CN100592127C - 相机模组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种相机模组，所述相机模组包括一镜座、一设置于所述镜座内的镜筒、一收容于所述镜筒内的镜片组、一与所述镜片组相对设置的感光元件及一用于驱动所述镜筒在所述镜座内移动的驱动机构。其特征在于：所述相机模组还包括一设置于所述镜座内的测距装置，用于测量所述镜片组的像方主点到所述感光元件的感光平面的距离值并在拍摄物对焦成像时将所述距离值换算成拍摄物的物距值。由于内部设有测距装置，本发明的相机模组具有测量物距的功能，且不影响相机模组的体积、保养难度、功耗及拍摄效果。

Description

相机模组
技术领域
本发明涉及摄像技术，特别涉及一种相机模组。
背景技术
相机模组可以记录拍摄物的外貌及色彩，被广泛地应用于生活和生产中的各个领域。但在某些场合(如建筑量测)，除了要记录拍摄物的外貌及色彩外，还需记录拍摄物距离拍摄地点的距离(即物距)。而传统的相机模组并不提供这种量测物距的功能，人们得利用其他的外部量测工具进行距离测量。
随后，人们将距离量测装置附设于拍摄装置上，出现了一种“测距式数码相机”。所述测距式数码相机包括一数码相机本体及一附设于数码相机外部的激光测距仪。所述激光测距仪与所述数码相机的存储单元电连接，可将测量结果存入所述存储单元。所述激光测距仪包括一激光发射器及一接收器，所述激光发射器发射激光打在拍摄物上，经拍摄物反射后返回所述接收器，测量激光的飞行时间(Time Of Flight，TOF)，并将TOF值换算为物距。
然而，这种测距式数码相机存在以下不足：(1)激光测距仪附设于数码相机外部将增大数码相机的体积，与电子产品小型化的趋势相背；(2)激光测距仪的光学元件裸露在外，容易蒙尘或遭其他光学污染，保养困难，使用寿命不长；(3)激光测距仪进行长距离测距，消耗功率大，而降低功耗量以延长电子产品有限储电量的使用时间是目前电子产品设计的主要考量点；(4)激光测距仪的激光打在拍摄物上影响拍摄效果。
有鉴于此，有必要提供一种可解决以上问题又具有测量物距功能的相机模组。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种可解决现有技术问题的带有测量物距功能的相机模组。
为实现所述目的，本发明提供一种相机模组，所述相机模组包括一镜座、一设置于所述镜座内的镜筒、一收容于所述镜筒内的镜片组、一与所述镜片组相对设置的感光元件及一用于驱动所述镜筒在所述镜座内移动的驱动机构。其特征在于：所述相机模组还包括一设置于所述镜座内的测距装置，用于测量所述镜片组的像方主点到所述感光元件的感光平面的距离值并在拍摄物对焦成像时将所述距离值换算成拍摄物的物距值。
由于本发明的测距装置设置于镜座内，不占外部空间且避免了外部的光学污染；所述测距装置通过测量镜片组的光心到所述感光元件的感光平面的距离值来换算为物距，属于短距测量装置，可采用低功耗产品，减低功耗；所述测量装置不对拍摄物发射激光，避免因此影响拍摄物的拍摄效果。综上，本发明的相机模组在实现记录拍摄物物距的同时又解决现有技术产生的技术问题。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的相机模组的立体分解示意图；
图2为图1的相机模组组装后的立体剖解示意图；
图3为图1中的测距装置的结构示意图。
具体实施方式
请同时参阅图1及图2，本实施例的相机模组100包括一镜座10、一设置于所述镜座10内的镜筒20、一收容于所述镜筒20内的镜片组30、一与所述镜片组30相对设置的感光元件40、一用于驱动所述镜筒20在所述镜座10内移动的驱动机构50、一设置于所述镜座10内的测距装置60。所述测距装置60用于测量所述镜片组30的像方主点H’(拍摄物对焦成像时，像方主点到感光平面的距离为像距)到所述感光元件40的感光平面的距离值U并在拍摄物对焦成像时将所述距离值U换算成拍摄物的物距值。
本实施例中，所述镜座10安装于电路板70上。所述镜座10及镜筒20都为圆形套筒，所述镜座10套设于所述镜筒20形成一腔体101。所述镜片组30可采用球面透镜也可以采用非球面透镜，考虑到非球面透镜的成像质量优于球面镜透镜，本实施例采用非球面透镜。所述感光元件40安装于所述腔体101内，所述感光元件40可采用底片、电荷耦合器(Charged CoupledDevice，CCD)影像感测器或补充性金属半导体(Complementary Metal-OxideSemiconductor，CMOS)影像感测器，考虑价格及成像质量因素，本实施例采用CMOS影像感测器。
本实施例的驱动机构50包括一设置于所述镜座10内的圆柱501、一用于驱动所述圆柱501转动的步进马达502、一延设于所述镜筒20外侧壁的凸轮销201及一用于防止所述镜筒随所述凸轮销转动的限定结构503。所述圆柱501长度方向垂直于所述感光元件40的感光平面，其侧壁开设有与所述凸轮销201相配合的螺旋状的凸轮槽504。所述限定结构503包括一设于所述镜筒的导引部202及一设于所述镜座的限定部102。本实施例中，所述导引部202为至少一延设于所述镜筒20的导引销而限定部102为至少一段开设于所述镜座10内侧壁的凹槽，本实施例的导引销及凹槽的数目都为一个。所述凹槽的长度方向平行于所述镜片组30的光轴。
工作时，所述步进马达502驱动所述圆柱501转动，开设于圆柱501上的凸轮槽504将带动设置于延设于镜筒20的凸轮销201上下移动，镜筒20随凸轮销201上下移动。所述限定结构503有两个作用：(1)限定防止所述镜筒20的径向自由度，防止所述镜筒20随凸轮销201一起转动；(2)导引所述镜筒20沿所述镜片组的光轴方向移动。
可以理解，所述限定结构还可采用其他结构，如延设于所述镜筒20外侧壁且开设有通孔的翼片与限定杆的配合，将通孔套设于限定杆，同样可实现限定所述镜筒20运动方向的功能。
可以理解，驱动机构也不限于上述的实施方式，可以采用其他的驱动机构，如音圈马达。
所述测距装置60包括一附设于所述镜筒20外侧壁的测距传感器601、一附设于所述镜座10上且与所述光电传感器601相对设置的信号反馈器602及一与所述测距传感器电连接的信号处理单元603。所述测距传感器601用于向所述信号反馈器602发射信号并接受所述信号反馈器602反馈回来的信号。
测量时，所述测距传感器601发射量测信号，经所述信号反射器602反馈后返回所述测距传感器601，通过所述信号处理单元603处理便可得到所述测距传感器601与所述信号反馈器602之间的距离D。本实施例中，通过设置所述镜筒20，使得所述测距传感器601与所述信号反馈器602相接时(即D＝0)，距离U为一已知值U0(图未表示)，则有U＝U0-D。在所述信号处理单元603预设换算程序，则测得距离D经所述信号处理单元603处理后可得到距离值U，从而实现测量距离值U的目的。
可以理解，所述测距装置60的测距传感器601与信号反馈器602作其他设置时，同样可以通过关系推得距离D与距离U的关系。
可以理解，可将所述测距感测器601附设于所述镜座10，而将所述信号反馈器602附设于所述镜筒20外侧壁，同样可实现测量距离值U的目的。
请参阅图3，为本实施例的测距装置60的结构示意图。本实施例中，所述测距传感器601为一光电传感器，其包括一光发射器604及一与所述光发射器相配合的光接收器605。所述信号反馈器602为一反射镜。所述光发射器604包括一光源606及一发射透镜607。所述光源606可采用发光二极管或激光二极管，本实施例采用发光二极管，其功耗低，发光功率稳定。所述光接收器605沿光路方向依次包括一光阑608及一光敏元件609，所述光敏元件609可采用光敏电阻、光敏二极管或光敏三极管，本实施例采用光敏三极管，其灵敏度高，分辨率高。所述反射镜可采用铝涂层反射镜或银涂层反射镜，本实施例采用铝涂层反射镜，其反射率高，避免功耗浪费，而相对于银涂层发射镜具有成本优势。
所述光敏三极管的射极电流与其投射到自身的光量存在对应关系，而投射到所述光敏的光量与距离D存在对应关系，故所述信号处理单元603可通过测量光敏三极管的射极电流而得到距离D，从而达到测量距离值U的目的，并在拍摄物对焦成像时，通过成像公式将距离值U换算为拍摄物的物距。
当然，所述测距装置并不限于上述实施例，可以采用其他短距离测量装置，如半导体激光三角测距装置。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种相机模组，包括一镜座、一设置于所述镜座内的镜筒、一收容于所述镜筒内的镜片组、一与所述镜片组相对设置的感光元件及一用于驱动所述镜筒在所述镜座内移动的驱动机构；其特征在于：所述相机模组还包括一设置于所述镜座内的测距装置，用于测量所述镜片组的像方主点到所述感光元件的感光平面的距离值并在拍摄物对焦成像时将所述距离值换算成拍摄物的物距值。
2.如权利要求1所述的相机模组，其特征在于：所述测距装置包括一附设于所述镜筒外侧壁的测距传感器、一附设于所述镜座上且与所述测距传感器相对设置的信号反馈器及一与所述测距传感器电连接的信号处理单元；所述测距传感器用于向所述信号反馈器发射信号并接受所述信号反馈器反馈回来的信号。
3.如权利要求2所述的相机模组，其特征在于：所述测距传感器为一光电传感器，其包括一光发射器及一与所述光发射器相配合的光接收器；所述信号反馈器为一反射镜。
4.如权利要求3所述的相机模组，其特征在于：所述光发射器包括一光源及一用于聚光的发射透镜；所述光接收器沿光路依次包括一光阑及一光敏元件。
5.如权利要求4所述的相机模组，其特征在于：所述光源为发光二极管或激光二极管。
6.如权利要求4所述的相机模组，其特征在于：所述光敏元件为光敏电阻、光敏二极管或光敏三极管。
7.如权利要求3所述的相机模组，其特征在于：所述反射镜为铝涂层反射镜或银涂层反射镜。
8.如权利要求1所述的相机模组，其特征在于：所述驱动机构包括一设置于所述镜座内的圆柱、一用于驱动所述圆柱转动的步进马达、一延设于所述镜筒外侧壁的凸轮销及一用于防止所述镜筒随所述凸轮销转动的限定结构；所述圆柱长度方向垂直于所述感光元件的感光平面，其侧壁开设有与所述凸轮销相配合的螺旋状的凸轮槽。
9.如权利要求8所述的相机模组，其特征在于：所述限定结构包括一设于所述镜筒的导引部及一设于所述镜座的限定部。
10.如权利要求9所述的相机模组，其特征在于：所述导引部包括至少一延设于镜筒外侧壁的翼片及至少一段开设于所述镜座内侧壁的凹槽；所述凹槽长度方向平行于所述镜片组的光轴。
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