[发明专利]形状记忆合金致动器装置

说明书

一种用于可移动元件的形状记忆合金致动器装置，所述可移动元件支撑相机透镜组件，所述形状记忆合金致动器装置包括：多个形状记忆合金致动器线，其以下述布置方式连接在支撑结构和可移动元件之间，即，所述形状记忆合金致动器线被布置成在选择性驱动时使所述可移动元件相对于所述支撑结构沿与至少一个透镜的光轴正交的任何方向移动。至少一个滑动轴承将所述可移动元件支承在所述支撑结构上，以允许所述可移动元件相对于所述支撑结构与光轴正交地移动。

在一个方面，本发明涉及用于相机透镜元件的提供与光轴正交的移动的形状记忆合金(SMA)致动器装置。更一般地，本发明涉及用于可移动元件的提供移动的形状记忆合金(SMA)致动器装置。

在相机透镜元件的情况下，与光轴正交的移动可以用来提供被相机透镜元件聚焦在图像传感器上的图像的光学图像稳定(OIS)。

OIS的目的是补偿相机抖动，即，通常由用户手部移动引起的相机设备的振动，这种振动会降低由图像传感器捕获的图像的质量。OIS通常涉及通过诸如陀螺仪传感器的振动传感器检测振动，并且基于检测到的振动来控制致动器装置，所述致动器装置调整相机设备以补偿振动。用于调整相机设备的几种技术是已知的。通过处理捕获的图像而进行的OIS在原则上是可能的，但需要很大的处理功率。因此，已经开发了机械OIS，其中相机的光学系统被机械地调整。

使用机械OIS技术的许多致动器装置是已知的，并且成功地应用于诸如数码相机之类的相对较大的相机设备中，并且难以微型化。在各种便携式电子设备(例如移动电话和平板电脑)中相机变得非常普遍，并且在许多这样的应用中，相机的微型化是重要的。在微型相机设备中部件的非常紧密的封装使得在期望的封装中添加OIS致动器存在很大困难。

在一种类型的机械OIS中，相机透镜元件与至少一个透镜的光轴正交地移动。这种类型的OIS在这里将被称为“OIS-平移”。与包括图像传感器和用于将图像聚焦在图像传感器上的相机透镜组件的相机单元相对于支撑结构围绕垂直于彼此且垂直于透镜组件的光轴的两个假想轴线倾斜的OIS类型(例如WO-2010/029316和WO-2010/089529中所公开的)相比，OIS-平移具有减小相机的整个封装的尺寸的潜力。这是因为仅相机透镜元件被移动并且其横向移动需要的间隙比倾斜整个相机需要的间隙小。

WO-2014/083318公开了采用OIS-平移的SMA致动器装置。在 WO-2014/083318中，采用了用于将相机透镜元件悬挂在支撑结构上的悬挂系统，所述悬挂系统使用至少一个球来允许相机透镜元件相对于支撑结构与光轴正交地移动，但防止沿光轴移动。这提供了良好的操作性能。然而，在组装时难以处理球，特别是在微型相机透镜组件中。这对制造产量产生负面影响。此外，实际上，球具有限制装置的微型化的最小尺寸。

因此，希望提供一种不存在这些问题但保持允许相机透镜元件相对于支撑结构移动的操作性能的替代性悬挂方法。许多类型的悬挂具有高摩擦，这使得它们不适用于相机透镜元件。

根据本发明的第一方面，提供了一种形状记忆合金致动器装置，其用于相机透镜元件，所述形状记忆合金致动器装置包括：支撑结构；可移动元件，其用于支撑相机透镜组件，所述相机透镜组件包括具有光轴的至少一个透镜；多个形状记忆合金致动器线，其以下述布置方式连接在所述支撑结构和所述可移动元件之间，即，所述形状记忆合金致动器线被布置成在选择性驱动时使所述可移动元件相对于所述支撑结构沿与所述光轴正交的任何方向移动；以及至少一个滑动轴承，其将所述可移动元件支承在所述支撑结构上，以允许所述可移动元件相对于所述支撑结构与光轴正交地移动。

因此，至少一个滑动轴承用于将相机透镜元件支撑在支撑结构上，从而允许相机透镜元件相对于支撑结构与光轴正交地移动。滑动轴承是包括互相接触并允许相对滑动运动的两个表面的轴承。当然，滑动轴承是已知用于其他应用的简单类型的轴承。不可避免地，接触提供了对性能有不利影响的摩擦，特别是在微型装置中。然而，令人惊讶的是，滑动轴承实际上可以用于提供良好的性能，其中摩擦足够低以允许垂直于光轴的移动。这之所以是可能的，部分原因在于，与其他形式的致动器相比，SMA致动器线提供高致动力。