【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】弹出式移动摄像机和致动器
[0001]相关申请
[0002]本申请要求2021年7月21日提交的美国临时专利申请第63/224131号、2021年9月13日提交的美国临时专利申请第63/243256号、2021年11月5日提交的美国临时专利申请第63/276072号、2021年12月23日提交的美国临时专利申请第63/293274号和2022年1月11日提交的美国临时专利申请第63/298335号的优先权；所有这些都通过引用整体并入本文。
[0003]本公开的主题一般涉及数码摄像机的领域，尤其涉及包括形状记忆合金(SMA)致动器的弹出式紧凑型多孔径摄像机。
技术介绍
[0004]定义
[0005]在本申请中，对于说明书和附图中提及的光学和其他特性，使用了以下符号和缩写，所有这些都是本领域已知的术语：
[0006]镜头总长(TTL)：当系统聚焦到一无限远物距时，沿平行于一镜头光轴的轴测量的一第一透镜元件L1的前表面S1的一点与一图像传感器之间的最大距离。
[0007]光学后焦距(BFL)：当系统聚焦到一无限远物距时，沿平行于一镜头光轴的轴测量的最后一个透镜元件LN的后表面S2N的一点与一图像传感器之间的最小距离。
[0008]有效焦距(EFL)：在一镜头(透镜元件L1至LN的装配)中，所述镜头的一后主点P
’
和一后焦点F
’
之间的距离。
[0009]f
‑
数(f/#)：所述EFL与一入射瞳孔直径的比率。>[0010]背景
[0011]紧凑型多摄像机及其在移动电子设备(在本文也称为“主机设备”)如平板电脑和移动电话(下文统称为“智能手机”)中的结合是已知的。一典型的多摄像机系统包括一超广角(或“超广”或“UW”)摄像机、一广角(或“广”或“W”)摄像机和一远摄(或“Tele”或“T”)摄像机，其中，它们的视场角(FOVs)满足FOV
UW
>FOV
W
>FOV
T
。
[0012]在持续尝试改善所获得的图像质量时，有需要将较大的图像传感器并入多摄像机中。较大的传感器顾及改善的低光性能及较大的像素数量，因此改善空间分辨率。其他图像质量特性，例如噪声特性、动态范围和色彩保真度也可以随着传感器尺寸的增加而改善。为了在远摄摄像机中提供大的变焦系数，需要结合具有一个大EFL的镜头。不论是结合大图像传感器和实现大EFL都需要具有一个大TTL的镜头。就一主机设备的工业设计而言，是不希望有一个大TTL的，因为它增加了所述主机设备的厚度。
[0013]弹出式摄像机允许在不增加一主机设备厚度的情况下结合大传感器和/或实现大变焦系数。它们结合了在所述摄像机使用时(“弹出状态”)提供一个大TTL，和在所述摄像机不使用时(“收缩状态”)将TTL折叠收缩为一折叠TTL(“c
‑
TTL”)的薄型设计的优点。例如，在共同拥有的国际专利申请PCT/IB2020/058697和PCT/IB2022/052194中描述了弹出式摄像
机。
技术实现思路
[0014]在各种实施例或示例中，提供了摄像机，包括：一镜头，所述镜头包括多个透镜元件，所述透镜元件之间由气隙分隔开；一图像传感器；一弹出机构，配置为控制在所述透镜元件之间或在一透镜元件与所述图像传感器之间的至少一个气隙，以使所述摄像机进入一操作弹出状态和进入一收缩状态；以及一形状记忆合金(SMA)致动器，所述SMA致动器包括至少两条拮抗SMA线和一杠杆，其中所述SMA致动器被配置为利用所述至少两条拮抗SMA线和所述杠杆来移动所述弹出机构以使所述摄像机进入所述操作弹出状态和进入所述收缩状态。
[0015]在各种实施例或示例中，提供了摄像机，包括：一镜头，所述镜头包括多个透镜元件，一图像传感器；一弹出机构，配置为控制在所述透镜元件之间或在一透镜元件与所述图像传感器之间的至少一个气隙，以使所述摄像机进入一操作弹出状态和进入一收缩状态；以及一形状记忆合金(SMA)致动器，所述SMA致动器包括第一和第二两个拮抗组，其中所述两个拮抗组中的至少一个包括至少一个SMA部件，所述SMA部件是由一SMA材料制成的，且其中，所述SMA致动器被配置成利用所述两个拮抗组来移动所述弹出机构以使所述摄像机进入所述操作弹出状态和进入所述收缩状态。
[0016]在一些示例中，利用所述两个拮抗组来移动所述弹出机构以使所述摄像机进入所述操作弹出状态和进入所述收缩状态的一SMA致动器配置包括使电流通过所述至少一个SMA部件，以便在第一弹出方向上移动所述弹出机构，并且不使电流通过所述至少一个SMA部件而在与所述第一弹出方向相反的第二弹出方向上移动所述弹出机构。
[0017]在一些示例中，一摄像机还包括一锁定机构，其中所述锁定机构被配置为当所述摄像机处于所述弹出状态或所述收缩状态时，防止所述弹出机构移动。在一些示例中，所述锁定机构是一种机械锁定机构。在一些示例中，所述锁定机构是一种磁性锁定机构。在一些示例中，所述机械锁定机构包括一第一凹痕、一第二凹痕和一圆形边缘，其中所述圆形边缘被配置为在所述弹出状态进入所述第一凹痕，而在所述收缩状态进入所述第二凹痕，以防止所述弹出机构移动。在一些示例中，所述圆形边缘进一步被配置为围绕一枢轴点进行一旋转运动。
[0018]在一些示例中，所述磁性锁定机构包括至少一个磁性锁定器，所述至少一个磁性锁定器包括一个磁铁和一个磁轭。在一些示例中，所述磁性锁定机构包括至少一个磁性锁定器，所述至少一个磁性锁定器包括两个磁铁。
[0019]在一些示例中，所述至少两条拮抗SMA线具有一相同的SMA线长(LW)和一相同的SMA线直径(DW)。在一些示例中，所述LW可以在10
‑
100毫米的范围内。在其他示例中，所述LW可以在30
‑
70毫米的范围内。在一些示例中，所述DW可以在0.025
‑
0.5毫米的范围内。在其他示例中，所述DW可以在0.1
‑
0.2毫米的范围内。
[0020]在一些示例中，所述杠杆具有一短臂、一长臂和一枢轴点，且所述SMA致动器的配置包括使电流通过所述至少两条SMA线中的第一条并且使电流不通过所述至少两条SMA线中的第二条，以沿第一冲程致动所述杠杆的所述短臂，而使所述杠杆的所述长臂沿第二冲程移动，以在第一弹出方向上移动所述弹出机构，以便弹出所述摄像机，且使电流通过所述
至少两条SMA线中的所述第二条并且使电流不通过所述至少两条SMA线中的所述第一条，以沿第三冲程致动所述杠杆的所述短臂，而使所述杠杆的所述长臂沿着第四冲程移动，以在第二弹出方向上移动所述弹出机构，以便收缩所述摄像机，其中所述第一冲程和所述第三冲程是反向平行的，且其中所述第二冲程和所述第四冲程是反向平行的。
[0021]在一些示例中，所述杠杆的所述短臂的一长度LSA和所述杠杆的所述长臂的一长度LLA本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种摄像机，其特征在于：所述摄像机包括：一镜头，包括多个透镜元件，所述透镜元件之间由气隙分隔开；一图像传感器；一弹出机构，配置为控制在所述透镜元件之间或在一透镜元件与所述图像传感器之间的至少一个气隙，以使所述摄像机进入一操作弹出状态和进入一收缩状态；和一形状记忆合金(SMA)致动器，其包括至少两条拮抗SMA线和一个杠杆，其中所述SMA致动器被配置为使用所述至少两条拮抗SMA线和所述杠杆来移动所述弹出机构，以使所述摄像机进入所述操作弹出状态和所述收缩状态。2.如权利要求1所述的摄像机，其特征在于：所述摄像机还包括一锁定机构，其中，所述锁定机构被配置为当所述摄像机处于所述弹出状态或处于所述收缩状态时用以防止所述弹出机构移动。3.如权利要求2所述的摄像机，其特征在于：所述锁定机构是机械锁定机构。4.如权利要求3所述的摄像机，其特征在于：所述机械锁定机构包括一第一凹痕、一第二凹痕和一圆形边缘，其中所述圆形边缘被配置为在所述弹出状态下进入所述第一凹痕且在所述收缩状态下进入所述第二凹痕，以防止所述弹出机构移动。5.如权利要求4所述的摄像机，其特征在于：所述圆形边缘还被配置为围绕一枢轴点进行旋转运动。6.如权利要求2所述的摄像机，其特征在于：所述锁定机构是磁性锁定机构。7.如权利要求6所述的摄像机，其特征在于：所述磁性锁定机构包括至少一个磁性锁定器，所述至少一个磁性锁定器包括一磁铁和一磁轭。8.如权利要求6所述的摄像机，其特征在于：所述磁性锁定机构包括至少一个磁性锁定器，所述至少一个磁性锁定器包括两个磁铁。9.如权利要求1所述的摄像机，其特征在于：所述至少两条拮抗SMA线具有一相同的SMA线长度(LW)和一相同的SMA线直径(DW)。10.如权利要求9所述的摄像机，其特征在于：所述LW在10
‑
100毫米的范围内。11.如权利要求9所述的摄像机，其特征在于：所述LW在30
‑
70毫米的范围内。12.如权利要求9所述的摄像机，其特征在于：所述DW在0.025
‑
0.5毫米的范围内。13.如权利要求9所述的摄像机，其特征在于：所述DW在0.1
‑
0.2毫米的范围内。14.如权利要求1所述的摄像机，其特征在于：所述杠杆具有一短臂、一长臂和一枢轴点，其中所述SMA致动器的配置包括使电流通过所述至少两条SMA线中的第一条并且使电流不通过所述至少两条SMA线中的第二条，以沿第一冲程致动所述杠杆的所述短臂，而使所述杠杆的所述长臂沿第二冲程移动，以在第一弹出方向上移动所述弹出机构，以便弹出所述摄像机，且使电流通过所述至少两条SMA线中的所述第二条并且使电流不通过所述至少两条SMA线中的所述第一条，以沿第三冲程致动所述杠杆的所述短臂，而使所述杠杆的所述长臂沿着第四冲程移动，以在第二弹出方向上移动所述弹出机构，以便收缩所述摄像机，其中所述第一冲程和所述第三冲程是反向平行的，且其中所述第二冲程和所述第四冲程是反向平行的。15.如权利要求14所述的摄像机，其特征在于：所述杠杆的所述短臂的长度LSA和所述
杠杆的所述长臂的长度LLA具有一杠杆比率LSA/LLA在1:10
‑
1:2的范围内。16.如权利要求15所述的摄像机，其特征在于：所述杠杆比率在1:3
‑
1:5的范围内。17.如权利要求14所述的摄像机，其特征在于：所述SMA致动器还包括一拉杆，所述拉杆是由所述至少两条拮抗SMA线致动的，其中所述拉杆耦合到所述杠杆的所述短臂，并且其中所述弹出机构耦合到所述杠杆的所述长臂。18.如权利要求14所述的摄像机，其特征在于：SMA致动器还包括一致动器框架、一第一销和一第二销，其中所述第一销将所述杠杆连接到所述致动器框架并限定所述枢轴点的位置，其中所述第二销将所述杠杆连接到所述拉杆，且其中所述第一销和所述第二销之间的距离限定了所述杠杆的所述短臂的长度LSA。19.如权利要求18所述的摄像机，其特征在于：所述杠杆包括一插槽，所述插槽将所述杠杆连接到所述弹出机构，且其中所述第一销和所述插槽之间的距离限定了LLA。20.如权利要求1所述的摄像机，其特征在于：所述SMA致动器还包括至少一个霍尔传感器和至少一个磁铁，以用于测量所述拉杆与所述致动器框架之间的相对位置。21.如权利要求1所述的摄像机，其特征在于：所述至少两条拮抗SMA线是对称折叠的SMA线。22.如权利要求1所述的摄像机，其特征在于：所述至少两条拮抗SMA线由镍钛诺制成。23.如权利要求1所述的摄像机，其特征在于：所述至少两条拮抗SMA线被附接到一散热器。24.如权利要求1所述的摄像机，其特征在于：所述弹出机构将一旋转运动转换成一线性运动，其中所述线性运动被定向为平行于一镜头光轴，且其中所述旋转运动是围绕被定向为平行于所述镜头光轴的一旋转轴。25.如权利要求1所述的摄像机，其特征在于：所述弹出机构将一第一线性运动转化为一第二线性运动，其中所述第一线性运动被定向为垂直于一镜头光轴，且其中所述第二线性运动被定向为平行于所述镜头光轴。26.如权利要求1所述的摄像机，其特征在于：所述SMA致动器具有一宽度W、一高度H和一长度L，其中W＝1
‑
10毫米，其中H＝2
‑
15毫米且其中L＝10
‑
50毫米。27.如权利要求1所述的摄像机，其特征在于：所述SMA致动器具有一宽度W、一高度H和一长度L，其中W＝2
‑
4毫米，其中H＝5
‑
9毫米且其中L＝20
‑
40毫米。28.如权利要求1
‑
27中任一项所述的摄像机，其特征在于：所述摄像机与至少一个附加摄像机一起被包含在一多摄像机中。29.如权利要求1
‑
27中任一项所述的摄像机，其特征在于：所述摄像机包含在一智能手机中。30.一种摄像机，其特征在于：所述摄像机包括：一镜头，其包括多个透镜元件；一...
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