反射鏡傾斜致動的制作方法
【專利說明】反射鏡傾斜致動 【背景技術】 技術領域
[0001]
[0002] 本公開整體涉及相機，并且更具體地，涉及相機中的反射鏡傾斜致動。
[0003] 相關領域描述
[0004] 在移動設備諸如蜂窩電話和其他多功能設備中通常使用微型相機。在此類設備 中，空間是優先考慮的，并且盡一切努力使相機尺寸最小化。變焦鏡頭是鏡頭元件能夠相對 于彼此移動以改變鏡頭焦距的鏡頭。這樣做時，這會改變鏡頭的視場。此外，通常需要此類 鏡頭來針對不同的物距調節焦點。變焦鏡頭的很多不同配置是可能的。然而，對于典型的光 學變焦鏡頭，至少存在沿光學軸相對于圖像傳感器彼此獨立但以彼此相關的方式移動的兩 個鏡頭組。還存在相對于圖像傳感器保持靜止的附加典型的其他鏡頭組。
[0005] 在多功能設備中，由于用戶手部晃動，圖像捕獲設備或相機捕獲的圖像常常質量 較低。已經嘗試光學圖像穩定化(0IS)來補償這種現象。0IS調節相機視場的方向以補償用 戶的運動。針對微型化相機已經提出了各種方案，包括："鏡筒偏移"，其中在與光學軸正交 的方向上相對于圖像傳感器移動整個鏡頭；以及"相機傾斜"，其中相對于支撐結構一起傾 斜鏡頭和圖像傳感器。對于多功能設備中的相機和圖像捕獲設備，兩種方法都不實用。
【發明內容】
[0006] 本發明公開了用于反射鏡傾斜致動的系統和方法。一些實施例包括圖像傳感器和 變焦鏡頭組件，該變焦鏡頭組件包括被布置成獨立于彼此移動的多個可移動鏡頭元件。在 一些實施例中，多個可移動鏡頭元件共享光軸。一些實施例包括用于將光接納到微型相機 的鏡頭和反射鏡組件。鏡頭和反射鏡組件包括折疊光學器件布置，使得光通過第一鏡頭進 入鏡頭和反射鏡組件，其中第一鏡頭的光軸與多個可移動鏡頭元件正交。鏡頭和反射鏡組 件包括用于使光路從第一鏡頭的光軸折疊到多個可移動鏡頭元件的光軸的反射鏡，并且鏡 頭和反射鏡組件還包括用于使反射鏡傾斜的致動器。 【附圖說明】
[0007] 圖1示出了根據一些實施例的便攜式多功能設備的框圖。
[0008] 圖2示出了根據一些實施例的便攜式多功能設備。
[0009]圖3A示出了根據一些實施例用于便攜式多功能設備的相機。
[0010]圖3B示出了根據一些實施例用于便攜式多功能設備的相機的另選實施例。
[0011] 圖4示出了根據一些實施例用于便攜式多功能設備的相機。
[0012] 圖5示出了根據一些實施例用于便攜式多功能設備的相機。
[0013]圖6示出了根據一些實施例用于便攜式多功能設備的相機的部件。
[0014]圖7示出了根據一些實施例用于便攜式多功能設備的相機。
[0015] 圖8示出了根據一些實施例用于便攜式多功能設備的相機。
[0016] 圖9A示出了根據一些實施例用于便攜式多功能設備的相機的鏡頭和反射鏡組件 的部件的橫截面圖。
[0017] 圖9B示出了根據一些實施例用于便攜式多功能設備的相機的鏡頭和反射鏡組件 的另選實施例的部件的橫截面圖。
[0018] 圖10A示出了根據一些實施例用于便攜式多功能設備的相機的鏡頭和反射鏡組件 的部件的橫截面圖。
[0019] 圖10B示出了根據一些實施例用于便攜式多功能設備的相機的鏡頭和反射鏡組件 的另選實施例的部件的橫截面圖。
[0020] 圖11A示出了根據一些實施例用于便攜式多功能設備的相機的鏡頭和反射鏡組件 的線圈和磁體布置的橫截面圖。
[0021] 圖11B示出了根據一些實施例用于便攜式多功能設備的相機的鏡頭和反射鏡組件 的線圈和磁體布置的另選實施例的橫截面圖。
[0022] 圖12A示出了根據一些實施例用于便攜式多功能設備的相機的鏡頭和反射鏡組件 的線圈和磁體布置。
[0023] 圖12B示出了根據一些實施例用于便攜式多功能設備的相機的鏡頭和反射鏡組件 的線圈和磁體布置的另選實施例。
[0024] 圖13示出了根據一些實施例用于便攜式多功能設備的相機的鏡頭和反射鏡組件 的線圈和磁體布置的部件。
[0025] 圖14示出了根據一些實施例用于便攜式多功能設備的相機的部件。
[0026] 圖15A-圖15C示出了根據一些實施例用于便攜式多功能設備的相機的部件的組 件。
[0027] 圖16A-圖16C示出了根據一些實施例用于便攜式多功能設備的相機的部件的組 件。
[0028] 圖17A-圖17C示出了根據一些實施例用于便攜式多功能設備的相機部件的組件。
[0029] 圖18示出了根據一些實施例用于便攜式多功能設備的相機的部件。
[0030] 圖19示出了根據一些實施例用于便攜式多功能設備的相機的部件。
[0031] 圖20示出了根據一些實施例用于便攜式多功能設備的相機的部件。
[0032] 圖21A-圖21B示出了根據一些實施例用于便攜式多功能設備的相機的部件。
[0033] 圖22示出了根據一些實施例用于便攜式多功能設備的相機的部件。
[0034] 圖23示出了根據一些實施例用于便攜式多功能設備的相機的部件。
[0035]圖24示出了根據一些實施例用于便攜式多功能設備的相機的部件。
[0036] 圖25示出了根據一些實施例用于便攜式多功能設備的相機的部件。
[0037] 圖26A是示出了用于反射鏡傾斜致動的方法的一個實施例的流程圖。
[0038]圖26B是示出了用于反射鏡傾斜致動的方法的一個實施例的流程圖。
[0039]圖27示出了被配置為實施用于反射鏡傾斜致動的系統和方法的方面的示例計算 機系統。
[0040]本說明書包括參考"一個實施例"或"實施例"。出現短語"在一個實施例中"或"在 實施例中"不一定是指同一個實施例。特定特征、結構或特性可以與本公開一致的任何適當 的方式組合。
[0041] "包括"。該術語是開放式的。當在所附權利要求書中使用時，該術語不排除附加的 結構或步驟。考慮以下引用的【主權項】
"一種包括一個或多個處理器單元的裝置……"此 類權利要求不排除該裝置包括附加部件(例如，網絡接口單元、圖形電路等）。
[0042] "被配置為"。各種單元、電路或其他部件可被描述為或敘述為"被配置為"執行一 項或多項任務。在此類上下文中，"被配置為"用于通過指示單元/電路/部件包括在操作期 間執行這些任務的結構(例如，電路)來暗指該結構。如此，單元/電路/部件可以說被配置為 即使在指定的單元/電路/部件當前不可操作（例如，未接通)時也執行該任務。與"被配置 為"語言一起使用的單元/電路/部件包括硬件一一例如，電路、存儲可執行以實現操作的程 序指令的存儲器等。引用單元/電路/部件"被配置為"執行一項或多項任務明確地旨在針對 該單元/電路/部件丕援引35U.S.C.§112第六段。此外，"被配置為"可包括通用結構(例如， 通用電路），該通用結構受軟件和/或固件操控(例如，FPGA或執行軟件的通用處理器），從而 以能夠執行待解決的一項或多項任務的方式操作。"配置為"還可以包括調整制造工藝(例 如，半導體構造設施）以構造適于實施或執行一項或多項任務的設備(例如，集成電路）。
[0043] "第一""第二"等。如本文所用，這些術語用作它們所在之前的名詞的標簽，并且不 暗指任何類型的排序(例如，空間的、時間的、邏輯的等）。例如，本文可以將緩沖電路描述為 執行用于"第一"和"第二"值的寫操作。術語"第一"和"第二"不必暗示必須要在第二值之前 寫入第一值。
[0044] "基于"。如本文所用，該術語用于描述影響確定的一個或多個因素。該術語不排除 可能影響確定的附加因素。即，確定可僅僅基于這些因素或至少部分地基于這些因素。考慮 短語"基于B來確定A"。在這種情況下，當B為影響A的確定的因素時，此類短語不排除A的確 定也基于C。在其他情況下，可僅基于B來確定A。 【具體實施方式】
[0045]
[0046] 本發明公開了用于反射鏡傾斜致動的系統和方法的各種實施例。一些實施例包括 多個鏡頭元件、用于調節穿過鏡頭元件的光的光路的反射鏡以及用于使反射鏡傾斜的致動 器。在一些實施例中，用于使反射鏡傾斜的致動器包括被同步為補償用戶手部運動的致動 器，從而穩定由光生成的圖像并改善圖像的質量。
[0047] 在一些實施例中，用于使反射鏡傾斜的致動器包括被同步為補償用戶手部運動的 致動器。在一些實施例中，致動器包括可移動磁體以及圍繞磁體的側面設置的多個靜止線 圈。在一些實施例中，致動器被配置為接收電信號，使得生成洛倫茲力，該洛倫茲力趨于使 磁體和反射鏡傾斜。在一些實施例中，致動器被配置為接收電信號，使得生成洛倫茲力，該 洛倫茲力趨于使磁體和反射鏡圍繞樞軸在兩個基本上正交的傾斜自由度中傾斜。在一些實 施例中，磁體的邊緣場包括磁場在適當方向上的分量，以遞送洛倫茲力，使得在線圈被電驅 動時，所述邊緣場在平均針對每個線圈處于不同方向的水平下與線圈交互。
[0048] -些實施例包括具有折疊光學器件布置的微型相機，其中多個鏡頭元件的光軸與 光首先進入相機所穿過的第一鏡頭元件正交。反射鏡用于使光路折疊。致動器用于通過適 當方式使反射鏡傾斜，以補償用戶手部運動，從而使圖像穩定并改善圖像質量。
[0049] 在一些實施例中，用于使反射鏡傾斜的致動器包括移動磁體，圍繞磁體的四個側 面設置有四個非移動線圈，以在利用適當電信號驅動時生成洛倫茲力，該洛倫茲力趨于在 兩個基本上正交的傾斜自由度上圍繞樞軸使磁體和反射鏡傾斜。
[0050] 在一些實施例中，磁體的邊緣場包括磁場在適當方向上的分量，以在線圈被電驅 動時遞送所需的洛倫茲力。與線圈交互的邊緣場平均針對每個線圈處于不同方向。
[0051] 在一些實施例中，利用包括鍍覆的各種工藝以片狀形式在單個部件中逐層構造四 個線圈。
[0052] 在一些實施例中，用于使反射鏡傾斜的致動器還包括至少兩個霍爾傳感器，該霍 爾傳感器用于監測磁體在兩個正交方向上的運動。在一些實施例中，用于使反射鏡傾斜的 致動器還包括彈性彈簧，其用于使包括反射鏡的磁體組件返回到其中心位置，因此用于將 來自線圈的洛倫茲力轉換至穩態位置。
[0053] -些實施例包括用于反射鏡傾斜致動的方法。在一些實施例中，該方法包括使反 射鏡傾斜，以調節穿過圖像捕獲設備的鏡頭元件的光的光路。在一些實施例中，使反射鏡傾 斜以調節光的光路包括調節光的光路以補償用戶手部運動，以便穩定由光生成的圖像并改 善圖像質量。
[0054] 在一些實施例中，使反射鏡傾斜以調節光的光路包括產生電信號，以生成趨于使 磁體和反射鏡傾斜的洛倫茲力。在一些實施例中，使反射鏡傾斜以調節光的光路包括產生 電信號，以生成趨于使磁體和反射鏡在兩個基本上正交的傾斜自由度上圍繞樞軸傾斜的洛 倫茲力。在一些實施例中，使反射鏡傾斜以調節光的光路包括驅動線圈，使得磁體的邊緣場 與線圈在平均針對每個線圈處于不同方向的水平下交互。在一些實施例中，該方法還包括 預測圖像捕獲設備的位移。在一些實施例中，該方法還包括測量圖像捕獲設備的位移。
[0055] -些實施例可以包括用于反射鏡傾斜致動的裝置。例如，反射鏡傾斜致動模塊可 以使反射鏡傾斜，以調節穿過圖像捕獲設備的鏡頭元件的光的光路，如本文所述。在一些實 施例中，反射鏡傾斜致動模塊可以由非暫態計算機可讀存儲介質和計算裝置的一個或多個 處理器(例如CPU和/或GPU)來實現。計算機可讀存儲介質可以存儲可由一個或多個處理器 執行的程序指令，以使得計算裝置使反射鏡傾斜，以調節穿過圖像捕獲設備的鏡頭元件的 光的光路，如本文所述。反射鏡傾斜致動模塊的其他實施例可以至少部分地由硬件電路和/ 或例如存儲在非易失性存儲器中的固件來實現。
[0056] -些實施例使得圖像捕獲設備能夠使此類反射鏡傾斜，以提供光學圖像穩定化 (0IS)功能。所提供實施例的反射鏡傾斜方式一定程度地避免了增加鏡頭偏移方法中固有 的透視失真。這種方法還具有減小0IS致動器所占據空間的優點。
[0057] -些實施例包括相機。在一些實施例中，相機包括圖像傳感器和變焦鏡頭組件，該 變焦鏡頭組件包括被布置成獨立于彼此移動的多個可移動鏡頭元件。在一些實施例中，多 個可移動鏡頭元件共享光軸。一些實施例包括用于將光接納到微型相機的鏡頭和反射鏡組 件。鏡頭和反射鏡組件包括折疊光學器件布置，使得光通過第一鏡頭進入鏡頭和反射鏡組 件，其中第一鏡頭的光軸與多個可移動鏡頭元件正交。鏡頭和反射鏡組件包括用于使光路 從第一鏡頭的光軸折疊到多個可移動鏡頭元件的光軸的反射鏡，鏡頭和反射鏡組件還包括 用于使反射鏡傾斜的致動器。
[0058] 在一些實施例中，致動器附接到驅動電路，以使反射鏡傾斜以補償用戶手部運動。 在一些實施例中，致動器附接到驅動電路，以使反射鏡傾斜以穩定由圖像傳感器捕獲的圖 像。在一些實施例中，用于使反射鏡傾斜的致動器包括移動磁體，以及圍繞磁體的四個側面 設置的四個非移動線圈。在利用電信號驅動時，四個非移動線圈生成洛倫茲力，該洛倫茲力 趨于使磁體和反射鏡傾斜。
[0059] 在一些實施例中，用于使反射鏡傾斜的致動器包括移動