[发明专利]具有集成保护膜的自动聚焦‑变焦致动器或照相机模块污染减少特征

说明书

技术领域

本发明涉及成像设备。更具体地，本发明涉及具有集成保护膜的自动聚焦-变焦致动器或照相机模块污染减少特征(feature)。

背景技术

最近，在数字照相机技术中存在许多发展。一个此类发展是光学和机械部分至微米和亚微米尺寸的进一步小型化。照相机的移动部分的缩小已允许在更大范围的设备中实现现代数字照相机和光学技术。这些设备还不断地被设计并构造成越来越小的形状系数实施例。例如，目前，诸如蜂窝式电话、个人数字助理(PDA)和腕和/或怀表的典型个人电子设备包括微型数字照相机。为了针对外来材料侵入进行保护，在电话级组装期间添加垫圈。然而，此类垫圈仅对利用固定位置透镜的照相机有效。

自动聚焦和变焦照相机特征部分地通过调整一个或多个透镜与图像传感器之间的相对距离来运行。在任一情况下，使用致动器来移动透镜。使得能够移动照相机内的组件引入了不期望的通道，通过该通道，外来颗粒能够进入照相机并可能到达照相机内的敏感的内部光学组件，诸如过滤器的图像传感器。光学组件上的颗粒负面地影响图像捕捉功能的有效性。在具有固定位置透镜的照相机中使用的垫圈在移动透镜和使用致动器时是无效的。此外，类似于垫圈的特征的任何引入可能增加照相机模块的尺寸，这违反小型化的目标，并且还冒着影响致动器特性和性能的风险。

发明内容

照相机模块包括透镜系统、图像传感器以及致动器。致动器相对于图像传感器被固定，并且致动器相对于图像传感器移动透镜系统以实现聚焦。相对于彼此移动的组件导致组件之间的间隙或空间，特别地，在透镜系统与致动器之间存在间隙。此类间隙提供用于外来材料或颗粒进入照相机模块并到达图像传感器或透镜系统与图像传感器之间的其它中间光学组件的行进路径。照相机污染减少设备被实现为防止外来材料通过行进路径到达内部光学组件的保护膜。

在一方面，公开了一种成像设备。该成像设备包括：透镜系统；图像传感器，其被对准以从透镜系统接收光；致动器系统，其被耦合到透镜系统和图像传感器，其中，致动器系统被构造为使透镜系统相对于图像传感器移动；以及保护膜，其被耦合到透镜系统和致动器系统，其中，保护膜被构造为过滤颗粒，进一步地，其中，保护膜被构造为是可扩张和可收缩的以容纳透镜系统相对于致动器系统的移动。致动器系统被构造为使透镜系统相对于图像传感器和致动器系统移动，并且保护膜被构造为容纳透镜系统相对于图像传感器和致动器系统的移动。透镜系统具有第一表面且致动器系统包括与第一表面对准的开口，使得第一表面被暴露于外部环境。在某些实施例中，保护膜被定位为过滤通过致动器系统的开口进入的颗粒。在本实施例中，保护膜在致动器系统的开口的周围被耦合到致动器系统，并且保护膜被耦合到透镜系统的第一表面。致动器系统包括致动组件，其形成用于颗粒通过致动器系统的行进路径，并且保护膜被定位为截断并过滤行进路径。在某些实施例中，致动器系统还包括向其上面安装致动组件的致动器支撑结构，并且透镜系统还包括与第一表面相对的第二表面，致动器支撑结构包括与透镜系统的第二表面对准的开口，使得第二表面被暴露于图像传感器。在某些实施例中，保护膜在致动器支撑结构的开口的周围被耦合到致动器系统，并且保护膜被耦合到透镜系统的第二表面。在某些实施例中，成像设备包括两个或更多保护膜，第一保护膜在致动器系统的开口周围被耦合到致动器系统并耦合到透镜系统的第一表面，第二膜被耦合在致动器支撑结构的开口周围并耦合到透镜系统的第二表面。

在某些实施例中，成像设备还包括耦合在致动器系统与图像传感器之间的衬底，其中，衬底包括图像传感器位于其内部的凹陷部分。在某些实施例中，成像设备还包括被耦合到衬底并定位于透镜系统与图像传感器之间的滤光器，其中，保护膜被定位为在颗粒到达滤光器之前过滤颗粒。在某些实施例中，保护膜是多孔材料。在某些实施例中，保护膜是弹性材料。在某些实施例中，保护膜是根据锯齿形轮廓构造的。在某些实施例中，成像设备是自动聚焦照相机、变焦使能照相机或自动聚焦和变焦使能照相机。