CN112805620A - 相机聚焦和稳定系统 - Google Patents

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Abstract

各种实施方案包括具有音圈马达(VCM)致动器组件以提供自动对焦(AF)和/或光学图像稳定(OIS)移动的相机。VCM致动器组件被配置为三维地(例如，X、Y和Z)移动相机的图像传感器以提供AF和/或OIS移动。VCM致动器组件是非对称的并且包括至少部分开放侧，该至少部分开放侧允许相机的光学组件穿过VCM致动器的开放侧。在一些实施方案中，该光学组件是包括一个或多个棱镜和/或透镜的相机的折叠光学器件布置的一部分。

Description

相机聚焦和稳定系统
背景技术
技术领域
本公开整体涉及致动器组件，该致动器组件被配置为在沿三个轴线的方向(例如，X、Y和Z方向)上平移相机的图像传感器。
相关技术描述
小型移动多用途设备诸如智能电话和平板电脑或平板设备的出现导致对高分辨率小外形相机集成到此类设备中的需求。一些小外形相机可结合可通过在一个或多个方向上调节一个或多个光学透镜的位置以试图补偿透镜的不想要的动作来感测外部激励/干扰力并对其做出反应的光学图像稳定(OIS)机构。一些小外形相机可结合自动对焦(AF)机构，可通过该AF机构来调节对象焦距，以使相机前方的对象平面聚焦于由相机的图像传感器捕获的图像平面处。在一些此类自动对焦机构中，光学透镜作为单刚体沿相机的光轴移动，以对相机重聚焦。
发明内容
在一些实施方案中，相机包括光圈和图像传感器，该光圈被配置为使得光能够进入相机，该图像传感器被配置为捕获已进入相机的光并将光转换为图像信号。相机还包括音圈马达(VCM)致动器组件，该VCM致动器组件被配置为沿三个轴线(例如，X轴线、Y轴线和Z轴线)平移图像传感器。在一些实施方案中，VCM致动器组件在至少一侧是开放的，以允许相机的光学组件的至少一部分穿过VCM致动器组件的开放侧。VCM致动器组件包括基底载体、载体框架、弹簧板、悬挂元件和一个或多个VCM致动器。图像传感器安装在由基底载体支撑的基底上。载体框架至少部分地围绕基底载体并允许基底载体相对于载体框架在自动对焦(AF)方向上(例如，在Z方向上)竖直平移。弹簧板将基底载体机械地联接到载体框架，其中弹簧板允许基底载体相对于载体框架在自动对焦(AF)方向(例如，Z方向)上的运动并且限制基底载体相对于载体框架在正交于自动聚焦(AF)方向的多个光学图像稳定(OIS)方向(例如，X和Y方向)上的运动。悬挂元件在第一端部处机械地连接到相机的静态构件，并且在第二端部处直接或经由弹簧板的相应挠性突片机械地连接到载体框架。悬挂元件允许载体框架和基底载体在所述多个光学图像稳定(OIS)方向(例如，X和Y方向)上的运动，并且限制载体框架在自动对焦(AF)方向(例如，Z方向)上的运动。形成在安装到载体框架的相应磁体与定位在VCM致动器组件内的相应线圈之间的所述一个或多个音圈马达致动器被配置为在自动对焦(AF)方向(例如，Z方向)上移动图像传感器，并且在与自动对焦方向正交的所述多个光学图像稳定(OIS)方向(例如，X和Y方向)上移动图像传感器。
在一些实施方案中，音圈马达致动器组件包括多个磁体、多个线圈、被配置为将图像传感器支撑在联接到基底载体的基底上的基底载体、至少部分地围绕基底载体的载体框架以及弯曲组件。弯曲组件包括弹簧板，弹簧板将基底载体机械地联接到载体框架，其中弹簧板允许基底载体相对于载体框架在自动对焦(AF)方向(例如，Z方向)上的运动，并且其中弹簧板限制基底载体相对于载体框架在正交于自动聚焦(AF)方向的多个光学图像稳定(OIS)方向(例如，X和Y方向)上的运动。弯曲组件还包括被配置为将载体框架机械地连接到静态构件的一组悬挂元件，其中悬挂元件允许载体框架和基底载体在正交于自动对焦(AF)方向的所述多个光学图像稳定(OIS)方向(例如，X和Y方向)上的运动，并限制载体框架在自动对焦(AF)方向(例如，Z方向)上的运动。
在一些实施方案中，一种移动多功能设备包括一个或多个处理器、显示器和相机，该相机包括光圈、图像传感器和音圈马达致动器组件。光圈被配置为使得光能够进入相机，并且图像传感器被配置为捕获已进入相机的光并将光转换为图像信号。音圈马达致动器组件包括多个磁体、多个线圈、基底载体、载体框架、弹簧板和一组悬挂元件。基底载体将图像传感器支撑在联接到基底载体的基底上。载体框架至少部分地围绕基底载体，并且弹簧板将基底载体机械地联接到载体框架，其中弹簧板允许基底载体相对于载体框架在自动对焦(AF)方向(例如，Z方向)上的运动，并且其中弹簧板限制基底载体相对于载体框架在正交于自动对焦(AF)方向的多个光学图像稳定(OIS)方向(例如，X和Y方向)上的运动。所述一组悬挂元件将载体框架直接或经由弹簧板的挠性突片机械地连接到相机的静态构件，其中悬挂元件允许载体框架和基底载体在正交于自动对焦(AF)方向的所述多个光学图像稳定(OIS)方向上的运动，并限制载体框架在自动对焦(AF)方向上的运动。多功能设备的所述一个或多个处理器被配置为使音圈马达(VCM)致动器组件在自动对焦(AF)方向(例如，Z方向)上移动图像传感器，并且使音圈马达(VCM)致动器组件在正交于自动对焦方向的所述多个光学图像稳定(OIS)方向(例如，X和Y方向)上移动图像传感器。
附图说明
图1示出了根据一些实施方案的被配置为在自动对焦方向和多个光学图像稳定方向上平移图像传感器的折叠光学器件布置相机的简化视图。
图2示出了根据一些实施方案的折叠光学器件布置相机的图像传感器在自动对焦方向和多个光学图像稳定方向上的移动。
图3示出了根据一些实施方案的被配置为在自动对焦方向和多个光学图像稳定方向上平移图像传感器的音圈马达组件(VCM)。
图4示出了根据一些实施方案的音圈马达(VCM)致动器组件的包括弹簧板和悬挂元件的上部弯曲组件的更详细视图和下部弯曲组件的更详细视图。
图5示出了根据一些实施方案的支撑音圈马达致动器组件的线圈的音圈马达致动器组件静态弯曲件。
图6A示出了根据一些实施方案的音圈马达(VCM)组件中的线圈和磁体之间的位置关系。
图6B是根据一些实施方案的横截面的放大视图，示出了OIS-Y方向上的光学图像稳定(OIS)致动器、AF-Z方向上的自动聚焦(AF)致动器以及OIS-Y方向上的位置传感器。
图6C是根据一些实施方案的横截面的放大视图，示出了OIS-X方向上的光学图像稳定(OIS)致动器、OIS-X方向上的位置传感器和自动对焦(AF)-Z方向上的位置传感器。
图7示出了根据一些实施方案的被配置为在自动对焦方向和多个光学图像稳定方向上平移图像传感器的音圈马达组件(VCM)的透视图。
图8示出了根据一些实施方案的被配置为在自动对焦方向和多个光学图像稳定方向上平移图像传感器的音圈马达组件(VCM)的从底侧面的透视图。
图9示出了根据一些实施方案的示例便携式多功能设备的框图，该便携式多功能设备可包括折叠光学器件布置相机和被配置为三维地移动图像传感器的音圈马达致动器组件。
图10示出了根据一些实施方案的示例便携式多功能设备，该便携式多功能设备可包括折叠光学器件布置相机和被配置为三维地移动图像传感器的音圈马达致动器组件。
图11示出了根据一些实施方案的示例计算机系统，该计算机系统可包括折叠光学器件布置相机和被配置为三维地移动图像传感器的音圈马达致动器组件。
本说明书包括参考“一个实施方案”或“实施方案”。出现短语“在一个实施方案中”或“在实施方案中”并不一定是指同一个实施方案。特定特征、结构或特性可以与本公开一致的任何合适的方式被组合。
“包括”，该术语是开放式的。如在所附权利要求书中所使用的，该术语不排除附加结构或步骤。考虑以下引用的权利要求：“一种包括一个或多个处理器单元...的装置”此类权利要求不排除该装置包括附加部件(例如，网络接口单元、图形电路等)。
“被配置为”，各种单元、电路或其他部件可被描述为或叙述为“被配置为”执行一项或多项任务。在此类上下文中，“被配置为”用于通过指示单元/电路/部件包括在操作期间执行这一项或多项任务的结构(例如，电路)来暗指该结构。如此，单元/电路/部件据称可被配置为即使在指定的单元/电路/部件当前不可操作(例如，未接通)时也执行该任务。与“被配置为”语言一起使用的单元/电路/部件包括硬件-例如电路、存储可执行以实现操作的程序指令的存储器等。引用单元/电路/部件“被配置为”执行一项或多项任务明确地旨在针对该单元/电路/部件不援引35 U.S.C.§112的第六段。此外，“被配置为”可包括由软件和/或固件(例如，FPGA或执行软件的通用处理器)操纵的通用结构(例如，通用电路)以能够执行待解决的一项或多项任务的方式操作。“被配置为”还可包括调整制造过程(例如，半导体制作设施)，以制造适用于实现或执行一项或多项任务的设备(例如，集成电路)。
“第一”“第二”等。如本文所用，这些术语充当它们所在之前的名词的标签，并且不暗指任何类型的排序(例如，空间的、时间的、逻辑的等)。例如，缓冲电路在本文中可被描述为执行“第一”值和“第二”值的写入操作。术语“第一”和“第二”未必暗指第一值必须在第二值之前被写入。
“基于”。如本文所用，该术语用于描述影响确定的一个或多个因素。该术语不排除影响确定的附加因素。即，确定可仅基于这些因素或至少部分地基于这些因素。考虑短语“基于B来确定A”。在这种情况下，B为影响A的确定的因素，此类短语不排除A的确定也可基于C。在其他实例中，可仅基于B来确定A。
还将理解的是，虽然术语“第一”、“第二”等可能在本文中用于描述各种元素，但是这些元素不应当被这些术语限定。这些术语只是用于将一个元件与另一元件区分开。例如，在不脱离预期范围的情况下，第一接触可被称为第二接触，并且类似地，第二接触可被称为第一接触。第一接触和第二接触两者都是接触，但是它们不是同一接触。
在本文描述中所使用的术语只是为了描述特定实施方案，而并非旨在进行限制。如说明书和所附权利要求中所使用的那样，单数形式的“一个”、“一种”和“该”旨在也涵盖复数形式，除非上下文以其他方式明确地指示。还将理解的是，本文中所使用的术语“和/或”是指并且涵盖相关联地列出的项目中的一个或多个项目的任何和全部可能的组合。还将理解的是，术语“包括”和/或“包含”在本说明书中使用时是指定存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其分组。
如本文中所用，根据上下文，术语“如果”可以被解释为意思是“当...时”或“在...时”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，根据上下文，短语“如果确定...”或“如果检测到[所陈述的条件或事件]”可被解释为是指“在确定...时”或“响应于确定...”或“在检测到[所陈述的条件或事件]时”或“响应于检测到[所陈述的条件或事件]”。
具体实施方式
一些实施方案包括配备有三维地(例如，X、Y和Z)移动图像传感器的控件、磁体、音圈马达和悬挂元件的相机设备。更具体地讲，在一些实施方案中，音圈马达致动器组件包括基底载体，该基底载体与图像传感器的基底联接以将相机中的图像传感器悬挂在相机的光学元件(诸如透镜或棱镜)下方(或上方)。基底载体定位在外载体框架内，外载体框架由悬挂元件支撑，悬挂元件将载体框架(和安装到载体框架的基底载体连同联接到基底载体的图像传感器一起)悬挂在相机的光学元件诸如透镜或棱镜下方(或上方)。经由光学元件引导在图像传感器处的光从光学元件在沿相机的光轴的方向上朝图像传感器引导。
图像传感器可在自动对焦方向上(例如，竖直地)移动更靠近光学元件或更远离光学元件，以将相机前方的对象平面聚焦在相机的图像传感器捕获的图像平面处。为了在自动对焦方向上移动图像传感器，音圈马达(VCM)致动器组件的VCM致动器可生成洛伦兹力，该洛伦兹力使得基底载体在载体框架内竖直地平移，要么更靠近相机的光学元件要么更远离相机的光学元件。
图像传感器还可在多个光学图像稳定(OIS)方向上移动。例如，图像传感器可在垂直于自动对焦方向的平面中(例如，在X和Y方向上)移动。为了在OIS方向上移动图像传感器，VCM致动器组件的附加VCM致动器可生成洛伦兹力，该洛伦兹力使载体框架、基底载体和图像传感器在第一OIS方向(诸如X方向)上一起移动。另外，另一VCM致动器可生成洛伦兹力，该洛伦兹力使载体框架、基底载体和图像传感器在第二OIS方向(诸如Y方向)上一起移动。这样，VCM致动器组件可在自动对焦方向和多个光学图像稳定方向上相对于相机的光学元件移动图像传感器。
在一些实施方案中，载体框架和安装在载体框架内的基底载体可包括至少一个开放侧。在一些实施方案中，相机的光学组件可延伸穿过载体框架和基底载体的开放侧，以将光学元件定位在图像传感器上方(或下方)。例如，在一些实施方案中，棱镜可延伸穿过载体框架和/或基底载体的开放部分，并且可定位在联接到基底载体的图像传感器上方(或下方)。
在一些实施方案中，用于相机的光学组件可包括折叠光学器件组件，其中光经由光圈沿第一方向引导地进入相机。光可经由棱镜重新引导进入第二方向，然后可再次重新引导进入朝向相机的图像传感器引导的第三方向。图像传感器可经由如本文所述的音圈马达致动器组件悬挂在棱镜下方(或上方)。图像传感器可移动更靠近或更远离相机的光学元件诸如棱镜，以使相机聚焦。另外，图像传感器可在垂直于自动对焦方向的平面中移动，以补偿经由相机的用户赋予相机的运动。例如，拍摄照片的人可能移动他们的手，使得相机在垂直于自动对焦方向的方向上移动。
在一些实施方案中，音圈马达致动器组件可以是非对称的，其中磁体安装在音圈马达致动器组件的载体框架的三侧，但是磁体不安装在载体框架的开放的第四侧。这可允许载体框架和基底载体围绕延伸穿过音圈马达致动器组件的开放侧的相机的光学元件诸如棱镜或透镜移动。
在一些实施方案中，如本文所述，包括音圈马达致动器组件的折叠光学器件布置相机的光学组件可包括功率棱镜，该功率棱镜除了反射光之外还会聚或发散光。另外，如本文所述，包括音圈马达致动器组件的折叠光学器件相机的光学组件可包括会聚或发散光的一个或多个透镜，其中所述一个或多个透镜定位在折叠光学器件布置相机的棱镜之间。在一些实施方案中，折叠光学器件布置相机的光学组件的棱镜、所述一个或多个透镜或棱镜和/或透镜的组合可包括自由形式光学表面，所述自由形式光学表面是以特定方式会聚或发散光以提供光学缩放的非同心表面。在一些实施方案中，玻璃光学器件可类似地用于提供光学缩放或根据相机正捕获的场景的“缩放”。在一些实施方案中，包括动力棱镜和/或自由形式光学器件的折叠光学器件布置相机的光学组件可要求光学组件的相应元件(例如，棱镜和透镜)之间的相对间距和距离保持恒定。因此，不是如通常在其他相机应用中那样移动透镜以聚焦相机，图像传感器可朝向或远离光学组件的光学元件移动，该光学元件将经由光学组件会聚或发散的光朝向图像传感器引导。
在一些实施方案中，如本文所述，音圈马达致动器组件的线圈、磁体和霍尔传感器的布置可包括与垂直取向的线圈相互作用以在垂直平面中产生洛伦兹力的双极磁体。例如，安装到基底载体的一侧的线圈可沿着安装在载体框架上的双极磁体的第一侧定位，并且可生成洛伦兹力，该洛伦兹力使基底载体在载体框架内竖直地朝向或远离光学元件移动。另外，另一线圈可定位在联接到载体框架的双极磁体下方，并且所述另一线圈可联接到静止部件，诸如音圈马达致动器组件的静止弯曲件。与双极磁体相互作用的所述另一线圈可产生洛伦兹力，所述洛伦兹力导致载体框架和联接到载体框架的基底载体在水平方向例如Y方向上移动。另外，安装到载体框架并垂直于双极磁体取向的单极磁体可与联接到静止弯曲件的另一线圈相互作用，以使载体框架和联接到载体框架的基底载体在另一水平方向(例如X方向)上移动。
在一些实施方案中，霍尔传感器可定位在静态弯曲件下方，并且可测量磁场以确定载体框架和/或基底载体的相对位置。因为图像传感器固定到基底载体，并且因为基底载体和载体框架在X方向和Y方向上一起移动，并且因为图像传感器和基底载体在Z方向上一起移动，所以基底载体和载体框架的相对位置可用于确定图像传感器相对于相机的光学元件诸如棱镜在X、Y和Z方向(在本文中也称为OIS-X、OIS-Y和AF-Z方向)上的相对位置。
在一些实施方案中，附加霍尔传感器可联接到基底载体的弯曲件，并且可测量安装在载体框架上的单极磁体的磁场以确定基底载体相对于载体框架的相对竖直位置。因为单极磁体安装到载体框架并与载体框架一起移动，所以定向测量没有或几乎没有交叉耦合。例如，X或Y方向上的运动在Z方向上的测量中将不会出现，因为用于传感器的磁体和霍尔传感器自身两者在X和Y方向上作为一个单元一起移动。因此，X或Y方向上的运动不会无意地归因于Z方向。
在一些实施方案中，如本文所述，音圈马达致动器组件中包括的霍尔传感器不需要附加磁体来测量用于确定图像传感器的相对位置的磁场，而是利用作为相应音圈马达致动器或音圈马达致动器组件的一部分的磁体。
图1示出了根据一些实施方案的折叠光学器件布置相机的简化视图，并且示出了光如何在折叠光学器件布置相机内弯曲。
在一些实施方案中，参照2至图11所述的任何实施方案可包括如本文关于图1所示的折叠光学器件布置相机100所述的一个或多个特征、部件和/或功能。例如，参照图2至图11所述的任何折叠光学器件布置相机可以与针对折叠光学器件布置相机100所述类似的方式弯曲光。另外，参照图2至图11所述的任何实施方案可被包括在折叠光学器件布置相机诸如折叠光学器件布置相机100中。另外，参照图2至图11所述的任何实施方案可包括在自动对焦(AF-Z)方向和光学图像稳定(OIS-X，OIS-Y)方向上致动的图像传感器，如下文针对图1所示的折叠光学器件布置相机100和图2所示的图像传感器104所述。
在一些实施方案中，折叠光学器件布置相机100可包括安装在透镜载体104中的一组一个或多个透镜102、第一棱镜106、第二棱镜108和图像传感器110。在一些实施方案中，透镜载体104可位于第一棱镜106和第二棱镜108之间，从而形成光学组件112。光可经由光圈116进入折叠光学器件布置相机100并且沿循光学路径114，光学路径114被第一棱镜106折叠，使得光被引导朝向透镜载体104的所述一个或多个透镜102，穿过所述一个或多个透镜102，并且被第二棱镜108折叠，使得光被引导朝向图像传感器110。如下文将进一步详细讨论的，图像传感器110可与致动器组件联接，该致动器组件被配置为沿多个方向移动图象传感器110，例如，以提供自动对焦(AF)和/或光学图像稳定(OIS)功能。
在一些实施方案中，棱镜106和/或棱镜108可以是既重新引导光又会聚或发散光的功率棱镜。另外，在一些实施方案中，棱镜106、108或透镜102的一个或多个光学表面可包括关于垂直于平均平面的轴线(平移地或旋转地)不对称的自由形式光学表面。此类自由形式光学器件可提供比非自由形式光学器件更大的缩放量。另外，在一些实施方案中，棱镜106、108或透镜102可包括提供缩放的玻璃光学器件。在一些实施方案中，诸如包括功率棱镜、自由形式光学器件和/或玻璃光学器件的实施方案中，为了功率棱镜、自由形式光学器件和/或玻璃光学器件正常工作，可能必需保持光学组件的光学元件(例如棱镜106、108或光学组件112的透镜102)之间的相对位置和距离。
图2示出了根据一些实施方案的折叠光学器件布置相机的图像传感器在自动对焦方向和多个光学图像稳定方向上的音圈马达致动器移动。
图2示出了在折叠光学器件布置相机100内在对应于至少三个自由度的方向上(例如，沿着X、Y和Z轴)移动的示例性图像传感器(例如，图像传感器110)。在一些实施方案中，图像传感器110可由如本文参考图1和图3至图11所述的音圈马达致动器组件致动。
如图2所示，图像传感器110可沿OIS-X轴线202移位(例如，通过致动器，诸如下文进一步详细讨论的致动器组件/布置)，以提供X方向上的光学图像稳定(在本文中也称为“OIS-X”移动)。除此之外或另选地，图像传感器110可沿Z轴204移位以提供Z方向上的自动对焦(AF)移动(在本文中也称为自动对焦或“AF移动”)。除此之外或另选地，图像传感器110可沿Y轴206移位以提供OIS-Y方向上的OIS移动(在本文中也称为“OIS-Y移动”)，该OIS-Y方向正交于OIS-X方向。
图3示出了根据一些实施方案的被配置为在自动对焦方向和多个光学图像稳定方向上平移图像传感器的音圈马达组件(VCM)。
音圈马达致动器组件300包括载体框架302和基底载体304。基底载体304联接到图像传感器308的基底306。基底载体304将图像传感器308悬挂在包括音圈马达致动器组件300的相机的光学元件下方(或上方)，其中图像传感器308可经由音圈马达(VCM)致动器组件300在X、Y或Z方向上移动。
在一些实施方案中，VCM致动器组件300可安装在相机诸如折叠光学器件相机中，如上文关于图1和图2所述。在一些实施方案中，VCM致动器组件300的下部弯曲件的静态部分可安装在包括VCM致动器组件300的相机的静态部件上。例如，下部弯曲件312的静态部分310可安装在相机的基部、罐身、壁或其他静态部件上。下部弯曲件312的静态部分310可连接至下部弯曲件312的可移动部分，所述可移动部分经由下部弯曲件的一个或多个弯曲臂联接至图像传感器。例如，图3示出了通过多个弯曲臂314联接到图像传感器308(经由下部弯曲件312的可移动部分)的下部弯曲件312的静态部分310，所述多个弯曲臂314连接在下部弯曲件312的静态部分310与下部弯曲件的可移动中心部分之间。需注意，下部弯曲件312的可移动部分可沿着周边或在图像传感器308下方安装，但在图3中不可见。
在一些实施方案中，弯曲臂(诸如弯曲臂314)可包括弯曲臂弹簧316和沿着弯曲臂弹簧316延伸的一条或多条迹线318。在一些实施方案中，迹线诸如迹线318可安装在弯曲臂弹簧316的顶侧或底侧。在一些实施方案中，迹线318可安装在单个层或多个层中。在一些实施方案中，弯曲臂弹簧诸如弯曲臂弹簧316可为连接到下部弯曲件312的电子部件提供接地路径。
在一些实施方案中，下部弯曲件的静态部分(诸如下部弯曲件312的静态部分310)可包括一个或多个通信连接器320，该一个或多个通信连接器被配置为将包括VCM致动器组件300和图像传感器308的相机模块联接到在其中安装相机模块的设备(诸如多功能设备)的一个或多个其他部件。例如，通信连接器320可将由图像传感器308捕获的图像数据提供给设备的一个或多个处理器，并且可接收来自设备的控制信号或命令以用于由相机经由VCM致动器组件300执行的操作。例如，下部弯曲件312可包括经由弯曲臂314在通信连接器320与图像传感器308之间的通信路径。另外，静态弯曲件(诸如静态弯曲件322)可联接到下部弯曲件312的静态部分310，并且可提供通信连接器320、一个或多个致动器控制器和/或驱动器和嵌入在静态弯曲件322中或安装在静态弯曲件322上的VCM致动器的线圈之间的通信路径。另外，一个或多个霍尔传感器可安装在静态弯曲件322上，并且可经由包括在静态弯曲件322中的通信路径向VCM致动器组件300的其他部件(或相机的其他部件)提供磁场测量(或位移测量)。例如，图5、图6A、图6B和图6C提供了安装到静态弯曲件(诸如静态弯曲件322)的线圈和传感器的更详细图示。
在一些实施方案中，VCM致动器组件的悬挂元件(诸如悬挂元件324)可支撑VCM致动器组件的载体框架的重量。例如，联接至载体框架302的相应拐角的悬挂元件324可将载体框架302悬挂在下部弯曲件312的静态部分310上方。另外，载体框架302可悬挂在静态弯曲件322上方，其中静态弯曲件322定位在联接到载体框架302的磁体326下方和下部弯曲件312上方。在一些实施方案中，磁体326可包括安装在载体框架302的任一侧的两个双极磁体和安装在载体框架的与在其上安装双极磁体的侧正交的侧的单极磁体。在一些实施方案中，没有磁体安装在载体框架的保持开放的第四侧，使得折叠光学器件布置相机的光学组件的一部分可穿过载体框架的开放侧。在一些实施方案中，穿过VCM致动器组件的开放侧的光学组件是静态部件，并且基底载体304在基底载体304与光学组件之间的间隙空间中移动。注意，为清楚起见，在图3中未示出光学组件，但光学组件可类似于参照图1中的光学组件112所述的光学组件。
例如，在一些实施方案中，双极磁体328安装在载体框架302的第一侧，并且第二双极磁体330安装在载体框架的相对侧平行于双极磁体328。在一些实施方案中，附加单极磁体332安装在载体框架的第三侧，其中第三侧正交于第一侧和第二侧，并且其中单极磁体332垂直于这两个双极磁体328和330安装。
在一些实施方案中，弹簧板可将基底载体机械地连接到载体框架。例如，弹簧板334将载体框架302机械地连接到基底载体304。在一些实施方案中，弹簧板(诸如弹簧板334)可以是在多个位置将载体框架302连接到基底304的单个弹簧板，或者在一些实施方案中，在功能上与弹簧板334类似的多个单独弹簧可将基底载体304机械地连接到载体框架302。在一些实施方案中，弹簧板(例如弹簧板334)还可包括挠性突片，例如挠性突片336。在一些实施方案中，悬挂元件诸如悬挂元件324可经由弹簧板334的挠性突片336机械地连接到载体框架302。在一些实施方案中，可使用单独的挠性突片，或者悬挂元件324可与载体框架302直接联接。
在一些实施方案中，弹簧板334可在Z方向上挠曲以允许基底载体304相对于载体框架302竖直地平移，但可限制基底载体304相对于载体框架302在正交于Z方向(在本文中也称为自动对焦方向)的方向上的运动。例如，载体框架302和基底载体304(连同图像传感器308)可作为一组在X方向和Y方向(例如，OIS-X和OIS-Y方向)上平移，但基底载体304可被弹簧板334限制在载体框架302内在X方向和/或Y方向上移动。
在一些实施方案中，悬挂元件324可以是半刚性悬挂线，其限制在Z方向上的竖直运动，但允许在X和Y方向上的横向运动。例如，悬挂元件324可允许载体框架302、基底载体304和图像传感器308(联接到基底载体304)响应于在磁体326与安装在静态弯曲件322中的相应线圈以及安装到基底载体304的一个或多个线圈之间产生的洛伦兹力而在X和Y方向上平移。然而，悬挂元件324可限制载体框架302的竖直或Z运动，其中图像传感器308的Z运动通过基底载体304在载体框架302内竖直平移来实现。
在一些实施方案中，上部弯曲件的悬挂元件连同将载体框架连接到基底载体的上部弯曲件的弹簧板的布置可允许图像传感器在X、Y和Z方向上平移，但可抵抗图像传感器围绕X、Y或Z轴线的旋转。如上所述，音圈马达致动器组件300的磁体326可与载体框架一起移动，并且与磁体相关联的相应线圈可以是静止的，或者可联接到基底载体304(例如，AF-Z线圈)。
在一些实施方案中，基底载体304可由陶瓷材料制成以减小音圈马达致动器组件300的移动质量。
图4示出了根据一些实施方案的音圈马达(VCM)致动器组件的包括弹簧板和悬挂元件的上部弯曲组件的更详细视图和下部弯曲组件的更详细视图。
在一些实施方案中，图3所示的弹簧板334可以是弹簧板，例如图4所示的弹簧板334。另外，悬挂元件324可以是如图4所示的悬挂元件324。另外，下部弯曲件312可为如图4所示的下部弯曲件312。
弹簧板334包括挠曲突片402、“S”弹簧404、406、408和414以及声学缓冲器突片416、418、420、422、426、428和430。在一些实施方案中，挠曲突片可与悬挂元件联接并在高冲击事件(诸如包括具有VCM致动器组件300的相机的设备跌落)期间挠曲以减小悬挂元件(诸如悬挂元件324)中的应力。在一些实施方案中，声学缓冲器突片可将基底载体相对于载体框架的相对运动限制在行进上限和行进下限两者处。例如，基底载体上的突片或旋钮可撞击所述一个或多个声学缓冲器突片，以防止基底载体相对于载体框架在竖直方向上进一步行进。
下部弯曲件31包括外静态部分310和内可移动部分432。外静态部分310经由弯曲臂314连接到内可移动部分432。在一些实施方案中，下部弯曲件312可提供图像传感器(诸如经由可移动部分432和挠性臂314联接到下部弯曲件310的图像传感器308)与联接到下部弯曲件312的连接器320的一个或多个静态部件之间的通信路径。
图5示出了根据一些实施方案的支撑音圈马达致动器组件的线圈的音圈马达致动器组件静态弯曲件。
在一些实施方案中，静态弯曲件322可以是图3所示的相同的静态弯曲件322，并且可与下部弯曲件的静态部分联接，如图3中下部弯曲件312的静态部分310所示。静态弯曲件322包括联接到静态弯曲件322的OIS Y驱动器508和OIS-X驱动器510。OIS-Y驱动器508可使得电流流过OIS-Y线圈502和OIS-Y线圈504，这可使得经由与安装到载体框架与OIS-Y线圈相邻的相应双极磁体的相互作用而感应洛伦兹力。例如，OIS-Y线圈502可被定位成与双极磁体328相邻并且与双极磁体328(如图3所示)一起可形成音圈马达致动器，该音圈马达致动器使载体框架302沿OIS-Y方向平移。类似地，OIS-Y线圈504可被定位成与双极磁体330相邻并且与双极磁体330(如图3所示)一起可形成音圈马达致动器，该音圈马达致动器使载体框架302沿OIS-Y方向平移。在一些实施方案中，经由OIS-Y线圈502和504(以及相应的双极磁体328和330)形成的VCM致动器可在载体框架302上施加平衡力以使载体框架在OIS-Y方向上平移，例如，所述力可不引起载体框架的旋转。
静态弯曲件322还包括安装到静态弯曲件322的OIS-X驱动器510和OIS-X线圈506。OIS-X线圈506可被定位成与安装在载体框架302中的磁体332相邻(如图3所示)并且与单极磁体332(如图3所示)一起可形成音圈马达致动器，该音圈马达致动器使载体框架302在OIS-X方向上平移。需注意，尽管存在单个OIS-X线圈，但由形成于磁体332和OIS-X线圈506之间的VCM-X致动器产生的洛伦兹力可作用于载体框架和基底载体组件的质心以避免可能导致载体框架和基底载体组件围绕Z轴旋转的不平衡力。
在一些实施方案中，霍尔传感器安装在OIS-Y线圈502和/或OIS-Y线圈504下方的静态弯曲件322的下侧。另外，在一些实施方案中，霍尔传感器安装在OIS-X线圈506下方的静态弯曲件322的下侧。
图6A示出了根据一些实施方案的音圈马达(VCM)组件中的线圈和磁体之间的位置关系。
图6A示出了双极磁体328、双极磁体330和单极磁体332。需注意，双极磁体328、双极磁体330和单极磁体332实际上安装在载体框架302中，但为了便于例示，载体框架302未在图6A中示出。另外，AF-Z线圈在图6A中被图示为与双极磁体328和330相邻。例如，AF-Z线圈602邻近双极磁体330安装在双极磁体330的与在其上安装OIS-Y线圈502的侧不同的侧。在一些实施方案中，OIS-Y线圈502和AF-Z线圈602被安装成与双极磁体502的垂直侧相邻。另外，在一些实施方案中，OIS-Y线圈502和AF-Z线圈602被取向成彼此垂直。双极磁体328、OIS-Y线圈504和AF-Z线圈604在载体框架302的相对侧类似地取向。
在一些实施方案中，AF-Z线圈602和604安装到基底载体诸如基底载体304，并且与双极磁体328和330一起形成VCM致动器，该致动器生成导致基底载体诸如基底载体304相对于载体框架诸如载体框架302在竖直方向上平移的洛伦兹力，其中基底载体在基底载体被安装在其中的载体框架内平移。这样，所得的AF-Z VCM致动器可使得通过调节基底载体相对于载体框架的相对位置来调整图像传感器(诸如图像传感器308)的竖直位置。需注意，为了便于例示，未示出基底载体，但下面示出基底306，并且示出安装到基底的至少一些部件，诸如AF-Z线圈602和604。
另外，AF-Z驱动器608安装在基底306上并驱动AF-Z线圈602和604。另外，AF-Z霍尔传感器610被图示为在竖直挠曲件606上竖直地安装在竖直挠曲件的背侧，在竖直挠曲件和单极磁体332之间。因为AF-Z传感器610安装在最终联接至基底载体304并在载体框架302内与基底载体304一起移动的竖直挠曲件606上，所以单极磁体332和/或AF-Z传感器610的任何X或Y运动是相同的，因为在X方向和Y方向上，基底载体(AF-Z传感器610安装到其上)和载体框架(单极磁体332安装到其上)作为一个单元一起移动，使得AF-Z传感器610和单极磁体332之间没有或者有极小的相对X或Y运动。因此，在X、Y或Z方向上几乎没有位移测量的交叉耦合直至没有位移测量的交叉耦合。
图6B是根据一些实施方案的横截面的放大视图，示出了OIS-Y方向上的光学图像稳定(OIS)致动器、AF-Z方向上的自动聚焦(AF)致动器以及OIS-Y方向上的位置传感器。
如图6B所示，OIS-Y线圈504安装在静态挠曲件322中/上，该静态挠曲件静态地安装在音圈马达致动器组件诸如音圈马达致动器组件300中。例如，静态挠曲件322可由音圈马达致动器组件的罐体、壳体或其他静态部件支撑。另外，OIS-Y霍尔传感器604安装在静态挠曲件322的下侧并且测量可用于确定载体框架在Y方向上的位移的双极磁体328的磁场。需注意，双极磁体328安装在载体框架302中并与载体框架302一起移动。另外，图6B示出了安装在基底载体304的一侧的AF-Z线圈604，其中AF-Z线圈604与双极磁体328相互作用以产生洛伦兹力，所述洛伦兹力使基底载体304在Z方向上相对于载体框架302竖直移动。
图6C是根据一些实施方案的横截面的放大视图，示出了OIS-X方向上的光学图像稳定(OIS)致动器、OIS-X方向上的位置传感器和自动对焦(AF)-Z方向上的位置传感器。
如图6C所示，OIS-X线圈506安装在静态挠曲件322上，并且OIS-X霍尔传感器606安装在静态挠曲件322的下侧，其中OIS-X霍尔传感器606测量单极磁体302的磁场，该磁场可用于确定载体框架在X方向上的位移。另外，需注意，单极磁体332安装在载体框架302中/上并且与载体框架302一起移动。单极磁体332可位于载体框架的与载体框架的开放端相对的端部上，并且可与基底载体的包括安装在基底载体上的竖直弯曲件的后端部相邻，其中AF-Z霍尔传感器竖直地安装在联接到基底载体的竖直挠曲件上。例如，竖直挠曲件606联接到基底载体304，并且AF-Z霍尔传感器610联接到竖直挠曲件606并测量单极磁体332的磁场，以确定基底载体304相对于在其中安装单极磁体332的载体框架302的竖直位移。另外，在图6B中示出了AF-Z驱动器608安装在竖直挠曲件606的切口部分下方。
图7示出了根据一些实施方案的被配置为在自动对焦方向和多个光学图像稳定方向上平移图像传感器的音圈马达组件(VCM)的透视图。
图7示出了根据一些实施方案的组装的音圈马达致动器组件的更详细视图。需注意，在图7所示的弹簧板334中还示出了声学缓冲器突片，诸如图4所示的声学缓冲器突片416、418、420、422、426、428和430。声学缓冲器突片与对应的止动按钮/旋钮702和704相互作用，以限制基底载体304沿向上竖直方向的运动并限制基底载体304沿向下竖直方向的运动超过基底载体在载体框架302中的行进距离的相应向上和向下行进终点。需注意，如图3至图6所示的类似部件在图7中示出。在一些实施方案中，图1至图6所示的部件可以与图7所示类似的方式布置，或者在其他实施方案中可以变化。
图8示出了根据一些实施方案的被配置为在自动对焦方向和多个光学图像稳定方向上平移图像传感器的音圈马达组件(VCM)的从底侧面的透视图。
在一些实施方案中，下部弯曲件312可包括连接至下部弯曲件的可移动部分804的如图8所示的弯曲臂314。在一些实施方案中，图像传感器(诸如图像传感器308)可安装在连接到下部弯曲件312的可移动部分804的基底上。下部弯曲件312的静态部分310可保持静态地联接到壳体或VCM致动器组件，但下部弯曲件312的挠曲臂314可允许可移动部分804相对于静态部分310在X、Y和Z方向上移动。另外，挠曲臂314可提供可移动部分804和静态部分310之间的通信路径，使得当可移动部分804在X、Y和/或X方向上移动时，通信可在可移动部分804和静态部分310之间传递。
在一些实施方案中，悬挂元件324可经由垫盘802安装到VCM致动器组件的静态基部，如图8所示。需注意，如图3-7所示的类似部件在图8中示出。在一些实施方案中，图1至图7所示的部件可以与图8所示类似的方式布置，或者在其他实施方案中可以变化。
图9示出了根据一些实施方案的示例便携式多功能设备900的框图，该便携式多功能设备可包括折叠光学器件布置相机和如上所述被配置为三维地移动图像传感器的音圈马达致动器组件。在一些实施方案中，便携式多功能设备900可包括本文参考图1至图8、图10和图11所述的实施方案的一个或多个特征、部件和/或功能。
为了方便起见，相机964有时被称为“光学传感器”，并且也可被命名为或称为光学传感器系统。在一些实施方案中，相机964可以是如本文所述的折叠光学器件布置相机和致动器系统，诸如折叠光学器件布置相机100。设备900可具有存储器902(其可包括一个或多个计算机可读存储介质)、存储器控制器922、一个或多个处理单元(CPU)920、外围设备接口918、RF电路908、音频电路910、扬声器911、触敏显示器系统912、麦克风913、输入/输出(I/O)子系统906、其他输入或控制设备916，以及外部端口924。设备900可包括一个或多个光学传感器964。这些部件可通过一个或多个通信总线或信号线903进行通信。
应当理解，设备900只是便携式多功能设备的一个示例，并且设备900可具有比所示出的更多或更少的部件，可组合两个或更多个部件，或者可具有这些部件的不同配置或布置。图9中所示的各种部件可用硬件、软件或硬件和软件的组合来实施，包括一个或多个信号处理电路和/或专用集成电路。
存储器902可包括高速随机存取存储器并且还可包括非易失性存储器，诸如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储器设备或其他非易失性固态存储器设备。由设备900的其他部件(诸如CPU 920和外围设备接口918)对存储器902进行的访问可由存储器控制器922来控制。
外围设备接口918可被用于将设备的输入和输出外围设备联接到CPU920和存储器902。所述一个或多个处理器920运行或执行存储器902中所存储的各种软件程序和/或指令集以执行设备900的各种功能并处理数据。
在一些实施方案中，外围设备接口918、CPU 920和存储器控制器922可在单个芯片诸如芯片904上实现。在一些其他实施方案中，它们可在单独的芯片上实现。
RF(射频)电路908接收和发送也被称作电磁信号的RF信号。RF电路908将电信号转换为电磁信号/将电磁信号转换为电信号，并且经由电磁信号与通信网络及其他通信设备进行通信。RF电路908可包括用于执行这些功能的熟知的电路，包括但不限于天线系统、RF收发器、一个或多个放大器、调谐器、一个或多个振荡器、数字信号处理器、编解码芯片组、用户身份模块(SIM)卡、存储器等。RF电路908可通过无线通信与网络以及其他设备进行通信，所述网络为诸如互联网(也被称为万维网(WWW))、内联网和/或无线网络(诸如蜂窝电话网络、无线局域网(LAN)和/或城域网(MAN))。无线通信可使用多种通信标准、协议和技术中的任一者，包括但不限于全球移动通信系统(GSM)、增强型数据GSM环境(EDGE)、高速下行链路分组接入(HSDPA)、高速上行链路分组接入(HSUPA)、宽带码分多址(W-CDMA)、码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、蓝牙、无线保真(Wi-Fi)(例如，IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11g和/或IEEE802.11n)、互联网语音协议(VoIP)、Wi-MAX、用于电子邮件的协议(例如，互联网消息访问协议(IMAP)和/或邮局协议(POP))、即时消息(例如，可扩展消息处理和存在协议(XMPP)、用于即时消息和存在利用扩展的会话发起协议(SIMPLE)、即时消息和存在服务(IMPS)和/或短消息服务(SMS))或者包括在本文献提交日还未开发出的通信协议的其他任何适当的通信协议。
音频电路910、扬声器911和麦克风913提供用户与设备900之间的音频接口。音频电路910从外围设备接口918接收音频数据，将音频数据转换为电信号，并将电信号传输到扬声器911。扬声器911将电信号转换为人类可听到的声波。音频电路910还接收由麦克风913根据声波转换来的电信号。音频电路910将电信号转换为音频数据，并将音频数据传输到外围设备接口918以进行处理。音频数据可由外围设备接口918从存储器902和/或RF电路908进行检索和/或传输至该存储器和/或RF电路。在一些实施方案中，音频电路910还包括耳麦插孔(例如，图10中的1012)。耳麦插孔提供音频电路910与可移除音频输入/输出外围设备之间的接口，该外围设备为诸如仅输出的耳机或者具有输出(例如，单耳耳机或双耳耳机)和输入(例如，麦克风)两者的耳麦。
I/O子系统906将设备900上的输入/输出外围设备诸如触摸屏912和其他输入控制设备916联接到外围设备接口918。I/O子系统906可包括显示控制器956以及一个或多个输入控制器960以用于其他输入或控制设备。所述一个或多个输入控制器960从其他输入或控制设备916接收电信号/将电信号发送到所述其他输入或控制设备916。其他输入控制设备916可包括物理按钮(例如，下压按钮、摇臂按钮等)、拨号盘、滑块开关、操纵杆、点击轮等。在一些另选的实施方案中，输入控制器960可联接到(或不联接到)以下各项中的任一者：键盘、红外线端口、USB端口和指向设备诸如鼠标。所述一个或多个按钮(例如，图10中的1008)可包括用于扬声器911和/或麦克风913的音量控制的增大/减小按钮。该一个或多个按钮可包括下压按钮(例如，图10中的1006)。
触敏显示器912提供设备和用户之间的输入接口和输出接口。显示控制器956从触摸屏912接收电信号和/或将电信号发送到触摸屏912。触摸屏912向用户显示视觉输出。视觉输出可包括图形、文本、图标、视频以及它们的任何组合(统称为“图形”)。在一些实施方案中，一些视觉输出或全部的视觉输出可对应于用户界面对象。
触摸屏912具有基于触觉和/或触感接触来接受来自用户的输入的触敏表面、传感器或传感器组。触摸屏912和显示控制器956(与存储器902中的任何相关联的模块和/或指令集一起)检测触摸屏912上的接触(和该接触的任何移动或中断)，并且将所检测到的接触转换为与被显示在触摸屏912上的用户界面对象(例如，一个或多个软键、图标、网页或图像)的交互。在一个示例性实施方案中，触摸屏912和用户之间的接触点对应于用户的手指。
触摸屏912可使用LCD(液晶显示器)技术、LPD(发光聚合物显示器)技术或LED(发光二极管)技术，但是在其他实施方案中可使用其他显示技术。触摸屏912和显示控制器956可使用现在已知的或以后将开发出的多种触摸感测技术中的任何触摸感测技术以及其他接近传感器阵列或用于确定与触摸屏912的一个或多个接触点的其他元件来检测接触及其任何移动或中断，该多种触摸感测技术包括但不限于电容性技术、电阻性技术、红外技术和表面声波技术。在一个示例性实施方案中，使用投影互电容感测技术。
触摸屏912可具有超过800dpi的视频分辨率。在一些实施方案中，触摸屏具有约860dpi的视频分辨率。用户可使用任何合适的对象或附加物诸如触笔、手指等来与触摸屏912接触。在一些实施方案中，将用户界面设计为主要通过基于手指的接触和手势来工作，由于手指在触摸屏上的接触区域较大，因此这可能不如基于触笔的输入精确。在一些实施方案中，设备将基于手指的粗略输入转化为精确的指针/光标位置或命令以用于执行用户所期望的动作。
在一些实施方案中，除了触摸屏之外，设备900可包括用于激活或去激活特定功能的触控板(未示出)。在一些实施方案中，触摸板是设备的触敏区域，与触摸屏不同，该触敏区域不显示视觉输出。触控板可以是与触摸屏912分开的触敏表面，或者是由触摸屏形成的触敏表面的延伸部分。
设备900还包括用于为各种部件供电的电力系统962。电力系统962可包括电力管理系统、一个或多个电源(例如，电池、交流电(AC))、再充电系统、电力故障检测电路、电源转换器或逆变器、电源状态指示器(例如，发光二极管(LED))以及与便携式设备中的电力的生成、管理和分配相关联的任何其他部件。
设备900还可包括一个或多个光学传感器或相机964。图9示出了联接到I/O子系统906中的光学传感器控制器958的光学传感器964。光学传感器964可包括电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)光电晶体管。光学传感器964从环境接收通过一个或多个透镜而投射的光，并且将光转换为表示图像的数据。结合成像模块943(也被叫做相机模块)，光学传感器964可捕获静态图像或视频。在一些实施方案中，光学传感器964位于设备900的后部上与该设备的前部上的触摸屏显示器912相对，使得触摸屏显示器912可被用作用于静态图像和/或视频图像采集的取景器。在一些实施方案中，另一光学传感器位于设备的前部上，使得用户在触摸屏显示器上观看其他视频会议参与者的同时可以获得该用户的图像以用于视频会议。
设备900还可包括一个或多个接近传感器966。图9示出了联接到外围设备接口918的接近传感器966。另选地，接近传感器966可联接到I/O子系统906中的输入控制器960。在一些实施方案中，当多功能设备900被置于用户的耳朵附近时(例如，当用户正在进行电话呼叫时)，接近传感器966关闭并且禁用触摸屏912。
设备900包括一个或多个取向传感器968。在一些实施方案中，所述一个或多个取向传感器968包括一个或多个加速度计(例如，一个或多个线性加速度计和/或一个或多个旋转加速度计)。在一些实施方案中，所述一个或多个取向传感器968包括一个或多个陀螺仪。在一些实施方案中，所述一个或多个取向传感器968包括一个或多个磁力仪。在一些实施方案中，所述一个或多个取向传感器968包括全球定位系统(GPS)、全球导航卫星系统(GLONASS)和/或其他全球导航系统接收器中的一者或多者。GPS、GLONASS和/或其他全球导航系统接收器可用于获取关于设备900的位置和取向(例如纵向或横向)的信息。在一些实施方案中，所述一个或多个取向传感器968包括取向/旋转传感器的任何组合。图9示出了联接到外围设备接口918的一个或多个取向传感器968。或者，一个或多个取向传感器968可联接到I/O子系统906中的输入控制器960。在一些实施方案中，信息基于对从所述一个或多个取向传感器968接收的数据的分析而在触摸屏显示器912上以纵向视图或横向视图显示。
在一些实施方案中，存储于存储器902中的软件组件包括操作系统926、通信模块(或指令集)928、接触/运动模块(或指令集)930、图形模块(或指令集)932、文本输入模块(或指令集)934、全球定位系统(GPS)模块(或指令集)935、仲裁模块958以及应用程序(或指令集)936。此外，在一些实施方案中，存储器902存储设备/全局内部状态957。设备/全局内部状态957包括以下中的一者或多者：活动应用程序状态，其指示哪些应用程序(如果有的话)当前是活动的；显示状态，其指示什么应用程序、视图或其他信息占据触摸屏显示器912的各个区域；传感器状态，包括从设备的各个传感器和输入控制设备916获得的信息；以及关于设备的位置和/或姿态的位置信息。
操作系统926(例如，Darwin、RTXC、LINUX、UNIX、OS X、WINDOWS或嵌入式操作系统诸如VxWorks)包括用于控制和管理一般系统任务(例如，存储器管理、存储设备控制、电源管理等)的各种软件组件和/或驱动程序，并且有利于各种硬件组件和软件组件之间的通信。
通信模块928有利于通过一个或多个外部端口924来与其他设备进行通信，并且还包括用于处理由RF电路908和/或外部端口924所接收的数据的各种软件组件。外部端口924(例如，通用串行总线(USB)、火线等)适于直接联接到其他设备或间接地经由网络(例如，互联网、无线LAN等)联接。在一些实施方案中，外部端口为多针(例如，30针)连接器。
接触/运动模块930可检测与触摸屏912(结合显示控制器956)和其他触敏设备(例如，触控板或物理点击轮)的接触。在一些实施方案中，接触/运动模块930和显示控制器956检测触摸板上的接触。接触/运动模块930可检测由用户进行的手势输入。触敏表面上的不同手势具有不同的接触图案。图形模块932包括用于在触摸屏912或其他显示器上渲染和显示图形的各种已知软件组件，其包括用于改变被显示图形的强度的组件。如本文所用，术语“图形”包括可被显示给用户的任何对象，非限制性地包括文本、网页、图标(诸如包括软键的用户界面对象)、数字图像、视频、动画等。可作为图形模块932的部件的文本输入模块934提供用于在多种应用程序(例如，联系人、电子邮件和需要文本输入的任何其它应用程序)中输入文本的软键盘。GPS模块935确定设备的位置，并提供该信息以供在各种应用程序936中使用(例如提供给相机应用程序作为图片/视频元数据)。
应用程序936可包括一个或多个模块(例如，联系人模块、电子邮件客户端模块、用于静态图像和/或视频图像的相机模块等)。可被存储在存储器902中的其它应用程序936的示例包括其它文字处理应用程序、其它图像编辑应用程序、绘图应用程序、呈现应用程序、支持JAVA的应用程序、加密、数字权益管理、语音识别和语音复制。每个模块和应用对应于用于执行上述一种或多种功能以及在本专利申请中所述的方法(例如，本文所述的计算机实现的方法和其它信息处理方法)的可执行指令集。这些模块(即指令集)不必被实现为单独的软件程序、过程或模块，因此这些模块的各种子集可在各种实施方案中被组合或以其他方式重新布置。在一些实施方案中，存储器902可存储上述模块和数据结构的子集。此外，存储器902可存储上文没有描述的附加模块和数据结构。
图10示出了根据一些实施方案的示例性便携式多功能设备900，该示例性便携式多功能设备可包括具有折叠光学器件布置的相机。在一些实施方案中，便携式多功能设备900可包括本文参考图1至图9和图11所述的实施方案的一个或多个特征、部件和/或功能。
设备900可具有触摸屏912。触摸屏912可在用户界面(UI)1000内显示一个或多个图形。在该实施方案中，以及在下文中所述的其他实施方案中，用户可以通过例如用一根或多根手指1002(在附图中没有按比例绘制)或者用一个或多个触笔1003(在图10中未示出)在图形上作出手势来选择这些图形中的一个或多个。
设备900还可包括一个或多个物理按钮，诸如“home”按钮或菜单按钮1004。如前所述，菜单按钮1004可用于导航到可在设备900上执行的一组应用程序中的任何应用程序936。另选地，在一些实施方案中，菜单按钮1004被实现为被显示在触摸屏912上的GUI中的软键。
在一个实施方案中，设备900包括触摸屏912、菜单按钮1004、用于对设备开关机和锁定设备的下压按钮1006、音量调节按钮1008、用户身份模块(SIM)卡槽1010、耳麦插孔1012和对接/充电外部端口924。下压按钮1006可被用于通过压下该按钮并且将该按钮保持在压下状态达预定义的时间间隔来对设备进行开关机；通过压下该按钮并在该预定义的时间间隔过去之前释放该按钮来锁定设备；和/或对设备进行解锁或发起解锁过程。在另选的实施方案中，设备900还可通过麦克风913来接受用于激活或去激活一些功能的语音输入。
应当注意，尽管本文示例中的许多是参考光学传感器/相机964(在设备的前面)提供的，但与显示器相反指向的一个或多个后向相机或光学传感器可代替或补充设备前面的光学传感器/相机964使用。
图11示出了根据一些实施方案的示例性计算机系统1100，该计算机系统可以包括具有折叠光学器件布置的相机。在一些实施方案中，计算机系统1100可包括本文参考图1至图10所述的实施方案的一个或多个特征、部件和/或功能。
计算机系统1100可被配置为执行上文所述的任意或全部实施方案。在不同的具体实施中，计算机系统1100可为各种类型的设备中的任一者，包括但不限于：个人计算机系统、台式计算机、膝上型电脑、笔记本电脑、平板电脑、一体电脑、平板计算机或上网本电脑、大型计算机系统、手持式计算机、工作站、网络计算机、相机、机顶盒、移动设备、消费者设备、视频游戏控制器、手持式视频游戏设备、应用服务器、存储设备、电视、视频记录设备、外围设备(诸如交换机、调制解调器、路由器)或一般性的任何类型的计算或电子设备。
如本文所述的相机运动控制系统的各种实施方案，包括本文所述的磁位置感测的实施方案，可在一个或多个计算机系统1100中执行，该一个或多个计算机系统可与各种其他设备进行交互。需注意，根据各种实施方案，上文相对于图1-图10描述的任何部件、动作或功能性可以实现于被配置成图11的计算机系统1100的一个或多个计算机上。在例示的实施方案中，计算机系统1100包括经由输入/输出(I/O)接口1130联接到系统存储器1120的一个或多个处理器1110。计算机系统1100还包括联接到I/O接口1130的网络接口1140，以及一个或多个输入/输出设备1150，诸如光标控制设备1160、键盘1170和显示器1180。在一些情况下，可以想到实施方案可以使用计算机系统1100的单个实例来实现，而在其他实施方案中，多个此类系统或者构成计算机系统1100的多个节点可被配置为托管实施方案的不同部分或实例。例如，在一个实施方案中，一些元素可以经由计算机系统1100的与实现其他元素的那些节点不同的一个或多个节点来实现。
在各种实施方案中，计算机系统1100可以是包括一个处理器1110的单处理器系统或者包括若干个处理器1110(例如两个、四个、八个或另一合适数量)的多处理器系统。处理器1110可以是能够执行指令的任何合适的处理器。例如，在各种实施方案中，处理器1110可以是实现多种指令集架构(ISA)(诸如x86、PowerPC、SPARC或MIPS ISA或任何其他合适的ISA)中的任一种的通用或嵌入式处理器。在多处理器系统中，处理器1110中的每一个处理器通常可以但并非必须实现相同的ISA。
系统存储器1120可被配置为存储能够被处理器1110访问的相机控制程序指令1122和/或相机控制数据。在各种实施方案中，系统存储器1120可使用任何合适的存储器技术来实现，诸如静态随机存取存储器(SRAM)、同步动态RAM(SDRAM)、非易失性/闪存型存储器或任何其他类型的存储器。在例示的实施方案中，程序指令1122可被配置为实现包含上述功能中的任一种的透镜控制应用程序1124。此外，存储器1120的现有相机控制数据1132可包括上述信息或数据结构中的任一者。在一些实施方案中，程序指令和/或数据可被接收、发送或存储在与系统存储器1120或计算机系统1100分开的不同类型的计算机可访问介质上或类似介质上。尽管将计算机系统1100描述为实施前面各图的功能框的功能性，但可以经由此类计算机系统实施本文描述的任何功能性。
在一个实施方案中，I/O接口1130可以被配置为协调设备中的处理器1110、系统存储器1120和任何外围设备包括网络接口1140或其他外围设备接口(诸如输入/输出设备1150)之间的I/O通信。在一些实施方案中，I/O接口1130可执行任何必要的协议、定时或其他数据转换以将来自一个部件(例如系统存储器1120)的数据信号转换为适于由另一部件(例如处理器1110)使用的格式。在一些实施方案中，I/O接口1130可包括对例如通过各种类型的外围设备总线(诸如，外围部件互连(PCI)总线标准或通用串行总线(USB)标准的变型)附接的设备的支持。在一些实施方案中，I/O接口1130的功能例如可被划分到两个或更多个单独部件中，诸如北桥和南桥。此外，在一些实施方案中，I/O接口1130(诸如到系统存储器1120的接口)的一些或所有功能可以被直接并入到处理器1110中。
网络接口1140可被配置为允许在计算机系统1100与附接到网络1185的其他设备(例如，承载器或代理设备)之间或者在计算机系统1100的节点之间交换数据。在各种实施方案中，网络1185可包括一个或多个网络，包括但不限于局域网(LAN)(例如，以太网或企业网)、广域网(WAN)(例如，互联网)、无线数据网、某种其他电子数据网络或它们的某种组合。在各种实施方案中，网络接口1140可支持经由有线或无线通用数据网络(诸如任何合适类型的以太网网络)的通信，例如；经由电信/电话网络(诸如模拟语音网络或数字光纤通信网络)的通信；经由存储区域网络(诸如光纤通道SANs)或经由任何其他合适类型的网络和/或协议的通信。
在一些实施方案中，输入/输出设备1150可包括一个或多个显示终端、键盘、小键盘、触控板、扫描设备、语音或光学识别设备或适于由一个或多个计算机系统1100输入或访问数据的任何其他设备。多个输入/输出设备1150可存在于计算机系统1100中，或者可分布在计算机系统1100的各个节点上。在一些实施方案中，类似的输入/输出设备可以与计算机系统1100分开，并且可通过有线或无线连接(诸如通过网络接口1140)与计算机系统1100的一个或多个节点进行交互。
如图11所示，存储器1120可包含程序指令1122，该程序指令可能够由处理器执行，以实现上文所述的任何元素或动作。在一个实施方案中，程序指令可执行上文所述的方法。在其他实施方案中，可包括不同的元件和数据。需注意，数据可包括上文所述的任何数据或信息。
本领域的技术人员应当理解，计算机系统1100仅仅是例示性的，而并非旨在限制实施方案的范围。具体地，计算机系统和设备可包括可执行所指出的功能的硬件或软件的任何组合，包括计算机、网络设备、互联网设备、个人数字助理、无线电话、寻呼机等等。计算机系统1100还可连接到未示出的其他设备，或者反之可作为独立的系统进行操作。此外，由所示出的部件所提供的功能在一些实施方案中可被组合在更少的部件中或者被分布在附加部件中。类似地，在一些实施方案中，所示出的部件中的一些部件的功能可不被提供，和/或其他附加功能可能是可用的。
本领域的技术人员还将认识到，虽然各种项目被示出为在被使用期间被存储在存储器中或存储装置上，但是为了存储器管理和数据完整性的目的，这些项目或其部分可在存储器和其他存储设备之间进行传输。另选地，在其他实施方案中，这些软件组件中的一些或全部软件组件可在另一设备上的存储器中执行，并且经由计算机间通信来与例示的计算机系统进行通信。系统部件或数据结构中的一些或全部也可(例如作为指令或结构化数据)被存储在计算机可访问介质或便携式制品上以由合适的驱动器读取，其多种示例在上文中被描述。在一些实施方案中，存储在与计算机系统1100分开的计算机可访问介质上的指令可经由传输介质或信号(诸如经由通信介质诸如网络和/或无线链路而传送的电信号、电磁信号或数字信号)传输到计算机系统1100。各种实施方案还可包括在计算机可访问介质上接收、发送或存储根据以上描述所实现的指令和/或数据。一般来讲，计算机可访问介质可包括非暂态计算机可读存储介质或存储器介质，诸如磁介质或光学介质，例如盘或DVD/CD-ROM、易失性或非易失性介质，诸如RAM(例如SDRAM、DDR、RDRAM、SRAM等)、ROM等。在一些实施方案中，计算机可访问介质可包括传输介质或信号，诸如经由通信介质诸如网络和/或无线链路而传送的电气信号、电磁信号或数字信号。
在不同的实施方案中，本文所述的方法可以在软件、硬件或它们的组合中实现。此外，可改变方法的框的次序，并且可对各种要素进行添加、重新排序、组合、省略、修改等。对于受益于本公开的本领域的技术人员，显然可做出各种修改和改变。本文所述的各种实施方案旨在为例示的而非限制性的。许多变型、修改、添加和改进是可能的。因此，可为在本文中被描述为单个示例的部件提供多个示例。各种部件、操作和数据存储库之间的界限在一定程度上是任意性的，并且在具体的示例性配置的上下文中示出了特定操作。预期了功能的其他分配，它们可落在所附权利要求的范围内。最后，被呈现为示例性配置中的分立部件的结构和功能可被实现为组合的结构或部件。这些和其他变型、修改、添加和改进可落入如以下权利要求书中所限定的实施方案的范围内。

Claims (20)

1.一种相机，所述相机包括：
光圈，所述光圈被配置为使光能够进入所述相机；
图像传感器，所述图像传感器被配置为捕获进入所述相机的所述光并将所述光转换为图像信号；
基底载体，其中所述图像传感器安装在由所述基底载体支撑的基底上；
载体框架，所述载体框架至少部分地围绕所述基底载体；
弹簧板，所述弹簧板将所述基底载体机械地联接到所述载体框架，其中所述弹簧板允许所述基底载体相对于所述载体框架在自动对焦(AF)方向上的运动并且限制所述基底载体相对于所述载体框架在正交于所述自动对焦(AF)方向的多个光学图像稳定(OIS)方向上的运动；
一组悬挂元件，所述一组悬挂元件机械地连接到所述相机的静态构件并且联接到所述载体框架，其中所述悬挂元件允许所述载体框架和所述基底载体在所述多个光学图像稳定(OIS)方向上的运动并且限制所述载体框架在所述自动对焦(AF)方向上的运动；以及
一个或多个音圈马达致动器，所述一个或多个音圈马达致动器被配置为在所述自动对焦(AF)方向上移动所述图像传感器，并且在正交于所述自动对焦方向的所述多个光学图像稳定(OIS)方向上移动所述图像传感器。
2.根据权利要求1所述的相机，其中所述相机是折叠光学器件相机，所述折叠光学器件相机包括：
棱镜，所述棱镜被配置为重新引导经由所述光圈进入所述相机的所述光；和
附加棱镜，所述附加棱镜被配置为重新引导由所述棱镜重新引导的所述光，使得所述光沿所述自动对焦方向被引导，其中所述图像传感器被定位在所述相机中，使得沿所述自动对焦方向被引导的所述光被引导朝向所述图像传感器。
3.根据权利要求2所述的相机，其中所述载体框架和所述基底载体在所述载体框架和所述基底载体的至少一侧是至少部分开放的，并且
其中所述附加棱镜的至少一部分延伸穿过所述载体框架和所述基底载体的开放侧。
4.根据权利要求1所述的相机，所述相机还包括：
下部弯曲件，所述下部弯曲件包括一个或多个弯曲臂，所述一个或多个弯曲臂将被配置为沿所述自动对焦方向和所述多个光学图像稳定方向移动的所述图像传感器的所述基底连接至所述下部弯曲件的静态部分，其中所述一个或多个弯曲臂为所述图像传感器与所述下部弯曲件的所述静态部分之间的迹线提供路径。
5.根据权利要求1所述的相机，所述相机还包括：
双极磁体，所述双极磁体联接至所述载体框架的第一侧；
第二双极磁体，所述第二双极磁体联接到所述载体框架的第二侧；和
单极磁体，所述单极磁体联接至所述载体框架的第三侧，
其中所述载体框架的所述第一侧和所述第二侧为所述载体框架的相对的平行侧，使得所述双极磁体和所述第二双极磁体彼此平行取向，并且
其中所述载体框架的所述第三侧正交于所述载体框架的所述第一侧和所述第二侧，使得所述单极磁体垂直于所述双极磁体和所述第二双极磁体取向。
6.根据权利要求5所述的相机，所述相机还包括：
第一线圈，所述第一线圈在所述基底载体的与所述载体框架的所述第一侧相邻的侧被联接到所述基底载体；和
第二线圈，所述第二线圈在所述基底载体的与所述载体框架的所述第二侧相邻的另一侧被联接到所述基底载体；
其中所述第一线圈和所述第二线圈与所述双极磁体和所述第二双极磁体相互作用，以使所述基底载体在所述自动对焦(AF)方向上相对于所述载体框架移动。
7.根据权利要求6所述的相机，所述相机还包括：
第三线圈，所述第三线圈在静态弯曲件的被定位成与所述双极磁体相邻的部分上联接到所述静态弯曲件；和
第四线圈，所述第四线圈在静态弯曲件的与所述第二双极磁体相邻的部分上联接到所述静态弯曲件，
其中所述第三线圈和所述第四线圈与所述双极磁体和所述第二双极磁体相互作用，以使所述载体框架和所述基底载体在第一光学图像稳定(OIS)方向上移动；和
第五线圈，所述第五线圈在所述静态弯曲件的与所述单极磁体相邻的部分上联接到所述静态弯曲件，
其中所述第五线圈与所述单极磁体相互作用，以使所述载体框架和所述基底载体在正交于所述第一光学图像稳定(OIS)方向的第二光学图像稳定(OIS)方向上移动。
8.根据权利要求7所述的相机，所述相机还包括：
第一霍尔传感器，所述第一霍尔传感器在所述静态弯曲件的与安装在所述载体框架的所述第一侧的所述双极磁体相邻的部分上或者在所述静态弯曲件的与安装在所述载体框架的所述第二侧的所述第二双极磁体相邻的部分上被安装在所述静态弯曲件上，
其中所述第一霍尔传感器测量与所述载体框架和所述基底载体在所述第一光学图像稳定(OIS)方向上的位移成比例的磁场；
第二霍尔传感器，所述第二霍尔传感器在所述静态弯曲件的与安装在所述载体框架的所述第三侧的所述单极磁体相邻的部分上被安装在所述静态弯曲件上，
其中所述第二霍尔传感器测量与所述载体框架和所述基底载体在所述第二光学图像稳定(OIS)方向上的位移成比例的磁场；和
第三霍尔传感器，所述第三霍尔传感器安装在联接到所述基底载体并且被定位成与所述单极磁体相邻的竖直弯曲件上，其中所述第三霍尔传感器被取向成与所述第二霍尔传感器正交，
其中所述第三霍尔传感器随所述基底载体一起移动，并且测量与所述基底载体在所述自动对焦(AF)方向上相对于所述载体框架的位移成比例的磁场。
9.一种音圈马达致动器组件，所述音圈马达致动器组件包括：
多个磁体；
多个线圈；
基底载体，所述基底载体被配置为支撑图像传感器的基底；
载体框架，所述载体框架至少部分地围绕所述基底载体；和
弯曲组件，所述弯曲组件包括：
弹簧板，所述弹簧板将所述基底载体机械地联接到所述载体框架，其中所述弹簧板允许所述基底载体相对于所述载体框架在自动对焦(AF)方向上的运动，并且其中所述弹簧板限制所述基底载体相对于所述载体框架在正交于所述自动对焦(AF)方向的多个光学图像稳定(OIS)方向上的运动；以及
一组悬挂元件，所述一组悬挂元件被配置为将所述载体框架联接到静态构件，其中所述悬挂元件允许所述载体框架和所述基底载体在正交于所述自动对焦(AF)方向的所述多个光学图像稳定(OIS)方向上的运动，并限制所述载体框架在所述自动对焦(AF)方向上的运动，
其中所述音圈马达(VCM)致动器组件被配置为：
在所述自动对焦(AF)方向上移动所述图像传感器；以及
在正交于所述自动对焦方向的所述多个光学图像稳定(OIS)方向上移动所述图像传感器。
10.根据权利要求9所述的音圈马达致动器组件，其中所述载体框架的一侧是至少部分开放的，并且其中所述磁体安装在所述载体框架的不开放的其余三侧。
11.根据权利要求9所述的音圈马达致动器组件，其中所述磁体与所述载体框架一起移动，并且所述线圈被安装到所述音圈马达致动器组件的静态弯曲件。
12.根据权利要求9所述的音圈马达致动器组件，所述音圈马达致动器组件还包括下部弯曲件，其中所述下部弯曲件包括：
将所述图像传感器的基底连接至所述下部弯曲件的静态部分的一个或多个弯曲臂，其中所述一个或多个弯曲臂为所述图像传感器与所述下部弯曲件的所述静态部分之间的迹线提供路径。
13.根据权利要求9所述的音圈马达致动器组件，其中所述悬挂元件经由所述弹簧板的挠性突片在所述载体框架的拐角处机械地连接到所述载体框架，
其中所述弹性板的所述挠性突片被配置为吸收冲击应力，以减少所述悬挂元件在冲击事件期间经受的应力，并且
其中所述悬挂元件限制所述载体框架在所述音圈马达致动器组件内的旋转。
14.根据权利要求9所述的音圈马达组件，其中弹簧板还包括：
一个或多个缓冲器突片，所述一个或多个缓冲器突片被配置为限制所述基底载体相对于所述载体框架的相对运动超过所述基底载体的行进距离的第一行进终点；以及
一个或多个缓冲器突片，所述一个或多个缓冲器突片被配置为限制所述基底载体相对于所述载体框架的相对运动超过所述基底载体的所述行进距离的第二行进终点。
15.一种移动多功能设备，所述移动多功能设备包括：
相机，所述相机包括：
光圈，所述光圈被配置为使光能够进入所述相机；
图像传感器，所述图像传感器被配置为捕获进入所述相机的所述光并将所述光转换为图像信号；
音圈马达致动器组件，所述音圈马达致动器组件包括：
多个磁体；
多个线圈；
基底载体，所述基底载体支撑所述图像传感器；
载体框架，所述载体框架至少部分地围绕所述基底载体；和
弹簧板，所述弹簧板将所述基底载体机械地联接到所述载体框架，其中所述弹簧板允许所述基底载体相对于所述载体框架在自动对焦(AF)方向上的运动，并且其中所述弹簧板限制所述基底载体相对于所述载体框架在正交于所述自动对焦(AF)方向的多个光学图像稳定(OIS)方向上的运动；以及
悬挂元件，所述悬挂元件将所述载体框架联接到所述相机的静态构件，其中所述悬挂元件允许所述载体框架和所述基底载体在正交于所述自动对焦(AF)方向的所述多个光学图像稳定(OIS)方向上的运动，并限制所述载体框架在所述自动对焦(AF)方向上的运动；
显示器；和
一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：
使所述音圈马达(VCM)致动器组件在所述自动对焦(AF)方向上移动所述图像传感器；以及
使所述音圈马达(VCM)致动器组件在正交于所述自动对焦方向的所述多个光学图像稳定(OIS)方向上移动所述图像传感器。
16.根据权利要求15所述的移动多功能设备，其中所述相机是折叠光学器件相机，所述折叠光学器件相机包括：
棱镜，所述棱镜被配置为重新引导经由所述光圈进入所述相机的所述光；和
附加棱镜，所述附加棱镜被配置为重新引导由所述棱镜重新引导的所述光，使得所述光沿所述自动对焦方向被引导，其中所述图像传感器被定位在所述相机中，使得在所述自动对焦方向上被引导的所述光被引导朝向所述图像传感器。
17.根据权利要求16所述的移动多功能设备，其中所述棱镜或所述附加棱镜是使所述光会聚或发散的动力棱镜。
18.根据权利要求16所述的移动多功能设备，所述移动多功能设备还包括：
设置在所述棱镜和所述附加棱镜之间的一个或多个透镜，其中所述棱镜、所述附加棱镜和所述一个或多个透镜形成使所述光发散或会聚的光学系统，并且
其中所述光学系统包括所述棱镜、所述附加棱镜或所述一个或多个透镜的光学表面上的至少一个自由形式表面。
19.根据权利要求16所述的移动多功能设备，其中所述载体框架和所述基底载体在所述载体框架和所述基底载体的至少一侧是至少部分开放的，并且
其中所述附加棱镜的至少一部分延伸穿过所述载体框架和所述基底载体的开放侧。
20.根据权利要求15所述的移动多功能设备，其中所述磁体包括安装在所述载体框架的第一侧的第一双极磁体和安装在所述载体框架的平行于所述第一侧的相对侧的另一双极磁体，
其中所述线圈包括光学图像稳定(OIS)线圈和自动对焦(AF)线圈，所述光学图像稳定(OIS)线圈在所述双极磁体的第一侧被安装静态弯曲件上，所述自动对焦(AF)线圈在所述双极磁体的垂直于所述双极磁体的所述第一侧的第二侧被安装在所述基底载体上。
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