摄像装置制造方法及图纸

在一种摄像装置中，两个SMA致动器子系统每个包括连接在摄像单元和支撑结构之间的两条SMA配线，这两条SMA配线钩在限定枢轴线的枢轴元件上，该枢轴线位于沿着光轴的公共平面中。SMA配线的差动收缩驱动旋转。SMA致动器子系统是相对的，但每个子系统的SMA配线被分别固定到摄像单元和支撑结构，降低了高度。支撑电连接到SMA致动器系统的导电迹线的非导电基板被配置为摄像单元和支撑结构之间的弯曲布置。该弯曲布置在公共平面中的一位置处连接到摄像单元，减小了对倾斜的横向阻力。使用中间连接器元件允许电路板在透镜系统的高度之内被布置在中间连接器前面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】摄像装置本专利技术的第一方面到第三方面涉及摄像装置的光学图像稳定(OIS)，所述摄像装置包括图像传感器和用于将图像聚焦在图像传感器上的透镜系统。本专利技术的第四方面更一般地涉及包括图像传感器和用于将图像聚焦在图像传感器上的透镜系统的摄像装置。摄像装置在宽范围的便携式设备，例如移动电话和智能手机中变得非常普遍。OIS的目的是补偿相机抖动，即通常由使用者手动引起的摄像装置的振动，该振动将劣化由图像传感器捕获到的图像的质量。OIS通常包括由振动传感器，诸如陀螺仪传感器做出的振动探测，并基于探测到的振动来控制致动器系统，致动器系统调整摄像装置以对捕获到的图像进行振动补偿。已知几种用于调整摄像装置的技术。通常在数码相机中采用的一种技术是保持摄像单元作为整体(包括图像传感器和大部分透镜系统)的位置固定并在垂直于光轴的方向上移动一个透镜组。这种技术特别适用于大型相机，因为与相机的其余部分相比，透镜组具有小的尺寸和惯性。替代性技术是保持透镜系统静止，并在垂直于光轴的方向上移动图像传感器。虽然这些技术在相对大型的摄像装置，诸如数码相机上是成功的，但是其难以小型化。部件在小型摄像装置中的非常紧密的封装在所需封装内添加OIS致动器或甚至任何其他致动器时呈现出大的困难。W0-2010/029316和W0-2010/089529公开了采用不同的技术的摄像装置，其中通过使包括图像传感器和透镜系统的摄像单元相对于支撑结构倾斜来实现0IS。在不同情况下，倾斜通过包括两个SMA致动器子系统的SMA致动器系统来驱动，每个SMA致动器子系统包括布置在摄像单元的相对侧上并在摄像单元和支撑结构之间连接的两条SMA配线(SMAwire)。每条SMA配线在两端处连接到摄像单元或连接到支撑结构，且在两端的中间钩在(hook over)设置在摄像单元或支撑结构中的另一个上的枢轴元件上。因此，每个SMA致动器子系统的两条SMA配线的枢轴元件限定关于该SMA致动器子系统的垂直于光轴的枢轴线，这两个SMA致动器子系统的枢轴线彼此垂直。每个SMA致动器子系统的SMA配线的差动收缩驱动摄像单元绕着另一个SMA致动器子系统的枢轴线旋转。使用SMA配线来使摄像单元倾斜在摄像单元的尺寸和惯性相对小的小型相机中具有优势。此外，将OIS功能与其他相机功能分开是有益的，因为无须更改摄像单元的复杂内部设计，例如大公差的光学部件。通过将SMA配线用作致动器，实现了具有非常高的能量密度(对于给定的材料质量，可获得的机械能量)的SMA材料的优势。这允许致动器系统非常小且相反地传递高的力。本专利技术的第一方面涉及一种装置，在该装置中两个SMA致动器子系统在其SMA配线共同收缩时驱动摄像单元相对于支撑结构在相反方向上沿着光轴发生位移，例如，在W0-2010/089529中所公开的。本专利技术也避免或至少减少对提供任何偏置力以对抗SMA致动器的收缩的要求，因为每个SMA致动器子系统提供与另一个SMA致动器子系统的收缩相反的力。可以完全地避免偏置元件，或者如果提供偏置元件，则与其中所有的致动器驱动摄像单元沿着光轴在相同的方向上移动的等效系统相比，可以减小尺寸。类似地，如果摄像单元通过弯曲件悬挂，则减少了为此提供偏置力的要求，从而简化了设计。本专利技术的第一方面关注在使用SMA致动器系统驱动摄像单元的倾斜来提供OIS的摄像装置中，减小摄像装置在沿着光轴的方向上的高度。对于小型化的要求使得非常需要使摄像装置的尺寸减到最小，特别是沿着光轴的方向上的高度。因为摄像装置经常被集成到大体上平坦的设备的被要求为细长形的面中。与其中摄像单元静止的摄像装置相比，对提供间隙以适应摄像单元的倾斜移动的需要增加了总体高度。高度上的限制在包括用于沿着光轴移动透镜元件例如，以提供自动聚焦的附加的致动器系统的摄像装置中变得甚至更加严重，因为该附加的致动器系统通常需要安装在SMA致动器系统上方。根据本专利技术的第一方面，提供了一种摄像装置，包括:支撑结构；摄像单元，其包括图像传感器和用于将图像聚焦在所述图像传感器上的透镜系统；及SMA致动器系统，其包括两个SMA致动器子系统，每个SMA致动器子系统包括连接在所述摄像单元和所述支撑结构之间的两对SMA配线段，所述对被安置在所述摄像单元的相对侧上，且每对中的SMA配线段在公共点处连接到所述摄像单元或所述支撑结构，所述摄像单元被布置为绕着相应的枢轴线相对于所述支撑结构枢转，所述枢轴线延伸穿过关于每个SMA致动器子系统中的所述两对SMA配线段的公共点，所述两个SMA致动器子系统的所述枢轴线垂直于所述光轴且相互垂直且位于沿着所述光轴的公共平面中，每个SMA致动器子系统被布置为，在所述SMA致动器子系统的所述SMA配线差动收缩时，驱动所述摄像单元绕着另一个SMA致动器子系统的所述枢轴线旋转，所述两个SMA致动器子系统被布置为，在所述两个SMA致动器子系统的所述SMA配线共同收缩时，驱动所述摄像单元在相反方向上沿着所述光轴相对于所述支撑结构位移，其中所述SMA致动器子系统中的一个SMA致动器子系统的每对中的SMA配线段在公共点处连接到所述摄像单元，并且所述SMA致动器子系统中的另一个SMA致动器子系统的每对中的SMA配线段在公共点处连接到所述支撑结构。合意地，将这两个SMA致动器子系统的枢轴线布置为位于沿着光轴的公共平面中。在这种情况下，具有“虚拟的”枢轴，因为这两个SMA致动器子系统一起限定相机沿着光轴的位置，使得不需要枢轴或万向节机构。如果这两个SMA致动器子系统的枢轴线沿着光轴分开，则例如使用弯曲布置来提供对横向运动的阻力更加困难，因为摄像单元绕着枢轴线中的一条的倾斜引起摄像单元在沿着另一条枢轴线的光轴的位置处的横向运动。本专利技术的第一方面使适应SMA致动器系统所需的沿着光轴的高度减到最小，而同时将两个SMA致动器子系统的枢轴线布置为位于沿着光轴的公共平面中。这通过每对中的SMA配线段不都在公共点处连接到摄像单元来实现，如在W0-2010/089529中所公开的布置中的情况。相反，SMA致动器子系统中的一个SMA致动器子系统的每对中的SMA配线段在公共点处连接到摄像单元，且SMA致动器子系统中的另一个SMA致动器子系统的每对中的SMA配线段在公共点连接到支撑结构。减小需要适应SMA致动器系统的高度的原因如下。如果每对的SMA配线段在公共点处连接到支撑结构或摄像单元中的相同一个，则两个SMA致动器子系统的SMA配线段的对在不同方向上远离对齐的枢轴线延伸，且因此没有沿着光轴对齐。这是由于在两个SMA致动器子系统的SMA配线段共同收缩时，这两个SMA致动器子系统驱动摄像单元相对于支撑结构在相反方向上沿着光轴位移。然而，理解到，如果这两个SMA致动器子系统的SMA配线段在公共点处连接到支撑结构和摄像单元中的不同一个，则这两个SMA致动器子系统的SMA配线段可以沿着光轴对齐，同时保持枢轴线在沿着光轴的公共平面中对齐。实际上，由于不同地连接这两个SMA致动器子系统，因此SMA致动器子系统中的一个可能翻转(flip)，使得这两个SMA致动器子系统对齐。本专利技术的第二方面和第三方面涉及在摄像装置中提供连接在支撑结构和摄像单元之间的弯曲布置，该摄像装置使用SMA致动器系统驱动摄像单元的倾斜来提供0IS。通常本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.09 GB 1013296.7;2010.11.17 GB 1019401.7;201.一种摄像装置，包括: 支撑结构； 摄像单元，其包括图像传感器和用于将图像聚焦在所述图像传感器上的透镜系统；及 SMA致动器系统，其包括两个SMA致动器子系统，每个SMA致动器子系统包括连接在所述摄像单元和所述支撑结构之间的两对SMA配线段，每对中的所述SMA配线段在公共点处连接到所述摄像单元或所述支撑结构，所述对被安置在所述摄像单元的相对侧上，且所述摄像单元被布置为绕着相应的枢轴线相对于所述支撑结构枢转，所述枢轴线延伸穿过关于每个SMA致动器子系统中的所述两对SMA配线段的所述公共点，所述两个SMA致动器子系统的所述枢轴线垂直于所述光轴且相互垂直，并且位于沿着所述光轴的公共平面中，每个SMA致动器子系统被布置为，在所述SMA致动器子系统的所述SMA配线差动收缩时，驱动所述摄像单元绕着另一个SMA致动器子系统的所述枢轴线旋转，所述两个SMA致动器子系统被布置为，在所述两个SMA致动器子系统的所述SMA配线共同收缩时，驱动所述摄像单元在相反方向上沿着所述光轴相对于所述支撑结构位移， 其中所述SMA致动器子系统中的一个SMA致动器子系统的每对中的所述SMA配线段在公共点处连接到所述摄像单元，并且所述SMA致动器子系统中的另一个SMA致动器子系统的每对中的所述SMA配线段在公共点处连接到所述支撑结构。2.根据权利要求1所述的装置，还包括弯曲布置，所述弯曲布置连接在所述支撑结构和所述摄像单元之间并且被布置成对横向于所述光轴的运动比对沿着所述光轴的运动提供更大程度的阻力。3.根据权利要求2所述的装置，其中所述弯曲布置在所述公共平面中的一位置处连接到所述摄像单元，所述两个SMA致动器子系统的所述枢轴线位于所述公共平面中。4.根据权利要求2或3所述的装置，还包括支撑导电迹线的非导电基板，所述导电迹线在所述支撑结构和所述可移动元件中的至少一个上电连接到所述SMA致动器系统，所述弯曲布置为所述基板的一部分。5.根据权利要求2到4中任一项所述的装置，其中所述弯曲布置包括多个弯曲件。6.根据权利要求1到5中任一项所述的装置，每对中的所述SMA配线段包括SMA配线的相应节段的部分，所述SMA配线的相应节段在其两端中间钩在设置在所述摄像单元或所述支撑结构中的一个上的枢轴元件上，且由此在公共点处连接到所述摄像单元或所述支撑结构中的所述一个，且所述SMA配线的相应节段在其两端处连接到所述摄像单元或所述支撑结构中的另一个。7.根据权利要求1到6中任一项所述的装置，其中当垂直于所述光轴查看时，每对中的两个SMA配线段以相对于所述光轴的锐角从所述公共点延伸。8.根据权利要求1到7中任一项所述的装置，其中当沿着所述光轴查看时，每对中的两个SMA配线段以相对于径向于所述光轴的公共假想线成90°的角度或小于90°的角度从所述公共点延伸。9.根据权利要求1到8中任一项所述的装置，其中所述摄像单元还包括电连接到所述SMA配线以向所述SMA配线提供驱动信号的控制电路。10.根据权利要求9所述的装置，其中所述控制电路包括被布置为产生表示所述摄像单元的振动的输出信号的振动传感器，所述控制电路被布置为响应于所述振动传感器的所述输出信号而产生所述驱动信号。11.根据权利要求10所述的装置，其中所述振动传感器被布置为产生表示所述摄像单元的角速度的输出信号。12.根据权利要求11所述的装置，其中所述振动传感器是陀螺仪传感器。13.根据权利要求1到12中任一项所述的装置，其中所述透镜系统包括具有最大为IOmm的直径的一个或多个透镜。14.一种摄像装置，包括: 支撑结构； 摄像单元，其包括图像传感器和用于将图像聚焦在所述图像传感器上的透镜系统；及 SMA致动器系统，其包括两个SMA致动器子系统，每个SMA致动器子系统包括连接在所述摄像单元和所述支撑结构之间的两对SMA配线段，所述对被安置在所述摄像单元的相对侧上且每对中的所述SMA配线段在公共点处连接到所述摄像单元或所述支撑结构，所述摄像单元被布置为绕着相应的枢轴线相对于所述支撑结构枢转，所述枢轴线延伸穿过关于每个SMA致动器子系统中的所述两对SMA配线段的所述公共点，所述两个SMA致动器子系统的所述枢轴线垂直于所述光轴且相互垂直，并且位于沿着所述光轴的公共平面中，每个SMA致动器子系统被布置为，在所述SMA致动器子系统的所述SMA配线差动收缩时，驱动所述摄像单元绕着另一个SMA致动器子系统的所述枢轴线旋转；及 弯曲布置，其连接在所述支撑结构和所述摄像单元之间，且所述弯曲布置被布置成对横向于所述光轴的运动比对沿着所述光轴的运动提供更大程度的阻力， 其中所述弯曲布置在所述 公共平面中的一位置处连接到所述摄像单元，所述两个SMA致动器子系统的所述枢轴线位于所述公共平面中。15.根据权利要求14所述的装置，其中所述弯曲布置由平坦的板形成。16.根据权利要求14或15所述的装置，其中 所述两个SMA致动器子系统被布置为，在所述两个SMA致动器子系统的所述SMA配线共同收缩时，驱动所述摄像单元在相反方向上沿着所述光轴相对于所述支撑结构位移，并且 所述SMA致动器子系统中的一个SMA致动器子系统的每对中的所述SMA配线段在公共点处连接到所述摄像单元，并且所述SMA致动器子系统中的另一个SMA致动器子系统的每对中的所述SMA配线段在公共点处连接到所述支撑结构。17.根据权利要求14到16中任一项所述的装置，还包括支撑导电迹线的非导电基板，所述导电迹线在所述支撑结构和所述可移动元件中的至少一个上电连接到所述SMA致动器系统，所述弯曲布置为所述基板的一部分。18.根据权利要求14到17中任一项所述的装置，每对中的所述SMA配线段包括SMA配线的相应节段的部分，所述SMA配线的相应节段在其两端的中间钩在设置在所述摄像单元或所述支撑结构中的一个上的枢轴元件上，且由此在公共点处连接到所述摄像单元或所述支撑结构中的所述一个，并且所述SMA配线的相应节段在其两端处连接到所述摄像单元或所述支撑结构中的另一个。19.根据权利要求14到18中任一项所述的装置，其中当垂直于所述光轴查看时，每对中的两个SMA配线段以相对于所述光轴的锐角从所述公共点延伸。20.根据权利要求14到19中任一项所述的装置，其中当沿着所述光轴查看时，每对中的两个SMA配线段以径向于所述光轴的公共假想线成90°的角度或小于90°的角度从所述公共点延伸。21.根据权利要求14到20中任一项所述的装置，其中所述摄像单元还包括电连接到所述SMA配线以向所述SMA配线提供驱动信号的控制电路。22.根据权利要求21所述的装置，其中所述控制电路包括被布置为产生表示所述摄像单元的振动的输出信号的振动传感器，所述控制电路被布置为响应于所述振动传感器的所述输出信号而产生所述驱动信号。23.根据权利要求22所述的装置，其中所述振动传感器被布置为产生表示所述摄像单元的角速度的输出信号。24.根据权利要求23所述的装置，其中所述振动传感器是陀螺仪传感器。25.根据权利要求14到24中任一项所述的装置，其中所述透镜系统包括具有最大为IOmm的直径的一个或多个透镜。26.根据权利要求14到25中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·托普利斯，安德鲁·本杰明·大卫·布朗，
申请(专利权)人：剑桥机电有限公司，
类型：
国别省市：