SMA致动器丝线光学组件制造技术

概括地说，本技术涉及提高致动器组件中的抗冲击保护，其中可移动元件由形状记忆合金(SMA)致动器丝线驱动。致动器组件可以是光学组件，包括静止部分、能够相对于静止部分移动的光学元件、以及连接在静止部分和光学元件之间并相对于光学元件的光轴倾斜的至少一个形状记忆合金致动器丝线。端部止动表面被布置成限制所述移动，该端部止动表面基本上正交于相应形状记忆合金致动器丝线的方向延伸，从而与正交于光轴延伸的端部止动表面相比，提供了改进的冲击保护。

SMA actuator wire optics

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】SMA致动器丝线光学组件本申请总体上涉及一种由一个或更多个形状记忆合金(shapememoryalloy)SMA致动器丝线驱动的光学组件，尤其涉及一种包括成角度端部止动件的光学组件。在本技术的第一种方案中，提供了一种光学组件，包括：静止部分；能够相对于静止部分移动的光学元件，该光学元件具有光轴；形状记忆合金致动器丝线，其连接在静止部分和光学元件之间，用于驱动所述移动，其中SMA致动器丝线相对于光学元件的光轴倾斜；以及端部止动表面，其设置成限制所述移动并基本正交于形状记忆合金致动器丝线的方向延伸。在本技术的第二种方案中，提供了一种致动器组件，包括：静止部分；可移动部分，其能够相对于静止部分沿着假想主轴移动；形状记忆合金(SMA)致动器丝线，其连接在静止部分和可移动部分之间，用于沿着主轴驱动所述移动，其中SMA致动器丝线相对于主轴倾斜；以及端部止动表面，其被设置成限制所述移动并基本正交于SMA致动器丝线的方向延伸。优选特征在所附从属权利要求中阐述并在下面描述，并且同样适用于以上两种方案。因此，本技术涉及一种光学组件，其中SMA致动器丝线相对于光学元件(其被驱动移动)的光轴倾斜，或者相对于致动器组件的假想的主轴(notionalprimaryaxis)倾斜，可移动部分能够沿着致动器组件的假想的主轴移动。这种倾斜或成角度端部止动件的好处是防止SMA致动器丝线的过度应变，而不干扰所需的致动移动。已经认识到，在冲击过程中，SMA致动器丝线中最具破坏性的应变是在沿着SMA致动器丝线的方向上。因此，在SMA致动器丝线相对于光轴/主轴倾斜的情况下，垂直或平行于光轴/主轴延伸的端部止动表面不能提供最佳保护。因此，本技术通过设置以下端部止动表面来提供改进的保护，该端部止动表面基本上正交于形状记忆合金致动器丝线的方向延伸以限制光学元件/可移动部分的移动。本技术可以应用于包括单个SMA致动器丝线的光学组件或致动器组件。然而，通过将本技术应用于包括多个SMA致动器丝线(例如八个SMA致动器丝线)的光学组件/致动器组件，可以获得特别的益处。SMA致动器丝线可以在不同的方向上延伸，由此移动可以以多个自由度被驱动，例如在透镜保持器的情况下提供自动聚焦(AF)和光学图像稳定(OIS)。尽管期望的移动通常分别平行于和垂直于光轴/主轴，但是SMA致动器丝线可以全都相对于光轴/主轴倾斜。已经发现，当定位成防止SMA致动器丝线的过度应变(其对SMA致动器丝线的SMA材料造成损坏)时，平行于和正交于光轴/主轴的端部止动表面限制了预期的移动程度，或者相反地，当定位成不限制预期的移动程度时，不能成功地防止线被损坏。因此，可以相对于每个SMA致动器丝线设置端部止动件，其中端部止动表面基本上正交于相应的SMA致动器丝线的方向延伸。以这种方式，可以实现防止SMA致动器丝线经受过度应变的同时也不限制预期的移动程度的要求。在实施例中，静止部分可以包括至少一个键特征，其可选地是凹入的，该键特征与光学元件/可移动部分相接，在每个键特征上形成多个端部止动表面。有利的是，端部止动表面或每个端部止动表面可以定位成与相应的SMA致动器丝线在一条直线上，从而限制SMA致动器丝线的应变，而不论光学元件/可移动部分的旋转如何。必要时，端部止动表面端部止动件或至少一个端部止动件端部止动表面可以定位成不与相应的SMA致动器丝线在一条直线上。在这种情况下，端部止动表面可以被布置成防止光学元件/可移动部分的旋转。端部止动表面或每个端部止动表面可以形成在静止部分上。例如，在静止部分包括围绕光学元件延伸的屏蔽罩的情况下，端部止动表面或至少一个端部止动表面可以形成在屏蔽罩的内表面上。本技术可以应用于光学元件，该光学元件是保持至少一个透镜的透镜保持器，或者应用于任何其他类型的光学元件，例如衍射光学元件、滤光器、棱镜、反射镜、反射光学元件、偏振光学元件、介电镜、金属反射镜、分束器、栅格、图案化板或光栅，该光栅可以是衍射光栅。在本技术的第三种方案中，提供了一种相机组件，包括静止部分；形成移动部分的透镜保持器，其中透镜保持器保持至少一个透镜；至少一个SMA致动器丝线，其连接在静止部分和移动部分之间并相对于至少一个透镜的光轴倾斜；以及至少一个相应的端部止动表面，其中主端部止动表面基本上正交于至少一个SMA致动器丝线的方向。现在将参考附图，仅通过示例的方式描述本技术的实施方式，在附图中：图1是省略了屏蔽罩的相机透镜组件的透视图；图2是图1中的带有屏蔽罩的相机透镜组件的侧视图，其中屏蔽罩被切割成以截面示出；图3是改良设计的相机透镜组件的截面视图；图4是具有另一改良设计的相机透镜组件的俯视图；以及图5是图4中的相机透镜组件在受到冲击力时的俯视图。如今，在移动电话相机中使用的光学组件通常包含自动对焦(AF)和光学图像稳定(OIS)机制两者。以多种方式实现致动，例如使用音圈马达(VCM)或形状记忆合金(SMA)致动器丝线。典型地，这些机构具有这样的特征：连接到相机主体的静止部分，和保持透镜的透镜保持器，以及连接在这两个部分之间的致动器。在作为相机透镜组件的光学组件中，其中透镜保持器形成了由SMA致动器丝线驱动的移动部分，SMA致动器丝线以各种构型附接在相机的静止部分和透镜元件之间，用于驱动透镜元件移动。以下文件中公开了一些例子。WO2007/113478描述了一种相机组件，其中相对于光学元件的光轴倾斜的SMA致动器丝线提供AF功能。WO2013/175197描述了一种相机组件，其中四个SMA致动器丝线用于实现OIS，而WO2011/104518描述了一种相机组件，其中使用八个SMA致动器丝线以提供更大自由度的移动，例如提供AF和OIS两者。通过向SMA致动器丝线提供电流使其发热并收缩来实现致动。当电流没有提供给SMA致动器丝线时，SMA致动器丝线冷却，并且可以容易地被弹性偏置元件或另一收缩SMA致动器丝线拉伸。通过选择适当构型的SMA致动器丝线，可以高精度地定位透镜。SMA致动器丝线具有有限的应变区域，该有限的应变区域可用于产生所需的移动。因此，重要的是使SMA致动器丝线的全部有用应变被用于产生有用的移动。还需要防止SMA致动器丝线过度地应变，因为这可能导致疲劳和永久损坏。超过安全极限的过度应变可能发生在机械冲击事件中，例如当设备被用户掉落时。由于这个原因，可以提供端部止动表面，以防止SMA致动器丝线产生超过其安全极限的应变。然而，同样希望的是，当SMA致动器丝线在有用的应变区域内时，光学元件不与这种端部止动表面接触。典型地，这种端部止动表面基本上正交于移动方向延伸，例如，在SMA致动器丝线驱动沿着光轴的移动的光学组件中，端部止动表面垂直于光学组件中的光轴，或者，在SMA致动器丝线驱动垂直于光轴的移动的光学组件中，端部止动表面平行于光学组件中的光轴。当装配致动器并考虑装配公差时，在SMA致动器丝线的用以产生移动的期望应变和SMA致动器丝线的将导致SMA致动器丝线的SMA材料损坏的应变之间只有很小的空间。概括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学组件，包括：/n静止部分；/n光学元件，其能够相对于所述静止部分移动，所述光学元件具有光轴；/n形状记忆合金(SMA)致动器丝线，其连接在所述静止部分和所述光学元件之间，用于驱动所述移动，其中，所述形状记忆合金丝线相对于所述光学元件的光轴倾斜；以及/n端部止动表面，其被布置成限制所述移动，并且基本上正交于所述形状记忆合金致动器丝线的方向延伸。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170817 GB 1713191.31.一种光学组件，包括：
静止部分；
光学元件，其能够相对于所述静止部分移动，所述光学元件具有光轴；
形状记忆合金(SMA)致动器丝线，其连接在所述静止部分和所述光学元件之间，用于驱动所述移动，其中，所述形状记忆合金丝线相对于所述光学元件的光轴倾斜；以及
端部止动表面，其被布置成限制所述移动，并且基本上正交于所述形状记忆合金致动器丝线的方向延伸。


2.根据权利要求1所述的光学组件，包括多个形状记忆致动器丝线，和对应于每个形状记忆合金致动器丝线的端部止动表面，所述端部止动表面基本上正交于相应的形状记忆合金致动器丝线的方向延伸。


3.根据权利要求2所述的光学组件，其中，所述多个是8个。


4.根据权利要求2或3所述的光学组件，其中，所述静止部分包括至少一个键特征，所述至少一个键特征与形成在所述光学元件上的相应键特征相配合，多个端部止动表面形成在所述静止部分的所述键特征或每个键特征上。


5.根据权利要求4所述的光学组件，其中，所述静止部分的所述键特征是凹入的。


6.根据权利要求1至3中任一项所述的光学组件，其中，所述端部止动表面或每个端部止动表面形成在所述静止部分上。


7.根据前述任一项权利要求所述的光学组件，其中，所述静止部分包括围绕所述光学元件延伸的屏蔽罩。


8.根据权利要求7...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·本杰明·辛普森·布朗，斯蒂芬·邦廷，詹姆斯·豪沃思，罗伯特·兰霍恩，
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