致动器单元和镜头模块的制作方法_2

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延伸到支撑部120,以将空间上彼此分离的固定部110与支撑部120彼此连接。作为参考,驱动部130(132和134)可由两个驱动部形成,两个驱动部中的每一个连接固定部110与支撑部120的彼此面对的侧面。例如,驱动部130(132和134)可从固定部110的一个侧面的中点延伸到支撑部120的一个侧面的中点。
[0064]接下来,将描述致动器140(142和144)以及传感器150(152和154)。
[0065]致动器140 (142和144)可形成在驱动部130 (132和134)上。例如,致动器140 (142和144)中的每个可分别形成在两个驱动部130(132和134)上。致动器140(142和144)可被构造为响应于电信号而使驱动部130 (132和134)变形。为此,致动器140 (142和144)可包括将电信号转换为物理力的压电元件。然而,致动器140(142和144)的动力源不限于压电元件,而可以是线性致动器、驱动电机等。致动器140 (142和144)可形成为沿驱动部130(132和134)的长度方向延伸。如上所述构造的致动器140 (142和144)可显著地增大驱动部130(132和134)的一端与另一端之间的位移差。
[0066]传感器150可被构造为根据驱动部130 (132和134)的变形而感测位置变化。例如,传感器150(152和154)可形成在驱动部130(132和134)与支撑部120之间的连接点处,以感测相应连接点的位置变化。作为参考,传感器150 (152和154)可以是感应磁通的霍尔元件。此外,传感器150(152和154)可以是用于将驱动部130(132和134)的物理变形转换为电信号的压敏电阻器。传感器150可设置在驱动部130中的施加有最大量的应力的点。
[0067]将参照图2来描述沿A-A线截取的驱动部134的截面的结构。
[0068]图2中所示的截面示出了驱动部134上形成有致动器144的部分。如图2中所示,该部分可包括由晶圆材料制成的驱动部134、其中形成有多个电极1502的电极层、绝缘层170、下电极1402、压电元件1404和上电极1406。这里,多个电极1502是用于与传感器154连接的配置,下电极1402和上电极1406被配置为将电信号传输到压电元件1404。电极1402、1406和1502的位置和功能不限于上面所描述的那些,而是可以变换、组合、插入、复用、改变或分开的。例如,传感器154的信号电极也可形成在下电极1402上,传感器154的信号电极也可形成在上电极1406上。
[0069]将参照图3描述沿B-B线截取的驱动部134的截面的结构。
[0070]图3中所示的截面示出了驱动部134上的致动器144和传感器154之间的部分。该部分包括驱动部134、其中形成有多个电极1502的电极层和绝缘层170。
[0071]将参照图4描述沿C-C线截取的驱动部134的截面的结构。
[0072]图4中所示的截面示出了驱动部134上形成有传感器154的部分。如图4中所示,该部分包括驱动部134、多个电极1502和传感器154。这里,多个电极1502可连接到传感器154,以将传感器154感测到的信号传送到其外部的诸如控制器、处理器、反馈电路等。
[0073]将参照图5描述沿D-D线截取的致动器单元的截面的形状。
[0074]致动器单元100可具有如图5中所示的截面的形状。固定部110、支撑部120以及多个驱动部132和134可如上所述通过单个晶圆而形成,以一体地连接,而不具体区分其间的界限。因此,示例性的致动器单元100可有利地确保固定部110、支撑部120与多个驱动部132和134之间的结合可靠性。此外,由于致动器单元100可基于晶圆而制造,所以可有利于使固定部110、支撑部120以及多个驱动部132和134变薄。
[0075]致动器142和144中的每一个可分别形成在驱动部132和134上。例如,致动器142可形成为从固定部110与驱动部132之间的连接点延伸到驱动部132与支撑部120之间的连接点,致动器144可形成为从固定部110与驱动部134之间的连接点延伸到驱动部134与支撑部120之间的连接点。换言之,致动器142和144可从致动器单元100的晶圆的外边缘延伸到保持有透镜元件200的内边缘。如上所述构造的致动器142和144可共同地、单独地或以相对的方式分别使驱动部132和134沿向上方向、向下方向、以一定角度或平移方向(相对于图5中所示的方位)变形,以改变设置在支撑部120上的透镜200的位置。具有其它构造、另外的方向性也是可以适用的。
[0076]虽然在附图中致动器142和144仅形成在驱动部132和134的一个表面(上表面)上,但是致动器142和144可形成在驱动部132和134的两个表面(即,上表面和下表面)上。此外,致动器142和144也可形成在侧表面上,同时提供更大的运动范围。
[0077]传感器152和154可分别形成在驱动部132和134上。例如,传感器152和154可形成在驱动部132和134连接到支撑部120的位置。然而,传感器152和154的形成位置不限于上面描述的那些位置。作为另一示例,传感器152和154也可形成在任何位置,诸如驱动部132以及134与固定部之间的连接点,在该点处能够适合地测量位移。
[0078]接下来,将描述如上所述构造的致动器单元100的示例性的操作状态。
[0079]在制造透镜200或在支撑部120上形成透镜200的过程中出现误差的情况下,透镜200的光轴ZL-ZL和镜头模块的光轴Z-Z可能不一致,导致缺陷单元。然而,示例性的致动器单元100可以适应性地再校正上述状态。例如,致动器单元100可以通过使驱动部130变形针对固定部110调节支撑部120的倾斜度,从而使透镜200的光轴ZL-ZL和镜头模块的光轴Z-Z —致。
[0080]例如,将参照图6来描述透镜200的光轴ZL-ZL相对于镜头模块的光轴Z_Z以第一角度Θ 1倾斜的情形。
[0081]图6示出了透镜200的光轴ZL-ZL相对于镜头模块的光轴Z_Z沿逆时针方向倾斜第一角度θ 1的情形。在这种情形下,如果操作致动器142以使驱动部132沿向下的方向变形,并且操作致动器144以使驱动部134沿着向上的方向变形,则可使透镜200的光轴ZL-ZL和镜头模块的光轴Z-Z —致,用于校正对准。另外,可通过传感器152和154感测到的驱动部132和134的位移来检查透镜200的光轴ZL-ZL与镜头模块的光轴Z-Z是否被合适地校正。另外和/或可选地,可应用光反馈利用来自图像传感器自身的输出来补偿传感器 152 和 154。
[0082]作为另一示例,将参照图7描述透镜200的光轴ZL-ZL相对于镜头模块的光轴Z_Z倾斜第二角度Θ 2的情形。
[0083]图7示出了透镜200的光轴ZL-ZL相对于镜头模块的光轴Z_Z沿顺时针方向倾斜第二角度Θ 2的情形。在这种情况下,如果操作致动器142以使驱动部132沿向上的方向变形,并且操作致动器144以使驱动部134沿着向下的方向变形,则可使透镜200的光轴ZL-ZL和镜头模块的光轴Z-Z—致。另外,可通过利用来自光学传感器的可选补偿的传感器152和154感测到的驱动部132和134的位移来确定透镜200的光轴ZL-ZL与镜头模块的光轴Z-Z是否一致。
[0084]接下来,将描述致动器单元100的另一操作状态。
[0085]可共同地操作根据本示例的致动器单元100,以调节光学系统的焦距。例如,可操作致动器单元100,以通过使透镜200沿着轴线Z方向朝向对象移动,来增大透镜200与成像面之间的距离。可选地,可操作致动器单元100,以通过使透镜200远离对象向成像面以及朝向图像传感器或其他的光学元件移动,来减小透镜200与成像面之间的距离。
[0086]将参照图8和图9来描述通过致动器单元100调节自动聚焦距离的方法。
[0087]可通过光学系统的焦距确定聚焦到成像面上的对象图像的锐度,并且可通过透镜200与成像面之间的距离来改变光学系统的焦距。因此,通过调节透镜200与成像面之间的距离,可大幅提高光学系统的有效分辨率和清晰度。
[0088]致动器单元100可调节光学系统的焦距,以提高光学系统的分辨率。
[0089]例如,在需要使光学系统的焦距增大的情况下,可操作致动器142和144以使驱动部132和134朝向对象侧(基于图8的上侧)变形,如图8中所示。在这种情形下,透镜200可以向对象侧移动,这使得移动透镜200远离设置在其下方的图像传感器的成像面运动。
[0090]作为另一示例,在需要使光学系统的焦距减小的情况下,可操作致动器142和144以使驱动部132和134朝向成像面侧(基于图9的下侧)变形,如图9中所示。在这种情况下,透镜200可向成像面侧移动。
[0091]可基于传感器152和154以及图像传感器(未示出)的电信号来调节如上所述的驱动部132和134以及致动器142和144的操作。例如,响应于快门按钮、面部识别、文本识别、周期性或它们的组合,通过采用本领域技术人员公知的任何适合的自动聚焦算法而连续并适应地调节焦距,驱动部132和134以及致动器142和144可连续地调节透镜200的位置,从而使得光学系统具有大体优化的(或至少改善的)焦距。
[0092]接下来,将参照图10描述另一示例性的致动器单元100。
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