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CN110770647A - 具有位置传感器的sma致动器 - Google Patents

具有位置传感器的sma致动器 Download PDF

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CN110770647A
CN110770647A CN201880041848.5A CN201880041848A CN110770647A CN 110770647 A CN110770647 A CN 110770647A CN 201880041848 A CN201880041848 A CN 201880041848A CN 110770647 A CN110770647 A CN 110770647A
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CN
China
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actuator
sensor
movable
sma
component
Prior art date
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Pending
Application number
CN201880041848.5A
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English (en)
Inventor
多米尼克·乔治·韦伯
詹姆斯·豪沃思
安德鲁·本杰明·辛普森·布朗
大卫·查尔斯·威廉·理查兹
安德里亚斯·弗卢里斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cambridge Mechatronics Ltd
Original Assignee
Cambridge Mechatronics Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

概括地说，本技术的实施例提供了使用至少两条形状记忆合金(SMA)致动器线和用于感测可移动部件的位置/定向的至少一个传感器来控制致动器的可移动部件的位置和/或定向的设备和方法。

Description

具有位置传感器的SMA致动器
本申请总体上涉及用于控制致动器的位置和/或定向的设备和方法，且特别是用于控制包括多条形状记忆合金(SMA)致动器线的致动器的位置和/或定向的设备和方法。
在本技术的第一方案中，提供了一种致动器，该致动器包括：可移动部件和静态部件，其中可移动部件可相对于静态部件移动；第一形状记忆合金(SMA)致动器线，其具有联接到可移动部件的第一部分和联接到静态部件的第二部分，其中第一SMA致动器线的收缩引起可移动部件移动；第二形状记忆合金(SMA)致动器线，其具有联接到可移动部件的第一部分和联接到静态部件的第二部分，其中第二SMA致动器线的收缩引起可移动部件移动，并且其中第一SMA致动器线的收缩引起第二SMA致动器线的扩张，并且第二SMA致动器线的收缩引起第一SMA致动器线的扩张；和至少一个传感器，其用于感测可移动部件相对于静态部件的位置或定向。
在本技术的第二方案中，提供了一种设备，该设备包括用于移动设备的部件的致动器，该致动器包括：可移动部件和静态部件，其中可移动部件可相对于静态部件移动；第一形状记忆合金(SMA)致动器线，其具有联接到可移动部件的第一部分和联接到静态部件的第二部分，其中第一SMA致动器线的收缩引起可移动部件移动；第二形状记忆合金(SMA)致动器线，其具有联接到可移动部件的第一部分和联接到静态部件的第二部分，其中第二SMA致动器线的收缩引起可移动部件移动，并且其中第一SMA致动器线的收缩引起第二SMA致动器线的扩张，并且第二SMA致动器线的收缩引起第一SMA致动器线的扩张；和至少一个传感器，其用于感测可移动部件相对于静态部件的位置或定向。
在本技术的第三方案中，提供了一种用于控制致动器的方法，该方法包括：接收致动器的可移动部件的所需位置，其中可移动部件可通过第一形状记忆合金(SMA)致动器线和第二形状记忆合金(SMA)致动器线相对于致动器的静态部分移动，其中第一SMA致动器线的收缩引起可移动部件移动和第二SMA致动器线的扩张，并且其中第二SMA致动器线的收缩引起可移动部件移动和第一SMA致动器线的扩张；从至少一个传感器接收数据，该至少一个传感器用于感测可移动部件相对于静态部件的当前位置；以及基于传感器数据产生控制信号以控制传输到第一SMA致动器线和第二SMA致动器线的电力，进而调整可移动部件相对于静态部件的位置。
在本技术的第四方案中，提供了用于控制致动器的电路，该电路包括：接口，其用于接收致动器的可移动部件的所需位置，其中可移动部件可通过第一形状记忆合金(SMA)致动器线和第二形状记忆合金(SMA)致动器线相对于致动器的静态部分移动，其中第一SMA致动器线的收缩引起可移动部件移动和第二SMA致动器线的扩张，并且其中第二SMA致动器线的收缩引起可移动部件移动和第一SMA致动器线的扩张；其中电路：从用于感测可移动部件相对于静态部件的当前位置的至少一个传感器接收数据；以及基于传感器数据产生控制信号以控制传输到第一SMA致动器线和第二SMA致动器线的电力，进而调整可移动部件相对于静态部件的位置。
本技术还提供了携带处理器控制代码的非暂时性数据载体，以实现这里描述的方法或过程中的任何一个。
优选特征在所附从属权利要求中阐述。
如本领域技术人员所理解的，本技术可以体现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本技术可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例或组合软件和硬件方面的实施例的形式。
此外，本技术可以采取体现在计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，计算机可读介质具有体现在其上的计算机可读程序代码。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读储存介质。计算机可读介质可以是，例如，但不限于，电子的、磁的、光的、电磁的、红外的、或半导体的系统、设备或装置，或上述的任何合适组合。
用于执行本技术的操作的计算机程序代码可以用一种或更多种编程语言的任意组合来编写，包括面向对象的编程语言和常规的程序化编程语言。代码部件可以体现为过程、方法或诸如此类的，并且可以包括子部件，这些子部件可以采取从本地指令集的直接机器指令到高级编译或解译语言结构的任何抽象级别的指令或指令序列的形式。
本技术的实施例，还提供了一种携带代码的非暂时性数据载体，当在处理器上实施时，该代码使处理器执行本文中所描述的任何方法。
这些技术还提供处理器，该处理器控制代码以实现上述方法，例如在通用计算机系统或数字信号处理器(DSP)上。该技术还提供携带处理器控制代码的载体，以在运行时实现任何上述方法，特别是在非暂时性数据载体上。该代码可以提供在以下项上：诸如磁盘、微处理器、CD-ROM或DVD-ROM的载体；诸如非易失性存储器(例如Flash)或只读存储器(固件)的编程存储器；或诸如光或电信号载体的数据载体。用于实现本文所述技术的实施例的代码(和/或数据)可以包括：呈传统编程语言(解译或编译)例如C语言的源代码、目标代码或可执行代码；或汇编代码；用于设置或控制ASIC(专用集成电路)或FPGA(现场可编程门阵列)的代码；或用于硬件描述语言的代码，如Verilog(RTM)或VHDL(超高速集成电路硬件描述语言)。如本领域技术人员将理解的，这样的代码和/或数据可以分布在彼此通信的多个联接的部件之间。这些技术可以包括控制器，该控制器可包括联接到系统的部件中的一个或更多个部件的微处理器、工作存储器和程序存储器。
本领域技术人员还应理解，根据本技术的优选实施方案的实施例的逻辑方法的全部或一部分可以适当地体现在逻辑设备中，该逻辑设备包括执行上面所描述方法的步骤的逻辑元件，并且这种逻辑元件可以包括这样的部件，诸如在例如可编程逻辑阵列或专用集成电路中的逻辑门。这种逻辑布置可以进一步体现在使能元件(enabling element)中，使能元件用于通过使用例如虚拟硬件描述符语言在这种阵列或电路中暂时或永久地建立逻辑结构，虚拟硬件描述符语言可以使用固定的或可传送的载体介质来储存和传输。
在实施例中，本技术可以以其上具有功能数据的数据载体的形式来实现，所述功能数据包括功能计算机数据结构，以当加载到计算机系统或网络中并据此操作时使得所述计算机系统能够执行上述方法的所有步骤。
现在将参考附图仅通过示例的方式描述本技术的实施方式，在附图中：
图1A示出了包括致动器的装置的两侧的透视图，且图1B示出了该装置的另外两侧的透视图；
图2A是图1A装置的透视图，示出了第一和第二霍尔效应传感器的位置，且图2B是图1B装置的透视图，示出了第三霍尔效应传感器的位置；
图3A是图1A装置的侧视图，示出了第一和第二霍尔效应传感器以及第一和第二磁体的位置，且图3B是图1B装置的侧视图，示出了第三霍尔效应传感器和第三磁体的位置；
图4A是图1B装置的透视图，示出了第三和第四霍尔效应传感器的位置，且图4B是图4A装置的侧视图，示出了第三和第四霍尔效应传感器以及第三磁体的位置；
图5为磁体相对于霍尔效应传感器的示例性布置的示意图；
图6是包括光学图像稳定(OIS)致动器的装置的透视图；
图7A是图6的装置的透视图，示出了霍尔效应传感器和磁体的示例性布置；
图7B是图6的装置的透视图，示出了霍尔效应传感器和磁体的另一个示例性布置；
图8示出了具有可移动部件的致动器的示意框图；
图9示出了包括致动器的设备的示意框图；
图10示出了控制致动器的可移动部件的位置和/或定向的示例性步骤的流程图；和
图11是四极磁体的示意图；
概括地说，本技术的实施例提供了设备和方法，该设备和方法使用至少两条形状记忆合金(SMA)致动器线、使用至少两条形状记忆合金(SMA)致动器线以及用于感测可移动部件的位置/定向的至少一个传感器来控制致动器的可移动部件的位置和/或定向。
术语“位置”在这里通常用于表示可移动部件相对于静态部件或相对于特定轴的位置或定向。例如，术语“位置”在本文中通常用于表示可移动部件沿主轴的位置以及可移动部件绕次轴的旋转或倾斜，其中次轴垂直于主轴并彼此正交。术语“位置”在这里可与术语“定向”、“旋转”和“倾斜”互换使用。
图8示出了包括可移动部件102和静态部件104的致动器100的示意框图。可移动部件102可相对于静态部件104移动。致动器100可以包括多个形状记忆合金(SMA)致动器线，这些致动器线被布置成使可移动部件102相对于静态部件104移动。每个致动器线联接到可移动部件102和静态部件104。当SMA致动器线的长度随温度变化时，SMA致动器线长度的变化可造成可移动部件102相对于静态部件的位置和/或定向的变化。
在实施例中，致动器100可以包括第一SMA致动器线106和第二SMA致动器线108。第一SMA致动器线106可以具有联接到可移动部件102的第一部分和联接到静态部件104的第二部分。第一SMA致动器线106的收缩(通过加热线引起)可以引起可移动部件102移动。第二SMA致动器线108可以具有联接到可移动部件102的第一部分和联接到静态部件104的第二部分。第二SMA致动器线108的收缩(通过加热线引起)可以引起可移动部件102移动。此外，第一和第二SMA致动器线106、108被布置成使得第一SMA致动器106的收缩可引起第二SMA致动器线108的扩张，且第二SMA致动器线108的收缩可引起第一SMA致动器线106的扩张。换句话说，第一和第二SMA致动器线106、108是对立的线，因为第一和第二SMA致动器线106、108被布置成使得其中一个的张力增加引起另一个中的张力减小，这使得可移动部件102的移动成为可能。例如，可移动部件102可以被布置成相对于静态部件104沿着第一或主轴移动。在该示例中，第一SMA致动器线106的收缩可引起可移动部件102相对于第一轴在一个方向上移动，而第二SMA致动器线108的收缩可引起可移动部件102相对于第一轴在另一个方向上移动。可移动部件102可以围绕次轴旋转或倾斜。次轴可以垂直于主轴。在实施例中，可移动部件102能够围绕两个次轴旋转或倾斜，这两个次轴可以垂直于主轴并且彼此正交。在这种情况下，可移动部件102可以具有两个围绕次轴的旋转自由度。
致动器100包括至少一个传感器110，用于感测可移动部件102相对于静态部件104的位置和/或定向。任何合适的传感器110可用于感测可移动部件102的位置/定向。该传感器或每个传感器110能够直接感测可移动部件102相对于静态部件104的位置/定向。附加地或替代地，该传感器或每个传感器110可以间接感测或测量可移动部件102相对于静态部件104的位置/定向。例如，测量SMA致动器线的电阻来指示线的长度，并且线的长度可用于确定可移动部件的位置。
在实施例中，致动器100可以包括至少一个电阻测量电路120，用于测量第一SMA致动器线106和第二SMA致动器线108的电阻，以确定可移动部件102相对于静态部件104的位置或定向。在实施例中，单个电阻测量电路120能够测量每个SMA致动器线的电阻。在实施例中，可以提供专用电阻测量电路120来测量每个SMA致动器线的电阻。
至少一个传感器110可以包括至少一个霍尔效应传感器。霍尔效应传感器是一种换能器，其响应于磁场而改变其输出电压。霍尔效应传感器可以包括电流可被施加至其的薄金属带。在磁场存在的情况下，金属带中的电子向金属带的一个边缘偏转，在金属带的宽度上产生电压梯度。在实施例中，至少一个传感器110可以进一步包括至少一个磁场源，用于与霍尔效应传感器一起使用。可以为每个霍尔效应传感器提供单个磁场源。替代地，可以为每个霍尔效应传感器提供单独的专用磁场源。该至少一个磁场源可以是永磁体。在实施例中，至少一个磁场源可以不是传感器110本身的一部分，而是可以作为致动器100的独立的部件被提供。因此，在实施例中，致动器100可以包括至少一个磁场源122，例如，磁场源122可以设置在可移动部件102的表面或静态部件104的表面上。
在实施例中，至少一个传感器110可以包括被布置为在三维中感测可移动部件相对于静态部件的位置或定向的三个霍尔效应传感器和三个相应的磁场源。这将在下文参考图2A和图2B进行更加详细地描述。
至少一个传感器110可以包括用于补偿外部磁场影响的额外的霍尔效应传感器，该额外的霍尔效应传感器没有相应的磁场源。该额外的霍尔效应传感器可用于补偿外部磁场(即，不是由传感器110/致动器100的磁场源提供的磁场)的影响。这将在下文参考图4A和图4B进行更加详细地描述。
至少一个传感器110可以包括至少一个磁隧道结(magnetic tunnel junction,MTJ)。磁隧道结表现出隧道磁电阻(tunnel magnetoresistance)并且可用作传感器。MTJ通常包括由薄绝缘层(例如氧化镁层)隔开的两个铁磁层。如果绝缘层足够薄(例如几纳米)，电子可以从一个铁磁层隧穿到另一个铁磁层中。MTJ装置表现出两种稳定的电阻状态，取决于两个铁磁层的磁化是在相同方向(平行)还是相反方向(反平行)上。MTJ装置在反平行状态下的电阻高于平行状态下的电阻。铁磁层之一可以被“钉扎(pinned)”，使得其磁化方向固定在特定方向，而另一铁磁层(“自由”层)的磁化可以被操纵。
在本技术的实施例中，至少一个MTJ可用于控制可移动部件102的位置/定向。至少一个MTJ传感器的电阻可以遵循正弦模式：当磁场对准在大约10度内时，电阻可以近似恒定，但当磁场变得不太对准时，至少一个MTJ传感器的电阻可能开始改变。当磁化矢量基本上彼此成直角时，可以观察到峰值变化率。可以利用该属性使至少一个MTJ能够提供关于可移动部件102的位置/定向的信息。该至少一个MTJ传感器可以被配置为感测电阻的最大变化率。这可以通过在静态部件104上提供至少一个MTJ并在该一个MTJ或每个MTJ上方(或附近)旋转永磁体来实现，使得当可移动部件102处于中性(非倾斜)位置时，永磁体的磁场与MTJ的钉扎方向成90度。永磁体可以设置在可移动部件102上，在静态部件104上的MTJ位置上方。因此，可移动部件102的位置/定向的任何变化可引起永磁体的磁场方向相对于当可移动部件处于中性/开始位置时的磁场方向发生变化，并且这种变化可由MTJ感测到。
在实施例中，至少一个传感器110可以包括设置在可移动部件102上并被布置为产生磁场的至少一个四极磁体(或Q磁体)以及设置在静态部件104上的至少一个霍尔效应传感器或MTJ。图11为示例性四极磁体的示意图。四极磁体包括四个相同的磁体400(例如条形磁体)，它们排列成“十”字形，其中两个磁体布置成使得它们的北极彼此面对，两个磁体布置成使得它们的南极彼此面对。虚线箭头表示磁体400之间的磁场线。应当理解，磁场的大小随着距四极中心的距离而增加，即，磁场在四极边缘附近更强，并且在四极中心处近似为零。四极磁体可以设置在可移动部件102上。设置在静态部件104上的至少一个霍尔效应传感器或MTJ能够检测可移动部件102的位置/定向的变化，因为当可移动部件102移动时，由霍尔效应传感器或MTJ感测到的磁场强度和方向将改变。
在一些情况下，外部磁场(即，不是由致动器100的磁场源提供的磁场)的影响可能大到足以使四极磁体的“中性”或零通量/场点偏离四极的中心。在这种情况下，可能需要校准致动器100来确定新的“中性”位置，使得来自四极磁体的数据可以可靠地用于确定可移动部件102的位置/定向。
致动器100可以包括控制模块112。控制模块112可以被配置为从至少一个传感器110以及可选地从至少一个电阻测量电路120接收数据。控制模块112可以被配置为基于接收的数据产生控制信号以控制传递到第一SMA致动器线106和第二SMA致动器线108的电力，从而调整可移动部件102相对于静态部件104的位置。致动器100可以包括电力传输模块114，电力传输模块114可以被配置为从控制模块112接收控制信号，并且基于接收到的控制信号将电力传输到SMA致动器线106、108。
控制模块112可以包括硬件元件和/或软件元件。例如，控制模块112可以包括处理器和处理器控制代码，和/或可以包括控制电路以实现这里描述的任何方法。控制模块112可以至少与致动器100的传感器110处于通信关系。控制模块112可以从至少一个传感器110接收数据，并且可选地，可以从至少一个电阻测量电路120接收附加数据。控制模块112可以基于接收到的数据(以及可选的附加数据)产生控制信号，以控制由电力传输模块114传输到第一SMA致动器线106和第二SMA致动器线108的电力，从而调整可移动部件102相对于静态部件104的位置。控制模块112因此可以与电力传输模块114处于通信关系。
控制模块112可被配置为接收可移动部件102的所需位置，并产生第一控制信号以使可移动部件102移动到所需位置。
在实施例中，在施加第一控制信号之后，控制模块112可以被配置为:从至少一个传感器110(并且可选地从至少一个电阻测量电路)接收指示可移动部件102相对于静态部件104的当前位置的数据，确定感测的位置是否与接收的所需位置相匹配，并且如果感测的位置与接收的所需位置不匹配，则产生第二控制信号以将可移动部件102的当前位置朝向所需位置调整。
致动器100可以包括用于存储至少一个查找表(LUT)118的存储器116。查找表118可以显示/存储可移动部件102的多个位置，以及对于每个位置，显示/存储至少一个相关联的传感器值。换句话说，对于每个可能的位置，查找表118可以存储可移动部件102的位置与可移动部件102处于该位置时的至少一个传感器值之间的映射。查找表118可以使用在以下过程中的一个或更多个过程期间收集的数据来填充：致动器制造过程、校准过程、和每次或每第n次致动器100被初始化时执行的初始化过程。在初始化过程期间更新LUT118可能是有用的，因为SMA致动器线106、108的性能或特征可能随着使用寿命/致动器寿命而改变。
在一些情况下，外部磁场的强度可能是足够强的，足以干扰或以其它方式影响致动器100的正常操作。因此，在实施例中，LUT118可以包括指示任何外部磁场的强度的数据。这可以在原地校准致动器100期间确定(例如，当致动器100在设备/最终用户装置内时)。这可以使得当至少一个传感器包括霍尔传感器、四极磁体或MTJ时，能够补偿外部磁场的强度。查找表118中关于外部磁场的数据可以使用在使用致动器100期间从至少一个传感器收集的数据来修改。
致动器100的可移动部件102可以相对于静态部件104沿着第一轴移动。至少一个传感器110可以感测可移动部件102沿着第一轴的位置。
可移动部件102可以具有围绕第二轴的一个旋转自由度，第二轴垂直于第一轴。在实施例中，可移动部件102能够围绕两个次轴旋转或倾斜，这两个次轴可以垂直于第一轴并且彼此正交。在这种情况下，可移动部件102可以具有两个可围绕次轴的旋转自由度。至少一个传感器110能够感测可移动部件围绕第二轴(或次轴)的旋转或倾斜。因此，至少一个传感器110能够感测/检测可移动部件102的倾斜。
在实施例中，可移动部件102可以相对于静态部件沿着第一轴移动，并且至少一个传感器110和/或至少一个电阻测量电路120可以指示可移动部件102沿着第一轴的位置。在一些情况下，可移动部件102可以具有围绕次轴的至少一个旋转自由度，次轴垂直于第一轴(并且彼此正交)，并且至少一个传感器110和/或至少一个电阻测量电路120可以提供指示可移动部件102围绕次轴的旋转或倾斜的信息。
在实施例中，至少一个传感器110可以包括三个传感器，这三个传感器被布置为指示可移动部件102围绕第二轴在两个旋转度上的旋转或倾斜。
在特定实施例中，可移动部件102可以是相对于静态部件104沿着第一轴可移动的，并且具有围绕第二轴的两个旋转自由度，第二轴垂直于第一轴(并且彼此正交)。在这种情况下，致动器100可以包括：至少一个电阻测量电路120，其用于测量第一SMA致动器线106和第二SMA致动器线108的电阻，以确定可移动部件102相对于静态部件104的位置或定向。致动器100的至少一个传感器110可以包括至少三个霍尔效应传感器，以感测以下之一或两者：可移动部件102沿着第一轴的位置；以及可移动部件102围绕第二轴的旋转或倾斜。传感器110的这种布置可以使得可移动部件102的位置和定向(例如，倾斜)能够相对于静态部件104在三维上被确定。
有许多类型的设备需要对可移动元件提供位置控制。致动器100可以用于例如移动图像捕捉设备的至少一个光学元件。可移动部件102的移动可以为图像捕捉设备提供自动对焦和/或光学图像稳定。
致动器100可以包括另外两条SMA致动器线。第一和第二SMA致动器线106、108可以形成第一对相对的线，另外两条SMA致动器线可以形成第二对相对的线。致动器100可以包括总共八条SMA致动器线。
图9示出了设备200的示意框图，该设备包括致动器，例如上述致动器100。致动器100可以被布置为移动设备200的一个或更多个部件。这些部件可以联接到致动器100的可移动部件102，以使致动器能够控制它们的位置/定向。
设备200可以包括用于移动设备200的部件(未示出)的致动器100。致动器100可包括：可移动部件102和静态部件104，其中可移动部件102可相对于静态部件104移动；第一SMA致动器线106，其具有联接到可移动部件102的第一部分和联接到静态部件104的第二部分，其中第一SMA致动器线的收缩引起可移动部件移动；第二SMA致动器线108，其具有联接到可移动部件102的第一部分和联接到静态部件104的第二部分，其中第二SMA致动器线108的收缩引起可移动部件102移动，并且其中第一SMA致动器线106的收缩引起第二SMA致动器线108的扩张，且第二SMA致动器线108的收缩引起第一SMA致动器线106的扩张；和至少一个传感器110，用于感测可移动部件102相对于静态部件104的位置或定向。
设备200可以包括电源或电力传输模块204。电源204可以是用于致动器100的专用电源，或者可以是由设备200的多个耗电部件共享的电源。设备200可包括控制模块202。控制模块202可以是用于致动器100的专用控制模块，或者可以是由设备200的多个部件共享的控制模块。控制模块202可以包括硬件和/或软件元件。例如，控制模块202可以包括处理器和处理器控制代码，和/或可以包括控制电路以实现这里描述的任何方法。控制模块202可以与致动器100处于通信关系。控制模块202可以从至少一个传感器110接收数据。控制模块202可以基于接收的数据产生控制信号，以控制从电源204传输到第一SMA致动器线106和第二SMA致动器线108的电力，从而调整可移动部件102相对于静态部件104的位置。因此，控制模块202可以与电力传输模块204处于通信关系。
设备200可以包括用于存储至少一个查找表(LUT)208的存储器206。查找表208可以显示/存储可移动部件102的多个位置，以及对于每个位置，显示/存储至少一个相关联的传感器值。换句话说，对于每个可能的位置，查找表208可以存储可移动部件102的位置与可移动部件102处于该位置时的至少一个传感器值之间的映射。查找表208可以使用在以下过程中的一个或更多个过程期间收集的数据来填充：致动器制造过程、校准过程、和每次或每第n次致动器100被初始化时执行的初始化过程。在初始化期间更新LUT208可能是有用的，因为SMA致动器线106、108的性能或特征可能随着使用寿命/致动器寿命而改变。
设备200可以包括至少一个电阻测量电路120，用于测量致动器100的第一SMA致动器线106和第二SMA致动器线108的电阻，以确定可移动部件102相对于静态部件104的位置或定向。在实施例中，单个电阻测量电路120能够测量每个SMA致动器线的电阻。在实施例中，可以提供专用电阻测量电路120来测量每个SMA致动器线的电阻。
设备200可以是包括至少一个可移动部件的任何装置。在特定实施例中，致动器100可以用于移动在设备200中的图像捕捉设备的光学元件。因此，在实施例中，设备200可以是以下中的任何一个：智能手机、移动计算装置、笔记本电脑、平板计算设备、安全系统、游戏系统、增强现实系统、增强现实装置、可穿戴装置、无人驾驶飞机、交通工具和自主驾驶交通工具。
在本技术的相关方法中，致动器100可以用于(结合到)以下中的任何一个或更多个：智能手机、移动计算装置、笔记本电脑、平板计算设备、安全系统、游戏系统、增强现实系统、增强现实装置、可穿戴装置、无人驾驶飞机、交通工具和自主驾驶交通工具。
图10示出了控制致动器的可移动部件的位置和/或定向的示例步骤的流程图。该控制步骤可以由控制模块112、202来执行。
该方法可以在控制模块112、202接收到致动器100的可移动部件102的所需位置时开始(步骤S300)。可选地，控制模块112、202可以接收指示SMA致动器线附近温度的温度数据(步骤S302)，因为温度影响SMA致动器线的长度，并且这可以在确定可移动部件102的精确位置方面是有用的。
概括地说，该方法可以包括从至少一个传感器110接收数据，并基于传感器数据产生控制信号以控制传输到第一SMA致动器线106和第二SMA致动器线108的电力，从而调整可移动部件102相对于静态部件104的位置。
在实施例中，该方法可以包括：接收(在控制模块112、202)可移动部件102的所需位置；以及产生第一控制信号，以使可移动部件102移动到所需位置(步骤S304)。可选地，该方法可以包括控制到SMA致动器线的传输电力(步骤S306)。可替代地，控制信号可以被传递到电力传输模块/电源，该模块/电源解译控制信号并确定如何向每个SMA致动器线传输所需的电力。
在施加第一控制信号之后，该方法可以包括：从至少一个传感器110接收指示可移动部件102相对于静态部件104的当前位置的数据(步骤S308)。
在步骤S310，该方法可以包括确定感测的位置是否基本匹配(即，在一些允许的公差/误差内)接收到的所需位置。如果感测到的位置基本上匹配接收到的所需位置，则该方法可以返回到步骤S300。控制模块可以等待关于可移动部件的位置/定向的进一步的指令。如果感测到的位置与接收到的所需位置(目标位置)不匹配，则该方法可以包括生成第二控制信号，以将可移动部件102的当前位置朝向所需位置调整(步骤S312)。该方法可以返回到步骤S308。
在实施例中，确定感测位置是否匹配接收到的所需位置的步骤(S310)可以包括：从存储可移动部件102的多个位置且对于每个位置存储至少一个相关联的传感器值的查找表中检索与所需位置相关联的至少一个传感器值；以及确定从至少一个传感器接收的数据是否与检索到的至少一个传感器值匹配。
现在参照图1至图7描述具体的示例性致动器布置。虽然以下示例涉及用于移动图像捕捉设备(例如相机)中的光学元件的致动器，但是本领域技术人员应理解，这些仅仅是说明性而非限制性的示例。这里描述的技术可以应用于移动机电设备的任何可移动元件。
示例性致动器可以包括可相对于支撑结构被移动的可移动元件，以及将可移动元件连接到支撑结构并且能够在一个或更多个自由度上移动的多个SMA致动器线。
国际专利公布第WO2011/104518号、第WO2012/066285号、第WO2014/076463号和第WO2017/098249号中描述了示例性致动器，这些专利公开了包括八条SMA线的SMA致动器，这八条SMA线以多种构型将可移动元件连接到支撑结构。SMA线和支撑结构的布置允许可移动元件在六个自由度(DOF)、即三个平移DOF和三个旋转(倾斜)DOF上移动。在可移动元件是悬挂在相机组件中的图像传感器上的相机镜头元件的实施例中，可以使用SMA致动器来调节图像传感器上的相机焦点，用于自动对焦(AF)应用，并且另外提供光学图像稳定(OIS)。
致动器的进一步的示例在以下专利中描述：国际专利公布第WO2007/113478号，其中至少一对SMA致动器线用于在平行于光轴的方向上以一个平移DOF移动相机镜头元件，以调节相机焦点；国际专利公布第WO2010/029316号、第WO2010/089529号和第WO2011/104518号，其公开了通过在垂直于光轴的两个旋转自由度上驱动相机镜头元件倾斜来提供OIS的SMA线致动器；国际专利公布第WO2013/175197号和第WO2014/083318号，其公开了通过在彼此垂直且垂直于光轴的两个平移自由度上移动镜头元件来提供OIS的SMA线致动器。
如上所述，由SMA材料形成的线的长度随着温度而变化。这种效果可以用于致动，如在上述公开的专利申请中详细描述的。SMA致动器线的电阻与其长度大致成比例。因此，可以通过驱动电流经过SMA致动器线并使用它测量SMA致动器线的电阻来实时测量SMA致动器线的长度。具有电路的控制系统(包括驱动部分和电阻测量感测部分)可以用于驱动电力经过SMA致动器线并提供闭环控制。镜头元件的期望的平移位置和旋转位置可以通过测量每条SMA致动器线的电阻和为每条线设定与镜头元件的期望位置相对应的目标电阻值来实现。
概括地说，本技术的实施例通过添加位置传感器以确定致动器的可移动部件相对于致动器的静态部件的位置和/或定向来建立上述致动器。这里使用的术语“位置传感器”被用来指能够直接或间接感测/测量致动器的可移动部件的位置和/或定向的任何传感器，如前面所解释过的。在实施例中，可以测量SMA致动器线的电阻，以推断出可移动部件的位置/定向。附加地或替代地，传感器可用于提供指示可移动部件相对于致动器的静态部件(例如支撑结构)的位置的附加数据。传感器数据可用于提供对可移动部件的所确定的位置/定向的提高了的准确性、在确定镜头元件平移位置和旋转位置方面的提高了的速度、或者提高的精度和速度的组合。如上所述，一个示例性传感器是霍尔效应传感器。
图1A示出了包括致动器的装置的两侧的透视图，且图1B示出了该装置的另外两侧的透视图。图1A和1B示出了相机组件的实施例，该相机组件可以包括将可移动元件(例如，镜头元件)连接到支撑结构(静态部件)的八条SMA致动器线1-8。这种布置可以提供相机自动对焦(AF)和光学图像稳定(OIS)。SMA线1-8可以使用任何合适的方法连接到镜头元件10和支撑结构臂9。例如，SMA线1-8可以使用压接件(crimp)来联接，以提供机械和电连接。镜头元件的四个侧面中的每一个各连接两条SMA线。图1A和1B显示了8条SMA线的可能布置。8条SMA线的其它布置也是可能的，如国际专利公布第WO2011/104518号、第WO2012/066285号、第WO2014/076463号和第WO2017/098249号中所详述的。
图2A是图1A装置的透视图，示出了第一和第二霍尔效应传感器的位置，且图2B是图1B的装置透视图，示出了第三霍尔效应传感器的位置。霍尔效应传感器12-14可以对称地布置在支撑结构基座11上，使得它们位于设置在镜头元件10上的三个永磁体附近。为了清楚起见，永磁体没有在图2A和2B中示出。
图3A是图1A装置的侧视图，示出了第一和第二霍尔效应传感器以及第一和第二磁体的位置，图3B是图1B装置的侧视图，示出了第三霍尔效应传感器和第三磁体的位置。永磁体16-18设置在镜头元件10上，邻近设置在支撑结构基座11上的三个霍尔效应传感器12-14，如图所示。因此，如图3A和3B所示，每个霍尔效应传感器12、13、14具有专用磁场源16、17、18。
所示的x、y、z坐标系与图1至图7中的坐标系相同，并且相对于支撑结构11来限定。坐标系定向成使得与传感器12和13相交的假想直线位于y轴方向，连接传感器13和14的假想直线位于x轴方向，z轴沿着垂直于与所有三个传感器相交的平面的方向。
图2A至图3B显示了霍尔效应传感器和磁场源(例如永磁体)的布置示例。其他布置也是可能的，并且所描述的布置是作为非限制性示例提供的。例如，可以将所有三个霍尔效应传感器放置在三个支撑结构臂9上，或者将两个传感器放置在支撑结构臂9上，且将一个传感器放置在支撑结构基座11上，或反之亦然。
参考图1A至图3B，图像传感器(未示出)可以对称地位于支撑结构基座11的中间，在镜头元件10下方的特定的预定距离处。图1至图7所示的坐标系的z方向是垂直于图像传感器平面的方向。镜头元件10可以包括其光轴平行于z方向的一个或更多个透镜。控制系统(例如，上述控制模块)能够通过将预定的SMA线电阻值作为目标来调整镜头元件10的位置，以便例如调整相机焦点，已知地，预定的SMA线电阻值对应于镜头元件在z方向上的特定位置。可以通过改变SMA线的长度来改变在z方向上的位置。例如，在图1A至图3B所示的布置中，在正z方向上的移动可以通过增加四条SMA线3、4、7、8的长度(通过降低它们的温度)和减少四条SMA线1、2、5、6的长度(通过提高它们的温度)来进行。相反的操作将造成负z方向上的移动。对于自动对焦(AF)，镜头元件的位置可以一直变化，直到获得期望的焦点。
除了SMA致动器线测量值以外或者代替SMA致动器线测量值，可以使用霍尔效应传感器测量值。镜头元件在z轴方向上的平移位置可以通过测量霍尔效应传感器值相对于镜头元件10处于初始(开始)位置时测量的霍尔效应传感器值的变化来检测。如上所述，镜头元件的初始位置可以在制造期间或者在SMA线致动器的每次初始化之后执行的启动程序期间确定。对于镜头元件沿z轴方向的位移，所有三个霍尔效应传感器可以粗略测量距初始位置相同的距离差。因此，控制系统可以将与沿着z轴的期望平移位置相对应的霍尔效应传感器值作为目标。目标传感器值可以仅对应于霍尔效应传感器中的一个霍尔效应传感器的值，或者对应于两个霍尔效应传感器的平均值，或者对应于所有三个传感器值的组合。达到期望焦点所需的时间长度可以是15ms或更短。
光学图像稳定(OIS)可以通过使镜头元件10沿着平行于x轴和y轴且垂直于光轴的x-y平面挪动来进行。相机组件的抖动或振动会降低图像传感器捕捉的图像的质量。OIS的目的是通过沿垂直于光轴的x-y平面挪动镜头元件来补偿相机组件的抖动。在国际专利公布第WO2011/104518号、第WO2012/066285号、第WO2014/076463号和第WO2017/098249号中描述了用于OIS的八条SMA致动器线的使用。
参考图1A和1B，纯沿正y轴的挪动可以通过增加SMA线3和8的长度和减少SMA线4和7的长度来进行。纯沿正x轴的挪动可以通过增加SMA线1和5的长度和减少SMA线2和6的长度来进行。相反的操作可以用于沿着负y轴和负x轴挪动镜头元件10。这些操作的组合可以用于在x-y平面中沿着任何轴挪动镜头元件10。对于镜头元件纯在x-y平面上的挪动，所有三个霍尔效应传感器可以粗略测量距初始位置的相同的距离差。因此，传感器值可用于为固定焦点的相机应用提供OIS功能，和/或同时提供OIS功能和AF功能。当镜头元件10沿着z轴的位置恒定时，霍尔效应传感器值可以对应于纯粹在x-y平面中的位置，对应于固定焦点的相机中的OIS功能。当需要沿z轴平移时，例如，当除了OIS之外还需要AF时，霍尔效应传感器值可以解释由于除了在x-y平面中平移之外还沿z轴平移而导致的镜头元件距初始位置的距离增加。因此，对于组合的AF和OIS，控制系统可以将与沿着z轴和沿着x-y平面的期望平移位置相对应的霍尔效应传感器值作为目标。目标传感器值可以仅对应于霍尔效应传感器中的一个霍尔效应传感器的测量值，或者对应于两个或所有三个传感器组合的平均测量值。除霍尔效应传感器测量值之外，可能还需要所有八条SMA致动器线的电阻值来完全限定镜头元件10在所有三个平移自由度上的位置。
围绕x轴和y轴倾斜将导致光轴不再平行于z轴。这将导致图像传感器上的焦深不均匀，这是不希望的。
参考图2A和2B，镜头元件10围绕x轴和y轴的倾斜可以通过监测由三个霍尔效应传感器12、13和14测量的值的差来检测。例如，对于纯围绕正y轴的倾斜，传感器12和13可以输出几乎相等的值，这些值随着倾斜角度的增加而减小。传感器14可以输出不同的值，该值可以随着倾斜角度的增加而增加。传感器14的输出与传感器12和13的输出之间的差值可用于计算倾斜角度(倾角)。作为另一个示例，对于纯围绕正x轴的倾斜，传感器13和14可以输出相等的值，但该值不同于传感器12的值。此外，可以通过叠加纯关于x轴和y轴的倾斜(例如，通过比较来自所有三个霍尔效应传感器的测量差)来确定在x-y平面中关于任何轴的倾斜。因此，控制系统可以将三个霍尔效应传感器的测量值之间的差值作为目标，该差值对应于围绕x轴和y轴的期望倾斜位置。
在上述实施例中，应当理解，对于所有的AF、OIS和倾斜测量操作，霍尔效应传感器值可以与八条SMA致动器线的电阻测量值同时使用。霍尔效应传感器值可以被校准以提供三个传感器在支撑结构基座11上的位置与镜头元件10上的这三个传感器所对应的永磁体之间的距离测量值。校准可以在制造期间在规定的公差范围内进行，以达到所需的精度。
控制系统可以为所有线设置目标SMA线电阻值，并且设置对应于镜头元件的期望位置的目标位置传感器值。位置传感器可以用于增加镜头元件位置的精度，或者用于减少达到期望位置所需的时间长度，或者两者的组合。可以将目标SMA线电阻值和目标位置传感器值以及实时SMA线电阻测量值和实时位置传感器测量值一起使用来执行闭环反馈控制，以实时设置经过SMA线的电驱动电力。由控制系统设置的SMA线电阻值和位置传感器值的目标值可以从存储在控制系统存储器内的预定校准值的查找表中提取。这些预定值可以在制造期间、或在SMA致动器每次初始化后执行的启动程序期间、或在两者的组合期间确定。
相机组件可能需要在例如智能手机装置中操作，靠近音圈马达(VCM)或扬声器，这些音圈马达或扬声器发出的磁场会干扰位置传感器的测量值。图4A是图1B装置的透视图，示出了第三和第四霍尔效应传感器的位置，且图4B是图4A装置的侧视图，示出了第三和第四霍尔效应传感器及第三磁体的位置。在该实施例中，附加霍尔效应传感器15没有设有相关联的永磁体。这可以对外部磁场进行补偿。附加霍尔效应传感器15可以放置在支撑结构基座11上一定的位置，该位置离镜头元件10上的其他永磁体足够远，以使其他永磁体的磁场对传感器15的影响最小化。
可以在制造期间针对镜头元件中的三个永磁体产生的磁场强度对霍尔效应传感器15进行校准，以在镜头元件沿三个轴x、y和z位于不同的位置的情况下，提供基线磁场读数。在使用期间，通过从传感器15的测量值中减去这些已知读数，可以更精确地检测外部磁场的存在。因此，可以从霍尔效应传感器12-14的测量值中实时减去外部磁场，以限制外部磁场的干扰。
图5为磁体相对于霍尔效应传感器的示例性布置的示意图；这里，仅示出了传感器的感测面。传感器的感测面基本上是平的，并且优选布置成位于x-y平面上。永磁体优选布置在这样的方向上，在该方向，穿过永磁体的北极和南极的假想直线平行于z轴且垂直于传感器的感测面。磁场由磁场线20示意性地表示，磁场线从磁体的北极到南极的方向由箭头21示出。反转永磁体的极性使磁场线的方向反转并且传感器产生的读数的符号也反转。因此，磁体的极性可以如图5所示，或以相反方向。控制系统校准，以考虑到磁体的安装极性。
霍尔效应传感器只能感测垂直于其感测面的磁场分量的强度。霍尔效应传感器的读数随着穿过传感器感测面的磁场强度的变化而变化。在磁体和传感器之间的距离变化以及磁体和传感器之间的倾斜角变化时，会发生这种情况。当镜头元件沿x、y和z轴平移时，磁体和传感器之间的距离会发生变化。磁体离传感器越近，传感器读数就越大。磁体和传感器之间的倾斜角度随着镜头元件围绕x轴和y轴相对于支撑结构倾斜而变化。当磁体垂直于x-y平面定向时，传感器读数最大。
图6是包括光学图像稳定(OIS)致动器的装置的透视图。图7A是图6装置的透视图，示出了霍尔效应传感器和磁体的示例性布置，且图7B是图6装置的透视图，示出了霍尔效应传感器和磁体的另一示例性布置。OIS致动器可以包括移动板22和基板23。移动板可以包括四条SMA线24至27，用于沿着x-y平面在两个平移自由度移动移动板。光轴沿着垂直于x-y平面的方向。纯沿正x轴的挪动可以通过减小SMA线24和25的长度来发生。纯沿正y轴的挪动可以通过减小SMA线25和27的长度来发生。执行相反的操作可以分别沿着负x轴和负y轴挪动移动板。
图7A示出了一种示例性布置，其中霍尔传感器28和29在基板上，且磁体30和31在移动板22上。在另一个实施例中，磁体和传感器可以沿y轴对角线地且对称地布置在致动器上。在所描绘的布置中，磁体和传感器沿x轴对角线地且对称地布置在致动器上。可以使用霍尔传感器的绝对测量值和两个传感器之间的测量值差来确定移动板沿x轴和y轴的位置。纯粹位于y轴上的位置可能会产生几乎相同的传感器值。但是，无法区分+y轴和-y轴之间的位置。对于沿+x轴的挪动，传感器29的测量值可增加，而传感器28的测量值可减少。沿着-x轴挪动可能会出现相反的情况。这些测量值的组合可用于检测移动板在x-y平面上的位置。
图7B示出了包括附加磁体33和附加霍尔传感器32的OIS致动器的布置。附加的磁体和传感器能够区分移动板22是位于+y轴上还是-y轴上。对于沿+y轴的挪动，传感器32中的测量值可能会减小。对于沿-y轴的移动，传感器32中的测量值可能会增加。
本技术的其他实施例在以下编号条款中列出：
1.一种SMA致动器，包括：移动部分和静态部分，其中一条或更多条SMA线在静态部分和移动部分之间以这样的方式连接，该方式为当一条SMA线被加热时，线的收缩引起移动部分相对于静态部分移动；位置传感器，其以这样的方式测量移动部分的一部分的位置，该方式为，当致动器在至少一个自由度上移动时，来自位置传感器的读数改变；电阻测量电路，其测量一条或更多条SMA线的电阻；控制电路，其根据测量的位置和测量的电阻向SMA线传输电力。
2.根据条款1的装置，其中，位置传感器是霍尔传感器。
3.根据条款1或2的装置，其中致动器用于移动相机中的光学元件(例如镜头、图像传感器、反射镜、棱镜)。
4.根据条款1、2或3的装置，其中移动部分由一个或更多个镜头元件组成。
5.根据条款3或4的装置，其中位置传感器主要测量平行于光学元件光轴的方向上的运动
6.根据任一前述条款的装置，包含3个位置传感器。
7.根据条款6和3、4或5的装置，其中位置传感器被定向成允许位置传感器的读数的差作为移动部分绕垂直于光轴的轴旋转的测量值。
8.根据条款3或4的装置，其中位置传感器用于测量平行于光轴的光学元件相对于静态部分的位置。
9.根据条款8的装置，其中位置传感器用于相机自动对焦测量。
10.根据条款3的装置，其中三个位置传感器用于测量光学元件在垂直于光轴的两个旋转自由度上的倾斜。
11.根据前述所有条款的装置，其中SMA线的电阻测量与三个位置传感器结合使用，以补偿由于垂直于光轴的平移和围绕光轴的旋转而引起的传感器输出的变化。
12.根据前述所有条款的装置，包括控制系统，其中控制系统使用存储在存储器中的查找表，该查找表填充有用于三个自由度上的光学元件位置的位置传感器测量的目标值和用于六个自由度上的光学元件位置的相关联的SMA线电阻测量的目标值，以在闭环控制中协同使用。位置传感器测量值涉及光学元件在平行于光轴的一个平移自由度和垂直于光轴的两个旋转自由度上的位置。SMA线电阻测量与三个平移自由度和三个旋转自由度上的光学元件位置相关。
13.根据条款12的装置，其中控制系统的查找表填充有在制造期间或在SMA致动器每次初始化后执行的启动程序期间或在两者的组合期间确定的值。
14.根据条款12和13的装置，其中除了SMA线电阻测量之外，还使用接近传感器测量来增加光学元件位置的精度或减少达到期望位置所需的时间长度或这两者的组合。
15.根据条款1的装置，其中移动部分是相机光学元件。
16.根据所有前述条款的装置，其中附加霍尔传感器用于针对外部磁场进行校准。
本领域技术人员应理解，尽管已描述了被认为是最佳模式的前述内容，并且在适当的情况下还描述了执行本技术的其它模式，但是本技术不应限于本说明书中公开的优选实施例的具体构造和方法。本领域技术人员应认识到，本技术具有广泛的应用范围，并且在不脱离所附权利要求所限定的任何发明构思的情况下，实施例可以进行宽范围的修改。

Claims (43)

1.一种致动器；包括
可移动部件和静态部件，其中所述可移动部件能够相对于所述静态部件移动；
第一形状记忆合金(SMA)致动器线，其具有联接到所述可移动部件的第一部分和联接到所述静态部件的第二部分，其中所述第一SMA致动器线的收缩引起所述可移动部件移动；
第二形状记忆合金(SMA)致动器线，其具有联接到所述可移动部件的第一部分和联接到所述静态部件的第二部分，其中所述第二SMA致动器线的收缩引起所述可移动部件移动，并且其中所述第一SMA致动器线的收缩引起所述第二SMA致动器线的扩张，并且所述第二SMA致动器线的收缩引起所述第一SMA致动器线的扩张；和
至少一个传感器，其用于感测所述可移动部件相对于所述静态部件的位置或定向。
2.根据权利要求1所述的致动器，还包括至少一个电阻测量电路，用于测量所述第一SMA致动器线和所述第二SMA致动器线的电阻，以确定所述可移动部件相对于所述静态部件的位置或定向。
3.根据权利要求1或2所述的致动器，其中，所述至少一个传感器包括至少一个霍尔效应传感器。
4.根据权利要求3所述的致动器，还包括至少一个磁场源。
5.根据权利要求4所述的致动器，其中所述至少一个磁场源是永磁体。
6.根据权利要求3、4或5中任一项所述的致动器，其中，所述至少一个传感器包括三个霍尔效应传感器和三个相应的磁场源，所述三个霍尔效应传感器和所述三个相应的磁场源被布置成在三维中感测所述可移动部件相对于所述静态部件的位置或定向。
7.根据权利要求3、4、5或6中任一项所述的致动器，其中所述至少一个传感器包括用于补偿外部磁场效应的额外的霍尔效应传感器。
8.根据前述权利要求中任一项所述的致动器，其中所述至少一个传感器包括至少一个磁隧道结。
9.根据前述权利要求中任一项所述的致动器，其中所述至少一个传感器包括四极磁体和以下中的至少一个：霍尔效应传感器或磁隧道结。
10.根据前述权利要求中任一项所述的致动器，还包括：
控制模块，其用于:
从所述至少一个传感器接收数据；以及，
基于所接收到的数据产生控制信号以控制传输到所述第一SMA致动器线和所述第二SMA致动器线的电力，进而调整所述可移动部件相对于所述静态部件的位置。
11.根据当从属于权利要求2时的权利要求10所述的致动器，其中所述控制模块从所述至少一个电阻测量电路接收附加数据，并且使用所述附加数据生成所述控制信号。
12.根据权利要求10或11所述的致动器，其中所述控制模块:
接收所述可移动部件的所需位置；和
产生第一控制信号以使所述可移动部件移动到所述所需位置。
13.根据权利要求12所述的致动器，其中，在施加所述第一控制信号之后，所述控制模块：
从所述至少一个传感器并且可选地从所述至少一个电阻测量电路接收指示所述可移动部分相对于所述静态部分的当前位置的数据；
确定感测到的位置是否匹配接收到的所需位置；和
如果所述感测到的位置与所述接收到的所需位置不匹配，则生成第二控制信号，以将所述可移动部件的当前位置朝向所述所需位置调整。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的致动器，还包括：
存储器，其用于存储所述可移动部件的多个位置以及对于每个位置存储至少一个相关联的传感器值的查找表。
15.根据权利要求14所述的致动器，其中所述查找表包括指示至少一个外部磁场的强度的数据。
16.根据权利要求14或15所述的致动器，其中使用在以下过程中的一个或更多个过程期间收集的数据来填充所述查找表：致动器制造过程、校准过程、和每当所述致动器被初始化时所执行的初始化过程。
17.根据权利要求14、15或16所述的致动器，其中，使用在使用所述致动器期间从所述至少一个传感器收集的数据来修改所述查找表。
18.根据前述权利要求中任一项所述的致动器，其中所述可移动部件能够相对于所述静态部件沿着第一轴移动，并且所述至少一个传感器感测所述可移动部件沿着所述第一轴的位置。
19.根据权利要求18所述的致动器，其中，所述可移动部件具有围绕第二轴的旋转自由度，所述第二轴垂直于所述第一轴，并且所述至少一个传感器感测所述可移动部件围绕所述第二轴的旋转或倾斜。
20.根据当从属于权利要求2时的权利要求3至17中任一项所述的致动器，其中所述可移动部件能够相对于所述静态部件沿着第一轴移动，并且所述至少一个传感器和/或所述至少一个电阻测量电路指示所述可移动部件沿着所述第一轴的位置。
21.根据权利要求20所述的致动器，其中所述可移动部件具有围绕第二轴的旋转自由度，所述第二轴垂直于所述第一轴，并且所述至少一个传感器和/或所述至少一个电阻测量电路指示所述可移动部件围绕所述第二轴的旋转或倾斜。
22.根据权利要求18至21中任一项所述的致动器，其中，所述至少一个传感器包括三个传感器，所述三个传感器被布置成指示所述可移动部件围绕次轴在两个旋转自由度上的旋转或倾斜，所述次轴各自垂直于所述第一轴。
23.根据权利要求1所述的致动器，其中，所述可移动部件能够相对于所述静态部件沿着第一轴移动，并且具有围绕次轴的两个旋转自由度，所述次轴垂直于所述第一轴，所述致动器还包括:
至少一个电阻测量电路，其用于测量所述第一SMA致动器线和所述第二SMA致动器线的电阻，以确定所述可移动部件相对于所述静态部件的位置或定向；和
所述至少一个传感器包括:
至少三个霍尔效应传感器，以感测以下之一或两者：所述可移动部件沿所述第一轴的位置和所述可移动部件绕所述次轴的旋转或倾斜。
24.根据前述权利要求中任一项所述的致动器，其中，所述可移动部件移动图像捕捉装置的至少一个光学元件。
25.根据权利要求24所述的致动器，其中所述可移动部件的移动为所述图像捕捉装置提供自动对焦。
26.根据权利要求24或25所述的致动器，其中所述可移动部件的移动为所述图像捕捉装置提供光学图像稳定。
27.根据权利要求1至26中任一项所述的致动器，其中所述致动器包括另外两条SMA致动器线。
28.根据权利要求1至26中任一项所述的致动器，其中所述致动器包括另外六条SMA致动器线。
29.一种设备，包括：
致动器，其用于移动所述设备的部件，所述致动器包括:
可移动部件和静态部件，其中所述可移动部件能够相对于所述静态部件移动；
第一形状记忆合金(SMA)致动器线，其具有联接到所述可移动部件的第一部分和联接到所述静态部件的第二部分，其中所述第一SMA致动器线的收缩引起所述可移动部件移动；
第二形状记忆合金(SMA)致动器线，其具有联接到所述可移动部件的第一部分和联接到所述静态部件的第二部分，其中所述第二SMA致动器线的收缩引起所述可移动部件移动，并且其中所述第一SMA致动器线的收缩引起所述第二SMA致动器线的扩张，并且所述第二SMA致动器线的收缩引起所述第一SMA致动器线的扩张；和
至少一个传感器，其用于感测所述可移动部件相对于所述静态部件的位置或定向。
30.根据权利要求29所述的设备，还包括：
电源；和
控制模块，其用于:
从所述至少一个传感器接收数据；以及，
基于接收的数据产生控制信号以控制从所述电源传输到所述第一SMA致动器线和所述第二SMA致动器线的电力，进而调整所述可移动部件相对于所述静态部件的位置。
31.根据权利要求29或30所述的设备，还包括：
存储器，其用于存储所述可移动部件的多个位置以及对于每个位置的至少一个相关联的传感器值的查找表。
32.根据权利要求29、30或31所述的设备，其中，所述设备是以下中的任一个：智能手机、移动计算装置、笔记本电脑、平板计算装置、安全系统、游戏系统、增强现实系统、增强现实装置、可穿戴装置、无人驾驶飞机、交通工具和自主驾驶交通工具中的任何一种。
33.根据权利要求1至28中任一项所述的致动器的用途，所述致动器在以下中的任一项中使用：智能手机、移动计算装置、笔记本电脑、平板计算装置、安全系统、游戏系统、增强现实系统、增强现实装置、可穿戴装置、无人驾驶飞机、交通工具和自主驾驶交通工具。
34.一种用于控制致动器的方法，所述方法包括：
接收所述致动器的可移动部件的所需位置，其中所述可移动部件能够通过第一形状记忆合金(SMA)致动器线和第二形状记忆合金(SMA)致动器线相对于所述致动器的静态部分移动，其中所述第一SMA致动器线的收缩引起所述可移动部件移动和所述第二SMA致动器线的扩张，并且其中所述第二SMA致动器线的收缩引起所述可移动部件移动和所述第一SMA致动器线的扩张；
从至少一个传感器接收数据，所述至少一个传感器用于感测所述可移动部件相对于所述静态部件的当前位置；和
基于所述传感器数据产生控制信号以控制传输到所述第一SMA致动器线和所述第二SMA致动器线的电力，进而调整所述可移动部件相对于所述静态部件的位置。
35.根据权利要求34所述的方法，还包括：
接收所述可移动部件的所需位置；和
产生第一控制信号以使所述可移动部件移动到所述所需位置。
36.根据权利要求35所述的方法，其中，在施加所述第一控制信号之后，所述方法包括:
从所述至少一个传感器接收指示所述可移动部分相对于所述静态部分的当前位置的数据；
确定感测到的位置是否匹配接收到的所需位置；和
如果所述感测到的位置与所述接收到的所需位置不匹配，则生成第二控制信号，以将所述可移动部件的当前位置朝向所述所需位置调整。
37.根据权利要求35或36所述的方法，其中产生第一控制信号的步骤包括：
使用来自感测所述第一SMA致动器线和所述第二SMA致动器线附近温度的至少一个温度传感器的数据来产生所述控制信号。
38.根据权利要求36或37所述的方法，其中确定感测到的位置是否匹配接收到的所需位置的步骤包括：
从查找表中检索与所需位置相关联的至少一个传感器值，所述查找表存储所述可移动部件的多个位置以及对于每个位置存储至少一个相关联的传感器值；和
确定从所述至少一个传感器接收的数据是否与检索的至少一个传感器值匹配。
39.一种非暂时性数据载体，其携带处理器控制代码以用于实现根据权利要求34至38中任一项所述的方法。
40.一种用于控制致动器的电路，所述电路包括:
接口，其用于接收所述致动器的可移动部件的所需位置，其中所述可移动部件能够通过第一形状记忆合金(SMA)致动器线和第二形状记忆合金(SMA)致动器线相对于所述致动器的静态部分移动，其中所述第一SMA致动器线的收缩引起所述可移动部件移动和所述第二SMA致动器线的扩张，并且其中所述第二SMA致动器线的收缩引起所述可移动部件移动和所述第一SMA致动器线的扩张；
其中所述电路:
从至少一个传感器接收数据，所述至少一个传感器用于感测所述可移动部件相对于所述静态部件的当前位置；和
基于传感器数据产生控制信号以控制传递到所述第一SMA致动器线和所述第二SMA致动器线的电力，进而调整所述可移动部件相对于所述静态部件的位置。
41.根据权利要求40所述的电路，其中，在施加所述第一控制信号之后，所述电路:
从所述至少一个传感器接收指示所述可移动部分相对于所述静态部分的当前位置的数据；
确定感测到的位置是否匹配接收到的所需位置；和
如果所述感测到的位置与所述接收到的所需位置不匹配，则生成第二控制信号，以将所述可移动部件的当前位置朝向所述所需位置调整。
42.根据权利要求40或41所述的电路，包括至少一个温度传感器，所述至少一个温度传感器感测所述第一SMA致动器线和所述第二SMA致动器线附近的温度，其中产生第一控制信号的步骤包括使用来自所述至少一个温度传感器的数据。
43.根据权利要求41或42所述的电路，包括存储查找表的存储器，所述查找表显示所述可移动部件的多个位置，并且对于每个位置显示至少一个相关联的传感器值，其中确定感测的位置是否匹配接收到的所需位置的步骤包括：
从检索与所述所需位置相关联的至少一个传感器值；和
确定从所述至少一个传感器接收的数据是否与检索的至少一个传感器值匹配。
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