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CN104982028B - 控制sma致动装置的方法、系统及sma致动装置 - Google Patents

控制sma致动装置的方法、系统及sma致动装置 Download PDF

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CN104982028B CN201380070269.0A CN201380070269A CN104982028B CN 104982028 B CN104982028 B CN 104982028B CN 201380070269 A CN201380070269 A CN 201380070269A CN 104982028 B CN104982028 B CN 104982028B
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sma
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Abstract

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。

Description

控制SMA致动装置的方法、系统及SMA致动装置
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;
响应于反馈差值量度、以减少关于预定的轴的反馈差值量度和关于预定轴的目标差值量度之间差值的方式,控制提供给沿着预定轴将作用力的分量施加到可移动元件的SMA致动器线的驱动信号的功率。
本发明中,利用反馈差值量度对沿着预定轴的移动实施控制,而不是利用作为反馈参数的电阻量度。这是SMA致动器线电阻相对于彼此采用系数进行换算的量度之和。该系数取决于其中SMA致动器线相对于可移动元件施加到可移动元件的作用力的方向。
该系数的符号表示其中SMA致动器线施加的作用力分量沿着预定轴的方向。因此,反馈差值量度实际上是任何沿着预定轴在一个方向施加作用力的SMA致动器线和任何沿着预定轴在相反方向施加作用力的SMA 致动器线之间的差值量度。
系数的大小表示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。这需要考虑其中SMA致动器线向可移动元件施加作用力的角度。
在一些布置中,SMA致动器线包含沿着预定轴在相反方向给可移动元件施加作用力的对齐的SMA致动器线。在这种情况下,相对于预定轴的反馈差值量度可能是任何在所述相反方向中的第一个方向上施加作用力的对齐的SMA致动器线的总电阻和任何在所述相反方向中的第二个方向上施加作用力的对齐的SMA致动器线的总电阻之间的差值。
在一些布置中,SMA致动器线包含向可移动元件与预定轴成锐角地施加作用力的非对齐的SMA致动器线。在这种情况下,关于这种非对齐 SMA致动器线的系数可能具有小于关于对齐SMA致动器线的系数的大小的大小。
反馈差值量度被用于控制提供给向可移动元件沿着预定轴施加作用力分量的SMA致动器线的驱动信号的功率。考虑到相对于预定轴的目标差值量度,响应于反馈差值量度进行控制。以下列方式进行控制:降低相对于预定轴的反馈差值量度和相对于预定轴的目标差值量度之间的差值。
这种反馈控制实现对可移动元件的位置的控制,而不用在SMA致动器线中过多使用电能和产生的高温。这是因为利用反馈差值参数的位置控制可独立于所用平均功率被控制。同样,降低了有可能损坏SMA致动器线的过多电能和温度的风险。相似地,这种反馈控制实现沿着其电阻相对于温度的曲线接近于SMA致动器线的最大电阻和最小电阻的闭环控制。这增加致动器的冲程。
平均功率可在致动操作中保持恒定,但是可以在两次致动之间变化 (例如响应于环境温度的量度)。可以控制平均功率使其随着环境温度的升高而降低。可选择地,在相对高的环境温度中,可以控制平均功率使其降低较小的量或随着环境温度进一步升高保持恒定。这些设置提供高运行效率和对线破坏的防护。
可以扩展控制方法,以控制SMA致动器线从而驱动可移动元件沿除所述预定轴之外的另一个轴相对于支撑结构的移动,所述另一个轴为与预定轴正交。这种情况下,该方法获得和使用等价于关于预定轴的反馈差值量度的关于另一个轴的等价的反馈差值量度,其是相对于彼此按关于相应的SMA致动器线的系数换算的SMA致动器线的电阻的量度的总和((a) 沿着另一个轴由SMA致动器线施加到可移动元件的作用力的分量与(b) 由SMA致动器线施加到可移动元件的总作用力),其中针对所述相反的方向的相应的方向,比例具有相反的符号。
本发明可应用于一系列的SMA致动装置类型。在一个有利的应用中, SMA致动装置是照相机装置,其还包括固定到支撑结构的图像传感器,并且可移动元件包括照相机镜头元件,照相机镜头元件包括被布置为将图像聚焦在图像传感器上的一个或多个镜头。那种情况下,预定轴和另一个轴两者均可能与照相机镜头元件的光轴正交,这种情况下,移动可能提供光学图像稳定(OIS)。
根据本发明的另一方面,为SMA致动装置提供了实施类似方法的控制系统。
为了进行更好地理解,现在将参照附图以非限制性实例的方式描述本发明的实施例,在附图中:
图1为第一照相机装置的示意性侧视图;
图2为用于第一照相机装置的SMA致动器线的控制系统的图形;
图3是为照相机装置的第二SMA致动装置的示意性剖面图;
图4是第二照相机装置的悬架系统的透视图;
图5是SMA致动器线在照相机装置中的布置的透视图;
图6是图4中的悬架系统和图5中的SMA致动器线一起布置的透视图;
图7为用于第二照相机装置的SMA致动器线的控制系统的图解;
图8是第三照相机装置的透视图;以及
图9是第四照相机装置的平面图。
下文要描述的每个实施例为照相机装置,其为其中可移动元件是镜头元件的SMA致动器装置的例子。每个照相机装置将被并入到如移动电话、媒体播放器或便携式数字助理的便携式电子设备中。因此微型化是重要的设计准则。尽管如此,同样类型的SMA致动装置通常可被应用于包含除镜头元件之外的其他元件的任何类型的可移动元件。
图1示出了沿着光轴O获得的第一照相机装置1的剖视图。第一照相机装置1包括被悬架系统4在支撑结构3上支撑的镜头元件2,该悬架系统采取伸展于镜头元件2和支撑结构3之间的挠曲形式。悬架系统4 实现镜头元件2沿着光轴O相对于支撑结构3的移动。因此,镜头元件2 是可移动元件。
支撑结构3是支撑在镜头元件2后面沿着光轴O布置的图像传感器5 的照相机支架。支撑结构3的背面安装有IC(集成电路)芯片10,控制系统11在其中实现。
镜头元件2支撑沿着光轴O布置的镜头8,但是通常可提供任何数量的镜头。第一照相机装置1为微型相机,其中镜头8(或者多个镜头,如果提供了超过一个镜头)具有最多10mm的直径。布置镜头元件2,以将图像聚焦到图像传感器5。图像传感器5捕获图像并且可以是任何合适的类型,例如CCD(电荷耦合设备)或CMOS(互补金属氧化物半导体) 设备。操作中,沿着光轴O移动镜头元件2,以改变焦距和/或放大倍数。
第一照相机装置1还包括两个SMA致动器线9a和9b,每根线被拉紧地连接至镜头元件2和支撑结构3之间。SMA致动器线9a和9b具有以下布置:其中每根线与光轴O对齐,但彼此相对,从而它们在相反方向(在图1中朝上和朝下)上对镜头元件2施加作用力。
SMA材料具有以下特性:在加热时SMA材料经受导致SMA材料收缩的固态相变。在低温下,SMA材料进入马氏体相。高温下,SMA材料进入奥氏体相,这引起导致SMA材料收缩的变形。由于SMA晶体结构中过渡温度的统计分布,在一定温度范围内发生相变。因此,对SMA致动器线9a和9b进行加热使其长度缩短。SMA致动器线9a和9b可由任何合适的SMA材料(例如镍钛诺或其他钛合金SMA材料)制成。有利地,选择SMA致动器线9a和9b的材料成分和预处理以在正常操作期间在高于预计环境温度的温度范围内提供相变,并且尽可能广泛地最大化位置控制的程度。
两个SMA致动器线9a和9b沿着光轴O在相反方向上对镜头元件2 施加作用力,且从而对彼此施加应力。加热SMA致动器线9a和9b其中一根时,此SMA致动器线中的应力增大,且其收缩。这引起镜头元件2 的移动。随着SMA的温度在其中发生SMA材料从马氏体相到奥氏体相转换的温度范围内增加,发生一系列移动。相反,当冷却SMA致动器线 9a和9b中的一根使得其中的应力减少时,其在来自于SMA致动器线9a 和9b中的相对的一个的力的作用下膨胀。这使得镜头元件2在相反的方向移动。
由于SMA致动器线9a和9b每个均与光轴O对齐,故沿着光轴O 发生移动,此例中光轴为预定轴。对SMA致动器线9a和9b的控制受图 2(不包括虚线轮廓线中的组件)中所示控制系统11的影响,其中控制系统11为SMA致动器线9a和9b中每一根产生驱动信号。
通过用可选驱动信号选择性地改变SMA致动器线9a和9b的温度,控制相对于支撑结构3的镜头元件2的位置。通过驱动信号直接提供加热。通过减少或停止驱动信号的功率来提供冷却,以允许SMA致动器线9a 和9b通过向其周围环境传导、对流和辐射来冷却。控制系统11具有以下布置和操作。
控制系统11包括连接于每根SMA致动器线的SMA电路12。尽管为清楚起见,图2示出SMA电路中的单个SMA电路的内部布置,但是每个SMA电路12具有如下的相同构造。
SMA电路12包括驱动电路13和检测电路14,其每个均跨接在SMA 致动器线的两端。因此,每个SMA电路12分别被连接至其各自的SMA 致动器线。
驱动电路13被连接至SMA致动器线,并提供穿过SMA致动器线的驱动信号。驱动电路13可以为恒压电流源或恒流电流源。例如,在恒流电流源的情况下,该恒定的电流可以是120mA的量级。驱动电路13从每个SMA电路12共有的电源15接收电能。
由驱动电路13产生的驱动信号是脉宽调制(PWM)信号。通过驱动电路13改变驱动信号的PWM占空比,以根据提供至其的控制信号改变功率,如下面进一步讨论。
检测电路14被跨接在SMA致动器线两端,并被布置以检测SMA致动器线的电阻量度。在驱动电路13是恒流电流源的情况下,检测电路14 可以是可操作以检测SMA致动器线两端的电压的电压检测电路,这是 SMA致动器线的电阻的量度。在驱动电路13为恒定电压电流源的情况下,检测电路14可为电流检测电路。为了更高的精确度,检测电路14 可包括电压检测电路和电流检测电路,这两个电路可操作以检测SMA致动器两端的电压和通过SMA致动器的电流,并从而得到作为其比率的电阻的测量结果。
将由每个SMA电路12的检测电路14获得的每根SMA致动器线9a 和9b的电阻量度提供给差值测量电路16,其获得反馈差值量度ΔRact。反馈差值量度ΔRact是每个SMA致动器线9a和9b电阻的量度(相对于彼此采用系数进行换算)之和。系数的大小表示向镜头元件2施加的作用力的沿着光轴O的分量。在此例中,将SMA致动器线9a和9b的每一根对齐于光轴O,从而使系数的大小相同。该系数的符号表示其中各个SMA 致动器线9a和9b施加的所述作用力分量沿着光轴O的方向。在此例中, SMA致动器线9a和9b每个均沿着光轴O在相反方向上对镜头元件2施加作用力,且因此其系数符号相反。因此,由于第一照相机1的简单布置,此例中反馈差值量度ΔRact简单地为两根SMA致动器线9a和9b之间的电阻之差。
将反馈差值量度ΔRact在SMA致动器线9a和9b的闭环控制中如下作为反馈信号使用。
位置信号S表示镜头元件2的期望位置,并将位置信号S提供给偏移减法器(offsetsubtractor)19,偏移减法器19减去偏移值ΔRoff以获得目标差值量度ΔRtarg。偏移值ΔRoff具有固定值,并表示SMA致动器线9a和9b的特性电阻之间的差值。这些特性电阻可被测量、计算或存储于控制器18中。例如,每根SMA致动器线9a和9b的特性电阻可能是: (a)当为所有SMA致动器线9a和9b提供相同电能时,各个SMA致动器线9a或9b的电阻,(b)与在镜头元件2的移动范围中心处的位置相关的电阻,或(c)当SMA致动器线9a或9b以固定的张力改变长度时,与SMA致动器线9a或9b的最大电阻有关。偏移值ΔRoff可能因第一照相机装置1所处的环境或SMA致动器线9a和9b的特性的不同而产生。偏移值ΔRoff是可选的,但当被使用时提供改进的控制,其中随着施加于线的功率的电阻变化接近零(即,当以固定张力改变功率时,在最大电阻或最小电阻处),因为即使SMA致动器线9a和9b其中一根的电阻不随着功率的变化而变化,但是只要SMA致动器线9a和9b其中另外一根的电阻仍然随着施加的功率变化,那么电阻之间的差值仍然变化。
将反馈差值量度ΔRact和目标差值量度ΔRtarg提供给误差检测器17,误差检测器17获得表示其间差值的误差信号E。
将误差信号E提供给控制器18。控制器18可以在处理器中实现。尽管为了便于理解,差值测量电路16、误差检测器17和和控制器18示出为独立部件,但它们可以一起构成控制电路并可在共同的处理器中实现。
控制器18基于误差信号E使用闭环控制算法为每根SMA致动器线 9a和9b产生控制信号,闭环控制算法降低误差信号E,即降低反馈差值量度ΔRact和目标差值量度ΔRtarg之间的差值。闭环控制可以是比例的,或可以包含微分形式和/或积分形式。控制器18将控制信号提供给每个 SMA电路12的驱动电路13,其中控制信号被使用以控制产生的驱动信号,如上所述。
由于反馈控制是基于反馈差值量度ΔRact进行的,有效的是,通过改变施加给SMA致动器线9a和9b的平均功率,SMA致动器线9a和9b 的张力和温度可以独立于位置控制被进行。因此,对每根SMA致动器线 9a和9b的控制信号可表示各自驱动信号的相对功率,并对其进行选择以降低误差信号E。然后驱动电路13提供驱动信号,驱动信号具有等于提供给每根SMA致动器线9a和9b的平均功率乘以被控制信号表示的相对功率的功率。这具有调整相对量的效果,驱动信号的功率根据控制信号以此相对量从平均功率改变。
控制器18可通过控制电源15控制平均功率,以改变为每个驱动电路 13提供的功率。以这种方式,控制器18控制驱动信号的平均功率,以获得SMA致动器线9a和9b中预定的张力。平均功率可在致动操作期间保持恒定,但是可以在致动之间可以变化(例如响应于环境温度的量度)。环境温度量度可由温度传感器19确定。可选择地,如果省略了温度传感器,则环境温度量度可以是对表示环境温度的SMA致动器线9a和9b的电气特性的量度(例如如WO 2009/071898中公开的所确定的)。
通常,控制平均功率,以使其随着环境温度的升高而降低,尽管在相对高的环境温度下,随着环境温度进一步升高,控制平均功率,使其降低较小的量或保持恒定。例如,高于假定50℃的阈值时,可控制平均功率使其保持恒定。这些设置提供好的操作效率和抵抗线损坏的保护。在上面例子中,只有两个SMA致动器线9a和9b,但通常可以有任何数量的SMA致动器线9a到9n。那种情况下,可用如下直接的方式改变控制系统11。如图2中虚线轮廓线所示,对每根SMA致动器线9n,包含了额外的SMA 电路12。差值测量电路16获取反馈差值量度ΔRact,其为每个SMA致动器线9a至9n电阻的量度(相对于彼此采用系数进行换算)之和。系数的大小表示向镜头元件2施加的作用力沿着光轴O的分量。如果将所有SMA致动器线9a到9n对齐于光轴O,那么系数的大小相同。该系数的符号表示其中各个SMA致动器线9a至9n施加的所述作用力分量沿着光轴O的方向。如果将所有SMA致动器线9a到9n对齐于光轴O,则反馈差值量度ΔRact是沿着光轴O的方向中的第一个方向上施加作用力的任何对齐SMA致动器线的总电阻和沿着光轴的方向的相反的第二方向上施加作用力的任何对齐SMA致动器线之间的总电阻之差。
现在将描述与第一照相机装置共享很多组件的一些其他照相机装置。因此,共同的元件被共同的附图标记描述,并且为简单起见,不再对其重复描述。
图3到6中示出了第二照相机装置20。图3为沿着光轴0截取的横截面图,光轴为名义主轴。为了清楚地描述照相机装置1的主要零件, SMA致动器线并未在图3中示出,但随后参照图5和6对其进行了描述。
第二照相机装置20包括由下面将详细描述的悬架系统4在支撑结构 3上支撑的镜头元件2。悬架系统允许镜头元件2相对于支撑结构3在每个正交于光轴O的两个正交方向上移动。因此,镜头元件2是可移动元件。
支撑结构3是支撑在镜头元件2后面沿着光轴O布置的图像传感器5 的照相机支架。在支撑结构3的背面安装有IC(集成电路)芯片10,其中实现控制系统11以及陀螺仪传感器21。
镜头元件2包括在其上支撑沿光轴O布置的镜头8的镜头支架22,但通常可提供任意数量的镜头。第二照相机装置20为微型相机,其中镜头8(或者多个镜头,如果提供了超过一个镜头)具有最多10mm的直径。布置镜头元件2以将图像聚焦到图像传感器5上。
可将镜头8(或多个镜头,如果提供了多于一个镜头)相对于镜头支架22固定,或可选择地可支撑以可沿着光轴O移动(例如为了提供聚焦)。其中镜头8沿光轴O可移动,例如使用诸如描述于WO-2007/113478中的音圈马达或SMA致动器线,可以提供合适的致动系统(未示出)。
在操作中,在相对于图像传感器5两者均正交于光轴O的示出为X 和Y的两个正交方向上,镜头元件2正交于光轴O移动。这具有这样的效果:移动了图像传感器5上的图像。该移动可用于提供OIS,补偿例如手抖动引起的照相机装置1的图像移动。这类OIS可被称为“移动”或“OIS 移动”。所产生的图像补偿没有彻底逆转用户手抖动的影响,但是考虑到以上描述的限制,性能被认为是足够好的,并且特别地,相对于使用倾斜的装置,允许减小照相机装置1的尺寸。
在图4中示出分离的悬架系统4,且所述悬架系统4如下布置。
悬架系统4包括连接在支撑板42和镜头板43之间的四根梁41,所述支撑板42构成支撑结构3的一部分,所述镜头板43构成镜头元件2 的一部分,且该悬架系统4被连接到如图3所示的镜头支架22的后端。这些梁41围绕光轴O均匀隔开,每根梁41位于照相机装置1的每个转角处。四根梁41平行于彼此且平行于光轴O而延伸,且因此正交于其中镜头元件2沿其移动的正交方向而延伸,但它们也能以非垂直角度延伸,只要它们横向于正交方向即可。梁41以四根梁41不能旋转的方式(例如通过焊接)被固定到支撑板42和镜头板43中的每一个。
梁41定位在支撑结构3的内部和镜头支架22的外部,支撑板42和镜头板43具有相同的构造,所述构造包括与光轴O对齐的各自的开孔44 和45,以容纳镜头元件2并允许光通过到达图像传感器5。
仅通过使梁41弯曲(特别是呈S形)的方式,梁41借此以允许镜头元件2沿正交于光轴O的两个正交方向相对于支撑结构3移动镜头元件2的方式在支撑结构3上支撑镜头元件2。相反,梁41抵抗沿光轴O 的运动。梁41可以具有提供正交于光轴O所需的柔性的任何构造(通常由例如金属线的线构成)。
通常,悬架系统4可以具有任意可选的构造,其允许镜头元件2沿正交于光轴O的两个正交方向上相对于支撑结构3移动。例如,悬架系统4 可以采用滚珠轴承或挠曲。
第二照相机装置20还包括每个均连接在镜头元件2和支撑结构3之间、特别地连接在(i)支撑块23和(ii)可移动平台24之间的总共四根 SMA致动器线9a至9d(所述支撑块23构成支撑结构3的一部分,所述可移动平台24构成镜头元件2的一部分)且被安装到如图5和6中所示的镜头板43的后面。SMA致动器线9a至9d的一端通过各自的压接元件 25连接到支撑块23,并且其另一端通过压接元件26连接到可移动平台 24。压接元件25和26压接线以机械地保持该线(可选地通过使用粘合剂来加强)。压接元件25和26还给SMA致动器线9a至9d提供电气连接。
每根SMA致动器线9a至9d拉紧地被连接,从而向镜头元件2和支撑结构3在正交于光轴O的方向上施加作用力。每根SMA致动器线9a 至9d在公共面中垂直于光轴O延伸,然而这不是必要的。
SMA致动器线9a至9d具有一种布置,其中SMA致动器线9a至9d 向镜头元件2在正交于光轴O的反方向上施加作用力。如图5中所示,将每根SMA致动器线9a至9d沿着镜头元件2的一边布置。因此,在光轴O的相反边布置的第一对SMA致动器线9a和9b沿着正交于光轴O的第一轴X在相反方向上向镜头元件2施加作用力。在光轴O的相反边布置的第二对SMA致动器线9c和9d沿着正交于第一轴X和正交于光轴 O的第二轴Y在相反方向上向镜头元件2施加作用力。因此,第一对SMA 致动器线9a和9b能够有选择性地驱动镜头元件2沿着第一轴相对于支撑结构3移动,并且第二对SMA致动器线9c和9d能够有选择性地驱动镜头元件2沿着第二轴相对于驱动支撑结构3移动。其他方向上的移动可被这些对SMA致动器线9a到9d的致动组合驱动,以提供沿着第一轴X和第二轴Y的线性移动组合。
对SMA致动器线9a到9d的控制受控制系统11的影响,其中控制系统11为每根SMA致动器线9a至9d产生驱动信号。移动沿着第一轴和第二轴被驱动,所以在此例中第一轴和第二轴为预定轴和另一个轴。
第二照相机装置20的控制系统11除了图7所示的以下修改之外,与如图2所示的第一照相机装置1的控制系统11相同。
每根SMA致动器线9a至9d配置有被如上所述布置的SMA电路12,从而为差值测量电路16提供每根SMA致动器线9a至9d的电阻量度。
在一种选择方案中,每个SMA电路12可被分别连接至其各自的SMA 致动器线。在另一种选择方案中,SMA致动器线9a至9d在可移动元件上有互联点,其将SMA致动器线组电气连接在一起。在这种选择方案中,可将SMA电路12的驱动电路13和检测电路14配置以提供驱动信号并以WO-2012/066285中所公开的方式检测电阻量度(例如通过使用其中公开的时分多路复用技术)。
控制系统11的其余物对如下两个轴中的每个是完全一样的。
差值测量电路16获取相对两个轴X和Y的反馈差值量度ΔRactx和ΔRacty,每个均为每个SMA致动器线9a至9d电阻的量度(相对于彼此采用系数进行换算)之和。系数的大小表示施加给镜头元件2的作用力沿着所讨论的轴的分量,且系数的符号表示其中各个SMA致动器线9a到 9d沿着该轴施加该作用力分量的方向。由于将第一对SMA致动器线9a 和9b沿着第一轴X对齐,相对于第一轴X的反馈差值量度ΔRactx是第一对SMA致动器线9a和9b的电阻之间的差值。相似地,由于将第二对 SMA致动器线9c和9d沿着第二轴Y对齐,相对于第二轴Y的反馈差值量度ΔRacty是第二对SMA致动器线9c和9d的电阻之间的差值。
相对于两个轴X和Y的反馈差值量度ΔRactx和ΔRacty在如下的 SMA致动器线9a至9d的闭环控制中作为反馈信号使用。
两个位置信号Sx和Sy表示镜头元件2相对于两个轴X和Y的期望位置。将位置信号Sx和Sy提供给减去各自偏移值ΔRoffx和ΔRoffy的各自的偏移减法器19a和19b,以获得相对于两个轴X和Y的目标差值量度ΔRtargx和ΔRtargy。偏移值ΔRoffx和ΔRoffy具有根据与如图2中偏移值ΔRoff相同标准的固定值。
提供了两个误差检测器17a和17b。向一个误差检测器17a提供相对于第一轴的反馈差值量度ΔRactx和目标差值量度ΔRtargx,并获取表示其之间的差值的相对于第一轴X的误差信号Ex。向另一个误差检测器17b 提供相对于第二轴Y的反馈差值量度ΔRacty和目标差值量度ΔRtargy,并获取表示其之间的差值的相对于第二轴Y的误差信号Ey。
将误差信号Ex和Ey提供给控制器18,控制器18基于误差信号Ex 和Ey为每根SMA致动器线9a至9d产生控制信号。闭环控制可以是成比例的,或可以包含微分形式和/或积分形式。控制器18将控制信号提供给每个SMA电路12的驱动电路13,其中利用控制信号以控制如上面讨论的产生的驱动信号。
控制器18利用降低误差信号Ex和Ey的闭环控制算法产生控制信号。由于将第一对SMA致动器线9a和9b沿着第一轴X对齐并将第二对SMA 致动器线9c和9d沿着第二轴Y对齐,此例中应用于第一对SMA致动器线9a和9b的控制信号降低相对于第一轴X的误差信号Ex,而应用于第二对SMA致动器线9c和9d的控制信号降低相对于第二轴Y的误差信号 Ey。
更通常地,在SMA致动器线的其他布置中,关于与每个轴成锐角的给定SMA致动器线的控制信号可取决于两个误差信号Ex和Ey,尤其包含相对于彼此采用系数换算的、来自每个误差信号Ex和Ey的分量,系数的大小表示由给定SMA致动器线沿着轴X和Y中的相应的一个施加的作用力的分量。
如图2中的控制系统,由于反馈控制是基于反馈差值量度ΔRactx和ΔRacty进行的,有效的是,通过改变施加给SMA致动器线9a至9d的平均功率,SMA致动器线9a和9b的张力和温度可以独立于位置控制被进行。因此,每根SMA致动器线9a至9d的控制信号可表示各个驱动信号的相对功率,并对其进行选择以降低误差信号E。然后驱动电路13提供驱动信号,驱动信号具有等于提供给每根SMA致动器线9a至9d的平均功率乘以相对功率的功率,相对功率由控制信号表示。这具有调整相对量的效果,驱动信号功率根据控制信号以该相对量从平均功率变化。
控制器18可通过控制电源15来控制平均功率,以改变为每个驱动电路13提供的功率。以这种方式,控制器18控制驱动信号的平均功率,以获得在SMA致动器线9a至9d中的预定张力。
在图5的布置中,可以通过控制相对于第二对线9c和9d的平均功率的第一对线9a和9b的平均功率来控制模块的转动。如果例如悬架系统具有在一个方向或另一方向上转动模块的趋势,则第一平均功率和第二平均功率可能不同。总的来说,没有外界因素的情况下,应用于两对线的相同平均功率使得旋转抵消。
在此例中,利用下列还形成一部分的控制系统共11的组件,布置镜头元件2的移动以提供OIS。
陀螺仪传感器21输出表示镜头元件2的角速度的信号,因而用作检测照相机装置1正在经历的振动的振动传感器。通常陀螺仪传感器21是一对微型陀螺仪,用于检测围绕垂直于彼此和光轴O的两个轴的振动,但是通常可以使用更多数量的陀螺仪或其它类型的振动传感器。
将来自陀螺仪传感器21的输出信号提供给可以在处理器中实现的 OIS控制器30,其中所述处理器为与来自控制器18的处理器相同或不同。 OIS控制器21获得表示需要总体上补偿第二照相机装置20的移动的镜头元件2的位置的位置信号Sx和Sy,并且因此稳定被图像传感器5感测的图像。当陀螺仪传感器21被安装在支撑结构3上时,输出信号代表支撑结构3的振动。通过相反地横向移动镜头元件2可影响OIS。因此,OIS 控制器21产生提供期望移动的位置信号Sx和Sy,所述期望移动与由陀螺仪传感器21所测量的实际倾斜相反。OIS控制器30可处理来自陀螺仪传感器21的输出信号(例如通过在产生位置信号Sx和Sy之前对它们进行滤波)。
图8中示出第三照相机装置50,其中全部八根SMA致动器线9a至 9h被以如WO-2011/104518中详细公布的布置连接于镜头元件2和支撑结构3之间,为其详细描述参考了WO-2011/104518。相应地,此处 WO-2011/104518通过引用并入本文。特别是,SMA致动器线9a至9h 相对于光轴O倾斜,围绕着光轴O的四边的每一边上布置有一对SMA 致动器线,以使收缩时两组的4根SMA致动器线9a至9d和4根致动器线9e至9h为镜头元件2提供在沿着光轴O的相对方向上具有分量的作用力。每组SMA致动器线被布置为具有关于主轴的2重旋转对称,使得四根SMA致动器线的其他组在镜头元件2上提供沿着正交于光轴O的两个轴X和Y在相反方向上具有分量的作用力。以这种方式,八根SMA 致动器线9a至9g可以对可移动元件提供具有多个自由度的位置控制。
除了其被修改以额外地提供沿着光轴O的位置控制之外,第三照相机装置50的控制系统11与如图5中所示第二照相机装置30的控制系统 11相同。再次,SMA致动器线9a至9h中的每根装备有如上面所述布置的SMA电路12。在一种选择方案中,每个SMA电路12可被分别连接至其各自的SMA致动器线。在另一种选择方案中,SMA致动器线9a 至9h在可移动元件上有互联点,互联点将SMA致动器线组电气连接在一起。在这种选择方案中,可将SMA电路12的驱动电路13和检测电路 14配置以提供驱动信号并以WO-2012/066285中所公开的方式检测电阻量度(例如通过使用其中公开的时分多路复用技术)。
提供沿着光轴O的位置控制涉及到如对于相对于图2所示第一照相机装置1的控制系统11的如图7所示的第二照相机装置20的控制系统 11进行的相似修改,以相对于光轴额外提供并使用反馈差值量度ΔRacto 和目标差值量度ΔRtargo。在这种情况下,SMA致动器线9a至9h中的每个向轴O、X和Y中的每个成锐角地倾斜。因此,关于SMA致动器线 9a至9h中的每个的控制信号取决于相对于轴O、X和Y中的其中两个轴的误差信号Eo、Ex和Ey中的其中两个,所讨论的SMA致动器线沿着轴 O、X和Y中的其中两个轴施加作用力的分量。例如,SMA致动器线9a 沿着光轴O和轴Y施加作用力的分量,并因此相对于SMA致动器线9a 的控制信号取决于相对于光轴O的误差信号Eo和相对于轴Y的误差信号Ey。尤其是,每个控制信号包含相对采用系数换算的、来自误差信号 Eo、Ex和Ey的分量,系数的大小表示给定SMA致动器线沿着各自的轴 O、X和Y的每个施加的作用力的分量。
图9中示出第四照相机装置60,其中全部三根SMA致动器线9a至 9c以一种布置被连接于镜头元件2和支撑结构3之间,在这种布置中,SMA致动器线9a至9c处于与光轴O正交且有三重旋转对称的共有平面上。因此,SMA致动器线9a至9c在正交于光轴O的相反方向上向镜头元件2施加作用力。尽管SMA致动器线9a至9c均未被对齐,但它们仍然互相施加应力。将一根SMA致动器线9a与垂直于光轴O的第一轴X 对齐。其他SMA致动器线9b和9c与第一轴X和与第一轴X正交的第二轴Y成锐角(尤其是分别为锐角60°和30°)。因此,SMA致动器线9b和9c相对于两个轴X和Y为非对齐致动器线。
结果是,全部三根SMA致动器线9a至9c能够选择性地驱动镜头元件2相对于支撑结构3沿着第一轴X移动,且SMA致动器线9b和9c能够选择性地驱动镜头元件2相对于支撑结构3沿着第二轴Y移动。其他方向上的移动可被这些对SMA致动器线9a至9c的致动组合驱动,以提供沿着第一轴X和第二轴Y的线性移动组合。
对SMA致动器线9a至9c的控制受控制系统11的影响,控制系统 11为每根SMA致动器线9a至9c产生驱动信号。移动沿着第一轴X和第二轴Y被驱动,所以在此例中第一轴和第二轴为预定轴和另一个轴。
第四照相机装置60的控制系统11除了以下修改之外,与如图7所示的第二照相机装置20的控制系统11相同。
因为只有三个SMA致动器线9a至9c,忽略第四SMA电路12。剩余的SMA电路12向差值测量电路16提供每根SMA致动器线9a至9c 的电阻量度。
差值测量电路16获取相对两个轴X和Y的反馈差值量度ΔRactx和ΔRacty,每个均为每根SMA致动器线9a至9c电阻的量度(相对于彼此采用系数进行换算)之和。如前,系数的大小表示施加给镜头元件2的所讨论的作用力沿着轴的分量,且系数的符号表示其中各个SMA致动器线 9a、9b或9c施加该作用力分量沿着轴的方向。然而,由于如下所示的不同的布置,系数具有来自第二照相机装置20的不同值。
如下考虑第一轴X。由于SMA致动器线9a沿着第一轴X被对齐,并且其他SMA致动器线9b和9c与第一轴X成锐角,对于SMA致动器线9a,系数大小为一,而对于其他SMA致动器线9b和9c,系数大小小于一,实际上为cos(60),因为它们代表沿着第一轴X施加的作用力分量。相似地,对于SMA致动器线9a的系数符号与对于其他SMA致动器9b 和9c的系数符号相反。因此,相对于第一轴X的反馈差值量度ΔRactx 是SMA致动器线9a和采用cos(60)相对换算的其他SMA致动器线9b和 9c的电阻的总和之间的差值。
如下考虑第二轴Y。由于SMA致动器线9a与第二轴Y正交,并且其他SMA致动器线9b和9c与第二轴Y成锐角,对于SMA致动器线9a 的系数大小为零,而对于其他SMA致动器线9b和9b的系数大小小于一 (实际上为cos(30)),因为它们表示沿着第二轴Y施加的作用力的分量。相似地,对于SMA致动器线9b的系数符号与对于另一个SMA致动器线 9c的系数符号相反。因此,相对于第二轴Y的反馈差值量度ΔRacty是 SMA致动器线9b和每个采用cos(30)相对换算的另一个SMA致动器线 9c的电阻之间的差值。
将误差信号Ex和Ey提供给控制器18,控制器18基于误差信号Ex 和Ey为每根SMA致动器线9a至9c再次产生控制信号。闭环控制可以是成比例的,或可以包含微分形式和/或积分形式。控制器18将控制信号提供给每个SMA电路12的驱动电路13,其中它们用于控制如上所述的产生的驱动信号。
控制器18利用降低误差信号Ex和Ey的闭环控制算法产生控制信号。然而,由于如下不同的物理布置,其中控制信号取决于误差信号Ex和Ey 的方式不同于第二照相机装置20。关于SMA致动器线9a至9c中给定一根的控制信号包含采用系数相对换算的从每个误差信号Ex和Ey得到的分量,系数的大小表示SMA致动器线9a至9c中给定一根沿着X和Y 轴中的各自的一个施加的作用力的分量。因此,应用于SMA致动器线9a 控制信号只取决于误差信号Ex,因为其沿着第二轴Y未施加作用力分量。另一方面,应用于每根SMA致动器线9b和9c的控制信号包含取决于采用第一系数换算的误差信号Ex的分量和取决于采用第二系数换算的误差信号Ex的分量。第一系数表示沿着第一轴X施加的作用力分量(并且因此为cos(60)),并且第二系数表示沿着第二轴Y施加的作用力的分量(并且因此为cos(30))。
如上面描述的控制系统中,对SMA致动器线9a至9c的张力和温度的控制可以通过改变为SMA致动器线9a至9c提供的平均功率来独立于位置控制进行(例如通过控制电源15)以改变提供给每个驱动电路13的功率以实现SMA致动器线9a至9c中的预定张力。

Claims (23)

1.一种用于控制在SMA致动装置中的多根SMA致动器线的方法,其中所述多根SMA致动器线以一种布置被拉紧地连接在可移动元件和支撑结构之间,在所述布置中,所述多根SMA致动器线在相反方向上向所述可移动元件施加作用力,所述方法为控制所述多根SMA致动器线以驱动所述可移动元件沿着预定轴相对于所述支撑结构进行移动的方法,所述方法包括:
检测所述多根SMA致动器线中的每根的电阻量度;
获得关于预定轴的反馈差值量度,其为所述多根SMA致动器线中的每根SMA致动器线相对于彼此采用关于所述多根SMA致动器线中的每根SMA致动器线的系数换算的电阻量度之和,其大小表示所述SMA致动器线施加到所述可移动元件的作用力的沿着所述预定轴的分量,并且其符号表示其中所述SMA致动器线施加的作用力的所述分量沿着所述预定轴的方向;
响应于所述反馈差值量度,以减少关于所述预定轴的所述反馈差值量度和关于所述预定轴的目标差值量度之间的差值的方式控制提供给向所述可移动元件沿着所述预定轴施加作用力的分量的所述多根SMA致动器线的驱动信号的功率。
2.根据权利要求1所述的方法,其中以控制这些驱动信号的平均功率以实现所述多根SMA致动器线中的预定的张力的方式执行控制提供给向所述可移动元件沿着所述预定轴施加作用力的分量的所述多根SMA致动器线的驱动信号的功率的所述步骤。
3.根据权利要求1所述的方法,还包括获得环境温度的量度,响应于环境温度的所述量度以控制平均功率的方式执行控制提供给向所述可移动元件沿着所述预定轴施加作用力的分量的所述多根SMA致动器线中的每根的驱动信号的功率的所述步骤。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法,其中控制提供给向所述可移动元件沿着所述预定轴施加作用力的分量的所述多根SMA致动器线的驱动信号的功率的所述步骤包括:响应于所述反馈差值量度,以减少关于所述预定轴的所述反馈差值量度和关于所述预定轴的目标差值量度之间的差值的方式调整所述驱动信号的功率从平均功率变化的相对量。
5.根据权利要求1到3中任一项所述的方法,其中所述多根SMA致动器线由对齐SMA致动器线和可选的正交SMA致动器线组成,其中所述对齐SMA致动器线沿着所述预定轴在相反方向上向所述可移动元件施加作用力,所述可选正交SMA致动器线向所述可移动元件施加正交于所述预定轴的作用力,从而关于所述预定轴的所述反馈差值量度是在所述相反方向中的第一个方向上施加作用力的任何对齐SMA致动器线的总电阻和在所述相反方向中的第二个方向上施加作用力的任何对齐SMA致动器线的总电阻之间的差值。
6.根据权利要求1到3中任一项所述的方法,其中所述多根SMA致动器线包括至少一个非对齐SMA致动器线,所述至少一个非对齐SMA致动器线与所述预定轴成锐角地对所述可移动元件施加作用力,从而关于所述至少一个非对齐SMA致动器线的所述系数具有小于一的大小。
7.根据权利要求1到3中任一项所述的方法,其为控制所述多根SMA致动器线以驱动所述可移动元件沿除了所述预定轴以外的、正交于所述预定轴的另一个轴相对于所述支撑结构移动的方法,所述方法还包括:
获得关于所述另一个轴的反馈差值量度,其为所述多根SMA致动器线中的每根SMA致动器线的相对于彼此采用关于所述多根SMA致动器线中的每根SMA致动器线的系数换算的电阻量度之和,其大小表示所述SMA致动器线施加到所述可移动元件的作用力沿着所述另一个轴的分量,并且其符号表示所述SMA致动器线施加作用力的所述分量的沿着所述另一个轴的方向;
响应于所述反馈差值量度,以减少关于所述另一个轴的所述反馈差值量度和关于所述另一个轴的目标差值量度之间的差值的方式控制提供至沿着所述另一个轴向所述可移动元件施加作用力的分量的所述多根SMA致动器线的驱动信号的功率。
8.根据权利要求7所述的方法,其中所述多根SMA致动器线由对齐SMA致动器线和正交SMA致动器线组成,其中所述对齐SMA致动器线沿着所述预定轴在相反方向对所述可移动元件施加作用力,所述正交SMA致动器线沿着所述另一个轴在相反方向对所述可移动元件施加作用力,使得关于所述预定轴的所述反馈差值量度是沿着所述预定轴在所述相反方向中的第一个方向上施加作用力的任何对齐SMA致动器线的总电阻和沿着所述预定轴在所述相反方向中的第二个方向上施加作用力的任何对齐SMA致动器线的总电阻之间的差值,并且使得关于所述另一个轴的所述反馈差值量度是沿着所述另一个轴在所述相反方向中的第一个方向上施加作用力的任何正交SMA致动器线的总电阻和沿着所述另一个轴在所述相反方向中的第二个方向上施加作用力的任何正交SMA致动器线的总电阻之间的差值。
9.根据权利要求7所述的方法,其中所述SMA致动装置是照相机装置,所述照相机装置还包括固定到所述支撑结构的图像传感器,并且所述可移动元件包括照相机镜头元件,所述照相机镜头元件包括被布置以将图像聚焦在所述图像传感器上的一个或多个镜头,所述预定轴和所述另一个轴两者均正交于所述照相机镜头元件的光轴。
10.根据权利要求9所述的方法,其中至少一个所述镜头具有至多10mm的直径。
11.根据权利要求9所述的方法,还包括:
产生表示所述装置的振动的振动信号;和
响应于所述振动信号,以驱动所述照相机镜头元件移动以稳定由所述图像传感器感测的图像的方式产生所述目标差值量度。
12.一种用于SMA致动装置的控制系统,所述SMA致动装置包括支撑结构、相对所述支撑结构可移动的可移动元件和多根SMA致动器线,所述多根SMA致动器线以一种布置被拉紧地连接于所述可移动元件和所述支撑结构之间,在所述布置中,所述多根SMA致动器线在相反方向上向所述可移动元件施加作用力,所述控制系统包括:
驱动电路,其可操作以提供通过多个SMA致动器的驱动信号;
检测电路,其被布置以检测所述多根SMA致动器线中的每根的电阻的量度;以及
控制电路,其被配置以控制由所述驱动电路提供以驱动所述可移动元件相对所述支撑结构沿着预定轴移动的驱动信号的功率,
所述控制电路被配置以获得关于所述预定轴的反馈差值量度,所述反馈差值量度为所述多根SMA致动器线中的每根SMA致动器线的相对于彼此采用关于所述多根SMA致动器线中的每根SMA致动器线的系数换算的电阻量度之和,其大小表示所述SMA致动器线施加到所述可移动元件的作用力沿着所述预定轴的分量,并且其符号表示其中所述SMA致动器线施加的作用力的所述分量的沿着所述预定轴的方向;以及
所述控制电路被配置以响应于所述反馈差值量度、以减少关于所述预定轴的所述反馈差值量度和关于所述预定轴的目标差值量度之间的差值的方式,控制向沿着所述预定轴向所述可移动元件施加作用力的分量的所述多根SMA致动器线提供的驱动信号的功率。
13.根据权利要求12所述的控制系统,其中所述控制电路被配置以这些驱动信号的平均功率被控制为实现所述多根SMA致动器线中的预定的张力的方式控制向沿着所述预定轴向所述可移动元件施加作用力的分量的所述多根SMA致动器线提供的驱动信号的功率。
14.根据权利要求12所述的控制系统,其中所述控制系统被布置以获得环境温度的量度,并且所述控制电路被配置成以响应于环境温度的量度来控制平均功率的方式来执行控制向沿着所述预定轴向所述可移动元件施加作用力的分量的所述多根SMA致动器线提供的驱动信号的功率的所述步骤。
15.根据权利要求12到14中任一项所述的控制系统,其中所述控制电路被配置以响应于所述反馈差值量度、以减少关于所述预定轴的所述反馈差值量度和关于所述预定轴的目标差值量度之间的差值的方式,通过调整所述驱动信号的功率从平均功率变化的相对量,来控制向沿着所述预定轴向所述可移动元件施加作用力的分量的所述多根SMA致动器线提供的驱动信号的功率。
16.根据权利要求12到14中任一项所述的控制系统,其中所述多根SMA致动器线由对齐多根SMA致动器线和可选正交SMA致动器线组成,其中所述对齐多根SMA致动器线沿着所述预定轴在相反方向上向所述可移动元件施加作用力,所述可选正交SMA致动器线正交于所述预定轴向所述可移动元件施加作用力,使得关于所述预定轴的所述反馈差值量度是在所述相反方向中的第一个方向上施加作用力的任何对齐SMA致动器线的总电阻和在所述相反方向中的第二个方向上施加作用力的任何对齐SMA致动器线的总电阻之间的差值。
17.根据权利要求12到14中任一项所述的控制系统,其中所述多根SMA致动器线包括至少一个非对齐SMA致动器线,所述至少一个非对齐SMA致动器线与所述预定轴成锐角地对所述可移动元件施加作用力,使得关于所述至少一个非对齐SMA致动器线的所述系数具有小于一的大小。
18.根据权利要求12到14中任一项所述的控制系统,其中所述控制电路被配置以控制由所述驱动电路提供来以沿着除了所述预定轴之外的正交于所述预定轴的另一个轴相对于所述支撑结构驱动所述可移动元件的移动的驱动信号的功率,
所述控制电路被配置以获得关于所述另一个轴的反馈差值量度,其为相对于彼此采用关于所述多根SMA致动器线中的每根SMA致动器线的系数换算的所述多根SMA致动器线中的每根SMA致动器线的电阻量度之和,其大小表示所述SMA致动器线施加到所述可移动元件的作用力的沿着所述另一个轴的分量,并且其符号表示其中所述SMA致动器线施加的作用力的所述分量的沿着所述另一个轴的方向,以及
所述控制电路被配置以响应于所述反馈差值量度、以减少关于所述另一个轴的所述反馈差值量度和关于所述另一个轴的目标差值量度之间的差值的方式,控制提供给沿着所述另一个轴向所述可移动元件施加作用力的分量的所述多根SMA致动器线的驱动信号的功率。
19.根据权利要求18所述的控制系统,其中所述多根SMA致动器线由对齐SMA致动器线和正交SMA致动器线组成,其中所述对齐SMA致动器线沿着所述预定轴在相反方向对所述可移动元件施加作用力,所述正交SMA致动器线沿着所述另一个轴在相反方向对所述可移动元件施加作用力,使得关于所述预定轴的所述反馈差值量度是沿着所述预定轴在所述相反方向中的第一个方向上施加作用力的任何对齐SMA致动器线的总电阻和沿着所述预定轴在所述相反方向中的第二个方向上施加作用力的任何对齐SMA致动器线的总电阻之间的差值,并使得关于所述另一个轴的所述反馈差值量度是沿着所述另一个轴在所述相反方向中的第一个方向上施加作用力的任何正交SMA致动器线的总电阻和沿着所述另一个轴在所述相反方向中的第二个方向上施加作用力的任何对齐SMA致动器线的总电阻之间的差值。
20.一种SMA致动装置,包括:
支撑结构;
可移动元件,其相对于所述支撑结构是可移动的,以及
多根SMA致动器线,所述多根SMA致动器线以一种布置拉紧地连接于所述可移动元件和所述支撑结构之间,在所述布置中所述多根SMA致动器线在相反的方向上向所述可移动元件施加作用力;以及
根据权利要求12到14中任一项所述的控制系统。
21.根据权利要求20所述的SMA致动装置,其中所述SMA致动装置是照相机装置,所述照相机装置还包括固定到所述支撑结构的图像传感器,并且所述可移动元件包括照相机镜头元件,所述照相机镜头元件包括被布置为将图像聚焦在所述图像传感器上的一个或多个镜头,所述预定轴和正交于所述预定轴的另一个轴两者均正交于所述照相机镜头元件的光轴。
22.根据权利要求21所述的SMA致动装置,其中至少一个所述镜头具有至多10mm的直径。
23.根据权利要求21所述的SMA致动装置,还包括:
振动传感器,其被布置以产生表示所述装置的振动的振动信号;以及
其中所述控制电路被配置以响应于所述振动信号、以驱动所述照相机镜头元件的移动以稳定由所述图像传感器感测的图像的方式得到目标差值量度。
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