專利名稱：制作小型成像裝置的方法
制作小型成像裝置的方法本申請是申請?zhí)枮?010105027341、發(fā)明名稱為“小型成像裝置”的發(fā)明專利申請
的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域：
在此披露的本發(fā)明涉及制作ー個(gè)小尺寸的成像裝置的方法。
背景技木
許多便攜式電子裝置，如手機(jī)和/或個(gè)人數(shù)字助理(PDA)，都包括ー個(gè)小型照相機(jī)模塊。這種模塊可以包括ー個(gè)圖像感應(yīng)器、一個(gè)成像透鏡組件、和/或一個(gè)致動(dòng)器以調(diào)整成像透鏡組件關(guān)于圖像感應(yīng)器的位置。當(dāng)設(shè)計(jì)師推出更薄、更小型、和/或更輕便的便攜式電子裝置吋，小型照相機(jī)模塊制造商就面對這樣的挑戰(zhàn)需要提供更小型的照相機(jī)模塊去配合裝置中有限空間。
參照以下附圖，將描述非限制性和非詳盡性的實(shí)施例，其中相同參照碼表示相同部件，除非另外特別說明。圖I是ー個(gè)實(shí)施例的小型成像模塊的部件分解示意圖。圖2是ー個(gè)實(shí)施例的一個(gè)透鏡組件的示意圖。圖3是ー個(gè)實(shí)施例的一個(gè)線圈的示意圖。圖4是ー個(gè)實(shí)施例的一個(gè)彈簧的示意圖。圖5是ー個(gè)實(shí)施例的一個(gè)彈簧的俯視圖。圖6是ー個(gè)實(shí)施例的一個(gè)致動(dòng)器部分的分解示意圖。圖7是ー個(gè)實(shí)施例的小型成像模塊的部件的截面圖。圖8是ー個(gè)實(shí)施例的未被啟動(dòng)的致動(dòng)器的示意圖。圖9是ー個(gè)實(shí)施例的小型成像模塊的部件的截面圖。圖10是ー個(gè)實(shí)施例的被啟動(dòng)的致動(dòng)器的示意圖。圖11是另ー個(gè)實(shí)施例的小型成像模塊的部件的分解示意圖。圖12是另ー個(gè)實(shí)施例的小微型成像模塊的部件的截面圖。圖13是ー個(gè)實(shí)施例的未被啟動(dòng)的致動(dòng)器的示意圖。圖14是ー個(gè)實(shí)施例的致動(dòng)器的部件的示意圖。圖15是另ー個(gè)實(shí)施例的致動(dòng)器的部件的示意圖。圖16是另ー個(gè)實(shí)施例的致動(dòng)器的部件的示意圖。發(fā)明詳述在以下的詳述里，將會(huì)闡述眾多具體細(xì)節(jié)以便能夠全面理解本發(fā)明。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)明白，有時(shí)不需要這些具體細(xì)節(jié)也可以實(shí)施本發(fā)明。另外，為了不混淆本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的方法、裝置或系統(tǒng)將不予詳細(xì)描述。
在說明書里，“ー個(gè)實(shí)施例”是指在本發(fā)明至少ー個(gè)實(shí)施例里的與一個(gè)特別實(shí)施例有關(guān)而描述的特別特征、結(jié)構(gòu)或特性。因此，在說明書不同地方出現(xiàn)的“在一個(gè)實(shí)施例里”不一定是指同一實(shí)施例或描述的任何ー個(gè)特定實(shí)施例。此外，將會(huì)理解，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例里，描述的特別特征、結(jié)構(gòu)、或特性可以以各種方式進(jìn)行組合。當(dāng)然，通常這些問題可能會(huì)隨著上下文的特定使用而發(fā)生變化。所以，參照有關(guān)上下文，上下文的特定描述或這些術(shù)語的使用可以提供有效指引。同樣，在此使用的“和”、“和/或”和“或”可以包含各種涵義，同樣至少部分取決于這些術(shù)語使用的上下文。通常，使用吋，如果“或”和“和/或”關(guān)聯(lián)到ー個(gè)列表，如A、B或C，其可以是包含涵義，是指A、B和C，也可以是排他涵義，是A、B或C。另外，在此使用的“ー個(gè)或多個(gè)”可以用來描述單數(shù)的任何特征、結(jié)構(gòu)或特性，或可以用來描述特征、結(jié)構(gòu)或特性的ー些組合。盡管如此，應(yīng)該注意到，這僅是一個(gè)描 述例子，本發(fā)明并不受限于此例子。在此所述的實(shí)施例包括ー個(gè)小型成像模塊，其提供一個(gè)機(jī)制和/或允許ー個(gè)方法過程來調(diào)整成像透鏡和圖像感應(yīng)器之間的距離，其中小型模塊的覆蓋區(qū)域(footprint)可以與圖像感應(yīng)器的覆蓋區(qū)域幾乎相等，甚至更小。換言之，小型成像模塊的俯視面積不會(huì)超出圖像感應(yīng)器的俯視面積。這樣的小型成像模塊可以為設(shè)計(jì)師們提供一點(diǎn)優(yōu)勢將這樣的模塊整合入愈加薄型、小型、和/或輕型的便攜式電子裝置內(nèi)，如小型相機(jī)。用來描述這些實(shí)施例的術(shù)語“在…上”、“在…下”、“上部的”、“下部的”和“在…側(cè)”，是指相對于該小型成像模塊的光軸的位置。特別地，“在…上”和“在…下”是指沿著光軸的位置，其中“在…上”是指ー個(gè)元件的ー側(cè)，而“在…下”是指該元件的另ー個(gè)相反側(cè)。相對于“在…上”和“在…下”，“在…側(cè)”是指元件的側(cè)面，其偏離光軸，如透鏡的周圍。此夕卜，應(yīng)該理解，這些術(shù)語不一定是指由重力或任何其它特定朝向所定義的方向。相反，這些術(shù)語僅用來識別ー個(gè)部分相對另ー個(gè)部分。因此，“上部的”和“下部的”可以與“頂部的”和“底部的”、“第一”和“第二”、“右”和“左，，等互換。在一個(gè)特別實(shí)施例里，以上所述的相當(dāng)小的覆蓋區(qū)域，包含ー個(gè)透鏡組件，其上部分關(guān)于透鏡組件的光軸的徑向尺寸比下部分更小(更窄)。因此，可以安置致動(dòng)器以圍住透鏡組件的上部分，并安置在透鏡組件下部分的上方。換言之，致動(dòng)器可以只圍住一部分透鏡組件。在一個(gè)特別實(shí)施例里，例如，合成一體的致動(dòng)器可以被安裝在圖像感應(yīng)器上。比較之下，小型相機(jī)模塊的致動(dòng)器也可以被安裝在ー個(gè)印刷電路板上。在后面的例子里，該小型相機(jī)模塊會(huì)有ー個(gè)相當(dāng)大的尺寸。在一個(gè)特別實(shí)施例里，小型成像模塊如小型相機(jī)模塊的結(jié)構(gòu)，可以提供自動(dòng)對焦和/或其它成像功能，其中成像透鏡的上部分比下部分更窄。被集成在該構(gòu)造內(nèi)的致動(dòng)器的俯視面積，不會(huì)超出小型相機(jī)模塊的圖像感應(yīng)器的俯視面積。比較之下，將小型相機(jī)模塊的致動(dòng)器置于成像透鏡的側(cè)面，就會(huì)導(dǎo)致ー個(gè)相對較大的成像模塊剖面尺寸。這種較大的剖面尺寸使小型相機(jī)模塊的覆蓋區(qū)域沒可能等于或小于其圖像感應(yīng)器的覆蓋區(qū)域。在ー個(gè)實(shí)施里，這個(gè)致動(dòng)器可以包括磁體和線圈以產(chǎn)生磁力在透鏡組件上。這個(gè)磁體可以是平坦或平面形狀，例如平面圓盤的形狀。磁體可以是永磁體或電磁場產(chǎn)生器，如線圈。這種線圈可以是線繞線圈、印刷線圈、和/或基板上的電鍍線圏。小型成像模塊可以包括ー個(gè)彈簧以提供回復(fù)カ給透鏡組件。在其它實(shí)施例里，小型成像模塊可以包括一個(gè)致動(dòng)器，其有一個(gè)線圈，當(dāng)線圈被充電時(shí)其與透鏡組件一起移動(dòng)，而磁體關(guān)于圖像感應(yīng)器是靜止的。在另ー個(gè)結(jié)構(gòu)里，小型成像模塊可以包括一個(gè)致動(dòng)器，其有一個(gè)線圈和ー個(gè)磁體，其中當(dāng)線圈被充電時(shí)磁體與透鏡組件一起移動(dòng)，而線圈保持靜止。在ー個(gè)特別實(shí)施里，該致動(dòng)器可以包括ー個(gè)或多個(gè)磁體，其安置在ー個(gè)平面上。在另一個(gè)特別實(shí)施里，該致動(dòng)器可以包括ー個(gè)或多個(gè)線圈，其安置在ー個(gè)平面上。這些線圈的電連接可以是串聯(lián)和/或并聯(lián)。在另ー個(gè)特別實(shí)施里，這些線圈可以被安置在和/或位于小型成像模塊的透鏡組件上。在另ー個(gè)實(shí)施例里，小型攝像模塊可以包括一個(gè)致動(dòng)器，其包括至少兩組線圈以產(chǎn)生電磁力，其中每組線圈被安置在兩個(gè)平行平面上。在ー個(gè)特別實(shí)施里，可以安排這兩組線圈的磁極方向是平行于小型成像模塊透鏡組件的光軸。在另ー個(gè)特別實(shí)施里，如果這兩組線圈被充電，其中一組線圈可以與透鏡組件一起移動(dòng)。當(dāng)然，小型成像模塊的這些細(xì)節(jié)僅 是例子，本發(fā)明權(quán)利要求主題并不受此限制。在一個(gè)實(shí)施例里，將包括一個(gè)或多個(gè)透鏡的透鏡組件安裝到致動(dòng)器的一部分、并安置圖像感應(yīng)器以接受通過透鏡組件的光，而得到ー個(gè)小型成像模塊。這個(gè)致動(dòng)器可以包括ー個(gè)或多個(gè)片彈簧(leaf spring)，其位于圖像感應(yīng)器和透鏡組件之間，以及ー個(gè)或多個(gè)片彈簧，其位于致動(dòng)器的線圈和磁體之間。在一個(gè)實(shí)施里，透鏡組件可以包括被安置在致動(dòng)器中心腔內(nèi)的第一部分，以及被安置在致動(dòng)器中心腔和圖像感應(yīng)器之間的第二部分。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例里，透鏡組件的第一部分關(guān)對透鏡組件光軸的徑向尺寸比第二部分的徑向尺寸更小。在該實(shí)施例里，至少一部分致動(dòng)器與圖像感應(yīng)器連接。在ー個(gè)特別實(shí)施里，該致動(dòng)器包括一個(gè)磁體和ー個(gè)印刷電路板(PCB)線圈，它們被安置在透鏡組件下部分的上方。如上所述，透鏡組件的下部分對于透鏡組件光軸的徑向尺寸比透鏡組件上部分的徑向尺寸更小。例如，通過ー個(gè)靜態(tài)支架(關(guān)于圖像感應(yīng)器)，致動(dòng)器的磁體可以安裝到圖像感應(yīng)器上，而PCB線圈緊緊連接到透鏡組件上。如上所述，該致動(dòng)器可以縱向地驅(qū)動(dòng)透鏡組件以調(diào)整透鏡組件關(guān)于圖像感應(yīng)器的位置。在此使用的“縱向地”是指ー個(gè)幾乎平行于小型成像模塊光軸的方向，而“橫向地”是指幾乎垂直于小型成像模塊光軸的平面上的ー個(gè)方向。當(dāng)然，小型成像模塊的這些細(xì)節(jié)僅是例子，而本發(fā)明主題并不受此限制。致動(dòng)器可以相當(dāng)準(zhǔn)確地控制透鏡組件的運(yùn)動(dòng)，從而各種成像功能，如對焦，能夠改善圖像質(zhì)量。這種小型模塊的優(yōu)點(diǎn)是其覆蓋區(qū)域可以幾乎等于或小于圖像感應(yīng)器的覆蓋區(qū)域，從而小型模塊的俯視面積幾乎不會(huì)超出圖像感應(yīng)器的俯視面積。在ー個(gè)特別實(shí)施里，致動(dòng)器的覆蓋區(qū)域比所述圖像感應(yīng)器的覆蓋區(qū)域小于I. 2倍。而且，批量生產(chǎn)過程可以適用于制造這種小型模塊。例如，批量過程可以包括一個(gè)晶圓級別的過程以制造小型圖像傳感器的致動(dòng)器。這種過程可以獲得相對較高的制造效率，由于小型模塊提供變焦功能，從而降低相機(jī)的制造成本。圖I是ー個(gè)實(shí)施例的ー個(gè)小型成像模塊100的組件分解示意圖。該成像模塊包括一個(gè)圖像感應(yīng)器110,其有球狀網(wǎng)格陣列接ロ 115(ball grid array interface),盡管該成像模塊可以包括許多不同類型的電連接。圖像感應(yīng)器110包括一個(gè)有效成像區(qū)域118，其包括諸如像素電荷耦合器件(CCD)陣列和/或一個(gè)或多個(gè)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)元件。圖像感應(yīng)器110也可以包括一個(gè)無效成像區(qū)域112，其至少部分地圍住有效成像區(qū)域118。無效成像區(qū)域112可以是有效成像區(qū)域118的一個(gè)邊框，可以用來物理支持小型成像模塊100的其它部分，而不會(huì)妨礙入射到有效成像區(qū)域118上的光線。例如，一部分致動(dòng)器160 (以下討論的)可以通過支架140安裝和/或連接到圖像感應(yīng)器110的無效成像區(qū)域112，盡管本發(fā)明主題并不受此限制。在一個(gè)實(shí)施例里，成像模塊100還包括ー個(gè)透鏡組件150，其可以包括ー個(gè)或多個(gè)透鏡以提供圖像到圖像感應(yīng)器110的有效成像區(qū)域118上。該圖像不但可以包括可視波長，也可以包括紅外線和/或紫外線波長。從而，該圖像被聚焦到有效成像區(qū)域118上，致動(dòng)器160可以調(diào)整透鏡組件150相對圖像感應(yīng)器110的位置。在ー個(gè)特別實(shí)施里，致動(dòng)器160可以調(diào)整至少一部分透鏡組件150相對圖像感應(yīng)器110的縱向位置。如上所述，該透鏡組件可以包括一個(gè)或多個(gè)透鏡，從而一個(gè)或多個(gè)該透鏡的縱向位置可以作為一組來調(diào)整。在一個(gè)特別實(shí)施里，致動(dòng)器160可以包括一個(gè)磁體190、一個(gè)磁體支架195、ー個(gè)片彈簧180、和/或一個(gè)線圈170。磁體支架195可以是ー個(gè)平面支架，其提供ー個(gè)區(qū)域和/或空間以容納ー個(gè)或多個(gè)磁體。電導(dǎo)線175可以提供電信號給線圈170。該導(dǎo)線可以是柔性導(dǎo)電體，如帶 狀物、一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)線等。盡管磁體190如圖I所示包括四個(gè)部分，但本發(fā)明主題并不受此限制。而且，在成像模塊的一個(gè)實(shí)施例里可以包含磁體支架195，也可以不包含。成像模塊100還可以包括一個(gè)置于片彈簧130和圖像感應(yīng)器110之間的墊片120。支架140可以安裝在片彈簧130的外圍區(qū)域上。在一個(gè)實(shí)施里，透鏡組件150可以包括ー個(gè)上部分158和ー個(gè)下部分152。每個(gè)部分可以包括ー個(gè)或多個(gè)透鏡。上部分158的尺寸小于下部分152的尺寸。這個(gè)小尺寸的上部分158可以提供空間給一部分致動(dòng)器160，這將在以下詳細(xì)描述，而形成ー個(gè)相當(dāng)較緊湊的成像模塊。圖2是ー個(gè)實(shí)施例的ー個(gè)透鏡組件250的示意圖。如上所述,透鏡組件250包括ー個(gè)上部分258和ー個(gè)下部分252。每個(gè)部分可以包括ー個(gè)或多個(gè)透鏡。在一個(gè)實(shí)施里，一個(gè)或多個(gè)該透鏡的任何組合是可以相對于圖像感應(yīng)器而移動(dòng)的，如圖I所示的圖像感應(yīng)器110。上部分258的尺寸小于下部分252的尺寸。在一個(gè)實(shí)施例里，上部分258和下部分252的這個(gè)尺寸是關(guān)于透鏡組件250的光軸202來描述的。例如，上部分258關(guān)于透鏡組件250光軸202的徑向尺寸比下部分252的徑向尺寸更小。當(dāng)然，透鏡組件250的這些細(xì)節(jié)僅是例子，而本發(fā)明主題并不受此限制。圖3是ー個(gè)實(shí)施例的線圈370的示意圖。例如，該線圈類似于圖I所示的線圈170。在一個(gè)實(shí)施里，透鏡組件，如圖11所示的透鏡組件1150，可以被安裝到線圈370上，如以下的詳細(xì)描述。線圈370包括ー個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電線圈374，其被安裝在ー個(gè)基板372上。例如，線圈370可以是在基板372的一層或多層里的多個(gè)導(dǎo)線環(huán)。電流流經(jīng)這個(gè)導(dǎo)線環(huán)可以產(chǎn)生ー個(gè)磁場，而產(chǎn)生ー個(gè)作用力在磁體上，如圖I所示的磁體190。在這種情況下，彈簧180可以提供ー個(gè)回復(fù)カ以抵抗這個(gè)磁作用力，從而提供一個(gè)機(jī)制來調(diào)整透鏡組件150關(guān)于圖像感應(yīng)器110的縱向位置。線圈370還可以包括ー個(gè)孔315，以允許光沿著光軸穿過線圈370。盡管圖中未作顯示，但線圈370可以包括電連接區(qū)域，從中電流可以從電導(dǎo)線175(圖I)流到線圈370，反之亦然。當(dāng)然，線圈370的這些細(xì)節(jié)僅是示例，本發(fā)明主題并不受此限制。在一個(gè)實(shí)施里，線圈370可以是ー個(gè)PCB線圈，其可以是ー個(gè)多層柔性PCB線圈，也可以不是。例如，該P(yáng)CB線圈是一個(gè)柔性PCB線圈。在另ー個(gè)實(shí)施里，線圈370可以是纏繞線圈，盡管本發(fā)明主題并不受此限制。與纏繞線圈相比，PCB線圈能夠提供許多優(yōu)點(diǎn)或優(yōu)勢。例如，能夠以相當(dāng)嚴(yán)格的尺寸公差來制造PCB線圈，且可以是自立式的，而不需要固定物、框架或寄載體(host)。PCB線圈可以是批量處理，且與纏繞線圈相比，相當(dāng)薄。PCB線圈可以被設(shè)計(jì)成各種形狀和尺寸。該P(yáng)CB線圈同樣可以相當(dāng)容易地進(jìn)行設(shè)計(jì)和/或制造，以包含多層而產(chǎn)生足夠的電磁磁通。圖4是ー個(gè)實(shí)施例的彈簧480的示意圖，而圖5是彈簧480的俯視圖。該彈簧可以是ー個(gè)片彈簧，如圖I所示的片彈簧180。在一個(gè)實(shí)施里，彈簧480可以包括ー個(gè)中心部分430和ー個(gè)臂部份420，作為彈簧適應(yīng)性地移動(dòng)或彎曲。例如，如果中心部分430和臂部份420偏移平衡位置吋，中心部分430和臂部份420就可以提供一個(gè)回復(fù)力。固定部分410可以是彈簧480的外圍部分，其被固定安裝在小型成像模塊的一個(gè)或多個(gè)部件上。例如，中心部分430和臂部份420可以象彈簧ー樣彎曲，而固定部分410則保持在一個(gè)相對固定的位置。彈簧480還可以包括ー個(gè)孔415，以允許光沿著光軸穿過彈簧480。當(dāng)然，彈簧480的這些細(xì)節(jié)僅是示例，而本發(fā)明主題并不受此限制。圖6是ー個(gè)實(shí)施例的致動(dòng)器600的一部分的分解示意圖。該部分包括一個(gè)線圈670、一個(gè)片彈簧680、和一個(gè)磁體690。如上所述,磁體690可以包含一個(gè)或多個(gè)各種構(gòu)造的永磁體。因此，圖6所示的磁體690與片彈簧680和線圈670的詳情僅是示例，本發(fā)明主題并不受此限制。在一個(gè)實(shí)施里，片彈簧680包括一個(gè)外圍區(qū)683，其可以被物理連接到部分線圈670。例如，外圍區(qū)683的邊緣可以被連接到線圈670的對應(yīng)邊緣，其關(guān)于圖I所示的圖像感應(yīng)器110是靜止的。而且，片彈簧680的中心區(qū)687可以被物理連接到部分磁體690。例如，部分中心區(qū)687可以被連接到磁體690的對應(yīng)部分，其被固定而隨著圖I所示的透鏡組件150而移動(dòng)。線圈670、片彈簧680和磁體690包括ー個(gè)孔615以容納至少一部分透鏡組件150。當(dāng)然，致動(dòng)器的這一部分細(xì)節(jié)僅是示例，本發(fā)明主題并不受此限制。圖7是ー個(gè)實(shí)施例的小型成像模塊700組件的側(cè)視圖。該成像模塊包括一個(gè)圖像感應(yīng)器710，其可以類似于圖I所示的圖像感應(yīng)器110。成像模塊700還可以包括一個(gè)透鏡組件750以提供一個(gè)圖像在圖像感應(yīng)器710的有效成像區(qū)域，如圖I所示的有效成像區(qū)域118。在ー個(gè)特別實(shí)施里，透鏡組件750包括ー個(gè)上部分，其延伸到一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器元件如磁體790和線圈770的中心孔中。例如，線圈770可以通過支架740被機(jī)械安裝到和/或連接到圖像感應(yīng)器710。磁體790可以由ー個(gè)磁體支撐單元795支撐，盡管本發(fā)明主題并不受此限制。因此，該圖像被聚焦到圖像感應(yīng)器710上，致動(dòng)器可以調(diào)整透鏡組件750相對圖像感應(yīng)器710的位置。此位置方向由箭頭705表示。在磁體790上所示的另外的箭頭705表示磁體790緊緊連接到透鏡組件750，從而可以與透鏡組件750 —起移動(dòng)。該透鏡組件可以包括一個(gè)或多個(gè)透鏡，并且一個(gè)或多個(gè)透鏡的縱向位置可以作為一組而被致動(dòng)器調(diào)整。在ー個(gè)特別實(shí)施里，小型成像模塊700還可以包括片彈簧780。圖像感應(yīng)器710可以包括球狀網(wǎng)格陣列714，以便電連接到ー個(gè)或多個(gè)外部部件(圖中未顯示)。ー個(gè)包括線圈770、彈簧780和磁體790的一部分致動(dòng)器722的實(shí)施例將在圖8中顯示詳細(xì)結(jié)構(gòu)。圖8是ー個(gè)實(shí)施例的未被啟動(dòng)的致動(dòng)器的一部分722的示意圖。例如，該致動(dòng)器包括線圈770、片彈簧780和磁體790。箭頭705表示磁體790相對圖像感應(yīng)器710的位置可以改變，而線圈770相對圖像感應(yīng)器710是靜止的，并被緊緊連接到圖像感應(yīng)器710。如果沒有電流經(jīng)過線圈770，該致動(dòng)器未被啟動(dòng)。如果沒有電流，就沒有磁場來產(chǎn)生相對于磁體790的排斥力。因此，緊緊連接到磁體790上的透鏡組件750仍然保持相當(dāng)靠近圖像感應(yīng)器710。這些示例只限于被啟動(dòng)的或未被啟動(dòng)的致動(dòng)器。另外，至少部分基于流經(jīng)線圈770的電流變化幅度，致動(dòng)器的啟動(dòng)程度也是變化的。不同的啟動(dòng)程度變化可以改變透鏡組件750和圖像感應(yīng)器710之間的距離，從而準(zhǔn)確地控制光到圖像感應(yīng)器710上的聚焦。例如，透鏡組件750和圖像感應(yīng)器710之間的距離可以至少部分地取決于磁場，其中該距離可以沿著透鏡組件的光軸進(jìn)行測量。當(dāng)然，小型成像模塊的這些細(xì)節(jié)僅僅是示例，本發(fā)明主題并不受此限制。圖9是ー個(gè)實(shí)施例的小型成像模塊900的組件側(cè)視圖。此成像模塊可以包括ー個(gè)圖像感應(yīng)器910，其類似于圖I所示的圖像感應(yīng)器110。成像模塊900可以類似于圖I所示的成像模塊700，唯一的區(qū)別是成像模塊900的致動(dòng)器是被啟動(dòng)的，而成像模塊700的致動(dòng)器是未被啟動(dòng)的。在所示的特別實(shí)施例里，被啟動(dòng)的致動(dòng)器增加了圖像感應(yīng)器910和透鏡組件950之間的距離。成像模塊900包括透鏡組件950以提供一個(gè)圖像在圖像感應(yīng)器910的有效成像區(qū)域上，如圖I所示的有效成像區(qū)域118。在ー個(gè)特別實(shí)施里，透鏡組件950可以包括ー個(gè)上部分，其延伸到一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器元件如磁體990和線圈970的中心孔內(nèi)。磁體990可以由磁體支撐單元995支撐，盡管本發(fā)明主題并不受此限制。因此，圖像可以被聚焦在圖像感應(yīng)器910上，致動(dòng)器可以調(diào)整透鏡組件950相對圖像感應(yīng)器910的位置。這個(gè)位置的方向由箭頭905表示。磁體990上所示的另外的箭頭905表示磁體990被緊緊連接到 透鏡組件950，從而能夠與透鏡組件950 —起移動(dòng)。該透鏡組件可以包括ー個(gè)或多個(gè)透鏡，并且這一個(gè)或多個(gè)透鏡的縱向位置可以作為一組被致動(dòng)器調(diào)整。在ー個(gè)特別實(shí)施里，小型成像模塊900還可以包括片彈簧980和線圈970，它們可以通過支架940被機(jī)械安裝到和/或連接到圖像感應(yīng)器910。圖像感應(yīng)器910可以包括球狀網(wǎng)格陣列914以便電連接到ー個(gè)或多個(gè)外部部件(圖中未顯示)。ー個(gè)包括線圈970、彈簧980和磁體990的一部份致動(dòng)器922的實(shí)施例將在圖10中詳細(xì)顯示結(jié)構(gòu)。圖10是ー個(gè)實(shí)施例的被啟動(dòng)的致動(dòng)器的一部分922的示意圖。例如,該致動(dòng)器包括線圈970、片彈簧980、和磁體990。箭頭905顯示磁體990相對圖像感應(yīng)器910的位置可以改變，而線圈970相對圖像感應(yīng)器910是靜止的，并被緊緊連接到圖像感應(yīng)器910。如果有電流流經(jīng)線圈970，該致動(dòng)器被啟動(dòng)。一旦有電流，就有磁場來產(chǎn)生相對于磁體990的排斥力。因此，緊緊連接到磁體990的透鏡組件950就可以移動(dòng)而遠(yuǎn)離圖像感應(yīng)器910，從而増加透鏡組件950和圖像感應(yīng)器910之間的距離。如上所述，這些示例僅限于表示致動(dòng)器是啟動(dòng)的還是未被啟動(dòng)的。另外，至少部分基于流經(jīng)線圈970的電流變化幅度，致動(dòng)器的啟動(dòng)程度也是變化的。不同的啟動(dòng)程度可以改變透鏡組件950和圖像感應(yīng)器910之間的距離，從而準(zhǔn)確地控制光到圖像感應(yīng)器910上的聚焦。例如，透鏡組件950和圖像感應(yīng)器910之間的距離可以至少部分地取決于磁場，其中該距離可以沿著透鏡組件的光軸進(jìn)行測量。當(dāng)然，小型成像模塊的這些細(xì)節(jié)僅是示例，本發(fā)明并不受此限制。圖11是ー個(gè)實(shí)施例的小型成像模塊1100的組件分解示意圖。該成像模塊類似于圖I所示的成像模塊100，除了致動(dòng)器160的線圈170和磁體190的相對位置在致動(dòng)器1160里可以互換之外。類似于成像模塊100,成像模塊1100包括一個(gè)圖像感應(yīng)器1110,其有一個(gè)球狀網(wǎng)格陣列接ロ 1115，盡管該成像模塊可以包括各種不同類型的電連接。圖像感應(yīng)器1110可以包括一個(gè)有效成像區(qū)域1118和一個(gè)無效成像區(qū)域1112，無效成像區(qū)域1112至少部分地圍住有效成像區(qū)域1118。無效成像區(qū)域1112可以是有效成像區(qū)域1118的一個(gè)邊框或框架，并可以被用來物理支撐小型成像模塊1100的其它部分。例如，致動(dòng)器1160的一部分可以通過支架1140被安裝和/或連接到圖像感應(yīng)器1110的無效成像區(qū)域1112，盡管本發(fā)明并不受此限制。在一個(gè)實(shí)施例里，成像模塊1100還包括一透鏡組件1150，其可以包括ー個(gè)或多個(gè)透鏡以提供圖像在圖像感應(yīng)器1110的有效成像區(qū)域1118上。如上所述，從而這樣ー個(gè)圖像被聚焦到有效成像區(qū)域1118上，致動(dòng)器1160可以調(diào)整透鏡組件1150相對圖像感應(yīng)器1110的位置。在ー個(gè)特別實(shí)施里，致動(dòng)器1160可以調(diào)整至少一部分透鏡組件1150相對圖像感應(yīng)器1110的縱向位置。如上所述，該透鏡組件可以包括一個(gè)或多個(gè)透鏡，這ー個(gè)或多個(gè)該透鏡的縱向位置可以作為ー組而被調(diào)整。在ー個(gè)特別實(shí)施里，致動(dòng)器1160包括磁體1190、磁體支架1195、片彈簧1180、和/或線圈1170。電導(dǎo)線1175可以提供電信號到線圈1170。該導(dǎo)線可以是ー個(gè)柔性導(dǎo)體，如帯狀物、一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)線等。成像模塊1100還可以包括一個(gè)墊片1120，其被安置在片彈簧1130和圖像感應(yīng)器1110之間。支架1140可以被安裝在片彈簧1130的外圍區(qū)域上。類似于圖I所示的透鏡組件150，透鏡組件150可以包括ー個(gè)上部分1158和ー個(gè)下部分1152。每個(gè)部分可以包括ー個(gè)或多個(gè)透鏡。上部分1158的直徑小于下部分1152的直徑。這個(gè)更小直徑的上部分1158可以提供空間給一部分致動(dòng)器1160，這將在以下詳細(xì)描述，從而獲得相當(dāng)緊湊的成像模塊。圖12是ー個(gè)實(shí)施例的小型成像模塊1200的部件側(cè)視圖。該成像模塊類似于圖7所示的成像模塊700，除了致動(dòng)器的線圈1270和磁體1290的相對位置可以互換之外。類似于成像模塊700，成像模塊1200包括一個(gè)圖像感應(yīng)器1210，其類似于圖I所示的圖像傳感器110。成像模塊1200還包括一透鏡組件1250以提供圖像到圖像感應(yīng)器1210的有效成像區(qū)域上，如圖I所示的有效成像區(qū)域118。在ー個(gè)特別實(shí)施里，透鏡組件1250包括ー個(gè)上部分，其延伸到一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器元件如磁體1290和線圈1270的中心孔內(nèi)。磁體1290可以通過支架1240被安裝和/或連接到圖像感應(yīng)器1210。在ー個(gè)特別實(shí)施里，磁體1290可以由ー個(gè)磁體支撐單元1295支撐，盡管本發(fā)明并不受此限制。因此，這樣一個(gè)圖像可以被聚焦到圖像感應(yīng)器1210上，致動(dòng)器可以調(diào)整透鏡組件1250相對圖像感應(yīng)器1210的位置。這個(gè)位置的方向由箭頭1205表示。在線圈1270上所示的另外的箭頭1205表示線圈1270被緊緊連接到透鏡組件1250，從而可以與透鏡組件1250 —起移動(dòng)。這跟成像模塊700的構(gòu)造完全相反。該透鏡組件可以包括一個(gè)或多個(gè)透鏡，并且著一個(gè)或多個(gè)透鏡的縱向位置可以作為一組而被致動(dòng)器調(diào)整。在ー個(gè)特別實(shí)施里，小型成像模塊1200還可以包括片彈簧1280。圖像感應(yīng)器1210可以包括球狀網(wǎng)格陣列1214以便電連接到ー個(gè)或多個(gè)外部部件(圖中未顯示)。ー個(gè)包含線圈1270、彈簧1280和磁體1290的一部分致動(dòng)器1222的實(shí)施例將在圖13中詳細(xì)描述。圖13是ー個(gè)實(shí)施例的未被啟動(dòng)的致動(dòng)器的一部分1222的示意圖。例如，該致動(dòng)器包括線圈1270、片彈簧1280、和磁體1290。箭頭1205表示線圈1270相對圖像感應(yīng)器1210的位置可以改變，而磁體1290相對圖像感應(yīng)器1210是靜止的，且通過支架1240被緊緊連 接到圖像感應(yīng)器1210。如果沒有電流經(jīng)過線圈1270，該致動(dòng)器是未被啟動(dòng)的。沒有電流，就沒有磁場用來產(chǎn)生相對磁體1290的排斥力。因此，緊緊連接到磁體1290的透鏡組件1250仍然相當(dāng)靠近圖像應(yīng)感器1210。這些示例只限于表示致動(dòng)器是啟動(dòng)的還是未被啟動(dòng)的。另夕卜，至少部分基于流經(jīng)線圈1270的電流的變化幅度，致動(dòng)器的啟動(dòng)程度也是變化的。不同的啟動(dòng)程度可以改變透鏡組件1250和圖像感應(yīng)器1210之間的距離，從而準(zhǔn)確地控制光在圖像感應(yīng)器1210上的聚焦。例如，透鏡組件1250和圖像感應(yīng)器1210之間的距離可以至少部分地取決于磁場，其中該距離可以沿著透鏡組件的光軸進(jìn)行測量。當(dāng)然，小型成像模塊的這些細(xì)節(jié)僅是范例，本發(fā)明并不受此限制。圖14-16顯示制造多個(gè)致動(dòng)器如圖I和11分別所示的致動(dòng)器160和/或1160的批量過程的不同階段。特別地，圖14是ー個(gè)實(shí)施例中制造一個(gè)致動(dòng)器部件的透視圖。該部件可以包括ー個(gè)PCB線圈板1430、ー個(gè)平面彈簧(如片彈簧)板1420、和/或一個(gè)磁體板1410。在此，“板”是指ー個(gè)相當(dāng)薄的層板，其可以包含多個(gè)部件。例如，磁體板1410可以包括多個(gè)獨(dú)立磁體，它們被排列安置在一個(gè)陣列內(nèi)，平面彈簧板1420可以包括多個(gè)獨(dú)立平面彈簧，其被排列安置在一個(gè)陣列內(nèi)，而PCB線圈板1430可以包括多個(gè)獨(dú)立PCB線圈，其被 排列安置在一個(gè)陣列內(nèi)。在制造的早期階段，這些板可以互相排列，并被層壓以形成單個(gè)致動(dòng)器的一個(gè)陣列1510，如圖15所示。隨后，單個(gè)致動(dòng)器可以通過沿著單個(gè)致動(dòng)器的邊緣分割致動(dòng)器陣列1510而被互相分離開來。例如，圖16顯示具有邊緣1620的單個(gè)致動(dòng)器1660的一個(gè)陣列1610，在這些邊緣處可以進(jìn)行分割以分開致動(dòng)器1660。隨后，盡管未有附圖顯示，在組裝小型成像模塊的過程期間，分開的致動(dòng)器1660可以安裝和/或連接到圖像感應(yīng)器上。接著，透鏡組件可以安裝到致動(dòng)器1660上，使得透鏡組件的第一部分安置在致動(dòng)器的中心腔內(nèi)，而透鏡組件的第二部分安置在致動(dòng)器的中心腔和圖像感應(yīng)器之間，如上所述，其中第一部分的直徑比第二部分的直徑更小。當(dāng)然，制造小型成像模塊的過程的這些細(xì)節(jié)僅是示例，本發(fā)明并不受此限制。
盡管已經(jīng)描述和敘述了被看作本發(fā)明的示范實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)明白，可以對其作出各種改變和替換，而不會(huì)脫離本發(fā)明的精神。另外，可以做出許多修改以將特定情況適配到本發(fā)明的教義，而不會(huì)脫離在此描述的本發(fā)明中心概念。所以，本發(fā)明不受限于在此披露的特定實(shí)施例，但本發(fā)明還包括屬于本發(fā)明范圍的所有實(shí)施例及其等同物。
權(quán)利要求
1.ー種制作光學(xué)裝置的方法，包括 安裝一個(gè)透鏡組件到一個(gè)致動(dòng)器的一部分，該透鏡組件包括ー個(gè)或多個(gè)透鏡，該致動(dòng)器包括至少ー個(gè)磁體和至少ー個(gè)線圈以產(chǎn)生電磁作用力； 安置ー個(gè)圖像感應(yīng)器以從所述透鏡組件接收光；和 安裝所述致動(dòng)器以調(diào)整所述透鏡組件的位置，所述致動(dòng)器包括至少ー個(gè)磁體和至少ー個(gè)線圈以產(chǎn)生電磁作用力； 其中安裝所述透鏡組件時(shí)，使得所述透鏡組件的第一部分置于所述致動(dòng)器的中心腔內(nèi)，而所述透鏡組件的第二部分置于所述致動(dòng)器的所述中心腔和所述圖像感應(yīng)器之間，其中所述透鏡組件的第一部分對于所述透鏡組件光軸的徑向尺寸比所述透鏡組件的第二部分的徑向尺寸更小，且其中所述致動(dòng)器至少一部分被連接在所述圖像感應(yīng)器上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括安裝至少ー個(gè)片彈簧(leafspring)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述至少ー個(gè)片彈簧包括第一部分和第二部分，所述彈簧的第一部分相對所述圖像感應(yīng)器是可移動(dòng)的，所述彈簧的第二部分相對所述圖像感應(yīng)器是固定的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括連接所述至少ー個(gè)片彈簧的所述第一部分到所述至少一個(gè)磁體上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括連接所述至少ー個(gè)片彈簧的所述第二部分到所述至少一個(gè)線圈上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述至少一個(gè)線圈包括ー個(gè)印刷電路板(PCB)線圏。
7.ー種制作光學(xué)裝置的方法，包括 將以下板狀陣列通過層壓在一起，而形成一個(gè)包括多個(gè)致動(dòng)器的致動(dòng)器晶圓 ー個(gè)印刷電路板(PCB)線圈的板狀陣列； 一個(gè)片彈簧的板狀陣列； 一個(gè)磁體的板狀陣列； 切割所述致動(dòng)器晶圓以分開所述致動(dòng)器，所述致動(dòng)器包括一個(gè)所述PCB線圈、ー個(gè)所述片彈簧、和ー個(gè)所述磁體； 連接所述致動(dòng)器到圖像感應(yīng)器；和 安裝透鏡組件到所述致動(dòng)器，使得所述透鏡組件的第一部分置于所述致動(dòng)器的中心腔內(nèi)，而所述透鏡組件的第二部分置于所述致動(dòng)器的所述中心腔和所述圖像感應(yīng)器之間，其中所述透鏡組件的第一部分對于所述透鏡組件光軸的徑向尺寸比所述透鏡組件的第二部分的徑向尺寸更小。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述致動(dòng)器的覆蓋區(qū)域比所述圖像感應(yīng)器的覆蓋區(qū)域小于I. 2倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述片彈簧板狀陣列被層壓在所述PCB線圈層狀陣列和所述磁體層狀陣列之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中在安裝所述透鏡組件到所述致動(dòng)器吋，所述片彈簧包括第一部分和第二部分，使得所述片彈簧包第一部分相對所述圖像感應(yīng)器是可移動(dòng)的，所述片彈簧包第二部分關(guān)于所述圖像感應(yīng)器是固定的。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括連接所述片彈簧的所述第一部分到所述磁體。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括連接所述片彈簧的所述第二部分到所述線圈。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括至少部分地連接所述磁體到所述透鏡組件的所述第一部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述致動(dòng)器的覆蓋區(qū)域幾乎等于所述圖像感應(yīng)器的覆蓋區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明涉及一個(gè)制作光學(xué)裝置的方法，包括安裝一個(gè)透鏡組件到一個(gè)致動(dòng)器的一部分；安置一個(gè)圖像感應(yīng)器以從所述透鏡組件接收光；和安裝所述致動(dòng)器以調(diào)整所述透鏡組件的位置；其中安裝所述透鏡組件時(shí)，使得所述透鏡組件的第一部分置于所述致動(dòng)器的中心腔內(nèi)，而所述透鏡組件的第二部分置于所述致動(dòng)器的所述中心腔和所述圖像感應(yīng)器之間，其中所述透鏡組件的第一部分對于所述透鏡組件光軸的徑向尺寸比所述透鏡組件的第二部分的徑向尺寸更小，且其中所述致動(dòng)器至少一部分被連接在所述圖像感應(yīng)器上。
文檔編號G02B7/04GK102662223SQ20121013241
公開日2012年9月12日 申請日期2010年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月20日
發(fā)明者彭敏儀, 林小軍, 范建明, 鄭國星 申請人:香港應(yīng)用科技研究院有限公司