形状记忆合金致动装置

摘要

一种形状记忆合金致动装置包括支撑结构(2)和可移动元件(10)。将可移动元件支撑在支撑结构上的螺旋轴承机构(20)引导可移动元件相对于支撑结构围绕螺旋轴线(H)的螺旋移动。至少一个形状记忆合金致动器线(60)在正交于螺旋轴线的平面内或以与该平面成锐角的方式连接在支撑结构和可移动元件之间，以便驱使可移动元件围绕螺旋轴线旋转，螺旋轴承机构将该旋转转换成所述螺旋移动。

说明书

本公开涉及形状记忆合金(SMA)致动装置(actuation apparatus)，其中至少一个SMA致动器线驱使可移动元件相对于支撑结构移动。

已知，使用SMA线作为致动器来驱使可移动元件相对于支撑结构的平移移动。SMA致动器线在微型设备中具有特殊的优势，并且可以应用于包括手持设备(例如照相机和移动电话)在内的各种设备中。例如，这种SMA致动器线可以用于光学设备(例如照相机)中，以用于驱使照相机透镜元件沿其光轴的平移移动，例如以实现聚焦(自动聚焦，AF)或变焦。

在WO-2007/113478中公开了为这种类型的照相机的SMA致动装置的一些示例。在本文中，可移动元件是由螺旋轴承机构(helical bearing arrangement)支撑在支撑结构上的照相机透镜元件，该螺旋轴承机构包括挠曲件(flexure)，挠曲件导引沿着光轴的平移移动。在本文中描述的一个示例中，SMA致动器线是一件(a piece of)SMA线，该一件SMA线在其端部处连接到支撑结构，并钩挂在照相机透镜元件上的钩形件上，以用于驱使平移移动。由该件SMA线的在钩形件任一侧上的部分形成的直的SMA致动器线相对于平行于光轴的移动方向以大于0度的锐角延伸。与沿移动方向延伸的SMA致动器线相比，以这种方式倾斜SMA致动器线增加了移动量，并且还减小了致动器在移动方向上的范围。

微型化是许多类型的SMA致动装置的重要设计标准。在许多应用中，希望在移动方向上最小化SMA致动装置的尺寸。例如，在SMA致动装置包括沿着光轴移动的透镜元件的情况中，希望最小化沿着光轴的尺寸。

在SMA致动器线与移动方向成锐角延伸的SMA致动装置中，例如在WO2007/113478中公开的照相机中，SMA致动器线本身必须具有沿着移动方向投影的范围。这在SMA致动装置上沿移动方向设置了最小尺寸，即使其他部件在该方向上可以做得更小。特别是，SMA致动器线沿移动方向投影的范围由所需的平移移动程度决定，因为SMA致动器线在长度上的最大变化是SMA致动器线总长度的给定百分比，这是由SMA材料的机电特性造成的。

因此，这种装置中的SMA致动器线约束沿移动方向尺寸的减小，然而希望减小这种约束。

根据本公开，提供了一种形状记忆合金致动装置，包括：支撑结构；可移动元件；螺旋轴承机构，其将可移动元件支撑在支撑结构上，并被布置成引导可移动元件相对于支撑结构围绕螺旋轴线的螺旋移动；以及至少一个形状记忆合金致动器线，其在正交于螺旋轴线的平面内或与该平面成锐角地连接在支撑结构和可移动元件之间，并且布置成，在收缩时，驱使可移动元件围绕螺旋轴线旋转，螺旋轴承机构将该旋转转换成所述螺旋移动。

这种类型的SMA致动装置利用螺旋轴承机构，螺旋轴承机构引导可移动元件相对于支撑结构的螺旋移动。这种螺旋移动涉及围绕螺旋轴线的旋转以及沿着螺旋轴线的整体平移。因此，SMA致动器线连接在支撑结构和可移动元件之间，以便驱使可移动元件围绕螺旋轴线旋转。由SMA致动器线的收缩驱使的旋转被螺旋轴承机构转换成可移动元件的螺旋移动。因此，可移动元件的平移移动作为螺旋移动的一部分沿着螺旋轴线被实现。

由于SMA致动器线具有驱使旋转的主要目的，SMA致动器线沿螺旋轴线投影的范围可以最小化，使得SMA致动装置的一些其他部件确定致动器在螺旋轴线方向(沿着螺旋轴线实现平移移动)上的尺寸。

在一些实施例中，SMA致动器线可以在正交于螺旋轴线的平面中延伸。在这种情况中，SMA致动器线具有沿螺旋轴线投影的最小范围。

在其他实施例中，SMA致动器线可以与正交于螺旋轴线的平面成锐角延伸。在这种情况中，SMA致动器线具有沿着螺旋轴线投影的范围，但是这可以通过调整该锐角来控制，以适合SMA致动装置的一些其他部件的尺寸约束。

各种不同类型的螺旋轴承机构可用于引导可移动元件相对于支撑结构的螺旋移动。例如，螺旋轴承机构可以包括至少一个滚动或滑动轴承，或者可以包括在支撑结构和可移动元件之间延伸的至少一个挠曲件。

类似地，SMA致动器线的各种不同构型可用于驱使可移动元件围绕螺旋轴线的旋转。例如，可以有单个SMA致动器线或多于一个SMA致动器线设置在围绕螺旋轴线的任何位置。

在第一类型的实施例中，弹性偏置元件可以连接在支撑结构和可移动元件之间，并且被布置成弹性地偏置至少一个SMA致动器线。一般而言，弹性偏置元件与SMA致动器线一起使用是已知的，弹性偏置元件向SMA致动器线施加应力，并驱使SMA致动器线在与收缩相反的方向上移动。这种弹性偏置元件可以与单个SMA致动器线或多于一个SMA致动器线一起被采用。

在第二类型的实施例中，一对SMA致动器线可以被布置成，在收缩时，在相反的方向上驱使可移动元件围绕螺旋轴线旋转。尽管在平移中使用一对SMA致动器线以向元件施加相反的力是公知的，但是在这里，SMA致动器线施加围绕螺旋轴线的相反的扭矩。然而，以与相对的SMA致动器线的已知用途类似的方式，SMA致动器线彼此施加应力，并且在收缩时，在相反的方向上驱使透镜元件围绕螺旋轴线旋转。

当应用于SMA致动装置(其中可移动元件是包括至少一个透镜的透镜元件，例如其中螺旋轴线是透镜元件的光轴)时，特定的优点被实现。在许多应用中，希望最小化沿这种透镜元件的平移移动方向的尺寸。例如，SMA致动装置可以是照相机，其中支撑结构具有安装在其上的图像传感器，并且透镜元件布置成将图像聚焦在图像传感器上。通过本技术实现的尺寸减小的优点在空间宝贵的手持设备和微型设备中(例如其中，至少一个透镜的直径至多为20毫米，优选至多为15毫米，优选至多为10毫米)特别有价值。

然而，本技术通常可以大致应用于任何类型的设备，该任何类型的设备包括静态部分和相对于静态部分可移动的可移动部分。通过非限制示例，致动器组件可以是以下设备中的任一种，或可以被设置于以下设备中的任一种中：智能手机、照相机、可折叠智能手机、可折叠智能手机照相机、可折叠消费电子设备、图像捕捉设备、可折叠图像捕捉设备、阵列照相机、3D感测设备或系统、伺服电动机、消费电子设备(包括家用电器)、移动或便携式计算设备、移动或便携式电子设备、笔记本电脑、平板计算设备、电子阅读器(也称为电子书阅读器或电子书设备)、计算附件或计算外围设备(例如鼠标、键盘、头戴式耳机、耳机、耳塞式耳机等)、安保系统、游戏系统、游戏附件(例如控制器、耳麦、可佩戴控制器等)、机器人或机器人化设备、医疗设备(例如，内窥镜)、增强现实系统、增强现实设备、虚拟现实系统、虚拟现实设备、可佩戴设备(例如，手表、智能手表、健身追踪器等)、无人机(空中、水上、水下等)、航空器、航天器、潜艇、交通工具以及自动化交通工具。应当理解，这是示例设备的非穷举列表。

本文描述的致动器组件可用在适合于图像捕捉、3D感测、深度测绘、航空测量、陆地测量、在太空中的测量或来自太空的测量、水文测量、水下测量、场景检测、碰撞警告、安保、面部识别、增强和/或虚拟现实、交通工具中的高级驾驶员辅助系统、自动化交通工具、游戏、手势控制/识别、机器人化设备、机器人化设备控制、非接触型技术、家用自动化、医疗设备以及触觉的设备/系统中。

为了允许更好地理解，现在将参考附图通过非限制性示例来描述本技术的实施例，在附图中：

图1是SMA致动装置的示意图，该SMA致动装置是照相机；

图2和图3是两个螺旋轴承的透视图；

图4至图7是具有可能的不同螺旋轴承机构的SMA致动装置的示意性横截面图；

图8是具有另一种可能的螺旋轴承机构的SMA致动装置的透视图；

图9至图13是可能的加载机构(loading arrangement)的侧视图；

图14是具有又一种可能的螺旋轴承机构的SMA致动装置的示意性横截面图；

图15是第一可替代轴承的横截面图，该横截面垂直于轴承的移动方向截取；

图16是图15的第一可替代轴承的侧视图；

图17是第二可替代轴承的横截面图，该横截面垂直于轴承的移动方向截取；

图18是图17的可替代轴承的侧视图；

图19是具有螺旋轴承机构的SMA致动装置的侧视图，该螺旋轴承机构包括多于一个挠曲件；

图20和图21是图19的螺旋轴承机构的平面图，该螺旋轴承机构具有不同形式的挠曲件；

图22是包括多于一个挠曲件的可替代螺旋轴承机构的透视图；

图23和图24是SMA致动器装置的示意性侧视图，该SMA致动器装置包括以两个不同角度延伸的SMA致动器线；

图25至图27是SMA致动器装置的示意性平面图，该SMA致动器装置具有不同的SMA致动器线和弹性偏置元件的布置；

图28至图30是SMA致动器装置的示意性平面图，其中SMA致动器线的不同布置是旋转相反的(opposed in rotation)；

图31和图32是SMA致动器装置的另一示例的透视图；

图33是图31和图32中所示的SMA致动器装置的平面图；

图34是SMA致动器装置的又一示例的透视图；

图35是图34中所示的SMA致动器装置的侧视图；

图36是图34中所示的SMA致动器装置的平面图；

图37是图34所示的SMA致动器装置的螺旋轴承机构的透视图；

图38是SMA致动器装置的又一示例的透视图；

图39是图38中所示的SMA致动器装置的侧视图；

图40是图38中所示的SMA致动器装置的平面图；

图41是SMA致动器装置的又一示例的透视图；

图42是图40中所示的SMA致动器装置的平面图；

图43是SMA致动器装置的又一示例的透视图；

图44是图43中所示的SMA致动器装置的平面图；

图45和图46是SMA致动器装置的另一示例的平面图；

图47是SMA致动器装置的又一示例的侧视图；

图48是SMA致动器装置的又一示例的平面图；以及

图49至图57是SMA致动器装置的又一示例的示意图；以及

图58是图52所示的SMA致动器装置的示例中的弹性加载元件的侧视图。

除非上下文另有要求，术语“轴承”在本文中使用如下。本文使用的术语“轴承”包括术语“滑动轴承(sliding bearing)”、“滑体轴承(plain bearing)”、“滚动轴承”、“滚珠轴承”、“滚柱轴承”、“空气轴承”(其中压缩空气使负载浮动)和“挠曲件”。本文使用的术语“轴承”通常是指作用是将运动仅约束为期望的运动并减少移动零件之间的摩擦的任何元件或元件的组合。术语“滑动轴承”用于表示轴承元件在轴承表面上滑动的轴承，并且包括“滑体轴承”。术语“滚动轴承”用于表示滚动轴承元件(例如滚珠或滚柱)在轴承表面上滚动的轴承。这种滚动轴承元件可以是屈从元件(compliant element)，例如充满气体的囊。在实施例中，轴承可以设置在非线性轴承表面上，或者可以包括非线性轴承表面。

在本技术的一些实施例中，可以组合使用一种类型以上的轴承元件来提供轴承功能。因此，本文使用的术语“轴承”包括例如滑体轴承、滚珠轴承、滚柱轴承和挠曲件的任意组合。

图1中示意性地示出了SMA致动装置1，该SMA致动装置1是照相机。

SMA致动装置1包括支撑结构2，支撑结构2具有安装在其上的图像传感器3。支撑结构2可以采取任何合适的形式，通常包括基座4，图像传感器固定到基座。支撑结构2还可以支撑下面进一步描述的IC芯片5。

SMA致动装置1还包括透镜元件10，在该示例中，该透镜元件10是可移动元件。透镜元件10包括透镜11，尽管可选地它可以包括多于一个透镜。透镜元件10具有与图像传感器3对准的光轴O，并且被布置成将图像聚焦在图像传感器3上。

SMA致动装置1是微型设备。在微型设备的一些示例中，透镜11(或多于一个透镜，当提供时)可以具有至多20mm，优选地至多15mm，优选地至多10mm的直径。

尽管在该示例中SMA致动装置1是照相机，但这通常不是必然的。在一些示例中，SMA致动装置1可以是光学设备，其中可移动元件是透镜元件，但是没有图像传感器。在其他示例中，SMA致动装置1可以是这样一种类型的设备，即，该设备不是光学设备，并且其中可移动元件不是透镜元件并且没有图像传感器。示例包括用于深度测绘、面部识别、游戏控制台、投影仪和安全扫描仪的设备。

SMA致动装置1还包括螺旋轴承机构20(在图1中示意性示出)，螺旋轴承机构将透镜元件10支撑在支撑结构2上。螺旋轴承机构20被布置成引导透镜元件10相对于支撑结构2围绕螺旋轴线H的螺旋移动。在该示例中，螺旋轴线H与光轴O重合，并且螺旋移动在图1中由箭头M示出。优选地，螺旋运动沿着右螺旋，即具有恒定半径的螺旋，但是通常任何螺旋都是可能的。螺旋的节圆沿着螺旋运动可以是恒定的或变化的。优选地，螺旋移动通常仅是螺旋的整圈的一小部分(少于四分之一)。

由螺旋轴承机构20引导的透镜元件10的螺旋运动包括沿着螺旋轴线H的平移移动和围绕螺旋轴线H的旋转移动的分量。沿着螺旋轴线H的平移移动是透镜元件10的期望移动，例如改变图像在图像传感器3上的焦距和/或改变图像在图像传感器3上的放大(变焦)。在这个示例中，围绕螺旋轴线H的旋转移动对于光学目的是不需要的，但是通常是可接受的，因为透镜元件10的旋转不会改变图像在图像传感器3上的焦距。

螺旋轴承机构20可以采取多种形式。

一种可能性是，螺旋轴承机构20包括是滚动轴承的一个或更多个螺旋轴承30，这种螺旋轴承的示例在图2和3中示出。在图2和图3的每一个中，螺旋轴承30包括一对轴承表面31和32，以及多于一个滚动轴承元件33，例如滚珠，其设置在轴承表面31和32之间。轴承表面31和32中的一个设置在支撑结构2上，而轴承表面31和32中的另一个设置在透镜元件10上。

螺旋轴承30引导透镜元件10相对于支撑结构2的螺旋移动，如箭头M所示。这可以通过轴承表面31和32围绕螺旋轴线H螺旋延伸(即沿着螺旋的线延伸)来实现。也就是说，在实际实施例中，如果螺旋轴承机构20中的一个或更多个螺旋轴承引导透镜元件10相对于支撑结构2的螺旋移动，则与轴承表面31和32距螺旋轴线H的距离相比，轴承表面31和32的长度可以是短的，使得它们的形状接近直的或者甚至每个都是直的。通常存在多于一个螺旋轴承30，其以不同角度位置围绕螺旋轴线H定位，在这种情况中，螺旋轴承30具有不同的定向，使得它们协作并保持足够的约束，以引导透镜元件10相对于支撑结构2的螺旋移动，即使单个螺旋轴承30的轴承表面31和32是直的。

在图2的示例中，轴承表面31和32各自包括相应的凹槽34和35，滚动轴承元件33位于凹槽34和35中。在这个示例中，凹槽34和35约束透镜元件10相对于支撑结构2的横向平移移动(即横向于箭头M所示的移动方向)。图2所示的凹槽的横截面是V形的，但是其他横截面也是可能的，例如挠曲成圆形或椭圆形的部分。通常，凹槽34和35提供了与相应的滚动轴承元件33的两个接触点。凹槽34和35可以螺旋地延伸。可选地，在实际实施例中，如果螺旋轴承机构20中的一个或更多个螺旋轴承30引导透镜元件10相对于支撑结构2的螺旋移动，则与轴承表面31和32距螺旋轴线H的距离相比，轴承表面31和32的长度可以是短的，在这种情况凹槽34和35可以是直的或者是接近直的。

在图3的示例中，第一轴承表面31包括滚动轴承元件33位于其中的凹槽36，并且第二轴承表面32中轴承表面是“平面的”。包括凹槽36的第一轴承表面31可以设置在支撑结构2和透镜元件10中的任一个上，以及第二轴承表面32设置在支撑结构2和透镜元件10中的另一个上。在图3的示例中，螺旋轴承30不约束透镜元件10相对于支撑结构2的横向平移移动(即横向于箭头M所示的移动方向)。轴承表面32是“平面的”，即该表面不是凹槽，并且只提供与滚珠的单点接触。换句话说，轴承表面32在滚动轴承元件33的整个宽度尺度上实际上是平面的，尽管在更大的尺度上是螺旋的。例如，如图所示，该“平面”表面是螺旋的，在沿移动方向螺旋扭曲的横截面中是一条线，在任何时候都保持与滚珠的单点接触。可选地，并且如上所述，在实际实施例中，如果螺旋轴承机构20中的一个或更多个螺旋轴承30引导透镜元件10相对于支撑结构2的螺旋移动，则轴承表面31和32的长度可以是短的，在这种情况下，轴承表面32可以是平面的或者是接近平面的。

图2和图3中以示例的方式示出了单个滚动轴承元件33，但是通常可以包括多于一个的任意数量的滚动轴承元件33。

在一些示例中，螺旋轴承30可以包括单个滚动轴承元件33。在这种情况中，螺旋轴承30本身不约束透镜元件10相对于支撑结构2围绕单个滚动轴承元件33的旋转移动，即围绕横向于箭头M所示的移动方向的轴线的旋转移动。然而，这最小化了螺旋轴承30的整体尺寸，并且特别是最小化了螺旋轴承30沿螺旋轴线H投影的高度，因为它只需要适应滚动轴承元件33的尺寸和轴承表面31和32的相对行程。

在其他示例中，螺旋轴承30可以包括多于一个滚动轴承元件33。在这种情况中，螺旋轴承30约束透镜元件10相对于支撑结构2围绕滚动轴承元件33中的任一个的旋转移动，即围绕横向于箭头M所示的移动方向的轴线的旋转移动。然而，与使用单个滚动轴承元件33相比，这增加了螺旋轴承30的整体尺寸，并且特别是增加了螺旋轴承30沿着螺旋轴线H投影的高度。

螺旋轴承机构通常可以包括任意数量的螺旋轴承30，其中螺旋轴承30的构造被选择为引导透镜元件10相对于支撑结构2的螺旋移动，同时在其他自由度上约束透镜元件10相对于支撑结构2的移动。许多螺旋轴承机构可以包括多于一个螺旋轴承30，并且至少一个螺旋轴承包括多于一个滚动轴承元件30。

具有可能的不同螺旋轴承机构的SMA致动装置1的一些具体示例在图4至图6中图示，图4至图6是正交于螺旋轴线的示意性平面图，示出了支撑结构2、透镜元件10以及螺旋轴承30。

图4图示了仅包括两个螺旋轴承37和38的可能的螺旋轴承机构。螺旋轴承37和38布置在透镜元件2的相对的侧上。

第一螺旋轴承37与图2所示的螺旋轴承30属于同一类型，在图2中轴承表面31和32各自包括相应的凹槽34和35。第一螺旋轴承37包括多于一个滚动轴承元件33，以约束透镜元件10和支撑结构2的相对移动。

第二螺旋轴承38与图3所示的螺旋轴承30属于同一类型，在图3中第一轴承表面31包括凹槽36，滚动轴承元件33位于凹槽36中，并且第二轴承表面32是平面的。

图4图示了第二螺旋轴承38的第一轴承表面31在支撑结构2上的情况，但是可选地它可以在透镜元件10上。第二螺旋轴承38可以包括单个滚动轴承元件33或多于一个滚动元件33，并且主要增加对透镜元件10和支撑结构2围绕第一螺旋轴承37的移动方向(箭头M)的相对旋转的约束。

图4的螺旋轴承机构包括比以下其他示例更少数量的螺旋轴承(即两个)，这简化了构造并减少了SMA致动装置1的占用面积。

图5图示了可能的螺旋轴承机构，其仅包括三个螺旋轴承39、40和41。三个螺旋轴承39、40和41围绕螺旋轴线H等角度地间隔开，但是可选地，它们可以不相等地间隔开。

第一螺旋轴承39和第二螺旋轴承40与图2所示的螺旋轴承30属于同一类型，在图2中轴承表面31和32各自包括相应的凹槽34和35。

第三螺旋轴承41与图3所示的螺旋轴承30属于同一类型，在图3中第一轴承表面31包括凹槽36，滚动轴承元件33位于凹槽36中，并且第二轴承表面32是平面的。图5图示了第三螺旋轴承41的第一轴承表面31在透镜元件10上的情况，但是可选地，它可以在支撑结构2上。

三个螺旋轴承39、40和41中的每一个可以包括单个滚动轴承元件或多于一个轴承元件33。这是可能的，因为由三个螺旋轴承39、40和41施加的约束，并且特别是第一螺旋轴承39和第二螺旋轴承40的凹槽足以在除螺旋移动之外的自由度上约束透镜元件10相对于支撑结构2的移动。由于在三个螺旋轴承39、40和41中的每一个中仅使用单个滚动轴承元件33，因此与图4的螺旋轴承机构相比，三个螺旋轴承39、40和41的整体尺寸并且特别是三个螺旋轴承39、40和41沿螺旋轴线H投影的高度被减小。

图6图示了可能的螺旋轴承机构，其仅包括四个螺旋轴承42至45。四个螺旋轴承42至45围绕螺旋轴线H等角度地间隔开。

第一螺旋轴承42与图2所示的螺旋轴承30属于同一类型，在图2中轴承表面31和32各自包括相应的凹槽34和35。

第二螺旋轴承43、第三螺旋轴承44和第四螺旋轴承45各自均与图3所示的螺旋轴承30属于同一类型，在图3中第一轴承表面31包括凹槽36，滚动轴承元件33位于凹槽36中，并且第二轴承表面32是平面的。图6图示了第二螺旋轴承43、第三螺旋轴承44和第四螺旋轴承45的第一轴承表面31在透镜元件10上的情况，但是可选地，它可以在支撑结构2上。

第二螺旋轴承43、第三螺旋轴承44和第四螺旋轴承45中的每一个可以包括单个滚动轴承元件33，而第一螺旋轴承42包括两个滚动轴承元件。这是可能的，因为由四个螺旋轴承42至45施加的约束足以在除螺旋移动之外的自由度上约束透镜元件10相对于支撑结构2的移动。

图7图示了另一可能的螺旋轴承机构，其仅包括四个螺旋轴承46至49。四个螺旋轴承46至49围绕螺旋轴线H等角度地间隔开，但是可选地，它们可以不相等地间隔开。

第一螺旋轴承46和第二螺旋轴承47与图2所示的螺旋轴承30属于同一类型，在图2中轴承表面31和32各自包括相应的凹槽34和35。

第三螺旋轴承48和第四螺旋轴承49与图3所示的螺旋轴承30属于同一类型，在图3中第一轴承表面31包括凹槽36，滚动轴承元件33位于凹槽36中，并且第二轴承表面32是平面的。图7图示了第三螺旋轴承48和第四螺旋轴承49的第一轴承表面31在透镜元件10上的情况，但是可选地，它可以在支撑结构2上。

四个螺旋轴承46至49中的每一个可以包括单个滚动轴承元件33。这是可能的，因为由四个螺旋轴承46至49施加的约束足以在除螺旋移动之外的自由度上约束透镜元件10相对于支撑结构2的移动。由于在四个螺旋轴承46至49中的每一个中仅使用单个滚动轴承元件33，因此与图4的螺旋轴承机构相比，四个螺旋轴承46至49的整体尺寸并且特别是四个螺旋轴承46至49沿着螺旋轴线H投影的高度被减小。

在图4至图7的每个螺旋轴承机构中，透镜元件10上的轴承表面32各自相对于支撑结构2上的轴承表面31布置在同一侧(全部在上方或全部在下方)。当轴承表面31和32螺旋延伸时，这意味着在图5的垂直于螺旋轴线H的横截面视图中，从螺旋轴线H向外看，位于透镜元件10上的所有轴承表面32都在位于支撑结构2上的轴承表面31的右侧，并且在图6和图7的视图中，当从螺旋轴线H向外看时，位于透镜元件10上的所有轴承表面32都在位于支撑结构2上的轴承表面31的左侧。由于这种布置，螺旋轴承的位于支撑结构2上的所有轴承表面31彼此都面向相同的方向，这有助于通过相同的工具制造轴承表面31。类似地，制造优势适用于透镜元件2上的轴承表面32，它们彼此也面向相同的方向。

这种布置的结果是，所有的螺旋轴承30需要以相同的螺旋方向加载。因此，螺旋轴承30的加载可以通过沿着螺旋轴线H施加加载力、围绕螺旋轴线H施加加载力或其组合来提供。在下面更详细描述的布置中，该加载力可以由弹性偏置元件70施加，该弹性偏置元件70弹性地偏置至少一个SMA致动器线60。

图8示出了另一可能的螺旋轴承机构，其是图7的螺旋轴承机构的修改。因此，螺旋轴承机构仅包括四个螺旋轴承46至49，并且四个螺旋轴承46至49围绕螺旋轴线H等角度地间隔开，但是可选地，它们可以不相等地间隔开。

如在图7的螺旋轴承机构中，(a)第一螺旋轴承46和第二螺旋轴承47与图2所示的螺旋轴承30属于同一类型，在图2中轴承表面31和32各自包括相应的凹槽34和35，以及(b)第三螺旋轴承48和第四螺旋轴承49与图3所示的螺旋轴承30属于同一类型，在图3中第一轴承表面31包括凹槽36，滚动轴承元件33位于凹槽36中，并且第二轴承表面32是平面的。图8图示了第三螺旋轴承48和第四螺旋轴承49的第一轴承表面31在透镜元件10上的情况，但是可选地，它可以在支撑结构2上。

如图7的螺旋轴承机构，四个螺旋轴承46至49中的每一个可以包括单个滚动轴承元件33。这是可能的，因为由四个螺旋轴承46至49施加的约束足以在除螺旋移动之外的自由度上约束透镜元件10相对于支撑结构2的移动。由于在四个螺旋轴承46至49的每一个中仅使用单个滚动轴承元件33，因此当每个螺旋轴承仅具有单个滚动元件时，四个螺旋轴承46至49的整体尺寸并且特别是四个螺旋轴承46至49沿光轴投影的高度被减小。

然而，与图7相比，图8的螺旋轴承机构被修改，以改变各个轴承46至49中的轴承表面31和32的布置，如下所述。在第一螺旋轴承46中，当沿着螺旋轴线H观察时，透镜元件10上的轴承表面32在支撑结构2上的轴承表面31上方，而在第二螺旋轴承47中，当沿着螺旋轴线H观察时，透镜元件10上的轴承表面32在支撑结构2上的轴承表面31下方。类似地，在第三螺旋轴承48中，当沿着螺旋轴线H观察时，透镜元件10上的轴承表面32在支撑结构2上的轴承表面31上方，而在第四螺旋轴承49中，当沿着螺旋轴线H观察时，透镜元件10上的轴承表面31在支撑结构2上的轴承表面32下方。

这可以在下面的基础上，通过参考竖直平面(平行于螺旋轴线)上的轴承约束来理解。第一螺旋轴承46和第三螺旋轴承48阻止透镜元件10向下移动，并且第二螺旋轴承47和第四螺旋轴承49阻止透镜元件10向上移动或围绕第一螺旋轴承46和第三螺旋轴承48之间的轴线旋转。

这种布置的结果是，螺旋轴承46至49不需要全部围绕螺旋轴线H以相同的螺旋方向加载。这有利于螺旋轴承46至49的加载。例如，这种布置允许通过弹性加载机构加载(如现在将要描述的)，或者通过由SMA致动器线60提供的力偶来加载(这将在下面描述)。

可选地，可以使用蚀刻来产生透镜元件10上的任何轴承表面的弹性加载，在这种情况中，可以使用相同的蚀刻来产生支撑结构2和透镜元件10之间的公共连接。用于SMA致动器线60的压接部分61(如下所述)可以通过例如激光焊接机械地和电气地连接到支撑结构2上的公共连接和插入物或蚀刻附加物。

任何类型的螺旋轴承机构20都可以包括弹性加载机构，该弹性加载机构将至少一个滚动轴承的轴承表面相对于其上设置有轴承表面的支撑结构或可移动元件抵靠滚动轴承元件加载。图9至图13示出了这种类型的弹性加载机构的一些示例。

图9至图13的每个示例应用于滚动轴承100，该滚动轴承100包括第一轴承表面101、第二轴承表面102和设置在第一轴承表面101和第二轴承表面102之间的滚动轴承元件103(例如滚珠或滚柱)。滚动轴承100可应用于本文所述的任何SMA致动装置1中的螺旋轴承的任何一个或更多个滚动轴承。当如此应用时，第一轴承表面101设置在支撑结构2或透镜元件10中的一个上，并且第二轴承表面102设置在支撑结构2或透镜元件10中的另一个上，或者以相反的方式设置。在每种情况中，第一轴承表面101相对于支撑结构2或透镜元件10之一是可移动的，第一轴承表面101设置在支撑结构2或透镜元件10之一上。相反，第二轴承表面102相对于支撑结构2或透镜元件10中的另一个固定，第二轴承表面102设置在支撑结构2或透镜元件10中的另一个上。

在图9的示例中，第一轴承表面101形成在连接到透镜元件10或支撑结构2的挠曲元件104上。挠曲元件104由弹性材料制成，通常是金属，例如钢，并且连接到透镜元件10或支撑结构2的相邻部分。因此，挠曲件104是弹性元件，其既允许第一轴承表面101相对于相邻的支撑结构2或透镜元件10移动，并且又充当弹性加载机构，该弹性加载机构将第一轴承表面101远离透镜元件10或支撑结构2的相邻部分抵靠滚动轴承元件103弹性地加载。

在图10的示例中，第一轴承表面101形成在主体105上。主体105通过桥接部分106连接到透镜元件10或支撑结构2，桥接部分106与主体105和透镜元件10或支撑结构2的相邻部分整体形成，该桥接部分106允许第一轴承表面101相对于相邻的支撑结构2或透镜元件10移动。桥接部分106被配置为布置在主体105与透镜元件10或支撑结构2的相邻部分之间的弹性元件。因此，桥接部分106充当弹性加载机构，该弹性加载机构将主体106以及因此第一轴承表面101远离透镜元件10或支撑结构2的相邻部分抵靠滚动轴承元件103弹性地加载。

图11的示例与图10的示例相同，除了挠曲元件107连接到桥接部分106。在这种情况中，挠曲元件107和桥接部分106一起允许第一轴承表面101相对于相邻的支撑结构2或透镜元件10移动，而挠曲元件107是弹性元件，其作为弹性加载机构，将主体106以及因此第一轴承表面101远离透镜元件10或支撑结构2的相邻部分抵靠滚动轴承元件103弹性地加载。与图10的示例相比，挠曲元件107可以被设计成提供主要的弹性效果。桥接部分106可以具有弹性，并因此与挠曲元件107结合而有助于加载，或者与挠曲元件相比，桥接部分106可以基本上没有弹性。这样，与图10的示例相比，桥接部分106可以相对较薄。有利的是，这种布置减少了应力松弛的发生。

图12的示例与图11的示例相同，除了桥接部分106被省略，使得主体部分105是与透镜元件10或支撑结构2的相邻部分分离的元件，并且通过挠曲元件107与透镜元件10或支撑结构2的相邻部分连接。结果，挠曲元件107单独作为弹性元件，其作为弹性加载机构，将主体105以及因此第一轴承表面101远离透镜元件10或支撑结构2的相邻部分抵靠滚动轴承元件103弹性地加载。

在图13的示例中，第一轴承表面101形成在柔性臂108上，该柔性臂108与透镜元件10或支撑结构2的相邻部分整体形成。因此，柔性臂108允许第一轴承表面101相对于相邻的支撑结构2或透镜元件10移动。此外，弹簧109(或其他弹性元件)布置在臂108与相邻的支撑结构2或透镜元件10之间。弹簧109处于压缩状态。因此，弹簧109是用作弹性加载机构的弹性元件，该弹性加载机构将第一承载表面101远离透镜元件10或支撑结构2的相邻部分抵靠滚动轴承元件103弹性地加载。

弹性加载机构的另一种可替代方案是，支撑结构2或透镜元件10中任一个上的一个轴承表面由支撑结构2或透镜元件10的蚀刻薄壁部分代替。考虑到支撑结构2或透镜元件10中的薄壁或扭曲部，可以通过使用胶水使这些公差调节对于每个组件是固定的。在SMA致动装置1是照相机的情况中，当透镜胶合到位时，透镜元件10中的薄壁部分或扭曲部可以固定到位，或者当屏蔽壳胶合到位时，底盘中的薄壁部分或扭曲部可以固定到位。以与图9至图13的示例相同的方式，可以使这种薄壁或扭曲部动态地适应轴承表面的变化。

图14示出了具有螺旋轴承机构的SMA致动装置1的示例，该螺旋轴承机构类似于图6的螺旋轴承机构，但是具有一些修改，如现在将描述的。该螺旋轴承机构包括四个螺旋轴承42至45，它们以与如上所述的在图6中相同的方式布置。螺旋轴承42至45各自均包括单个滚动轴承元件33，使得它们总共提供五个约束。第一螺旋轴承42与图2所示的螺旋轴承30属于同一类型，在图2中轴承表面31和32各自包括相应的凹槽34和35。第二螺旋轴承43、第三螺旋轴承44和第四螺旋轴承45各自均与图3所示的螺旋轴承30属于同一类型，在图3中第一轴承表面31包括凹槽36，滚动轴承元件33位于凹槽36中，并且第二轴承表面32是平面的。如图6所示，第二螺旋轴承43、第三螺旋轴承44和第四螺旋轴承45的第一轴承表面31被图示为位于透镜元件10上，但是可选地，它可以在支撑结构2上。

透镜元件10上的轴承表面32各自布置在支撑结构2上的轴承表面31的同一侧上(全部在上方或全部在下方)。当轴承表面31和32螺旋延伸时，这意味着在垂直于螺旋轴线H的横截面的图14的视图中，当从螺旋轴线H向外看时，透镜元件10上的所有轴承表面32都在支撑结构2上的轴承表面31的左侧。由于这种布置，所有螺旋轴承42至46需要以相同的螺旋方向(对应于图14中透镜元件2的顺时针旋转)加载。

为了提供这种加载，与图6相比，螺旋轴承机构被修改为包括两个附加的滚动轴承110，这两个滚动轴承是如下布置的螺旋轴承。滚动轴承110包括第一轴承表面111、第二轴承表面112和设置在第一轴承表面111和第二轴承表面112之间的滚动轴承元件113(例如滚珠或滚柱)。第一轴承表面111可相对于支撑结构2移动，并且弹性元件114布置在第一轴承表面111和支撑结构2之间。弹性元件114将第一轴承表面111远离支撑结构2加载，从而充当弹性加载机构，该弹性加载机构将第一轴承表面111抵靠滚动轴承元件113弹性地加载。作为可替代方案，滚动轴承元件110可以颠倒，使得第二轴承表面112可相对于透镜元件10移动，并且弹性元件114将第二轴承表面112抵靠滚动轴承元件113加载。附加的滚动轴承110可以具有任何合适的构造，包括图9至图13的任何示例中的滚动轴承110的构造。

附加的滚动轴承110相对于螺旋轴承42至46以相反的方式布置，使得它们以相同的螺旋方向(对应于图14中透镜元件2的顺时针旋转)加载螺旋轴承42至46。结果，图14所示的螺旋轴承机构高度地平衡，并且公差减小，这有助于制造。类似于图6的螺旋轴承机构，螺旋轴承42至46的制造由支撑结构2上彼此面向相同方向的所有轴承表面31以及透镜元件10上彼此面向相同方向的所有轴承表面32辅助。

这里示出了两个附加的滚动轴承110，布置在透镜元件2的相对的侧上。更一般地，可以提供任意数量的一个或更多个附加的滚动轴承110，但是围绕透镜元件2间隔开的多于一个附加的滚动轴承110有利于帮助力的平衡。

在上述示例中，螺旋轴承30是滚动轴承，但是在每种情况中，螺旋轴承30可以由滑动轴承代替，在图15至图18中示出了滑动轴承的两个示例。

在图15和图16所示的第一示例中，滑体轴承81包括位于支撑结构2和透镜元件10中的一个上的长形轴承表面83。滑体轴承81还包括形成在支撑结构2和透镜元件10中的另一个上的突出部85，突出部85的端部形成支承在长形轴承表面83上的轴承表面86。尽管在该示例中示出了两个突出部85，但是通常可以设置任意数量的一个或更多于一个突出部85。长形轴承表面83和轴承表面86是共形的，在该示例中两者是平面的，从而允许透镜元件10相对于支撑结构2的相对移动。理想地，长形轴承表面83和轴承表面86具有0.2或更小的摩擦系数。

在图17和图18所示的第二示例中，滑体轴承91包括位于支撑结构2和透镜元件10中的一个上的通道92，通道92的内表面形成轴承表面93。滑体轴承91包括形成在支撑结构2和透镜元件10中的另一个上的突出部95，突出部95的端部形成支承在轴承表面93上的轴承表面96。尽管在该示例中示出了两个突出部95，但是通常可以设置任意数量的一个或更多个突出部95。长形轴承表面93和轴承表面96是共形的，在该示例中两者是平面的，从而允许透镜元件10相对于支撑结构2的相对移动。理想地，长形轴承表面93和轴承表面96具有0.2或更小的摩擦系数。

在滑体轴承81和滑体轴承91中的每一个中，轴承表面83、86、93、96的材料选择成提供平滑的移动和长寿命。轴承表面83、86、93、96可以与下方的部件是一体的，或者可以由表面涂层形成。合适的材料包括例如，PTFE或其他聚合物轴承材料或金属。

在滑体轴承81和91中的每一个中，可以在轴承表面83、86、93、96上提供润滑剂。例如，这种润滑剂可以是粉末或流体。合适的润滑剂包括：石墨；硅糊(silicon paste)或低粘度油。

虽然螺旋轴承机构20包括螺旋轴承30，在上述示例中螺旋轴承30是滚动轴承，但是另一种可能性是螺旋轴承机构20包括至少一个挠曲件，该至少一个挠曲件在支撑结构2和透镜元件10之间延伸，例如如图19所示，其中螺旋轴承机构20包括两个挠曲元件50，每个挠曲件包括四个挠曲件51，挠曲件51具有如图20或图21所示的构型。如图19所示，挠曲件51各自沿螺旋轴线H预偏转，并且如图20和图21所示，每个挠曲件51围绕螺旋轴线H以弧形延伸。由于这种构型，挠曲件51引导透镜元件10相对于支撑结构2围绕螺旋轴线H的螺旋移动。图19至图21中挠曲件51的具体数量和布置不是必需的，并且可以使用挠曲件的其他构型(挠曲件的其他构型沿着螺旋轴线H预偏转并围绕螺旋轴线H以弧形延伸)来提供相同的功能。

图22是包括多于一个挠曲件120的替代螺旋轴承机构20的透视图，图22中示出了四个挠曲件120，尽管通常可以设置任意数量的挠曲件120。在这个示例中，螺旋轴承机构还包括安装在透镜元件10上的可移动板121和安装在支撑结构2上的支撑板122。可移动板121和支撑板122沿着螺旋轴线H间隔开，并且挠曲件120沿着螺旋轴线H延伸，并且相对于正交于螺旋轴线H的平面倾斜，围绕螺旋轴线H旋转对称。通过这种布置，挠曲件120引导透镜元件10相对于支撑结构2围绕螺旋轴线H的螺旋移动。

挠曲件120与可移动板120和支撑板122整体形成。这种形式的连接是有利的，因为它允许螺旋轴承机构被制成单个零件，例如在模制件中，从而提供精确的约束。因此，该解决方案将精度与低制造成本相结合。也就是说，原则上挠曲件120可以是以任何合适的方式连接到透镜元件10和支撑结构2的分离的元件。

现在将描述使用SMA致动器线来旋转透镜元件10。

SMA致动装置1包括至少一个SMA致动器线60，用于旋转透镜元件10的目的。该SMA致动器线60或每个SMA致动器线60连接在支撑结构2和透镜元件10之间，例如如图23和图24所示。SMA致动器线60通过压接部分61连接到支撑结构2和透镜元件10，压接部分61压接SMA致动器线60以提供机械和电连接。在图23的情况中，SMA致动器线60在正交于螺旋轴线H的平面内延伸。在图24的情况中，SMA致动器线60与正交于螺旋轴线H的平面成锐角θ延伸。SMA致动器线60偏离螺旋轴线。因此，在图23和图24两者的情况中，SMA致动器线60的收缩驱使透镜元件10围绕螺旋轴线H的旋转。因此，图23或图24的SMA致动器线60的定向中的任一种可以用于下面描述的任何布置中。

由于螺旋轴承机构20引导透镜元件10相对于支撑结构2的螺旋移动并约束其他自由度的移动，由SMA致动器线60的收缩驱使的旋转被螺旋轴承机构20转换成透镜元件10相对于支撑结构2的螺旋移动。因此，除了旋转移动的分量之外，透镜元件10相对于支撑结构2的平移移动的分量沿着螺旋轴线H实现。如上所述，这改变了图像在图像传感器3上的焦距。

由于SMA致动器线60具有驱使透镜元件10旋转的主要目的，所以SMA致动器线沿着螺旋轴线H投影的范围可以是最小化的。因此，SMA致动装置1的其他部件约束沿螺旋轴线H的尺寸减小。通常，沿螺旋轴线H投影的高度变成取决于螺旋轴承机构20，例如螺旋轴承机构，这在图23和图24中示意性示出。

在图23的情况中，当SMA致动器线60在正交于螺旋轴线H的平面中延伸时，SMA致动器线60具有沿着螺旋轴线H投影的最小范围，该最小范围基本上是SMA致动器线60的厚度，该最小范围明显小于螺旋轴承机构20沿着螺旋轴线H投影的范围E

在图24的情况中，由于SMA致动器线60相对于正交于螺旋轴线H的平面成锐角延伸，因此SMA致动器线60具有比图23的情况中更大的沿螺旋轴线H投影的范围E

在SMA致动装置1中可以使用该至少一个SMA致动器线60的各种不同布置，只要至少一个SMA致动器线60驱使透镜元件10相对于支撑结构2的旋转。参考图25至图30，至少一个SMA致动器线60的可能布置的一些示例如下，图25至图30是SMA致动装置1的各个示意图，包括示意性图示的连接部分65，连接部分65是透镜元件10的一部分，并且SMA致动器线60连接到连接部分65。在每种情况中，该SMA致动器线60或每个SMA致动器线60在所示的相应定向上连接在支撑结构2和透镜元件10之间。

在第一类型的实施例中，SMA致动装置1还包括连接在支撑结构2和透镜元件10之间的弹性偏置元件70，如图25所示。弹性偏置元件70通常是弹簧，如在下面的示例中，但是原则上可以由任何其他元件形成，例如挠曲件或弹性材料件。

这种弹性偏置元件70被布置成弹性地偏置至少一个SMA致动器线60。一般而言，弹性偏置元件70与SMA致动器线一起使用是已知的，弹性偏置元件70向SMA致动器线60施加应力，并驱使SMA致动器线60在与收缩相反的方向上的移动。因此，这种弹性偏置元件70可以与单个SMA致动器线60或多于一个SMA致动器线60一起被采用。在SMA致动1的特定情况中，弹性偏置元件70可以以各种方式布置，其中一些示例如下。

图25示出了一个示例，在该示例中，SMA致动装置1仅包括单个SMA致动器线60，并且弹性偏置元件70围绕螺旋轴线H延伸，从而提供围绕螺旋轴线H的力。在图25中，弹性偏置元件在拉伸时操作，但是可选地可以在压缩时操作，例如与SMA致动器线60并排布置。使弹性偏置元件70围绕螺旋轴线H延伸的使用最小化了弹性偏置元件70沿着螺旋轴线H投影的范围。

图26示出了一个示例，在该示例中，SMA致动装置1仅包括单个SMA致动器线60，并且弹性偏置元件70平行于螺旋轴线H延伸，从而提供沿着螺旋轴线H的力。在这种情况中，由弹性偏置元件70施加的力在不同于SMA致动器线60的方向上起作用，但是由于螺旋轴承机构20的作用，仍然提供弹性偏置。在图26中，螺旋弹簧是弹性偏置元件70，其轴线示出为平行于光轴。可选地，弹簧轴线可以与光轴成一定角度，如下面以及图38、图39和图40中进一步描绘和描述的那样。

图25和图26中所示的示例包括单个SMA致动器线60，但是可以修改为包括平行地起作用的多于一个SMA致动器线60。

图27示出了对应于图25的示例的这种情况的示例，但是其中，SMA致动器线60和弹性偏置元件70在透镜元件10的相对的侧上被复制。SMA致动器线60和弹性偏置元件70具有围绕螺旋轴线的旋转对称性，并且因此SMA致动器线60是互补的，并且平行地(也就是说，在相同的方向上并且因此一起被致动)驱使透镜元件10相对于支撑结构2围绕螺旋轴线H旋转。然而，由于SMA致动器线60布置在螺旋轴线H的相对的侧，因此SMA致动器线60还在正交于螺旋轴线H的平面中在相反方向上在透镜元件10上提供平移力(图27中的左和右)。因此，由SMA致动器线60施加的净平移力被最小化，从而减小了施加到螺旋轴承机构20的力。

在第二类型的实施例中，没有提供弹性偏置元件，并且取而代之的是，SMA致动装置1包括至少一对SMA致动器线60，该至少一对致动器线60被布置成在相反的方向上驱使透镜元件10围绕螺旋轴线H旋转。类似于相对的SMA致动器线的已知用途，以在线性移动的对象的平移中提供相反的力，该对SMA致动器线60或每对SMA致动器线60施加围绕螺旋轴线H的相反的扭矩。因此，该对SMA致动器线60彼此施加应力，该应力可通过螺旋轴承机构20起作用，并在相反方向上驱使透镜元件10围绕螺旋轴线H旋转。

在SMA致动器1的情况中，至少一对SMA致动器线60可以以各种方式布置，其中一些示例如下。

图28示出了一个示例，在该示例中，SMA致动装置1包括一对SMA致动器线60，该对SMA致动器线60布置在螺旋轴线H的相对的侧。因此，该对SMA致动器线60在正交于螺旋轴线的平面中在平行方向上(即，在图28中从左到右)向透镜元件10施加侧向力。在这种情况中，螺旋轴承机构20抵抗组合的侧向力。这对于需要加载的螺旋轴承机构20的类型是有利的，当使用螺旋轴承30(如图4中的示例)时可能是这种情况。

图29示出了一个示例，在该示例中，SMA致动装置1包括一对SMA致动器线60，该对SMA致动器线60布置在螺旋轴线H的同一侧。尽管图29示出了SMA致动器线60在沿着螺旋轴线H观察时彼此并排，但是SMA致动器线60可以可选地彼此重叠，以减小SMA致动装置1的占用面积。因此，SMA致动器线60在正交于螺旋轴线H的平面内沿相反方向向透镜元件10施加侧向力(即，在图29中，一个SMA致动器线60从左向右施加力，而另一个SMA致动器线60从右向左施加力)。因此，由SMA致动器线60施加到螺旋轴承机构20的净平移力被最小化，从而减小了施加到螺旋轴承机构20的力。这对于加载不利情况中的螺旋轴承机构20的类型可能是有利的，当使用挠曲件51时(如图19中的示例)可能是这种情况。

图30示出了一个示例，在该示例中，SMA致动装置1包括一对SMA致动器线60，该一对SMA致动器线60在透镜元件10的两个相邻侧上，并且在它们之间具有90度的角度。更一般地，SMA致动器线60的定向可以改变，使得它们之间的角度具有小于180度的任何尺寸，但是优选地，当沿着螺旋轴线H观察时，该角度在70度至110度的范围内。在这种情况中，与图28的示例相比，由SMA致动器线60施加到螺旋轴承机构20的净平移力减小。在图30的示例中，该减少是√2的系数，但是该系数可以通过选择SMA致动器线之间的角度来控制。这种类型的构造对于控制施加到螺旋轴承机构20的负载是有用的。这对于需要加载的螺旋轴承机构20的类型是有利的，当使用如图45中的示例的螺旋轴承30时可能是这种情况。

一般而言，本文描述的螺旋轴承机构20的任何形式，包括任何螺旋轴承机构或挠曲装置，可以与本文描述的至少一个SMA致动器线60的任何布置一起使用。

作为非限制性示例，图31至图38图示了SMA致动装置1的一些不同示例，该SMA致动装置1采用螺旋轴承机构20的特定形式和用于至少一个SMA致动器线60的特定构型，如下所述。在图31至图38的每一个中，支撑结构2和透镜元件10由模制部件形成。

在图31至图33的示例中，螺旋轴承机构20包括两个螺旋轴承37和38，其具有图4所示并且如上所述的类型的布置。也就是说，第一螺旋轴承37包括轴承表面31和32，每个轴承表面包括相应的凹槽34和35，第一螺旋轴承37具有多于一个滚动轴承元件33，并且第二螺旋轴承38包括第一轴承表面31和第二轴承表面32，该第一轴承表面31包括凹槽36，第二轴承表面32是平面的，第二螺旋轴承38具有单个滚动轴承元件33。

此外，在图31至图33的示例中，SMA致动装置1仅包括单个SMA致动器线60和提供弹性偏置力的弹性偏置元件70，其具有图26所示类型的布置。也就是说，弹性偏置元件70平行于螺旋轴线H延伸，并因此提供沿着螺旋轴线H的力。SMA致动器线60相对于螺旋轴线的法线以微小角度延伸。

在图34至图36的示例中，螺旋轴承机构20包括四个螺旋轴承46至49，其具有图7所示并且如上所述的类型的布置。图37更详细地示出了四个螺旋轴承46至49的布置。也就是说，第一螺旋轴承46和第二螺旋轴承47包括轴承表面31和32，每个轴承表面包括相应的凹槽34和35，第一螺旋轴承46和第二螺旋轴承47具有单个滚动轴承元件33，并且第三螺旋轴承48和第四螺旋轴承49包括第一轴承表面31和第二轴承表面32，第一轴承表面31包括凹槽36，第二轴承表面32是平面的，第三螺旋轴承48和第四螺旋轴承49具有单个滚动轴承元件33。轴承的具体布置在图42中更详细地示出。

此外，在图34至图36的示例中，SMA致动装置1包括一对SMA致动器线60，其具有图28所示的类型的布置。也就是说，SMA致动器线60布置在螺旋轴线H的同一侧，但是在收缩时，以相反的方向驱使透镜元件10围绕螺旋轴线H旋转。SMA致动器线60相对于正交于螺旋轴线H的平面成一定角度延伸。

在图38至图40的示例中，螺旋轴承机构20包括四个螺旋轴承46至49，其具有图37所示且如上所述的相同布置。

此外，在图38至图40的示例中，SMA致动装置1仅包括两个SMA致动器线60和提供弹性偏置力的弹性偏置元件70，其具有类似于图24所示类型的布置类型。一个不同之处在于，提供了两个SMA致动器线60，但是这些致动器线布置成，在收缩时，以相同的方向驱使透镜元件2围绕螺旋轴线H相对于支撑结构旋转，即，它们提供了围绕螺旋轴线H的相同方向的扭矩。因此，SMA致动器线60是互补的，并且与单个SMA致动器线60相比施加了增加的力，但是在旋转中不相反，因此仍然需要弹性偏置元件，存在两个弹性偏置元件70。在这个示例中，弹性偏置元件70与螺旋轴线H成锐角延伸，并且因此提供了具有沿着螺旋轴线H的分量和加载四个螺旋轴承46至49的分量的力。SMA致动器线60相对于正交于螺旋轴线H的平面以微小角度延伸。

同样在图38至图40的示例中，弹性偏置元件70的角度可以被选择成提供将滚珠保持在轴承表面上的期望力，同时还为SMA致动器线60提供偏置力，如上所述。这种成角度的弹性偏置元件也可以用于不同类型的轴承，例如滑体轴承，在滑体轴承中不希望有大的力。

在图41和图42的示例中，螺旋轴承机构20包括四个螺旋轴承46至49，其具有图27所示并且如上所述的相同布置。

此外，在图41和图42的示例中，SMA致动装置1包括两个SMA致动器线60和提供弹性偏置的两个弹性偏置元件70，其具有类似于图26所示的类型的布置。类似于图38至图40的示例，不同之处在于提供了两个SMA致动器线60，但是这些致动器线60被布置成，在收缩时，以相同的方向驱使透镜元件2围绕螺旋轴线H相对于支撑结构旋转，即，它们以相同的方向提供围绕螺旋轴线H的扭矩。因此，SMA致动器线60是互补的，并且与单个SMA致动器线60相比施加增加的力，但是旋转时不相反，因此仍然需要弹性偏置元件70。在该示例中，弹性偏置元件70沿着螺旋轴线H平行延伸，并因此提供了沿着螺旋轴线H的力。SMA致动器线60相对于正交于螺旋轴线H的平面以微小角度延伸。

在图41和图42的示例中，透镜元件10上的压接部分61与连接构件62整体形成，该连接构件62提供压接部分61之间的跨越透镜元件10的电连接。

在图43和图44的示例中，螺旋轴承机构20包括四个螺旋轴承46至49，其具有图37所示并且如上所述的相同布置。

此外，在图43和图44的示例中，SMA致动装置1包括两个SMA致动器线60和提供弹性偏置的两个弹性偏置元件，其具有图27所示的类型的布置。也就是说，SMA致动器线60和弹性偏置元件70具有围绕螺旋轴线H的旋转对称性，并且SMA致动器线60是互补的，并且平行地(也就是说，在相同的方向上并且因此一起被致动)驱使透镜元件10相对于支撑结构2围绕螺旋轴线H旋转。在这个示例中，弹性偏置元件70围绕螺旋轴线H延伸，并提供围绕螺旋轴线H的力。SMA致动器线60相对于正交于螺旋轴线H的平面以微小角度延伸。

在图43和图44的示例中，透镜元件10上的压接部分61与连接构件62整体形成，该连接构件62提供压接部分61之间的跨越透镜元件10的电连接。

在图45的示例中，螺旋轴承机构20包括两个螺旋轴承37和38，其具有图4所示并且如上所述的布置类型。也就是说，第一螺旋轴承37包括轴承表面31和32，具有多于一个滚动轴承元件33，每个轴承表面包括相应的凹槽34和35，并且第二螺旋轴承38包括第一轴承表面31和第二轴承表面32，具有单个滚动轴承元件33，该第一轴承表面31包括凹槽36，第二轴承表面32是平面的。

此外，在图45的示例中，SMA致动装置1包括一对SMA致动器线60，其具有图28所示的类型的布置。没有提供弹性偏置元件，并且该对SMA致动器线60以相反的方向驱使透镜元件10围绕螺旋轴线H旋转。该对SMA致动器线60以相互之间为90度的角度布置在透镜元件10的两个相邻侧上。SMA致动装置1包括电连接元件80，该电连接元件80被设置成建立从支撑结构2到SMA致动器线60的端部的电连接，SMA致动器线60的端部连接到透镜元件10。电连接元件80包括分别安装在透镜元件10和支撑结构2上的板83和82，以及跨越透镜元件10和支撑结构2之间的间隙连接板83和板82的柔性连接器81。

在图46的示例中，螺旋轴承机构20包括两个螺旋轴承37和38，其具有与图5中相同的布置(尽管在图46中仅部分地图示)。

此外，在图46的示例中，SMA致动装置1包括单个SMA致动器线60和用于提供弹性偏置的弹性偏置元件70，其具有图25所示的类型的布置，其中，弹性偏置元件围绕螺旋轴线H延伸以提供围绕螺旋轴线H的力。SMA致动装置1包括电连接元件80，该电连接元件80安装在透镜元件10上，并以与图45的示例相同的方式提供从SMA致动器线60的连接到透镜元件10的端部到支撑结构2的电连接。

图47和图48示出了SMA致动装置1的另外两个示例，该SMA致动装置1使用两个SMA致动器线60来对透镜元件10施加力偶，该力偶使螺旋轴承装置20加载。在图47和图48中，螺旋轴承机构20示意性地示出为包括多于一个螺旋轴承30，但是通常可以是本文公开的螺旋轴承机构20的任何示例。

在每个螺旋轴承机构20中，SMA致动器线60垂直于螺旋轴线H在压接部分61之间延伸，尽管这不是必需的。SMA致动器线60施加围绕螺旋轴线H的相反的扭矩，如以上其他示例中更详细描述的。

在图47的示例中，SMA致动器线60布置在平行于螺旋轴线H的平面中，使得SMA致动器线60沿着螺旋轴线H分离，并施加围绕正交于螺旋轴线H的轴线C的力偶。该力偶使螺旋轴承机构20加载。在该示例中，SMA致动器线60的布置最小化了SMA致动装置1在正交于螺旋轴线H的平面中的占用面积。

在图48的示例中，SMA致动器线60布置在正交于螺旋轴线H的平面中，使得SMA致动器线60与螺旋轴线H正交地分离，并施加围绕平行于螺旋轴线H的轴线C的力偶。同样，该力偶使螺旋轴承机构20加载。在该示例中，SMA致动器线60的布置最小化了SMA致动装置1沿着螺旋轴线H的高度。

图49至图57是SMA致动装置1的另外的示例的示意图。

图49至图57的示例具有现在将要描述的共同特征。

在图49至图57的每个示例中，螺旋轴承机构20包括两个螺旋轴承37和38，它们具有与图4所示类似的布置。除了下面描述的修改之外，以上描述适用于图49至图57的示例。因此，第一螺旋轴承37与图2所示的螺旋轴承30属于同一类型，在图2中轴承表面31和32各自包括相应的凹槽34和35，并且第二螺旋轴承38与图3所示的螺旋轴承30属于同一类型，在图3中第一轴承表面31包括凹槽36，滚动轴承元件33位于凹槽36中，并且第二轴承表面32是平面的。为了清楚起见，图49至图57是正交于螺旋轴线H的示意性平面图，但是两个螺旋轴承37和38如上所述螺旋地延伸。

在图49至图57的每一个中，第一螺旋轴承37和第二螺旋轴承38各自均包括一个或更多个滚动轴承元件33(为了清楚起见，图中未示出)，以约束透镜元件10和支撑结构2的相对移动，例如三个滚动轴承元件33，其中中间的一个可以仅用作间隔件，并因此不接触轴承表面31、32。

图49至图57示意性地图示了第一螺旋轴承37的轴承表面31和第二螺旋轴承38的轴承表面32中的每一个位于支撑结构2和透镜元件10上，以及它们相应的定向。在每种情况中，第一螺旋轴承37和第二螺旋轴承38的第一轴承表面31都在支撑结构2上，但是可选地，它可以在透镜元件10上。

在图49至图57的每个示例中，SMA致动装置1包括一对SMA致动器线60，该对SMA致动器线60被布置成以相反的方向驱使透镜元件10围绕螺旋轴线H旋转，该对SMA致动器线60在每种情况中具有与图29至图30的示例之一相同的布置。具体地，在每种情况中，每个SMA致动器线60都以附图中示意性示出的相应定向连接在支撑结构2和透镜元件10之间。

现在将描述图49至图57的示例的具体布置。

在图49的示例中，该对SMA致动器线60具有与图30的示例中相同的布置，在图30的示例中该对SMA致动器线60在透镜元件10的两个相邻侧上，并且它们之间具有90度的角度。因此，图49中，该对SMA致动器线60在平分SMA致动器线60的方向上施加净力，即以45°对角地施加。

第一螺旋轴承37和第二螺旋轴承38布置在SMA致动装置1的邻近SMA致动器线60的端部的角落中，并且因此，在正交于由该对SMA致动器线60施加的净力的方向上分开。第一螺旋轴承37和第二螺旋轴承38定向成使得螺旋轴承机构20通过一对SMA致动器线60加载。

这种设计对由制造过程中的公差引起的参数变化具有很好的耐受性。这种设计在正常使用中具有相对较高的轴承力(bearing force)，这是不希望的，但是可以接受，因为所有轴承力相对均衡。由于第一螺旋轴承37和第二螺旋轴承38放置在相对的角落处，因此这种设计具有减小倾斜的优点。在没有SMA致动器线的两侧周围有足够的空间用于其他部件，如电路、压接件和线。

在图50的示例中，该对SMA致动器线60具有与图30的示例中相同的布置，在图30的示例中该对SMA致动器线60在透镜元件10的两个相邻侧上，并且它们之间具有90度的角度。因此，在图49中，该对SMA致动器线60在平分SMA致动器线60的方向上施加净力，即以45°对角地施加。

第一螺旋轴承37布置在SMA致动装置的与来自一对SMA致动器线60的净力对准的角落中，并且第二螺旋轴承38布置在SMA致动装置1的邻近该对SMA致动器线60之一的端部的角落中。第一螺旋轴承37和第二螺旋轴承38定向成使得螺旋轴承机构20通过一对SMA致动器线60加载。

有利的是，这种设计具有相当低的轴承力，这是好的，但是轴承力是不均衡的。这种设计可能会有更大的倾斜量。有足够的空间用于其他部件，并且空间使用良好，因为几乎没有重叠的部分。然而，这种设计不能容忍由制造过程中的公差引起的参数变化。

在图51的示例中，该对SMA致动器线60具有与图29的示例中相同的布置，在图29的示例中该对SMA致动器线60布置在螺旋轴线H的同一侧上。该对SMA致动器线60平行，使得它们施加的净力没有垂直于螺旋轴线H的分量。因此，该对SMA致动器线60不使加载螺旋轴承机构20加载。

第一螺旋轴承37和第二螺旋轴承38布置在SMA致动装置1的与该对SMA致动器线60相对的一侧的角落中。SMA致动装置1包括磁性加载机构130，磁性加载机构被布置成使第一螺旋轴承37和第二螺旋轴承38加载。

这种设计对由制造过程中的公差引起的参数变化具有很好的耐受性。这种设计在正常使用中具有相当低的轴承力，所有轴承力相对均衡。这种设计可能会允许相对大的倾斜量。由于磁性加载机构，复杂性增加了，并且因此成本增加，但是该装置可以用于零功率自动对焦。有足够的空间来布置其他部件。

图52的示例与图51的示例相同，除了磁性加载机构130被布置在支撑结构2和透镜元件10之间的弹性元件140代替，以便使螺旋轴承机构20加载。弹簧140在图52中示意性地示出，并且可以具有任何合适的形式，例如如图58所示，在图58中弹性元件140是在支撑结构2和透镜元件10之间延伸的挠曲件，以便提供加载(指向图58中的页面内)，同时适应支撑结构2和透镜元件10之间的相对侧向移动(图58中的上下)。这个示例具有与图51的示例相似的优点，潜在地比磁体设计更便宜，但是存在由挠曲件刚度引起的问题。

在图53的示例中，该对SMA致动器线60具有与图28的示例中相同的布置，在图28的示例中该对SMA致动器线60布置在螺旋轴线H的相对的侧。因此，在图53中，该对SMA致动器线60在平行于SMA致动器线60的方向上施加净力，即竖直地施加。

第一螺旋轴承37和第二螺旋轴承38布置在SMA致动装置1的邻近SMA致动器线60的端部的角落中，并且因此，在正交于由该对SMA致动器线60施加的净力的方向上分开。第一螺旋轴承37和第二螺旋轴承38定向成使得螺旋轴承机构20通过一对SMA致动器线60加载。

这种设计可以容忍由制造中的公差引起的参数变化。这种设计具有中等的轴承力。在与第一螺旋轴承37和第二螺旋轴承38相对的一侧上具有用于其他部件的空间。由于轴承在同一侧，这种设计可能会有相对大的倾斜量。

在图54的示例中，该对SMA致动器线60具有与图30的示例中相同的布置，其中该对SMA致动器线60在透镜元件10的两个相邻侧上，并且它们之间具有90度的角度。

第一螺旋轴承37和第二螺旋轴承38布置在SMA致动装置1的相对的角落中，并且与由该对SMA致动器线60施加的净力对准。

这种设计不能容忍由制造过程中的公差引起的参数变化。这种设计具有中等的轴承力，但轴承力不是特别均衡。这种设计可以具有减少的倾斜量。具有用于其他部件的足够的空间，并且空间使用良好。

在图55的示例中，该对SMA致动器线60具有与图28的示例中相同的布置，在图28的示例中该对SMA致动器线60布置在螺旋轴线H的相对的侧。因此，在图53中，该对SMA致动器线60在平行于SMA致动器线60的方向上施加净力，即竖直地施加。

第一螺旋轴承37和第二螺旋轴承38布置在SMA致动装置1的相对的角落中。第一螺旋轴承37和第二螺旋轴承38定向成使得螺旋轴承机构20通过一对SMA致动器线60加载。

这种设计具有相对高的轴承力，但是由于第一螺旋轴承37和第二螺旋轴承38布置在相对的角落中，因此可以具有减小的倾斜。这种设计对参数变化有中等抵抗性。

在图56的示例中，该对SMA致动器线60具有与图29的示例中相同的布置，在图29的示例中该对SMA致动器线60布置在螺旋轴线H的同一侧上。然而，在图56中，该对SMA致动器线60不是平行的，而是相对于彼此倾斜，使得它们施加的净力具有垂直于螺旋轴线H的分量，即竖直地。

第一螺旋轴承37和第二螺旋轴承38布置在SMA致动装置1的与该对SMA致动器线60相对的一侧的角落中。第一螺旋轴承37和第二螺旋轴承38定向成使得螺旋轴承机构20通过一对SMA致动器线60加载。

与前面的示例相比，该设计使SMA致动器线60具有减小的长度。在这个设计中，有很大的空间用于其他部件。这种设计中的力相对较低且相对均衡，但这种设计对参数的变化不是很容忍。

在图57的示例中，该对SMA致动器线60具有与图29的示例中相同的布置，在图29的示例中该对SMA致动器线60布置在螺旋轴线H的同一侧上。然而，在图57中，该对SMA致动器线60不是平行的，而是相对于彼此倾斜，使得它们施加的净力具有垂直于螺旋轴线H的分量，即竖直地。

第一螺旋轴承37和第二螺旋轴承38布置在SMA致动装置1的相对的角落中。第一螺旋轴承37和第二螺旋轴承38定向成使得螺旋轴承机构20通过一对SMA致动器线60加载。

这类似于图56的示例，但是第一螺旋轴承37和第二螺旋轴承38在相对的角落中的布置可以减少倾斜量，代价是不能容忍参数的变化。

在上述所有示例中，SMA致动器线60由IC芯片5中所实施的控制电路驱动。特别地，控制电路为每个SMA致动器线60产生驱动信号，并将驱动信号提供给SMA致动器线60。控制电路接收表示透镜元件10沿光轴O的期望位置的输入信号，并产生被选择用于将透镜元件10驱动到期望位置的驱动信号。驱动信号可以使用电阻反馈控制技术产生，在这种情况中，控制电路20测量SMA致动器线20的长度的电阻，并且使用测量的电阻作为反馈信号来控制驱动信号的功率。这种电阻反馈控制技术可以如WO-2013/175197、WO-2014/076463、WO-2012/066285、WO-2012/020212、WO-2011/104518、WO-2012/038703、WO-2010/089529或WO-2010029316中任一个所公开的那样实施，以上每一个公开通过引用并入本文。作为替代，控制电路可以包括感测透镜元件10的位置的传感器，例如感测固定到透镜元件10的磁体的位置的霍尔传感器。在这种情况中，驱动信号使用感测到的位置作为反馈信号来控制驱动信号的功率。

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，以及在适当的情况下执行本技术的其他模式，但是本技术不应限于优选实施例的描述中公开的具体构型和方法。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中，实施例可以进行宽范围的修改。