用于驱动可调光圈的形状记忆合金致动器架构的制作方法

1.本发明涉及用于操作相机模块的可调光圈单元的单片致动器、包括单片致动器的致动器单元、包括致动器单元和可调光圈单元的可变光阑系统，以及操作包括可调光圈单元的可变光阑系统的方法。


背景技术：

2.智能手机等小型电子设备通常配备相机。如果设备的用户能够调节相机的光阑光圈的尺寸，以便调节到达图像传感器的光量，则这是有利的。在低照度环境下，例如，可以使用更大尺寸的光圈来缩短曝光时间并提高灵敏度。在较高的照度环境下，较小尺寸的光圈可以确保增加景深并减少过饱和，而大光圈有助于产生摄影散景效果，即柔和的失焦背景。
3.专业摄影设备配备有可调光圈单元，这些可调光圈单元尺寸相对较大，架构复杂，并且价格昂贵。当尝试为智能手机等较小设备缩小此类方案的规模时，复杂性会增加，并成为一个限制性技术因素，会影响设备的重量、尺寸、厚度和可靠性，以及生产能力和单位成本。因此，小型设备相机主要包括可切换的双状态叶片系统，其中，简单的双稳态(开-关类型)致动器操作单叶片或双叶片机构，以在较大光圈形状的顶部移动预定义的较小光圈形状(均匀或分段类型)，从而在保持打开状态的同时减小其圆形直径。或者，翼系统可以由多个枢转叶片组成，通常用圆形公共旋转元件操作。系统内部的致动器联接到旋转元件，用于调节其角度位置，从而改变光圈叶片的位置。现有技术的实现方式的其它形式包括径向的、线性移动的单独操作的多个叶片。
4.但是，这种叶片系统通过致动器的电气操作是具有挑战性的，因为叶片系统需要精度较高、行程较长和动力强大的致动器来产生足够的可控力(几十或几百毫牛顿)来驱动叶片并克服摩擦问题。
5.此外，由于光圈单元通常安装在光学透镜筒上，光学透镜筒由另一个致动器(用于自动对焦(auto focus，af))沿垂直方向移动，并由第三致动器(用于光学防抖(optical image stabilization，ois))沿水平方向移动，因此叶片系统和致动结构的总重量需要非常轻。透镜上的所有额外移动质量都可能阻碍af和ois的移动。
6.对致动器特性的一个额外要求是双向驱动能力，因为光圈系统中的叶片需要在需要时关闭和打开。


技术实现要素：

7.目的是提供一种改进的致动器单元和改进的可变光阑系统，其克服了在至少两个方向上单独驱动每个光圈叶片的技术复杂性，同时保持系统的轻量化。为了实现这一点，提出使用公共单片致动器，通过具有每个叶片的机械动态连接的共享系统部件(例如旋转框架部分、线性导轨或凸轮元件)来操作移动叶片的相互放置。
8.具有公共单片致动器可以更容易地通过共享部件实现叶片的控制和同步移动。
9.为了产生能够产生足够力并足够小以安装在圆形叶片架构内的致动器，还提出使
用基于形状记忆合金(shape memory alloy，sma)的方案，特别是薄片型sma，而不是更常见的sma线型。
10.上述和其它目的通过独立权利要求请求保护的特征实现。其它实现方式在从属权利要求、说明书和附图中是显而易见的。
11.根据第一方面，提供了一种单片致动器，用于通过使至少一个可移动元件位移来操作相机模块的可调光圈单元。所述单片致动器包括：多个紧固区域，被构造成通过至少一个第一紧固元件紧固，其中，这种紧固使得所述紧固区域在致动期间保持静止；位移区域，被构造成在致动期间相对于所述紧固区域移动，所述位移区域被构造成与可移动元件机械互连；多个致动臂，每个致动臂从一个紧固区域延伸到所述位移区域。每个致动臂被构造成响应于电激活而变形，所述位移区域响应于所述变形而移动。所述位移区域还被构造成与可移动元件机械互连。
12.该方案提供了一种适合操作相机模块的可调光圈单元的致动器，该致动器简单且包括最少的组件，使其生产成本效益高，结构轻，并且使用可靠且有效。单片致动器实现了足够的精度、足够长的行程和足够的强度，以移动连接的可移动元件。由于致动是以电动方式而不是机械方式实现的，因此致动器的尺寸可以最小化。此外，它可以仅通过一个与可移动元件互连的致动器使几个移动叶片位移，从而减少所需组件的数量，从而为其它不相关组件腾出空间和/或可以减小包括致动器的设备的尺寸。使用被构造成响应于电激活而变形的致动臂可以避免与设备中的其它vcm致动器(例如ois和af系统)干扰。
13.在第一方面的一种可能的实现方式中，所述致动臂被构造成响应于所述电激活的变化而返回到至少部分未变形的形状和/或进一步变形。这将操作致动器所需的能量保持在最低限度，同时最大限度地提高其灵活性。
14.在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述电激活包括通过所述紧固区域向所述致动臂提供电流。这种双重目的能够减少所需组件的数量，从而释放更多的空间，从而可以进一步减小包括致动器的设备的尺寸。
15.在第一方面的另一种可能的实现方式中，改变电激活包括改变电流的强度，即提高或降低电流的强度，以及电去激活，所述电去激活包括根本不向紧固区域提供任何电流。这支持通过供应或不供应不同电流来精确控制单片致动器。
16.在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述单片致动器包括形状记忆材料，所述形状记忆材料具有单向形状记忆效应或双向形状记忆效应。这支持提供柔性、薄形状因子致动器，能够为致动器应用产生长移动距离。与其它材料相比，使用形状记忆材料还提供轻质致动器，同时仍然能够实现与力产生相关的更高的能量效率。与其它类型的致动器相比，另一个优点是静音操作。
17.在第一方面的另一种可能的实现方式中，仅所述致动臂包括形状记忆材料，而所述紧固区域和所述位移被构造成不响应于电激活而变形。由于更容易组装和更低的材料成本，这进一步提高了精度并额外节约制造成本。
18.在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述单片致动器是在所述紧固区域之间以至少2个维度延伸的薄片层。这种薄片致动器易于制造并具有高制造成本效益(由于成形性，例如通过蚀刻或激光)，可以实现薄形状因子，并支持致动器构造为双向类型，这使得光圈系统能够在需要时通过致动器关闭和打开。
19.在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述薄片层在所述紧固区域之间弯曲成弯曲形状，从而实现特别适于以紧凑方式容纳或集成到可变光阑系统上的薄且弯曲的形状因子。
20.在一个实施例中，弯曲形状与相机模块中可变光阑系统的可调光圈单元的外周对应，这进一步提高了致动器到相机模块中的可变光阑系统的可集成性。
21.在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述多个致动臂中的每个致动臂包括多个段，每个段相对相邻段以一定角度延伸，支持使所述致动臂变形，从而使所述位移区域位移。
22.在可能的实施例中，当致动臂处于未变形形状时，角度在45度与135度之间，优选在90度左右。
23.在其它可能的实施例中，段是线性段、弯曲段或自由形式段中的至少一种。
24.在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述单片致动器是双向致动器，所述双向致动器包括两个致动臂，所述两个致动臂从所述位移区域沿相反方向延伸，每个致动臂朝向两个紧固区域中的一个紧固区域延伸，所述两个致动臂各自被构造成在所述两个相反方向中的一个方向上使所述位移区域位移，这使得光圈系统能够在需要时通过所述致动器关闭和打开。
25.根据第二方面，提供了一种致动器单元，包括：主板，包括用于传输电流的结构；根据上述权利要求中任一项所述的单片致动器；可移动元件，与所述单片致动器的所述位移区域机械互连。单片致动器通过导电紧固构件连接到主板上。
26.致动器单元的这种方案包括相比于现有技术针对单片致动器先前提到的优点，此外，需要最小数量的组件作为致动器单元，这使得生产该致动器单元具有成本效益，并且该致动器单元在用于操作相机模块的可调光圈单元方面可靠。由于分层结构，致动器单元的尺寸，特别是厚度，可以最小化，从而实现薄形状因子。
27.在第二方面的一种可能的实现方式中，所述导电紧固构件包括：多个第一紧固元件，每个第一紧固元件连接到紧固区域，所述第一紧固元件被构造成选择性地将电流从所述主板传输到每个紧固区域，使得所述紧固区域被电激活；第二紧固元件，连接到所述位移区域，所述第二紧固元件被构造成接收来自所述位移区域的电流，从而能够选择性地电激活所述致动臂。
28.在可能的实施例中，第一紧固元件包括铆钉、导电胶或弹簧类部件中的至少一种。
29.在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述单片致动器是第一单片致动器，所述可移动元件与所述第一单片致动器的第一位移区域机械互连；所述第二紧固元件是第二单片致动器，包括电连接到所述第一位移区域的第二位移区域；所述第二单片致动器被构造成接收来自所述第一位移区域的电流，从而能够选择性地电激活所述第一单片致动器的所述致动臂。
30.在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述第二紧固元件是导电的、细长的弹性元件，平行于所述可移动元件的位移轴线布置；所述第二紧固元件被构造成在所述位移区域上施加力，以对抗由于电激活时致动臂的变形而导致的任何位移，从而可以在所述电激活终止时将所述位移区域返回到静止位置。
31.在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述第二紧固元件通过布置在所述第二
紧固元件的末端的第二接地构件连接到所述主板，并且所述第二紧固元件包括布置在所述第二接地构件之间的第一接地构件，用于连接到所述位移区域，从而实现所述致动臂的选择性电激活。
32.在一个可能的实施例中，位移区域包括孔，并且第一接地构件包括布置成与孔互锁的夹钩。
33.在其它可能的实施例中，第二接地构件包括焊接、熔融、铆钉或导电胶中的至少一种。
34.在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述主板包括布置在所述第一紧固元件之间的细长孔。所述可移动元件包括突出联接构件，并被构造成与可调光圈单元的致动部件机械互连，所述可调光圈单元相对于任何单片致动器布置在所述主板的相对侧上。所述突出联接构件布置在所述细长孔中，并被成形为可沿着所述细长孔在其两个较短边之间移动，同时由其较长边引导，从而支持所述可移动元件的精确和引导移动。
35.在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述致动器单元还包括与所述主板相邻并具有与所述主板对应的形状的壳体。所述主板布置在所述壳体与任何单片致动器之间，从而为所述致动器单元提供额外的机械稳定性。
36.在一个可能的实施例中，所述壳体由金属片制成。
37.在另一个可能的实施例中，所述主板通过在其对应的相邻表面之间布置粘合剂材料来连接到壳体。
38.在另一个可能的实施例中，所述多个第一紧固元件被构造成使所述壳体、所述主板和任何单片致动器互连。
39.在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述主板还包括用于连接到电流供应的电端子。这支持单片致动器的直接、简单和可靠的致动。
40.在可能的实施例中，所述主板是印刷线路板，例如柔性印刷电路板。
41.根据第三方面，提供了一种可变光阑系统，包括：根据第二方面的任一种可能的实现方式所述的致动器单元；
42.可调光圈单元，包括用于调节所述可调光圈单元的光圈区域的尺寸的致动部件。所述致动器单元的所述可移动元件连接到所述致动部件。
43.可变光阑系统的这种方案包括相比于现有技术针对致动器单元先前提到的的优点，并可以实现相对于可变光阑系统非常紧凑的组件，以及通过可移动元件由单片致动器简单和直接致动。这继而为其它不相关的组件腾出空间和/或可以减小电子设备的尺寸。
44.在第三方面的一种可能的实现方式中，所述可移动元件通过突出联接构件连接到所述致动部件，从而实现安全连接。
45.在第三方面的另一种可能的实现方式中，所述可调光圈单元具有圆形外周；并且所述致动器单元弯曲成弯曲形状，所述弯曲形状具有与所述可调光圈单元的所述外周的半径对应的半径。这可以使组件具有尽可能小的整体尺寸。
46.根据第四方面，提供了一种操作可变光阑系统的方法，所述可变光阑系统包括可调光圈单元和致动器单元。所述可调光圈单元包括用于调节所述可调光圈单元的光圈区域的尺寸的致动部件，其中，所述致动器单元包括单片致动器和可移动元件；所述可移动元件连接到所述可调光圈单元的所述致动部件。所述方法包括以下步骤：激活所述单片致动器
的第一部分，使得产生所述单片致动器的第一变形，所述第一变形使所述可移动元件从第一位置位移到第二位置。
47.当所述可移动元件处于所述第一位置时，所述光圈区域具有第一尺寸和/或第一形状，当所述可移动元件处于所述第二位置时，所述光圈区域具有第二尺寸和/或第二形状。
48.这种方法包括使用最少的组件操作可变光阑系统，使其在使用中具有成本效益和可靠性。基于变形的致动提供了易成型性、薄形状因子、为致动器应用产生较大的力和长移动距离，以及静音操作，并且不会干扰其它vcm致动器，例如电磁场附近的ois和af系统。此外，由于可移动元件的灵活移动，因此可以灵活调节光圈区域。
49.在第四方面的一种可能的实现方式中，所述方法还包括以下步骤：激活所述单片致动器的第二部分，使得产生所述单片致动器的第二变形，所述第二变形使所述可移动元件在相对于所述第一变形相反的方向上从所述第二位置移动到第三位置。当所述可移动元件处于所述第三位置时，所述光圈区域具有第三尺寸和/或第三形状；并且所述第三位置的可能性包括所述第一位置。
50.这支持系统的双向驱动能力，通过该能力，可变光阑系统中的光圈叶片可以在需要时关闭和打开到特定程度。
51.在第四方面的另一种可能的实现方式中，所述方法还包括以下步骤：去激活所述单片致动器，所述去激活使所述单片致动器返回到未变形形状，所述返回使所述可移动元件从所述第二位置或所述第三位置移动到所述第一位置，使得不需要单独的返回控制或返回诱导组件。
52.在第四方面的另一种可能的实现方式中，所述方法还包括以下步骤：改变所述单片致动器的所述第一部分或所述第二部分的所述激活，使得所述单片致动器的变形发生变化，所述变形的变化使所述可移动元件位移，从而使所述单片致动器产生所述可移动元件的逐步位移。
53.在第四方面的另一种可能的实现方式中，所述激活包括向所述单片致动器的至少一个致动臂提供第一电流，所述去激活包括不向所述致动臂提供所述第一电流，并且所述致动的变化包括向所述致动臂提供第二电流，所述第二电流具有与所述第一电流不同的强度，从而支持通过提供不同电流来精确控制所述致动器。
54.这些和其它方面将从下面描述的实施例中显而易见。
附图说明
55.在本发明的以下详述部分中，参考附图中示出的示例性实施例详细解释各方面、实施例和实现方式，在附图中：
56.图1示出了本发明的实施例的示例提供的单片致动器的前视图；
57.图2示出了本发明的实施例的示例提供的组装时，包括单片致动器的致动器单元的前视图；
58.图3示出了本发明的实施例的示例提供的组装时，包括单片致动器的弯曲薄片致动器单元的顶视图；
59.图4示出了本发明的实施例的示例提供的组装时，包括单片致动器的弯曲薄片致
动器单元的背面的透视图；
60.图5示出了本发明的实施例的示例提供的组装时，包括单片致动器的弯曲薄片致动器单元的前面的透视图；
61.图6示出了本发明的实施例的示例提供的致动器单元的分解视图，该致动器单元包括单片致动器、主板和壳体，以及其它组件；
62.图7a示出了本发明的实施例的示例提供的组装之前的可变光阑系统的顶视图，该可变光阑系统包括致动器单元和可调光圈单元；
63.图7b示出了本发明的实施例的示例提供的组装时的可变光阑系统的顶视图，该可变光阑系统包括致动器单元和可调光圈单元；
64.图8示出了本发明的实施例的不同示例提供的组装时的可变光阑系统的顶视图，该可变光阑系统包括致动器单元和可调光圈单元；
65.图9示出了本发明的实施例的另一个示例提供的包括两个单片致动器的致动器单元的一部分的前视图；
66.图10a示出了本发明的实施例的示例提供的在组装之前，包括两个单片致动器的致动器单元的一部分的透视图；
67.图10b示出了本发明的实施例的示例提供的在组装时，包括两个单片致动器的致动器单元的一部分的透视图。
具体实施方式
68.图7a和图7b示出了本发明提供的可变光阑系统15的一个示例。可变光阑系统15包括：致动器单元11，包括可移动元件8；和可调光圈单元12，包括用于调节可调光圈单元12的光圈区域的大小的致动部件14。致动器单元11的可移动元件8可以是通过突出联接构件13连接到致动部件14的塑料滑块元件。下面将详细描述致动器单元11。
69.如图7a和7b至图8的示例所示，可调光圈单元12可以具有圆形外周，并且致动器单元11可以弯曲成弯曲形状，该弯曲形状具有与可调光圈单元12的外周半径对应的半径，这使可变光阑系统15可以具有尽可能小的总尺寸。
70.可调光圈单元12本身可以包括多个(例如在3-12个之间)枢转叶片18，通过配置用于叶片18的相互放置的共享系统部件操作。共享系统部件可以布置为例如圆形旋转元件19、线性导轨或凸轮元件，对每个叶片18具有机械动态连接。这种动态连接可以是基于枢转、滑动或变形的，这支持叶片18朝中心点c径向移动和从中心点c向外径向移动。具有这种共享部件可以更容易地实现叶片18的控制和同步移动。
71.在所示的示例中，通过移动致动部件14(如图7b中的箭头所示)通过致动器单元11的可移动元件8来调节圆形旋转元件19的角度位置改变了光圈叶片18的位置，从而调节透镜孔径。
72.可调光圈单元12还可以包括具有外部联接连接的任何已知的虹膜光阑叶片结构，由此致动器单元11可以通过可移动元件8，例如通过上述突出联接构件13连接到这种联接连接。
73.或者，如图8中所示，可调光圈单元12可以在轮廓内容纳致动器单元11，产生可变光阑系统15的集成和非分离的架构。
74.致动器单元11(在图2至图6的示例中详细示出)可以包括单片致动器1(将在下文中进一步详细描述)，以及包括用于传输电流的结构的主板9。在这些示例中，单片致动器1通过导电紧固构件连接到主板9，并且致动器单元11还包括与单片致动器1的位移区域3机械互连的可移动元件8。
75.这些导电紧固构件可以包括多个第一紧固元件5，每个第一紧固元件5连接到单片致动器1的紧固区域2，并被构造成选择性地将电流从主板9传输到每个紧固区域2，使得紧固区域2被电激活。第一紧固元件5可以包括铆钉、导电胶和/或弹簧类部件。
76.导电紧固构件还可以包括连接到单片致动器1的位移区域3的第二紧固元件6，第二紧固元件6被构造成接收来自位移区域3的电流，从而能够选择性地电激活单片致动器1的致动臂4，如将在下文进一步详细描述。
77.在图2至图6中所示的示例中，第二紧固元件6通过布置在第二紧固元件6的末端的第二接地构件7b连接到主板9，第二紧固元件6还包括布置在第二接地构件7b之间的第一接地构件7a，用于连接到单片致动器1的位移区域3。第二接地构件7b可以包括焊接、熔融、铆钉和/或导电胶。
78.在一个示例中，如图所示，位移区域3包括孔，并且第一接地构件7a包括布置成与孔互锁的夹钩。
79.如图4至图6中进一步所示，主板9可以包括布置在第一紧固元件5之间的细长孔17。可移动元件8还可以包括突出联接构件13，并可以被构造成与可调光圈单元12的致动部件14机械互连，所述可调光圈单元12相对于单片致动器1布置在主板9的相对侧上，如图7a和7b和图8中所示。
80.突出联接构件13可以布置在细长孔17中，并可以被成形为可沿着细长孔17在其两个较短边之间移动，同时由其较长边引导，如图4中所示。
81.如图4至图6中进一步所示，致动器单元11还可以包括与主板9相邻并具有与主板9对应的形状的壳体10；主板9布置在壳体10与单片致动器1之间。壳体10可以由金属片制成。
82.主板9可以通过在其对应的相邻表面之间布置粘合剂材料来连接到壳体10。
83.如图3至图6中所示，第一紧固元件5可以被构造成使壳体10、主板9和单片致动器1互连。
84.根据图2至图6的图示示例，主板9还可以包括用于连接到电流供应的电端子16。主板9可以是印刷线路板，例如柔性印刷电路(flexible printed circuit，fpc)板。
85.本发明提供的单片致动器1的一个示例在图1中示出。单片致动器1包括多个紧固区域2，该多个紧固区域2被构造成通过至少一个第一紧固元件5紧固到固定元件上，使得紧固区域2在致动期间能够保持静止。单片致动器1还包括位移区域3，该位移区域3被构造成在致动期间相对于紧固区域2移动。位移区域3被构造成与可移动元件8机械互连。单片致动器1还包括多个致动臂4，每个致动臂4从一个紧固区域2延伸到位移区域3。每个致动臂4被构造成通过一个紧固区域2响应于电激活而变形。响应于变形，使位移区域3移动。
86.在图1至图6中所示的示例中，位移区域3位于两个紧固区域2之间，两个致动臂4从位移区域3沿不同方向延伸，使得每个致动臂4朝向两个紧固区域2中的一个紧固区域延伸。但是，其它示例中也可能存在更多的紧固区域2和致动臂4。
87.通过向一对相对布置的第一紧固元件5提供相等的电压，可通过使单片致动器1的
位移区域3从图2中所示的中心点向紧固区域2中的一个紧固区域移动来产生可移动元件8的对称位移。
88.每个致动臂4还可以被构造成响应于电激活的变化返回到至少部分未变形的形状和/或进一步变形，其中，该电激活包括通过紧固区域2向致动臂4提供电流，并且，电激活的变化可以包括改变电流的强度，以及电去激活，包括不将电流供应到紧固区域2。
89.如图6所示，可移动元件8可以包括从可移动元件8延伸的一个或多个突起。对应地，位移区域3可以包括凹部，例如环形部分，该凹部被构造成容纳一个或多个突起，使得单片致动器1的位移区域3的移动使对应的可移动元件8产生对应移动，并且随后，如图7b所示，使可变光阑系统15的致动部件14产生对应移动。
90.如上所述，第一紧固元件5可以包括铆钉、导电胶和/或弹簧类部件，并且紧固区域2优选通过第一紧固元件5直接连接到主板9。紧固区域2可以包括构造成容纳第一紧固元件/铆钉5的环形部分。
91.单片致动器1可以被构造成通过使可移动元件(例如图2至图6中所示的上述可移动元件8)移动，使可调光圈单元12的共享系统部件(例如图7a和7b和图8中所示)移动，该可移动元件可以通过图7a和图7b中所示的致动部件14机械地联接可调光圈单元12的共享系统构件。致动器单元11的可移动元件8可以通过突出联接构件13连接到致动部件14，如图4所示。
92.单片致动器1可以包括形状记忆材料，所述形状记忆材料具有单向形状记忆效应或双向形状记忆效应。致动臂4可以被构造成响应于电激活或磁激活的变化，返回到至少部分未变形的形状，即具有单向形状记忆效应，和/或进一步变形，即具有双向形状记忆效应。形状记忆材料可以是形状记忆合金。双向效应可以通过材料在两个不同的温度下不同地响应来实现，不同的温度是由具有不同强度的致动产生的。
93.因此，单片致动器1可以是双向致动器，所述双向致动器包括两个致动臂4，所述两个致动臂4从位移区域3沿相反方向延伸，每个致动臂4朝向两个紧固区域2中的一个紧固区域延伸，所述两个致动臂4各自被构造成在两个相反方向中的一个方向上使位移区域3位移。
94.在可能的示例中，仅致动臂4包括形状记忆材料，而紧固区域2和位移可以被构造成不响应于电激活而变形。
95.单片致动器1可以具有任何合适的形状。单片致动器的主要范围可以位于一个平面中，从而产生平坦的片状构造，或者可以是弯曲的，如下文将描述的。
96.在一个示例中，单片致动器1是在紧固区域4之间以至少2个维度延伸的薄片层，如图2所示。
97.图3至图6示出了其中单片致动器1的薄片层在紧固区域2之间弯曲成弯曲形状的示例。这种弯曲形状由半径r表示，半径r表示相对于紧固区域2之间的直线的曲率差异。如图7a和7b至图8中的示例所示，弯曲形状(以及因此半径r)可以与相机模块中可变光阑系统15的可调光圈单元12的外周(半径)对应，从而使得薄和弯曲的形状因子特别适于以紧凑的方式容纳或集成到可变光阑系统上。
98.致动臂4可以包括多个段，每个段相对相邻段以一定角度延伸，从而支持致动臂4变形，从而导致蜗形、曲线、曲折的整体形状。这些段可以在维度上改变，或者在相对于彼此
的角度放置上改变，从而导致位移区域3位移。当致动臂4处于未变形形状时，初始角度可以在45度与135度之间，优选在90度左右。这些段可以是线性的、弯曲的和/或自由形式段。
99.如上所述，单片致动器1可以通过导电紧固构件连接到主板9，例如多个第一紧固元件5，所述多个第一紧固元件5被构造成如上所述选择性地将电流从主板9传输到单片致动器1的每个紧固区域2；以及第二紧固元件6，连接到位移区域3，并被构造成接收来自位移区域3的电流，从而实现致动臂4的选择性电激活。
100.如图2、图5和图6中所示，第二紧固元件6可以是导电的、细长的弹性元件(例如金属弹簧)，布置成平行于可移动元件8的位移轴线，并被构造成在位移区域3上施加力，以对抗由于电激活时致动臂4的变形而导致的任何位移，以便在电激活结束时将位移区域3返回到静止位置。
101.根据图9至图10a和图10b中所示的另一个示例，致动器单元11可以包括两个单片致动器，即第一单片致动器1a和第二单片致动器1b。在该示例中，第一单片致动器1a充当单片致动器，可移动元件8与第一单片致动器1a的第一位移区域3a机械互连；其中，第二单片致动器1b充当第二紧固元件6，该第二紧固元件6包括通过压缩连接电连接到第一位移区域3a的第二位移区域3b，如图10a所示。在各层(两个单片致动器)之间的位移区域上的这种压缩连接可以用热钉塑料肋板或导电胶产生。在该示例中，第二单片致动器1b通过布置在其末端(在其紧固区域)处的第二接地构件7b连接到主板9，并且还被构造成接收来自第一位移区域3a的电流，从而实现第一单片致动器1a的致动臂4的选择性电激活。
102.本发明还涉及操作如图7b所示的可变光阑系统15的方法，可变光阑系统15包括可调光圈单元12，该可调光圈单元12包括用于调节可调光圈单元12的光圈区域的尺寸的致动部件14和包括单片致动器1和可移动元件8的致动器单元11，可移动元件8如上所述连接到致动部件14。
103.该方法至少包括以下步骤：激活单片致动器1的第一部分，使得产生单片致动器1的第一变形，所述第一变形使可移动元件8从第一位置位移到第二位置。当可移动元件8处于第一位置时，光圈区域具有第一尺寸和/或第一形状，当可移动元件8处于第二位置时，光圈区域具有第二尺寸和/或第二形状。
104.该方法可以包括附加步骤。单片致动器1的第二部分可以被激活，使得产生单片致动器1的第二变形，第二变形使可移动元件8相对于第一变形沿相反方向(如图7b中相对箭头所示)从第二位置移动到第三位置，当可移动元件8处于第三位置时，光圈区域具有第三尺寸和/或第三形状；其中，第三位置的可能性包括第一位置。
105.该方法还可以包括随后去激活单片致动器1。去激活使单片致动器1返回到至少部分未变形形状，并且该返回使可移动元件8从第二位置或第三位置移动到第一位置。
106.对应地，该方法还可以包括改变单片致动器1的激活，例如通过改变所提供电流的强度，使得产生单片致动器1的变形变化，而不是返回到未变形形状。换句话说，如果激活包括向单片致动器1的至少一个致动臂4提供第一电流，则去激活可以包括不向致动臂4提供第一电流。类似地，激活的变化可以包括向致动臂4提供第二电流，第二电流具有与第一电流不同的强度。
107.本文已经结合各种实施例描述了各个方面和实现方式。但是，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域的技术人员在实践所要求保护的主题时可以理解和实现所公
开的实施例的其它变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其它单元可以满足权利要求中所描述的若干项目的功能。在相互不同的从属权利要求中列举一些措施并不表示这些措施的组合不能被用于获取优势。计算机程序可存储/分发到合适的介质上，例如与其它硬件一起或者作为其它硬件的部分提供的光存储介质或者固态介质，还可以以其它形式例如通过因特网或者其它有线或无线电信系统分发。
108.权利要求中使用的附图标记不应被解释为限制范围。除非另有说明，否则附图(例如，交叉阴影、部件设置、比例、度数等)应结合说明书一起阅读，并应被视为本发明的整个书面描述的一部分。如在描述中使用的，术语“水平”、“垂直”、“左”、“右”、“向上”和“向下”，以及其形容词和状语衍生物，例如“水平”、“向右”，“向上”等，仅指特定的附图面向读者时所示结构的取向。类似地，术语“向内”和“向外”通常是指表面相对于其伸长轴线或旋转轴线的取向，这视情况而定。

技术特征：
1.一种单片致动器(1)，其特征在于，用于通过使可移动元件(8)位移来操作相机模块的可调光圈单元，所述单片致动器(1)包括：-多个紧固区域(2)，被构造成通过至少一个第一紧固元件(5)紧固，其中，这种紧固使得所述紧固区域(2)在致动期间保持静止；-位移区域(3)，被构造成在致动期间相对于所述紧固区域(2)移动，所述位移区域(3)被构造成与可移动元件(8)机械互连；-多个致动臂(4)，每个致动臂(4)从一个紧固区域(2)延伸到所述位移区域(3)；每个致动臂(4)被构造成响应于电激活而变形，所述位移区域(3)响应于所述变形而移动以使所述可移动元件(8)位移。2.根据权利要求1所述的单片致动器(1)，其特征在于，每个致动臂(4)被构造成响应于所述电激活的变化而返回到至少部分未变形的形状和/或进一步变形。3.根据权利要求1或2所述的单片致动器(1)，其特征在于，所述电激活包括通过所述紧固区域(2)向所述致动臂(4)提供电流。4.根据权利要求1至3中任一项所述的单片致动器(1)，其特征在于，所述单片致动器包括形状记忆材料，所述形状记忆材料具有单向形状记忆效应或双向形状记忆效应。5.根据权利要求1至4中任一项所述的单片致动器(1)，其特征在于，所述单片致动器(1)是在所述紧固区域(4)之间在至少2个维度上延伸的薄片层。6.根据权利要求5所述的单片致动器(1)，其特征在于，所述薄片层在所述紧固区域(2)之间弯曲成弯曲形状。7.根据权利要求1至6中任一项所述的单片致动器(1)，其特征在于，所述多个致动臂(4)中的每个致动臂包括多个段，每个段相对相邻段以一定角度延伸，支持使所述致动臂(4)变形，从而使所述位移区域(3)位移。8.根据权利要求1至7中任一项所述的单片致动器(1)，其特征在于，所述单片致动器(1)是双向致动器，所述双向致动器包括两个致动臂(4)，所述两个致动臂(4)从所述位移区域(3)沿相反方向延伸，每个致动臂(4)朝向两个紧固区域(2)中的一个紧固区域延伸，所述两个致动臂(4)各自被构造成在所述两个相反方向中的一个方向上使所述位移区域(3)位移。9.一种致动器单元(11)，其特征在于，包括：主板(9)，包括用于传输电流的结构；根据上述权利要求中任一项所述的单片致动器(1)，所述单片致动器(1)通过导电紧固构件连接到所述主板(9)；可移动元件(8)，与所述单片致动器(1)的所述位移区域(3)机械互连。10.根据权利要求9所述的致动器单元(11)，其特征在于，所述导电紧固构件包括：多个第一紧固元件(5)，每个第一紧固元件(5)连接到紧固区域(2)，所述第一紧固元件(5)被构造成选择性地将电流从所述主板(9)传输到每个紧固区域(2)，使得所述紧固区域(2)被电激活；第二紧固元件(6)，连接到所述位移区域(3)，所述第二紧固元件(6)被构造成接收来自所述位移区域(3)的电流，从而能够选择性地电激活所述致动臂(4)。11.根据权利要求10所述的致动器单元(11)，其特征在于，
所述单片致动器(1)是根据权利要求8所述的第一单片致动器(1a)，所述可移动元件(8)与所述第一单片致动器(1a)的第一位移区域(3a)机械互连；其中所述第二紧固元件(6)是根据权利要求8所述的第二单片致动器(1b)，包括电连接到所述第一位移区域(3a)的第二位移区域(3b)；并且所述第二单片致动器(1b)被构造成接收来自所述第一位移区域(3a)的电流，从而能够选择性地电激活所述第一单片致动器(1a)的所述致动臂(4)。12.根据权利要求10所述的致动器单元(11)，其特征在于，所述第二紧固元件(6)是导电的、细长的弹性元件，平行于所述可移动元件(8)的位移轴线布置；所述第二紧固元件(6)被构造成在所述位移区域(3)上施加力，以对抗由于电激活时致动臂(4)的变形而导致的任何位移，以便在所述电激活终止时将所述位移区域(3)返回到静止位置。13.根据权利要求10或12中任一项所述的致动器单元(11)，其特征在于，所述第二紧固元件(6)通过布置在所述第二紧固元件(6)的末端的第二接地构件(7b)连接到所述主板(9)，并且所述第二紧固元件(6)包括布置在所述第二接地构件(7b)之间的第一接地构件(7a)，用于连接到所述位移区域(3)。14.根据权利要求10至13中任一项所述的致动器单元(11)，其特征在于，所述主板(9)包括布置在所述第一紧固元件(5)之间的细长孔(17)；其中所述可移动元件(8)包括突出联接构件(13)，并被构造成与可调光圈单元(12)的致动部件(14)机械互连，所述可调光圈单元(12)相对于任何单片致动器(1、1a、1b)布置在所述主板(9)的相对侧上；所述突出联接构件(13)布置在所述细长孔(17)中，并被成形为可沿着所述细长孔(17)在其两个较短边之间移动，同时由其较长边引导。15.根据权利要求9至14中任一项所述的致动器单元(11)，其特征在于，所述致动器单元(11)还包括与所述主板(9)相邻并具有与所述主板(9)对应的形状的壳体(10)；所述主板(9)布置在所述壳体(10)与任何单片致动器(1、1a、1b)之间。16.一种可变光阑系统(15)，其特征在于，包括：根据权利要求9至15中任一项所述的致动器单元(11)；可调光圈单元(12)，包括用于调节所述可调光圈单元(12)的光圈区域的尺寸的致动部件(14)；其中，所述致动器单元(11)的所述可移动元件(8)连接到所述致动部件(14)。17.根据权利要求16所述的可变光阑系统(15)，其特征在于，包括根据权利要求14所述的致动器单元(11)，其中，所述可移动元件(8)通过所述突出联接构件(13)连接到所述致动部件(14)。18.根据权利要求16或17中任一项所述的可变光阑系统(15)，其特征在于，所述可调光圈单元(12)具有圆形外周；并且所述致动器单元(11)弯曲成弯曲形状，所述弯曲形状具有与所述可调光圈单元(12)的所述外周的半径对应的半径。19.一种操作可变光阑系统(15)的方法，其特征在于，所述可变光阑系统(15)包括：可调光圈单元(12)，包括用于调节所述可调光圈单元(12)的光圈区域的尺寸的致动部件(14)；致动器单元(11)，包括单片致动器(1)和可移动元件(8)；
所述可移动元件(8)连接到所述致动部件(14)；所述方法包括以下步骤：-激活所述单片致动器(1)的第一部分，使得产生所述单片致动器(1)的第一变形，所述第一变形使所述可移动元件(8)从第一位置位移到第二位置；当所述可移动元件(8)处于所述第一位置时，所述光圈区域具有第一尺寸和/或第一形状，当所述可移动元件(8)处于所述第二位置时，所述光圈区域具有第二尺寸和/或第二形状。20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：-激活所述单片致动器(1)的第二部分，使得产生所述单片致动器(1)的第二变形，所述第二变形使所述可移动元件(8)在相对于所述第一变形相反的方向上从所述第二位置移动到第三位置，当所述可移动元件(8)处于所述第三位置时，所述光圈区域具有第三尺寸和/或第三形状；其中，所述第三位置的可能性包括所述第一位置。21.根据权利要求19或20所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：-去激活所述单片致动器(1)，所述去激活使所述单片致动器(1)返回到未变形形状，所述返回使所述可移动元件(8)从所述第二位置或所述第三位置移动到所述第一位置。22.根据权利要求19至21中任一项所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：-改变所述单片致动器(1)的所述第一部分或所述第二部分的所述激活，使得所述单片致动器(1)的变形发生变化，所述变形的变化使所述可移动元件(8)位移。23.根据权利要求19至22中任一项所述的方法，其特征在于，所述激活包括向所述单片致动器(1)的至少一个致动臂(4)提供第一电流，所述去激活包括不向所述致动臂(4)提供所述第一电流，并且所述致动的变化包括向所述致动臂(4)提供第二电流，所述第二电流具有与所述第一电流不同的强度。

技术总结
提供了一种弯曲形状、轻质、双向致动器单元(11)，用于操作可调光圈单元(12)的旋转部分，以在移动相机模块架构的可变光阑系统(15)中通过机械联接调节叶片位置。所述致动器单元(11)包括薄片单片致动器(1)，所述薄片单片致动器(1)具有多个紧固区域(2)，以及位移区域(3)，所述位移区域(3)被构造成通过致动臂(4)基于形状记忆致动在所述紧固区域(2)之间移动，所述致动臂(4)被构造成响应于电激活选择性变形，从而使所述位移区域(3)位移，所述位移区域(3)继而使致动部件(14)移动，以调节所述可调光圈单元(12)的光圈区域的尺寸。可调光圈单元(12)的光圈区域的尺寸。可调光圈单元(12)的光圈区域的尺寸。


技术研发人员：马科
受保护的技术使用者：华为技术有限公司
技术研发日：2021.01.14
技术公布日：2023/9/16