CN101808191B

CN101808191B - 防震相机模组

Info

Publication number: CN101808191B
Application number: CN200910300428.7A
Authority: CN
Inventors: 张仁淙
Original assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2009-02-16
Filing date: 2009-02-16
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2029-02-16
Also published as: US20100208089A1; CN101808191A

Abstract

一种防震相机模组包括镜头、影像感测器、第一板体、弹性元件、运动感测器和驱动模块。所述影像感测器固设于所述第一板体，所述弹性元件弹性连接所述镜头与所述第一板体。所述运动感测器用于感测第一板体的运动。所述驱动模块用于根据运动感测器的感测结果驱动镜头相对于第一板体运动，以使镜头与所述影像感测器光学对应。

Description

防震相机模组

技术领域

本发明涉及一种防震相机模组，尤其涉及一种可校正震动对拍摄影像质量影响的防震相机模组。

背景技术

随着光学成像技术的发展，镜头模组在各种成像装置如数码相机、摄像机中得到广泛的应用，具体可参见Rahul Swaminathan等人发表于IEEETransactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence,Vol.22,No.10,October2000中的文献Nonmetric calibration of wide-angle lenses and polycameras。

随着数码相机技术不断发展，相机的机身往往既小且轻，容易造成手震，导致影像模糊。以下三种情况容易产生模糊的影像：一，长焦聚拍摄，由于长镜头会将相机的振幅放大，轻微的抖动也会造成较大的模糊，因此手部震动对画面清晰度的影响较使用广角镜头明显。二，弱光环境拍摄，在室内、黄昏等弱光源环境，相机会将快门速度调得较慢以增加入光量，因此较易发生手震。三，微距拍摄，细微对象在镜头高倍放大的情况下，轻微震动也会变得相当明显。这些情况都可以造成手震，使得影像变得模糊。由于所拍摄的物体距离远大于相机晃动的位移，所以通常手震造成影像模糊的主要原因都是相机本身的偏转，而非相机本身的位移，特别是在远距离拍摄时这种情形特别严重。因此，所谓的防手震技术主要都是在解决影像感测器在取像过程中，相机模组的震动引起镜头的光轴相对于影像感测器发生偏转的问题。

因此，有必要提供一种可校正震动对拍摄影像质量影响的防震相机模组。

发明内容

一种防震相机模组包括镜头、影像感测器、第一板体、弹性元件、运动感测器和驱动模块。所述影像感测器固设于所述第一板体，所述弹性元件弹性连接所述镜头与所述第一板体。所述弹性元件的弹性变形方向平行于镜头的光轴。所述运动感测器用于感测第一板体的运动。所述驱动模块用于根据运动感测器的感测结果驱动镜头相对于第一板体运动，以使镜头与所述影像感测器光学对应。

相对于现有技术，本技术方案的防震相机模组在感测到相机模组发生震动时迅速调整镜头的方向，从而使得震动发生后，光线经过镜头仍在先前的感应位置成像，从而可校正震动对所拍摄影像质量带来的影响。

附图说明

图1是本技术方案第一实施例的防震相机模组的分解示意图。

图2是本技术方案第一实施例的防震相机模组的结构示意图。

图3是本技术方案第一实施例的防震相机模组电路图。

图4是本技术方案第二实施例的防震相机模组的分解示意图。

图5是本技术方案第二实施例的防震相机模组的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及多个实施例，对本技术方案的防震相机模组作进一步的详细说明。

请一并参阅图1和图2，本技术方案实施例的防震相机模组10包括第一板体11、影像感测器12、第二板体13、镜头14、弹性元件15、运动感测器16和驱动模块17。

所述第一板体11可为方形板，其具有第一表面110、第一侧壁111和第二侧壁112。第一表面110平行于XY平面。所述第一侧壁111和第二侧壁112均与第一表面110相连。所述第一侧壁平行于XZ平面。第二侧壁112平行于YZ平面。所述第一板体11可固设于相机本体。

所述影像感测器12固设于第一板体11的第一表面110的中央部位，用于将镜头14的成像转换为电子信号。所述影像感测器12包括集成于一体的感光元件(Image Sensor)和影像信号处理芯片(Image Signal Processing Chip，简称ISPChip)，所述感光元件可以是电荷耦合器件或互补式金属氧化物半导体。所述影像感测器12可采用陶瓷引线芯片载体封装(Ceramic Leaded Chip Carrier,CLCC)，塑料引线芯片载体封装(Plastic Leaded Chip Carrier,PLCC)或芯片尺寸封装(ChipScale Package,CSP)。所述影像感测器12可采用胶合、卡固等方式固定于第一板体11。

所述第二板体13相对于第一板体11的第一表面110设置。本实施例中，第二板体13也为方形板，其具有第二表面130、第一侧面131及第二侧面132。所述第二表面130与所述第一表面110相对，也平行于XY平面。第一侧面131平行于XZ平面，并与第一侧壁111平齐。第二侧面132平行于YZ平面，并与第二侧壁112平齐。第二板体13具有一个通孔133以供光线通过。

镜头14用于进行光学成像。本实施例中，镜头14设置于一个自动对焦致动器141内，所述自动对焦致动器141固设于第二板体13。具体地，所述自动对焦致动器141包括上表面142和下表面143。所述上表面142固定于第二板体13的第二表面130，其固定方式可为胶合、卡固等。下表面143与第一板体11的第一表面110相对。自动对焦致动器141还具有一个用于收容镜头14的收容孔144。收容孔144为贯穿上表面142与下表面143的通孔，其与通孔133及影像感测器12相对应，从而，光线可通过通孔133、收容孔144射入镜头14，经镜头14成像后通过影像感测器12转换为电子信号并输出。

所述弹性元件15用于弹性连接所述镜头14与所述第一板体11。本实施例中，所述弹性元件15为四个连接于第一板体11和第二板体13之间的弹簧。所述四个弹簧的弹性变形方向均垂直于第一表面110和第二表面130，也就是说，所述四个弹簧的弹性变形方向均平行于镜头14的光轴，即Z轴向。具体地，所述四个弹簧分别连接于第一板体11和第二板体13的四个对角处，以稳定支撑第一板体11和第二板体13。每一弹簧均具有相对的第一端部150和第二端部151。所述第一端部150固定于第一板体11的第一表面110靠近顶角处，第二端部151固定于第二板体13的第二表面130靠近顶角处。

所述运动感测器16设置于所述第一板体11，用于感应第一板体11与相机本体的运动情况。本实施例中，运动感测器16为干涉式光纤陀螺仪，工作时，其向不同方向发出检测光束，并使得多个不同的检测光束在光学环路中前进，所述光学环路为一个环形的通道，光学环路随着待感测物一起转动时，检测光束在光学环路中的光程相对于光学环路静止时检测光束在光学环路中的光程将产生变化，从而使得不同的检测光束之间产生干涉，利用这种干涉即可测量环路的转动速度从而检测得到相机的运动情况。

所述驱动模块17用于根据运动感测器16的感测结果驱动镜头14相对于第一板体11运动。驱动模块17包括第一磁性元件170、第二磁性元件171和控制电路173。所述第一磁性元件170和第二磁性元件171中至少一个为电磁铁，以使得第一磁性元件170和第二磁性元件171之间的作用力可以通过控制电路173进行控制。当然，所述第一磁性元件170和第二磁性元件171也可以均为电磁铁。

本实施例中，所述第一磁性元件170为电磁铁，其与控制电路173电连接，且包括第一线圈174和第二线圈175。所述第一线圈174和第二线圈175均具有空腔176。所述第一线圈174和第二线圈175可设置于第二板体13或第一板体11。本实施例中，所述第一线圈174和第二线圈175的空腔176均为长方体形。第一线圈174固设于第一表面110靠近第一侧壁111处，且沿X轴向设置。第二线圈175固设于第一表面110靠近第二侧壁112处，且沿Y轴向设置。

所述第二磁性元件171为永磁铁，其可由钕铁硼合金、钐钴合金、铝镍钴合金等永磁材料制成。与第一磁性元件170相对应地，第二磁性元件171包括第一磁铁177和第二磁铁178。所述第一磁铁177和第二磁铁178均为长方体形。所述第一磁铁177固设于130靠近第一侧面131处，且沿X轴向设置，其与第一线圈174的空腔176相对，用于与第一线圈174相配合以驱动第二板体13运动。第二磁铁178固设于130靠近第二侧面132处，且沿Y轴向设置，其与第二线圈175的空腔176相对，用于与第二线圈175相配合以驱动第二板体13运动。当然，所述第一磁铁177和第二磁铁178还可以为其它形状，仅需与空腔176相对即可。

所述控制电路173用于接收该运动感测器16的感测结果并根据感测结果向该第一磁性元件170提供相应的电流，从而驱动第二板体13、镜头14相对于第一板体11、影像感测器12运动。173可封装于第一板体11的第一表面110。请参阅图3，控制电路173包括电源1730、稳压器1731、电源供应电路1732、高电流供应电路1733、处理晶片1734和电流控制器1735。

电源供应电路1732用于向运动感测器16、处理晶片1734和电流控制器1735提供工作电压。处理晶片1734用于获取运动感测器16的感测结果。处理晶片1734用于根据该感测结果计算应向第一磁性元件170提供的电流的大小和方向。电流控制器1735用于接收处理晶片1734的计算结果并控制高电流供应电路1733输出电流的大小和方向。高电流供应电路1733用于向该第一磁性元件170提供电流以使第一磁性元件170产生与该电流相应的磁场并与第二磁性元件171的磁场发生吸引或排斥作用，从而对第二板体13施力以调整第二板体13的位置。

由于本实施例中，第一磁性元件170包括靠近第一侧壁111设置的第一线圈174和靠近第二侧壁112设置的第二线圈175，第二磁性元件171包括靠近第一侧面121的第一磁铁177和靠近第二侧面122的第二磁铁178。因此，控制电路173可以控制并调节第一板体1111和第二板体13之间靠近第一侧壁111、第一侧面121一侧的作用力以及靠近第二侧壁112、第二侧面122一侧的作用力。也就是说，控制电路173可以控制并调节镜头14的光轴绕X轴向的旋转以及绕Y轴向的旋转。

假设该防震相机模组10开始取像时，四个弹性元件140均处于自然状态，第二板体13平行于第一板体11。此时，光线经过镜头14成像于影像感测器12的第一感应位置。取像过程中，若防震相机模组10在手的抖动下发生震动使得第一板体11绕X轴向沿第一方向R1旋转，影像感测器12和位于自动对焦致动器141内的镜头14也随之运动。由于影像感测器12和镜头14的运动，光线经过镜头14的成像将偏离影像感测器12的第一感应位置，而可能成像于第二感应位置，也就是说，使得影像感测器12与镜头14不再光学对应，如此则造成影像模糊。然而，本实施例中，由于位于第一板体11上的运动感测器16可感测到第一板体11的运动，处理晶片1734可根据运动感测器16的感测结果计算出使得镜头14仍成像于第一感应位置的第二板体13的运动量，例如，1734计算出第二板体13应当绕X轴向沿第二方向R2旋转一定角度，此时，电流控制器1735可根据处理晶片1734的计算结果控制高电流供应电路1733向第一线圈174输出一个相应电流，以使得第一线圈174与第一磁铁177之间产生一个相斥的作用力，从而使得第二板体13带动镜头14绕X轴向沿R2方向旋转，并拉伸靠近第一侧壁111设置的两个弹簧，压缩远离第一侧壁111设置的两个弹簧，如此可将光线经过镜头14后的成像调整到影像感测器12的第一感应位置，使得12与14仍然光学对应，避免镜头14因震动而发生光轴偏移导致的拍摄影像模糊。

当然，防震相机模组10受震动时，第一板体11的运动状况不一定是绕X轴向的旋转，还可能发生绕Y轴向的旋转或者绕X轴向和Y轴向的旋转同时存在。此时，则需要第二线圈175参与并综合调节第二板体13的位置。

请一并参阅图4和图5，本技术方案第二实施例的防震相机模组20与第一实施例的防震相机模组10大致相同，其区别在于，第一板体21自第一表面210向内开设一个收容槽213，影像感测器22收容于该收容槽213内。所述弹性元件25为固设于所述镜头24与所述影像感测器22之间的弹性垫片，以弹性连接镜头24与第一板体21。弹性元件25采用透光的可变形材料制成，具有相对的顶面250和底面251。所述底面251与所述影像感测器22相接触。所述镜头24具有相对的第一端面245和第二端面246。所述第一端面245与第二板体23的第二表面230相接触。所述第二端面246与弹性元件25的顶面250相接触。

本实施例的防震相机模组20在拍摄中手震后，也可通过控制第一磁性元件270和第二磁性元件271之间的相互作用力以及弹性元件25的弹性变形而使得镜头24相对于影像感测器22运动，从而使得镜头24仍与影像感测器22光学对应，仍在第一感应位置成像，从而避免了影像模糊。

当然，第一板体和第二板体的形状并不限于为方形，还可以为三角形、五边形、六边形或其他不规则形状，第一板体和第二板体的形状也不一定要求相同。第一磁性元件不一定仅包括两个电流驱动线圈，第二磁性元件不一定仅包括两个磁铁，仅需电流驱动线圈和磁铁的数目与位置相对应即可。

相对于现有技术，本技术方案的防震相机模组在感测到相机模组发生震动时迅速调整镜头的方向，即可使得震动发生后，光线经过镜头仍在先前的感应位置成像，从而可校正震动对所拍摄影像质量带来的影响。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，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

1.一种防震相机模组，包括镜头与影像感测器，其特征在于，所述防震相机模组还包括第一板体、弹性元件、运动感测器和驱动模块，所述影像感测器固设于所述第一板体，所述弹性元件弹性连接所述镜头与所述第一板体，所述弹性元件的弹性变形方向平行于镜头的光轴，所述运动感测器用于感测第一板体的运动，所述驱动模块用于根据运动感测器的感测结果驱动镜头相对于第一板体运动，以使镜头与所述影像感测器光学对应。

2.如权利要求1所述的防震相机模组，其特征在于，所述弹性元件由透光材料制成，设置于所述镜头和影像感测器之间。

3.如权利要求2所述的防震相机模组，其特征在于，所述弹性元件为弹性垫片，其具有相对的顶面和底面，所述顶面与所述镜头接触，所述底面与所述影像感测器接触。

4.如权利要求1所述的防震相机模组，其特征在于，还包括用于固设镜头的第二板体，所述弹性元件弹性连接所述第一板体和第二板体。

5.如权利要求4所述的防震相机模组，其特征在于，所述弹性元件包括多个弹簧，每一弹簧均具有相对的第一端部和第二端部，所述第一端部固定于第一板体，第二端部固定于第二板体。

6.如权利要求5所述的防震相机模组，其特征在于，还包括自动对焦制动器，所述自动对焦制动器固设于第二板体，所述镜头收容于所述自动对焦制动器。

7.如权利要求1所述的防震相机模组，其特征在于，所述驱动模块包括第一磁性元件、第二磁性元件以及控制电路，所述第一磁性元件和第二磁性元件相对，所述第一磁性元件和第二磁性元件中，至少有一个为电磁铁，所述电磁铁与所述运动感测器及控制电路电连接，所述控制电路用于根据运动感测器的感测结果控制所述电磁铁的磁性，从而控制第一磁性元件与第二磁性元件之间的作用力。

8.如权利要求7所述的防震相机模组，其特征在于，还包括第二板体，所述第一磁性元件设置于第一板体，所述第二磁性元件设置于第二板体。

9.如权利要求7所述的防震相机模组，其特征在于，所述第一磁性元件包括第一线圈和第二线圈，第二磁性元件包括与第一线圈相对的第一磁铁和与第二线圈相对的第二磁铁，所述第一磁铁沿第一轴向设置，所述第二磁铁沿与第一轴向正交之第二轴向设置。