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有镜头传动装置的照相机

阅读:168发布:2021-01-22

专利汇可以提供有镜头传动装置的照相机专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且照相机 模 块 有多个沿着光轴对准的镜头以接收和传输来自由照相机模块成像的景象的光。至少一个镜头安装到沿着光轴可移动的平台上并由压电 马 达的运转移动。可选地,至少一个镜头安装到沿着光轴可移动的第二平台上。第二平台可由第二压电马达驱动或由第一平台的运动移动。,下面是有镜头传动装置的照相机专利的具体信息内容。

1.一个具有光轴的照相机,包括:
至少一个平台,所述平台形成有螺纹形成并包括接收和传输从由所述 模块成像的景象到达所述照相机模块的光的至少一个镜头;
不同的传动轴,其具有平行于所述至少一个平台中的每个平台的光轴 的轴,所述传动轴形成有与所述平台内所述螺纹相啮合的螺纹;
接触面,其耦合到每个传动轴以便当所述接触面旋转时,所述传动轴 也旋转;和
压电达,其可控制地旋转所述接触面且因而旋转所述传动轴,以移 动并定位所述平台,所述平台的螺纹与沿着所述光轴的所述轴的螺纹相啮 合。
2.如权利要求1所述的照相机模块,有平行于所述光轴的至少一个线 性导向体,所述至少一个平台沿所述导向体实质上自由地移动,阻止了所 述平台相对于所述传动轴旋转,所述传动轴的螺纹与所述平台的螺纹相啮 合。
3.如权利要求1或2所述的照相机模块,其中,所述接触面是耦合到 所述传动轴的传动轮的表面,所述传动轮具有旋转轴平行于所述传动轴的 旋转的轴。
4.如前面的权利要求中任何一项所述的照相机模块,其中,旋转所述 接触面的所述压电马达包括被压到所述接触面的耦合面,且其中所述耦合 面的运动旋转所述接触面且因而旋转所述传动轴。
5.如前面的权利要求中任何一项所述的照相机模块,其中,所述压电 马达包括有大的平行正面表面以及短和长的边缘表面的矩形压电振荡器
6.如权利要求5所述的照相机模块,其中,所述马达的所述耦合面 位于所述振荡器的一个边缘表面上。
7.如权利要求6所述的照相机模块,其中,所述边缘表面是短的边 缘表面。
8.如权利要求5-7中任何一项所述的照相机模块,包括马达支架, 所述马达支架保持所述压电马达,所述马达支架有长边缘表面实质上平行 于所述光轴。
9.如权利要求4-8中任何一项所述的照相机模块,其包括一个弹性 元件,所述弹性元件推动所述压电马达以使其耦合面压靠所述接触面。
10.如权利要求8或9所述的照相机模块,包括照相机模块机箱,所 述马达支架安装到所述照相机模块机箱。
11.如权利要求10所述的照相机模块,其中,所述照相机模块机箱实 质上为立方体形状。
12.如权利要求10或11所述的照相机模块,其中,所述照相机模块 机箱包括用于每个传动轴的至少一个轴承,所述传动轴安装到所述轴承。
13.如权利要求12所述的照相机模块,其中,传动轴安装到的所述至 少一个轴承中的轴承是弹簧加载的。
14.如前面的权利要求中任何一项所述的照相机模块,其中,所述至 少一个平台包括多个平台。
15.如权利要求14所述的照相机模块,其中,所述多个平台包括两个 平台。
16.一个有光轴的照相机模块,包括:
传动管,其可绕着所述光轴旋转并具有形成有螺纹的内表面及与所述 光轴一致的旋转的轴;
第一平台,其安装在所述传动管的内部,有与所述传动管的所述螺纹 相啮合的螺纹并包括接收和传输从由所述模块成像的景象到达所述照相 机模块的光的至少一个镜头;
至少一个导轨,所述第一平台沿着所述导轨自由地滑动,阻止了当所 述传动管旋转时所述平台旋转;和
至少一个压电马达,其可控制地旋转所述传动管并因而沿着所述光轴 移动和定位所述第一平台。
17.如权利要求16所述的照相机模块,其中,所述压电马达包括被压 到所述传动管的接触面的耦合面,且所述马达被控制在其耦合面产生运动 以旋转所述传动管。
18.如权利要求17所述的照相机模块,其中,所述传动管包括与所述 传动管的所述轴同心的环形圈且所述接触面为所述圈的表面。
19.如权利要求16-18中任何一项所述的照相机模块,其中所述压电 马达包括具有大的平行正面表面以及短和长的边缘表面的矩形压电振荡 器。
20.权利要求19所述的照相机模块,其中,所述压电马达的所述耦合 面位于所述振荡器的一个边缘表面上。
21.如权利要求20所述的照相机模块,其中,所述边缘表面是短的边 缘表面。
22.如权利要求19-21中任何一项所述的照相机模块,包括马达支架, 所述马达支架保持所述压电马达,所述马达支架的长边缘实质上平行于所 述光轴。
23.如权利要求22所述的照相机模块,包括照相机模块机箱,所述马 达支架安装到所述照相机模块机箱。
24.如前面的权利要求中任何一项所述的照相机模块,包括一个弹性 元件,所述弹性元件推动所述压电马达以使所述压电马达的耦合面压靠所 述接触面。
25.如权利要求17-24中任何一项所述的照相机模块,包括第二平台, 所述第二平台安装在所述传动管的内部并具有接收和传输从所述景象到 达所述照相机模块的光的至少一个镜头。
26.如权利要求25所述的照相机模块,其中,所述第二平台没有与所 述传动管的所述螺纹相啮合的螺纹。
27.如权利要求25或26所述的照相机模块,其中,所述第二平台沿 着所述至少一个导轨自由地滑动。
28.如权利要求25-27中任何一项所述的照相机模块,其中,所述第 二平台耦合到所述第一平台以便能沿着所述光轴在相对于所述第一平台 的第一和第二位置之间滑动。
29.如权利要求28所述的照相机模块,其中,所述第一和第二平台在 所述第一位置处实质上接触。
30.如权利要求16-29中任何一项所述的照相机模块,包括至少一个 卡和匹配抓挡可操作地将所述第二平台固定在沿着所述光轴的至少一 个预定位置处。
31.如权利要求30所述的照相机模块,其中,所述抓挡包括在所述第 二平台内形成的槽。
32.如权利要求31所述的照相机模块,其中,所述卡锁沿着平行于所 述光轴的方向延伸。
33.一个有光轴的照相机模块,包括:
至少一个传动轨,其平行于所述光轴;
至少一个第一平台,其包括至少一个镜头,所述至少一个镜头接收和 传输从由所述模块成像的景象到达所述照相机模块的光,并包括至少一个 压电马达,所述至少一个压电马达具有耦合面,所述耦合面接触所述至少 一个传动轨;
其中,所述至少一个压电马达可控制地激发在所述耦合面内振动将 施加到所述传动轨,以便沿着所述光轴移动和定位所述第一平台。
34.如权利要求33所述的照相机模块,其中,所述至少一个传动轨包 括多个平行的传动轨。
35.如权利要求34所述的照相机模块,其中,所述至少一个压电马达 包括用于每个传动轨的不同的压电马达,所述马达有接触所述传动轨的马 达耦合面。
36.如权利要求33-35中任何一项所述的照相机模块,其中,所述平 台包括用于所述至少一个压电马达中的每个压电马达的臂,所述臂保持住 所述马达并连接到所述平台的主要中心体。
37.如权利要求36所述的照相机模块,其中,所述臂由相对细的颈连 接到所述平台的所述主体,所述颈能使所述臂弹性地弯曲离开所述主体。
38.如权利要求36或37所述的照相机模块,其中,所述臂为由所述 平台内形成的槽界定的所述平台的一整体部件。
39.如权利要求36-38中任何一项所述的照相机模块,包括弹性体, 所述弹性体压所述耦合面以接触所述至少一个传动轨中的一传动轨。
40.如权利要求39所述的照相机模块,其中,所述弹性体操作推动所 述臂离开所述平台的所述主体。
41.如权利要求33-39中任何一项所述的照相机模块,包括平行于所 述传动轨的至少一个导轨,所述平台沿着所述导轨实质上自由地滑动,阻 止所述平台相对于所述传动轨旋转。
42.如权利要求40所述的照相机模块,包括平行于所述传动轨的至少 一个导轨,所述平台沿着所述导轨实质上自由地滑动,阻止了所述平台相 对于所述传动轨旋转。
43.如权利要求42所述的照相机模块,其中,由在每个马达的所述耦 合面和被压到其上的所述传动轨之间的所述弹性体产生的力产生扭矩推 动所述平台到所述至少一个导轨。
44.如权利要求41-43中任何一项所述的照相机模块,其中,所述平 台包括至少一个轴承,所述轴承具有沿着所述至少一个导轨滚动的组件。
45.如权利要求44所述的照相机模块,其中,所述滚动的组件和所述 导轨具有相应的互补表面,实质上地阻止所述导轨和滚动的组件相对于所 述导轨的横向移动。
46.如权利要求45所述的照相机模块,其中,所述互补表面之一为凸 面,另一个为凹面。
47.如权利要求44-46中任何一项所述的照相机模块,其中,所述滚 动的组件包括一轮。
48.如权利要求47所述的照相机模块,其中,所述轮形成有槽,所述 槽与所述导轨的互补表面的形状匹配。
49.如权利要求41-48中任何一项所述的照相机模块,其中,所述至 少一个导轨包括多个平行的导轨。
50.如权利要求33-49中任何一项所述的照相机模块,其中,所述至 少一个第一平台包括两个第一平台。
51.如权利要求33-50中任何一项所述的照相机模块,包括第二平台, 所述第二平台具有接收和传输从所述景象到达所述照相机模块的光的至 少一个镜头。
52.如权利要求51所述的照相机模块,其中,所述第二平台耦合到所 述至少一个第一平台中的一第一平台,从而所述第二平台能沿着所述光轴 在相对于所述第一平台的第一和第二位置之间滑动。
53.如权利要求51所述的照相机模块,其中,所述第一和第二平台在 所述第一位置处实质上接触。
54.如权利要求51-53中任何一项所述的照相机模块,包括至少一个 卡锁和匹配抓挡可操作地将所述第二平台固定在沿着所述光轴的至少一 个预定位置处。
55.如权利要求54所述的照相机模块,其中,所述抓挡包括一个在所 述第二平台内形成的槽。
56.如权利要求54或55所述的照相机模块,其中,所述卡锁沿着平 行于所述光轴的方向延伸。
57.如前面的权利要求中任何一项所述的照相机模块,包括一个会聚 透镜,所述会聚透镜接收从所述景象到达所述照相机模块的光并将接收的 光传输到包括在所述至少一个平台内的所述至少一个镜头。
58.如前面的权利要求中任何一项所述的照相机模块,包括一光敏面 用于感应来自由所述照相机成像的所述景象的光。
59.一种便携式终端,包括如前面的权利要求中任何一项所述的照相 机模块。
60.如权利要求59所述的便携式终端,包括传输和/或接收信号的通 信模块。
61.如权利要求59或60所述的便携式终端,包括显示屏。
62.如权利要求59-61中任何一项所述的便携式终端,包括机箱,所 述机箱内装有所述终端的组件。
63.如权利要求62所述的便携式终端,其中,所述机箱的尺寸实质上 等于所述照相机模块的尺寸。
64.如权利要求63所述的便携式终端,其中,所述机箱的所述尺寸为 所述机箱的厚度。
65.如权利要求63或64所述的便携式终端,其中,所述照相机模块 的所述尺寸为所述照相机模块平行于其光轴的最大尺寸。
66.如权利要求59-65中任何一项所述的便携式终端,其中,所述便 携式终端包括移动电话
67.如权利要求59-65中任何一项所述的便携式终端,其中,所述便 携式终端包括条形码阅读器。

说明书全文

技术领域

发明涉及照相机,尤其是涉及适合集成到便携式通讯设备,如移动 电话的照相机模,便携式通讯设备包括这样的照相机模块。

背景技术

嵌入移动电话的照相机模块呈现了很多与传统数码相机呈现的特征相 同的特征,且包括很多与传统数码相机相同的组件。移动电话照相机模块 一般提供自动聚焦(AF)功能和变焦功能并包括光敏面如电荷耦合器件 (CDD)或互补型金属化物半导体(CMOS)光敏面,在光敏面上记录由 照相机模块成像的景象,该模块通常有一个接近于传统照相机上存在的像 素计数。为了提供AF和变焦功能,移动电话照相机模块通常包括第一镜 头或镜头系统,在下文中共同称为“自动聚焦”镜头(AF,lens),其用 来聚焦模块光敏面上的图像;和第二镜头或镜头系统,在下文中共同称为 “变焦镜头”并提供变焦功能。AF镜头和变焦镜头分别安装到镜头传输系 统的第一和第二平台,为方便起见分别称为AF和变焦平台,以便使AF和 变焦镜头的光轴沿着公共“照相机模块”光轴重叠。包括在传输系统中的 适当的达或传动器移动AF和变焦平台以定位AF和变焦镜头并因而提供 聚焦和变焦功能,即,以不同的远距摄影和广结构定位镜头而使景象成 像。
和传统数码相机不同,适于嵌入便携式电话的照相机模块通常必须设 置为装配到适用于这样的电话中照相机功能的相对小的空间。此外,尽管 要求移动电话照相机模块提供与传统数码相机提供的改进图像质量和增 加功能数量并驾齐驱的图像质量和功能,移动电话中照相机模块可用的空 间却通常随着移动电话变薄和变小而减少。

发明内容

本发明一些实施例的一个方面涉及提供包括改进的传输系统的照相机 模块,该系统有AF和变焦平台以移动和定位包括在照相机模块内的AF和 变焦镜头。
根据本发明一些实施例的一个方面,传输系统被设置得足够小以使照 相机模块可以嵌入便携式通讯设备,如便携式电话中。
根据本发明一些实施例的一个方面,传输系统包括至少一个杆,在下 文中称为“蜗杆传动轴”(worm-drive shaft),形成有与在传输系统的AF 和/或变焦平台上形成的相应螺纹啮合的螺纹。所说的至少一个蜗杆传 动轴平行于照相机模块的光轴,且轴的旋转使AF和/或变焦平台及安装到 其上的镜头沿着照相机模块的光轴平移。
至少一个蜗杆传动轴可选地包括至少两个蜗杆传动轴。蜗杆传动系统 的AF平台设置有与至少两个蜗杆传动轴中的一个蜗杆传动轴相啮合的螺 纹,而变焦平台设置有与所说的至少两个蜗杆传动轴的另一个蜗杆传动轴 相啮合的螺纹。
在本发明的一实施例中,每个AF和变焦平台被安装到至少一个导轨, 也平行于照相机模块光轴,平台可沿着其自由地滑动。至少一个导轨有助 于稳定平台的定向并为其提供准确控制的运动和定位。一个可选的压电马 达被耦合到所说的至少一个蜗杆传动轴的每一个并可控制地旋转轴以选 择性地定位与其耦合的AF或变焦平台,从而其关联的镜头或镜头系统沿 着照相机模块光轴提供远距摄影(telephoto)或广角的景象的成像和聚 焦。
为表达的方便起见,依照本发明的实施例的、包括一蜗杆传动轴的传 输系统称为“蜗杆传动”系统。
根据本发明一些实施例的一个方面,传输系统包括一个管,在下文中 称为“传动管”,其有螺纹形成在其内表面的一个区域上,并可绕着轴旋 转,所说的轴与照相机模块的光轴一致。至少一个压电马达耦合到传动管 并可控制地旋转传动管。为表达的方便起见,包括传动管的、依照本发明 的实施例的传输系统称为“转塔式传动(turret drive)”系统。
转塔式传动系统的AF平台形成有与传动管螺纹相配的螺纹,并通过将 平台插入传动管而耦合到传动管,以使平台的螺纹与传动管的螺纹相啮 合。AF平台沿着至少一个线性导轨可自由地滑动,该至少一个线性导轨在 传动管旋转时阻止所说的平台旋转。结果,当所述至少一个压电马达旋转 时,传动管、AF承载平台沿着照相机模块的光轴平移。压电马达通过控制 马达旋转传动管的角度来控制AF平台沿着照相机模块光轴的位置并因而 控制安装到该平台上的AF镜头的位置。
转塔式传动系统的变焦平台也安装到传动管的内部。变焦平台可选地 不包括与传动管的螺纹相啮合的螺纹。AF平台可选地控制沿着照相机模块 光轴的变焦平台的运动及因此的变焦镜头的运动,AF平台可选择性地耦合 或不耦合到变焦平台,从而使AF镜头的运动分别移动或不移动变焦平台。 可选地,变焦平台可选择性地“可停泊(dockable)”在沿着照相机模块 光轴的远距摄影位置或沿着该轴的广角位置,以提供景象的远距摄影或广 角成像。变焦镜头的停泊可选地由至少一个柔韧的卡和相应的至少一个 抓挡来完成。当所述至少一个柔韧的卡锁固定在相应的适当的抓挡中 时,变焦平台停泊在广角或远距摄影位置。在变焦镜头的任一所说的位置, AF平台可通过旋转传动管沿着照相机模块光轴定位,以提供在模块光敏面 上景象成像的适当的聚焦。
本发明一些实施例的一个方面涉及提供包括传输系统的照相机模块, 该传输系统有至少一个线性轨,在下文中称为“传动轨”,平行于照相机 模块光轴,AF和/或变焦平台安装其上。依照本发明的实施例,至少一个 压电马达被安装到AF平台,以使马达的耦合面弹性地压靠所述至少一个 传动轨中的一传动轨。马达可控制地在其耦合面产生振动,这使马达及因 而AF平台沿着该传动轨“攀爬”(shinny)和平移。为表达的方便起见, 平台沿着传动轨在其中攀爬的、依照本发明的实施例的传输系统称为“攀 爬传动”系统。
可选地,所述至少一个传动轨包括多个传动轨,且所述至少一个马达 包括多个马达。可选地,每个马达有性地压向所说的多个传动轨中的不同 的一个,以使该马达的耦合面压靠传动轨。可选地,传输系统包括至少一 个导轨,承载平台沿其设置,以自由地滑动或滚动。该导轨有助于稳定平 台的定方并为其提供准确控制的运动和定位。可选地,所述至少一个马达 安装到平台上且压向传动轨,以使其产生转矩,这有助于使平台对齐和对 准所述至少一个传动轨和/或导轨。
在本发明的实施例中,至少一个压电马达类似地安装到变焦平台上, 以使马达的耦合面弹性地压靠所述至少一个传动轨中的一传动轨。马达可 控制地使变焦平台及因而其变焦镜头沿着传动轨攀爬和平移。
安装到AF和变焦平台上的压电马达可控制地沿着照相机模块光轴平 移AF和变焦平台,以选择性地定位AF和/或变焦平台,因而定位与其关 联的镜头到沿着光轴的远距摄影或广角位置。
在本发明的实施例中,只有攀爬传动系统的AF平台装配有至少一个压 电马达,所说的压电马达沿着照相机模块光轴移动AF平台及其AF镜头。 AF平台的运动可选地移动和定位变焦平台,且AF平台可选择性地耦合或 不耦合到变焦平台,从而使AF平台的运动分别移动或不移动变焦平台。
可选地,变焦平台可选择性地“可停泊”在沿着照相机模块光轴的远 距摄影位置或沿着该轴的广角位置,以提供景象的远距摄影或广角成像。 正如上面提到的在转塔式传动系统的情况,变焦镜头的停泊可选地由至少 一个柔韧的卡锁和相应的至少一个抓挡来完成。在变焦平台的广角或远距 摄影位置,可通过操作至少一个压电马达沿着照相机模块光轴定位AF平 台,以提供模块光敏面上图像的适当的聚焦。
不同的压电马达可控制地为机械系统提供准确控制的动能量并适于 用在包括在依照本发明的实施例的照相机模块的传输系统中。例如, Zumeris等的美国专利5,616,980和题为“多层压电马达”的PCT公布WO 00/74153描述了适于实施本发明的压电马达。
在提及的专利和PCT公布内容中描述的压电马达包括相对薄的矩形压 电振荡器,其有较大的平行正面表面以及窄的短和长的边缘表面。可选地, 振荡器短边缘的表面区域或振荡器短边缘上“摩擦块”的表面起马达耦合 面的作用,其被压到可移动主体的接触面。振荡器正面表面上的电极,或 在WO 00/74153中描述的用于压电马达的振荡器层正面表面上的电极,被 带电以在马达的摩擦块中激发振动,所述摩擦块通过主体的接触面将动能 传输到可移动主体。题为“压电马达和马达传动配置”的PCT公布 PCT/IL00/00698描述了不同的压电马达和耦合这些马达以旋转可移动主 体的方法。题为“高分辨压电马达”的PCT公布PCT/IL03/00613描述了 压电马达和操作压电马达以相对高度准确地定位物体的方法。所有上面被 提及的文献的公布内容都在这里加入作为参考。
因此提供了一个依照本发明的实施例的有光轴的照相机模块,其包 括:
至少一个平台,其形成有螺纹并包括至少一个镜头接收和传输从由模 块成像的景象到达照相机模块的光;
一不同的传动轴,其具有平行于所述至少一个平台中的每个平台的光 轴的轴,所说的传动轴形成有与所说的平台内螺纹相啮合的螺纹;
接触面,其耦合到每个传动轴以便当接触面旋转时,所说的传动轴旋 转;和
压电马达,其可控制地旋转所说的接触面并因而旋转所说的传动轴, 以沿着所说的光轴移动并定位所说的平台,所说的平台的螺纹与传动轴的 螺纹相啮合。
可选地,照相机模块有平行于光轴的至少一个线性导向体,所述至少 一个平台沿其实质上自由地移动,从而阻止平台相对于传动轴旋转,传动 轴的螺纹与平台的螺纹相啮合。
附加地或可选地,接触面是可选地耦合到传动轴的传动轮的表面,传 动轮有旋转的轴平行于传动轴旋转的轴。
在本发明的实施例中,旋转接触面的压电马达包括耦合面,所说的耦 合面被压到接触面,且其中耦合面的运动旋转接触面并因而旋转传动轴。
在本发明的实施例中,压电马达包括有大的平行正面表面以及短和长 的边缘表面的矩形压电振荡器。可选地,马达的耦合面位于振荡器的一个 边缘表面上。可选地,边缘表面为短的边缘表面。
在本发明的实施例中,照相机模块包括保持住压电马达的马达支架, 马达支架的长边缘表面实质上平行于光轴。
在本发明的实施例中,照相机模块包括一个弹性元件,弹性元件推动 压电马达以使其耦合面压靠接触面。
附加地或可选地,照相机模块可选地包括照相机模块机箱,马达支架 安装到照相机模块机箱。可选地,照相机模块机箱实质上为立方体形状。 附加地或可选地,照相机模块机箱包括用于每个传动轴的至少一个轴承, 传动轴安装到轴承。可选地,其上安装有一个传动轴的至少一个轴承中的 一个轴承是加载弹簧的。
在本发明的实施例中,所述至少一个平台包括多个平台。可选地,多 个平台包括两个平台。
进一步提供了一个依照本发明的实施例的有光轴的照相机模块,其包 括:
传动管,其可绕着光轴旋转并有一个形成有螺纹的内表面和与与光轴 一致的旋转轴
第一平台,其安装在传动管的内部,有与传动管的螺纹相啮合的螺纹 并包括至少一个镜头接收和传输从由模块成像的景象到达照相机模块的 光;
至少一个导轨,第一平台沿着其自由地滑动,阻止当传动管旋转时平 台旋转;和
至少一个压电马达,其可控制地旋转传动管并因而沿着光轴移动和定 位第一平台。
可选地,压电马达包括耦合面,所说的耦合面被按压到所说传动管的 接触面,且马达被控制在其耦合面产生运动以旋转所说传动管。可选地, 传动管包括与传动管的轴同心的环形圈且接触面为所说的圈的表面。
在本发明的实施例中,压电马达包括有较大的平行正面表面以及短和 长的边缘表面的矩形压电振荡器。可选地,马达的耦合表面位于振荡器的 一个边缘表面上。可选地,边缘表面为短边缘表面。
在本发明的实施例中,照相机模块包括保持压电马达的马达支架,马 达支架的长边缘表面实质上平行于光轴。可选地,照相机模块包括照相机 模块机箱,马达支架安装到照相机模块机箱。
在本发明的实施例中,照相机模块包括一个弹性元件,弹性元件推动 压电马达以使其耦合面压靠接触面。
在本发明的实施例中,照相机模块包括第二平台,第二平台安装在传 动管的内部并有至少一个镜头以接收和传输从景象到达照相机模块的光。 可选地,第二平台没有与传动管的螺纹相啮合的螺纹。附加地或可选地, 第二平台可选地沿着至少一个导轨自由地滑动。
在本发明的实施例中,第二平台耦合到第一平台以便其能沿着光轴在 相对于第一平台的第一和第二位置之间滑动。可选地,第一和第二平台在 第一位置处实质上接触。
在本发明的实施例中,照相机模块包括至少一个卡锁和一个匹配抓挡 可操作地用来在沿着光轴的至少一个预定位置处固定第二平台。可选地, 抓挡包括一个在第二平台内形成的槽。可选地,卡锁沿着平行于光轴的方 向延伸。
进一步提供了一个依照本发明的实施例的有光轴的照相机模块,其包 括:
至少一个传动轨,其平行于光轴;
至少一个第一平台,其包括至少一个镜头以接收和传输从由模块成像 的景象到达照相机模块的光,并包括有耦合面的至少一个压电马达,耦合 面接触所述至少一个传动轨;
其中,所述至少一个压电马达可控制地在耦合面内激发振动,以将 施加到传动轨以便沿着光轴移动和定位第一平台。
可选地,所述至少一个传动轨包括多个平行的传动轨。可选地,所述 至少一个压电马达包括不同的压电马达用于每个传动轨,所说的马达有接 触传动轨的马达耦合面。
在本发明的实施例中,平台包括用于所述至少一个压电马达中的各压 电马达的臂,臂保持住马达并连接到平台的主要中心体。可选地,臂由相 对细的颈连接到平台的主体,颈使臂能弹性地弯曲离开主体。附加地或可 选地,臂可选地为由平台内形成的槽界定的平台的整体部分。
在本发明的实施例中,照相机模块包括一个弹性体,其压耦合面以接 触所述至少一个传动轨中的一个传动轨。可选地,弹性体操作推动臂离开 平台的主体。
在本发明的实施例中,照相机模块包括平行于传动轨的至少一个导轨, 平台沿着导轨实质上自由地滑动阻止平台相对于传动轨旋转。可选地,由 在每个马达的耦合面和其被挤压到的传动轨之间的弹性体产生的力产生 将平台推到至少一个导轨的扭矩
在本发明的实施例中,平台包括至少一个轴承,其有沿着至少一个导 轨滚动的组件。
可选地,滚动组件和导轨有相应的互补表面,实质上阻止导轨和滚动 组件相对于导轨的横向移动。可选地,互补表面中的一个为凸面而另一个 为凹面。
在本发明的实施例中,滚动组件包括一个轮。可选地,轮形成有一个 槽,其与导轨的互补表面的形状匹配。
在本发明的实施例中,所述至少一个导轨包括多个平行的导轨。
在本发明的实施例中,所述至少一个第一平台包括两个第一平台。
在本发明的实施例中,照相机模块包括第二平台,其有至少一个镜头 以接收和传输从景象到达照相机模块的光。可选地,第二平台耦合到所述 至少一个第一平台的一个第一平台以便其能沿着光轴在相对于第一平台 的第一和第二位置之间滑动。可选地,第一和第二平台在第一位置处实质 上接触。
在本发明的实施例中,照相机模块包括至少一个卡锁和一个匹配抓挡 可操作地在沿着光轴的至少一个预定位置处固定第二平台。可选地,抓挡 包括一个在第二平台内形成的槽。可选地,卡锁沿着平行于光轴的方向延 伸。
在本发明的实施例中,照相机模块包括一个会聚透镜,其接收从景象 到达照相机模块的光并将接收的光传输到包括在所述至少一个平台内的 至少一个镜头。
在本发明的实施例中,照相机模块包括一个光敏面用于感应来自由照 相机成像的景象的光。
进一步提供了依照本发明的实施例的便携式终端,其包括依照前面的 权利要求中任何一项所说的照相机模块。可选地,便携式终端包括传输和 /或接收信号的通信模块。附加地或可选地,便携式终端包括显示屏。
在本发明的实施例中,便携式终端包括机箱,其内装有终端的组件。 可选地,机箱的尺寸实质上等于照相机模块的尺寸。可选地,机箱的尺寸 为机箱的厚度。附加地或可选地,照相机模块的尺寸为照相机模块平行于 其光轴的最大尺寸。
在本发明的实施例中,便携式终端包括移动电话。
在本发明的实施例中,便携式终端包括条形码阅读器。
附图说明
以下参考所附图形描述了本发明实施例的非限制性例子。在本段以下 列出的图中,不同图中相同的附图标记表示相同的结构、元件或零件。为 表达的方便和清楚起见,图中所示组成部分和特征的尺寸没有必要按比例 显示。
图1A和图1B简要示出依照本发明的实施例的包括AF和变焦平台以在 照相机模块内定位AF和变焦镜头的照相机模块的蜗杆传动系统的不同透 视图;
图1C简要示出依照本发明的实施例的包括图1A和图1D所示蜗杆传动 系统的照相机模块的局部切割透视图;
图1D简要示出依照本发明的实施例的包括在图1A和图1B所示蜗杆传 动系统中的压电马达及其操作的详图;
图1E和图1F简要示出依照本发明的实施例的图1A和图1B所示照相 机模块的蜗杆传动系统,其中AF和变焦镜头在广角和远距摄影的位置;
图1G简要示出依照本发明的实施例的包括图1A-1C所示照相机模块的 移动电话;
图2A简要示出依照本发明的实施例的包括转塔式传动系统的照相机 模块的分解图;
图2B简要示出依照本发明的实施例的部分组装的图2A所示照相机模 块视图;
图2C简要示出依照本发明的实施例的图2B所示照相机模块的切割图;
图2D和2E简要示出依照本发明的实施例的图2B所示照相机模块的切 割图,其中AF和变焦镜头分别在广角和远距摄影的位置;
图3A和3B简要示出依照本发明的实施例的包括AF和变焦平台以在照 相机模块内定位AF和变焦镜头的照相机模块的攀爬传动系统的不同透视 图;
图3C简要示出依照本发明的实施例的图3A和3B所示攀爬传动系统的 视图,其中部分拆卸以显示攀爬传动系统中AF平台的细节;
图3D简要示出依照本发明的实施例的图3C所示AF平台的平面图;
图3E简要示出依照本发明的实施例的图3C和3D所示AF平台的变形 的平面图;
图3F简要示出依照本发明的实施例的图3A和3B所示攀爬传动系统的 变形;
图3G简要示出依照本发明的实施例的图3A和3B所示攀爬传动系统的 另一变形;
图3H简要示出依照本发明的实施例的选择性地将变焦镜头平台停靠 在远距摄影或广角位置的卡锁装置;
图3I和3J简要示出图3H所示停靠装置的操作;和
图4简要示出依照本发明的实施例的另一照相机模块攀爬传动系统。

具体实施方式

图1A和1B简要示出依照本发明的实施例的照相机模块20的组成部分 的不同透视图。
照相机模块20可选地包括蜗杆传动系统30,该系统包括AF和变焦平 台31和41以在照相机模块内分别定位安装到AF和变焦平台上的AF和变 焦镜头或镜头系统(图1A和1B中没有示出)。会聚透镜21可选地安装到 会聚透镜框22上且其光轴与照相机模块20的光轴一致,光轴用虚线23 表示。会聚透镜21接收来自由照相机模块20成像的景象的光并将会聚光 传输到安装在AF和变焦平台31和41上的变焦和AF镜头。蜗杆传动系统 30定位AF和变焦镜头平台31和41及因而其相应的AF和变焦镜头,以在 有像素25的CCD或CMOS光敏面24(图1B)上选择性地聚焦在景象的广 角或远距摄影成像中接收的光。光敏面24可选地在“布线”基片26上安 装或形成,基片26可选地有电路元件的配置(没有示出)以便处理像素 25产生的信号从而提供景象的成像。
蜗杆传动系统30可选地包括分别形成有螺纹33和43的第一和第二蜗 杆传动轴32和42以及至少一个导轨,所有的传动轴和导轨都平行于照相 机模块20的光轴。可选地,如图1A和1B所示,所述至少一个导轨包括 两个导轨51和52。可选地,每个蜗杆传动轴32和42由第一轴承53和第 二轴承(没有示出)支撑住,轴承53可选地被螺旋弹簧54代表的弹性元 件弹簧加载,第一轴承53和第二轴承安装到照相机的机箱上。第二轴承 实质上坚固地安装在机箱上。元件54有弹性地向第二轴承推动第一轴承 53以使蜗杆传动轴32和42稳定地安置在第二轴承内,从而阻止或实质上 因而减少了传动轴相对于轴承的位置中的活动。蜗杆传动轴因而其螺纹33 或43因此相对准确地沿着光轴23的长度定位。可选地,蜗杆传动轴32 和42安装到照相机的机箱70上,如图1C所示并将在下面讨论。
蜗杆传动轴32和42可选地分别连接在传动轮34和44上,传动轮34 和44分别与压电马达35和45耦合,可操作压电马达旋转传动轮因而驱 动轴32和42。可选地,每个压电马达35和45包括安装有或在其中窄边 缘上形成摩擦块62的矩形压电振荡器61,并类似于上面参考的美国专利 5,616,980或PCT公布WO 00/74153中描述的压电马达。本领域中已知的 其它适当的压电马达也可以在实施本发明时使用并可以替代附图中所示 的马达。每个马达35和45都安装到适当的马达支架上,其托住马达并有 弹性地向有关的传动轮34和44推动马达以使马达的摩擦块62有弹性地 挤压传动轮。依照本发明的实施例的马达支架由图1C简要示出并将在下 面描述。
形成AF平台31以使其有与蜗杆传动轴32的螺纹33相啮合的螺纹并 可选地与至少一个导轨51和52耦合,从而使平台31可沿着所述至少一 个导轨自由地滑动。蜗杆传动轴32的旋转因此使AF平台31沿着光轴23 平移。通过激发压电马达35在摩擦块62产生适当的振动并且因此向传动 轮施加力矩,来选择性地控制蜗杆传动轴32以顺时针或逆时针方向旋转 和朝着或远离会聚透镜21平移AF平台。根据沿着传动轴的轴的适当方向 来定义蜗杆传动轴32的顺时针或逆时针旋转。在下文中,朝着或远离会 聚透镜21的方向分别指向上或向下。压电马达35的操作细节将参考图1D 在下面讨论。
可选地,为将AF平台31耦合到蜗杆传动轴32,AF平台包括耦合凸出 体36,其形成有蜗杆传动轴32穿过的螺纹孔且其螺纹与蜗杆传动轴的螺 纹33相啮合。可选地,AF平台耦合到每个导轨51和52。可选地,为与 第一和第二导轨51和52耦合,AF平台31有第一导向凸出体37和分叉导 向凸出体48(图1B),凸出体37形成有第一导轨51通过的孔,凸出体48 有两个“拥抱”第二导轨52的臂39。
变焦平台41可选地耦合到蜗杆传动轴42及导轨51和52,类似于AF 平台31耦合到蜗杆传动轴32及导轨51和52的方式。可选地,变焦平台 41有耦合凸出体46,其形成有蜗杆传动轴42通过的螺纹孔且其螺纹与蜗 杆传动轴的螺纹43相啮合。可选地,为与第一和第二导轨51和52耦合, 变焦平台41有第一导向凸出体47和分叉导向凸出体48(图1B),凸出体 47形成有第一导轨51通过的孔,凸出体48有两个“拥抱”第二导轨52 的臂39。
通过控制马达45选择性地旋转传动轮44,从而传动轴42相对于沿着 传动轴的轴的合适的方向顺时针或逆时针旋转,变焦平台41可选择性地 沿着光轴23向上或向下平移。
图1C简要示出照相机模块20的局部切割视图,其中会聚透镜21和蜗 杆传动30安装在照相机模块机箱70内。机箱70被局部切割以显示照相 机模块20的细节,尤其是马达支架的细节,根据本发明实施例马达支架 支撑压电马达35和45以使马达正确地耦合到其相应的传送轮34和44。 在图1C的透视图中示出压电马达35及其马达支架80。图中没有示出的压 电马达45可选地被安装,类似于压电马达35安装到机箱70的方式。可 选地,照相机机箱70实质上为立方体形状。
马达支架80可选地包括夹持架81,其可选地被两个柔韧的连接到基 块84的延展臂82耦合。基块84用本领域已知的任何不同的方法固定到 机箱70,如通过胶合和/或挤压而固定到机箱70中的凹槽。延展臂82形 成有相对薄的区域88以在平行于压电马达35长度的方向上向臂提供柔韧 性,但臂在垂直于马达平面的方向足够宽以便臂在那个方向相对刚硬。弹 性元件可选地为螺旋弹簧90,其朝着传动轮34的方向推动夹持架81以使 压电马达35的摩擦块62有弹性地挤压传动轮。可选地,柔韧元件90安 装到机箱70的支撑棒91上并延伸到夹持架81顶部的凹槽92中。
插图85简要示出夹持架80可选地支持压电马达35的方式的内部细节 和参考图1D以下将讨论的马达振荡器61上形成的电极101-104的可选配 置的细节。夹持架81可选地包括两个位于架内部的弹性元件86,其用压 电马达35的振荡器61可选地压靠两个分别置于弹性元件对面的支持块 87。可选地,支持块87和弹性元件86在振荡器的谐振波节处接触振荡器 61,由充电的电极101-104激发谐振以在摩擦块62内产生振动。
可选地,照相机模块20装配有监控每个蜗杆传动轴32和42(图1A 和1B)的旋转的监控系统。可以在旋转监控系统中使用任何本领域已知的 不同位置监控传感器和系统以监控蜗杆传动轴的旋转角度。可选地,监控 系统包括位于每个传动轮34和44周边上的基准标记94(只在图1C的传 动轮34上示出)和安装到机箱70以感应标记的运动并产生与之相应的信 号的光传感器96。信号可选地传输到适当的控制器(没有示出)从而使用 信号来控制压电马达35和45以提供传动轴32和42的理想旋转并因而提 供AF和变焦平台31和41的理想位置。
图1D简要示出压电马达35如何操作而旋转传动轮34并因而旋转蜗杆 传动系统32以平移AF平台31。
压电马达35可选地包括四个在压电振荡器61的第一大正面表面上形 成的象限电极101-104和一个在振荡器的第二大正面表面上的大单电极 (没有示出)。对角电极可选地电连接。
在本发明的实施例中,为控制马达35顺时针旋转传动轮34和蜗杆传 动轴32,对角电极101和103相对于大电极可选地在振荡器的谐振频率处 用第一AC电压充电。对角电极102和104可选地用与第一AC电压异相180 °的第二AC电压充电。电极的充电使振荡器61在振荡器的平面内振动, 且纵向振动平行于振荡器的长度而横向“弯曲振动”平行于振荡器的宽度。 该振动在摩擦块62内产生顺时针(从读者的角度所见)椭圆振动,其有 一个由“顺时针”椭圆106示意表示的“轨道”。对椭圆振动106每个周 期沿着椭圆106的底部的一部分,摩擦块62接触传动轮34并施加由块箭 头107指示的顺时针(从传动轴32的顶部所见)旋转传动轮的力。对于 椭圆周期106的其余部分,摩擦块不接触传动轮。通过颠倒施加到对角电 极对101-103和102-104的AC电压的极性,椭圆振动也颠倒并变成逆时 针振动,由逆时针椭圆108示意表示。逆时针振动将由块箭头109表示且 与块箭头107的力方向相反的力应用到传动轮34从而以逆时针方向旋转 传动轮。
依照本发明的实施例可使用本领域已知的其它充电配置以操作压电马 达35并旋转蜗杆传动轴32。例如,压电马达35可在非对称脉冲模式中操 作以旋转传动轴32。在此模式中,压电振荡器61上的电极用非对称脉冲 充电,从而使压电振荡器在其平面内弯曲而将摩擦块相对快或相对慢地移 置到一边并然后将摩擦块相反的方向分别相对慢或相对快地移置回原处。 在相对快的移置期间,摩擦块62和传动轮34之间的摩擦相对大而传动轮 随着摩擦块移动并旋转。在摩擦块62的相对快的运动期间,块和传动轮 之间的摩擦相对低,摩擦块在其挤压传动轮34的表面上滑过,而传动轮 实质上不随着摩擦块移动并实质上不旋转。对摩擦块62的快速和慢速运 动的每个周期,传动轮34以摩擦块的慢移置确定的方向经历一个净旋转。
作为例子,为在非对称脉冲模式中操作,电极101和104可选地电连 接并以相同的单极非对称脉冲产生脉动,该脉冲有相对短的上升时间和相 对长的下降时间。电极102和104可选地电连接并用与为电极101和104 充电的脉冲相反的脉冲充电。施加到电极的非对称脉冲使振荡器61弯曲 并在脉冲上升时间期间相对快地将摩擦块62移置到右边(假定在脉冲的 极性和压电振荡器61的偏振之间有适当的对应)。在相对长的下降时间期 间,压电振荡器61慢慢地放松并伸直,将摩擦块62相对慢地返回到其初 始位置。
激发类似于压电马达35和45的压电马达的方法在上面参考的美国专 利5,616,980、PCT公布WO 00/74153和PCT公布PCT/IL00/00698及 PCT/IL03/00613中作了描述并可用于实施本发明。美国专利5,616,980描 述了一些不同的充电配置来为类似于压电振荡器35和45的压电振荡器的 电极充电以在非对称脉冲模式中操作马达。
图1E和图1F简要示出包括在照相机模块20中的蜗杆传动系统30的 侧视图,其中控制压电马达35和45以定位AF和变焦平台31和41从而 使其相应的AF和变焦镜头分别设置在广角和远距摄影的配置中。在图中, AF和变焦镜头包括在AF和变焦平台31和41中,由虚线单镜头横截面110 和111示意表示。
在图1E所示的广角配置中,AF和变焦镜头110和111位于相对远离 会聚透镜21的位置。相对于图1E所示变焦镜头111的位置,双向箭头线 112示意指示AF镜头110的位置范围,压电马达35在此范围内移动AF镜 头以聚焦由照相机模块20成像的景象。在图1F所示的远距摄影配置中, AF和变焦镜头110和111位于相对靠近会聚透镜21的位置。相对于图1F 所示变焦镜头111的位置,双向箭头线113示意指示AF镜头110的位置 范围,压电马达35在此范围内移动AF镜头以聚焦由照相机模块20成像 的景象。
图1G简要示出包括传输和/或接收信号的通讯模块的便携式终端的平 面图。可选地,便携式终端包括移动电话115,其包括依照本发明的实施 例的照相机模块如照相机模块20。移动电话115可选地包括第一面板116 和包括显示屏119的第二面板118,第一面板有包括键盘117的用户接口。 面板118由铰链114接合到第一面板116以使面板118可从第一面板打开 并关闭到第一面板,且这些面板用本领域已知的任何不同方法和设备电耦 合以在其间能够进行信号的传递。照相机模块20可选地安装到面板118 内且照相机机箱70(图1C)由虚线示意表示。照相机模块20的会聚透镜 21通过第二面板118内的孔是可见的,通过该孔会聚透镜会聚来自由照相 机模块20成像的景象的光。照相机模块20可选地响应面板116或118之 一上的专用按钮和/或键盘117上的专用按钮和/或键的操作而被控制为景 象成像。成像的景象可选地显示在显示屏119上。
图2A简要示出依照本发明的实施例的包括转塔式传动系统122的照相 机模块120的分解图。图2B简要示出照相机模块120的部分组装。为表 达的方便起见,在图2B中省略了图2A所示安装到机箱202的会聚透镜21。
转塔式传动系统122可选地包括基座130、传动管140、分别安装有照 相机模块120的AF和变焦镜头的AF平台160和变焦平台180和导轨200。 照相机模块120也包括机箱202和光轴与照相机模块120的光轴23一致 的会聚透镜21,机箱的零件作为转塔式传动系统的组成部分。
基座130可选地形成有圆形井131、与井同心的环形凹槽132及可选 地由两个轮134代表的本领域已知的任何适当配置的轴承形成,两个轮134 可选地在基座内或相对于基座安装以使轮突出而进入或保留在环形凹槽 的表面上。光敏面24如CCD或CMOS可选地位于适当基片上的井131的底 部,基片可选地包括光敏面的布线衬底。
传动管140可选地包括传动垫圈141并有在其内表面上形成的螺纹 142。设置传动管以使其可以固定在井131内,其中传动垫圈141接触并 支撑在轮134上。可选地类似于压电马达35和45并包括压电振荡器61 和摩擦块62的至少一个压电马达60耦合到传动垫圈141,马达可控制性 地将力施加到传动垫圈以绕着照相机模块光轴23选择性地顺时针或逆时 针旋转传动垫圈。
为了将每个所述至少一个压电马达60耦合到传动垫圈141,由螺旋弹 簧143代表的弹性元件向垫圈推动马达以使马达的摩擦块挤压传动垫圈。 虽然弹性元件143由螺旋弹簧代表,弹性元件可以为本领域已知的任何适 当的弹性元件,如板簧或适当形状的弹性材料块,如橡皮。作为例子,在 图2A中,所述至少一个压电马达60包括两个压电马达。每个马达60可 选地在传动垫圈的对面位置处挤压以接触传动垫圈141,在此位置处不同 的轮134接触垫圈。
AF平台160可选地包括管状部分161和容纳导轨200的导轨孔163, 管状部分161的外表面上形成有与传动管140内形成的螺纹142相啮合的 螺纹162,且图2A的透视图中只可见到一个导轨孔。AF平台160也有多 个耦合臂170以将AF平台耦合到变焦透镜平台180,每个耦合臂朝着变焦 平台向上延伸并以面对光轴23的短“牙”结束。
对于每个耦合臂170,变焦平台180在其外表面上可选地包括形成有 台阶182的区域181,台阶182与耦合臂的牙171匹配。变焦平台180可 在耦合臂170之间插入以使耦合臂170的牙171咬在台阶182上而将变焦 平台耦合到AF平台,还允许变焦平台沿着耦合臂滑动。变焦平台180可 选地从两个平台接触的位置到其分离的最大距离的位置能相对于AF平台 160滑动,在该距离处牙171扣在台阶182上而阻止平台的进一步分离。
图2C示出照相机模块120部分组装的示意性切割图,其中示出两个耦 合臂170相对于变焦平台180的台阶182沿着光轴23从AF平台160移动 一段距离,此时牙171没有扣在台阶182上。图2C也简要示出AF透镜110 和变焦透镜111分别安装在AF和变焦平台160和180内。
如图2A所示,变焦平台180也包括至少一个表面区域184和容纳导轨 200的导轨孔187,表面区域184上分别形成顶部和底部槽185和186,且 图2A中只示出一个导轨孔。可选地,如图所示,所述至少一个表面区域 184包括两个对称放置的表面区域184。
对变焦平台180的每个表面区域184,机箱202包括有卡锁牙207的 弹性卡锁206,其与表面区域内的作为卡锁的抓挡的槽185和186匹配并 紧密配合。卡锁206和顶部槽185配合以使变焦平台180停靠在广角位置 而卡锁206和底部槽186配合以使变焦平台180停靠在远距摄影位置。当 卡锁牙207固定在顶部槽185内时,变焦平台因而安装在其上的变焦镜头 111沿着光轴23固定在广角位置。当卡锁牙207固定在底部槽186内时, 变焦平台因而变焦镜头111沿着光轴23固定在远距摄影位置。当变焦平 台停靠在任一位置时,可移动AF平台以便从两个平台接触的位置到牙171 扣在台阶182上的位置相对于平台180聚焦。(上面提到了平台160相对 于平台180运动的范围。)
图2D示出照相机模块120部分组装的示意性切割图,其中卡锁牙207 固定在顶部槽185内,变焦平台因而变焦镜头111沿着光轴23固定在广 角位置。图2E示出照相机模块120部分组装的示意性切割图,其中卡锁 牙207固定在底部槽186内,变焦平台因而变焦镜头111沿着光轴固定在 远距摄影位置。
机箱202可选地包括两个凸出体203和每个压电马达60的凹槽210, 每个凸出体203形成有导轨孔204形成以容纳导轨200,且凹槽210用来 将马达安装到机箱上以使弹性元件143朝着传动垫圈141推动马达。在图 2B的透视图中,只示出一个马达凹槽210。可选地,凹槽210与马达支架 如图1C所示马达支架80配合。可选地,凹槽210包括固定框209以抓紧 马达60并在与马达平面垂直的方向维持框的位置。可选地,凹槽210包 括支持块和弹性元件的排列,其类似于图1C的插图中所示支持马达60的 支持块87和弹性元件86。可选地,由图2A中螺旋弹簧143代表并将马达 60挤压到垫圈141的弹性元件包括板簧215,其装配到凹槽210顶端部分。
照相机模块120可选地通过在AF平台160的耦合臂170之间插入变焦 平台180和将平台旋入传动管140内来组装以使AF平台上的螺纹162与 传动管内的螺纹142相啮合。传动管140插入井131中以使传动垫圈141 接触并支撑在轮134上。压电马达60及其相关的将马达挤压到传动垫圈 141的弹性元件143安装在机箱202中的凹槽210内,且机箱与基座130 连接在一起。导轨200插入机箱中的导轨孔204以使导轨通过变焦平台180 中的导轨孔187(图2A)和AF平台160中的导轨孔163。
AF平台160及其AF镜头110通过控制压电马达60以适当的顺时针或 逆时针方向旋转传动垫圈141从而旋转传动管140来选择性地沿着光轴23 向上或向下平移并沿着光轴定位。因为AF平台160的螺纹162与传动管 的螺纹142相啮合和导轨200阻止AF平台的旋转,所以传动管的旋转使 AF平台160沿着光轴23平移。
依照本发明的实施例,变焦平台180通过移动AF平台160在远距摄 影和广角位置之间移动。例如,假设变焦平台180停靠在图2E所示的远 距摄影位置,其中卡锁206啮合在变焦平台的底部槽186中。为了将变焦 平台移到广角位置,控制压电马达60旋转传动管140并向下平移AF平台 直到耦合臂170的牙171(图2C)与台阶182啮合。其后,AF平台160向 下的继续平移使卡锁牙207从底部槽186脱离并向下拉变焦平台180直到 卡锁牙与顶部槽185啮合,从而将变焦平台180及其变焦镜头110停靠在 图2D所示的广角位置。将变焦镜头停靠在广角位置之后,AF平台160可 沿着光轴23向上平移一段由双向箭头211示意指示的距离,而没有从广 角位置脱离变焦平台180。AF平台160可在沿着由双向箭头211指示的距 离的任意一点定位以便在广角位置聚焦由照相机模块120成像的景象。
为了将变焦平台移回远距摄影位置,AF平台160向上移动直到接触变 焦平台180且其后向上推变焦平台直到卡锁206与底部槽186啮合而将变 焦平台停靠在远距摄影位置。由于变焦平台180在远距摄影位置,AF平台 可以向下移动一段由双向箭头212指示的距离,而没有从远距摄影位置脱 离变焦平台。AF平台160可在沿着由双向箭头212指示的距离的任意一点 定位以便在远距摄影位置聚焦由照相机模块120成像的景象。(在距离212 的“底部”,耦合臂170的牙171与台阶182啮合(图2C)且AF平台进一 步的行动将变焦平台从远距摄影位置脱离并朝着广角位置拖变焦平台。)
依照本发明的实施例,照相机模块120合并入便携式通讯设备如移动 电话,类似于照相机模块20合并入移动电话的方式,且可选地如图1G所 示。
图3A和3B简要示出依照本发明的实施例的包括攀爬传动系统230的 照相机模块220的透视图。图中只示出与本讨论关系密切的照相机模块220 的特征。
攀爬传动系统230包括AF平台240、变焦平台280和可选地两个传动 轨301和两个导轨302、顶部面板303和底部面板304。图3C清楚地示出 传动轨和导轨并简要示出攀爬传动230的零件的透视图。光轴与照相机模 块220的光轴23一致的会聚透镜21可选地安装在顶部面板303内。CCD 或CMOS光敏面24(图3B)可选地安装在底部面板304上,其作为或包括 光敏面的布线衬底。
依照本发明的实施例,AF平台240包括至少一个沿着每个导轨302驶 过的导轮241。可选地,如图3A和3B所示,所述至少一个导轮包括两个 导轮241。参考上面内容图3C示出AF平台240的细节而图3D简要示出 AF平台240的平面图。可选地,AF平台240形成有两个狭槽244,每个狭 槽限定一个臂245,臂通过相对细的颈247连接到平台的主要的中心主体 上(图3C和3D清楚地示出臂245和颈247)。压电马达60安装在每个臂 245中的凹槽248内。
狭槽244和与臂245联系的相对细的颈247使臂能绕着基本上与AF 平台240的平面垂直的轴有弹性地弯曲,该轴位于颈247的区域内。依照 本发明的实施例,可选地为螺旋弹簧246(图3D)的弹性元件插入每个狭 槽244且有弹性地偏置并使与狭槽244联系的臂245远离AF平台240的 主体弯曲。结果,臂245产生弹性转矩以将每个压电马达60推向与其联 系的传动轨301,从而使马达的摩擦块62有弹性地接触传动轨而导轮241 有弹性地挤压导轨302。形成导轮241和导轨302以便减少导轮相对于轨 的侧向运动并维持准确配准传动轨和导轨的AF平台240的位置。可选地, 这是通过形成有可选的“V”型槽242(图3D)的每个导轮241来完成的, 槽242内放入与其联系的导轨。
在本发明的一些实施例中,为了接收与指定的臂245联系的弹性元件 246,臂形成有螺纹通孔330,如图3D中以虚线示意表示,且平台的主体 形成有盲孔331,如虚线所示。弹性元件246通过螺纹孔330插入直到固 定在盲孔331中。固定螺丝钉333的螺纹与螺纹孔330相配并旋入孔中以 将弹性元件246固定在适当的位置。调节固定螺丝钉333旋入螺纹孔330 的深度以提供弹性元件246的理想压缩并因而提供理想力以将与臂245联 系的压电马达60挤压到与臂联系的传动轨301。
在本发明的一些实施例中,每个臂245与平台240的主体分离而形成。 可选地,臂245并没有形成孔330,通过该孔弹性元件246可插入而固定 在平台240的主体中的盲孔331中,而是形成有弹性元件可以固定在其中 的孔,可选地为盲孔。当弹性元件246在主体和臂之间为弹性元件提供的 孔内安置后,平台240的主体可选地永久连接在臂245上。可选地,臂和 主体随后被焊接以将其永久地连接。
在本发明的一些实施例中,配置组成平台240的材料和颈247的结构 以使臂245可以充分弯曲而打开狭槽244,从而使弹性元件246可以在臂 和平台的主体之间插入。
在本发明的一些实施例中,弹性元件在凹槽248内部安置以沿着与摩 擦块62相对的马达边缘接受压电马达60从而将摩擦块挤压到与臂联系的 传动轨301。可选地,对于弹性元件安置在凹槽248内部的实施例,AF平 台并没有形成有狭槽244且AF平台240不包括臂245。臂245的弹性元件 不用来将马达60的摩擦块挤压到其相关的传导轨。图3E简要示出类似于 AF平台240但没有形成狭槽244和臂245的AF平台260的顶视图。置于 凹槽248内的弹性元件261将安装在平台内的每个压电马达60挤压到其 相关的传动轨301,马达安装在凹槽248内。
通过给压电马达60内的电极充电以激发摩擦块62中的适当的,可选 地为椭圆振动来控制AF平台240选择性地向上或向下移动传动轨和导轨 301和302,从而沿着照相机模块220的光轴23移动并定位其AF镜头(没 有示出)。(如上面提到的,“向上”和“向下”指图3A和3B中朝着或远 离会聚透镜21的方向。)振动使马达因而平台分别向上或向下“攀爬”轨。 可选地,传动轨301由耐磨材料组成和/或沿着传动轨被摩擦块62接触的 区域由保护性耐磨材料覆盖
虽然在本发明的实施例中,AF平台240包括其自己的压电马达60以 沿着光轴23移动和定位AF平台,在本发明的一些实施例中,如图3A和 3B简要示出的,变焦平台280可选地不包括其自己的压电马达以移动平台。 作为替代,类似于照相机模块120及其转塔式传动系统122的情况(图 2A-2E),攀爬传动系统230中的变焦平台280由AF平台240的运动来移 动,AF平台240可选地形成有两个耦合臂250形成以将变焦平台耦合到 AF平台。图3C清楚地示出耦合臂250的细节,其执行的功能类似于转塔 传动系统122中耦合臂170执行的功能且每个耦合臂形成有牙251。下面 讨论耦合臂的操作和变焦平台280的运动。
变焦平台280可选地包括安装有变焦镜头(没有示出)的圆柱部分281 和至少两个将镜头架可选地安装到传动轨301的臂282,从而使变焦平台 能沿着传动轨自由地向上或向下移动。圆柱部分281形成有底部凸缘283 及顶部和底部槽284和285。顶部和底部槽284和285起图3A和3B所示 弹性卡锁290的抓挡的作用,卡锁290可选地从顶部面板303向下延伸。 弹性卡锁290包括卡锁牙291且使槽284和285定形以匹配卡锁牙。
卡锁290和顶部槽284配合将变焦平台280停靠在广角位置而卡锁和 底部槽285配合将变焦平台280停靠在远距摄影位置。如图3A所示,当 卡锁牙291固定在顶部槽284中时,变焦平台280因而安装到其上的变焦 镜头沿着光轴23相对远离会聚透镜21而固定在广角位置。如图3B所示, 当卡锁牙291固定在底部槽285中时,变焦平台因而安装到其上的变焦镜 头沿着光轴23固定在远距摄影位置。
为了将变焦平台280从远距摄影位置(图3B)移动到广角位置(图3A), 控制压电马达60使AF平台向下攀爬直到耦合臂250的牙251扣住变焦平 台的底部凸缘283。其后,AF平台240向下的继续平移使卡锁牙291从底 部槽285脱离并向下拉变焦平台280直到卡锁与顶部槽284啮合,而将变 焦平台及其变焦镜头停靠在图3A所示的广角位置。将变焦平台280停靠 在广角位置之后,AF平台240可沿着光轴23向上平移一段由双向箭头线 293指示的距离,而没有从广角位置脱离变焦平台280。AF平台240可定 位在沿着由双向箭头线293指示的距离的任意一点以便以广角配置聚焦由 照相机模块120成像的景象。
为了将变焦平台280移回远距摄影位置(图3B),AF平台240向上移 动直到接触变焦平台280且其后向上推变焦平台直到卡锁290与底部槽 285啮合而将变焦平台停靠在远距摄影位置。由于变焦平台280在远距摄 影位置,AF平台240可以向下移动一段由双向箭头线294指示的距离,而 没有从远距摄影位置脱离变焦平台。AF平台240可定位在沿着距离294的 任意一点以便以远距摄影配置聚焦由照相机模块120成像的景象。
当然卡锁290不必安装到顶部面板303并从顶部面板303向下延伸。 适于实现本发明的卡锁的其它配置也可使用且可能有利。例如,图3F简 要示出依照本发明的实施例的包括类似于攀爬传动230(图3A)的攀爬传 动322的照相机模块320,其中停靠卡锁324安装到底部面板304并从底 部面板304向上延伸。
图3G简要示出依照本发明的实施例的包括在照相机模块340的攀爬 传动系统344中的卡锁350的另一配置。尽管在转塔式传动和攀爬传动系 统122和230中,卡锁在系统操作期间不接触耦合臂170和250,但是卡 锁350在攀爬传动系统344的操作期间接触耦合臂250。使卡锁具有某种 形状从而使耦合臂接触并将力施加到卡锁以使卡锁从其安置的槽284或 285中脱离。
图3H简要示出依照本发明的实施例的图3G所示卡锁350及其相应的 耦合臂250相对于变焦平台280的底部凸缘283及顶部和底部槽284和285 的配置细节。图3H示出耦合臂250连接到图3G所示AF平台240的一部 分,在图中由数字240标记。
卡锁350可选地由弹性弹簧状材料制造并包括杆351,其形成有区域 352和在杆351一边延伸的释放柄353,区域352在下文中称为适合于咬 进并扣住槽284和285的“抓挡”。如以前提到的,耦合臂250有一个牙 251及第一和第二倾斜面或表面360和362,其分别在垂直(即,平行于 图3G所示照相机模块120的光轴23)面361的两边。倾斜和垂直面360-362 在AF平台240运动期间啮合释放柄353,以从广角和远距摄影位置的一个 到另一个移动变焦平台280并对柄施加力而将柄抬起从而使卡锁350的抓 挡352分别从其安置的槽284或285脱离。
图3I以图象的时间顺序示出变焦平台280从广角位置到远距摄影位 置的运动期间耦合臂250和卡锁350的操作,其中在广角位置抓挡352在 顶部槽284中啮合,在远距摄影位置抓挡352在底部槽285中啮合。图中 的图象显示了在变焦平台的运动期间卡锁和耦合臂的相对位置。在图中, 时间从左到右增加且序列中的每个图象都用字母表的字母标注。字母表中 越后次序的字母标注的图象越在右边,其在时间上比左边的图象越迟。图 3J以图象的时间顺序示出变焦平台280从远距摄影位置到广角位置的运动 期间耦合臂250和卡锁350的操作。
虽然图3A、3B、3F和3G中的照相机模块包括有压电马达的AF平台 和没有压电马达而被AF平台移动的变焦平台,在本发明的一些实施例中, AF和变焦平台都被其自己的压电马达独立移动并定位。
图4简要示出依照本发明的实施例的包括攀爬传动系统402的照相机 模块400,其中攀爬传动系统有AF平台404和变焦平台406,每个平台都 安装有其自己的压电马达60。可选地,这些平台类似。可选地,虽然与平 台一起安装的镜头配置及将相应镜头安装到平台的组件可能例外,但平台 是相同的。
独立控制AF和变焦平台404和406的运动和定位使其相应的AF和变 焦镜头能彼此独立地定位并移动。结果,与限制变焦平台由AF平台移动 且假定沿着照相机模块光轴在有限数量的固定位置移动平台的照相机模 块相比,照相机模块400通常更灵活。依照本发明的实施例,提供AF和 变焦平台的独立控制的类似于照相机模块400的照相机模块通常设置为提 供的放大率连续范围大于不提供独立控制的照相机模块提供的放大率连 续范围。
注意虽然依照本发明的实施例的照相机模块被说成是设置为足够小 以合并入移动电话,依照本发明的实施例的照相机模块也可制造成不同的 尺寸且不限于在移动电话或便携式终端中使用。例如,类似于上述照相机 模块的典型实施例的照相机模块可以“常规尺寸”制造并用于或用作“常 规照相机”。依照本发明的实施例的相对小的照相机模块,如适于合并入 小的移动电话,可以合并入例如条形码阅读器或个人配件和/或可佩带的 配件如钥匙链和眼镜。
在本申请文件的说明书和权利要求中,每个动词“包括”、“包含”和 “有”及其中的动词变化都用于指明动词的一个宾语或多个宾语不必是动 词的一个主语或多个主语的成员、组成部分、元件或零件的完全列表。
本发明是用其中详细描述的实施例来描述的,这些实施例作为例子而 提供且意图不是限定本发明的范围。所描述的实施例包括不同的特征,在 本发明所有的实施例中不要求所有的特征。本发明的一些实施例只利用一 些特征或特征的可能组合。所述的本发明实施例的变形和包括所述实施例 中提到的特征的不同组合的本发明实施例对本领域的技术人员来讲是存 在的。本发明的范围仅由下列权利要求限定。
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