专利名称：控制光学系统倾斜或转动中心的装置及致动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制光学系统光轴倾斜/转动中心的装置，更具体地说，涉及一种用于控制相机镜头光轴倾斜/转动中心位置并使光学系统产生倾斜/转动运动的致动器。
背景技术：
手机照相功能日趋完善，手机照相机目前已具备自动对焦功能，手机照相机如何具备光学防抖动功能是一个急待解决的问题。光学防抖动的物理原理非常简单，就是利用光学镜头相对于图像传感器坐横向平动或绕镜头光轴倾斜运动/转动来实现防抖动功能。尽管传统的相机早已具备光学防抖动功能，且相关的技术和器件早已成熟并在市场出售，然而能够用于手机照相机里的光学防抖动技术依然还不成熟。主要原因是手机里的空间限制，使实现光学防抖动异常困难。已经公开的US7725014和CN101384954A，其技术重点是描述如何能够同时产生线性和倾斜运动(或称为转动)的致动器，并利用这两种运动来实现自动对焦和光学防抖动功能。专利US2010/0080545A1其技术发明的重点仍是关于如何利用致动器中的弹簧来做电极，为致动器提供电能。虽然上述的技术专利各自解决了一些问题，但还是存在很多其它问题。其中，US7725014技术专利所描述的利用倾斜运动来实现防抖动功能，其光学镜头倾斜时的倾斜中心(或倾斜参考点，或称转动中心或转动轴)的位置是一个很重要的参数，其位置会严重影响防抖动功能的各个控制参数和防抖动效果。因此，需要知道其位置，这样才能实施精确的防抖控制。可是上述各个技术专利，并没有提出任何方法来控制倾斜时的倾斜中心(或倾斜参考点，或称转动中心或转动轴)位置。因此无法知道倾斜(或称转动)的中心位置，使利用倾斜(或称转动)来实现防抖动的难度大大提高，需要非常精密的软件来计算其瞬时的倾斜(或称转动)中心的位置，且防抖动的效果也相对较差；另外由于中心位置无法控制，使得许多情况下控制镜头转动时所需要的力矩很大，从而所需电能也很大，有时甚至会大到无法提供该所需电能(在手机应用的环境下)，出现无法运动的情况。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的致动器无法控制镜头转动中心位置的缺陷，提供一种控制光学系统光轴倾斜/转动中心位置的装置。本发明的目的在于提供一种控制光学系统倾斜/转动中心位置的装置。本发明的另一目的在于提供一个可以控制光学系统倾斜/转动中心位置并使光学系统产生倾斜/转动的致动器为了实现上述目标，本发明提供了一种控制光学系统倾斜/转动中心位置的装置(见图幻，该装置包括外壳；设置在所述外壳中的用于装载镜头的支架；
还包括两个连接在外壳和镜头支架上的第一弹簧系统和第二弹簧系统，其中所述任一弹簧系统皆为平面状弹簧系统并由至少一个片弹簧所组成，并且各个片弹簧的平面大致和其所组成的弹簧系统的平面平行；所述第一弹簧系统的弹簧平面和第二弹簧系统的弹簧平面大致平行，且所述各平面弹簧系统的法线方向基本和镜头支架的中心轴线或镜头光学轴线平行；所述第一弹簧系统，在沿镜头轴线方向的有效弹性系数远小于其在垂直于镜头轴线方向上的有效弹性系数；所述第二弹簧系统在各个方向上的有效弹性系数则远小于第一弹簧系统在相同方向上的有效弹性系数。在本发明所述的控制光学系统倾斜/转动中心的装置中，镜头支架连接臂是指所述弹簧系统或所述子弹簧用于连接镜头支架的部分，如图Ia所示。镜头支架连接臂不发生形变，也没有弹性力发生。仅仅起连接镜头支架和所述弹簧系统或所述子弹簧的作用。外壳连接臂(或称固定臂)是指所述弹簧系统或所述子弹簧用于连接外壳和/或固定于外壳的附件上的部分，如图Ia所示。固定臂也如同支架连接臂一样，不发生形变，也没有弹性力发生。弹簧臂是指连接镜头支架连接臂和固定臂之间的部分，如图Ia所示。是发生形变产生弹性力的位置。弹簧系统的有效弹性系数定义如下如图Ia所示为一个由四个子片弹簧所组成的平面弹簧系统。坐标系统如图所定义，是以弹簧系统在没有变形的状况下，以镜头支架连接臂所组成的连接环的几何中心或圆心为坐标原点。一般地镜头支架上有一个圆孔以使镜头可以通过并安装其上。所以，弹簧系统的支架连接臂一般以该圆孔的圆心呈对称分布。(注对称性在这里仅为叙述方便，在本发明里并不是一个必要的条件)。XY平面和弹簧平面重合，而Z轴在垂直于弹簧平面的方向上。在本发明装置中，弹簧系统的所有支架连接臂会连接在镜头支架上，由于镜头支架是刚性的，从而所有支架连接臂是一致地运动或移动。弹簧系统的外壳连接臂都会连接到外壳或连接到固定在外壳的附件上，所以弹簧系统的所有外壳连接臂都是固定不动的。当有力作用于镜头支架时，镜头支架会沿力的方向移动，从而导致弹簧系统的所有支架连接臂产生于镜头支架一致的位移，致使所有子弹簧的弹簧臂产生相对应的形变，产生弹性力。在静力学平衡的情况下，所有弹簧臂产生的弹性力的合力f和作用力F的大小相等而方向相反。在这情况下，我们可按胡克定律来定义有效弹性系数。如图Ib示，当作用力沿弹簧系统平面法线ζ方向时，镜头支架在该力作用下带动弹簧系统的所有支架连接臂沿ζ移动距离Z，由胡克定律得到Fz = -fz = -kz则1^定义为弹簧系统沿Z向的有效弹性系数。同理，如图Ic所示，当作用力是沿弹簧系统平面上任一方向时，镜头支架连接臂沿该方向的位移可以分解为由X和Y方向的位移来组成。按力的分解规律，作用力也可分解为在X和Y方向的分力，并且该分力可由胡克定律得到Fx = "fx = "kx XFy = -fy = -ky Y则kx和ky定义为弹簧系统沿X和Y方向上的有效弹性系数。fx，fy分别为弹性力合力在X和Y方向上的分量。在本发明所述的控制光学系统倾斜/转动中心的装置中，所述第一弹簧系统的各个片弹簧的支架连接臂，其连接在镜头支架的各部分，可以同在一垂直于镜头光轴的平面上，也可以不同在该平面上。对于第二弹簧系统，上述同样的特征条件也成立。如图4所示。在本发明所述的控制光学系统倾斜/转动中心的装置中，所述第一弹簧系统的各个片弹簧在连接到外壳的部分，可以同在一垂直于镜头光轴的平面上，也可以不同在该平面上。对于第二弹簧系统，上述同样的特征条件也成立。如图4所示。在本发明所述的控制光学系统倾斜/转动中心的装置中，所述弹簧系统可以由各种具备一定弹性的材料所组成，如塑料片，金属片，薄膜或厚膜材料，陶瓷片等；也可以由一些多种材料结合而成的复合材料，但具备一定弹性的材料所组成，如柔系电路板等。见图5。在本发明所述的控制光学系统倾斜/转动中心位置的装置中，所述第一弹簧系统可以由一个以上平面弹簧系统所组成，并且所有子平面弹簧系统都大致互相平行且大致垂直于镜头的轴线方向。在此情况下，所有子平面弹簧系统的合成效果可以等效于一个虚拟的平面弹簧系统，其弹簧平面位置在第一弹簧系统的弹簧平面位置上，而不是一个实在的物体平面。同样的特征可应用于第二弹簧系统。见图6。在本发明所述的控制光学系统倾斜/转动中心的装置中，所述第二弹簧系统可以由片弹簧以外其它形式的弹簧系统所组成，并且所组成的第二弹簧系统在各个方向上的有效弹性系数显着地小于第一弹簧系统在对应方向上的有效弹性系数。见图7。本发明的另一个目的是提供一个可以控制光学系统倾斜/转动中心位置并使光学系统产生倾斜/转动的致动器，该致动器(见图8)包括外壳；一个镜头支架，至少部分地被安置在所述外壳内；以及多个致动器，设置在所述镜头支架周围，与所述镜头支架耦合；其中至少一个致动器包含至少一个磁铁、至少一个线圈，且至少一个致动器包含至少一个轭铁；两个连接在外壳和镜头支架上的第一弹簧系统和第二弹簧系统，其中所述任一弹簧系统皆为平面状弹簧系统并由至少一个片弹簧所组成，并且各个片弹簧的平面大致和其所组成的弹簧系统的平面平行；所述第一弹簧系统的弹簧平面和第二弹簧系统的弹簧平面大致平行，且所述各平面弹簧系统的法线方向基本和镜头支架的中心轴线或镜头光学轴线平行；所述第一弹簧系统，在沿镜头轴线方向的有效弹性系数显着地小于其在垂直于镜头轴线方向上的有效弹性系数；所述第二弹簧系统在各个方向上的有效弹性系数则显着地小于第一弹簧系统在相同方向上的有效弹性系数。在本发明所述的控制光学系统倾斜/转动中心位置并使光学系统产生倾斜/转动的致动器中，所述轭铁可以由一个或多个导磁体组成。所述致动器中至少一个致动器可以独立配有至少一个轭铁，或至少与另一个致动器共同配有至少一个轭铁。并且所述致动器可以被独立控制，产生独立的运动。如果在对各致动器实施控制的过程中，准确地控制各致动器协调地独立运动，使各致动器的运动相对一致，则可实现镜头支架的线性运动，而如果线性运动的方向是沿着镜头支架的轴线方向，则此线性运动可用于调整镜头和图像传感器的相对距离，从而实现对焦功能。如果各致动器的独立运动不一致，则可使镜头支架出现转动或倾斜运动，该转动或倾斜运动可用于照相系统的图像稳定功能或照相系统的振动补偿功能。另外，所述致动器还可以被独立地精确控制，使各致动器可随时实现一致性的独立运动或不一致性的独立运动，并在两种运动模式间转换，从而实现镜头支架的独立的线性运动或独立转动或摆动，或两种运动的复合运动，从而可以实现独立自动对焦，独立振动补偿，或两种功能同时进行。在本发明所述的控制光学系统倾斜/转动中心位置并使光学系统产生倾斜/转动的的致动器中，所述第一弹簧系统的各个片弹簧的支架连接臂，其连接在镜头支架的各部分，可以同在一垂直于镜头光轴的平面上，也可以不同在该平面上。对于第二弹簧系统，上述同样的特征条件也成立。如图4所示。在本发明所述的控制光学系统倾斜/转动中心的装置中，所述第一弹簧系统的各个片弹簧在连接到外壳的部分，可以同在一垂直于镜头光轴的平面上，也可以不同在该平面上。对于第二弹簧系统，上述同样的特征条件也成立。如图4所示。在本发明所述的控制光学系统倾斜/转动中心位置并使光学系统产生倾斜/转动的的致动器中，所述弹簧系统可以由各种具备一定弹性的材料所组成，如塑料片，金属片，薄膜或厚膜材料，陶瓷片等；也可以由一些多种材料结合而成的复合材料，但具备一定弹性的材料所组成，如柔系电路板等。见图5。另外，如果所选用的弹性材料为金属或其它导电材料或导电复合材料，则此弹簧系统还可用来作为电极或电连接部件，引导电流或电压到线圈或致动器上。在本发明所述的控制光学系统倾斜/转动中心位置并使光学系统产生倾斜/转动的的致动器中，所述第一弹簧系统可以由一个以上平面弹簧系统所组成，并且所有子平面弹簧系统都大致互相平行且大致垂直于镜头的轴线方向。在此情况下，所有子平面弹簧系统的合成效果可以等效于一个虚拟的平面弹簧系统，其弹簧平面位置在第一弹簧系统的弹簧平面位置上，而不是一个实在的物体平面。同样的特征可应用于第二弹簧系统。见图6。在本发明所述的控制光学系统倾斜/转动中心位置并使光学系统产生倾斜/转动的致动器中，所述第二弹簧系统可以由片弹簧以外其它形式的弹簧系统所组成，并且所组成的第二弹簧系统在各个方向上的有效弹性系数显着地小于第一弹簧系统在对应方向上的有效弹性系数。见图7。在本发明所述的控制光学系统倾斜/转动中心的致动器中，其中的致动器可以至少一个是压电致动器或换能器。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图1是本发明中弹簧系统的有效弹性系数的定义示意图；(图a所示XY轴把以上弹簧分为ABCD4个相同部分，有4个相同的连接支臂，弹簧臂，外壳连接臂，图a中以镜头支架连接臂所组成的连接环的几何中心或圆心为坐标原点；图d中以镜头支架连接臂所组成的连接环的几何中心或圆心为坐标原点)图2本发明控制光学系统倾斜/转动中心的装置的装配结构示意3镜头支架的旋转中心图4弹簧系统的支架连接臂和外壳连接臂的连接方式示意图(图a中弹簧的镜头支架连接臂与Holder同一端面连接箭头所示位置，在此图示中为四处，实际连接有可能大于或小于四处粘接位；图b中，弹簧的镜头支架连接臂与Holder非端面的任意位置连接，在此列中为Holder侧方向圆柱面，在此图示中为四处，实际连接有可能大于或者小于四处粘接位)；图5弹簧系统的材料结构示意图(a的材质为塑料；b的材质为陶瓷；c的材质为金属)；图6复合弹簧系统的结构示意图；图7片弹簧系统以外的其它弹簧系统的可能实施例结构示意图；图8本发明所述的控制光学系统倾斜/转动中心的致动器结构示意图(图c为本发明所述的控制光学系统倾斜/转动中心位置并使光学系统产生倾斜/转动的致动器结构示意图)；
具体实施例方式为了对本发明的目的，技术特征和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式
。如图2为本发明所述控制光学系统倾斜/转动中心的装置的一个实施例的结构示意图。本发明所述的一种控制光学系统倾斜/转动中心的装置，包括外壳200 ；用于装载镜头的支架201，支架设置在外壳中；在某些实施方式里，所述镜头支架201可部分地延伸出外壳外；还包括第一弹簧系统202和第二弹簧系统203，所述弹簧系统固定在所述支架201和外壳200上。由于本发明装置中的弹簧系统在镜头支架的轴线方向上(或光轴方向)的有效弹性系数显著地小于垂直该轴平面上的有效弹性系数(或说X和Y方向上的有效弹性系数)，所以当有力作用于所述镜头支架上时，所述支架很容易产生沿轴线方向(即沿Z方向)的位移，然而在垂直于轴线方向的平面上的各方向上(或说沿X和Y方向上)则难于产生位移。换句话说，所述支架在沿支架轴线方向上的位移会显着地大于沿X和Y方向上的位移。又由于本发明装置中，第二弹簧系统在各个方向上的有效弹性系数都显着地小于第一弹簧系统在对应方向上的有效弹性系数，所以所述镜头支架在所述第二弹簧系统端的支架部分在X和Y方向产生的位移将会显着地大于所述镜头支架在所述第一弹簧系统端部分在X和Y方向产生的位移。两个运动的合成结果是镜头支架发生倾斜或称转动。如图3所示，301和306分别为第一弹簧系统和第二弹簧系统；302和304为弹簧臂；303为镜头支架的倾斜/转动中心；305为镜头支架。如果第一弹簧系统的X和Y方向的有效弹性系数设计成非常大，而第二弹簧系统在对应方向上的有效弹性系则非常小，那么合成运动的效果，就好比是第一弹簧系统端是固定不动，而第二弹簧系统端则这绕第一弹簧系统端转动。其总的结果是镜头支架绕一中心303作倾斜/转动而该中心的位置在第一弹簧系统附近。在第一弹簧系统的有效弹性系数远远大于第二弹簧系统的有效弹性系数时，该倾斜/转动中心就基本上在第一弹簧系统的弹簧平面上。反之，若第二弹簧系统的有效弹性系数比第一弹簧系统的有效弹性系数大，则倾斜/转动中心就会偏向第二弹簧系统。所以通过精心调整两个弹簧系统的有效弹性系数的比例，我们可以按需要设计出镜头支架的倾斜/转动中心的位置。
前面仅就本发明装置的功能和原理做一定性描述。按力学方程，在把作用力所产生的力矩效应考虑进后，详细的仿真计算也揭示了和前述相同的镜头支架倾斜/转动的物理图像。从前面的描述可见，本发明的控制光学系统倾斜/转动中心的装置中，由于第一和第二弹簧系统在沿镜头支架轴线方向上(或称沿Z方向)的有效弹性系数显着地小于其在垂直方向(即沿X和Y方向)的有效弹性系数，所以用很小的力就可以使镜头支架沿Z方向位移。这个位移特别重要，因为，我们可以利用这个位移来调整光学镜头和图像传感器的相对距离，从而实现对焦功能(无论是手动对焦还是自动对焦)。另一方面，由于镜头支架的倾斜/转动中心的位置变成可设计的，因此，我们可以预知该位置，使得镜头支架的倾斜/转动运动模式变得简单得多而且可以预测。这一点对利用镜头倾斜/转动运动来实现防抖动功能的相机来说很重要，因为镜头倾斜/转动的可预测性减低了控制的难度，提高了可靠性，省却了计算其瞬时倾斜(或称转动)中心的位置的程序，使控制速度更快更准确。另外，根据计算的结果显示，如果采用两个相同的第一第二弹簧系统，其产生倾斜/转动所需的能量将显着地大于本发明装置为产生相同倾斜/转动所需的能量。图4是本发明所述的弹簧系统的支架连接臂和外壳连接臂的连接方式实施例子。如图如所示，四个独立的片弹簧组成一个弹簧系统，401为外壳连接臂，402为弹簧臂，403为支架连接臂，404为镜头支架。如图所示，其中支架连接臂403和镜头支架404的连接部分在同一平面上。在本实施例中，该平面为镜头支架的其中一个端面。在实际应用中，该平面不必然在镜头支架的端面上。图4b是另一个实施例子，其中支架连接臂403并没有连接到镜头支架的端面上，而是镜头支架上的一部分。虚线405是支架连接臂403在镜头支架上的所连接的面。如图所示，各个片弹簧的403部分在镜头支架上的连接面不在同一平面。只要这些平面相距不是很远，各个片弹簧的总效果还是可以用一个虚拟平面弹簧来代替。上述所有实施方式都可应用于第一和第二弹簧系统。可同时应用，也可不同时应用。图5是弹簧材料的各种实施例子。本发明中所述的弹簧材料，可以选用任何具备一定弹性的材料，制作成片状，如图5a，5b,和5c所示，可选用材料包括但不限于塑料，陶瓷，金属，高分子聚合物等。换句话说，任何材料，只要设计的弹簧工作范围在其材料的弹性形变区内，都可用于本发明所述弹簧系统。特别地，一些复合材料也可用来做弹簧系统。如图5d所示，是其中一种复合材料，其复合方式(但不限于)是在一层绝缘层材料上镀上一层金属膜，使其上方可导电。如果弹簧系统采用金属或可导电材料(包括复合材料)，则弹簧系统还可用于电极或电连接部件，为致动器接入电流或电压。图6是复合弹簧系统的一个实施例子。本发明所述的第一第二弹簧系统中，任一弹簧系统都可有数个子平面弹簧系统所组成。如图所示，601和602是两个实际存在的平面弹簧系统，两者都连接到镜头支架604上。在弹性形变范围内，数学上可证明这个弹簧系统的总效应等效于另外一个平面弹簧603，见图。即可以在603的位置放置一个平面弹簧603，而其力学效果将和601加602 —样。所以，在本发明所述的一些其它实施例中，对于平面弹簧超出两个以上实施例子，第一和第二弹簧系统是指像603这样的虚拟平面弹簧，是一个数学上的概念弹簧，而不是一个实体弹簧。除了上述各种弹簧系统的实施例子，图7还显示了本发明所述第二弹簧系统的另外一些实施例子。701和703是镜头支架，702是环状回旋弹簧，704是柱状螺旋弹簧。只要设计和材料选用适当，这些弹簧都可以实现第二弹簧系统所需要的功能。即在各个方向上的有效弹性系数显着地小于第一弹簧系统在相同方向上的有效弹性系数。图8是本发明所述的一种可控制光学系统倾斜/转动中心位置并使光学系统产生倾斜/转动的致动器的一个实施例子。其具体实施方式
如下。图8a所述致动器的外观图。图8b是所述外观图沿对角线方向的横切面图。图8c是结构装配示意图。图中可见，所述镜头致动器包括外壳801和802 ；镜头支架803被安置在所述外壳内；在某些实施方式中，镜头支架可部分地延伸出外壳；镜头支架内有通孔(可带螺旋或不带)用于安装镜头或其它光学器件；在镜头支架的周围安装有一个以上致动器，每个致动器分别由线圈804，磁铁805，和轭铁806所组成，其中所述线圈804固定于镜头支架803上，而磁铁805则固定轭铁806内，轭铁又固定在外壳801或/和802上。线圈和磁铁面对面地并排着，而且在通电时会产生沿着镜头支架轴线方向(即Z方向)的力。多个致动器可以对称地安装在镜头支架周围，也可以不对称地安装在镜头支架的周围。在镜头支架的两端或靠近边端地带，有两个弹簧系统807和808于所述镜头支架和外壳相连接，其特征在于，所述任一弹簧系统皆为平面状弹簧系统并由至少一个片弹簧所组成，并且各个片弹簧的平面大致和其所组成的弹簧系统的平面平行；其特征还在于所述807的弹簧平面和808的弹簧平面大致平行，且所述各平面弹簧系统的法线方向基本和镜头支架的中心轴线或镜头光学轴线大致平行；其特征还在于所述弹簧807，在沿镜头轴线方向的有效弹性系数远小于其在垂直于镜头轴线方向上的有效弹性系数；所述808弹簧系统在各个方向上的有效弹性系数则远小于807弹簧系统在相同方向上的有效弹性系数。809和810是绝缘垫片。在本实施例中，由于多个致动器安置在镜头支架四周，可独立产生沿Z方向的力，并推动镜头支架与致动器的耦合部分运动。所以通过细致地控制所述致动器，可以使原本各自独立的致动器的运动变成协调一致的运动。从而实现镜头支架的线性运动，而如果线性运动的方向是沿着镜头支架的轴线方向，则此线性运动可用于调整镜头和图像传感器的相对距离，从而实现对焦功能。另外，通过细致地控制各个致动器，可以使镜头支架出现转动或倾斜运动，该转动或倾斜运动可用于照相系统的图像稳定功能或照相系统的振动补偿功能。在本实施例中，前述各种关于弹簧系统的实施例子都可应用于本发明所述的可以控制光学系统倾斜/转动中心位置并使光学系统产生倾斜/转动的致动器上。上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式
，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
权利要求
1.一种控制光学系统倾斜/转动中心的装置，包括一个外壳；至少部分地被安置在所述外壳中的用于装载镜头的支架；其特征在于，还包括两个连接在外壳和镜头支架上的第一弹簧系统和第二弹簧系统，其中所述任一弹簧系统皆为平面状弹簧系统并由至少一个片弹簧所组成，并且各个片弹簧的平面大致和其所组成的弹簧系统的平面平行；所述第一弹簧系统的弹簧平面和第二弹簧系统的弹簧平面大致平行，且所述各平面弹簧系统的法线方向基本和镜头支架的中心轴线或镜头光学轴线平行；所述第一弹簧系统，在沿镜头轴线方向的有效弹性系数显着地小于其在垂直于镜头轴线方向上的有效弹性系数；所述第二弹簧系统在沿各个方向上的有效弹性系数则显着地小于第一弹簧系统在相同方向上的有效弹性系数。
2.根据权利要求1所述的控制光学系统倾斜/转动中心的装置，其特征在于所述第一弹簧系统(和/或第二弹簧系统)的各个片弹簧在连接到镜头支架的部分，可以同在一垂直于镜头光轴的平面上，也可以不同在该平面上。
3.根据权利要求1所述的控制光学系统倾斜/转动中心的装置，其特征在于所述第一弹簧系统(和/或第二弹簧系统)的各个片弹簧在连接到外壳的部分，可以同在一垂直于镜头光轴的平面上，也可以不同在该平面上。
4.根据权利要求1所述的控制光学系统倾斜/转动中心的装置，其特征在于所述弹簧系统可以由各种具备一定弹性的材料所组成，如塑料片，金属片，薄膜或厚膜材料，陶瓷片，高分子聚合物等；也可以由一些多种材料结合而成的复合材料，但具备一定弹性的材料所组成，如柔性电路板等。
5.根据权利要求1所述的控制光学系统倾斜/转动中心的装置，其特征在于所述第一和/或第二弹簧系统皆由一个以上平面弹簧系统所组成。
6.根据权利要求5所述的控制光学系统倾斜/转动中心的装置，其特征在于所述第一弹簧系统和/或第二弹簧系统的所有子平面弹簧系统都大致互相平行且大致垂直于镜头的轴线方向。
7.根据权利要求5所述的控制光学系统倾斜/转动中心的装置，其特征还在于所述第一弹簧系统和/或第二弹簧系统的弹簧平面是一概念性的虚拟平面，并不是一实在的物体
8.根据权利要求1所述的控制光学系统倾斜/转动中心的装置，其特征在于所述第二弹簧系统可以由片弹簧以外其它形式的弹簧系统所组成，并且所组成的第二弹簧系统在各个方向上的有效弹性系数显着地小于第一弹簧系统在对应方向上的有效弹性系数。
9.一种可以控制光学系统倾斜/转动中心位置并使光学系统产生倾斜/转动的致动器，包括一个外壳；一个镜头支架，至少部分地被安置在所述外壳内；以及多个致动器，设置在所述镜头支架周围，与所述镜头支架耦合；其中至少一个致动器包含至少一个磁铁、至少一个线圈，且至少一个致动器包含至少一个轭铁；两个连接在外壳和镜头支架上的第一弹簧系统和第二弹簧系统，其中所述任一弹簧系统皆为平面状弹簧系统并由至少一个片弹簧所组成，并且各个片弹簧的平面大致和其所组成的弹簧系统的平面平行；其特征还在于所述第一弹簧系统的弹簧平面和第二弹簧系统的弹簧平面大致平行，且所述各平面弹簧系统的法线方向基本和镜头支架的中心轴线或镜头光学轴线平行；其特征还在于所述第一弹簧系统，在沿镜头轴线方向的有效弹性系数显着地小于其在垂直于镜头轴线方向上的有效弹性系数；所述第二弹簧系统在各个方向上的有效弹性系数则显着地小于第一弹簧系统在相同方向上的有效弹性系数。
10.根据权利要求9所述的致动器，其特征在于，所述致动器可以被独立控制，产生独立的运动，从而使镜头支架可以实现倾斜/转动或摆动。
11.根据权利要求9至10中任一权利要求所述的致动器，其特征在于，所述各致动器可以被协调控制，使所述各致动器独立地进行基本相同的运动以带动所述镜头支架作线性运动。
12.根据权利要求9至10中任一权利要求所述的致动器，其特征在于，所述致动器可以被精确控制，使各致动器可随时实现一致性的独立运动或不一致的独立运动，并在两种运动模式间转换，从而实现镜头支架的独立的线性运动或独立倾斜/转动或摆动，或两种运动的复合运动。
13.根据权利要求8所述的致动器，其特征在于，所述致动器中至少一个致动器独立配有至少一个轭铁，或与至少另一个致动器共同配有至少一个轭铁。
14.根据权利要求8所述的致动器，其特征在于，所述轭铁由一个或多个导磁体组成。
15.根据权利要求9至14中任一权利要求所述的控制光学系统倾斜/转动中心的装置，其特征在于所述第一弹簧系统(和/或第二弹簧系统)的各个片弹簧在连接到镜头支架的部分，可以同在一垂直于镜头光轴的平面上，也可以不同在该平面上。
16.根据权利要求9至14中任一权利要求所述的控制光学系统倾斜/转动中心的装置，其特征在于所述第一弹簧系统(和/或第二弹簧系统)的各个片弹簧在连接到外壳的部分，可以同在一垂直于镜头光轴的平面上，也可以不同在该平面上。
17.根据权利要求9至14中任一权利要求所述的控制光学系统倾斜/转动中心的装置，其特征在于所述弹簧系统可以由各种具备一定弹性的材料所组成，如塑料片，金属片，薄膜或厚膜材料，陶瓷片等；也可以由一些多种材料结合而成的复合材料，但具备一定弹性的材料所组成，如柔系电路板等。
18.根据权利要求9至14中任一权利要求所述的控制光学系统倾斜/转动中心的装置，其特征在于所述第一和/或第二弹簧系统皆由一个以上平面弹簧系统所组成。
19.根据权利要求18所述的控制光学系统倾斜/转动中心的装置，其特征在于所述第一弹簧系统和/或第二弹簧系统的所有子平面弹簧系统都大致互相平行且大致垂直于镜头的轴线方向。
20.根据权利要求18所述的控制光学系统倾斜/转动中心的装置，其特征还在于所述第一弹簧系统和/或第二弹簧系统的弹簧平面是一概念性的物理平面，并不是一实在的物体平面。
21.根据权利要求9至14中任一权利要求所述的控制光学系统倾斜/转动中心的装置，其特征在于所述第二弹簧系统可以由片弹簧以外其它形式的弹簧系统所组成，并且所组成的第二弹簧系统在各个方向上的有效弹性系数显着地小于第一弹簧系统在对应方向上的有效弹性系数。
22.根据权利要求17所述的致动器，其特征在于，其中所述具备一定弹性材料为金属或其它具备导电性能的材料时，可被用作为所述致动器或线圈的电极或电连接部件，导引电流或电压。
23.根据权利要求9至22中任一权利要求所述的致动器，其特征在于，所述致动器可以至少一个是压电致动器或换能器。
全文摘要
一种控制光学系统倾斜/转动中心的装置，包括外壳；设置在所述外壳中的用于装载镜头的支架；连接在外壳和镜头支架上的第一弹簧系统和第二弹簧系统，其中所述任一弹簧系统皆为平面状弹簧系统并由至少一个片弹簧所组成，并且各个片弹簧的平面大致和弹簧系统的平面平行；并且所述第一弹簧系统和第二弹簧系统的弹簧平面大致平行，且所述各弹簧系统的法线方向基本和镜头支架的中心轴线或镜头光学轴线平行；所述第一弹簧系统，在沿镜头轴线方向的有效弹性系数远小于其在垂直于镜头轴线方向上的有效弹性系数；所述第二弹簧系统在各个方向上的有效弹性系数则远小于第一弹簧系统在相同方向上的有效弹性系数。
文档编号H02K33/18GK102375292SQ201010258699
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月20日 优先权日2010年8月20日
发明者林小军 申请人:林小军, 爱佩仪光电技术有限公司