照相机叶片快门模块的制作方法

专利名称：照相机叶片快门模块的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及图像捕获系统的领域。更具体地，本发明涉 及具有严格尺寸限制的照相机系统中的遮光、调整光圈尺寸和过滤 光学曝光。
背景技术：
对于本申请而言，除非由描述的上下文特别或含蓄指示，否则 术语"导管(conduit)"应指经设计以允许光通过其的照相机快门 模块中的开口。同样，术语"光圏"应指用于允许少于光量的100% 通过导管的装置。
同样，术语"照相机快门模块"和"微型照相机快门模块"应 指并入照相机光学系统内的装置，用以无论装置是否被配置成用于 遮挡光都影响通过光学系统到成像表面的光的量和/或质量。例如， 微型照相机快门模块可以指被配置成用于遮挡光的装置，或被配置 成用于在不实际上遮挡光的情况下影响光的量和/或质量的装置。当 然，微型照相机快门模块还可以指照相机光学系统中被配置成用于 遮光、过滤和用于提供用于光的光圏的装置。照相机通常包括用于遮挡光、调整能够通过导管并入射在成像 表面上的光的量和调整光的质量的机械结构。
照相机快门是交替地允许光在某 一 时间周期通过导管到达成像 表面以及阻挡光以限制光入射在成像表面上的时间的设备。有利的 是，具有控制快门速度、或者成像表面暴露给光的时间的能力。另 外，在数字照相机应用中，重要的是遮挡光以允许成像表面处理光 的曝光。
有利的是，控制暴露给成像表面的光量的百分比。光圏是可以 用以限制能够通过导管到成像表面上的光的总量的设备。例如，较 小的光圏让较少的光到达成像表面上从而使得明亮图像可以被处 理，而较大光圈允许较多的光到达成像表面上以暴露较暗的图像。 同样有利的是，通过利用滤光器来控制入射在成像表面上的光的质 量。例如，可能会需要减少通过到成像表面的光的强度。中性滤光 器减少所有有关波长的光进入成像表面。使用中性滤光器允许用户 在保持恒定光圏设置的同时减少光的一部分。中性滤光器在防止明 亮条件下的过度曝光方面特别有用。同样，在一些情况下，需要过 滤光的特定波长。例如，使用紫外线滤光器来减少紫外光所产生的 图像中的朦胧。在其他照相机应用中，使用滤色器来补偿照明的效 果或补偿对比度增强。
尽管在摄影应用中利用快门、光圏和滤光器提供了优点，但是 在诸如并入蜂窝电话、个人数字助理设备等的照相机的微型照相机 应用中尚未充分利用其作用。这是因为，时常情况是这些设备的照 相机透镜底座被设计成使得其非常不适合包括快门、光圏和滤光器 模块。例如，数字照相机应用通常要求使用敏感位置传感器来追踪 光学序列中的某些分量的位置以及随着那些分量相对于图像传感器
(诸如电荷耦合器件(CCD)或CMOS传感器的阵列)移动而调整 系统设置。在这些应用中，重要的是不能挤满传感器，否则将不能 正确处理图像。已知技术不能完全解决此问题。
另外，通常情况是应将快门放置在尽可能靠近导管的平面以用于校准和图像处理目的。这样，将不能简单地通过将快门放置在沿光学序列较便利但是远离导管的位置来排除与传感器拥挤相关的问题。
如以上所阐述，难以在微型照相机底座内与其他组件一起容纳用于控制快门、光圈和滤光器的模块。然而，在照相机应用中，这些组件的使用通常至关重要。例如，在成像传感器处理曝光时，要求快门阻挡光。同样，通常需要光圏和滤光器来减少和过滤光，以使得图像不会变得过度曝光或褪色。

发明内容
根据本发明的一些实施例，单个微型照相机快门模块被设计成装配在微型照相机底座内，其中模块对用户提供能够控制微型照相机应用中成像表面上的光的量、质量和曝光时间的能力。在本发明的一些实施例中，微型照相机快门模块被特别设计成适应特殊照相机底座设计。根据这些实施例，模块大小和形状、螺线管放置、轴
;改置、导向连同其他i殳计特征4皮定制设计以适应唯一底座。
在本发明的一些实施例中，微型照相机快门模块包括具有用于光通过其的导管的框架。至少一个螺线管设备耦合到框架并且响应信号而被开动(actuate)。螺线管设备导致至少一个叶片在螺线管开动时至少部分地遮蔽导管。在本发明的一些实施例中，叶片包括快门以完全阻挡光。在其他实施例中，叶片包括光圏、中性滤光器、单色滤光器等。
另外，揭示了一种微型照相机快门模块的制造方法，其对用户提供能够控制微型照相机应用中成像表面上的光的量、质量和曝光时间的能力。
在一些实施例中，布置在框架的一个侧面上的螺线管设备用以控制与螺线管相同的框架侧面上的至少 一 个叶片。在其他实施例中，螺线管控制框架的相反侧面上的至少一个叶片。在本发明一些实施例中， 一个螺线管在开动时控制多个叶片。根据这些实施例，螺线
ii管、销、引导部等被精确放置，从而使得模块不会挤满照相机底座的其他组件(即，位置传感器)。
在本发明的 一 些实施例中，模块设备包括具有放置在每个侧面上的至少一个螺线管设备的框架，其中每个至少一个螺线管具有将叶片定位在导管前面的能力。
根据本发明的一些实施例，若干快门叶片、光圏叶片和滤光器
与其他零件一起能够容纳在单个模块框架上并且在其上可控制。在本发明 一 些其他实施例中，揭示了配置具有唯一 几何形状的用于遮光、调光圏或过滤光的一个或多个叶片以实现设计目标的方法。例如，在本发明的一些实施例中，螺线管被配置成在轴周围开动叶片，其中轴定位得非常靠近导管，从而允许模块更紧凑。
根据这些实施例，用户能够控制微型照相机应用中的成像表面上的光的量、质量和曝光时间。在本发明的一些实施例中，微型照相机快门模块定位在具有图像记录能力的蜂窝电话的底座内或者现在已知或未来开发的其他公共消费者电子设备内。


图1A示出根据本发明的一些实施例具有微型照相机快门模块的微型照相机底座的示意性等距视图。
图1B示出根据本发明的 一 些实施例具有微型照相机快门模块的
微型照相机外壳的示意性等距视图。
图2A示出根据本发明的一些实施例具有无阻碍导管的微型照相机快门模块的示意性等距视图。
图2 B示出根据本发明的 一 些实施例具有有阻碍导管的微型照相机快门模块的示意性等距视图。
图3A示出根据本发明的一些实施例具有替代微型照相机快门模块的替代微型照相机底座的示意性等距视图。
图3 B示出根据本发明的 一 些实施例具有叶片框架和滤光器的替代微型照相机快门模块的示意性等距视图。图3C示出根据本发明的 一 些实施例具有叶片框架和阻碍导管的滤光器的替代微型照相机快门模块的示意性等距视图。
图3D示出具有"打开"位置的快门叶片的替代微型照相机快门模块的示意性等距视图。
图3E示出具有"关闭"位置的快门叶片的替代微型照相机快门模块的示意性等距视图。
图4A示出根据本发明的一些实施例容纳具有两个螺线管的微型照相机快门模块的微型照相机底座的示意性等距视图。
图4B示出根据本发明的 一些实施例具有多个螺线管且具有无阻碍导管的微型照相机快门模块的第 一侧面的示意性等距视图。
图4 C示出根据本发明的 一 些实施例具有多个螺线管且具有无阻碍导管的微型照相机快门模块的第二侧面的示意性等距视图。
图4D示出根据本发明的一些实施例具有多个螺线管且具有有阻碍导管的微型照相机快门模块的第 一侧面的示意性等距视图。
图4E示出根据本发明的一些实施例具有多个螺线管且具有有阻碍导管的微型照相机快门模块的第二侧面的示意性等距视图。
图4F示出根据本发明的 一些实施例具有盖板的微型照相机快门模块的示意性等距视图。
图4G示出根据本发明的一些实施例具有盖板的微型照相机快门模块的示意性等距视图。
具体实施例方式
所揭示的是用于微型照相机装置中遮光、调整光圈大小和过滤光的改进装置以及改进技术。同样揭示的是用以制造其的方法。本领域的技术人员将认识到，本发明的以下详细描述将仅为说明性的，且并非意在限制所主张的发明。本发明的其他实施例将易于将其自身推荐给受益于此揭示的这些技术人员。将了解，在任何本实际实施的开发中，必须进行许多实施特定的决定，以实现开发者的特定目标。现在，将详细参考如附图中所示的本发明的实施。将在全部同或类似部分。
图1A示出根据本发明的一些实施例具有微型照相机快门模块
199的微型照相机底座100的示意性等距视图。照相机底座100还包括第一光学组145和第二光学组185。通常，光学组145、 185包括一个或多个光学元件，诸如透镜。优选地，微型照相机快门模块199位于第一光学组145和第二光学组185之间，并且微型照相机快门模块199耦合到第一光学组145。微型照相机快门模块199含有通过其表面的导管175,并且被配置成使得通过第二光学组185的光穿过微型照相机快门模块199上的导管175、通过第一光学组145并且随后入射在记录表面105上。在本发明的一些实施例中，将平象物镜130定位在记录表面105前面。平象物镜130用以使通过其的光基本上垂直入射在记录表面105上。
微型照相机底座100还配置有第一导柱164和第二导柱163。背面元件165和正面元件166可滑动地耦合到第一导柱164。背面元件165与第二光学组185耦合，并且正面元件166与第一光学组145耦合。如此，第二光学组185、第一光学组145和微型照相机快门模块199能够沿y方向的第一导柱164和第二导柱163移动，A/v而影响诸如焦点、景深等的光性质。在本发明的优选实施例中，微型照相机底座100包括自动对焦照相机底座。在2006年9月1日提交且标题为"AUTO-FOCUS AND ZOOM MODULE"的美国专利申请号11/514,811中进一步描述此自动对焦模块的实例，其结合于此作为参考。
在本发明的一些实施例中，微型照相机底座101安装在微型外壳(未图示)内且并入诸如蜂窝电话、个人数据助理等的若干消费者电子设备中。根据这些实施例，必须追踪第二光学组185和第一光学组145的相对位置，以将信息传达到用于图像处理目的的处理器(未图示)。在本发明的优选实施例中，微型照相机快门模块199还含有用以控制一个或多个叶片(未图示)的一个或多个螺线管(未图示)。 一个或多个叶片被配置以在一个或多个螺线管开动时至少部分地遮蔽导管175 (以下讨论)，从而进一步影响图像处理。
图1B示出根据本发明的一些实施例在底座框架101内包括微型 照相机底座100的外壳99的示意性等距视图。外壳99包括底座框 架101、用于允许光进入外壳的开口 102、耦合到微型照相机快门模 块199的第一光学组145、第二光学组185、第一位置传感器110、 第二位置传感器111、平象物镜130和定位在平象物镜130后的成像 表面105 (以虛线指示)。
在本发明的一些实施例中，成像表面105是照相软片或底板。 在本发明的其他实施例中，成像表面105是电荷耦合器件(CCD) 或CMOS传感器的阵列。然而，对于本领域的一般技术人员而言， 可以与本发明结合使用任何成像表面105是显而易见的。在本发明 的一些实施例中，照相机底座100还含有摄影应用中利用的、现在 已知或以后开发的其他设备。
微型照相机快门模块199含有导管175，配置以允许光从开口 102、通过第二光学组185、通过导管175、通过第一光学组145、通 过平象物镜130并且最终入射在成像表面105上。微型照相机快门 模块199配置有一个或多个可控制叶片(未图示)和螺线管设备125。 螺线管设备125可控制并且被配置以开动一个或多个叶片中的至少 一个。当开动时，这些叶片^皮配置以至少部分地遮蔽导管175，从而 改变通过导管175的光的量和/或质量。例如，在本发明的一些实施 例中，快门叶片(未图示)用以完全遮蔽导管175,从而允许成像表 面105在不暴露给额外光的情况下处理图像。
另外，第一光学组145和第二光学组185被配置以沿y方向移 动。根据这些实施例，位置传感器110追踪第二光学组的移动，并 且位置传感器111追踪第一光学组145的移动。位置传感器110必 须能够在第一光学组145移动时精确追踪其位置，以将精确位置信 息传递到处理器(未图示)。因此，位置传感器110周围的空间不 挤有其他部件是非常重要的。由于此空间限制，本发明的微型照相 机快门模块199被设计成使得在维持一个或多个叶片的控制的情况下，位置传感器110周围的空间不受阻碍。是通过在微型照相机快
门模块199上在z方向远离位置传感器110安装螺线管设备125来 实现。此布置允许位置传感器111在无来自螺线管设备125的物理 干扰的情况下追踪第一光学组145的位置。
在本发明的一些实施例中，微型照相机快门模块具有从五(5) 毫米到十(10)毫米的高度和宽度，并且具有大约两(2)毫米的导 管直径。在本发明的其他实施例中，微型照相机模块框架被定制用 于任何给定的微型照相机应用。
图2A示出如图1A和图1B中所示的微型照相机快门模块199 的示意性等距视图。图2A和图2B中的微型照相机快门模块199围 绕x轴从其图1A和图1B位置旋转以展示详情。微型照相机快门模 块199包括耦合到螺线管设备125的模块框架102。导管175通过模 块框架102。螺线管设备125包括将电信号转换为机械力的变换器。 螺线管设备125耦合到臂139和销140，并且产生移动臂139和销 140的机械力(当提供有电信号时)。销140耦合到叶片150，并且 销140的移动操纵叶片150。在叶片150中布置引导部152以促进销 140的移动。在本发明的一些实施例中，叶片150通过轴145耦合到 模块框架100。根据这些实施例，螺线管设备125接收电信号，并且 导致销140使叶片150围绕轴145旋转。
如所示出，臂139从螺线管设备125延伸到第一叶片150上方 的点，并且随后销140转向模块框架102。在本发明的一些实施例中， 将通道142(以虚线指示)布置在模块框架102中。根据这些实施例， 销140通过叶片150，并且装配在通道142内，通道142在螺线管设 备125移动臂139时接受销140的移动。销140、通道142和叶片 150被配置成使得叶片150交替地遮蔽导管175,并且使导管175在 螺线管被切换时无阻碍。如所示出，叶片150处于"打开"位置， 意味着叶片150未遮蔽导管175。
如图2A所示，叶片150是不透明快门。当叶片150处于"关闭" 位置(以下阐述)时，不透明快门完全阻挡导管175。尽管将叶片150展示为不透明快门，但是对于相关领域的一般技术人员而言，显 而易见的是叶片150可以包括若干照相机零件，包括(但不限于) (尤其是)光圏、单色滤光器和中性滤光器。
在操作中，命令将电信号传递给螺线管设备125。螺线管设备 125开动臂139和销140，从而使得叶片150围绕轴145旋转。在叶 片150围绕轴145旋转时，导管175变得受遮蔽。在本发明的一些 实施例中，螺线管设备125在给定时间之后自动脱离臂139和销140， 从而使得叶片150重新打开导管175。在本发明的其他实施例中，必 须将另一个电信号传递给螺线管设备125,以脱离叶片150。
在本发明的一些实施例中，模块框架102配置有凹入区域151。 凹入区域151具有使得叶片150基本上容纳在凹入区域151内并且 在其移动期间不从凹入区域151突出的表面面积和厚度。然而，对 于本技术领域的一般技术人员而言，显而易见的是在仍然实现本发
明的目的的情况下，叶片150和模块框架102可以具有与照相机快 门模块的其他组件有关的若干配置、形状和位置。
在本发明的一些实施例中，将盖板(未图示)放置在微型照相 机快门模块199上(以下阐述)。
图2B示出具有处于覆盖导管175 (以虚线指示)的"关闭"位 置的叶片150的图2A所示的照相机快门模块199的示意性等距视 图。如图2B所示，螺线管设备125耦合到模块框架102,臂139从 螺线管设备125延伸到叶片150上方的点，并且随后销139延伸朝 向模块框架102。销140通过叶片150，并且装配在通道142 (以虛 线部分地指示)内。在螺线管设备125开动时，销140从通道142 的下部移动到通道142的上部，从而使叶片150围绕轴145旋转并 遮蔽导管175。如所示出，叶片150在其移动期间保持在凹入区域 151内。
再次参考图1B，穿过第一光学组145、第二光学组185、微型照 相机快门模块199和平象物镜130的光产生图像圏(未图示)。图 像圈表示光的可记录部分。在本发明的优选实施例中，第一光学组145、第二光学组185、微型照相机快门模块199和平象物镜130被 配置成使得成像表面105完全由图像圈充满。
图3A示出根据本发朋的一些实施例具有具导管375的替代微型 照相机快门模块399的替代微型照相机底座300的示意性等距视图。 仅为了清晰的目的，图3A所示的替代微型照相机快门模块399不具 有螺线管设备、叶片或其他详情。对于本技术领域的一般技术人员 而言清楚的是，可以整体或部分地包括这些(和其他)特征，并且 在若干配置中与此揭示的其他部分中所描述的模块一致。
替代微型照相机底座300还包括第一光学组345和第二光学组 385。根据一些实施例，保持微型照相机快门模块399固定，同时将 第一光学组345和第二光学组385配置成沿y方向的第一导柱363 和第二导柱364移动。第一光学组345和第二光学组385的移动实 现了诸如变焦和自动对焦的微型照相机底座300的功能。优选地， 穿过第二光学组385、第一光学组345和微型照相机快门模块399 的光优选地具有完全充满成像表面305的图像圏(以上阐述)。
微型照相机底座300还包括第一位置传感器311和第二位置传 感器310来追踪第一光学组345和第二光学组385的移动。如此， 微型照相机快门模块399配置有定位成使得不会妨碍位置传感器 310、 311的"视野"的至少一个螺线管设备(未图示)。
图3B示出根据本发明的一些实施例的微型照相机快门模块399 的替代实施例。图3A所示的照相机快门模块399被配置以装配在图 3A的微型照相机底座内，并且包括模块框架300、耦合到轴345的 叶片350以及导管375。螺线管设备(未图示)耦合到模块框架300。 螺线管设备耦合到臂(未图示)和销(未图示)。模块框架300还 配置有通过其表面的通道(未图示)。叶片350还配置有引导部360。 引导部360促进臂和销的移动。当开动螺线管设备时，臂通过通道 移动销，并且在引导部360上施加力，从而导致叶片350至少部分 地遮蔽导管375。
在本发明的一些实施例中，叶片350包括容纳滤光器352的叶片框架351。因为滤光器通常太易碎而不能在部件的重复移动之后不
变成受损的情况下直接耦合到臂和销340，所以使用叶片框架351 来容纳滤光器352。
图3B所示的叶片350和滤光器352被展示为基本上矩形的形状。 此配置容易容纳具有基本上矩形成像表面的那些微型照相机应用。
在本发明的一些实施例中，滤光器352是中性滤光器。中性滤 光器滤出通过其的光的宽范围波长的相同部分，并且是普通摄影设 备。在本发明的其他实施例中，滤光器352是单色滤光器。单色滤 光器滤出具有小范围波长的光。尽管特别揭示了中性滤光器和单色 滤光器，但是同等地预见任何适当的滤光器。
如以上所阐述，在本发明的一些实施例中，将模块框架300定 位在图3A的照相机底座内。根据这些实施例，导管375与成像表面 (图3B中未示出)对直，并且如以上所阐述，导管375被配置成使 得通过导管375的图像圏基本上完全充满成像表面。
在本发明的一些实施例中，成像表面是照相软片或底板。在本 发明的其他实施例中，成像表面是电荷耦合器件(CCD)或CMOS 传感器的阵列。然而，对于本技术领域的一般技术人员而言显而易 见的是，可以与本发明结合使用任何成像表面。照相机底座还含有 在摄影的已知方法中利用的其他必需设备。图3B中描绘的照相机快 门模块399处于"打开"位置。当叶片350处于"打开"位置时， 导管375通过叶片350保持不受阻碍。如此，入射在导管375上的 光不会:f皮叶片350改变。
图3C示出具有处于"关闭"位置的叶片350的替代微型照相机 快门模块399。叶片通过螺线管设备(未图示)移动到导管375 (以 虛线指示)上的"关闭"位置。如此，入射在导管上的光经滤光器 352过滤。在本发明的一些实施例中，将额外的螺线管设备(未图示) 和/或额外的叶片(未图示)定位在照相机快门模块399上。
图3D和图3E示出与图3B和图3C所示的那些图相比较的替代 微型照相机快门模块399的相对侧面的示意性等距视图。微型照相机快门模块399包括模块框架300、导管375和具有轴346和引导部361的叶片357。图3D示出"打开"位置，意味着叶片不遮蔽导管375。在本发明的一些实施例中，当叶片357处于"关闭"位置时，叶片357是用以完全遮挡光使其不通过导管375的不透明快门。图3E示出处于"关闭"位置的微型照相机快门模块399,其中不透明快门叶片357完全遮蔽导管375 (以虛线指示)。
如以上所阐述，需要提供具有操纵叶片以影响通过微型照相机快门模块的光的能力的微型照相机快门模块。在本发明的其他实施例中，揭示具有至少两个叶片的微型照相机快门模块，其中叶片各自实现功能，并且其中微型照相机快门模块配置有将不会阻碍位置传感器的几何形状。
图4A-图4G示出能够以多种方式来操纵光的微型照相机快门模块的实例。例如，通常需要遮挡光，并且还需要允许光通过导管，但是提供能够至少部分遮蔽导管的光圈。使用光圏允许少于100%的光通过光圏到达成像表面上。通常，有时需要过滤和遮挡光。因此，本发明的另一个方面在于提供能够在保持允许无阻碍地使用位置传感器的空间节省方面的同时开动多个叶片的微型照相机快门模块。
图4A示出根据本发明的一些实施例容纳具有多个螺线管425和480的微型照相机快门模块499的微型照相机底座400的示意性等距视图。照相机底座400包括底座框架401、用于使光进入底座400的开口 402、位置传感器410、位置传感器411、第一光学组445、第二光学组485、微型照相机快门模块499、平象物镜430、第一导柱464、第二导柱463和成像表面405 (以虛线指示)。在本发明的一些实施例中，成像表面405是照相软片或底板。在本发明的其他实施例中，成像表面405是电荷耦合器件(CCD)或CMOS传感器的阵列。然而，对于本领域的一般技术人员而言显而易见的是，可以与本发明结合使用任何成像表面405。照相机底座400还含有在现在已知或以后开发的摄影应用中利用的其他必需设备。
微型照相机快门模块499含有导管475,配置以允许光从开口402、通过第二光学组485、通过导管475、通过第一光学组445、通 过平象物镜430并且随后入射在图像表面405上。
正面元件466和背面元件465可滑动地耦合到第一导柱464。在 本发明的优选实施例中，微型照相机快门模块499耦合到第一光学 组445，并且第二光学组485耦合到背面元件465。 #>据这些实施例， 第一光学组445、微型照相机快门模块499和第二光学组485被配置 成沿y方向的第一导柱464和第二导柱463移动。因此，位置传感 器411追踪微型照相机快门模块499的位置，并且位置传感器410 追踪第二光学组485的位置。如以上所阐述，位置传感器410、 411 必须不与其他部件挤在一起，以精确追踪这些部件。由于此空间限
制，本发明的微型照相机快门模块499被设计成使得位置传感器410 周围的空间不受阻碍。这通过将螺线管设备425、 480安装为沿z方 向与位置传感器410、 411远离来实现。
如以上所阐述，微型照相机快门模块499配置有多个螺线管设 备425、 480。螺线管设备425、 480可控制并且被配置成每个开动一 个或多个叶片(未图示)。当开动时，这些叶片被配置成至少部分 地遮蔽导管475，从而改变通过导管475的光的量和/或质量。
图4B示出根据本发明的一些实施例具有多个螺线管设备425和 480的微型照相机快门模块499的示意性等距视图。微型照相机快门 模块499含有耦合到模块框架400的第一螺线管425。第一螺线管 425在第一通道442 (以虚线部分地指示)中移动第一臂439和第一 销440，以操纵第一叶片450。叶片450配置有用以促进销440的移 动的引导部452。此外，第二螺线管设备480耦合到模块框架400 的相对侧面。如图4A中所示，第一叶片450是快门。
图4C示出图4B所示的微型照相机快门模块499的相对侧面的 示意性等距视图。如所示出，第二螺线管设备480包括将电信号转 换为力以移动第二臂459和第二销460从而操纵第二叶片470的变 换器。第二叶片470通过轴485耦合到模块框架400，并且能够在第 二臂459和第二销460移动时围绕轴485旋转。叶片470配置有用以促进销460的移动的引导部453。如此，第二叶片470交替遮蔽导 管475并且使导管475无阻碍。
根据图4C,第二叶片470处于"打开"位置，意味着第二叶片 470不遮蔽导管475。如所示出，第二叶片470是光圈叶片，其在第 二叶片470中包括光圈477。光圈477是至少部分地比导管475小并 且当第二叶片470处于"关闭，，位置时至少部分地阻挡导管475的 导管。
尽管将第二叶片470展示为光圏，但是对于本技术领域的一般 技术人员而言显而易见的是，第二叶片470可以包括若干照相机零 件，包括(但不限于)尤其是快门、单色滤光器和中性滤光器、 动态半径光圈。
同样如图4C中所示，第二臂459从第二螺线管设备480延伸到 第二叶片470上方的点，并且随后第二销460转向模块框架400。在 本发明的一些实施例中，第二销460通过第二叶片480,并且装配在 促进第二销460的移动的通道462 (以虚线指示)内。第一螺线管 425被配置成使得第 一销440靠近模块框架400的底部通过模块框架 400，并且第二螺线管480被配置成使得第二销460靠近模块框架400 的顶部通过模块框架400。此配置允许第一螺线管425和第二螺线管 480 二者在不彼此干扰的情况下完成叶片运动的全程。此配置避免了 需要在照相机底座内使用多个模块以实现相同结果。如此，此配置 帮助实现本发明的至少两个目的维持非常小尺寸的照相机快门模 块，以及在通过位置传感器(图4C中未示出)保持微型照相机快门 模块的位置的无阻碍视野的同时对模块提供至少两个叶片。
在本发明的一些实施例中， 一个信号完成螺线管425和480两 者的开动。在某些实施例中， 一个信号完成叶片450和470的交错 移动。在其他实施例中， 一个信号完成叶片450和470的同时移动。
图4D示出具有覆盖导管475 (以虚线指示)的处于"关闭，，位 置的第一叶片450的照相机快门模块499的示意性等距视图。如以 上所阐述，第一螺线管设备425耦合到模块框架400,并且第一螺线管控制第一叶片450。在第一螺线管设备425开动时，第一销440 从通道442的下部移动到通道442的上部，从而使第一叶片450围 绕轴445旋转并且遮蔽导管475。
图4E示出具有处于"关闭"位置的叶片470的微型照相机快门 模块499。如所示出，已经开动了第二臂459，从而使第二销460从 通道462的顶部移动到通道462的下部，/人而完成第二叶片470围 绕轴485的旋转。在"关闭"位置中，光圏477部分地遮蔽导管475。
图4F和图4G示出根据本发明的一些实施例配置有盖板402和 403的微型照相机快门模块499。在一些实施例中，盖板402和403 被配置成覆盖和保护诸如叶片450和470的移动部分、引导部452、 453和通道442、 462。
如上所述，本发明解决了现存微型照相机系统中呈现出的问题。 本发明提供实际的方法来遮挡光并且提供光圏和滤光器来改变微型 照相机应用中光的质量。通过使用多个叶片来遮挡导管，因为每个 快门的最小尺寸比导管的尺寸小，所以微型照相机快门模块能够较 小。
由于本发明的优点，微型照相机快门模块能够集成在小规模消 费者电子设备内，这些设备包括(但不限于)蜂窝电话和个人数 字助理。同样，本发明允许滤光器和光圈在与快门叶片容纳在同一 微型照相机快门模块内的同时与快门叶片结合使用。如此，微型照 相机快门模块能够用在利用自动对焦和变焦特征的微型照相机应用 中。
已经根据并入详情以促进对微型照相机快门和滤光器/光圈装置 的构造和操作的原理的理解的特定实施例描述了本申请。多个图中 示出和描述的许多组件可以相互交换，以实现必要的结果，且此描 述应理解为同样包含此交换。如此，本文对特定实施例和其详情的 参考并非意在限制附加于其的权利要求的范围。本领域的技术人员 显而易见，可在不偏离申请的精神和范围的情况下，对所选择的实 施例进行各种修改。
权利要求
1.一种微型照相机快门模块，包括a.模块框架，包括具有通过其的导管的表面；b.螺线管，耦合到所述模块框架；c.销，耦合到所述螺线管；d.轴，耦合到所述模块框架；以及e.至少一个叶片，耦合到所述销和所述轴，其中所述叶片基本上布置在与所述模块框架相同的平面中，其中所述螺线管被配置成接收用于开动所述螺线管的第一电信号，并且其中叶片被配置成使得所述螺线管的开动导致所述销移动，从而导致所述至少一个叶片围绕所述轴旋转并且至少部分地遮蔽所述导管。
2. 根据权利要求1所述的微型照相机快门模块，还包括所述模块框架中的通道，其中所述销通过所述至少 一个叶片并且至少部分地延伸到所述通道中，从而使得在所述螺线管开动所述销时，所述销在所述通道内移动。
3. 根据权利要求1所述的微型照相机快门模块，其中所述至少一个叶片包括不透明快门，使得当所述至少一个叶片遮蔽所述导管时，所述至少一个叶片阻碍通过所述导管的光。
4. 根据权利要求1所述的微型照相机快门模块，其中所述至少一个叶片包括光圏叶片，其具有定位在所述光圏叶片的表面上的光圈，其中所述光圈比所述导管小，使得在所述至少一个叶片遮蔽所述导管时，所述光圏至少部分地阻碍光通过所述导管。
5. 根据权利要求1所述的微型照相机快门模块，其中所述至少一个叶片包括滤光器叶片，其具有耦合到所述至少一个叶片的滤光器，使得在所述至少一个叶片遮蔽所述导管时，所述滤光器至少部分地过滤光使其不通过所述导管。
6. 根据权利要求5所述的微型照相机快门模块，其中所述滤光器是特定波长的滤光器，其中所述特定波长的滤光器滤出通过所述导管的光的具有特殊范围的波长的部分。
7. 根据权利要求5所述的微型照相机快门模块，其中所述滤光器是中性滤光器，其中所述中性滤光器过滤通过所述导管的所有波长的光。
8. 根据权利要求2所述的微型照相机快门模块，其中所述螺线管耦合到所述模块框架的第一侧面，其中所述至少一个叶片布置在所述模块框架的第二侧面上，其中所述销从所述模块框架的所述第一侧面通过所述通道到达所述模块框架的所述第二侧面，并且其中所述销与所述至少 一 个叶片耦合。
9. 根据权利要求1所述的微型照相机快门模块，还包括a. 至少一个辅助螺线管，耦合到所述模块框架；b. 至少一个辅助销，耦合到所述至少一个辅助螺线管；c. 至少一个辅助轴，耦合到所述模块框架；以及d. 至少一个辅助叶片，耦合到所述至少一个辅助销和所述至少一个辅助轴，其中所述至少一个辅助叶片基本上布置在与所述模块框架相同的平面中，其中所述至少一个辅助螺线管被配置成接收第二电信号，其中所述第二电信号开动所述至少一个辅助螺线管，其中所述至少一个辅助螺线管的开动导致所述至少一个辅助销移动，从而导致所述至少一个辅助叶片至少部分地遮蔽所述导管。
10. 根据权利要求9所述的微型照相机快门模块，其中所述螺线管耦合到所述模块框架的第 一 侧面，其中所述至少 一 个辅助螺线管耦合到所述模块框架的第二侧面，并且其中所述螺线管和所述至少一个辅助螺线管基本上在垂直于所述模块框架的所述平面的平面上共平面。
11. 根据权利要求9所述的微型照相机快门模块，其中所述第一电信号和所述第二电信号被同时传递到所述第一螺线管设备和所述至少一个辅助螺线管设备。
12. 根据权利要求9所述的微型照相机快门模块，其中所述第一电信号和所述第二电信号被分别及时传递到所述第一螺线管设备和所述至少一个辅助螺线管设备。
13. 根据权利要求9所述的微型照相机快门模块，还包括由所述模块框架中的通道构成的至少一个辅助通道，其中所述至少一个辅助销通过所述至少一个辅助叶片并且至少部分地延伸到所述至少一个辅助通道中，从而使得在所述至少一个辅助螺线管移动所述至少一个辅助销时，所述至少一个辅助销的移动的方向由所述至少一个辅助通道引导。
14. 根据权利要求9所述的微型照相机快门模块，其中所述至少一个辅助叶片包括具有定位在所述至少一个辅助叶片的表面上的光圈的叶片，其中所述光圈比所述导管小，从而使得当所述至少一个辅助叶片遮蔽所述导管时，所述光圏至少部分地阻碍光使其不通过所述导管。
15. 根据权利要求9所述的微型照相机快门模块，其中所述至少一个辅助叶片包括具有耦合到所述至少 一 个辅助叶片的滤光器的叶片，使得在所述至少一个辅助叶片遮蔽所述导管时，所述滤光器至少部分地过滤光使其不通过所述导管。
16. 根据权利要求1所述的微型照相机快门模块，还包括a. 微型照相机底座，包括i. 外壳，具有在所述外壳的第一侧面上的开口 ，用于允许光进入微型照相机底座；ii. 成像表面，布置在所述外壳的第二侧面上，其中通过所述开口进入所述微型照相机底座的光被引导朝向所述成像表面，其中所述开口和所述成像表面在第 一轴上共轴；b. 移动包装件，包括i. 透镜包装件，其中所述透镜包装件将光从所述开口引导向所述微型照相机快门模块；以及ii. 所述微型照相机快门模块，其中所述光的至少一部分通过所述模块框架的所述导管，并且其中所述移动包装件在所述第一轴上移动；C.聚焦透镜，其中将通过所述模块框架的所述导管的光的所述部分聚焦到所述成像表面上，从而产生可记录图像；以及d.耦合到所述微型照相机底座的至少一个位置传感器，其中所述至少一个位置传感器追踪所述移动包装件的移动。
17. 根据权利要求16所述的微型照相机快门模块，其中所述成像表面包括CMOS传感器的阵列。
18. 根据权利要求16所述的微型照相机快门模块，其中所述成像表面包括电荷耦合器件的阵列。
19. 根据权利要求1所述的微型照相机快门模块，还包括a. 微型照相机底座，包括i. 外壳，具有在所述外壳的第一侧面上的开口 ，用于允许光进入微型照相才几底座；ii. 成像表面，布置在所述外壳的第二侧面上，其中通过所述开口进入所述微型照相机底座的光被引导朝向所述成像表面，其中所述开口和所述成像表面在第 一 轴上共轴，并且其中所述微型照相机快门模块耦合到基本上与所述成像表面相邻的所述外壳，从而使得通过所述模块框架的所述导管的光的一部分入射在所述成像表面上，从而产生可记录图像；b. 移动透镜包装件，其中所述透镜包装件将光从所述开口引导向所述微型照相机快门模块，并且其中所述移动包装件在所述第一轴上移动；以及c. 耦合到所述微型照相机底座的至少一个位置传感器，其中所述至少一个位置传感器追踪所述移动透镜包装件的移动。
20. 根据权利要求19所述的微型照相机快门模块，其中所述导管是与所述成像表面相同大小和形状，从而使得通过所述导管的光入射在整个成像表面上。
21. 根据权利要求19所述的微型照相机快门模块，其中所述成像表面包括CMOS传感器的阵列。
22. 根据权利要求19所述的微型照相机快门模块，其中所述成像表面包括电荷耦合器件的阵列。
23. —种微型照相机组件，包括a. 微型照相机底座，包括i. 外壳，具有在所述外壳的第一侧面上的开口 ，用于允许光进入樣￡型照相才几底座；ii. 成像表面，布置在所述外壳的第二侧面上，其中通过所述开口进入所述微型照相机底座的光被引导朝向所述成像表面，其中所述开口和所述成像表面在第一轴上共轴；b. 移动包装件，包括i. 微型照相机快门模块，包括(1) 模块框架，包括具有通过其的导管的表面；(2) 螺线管，耦合到所述模块框架；(3) 销，耦合到所述螺线管；(4) 轴，耦合到所述模块框架；以及(5) 至少一个叶片，耦合到所述销和所述轴，其中所述叶片基本上布置在与所述模块框架相同的平面中，其中所述螺线管被配置成接收用于开动所述螺线管的第一电信号，并且其中叶片被配置成使得所述螺线管的开动导致所述销移动，从而导致所述至少一个叶片围绕所述轴旋转并且至少部分地遮蔽所述导管；ii. 透镜包装件，其中所述透镜包装件将光从所述开口引导向所述微型照相机快门模块，其中所述光的至少 一部分通过所述模块框架的所述导管，并且其中所述移动包装件在所述第一轴上移动；c. 聚焦透镜，其中将通过所述模块框架的所述导管的光的所述部分聚焦到所述成像表面上，从而产生可记录图像；以及d. 耦合到所述微型照相机底座的至少一个位置传感器，其中所述至少一个位置传感器追踪所述移动包装件的移动。
24. 根据权利要求23所述的微型照相机组件，所述微型照相机快门模块还包括由所述模块框架中的通道构成的通道，其中所述销通过所述至少一个叶片并且至少部分地延伸到所述通道中，从而使得在所述螺线管开动所述销时，所述销在所述通道内移动。
25. 根据权利要求23所述的微型照相机组件，其中至少一个额 外叶片耦合到所述至少 一个销，其中所述至少 一个额外叶片耦合到 至少一个额外轴，其中所述至少一个额外叶片基本上布置在与所述 模块框架相同的平面中，并且其中所述至少一个额外叶片被配置成 使得所述销的移动导致所述至少一个额外叶片围绕所述至少一个额 外轴旋转并且至少部分地遮蔽所述导管。
26. 根据权利要求23所述的微型照相机组件，所述微型照相机 快门模块还包括a. 至少一个辅助螺线管，其耦合到所述模块框架；b. 至少一个辅助销，其耦合到所述至少一个辅助螺线管；c. 至少一个辅助轴，其耦合到所述模块框架；以及d. 至少一个辅助叶片，其耦合到所述至少一个辅助销和所述至 少一个辅助轴，其中所述至少一个辅助叶片基本上布置在与所述模 块框架相同的平面中，其中所述至少一个辅助螺线管被配置成接收 第二电信号，其中所述第二电信号开动所述至少一个辅助螺线管， 其中所述至少一个辅助螺线管的开动导致所述至少一个辅助销移 动，从而导致所述至少一个辅助叶片至少部分地遮蔽所述导管。
27. —种微型照相机快门模块的制造方法，包括a. 提供微型照相机底座，包括i. 用于使光进入所述微型照相机底座的开口；ii. 透4竟包装件；以及 成像表面；b. 提供微型照相机快门模块框架，所述步骤包括i. 形成通过所述微型模块框架的导管，使得光能够通过其；ii. 将至少一个螺线管耦合到所述模块框架；iii. 将至少一个叶片耦合到所述模块框架；以及iv. 将所述至少一个叶片耦合到所述至少一个螺线管，其中 所述至少一个螺线管被配置成接收信号；C.将所述微型照相机快门模块框架定位在所述开口和所述成像 表面之间，使得通过所述导管将进入所述开口的光引导向所述成像表面；以及d.提供将信号供应给所述至少一个螺线管的能力，其中所述信 号开动所述至少一个叶片，从而导致所述至少一个叶片至少部分地 遮蔽所述导管，并且其中所述至少一个叶片在螺线管的开动时改变 通过所述导管的所述光。
28. 根据权利要求27所述的微型照相机快门模块的制造方法， 其中在螺线管的开动时，所述至少一个叶片完全阻碍通过所述导管 的所述光。
29. 根据权利要求27所述的微型照相机快门模块的制造方法， 其中在螺线管的开动时，所述至少一个叶片部分地阻碍通过所述导 管的所述光。
30. 根据权利要求27所述的微型照相机快门模块的制造方法， 其中在螺线管的开动时，所述至少一个叶片过滤通过所述导管的所 述光。
31. 根据权利要求27所述的微型照相机快门模块的制造方法， 其中所述至少一个叶片具有基本上矩形的形状，以适应具有基本上 矩形的成像表面的微型照相机应用。
32. 根据权利要求1所述的微型照相机快门模块，还包括在所述 模块框架上的盖板。
33. 根据权利要求23所述的微型照相机组件，其中所述微型照 相机快门模块还包括在所述模块框架上的盖板。
34. 根据权利要求27所述的微型照相机快门模块的制造方法， 其中提供微型照相机快门模块框架的所述步骤还包括将所述微型模 块框架配置成具有盖板。
全文摘要
本发明是用于微型照相机应用中的微型照相机快门模块。本发明的一个目的在于提供具有螺线管控制叶片以改变通过布置在模块表面上的导管的光的量和质量的微型照相机快门模块。在本发明的一些实施例中，叶片包括快门以完全阻挡光。在其他实施例中，叶片包括光圈、中性滤光器、单色滤光器等。在本发明的一些实施例中，将微型照相机快门模块定位在更精心制成的微型照相机底座内。
文档编号G03B9/00GK101675381SQ200880014884
公开日2010年3月17日 申请日期2008年4月25日 优先权日2007年5月7日
发明者L·韦斯特韦克 申请人:弗莱克斯电子有限责任公司