TW201928491A - 具有透鏡致動器之可嵌入式相機 - Google Patents

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Abstract

本文中描述之標的之實施方案包含用於調整一相機中之焦距之一致動器。該致動器可包含在一外殼之一中心開口內滑動且承載該相機之一透鏡總成的一載體模組。一磁鐵定位於該載體模組之一第一橫向側上。一線圈定位於該外殼之一第一橫向側上或沿其定位且面對該載體模組之該第一橫向側上之該磁鐵。一驅動器電路定位於與該外殼之該第一橫向側相對之該外殼之一第二橫向側上或沿其定位。一連接器組件自緊鄰該外殼之該第一橫向側之一第一區域延伸至緊鄰該外殼之該第二橫向側之一第二區域，該連接器組件包含將該驅動器電路電耦合至該線圈的一導體。

Description

具有透鏡致動器之可嵌入式相機
本發明係關於相機，且更特定言之，本發明係關於用於致動一相機模組中之一透鏡總成之技術。
諸如智慧型電話、平板電腦及筆記型電腦之消費者電子裝置通常包含允許使用者擷取數位影像、視訊或該兩者的一或多個嵌入式相機。一智慧型電話(舉例而言)可配備有一對相機，該對相機包含用於擷取電話後方之場景之一背面面對相機及用於擷取電話前方之場景之一正面面對相機。一使用者可存取電話上之一相機應用程式以啟動相機之一者，觀看藉由相機(例如，一虛擬取景器)感測之影像之一即時顯示，且選擇一控制件以擷取並儲存一影像或視訊。有時使用背面面對相機作為一「全自動(point and shoot)」相機以擷取使用者前方之場景之影像，而往往使用正面面對相機來獲取正固持嵌入相機之裝置(例如)進行「自拍」或實況視訊會議之使用者之照片或視訊。一些裝置將正面面對相機模組定位於圍繞裝置之一主顯示器總成之一邊框(諸如圍繞一智慧型電話之一觸控螢幕之一邊框)內。
本說明書揭示用於致動一相機中之一透鏡總成，藉此向相機提供一自動聚焦能力之系統、方法、裝置及其他技術。在一些實施方案中，相機係一小型化相機模組，其經組態為嵌入於諸如一智慧型電話、平板電腦或平面螢幕電腦監視器之一電子裝置或顯示器總成內。相機模組可包含可操作以致動一透鏡總成且導致透鏡總成在相機模組之一外殼內滑動的一音圈馬達。當透鏡總成之一或多個透鏡朝向或遠離相機之一影像感測器移動時，調整投射至影像感測器上之影像，使得相機可聚焦於相機前方之不同距離處之物件。音圈馬達可包含一線圈，該線圈在藉由電流通電時產生一磁場，該磁場與固定至透鏡總成之一單獨磁鐵之一磁場相互作用以將磁鐵(及相關地透鏡總成)吸引朝向線圈或排斥遠離線圈。
為減小相機模組之大小及剖面，驅動線圈之一驅動器積體電路(「IC」)可提供在相機之與線圈自身相對之一側上。諸如一剛性撓曲板之一連接器組件可自相機之一側延伸至另一側以便將驅動器IC電耦合至線圈。因而，不管相機之相對側上之驅動器IC與線圈之間之實體分離，驅動器IC仍可視情況使線圈通電以控制透鏡總成與影像感測器之間之一距離。在一些實施方案中，驅動器IC與線圈之分離減小相機模組之一橫向尺寸(例如，一長度或寬度)，使得相機在嵌入於一電子裝置或顯示器總成中時佔用一較小表面積。
本文中揭示之標的之一些實施方案包含用於調整一相機中之焦距之一致動器。致動器可包含一外殼、一載體模組、一磁鐵、一線圈、一驅動器電路及一連接器組件。外殼可將載體模組可滑動地接納在外殼之一中心開口內。一透鏡總成可固定在載體模組內且由載體模組承載。磁鐵可定位於載體模組之一第一橫向側上。線圈可定位於外殼之一第一橫向側上且經配置以面對載體模組之第一橫向側上之磁鐵(例如，鄰近磁鐵)。驅動器電路可定位於與外殼之第一橫向側相對之外殼之一第二橫向側上或沿其定位。連接器組件可自緊鄰外殼之第一橫向側之一第一區域延伸至緊鄰外殼之第二橫向側之一第二區域。連接器組件可包含經組態以將電流自驅動器電路遞送至線圈以使線圈通電的至少一個導體。
此等及其他實施方案可視情況以任何組合包含以下特徵之一或多者。
定位於載體模組之第一橫向側上之磁鐵可經組態以產生一第一磁場。線圈在通電時可經組態以產生一第二磁場。載體可經組態以在外殼之中心開口內滑動至由於由磁鐵產生之第一磁場與由通電線圈產生之第二磁場之相互作用所致的一位置。
定位於載體模組之第一橫向側上之磁鐵可係或包含一永久磁鐵。
連接器組件可包含一剛性撓曲印刷電路板，且連接器組件之至少一個導體可包含安置在剛性撓曲印刷電路板上或內的至少一個導電跡線。
驅動器電路可包含經組態以自一控制器接收指示待應用於線圈之一啟動狀態之一控制信號的一驅動器積體電路，且驅動器積體電路可經組態以根據藉由控制信號指示之啟動狀態將電流遞送至線圈以使線圈通電。
致動器可經組態以依一定向嵌入在一運算裝置中或在一電子顯示器總成中，其中外殼之第一橫向側及第二橫向側沿著延伸在運算裝置或電子顯示器總成之一頂部與運算裝置或電子顯示器總成之一底部之間之各自軸垂直延伸。
致動器可進一步包含定位於外殼之第二橫向側上或沿其定位的一位置感測器。位置感測器可經組態以自載體模組能夠在外殼之中心開口內滑動至之一系列可能位置感測載體模組之一當前位置。
位置感測器可包含定位於外殼之第二橫向側上或沿其定位的一霍爾效應感測器。致動器可進一步包含定位於與載體模組之第一橫向側相對之載體模組之一第二橫向側上的一第二磁鐵，第二磁鐵鄰近霍爾效應感測器以允許霍爾效應感測器感測當載體模組在外殼之中心開口內滑動時導致之第二磁鐵之運動。
致動器可進一步包含經配置以促成載體模組在外殼之中心開口內之一線性滑動運動的一或多個滾球(roller ball)堆疊。
線圈可安裝在沿外殼之第一橫向側定位之一第一印刷電路板上。
驅動器電路可安裝在沿外殼之第二橫向側定位之一第二印刷電路板上。
連接器組件可自線圈安裝在其上之第一印刷電路板延伸至驅動器電路安裝在其上之第二印刷電路板。
本文中揭示之標的之一些實施方案包含一相機。相機可包含上文中描述之致動器、至少部分固定於致動器之載體模組內之一透鏡總成及一影像感測器之任一者。影像感測器可定位於相對於致動器之外殼之一固定位置處，其中透鏡總成之一或多個透鏡經組態以將外部光引導穿過一光圈且引導至影像感測器之一表面。相機可經組態以在調整自驅動器電路遞送至線圈之電流時，藉由沿著延伸穿過一或多個透鏡及影像感測器之一光軸移動載體模組及透鏡總成而調整焦距。
本文中揭示之標的之一些實施方案包含一運算裝置。運算裝置可包含一電子顯示器、如上文中描述之一相機、一或多個電腦處理器及一或多個電腦可讀媒體。電腦可讀媒體可具有儲存於其上之指令，該等指令在由一或多個處理器執行時經組態以提供一相機應用程式，該相機應用程式使用相機以在相機之一環境中擷取數位影像且提供影像以在電子顯示器上顯示。
此等及其他實施方案可視情況包含以下特徵之一或多者。
運算裝置可係一智慧型電話、一平板運算裝置或一筆記型電腦。
運算裝置可係一智慧型電話，其包含智慧型電話之一前側上之電子顯示器。相機可作為智慧型電話之前側之一正面面對相機嵌入於智慧型電話中。
本文中揭示之標的之一些實施方案包含用於致動一相機中之一透鏡總成之一方法。方法可包含藉由一驅動器電路且自一控制器接收導致驅動器電路使相機之一音圈馬達通電之一控制信號。音圈馬達可包含一永久磁鐵及具有一線圈之一電磁鐵，永久磁鐵定位於固持透鏡總成之一載體模組之一第一橫向側上，線圈定位於可滑動地接納載體模組之一外殼之一第一橫向側上或沿其定位，載體模組之第一橫向側定位成鄰近外殼之第一橫向側，使得永久磁鐵及線圈定位成彼此鄰近，驅動器電路電耦合至線圈且定位於與外殼之第一橫向側相對之外殼之一第二橫向側上或沿其定位。回應於接收將導致驅動器電路使相機之音圈馬達通電之第一信號，將電流自驅動器電路遞送至線圈以在線圈周圍產生一第一磁場，該第一磁場與永久磁鐵之一第二磁場相互作用。由於遞送來自驅動器電路且穿過線圈之電流以產生與永久磁鐵之第二磁場相互作用的第一磁場所致，方法可包含致動相機中之透鏡總成，包含使載體模組沿著相機之一光軸在外殼內滑動一正距離。
此等及其他實施方案可視情況包含以下特徵之一或多者。
方法可進一步包含：使用定位於外殼之一橫向側上或沿其定位之一位置感測器來偵測載體模組在外殼內之一當前位置；及基於載體模組在外殼內之當前位置及相機之一聚焦物鏡來判定是否使相機之音圈馬達通電。
相機可嵌入於一智慧型電話、一平板運算裝置或一筆記型電腦之一顯示器總成中。
可藉由使載體模組沿著相機之光軸在外殼內滑動正距離而執行致動透鏡總成，藉此使透鏡總成之一或多個透鏡上朝向或遠離相機之一影像感測器運動以調整相機之焦距。
在一些實施方案中及在某些例項中，本發明之標的達成以下優勢之一或多者。第一，藉由在一可嵌入式相機模組中提供一音圈馬達，一透鏡總成可沿著相機之一光軸線性移動以調整透鏡總成與一影像感測器之間之距離。隨著透鏡總成與影像感測器之間之距離改變，相機可自動聚焦於定位於相機之一視場內之不同距離處之物件。第二，藉由在相機模組之不同(例如，相對)側上提供驅動器電路(IC)及線圈，可減小相機模組之一橫向尺寸(例如，一長度或寬度)。舉例而言，取代將驅動器IC及線圈共同定位於相機模組之一側上之一單一印刷電路板上，驅動器IC及線圈可代替地安置於相機之相對橫向側上之單獨板上。此配置可減少或防止驅動器IC及/或線圈突出超過外殼、載體總成及/或透鏡總成之橫向側，使得未藉由驅動器IC及線圈增加相機模組之一整體橫向尺寸。個別地，例如，驅動器IC及線圈可比固持透鏡之載體總成之鏡筒更窄，但當在一單一印刷電路板上配置成彼此鄰近時，驅動器IC及線圈將比鏡筒更寬，藉此增大相機模組之整體橫向尺寸。可應用本文中揭示之技術以分離驅動器IC及線圈以便減小相機之一橫向尺寸。
在一些實施方案中，由於此等技術所致之相機模組之減小大小允許相機在嵌入於一電子裝置或顯示器總成中時佔用較小空間。舉例而言，智慧型電話設計之一趨勢係延伸電話前方之觸控螢幕顯示器使之愈發接近裝置之實體邊緣同時最小化或消除顯示器周圍之邊框。根據本文中揭示之技術之具有沿一垂直軸(即，自電話之頂部延伸至底部之一軸)之一減小橫向尺寸之一相機模組可允許嵌入相機之邊框之大小之減小。繼而，減小之邊框大小可根據所要設計目標促成顯示區域與電話大小比率之增大。
在圖式及以下詳細描述中陳述一或多項實施例之細節。本發明所屬於之領域之一般技術者將明白額外特徵及優勢。
本發明大體上描述用於提供一自動聚焦能力之一相機總成(亦被稱為一「相機模組」)之一致動器。在一些實施方案中，相機總成經組態以嵌入於一電子裝置或一顯示器總成中，諸如嵌入於一智慧型電話、一平板電腦、一電視機或一電腦監視器中。相機總成可安裝成鄰近一顯示螢幕之一頂部邊緣，舉例而言，安裝於形成螢幕之一周長之一邊框中。由於邊框之一最小寬度(例如，以提供一美觀裝置且以最小化整體裝置大小同時最大化顯示區域)可部分受相機總成之大小限制，因此本文中揭示之相機總成及致動器可經配置以便減小相機總成之一橫向尺寸，且大體上增加其小型化。如關於圖進一步詳細描述，可藉由將(ⅰ)作為致動器之一音圈馬達之部分之一線圈及(ⅱ)驅動線圈以產生一磁場之一驅動器IC安裝於總成之相對側上而非在總成之同一側上彼此鄰近而減小致動器及相機總成整體之大小。
轉向圖1，展示一經組裝相機模組100之一透視圖。相機模組100可經定大小以嵌入於一電子裝置或一顯示器總成中，諸如嵌入於一智慧型電話、一平板電腦、一電視機或一電腦監視器中。在一些實施方案中，相機模組100係一正面面對相機模組，諸如安裝於一智慧型電話前方且特別調適用於擷取電話之使用者之正向面對影像、啓用實況視訊會議或促成依賴於來自一正向面對視場之影像之其他活動的一相機。如關於圖3A至圖3H及圖4描述，相機模組100可包含一致動器，該致動器相對於一影像感測器移動一透鏡總成以提供一自動聚焦能力。
相機模組100可包含用於擷取數位影像及視訊的組件，及用於與嵌入相機模組100之一裝置中之一微處理器或其他控制器或資料處理設備介接的組件。舉例而言，如圖1中展示，相機模組100可包含一光圈102、一本體104、一底座106、一帶狀排線108及一連接器110。光圈102透過相機模組100之中心處之一開口收集在相機外部發出之光。進入光圈102之光經引導穿過一透鏡總成(圖1中未展示)之一或多個透鏡且投射至一影像感測器(圖1中未展示)上。影像感測器可安裝至底座106，該底座106 (例如)可係一印刷電路板。在一些實施方案中，該影像感測器係一電荷耦合裝置(CCD)。在其他實施方案中，該影像感測器係一互補金屬氧化物半導體(CMOS)感測器。舉例而言，投射於影像感測器上之影像可經擷取、儲存及/或呈現給一使用者。
相機模組100之本體104包含促成相機100之操作之結構組件之一集合。例如，本體104可包含一致動器(關於圖3A至圖3H進一步描述)及圍封致動器及其他相機組件之一罩蓋。帶狀排線108可係包含延伸在電連接器100之接腳與相機模組100內之電子組件之間之一系列電跡線的一可撓性基板。電連接器100上之接腳可在使用中與一互補電連接器100上之接腳配合以將電力遞送至相機模組100，在相機模組100與嵌入相機模組100之裝置之資料處理設備之間傳輸且接收控制信號，且傳送藉由影像感測器擷取之數位影像資料以供外部處理。
圖2係包含一正面面對相機模組100之一例示性智慧型電話裝置200之一圖式。如此圖圖解說明，裝置200包含佔用裝置200之前側之大部分的一主觸控螢幕202 (例如，一LCD或OLED觸控螢幕顯示器)。在一些智慧型電話中，觸控螢幕顯示器之表面積消耗大於裝置之前側上之整個表面積的90%。相機模組100定位於觸控螢幕202上方、在觸控螢幕之頂部邊緣與裝置200之一頂部邊緣之間之一邊框中。在一些實施方案中，裝置200可經設計以便最小化觸控螢幕202之頂部邊緣與裝置200之頂部邊緣之間之空間量。此可部分藉由將揚聲器重新定位於相機模組100上方、使觸控螢幕202更進一步朝向裝置200之頂部邊緣延伸且減小/最小化安置於觸控螢幕202之頂部邊緣與裝置200之頂部邊緣之間之相機模組100之垂直尺寸(即，沿圖2中之y軸延伸之橫向尺寸)而達成。
圖3A至圖3H圖解說明用於一相機總成之一致動器300之組件之透視圖。在一些實施方案中，致動器300可在相機模組100 (圖1)中實施且可形成相機模組100之本體104之部分。
更詳細地，圖3A至圖3B展示致動器300之主要組件302至308之分解圖。此等組件包含一頂部罩蓋302、一載體模組304、一連接器總成306及一外殼308。通常，外殼308提供一框架，該框架將載體模組304支撐在外殼308之一中心開口/通道內。載體模組304被接納在外殼308之中心開口內，且在組裝時橫向(沿著x軸及y軸)固定於外殼308中。然而，載體模組304可能夠沿垂直方向(沿著z軸(亦被稱為「光軸」))在外殼308之中心開口內滑動以實現自動聚焦。舉例而言，一或多個透鏡可固定於載體模組304之一中心開口內。當載體模組304相對於外殼308垂直地滑動時，載體模組中之透鏡與定位於外殼308之底座附近之一影像感測器之間之距離改變，藉此調整相機之焦距。
此外，為實現相機之一自動聚焦能力，致動器300可包含一音圈馬達，該音圈馬達驅動載體模組304沿著相機之光軸之移動，包含使載體模組304在外殼308之中心開口內滑動一距離。音圈馬達可包含一第一永久磁鐵318及一線圈326。第一永久磁鐵318安置於載體模組304之一第一橫向側(即，在組裝時定位於致動器300之一第一橫向側上之載體模組304之一側)上，而線圈326定位於外殼308之一第一橫向側(即，在組裝時定位於致動器300之第一橫向側上之外殼308之側)上或沿其定位，使得第一永久磁鐵318及線圈326在總成中彼此面對。由於第一永久磁鐵318與線圈326之間之緊密鄰接所致，線圈326可用電流通電以產生一磁場，該磁場與第一永久磁鐵318之磁場相互作用。磁場之間之吸引力或排斥力在外殼308內向上或向下(沿著光軸)驅動載體模組304。
諸如驅動器IC 328之一驅動器電路將電力遞送至線圈326以使線圈通電且產生與第一永久磁鐵318之磁場相互作用的第二磁場。驅動器IC 328定位於外殼308之一第二橫向側(即，在組裝時定位於致動器300之一第二橫向側上之外殼308之一側，致動器之第二橫向側與致動器之第一橫向側相對)上或沿其定位。驅動器IC 328可回應於自一外部控制器(例如，一微處理器或其他資料處理設備)提供至驅動器IC 328之一控制信號而使線圈通電326。在一些實施方案中，驅動器IC 328可諸如藉由反轉遞送至線圈326之電流之方向(藉此反轉自線圈326發出之磁場之極性)且調整磁場之有效強度(例如，使用脈衝寬度調變)以調整第一永久磁鐵318與線圈326之磁場之間之吸引力或排斥力的量而調整自線圈326發出之磁場以將載體模組304向上或向下驅動至精確位置。
在一些實施方案中，如圖3A至圖3H中展示，線圈326及驅動器IC 328安裝於一連接器總成306之相對端部上。連接器總成306包含總成之任一端部上之一對基板320、322 (例如，可撓性印刷電路板)，線圈326及驅動器IC 328分別安置於基板320、322上。諸如一剛性撓曲板之一連接組件324延伸在兩個基板320、322之間且連接兩個基板320、322。連接組件324包含電導體，諸如銅跡線，其等延伸在線圈326與驅動器IC 328之間以使線圈326及驅動器IC 328彼此電耦合。因而，不管致動器300之相對橫向側上之驅動器IC 328與線圈326之間之實體分離，驅動器IC 328仍可使線圈通電326而不在致動器300之同一側上鄰近線圈326。在致動器300經組裝時，連接器總成306環繞外殼308之周邊，使得第一基板322及線圈326定位於致動器300之第一橫向側上，且第二基板320及驅動器IC 328定位於致動器300之與第一側相對之第二橫向側上。緊固件、膠水、狹槽及凹槽或其他構件可將連接器總成306之基板320、322固定至外殼308。連接組件324可裝配在沿著外殼308之一側模製之一水平通道332內。
除載體模組304、連接器總成306及外殼308以外，致動器300可進一步包含一頂部罩蓋302。頂部罩蓋302經組態以裝配於組件304、306及308之總成上方。頂部罩蓋302具有經組態以圍繞外殼308之周邊延伸之側壁及具有一中心開口以允許透過相機之光圈收集外部光之一頂部件。頂部罩蓋302可用於數個目的。在一第一實例中，頂部罩蓋302形成一實體障壁，該實體障壁保護致動器300 (及更廣泛地相機總成)之內部組件使其免受外力及危險影響。另外，在一些實施方案中，頂部罩蓋302至少部分由一金屬材料形成且用於屏蔽相機使之免受可能在相機之環境中發生之電磁干擾(EMI)的影響。
圖3C及圖3D展示載體模組304之特寫透視圖。載體模組304包含形成於一圓周表面316內之一中心開口314。中心開口314可經定大小且塑形以接納相機之一透鏡總成(未展示)。透鏡總成可固定於中心開口314內，使得當載體模組304相對於外殼308沿相機之光軸移動時，亦導致透鏡總成與載體模組304一起移動。
載體模組304包含用以促成載體模組304在外殼308內之可滑動移動的兩個滾球堆疊312。舉例而言，滾球堆疊312可突出超過藉由部分圍封堆疊之一殼體界定之一平面。當將載體模組304插入於外殼308內時，滾球312之突出表面可接觸外殼308之一內表面(例如，在通道334中)以便防止載體模組304在外殼308內之橫向移動，同時促成載體模組304在垂直方向上(即，沿相機之光軸)之可滑動性。
在一些實施方案中，一對磁鐵310、318安置在載體模組304之相對側上。磁鐵310、318較佳地係永久磁鐵(例如，陶瓷、鐵氧體、釹鐵硼、釤鈷或鋁鎳鈷合金)，但在其他實施方案中任一或兩個磁鐵可係需要電流來激勵一磁場的電磁鐵。第一磁鐵318定位於載體模組304之第一橫向側上，該第一橫向側在經組裝時對應於使用中之致動器300之第一橫向側。此磁鐵318係致動器300之音圈馬達之部分，此係因為部分利用其發出之磁場來實體上在外殼308內上下驅動載體模組304。特定言之，在如組裝之致動器300中，第一磁鐵318共同定位成鄰近線圈326以允許在線圈326通電時由第一磁鐵318及線圈326發出之各自磁場之相互作用。
相比之下，第二磁鐵310未實體上驅動載體模組304，而代替地用於感測目的，諸如用於追蹤載體模組304 (及相關地透鏡總成)在外殼308內之一位置。第二磁鐵310可定位於載體模組304之第二橫向側上，該第二橫向側在經組裝時對應於使用中之致動器300之第二橫向側。因此，第二磁鐵310經配置於經組裝致動器300中、鄰近第二基板320。在一些實施方案中，除驅動器IC 328以外，第二基板320亦包含經組態以產生指示載體模組304在外殼308內之位置之一信號的一位置感測器。舉例而言，位置感測器可偵測載體模組304何時處於其在外殼308內之可能運動範圍中之頂部、底部或一中間位置。位置感測器可安裝成鄰近驅動器IC 328且經組態以面對第二磁鐵310。在一些實施方案中，位置感測器係偵測緊鄰感測器之磁場之變化的一霍爾效應感測器。由於第二磁鐵310相對於霍爾效應感測器(位置感測器)之定位，故感測器基於藉由霍爾效應感測器處之第二磁鐵310產生之磁場之強度來偵測載體模組304及第二磁鐵310何時朝向或遠離感測器移動(及因此載體模組304之位置)。
圖3E及圖3F展示連接器總成306之特寫透視圖。連接器總成306包含藉由一連接器組件324連接之一對基板320、322。基板320、322可由一可撓性印刷電路板製成。連接器組件324可由一剛性撓曲型印刷電路板製成。連接器組件提供安裝於第一基板322上之線圈326與安裝於第二基板320上之驅動器IC 328之間的實體分離。一位置感測器同樣可視情況安裝於第二基板320上。
圖3G及圖3H展示致動器300之外殼308之特寫透視圖。如已描述，外殼308經組態以支撐載體模組304且允許載體模組304在外殼308之一中心開口330中在限制內垂直(沿圖3G至圖3H中之z軸)滑動。外殼308進一步包含一外表面上之一水平通道332，該水平通道332經調適以接納使用中之連接器總成306之連接器組件324。外殼之第二橫向側上之一對垂直通道334經組態以將球堆疊312接納於載體模組304上以在載體模組304於外殼308內滑動時減少摩擦。
參考圖4，展示用於致動一相機中之一透鏡總成之一例示性程序400之一流程圖。在一些實施方案中，可使用相機模組100 (關於圖1描述)及致動器300 (關於圖3A至圖3H描述)來執行程序400。
在階段402，一控制器輸出一控制信號以由驅動器IC 328接收。控制信號可指示用於調整載體模組304 (及透鏡總成)在致動器300之外殼308內之一位置的一或多個參數。舉例而言，控制信號可指示在外殼308內將載體模組304移動得較高且因此進一步遠離影像感測器的一指令，或可指示在外殼308內將載體模組304移動得較低且因此較接近外殼308之底座處之影像感測器的一指令。
在階段404，驅動器IC 328接收控制信號，且作為回應在驅動器IC 328之一輸出接腳處產生一電信號，該電信號具有足夠電力以使線圈326通電且產生一磁場，該磁場與第一永久磁鐵318之磁場之相互作用在外殼308中向上或向下驅動載體模組304。由驅動器IC 328輸出之電信號經由沿著連接器組件324自致動器300之第一橫向側延伸至致動器300之第二橫向側之電跡線遞送至線圈326。
在階段406，基於通電線圈326與第一永久磁鐵318之間之磁場之相互作用來致動透鏡總成(例如，在外殼308中與載體模組304一起向上或向下移動)。
在一些實施方案中，系統包含用以提供閉合迴路回饋用於將載體模組304及透鏡總成定位於外殼308內之經改良控制的一位置感測器。在此等實施方案中，在階段408，系統可使用位置感測器來偵測載體模組304在外殼308內之一當前位置。可藉由外部控制器處理來自位置感測器之一輸出信號以判定載體模組304或透鏡總成之當前位置。接著，控制器可比較當前位置與載體模組304或透鏡總成之一目標位置。基於當前位置與目標位置之間之任何差異，在階段410，控制器可產生傳輸至驅動器電路之一經更新控制信號。程序400可重複以將載體模組304及透鏡總成驅動至由控制器判定之目標位置。
圖5係一運算裝置500之一示意圖。根據一例示性實施方案，可使用裝置500來實行結合先前描述之電腦實施方法之任一者所描述之操作。裝置500意欲包含各種形式之數位電腦，諸如膝上型電腦、桌上型電腦、工作站、個人數位助理、伺服器、刀片伺服器、主機及其他適當電腦。裝置500亦可包含行動裝置，諸如個人數位助理、蜂巢式電話、智慧型電話及其他類似運算裝置。另外，系統可包含可攜帶儲存媒體，諸如通用串列匯流排(USB)快閃隨身碟。舉例而言，USB快閃隨身碟可儲存作業系統及其他應用程式。USB快閃隨身碟可包含輸入/輸出組件，諸如一無線傳輸器或可插入至另一運算裝置之一USB埠中之USB連接器。
裝置500包含一處理器510、一記憶體520、一儲存裝置530及一輸入/輸出裝置540。組件510、520、530及540之各者使用一系統匯流排550來互連。處理器510能夠處理用於在裝置500內執行之指令。可使用若干架構之任一者來設計處理器。舉例而言，處理器510可係一CISC (複雜指令集電腦)處理器、一RISC (精簡指令集電腦)處理器或一MISC (最小指令集電腦)處理器。
在一個實施方案中，處理器510係一單執行緒處理器。在另一實施方案中，處理器510係一多執行緒處理器。處理器510能夠處理儲存於記憶體520中或儲存於儲存裝置530上之指令以在輸入/輸出裝置540上顯示一使用者介面之圖形資訊。
記憶體520儲存裝置500內之資訊。在一個實施方案中，記憶體520係一電腦可讀媒體。在一個實施方案中，記憶體520係一揮發性記憶體單元。在另一實施方案中，記憶體520係一非揮發性記憶體單元。
儲存裝置530能夠為系統500提供大容量儲存。在一個實施方案中，儲存裝置530係一電腦可讀媒體。在各種不同實施方案中，儲存裝置530可係一軟碟裝置、一硬碟裝置、一光碟裝置或一磁帶裝置。
輸入/輸出裝置540為系統400提供輸入/輸出操作。在一個實施方案中，輸入/輸出裝置540包含一鍵盤及/或指標裝置。在另一實施方案中，輸入/輸出裝置540包含用於顯示圖形使用者介面的一顯示單元。
描述之特徵可在數位電子電路中或在電腦硬體、韌體、軟體中或在其等之組合中實施。設備可在有形地體現在一資訊載體中(例如，在一機器可讀儲存裝置中)以供由一可程式化處理器執行之一電腦程式產品中實施；且可由執行指令之一程式之一可程式化處理器執行方法步驟以藉由對輸入資料操作且產生輸出而執行所描述實施方案之功能。可在可在包含至少一個可程式化處理器之一可程式化系統上執行之一或多個電腦程式中有利地實施所描述特徵，該至少一個可程式化處理器經耦合以自一資料儲存系統、至少一個輸入裝置及至少一個輸出裝置接收資料及指令，且將資料及指令傳輸至其等。一電腦程式係可直接或間接用於一電腦中以執行某一活動或導致某一結果的一指令集。一電腦程式可以任何形式之程式設計語言(包含編譯或解譯語言)撰寫，且其可以任何形式(包含作為一獨立程式或作為一模組、組件、副常式，或適於用於一運算環境中之其他單元)部署。
用於執行指令之一程式之適合處理器藉由實例包含通用微處理器及專用微處理器兩者，及唯一處理器或任何種類之電腦之多個處理器之一者。通常，一處理器將自一唯讀記憶體或一隨機存取記憶體或該兩者接收指令及資料。一電腦之必要元件係用於執行指令之一處理器及用於儲存指令及資料之一或多個記憶體。通常，一電腦亦將包含用於儲存資料檔案之一或多個大容量儲存裝置或以操作方式耦合以與一或多個大容量儲存裝置通信；此等裝置包含：磁碟，諸如內部硬碟及可移除磁碟；磁光碟；及光碟。適於有形地體現電腦程式指令及資料之儲存裝置包含全部形式之非揮發性記憶體，包含(藉由實例)：半導體記憶體裝置，諸如EPROM、EEPROM及快閃記憶體裝置；磁碟，諸如內部硬碟或可移除磁碟；磁光碟；及CD-ROM及DVD-ROM光碟。處理器及記憶體可由ASIC (特定應用積體電路)補充或併入於ASIC中。
為提供與一使用者互動，可在具有用於將資訊顯示給使用者之一顯示裝置(諸如一CRT (陰極射線管)或LCD (液晶顯示器)監測器)及一鍵盤及一指標裝置(諸如一滑鼠或一軌跡球，使用者可藉由其提供輸入至電腦)之一電腦上實施特徵。另外，可經由觸控螢幕平板顯示器及其他適當機構實施此等活動。
可在包含一後端組件(諸如一資料伺服器)或包含一中介軟體組件(諸如一應用程式伺服器或一網際網路伺服器)或包含一前端組件(諸如具有一圖形使用者介面或一網際網路瀏覽器之一用戶端電腦)或其等之任何組合之一電腦系統中實施特徵。系統之組件可藉由任何形式或介質之數位資料通信(諸如一通信網路)連接。通信網路之實例包含一區域網路(「LAN」)、一廣域網路(「WAN」)、同級間網路(具有特用(ad-hoc)或靜態成員)、網格運算基礎架構及網際網路。
電腦系統可包含用戶端及伺服器。一用戶端及伺服器通常遠離彼此且通常透過諸如所描述網路之一網路互動。用戶端及伺服器之關係鑑於在各自電腦上運行且具有相對於彼此之一用戶端-伺服器關係之電腦程式而產生。
雖然本說明書含有許多特定實施方案細節，但此等不應解釋為對任何發明之範疇或對可主張之內容之範疇之限制，而係解釋為特定於特定發明之特定實施方案之特徵之描述。本說明書中在不同實施方案之背景內容中描述之某些特徵亦可在一單一實施方案中組合實施。相反地，在一單一實施方案之背景內容中描述之各種特徵亦可在多個實施方案中分別或以任何適合子組合實施。此外，儘管特徵在上文中可描述為以某些組合起作用且甚至最初照此主張，然來自一主張組合之一或多個特徵在一些情況中可自組合刪除，且主張組合可能係關於一子組合或一子組合之變化例。
類似地，雖然在圖式中以一特定順序描繪操作，但此不應理解為要求以展示之特定順序或以循序順序執行此等操作，或執行全部圖解說明操作，以達成所要結果。在某些情境中，多任務及並行處理可係有利的。此外，上文中描述之實施方案中之各種系統組件之分離不應理解為在全部實施方案中要求此分離，且應瞭解，描述之程式組件及系統通常可一起整合於一單一軟體產品中或封裝成多個軟體產品。
因此，已描述標的之特定實施方案。其他實施方案在以下發明申請專利範圍之範疇內。在一些情況中，發明申請專利範圍中敘述之動作可按一不同順序執行且仍達成所要結果。另外，附圖中描繪之程序不一定要求展示之特定順序，或循序順序，以達成所要結果。在某些實施方案中，多任務及並行處理可係有利的。
100‧‧‧相機模組
102‧‧‧光圈
104‧‧‧本體
106‧‧‧底座
108‧‧‧帶狀排線
110‧‧‧連接器
200‧‧‧智慧型電話裝置
202‧‧‧主觸控螢幕
300‧‧‧致動器
302‧‧‧頂部罩蓋
304‧‧‧載體模組
306‧‧‧連接器總成
308‧‧‧外殼
310‧‧‧第二磁鐵
312‧‧‧滾球堆疊
314‧‧‧中心開口
316‧‧‧圓周表面
318‧‧‧第一永久磁鐵
320‧‧‧第二基板
322‧‧‧第一基板
324‧‧‧連接組件
326‧‧‧線圈
328‧‧‧驅動器積體電路(IC)
330‧‧‧中心開口
332‧‧‧水平通道
334‧‧‧垂直通道
400‧‧‧程序
402‧‧‧階段
404‧‧‧階段
408‧‧‧階段
410‧‧‧階段
500‧‧‧運算裝置
510‧‧‧處理器
520‧‧‧記憶體
530‧‧‧儲存裝置
540‧‧‧輸入/輸出裝置
550‧‧‧系統匯流排
圖1描繪一經組裝相機之一透視圖。
圖2描繪在一觸控螢幕顯示器上方具有一嵌入式相機之一例示性智慧型電話之一正視圖。
圖3A至圖3B展示來自用於一相機總成之一致動器之兩個角度之分解圖。圖3C至圖3D係致動器之一載體模組之透視圖。圖3E至圖3F係致動器之一連接器總成之透視圖。圖3G至圖3H係致動器之一例示性外殼之透視圖。
圖4係用於致動具有一音圈馬達之一相機模組中之一透鏡總成之一例示性程序之一流程圖。
圖5描繪可實施本文中描述之電腦實施技術之一例示性運算或電子裝置之一方塊圖。

Claims (20)

  1. 一種用於調整一相機中之焦距之致動器，該致動器包括： 一外殼； 一載體模組，其可滑動地接納於該外殼之一中心開口內，該載體模組經組態以承載該相機之一透鏡總成； 一磁鐵，其定位於該載體模組之一第一橫向側上； 一線圈，其定位於該外殼之一第一橫向側上或沿其定位且鄰近該載體模組之該第一橫向側上之該磁鐵； 一驅動器電路，其定位於與該外殼之該第一橫向側相對之該外殼之一第二橫向側上或沿其定位；及 一連接器組件，其自緊鄰該外殼之該第一橫向側之一第一區域延伸至緊鄰該外殼之該第二橫向側之一第二區域，該連接器組件包含經組態以將一電流自該驅動器電路遞送至該線圈以使該線圈通電的至少一個導體。
  2. 如請求項1之致動器，其中： 定位於該載體模組之該第一橫向側上之該磁鐵經組態以產生一第一磁場； 該線圈在通電時經組態以產生一第二磁場；且 該載體經組態以在該外殼之該中心開口內滑動至由於由該磁鐵產生之該第一磁場與由該通電線圈產生之該第二磁場之相互作用所致的一位置。
  3. 如請求項1或請求項2之致動器，其中定位於該載體模組之該第一橫向側上之該磁鐵包括一永久磁鐵。
  4. 如請求項1或請求項2之致動器，其中該連接器組件包括一剛性撓曲印刷電路板，且該連接器組件之該至少一個導體包括安置在該剛性撓曲印刷電路板上或內的至少一個導電跡線。
  5. 如請求項1或請求項2之致動器，其中該驅動器電路包括經組態以自一控制器接收指示待應用於該線圈之一啟動狀態之一控制信號的一驅動器積體電路，且該驅動器積體電路經組態以根據藉由該控制信號指示之該啟動狀態將該電流遞送至該線圈以使該線圈通電。
  6. 如請求項1或請求項2之致動器，其中該致動器經組態以依一定向嵌入在一運算裝置中或在一電子顯示器總成中，其中該外殼之該第一橫向側及該第二橫向側沿著延伸在該運算裝置或電子顯示器總成之一頂部與該運算裝置或電子顯示器總成之一底部之間之各自軸垂直延伸。
  7. 如請求項1或請求項2之致動器，其進一步包括定位於該外殼之該第二橫向側上或沿其定位的一位置感測器，該位置感測器經組態以自該載體模組能夠在該外殼之該中心開口內滑動至之一系列可能位置感測該載體模組之一當前位置。
  8. 如請求項7之致動器，其中該位置感測器包括定位於該外殼之該第二橫向側上或沿其定位的一霍爾效應感測器，且 該致動器進一步包括定位於與該載體模組之該第一橫向側相對之該載體模組之一第二橫向側上的一第二磁鐵，該第二磁鐵鄰近該霍爾效應感測器以允許該霍爾效應感測器感測當該載體模組在該外殼之該中心開口內滑動時導致之該第二磁鐵之運動。
  9. 如請求項1或請求項2之致動器，其進一步包括經配置以促成該載體模組在該外殼之該中心開口內之一線性滑動運動的一或多個滾球堆疊。
  10. 如請求項1或請求項2之致動器，其中該線圈安裝在沿該外殼之該第一橫向側定位之一第一印刷電路板上。
  11. 如請求項10之致動器，其中該驅動器電路安裝在沿該外殼之該第二橫向側定位之一第二印刷電路板上。
  12. 如請求項11之致動器，其中該連接器組件自該線圈安裝在其上之該第一印刷電路板延伸至該驅動器電路安裝在其上之該第二印刷電路板。
  13. 一種相機，其包括： 一致動器，其包括 一外殼； 一載體模組，其可滑動地接納於該外殼之一中心開口內，該載體模組經組態以承載該相機之一透鏡總成； 一磁鐵，其定位於該載體模組之一第一橫向側上； 一線圈，其定位於該外殼之一第一橫向側上或沿其定位且鄰近該載體模組之該第一橫向側上之該磁鐵； 一驅動器電路，其定位於與該外殼之該第一橫向側相對之該外殼之一第二橫向側上或沿其定位；及 一連接器組件，其自緊鄰該外殼之該第一橫向側之一第一區域延伸至緊鄰該外殼之該第二橫向側之一第二區域，該連接器組件包含經組態以將一電流自該驅動器電路遞送至該線圈以使該線圈通電的至少一個導體； 該透鏡總成，其中該透鏡總成至少部分固定於該致動器之該載體模組內； 一影像感測器，其定位於相對於該致動器之該外殼之一固定位置處，其中該透鏡總成之一或多個透鏡經組態以將外部光引導穿過一光圈且引導至該影像感測器之一表面； 其中該相機經組態以在調整自該驅動器電路遞送至該線圈之該電流時，藉由沿延伸穿過該一或多個透鏡及該影像感測器之一光軸移動該載體模組及該透鏡總成而調整焦距。
  14. 一種運算裝置，其包括： 一電子顯示器； 一相機，其包括： 一致動器，其包括： 一外殼； 一載體模組，其可滑動地接納於該外殼之一中心開口內，該載體模組經組態以承載該相機之一透鏡總成； 一磁鐵，其定位於該載體模組之一第一橫向側上； 一線圈，其定位於該外殼之一第一橫向側上或沿其定位且鄰近該載體模組之該第一橫向側上之該磁鐵； 一驅動器電路，其定位於與該外殼之該第一橫向側相對之該外殼之一第二橫向側上或沿其定位；及 一連接器組件，其自緊鄰該外殼之該第一橫向側之一第一區域延伸至緊鄰該外殼之該第二橫向側之一第二區域，該連接器組件包含經組態以將一電流自該驅動器電路遞送至該線圈以使該線圈通電的至少一個導體； 該透鏡總成，其中該透鏡總成至少部分固定於該致動器之該載體模組內； 一影像感測器，其定位於相對於該致動器之該外殼之一固定位置處，其中該透鏡總成之一或多個透鏡經組態以將外部光引導穿過一光圈且引導至該影像感測器之一表面； 其中該相機經組態以在調整自該驅動器電路遞送至該線圈之該電流時，藉由沿延伸穿過該一或多個透鏡及該影像感測器之一光軸移動該載體模組及該透鏡總成而調整焦距； 一或多個處理器；及 一或多個電腦可讀媒體，其具有儲存於其上之指令，該等指令在由該一或多個處理器執行時經組態以提供一相機應用程式，該相機應用程式使用該相機來擷取該相機之一環境中之場景之數位影像且提供該等影像以在該電子顯示器上顯示。
  15. 如請求項14之運算裝置，其中該運算裝置係一智慧型電話、一平板運算裝置或一筆記型電腦。
  16. 如請求項15之運算裝置，其中該運算裝置係一智慧型電話，其包含該智慧型電話之一前側之該電子顯示器，其中該相機作為該智慧型電話之該前側之一正面面對相機嵌入於該智慧型電話中。
  17. 一種用於致動一相機中之一透鏡總成之方法，該方法包括： 藉由一驅動器電路且自一控制器接收導致該驅動器電路使該相機之一音圈馬達通電的一控制信號，該音圈馬達包含一永久磁鐵及具有一線圈之一電磁鐵，該永久磁鐵定位於固持該透鏡總成之一載體模組之一第一橫向側上，該線圈定位於可滑動地接納該載體模組之一外殼之一第一橫向側上或沿其定位，該載體模組之該第一橫向側定位成鄰近該外殼之該第一橫向側，使得該永久磁鐵及該線圈定位成彼此鄰近，該驅動器電路電耦合至該線圈且定位於與該外殼之該第一橫向側相對之該外殼之一第二橫向側上或沿其定位； 回應於接收將導致該驅動器電路使該相機之該音圈馬達通電之該第一信號，將一電流自該驅動器電路遞送至該線圈以圍繞該線圈產生一第一磁場，該第一磁場與該永久磁鐵之一第二磁場相互作用；及 由於遞送來自該驅動器電路且穿過該線圈之該電流以產生與該永久磁鐵之該第二磁場相互作用的該第一磁場所致，致動該相機中之該透鏡總成，包含使該載體模組沿該相機之一光軸在該外殼內滑動一正距離。
  18. 如請求項17之方法，其進一步包括： 使用定位於該外殼之一橫向側上或沿其定位之一位置感測器來偵測該載體模組在該外殼內之一當前位置；及 基於該載體模組在該外殼內之該當前位置及該相機之一聚焦物鏡來判定是否使該相機之該音圈馬達通電。
  19. 如請求項17或請求項18之方法，其中該相機嵌入於一智慧型電話、一平板運算裝置或一筆記型電腦之一顯示器總成中。
  20. 如請求項17或請求項18之方法，其中藉由使該載體模組沿該相機之該光軸在該外殼內滑動該正距離而致動該透鏡總成導致該透鏡總成之一或多個透鏡朝向或遠離該相機之一影像感測器之運動以調整該相機之焦距。
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