CN101963750B

CN101963750B - 立体取像相机模组

Info

Publication number: CN101963750B
Application number: CN200910304591.0A
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: 2009-07-21
Filing date: 2009-07-21
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2029-07-21
Also published as: CN101963750A

Abstract

一种立体取像相机模组，包括两个镜头模组、一个光反射元件和一个影像组合电路，光反射元件设置于镜头模组之间，影像组合电路与镜头模组电性相连。光反射元件包括一个具有中心轴的基座，一个电磁线圈以及设置在该电磁线圈相对两侧的两个反射板，该基座具有一个凸柱，两个反射板分别与两个镜头模组相对设置，每个反射板包括一个固定端与一个自由端，每个反射板的固定端与该基座的凸柱枢轴连接，每个反射板的与该电磁线圈相邻的表面上固定有一个永磁铁。本相机模组通过电磁线圈控制两块反射板之间的夹角以改变对景物的拍摄角度，从而在无需增加相机模组的镜头的情况下获得多角度的景物立体影像。

Description

立体取像相机模组

技术领域

本发明涉及一种相机模组，尤其涉及一种具有立体取像功能的相机模组。

背景技术

随着多媒体技术的发展，数码相机、摄像机越来越为广大消费者青睐，在人们对数码相机、摄影机追求小型化的同时，对其拍摄出的物体的影像质量提出了更高的要求，人们不仅仅局限于观看二维影像，而且希望能够同一时间多角度地观察物体，即希望看到物体的立体影像。

人们之所以能够看到立体景物，是因为其双眼可各自独自看东西，即左眼看到一定范围的景物，右眼看到另一范围的景物。因为人左右眼的间距，造成两眼的视角有细微差别，而此差别会让两眼分别看到的景物有一定的差异，称为视差，人类的大脑很巧妙地将两眼的图像融合，产生有立体感的视觉效果于大脑中。

根据上述原理，要看到立体图片须拍摄一组两张具有视差效果(BinocularParallax Effect)的照片。现有技术中一般采用双镜头相机模组，两个镜头同时拍摄，将拍摄到的两张图片加以合成处理，得到具有立体效果的图片。

然而，采用这种方法，两个镜头之间的拍摄角度是固定的，无法获得以不同角度拍摄的立体图片。若要对景物进行多角度的拍摄，则必须改变使用者的位置，给使用者造成不便。

另外，采用这种方法得到的立体图片只由两张图片合成，其立体效果并不理想。若要产生立体效果更好的图片，一般是采用数目更多的镜头，从各种角度对景物的进行拍摄，然后再对拍摄后的图片进行合成，但这种方法增加了镜头的数目，提高了相机的成本。

发明内容

本发明提供了一种立体取像相机模组，该相机模组可以在镜头较少的情况下获得景物的各种不同角度的拍摄图片。

一种立体取像相机模组，包括两个镜头模组、一个光反射元件和一个影像组合电路。光反射元件设置于该两个镜头模组之间，影像组合电路与该两个镜头模组电性相连。所述光反射元件包括一个具有中心轴的基座，一个电磁线圈以及设置在该电磁线圈相对两侧的两个反射板。该基座具有一个凸柱。该两个反射板分别与该两个镜头模组相对设置，每个反射板包括一个固定端与一个自由端，每个反射板的固定端与该基座的凸柱枢轴连接。每个反射板的与该电磁线圈相邻的表面上固定有一个永磁铁。

相对于现有技术，所述的立体取像相机模组通过电磁线圈控制两块反射板之间的夹角以改变对景物的拍摄角度，从而在无需增加相机模组的镜头的情况下获得多角度的景物立体影像。

附图说明

图1是本发明第一实施例的相机模组的截面示意图。

图2是本发明第一实施例中电磁线圈通过正向电流时光反射元件的使用状态图。

图3是本发明第一实施例中电磁线圈通过反向电流时光反射元件的使用状态图。

图4是本发明第一实施例提供的相机模组中的第二种光反射元件的截面示意图。

图5是本发明第一实施例提供的相机模组中的第三种光反射元件的截面示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明作进一步的详细说明。

请参阅图1，本发明第一实施例提供一种相机模组100，其包括一个镜头外壳10、透镜11、两个镜头模组21、22和连接两个镜头模组21、22的影像组合电路120以及设置于两个镜头模组21、22之间的光反射元件30。

本实施例的镜头外壳10为一个中空的长方体，透镜11位于外壳10的进光处，两个镜头模组21和22分别设置于所述镜头外壳10内部的两端。在本实施例中，两个镜头模组21和22的结构相同，以下以镜头模组21为例进行说明。镜头模组21包括镜片211、镜筒212和影像传感器213。镜片211设置于镜筒212里面，影像传感器213设置于所述镜筒212的沿所述镜片211的光轴方向的一侧。所述影像传感器213用于对从透过镜片211进入影像传感器213的图像信息进行处理，其可以为电荷耦合装置(ChargeCoupled Device,CCD)，也可以为互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor Transistor,CMOS)。在本实施例中，两个镜头模组21和22的光轴相互重合。

影像组合电路的作用是将两个镜头模组21、22所拍摄到的影像合成为立体影像。

所述光反射元件30设置于镜头外壳10内且位于镜头模组21和22之间，光反射元件30包括一个具有中心轴OO’的基座31，一个电磁线圈34以及设置在该电磁线圈34相对两侧的两块反射板321和322。

基座31具有一个凸柱311，该基座31的中心轴OO’穿过该凸柱311。在基座31底部的两端可以分别设置一凸起351及352，用以限定反射板321和322的运动位置。

两块反射板321和322与两个镜头模组21、22相对设置，用于将穿过透镜11的来自外界被摄物的光线反射到镜头模组21和镜头模组22中。反射板321、322分别包括一个固定端和一个自由端，反射板321、322的固定端与基座31的凸柱311枢轴连接，反射板321、322在与电磁线圈34相邻的表面上固定有永磁铁331和332。在反射板321、322的自由端可设置有缓冲装置361和362，所述缓冲装置361和362可以防止反射板321、322在反复运动的过程中对光反射元件30中的各个部件造成损坏。

当反射板321和322与基座31的中心轴OO’之间的夹角α和β大于或等于45°时，镜头模组21通过反射板321所拍摄到图像和镜头模组22通过反射板322所拍摄到的图像有较大范围的重叠，有利于处于相机模组100正前方的景物拍摄。

电磁线圈34固定于基座31上，其处于反射板321与反射板322之间。电磁线圈34外部接有一个电源110，用于提供电磁线圈34工作所需要的电流。当对电磁线圈34施加电流时，电磁线圈34内部会产生磁场，对固定于反射板321和322上的永磁铁331和332产生吸引或者排斥作用，永磁铁331、332带动反射板321和322分别沿着各自固定端转动，用于改变反射板321、322与基座31中心轴OO’的夹角。改变通过电磁线圈34的电流大小，从而可以调整反射板321、322与基座31中心轴OO’之间的夹角。

所述光反射元件30还可以进一步包括一个磁芯37，磁芯37设置于电磁线圈34中间，用以增强电磁线圈34两端的磁场分布。磁芯37采用软磁材料制成，所述软磁材料包括但不限于软磁铁氧体、铁镍合金、铁铝合金、非晶态金属合金及硅钢材料等。

所述光反射元件30还可以进一步包括一个弹性回复元件38，该弹性回复元件38设置于基座31顶端并且与该至少两块反射板321、322相接触以对该至少两块反射板321、322施加作用力。当反射板321或者322偏离预定位置时，与之相连的弹性回复元件38将会对反射板321或者322产生一个力的作用，使反射板321或者322回到平衡位置。例如，反射板321与基座31之间的角度预先设定为45°，当反射板321与基座31之间的角度大于45°时，弹性回复元件38将会对反射板321产生向内的力的作用；而当反射板321与基座31之间的角度小于45°时，弹性回复元件38将会对反射板321产生向外的力的作用。

在本实施例中，弹性回复元件38为一个弹簧，其固定于基座31顶端，弹簧的两个引脚分别与反射板321和反射板322相接触。

图2和图3是对电磁线圈34分别通以正向电流和反向电流时光反射元件30的使用状态图。

参见图2，当电磁线圈34通以正向电流时，在电磁线圈34内部会产生磁场，若永磁铁331所产生的磁场方向与电磁线圈34所产生的磁场方向相同，则电磁线圈34会对永磁铁331产生吸引作用，使反射板321以其固定端为轴向内转动，从而使到反射板321与基座31中心轴OO’的夹角减小。同理，若永磁铁331所产生的磁场方向与电磁线圈34所产生的磁场方向相反，则电磁线圈34会对永磁铁331产生排斥作用，使反射板321以其固定端为轴向外转动，从而使到反射板321与基座31中心轴OO’的夹角增大。在本实施例中，永磁铁331和332所产生的磁场方向与电磁线圈34通以正向电流时所产生的磁场方向相同，电磁线圈34会对永磁铁331和332产生吸引作用以带动反射板321和322向内转动。由于反射板321和322向内转动，弹性回复元件38将会对反射板321和322产生一个向外的力的作用，当电磁线圈34对永磁铁331和332的作用力与弹性回复元件38对反射板321和322的作用力相等时，反射板321和322停止移动。此时，反射板321和322与基座31中心轴OO’的夹角减小。

参见图3，当电磁线圈34通以反向电流时，永磁铁331和332所产生的磁场方向与电磁线圈34通以反向电流时所产生的磁场方向相反，电磁线圈34会对永磁铁331和332产生排斥作用，永磁铁331和332带动反射板321和322向外转动。由于反射板321和322向外转动，弹性回复元件38也会对反射板321和322产生一个向内的力的作用，当电磁线圈34对永磁铁331和332的作用力与弹性回复元件38对反射板321和322的作用力相等时，反射板321和322停止移动。此时，反射板321和322与基座31中心轴OO’的夹角增大。

该相机模组100在工作时，可以使反射板321和322处于使用者需要的角度上，角度的大小通过电磁线圈34施加的电流大小及方向来确定，然后通过镜头模组21和22分别拍下景物的图像，将其合成一幅立体图像。若要改变景物的观测角度，则需要改变电磁线圈34施加的电流大小，然后通过镜头模组21和22分别拍下景物的图像，将其合成另一幅以不同角度观测的立体图像。

另外，可以不对电磁线圈34施加电流，使反射板321和322处于预先设置的角度，通过镜头模组21和22分别拍下景物的第一组图像。然后对电磁线圈34施加一定值的电流，使反射板321和322转过一定角度，拍下景物的第二组图像。改变对电磁线圈34施加的电流值，使反射板321和322转过另外一个角度，拍下景物的第三组图像。依次类推，可以得到景物的第四组图像、第五组图像……。根据需要，调整所得到的景物图像的组数，然后通过影像组合电路120对所得到的景物图像进行合成，形成景物的立体图像。

可以理解的是，所述永磁铁331和332的设置方向并不限于第一实施例中的设置方向。永磁铁331与永磁铁332所产生的磁场方向可以相同，也可以相反，也可以成一定的角度。另外，当电磁线圈34通以正向电流时，也可以设置永磁铁331和332所产生的磁场方向与电磁线圈34所产生的磁场方向不同。所述镜头模组21和22的结构也可以不同，并不限于本实施例。

另外，第一实施例中相机模组100所包括的光反射元件的结构并不限于此，还可以采用其它设计以获得多角度的景物立体影像，以下将举例说明几种光反射元件。

请参阅图4，一种光反射元件40，其包括一个具有中心轴OO’的基座41，两个电磁线圈441和442以及设置在电磁线圈441和442相对两侧的两块反射板421和422。

基座41具有一个凸柱411，该基座41的中心轴OO’穿过该凸柱411。在基座41底部的两端可以分别设置一凸起451及452，用以限定反射板421和422的运动位置。

反射板421、422分别包括一个固定端和一个自由端，反射板421、422的固定端与基座41的凸柱411枢轴连接，反射板421、422在与电磁线圈44相邻的表面上固定有永磁铁431和432。在反射板421、422的自由端可设置有缓冲装置461和462，所述缓冲装置461和462可以防止反射板421、422在反复运动的过程中对光反射元件30中的各个部件造成损坏。

所述光反射元件40进一步包括一个弹性回复元件48，该弹性回复元件48为一弹簧，其固定于基座41顶端，弹簧的两个引脚分别与反射板421和反射板422相接触。

两个电磁线圈441和442分别由两个电源111和112进行供电。电磁线圈441的位置靠近永磁铁431，电磁线圈442的位置靠近永磁铁432，这样，永磁铁431与432的位置将由电磁线圈441和442共同控制，分别对电磁线圈441和442施加不同大小的电流，可以改变反射板421和422与基座41中心轴OO’的夹角。如果要实现电磁线圈441对永磁铁431以及电磁线圈442对永磁铁432的单独控制，可以在电磁线圈441与电磁线圈442之间加上一层磁屏蔽层，用于隔断电磁线圈442与永磁铁431之间以及电磁线圈441与永磁铁432之间的磁力作用。

同样，为了增强电磁线圈441和442对永磁铁431和432之间的作用力，可以在电磁线圈441和442内部增加磁芯471和472。

可以理解的是，本发明的光反射元件可以包括不含有弹性回复元件的情况。

参见图5，一种光反射元件50，其包括一个具有中心轴OO’的基座51，一个电磁线圈54以及设置在电磁线圈54相对两侧的两块反射板521和522。

基座51具有一个凸柱511，该基座51的中心轴OO’穿过该凸柱511。在基座51底部的两端可以分别设置一凸起551及552，用以限定反射板521和522的运动位置。

反射板521、522包括一个固定端和一个自由端，反射板521、522的固定端与基座51的凸柱511枢轴连接，反射板521、522在与电磁线圈44相邻的表面上固定有永磁铁531和532。在反射板521、522的自由端可设置有缓冲装置561和562，所述缓冲装置561和562可以防止反射板521、522在反复运动的过程中对光反射元件50中的各个部件造成损坏。

电磁线圈54固定于基座51上，其处于反射板521与反射板522之间。电磁线圈54外部接有一个电源113，用于提供电磁线圈54工作所需要的电流。

在一般情况下，由于反射板521和522的固定端与凸柱511的顶端具有一定的摩擦力，使反射板521和522能够维持不动的情况。当对电磁线圈54施加一定的电流时，在电磁线圈54内部将会产生一定的磁场，该磁场将会对永磁铁531和532产生一个力的作用。若磁场对永磁铁531和532的作用力大于反射板521和522与凸柱511顶端的摩擦力，反射板531和532的自由端将会在磁场的作用下运动，其运动距离由磁场的持续时间来控制。通过这种方式，同样可以调节反射板531和532与基座51中心轴OO’之间的夹角，从而达到对外界景物进行多角度拍摄的效果。

可以理解的是，本发明光反射元件的反射板可以由柔韧性好的金属材料制成，反射板可以在电磁铁的作用下弯曲变形，同样可以达到对外界景物进行多角度拍摄的效果。本发明的相机模组也可以设计成包括3个或者更多镜头模组的形式，在光反射元件中也可以设置3个或者更多反射板，并不限于本实施例。

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

1.一种立体取像相机模组，包括两个镜头模组、一个光反射元件和一个影像组合电路，光反射元件设置于该两个镜头模组之间，影像组合电路与该两个镜头模组电性相连，其特征在于，所述光反射元件包括一个具有中心轴的基座，至少一个电磁线圈以及设置在该电磁线圈相对两侧的两个反射板，该基座具有一个凸柱，该两个反射板分别与该两个镜头模组相对设置，每个反射板包括一个固定端与一个自由端，每个反射板的固定端与该基座的凸柱枢轴连接，每个反射板的与该电磁线圈相邻的表面上固定有一个永磁铁。

2.如权利要求1所述的立体取像相机模组，其特征在于，所述电磁线圈的个数为一个，电磁线圈两端的开口分别与永磁铁相对设置。

3.如权利要求1所述的立体取像相机模组，其特征在于，所述电磁线圈的个数为两个，所述两个反射板与电磁线圈一一对应。

4.如权利要求1所述的立体取像相机模组，其特征在于，所述两个反射板分开设置，每个反射板与基座的中心轴之间的夹角大于或等于45°。

5.如权利要求1所述的立体取像相机模组，其特征在于，所述光反射元件进一步包括一个弹性回复元件，该弹性回复元件设置于基座顶端并且与该两块反射板相接触以对该两块反射板施加作用力。

6.如权利要求1所述的立体取像相机模组，其特征在于，所述的两个镜头模组的光轴重合，所述两个反射板用于将来自被摄物的光反射至所述的两个镜头模组。

7.如权利要求1所述的立体取像相机模组，其特征在于，所述基座的底部边缘处设置有凸起，该凸起用于限制反射板自由端的移动。

8.如权利要求1所述的立体取像相机模组，其特征在于，所述反射板的自由端设有缓冲装置。