致动器组件的制作方法

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致动器组件
1.本发明涉及致动器组件,特别是其中提供光学图像稳定(ois)和/或超分辨率成像的致动器组件。
2.在相机中,ois的目的是补偿相机抖动,即通常由用户手移动引起的相机振动,其降低由图像传感器捕获的图像的质量。机械ois通常涉及通过诸如陀螺仪传感器的振动传感器检测振动,并基于检测到的振动来控制调节相机设备以补偿振动的致动器装置。已知用于调节相机设备的若干技术。通过处理所捕捉的图像进行ois原则上是可能的,但是需要强大的处理能力。因此,已经开发了机械ois,其中相机的光学系统被机械地调节。
3.使用机械ois技术的许多致动器装置是已知的,并成功地应用于相对较大的相机设备(诸如数字静态相机)中,但难以微型化。相机在广泛的便携式电子设备(例如移动电话和平板电脑)中已经变得非常普遍,并且在许多这样的应用中,相机的微型化是重要的。微型相机设备中的构件(component)的非常紧密的封装给在期望的封装中添加ois致动器带来了很大的困难。
4.在一种类型的机械ois中,包括图像传感器和用于将图像聚焦在图像传感器上的透镜组件的相机单元围绕两个相互垂直并垂直于图像传感器的光敏区域的名义轴线相对于支撑结构倾斜。这种类型的ois在本文将被称为“ois模块倾斜”。wo-2010/029316和wo-2010/089529各自公开了这种类型的致动器组件,其中多个形状记忆合金(sma)线被布置成驱动相机单元的倾斜。
5.在另一种类型的机械ois中,透镜组件正交于至少一个透镜的光学轴线移动。这种类型的ois在本文将被称为“ois透镜移位”。wo-2013/175197和wo-2014/083318各自公开了这种类型的致动器组件,其中多个sma线被布置成驱动透镜组件的移动。
6.wo-2017/072525公开了一种安装在载体上的图像传感器,该载体通过滑动支承件(plain bearing)悬挂在支撑结构上,滑动支承件允许载体和图像传感器相对于支撑结构在横向于图像传感器的光敏区域的任何方向上移动。包括多个sma线的致动器组件被布置成相对于支撑结构移动载体和图像传感器,以提供由图像传感器捕获的图像的ois。
7.除了ois之外,图像传感器组件的精确控制和定位在其它应用中也是有用的。例如,可以通过组合在彼此偏离亚像素距离的位置处捕捉的两个或更多个图像来实现超分辨率成像。因此,图像传感器相对于支撑结构以0.5μm或更小的定位精度进行定位可能是期望的。这种精确定位可能需要致动器构件,致动器构件能够被可靠地控制以施加高致动力来移动和定位图像传感器和/或减小图像传感器组件和支撑结构之间的摩擦力。
8.本发明涉及一种替代的致动器组件,该致动器组件表现出在图像传感器组件和支撑结构之间减小的摩擦力,同时保持图像传感器组件和支撑结构之间的充分热传递。本发明还涉及提供一种改进的致动器组件,用于需要精确位置控制的应用,例如超分辨率成像。
9.根据本发明,提供了一种致动器组件,该致动器组件包括:支撑结构;图像传感器组件,图像传感器组件包括具有光敏区域的图像传感器,其中图像传感器组件被支撑在支撑结构上,使得在图像传感器组件的背离光敏区域的一侧上在图像传感器组件和支撑结构之间形成间隙;以及布置在间隙中的传热材料的区域,其中传热材料布置成在图像传感器
组件和支撑结构之间传递热量,并且其中,传热材料被配置成变形以允许图像传感器组件相对于支撑结构移动。
10.间隙的提供减少了图像传感器组件和支撑结构之间的摩擦。这可以最终允许图像传感器组件相对于支撑结构更精确地定位,例如为了超分辨率成像的目的。间隙中的传热材料改善了热量远离图像传感器并到达支撑结构的传递。因此,支撑结构可以用作图像传感器的散热器。传热材料的可变形性确保图像传感器组件保持可移动,例如这是ois应用和/或超分辨率成像所需的。
11.根据本发明,还提供了一种致动器组件,该致动器组件包括:支撑结构;图像传感器组件,图像传感器组件包括具有光敏区域的图像传感器;多个sma线,sma线布置成在被选择性驱动时能够使图像传感器组件相对于支撑结构沿横向于光敏区域的任何方向移动;以及控制电路,控制电路被配置成驱动sma线以便可控地将光敏区域移动到两个或更多个位置,其中两个或更多个位置在平行于光敏区域的方向上彼此偏离小于光敏区域的像素之间的间距的距离。
12.由于sma线的高致动力,sma线能够特别精确地控制图像传感器组件相对于支撑结构的移动和定位。通过亚像素距离的可控移动使得致动器组件能够在诸如超分辨率成像的应用中使用。通过减小图像传感器组件和支撑结构之间的摩擦力,例如通过提供图像传感器组件和支撑结构之间的间隙,可以进一步提高定位精度。可以通过使用滚子支承件或挠曲装置将图像传感器组件支撑在支撑结构上来形成间隙。可以在间隙中提供传热材料的区域,以增加热量在图像传感器组件和支撑结构之间的传递。
13.根据本发明,还提供了一种致动器组件,该致动器组件包括:支撑结构;被支撑在支撑结构上的移动部件,其中支撑结构和移动部件中的一个包括具有光敏区域的图像传感器;以及支承装置(bearing arrangement),支承装置被配置成将移动部件支撑在支撑结构上,其中支承装置被配置成允许移动部件相对于支撑结构移动;其中,支撑结构和移动部件中的至少一个包括至少一个板,该板设置有至少部分地延伸穿过板的孔洞(hole),以用于容纳支承装置。
14.该孔洞容纳支承件。这可以有助于减小致动器组件的高度,即减小形成致动器组件的板在厚度方向上的尺寸。
15.根据本发明,还提供了一种致动器组件,该致动器组件包括:支撑结构;图像传感器组件,图像传感器组件包括具有光敏区域的图像传感器,其中图像传感器组件被支撑在支撑结构上;一个或更多个支承件,该一个或更多个支承件被配置成将图像传感器组件支撑在支撑结构上,一个或更多个支承件被配置成允许图像传感器组件相对于支撑结构移动;以及包括悬臂结构的支承冲击保护结构,悬臂结构被包括在支撑结构或图像传感器组件中,一个或更多个支承件位于悬臂结构的自由端上。
16.根据本发明,还提供了一种致动器组件,包括:支撑结构;被支撑在支撑结构上的移动部件,其中支撑结构和移动部件中的一个包括具有光敏区域的图像传感器;一个或更多个支承件,该一个或更多个支承件被配置成将移动部件支撑在支撑结构上,一个或更多个支承件被配置成允许移动部件相对于支撑结构移动;以及包括悬臂结构的支承冲击保护结构,悬臂结构被包括在移动部件中,该一个或更多个支承件位于悬臂结构的自由端上。
17.一般地,在正常操作中,支承件使得图像传感器组件能够平行于光敏区域在其中
延伸的平面移动。在冲击情况中,悬臂偏转,从而吸收能量并保护支承件和/或支承表面。
18.根据本发明,还提供了一种致动器组件,该致动器组件包括:支撑结构;图像传感器组件,图像传感器组件包括具有光敏区域的图像传感器,其中图像传感器组件被支撑在支撑结构上;以及挠曲装置,挠曲装置被配置成以允许图像传感器组件相对于支撑结构在平行于光敏区域在其中延伸的平面的任何方向上移动的方式和/或以允许图像传感器组件围绕与光敏区域在其中延伸的平面正交的任何轴线旋转的方式将图像传感器组件支撑在支撑结构上。
19.挠曲装置包括一个或更多个挠曲件。一般地,图像传感器组件仅通过挠曲装置被支撑在支撑结构上,例如没有任何附加的(滑动或滚珠)支承件。一般地,在正常操作中,挠曲装置约束图像传感器组件垂直于光敏区域在其中延伸的平面的移动。
20.根据本发明,还提供了一种致动器组件,该致动器组件包括:支撑结构;被支撑在支撑结构上的移动部件,其中支撑结构和移动部件中的一个包括具有光敏区域的图像传感器;以及挠曲装置,挠曲装置被配置成以允许移动部件相对于支撑结构在平行于光敏区域在其中延伸的平面的任何方向上移动的方式和/或以允许移动部件围绕与光敏区域在其中延伸的平面正交的任何轴线旋转的方式将移动部件支撑在支撑结构上,其中挠曲装置包括三个或更多个梁,该三个或更多个梁在垂直于光敏区域的方向上在移动部件和支撑结构之间延伸,其中每个梁包括彼此平行并且各自在垂直于光敏区域的方向上延伸的第一部分和第二部分,其中第一部分在一个端部处连接到移动部件,并且第二部分在一个端部处连接到支撑结构,并且其中第一部分的另一个端部和第二部分的另一个端部彼此连接。
21.一般地,移动部件仅通过挠曲装置被支撑在支撑结构上,例如没有任何附加的(滑动或滚珠)支承件。一般地,在正常操作中,挠曲装置约束移动部件垂直于光敏区域在其中延伸的平面的移动。挠曲装置可以帮助减少移动构件和支撑结构之间的摩擦。
22.根据本发明,还提供了一种致动器组件,该致动器组件包括:限定主平面的支撑结构;移动部件,移动部件被配置成接收图像传感器;多个sma线,多个sma线布置成能够使移动部件在平行于主平面的任何方向上相对于支撑结构移动和/或能够使移动部件围绕与主平面正交的任何轴线旋转;以及一个或更多个端部止动器,端部止动器被配置成限制移动部件相对于支撑结构的移动,其中每个端部止动器包括被包括在支撑结构中的表面区域和被包括在移动部件中的表面区域。
23.致动器组件不需要包括图像传感器或在图像传感器之后以正常组装顺序并入的任何其它构件。因此,在附接图像传感器之前,可以测试致动器组件(包括端部止动器)。
24.当应用于微型相机的致动器组件时,例如在光敏区域具有最多12毫米或15毫米的对角线长度的情况下,本发明提供了特别的优点。
25.为了更好地理解,现在将参考附图通过非限制性示例来描述本发明的实施例,在附图中:
26.图1是包括致动器组件的相机设备的示意性截面图;
27.图2是包括滚子支承件的致动器组件的截面图;
28.图3是致动器组件的载体的移动板的透视图;
29.图4是从上面看致动器组件的平面图;
30.图5是包括另一滚子支承件的致动器组件的截面图;
31.图6是包括另一滚子支承件的致动器组件的截面图;
32.图7是包括挠曲装置的致动器组件的透视图;
33.图8是另一挠曲装置的透视图;
34.图9是另一挠曲装置的透视图;
35.图10是另一挠曲装置的透视图;
36.图10a和图10b示意性地描绘了使用图10的挠曲装置来移动图像传感器组件的示例;
37.图11是致动器组件的一部分的截面图,示出了间隙和传热材料;
38.图12和图13是布置在间隙中和支撑结构上的传热材料的区域的平面图;
39.图14是致动器组件的一部分的截面图,示出了间隙和传热材料的另一种布置;
40.图15至图17是替代致动器组件的截面图;
41.图18是图15的致动器组件的另一截面图;
42.图19是支承冲击保护结构的透视图;
43.图20是具有容纳支承件的图像传感器组件的一部分的透视图;以及
44.图21是图20所示设备的截面图。
45.在图1中示出了包含了根据本发明的致动器组件2的相机设备1,图1是沿光学轴线o截取的截面图。在所描绘的实施例中,致动器组件2是传感器移位组件。相机设备1将被包含在诸如移动电话或平板电脑的便携式电子设备中。因此,微型化是一个重要的设计准则。
46.在图2至图4中详细示出了致动器组件2,图2为致动器组件2的侧视图,图3为致动器组件2的载体8的移动板9的透视图;并且图4是致动器组件2的平面图。为了清楚起见,图2和图4省略了下面描述的挠曲件67。可以先制造致动器组件2,并且然后将致动器组件2与相机设备1的其他构件组装。
47.致动器组件2包括支撑结构4。在支撑结构4上支撑有图像传感器组件12。图像传感器组件12包括具有光敏区域7的图像传感器6,并且一般还包括印刷电路板(pcb),图像传感器6安装在印刷电路板上。当包含到相机设备1中时,光敏区域7与光学轴线o对准并垂直于光学轴线o。图像传感器6捕获图像,并且可以是任何合适的类型,例如ccd(电荷耦合器件)或cmos(互补金属氧化物半导体)器件。像常规的那样,图像传感器6具有矩形光敏区域7。光敏区域7可以包括像素阵列。在不限于本发明的情况下,在该示例中,相机设备1是其中光敏区域7具有最多12mm的对角线长度的微型相机。
48.可选地,图像传感器组件12包括载体8,载体8包括移动板9。图像传感器6可以安装在载体8上,特别是安装在移动板9上。移动板9可以由片状材料形成,片状材料可以是金属,例如钢,诸如不锈钢。移动板9在图3中被单独地示出,并且包括挠曲件67,下面将更详细地描述挠曲件67。
49.尽管在该示例中载体8包括单个移动板9,但可选地,载体8可以包括可以附接到移动板9或与移动板9层压的其它层。
50.可选地,支撑结构4包括支撑板5,支撑板5可以由片状材料形成,片状材料可以是金属,例如钢,诸如不锈钢。
51.尽管在该示例中支撑结构4包括单个支撑板5,但可选地,支撑结构4可包括可附接到支撑板5或与支撑板5层压的其他层。
52.支撑结构4还包括边界部分10,边界部分10固定到支撑板5的前侧并围绕支撑板5延伸。边界部分10具有中心孔11。
53.相机设备1和/或其中集成了相机设备1的便携式电子设备包括集成电路(ic)芯片30和陀螺仪传感器31,在所示的示例中,集成电路(ic)芯片30和陀螺仪传感器31固定在支撑板5的后侧上。在ic芯片30中实施下面进一步描述的控制电路。
54.图像传感器组件12以允许图像传感器组件12相对于支撑结构4在横向于光敏区域7(即,光学轴线o的横向并平行于光敏区域7延伸的平面)的任何方向上移动的方式支撑在支撑结构4上。因此,图像传感器组件12可以以抑制图像传感器组件12在垂直于光敏区域7的方向上移动的方式被支撑。图像传感器组件12还以允许图像传感器组件绕平行于光学轴线o的任何轴线(即,平行于与光敏区域延伸的平面正交的任何轴线)旋转的方式支撑在支撑结构4上。因此,图像传感器组件12可以以抑制图像传感器组件12绕平行于光敏区域7的任何轴线倾斜或旋转的方式被支撑。
55.wo-2017/072525公开了用于以允许上述移动的方式将图像传感器组件支撑在支撑结构上的滑动支承件的使用。这样的滑动支承件包括两个支承表面,其相互支承,允许相对滑动运动。这样的滑动支承件可以是紧凑的并且有助于图像传感器组件和支撑结构之间的热传递。然而,在某些应用中,与其中提供滑动支承件的布置相比,可能期望减小图像传感器组件和支撑结构之间的摩擦。这种应用包括例如使用图像传感器组件进行超分辨率成像。
56.在所示实施例中,图像传感器组件12被支撑在支撑结构4上,使得在图像传感器组件12和支撑结构4之间形成间隙104。间隙104形成在图像传感器组件12的背离光敏区域7的一侧上,特别是在垂直于光敏区域7的方向上。间隙104特别地形成在移动板9和支撑板5之间。间隙104的设置减少了图像传感器组件12和支撑结构4之间的摩擦。这使得图像传感器组件12能够相对于支撑结构4更精确地移动和定位。
57.致动器组件2还包括布置在间隙104中的传热材料103的区域。传热材料103在图像传感器组件12和支撑结构4之间传递热量。与不设置传热材料103的情况相比,图像传感器组件12和支撑结构12之间的热传导增加。传热材料103在垂直于光敏区域7的方向上跨越间隙104。因此,传热材料103与支撑结构4的面向间隙104的表面和图像传感器组件12的面向间隙104的表面直接接触。
58.传热材料103的区域可以具有大于0.02w/k,优选地大于0.1w/k,进一步优选地大于0.2w/k的导热性。为此,传热材料103可以具有大于0.02w/m
·
k,优选地大于0.1w/m
·
k,进一步优选地大于0.2w/m
·
k的热导率。传热材料103可以包括导热颗粒,例如金属颗粒。这种导热颗粒可以增加传热材料103的热导率。
59.传热材料103变形以允许图像传感器组件12相对于支撑结构4移动。特别地,当图像传感器组件12相对于支撑结构4移动时,传热材料103经历剪切变形。可以避免传热材料103、图像传感器组件12和/或支撑结构4之间的滑动,从而避免或减少致动器组件2的可移动构件和静态构件之间的摩擦。传热材料103在平行于光敏区域7的方向上可以具有小于100kpa、优选地小于10kpa、进一步优选地小于1kpa的剪切模量。例如,传热材料103可以包括硅橡胶或任何其它橡胶、凝胶(例如水凝胶或有机凝胶)和液体中的一种或更多种。液体可以是剪切稀化液体,例如在剪切下粘度降低超过1000倍的液体。
60.传热材料103的区域可以充满间隙104,例如如图2所示。因此,传热材料103和图像传感器组件12之间的接触面积可以等于或大于光敏区域7的面积。可替代地,传热材料103的区域可以部分地充满间隙104,因此传热材料103和图像传感器组件12之间的接触面积可以小于光敏区域7的面积。一般地,传热材料103与图像传感器组件12的总接触面积是光敏区域7的面积的至少0.1倍,优选地在0.2倍至4倍的范围内,进一步优选地在1倍至4倍的范围内。
61.间隙104或特别是间隙104中的传热材料103的高度(即在垂直于光敏区域7的方向上的范围(extent))可以选择成控制图像传感器组件12和支撑结构4之间的热传递。一般地,间隙104的最小高度可以足够大,以避免在图像传感器组件12移动期间在间隙103中在图像传感器组件12和支撑结构12之间的接触。因此,间隙104的最小高度大于图像传感器组件12的面向间隙104的表面和/或支撑结构4的面向间隙104的表面的表面平整度。间隙104的最小高度可以大于10μm,优选地大于20μm,进一步优选地大于50μm。间隙104的高度可以足够小,以确保图像传感器组件12和支撑结构4之间的充分热传递。较小的间隙104还确保致动器组件2保持紧凑。间隙104或传热材料103的高度可以小于1mm,优选地小于300μm,进一步优选地小于200μm,最优选地小于100μm。
62.传热材料103的最小高度可以足够大,以允许图像传感器组件12相对于支撑结构4在ois所需的移动范围内移动,例如在至少100μm,优选地至少200μm的移动范围内。因此,传热材料103的最小高度可以取决于传热材料103的柔性。典型地,传热材料的高度可以在20μm至300μm的范围内,优选地为50μm至150μm。
63.间隙可以具有基本均匀的高度,如图11所示。可替代地,如图14所示,支撑结构4可以包括在面向间隙104的表面上的凹陷。附加地或替代地,图像传感器组件12可以包括在面向间隙104的表面上的凹陷(未示出)。图14示出了具有阶梯式可变高度的间隙104,但是一般地,间隙104的高度可以以任何其它方式变化。传热材料103的区域可以设置在凹陷内,即在间隙104的具有较大高度的区域中。这允许增加传热材料103的高度,从而增加传热材料103的区域的柔性和图像传感器组件的移动范围。同时,间隙104的最小高度保持很小,因此在没有提供传热材料103的区域中增加了跨过间隙104的热传递。
64.传热材料103的区域可以被模式化(patterned)。例如,传热材料103的区域可以设置在多个分离的区域中。图12在平面图中示出了形成为五个点的传热材料103的区域。图13示出了传热材料103的替代模式,其中传热材料103的区域形成为星形形状。使传热材料的区域模式化可以减小传热材料103的横向范围(lateral extent),从而改善传热材料103的柔顺性(compliance)。这可以有助于防止由于撞击(例如当其中结合有致动器组件2的装置跌落时)对传热材料103的损坏(例如撕裂)。
65.在图示的实施例中,致动器组件2还包括支承装置110、120、130。支承装置110、120、130将图像传感器组件12支撑在支撑结构4上,以形成间隙104。支承装置110、120、130允许图像传感器组件12相对于支撑结构4移动,例如以允许图像传感器组件12相对于支撑结构4在横向于光敏区域7的任何方向上移动的方式和/或以允许图像传感器组件12围绕垂直于光敏区域7的任何轴线旋转的方式。
66.如图2、图5和图6所示,支承装置可以包括滚动支承件110。滚动支承件110例如可以是滚珠支承件、滚子支承件或摇杆支承件。滚动支承件110包括滚动元件,例如滚珠、滚子
或摇摆元件。滚动元件可以是球形的,或者通常可以是具有抵靠图像传感器组件12和支撑结构4的弯曲表面的任何旋转元件,并且能够在操作中前后滚动和四处滚动。
67.滚动元件设置在图像传感器组件12和支撑结构4之间。因此,图像传感器组件12由滚动元件支撑在支撑结构4上。滚动支承件110可以包括多个滚动元件,例如三个滚动元件。尽管通常可以提供任何数量的滚动元件,但优选地提供至少三个滚动元件以防止图像传感器组件12和支撑结构4的相对倾斜。三个滚动元件足以支撑图像传感器组件12而不会倾斜,并且提供三个滚动元件具有减少在共同平面中维持与每个滚动元件点接触所需要的公差的优点。
68.在图2和图6的实施例中,滚动支承件110与间隙104设置在图像传感器组件12的同一侧,如图2和图6所示。这可以确保即使当大的力作用在图像传感器组件12上时,间隙104的高度也保持恒定。滚动支承件110可以布置在间隙104外侧,例如侧向于间隙104,如图2所示。因此,在垂直于光敏区域7的方向上,滚动元件的范围可以大于间隙104的范围。与滚动元件布置在间隙104中的情况相比,这可以允许间隙104的高度降低。
69.可替代地,如图6所示,滚动支承件110可以布置在间隙104中。这可以减小支承装置110的横向范围。滚动元件可以结合到传热材料103中,或者另外可以布置在间隙104的没有提供传热材料103的区域中。
70.在替代实施例中,滚动支承件110设置在图像传感器组件12的与间隙104相对的一侧。滚动支承件110设置在图像传感器组件12的与光敏区域7相同的一侧,特别是侧向于光敏区域7。这在图5中被示意性地描述。在这样的实施例中,布置在间隙104中的传热材料103可以偏置或有助于偏置图像传感器组件12抵靠滚动支承件110。
71.支承装置110、120、130可以替代地或附加地包括挠曲装置120、130。挠曲装置120、130的示例在图7、图8、图9和图10中示意性地示出。挠曲装置120、130设置在图像传感器组件12和支撑结构4之间。因此,图像传感器组件12通过挠曲装置120、130被支撑在支撑结构4上。挠曲装置120、130包括相对于支撑结构4固定的固定部分121、131和相对于图像传感器组件12固定的可移动部分122、132。挠曲装置120、130还包括设置在固定部分121、131和可移动部分122、132之间的柔性元件123、133。
72.一般地,图像传感器组件12仅通过挠曲装置120、130支撑在支撑结构4上,例如没有任何附加的(滑动或滚珠)支承件。一般地,在正常操作中,挠曲装置120、130约束图像传感器组件12垂直于光敏区域7在其中延伸的平面的移动。
73.图7示意性地描绘了挠曲装置120的示例。挠曲装置的固定部分121固定到支撑结构4或相对于支撑结构4固定的构件。可移动部分122固定到载体8,特别是固定到移动板9。柔性元件123包括连接在图像传感器组件12和支撑结构之间的梁123。图7示出了四个梁123,然而一般地可以提供任何数量的梁123,例如三个或更多个梁123。梁123彼此平行且平行于光学轴线o延伸,并因此垂直于光敏区域7移动的正交方向延伸。梁123可以以不垂直的角度延伸,只要它们横向于正交方向。
74.梁123以梁123不能旋转的方式(例如通过焊接)固定到支撑结构4和图像传感器组件12中的每一个。因此,梁123以所述方式将图像传感器组件12支撑在支撑结构4上,允许图像传感器组件12在垂直于光学轴线o的两个正交方向上简单地通过梁123弯曲(特别是弯曲成s形形状)相对于支撑结构4移动。相反,梁123抵制沿着光学轴线o的移动。梁123可以具有
提供垂直于光学轴线o的期望柔顺性的任何结构,典型地由线(例如金属线)形成。梁123可以机械地连接到图像传感器组件12的不同拐角。
75.图8示意性地描绘了挠曲装置120的替代示例。在图8的示例中,梁123包括第一部分123a和第二部分123b。每个梁123形成为u形形状,其中第一部分123a对应于u形形状的一个臂,而第二部分对应于u形形状的另一个臂。第一部分123a和第二部分123b彼此平行,并在垂直于光敏区域7的方向上延伸。第一部分123a和第二部分123b不是共线的。第一部分123a包括可移动部分122,因此第一部分123a在一个端部处连接到图像传感器组件12。第二部分123b包括固定部分121,因此第二部分123b在一个端部处连接到支撑结构4。第一部分123a的另一个端部和第二部分123b的另一个端部彼此连接。
76.图8的挠曲装置120允许图像传感器组件12以类似于图7的挠曲装置120的方式相对于支撑结构4移动。图8的挠曲装置120更紧凑,这是因为挠曲装置120在沿着轴线o的方向上的范围在图8中可以比在图7中更小。在图8中,挠曲装置120和支撑结构4之间的连接可以与挠曲装置120和图像传感器组件12之间的连接基本在同一平面内。
77.图8的挠曲装置120可以一体地形成。例如,挠曲装置120可以由片状金属形成。梁123可以通过蚀刻和弯曲片状金属来形成。
78.图7或图8的挠曲装置120还可以包括跌落保护元件。跌落保护元件可以抑制屈曲,并因此避免由于突然撞击(例如当包含致动器组件2的装置跌落时)而损坏梁123。
79.一般地,在正常操作中,挠曲装置120约束图像传感器组件12垂直于光敏区域7在其中延伸的平面的移动。可选地,挠曲装置120被布置成允许图像传感器组件12在例如由跌落事件引起的冲击的情况下垂直于光敏区域7在其中延伸的平面移动。挠曲装置可以帮助减少移动部件和支撑结构之间的摩擦。例如,与使用滑动支承件相比,摩擦可以更低。
80.例如,可移动部分122可以布置为跌落保护元件。在冲击情况中,通过可移动部分122的弯曲(在图8中向上或向下)至少部分地吸收任何竖直力。可移动部分122在垂直于光敏区域7在其中延伸的平面的方向上是柔顺的(compliant)。通过提供跌落保护元件,降低了挠曲装置120在冲击情况中被损坏的可能性。
81.可选地,致动器组件2包括一个或更多个端部止动器(未示出),端部止动器被配置成限制图像传感器组件12在垂直于光敏区域7在其中延伸的平面的方向上的移动。在冲击情况的过程中,图像传感器组件12可以在垂直于光敏区域7在其中延伸的平面的方向上移动,直到图像传感器组件12抵邻一个或更多个端部止动器。
82.例如,可移动部分122的柔顺性可以通过选择可移动部分122的厚度、长度和材料来控制。在正常条件下,端部止动器和图像传感器组件12之间的距离可以被选择以控制图像传感器组件12在冲击情况中可以移动多远。可选地,端部止动器和诸如可移动部分122的跌落保护元件被布置成使得在冲击情况中图像传感器组件12能够到达一个或更多个端部止动器。可以降低挠曲装置120在冲击情况中受到过应力的可能性。
83.可替代地或附加地,至少一个跌落保护元件可以由类似于图8所示的可移动部分122(例如梁123的水平部分)但是布置在梁123的固定部分121和支撑结构4之间的部分提供。
84.代替如图8所示以大约45
°
的角度延伸至图像传感器组件12的边缘,梁123可以以不同角度延伸(当沿光学轴线o的方向观察时)。例如,至少一个梁123可以在平行于图像传
感器组件12的边缘的方向上延伸(当沿着光学轴线o的方向观察时)。
85.可以有任意数量的梁123。
86.图7或图8的挠曲装置120可以被用于提供电连接。因此,挠曲装置120的目的可以是提供电连接和提供将图像传感器组件12支撑在支撑结构4上的支承装置。挠曲装置120可以被配置成向sma致动器线40提供驱动信号(例如电流)。sma致动器线40可以在每一个端部处具有连接端子。sma致动器线40中的两个或更多个可以共享共有端子。每个sma致动器线40的至少一个端子是sma致动器线40专用的(即,不是与其它线共有的)。挠曲装置120可以被配置成向一个或更多个端子(专用的或共有的)提供驱动信号。在挠曲装置120被配置成向多个端子提供驱动信号的情况中,挠曲装置120可以被电细分为多个区段,每个区段包括一个或更多个梁123并与其它区段绝缘。例如,在图8中示出的四个梁123中的每一个可以形成不同的这种区段的一部分。这可以通过由机械地互连但不电互连的独立构件形成挠曲装置120来实现。
87.在图7和图8中,致动器组件2是传感器移位组件。可替代地,致动器组件2可以是透镜移位组件,其中图像传感器6安装到致动器组件2的静态部件,并且透镜是致动器组件2的移动部件的一部分。这种透镜移位组件可以包括自动聚焦系统。移动部件包括自动聚焦系统。可选地,挠曲装置120被配置成在支撑结构4和sma致动器线40和/或自动聚焦系统之间传递信号。例如,挠曲装置120可以将能量和/或控制信号传递到自动聚焦系统。挠曲装置120可以传递来自自动聚焦系统的数据。
88.图9和图10示意性地描绘了挠曲装置130的进一步示例。挠曲装置130包括柔性片130。柔性片130包括两个第一臂124。柔性片还包括一个第二臂125(如在图9中)或两个第二臂125(如在图10中)。第一臂124和第二臂125中的每一个在垂直于光敏区域7的方向上延伸。第一臂124平行且彼此面对,并且第二臂125平行且彼此面对。第一臂124垂直于第二臂125。每个第一臂124可以包括固定连接到图像传感器组件12的刚性部分124a,例如刚性板。每个第一臂124还可以包括柔性部分124b,柔性部分124b从刚性部分124a延伸到与一个或两个第二臂125的相应连接部。每个第二臂125可以包括固定连接到支撑结构4的刚性部分125a,例如刚性板。每个第二臂125还可以包括柔性部分125b,柔性部分125b从刚性部分125a延伸到与两个第一臂125的相应连接部。第一臂124和第二臂125之间的连接可以是刚性连接(使得第一臂124和第二臂125之间的角度保持不变)或柔性连接,例如铰链连接。
89.图9的挠曲装置130位于图像传感器组件12的一侧。图10的挠曲装置围绕图像传感器组件12。图10的挠曲装置可以在支撑结构4上提供图像传感器组件12的更稳定支撑。
90.图10a和图10b在平面图中示意性地描绘了图10的挠曲装置120所允许的移动。尽管未示出,但是图9的挠曲装置120所允许的移动是类似的。图10a和图10b中的虚线描绘了在图像传感器组件12移动之前柔性片120的位置,并且实线描绘了在图像传感器组件12沿图10a和图10b中的箭头方向移动之后柔性片120的位置。特别地,当沿平行于第一臂124的方向移动图像传感器组件12时,第二臂125的柔性部分125b可能变形。如果第一和第二臂124、125之间的接头是刚性的,则第一臂124也可以变形。如果第一臂124和第二臂125之间的接头是柔性的(例如铰链),则第一臂可以保持第一臂的形状。相反,当在平行于第二臂124的方向上移动图像传感器组件12时,第一臂124的柔性部分124b可以变形以允许图像传感器组件12移动。如果第一臂124和第二臂125之间的接头是刚性的,则第二臂125也可以变
形。如果第一臂124和第二臂125之间的接头是柔性的(例如铰链),则第二臂125可以保持第二臂125的形状。
91.柔性片120可以包括至少两个柔性印刷电路。柔性印刷电路电连接到图像传感器组件。因此,柔性片120的目的可以是提供与图像传感器组件的电连接,以及提供将图像传感器组件12支撑在支撑结构4上的支承装置。
92.可选地,柔性片120可以被配置成向sma致动器线40提供驱动信号(例如电流)。柔性片120可以被配置成在支撑结构4和图像传感器6之间传递信号。例如,挠曲装置120可以将能量和/或控制信号传递到图像传感器6。挠曲装置120可以传递数据,例如来自图像传感器6的图像数据。
93.在图9和图10中,致动器组件2是传感器移位组件。可替代地,致动器组件2可以是透镜移位组件,其中图像传感器6安装到致动器组件2的静态部件,并且透镜是致动器组件2的移动部件的一部分。这种透镜移位组件可以包括自动聚焦系统。移动部件包括自动聚焦系统。可选地,柔性片120被配置成在支撑结构4和sma致动器线40和/或自动聚焦系统之间传递信号。例如,柔性片120可以将能量和/或控制信号传递到自动聚焦系统。柔性片120可以传递来自自动聚焦系统的数据。
94.可替代地或附加地,支承装置110、120、130可以包括传热材料103。传热材料103可以被选择成允许将图像传感器组件12支撑在支撑结构上。传热材料103例如可以是硅橡胶或其它橡胶。在某些情况下,沿着光学轴线o的某种程度的倾斜和/或移动是可以容忍的,因此可以不需要使用上述支承装置110、120、130。
95.可替代地或附加地,支承装置110、120、130可以包括滑动支承件,诸如结构化滑动支承件。滑动支承件包括在图像传感器组件12和支撑结构4中的每一个上的支承表面。支承表面可以各自是平面的。支承表面相互支承,以便将图像传感器组件12支撑在支撑结构4上,允许相对滑动运动。因此,滑动支承件允许图像传感器组件12相对于支撑结构4移动,特别是以允许图像传感器组件12相对于支撑结构4在横向于光敏区域7的任何方向上移动或旋转的所述方式。
96.滑动支承件可以构造成减小支承表面的接触面积,从而减小图像传感器组件12和支撑结构4之间的摩擦并形成间隙104。滑动支承件可以设置在选择区域中,并且间隙104可以形成在其中设置有滑动支承件的选择区域之间。形成滑动支承件的支承表面的总接触面积可以小于光敏区域7的面积的1,优选地小于0.5,进一步优选地小于0.2,特别优选地小于0.1。关于减少摩擦,支承表面可以设计成具有0.2或更小的摩擦系数。
97.此外,致动器组件2可以包括偏置装置。偏置装置可以提供偏置力,该偏置力将图像传感器组件12朝向支承装置110偏置。偏置装置的示例被示意性地描述在图3中。图3示出了连接在支撑结构4和载体8/移动板9之间的两个挠曲件67,以用作偏置装置,以及提供与图像传感器组件12的电连接。在该示例中,挠曲件67在其一个端部68处与移动板9一体地形成,并且在其另一个端部69处安装到支撑结构4的支撑板5。可替代地,挠曲件67可以与支撑结构4的板一体地形成并安装到载体8,或者另外地可以是安装到支撑结构4和载体8中的每一个的单独元件。在这些示例中的任何一个中,挠曲件67的安装可以例如通过提供机械连接和电连接两者的焊接来实现。
98.挠曲件67如下地布置成提供它们的机械功能。每个挠曲件67是连接在支撑结构4
和载体8之间的长形梁。挠曲件67由于其固有的弹性将支撑结构4和图像传感器组件12偏置在一起,偏置力平行于光学轴线o施加。这可以保持支承装置110,例如图2、图5或图6的支承装置。同时,挠曲件67可以横向偏转,以允许图像传感器组件12相对于支撑结构4横向移动和旋转,从而允许ois功能。
99.同样由于其固有的弹性,挠曲件67还提供横向偏置力,该横向偏置力从围绕与透镜组件20的光学轴线o对准的中心位置的任何方向朝向该中心位置偏置图像传感器组件12。结果,在没有驱动sma线40的情况下,图像传感器组件12将趋向于中心位置。这确保了即使在没有驱动sma线40的情况下,相机设备1仍然保持捕捉图像的功能。
100.挠曲件67设计如下,以便为支承装置110提供沿着光学轴线o的合适的保持力,并且还允许利用横向偏置力进行横向移动。横向偏置力的大小保持足够低以便不妨碍ois,同时在没有驱动的情况下是足够高的以使图像传感器组件12居中。每个挠曲件67具有截面,该截面具有与光学轴线o正交的平均宽度,该平均宽度大于其平行于光学轴线o的平均厚度。每个挠曲件67围绕光学轴线o成l形形状延伸,一般期望的是,角度范围是如在挠曲件67的端部之间测量的至少90度。
101.在致动器组件2的组装状态下,挠曲件67从其松弛状态偏转以提供预加载力,该预加载力将支撑结构4和图像传感器组件12偏置在一起。
102.挠曲件67由提供期望的机械性能并且导电的合适的材料制成。通常,该材料是具有相对高的屈服强度的金属,例如钢,诸如不锈钢。
103.可替代地或附加地,偏置装置可以包括传热材料103。传热材料103可以被选择成使得其能够向图像传感器组件12施加偏置力,例如当与图5的支承装置110结合使用时。传热材料103还可以提供或有助于横向偏置力,该横向偏置力将图像传感器组件12朝向中心位置偏置。
104.图像传感器组件12相对于支撑结构4的移动由如下布置的横向致动器装置驱动,并且在图4中最容易看到。在致动器装置包括多个sma线40的情况下实现了特别的优点,因为与其他形式的致动器相比,sma提供了高致动力。这可有助于图像传感器组件12相对于支撑结构4的精确定位。然而,一般地,致动器装置可以包括除sma线40之外的多个致动器构件。
105.图4所示的横向致动器装置由连接在支撑结构4和载体8之间的总共四根sma线40形成。为了附接sma线40,载体8包括固定到移动板9的压接部分41,并且支撑结构4包括固定到边界部分10的压接部分42。压接部分41和压接部分42压接四根sma线40,以便将它们连接到支撑结构4和载体8。固定到移动板9的压接部分41由金属片一体地形成,以便在载体8处将sma线40电连接在一起。
106.尽管在该示例中压接部分41和42是固定到移动板9和边界部分10的单独元件,但是作为替代,压接部分41可以与移动板9一体地形成和/或压接部分42可以与支撑板5一体地形成。
107.图15是致动器组件2的截面图。致动器组件2包括图像传感器组件12,图像传感器组件12可相对于支撑结构4移动。图像传感器组件包括移动板9(其也可以被称为端部止动器板,如下文更详细描述的)和包括光敏区域7的图像传感器6。支撑结构4包括罩壳(can)15、基板51和导体层52。罩壳15可以包括支撑板5。
108.图像传感器组件12被支撑在支撑结构4上,使得在图像传感器组件12和支撑结构4之间形成间隙104。间隙104形成在图像传感器组件12的背离光敏区域7的一侧上,特别是在垂直于光敏区域7的方向上。间隙104特别地形成在移动板9和支撑板5之间,支撑板5可以是罩壳15的一部分。
109.致动器组件2包括支承件110,其例如可以是滚动支承件或滑动支承件。支承件110设置在图像传感器组件12的与间隙104相对的一侧。支承件110设置在图像传感器组件12的与光敏区域7的同一侧,特别地侧向于光敏区域7。
110.如图15所示,可选地,支撑结构4包括支撑层51(其也可被称为底基)。支撑层51被配置成向致动器组件2提供机械支撑。支撑层51可以围绕允许光到达图像传感器6的孔洞。支撑层51可以成形为形成支撑结构4的顶部边缘的边界。支撑层51可以包括硬材料,例如金属。支撑层51可以形成为与罩壳15的其余部分独立的构件,并且随后附接(例如,胶合或焊接)到罩壳15的其余部分。可替代地,支撑层51可以与罩壳15成一体。
111.如图15所示,可选地,支撑结构4包括导体层52。导体层52包括一个或更多个电轨道,电轨道被配置成将信号传输到致动器和/或从致动器传输信号。例如,导体层52可以包括用于传递电力和/或控制信号以驱动sma致动器线的轨道。导体层52可以包括一个或更多个轨道,该一个或更多个轨道将关于sma致动器线的数据传递到致动器组件2或相机设备1的控制器。
112.如图15所示,可选地,导体层52相对于罩壳15固定。例如,导体层52可以附接到支撑层51。导体层52可以位于支撑层51和图像传感器组件12之间。导体层52被布置成不增加致动器组件2的深度。导体层52可以围绕允许光到达图像传感器6的孔洞。导体层52可以成形为在支撑结构4的支撑层51的下侧的边界。
113.如图15所示,可选地,挠曲件67的一个端部68固定(例如,胶合或焊接)到移动板9。可替代地,挠曲件67的端部68可以与移动板9成一体。挠曲件67的另一个端部69(未在图15中示出)附接到支撑结构4。如图15所示,挠曲件67的端部68可以位于导体层52或支撑层51与移动板9之间。
114.如图15所示,可选地,支承件110位于导体层52和挠曲件67的端部68之间。支承件110可以在挠曲件67的端部68和导体层52上运行。支承件110邻接导体层52的表面。支承件邻接挠曲件67的端部68的表面。
115.支承件110的直径可以是致动器组件2的高度的至少30%和可选的至少40%。如图15所示的,致动器组件的高度是在竖直方向上在支撑层51的顶侧和罩壳15的支撑板5的底侧之间的距离。希望减小致动器组件2的高度。
116.在致动器组件2的相对于彼此移动的部件之间提供间隙55。间隙55可以限定在挠曲件67的端部68和导体层52(或者在图18中示出并在下面描述的外壳56)之间。间隙可以是至少20μm,可选地至少50μm,以及可选地至少100μm。间隙55可以足够大以考虑致动器组件2的板的少量弯曲。间隙55减少了意图相对于彼此移动的构件相互接触的可能性。任何这样的接触都会不希望地产生机械干扰和潜在的电短路。
117.图16是致动器组件2的截面图。图16所示的致动器组件2具有比图15所示的致动器组件2小的高度。图16的致动器组件2和图15的致动器组件2之间的共同特征不在下面详细描述。相反,描述集中于图16的致动器组件2和图15所示的致动器组件2之间的差异。
118.如图16所示,可选地,通过使支承件110在支撑层51和移动板9上运行,构件可以被拉近(相对于图15所示的致动器组件2)。如图16所示,可选地,在导体层52中提供孔洞以容纳每个支承件110。支承件110位于孔洞中,使得支承件110邻接支撑层51。通过提供孔洞(其也可以被称为切口),致动器组件2的高度减小了导体层52的厚度。导体层52的厚度可以是至少50μm,并且可选地至少100μm。导体层52的厚度可以最多为200μm,并且可选地最多为100μm。
119.如图16所示,可选地,在挠曲件67的固定到移动板9的端部68中提供孔洞,以容纳每个支承件110。支承件110位于孔洞中,使得支承件110邻接移动板9。通过提供孔洞(其也可以被称为切口),致动器组件2的高度减小了形成挠曲件67的材料的厚度。形成挠曲件67的材料的厚度可以是至少50μm,并且可选地是至少100μm。形成挠曲件67的材料的厚度最多可以为200μm,并且可选地最多可以为150μm。
120.通过在挠曲件67的端部68上提供孔洞,挠曲件67在高度方向上延伸较短的距离。挠曲件67的两个端部68、69在垂直于图像传感器6的光敏区域7的方向上的距离减小。这可以减小挠曲件67施加在支撑结构4和图像传感器组件12之间的力。可选地,挠曲件67可以在致动器组件2的制造过程中成形,以便提供附加偏置力来补偿减小的距离。可选地,在致动器组件2组装之前(即,在图像传感器组件12与支撑板5组装之前),挠曲件67形成为特定形状。例如,挠曲件67可以包括折弯部(jog)。
121.图16所示的致动器组件2在导体层52和挠曲件67的端部68两者中都具有孔洞。可替代地,这种孔洞可以仅提供在导体层52和挠曲件67的端部68中的一个中。
122.图17是致动器组件2的截面图。图17所示的致动器组件2具有比图15所示的致动器组件2或图16所示的致动器组件2小的高度。图17的致动器组件2和图15的致动器组件2之间的共同特征不在下面详细描述。相反,描述集中于图17的致动器组件2和图15所示的致动器组件2之间的差异。
123.如图17所示,孔洞设置在导体层52和挠曲件67的端部68两者中,以容纳支承件110。如图17所示,可选地,移动板9可以分成两个板,包括用于支承件110运行的支承板53(其也可以被称为支架)和用于容纳支承件110的容纳板54。可替代地,半蚀刻的单板可以被用作移动板9(即,支承板53和容纳板54可以是一体的)。
124.如图17所示,可选地,在容纳板54中提供孔洞以容纳每个支承件110。支承件110位于孔洞中,使得支承件110邻接支承板53。这可以帮助将致动器组件2的高度减小移动板9的厚度的一小部分。
125.移动板9的厚度可以为至少50μm,并且可选地为至少100μm。移动板9的厚度可以最多为200μm,并且可选地最多为150μm。致动器组件2的高度可以(相对于图16所示的致动器组件2的高度)减小移动板9的厚度和支承板53的厚度之间的差。支承板53的厚度可以为至少20μm,并且可选地为至少50μm。支承板53的厚度可以最多为100μm,并且可选地最多为50μm。移动板9的厚度和支承板53的厚度之间的差可以是至少50μm,并且可选地至少100μm。
126.图17所示的致动器组件2除了在挠曲件67的端部68和容纳板53中的孔洞之外,在导体层52两者中都具有孔洞。可替代地,这种孔洞可以设置在挠曲件67的端部68和容纳板53中,但不设置在导体层52中。
127.尽管在附图中未示出,但上述应用于移动板9的原理可以附加地或替代地应用于
支撑层51。可选地,支撑层51可以分成两个板,包括用于支承件110运行的支承板和用于容纳支承件110的容纳板。可替代地,半蚀刻的单板可以被用作支撑层51(即,支承板和容纳板可以是一体的)。
128.可选地,在支撑层51的容纳板中提供孔洞以容纳每个支承件110。支承件110位于孔洞中,使得支承件110邻接支撑层51的支承板。这可以帮助将致动器组件2的高度减小支撑层51的厚度的一小部分。
129.支撑层51的厚度可以是至少50μm,并且可选地至少100μm。支撑层51的厚度最多可以为200μm,并且可选地最多可以为150μm。致动器组件2的高度可以(相对于图16或图17所示的致动器组件2的高度)减小支撑层51的厚度和支撑层51的支承板的厚度之间的差。支撑层51的支承板的厚度可以为至少20μm,并且可选地为至少50μm。支撑层51的支承板的厚度可以最多为100μm,并且可选地最多为50μm。支撑层51的厚度和支撑层51的支承板的厚度之间的差可以是至少50μm,并且可选地至少100μm。
130.图18是图15的致动器组件2的另一截面图。图18示出了更多的细节,特别是与压接部分41和移动板9作为端部止动器的功能有关的细节。图18是沿着致动器组件2的不同线截取的截面图。图15(以及还有图16和图17)所示的截面延伸穿过致动器组件的整个宽度,并穿过图像传感器6,但不穿过任何压接部分41、42。图18所示的截面仅部分地延伸穿过致动器组件2,并穿过固定到图像传感器组件12的压接部分41和挠曲件67的臂。
131.关于图18所示和描述的特征可以同样地应用于图16所示的致动器组件2或图17所示的致动器组件2。如图18所示,可选地,致动器组件2包括外壳56。外壳56配置成容纳支承件110。外壳56配置成约束支承件110的移动。外壳56可以成形为设置有容纳支承件110的孔洞的板。外壳56可以是支撑结构4的一部分。外壳56可以固定(例如,胶合或焊接)到导体层52。这样的外壳56可以设置在图16所示的致动器组件2中,尽管具有较小的厚度(因为存在较少的可用空间和导体层52中的孔洞有效地类似于外壳56起作用)。提供外壳56并不是必需的。例如,导体层52中的孔洞可以充分约束支承件110。
132.如图18所示,可选地,致动器组件2包括压接间隔件57。压接间隔件57被布置成将压接部分41连接到移动板9。压接间隔件可以固定(例如焊接)到挠曲件67的端部68上。压接间隔件57可以将压接部分41连接到挠曲件67的端部68。提供压接间隔件57并不是必需的。可替代地,压接部分41可以直接连接到挠曲件67的端部68或移动板9。如图18所示,可选地,在移动板中提供孔洞以容纳每个压接间隔件57。
133.容纳支承件110的每个孔洞的尺寸可以设置为使得支承件110的直径是孔洞的直径的至少一半、可选地至少80%、以及可选地至少90%。
134.如图18所示,可选地,移动板9布置成使得在移动板9的边缘和罩壳15的内表面之间存在间隙58。在使用致动器组件2期间,移动板9相对于罩壳15移动。该移动导致间隙58的尺寸增大或减小。可选地,移动板9被配置成用作端部止动器。当移动板9移动使得间隙58变为零并且移动板9邻接罩壳15时,图像传感器组件12相对于支撑结构4在该方向上的进一步移动被制止。这可以有助于减少由于图像传感器组件12在特定方向上相对于支撑结构4移动太远而导致sma致动器线损坏的可能性。在致动器组件2内设置端部止动器也可以有助于在将图像传感器6并入致动器组件2之前对致动器进行测试。反过来,这可以帮助降低图像传感器与未通过测试过程的致动器一起被丢弃的可能性,从而降低制造致动器组件2的平
均成本。这与例如比较示例形成对比,在比较示例中,这样的端部止动器包括独立构件,例如罩壳,其必须在图像传感器6之后被结合。相同的原理可以应用于限制在其它方向上(例如沿着光学轴线o)的移动的端部止动器(未示出)。
135.在图15-图18中,致动器组件2是传感器移位组件。可替代地,致动器组件2可以是透镜移位组件,其中图像传感器6安装到致动器组件2的静态部件,并且透镜是致动器组件2的移动部件的一部分。与延伸穿过致动器组件2的一个或更多个构件从而减小致动器组件2的高度的支承件110相关的特征可以应用于这样的透镜移位组件。
136.在图15-图18中,支承件110设置在图像传感器组件12的与间隙104相对的一侧上。可替代地,支承件110可以设置在图像传感器组件12的与间隙104相同的一侧上。
137.图19是支承冲击保护结构60的透视图。支承冲击保护结构60可以作为本文件其它地方描述的致动器组件2的任何布置的一部分而被结合。图19示出了包括支承冲击保护结构60的致动器组件2的载体8。致动器组件2可以是传感器移位组件。支承冲击保护结构60可以被包括在相对于支撑结构4移动的图像传感器组件12中。可替代地,支承冲击保护结构60可以被包括在传感器移位组件的支撑结构4中。作为另一替代方案,支承冲击保护结构60可以被包括在透镜移位组件的移动部件中。
138.冲击保护通过在板中切割而成的悬臂61提供。在图19所示的布置中,悬臂61被切割到载体8的板中。载体8可以是传感器移位组件的一部分。载体8的包括悬臂61的板可以由金属片形成。一个或更多个成形切口62在板的部分中形成悬臂61。图19示出了三个这样的悬臂61,但是可以有更多的悬臂61,例如四个悬臂。每个悬臂61在其自由端63处支撑支承件110,支承件110可以是滚珠支承件。为了清楚起见,在图19中的一个或更多个支承件110以分解视图示出,虚线指示它们的位置。
139.在正常操作中,支承件110在悬臂61的自由端63处的区域上自由地横向移动。在冲击情况中,任何竖直力都通过悬臂61的自由端63的弯曲(在图19中向下)来吸收。支承冲击保护结构60可以形成为切割金属的单个部件,其易于制造和组装到其它构件。
140.设置有悬臂61的板可以是形成支承件110与之接触的表面的板。例如,悬臂61可以设置在侧向于间隙104的图2所示的移动板9的外围部分中。悬臂61可以设置在图5至图8中任一个所示的移动板9中。悬臂61可以设置在图15所示的挠曲件67的端部68中。可以在移动板9中邻近每个悬臂61设置孔洞,以便允许悬臂61远离支承件110挠曲进入孔洞中。悬臂61可以设置在图16所示的移动板9中。悬臂61可以设置在图17所示的支承板53中。
141.如上所述,可替代地,悬臂61可以设置在支撑结构4的板中。例如,悬臂61可以设置在图2所示的支撑板5中。悬臂61可以设置在图5至图8所示的任何布置的支撑结构4中。悬臂61可以设置在图15所示的导体层52中。可以在支撑层51中邻近每个悬臂61设置孔洞,以便允许悬臂61远离支承件110挠曲进入孔洞中。悬臂61可以设置在图16或图17所示的支撑层51中。
142.例如,悬臂61被布置成在跌落事件期间偏转。支承冲击保护结构60配置成减少支承件110和/或支承表面被损坏的可能性。悬臂61的偏转耗散了能量,从而减少了在跌落事件期间原本可能损坏致动器组件2的能量。
143.图20是具有容纳的支承件110的图像传感器组件12的一部分的透视图。图20示出了包括图19的支承冲击保护结构60的子组件。在图20中,悬臂61设置在传感器移位致动器
的图像传感器组件12的移动板9中。在图20中,支承保持结构64被示出组装在包含悬臂61的移动板9的顶部上。支承保持结构64被示出为具有用于定位支承件110的孔洞65的相对较厚的板。
144.图20中还示出了端部止动器66形式的另一个冲击保护结构。示出了四个端部止动器66,但是可以有更多或更少的端部止动器。例如,可以使用三个端部止动器66。每个端部止动器66可以是凸起在主体上方但高度低于支承件110的材料垫。支承件110、端部止动器66和支承保持结构64的主体的相对高度在图21中示出。图21是图20所示的子组件的截面图。
145.在正常操作中,端部止动器66不起作用,但在冲击情况中,端部止动器66防止支撑结构4的支承表面(未示出,但通常位于支承件110的顶部的水平)比端部止动器66的顶部向下移动得更远。因此,在竖直冲击力的作用下,悬臂61通过偏转吸收了向下移动的一部分,并且端部止动器66限制了进一步的移动。端部止动器66可以布置成限制支撑结构4相对于载体8的竖直移动。端部止动器66可以是简单的材料垫,并且容易组装或安装到支承保持结构64的顶部。
146.在图20所示的布置中,端部止动器66被包括在致动器组件2的移动部件中。端部止动器66朝向支撑结构4突出,并且被布置成仅在例如跌落事件期间邻接支撑结构4。可替代地,端部止动器66可以被包括在支撑结构4中,并且可以朝向图像传感器组件12突出。端部止动器66可以布置成在端部止动器66和图像传感器组件12之间具有间隙。例如,端部止动器66可以被布置成仅在跌落事件期间邻接图像传感器组件12。
147.提供支承保持结构64并不是必需的。作为替代,端部止动器66可以从移动板9朝向支撑结构4突出。可替代地,端部止动器66可以从挠曲件67的端部68朝向支撑结构4突出,或者从导体层52朝向图像传感器组件12突出,或者从支撑层51朝向图像传感器组件12突出,或者从外壳56朝向图像传感器组件12突出。在其它示例中,悬臂61可以形成为单独元件并附接到板,而不是通过在特定板中的切口形成。
148.sma线40如下布置,使得sma线40能够在选择性驱动时使图像传感器组件12相对于支撑结构4在横向于光敏区域7的任何方向上移动,并且还能够使图像传感器组件12绕正交于光敏区域7的轴线旋转。
149.每个sma线40保持张紧,从而在支撑结构4和载体8之间施加力。
150.sma线40可以垂直于光学轴线o,使得施加到载体8的力横向于光敏区域7。可替代地,sma线40可以相对于光敏区域7以小角度倾斜,使得施加到载体8的力包括横向于光敏区域7的分量和沿光学轴线o的分量,沿着光学轴线o的分量充当使图像传感器组件12抵靠支承装置110偏置的偏置力。因此,sma线40可以充当偏置装置。偏置装置可以包括多个致动器构件,这些致动器构件相对于光敏区域7倾斜,用于施加偏置力,该偏置力将图像传感器组件12朝向支承装置110、120、130偏置。
151.现在将描述与wo-2014/083318中描述的类似的sma线40的总体布置,不同之处是sma线移动图像传感器组件12,而不是透镜组件20。
152.sma材料具有加热时发生固态相变的特性,这种固态相变导致sma材料收缩。在低温下,sma材料进入马氏体相。在高温下,sma进入奥氏体相,这引发变形,导致sma材料收缩。由于sma晶体结构中的转变温度的统计分布,因此相变在一定温度范围内发生。因此,sma线
40的加热导致sma线40的长度减小。
153.sma线40可以由任何合适的sma材料(例如镍钛诺或另一种钛合金sma材料)制作。有利地,sma线40的材料组成和预处理被选择为在正常操作期间在高于预期环境温度并且尽可能宽的温度范围内提供相变,以最大化位置控制程度。
154.在加热sma线40中的一个时,其中的应力增加并且sma线40收缩,引起图像传感器组件12的移动。当sma的温度增加到高于在其中发生sma材料从马氏体相到奥氏体相的转变的温度范围时,发生一定范围的移动。相反,在冷却sma线40中的一个以使其中的应力降低时,该sma线40在sma线40中的相对的sma线40的力下扩张。这使得图像传感器组件12在相反的方向上移动。
155.载体8和图像传感器组件12轴向定位在支撑结构4的边界部分10的孔11内。四根sma线40布置在图像传感器组件12的四侧上。sma线40具有相同的长度并且具有旋转对称布置。
156.从轴向上看,第一对sma线40平行于横向于光敏区域7的第一轴线(在图4中为竖直轴线)延伸。然而,第一对sma线40相对地连接到支撑结构4和载体8,使得它们沿着第一轴线在相反的方向上(在图4中竖直地向上和向下)施加力。在每根sma线40中的张力相等的情况下,由第一对sma线40施加的力平衡。这意味着第一对sma线40将第一扭矩(在图4中为逆时针方向)施加到图像传感器组件12。
157.从轴向上看,第二对sma线40平行于横向于光敏区域7的第二轴线(在图4中为水平轴线)延伸。然而,第二对sma线40相对地连接到支撑结构4和载体8,使得它们沿着第二轴线在相反的方向上(在图4中水平地向左和向右)施加力。在每一根sma线40中的张力相等的情况下,由第二对sma线40施加的力平衡。这意味着第二对sma线40向图像传感器组件12施加第二扭矩(在图3中为顺时针方向),该第二扭矩被布置成与第一扭矩在方向上相反。因此,在每根sma线40中的张力相同的情况下,第一扭矩和第二扭矩平衡。
158.结果,可选择性地驱动sma线40以沿任何方向横向地移动图像传感器组件12,并围绕平行于光学轴线o的轴线旋转图像传感器组件12。即:
159.●
图像传感器组件12在沿第一轴线的任一方向上的移动可以通过驱动第一对sma线40差异性地收缩来实现,这是由于它们在相反方向上施加力;
160.●
图像传感器组件12在沿第二轴线的任一方向上的移动可以通过驱动第二对sma线40差异性地收缩来实现,这是由于它们在相反方向上施加力;以及
161.●
图像传感器组件12的旋转可以通过驱动第一对sma线40和第二对sma线40差异性地收缩来实现,这是由于第一扭矩和第二扭矩处于相反的方向。
162.移动和旋转的范围的大小取决于sma线40在其正常工作参数内的几何形状和收缩范围。
163.sma线40的这种特殊布置是有利的,因为它可以用最少数量的sma线驱动期望的横向运动和旋转。然而,可以应用sma线40的其他布置。为了提供三个运动度(两个横向运动度和一个旋转运动度),则提供最少四根sma线40。其它布置可以应用不同数量的sma线40。对于横向运动(但是不旋转),可以提供更少的sma线40。具有多于四根sma线40的布置也是可能的,并且可以具有在允许除了运动之外控制附加参数(例如sma线40中的应力程度)方面的优点。
164.通过选择性地改变sma线40的温度来控制图像传感器组件12相对于支撑结构4的横向位置和定向。通过使选择性驱动信号穿过sma线40以提供电阻加热来实现sma线40的这种驱动。通过驱动信号的电流直接提供加热。通过减小或停止驱动信号的电流以允许sma线40通过与其周围环境的传导、对流和辐射冷却来提供冷却。
165.相机设备1包括透镜组件20,该透镜组件20通过安装到支撑结构4,特别是安装到边界部分10而与致动器组件2组装。
166.透镜组件20包括圆柱形主体形式的透镜托架21,其安装到支撑结构4的边界部分10。透镜托架支撑沿光学轴线o布置的至少一个透镜。一般地,可以提供一个或更多个透镜22中的任意数量。在不限于本发明的情况下,在该示例中,相机设备1是微型相机,其中至少一个透镜22(即,如果提供多个透镜,则每个透镜22)典型地具有至多10mm或15mm或20mm的直径。透镜组件20的至少一个透镜22被布置成将图像聚焦到图像传感器上。
167.在该示例中,至少一个透镜22以至少一个透镜22相对于透镜托架21沿光学轴线o可移动的方式被支撑在透镜托架21上,例如以提供聚焦或变焦,然而这不是必需的。具体地说,至少一个透镜22被固定到相对于透镜托架21可沿光学轴线o移动的透镜保持器23。在存在多个透镜22的情况下,透镜22中的任意或全部透镜可以固定到透镜保持器23和/或一个或更多个透镜22可以固定到透镜托架21并且因此不能相对于透镜托架21沿光学轴线o移动。
168.设置在透镜托架21和透镜保持器23之间的轴向致动器装置24被布置成驱动透镜保持器21和透镜22沿光学轴线o相对于透镜托架21移动。轴向致动器装置24可以是任何合适的类型,例如是音圈电机(vcm)或sma线的装置,如在wo-2019/243849中所描述的,wo-2019/243849通过引用并入本文。
169.另外,相机设备1可以包括固定到支撑结构4并从支撑结构4向前突出以包住和保护相机设备1的其他构件的罩壳15。
170.如上所述,在操作中,sma线40被选择性地驱动以在任何方向上横向地移动图像传感器组件12和/或绕平行于光学轴线o的轴线旋转图像传感器组件12。这用于提供ois,补偿例如由手抖引起的相机设备1的图像移动。
171.图像传感器相对于支撑结构4并且因此也相对于透镜组件20的相对移动可以被用于稳定图像,对抗相机设备1的倾斜(即围绕横向于光敏区域7延伸的轴线旋转)。其以类似于wo-2013/175197和wo-2014/083318中公开的提供ois-透镜移位的方式发生,其还涉及图像传感器和透镜组件20的相对横向移动。此外,图像传感器的旋转可以被用于稳定图像,对抗相机设备1围绕光学轴线o的旋转。这种类型的稳定不通过wo-2013/175197和wo2-014/083318中公开的提供ois-透镜移位的相机设备类型来实现。
172.sma线40由在ic芯片30中实施的控制电路驱动。特别地,控制电路为每个sma线40产生驱动信号,并将驱动信号提供给sma线40。
173.控制电路30接收充当振动传感器的陀螺仪传感器31的输出信号。陀螺仪传感器31检测相机设备1正在经历的振动,并且其输出信号表示这些振动,具体为相机透镜元件20在三维中的角速度。陀螺仪传感器31典型地是一对微型陀螺仪,用于检测围绕三个轴线的振动,这三个轴线为光敏区域7的两个横向轴线以及还有光学轴线o。更一般地说,可以使用更多数量的陀螺仪或其它类型的振动传感器。
174.驱动信号由控制电路响应于陀螺仪传感器31的输出信号而产生,从而驱动图像传感器组件12的移动,以稳定由相机透镜元件20在图像传感器上聚焦的图像,从而提供ois。驱动信号可以使用电阻反馈控制技术来产生,例如,如wo-2013/175197、wo-2014/076463、wo-2012/066285、wo-2012/020212、wo-2011/104518、wo-2012/038703、wo-2010/089529或wo-2010/029316中任一个中公开的,其中每一个通过引用并入本文。
175.相机设备1可以包含到便携式电子设备(诸如移动电话或平板电脑)中。因此,提供了一种包括相机设备1的便携式电子设备。便携式电子设备可以包括处理器。可以在相机设备1和/或便携式电子设备中提供超分辨率成像。例如,通过组合在彼此偏离亚像素距离的位置处捕捉的两个或更多个图像来实现超分辨率成像。
176.为此,图像传感器组件可控地在两个或更多个位置之间移动,这些位置在平行于光敏区域7的方向上彼此偏离亚像素距离。在一个位置落到像素中心上的光(并且因此可以用于捕捉图像)因此在另一个位置落到像素之间。控制电路可以驱动sma线40,以便以这种方式可控地移动图像传感器组件。亚像素距离是小于光敏区域7的像素间距的距离。像素间距是指两个相邻像素的中心之间的距离。
177.图像传感器组件可以可控地移动到0.5μm或更小的定位精度。在致动器装置包括多个sma线的情况下实现了特别的优点,因为与其它形式的致动器相比,sma提供了高致动力。这可以有助于图像传感器组件相对于支撑结构的精确定位。
178.两个或更多个位置可以是静止位置,因此图像传感器组件可以在移动到该两个或更多个位置中的下一个位置之前在该两个或更多个位置中的每一个位置处停止。这两个或更多个位置可以在沿着光敏区域的像素行和/或像素列的方向上彼此偏离。这两个或更多个位置可以包括i)沿着像素行从起始位置偏离亚像素距离的一个或更多个位置,以及ii)沿着像素列从起始位置偏离亚像素距离的一个或更多个位置。可选地,这两个或更多个位置可以包括沿着像素行和沿着像素列从起始位置偏离亚像素距离的一个或更多个位置。
179.使用图像传感器在该两个或更多个位置中的每一个处捕捉图像。控制器可以控制图像传感器以捕捉图像。控制器可以作为ic芯片30上的控制电路的一部分或者作为ic芯片30上的另一个电路的一部分来实施。可替代地,控制器可以被实施为形成相机设备1的一部分的另一ic的一部分。此外,可替代地,控制器可以被实施为形成便携式电子设备的一部分的处理器的一部分。
180.然后,例如使用便携式电子设备的处理器或上述控制器,可以组合图像以形成超分辨率图像。超分辨率图像的分辨率大于由图像传感器捕捉的各个图像的分辨率。例如,可以通过交错两个或更多个图像来组合两个或更多个图像。
181.应理解,可以存在上述实施例的许多其他变型。例如,支承装置110、120、130可以包括上述支承装置110、120、130的任何组合。滚子支承件110可以包括在图像传感器组件12的两侧在垂直于光敏区域7的方向上的滚动元件,如在图5中示出的滚动元件和在图2或图6中示出的滚动元件。支承装置110、120、130可以包括图2、图5和图6的一个或更多个滚动支承件和图7至图10的一个或更多个挠曲装置。
182.上述支承装置110、120、130中的任何一个都可以与间隙104和/或传热材料103的区域的上述布置中的任何一个组合。
183.可以使用具有任何支承装置的致动器组件来实现超分辨率成像,该任何支承装置
包括不提供间隙104的包括连续滑动支承件的支承装置。sma线40的高致动力可以通过克服由这种连续滑动支承件引起的任何摩擦力来允许精确定位。
184.术语sma线可以指包括sma的任何适当成形的元件。sma线可以是长形的,并且可以具有圆形的横截面或任何其他形状的横截面。横截面可以沿sma线的长度变化。也可能的是,sma线的长度(无论定义如何)可以与sma线的其他尺寸中的一个或更多个相似。sma线可以是柔性的。因此,当连接在两个元件之间时,sma线可能仅能够施加促使两个元件在一起的力,该力在sma线张紧时施加。可替代地,该线可以是梁状的或刚性的。sma线可以包括或可以不包括非sma的(一种或更多种)材料和/或(一种或更多种)组成部分。

技术特征:
1.一种致动器组件,包括:支撑结构;图像传感器组件,所述图像传感器组件包括具有光敏区域的图像传感器,其中所述图像传感器组件被支撑在所述支撑结构上,使得在所述图像传感器组件的背离所述光敏区域的一侧上在所述图像传感器组件和所述支撑结构之间形成间隙;以及布置在所述间隙中的传热材料的区域,其中所述传热材料布置成在所述图像传感器组件和所述支撑结构之间传递热量,并且其中,所述传热材料被配置成变形以允许所述图像传感器组件相对于所述支撑结构移动。2.根据权利要求1所述的致动器组件,其中,所述图像传感器组件以允许所述图像传感器组件相对于所述支撑结构在平行于所述光敏区域在其中延伸的平面的任何方向上移动的方式和/或以允许所述图像传感器组件围绕与所述光敏区域在其中延伸的平面正交的任何轴线旋转的方式被支撑在所述支撑结构上。3.根据权利要求1或2所述的致动器组件,其中,所述间隙在垂直于所述光敏区域的方向上延伸10μm至300μm之间,优选地20μm至200μm之间,进一步优选地50μm至100μm之间的范围内的距离。4.根据前述权利要求中任一项所述的致动器组件,其中,所述支撑结构和/或所述图像传感器组件包括在面向所述间隙的表面上的凹陷,其中所述传热材料被设置在所述凹陷内。5.根据前述权利要求中任一项所述的致动器组件,其中,所述传热材料与所述图像传感器组件的总接触面积是所述光敏区域的面积的至少0.1倍,优选地在0.2倍至4倍的范围内,进一步优选地在1倍至4倍的范围内。6.根据前述权利要求中任一项所述的致动器组件,其中,所述传热材料具有大于0.1w/k的热导率,可选地,其中所述传热材料包括导热颗粒,特别是金属颗粒。7.根据前述权利要求中任一项所述的致动器组件,其中,当所述图像传感器组件相对于所述支撑结构移动时,所述传热材料经历剪切变形,可选地,其中所述传热材料的剪切模量(在平行于所述移动的方向上)小于100kpa,优选地小于10kpa,进一步优选地小于1kpa。8.根据前述权利要求中任一项所述的致动器组件,其中,所述传热材料包括橡胶、硅树脂、凝胶和液体中的一种或更多种。9.根据前述权利要求中任一项所述的致动器组件,包括支承装置,所述支承装置被配置成将所述图像传感器组件支撑在所述支撑结构上以形成所述间隙,其中所述支承装置被配置成允许所述图像传感器组件相对于所述支撑结构移动。10.根据权利要求9所述的致动器组件,其中,所述支承装置包括滚动支承件,所述滚动支承件包括设置在所述图像传感器组件和所述支撑结构之间的滚动元件。11.根据权利要求10所述的致动器组件,其中,所述滚动元件设置在所述图像传感器组件的与所述间隙相对的一侧上。12.根据权利要求9所述的致动器组件,其中,所述支承装置包括挠曲装置。13.根据权利要求12所述的致动器组件,其中,所述挠曲装置包括柔性片,其中所述柔性片在垂直于所述光敏区域的方向上延伸,所述柔性片包括两个第一臂和一个或两个第二臂,
其中所述两个第一臂平行且彼此面对,并且机械地连接到所述图像传感器组件的相对端,并且其中所述一个或两个第二臂中的每一个垂直于所述两个第一臂并且机械地连接到所述支撑结构。14.根据权利要求13所述的致动器组件,其中,所述柔性片包括至少两个柔性印刷电路,其中所述柔性印刷电路电连接到所述图像传感器组件。15.根据权利要求12所述的致动器组件,其中,所述挠曲装置包括沿垂直于所述光敏区域的方向在所述图像传感器组件和所述支撑结构之间延伸的三个或更多个梁。16.根据权利要求15所述的致动器组件,其中,每个梁包括第一部分和第二部分,所述第一部分和所述第二部分彼此平行并且各自在垂直于所述光敏区域的方向上延伸,其中所述第一部分在一个端部处连接到所述图像传感器组件,并且所述第二部分在一个端部处连接到所述支撑结构,并且其中,所述第一部分的另一个端部和所述第二部分的另一个端部彼此连接。17.根据前述权利要求中任一项所述的致动器组件,还包括多个致动器构件,所述致动器构件布置成在被选择性地驱动时能够使所述图像传感器组件相对于所述支撑结构沿横向于所述光敏区域的任何方向移动和/或能够使所述图像传感器组件围绕与所述光敏区域正交的轴线旋转。18.根据权利要求17所述的致动器组件,其中,所述多个致动器构件包括多个形状记忆致动器构件。19.根据权利要求17或18所述的致动器组件,还包括被布置成驱动所述致动器构件的控制电路,其中所述控制电路被配置成驱动所述致动器构件以便可控地将所述光敏区域移动到两个或更多个位置,其中两个或更多个位置在平行于所述光敏区域的方向上彼此偏离小于所述光敏区域的像素之间的间距的距离。20.根据权利要求19所述的致动器组件,还包括控制器,所述控制器被配置成控制所述图像传感器以便在所述两个或更多个位置中的每一个位置处捕捉图像,并且组合所捕捉的图像以便创建超分辨率图像。21.一种致动器组件,包括:支撑结构;图像传感器组件,所述图像传感器组件包括具有光敏区域的图像传感器;多个形状记忆合金致动器构件,所述多个形状记忆合金致动器构件布置成在被选择性地驱动时能够使所述图像传感器组件相对于所述支撑结构在横向于所述光敏区域的任何方向上移动,以及控制电路,所述控制电路被配置成驱动所述致动器构件以便使所述光敏区域在两个或更多个位置之间可控地移动,其中所述两个或更多个位置在平行于所述光敏区域的方向上彼此偏离小于所述光敏区域的像素的间距的距离。22.根据权利要求21所述的致动器组件,还包括控制器,所述控制器被配置成控制所述图像传感器以便在第一静止位置捕捉第一图像和在第二静止位置捕捉第二图像,所述控制器被配置成组合所述第一图像和所述第二图像以便创建超分辨率图像,和/或其中所述控制器被配置成控制所述图像传感器以便在不同静止位置处捕捉多于两个图像的集合,并且
组合图像的所述集合以便创建超分辨率图像。23.根据权利要求21或22所述的致动器组件,还包括支承装置,所述支承装置被配置成以允许所述图像传感器组件相对于所述支撑结构移动的方式将所述图像传感器组件支撑在所述支撑结构上,从而在所述图像传感器组件的背离所述光敏区域的一侧上在所述图像传感器组件和所述支撑结构之间形成间隙。24.根据权利要求23所述的致动器组件,其中,所述支承组件包括滚动支承件或挠曲装置。25.根据权利要求23或24所述的致动器组件,还包括布置在所述间隙中的传热材料的区域,其中所述传热材料布置成在所述图像传感器组件和所述支撑结构之间传递热量,并且其中,所述传热材料被配置成变形以允许所述图像传感器组件相对于所述支撑结构移动。26.一种致动器组件,包括:支撑结构;被支撑在所述支撑结构上的移动部件,其中所述支撑结构和所述移动部件中的一个包括具有光敏区域的图像传感器;以及支承装置,所述支承装置被配置成将所述移动部件支撑在所述支撑结构上,其中所述支承装置被配置成允许所述移动部件相对于所述支撑结构移动;其中所述支撑结构和所述移动部件中的至少一个包括至少一个板,所述至少一个板设置有至少部分地延伸穿过所述板的孔洞,用于容纳所述支承装置。27.根据权利要求26所述的致动器组件,其中,所述至少一个板包括所述支撑结构的导体层,所述导体层用于向致动器传递信号和/或从致动器传递信号。28.根据权利要求26或27所述的致动器组件,其中,所述至少一个板包括相对于所述移动部件固定的挠曲件的端部。29.根据权利要求26至28中任一项所述的致动器组件,其中,所述至少一个板包括移动板,所述图像传感器安装在所述移动板上。30.根据权利要求29所述的致动器组件,其中,所述孔洞仅部分地延伸穿过所述移动板。31.根据权利要求26至30中任一项所述的致动器组件,其中,所述支承装置包括滚动支承件,所述滚动支承件包括设置在所述移动部件和所述支撑结构之间的滚动元件。32.根据权利要求31所述的致动器组件,其中,所述滚动支承件的直径是所述孔洞的直径的至少一半。33.根据权利要求31或32所述的致动器组件,其中,所述滚动元件与所述图像传感器设置在所述移动部件的同一侧。34.根据权利要求26至33中任一项所述的致动器组件,其中,所述移动部件的移动板被配置成当所述移动部件和所述支撑结构之间的相对位移高于阈值距离时抵邻所述支撑结构的表面,从而起到端部止动器的作用。35.一种致动器组件,包括:支撑结构;图像传感器组件,所述图像传感器组件包括具有光敏区域的图像传感器,其中所述图
像传感器组件被支撑在所述支撑结构上;一个或更多个支承件,所述一个或更多个支承件被配置成将所述图像传感器组件支撑在所述支撑结构上,所述一个或更多个支承件被配置成允许所述图像传感器组件相对于所述支撑结构移动;以及支承冲击保护结构,所述支承冲击保护结构包括悬臂结构,所述悬臂结构被包括在所述支撑结构或所述图像传感器组件中,所述一个或更多个支承件位于所述悬臂结构的自由端上。36.根据权利要求35所述的致动器组件,其中,所述悬臂结构通过在所述支撑结构或所述图像传感器组件的板中的一个或更多个切口形成。37.一种致动器组件,包括:支撑结构;被支撑在所述支撑结构上的移动部件,其中所述支撑结构和所述移动部件中的一个包括具有光敏区域的图像传感器;一个或更多个支承件,所述一个或更多个支承件被配置成将所述移动部件支撑在所述支撑结构上,所述一个或更多个支承件被配置成允许所述移动部件相对于所述支撑结构移动;以及支承冲击保护结构,所述支承冲击保护结构包括悬臂结构,所述悬臂结构被包括在所述移动部件中,所述一个或更多个支承件位于所述悬臂结构的自由端上。38.根据权利要求37所述的致动器组件,其中,所述悬臂结构通过在所述移动部件的板中的一个或更多个切口形成。39.根据权利要求35至38中任一项所述的致动器组件,包括:端部止动器,所述端部止动器从所述支撑结构和所述移动部件中的一个朝向所述支撑结构和所述移动部件中的另一个突出,使得所述端部止动器部分地延伸穿过由所述一个或更多个支承件保持的所述支撑结构和所述移动部件之间的间隙。40.一种致动器组件,包括:支撑结构;图像传感器组件,所述图像传感器组件包括具有光敏区域的图像传感器,其中所述图像传感器组件被支撑在所述支撑结构上;以及挠曲装置,所述挠曲装置被配置成以允许所述图像传感器组件相对于所述支撑结构在平行于所述光敏区域在其中延伸的平面的任何方向上移动的方式和/或以允许所述图像传感器组件围绕与所述光敏区域在其中延伸的平面正交的任何轴线旋转的方式将所述图像传感器组件支撑在所述支撑结构上。41.根据权利要求40所述的致动器组件,其中,所述挠曲装置包括柔性片,其中所述柔性片在垂直于所述光敏区域的方向上延伸,所述柔性片包括两个第一臂和一个或两个第二臂,其中所述两个第一臂平行且彼此面对,并且机械地连接到所述图像传感器组件的相对端,并且其中所述一个或两个第二臂中的每一个垂直于所述两个第一臂并且机械地连接到所述支撑结构。
42.根据权利要求41所述的致动器组件,其中,所述柔性片包括至少两个柔性印刷电路,其中所述柔性印刷电路电连接到所述图像传感器组件。43.根据权利要求40所述的致动器组件,其中,所述挠曲装置包括沿垂直于所述光敏区域的方向在所述图像传感器组件和所述支撑结构之间延伸的三个或更多个梁。44.根据权利要求43所述的致动器组件,其中,每个梁包括第一部分和第二部分,所述第一部分和所述第二部分彼此平行并且各自在垂直于所述光敏区域的方向上延伸,其中所述第一部分在一个端部处连接到所述图像传感器组件,并且所述第二部分在一个端部处连接到所述支撑结构,并且其中,所述第一部分的另一个端部和所述第二部分的另一个端部彼此连接。45.根据权利要求43或44所述的致动器组件,包括:多个sma线,其布置成能够使所述图像传感器组件在平行于所述光敏区域在其中延伸的平面的任何方向上相对于所述支撑结构移动和/或能够使所述图像传感器组件围绕与所述光敏区域在其中延伸的平面正交的任何轴线旋转;其中所述梁中的至少一个形成从所述支撑结构到所述sma线中的至少一个的电连接的一部分。46.一种致动器组件,包括:支撑结构;被支撑在所述支撑结构上的移动部件,其中所述支撑结构和所述移动部件中的一个包括具有光敏区域的图像传感器;以及挠曲装置,其被配置成以允许所述移动部件相对于所述支撑结构在平行于所述光敏区域在其中延伸的平面的任何方向上移动的方式和/或以允许所述移动部件围绕与所述光敏区域在其中延伸的平面正交的任何轴线旋转的方式将所述移动部件支撑在所述支撑结构上,其中所述挠曲装置包括三个或更多个梁,所述三个或更多个梁在垂直于所述光敏区域的方向上在所述移动部件和所述支撑结构之间延伸,其中每个梁包括第一部分和第二部分,所述第一部分和所述第二部分彼此平行并且各自在垂直于所述光敏区域的方向上延伸,其中所述第一部分在一个端部处连接到所述移动部件,并且所述第二部分在一个端部处连接到所述支撑结构,并且其中,所述第一部分的另一个端部和所述第二部分的另一个端部彼此连接。47.根据权利要求46所述的致动器组件,其中,所述第一部分在一个端部处经由可移动部分连接到所述移动部件,所述可移动部分在垂直于所述光敏区域的方向上是柔顺的,使得在垂直于所述光敏区域的方向上作用在所述移动部件上的任何力通过所述可移动部分的弯曲至少部分地被吸收,从而保护所述挠曲装置。48.根据权利要求46或47所述的致动器组件,其中,所述第二部分在一个端部处经由在垂直于所述光敏区域的方向上柔顺的部分连接到所述支撑结构,使得在垂直于所述光敏区域的方向上作用在所述移动部件上的任何力通过所述部分的弯曲至少部分地被吸收,从而保护所述挠曲装置。49.根据权利要求47或48所述的致动器组件,包括一个或更多个端部止动器,所述端部止动器被配置成限制由于所述可移动部分或所述部分的弯曲而导致的所述移动部件能够
在垂直于所述光敏区域的方向上移动的程度。50.根据权利要求46至49中任一项所述的致动器组件,其中,所述移动部件包括所述图像传感器。51.根据权利要求46至49中任一项所述的致动器组件,其中,所述移动部件包括透镜和用于沿着垂直于所述光敏区域的轴线移动所述透镜的另一致动器。52.根据权利要求51所述的致动器组件,其中,所述梁中的至少一个形成从所述支撑结构到所述另一致动器的电连接的一部分。53.根据权利要求46至52中任一项所述的致动器组件,包括:多个sma线,其布置成能够使所述移动部件在平行于所述光敏区域在其中延伸的平面的任何方向上相对于所述支撑结构移动和/或能够使所述移动部件围绕与所述光敏区域在其中延伸的平面正交的任何轴线旋转;其中所述梁中的至少一个形成从所述支撑结构到所述sma线中的至少一个的电连接的一部分。54.一种致动器组件,包括:限定主平面的支撑结构;移动部件,所述移动部件被配置成接收图像传感器;多个sma线,所述多个sma线布置成能够使所述移动部件在平行于所述主平面的任何方向上相对于所述支撑结构移动和/或能够使所述移动部件围绕与所述主平面正交的任何轴线旋转;以及一个或更多个端部止动器,所述端部止动器被配置成限制所述移动部件相对于所述支撑结构的移动,其中每个端部止动器包括被包括在所述支撑结构中的表面区域和被包括在所述移动部件中的表面区域。55.根据权利要求54所述的致动器组件,其中,所述致动器组件不包括所述图像传感器或在所述图像传感器之后以正常组装顺序并入的任何其它构件。56.根据权利要求54或55所述的致动器组件,其中,所述一个或更多个端部止动器被配置成限制所述移动部件相对于所述支撑结构在平行于所述主平面的方向上的移动。

技术总结
一种致动器组件,包括:支撑结构;图像传感器组件,图像传感器组件包括具有光敏区域的图像传感器,其中图像传感器组件被支撑在支撑结构上,使得在图像传感器组件的背离光敏区域的一侧上,在图像传感器组件和支撑结构之间形成间隙;以及布置在间隙中的传热材料的区域,其中传热材料布置成在图像传感器组件和支撑结构之间传递热量,并且其中,传热材料配置成变形以允许图像传感器组件相对于支撑结构移动。形以允许图像传感器组件相对于支撑结构移动。形以允许图像传感器组件相对于支撑结构移动。


技术研发人员:安德鲁
受保护的技术使用者:剑桥机电有限公司
技术研发日:2021.09.29
技术公布日:2023/8/21
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