用于折叠式光学装置的线性滚珠引导音圈电动机制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于承载和致动具有第一光轴的透镜的致动器，透镜接收从基本上垂直于第一光轴的第二光轴折叠的光，所述致动器包括：耦合到透镜的第一和第二VCM引擎，以及适于在由对应的VCM引擎致动时在两个基本上正交的方向上产生透镜移动的第一和第二线性滚珠引导轨道。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于折叠式光学装置的线性滚珠引导音圈电动机相关申请的交叉引用本申请要求通过引用的方式被全文合并在本文中的2016年7月7日提交的美国临时专利申请号62/359,222的优先权。
本文中所公开的实施例总体上涉及致动机制(“致动器”)，并且特别涉及用于数字摄影机的音圈电动机(VCM)致动器。
技术介绍
高端数字摄影机模块(并且特别是蜂窝电话(例如智能电话)数字摄影机)包括允许例如对焦或光学图像稳定(OIS)之类的先进光学功能的机制。这样的机制可以致动(例如移位、偏移或倾斜)光学单元(例如透镜、光学传感器、反射镜)，从而产生期望的光学功能。一种通常使用的致动器是基于音圈电动机(VCM)技术。在VCM技术中，永久(或“固定”)磁体和线圈被用来产生制动力。线圈被定位在固定磁体的磁场附近。当在线圈中驱动电流时，在线圈上产生洛伦兹力，并且作为回应在磁体上施加相等的反作用力。磁体或线圈被刚性地附着到光学单元，从而构造被致动套件。所述被致动套件随后通过磁性洛伦兹力被移动。从现在起，在本说明书中VCM将也被称作“VCM引擎”，并且包括这样的VCM(或VCM引擎)的致动器将被称作“VCM致动器”或者简单地称作“致动器”。除了磁力之外，还知道用以设定光学单元的运动路线的机械轨道。机械轨道把透镜的运动保持在光学需求所要求的期望的路径中。一种典型的机械轨道是本领域内已知的“弹簧引导轨道”，其中使用一个弹簧或弹簧集合来设定运动方向。包括弹簧引导轨道的VCM被称作“弹簧引导VCM”。举例来说，美国专利申请号20110235196公开了一种在线性弹簧轨道中被偏移从而产生对焦的透镜单元。举例来说，国际专利申请PCT/IB2016/052179公开了在折叠式摄影机结构(“FCS”——也被简单地称作“折叠式摄影机”)中合并和使用弹簧引导VCM。其公开内容教导了偏移透镜单元以产生对焦和OIS，以及通过旋转方式偏移光径折叠单元(OPFE)以产生OIS。此外，PCT/IB2016/052179教导了折叠式致动器中的AF+OIS，其中所述致动器不会增加模块高度。另一种典型的机械轨道是本领域内已知的“滚珠引导轨道”，例如参见美国专利号8810714。对于滚珠引导轨道，透镜通过被限制在沟槽(也被称作“狭缝(slit)”)中的滚珠集合而被限定在期望的方向上移动。包括滚珠引导轨道的VCM被称作“滚珠引导VCM”。滚珠引导VCM与弹簧引导VCM相比具有几个优点。这些优点包括：(1)更低的功率消耗，这是因为在弹簧引导VCM中，磁力必须与不存在于滚珠引导VCM中的弹簧机械力相反；以及(2)在包括VCM的摄影机的使用寿命期间可能发生的掉落中的更高可靠性。美国专利8810714中的致动方法是针对其中透镜光轴直接指向将要摄影的对象的标准非折叠透镜而设计的，并且无法被使用在折叠式摄影机中。鉴于前述内容，需要并且有利的将是在折叠式摄影机内部具有线性滚珠引导VCM，从而减小折叠式摄影机规格，特别是摄影机高度和/或宽度。此外还需要在与用于这些摄影机中的OPFE的各种致动机制的组合中示出这样的结构。
技术实现思路
本文中所公开的实施例的各个方面涉及VCM，涉及包括所述VCM的致动器，其中所述致动器具有用于折叠式摄影机中的AF和OIS的线性滚珠引导轨道，并且还涉及数字摄影机，特别是涉及具有合并了所述VCM的折叠式光学装置的摄影机。在一些示例性实施例中，提供一种用于承载和致动具有透镜的透镜夹持器的致动器，透镜具有第一光轴，透镜接收从沿着基本上垂直于第一光轴的第二光轴的光径折叠的光，所述致动器包括：耦合到透镜夹持器的第一VCM引擎；耦合到透镜夹持器的第二VCM引擎；适于在由第一VCM引擎致动时产生透镜夹持器的第一移动的第一线性滚珠引导轨道，其中所述第一移动是在平行于第一光轴的第一方向上；以及适于在由第二VCM引擎致动时产生透镜夹持器的第二移动的第二线性滚珠引导轨道，其中所述第二移动是在基本上垂直于第一光轴和第二光轴的第二方向上。在一个示例性实施例中，第一移动是用于对焦，第二移动是用于OIS。在一个示例性实施例中，致动器还包括中间移动框架，所述中间移动框架包括第一方向上的至少一个沟槽和第二方向上的至少一个沟槽。在一个示例性实施例中，透镜夹持器和透镜被制作成一个部件。在一个示例性实施例中，第一和第二线性滚珠引导轨道当中的每一个包括具有位于其间的至少一个滚珠的一对沟槽。在一个示例性实施例中，第一和第二VCM引擎包括对应的第一和第二VCM磁体。在一个示例性实施例中，致动器还包括静态底座，其中透镜夹持器只能沿着关于中间移动框架的第一方向移动，并且中间移动框架只能沿着关于静态底座的第二方向移动。在一个示例性实施例中，致动器还包括静态底座，其中透镜夹持器只能沿着关于中间移动框架的第二方向移动，并且中间移动框架只能沿着关于静态底座的第一方向移动。在一个示例性实施例中，第一和第二VCM磁体被固定地附着到透镜夹持器。在一个示例性实施例中，第一VCM磁体被固定地附着到透镜夹持器，并且第二VCM磁体被固定地附着到移动框架。在一个示例性实施例中，第一VCM磁体被固定地附着到移动框架，并且第二VCM磁体被固定地附着到透镜夹持器。在一个示例性实施例中，第一VCM引擎和第二VCM引擎包括机械地耦合到静态底座的对应的第一和第二VCM线圈。在一个示例性实施例中，致动器还包括附着到静态底座并且被用来拉动第一VCM磁体的至少一个铁磁性磁轭(ferromagneticyoke)，以便防止第一和第二线性滚珠引导轨道发生解体。在一个示例性实施例中，致动器还包括附着到静态底座并且被用来拉动第一VCM磁体或第二VCM磁体的至少一个铁磁性磁轭，以便防止第一和第二线性滚珠引导轨道发生解体。在一个示例性实施例中，致动器还包括附着到静态底座并且被用来拉动第二VCM磁体的至少一个铁磁性磁轭，以便防止第一和第二线性滚珠引导轨道发生解体。在一个示例性实施例中，第一和第二VCM线圈以及第一和第二VCM磁体分别分开恒定的距离。在一个示例性实施例中，致动器还包括分别用于在第一和第二方向上移动时测量透镜的位置的第一位置传感器和第二位置传感器。在一个示例性实施例中，第一和第二位置传感器是适于分别测量第一和第二VCM磁体的磁场的霍尔条(Hallbar)位置传感器。在一些示例性实施例中，前面的任何致动器可以与OPFE一起被包括在折叠式摄影机中，所述OPFE把来自沿着第二光轴的光径的光折叠到沿着第一光轴的光径，其中可以通过基于弹簧的机制或基于滚珠的机制围绕第二方向倾斜OPFE。在一些示例性实施例中，折叠式摄影机与直立式摄影机一起被包括在双孔径摄影机中。附图说明当结合附图考虑后面的详细描述时，本文中所公开的各个方面、实施例和特征将变得显而易见，其中：图1A示出了根据本文中所公开的一个示例性实施例的线性滚珠引导VCM致动器的等距视图；图1B示出了图1A的VCM致动器的分解视图；图1C示出了VCM致动器的顶部致动子套件的底视图；图1D示出了VCM致动器的中间移动框架的顶视图；图1E示出了VCM致动器的中间移动框架的底视图；图1F示出了VCM致动器的底座的等距视图；图1G示出了VCM致动器的EM子套件的等距视图；图1H示出了根据另一个示例性实施例的线性滚珠引导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于承载和致动具有透镜的透镜夹持器的致动器，透镜具有第一光轴，透镜接收从沿着基本上垂直于第一光轴的第二光轴的光径折叠的光，所述致动器包括：a)耦合到透镜夹持器的第一音圈电动机(VCM)引擎；b)耦合到透镜夹持器的第二VCM引擎；c)适于在由第一VCM引擎致动时产生透镜夹持器的第一移动的第一线性滚珠引导轨道，其中所述第一移动是在平行于第一光轴的第一方向上；以及d)适于在由第二VCM引擎致动时产生透镜夹持器的第二移动的第二线性滚珠引导轨道，其中所述第二移动是在基本上垂直于第一光轴和第二光轴的第二方向上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.07 US 62/359,2221.一种用于承载和致动具有透镜的透镜夹持器的致动器，透镜具有第一光轴，透镜接收从沿着基本上垂直于第一光轴的第二光轴的光径折叠的光，所述致动器包括：a)耦合到透镜夹持器的第一音圈电动机(VCM)引擎；b)耦合到透镜夹持器的第二VCM引擎；c)适于在由第一VCM引擎致动时产生透镜夹持器的第一移动的第一线性滚珠引导轨道，其中所述第一移动是在平行于第一光轴的第一方向上；以及d)适于在由第二VCM引擎致动时产生透镜夹持器的第二移动的第二线性滚珠引导轨道，其中所述第二移动是在基本上垂直于第一光轴和第二光轴的第二方向上。2.根据权利要求1所述的致动器，其中，第一移动是用于对焦，第二移动是用于光学图像稳定。3.根据权利要求1所述的致动器，还包括中间移动框架，所述中间移动框架包括第一方向上的至少一个沟槽和第二方向上的至少一个沟槽。4.根据权利要求1所述的致动器，其中，透镜夹持器和透镜被制作成一个部件。5.根据权利要求1所述的致动器，其中，第一和第二线性滚珠引导轨道当中的每一个包括具有位于其间的至少一个滚珠的一对沟槽。6.根据权利要求1所述的致动器，其中，第一和第二VCM引擎包括对应的第一和第二VCM磁体。7.根据权利要求3所述的致动器，还包括静态底座，其中透镜夹持器只能沿着关于中间移动框架的第一方向移动，并且中间移动框架只能沿着关于静态底座的第二方向移动。8.根据权利要求3所述的致动器，还包括静态底座，其中透镜夹持器只能沿着关于中间移动框架的第二方向移动，并且中间移动框架只能沿着关于静态底座的第一方向移动。9.根据权利要求6所述的致动器，其中，第一和第二VCM磁体被固定地附着到透镜夹持器。10.根据权利要求6所述的致动器，其中，第一VCM磁体被固定地附着到透镜夹持器，并且第二VCM磁体被固...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·巴查尔，I·耶狄德，G·沙布岱，E·戈登堡，G·艾微微，I·杰比，
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