[发明专利]控制SMA致动装置的方法、系统及SMA致动装置

说明书

SMA致动装置中的SMA致动器线拉紧地被连接于可移动元件和支撑结构之间，并在相反方向上对可移动元件施加作用力。检测SMA致动器线的电阻量度。获得反馈差值量度，其为，相对地采用关于SMA致动器线的系数换算的SMA致动器线的电阻量度之和，其大小表示SMA致动器线施加的作用力的沿着预定轴的分量，并且其符号表示沿着预定轴的方向。对于所述相反方向的各方向，比例具有相反符号。响应于反馈差值量度以减少反馈差值量度和目标差值量度之间的差值来控制提供至SMA致动器线的驱动信号的功率。

本发明涉及对SMA致动装置中SMA(形状记忆合金)致动器线的控制，其中SMA致动器线提供对相对于支撑结构可移动元件的位置控制。

存在其中期望提供可移动元件的位置控制的各种类型的SMA致动装置。在这种装置中，将SMA致动器线拉紧地连接于可移动元件和支撑结构之间。SMA致动器导线在这种装置中作为致动器是有利的，特别是由于其高能量密度，这意味着要求施加给定力的SMA致动器具有相对较小的尺寸。

其中SMA致动器线已知作为致动器使用的一种类型的装置是照相机 (特别是微型照相机)。一些示例如下。

WO-2007/113478公开了一种SMA致动装置，其中SMA致动器线用于驱动照相机镜头元件沿着光轴移动(例如为了把通过照相机镜头元件形成的图像聚焦在图像传感器上的目的)。

WO-2010/029316和WO-2010/089529每个均公开了一种SMA致动装置，其中SMA致动器线用于通过驱动包括照相机镜头元件和图像传感器的照相机单元的倾斜提供照相机中的光学图像稳定(OIS)。控制该倾斜以针对通常由用户手的移动导致的振动来稳定由照相机镜头元件形成在图像传感器上的图像，所述振动降低了由图像传感器所捕获的图像的质量。

WO-2011/104518公开了一种SMA致动装置，其中SMA致动器线用于通过驱动照相机单元的倾斜提供照相机中的OIS，但具有额外的自由度。

先前已公开可以根据其电阻的量度来控制SMA致动器线。通常，SMA致动器线的电阻量度可被检测且作为反馈参数使用，通过控制提供给SMA致动器线的驱动信号的功率以减小电阻的量度和目标电阻之间的差值。这适用于其中SMA致动器线相对偏置元件(例如弹簧)操作的装置，并且只要在远离SMA致动器线的最大电阻和最小电阻的区域中沿着其电阻相对温度的曲线操作SMA致动器线。

还可以将利用电阻量度的反馈控制应用于SMA致动装置，其中SMA 致动器线在布置中，其中SMA致动器线在相反方向对可移动元件施加作用力。这种情况下，每根SMA致动器线具有被选择以驱动该线到达预期位置的目标电阻。每个SMA致动器线的电阻量度可被检测且作为反馈参数使用，通过控制提供给SMA致动器线的驱动信号的功率以减小电阻量度和目标电阻之间的差值。

然而，如果根据其各自的电阻以这种方式各自控制两个SMA致动器线，那么存在提供给单个SMA致动器线的功率和SMA致动器线的产生的温度可达到可能损坏SMA致动器线的值的风险。

另外，控制要求电阻随着传输到SMA致动器线的功率增加而降低。因此，控制将不适用于靠近最大电阻和最小电阻(沿着其电阻与温度曲线) 的SMA致动器线的电阻(其被当SMA致动器线被以恒定张力加热时观察到)。

根据本发明的一个方面，提供了用于控制在SMA致动装置中的SMA 致动器线的方法，其中SMA致动器线以下面布置被拉紧地连接于可移动元件和支撑结构之间：其中SMA致动器线在相反方向上向可移动元件施加作用力，作为控制SMA致动器线以沿着预定的轴相对于支撑结构驱动可移动元件的移动的方法，该方法包括：

检测SMA致动器线的电阻的量度；

获得关于预定轴的反馈差值量度，其为SMA致动器线的电阻量度的总和，相对于彼此采用关于SMA致动器线的系数换算，其大小表示SMA 致动器线施加到可移动元件的作用力的沿着预定轴的分量，并且其符号表示沿着预定轴的其中SMA致动器线施加作用力的所述分量的方向；