致动器组件制造技术

一种致动器组件(2)包括：相对于彼此可移动的第一部件(50)和第二部件(60)；以及一个或更多个致动单元，每个致动单元包括：与第一部件(50)连接的力修正机构(72)、连接在力修正机构(72)和第二部件(60)之间的联接杆(78)、以及连接在第一部件(50)和力修正机构(72)之间的SMA线(80)，用于向力修正机构(72)施加输入力，从而使力修正机构(72)向联接杆(78)施加输出力，并使联接杆(78)向第二部件(60)施加致动力；其中该联接杆(78)在垂直于致动力的方向的方向上是柔顺的。方向上是柔顺的。方向上是柔顺的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】致动器组件
[0001]领域
[0002]本申请总体上涉及致动器组件，并且特别地涉及形状记忆合金(SMA)致动器组件。
[0003]背景
[0004]诸如SMA致动器的微型致动器可以在用于影响镜头托架和/或图像传感器的一系列运动的相机组件中使用。
[0005]例如，WO 2013/175197 A1描述了一种具有SMA致动器组件的相机，该SMA致动器组件包括支撑结构、支撑透镜组件的可移动部件、连接在支撑结构和可移动部件之间的多于一根SMA线、以及将可移动部件支承在支撑结构上的支承件。该致动器组件还包括在支撑结构和可移动部件之间延伸的两个挠性臂，用于提供将透镜组件朝向中心位置偏置的横向偏置力。SMA线被配置为在收缩时在垂直于光轴的方向上移动可移动部件，以提供光学图像稳定(OIS)。
[0006]典型地，可移动部件的移动范围由SMA线中的收缩程度限定，其中致动力也由SMA线可实现的输入力决定。更具体地，可移动元件在任何移动方向上的最大位移可能受到SMA线中相对小的收缩量(约2
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3％)的限制。为了增加最大冲程或致动力，需要更长或更粗股的SMA致动器线。然而，这种解决方案增加了致动器的尺寸或减少了响应时间。因此，当它们在移动设备中的小型化SMA致动器组件中使用时，可能不实用。另外，更长或更粗的SMA线可能增加致动器的总成本。
[0007]此外，挠性件可以设计成具有最佳刚度或弹簧刚度，以便实现它们所需的功能。参考WO 2013/175197 A1的示例，挠性件以确保偏置力足以将透镜托架返回到默认位置以及张紧SMA线的方式设计。然而，这种挠性件的刚度会显著影响致动器中的可实现行程，或者由于SMA线必须克服的增加的相反力，在SMA线的不同部分中产生不希望的张力偏移。更硬的挠性件提供了更强的回复力，但不可避免地也增加了致动器的能量消耗。
[0008]概述
[0009]本技术提供了一种SMA致动器组件，该SMA致动器组件包括力修正机构(force
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modifying mechanism)，该力修正机构利用给定的输入力修正致动力的大小，该力修正机构可以有利地利用SMA线中的给定收缩量放大可移动部件的位移。有利地，这样的布置可以允许实现更大的行程(即位移)，或者它可以允许施加更大的力以便移动更重的透镜或图像传感器，从而改进致动器性能和例如OIS能力。此外，用于实现所需行程的SMA线的长度可以缩短，从而减少SMA致动器组件的占用面积，以及降低致动器的总成本和功耗。
[0010]根据本专利技术的第一方面，提供了一种致动器组件，其包括：
[0011]第一部件和第二部件，该第一部件和第二部件能够相对于彼此移动；以及
[0012]一个或更多个致动单元，每个致动单元包括：
[0013]力修正机构，该力修正机构连接到所述第一部件；
[0014]联接杆(coupling link)，该联接杆连接在所述力修正机构和第二部件之间；以及
[0015]SMA线，该SMA线连接在第一部件和力修正机构之间，用于向力修正机构施加输入力，从而使力修正机构向联接杆施加输出力，并使联接杆向第二部件施加致动力；
[0016]其中，联接杆在垂直于致动力的方向的方向上是柔顺的。
[0017]SMA致动器组件可以是用于相机或移动电话的微致动器。第一部件可以对应于支撑结构，并且第二部件可以对应于可移动部件。致动器组件可以包括一个或更多个(例如长形的)SMA线，其可以通过力修正机构与第二部件连接。也就是说，这种SMA致动器组件与现有技术致动器的不同之处在于，SMA线可以不直接连接在支撑结构和可移动部件之间。相反，SMA线的一端可以连接到力修正机构，由此致动力可以通过联接杆传递到可移动部件。特别地，联接杆不是SMA线。
[0018]SMA线可以被配置成在收缩时在第一部件和第二部件之间在与光轴基本正交的运动平面中的方向上实现相对移动。联接杆可以在移动平面中的任何方向上是柔顺的。因此，联接杆可以适应在垂直于致动力的方向上的移动，该致动力例如可以由其它致动单元产生。这样的布置可以使得在致动该SMA线时或致动每一个SMA线时至少执行光学图像稳定(OIS)。例如，SMA线可以在基本上垂直于光轴的方向上延伸。在一些实施例中，SMA线可以各自设置在第一部件的相应侧上。
[0019]术语“形状记忆合金(SMA)线”可以指包括SMA的任何元件，并且在本文中也被称为SMA构件。SMA线可以具有适合于本文所述目的的任何形状。SMA线可以是长形的，并且可以具有圆形的横截面或任何其他形状的横截面。横截面可以沿SMA线的长度变化。也可能的是，SMA线的长度(无论定义如何)可以与其其他尺寸中的一个或更多个相似。SMA线可以是柔韧的，或者换句话说，是柔性的。在一些示例中，当在两个元件之间以直线连接时，SMA线只能施加迫使两个元件在一起的张紧力。在其他示例中，SMA线可以围绕元件弯曲，并且当SMA线在张紧状态下趋于伸直时，可以向元件施加力。SMA线可以是梁状的或刚性的，并且能够对元件施加不同的力(例如非张力)。SMA线可以包括也可以不包括非SMA的材料和/或组成部分。例如，SMA线可以包括SMA的芯和非SMA材料的涂层。除非上下文另有要求，否则术语“SMA线”可以指充当单个致动元件的SMA线的任何构型，例如，该单个致动元件可以被独立地控制以产生作用于元件的力。例如，SMA线可以包括机械地并行和/或串行布置的SMA线的两个或更多个部分。在一些布置中，SMA线可以是较大的一根SMA线的一部分。这种较大的一根SMA线可以包括可单独控制的两个或更多个部分，从而形成两个或更多个SMA线。
[0020]SMA线可以由任何合适的形状记忆合金材料(典型地镍钛合金(例如镍钛诺(Nitinol))形成，这些SMA线还可以包含诸如铜的第三组分。SMA线可以具有适合于应用的任何横截面轮廓和直径。例如，SMA线可以具有25μm或30μm或35μm的横截面直径，能够产生120mN至400mN之间的最大力，同时将SMA线中的应变保持在安全限度(例如，比原始长度减少2％
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3％的长度)内。将每个SMA线的直径从25μm增加到35μm使SMA线的横截面面积大约翻倍，并因此使由每根SMA线提供的力大约翻倍。
[0021]联接杆可以形成力修正机构的一部分和/或可以与力修正机构的其它部分(例如可移动部分)分开形成。在实施例中，联接杆可以由与力修正机构的其他部件相同或不同的材料形成。例如，力修正机构的其他部分可以是刚性的，或者至少具有比联接杆更高的刚度。在实施例中，联接杆可以通过任何合适的附接方式(诸如，焊接、粘合剂和机械方式)附接到力修正机构的其他部分。在一些实施例中，联接杆可以与力修正机构的其他部分一体形成。有利地，这样的布置可以导致更有效的制造工艺以及更低的生产成本。
[0022]在一些实施例中，联接杆可以被认为是主要负责将致动力传递到第二部件的构
件。联接杆可以体现为能够实现将致动力传递到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种致动器组件，包括：第一部件和第二部件，所述第一部件和所述第二部件能够相对于彼此移动；以及一个或更多个致动单元，每个致动单元包括：力修正机构，所述力修正机构连接到所述第一部件；联接杆，所述联接杆连接在所述力修正机构和所述第二部件之间；以及SMA线，所述SMA线连接在所述第一部件和所述力修正机构之间，用于向所述力修正机构施加输入力，从而使所述力修正机构向所述联接杆施加输出力，并使所述联接杆向所述第二部件施加致动力；其中，所述联接杆在垂直于所述致动力的方向的方向上是柔顺的。2.根据权利要求1所述的致动器组件，其中，所述力修正机构被配置成使得响应于所述SMA线的长度的变化，所述SMA线的连接到所述力修正机构的端部相对于所述第一部件移动第一距离，并且所述联接杆的连接到所述力修正机构的端部相对于所述第一部件移动第二距离，所述第一距离不同于所述第一距离。3.根据权利要求2所述的致动器组件，其中，所述第二距离大于所述第一距离，优选地，其中所述第二距离与所述第一距离的比率大于1.1，进一步优选地大于1.5，最优选地大于2。4.根据权利要求2所述的致动器组件，其中，所述第二距离小于所述第一距离，优选地，其中所述第二距离与所述第一距离的比率小于0.9，进一步优选地小于0.7，最优选地小于0.5。5.根据任一前述权利要求所述的致动器组件，其中，所述力修正机构将所述输入力施加在所述联接杆上，以便使所述联接杆处于张紧状态，从而向所述第二部件施加所述致动力。6.根据任一前述权利要求所述的致动器组件，其中，所述联接杆包括挠性件，其中所述挠性件是长形的，并且沿着其长度是刚性的，并且在垂直于其长度的方向上是柔顺的。7.根据任一前述权利要求所述的致动器组件，其中，所述SMA线在第一方向上从所述力修正机构延伸至所述第一部件，并且所述联接杆在第二方向上从所述力修正机构延伸至所述第二部件，所述第一方向和第二方向基本上彼此垂直。8.根据权利要求1至4中任一项所述的致动器组件，其中，所述力修正机构将所述输入力施加到所述联接杆上，以便使所述联接杆处于压缩状态，从而向所述第二部件施加所述致动力。9.根据权利要求8所述的致动器组件，其中，所述联接杆包括滚动支承件或滑动支承件。10.根据任一前述权利要求所述的致动器组件，其中，所述力修正机构包括：可移动部分，所述SMA线和所述联接杆连接到所述可移动部分；以及力修正挠性件，所述力修正挠性件连接在所述可移动部分和所述第一部件之间并被配置成响应于所述输入力而弯曲。11.根据权利要求10所述的致动器组件，其中，所述SMA线在第一方向上从所述可移动部分延伸至所述第一部件，并且所述力修正挠性件在第三方向上从所述可移动部分延伸至所述第一部件，所述第一方向和所述第三方向之间的角度小于45
°
和/或大于20
°
。
12.根据权利要求10所述的致动器组件，其中，所述SMA线在第一方向上从所述可移动部分延伸至所述第一部件，并且所述力修正挠性件在第三方向上从所述可移动部分延伸至所述第一部件，所述第一方向和所述第三方向之间的角度大于45
°
和/或小于70
°
。13.根据权利要求10至11中任一项所述的致动器组件，其中，所述可移动部分在操作中通常处于压缩状态；并且其中，所述力修正挠性件在操作中通常处于张紧状态并且被配置成弯曲。14.根据权利要求13所述的致动器组件，其中，所述可移动部分沿着所述力修正挠曲延伸和/或围绕所述力修正挠性件。15.根据权利要求10至14中任一项所述的致动器组件，其中，所述联接杆和力修正挠性件中的至少一个被配置成在沿着移动平面的方向上具有比任何其它方向更低的刚度，以便于所述可移动部分的移动。16.根据权利要求10至15中任一项所述的致动器组件，其中，所述可移动部分与所述力修正挠性件和/或所述联接杆一体形成。17.根据权利要求10至16中任一项所述的致动器组件，其中，所述力修正挠性件是长形的，并且沿着其长度是刚性的，并且在垂直于其长度的方向上是柔顺的。18.根据权利要求10至17中任一项所述的致动器组件，其中，所述力修正挠性件和/或所述联接杆由具有垂直延伸部分的金属片形成。19.根据权利要求18所述的致动器组件，其中，所述金属片的厚度范围从40μm至80μm。20.根据前述权利要求中任一项所述的致动器组件，其中，所述力修正机构被配置成在所述SMA线和所述第一部件的导电电路之间提供导电路径。21.根据权利要求20所述的SMA致动器组件，其中，所述力修正机构包括用于引导所述导电路径的电断路器。22.根据任一前述权利要求所述的致动器组件，其中，所述力修正机构包括杠杆，可选地，其中所述可移动部分用作杠杆。23.根据权利要求1至9中任一项所述的致动器组件，其中，所述力修正机构包括：滚动元件，所述SMA线和所述联接杆连接到所述滚动元件；以及至少一个表面，所述滚动元件响应于由所述SMA线施加的输入力在所述至少一个表面上滚动，从而将输出力施加到所述联接杆。24.根据任一前述权利要求所...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗宾，
申请(专利权)人：剑桥机电有限公司，
类型：发明
国别省市：