照相机快门的制作方法

专利名称：照相机快门的制作方法
技术领域：
本文描述的实施方式总体上涉及透镜，更具体地，涉及透镜快门。
背景技术：
例如移动通信设备这样的设备可以执行除了通信功能以外的功 能，从而使这些设备对于消费者来说更为有用。例如，移动通信设备 可构造为存储和播放音乐文件和/或视频文件，和/或记录静止图像或 视频。
消费者会发现具有图像捕获能力的移动通信设备是非常有用的， 因为消费者不必携带独立的照相机来记录图像。用于记录图像的光学 器件，例如数字照相机透镜，可以包括快门，从而控制到达数字图像 传感器的光的量，所述数字图像传感器例如是记录图像的基于电荷耦
合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)的图像传感器。
数字图像设备中的快门可以实现为巻帘式快门。结果，与成像元 件关联的全部像素不可能同时(例如在当闪光灯照亮被拍照的对象时 的打开状态中)是可用的。通过数字图像设备中的闪光灯而捕获的图 像的清晰度可能不具有期望的质量，因为与成像元件关联的全部像素 在闪光灯开启时是不可用的。结果，数字图像设备的用户可能会不满 意使用闪光灯捕获的图像。

发明内容
根据一方面，提供一种设备。所述设备可包括遮蔽到传感器的开 口的快门叶片，以及底板，底板构造为支撑臂；支撑具有近端和远 端的电线，其中远端连接到臂，近端连接到柱；以及，经由枢轴位置 枢转地支撑快门叶片，其中枢轴位置允许快门叶片响应于电线对臂进 行的移位从第一位置运动到第二位置以遮蔽开口。
另外，移位柱(displacement post)连接到快门叶片的第一端以 导致快门叶片的第二端绕枢轴位置枢转，其中第二端响应于第一端的 移位而朝光通路枢转。另外，电线响应于施加给柱的电流而使臂移位。 另外，电流通过脉宽调制的波形施加给电线的近端。
另外，电线在大约70TC到大约98TC范围的温度下收缩.
另外，当电线达到低于大约7or;的温度时，柔性臂返回初始位置。 另外，底板接地。
另外，所述设备还可以包括第二快门叶片，第二快门叶片适于在 快门叶片从第 一位置运动到第二位置时沿着与前述快门叶片第二端的
运动方向相反的方向运动。
另外，快门叶片用作相对于开口的可变光阑。 另外，所述设备用在数字照相机的透镜组件中。 另外，在移动通信终端的一部分中实现数字照相机。
根据另一方面，提供一种设备。所述设备可包括逻辑，从而产 生预处理脉冲，所述预处理脉冲适于将电线保持在阈值温度以下的温 度，其中阈值温度导致电线收缩，由此关闭用在透镜组件中的快门叶 片；产生关闭脉冲，所述关闭脉冲适于使电线的温度升高到阈值温度以 上以关闭快门叶片；以及，产生保持脉冲，所述保持脉冲适于保持电 线的状态，其中所述状态包括收缩状态或松弛状态。所述设备可包括 输出接口，从而根据操作快门叶片的指令向电线提供预处理脉冲、关 闭脉冲或保持脉冲，其中所述指令涉及经由照相机中的图像传感器来 记录图像。
另外，预处理脉冲、关闭脉冲或保持脉冲中的至少一个是脉宽调 制脉冲。
根据另一方面，提供一种照相机。所述照相机可包括透镜组件， 用于接收来自对象的光学信息；快门组件，包括叶片、枢转地支撑叶 片的底板、以及响应于电流使叶片运动的电线；以及，记录经过快门 的光学信息的图像传感器。
另外，快门组件被支撑在透镜组件中。
另外，透镜组件和快门用于自动调焦或手动调焦操作。
另外，快门叶片用作可变光阑。
根据又一方面，提供一种可变光阑组件。可变光阑组件可包括 可变光阑叶片；响应于第一力或第二力来操纵可变光阑叶片的臂；枢 转地支撑可变光阑叶片和臂的底板，所述底板具有使光穿过的开口；以及，经由近端连接到底板并且经由远端连接到臂的第一电线，其中 第一电线响应于第一输入来施加第一力。照相机还可包括经由近端连 接到底板并且经由远端连接到臂的第二电线，其中第二电线响应于第
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另外，第一力使可变光阑叶片相对于开口关闭，第二力使可变光 阑叶片相对于开口打开。
根据又一方面，提供一种快门。所述快门可包括第一快门叶片； 第二快门叶片，适于沿着基本上与第一快门叶片的运动方向相反的方 向运动，第一和第二快门叶片构造成相对于光通路保持光学对称；底 板，适于枢转地支撑第一快门叶片和第二快门叶片，所述底板包括活 动部分，适于响应于力来移位第一快门叶片的一部分和第二快门叶片 的一部分；电线，经由近端支撑在底板的固定部分上并且经由远端支 撑在柔性部分上，其中电线适于响应于电流而收缩，由此产生相对于 柔性部分的力，其中所述力导致第一快门叶片和第二快门叶片控制光 通路的尺寸。
另外，第一快门叶片和第二快门叶片用作相对于光通路的可变光阑。
另外，底板适于配合在透镜镜筒的内部尺寸中。
根据另一方面，提供一种移动终端，该移动终端可包括用于使 用透镜组件相对于图像传感器对对象图像调焦的装置；用于允许与对 象图像关联的光通过透镜组件进入图像传感器的装置，其中该允许进 入装置被支撑在与透镜组件关联的透镜镜筒内部；以及，用于确定快 门速度以经由图像传感器记录对象图像的装置。移动终端还可包括 用于使用脉宽调制电流波形使快门叶片从打开位置运动到关闭位置的 装置，其中在快门处于关闭位置时，快门叶片阻止与对象图像关联的 光到达图像传感器；以及，用于在图像被记录时使快门返回打开位置 的装置。


包括在说明书中并且构成本说明书的一部分的附示出本发明 的一个或多个实施例，并且与描述内容一起解释本发明。在附图中， 图1A和1B是符合本发明原理的移动终端的示范性实施方式的图示；
图2图示出符合本发明原理的移动终端的示范性功能图； 图3图示出符合本发明原理的采用快门的示范性透镜组件； 图4图示出符合本发明原理的底板； 图5图示出符合本发明原理的快门叶片；
图6图示出符合本发明原理的包括图4的底板和图5的快门叶片
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图7图示出符合本发明原理的快门叶片处于关闭位置的图6的组
件；
图8图示出符合本发明原理的可用于致动快门的脉冲计时； 图9图示出符合本发明原理的双快门叶片实施方式； 图IOA和10B图示出符合本发明原理的双稳态实施方式的各方面； 图11图示出符合本发明原理的可用作可变光阑的一对快门叶片； 图12A和12B图示出符合本发明原理的双叶片可变光阑； 图13图示出符合本发明原理的确定针对可变光阑的设定的示范性 处理；以及
图14图示出符合本发明原理的控制快门的示范性处理。
具体实施例方式
下面对本发明的详细描述参照附图。不同附图中的相同附图标记 可标识相同或相似的元件。而且，下面的详细描述不限制本发明。
本发明的实施方式可用于通过以确定的速率关闭快门来改善使用 照相机而产生的图像的质量，所述速率可以与照相机的其它特征同步， 例如频闪闪光灯。实施方式可包括快门组件，快门组件装在照相机的 透镜之间并且直径足够小以便装在支撑透镜的透镜镜筒内部，使得快 门组件处在透镜组件的光圈面中。
快门组件可包括叶片和底部，底部具有开口以允许光经过而到达 图像捕获器件(例如CMOS成像器)、CCD器件等。利用可收缩电线(例 如肌线(muscle wire))以确定的速率将叶片拉盖在开口上。通过在 确定的时间施加确定的电流来使电线收缩。电流加热电线，加热导致 电线收缩。电线的收缩适于以确定的速率(例如速度)使快门相对于 开口关闭。
9快门的实施方式可用于控制到达成像器的光的量。例如，快门可
适于允许成像器在确定的期间内(例如O. Ol秒、0. 04秒等)接收光。 控制逻辑可用于以确定的速率关闭快门. 示范性移动终端
图1A和1B是示范性终端100的前视图和后视图，符合本发明的系 统和方法可在该终端100中实施。本文以移动终端为背景来描述本发明。 如本文使用的，术语"移动终端"可包括具有或不具有多行显示的蜂 窝式无线电话；个人通信系统(PCS)终端，其可使蜂窝式无线电话与数 据处理、传真和数据通信能力相结合；个人数字助理(PDA)，其可包括 无线电话、寻呼机、因特网/内联网访问接入口、网页浏览器、管理器、 日历和/或全球定位系统(GPS)接收机；以及，包括无线电话收发机的 常规膝上型电脑和/或掌上型电脑接收机或者其它电器。移动终端也可称 作"普适计算"设备。终端100还可包括照相机，如下文详细所述。还 应当理解，本发明也可在包括照相机的其它设备中实现，或者在不包括 其它通信功能的独立照相机中实现。
参照图1A，移动终端100 (此后称为终端100)可包括壳体IIO、透 镜组件120、快门按钮130和闪光灯140。壳体110可保护终端IOO的部 件不受外部元件的影响。透镜组件120可以使光聚焦并且可以包括多个 透镜元件。透镜组件120还可包括如下文进一步描述的快门或可变光阑。 快门按钮130可被用户压按以进行照相。
闪光灯140可包括照亮被拍照对象的器件。闪光灯140的实施方式 可与透镜组件120中的快门同步，从而控制到达终端100中的成像部件 的光的量。闪光灯140可包括发光二极管(LED)、氙照明器件、和/或 其它类型的照明器件。闪光灯140还可作为基于选通脉冲(strobe)的 闪光灯而操作。
图1B图示出终端100的背面。参照图1B，终端100包括显示屏150 和用户控制区160。显示屏150可以是液晶显示器(LCD)或某种其它类 型的显示屏，其允许用户看到将在用户照相时被捕获的图像。
用户控制区160可包括与经由终端100设置电话呼叫相关联的控制 器。例如，用户控制区160可包括拨号按钮、挂断按钮等。用户控制区 160也可包括菜单按钮，其允许用户看到与选择功能相关联的菜单，例如 终端100的照相机功能。示范性功能图
图2图示出终端100的示范性功能图。如图2所示，终端100可 包括处理逻辑210、存储装置220、用户接口 230、通信接口 240、照 相机250、致动器260和电源270。处理逻辑210可包括处理器、微处 理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等。处理 逻辑210可包括控制终端100及其部件(例如照相机250 )的操作的数 据结构或软件程序。存储装置220可包括存储可供处理逻辑210使用 的数据和指令的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、磁盘 或光盘及其相应的驱动器和/或另外类型的存储器。
用户接口 230可包括将信息输入终端100和/或从终端100输出信 息的机构。输入和输出机构的示例可包括接收电信号和输出音频信号 的扬声器、接收音频信号并输出电信号的麦克风、允许数据和控制命 令被输入终端100中的按钮、输出视觉信息的显示器、和/或引起终端 IOO振动的振动器。
通信接口 240可包括例如，天线、可以将来自处理逻辑210的 基带信号转换为射频(RF)信号的发射机、和/或可以将来自天线的射 频信号转换为基带信号的接收机。或者，通信接口 240可包括执行发 射机和接收机两者功能的收发机。
照相机250可包括基于硬件和软件的逻辑以利用终端100生成静 止或运动图像。在一个实施方式中，照相机250可包括固态图像捕获 部件，例如电荷耦合器件(CCD)或CMOS器件。在其它实施方式中， 照相机250可包括非固态器件，例如用于将图像记录到胶片上的器件。 照相机250可包括透镜组件、快门、可变光阑、和/或记录从对象接收 到的图像数据的其他器件。
致动器260可包括使与照相机250关联的快门或可变光阑运动的 器件。在一个实施方式中，致动器260可包括一条或多条电线，所述 电线构造成在由电流加热时收缩。电线可用于操纵在透镜组件120中 工作的快门或可变光阑。
电源270可包括向致动器260和/或在终端100中工作的其它器件 提供功率的器件。例如，电源270可包括提供电流给肌线的端部的器 件，所述肌线用作使快门叶片移位的致动器。电源270可包括独立电 源，例如电池，或者可以经由诸如壁装电源插座或外部电池组之类的外部源来提供功率。
电源270的实施方式可提供直流(DC)和/或交流(AC)信号给致 动器260。电源270可构造成向致动器270提供电流波形，例如脉宽调 制(PWM)波形。
如下面将要详细描述的，符合本发明原理的终端100可执行与操 纵透镜组件120中的快门或可变光阑有关的某些操作。终端100可响 应于处理逻辑210来执行这些操作，所述处理逻辑210执行包含在计 算机可读介质(例如存储装置220 )中的快门移位应用程序的软件指令。 计算机可读介质可定义为物理或逻辑存储器件和/或载波。
软件指令可从另一计算机可读介质或从另一器件经由通信接口 240读入存储装置220。包含在存储装置220中的软件指令可使处理逻 辑210执行后文所述的过程。或者，硬连线电路可代替软件指令来使 用或者与软件指令结合使用，从而实现符合本发明原理的过程。因此， 符合本发明原理的实施方式不限于硬件电路与软件的任何特定组合。
示范性透镜组件
图3图示出采用快门的示范性透镜组件120。透镜组件120可包括 第一透镜310、第二透镜312、第三透镜314、第一透镜镜筒320、第 二透镜镜筒330、光圏组件340、以及图像传感器350。同图3的布置 相比，透镜组件120的其它实施方式可包括更多的部件、更少的部件、 按替代布置方式排布的部件，和/或可以包括处在替代方位上的部件 (例如，透镜镜筒320/330可位于透镜310、 312、 314的上方和/或下 方)。
第一透镜310、第二透镜312和第三透镜314 (总称透镜310 )可 包括适于将进入的光信号(例如从被拍照对象反射的光)聚焦到图像 传感器350上的光学元件。透镜310可适于一起操作以将光信号聚焦 在图像传感器350上。在一个实施方式中，透镜310可在执行聚焦操 作时彼此相对运动。透镜310可由光学性能玻璃、塑料或其它材料制 成。
第一透镜镜筒320和第二透镜镜筒330 (总称透镜镜筒320 )可包 括适于支撑一个或多个透镜310的结构。在一个实施方式中，可以使 用两个透镜镜筒部分，例如第一透镜镜筒320和第二透镜镜筒330，在 另一实施方式中，可以使用单个透镜镜筒，其中该单个透镜镜筒基本上环绕透镜310和光圈组件340。其它实施方式还可以使用透镜镜筒的 其它构造。透镜镜筒320可由能够支撑一个或多个透镜310和/或光圈 组件340在确定的位置处的金属、塑料、玻璃、复合材料和/或其它材 料制成。透镜镜筒320的内表面的轮廓可构造成支撑透镜310和/或光 圈组件340。
光團组件340可包括控制从透镜310的外表面360传到图像传感 器350的光的量的器件。光圈组件340可包括适于允许或阻止光到达 图像传感器350的多个部件。光團组件340的大小可适于配合在透镜 镜筒320的内部，并且可以具有小于或等于尺寸370的高度。光圈组 件340可包括一个或多个收缩器件(例如电线)以使光圏组件340允 许或阻止光到达图像传感器350。
图像传感器350可包括记录经由透镜310接收的光学信息的器件。 图像传感器350可包括记录与进入的光有关的光强的固态器件。图像 传感器350可包括被分成各个单元(例如像素)的表面区域。图像传 感器350可单独地或成组地开启/关掉像素，和/或可以单独地或成组 地存储来自像素的信息。
示范性底板
图4图示出底板400。底板400可包括支撑能用于遮蔽光通路(例 如底板400中的开口 )的快门叶片和/或其它结构的器件。底板400的 大小可适于配合在透镜镜筒320的内部并且可由透镜镜筒320的内表 面支撑。底板400可由能够支撑一个或多个快门叶片的金属、塑料、 复合材料、和/或其它材料制成。在一个实施方式中，底板400可由导 电材料制成。底板400的导电实施方式可以接地和/或连接到另一电位， 例如相对于地的正电压或负电压。图4所示的底板400的实施方式可 适用于采用单个快门叶片的单稳态实施方式。其它实施方式可适用于 其它应用，例如需要双稳态实施方式的应用，即，使用两个快门叶 片的实施方式，和/或使用多于两个快门叶片的应用。
在一个实施方式中，底板400的直径可约为5毫米(mm)到10mm， 在优选的实施方式中，底板400可具有约7-8mm的直径。底板400的 尺寸可进行轻量化以使底板400可用在自动聚焦透镜构造中。例如， 透镜镜筒320在自动聚焦实施方式中可适于朝向和背向图像传感器 350运动。底板400可以足够轻以使得不损害透镜镜筒320的运动。
13底板400可包括下表面405、柔性臂410、端接器420、柱通道430、 移位通道440、快门枢轴通道450、以及开口 460。下表面405可以是 基本扁平的并且可以包括开口 460以允许光从中通过，例如允许入射 光从上表面360传到图像传感器350。开口 460可用作光通路，并且可 以根据底板400将用于其中的透镜和/或应用的类型而改变大小、形状 以及在下表面405上的位置。下表面405还可沿着下表面405的外边 缘支撑柔性臂410，从而沿着下表面405的内部部分(例如接近开口 460的部分)保持狭窄的厚度。
柔性臂410可被活动地支撑在下表面405上，使得柔性臂410的 各部分可经由移位器件(例如肌线、支柱、臂等)而被移位。柔性臂 410可根据柔性臂410的期望弯曲特性而由与下表面405相同的材料或 不同的材料制成。 一旦用于使柔性臂410移位的力从柔性臂410去除， 柔性臂410就可返回初始位置。柔性臂410可包括用于接收移位器件 (例如肌线)的端部的末端420。
柱通道430可包括开口，该开口适于接收柱，例如绝缘柱，所述 柱用于支撑移位器件，例如肌线。移位通道440可包括开口，该开口 穿过下表面405并适于接收能够用于使物体(例如快门叶片的部分) 移位的构件，例如柱。
快门枢轴通道450可包括开口，该开口适于接收柱，该柱允许快 门叶片的部分绕所述柱和/或快门枢轴通道450枢转。
示范性快门叶片
图5图示出快门叶片500。快门叶片500可包括适于相对于底板 400运动以遮蔽开口 460的器件。快门叶片500可被活动地支撑在下表 面405上并且可以平行于底板400的表面运动。快门叶片500可由金 属、塑料和/或其它材料制成。快门叶片500的大小和/或形状可适于 实现快门叶片500相对于开口 460的确定的移位速度。
快门叶片500可包括主体510、内表面520、外表面530、快门枢 轴柱540、以及凹口 550。主体510可以是基本扁平的并且可以由对于 光不透明的材料制成，使得当主体510位于光源和开口 460之间时， 主体510阻止光经过开口 460。
内表面520可包括快门叶片500在其相对于底板400被移位时越 过开口 460的表面。外表面530可包括快门叶片500面对底板400的外边缘的表面。外表面530可成形为符合底板400的外边缘或透镜镜 筒320的内表面的轮廓。
快门枢轴柱540可包括穿过快门枢轴通道450并将快门叶片500 相对于底板400的下表面405保持在确定位置的器件，快门枢轴柱540 可适于在快门枢轴通道450内旋转，从而允许快门叶片500覆盖和显 露开口 460。凹口 550可包括适于接合与移位通道440相关的柱的通道。 凹口 550可用于移位快门叶片500的一部分以使快门叶片500的另一 部分绕快门枢轴柱540而枢转。
示范性组件
图6图示出包括底板400和快门叶片500的光圈组件340。光圏组 件340可包括电源270、底板400、快门叶片500、绝缘柱610、电线 620、枢轴位置630以及移位柱64。移位方向650和660在下面被详细 示出和描述。
绝缘柱610可包括支撑电线620的端部(例如近端)的结构。绝 缘柱610还可使近的电线端与底板400绝缘。绝缘柱610可连接于电 源270并且可以从电源270接收供电线620使用的电流。
电线620可包括导电的器件或结构。在一个实施方式中，电线620 可由在被施加电压和/或电流时改变形状的材料制成。例如，电线620 可由随一个或多个参数(例如温度)而改变形状和/或其它性质的形状 记忆合金制成。
在一个实施方式中，电线620可构造成在其被加热超过阈值温度 时收缩(即，固定长度变得较短)。电线620的实施方式可包括具有 低传导率的合金(例如具有阻抗特性的合金)以促进对电线620的加 热从而在向电线620施加电流时获得期望的特性，例如长度的改变。
适合用作电线620的电线的实施方式可包括由镍和钛制成的形状 记忆合金，对于相关领域技术人员来说可称作"肌线，，(例如商标名 为Nitinol和Flexinol ) 。 4吏用肌线的实施方式可在被加热超过阈值 温度时收缩大约3%到5%。例如， 一种如图6实施方式这样的实施方式 可使用肌线作为电线620，其在大约70-98t:的温度下收缩并且在大约 50-68X:的温度下;^驰(即，返回预加热状态)。
在一个实施方式中，电线620可构造成对柔性臂410施加足够的 力以使柔性臂410朝绝缘柱610移位。使柔性臂410移位可以导致移位柱640沿移位方向650移位。沿方向650的移位可导致快门叶片500 的另一部分沿与方向650基本相反的方向移位。例如，内表面520可 响应于方向650上的移位而沿方向660被移位。
电线620可用于允许柔性臂410被移位确定量的长度，例如长度 670,例如，电线620可被切割成使柔性臂410从电线620处于水>弛状 态(例如图6所示的状态，其中电线620具有长度670 )的第一位置移 位到电线620处于收缩状态的第二位置的尺寸。导致柔性臂410的期 望移位所需的电功率的量可根据电线620的期望加热度、电线620的 热容、以及电线620的阻抗来确定。
电线620的实施方式可以用稳态电流或可变电流来驱动。例如， 在一个实施方式中，电线620可被波形驱动，例如脉宽调制(PWM)波 形。例如PWM这样的波形可被选择以向电线620提供期望的加热量、 允许电线620的确定的冷却量、提供用于引起快门叶片500的快速运 动的功率控制、以及控制流过电线620的电流。
枢轴位置630可包括位置和/或支撑结构，当快门叶片500从第一 位置(例如打开位置，在该位置光经过开口 460 )运动到第二位置(例 如关闭位置，在该位置光被阻止经过开口 460 )时快门叶片500周绕所 述位置和/或支撑结构进行枢转。
移位柱640可包括接合凹口 550以使快门叶片500的一部分移位 以接近凹口 550的器件。例如，移位柱640可沿方向650移位凹口 550 以导致内表面520沿方向660移位。
图7图示出图6的光團组件340，其快门叶片500处于关闭位置。 在图7中，电线620已收缩至长度710，该长度可以是相对于长度670 的确定长度。电线620的收缩可引起柔性臂410的一部分被移位距离 720。在一个实施方式中，距离710可以与距离720相同，在另一个实 施方式中，距离710和720可以不同。在各个情况下，电线620的收 缩可对快门叶片500施力并且可导致快门叶片500沿期望的方向运动。 当电线620冷却时，即，电线620接近低于用于收缩的阈值温度的温 度时，柔性臂410可返回初始位置。
示范性致动波形
图8图示出可用于致动快门叶片500的脉冲计时。在图800中， 幅度轴810可代表一个或多个波形(例如电流波形)的幅度。幅度轴
16810可代表以毫安、安、瓦等为单位的值。时间轴815可代表在图800 中信息显示的时间。时间轴815可代表以亳秒、秒、分钟等为单位的 值。
外加电流820可代表与经由电源270施加给电线620的电流相关 的信息。外加电流820可以是波形，例如PWM波形，和/或可以是稳态 的。平均电流830可代表随图800中的时间而变的平均电流值。例如， 电源270可向电线620提供PWM电流波形。电源270可根据系统特性 (例如快门叶片500应当运动得多快和/或多远)来改变脉冲间距和/ 或脉冲幅度。平均电流830可代表在确定的时间间隔内施加的PWM电 流波形的平均值。
温度840可代表照相机250内的环境温度值。温度840可用于确 定阈值，例如电线620的爭^弛状态的阈值。温度840可根据操作照相 机250所处的环境而变。温度840可经由在照相机250中操作的温度 传感器而获得。
电线温度850可代表在确定时间时的电线620的温度。例如，电 线620可处于相对于温度840的初始温度，例如处于温度840、高于温 度840或低于温度840。电线温度850可在外加电流820被施加给电线 620时改变，例如，电线温度850可在间隔860期间逐渐改变，例如增 加到刚好低于电线620的收缩温度的点。电线温度850可在间隔862 期间以较快速率变化，从而导致电线620收缩，使得快门叶片500相 对于开口 460以确定的速率(例如速度)运动到关闭位置。电线温度 850可在间隔864期间被维持在基本恒定的温度，例如使电线620维持 在收缩状态的温度。电线温度850可被允许在间隔864之后降低，使 得电线620返回松弛状态，例如长度670 (图6)。
外加电流820可被单独地或以设计成实现快门叶片500移位的某 些方面的脉冲组的方式来提供。例如，笫一脉冲或外加电流820的脉 冲组可形成预处理脉冲870，预处理脉冲87(M吏电线6卩0加热到刚好低 于可能开始收缩的点。第二脉冲或外加电流820的脉冲组可形成关闭 脉冲880，关闭脉冲880可4吏电线620收缩。第三脉冲或脉冲组可形成 保持脉沖890，保持脉冲890使电线620保持在确定的状态，例如收缩 状态。
示范性双快门叶片实施方式图9图示出双快门叶片实施方式。双快门叶片900可包括布置成 在快门叶片运动至关闭位置时提供光学对称关闭的快门叶片。双快门 叶片组件900可包括底板905、柔性臂907、第一快门叶片910、第二 快门叶片920、移位柱930、枢轴位置940和电线950。底板905可类 似于底板400,可以支撑第一快门叶片910和第二快门叶片920，并且 可以包括开口 960以允许光从中通过。柔性臂907可类似于柔性臂410。 第一快门叶片910和第二快门叶片920可类似于快门叶片500并且可 相对于底板905枢转。
移位柱930可包括如下结构该结构接合第一快门叶片910中的 通道以使第一快门叶片910在柔性臂907经由电线950被移位时枢转。 枢轴位置940可包括第一快门叶片910或第二快门叶片920可围绕其 枢转的底板905上的位置。电线950可类似于电线620 (图6 )。
示范性双稳态实施方式
图IOA和10B图示出双稳态实施方式的各方面。双稳态组件1000 可操作为可变光阑，其能够被打开/关闭不同的量以允许确定的光量经 过底板中的开口 1075。例如，可变光阑可被关闭至提供相对于可变光 阑处于完全打开位置时的光透射的50%光透射的位置。可以通过对操纵 可变光阑叶片的电线维持预定电流来将可变光阑维持在50%透光率位 置处。
双稳态组件1000可包括双稳臂1010、第一电线1020、第二电线 1030、安装柱1040、可变光阑叶片1050、底板1070、以及开口 1075。 双稳态组件1000可采用两条电线来沿第一方向拉动双稳臂1010以使 可变光阑叶片1050运动到关闭位置，并且沿第二方向拉动可变光阑叶 片1050以使可变光阑叶片1050运动至打开位置。
双稳臂IOIO可包括如下器件该器件活动地连接于可变光阑叶片 1050的一部分，能被第一电线从第一位置移位到第二位置，并且能被 第二电线从第二位置移位到第一位置。双稳臂1010可在第一电线1020 收缩时沿方向1060被移位。使双稳臂1010沿方向1060移位可以使可 变光阑叶片1050运动到关闭位置。图IOB示出处于完全关闭位置的可 变光阑叶片1050。双稳臂1010可在第一电线1020;^弛且第二电线1030 收缩时使可变光阑叶片1050返回打开位置。
返回图10A,第一电线1020和笫二电线1030可类似于电线620,并且可构造成允许可变光阑叶片1050从打开位置(即，不遮挡底板 1070中的开口 1075 )运动到基本上任意数量的中间位置(即，确定的 光量经过被部分遮挡的开口 1075的位置)，并且运动到关闭位置(即， 基本上没有光经过完全被遮挡的开口 1075的位置)。
安装柱1040可包括在底板1070的表面上支撑双稳臂1010的器件。 安装柱1040还可允许双稳臂1010在第一电线1020或第二电线1030 收缩时相对于底板1070枢转。可变光阑叶片1050可类似于快门叶片 500，底板1070/开口 1075可类似于底板400/开口 460。
示范性可变光阑实施方式
图11图示出可用在可变光阑中的一对可变光阑叶片。可变光阑组 件IIOO可包括第一可变光阑叶片1110和笫二可变光阑叶片1120。第 一和第二可变光阑叶片1110/1120可类似于快门叶片500、 910或920 和/或可变光阑叶片1050。笫一和第二可变光阑叶片1110和1120的大 小和形状可适于配合地限制或扩大与透镜组件(例如透镜组件120 )关 联的开口的大小。第一和第二可变光阑叶片1110和1120可布置成相 对于与透镜组件一起使用的底板中的开口提供光学对称关闭。
图12A和12B图示出双叶片可变光阑。第一可变光阑叶片1110和 第二可变光阑叶片1120可呈图12A所示的第一关系，其中第一关系提 供具有宽度1210的开口 1220。开口 1220的大小可允许确定的光量在 确定的间隔中到达图像传感器350。
图12B图示出处于第二关系的第一可变光阑叶片1110和第二可变 光阑叶片1120，产生具有小于第一宽度1210的第二宽度1240的开口 1230。
示范性可变光阑处理
图13图示出确定用于可变光阑的设定的示范性处理。图13的处 理可用在照相机250的自动聚焦实施方式中和其它实施方式中。照相 机250可被设定为以接近照相机250的最大帧率的速率来获取图像(方 才匡1310)。例如，在一个实施方式中，照相机250可被i殳定为以大约 15帧/秒的速率来捕获图像。来自第一图像的像素值的直方图可被存储 (方框1320 ),例如，照相机250可确定所捕获图像之一应当用作参 考图像。照相机250可产生并且可存储组成参考图像的像素值的直方 图。照相机250可以开始关闭第一快门叶片1110和第二快门叶片1120 (方框1330 )。例如，照相机250可指示电源270提供PWM电流波形， 该P丽电流波形适于使第一快门叶片1110和第二快门叶片1120的内 表面朝向彼此运动。第一快门叶片1110和第二快门叶片1120可在所 述内表面彼此接近时沿关闭方向运动。
照相机250可在第一快门叶片1110和第二快门叶片1120关闭时 监测进入的光相对于第一图像(参考图像)的强度(方框1340 ).例 如，照相机250可以计算穿过在由第一快门叶片1110相对于第二快门 叶片1120的相对运动所确定的不同间隔处的各像素的直方图。
照相机250可在获得期望的强度时获得最终曝光设定(方框 1350 )。在一个实施方式中，照相机250可调节曝光时间(即，第一 快门叶片1110和第二快门叶片1120打开时的时间间隔)以匹配光團 大小。照相机250可在达到最终曝光设定时存储图像。第一快门叶片 1110和第二快门叶片1120可在经由基于形状合金的电线操纵时以符 合大多数照相应用要求的高速度来操作。
示范性处理
图14图示出控制快门的示范性处理。各实施方式可使用透镜组件 120，透镜组件120包括位于透镜310的光圏面中的光圏组件340、 900 或IOOO。光團组件340、 900、 IOOO可以重量轻，4吏得例如在手动和/ 或自动聚焦操作被照相机250执行时，光團组件340、 900、 1000可随 透镜310和/或透镜镜筒320运动。光圏组件340、 900、 1000可具有 允许其存在于透镜镜筒320的内部尺寸内并且位于透镜镜筒320支撑 的两个透镜之间的厚度(高度)和直径.
处理逻辑210可接收来自照相机250的光圈信号(方框1410)。 光圏信号可确认光圏大小，该光團大小在其用于捕获图像时将提供良 好的结果。处理逻辑210可确定获得期望光圏大小所需的快门移位(方 框1420 )。例如，处理逻辑210可确定单稳态实施方式(例如图6和 7)可需要快门叶片500被移位约2mm。处理逻辑210可确定用在双稳 态实施方式中的快门叶片可分别运动约lmm，从而获得期望的光團大 小。
处理逻辑210可对致动器260通电(方框1430 )。在一个实施方 式中，致动器260可包括适于以确定速度沿确定方向移位快门叶片的
20一条或多条肌线。处理逻辑210可指示电源270通过PWM电流波形来 给致动器260供电，其中PWM电流波形适于将肌线加热至刚好低于导 致肌线收缩的阈值温度的温度(例如预处理脉冲870 )。
电源270可导致快门叶片500被移位确定的距离(方框1440 )。 例如，电源270可例如通过施加PWM电流波形来施加足够的电流给电 线620，从而导致电线620收缩确定的量。在一个实施方式中，电源 270可施加关闭脉冲880 (图8 )以导致电线6M从长度670 (图6 )改 变为长度710 (图7)。快门叶片500可在电线620收缩时从第一 (打 开)位置运动到第二 (关闭)位置。电源270可与快门叶片500 —起 操作来为照相机250提供整体快门能力，其中整体快门能力允许基本 上整个成像区(例如图像传感器350的成像区)在基本上同一时间相 对于进入的光而打开或关闭。
照相机250可在获得确定的光圏大小时捕获图像(方框1450 )。 例如，照相机250可接收来自处理逻辑210的指令以在获得确定的光 圈大小时捕获图像。在另一个实施方式中，照相机250可感测撞击图 像传感器350的光的量，并且可以在该光的量处在确定范围内时捕获 图像。照相机250可在一旦实现确定光圏大小就起动曝光时使组成图 像传感器350的像素复位。快门叶片可在通过基于形状合金的电线(例 如电线620 )而被操纵时以高速运动。各实施方式可控制快门叶片速度 以考虑供照相机250使用的多种快门速度设定，例如1/500秒、1/100 秒、1/25秒、1/10秒等。
结论
符合本发明原理的实施方式可便于经由数字图像捕获设备来获得 清晰图像。
上述对本发明优选实施例的描述提供了图示和说明，但这不是详 尽的或将本发明限制于所披露的精确形式。参照上述教导可以存在各
种改进和变型，或者所述改进和变型可从本发明的实践中获得。
虽然已经关于图13和14描述了一系列步骤，但是各步骤的顺序
在符合本发明原理的其它实施方式中可以更改。此外，可以并行地执
行非相关的步骤。
对于本领域技术人员显而易见的是，如上所述的本发明的各方面
可在附图所示的各实施方式中以软件、固件和硬件的很多不同形式来
21实施。用于实施符合本发明原理的各方面的实际软件代码或专用控制 硬件并不限制本发明。因此，各方面的操作和工作并不参照特定的软 件代码来描述，应当理解，本领域技术人员将能够根据本文的描述来 设计实施各方面的软件和控制硬件。
此外，本发明的某些部分可以实现为执行一个或多个功能的"逻 辑"。该逻辑可包括硬件(例如硬连线逻辑)、专用集成电路、现场 可编程门阵列、微处理器、软件、或硬件和软件的组合。
应当强调的是，在本说明书和/或权利要求中使用时，术语"包括" 的含义是指存在所表述的特征、整数、步骤或部件，而不排除一个或 多个其它特征、整数、步骤、部件或群组的存在或增加。
除非进行了明确描述，在本申请中使用的任何元件、动作或指令 都不应当理解为对本发明是关键的或重要的。而且，如本文使用的， 冠词"一"旨在包括一个或多个项目。在仅仅指一个项目时使用术语 "一个，，或类似的用语。此外，除非另作明确表述，短语"基于(根 据)"的意思是指"至少部分地基于"。
权利要求
1. 一种设备，包括遮蔽通向传感器的开口的快门叶片；和底板，所述底板构造用于支撑臂；支撑具有近端和远端的电线，其中远端连接到臂，近端连接到柱；以及经由枢轴位置枢转地支撑所述快门叶片，其中枢轴位置允许快门叶片响应于电线对臂进行的移位从第一位置运动到第二位置以遮蔽开口。
2. 根据权利要求1所述的设备，包括移位柱，所述移位柱连接到所述快门叶片的第 一端以导致快门叶 片的第二端绕枢轴位置枢转，其中第二端响应于第一端的移位而朝光通路枢转。
3. 根据权利要求1所述的设备，其中所述电线响应于施加给所述 柱的电流而使臂移位。
4. 根据权利要求3所述的设备，其中电流通过脉宽调制的波形施 加给电线的近端。
5. 根据权利要求3所述的设备，其中电线在大约70'C到大约98 'C范围的温度下收缩。
6. 根据权利要求5所述的设备，其中当电线达到低于大约70'C的 温度时，柔性臂返回初始位置。
7. 根据权利要求1所述的设备，其中底板接地。
8. 根据权利要求1所述的设备，还包括第二快门叶片，该第二快门叶片适于在快门叶片从第一位置运动 到第二位置时沿着与前述快门叶片第二端的运动方向相反的方向运 动。
9. 根据权利要求1所述的设备，其中快门叶片作为相对于开口的 可变光阑而操作。
10. 根据权利要求1所述的设备，其中所述设备用在数字照相机 的透镜组件中。
11. 根据权利要求10所述的设备，其中在移动通信终端的一部分中实现数字照相机。
12. —种设备，包括 逻辑，从而产生预处理脉冲，该预处理脉冲适于将电线保持在阈值温度 以下的温度，其中阈值温度导致电线收缩，由此关闭用在透镜组 件中的快门叶片，产生关闭脉冲，该关闭脉冲适于使电线的温度升高到阈值温 度以上以关闭快门叶片，和产生保持脉冲，该保持脉冲适于保持电线的状态，其中所述 状态包括收缩状态或术>弛状态；以及 输出接口，从而根据操作快门叶片的指令向电线提供预处理脉冲、关闭脉冲 或保持脉冲，其中所述指令涉及经由照相机中的图像传感器来记录图像。
13. 根据权利要求12所述的设备，其中预处理脉冲、关闭脉冲或 保持脉冲中的至少一个是脉宽调制脉冲。
14. 一种照相机，包括透镜组件，用于接收来自对象的光学信息；和 快门组件，包括 叶片，枢转地支撑叶片的底板，和 响应于电流使叶片运动的电线；以及 记录经过快门的光学信息的图像传感器。
15. 根据权利要求14所述的照相机，其中所述快门组件被支撑在 所述透镜组件中。
16. 根据权利要求14所述的照相机，其中所述透镜组件和快门用 于自动调焦或手动调焦操作。
17. 根据权利要求14所述的照相机，其中所述快门叶片用作可变 光阑。
18. —种可变光阑组件，包括 可变光阑叶片；响应于第一力或第二力来操纵可变光阑叶片的臂；枢转地支撑可变光阑叶片并支撑臂的底板，所迷底板具有使光穿过的开口 ；经由近端连接到底板并且经由远端连接到臂的第一电线，其中第 一电线响应于第一输入来施加第一力；以及经由近端连接到底板并且经由远端连接到臂的第二电线，其中第 二电线响应于第二输入来施加第二力。
19. 根据权利要求18所述的可变光阑组件，其中第一力使可变光 阑叶片相对于开口关闭，第二力使可变光阑叶片相对于开口打开。
20. —种快门，包括 第一快门叶片；第二快门叶片，适于沿着基本上与第一快门叶片的运动方向相反 的方向运动，第一和第二快门叶片构造成相对于光通路保持光学对称；底板，适于枢转地支撑第一快门叶片和第二快门叶片，所述底板 包括活动部分，该活动部分适于响应于力来移位第一快门叶片的一部 分和第二快门叶片的一部分；以及电线，经由近端支撑在底板的固定部分上并且经由远端支撑在柔 性部分上，其中该电线适于响应于电流而收缩，由此产生相对于柔性 部分的力，其中所述力导致第一快门叶片和第二快门叶片控制光通路 的大小。
21. 根据权利要求20所述的快门，其中第一快门叶片和第二快门 叶片用作相对于光通路的可变光阑。
22. 根据权利要求20所述的快门，其中所述底板适于配合在透镜 镜筒的内部尺寸中。
23. —种移动终端，包括用于使用透镜组件相对于图像传感器对对象图像调焦的装置； 用于允许与对象图像关联的光通过所述透镜组件进入图像传感器的装置，其中该允许进入装置被支撑在与所述透镜组件关联的透镜镜筒内部；用于确定快门速度以经由图像传感器记录对象图像的装置；用于使用脉宽调制电流波形使快门叶片从打开位置运动到关闭位置的装置，其中在快门处于关闭位置时，所述快门叶片阻止与对象图像关联的光到达图像传感器；以及用于在图像被记录时使所述快门返回打开位置的装置。
全文摘要
照相机可包括接收来自对象的光学信息的透镜组件，以及快门组件，快门组件包括叶片、枢转地支撑叶片的底板、以及响应于电流使叶片运动的电线。照相机可包括选择地记录经过快门的光学信息的图像传感器。
文档编号G03B9/12GK101506731SQ200780031305
公开日2009年8月12日 申请日期2007年2月16日 优先权日2006年8月22日
发明者M·维纳松 申请人:索尼爱立信移动通迅股份有限公司