shows an SMA system 2501 including an SMA actuator including a bending actuator 2402 comprising a laminate hammock according to one embodiment.

図26は、一実施形態による積層板ハンモックを含む歪曲アクチュエータを示す。歪曲アクチュエータ2402は歪曲アーム2404を含む。本明細書で説明するように、歪曲アーム2404は、SMAワイヤ2412が作動されたり作動停止されたりするときに、z軸において動くように構成される。SMAワイヤ2408は、積層形成された圧着接続部2412を使用して、歪曲アクチュエータに取り付けられる。図26に示す実施形態によれば、歪曲アーム2404は、中心部、例えば積層板ハンモック2406によって、互いに接続される。様々な実施形態によれば、積層板ハンモック2406は、歪曲アクチュエータが作用する物体、例えば本明細書で説明されるものを含む技術を使用して歪曲アクチュエータによって動かされるレンズキャリッジの一部分を支えるように構成される。 FIG. 26 illustrates a strain actuator including a laminate hammock according to one embodiment. Bending actuator 2402 includes a bending arm 2404 . As described herein, flexure arm 2404 is configured to move in the z-axis when SMA wire 2412 is activated and deactivated. The SMA wire 2408 is attached to the strain actuator using a laminated crimp connection 2412 . According to the embodiment shown in FIG. 26, the flexure arms 2404 are connected to each other by a central portion, eg, a laminate hammock 2406 . According to various embodiments, the laminate hammock 2406 supports the object on which the distortion actuator acts, such as a portion of the lens carriage that is moved by the distortion actuator using techniques including those described herein. Configured.

図27は、一実施形態によるSMAアクチュエータの積層板ハンモックを示す。いくつかの実施形態に関し、積層板ハンモック2406の材料は低剛性材料であるため、作動の動きに抵抗しない。例えば、積層板ハンモック2406は、第1のポリイミド層に配置された銅層を使用して形成され、銅には第2のポリイミド層が配置されている。いくつかの実施形態に関し、積層板ハンモック2406は、当業界で公知のものを含む技術を使用して、堆積及びエッチングを使用して歪曲アーム2404上に形成される。他の実施形態に関し、積層板ハンモック2406は、歪曲アーム2404とは別々に形成されて、溶接、接着剤、及び当業界で公知の他の技術を含む技術を使用して歪曲アーム2404に取り付けられる。様々な実施形態に関し、グルー又は他の接着剤を積層板ハンモック2406に使用して、歪曲アーム2404がレンズキャリッジに対して確実に適所に留まるようにする。 FIG. 27 shows a laminate hammock for SMA actuators according to one embodiment. For some embodiments, the laminate hammock 2406 material is a low stiffness material so that it does not resist actuation movement. For example, laminate hammock 2406 is formed using a copper layer disposed on a first polyimide layer, with a second polyimide layer disposed on the copper. For some embodiments, laminate hammock 2406 is formed on curved arm 2404 using deposition and etching, using techniques including those known in the art. For other embodiments, the laminate hammock 2406 is formed separately from the flexure arm 2404 and attached to the flexure arm 2404 using techniques including welding, adhesives, and other techniques known in the art. . For various embodiments, glue or other adhesive is used on the laminate hammock 2406 to ensure that the flexure arm 2404 stays in place relative to the lens carriage.

図28は、一実施形態によるSMAアクチュエータの積層形成された圧着接続部を示す。積層形成された圧着接続部2412は、SMAワイヤ2408を歪曲アクチュエータに取り付け、及びSMAワイヤ2408との電気回路接合部を生み出すように構成される。様々な実施形態に関し、積層形成された圧着接続部2412は、絶縁体の1つ以上の層で形成された積層板と、圧着部に形成された導電層の1つ以上の層とを含む。 FIG. 28 shows a laminated crimp connection of an SMA actuator according to one embodiment. A laminated crimp connection 2412 is configured to attach the SMA wire 2408 to the strain actuator and create an electrical circuit bond with the SMA wire 2408 . For various embodiments, the laminated crimp connection 2412 includes a laminate formed of one or more layers of insulator and one or more layers of conductive layers formed on the crimp.

例えば、ポリイミド層が、圧着部2413を形成するステンレス鋼部分の少なくとも一部分に配置される。次に、銅などの導電層がポリイミド層に配置され、これは、歪曲アクチュエータに配置される1つ以上の信号トレース2415と電気的に接続される。また、圧着部を、SMAワイヤと接触するように変形することによって、SMAワイヤを導電層と電気接触させる。それゆえ、1つ以上の信号トレースと接続された導電層は、本明細書で説明されるものを含む技術を使用してSMAワイヤに電力信号を印加するために使用される。いくつかの実施形態に関し、第2のポリイミド層が、導電層がSMAワイヤと接触しない領域において、導電層にわたって形成される。いくつかの実施形態に関し、積層形成された圧着接続部2412は、当業界で公知のものを含む堆積及びエッチング技術を使用して、圧着部2413に形成される。他の実施形態に関し、積層形成された圧着接続部2412及び1つ以上の電気トレースは、圧着部2413及び歪曲アクチュエータとは別々に形成されて、溶接、接着剤、及び当業界で公知の他の技術を含む技術を使用して、圧着部2412及び歪曲アクチュエータに取り付けられる。 For example, a polyimide layer is disposed on at least a portion of the stainless steel portion forming crimp 2413 . A conductive layer, such as copper, is then placed on the polyimide layer, which is electrically connected to one or more signal traces 2415 placed on the strain actuator. Also, the SMA wire is brought into electrical contact with the conductive layer by deforming the crimp portion into contact with the SMA wire. Therefore, a conductive layer connected with one or more signal traces is used to apply power signals to the SMA wire using techniques including those described herein. For some embodiments, a second polyimide layer is formed over the conductive layer in areas where the conductive layer does not contact the SMA wires. For some embodiments, laminated crimp connection 2412 is formed in crimp portion 2413 using deposition and etching techniques, including those known in the art. For other embodiments, the laminated crimped connection 2412 and one or more electrical traces are formed separately from the crimped portion 2413 and the torsional actuator using welding, adhesives, and other techniques known in the art. Attached to the crimping portion 2412 and the strain actuator using techniques including techniques.

図29は、積層板ハンモックを備える歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータを示す。図29に示すように、電力信号が印加されるとき、SMAワイヤは収縮するか又は短縮して、歪曲アーム及び積層板ハンモックを正のz方向に動かす。同様に、物体と接触している積層板ハンモックは、その物体、例えばレンズキャリッジを正のz方向に動かす。電力信号を減少させるか又は除去すると、SMAワイヤは長くなって、歪曲アーム及び積層板ハンモックを負のz方向に動かす。 FIG. 29 shows an SMA actuator that includes a bending actuator with a laminate hammock. As shown in FIG. 29, when the power signal is applied, the SMA wires contract or shorten, moving the flexure arm and laminate hammock in the positive z-direction. Similarly, a laminate hammock in contact with an object will move that object, eg, the lens carriage, in the positive z-direction. Reducing or removing the power signal lengthens the SMA wire and moves the flexure arm and laminate hammock in the negative z-direction.

図30は、一実施形態による歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータを含むSMAシステムの展開図を示す。本明細書で説明するように、いくつかの実施形態に関し、SMAシステムは、オートフォーカス駆動装置として、1つ以上のカメラレンズ素子と併用されるように構成される。図30に示すように、SMAシステムは戻しばね3003を含み、この戻しばねは、様々な実施形態によれば、SMAワイヤが作動停止されてSMAワイヤ3008の張力が低下されるときに、レンズキャリッジ3005をzストローク方向とは反対方向に動かすように構成される。いくつかの実施形態に関し、SMAシステムは、戻しばね3003に配置された補強材3000を含む。いくつかの実施形態に関し、SMAシステムは、戻しばね3003を受容して滑り軸受の機能を果たしてレンズキャリッジをzストローク方向に案内するように構成された2つの部分で形成されたハウジング3009を含む。ハウジング3009はまた、歪曲アクチュエータ3002に配置されるように構成される。歪曲アクチュエータ3002は、本明細書で説明したものと同様の、2つの部分で形成されるスライドベース3001を含む。スライドベース3001は分かれて、2つの側面を電気的に絶縁し(例えば一方の側面は接地であり、他方の側面は、電力である)、これは、いくつかの実施形態によれば、電流がスライドベース3001の複数の部分を通ってワイヤへ流れるためである。 FIG. 30 shows an exploded view of an SMA system including SMA actuators including strain actuators according to one embodiment. As described herein, for some embodiments, the SMA system is configured for use with one or more camera lens elements as an autofocus driver. As shown in FIG. 30, the SMA system includes a return spring 3003 that, according to various embodiments, causes the lens carriage to move when the SMA wire is deactivated to reduce tension on the SMA wire 3008. 3005 is configured to move in a direction opposite to the z-stroke direction. For some embodiments, the SMA system includes a stiffener 3000 positioned on the return spring 3003. For some embodiments, the SMA system includes a two-part housing 3009 configured to receive a return spring 3003 and act as a slide bearing to guide the lens carriage in the z-stroke direction. Housing 3009 is also configured to be disposed on strain actuator 3002 . Bending actuator 3002 includes a slide base 3001 formed in two parts, similar to those described herein. The slide base 3001 is split to electrically isolate the two sides (e.g. one side is ground and the other side is power), which according to some embodiments allows current flow This is because it flows through multiple portions of the slide base 3001 to the wire.

歪曲アクチュエータ3002は歪曲アーム3004を含む。各対の歪曲アクチュエータ3002は、歪曲アクチュエータ3002の別個の部分に形成される。歪曲アクチュエータ3002はまた、SMAワイヤ取り付け構造、例えば抵抗溶接ワイヤ圧着部3012を含む。SMAシステムは、任意選択的に、SMAワイヤ3008を1つ以上の制御回路に電気的に接続するためのフレックス回路3020を含む。 Bending actuator 3002 includes a bending arm 3004 . Each pair of strain actuators 3002 is formed in a separate portion of strain actuator 3002 . The strain actuator 3002 also includes an SMA wire attachment structure, such as a resistance welded wire crimp 3012 . The SMA system optionally includes a flex circuit 3020 for electrically connecting the SMA wires 3008 to one or more control circuits.

図30に示すように、スライドベース3001は、任意選択的なアダプタプレート3014に配置される。アダプタプレートは、SMAシステム又は歪曲アクチュエータ3002が、別のシステム、例えばOIS、追加的なSMAシステム、又は他の構成要素と嵌合するように構成される。図31は、一実施形態による歪曲アクチュエータ3002を含むSMAアクチュエータを含むSMAシステム3101を示す。 As shown in FIG. 30, slide base 3001 is placed on optional adapter plate 3014 . The adapter plate is configured so that the SMA system or strain actuator 3002 mates with another system, such as an OIS, an additional SMA system, or other components. FIG. 31 shows an SMA system 3101 including an SMA actuator including a strain actuator 3002 according to one embodiment.

図32は、一実施形態による歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータを含む。歪曲アクチュエータ3002は歪曲アーム3004を含む。本明細書で説明するように、歪曲アーム3004は、SMAワイヤ3012が作動されたり作動停止されたりするときにz軸で動くように構成される。SMAワイヤ2408は抵抗溶接ワイヤ圧着部3012に取り付けられる。図32に示す実施形態によれば、歪曲アーム3004は、2ヨークキャプチャジョイント(two yoke capture joint)を使用して、中心部を用いずに、レンズキャリッジなどの物体と嵌合するように構成される。 FIG. 32 includes an SMA actuator including a strain actuator according to one embodiment. Bending actuator 3002 includes a bending arm 3004 . As described herein, flexing arm 3004 is configured to move in the z-axis when SMA wire 3012 is activated and deactivated. SMA wire 2408 is attached to resistance welding wire crimp 3012 . According to the embodiment shown in FIG. 32, the distorting arm 3004 is configured to mate with an object such as a lens carriage using a two yoke capture joint without a center section. be.

図33は、一実施形態によるSMAアクチュエータの一対の歪曲アームの2ヨークキャプチャジョイントを示す。図33はまた、任意選択的なフレックス回路をスライドベースに取り付けるために使用されるメッキパッドを示す。いくつかの実施形態に関し、メッキパッドは、金を使用して形成される。図34は、SMAワイヤを歪曲アクチュエータに取り付けるために使用される、一実施形態によるSMAアクチュエータのための抵抗溶接圧着部を示す。いくつかの実施形態に関し、グルー又は接着剤はまた、機械的な強度及び仕事を支援するために、動作及び衝撃荷重中の疲労歪み解放部(fatigue strain relief)として、溶接部の上部に配置され得る。 FIG. 33 shows a two-yoke capture joint of a pair of flexure arms of an SMA actuator according to one embodiment. Figure 33 also shows the plating pads used to attach the optional flex circuit to the slide base. For some embodiments, the plating pads are formed using gold. FIG. 34 shows a resistance weld crimp for an SMA actuator according to one embodiment used to attach the SMA wire to the strain actuator. For some embodiments, a glue or adhesive is also placed on top of the weld as a fatigue strain relief during operation and impact loading to aid in mechanical strength and work. obtain.

図35は、2ヨークキャプチャジョイントを備える歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータを示す。図35に示すように、電力信号が印加されると、SMAワイヤは収縮又は短縮して、歪曲アームを正のz方向に動かす。2ヨークキャプチャジョイントは物体と接触し、次に、その物体、例えばレンズキャリッジを正のz方向に動かす。電力信号が減少又は除去されると、SMAワイヤは長くなって、歪曲アームを負のz方向に動かす。ヨークキャプチャ特徴は、歪曲アームがレンズキャリッジに対して正しい位置に確実に留まるようにする。 FIG. 35 shows an SMA actuator that includes a strain actuator with a two-yoke capture joint. As shown in FIG. 35, when a power signal is applied, the SMA wire contracts or shortens, moving the flexing arm in the positive z-direction. A two-yoke capture joint contacts an object and then moves that object, eg, the lens carriage, in the positive z-direction. When the power signal is reduced or removed, the SMA wire lengthens and moves the distorting arm in the negative z direction. A yoke capture feature ensures that the distorting arm remains in the correct position relative to the lens carriage.

図36は、一実施形態によるSMAバイモルフ液体レンズを示す。SMAバイモルフ液体レンズ3501は、液体レンズサブアセンブリ3502と、ハウジング3504と、SMAアクチュエータ3506を備える回路とを含む。様々な実施形態に関し、SMAアクチュエータは、4個のバイモルフアクチュエータ3508、例えば本明細書で説明する実施形態を含む。バイモルフアクチュエータ3508は、可撓膜3512上に位置する成形リング3510を押すように構成される。リングは、膜3512/液体3514を曲げて(warps)、膜3512/液体3514を通る光路を変化させる。液体包含リング3516を使用して、膜3512とレンズ3518との間に液体3514を含むようにする。バイモルフアクチュエータからの等しい力は、Z方向(レンズに対して垂直)に画像の焦点を変化させ、それにより、オートフォーカスとして機能することを可能にする。バイモルフアクチュエータ3508からの差動力が、光線をX、Y軸方向において動かすことができ、それにより、いくつかの実施形態による光学式手ぶれ補正機構(optical image stabilizer)として機能することを可能にする。OIS機能及びAF機能の双方とも、各アクチュエータを適切に制御して、同時に達成され得る。いくつかの実施形態に関し、3個のアクチュエータが使用される。SMAアクチュエータ3506を備える回路は、SMAアクチュエータを作動させるために、制御信号用の1つ以上のコンタクト3520を有する。4個のSMAアクチュエータを含むいくつかの実施形態によれば、SMAアクチュエータ3506を備える回路は、各SMAアクチュエータ用の4個の電力回路制御コンタクトと、共通のリターンコンタクトとを含む。 FIG. 36 shows an SMA bimorph liquid lens according to one embodiment. SMA bimorph liquid lens 3501 includes liquid lens subassembly 3502 , housing 3504 , and circuitry with SMA actuator 3506 . For various embodiments, the SMA actuators include four bimorph actuators 3508, such as the embodiments described herein. A bimorph actuator 3508 is configured to push a shaping ring 3510 located on a flexible membrane 3512 . The ring warps the membrane 3512/liquid 3514 and changes the optical path through the membrane 3512/liquid 3514. FIG. A liquid containment ring 3516 is used to contain liquid 3514 between membrane 3512 and lens 3518 . An equal force from the bimorph actuator changes the focus of the image in the Z direction (perpendicular to the lens), thereby allowing it to function as an autofocus. Differential forces from the bimorph actuator 3508 can move the light beam in the X, Y directions, thereby allowing it to function as an optical image stabilizer according to some embodiments. Both OIS and AF functions can be achieved simultaneously with appropriate control of each actuator. For some embodiments, three actuators are used. A circuit comprising the SMA actuator 3506 has one or more contacts 3520 for control signals to actuate the SMA actuator. According to some embodiments including four SMA actuators, the circuit comprising SMA actuators 3506 includes four power circuit control contacts for each SMA actuator and a common return contact.

図37は、一実施形態による斜視的なSMAバイモルフ液体レンズを示す。図38は、一実施形態によるSMAバイモルフ液体レンズの底面の断面図を示す。
図39は、一実施形態によるバイモルフアクチュエータを備えるSMAアクチュエータ3902を含むSMAシステムを示す。SMAアクチュエータ3902は、本明細書で説明する技術を使用する4個のバイモルフアクチュエータを含む。図40に示すように、バイモルフアクチュエータのうちの2個は、正のzストロークアクチュエータ3904として構成され、及び2個は、負のzストロークアクチュエータ3906として構成され、これは、一実施形態によるバイモルフアクチュエータを備えるSMAアクチュエータ3902を示す。反対側に位置するアクチュエータ3906、3904は、全ストローク範囲にわたって両方向において動きを制御するように構成される。これは、傾斜を補償するために制御コードを調整する能力を提供する。様々な実施形態に関し、構成要素の上部に取り付けられた2本のSMAワイヤ3908は、正のzストローク変位を可能にする。構成要素の底部に取り付けられた2本のSMAワイヤは、負のzストローク変位を可能にする。いくつかの実施形態に関し、各バイモルフアクチュエータは、物体に係合するためにタブを使用して、物体、例えばレンズキャリッジ3910に取り付けられる。SMAシステムは、zストローク軸に対して垂直な軸において、例えばx軸及びy軸の方向において、レンズキャリッジ3910の安定性を提供するように構成された上部ばね3912を含む。さらに、上部スペーサ3914が、上部ばね3912とSMAアクチュエータ3902との間に配置されるように構成される。底部スペーサ3916が、SMAアクチュエータ3902と底部ばね3918との間に配置されるように構成される。底部ばね3918は、zストローク軸に対して垂直な軸において、例えばx軸及びy軸の方向において、レンズキャリッジ3910の安定性を提供するように構成される。底部ばね3918は、本明細書で説明したものなど、ベース3920に配置されるように構成される。
FIG. 37 shows a perspective SMA bimorph liquid lens according to one embodiment. FIG. 38 shows a cross-sectional view of the bottom surface of an SMA bimorph liquid lens according to one embodiment.
FIG. 39 shows an SMA system including an SMA actuator 3902 comprising a bimorph actuator according to one embodiment. SMA actuator 3902 includes four bimorph actuators using the techniques described herein. As shown in FIG. 40, two of the bimorph actuators are configured as positive z-stroke actuators 3904 and two are configured as negative z-stroke actuators 3906, which according to one embodiment are bimorph actuators. SMA actuator 3902 with . Opposite actuators 3906, 3904 are configured to control motion in both directions over the full stroke range. This provides the ability to adjust the control code to compensate for tilt. For various embodiments, two SMA wires 3908 attached to the top of the component allow positive z-stroke displacement. Two SMA wires attached to the bottom of the component allow negative z-stroke displacement. For some embodiments, each bimorph actuator is attached to an object, eg, lens carriage 3910, using tabs to engage the object. The SMA system includes an upper spring 3912 configured to provide stability of the lens carriage 3910 in an axis perpendicular to the z-stroke axis, eg, in the x-axis and y-axis directions. Additionally, an upper spacer 3914 is configured to be positioned between the upper spring 3912 and the SMA actuator 3902 . A bottom spacer 3916 is configured to be positioned between the SMA actuator 3902 and the bottom spring 3918 . Bottom springs 3918 are configured to provide stability of lens carriage 3910 in axes perpendicular to the z-stroke axis, eg, in the x-axis and y-axis directions. Bottom spring 3918 is configured to be disposed on base 3920, such as those described herein.

図41は、SMAワイヤ4206がバイモルフアクチュエータを越えるワイヤ長で延びるための、バイモルフアクチュエータ4103の長さ4102、及びボンディングパッド4104のロケーションを示す。バイモルフアクチュエータよりも長いワイヤが使用されて、ストローク及び力を増大させる。それゆえ、バイモルフアクチュエータ4103を越える、そのSMAワイヤ4206の延長部の長さ4108を使用して、バイモルフアクチュエータ4103用のストローク及び力を設定する。 FIG. 41 shows the length 4102 of the bimorph actuator 4103 and the location of the bonding pads 4104 for the SMA wire 4206 to extend the wire length beyond the bimorph actuator. Longer wires are used than bimorph actuators to increase stroke and force. Therefore, the length 4108 of that SMA wire 4206 extension beyond the bimorph actuator 4103 is used to set the stroke and force for the bimorph actuator 4103 .

図42は、一実施形態によるSMAバイモルフアクチュエータ4202を含むSMAシステムの展開図を示す。様々な実施形態によれば、SMAシステムは、別個の金属材料及び非導電接着剤を使用して、SMAワイヤに独立して電力供給するための1つ以上の電気回路を生み出すように構成される。いくつかの実施形態は、AFサイズの影響力がなく、及び本明細書で説明したものなどの4個のバイモルフアクチュエータを含む。バイモルフアクチュエータのうちの2個は正のzストロークアクチュエータ、及び2個は負のzストロークアクチュエータとして構成される。図43は、一実施形態によるSMAアクチュエータの小区分の展開図を示す。小区分は、負のアクチュエータ信号接続部4302と、バイモルフアクチュエータ4306を備えるベース4304とを含む。負のアクチュエータ信号接続部4302は、本明細書で説明されるものを含む技術を使用してバイモルフアクチュエータ4306のSMAワイヤを接続するためのワイヤボンディングパッド4308を含む。負のアクチュエータ信号接続部4302は、接着層4310を使用してベース4304に取り付けられる。小区分はまた、本明細書で説明されるものを含む技術を使用してバイモルフアクチュエータ4306のSMAワイヤ4312を接続するためのワイヤボンディングパッド4316を備える正のアクチュエータ信号接続部4314を含む。正のアクチュエータ信号接続部4314は、接着層4318を使用してベース4304に取り付けられる。ベース4304、負のアクチュエータ信号接続部4302、及び正のアクチュエータ信号接続部4314のそれぞれは、金属、例えばステンレス鋼で形成される。ベース4304、負のアクチュエータ信号接続部4302、及び正のアクチュエータ信号接続部4314のそれぞれにある接続パッド4322は、本明細書で説明されるものを含む技術を使用してバイモルフアクチュエータ4306を作動させるために、制御信号と接地を電気的に接続するように構成される。いくつかの実施形態に関し、接続パッド4322は金メッキされる。図44は、一実施形態によるSMAアクチュエータの小区分を示す。いくつかの実施形態に関し、金メッキパッドは、はんだボンディング又は他の公知の電気的終端方法のために、ステンレス鋼層に形成される。さらに、形成されたワイヤボンディングパッドは、電力信号のためのSMAワイヤを電気的に接続するために、信号ジョイントに使用される。 FIG. 42 shows an exploded view of an SMA system including an SMA bimorph actuator 4202 according to one embodiment. According to various embodiments, the SMA system is configured using separate metallic materials and non-conductive adhesives to create one or more electrical circuits for independently powering the SMA wires. . Some embodiments have no AF size influence and include four bimorph actuators such as those described herein. Two of the bimorph actuators are configured as positive z-stroke actuators and two as negative z-stroke actuators. FIG. 43 shows an exploded view of a subsection of an SMA actuator according to one embodiment. The subsection includes a negative actuator signal connection 4302 and a base 4304 with a bimorph actuator 4306 . Negative actuator signal connection 4302 includes wire bonding pads 4308 for connecting SMA wires of bimorph actuator 4306 using techniques including those described herein. Negative actuator signal connection 4302 is attached to base 4304 using adhesive layer 4310 . The subsection also includes a positive actuator signal connection 4314 comprising wire bonding pads 4316 for connecting SMA wires 4312 of bimorph actuators 4306 using techniques including those described herein. Positive actuator signal connection 4314 is attached to base 4304 using adhesive layer 4318 . Each of the base 4304, the negative actuator signal connection 4302, and the positive actuator signal connection 4314 are formed of metal, such as stainless steel. Connection pads 4322 on each of base 4304, negative actuator signal connection 4302, and positive actuator signal connection 4314 are used to actuate bimorph actuator 4306 using techniques including those described herein. and is configured to electrically connect the control signal to ground. For some embodiments, connection pads 4322 are gold plated. FIG. 44 shows a subsection of an SMA actuator according to one embodiment. For some embodiments, gold plated pads are formed on the stainless steel layer for solder bonding or other known electrical termination methods. Additionally, the formed wire bonding pads are used in signal joints to electrically connect SMA wires for power signals.

図45は、一実施形態による5軸センサシフトシステムを示す。5軸センサシフトシステムは、物体、例えば画像センサを1つ以上のレンズに対して5軸で動かすように構成される。これは、X/Y/Z軸の並進及びピッチ/ロールの傾斜を含む。任意選択的に、システムは、Zの動きを行うために、上部にある別個のAFと一緒に、X/Y軸の並進及びピッチ/ロールの傾斜で、4軸のみを使用するように構成される。他の実施形態は、画像センサに対して1つ以上のレンズを動かすように構成された5軸センサシフトシステムを含む。いくつかの実施形態に関し、静的なレンズスタックは、上部カバーに取り付けられ、(内部にあるオレンジ可動キャリッジには触れずに)ID内に挿入する。 FIG. 45 shows a 5-axis sensor shifting system according to one embodiment. A five-axis sensor shift system is configured to move an object, eg, an image sensor, relative to one or more lenses in five axes. This includes X/Y/Z axis translation and pitch/roll tilt. Optionally, the system is configured to use only 4 axes, with X/Y axis translation and pitch/roll tilt, along with a separate AF on top to perform Z motion. be. Other embodiments include a 5-axis sensor shift system configured to move one or more lenses relative to the image sensor. For some embodiments, a static lens stack is attached to the top cover and inserted into the ID (without touching the orange moveable carriage inside).

図46は、一実施形態による5軸センサシフトシステムの展開図を示す。5軸センサシフトシステムは、2つの回路構成要素、即ちフレキシブルセンサ回路4602及びバイモルフアクチュエータ回路4604、並びに本明細書で説明されるものを含む技術を使用してバイモルフ回路構成要素に築かれた8~12個のバイモルフアクチュエータ4606を含む。5軸センサシフトシステムは、1つ以上のレンズを保持するように構成された可動キャリッジ4608と、外側ハウジング4610とを含む。バイモルフアクチュエータ回路4604は、一実施形態によれば、本明細書で説明したものなどの8~12個のSMAアクチュエータを含む。SMAアクチュエータは、本明細書で説明する他の5軸システムと同様に、5軸、例えばx方向、y方向、z方向、ピッチ及びロールで可動キャリッジ4608を動かすように構成される。 FIG. 46 shows an exploded view of a 5-axis sensor shifting system according to one embodiment. The 5-axis sensor shift system consists of two circuit components, a flexible sensor circuit 4602 and a bimorph actuator circuit 4604, and an 8- to 8-axis built on bimorph circuit component using techniques including those described herein. Contains 12 bimorph actuators 4606 . The 5-axis sensor shifting system includes a moveable carriage 4608 configured to hold one or more lenses and an outer housing 4610 . Bimorph actuator circuit 4604 includes 8-12 SMA actuators such as those described herein, according to one embodiment. The SMA actuators are configured to move moveable carriage 4608 in five axes, eg, x-direction, y-direction, z-direction, pitch and roll, similar to other five-axis systems described herein.

図47は、一実施形態による、全ての動きに関してこの回路に組み込まれるバイモルフアクチュエータを含むSMAアクチュエータを示す。SMAアクチュエータの実施形態は、8~12個のバイモルフアクチュエータ4606を含み得る。しかしながら、他の実施形態は、それよりも多数又は少数を含み得る。図48は、対応する外側ハウジング4804内に収まるように部分的に形成される、一実施形態による、全ての動きに関してこの回路に組み込まれるバイモルフアクチュエータを含むSMAアクチュエータ4802を示す。図49は、一実施形態による5軸センサシフトシステムの断面を示す。 FIG. 47 shows an SMA actuator that includes a bimorph actuator that is incorporated into this circuit for all movements, according to one embodiment. Embodiments of SMA actuators may include 8-12 bimorph actuators 4606 . However, other embodiments may include more or fewer. FIG. 48 shows an SMA actuator 4802 that is partially formed to fit within a corresponding outer housing 4804 and includes a bimorph actuator that is incorporated into this circuit for all movements, according to one embodiment. FIG. 49 shows a cross-section of a 5-axis sensor shifting system according to one embodiment.

図50は、バイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ5002を示す。SMAアクチュエータ5002は、画像センサ、レンズ、又は他の様々なペイロードをx及びy方向に動かすために、4個の側面装着SMAバイモルフアクチュエータ5004を使用するように構成される。図51は、画像センサ、レンズ、又は他の様々なペイロードを異なるx位置及びy位置へ動かしたバイモルフアクチュエータを含むSMAアクチュエータの上面図を示す。 FIG. 50 shows an SMA actuator 5002 according to one embodiment, including a bimorph actuator. SMA actuator 5002 is configured to use four side-mounted SMA bimorph actuators 5004 to move an image sensor, lens, or various other payloads in the x and y directions. FIG. 51 shows a top view of an SMA actuator including a bimorph actuator that moves an image sensor, lens, or various other payloads to different x and y positions.

図52は、ボックスバイモルフオートフォーカスとして構成された、一実施形態によるバイモルフアクチュエータ5202を含むSMAアクチュエータを示す。本明細書で説明したものなどの4個の上部及び底部装着SMAバイモルフアクチュエータは、オートフォーカスの動きのためにzストローク方向における動きを生じるために、一緒に動くように構成される。図53は、一実施形態によるバイモルフアクチュエータを含むSMAアクチュエータを示し、その2個の上部装着バイモルフアクチュエータ5302は、1つ以上のレンズを押し下げるように構成される。図54は、一実施形態によるバイモルフアクチュエータを含むSMAアクチュエータを示し、及びその2個の底部装着バイモルフアクチュエータ5402は、1つ以上のレンズを押し上げるように構成される。図55は、一実施形態によるバイモルフアクチュエータを含むSMAアクチュエータを示して、本明細書で説明したものなどの4個の上部及び底部装着SMAバイモルフアクチュエータ5502が、1つ以上のレンズを動かして傾斜の動きを生じるために使用されることを示す。 FIG. 52 shows an SMA actuator including a bimorph actuator 5202 according to one embodiment configured as a box bimorph autofocus. Four top and bottom mounted SMA bimorph actuators, such as those described herein, are configured to move together to produce motion in the z-stroke direction for autofocus motion. FIG. 53 shows an SMA actuator including bimorph actuators according to one embodiment, two top-mounted bimorph actuators 5302 configured to depress one or more lenses. FIG. 54 shows an SMA actuator including bimorph actuators according to one embodiment, and its two bottom-mounted bimorph actuators 5402 are configured to lift one or more lenses. FIG. 55 shows an SMA actuator including bimorph actuators according to one embodiment, in which four top and bottom mounted SMA bimorph actuators 5502, such as those described herein, move one or more lenses to tilt. Indicates that it is used to produce motion.

図56は、2軸レンズシフトOISとして構成されたバイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムを示す。いくつかの実施形態に関し、2軸レンズシフトOISは、レンズをX/Y軸で動かすように構成される。いくつかの実施形態に関し、Z軸の動きは、本明細書で説明したものなどの別個のAFにより生じる。4個のバイモルフアクチュエータは、OISの動きのために、オートフォーカスの側面を押す。図57は、2軸レンズシフトOISとして構成されたバイモルフアクチュエータ5806を含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ5802を含むSMAシステムの展開図を示す。図58は、2軸レンズシフトOISとして構成されたバイモルフアクチュエータ5806を含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ5802を含むSMAシステムの断面を示す。図59は、システムに収まるように成形される前に製造されるような、2軸レンズシフトOISとして構成されたSMAシステムにおいて使用するための、一実施形態によるボックスバイモルフアクチュエータ5802を示す。そのようなシステムは、高OISストロークOIS(例えば、±200um以上)を有するように構成され得る。さらに、そのような実施形態は、4個の滑り軸受、例えばPOM滑り軸受を使用して、広範囲の動き及び良好なOISの動的な傾斜を有するように構成される。実施形態は、AF設計(例えば、VCM又はSMA)と簡単に統合されるように構成される。 FIG. 56 shows an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment, including a bimorph actuator configured as a two-axis lens-shifting OIS. For some embodiments, the 2-axis lens shift OIS is configured to move the lens in the X/Y axes. For some embodiments, Z-axis motion is produced by a separate AF such as those described herein. Four bimorph actuators push the sides of the autofocus for OIS movement. FIG. 57 shows an exploded view of an SMA system including a SMA actuator 5802 according to one embodiment including a bimorph actuator 5806 configured as a two-axis lens-shifting OIS. FIG. 58 shows a cross-section of an SMA system including a SMA actuator 5802 according to one embodiment including a bimorph actuator 5806 configured as a two-axis lens-shifting OIS. FIG. 59 shows a box bimorph actuator 5802 according to one embodiment for use in an SMA system configured as a two-axis lens shift OIS, as manufactured before being molded to fit into the system. Such systems can be configured to have high OIS stroke OIS (eg, ±200um or more). Additionally, such an embodiment is configured to have a wide range of motion and good OIS dynamic tilt using four slide bearings, eg, POM slide bearings. Embodiments are configured for easy integration with AF designs (eg, VCM or SMA).

図60は、5軸レンズシフトOIS及びオートフォーカスとして構成されたバイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムを示す。いくつかの実施形態に関し、5軸レンズシフトOIS及びオートフォーカスは、レンズをX/Y/Z軸で動かすように構成される。いくつかの実施形態に関し、ピッチ及びヨー軸の動きは、動的な傾斜調整を可能とするためである。8個のバイモルフアクチュエータが、本明細書で説明する技術を使用してオートフォーカス及びOISの動きをもたらすために使用される。図61は、5軸レンズシフトOIS及びオートフォーカスとして構成された、一実施形態によるバイモルフアクチュエータ6204を含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ6202を含むSMAシステムの展開図を示す。図62は、5軸レンズシフトOIS及びオートフォーカスとして構成されたバイモルフアクチュエータ6204を含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ6202を含むSMAシステムの断面を示す。図63は、システム内に収まるように成形される前に製造されるような、5軸レンズシフトOIS及びオートフォーカスとして構成されたSMAシステムにおいて使用するための、一実施形態によるボックスバイモルフアクチュエータ6202を示す。そのようなシステムは、高OISストロークOIS(例えば、±200um以上)及び高オートフォーカスストローク(例えば、400um以上)を有するように構成され得る。さらに、こうした実施形態は、いかなる傾斜もなくすように調整し、別個のオートフォーカスアセンブリを不要にすることができる。 FIG. 60 shows an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment, including a 5-axis lens shift OIS and a bimorph actuator configured as an autofocus. For some embodiments, the 5-axis lens shift OIS and autofocus are configured to move the lens in the X/Y/Z axes. For some embodiments, the pitch and yaw axis movements are to allow for dynamic tilt adjustment. Eight bimorph actuators are used to provide autofocus and OIS movement using the techniques described herein. FIG. 61 shows an exploded view of an SMA system including a SMA actuator 6202 according to one embodiment, including a bimorph actuator 6204 according to one embodiment configured as a 5-axis lens shifting OIS and autofocus. FIG. 62 shows a cross-section of an SMA system including a SMA actuator 6202 according to one embodiment, including a 5-axis lens shifting OIS and a bimorph actuator 6204 configured as an autofocus. FIG. 63 shows a box bimorph actuator 6202 according to one embodiment for use in an SMA system configured as a 5-axis lens shift OIS and autofocus as manufactured before being molded to fit within the system. show. Such a system can be configured to have a high OIS stroke OIS (eg ±200um or more) and a high autofocus stroke (eg 400um or more). Additionally, such embodiments can be adjusted to eliminate any tilt, eliminating the need for a separate autofocus assembly.

図64は、外側へ押すボックスとして構成されたバイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムを示す。いくつかの実施形態に関し、バイモルフアクチュエータアセンブリは、レンズキャリッジなどの物体を包み込むように構成される。回路アセンブリは、レンズキャリッジと一緒に低X/Y/Z剛性のための可撓部を動かすためである。回路の後端パッドは静的である。外側へ押すボックスは、4個のバイモルフアクチュエータ又は8個のバイモルフアクチュエータ双方用の構成にされ得る。そのため、外側へ押すボックスは、X及びY軸で動くOISの側面では、4バイモルフアクチュエータとして構成され得る。外側へ押すボックスは、z軸で動くオートフォーカス用の上部及び底部にある4バイモルフアクチュエータとして構成され得る。外側へ押すボックスは、x、y、及びz軸の動きで、OIS及びオートフォーカス用の上部、底部、及び複数の側面の8バイモルフアクチュエータとして構成され得、及び3軸の傾斜(ピッチ/ロール/ヨー)を可能にする。図65は、外側へ押すボックスとして構成されたバイモルフアクチュエータ6604を含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ6602を含むSMAシステムの展開図を示す。それゆえ、SMAアクチュエータは、バイモルフアクチュエータが外側ハウジング6504に作用して、本明細書で説明する技術を使用してレンズキャリッジ6506を動かすように構成される。図66は、レンズキャリッジ6604を受容するように部分的に成形された、外側へ押すボックスとして構成されたバイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ6602を含むSMAシステムを示す。図67は、システム内に収まるように成形される前に製造されるような、外側へ押すボックスとして構成された、一実施形態によるバイモルフアクチュエータ6604を含むSMAアクチュエータ6602を含むSMAシステムを示す。 FIG. 64 shows an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment including a bimorph actuator configured as an outward pushing box. For some embodiments, the bimorph actuator assembly is configured to wrap around an object such as a lens carriage. This is because the circuit assembly moves the flexure for low X/Y/Z stiffness with the lens carriage. The trailing edge pads of the circuit are static. The outward pushing box can be configured for both 4 bimorph actuators or 8 bimorph actuators. So the outward pushing box can be configured as a 4-bimorph actuator on the side of the OIS that moves in the X and Y axes. The outward push box can be configured as a top and bottom 4-bimorph actuator for autofocus moving in the z-axis. The outward push box can be configured as a top, bottom, and multiple side 8-bimorph actuator for OIS and autofocus, with x, y, and z axis motion, and 3-axis tilt (pitch/roll/ yaw). FIG. 65 shows an exploded view of an SMA system including a SMA actuator 6602 according to one embodiment including a bimorph actuator 6604 configured as an outward pushing box. The SMA actuator is therefore configured such that the bimorph actuator acts on the outer housing 6504 to move the lens carriage 6506 using the techniques described herein. FIG. 66 shows an SMA system including an SMA actuator 6602 according to one embodiment including a bimorph actuator configured as an outwardly pushing box partially shaped to receive a lens carriage 6604 . FIG. 67 shows an SMA system including an SMA actuator 6602 including a bimorph actuator 6604 according to one embodiment configured as a box that pushes outward as manufactured before being molded to fit within the system.

図68は、3軸センサシフトOISとして構成されたバイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ6802を含むSMAシステムを示す。いくつかの実施形態に関し、Z軸の動きは、別個のオートフォーカスシステムからくる。4個のバイモルフアクチュエータは、センサキャリッジ6804の複数の側面を押して、本明細書で説明する技術を使用してOISに動きをもたらすように構成される。図69は、3軸センサシフトOISとして構成されたバイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ6802を含むSMAの展開図を示す。図70は、3軸センサシフトOISとして構成されたバイモルフアクチュエータ6806を含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ6802を含むSMAシステムの断面を示す。図71は、システム内に収まるように成形される前に製造されるような、3軸センサシフトOISとして構成されたSMAシステムにおいて使用するための、一実施形態によるボックスバイモルフアクチュエータ6802の構成要素を示す。図72は、3軸センサシフトOISとして構成された、一実施形態によるSMAシステムにおいて使用するためのフレキシブルセンサ回路を示す。そのようなシステムは、高OISストロークOIS(例えば、±200um以上)及び高オートフォーカスストローク(例えば、400um以上)を有するように構成され得る。さらに、そのような実施形態は、4個の滑り軸受、例えばPOM滑り軸受を使用して、広範囲の2つの軸の動き及び良好なOISの動的な傾斜を有するように構成される。実施形態は、AF設計(例えば、VCM又はSMA)と簡単に統合されるように構成される。 FIG. 68 shows an SMA system including a SMA actuator 6802 according to one embodiment including a bimorph actuator configured as a 3-axis sensor shift OIS. For some embodiments, Z-axis motion comes from a separate autofocus system. The four bimorph actuators are configured to push against multiple sides of the sensor carriage 6804 to provide motion to the OIS using the techniques described herein. FIG. 69 shows an exploded view of an SMA including a SMA actuator 6802 according to one embodiment including a bimorph actuator configured as a 3-axis sensor shift OIS. FIG. 70 shows a cross-section of an SMA system including a SMA actuator 6802 according to one embodiment including a bimorph actuator 6806 configured as a 3-axis sensor shift OIS. FIG. 71 shows components of a box bimorph actuator 6802 according to one embodiment for use in an SMA system configured as a 3-axis sensor shift OIS, as manufactured prior to being molded to fit within the system. show. FIG. 72 shows a flexible sensor circuit for use in an SMA system according to one embodiment, configured as a 3-axis sensor shift OIS. Such a system can be configured to have a high OIS stroke OIS (eg ±200um or more) and a high autofocus stroke (eg 400um or more). Further, such an embodiment is configured to have a wide range of two-axis motion and good OIS dynamic tilt using four slide bearings, eg, POM slide bearings. Embodiments are configured for easy integration with AF designs (eg, VCM or SMA).

図73は、6軸センサシフトOIS及びオートフォーカスとして構成されたバイモルフアクチュエータ7304を含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ7302を含むSMAシステムを示す。いくつかの実施形態に関し、6軸センサシフトOIS及びオートフォーカスは、X/Y/Z/ピッチ/ヨー/ロール軸においてレンズを動かすように構成される。いくつかの実施形態に関し、ピッチ及びヨー軸の動きは、動的な傾斜調整を可能とするためである。8個のバイモルフアクチュエータが、本明細書で説明する技術を使用してオートフォーカス及びOISの動きをもたらすために使用される。図74は、6軸センサシフトOIS及びオートフォーカスとして構成されたバイモルフアクチュエータ7404を含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ7402を含むSMAシステムの展開図を示す。図75は、6軸センサシフトOIS及びオートフォーカスとして構成されたバイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ7402を含むSMAシステムの断面を示す。図76は、システム内に収まるように成形される前に製造されるような、6軸センサシフトOIS及びオートフォーカスとして構成されたSMAシステムにおいて使用するための、一実施形態によるボックスバイモルフアクチュエータ7402を示す。図77は、3軸センサシフトOISとして構成された、一実施形態によるSMAシステムにおいて使用するためのフレキシブルセンサ回路を示す。そのようなシステムは、高OISストロークOIS(例えば、±200um以上)及び高オートフォーカスストローク(例えば、400um以上)を有するように構成され得る。さらに、そのような実施形態は、どんな傾斜も調整し、及び別個のオートフォーカスアセンブリの必要性を除去することができるようにする。 FIG. 73 shows an SMA system including a SMA actuator 7302 according to one embodiment, including a 6-axis sensor shift OIS and a bimorph actuator 7304 configured as autofocus. For some embodiments, the 6-axis sensor shift OIS and autofocus is configured to move the lens in the X/Y/Z/pitch/yaw/roll axes. For some embodiments, the pitch and yaw axis movements are to allow for dynamic tilt adjustment. Eight bimorph actuators are used to provide autofocus and OIS movement using the techniques described herein. FIG. 74 shows an exploded view of an SMA system including a SMA actuator 7402 according to one embodiment, including a 6-axis sensor shift OIS and a bimorph actuator 7404 configured as autofocus. FIG. 75 shows a cross-section of an SMA system including a SMA actuator 7402 according to one embodiment, including a 6-axis sensor shift OIS and a bimorph actuator configured as an autofocus. FIG. 76 illustrates a box bimorph actuator 7402 according to one embodiment for use in an SMA system configured as a 6-axis sensor shift OIS and autofocus as manufactured before being molded to fit within the system. show. FIG. 77 shows a flexible sensor circuit for use in an SMA system according to one embodiment, configured as a 3-axis sensor shift OIS. Such a system can be configured to have a high OIS stroke OIS (eg ±200um or more) and a high autofocus stroke (eg 400um or more). Further, such embodiments allow any tilt to be adjusted and eliminate the need for a separate autofocus assembly.

図78は、2軸カメラ傾斜OISとして構成されたバイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムを示す。いくつかの実施形態に関し、2軸カメラ傾斜OISは、ピッチ/ヨー軸でカメラを動かすように構成される。4個のバイモルフアクチュエータは、本明細書で説明する技術を使用するOISのピッチ及びヨーの動きのためのカメラ全体の動きのために、オートフォーカスの上部及び底部を押すために使用される。図79は、2軸カメラ傾斜OISとして構成されたバイモルフアクチュエータ7904を含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ7902を含むSMAシステムの展開図を示す。図80は、2軸カメラ傾斜OISとして構成されたバイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムの断面を示す。図81は、システム内に収まるように成形される前に製造されるような、2軸カメラ傾斜OISとして構成されたSMAシステムにおいて使用するための、一実施形態によるボックスバイモルフアクチュエータを示す。図82は、2軸カメラ傾斜OISとして構成された、一実施形態によるSMAシステムにおいて使用するためのフレキシブルセンサ回路を示す。そのようなシステムは、高OISストロークOIS(例えば、±3度以上)を有するように構成され得る。実施形態は、オートフォーカス(AF)設計(例えば、VCM又はSMA)と簡単に統合されるように構成される。 FIG. 78 shows an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment including a bimorph actuator configured as a two-axis camera tilt OIS. For some embodiments, the 2-axis camera tilt OIS is configured to move the camera in the pitch/yaw axes. Four bimorph actuators are used to push the top and bottom of the autofocus for whole camera motion for pitch and yaw motion of the OIS using the techniques described herein. FIG. 79 shows an exploded view of an SMA system including a SMA actuator 7902 according to one embodiment including a bimorph actuator 7904 configured as a two-axis camera tilt OIS. FIG. 80 shows a cross-section of an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment, including a bimorph actuator configured as a two-axis camera tilt OIS. FIG. 81 shows a box bimorph actuator according to one embodiment for use in an SMA system configured as a 2-axis camera tilt OIS, as manufactured before being molded to fit within the system. FIG. 82 shows a flexible sensor circuit for use in an SMA system according to one embodiment, configured as a two-axis camera tilt OIS. Such systems can be configured to have a high OIS stroke OIS (eg, ±3 degrees or more). Embodiments are configured for easy integration with autofocus (AF) designs (eg, VCM or SMA).

図83は、3軸カメラ傾斜OISとして構成されたバイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムを示す。いくつかの実施形態に関し、2軸カメラ傾斜OISは、ピッチ/ヨー/ロール軸でカメラを動かすように構成される。4個のバイモルフアクチュエータは、本明細書で説明する技術を使用するOISのピッチ及びヨーの動きのためのカメラ全体の動きのために、オートフォーカスの上部及び底部を押すために使用され、及び4個のバイモルフアクチュエータは、本明細書で説明する技術を使用するOISのロールの動きのためのカメラ全体の動きのためにオートフォーカスの複数の側面を押すために使用される。図84は、3軸カメラ傾斜OISとして構成されたバイモルフアクチュエータ8404を含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ8402を含むSMAシステムの展開図を示す。図85は、3軸カメラ傾斜OISとして構成されたバイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムの断面を示す。図86は、システム内に収まるように成形される前に製造されるような3軸カメラ傾斜OISとして構成された、一実施形態によるSMAシステムにおいて使用するためのボックスバイモルフアクチュエータを示す。図87は、3軸カメラ傾斜OISとして構成された、一実施形態によるSMAシステムにおいて使用するためのフレキシブルセンサ回路を示す。そのようなシステムは、高OISストロークOIS(例えば、±3度以上)を有するように構成され得る。実施形態は、AF設計(例えば、VCM又はSMA)と簡単に統合されるように構成される。 FIG. 83 shows an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment including a bimorph actuator configured as a 3-axis camera tilt OIS. For some embodiments, the 2-axis camera tilt OIS is configured to move the camera in pitch/yaw/roll axes. Four bimorph actuators are used to push the top and bottom of the autofocus, and four bimorph actuators are used to push the autofocus top and bottom for overall camera movement for pitch and yaw movement of the OIS using the techniques described herein. A single bimorph actuator is used to push multiple sides of the autofocus for overall camera movement for OIS roll movement using the techniques described herein. FIG. 84 shows an exploded view of an SMA system including a SMA actuator 8402 according to one embodiment including a bimorph actuator 8404 configured as a 3-axis camera tilt OIS. FIG. 85 shows a cross-section of an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment, including a bimorph actuator configured as a 3-axis camera tilt OIS. FIG. 86 shows a box bimorph actuator for use in an SMA system according to one embodiment, configured as a 3-axis camera tilt OIS as manufactured before being molded to fit within the system. FIG. 87 shows a flexible sensor circuit for use in an SMA system according to one embodiment configured as a 3-axis camera tilt OIS. Such systems can be configured to have a high OIS stroke OIS (eg, ±3 degrees or more). Embodiments are configured for easy integration with AF designs (eg, VCM or SMA).

図88は、複数の実施形態によるSMAアクチュエータのバイモルフアクチュエータに関する例示的な寸法を示す。寸法は、好ましい実施形態であるが、当業者は、SMAアクチュエータの所望の特性に基づいて、他の寸法が使用され得ることを理解するであろう。 FIG. 88 shows exemplary dimensions for a bimorph actuator of an SMA actuator according to several embodiments. Although the dimensions are a preferred embodiment, those skilled in the art will appreciate that other dimensions may be used based on the desired properties of the SMA actuator.

図89は、一実施形態による折り畳みカメラ(folded camera)用のレンズ系を示す。折り畳みカメラは、1つ以上のレンズ8903a~dを含むレンズ系8901へ光を折り曲げるように構成された屈曲レンズ(folding lens)8902を含む。いくつかの実施形態に関し、屈曲レンズは、プリズム及びレンズのいずれかの1つ以上である。レンズ系8901は、光が屈曲レンズ8902に到達する前に光が移動する方向に対して平行な透過軸8906に対してある角度をなす主軸8904を有するように構成される。例えば、折り畳みカメラは、カメラ付き携帯電話システムにおいて使用されて、透過軸8906の方向におけるレンズ系8901の高さを低くする。 FIG. 89 shows a lens system for a folded camera according to one embodiment. The folding camera includes a folding lens 8902 configured to fold light into a lens system 8901 including one or more lenses 8903a-d. For some embodiments, the folded lens is one or more of any of a prism and a lens. Lens system 8901 is configured to have a principal axis 8904 at an angle to a transmission axis 8906 that is parallel to the direction in which light travels before reaching bending lens 8902 . For example, folding cameras are used in camera phone systems to reduce the height of lens system 8901 in the direction of transmission axis 8906 .

レンズ系の実施形態は、本明細書で説明したものなどの1つ以上の液体レンズを含む。図89に示す実施形態は、本明細書で説明したものなどの2つの液体レンズ8903b、8903dを含む。1つ以上の液体レンズ8903b、8903dは、本明細書で説明するものを含む技術を使用して作動されるように構成される。液体レンズが、限定されるものではないが、歪曲アクチュエータ、バイモルフアクチュエータ、及び他のSMAアクチュエータを含むアクチュエータを使用して作動される。図108は、一実施形態による歪曲アクチュエータ60を使用して作動される液体レンズを含む。液体レンズは、成形リングカプラ64、液体レンズアセンブリ61、本明細書で説明したものなどの1つ以上の歪曲アクチュエータ60、スライドベース65、及びベース62を含む。1つ以上の歪曲アクチュエータ60は、例えば本明細書で説明するように、液体レンズアセンブリ61の可撓膜の形状を変化させて光線を動かす又は成形するように成形リング/カプラ64を動かすように構成される。いくつかの実施形態に関し、3又は4個のアクチュエータが使用される。液体レンズが、単独で又は他のレンズと組み合わせて、オートフォーカス又は光学式手ぶれ補正機構として機能するように構成され得る。液体レンズがまた、他の方法で画像センサ上へ像を方向付けるように構成され得る。 Embodiments of the lens system include one or more liquid lenses such as those described herein. The embodiment shown in Figure 89 includes two liquid lenses 8903b, 8903d such as those described herein. One or more liquid lenses 8903b, 8903d are configured to be actuated using techniques including those described herein. Liquid lenses are actuated using actuators including, but not limited to, distortion actuators, bimorph actuators, and other SMA actuators. FIG. 108 includes a liquid lens actuated using a distortion actuator 60 according to one embodiment. The liquid lens includes a molded ring coupler 64 , a liquid lens assembly 61 , one or more distortion actuators 60 such as those described herein, a slide base 65 and a base 62 . One or more distortion actuators 60 may move a shaping ring/coupler 64 to change the shape of the flexible membrane of the liquid lens assembly 61 to move or shape the light rays, for example as described herein. Configured. For some embodiments, 3 or 4 actuators are used. A liquid lens, alone or in combination with other lenses, may be configured to function as an autofocus or optical image stabilization mechanism. A liquid lens may also be configured to direct the image onto the image sensor in other ways.

図90は、画像センサ9004上に像を結ぶために、液体レンズ9002a~9002hを含むレンズ系9001のいくつかの実施形態を示す。図示の通り、液体レンズ9002a~9002hは、任意のレンズ形状を含み得、及び本明細書で説明するものを含む技術を使用して、レンズを通る光路を調整するように動的に構成されるような構成され得る。 FIG. 90 shows some embodiments of a lens system 9001 including liquid lenses 9002a-9002h for imaging onto an image sensor 9004. FIG. As shown, the liquid lenses 9002a-9002h can include any lens shape and are dynamically configured to adjust the optical path through the lenses using techniques including those described herein. can be configured as

折り畳みカメラ用のレンズ系は、作動される屈曲レンズ9100を含むように構成される。作動される屈曲レンズの例は、図91に示すものなどのプリズムの傾斜である。図91に示す例では、屈曲レンズは、アクチュエータ9104に配置されたプリズム9102である。アクチュエータは、限定されるものではないが、本明細書で説明したものを含むSMAアクチュエータを含む。いくつかの実施形態に関し、プリズムの傾斜は、本明細書で説明したものなどの4個のバイモルフアクチュエータ9106を含むSMAアクチュエータに配置される。いくつかの実施形態によれば、作動される屈曲レンズ9100は、本明細書で説明されるものを含む技術を使用して、光学式手ぶれ補正機構として構成される。例えば、作動される屈曲レンズは、図39に示すものなどのSMAシステムを含むように構成される。作動される屈曲レンズの別の例は、図21に示すものなどのSMAアクチュエータを含み得る。しかしながら、屈曲レンズはまた、他のアクチュエータを含んでもよい。 A lens system for a folding camera is configured to include a flexing lens 9100 that is actuated. An example of an actuated bending lens is the tilting of a prism such as that shown in FIG. In the example shown in FIG. 91, the bending lens is a prism 9102 located on actuator 9104 . Actuators include, but are not limited to, SMA actuators, including those described herein. For some embodiments, the tilt of the prism is placed on an SMA actuator that includes four bimorph actuators 9106 such as those described herein. According to some embodiments, the actuated bending lens 9100 is configured as an optical image stabilization mechanism using techniques including those described herein. For example, the actuated bending lens is configured to include an SMA system such as that shown in FIG. Another example of an actuated bending lens may include an SMA actuator such as that shown in FIG. However, the bending lens may also include other actuators.

図92は、一実施形態によるオフセット付きバイモルフアームを示す。バイモルフアーム9201は、形成済みのオフセット9203を有するバイモルフビーム9202を含む。形成済みのオフセット9203は、オフセットが設けられていないバイモルフアームよりも高い力を生成するという機械的利益を高める。いくつかの実施形態によれば、オフセットの深さ9204(本明細書では、曲げ面zオフセット9204とも称する)及びオフセットの長さ9206(本明細書では、トラフ幅9206とも称する)は、バイモルフアームの特性、例えばピーク力を規定するように構成される。例えば、図106のグラフは、一実施形態による、バイモルフビーム9202の曲げ面zオフセット9204、トラフ幅9206、及びピーク力の関係を示す。 FIG. 92 shows a bimorph arm with an offset according to one embodiment. Bimorph arm 9201 includes a bimorph beam 9202 having a preformed offset 9203 . The preformed offset 9203 enhances the mechanical advantage of generating higher forces than a bimorph arm without the offset. According to some embodiments, offset depth 9204 (also referred to herein as bending plane z-offset 9204) and offset length 9206 (also referred to herein as trough width 9206) is configured to define a characteristic of, e.g., peak force. For example, the graph of FIG. 106 illustrates the relationship between bending plane z-offset 9204, trough width 9206, and peak force for a bimorph beam 9202, according to one embodiment.

バイモルフアームは、1つ以上のSMA材料、例えば本明細書で説明したものなどのSMAリボン又はSMAワイヤ9210を含む。SMA材料は、本明細書で説明するものを含む技術を使用してビームに取り付けられる。いくつかの実施形態に関し、SMA材料、例えばSMAワイヤ9210は、バイモルフアームの固定端部9212及びバイモルフアームの荷重点端部9214に取り付けられるため、形成済みのオフセット9203は、SMA材料が取り付けられる両端部間にある。様々な実施形態に関し、SMA材料の複数の端部は、当業界で公知のものを含む技術を使用してSMA材料に電流を供給するように構成されたコンタクトに電気的及び機械的に接続される。オフセットが設けられたバイモルフアームは、本明細書で説明したものなどのSMAアクチュエータ及びシステムに含まれ得る。 The bimorph arm includes one or more SMA materials, such as SMA ribbons or SMA wires 9210 such as those described herein. The SMA material is attached to the beam using techniques including those described herein. For some embodiments, the SMA material, e.g., SMA wire 9210, is attached to the fixed end 9212 of the bimorph arm and the load point end 9214 of the bimorph arm, so that the preformed offset 9203 is Between departments. For various embodiments, the ends of the SMA material are electrically and mechanically connected to contacts configured to apply current to the SMA material using techniques including those known in the art. be. Offset bimorph arms can be included in SMA actuators and systems such as those described herein.

図93は、一実施形態によるオフセット及びリミッタが設けられたバイモルフアームを示す。バイモルフアーム9301は、形成済みのオフセット9303と、形成済みのオフセット9303に隣接するリミッタ9304とを有するバイモルフビーム9302を含む。オフセット9303は、オフセットが設けられていないバイモルフアーム9301よりも高い力を生成するという機械的利益を高め、及びリミッタ9304は、バイモルフアクチュエータの固定されていない荷重点端部9306から離れるような方向におけるアームの動きを防止する。形成済みのオフセット9303及びリミッタ9304が設けられたバイモルフアーム9301は、本明細書で説明したものなどのSMAアクチュエータ及びシステムに含まれ得る。バイモルフアーム9301は、1つ以上のSMA材料、例えば本明細書で説明したものなどの、本明細書で説明されるものを含む技術を使用してバイモルフアーム9301に取り付けられたSMAリボン又はSMAワイヤ9308を含む。 FIG. 93 shows a bimorph arm with offsets and limits according to one embodiment. Bimorph arm 9301 includes a bimorph beam 9302 having a formed offset 9303 and a limiter 9304 adjacent to formed offset 9303 . The offset 9303 enhances the mechanical advantage of producing a higher force than the bimorph arm 9301 without the offset, and the limiter 9304 is oriented away from the free load point end 9306 of the bimorph actuator. Prevent arm movement. Bimorph arm 9301 with preformed offset 9303 and limiter 9304 can be included in SMA actuators and systems such as those described herein. Bimorph arm 9301 can be one or more SMA materials, such as SMA ribbons or SMA wires, attached to bimorph arm 9301 using techniques including those described herein, such as those described herein. Including 9308.

図94は、一実施形態によるオフセット及びリミッタの設けられたバイモルフアームを示す。バイモルフアーム9401は、形成済みのオフセット9403と、形成済みのオフセット9403に隣接するリミッタ9404とを有するバイモルフビーム9402を含む。リミッタ9404は、バイモルフアーム9401用のベース9406の一部として形成される。ベース9406は、バイモルフアーム9401を受容するように構成され、及びバイモルフビームのオフセット部を受容するように構成された凹部9408を含む。リミッタ9404として構成された凹部の底部は、形成済みのオフセット9403に隣接する。ベース9406はまた、作動されていないときにバイモルフアームの複数の部分を支持するように構成された1つ以上の部分9410を含み得る。形成済みのオフセット9403及びリミッタ9404が設けられたバイモルフアーム9401は、本明細書で説明したものなどのSMAアクチュエータ及びシステムに含まれ得る。バイモルフアーム9401は、1つ以上のSMA材料、例えば本明細書で説明されるものを含む技術を使用してバイモルフアーム9401に取り付けられた、本明細書で説明したものなどのSMAリボン又はSMAワイヤを含む。 FIG. 94 shows a bimorph arm with offsets and limits according to one embodiment. Bimorph arm 9401 includes a bimorph beam 9402 having a formed offset 9403 and a limiter 9404 adjacent to formed offset 9403 . Limiter 9404 is formed as part of base 9406 for bimorph arm 9401 . Base 9406 is configured to receive bimorph arm 9401 and includes a recess 9408 configured to receive an offset portion of the bimorph beam. The bottom of the recess configured as limiter 9404 is adjacent to preformed offset 9403 . The base 9406 can also include one or more portions 9410 configured to support portions of the bimorph arm when not actuated. Bimorph arm 9401 with preformed offset 9403 and limiter 9404 can be included in SMA actuators and systems such as those described herein. The bimorph arm 9401 may comprise one or more SMA materials, such as an SMA ribbon or SMA wire, such as those described herein, attached to the bimorph arm 9401 using techniques including those described herein. including.

図95は、一実施形態によるオフセットの設けられたバイモルフアームを含むベースの実施形態を示す。バイモルフアーム9501は、形成済みのオフセット9504を有するバイモルフビーム9502を含む。バイモルフアームはまた、本明細書で説明されるものを含む技術を使用してリミッタを含み得る。バイモルフアーム9501は、1つ以上のSMA材料、例えば本明細書で説明されるものを含む技術を使用してバイモルフアーム9501に取り付けられた、本明細書で説明したものなどのSMAリボン又はSMAワイヤ9506を含む。 FIG. 95 shows an embodiment of a base including offset bimorph arms according to one embodiment. Bimorph arm 9501 includes a bimorph beam 9502 having a preformed offset 9504 . Bimorph arms may also include limiters using techniques including those described herein. The bimorph arm 9501 may comprise one or more SMA materials, such as an SMA ribbon or SMA wire, such as those described herein, attached to the bimorph arm 9501 using techniques including those described herein. Including 9506.

図96は、一実施形態によるオフセットの設けられた2つのバイモルフアームを含むベース9608の実施形態を示す。各バイモルフアーム9601a、9601bは、形成済みのオフセット9604a、9604bを有するバイモルフビーム9602a、9602bを含む。各バイモルフアーム9601a、9601bは、1つ以上のSMA材料、例えば本明細書で説明されるものを含む技術を使用してバイモルフアーム9501に取り付けられた、本明細書で説明したものなどのSMAリボン又はSMAワイヤ9606a、9606bを含む。各バイモルフアーム9601a、9601bはまた、本明細書で説明されるものを含む技術を使用してリミッタを含み得る。いくつかの実施形態は、本明細書で説明されるものを含む技術を使用して形成された3つ以上のバイモルフアームを含むベースを含む。いくつかの実施形態によれば、バイモルフアーム9601は、ベース9608と一体的に形成される。他の実施形態に関し、バイモルフアーム9602a、9602bの1つ以上は、ベース9608とは別々に形成され、及び限定されるものではないが、はんだ付け、抵抗溶接、レーザ溶接、及び接着剤を含む技術を使用してベース9608に取り付けられる。いくつかの実施形態に関し、2つ以上のバイモルフアーム9601a、9601bは、単一の物体に作用するように構成される。これにより、物体に加えられる力を増大させる能力を可能にする。下記の図107のグラフは、バイモルフアクチュエータ全体を含むボックスの近似であるボックス体積が、バイモルフ構成要素当たりの仕事量にどのように関連するかの例を示す。ボックス体積は、バイモルフアクチュエータの長さ9612、バイモルフアクチュエータの幅9610、及びバイモルフアクチュエータの高さ9614(まとめて「ボックス体積」と呼ぶ)を使用して概算される。 FIG. 96 shows an embodiment of a base 9608 that includes two bimorph arms that are offset according to one embodiment. Each bimorph arm 9601a, 9601b includes a bimorph beam 9602a, 9602b having a formed offset 9604a, 9604b. Each bimorph arm 9601a, 9601b includes one or more SMA materials, such as SMA ribbons, such as those described herein, attached to the bimorph arm 9501 using techniques including those described herein. or SMA wires 9606a, 9606b. Each bimorph arm 9601a, 9601b may also include a limiter using techniques including those described herein. Some embodiments include a base that includes three or more bimorph arms formed using techniques including those described herein. According to some embodiments, bimorph arm 9601 is integrally formed with base 9608 . For other embodiments, one or more of the bimorph arms 9602a, 9602b are formed separately from the base 9608 and are formed using techniques including, but not limited to, soldering, resistance welding, laser welding, and adhesives. attached to the base 9608 using For some embodiments, two or more bimorph arms 9601a, 9601b are configured to act on a single object. This allows the ability to increase the force applied to the object. The graph in FIG. 107 below shows an example of how the box volume, which is an approximation of the box containing the entire bimorph actuator, relates to the amount of work done per bimorph component. The box volume is approximated using the bimorph actuator length 9612, the bimorph actuator width 9610, and the bimorph actuator height 9614 (collectively referred to as the "box volume").

図97は、一実施形態による荷重点延長部を含む歪曲アームを示す。歪曲アーム9701は、ビーム部9702と、ビーム部9702から延びる1つ以上の荷重点延長部9704a、9704bとを含む。歪曲アーム9701の各端部9706a、9706bは、本明細書で説明されるものを含む技術を使用してプレート又は他のベースに取り付けられる又はそれと一体的に形成されるように構成される。いくつかの実施形態によれば、1つ以上の荷重点延長部9704a、9704bは、ビーム部9702の荷重点9710a、9710bからオフセットしてビーム部9702に取り付けられる又はそれと一体的に形成される。荷重点9710a、9710bは、歪曲アーム9701の力を別の物体へ伝達するように構成される、ビーム部9702の部分である。いくつかの実施形態に関し、荷重点9710a、9710bはビーム部9702の中心である。他の実施形態に関し、荷重点9710a、9710bは、ビーム部9702の中心以外の位置にある。荷重点延長部9704a、9704bは、ビーム部9702に接合される点からビーム部9702の荷重点9710a、9710bの方へ向かって、ビーム部9702の長手方向軸の方向に延びるように構成される。いくつかの実施形態に関し、荷重点延長部9704a、9704bの端部は、ビーム部9702の少なくとも荷重点9710a、9710bまで延びる。歪曲アーム9701は、1つ以上のSMA材料、例えば本明細書で説明したものなどのSMAリボン又はSMAワイヤ9712を含む。SMA材料、例えばSMAワイヤ9712は、ビーム部9702の反対側に位置する両端部に取り付けられる。SMA材料は、本明細書で説明されるものを含む技術を使用して、ビーム部の反対側に位置する両端部に取り付けられる。いくつかの実施形態に関し、荷重点延長部9704a、9704bの長さは、歪曲アーム9701の関連の平らな(作動されていない)ビーム部9702の長手方向長内に含まれる任意の長さとなるように構成され得る。 FIG. 97 shows a curved arm including load point extensions according to one embodiment. Bending arm 9701 includes a beam portion 9702 and one or more load point extensions 9704a, 9704b extending from beam portion 9702 . Each end 9706a, 9706b of the flexure arm 9701 is configured to be attached to or integrally formed with a plate or other base using techniques including those described herein. According to some embodiments, one or more load point extensions 9704a, 9704b are attached to or integrally formed with beam portion 9702 offset from load points 9710a, 9710b of beam portion 9702 . Load points 9710a, 9710b are portions of beam portion 9702 that are configured to transfer the force of flexure arm 9701 to another object. For some embodiments, the load point 9710a, 9710b is the center of the beam portion 9702. For other embodiments, the load points 9710a, 9710b are at locations other than the center of the beam portion 9702. Load point extensions 9704a, 9704b are configured to extend in the direction of the longitudinal axis of beam portion 9702 from the point where they are joined to beam portion 9702 toward load points 9710a, 9710b of beam portion 9702 . For some embodiments, the ends of the load point extensions 9704a, 9704b extend to at least the load points 9710a, 9710b of the beam portion 9702. Bending arm 9701 includes one or more SMA materials, such as SMA ribbons or SMA wires 9712 such as those described herein. SMA material, eg, SMA wire 9712 , is attached to opposite ends of beam portion 9702 . The SMA material is attached to opposite ends of the beam section using techniques including those described herein. For some embodiments, the length of the load point extensions 9704a, 9704b may be any length contained within the longitudinal length of the associated flat (non-actuated) beam portion 9702 of the flexure arm 9701. can be configured to

図98は、作動位置にある、一実施形態による荷重点延長部9810を含む歪曲アーム9801を示す。ビーム部9802の反対側に位置する両端部に取り付けられたSMA材料は、本明細書で説明されるものを含む技術を使用して作動される。荷重点9804は、歪曲アーム9801が、延長部の設けられていない歪曲アームよりもストローク範囲を大きくすることができるようにする。それゆえ、荷重点延長部を含む歪曲アームは、最大垂直ストロークをより大きくできる。荷重点延長部が設けられた歪曲アームは、本明細書で説明したものなどのSMAアクチュエータ及びシステムに含まれ得る。 FIG. 98 shows a bending arm 9801 including a load point extension 9810 according to one embodiment in an actuated position. The SMA material attached to opposite ends of beam portion 9802 is actuated using techniques including those described herein. The load point 9804 allows the flexure arm 9801 to have a greater stroke range than a flexure arm without extensions. Therefore, a curved arm that includes a load point extension can have a larger maximum vertical stroke. Bent arms with load point extensions can be included in SMA actuators and systems such as those described herein.

図99は、一実施形態による荷重点延長部を含むバイモルフアームを示す。バイモルフアーム9901は、ビーム部9902と、ビーム部から延びる1つ以上の荷重点延長部9904a、9904bとを含む。バイモルフアーム9901の一方の端部は、本明細書で説明されるものを含む技術を使用して、プレート又は他のベースに取り付けられるか又はそれと一体的に形成されるように構成される。取り付け又は一体的に形成された端部に対して反対側に位置するビーム部9902の端部は、固定されておらず、自由に動くことができる。いくつかの実施形態によれば、1つ以上の荷重点延長部9904a、9904bは、ビーム部9902の自由端部からオフセットしてビーム部9902に取り付けられるか又はそれと一体的に形成される。荷重点延長部9904a、9904bは、ビーム部9902に接合される点から、ビーム部9902の長手方向軸を含む平面から離れる方向に延びるように構成される。例えば、1つ以上の荷重点延長部9904a、9904bは、作動時にビーム部の自由端部が延びる方向に延びる。バイモルフアーム9901のいくつかの実施形態は、ビーム部の長手方向軸を含む平面とある角度、例えば1度~90度を形成する長手方向軸を有する1つ以上の荷重点延長部9904a、9904bを含む。いくつかの実施形態に関し、荷重点延長部9904a、9904bの端部9910a、9910bは、動かされるように構成された物体に係合するように構成される。 FIG. 99 shows a bimorph arm including load point extensions according to one embodiment. Bimorph arm 9901 includes a beam portion 9902 and one or more load point extensions 9904a, 9904b extending from the beam portion. One end of the bimorph arm 9901 is configured to be attached to or integrally formed with a plate or other base using techniques including those described herein. The end of the beam portion 9902 opposite the attached or integrally formed end is free and free to move. According to some embodiments, one or more load point extensions 9904a, 9904b are attached to or integrally formed with the beam portion 9902 offset from the free end of the beam portion 9902. Load point extensions 9904 a , 9904 b are configured to extend from the point where they are joined to beam portion 9902 in a direction away from a plane containing the longitudinal axis of beam portion 9902 . For example, one or more of the load point extensions 9904a, 9904b extend in the direction the free ends of the beams extend in operation. Some embodiments of the bimorph arm 9901 include one or more load point extensions 9904a, 9904b having longitudinal axes that form an angle, such as 1 degree to 90 degrees, with a plane containing the longitudinal axis of the beam. include. For some embodiments, ends 9910a, 9910b of load point extensions 9904a, 9904b are configured to engage an object configured to be moved.

バイモルフアーム9901は、1つ以上のSMA材料、例えば本明細書で説明したものなどのSMAリボン又はSMAワイヤ9906を含む。SMA材料、例えばSMAワイヤ9906は、ビーム部9902の反対側に位置する両端部に取り付けられる。SMA材料は、本明細書で説明されるものを含む技術を使用して、ビーム部9902の反対側に位置する両端部に取り付けられる。いくつかの実施形態に関し、荷重点延長部9904a、9904bの長さは、任意の長さとなるように構成され得る。いくつかの実施形態によれば、荷重点延長部9904a、9904bの端部9910a、9910bによる物体の係合点のロケーションは、ビーム部9902の長手方向長に沿って任意の点にあるように構成され得る。ビーム部が平らである(作動されていない)ときの荷重点延長部の端部のビーム部の上方の高さは、任意の高さとなるように構成され得る。いくつかの実施形態に関し、荷重点延長部は、バイモルフアームが作動されるときに、バイモルフアームの他の部分の少なくとも上方にあるように構成され得る。 Bimorph arm 9901 includes one or more SMA materials, such as SMA ribbons or SMA wires 9906 such as those described herein. SMA material, eg, SMA wire 9906 is attached to opposite ends of beam portion 9902 . The SMA material is attached to opposite ends of the beam portion 9902 using techniques including those described herein. For some embodiments, the length of load point extensions 9904a, 9904b can be configured to be any length. According to some embodiments, the location of the point of engagement of the object by the ends 9910a, 9910b of the load point extensions 9904a, 9904b is configured to be at any point along the longitudinal length of the beam portion 9902. obtain. The height of the end of the load point extension above the beam when the beam is flat (not actuated) can be configured to be any height. For some embodiments, the load point extension may be configured to be at least above other portions of the bimorph arm when the bimorph arm is actuated.

図100は、作動位置にある、一実施形態による荷重点延長部を含むバイモルフアームを示す。ビーム部2の反対側に位置する両端部に取り付けられたSMA材料は、本明細書で説明されるものを含む技術を使用して作動される。荷重点延長部10は、バイモルフアーム1が、延長部が設けられていないバイモルフアームよりもストローク力を大きくすることができるようにする。それゆえ、荷重点延長部10を含むバイモルフアーム1は、バイモルフアーム1によってより大きな力が加えられることができるようにする。荷重点延長部10が設けられたバイモルフアーム1は、本明細書で説明したものなどのSMAアクチュエータ及びシステムに含まれ得る。 FIG. 100 shows a bimorph arm including a load point extension according to one embodiment in an actuated position. The SMA material attached to opposite ends of beam portion 2 is actuated using techniques including those described herein. The load point extension 10 enables the bimorph arm 1 to have greater stroke force than a bimorph arm without the extension. Therefore, the bimorph arm 1 including the load point extension 10 allows greater forces to be applied by the bimorph arm 1 . A bimorph arm 1 provided with a load point extension 10 can be included in SMA actuators and systems such as those described herein.

図101は、一実施形態によるSMA光学式手ぶれ補正機構を示す。SMA光学式手ぶれ補正機構20は、可動プレート22及び静止プレート24を含む。可動プレート22は、可動プレート22と一体的に形成されるばねアーム26を含む。いくつかの実施形態に関し、可動プレート22及び静止プレート24は、それぞれ、ユニタリーのワンピースプレートとなるように形成される。可動プレート22は、第1のSMA材料取り付け部28a及び第2のSMA材料取り付け部28bを含む。静止プレート24は、第1のSMA材料取り付け部30a及び第2のSMA材料取り付け部30bを含む。各SMA材料取り付け部28、30は、抵抗溶接接合を使用して、SMA材料、例えばSMAワイヤをプレートに固定するように構成される。可動プレート22の第1のSMA材料取り付け部28aは、それと静止プレートの第1のSMA材料取り付け部30aとの間に配置された第1のSMAワイヤ32a、及びそれと静止プレート24の第2のSMA取り付け部30bとの間に配置された第2のSMAワイヤ32bを含む。可動プレート22の第2のSMA材料取り付け部28bは、それと静止プレートの第2のSMA材料取り付け部30bとの間に配置された第3のSMAワイヤ32c、及びそれと静止プレート24の第1のSMA取り付け部30aとの間に配置された第4のSMAワイヤ32dを含む。本明細書で説明されるものを含む技術を使用する各SMAワイヤの作動によって、可動プレート22を、静止プレート24から離れるように動かす。図102は、一実施形態による可動部のSMA材料取り付け部40を示す。SMA材料取り付け部は、SMA材料取り付け部40に抵抗溶接されたSMA材料、例えばSMAワイヤ41を有するように構成される。図103は、一実施形態による、抵抗溶接されたSMAワイヤ43が取り付けられている、静止プレートのSMA取り付け部42を示す。 FIG. 101 illustrates an SMA optical image stabilization mechanism according to one embodiment. SMA optical image stabilization mechanism 20 includes a movable plate 22 and a stationary plate 24 . Movable plate 22 includes spring arms 26 that are integrally formed with movable plate 22 . For some embodiments, movable plate 22 and stationary plate 24 are each formed to be unitary one-piece plates. Movable plate 22 includes a first SMA material mounting portion 28a and a second SMA material mounting portion 28b. Stationary plate 24 includes a first SMA material mounting portion 30a and a second SMA material mounting portion 30b. Each SMA material attachment 28, 30 is configured to secure the SMA material, eg, SMA wire, to the plate using a resistance weld joint. The first SMA material mounting portion 28a of the movable plate 22 has a first SMA wire 32a disposed between it and the first SMA material mounting portion 30a of the stationary plate, and it and the second SMA of the stationary plate 24. It includes a second SMA wire 32b disposed between it and the mounting portion 30b. The second SMA material mounting portion 28b of the moving plate 22 is connected to a third SMA wire 32c disposed between it and the second SMA material mounting portion 30b of the stationary plate, and it and the first SMA of the stationary plate 24. It includes a fourth SMA wire 32d positioned between it and the mounting portion 30a. Actuation of each SMA wire, using techniques including those described herein, moves movable plate 22 away from stationary plate 24 . FIG. 102 shows the SMA material attachment portion 40 of the moving part according to one embodiment. The SMA material attachment portion is configured to have SMA material, eg, SMA wire 41 , resistance welded to SMA material attachment portion 40 . FIG. 103 shows a stationary plate SMA attachment 42 with a resistance welded SMA wire 43 attached thereto, according to one embodiment.

図104は、一実施形態による歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータ45を示す。歪曲アクチュエータ46は、本明細書で説明するものなどの歪曲アーム47を含む。歪曲アーム47は、本明細書で説明されるものを含む技術を使用して、SMAワイヤ48が作動されたり作動停止されたりするときに、z軸において動くように構成される。各SMAワイヤ48は、抵抗溶接を使用して、それぞれの抵抗溶接ワイヤ圧着部49に取り付けられる。各抵抗溶接ワイヤ圧着部49は、SMAワイヤ48の少なくとも1つの側面上で歪曲アーム47を形成する金属51から隔離された島50を含む。島構造は、SMAワイヤの少なくとも1つの側面を、図101に示すOIS応用などのベース金属層に形成された、隔離された島構造に接続するために、他のアクチュエータ、光学式手ぶれ補正機構、及びオートフォーカスシステムにおいて使用され得る。 FIG. 104 shows an SMA actuator 45 that includes a strain actuator according to one embodiment. Bending actuator 46 includes a bending arm 47 such as those described herein. Bending arm 47 is configured to move in the z-axis when SMA wire 48 is activated and deactivated using techniques including those described herein. Each SMA wire 48 is attached to a respective resistance weld wire crimp 49 using resistance welding. Each resistance weld wire crimp 49 includes islands 50 isolated from the metal 51 that form the flexure arms 47 on at least one side of the SMA wire 48 . The island structure connects at least one side of the SMA wire to an isolated island structure formed in a base metal layer such as the OIS application shown in FIG. and in autofocus systems.

図105は、ここで説明するものを含む技術を使用して、SMAワイヤ48を歪曲アクチュエータ46に取り付けるために使用される、一実施形態によるSMAアクチュエータ用の島を含む抵抗溶接圧着部を示す。図105aは、SMAアクチュエータ45の底部部分を示す。いくつかの実施形態によれば、SMAアクチュエータ45は、ステンレス鋼ベース層51から形成される。ポリイミド層などの誘電体層52が、ステンレス鋼ベース層51の底部部分に配置される。いくつかの実施形態によれば、導体層53が、誘電体層52にあるビアによってステンレス鋼島50に電気的に接続されて、ステンレス鋼島50に溶接されたワイヤとステンレス鋼島に取り付けられた導体回路との間を電気接続できるようにする。いくつかの実施形態によれば、島50が、ステンレス鋼ベース層からエッチングされて作られる。誘電体層52は、ステンレス鋼ベース層51内の島50の位置を維持する。島50は、抵抗溶接などの本明細書で説明されるものを含む技術を使用して、それにSMAワイヤを取り付けるように構成される。図105bは、島50を含むSMAアクチュエータ45の上部部分を示す。いくつかの実施形態に関し、グルー又は接着剤も溶接部の上部に配置されて、動作及び衝撃荷重中の疲労歪み解放としての機械的な強度及び仕事を支援し得る。 FIG. 105 illustrates a resistance weld crimp including islands for an SMA actuator according to one embodiment used to attach SMA wire 48 to strain actuator 46 using techniques including those described herein. 105a shows the bottom portion of the SMA actuator 45. FIG. According to some embodiments, SMA actuator 45 is formed from stainless steel base layer 51 . A dielectric layer 52 such as a polyimide layer is disposed on the bottom portion of the stainless steel base layer 51 . According to some embodiments, a conductor layer 53 is electrically connected to the stainless steel islands 50 by vias in the dielectric layer 52 and attached to wires welded to the stainless steel islands 50 and the stainless steel islands. to make electrical connections between the conductor circuits. According to some embodiments, islands 50 are etched from a stainless steel base layer. Dielectric layer 52 maintains the position of islands 50 within stainless steel base layer 51 . Island 50 is configured to have SMA wire attached to it using techniques including those described herein such as resistance welding. FIG. 105b shows the upper part of the SMA actuator 45 including the islands 50. FIG. For some embodiments, glue or adhesive may also be placed on top of the weld to aid in mechanical strength and work as fatigue strain relief during operation and impact loading.

図108は、一実施形態による歪曲アクチュエータが設けられたSMAアクチュエータを含むレンズ系を含む。レンズ系は、ベース62に配置される液体レンズアセンブリ61を含む。レンズ系はまた、歪曲アクチュエータ60と機械的に接続される成形リング/カプラ64を含む。本明細書で説明したものなどの歪曲アクチュエータ60を含むSMAアクチュエータは、ベース62に配置されるスライドベース65に配置される。SMAアクチュエータは、本明細書で説明されるものを含む技術を使用して歪曲アクチュエータ60を作動させることによって、液体レンズアセンブリ61の光軸に沿って成形リング/カプラ64を動かすように構成される。これにより、成形リング/カプラ64を動かして、液体レンズアセンブリ内での液体レンズの焦点を変化させる。 FIG. 108 includes a lens system including an SMA actuator provided with a distortion actuator according to one embodiment. The lens system includes a liquid lens assembly 61 located on base 62 . The lens system also includes a molded ring/coupler 64 mechanically connected to the distortion actuator 60 . An SMA actuator, including a strain actuator 60 such as those described herein, is located on a slide base 65 that is located on base 62 . The SMA actuator is configured to move the shaped ring/coupler 64 along the optical axis of the liquid lens assembly 61 by actuating the distortion actuator 60 using techniques including those described herein. . This moves the molding ring/coupler 64 to change the focus of the liquid lens within the liquid lens assembly.

図109は、一実施形態によるバイモルフアームの固定されていない荷重点端部を示す。バイモルフアームの固定されていない荷重点端部70は、SMA材料、例えばSMAワイヤ72を取り付けるための平坦面71を含む。SMAワイヤ72は、抵抗溶接73によって平坦面71に取り付けられる。抵抗溶接73は、当業界で公知のものを含む技術を使用して形成される。 FIG. 109 shows an unfixed load point end of a bimorph arm according to one embodiment. The free load point end 70 of the bimorph arm includes a flat surface 71 for mounting SMA material, such as SMA wire 72 . SMA wire 72 is attached to flat surface 71 by resistance welds 73 . Resistance welds 73 are formed using techniques including those known in the art.

図110は、一実施形態による、バイモルフアームの固定されていない荷重点端部を示す。バイモルフアームの固定されていない荷重点端部76は、SMA材料、例えばSMAワイヤ78を取り付けるための平坦面77を含む。SMAワイヤ78は、図109に示すものと同様の抵抗溶接によって平坦面77に取り付けられる。接着剤79が抵抗溶接に配置される。これにより、SMAワイヤ78と固定されていない荷重点端部76との間のより信頼性の高い接合を可能にする。接着剤79は、限定されるものではないが、導電接着剤、非導電接着剤、及び当業界で公知の他の接着剤を含む。 FIG. 110 shows an unfixed load point end of a bimorph arm, according to one embodiment. The free load point end 76 of the bimorph arm includes a flat surface 77 for mounting SMA material, such as SMA wire 78 . SMA wire 78 is attached to flat surface 77 by a resistance weld similar to that shown in FIG. Adhesive 79 is placed on the resistance weld. This allows for a more reliable bond between the SMA wire 78 and the free load point end 76 . Adhesives 79 include, but are not limited to, conductive adhesives, non-conductive adhesives, and other adhesives known in the art.

図111は、一実施形態によるバイモルフアームの固定されていない荷重点端部を示す。バイモルフアームの固定されていない荷重点端部80は、SMA材料、例えばSMAワイヤ82を取り付けるための平坦面81を含む。金属中間層84が平坦面81に配置される。金属中間層84は、限定されるものではないが、金層、ニッケル層、又は合金層を含む。SMAワイヤ82は、抵抗溶接83によって平坦面81に配置された金属中間層84に取り付けられる。抵抗溶接83は、当業界で公知のものを含む技術を使用して形成される。金属中間層84は、固定されていない荷重点端部80とのより良好な接着を可能にする。 FIG. 111 shows an unfixed load point end of a bimorph arm according to one embodiment. The free load point end 80 of the bimorph arm includes a flat surface 81 for mounting SMA material, such as SMA wire 82 . A metal intermediate layer 84 is disposed on the planar surface 81 . Metal intermediate layer 84 includes, but is not limited to, a gold layer, a nickel layer, or an alloy layer. SMA wire 82 is attached by resistance welds 83 to a metal interlayer 84 located on planar surface 81 . Resistance welds 83 are formed using techniques including those known in the art. The metal intermediate layer 84 allows better adhesion with the unfixed load point end 80 .

図112は、一実施形態によるバイモルフアームの固定されていない荷重点端部を示す。バイモルフアームの固定されていない荷重点端部88は、SMA材料、例えばSMAワイヤ90を取り付けるための平坦面89を含む。金属中間層92が平坦面89に配置される。金属中間層92は、限定されるものではないが、金層、ニッケル層、又は合金層を含む。SMAワイヤ90は、図111に示すものと同様の抵抗溶接によって平坦面89に取り付けられる。接着剤91が抵抗溶接に配置される。これにより、SMAワイヤ90と固定されていない荷重点端部88との間のより信頼性の高い接合を可能にする。接着剤91は、限定されるものではないが、導電接着剤、非導電接着剤、及び当業界で公知の他の接着剤を含む。 FIG. 112 shows an unfixed load point end of a bimorph arm according to one embodiment. The free load point end 88 of the bimorph arm includes a flat surface 89 for mounting SMA material, such as SMA wire 90 . A metal interlayer 92 is disposed on planar surface 89 . Metal intermediate layer 92 includes, but is not limited to, a gold layer, a nickel layer, or an alloy layer. SMA wire 90 is attached to flat surface 89 by a resistance weld similar to that shown in FIG. Adhesive 91 is placed on the resistance weld. This allows for a more reliable bond between the SMA wire 90 and the free load point end 88 . Adhesives 91 include, but are not limited to, conductive adhesives, non-conductive adhesives, and other adhesives known in the art.

図113は、一実施形態によるバイモルフアームの固定端部を示す。バイモルフアームの固定端部95は、SMA材料、例えばSMAワイヤ97を取り付けるための平坦面96を含む。SMAワイヤ97は、抵抗溶接98によって平坦面96に取り付けられる。抵抗溶接98は、当業界で公知のものを含む技術を使用して形成される。 FIG. 113 shows a fixed end of a bimorph arm according to one embodiment. The fixed end 95 of the bimorph arm includes a flat surface 96 for mounting SMA material, eg, SMA wire 97 . SMA wire 97 is attached to flat surface 96 by resistance welds 98 . Resistance welds 98 are formed using techniques including those known in the art.

図114は、一実施形態によるバイモルフアームの固定端部を示す。バイモルフアームの固定端部120は、SMA材料、例えばSMAワイヤ122を取り付けるための平坦面121を含む。SMAワイヤ122は、図113に示すものと同様の抵抗溶接によって平坦面121に取り付けられる。接着剤123が抵抗溶接に配置される。これにより、SMAワイヤ122と固定端部120との間のより信頼性の高い接合を可能にする。接着剤123は、限定されるものではないが、導電接着剤、非導電接着剤、及び当業界で公知の他の接着剤を含む。 FIG. 114 shows a fixed end of a bimorph arm according to one embodiment. The fixed end 120 of the bimorph arm includes a flat surface 121 for mounting SMA material, eg, SMA wire 122 . SMA wire 122 is attached to flat surface 121 by a resistance weld similar to that shown in FIG. Adhesive 123 is placed on the resistance weld. This allows for a more reliable bond between SMA wire 122 and fixed end 120 . Adhesives 123 include, but are not limited to, conductive adhesives, non-conductive adhesives, and other adhesives known in the art.

図115は、一実施形態によるバイモルフアームの固定端部を示す。バイモルフアームの固定端部126は、SMA材料、例えばSMAワイヤ128を取り付けるための平坦面127を含む。金属中間層130が平坦面127に配置される。金属中間層130は、限定されるものではないが、金層、ニッケル層、又は合金層を含む。SMAワイヤ128は、抵抗溶接129によって平坦面127に配置された金属中間層130に取り付けられる。抵抗溶接129は、当業界で公知のものを含む技術を使用して形成される。金属中間層130は、固定端部126とのより良好な接着を可能にする。 FIG. 115 shows a fixed end of a bimorph arm according to one embodiment. A fixed end 126 of the bimorph arm includes a flat surface 127 for mounting an SMA material, such as SMA wire 128 . A metal interlayer 130 is disposed on the planar surface 127 . Metal intermediate layer 130 includes, but is not limited to, a gold layer, a nickel layer, or an alloy layer. SMA wire 128 is attached by resistance welds 129 to metal interlayer 130 located on planar surface 127 . Resistance welds 129 are formed using techniques including those known in the art. Metal intermediate layer 130 allows for better adhesion with fixed end 126 .

図116は、一実施形態によるバイモルフアームの固定端部を示す。バイモルフアームの固定端部135は、SMA材料、例えばSMAワイヤ137に取り付けるための平坦面136を含む。金属中間層138が平坦面136に配置される。金属中間層136は、限定されるものではないが、金層、ニッケル層、又は合金層を含む。SMAワイヤ137は、図115に示すものと同様の抵抗溶接によって平坦面136に取り付けられる。接着剤139が抵抗溶接に配置される。これにより、SMAワイヤ137と固定端部135との間のより信頼性の高い接合を可能にする。接着剤139は、限定されるものではないが、導電接着剤、非導電接着剤、及び当業界で公知の他の接着剤を含む。 FIG. 116 shows a fixed end of a bimorph arm according to one embodiment. Fixed end 135 of bimorph arm includes flat surface 136 for attachment to SMA material, eg, SMA wire 137 . A metal interlayer 138 is disposed on planar surface 136 . Metal intermediate layer 136 includes, but is not limited to, a gold layer, a nickel layer, or an alloy layer. SMA wire 137 is attached to flat surface 136 by a resistance weld similar to that shown in FIG. Adhesive 139 is placed on the resistance weld. This allows for a more reliable bond between SMA wire 137 and fixed end 135 . Adhesives 139 include, but are not limited to, conductive adhesives, non-conductive adhesives, and other adhesives known in the art.

図117は、一実施形態によるバイモルフアームの固定端部の背面図を示す。バイモルフアーム143は、本明細書で説明する複数の実施形態に従うように構成される。バイモルフアームの固定端部143は、固定端部143の外側部分145から隔離される島144を含む。これにより、島144を外側部分145から電気的に絶縁及び/又は熱的に隔離することを可能にした。いくつかの実施形態に関し、バイモルフアームの固定端部143の対向する側面に取り付けられたSMA材料は、SMA材料、例えばSMAワイヤと、ビアを通して電気的に接続される。島144は、本明細書で説明したものなどの絶縁体146に配置される。島144は、当業界で公知のものを含むエッチング技術を使用して形成され得る。 FIG. 117 shows a rear view of the fixed end of a bimorph arm according to one embodiment. Bimorph arm 143 is configured in accordance with multiple embodiments described herein. Fixed end 143 of bimorph arm includes island 144 that is isolated from outer portion 145 of fixed end 143 . This allowed the island 144 to be electrically and/or thermally isolated from the outer portion 145 . For some embodiments, the SMA material attached to opposite sides of the fixed end 143 of the bimorph arm is electrically connected to the SMA material, eg, SMA wire, through vias. Island 144 is disposed in insulator 146, such as those described herein. Islands 144 may be formed using etching techniques, including those known in the art.

図118は、一実施形態によるバイモルフアームの固定されていない荷重点端部70を示す。バイモルフアームの固定されていない荷重点端部70は、抵抗溶接領域73から延びる放射表面エリア74を含むように構成された平坦面71を含む。放射表面エリア74は、先端部76及び基端部75を含む。平坦面71は、該平坦面71に固定されたSMAワイヤ72などのSMA材料を有するように構成される。いくつかの実施形態によれば、SMAワイヤ72は、抵抗溶接領域73で抵抗溶接によって平坦面71に固定される。抵抗溶接は、当業界で公知のものを含む技術を使用して形成される。他の実施形態では、SMAワイヤ72は、本明細書に説明されるものを含む他の取付技術を使用して、平坦面71に固定される。 FIG. 118 shows an unfixed load point end 70 of a bimorph arm according to one embodiment. The free load point end 70 of the bimorph arm includes a flat surface 71 configured to include a radial surface area 74 extending from the resistance weld region 73 . The radiating surface area 74 includes a distal end 76 and a proximal end 75 . Planar surface 71 is configured to have an SMA material such as SMA wire 72 secured thereto. According to some embodiments, SMA wire 72 is secured to flat surface 71 by resistance welding at resistance welding area 73 . Resistance welds are formed using techniques including those known in the art. In other embodiments, SMA wire 72 is secured to flat surface 71 using other attachment techniques, including those described herein.

固定されていない荷重点端部70の温度低下は、SMAワイヤ72の相転移温度に依存する。放射表面エリア74は、固定されていない荷重点端部70の表面積を大幅に増大させる。 The temperature drop of the unfixed load point end 70 depends on the phase transition temperature of the SMA wire 72 . The radial surface area 74 greatly increases the surface area of the free load point end 70 .

増加した表面積は、固定されていない荷重点端部70の温度低下を向上させる。増大した表面積により、作動中の形状記憶合金の相転移を防止するための冷却が可能となる。
図119は、一実施形態によるバイモルフアームの固定されていない荷重点端部170を示す。バイモルフアームの固定されていない荷重点端部170は、抵抗溶接領域173から延びる放射表面エリア174を含むように構成された平坦面171を含む。
The increased surface area improves the temperature drop of the unfixed load point end 70 . The increased surface area allows for cooling to prevent phase transitions of the shape memory alloy during operation.
FIG. 119 shows an unfixed load point end 170 of a bimorph arm according to one embodiment. The free load point end 170 of the bimorph arm includes a planar surface 171 configured to include a radial surface area 174 extending from the resistance weld region 173 .

放射表面エリア174は、先端部176及び基端部175を含む。平坦面171は、該平坦面171に固定されたSMAワイヤ172などのSMA材料を有するように構成される。いくつかの実施形態によれば、SMAワイヤ172は、抵抗溶接領域173に対する抵抗溶接によって平坦面171に固定される。他の実施形態では、SMAワイヤ172は、本明細書に説明されるものを含む他の取付技術を使用して、平坦面171固定される。 Radial surface area 174 includes distal end 176 and proximal end 175 . Planar surface 171 is configured to have an SMA material such as SMA wire 172 secured thereto. According to some embodiments, SMA wire 172 is secured to flat surface 171 by resistance welding to resistance weld area 173 . In other embodiments, SMA wire 172 is secured to flat surface 171 using other attachment techniques, including those described herein.

また、固定されていない荷重点端部170は、抵抗溶接領域173によって分離された基端側開口178及び先端側開口179を含む。基端側開口178及び先端側開口179は、当業界で公知のものを含む技術を使用して形成される。開口178,179は完全に貫通した形状として示されているが、いくつかの例では、開口178,179は部分的にエッチングされてもよい。 The unanchored load point end 170 also includes a proximal opening 178 and a distal opening 179 separated by a resistance weld region 173 . Proximal opening 178 and distal opening 179 are formed using techniques including those known in the art. Although openings 178 and 179 are shown as fully through features, in some examples openings 178 and 179 may be partially etched.

基端側開口178及び先端側開口179は、平坦面171を物理的に中断し、抵抗溶接領域173の位置を画定する。開口178,179は、いくつかの実施形態によれば、抵抗溶接領域173の近傍でワイヤ172と平坦面171との間の干渉を緩和するように構成される。 A proximal opening 178 and a distal opening 179 physically interrupt the planar surface 171 and define the location of the resistance weld region 173 . Apertures 178 , 179 are configured to mitigate interference between wire 172 and flat surface 171 near resistance weld region 173 , according to some embodiments.

図120は、一実施形態によるバイモルフアームの固定されていない荷重点端部270を示す。バイモルフアームの固定されていない荷重点端部270は、抵抗溶接領域273から延びる放射表面エリア274を含むように構成された平坦面271を含む。平坦面271は、該平坦面271に固定されたSMAワイヤ272などのSMA材料を有するように構成される。いくつかの実施形態によれば、SMAワイヤ272は、抵抗溶接領域273に対する抵抗溶接によって平坦面271に固定される。他の実施形態では、SMAワイヤ272は、本明細書に説明されるものを含む他の取付技術を使用して、平坦面271に固定される。 FIG. 120 shows an unfixed load point end 270 of a bimorph arm according to one embodiment. The free load point end 270 of the bimorph arm includes a planar surface 271 configured to include a radial surface area 274 extending from the resistance weld region 273 . Planar surface 271 is configured to have an SMA material such as SMA wire 272 secured thereto. According to some embodiments, SMA wire 272 is secured to flat surface 271 by resistance welding to resistance weld area 273 . In other embodiments, SMA wire 272 is secured to planar surface 271 using other attachment techniques, including those described herein.

また、固定されていない荷重点端部270は、抵抗溶接領域273によって分離された基端側開口278および先端側開口279を含む。また、固定されていない荷重点端部270は、SMAワイヤ272の一部に対応する長尺の開口280を含む。長尺の開口280は、SMAワイヤ272のためのワイヤクリアランスを形成するために除去されてもよい。いくつかの実施形態では、長尺の開口280は、基端側開口278から延びる。開口278,279,280は完全に貫通した形状として示されているが、いくつかの例では、開口278,279,280は部分的にエッチングされてもよい。 The unanchored load point end 270 also includes a proximal opening 278 and a distal opening 279 separated by a resistance weld region 273 . The free load point end 270 also includes an elongated opening 280 corresponding to a portion of the SMA wire 272 . Elongated opening 280 may be removed to create wire clearance for SMA wire 272 . In some embodiments, an elongate opening 280 extends from proximal opening 278 . Although openings 278, 279 and 280 are shown as fully through features, in some examples openings 278, 279 and 280 may be partially etched.

基端側開口278及び先端側開口279は、平坦面271を物理的に中断し、抵抗溶接領域273の位置を画定する。同様に、長尺の開口280は、平坦面271を物理的に中断し、SMAワイヤ272の位置を画定する。開口278,279,280は、いくつかの実施形態によれば、抵抗溶接領域273の近傍でワイヤ272と平坦面271との間の干渉を緩和するように構成される。 A proximal opening 278 and a distal opening 279 physically interrupt planar surface 271 and define the location of resistance weld region 273 . Similarly, an elongate aperture 280 physically interrupts planar surface 271 and defines the location of SMA wire 272 . Apertures 278 , 279 , 280 are configured to mitigate interference between wire 272 and flat surface 271 near resistance weld region 273 , according to some embodiments.

図121は、一実施形態によるバイモルフアームの固定されていない荷重点端部370を示す。平坦面371は、該平坦面371に固定されたSMAワイヤ372などのSMA材料を有するように構成される。いくつかの実施形態によると、SMAワイヤ372は、抵抗溶接領域373に対する抵抗溶接によって、平坦面371に固定される。抵抗溶接領域373は、非線形開口378によって少なくとも部分的に分離される。いくつかの構成では、非線形開口378は、抵抗溶接領域373の90%までを物理的に分離するためにU字形である。抵抗溶接領域373は、非線形開口378によって画定された溶接舌部上に取り付けられ得る。他の実施形態では、SMAワイヤ372は、本明細書に説明されるものを含む他の取付技術を使用して、平坦面371固定される。非線形開口378は完全に貫通した形状として示されているが、いくつかの例では、非線形開口378は部分的にエッチングされてもよい。 FIG. 121 shows an unfixed load point end 370 of a bimorph arm according to one embodiment. Planar surface 371 is configured to have an SMA material such as SMA wire 372 secured thereto. According to some embodiments, SMA wire 372 is secured to flat surface 371 by resistance welding to resistance weld area 373 . Resistance weld regions 373 are at least partially separated by nonlinear openings 378 . In some configurations, non-linear openings 378 are U-shaped to physically separate up to 90% of resistance weld area 373 . A resistance weld region 373 may be mounted on a weld tongue defined by a non-linear aperture 378 . In other embodiments, SMA wire 372 is secured to flat surface 371 using other attachment techniques, including those described herein. Although non-linear opening 378 is shown as a fully through shape, in some examples non-linear opening 378 may be partially etched.

放射表面エリア374から増大した表面積により、作動中の形状記憶合金の相転移を防止するための冷却が可能となる。いくつかの代替実施形態では、抵抗溶接領域373は、固定されていない荷重点端部370から完全にエッチングされてもよい。代替的に、抵抗溶接領域373は、舌部のコンプライアンスを増大させるために部分的エッチングスロットを含むこともできる。 The increased surface area from the radiating surface area 374 allows for cooling to prevent phase transitions of the shape memory alloy during operation. In some alternative embodiments, the resistance weld area 373 may be etched completely from the free load point end 370 . Alternatively, the resistance weld area 373 may include partially etched slots to increase tongue compliance.

図122は、一実施形態によるバイモルフアームの固定されていない荷重点端部470を示す。隣接する平坦面471は、SMAワイヤ472などのSMA材料を固定するために設けられる。SMAワイヤ472は、抵抗溶接領域473によって平坦面471に固定され、抵抗溶接領域473は、非線形開口478によって少なくとも部分的に分離されている。 FIG. 122 shows an unfixed load point end 470 of a bimorph arm according to one embodiment. Adjacent flat surface 471 is provided for securing SMA material such as SMA wire 472 . SMA wire 472 is secured to planar surface 471 by resistance weld regions 473 , which are at least partially separated by nonlinear apertures 478 .

抵抗溶接領域473は、非線形開口478内の部分的エッチングスロット479を使用して取り付けられ得る。いくつかの構成では、非線形開口478は、平坦面471を物理的に中断し、抵抗溶接領域473の位置を画定する。開口178,179は、いくつかの実施形態によれば、抵抗溶接領域173の近傍でワイヤ172と平坦面171との間の干渉を緩和するように構成される。開口178,179は完全に貫通した形状として示されているが、いくつかの例では、開口178,179は部分的にエッチングされてもよい。 Resistance weld area 473 may be attached using partially etched slots 479 in non-linear openings 478 . In some configurations, non-linear openings 478 physically interrupt planar surface 471 to define the location of resistance weld area 473 . Apertures 178 , 179 are configured to mitigate interference between wire 172 and planar surface 171 near resistance weld region 173 , according to some embodiments. Although openings 178 and 179 are shown as fully through features, in some examples openings 178 and 179 may be partially etched.

放射表面エリア474から増大した表面積により、作動中の形状記憶合金の相転移を防止するための冷却が可能となる。
開示された実施形態は、バイモルフアームの固定端部に適用されてもよい。図123乃至図125は、開示される実施形態を組み込む固定端部の例示的な実施形態として本明細書で提供される。
The increased surface area from the radiating surface area 474 allows for cooling to prevent phase transitions of the shape memory alloy during operation.
The disclosed embodiments may be applied to fixed ends of bimorph arms. 123-125 are provided herein as exemplary embodiments of fixed ends incorporating the disclosed embodiments.

図123は、一実施形態によるバイモルフアームの固定端部を示す。バイモルフアームの固定端部95は、SMA材料、例えばSMAワイヤ97を取り付けるための平坦面96を含む。SMAワイヤ97は、抵抗溶接領域98によって平坦面96に取り付けられる。抵抗溶接領域98は、当業界で公知のものを含む技術を使用して形成される。 FIG. 123 shows a fixed end of a bimorph arm according to one embodiment. The fixed end 95 of the bimorph arm includes a flat surface 96 for mounting SMA material, such as SMA wire 97 . SMA wire 97 is attached to flat surface 96 by a resistance weld area 98 . Resistance weld area 98 is formed using techniques including those known in the art.

固定端部95は、抵抗溶接領域98によって分離された基端側開口93および先端側開口94を含む。基端側開口93及び先端側開口94は、当業界で公知のものを含む技術を使用して形成される。 Fixed end 95 includes a proximal opening 93 and a distal opening 94 separated by a resistance weld region 98 . Proximal opening 93 and distal opening 94 are formed using techniques including those known in the art.

基端側開口93及び先端側開口94は、平坦面96を物理的に中断し、抵抗溶接98の位置を画定する。開口93,94は、いくつかの実施形態によれば、抵抗溶接領域98の近傍でSMAワイヤ97と平坦面96との間の干渉を緩和するように構成される。開口93,94は完全に貫通した形状として示されているが、いくつかの例では、開口93,94は部分的にエッチングされてもよい。 A proximal opening 93 and a distal opening 94 physically interrupt the planar surface 96 and define the location of the resistance weld 98 . Apertures 93 , 94 are configured to mitigate interference between SMA wire 97 and flat surface 96 near resistance weld region 98 , according to some embodiments. Although openings 93 and 94 are shown as fully through features, in some examples openings 93 and 94 may be partially etched.

図124は、一実施形態によるバイモルフアームの固定端部を示す。バイモルフアームの固定端部195は、SMA材料、例えばSMAワイヤ197に取り付けるための平坦面196を含む。SMAワイヤ197は、抵抗溶接領域198にて抵抗溶接によって平坦面196に固定される。抵抗溶接領域198は、当業界で公知のものを含む技術を使用して形成される。 FIG. 124 shows a fixed end of a bimorph arm according to one embodiment. Fixed end 195 of bimorph arm includes flat surface 196 for attachment to SMA material, eg, SMA wire 197 . SMA wire 197 is secured to flat surface 196 by resistance welding at resistance weld area 198 . Resistance weld area 198 is formed using techniques including those known in the art.

また、固定端部195は、抵抗溶接領域198によって分離された基端側開口193及び先端側開口194を含む。基端側開口193及び先端側開口194は、当業界で公知のものを含む技術を使用して形成される。 Fixed end 195 also includes a proximal opening 193 and a distal opening 194 separated by a resistance weld region 198 . Proximal opening 193 and distal opening 194 are formed using techniques including those known in the art.

また、固定端部195は、SMAワイヤ197の一部に対応する長尺の開口160を含む。長尺の開口160は、SMAワイヤ197のためのワイヤクリアランスを形成するために除去されてもよい。いくつかの実施形態では、長尺の開口160は、先端側開口194から延びる。 Fixed end 195 also includes an elongated aperture 160 that accommodates a portion of SMA wire 197 . Elongated opening 160 may be removed to create wire clearance for SMA wire 197 . In some embodiments, elongated opening 160 extends from distal opening 194 .

基端側開口193及び先端側開口194は、抵抗溶接領域198を少なくとも部分的に分離する。長尺の開口160は、平坦面196を物理的に中断し、SMAワイヤ197の位置を画定する。開口194,196は、いくつかの実施形態によれば、抵抗溶接領域198の近傍でSMAワイヤ197と平坦面196との間の干渉を緩和するように構成される。開口194,196は完全に貫通した形状として示されているが、いくつかの例では、開口194,196は部分的にエッチングされてもよい。 A proximal opening 193 and a distal opening 194 at least partially separate the resistance weld region 198 . An elongated aperture 160 physically interrupts the planar surface 196 and defines the location of the SMA wire 197 . Apertures 194, 196 are configured to mitigate interference between SMA wire 197 and planar surface 196 near resistance weld region 198, according to some embodiments. Although openings 194 and 196 are shown as fully through features, in some examples openings 194 and 196 may be partially etched.

図125は、一実施形態によるバイモルフアームの固定端部295を示す。バイモルフアームの固定端部295は、SMA材料、例えばSMAワイヤ297に取り付けるための平坦面296を含む。SMAワイヤ297は、抵抗溶接領域298にて抵抗溶接によって平坦面296に固定される。 FIG. 125 shows a fixed end 295 of a bimorph arm according to one embodiment. Fixed end 295 of bimorph arm includes flat surface 296 for attachment to SMA material, such as SMA wire 297 . SMA wire 297 is secured to flat surface 296 by resistance welding at resistance weld area 298 .

抵抗溶接領域298は、非線形開口294によって少なくとも部分的に分離される。いくつかの構成では、非線形開口294は、抵抗溶接領域298の90%までを物理的に分離するためにU字形である。抵抗溶接298は、非線形開口294によって画定された溶接舌部上に取り付けられ得る。 Resistance weld regions 298 are at least partially separated by nonlinear openings 294 . In some configurations, non-linear openings 294 are U-shaped to physically separate up to 90% of resistance weld areas 298 . A resistance weld 298 may be mounted on the weld tongue defined by the non-linear opening 294 .

非線形開口294は、平坦面296を物理的に中断し、抵抗溶接領域298の位置を画定する。線形開口294は、いくつかの実施形態によれば、抵抗溶接領域298の近傍でSMAワイヤ297と平坦面296との間の干渉を緩和するように構成される。いくつかの代替実施形態では、抵抗溶接領域298は、固定端部295から完全にエッチングされてもよい。代替的に、抵抗溶接領域298は、接触面積を低減するために部分的エッチングスロットを含むこともできる。 A non-linear opening 294 physically interrupts the planar surface 296 and defines the location of the resistance weld area 298 . Linear aperture 294 is configured to mitigate interference between SMA wire 297 and flat surface 296 near resistance weld region 298, according to some embodiments. In some alternative embodiments, resistance weld area 298 may be etched completely from fixed end 295 . Alternatively, resistance weld area 298 may include partially etched slots to reduce contact area.

代替的な実施形態を図126に示す。この実施形態では、抵抗溶接領域298内の非線形開口294は、図125に示されるものから180度回転されている。
便利な用語として本明細書で使用されるような「上部」、「底部」、「上方」、「下方」、並びにx方向、y方向、及びz方向などの用語は、任意の特定の空間的又は重力の向きではなく、複数の部分の互いに対する空間関係を示すことを理解されたい。それゆえ、用語は、アセンブリが、図面に示し且つ本明細書で説明する特定の向きに向けられるか、その向きから逆さまにされているか、又は任意の他の回転変動かに関わらず、構成要素の部分のアセンブリを含むものとする。
An alternative embodiment is shown in FIG. In this embodiment, the non-linear openings 294 in the resistance weld area 298 are rotated 180 degrees from that shown in FIG.
Terms such as “top,” “bottom,” “above,” “below,” and the x-, y-, and z-directions, as used herein for convenience, refer to any particular spatial or the orientation of gravity, but rather the spatial relationship of the portions to each other. Hence, the terminology applies to the components regardless of whether the assembly is oriented in the particular orientation shown in the drawings and described herein, inverted from that orientation, or any other rotational variation. shall include the assembly of the part of

本明細書で使用されるような用語「本発明」は、単一の必須要素又は要素の群を有する単一の発明のみが提示されることを意味すると解釈されるべきではないことが認識されるであろう。同様に、用語「本発明」は、いくつかの別々の発明を含み、それら発明はそれぞれ、別々の発明であるとみなされ得ることも認識される。本発明は、好ましい実施形態及びその図面に関して詳細に説明されてきたが、当業者には、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、本発明の実施形態の様々な適応及び修正が成し遂げられ得ることが明白である。さらに、本明細書で説明する技術は、2、3、4、5、6、又はそれを上回る、一般的にn個のバイモルフアクチュエータ及び歪曲アクチュエータを有する装置を作製するために使用され得る。従って、上記で説明された詳細な説明及び添付図面は、本発明の範囲を限定することを意図するものではなく、これは、以下の特許請求の範囲及びそれらの適切に解釈される法的均等物からのみ推測されるべきであることが理解される。 It is recognized that the term "present invention" as used herein should not be construed to mean that only a single invention possessing any single essential element or group of elements is presented. would be It is also recognized that the term "present invention" includes several separate inventions, each of which may be considered a separate invention. Although the present invention has been described in detail with respect to preferred embodiments and drawings thereof, various adaptations and modifications of the embodiments of the invention can be accomplished by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention. It is clear to obtain Moreover, the techniques described herein can be used to fabricate devices having 2, 3, 4, 5, 6, or more, typically n bimorph and strain actuators. Accordingly, the detailed description set forth above and the accompanying drawings are not intended to limit the scope of the invention, which covers the following claims and their properly construed legal equivalents. It is understood that it should only be inferred from the objects.

Claims (20)

アクチュエータであって、
ビーム部と、
固定端部と、
荷重点端部と
を備え、
前記ビーム部は、前記固定端部と前記荷重点端部との間に配置され、
前記荷重点端部は、SMA材料を取り付けるように構成された抵抗溶接領域を含む平坦面を含む、アクチュエータ。
an actuator,
a beam section;
a fixed end;
with load point ends and
the beam portion is positioned between the fixed end and the load point end;
The actuator, wherein the load point end includes a flat surface including a resistance weld area configured to attach SMA material.
前記固定端部及び前記荷重点端部に取り付けられたSMA材料を備える請求項1に記載のアクチュエータ。 2. The actuator of claim 1, comprising an SMA material attached to said fixed end and said load point end. 前記荷重点端部は、前記抵抗溶接領域によって分離された先端側開口および基端側開口を含む、請求項2に記載のアクチュエータ。 3. The actuator of claim 2, wherein the load point ends include distal and proximal openings separated by the resistance weld region. 前記荷重点端部は、前記SMA材料の一部に対応する長尺の開口を含む、請求項2に記載のアクチュエータ。 3. The actuator of claim 2, wherein the load point end includes an elongated aperture corresponding to a portion of the SMA material. 前記荷重点端部は、前記抵抗溶接領域によって分離された先端側開口及び基端側開口と、前記SMA材料の一部に対応する長尺の開口とを含み、前記長尺の開口は前記先端側開口から延びる、請求項2に記載のアクチュエータ。 The load point end includes distal and proximal openings separated by the resistance weld region and an elongated opening corresponding to a portion of the SMA material, the elongated opening corresponding to the distal end. 3. The actuator of claim 2, extending from the side opening. 前記荷重点端部は、前記抵抗溶接領域を画定する非線形開口を含む、請求項1に記載のアクチュエータ。 2. The actuator of claim 1, wherein said load point end includes a non-linear aperture defining said resistance weld region. 前記抵抗溶接領域は、前記荷重点端部から完全にエッチングされる、請求項6に記載のアクチュエータ。 7. The actuator of claim 6, wherein the resistance weld area is etched completely from the load point end. 前記抵抗溶接領域は、前記非線形開口によって部分的にエッチングされる、請求項6に記載のアクチュエータ。 7. The actuator of claim 6, wherein said resistance weld area is partially etched by said non-linear aperture. 前記荷重点端部は、前記抵抗溶接領域から延びる少なくとも1つの放射表面エリアをさらに含む、請求項1に記載のアクチュエータ。 2. The actuator of claim 1, wherein said load point end further comprises at least one radial surface area extending from said resistance weld region. アクチュエータであって、
ビーム部と、
固定端部と、
荷重点端部であって、前記ビーム部が前記固定端部と前記荷重点端部との間に配置される、荷重点端部と、
前記固定端部及び前記荷重点端部に取り付けられたSMA材料と
を備え、
前記固定端部は、
前記SMA材料の抵抗溶接を含む平坦面を含む、アクチュエータ。
an actuator,
a beam section;
a fixed end;
a load point end, wherein the beam portion is positioned between the fixed end and the load point end;
an SMA material attached to the fixed end and the load point end;
The fixed end is
An actuator comprising a flat surface comprising a resistance weld of said SMA material.
前記固定端部は、前記抵抗溶接領域によって分離された先端側開口及び基端側開口を含む、請求項10に記載のアクチュエータ。 11. The actuator of claim 10, wherein the fixed end includes distal and proximal openings separated by the resistance weld region. 前記固定端部は、前記SMA材料の一部に対応する長尺の開口を含む、請求項10に記載のアクチュエータ。 11. The actuator of claim 10, wherein said fixed end includes an elongated aperture corresponding to a portion of said SMA material. 前記固定端部は、前記抵抗溶接領域によって分離された先端側開口及び基端側開口と、前記SMA材料の一部に対応する長尺の開口とを含み、前記長尺の開口は、前記先端側開口から延びる、請求項10に記載のアクチュエータ。 The fixed end includes distal and proximal openings separated by the resistance weld region and an elongated opening corresponding to a portion of the SMA material, the elongated opening corresponding to the distal end. 11. The actuator of claim 10, extending from the side opening. 前記固定端部は、前記抵抗溶接のための抵抗溶接領域を画定する非線形開口を含む、請求項10に記載のアクチュエータ。 11. The actuator of claim 10, wherein said fixed end includes a non-linear aperture defining a resistance weld area for said resistance weld. 前記抵抗溶接のための前記抵抗溶接領域は、前記荷重点端部から完全にエッチングされる、請求項14に記載のアクチュエータ。 15. The actuator of claim 14, wherein the resistance weld area for the resistance weld is etched completely from the load point end. 前記抵抗溶接のための前記抵抗溶接領域は、前記非線形開口によって部分的にエッチングされる、請求項14に記載のアクチュエータ。 15. The actuator of claim 14, wherein the resistance weld area for the resistance weld is partially etched by the non-linear aperture. 前記荷重点端部は、前記抵抗溶接領域から延びる少なくとも1つの放射表面エリアをさらに含む、請求項10に記載のアクチュエータ。 11. The actuator of claim 10, wherein said load point end further comprises at least one radial surface area extending from said resistance weld region. アクチュエータであって、
ベースと、
1つ以上のバイモルフアームと
を備え、
前記1つ以上のバイモルフアームは、
ビーム部と、
固定端部と、
荷重点端部と
を含み、
前記ビーム部は、前記固定端部と前記荷重点端部との間に配置され、前記固定端部及び前記荷重点端部の少なくとも一方は、抵抗溶接領域を含む平坦面を含む、アクチュエータ。
an actuator,
a base;
one or more bimorph arms and
The one or more bimorph arms are
a beam section;
a fixed end;
including the load point ends and
The actuator, wherein the beam portion is disposed between the fixed end and the load point end, at least one of the fixed end and the load point end including a flat surface including a resistance weld area.
前記固定端部及び前記荷重点端部の前記少なくとも一方は、前記抵抗溶接領域によって分離された先端側開口及び基端側開口を含む、請求項18に記載のアクチュエータ。 19. The actuator of claim 18, wherein said at least one of said fixed end and said load point end includes distal and proximal openings separated by said resistance weld region. 前記固定端部及び前記荷重点端部の前記少なくとも一方は、前記SMA材料の一部に対応する長尺の開口を含む、請求項18に記載のアクチュエータ。 19. The actuator of claim 18, wherein said at least one of said fixed end and said load point end includes an elongated opening corresponding to a portion of said SMA material.
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