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用于照相機鏡頭元件的懸掛系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:9239952閱讀:888來源:國知局
用于照相機鏡頭元件的懸掛系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】用于照相機鏡頭元件的懸掛系統(tǒng)
[0001]本發(fā)明涉及以允許與光軸正交的移動的方式懸掛照相機鏡頭元件??梢岳么祟愐苿觼硖峁┯烧障鄼C鏡頭元件聚焦在圖像傳感器上的圖像的光學穩(wěn)像(OIS)。
[0002]OIS的目的在于補償照相機抖動,照相機抖動是通常由用戶手部移動造成的照相機設備的振動,其會降低由圖像傳感器所捕捉的圖像的質(zhì)量。OIS通常涉及經(jīng)振動傳感器(諸如陀螺儀傳感器)的振動檢測以及根據(jù)調(diào)節(jié)照相機設備以補償振動的致動裝置的檢測到的振動的控制。
[0003]在一種類型的OIS技術中,處理捕捉的圖像。然而,這需要顯著的處理能力。
[0004]在另一種類型的技術中,機械地調(diào)節(jié)照相機的光學系統(tǒng)。該類型技術的一些示例如下所述。
[0005]已知的以及成功地應用在相對大的照相機設備(諸如數(shù)字照相機)中的多種機械OIS技術難以小型化。照相機在廣泛的便攜式電子設備(例如移動電話和平板電腦)中變得非常普遍,并且在許多此類應用中,照相機的小型化是重要的。小型照相機設備中部件的非常緊密的封裝給在期望的封裝內(nèi)添加OIS致動器帶來很大困難。
[0006]W0-2010/029316和W0-2010/089529兩者均公開了所述類型的替代技術,其中照相機的光學系統(tǒng)被機械地調(diào)節(jié)。在該技術中,包括圖像傳感器和用于將圖像聚焦到圖像傳感器上的鏡頭系統(tǒng)的照相機單元圍繞垂直于彼此并且垂直于鏡頭系統(tǒng)的光軸的兩條假想軸線相對于照相機的支撐結(jié)構(gòu)傾斜。W0-2010/029316和W0-2010/089529具體地公開了包括被布置成驅(qū)動照相機單元的傾斜的多個SMA致動器的致動裝置。W0-2011/104518公開了 SMA致動設備,其中SMA致動器導線(SMA actuator wire)用于通過驅(qū)動照相機單元的傾斜來在照相機中提供OIS,但是具有附加的自由度。在此照相機中,需要提供足夠的間隙以允許整個照相機單元的傾斜。
[0007]為了減小照相機的總體封裝尺寸,已經(jīng)考慮通過將照相機鏡頭元件移動成與至少一個鏡頭的光軸正交來提供0IS。這具有減小照相機的總體封裝尺寸的可能性,因為只移動了照相機鏡頭元件,并且其橫向移動需要比使整個照相機傾斜更小的間隙。這種類型的OIS在本文中將被稱為“01S偏移”。
[0008]OIS偏移設備需要某種形式的懸掛系統(tǒng),因為僅橫向地驅(qū)使移動,并且因此任何致動裝置一般而言將不可操作以沿光軸定位照相機鏡頭元件。
[0009]可用的懸掛系統(tǒng)有利地允許照相機鏡頭元件相對于支撐結(jié)構(gòu)的與光軸正交的移動,但是防止沿著光軸的移動。已知懸掛系統(tǒng)的示例包括例如由線材制成的、平行于光軸延伸的多個橫梁,使得通過橫梁的撓曲來適應與光軸正交的移動。然而,此類懸掛在所允許的與光軸正交的行進量方面受到限制,并且在例如在照相機掉落時可能發(fā)生的特殊載重的情況下易受損壞。
[0010]根據(jù)本發(fā)明,提供了一種用于以允許與至少一個鏡頭的光軸正交的移動的方式懸掛包括至少一個鏡頭的照相機鏡頭元件的懸掛系統(tǒng),該懸掛系統(tǒng)包括:
[0011]支撐結(jié)構(gòu);
[0012]包括具有光軸的至少一個鏡頭的照相機鏡頭元件;
[0013]設置在支撐結(jié)構(gòu)和照相機鏡頭元件之間的至少一個球狀物,從而允許照相機鏡頭元件相對于支撐結(jié)構(gòu)的與光軸正交的移動;以及
[0014]連接在支撐結(jié)構(gòu)和照相機鏡頭元件之間的偏置裝置,該偏置裝置使支撐結(jié)構(gòu)和照相機鏡頭元件抵靠至少一個球狀物偏置,同時允許照相機鏡頭元件相對于支撐結(jié)構(gòu)的與光軸正交的所述移動。
[0015]本發(fā)明的懸掛系統(tǒng)使用至少一個球狀物以及偏置裝置,該偏置裝置連接在支撐結(jié)構(gòu)和照相機鏡頭元件之間并且通常平行于光軸地使支撐結(jié)構(gòu)和照相機鏡頭元件抵靠球狀物偏置。以這種方式,照相機鏡頭元件有效地保持抵靠球狀物,并且因此阻止沿光軸相對于支撐結(jié)構(gòu)移動。同時,球狀物承載照相機鏡頭元件相對于支撐結(jié)構(gòu)的與光軸正交的移動。偏置元件被選擇以允許此類移動。因此,當偏置元件提供穩(wěn)健地抵抗特殊載重的懸掛系統(tǒng)時,懸掛系統(tǒng)在很小阻力的情況下允許與光軸正交的移動。
[0016]這些優(yōu)點對于小型照相機特別有利,例如其中一個或多個鏡頭具有最多1mm的直徑。
[0017]懸掛系統(tǒng)可用在照相機中,其中圖像傳感器安裝在支撐結(jié)構(gòu)上。
[0018]可以提供被布置成在與至少一個鏡頭的光軸正交的任何方向上相對于支撐結(jié)構(gòu)移動可移動元件的橫向致動裝置。雖然可以應用任何合適的致動裝置,但是通過包括連接在支撐結(jié)構(gòu)和照相機鏡頭元件之間的多根SMA致動器導線的橫向致動裝置實現(xiàn)了特定優(yōu)點。SMA致動器導線可以連接在裝置中,使得在選擇性驅(qū)動時,它們在與至少一個鏡頭的光軸正交的任何方向上相對于支撐結(jié)構(gòu)移動可移動元件。
[0019]橫向控制電路可被提供用于生成橫向致動裝置的驅(qū)動信號。為了提供OIS,可進一步提供被布置成生成代表照相機振動的輸出信號的振動傳感器。在這種情況下,橫向控制電路可被布置響應于振動傳感器的用于驅(qū)動照相機鏡頭元件的移動的輸出信號,而成生成SMA致動器導線的驅(qū)動信號,以穩(wěn)定由照相機鏡頭元件聚焦的圖像。
[0020]和軸向偏置一樣,偏置裝置可被布置成提供使照相機鏡頭元件朝向中心位置偏置的橫向偏置力。這提供的優(yōu)點是:在不存在驅(qū)動照相機鏡頭元件的移動的情況下,照相機鏡頭元件將趨向于中心位置。這具有的作用是:在不驅(qū)動照相機鏡頭元件的情況下,例如在發(fā)生故障或處于節(jié)電的操作模式的情況下時,并入照相機鏡頭元件的照相機可保持功能。
[0021]偏置裝置可包括至少一個撓曲部(flexure),優(yōu)選地包括多個撓曲部。撓曲部的使用提供了多個優(yōu)點。撓曲部可被方便地設計成,提供使支撐結(jié)構(gòu)和照相機鏡頭元件抵靠至少一個球狀物偏置的期望的功能效果,同時允許照相機鏡頭元件相對于支撐結(jié)構(gòu)的與光軸正交的所述移動。撓曲部還可被方便地設計成提供使照相機鏡頭元件朝向中心位置偏置的橫向偏置力。此外,撓曲部能夠利用緊湊且輕型的機械結(jié)構(gòu)來提供這些功能。
[0022]此類撓曲部可具有如下的多個有利特征。
[0023]至少一個撓曲部的與光軸正交的平均寬度可以大于至少一個撓曲部的與光軸平行的平均厚度。
[0024]至少一個撓曲部可被布置成從其松弛狀態(tài)偏轉(zhuǎn),使得該撓曲部提供使支撐結(jié)構(gòu)和照相機鏡頭元件抵靠至少一個球狀物偏置的預加載力。
[0025]至少一個撓曲部的端部之間的在與光軸正交的方向上分辨的距離可以大于至少一個撓曲部的端部之間的在與光軸平行的方向上分辨的距離。
[0026]至少一個撓曲部可圍繞光軸延伸如在至少一個撓曲部的端部之間測量的至少90。。
[0027]至少一個撓曲部的長度可以大于至少一個撓曲部的與光軸正交的平均寬度。
[0028]可以在任何組合中應用的這些特征中的每一個提供了相對于期望地相對低的橫向偏置力增加偏置力以便允許橫向移動的優(yōu)點。
[0029]至少一個撓曲部可由片材形成,該撓曲部另外地包括在至少一個撓曲部的一個端部處的安裝到支撐結(jié)構(gòu)的基座配件以及在至少一個撓曲部的另一個端部處的安裝到照相機鏡頭元件的移動配件。
[0030]支撐結(jié)構(gòu)可包括由片材形成的安裝有基座配件的支撐板,并且照相機鏡頭元件可包括由片材形成的安裝有移動配件的移動板。
[0031]懸掛系統(tǒng)可包括形成支撐結(jié)構(gòu)的一部分的支撐組件和形成照相機鏡頭元件的一部分的移動組件,其中支撐組件和移動組件中的每一個具有層壓結(jié)構(gòu),并且至少一個撓曲部連接在支撐組件和移動組件之間。此類層壓結(jié)構(gòu)的使用提供了易于制造的緊湊構(gòu)造。
[0032]用于支撐板和移動板的片材的使用提供了易于制造的緊湊結(jié)構(gòu)。其進一步允許支撐板和/或移動板的片材與另一種片材層壓,以提供期望的機械性質(zhì)和/或電氣性質(zhì)。用于支撐板和移動板的有利結(jié)構(gòu)的一些示例如下所述。
[0033]在提供了包括在裝置中連接在支撐結(jié)構(gòu)和照相機鏡頭元件之間的多根SMA致動器導線的橫向致動裝置的情況下,其中SMA致動器導線被布置成在選擇驅(qū)動時在與至少一個鏡頭的光軸正交的任何方向上相對于支撐結(jié)構(gòu)移動可移動元件,則支撐板和移動板可各自由片材形成并且成形為具有壓接SMA致動器導線的壓接物。這提供了用于利用便于且易于制造的機械結(jié)構(gòu)安裝SMA致動器導線。
[0034]此外,支撐板可被分成至少兩個電隔離部分,每個電隔離部分壓接到不同的SMA致動器導線。以這種方式,支撐板可以起到安裝SMA致動器導線和提供電連接至在支撐結(jié)構(gòu)處的SMA致動器導線的靜態(tài)端部的雙重目的。例如,如果存在總共四根SMA導線,則支撐板可被分成四個電隔離部分,每個電隔離部分壓接到不同的SMA致動器導線,以提供用于每根SMA致動器導線的獨立致動的連接。
[0035]由片材形成的承載板可與支撐板層壓,承載板承載至少一個球狀物。承載板可提供有用于承載功能的合適性質(zhì)。在該情況下,承載板可被提供在支撐板的與照相機鏡頭元件相對的側(cè)面上,其中支撐板具有相對于該球狀物或每個球狀物的孔,至少一個球狀物通過該孔接合承載板。在該結(jié)構(gòu)中,支撐板中的孔橫向地定位和保持球狀物。
[0036]移動板可以是成形為具有壓接每根SMA致動器導線的壓接物的單個板。在這種情況下,移動板可提供公共電連接至所有SMA致動器導線。
[0037]移動配件可以是與移動板層壓的板。在該情況下,移動配件可承載至少一個球狀物。
[0038]移動配件可被分成每個連接到不同的撓曲部的至少兩個電隔離部分,其中的至少一個電連接到移動板。以這種方式,移動配件可起到連接撓曲部和提供電連接至在照相機鏡頭元件處的SMA致動器導線的移動端部的雙重目的。
[0039]通常,一個或多個電絕緣層可以與支撐板層壓,和/或一個或多個電絕緣層可以與移動板層壓,以提供部件之間的電隔離。
[0040]通過至少一個撓曲部可形成從支撐結(jié)構(gòu)到照相機鏡頭元件的電連接。這為撓曲部的使用提供了
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