SMA致动器组件的制作方法

本申请涉及致动器组件，其中至少一个形状记忆合金(sma)致动器线驱动第一部分和第二部分的相对移动。

典型的sma致动器组件需要向sma致动器线施加电力，以在移动范围内保持给定位置。在一些只需要偶尔致动的应用中，这是一个问题。

根据本技术，提供了一种形状记忆合金致动器组件，包括：第一部分、第二部分、弹性偏置元件以及至少一个形状记忆合金致动器线，第一部分包括表面；第二部分被布置为相对于第一部分在表面上移动；弹性偏置元件被布置为将第二部分偏置成与第一部分接触，从而在第一部分与第二部分之间产生摩擦力，以将第二部分保持在表面上的适当位置；至少一个形状记忆合金致动器线在第一部分和第二部分之间连接到第二部分，并且被布置为在该形状记忆合金致动器线收缩时，向第二部分施加力，该力具有正交于表面、使所述摩擦力减小的分力，并且具有平行于表面的分力，以驱动第二部分相对于第一部分在表面上的移动。

在该致动器组件中，弹性偏置元件将第二部分偏置成与第一部分的表面接触，从而在第二部分与第一部分之间产生摩擦力。当没有驱动信号施加到至少一个sma致动器线时，摩擦力足以将第二部分保持在表面上的适当位置。然而，当驱动信号施加到至少一个sma致动器线上导致其收缩时，该sma致动器线向第二部分施加力，该力具有正交于表面、使所述摩擦力减小的分力，并且具有平行于表面的分力，该分力驱动第二部分相对于第一部分在表面上移动。通过施加具有正交于表面的分力的力，至少一个sma致动器线减少了第二元件和表面之间的反作用力，这减少了摩擦力。这种摩擦力的减小有助于通过由至少一个sma致动器线施加的平行于表面的力的分力而克服摩擦力。因此，当没有施加电力时，致动器组件倾向于保持其位置，但是当施加电力时致动器组件能够移动。这在希望最小化功耗同时允许第二部分保持在预定位置的应用中是有利的。

有利地，所述至少一个sma致动器线可以包括至少两个相对的sma致动器线，所述至少两个相对的sma致动器线被布置成在其收缩时向第二部分施加力，所述力具有正交于所述表面、使所述摩擦力减小的相应分力，并且具有在相反的方向上的平行于所述表面的相应分力。在这种相对的布置中，两个相对的sma致动器线彼此偏置，允许sma致动器线在冷却时膨胀。然而，这不是必需的，并且可以提供单个sma致动器线，在这种情况下，sma致动器线的偏置可以由将第二部分偏置成与表面接触的弹性元件或者由附加的偏置元件来提供。

所述至少一个sma致动器线可以被布置成在其收缩时向第二部分施加力，该力具有正交于表面的分力，以提升第二部分，使其与表面脱离接触。这具有在向sma致动器施加驱动信号时将摩擦力减小到零的效果。

可选地，致动器组件还可以包括轴承装置，该轴承装置被布置成引导第二部分相对于第一部分在表面上沿着移动轴线移动。例如，轴承装置可以包括一对滚动轴承或滑动轴承。轴承装置的使用具有增加对第二部分的移动方向的控制的优点。

在提供轴承装置的情况下，当正交于表面观察时，至少一个sma可以相对于移动轴线以大于0°的锐角倾斜，以便在其收缩时向第二部分施加力，该力具有正交于表面、使所述摩擦力减小的分力，并且具有沿着移动轴线平行于表面的分力。至少一个sma致动器线的这种倾斜有利地增加了第二部分的行进和sma致动器线的张紧力(strain)之间的传动(gearing)。

在这种情况下，至少两个相对的形状记忆合金致动器线可以被布置成在其收缩时向第二部分施加力，该力具有正交于表面、使所述摩擦力减小的相应分力，并且具有平行于表面并且在相反的方向上沿着移动轴线的相应分力。

在这种情况下，两个相对的形状记忆合金致动器线可以布置成在其收缩时向第二部分施加力，该力向第二元件施加围绕法向于表面的轴线的第一力偶，并且轴承装置可以布置成向第二部分施加围绕法向于表面的轴线的与第一力偶方向相反的第二力偶。以这种方式，由sma致动器线施加的第一力偶可用于减小轴承装置中原本存在的游隙，从而增加对第二部分的移动方向的控制。

作为提供轴承装置的替代方案，第二部分可以被布置成相对于第一部分在表面上在两个维度上移动。在这种情况下，可以提供至少两个sma致动器线，所述至少两个sma致动器线被布置成在其选择性地收缩时向第二部分施加力，该力具有正交于表面、使所述摩擦力减小的相应分力，并且具有在两个维度中的平行于表面的分力。以这种方式，致动器组件能够驱动第二部分相对于第一部分在在表面上在两个维度中移动。

sma致动器组件可应用于任何类型的设备，该设备包括第一部分和可相对于第一部分移动的第二部分。通过非限制示例，致动器组件可以是以下设备中的任一种，或可以被设置于以下设备中的任一种中：智能手机、相机、可折叠智能手机、可折叠智能手机相机、可折叠消费电子设备、图像捕捉设备、3d感测设备或系统、伺服电动机、消费电子设备、移动计算设备、移动电子设备、笔记本电脑、平板计算设备、电子阅读器(也称为电子书阅读器或电子书设备)、计算附件或计算外围设备(例如鼠标、键盘、头戴式耳机、耳机、耳塞式耳机等)、安保系统、游戏系统、游戏附件(例如控制器、耳麦、可佩戴控制器等)、增强现实系统、增强现实设备、虚拟现实系统、虚拟现实设备、可佩戴设备(例如，手表、智能手表、健身追踪器等)、无人机(空中、水上、水下等)、航空器、航天器、潜艇、交通工具以及自动化交通工具。应当理解，这是示例设备的非穷尽的列举。

本文描述的致动器组件可用在适合于图像捕捉、3d感测、深度测绘、航空测量、陆地测量、在太空中的测量或来自太空的测量、水文测量、水下测量、场景检测、碰撞警告、安保、面部识别、增强和/或虚拟现实、交通工具中的高级驾驶员辅助系统、自动化交通工具、游戏、手势控制/识别、机器人化设备、机器人化设备控制、非接触型技术、家用自动化、医疗设备以及触觉学的设备/系统中。

为了允许更好地理解，现在将参考附图通过非限制性示例来描述本技术的实施例，在附图中：

图1是第一致动器组件的侧视图；

图2是第一致动器组件的平面图；

图3是第一致动器组件的第一改进形式的侧视图；

图4是第一致动器组件的第一改进形式的平面图；

图5至图7是三种不同轴承的详细平面图，这三种轴承可用于致动器组件的第一改进形式中；

图8至图12是第一致动器组件的第二至第六改进形式的平面图；

图13是第一致动器组件的第七改进形式的侧视图；

图14至图16是第一致动器组件的第八至第十改进形式的平面图；

图17至图20是第一致动器组件的第十一至第十四改进形式的平面图；

图21是对第一致动器组件的偏置装置的第一改进的侧视图；

图22是偏置装置的第一改进的透视图；

图23是对第一致动器组件的偏置装置的第二改进的侧视图；

图24是偏置装置的第二改进的横截面图；

图25是对第一致动器组件的偏置装置的第三改进的侧视图；

图26是偏置装置的第三改进的横截面图；

图27是对第一致动器组件的偏置装置的第四改进的侧视图；

图28是用于在光学装置中提供光学图像稳定的第二致动器组件的分解图；

图29是第二致动器组件的侧视图；

图30是包含第二致动器组件的相机装置的示意性横截面图；以及

图31是第二致动器组件的滑体轴承的横截面图。

除非上下文另有要求，术语“轴承”在本文中使用如下。本文使用的术语“轴承”包含术语“滑动轴承”、“滑体轴承(plainbearing)”、“滚动轴承”、“滚珠轴承”、“滚柱轴承”和“挠曲件(flexure)”。本文使用的术语“轴承”通常是指作用是将运动仅约束为期望的运动并减少移动零件之间的摩擦的任何元件或元件的组合。术语“滑动轴承”用于表示轴承元件在轴承表面上滑动的轴承，并且包括“滑体轴承”。术语“滚动轴承”用于表示滚动轴承元件(例如滚珠或滚柱)在轴承表面上滚动的轴承。在实施例中，轴承可以设置在非线性轴承表面上，或者可以包括非线性轴承表面。

在本技术的一些实施例中，可以组合使用一种类型以上的轴承元件来提供轴承功能。因此，本文使用的术语“轴承”包括例如滑体轴承、滚珠轴承、滚柱轴承和挠曲件的任意组合。

图1和图2示出了第一致动器组件100，其是如下布置的致动器组件。

第一致动器组件100包括静态部分101和可移动部分104，在该示例中，它们分别是第一部分和第二部分。可移动部分104相对于静态部分100是可移动的，并且术语“静态”和“可移动”是为了描述清楚而使用的，但是有些任意地应用于这两个部分，因为它们所指的移动是静态部分101和可移动部分104之间的相对移动。

静态部分101包括主体102和表面106，表面106例如通过连接部分(未示出)相对于主体106保持在固定位置。在主体101和表面106之间设置有间隙。

可移动部分104位于主体102和表面106之间的间隙中。可移动部分104能够相对于静态部分101在表面106上移动。在该示例中，可移动部分104能够在两个维度中的任何方向上在表面106上移动。

可移动部分104可以是任何类型的元件，包括上面列出的任何示例。

第一致动器组件100还包括弹簧110，弹簧110是螺旋弹簧，通过在一端处连接到主体101而在另一端处连接到可移动部分104而连接在静态部分101和可移动部分104之间。在这个示例中，弹簧110正交于表面104延伸，然而这不是必需的。弹簧110保持压缩，因此是弹性偏置元件，其作为偏置装置来将可移动部分104偏置成与表面106接触。这在可移动部分104和表面106之间产生反作用力，并且在可移动部分104和表面106之间产生摩擦力。

第一致动器组件100还包括如下布置的两个sma致动器线108。每个sma致动器线108在一端处连接到主体101，且在另一端处连接到可移动部分104。每个sma致动器线108相对于表面106以大于0°的锐角α倾斜，以便在sma致动器线108收缩时施加力，该力具有法向于表面106的分力，该分力将可移动部分104远离表面106偏置，并且该力具有平行于表面106的分力。

如图2所示，其示出了第一致动器组件100，为了清楚起见省略了主体101，sma致动器线108布置在法向于表面106的公共平面中，每个sma致动器线108在相反的方向上倾斜，使得它们相对，从而由此平行于表面106而被施加的力的分力在相反的方向上。

sma致动器线108各自连接到控制电路200，控制电路200可以在集成电路芯片中实现。控制电路200在使用中向sma致动器线108施加驱动信号，该驱动信号电阻性地加热sma致动器线108，使sma致动器线收缩。多根sma致动器线108可以被独立地或以其他方式驱动。控制电路还可以测量sma致动器线108的电阻，并使用测量的电阻来计算/确定可移动部分104的位置。

在没有施加驱动信号的情况下，sma致动器线108不收缩，因此弹簧110将可移动部分104偏置到表面106上，产生足以将可移动部分104保持在表面106上的摩擦力。在这种状态下，第一致动器组件100以零功耗将可移动元件104保持在适当位置，因此第一致动器组件100可被称为零功率保持致动器组件，本文公开的其它致动器组件也可如此。

当施加驱动信号时，sma致动器线108被加热，导致它们收缩，从而向可移动部分104施加力。

在正交于表面106的方向上，弹簧110作为弹性偏置元件，抵抗sma致动器线108的收缩，这种收缩是共同发生的。因此，由sma致动器线108施加到可移动部分104的正交于表面106的力的分力将可移动部分104远离表面106偏置，减少了可移动部分104和表面106之间的反作用，从而也减少了可移动部分104和表面106之间的摩擦力。可选地，sma致动器线108可以提升可移动部分104，使其脱离与表面106的接触，从而将可移动部分104和表面106之间的摩擦力减小到零。

在平行于表面106的方向上，由sma致动器线108施加到可移动部分104的平行于表面106的力的相应分力在相反的方向上。当平行于表面106的施加到可移动部分104的力的净分力大于摩擦力时，该净分力驱动可移动部分104相对于静态部分101在表面106上移动。在使用中，选择驱动信号以将可移动部分104相对于静态部分101移动到期望的位置，该位置由驱动信号的功率控制。

在使用中，sma致动器线108由驱动信号不同地驱动，该驱动信号在sma致动器线108之间产生不同的收缩，以提供克服摩擦力的力的这种净分力。选择驱动信号以将可移动部分104移动到相对于静态部分101的期望的和受控的位置。在该示例中，对可移动部分104在表面106上的移动没有限制，因此移动轴线m(移动沿其发生)处于公共平面(sma致动器线108布置在该公共平面中)中。

当停止施加驱动信号时，由于弹簧110的偏置而产生的摩擦力再次将可移动部分104保持在表面106上，其位置可以是与施加驱动信号之前不同的位置。在这种状态下，可移动元件104再次被第一致动器组件100以零功耗保持在适当的位置。

克服摩擦力的力的净分力的实现借助于摩擦力也通过sma致动器线108的收缩而减小，如上所述。然而，这并不重要。sma致动器线108可以替代地向可移动部分104施加力，而没有法向于表面106的分力。在这种情况下，需要更大的力来克服摩擦力，这是可行的，但不太理想。

虽然上述示例包括相对的两个sma致动器线108，但是作为替代，可以提供单个sma致动器线108。在这种情况下，可以抵抗sma致动器线108的平行于表面106的收缩分力(通过弹簧110或通过连接在静态部分101和可移动部分104之间的附加弹性偏置元件)而弹性偏置单个sma致动器线108。

现在将描述另外的致动器组件。与第一致动器组件101相比，另外的致动器组件被改进。将描述这些改进。除了改进之外，另外的致动器组件，特别是通用命名的元件，具有与上述相同的结构，为了简洁，不再重复。还应注意，另外的致动器组件的不同改进可以以任何组合方式组合。

图3和图4示出了致动器组件100的第一改进形式，该致动器组件是通过包括轴承装置111而被改进的致动器组件，该轴承装置111引导可移动部分104相对于静态部分101沿着移动轴线m在表面106上的移动。轴承装置包括一对布置在可移动部分104的相对的侧上的轴承112。轴承112是滚动轴承或滑动轴承。

图5示出了其中轴承112是滚动轴承的示例。在这种情况下，轴承112包括分别设置在静态部分101和可移动部分104上的一对轴承表面121和122，以及设置在轴承表面121和122之间的滚动轴承元件123。滚动轴承元件123在轴承表面121和122上滚动，以允许可移动部分104相对于静态部分104沿着移动轴线m在表面106上的相对移动，同时沿着与移动轴线m正交的约束轴线c限制这种相对移动。滚动轴承元件123可以由任何合适的元件形成，例如滚珠或滚柱。

图6示出了轴承112是滑动轴承的示例。在这种情况下，轴承112是滑体轴承，其包括设置在静态部分101和可移动部分104中的任一个上的长形轴承表面124和形成在静态部分101和可移动部分104中的另一个上的突起125。突起125在其端部上具有轴承表面126，其支承在长形轴承表面124上。虽然在图6的示例中示出了一个突起125，但是通常可以设置任意数量的一个或更多个突起125。长形轴承表面124和轴承表面126是共形的(conformal)，以便允许可移动部分104相对于静态部分101沿着移动轴线m在表面106上的相对移动，同时沿着与移动轴线m正交的约束轴线c限制这种相对移动。长形轴承表面125和轴承表面127理想地具有0.2或更小的摩擦系数。

图7示出了另一个示例，其中轴承112是滑动轴承。在这种情况下，轴承112包括长形狭槽127，该长形狭槽127设置在静态部分101和可移动部分104中的任一个上，狭槽128具有形成在其内表面上的相对的内轴承表面128。轴承112还包括设置在静态部分101和可移动部分104中的另一个上的凸缘129。凸缘129装配在狭槽127内，并具有相对的外轴承表面130，该表面支承在狭槽127的内轴承表面128上。狭槽128的内轴承表面128和凸缘129的外轴承表面130是共形的，以便允许可移动部分104相对于静态部分101沿着移动轴线m在表面106上的相对移动，同时沿着与移动轴线m正交的约束轴线c限制这种相对移动。长形轴承表面125和轴承表面127理想地具有0.2或更小的摩擦系数。

与其他示例相比，图7所示的轴承的示例可以限制可移动部分104相对于静态部分101的运动的附加自由度，

在图5至图7所示的轴承112的每个示例中，选择各种轴承表面121、122、125和127的材料以提供平滑移动和长寿命。轴承表面121、122、125和127可以与下方的部件是整体的，或者可以由表面涂层形成。合适的材料包括例如ptfe或其他聚合物轴承材料或金属。润滑剂可以设置在轴承表面121、122、125和127上。例如，这种润滑剂可以是粉末或流体。合适的润滑剂是低粘度油。

如图4所示，法向于表面106的布置有sma致动器线108的公共平面相对于运动方向成大于0°的锐角β。因此，当正交于表面106观察时，sma致动器线108相对于移动轴线m以大于0°的锐角β倾斜。结果，在收缩时，sma致动器线108各自向可移动部分104施加力，该力具有沿着移动轴线m的分力和沿着约束轴线c的分力。如在第一致动器组件100中，由每个sma致动器线108施加到可移动部分104的平行于表面106且沿移动轴线m的力的分力处于相反的方向上。因此，致动器组件100的第一改进形式以与图1和图2所示的致动器组件100相同的方式操作，除了sma致动器线108的倾斜增加了可移动部分104的行进和sma致动器线108的张紧力之间的传动，这是有利的。

由于致动器组件100的第一改进形式采用了两个轴承112，这种轴承组件111的公差意味着轴承112和可移动部分104之间可能存在游隙。这意味着可移动部分104可能沿着约束轴线c以及在移动轴线m上具有一些剩余运动(residualmotion)。通过布置sma致动器线108来对轴承112加载来减少该问题的一些方式如下。

减小轴承112和可移动部分104之间的游隙的第一种方式是改进致动器组件，使得sma致动器线108和轴承112以相反的方向向可移动部分104施加力耦。

图8示出了致动器组件100的第二改进形式，该致动器组件与图3和图4所示的致动器组件100的第一改进形式相比进行了改进，以实现减小轴承112和可移动部分104之间的游隙的第一方式，如下所述。

在图8所示的致动器组件100的第二改进形式中，两个sma致动器线108在移位的位置处连接到可移动部分104，使得两个sma致动器线108不再处于公共平面中，尽管它们各自保持在法向于表面106的平行平面内。结果，sma致动器线108在收缩时向可移动部分104施加力，该力向可移动元件施加围绕法向于表面106的轴线的第一力偶，该力偶在图8的示例中是逆时针的。

此外，轴承112沿着移动轴线在相反的方向上移位，使得轴承向可移动部分104施加围绕法向于表面106的轴线的第二力偶，但是该力偶的方向与第一力偶相反，该力偶在图8的示例中为顺时针方向。第二力偶与第一力偶相平衡。因此，由两个sma致动器线108产生的第一力偶将可移动部分104偏置成抵靠在每个轴承112上，从而对轴承112加载并减小游隙。

在图8所示的致动器组件100的第二改进形式中，sma致动器线在轴承112内侧沿着移动轴线m的位置处连接到可移动部分104。因此，虽然一起被驱动时的两个sma致动器线108施加的力偶由轴承112平衡，但是sma致动器线108中的单个sma致动器线不应被单独驱动，否则它将施加围绕相邻轴承112的力偶，该力偶倾向于将可移动部分104偏置离开另一个轴承112。现在将描述致动器组件100的第三和第四改进形式，该改进形式防止了在当以类似于致动器组件100的第二改进形式的方式减小游隙时将可移动部分104偏置离开另一个轴承112。

图9示出了致动器组件100的第三改进形式，其类似于图8所示的第二改进形式，除了sma致动器线108在沿着移动轴线m的位置处连接到可移动部分104，其中由每个sma致动器线108施加到可移动部分104的力线位于轴承112的外侧。因此，由每个sma致动器线108施加的围绕相邻轴承112的扭矩被另一个轴承112抵制。这提供了来自sma致动器线108和轴承112的平衡力偶，导致sma致动器线108以类似于致动器组件100的第二改进形式的方式对轴承112加载，同时还允许每个sma致动器线108被单独地驱动。

图10示出了致动器组件100的第四改进形式，其类似于图8所示的第二改进形式，除了在可移动部分104的每一侧上设置有两个轴承112(然而两个轴承112可以由一个长轴承代替)。因此，由每个sma致动器线108施加到可移动部分104的力线位于轴承112(该力施加到其上)的末端之间，因此sma致动器线108对轴承112加载，该轴承112抵制可移动部分104的旋转。

减少轴承112和可移动部分104之间的游隙的第二种方式是将轴承装置111改进为由在可移动部分104的同一侧上的一个或多个轴承112形成，并使sma致动器线108成角度，使得sma致动器线提供力的分力，该分力将可移动部分104偏置成抵靠在一个或多个轴承112上，以及提供上文讨论的力的分力。

图11示出了致动器组件100的第五改进形式，该致动器组件与图3和图4所示的致动器组件100的第一改进形式相比进行了改进，以实现减小轴承112和可移动部分104之间的游隙的第二方式，如下所述。

在这种情况下，两个轴承112设置在可移动部分104的同一侧(尽管两个轴承112可以由一个长轴承代替)。

此外，当正交于表面106观察时，每个sma致动器线108在可移动部分104的与轴承112相同的一侧上相对于移动轴线m以大于0的锐角β倾斜。结果，在收缩时，由每个sma致动器线108施加的力的分力沿着约束轴线对轴承112加载。

减少轴承112和可移动部分104之间的游隙的第三种方式是将轴承装置111改进为由单个轴承112形成，并使弹簧110成角度，使得其不与sma致动器线108共面，从而将可移动部分104偏置成抵靠在单个轴承112上，并提供法向于表面106的力。

图12示出了致动器组件100的第六改进形式，该致动器组件与图1和2所示的致动器组件100相比进行了如下改进。在图12所示的致动器组件100的第六改进形式中，两个sma致动器线112设置在可移动部分104的一端处。如在图1和图2所示的致动器组件100中，当正交于表面106观察时，sma致动器线108相对于移动轴线m以大于0°的锐角β倾斜，使得sma致动器线108在收缩时各自向可移动部分104施加力，该力具有沿着移动轴线m的分力和沿着约束轴线c的分力，但是由每个sma致动器线108施加到可移动部分104的平行于表面106且沿着移动轴线的力的分力处于相反的方向。为了实现这一点，在同一端提供sma致动器线108的同时，可移动部分104包括延伸部107，sma致动器线108之一连接到该延伸部107。

图13示出了致动器组件100的第七改进形式，该致动器组件与图1和2所示的致动器组件100相比进行了如下改进。在图13所示的致动器组件100的第七改进形式中，当平行于表面106观察时，两个相对的sma致动器线108交叉。以这种方式，节省了空间，并且减小了致动器组件400的第七改进形式的整体尺寸。sma致动器线108

尽管上述示例包括两个相对的sma致动器线108，但是可选地，sma致动器线108的数量可以增加，以增加由此施加的力。通常，可以使用任何数量的sma线108。

例如，图14至16示出了致动器组件101的第八至第十改进形式，通过用一对sma致动器线108代替每个sma致动器线108，与图2相比，每个改进形式都被改进。

在图14的第八改进形式中，每对sma致动器线108附接到可移动部分104上的相同点，并且每个致动器线108相对于移动轴线m倾斜。

在图15的第九改进形式中，每对sma致动器线108中的sma致动器线108附接到可移动部分104的相邻拐角，并且每对致动器线108中的sma致动器线108各自相对于移动轴线m倾斜，使得它们从上方看彼此交叉。

在图16的第十改进形式中，每对sma致动器线108中的sma致动器线108彼此平行并且平行于移动轴线m延伸。

在图14至16的示例中，每对sma致动器线108可以由公共驱动信号共同驱动，并且两对sma致动器线108可以由驱动信号不同地驱动，该驱动信号在各对sma致动器线108之间产生不同的收缩，以提供与上述示例相同的功能。

图17至20示出了致动器组件100的第十一至第十四改进形式，与图1所示的致动器组件100相比，其改进如下。

在致动器组件100的第十一至第十四改进形式的每一个中，没有提供轴承组件，因此可移动部分104相对于静态部分101在表面106上在两个维度中自由移动。然而，与其中sma致动器线108布置在公共平面中并因此驱动沿着单个移动轴线的移动的第一致动器组件100相比，sma致动器线108被改进为施加在两个维度中的平行于表面106的力的分力，从而能够在施加选择性地收缩sma致动器线108的驱动信号时，驱动可移动部分相对于静态部分101在两个维度中在表面上的移动。图13和图14示出了实现这一点的sma致动器线108的两种构型的示例，但是通常sma致动器线108可以具有能够施加在两个维度中的平行于表面106的力的分力的任何构型。

在图17所示的致动器组件100的第十一改进形式中，提供了三个sma致动器线108，它们围绕表面106的法线等角度间隔开。结果，三个sma致动器线108在两个维度中相对，并且由在两个正交方向上产生不同收缩的驱动信号驱动。因此，在选择性收缩时，三个sma致动器线108能够在表面106上在两个维度中的任何方向上向可移动部分104施加平行于表面的力的净分力。

在图18和图19所示的致动器组件100的第十二和第十三改进形式中，提供了四个sma致动器线108，使得其中sma致动器线108中的两个在第一维度上相对，而sma致动器线108中的另外两个在第二维度上相对。在每个维度上相对的sma致动器线108由驱动信号不同地驱动，该驱动信号在两个正交方向上产生不同的收缩。因此，在选择性收缩时，四个sma致动器线108能够在表面106上在两个维度中的任何方向上向可移动部分104施加平行于表面的力的净分力。

在图20所示的致动器组件100的第十四改进形式中，提供了两个sma致动器线108，当法向于表面106观察时，它们彼此正交。结果，两个sma致动器线108在收缩时在正交方向上施加平行于表面106的力的分力，从而在选择性收缩时，在表面106上在两个维度中的任何方向上向可移动部分104施加平行于表面的力的净分力。由于平行于表面106的力的分力是正交的，所以sma致动器线108不是相对的，因为每个sma致动器线108驱动正交方向的移动。关于引起该移动的收缩，每个sma致动器线108被弹簧110弹性偏置。可选地，每个sma致动器线108可以由连接在静态部分101和可移动部分104之间的附加弹性偏置元件(未示出)弹性偏置。虽然上述示例包括两个相对的sma致动器线108，但是作为替代，可以提供单个sma致动器线108。在这种情况下，可以抵抗sma致动器线108的平行于表面106的收缩分力(通过弹簧110或通过连接在静态部分101和可移动部分104之间的附加弹性偏置元件)弹性偏置单个sma致动器线108。

在致动器组件100的第十一至第十四改进形式的每一种中，在使用中，选择驱动信号以将可移动部分104移动到相对于静态部分101的期望位置，该位置由驱动信号的功率在二个维度中控制。

现在将描述对在上述示例中由弹簧110形成的偏置装置的一些改进。以下任何改进可应用于上述致动器组件100的任何形式。

通常，弹簧110可以由任何其他类型的偏置装置代替，包括至少一个弹性元件，包括：任何类型的弹簧，包括螺旋弹簧或弹簧片；除弹簧以外的弹性元件类型；和任意数量的弹簧110或其他类型的弹性元件。可以用来代替弹簧110的弹性偏置元件的类型的示例包括在可移动部分104和表面106之间以张紧状态布置的挠曲件、弹性材料块或者弹簧。以下是一些示例。

图21和图22示出了使用多个弹簧110的偏置装置的第一改进。在该示例中，可移动部分104具有横向于移动轴线m突出的翼105，并且多个弹簧110在沿着移动轴线m的不同位置与每个翼105接合。当可移动部分104移动时，至少一个弹簧110向可移动部分104施加偏置力，提供与上述示例中的单个弹簧110相同的功能。这种布置有助于在可移动部分104运动时防止可移动部分104从静态部分101的表面106上抬离。

图23和图24示出了偏置装置的第二改进，其中设置了两个弹簧110，并且该两个弹簧110没有连接到主体101。而是，静态部分101包括从表面106突出并悬挂可移动部分104的臂150。弹簧110在一端处连接到臂150，在另一端处连接到可移动部分104，以提供与上述示例中的单个弹簧110相同的功能。

图25和图26示出了偏置装置的第三改进，其中弹簧110由一对挠曲件150代替，每个挠曲件150从表面106突出并接合可移动部分151的上表面151。挠曲件150由于其弹性而将可移动部分104偏置成与表面106接触，因此充当弹性偏置元件，提供与上述示例中的单个弹簧110相同的功能。

一般来说，弹簧110可以由一种类型的偏置装置代替，例如磁性偏置装置，该偏置装置通过除弹性元件之外的方式施加偏置。图27示出了偏置装置的第四改进，其中弹簧110被磁性偏置装置160代替，磁性偏置装置160由静态磁体161和可移动磁体162形成。静态磁体161在表面106下方设置在静态部分101中。可移动磁体162设置在可移动部分104中。静态磁体161和可移动磁体162被磁性吸引在一起，以将可移动部分104偏置成与表面106接触，从而提供与弹簧110相同的功能，如上所述。

在上述实施例中，静态部分101包括比可移动部分104大的单个表面106，该表面接触可移动部分104的单个的面对的表面。然而，这并不重要。在其他实施例中，静态部分101可以具有与接触可移动部分104的表面106相对应的多个轴承表面。类似地，可移动部分104可以包括多个轴承元件，每个轴承元件包括接触表面106的面对表面106的表面或者多个轴承表面(如果存在的话)。

举例来说，图28和图29示出了第二致动器组件200，当第二致动器组件200结合在如图30所示的相机装置300或其他光学装置中时，第二致动器组件200适于提供光学图像稳定(ois)。第二致动器组件200如下所述布置，但是总体上具有与wo-2017/755788中描述的致动器布置相似的布置和功能，除了下面描述的一些差异。因此，请参考wo-2017/755788。

第二致动器组件200包括可移动板260和支撑板250，在该示例中，可移动板260和支撑板250分别是第一部分和第二部分。可移动板260相对于支撑板260是可移动的，并且术语“可移动”是为了描述清楚而使用的，因为在正常使用中，支撑板250通常由用户保持静止，但是移动是相对的，因此如果可移动板260保持静止，则支撑板250将移动。

支撑板250和可移动板260是由金属制成的一体片材，例如诸如不锈钢的钢。支撑板250固定到支撑片材270。

第二致动器组件200可以结合在光学装置中，例如如图30所示的相机装置300，现在将对其进行描述。可移动板260支撑透镜组件301。支撑片材270固定到基座302，图像传感器303安装在基座302上，然而在其他类型的光学装置中可以省略图像传感器303。支撑板250和可移动板260中的每一个都设有与光轴o对准的中央孔，允许光从透镜组件301传递到图像传感器303，以允许图像传感器303捕获由透镜组件301形成的图像。

第二致动器组件200包括围绕光轴o间隔开的四个滑体轴承210，每个滑体轴承具有在图31中更详细示出的结构。每个滑体轴承210包括安装(例如通过粘合剂)在支撑板250上的轴承元件211，以及作为可移动板260的表面的轴承表面212(如图31所示，并且在可移动板260的下侧，如图28所示)。轴承元件211支承在轴承表面212上。特别地，轴承元件211的外表面213接触轴承表面212，轴承元件211的外表面213和轴承表面212彼此共形(conform)。滑体轴承210可以如wo-2017/755788中进一步详细描述的那样布置。

因此，可移动板260能够相对于静态板260在滑体轴承210的轴承表面212上在正交于光轴o的两个维度中的任何方向上移动。

作为替代，滑体轴承210可以颠倒，以包括安装在可移动板260上的轴承元件以及作为支撑板250的表面的轴承表面。在这种情况下，支撑板250将形成第一部分，可移动板260将形成第二部分。在这个意义上，透镜组件301可以安装在第一部分和第二部分中的任何一个上。

第二致动器组件200包括连接在支撑板250和可移动板260之间的两个挠曲件267。在该示例中，挠曲件267在其一端处与可移动板260一体形成，并在其另一端处安装到支撑板250，然而挠曲件267可以与支撑板250一体形成并安装到可移动板260，或者可以是安装到支撑板250和可移动板260中的每一个的分离的元件。

挠曲件267是弹性的，因此是弹性偏置元件。挠曲件267被布置成充当弹性偏置装置，该弹性偏置装置将支撑板250偏置成与可移动板260的轴承表面212接触。这可以通过配置挠曲件267来实现，使得挠曲件267从其松弛状态偏转以提供预加载力，该预加载力提供偏置。这在可移动板260和轴承表面212之间产生反作用，并且在可移动板260和轴承表面212之间产生摩擦力。

同时，挠曲件267允许可移动板260相对于支撑板250正交于光轴o移动。

挠曲件267由提供期望的机械性能且导电的合适材料制成，使得挠曲件267可以电连接与其连接的sma致动器线280，用于传送提供给sma致动器线280的驱动电流。通常，该材料是具有相对高的产率(relativelyhighyield)的金属，例如钢，诸如不锈钢。

第二致动器组件200还包括连接在支撑板250和可移动板260之间的四个sma致动器线280。具体地，支撑板250形成有压接部251，可移动板260形成有压接部261，其中压接部251和261压接四个sma致动器线280，以将它们连接到支撑板250和移动板260。对比wo-2017/755788中公开的垂直于光轴o而延伸的sma致动器线280的布置，每个sma致动器线280相对于轴承表面212以大于0°的锐角α倾斜，以便在sma致动器线280收缩时施加力(“上压力”)，该力具有法向于轴承表面212的分力，以将支撑板250远离轴承表面212偏置，并且该力具有平行于轴承表面212的分力。

sma致动器线280具有围绕光轴o的布置，该布置与wo-2017/755788中描述的布置相同，使得每个sma致动器线80在不同方向上施加平行于轴承表面212的力的分力，并且sma致动器线280能够驱动可移动板260在表面106上在两个维度中相对于支撑板250移动。

由于sma致动器线280是相对的，因此它们的平均张力和因此上压力可以至少基本上独立于移动来控制。

sma致动器线280各自连接到控制电路，控制电路可以在集成电路芯片中实现。控制电路在使用中向sma致动器线280施加驱动信号，该驱动信号电阻性地加热sma致动器线280，使sma致动器线收缩。在操作中，选择性地驱动sma致动器线280，以使可移动板260相对于支撑板250在正交于光轴o的任何方向上沿着移动轴线移动。这种控制可用于正交于光轴o而相对于图像传感器移动透镜组件，以便提供如wo-2017/755788中所述的ois。

在没有施加驱动信号的情况下，sma致动器线280不收缩，因此挠曲件267将可移动板260偏置到轴承表面212上，产生摩擦力，该摩擦力足以将可移动板260保持在轴承表面212上的适当位置。在这种状态下，可移动板260被第二致动器组件200以零功耗保持在适当的位置。

当sma致动器线280处于未通电状态时，挠曲件267可被设计成提供足够的摩擦力以减少运动，从而提高第二致动器组件200的稳定性和/或减少可听见的噪声的风险。这一点很重要，因为在ois无效的情况下(例如，非常高的亮度级)能够关闭ois将降低功耗。在这种状态下，在典型的力作用在第二致动器组件200上的情况下，摩擦力应该将可移动板260保持在轴承表面212上的适当位置，该典型的力包括重力(其可以导致依赖于方位(姿态依赖))和惯性冲击力。否则，当第二致动器组件200振动时(例如，由于诸如移动电话(结合有第二致动器组件200)的设备的触觉效果)，存在第二致动器组件200不够稳定和/或产生可听见的噪声的风险(例如，在可移动板260和轴承表面212之间或在透镜组件301和相机装置300的外壳之间)。当第二致动器组件200未通电时，sma致动器线280将松弛并且不施加太大的力。因此，透镜组件301的位置将由以下力的相互作用来确定：

·透镜组件301和可移动板260的组合重量；

·挠曲件267的刚度(在移动平面内)；

·摩擦力；和

·惯性(当加速时)。

例如，当相机装置300以使光轴o水平被保持时，透镜位置将“下垂(sag)”，直到挠曲件267的复原力和摩擦力平衡了重量。

通常，摩擦力以及由此来自挠曲件267的偏置力的强度需要随着将要安装在可移动板260上的相机透镜组件的质量增加而增加。

另外，当相机加速时，硬惯性(hardinertia)可以相对于图像传感器303移动透镜组件301。这两种效果都是不理想的，会导致由于运动的模糊和对ois的潜在干扰。为了获得最佳的ois性能，需要刚性的稳定的系统。在sma致动器线280没有收缩的情况下，可移动板260和轴承表面212之间产生的摩擦力可以小于透镜组件301和可移动板260的总重量。在这种情况下，当相机装置300以使光轴水平被保持并且忽略系统中的其他力时，可移动板260在重力的作用下保持在轴承表面212上的适当位置。

如果在驱动sma致动器线280时遇到了达到这些效果的适当水平的摩擦力，那么这可能会妨碍ois性能。然而，由于sma致动器线280的倾斜，由sma致动器线280施加在支撑板250上的力具有法向于轴承表面212的分力，该分力将支撑板250远离轴承表面212偏置，从而减小支撑板250和轴承表面212之间的摩擦力，从而减小对ois性能的影响。

为了提供适当的减小程度，在(i)当sma致动器线280驱动可移动部分260的最大程度的相对移动时产生的摩擦力和(ii)在sma致动器线280没有收缩时产生的摩擦力之间的比率可以小于0.9，更优选小于0.7。发明人已经发现，这可以通过实际的设计参数组来实现，其中尤其包括大于0.5°的角度α。在较小的致动器中，0.5°或更小的角度通常与sma致动器线280的端部之间非实际的小高度差相关联，而在较大的致动器中，这种小角度通常不提供足够的上压力。可以使用更大的角度，但是通常会导致更高的致动器。

增加挠曲件267的刚度(在移动平面中)的替代方法将随着复原力变大而减小下垂，但是由于刚度干扰(例如通过减小冲程和转换速率(slewrate))sma致动器线280的性能，因此这是不希望的。

增加滑体轴承210的摩擦系数(例如通过表面粗糙度)的替代方法是不希望的，因为它会导致ois不稳定并降低性能。

原则上，这些问题可以通过减少透镜质量来减轻，但相对较重的透镜组件通常更有利于提高相机性能。

本领域技术人员应理解，尽管已描述了被认为是最佳模式的前述内容，以及在适当的情况下执行本技术的其他模式，但是本技术不应限于优选实施例的描述中公开的具体构型和方法。本领域技术人员应认识到，本技术具有广泛的应用范围，并且在不脱离所附权利要求所限定的任何发明构思的情况下，实施例可以进行宽范围的改进。