專利名稱：用于小型攝像機(jī)的快門的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及小型攝像機(jī)并且更特別地涉及用于小型攝像機(jī)的快門。
背景技術(shù)：
小型攝像機(jī)目前可用于許多電子裝置，例如蜂窩電話、膝上型計(jì)算機(jī)、 個(gè)人數(shù)字助理(PDA)等。小型攝像機(jī)也可用作獨(dú)立裝置，用于例如安保與 監(jiān)視。
小型攝像機(jī)的市場(chǎng)在快速擴(kuò)張。例如，配備攝像機(jī)的蜂窩電話在數(shù)年前 還未聽說過；現(xiàn)在，它們已經(jīng)占據(jù)了相當(dāng)大部分的蜂窩電話市場(chǎng)。但是，可 用的小型攝像機(jī)對(duì)某些應(yīng)用并不理想。
攝像機(jī)的快門被開發(fā)以控制光通過攝像機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)到達(dá)膠片材料的 傳遞。在膠片(非數(shù)字)攝像機(jī)中，在膠片曝光之前快門定位在攝像機(jī)光學(xué) 系統(tǒng)前面。用戶按下按鈕以開始取景過程。作為響應(yīng)，快門移動(dòng)到允許光到 達(dá)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)的位置，并開始曝光膠片。在經(jīng)過預(yù)定的曝光時(shí)間之后， 快門返回到定位于攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)之前的初始位置。月交片前進(jìn)機(jī)構(gòu)移動(dòng)已曝 光的膠片離開曝光位置，同時(shí)未曝光膠片被移動(dòng)到曝光位置以在隨后的時(shí)間 曝光。
與膠片攝像機(jī)不同，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)不需要機(jī)械快門。取而代之，快門動(dòng)作 可以電子地進(jìn)行。但是， 一些數(shù)字?jǐn)z像機(jī)系統(tǒng)除電子快門之外還使用機(jī)械快 門。圖l示出了依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的使用機(jī)械快門系統(tǒng)的實(shí)例?？扉T系統(tǒng)100包括帶有軸銷135和致動(dòng)器140的機(jī)械快門130。系統(tǒng)100被 包括作為數(shù)字?jǐn)z像機(jī)110的一部分，其帶有光圈120，配置成接收用于曝光的 光以經(jīng)過處理產(chǎn)生圖像信息。注意，以數(shù)字?jǐn)z影的角度而言，術(shù)語"曝光" 指接收光以形成特定數(shù)字圖像的持續(xù)時(shí)間，而不是指膠片被曝光的持續(xù)時(shí)間。
數(shù)字?jǐn)z像機(jī)110包括控制器(未示出)和數(shù)字成像系統(tǒng)(未示出)，例如 CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)系統(tǒng)或CCD (電荷耦合裝置)成像系統(tǒng)。 所接收的對(duì)應(yīng)于圖像像素陣列的光被處理以產(chǎn)生數(shù)字圖像。
對(duì)比于上述的膠片攝像機(jī)，快門130的初始定位可以遠(yuǎn)離光圈120。用戶 可以按壓按鈕125以開始曝光。響應(yīng)于此，控制器可以清零數(shù)字成像系統(tǒng)的 像素以開始數(shù)字圖像數(shù)據(jù)采集。在曝光時(shí)間的結(jié)尾，快門130可以移動(dòng)到光 圈120前面以表示成像的結(jié)束。為移動(dòng)快門130,可通過4吏用致動(dòng)器140繞由 軸銷135產(chǎn)生的軸點(diǎn)旋轉(zhuǎn)快門130來施加力。短時(shí)間后，可以移除力，這樣使 得快門130返回其遠(yuǎn)離光圈120的初始位置。

發(fā)明內(nèi)容
這里所提供的系統(tǒng)和技術(shù)通過結(jié)合虛擬樞軸系統(tǒng)可以允許小型攝像機(jī) 中的快門動(dòng)作提高。虛擬樞軸系統(tǒng)可以結(jié)合一個(gè)或多個(gè)撓曲件，并可以傳遞 來自致動(dòng)器的力至快門裝置。由此，快門系統(tǒng)不需要在旋轉(zhuǎn)中心處結(jié)合物理 旋轉(zhuǎn)構(gòu)件。從而可以減少或消除關(guān)聯(lián)攝像機(jī)零件的粘附和磨損。
總體上，在一個(gè)方面中，用于攝像機(jī)的MEMS快門系統(tǒng)包括快門和與快 門聯(lián)接的虛擬樞軸系統(tǒng)。虛擬樞軸系統(tǒng)可以包括構(gòu)造用于定位快門的一個(gè)或 多個(gè)撓曲件。
快門系統(tǒng)可以包括構(gòu)造成遮蓋攝像機(jī)的接收光的光圈的第一部分；和 構(gòu)造成響應(yīng)所施加的力而移動(dòng)快門構(gòu)件的第二部分，其中第二部分不繞與快 門分離的樞軸機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)。
虛擬樞軸系統(tǒng)可以機(jī)械聯(lián)接于快門的第二部分，并且虛擬樞軸系統(tǒng)可以 構(gòu)造成交替地定位第一部分以遮蓋攝像機(jī)的接收光的光圈及定位第一部分 離開攝像機(jī)的接收光的光圈。
虛擬樞軸系統(tǒng)可以包括在第 一位置處附接到快門的第 一撓曲件，其中虛 擬樞軸系統(tǒng)構(gòu)造成繞旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)快門，并且第 一位置不同于快門的旋轉(zhuǎn)中心。虛擬樞軸系統(tǒng)還可以包括在不同于第 一位置的第二位置處附接到快門的 第二撓曲件，并且其中第二位置不同于快門的旋轉(zhuǎn)中心?？扉T、第一撓曲件、 和第二撓曲件可以由單個(gè)材料件制成。快門和至少部分虛擬樞軸系統(tǒng)可以由 單個(gè)材料件制成。材料可以包括硅。
系統(tǒng)可以包括攝像機(jī)，并且快門可以定位以交替地阻隔通過攝像機(jī)的光 圈的光及允許光進(jìn)入攝像機(jī)的接收光的光圈。虛擬樞軸系統(tǒng)可以構(gòu)造成繞旋 轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)快門，并且虛擬樞軸系統(tǒng)可以包括在第 一位置處附接到快門的第 一撓曲件，其中第 一位置位于快門構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)中心處。
快門可以包括第一快門構(gòu)件和第二快門構(gòu)件，并且虛擬樞軸系統(tǒng)可以包 括構(gòu)造成傳遞力至快門構(gòu)件的第 一部分和構(gòu)造成傳遞力至第二快門構(gòu)件的 第二部分。快門可以包括一個(gè)或多個(gè)構(gòu)造成減小快門在操作中的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的 孔。虛擬樞軸系統(tǒng)可以包括緩沖器。
總體上，在另一個(gè)方面，小型攝像機(jī)可以包括構(gòu)造成接收通過光圈的光
的光檢測(cè)系統(tǒng)和MEMS快門系統(tǒng)?？扉T系統(tǒng)可以包括快門構(gòu)件，快門構(gòu)件包 括光圈阻隔部分和力接收部分，快門構(gòu)件構(gòu)造成繞旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)，快門構(gòu)件 不包括在旋轉(zhuǎn)中心處的與快門構(gòu)件分離的樞軸機(jī)構(gòu)。攝像機(jī)還可以包括構(gòu)造 成控制快門構(gòu)件和光檢測(cè)系統(tǒng)的控制器。光檢測(cè)系統(tǒng)可以包括至少一個(gè)電荷 耦合裝置光檢測(cè)系統(tǒng)和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體光檢測(cè)系統(tǒng)。
總體上，在另一個(gè)方面中，用于攝像機(jī)的MEMS快門系統(tǒng)可以包括用于 交替地阻隔和解除阻隔攝像機(jī)的光接收裝置的裝置，及用于使聯(lián)接于用于交 替地阻隔和解除阻隔光接收裝置的裝置的快門樞轉(zhuǎn)的虛擬樞軸裝置。
本發(fā)明的這些和另外的特性及優(yōu)點(diǎn)依據(jù)下面結(jié)合附圖對(duì)示例性實(shí)施例 的詳細(xì)描述將更容易清楚明了 。


圖1是依據(jù)當(dāng)前技術(shù)的快門系統(tǒng)的示意圖； 圖2是依據(jù)某些實(shí)施例的快門系統(tǒng)的正視圖；和 圖3是依據(jù)某些實(shí)施例的不同快門系統(tǒng)的正視圖4是結(jié)合例如在圖3和4中示出的快門系統(tǒng)這樣的快門系統(tǒng)的小型攝像 機(jī)的示意圖。
圖5是依據(jù)另外的實(shí)施例的快門系統(tǒng)的正視圖。在各個(gè)附圖中的類似的參考序號(hào)指示類似的構(gòu)件。
具體實(shí)施例方式
這里描述的系統(tǒng)和技術(shù)結(jié)合一個(gè)或多個(gè)虛擬樞軸，為小型攝像機(jī)系統(tǒng)提 供快速并可靠的機(jī)械快門動(dòng)作。
如上所提到的，結(jié)合軸銷的機(jī)械快門應(yīng)用于現(xiàn)有的一些包括小型攝像機(jī) 系統(tǒng)的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)系統(tǒng)中。但是，現(xiàn)在的構(gòu)造還不可以理想地應(yīng)用于某些情況。
例如，例如在圖l中示出的及上面描述的轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)可以不能為某些小型
攝像機(jī)應(yīng)用提供快速和可靠的快門運(yùn)動(dòng)。為啟動(dòng)快門130的運(yùn)動(dòng)，致動(dòng)器140 必須提供足夠大的力以克服軸銷135的與快門130的接觸表面處的靜摩擦(粘 附)。為快速移動(dòng)快門130,可以使用大的初始力。但是，在快門130開始移 動(dòng)后，大的力可以導(dǎo)致快門130超過其預(yù)定的在光圈120之前的位置。
替代地，力可以緩慢增加直到快門130開始移動(dòng)，然后減小使得快門130 的移動(dòng)得以更多的控制。但是，這樣會(huì)顯著減緩快門動(dòng)作過程。另外，在現(xiàn) 在系統(tǒng)中，在快門被指令移動(dòng)的時(shí)刻和快門真實(shí)移動(dòng)的時(shí)刻之間存在未知的 延遲。接觸表面也會(huì)磨損，并可能卡住。
圖2示出了結(jié)合虛擬樞軸系統(tǒng)的快門系統(tǒng)200的實(shí)施例，用于更快和更可 靠的機(jī)械快門動(dòng)作。通過使用虛擬樞軸而不是位于旋轉(zhuǎn)中心處的物理軸銷， 可以避免粘附影響。快門系統(tǒng)200可以結(jié)合如上所述地獲取圖像數(shù)據(jù)并生成 圖像的小型數(shù)字招H象才幾(未示出)中。
系統(tǒng)200包括快門230。在曝光之前，快門230遠(yuǎn)離光圈220定位。當(dāng)用戶 開始曝光時(shí)，攝像機(jī)初始化圖像像素以清零并開始采集用于圖像的圖像數(shù) 據(jù)。在曝光時(shí)間結(jié)束時(shí)，使用虛擬樞軸系統(tǒng)250移動(dòng)快門230,使其到達(dá)阻隔 來自光圈220的光的位置，虛擬樞軸系統(tǒng)250構(gòu)造成使快門230繞旋轉(zhuǎn)中心252 旋轉(zhuǎn)，而不使用在旋轉(zhuǎn)中心252處的物理樞軸機(jī)構(gòu)。
在圖2中，虛擬樞軸系統(tǒng)250包括在第 一位置255處附接到快門230的第一 撓曲件254,和在第二位置257處附接到快門230的第二撓曲件256。系統(tǒng)200 還包括在第三位置259處附接到快門230的撓曲件258,其被用于虛擬樞軸系 統(tǒng)250的致動(dòng)。第二撓曲件254也可以附接到緩沖器260或其它結(jié)構(gòu)構(gòu)件。虛 擬樞軸系統(tǒng)250還包括用以傳遞來自致動(dòng)器240的力以使用撓曲件258傳遞該力的組件，該組件包括一端處附接到攝像機(jī)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的部分256,還包括 撓性構(gòu)件。第二部分267機(jī)械聯(lián)接于致動(dòng)器240，并經(jīng)由撓曲件258傳遞力。 注意盡管圖2示出了通過撓曲件258傳遞力到快門，也可以使用其它裝置。例 如，梁、臂、或其它構(gòu)件也可用以傳遞來自致動(dòng)器的力至快門。
可使用若干不同的致動(dòng)類型實(shí)現(xiàn)致動(dòng)。例如，可以-使用例如音圈致動(dòng)器 這樣的電磁致動(dòng)器。其它可使用的致動(dòng)器類型包括靜電、壓電、熱、記憶合 金、或其它致動(dòng)器。
例如第 一撓曲件254和第二撓曲件256這樣的撓曲件允許沿特定方向的 運(yùn)動(dòng)，但大體阻止沿其它方向的運(yùn)動(dòng)。響應(yīng)于施加到第三部分259處的力， 第一撓曲件254和第二撓曲件256沿不同方向施加力到快門230，致使其繞旋 轉(zhuǎn)中心252旋轉(zhuǎn)。由此，快門230被移動(dòng)到或離開其在光圈220之前的位置。 第一撓曲件254和第二撓曲件256相對(duì)于彼此的角度為e。在圖2中，e等于大 約90。，用于最優(yōu)的效率。但是，也可以使用其它角度。
虛擬樞軸系統(tǒng)250也可以包括一個(gè)或多個(gè)特征構(gòu)件以限制快門230的旋 轉(zhuǎn)。例如在快門230移動(dòng)進(jìn)入光圈220之前的位置時(shí)，快門230的旋轉(zhuǎn)可以由 緩沖器260的第一特征構(gòu)件261和第一撓曲件254的末端特征構(gòu)件263限定。在 快門230移動(dòng)離開光圈220時(shí)，快門230的旋轉(zhuǎn)可以由緩沖器260的第二特征構(gòu) 件262進(jìn)行限定。
系統(tǒng)200可以提供在現(xiàn)有機(jī)械快門系統(tǒng)中未發(fā)現(xiàn)的若干優(yōu)點(diǎn)。第一，由 于在旋轉(zhuǎn)中心252處無軸銷，不會(huì)遇到由軸銷所產(chǎn)生的粘附問題。相反，快 門230可以快速和精確地相對(duì)于光圈220定位。第二，緩沖器260和特征構(gòu)件 261、 262和263可以保護(hù)系統(tǒng)200的構(gòu)件免受沖擊。
圖2也說明了快門230繞旋轉(zhuǎn)中心252的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量通過在快門230中的不 用于阻隔光到達(dá)光圈220的部分中形成一個(gè)或多個(gè)孔而減小的實(shí)施例。通過 減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，快門230可以更快地移入或移出在光圈220之前的位置。
而且，在一些實(shí)施例中， 一些構(gòu)件可以制成為單件。例如，至少快門 230、緩沖器260、第一撓曲件254、和第二撓曲件256可以由例如硅的材料制 成單件。如此，快門構(gòu)件的生產(chǎn)變化可以減小，并且也簡化攝像機(jī)的裝配。 作為單個(gè)單元制造系統(tǒng)200的至少某些部分也可以使得能夠設(shè)計(jì)更小的小型 攝傳^幾。例如，在一些實(shí)施例中，快門可以是大約4mm到大約12mm長，并 且可以遮蓋大約lmm到3mm的光圏。圖2說明了快門230是單個(gè)單元的實(shí)施例。但是，在一些實(shí)施例中，可以
使用多個(gè)單元。圖3說明了包括第一快門單元330A和第二快門單元330B的快 門系統(tǒng)300。
為了移動(dòng)第一快門單元330A和第二快門單元330B進(jìn)入或離開其在光圈 320前面的位置，致動(dòng)器340傳遞力至力傳動(dòng)構(gòu)件370。響應(yīng)于此，撓曲件371A 和371B分別傳遞力至第一和第二快門單元330A和330B。第一快門單元330A 繞旋轉(zhuǎn)中心352A旋轉(zhuǎn)以響應(yīng)于由第 一撓曲件354A和第二撓曲件356A施加的 力。類似地，第二快門單元330B繞旋轉(zhuǎn)中心352B旋轉(zhuǎn)以響應(yīng)于由第一撓曲 件354B和第二撓曲件356B施加的力。盡管在圖3中未示出，第一撓曲件354A 和354B固定到攝像機(jī)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件(例如，封裝體)，以實(shí)現(xiàn)第一和第二快門 單元330A和330B的運(yùn)動(dòng)。在圖3中，接觸區(qū)域標(biāo)識(shí)為"樞軸"并且可以制造 得較大并采用任何所需要的形狀。
在圖3中所示的實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)中心352A和352B位于關(guān)聯(lián)的第 一和第二 撓曲件被附接到第一和第二快門單元330A和330B的位置處。參考圖2中所示 的實(shí)施例，在旋轉(zhuǎn)中心352A和352B處的旋轉(zhuǎn)未關(guān)聯(lián)粘附，因?yàn)闆]有使用物 理軸銷(及相關(guān)聯(lián)的在軸銷平面和快門孔平面之間的接觸面處的摩擦力)。
參考圖2的實(shí)施例，至少一些系統(tǒng)300可以制成為單件(例如，制成硅的 單件)。例如，第一和第二快門構(gòu)件330A和330B、力傳動(dòng)構(gòu)件370、和撓曲 件371A、 371B、 354A、 354B、 356A、及356B可以由單件制成。
如上所提到的，例如圖2和3中示出的和如上描述的快門系統(tǒng)可以特別地 有益于小型攝像機(jī)。圖4示出了可以結(jié)合例如圖2的系統(tǒng)200或圖3的系統(tǒng)300 等快門系統(tǒng)400的小型攝像機(jī)410。如上所提到的，小型4聶像機(jī)410可以是獨(dú) 立裝置，或者可以被包括進(jìn)另一裝置402 (例如蜂窩電話、PDA、膝上型計(jì) 算機(jī)、或其它裝置)內(nèi)。
小型攝像機(jī)410包括光圈420，其構(gòu)造成接收用于預(yù)定的圖像的光?？扉T 構(gòu)件430包括構(gòu)造成遮蓋接收光的光圈420的第一部分435和構(gòu)造成響應(yīng)于所 施加的力移動(dòng)快門構(gòu)件430的第二部分436。替代繞與快門構(gòu)件430分離的樞 軸機(jī)構(gòu)(例如軸銷)的旋轉(zhuǎn)(因此產(chǎn)生摩擦力)，第二部分436響應(yīng)于經(jīng)由虛 擬樞軸系統(tǒng)施加的力而旋轉(zhuǎn)。在系統(tǒng)400中，虛擬樞軸系統(tǒng)包括第一撓曲件 454、和第二撓曲件456。虛擬樞軸系統(tǒng)也可以包括緩沖器或其它結(jié)構(gòu)構(gòu)件、 力傳動(dòng)臂458、和致動(dòng)器440。小型攝像機(jī)410還包括控制器490和數(shù)字成像系統(tǒng)480,例如CMOS (互 補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)系統(tǒng)或CCD (電荷耦合裝置)成像系統(tǒng)。所接收的對(duì) 應(yīng)于圖像像素陣列的光被處理以產(chǎn)生數(shù)字圖像。
在一些實(shí)施例中，快門構(gòu)件430可以初始定位遠(yuǎn)離光圏420。用戶可以按 壓攝像機(jī)410的按鈕425或其它裝置402以開始數(shù)字圖像數(shù)據(jù)采集。在曝光時(shí) 間結(jié)束時(shí)，快門構(gòu)件430可以移動(dòng)到光圈420前面以表示圖像的結(jié)束。為移動(dòng) 快門430,可以使用致動(dòng)器440施加力以繞快門的旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)快門430。
圖5示出了可以使用的快門系統(tǒng)500的另 一個(gè)實(shí)施例?？扉T530可以響應(yīng) 于由使用力傳動(dòng)器541 (其可以是單個(gè)單元，或可以包括多于一個(gè)的組件) 的致動(dòng)器所施加的力而移動(dòng)。旋轉(zhuǎn)撓曲件系統(tǒng)551包括一個(gè)或多個(gè)撓曲件， 并施加力以致使快門530旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)撓曲件系統(tǒng)551可以附接到攝像機(jī)的一個(gè) 或多個(gè)結(jié)構(gòu)部分；例如，附接到接觸部分553?？梢允褂枚鄠€(gè)接觸部分(如 在圖5中所示)，并且可以定制形狀以及大小以提供預(yù)定的結(jié)果。
可以使用MEMS技術(shù)制成這些這里描述的這樣的快門系統(tǒng)。例如，可以 首先使用光刻法在基底上形成圖案，并且然后依據(jù)圖案蝕刻基底。深反應(yīng)離 子蝕刻(DRIE)可以用以蝕刻在基底上的結(jié)構(gòu)。其它可以使用的方法包括激光 切割、水切割、或其它具有足夠精度的系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，例如在于2006 年2月28號(hào)申請(qǐng)的申請(qǐng)序列號(hào)為11/365047、標(biāo)題為"ENHANCED ETCH SYSTEMS"、代理巻宗編號(hào)為M-16271 US的共同未決的美國專利申請(qǐng)中的這 樣的增強(qiáng)蝕刻系統(tǒng)的公開內(nèi)容被全文結(jié)合引入。
在實(shí)現(xiàn)中，上述的技術(shù)及它們的變化可以至少部分地以計(jì)算機(jī)軟件指令 的方式實(shí)現(xiàn)。這樣的指令可以存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)可機(jī)讀存儲(chǔ)介質(zhì)或裝置中并 由例如一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)處理器執(zhí)行，以使機(jī)器執(zhí)行所述的功能和操作。
已經(jīng)描述了數(shù)個(gè)實(shí)例。盡管在上面詳細(xì)公開的只有少數(shù)實(shí)例，但可以進(jìn) 行其它修改，并且本公開意圖涵蓋全部這樣的修改，最特別地，任何對(duì)于本 領(lǐng)域普通技術(shù)人員可預(yù)見的修改。
例如，盡管虛擬樞軸系統(tǒng)(其執(zhí)行樞轉(zhuǎn)快門的功能，而不采用與快門分 離的在旋轉(zhuǎn)中心處的樞軸機(jī)構(gòu))被描述為使用撓曲件而實(shí)現(xiàn)，可以使用其它 構(gòu)件來傳遞力以移動(dòng)快門朝向和/或離開攝像^L的光圈。例如，快門可以使用 如下構(gòu)件實(shí)現(xiàn)其它的本領(lǐng)域已知的機(jī)械地施加力的結(jié)構(gòu)構(gòu)件、其它的本領(lǐng)
域已知的電;茲地施加力的結(jié)構(gòu)構(gòu)件、或其它的本領(lǐng)域已知的施加力以轉(zhuǎn)動(dòng)快門的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
附帶地，雖然攝像機(jī)可以結(jié)合光圈以執(zhí)行接收光的功能，其它結(jié)構(gòu)是可 以的。例如，例如光纖、光導(dǎo)、或其它本領(lǐng)域已知的結(jié)構(gòu)可以使用。盡管示 出了單構(gòu)件和兩構(gòu)件快門，其它結(jié)構(gòu)也可以用以交替地阻隔光和傳遞光至攝 像機(jī)。例如，更多的快門構(gòu)件可以使用，或本領(lǐng)域已知的其它結(jié)構(gòu)。
附帶地，盡管一個(gè)或多個(gè)快門構(gòu)件可以在曝光開始時(shí)定位遠(yuǎn)離光圏并且 曝光結(jié)束時(shí)移動(dòng)進(jìn)入光圈前面的位置。例如，快門構(gòu)件可以初始地定位在光 圈前面，并為了曝光而移動(dòng)離開。
另外，僅那些使用詞"裝置(means)"的權(quán)利要求意圖按照35 USC 112 中第6段解釋。此外，說明書中的限制不意圖被寫入任何的權(quán)利要求，除非 這些限制清楚地包括在權(quán)利要求中之外。因此，其它實(shí)施例在所附權(quán)利要求 的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種用于攝像機(jī)的MEMS快門系統(tǒng)，其包括快門；聯(lián)接于快門的虛擬樞軸系統(tǒng)，所述虛擬樞軸系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)構(gòu)造成定位快門的撓曲件。
2、 如權(quán)利要求l所述的快門系統(tǒng)，其中所述快門包括構(gòu)造成遮蓋攝像機(jī) 的接收光的光圈的第一部分；和構(gòu)造成響應(yīng)所施加的力而移動(dòng)快門構(gòu)件的第 二部分，其中第二部分不繞與所述快門分離的樞軸機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)。
3、 如權(quán)利要求2所述的快門系統(tǒng)，其中所述虛擬樞軸系統(tǒng)機(jī)械聯(lián)接于所 述快門的第二部分，并且其中所述虛擬樞軸系統(tǒng)構(gòu)造成交替地定位所述第一 部分以遮蓋攝像機(jī)的接收光的光圈以及定位所述第 一部分離開攝像機(jī)的接 收光的光圈。
4、 如權(quán)利要求l所述的快門系統(tǒng)，其中所述虛擬樞軸系統(tǒng)包括在第一位 置處附接到所述快門的第 一撓曲件，其中所述虛擬樞軸系統(tǒng)構(gòu)造成繞旋轉(zhuǎn)中 心旋轉(zhuǎn)快門，并且其中所述第一位置不同于快門的旋轉(zhuǎn)中心。
5、 如權(quán)利要求4所述的快門系統(tǒng)，其中所述虛擬樞軸系統(tǒng)還包括在不同 于第 一位置的第二位置處附接到快門的第二撓曲件，并且其中所述第二位置 不同于所述快門的旋轉(zhuǎn)中心。
6、 如權(quán)利要求5所述的快門系統(tǒng)，其中所述快門、所述第一撓曲件、及 所述第二撓曲件由單個(gè)材料件制成。
7、 如權(quán)利要求l所述的快門系統(tǒng)，其中所述快門和至少部分虛擬樞軸系 統(tǒng)由單個(gè)材料件制成。
8、 如權(quán)利要求7所述的快門系統(tǒng)，其中所述材料包括硅。
9、 如權(quán)利要求l所述的快門系統(tǒng)，其中還包括所述攝像機(jī)，并且其中所 述快門被定位以交替地阻隔光通過所述攝像機(jī)的接收光的光圏、及允許光進(jìn) 入所述攝像機(jī)的接收光的光圈。
10、 如權(quán)利要求l所述的快門系統(tǒng)，其中所述虛擬樞軸系統(tǒng)構(gòu)造成繞旋 轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)快門，并且其中所述虛擬樞軸系統(tǒng)包括在第一位置處附接到快門的第一撓曲件，其中所述第一位置位于所述快門構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)中心處。
11、 如權(quán)利要求l所述的快門系統(tǒng)，其中所述快門包括第一快門構(gòu)件和 第二快門構(gòu)件，并且其中所述虛擬樞軸系統(tǒng)包括構(gòu)造成傳遞力至所述第一快門構(gòu)件的第 一部分和構(gòu)造成傳遞力至所述快門構(gòu)件的第二部分。
12、 如權(quán)利要求l所述的快門系統(tǒng)，其中所述快門包括一個(gè)或多個(gè)構(gòu)造 成減小所述快門在操作中的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的孔。
13、 如權(quán)利要求l所述的快門系統(tǒng)，其中所述虛擬樞軸系統(tǒng)還包括緩沖器。
14、 一種小型攝像機(jī)，其包括 構(gòu)造成接收通過光圈的光的光檢測(cè)系統(tǒng)； MEMS快門系統(tǒng)，包括快門構(gòu)件，其包括光圈阻隔部分和力接收部分，所述快門構(gòu)件構(gòu)造成繞 旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)，所述快門構(gòu)件不包括在旋轉(zhuǎn)中心處的與快門構(gòu)件分離的樞軸 機(jī)構(gòu)；及控制器，所述控制器構(gòu)造成控制所述快門構(gòu)件和光檢測(cè)系統(tǒng)。
15、 如權(quán)利要求14所述的攝像機(jī)，其中所述光檢測(cè)系統(tǒng)包括電荷耦合裝 置光檢測(cè)系統(tǒng)和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體光檢測(cè)系統(tǒng)中的至少 一個(gè)。
16、 如權(quán)利要求14所述的攝像機(jī)，其中所述快門構(gòu)件構(gòu)造成繞旋轉(zhuǎn)中心 旋轉(zhuǎn)而響應(yīng)于從致動(dòng)器傳遞至快門構(gòu)件的力。
17、 如權(quán)利要求16所述的攝像機(jī)，其中所述快門構(gòu)件構(gòu)造成響應(yīng)于由在 第一位置處附接到所述接收光部分的第一撓曲件所傳遞的力而繞旋轉(zhuǎn)中心 旋轉(zhuǎn)，并還構(gòu)造成響應(yīng)于由在第二位置處附接到所述接收光部分的第二撓曲 件所傳遞的力而繞旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)。
18、 如權(quán)利要求17所述的攝像機(jī)，其中所述第一撓曲件大體上沿第一方 向延伸并且所述第二撓曲件大體上沿第二方向延伸，并且其中所述第一方向 大約垂直于所述第二方向。
19、 如權(quán)利要求17所述的攝像機(jī)，其中所述快門構(gòu)件還被構(gòu)造成響應(yīng)于 由機(jī)械聯(lián)接于致動(dòng)器的力傳動(dòng)構(gòu)件傳遞的力而繞旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)。
20、 如權(quán)利要求17所述的攝像機(jī)，其中所述力傳動(dòng)構(gòu)件在不同于所述第 一位置和所述第二位置的第三位置處附接于所述力接收部分。
21、 如權(quán)利要求17所述的攝像機(jī)，其中所述快門構(gòu)件、所述第一撓曲件、 和所述第二撓曲件由單個(gè)材料件制成。
22、 如權(quán)利要求21所述的攝像機(jī)，其中所述小型攝像機(jī)包括在蜂窩電話、 計(jì)算機(jī)和個(gè)人數(shù)字助理中的至少 一個(gè)中。
23、 一種用于攝^jf幾的MEMS快門系統(tǒng)，包括用于交替地阻隔和解除阻隔所述攝像機(jī)的光接收裝置的裝置；和 用于使聯(lián)接于用于交替地阻隔和解除阻隔所述光接收裝置的裝置的快 門樞轉(zhuǎn)的虛擬樞軸裝置。
24、 如權(quán)利要求23所述的快門系統(tǒng)，其中所述虛擬樞軸裝置構(gòu)造成旋轉(zhuǎn) 用于交替地阻隔和解除阻隔所述攝像機(jī)的光接收裝置的裝置，其中所述虛擬 樞軸裝置并不繞與用于交替地阻隔和解除阻隔所述光接收裝置的裝置分離 的樞軸機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)用于交替地阻隔和解除阻隔所述攝像機(jī)的光接收裝置的裝 置
25、 如權(quán)利要求23所述的快門系統(tǒng)，其中所述虛擬樞軸裝置包括在第一 位置處附接到用于阻隔和解除阻隔所述光接收裝置的裝置的第一力傳動(dòng)裝 置，其中所述虛擬樞軸裝置構(gòu)造成繞旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)用于交替地阻隔和解除阻 隔所述攝像機(jī)的光接收裝置的裝置，并且所述第 一位置不同于所述旋轉(zhuǎn)中
26、 如權(quán)利要求25所述的快門系統(tǒng)，其中所迷虛擬樞軸裝置還包括在不 同于所述第一位置處的第二位置處附接到用于交替地阻隔和解除阻隔所述 攝像機(jī)的光接收裝置的裝置的第二力傳動(dòng)裝置，并且所述第二位置不同于所 述旋轉(zhuǎn)中心。
27、 如權(quán)利要求23所述的快門系統(tǒng)，其中所述用于交替地阻隔和解除阻 隔所述攝像機(jī)的光接收裝置的裝置及至少所述虛擬樞軸裝置的部分由單個(gè) 材料件制成。
28、 如權(quán)利要求23所述的快門系統(tǒng)，其中還包括所述攝像機(jī)。
全文摘要
用于在用于小型攝像機(jī)的快門系統(tǒng)中使用一個(gè)或多個(gè)虛擬樞軸的系統(tǒng)和技術(shù)。虛擬樞軸系統(tǒng)可以包括一個(gè)或多個(gè)撓曲件，這樣使得快門裝置可以繞旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)，而不需要在旋轉(zhuǎn)中心處的物理旋轉(zhuǎn)構(gòu)件。所述虛擬樞軸系統(tǒng)可以提供若干益處，其包括減少或消除粘附。
文檔編號(hào)G03B7/083GK101410751SQ200780010572
公開日2009年4月15日 申請(qǐng)日期2007年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月24日
發(fā)明者羅伯特·J·卡爾維特, 羅曼·C·古鐵雷斯 申請(qǐng)人:希佰公司