一种致动器组件(1)，用于将诸如光学元件等的可移动元件(2)定位在相对于框架主体(3)沿移动轴(Z)的至少两个稳定位置之一中。致动器组件(1)具有多稳态定位机构(4)和多条形状记忆合金SMA线(5a、5b)。多稳态定位机构(4)附接到可移动元件(2)和框架主体(3)，并被布置成将可移动元件(2)和框架主体(3)的相互位置保持在沿移动轴(Z)的至少两个稳定位置之一。多条SMA线(5a、5b)附接到可移动元件(2)和框架主体(3)，并被布置成在致动时在可移动元件(2)和框架主体(3)之间施加力。框架主体(3)之间施加力。框架主体(3)之间施加力。
【技术实现步骤摘要】
形状记忆合金致动器组件
[0001]本申请要求2022年3月22日提交欧洲专利局、申请号为EP22163526.1、专利技术名称为“Shape
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memory
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alloy actuatorassembly”的欧洲专利申请的优先权，其全部内容通过应用结合在本申请中。
[0002]本专利技术涉及一种致动器组件，用于将可移动(例如光学)元件定位在相对于框架主体沿移动轴(例如光学元件的光轴)的至少两个稳定位置之一。这种致动器组件可用于与移动电话中的变焦镜头一起操作。可移动元件则为透镜(组)，例如弹出式透镜，框架主体则为基础或模组框架，并且例如两个稳定位置沿透镜的光轴设置。
技术介绍
[0003]用于变焦镜头的传统致动机构是使用旋转电机，例如DC电机，或步进电机和传动机构，例如美国专利公开US7,342,606中所述。在这个概念中，至少一个透镜组通过传动齿轮连接到驱动源(例如旋转电机)。通过致动驱动源，透镜组可以沿光轴连续移动。这种设计很复杂，并且占用的空间相当大。
[0004]美国专利公开US2020/0310224描述了一种使用形状记忆合金(Shape Memory Alloy，SMA)线的连续变焦镜头致动器。透镜组由基于SMA的致动器沿光轴致动，其中致动器由多条SMA线组成。为了将镜头保持在一个位置，例如突出位置，功率必须在SMA线中持续耗散，这对于移动应用来说是不可取的，尤其是在长时间使用长焦距的相机期间。
技术实现思路
[0005]本专利技术寻求提供一种改进的致动器，用于将主体保持在两个稳定位置之一，例如应用于移动应用中的变焦透镜机构，允许在两个稳定的变焦透镜位置之间切换。
[0006]迄今为止已知的可能用于双焦距相机模组的常规致动技术包括DC电机、步进电机或压电电机。电机通常通过传动齿轮或杠杆等传动机构与镜筒连接。这种致动系统的设计相当复杂、成本高并且需要很大的空间。此外，致动速度通常很低(例如，当使用旋转电机时)。对于连续变焦镜头，形状记忆合金(Shape Memory Alloy，SMA)致动器也是一种可能的致动机构，但在所有已发布的设计中，SMA致动器必须持续供电以使镜头保持在至少一个焦距(Focal Length，FL)位置。
[0007]根据本专利技术，提供了一种如上定义的致动器组件，其中致动器组件包括多稳态定位机构和多条形状记忆合金SMA线。多稳态定位机构附接到可移动元件和框架主体，并被布置成将可移动元件和框架主体的相互位置保持在沿移动轴的至少两个稳定位置之一。多条SMA线在它们的端部处附接到可移动元件和框架主体，并被布置成在致动时在可移动元件和框架主体之间施加力。
[0008]与诸如上述现有技术方案相比，本专利技术实施例包括以下组件的组合：
[0009]‑
多条SMA线，或SMA线致动机构。通过利用SMA致动，可以实现较大的力和较高的行
程。此外，与使用步进电机和齿轮的系统相比，SMA致动简单且占用空间小得多。
[0010]‑
多(例如双)稳态定位机构。借助多稳态机构，镜筒可以保持在稳定位置而不会消耗动力。此外，通过使用多稳态定位机构，SMA致动器组件不需要在整个行程中移动镜筒，而只需在行程的前半部分移动即可。后半个行程由双稳态机构本身完成，而不消耗外部动力。
[0011]‑
可选的位置感测机构。这种组件有助于保护SMA线免于退化，此外还可以提供对致动完成的确认。
附图说明
[0012]下面将参照附图更详细地讨论本专利技术，其中
[0013]图1A示出了根据本专利技术实施例的致动器组件的第一实施例的透视图；
[0014]图1B示出了图1A所示第一实施例的仰视图；
[0015]图2A示出了多稳态定位机构的示例性实施例的侧视图；
[0016]图2B示出了图2A所示的多稳态定位机构在两个稳定位置的侧视图；
[0017]图2C示出了垂直于图2A的侧视图；
[0018]图3示出了图2A
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C所示的示例性实施例的表示作为第一方向(Z)上的位移的函数的力的曲线图；
[0019]图4示出了根据本专利技术的致动器组件的另一个示例性实施例的侧视图；
[0020]图5A和图5B示出了根据本专利技术的致动器组件的另一个实施例的两个位置；
[0021]图6A
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D示出了具有八条SMA线的控制单元的四种示例性配置实施例；
[0022]图7示出了作为温度的函数的SMA线的电阻变化的曲线图；
[0023]图8A和图8B示出了致动器组件的另一个实施例在两个稳定位置的示意图，并且图8C示出了作为位移的函数的传感器信号的曲线图；
[0024]图9A
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D示出了致动器组件中SMA线的四种示例性配置；
[0025]图10示出了根据本专利技术的致动器组件的又一示例性实施例的侧视图；
[0026]图11A和图11B示出了根据本专利技术的具有基于磁性的多稳态定位机构的致动器组件的示例性实施例的侧视图；
[0027]图12A和图12B示出了具有基于磁性的多稳态定位机构的致动器组件的替代实施例；
[0028]图13A和图13B示出了具有基于磁性的多稳态定位机构与基于磁铁的定位传感器组合的致动器组件的实施例；
[0029]图14A和图14B示出了具有光学定位传感器的致动器组件的示例性实施例；以及
[0030]图15示出了根据本专利技术的另一个实施例的具有控制单元的致动器组件的示意图。
具体实施方式
[0031]由于在光学、小型化和图像处理方面的不断创新和改进，如今智能手机相机的质量正在赶上笨重的独立相机，例如数码单反(Digital Single
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Lens
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Reflect，DSLR)或全框无反光镜相机。如今的智能手机通常有两个、三个甚至更多的后置摄像头，有时多达四个或五个摄像头。无需像十年前摄影师在DSLR相机中那样更换沉重的镜头，如今的智能手机用户只需简单地对准和拍摄。手机会自动组合手机中集成的多个相机模组拍摄的照片，并对
其进行后期处理，从而在几分之一秒内生成具有最高画质的最终照片。最近的一项分析表明，除了变焦质量外，智能手机在大多数方面都优于或媲美独立相机。
[0032]为了获得“光学”变焦图片，智能手机使用来自具有不同焦距(focal length，FL)的离散相机的图片，例如主相机(假设1倍变焦)和长焦相机(例如2倍变焦)，并将它们以数字方式混合，以制作具有1倍和2倍之间任意缩放系数的最终照片。因此，如今的智能手机中的光学变焦应该被正确地称为混合变焦，其中真正的光学变焦只发生在手机中可用的相机的固定FL上。混合变焦的范围由最长FL的相机设定。
[0033]在2019年之前的智能手机型号中，长焦相机镜头的FL通常约为5
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7mm(变焦比约为2倍)，这仅受手机厚度的限制。从本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.致动器组件(1)，用于将可移动元件(2)定位在相对于框架主体(3)沿移动轴(Z)的至少两个稳定位置之一，所述致动器组件(1)包括多稳态定位机构(4)和多条形状记忆合金SMA线(5a、5b)，所述多稳态定位机构(4)附接到所述可移动元件(2)和所述框架主体(3)，并被布置成将所述可移动元件(2)和所述框架主体(3)的相互位置保持在沿所述移动轴(Z)的所述至少两个稳定位置之一，以及所述多条SMA线(5a、5b)附接到所述可移动元件(2)和所述框架主体(3)，并被布置成在致动时在所述可移动元件(2)和所述框架主体(3)之间施加力。2.根据权利要求1所述的致动器组件(1)，其中所述多条SMA线(5a、5b)包括第一组SMA线(5a)和第二组SMA线(5b)，所述第一组SMA线(5a)被布置成向所述可移动元件(2)施加在平行于所述移动轴(Z)的第一方向上具有分力的力，以及所述第二组SMA线(5b)被布置成向所述可移动元件(2)施加在平行于所述移动轴(Z)且与所述第一方向相反的第二方向上具有分力的力。3.根据权利要求1所述的致动器组件(1)，其中所述多条SMA线(5a、5b)通过锚定元件(6a、6b)附接到所述框架主体(3)并在连接点(7a、7b)处附接到所述可移动元件(2)。4.根据权利要求1所述的致动器组件(1)，还包括引导组件(8)，用于限制所述可移动元件(2)和所述框架主体(3)沿所述移动轴(Z)的相互移动。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的致动器组件(1)，其中所述多稳态位置机构(4)包括一个或多个双稳态梁(41)，所述一个或多个双稳态梁(41)中的每一个具有连接到所述可移动元件(2)和所述框架主体(3)中的一个的中间部分(42)，以及连接到所述可移动元件(2)和所述框架主体(3)中的另一个的外端部分(43)。6.根据权利要求5所述的致动器组件(1)，其中所述一个或多个双稳态梁(41)各自包括在中间相互连接的至少两个平行梁，其中所述至少两个平行梁的外端部分(43)连接到所述框架主体(3)。7.根据权利要求5所述的致动器组件(1)，其中所述一个或多个双稳态梁(41)处于预压缩状态。8.根据权利要求1
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4中任一项所述的致动器组件(1)，其中所述多稳态位置机构(4)包括附接到所述可移动元件(2)和所述框架主体(3)的多个...
【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔，
申请(专利权)人：汇顶科技香港有限公司，
类型：发明
国别省市：
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