致动器组件的制作方法

致动器组件
1.本发明总体上涉及一种致动器组件，其中至少一个致动器部件驱动可移动部件相对于支撑结构的移动以产生螺旋移动，并且该致动器组件适于减少或避免在跌落测试期间对组件的损坏，并且特别是对形状记忆合金
(sma)
致动器组件的损坏
。
本发明还涉及制造这种致动器组件的方法
。
2.致动器组件可以被用于驱动可移动部件相对于支撑结构的平移移动
。
例如，这样的致动器组件可以被用于光学设备
(
诸如相机
)
中，以用于驱动相机透镜元件沿其光学轴线的平移移动，例如以实现聚焦
(
自动聚焦，
af)
或变焦
。
在
wo 2007/113478
中公开了这种类型的致动器组件的一些示例
。
在此，可移动部件是支撑在支撑结构上的相机透镜元件，并且
sma
线在其端部处连接到支撑结构并钩在相机透镜元件上的钩子上以驱动平移移动
。
3.在包括
sma
致动器组件在内的许多类型的致动器组件中，小型化是重要的设计标准
。
在许多应用中，期望在移动方向上最小化致动器组件的尺寸
。
例如，在致动器组件包括沿着光学轴线移动的透镜元件的情况中，希望最小化沿着光学轴线的尺寸
。
4.wo 2019/243849 a1
公开了一种示例性致动器组件，该致动器组件包括螺旋支承机构
(helical bearing arrangement)
，该螺旋支承机构引导可移动部件相对于支撑结构进行螺旋移动
。
这种螺旋移动涉及围绕螺旋轴线进行旋转以及沿着螺旋轴线进行整体平移
。sma
线连接在支撑结构和可移动部件之间，以驱动可移动部件围绕螺旋轴线进行旋转
。
由
sma
线的收缩驱动的旋转被螺旋支承机构转换成可移动部件的螺旋移动
。
因此，可移动部件的平移移动作为螺旋移动的一部分沿着螺旋轴线实现
。
5.致动器组件可以包括布置在支撑结构和可移动部件之间的支承机构，其在期望的运动范围内引导可移动部件的移动
。
支承机构可以包含布置在支撑结构和可移动部件之间的多个挠曲件，这些挠曲件布置成挠曲，以便允许和引导可移动部件的移动
。
6.然而，即使在中等的拉伸或压缩载荷下，挠曲件也容易损坏
。
过度的拉伸或压缩载荷会导致挠曲件非弹性地拉伸或压缩，从而永久性地损坏支承机构
。
当组件
(
或其所属的设备
)
经受跌落测试时，或者如果具有致动器组件的设备由于其他原因跌落或承受突然的高横向力时，可能会经历显著的拉伸或压缩载荷
。
7.如果由这种运动产生的大惯性力由支承机构承受，这可能导致损坏，例如通过压痕或不可逆的弯曲或拉伸损坏
。
8.本发明的一个目的是提供一种致动器组件，其适于减少或避免在跌落测试或其他冲击期间的损坏，这些冲击在致动器组件上施加超过正常操作的载荷的载荷
。
9.本发明的第一方面提供了一种致动器组件，该致动器组件包括：支撑结构；可移动部件，其可相对于支撑结构移动；支承机构，其将可移动部件支撑在支撑结构上，并被布置成引导可移动部件相对于支撑结构围绕螺旋轴线进行螺旋移动，其中，支承机构包括至少一个挠曲件，该至少一个挠曲件被布置成挠曲以引起所述引导；和至少一个致动器部件，其连接在支撑结构和可移动部件之间，并且被布置成在收缩时驱动可移动部件围绕螺旋轴线进行旋转，所述旋转通过支承机构被转换成围绕螺旋轴线的螺旋移动，其中，致动器组件包括弹性部分，弹性部分被配置成在组件的正常操作期间不变形，并且使得当组件承受超过
正常操作的外部载荷的外部载荷时，弹性部分被布置成变形，从而允许可移动部件相对于支撑结构移动
。
10.弹性部分可以被配置成通过以任何其他方式压缩
、
延伸
、
挠曲或变形而变形
。
11.组件的正常操作是指由于致动器部件的致动和支承机构的挠曲件的挠曲而导致的可移动部件相对于支撑结构的移动
。
弹性部分被布置成不会由于由致动器部件的致动而施加在支承机构上的力而变形
。
当组件承受超过由致动器部件施加的外部载荷
(
或者，更一般地，除了由致动器部件施加的力之外的力
)
的外部载荷
(
例如高于某个阈值的力
(
例如，高于由致动器部件施加的最大力
))
时，弹性部分可以变形，以便防止或减少对挠曲件的任何不期望的变形和损坏
。
当致动器组件跌落时，可能达到超过某个阈值的这种力
。
弹性部分可能仅在致动器组件上的冲击事件期间变形，例如当经历跌落或其他冲击时
。
12.弹性部分可以允许可移动部件以支承机构的正常操作不允许的方式相对于支撑结构移动
。
支承机构的正常操作可以允许可移动部件相对于支撑结构沿着围绕螺旋轴线的螺旋路径移动
。
当致动器组件承受超过正常操作的外部载荷的外部载荷
(
异常载荷
)
时，诸如在跌落测试或冲击期间，可移动部件会离开或偏离螺旋路径
。
13.优选地，当致动器组件不再承受异常载荷时，弹性部分的弹性特性使得可移动部件能够返回到其正常位置和正常移动范围
。
14.弹性部分的变形可以布置成优先于挠曲件的变形，或者优先于在致动器组件的正常操作期间挠曲的挠曲件的部分
。
因此，当组件承受异常载荷时，弹性部分可以保护挠曲件或挠曲件的操作部分免受损坏
。
15.支承机构可以包括机械连接到可移动部件的可移动板和机械连接到支撑结构的支撑板
。
至少一个挠曲件可以布置在可移动板和支撑板之间，以引导可移动板相对于支撑板围绕螺旋轴线进行螺旋移动
。
16.优选地，支承机构包括多个挠曲件，例如四个或更多个挠曲件
。
这可以允许相对于支撑结构更精确和
/
或可靠地引导可移动部件
。
17.弹性部分可以采取各种形式，并且可以位于致动器组件内的各种位置
。
18.弹性部分可以被布置成与支承机构机械串联
。
因此，弹性部分可以例如布置在支承机构和可移动部件之间
(
特别是在支承机构的可移动板和可移动部件之间
)。
可替代地或附加地，弹性部分可以布置在支承机构和支撑结构之间
(
特别是在支撑机构的支撑板和可移动部件之间
)。
19.这里的弹性部分可以例如采取柔顺粘合剂的形式，柔顺粘合剂用于将支承机构粘附到可移动部件和
/
或支撑结构
。
可替代地，弹性部分可以采取弹簧或其他弹性元件的形式，布置在支承机构和可移动部件和
/
或支撑结构之间
。
例如，弹性部分可以形成为支承机构的延伸部，并且可以与支承机构一体形成
。
20.弹性部分可以形成支承机构的一部分，即结合在支承机构中
。
例如，支承机构的可移动板可以形成为包括弹性部分的环形件
。
环形件可以在第一角度位置处连接到挠曲件，并且在偏离第一角度位置的第二角度位置处连接到可移动部件
。
优选地，圆形环形件在挠曲件的连接点之间
(
例如中间
)
连接到可移动部件
。
在与挠曲件的连接点和与可移动部件的连接点之间的圆形环形件的部分可以是弹性的，以便在跌落或其他冲击事件期间变形
。
21.弹性部分可以被布置成与支承机构的挠曲件机械串联
。
优选地，组件包括多个弹
性部分，每个弹性部分与支承机构的多个挠曲件中的相应挠曲件机械串联
。
弹性部分可以布置在每个挠曲件和可移动板之间和
/
或每个挠曲件和支撑板之间
。
因此，弹性部分可以布置在每个挠曲件和可移动部件之间和
/
或每个挠曲件和支撑结构之间
。
22.弹性部分可以与支承机构一体形成
。
例如，支承机构
(
包括可移动板
、
支撑板和挠曲件
)
并且弹性部分可以由诸如金属板的板材材料一体形成
。
23.因此，可以存在单个弹性部分或多个弹性部分
。
在存在多个弹性部分的情况下，这些弹性部分可以被布置成彼此在不同的方向上变形，以便使致动器组件能够响应不同方向上的外部载荷
。
在存在多个弹性部分的情况下，一些弹性部分
、
全部弹性部分或没有弹性部分可以被布置成当承受超过正常操作的外部载荷的外部载荷时压缩，而一些弹性部分
、
全部弹性部分或没有弹性部分可以被布置成在承受这样的载荷时延伸，并且一些弹性部分
、
全部弹性部分或没有弹性部分可以被布置成在承受这样的载荷时挠曲
。
致动器组件可以包含弹性部分的任意组合，弹性部分被布置成延伸
、
压缩或挠曲
。
24.在某些实施例中，弹性部分可以布置在支承机构和可移动部件之间
。
因此，在异常载荷下，弹性部分允许可移动部件相对于支承机构和支撑结构两者移动
。
25.在某些实施例中，弹性部分布置在支承机构和支撑结构之间
。
因此，在异常载荷下，弹性部分允许支承机构和可移动部件相对于支撑结构移动
。
26.在某些实施例中，弹性部分是支承机构的一部分
。
因此，弹性部分可以允许可移动部件在异常载荷下相对于支撑结构以与通常在正常操作中支承机构所允许的范围不同的范围移动
。
27.支承机构包括至少一个挠曲件，并且可以包括多个挠曲件
。
与包括例如平面支承件
(plain bearing)
或滚子支承件
(roller bearing)
的支承机构相比，在支承机构中使用挠曲件可以减少摩擦
。
28.致动器组件可以包括多个所述弹性部分，并且每个弹性部分可以仅联接到所述挠曲件中的一个
。
致动器组件还可以包括多个弹性部分，例如每个挠曲件对应两个弹性部分
。
29.一个或多于一个弹性部分可以布置成允许一定范围的运动
。
在某些设备中，当致动器组件承受异常载荷时，在某些方向或在某些平面中的运动可能是特别期望的
。
可以设置和布置多个弹性部分，以便通过多个弹性部分的不同组合的压缩
、
伸展或挠曲允许在一系列不同方向上
(
例如，沿着螺旋轴线或在与螺旋轴线正交的平面中
)
运动
。
30.例如，弹性部分可以在与螺旋轴线正交的平面中变形
。
弹性部分可以被限制在沿着螺旋轴线的方向上变形
。
这可以降低致动器组件沿螺旋轴线的高度，因此在紧凑的致动器组件
(
诸如在移动设备中使用的那些致动器组件
)
中尤其有利
。
31.可替代地，弹性部分可以被允许在平行于螺旋轴线的方向上变形
。
弹性部分可以被限制在正交于螺旋轴线的任何方向上变形
。
32.弹性部分可以被布置成变形以允许可移动部件在至少两个相反的方向上移动
。
例如，当弹性部分布置在挠曲件的两端上时，弹性部分中的一个可以允许可移动部件在第一方向上移动，而弹性部分中的另一个可以允许可移动部件在与第一方向相反的第二方向上移动
。
33.可替代地或附加地，弹性部分可以被布置成变形以允许可移动部件在至少两个正交方向上移动
。
34.弹性部分被配置成在组件的正常操作期间不变形，但是当组件承受超过正常操作的外部载荷的外部载荷时变形
。
这可以通过各种不同的方式来实现
。
35.弹性部分的刚度可以高于支承机构的挠曲件的刚度
。
这可以防止或限制弹性部分在组件的正常操作期间变形
。
可选择弹性部分的刚度，使得允许弹性部分在承受超过正常操作的外部载荷的外部载荷时变形
。
因此，弹性部分在异常载荷期间的变形可以至少减少挠曲件在异常载荷期间的变形，从而降低挠曲件损坏的风险
。
36.在优选的实施例中，弹性部分被预加载，使得弹性部分不会变形，直到弹性部分承受超过预定量的力
。
在这样的实施例中，弹性部分的刚度
(
一旦它承受超过预定量的力
)
可以小于挠曲件的刚度
。
这可能意味着弹性部分不会被“接合”，直到组件承受超过预定量的力
。
这可以确保弹性部分的设置不影响组件的正常操作，特别是在引导可移动部件的移动时不影响支撑机构的正常操作
。
37.预加载可以通过多种方式完成
。
38.例如，在一些机构中，弹性部分可以通过在与弹性部分允许的移动方向相反的方向上偏压弹性部分来预加载
。
弹性部分可以抵靠可移动部件的表面预加载或抵靠支撑结构的表面预加载
。
因此，弹性部分可以在正常操作期间与可移动部件或支撑结构接合
(
即邻接
)
，并且可以在跌落或其他冲击事件期间与可移动部件或支撑结构分离
。
39.在这种机构中，支承机构中的至少一个挠曲件可以具有在挠曲件的一端处的第一端部部分以及相对于第一端部部分在挠曲件的另一端处的第二端部部分，并且所述第一端部部分和所述第二端部部分可以包括弹性部分
。
第一端部部分可以形成为使得其在第一方向上
(
例如朝向可移动元件
)
被偏压，并且第二端部部分可以形成为使得其在与所述第一方向相反的第二方向上
(
例如朝向支撑结构
)
被偏压
。
第一端部部分可以被抵着可移动部件的表面偏压，且第二端部部分可以被抵着支撑结构的表面偏压
。
40.端部部分可能由于紧固到装置而偏压，使得端部部分被弯曲远离它们的无应力构型
。
41.端部部分可以布置成使得在挠曲件中引起张力的力引起所述端部部分中的一个变形，并且使得在挠曲件中引起压缩的力引起所述端部部分中的另一个变形
。
42.优选地，弹性部分可以在与螺旋轴线正交的平面中预加载
。
弹性部分可以在与螺旋轴线正交的平面内变形
。
这可以在沿着螺旋轴线的方向上减小致动器组件的尺寸，这在用于诸如移动电话的移动设备的致动器组件中可能是期望的
。
43.可替代地，弹性部分可以在平行于螺旋轴线的方向上预加载
。
44.可替代地或附加地，弹性部分可以通过可释放附接到致动器组件而被预加载，可释放附接使得在正常操作下弹性部分附接到致动器组件，并且当承受超过预定量的力时，弹性部分从附接释放
。
例如，可以提供磁性附接件，使得弹性部分由附接件的磁力保持，但是当致动器组件承受超过该磁力的力时，弹性部分被释放并可以变形
。
45.致动器组件还可以包括引导机构，该引导机构被布置成在弹性部分被压缩或延伸之后将以下中的一个或更多个引导回正常位置：可移动部件
、
支承机构
、
挠曲件或弹性部分
。
这可以允许致动器组件在承受异常载荷后容易地恢复到其正常位置
。
引导机构的例子包括自定心部件，诸如位于圆锥形突起上的孔
。
46.致动器组件还可以包括端部止挡，端部止挡被布置成防止可移动部件在至少一个
方向上移动
。
支承机构可以被配置成使得可移动元件在可移动元件的正常移动范围内不接触端部止挡
。
弹性部分可以被配置成当组件承受超过正常操作的外部载荷的外部载荷时允许可移动元件移动，以便接触端部止挡
。
47.在这种机构中，当组件承受异常载荷时，弹性部分允许可移动部件以受控方式移动以接触一个或多于一个端部止挡
。
端部止挡防止可移动部件在该方向上进一步移动，因此可以防止损坏可移动部件和
/
或支承机构
。
48.致动器组件还可以包括阻尼元件，该阻尼元件被布置成当组件承受超过正常操作的外部载荷的外部载荷时增加挠曲件的弹性
。
该阻尼元件可以布置成使得弹性元件优先于挠曲件的变形而变形
。
例如，阻尼元件可以连接到挠曲件或形成挠曲件的一部分，并且被布置成当挠曲件承受很大的力
(
该力导致快速运动
)
时，使得阻尼元件和挠曲件的组合的弹性增加，从而超过弹性元件对作用在相同方向上的力的弹性
。
49.在任何实际组合中，该方面的致动器组件可以包括该方面的一些上述可选和优选特征
、
全部上述可选和优选特征或不包括上述可选和优选特征
。
50.本发明的另一方面提供了一种相机装置，该相机装置包括：上述方面的致动器组件，包括该方面的一些可选和优选特征
、
全部可选和优选特征或不包括可选和优选特征；以及图像传感器，其相对于所述致动器组件的支撑结构固定；其中致动器组件的可移动部件包括透镜组件，透镜组件具有一个或更多个透镜，该一个或更多个透镜被配置成将图像聚焦到图像传感器上
。
51.相机装置还可以包括控制器，该控制器被布置成通过控制致动器组件来控制透镜组件相对于图像传感器的位置
。
因此，控制器可以使用致动器组件在相机装置中实现聚焦
(
诸如自动聚焦
、af)
和
/
或变焦
。
52.现在将通过示例的方式参考附图描述本发明的实施例，其中：
53.图1是根据本发明的一个实施例的致动器组件的示意图；
54.图2是图1所示的致动器组件的支承机构的平面图；
55.图
3a
至图
3c
示意性地示出了根据本发明实施例的致动器组件中允许的运动；
56.图
4a
至图
4c
示出了根据本发明实施例的致动器组件中使用的支承机构；
57.图
5a
至图
5e
示出了根据本发明另一实施例的致动器组件的多个部分；
58.图
6a
至图
6c
示出了根据本发明的一个实施例的致动器组件的多个部分；
59.图7示意性地示出了本发明实施例中阻尼的使用；
60.图8示出了根据本发明的实施例的形成致动器组件的一部分的支承机构的一部分；
61.图
9a
和图
9b
示出了根据本发明的一个实施例的致动器组件的一部分的机构
。
62.在图1中示意性地示出了结合在相机装置中的致动器组件
1。
致动器组件1包括支撑结构2，该支撑结构2具有安装在其上的图像传感器
3。
支撑结构2可以采取任何合适的形式，典型地包括基座4，图像传感器3固定到该基座
4。
支撑结构2还可以支撑控制器
5。
控制器5可以是集成电路
(ic)
芯片
5。
63.致动器组件1还包括可移动部件
10
，在该示例中可移动部件
10
包括透镜组件
。
透镜组件包括透镜
11
，但是可替代地透镜组件可以包括多于一个透镜
。
透镜组件具有与图像传感器3对准的光学轴线o，并且被布置成将图像聚焦在图像传感器3上
。
64.致动器组件1可以是微型设备
。
在微型设备的一些示例中，透镜
11(
或当提供时，多于一个透镜
)
可以具有至多
20mm、
优选地至多
15mm、
还优选地至多
10mm
的直径
。
然而，在替代实施例中可以使用更大的透镜
11。
65.尽管在该示例中的致动器组件1被结合在相机装置中，但这不是必需的
。
在一些示例中，致动器组件1可以被结合在光学设备中，其中可移动部件
10
包括透镜组件，但是没有图像传感器
。
在其他示例中，致动器组件1可以被结合在非光学设备类型的装置中，并且其中可移动部件
10
不包括透镜组件并且没有图像传感器
。
示例包括用于深度测绘
、
面部识别
、
游戏控制台
、
投影仪和安全扫描仪或触觉的装置
。
66.致动器组件1包括支承机构
20(
在图1中示意性地示出
)
，该支承机构
20
将可移动部件
10
支撑在支撑结构2上
。
本实施例中的支承机构
20
被布置成引导可移动部件
10
相对于支撑结构2围绕螺旋轴线h进行螺旋移动
。
可移动部件
10
可以沿着螺旋路径m相对于支撑结构2进行移动
。
本示例中的螺旋轴线h与光学轴线o重合，并且在图1中螺旋移动由箭头m示出
。
优选地，螺旋运动沿着右螺旋，即具有恒定半径的螺旋，但通常任何螺旋都是可能的
。
螺旋的螺距可以是恒定的，或者是沿着螺旋运动变化的
。
优选地，螺旋移动通常仅是一整圈螺旋的一小部分
(
少于四分之一
)。
67.由支承机构
20
引导的可移动部件
10
的螺旋运动包括沿着螺旋轴线h的平移移动的分量和围绕螺旋轴线h的旋转移动的分量
。
沿着螺旋轴线h的平移移动是可移动部件
10
的期望移动，例如在结合到相机装置中时，改变图像在图像传感器3上的聚焦和
/
或改变图像在图像传感器3上的放大倍数
(
变焦
)。
在该示例中，围绕螺旋轴线h的旋转移动不需要用于光学目的，但通常该螺旋移动是可接受的，因为可移动部件
10
所包括的透镜组件的旋转不会改变图像在图像传感器3上的聚焦
。
68.图2示出了根据本发明实施例的支承机构
20
的平面图，即，沿着图1所示的致动器组件1的轴线
o、h
观察的平面图
。
69.支承机构
20
包括可移动板
32。
可移动板
32
机械地连接到致动器组件1中的可移动部件
10。
因此，可移动部件
10
安装在可移动板
32
上，且可移动部件
10
相对于可移动板
32
固定
。
可移动板连接到多于一个挠曲件
22
中的每一个
。
支承机构
20
还包括支撑板
34
，该支撑板
34
在所描述的示例中由五个分离的衬垫形成
。
在致动器组件2中，支撑结构2安装到支撑板
34
上，因此支撑结构2相对于支撑板
34
固定
。
尽管在图2中示出了单个公共的可移动板
32
和单独的支撑板
34
，但在一些实施例中，可以存在多个单独的可移动板
32(
例如，每个挠曲件
22
对应一个可移动板
)。
在一些实施例中，可以存在单个公共支撑板
34。
使用单个公共可移动板或支撑板可以使支承机构的组装更容易，因为挠曲件
22
的相对位置可以是固定的
。
70.支承机构
20
包括多于一个挠曲件
22(
或挠曲臂
22)。
多于一个挠曲件
22
可以围绕可移动板
32
或可移动部件
10
的圆周等距离布置
。
在替代实施例中，例如在具有矩形的占用面积的致动器组件中，挠曲件可以不围绕可移动板
32
或可移动部件
10
的圆周等距离布置
。
在所描述的示例中，支承机构包括五个挠曲件
22
，使得支承机构表现出围绕螺旋轴线h的五重旋转对称性
。
然而，通常可以提供任意数量的挠曲件
22。
在一些实施例中，支承机构可以包括四个挠曲件
22。
挠曲件
22
通常是弧形的，使得它们围绕直径比可移动部件
10
的外部稍大的圆的一部分延伸，并且每个挠曲件在第一端
24
附接到可移动板
32
，并且在第二端
26
附接到支撑板
34。
71.挠曲件
22
将由致动器部件
(
诸如一根或多于一根
sma
致动器线
(
未示出
))
施加到可移动部件
10
的水平力转化为围绕中心轴线
o、h
的螺旋运动
。
72.本发明的实施例在致动器组件1内提供一个
(
并且通常更多个
)
弹性部分，该弹性部分被布置成当致动器组件承受超过正常操作的外部载荷
(
异常载荷
)
时变形
(
例如压缩
、
延伸和
/
或挠曲
)。
弹性部分或多于一个弹性部分可以以多种不同的方式布置，并且可以采取多种不同的形式
。
应当理解，下面描述的实施例试图说明
(
通常示意性地说明
)
弹性元件的可能的不同配置和机构，但是不能涵盖每一种可能的实施方式
。
73.特别地，为了提高效率，以下许多实施例中的弹性部分示意性地描绘为弹簧
。
然而，本发明不限于弹簧本身的使用，并且涵盖任何形式的弹性元件或部件
。
74.此外，这种“弹簧”可以采取许多不同的形式，并且可以例如体现在材料特性或机械配置中
。
75.图
3a
至图
3c
示意性地示出了致动器组件1的一部分的构型，其中两个预加载弹簧
41a、41b
设置在将可移动部件
10
连接到支撑结构2的支承机构的挠曲件
22
中的一个挠曲件的相对端
。
为了便于说明，图
3a
至图
3c
中的挠曲件
22
被示为直线，但是它也可以如图2所示为弓形的
。
两个弹簧
41a、41b
都被预加载，使得它们在承受超过预定阈值的力之前不会延伸
。
76.图
3a
示出了在正常操作期间的致动器组件，其中可移动部件
10
不接触支撑结构
2。
支承机构
20
的操作将引导可移动部件
10
相对于支撑结构2运动
。
77.图
3b
示出了在致动器组件承受突然的异常力
(
在图
3b
中观察从右侧水平作用的力
)
时的致动器组件
。
连接在挠曲件
22
的一端和支撑结构2之间的弹簧
41a
优先于挠曲件
22
的拉伸而延伸，并且已经允许可移动部件
10
移动到支承机构允许的正常移动范围之外，以便接触端部止挡
40b。
端部止挡
40b
是在图
3b
中观察的组件1的右手侧上的支撑结构2的一部分，并且防止可移动部件
10
在该方向上进一步运动
。
78.图
3c
示出了在致动器组件承受突然的异常力
(
在图
3c
中观察时为从左侧水平作用的力
)
时的致动器组件
。
在这种情况下，连接在挠曲件
22
的一端和可移动部件
10
之间的弹簧
41b
优先于挠曲件
22
的压缩而延伸，并且允许可移动部件
10
在支承机构允许的正常移动范围之外移动，以便接触端部止挡
40a。
端部止挡
40a
是在图
3b
中观察的组件1的左手侧上的支撑结构2的一部分，并且防止可移动部件
10
在该方向上进一步运动
。
79.一般而言，在各种实施例中，弹性部分可以被设置成使得其机械地位于致动器组件内的以下位置中的一个或多于一个处：
80.a)
在支撑结构2和支承机构
20
之间，使得当承受异常载荷时，支承机构
20
和可移动部件
10
相对于支撑结构2一起移动；
81.b)
在支承机构
20
内，使得当承受异常载荷时，支承机构
20
允许可移动部件
10
以超出支承机构
20
允许的正常运动范围的方式相对于支撑结构2移动；
82.c)
在支承机构
20
和可移动部件
10
之间，使得当承受异常载荷时，可移动部件
10
可以相对于支承元件
20(
从而相对于支撑结构
2)
移动
。
83.现在将描述示出这些机构中的某些机构的实施例，然而将会理解，所提出的许多概念是一般应用的，并且不限于弹性部分的特定配置或定位
。
84.图
4a
至图
4c
示出了本发明实施例的透视图
。
在所描述的实施例中，弹性部分
41
被
布置成在垂直于螺旋轴线h的平面中变形
。
与使用允许沿螺旋轴线h变形的弹性部分
41
相比，这可以降低致动器组件1沿螺旋轴线的高度
。
在图
4a
中，仅示出了支承机构
20
的主要部件，并且为了清楚起见省略了致动器组件
(
包括支撑结构2和可移动部件
10)
的许多其他元件
。
85.在图
4a
的实施例中，支承机构包括多于一个弹性部分
41a、41b
，多于一个弹性部分
41a、41b
设置在每个挠曲件
22
的端部处
。
每个弹性部分
41a
在一端通过支撑板
32
机械地
(
刚性地
)
连接到支撑结构2，并且在另一端连接到相应的挠曲件
22。
每个弹性部分
41b
在一端通过可移动板
32(
在所示实施例中，可移动板
32
形成为环形件
32)
机械地
(
刚性地
)
连接到可移动部件
10
，并且在另一端连接到相应的挠曲件
22。
86.弹性部分
41a
被抵靠支撑结构2的表面
2a
预加载
。
在正常操作期间，弹性部分
41a
确保每个挠曲件
22
的静态端部相对于支撑结构2保持静止
。
弹性部分
41a
被定位和构造成在异常载荷的情况下允许挠曲件
22(
特别是挠曲件的静态端部
)
相对于支撑结构移动
。
87.弹性部分
41b
被抵着可移动部件
10
的表面
10a
预加载
。
在正常操作期间，弹性部分
41b
确保每个挠曲件
22
的可移动端部相对于可移动部件
10
保持静止
。
弹性部分
41b
被定位和配置成允许挠曲件
22(
特别是挠曲件的可移动端部
)
相对于可移动部件
10
移动
。
弹性部分
41c、41d
布置成在与螺旋轴线h正交的平面内变形
。
88.通过在所有挠曲件
22
上和每个挠曲件的每个端部上提供弹性部分
41a、41b
，当组件承受异常载荷时，可移动板
32
可以在可移动板
32
的平面
(“x-y”平面
)
中的所有方向上被允许
。
一个或多于一个弹性部分
41a、41b
可以根据所受力的确切方向参与允许的这种移动
。
89.图
4b
和图
4c
示意性地描绘了弹性部分
41a、41b
的另一个实施例，其允许在垂直于螺旋轴线h的平面内变形
。
图
4b
示出了连接在可移动部件
10
和支撑结构2之间的整个支承机构
20。
图
4c
示出了弹性部分
41
在可移动部件
10
和支承机构
20
之间的连接点处的细节
。
90.如图
4c
所示，弹性部分
41a
被抵靠可移动部件
10
的表面
10a
预偏压
。
在所描述的实施例中，弹性部分
41
被预加载所抵着的可移动部件
10
的表面
10a
设置在从可移动部件
10
延伸的突起上
。
在正常操作期间，表面
10a
保持与支承机构
20
直接接触
。
在冲击事件期间，弹性部分
41
可以以允许表面
10a
从支承机构
20
脱离的方式变形
。
因此，可以允许挠曲件
22
的可移动端部相对于可移动部件
10
移动
。
这可以防止或减少挠曲件
22
的变形，从而防止或减少在冲击事件期间对挠曲件
22
的损坏
。
91.表面
10a
可以相对于螺旋轴线h和相对于与螺旋轴线h正交的平面倾斜
。
这确保当承受沿螺旋轴线h或垂直于螺旋轴线h的力时，表面
10a
可以保持与支承机构
20
接触
。
倾斜表面
10a
还允许支承机构
20
在弹性元件
41a
变形后返回到其位置
。
92.在图
4b
和图
4c
的实施例中，预加载力可以通过在装配期间旋转支承机构
20
的可移动板
32
来实现
。
这种旋转可以首先使支承机构
20
与可移动部件
10
的表面
10a
抵接
。
进一步的旋转将导致弹性部分
41
的变形和预加载
。
然后可以例如使用粘合剂将圆形环形件固定到可移动部件
10。
93.尽管未详细示出，但是弹性部分
41b
以类似于关于弹性部分
41a
描述的方式抵靠支撑结构2的表面
2a
预偏压
。
94.图
5a
至图
5e
示意性地示出了本发明的其他实施例
。
为了便于说明，在图
5a
至图
5e
中仅描绘了单个挠曲件
22
，但是应当理解，支承机构
20
通常可以包括多于一个挠曲件
22。
与
图4的实施例相比，弹性部分
41c、41d
布置成在平行于螺旋轴线h的方向上变形
。
95.图
5a
示意性地描绘了布置在支撑结构2和可移动部件
10
之间的挠曲件
22。
弹性部分
41
布置在挠曲件
22
和可移动部件
10
之间，特别是在挠曲件
22
和机械连接到可移动部件
10
的支承机构的可移动板之间
。
在所描述的实施例中，弹性部分
41
由于比挠曲件
22(
特别是挠曲件
22
的在正常操作期间挠曲的部分
)
更宽而具有比挠曲件
22
更高的弹簧常数
。
弹性部分可以具有足够高的弹簧常数，以在正常操作期间避免任何实质性的偏转，但是弹性部分可以具有足够低的弹簧常数以在冲击事件
(
异常载荷
)
下偏转，从而避免或减少对挠曲件
22
的损坏
。
因此，在该设计中，在弹性部分
41
的刚度上存在折衷
。
96.图
5b
示意性地描绘了另一实施例
。
与图
5a
中的实施例不同，这里的弹性部分
41
是预加载的
。
支承机构包括位于每个挠曲件
22
的一端的第一弹性部分
41a
和位于每个挠曲件
22
的另一端的第二弹性部分
41b。
第一弹性部分
41a
可以抵靠支撑结构2的表面
2a
预加载
(
特别是在平行于螺旋轴线h的方向上
)。
第二弹性部分
41b
可以抵靠可移动部件
10
的表面
10a
预加载
(
特别是在平行于螺旋轴线h的方向上
)。
第一弹性部分
41a
可以在与第二弹性部分
41b
被预加载的方向相反的方向上被预加载
。
在所描述的示例中，第一弹性部分
41a
可能由于沿向上方向推动可移动部件
10
的冲击而变形，而第二弹性部分
41d
可能由于沿向下方向推动可移动部件
10
的冲击而变形
。
97.图
5c
和图
5d
示出了在本发明的某些实施例中使用的挠曲件
22
的机构，并示出了如何通过偏压来预加载弹性部分
。
图
5c
示出了处于其自然
、
未加载构型的挠曲件
22b。
挠曲件
22b
具有三个区，中心区
25b
布置在两个外部区
32、34
之间
。
固定点
24b、26b
设置在外部区的端部处，用于将挠曲件分别附接到可移动元件
10
和支撑结构
2。
98.图
5d
示出了当组装致动器组件并且挠曲件
22b
已经通过穿过固定点
24b、26b
的固定件
21(
诸如热钉
(heat stake))
附接到可移动元件
10
和支撑结构2时的相同挠曲件
22b。
99.如在图
5d
中可以看到的，为了符合它们相对于可移动元件
10
和支撑结构2的定位，两个外部部分
32、34
通过固定点
24b、26b
以及在可移动元件
10
和支撑结构2上的突起
31、33
的附接而从它们的自然形状
(
如图
5c
中所示
)
变形
。
这种变形导致对外部区
32、34
的预加载，使得它们在朝向可移动元件
10
或支撑结构2的方向上偏压
。
100.因此，在正常操作中，其中可移动元件
10
以及因此挠曲件
22b
承受低于预定水平
(
并且低于使外部区
32、34
偏压成与突起
31、33
接触的力
)
的力，可移动元件
10
的运动由挠曲件
22b
的中心区
25b
允许的运动范围来引导
。
与其它挠曲件
(
图
5d
中未示出
)
一起，这以上述螺旋方式引导可移动元件
10
的运动
。
101.然而，当致动器装置1承受高于预定水平的横向力时，例如在跌落测试期间，这些力足以引起外部区
32、34
中的一个的进一步弯曲，从而提供可移动元件
10
的不同运动范围
。
102.例如，如图
5e
所示，在可移动元件承受如图
5e
所示的水平向右作用的很大的力的情况下，通常与支撑结构2接触的外部区
34
被导致进一步弯曲，使得其与突起
33
脱离
。
当传递到外部区
34
的很大的力的力矩超过由预加载机构中的外部区
34
的弯曲产生的偏压力时，将发生这种弯曲
。
通过确定外部区
34(
以及挠曲件
22b
的可移动元件端部处的相应外部区
32)
在组装期间弯曲的程度，可以选择引起该脱离所需的力的大小
。
103.当挠曲件
22b
的外部区
34
脱离突起
33
发生时，可移动元件
10
然后可以在施加的力的方向上横向移动，直到它接触支撑结构2的一部分，支撑结构2的该部分被配置为端部止
挡
4。
这允许可移动元件
10
在施加的力对支承机构造成损坏
(
例如通过不可逆地拉伸挠曲件
22b)
之前接触端部止挡
4。
104.应当理解，在相反方向
(
如图
5e
所示，水平向左
)
作用的很大的力的情况下，另一外部区
32
将从可移动元件
10
上的突起
31
脱离，从而允许可移动元件
10
水平向左横向移动，直到它遇到支撑结构2上的端部止挡
(
未示出
)。
105.在可替代机构中，不是将挠曲件
22b
的外部区
32、34
抵靠可移动元件
10
和支撑结构2预加载，而是外部区具有比中心区
25b
更高的刚度
。
例如，通过使这些外部区比中心区厚，或者通过加强，或者通过改变材料或选择材料，可以获得这种更高的刚度
。
这种较高的刚度意味着当承受可移动元件
10
正常移动所需的力时，外部区不会弯曲或以其他方式有助于挠曲件
22b
的操作，但是当可移动元件
10
以及因此挠曲件
22b
承受很大的力时，它们弯曲，从而允许额外的移动范围，例如允许可移动元件横向移动以接触端部止挡，如图
5e
所示
。
106.图
6a
至图
6c
示出了本发明的其他实施例，示意性地描绘了形成弹性部分的替代方式
。
在图
6a
的实施例中，弹性部分
41
采取布置在可移动部件
10
和支承机构
20
之间的柔顺粘合剂的形式
。
柔顺粘合剂的刚度可以选择成避免在致动器组件的正常操作期间变形，并允许在致动器组件经历异常载荷时变形
。
柔顺粘合剂可以设置在支承机构
20
和可移动部件
10
之间的腔穴或间隙中
。
107.图
6b
描绘了一个实施例，其中支承机构
20
包括连接在支承机构
20
和可移动部件
10
之间的弹簧元件
(
以单独挠曲件的形式
)。
弹簧元件可以设置在支承机构和可移动部件
10
之间
。
弹簧元件的刚度可以选择成避免在致动器组件的正常操作期间变形，并且允许在致动器组件经历异常载荷时变形
。
108.图
6c
描绘了另一实施例，其中支承机构
20
包括圆形环形件形式的可移动板，该可移动板包括弹性部分
。
圆形环形件在第一角度位置
(
标记为“p1”)
处连接到挠曲件，并在偏离第一角度位置的第二角度位置
(
标记为“p2”)
处连接到可移动部件
。
在与挠曲件的连接点和与可移动部件的连接点之间的圆形环形件的部分可以是弹性的，以便在跌落或其他冲击事件期间变形
。
109.在另一实施例
(
未示出
)
中，通过在挠曲臂中提供一个或多于一个分割口
(split)
，弹性部分被整体地形成在每个挠曲件内，使得挠曲件不是单个的实体范围，而是当从一侧观察时具有一个或多于一个开口
。
通过降低挠曲件的弹性，这种一个或多于一个分割口可以有效地在挠曲件中产生弹簧，以在垂直于挠曲件纵向范围的方向上弯曲
。
通过与其他挠曲件组合，这种弯曲可以允许一个挠曲件弯曲，从而允许否则会压缩或拉伸组件中的一个或多于一个其他挠曲件的移动
。
110.因此，在本实施例中，不是结合了有效保护单个挠曲件免受压缩或拉伸的弹性部分，而是挠曲件共同作用以保护其他挠曲件免受压缩或拉伸
。
111.在一些实施例中，除了弹性部分
41
之外，可以提供阻尼元件
70
来防止或减少在冲击事件期间挠曲件
22
的不期望的变形
。
这在图7中有示意性的描述
。
具体地，图7示意性地示出了布置在挠曲件
22
和支撑结构2之间的阻尼胶体
70
的使用
。
当承受突然的大型外力时，挠曲件
22/
可移动元件
10
组件的快速运动导致阻尼胶体
70
表现出对运动的高阻力
。
这使得弹性部分
41
拉伸
(
或压缩
)
，而不是由挠曲件
22
承受载荷
。
112.上述实施例描述了某些机构和构型，其中弹性部分可以被预加载，使得它仅在致
动器组件承受超过预定量的力时才允许移动
。
图8示意性地示出了根据本发明的另一实施例的机构，通过该机构可以提供这种预加载
。
在图8中，挠曲件
22(
或挠曲件的至少一端
)
由磁性材料形成
。
挠曲件
22
的该端部通过磁体
50
附接到支撑结构
2(
尽管所讨论的端部同样可以是附接到可移动部件
10
的端部
)。
磁体
50
和挠曲件
22
之间的磁力提供预加载力
。
113.在正常操作期间，磁体
50
保持挠曲件牢固地附接到支撑结构
2。
只有当致动器组件承受超过该磁力的力时，挠曲件
22
才会从支撑结构2上分离，然后弹性部分可以允许可移动元件的移动超出正常的运动范围
。
114.如果在致动器组件不再承受异常载荷之后，可移动部件能够返回到其正常位置，或者在其正常运动范围内的位置，诸如在经历异常载荷之前它所处的位置，这也是有用的
。
在许多情况下，弹性部分的弹性性质足以将可移动部件返回到这样的位置
。
然而，在某些实施例中，可以提供附加部件，附加部件被配置成将可移动部件引导回这样的位置
。
115.图
9a
至图
9b
示出了根据本发明的另一实施例的这种机构，其中挠曲件
22
具有孔
60
，该孔
60
被布置成与从支撑结构2的表面延伸的圆锥形
(
或截头圆锥形
)
突起
61
配合
。
孔
60
的尺寸使得其大于突起
61
的最窄横截面，但小于突起
61
的最宽横截面
(
其是突起接触支撑结构2的主要部分的点
)。
当承受异常载荷时，挠曲件可以向上移动
(
如图8所示
)
，使得孔
60
在突起
61
周围具有更大的移动自由度
。
当不再经历异常载荷时，孔
60
可以沉降回到突起
61
上，并且通过突起
61
的圆锥形形式被引导回到原位
。
116.大于孔
60
的“热钉”帽
62
可以设置在突起
61
的顶部上，以防止挠曲件
22
完全从突起
61
上滑落
。
117.本发明的实施例总体上利用致动器部件，该致动器部件导致可移动部件相对于支撑结构移动
。
致动器部件可以是能够产生致动力的任何部件，诸如音圈电机
(vcm)、
压电元件或任何其他电机或致动器
。
在优选实施例中，致动器部件包括至少一根
sma
线，该
sma
线连接在支撑结构和可移动部件之间，并且在收缩时布置成驱动可移动部件围绕螺旋轴线旋转
。
118.术语“形状记忆合金
(sma)
线”可以指包含
sma
的任何元件
。sma
线可以具有适合于本文所描述的目的的任何形状
。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
)
可以与它的其它尺寸中的一个或多于一个相似
。sma
线可以是易弯的，或者换句话说，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变直时，
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
线可以包括或可以不包括不是
sma
的一种或多于一种的材料和
/
或一个或多于一个的部件
。
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
线的任何配置，例如，该单个致动元件可以被单独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
。
在一些机构中，
sma
线可以是较大的一段
sma
线的一部分
。
这种较大的一段
sma
线可以包括可单独控制的两个或更多个部分，从而形成两根或更多根
sma
线
。
119.尽管上述实施例已经描述了使用
sma
线的致动器组件，但本领域技术人员应理解，
所描述的支承机构和挠曲件的特征可以容易地与其他形式的致动器部件一起使用
。
例如，每个致动器部件可以是音圈电机
(vcm)
致动器，但也可以是其他类型的致动器，例如压电致动器
、
径向电机或其他致动器
。
120.本领域技术人员应理解，尽管前面的内容已描述了被认为是执行本公开的最佳模式和在适当的情况下执行本公开的其他模式，但是本公开不应限于本说明书中公开的优选实施例的具体构型和方法
。
本领域技术人员应认识到，本发明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修改
。