CN116018815A - 用于图像传感器的稳定组件 - Google Patents

Abstract

一种传感器稳定组件包括：外壳，其包括第一电磁组件的第一部分和第二电磁组件的第一部分并且限定外壳孔隙；第一框架，其具有允许在第一框架与外壳之间的相对运动的第一引导件并且限定第一框架孔隙；和第二框架，其具有允许在第二框架与第一框架之间的相对运动的第二引导件。第二框架包括：第一电磁组件的第二部分，其适于与第一部分互相作用以引起第一框架和第二框架相对于外壳移动；和第二电磁组件的第二部分，其适于与第一部分互相作用以引起第二框架相对于第一框架和外壳移动。传感器耦接到第二框架以捕获通过外壳孔隙和第一框架孔隙的光。

Description

用于图像传感器的稳定组件

技术领域

该说明书一般地涉及一种光学图像稳定器(OIS)。

背景技术

电子装置能够包括照相机系统。照相机系统能够使用光学图像稳定技术来补偿抖动和振动。光学图像稳定能够包括移动透镜以抵消电子装置的不希望的移动。对于带有更大和更重的照相机镜头的照相机系统，移动镜头更加困难。

发明内容

公开了用于在稳定图像传感器中使用的致动器组件。该组件能够被结合在包括诸如照相机系统的成像系统的电子装置中。所公开的技术能够用于抵消电子装置的不希望的运动从而稳定由图像传感器捕获的视频图像并且改进所捕获的图像的清晰度。所公开的技术通过相对于外壳和镜头移动图像传感器来稳定由图像传感器捕获的视频和图像。

光学图像稳定能够通过调节在照相机镜头与图像传感器之间的相对位置从而抵消例如，由于手抖而引起的照相机的移动来实现。并非相对于图像传感器移动镜头，而是图像传感器能够相对于镜头移动从而补偿手抖。图像传感器能够具有比镜头更轻的重量。因此，图像传感器而不是镜头的移动能够降低功耗，增加移动速度并且因此改进稳定质量，并且改进照相机系统的可靠性。

作为对以下描述的实施例的另外的描述，本公开描述了以下实施例。

实施例1涉及一种传感器稳定组件，包括：外壳，该外壳包括第一电磁组件的第一部分和第二电磁组件的第一部分，并且限定外壳孔隙；第一框架，该第一框架被可移动地安装到外壳的下侧并且具有允许沿着第一方向在第一框架与外壳之间的相对运动的多个第一引导件，该第一框架限定第一框架孔隙；第二框架，该第二框架被可移动地安装到第一框架的下侧并且具有允许沿着横向于第一方向的第二方向在第二框架与第一框架之间的相对运动的多个第二引导件，其中：第二框架包括第一电磁组件的第二部分，该第一电磁组件的第二部分适于当第一电磁组件通电时与第一电磁组件的第一部分电磁相互作用，以引起第一框架和第二框架这两者沿着第一方向相对于外壳移动；第二框架包括第二电磁组件的第二部分，该第二电磁组件的第二部分适于当第二电磁组件通电时与第二电磁组件的第一部分电磁相互作用，以引起第二框架沿着第二方向相对于第一框架和外壳这两者移动；和耦接到第二框架的传感器，该传感器被配置为随着第二框架在第一方向和第二方向上移动并且捕获穿过外壳孔隙和第一框架孔隙的光。

实施例2是实施例1的组件，其中，外壳的下侧限定沿着第一方向定向的多个第一凹槽；并且该多个第一引导件中的每一个包括从第一框架的顶侧延伸到由外壳的下侧限定的该多个第一凹槽中的对应的第一凹槽中的第一突起。

实施例3是实施例2的组件，其中，该多个第一凹槽中的每一个限定第一楔体形状，并且该多个第一引导件中的每一个的第一突起的形状符合由对应的第一凹槽限定的第一楔体形状。

实施例4是实施例1到3中的任何一个的组件，其中：第一框架的下侧限定沿着第二方向定向的多个第二凹槽；并且该多个第二引导件中的每一个包括从第二框架的顶侧延伸到由第一框架的下侧限定的该多个第二凹槽中的对应的第二凹槽中的第二突起。

实施例5是实施例4的组件，其中，该多个第二凹槽中的每一个限定第二楔体形状，并且该多个第二引导件中的每一个的第二突起的形状符合由对应的第二凹槽限定的第二楔体形状。

实施例6是实施例1到5中的任何一个的组件，其中，该多个第一引导件禁止沿着第二方向在第一框架与外壳之间的相对运动。

实施例7是实施例1到6中的任何一个的组件，其中，该多个第二引导件禁止沿着第一方向在第二框架与第一框架之间的相对运动。

实施例8是实施例1到7中的任何一个的组件，其中，第一框架的外周边在由第一方向与第二方向限定的平面中形成第一矩形；该多个第一引导件包括四个第一引导件；并且该四个第一引导件中的每一个位于第一矩形的四个角部中的相应的角部处。

实施例9是实施例1到8中的任何一个的组件，其中：第二框架的外周边在由第一方向与第二方向限定的平面中形成第二矩形；该多个第二引导件包括四个第二引导件；并且该四个第二引导件中的每一个位于第二矩形的四个角部中的相应的角部处。

实施例10是实施例1到9中的任何一个的组件，其中，第一框架的外周边和第二框架的外周边具有相同的尺寸和形状。

实施例11是实施例1到10中的任何一个的组件，其中：外壳孔隙由外壳的内周边限定；第一框架孔隙由第一框架的内周边限定；并且外壳的内周边和第一框架的内周边具有相同的尺寸和形状。

实施例12是实施例1到11中的任何一个的组件，其中，第一电磁组件的第一部分和第二电磁组件的第一部分中的每一个包括磁体；并且第一电磁组件的第二部分和第二电磁组件的第二部分中的每一个包括线圈。

实施例13是实施例1到12中的任何一个的组件，其中：第一电磁组件的第一部分横向于第二电磁组件的第一部分；并且第一电磁组件的第二部分横向于第二电磁组件的第二部分。

实施例14是实施例1到13中的任何一个的组件，其中：外壳孔隙在由第一方向和第二方向限定的平面中形成矩形；第一电磁组件的第一部分和第二电磁组件的第一部分邻接外壳孔隙的不同侧面；第二框架的外周边在由第一方向和第二方向限定的平面中形成矩形；并且第一电磁组件的第二部分和第二电磁组件的第二部分邻接第二框架的不同侧面。

实施例15是实施例1到14中的任何一个的组件，其中，该多个第一引导件中的每一个和该多个第二引导件中的每一个包括滚动元件轴承。

实施例16是实施例1到15中的任何一个的组件，其中，外壳支撑沿着横向于第一方向和第二方向的第三方向上下移动的自动对焦载体。

实施例17是实施例1到16中的任何一个的组件，其中，该组件位于电子装置的内侧并且外壳相对于电子装置是不移动的。

实施例18是实施例1到17中的任何一个的组件，其中：传感器用柔性导体连接到固定电路板以经由柔性导体从固定电路板接收电信号；并且固定电路板相对于外壳固定。

实施例19是实施例1到18中的任何一个的组件，其中，传感器包括图像传感器。

实施例20涉及一种传感器稳定组件，包括：外壳，该外壳包括第一电磁组件的第一部分和第二电磁组件的第一部分，并且限定外壳孔隙；第一框架，该第一框架被可移动地安装到外壳的下侧并且具有允许沿着第一方向在第一框架与外壳之间的相对运动的多个第一引导件，该第一框架限定第一框架孔隙；第二框架，该第二框架被可移动地安装到第一框架的下侧并且具有允许沿着横向于第一方向的第二方向在第二框架与第一框架之间的相对运动的多个第二引导件，其中：第一框架的外周边在由第一方向和第二方向限定的平面中形成第一矩形，该多个第一引导件中的每一个位于第一矩形的相应的角部处；第二框架的外周边在由第一方向和第二方向限定的平面中形成第二矩形，该多个第二引导件中的每一个位于第二矩形的相应的角部处；第二框架包括第一电磁组件的第二部分，该第一电磁组件的第二部分适于当第一电磁组件通电时与第一电磁组件的第一部分电磁相互作用，以引起第一框架和第二框架这两者沿着第一方向相对于外壳移动；第二框架包括第二电磁组件的第二部分，该第二电磁组件的第二部分适于当第二电磁组件通电时与第二电磁组件的第一部分电磁相互作用，以引起第二框架沿着第二方向相对于第一框架和外壳这两者移动；以及耦接到第二框架的传感器，该传感器被配置为随着第二框架在第一方向和第二方向上移动并且捕获穿过外壳孔隙和第一框架孔隙的光。

除了其他优点，实施例的特征在于改进的可靠性、更快的移动速度从而导致改进的稳定质量，和降低的功耗。在一些示例中，移动传感器基座的重量比移动镜头载体轻大约三倍。通过调节带有沉重镜头的照相机系统中的镜头位置来执行光学图像稳定能够使可靠性劣化并且增加功耗。因此，可靠性、功耗、共振频率和移动速度都能够受益于较轻的构件例如图像传感器而不是较重构件例如镜头的移动。

在附图和以下描述中阐述了本公开的主题的一种或者多种实现方式的细节。从该描述、绘图和权利要求，主题的其他特征、方面和优点将变得显而易见。

附图简要说明

图1是示例传感器稳定组件的透视图。

图2是图1的传感器稳定组件的分解视图。

图3A和3B是自动对焦载体相对于组件的外壳上下移动的示例传感器稳定组件的透视图。

图4A和4B是第二框架相对于第一框架和组件的外壳侧向移动的示例传感器稳定组件的透视图。

图5A和5B是第一框架和第二框架相对于组件的外壳侧向移动的示例传感器稳定组件的透视图。

图6示出了用于操作传感器稳定组件的过程的示例流程图。

图7是移动装置的实施例的透视图。

图8是图7的移动装置的概略截面视图。

图9是用于移动装置的电子控制模块的实施例的概略图表。

在各种绘图中类似的参考符号指示类似的元件。

具体实施方式

图1是示例传感器稳定组件的透视图。在一些示例中，组件100位于电子装置的内侧并且外壳102相对于电子装置是不移动的。在一些示例中，组件100是电子装置的照相机系统的一部分。组件100能够用于对焦并且稳定照相机系统的图像传感器。

作为参考，在图1中示出了笛卡尔坐标系统。笛卡尔坐标系统限定第一方向(x方向)，和横向(例如正交或者垂直)于第一方向的第二方向(y方向)。笛卡尔坐标系统还限定横向(例如正交或者垂直)于第一方向和第二方向这两者的第三方向(z方向)。x方向和y方向限定横向于z方向的x-y平面。x-y平面能够被认为是平行于笛卡尔坐标系统的x轴线和y轴线这两者的任何平面。

在该公开中，沿着z方向的移动能够是在正或者负z方向上的移动并且称作上下移动。沿着x方向或者y方向的移动能够是在正或者负方向上的移动并且称作侧向移动。组件的底部能够由组件基座136的底表面在z方向上的位置限定。组件的顶部能够由外壳102在z方向上与组件的底部相对的顶表面限定。组件的构件的下侧能够被限定为构件在z方向上面向组件基座136的表面。

传感器稳定组件100包括支撑自动对焦载体104的外壳102。外壳能够具有在x-y平面中形成多边形形状的外周边。例如，外壳的外周边能够具有矩形形状、正方形形状等。示例外壳具有矩形形状，该矩形的每一边具有40毫米(mm)或者更小的长度。在一些示例中，矩形的每一边能够具有例如36mm或者更小、24mm或者更小、12mm或者更小、10mm或者更小等的长度。

外壳102具有限定外壳孔隙106的内周边。在x-y平面中，内周边与外周边同心。在示例组件100中，外壳孔隙106在由x方向和y方向限定的平面中形成矩形形状。自动对焦载体104限定载体孔隙103。在示例组件100中，载体孔隙103在由x方向和y方向限定的平面中形成圆形形状。载体孔隙103比外壳孔隙106更窄，例如，载体孔隙103具有比外壳孔隙106的直径更小的直径。载体孔隙103和外壳孔隙106在x-y平面中基本相互对准。

在组件100的操作期间，自动对焦载体104能够在外壳孔隙106内上下(例如在z方向上)移动。自动对焦载体104能够支撑光学镜头，例如照相机镜头。例如，照相机镜头能够被安装在自动对焦载体104上使得镜头横跨载体孔隙103。自动对焦载体104能够在z方向上上下移动镜头以调节照相机的焦距。

组件100还包括第一框架110和第二框架120。组件100包括耦接到第二框架120的传感器。在传感器稳定组件100的操作期间，相对于电子装置，外壳102保持刚性，或者基本静止。自动对焦载体104、第一框架110和第二框架120中的每一个能够相对于外壳102和相对于电子装置可移动。

该组件还包括相对于外壳102不移动的组件基座136。组件基座136支撑用于为组件100的至少一部分生成控制信号的基座电路板。基座电路板能够被耦接到组件基座136的下侧。自动对焦电路板116将自动对焦载体104电连接到由组件基座136支撑的基座电路板。自动对焦电路板116能够例如是柔性印刷电路板(FPCB)。

图1示出第一框架110和第二框架120中的每一个处于居中位置的组件100。居中位置能够是用于组件100的静止位置，例如，当没有应用电流以驱动第一框架或者第二框架的位置时组件的位置。在居中位置中，外壳102、第一框架110和第二框架120的边缘能够在z方向上基本对准。

图2是图1的传感器稳定组件的分解视图。参考图2，在组件100的操作期间，光穿过镜头，穿过外壳孔隙106和载体孔隙103，穿过第一框架孔隙119，穿过滤光片126，并且由传感器130捕获。传感器130能够例如是图像传感器。传感器130能够相对于组件的第二框架120是不移动的。

自动对焦载体104支撑双极自动对焦磁体105。自动对焦电路板116包括自动对焦线圈和由自动对焦电路板116的内侧支撑的自动对焦霍尔传感器。自动对焦磁体105在x-y平面中基本与自动对焦线圈并且与自动对焦霍尔传感器对准。

自动对焦线圈和自动对焦磁体105能够电磁相互作用以驱动自动对焦载体104在z方向上上下移动。例如，在第一方向上流过自动对焦线圈的电流能够感应与自动对焦磁体105电磁相互作用以引起自动对焦载体104向上移动的磁场，而在与第一方向相反的第二方向上流过自动对焦线圈的电流能够感应与自动对焦磁体105电磁相互作用以引起自动对焦载体104向下移动的磁场。

霍尔传感器或者霍尔效应传感器是一种使用霍尔效应来检测磁场的存在和大小的传感器类型。霍尔传感器的输出电压与场强成正比。自动对焦霍尔传感器能够用于测量自动对焦载体104在z方向上的位移。

自动对焦电路板116耦接到组件基座136并且在基座电路板135与自动对焦线圈之间传输自动对焦驱动信号。自动对焦电路板116还在自动对焦霍尔传感器与基座电路板135之间传输自动对焦感测信号。自动对焦电路板116能够被钎焊到组件基座136。

随着自动对焦载体104上下移动，自动对焦轴承112减小在自动对焦载体与外壳102之间的摩擦。自动对焦轴承112能够位于自动对焦载体104的每一个角部处。自动对焦轴承112能够包括滚动元件轴承，例如滚珠轴承。

外壳102支撑用于驱动第二框架120以在x方向上和在y方向上例如通过携带来移动传感器130的电磁组件各部分。例如，组件100包括包含磁体109和线圈129的第一电磁组件，和包含磁体108和线圈128的第二电磁组件。

外壳102包括第一磁性组件的第一部分，例如磁体109。外壳102还包括第二磁性组件的第一部分，例如磁体108。磁体108横向于磁体109。磁体108和磁体109能够被刚性地耦接到外壳102。外壳孔隙106能够在x-y平面中形成多边形，例如矩形。磁体108和磁体109能够邻接外壳孔隙106的不同侧面。

外壳102的下侧限定沿着第一方向例如x方向定向的多个第一凹槽113。在示例组件100中，外壳102的下侧在外壳102的每一个角部处限定第一凹槽113。

第一框架110被可移动地安装到外壳102的下侧。第一框架110具有在x-y平面中形成多边形形状例如矩形的外周边。第一框架110具有限定第一框架孔隙119的内周边。在一些示例中，第一框架110的内周边和外壳102的内周边具有相同的尺寸和形状。第一框架孔隙119在z方向上基本与外壳孔隙106对准。

第一框架110包括多个第一引导件118。在示例组件100中，该多个第一引导件118包括四个第一引导件。第一框架110在x-y平面中形成第一矩形，并且该四个第一引导件118中的每一个位于第一矩形的四个角部中的相应的角部处。第一框架的引导件118允许沿着x方向在第一框架110与外壳102之间的相对运动。引导件118能够禁止沿着y方向在第一框架110与外壳102之间的相对运动。

该多个第一引导件118中的每一个包括从第一框架110的顶侧延伸的第一突起117。第一突起117延伸到对应的第一凹槽113中。在一些示例中，该多个第一凹槽113中的每一个限定第一楔体形状，并且该多个第一引导件118中的每一个的第一突起117的形状符合由对应的第一凹槽113限定的第一楔体形状。例如，凹槽113具有类似于楔体或者三棱柱的形状。第一突起117具有基本楔状或者三角形形状。第一突起117符合凹槽113的形状使得第一突起117在第一突起117的边缘与凹槽113的侧面之间以最小间隙装配到凹槽113中。

该多个第一引导件118中的每一个能够包括滚动元件轴承。滚动元件轴承能够包括滚动元件诸如第一滚珠114。第一滚珠114减小在外壳102与第一框架110之间的摩擦。在组件100的操作期间，第一框架110能够相对于外壳102在x方向上侧向移动。随着第一框架110侧向移动，第一突起117在x方向上沿着凹槽113滑动。第一滚珠114滚动以减小在外壳102与第一框架110之间的摩擦。

第一框架110的下侧限定沿着第二方向例如y方向定向的多个第二凹槽115。在示例组件100中，第一框架110的下侧在第一框架110的每一个角部处限定第二凹槽115。

第二框架120被可移动地安装到第一框架110的下侧。第二框架120具有在x-y平面中形成多边形形状例如矩形的外周边。在一些示例中，第一框架110的外周边和第二框架的外周边具有相同的尺寸和形状。

第二框架120包括多个第二引导件121。在示例组件100中，该多个第二引导件121包括四个第二引导件121。第二框架120在x-y平面中形成矩形，并且该四个第二引导件121中的每一个位于矩形的四个角部中的相应的角部处。第二框架120的引导件121允许沿着y方向在第二框架120与第一框架110之间的相对运动。引导件118能够禁止沿着x方向在第二框架120与第一框架110之间的相对运动。

该多个第二引导件121中的每一个包括从第二框架120的顶侧延伸的第二突起127。第二突起127延伸到对应的第二凹槽115中。在一些示例中，该多个第二凹槽115中的每一个限定第二楔体形状，并且该多个第二引导件121中的每一个的第二突起127的形状符合由对应的第二凹槽115限定的第二楔体形状。例如，凹槽115具有类似于楔体或者三棱柱的形状。第二突起127具有基本楔状或者三角形形状。第二突起127符合凹槽115的形状，使得第二突起127在第二突起127的边缘与凹槽115的侧面之间以最小间隙装配到凹槽115中。

该多个第二引导件121中的每一个能够包括滚动元件轴承。滚动元件轴承能够包括滚动元件诸如第二滚珠124。第二滚珠124减小第一框架110与第二框架120之间的摩擦。在组件100的操作期间，第二框架120能够相对于第一框架110在y方向上侧向移动。随着第二框架120侧向移动，第二突起127在y方向上沿着凹槽115滑动。第二滚珠124滚动以减小第一框架110与第二框架120之间的摩擦。

第二框架120支撑用于驱动第二框架120以在x方向和y方向上移动传感器130的电磁组件各部分。例如，第二框架120包括第一电磁组件的第二部分，例如线圈129。第二框架120还包括第二电磁组件的第二部分，例如线圈128。线圈128和线圈129能够被刚性地耦接到第二框架120。第二框架120能够在x-y平面中形成多边形，例如矩形。线圈128和线圈129能够邻接第二框架120的不同侧面。

线圈128和线圈129中的每一个在x-y平面中形成至少一个环(可能很多环)。每一个环具有较长维度和较短维度。线圈128的较长维度横向于线圈129的较长维度。例如，线圈128的较长维度在x方向上延伸，并且线圈129的较长维度在y方向上延伸。

线圈129适于当第一电磁组件通电时与磁体109电磁相互作用以引起第一框架110和第二框架120这两者沿着x方向相对于外壳移动。例如，当第一电磁组件通电时，线圈129与磁体109相互作用以引起第一框架110和第二框架120沿着x方向一前一后地移动。

线圈128适于当第二电磁组件通电时与磁体108电磁相互作用以引起第二框架120沿着y方向相对于第一框架110和外壳102这两者移动。

在一些示例中，第二框架支撑多个霍尔传感器。第一霍尔传感器(未示出)能够邻近于线圈128定位。第二霍尔传感器125能够邻近于线圈129定位。第一霍尔传感器能够用于测量第二框架120沿着y方向的位移。第二霍尔传感器125能够用于测量第二框架120沿着x方向的位移。霍尔传感器能够输出与第二框架120的位移成比例的电压测量值。基座电路板135然后能够基于从相应的霍尔传感器输出的电压来调节到线圈128、129的电流。

传感器130能够由传感器基座134支撑。例如，传感器基座134能够通过粘结材料附接到传感器130的下侧。传感器基座134机械地耦接到第二框架120。传感器基座134能够例如通过粘结材料、通过钎焊等机械地耦接到第二框架120。在一些示例中，传感器130在z方向上位于第二框架120与传感器基座134之间。

传感器130具有在x-y平面中形成矩形的外周边。在x-y平面中传感器130的外周边的尺寸能够小于外壳102的外周边的尺寸，小于第一框架110的外周边的尺寸，小于第二框架120的外周边的尺寸，或者这些的任何组合。在一些示例中，传感器130的外周边具有与第一框架110的内周边相同的尺寸和形状。传感器130能够是具有例如40mm或者更小、16mm或者更小、10mm或者更小等直径的图像传感器。

传感器130能够捕获例如大致沿着z方向穿过外壳孔隙106和第一框架孔隙119的光。第二框架120支撑滤光片126。滤光片126在z方向上与外壳孔隙106和第一框架孔隙119对准。滤光片126能够是蓝色滤光片，例如蓝色玻璃滤光片。蓝色玻璃滤光片能够滤除特定波长的光，例如红外光。蓝色玻璃滤光片能够允许红-绿-蓝光透射到传感器130。

传感器130用柔性导体132连接到固定电路板，例如基座电路板135。柔性导体132能够是例如FPCB、导线等。传感器130能够经由柔性导体132从基座电路板135接收电信号。传感器130能够通过柔性导体132将图像传感器信号传输到基座电路板135。

在一些示例中，柔性导体132能够连接到传感器130的两个相邻侧面。例如，柔性导体132能够连接到传感器130的第一侧从而传输从传感器竖直连接焊盘路由的信号，并且能够连接到传感器130的第二侧从而传输从传感器水平连接焊盘路由的信号。

固定电路板能够相对于外壳固定。例如，固定电路板能够由组件基座136支撑。经由柔性导体132在传感器130与固定电路板之间传输信号能够允许传感器130相对于固定电路板的移动。例如，柔性导体132能够挠曲或者弯曲，以允许传感器130在x方向、y方向或者这两个方向上的移动。

组件基座136能够支撑固定电路板。组件基座136还能够保护组件100的移动部分，例如传感器130、第一框架110和第二框架120。

图3A和3B是自动对焦载体上下移动的示例传感器稳定组件的透视图。

参考图3A，当电流被应用到自动对焦线圈时，由自动对焦线圈生成的电磁场与自动对焦磁体105相互作用以在z方向上将力施加在自动对焦载体104上。在z方向上施加在自动对焦载体104上的力引起自动对焦载体104在z方向上相对于外壳102移动。

改变流过自动对焦线圈的电流的方向能够反转自动对焦载体104的移动方向。例如，在第一方向上例如顺时针流动的电流能够引起自动对焦载体104向上移动，如在图3A中所示。将电流改变为在第二方向上例如逆时针流动能够引起自动对焦载体104向下移动，如在图3B中所示。

图4A和4B是第二框架相对于组件的第一框架和外壳侧向移动的示例传感器稳定组件的透视图。闭环控制系统包括基于来自组件的霍尔传感器的测量值来调节通过线圈的电流。

参考图4A，当电流被应用到线圈128时，由线圈128生成的电磁场与磁体108相互作用以在y方向上将力施加在第二框架120上。第二框架120的引导件121允许在y方向上在第二框架120与第一框架110之间的相对运动。因此，在y方向上施加在第二框架120上的力引起第二框架120在y方向上相对于第一框架110和外壳102移动。第一框架110和外壳102保持静止。

改变流过线圈128的电流的方向能够反转第二框架120的移动方向。例如，在第一方向上例如顺时针流动的电流能够引起第二框架120向右移动，如在图4A中所示。将电流改变为在第二方向上例如逆时针流动能够引起第二框架120向左移动，如在图4B中所示。

改变电流幅度能够调节第二框架120的移动量。例如，与较低电流幅度相比较，流过线圈128的较高电流幅度能够引起第二框架120远离中心地在y方向上移动更大的距离。在一个示例中，固定电路板能够将10.0毫安(mA)的电流应用到线圈128。应该到线圈128的电流能够引起第二框架120移动到在y方向上的中心右侧的第一位置。固定电路板然后能够将用于线圈128的电流增加到11.0mA。用于线圈128的电流的增加能够引起第二框架120在y方向上向右移动，使得第二框架120移动到与第一位置相比较进一步向右的第二位置。

在一些示例中，固定电路板能够将恒定电流应用到线圈128从而维持传感器130相对于外壳的稳态位置。在一些示例中，固定电路板能够基于外壳102的移动来调节到线圈128的电流。例如，为了抵消外壳102向左的移动，固定电路板能够将电流应用到线圈128以引起传感器130向左移动。通过向左移动传感器130，与在外壳102的移动之前物体相对于传感器的位置相比较，在传感器的视场中的物体能够相对于传感器130维持在相同或者类似的位置中。当外壳移动发生时，这能够通过减少图像中的运动模糊来改进图像质量。

在一些示例中，固定电路板能够增加到线圈128的电流以克服滚动元件轴承的静态和旋转摩擦从而在y方向上移动传感器130。一旦传感器130在y方向上移动到期望位置，固定电路板便能够减小到线圈128的电流从而相对于外壳102将传感器维持在稳态位置中。

图5A和5B是第一框架和第二框架相对于组件的外壳侧向移动的示例传感器稳定组件的透视图。参考图5A，当电流被应用到线圈129时，由线圈129生成的电磁场与磁体109相互作用以在x方向上将力施加在第二框架120上。第二框架120的引导件121禁止在x方向上第二框架与第一框架之间的相对运动。第一框架的引导件118允许在x方向上第一框架110与外壳102之间的相对运动。因此，在x方向上施加在第二框架120上的力引起第一框架110和第二框架120这两者在x方向上相对于外壳102移动。第一框架110和第二框架120沿着x方向一前一后地移动。例如，第一框架110和第二框架120中的每一个能够沿着x方向移动相同距离。

改变流过线圈129的电流的方向能够反转第一框架110和第二框架120的移动方向。例如，在第一方向上例如顺时针流动的电流能够引起第一框架110和第二框架120在x方向上向外移动，如图5A所示。将电流改变为在第二方向上例如逆时针流动能够引起第一框架110和第二框架120在x方向上向内移动，如图5B所示。

如以上参考图4A和4B所述，第一框架110和第二框架120在x方向上的位移能够通过调节电流幅度来控制。例如，固定电路板能够调节到线圈129的电流从而控制传感器在x方向上的移动。固定电路板能够将电流应用到线圈128，应用到线圈129，应用到这两者，或者两者都不应用。在一些示例中，固定电路板能够将电流应用到线圈129和线圈128这两者从而抵消外壳在多个方向上的移动。

图6示出了用于操作传感器稳定组件的过程600的示例流程图。过程600包括通过将第一磁性组件通电以引起第二框架和第一框架这两者沿着第一方向相对于组件的外壳移动以在第一方向上移动耦接到组件的第二框架的传感器(602)。例如，传感器130耦接到组件100的第二框架120。通过将包括磁体109和线圈129的第一磁性组件通电，传感器130能够在第一方向例如x向上移动。将第一磁性组件通电引起第一框架110和第二框架120沿着x方向相对于外壳102一前一后地移动，如在图5A和5B中所示。

过程600包括通过将第二磁性组件通电以引起第二框架沿着第二方向相对于第一框架和外壳这两者移动以在横向于第一方向的第二方向上移动耦接到组件的第二框架的传感器(604)。例如，传感器130耦接到组件100的第二框架120。通过将包括磁体108和线圈128的第二磁性组件通电，传感器130能够在第二方向例如y方向上移动。将第二磁性组件通电引起第二框架120沿着y方向相对于第一框架110和外壳102独立地移动，如在图4A和4B中所示。

虽然前面的图涵盖传感器稳定组件的具体实施例，即传感器稳定组件100，但是更加一般地，在这个示例中体现的原理也能够应用在其他设计中。例如，虽然传感器稳定组件100具有基本正方形的印迹(即，在x-y平面中)，但是其他形状也是可能的，诸如基本矩形、椭圆形或者圆形。

传感器稳定组件100的磁体能够是铁磁体、钕磁体或者铁氧体磁体，诸如由铁和镍构成的一种。在一些实施例中，传感器稳定组件100的磁体中的一个或多个能够由电磁体取代。在一些实施例中，传感器稳定组件100能够包括高磁导率材料。

通常，以上描述的传感器稳定组件能够在各种应用中使用。例如，在一些实施例中，传感器稳定组件100能够用于稳定电子装置的照相机的图像传感器。这种组件能够集成到移动装置，诸如移动电话中。例如，参考图7，移动装置700包括装置底盘702和包括集成了面板音频扩音器的平板显示器(例如，OLED或者LCD显示面板)的触摸面板显示器704。移动装置700以各种方式与用户交互，包括通过经由触摸面板显示器704来显示图像和接收触摸输入。典型地，移动装置具有大致10mm或者更小的深度(在z方向上)、60mm到80mm(例如，68mm到72mm)的宽度(在x方向上)、和100mm到160mm(例如，138mm到144mm)的高度(在y方向上)。移动电话在稳定性方面特别地具有挑战性，因为它们是在图像捕获期间受到多种环境条件和用户行为影响的便携式装置。稳健的图像稳定系统能够提高用户体验和满意度。

图7还示出了对应于图8所示截面方向的虚线。参考图8，移动装置700的截面图示装置底盘702和触摸面板显示器704。装置底盘702具有沿着z方向测量的深度和沿着x方向测量的宽度。装置底盘702还具有由装置底盘702主要在x-y平面中延伸的部分所形成的背面板。移动装置700包括被容纳在底盘702中的显示器704后面并且附接到显示器704的背侧的传感器稳定组件100。例如，PSA能够将传感器稳定组件100附接到显示器704。通常，传感器稳定组件100的尺寸与在由包括电子控制模块820和电池830的容纳在底盘中的其他构件约束的体积内适配。

通常，所公开的致动器由电子控制模块，例如电子控制模块820控制。通常，电子控制模块由从移动电话的一个或者多个传感器和/或信号接收器接收输入、处理该输入并且生成和传送控制传感器稳定组件100的操作的信号波形的一个或者多个电子构件构成。

参考图9，移动装置，诸如移动装置700的示例性电子控制模块820包括处理器910、存储器920、显示驱动器930、信号生成器940、输入/输出(I/O)模块950，和网络/通信模块960。这些构件彼此间(例如，经由信号总线902)并且与传感器稳定组件100电通信。

处理器910可以被实现为能够处理、接收或者传输数据或者指令的任何电子装置。例如，处理器910能够是微处理器、中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)，或者这种装置的组合。

存储器920具有存储在其上的各种指令、计算机程序或者其他数据。指令或者计算机程序可以被配置为执行关于移动装置描述的操作或者功能中的一个或者多个。例如，指令可以被配置为经由显示驱动器930、信号生成器940、I/O模块950的一个或者多个构件、可经由网络/通信模块960访问的一个或者多个通信信道、一个或者多个传感器(例如，生物统计传感器、温度传感器、加速度计、光学传感器、气压传感器、湿度传感器等等)、和/或传感器稳定组件100来控制或者协调装置的显示器的操作。

信号生成器940被配置为产生适合于传感器稳定组件100的具有改变的幅度、频率和/或脉冲包络的AC波形。虽然被描绘成单独的构件，但是在一些实施例中，信号生成器940能够是处理器910的一部分。在一些实施例中，信号生成器940能够包括放大器，例如作为其集成或者分离的构件。

存储器920能够存储能够由移动装置使用的电子数据。例如，存储器920能够存储电子数据或者内容，诸如例如音频和视频文件、文档和应用程序、装置设置和用户偏好、用于各种模块的定时和控制信号或者数据、数据结构或者数据库，等等。存储器920还可以存储用于重建可以由信号生成器940使用以生成用于传感器稳定组件100的信号的各种类型的波形的指令。存储器920可以是任何类型的存储器，诸如例如随机访问存储器、只读存储器、闪存、可移除存储器，或者其他类型的存储元件，或者这种装置的组合。

如以上简要讨论地，电子控制模块820可以包括图9中表示的各种输入和输出构件作为I/O模块950。虽然I/O模块950的构件在图9中被表示成单个项目，但是移动装置可以包括多个不同的输入构件，包括按钮、麦克风、开关和用于接受用户输入的拨盘。在一些实施例中，I/O模块950的构件可以包括一个或者多个触摸传感器和/或力传感器。例如，移动装置的显示器可以包括使得用户能够向移动装置提供输入的一个或者多个触摸传感器和/或一个或者多个力传感器。

I/O模块950的构件中的每一个可以包括用于生成信号或者数据的专用电路。在一些情形中，构件可以为对应于在显示器上呈现的提示或者用户界面对象的应用程序特定输入产生或者提供反馈。

如上所指出地，网络/通信模块960包括一个或者多个通信信道。这些通信信道能够包括在处理器910与外部装置或者其他电子装置之间提供通信的一个或者多个无线接口。通常，通信信道可以被配置为传输和接收可以由在处理器910上执行的指令解释的数据和/或信号。在某些情形中，外部装置是被配置为与其他装置交换数据的外部通信网络的一部分。通常，无线接口可以包括而不限于射频、光、声和/或磁信号并且可以被配置为经由无线接口或者协议进行操作。示例无线接口包括射频蜂窝接口、光导纤维接口、声学接口、蓝牙接口、近场通信接口、红外接口、USB接口、Wi-Fi接口、TCP/IP接口、网络通信接口，或者任何传统通信接口。

在一些实现方式中，网络/通信模块960的通信信道中的一个或者多个可以包括在移动装置与另一个装置，诸如另一个移动电话、平板、计算机等之间的无线通信信道。在一些情形中，输出、音频输出、触觉输出或者视觉显示元素可以被直接地传输到其他装置进行输出。例如，声音警报或者视觉警告可以从移动装置700传输到移动电话以在该装置上输出，并且反之亦然。类似地，网络/通信模块960可以被配置为接收在另一个装置上提供的输入以控制移动装置。例如，声音警报、视觉通知或者触觉警报(或者其指令)可以从外部装置传输到移动装置以供呈现。

本文公开的致动器技术能够在图像传感器系统，例如照相机系统中使用。照相机系统能够与面板集成。面板可以是例如基于OLED或者LCD技术的显示系统。面板可以是智能手机、平板计算机或者可穿戴装置(例如，智能手表或者头戴式装置，诸如智能眼镜)的一部分。

其他实施例在以下权利要求中给出。

要求保护的是：

Claims (20)

1.一种传感器稳定组件，包括：

外壳，所述外壳包括第一电磁组件的第一部分和第二电磁组件的第一部分，并且所述外壳限定外壳孔隙；

第一框架，所述第一框架被可移动地安装到所述外壳的下侧并且具有允许沿着第一方向在所述第一框架与所述外壳之间的相对运动的多个第一引导件，所述第一框架限定第一框架孔隙；

第二框架，所述第二框架被可移动地安装到所述第一框架的下侧并且具有允许沿着横向于所述第一方向的第二方向在所述第二框架与所述第一框架之间的相对运动的多个第二引导件，其中：

所述第二框架包括所述第一电磁组件的第二部分，所述第一电磁组件的所述第二部分适于当所述第一电磁组件通电时与所述第一电磁组件的所述第一部分电磁相互作用，以引起所述第一框架和所述第二框架两者沿着所述第一方向相对于所述外壳移动；以及

所述第二框架包括所述第二电磁组件的第二部分，所述第二电磁组件的所述第二部分适于当所述第二电磁组件通电时与所述第二电磁组件的所述第一部分电磁相互作用，以引起所述第二框架沿着所述第二方向相对于所述第一框架与所述外壳两者移动；以及

耦接到所述第二框架的传感器，所述传感器被配置为随着所述第二框架在所述第一方向和所述第二方向上移动并且捕获穿过所述外壳孔隙和所述第一框架孔隙的光。

2.根据权利要求1所述的组件，其中：

所述外壳的所述下侧限定沿着所述第一方向定向的多个第一凹槽；以及

所述多个第一引导件中的每一个包括从所述第一框架的顶侧延伸到由所述外壳的所述下侧限定的所述多个第一凹槽中的对应的第一凹槽中的第一突起。

3.根据权利要求2所述的组件，其中，所述多个第一凹槽中的每一个限定第一楔体形状，并且所述多个第一引导件中的每一个的所述第一突起的形状符合由所述对应的第一凹槽限定的所述第一楔体形状。

4.根据前述权利要求中的任何一项所述的组件，其中：

所述第一框架的所述下侧限定沿着所述第二方向定向的多个第二凹槽；以及

所述多个第二引导件中的每一个包括从所述第二框架的顶侧延伸到由所述第一框架的所述下侧限定的所述多个第二凹槽中的对应的第二凹槽中的第二突起。

5.根据权利要求4所述的组件，其中，所述多个第二凹槽中的每一个限定第二楔体形状，并且所述多个第二引导件中的每一个的所述第二突起的形状符合由所述对应的第二凹槽限定的所述第二楔体形状。

6.根据前述权利要求中的任何一项所述的组件，其中，所述多个第一引导件禁止沿着所述第二方向在所述第一框架与所述外壳之间的相对运动。

7.根据前述权利要求中的任何一项所述的组件，其中，所述多个第二引导件禁止沿着所述第一方向在所述第二框架与所述第一框架之间的相对运动。

8.根据前述权利要求中的任何一项所述的组件，其中：

所述第一框架的外周边在由所述第一方向和所述第二方向限定的平面中形成第一矩形；

所述多个第一引导件包括四个第一引导件；以及

所述四个第一引导件中的每一个位于所述第一矩形的四个角部的相应的角部处。

9.根据前述权利要求中的任何一项所述的组件，其中：

所述第二框架的外周边在由所述第一方向和所述第二方向限定的平面中形成第二矩形；

所述多个第二引导件包括四个第二引导件；以及

所述四个第二引导件中的每一个位于所述第二矩形的四个角部中的相应的角部处。

10.根据前述权利要求中的任何一项所述的组件，其中，所述第一框架的外周边和所述第二框架的外周边具有相同的尺寸和形状。

11.根据前述权利要求中的任何一项所述的组件，其中：

所述外壳孔隙由所述外壳的内周边限定；

所述第一框架孔隙由所述第一框架的内周边限定；以及

所述外壳的所述内周边和所述第一框架的所述内周边具有相同的尺寸和形状。

12.根据前述权利要求中的任何一项所述的组件，其中：

所述第一电磁组件的所述第一部分和所述第二电磁组件的所述第一部分中的每一个包括磁体；以及

所述第一电磁组件的所述第二部分和所述第二电磁组件的所述第二部分中的每一个包括线圈。

13.根据前述权利要求中的任何一项所述的组件，其中：

所述第一电磁组件的所述第一部分横向于所述第二电磁组件的所述第一部分；以及

所述第一电磁组件的所述第二部分横向于所述第二电磁组件的所述第二部分。

14.根据前述权利要求中的任何一项所述的组件，其中：

所述外壳孔隙在由所述第一方向和所述第二方向限定的平面中形成矩形；

所述第一电磁组件的所述第一部分和所述第二电磁组件的所述第一部分邻接所述外壳孔隙的不同侧面；

所述第二框架的外周边在由所述第一方向和所述第二方向限定的平面中形成矩形；以及

所述第一电磁组件的所述第二部分和所述第二电磁组件的所述第二部分邻接所述第二框架的不同侧面。

15.根据前述权利要求中的任何一项所述的组件，其中，所述多个第一引导件中的每一个和所述多个第二引导件中的每一个包括滚动元件轴承。

16.根据前述权利要求中的任何一项所述的组件，其中，所述外壳支撑沿着横向于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上下移动的自动对焦载体。

17.根据前述权利要求中的任何一项所述的组件，其中，所述组件位于电子装置的内侧并且所述外壳相对于所述电子装置是不移动的。

18.根据前述权利要求中的任何一项所述的组件，其中：

所述传感器用柔性导体连接到固定电路板以经由所述柔性导体从所述固定电路板接收电信号；以及

所述固定电路板相对于所述外壳固定。

19.根据前述权利要求中的任何一项所述的组件，其中，所述传感器包括图像传感器。

20.一种传感器稳定组件，包括：

外壳，所述外壳包括第一电磁组件的第一部分和第二电磁组件的第一部分，并且所述外壳限定外壳孔隙；

第一框架，所述第一框架被可移动地安装到所述外壳的下侧并且具有允许沿着第一方向在所述第一框架与所述外壳之间的相对运动的多个第一引导件，所述第一框架限定第一框架孔隙；

第二框架，所述第二框架被可移动地安装到所述第一框架的下侧并且具有允许沿着横向于所述第一方向的第二方向在所述第二框架与所述第一框架之间的相对运动的多个第二引导件，其中：

所述第一框架的外周边在由所述第一方向和所述第二方向限定的平面中形成第一矩形，所述多个第一引导件中的每一个位于所述第一矩形的相应的角部处；

所述第二框架的外周边在由所述第一方向和所述第二方向限定的所述平面中形成第二矩形，所述多个第二引导件中的每一个位于所述第二矩形的相应的角部处；

所述第二框架包括所述第一电磁组件的第二部分，所述第一电磁组件的所述第二部分适于当所述第一电磁组件通电时与所述第一电磁组件的所述第一部分电磁相互作用，以引起所述第一框架和所述第二框架两者沿着所述第一方向相对于所述外壳移动；以及

所述第二框架包括所述第二电磁组件的第二部分，所述第二电磁组件的所述第二部分适于当所述第二电磁组件通电时与所述第二电磁组件的所述第一部分电磁相互作用，以引起所述第二框架沿着所述第二方向相对于所述第一框架和所述外壳两者移动；以及

耦接到所述第二框架的传感器，所述传感器被配置为随着所述第二框架在所述第一方向和所述第二方向上移动并且捕获穿过所述外壳孔隙和所述第一框架孔隙的光。

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