具有自动对焦和光学稳像功能的摄像模组制造技术

一种摄像模组，其包括图像传感器、透镜组件和机械致动器。所述透镜组件被定位成将图像聚焦在图像传感器上，并且其包括变焦透镜。所述机械致动器在平行于第一侧向轴的X方向和平行于第二侧向轴的Y方向上均引起透镜组件与图像传感器之间的相对平移。第一侧向轴基本上垂直于透镜组件的光轴，第二侧向轴基本上垂直于光轴和第一侧向轴中的每一者。透镜组件在围绕第一侧向轴的第一旋转方向以及围绕第二侧向轴的第二旋转方向上均相对于图像传感器是固定的。

Camera module with auto focus and optical image stabilization

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有自动对焦和光学稳像功能的摄像模组背景1.相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119要求2017年3月9日提交的系列号为62/469203的美国临时申请和2017年9月21日提交的系列号为62/561443的美国临时申请的优先权权益，它们各自的内容作为本文的基础并通过引用全文纳入本文中。2.
本公开涉及摄像模组，更具体地，涉及具有自动对焦和光学稳像(OIS)功能的摄像模组。3.
技术介绍
用于数码摄像机的摄像模组一般包括图像传感器和定位成将图像聚焦在图像传感器上的光学系统。一些较先进的摄像模组执行自动对焦功能和/或光学稳像(OIS)功能。例如，被构造成执行自动对焦和OIS这两种功能的摄像模组可包括三个音圈电动机(VCM)，其使光学系统在三个不同的轴上物理平移。这种机械系统可需要相对较大量的空间并消耗相对较大量的功率，这两方面均是不利的，特别是对于需要纤薄的形状因数和更长的电池寿命的消费电子器件应用，例如智能手机或平板计算机。另外，这样的机械系统相对较慢地起作用，这导致自动对焦和/或OIS性能不良。
技术实现思路
本文公开了具有自动对焦和光学稳像功能的摄像模组。本文公开了包含图像传感器、透镜组件和机械致动器的摄像模组。所述透镜组件被定位成将图像聚焦在图像传感器上，并且其包括变焦透镜。机械致动器在与第一侧向轴平行的X方向和与第二侧向轴平行的Y方向上均引起透镜组件与图像传感器之间的相对平移。第一侧向轴基本上垂直于透镜组件的光轴，第二侧向轴基本上垂直于光轴和第一侧向轴中的每一者。透镜组件在围绕第一侧向轴的第一旋转方向以及围绕第二侧向轴的第二旋转方向上均相对于图像传感器固定。本文公开了包含图像传感器、透镜组件和机械致动器的摄像模组。所述透镜组件被定位成将图像聚焦在图像传感器上，并且其包括变焦透镜。机械致动器在与第一侧向轴平行的X方向和与第二侧向轴平行的Y方向上使透镜组件相对于图像传感器平移。第一侧向轴基本上垂直于透镜组件的光轴，第二侧向轴基本上垂直于光轴和第一侧向轴中的每一者。透镜组件在围绕第一侧向轴的第一旋转方向，围绕第二侧向轴的第二旋转方向以及平行于光轴的Z方向上均相对于图像传感器固定。透镜组件和机械致动器配合操作以在四个或更多个轴上执行光学稳像(OIS)功能。本文公开了包含图像传感器、透镜组件和机械致动器的摄像模组。所述透镜组件被定位成将图像聚焦在图像传感器上，并且其包括变焦透镜。所述机械致动器包括第一致动构件和第二致动构件，所述第一致动构件使透镜组件在平行于第一侧向轴的X方向上相对于图像传感器平移，所述第二致动构件使透镜组件在平行于第二侧向轴的Y方向上相对于图像传感器平移。第一侧向轴基本上垂直于透镜组件的光轴，第二侧向轴基本上垂直于光轴和第一侧向轴中的每一者。透镜组件在围绕第一侧向轴的第一旋转方向，围绕第二侧向轴的第二旋转方向以及平行于光轴的Z方向上均相对于图像传感器固定。透镜组件和机械致动器配合操作以在四个或更多个轴上执行光学稳像(OIS)功能。本文公开了一种用于操作摄像模组的方法。所述方法包括调整透镜组件的变焦透镜的焦距以执行自动对焦功能。所述方法包括：响应于摄像模组在围绕第一侧向轴的第一旋转方向和围绕第二侧向轴的第二旋转方向上的移动，使透镜组件在平行于第一侧向轴的X方向和平行于第二侧向轴的Y方向上均相对于图像传感器平移。第一侧向轴基本上垂直于透镜组件的光轴，第二侧向轴基本上垂直于光轴和第一侧向轴中的每一者。透镜组件在第一旋转方向，第二旋转方向以及平行于光轴的Z方向上均相对于图像传感器固定。应理解，前面的一般性描述和以下的具体实施方式都仅仅是示例性的，并且旨在提供用于理解所要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。所附附图提供了进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了一种或多种实施方式，并与说明书一起用来解释各种实施方式的原理和操作。附图说明图1是摄像模组的一些实施方式的分解示意图。图2是图1所示的摄像模组的透视图。图3是沿着包含光轴的平面截取的透镜组件的一些实施方式的截面示意图。图4是变焦透镜的一些实施方式的截面示意图。图5A-5C是以不同焦距设置的变焦透镜的一些实施方式的截面示意图。图6A-6C是将物体的图像聚焦在图像传感器上的透镜组件的一些实施方式的示意图。图7A-7C是将物体的图像聚焦在图像传感器上的透镜组件的一些实施方式的示意图。图8A-8C是以不同倾斜位置设置的变焦透镜的一些实施方式的截面示意图。具体实施方式现将对附图所示的示例性实施方式进行详细说明。只要可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。附图中的各部件不一定按比例绘制，而是着重于说明示例性实施方式的原理。数值，包括范围的端点，在本文中可表示为数值前带有“约”、“大约”等的近似值。在这些情况中，其他实施方式包括具体的数值。无论数值是否表示为近似值，在本公开中包括两种实施方式：一种用近似值表示，另一种不用近似值表示。将进一步理解，每个范围的端点相对于另一个端点以及独立于另一个端点都是重要的。在各个实施方式中，摄像模组包括图像传感器以及被定位成将图像聚焦在图像传感器上的透镜组件。所述透镜组件包括变焦透镜。在一些实施方式中，机械致动器在与第一侧向轴平行的X方向和与第二侧向轴平行的Y方向上均引起透镜组件与图像传感器之间的相对平移。第一侧向轴基本上垂直于透镜组件的光轴，第二侧向轴基本上垂直于光轴和第一侧向轴中的每一者。附加或替代地，透镜组件在围绕第一侧向轴的第一旋转方向以及围绕第二侧向轴的第二旋转方向上均相对于图像传感器固定。在一些实施方式中，变焦透镜是可调的以执行自动对焦功能。例如，变焦透镜是具有液体界面的液体透镜，其是可调的以调整透镜组件的焦距，从而执行自动对焦功能。附加或替代地，机械致动器引起透镜组件与图像传感器之间的相对平移，以执行光学稳像(OIS)功能。因此，在一些实施方式中，与在三个或更多个轴上操作更加复杂的机械致动器相反，使用所述变焦透镜和相对较简单的双轴机械致动器可实现自动对焦和OIS两种功能。在一些实施方式中，变焦透镜是可调的以执行OIS功能。例如，变焦透镜是具有液体界面的液体透镜，其是可调的以调整界面的倾斜度，从而调整透镜组件在X方向或Y方向的至少一者上的焦点。因此，在一些实施方式中，变焦透镜和机械致动器可配合操作以通过在两个或更少的轴上的机械运动，在四个或更多个轴上执行OIS功能，或者通过在三个或更少的轴上的机械运动，在五个或更多个轴上执行OIS功能。由于变焦透镜能够在两个轴上执行OIS功能，因此本文所述的摄像模组能够通过在限制于一个侧向平面(例如X-Y平面)的相对较简单的机械运动，在四个或五个轴上实现复杂的OIS功能。相比于利用沿着多个轴的机械平移(例如X-Y-Z运动)以及围绕这些轴的旋转的传统的摄像模组，本文所述的摄像模组可降低功率消耗，增加使用寿命，提高抗机械冲击性，加快对焦速度/稳定时间，改进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种摄像模组，其包括：/n图像传感器；/n透镜组件，其被定位成将图像聚焦在图像传感器上，并且其包括变焦透镜；和/n机械致动器，其引起透镜组件与图像传感器之间在平行于第一侧向轴的X方向和平行于第二侧向轴的Y方向上均相对平移，第一侧向轴基本上垂直于透镜组件的光轴，并且第二侧向轴基本上垂直于光轴和第一侧向轴中的每一者；/n其中，透镜组件在围绕第一侧向轴的第一旋转方向和围绕第二侧向轴的第二旋转方向上均相对于图像传感器是固定的。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170309 US 62/469,203;20170921 US 62/561,4431.一种摄像模组，其包括：
图像传感器；
透镜组件，其被定位成将图像聚焦在图像传感器上，并且其包括变焦透镜；和
机械致动器，其引起透镜组件与图像传感器之间在平行于第一侧向轴的X方向和平行于第二侧向轴的Y方向上均相对平移，第一侧向轴基本上垂直于透镜组件的光轴，并且第二侧向轴基本上垂直于光轴和第一侧向轴中的每一者；
其中，透镜组件在围绕第一侧向轴的第一旋转方向和围绕第二侧向轴的第二旋转方向上均相对于图像传感器是固定的。


2.如权利要求1所述的摄像模组，其中，变焦透镜是可调的以执行自动对焦功能。


3.如权利要求2所述的摄像模组，其中，在平行于光轴的Z方向上，透镜组件相对于图像传感器是固定的。


4.如权利要求1所述的摄像模组，其中，机械致动器引起透镜组件与图像传感器之间的相对平移，以执行光学稳像(OIS)功能。


5.如权利要求1所述的摄像模组，其中，变焦透镜是包含液体界面的液体透镜。


6.如权利要求5所述的摄像模组，其中，液体界面的形状是可调的，以调整透镜组件的焦距。


7.如权利要求5所述的摄像模组，其中，液体界面的倾斜度是可调的，以在X方向或Y方向的至少一个方向上调整透镜组件的焦点。


8.如权利要求5所述的摄像模组，其包括控制单元，所述控制单元操作性地连接到液体透镜和机械致动器中的每一者，以控制(a)液体透镜的焦距或倾斜度中的至少一种和(b)透镜组件与图像传感器之间的相对平移。


9.如权利要求1所述的摄像模组，其中，变焦透镜的倾斜度是可调的以在两个或更多个轴上执行OIS功能。


10.如权利要求1所述的摄像模组，其中，机械致动器引起透镜组件与图像传感器之间的相对平移，以在两个或更多个轴上执行OIS功能。


11.如权利要求1所述的摄像模组，其中，机械致动器引起透镜组件与图像传感器之间的相对平移，以及透镜组件与图像传感器之间在围绕光轴的第三旋转方向上的相对旋转，以在三个或更多个轴上执行OIS功能。


12.如权利要求1所述的摄像模组，其中，变焦透镜和机械致动器配合操作以通过在两个或更少轴上的机械运动而在四个或更多个轴上执行OIS功能。


13.如权利要求1所述的摄像模组，其中，变焦透镜和机械致动器配合操作以通过在三个或更少轴上的机械运动而在五个或更多个轴上执行OIS功能。


14.一种摄像模组，其包括：
图像传感器；
透镜组件，其被定位成将图像聚焦在图像传感器上，并且其包括变焦透镜；和
机械致动器，其使透镜组件相对于图像传感器在平行于第一侧向轴的X方向和平行于第二侧向轴的Y方向上平移，第一侧向轴基本上垂直于透镜组件的光轴，并且第二侧向轴基本上垂直于光轴和第一侧向轴中的每一者；
其中，透镜组件在围绕第一侧向轴的第一旋转方向，围绕第二侧向轴的第二旋转方向以及平行于光轴的Z方向上均相对于图像传感器是固定的；并且
其中，透镜组件和机械致动器配合操作以在四个或更多个轴上执行光学稳像(OIS)功能。


15.如权利要求14所述的摄像模组，其中：
机械致动器使图像传感器在围绕光轴的第三旋转方向上相对于透镜组件旋转；并且
透镜组件和机械致动器配合操作以通过在三个或更少轴上的机械运动而在五个或更多个轴上执行OIS功能。


16.如权利要求14所述的摄像模组，所述机械致动器包括第一台架和第二台架，第一台架在X方向或Y方向中的一个方向上能够相对于图像传感器平移，第二台架在X方向或Y方向中的另一个方向上能够相对于图像传感器平移。


17.如权利要求16所述的摄像模组，其还包括壳体...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·M·库尼克，K·梅罗特拉，M·J·索利埃尔，P·M·陈，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US