用于数码照相机的电磁致动器制造技术

用于数码照相机(尤其是小型蜂窝电话和平板计算机)的电磁致动器(600)包括电磁体，该电磁体具有沿着第一纵轴部分地同轴地被导电线圈环绕的第一细长铁磁构件(616)以及具有第二纵轴的第二细长铁磁构件(618)。第一和第二铁磁构件(616，618)具有各自的第一和第二操作表面(614，620)，并且被调整为使得它们的纵轴平行并且使得各自的操作表面跨间隙彼此重叠。这两个构件机械耦合到各自的框架。框架铰链连接这些框架，并且当电流经过线圈时允许实现铁磁构件(616，620)之间的相对倾斜运动。该倾斜运动可转换成耦合到致动器的光学元件沿着光轴的线性移位。可以将两个致动器组合成能够提供双轴倾斜的组件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于数码照相机的电磁致动器相关申请的交叉引用本申请与题为“MagneticActuator”且于2012年1月12日提交的美国临时专利申请No.61/585,795有关并且要求其优先权，该临时专利申请通过引用全部合并于此。
本文公开的实施例总体上涉及具有铁磁构件和导电线圈的电磁(EM)致动器，并且更具体地涉及用在小型照相机中的EM致动器。
技术介绍
在其基本形式下，诸如数字静态照相机或者嵌入到移动(蜂窝)电话中或平板计算机中的照相机之类的电子照相机包括两个部件：(1)透镜模块，其包括一个或多个塑料或玻璃透镜元件的集合，并且用来创建观看的场景的光学图像；以及(2)图像传感器(例如CMOS或CCD)，其将光学图像转换到其中可以处理和存储图像的电子域。存在按应用(例如常规SLR、照相机电话、汽车、安全和医疗)和按功能(例如具有或没有自动聚焦)分类的不同类型的电子(或者数码)照相机。最简单的照相机是其中透镜模块在位置上相对于图像传感器固定的那些照相机。这些照相机经常称为固定焦距照相机，其中照相机聚焦到预定距离。落入照相机的景深内的物体可以清晰地被捕获，并且落在景深之外的那些物体将是模糊的。在更先进的照相机中，透镜模块(或者透镜模块中的至少一个透镜元件)的位置可以借助于致动器改变，并且焦距可以依照捕获的物体或场景改变。在这些照相机中，有可能捕获从非常短的距离(例如10cm)到无穷远的物体。一些先进照相机设计可能包括不同的透镜组，这些透镜组可以相对于彼此移动并且因而改变照相机的有效焦距，这导致光学变焦能力。数字静态照相机的趋势是增大变焦能力(例如到5x、10x或者更多)，并且在蜂窝电话照相机中，减小像素尺寸和增加像素计数。这些趋势导致对于手抖动的更大的灵敏度或者需要更长的曝光时间。这产生了对于如今在高级照相机中出现的光学图像稳定化(OIS)的需求。在允许OIS的照相机中，透镜或者照相机模块可以在图像捕获期间以快速的方式改变其横向位置或者倾斜角度以便消除手抖动。在紧凑(小型)照相机模块中，致动器的最普遍的形式是音圈马达(VCM)，该音圈马达包括线圈(在圆柱上绕转的线圈)、固定(或者“永久”或“硬”)磁体和弹簧。当通过线圈驱动电流时，施加电磁(EM)力并且透镜模块改变位置。尽管VCM被认为是一种成熟的技术，但是它昂贵、尺寸大、使用稀土磁体、操作缓慢并且消耗高功率。因此，存在对于克服VCM和有关技术的缺点的技术进步的需求，并且具有所述技术进步将是有利的。
技术实现思路
在各个不同的实施例中，公开了可以用在数码(包括蜂窝电话和平板计算机)照相机中的EM致动器，在所述数码照相机中，透镜模块中的至少一个透镜元件和/或图像传感器移动以便调节照相机焦距、稳定化图像、创建超级分辨率效果或者提供增强的用户体验。本文公开的实施例教导了用于小型照相机自动聚焦(AF)和OIS以及用于可以通过倾斜或移动照相机模块或者其中的元件获得的任何其他功能的半平面几何结构EM致动器。致动器的厚度可以小于其大的维度的一半。致动器沿着厚度轴移动。驱动力是磁力，使用铁磁材料(“软”磁体)。该结构受基本磁阻马达方案启发。本文公开的致动器结构被设计成降低致动器的磁阻并且从而提供大的EM力。此外，本文公开的致动器被设计成只允许致动器内的部分的一维(1D)倾斜，从而在避免堵塞的同时允许精确而平滑的运动。两个这样的致动器的组件允许2D倾斜。在一些实施例中，提供了一种用来沿着光轴线性地移动光学元件的EM致动器，该致动器包括：部分地被导电线圈环绕的第一细长铁磁构件，该第一铁磁构件具有第一纵轴和第一操作表面；第二细长铁磁构件，其具有与第一纵轴平行的第二纵轴和第二操作表面，第一和第二铁磁构件被设置成使得在第一和第二操作表面之间形成间隙和重叠；以及框架铰链，其具有与第一和第二纵轴平行的第三纵轴，该框架铰链用来在通过线圈中的电流产生磁力时使得一个铁磁构件能够经历相对于另一个铁磁构件的倾斜运动，该倾斜运动可转换成光学元件从第一位置到第二位置的线性移位。在一些实施例中，操作表面包括设置在每个铁磁构件的两个相对末端的两个操作表面段。在一些实施例中，第一和第二位置之间的运动是连续的并且为光学元件提供了第三、中间位置。在一些实施例中，第一位置与最大重叠相应并且第二位置与最小重叠相应。在一些实施例中，每个铁磁构件具有沿着其各自纵轴的延伸，第二铁磁构件的延伸大于第一铁磁构件沿着第一纵轴的延伸，使得第一铁磁构件被配置用于至少部分地包含在第二铁磁构件内。在一些实施例中，每个铁磁构件被形成为具有彼此分开且背离的两个操作表面，使得当第一铁磁构件至少部分地包含在第二铁磁构件内时，第一铁磁构件的操作表面面向第二铁磁构件的操作表面。在一些实施例中，每个操作表面处于具有通过各自间隙隔开的多个部分的叉状物的形式，每个部分被形成为具有操作子表面。在一些实施例中，所述间隙和重叠在由垂直于起始于铰链的轴的平面限定的第一和第二操作表面段之间形成。在一些实施例中，所述间隙和重叠在由具有起始于铰链的公共半径的曲面限定的第一和第二操作表面段之间形成。在一些实施例中，一个铁磁构件固定地附接到第一平台，另一个铁磁构件固定地附接到第二平台，并且这两个平台之一是活动的。在一些实施例中，所述平台为非铁磁的。在一些实施例中，至少一个平台处于框架的形式。在一些实施例中，第一纵轴和第二纵轴中的至少一个取向为平行于框架。在一些实施例中，至少所述活动平台由用来将公共铰链形成为整体式铰链的柔性材料制成。在一些实施例中，组合两个致动器以便形成提供双轴倾斜能力的致动器组件。在一些实施例中，致动器组件被配置用于控制光学设备的焦点。在一些实施例中，致动器组件被配置用于控制光学设备的振动补偿。在一些实施例中，致动器或致动器组件在数码照相机中实现。在一些实施例中，致动器具有高度h并且数码照相机具有高度H，其中H/h>3。附图说明这里仅仅通过实例的方式参照附图描述非限制性实施例，在附图中：图1在等轴测视图和前视图中示出了(A)松弛(打开)状态和(B)最终(闭合)操作状态下的已知EM致动器；图2在等轴测视图中示出了(A)松弛状态和(B)操作状态下的本文公开的EM致动器的一个实施例；图3在等轴测视图和前视图中示出了(A)松弛状态和(B)闭合操作状态下的本文公开的EM致动器的另一个实施例；图4在等轴测视图和前视图中示出了(A)松弛状态和(B)闭合操作状态下的本文公开的EM致动器的另一个实施例；图5在(A)松弛状态的等轴测视图和侧视图、(B)闭合操作状态的等轴测视图和侧视图以及(C)中间操作状态的侧视图中示出了本文公开的EM致动器的又一个实施例；图6在(A)松弛状态的等轴测视图和侧视图以及(B)最终操作状态的等轴测视图和侧视图中示出了本文公开的EM致动器的又一个实施例；图7在(A)松弛状态的等轴测视图和侧视图以及(B)最终操作状态的等轴测视图和侧视图中示出了本文公开的EM致动器的又一个实施例；图8示出了(A)松弛状态和(B)最终操作状态下的本文公开的EM致动器的又一个实施例的等轴测视图；图9示出了(A)打开-打开状态、(B)打开-闭合状态、(C)闭合-打开状态、(D)闭合-闭合状态下的本文公开的且能够(双轴)倾斜的EM致动器组件的一个实施例的等轴测视图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁致动器，用来提供光学元件沿着光轴的线性运动，该致动器包括：a)部分地被导电线圈环绕的第一细长铁磁构件，该第一铁磁构件具有第一纵轴和第一操作表面；b)第二细长铁磁构件，其具有与第一纵轴平行的第二纵轴和第二操作表面，第一和第二铁磁构件被设置成使得在第一和第二操作表面之间形成间隙和重叠；以及c)框架铰链，其具有与第一和第二纵轴平行的第三纵轴，该框架铰链用来在通过线圈中的电流产生磁力时使得一个铁磁构件能够经历相对于另一个铁磁构件的线性倾斜运动，该线性倾斜运动可转换成光学元件从第一位置到第二位置的线性移位。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.12 US 61/585,7951.一种电磁致动器，用来提供光学元件沿着光轴的线性运动，该致动器包括：a)部分地被导电线圈环绕的第一细长铁磁构件，该第一细长铁磁构件具有第一纵轴和第一操作表面；b)第二细长铁磁构件，其具有与第一纵轴平行的第二纵轴和第二操作表面，第一和第二细长铁磁构件被设置成使得在第一和第二操作表面之间形成间隙和重叠；以及c)框架铰链，其具有与第一和第二纵轴平行的第三纵轴，该框架铰链用来在通过导电线圈中的电流产生磁力时使得一个细长铁磁构件能够经历相对于另一个细长铁磁构件的线性倾斜运动，该线性倾斜运动可转换成光学元件从第一位置到第二位置的线性移位。2.根据权利要求1的致动器，其中每个操作表面包括设置在每个细长铁磁构件的两个相对末端的第一和第二操作表面段。3.根据权利要求1的致动器，其中第一和第二位置之间的运动是连续的并且第一和第二位置之间的运动为光学元件提供了第三中间位置。4.根据权利要求1的致动器，其中第一位置与最大重叠相应并且其中第二位置与最小重叠相应。5.根据权利要求1的致动器，其中每个细长铁磁构件具有沿着其各自纵轴的延伸，第二细长铁磁构件的延伸大于第一细长铁磁构件沿着第一纵轴的延伸，使得第一细长铁磁构件被配置用于至少部分地包含在第二细长铁磁构件内。6.根据权利要求5的致动器，其中每个细长铁磁构件被形成为具有彼此分开且背离的两个操作表面，使得当第一细长铁磁构件至少部分地包含在第二细长铁磁构件内时，第一细长铁磁构件的操作表面面向第二细长铁磁构件的操作表面。7.根据权利要求6的致动器，其中每个操作表面处于具有通过各自间隙隔开的多个部分的叉状物的形式，每个部分被形成为具有操作子表面。8.根据权利要求2的致动器，其中所述间隙和重叠在由垂直于起始于铰链的轴的平...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·戈登堡，G·沙布岱，E·门德罗维克，E·凯里，
申请(专利权)人：核心光电有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL