TWI586165B

TWI586165B - 帶有方向感測之相機模組

Info

Publication number: TWI586165B
Application number: TW102126699A
Authority: TW
Inventors: 阿祖瑪艾迪
Original assignee: 數字光學公司
Priority date: 2012-07-25
Filing date: 2013-07-25
Publication date: 2017-06-01
Also published as: TW201412103A

Description

帶有方向感測之相機模組

【相關申請案之交叉引用】

本申請案主張以下五個美國專利申請案的優先權權益：2012年7月25日提出申請的美國臨時專利申請案第61/675,812號；2012年9月8日提出申請的美國臨時專利申請案第61/698,567號；2013年6月30日提出申請的美國專利申請案第13/931,973號；2013年6月30日提出申請的美國專利申請案第13/931,975號；以及2013年6月30日提出申請的美國專利申請案第13/931,978號。

本申請案亦係關於2013年3月15日提出申請的美國專利申請案第13/840,576號，該美國專利申請案主張2012年4月10日提出申請的美國臨時專利申請案第61/622,480號的優先權，該美國臨時專利申請案因此以引用方式併入本文。

本發明係關於帶有方向感測之相機模組。

本發明係關於一種相機模組，及更特定而言係關於一種具有經配置以移動一或更多個聚焦透鏡的微機電系統(microelectrical mechanical system；MEMS)致動器且特定而言包括自動聚焦(auto-focus；AF)及/或縮放特徵結構及定向感測器的相機模組，該定向感測器使用來自MEMS致動器的預先存在的資料。

一種相機模組，該相機模組包含：一相機模組外殼，該相機模組外殼界定一孔及一內腔以容納相機模組部件；一圖像感測器，該圖像感測器耦接至該外殼或位於該外殼內部；一透鏡鏡筒，位於該外殼內部，該透鏡鏡筒含有一光學元件串，該光學元件串相對於該孔及該圖像感測器設置以沿著一光路徑將景物的圖像聚焦至該圖像感測器上；一致動器，該致動器耦接至該光學元件串的一或更多個透鏡及經配置以相對於該圖像感測器移動該一或更多個透鏡以提供縮放或自動聚焦或兩者；以及一定向感測器，位於該光路徑外部該外殼內部，該定向感測器經配置以量測該相機模組的一定向及相應地提供資訊用於該致動器步進通過一自動聚焦過程，該自動聚焦過程具體地適合於相對於垂直的相機指向角的多個子範圍中的一者。

一種賦能嵌入相機之行動裝置，該行動裝置包含：一行動裝置外殼，該行動裝置外殼界定一孔及一內腔以容納相機模組部件及嵌入行動裝置部件；一顯示器；一使用者介面；以及一處理器；以及其中該相機模組部件包含：一圖像感測器，該圖像感測器耦接至該外殼或位於該外殼內部；一透鏡鏡筒，位於該外殼內部，該透鏡鏡筒含有一光學元件串，該光學元件串相對於該孔及該圖像感測器設置以沿著一光路徑將景物的圖像聚焦至該圖像感測器上；一致動器，該致動器耦接至該光學元件串的一或更多個透鏡及經配置以相對於該圖像感測器移動該一或更多個透鏡以提供縮放或自動聚焦或兩者；以及一定向感測器，位於該光路徑外部該外殼內部，該定向感測器經配置以量測該相機模組的一定向及相應地提供資訊用於該致動器步進通過一自動聚焦過程，該自動聚焦過程具體地適合於相對於垂直的相機指向角的多個子範圍中的一者。

28‧‧‧剖面線

100‧‧‧致動器裝置

102‧‧‧檯面

104‧‧‧致動器

106‧‧‧彎曲

108‧‧‧外部框架

110‧‧‧固定框架

111‧‧‧運動控制彎曲

112‧‧‧移動框架

114‧‧‧齒

114B‧‧‧移動齒

116‧‧‧中心開口

118‧‧‧中心/形心

301‧‧‧可移動透鏡

302‧‧‧閂鎖

304‧‧‧支點

306‧‧‧彈簧

308‧‧‧部署桿

310‧‧‧彎曲

312‧‧‧表面

314‧‧‧箭頭

400‧‧‧致動器裝置

404‧‧‧電接觸

405‧‧‧開口

505‧‧‧可移動框架

506‧‧‧外部框架

517‧‧‧固定框架

520‧‧‧平臺

521‧‧‧透鏡墊

522‧‧‧支柱

523‧‧‧環氧化物

552‧‧‧塊

560‧‧‧齒

571‧‧‧徑向變化

1001‧‧‧側向減震器組件

1002‧‧‧第一減震器構件

1003‧‧‧第二減震器構件

2600‧‧‧致動器裝置

2602‧‧‧檯面

2604‧‧‧致動器

2605‧‧‧鉸合線

2606‧‧‧彎曲

2607‧‧‧彎曲

2608‧‧‧外部框架

2609‧‧‧部署腳

2610‧‧‧固定框架

2611‧‧‧側壁

2612‧‧‧移動框架

2613‧‧‧側壁

2614‧‧‧齒

2614A‧‧‧齒

2614B‧‧‧齒

2615‧‧‧條帶

2616‧‧‧中心開口

2618‧‧‧中心/形心

第1圖以平面視圖示意性地圖示根據某些實施例的平面內致動器裝置的示例性實施例。

第2圖以部分平面視圖示意性地圖示第1圖的示例性致動器裝置的致動器，圖示在製造狀態中及在經部署用於操作使用之前的致動器。

第3圖以部分平面視圖示意性地圖示第2圖的致動器，圖示在部署用於操作使用之後的致動器。

第4圖以部分平面視圖示意性地圖示根據某些實施例的用於部署致動器裝置的示例性方法中的致動器裝置。

第5圖以前端平面視圖示意性地圖示根據某些實施例的致動器裝置的示例性實施例。

第6圖以部分透視視圖示意性地圖示第5圖的示例性致動器。

第7A圖、第7B圖及第7C圖以部分橫截面視圖示意性地沿著剖面28-28的線圖示第5圖的致動器裝置，圖示製造狀態、部署狀態及部署及致動狀態中的根據某些實施例的裝置的實例。

第8A圖及第8B圖以部分橫截面視圖示意性地圖示根據示例性致動器裝置的某些實施例的部署腳，分別圖示部署之前及部署之後黏附固定就位的部署腳。

第9圖示意性地圖示根據某些實施例的用於致動器裝置的平臺的一部分。

第10圖示意性地圖示根據某些實施例的經定位用於安裝至致動器裝置的可移動透鏡的底部視圖。

第11圖示意性地圖示安裝至第10圖的致動器裝置的可移動透鏡的側視圖。

第12圖示意性地圖示根據某些實施例的致動器裝置的部分。

第13圖示意性地圖示在部署狀態中第12圖的致動器裝置的底部視圖。

第14圖示意性地圖示在部署配置中的第13圖的致動器裝置的一部分，無任何偏壓施加至該致動器裝置。

第15圖示意性地圖示在部署配置中的第13圖的致動器裝置的一部分，具有小的偏壓施加至該致動器裝置。

第16圖示意性地圖示在部署配置中的第13圖的致動器裝置的一部分，具有大的偏壓施加至該致動器裝置。

第17圖示意性地圖示根據某些實施例的側向減震器組件。

第18圖包括電容對偏壓的三條曲線，包括中性重力(實線)、正重力(+g，虛線)及負重力(-g，短劃線)。

第19A圖圖示根據某些實施例的圍繞z軸(平行於光路徑)擺動以產生慣性參考系從而實現陀螺儀功能的透鏡。

第19B圖圖示根據某些實施例的圍繞x軸或y軸(垂直於光路徑)擺動以產生慣性參考系從而實現陀螺儀功能的透鏡。

第20圖示意性地圖示相機模組，該相機模組使用致動器電壓輸入及電容量測以決定定向。

第21A圖及第21B圖以截面視圖圖示根據某些實施例的具有MEMS致動器及不同的可移動透鏡組的自動聚焦相機模組實例。

第22圖示意性地圖示根據某些實施例的耦接至可撓性印刷電路(flexible printed circuit；FPC)的示例性相機模組的透視圖。

第23圖以分解視圖示意性地圖示根據某些實施例的用於覆蓋相機模組的經組裝版本的電磁干擾(electromagnetic interference；EMI)護罩。

第24圖示意性地圖示根據某些實施例的物件、距離及用於擷取相對於相機模組在不同高度及距離處設置的物件的圖像的指向角。

第25圖圖示向下與水平線成30度角而向下指向附近物件的相機模組。

第26圖圖示在水平平面中或在側向定向上具有自身光路徑的相機模組。

第27圖圖示高於水平線30度向上指的相機模組。

第28圖圖示根據某些實施例的針對在相機模組的各自自動聚焦範圍內的三個相機定向(向上、水準及向下)的電容對電壓的曲線。

第29圖圖示電壓範圍，該電壓範圍藉由DAC啟動電壓及DAC終止電壓限制及該電壓範圍針對根據某些實施例的向下指向的相機模組在自動聚焦過程中被劃分為十個電壓增量步階。

第30圖圖示電壓範圍，該電壓範圍藉由DAC啟動電壓及DAC終止電壓限制及該電壓範圍針對根據某些實施例的水平定向的相機模組在自動聚焦過程中被劃分為十個電壓增量步階。

第31圖圖示電壓範圍，該電壓範圍藉由DAC啟動電壓及DAC終止電壓限制及該電壓範圍針對根據某些實施例的向上指向的相機模組在自動聚焦過程中被劃分為十個電壓增量步階。

根據某些實施例，第32圖圖示了在相機模組之相對應自動對焦範圍上的三個相機方向(上、水平及下)之電容對比電壓的圖，三個相機方向之各者具有無窮大位置之指示，其中該無窮大位置係非機械硬停。

提供相機模組，該等相機模組經配置以藉由使用板上MEMS自動聚焦(AF)致動器的電容感測能力決定該等相機模組自身的定向，該MEMS自動聚焦致動器用於根據相機模組的適當對準及焦點校正在具體位置處定位一或更多個可移動透鏡。嵌入相機模組內部的代碼經配置以程式化處理器，以基於校正的、計算的或以其他方式知道的重力對一或更多個可移動透鏡的MEMS AF致動器的定位的影響辨別相機的定向。使用此定向回饋資訊，可決定及選擇多個自動聚焦常式，當相機模組指向一方向時(該方向在從直上經由水平至直下的定向的某一子範圍內)，每一自動聚焦常式經校正執行效果特別好。根據本發明的實施例的相機模組的自動聚焦特徵結構的準確度、速率、總體效能及效率為高度有利的。

MEMS致動器

在第1圖的平面視圖中圖示適合於實現光學元件(諸如透鏡、透鏡組或成像感測器)在相機的焦平面(亦即，垂直於光軸或Z軸的X-Y平面)中的移動的致動器裝置100的實例，及該實例詳細描述於以引用方式併入本文的US20120081598中。如第1圖所圖示，在一些實施例中，大體上平面的致動器裝置100可包含經彈性地支撐用於在裝置100的平面內部移動的檯面102、三個或三個以上致動器104及在操作期間圍繞及支撐檯面102及致動器104的外部框架108，每一致動器104經由至少一個彎曲106耦接至檯面102 的外部周圍及為可操作的以在致動時施加在檯面102的平面中及與檯面102成切線地作用的一力。在第1圖圖示的特定示例性實施例中，裝置100合併三個致動器104，但是在其他實施例中，可使用更多數量的致動器104。此外，儘管圖中的致動器104顯示為以相等角度間隔佈置在檯面102的週邊周圍，亦即，以120度間隔，但致動器104的其他甚至不規則的角度佈置是可能的。

如第1圖至第3圖所圖示，在一些實施例中，X-Y平面致動器裝置100可包含微機電系統(MEMS)結構，該微機電系統結構可使用眾所周知的微機械加工及/或光刻技術由(例如)矽基板製造成單個整體結構，且致動器104可包含(例如)靜電「梳狀驅動式」致動器，每一致動器包含固定框架110，藉由一或更多個運動控制彎曲111彈性支撐用於相對於固定框架110的往復直線移動的移動框架112及交替地附接至固定框架110及移動框架112的複數個交叉指形齒114。

如第1圖進一步圖示的，在一些實施例中，檯面102可合併中心開口116，該中心開口116界定(例如)具有中心或形心118的「透鏡環」，及在該中心開口116內部可同心地安裝(例如)透鏡或一組透鏡(「透鏡組」)或另一類型的光學元件。或者，可省去檯面102中的中心開口116，使得檯面102界定移動平臺，(例如)，諸如互補式金屬氧化物半導體(complementary meta-oxide-semiconductor；CMOS)或電荷耦合裝置(charge coupled device；CCD)積體電路 (integrated circuit；IC)成像感測器(例如，「晶片上相機」)的成像感測器可安裝在該移動平臺上。

如第1圖可見，每一致動器104的移動框架112藉由兩側對稱的「片彈簧」對或下彎彎曲106耦接至檯面102。彎曲106在Z方向(亦即，在垂直於裝置100及檯面102的平面的方向)上為相對剛性的，但是在X方向及Y方向為彈性可撓的，亦即，彎曲106以相對剛性的方式將相關聯致動器104的切線運動耦接至檯面102，與此同時彎曲106在徑向方向為十分柔性的，從而形成致動器104與檯面102之間的「虛擬動態(pseudo kinematic)」耦接佈置。

因此，在此類致動器裝置100的操作之前，每一致動器104的移動框架112可相對於固定框架110側向「部署」至一位置，該位置與相關聯固定框架110共平面、平行於該固定框架110及以選擇的距離與該固定框架110隔開以獲得相對於相關聯固定框架110的實質上共平面的、直線的、往復的運動，及隨後移動框架112可固定或閂鎖在彼部署位置中。如以下更詳細論述的，存在數個不同的方法及設備用於移動致動器104的移動框架112及由此移動齒114B的相關聯移動部分至部署位置，以及用於將移動框架112閂鎖或固定在部署位置中。因此，第2圖圖示未部署狀態中的示例性致動器104，及第3圖圖示設置於部署狀態中的致動器104。

在一些實施例中，當已經部署致動器104但沒有將致動電壓施加至致動器104時，移動框架112相對於固定框架110的部署位置可界定致動器104的「行程開始」、「關機」或「駐停」狀態，在該狀態中檯面102的形心118保持在致動器裝置100的內部中心處。藉由施加適當的電壓差至某些固定的及移動的齒114，致動器104隨後可全部經偏壓至「一半行程」或「操作」位置。之後，給定致動器104上的偏壓增加將引起致動器104的移動框架112的切線移動遠離偏壓位置及朝向致動器104的相關聯固定框架110，及相反地偏壓下降將引起致動器104的移動框架112的切線移動遠離偏壓位置及固定框架110。從致動器104移除所有電壓將引起移動框架110回到移動框架110的原始行程開始或關機或駐停位置。

存在數個不同的方法及設備用於移動致動器104的移動框架112及由此移動齒114的相關聯移動部分至部署位置以及用於將致動器104閂鎖或固定在部署位置中。

一種此方法及設備的示例性實施例圖示在第4圖中的致動器104的放大部分頂端平面視圖中。在第4圖的實施例中，部署方法包括以下步驟：形成共平面的中心上閂鎖302及外部框架108上的支點304。使用彈簧306將閂鎖302耦接至外部框架108。使用部署彎曲310(亦即，主要用於致動器部署過程中的彎曲)將共平面部署桿308耦接至移動框架112。移動框架112轉而藉由運動控制彎曲111(亦即，主要用於控制移動框架112相對於固定框架110的運動的彎曲)耦接至固定框架108。部署桿308具有設置於桿的上端處的表面312，該表面312設置為傾斜平面用於閂鎖302的凸輪致動及與閂鎖302的閂鎖嚙合，且部署桿308具有位於桿的下端處的凹口，該凹口與支點304嚙合用於桿圍繞支點304的旋轉移動。

在示例性部署中，加速力(例如，藉由在移動框架112上作用的重力場導致的移動框架112的重量所實現的加速力)在箭頭314的方向上施加至致動器裝置100，同時將外部框架108固定住。此引起部署桿308圍繞支點404及朝向外部框架108旋轉。部署桿308圍繞支點304的旋轉引起部署彎曲310向左推動移動框架112遠離固定框架110及推動至部署位置，在該部署位置部署桿308的上端處的凸輪表面312致動及藉由閂鎖302嚙合，以便將移動框架112及相關移動齒114B固定在部署位置，如在(例如)第2圖中所圖示。

用於實現(例如)透鏡或透鏡組沿著相機或攝遠透鏡的光軸或Z軸移動的示例性致動器裝置2600圖示在第5圖及第6圖中及在共同所有的美國專利申請案第12/946,670號及第12/946,515號中詳細描述，該等美國專利申請案每一者於2010年11月15日提出申請，該等美國專利申請案以引用方式併入本文。合併此致動器裝置2600的相機的微型透鏡鏡筒在亦於2010年11月15日提出申請的共同所有的美國專利申請案第12/946,680號中詳細描述且該美國專利申請案以引用方式併入本文。

如第5圖及第6圖所圖示，大體平面致動器裝置2600包含經彈性支撐用於在±Z方向移動(亦即，至裝置2600的平面內及離開裝置2600的平面)的可移動檯面2602、二個或二個以上致動器2604及在操作期間圍繞及支撐檯面2602及致動器2604的外部框架2608，每一致動器2604藉由一或更多個實心彈性鉸鏈或「彎曲」2606耦接至檯面2602的外部周圍及為可操作的以在致動時在±Z方向上施加各自的旋轉力至檯面2602。在圖示的特定致動器裝置2600中，提供三個致動器2604，但是在其他可能的實施例中，可使用更少或更多數量的致動器2604。

如第5圖至第6圖所圖示，在一些實施例中，致動器裝置2600可包含微機電系統(MEMS)裝置2600，該微機電系統裝置2600可使用眾所周知的微機械加工及/或光刻技術由(例如)矽基板製造而成為單個整體裝置，及如第5圖至第6圖所圖示，致動器2604可包含(例如)靜電「梳狀驅動式」致動器，每一致動器包含固定框架2610，經彈性支撐用於相對於固定框架2610及外部框架2608的旋轉移動的移動框架2612及交替地附接至固定框架2610及移動框架2612的複數個交叉指形齒2614。

此外，如第5圖至第6圖所圖示，在一些實施例中，檯面2602可合併具有中心或形心2618的中心開口2616及(例如)透鏡、一組透鏡(透鏡組)或其他類型的光學元件可同心地安裝在該中心開口2616內部，以與檯面2602在±Z方向上共同移動。或者，可省去檯面2602中的中心開口2616，使得檯面2602界定可移動平臺，在該可移動平臺上，(例如)可安裝包含已知類型的成像感測器的積體電路(IC)。

如在以上共同所有的申請案中更詳細論述的，在一些靜電致動的實施例中，致動器裝置2600可製造為大體平面結構，在該結構中致動器2604的交叉指形齒2614設置為彼此共平面的，亦即，所有交叉指形齒2614位於裝置的平面中。如熟習此項技術者將理解，在此定向上，施加電壓差至梳狀驅動式致動器2604的交叉指形齒2614不能引起檯面2602在Z方向上的任何所欲的平面外移動。因此，如第7A圖至第7C圖所圖示，在此致動器裝置2600的操作之前，每一致動器2604的固定框架2610「經部署」以相對於彼此以角度θ偏移分別附接至固定框架2610及移動框架2612的鄰近齒對2614。此部署產生致動器裝置2600的非平面總體配置。共同所有的美國專利申請案第12/946,646號中詳細描述了用於針對後續的±Z致動旋轉地部署此致動器裝置2600及用於將致動器裝置2600固定在部署狀態中的方法及設備，該美國專利申請案在2010年11月15日提出申請且以引用方式併入本文。

如‘646申請案中所描述的，當如此部署時，每一致動器2604隨後包括一部分(亦即)固定框架2610，該部分固定框架2610在外部框架2608的平面下方延伸，如第6圖及第7A圖至第7C圖所圖示。一旦如此部署，固定框架2610可隨後分別固定或鎖定至位置中，使得固定框架2610不相對於外部框架2608進一步移動，及固定框架2610相對於相關聯的移動框架2612以角度θ有角度地偏移或「旋轉」。致動器2604(例如)藉由施加或移除固定框架2610及移動框架2612的各自齒2614上的電壓差來致動將隨後引起可移動框架2612向下及朝向部署的固定框架2610旋轉或向上及遠離部署的固定框架2610旋轉，以實現檯面2602及由此實現安裝在檯面2602上的任何光學元件在±Z方向上所欲的直線運動。

因此，如第5圖至第7C圖所圖示，在特定的示例性致動器裝置2600中，固定框架2610及移動框架2612兩者藉由複數個彎曲2607鉸接以圍繞相對於彼此的共同鉸合線2605及外部框架2608向下旋轉。當然，如以下更詳細論述，其他旋轉鉸接佈置(不一定同線)亦為可能的。如第7A圖所圖示，在未部署狀態中，外部框架2608、固定框架2610及移動框架2612(連同分別附著至固定框架2610及移動框架2612的交叉指形齒2614A及2614B)及藉由彎曲2606鉸接至移動框架的檯面2602皆設置為在裝置2600的平面中彼此共平面。

如第7B圖所圖示，當致動器裝置2600經部署用於操作使用時，每一致動器2604的移動框架2610連同移動框架2610的相關聯部分梳狀驅動齒2614，圍繞鉸合線2605向下旋轉部署角度θ及固定在彼位置處，使得固定框架2612、相關聯的齒2614B及檯面2602保持設置為與外部框架2608共平面。

如第7C圖所圖示，若不同電壓隨後分別施加至致動器2604的固定框架2610及移動框架2612的齒2614A及2614B，則移動框架2612將被吸引至固定框架2612及向下朝向固定框架2612旋轉，引起檯面2602的相對應的向下旋轉位移。然而，由於檯面2602藉由彎曲2606耦接至移動框架2612及由於檯面2602類似地耦接至設置於檯面2602的對側上的一或更多個其他致動器2604，故檯面2602將(並非旋轉) 在Z方向上進行純粹的直線移動。類似地，去除電壓差將引起檯面2602在相反方向上(亦即，在+Z方向上，亦即，背朝檯面2602的原始位置)直線移動。

在第5圖至第7C圖的特定示例性實施例中，固定框架2610及固定框架2610的相關聯的齒2614A圖示為相對於移動框架2612及移動框架2612的相關聯的齒2614B向下旋轉，以實現致動器裝置2600用於操作的部署。然而，如一些熟習此項技術者將認識到的，類似結果可藉由以下操作獲得：相對於固定框架2610及固定框架2610的相關聯的齒2614A向上旋轉移動框架2612、移動框架2612的相關聯的齒2614B及檯面2602，同時使得後一些特徵結構設置為與外部框架2608為大體共平面的。如上所述此部署將同樣引起致動器裝置2600的非平面總體配置，不同之處在於是檯面2602、移動框架2612及相關聯的固定齒2614B隨後向上位移及從外部框架2608、移動框架2610及相關的移動齒2614B的平面中位移出來。

在此實施例中，若不同電壓隨後分別施加至致動器2604的固定框架2610及移動框架2612的齒2614A及2614B，則移動框架2612及移動框架2612的相關聯齒2614B將如前所述被吸引至固定框架2610及固定框架2610的相關聯齒2614A及朝向固定框架2610及固定框架2610的相關聯齒2614A向下旋轉，引起檯面2602的相對應的向下旋轉位移。如上所述，由於檯面2602藉由彎曲2606耦接至移動框架2612及由於檯面2602類似地耦接至設置於檯面2602的對側上的一或更多個致動器2604，故檯面2602將如上所述在-Z方向上進行純粹的直線運動，及如上所述，去除電壓將引起檯面2602在相反方向上(亦即，在+Z方向上，背朝檯面2602的原始位置)的直線運動。

在任一情況下，當致動器2604的固定框架2610或移動框架2612已經旋轉至固定框架2610或移動框架2612的各自部署位置時，希望將固定框架2610或移動框架2612相對於外部框架2608固定在彼位置。如在共同所有的美國專利申請案第12/946,646號中所論述的(該申請案以引用方式併入)，此固定可以多種不同方式實現。舉例而言，如第8A圖所圖示，固定框架2610(例如)可提供有具有設置為空間上與外部框架2608的側壁2613相對的側壁2611的部署腳2609。如第8B圖所圖示，在固定框架2610已經向下旋轉部署角度θ后，例如，黏合劑的條帶2615可設置於部署腳2609與外部框架2608之間的角度空間中以將固定框架2610永久固定在部署位置中。

雖然以上內容及在美國專利申請案第12/946,646號中描述的其他方法提供滿意的措施用於將致動器2604的固定框架2610或移動框架2612部署及固定在部署位置中，但可能存在情況，在該等情況中希望藉由更合理的「閂鎖」佈置來部署及固定固定框架或移動框架2610或2612。根據本揭示案，提供設備及方法用於使用此閂鎖機構將致動器裝置2600的致動器2604的固定框架2610或移動框架2612部署及閂鎖在部署位置中。

第9圖圖示根據實施例的具有徑向變化571的平臺520的一部分。在一個實施例中，徑向變化571可形成在平臺520中以允許平臺520擴展。徑向變化571可為平臺520中的角度彎曲。因此，諸如可移動透鏡301的光學元件可被插入至平臺520的開口405中，該開口405可擴展以接收可移動透鏡301及該開口405可夾緊可移動透鏡301。開口405可隨著平臺520的徑向變化571變形(例如，趨向伸直)而擴展，以便增加開口405的周長。

第10圖圖示定位用於安裝至致動器裝置400的可移動透鏡的透視圖及第11圖圖示根據實施例的附接至致動器裝置400的可移動透鏡301的側視圖。在一個實施例中，可移動透鏡301可黏附地接合至平臺550，諸如藉由黏附地接合可移動透鏡301的支柱522至透鏡墊521。舉例而言，環氧化物523可用於黏附地接合可移動透鏡301至平臺520。可移動透鏡301可藉由透鏡墊521支撐。

第12圖圖示根據實施例的致動器550的一部分，圖示疊加在致動器550的齒560上方的塊552。如本文所論述的，塊552表示齒560。

第13圖圖示根據實施例的部署配置中致動器裝置400的底部透視圖。在部署配置中，未致動的可移動框架505相對於外部框架506為實質上在平面內及部署的固定框架517相對於外部框架506及可移動框架505為實質上在平面外。

電壓可經由電接觸404施加至每一致動器550。舉例而言，三個接觸404中的二個可用於將來自透鏡鏡筒200的電壓施加至致動器裝置400。可不使用第三個接觸404或可使用第三個接觸404以冗餘地施加來自透鏡鏡筒200的電壓的一個極性至致動器裝置400。

實質上相同電壓可施加至三個致動器550以引起該三個致動器550的移動框架505的實質上相同的移動。實質上相同的電壓施加至三個致動器550可引起平臺520相對於外部框架506平移使得平臺520保持與外部框架506實質上平行。因此，當諸如可移動透鏡301的光學元件(諸如沿著該光學元件的光軸)移動時，該光學元件可維持在所欲的對齊中。

實質上不同的電壓可施加至三個致動器550以引起該三個致動器550的移動框架505的實質上不同的移動。可使用三個接觸404及共同迴路將實質上不同的電壓施加至三個致動器550。因此，每一接觸404可施加分別受控的電壓至三個致動器550中專用的一者。

實質上不同的電壓施加至三個致動器550可引起平臺520相對於外部框架506平移使得平臺實質上相對於外部框架506傾斜。因此，當施加實質上不同的電壓時，平臺520不一定保持實質上與外部框架平行。舉例而言，施加不同的電壓至三個致動器550可用於對準平臺520與外部框架506。舉例而言，施加不同的電壓至三個致動器550可用於促進光學圖像穩定或透鏡對齊。

第14圖圖示根據實施例的部署配置中致動器裝置 400的一部分，沒有任何電壓施加至致動器裝置400。沒有任何電壓施加至致動器裝置400的情況下，可移動框架505相對於外部框架506為實質上在平面內及部署的固定框架517相對於外部框架506及可移動框架505為實質上在平面外。

第15圖圖示根據實施例的部署配置中致動器裝置400的一部分，具有小的電壓施加至致動器裝置400。施加小的電壓的情況下，可移動框架505已經朝向部署的固定框架517旋轉且位於部分致動位置中。

第16圖圖示根據實施例的部署配置中致動器裝置400的一部分，具有最大電壓施加至致動器裝置400。如可見的，可移動框架505已經進一步朝向部署的固定框架517旋轉且位於完全致動位置中。

第17圖圖示根據實施例的側向減震器組件1001的上視圖。側向減震器組件1001可具有第一減震器構件1002及第二減震器構件1003。第一減震器構件1002可形成在固定框架517之上及第二減震器構件可形成在可移動框架505之上。第一減震器構件1002及第二減震器構件1003可協作以抑制在衝擊或大的加速期間可移動框架505相對於固定框架517(及因此亦相對於外部框架506)的非所欲的側向運動。第一減震器構件1002與第二減震器構件1003之間的間隙「D」可為大約2微米至3微米寬以限制此非所欲的側向運動。

相機模組作為方向感測器

第18圖包括三條電容對偏壓的曲線，包括中性重力或水準相機模組(實線)、正重力或向下指向的相機模組(+1 g，虛線)及負重力或向上指向的相機模組(-1 g，短劃線)。相較於在致動器部件之間施加偏壓V₁以將透鏡定位為相對於圖像感測器沿著相機模組的光路徑傾斜對齊(亦即，故透鏡看起來不像是比薩斜塔)及中心對齊，當負重力-1 g作用於相機模組上時使用較低的偏壓，而當正重力+1 g作用於相機模組上時使用較高的偏壓。基於經施加以維持電容在C₀處的電壓，可決定加速度。或者，電壓可固定在V₁處，同時量測電容以決定加速度。

第19A圖圖示根據某些實施例的圍繞z軸(平行於光路徑)擺動以產生慣性參考系從而實現陀螺儀功能的透鏡。第19B圖圖示根據某些實施例的圍繞x軸或y軸(垂直於光路徑)擺動以產生慣性參考系從而實現陀螺儀功能的透鏡。藉由感測擺動運動及用激勵訊號去卷積，有利地量測旋轉。

第20圖示意性地圖示根據某些實施例的耦接有外部處理器的相機模組。第20圖的相機模組包括透鏡組件，該透鏡組件包括MEMS致動器(或音圈馬達或其他)用於在自動聚焦及/或縮放操作中移動透鏡組件中的一或更多個透鏡。成像器(或圖像感測器)及圖像訊號處理器(image signal processor；ISP)亦包括在第20圖的相機模組中。示例性相機模組亦包括用於在自動聚焦控制操作中藉由致動器快速調整一或更多個透鏡的ASIC自動聚焦驅動器。

可使用回饋系統且自動聚焦特徵可被包括在內，如在美國公開專利申請案第US20120075492號及美國專利申請案第12/944,701號、第12/944,703號、第13/020,805號、第13/077,891號及第13/077,936號中所描述。此外，在美國申請案第13/028,203號，第‘205號及第‘206號中描述的特徵亦可用於替代的實施例中以暫存在圖像之中具有全域或區域旋轉的擷取的圖像及/或辨別相機模組及擷取的場景中的一或更多個物件的運動。

第20圖示意性地圖示相機模組，該相機模組使用致動器電壓輸入及電容量測以實現定向感測功能，而無單獨的機械或實體定向感測器模組。第20圖的相機模組亦包括透鏡組件，該透鏡組件包括用於在自動聚焦及/或縮放操作中移動透鏡組件中的一或更多個透鏡的MEMS致動器/加速計部件。成像器(或圖像感測器)及圖像訊號處理器(ISP)亦包括在第20圖的相機模組中。示例性相機模組亦包括用於在自動聚焦控制操作中藉由致動器快速調整一或更多個透鏡的ASIC自動聚焦驅動器。透鏡傾斜控製程式使用參閱第18圖描述的示例性過程提供透鏡組件的傾斜對齊。有利地，第20圖的相機模組具有定向感測功能，該功能使用可能已經可用的電容及/或偏壓資訊，無需使用或包括單獨的定向感測器部件。包括第20圖的有利的相機模組的相機賦能裝置亦可使用定向感測功能，而不包括嵌入裝置(例如，相機手機或數位相機或網路攝影機)上單獨的定向感測器。

第21A圖及第21B圖圖示根據某些實施例的自動聚焦相機模組的實例的截面視圖。使用設置於透鏡鏡筒與EMI護罩之間的間距填料將透鏡鏡筒及EMI護罩適貼在一起。透鏡鏡筒設置於圖像感測器上方及包含用於將場景聚焦至圖像感測器上以擷取數位圖像的透鏡。在第21A圖的實例中，透鏡L1至透鏡L4(離圖像感測器最遠的四個透鏡)可藉由MEMS致動器作為一組移動用於自動聚焦相機模組，而在第21B圖的實例中，透鏡L3可藉由MEMS致動器在兩個固定透鏡組之間移動以完成自動聚焦。

第22圖示意性地圖示耦接至可撓性印刷電路(FPC)的相機模組的實例的透視圖。當電性耦接至FPC的被動部件突出至矩形相機模組的角落空間中時，FPC與透鏡鏡筒之間的空間可由該被動元件使用，該角落空間不另外由圓形的透鏡鏡筒填滿，及/或在替代實施例中，定向感測器可提供於相機模組內部，而不增加相機模組的尺寸。可使用被動或主動電氣部件有利地填滿透鏡鏡筒外部的相機模組的多達四個角落空間。替代地，相機模組角落可經移除以減少相機模組的尺寸或將相機模組塑形以適配裝入具體嵌入裝置空間。

第23圖示意性地在分解視圖中圖示用於覆蓋圖示的(例如，在第21圖至第22圖的實例中)相機模組部件的經組裝版本的EMI護罩。

相機模組指向角及電容值之間的關係

第24圖圖示根據某些實施例的附近及人物像距離物件及用於擷取相對於相機模組在不同高度及距離處設置的物件的圖像的其他距離及指向角。完全向上指向的相機模組將使得該相機模組的光路徑平行於重力對齊及設置於地面(或地心)與將擷取的物件之間，亦即，當相機模組具有完全向上的定向時，重力作用以拉動可移動的一或多個透鏡朝向圖像感測器。水準相機模組將使得該相機模組的光路徑在此定向上平行於水平平面，亦即，重力不具有沿著光路徑推動自動聚焦相機模組的可移動的一或多個透鏡的模組。完全向下指向的相機模組將使得該相機模組的光路徑平行於重力對齊及設置於將擷取的物件與天空之間，亦即，當相機模組完全向下定向時，重力作用以拉動自動聚焦相機模組的可移動的一或多個透鏡遠離圖像感測器。

根據數個不同的實施例，相機模組指向角的180度角度範圍有利地被劃分為兩個或兩個以上角度子範圍。當決定相機模組指向位於兩個或兩個以上子範圍中的一者內部的方向時，資料獲取相機(以下簡稱「DAC」)啟動電壓及終止電壓及電壓增量數量的唯一集合用於預先決定的自動聚焦操作中，該預先決定的自動聚焦操作適合於當相機模組指向彼具體角度子範圍內部的方向時執行焦點搜尋。在一個實施例中，預先決定三個子範圍，包括第26圖圖示的水準子範圍(在該水準子範圍內，相機模組指向水平線30度(總共包含60度)以內)及第25圖及第27圖分別圖示的向上及向下指向子範圍，向上及向下子範圍的每一者亦為60度。

在向下相機指向角子範圍或「大鏡頭(Macro)使用者」情況中，參見第25圖，常見情景包括相機使用者站在地面上或物件的水平線處或附近及在從物件至相機模組的50cm或更小距離以內。在此情況下，若物件靠近地面，則相機使用者可能不得不將相機指向非常向下的角度。向下相機指向角自動聚焦電壓範圍及步階將如在第25圖中的實例中所使用的，只要相機的光路徑距離水平線向下指向最少30度。

可應用直接比以決定水平及向下相機指向子範圍之間的切換點。舉例而言，該比可藉由電容與度數的比控制，該電容與度數的比可定義為，例如，面向下的校正的電容減去面朝水平的校正的電容除以90度。因此，切換點可定義為水平線任一側上30度，該切換點將為電容與度數的比的30倍。可使用不同的電容與度數的比及不同的電容與度數的比的倍數。

在可稱為「人物像使用者」的情況下，參見第26圖，可使用水平或水準自動聚焦操作，該操作包括從大約50cm之外至無窮大的焦點搜尋。此可包括將透鏡延伸至預先校正的及/或計算的50cm位置，及將透鏡背朝感測器以數個步驟移動及朝向無窮大搜尋焦距。此可包括標稱使用者情況。在示例性情景中，在主體距相機模組比50cm更近及三個連續的自動聚焦統計顯示下降時，則在第四次自動聚焦搜尋時可朝向大鏡頭移動透鏡通過50cm。

在可稱為「無窮大使用者」的情況中，參見第27圖，朝上拍照的典型使用者情況可包括靠近物件拍照或距離物件較大的距離拍照。因此，可定義向上相機指向角子範圍，例如，水平線以北30度。

如在大鏡頭使用者的情況下，在某些實施例中可應用直接比以決定水平相機指向角子範圍及向上相機指向角子範圍之間的切換點。使用電容與度數的比可決定此切換點，在示例性實施例中該切換點可定義為水準指向相機的校正的電容減去向上指向相機的校正的電容除以90度。因此，再一次，30度切換點實例將為電容與度數的比的30倍。

在另一實施例中，在自動聚焦操作中劃分四個子範圍，該四個子範圍針對某些相機指向角的子集合最佳化，諸如從完全向下至完全向上，0至45度、45至90度、90至135度及135至180度。在另一實施例中，劃分五個子範圍，包括0至36度、36至72度、72至108度、108至144度及144至180度。在其他實施例中，子範圍在靠近水平線處比在極點處更小以實現針對彼等更常見相機指向角的更大精確度，及可預先決定不同數量的子範圍。

自動聚焦操作可包括針對用於具體圖像擷取的特定相機模組指向角子範圍決定的DAC啟動電壓與DAC終止電壓之間的大約十個預先決定的電壓增量步階中的每一者處的焦點決定。在步階的每一者處獲得焦點資訊及找到可移動相機透鏡組的最佳焦點位置，例如，在焦點對透鏡位置或施加電壓對MEMS致動器的曲線的最大值處，該最佳焦點位置對應於提供最佳的焦點或當前圖像擷取的某一透鏡位置。剛剛描述的實例可被稱為全程自動聚焦，而其他自動聚焦技術可用於某些實施例中，諸如可使用爬山自動聚焦，例如，如在美國專利申請案第61/657,012號中所描述的，該美國專利申請案以引用方式併入本文，其中在決定已經通過最大焦點條件之後但在穿越相機模組的整個焦點範圍之前結束自動聚焦操作。

校正

根據某些實施例使用基於定向感測之自動聚焦技術針對相機模組校正向上指向相機、側面或水準相機(水平)及面朝下相機的啟動DAC電壓及電容讀數。此外，亦針對相機模組校正向上指向相機模組、側面或水準(水平)及面朝下的相機的最大DAC電壓及電容讀數。在某些實施例中亦針對向上、水準及向下指向的相機模組定向校正中間點電容讀數。在某些實施例中，在相機面向上的啟動DAC電壓的DAC值及相機面向下的最大DAC電壓的DAC值之間的中間點處選擇靜態DAC數位。根據某些實施例此DAC點可位於一點，在該點處藉由MEMS致動器可移動的透鏡或透鏡組免於具有所有三個定向(向上、側面/水準及向下)的無窮大及大鏡頭側兩者的機械硬停。

根據某些實施例的自動聚焦相機模組配置為具有基於處理器的能力以進行此等點的校正，及顯示針對開始及最大位置(針對向上、側面及向下)的DAC的資料及對應的電容讀數。在一個實施例中，當在增加電壓步階處執行自動聚焦操作時，分析電容讀數變化。當電容已經針對啟動DAC及電容值改變時及當電容已經針對最大DAC及電容值終止改變時，記錄該數位。對於中間點，在計算面向上相機的啟動DAC及面向下相機的最大DAC之間的中間DAC電壓點之後，針對向上、側面、向下記錄電容讀數。

相機模組的自動聚焦操作

伴隨與重力相反的直上指向天空的相機模組及與重力平行的直下指向地面的相機模組之間的180度角範圍被劃為三個60度子範圍的示例性實施例，即使是劃分為六個三十度子範圍或具有每子範圍二度的角範圍的九十個子範圍，或各種數量的相等或不同角度的子範圍中任一者，根據示例性實施例的相機模組的自動聚焦操作包括針對向上、側面及向下指向的相機模組的三個類型的即時可切換自動聚焦演算法步驟。根據某些實施例在自動聚焦演算法中，一個步驟(該步驟甚至可為在觸發自動聚焦(例如，使用半按圖像擷取按鈕)之後執行的第一個步驟)包括以下步驟：讀取在預先決定的中間點DAC電壓處的電容值。某些實施例中的另一步驟包括以下步驟：比較此讀取電容值與面向上、面向側面及面向下的相機的三個校正的電容值。某些實施例中的另一步驟包括以下步驟：選擇，從表中選擇或基於針對相機模組的三個定向的比較計算效果最佳的自動聚焦。

對於朝向地面水平線以下30度或30度以上的向下指向的相機，待擷取的物件或圖像主體最有可能比中間點更靠近向下指向的相機(或更可能在大鏡頭側面上)。在某些實施例中隨後自動聚焦搜尋操作將從大鏡頭側面開始(或者，透鏡可被推至最大電壓側，在該最大電壓側處自動聚焦現在朝向啟動電壓側步進)，及步階劃分匹配向下指向的相機自動聚焦操作的自動聚焦搜尋。

對於向上指向的相機，考慮物件或圖像主體可能比向下指向相機的情景更遠離相機(亦即，其中最佳焦點更可能在無窮大側面上)。因而，在某些實施例中AF搜尋將從無窮大側面開始(亦即，透鏡移動從啟動電壓側開始)。將使用匹配面向上相機步驟的自動聚焦步階劃分，該等步驟包括以下步驟：針對此實施例的向上指向的相機決定的角度子範圍的多個角度劃分。

對於面向側面的相機，使該相機的光路徑平行於水平面或位於角度子範圍內，該角度子範圍包括水準或水平線方向及在此實例中遠離水平線向上或向下指向30度。在某些實施例中，可考慮物件或圖像主體最有可能大約50至60cm遠，自動聚焦搜尋步驟可在大約50至60cm DAC值處開始。在其他實施例中此開始點可更高或更低。自動聚焦搜尋隨後將匹配面向側面(水平)的相機步驟的步階劃分。在某些實施例中搜尋首先推動透鏡至50至60cm位置(或更加遠離無窮大位置10cm、20cm、30cm或40cm，例如，特定而言，若第一次或第二次搜尋嘗試沒有找到頂點)，此後搜尋將透鏡背朝無窮大位置移動。若在此點，沒有實現聚焦，則自動聚焦操作可包括從無窮大朝向大鏡頭或從大鏡頭朝向無窮大的全面拂掠，或若使用爬山自動聚焦方法，則直至決定頂點。

電容資料饋送自動聚焦搜尋的實例

可包括在涉及基於MEMS電容資料的相機模組定向感測及特定適合角度子範圍(相機模組可指向該子範圍內)的自動聚焦搜尋的示例性自動聚焦搜尋實施例中的步驟如下：使用MEMS致動器(或取決於系統限制，(若有)另一適當的致動器)移動透鏡或透鏡組至位置DAC「X」，例如，如在第28圖所圖示(例如，此步驟可花費10ms)；讀取MEMS致動器的電容值(例如，此步驟可花費10ms)；比較在讀取步驟獲得的電容值與多個角度子範圍的位置DAC「X」的一或更多個校正的電容值，例如，在一個實施例中向下、側面及向上指向的電容值(或者，與兩個值甚至一個值比較或特定而言在涉及劃分三個以上子範圍的實施例中與三個以上值比較，或者，基於讀取值及校正的值之間的一或更多個差異計算及/或推斷，或以上各者的組合)；基於讀取步驟中獲得的電容值或「讀取的」電容值(最靠近從諸如針對向下、側面及向上指向相機模組的三個校正值的選擇的值中之一者)，選擇一或更多個自動聚焦搜尋電壓值，該等電壓值包括啟動DAC電壓及終止DAC電壓及電壓增量或啟動DAC電壓及終止DAC電壓之間的增量數量；及隨後：若「讀取的」電容值最靠近向下指向相機校正值，則在某些實施例中可選擇向下指向自動聚焦開始、終止及步寬，例如，如第25圖及第28圖至第29圖所圖示；或若「讀取的」電容最靠近側面指向相機校正值，則在某些實施例中可選擇側面指向自動聚焦開始、終止及步寬，例如，如第26圖、第28圖及第30圖所圖示；或若「讀取的」電容最靠近向上指向相機校正值，則在某些實施例中可選擇向上指向自動聚焦開始、終止及步寬，例如，如第27圖、第28圖及第31圖所圖示。

基於相機定向的自動聚焦效能增強

使用在位置DAC「X」處的MEMS致動器的量測電容，有可能採用針對180度完全角度範圍的角度子範圍的選擇的數字及/或角度範圍已經執行的校正(或若相機模組很少用於直上及/或直下及10度、20度、30度或40度之間的角，例如，比指向直上更靠近水平，則角度範圍可能小於180度)決定是否相機指向更接近向上、側向/水準或向下。

由於相機模組的每一定向涉及不同自動聚焦步階尺寸以計算由於重力對致動透鏡的影響而引起的每一自動聚焦步階尺寸的減少或增加，故使用此資訊，可藉由相機模組執行自動聚焦搜尋，該相機模組經調整以最適配自動聚焦常式，該自動聚焦常式更適合面向上、面向側面或面向下的相機模組計算重力對透鏡的影響。因此，舉例而言，再次參閱一下第28圖的三條示例性電容對電壓曲線，向下指向相機模組自動聚焦搜尋電壓範圍顯示為顯著小於向上指向相機模組自動聚焦搜尋電壓範圍，同時側面指向相機模組AF搜尋電壓範圍的程度圖示為在向上指向相機模組AF範圍與向下指向相機模組AF範圍的搜尋電壓範圍之間。

在自動聚焦操作的初始步驟或初始步驟之一者中，在某些實施例中初始步驟將花費5ms至20ms(例如，移動可花費10ms及電容讀取可花費另外10ms)。在相機以每秒30個訊框速率執行時，每一訊框將花費33ms，意謂在一個訊框或1/30秒內，相機系統能夠判斷相機所處的定向及因此調整AF操作。

可執行DAC「X」電容讀取的中間步驟以檢查連續的AF操作期間相機的定向，可使用此步驟使得因此可調整 AF的步階尺寸。

CODA

基於執行電容定向決定演算法(capacitance orientation determination algorithm；CODA)的結果，例如，如此處所描述的，可選擇多個特殊情況AF演算法中的一者以改良找到最佳焦點位置的速率及精確度。

若執行CODA的結果為決定相機指向向下或直下60度或其他選擇的子範圍內，則存在大的概率相機使用者將拍攝大鏡頭畫面或視頻，及因此AF搜尋步驟可從大鏡頭位置開始(而不是無窮大位置)及使用最適合向下指向的相機模組的DAF步驟，及因此縮短搜尋自動聚焦相機模組的一或多個可移動光學元件的最佳焦點位置(該搜尋亦可能或不可能包括電子地或光學地縮放)。

若執行CODA的結果為決定相機向上指向或直上指向天空的60度或更小範圍以內，則基於增強的可能性：相機使用者將拍攝遠處的山或建築物的風景畫面，在某些實施例中AF搜尋步驟可從無窮大位置開始，及使用向上指向相機模組自動聚焦，該向上指向相機模組自動聚焦最適合與向上指向的相機一起使用。

若CODA的結果為決定相機水平指向，則考慮增強的概率：相機使用者在人物像模式中拍攝人類主體畫面，及因此可開始AF搜尋，例如，從焦距相機至50cm的物距或介於25cm及75cm或100cm之間的其他此距離。在此情況下，可執行側面指向相機模組自動聚焦搜尋，該側面指向相機模組自動聚焦搜尋最適合於水平指向物件或主體的相機模組。

替代的相機及相機部件

根據某些實施例的相機模組包括物理的、電子的及/或光學架構，該等架構包括相機模組外殼內部的可移動透鏡或透鏡組及可移動透鏡或者透鏡組致動器、一或更多個固定透鏡及圖像感測器及/或相機模組本身位於嵌入裝置外殼內部及直接地及/或使用某一無線技術電性地、機械地及/或訊號連接。相機模組實施例及可在替代實施例中包括的相機模組的特徵結構及部件的實施例在以下內容中描述：美國專利第7,224,056號、第7,683,468號、第7,936,062號、第7,935,568號、第7,927,070號、第7,858,445號、第7,807,508號、第7,569,424號、第7,449,779號、第7,443,597號、第7,768,574號、第7,593,636號、第7,566,853號、第8,005,268號、第8,014,662號、第8,090,252號、第8,004,780號、第8,119,516號、第7,920,163號、第7,747,155號、第7,368,695號、第7,095,054號、第6,888,168號、第6,583,444號及第5,882,221號，及美國公開專利申請案第2012/0063761號、第2011/0317013號、第2011/0255182號、第2011/0274423號、第2010/0053407號、第2009/0212381號、第2009/0023249號、第2008/0296717號、第2008/0099907號、第2008/0099900號、第2008/0029879號、第2007/0190747號、第2007/0190691號、第2007/0145564號、第2007/0138644號、第2007/0096312號、第2007/0096311號、第2007/0096295號、第2005/0095835 號、第2005/0087861號、第2005/0085016號、第2005/0082654號、第2005/0082653號、第2005/0067688號，及美國專利申請案第61/609,293，及PCT申請案第PCT/US2012/024018號及第PCT/IB2012/000381號，該等申請案全部以引用方式併入本文。

根據替代實施例的包括可移動光學器件或光學器件組的相機模組包括的MEMS致動器部件在以下內容中描述：美國專利第7,972,070號、第8,014,662號、第8,090,252號、第8,004,780號、第7,747,155號、第7,990,628號、第7,660,056號、第7,869,701號、第7,844,172號、第7,832,948號、第7,729,601號、第7,787,198號、第7,515,362號、第7,697,831號、第7,663,817號、第7,769,284號、第7,545,591號、第7,792,421號、第7,693,408號、第7,697,834號、第7,359,131號、第7,785,023號、第7,702,226號、第7,769,281號、第7,697,829號、第7,560,679號、第7,565,070號、第7,570,882號、第7,838,322號、第7,359,130號、第7,345,827號、第7,813,634號、第7,555,210號、第7,646,969號、第7,403,344號、第7,495,852號、第7,729,603號、第7,477,400號、第7,583,006號、第7,477,842號、第7,663,289號、第7,266,272號、第7,113,688號、第7,640,803號、第6,934,087號、第6,850,675號、第6,661,962號、第6,738,177號及第6,516,109號；及在美國公開專利申請案第2010/030843號、第 2007/0052132號、第2011/0317013號、第2011/0255182號、第2011/0274423號中，及在美國非公開專利申請案第13/302,310號、第13/247,938號、第13/247,925號、第13/247,919號、第13/247,906號、第13/247,902號、第13/247,898號、第13/247,895號、第13/247,888號、第13/247,869號、第13/247,847號、第13/079,681號、第13/008,254號、第12/946,680號、第12/946,670號、第12/946,657號、第12/946,646號、第12/946,624號、第12/946,614號、第12/946,557號、第12/946,543號、第12/946,526號、第12/946,515號、第12/946,495號、第12/946,466號、第12/946,430號、第12/946,396號、第12/873,962號、第12/848,804號、第12/646,722號、第12/273,851號、第12/273,785號、第11/735,803號、第11/734,700號、第11/848,996號、第11/491,742號中，及在專利協作條約申請案第PCT/US12/24018號、第PCT/US11/59446號、第PCT/US11/59437號、第PCT/US11/59435號、第PCT/US11/59427號、第PCT/US11/59420號、第PCT/US11/59415號、第PCT/US11/59414號、第PCT/US11/59403號、第PCT/US11/59387號、第PCT/US11/59385號、第PCT/US10/36749號、第PCT/US07/84343號及第PCT/US07/84301號。

以上及以下引用的所有參考檔以引用方式以及背景、摘要及圖式簡單說明併入本文，及美國申請案12/213,472、12/225,591、12/289,339、12/774,486、13/026,936、13/026,937、13/036,938、13/027,175、13/027,203、13/027,219、13/051,233、13/163,648、13/264,251，及PCT申請案WO2007/110097及美國專利6,873,358及RE42,898每一者以引用方式併入實施例的詳細描述中作為揭示的替代實施例。

以下內容亦藉由引用方式併入作為揭示的替代實施例：美國專利第8,055,029號、第7,855,737號、第7,995,804號、第7,970,182號、第7,916,897號、第8,081,254號、第7,620,218號、第7,995,855號、第7,551,800號、第7,515,740號、第7,460,695號、第7,965,875號、第7,403,643號、第7,916,971號、第7,773,118號、第8,055,067號、第7,844,076號、第7,315,631號、第7,792,335號、第7,680,342號、第7,692,696號、第7,599,577號、第7,606,417號、第7,747,596號、第7,506,057號、第7,685,341號、第7,694,048號、第7,715,597號、第7,565,030號、第7,636,486號、第7,639,888號、第7,536,036號、第7,738,015號、第7,590,305號、第7,352,394號、第7,564,994號、第7,315,658號、第7,630,006號、第7,440,593號及第7,317,815號，及美國專利申請案第13/306,568號、第13/282,458號、第13/234,149號、第13/234,146號、第13/234,139號、第13/220,612號、第13/084,340號、第13/078,971號、第 13/077,936號、第13/077,891號、第13/035,907號、第13/028,203號、第13/020,805號、第12/959,320號、第12/944,701及第12/944,662號，及美國公開專利申請案第2012/0019614號、第2012/0019613號、第2012/0008002號、第2011/0216156號、第2011/0205381號、第2012/0007942號、第2011/0141227號、第2011/0002506號、第2011/0102553號、第2010/0329582號、第2011/0007174號、第2010/0321537號、第2011/0141226號、第2010/0141787號、第2011/0081052號、第2010/0066822號、第2010/0026831號、第2009/0303343號、第2009/0238419號、第2010/0272363號、第2009/0189998號、第2009/0189997號、第2009/0190803號、第2009/0179999號、第2009/0167893號、第2009/0179998號、第2008/0309769號、第2008/0266419號、第2008/0220750號、第2008/0219517號、第2009/0196466號、第2009/0123063號、第2008/0112599號、第2009/0080713號、第2009/0080797號、第2009/0080796號、第2008/0219581號、第2009/0115915號、第2008/0309770號、第2007/0296833及第2007/0269108號。

雖然已經描述及圖示本發明的示例性圖式及具體實施例，然而將理解本發明的範疇不受限於論述的具體實施例。因此，實施例應被視為說明性的而不是限制性的，及將理解熟習此項技術者可在不背離本發明的範圍的情況下在彼等實施例中進行改變，如在以下申請專利範圍及申請專利範圍的結構及功能等效物中所闡明的。

此外，根據本文較佳實施例可執行的及可能已經在上文描述的方法中，已經在選擇的印刷順序中描述操作。然而，出於方便印刷的目的已經選擇順序及因此排列順序及該等順序不意欲意味用於執行操作的任何特定順序，除非熟習此項技術者明確闡明或理解為必需的。

Claims

一種相機模組，該相機模組包含：一相機模組外殼，該相機模組外殼界定一孔及一內腔以容納相機模組部件；一圖像感測器，該圖像感測器耦接至該外殼或位於該外殼內部；一透鏡鏡筒，位於該外殼內部，該透鏡鏡筒含有一光學元件串，該光學元件串相對於該孔及該圖像感測器設置以沿著一光路徑將景物的圖像聚焦至該圖像感測器上；一致動器，該致動器耦接至該光學元件串的一或更多個透鏡及經配置以相對於該圖像感測器移動該一或更多個透鏡以提供縮放或自動聚焦或兩者，其中該致動器耦接至一檯面的一外部周圍，該檯面經彈性支撐用於相對於垂直於該光路徑的一平面的平面內及平面外移動；以及一定向感測器，位於該光路徑外部該外殼內部，該定向感測器經配置以量測該相機模組的一定向及相應地提供資訊用於該致動器步進通過一自動聚焦過程，該自動聚焦過程具體地適合於相對於垂直的相機指向角的多個子範圍中的一者。
如請求項1所述之相機模組，其中該定向感測器設置於該透鏡鏡筒外部。
如請求項1所述之相機模組，該相機模組進一步包含：圍繞該相機模組部件的一或更多者的一電磁干擾(EMI)護罩。
如請求項1所述之相機模組，其中該外殼包含一EMI護罩。
如請求項1所述之相機模組，其中該致動器包含一平面外部分，該平面外部分為可操作的以在致動時施加垂直於該裝置及該檯面的該平面作用的一力，該平面外部分包括一平面外固定框架及一平面外移動框架，該平面外移動框架耦接至該檯面及經彈性支撐用於相對於該平面外固定框架的旋轉移動。
如請求項5所述之相機模組，其中該致動器包含一平面內部分，該平面內部分為可操作的以在致動時施加在該裝置的該平面內及與該檯面成切線作用的一力，該平面內部分包括一平面內固定框架及一平面內移動框架，該平面內移動框架耦接至該平面外固定框架及經彈性支撐用於相對於該平面內固定框架的平移移動。
如請求項6所述之相機模組，該相機模組進一步包含圍繞及支撐該檯面及該致動器的一外部框架，其中該平面外固定框架或該平面外移動框架旋轉至一部署位置，該部署位置設置於相對於另一個平面外框架的一選擇的角度位置處，該平面內移動框架平移至一部署位置，該部署位置與該平面內固定框架共平面及與該平面內固定框架間隔一選擇的距離，且該平面外框架及該平面內框架固定在該平面外框架及該平面內框架各自的部署位置處。
如請求項1所述之相機模組，其中該致動器包含一平面內部分，該平面內部分為可操作的以在致動時施加在該裝置的該平面內及與該檯面成切線作用的一力，該平面內部分包括一平面內固定框架及一平面內移動框架，該平面內移動框架耦接至該平面外固定框架及經彈性支撐用於相對於該平面內固定框架的平移移動。
如請求項1所述之相機模組，其中該致動器包含：一外部框架；一固定框架，該固定框架附接至該外部框架；一可移動框架，該可移動框架經配置以大約平行於該固定框架設置於一部署位置處及與該固定框架間隔一選擇的距離及大約相對於該固定框架直線垂直移動。
如請求項9所述之相機模組，該相機模組進一步包含一部署桿，該部署桿與一中心上閂鎖嚙合，該中心上閂鎖經配置以將該可移動框架閂鎖在該部署位置中。
如請求項1所述之相機模組，其中該致動器包含：一外部框架；一固定框架，該固定框架附接至該外部框架；一可移動框架，該可移動框架大約平行於該固定框架設置；以及一運動控制彎曲，該運動控制彎曲耦接至該可移動框架及該外部框架兩者使得該可移動框架相對於該外部框架及該固定框架為可直線移動的。
一種賦能嵌入相機之行動裝置，該行動裝置包含：一行動裝置外殼，該行動裝置外殼界定一孔及一內腔以容納相機模組部件及嵌入行動裝置部件；一顯示器；一使用者介面；以及一處理器；以及其中該相機模組部件包含：一圖像感測器，該圖像感測器耦接至該外殼或位於該外殼內部；一透鏡鏡筒，位於該外殼內部，該透鏡鏡筒含有一光學元件串，該光學元件串相對於該孔及該圖像感測器設置以沿著一光路徑將景物的圖像聚焦至該圖像感測器上；一致動器，該致動器耦接至該光學元件串的一或更多個透鏡及經配置以相對於該圖像感測器移動該一或更多個透鏡以提供縮放或自動聚焦或兩者，其中該致動器耦接至一檯面的一外部周圍，該檯面經彈性支撐用於相對於垂直於該光路徑的一平面的平面內及平面外移動；以及一定向感測器，位於該光路徑外部該外殼內部，該定向感測器經配置以量測該相機模組的一定向及相應地提供資訊用於該致動器步進通過一自動聚焦過程，該自動聚焦過程具體地適合於相對於垂直的相機指向角的多個子範圍中的一者。
如請求項12所述之行動裝置，其中該定向感測器設置於該透鏡鏡筒外部。
如請求項12所述之行動裝置，該行動裝置進一步包含圍繞該相機模組部件中的一或更多者的一電磁干擾(EMI)護罩。
如請求項12所述之行動裝置，其中該外殼包含一EMI護罩。
如請求項12所述之行動裝置，其中該致動器包含一平面外部分，該平面外部分為可操作的以在致動時施加垂直於該裝置及該檯面的該平面作用的一力，該平面外部分包括一平面外固定框架及一平面外移動框架，該平面外移動框架耦接至該檯面及經彈性支撐用於相對於該平面外固定框架的旋轉移動。
如請求項16所述之行動裝置，其中該致動器包含一平面內部分，該平面內部分為可操作的以在致動時施加在該裝置的該平面內及與該檯面成切線作用的一力，該平面內部分包括一平面內固定框架及一平面內移動框架，該平面內移動框架耦接至該平面外固定框架及經彈性支撐用於相對於該平面內固定框架的平移移動。
如請求項17所述之行動裝置，該行動裝置進一步包含圍繞及支撐該檯面及該致動器的一外部框架，其中該平面外固定框架或該平面外移動框架旋轉至一部署位置，該部署位置設置於相對於另一個平面外框架的一選擇的角度位置處，該平面內移動框架平移至一部署位置，該部署位置與該平面內固定框架共平面及與該平面內固定框架間隔一選擇的距離，及該平面外框架及該平面內框架固定在該平面外框架及該平面內框架各自的部署位置處。
如請求項12所述之行動裝置，其中該致動器包含一平面內部分，該平面內部分為可操作的以在致動時施加在該裝置的該平面內及與該檯面成切線作用的一力，該平面內部分包括一平面內固定框架及一平面內移動框架，該平面內移動框架耦接至該平面外固定框架及經彈性支撐用於相對於該平面內固定框架的平移移動。
如請求項12所述之行動裝置，其中該致動器包含：一外部框架；一固定框架，該固定框架附接至該外部框架，一可移動框架，該可移動框架經配置以大約平行於該固定框架設置於一部署位置處及與該固定框架間隔一選擇的距離及大約相對於該固定框架直線垂直移動。
如請求項20所述之行動裝置，該行動裝置進一步包含一部署桿，該部署桿與一中心上閂鎖嚙合，該中心上閂鎖經配置以將該可移動框架閂鎖在該部署位置中。
如請求項12所述之行動裝置，其中該致動器包含：一外部框架；一固定框架，該固定框架附接至該外部框架；一可移動框架，該可移動框架大約平行於該固定框架設置；以及一運動控制彎曲，該運動控制彎曲耦接至該可移動框架及該外部框架兩者使得該可移動框架相對於該外部框架及該固定框架為可直線移動的。