CN101470237B - 可旋转相机模组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可旋转相机模组，其包括一球形驱动座、一镜头模组、一控制单元和一影像感测器。所述球形驱动座包括一球形壳体和多个固定于所述球形壳体内壁的线圈磁体，所述镜头模组容置于所述球形驱动座的球形壳体围成的一容置腔内，所述镜头模组包括一个球形镜座，一镜筒及其内的光学组件，一影像感测器和至少一个设置在所述球形镜座外壁的磁性元件，所述至少一个磁性元件与所述多个线圈磁体磁性耦合，所述控制单元与所述线圈磁体电连接，所述控制单元控制所述多个线圈磁体的通电电流方向的变化以驱动所述镜头模组旋转。

Description

可旋转相机模组
技术领域
本发明涉及一种可旋转相机模组(Digital Camera Module)。
背景技术
传统的数码相机模组包括一镜头模组(Lens Module)和一影像感测器(Image Pick-up Sensor)。一般的镜头模组具有一镜座、一收容在所述镜座内的镜筒以及收容在所述镜筒内的光学组件如光学透镜、滤光片等。影像感测器设置在所述镜头模组的镜座一底部，其与所述镜筒内的光学组件光学耦合。所述数码相机模组多应用在各种便携式电子装置上，使其兼具照相功能。具体参见Rastislav Lukac等人在文献IEEE Transactions on ConsumerElectronies，Vol.51，No.3，AUGUST 2005中的Digital Image Indexing UsingSecret Sharing Sehemes：A Unified Framework For Single-Sensor ConsumerElectronics一文。
目前市面上常见的数码照相机(Digital Still Camera)或者数码摄像机(Digital Video Camera)的数码相机模组均固定于机身，其拍摄范围仅限于相机前方对应的一个空间范围，其拍摄的范围有限，如果需要进行广角度拍摄，均必须转动整台相机或者拍摄者本身转动到景物的方向方能够拍摄到，十分不方便。有鉴于此，提供一种解决上述缺点的进行广角度拍摄的可旋转数码相机模组十分必要。
发明内容
本发明提供一种可旋转相机模组，其包括一球形驱动座、一镜头模组、一控制单元。所述球形驱动座包括一球形壳体和多个固定于所述球形壳体内壁的线圈磁体，所述镜头模组容置于所述球形驱动座的球形壳体围成的一容置腔内，所述镜头模组包括一个球形镜座，一镜筒及其内的光学组件，一影像感测器和至少一个设置在所述球形镜座外壁的磁性元件，所述至少一个磁性元件与所述多个线圈磁体磁性耦合，所述控制单元与所述线圈磁体电连接，所述控制单元控制所述多个线圈磁体的通电电流方向的变化以驱动所述镜头模组旋转。
本发明提供的可旋转相机模组，其采用一个设置有多个线圈磁体的球形驱动座，该多个线圈磁体与设置在所述镜头模组上的磁性元件磁性耦合构成一马达系统，所述控制单元控制所述马达旋转以控制所述镜头模组的旋转采实现该可旋转相机模组进行广角度拍摄。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的可旋转相机模组的部件分离图。
图2是本发明第一实施例提供的可旋转相机模组的剖视图。
图3是本发明第二实施例提供的可旋转相机模组的部件分离图。
图4是本发明第二实施例提供的可旋转相机模组的剖视图。
具体实施方式
下面将结合附圈，对本发明作进一步的详细说明。
请参阅图1和图2，为本发明第一实施例提供的可旋转数码相机模组10，其包括一球形镜座11，镜筒12及其内的光学组件121，一影像感测器(sensor)13以及一球形驱动座14。
所述球形镜座11，镜筒12及其内的光学组件121，所述影像感测器(sensor)13构成一镜头模组。
所述球形镜座11具有一穿过几何中心的容置孔111，所述容置孔111具有一上容置部112和一下容置部113，所述上容置部112用来容置所述镜筒12，所述镜筒12内容置有所述光学组件121，所述光学组件为非球面光学镜片、滤光片等。所述上容置部112为圆柱形，所述镜筒12为圆柱形，所述上容置部112内壁与所述镜筒12外壁相匹配。
优选地，所述上容置部112内壁与所述镜筒12外壁螺合，旋转所述镜筒12，使其相对于所述上容置部112上下移动。所述下容置部113为方形，用于容置所述影像感测器13，所述影像感测器13与所述光学组件光学耦合。所述镜筒12相对于所述上容置部112内壁上下移动，使得所述镜筒12相对于所述影像感测器13移动，实现对焦。
所述球形驱动座14具有一球形壳体141和多个设置在所述球形壳体141内壁的线圈磁体142。优选地，所述球形驱动座进一步具有多个设置在所述球形壳体141内壁且指向其几何中心的凸起143，所述多个线圈磁体142分别环绕所述多个凸起143。优选地，所述凸起143由铁磁性材料制成，可以理解的是，所述凸起143也可以由无铁磁性的环氧树脂(Epoxy)制成。
所述球形镜座11、镜筒12及其内的光学组件121构成的镜头模组容置在所述球形壳体141围成的一容置腔141a内，所述球形壳体141的几何中心与球形镜座11的几何中心O1重合，所述球形壳体141具有一开口141b，所述球形镜座11的球径D1小于所述球形壳体141的开口141b的口径D2，使得所述镜头模组能够放入所述容置腔141a内。
所述球形镜座11进一步具有一环绕其外壁的磁性元件114。具体地，所述磁性元件114为一永磁铁，其为一环形结构，所述磁性元件114具有极性相反的两个磁极N极和S极，所述磁性元件114的两个极性相反的N极和S极关于其环形结构中心对称。优选地，所述磁性元件114的环形结构几何中心与球形镜座11的几何中心O1重合。
所述磁性元件114与所述多个设置在所述球形壳体141内壁的线圈磁体142磁性耦合。
优选地，所述线圈磁体142与所述磁性元件114相对的两个磁极相反。
所述相机模组10还包括一控制单元15，所述控制单元15设置在所述球形驱动座14的球形壳体141底部，所述多个线圈磁体142分别与所述控制单元15电连接，所述控制单元15控制所述多个线圈磁体142电流方向变化以控制其磁极变化，根据同性相斥和异挂相吸的原理，所述磁性元件114两个N极和S极分别被与其磁极相反的线圈磁体142所吸引，因此，所述多个线圈磁体142磁极变化使得球形镜座11沿图2弧形箭头方向旋转。
可以理解的是，由于所述一磁性元件114磁性耦合于所述多个线圈磁体142，所述球形驱动座14与所述球形镜座11构成一旋转马达系统，其中球形驱动座14为该旋转马达系统的定子，所述球形镜座11为该旋转马达系统的动子。所述控制单元15控制所述多个线圈磁体142电流变化的模式可以根据实际动子运动模式的需要进行设计。
所述影像感测器13可以为电荷耦合器件(Charge Coupled Device，简称CCD)或互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconduetor，简称CMOS)器件。所述影像感测器为封装的芯片，其封装方式可以采用塑料引线芯片载体封装(Plastic Leaded Chip Carrier，简称PLCC)、陶瓷引线芯片载体封装(Ceramie Leaded Chip Carrier，简称CLCC)或芯片尺寸封装(ChipScale Package，简称CSP)等芯片封装方式。
优选地，所述控制单元15为一个微处理器(Micro-Processor IC)。
优选地，所述控制单元15与所述影像感测器13电连接，所述控制单元15控制所述球形镜座11依次旋转至多个位置，当所述球形镜座11处于每一个所述多个位置，所述控制单元15将所述位置信息传输给所述影像感测器13，所述影像感测器13接收所述位置信息同时抓取所述球形镜座11位于所述位置时所述镜头模组所成图像，所述影像感测器13整合所述多个位置对应的图像以获得一广角度影像。
本发明第一实施例，采用一球形驱动座14与球形镜座11组合构成一个旋转马达系统，利用控制单元15控制该旋转马达系统中作为转子的球形镜座11的旋转，以控制球形镜头模组的旋转，实现广角度拍摄。
请参阅图3，为本发明第二实施倒提供的可旋转相机模组20，其与本发明第一实施例提供的可旋转相机模组10的不同点在于，所述多个线圈磁体为至少两个线圈磁体，且相邻的第一线圈磁体242a和第二线圈磁体242b极性相反。
优选地，第一线圈磁体242a和第二线圈磁体242b各自环绕的凸起243和所述球形驱动座的球形壳体241由铁磁性材料制成，使得所述相邻的第一线圈磁体242a和第二线圈磁体242b，连同其各自环绕的凸起243以及位于其二者之间的球形壳体段241a构成一U形线圈磁体242。
优选地，所述多个U形线圈磁体242相连围成一圆弧形磁轨道。
所述磁性元件214相对于所述U形线圈磁体242设置于所述球形镜座21外壁，优选地，所述磁性元件214为一弧形永磁铁，其弧形两端分别为极性相反的N极和S极。
优选地，所述磁性元件214的极性相反的两端分别与所述球形镜座21几何中心O2的连线夹角θ1大于所述相邻的第一线圈磁体242a和第二线圈磁体242b与所述球形驱动座球形壳体241的几何中心的连线夹角θ2。所述球形驱动座球形壳体241的几何中心与所述球形镜座21几何中心O2重合。
可以理解的是，所述控制单元25控制所述线圈磁体的变化，产生磁作用于所述磁性元件214，以驱动所述球形镜座21沿圈4箭头方向旋转。
本发明第二实施例提供的可旋转相机模组20，同样实现动子磁性元件214与定子U形线圈磁体242的磁性耦合，U形线圈磁体242上的第一线圈磁体242a和第二线圈磁体242b的电流变化可以驱动所述动子磁性元件214移动以使得所述镜头模组旋转，同样实现广角度拍摄。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种可旋转相机模组，其包括：
一球形驱动座，其包括一球形壳体和多个固定于所述球形壳体内壁的线圈磁体；
一镜头模组，其容置于所述球形驱动座的球形壳体围成的一容置腔内，所述镜头模组包括一个球形镜座，一镜筒，一影像感测器和至少一个设置在所述球形镜座外壁的磁性元件，所述至少一个磁性元件与所述多个线圈磁体磁性耦合；以及
一控制单元，其与所述线圈磁体电连接，所述控制单元控制所述多个线圈磁体的通电电流方向的变化产生磁作用于所述至少一个磁性元件以驱动所述镜头模组旋转。
2.如权利要求1所述的可旋转相机模组，其特征在于，所述球形镜座具有一上容置部和一下容置部，所述上容置部收容所述镜筒，所述下容置部收容所述影像感测器。
3.如权利要求1所述的可旋转相机模组，其特征在于，所述镜头模组的球形镜座的几何中心与球形驱动座的球形壳体的几何中心重合。
4.如权利要求1所述的可旋转相机模组，其特征在于，所述球形驱动座的球形壳体具有一开口，所述球形镜座的球径小于所述开口的口径。
5.如权利要求1所述的可旋转相机模组，其特征在于，所述至少一个磁性元件为永久磁铁，其包括极性相反的两个磁极。
6.如权利要求5所述的可旋转相机模组，其特征在于，所述永久磁铁为一环形结构，其环绕所述球形镜座外壁，且所述环形结构几何中心与所述球形镜座的几何中心重合，且极性相反的两个磁极关于所述球形镜座的几何中心对称。
7.如权利要求1所述的可旋转相机模组，其特征在于，所述球形驱动座内壁设置有多个指向其几何中心的凸起，所述多个线圈磁体分别环绕所述多个凸起。
8.如权利要求5所述的可旋转相机模组，其特征在于，所述线圈磁体与所述磁性元件相对的两个磁极相反。
9.如权利要求1所述的可旋转相机模组，其特征在于，相邻两个线圈磁体的极性相反，所述至少一个磁性元件为至少一个弧形结构的永磁铁，所述弧形结构两端的极性相反。
10.如权利要求9所述的可旋转相机模组，其特征在于，所述磁性元件极性相反的两个端部与所述球形镜座的几何中心连线的夹角大于所述相邻的两个线圈磁体的几何中心与所述球形驱动座的球形壳体几何中心连线的夹角。
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