紧凑型折叠式摄影机制造技术

本发明专利技术涉及折叠式摄影机，包括：具有透镜光轴并且位于光径折叠单元(OPFE)与图像传感器之间的光径中的可移动透镜，其中OPFE把光从第一方向折叠到第二方向，所述第二方向基本上是沿着透镜光轴；以及用于受控的透镜移动的致动器，所述致动器包括或者被附着到部分地围绕透镜的屏蔽，所述屏蔽具有被定位并且被确定规格成允许从基本上平行于第一方向的插入方向把透镜安装到屏蔽中的开口。本文中所公开的折叠式摄影机可以与直立式摄影机一起被包括在双摄影机中。

Compact folding camera

The present invention relates to a foldable camera, comprising a movable lens having a lens optical axis and located in the optical path between an optical path folding unit (OPFE) and an image sensor, in which OPFE folds light from the first direction to the second direction, which is essentially along the lens optical axis; and an actuator for controlled lens movement, the actuator including or being attached to. Partially around the lens shield, the shield has an opening positioned and determined to allow the lens to be mounted into the shield from an insertion direction substantially parallel to the first direction. The folding camera disclosed herein may be included in a dual camera together with a vertical camera.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】紧凑型折叠式摄影机相关申请的交叉引用本申请要求2017年1月12日提交的美国临时专利申请62/445,271的权益，该申请通过引用的方式被全文合并在本文中。
本文中所公开的实施例总体上涉及数字摄影机，并且特别涉及纤薄的折叠式光学摄影机。
技术介绍
近年来，例如蜂窝电话(并且特别是智能电话)、平板设备和膝上型计算机之类的移动设备已经变得无所不在。这些设备当中的许多包括一个或两个紧凑型摄影机，所述紧凑性摄影机例如包括朝向后方的主要摄影机(即处于设备的背面的摄影机，其朝向离开用户的方向并且常常被用于随意的摄影)和朝向前方的次要摄影机(即位于设备的正面的摄影机，其常常被用于视频会议)。虽然其性质是相对紧凑的，但是这些摄影机当中的大多数的设计仍然非常类似于数字静止摄影机的传统结构，也就是说其包括放置在图像传感器之上的透镜套件(或者一串几个光学单元)。所述透镜套件(也被称作“透镜模块”或者简单地称作“透镜”)对进入的光线进行折射，并且将其弯曲以在传感器上产生场景的图像。这些摄影机的规格在很大程度上由传感器的尺寸以及由光学器件的高度决定。这些因素通常通过透镜的焦距(“f”)及其视场(FOV)而关联在一起——必须把特定的FOV成像在特定尺寸的传感器上的透镜具有特定的焦距。通过把FOV保持恒定，传感器的规格越大，焦距和光学器件高度就越大。传统摄影机的组装处理通常包括几个子套件的操纵：透镜、传感器板子套件和致动器。透镜通常由塑料制成，并且包括通常由塑料或玻璃制成的几个(3-7个)透镜单元。传感器板子套件通常包括图像传感器、印刷电路板(PCB)和对于摄影机的操作所需要的电子装置，正如本领域内已知的那样。致动器被用于几个目的：(1)其充当用于摄影机的底盘，其他部件也被安装在该底盘上；(2)其被用来针对光学需要移动透镜，例如用于对焦并且特别是自动对焦(AF)和/或光学图像稳定(OIS)；以及(3)其被用于对摄影机的其他部件进行机械保护。在已知的
内，沿着透镜光轴将透镜从一侧插入并且附着(例如胶粘)到致动器，并且沿着光轴从相对侧将传感器板附着(例如胶粘)到致动器。近来提出了一种“折叠式摄影机模块”，以便减小紧凑型摄影机的高度。在折叠式摄影机中，添加了例如是棱镜或反射镜(在本文中或者被统称作“反射单元”)的光径折叠单元(后文中称作“OPFE”)，以便把光传播方向从垂直于智能电话背表面倾斜到平行于智能电话背表面。如果折叠式摄影机模块是双孔径摄影机的一部分，这样则提供了穿过一个透镜套件(例如长焦透镜)的折叠光径。这样的摄影机在本文中被称作“折叠透镜双孔径摄影机”或者“具有折叠透镜的双孔径摄影机”。一般来说，折叠式摄影机模块可以被包括在多孔径摄影机中，例如与两个“非折叠”(直立式)摄影机模块一起被包括在三孔径摄影机中。折叠式摄影机模块(或者简称作“折叠式摄影机”)的较小高度对于允许使得包括所述折叠式摄影机模块的寄主设备(例如智能电话、平板设备、膝上型计算机、智能电视)尽可能纤薄是很重要的。摄影机的高度许多时候受到工业设计的限制。与此相对的是，对于透镜、传感器和OPFE增大可用高度可以改进光学属性。因此，需要具有这样一种折叠式摄影机，其中透镜的高度对于给定的摄影机高度是最大的，并且/或者图像传感器活跃区域的高度对于给定的摄影机高度是最大的，并且/或者OPFE的高度对于给定的摄影机高度是最大的。
技术实现思路
本文中所公开的实施例涉及纤薄的折叠式摄影机。在各个示例性实施例中，提供折叠式摄影机，包括：位于OPFE与图像传感器之间的光径中的可移动透镜，其中OPFE把光从第一方向折叠到第二方向，并且其中所述透镜具有基本上平行于第二方向的透镜光轴以及与第一方向基本上对准的透镜高度；部分地围绕透镜并且具有屏蔽厚度的屏蔽，其中所述屏蔽是致动器的一部分并且包括顶部和底部部件，所述顶部和底部部件具有位于与第一方向基本上垂直的平面内的对应的顶表面和底表面，并且屏蔽顶部或底部部件的其中之一具有对应的开口；以及具有第一封盖厚度并且覆盖屏蔽中的开口的封盖，其中折叠式摄影机具有基本上等于以下各项之和的摄影机高度，即透镜高度、第一封盖厚度、屏蔽厚度、朝向封盖的透镜表面上的第一点之间的第一气隙的尺寸以及与第一点直径相对并且朝向屏蔽的透镜表面上的第二点之间的第二气隙的尺寸。应当提到的是，后文中所使用的术语“顶部”和“底部”指的是特定的位置/方向：“顶部”表明朝向所拍摄的感兴趣对象(未示出)的方向上的折叠式摄影机的一侧或折叠式摄影机的组件，“底部”则表明背离所拍摄的感兴趣对象(与之相反)的方向上的折叠式摄影机的一侧或折叠式摄影机的组件。换句话说，术语“顶部”和“底部”指的是位于与轴112(参见后面的图1A)垂直的平面内的部件/单元/组件的定位，其中“顶部”处于更靠近将要拍摄的感兴趣对象的平面内，并且“底部”处于与顶部平面相比更远离将要拍摄的感兴趣对象的平面内。在一个示例性实施例中，所述屏蔽的顶部或底部部件当中的另一个包括对应的第二开口，所述第二开口由具有对应的第二封盖厚度的封盖所覆盖，第二气隙处于第二点与第二封盖之间，并且第二封盖厚度取代屏蔽厚度。在一个示例性实施例中，每一个气隙处于10-50μm的范围内。在一个示例性实施例中，每一个气隙处于10-100μm的范围内。在一个示例性实施例中，每一个气隙处于10-150μm的范围内。在一个示例性实施例中，折叠式摄影机还包括用于保持透镜的透镜载体，所述透镜载体具有用于把透镜机械定位在屏蔽内部的正确位置处的V形沟槽结构。在一个示例性实施例中，所述屏蔽中的开口的规格被确定成允许在平行于第一方向并且垂直于透镜光轴的方向上把透镜插入到屏蔽中。在一个示例性实施例中，利用位于图像传感器的基本上垂直于封盖并且垂直于屏蔽的相对表面的侧面上的键合线把图像传感器引线键合到印刷电路板。在一个示例性实施例中，所述可移动透镜可以移动以进行对焦。在一个示例性实施例中，所述可移动透镜可以移动以进行光学图像稳定。在各个实施例中，折叠式摄影机具有不超出透镜高度多于800μm的高度。在一个实施例中，折叠式摄影机具有不超出透镜高度多于700μm的高度。在一个实施例中，折叠式摄影机具有不超出透镜高度多于600μm的高度。在一个示例性实施例中，提供一种折叠式摄影机，包括：具有透镜光轴并且位于OPFE与图像传感器之间的光径中的可移动透镜，其中OPFE把光从第一方向折叠到第二方向，第二方向基本上是沿着透镜光轴；以及用于受控的透镜移动的致动器，所述致动器包括部分地围绕透镜并且具有开口的屏蔽，所述开口被定位并且被确定规格成允许从基本上平行于第一方向的插入方向把透镜安装到屏蔽中。在一个示例性实施例中，折叠式摄影机还包括用于保持透镜的透镜载体，所述透镜载体具有用于在安装期间把透镜机械定位在正确位置处的V形沟槽结构。在一个示例性实施例中，提供一种折叠式摄影机，包括位于光径折叠单元与图像传感器之间的光径中的透镜，所述透镜具有透镜高度和光轴，其中所述折叠式摄影机具有不超出透镜高度多于600μm的高度。在一个示例性实施例中，提供一种折叠式摄影机，包括位于OPFE与图像传感器之间的光径中的透镜，其中OPFE把光从第一方向折叠到第二方向，并且其中利用位于图像传感器的基本上平行于第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种折叠式摄影机，包括：a)具有透镜光轴并且位于光径折叠单元(OPFE)与图像传感器之间的光径中的可移动透镜，其中OPFE把光从第一方向折叠到第二方向，所述第二方向基本上是沿着透镜光轴；以及b)用于受控的透镜移动的致动器，所述致动器包括部分地围绕透镜并且具有开口的屏蔽，所述开口被定位并且被确定规格成允许从基本上平行于第一方向的插入方向把透镜安装到屏蔽中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.12 US 62/445,2711.一种折叠式摄影机，包括：a)具有透镜光轴并且位于光径折叠单元(OPFE)与图像传感器之间的光径中的可移动透镜，其中OPFE把光从第一方向折叠到第二方向，所述第二方向基本上是沿着透镜光轴；以及b)用于受控的透镜移动的致动器，所述致动器包括部分地围绕透镜并且具有开口的屏蔽，所述开口被定位并且被确定规格成允许从基本上平行于第一方向的插入方向把透镜安装到屏蔽中。2.根据权利要求1所述的折叠式摄影机，还包括用于保持透镜的透镜载体，所述透镜载体具有用于在安装期间把透镜机械定位在正确位置处的V形沟槽结构。3.根据权利要求1或2所述的折叠式摄影机，其与直立式摄影机一起被包括在双摄影机中。4.一种折叠式摄影机，包括：a)位于光径折叠单元(OPFE)与图像传感器之间的光径中的可移动透镜，其中OPFE把光从第一方向折叠到第二方向，并且其中所述透镜具有平行于第二方向的透镜光轴以及与第一方向基本上对准的透镜高度；b)部分地围绕透镜并且具有屏蔽厚度的屏蔽，其中所述屏蔽是致动器的一部分并且包括顶部和底部部件，所述顶部和底部部件具有位于与第一方向基本上垂直的平面内的对应的顶表面和底表面，并且屏蔽顶部或底部部件的其中之一具有对应的开口；以及c)具有第一封盖厚度并且覆盖屏蔽中的开口的封盖，其中，所述折叠式摄影机具有基本上等于以下各项之和的摄影机高度，即透镜高度、第一封盖厚度、屏蔽厚度、朝向封盖的透镜表面上的第一点之间的第一气隙的尺寸以及与第一点直径相对并且朝向屏蔽的透镜表面上的第二点之间的第二气隙的尺寸。5.根据权利要求4所述的折叠式摄影机，其中，所述屏蔽的顶部或底部部件当中的另一个包括对应的第二开口，所述第二开口由具有对应的第二封盖厚度的封盖所覆盖，其中第二气隙处于第二点与第二封盖之间，并且其中第二封盖厚度取代屏蔽厚度。6.根据权利要求4所述的折叠式摄影机，其中，第一和第二气隙当中的每一个处于10-50μm的范围内。7.根据权利要求4所述的折叠式摄影机，其中，第一和第二气隙当中的每一个处于10-100μm的范围内。8.根据权利要求4所述的折叠式摄影机，其中，第一和第二气隙当中的每一个处于10-150μm的范围内。9.根据权利要求4所述的折叠式摄影机，还包括用于保持透镜的透镜载体，所述透镜载体具有用于把透镜机械定位在屏蔽内部的正确位置处的V形沟槽结构。10.根据权利要求4所述的折叠式摄影机，其中，所述屏蔽中的开口的规格被确定成允许在平行于第一方向并且垂直于透镜光轴的方向上把透镜插入到屏蔽中。11.根据权利要求4所述的折叠式摄影机，其中，利用位于图像传感器的基本上垂直于封盖并且垂直于屏蔽的相对表面的侧面上的键合线把图像传感器引线键合到印刷电路板。12.根据权利要求4所述的折叠式摄影机，其中，所述可移动透镜可...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊泰·杰比，伊泰·耶德，G·艾维维，E·戈登堡，G·巴沙尔，G·沙布岱，
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