形状记忆合金致动器装置制造方法及图纸

技术编号:18465671 阅读:24 留言:0更新日期:2018-07-18 15:50
一种用于可移动元件的形状记忆合金致动器装置,所述可移动元件支撑相机透镜组件,所述形状记忆合金致动器装置包括:多个形状记忆合金致动器线,其以下述布置方式连接在支撑结构和可移动元件之间,即,所述形状记忆合金致动器线被布置成在选择性驱动时使所述可移动元件相对于所述支撑结构沿与至少一个透镜的光轴正交的任何方向移动。至少一个滑动轴承将所述可移动元件支承在所述支撑结构上,以允许所述可移动元件相对于所述支撑结构与光轴正交地移动。

Shape memory alloy actuator

A shape memory alloy actuator for a movable element, a movable element supporting camera lens component, which comprises a plurality of shape memory alloy actuators, which are arranged between the support structure and the movable element, that is, the shape memory of the shape memory. The alloy actuator line is arranged to move the movable element in any direction orthogonal to the optical axis of at least one lens when the selective drive is driven. At least one sliding bearing supports the movable element on the support structure to allow the movable element to move perpendicularly to the support structure and the optical axis.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】形状记忆合金致动器装置在一个方面,本专利技术涉及用于相机透镜元件的提供与光轴正交的移动的形状记忆合金(SMA)致动器装置。更一般地,本专利技术涉及用于可移动元件的提供移动的形状记忆合金(SMA)致动器装置。在相机透镜元件的情况下,与光轴正交的移动可以用来提供被相机透镜元件聚焦在图像传感器上的图像的光学图像稳定(OIS)。OIS的目的是补偿相机抖动,即,通常由用户手部移动引起的相机设备的振动,这种振动会降低由图像传感器捕获的图像的质量。OIS通常涉及通过诸如陀螺仪传感器的振动传感器检测振动,并且基于检测到的振动来控制致动器装置,所述致动器装置调整相机设备以补偿振动。用于调整相机设备的几种技术是已知的。通过处理捕获的图像而进行的OIS在原则上是可能的,但需要很大的处理功率。因此,已经开发了机械OIS,其中相机的光学系统被机械地调整。使用机械OIS技术的许多致动器装置是已知的,并且成功地应用于诸如数码相机之类的相对较大的相机设备中,并且难以微型化。在各种便携式电子设备(例如移动电话和平板电脑)中相机变得非常普遍,并且在许多这样的应用中,相机的微型化是重要的。在微型相机设备中部件的非常紧密的封装使得在期望的封装中添加OIS致动器存在很大困难。在一种类型的机械OIS中,相机透镜元件与至少一个透镜的光轴正交地移动。这种类型的OIS在这里将被称为“OIS-平移”。与包括图像传感器和用于将图像聚焦在图像传感器上的相机透镜组件的相机单元相对于支撑结构围绕垂直于彼此且垂直于透镜组件的光轴的两个假想轴线倾斜的OIS类型(例如WO-2010/029316和WO-2010/089529中所公开的)相比,OIS-平移具有减小相机的整个封装的尺寸的潜力。这是因为仅相机透镜元件被移动并且其横向移动需要的间隙比倾斜整个相机需要的间隙小。WO-2014/083318公开了采用OIS-平移的SMA致动器装置。在WO-2014/083318中,采用了用于将相机透镜元件悬挂在支撑结构上的悬挂系统,所述悬挂系统使用至少一个球来允许相机透镜元件相对于支撑结构与光轴正交地移动,但防止沿光轴移动。这提供了良好的操作性能。然而,在组装时难以处理球,特别是在微型相机透镜组件中。这对制造产量产生负面影响。此外,实际上,球具有限制装置的微型化的最小尺寸。因此,希望提供一种不存在这些问题但保持允许相机透镜元件相对于支撑结构移动的操作性能的替代性悬挂方法。许多类型的悬挂具有高摩擦,这使得它们不适用于相机透镜元件。根据本专利技术的第一方面,提供了一种形状记忆合金致动器装置,其用于相机透镜元件,所述形状记忆合金致动器装置包括:支撑结构;可移动元件,其用于支撑相机透镜组件,所述相机透镜组件包括具有光轴的至少一个透镜;多个形状记忆合金致动器线,其以下述布置方式连接在所述支撑结构和所述可移动元件之间,即,所述形状记忆合金致动器线被布置成在选择性驱动时使所述可移动元件相对于所述支撑结构沿与所述光轴正交的任何方向移动;以及至少一个滑动轴承,其将所述可移动元件支承在所述支撑结构上,以允许所述可移动元件相对于所述支撑结构与光轴正交地移动。因此,至少一个滑动轴承用于将相机透镜元件支撑在支撑结构上,从而允许相机透镜元件相对于支撑结构与光轴正交地移动。滑动轴承是包括互相接触并允许相对滑动运动的两个表面的轴承。当然,滑动轴承是已知用于其他应用的简单类型的轴承。不可避免地,接触提供了对性能有不利影响的摩擦,特别是在微型装置中。然而,令人惊讶的是,滑动轴承实际上可以用于提供良好的性能,其中摩擦足够低以允许垂直于光轴的移动。这之所以是可能的,部分原因在于,与其他形式的致动器相比,SMA致动器线提供高致动力。此外,滑动轴承可形成为沿着轴承的高度(即沿着光轴)具有固有的小尺寸,特别是与使用球的悬挂系统相比。与WO-2014/083318中公开的相比,这允许沿着光轴减小装置的尺寸。由于当前的运动与至少一个透镜的光轴正交,因此滑动轴承可以包括彼此接触的平坦的相符表面(conformingsurfaces)。通过使用包括平坦的相符表面的滑动轴承,可以避免在一点处或沿一条线的接触。这种在一点处或沿一条线的接触可能是不利的,因为磨损会集中在小区域中,这会随着时间的推移而导致接触面积的变化并因此引起轴承的特性变化。相反,包括平坦的相符表面的滑动轴承的优点在于,磨损分布在更大的面积上,该面积随时间的推移保持稳定。与以上对于相机透镜元件描述的问题类似的问题也发生在用于任何其他类型的可移动元件的SMA致动器装置的更一般情况中。因此,根据本专利技术的第二方面,提供了一种形状记忆合金致动器装置,所述形状记忆合金致动器装置包括:支撑结构;可移动元件;至少一个形状记忆合金致动器线,其以下述布置方式连接在所述支撑结构和所述可移动元件之间,即,所述形状记忆合金致动器线被布置成在驱动所述形状记忆合金致动器线时使所述可移动元件相对于所述支撑结构移动;以及至少一个滑动轴承,其将所述可移动元件支承在所述支撑结构上,以允许所述可移动元件相对于所述支撑结构移动。在此更一般的情况下,所述移动可以处于平面中,在该情况下,所述至少一个滑动轴承可以包括平坦的相符表面,或者所述移动可以是旋转的,在该情况下,所述至少一个滑动轴承可以包括是圆柱形区段的相符表面。为了更好地理解,现在将参考附图通过非限制性示例来描述本专利技术的实施方案,在附图中:图1是包括SMA致动器装置的相机设备的示意性横截面图;图2是SMA致动器装置的分解透视图;图3是SMA致动器装置的侧视图;图4是SMA致动器装置的滑动轴承的横截面图;图5和图6是处于其松弛状态和组装状态的SMA致动器装置的弯曲件的侧视图;图7是滑动轴承的替代性布置的横截面图;图8和图9是滑动轴承的替代性布置的平面图;以及图10至14是滑动轴承的另外的替代布置的横截面图。在图1中示出了包含根据本专利技术的SMA致动器装置40的相机设备1,图1是沿着光轴O截取的横截面图。相机设备1将被包含在便携式电子装置(诸如移动电话或平板电脑)中。因此,微型化是一个重要的设计标准。相机设备1包括通过SMA致动器装置40悬挂在支撑结构4上的相机透镜组件20,所述SMA致动器装置40以允许透镜组件20相对于支撑结构4在两个正交的方向上移动的方式支撑透镜组件20,所述两个正交的方向中的每个都垂直于光轴O。支撑结构4是支撑图像传感器6的相机支撑件。支撑结构4包括基座5,图像传感器6安装在基座5的前侧上。在基座5的后侧上,安装了IC(集成电路)芯片30以及陀螺仪传感器31,在所述IC芯片30中实现控制电路。支撑结构4还包括从基座5向前突出的容纳部(can)7,以包封和保护相机设备1的其他部件。相机透镜组件20包括支撑沿光轴O布置的两个透镜22的呈圆柱形主体形式的透镜支架21,但是通常可以提供一个或更多个透镜22中的任何数量。相机设备1是微型相机,其中多于一个透镜22(或者一个透镜22,如果提供单个透镜的话)具有至多10mm的直径。透镜组件20布置成将图像聚焦到图像传感器6上。图像传感器6捕捉图像并且可以是任何合适的类型,例如CCD(电荷耦合装置)或CMOS(互补金属氧化物半导体)装置。在此示例中,透镜22以下述方式被支撑在透镜支架21上,即,透镜2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形状记忆合金致动器装置,其用于相机透镜组件,所述形状记忆合金致动器装置包括:支撑结构;可移动元件,其用于支撑相机透镜组件,所述相机透镜组件包括具有光轴的至少一个透镜;多个形状记忆合金致动器线,其以下述布置方式连接在所述支撑结构和所述可移动元件之间,即,所述形状记忆合金致动器线被布置成在选择性驱动时使所述可移动元件相对于所述支撑结构沿与所述光轴正交的任何方向移动;以及至少一个滑动轴承,其将所述可移动元件支承在所述支撑结构上,以允许所述可移动元件相对于所述支撑结构正交于所述光轴移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.29 GB 1517202.61.一种形状记忆合金致动器装置,其用于相机透镜组件,所述形状记忆合金致动器装置包括:支撑结构;可移动元件,其用于支撑相机透镜组件,所述相机透镜组件包括具有光轴的至少一个透镜;多个形状记忆合金致动器线,其以下述布置方式连接在所述支撑结构和所述可移动元件之间,即,所述形状记忆合金致动器线被布置成在选择性驱动时使所述可移动元件相对于所述支撑结构沿与所述光轴正交的任何方向移动;以及至少一个滑动轴承,其将所述可移动元件支承在所述支撑结构上,以允许所述可移动元件相对于所述支撑结构正交于所述光轴移动。2.根据权利要求1所述的形状记忆合金致动器装置,其中,所述至少一个滑动轴承包括彼此接触的平坦的相符表面。3.根据权利要求1所述的形状记忆合金致动器装置,其中,所述支撑结构包括由片材料形成的支撑板,并且所述可移动元件包括由片材料形成的移动板,所述滑动轴承设置在所述支撑板与所述移动板之间。4.根据权利要求3所述的形状记忆合金致动器装置,其中,所述至少一个滑动轴承包括彼此接触的平坦的相符表面。5.根据权利要求4所述的形状记忆合金致动器装置,其中,所述滑动轴承包括固定到所述支撑板和所述移动板中的一个的轴承构件,所述滑动轴承的所述相符表面中的一个是所述轴承构件的表面。6.根据权利要求5所述的形状记忆合金致动器装置,其中,所述滑动轴承的所述相符表面中的另一个是所述支撑板和所述移动板中的另一个的表面。7.根据权利要求5所述的形状记忆合金致动器装置,其中,所述滑动轴承包括固定到所述支撑板和所述移动板两者的轴承构件,所述滑动轴承的所述相符表面是每个轴承构件的表面。8.根据权利要求5至7中任一项所述的形状记忆合金致动器装置,其中,所述轴承构件或每个轴承构件由聚合物制成。9.根据权利要求4至8中任一项所述的形状记忆合金致动器装置,其中,所述相符表面中的至少一个具有涂层,所述涂层具有比被涂覆的所述相符表面的材料低的摩擦和/或低的磨损。10.根据权利要求3至9中任一项所述的形状记忆合金致动器装置,其中,所述支撑板和所述移动板各自被成形为具有卷压部,所述卷压部卷压所述形状记忆合金致动器线。11.根据前述权利要求中任一项所述的形状记忆合金致动器装置,还包括连接在所述支撑结构和所述可移动元件之间的偏置装置,所述偏置装置使所述支撑结构和所述可移动元件抵住彼此偏置,同时允许所述可移动元件相对于所述支撑结构正交于所述光轴的所述移动。12.根据权利要求11所述的形状记忆合金致动器装置,其中,所述偏置装置布置成提供横向偏置力,所述横向偏置力将所述可移动元件从围绕中心位置的任何方向朝向所述中心位置偏置。13.根据权利要求11或12所述的形状记忆合金致动器装置,其中,所述偏置装置包括至少一个弯曲件。14.根据权利要求13所述的形状记忆合金致动器装置,其中,所述支撑结构包括由片材料形成的支撑...

【专利技术属性】
技术研发人员:詹姆斯·豪沃思罗宾·爱丁顿尼古拉斯·亨利·雷达尔
申请(专利权)人:剑桥机电有限公司
类型:发明
国别省市:英国,GB

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