專利名稱：微型照相機快門和濾光器/光圈的制作方法
技術領域：
本發(fā)明大體上涉及圖像捕獲系統(tǒng)的領域及具有嚴格尺寸限制的照相機系統(tǒng)中的遮光光學曝光。
背景技術：
對于本申請而言，除非由描述的上下文特別或含蓄指示，否則術語"導管(conduit)"應指經設計以允許光通過其的照相機快門模塊中的開口。另外，術語"光圏"應指用于允許少于100%的光量通過導管的裝置。
此外，術語"照相機快門模塊"和"微型照相機快門模塊"應指并入照相機光學系統(tǒng)內的裝置，用以無論裝置是否被配置成用于遮擋光都影響通過光學系統(tǒng)到成像表面的光的量和/或質量。例如，微型照相機快門模塊可以指被配置成用于遮擋光的裝置，或被配置成用于在不實際上遮擋光的情況下影響光的量和/或質量的裝置。當然，微型照相機快門模塊還可以指照相機光學系統(tǒng)中被配置成用于遮光、過濾和用于提供用于光的光圈的裝置。
。更具體地，本發(fā)明涉、調整光圈尺寸和過濾照相機通常包括用于遮擋光、調整能夠通過導管并入射在成像表面上的光的量和調整光的質量的機械結構。
照相機快門是交替地允許光在某一 時間周期通過導管到達成像表面以及阻擋光以限制光入射在成像表面上的時間的設備。有利的是，具有控制快門速度、或者成像表面暴露給光的時間的能力。另外，在數(shù)字照相機應用中，重要的是遮擋光以允許成像表面處理光的曝光。
有利的是，控制暴露給成像表面的光量的百分比。光圏是可以用以限制能夠通過導管到成像表面上的光的總量的設備。例如，較小的光圏讓較少的光到達成像表面上，從而使得明亮圖像可以被處理，而較大光圏允許較多的光到達成像表面上以暴露較暗的圖像。同樣有利的是，通過利用濾光器來控制入射在成像表面上的光的質量。例如，可能會需要減少通過到成像表面的光的強度。中性濾光器減少所有有關波長的光進入成像表面。使用中性濾光器允許用戶在保持恒定光圏設置的同時減少光的一部分。中性濾光器在防止明亮條件下的過度曝光方面特別有用。同樣，在一些情況下，需要過濾光的特定波長。例如，使用紫外線濾光器來減少紫外光所產生的圖像中的朦朧。在其他照相機應用中，使用濾色器來補償照明的效果或補償對比度增強。
盡管在攝影應用中利用快門、光圏和濾光器提供了優(yōu)點，但是在諸如并入蜂窩電話、個人數(shù)字助理設備等的照相機的微型照相機應用中尚未充分利用其作用。這是因為，時常情況是這些設備的照相機透鏡底座被設計成使得不可能或非常不適合包括快門、光圈和濾光器模塊。例如，數(shù)字照相機應用通常要求使用敏感的位置傳感器來追蹤光學序列中的某些組件的位置以及隨著那些組件斗目對于圖
像傳感器(諸如電荷耦合器件(CCD)或CMOS傳感器的陣列)移動而調整系統(tǒng)設置。在這些應用中，重要的是不能擠滿傳感器，否則將不能正確處理圖像。已知技術不能完全解決此問題。
另外，通常情況是應將快門放置在盡可能靠近導管的平面以用于校準和圖像處理目的。因而，將不能簡單地通過將快門放置在沿 光學序列較便利但是遠離導管的位置來排除與傳感器擁擠相關的問 題。
如以上所闡述，難以在微型照相才幾底座內與其他組件一起容納 用于控制快門、光圏和濾光器的模塊。然而，在照相機應用中，這 些組件的使用通常至關重要。例如，在成像傳感器處理曝光時，要 求快門阻擋光。同樣，通常需要光圈和濾光器來減少和過濾光，以 使得圖像不會變得過度曝光或褪色。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，單個微型照相機快門模塊被設計成 裝配在微型照相機底座內，其中模塊對用戶提供能夠控制微型照相 機應用中成像表面上的光的量、質量和曝光時間的能力。在本發(fā)明 的一些實施例中，微型照相機快門模塊被特別設計成適應特殊照相 機底座設計。根據(jù)這些實施例，模塊大小和形狀、螺線管放置、軸 放置、導向連同其他設計特征被定制設計以適應唯一底座。
在本發(fā)明的 一 些實施例中，微型照相機快門模塊包括具有用于 光通過其的導管的框架。至少一個螺線管設備耦合到框架并且響應
信號而被開動(actuate)。螺線管設備導致至少一個葉片在螺線管開 動時至少部分地遮蔽導管。在本發(fā)明的一些實施例中，葉片包括快 門以完全阻擋光。在其他實施例中，葉片包括光圈、中性濾光器、 單色濾光器等。
另外，披露了一種微型照相機快門模塊的制造方法，其對用戶 提供能夠控制微型照相機應用中成像表面上的光的量、質量和曝光 時間的能力。
在本發(fā)明的 一些實施例中， 一個螺線管在開動時控制多個葉片。 根據(jù)這些實施例，螺線管、銷、引導部等被精確放置，從而使得模 塊不會擠滿照相機底座的其他組件(即，位置傳感器)。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，若干快門葉片、光圏葉片和濾光器與其他零件一起能夠容納在單個模塊框架上并且在其上可控制。在 本發(fā)明一些其他實施例中，揭示了配置具有唯一幾何形狀的用于遮 光、調光圈或過濾光的一個或多個葉片以實現(xiàn)設計目標的方法。例 如，在本發(fā)明的一些實施例中，螺線管被配置成在軸周圍開動葉片， 其中軸定位得非?？拷鼘Ч埽瑥亩试S模塊更緊湊。在另一個實例 中，具有被配置以開動兩個葉片的 一 個螺線管的模塊被設計成使得 當螺線管從用戶接收信號時，從螺線管請求相對低的功率以充分實 現(xiàn)所想要的結果，從而允許使用較小螺線管。較小的螺線管又允許 能夠在極小照相機底座中使用本發(fā)明的照相機快門模塊。
根據(jù)這些實施例，用戶能夠控制微型照相機應用中的成像表面 上的光的量、質量和曝光時間。在本發(fā)明的一些實施例中，微型照 相機快門模塊定位在具有圖像記錄能力的蜂窩電話的底座內或者現(xiàn) 在已知或未來開發(fā)的其他公共消費者電子設備內。


圖1A示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例具有微型照相機快門模塊 的微型照相機底座的示意性等距視圖。
圖1B示出根據(jù)本發(fā)明的 一 些實施例具有微型照相機快門模塊的
微型照相機外殼的示意性等距視圖。
圖2A示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例在框架的一個側面上具有 螺線管并且在模塊框架的另 一 個側面上具有多個葉片的微型照相機 快門模塊的螺線管側面的示意性等距視圖。
圖2 B示出根據(jù)本發(fā)明的 一 些實施例在框架的 一 個側面上具有螺 線管并且在框架的相對側面上具有多個葉片的微型照相機快門模塊 的葉片側面的示意性等距視圖。
圖2C和圖2D示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例在關閉過程期間微 型照相機快門模塊的葉片側面的示意性等距視圖。
圖2E示出根據(jù)本發(fā)明的 一 些實施例具有遮擋導管的多個葉片的 微型照相機快門模塊的示意性側視圖。圖3A示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例替代微型照相機底座并且
容納具有兩個葉片快門和濾光器葉片的微型照相機快門模塊的示意 性等距視圖。
圖3 B示出根據(jù)本發(fā)明的 一 些實施例在模塊框架上具有兩個螺線 管以控制濾光器葉片和兩個遮擋葉片的替代微型照相機快門模塊的 示意性透視圖。
圖3C示出根據(jù)本發(fā)明的 一些實施例的微型照相機快門模塊中所 用的葉片的透視示意圖。
圖3D示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例具有濾光器葉片和兩個遮 擋葉片的替代微型照相機快門模塊的示意性側視圖。
圖3E示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例具有非開動的濾光器葉片和 遮擋導管的兩個遮擋葉片的替代微型照相機快門模塊的示意性側視圖。
圖3F示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例具有覆蓋導管的濾光器葉片 和非開動的兩個遮擋葉片的替代微型照相機快門模塊的示意性側視圖。
圖3G示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例具有覆蓋葉片的蓋板的替 代微型照相機快門模塊的示意性側視圖。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例具有光圏葉片和兩個遮擋葉 片的另 一個微型照相機快門模塊的示意性側視圖。
具體實施例方式
所揭示的是用于微型照相機裝置中遮光、調整光圏大小和過濾 光的改進裝置設計以及改進技術。同樣揭示的是用以制造其的方法。 本領域的一般技術人員將認識到，本發(fā)明的以下詳細描述將僅為說 明性的，且并非意在限制所主張的發(fā)明。本發(fā)明的其他實施例將易 于將其自身推薦給受益于本公開的這些技術人員。將了解，在任何 本實際實施的開發(fā)中，必須進行許多實施特定的決定，以實現(xiàn)開發(fā) 者的特定目標?，F(xiàn)在，將詳細參考如附圖中所示的本發(fā)明的實施。將在全部附圖和以下詳細描述中使用相同參考指示來指相同或類似 部分。
圖1A示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例具有微型照相機快門模塊
199的微型照相機底座100的示意性等距視圖。照相才幾底座100還包 括第二光學組185。通常，第二光學組185包括一個或多個光學元件， 諸如透鏡。優(yōu)選地，微型照相機快門模塊199位于與第二光學組185 相鄰。微型照相機快門模塊199含有通過其表面的導管175(以假想 線示出)，并且被配置成使得通過第二光學組185的光通過微型照 相機快門模塊199上的導管175行進并且隨后入射在記錄表面105 上。在本發(fā)明的一些實施例中，將第一光學組130定位在記錄表面 105前面。第一光學組130用以使通過其的光基本上垂直入射在記錄 表面105上。
微型照相機底座100還配置有第一導柱164和第二導柱163。第 一光學組130和第二光學組185可滑動地耦合到第一導柱164和第 二導柱163。因而，第二光學組185和微型照相機快門才莫塊199能夠 沿y方向的第一導柱164和第二導柱163移動，從而影響諸如焦點、 景深等的光性質。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，微型照相機底座100 包括變焦/自動對焦照相機底座。在2006年9月1日提交且標題為 "AUTO-FOCUS AND ZOOM MODULE ，，的美國專利申請?zhí)?11/514,811中進一步描述此變焦/自動對焦模塊的實例，其結合于此 作為參考。
在本發(fā)明的一些實施例中，微型照相機底座101裝配在微型外 殼(未圖示)內并且并入諸如蜂窩電話、個人數(shù)據(jù)助理等的若干消 費者電子設備中。根據(jù)這些實施例，追蹤第二光學組185的相對位 置，以將信息傳達到用于圖像處理目的的處理器(未圖示)。在本 發(fā)明的優(yōu)選實施例中，微型照相機快門模塊199還含有用以控制一 個或多個葉片(未圖示)的一個或多個螺線管(未圖示)。 一個或 多個葉片被配置以在一個或多個螺線管開動時至少部分地遮蔽導管 175 (以下討論)，從而進一步影響圖像處理。圖1B示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例在底座框架101內包括微型
照相機底座100的外殼的示意性等距視圖。外殼包括底座框架101、 用于允許光進入外殼的開口 102、耦合到微型照相機快門模塊199 的第三光學組145、第一位置傳感器110、第二位置傳感器lll和成 像表面105(以虛線指示)。在本發(fā)明的一些實施例中，將第一光學 組130定位在記錄表面105前面。
在本發(fā)明的一些實施例中，成像表面105是照相軟片或底板。 在本發(fā)明的其他實施例中，成像表面105是電荷耦合器件(CCD) 或CMOS傳感器的陣列。然而，對于本領域的一般技術人員而言顯 而易見的是，可以與本發(fā)明結合使用任何成像表面105。在本發(fā)明的 一些實施例中，照相機底座100還含有攝影應用中利用的、現(xiàn)在已 知或以后開發(fā)的其他設備。
微型照相機快門模塊199含有導管175,配置以允許光從開口 102、通過導管175、通過第三光學組145、通過第一光學組130并 且最終入射在成像表面105上。微型照相機快門模塊199配置有一 個或多個可控制葉片(未圖示)和一個或多個螺線管設備(未圖示)。 一個或多個螺線管設備(未圖示)可控制并且被配置以開動一個或 多個葉片中的至少一個。當開動時，這些葉片4皮配置以至少部分地 遮蔽導管175,從而改變通過導管175的光的量和/或質量。例如， 在本發(fā)明的一些實施例中，快門葉片(未圖示)用以完全遮蔽導管 175,從而允許成像表面105在不暴露給額外光的情況下處理圖像。
另外，第三光學組145被配置以沿y方向移動。根據(jù)這些實施 例，位置傳感器110追蹤第一光學組的移動。位置傳感器110能夠 在第三光學組145移動時精確追蹤其位置，以將精確位置信息傳遞 到處理器(未圖示)。因此，位置傳感器110周圍的空間不擠有其 他部件。本發(fā)明的微型照相機快門模塊199被設計成使得在保持一 個或多個葉片的控制的同時位置傳感器110周圍的空間不受阻礙。
在本發(fā)明的一些實施例中，微型照相機快門模塊具有從五(5) 毫米到十(10)毫米的高度和寬度，并且具有大約兩(2)毫米的導管直徑。在本發(fā)明的其他實施例中，微型照相機快門模塊框架被定制用于任何給定的纟鼓型照相機應用。
優(yōu)選地，圖1A和圖1B中所示的微型照相機快門模塊199是兩
葉片快門模塊。兩葉片快門模塊被配置成使得 一 個螺線管控制兩個葉片的移動，其每一個配置有唯一的幾何形狀從而使得每個葉片部
分地遮蔽導管175,從而導致完全受遮蔽的導管175。利用兩葉片配置使非常小的照相機快門模塊199成為可能。
在本發(fā)明的 一些實施例中，將至少 一個螺線管設備定位在模塊框架的一個側面上，并且至少一個螺線管設備控制模塊框架的相對側面上的至少一個葉片。圖2A示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例在模塊框架200的一個側面上具有螺線管225并且在模塊框架200的另一個側面上具有多個葉片251、 252的微型照相機快門模塊299的示意性等距視圖。模塊框架200在其表面上配置有導管275,從而使得來自光源的光能夠通過其。螺線管設備225耦合到臂239和銷240。通道242布置在^莫塊框架200上，并且銷240 ,皮配置以通過通道242到達模塊框架200的另一個側面。在模塊框架200的相對側面上，銷240與葉片251和252耦合。在開動時，螺線管i殳備225將銷240從通道242的下部移動到通道242的上部。
圖2B示出圖2A中所示的照相機快門模塊299的相對側面的示意性等距視圖。圖2B示出耦合到圖2A中所示的模塊框架200的側面的螺線管設備225的頂角。如以上所闡述，螺線管設備225耦合到臂239 (在圖2B中未示出)和延伸到通道242 (部分地以虛線指示)中的銷240。銷240還延伸到分別位于葉片251和252上的引導部262和261 (部分地以虛線指示)中。葉片251通過軸246耦合到模塊框架200,并且葉片252通過軸247耦合到模塊框架200。
如所示出，兩個葉片251和252被配置成使得當開動螺線管設備225并且銷240在通道242中移動時，銷240在引導部261和262上施加力，從而導致葉片251沿逆時針方向移動并且導致葉片252沿順時針方向移動。葉片252被配置以在葉片251下移動，以致于不會阻礙葉片251的移動。因而，在螺線管設備225開動時，葉片 251和252同時遮蔽導管275。
引導部262和261的p舉一幾何形狀和銷240的弧形移動限制螺 線管225需求的工作量。例如，因為葉片252中的引導部261最初 基本上與銷240的弧形移動垂直并且因為銷240的弧形移動并非最 初基本上與葉片251上引導部262相合，所以銷240首先實現(xiàn)葉片 252的移動。僅在已經將葉片252充分移動大約百分之二十之后，葉 片251才開始移動。因而，螺線管225需求的工作量被展開。與一 個較大、較厚重葉片相比較而言，需求較少的工作來移動兩個、較 不厚重葉片。因此，臂和銷240所需求的動力將比如果使用一個、 較大葉片來實現(xiàn)導管275的遮蔽所需求的少。同樣，在一旦從預先 開動靜止位置移除之后，銷240在其基本上遇到第二葉片251的引 導部262時已經具有一些動能，因此要求較少工作來克服第二葉片 的慣性。 一旦銷240的弧形移動與第二葉片251的引導部262相合， 則葉片251和252現(xiàn)在同時移動以遮蔽導管275。
圖2C示出具有已經充分移動大約百分之二十的葉片252和正要 開始移動的葉片251的照相機快門模塊299。圖2D示出當開動銷240 時在關閉的過程中具有葉片252和251 二者的照相機快門模塊299。
再次，此唯一配置幫助減少螺線管需求的工作的總量，從而使 得模塊設計者能夠選擇使用較小的螺線管。引導部261和262的唯 一配置使得模塊設計者能夠選擇使用較小的螺線管。因而，此改進 幫助減少了照相機快門模塊299的總尺寸。此外，兩個較小的葉片 能夠比如果使用一個較大葉片更快地遮蔽導管。因而，本發(fā)明可以 被配置以最佳化快門速度。在本發(fā)明的一些實施例中，葉片251和 252是不透明表面。在螺線管設備225開動時，不透明葉片用作快門 以完全阻擋光通過導管275,這會導致完全遮蔽導管275。在其他實 施例中，葉片251和252是不透明的，但是僅部分地遮蔽導管275。 根據(jù)這些實施例，兩個葉片用作光圏以部分地擋住光。在本發(fā)明的 其他實施例中，葉片251和252含有濾光器以在葉片251和252遮
16蔽導管275時過濾光。
圖2E示出具有處于"關閉"位置的葉片251和252的照相機快 門模塊299。如所示出，葉片251和252組合以完全遮蔽導管275(以 虛線指示)。葉片251和252以及引導部262和261的配置幫助實 現(xiàn)本發(fā)明的目的，即在保持葉片的完全遮擋功能性的同時最小化模 塊的尺寸。
如上所述，除了兩葉片快門方法的功能和布置之外，可以將濾 光器葉片或光圈葉片并入在微型照相機快門模塊上，以實現(xiàn)過濾和/ 或光圏功能。
圖3A-圖3G示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的利用用于遮擋和提 供濾光器的兩葉片快門和濾光器葉片模塊的微型照相機快門模塊 399。
圖3A示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例具有樣i型照相機底座301以 及具有兩葉片快門(未圖示)和濾光器葉片(未圖示)的微型照相 機快門才莫塊399的照相才幾外殼300。照相才幾底座301還包括第一光學 組345。通常，光學組345包括一個或多個光學元件，諸如透鏡。優(yōu) 選i也，微型照相機快門模塊399位于第一光學組345和開口 302之 間。同樣，微型照相機快門模塊399優(yōu)選地耦合到第一光學組345。 微型照相機快門模塊399含有通過其表面的導管375，并且被配置成 使得通過開口 302的光通過微型照相機快門模塊399上的導管375 行進、通過第一光學組345并且隨后入射在記錄表面305上。在本 發(fā)明的一些實施例中，將第二光學組330定位在記錄表面305前面。
微型照相機底座301同樣配置有第一導柱364和第二導柱363。 第一光學組345和第二光學組330可滑動地耦合到第一和第二導柱 364和363。因而，第一光學組345和微型照相機快門模塊399能夠 沿y方向的第一導柱364和第二導柱363移動。在本發(fā)明的優(yōu)選實 施例中，微型照相機底座300包括變焦/自動對焦照相機底座。在2006 年9月1日提交且標題為"AUTO-FOCUS AND ZOOM MODULE" 的美國專利申請?zhí)?1/514,811中進一步描述此變焦/自動對焦模塊的實例，其內容結合于此作為參考。
在本發(fā)明的一些實施例中，將微型照相機底座301并入諸如蜂
窩電話、個人數(shù)據(jù)助理等的若干消費者電子設備中。
根據(jù)這些實施例，必須追蹤第一光學組345和微型照相機快門 模塊399的相對位置，以將信息傳達到用于圖像處理目的的處理器 (未圖示)。
因此，位置傳感器311追蹤微型照相機快門模塊399的移動。 另外，微型照相機快門模塊399含有用以控制兩葉片快門(未圖示) 和濾光器葉片(未圖示)的一個或多個螺線管(未圖示)。兩葉片 快門被配置以在螺線管開動時遮蔽導管375 (以下討論)。同樣地， 濾光器葉片被配置以在螺線管開動時遮蔽導管375 (以下討論)。如 以上所提及，位置傳感器310和311能夠在組件移動時精確追蹤其 位置，以將精確位置信息傳遞給處理器(未圖示)。因此，位置傳 感器311周圍的空間不擠有其他部件。本發(fā)明的微型照相機快門模 塊399被設計成使得在保持一個或多個葉片的控制的同時不阻礙位 置傳感器311周圍的空間。
為了校準的目的，需要保持葉片盡可能地靠近導管的平面。因 此，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，將兩葉片快門和濾光器葉片定位在 模塊的不同于一個或多個螺線管設備的側面上，從而使得一個或多 個葉片能夠定位在靠近導管375的平面。
圖3B示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的微型照相機快門模塊399 的示意圖。導管375布置在模塊框架300中，從而允許光通過其。 第一螺線管325和第二螺線管324也耦合到模塊框架300。第一螺線 管耦合到臂337和銷340。銷340通過通道342延伸通過模塊框架 300。通道342被配置以當開動螺線管325時促進銷340的弧形移動。 同樣，第二螺線管324耦合到臂338和銷341。銷341通過通道343 延伸通過模塊框架300。通道343被配置以當開動螺線管324時促進 銷341的弧形移動。
圖3C示出在圖3A-圖3G中所示的本發(fā)明的實施例中所用的葉示意圖。對于本領域的一般技術人員而言 顯而易見的是，預期用于一個或多個所用葉片的許多配置。葉片351 (部分地由虛線指示)包括主葉片350,其具有通過主葉片350表面 的軸345和引導部364。另外，濾光器354通過耦合器349耦合到主 葉片350的頂部。有時，因為某些濾光器由太易碎而不能在螺線管 開動時在不損壞濾光器的情況下直接耦合到軸或銷的材料配置成， 所以需要將濾光器耦合到葉片而不是僅使用濾光器。然而，相關領 域的一般技術人員將了解，濾光器其自身能夠用在某些應用中。
在本發(fā)明的一些實施例中，濾光器354是中性濾光器。中性濾 光器濾出通過其的光的寬范圍波長的相等部分，并且是普通攝影設 備。在本發(fā)明的其他實施例中，濾光器354是單色濾光器。單色濾 光器濾出具有小范圍波長的光。盡管特別揭示了中性濾光器和單色 濾光器，但是同樣預見任何適當?shù)臑V光器。
葉片352和353用作兩葉片快門，并且每個分別具有軸346和 348。另外，葉片352和353各自分別具有引導部363和362,其中 引導部用以在螺線管開動時引導葉片352和353的移動。
圖3D示出如圖3B中所示的模塊沖匡架300的相對側面。如所示 出，葉片351、 352和353耦合到模塊框架300。葉片352和353用 于遮擋導管375,并且葉片351用以遮蔽具有濾光器354的導管375。 葉片351通過軸345耦合到模塊框架300，葉片352通過軸348耦合 到模塊框架，并且葉片353通過軸346耦合到模塊框架300。在本發(fā) 明的一些實施例中，在模塊框架300的葉片側面的表面上布置凹入 區(qū)域301,從而4吏4尋葉片351、 352和353基本上位于凹入區(qū)域301 內。用于允許光通過其的導管375也位于模塊框架300上。
在本發(fā)明的一些實施例中，如圖3B中所示，第一螺線管(未圖 示)和第二螺線管位于模塊框架300的相對側面上。根據(jù)這些實施 例，第一臂(未圖示)和第一銷340耦合到第一螺線管(未圖示) 和第二臂(未圖示)，并且銷341耦合到第二螺線管。銷340由第 一螺線管開動，并且銷341由第二螺線管開動。同樣，如上所述，將通道342和343布置在才莫塊框架300中，這允許銷340和341通 過模塊框架以及引導葉片351、 352和353的移動。銷340和341從 模塊框架300的螺線管側面延伸到模塊框架300的葉片側面中。銷 340延伸到位于葉片351上的引導部364中，銷341延伸到位于葉片 353上的引導部363中并且延伸到葉片352上的引導部362中。因此， 葉片351可以通過移動銷340來移動，并且葉片352和353可以通 過移動銷341來移動。在本發(fā)明的一些實施例中，具有基本上矩形形狀的微型照相機 快門模塊具有從五(5)毫米到十(10)毫米的高度和寬度，并且具 有大約兩(2)毫米的導管直徑。在本發(fā)明的其他實施例中，微型照 相機快門模塊框架被定制用于微型照相機應用。圖3D示出在已經由螺線管324開動銷341之后的模塊框架300 的示意性側-現(xiàn)圖。因此，由于銷341在其通過通道343時在引導部 362和363上施加力，所以葉片352和353被推至開動位置。根據(jù)本 發(fā)明的一些實施例，葉片352和353不透明，并且因而，葉片352 和353用作快門以完全阻擋光通過導管375。另外，引導部363和362配置有唯一幾何模型，以限制螺線管 (未圖示)需求的工作量。引導部363和362和銷341的弧形移動 限制螺線管324需求的工作量。例如，因為葉片352中的引導部362 最初基本上與銷341的弧形移動垂直并且因為銷341的弧形移動最 初并非基本上與葉片353上的引導部363相合，所以銷341首先實 現(xiàn)葉片352的移動。僅在已經將葉片352充分移動大約百分之二十 之后，葉片353才開始移動。因而，螺線管324需求的工作量被展 開。與一個較大、較厚重葉片相比較而言，需求較少的工作來移動 兩個、較不厚重葉片。因此，臂和銷341所需求的動力將比如果使 用一個、較大葉片來實現(xiàn)導管375的遮蔽所需求的少。同樣，在一 旦從預先開動靜止位置移除之后，銷341在其基本上遇到葉片353 的引導部363時已經具有一些動能，因此要求較少工作來克服第二 葉片的慣性。 一旦銷341的弧形移動與葉片353的引導部363相合，則葉片352和353現(xiàn)在同時移動以遮蔽導管375。
再次，此唯一配置幫助減少螺線管需求的工作的總量，從而使 得模塊設計者能夠選擇使用較小的螺線管。引導部363和362的唯 一配置使得模塊設計者能夠選擇使用較小的螺線管。因而，此改進 幫助減少了照相機快門模塊399的總尺寸。此外，兩個較小的葉片 能夠比如果使用一個較大葉片更快地遮蔽導管。此外，兩個較小的 葉片能夠比如果使用一個較大葉片更快地遮蔽導管。因而，本發(fā)明 可以被配置以最佳化快門速度。
圖3E示出在由螺線管324開動銷341之后模塊框架300的示意 性側視圖。在未開動葉片351時，葉片352和353已經被推至開動 位置以遮蔽導管375。
圖3F示出在由螺線管325開動銷340之后模塊框架300的示意 性側視圖。因而，葉片351旋轉，并且濾光器354遮蔽導管375 (以 虛線指示)。
圖3G示出具有覆蓋葉片353、 352、 351 (圖3G中未示出)和 濾光器354 (圖3G中未示出)的蓋板306的模塊框架300的示意性 等距視圖。蓋板306被配置以保護保持在其內的移動部件。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的微型照相機快門模塊499 的示意性側^f見圖。才艮據(jù)這些實施例，兩個葉片452和453 ^皮配置以 遮擋導管475，并且第三葉片451被設計具有光圈455以部分地阻擋 導管475。在銷440和臂(未圖示)移動通過通道442并且在引導部 464上施加力時，開動光圈葉片451。當被開動時，葉片451部分地 遮蔽導管475。
根據(jù)圖3A-圖4中所描述的實施例，使用多個螺線管來提供執(zhí)行 雙葉片遮擋的能力和使用額外葉片來過濾的能力和/或向微型照相機 應用提供光圏。雙葉片遮擋允許照相機快門模塊用于微型應用中， 并且導致最佳的快門速度。
權利要求
1.一種微型照相機快門模塊，包括a.模塊框架，具有通過其的導管；b.螺線管，耦合到所述模塊框架，其中所述螺線管被配置以接收用于開動所述螺線管的電信號；c.銷，耦合到所述螺線管；d.第一軸，耦合到所述模塊框架；e.第二軸，耦合到所述模塊框架；f.第一葉片，具有第一引導部，其中所述第一葉片耦合到所述第一軸，其中所述第一葉片基本上布置在與所述模塊框架相同的平面中，其中所述銷延伸到所述第一引導部中，并且其中所述第一葉片被配置成使得所述螺線管的開動導致所述銷移動，從而導致所述第一葉片圍繞所述第一軸旋轉并且至少部分地遮蔽所述導管；g.第二葉片，具有第二通道，其中所述第二葉片耦合到所述銷和所述第二軸，其中所述第二葉片基本上布置在與所述模塊框架相同的平面中，其中所述銷延伸到所述第一引導部中，并且其中所述第二葉片被配置成使得所述螺線管的開動導致所述銷移動，從而導致所述第一葉片圍繞所述第二軸旋轉并且至少部分地遮蔽所述導管。
2. 根據(jù)權利要求1所述的微型照相機快門模塊，還包括所述模 塊框架中的通道，其中所述第一葉片和所述第二葉片布置在所述模 塊框架的第 一側面上，其中所述螺線管耦合到所述模塊框架的第二 側面，其中臂耦合到所述螺線管，其中所述臂耦合到所述銷，并且 其中所述銷從所述模塊框架的所述第二側面通過所述通道延伸到所 述模塊框架的所述第一側面并且到所述第一引導部中并且到所述第 二引導部中。
3. 根據(jù)權利要求2所述的微型照相機快門模塊，其中所述通道、 所述第一引導部和所述第二引導部配置有幾何形狀，使得在所述螺線管的開動時，所述銷與所述第一引導部相合，并且基本上不與所 述第二引導部相合，并且使得在所述第一葉片的旋轉基本上完成時，所述銷基本上與所述第二引導部相合。
4. 根據(jù)權利要求1所述的微型照相機快門模塊，其中所述第一 葉片和所述第二葉片包括不透明快門，使得當所述第一葉片和所述 第二葉片遮蔽所述導管時，所述第一葉片和所述第二葉片阻礙光通 過所述導管。
5. 根據(jù)權利要求1所述的微型照相機快門模塊，其中所述第一葉片和所述第二葉片中的至少一個包括光圈葉片，所述光圏葉片具 有定位在所述光圏葉片的表面上的光圏，其中所述光圏比所述導管 小，使得在所述至少一個葉片遮蔽所述導管時，所述光圈至少部分 地阻礙光通過所述導管。
6. 根據(jù)權利要求1所述的微型照相機快門模塊，其中所述第一 葉片和所述第二葉片中的至少一個包括濾光器葉片，所述濾光器葉 片包括耦合到所述至少一個葉片的濾光器，使得在所述至少一個葉 片遮蔽所述導管時，所述濾光器至少部分地過濾光使其不通過所述 導管。
7. 根據(jù)權利要求6所述的微型照相機快門模塊，其中所述濾光 器是特定波長濾光器，其中所述特定波長濾光器濾出通過所述導管 的光的具有特殊范圍的波長的部分。
8. 根據(jù)權利要求6所述的微型照相機快門模塊，其中所述濾光 器是中性濾光器，其中所述中性濾光器過濾通過所述導管的所有波 長的光。
9. 根據(jù)權利要求1所述的微型照相機快門模塊，其中所述第一 葉片和所述第二葉片是多平面的，其中在所述第一葉片和所述第二 葉片圍繞所述第一軸和所述第二軸旋轉時，所述第一葉片和所述第 二葉片越過;f皮此。
10. 根據(jù)權利要求1所述的微型照相機快門模塊，還包括 a.至少一個附加螺線管，耦合到所述模塊框架；b. 至少一個附加銷，耦合到所述至少一個附加螺線管；c. 至少一個附加軸，耦合到所述模塊框架；以及d. 至少一個附加葉片，耦合到所述至少一個附加銷和所述至少 一個附加軸，其中所述至少一個附加葉片基本上布置在與所述模塊 框架相同的平面中，其中所述至少一個附加螺線管被配置成接收第 二電信號，其中所述第二電信號開動所述至少一個附加螺線管，其 中所述至少一個附加螺線管的開動導致所述至少一個附加銷移動， 從而導致所述至少一個附加葉片至少部分地遮蔽所述導管。
11. 根據(jù)權利要求10所述的微型照相機快門模塊，其中所述第 一電信號和所述第二電信號被同時傳遞到所述第一螺線管設備和所 述至少一個附加螺線管設備。
12. 根據(jù)權利要求10所述的微型照相機快門模塊，其中所述第 一電信號和所述第二電信號被分別及時傳遞到所述第一螺線管設備 和所述至少一個附加螺線管設備。
13. 根據(jù)權利要求10所述的微型照相機快門模塊，還包括由所 述模塊框架中的附加通道構成的至少 一 個附加通道引導部，其中所 述至少 一個附加銷通過所述至少 一個附加葉片并且至少部分地延伸 到所述至少一個附加通道引導部中，使得在所述至少一個附加螺線 管移動所述至少一個附加銷時，所述至少一個附加銷的移動的方向 由所述至少一個附加通道引導部來引導。
14. 根據(jù)權利要求10所述的微型照相機快門模塊，其中所述至 少一個輔助葉片包括具有定位在所述至少一個輔助葉片的所述表面 上的光圈的葉片，其中所述光圈比所述導管小，從而使得，當所述 至少 一個輔助葉片遮蔽所述導管時，所述光圏至少部分地阻礙光使 其不會通過所述導管。
15. 根據(jù)權利要求10所述的微型照相機快門模塊，其中所述至 少一個附加葉片包括具有耦合到所述至少一個附加葉片的濾光器的 葉片，使得在所述至少一個附加葉片遮蔽所述導管時，所述濾光器 至少部分地過濾光使其不會通過所述導管。
16. 根據(jù)權利要求1所述的微型照相機快門模塊，還包括微型照相才幾底座，其包括a. 外殼，具有在所述外殼的第一側面上的開口 ，用于允許光進 入所述孩￡型照相機底座；b. 成像表面，布置在所述外殼的第二側面上，其中通過所述開 口進入所述微型照相機底座的光被引導朝向所述成像表面，其中所 述開口和所述成像表面在第一軸上共軸；c. 所述外殼內耦合的至少一個導柱，其中所述至少一個導柱基 本上包括在所述開口和所述成像表面之間的軸，其中所述模塊框架 耦合到所述至少 一個導柱，使得所述模塊框架可以沿所述至少 一個 導柱滑動；d. 至少一個位置傳感器，用于追蹤所述模塊框架的位置，其中 將所述螺線管布置在所述模塊框架上，使得所述螺線管不干擾所述 至少一個位置傳感器的追蹤所述模塊框架的位置的能力。
17. 根據(jù)權利要求16所述的微型照相機快門模塊，所述微型照 相才幾底座還包纟舌a. 至少一個光學組，耦合到所述至少一個導柱，使得所述至少 一個光學組可以沿所述至少 一 個導柱滑動；b. 至少一個附加位置傳感器，用于追蹤所述模塊框架的位置， 其中將所述螺線管布置在所述模塊框架上，使得所述螺線管不干擾 所述至少一個附加位置傳感器的追蹤所述至少一個光學組的位置的 能力。
18. 根據(jù)權利要求n所述的微型照相機快門模塊，其中所述至 少一個光學組包括光學透鏡。
19. 根據(jù)權利要求17所述的微型照相機快門模塊，其中所述至 少一個光學組包括聚焦透鏡。
20. 根據(jù)權利要求1所述的微型照相機快門模塊，所述成像表面 包括CMOS傳感器的陣列。
21. 根據(jù)權利要求1所述的微型照相機快門模塊，其中所述成像表面包括電荷耦合器件的陣列。
22. —種微型照相機快門模塊，包括a. 模塊框架，包括具有通過其的導管的表面；b. 螺線管，耦合到所述模塊框架；c. 銷，耦合到所述螺線管；d. 軸，耦合到所述模塊框架；以及e. 至少一個葉片，耦合到所述銷和所述軸，其中所述葉片基本 上布置在與所述模塊框架相同的平面中，其中所述螺線管被配置以接收用于開動所述螺線管的第 一 電信號，并且其中葉片被配置成使 得所述螺線管的開動導致所述銷移動，從而導致所述至少一個葉片 圍繞所述軸旋轉并且至少部分地遮蔽所述導管。
23. 根據(jù)權利要求22所述的微型照相機快門模塊，其中至少一 個附加葉片耦合到至少 一個銷，其中所述至少 一個附加葉片耦合到 至少一個附加軸，其中所述至少一個附加葉片基本上布置在與所述 模塊框架相同的平面中，并且其中所述至少一個附加葉片被配置成 使得所述銷的移動導致所述至少一個附加葉片圍繞所述至少一個附 加軸旋轉并且至少部分地遮蔽所述導管。
24. 根據(jù)權利要求23所述的微型照相機快門模塊，其中所述至 少一個葉片和所述至少一個附加葉片包括不透明快門，并且其中在 所述螺線管開動時，所述至少一個葉片和所述至少一個附加葉片完 全遮蔽所述導管。
25. 根據(jù)權利要求24所述的微型照相機快門模塊的制造方法， 還包括a. 將至少一個附加葉片耦合到所述模塊框架；以及b. 將所述至少一個附加葉片耦合到所述至少一個螺線管，其中 所述附加葉片被配置以在所述螺線管開動時部分地遮蔽所述導管。
26. 根據(jù)權利要求25所述的微型照相機快門模塊的制造方法， 還包括a.將至少一個附加螺線管耦合到所述模塊框架；b.將至少一個附加葉片耦合到所述模塊框架，其中所述至少一個附加螺線管被配置以接收第二信號；以及C.提供將第二信號供應給所述至少一個附加螺線管的能力，其中所述第二信號開動所述至少一個附加葉片，從而導致所述至少一個附加葉片至少部分地遮蔽所述導管，并且其中所述至少一個附加葉片改變通過所述導管的光。
全文摘要
本發(fā)明是用于微型照相機應用中的微型照相機模塊。本發(fā)明的一個目的在于提供具有螺線管控制葉片以改變通過布置在模塊表面上的導管的光的量和質量的微型照相機模塊。在本發(fā)明的一些實施例中，葉片包括快門以完全阻擋光。在其他實施例中，葉片包括光圈、中性濾光器、單色濾光器等。在本發(fā)明的一些實施例中，將微型照相機模塊定位在更精心制成的微型照相機底座內。
文檔編號G03B9/10GK101675382SQ200880014860
公開日2010年3月17日 申請日期2008年4月30日 優(yōu)先權日2007年5月7日
發(fā)明者L·韋斯特韋克 申請人:弗萊克斯電子有限責任公司