控制致动器组件的方法与流程

控制致动器组件的方法
1.背景
2.本技术总体上涉及一种控制致动器组件的方法以及一种致动器组件。
3.背景
4.致动器用于电子装置中，用于实现各种可移动部件中的运动，以实现期望的功能。然而，在一些致动器中，当电子装置被关闭时，可移动部件可能不期望地经历一定程度的自由移动。举例来说，wo2011/104518a公开了一种形状记忆合金(sma)装置，该形状记忆合金(sma)装置用于使用八根sma线(wire)来控制智能手机相机中的透镜托架。在通电时，sma线被选择性地收缩并引起可移动元件在收缩方向上的移动。停止供电后，sma线冷却，并且可不再处于张紧状态。由于透镜托架完全由sma线悬置，sma线中的松弛可能导致透镜托架中一定程度的自由移动。透镜托架中的这种自由移动可导致与其他部件的碰撞。这不仅会产生听得见的噪音，在一些情况下，甚至会导致部件以及sma线损坏。
5.概述
6.本发明提供了一种用于电子装置的致动器组件以及用于在待机模式期间或当电子装置被关闭时抵消电子装置中的加速度(诸如由突然移动、撞击和振动引起的加速度)的各种器件。换句话说，本发明可以相对于电子装置稳定各种可移动部件，即使当关键功能或整个电子装置被禁用时也是如此。因此，本发明可以消除或至少最小化电子装置的不同部件之间的碰撞的可能性，并且本发明可以有利地减少由这种碰撞产生的可闻噪声，以及延长电子装置的寿命。
7.根据本发明的第一方面，提供了一种控制电子装置的致动器组件的方法，致动器组件包括支撑结构和可相对于支撑结构移动的可移动部件，电子装置可在待机模式下操作，在待机模式期间，所述电子装置的至少一个关键功能被禁用，所述方法包括在进入待机模式期间或在进入待机模式时驱动所述可移动部件以抵消所述电子装置的加速度。
8.与电子装置完全工作时的工作模式相反，待机模式通常是指电子装置的一些(主要)部件未通电或未使用的状态。因此，在待机模式下，电子装置可以禁用其关键(或主要)功能中的一个或更多个，或者至少在对所述功能没有控制的状态下。更具体地，关键功能可以指电子装置主要被使用的功能。
9.例如，所述电子装置可以是触觉组件，其中所述可移动元件可以包括可相对于支撑结构移动以响应于用户按压或者其他形式的输入提供触觉反馈的按钮，并且其中，在待机模式期间，所述触觉反馈被禁用，例如，在用户按压或其他形式的输入期间不提供触觉反馈。在这种情况下，致动器可以在待机模式期间继续工作，以便抵消触觉组件中的移动。有利地，这样的布置可以限制或消除按钮中的自由移动，从而最小化由按钮和支撑结构之间因碰撞导致的可闻噪音的量和对按钮和支撑结构的损坏。此外，通过保持按钮和电子装置的支撑结构之间的相对位置，可以有利地允许按钮总是定位在期望的位置。在其他示例中，电子装置可以是振动马达、音频扬声器、显示器、用户界面或可致动的反射镜组件。
10.可替代地，电子装置可以是相机组件，其中，可移动元件可以包括透镜托架或图像传感器。透镜托架具有至少一个透镜，用于将图像聚焦到设置在所述支撑结构上的图像传
感器上，并且其中，在待机模式期间，或者至少在不控制图像传感器的状态下，图像传感器被禁用。在该示例中，至少图像传感器在待机模式下被禁用，但是致动器可以在待机模式期间继续工作，以便抵消相机组件中的移动。这是特别有利的，因为图像传感器或安装有透镜的透镜托架相对较重，因此本发明最小化或消除了对透镜和/或图像传感器的物理损坏以及对sma线或其它致动器部件的损坏。此外，通过减少透镜托架中的自由移动，透镜可以在待机模式中保持在其优选的焦点位置。
11.相反，一旦电子装置被关闭，致动器可能不会激活，直到电子装置再次通电，例如通过接收用户输入或电子器件(诸如来自定时器或遥控器的信号)而通电。因此，在关闭时，致动器可以在停用之前将可移动元件置于“安全”位置，以便抵消电子装置中的加速度。
12.致动器可以是用于相机或移动电话的微致动器。在一些实施例中，致动器包括音圈马达(vcm)。在其他一些实施例中，致动器可以是形状记忆合金(sma)致动器，其包括连接支撑结构和可移动部件的一根或更多根sma线，该一根sma线或每根sma线被配置为在收缩时实现可移动部件(例如透镜托架)沿着多个轴线的移动。这样的布置使得在工作模式期间在致动一些或所有sma线时能够执行至少自动聚焦(af)和光学图像稳定(ois)。sma线可以在不同的方向上延伸并且彼此非常接近。例如，每根sma线可以优选地是sma线，或者它可以是由sma材料形成的条或杆。
13.术语“形状记忆合金(sma)线”可以指任何包括sma的元件。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。还可能的是，sma线的长度(无论如何定义)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，sma线可以是柔性的。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不是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线可以是一大段sma线的一部分。该一大段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。
14.sma致动器线可以由任何合适的形状记忆合金材料(通常是镍钛合金(例如镍钛诺))形成，但是sma致动器线也可以包含第三组分，例如铜。sma致动器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的横截面直径，其能够生成在120mn至200mn之间的最大力，同时将sma线中的应变保持在安全限度内(例如，长度比原始长度减少2％-3％)。将每根sma线的直径从25μμm增加到35μμm会使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。优选地，sma线能够传递大的力，例如在1.2n至3n之间，更优选在1.2n至10n之间，同时将sma线中的应变保持在安全限度内(例如，长度比原始长度减少2％-3％)。该力可取决于所需的目标位移。
15.在未通电状态下，sma线可以具有一定程度的松弛，其中，在通电时，未通电的sma线可以收缩，从而消除其中的松弛。更具体地，当致动器断电时，未通电的sma线以及它所连
接的透镜托架或图像传感器可以具有一定程度的自由移动。因此，当设备处于运动中或遇到突然移动或加速度时，例如在运输过程中，由于与其他部件和/或其他线的磨损，sma线可能会随着时间的推移经历大量的磨损。在一些严重的情况下，sma线可能会由于透镜托架或图像传感器的动量而断裂。在透镜托架仅由sma线支撑或悬置的致动器中，例如比如wo2011/104518a中公开的实施例，这种问题可能是突出的。
16.在待机模式中，致动器可以连续地或根据需要主动地抵消致动器组件中的移动。也就是说，致动器可以主动地在可移动元件上施加力，以便对抗电子装置中的加速度。在一些实施例中，在待机模式期间，致动器被配置为仅激活以抵消电子组件中的加速度。例如，在相机组件的情况下，致动器可以不被激活以驱动或移动透镜托架或图像传感器用于其他功能，例如在所述待机模式期间将图像对准到图像传感器上。
17.可选地，该方法包括在待机模式期间接收指示电子装置中的加速度和/或加速度开始的信号；在接收到所述信号时，激活所述致动器以抵消所述加速度。例如，信号可以由加速度计和/或陀螺仪生成，所述加速度计和/或陀螺仪被配置为检测电子设备中的移动的方向、幅度和频率中的一个或更多个。因此，该方法还可以包括通过加速度计和/或陀螺仪检测电子设备中的加速度的方向、幅度和频率中的一个或更多个；并产生信号。
18.加速度计和/或陀螺仪可以是致动器组件的部件，例如，加速度计和/或陀螺仪可以是适用于执行ois的相同加速度计和/或陀螺仪。可替代地或附加地，加速度计可以是包括致动器组件的电子装置的部件，或者包括电子装置的设备。也就是说，加速度计可以输出适用于装置的其他部件的信号。在使用中，加速度计可以在检测到设备中的移动时产生信号，并且在接收到这种信号时，控制器可以产生驱动信号以驱动致动器中的移动。
19.可替代地或附加地，该方法还包括产生用于激活辅助致动器的信号，其中辅助致动器的运动导致电子设备中的加速度；辅助致动器包括振动马达、触觉驱动器和扬声器中的一个或更多个。例如，该信号可以包括由控制器产生的驱动信号。辅助致动器可以是独立于致动器组件的致动器。也就是说，振动马达可以是设置在电子装置中的部件，该部件被配置为在电子装置中产生振动或触觉运动，以便提醒用户传入消息或电话呼叫，或者指示用户输入。所述振动或触觉运动可导致透镜托架或图像传感器振动，或在某些情况下可导致透镜托架或图像传感器共振。在这种情况下，在向振动马达发送控制信号时，控制器还可以向致动器发送驱动信号(以相同或不同的形式)以抵消振动运动。
20.可选地，该方法还包括将可移动部件驱动和/或保持到预定位置以抵消电子装置中的加速度，其中，在所述预定位置，降低了移动部件与致动器组件和/或电子装置的其他部件之间的碰撞风险。在一些实施例中，可移动部件可以根据以下中的一个或更多个移动到多个预定位置中的一个：可移动部件在执行抵消之前的位置；或者电子装置中的移动的特性(例如，移动的幅度、频率和/或方向)。在待机模式下，可移动部件可以移动到并保持在预定位置，直到电子设备中的加速度停止。可替代地或另外地，在进入待机模式时或在关闭电子装置时，可移动部件可以移动到并保持在预定位置，而不管电子装置中是否存在加速度，例如，致动器被置于“安全”位置。
21.可选地，预定位置包括中心位置，其中，在中心位置处，可移动部件基本上定位在其沿着一个或更多个轴线的移动范围的中点处。移动范围可以被定义为沿着一个或更多个轴线的运动行程。可选地，在中心位置处，可移动部件基本上定位在其沿着所有允许移动的
轴线的移动范围的中点。例如，在中心位置处，可移动部件可以沿着x、y和z轴线定位在其移动范围的中点。这样的布置可有利地确保可移动部件沿轴线中的至少一个定位成离致动器组件的其它部件(例如，支撑结构和可附接到支撑结构的屏蔽罩)最远。
22.可选地，在预定位置处，可移动部件沿一个或更多个轴线定位为离支撑结构的至少一个表面最远。例如，可移动部件可以位于离支撑结构的给定表面最远的位置。这可以有利地允许在透镜托架和支撑结构的所述部分之间提供最大间隙，其中所述给定表面可能特别容易发出噪声或受到由与透镜托架(例如导电轨道和电子端子)的碰撞和/或接触引起的损坏。
23.可替代地，在预定位置处，可移动部件紧邻支撑结构的表面定位。例如，可移动部件可以被布置成在预定位置与支撑结构接触和/或被保持在支撑结构上。当电子装置经历加速度时，可移动部件可以继续保持与支撑结构接触，因此这样的布置可以防止它们之间的碰撞。在其他实施例中，特别是在电子装置中突然和意外移动的情况下，可移动元件可能经历一定程度的抖动。然而，由于可移动部件非常接近支撑结构，噪音以及由碰撞导致的损坏风险大大降低。
24.可选地，该方法还包括通过保持器件将可移动元件保持在预定位置，以抵消电子装置中的加速度。例如，可以提供保持器件，用于防止可移动部件和支撑结构的表面之间的滑动。保持器件可以包括突起、凹口、比支撑结构或可移动元件上的其他表面具有更高表面粗糙度的高摩擦表面、夹具和卡口安装件中的一个或更多个。保持器件的使用可能是特别有利的，因为它可以帮助将可移动部件保持在支撑结构的表面上，从而抵消电子装置中的加速度。
25.高摩擦表面可以具有至少0.1mm、0.2mm或至少0.5mm的表面粗糙度。例如，当透镜托架与支撑结构或透镜托架的粗糙表面接触时，粗糙表面处摩擦的增加可以防止透镜托架和支撑结构之间的横向运动或滑动。可替代地或另外地，保持器件可以是与透镜托架的表面轮廓相对应的突起(例如脊)或凹口(例如凹坑或凹槽)。可替代地或附加地，保持器件可包括磁性附接件，该磁性附接件包括设置在支撑结构和/或可移动部件上的一个或更多个磁体，用于防止可移动部件中的移动。
26.可选地，该方法还包括通过致动器或物理输入在保持器件上施加力，以将可移动部件驱动和/或保持至预定位置。例如，可以提供夹具以将透镜托架保持在支撑结构的表面上，其中，致动器可以被配置成通过夹具迫使透镜托架进入预定位置。换句话说，致动器可以接合夹具以将透镜托架锁定在预定位置。有利地，这样的布置可以允许透镜托架保持在预定位置，即使致动器未通电，例如当电子装置被断电时。致动器可以是在可移动元件中实现运动的相同的致动器，或者致动器可以是与所述致动器分离的不同的致动器。在一些实施例中，夹具可以由用户物理接合。
27.可替代地或附加地，保持器件可以是卡口配件，例如可在引导槽中移动的销。例如，致动器可以在进入待机模式期间或在进入待机模式时或在关闭电子装置时操纵透镜托架进入卡口配件中的锁定位置。当电子装置被置于工作模式时，透镜托架可以通过致动器从锁定位置释放。
28.可选地，致动器可以抵靠支撑结构的所述表面在可移动部件上施加偏置力。即，偏置力可以在垂直于支撑结构的表面的方向上作用。偏置力可以增加可移动部件和支撑结构
之间的摩擦，从而减少可移动部件中的自由移动的量。在一些实施例中，偏置力可以是基于电子设备中的运动的幅度、方向和/或频率。更具体地，偏置力可以对移动的特性做出反应，从而偏置力可以允许可移动部件更有效地保持在支撑表面上。
29.可替代地或另外地，该方法还包括通过一个或更多个磁体朝向或远离支撑结构的所述表面吸引或排斥可移动部件。一个或更多个磁体可以设置在可移动部件或支撑结构上。当可移动部件和支撑结构中的一个由铁磁性材料形成时，可以使用单个磁体。可替代地，可提供至少一对磁体以实现磁吸引。磁体的吸引力可以帮助偏置力以减少可移动部件中的自由移动。在一些情况下，磁体可以提供偏置力来代替由致动器产生的偏置力。也就是说，当致动器不通电时，例如一旦致动器已经将可移动部件移动到磁体附近，这种布置可以允许可移动部件保持在适当的位置。有利地，这样的布置可以允许可移动部件被锁定在适当的位置，直到致动器被置于工作模式。在正常操作期间，例如在工作模式中，磁吸引/排斥可不影响可移动部件的移动，因为可移动部件在不受磁场影响的位置操作。
30.可替代地或附加地，该方法还包括通过偏置器件将可移动部件偏置在支撑结构的所述表面上。偏置器件可以是弹簧板、螺旋弹簧、弹性元件或任何其他合适的器件。类似于磁性布置，偏置器件可以提供偏置力来代替由致动器产生的偏置力。当致动器不再通电时，这可允许可移动部件保持在适当位置。有利地，这样的布置可以允许可移动部件被锁定在适当的位置，直到致动器被置于工作模式。在正常操作期间，例如在工作模式下，偏置器件可以被释放，因此偏置器件可以不影响可移动部件的移动。
31.可选地，所述抵消包括对抗在电子装置中所检测到的移动而驱动可移动部件，从而避免可移动部件和致动器组件的其他部件之间的碰撞。所述驱动包括针对所检测到的电子装置中的移动在所述透镜托架上施加力，所述移动可由加速度计和/或陀螺仪检测到。该力可以足够强以保持可移动部件和支撑结构之间的相对位置，或者它可以仅仅足以抑制电子装置中的移动的一部分，从而可以降低透镜托架和支撑结构和/或电子装置的其他部分之间的碰撞的风险。可选地，抵消包括基于在电子部件中检测到的移动的方向、幅度和频率中的一个或更多个来驱动可移动部件。
32.根据本发明的第二方面，提供了根据第一方面的致动器组件，其中致动器包括音圈马达(vcm)或形状记忆合金(sma)致动器，该形状记忆合金(sma)致动器具有连接支撑结构和可移动部件的一根或更多根sma线，该sma线或每根sma线被配置成在收缩时在所述可移动部件中产生加速度或至少抵消所述电子装置的加速度。
33.致动器组件可包括以下中的一项或更多项：加速度计、陀螺仪、辅助致动器、控制器、一个或更多个磁体、偏置器件和保持器件，该保持器件具有突起、凹口、比支撑结构或可移动元件上的其他表面具有更高表面粗糙度或弹性的高摩擦表面、夹具和卡口安装件中的一个或更多个。
34.可选地，电子设备是相机组件，其中，可移动元件包括透镜托架，透镜托架具有用于将图像聚焦到设置在支撑结构上的图像传感器上的至少一个透镜，并且其中在待机模式期间，图像传感器被禁用。
35.可替代地，电子装置是相机组件，并且其中可移动部件在其上支撑图像传感器，并且其中，在待机模式期间所述图像传感器被禁用。
36.可替代地，所述电子装置是触觉组件，其中所述触觉组件包括可移动到支撑结构
以响应于用户按压提供触觉反馈的按钮，并且其中，在所述待机模式期间，所述触觉反馈被禁用。
37.根据本发明的第三实施例，提供了一种用于电子装置的致动器组件，包括：
38.支撑结构；
39.可移动部件，其可相对于支撑结构移动；
40.形状记忆合金(sma)致动器，该形状记忆合金(sma)致动器具有连接在可移动部件和支撑结构之间的至少一根sma线，其中至少一根sma线被配置成在收缩时驱动可移动部件的移动；以及
41.减震器，其设置在可移动部件和支撑结构上的相邻表面中和/或连接在可移动部件和支撑结构上的相邻表面之间，其中，减震器被配置成抑制所述相邻表面之间的冲击。
42.减震器可以吸收、抑制由冲击产生的震动，或者它可以完全防止冲击。因此，有利地，提供减震器可以减少突然加速度期间的可闻噪音，以及延长致动器组件的寿命。
43.可选地，减震器形成在可移动部件和/或支撑结构的表面上，其中，减震器包括可变形元件、弹性元件、粘性流体和凝胶中的一种或更多种。减震器可以突出于所述表面，使得在冲击期间可移动部件和支撑结构的相邻表面不接触。
44.可选地，减震器包括连接在可移动部件和/或支撑结构之间的弹性构件，并且其中，弹性构件被配置为一旦可移动部件已经移动到预定移动范围之外，则对可移动部件的移动施加相当大的偏置力。预定的移动范围可以是可由致动器实现的可移动部件中的运动范围，其中，当电子装置经历突然加速时，可移动部件可以被强制超出所述移动范围。因此，弹性构件可以使可移动部件偏置和保持在所述移动范围内。在一些实施例中，弹性构件是挠曲部。挠曲部可以具有类似发夹的u形轮廓。
45.可选地，弹性构件从可移动部件径向延伸，并且其中，弹性构件被配置成朝向预定位置偏置可移动部件。例如，弹性构件可以是桥接在可移动部件和支撑结构之间的一个或更多个固定件或弹性梁。在一些实施例中，弹性构件可以是在可移动部件和支撑结构之间径向延伸的隔膜。
46.根据本发明的第三方面，提供了一种用于电子装置的致动器组件，包括：
47.支撑结构；
48.可移动部件，其可相对于支撑结构移动；
49.形状记忆合金(sma)致动器，该形状记忆合金(sma)致动器具有连接在可移动部件和支撑结构之间的至少一根sma线，其中，至少一根sma线被配置成在收缩时驱动可移动部件的移动；以及
50.保持器件，用于在至少一根sma线未通电时将可移动部件保持在预定位置以抵消电子设备中的加速度。
51.可选地，保持器件包括突起、凹口、磁性附接件、比支撑结构或可移动部件上的其他表面具有更高表面粗糙度或弹性的高摩擦表面、夹具和卡口安装件中的一个或更多个。
52.根据本发明的第四方面，提供了一种用于电子装置的致动器组件，包括：
53.支撑结构；
54.可移动部件，其可相对于支撑结构移动，可移动部件包括主体和弹性地连接到主体的端部的端部止挡；以及
55.形状记忆合金(sma)致动器，该形状记忆合金致动器具有连接在可移动部件的端部止挡和支撑结构之间的至少一根sma线，其中，至少一根sma线被配置成在收缩时驱动可移动部件中的移动；
56.其中，在停止向sma致动器提供能量时，端部止挡被配置成通过弹性连接部偏置抵靠支撑结构，以便减少可移动部件中的移动，并且在收缩时，sma线将端部止挡拉向主体，从而允许可移动部件中的移动。
57.换句话说，弹性加载的端部止挡可以用作保持器件。例如，当sma致动器未通电时，例如当sma线具有一定程度的松弛时，端部止挡和可移动部件的主体之间的弹性连接部被配置成对支撑结构施加偏置力以将其保持在适当位置。在通电时，sma线可配置成张紧并由此克服弹性连接部的偏置力以使端部止挡和主体两者一致地移动。有利地，这种布置可以允许保持器件自动接合，例如，可移动元件可以在收缩期间由通电的sma线支撑，或者当sma线不通电时，可移动元件可以由端部止挡悬置。
58.可选地，端部止挡与主体一体形成，并被配置成围绕弹性连接部枢转。有利地，这样的布置可以简化制造过程。在其他一些情况下，端部止挡和主体可以分立地形成并由弹性元件桥接。有利地，这样的布置可以允许弹性元件的弹性被微调，因此不必具有与主体和端部止挡相同的弹性性质。
59.来自本发明任何方面的特征可以与来自任何其他方面的特征相结合。
60.附图简述
61.现在将参考附图仅以示例的方式描述本发明的某些实施例，在附图中：
62.图1是根据参考实施例的相机中的sma致动器线布置的分解图；
63.图2a和图2b是示出根据本发明的实施例的控制sma致动器组件的方法的流程图；
64.图3a和图3b分别是根据本发明的第一实施例的sma致动器的平面截面图和侧视截面图；
65.图4a和图4b分别是根据本发明的第二实施例的sma致动器的平面截面图和侧视截面图；
66.图5a和图5b分别是根据本发明的第三实施例的sma致动器的平面截面图和侧视截面图；
67.图6a和图6b分别是根据本发明的第四实施例的sma致动器的平面截面图和侧视截面图。
68.图7a和图7b分别是根据本发明的第五实施例的sma致动器的平面截面图和侧视截面图。
69.图7c和图7d分别是根据本发明的第六实施例的处于第一位置和第二位置的sma致动器的侧视截面图；
70.图7e和图7f分别是根据本发明的第七实施例的处于第一位置和第二位置的sma致动器的侧视截面图；
71.图8a和图8b分别是根据本发明的第八实施例的处于第一位置和第二位置的sma致动器的侧视截面图；
72.图9a和图9b分别是根据本发明的第九实施例的处于第一位置和第二位置的sma致动器的侧视截面图；
73.图10a和图10b分别是根据本发明的第十实施例的sma致动器的平面截面图和侧视截面图；
74.图10c和图10d分别是根据本发明的第十一实施例的sma致动器的平面截面图和侧视截面图；
75.图11a和图11b分别是根据本发明的第十二实施例的sma致动器的平面截面图和侧视截面图；
76.图12a和图12b分别是根据本发明的第十三实施例的sma致动器的平面截面图和侧视截面图；
77.图13a和图13b分别是根据本发明的第十四实施例的sma致动器的平面截面图和侧视截面图；
78.图14a是本发明的第十五实施例的sma致动器的平面截面图；以及
79.图14b和图14c分别是处于第一位置和第二位置的图14a的sma致动器的侧视截面图。
80.详细描述
81.图1示出了根据参考实施例的微型相机中的形状记忆合金(sma)致动器线布置10或致动器装置的分解图。sma致动器布置10包括支撑结构5，支撑结构5包括基座11和附接到基座11的屏蔽罩(screening can)12，基座11是用于安装图像传感器的集成底盘和传感器支架。sma致动器布置10包括可移动部件6，可移动部件6是包括承载至少一个透镜(未示出)的透镜托架13的相机透镜组件。
82.在该示例中，致动器10包括八根sma线2，每根sma线2附接在支撑结构5和可移动部件6之间。当沿着光轴沿着第一方向观察时，sma致动器布置10的四个侧中的每一侧上各设置有一对彼此交叉的sma线2。sma线2以这样的构型附接到静态部件5和移动部件6，在该构型中，sma线2在加热时收缩，从而提供具有多个自由度的移动部件5的相对运动。这样的布置使得微型相机能够在工作模式期间(即当微型相机的图像传感器被启用时)提供自动对焦(af)和光学图像稳定(ois)两者。
83.因此，关于每对sma线2，sma线2在一端附接到两个静态安装部分15，该两个静态安装部分15本身安装到静态部件5，用于将sma线2附接到静态部件5。静态安装部分15彼此相邻，但是被分开，以允许它们处于不同的电势。
84.类似地，关于每对sma线2，sma线2在一端附接到移动安装部分16，移动安装部分16本身安装到移动部件6，用于将sma线2附接到移动部件6。移动部件6还包括连接到每个移动安装部分16的导电环17，用于在移动部件6处将sma线2电连接在一起。
85.静态安装部分15和移动安装部分16包括压接凸片23，压接凸片23可以形成压接部并用于保持sma线2。移动安装部分16可以包括电连接凸片31，用于提供与导电环17的电连接。因此，在图1所示的示例中，形成压接部的压接凸片23是致动器布置10的静态部分和移动部分的一体部分。在国际专利公开第wo2016/189314号中描述了用于形成压接部并将sma线捕获到压接凸片23内的方法。
86.实际上，当sma线2未通电时，即当sma致动器10断电时，sma线2可能不再处于张紧状态下。在一些情况下，在未通电的sma线2中可以观察到一定程度的松弛。这可能会导致sma线自由运动，并且在某些情况下还会导致透镜托架自由运动。这种自由运动导致sma线
相互接触和摩擦，导致线磨损和损耗。
87.该微型相机还可在待机模式下操作。在待机模式期间，微型相机的关键功能(如图像传感)被关闭。然而，在待机模式期间，致动器组件可以保持功能，例如，sma线保持可致动以在透镜托架上施加力。因此，通过致动sma线中的一根或更多根，致动器被构造成在待机模式期间主动抵消相机中的移动。
88.图2a示出了说明根据本发明的用于控制致动器组件的方法之一的工艺流程图。在待机模式下，相机的控制器接收指示电子装置(100)中的移动的信号。信号可以指示所述移动的幅度、方向和频率中的一个或更多个。该信号可以由传感器(例如相机的加速度计和/或陀螺仪)产生，例如，传感器可以由相机的其他部件使用。或者，加速度计和/或陀螺仪可以形成致动器组件的一部分。可替代地，信号可以是指示相机中的运动开始的信号。在这种情况下，信号可以是用于激活辅助致动器(例如触觉组件、振动马达或扬声器)的驱动信号。
89.响应于信号，控制器产生驱动信号以使一根或更多根sma线(200)收缩。每根sma线中的收缩程度可以是基于相机中检测到的移动的特征(例如，幅度、方向和频率)。这使得透镜托架以匹配于或至少类似于检测到的移动或加速度的幅度和频率在相反的方向上移动(300)。因此，这种布置通过阻尼或稳定透镜托架来主动抵消相机中的移动或加速度。
90.在一些实施例中，驱动信号可以不引起透镜托架中的移动或加速度，透镜托架可以仅仅拉紧sma线以消除其中的松弛。这导致透镜托架中的自由移动显著减少。特别地，当相机被置于待机模式时，这种张紧可能会持续发生。
91.可替代地，驱动信号可以使透镜托架移动和/或保持在预定位置，在该位置，透镜托架不太容易与支撑结构和/或相机的其他部分碰撞。在相机中的运动或加速度消退后，透镜托架可以停留在预定位置。因此，透镜托架被称为处于“安全”位置。
92.特别地，如图2b所示，一旦微型相机进入待机模式，或者当微型相机被关闭时，透镜托架可以被驱动到“安全”位置。
93.图3a和图3b分别是根据本发明的第一实施例的sma致动器310的平面图和侧视图。在所示的实施例中，响应于指示设备中的移动的信号，透镜托架6已经被放入预定位置。预定位置是中心位置，在该中心位置，透镜托架6位于沿着x、y和z轴的移动范围的大体上中点处。在该中心位置，透镜托架定位在离支撑结构5和致动器组件的其他部分(例如屏蔽罩)最远的地方，因此在在透镜托架和支撑结构5以及致动器组件的其他部分之间提供了显著的间隙并降低了碰撞的风险。
94.图4a和图4b分别是根据本发明的第二实施例的sma致动器410的平面图和侧视图。在该实施例中，响应于指示装置中的移动的信号，透镜托架6已被放入预定位置。在该位置，透镜托架6至少接触支撑结构5的侧表面。通过使两个部分彼此非常接近，由透镜托架6和支撑结构5之间的碰撞产生的能量显著降低，从而由碰撞导致的损坏的风险相应降低。
95.图5a和图5b分别是根据本发明的第三实施例的sma致动器510的平面图和侧视图。在该实施例中，透镜托架6在预定位置接触支撑结构5的至少一个基座。由于在两个部分之间存在极小的间隙，由这两个部分之间的碰撞产生的能量显著降低，因此由碰撞导致的损坏的风险相应降低。
96.在一些其他实施例中，透镜托架6可以在预定位置处接触支撑结构5的侧壁和基座两者。例如，透镜托架6可以退回到支撑结构5的拐角中。
97.图6a和图6b分别是根据本发明的第四实施例的sma致动器610的平面图和侧视图。在该实施例中，透镜托架6在其周边区域中设置有一对磁体50。磁体50被配置为当透镜托架6和支撑结构5的金属部分彼此接近时(例如一旦透镜托架6已经被安置处于如图5a和图5b所示的致动器位置)使透镜托架6被吸引到支撑结构5的金属部分上。在一些情况下，致动器可能不需要使透镜托架6朝着磁体50移动来形成附接。即，透镜托架6可通过重力下落就位。可替代地，磁体可以被配置成例如一旦透镜托架6已经被安置到如图4a和图4b所示的致动器位置，则使透镜托架6被吸引到支撑结构5的侧壁上。有利地，这允许透镜托架6更有效地保持在支撑结构的表面上。此外，即使对致动器的电力供应停止之后，吸引力也可能使透镜托架保持在其上。一旦相机被置于工作模式，吸引力可以被致动器克服，例如，当相机以全部功能操作时，吸引力可以不影响透镜托架的移动。理想情况下，磁体位于透镜托架上，因此在工作模式期间其不会对图像传感器造成磁干扰。然而，磁体可以被放置在相机中的其他部件(例如支撑结构，或者屏蔽/屏护罩)上，其中，磁体可以被配置成将透镜托架朝向支撑结构驱斥。
98.在图6b中，sma致动器610还包括位于支撑结构5上的多个脊52，每个脊52与设置在透镜托架6的基座上的相应凹槽52互补。因此，当透镜托架6被朝向支撑结构5磁偏置时，相对于光轴的横向移动被显著地限制，或者被完全阻止。
99.图7a和图7b分别是根据本发明的第五实施例的sma致动器710的平面图和侧视图。在该实施例中，支撑结构5包括沿其表面延伸的凹槽形式的一个或更多个凹口54。一个或更多个凹口54也可以设置在透镜托架6的相邻表面上。在一些实施例中，一个或更多个突起可以按照透镜托架的表面轮廓设置在支撑结构上。这样的布置增加了透镜托架6和支撑结构5之间的摩擦，从而当透镜托架被置于如图7a和图7b所示的位置时减小透镜托架中的横向移动量。
100.图7c和图7d分别是根据本发明的第六实施例的处于第一位置和第二位置的sma致动器的侧视截面图。更具体地，在图7c中，透镜托架6可通过sma致动器以不受限制的方式移动，其中在图7d中，透镜托架被放入预定位置，例如“安全”位置，以抵消横向移动。如图所示，透镜托架6的基座包括圆顶形突起55，该圆顶形突起55装配到支撑结构5上的凹口54中。这可允许圆顶形突起55和凹口7更容易对准。在第二位置，这种圆顶形突起54形成透镜托架6和支撑结构5之间的唯一接触点。即，透镜托架6的基座脱离支撑结构5。
101.图7e和图7f分别是根据本发明的第七实施例的处于第一位置和第二位置的sma致动器的侧视截面图。sma致动器在结构和功能上类似于图7c和图7d所示的第六实施例，唯一的区别是图7e和图7f中的突起54是杆状突起。这样的布置可以提供更强的保护，防止透镜托架6和支撑结构5之间的滑动。
102.图8a和图8b分别是根据本发明的第八实施例的处于第一位置和第二位置的sma致动器的侧视截面图。在该实施例中，在透镜托架6下面延伸的弹簧夹具56被配置为例如通过屏蔽罩将透镜托架6偏置在支撑结构5上。因此，一旦对sma致动器的电力供应停止并且sma线不再拉紧，则透镜托架6就被弹簧夹具56推到并保持在屏蔽罩上的适当位置。在工作模式期间，sma线中的收缩克服了偏置力，从而导致透镜托架6中的移动。
103.图9a和图9b分别是根据本发明的第九实施例的处于第一位置和第二位置的sma致动器的侧视截面图。类似于图8a和图8b所示的实施例，sma致动器910依靠夹具58来将透镜
托架6驱动和保持在预定位置。更具体地说，一旦对sma致动器的电力供应停止并且sma线不再拉紧，透镜托架6就被夹具58推到并保持在屏蔽罩上的适当位置。在该实施例中，夹具58由致动器致动，因此夹具可以通过控制致动器而接合或脱离接合。在一些实施例中，这种致动器可以具有第二功能，即除了夹紧之外的第二功能。例如，这种致动器可以用于控制相机光圈。在其他实施例中，夹具58可以类似于图8a和图8b中所示的弹簧夹具56被弹簧加载。
104.图10a和图10b分别是根据本发明的第十实施例的sma致动器1010的平面截面图和侧视截面图。在本实施例中，透镜托架6的基座在其周边区域中具有突出部分。如图10a和图10b所示，冲击吸收涂层60设置在支撑结构5的与透镜托架6的顶部边缘、侧壁和突出部分相邻的表面上。冲击吸收涂层60由弹性材料形成，并且被配置为吸收支撑结构5和透镜托架6的突出部分之间的冲击。在一些其他实施例中，冲击吸收涂层可以由可变形材料(例如固体泡沫或粘弹性聚合物)形成。可替代地，冲击吸收涂层可以设置在透镜托架上，如图10c和图10d的sma致动器1010所示，或者设置在透镜托架6和支撑结构5两者的相邻表面上。
105.图11a和图11b分别是根据本发明的第十二实施例的sma致动器的平面截面图和侧视截面图。在该实施例中，透镜托架6设置有一定体积的阻尼凝胶62作为减震器。更具体地说，一定体积的阻尼凝胶62a被设置在沿着透镜托架6的与屏蔽罩12相邻的顶表面的凹口中，并布置成从该凹口突出。另外，另一体积的阻尼凝胶62b位于透镜托架6的基座处的突出部分和支撑结构5上的相邻凹口之间。阻尼凝胶62可以是在压缩时变形的粘性流体，从而吸收透镜托架6和支撑结构5之间的冲击。
106.在一些实施例中，透镜托架6可以通过偏置元件以类似于图3a和图3b的方式朝向其移动范围内的中心位置偏置。这在图12a和图12b中示出，其中图12a和图12b分别是根据本发明第十三实施例的sma致动器1210的平面截面图和侧视截面图。在该实施例中，弹性隔膜64覆盖透镜托架6和支撑结构5并在透镜托架6和支撑结构5之间延伸。弹性隔膜64可以是阻止远离中心位置的移动的橡胶裙部。在其他一些实施例中，一个或更多个弹性构件可以代替弹性隔膜64在透镜托架6和支撑结构5之间沿与光轴正交的方向延伸。
107.图13a和图13b分别是根据本发明的第十四实施例的sma致动器的平面截面图和侧视截面图。在该实施例中，一对相对的挠曲部66在透镜托架6和支撑结构5的相邻侧之间延伸。如图所示，每个挠曲部66具有类似发夹的u形轮廓。这样的设计可允许挠曲部66仅当透镜托架6延伸超过正常操作窗口时才朝向中心位置在透镜托架6上施加显著的偏置力。也就是说，这样的布置确保透镜托架66可以在其正常操作包络范围内自由移动，同时在超过sma线中的允许应变或与支撑结构5接触之前停止其移动。除了限制透镜托架6的横向移动之外，挠曲部66还可以限制透镜托架6以防止超出正常操作包络范围的轴向移动。
108.图14a是根据本发明的第十五实施例的sma致动器1410的平面截面图，并且图14a和图14b是该sma致动器1410穿过图14a中的平面a截取的侧视截面图，其中sma致动器1410分别处于第一位置和第二位置。sma致动器1410包括透镜托架6，该透镜托架6具有通过桥接连接部6c弹性地连接到端部止挡6b的主体6a。因此，端部止挡6b可绕桥接连接部6c枢转。一个或更多个透镜位于主体6a内。
109.如图14b和图14c所示，sma线2布置成在附接到支撑结构5的静态压接件15和附接到端部止挡6b的可移动压接件16之间延伸。因此，在收缩时，sma线2使端部止挡6b朝向主体6a旋转，直到两个部件在它们各自的边缘6d处接触，如图14b所示。sma线2中的进一步收缩
导致端部止挡6b和主体6a两者一致地移动，从而实现透镜托架6中的受控移动。
110.由桥接连接部6c施加的偏置力被配置成不干扰sma线2的操作。换句话说，偏置力与由sma线2中的收缩产生的力相比是微不足道的。
111.在停止能量供应时，sma线2冷却并松弛，如图14c所示。换言之，sma线2不再能够约束端部止挡6b，并且因此桥接连接部6c偏置端部止挡6b远离主体6a并朝向支撑结构5和屏蔽罩12。因此，当sma致动器1410不起作用时，端部止挡6b被配置成弹出并在位置68处接触支撑结构5和屏蔽罩12。由于sma线中的冷却或延伸是渐进的，所以这种布置可以减少接触期间的冲击。
112.此外，一旦支撑结构5和屏蔽罩12在位置68处接触，则桥接连接部6c继续对支撑结构5和屏蔽罩12施加偏置力。这允许透镜托架6在相机中应对突然的加速度而保持稳定。有利地，这样的布置允许枢转端部止挡以便以自动方式接合。
113.在所示实施例中，端部止挡6b和主体6a是两个分立形成的部件，由此桥接连接部6c包括连接在主体6a和端部止挡6b的第一侧上的弹性元件，例如弹性构件。在其他一些实施例中，主体6a和端部止挡6b一体形成，例如，主体6a和端部止挡6b之间的分离可以通过注射模制或机械加工来产生。
114.上述sma致动器组件包括sma线。术语“形状记忆合金(sma)线”可以指任何包含sma的元件。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，并且可以具有倒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。还可能的是，sma线的长度(无论如何定义)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，sma线可以是柔性的。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，sma线可以向元件施加力。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不是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线可以是较大的一大段sma线的一部分。这种一大段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。
115.要理解的是，可以存在上述示例的许多其他变型。