JP2023530250A - Shape memory alloy actuator and method - Google Patents
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Abstract
SMAアクチュエータ及び関連の方法が説明されている。アクチュエータの一実施形態は、ベースと、複数の歪曲アームと、複数の歪曲アームのうちの一対の歪曲アームと接続された少なくとも第1の形状記憶合金ワイヤとを含む。アクチュエータの別の実施形態は、ベースと、形状記憶合金材料を含む少なくとも1つのバイモルフアクチュエータとを含む。バイモルフアクチュエータは、ベースに取り付けられている。A SMA actuator and associated methods are described. One embodiment of the actuator includes a base, a plurality of deflection arms, and at least a first shape memory alloy wire connected to a pair of the deflection arms of the plurality of deflection arms. Another embodiment of the actuator includes a base and at least one bimorph actuator including a shape memory alloy material. The bimorph actuator is attached to the base.
Description
本発明の実施形態は、形状記憶合金システムの分野に関する。より詳細には、本発明の実施形態は、形状記憶合金アクチュエータ及びそれに関連する方法の分野に関する。 Embodiments of the present invention relate to the field of shape memory alloy systems. More particularly, embodiments of the present invention relate to the field of shape memory alloy actuators and related methods.
形状記憶合金(SMA:shape memory alloy)システムは、オートフォーカス駆動装置として、例えばカメラレンズ素子と併用され得る可動アセンブリ又は構造を有する。これらのシステムは、遮蔽缶(screening can)などの構造によって取り囲まれ得る。可動アセンブリは、複数のボールなどの軸受によって、支持アセンブリ上で動くために支持される。リン青銅又はステンレス鋼などの金属から形成される撓み要素が、可動プレート及び撓み部を有する。撓み部は、静止支持アセンブリに対する可動アセンブリの移動を可能にすべく、可動プレートと静止支持アセンブリとの間に延びて、ばねとして機能する。ボールは、可動アセンブリがほとんど抵抗なく動くことを可能にする。可動アセンブリ及び支持アセンブリは、アセンブリ間に延びる4本の形状記憶合金(SMA)ワイヤによって接続される。SMAワイヤのそれぞれは、一方の端部が支持アセンブリに取り付けられ、反対側の端部が可動アセンブリに取り付けられている。SMAワイヤへ電気駆動信号を印加することによって、サスペンションが作動する。しかしながら、これらのタイプのシステムは、システムの複雑さに悩まされており、結果的に、大きな設置面積及び高さが大きいクリアランスを必要とする、嵩張るシステムを生じる。さらに、現在のシステムは、コンパクトで低プロファイルの設置面積での高Zストローク範囲をもたらすことができていない。 A shape memory alloy (SMA) system comprises a movable assembly or structure that can be used, for example, with a camera lens element as an autofocus driver. These systems may be surrounded by structures such as screening cans. A movable assembly is supported for movement on the support assembly by bearings, such as a plurality of balls. A flexure element formed from metal such as phosphor bronze or stainless steel has a movable plate and a flexure. A flexure extends between the movable plate and the stationary support assembly and functions as a spring to permit movement of the movable assembly relative to the stationary support assembly. The ball allows the moveable assembly to move with little resistance. The moveable assembly and support assembly are connected by four shape memory alloy (SMA) wires extending between the assemblies. Each of the SMA wires has one end attached to the support assembly and the opposite end attached to the moveable assembly. The suspension is actuated by applying an electrical drive signal to the SMA wires. However, these types of systems suffer from system complexity, resulting in bulky systems requiring large footprints and high clearances. Additionally, current systems fail to provide high Z-stroke range in a compact, low-profile footprint.
SMAアクチュエータ及び関連の方法が説明されている。アクチュエータの一実施形態は、ベースと、複数の歪曲アーム(buckle arm)と、複数の歪曲アームのうちの一対の歪曲アームと接続された少なくとも第1の形状記憶合金ワイヤとを含む。アクチュエータの別の実施形態は、ベースと、形状記憶合金材料を含む少なくとも1つのバイモルフアクチュエータとを含む。バイモルフアクチュエータは、ベースに取り付けられている。 SMA actuators and related methods are described. One embodiment of the actuator includes a base, a plurality of buckle arms, and at least a first shape memory alloy wire connected to a pair of the plurality of buckle arms. Another embodiment of the actuator includes a base and at least one bimorph actuator comprising a shape memory alloy material. A bimorph actuator is attached to the base.
歪曲モジュール傾斜OISアセンブリの製造方法であって、動的な傾斜調整を可能とするためにヨー軸の動きをもたらすように構成された上部歪曲アセンブリを提供することと、上部歪曲アセンブリにオートフォーカスアセンブリを装着することと、上部歪曲アセンブリに対向する側面でオートフォーカスアセンブリにセンサ回路PCBを装着することと、それにより、センサ回路PCBと、センサブラケットを備えるオートフォーカスアセンブリとの間のセンサ回路の接続を容易にすることと、オートフォーカスアセンブリに対向させて、モジュール回路PCBに底部歪曲アセンブリを接続することと、上部歪曲アセンブリに底部歪曲アセンブリを固定された周囲に沿って取り付けることとを含む、方法。 A method of manufacturing a skew module tilt OIS assembly comprising: providing an upper skew assembly configured to provide yaw axis motion to enable dynamic tilt adjustment; and mounting the sensor circuit PCB to the autofocus assembly on the side facing the upper distortion assembly, thereby connecting the sensor circuit between the sensor circuit PCB and the autofocus assembly comprising the sensor bracket. connecting the bottom distortion assembly to the module circuit PCB opposite the autofocus assembly; and attaching the bottom distortion assembly to the top distortion assembly along a fixed perimeter. .
上部歪曲アセンブリは4ワイヤ歪曲アクチュエータを含む、方法。
底部歪曲アセンブリは4ワイヤ歪曲アクチュエータを含む、方法。
歪曲モジュール傾斜OISアセンブリは、±5度までのより大きな傾斜角度に動かすように可動質量体を動かすために2軸カメラモジュールOISの傾斜をもたらすように動作可能である、方法。
The method, wherein the upper strain assembly includes a 4-wire strain actuator.
The method, wherein the bottom strain assembly includes a 4-wire strain actuator.
The method of
可動質量体は、オートフォーカスアセンブリ、センサ回路PCB、及びモジュール回路PCBを含む、方法。
さらに、オートフォーカスアセンブリを接着剤で上部歪曲アセンブリに固定することを含む、方法。
The method, wherein the movable mass includes an autofocus assembly, a sensor circuit PCB, and a module circuit PCB.
The method further comprising securing the autofocus assembly to the upper distortion assembly with an adhesive.
上部歪曲アセンブリは1つ以上の歪曲アームを含み、各歪曲アームは、上部歪曲アセンブリにヨー軸の動きを生じさせるように配置される、方法。
底部歪曲アセンブリは1つ以上の歪曲アームを含み、各歪曲アームは、底部歪曲アセンブリにピッチ軸の動きを生じさせるように配置される、方法。
The method, wherein the upper flexure assembly includes one or more flexure arms, each flexure arm arranged to impart yaw axis motion to the upper flexure assembly.
The method of
上部歪曲アセンブリ及び底部歪曲アセンブリは、互いに離間するように押して、歪曲モジュール傾斜OISアセンブリの動的な傾斜をもたらすように動作可能である、方法。
さらに、上部ばねを備えるハウジング、上部オートフォーカスキャリッジ、フレキシブルセンサ回路、及びヨー傾斜サブアセンブリを含む、上部歪曲アセンブリを提供することを含む、方法。
The method, wherein the top warp assembly and the bottom warp assembly are operable to push apart from each other to effect dynamic tilting of the warp module tilt OIS assembly.
The method further includes providing an upper skew assembly including a housing with an upper spring, an upper autofocus carriage, a flexible sensor circuit, and a yaw tilt subassembly.
ヨー傾斜サブアセンブリは、傾斜サブアセンブリ歪曲フレーム、ステンレス鋼(SST:stainless-steel)歪曲フレーム、2つ以上の滑り軸受、少なくとも1本のSMAワイヤ、及びSSTスライドベースを含む、方法。 The method, wherein the yaw tilt subassembly includes a tilt subassembly flexure frame, a stainless-steel (SST) flexure frame, two or more slide bearings, at least one SMA wire, and an SST slide base.
さらに、底部ばねを備えるハウジング、底部オートフォーカスキャリッジ、及びピッチ傾斜サブアセンブリを含む、底部歪曲アセンブリを提供することを含む、方法。
ピッチ傾斜サブアセンブリは、傾斜サブアセンブリ歪曲フレーム、ステンレス鋼(SST)歪曲フレーム、2つ以上の滑り軸受、少なくとも1本のSMAワイヤ、及びSSTスライドベースを含む、方法。
The method further includes providing a bottom skew assembly including a housing with a bottom spring, a bottom autofocus carriage, and a pitch tilt subassembly.
The method, wherein the pitch tilt subassembly includes a tilt subassembly strain frame, a stainless steel (SST) strain frame, two or more slide bearings, at least one SMA wire, and an SST slide base.
本発明の実施形態の他の特徴及び利点は、添付図面及び以下の詳細な説明から明らかになる。
本発明の実施形態は、添付図面の図面において、限定ではなく、例として説明され、図面では、同様の参照符号は同様の要素を示す。
Other features and advantages of embodiments of the invention will become apparent from the accompanying drawings and from the detailed description that follows.
Embodiments of the invention are illustrated by way of example and not by way of limitation in the figures of the accompanying drawings, in which like reference numerals indicate like elements.
SMAアクチュエータの実施形態が本明細書で説明されており、この実施形態は、コンパクトな設置面積を含み、及び本明細書ではzストロークと称される正のz軸方向(z方向)において高い作動高さ、例えば動きをもたらす。SMAアクチュエータの実施形態は、SMA歪曲アクチュエータ及びSMAバイモルフアクチュエータを含む。SMAアクチュエータは、一般に触覚フィードバックセンサ及びデバイス、並びにアクチュエータが使用される他のシステムに見られるような振動感覚を生じるように2つの面を機械的にぶつけるために、多くの応用、例えば、限定されるものではないが、オートフォーカスアクチュエータとしてのレンズアセンブリ、微小流体ポンプ(micro-fluidic pump)、センサシフト、光学式手ぶれ補正(optical image stabilization)、光学ズームアセンブリで使用され得る。例えば、本明細書で説明するアクチュエータの実施形態は、ユーザにアラーム、通知、警報、触った領域又は押したボタンの応答をもたらすように構成された、セルラー方式携帯電話やウェアラブルデバイスにおいて使用するための触覚フィードバックアクチュエータとして使用され得る。さらに、2つ以上のSMAアクチュエータが、より大きなストロークを達成するためにシステムにおいて使用され得る。 Embodiments of SMA actuators are described herein that include a compact footprint and high actuation in the positive z-axis direction (z-direction), referred to herein as the z-stroke. Bring height, e.g. movement. Embodiments of SMA actuators include SMA bending actuators and SMA bimorph actuators. SMA actuators have many applications, such as limited It can be used in lens assemblies as autofocus actuators, micro-fluidic pumps, sensor shifts, optical image stabilization, optical zoom assemblies, although not as autofocus actuators. For example, embodiments of the actuators described herein are for use in cellular phones and wearable devices configured to provide a user with an alarm, notification, alert, area-touched or button-press response. can be used as a haptic feedback actuator for Additionally, more than one SMA actuator can be used in the system to achieve larger strokes.
様々な実施形態に関し、SMAアクチュエータは、4ミリメートル超のzストロークを有する。さらに、様々な実施形態のためのSMAアクチュエータは、SMAアクチュエータがその初期の作動停止位置にあるとき、z方向において2.2ミリメートル以下の高さを有する。レンズアセンブリにおいてオートフォーカスアクチュエータとして構成されたSMAアクチュエータの様々な実施形態は、レンズ内径(ID)よりも3ミリメートル大きいくらいの小ささの設置面積を有し得る。様々な実施形態によれば、SMAアクチュエータは、一方向において、限定されるものではないが、センサ、ワイヤ、トレース、及びコネクターを含む構成要素を収容するように幅広である設置面積を有し得る。いくつかの実施形態によれば、SMAアクチュエータの設置面積は、一方向において0.5ミリメートル大きく、例えばSMAアクチュエータの長さは、幅よりも0.5ミリメートル長い。 For various embodiments, the SMA actuator has a z-stroke greater than 4 millimeters. Further, the SMA actuator for various embodiments has a height in the z direction of 2.2 millimeters or less when the SMA actuator is in its initial, deactuated position. Various embodiments of SMA actuators configured as autofocus actuators in lens assemblies can have footprints as small as 3 millimeters greater than the lens inner diameter (ID). According to various embodiments, an SMA actuator can have a footprint that is wide in one direction to accommodate components including, but not limited to, sensors, wires, traces, and connectors. . According to some embodiments, the footprint of the SMA actuator is 0.5 millimeters larger in one direction, eg the length of the SMA actuator is 0.5 millimeters longer than the width.
図1aは、一実施形態による歪曲アクチュエータとして構成されたSMAアクチュエータを含むレンズアセンブリを示す。図1bは、一実施形態による歪曲アクチュエータとして構成されたSMAアクチュエータを示す。歪曲アクチュエータ102はベース101と接続されている。図1bに示すように、SMAワイヤ100は、歪曲アクチュエータ102に取り付けられており、SMAワイヤ100が作動して収縮すると、これにより歪曲アクチュエータ102を撓ませるため、各歪曲アクチュエータ102の少なくとも中心部104が、zストローク方向、例えば矢印108によって示すような正のz方向に動く。いくつかの実施形態によれば、圧着構造106などのワイヤ保持具を通してワイヤの一方の端部に電流が供給されると、SMAワイヤ100は作動する。電流は、SMAワイヤ100を流れて、SMAワイヤ100が作製されるSMA材料の固有の抵抗に起因して、SMAワイヤを加熱する。SMAワイヤ100の他方の側は、圧着構造106などのワイヤ保持具を有し、圧着構造は、SMAワイヤ100をグランドに接続して回路を完成させる。十分な温度へのSMAワイヤ100の加熱は、ワイヤ特有の材料特性によって、マルテンサイトからオーステナイト結晶構造へ変化させ、それにより、ワイヤの長さを変化させる。電流の変化によって温度を変化させ、それゆえ、ワイヤの長さを変化させ、これが、少なくともz方向におけるアクチュエータの動きを制御するために、アクチュエータを作動させたり、作動停止させたりすることに使用される。当業者は、SMAワイヤに電流をもたらすために他の技術が使用され得ることを理解するであろう。
FIG. 1a shows a lens assembly including an SMA actuator configured as a distortion actuator according to one embodiment. FIG. 1b shows an SMA actuator configured as a strain actuator according to one embodiment. A
図2は、一実施形態によるSMAバイモルフアクチュエータとして構成されたSMAアクチュエータを示す。図2に示すように、SMAアクチュエータは、ベース204と接続されたバイモルフアクチュエータ202を含む。バイモルフアクチュエータ202はSMAリボン206を含む。バイモルフアクチュエータ202は、SMAリボン206が縮むと、バイモルフアクチュエータ202の少なくとも固定されていない端部をzストローク方向208に動かすように構成される。
FIG. 2 shows an SMA actuator configured as an SMA bimorph actuator according to one embodiment. As shown in FIG. 2, the SMA actuator includes a
図3は、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むオートフォーカスアセンブリの展開図を示す。図示の通り、SMAアクチュエータ302は、本明細書で説明する複数の実施形態による歪曲アクチュエータとして構成される。オートフォーカスアセンブリはまた、光学式手ぶれ補正機構(OIS:optical image stabilization)304と、当業界で公知のものを含む技術を使用して1つ以上の光学レンズを保持するように構成されたレンズキャリッジ306と、戻しばね308と、垂直方向滑り軸受310と、ガイドカバー312とを含む。本明細書で説明されるものを含む技術を使用して、SMAワイヤが作動され、及び歪曲アクチュエータ302を引いて撓ませると、SMAアクチュエータ302がzストローク方向、例えば正のz方向に動くため、レンズキャリッジ306は、垂直方向滑り軸受310に接触しながらスライドするように構成される。戻しばね308は、当業界で公知のものを含む技術を使用して、レンズキャリッジ306上で、ストローク方向とは反対方向に力を加えるように構成される。戻しばね308は、様々な実施形態によれば、SMAワイヤが作動停止されるようにSMAワイヤの張力が低下されると、zストローク方向とは反対方向にレンズキャリッジ306を動かすように構成される。SMAワイヤの張力が初期値まで低下されると、レンズキャリッジ306は、zストローク方向の最も低い高さまで動く。図4は、図3に示す一実施形態によるSMAワイヤアクチュエータを含むオートフォーカスアセンブリを示す。
FIG. 3 shows an exploded view of an autofocus assembly including an SMA actuator according to one embodiment. As shown, SMA actuator 302 is configured as a strain actuator according to embodiments described herein. The autofocus assembly also includes an optical image stabilization (OIS) 304 and a lens carriage configured to hold one or more optical lenses using techniques including those known in the art. 306 , a
図5は、センサを含む、一実施形態によるSMAワイヤアクチュエータを示す。様々な実施形態に関し、センサ502は、当業界で公知のものを含む技術使用して、z方向におけるSMAアクチュエータの動き、又はそのSMAアクチュエータが動いている構成要素の動きを測定するように構成される。SMAアクチュエータは、本明細書で説明するものと同様の1本以上のSMAワイヤ508を使用して作動するように構成された1つ以上の歪曲アクチュエータ506を含む。例えば、図4を参照して説明されたオートフォーカスアセンブリにおいて、センサは、当業界で公知のものを含む技術を使用して、レンズキャリッジ306がz方向504において初期位置から動く動きの量を決定するように構成される。いくつかの実施形態によれば、センサは、トンネル磁気抵抗(TMR:tunnel magneto resistance)センサである。
FIG. 5 shows an SMA wire actuator according to one embodiment, including a sensor. For various embodiments, sensor 502 is configured to measure movement of the SMA actuator in the z-direction, or movement of the component on which the SMA actuator is moving, using techniques including those known in the art. be. The SMA actuators include one or more strain actuators 506 configured to operate using one or
図6は、レンズキャリッジ604が装着された、一実施形態による歪曲アクチュエータとして構成されたSMAアクチュエータ602の上面図及び側面図を示す。図7は、図6に示す実施形態によるSMAアクチュエータ602のある区分の側面図を示す。図7に示す実施形態によれば、SMAアクチュエータ602はスライドベース702を含む。一実施形態によれば、スライドベース702は、当業界で公知のものを含む技術を使用して、ステンレス鋼などの金属で形成される。しかしながら、当業者は、スライドベース702を形成するために他の材料が使用され得ることを理解するであろう。さらに、いくつかの実施形態によるスライドベース702は、SMAアクチュエータ602と接続されたばねアーム612を有する。様々な実施形態によれば、ばねアーム612は、2つの機能を果たすように構成される。第1の機能は、物体、例えばレンズキャリッジ604を、ガイドカバーの垂直スライド面へと押し込むのを助けることである。この例に関し、ばねアーム612は、レンズキャリッジ604に上方へと前もって負荷をかけてこの面に押し付けるようにし、レンズが作動中に傾かないようにすることを保証する。いくつかの実施形態に関し、垂直スライド面708は、ガイドカバーと係合するように構成される。ばねアーム612の第2の機能は、SMAワイヤ608が、SMAアクチュエータ602をzストローク方向、正のz方向に動かした後、例えば負のz方向に、SMAアクチュエータ602を引いて後退させるのを助けることである。それゆえ、SMAワイヤ608が作動されると、それらは収縮して、SMAアクチュエータ602をzストローク方向に動かし、及びSMAワイヤ608が作動停止されると、ばねアーム612が、SMAアクチュエータ602をzストローク方向とは反対方向に動かすように構成される。
FIG. 6 shows top and side views of an
SMAアクチュエータ602はまた、歪曲アクチュエータ710を含む。様々な実施形態に関し、歪曲アクチュエータ710は、ステンレス鋼などの金属で形成される。さらに、歪曲アクチュエータ710は、歪曲アーム610と、1つ以上のワイヤ保持具606とを含む。図6及び図7に示す実施形態によれば、歪曲アクチュエータ710は、4個のワイヤ保持具606を含む。4個のワイヤ保持具606は、それぞれ、SMAワイヤ608の端部を受容し、SMAワイヤ608のその端部を保持するように構成されて、SMAワイヤ608が歪曲アクチュエータ710に取り付けられるようにする。様々な実施形態に関し、4個のワイヤ保持具606は、SMAワイヤ608の一部分をしっかりと締め付けるように構成される圧着部であり、ワイヤを圧着部に取り付けられるようにする。当業者は、当業界で公知の技術、例えば、限定されるものではないが、接着剤、はんだ付け、及び機械的な取り付けを使用してSMAワイヤ608がワイヤ保持具606に取り付けられてもよいことを理解するであろう。スマート記憶合金(SMA:smart memory alloy)ワイヤ608は、一対のワイヤ保持具606間に延びて、SMAワイヤ608が作動されると、歪曲アクチュエータ710の歪曲アーム610が動くように構成されて、その一対のワイヤ保持具606が互いに近くに引かれるようにする。様々な実施形態によれば、SMAワイヤ608は、SMAワイヤ608に電流が流されると、歪曲アーム610の位置を動かして制御するように電気的に作動される。SMAワイヤ608は、電流が取り除かれる又は閾値を下回ると、作動停止される。これにより、その一対のワイヤ保持具606を離れるように動かし、及びSMAワイヤ608が作動されると、歪曲アーム610はその反対方向に動く。様々な実施形態によれば、歪曲アーム610は、SMAワイヤがその初期位置で作動停止されると、スライドベース702に対して5度の初期角度を有するように構成される。そして、様々な実施形態によれば、フルストロークでは、又はSMAワイヤが十分に作動されるとき、歪曲アーム610は、スライドベース702に対して10~12度を有するように構成される。
SMA actuator 602 also includes a
図6及び図7に示す実施形態によれば、SMAアクチュエータ602はまた、スライドベース702とワイヤ保持具606との間に構成された滑り軸受706を含む。滑り軸受706は、スライドベース702と歪曲アーム610及び/又はワイヤ保持具606との間のいずれの摩擦も最小限にするように構成される。いくつかの実施形態用の滑り軸受は、滑り軸受706に取り付けられる。様々な実施形態によれば、滑り軸受はポリオキシメチレン(POM:polyoxymethylene)で形成される。当業者は、歪曲アクチュエータとベースとの間のいずれの摩擦も低下させるために他の構造が使用され得ることを理解するであろう。
According to the embodiment shown in FIGS. 6 and 7, SMA actuator 602 also includes slide bearing 706 configured between
様々な実施形態によれば、スライドベース702は、アセンブリベース704、例えばオートフォーカスアセンブリ用のオートフォーカスベースと接続するように構成される。いくつかの実施形態によれば、アクチュエータベース704は、エッチングされたシムを含む。そのようなエッチングされたシムは、SMAアクチュエータ602がアセンブリ、例えばオートフォーカスアセンブリの一部であるときに、ワイヤと圧着部との間にクリアランスをもたらすために使用され得る。
According to various embodiments,
図8は、x軸、y軸、及びz軸に対する歪曲アクチュエータ802の一実施形態の複数の図を示す。図8における向きのように、歪曲アーム804は、SMAワイヤが本明細書で説明するように作動されたり作動停止されたりすると、z軸で動くように構成される。図8に示す実施形態によれば、歪曲アーム804は、ハンモック部806などの中心部によって互いに接続される。様々な実施形態によれば、ハンモック部806は、歪曲アクチュエータが作用する物体の一部分、例えば本明細書で説明されるものを含む技術を使用して歪曲アクチュエータによって動かされるレンズキャリッジを支えるように構成される。いくつかの実施形態によれば、ハンモック部806は、作動中歪曲アクチュエータに横剛性(lateral stiffness)をもたらすように構成される。他の実施形態に関し、歪曲アクチュエータはハンモック部806を含まない。これらの実施形態によれば、歪曲アームは、物体に作用してそれを動かすように構成される。例えば、歪曲アームは、レンズキャリッジの特徴に直接作用してそれを上方へ押すように構成される。
FIG. 8 shows multiple views of one embodiment of a
図9は、一実施形態によるSMAバイモルフアクチュエータとして構成されたSMAアクチュエータを示す。SMAバイモルフアクチュエータは、本明細書で説明したものを含むバイモルフアクチュエータ902を含む。図9に示す実施形態によれば、バイモルフアクチュエータ902のそれぞれの一方の端部906がベース908に取り付けられる。いくつかの実施形態によれば、一方の端部906はベース908に溶接される。しかしながら、当業者は、ベース908に一方の端部906を取り付けられるために他の技術が使用され得ることを理解するであろう。図9はまた、バイモルフアクチュエータ902が作動時にz方向に丸まって、キャリッジ904をz方向に持ち上げるように構成されるように配置されたレンズキャリッジ904を示す。いくつかの実施形態に関し、戻しばねが使用されて、バイモルフアクチュエータ902を初期位置へ押し戻す。戻しばねが、本明細書で説明するように、バイモルフアクチュエータをそれらの初期の作動停止位置へ押し下げるのを支援するように構成され得る。バイモルフアクチュエータの設置面積は小さいため、SMAアクチュエータは、現在のアクチュエータ技術よりも設置面積を小さくして作製することができる。
FIG. 9 shows an SMA actuator configured as an SMA bimorph actuator according to one embodiment. The SMA bimorph actuator includes a
図10は、位置センサ、例えばTMRセンサを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むオートフォーカスアセンブリの切り欠き図を示す。オートフォーカスアセンブリ1002は、可動ばね1006に取り付けられた位置センサ1004と、本明細書で説明したものなどのSMAアクチュエータを含むオートフォーカスアセンブリのレンズキャリッジ1010に取り付けられた磁石1008とを含む。位置センサ1004は、当業界で公知のものを含む技術を使用して、位置センサ1004からの磁石1008の距離に基づいて、レンズキャリッジ1010がz方向1005において初期位置から動く量を決定するように構成される。いくつかの実施形態によれば、位置センサ1004は、光学式手ぶれ補正機構アセンブリの可動ばね1006のばねアーム上の複数の電気トレースを使用して、コントローラ又はプロセッサー、例えば中央処理装置と電気的に接続される。
FIG. 10 shows a cutaway view of an autofocus assembly including a SMA actuator, including a position sensor, eg, a TMR sensor, according to one embodiment.
図11a~図11cは、いくつかの実施形態によるバイモルフアクチュエータの図を示す。様々な実施形態によれば、バイモルフアクチュエータ1102は、ビーム1104、及び1つ以上のSMA材料1106、例えばSMAリボン1106b(例えば、図11bの実施形態によるSMAリボンを含むバイモルフアクチュエータの斜視図に示すような)又はSMAワイヤ1106a(例えば、図11aの実施形態によるSMAワイヤを含むバイモルフアクチュエータの断面図に示すような)を含む。SMA材料1106は、本明細書で説明するものを含む技術を使用して、ビーム1104に取り付けられる。いくつかの実施形態によれば、SMA材料1106は、接着フィルム材料1108を使用してビーム1104に取り付けられる。様々な実施形態に関し、SMA材料1106の端部は、当業界で公知のものを含む技術を使用して、SMA材料1106に電流を供給するように構成されたコンタクト1110に電気的及び機械的に接続される。様々な実施形態によれば、コンタクト1110(例えば、図11a及び図11bに示すような)は、金メッキ銅パッドである。複数の実施形態によれば、およそ1ミリメートルの長さを有するバイモルフアクチュエータ1102は、より大きなストロークと、50ミリニュートン(mN)の押す力とを生成するように構成され、及び例えば図11cに示すように、レンズアセンブリの一部として使用される。いくつかの実施形態によれば、1ミリメートル超の長さを有するバイモルフアクチュエータ1102の使用によって、1ミリメートルの長さのものよりも大きなストロークを生成するが、それよりも弱い力を生成する。一実施形態に関し、バイモルフアクチュエータ1102は、20マイクロメートル厚さのSMA材料1106、20マイクロメートル厚さの絶縁体1112、例えばポリイミド絶縁体、及び30マイクロメートル厚さのステンレス鋼ビーム1104すなわちベース金属を含む。様々な実施形態は、コンタクト1110を含む接触層とSMA材料1106との間に配置される第2の絶縁体1114を含む。いくつかの実施形態によれば、第2の絶縁体1114は、SMA材料1106を、コンタクト1110として使用されない接触層の部分から絶縁するように構成される。いくつかの実施形態に関し、第2の絶縁体1114は、ポリイミド絶縁体のようなカバーコート層である。当業者は、所望の設計特性を満たすために他の寸法及び材料が使用され得ることを理解するであろう。
Figures 11a-11c show views of bimorph actuators according to some embodiments. According to various embodiments, the bimorph actuator 1102 comprises a beam 1104 and one or more SMA materials 1106, such as an
図12は、一実施形態によるバイモルフアクチュエータの一実施形態の図を示す。図12に示すような実施形態は、電力を供給するための中央給電部1204を含む。電力は、本明細書で説明されるものなどのSMA材料1202(ワイヤ又はリボン)の中心に供給される。SMA材料1202の端部は、端部パッド1203における帰路としてのビーム1206すなわちベース金属に接地される。端部パッド1203は、接触層1214の残りの部分から電気的に絶縁される。複数の実施形態によれば、ビーム1206すなわちベース金属が、SMAワイヤのようなSMA材料1202の全長に沿ってSMA材料1202に近接していることにより、電流がオフにされる、すなわちバイモルフアクチュエータが停止するとき、ワイヤがより高速に冷却される。より迅速なワイヤの非活性化及びアクチュエータ応答時間という結果となる。SMAワイヤ又はリボンの熱プロファイルが改善される。例えば、熱プロファイルは、より均一になって、より多い総電流がワイヤへ信頼性高く送給され得る。均一なヒートシンクがなければ、ワイヤの複数の部分、例えば中心領域が過熱されて損傷される可能性があるため、信頼性高く動作させるために、電流の減少及び動きの減少が必要とされる。中央給電部1204は、より迅速な応答時間のために、SMA材料1202のより速いワイヤの活性化/作動(より迅速な加熱)及び電力消費の減少(より低い抵抗経路長)の利益をもたらす。これにより、より高い動きの頻度で動作するための、より迅速なアクチュエータの動き及び能力を可能にする。
FIG. 12 shows a diagram of one embodiment of a bimorph actuator, according to one embodiment. Embodiments such as that shown in FIG. 12 include a
図12に示すように、ビーム1206は中心金属1208を含み、該中心金属1208は、中央給電部1204を形成するようにビーム1206の残りの部分から絶縁されている。本明細書で説明したものなどの絶縁体1210が、ビーム1206の上側を覆って配置される。絶縁体1210は、1つ以上の開口又はビア1212を有して、ビーム1206への電気的なアクセスをもたらし、例えば接触層の接地セクション1214bに接続し、及び中心金属1208への接触をもたらして中央給電部1204を形成するように構成される。いくつかの実施形態によれば、本明細書で説明したものなどの接触層1214が、電力セクション1214a及び接地セクション1214bを含んで、電力供給コンタクト1216及び接地コンタクト1218によって、バイモルフアクチュエータへ作動/制御信号を提供する。本明細書で説明したものなどのカバーコート層1220が、接触層1214の上側を覆って配置されて、電気的な接続が望まれる接触層1214の複数の部分(例えば、1つ以上のコンタクト)を除いて、接触層を電気的に絶縁する。
As shown in FIG. 12,
図13は、図12に示すような、一実施形態によるバイモルフアクチュエータの端部パッド断面を示す。上述の通り、端部パッド1203は、端部パッド1203と接触層1214との間に形成された間隙1222によって、接触層1214の残りの部分から電気的に絶縁される。いくつかの実施形態によれば、間隙は、当業界で公知のものを含むエッチング技術を使用して形成される。端部パッド1203は、端部パッド1203をビーム1206と電気的に接続するように構成されたビアセクション1224を含む。ビアセクション1224は、絶縁体1210に形成されたビア1212に形成されている。SMA材料1202は端部パッド1213に電気的に接続される。SMA材料1202は、限定されるものではないが、はんだ付け、抵抗溶接、レーザ溶接、及びダイレクトプレーティングを含む技術を使用して、端部パッド1213に電気的に接続され得る。
FIG. 13 shows an end pad cross-section of a bimorph actuator, as shown in FIG. 12, according to one embodiment. As described above, end pad 1203 is electrically isolated from the rest of
図14は、図12に示すような、一実施形態によるバイモルフアクチュエータの中央給電部の断面を示す。中央給電部1204は、接触層1214を通して電力供給装置に電気的に接続され、並びに絶縁体1210に形成されたビア1212に形成された中央給電部1204にあるビアセクション1226によって、中心金属1208と電気的及び熱的に接続される。
FIG. 14 shows a cross-section of a central feed of a bimorph actuator, as shown in FIG. 12, according to one embodiment.
本明細書で説明するアクチュエータは、複数の歪曲アクチュエータ及び又は複数のバイモルフアクチュエータを使用するアクチュエータアセンブリを形成するために使用され得る。一実施形態によれば、アクチュエータは、達成され得るストローク距離を長くするために、重なり合って積み重ねられ得る。 The actuators described herein can be used to form actuator assemblies that employ multiple strain actuators and/or multiple bimorph actuators. According to one embodiment, the actuators can be stacked on top of each other to increase the stroke distance that can be achieved.
図15は、一実施形態による2つの歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータの展開図を示す。本明細書で説明する複数の実施形態によれば、2つの歪曲アクチュエータ1302、1304は、それらの互いに対向する動きを使用するように、互いに対して配置される。様々な実施形態に関し、2つの歪曲アクチュエータ1302、1304は、レンズキャリッジ1306を位置決めするために、互いに逆の関係で動くように構成される。例えば、第1の歪曲アクチュエータ1302は、第2の歪曲アクチュエータ1304へ送られる電力信号の逆電力信号を受信するように構成される。
FIG. 15 shows an exploded view of an SMA actuator including two strain actuators according to one embodiment. According to several embodiments described herein, the two
図16は、一実施形態による2つの歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータを示す。歪曲アクチュエータ1302、1304は、各歪曲アクチュエータ1302、1304の歪曲アーム1310、1312が互いに対面し、及び各歪曲アクチュエータ1302、1304のスライドベース1314、1316が2つの歪曲アクチュエータの外面であるように構成される。様々な実施形態によれば、各SMAアクチュエータ1302、1304のハンモック部1308が、1つ以上の歪曲アクチュエータ1302、1304が作用する物体、例えば本明細書で説明されるものを含む技術を使用して歪曲アクチュエータによって動かされるレンズキャリッジ1306の一部分を支えるように構成される。
FIG. 16 shows an SMA actuator including two strain actuators according to one embodiment. The
図17は、一実施形態による2つの歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータの側面図を示し、レンズキャリッジなどの物体を正のz方向又は上向きの方向に動かすSMAワイヤ1318の方向を示す。 FIG. 17 shows a side view of an SMA actuator including two distortion actuators according to one embodiment, showing the orientation of SMA wires 1318 that move an object, such as a lens carriage, in the positive z-direction or upward direction.
図18は、一実施形態による2つの歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータの側面図を示し、レンズキャリッジなどの物体を負のz方向又は下向きの方向に動かすSMAワイヤ1318の方向を示す。 FIG. 18 shows a side view of an SMA actuator including two distortion actuators according to one embodiment, showing the orientation of SMA wires 1318 that move an object, such as a lens carriage, in the negative z-direction or downward direction.
図19は、一実施形態による2つの歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータを含むアセンブリの展開図を示す。歪曲アクチュエータ1902、1904は、各歪曲アクチュエータ1902、1904の歪曲アーム1910、1912が2つの歪曲アクチュエータの外面であり、及び各歪曲アクチュエータ1902、1904のスライドベース1914、1916が互いに対面するように構成される。様々な実施形態によれば、各SMAアクチュエータ1902、1904のハンモック部1908が、1つ以上の歪曲アクチュエータ1902、1904が作用する物体、例えば本明細書で説明されるものを含む技術を使用して歪曲アクチュエータによって動かされるレンズキャリッジ1906の一部分を支えるように構成される。いくつかの実施形態に関し、SMAアクチュエータは、第2の歪曲アクチュエータ1904を受容するように構成されたベース部1918を含む。SMAアクチュエータはまた、カバー部1920を含み得る。図20は、ベース部及びカバー部を含む、一実施形態による2つの歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータを示す。
FIG. 19 shows an exploded view of an assembly including an SMA actuator including two strain actuators according to one embodiment. The
図21は、一実施形態による2つの歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータを示す。いくつかの実施形態に関し、歪曲アクチュエータ1902、1904は、第1の歪曲アクチュエータ1902のハンモック部1908が第2の歪曲アクチュエータ1904のハンモック部から約90度回転されるように、互いに対して配置される。90度の形態は、レンズキャリッジ1906などの物体のピッチ及びロールの回転を可能にする。これにより、レンズキャリッジ1906の動きをより良好に制御する。様々な実施形態に関し、差動電力信号が各歪曲アクチュエータ対のSMAワイヤに与えられ、それによって、OISの動きの傾斜を生じさせるためのレンズキャリッジのピッチ及びロールの回転を提供するようにする。
FIG. 21 shows an SMA actuator including two strain actuators according to one embodiment. For some embodiments, the
2つの歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータの実施形態は、戻しばねを不要とする。2つの歪曲アクチュエータの使用によって、位置フィードバックにSMAワイヤ抵抗を使用するときのヒステリシスを改善し得る/減少させ得る。2つの歪曲アクチュエータを含む、互いに対抗する力を生じるSMAアクチュエータは、戻しばねを含むものよりも低いヒステリシスに起因して、より正確な位置制御を支援する。いくつかの実施形態、例えば図22に示す実施形態に関し、2つの歪曲アクチュエータ2202、2204を含むSMAアクチュエータは、各歪曲アクチュエータ2202、2204の左側及び右側のSMAワイヤ2218a、2218bへ差動電力を使用して2軸の傾斜をもたらす。例えば、左側SMAワイヤ2218aは、右側SMAワイヤ2218bよりも高い電力で作動される。これにより、レンズキャリッジ2206の左側面を下方に動かし、及び右側面を上方に動かす(傾ける)。第1の歪曲アクチュエータ2202のSMAワイヤは等しい力で保持されて、いくつかの実施形態に関し、傾く動きを引き起こすために異なって押すためのSMAワイヤ2218a、2218b用の支点の機能を果たす。SMAワイヤに与えられる電力信号を逆にすることによって、例えば第2の歪曲アクチュエータ2202のSMAワイヤに等しい電力を供給し、並びに第2の歪曲アクチュエータ2204の左側及び右側のSMAワイヤ2218a、2218bへ差動電力を使用することによって、他方の方向におけるレンズキャリッジ2206の傾斜を生じる。これは、いずれかの運動軸においてレンズキャリアなどの物体を傾ける能力を提供するか、又は良好な動的な傾斜のためにレンズとセンサとの間のいずれの傾斜も調整し得、これにより、全ピクセルにわたってより良好な画質を生じる。
Embodiments of SMA actuators that include two strain actuators eliminate the need for return springs. The use of two strain actuators may improve/reduce hysteresis when using SMA wire resistance for position feedback. SMA actuators that produce opposing forces, including two tortuous actuators, support more precise position control due to lower hysteresis than those including return springs. For some embodiments, such as the embodiment shown in FIG. 22, an SMA actuator that includes two
図23は、一実施形態による2つの歪曲アクチュエータ及びカプラを含むSMAアクチュエータを示す。SMAアクチュエータは、本明細書で説明したものなどの2つの歪曲アクチュエータを含む。第1の歪曲アクチュエータ2302は、カプラ、例えばカプラリング2305を使用して第2の歪曲アクチュエータ2304と接続するように構成される。歪曲アクチュエータ2302、2304は、第1の歪曲アクチュエータ2302のハンモック部2308が第2の歪曲アクチュエータ2304のハンモック部2309から約90度回転されるように、互いに対して配置される。移動させるためのペイロード、例えばレンズ又はレンズアセンブリが、第1の歪曲アクチュエータ2302のスライドベースに配置されるように構成されたレンズキャリッジ2306に取り付けられる。
FIG. 23 shows an SMA actuator including two strain actuators and a coupler according to one embodiment. A SMA actuator includes two strain actuators such as those described herein.
様々な実施形態に関し、等しい電力が第1の歪曲アクチュエータ2302及び第2の歪曲アクチュエータ2304のSMAワイヤに供給され得る。これは、正のz方向におけるSMAアクチュエータのzストロークを最大にし得る。いくつかの実施形態に関し、SMAアクチュエータのストロークは、2つの歪曲アクチュエータを含む他のSMAアクチュエータのストロークの2倍以上に等しいzストロークを有し得る。いくつかの実施形態に関し、追加的なばねが、電力信号がSMAアクチュエータから除去されるときにアクチュエータアセンブリ及びペイロードを下方に押し戻すのを支援するように押すために、2つの歪曲部に追加され得る。等しく且つ反対の電力信号が、第1の歪曲アクチュエータ2302及び第2の歪曲アクチュエータ2304のSMAワイヤに印加される。これは、SMAアクチュエータを、ある歪曲アクチュエータによって正のz方向に動かし、及びある歪曲アクチュエータによって負のz方向に動かすことができるようにし、これにより、SMAアクチュエータの位置の正確な制御を可能にする。さらに、等しく且つ反対の電力信号(差動電力信号)が、第1の歪曲アクチュエータ2302及び第2の歪曲アクチュエータ2304の左側及び右側のSMAワイヤに印加され、レンズキャリッジ2306などの物体を、2つの軸の少なくとも一方の方向に傾ける。
For various embodiments, equal power may be supplied to the SMA wires of
図23に示すものなどの、2つの歪曲アクチュエータ及びカプラを含むSMAアクチュエータの実施形態は、追加的な歪曲アクチュエータ及び複数の対の歪曲アクチュエータと接続されて、単一のSMAアクチュエータのものよりも大きい所望のストロークを達成できる。 Embodiments of SMA actuators that include two strain actuators and couplers, such as the one shown in FIG. A desired stroke can be achieved.
図24は、一実施形態による積層板ハンモックを備える歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータを含むSMAシステムの展開図を示す。本明細書で説明するように、いくつかの実施形態に関し、SMAシステムは、オートフォーカス駆動装置として、1つ以上のカメラレンズ素子と併用されるように構成される。図24に示すように、SMAシステムは、様々な実施形態によれば、SMAワイヤが作動停止されるためにSMAワイヤ2408の張力が低下されるときに、レンズキャリッジ2406をzストローク方向とは反対方向に動かすように構成された戻しばね2403を含む。いくつかの実施形態に関し、SMAシステムはハウジング2409を含み、このハウジングは、戻しばね2403を受容し、滑り軸受の機能を果たして、レンズキャリッジをzストローク方向に案内するように構成される。ハウジング2409はまた、歪曲アクチュエータ2402に配置されるように構成される。歪曲アクチュエータ2402は、本明細書で説明したものと同様のスライドベース2401を含む。歪曲アクチュエータ2402は、ハンモック部、例えば積層板で形成された積層ハンモック2406と接続された歪曲アーム2404を含む。歪曲アクチュエータ2402はまた、積層形成された圧着接続部2412などのSMAワイヤ取り付け構造を含む。
FIG. 24 shows an exploded view of an SMA system including an SMA actuator including a tortuous actuator comprising a laminate hammock according to one embodiment. As described herein, for some embodiments, the SMA system is configured for use with one or more camera lens elements as an autofocus driver. As shown in FIG. 24, the SMA system moves the
図24に示すように、スライドベース2401は、任意選択的なアダプタプレート2414上に配置される。アダプタプレートは、SMAシステム又は歪曲アクチュエータ2402を、OIS、追加的なSMAシステム、又は他の構成要素などの別のシステムと嵌合するように構成される。図25は、一実施形態による積層板ハンモックを備える歪曲アクチュエータ2402を含むSMAアクチュエータを含むSMAシステム2501を示す。
As shown in FIG. 24,
図26は、一実施形態による積層板ハンモックを含む歪曲アクチュエータを示す。歪曲アクチュエータ2402は歪曲アーム2404を含む。本明細書で説明するように、歪曲アーム2404は、SMAワイヤ2412が作動されたり作動停止されたりするときに、z軸において動くように構成される。SMAワイヤ2408は、積層形成された圧着接続部2412を使用して、歪曲アクチュエータに取り付けられる。図26に示す実施形態によれば、歪曲アーム2404は、中心部、例えば積層板ハンモック2406によって、互いに接続される。様々な実施形態によれば、積層板ハンモック2406は、歪曲アクチュエータが作用する物体、例えば本明細書で説明されるものを含む技術を使用して歪曲アクチュエータによって動かされるレンズキャリッジの一部分を支えるように構成される。
FIG. 26 illustrates a strain actuator including a laminate hammock according to one embodiment.
図27は、一実施形態によるSMAアクチュエータの積層板ハンモックを示す。いくつかの実施形態に関し、積層板ハンモック2406の材料は低剛性材料であるため、作動の動きに抵抗しない。例えば、積層板ハンモック2406は、第1のポリイミド層に配置された銅層を使用して形成され、銅には第2のポリイミド層が配置されている。いくつかの実施形態に関し、積層板ハンモック2406は、当業界で公知のものを含む技術を使用して、堆積及びエッチングを使用して歪曲アーム2404上に形成される。他の実施形態に関し、積層板ハンモック2406は、歪曲アーム2404とは別々に形成されて、溶接、接着剤、及び当業界で公知の他の技術を含む技術を使用して歪曲アーム2404に取り付けられる。様々な実施形態に関し、グルー又は他の接着剤を積層板ハンモック2406に使用して、歪曲アーム2404がレンズキャリッジに対して確実に適所に留まるようにする。
FIG. 27 shows a laminate hammock for SMA actuators according to one embodiment. For some embodiments, the
図28は、一実施形態によるSMAアクチュエータの積層形成された圧着接続部を示す。積層形成された圧着接続部2412は、SMAワイヤ2408を歪曲アクチュエータに取り付け、及びSMAワイヤ2408との電気回路接合部を生み出すように構成される。様々な実施形態に関し、積層形成された圧着接続部2412は、絶縁体の1つ以上の層で形成された積層板と、圧着部に形成された導電層の1つ以上の層とを含む。 FIG. 28 shows a laminated crimp connection of an SMA actuator according to one embodiment. A laminated crimp connection 2412 is configured to attach the SMA wire 2408 to the strain actuator and create an electrical circuit bond with the SMA wire 2408 . For various embodiments, the laminated crimp connection 2412 includes a laminate formed of one or more layers of insulator and one or more layers of conductive layers formed on the crimp.
例えば、ポリイミド層が、圧着部2413を形成するステンレス鋼部分の少なくとも一部分に配置される。次に、銅などの導電層がポリイミド層に配置され、これは、歪曲アクチュエータに配置される1つ以上の信号トレース2415と電気的に接続される。また、圧着部を、SMAワイヤと接触するように変形することによって、SMAワイヤを導電層と電気接触させる。それゆえ、1つ以上の信号トレースと接続された導電層は、本明細書で説明されるものを含む技術を使用してSMAワイヤに電力信号を印加するために使用される。いくつかの実施形態に関し、第2のポリイミド層が、導電層がSMAワイヤと接触しない領域において、導電層にわたって形成される。いくつかの実施形態に関し、積層形成された圧着接続部2412は、当業界で公知のものを含む堆積及びエッチング技術を使用して、圧着部2413に形成される。他の実施形態に関し、積層形成された圧着接続部2412及び1つ以上の電気トレースは、圧着部2413及び歪曲アクチュエータとは別々に形成されて、溶接、接着剤、及び当業界で公知の他の技術を含む技術を使用して、圧着部2412及び歪曲アクチュエータに取り付けられる。
For example, a polyimide layer is disposed on at least a portion of the stainless steel
図29は、積層板ハンモックを備える歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータを示す。図29に示すように、電力信号が印加されるとき、SMAワイヤは収縮するか又は短縮して、歪曲アーム及び積層板ハンモックを正のz方向に動かす。同様に、物体と接触している積層板ハンモックは、その物体、例えばレンズキャリッジを正のz方向に動かす。電力信号を減少させるか又は除去すると、SMAワイヤは長くなって、歪曲アーム及び積層板ハンモックを負のz方向に動かす。 FIG. 29 shows an SMA actuator that includes a bending actuator with a laminate hammock. As shown in FIG. 29, when the power signal is applied, the SMA wires contract or shorten, moving the flexure arm and laminate hammock in the positive z-direction. Similarly, a laminate hammock in contact with an object will move that object, eg, the lens carriage, in the positive z-direction. Reducing or removing the power signal lengthens the SMA wire and moves the flexure arm and laminate hammock in the negative z-direction.
図30は、一実施形態による歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータを含むSMAシステムの展開図を示す。本明細書で説明するように、いくつかの実施形態に関し、SMAシステムは、オートフォーカス駆動装置として、1つ以上のカメラレンズ素子と併用されるように構成される。図30に示すように、SMAシステムは戻しばね3003を含み、この戻しばねは、様々な実施形態によれば、SMAワイヤが作動停止されてSMAワイヤ3008の張力が低下されるときに、レンズキャリッジ3005をzストローク方向とは反対方向に動かすように構成される。いくつかの実施形態に関し、SMAシステムは、戻しばね3003に配置された補強材3000を含む。いくつかの実施形態に関し、SMAシステムは、戻しばね3003を受容して滑り軸受の機能を果たしてレンズキャリッジをzストローク方向に案内するように構成された2つの部分で形成されたハウジング3009を含む。ハウジング3009はまた、歪曲アクチュエータ3002に配置されるように構成される。歪曲アクチュエータ3002は、本明細書で説明したものと同様の、2つの部分で形成されるスライドベース3001を含む。スライドベース3001は分かれて、2つの側面を電気的に絶縁し(例えば一方の側面は接地であり、他方の側面は、電力である)、これは、いくつかの実施形態によれば、電流がスライドベース3001の複数の部分を通ってワイヤへ流れるためである。
FIG. 30 shows an exploded view of an SMA system including SMA actuators including strain actuators according to one embodiment. As described herein, for some embodiments, the SMA system is configured for use with one or more camera lens elements as an autofocus driver. As shown in FIG. 30, the SMA system includes a
歪曲アクチュエータ3002は歪曲アーム3004を含む。各対の歪曲アクチュエータ3002は、歪曲アクチュエータ3002の別個の部分に形成される。歪曲アクチュエータ3002はまた、SMAワイヤ取り付け構造、例えば抵抗溶接ワイヤ圧着部3012を含む。SMAシステムは、任意選択的に、SMAワイヤ3008を1つ以上の制御回路に電気的に接続するためのフレックス回路3020を含む。
図30に示すように、スライドベース3001は、任意選択的なアダプタプレート3014に配置される。アダプタプレートは、SMAシステム又は歪曲アクチュエータ3002が、別のシステム、例えばOIS、追加的なSMAシステム、又は他の構成要素と嵌合するように構成される。図31は、一実施形態による歪曲アクチュエータ3002を含むSMAアクチュエータを含むSMAシステム3101を示す。
As shown in FIG. 30, slide base 3001 is placed on
図32は、一実施形態による歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータを含む。歪曲アクチュエータ3002は歪曲アーム3004を含む。本明細書で説明するように、歪曲アーム3004は、SMAワイヤ3012が作動されたり作動停止されたりするときにz軸で動くように構成される。SMAワイヤ2408は抵抗溶接ワイヤ圧着部3012に取り付けられる。図32に示す実施形態によれば、歪曲アーム3004は、2ヨークキャプチャジョイント(two yoke capture joint)を使用して、中心部を用いずに、レンズキャリッジなどの物体と嵌合するように構成される。
FIG. 32 includes an SMA actuator including a strain actuator according to one embodiment.
図33は、一実施形態によるSMAアクチュエータの一対の歪曲アームの2ヨークキャプチャジョイントを示す。図33はまた、任意選択的なフレックス回路をスライドベースに取り付けるために使用されるメッキパッドを示す。いくつかの実施形態に関し、メッキパッドは、金を使用して形成される。図34は、SMAワイヤを歪曲アクチュエータに取り付けるために使用される、一実施形態によるSMAアクチュエータのための抵抗溶接圧着部を示す。いくつかの実施形態に関し、グルー又は接着剤はまた、機械的な強度及び仕事を支援するために、動作及び衝撃荷重中の疲労歪み解放部(fatigue strain relief)として、溶接部の上部に配置され得る。 FIG. 33 shows a two-yoke capture joint of a pair of flexure arms of an SMA actuator according to one embodiment. Figure 33 also shows the plating pads used to attach the optional flex circuit to the slide base. For some embodiments, the plating pads are formed using gold. FIG. 34 shows a resistance weld crimp for an SMA actuator according to one embodiment used to attach the SMA wire to the strain actuator. For some embodiments, a glue or adhesive is also placed on top of the weld as a fatigue strain relief during operation and impact loading to aid in mechanical strength and work. obtain.
図35は、2ヨークキャプチャジョイントを備える歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータを示す。図35に示すように、電力信号が印加されると、SMAワイヤは収縮又は短縮して、歪曲アームを正のz方向に動かす。2ヨークキャプチャジョイントは物体と接触し、次に、その物体、例えばレンズキャリッジを正のz方向に動かす。電力信号が減少又は除去されると、SMAワイヤは長くなって、歪曲アームを負のz方向に動かす。ヨークキャプチャ特徴は、歪曲アームがレンズキャリッジに対して正しい位置に確実に留まるようにする。 FIG. 35 shows an SMA actuator that includes a strain actuator with a two-yoke capture joint. As shown in FIG. 35, when a power signal is applied, the SMA wire contracts or shortens, moving the flexing arm in the positive z-direction. A two-yoke capture joint contacts an object and then moves that object, eg, the lens carriage, in the positive z-direction. When the power signal is reduced or removed, the SMA wire lengthens and moves the distorting arm in the negative z direction. A yoke capture feature ensures that the distorting arm remains in the correct position relative to the lens carriage.
図36は、一実施形態によるSMAバイモルフ液体レンズを示す。SMAバイモルフ液体レンズ3501は、液体レンズサブアセンブリ3502と、ハウジング3504と、SMAアクチュエータ3506を備える回路とを含む。様々な実施形態に関し、SMAアクチュエータは、4個のバイモルフアクチュエータ3508、例えば本明細書で説明する実施形態を含む。バイモルフアクチュエータ3508は、可撓膜3512上に位置する成形リング3510を押すように構成される。リングは、膜3512/液体3514を曲げて(warps)、膜3512/液体3514を通る光路を変化させる。液体包含リング3516を使用して、膜3512とレンズ3518との間に液体3514を含むようにする。バイモルフアクチュエータからの等しい力は、Z方向(レンズに対して垂直)に画像の焦点を変化させ、それにより、オートフォーカスとして機能することを可能にする。バイモルフアクチュエータ3508からの差動力が、光線をX、Y軸方向において動かすことができ、それにより、いくつかの実施形態による光学式手ぶれ補正機構(optical image stabilizer)として機能することを可能にする。OIS機能及びAF機能の双方とも、各アクチュエータを適切に制御して、同時に達成され得る。いくつかの実施形態に関し、3個のアクチュエータが使用される。SMAアクチュエータ3506を備える回路は、SMAアクチュエータを作動させるために、制御信号用の1つ以上のコンタクト3520を有する。4個のSMAアクチュエータを含むいくつかの実施形態によれば、SMAアクチュエータ3506を備える回路は、各SMAアクチュエータ用の4個の電力回路制御コンタクトと、共通のリターンコンタクトとを含む。
FIG. 36 shows an SMA bimorph liquid lens according to one embodiment. SMA
図37は、一実施形態による斜視的なSMAバイモルフ液体レンズを示す。図38は、一実施形態によるSMAバイモルフ液体レンズの底面の断面図を示す。
図39は、一実施形態によるバイモルフアクチュエータを備えるSMAアクチュエータ3902を含むSMAシステムを示す。SMAアクチュエータ3902は、本明細書で説明する技術を使用する4個のバイモルフアクチュエータを含む。図40に示すように、バイモルフアクチュエータのうちの2個は、正のzストロークアクチュエータ3904として構成され、及び2個は、負のzストロークアクチュエータ3906として構成され、これは、一実施形態によるバイモルフアクチュエータを備えるSMAアクチュエータ3902を示す。反対側に位置するアクチュエータ3906、3904は、全ストローク範囲にわたって両方向において動きを制御するように構成される。これは、傾斜を補償するために制御コードを調整する能力を提供する。様々な実施形態に関し、構成要素の上部に取り付けられた2本のSMAワイヤ3908は、正のzストローク変位を可能にする。構成要素の底部に取り付けられた2本のSMAワイヤは、負のzストローク変位を可能にする。いくつかの実施形態に関し、各バイモルフアクチュエータは、物体に係合するためにタブを使用して、物体、例えばレンズキャリッジ3910に取り付けられる。SMAシステムは、zストローク軸に対して垂直な軸において、例えばx軸及びy軸の方向において、レンズキャリッジ3910の安定性を提供するように構成された上部ばね3912を含む。さらに、上部スペーサ3914が、上部ばね3912とSMAアクチュエータ3902との間に配置されるように構成される。底部スペーサ3916が、SMAアクチュエータ3902と底部ばね3918との間に配置されるように構成される。底部ばね3918は、zストローク軸に対して垂直な軸において、例えばx軸及びy軸の方向において、レンズキャリッジ3910の安定性を提供するように構成される。底部ばね3918は、本明細書で説明したものなど、ベース3920に配置されるように構成される。
FIG. 37 shows a perspective SMA bimorph liquid lens according to one embodiment. FIG. 38 shows a cross-sectional view of the bottom surface of an SMA bimorph liquid lens according to one embodiment.
FIG. 39 shows an SMA system including an SMA actuator 3902 comprising a bimorph actuator according to one embodiment. SMA actuator 3902 includes four bimorph actuators using the techniques described herein. As shown in FIG. 40, two of the bimorph actuators are configured as positive z-
図41は、SMAワイヤ4206がバイモルフアクチュエータを越えるワイヤ長で延びるための、バイモルフアクチュエータ4103の長さ4102、及びボンディングパッド4104のロケーションを示す。バイモルフアクチュエータよりも長いワイヤが使用されて、ストローク及び力を増大させる。それゆえ、バイモルフアクチュエータ4103を越える、そのSMAワイヤ4206の延長部の長さ4108を使用して、バイモルフアクチュエータ4103用のストローク及び力を設定する。
FIG. 41 shows the
図42は、一実施形態によるSMAバイモルフアクチュエータ4202を含むSMAシステムの展開図を示す。様々な実施形態によれば、SMAシステムは、別個の金属材料及び非導電接着剤を使用して、SMAワイヤに独立して電力供給するための1つ以上の電気回路を生み出すように構成される。いくつかの実施形態は、AFサイズの影響力がなく、及び本明細書で説明したものなどの4個のバイモルフアクチュエータを含む。バイモルフアクチュエータのうちの2個は正のzストロークアクチュエータ、及び2個は負のzストロークアクチュエータとして構成される。図43は、一実施形態によるSMAアクチュエータの小区分の展開図を示す。小区分は、負のアクチュエータ信号接続部4302と、バイモルフアクチュエータ4306を備えるベース4304とを含む。負のアクチュエータ信号接続部4302は、本明細書で説明されるものを含む技術を使用してバイモルフアクチュエータ4306のSMAワイヤを接続するためのワイヤボンディングパッド4308を含む。負のアクチュエータ信号接続部4302は、接着層4310を使用してベース4304に取り付けられる。小区分はまた、本明細書で説明されるものを含む技術を使用してバイモルフアクチュエータ4306のSMAワイヤ4312を接続するためのワイヤボンディングパッド4316を備える正のアクチュエータ信号接続部4314を含む。正のアクチュエータ信号接続部4314は、接着層4318を使用してベース4304に取り付けられる。ベース4304、負のアクチュエータ信号接続部4302、及び正のアクチュエータ信号接続部4314のそれぞれは、金属、例えばステンレス鋼で形成される。ベース4304、負のアクチュエータ信号接続部4302、及び正のアクチュエータ信号接続部4314のそれぞれにある接続パッド4322は、本明細書で説明されるものを含む技術を使用してバイモルフアクチュエータ4306を作動させるために、制御信号と接地を電気的に接続するように構成される。いくつかの実施形態に関し、接続パッド4322は金メッキされる。図44は、一実施形態によるSMAアクチュエータの小区分を示す。いくつかの実施形態に関し、金メッキパッドは、はんだボンディング又は他の公知の電気的終端方法のために、ステンレス鋼層に形成される。さらに、形成されたワイヤボンディングパッドは、電力信号のためのSMAワイヤを電気的に接続するために、信号ジョイントに使用される。
FIG. 42 shows an exploded view of an SMA system including an
図45は、一実施形態による5軸センサシフトシステムを示す。5軸センサシフトシステムは、物体、例えば画像センサを1つ以上のレンズに対して5軸で動かすように構成される。これは、X/Y/Z軸の並進及びピッチ/ロールの傾斜を含む。任意選択的に、システムは、Zの動きを行うために、上部にある別個のAFと一緒に、X/Y軸の並進及びピッチ/ロールの傾斜で、4軸のみを使用するように構成される。他の実施形態は、画像センサに対して1つ以上のレンズを動かすように構成された5軸センサシフトシステムを含む。いくつかの実施形態に関し、静的なレンズスタックは、上部カバーに取り付けられ、(内部にあるオレンジ可動キャリッジには触れずに)ID内に挿入する。 FIG. 45 shows a 5-axis sensor shifting system according to one embodiment. A five-axis sensor shift system is configured to move an object, eg, an image sensor, relative to one or more lenses in five axes. This includes X/Y/Z axis translation and pitch/roll tilt. Optionally, the system is configured to use only 4 axes, with X/Y axis translation and pitch/roll tilt, along with a separate AF on top to perform Z motion. be. Other embodiments include a 5-axis sensor shift system configured to move one or more lenses relative to the image sensor. For some embodiments, a static lens stack is attached to the top cover and inserted into the ID (without touching the orange moveable carriage inside).
図46は、一実施形態による5軸センサシフトシステムの展開図を示す。5軸センサシフトシステムは、2つの回路構成要素、即ちフレキシブルセンサ回路4602及びバイモルフアクチュエータ回路4604、並びに本明細書で説明されるものを含む技術を使用してバイモルフ回路構成要素に築かれた8~12個のバイモルフアクチュエータ4606を含む。5軸センサシフトシステムは、1つ以上のレンズを保持するように構成された可動キャリッジ4608と、外側ハウジング4610とを含む。バイモルフアクチュエータ回路4604は、一実施形態によれば、本明細書で説明したものなどの8~12個のSMAアクチュエータを含む。SMAアクチュエータは、本明細書で説明する他の5軸システムと同様に、5軸、例えばx方向、y方向、z方向、ピッチ及びロールで可動キャリッジ4608を動かすように構成される。
FIG. 46 shows an exploded view of a 5-axis sensor shifting system according to one embodiment. The 5-axis sensor shift system consists of two circuit components, a
図47は、一実施形態による、全ての動きに関してこの回路に組み込まれるバイモルフアクチュエータを含むSMAアクチュエータを示す。SMAアクチュエータの実施形態は、8~12個のバイモルフアクチュエータ4606を含み得る。しかしながら、他の実施形態は、それよりも多数又は少数を含み得る。図48は、対応する外側ハウジング4804内に収まるように部分的に形成される、一実施形態による、全ての動きに関してこの回路に組み込まれるバイモルフアクチュエータを含むSMAアクチュエータ4802を示す。図49は、一実施形態による5軸センサシフトシステムの断面を示す。
FIG. 47 shows an SMA actuator that includes a bimorph actuator that is incorporated into this circuit for all movements, according to one embodiment. Embodiments of SMA actuators may include 8-12
図50は、バイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ5002を示す。SMAアクチュエータ5002は、画像センサ、レンズ、又は他の様々なペイロードをx及びy方向に動かすために、4個の側面装着SMAバイモルフアクチュエータ5004を使用するように構成される。図51は、画像センサ、レンズ、又は他の様々なペイロードを異なるx位置及びy位置へ動かしたバイモルフアクチュエータを含むSMAアクチュエータの上面図を示す。
FIG. 50 shows an
図52は、ボックスバイモルフオートフォーカスとして構成された、一実施形態によるバイモルフアクチュエータ5202を含むSMAアクチュエータを示す。本明細書で説明したものなどの4個の上部及び底部装着SMAバイモルフアクチュエータは、オートフォーカスの動きのためにzストローク方向における動きを生じるために、一緒に動くように構成される。図53は、一実施形態によるバイモルフアクチュエータを含むSMAアクチュエータを示し、その2個の上部装着バイモルフアクチュエータ5302は、1つ以上のレンズを押し下げるように構成される。図54は、一実施形態によるバイモルフアクチュエータを含むSMAアクチュエータを示し、及びその2個の底部装着バイモルフアクチュエータ5402は、1つ以上のレンズを押し上げるように構成される。図55は、一実施形態によるバイモルフアクチュエータを含むSMAアクチュエータを示して、本明細書で説明したものなどの4個の上部及び底部装着SMAバイモルフアクチュエータ5502が、1つ以上のレンズを動かして傾斜の動きを生じるために使用されることを示す。
FIG. 52 shows an SMA actuator including a
図56は、2軸レンズシフトOISとして構成されたバイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムを示す。いくつかの実施形態に関し、2軸レンズシフトOISは、レンズをX/Y軸で動かすように構成される。いくつかの実施形態に関し、Z軸の動きは、本明細書で説明したものなどの別個のAFにより生じる。4個のバイモルフアクチュエータは、OISの動きのために、オートフォーカスの側面を押す。図57は、2軸レンズシフトOISとして構成されたバイモルフアクチュエータ5806を含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ5802を含むSMAシステムの展開図を示す。図58は、2軸レンズシフトOISとして構成されたバイモルフアクチュエータ5806を含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ5802を含むSMAシステムの断面を示す。図59は、システムに収まるように成形される前に製造されるような、2軸レンズシフトOISとして構成されたSMAシステムにおいて使用するための、一実施形態によるボックスバイモルフアクチュエータ5802を示す。そのようなシステムは、高OISストロークOIS(例えば、±200um以上)を有するように構成され得る。さらに、そのような実施形態は、4個の滑り軸受、例えばPOM滑り軸受を使用して、広範囲の動き及び良好なOISの動的な傾斜を有するように構成される。実施形態は、AF設計(例えば、VCM又はSMA)と簡単に統合されるように構成される。
FIG. 56 shows an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment, including a bimorph actuator configured as a two-axis lens-shifting OIS. For some embodiments, the 2-axis lens shift OIS is configured to move the lens in the X/Y axes. For some embodiments, Z-axis motion is produced by a separate AF such as those described herein. Four bimorph actuators push the sides of the autofocus for OIS movement. FIG. 57 shows an exploded view of an SMA system including a
図60は、5軸レンズシフトOIS及びオートフォーカスとして構成されたバイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムを示す。いくつかの実施形態に関し、5軸レンズシフトOIS及びオートフォーカスは、レンズをX/Y/Z軸で動かすように構成される。いくつかの実施形態に関し、ピッチ及びヨー軸の動きは、動的な傾斜調整を可能とするためである。8個のバイモルフアクチュエータが、本明細書で説明する技術を使用してオートフォーカス及びOISの動きをもたらすために使用される。図61は、5軸レンズシフトOIS及びオートフォーカスとして構成された、一実施形態によるバイモルフアクチュエータ6204を含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ6202を含むSMAシステムの展開図を示す。図62は、5軸レンズシフトOIS及びオートフォーカスとして構成されたバイモルフアクチュエータ6204を含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ6202を含むSMAシステムの断面を示す。図63は、システム内に収まるように成形される前に製造されるような、5軸レンズシフトOIS及びオートフォーカスとして構成されたSMAシステムにおいて使用するための、一実施形態によるボックスバイモルフアクチュエータ6202を示す。そのようなシステムは、高OISストロークOIS(例えば、±200um以上)及び高オートフォーカスストローク(例えば、400um以上)を有するように構成され得る。さらに、こうした実施形態は、いかなる傾斜もなくすように調整し、別個のオートフォーカスアセンブリを不要にすることができる。
FIG. 60 shows an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment, including a 5-axis lens shift OIS and a bimorph actuator configured as an autofocus. For some embodiments, the 5-axis lens shift OIS and autofocus are configured to move the lens in the X/Y/Z axes. For some embodiments, the pitch and yaw axis movements are to allow for dynamic tilt adjustment. Eight bimorph actuators are used to provide autofocus and OIS movement using the techniques described herein. FIG. 61 shows an exploded view of an SMA system including a
図64は、外側へ押すボックスとして構成されたバイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムを示す。いくつかの実施形態に関し、バイモルフアクチュエータアセンブリは、レンズキャリッジなどの物体を包み込むように構成される。回路アセンブリは、レンズキャリッジと一緒に低X/Y/Z剛性のための可撓部を動かすためである。回路の後端パッドは静的である。外側へ押すボックスは、4個のバイモルフアクチュエータ又は8個のバイモルフアクチュエータ双方用の構成にされ得る。そのため、外側へ押すボックスは、X及びY軸で動くOISの側面では、4バイモルフアクチュエータとして構成され得る。外側へ押すボックスは、z軸で動くオートフォーカス用の上部及び底部にある4バイモルフアクチュエータとして構成され得る。外側へ押すボックスは、x、y、及びz軸の動きで、OIS及びオートフォーカス用の上部、底部、及び複数の側面の8バイモルフアクチュエータとして構成され得、及び3軸の傾斜(ピッチ/ロール/ヨー)を可能にする。図65は、外側へ押すボックスとして構成されたバイモルフアクチュエータ6604を含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ6602を含むSMAシステムの展開図を示す。それゆえ、SMAアクチュエータは、バイモルフアクチュエータが外側ハウジング6504に作用して、本明細書で説明する技術を使用してレンズキャリッジ6506を動かすように構成される。図66は、レンズキャリッジ6604を受容するように部分的に成形された、外側へ押すボックスとして構成されたバイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ6602を含むSMAシステムを示す。図67は、システム内に収まるように成形される前に製造されるような、外側へ押すボックスとして構成された、一実施形態によるバイモルフアクチュエータ6604を含むSMAアクチュエータ6602を含むSMAシステムを示す。
FIG. 64 shows an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment including a bimorph actuator configured as an outward pushing box. For some embodiments, the bimorph actuator assembly is configured to wrap around an object such as a lens carriage. This is because the circuit assembly moves the flexure for low X/Y/Z stiffness with the lens carriage. The trailing edge pads of the circuit are static. The outward pushing box can be configured for both 4 bimorph actuators or 8 bimorph actuators. So the outward pushing box can be configured as a 4-bimorph actuator on the side of the OIS that moves in the X and Y axes. The outward push box can be configured as a top and bottom 4-bimorph actuator for autofocus moving in the z-axis. The outward push box can be configured as a top, bottom, and multiple side 8-bimorph actuator for OIS and autofocus, with x, y, and z axis motion, and 3-axis tilt (pitch/roll/ yaw). FIG. 65 shows an exploded view of an SMA system including a
図68は、3軸センサシフトOISとして構成されたバイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ6802を含むSMAシステムを示す。いくつかの実施形態に関し、Z軸の動きは、別個のオートフォーカスシステムからくる。4個のバイモルフアクチュエータは、センサキャリッジ6804の複数の側面を押して、本明細書で説明する技術を使用してOISに動きをもたらすように構成される。図69は、3軸センサシフトOISとして構成されたバイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ6802を含むSMAの展開図を示す。図70は、3軸センサシフトOISとして構成されたバイモルフアクチュエータ6806を含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ6802を含むSMAシステムの断面を示す。図71は、システム内に収まるように成形される前に製造されるような、3軸センサシフトOISとして構成されたSMAシステムにおいて使用するための、一実施形態によるボックスバイモルフアクチュエータ6802の構成要素を示す。図72は、3軸センサシフトOISとして構成された、一実施形態によるSMAシステムにおいて使用するためのフレキシブルセンサ回路を示す。そのようなシステムは、高OISストロークOIS(例えば、±200um以上)及び高オートフォーカスストローク(例えば、400um以上)を有するように構成され得る。さらに、そのような実施形態は、4個の滑り軸受、例えばPOM滑り軸受を使用して、広範囲の2つの軸の動き及び良好なOISの動的な傾斜を有するように構成される。実施形態は、AF設計(例えば、VCM又はSMA)と簡単に統合されるように構成される。
FIG. 68 shows an SMA system including a
図73は、6軸センサシフトOIS及びオートフォーカスとして構成されたバイモルフアクチュエータ7304を含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ7302を含むSMAシステムを示す。いくつかの実施形態に関し、6軸センサシフトOIS及びオートフォーカスは、X/Y/Z/ピッチ/ヨー/ロール軸においてレンズを動かすように構成される。いくつかの実施形態に関し、ピッチ及びヨー軸の動きは、動的な傾斜調整を可能とするためである。8個のバイモルフアクチュエータが、本明細書で説明する技術を使用してオートフォーカス及びOISの動きをもたらすために使用される。図74は、6軸センサシフトOIS及びオートフォーカスとして構成されたバイモルフアクチュエータ7404を含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ7402を含むSMAシステムの展開図を示す。図75は、6軸センサシフトOIS及びオートフォーカスとして構成されたバイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ7402を含むSMAシステムの断面を示す。図76は、システム内に収まるように成形される前に製造されるような、6軸センサシフトOIS及びオートフォーカスとして構成されたSMAシステムにおいて使用するための、一実施形態によるボックスバイモルフアクチュエータ7402を示す。図77は、3軸センサシフトOISとして構成された、一実施形態によるSMAシステムにおいて使用するためのフレキシブルセンサ回路を示す。そのようなシステムは、高OISストロークOIS(例えば、±200um以上)及び高オートフォーカスストローク(例えば、400um以上)を有するように構成され得る。さらに、そのような実施形態は、どんな傾斜も調整し、及び別個のオートフォーカスアセンブリの必要性を除去することができるようにする。
FIG. 73 shows an SMA system including a SMA actuator 7302 according to one embodiment, including a 6-axis sensor shift OIS and a bimorph actuator 7304 configured as autofocus. For some embodiments, the 6-axis sensor shift OIS and autofocus is configured to move the lens in the X/Y/Z/pitch/yaw/roll axes. For some embodiments, the pitch and yaw axis movements are to allow for dynamic tilt adjustment. Eight bimorph actuators are used to provide autofocus and OIS movement using the techniques described herein. FIG. 74 shows an exploded view of an SMA system including a
図78は、2軸カメラ傾斜OISとして構成されたバイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムを示す。いくつかの実施形態に関し、2軸カメラ傾斜OISは、ピッチ/ヨー軸でカメラを動かすように構成される。4個のバイモルフアクチュエータは、本明細書で説明する技術を使用するOISのピッチ及びヨーの動きのためのカメラ全体の動きのために、オートフォーカスの上部及び底部を押すために使用される。図79は、2軸カメラ傾斜OISとして構成されたバイモルフアクチュエータ7904を含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ7902を含むSMAシステムの展開図を示す。図80は、2軸カメラ傾斜OISとして構成されたバイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムの断面を示す。図81は、システム内に収まるように成形される前に製造されるような、2軸カメラ傾斜OISとして構成されたSMAシステムにおいて使用するための、一実施形態によるボックスバイモルフアクチュエータを示す。図82は、2軸カメラ傾斜OISとして構成された、一実施形態によるSMAシステムにおいて使用するためのフレキシブルセンサ回路を示す。そのようなシステムは、高OISストロークOIS(例えば、±3度以上)を有するように構成され得る。実施形態は、オートフォーカス(AF)設計(例えば、VCM又はSMA)と簡単に統合されるように構成される。
FIG. 78 shows an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment including a bimorph actuator configured as a two-axis camera tilt OIS. For some embodiments, the 2-axis camera tilt OIS is configured to move the camera in the pitch/yaw axes. Four bimorph actuators are used to push the top and bottom of the autofocus for whole camera motion for pitch and yaw motion of the OIS using the techniques described herein. FIG. 79 shows an exploded view of an SMA system including a
図83は、3軸カメラ傾斜OISとして構成されたバイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムを示す。いくつかの実施形態に関し、2軸カメラ傾斜OISは、ピッチ/ヨー/ロール軸でカメラを動かすように構成される。4個のバイモルフアクチュエータは、本明細書で説明する技術を使用するOISのピッチ及びヨーの動きのためのカメラ全体の動きのために、オートフォーカスの上部及び底部を押すために使用され、及び4個のバイモルフアクチュエータは、本明細書で説明する技術を使用するOISのロールの動きのためのカメラ全体の動きのためにオートフォーカスの複数の側面を押すために使用される。図84は、3軸カメラ傾斜OISとして構成されたバイモルフアクチュエータ8404を含む、一実施形態によるSMAアクチュエータ8402を含むSMAシステムの展開図を示す。図85は、3軸カメラ傾斜OISとして構成されたバイモルフアクチュエータを含む、一実施形態によるSMAアクチュエータを含むSMAシステムの断面を示す。図86は、システム内に収まるように成形される前に製造されるような3軸カメラ傾斜OISとして構成された、一実施形態によるSMAシステムにおいて使用するためのボックスバイモルフアクチュエータを示す。図87は、3軸カメラ傾斜OISとして構成された、一実施形態によるSMAシステムにおいて使用するためのフレキシブルセンサ回路を示す。そのようなシステムは、高OISストロークOIS(例えば、±3度以上)を有するように構成され得る。実施形態は、AF設計(例えば、VCM又はSMA)と簡単に統合されるように構成される。
FIG. 83 shows an SMA system including a SMA actuator according to one embodiment including a bimorph actuator configured as a 3-axis camera tilt OIS. For some embodiments, the 2-axis camera tilt OIS is configured to move the camera in pitch/yaw/roll axes. Four bimorph actuators are used to push the top and bottom of the autofocus, and four bimorph actuators are used to push the autofocus top and bottom for overall camera movement for pitch and yaw movement of the OIS using the techniques described herein. A single bimorph actuator is used to push multiple sides of the autofocus for overall camera movement for OIS roll movement using the techniques described herein. FIG. 84 shows an exploded view of an SMA system including a
図88は、複数の実施形態によるSMAアクチュエータのバイモルフアクチュエータに関する例示的な寸法を示す。寸法は、好ましい実施形態であるが、当業者は、SMAアクチュエータの所望の特性に基づいて、他の寸法が使用され得ることを理解するであろう。 FIG. 88 shows exemplary dimensions for a bimorph actuator of an SMA actuator according to several embodiments. Although the dimensions are a preferred embodiment, those skilled in the art will appreciate that other dimensions may be used based on the desired properties of the SMA actuator.
図89は、一実施形態による折り畳みカメラ(folded camera)用のレンズ系を示す。折り畳みカメラは、1つ以上のレンズ8903a~dを含むレンズ系8901へ光を折り曲げるように構成された屈曲レンズ(folding lens)8902を含む。いくつかの実施形態に関し、屈曲レンズは、プリズム及びレンズのいずれかの1つ以上である。レンズ系8901は、光が屈曲レンズ8902に到達する前に光が移動する方向に対して平行な透過軸8906に対してある角度をなす主軸8904を有するように構成される。例えば、折り畳みカメラは、カメラ付き携帯電話システムにおいて使用されて、透過軸8906の方向におけるレンズ系8901の高さを低くする。
FIG. 89 shows a lens system for a folded camera according to one embodiment. The folding camera includes a
レンズ系の実施形態は、本明細書で説明したものなどの1つ以上の液体レンズを含む。図89に示す実施形態は、本明細書で説明したものなどの2つの液体レンズ8903b、8903dを含む。1つ以上の液体レンズ8903b、8903dは、本明細書で説明するものを含む技術を使用して作動されるように構成される。液体レンズが、限定されるものではないが、歪曲アクチュエータ、バイモルフアクチュエータ、及び他のSMAアクチュエータを含むアクチュエータを使用して作動される。図108は、一実施形態による歪曲アクチュエータ60を使用して作動される液体レンズを含む。液体レンズは、成形リングカプラ64、液体レンズアセンブリ61、本明細書で説明したものなどの1つ以上の歪曲アクチュエータ60、スライドベース65、及びベース62を含む。1つ以上の歪曲アクチュエータ60は、例えば本明細書で説明するように、液体レンズアセンブリ61の可撓膜の形状を変化させて光線を動かす又は成形するように成形リング/カプラ64を動かすように構成される。いくつかの実施形態に関し、3又は4個のアクチュエータが使用される。液体レンズが、単独で又は他のレンズと組み合わせて、オートフォーカス又は光学式手ぶれ補正機構として機能するように構成され得る。液体レンズがまた、他の方法で画像センサ上へ像を方向付けるように構成され得る。
Embodiments of the lens system include one or more liquid lenses such as those described herein. The embodiment shown in Figure 89 includes two
図90は、画像センサ9004上に像を結ぶために、液体レンズ9002a~9002hを含むレンズ系9001のいくつかの実施形態を示す。図示の通り、液体レンズ9002a~9002hは、任意のレンズ形状を含み得、及び本明細書で説明するものを含む技術を使用して、レンズを通る光路を調整するように動的に構成されるような構成され得る。
FIG. 90 shows some embodiments of a
折り畳みカメラ用のレンズ系は、作動される屈曲レンズ9100を含むように構成される。作動される屈曲レンズの例は、図91に示すものなどのプリズムの傾斜である。図91に示す例では、屈曲レンズは、アクチュエータ9104に配置されたプリズム9102である。アクチュエータは、限定されるものではないが、本明細書で説明したものを含むSMAアクチュエータを含む。いくつかの実施形態に関し、プリズムの傾斜は、本明細書で説明したものなどの4個のバイモルフアクチュエータ9106を含むSMAアクチュエータに配置される。いくつかの実施形態によれば、作動される屈曲レンズ9100は、本明細書で説明されるものを含む技術を使用して、光学式手ぶれ補正機構として構成される。例えば、作動される屈曲レンズは、図39に示すものなどのSMAシステムを含むように構成される。作動される屈曲レンズの別の例は、図21に示すものなどのSMAアクチュエータを含み得る。しかしながら、屈曲レンズはまた、他のアクチュエータを含んでもよい。
A lens system for a folding camera is configured to include a
図92は、一実施形態によるオフセット付きバイモルフアームを示す。バイモルフアーム9201は、形成済みのオフセット9203を有するバイモルフビーム9202を含む。形成済みのオフセット9203は、オフセットが設けられていないバイモルフアームよりも高い力を生成するという機械的利益を高める。いくつかの実施形態によれば、オフセットの深さ9204(本明細書では、曲げ面zオフセット9204とも称する)及びオフセットの長さ9206(本明細書では、トラフ幅9206とも称する)は、バイモルフアームの特性、例えばピーク力を規定するように構成される。例えば、図106のグラフは、一実施形態による、バイモルフビーム9202の曲げ面zオフセット9204、トラフ幅9206、及びピーク力の関係を示す。
FIG. 92 shows a bimorph arm with an offset according to one embodiment.
バイモルフアームは、1つ以上のSMA材料、例えば本明細書で説明したものなどのSMAリボン又はSMAワイヤ9210を含む。SMA材料は、本明細書で説明するものを含む技術を使用してビームに取り付けられる。いくつかの実施形態に関し、SMA材料、例えばSMAワイヤ9210は、バイモルフアームの固定端部9212及びバイモルフアームの荷重点端部9214に取り付けられるため、形成済みのオフセット9203は、SMA材料が取り付けられる両端部間にある。様々な実施形態に関し、SMA材料の複数の端部は、当業界で公知のものを含む技術を使用してSMA材料に電流を供給するように構成されたコンタクトに電気的及び機械的に接続される。オフセットが設けられたバイモルフアームは、本明細書で説明したものなどのSMAアクチュエータ及びシステムに含まれ得る。
The bimorph arm includes one or more SMA materials, such as SMA ribbons or
図93は、一実施形態によるオフセット及びリミッタが設けられたバイモルフアームを示す。バイモルフアーム9301は、形成済みのオフセット9303と、形成済みのオフセット9303に隣接するリミッタ9304とを有するバイモルフビーム9302を含む。オフセット9303は、オフセットが設けられていないバイモルフアーム9301よりも高い力を生成するという機械的利益を高め、及びリミッタ9304は、バイモルフアクチュエータの固定されていない荷重点端部9306から離れるような方向におけるアームの動きを防止する。形成済みのオフセット9303及びリミッタ9304が設けられたバイモルフアーム9301は、本明細書で説明したものなどのSMAアクチュエータ及びシステムに含まれ得る。バイモルフアーム9301は、1つ以上のSMA材料、例えば本明細書で説明したものなどの、本明細書で説明されるものを含む技術を使用してバイモルフアーム9301に取り付けられたSMAリボン又はSMAワイヤ9308を含む。
FIG. 93 shows a bimorph arm with offsets and limits according to one embodiment.
図94は、一実施形態によるオフセット及びリミッタの設けられたバイモルフアームを示す。バイモルフアーム9401は、形成済みのオフセット9403と、形成済みのオフセット9403に隣接するリミッタ9404とを有するバイモルフビーム9402を含む。リミッタ9404は、バイモルフアーム9401用のベース9406の一部として形成される。ベース9406は、バイモルフアーム9401を受容するように構成され、及びバイモルフビームのオフセット部を受容するように構成された凹部9408を含む。リミッタ9404として構成された凹部の底部は、形成済みのオフセット9403に隣接する。ベース9406はまた、作動されていないときにバイモルフアームの複数の部分を支持するように構成された1つ以上の部分9410を含み得る。形成済みのオフセット9403及びリミッタ9404が設けられたバイモルフアーム9401は、本明細書で説明したものなどのSMAアクチュエータ及びシステムに含まれ得る。バイモルフアーム9401は、1つ以上のSMA材料、例えば本明細書で説明されるものを含む技術を使用してバイモルフアーム9401に取り付けられた、本明細書で説明したものなどのSMAリボン又はSMAワイヤを含む。
FIG. 94 shows a bimorph arm with offsets and limits according to one embodiment.
図95は、一実施形態によるオフセットの設けられたバイモルフアームを含むベースの実施形態を示す。バイモルフアーム9501は、形成済みのオフセット9504を有するバイモルフビーム9502を含む。バイモルフアームはまた、本明細書で説明されるものを含む技術を使用してリミッタを含み得る。バイモルフアーム9501は、1つ以上のSMA材料、例えば本明細書で説明されるものを含む技術を使用してバイモルフアーム9501に取り付けられた、本明細書で説明したものなどのSMAリボン又はSMAワイヤ9506を含む。
FIG. 95 shows an embodiment of a base including offset bimorph arms according to one embodiment.
図96は、一実施形態によるオフセットの設けられた2つのバイモルフアームを含むベース9608の実施形態を示す。各バイモルフアーム9601a、9601bは、形成済みのオフセット9604a、9604bを有するバイモルフビーム9602a、9602bを含む。各バイモルフアーム9601a、9601bは、1つ以上のSMA材料、例えば本明細書で説明されるものを含む技術を使用してバイモルフアーム9501に取り付けられた、本明細書で説明したものなどのSMAリボン又はSMAワイヤ9606a、9606bを含む。各バイモルフアーム9601a、9601bはまた、本明細書で説明されるものを含む技術を使用してリミッタを含み得る。いくつかの実施形態は、本明細書で説明されるものを含む技術を使用して形成された3つ以上のバイモルフアームを含むベースを含む。いくつかの実施形態によれば、バイモルフアーム9601は、ベース9608と一体的に形成される。他の実施形態に関し、バイモルフアーム9602a、9602bの1つ以上は、ベース9608とは別々に形成され、及び限定されるものではないが、はんだ付け、抵抗溶接、レーザ溶接、及び接着剤を含む技術を使用してベース9608に取り付けられる。いくつかの実施形態に関し、2つ以上のバイモルフアーム9601a、9601bは、単一の物体に作用するように構成される。これにより、物体に加えられる力を増大させる能力を可能にする。下記の図107のグラフは、バイモルフアクチュエータ全体を含むボックスの近似であるボックス体積が、バイモルフ構成要素当たりの仕事量にどのように関連するかの例を示す。ボックス体積は、バイモルフアクチュエータの長さ9612、バイモルフアクチュエータの幅9610、及びバイモルフアクチュエータの高さ9614(まとめて「ボックス体積」と呼ぶ)を使用して概算される。
FIG. 96 shows an embodiment of a base 9608 that includes two bimorph arms that are offset according to one embodiment. Each
図97は、一実施形態による荷重点延長部を含む歪曲アームを示す。歪曲アーム9701は、ビーム部9702と、ビーム部9702から延びる1つ以上の荷重点延長部9704a、9704bとを含む。歪曲アーム9701の各端部9706a、9706bは、本明細書で説明されるものを含む技術を使用してプレート又は他のベースに取り付けられる又はそれと一体的に形成されるように構成される。いくつかの実施形態によれば、1つ以上の荷重点延長部9704a、9704bは、ビーム部9702の荷重点9710a、9710bからオフセットしてビーム部9702に取り付けられる又はそれと一体的に形成される。荷重点9710a、9710bは、歪曲アーム9701の力を別の物体へ伝達するように構成される、ビーム部9702の部分である。いくつかの実施形態に関し、荷重点9710a、9710bはビーム部9702の中心である。他の実施形態に関し、荷重点9710a、9710bは、ビーム部9702の中心以外の位置にある。荷重点延長部9704a、9704bは、ビーム部9702に接合される点からビーム部9702の荷重点9710a、9710bの方へ向かって、ビーム部9702の長手方向軸の方向に延びるように構成される。いくつかの実施形態に関し、荷重点延長部9704a、9704bの端部は、ビーム部9702の少なくとも荷重点9710a、9710bまで延びる。歪曲アーム9701は、1つ以上のSMA材料、例えば本明細書で説明したものなどのSMAリボン又はSMAワイヤ9712を含む。SMA材料、例えばSMAワイヤ9712は、ビーム部9702の反対側に位置する両端部に取り付けられる。SMA材料は、本明細書で説明されるものを含む技術を使用して、ビーム部の反対側に位置する両端部に取り付けられる。いくつかの実施形態に関し、荷重点延長部9704a、9704bの長さは、歪曲アーム9701の関連の平らな(作動されていない)ビーム部9702の長手方向長内に含まれる任意の長さとなるように構成され得る。
FIG. 97 shows a curved arm including load point extensions according to one embodiment.
図98は、作動位置にある、一実施形態による荷重点延長部9810を含む歪曲アーム9801を示す。ビーム部9802の反対側に位置する両端部に取り付けられたSMA材料は、本明細書で説明されるものを含む技術を使用して作動される。荷重点9804は、歪曲アーム9801が、延長部の設けられていない歪曲アームよりもストローク範囲を大きくすることができるようにする。それゆえ、荷重点延長部を含む歪曲アームは、最大垂直ストロークをより大きくできる。荷重点延長部が設けられた歪曲アームは、本明細書で説明したものなどのSMAアクチュエータ及びシステムに含まれ得る。
FIG. 98 shows a
図99は、一実施形態による荷重点延長部を含むバイモルフアームを示す。バイモルフアーム9901は、ビーム部9902と、ビーム部から延びる1つ以上の荷重点延長部9904a、9904bとを含む。バイモルフアーム9901の一方の端部は、本明細書で説明されるものを含む技術を使用して、プレート又は他のベースに取り付けられるか又はそれと一体的に形成されるように構成される。取り付け又は一体的に形成された端部に対して反対側に位置するビーム部9902の端部は、固定されておらず、自由に動くことができる。いくつかの実施形態によれば、1つ以上の荷重点延長部9904a、9904bは、ビーム部9902の自由端部からオフセットしてビーム部9902に取り付けられるか又はそれと一体的に形成される。荷重点延長部9904a、9904bは、ビーム部9902に接合される点から、ビーム部9902の長手方向軸を含む平面から離れる方向に延びるように構成される。例えば、1つ以上の荷重点延長部9904a、9904bは、作動時にビーム部の自由端部が延びる方向に延びる。バイモルフアーム9901のいくつかの実施形態は、ビーム部の長手方向軸を含む平面とある角度、例えば1度~90度を形成する長手方向軸を有する1つ以上の荷重点延長部9904a、9904bを含む。いくつかの実施形態に関し、荷重点延長部9904a、9904bの端部9910a、9910bは、動かされるように構成された物体に係合するように構成される。
FIG. 99 shows a bimorph arm including load point extensions according to one embodiment.
バイモルフアーム9901は、1つ以上のSMA材料、例えば本明細書で説明したものなどのSMAリボン又はSMAワイヤ9906を含む。SMA材料、例えばSMAワイヤ9906は、ビーム部9902の反対側に位置する両端部に取り付けられる。SMA材料は、本明細書で説明されるものを含む技術を使用して、ビーム部9902の反対側に位置する両端部に取り付けられる。いくつかの実施形態に関し、荷重点延長部9904a、9904bの長さは、任意の長さとなるように構成され得る。いくつかの実施形態によれば、荷重点延長部9904a、9904bの端部9910a、9910bによる物体の係合点のロケーションは、ビーム部9902の長手方向長に沿って任意の点にあるように構成され得る。ビーム部が平らである(作動されていない)ときの荷重点延長部の端部のビーム部の上方の高さは、任意の高さとなるように構成され得る。いくつかの実施形態に関し、荷重点延長部は、バイモルフアームが作動されるときに、バイモルフアームの他の部分の少なくとも上方にあるように構成され得る。
図100は、作動位置にある、一実施形態による荷重点延長部を含むバイモルフアームを示す。ビーム部2の反対側に位置する両端部に取り付けられたSMA材料は、本明細書で説明されるものを含む技術を使用して作動される。荷重点延長部10は、バイモルフアーム1が、延長部が設けられていないバイモルフアームよりもストローク力を大きくすることができるようにする。それゆえ、荷重点延長部10を含むバイモルフアーム1は、バイモルフアーム1によってより大きな力が加えられることができるようにする。荷重点延長部10が設けられたバイモルフアーム1は、本明細書で説明したものなどのSMAアクチュエータ及びシステムに含まれ得る。
FIG. 100 shows a bimorph arm including a load point extension according to one embodiment in an actuated position. The SMA material attached to opposite ends of
図101は、一実施形態によるSMA光学式手ぶれ補正機構を示す。SMA光学式手ぶれ補正機構20は、可動プレート22及び静止プレート24を含む。可動プレート22は、可動プレート22と一体的に形成されるばねアーム26を含む。いくつかの実施形態に関し、可動プレート22及び静止プレート24は、それぞれ、ユニタリーのワンピースプレートとなるように形成される。可動プレート22は、第1のSMA材料取り付け部28a及び第2のSMA材料取り付け部28bを含む。静止プレート24は、第1のSMA材料取り付け部30a及び第2のSMA材料取り付け部30bを含む。各SMA材料取り付け部28、30は、抵抗溶接接合を使用して、SMA材料、例えばSMAワイヤをプレートに固定するように構成される。可動プレート22の第1のSMA材料取り付け部28aは、それと静止プレートの第1のSMA材料取り付け部30aとの間に配置された第1のSMAワイヤ32a、及びそれと静止プレート24の第2のSMA取り付け部30bとの間に配置された第2のSMAワイヤ32bを含む。可動プレート22の第2のSMA材料取り付け部28bは、それと静止プレートの第2のSMA材料取り付け部30bとの間に配置された第3のSMAワイヤ32c、及びそれと静止プレート24の第1のSMA取り付け部30aとの間に配置された第4のSMAワイヤ32dを含む。本明細書で説明されるものを含む技術を使用する各SMAワイヤの作動によって、可動プレート22を、静止プレート24から離れるように動かす。図102は、一実施形態による可動部のSMA材料取り付け部40を示す。SMA材料取り付け部は、SMA材料取り付け部40に抵抗溶接されたSMA材料、例えばSMAワイヤ41を有するように構成される。図103は、一実施形態による、抵抗溶接されたSMAワイヤ43が取り付けられている、静止プレートのSMA取り付け部42を示す。
FIG. 101 illustrates an SMA optical image stabilization mechanism according to one embodiment. SMA optical
図104は、一実施形態による歪曲アクチュエータを含むSMAアクチュエータ45を示す。歪曲アクチュエータ46は、本明細書で説明するものなどの歪曲アーム47を含む。歪曲アーム47は、本明細書で説明されるものを含む技術を使用して、SMAワイヤ48が作動されたり作動停止されたりするときに、z軸において動くように構成される。各SMAワイヤ48は、抵抗溶接を使用して、それぞれの抵抗溶接ワイヤ圧着部49に取り付けられる。各抵抗溶接ワイヤ圧着部49は、SMAワイヤ48の少なくとも1つの側面上で歪曲アーム47を形成する金属51から隔離された島50を含む。島構造は、SMAワイヤの少なくとも1つの側面を、図101に示すOIS応用などのベース金属層に形成された、隔離された島構造に接続するために、他のアクチュエータ、光学式手ぶれ補正機構、及びオートフォーカスシステムにおいて使用され得る。
FIG. 104 shows an
図105は、ここで説明するものを含む技術を使用して、SMAワイヤ48を歪曲アクチュエータ46に取り付けるために使用される、一実施形態によるSMAアクチュエータ用の島を含む抵抗溶接圧着部を示す。図105aは、SMAアクチュエータ45の底部部分を示す。いくつかの実施形態によれば、SMAアクチュエータ45は、ステンレス鋼ベース層51から形成される。ポリイミド層などの誘電体層52が、ステンレス鋼ベース層51の底部部分に配置される。いくつかの実施形態によれば、導体層53が、誘電体層52にあるビアによってステンレス鋼島50に電気的に接続されて、ステンレス鋼島50に溶接されたワイヤとステンレス鋼島に取り付けられた導体回路との間を電気接続できるようにする。いくつかの実施形態によれば、島50が、ステンレス鋼ベース層からエッチングされて作られる。誘電体層52は、ステンレス鋼ベース層51内の島50の位置を維持する。島50は、抵抗溶接などの本明細書で説明されるものを含む技術を使用して、それにSMAワイヤを取り付けるように構成される。図105bは、島50を含むSMAアクチュエータ45の上部部分を示す。いくつかの実施形態に関し、グルー又は接着剤も溶接部の上部に配置されて、動作及び衝撃荷重中の疲労歪み解放としての機械的な強度及び仕事を支援し得る。
FIG. 105 illustrates a resistance weld crimp including islands for an SMA actuator according to one embodiment used to attach
図108は、一実施形態による歪曲アクチュエータが設けられたSMAアクチュエータを含むレンズ系を含む。レンズ系は、ベース62に配置される液体レンズアセンブリ61を含む。レンズ系はまた、歪曲アクチュエータ60と機械的に接続される成形リング/カプラ64を含む。本明細書で説明したものなどの歪曲アクチュエータ60を含むSMAアクチュエータは、ベース62に配置されるスライドベース65に配置される。SMAアクチュエータは、本明細書で説明されるものを含む技術を使用して歪曲アクチュエータ60を作動させることによって、液体レンズアセンブリ61の光軸に沿って成形リング/カプラ64を動かすように構成される。これにより、成形リング/カプラ64を動かして、液体レンズアセンブリ内での液体レンズの焦点を変化させる。
FIG. 108 includes a lens system including an SMA actuator provided with a distortion actuator according to one embodiment. The lens system includes a
図109は、一実施形態によるバイモルフアームの固定されていない荷重点端部を示す。バイモルフアームの固定されていない荷重点端部70は、SMA材料、例えばSMAワイヤ72を取り付けるための平坦面71を含む。SMAワイヤ72は、抵抗溶接73によって平坦面71に取り付けられる。抵抗溶接73は、当業界で公知のものを含む技術を使用して形成される。
FIG. 109 shows an unfixed load point end of a bimorph arm according to one embodiment. The free
図110は、一実施形態による、バイモルフアームの固定されていない荷重点端部を示す。バイモルフアームの固定されていない荷重点端部76は、SMA材料、例えばSMAワイヤ78を取り付けるための平坦面77を含む。SMAワイヤ78は、図109に示すものと同様の抵抗溶接によって平坦面77に取り付けられる。接着剤79が抵抗溶接に配置される。これにより、SMAワイヤ78と固定されていない荷重点端部76との間のより信頼性の高い接合を可能にする。接着剤79は、限定されるものではないが、導電接着剤、非導電接着剤、及び当業界で公知の他の接着剤を含む。
FIG. 110 shows an unfixed load point end of a bimorph arm, according to one embodiment. The free
図111は、一実施形態によるバイモルフアームの固定されていない荷重点端部を示す。バイモルフアームの固定されていない荷重点端部80は、SMA材料、例えばSMAワイヤ82を取り付けるための平坦面81を含む。金属中間層84が平坦面81に配置される。金属中間層84は、限定されるものではないが、金層、ニッケル層、又は合金層を含む。SMAワイヤ82は、抵抗溶接83によって平坦面81に配置された金属中間層84に取り付けられる。抵抗溶接83は、当業界で公知のものを含む技術を使用して形成される。金属中間層84は、固定されていない荷重点端部80とのより良好な接着を可能にする。
FIG. 111 shows an unfixed load point end of a bimorph arm according to one embodiment. The free
図112は、一実施形態によるバイモルフアームの固定されていない荷重点端部を示す。バイモルフアームの固定されていない荷重点端部88は、SMA材料、例えばSMAワイヤ90を取り付けるための平坦面89を含む。金属中間層92が平坦面89に配置される。金属中間層92は、限定されるものではないが、金層、ニッケル層、又は合金層を含む。SMAワイヤ90は、図111に示すものと同様の抵抗溶接によって平坦面89に取り付けられる。接着剤91が抵抗溶接に配置される。これにより、SMAワイヤ90と固定されていない荷重点端部88との間のより信頼性の高い接合を可能にする。接着剤91は、限定されるものではないが、導電接着剤、非導電接着剤、及び当業界で公知の他の接着剤を含む。
FIG. 112 shows an unfixed load point end of a bimorph arm according to one embodiment. The free
図113は、一実施形態によるバイモルフアームの固定端部を示す。バイモルフアームの固定端部95は、SMA材料、例えばSMAワイヤ97を取り付けるための平坦面96を含む。SMAワイヤ97は、抵抗溶接98によって平坦面96に取り付けられる。抵抗溶接98は、当業界で公知のものを含む技術を使用して形成される。
FIG. 113 shows a fixed end of a bimorph arm according to one embodiment. The fixed end 95 of the bimorph arm includes a
図114は、一実施形態によるバイモルフアームの固定端部を示す。バイモルフアームの固定端部120は、SMA材料、例えばSMAワイヤ122を取り付けるための平坦面121を含む。SMAワイヤ122は、図113に示すものと同様の抵抗溶接によって平坦面121に取り付けられる。接着剤123が抵抗溶接に配置される。これにより、SMAワイヤ122と固定端部120との間のより信頼性の高い接合を可能にする。接着剤123は、限定されるものではないが、導電接着剤、非導電接着剤、及び当業界で公知の他の接着剤を含む。
FIG. 114 shows a fixed end of a bimorph arm according to one embodiment. The
図115は、一実施形態によるバイモルフアームの固定端部を示す。バイモルフアームの固定端部126は、SMA材料、例えばSMAワイヤ128を取り付けるための平坦面127を含む。金属中間層130が平坦面127に配置される。金属中間層130は、限定されるものではないが、金層、ニッケル層、又は合金層を含む。SMAワイヤ128は、抵抗溶接129によって平坦面127に配置された金属中間層130に取り付けられる。抵抗溶接129は、当業界で公知のものを含む技術を使用して形成される。金属中間層130は、固定端部126とのより良好な接着を可能にする。
FIG. 115 shows a fixed end of a bimorph arm according to one embodiment. A
図116は、一実施形態によるバイモルフアームの固定端部を示す。バイモルフアームの固定端部135は、SMA材料、例えばSMAワイヤ137に取り付けるための平坦面136を含む。金属中間層138が平坦面136に配置される。金属中間層136は、限定されるものではないが、金層、ニッケル層、又は合金層を含む。SMAワイヤ137は、図115に示すものと同様の抵抗溶接によって平坦面136に取り付けられる。接着剤139が抵抗溶接に配置される。これにより、SMAワイヤ137と固定端部135との間のより信頼性の高い接合を可能にする。接着剤139は、限定されるものではないが、導電接着剤、非導電接着剤、及び当業界で公知の他の接着剤を含む。
FIG. 116 shows a fixed end of a bimorph arm according to one embodiment.
図117は、一実施形態によるバイモルフアームの固定端部の背面図を示す。バイモルフアーム143は、本明細書で説明する複数の実施形態に従うように構成される。バイモルフアームの固定端部143は、固定端部143の外側部分145から隔離される島144を含む。これにより、島144を外側部分145から電気的に絶縁及び/又は熱的に隔離することを可能にした。いくつかの実施形態に関し、バイモルフアームの固定端部143の対向する側面に取り付けられたSMA材料は、SMA材料、例えばSMAワイヤと、ビアを通して電気的に接続される。島144は、本明細書で説明したものなどの絶縁体146に配置される。島144は、当業界で公知のものを含むエッチング技術を使用して形成され得る。
FIG. 117 shows a rear view of the fixed end of a bimorph arm according to one embodiment.
図118は、一実施形態による歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11800の展開図を示す。歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11800は、2つのサブアセンブリ、上部歪曲アセンブリ11820及び底部歪曲アセンブリ11900を含む。上部歪曲アセンブリ11820は、動的な傾斜調整を可能とするためにヨー軸の動きをもたらすように構成される。底部歪曲アセンブリ11900は、動的な傾斜調整を可能とするためにピッチ軸の動きをもたらすように構成される。歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11800は、キャリッジをそれぞれ動かす2ワイヤ歪曲アクチュエータをそれぞれ含む2つの別個のサブアセンブリとなるように構成される。2つの歪曲アセンブリは、効率的な製造及び組み立てのために実施される。
FIG. 118 shows an exploded view of a distortion module
歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11800は、本明細書で説明されるものを含む技術、例えば図19~図22を参照して上述したような4ワイヤ歪曲部を使用する、4ワイヤ歪曲アクチュエータを含む。歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11800は、本明細書で説明されるものを含む技術、例えば図78~図82を参照して上述したものなどを使用して、2軸カメラモジュールOISの傾斜を可能にするように動作可能である。それゆえ、歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11800は、よりサイズが小さい現在のアクチュエータよりも重い質量体を動かし、±5°までのより大きな傾斜角度まで質量体を動かし、及びより高速で質量体を動かすように動作可能である。それゆえ、歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11800は、望ましくない手振れの動きを抑制できる。
The strain module
歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11800は、カメラモジュールが2軸で動き/傾斜、及び可動画像センサから多くの電気信号を伝達することができるように動作可能なコンパクトなフレキシブル回路を含む。これについて、図128~図131及び図133~図134を参照して下記でより詳細に説明する。さらに、様々なセンサ又は構成要素、例えば、ホール素子センサ、TMRセンサ、及びアクチュエータの動きと同じであるSMAワイヤの抵抗フィードバックが、閉ループ制御の傾斜位置を測定し且つそのフィードバックを可能にするように、本明細書で実装され得る。
The distortion module
歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11800は、上部歪曲アセンブリ11820と底部歪曲アセンブリ11900との間に挟まれた、センサブラケット11840を備えるAFアセンブリ、センサ回路PCB11860、及びモジュール回路PCB11880を含む。可動質量体は、センサブラケット11840を備えるAFアセンブリ、センサ回路PCB11860、及びモジュール回路PCB11880を含む。上部歪曲アセンブリ11820は、センサブラケット11840を備えるAFアセンブリ、及びセンサ回路PCB11860を受容するように構成される。これについて、図124A及び図124Bを参照して下記で詳細に説明する。歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11800は、図118に示すものよりも多数又は少数の多く構成要素を含み得ることに留意されたい。しかしながら、図示したもので、主題発明を実施するための説明に役立つ実施形態を開示するのに十分である。いくつかの例では、移動中のモジュールはフルカメラモジュールである。それゆえ、歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11800は、PCB上の画像センサ、オートフォーカス(AF:autofocus)モジュール、及びカメラレンズを含む。しかしながら、本開示及び例示的な実施形態は、様々な技術で実施され得ることが理解されるべきである。
Distortion module
図119は、一実施形態による歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11800の組み立て済みの図を示す。歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11800は、14.5mm×14.5~16.5mmまでの設置面積に収まるように構成され得る。参考までに、センサブラケット11840を備えるAFアセンブリの設置面積は、およそ10mm×10mmである。図135は、一実施形態によるセンサブラケット11840を備えるAFアセンブリの寸法の設置面積を示す。その結果、歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11800のいくつかの実施形態は、センサブラケット11840を備えるAFアセンブリの4.5mm大きい設置面積を有する。
FIG. 119 shows an assembled view of a distortion module
図120は、一実施形態による歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11800に加えられる力を示す。上部歪曲アセンブリ11820は、上部歪曲アセンブリ11820にヨー軸の動きを生成させるようにそれぞれ位置決めされる歪曲アーム11833を含む。底部歪曲アセンブリ11900は、底部歪曲アセンブリ11900にピッチ軸の動きを生成させるようにそれぞれ位置決めされる歪曲アーム11813を含む。その結果、上部歪曲アセンブリ11820及び底部歪曲アセンブリ11900は、互いに遠くになるように押して、歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11800の動的な傾斜をもたらす。上部歪曲アセンブリ11820は上向きの力(ヨー)11830をもたらす一方で、底部歪曲アセンブリ11900は下向きの力(ピッチ)11810をもたらす。いくつかの実施形態によれば、歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11800は、モジュール回路PCB11880を介してSMAワイヤ及びホールセンサに直接接続するように動作可能である。
FIG. 120 illustrates forces applied to a bending module
実施形態のいくつかの押す力は、現在の技術の押す力の10倍以上である。上部歪曲アセンブリ11820及び底部歪曲アセンブリ11900の押す力の例は、20~30グラムである。これにより、より大きな質量を有する物体と一緒に使用されるときに、歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11800のより高い周波数応答率を可能にする。その結果、開示の実施形態は、現在の技術よりも小さい設置面積を有し、及びより大きな質量体を動かし得る。
The push force of some of the embodiments is ten times or more than the push force of current technology. An example pushing force of the
図121は、一実施形態による歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11800に加えられる力から生じる傾斜を示す。センサブラケット11840を備えるAFアセンブリは、角度θ傾けられて示されている。いくつかの例では、角度θは、約5度中心を外れている。いくつかの実施形態によれば、センサブラケット11840を備えるAFアセンブリは、上下に約0.56mm動くように動作可能である。さらに、いくつかの実施形態に関し、センサブラケット11840を備えるAFアセンブリは、左右に約0.155mm動くように動作可能である。いくつかの実施形態によれば、歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11800は、センサブラケット11840を備えるAFアセンブリの相対運動のためのクリアランスを提供する。
FIG. 121 illustrates tilt resulting from forces applied to the distortion module
図122は、一実施形態による歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11800の上部歪曲アセンブリ11820の展開図を示す。上部歪曲アセンブリ11820は、上部ばねを備えるハウジング11920、上部AFキャリッジ11940、フレキシブルセンサ回路11960、及びヨー傾斜サブアセンブリ11980を含み得る。ヨー傾斜サブアセンブリ11980は、傾斜サブアセンブリ歪曲フレーム11910、ステンレス鋼SST歪曲フレーム11930、滑り軸受11950、少なくとも1本のSMAワイヤ11970、及びSSTスライドベース11990を含む。いくつかの実施形態に関し、滑り軸受11950は、ポリオキシメチレンで形成される(POM軸受)。
FIG. 122 shows an exploded view of the
図123は、一実施形態による歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11800の底部歪曲アセンブリ11900の展開図を示す。底部歪曲アセンブリ11900は、底部ばねを備えるハウジング12000、底部AFキャリッジ12020、及びピッチ傾斜サブアセンブリ12040を含み得る。ピッチ傾斜サブアセンブリ12040は、傾斜サブアセンブリ歪曲フレーム12010、ステンレス鋼SST歪曲フレーム12030、軸受、SMAワイヤ12070、及びSSTスライドベース12030を含む。
FIG. 123 shows an exploded view of the
図124Aは、一実施形態による、部分的に組み立てられた歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11801の展開図を示す。センサブラケット11840を備えるAFアセンブリは、下から挿入されて、上部歪曲アセンブリ11820に固定される。いくつかの例では、センサブラケット11840を備えるAFアセンブリは、接着剤、はんだ付け溶接、又はサブコンポーネントを装着する他の公知のプロセスによって上部歪曲アセンブリ11820に固定される。図124Bは、一実施形態による、部分的に組み立てられた歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11801の組み立て済みの図を示す。センサブラケット11840を備えるAFアセンブリは、センサ回路PCB11860に接続される。センサ回路接続12120は、センサ回路PCB11860と、センサブラケット11840を備えるAFアセンブリを接続する際に、両構成要素間で容易に行われる。
FIG. 124A shows an exploded view of a partially assembled distortion module
図125は、一実施形態による、部分的に組み立てられた歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11801の正面図を示す。センサ回路PCB11860は、センサブラケット11840を備えるAFアセンブリに下から接続される。センサ回路PCB11860は、はんだ付け溶接12124及び12122、又はサブコンポーネントを装着する他の公知のプロセスによってセンサブラケット11840を備えるAFアセンブリに固定され得る。
FIG. 125 shows a front view of a partially assembled bending module
図126は、一実施形態による歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11800の組み立てプロセスを示す。上述の通り、センサブラケットを備えるAFアセンブリは、下から挿入されて、上部歪曲アセンブリ11820に固定され、部分的に組み立てられた歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11801(可動質量体)を形成する。この時点で、多くの電気コンタクトが依然として露出されており、及び一緒に接合される(一般にはんだ付けによって)。モジュール回路PCB11880は、部分的に組み立てられた歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11801に下から接続される。
FIG. 126 illustrates the assembly process of the distortion module
図127は、一実施形態による、部分的に組み立てられた歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11801へのモジュール回路PCB11880の接続を示す。さらに、底部歪曲アセンブリ11900は、モジュール回路PCB及び部分的に組み立てられた歪曲モジュール傾斜OISアセンブリに下から接続され、歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11800を形成する。その後、底部歪曲アセンブリ11900は、固定された周囲に沿って上部歪曲アセンブリ11820、及び底部歪曲アセンブリ11900の双方に接続され、キャリッジは、部分的に組み立てられた歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11801の底部に取り付けられる。
FIG. 127 shows the connection of the
図128は、一実施形態による歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11800のフレキシブルセンサ回路11909を示す。図129は、一実施形態による歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ11800のフレキシブルセンサ回路11909を示す。フレキシブルセンサ回路11909は、第1の端部においてモジュール回路PCB11880への固定接続を有し得る。フレキシブルセンサ回路11909は、第2の端部においてセンサ回路接続部12120を含み得る。
FIG. 128 shows the
図130は、代替的な実施形態による歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ12500のフレキシブルセンサ回路を示す。歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ12500は、2つのフレキシブルセンサ回路11908及び11909を含む。2つのフレキシブルセンサ回路11908及び11909は、フレキシブルセクション12501によって分離されて、歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ12500の2軸の動きを可能にする。他の実施形態は、3つ以上のフレキシブルセンサ回路を含む歪曲モジュール傾斜OISアセンブリを含む。図131は、代替的な実施形態による、歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ12500のフレキシブルセンサ回路を示す。本明細書で示すように、フレキシブルセンサ回路11908の第1の端部は、固定モジュール回路PCB12880に装着される。フレキシブルセンサ回路11908の第2の端部はセンサ回路PCB11860に装着され、このセンサ回路PCBは、固定されておらず、動くように動作可能である。同様に、フレキシブルセンサ回路11909の第1の端部は、固定モジュール回路PCB12880に装着される。フレキシブルセンサ回路11909の第2の端部はセンサ回路PCB11860に装着され、センサ回路PCBは、固定されておらず、動くように動作可能である。フレキシブルセンサ回路11908及び11909のそれぞれは、1つ以上の可撓領域12502を含んで、フレキシブルセンサ回路が、歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ12500の可動構成要素と一緒に動くことができるようにする。
FIG. 130 shows a flexible sensor circuit of a distortion module
図132は、代替的な実施形態による、歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ13200の組み立て済みの図を示す。歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ13200は、上部歪曲アセンブリ13220を含む。上部歪曲アセンブリ13220は、上部歪曲アセンブリ13220に下向き方向のピッチ軸の動きを生成させるようにそれぞれ下向きに位置決めされた歪曲アーム13233を含む。歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ13200はまた、底部歪曲アセンブリ13230を含む。
FIG. 132 shows an assembled view of a distortion module
底部歪曲アセンブリ13230は、底部歪曲アセンブリ13230に上向き方向にヨー軸の動き生成させるようにそれぞれ位置決めされた歪曲アーム13213を含む。その結果、上部歪曲アセンブリ13220及び底部歪曲アセンブリ13230は、互いの方に向かって押して、歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ13200の動的な傾斜をもたらす。上部歪曲アセンブリ13230は、下向きの力(ピッチ)をもたらす一方で、底部歪曲アセンブリ13230は上向きの力(ヨー)をもたらす。
The
図133は、代替的な実施形態による、歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ13300を示す。図134は、歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ13300の組み立て済みの図の下面を示す。歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ13300は、センサ回路PCB13360から直接延びる長いフレキシブル回路13301を含む。フレキシブル回路は、センサ回路PCB13360から延びて、2軸の動きを可能にする。歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ13300は、本明細書で説明する複数の実施形態によるOISのためにカメラを傾けるための4ワイヤ歪曲システムを含む。
FIG. 133 shows a bending module tilting
図136は、一実施形態によるSMAモジュール傾斜OISアセンブリ13600を示す。図137は、一実施形態による、方向が傾けられている(under directional deformity)SMAモジュール傾斜OISアセンブリ13600を示す。SMAモジュール傾斜OISアセンブリ13600は、4ワイヤ歪曲傾斜カメラモジュールを組み込み、これは、本明細書で説明されるものを含む技術を使用して、ピッチ及びヨー方向の動きを可能にする。底部2ワイヤは、本明細書で説明されるものを含む技術を使用して、ピッチの傾斜のために異なって駆動されるように動作可能である。さらに、上部2ワイヤは、ヨーの傾斜のために異なって駆動されるように動作可能である。サブアセンブリの動きは、本明細書で説明するように、SMAモジュール傾斜OISアセンブリ13600が±4.9°までの傾斜を生成することができるようにする。さらに、歪曲部の押す力は20グラム以上である。この形態は、より高い頻度及び振幅でより重い質量体を動かすのに理想的である。
FIG. 136 shows an SMA module tilted
図138は、代替的な実施形態による、歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ13600のフレキシブルセンサ回路13700を示す。フレキシブルセンサ回路13700は、画像センサから、PCB、又はセンサの外部の他の回路まで信号を伝達するように動作可能である。
FIG. 138 shows a flexible sensor circuit 13700 of a distortion module
図139は、一実施形態による、単一のハウジングを含む歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ1を示す。ハウジング2は、ハウジング2内に、本明細書で説明する複数の実施形態による上部歪曲アセンブリ、及び本明細書で説明する複数の実施形態による底部歪曲アセンブリを含むように構成される。ハウジング2は、ハウジング2の外面にフレキシブルプリント回路3を受容するように構成される。フレキシブルプリント回路3は、本明細書で説明されるものを含む技術を使用して閉ループ制御を可能にするように構成された1つ以上の位置センサ22を含むように構成される。いくつかの実施形態に関し、1つ以上のセンサはホール素子センサである。いくつかの実施形態に関し、フレキシブルプリント回路3は、1つ以上の集積回路、例えばOISドライバーを含むように構成される。
FIG. 139 shows a bending module tilting
図140は、一実施形態による、単一のハウジングを含む歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ1の展開図を示す。歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ1は、傾斜ストローク安定性を支援する戻しトルクを生成するように構成された上部戻しばね4を含む。上部戻しばね4は、いくつかの実施形態による上部歪曲アセンブリの上部オートフォーカスキャリッジ5に配置される。上部オートフォーカスキャリッジ5は、モジュールの上部部分を受容するように構成される。いくつかの実施形態に関し、モジュールは、オートフォーカス及び画像センサモジュール21である。上部歪曲アセンブリ6はまた、本明細書で説明したものなどの歪曲アクチュエータ7を含む。歪曲アクチュエータ6は、本明細書で説明されるものを含む技術を使用するように構成される。いくつかの実施形態によれば、上部歪曲アセンブリ6は、本明細書で説明されているものなどの1つ以上の軸受8を含む。上部歪曲アセンブリ6は、本明細書で説明したものと同様の1本以上のSMAワイヤ9を含む。1本以上のSMAワイヤ9は、本明細書で説明されるものを含む技術を使用して歪曲アクチュエータ7を作動させるように構成される。
FIG. 140 shows an exploded view of a bending module tilting
歪曲モジュール傾斜OISアセンブリはまた、底部歪曲アセンブリ11を含む。底部歪曲アセンブリ11は、本明細書で説明したものなどの歪曲アクチュエータ12を含む。歪曲アクチュエータ12は、本明細書で説明されるものを含む技術を使用するように構成される。いくつかの実施形態に関し、歪曲アクチュエータ12は、上部歪曲アセンブリ6の歪曲アクチュエータ11とは異なるタイプのSMAアクチュエータである。いくつかの実施形態によれば、底部歪曲アセンブリ11は、本明細書で説明されているものなどの1つ以上の軸受13を含む。底部歪曲アセンブリ11は、本明細書で説明したものと同様の1本以上のSMAワイヤ14を含む。1本以上のSMAワイヤ14は、本明細書で説明されるものを含む技術を使用して歪曲アクチュエータ12を作動させるように構成される。いくつかの実施形態によれば、上部歪曲アセンブリ6は、底部歪曲アセンブリ11上に配置される。
The distortion module tilt OIS assembly also includes a
図140に示す実施形態による歪曲モジュール傾斜OISアセンブリは、底部オートフォーカスキャリッジ16を含む。底部オートフォーカスキャリッジ16は、モジュールの底部部分、オートフォーカス及び画像センサモジュール21を受容するように構成される。底部オートフォーカスキャリッジ16は、1つ以上の磁石15を受け入れるように構成される。1つ以上の磁石15は、本明細書で説明されるものを含む技術を使用して、閉ループ制御の一部としてフレキシブルプリント回路3に含まれるそれぞれの位置センサと整列される。1つ以上の磁石15及び1つ以上の位置センサ22は、オートフォーカス及び画像センサモジュール21などのモジュールの傾斜及び高さ又はz軸位置に関する情報を可能にするように構成される。
A distortion module tilt OIS assembly according to the embodiment shown in FIG. 140 includes a
歪曲モジュール傾斜OISアセンブリは、底部ばね17を含む。底部ばね17は、底部オートフォーカスキャリッジ16を受け入れるように構成される。センサ回路18が、電力を供給するためのモジュールをモジュール外の回路に電気的に接続するように構成される。いくつかの実施形態によれば、センサ回路18はまた、フレキシブルプリント回路3によって1つ以上の位置センサと任意の集積回路、例えばOISドライバーを電気的に接続するように構成される。いくつかの実施形態に関し、センサ回路18は、1つ以上の位置センサ、任意の集積回路、及び/又はモジュールを電気的に接続する導電性トレースを含むフレキシブル回路である。フレキシブル回路は、導電性トレースを損傷することなく、モジュールが上部歪曲アセンブリ6及び底部歪曲アセンブリ7によって動かされることができるようにする。センサ回路18はベースキャップ19に配置される。ベースキャップ19は、当業界で公知のものを含む技術を使用して、ハウジング1と嵌合するように構成される。
The skew module tilt OIS assembly includes a
図141は、一実施形態による歪曲モジュール傾斜OISを示す。歪曲モジュール傾斜OIS23は、本明細書で説明したものなどの上部歪曲アセンブリ24、及び本明細書で説明したものなどの底部歪曲アセンブリ25を含む。歪曲モジュール傾斜OIS23は、本明細書で説明したものなどの1つ以上の位置センサを含むように構成されたモジュール回路プリント回路基板(PCB)26を含む。図141に示すように、上部歪曲アセンブリ24の、本明細書で説明したものなどのヨー傾斜サブアセンブリは、モジュールの第1の方向の傾斜を可能にするために、一方の側面に強い力27及び他方の側面に弱い力28を有するように構成される。第1の方向での傾斜のこの例に関し、いくつかの実施形態によれば、底部歪曲アセンブリ25の、本明細書で説明したものなどのピッチ傾斜サブアセンブリは、傾斜の動きのためのピボットの機能を果たすように、両側面に中程度の力を有するように構成される。同様の技術を使用して、歪曲モジュール傾斜OIS23は、モジュールを多くの位置に動かすように構成される。
FIG. 141 illustrates a distortion module gradient OIS according to one embodiment. Distortion
図142は、一実施形態による、歪曲モジュール傾斜OIS30の、本明細書で説明したものなどの内部構成要素を示す。歪曲モジュール傾斜OIS30は、上部ばね31及び底部ばね32を含む。上部ばね31及び底部ばね32は、同様の剛性を有するように構成される。いくつかの実施形態に関し、上部ばね31及び底部ばね32の剛性は、61ミリニュートン-ミリメートル/度である。しかしながら、当業者は、剛性が、ばねの材料及び/又は材料の厚さを調整することによって、任意の所望の剛性になるように構成され得ることを理解するであろう。
FIG. 142 shows internal components, such as those described herein, of a distortion
図143は、一実施形態による上部ばねを示す。上部ばね33は、1つ以上のばねアーム34a~34dを含む。上部ばね33は、戻しトルクを生成して、複数の実施形態による歪曲モジュール傾斜OISの傾斜ストローク安定性を支援するように構成される。図144は、一実施形態による底部ばね35を示す。底部ばね35は、戻しトルクを生成して、複数の実施形態による歪曲モジュール傾斜OISの傾斜ストローク安定性を支援するように構成される。いくつかの実施形態に関し、上部ばね33及び底部ばね35の材料は、厚さ50マイクロメートル及びばねアーム幅120マイクロメートルの302/304ステンレス鋼で形成される。
FIG. 143 shows an upper spring according to one embodiment.
図145は、一実施形態による歪曲モジュール傾斜OISアセンブリのモジュールに接続されるフレキシブルセンサ回路を示す。歪曲モジュール傾斜OISは、本明細書で説明する複数の実施形態に従うように構成される。フレキシブルセンサ回路37は、本明細書で説明したものなどのフレキシブルセンサ回路37の第1の端部でモジュール38の底部と電気的に接続される。フレキシブルセンサ回路38は、第1の組のトレース39及び第2の組のトレース40を有するように構成される。第1の組のトレース39は、第1のパッド46から延び、及びフレキシブルセンサ回路37の第1のパッド46を通してモジュール38の第1の部分に電気的に接続される。第2の組のトレース40は、第2のパッド47から延び、及びフレキシブルセンサ回路37の第2のパッド47を通してモジュール38の第1の部分に電気的に接続される。第1の組のトレース39の第2の端部は、単一のハウジング43の端子パッド部42内に配置される第1の端子パッド44で終端するように構成される。第2の組のトレース39の第2の端部は、単一のハウジング43の側面の端子パッド部42内に配置される第2の端子パッド45で終端するように構成される。単一のハウジング43の端子パッド部42は、回路基板の1つ以上のコネクターによって、モジュール及び歪曲モジュール傾斜OISアセンブリの他の回路を、他の回路に電気的に接続するように構成される。
FIG. 145 shows a flexible sensor circuit connected to a module of a distortion module tilt OIS assembly according to one embodiment. The distortion module tilt OIS is configured in accordance with multiple embodiments described herein. A
いくつかの実施形態に関し、第1の端子パッド46及び第2の端子パッド47は、同じベース層に形成される。他の実施形態に関し、第1の端子パッド46及び第2の端子パッド47は、物理的に別々のベース層に形成される。フレキシブルセンサ回路37の形態は、第1のパッド46、第2のパッド47、第1の端子パッド44、及び第2の端子パッド45の接続部のはんだ付けを同時に可能にする。さらに、フレキシブルセンサ回路37は、小さいサイズ内に低剛性で多くの電気トレースを有するように構成されて、モジュール38が動く最中の影響を最小限にする。
For some embodiments,
図146は、本明細書で説明したものなどのベースキャップ48含む、図145に示す実施形態によるフレキシブルセンサ回路を示す。ベースキャップは、当業界で公知のものを含む技術を使用して単一のハウジング43に嵌合するように構成される。ベースキャップ48は、第1の端子パッド44及び第2の端子パッド45を覆うように構成される端子カバー部49を含む。
FIG. 146 shows a flexible sensor circuit according to the embodiment shown in FIG. 145 including a
図147は、ハウジング及びベースキャップのない、一実施形態による歪曲モジュール傾斜OISを示すアセンブリを示す。歪曲モジュール傾斜OIS50は、第1の組のトレース及び第2の組のトレースを含む、本明細書で説明したものなどのフレキシブルセンサ回路51を含む。フレキシブルセンサ回路51は、ピッチ剛性とヨー剛性との間のバイアスを最小限にし、及び本明細書で説明したものなどのモジュールの動きへの力の衝撃が小さいように構成される。いくつかの実施形態によれば、第1の端子パッド及び第2の端子パッドは、モジュールの側面から1ミリメートル以下延びる。しかしながら、当業者は、端子パッドが、所望の場合には、1ミリメートルを越えて延び得ることを理解するであろう。
FIG. 147 shows an assembly showing a distortion module tilt OIS according to one embodiment without a housing and base cap. Distortion
いくつかの実施形態に関し、フレキシブルセンサ回路51は、1つ以上のステンレス鋼ベース層で形成される。いくつかの実施形態に関し、ステンレス鋼ベース層は、厚さ18マイクロメートルを有して形成される。ステンレス鋼ベース層は、ポリイミド層などの誘電体層を含む。さらに、第1のパッド、第2のパッド、第1の端子パッド、及び第2の端子パッドのトレース及び複数のコンタクトパッドは、誘電体層に配置された導体層から形成される。いくつかの実施形態に関し、導体層は銅層であるが、他の導電性材料が使用されてもよい。いくつかの実施形態に関し、フレキシブルセンサ回路は、導体層に配置された第2の誘電体層を含む。いくつかの実施形態に関し、導体層は、厚さ12マイクロメートル又は24マイクロメートルを有するように形成される。しかしながら、他の実施形態は、他の厚さを有する導体層を含む。いくつかの実施形態に関し、第2の誘電体層はポリイミド層である。いくつかの実施形態に関し、第2の誘電体層は、厚さ5~7マイクロメートルを有するように形成される。しかしながら、他の実施形態は、他の厚さを有する第2の誘電体層を含む。複数の実施形態によれば、フレキシブルセンサ回路は、0.05ミリメートル以下の厚さを有するように構成され、及び0.015ミリメートル以下の幅の電気トレースを含む。フレキシブルセンサ回路のベース層は、フレキシブルセンサ回路の形状を形成可能であり、それを保持するように構成されるベース層を含む。
For some embodiments,
図148は、一実施形態によるフレキシブルセンサ回路を含むモジュールの底面図を示す。モジュール52は、本明細書で説明する複数の実施形態に従うように構成されたフレキシブルセンサ回路53を含む。いくつかの実施形態に関し、フレキシブルセンサ回路53は、1度当たり38ミリニュートン-ミリメートル以下のピッチ剛性及びヨー剛性を有するように構成される。いくつかの実施形態に関し、フレキシブルセンサ回路53は、1度当たり38ミリニュートン-ミリメートル以下のピッチ剛性、及び1度当たり24ミリニュートン-ミリメートル以下のヨー剛性を有するように構成される。
FIG. 148 shows a bottom view of a module including flexible sensor circuitry according to one embodiment.
図149は、一実施形態による、フレキシブルセンサ回路を含むモジュールの側面図及び底面図を示す。モジュール54は、本明細書で説明する複数の実施形態に従うように構成されたフレキシブルセンサ回路55を含む。第1の組のトレース56及び第2の組のトレース58は、第1のパッド57及び第2のパッド59の外側にそれぞれ配置されるように構成される。図150は、一実施形態によるフレキシブルセンサ回路を含むモジュールの側面図及び底面図を示す。モジュール61は、本明細書で説明する複数の実施形態に従うように構成されたフレキシブルセンサ回路64を含む。第1の組のトレース63及び第2の組のトレース66は、第1のパッド62及び第2のパッド65の外側に配置されるように構成される。いくつかの実施形態に関し、第1の組のトレース63及び第2の組のトレース66はそれぞれ、少なくとも1つの屈曲部、例えば第1の屈曲部68及び第2の屈曲部69を含む。いくつかの実施形態に関し、屈曲は、モジュールの表面から6度以上である。しかしながら、屈曲は、任意の他の値であってもよい。第1の屈曲部68及び第2の屈曲部69は、動いている最中に、モジュール及び又は歪曲モジュール傾斜OISの任意の他の構成要素、例えばベースキャップとのどんな接触も最小限にするように構成される。
FIG. 149 shows side and bottom views of a module including flexible sensor circuitry, according to one embodiment.
便利な用語として本明細書で使用されるような「上部」、「底部」、「上方」、「下方」、並びにx方向、y方向、及びz方向などの用語は、任意の特定の空間的又は重力の向きではなく、複数の部分の互いに対する空間関係を示すことを理解されたい。それゆえ、用語は、アセンブリが、図面に示し且つ本明細書で説明する特定の向きに向けられるか、その向きから逆さまにされているか、又は任意の他の回転変動かに関わらず、構成要素の部分のアセンブリを含むものとする。 Terms such as “top,” “bottom,” “above,” “below,” and the x-, y-, and z-directions, as used herein for convenience, refer to any particular spatial or the orientation of gravity, but rather the spatial relationship of the portions to each other. Hence, the terminology applies to the components regardless of whether the assembly is oriented in the particular orientation shown in the drawings and described herein, inverted from that orientation, or any other rotational variation. shall include the assembly of the part of
本明細書で使用されるような用語「本発明」は、単一の必須要素又は要素の群を有する単一の発明のみが提示されることを意味すると解釈されるべきではないことが認識されるであろう。同様に、用語「本発明」は、いくつかの別々の発明を含み、それら発明はそれぞれ、別々の発明であるとみなされ得ることも認識される。本発明は、好ましい実施形態及びその図面に関して詳細に説明されてきたが、当業者には、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、本発明の実施形態の様々な適応及び修正が成し遂げられ得ることが明白である。さらに、本明細書で説明する技術は、2、3、4、5、6、又はそれを上回る、一般的にn個のバイモルフアクチュエータ及び歪曲アクチュエータを有する装置を作製するために使用され得る。従って、上記で説明された詳細な説明及び添付図面は、本発明の範囲を限定することを意図するものではなく、これは、以下の特許請求の範囲及びそれらの適切に解釈される法的均等物からのみ推測されるべきであることが理解される。 It is recognized that the term "present invention" as used herein should not be construed to mean that only a single invention possessing any single essential element or group of elements is presented. would be It is also recognized that the term "present invention" includes several separate inventions, each of which may be considered a separate invention. Although the present invention has been described in detail with respect to preferred embodiments and drawings thereof, various adaptations and modifications of the embodiments of the invention can be accomplished by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention. It is clear to obtain Additionally, the techniques described herein can be used to fabricate devices having 2, 3, 4, 5, 6, or more, typically n bimorph and strain actuators. Accordingly, the detailed description set forth above and the accompanying drawings are not intended to limit the scope of the invention, which covers the following claims and their properly construed legal equivalents. It is understood that it should only be inferred from the object.
Claims (30)
動的な傾斜調整を可能とするためにヨー軸の動きをもたらすように構成にされた上部歪曲アセンブリと、
動的な傾斜調整を可能とするためにピッチ軸の動きをもたらすように構成された底部歪曲アセンブリと
を備える歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ。 A skew module tilt OIS assembly, comprising:
an upper skew assembly configured to provide yaw axis movement to enable dynamic tilt adjustment;
a bottom distortion assembly configured to provide pitch axis movement to enable dynamic tilt adjustment.
動的な傾斜調整を可能とするためにヨー軸の動きをもたらすように構成にされた上部歪曲アセンブリを提供することと、
オートフォーカスアセンブリを前記上部歪曲アセンブリに装着することと、
前記上部歪曲アセンブリの反対側の面において前記オートフォーカスアセンブリにセンサ回路PCBを装着することにより、前記センサ回路PCBと、センサブラケットを備える前記オートフォーカスアセンブリとの間のセンサ回路の接続を容易にすることと、
前記オートフォーカスアセンブリの反対側の前記モジュール回路PCBに底部歪曲アセンブリを接続することと、
前記底部歪曲アセンブリを前記上部歪曲アセンブリに固定された周囲に沿って取り付けることと
を含む方法。 A method of manufacturing a skewed module tilt OIS assembly, comprising:
providing an upper skew assembly configured to provide yaw axis movement to enable dynamic tilt adjustment;
mounting an autofocus assembly to the upper distortion assembly;
Mounting the sensor circuit PCB to the autofocus assembly on the opposite side of the upper flexure assembly facilitates sensor circuit connection between the sensor circuit PCB and the autofocus assembly comprising a sensor bracket. and
connecting a bottom distortion assembly to the module circuit PCB opposite the autofocus assembly;
attaching the bottom flexure assembly to the top flexure assembly along a fixed perimeter.
動的な傾斜調整を可能とするためにピッチ軸の動きをもたらすように構成にされた上部歪曲アセンブリと、
動的な傾斜調整を可能とするためにヨー軸の動きをもたらすように構成にされた底部歪曲アセンブリと
を備える歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ。 A skew module tilt OIS assembly, comprising:
an upper deflection assembly configured to provide pitch axis movement to enable dynamic tilt adjustment;
a bottom distortion assembly configured to provide yaw axis movement to enable dynamic tilt adjustment.
動的な傾斜調整を可能とするためにヨー軸の動きをもたらすように構成にされるとともに、動的な傾斜調整を可能とするためのピッチ軸の動きをもたらたすように構成された4ワイヤ歪曲部と、
フレキシブルセンサ回路と
を備える歪曲モジュール傾斜OISアセンブリ。 A skew module tilt OIS assembly, comprising:
configured to provide yaw axis movement to enable dynamic tilt adjustment and configured to provide pitch axis movement to enable dynamic tilt adjustment a 4-wire flexure;
A distortion module tilt OIS assembly comprising: a flexible sensor circuit;
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