悬挂式致动器的制作方法

数码相机通常包括透镜和传感器，用于通过收集光并将其转换成电信号来捕捉图像。诸如智能电话之类的移动电子设备通常配备有成像装置，例如，相机。移动电子设备的成像质量可通过光学图像稳定或自动对焦来改善。目前移动电子设备设计的一个趋势是以薄设备为目标，其中该形状因子得益于要被容纳在移动电子设备内部的薄成像装置。

概述

提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详细描述中进一步描述的概念的选集。本概述并不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。

成像装置包括两个透镜组致动器，从而使得透镜组能够侧向地和水平地移动以实现自动对焦和光学图像稳定。透镜组致动器是嵌套的，其中第二透镜组致动器被定位在第一透镜组致动器内部。外部透镜组致动器悬挂于设备主体上，并且内部透镜组致动器悬挂于外部透镜组致动器上。悬挂元件可以是挠曲轴承，从而允许扁平致动器设计。

许多附带特征将随着参考下面的详细描述并结合附图进行理解而得到更好的认识。以下描述的各实施例不限于解决集成在手持设备中的已知成像装置的缺点中的任何缺点或全部缺点的实现。

附图描述

根据附图阅读以下详细描述将更好地理解本说明书，在附图中：

图1示出了包含成像装置的电子设备的一个实施例；

图2示出了简化的截面视图，其例示了拥有两个具有嵌套位置的透镜组致动器的设备的一个实施例；

图3a从顶侧例示了一个实施例；

图3b从底侧例示了该实施例；以及

图4例示了具有第一和第二透镜组致动器的一个实施例的简化截面视图。

在各个附图中使用相同的附图标记来指代相同的部件。

详细描述

下面结合附图提供的详细描述旨在作为本发明实施例的描述，并不旨在表示可以构建或使用本发明实施例的仅有形式。然而，可以通过不同的实施例来实现相同或等效的功能和序列。

虽然在本文中将本发明的各实施例描述并例示为在智能电话中实现，但是所描述的设备只是作为示例而非限制来提供的。如本领域技术人员将领会的，本发明的实施例适于应用在各种不同类型的移动装置和/或手持装置中，诸如用于平板、膝上型计算机、数码相机或游戏控制台。

图1示出了包含成像装置的电子设备的一个示例的前侧，其中该电子设备的一个实施例是智能电话。电子设备包括包含显示器100、扬声器120、麦克风130和键140的主体100。电子设备在一个表面上包括成像装置150，即相机。电子设备可包括一个或多个相机，例如前侧上的前相机150和另一成像装置，即后侧上的后相机160。相机硬件可以包括以下中的至少一个：处理器、控制器、存储器、或诸如陀螺仪之类的传感器。诸如柔性电缆的布线可将成像装置连接到电子设备。

图2是简化的截面视图，其例示了具有被平行地定位的两个透镜组致动器的设备的一个实施例。该设备包括在光轴201上的第一透镜组200，其中第一透镜组200能沿光轴201并横向于光轴201移动。光轴201是一条线，在光学系统中沿这条线存在一定程度的旋转对称性。光轴是定义光传播通过系统例如到图像传感器所沿着的路径的假想的线。第一透镜组200可包括仅一个透镜，或者它可以是若干透镜的组合。第一透镜组200包括透镜，光行进通过该透镜传播到图像传感器。包括本文中所描述的组件的设备、成像装置或系统可包括更多组件以实现全部功能性，诸如第二或第三透镜组、场平坦器透镜(fieldflattenerlens)、图像传感器、外壳或其他组件。光学图像稳定或自动对焦功能可以通过仅移动一个透镜组来被启用。该设备包括主体210、主体210的一部分或被固定到该主体的一部分，其中可移动致动器部分被支撑。第一透镜组200包括透镜，光行进通过该透镜传播到图像传感器组。

第一透镜组致动器240被配置成沿光轴201移动第一透镜组200。第一透镜组致动器被耦合到第一透镜组200。可以通过将电能转换成机械移动来定义致动器。在一实施例中，第一透镜组致动器240启用自动对焦功能。在一实施例中，第一透镜组致动器240被配置成改变光学变焦因子。在一实施例中，光学变焦因子由配置在透镜组内部(例如，透镜筒内部)的致动器改变。自动对焦致动器340是透镜组致动器的一个示例。自动对焦可以在针对图像平面和图像传感器定义正确的焦点时使用从图像处理接收到的信息或其他环境信息。在一实施例中，第一透镜组致动器240包括铁磁元件242和电磁元件241，该铁磁元件242具有被对准以生成磁场的磁极，该电磁元件241具有由电导体制成的线圈。作为对电流通过电磁元件241的响应，通过具有被对准以与铁磁元件242相互作用的磁极的电磁元件生成磁场，从而导致沿光轴201的移动。

第二透镜组致动器220被配置成使第一透镜组200横向于光轴201移动。在一实施例中，第二透镜组致动器220启用光学图像稳定。光学图像稳定可以在定义第一透镜组200抵消设备的抖动的正确位置时使用从图像处理接收到的信息或诸如陀螺仪信息之类的其他环境信息。

在一实施例中，第二透镜组致动器220包括铁磁元件222和电磁元件221，该铁磁元件242具有被对准以生成磁场的磁极，该电磁元件241具有由电导体制成的线圈。作为对电流通过电磁元件221的响应，通过具有被对准以与铁磁元件222相互作用的磁极的电磁元件221生成磁场，从而导致第一透镜组200横向于光轴201的移动。

第二透镜组致动器220沿光轴201与第一透镜组致动器240处于相同的水平。在一个实施例中，第一透镜组致动器240嵌套在第二透镜组致动器220内部。第一透镜组致动器240被连接到第一透镜组200。第二透镜组致动器220被连接在第一透镜组致动器240和主体210之间。嵌套的两个致动器的布置是扁平设计，从而允许成像装置和设备被设计成扁平形状。

第一透镜组致动器240被配置成在第二透镜组致动器220内部浮动，因为机械连接通过悬挂元件实现。第一悬挂元件231被配置成将第一透镜组致动器240悬挂于第二透镜组致动器220上。第二悬挂元件232被配置成将第二透镜组致动器220悬挂于主体上。

在一个实施例中，第一悬挂元件231被配置成在第一透镜组致动器240和第二透镜组致动器220之间传递电信号。在一个实施例中，第二悬挂元件232被配置成在第二透镜组致动器220和主体210之间传递电信号。电信号在主体210和被配置成控制至少一个致动器的至少一个处理器之间传递。此处将主体210例示为用于电气和机械耦合的接口的示例。电信号可以是致动器的控制信号或从致动器到设备的反馈信号。

在一个实施例中，第一悬挂元件231被配置成在垂直于光轴201的第一位置251处将第一透镜组致动器240悬挂于第二透镜组致动器220上，并且包括被配置成在垂直于光轴201的第三位置253处将第一透镜组致动器240悬挂于第二透镜组致动器220上的第三悬挂元件233。第一透镜组致动器240可悬挂于上部位置251和下部位置253。在一个实施例中，第二悬挂元件232被配置成在垂直于光轴201的第二位置252处将第二透镜组致动器220悬挂于主体210上，并且包括被配置成在垂直于光轴201的第四位置254处将第二透镜组致动器220悬挂于主体210上的第四悬挂元件234。嵌套的致动器结构的耦合可以更稳定，具有若干悬挂点。这可以减小第一透镜组200作为对致动器移动的响应的倾斜效应。

在一个实施例中，具有第一悬挂元件231、第二悬挂元件232、第三悬挂元件233和第四悬挂元件234的组中的至少一个悬挂元件包括挠曲轴承。挠曲轴承是允许通过弯曲来运动的支撑结构的一个示例。在一个实施例中，挠曲轴承由金属薄片(sheetmetal)制成。

在一个实施例中，一个悬挂元件组合了两个悬挂元件。例如，第一悬挂元件231和第二悬挂元件232可以由单件金属薄片制成。图3a从顶侧例示了具有组合的悬挂元件的结构的一个实施例，而图3b从底侧例示了该结构。第一透镜组200从图中省略–其可被安装在第一透镜组致动器240内部。在该实施例中，第一悬挂元件231和第二悬挂元件232的四个实例被实现。该布置可改善悬挂的稳定性以防止使第一透镜组200倾斜。虽然悬挂元件沿透镜组致动器展开，但是功能性可适用于一个悬挂元件。在一个实施例中，每个悬挂元件可被用来传送用于不同目的的不同电信号。凸片360被配置成将悬挂元件连接到第二透镜组致动器220。在一个实施例中，凸片360是塑料凸片，该塑料凸片被配置成容纳悬挂元件并且在制造期间通过按压它而变宽。凸片360将第一悬挂元件231和第二悬挂元件连接到第二透镜致动器220。在一个实施例中，通过第二透镜致动器220上的两个凸片建立连接，该第二透镜致动器220在这两个凸片之间具有导体。第二悬挂元件可通过凸片370连接到主体。图3b从底侧示出了类似布置，其中悬挂元件的位置沿光轴与顶侧上的悬挂元件的位置不同。

在一个实施例中，第一透镜组致动器240和第二透镜组致动器220被平行地定位。致动器结构可以是开放的，而不是围绕透镜组200完成完整的圆。致动器的开口侧可由轴承支撑，从而允许适合于透镜组致动器的移动，例如自动对焦致动器的垂直移动和光学图像稳定器的水平移动。

图4例示了具有两个致动器的一个实施例的简化截面视图。第一透镜组致动器240包括铁磁元件410和电磁元件420，该铁磁元件410具有被对准以生成磁场的磁极，该电磁元件420具有被对准以作为对电流通过电磁元件420的响应来生成磁场的磁极。在一个实施例中，电磁元件420是由电线制成的线圈。第二透镜组致动器220包括铁磁元件430和电磁元件440，该铁磁元件430具有被对准以生成磁场的磁极，该电磁元件440具有被对准以作为对电流通过电磁元件440的响应来生成磁场的磁极。在一个实施例中，电磁元件440是由电线制成的线圈。电磁元件440被定位在第二透镜组致动器220的外边缘处并且与第一透镜组致动器240处于相同的水平。

在一个实施例中，用于自动对焦和光学图像稳定的悬挂是共用悬挂系统，其具有第一悬挂元件和第二悬挂元件，从而允许浮动到三维坐标中的所有方向。在一个实施例中，将悬挂元件定位在沿光轴的不同位置中允许针对垂直地移动自动对焦系统的低倾斜误差，从而改善自动对焦系统的性能。自动对焦和光学图像稳定之间的机械耦合可位于上悬挂元件和下悬挂元件之间。该耦合使得中心孔径部分(例如，透镜组件基座)能够在所有方向上被电动地移动。在一个实施例中，自动对焦单元被定位在光学图像稳定内部，其中挠曲轴承由金属制成，从而允许挠曲部分被用于到自动对焦的电磁线圈的电连接。在一个实施例中，用于光学图像稳定的电磁线圈被定位在自动对焦外部，其中自动对焦可包括分立的供电线而不影响核心结构。挠曲轴承可被用于在设备主体和透镜组致动器之一之间传递电信号。该结构允许具有更好光学特性的成像装置例如在非常薄的设备中被实现。具有各种形状因子的设备可能会受益于更小的成像装置，因为存在更多的空间来实现设备中的其他特征。

一个方面公开了一种设备，包括主体；光轴上的第一透镜组；第一透镜组致动器，其被配置成沿光轴移动第一透镜组；第二透镜组致动器，其被配置成横向于光轴移动第一透镜组，其中第二透镜组致动器与第一透镜组致动器处于相同水平；第一悬挂元件，其被配置成将第一透镜组致动器悬挂于第二透镜组致动器上；以及第二悬挂元件，其被配置成将第二透镜组致动器悬挂于主体上。在一实施例中，该设备包括两个透镜组致动器，其中第一透镜组致动器是自动对焦致动器，而第二透镜组致动器是光学图像稳定器。在一实施例中，第一悬挂元件被配置成在第一透镜组致动器和第二透镜组致动器之间传递电信号。在一实施例中，第二悬挂元件被配置成在第二透镜组致动器和主体之间传递电信号。在一实施例中，第一悬挂元件被配置成在垂直于光轴的第一位置上将第一透镜组致动器悬挂于第二透镜组致动器上，并且包括被配置成在垂直于光轴的第三位置上将第一透镜组致动器悬挂于第二透镜组致动器上的第三悬挂元件。在一实施例中，第二悬挂元件被配置成在垂直于光轴的第二位置上将第二透镜组致动器悬挂于主体上，并且包括被配置成在垂直于光轴的第四位置处将第二透镜组致动器悬挂于主体上的第四悬挂元件。在一实施例中，悬挂元件包括挠曲轴承。在一实施例中，挠曲轴承由金属薄片制成。在一实施例中，第二透镜组致动器包括：铁磁元件，其具有被对准以生成磁场的磁极；以及电磁元件，其具有被对准以作为对电流通过电磁元件的响应来生成磁场的磁极，该电磁元件具有被定位在第二透镜组致动器的外边缘处并且与第一透镜组致动器处于相同水平的电流的线圈。

替代地或附加地，一个方面公开了一种成像装置，其包括主体；光轴上的第一透镜组；自动对焦致动器，其被配置成沿光轴移动第一透镜组；光学图像稳定器，其被配置成横向于光轴移动第一透镜组，其中光学图像稳定器与自动对焦致动器处于相同水平；第一悬挂元件，其被配置成将自动对焦致动器悬挂于光学图像稳定器上；以及第二悬挂元件，其被配置成将光学图像稳定器悬挂于主体上。在一实施例中，第一悬挂元件被配置成在自动对焦致动器和光学图像稳定器之间传递电信号，并且第二悬挂元件被配置成在主体和光学图像稳定器之间传递电信号。在一实施例中，第一悬挂元件被配置成在垂直于光轴的第一位置处将自动对焦致动器悬挂于光学图像稳定器上，并且包括被配置成在垂直于光轴的第三位置处将自动对焦致动器悬挂于光学图像稳定器上的第三悬挂元件。在一实施例中，第二悬挂元件被配置成在垂直于光轴的第二位置处将光学图像稳定器悬挂于主体上，并且包括被配置成在垂直于光轴的第四位置处将光学图像稳定器悬挂于主体上的第四悬挂元件。在一实施例中，悬挂元件包括挠曲轴承。

替代地或附加地，一个方面公开了一种系统，其包括主体；光轴上的第一透镜组；自动对焦致动器，其被配置成沿光轴移动第一透镜组；光学图像稳定器，其被配置成横向于光轴移动第一透镜组，其中光学图像稳定器与自动对焦致动器处于相同水平；第一悬挂元件，其被配置成将自动对焦致动器悬挂于光学图像稳定器上；以及第二悬挂元件，其被配置成将光学图像稳定器悬挂于主体上。在一实施例中，第一悬挂元件被配置成在自动对焦致动器和光学图像稳定器之间传递电信号，并且第二悬挂元件被配置成在自动对焦致动器和主体之间传递电信号。在一实施例中，第一悬挂元件被配置成在垂直于光轴的第一位置处将自动对焦致动器悬挂于光学图像稳定器上，并且包括被配置成在垂直于光轴的第三位置处将自动对焦致动器悬挂于光学图像稳定器上的第三悬挂元件。在一实施例中，第二悬挂元件被配置成在垂直于光轴的第二位置处将光学图像稳定器悬挂于主体上，并且包括被配置成在垂直于光轴的第四位置处将光学图像稳定器悬挂于主体上的第四悬挂元件。在一实施例中，悬挂元件包括由金属薄片制成的挠曲轴承。在一实施例中，光学图像稳定器包括：铁磁元件，其具有被对准以生成磁场的磁极；以及电磁元件，其具有被对准以作为对电流通过电磁元件的响应来生成磁场的磁极，该电磁元件具有被定位在光学图像稳定器的外边缘处并且与自动对焦致动器处于相同水平的电流的线圈。

上文所描述的装置或系统的示例是包括一个或多个处理器的基于计算的设备，该一个或多个处理器可以是微处理器、控制器或任何其他合适类型的处理器，以用于处理计算机可执行指令来控制设备的操作以便控制一个或多个传感器、接收传感器数据并使用传感器数据。可以在基于计算的设备处提供包括操作系统或任何其他合适的平台软件在内的平台软件以允许应用软件能够在该设备上被执行。

可以使用可由基于计算的设备访问的任何计算机可读介质来提供计算机可执行指令。计算机可读介质可包括例如诸如存储器之类的计算机存储介质和通信介质。诸如存储器之类的计算机存储介质包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机存储介质包括但不限于ram、rom、eprom、eeprom、闪存存储器或其他存储技术，cd-rom、数字多功能盘(dvd)或其他光存储，磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储设备，或者可被用来储存信息以供计算设备访问的任何其他非传输介质。相比而言，通信介质可以以诸如载波或其他传输机制之类的已调数据信号来体现计算机可读指令、数据结构、程序模块等。如本文中所定义的，计算机存储介质不包括通信介质。因此，计算机存储介质本身不应当被理解成是传播信号。虽然在基于计算的设备中示出了计算机存储介质，但是应当领会，该存储可以是分布式的或者位于远程且经由网络或其他通信链路(例如，通过使用通信接口)来访问。

基于计算的设备可包括被布置成向显示设备输出显示信息的输入/输出控制器，该显示设备可与基于计算的设备分离或集成。显示信息可提供图形用户界面以用于例如显示由该设备使用传感器输入跟踪的手部姿势或用于其他显示目的。输入/输出控制器还被布置成接收并处理来自一个或多个设备的输入，所述设备诸如用户输入设备(例如，鼠标、键盘、相机、话筒或其他传感器)。在一些实施例中，用户输入设备可检测语音输入、用户姿势或其他用户动作，并且可提供自然用户界面(nui)。该用户输入可用于诸如通过接收关于特定用户的骨骼长度的信息来配置该用户的设备。在一实施例中，如果显示设备是触敏显示设备，则其也可充当用户输入设备。输入/输出控制器还可向除显示设备之外的设备输出数据，例如，本地连接的打印设备。

本文中所使用的术语“计算机”或“基于计算的设备”是指带有处理能力以便其可执行指令的任何设备。本领域技术人员将认识到，这样的处理能力被结合到许多不同设备中，并且因此术语“计算机”和“基于计算的设备”各自包括个人计算机、服务器、移动电话(包括智能电话)、平板计算机、机顶盒、媒体播放器、游戏控制台、个人数字助理和许多其他设备。

本文中所给出的任何范围或设备值可被扩展或更改而不丢失所寻求的效果。

虽然已用结构特征和/或动作专用的语言描述了本主题，但应当理解，所附权利要求书中限定的主题不必限于以上所描述的具体特征或动作。相反，以上所描述的具体特征和动作是作为实现权利要求书的示例而公开的，并且其他等价特征和动作旨在处于权利要求书的范围内。

在上述描述中，“被配置成”以特定方式操作或执行特定操作或在使用时执行此类操作的一些组件、设备、模块、单元或元件指的是包括或其自身用作以此方式操作或执行这些操作的“装置”的组件、设备、模块、单元或元件。

例如，被配置成沿光轴移动第一透镜组的第一透镜组致动器意指第一透镜组致动器包括或用作用于移动第一透镜组的装置。作为另一示例，被配置成横向于光轴移动第一透镜组的第二透镜组致动器包括或用作用于使第一透镜组横向于光轴移动的装置。

可以理解，上文所描述的优点可以涉及一个实施例或者可以涉及多个实施例，或其组合。各实施例并不限于解决所阐述的问题中的任何或全部问题的那些实施例、或者具有所阐述的益处和优点中的任何或全部益处和优点的那些实施例。将进一步理解，对“一个”项目的提及是指那些项目中的一个或多个。

本文中使用术语“包括”以意指包括所标识的方法的框或元件，但是这样的框或元件是不包括排他性列表的，并且方法或装置可包含附加的框或元件。

可以理解，上面的描述只是作为示例给出并且本领域的技术人员可以做出各种修改。以上说明、示例和数据提供了对各示例性实施例的结构和使用的全面描述。虽然上文以一定的详细度或参考一个或多个单独实施例描述了各个实施例，但是，在不偏离本说明书的精神或范围的情况下，本领域技术人员可以对所公开的实施例作很多改变或组合。