[发明专利]形状记忆合金致动装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用SMA(形状记忆合金)致动器导线来对支撑在支撑结构上的可移动元件提供位置控制。

背景技术

存在各种类型的装置，其中希望这些装置对可移动元件提供位置控制。SMA致动器导线作为致动器在这些装置中是有利的，特别是由于其高的能量密度，这意味着要求施加给定力的SMA致动器具有相对较小的尺寸。

一种类型的其中已知SMA致动器导线用作致动器的装置为照相机，特别是微型照相机。一些实例如下。WO-2007/113478公开了一种SMA致动装置，其中SMA致动器导线用于驱动照相机透镜元件沿着光轴运动，例如为了将由照相机透镜元件所形成的图像聚焦到图像传感器上。WO-2010/029316和WO-2010/089529每一个均公开了一种SMA致动装置，其中SMA致动器导线用于通过驱动包括照相机透镜元件和图像传感器的照相机单元倾斜而在照相机中提供光学图像稳定(OIS)。控制该倾斜以稳定由照相机透镜元件形成在图像传感器上的图像以对抗典型地由用户手运动导致的振动，所述振动降低了由图像传感器所捕捉的图像的质量。WO-2011/104518公开了一种SMA致动装置，其中SMA致动器导线用于通过驱动照相机单元的倾斜而在照相机中提供OIS，但具有附加的自由度。

发明内容

本发明涉及一种用于沿两个正交方向相对于支撑结构移动可移动元件的SMA致动装置。

根据本发明，本文提供了一种用于沿两个正交方向相对于支撑结构移动可移动元件的SMA致动装置，所述SMA致动装置包括：

支撑结构；

可移动元件，其以这样的方式支撑在所述支撑结构上，该方式允许可移动元件沿两个垂直于延伸穿过所述可移动元件的名义主轴线的正交方向在一定运动范围内相对于所述支撑结构而运动；以及

总共四根SMA致动器导线，其以这样的布置被连接在所述可移动元件与所述支撑结构之间，其中该布置使得所述SMA致动器导线都不共线，并且使得能选择性地驱动这些SMA致动器导线，以将所述可移动元件相对于所述支撑结构移动到所述的运动范围中的任意位置，而不用围绕主轴线在所述两个正交方向的平面中对可移动元件施加任何净转矩。

该SMA致动装置能利用提供许多优点的SMA致动器的布置，沿两个正交方向相对于支撑结构移动该可移动元件。

由于围绕主轴线的布置，该SMA致动器导线能通过SMA致动器导线的选择性驱动，沿垂直于主轴线的两个正交方向驱动可移动元件的运动。上述内容可得以实现，同时最小化了沿垂直于正交方向的主轴线的方向上的SMA致动器装置的高度。这是因为SMA致动器导线可布置成垂直于主轴线，或者相对于它以小角度布置，使得SMA致动器导线在很小程度上垂直于主轴线。

此外，SMA致动器导线具有这样的布置，其中这些SMA致动器导线能通过选择性驱动而将可移动元件相对于支撑结构移动到所述运动范围中的任意位置，而不用围绕主轴线在所述两个正交方向的平面中对可移动元件施加任何净转矩。这可以通过下面进一步讨论的许多不同的布置实现。在一种便利布置中，四根SMA致动器导线围绕主轴线环形地布置在不同的角度位置处，并且邻近的SMA致动器导线围绕所述主轴线沿不同的指向对可移动元件施力。

采用SMA致动器导线的这种布置，有可能以这样的方式驱动SMA致动器导线，以该方式，这些SMA致动器导线相较于其它布置对可移动元件施加减小的转矩。这是因为在各个SMA致动器中生成的围绕主轴线的转矩趋于互相平衡。使转矩平衡的该趋势是以该布置连接这些SMA致动器导线的自然结果。

减小的转矩减小可移动元件围绕主轴线旋转的趋势，并因而减小关于可移动元件如何进行悬挂的要求。从而，减少了对任何悬架系统的约束，或可以避免对悬架系统的需求，使得可移动元件由SMA致动器导线本身来支撑。

令人惊奇的是，采用提供了非常简单的布置的仅仅单组的四根SMA致动器导线就可实现这种益处。