本發(fā)明涉及光學(xué)圖像穩(wěn)定技術(shù)，特別涉及一種光學(xué)圖像穩(wěn)定系統(tǒng)、成像裝置及電子裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的光學(xué)圖像穩(wěn)定系統(tǒng)采用音圈馬達(dá)作為致動器，體積大，不利于采用光學(xué)圖像穩(wěn)定系統(tǒng)的成像裝置及電子裝置的小型化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明需要提供一種光學(xué)圖像穩(wěn)定系統(tǒng)、成像裝置及電子裝置。

本發(fā)明實施方式的光學(xué)圖像穩(wěn)定系統(tǒng)，包括：

微機(jī)電系統(tǒng)，包括：

固定電極；

與所述固定電極配合的活動電極；及

固定連接所述固定電極及所述活動電極的可形變連接件；及

與所述活動電極固定連接的圖像傳感器；

所述固定電極及所述活動電極用于在驅(qū)動電壓的作用下產(chǎn)生靜電力，所述連接件用于在所述靜電力的作用下沿所述活動電極移動的方向形變以允許所述活動電極移動從而帶動所述圖像傳感器移動以補(bǔ)償抖動。

在某些實施方式中，所述微機(jī)電系統(tǒng)的尺寸小于或等于88.5mm*8.5mm。

在某些實施方式中，所述微機(jī)電系統(tǒng)的功耗小于10mW。

在某些實施方式中，所述微機(jī)電系統(tǒng)的機(jī)械頻率為80-120Hz。

在某些實施方式中，所述微機(jī)電系統(tǒng)包括多對所述固定電極及所述活動電極，每對所述固定電極及所述活動電極用于帶動所述圖像傳感器在同樣平面內(nèi)沿不同方向移動。

在某些實施方式中，所述連接件包括可形變線材及與所述可形變線材兩端連接的連接片。

在某些實施方式中，所述可形變線材為硅線。

在某些實施方式中，所述可形變線材具有矩形橫截面，寬度為10-30um，厚度為1-3um，而長度為500-800um；

所述可形變線材的寬度方向垂直于所述活動電極的移動方向。

在某些實施方式中，在所述靜電力小于預(yù)定閾值時，所述可形變線材在所述靜電力的作用下沿所述活動電極的移動方向的形變量與所述靜電力成正比。

在某些實施方式中，在所述靜電力小于所述預(yù)定閾值時，所述形變量小于或等于150um。

在某些實施方式中，所述固定電極的上表面形成有多個第一焊墊，所述活動電極的上表面形成有多個第二焊墊；

所述連接件包括多個，并分別通過所述連接片與所述第一焊墊及所述第二焊墊固定連接從而固定連接所述固定電極及所述活動電極。

在某些實施方式中，所述光學(xué)圖像穩(wěn)定系統(tǒng)還包括有電路板，所述固定電極設(shè)置在所述電路板上，

所述電路板的上表面形成有多個第三焊墊；

所述固定電極的上表面還形成有多個第四焊墊；

所述多個第三焊墊通過第一線材與所述多個第四焊墊連接；

所述電路板通過所述第一線材及部分所述連接件向所述固定電極及所述活動電極施加所述驅(qū)動電壓。

在某些實施方式中，所述圖像傳感器的上表面形成有多個第五焊墊，所述多個第五焊墊通過第二線材與部分所述第二焊墊連接，所述電路板通過所述第一線材、部分所述連接件、及所述第二線材與所述圖像傳感器電氣連接。

在某些實施方式中，所述電路板形成有凹槽，所述微機(jī)電系統(tǒng)及所述圖像傳感器設(shè)置在所述凹槽內(nèi)。

在某些實施方式中，所述電路板形成有環(huán)形通槽，所述環(huán)形通槽將所述電路板分割成活動部分及環(huán)繞所述活動部分的固定部分，所述固定電極設(shè)置在固定部分，所述活動電極設(shè)置在活動部分上。

在某些實施方式中，所述活動電極形成有過孔，所述圖像傳感器通過填充于所述過孔的導(dǎo)電膠與活動部分電氣連接。

在某些實施方式中，所述固定電極及所述活動電極為相互配合的梳狀電極。

在某些實施方式中，所述固定電極及所述活動電極包括第一對、第二對、第三對及第四對，所述第一對、所述第二對、所述第三對及所述第四對呈田字形分布，所述第一對及所述第三對用于分別帶動所述圖像傳感器沿第一方向移動，所述第二對及所述第四對用于同時帶動所述圖像傳感器沿與所述第一方向垂直的第二方向移動。

在某些實施方式中，所述第一對、所述第二對、所述第三對及所述第四對還用于配合帶動所述圖像傳感器沿與所述第一方向及所述第二方向垂直的第三方向轉(zhuǎn)動。

在某些實施方式中，所述微機(jī)電系統(tǒng)還包括：

內(nèi)框，所述內(nèi)框與所述第一對、所述第二對、所述第三對及所述第四對的所述固定電極固定連接；

所述外框與所述第一對、所述第二對、所述第三對及所述第四對的所述活動電極固定連接；

所述連接件通過固定連接所述內(nèi)框及所述外框從而固定連接所述固定電極及所述活動電極。

在某些實施方式中，所述內(nèi)框及所述外框呈矩形，所述內(nèi)框的上表面形成有內(nèi)框焊墊，所述外框的上表面形成有外框焊墊；

所述連接件通過固定設(shè)置在所述內(nèi)框焊墊及所述外框焊墊固定連接所述內(nèi)框及所述外框。

本發(fā)明實施方式的成像裝置包括所述光學(xué)圖像穩(wěn)定裝置。

本發(fā)明實施方式的電子裝置包括所述成像裝置。

MEMS是在微電子技術(shù)(半導(dǎo)體制造技術(shù))基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，融合了光刻、腐蝕、薄膜、LIGA、硅微加工、非硅微加工和精密機(jī)械加工等技術(shù)制造的高科技電子機(jī)械器件，相較于現(xiàn)有的音圈馬達(dá)具有較小的尺寸，有利于采用所述光學(xué)圖像穩(wěn)定系統(tǒng)的小型化，因此也有利于采用所述光學(xué)圖像穩(wěn)定系統(tǒng)的成像裝置及采用所述成像裝置的電子裝置的小型化。

本發(fā)明的附加方面的優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施方式的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是本發(fā)明實施方式的光學(xué)圖像穩(wěn)定系統(tǒng)的示意圖。

圖2是本發(fā)明實施方式的電子裝置的示意圖。

圖3是本發(fā)明實施方式的連接件的示意圖。

圖4是本發(fā)明實施方式的連接件的受力-形變特征曲線圖。

圖5是本發(fā)明另一實施方式的微機(jī)電系統(tǒng)的示意圖。

圖6是本發(fā)明另一實施方式的光學(xué)圖像穩(wěn)定系統(tǒng)的示意圖。

主要元件符號說明：

光學(xué)圖像穩(wěn)定系統(tǒng)10、內(nèi)框11、內(nèi)框焊墊112、MEMS 12、固定電極122、上表面1222、第一焊墊1224、第四焊墊1226、活動電極124、上表面1242、第二焊墊1244、過孔1246、連接件126、可形變線材1262、連接片1264、第一對X1、第二對Y1、第三對X2、第四對Y2、外框13、有外框焊墊132、圖像傳感器14、上表面142、第五焊墊144、電路板16、凹槽161、上表面162、環(huán)形通槽163、第三焊墊164、活動部分165、第一線材166、固定部分167、第二線材168、導(dǎo)電膠169、補(bǔ)強(qiáng)板18、成像裝置20、電子裝置30

具體實施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個所述特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接或可以相互通訊；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公開提供了許多不同的實施方式或例子用來實現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡化本發(fā)明的公開，下文中對特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或參考字母，這種重復(fù)是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施方式和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此外，本發(fā)明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到其他工藝的應(yīng)用和/或其他材料的使用。

請參閱圖1，本發(fā)明實施方式的光學(xué)圖像穩(wěn)定系統(tǒng)10包括微機(jī)電系統(tǒng)(micro electro-mechanical system,MEMS)12及圖像傳感器14。MEMS 12包括固定電極122、活動電極124及可形變連接件126。活動電極124與固定電極122配合。連接件126固定連接固定電極122及活動電極124。固定電極122及活動電極124用于在驅(qū)動電壓的作用下產(chǎn)生靜電力。連接件126用于在靜電力的作用下沿活動電極124移動的方向形變以允許活動電極124移動從而帶動圖像傳感器14移動以補(bǔ)償抖動。

MEMS是在微電子技術(shù)(半導(dǎo)體制造技術(shù))基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，融合了光刻、腐蝕、薄膜、LIGA、硅微加工、非硅微加工和精密機(jī)械加工等技術(shù)制造的高科技電子機(jī)械器件，相較于現(xiàn)有的音圈馬達(dá)具有較小的尺寸，有利于采用光學(xué)圖像穩(wěn)定系統(tǒng)10的小型化。

例如，在某些實施方式中，MEMS 12的橫向尺寸可以達(dá)到8.5mm*8.5mm或以下，而且隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的發(fā)展，還可以根據(jù)需要進(jìn)一步縮小。

因此，相較于現(xiàn)有的音圈馬達(dá)，MEMS 12具有非常明顯的尺寸優(yōu)勢，尺寸可到達(dá)毫米級或以下。

請一并參閱圖2，本發(fā)明實施方式的光學(xué)圖像穩(wěn)定系統(tǒng)10可應(yīng)用于本發(fā)明實施方式的成像裝置20，本發(fā)明實施方式的成像裝置20可以應(yīng)用于本發(fā)明實施方式的電子裝置30。例如，本發(fā)明實施方式的電子裝置30可為手機(jī)或平板電腦，而本發(fā)明實施方式的成像裝置20可為手機(jī)或平板電腦的前置相機(jī)或者后置相機(jī)。

抖動是指用于在使用電子裝置30拍照的曝光過程中發(fā)生的抖動，會導(dǎo)致成像裝置20輸出的圖像模糊，通過采用光學(xué)圖像穩(wěn)定系統(tǒng)10可以改善成像裝置20的成像質(zhì)量。

另外，通過采用本發(fā)明實施方式的光學(xué)圖像穩(wěn)定系統(tǒng)10，有利于本發(fā)明實施方式的成像裝置20及電子裝置30的小型化。

另外，由于是靜電力致動(即依靠靜電荷之間的吸引力致動)，一方面使得MEMS 12相對于現(xiàn)有的音圈馬達(dá)具有較小的功耗，例如在某些實施方式中，MEMS 12的功耗小于10mW，另一方面使得MEMS 12發(fā)熱量低，不存在散熱的問題。

在某些實施方式中，可以通過在硅基底(圖未示)通過薄膜，光刻、腐蝕、激光切割、硅微加工、非硅微加工和精密機(jī)械加工等技術(shù)形成固定電極122及懸空的活動電極124，而活動電極124通過連接件126懸掛在固定電極122上。

在某些實施方式中，MEMS 12包括多對固定電極122及活動電極124，每對固定電極122及活動電極124用于帶動圖像傳感器14在同一平面的預(yù)定方向移動。

如此，每對固定電極122及活動電極124可以補(bǔ)償不同方向的抖動。另外，由于在同一平面，因此，多對固定電極122及活動電極124可以在同一平面內(nèi)進(jìn)行配合，也即是說，多對固定電極122及活動電極124可以處于同一平面內(nèi)。如此，MEMS 12可以具有單層電極結(jié)構(gòu)，可以簡化MEMS 12的結(jié)構(gòu)，使得MEMS 12結(jié)構(gòu)簡單，易于制造。

在某些實施方式中，連接件126也可以通過在硅基底(圖未示)上通過薄膜，光刻、腐蝕、激光切割、硅微加工、非硅微加工和精密機(jī)械加工等技術(shù)形成。

請一并參閱圖3，在某些實施方式中，連接件126可以包括可形變線材1262及與可形變線材1262兩端連接的連接片1264。

如此，可形變線材1262可以提供良好的機(jī)械連接及形變特性，而連接片1264可以增加與固定電極122或活動電極124的連接面積，從而可以提高連接強(qiáng)度。

在某些實施方式中，可形變線材1262可以是硅線。

如此，可以通過半導(dǎo)體制造技術(shù)制造可形變線材1262。

在某些實施方式中，可以根據(jù)材料特性確定可形變線材1262形狀及尺寸以使得可形變線材1262既可實現(xiàn)將活動電極124懸掛在固定電極122上又可實現(xiàn)沿著活動電極124的移動方向形變的目的。

例如，在某些實施方式中，可形變線材1262采用硅線，且具有矩形橫截面。可形變線材1262的寬度為10-30um，厚度為1-3um，而長度為500-800um，連接固定電極122及活動電極124時，寬度方向垂直于活動電極124的移動方向設(shè)置。

作為一個例子，可形變線材1262的寬度為25um，厚度為1.5um，長度為600um。

請一并參閱圖4，如此，在形狀及尺寸的設(shè)置下，可以使得可形變線材1262在外力作用下僅可以沿著活動電極124的移動方向形變，且在一定的外力范圍內(nèi)(小于預(yù)定閾值)，可形變線材1262的形變量與外力大小成正比，而在其他方向，可形變線材1262保持剛性，不易形變。如此，在靜電力F小于預(yù)定閾值時，可形變線材1262在靜電力F的作用下沿活動電極124的移動方向的形變量D(橫軸)與靜電力F(縱軸)成正比。

如此，通過精準(zhǔn)控制驅(qū)動電壓，MEMS 12相較于現(xiàn)有的音圈馬達(dá)具有非常高的移動精度，甚至可達(dá)到像素級別(即MEMS 12每次帶動圖像傳感器14移動的距離精度可以與圖像傳感器14像素的尺寸相當(dāng))。

在某些實施方式中，在靜電力F小于預(yù)定閾值時，相鄰兩個靜電力之間的調(diào)整可導(dǎo)致形變量D(即幅度變化)小于或等于150um。

也即是說，MEMS 12可以帶動圖像傳感器14移動150um，或者說，光學(xué)圖像穩(wěn)定系統(tǒng)10的補(bǔ)償能力/范圍可為150um(補(bǔ)償精度)，相較于現(xiàn)有的音圈馬達(dá)，MEMS 12的補(bǔ)償能力強(qiáng)。

另外，由于采用上述實施方式的材料、形狀及尺寸，可以使得MEMS 12具有較高的機(jī)械頻率。例如在某些實施方式中，MEMS 12的機(jī)械頻率通常在80-120Hz之間，例如為100Hz。因此，由于具有較高的機(jī)械頻率，MEMS 12相較于現(xiàn)有的音圈馬達(dá)的機(jī)械頻率(20Hz左右)可以降低聲音或震動的敏感度。

在某些實施方式中，固定電極122的上表面1222形成有多個第一焊墊1224，活動電極124的上表面1242形成有多個第二焊墊1244。連接件126包括多個，并通過連接片1264與第一焊墊1224及第二焊墊1244固定連接從而固定連接固定電極122及活動電極124。

在某些實施方式中，可以通過滲透及光蝕刻方式在固定電極122上形成多個第一焊墊1224及在活動電極124上形成多個第二焊墊1244，然后通過打線方式將連接片1264分別與第一焊墊1224及第二焊墊1244固定連接。如此，可以保證連接件126與固定電極122及活動電極124的固定連接。而且由于固定電極122及活動電極124之間通過多個連接件126固定連接，即，存在冗余連接。如此，即是部分連接件126出現(xiàn)斷裂等現(xiàn)象，固定電極122及活動電極124仍可通過剩余的連接件126實現(xiàn)固定連接。

在某些實施方式中，圖像傳感器14可以通過膠水固定在活動電極124上。

如此，工藝簡單，易于制造。

在某些實施方式中，光學(xué)圖像穩(wěn)定系統(tǒng)10包括電路板16，固定電極122設(shè)置在電路板16上。電路板16的上表面162上設(shè)置有多個第三焊墊164。固定電極122的上表面1222設(shè)置有多個第四焊墊1226。多個第三焊墊164通過第一線材166與多個第四焊墊1226連接。電路板16通過第一線材166及部分連接件126向固定電極122及活動電極124施加驅(qū)動電壓。

也即是說，部分連接件126用于傳輸驅(qū)動電壓到固定電極122及活動電極124上。連接件126不但起到機(jī)械連接的作用，而且可以實現(xiàn)電氣連接，實現(xiàn)復(fù)用，可以簡化結(jié)構(gòu)的同時減少元件，降低成本。

圖像傳感器14的上表面142形成有多個第五焊墊144，多個第五焊墊144通過第二線材168與部分第二焊墊1244連接。電路板16通過第一線材166、部分連接件126、及第二線材168與圖像傳感器14電氣連接。

也即是說，部分連接件126用于傳輸控制信號及圖像信號。連接件126不但起到機(jī)械連接的作用，而且可以實現(xiàn)電氣連接，實現(xiàn)復(fù)用，可以簡化結(jié)構(gòu)的同時減少元件，降低成本。

在某些實施方式中，電路板16為柔性電路板，光學(xué)圖像穩(wěn)定系統(tǒng)10還包括附設(shè)在電路板16與MEMS 12相背一側(cè)的補(bǔ)強(qiáng)板18。補(bǔ)強(qiáng)板18用于增加電路板16的機(jī)械強(qiáng)度。

當(dāng)然，在其他實施方式中，電路板16可以不限于上面討論的實施方式，而可以采用剛性電路板。

在某些實施方式，電路板16形成有凹槽161，MEMS 12及圖像傳感器14設(shè)置于凹槽161內(nèi)。

如此，可以降低光學(xué)圖像穩(wěn)定系統(tǒng)10的整體高度，有利于小型化。

在某些實施方式中，固定電極122通過膠水固定在電路板16上。

如此，工藝簡單，易于制造。

在某些實施方式中，電路板16形成有環(huán)形通槽163，環(huán)形通槽163將電路板16分割成活動部分165及環(huán)繞活動部分165的固定部分167，固定電極122設(shè)置在固定部分167，活動電極124設(shè)置在活動部分165上。

如此，活動電極124在與電路板16固定連接的情況下仍可以移動。

活動電極124也可以通過膠水固定在活動部分165上。

在某些實施方式中，活動電極124形成有過孔1246，圖像傳感器14通過填充于過孔1246的導(dǎo)電膠169與活動部分165電氣連接。

請參閱圖5及圖6，在某些實施方式中，固定電極122及活動電極124為相互配合的梳狀電極。

采用梳狀電極，固定電極122及活動電極124之間的面積配合更多，驅(qū)動電壓轉(zhuǎn)化成靜電力的效率高，可以進(jìn)一步降低功耗光學(xué)圖像穩(wěn)定系統(tǒng)10的功耗。

固定電極122及活動電極124包括第一對X1、第二對Y1、第三對X2及第四對Y2，第一對X1、第二對Y1、第三對X2及第四對Y2呈田字形分布，第一對X1及第三對X2用于分別帶動圖像傳感器14沿第一方向(例如X方向)移動，第二對Y1及第四對Y2用于同時帶動圖像傳感器14沿與第一方向(例如X方向)垂直的第二方向(例如Y方向)移動。

如此，可以實現(xiàn)第一方向(例如X方向)及第二方向(例如Y方向)的移動補(bǔ)償，而且，通過控制第一對X1及第三對X2沿相反方向移動，還可以實現(xiàn)沿垂直與第一方向(例如X方向)及第二方向(例如Y方向)的第三方向(例如Z方向)的轉(zhuǎn)動補(bǔ)償。

在某些實施方式中，MEMS 12還包括內(nèi)框11及外框13，內(nèi)框11與第一對X1、第二對Y1、第三對X2及第四對Y2的固定電極122固定連接。外框13與第一對X1、第二對Y1、第三對X2及第四對Y2的活動電極124固定連接。連接件126通過固定連接內(nèi)框11及外框13從而固定連接固定電極122及活動電極124。

如此，結(jié)構(gòu)簡單，易于制造。

在某些實施方式中內(nèi)框11及外框13基本呈矩形，內(nèi)框11的上表面形成有內(nèi)框焊墊112，外框13的上表面形成有外框焊墊132。連接件126通過固定設(shè)置在內(nèi)框焊墊114及外框焊墊134固定連接內(nèi)框11及外框13。

如此，結(jié)構(gòu)簡單，易于制造。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施方式”、“某些實施方式”、“示意性實施方式”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合所述實施方式或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施方式或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施方式或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施方式或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施方式進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。