CN101909155B - 防抖装置以及具有该防抖装置的便携式拍照设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防抖装置，其包括N个弹性结构，该N个弹性结构均固设于该上表面，每个弹性结构发生弹性形变的方向与该上表面所在平面垂直；N对梳状电极，每对梳状电极包括一个第一梳状电极和一个第二梳状电极，该第一梳状电极固设于该上表面，该第二梳状电极位于其所对应的第一梳状电极上方，且该第二梳状电极可靠静电力被该第一梳状电极吸引或排斥；每个该第二梳状电极与一个该弹性结构相连；每个该第二梳状电极向与之对应的第一梳状电极所发生的移动带动与该第二梳状电极相连的弹性结构垂直于该底板移动。本发明还提供一种包括该防抖装置的便携式拍照设备。本发明提供的防抖装置可对相机模组的抖动进行补偿，以提高成像质量。

Description

防抖装置以及具有该防抖装置的便携式拍照设备

技术领域

本发明涉及拍照设备的防抖装置，尤其涉及一种用于便携式拍照设备的防抖装置。

背景技术

随着多媒体技术之发展，数码相机、摄影机及具有摄像功能之携带式电子装置越来越为广大消费者青睐，为便于随身携带，人们希望手机、数码相机、摄影机及具有摄像功能之其他携带式电子装置向小型化方向发展。但是，小型数码相机、摄影机及具有摄像功能之携带式电子装置之体积小、机身轻，按下快门时极易造成机身抖动，使得拍摄到的影像模糊。

解决上述问题即减少机身抖动造成拍摄之影像模糊之方法有二种，其一是将相机固定或加设稳定的握持机构，减少机身抖动之发生概率。如选择使用三角架，但由于三角架比较笨重，携带及放置均不方便，装卸与调整亦麻烦，且不适合快速移动拍摄，人们将手机、数码相机、摄影机及具有摄像功能之携带式电子装置向小型化方向发展是为方便携带，正常情况下，使用者并不会将三角架也随身携带，没有三脚架手持拍照，就无法保证在快门较慢时依然获得清晰的成像，即不能随时抓拍精彩影像，因此多数使用者并不会选择使用三角架。或者，也可以借助手柄，将相机固定于该手柄上，再借辅以托架就可进行高质量的拍摄活动，且电子快门的控制位于手柄食指部位，使用方便可靠。该手柄依据士兵握枪射击原理，使相机具有较高的稳定性，可减少抖动对拍摄的影响。但是其仅仅减少了相机抖动的发生，并无法减小抖动对拍摄影像质量所产生的影响，无法达到拍摄质量更高影像的目的。

减少机身抖动造成拍摄之影像模糊的另一种方法是采用防抖动技术，目前常用之防抖动技术主要有三种。

第一种是以佳能、松下为首之光学防抖动技术，其通过依靠磁力包裹悬浮镜头，利用感应器感应抖动之方向，然后根据镜头之运动方向及位移量进行负补偿，从而产生清晰锐利之照片。其中，佳能之光学防抖动技术IS(ImageStabilization,影像稳定器)，即移相型光学图像稳定技术，其依靠磁力包裹悬浮镜头，从而有效克服因相机振动产生之图像模糊。其镜头内之陀螺仪可以侦测到微小之运动，然后根据镜头之运动方向及位移量进行负补偿，从而产生清晰锐利的照片。松下的光学防抖称为OIS(Optical Image Stabilization,光学影像稳定器)，其原理与佳能相似，也是依靠磁力包裹悬浮镜头来实现防振功能，该技术采用了运动传感器，可以探知拍摄时轻微之手抖并能进行快速连续之补偿来削减抖动干扰。

第二种是电子防抖动技术，其通过数码相机内部参数的调整来减少抖动对于成像影响，通常是在数据取样和图像合成时通过软件计算的方式来弥补抖动所带来的影响。较为有代表的是尼康的BSS与奥林巴斯的电子防抖。尼康的BSS全称为最佳拍摄选择器，当该功能开启时，相机可以连续拍摄最多10张照片，然后对照片进行比较，锐化度最高(细节拍摄最佳)的照片将会比记录下来。其主要的原理就是，成像清晰的照片一般容量较大，锐度较好，抖动的照片容量较少，锐度较差。通过连拍，可以减少在按下快门时候的相机抖动。奥林巴斯的电子防抖，在低光照条件下进行拍摄时，相机会自动提升ISO感光度、自动进行最佳快门速度选择和闪光触发设置，以防止因相机抖动造成影像模糊，其实际工作过程并未对相机之抖动作任何防护及补偿。

第三种是机身防抖动技术AS(Anti Shake,防抖动)，其为柯尼卡美能达公司独创的技术。和传统之防震系统利用浮动镜片结构不同，它的原理与佳能，松下的光学防抖动技术相反，是利用CCD的浮动来实现的，由传感器感应相机之抖动，然后由机身内部之CCD浮动来获得清晰之成像。

一种采用防抖技术的数码相机如美国专利第51716276号所揭示，其镜头内配有抖动校正镜头，该校正镜头可在垂直于镜头光轴的平面内移动，以避免因手部抖动而引起相机影像之振动，该相机内部设置有一个由角速度传感器或类似器件构成的手部抖动检测装置用于检测相机的抖动量，同时在垂直于镜头光轴之平面内以相应于该抖动量的量值来驱动该抖动校正镜头，从而减少影像抖动。

上述需采用三脚架等固定之相机，通常不便携带；而采用防抖动技术之相机，其均需要在相机内部设置各种感应器，藉由感应器测出相机之抖动参数，并根据测得之抖动参数由调整机构控制相关构件移动以进行补偿。其结构繁多，组装复杂，适宜用于专业相机，一般携带式电子装置要求体积小、重量轻，特别是用于手机的相机模组，采用上述防抖技术将增加手机的内部结构、体积、重量以及复杂程度。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种能减轻抖动的防抖装置以及具有该防抖装置的便携式拍照设备。

一种防抖装置，其用于便携式拍照设备，该防抖装置包括一个底板，该底板具有一个上表面；N个弹性结构，该N个弹性结构均固设于该上表面，每个弹性结构发生弹性形变的方向与该上表面所在平面垂直；N对梳状电极，其中，每对梳状电极包括一个第一梳状电极和一个与该第一梳状电极对应的第二梳状电极，该第一梳状电极固设于该上表面，该第二梳状电极位于其所对应的第一梳状电极上方，且该第二梳状电极可在垂直该上表面的方向上靠静电力被该第一梳状电极吸引或排斥；每个该第二梳状电极与一个该弹性结构相连；每个该第二梳状电极向与之对应的第一梳状电极所发生的移动带动与该第二梳状电极相连的弹性结构垂直于该底板移动，该防抖装置能够通过由每对梳状电极发生的在其他方向上的移动量来补偿一相机模组在一个方向上发生的抖动量；其中，N大于或等于1。

一种便携式拍照设备，其包括相机模组，以及上述防抖装置；该相机模组与该防抖装置的弹性结构相连，该相机模组在一个方向上发生的抖动量被该防抖装置在其他方向上发生的移动量补偿。

本发明提供的防抖装置通过该弹性结构形成了一个悬吊系统，并利用该梳状电极构成驱动系统驱动和调整该悬吊系统的平衡程度，因此可对相机模组的抖动进行补偿，提高成像质量。采用该防抖装置的便携式拍照系统通过该弹性结构形成了一个悬吊系统，并利用该梳状电极构成驱动系统驱动和调整该悬吊系统的平衡程度，因此可对相机模组的抖动进行补偿，提高成像质量。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的防抖装置的部分分解图。

图2是图1的提供的防抖装置的装配完成示意图。

图3是本发明第二实施例提供的防抖装置的部分分解图。

图4是图3提供的防抖装置的装配完成示意图。

图5是本发明第三实施例提供的装设于便携式拍照设备的相机模组和防抖装置的立体示意图。

图6是图5提供的相机模组和防抖装置的剖视图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步详细说明。

请参阅图1和图2，本发明第一实施例提供的防抖装置10包括一个底板12，该底板12具有一个上表面120。该防抖装置10包括多个弹性结构14，该多个弹性结构14均固设于该上表面120。每个弹性结构14的弹性形变方向垂直于该上表面120所在平面。

在本实施例中，防抖装置10包括4个弹性结构14。优选地，该4个弹性结构采用微机电系统（MEMS，micro electronic mechanical system）制程制作，一般在硅基底上加工制作，其结构微小，适用于各种微小装置。

优选地，该多个弹性结构14分布于该上表面120的多个不同方位，例如，在东西南北四个方位各固设一个弹性结构14，这样可以应对在各个方向上发生的抖动。

当然，如果只针对个别方位的抖动做改善，比如仅针对一个方位或者两个方位或者三个方位或者更多方位，就可以相应采用一个或者两个或者三个或者更多个弹性结构14，弹性结构14的数量取决于所需要感测的方位的数量以及所想要达到的精确度，很显然，如果想达到更高的精确度，就在多个角度设置弹性结构14以对抖动做出响应和精细的调整。

防抖装置10还包括多对梳状电极16，其中，每对梳状电极16包括一个第一梳状电极161和一个第二梳状电极162，该第一梳状电极161固设于该上表面120，该第二梳状电极162位于该第一梳状电极161的上方，而且，第二梳状电极162的指状电极对准该第一梳状电极161的指状电极的间隙区域，第二梳状电极162指状电极的间隙区域对准该第一梳状电极161的指状电极，这样使得该第二梳状电极162可在垂直于该上表面120的方向上靠静电力被该第一梳状电极161吸引或排斥，即第二梳状电极162可以朝着第一梳状电极161做相对运动。在未对第一梳状电极161或第二梳状电极162施加电压时，该第二梳状电极162的指状电极既可以部分地伸入该第一梳状电极161的间隙，也可以在垂直方向上与该第一梳状电极161的间隙区域存在间隙。

在本实施例中，共设有4对梳状电极16，以和4个弹性结构14一一对应设置。每个该第二梳状电极162与一个弹性结构14相连，以保证当该第二梳状电极162向下移动时，该弹性结构14也被带动向下方移动，或者反之，即在垂直于底板12的方向上发生弹性形变。

当该第二梳状电极162回复到初始位置时，该弹性结构14也被带动着回到其初始平衡位置。

在本实施例中，弹性结构14包括一个由弹片围成的矩形框体30，该矩形框体30限定一个区域300，该矩形框体30有四个顶角，每个顶角分别设有一条弹性悬臂32，在该区域300的中心设有一个连接块34，每条弹性悬臂32向该区域300的中心延伸，四条弹性悬臂32和该连接块34相连。连接块34呈立方体。当然也可以是其他结构，形式上的改变不会改变其连接功能。

弹性结构14通过该连接块34和第二梳状电极162直接相连。第二梳状电极162具有一个侧面1620，该侧面1620和该连接块34相贴固定，其可以采用胶粘的方式固定，也可以采用一体制造的方式使二者固定，例如可以将该梳状电极162和该弹性结构14一同采用微机电系统制程在一个硅基底上制造出来。

弹性结构14也可以是其他结构，但最重要的是其弹性形变方向要和上表面120垂直，这样才能保证能被第二梳状电极162上下带动。

优选地，该多个弹性结构14分布在各个不同方位上，并在该底板12的上表面120上围成一个空腔140，与该多个弹性结构14相连的多个第二梳状电极162位于该空腔140内，当然，与该多个第二梳状电极162对应的多个第一梳状电极161也位于该空腔140内。

当然，如果该多个第二梳状电极162位于该空腔140之外也可以，但这将增加底板12的面积以及整个防抖装置10的体积。

该防抖装置10应用于便携式拍照装置中，以减少相机模组的抖动，因此其与相机模组(图未示)之间具有连接关系，在本实施例中，弹性结构14具有一个上端面36，该防抖装置10是通过该弹性结构14的上端面36和相机模组相连的。当某个方位的弹性结构14移动，就会带动该相机模组朝该方位倾斜。

请参阅图3和图4，本发明第二实施例提供的防抖装置20和防抖装置10基本相同，不同之处在于：该防抖装置20进一步包括多个连接部22，每个连接部222均与一个第二梳状电极162相连，还与一个弹性结构14相连。该多个连接部22位于空腔140内。

具体地，在本实施例中，连接部22呈“T”字型，其竖直的部分具有底面221和侧面222，底面221和第二梳状电极162的端面相连，该侧面222和弹性结构14的连接块34相连。

连接部22的横向部分具有上端面223，该上端面223用于和相机模组相连。这样做的好处是因为该多个连接部22位于空腔140内，设置该多个连接部22可以使整个防抖装置20适用于小体积的相机模组，因为相机模组的体积不必大到要和弹性结构14相连；另外，第二梳状电极162的移动可带动弹性结构14以及连接部22共同移动，也可提高防抖装置20的反应速度。

该第二梳状电极162向与之对应的第一梳状电极161发生的移动带动与该第二梳状电极162相连的连接部22以及弹性结构14垂直于该底板120移动。

请参阅图5和图6，本发明第三实施例提供的便携式拍照设备可以是一部手机、一个个人数字助理、一个小型相机等，其包括一个分隔板42，该分隔板42具有相对的第一表面421和第二表面422，该第一表面421设有相机模组50，相机模组50的影像感测器、镜头模组等设于该第一表面421一侧，该第二表面422一侧设有防抖装置20，防抖装置20的连接部22的上端面223与该分隔板42的第二表面422相连。

整个弹性结构14构成了一个悬吊系统，而该悬吊系统可通过梳状电极16的驱动而实时地达到平衡状态。

分隔板42不是必要的，因为相机模组50的电路板就介于镜头模组和防抖装置20之间，其也可以起到分隔作用。

当该相机模组在某个方向发生抖动，即，从正常的平衡状态倾向一个方向后，防抖装置10的感测系统（图未示）感测到此方向抖动，并由判断电路（图未示）判断出该由哪一个或哪些方向的梳状电极16工作，从而对该方向的梳状电极16施加驱动电压，使得该方向上的弹性结构14以及连接部22做与抖动相反的移动，又由于所有连接部22的上端面223和该相机模组50相连，因此会使得该相机模组50在这些方向做反向移动，使得相机模组50重新达到平衡状态。整个过程对相机模组50的抖动做出了补偿，减少了相机模组50的抖动，可提高成像质量，而且结构简单。

感测系统（图未示）可以是各种陀螺仪或者重力感测装置，其可准确感测失重方位以及失重程度。

Claims (10)

1.一种防抖装置，其用于便携式拍照设备，其特征在于：

该防抖装置包括一个底板，该底板具有一个上表面；

N个弹性结构，该N个弹性结构均固设于该上表面，每个弹性结构发生弹性形变的方向与该上表面所在平面垂直；

N对梳状电极，其中，每对梳状电极包括一个第一梳状电极和一个与该第一梳状电极对应的第二梳状电极，该第一梳状电极固设于该上表面，该第二梳状电极位于其所对应的第一梳状电极上方，且该第二梳状电极可在垂直该上表面的方向上靠静电力被该第一梳状电极吸引或排斥；

每个该第二梳状电极与一个该弹性结构相连；

每个该第二梳状电极向与之对应的第一梳状电极所发生的移动带动与该第二梳状电极相连的弹性结构垂直于该底板移动，该防抖装置能够通过由每对梳状电极发生的在其他方向上的移动量来补偿一相机模组在一个方向上发生的抖动量；其中，N大于或等于1。

2.如权利要求1所述的防抖装置，其特征在于：每个该弹性结构包括一个由弹片围成的矩形框体，该矩形框体的四个顶角分别设有一条弹性悬臂，该矩形框体限定的区域的中心设有一个连接块，每条弹性悬臂向该矩形框体所限区域的中心延伸直至与该连接块相连，一个该连接块与一个该第二梳状电极直接相连。

3.如权利要求1所述的防抖装置，其特征在于：该N个弹性结构围成一个空腔，该N对梳状电极位于该空腔内。

4.如权利要求1所述的防抖装置，其特征在于：进一步包括N个连接部，每个连接部与一个该第二梳状电极相连，且与一个该弹性结构相连，该第二梳状电极向与之对应的第一梳状电极发生的移动带动与该第二梳状电极相连的连接部以及弹性结构垂直于该底板移动。

5.如权利要求1所述的防抖装置，其特征在于：该弹性结构采用微机电系统制程制作。

6.一种便携式拍照设备，其包括相机模组，其特征在于：该便携式拍照设备还包括如权利要求1至权利要求5中任一项所述的防抖装置，该相机模组与该防抖装置的弹性结构相连，该相机模组在一个方向上发生的抖动量可被该防抖装置在其他方向上发生的移动量补偿。

7.如权利要求6所述的便携式拍照设备，其特征在于：每个该弹性结构包括一个由弹片围成的矩形框体，该矩形框体的四个顶角分别设有一条弹性悬臂，该矩形框体限定的区域的中心设有一个连接块，每条弹性悬臂向该矩形框体所限区域的中心延伸直至与该连接块相连，一个连接块与一个第二梳状电极直接相连。

8.如权利要求6所述的便携式拍照设备，其特征在于：该N个弹性结构围成一个空腔，该N对梳状电极位于该空腔内。

9.如权利要求6所述的便携式拍照设备，其特征在于：该N个弹性结构分布在该上表面的N个不同方位。

10.如权利要求6的便携式拍照设备，其特征在于：进一步包括N个连接部，每个连接部与一个第二梳状电极相连，且与一个弹性结构相连，该第二梳状电极向与之对应的第一梳状电极发生的移动带动与该第二梳状电极相连的连接部以及弹性结构垂直于该底板移动。

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