CN102662223A - 制作小型成像装置的方法 - Google Patents

制作小型成像装置的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102662223A
CN102662223A CN2012101324121A CN201210132412A CN102662223A CN 102662223 A CN102662223 A CN 102662223A CN 2012101324121 A CN2012101324121 A CN 2012101324121A CN 201210132412 A CN201210132412 A CN 201210132412A CN 102662223 A CN102662223 A CN 102662223A
Authority
CN
China
Prior art keywords
actuator
lens subassembly
image
coil
magnet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012101324121A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102662223B (zh
Inventor
彭敏仪
范建明
郑国星
林小军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute ASTRI
Original Assignee
Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute ASTRI
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute ASTRI filed Critical Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute ASTRI
Publication of CN102662223A publication Critical patent/CN102662223A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102662223B publication Critical patent/CN102662223B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/022—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses lens and mount having complementary engagement means, e.g. screw/thread
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/57—Mechanical or electrical details of cameras or camera modules specially adapted for being embedded in other devices
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0875—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more refracting elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/023—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses permitting adjustment
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/026—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses using retaining rings or springs
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02—Bodies
    • G03B17/12—Bodies with means for supporting objectives, supplementary lenses, filters, masks, or turrets
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B3/00—Focusing arrangements of general interest for cameras, projectors or printers
    • G03B3/10—Power-operated focusing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及一个制作光学装置的方法，包括：安装一个透镜组件到一个致动器的一部分；安置一个图像感应器以从所述透镜组件接收光；和安装所述致动器以调整所述透镜组件的位置；其中安装所述透镜组件时，使得所述透镜组件的第一部分置于所述致动器的中心腔内，而所述透镜组件的第二部分置于所述致动器的所述中心腔和所述图像感应器之间，其中所述透镜组件的第一部分对于所述透镜组件光轴的径向尺寸比所述透镜组件的第二部分的径向尺寸更小，且其中所述致动器至少一部分被连接在所述图像感应器上。

Description

制作小型成像装置的方法
本申请是申请号为2010105027341、发明名称为“小型成像装置”的发明专利申请的分案申请。
【技术领域】
在此披露的本发明涉及制作一个小尺寸的成像装置的方法。
【背景技术】
许多便携式电子装置，如手机和/或个人数字助理(PDA)，都包括一个小型照相机模块。这种模块可以包括一个图像感应器、一个成像透镜组件、和/或一个致动器以调整成像透镜组件关于图像感应器的位置。当设计师推出更薄、更小型、和/或更轻便的便携式电子装置时，小型照相机模块制造商就面对这样的挑战：需要提供更小型的照相机模块去配合装置中有限空间。
【附图说明】
参照以下附图，将描述非限制性和非详尽性的实施例，其中相同参照码表示相同部件，除非另外特别说明。
图1是一个实施例的小型成像模块的部件分解示意图。
图2是一个实施例的一个透镜组件的示意图。
图3是一个实施例的一个线圈的示意图。
图4是一个实施例的一个弹簧的示意图。
图5是一个实施例的一个弹簧的俯视图。
图6是一个实施例的一个致动器部分的分解示意图。
图7是一个实施例的小型成像模块的部件的截面图。
图8是一个实施例的未被启动的致动器的示意图。
图9是一个实施例的小型成像模块的部件的截面图。
图10是一个实施例的被启动的致动器的示意图。
图11是另一个实施例的小型成像模块的部件的分解示意图。
图12是另一个实施例的小微型成像模块的部件的截面图。
图13是一个实施例的未被启动的致动器的示意图。
图14是一个实施例的致动器的部件的示意图。
图15是另一个实施例的致动器的部件的示意图。
图16是另一个实施例的致动器的部件的示意图。
【发明详述】
在以下的详述里，将会阐述众多具体细节以便能够全面理解本发明。但是，本领域技术人员将会明白，有时不需要这些具体细节也可以实施本发明。另外，为了不混淆本发明，本领域技术人员所熟知的方法、装置或系统将不予详细描述。
在说明书里，“一个实施例”是指在本发明至少一个实施例里的与一个特别实施例有关而描述的特别特征、结构或特性。因此，在说明书不同地方出现的“在一个实施例里”不一定是指同一实施例或描述的任何一个特定实施例。此外，将会理解，在一个或多个实施例里，描述的特别特征、结构、或特性可以以各种方式进行组合。当然，通常这些问题可能会随着上下文的特定使用而发生变化。所以，参照有关上下文，上下文的特定描述或这些术语的使用可以提供有效指引。
同样，在此使用的“和”、“和/或”和“或”可以包含各种涵义，同样至少部分取决于这些术语使用的上下文。通常，使用时，如果“或”和“和/或”关联到一个列表，如A、B或C，其可以是包含涵义，是指A、B和C，也可以是排他涵义，是A、B或C。另外，在此使用的“一个或多个”可以用来描述单数的任何特征、结构或特性，或可以用来描述特征、结构或特性的一些组合。尽管如此，应该注意到，这仅是一个描述例子，本发明并不受限于此例子。
在此所述的实施例包括一个小型成像模块，其提供一个机制和/或允许一个方法过程来调整成像透镜和图像感应器之间的距离，其中小型模块的覆盖区域(footprint)可以与图像感应器的覆盖区域几乎相等，甚至更小。换言之，小型成像模块的俯视面积不会超出图像感应器的俯视面积。这样的小型成像模块可以为设计师们提供一点优势：将这样的模块整合入愈加薄型、小型、和/或轻型的便携式电子装置内，如小型相机。
用来描述这些实施例的术语“在…上”、“在…下”、“上部的”、“下部的”和“在…侧”，是指相对于该小型成像模块的光轴的位置。特别地，“在…上”和“在…下”是指沿着光轴的位置，其中“在…上”是指一个元件的一侧，而“在…下”是指该元件的另一个相反侧。相对于“在…上”和“在…下”，“在…侧”是指元件的侧面，其偏离光轴，如透镜的周围。此外，应该理解，这些术语不一定是指由重力或任何其它特定朝向所定义的方向。相反，这些术语仅用来识别一个部分相对另一个部分。因此，“上部的”和“下部的”可以与“顶部的”和“底部的”、“第一”和“第二”、“右”和“左”等互换。
在一个特别实施例里，以上所述的相当小的覆盖区域，包含一个透镜组件，其上部分关于透镜组件的光轴的径向尺寸比下部分更小(更窄)。因此，可以安置致动器以围住透镜组件的上部分，并安置在透镜组件下部分的上方。换言之，致动器可以只围住一部分透镜组件。在一个特别实施例里，例如，合成一体的致动器可以被安装在图像感应器上。比较之下，小型相机模块的致动器也可以被安装在一个印刷电路板上。在后面的例子里，该小型相机模块会有一个相当大的尺寸。
在一个特别实施例里，小型成像模块如小型相机模块的结构，可以提供自动对焦和/或其它成像功能，其中成像透镜的上部分比下部分更窄。被集成在该构造内的致动器的俯视面积，不会超出小型相机模块的图像感应器的俯视面积。比较之下，将小型相机模块的致动器置于成像透镜的侧面，就会导致一个相对较大的成像模块剖面尺寸。这种较大的剖面尺寸使小型相机模块的覆盖区域没可能等于或小于其图像感应器的覆盖区域。在一个实施里，这个致动器可以包括磁体和线圈以产生磁力在透镜组件上。这个磁体可以是平坦或平面形状，例如平面圆盘的形状。磁体可以是永磁体或电磁场产生器，如线圈。这种线圈可以是线绕线圈、印刷线圈、和/或基板上的电镀线圈。小型成像模块可以包括一个弹簧以提供回复力给透镜组件。
在其它实施例里，小型成像模块可以包括一个致动器，其有一个线圈，当线圈被充电时其与透镜组件一起移动，而磁体关于图像感应器是静止的。在另一个结构里，小型成像模块可以包括一个致动器，其有一个线圈和一个磁体，其中当线圈被充电时磁体与透镜组件一起移动，而线圈保持静止。
在一个特别实施里，该致动器可以包括一个或多个磁体，其安置在一个平面上。在另一个特别实施里，该致动器可以包括一个或多个线圈，其安置在一个平面上。这些线圈的电连接可以是串联和/或并联。在另一个特别实施里，这些线圈可以被安置在和/或位于小型成像模块的透镜组件上。
在另一个实施例里，小型摄像模块可以包括一个致动器，其包括至少两组线圈以产生电磁力，其中每组线圈被安置在两个平行平面上。在一个特别实施里，可以安排这两组线圈的磁极方向是平行于小型成像模块透镜组件的光轴。在另一个特别实施里，如果这两组线圈被充电，其中一组线圈可以与透镜组件一起移动。当然，小型成像模块的这些细节仅是例子，本发明权利要求主题并不受此限制。
在一个实施例里，将包括一个或多个透镜的透镜组件安装到致动器的一部分、并安置图像感应器以接受通过透镜组件的光，而得到一个小型成像模块。这个致动器可以包括一个或多个片弹簧(leaf spring)，其位于图像感应器和透镜组件之间，以及一个或多个片弹簧，其位于致动器的线圈和磁体之间。在一个实施里，透镜组件可以包括被安置在致动器中心腔内的第一部分，以及被安置在致动器中心腔和图像感应器之间的第二部分。在一个或多个实施例里，透镜组件的第一部分关对透镜组件光轴的径向尺寸比第二部分的径向尺寸更小。在该实施例里，至少一部分致动器与图像感应器连接。在一个特别实施里，该致动器包括一个磁体和一个印刷电路板(PCB)线圈，它们被安置在透镜组件下部分的上方。如上所述，透镜组件的下部分对于透镜组件光轴的径向尺寸比透镜组件上部分的径向尺寸更小。例如，通过一个静态支架(关于图像感应器)，致动器的磁体可以安装到图像感应器上，而PCB线圈紧紧连接到透镜组件上。如上所述，该致动器可以纵向地驱动透镜组件以调整透镜组件关于图像感应器的位置。在此使用的“纵向地”是指一个几乎平行于小型成像模块光轴的方向，而“横向地”是指几乎垂直于小型成像模块光轴的平面上的一个方向。当然，小型成像模块的这些细节仅是例子，而本发明主题并不受此限制。
致动器可以相当准确地控制透镜组件的运动，从而各种成像功能，如对焦，能够改善图像质量。这种小型模块的优点是其覆盖区域可以几乎等于或小于图像感应器的覆盖区域，从而小型模块的俯视面积几乎不会超出图像感应器的俯视面积。在一个特别实施里，致动器的覆盖区域比所述图像感应器的覆盖区域小于1.2倍。而且，批量生产过程可以适用于制造这种小型模块。例如，批量过程可以包括一个晶圆级别的过程以制造小型图像传感器的致动器。这种过程可以获得相对较高的制造效率，由于小型模块提供变焦功能，从而降低相机的制造成本。
图1是一个实施例的一个小型成像模块100的组件分解示意图。该成像模块包括一个图像感应器110，其有球状网格阵列接口115(ball grid arrayinterface)，尽管该成像模块可以包括许多不同类型的电连接。图像感应器110包括一个有效成像区域118，其包括诸如像素电荷耦合器件(CCD)阵列和/或一个或多个互补金属氧化物半导体(CMOS)元件。图像感应器110也可以包括一个无效成像区域112，其至少部分地围住有效成像区域118。无效成像区域112可以是有效成像区域118的一个边框，可以用来物理支持小型成像模块100的其它部分，而不会妨碍入射到有效成像区域118上的光线。例如，一部分致动器160(以下讨论的)可以通过支架140安装和/或连接到图像感应器110的无效成像区域112，尽管本发明主题并不受此限制。
在一个实施例里，成像模块100还包括一个透镜组件150，其可以包括一个或多个透镜以提供图像到图像感应器110的有效成像区域118上。该图像不但可以包括可视波长，也可以包括红外线和/或紫外线波长。从而，该图像被聚焦到有效成像区域118上，致动器160可以调整透镜组件150相对图像感应器110的位置。在一个特别实施里，致动器160可以调整至少一部分透镜组件150相对图像感应器110的纵向位置。如上所述，该透镜组件可以包括一个或多个透镜，从而一个或多个该透镜的纵向位置可以作为一组来调整。在一个特别实施里，致动器160可以包括一个磁体190、一个磁体支架195、一个片弹簧180、和/或一个线圈170。磁体支架195可以是一个平面支架，其提供一个区域和/或空间以容纳一个或多个磁体。电导线175可以提供电信号给线圈170。该导线可以是柔性导电体，如带状物、一个或多个导线等。尽管磁体190如图1所示包括四个部分，但本发明主题并不受此限制。而且，在成像模块的一个实施例里可以包含磁体支架195，也可以不包含。成像模块100还可以包括一个置于片弹簧130和图像感应器110之间的垫片120。支架140可以安装在片弹簧130的外围区域上。
在一个实施里，透镜组件150可以包括一个上部分158和一个下部分152。每个部分可以包括一个或多个透镜。上部分158的尺寸小于下部分152的尺寸。这个小尺寸的上部分158可以提供空间给一部分致动器160，这将在以下详细描述，而形成一个相当较紧凑的成像模块。图2是一个实施例的一个透镜组件250的示意图。如上所述，透镜组件250包括一个上部分258和一个下部分252。每个部分可以包括一个或多个透镜。在一个实施里，一个或多个该透镜的任何组合是可以相对于图像感应器而移动的，如图1所示的图像感应器110。上部分258的尺寸小于下部分252的尺寸。在一个实施例里，上部分258和下部分252的这个尺寸是关于透镜组件250的光轴202来描述的。例如，上部分258关于透镜组件250光轴202的径向尺寸比下部分252的径向尺寸更小。当然，透镜组件250的这些细节仅是例子，而本发明主题并不受此限制。
图3是一个实施例的线圈370的示意图。例如，该线圈类似于图1所示的线圈170。在一个实施里，透镜组件，如图11所示的透镜组件1150，可以被安装到线圈370上，如以下的详细描述。线圈370包括一个或多个导电线圈374，其被安装在一个基板372上。例如，线圈370可以是在基板372的一层或多层里的多个导线环。电流流经这个导线环可以产生一个磁场，而产生一个作用力在磁体上，如图1所示的磁体190。在这种情况下，弹簧180可以提供一个回复力以抵抗这个磁作用力，从而提供一个机制来调整透镜组件150关于图像感应器110的纵向位置。线圈370还可以包括一个孔315，以允许光沿着光轴穿过线圈370。尽管图中未作显示，但线圈370可以包括电连接区域，从中电流可以从电导线175(图1)流到线圈370，反之亦然。当然，线圈370的这些细节仅是示例，本发明主题并不受此限制。
在一个实施里，线圈370可以是一个PCB线圈，其可以是一个多层柔性PCB线圈，也可以不是。例如，该PCB线圈是一个柔性PCB线圈。在另一个实施里，线圈370可以是缠绕线圈，尽管本发明主题并不受此限制。与缠绕线圈相比，PCB线圈能够提供许多优点或优势。例如，能够以相当严格的尺寸公差来制造PCB线圈，且可以是自立式的，而不需要固定物、框架或寄载体(host)。PCB线圈可以是批量处理，且与缠绕线圈相比，相当薄。PCB线圈可以被设计成各种形状和尺寸。该PCB线圈同样可以相当容易地进行设计和/或制造，以包含多层而产生足够的电磁磁通。
图4是一个实施例的弹簧480的示意图，而图5是弹簧480的俯视图。该弹簧可以是一个片弹簧，如图1所示的片弹簧180。在一个实施里，弹簧480可以包括一个中心部分430和一个臂部份420，作为弹簧适应性地移动或弯曲。例如，如果中心部分430和臂部份420偏移平衡位置时，中心部分430和臂部份420就可以提供一个回复力。固定部分410可以是弹簧480的外围部分，其被固定安装在小型成像模块的一个或多个部件上。例如，中心部分430和臂部份420可以象弹簧一样弯曲，而固定部分410则保持在一个相对固定的位置。弹簧480还可以包括一个孔415，以允许光沿着光轴穿过弹簧480。当然，弹簧480的这些细节仅是示例，而本发明主题并不受此限制。
图6是一个实施例的致动器600的一部分的分解示意图。该部分包括一个线圈670、一个片弹簧680、和一个磁体690。如上所述，磁体690可以包含一个或多个各种构造的永磁体。因此，图6所示的磁体690与片弹簧680和线圈670的详情仅是示例，本发明主题并不受此限制。在一个实施里，片弹簧680包括一个外围区683，其可以被物理连接到部分线圈670。例如，外围区683的边缘可以被连接到线圈670的对应边缘，其关于图1所示的图像感应器110是静止的。而且，片弹簧680的中心区687可以被物理连接到部分磁体690。例如，部分中心区687可以被连接到磁体690的对应部分，其被固定而随着图1所示的透镜组件150而移动。线圈670、片弹簧680和磁体690包括一个孔615以容纳至少一部分透镜组件150。当然，致动器的这一部分细节仅是示例，本发明主题并不受此限制。
图7是一个实施例的小型成像模块700组件的侧视图。该成像模块包括一个图像感应器710，其可以类似于图1所示的图像感应器110。成像模块700还可以包括一个透镜组件750以提供一个图像在图像感应器710的有效成像区域，如图1所示的有效成像区域118。在一个特别实施里，透镜组件750包括一个上部分，其延伸到一个或多个致动器元件如磁体790和线圈770的中心孔中。例如，线圈770可以通过支架740被机械安装到和/或连接到图像感应器710。磁体790可以由一个磁体支撑单元795支撑，尽管本发明主题并不受此限制。因此，该图像被聚焦到图像感应器710上，致动器可以调整透镜组件750相对图像感应器710的位置。此位置方向由箭头705表示。在磁体790上所示的另外的箭头705表示磁体790紧紧连接到透镜组件750，从而可以与透镜组件750一起移动。该透镜组件可以包括一个或多个透镜，并且一个或多个透镜的纵向位置可以作为一组而被致动器调整。在一个特别实施里，小型成像模块700还可以包括片弹簧780。图像感应器710可以包括球状网格阵列714，以便电连接到一个或多个外部部件(图中未显示)。一个包括线圈770、弹簧780和磁体790的一部分致动器722的实施例将在图8中显示详细结构。
图8是一个实施例的未被启动的致动器的一部分722的示意图。例如，该致动器包括线圈770、片弹簧780和磁体790。箭头705表示磁体790相对图像感应器710的位置可以改变，而线圈770相对图像感应器710是静止的，并被紧紧连接到图像感应器710。如果没有电流经过线圈770，该致动器未被启动。如果没有电流，就没有磁场来产生相对于磁体790的排斥力。因此，紧紧连接到磁体790上的透镜组件750仍然保持相当靠近图像感应器710。这些示例只限于被启动的或未被启动的致动器。另外，至少部分基于流经线圈770的电流变化幅度，致动器的启动程度也是变化的。不同的启动程度变化可以改变透镜组件750和图像感应器710之间的距离，从而准确地控制光到图像感应器710上的聚焦。例如，透镜组件750和图像感应器710之间的距离可以至少部分地取决于磁场，其中该距离可以沿着透镜组件的光轴进行测量。当然，小型成像模块的这些细节仅仅是示例，本发明主题并不受此限制。
图9是一个实施例的小型成像模块900的组件侧视图。此成像模块可以包括一个图像感应器910，其类似于图1所示的图像感应器110。成像模块900可以类似于图1所示的成像模块700，唯一的区别是成像模块900的致动器是被启动的，而成像模块700的致动器是未被启动的。在所示的特别实施例里，被启动的致动器增加了图像感应器910和透镜组件950之间的距离。成像模块900包括透镜组件950以提供一个图像在图像感应器910的有效成像区域上，如图1所示的有效成像区域118。在一个特别实施里，透镜组件950可以包括一个上部分，其延伸到一个或多个致动器元件如磁体990和线圈970的中心孔内。磁体990可以由磁体支撑单元995支撑，尽管本发明主题并不受此限制。因此，图像可以被聚焦在图像感应器910上，致动器可以调整透镜组件950相对图像感应器910的位置。这个位置的方向由箭头905表示。磁体990上所示的另外的箭头905表示磁体990被紧紧连接到透镜组件950，从而能够与透镜组件950一起移动。该透镜组件可以包括一个或多个透镜，并且这一个或多个透镜的纵向位置可以作为一组被致动器调整。在一个特别实施里，小型成像模块900还可以包括片弹簧980和线圈970，它们可以通过支架940被机械安装到和/或连接到图像感应器910。图像感应器910可以包括球状网格阵列914以便电连接到一个或多个外部部件(图中未显示)。一个包括线圈970、弹簧980和磁体990的一部份致动器922的实施例将在图10中详细显示结构。
图10是一个实施例的被启动的致动器的一部分922的示意图。例如，该致动器包括线圈970、片弹簧980、和磁体990。箭头905显示磁体990相对图像感应器910的位置可以改变，而线圈970相对图像感应器910是静止的，并被紧紧连接到图像感应器910。如果有电流流经线圈970，该致动器被启动。一旦有电流，就有磁场来产生相对于磁体990的排斥力。因此，紧紧连接到磁体990的透镜组件950就可以移动而远离图像感应器910，从而增加透镜组件950和图像感应器910之间的距离。如上所述，这些示例仅限于表示致动器是启动的还是未被启动的。另外，至少部分基于流经线圈970的电流变化幅度，致动器的启动程度也是变化的。不同的启动程度可以改变透镜组件950和图像感应器910之间的距离，从而准确地控制光到图像感应器910上的聚焦。例如，透镜组件950和图像感应器910之间的距离可以至少部分地取决于磁场，其中该距离可以沿着透镜组件的光轴进行测量。当然，小型成像模块的这些细节仅是示例，本发明并不受此限制。
图11是一个实施例的小型成像模块1100的组件分解示意图。该成像模块类似于图1所示的成像模块100，除了致动器160的线圈170和磁体190的相对位置在致动器1160里可以互换之外。类似于成像模块100，成像模块1100包括一个图像感应器1110，其有一个球状网格阵列接口1115，尽管该成像模块可以包括各种不同类型的电连接。图像感应器1110可以包括一个有效成像区域1118和一个无效成像区域1112，无效成像区域1112至少部分地围住有效成像区域1118。无效成像区域1112可以是有效成像区域1118的一个边框或框架，并可以被用来物理支撑小型成像模块1100的其它部分。例如，致动器1160的一部分可以通过支架1140被安装和/或连接到图像感应器1110的无效成像区域1112，尽管本发明并不受此限制。
在一个实施例里，成像模块1100还包括一透镜组件1150，其可以包括一个或多个透镜以提供图像在图像感应器1110的有效成像区域1118上。如上所述，从而这样一个图像被聚焦到有效成像区域1118上，致动器1160可以调整透镜组件1150相对图像感应器1110的位置。在一个特别实施里，致动器1160可以调整至少一部分透镜组件1150相对图像感应器1110的纵向位置。如上所述，该透镜组件可以包括一个或多个透镜，这一个或多个该透镜的纵向位置可以作为一组而被调整。在一个特别实施里，致动器1160包括磁体1190、磁体支架1195、片弹簧1180、和/或线圈1170。电导线1175可以提供电信号到线圈1170。该导线可以是一个柔性导体，如带状物、一个或多个导线等。成像模块1100还可以包括一个垫片1120，其被安置在片弹簧1130和图像感应器1110之间。支架1140可以被安装在片弹簧1130的外围区域上。
类似于图1所示的透镜组件150，透镜组件150可以包括一个上部分1158和一个下部分1152。每个部分可以包括一个或多个透镜。上部分1158的直径小于下部分1152的直径。这个更小直径的上部分1158可以提供空间给一部分致动器1160，这将在以下详细描述，从而获得相当紧凑的成像模块。
图12是一个实施例的小型成像模块1200的部件侧视图。该成像模块类似于图7所示的成像模块700，除了致动器的线圈1270和磁体1290的相对位置可以互换之外。类似于成像模块700，成像模块1200包括一个图像感应器1210，其类似于图1所示的图像传感器110。成像模块1200还包括一透镜组件1250以提供图像到图像感应器1210的有效成像区域上，如图1所示的有效成像区域118。在一个特别实施里，透镜组件1250包括一个上部分，其延伸到一个或多个致动器元件如磁体1290和线圈1270的中心孔内。磁体1290可以通过支架1240被安装和/或连接到图像感应器1210。在一个特别实施里，磁体1290可以由一个磁体支撑单元1295支撑，尽管本发明并不受此限制。因此，这样一个图像可以被聚焦到图像感应器1210上，致动器可以调整透镜组件1250相对图像感应器1210的位置。这个位置的方向由箭头1205表示。在线圈1270上所示的另外的箭头1205表示线圈1270被紧紧连接到透镜组件1250，从而可以与透镜组件1250一起移动。这跟成像模块700的构造完全相反。该透镜组件可以包括一个或多个透镜，并且着一个或多个透镜的纵向位置可以作为一组而被致动器调整。在一个特别实施里，小型成像模块1200还可以包括片弹簧1280。图像感应器1210可以包括球状网格阵列1214以便电连接到一个或多个外部部件(图中未显示)。一个包含线圈1270、弹簧1280和磁体1290的一部分致动器1222的实施例将在图13中详细描述。
图13是一个实施例的未被启动的致动器的一部分1222的示意图。例如，该致动器包括线圈1270、片弹簧1280、和磁体1290。箭头1205表示线圈1270相对图像感应器1210的位置可以改变，而磁体1290相对图像感应器1210是静止的，且通过支架1240被紧紧连接到图像感应器1210。如果没有电流经过线圈1270，该致动器是未被启动的。没有电流，就没有磁场用来产生相对磁体1290的排斥力。因此，紧紧连接到磁体1290的透镜组件1250仍然相当靠近图像应感器1210。这些示例只限于表示致动器是启动的还是未被启动的。另外，至少部分基于流经线圈1270的电流的变化幅度，致动器的啟動程度也是变化的。不同的启动程度可以改变透镜组件1250和图像感应器1210之间的距离，从而准确地控制光在图像感应器1210上的聚焦。例如，透镜组件1250和图像感应器1210之间的距离可以至少部分地取决于磁场，其中该距离可以沿着透镜组件的光轴进行测量。当然，小型成像模块的这些细节仅是范例，本发明并不受此限制。
图14-16显示制造多个致动器如图1和11分别所示的致动器160和/或1160的批量过程的不同阶段。特别地，图14是一个实施例中制造一个致动器部件的透视图。该部件可以包括一个PCB线圈板1430、一个平面弹簧(如片弹簧)板1420、和/或一个磁体板1410。在此，“板”是指一个相当薄的层板，其可以包含多个部件。例如，磁体板1410可以包括多个独立磁体，它们被排列安置在一个阵列内，平面弹簧板1420可以包括多个独立平面弹簧，其被排列安置在一个阵列内，而PCB线圈板1430可以包括多个独立PCB线圈，其被排列安置在一个阵列内。在制造的早期阶段，这些板可以互相排列，并被层压以形成单个致动器的一个阵列1510，如图15所示。随后，单个致动器可以通过沿着单个致动器的边缘分割致动器阵列1510而被互相分离开来。例如，图16显示具有边缘1620的单个致动器1660的一个阵列1610，在这些边缘处可以进行分割以分开致动器1660。随后，尽管未有附图显示，在组装小型成像模块的过程期间，分开的致动器1660可以安装和/或连接到图像感应器上。接着，透镜组件可以安装到致动器1660上，使得透镜组件的第一部分安置在致动器的中心腔内，而透镜组件的第二部分安置在致动器的中心腔和图像感应器之间，如上所述，其中第一部分的直径比第二部分的直径更小。当然，制造小型成像模块的过程的这些细节仅是示例，本发明并不受此限制。
尽管已经描述和叙述了被看作本发明的示范实施例，本领域技术人员将会明白，可以对其作出各种改变和替换，而不会脱离本发明的精神。另外，可以做出许多修改以将特定情况适配到本发明的教义，而不会脱离在此描述的本发明中心概念。所以，本发明不受限于在此披露的特定实施例，但本发明还包括属于本发明范围的所有实施例及其等同物。

Claims (14)

1.一种制作光学装置的方法，包括：
安装一个透镜组件到一个致动器的一部分，该透镜组件包括一个或多个透镜，该致动器包括至少一个磁体和至少一个线圈以产生电磁作用力；
安置一个图像感应器以从所述透镜组件接收光；和
安装所述致动器以调整所述透镜组件的位置，所述致动器包括至少一个磁体和至少一个线圈以产生电磁作用力；
其中安装所述透镜组件时，使得所述透镜组件的第一部分置于所述致动器的中心腔内，而所述透镜组件的第二部分置于所述致动器的所述中心腔和所述图像感应器之间，其中所述透镜组件的第一部分对于所述透镜组件光轴的径向尺寸比所述透镜组件的第二部分的径向尺寸更小，且其中所述致动器至少一部分被连接在所述图像感应器上。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：安装至少一个片弹簧(leafspring)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述至少一个片弹簧包括第一部分和第二部分，所述弹簧的第一部分相对所述图像感应器是可移动的，所述弹簧的第二部分相对所述图像感应器是固定的。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括：连接所述至少一个片弹簧的所述第一部分到所述至少一个磁体上。
5.根据权利要求3所述的方法，还包括：连接所述至少一个片弹簧的所述第二部分到所述至少一个线圈上。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个线圈包括一个印刷电路板(PCB)线圈。
7.一种制作光学装置的方法，包括：
将以下板状阵列通过层压在一起，而形成一个包括多个致动器的致动器晶圆：
一个印刷电路板(PCB)线圈的板状阵列；
一个片弹簧的板状阵列；
一个磁体的板状阵列；
切割所述致动器晶圆以分开所述致动器，所述致动器包括一个所述PCB线圈、一个所述片弹簧、和一个所述磁体；
连接所述致动器到图像感应器；和
安装透镜组件到所述致动器，使得所述透镜组件的第一部分置于所述致动器的中心腔内，而所述透镜组件的第二部分置于所述致动器的所述中心腔和所述图像感应器之间，其中所述透镜组件的第一部分对于所述透镜组件光轴的径向尺寸比所述透镜组件的第二部分的径向尺寸更小。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述致动器的覆盖区域比所述图像感应器的覆盖区域小于1.2倍。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述片弹簧板状阵列被层压在所述PCB线圈层状阵列和所述磁体层状阵列之间。
10.根据权利要求9所述的方法，其中在安装所述透镜组件到所述致动器时，所述片弹簧包括第一部分和第二部分，使得所述片弹簧包第一部分相对所述图像感应器是可移动的，所述片弹簧包第二部分关于所述图像感应器是固定的。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括：连接所述片弹簧的所述第一部分到所述磁体。
12.根据权利要求10所述的方法，还包括：连接所述片弹簧的所述第二部分到所述线圈。
13.根据权利要求7所述的方法，还包括：至少部分地连接所述磁体到所述透镜组件的所述第一部分。
14.根据权利要求8所述的方法，其中所述致动器的覆盖区域几乎等于所述图像感应器的覆盖区域。
CN201210132412.1A 2010-08-20 2010-10-11 制作小型成像装置的方法 Active CN102662223B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/860,093 US8564896B2 (en) 2010-08-20 2010-08-20 Compact imaging device
US12/860,093 2010-08-20

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010105027341A Division CN102004298B (zh) 2010-08-20 2010-10-11 小型成像装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102662223A true CN102662223A (zh) 2012-09-12
CN102662223B CN102662223B (zh) 2014-02-26

Family

ID=43811804

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210132412.1A Active CN102662223B (zh) 2010-08-20 2010-10-11 制作小型成像装置的方法
CN2010105027341A Active CN102004298B (zh) 2010-08-20 2010-10-11 小型成像装置

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010105027341A Active CN102004298B (zh) 2010-08-20 2010-10-11 小型成像装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8564896B2 (zh)
CN (2) CN102662223B (zh)
TW (1) TWI442126B (zh)
WO (1) WO2012022160A1 (zh)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8564896B2 (en) * 2010-08-20 2013-10-22 Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. Compact imaging device
US8692932B2 (en) * 2010-11-02 2014-04-08 Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. Compact imaging device having a laminated component
CN102334058B (zh) * 2011-07-20 2013-12-25 香港应用科技研究院有限公司 用于小型成像装置的磁体结构
DE102011089251B4 (de) * 2011-12-20 2014-05-22 Siemens Aktiengesellschaft Auslöseeinheit zum Betätigen einer mechanischen Schalteinheit einer Vorrichtung
WO2013133584A1 (en) * 2012-03-05 2013-09-12 Lg Innotek Co., Ltd. Camera module
KR102047373B1 (ko) * 2012-07-30 2019-11-21 엘지이노텍 주식회사 카메라 모듈
JP2014048533A (ja) * 2012-08-31 2014-03-17 Toshiba Corp 撮像機器および電子機器
US9389391B2 (en) 2013-09-11 2016-07-12 Sunming Technologies (Hk) Limited Lens driving apparatus and method for manufacturing the same
WO2015041066A1 (ja) * 2013-09-17 2015-03-26 株式会社村田製作所 カメラモジュールおよび電子機器
CN104953788B (zh) * 2014-03-24 2018-01-26 上海微电子装备（集团）股份有限公司 一种平板型音圈电机
KR20160034080A (ko) * 2014-09-19 2016-03-29 삼성전기주식회사 액추에이터 유닛 및 카메라 모듈
CN105242395B (zh) * 2015-08-31 2017-11-24 西北工业大学 电磁驱动微机械可调谐珐珀滤波器及其制作方法
CN209046728U (zh) * 2017-06-02 2019-06-28 宁波舜宇光电信息有限公司 驱动组件和摄像模组及其电子设备
CN107741624B (zh) * 2017-10-13 2020-06-23 高瞻创新科技有限公司 一种分体式低功耗小型自动对焦制动器
CN108121129B (zh) * 2018-01-19 2020-11-10 信利光电股份有限公司 一种弹性元件、对焦装置及摄像模组
CN109451225B (zh) * 2018-12-06 2024-02-27 昆山丘钛微电子科技有限公司 摄像头模组及终端
CN214503997U (zh) * 2020-03-06 2021-10-26 台湾东电化股份有限公司 光学元件驱动机构

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1821825A (zh) * 2005-02-15 2006-08-23 索尼株式会社 镜头单元和成像装置
JP2006251381A (ja) * 2005-03-10 2006-09-21 Mitsumi Electric Co Ltd オートフォーカス用アクチュエータ
CN101038361A (zh) * 2007-04-27 2007-09-19 金仁召 透镜驱动装置
CN101435906A (zh) * 2007-11-14 2009-05-20 日本电产三协株式会社 透镜驱动装置和线圈卷绕方法
CN101435908A (zh) * 2007-11-14 2009-05-20 日本电产三协株式会社 透镜驱动装置、弹簧部件以及该装置和部件的制造方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08203104A (ja) 1995-01-25 1996-08-09 Asahi Chem Ind Co Ltd レンズ駆動用多層プリントコイル
US7170665B2 (en) * 2002-07-24 2007-01-30 Olympus Corporation Optical unit provided with an actuator
JP2001229555A (ja) 2000-02-09 2001-08-24 Pioneer Electronic Corp レンズ駆動装置、レンズ駆動装置用のサスペンションユニット及びレンズ駆動装置の製造方法
JP2004200965A (ja) 2002-12-18 2004-07-15 Sanyo Electric Co Ltd カメラモジュール及びその製造方法
CN1862358B (zh) * 2005-05-11 2012-03-21 华移联科（沈阳）技术有限公司 一种自动调焦装置
KR20080035601A (ko) * 2005-08-08 2008-04-23 코니카 미놀타 옵토 인코포레이티드 촬상 장치 및 촬상 장치의 조립 방법
KR100662238B1 (ko) 2006-08-08 2006-12-28 주식회사 디오스텍 구동 수단을 구비한 렌즈 조립체 및 이를 포함하는 자동초점 조절 장치
US8004780B2 (en) * 2009-05-08 2011-08-23 Tessera MEMS Technologies, Inc. Integrated lens barrel
EP2120451B1 (en) 2007-01-30 2013-02-27 Konica Minolta Opto, Inc. Camera module manufacturing method and camera module
CN101546093B (zh) 2008-03-26 2011-06-08 富准精密工业(深圳)有限公司 相机自动对焦结构
CN101571659B (zh) 2008-04-28 2014-01-15 富准精密工业(深圳)有限公司 相机自动对焦结构
CN101604063B (zh) 2008-06-13 2011-11-09 富准精密工业(深圳)有限公司 相机结构
US7612957B1 (en) 2009-04-13 2009-11-03 E-Pin Optical Industry Co., Ltd. Voice coil driving auto-focus lens module
US8564896B2 (en) * 2010-08-20 2013-10-22 Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. Compact imaging device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1821825A (zh) * 2005-02-15 2006-08-23 索尼株式会社 镜头单元和成像装置
JP2006251381A (ja) * 2005-03-10 2006-09-21 Mitsumi Electric Co Ltd オートフォーカス用アクチュエータ
CN101038361A (zh) * 2007-04-27 2007-09-19 金仁召 透镜驱动装置
CN101435906A (zh) * 2007-11-14 2009-05-20 日本电产三协株式会社 透镜驱动装置和线圈卷绕方法
CN101435908A (zh) * 2007-11-14 2009-05-20 日本电产三协株式会社 透镜驱动装置、弹簧部件以及该装置和部件的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
TWI442126B (zh) 2014-06-21
US8564896B2 (en) 2013-10-22
TW201211610A (en) 2012-03-16
CN102004298B (zh) 2012-07-11
WO2012022160A1 (en) 2012-02-23
CN102662223B (zh) 2014-02-26
US20110299181A1 (en) 2011-12-08
CN102004298A (zh) 2011-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102004298B (zh) 小型成像装置
CN109417589B (zh) 紧凑型折叠式摄影机及其组装方法
US8295695B2 (en) Lens barrel, camera module, and imaging apparatus
CN109188641B (zh) 双光模块相机中的双音圈线圈电机结构
US20220086317A1 (en) Camera module and camera apparatus comprising same
KR101241260B1 (ko) 카메라 모듈
CN110352371B (zh) 减少高度容余的折叠摄像装置
JP7299991B2 (ja) イメージセンサ用基板
CN105739217A (zh) 相机模块
US20150130990A1 (en) Camera module
US8593743B2 (en) Magnetic structure for compact imaging device
KR20140012814A (ko) 카메라 모듈
CN102062993B (zh) 小型成像装置
CN102334058B (zh) 用于小型成像装置的磁体结构
US8031419B2 (en) Compact imaging device
CN102124390B (zh) 小型成像装置及其制作方法
CN103207499B (zh) 小型成像装置及其制作方法
CN101682697A (zh) 微型成像设备
WO2018139197A1 (ja) 電磁アクチュエータ
CN113014772A (zh) 成像装置、电子设备、成像部件及其制造方法
JP2011039461A (ja) カメラモジュール及び電子部品の接続構造
CN118041024A (zh) 一种光学变焦马达、摄像头模组及电子设备
CN115480356A (zh) 致动器、镜头模组和电子设备
KR20130127783A (ko) 카메라 모듈 및 카메라 모듈의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant