CN105991908B - 摄像机模块用滤光器转换装置及包含该模块的移动设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种摄像机模块用滤光器转换装置及包含该模块的移动设备。所公开的摄像机模块用滤光器转换装置,应用于摄像机模块,包括:基座,形成有透光孔;滤光片单元,可旋转地结合到所述基座的基准轴,且具备多个滤光器;以及驱动单元,借助于磁力而使所述滤光片单元旋转,其中,随着所述滤光片单元沿着第一方向旋转预定角度,所述多个滤光器中的一个滤光器被设定在与所述透光孔对应的位置,而随着所述滤光片单元沿着作为所述第一方向的相反方向的第二方向旋转预定角度,所述多个滤光器中的另一个滤光器被设定在与所述透光孔对应的位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于摄像机模块的滤光器转换装置及包含摄像机模块的移动设备,尤其涉及一种一个滤光片单元旋转而选择性地在透镜前方布置滤光器的应用于摄像机模块的滤光器转换装置及包含摄像机模块的移动设备。
背景技术
最近广泛使用的智能手机或平板电脑之类的移动设备具备摄像机模块。
这种摄像机模块使用于拍摄视频或者拍摄物体或人物等的静止图像、生物特征识别等方面。
在拍摄视频或拍摄静止图像时,由于摄像机的图像传感器对于作为不可见光的红外线敏感,因此在昼间使阻断红外线的红外线阻断滤光器位于镜头的前方,而在夜间则不让红外线阻断滤光器位于镜头的前方,据此使红外线顺畅地透过,从而在可见光少的环境下仍拍摄被摄体。
而且,在虹膜识别等生物特征识别领域中,为了拍摄虹膜的生物特征信息,使用令红外线区域和可见光区域的一部分透过的专门的摄像机。
对于这种现有构造而言,用于驱动滤光器的结构复杂,且增加了整个产品的尺寸,因此存在难以应用到移动设备上的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的,其目的在于实现一种使用于能够适用到薄型移动设备的摄像机模块的滤光器转换装置及包含摄像机模块的移动设备,所述滤光器转换装置借助于具备至少一个滤光器且设置为能够水平移动的滤光片单元而实现了小尺寸化、结构紧凑化,用于驱动滤光器的构造也得到简化。
为了达到上述目的,本发明提供一种滤光器转换装置,应用于摄像机模块,并包括:基座,形成有透光孔;滤光片单元,可旋转地结合到所述基座的基准轴,且具备至少一个滤光器;驱动单元,借助于磁力而使所述滤光片单元旋转,其中,随着所述滤光片单元沿着第一方向或作为所述第一方向的相反方向的第二方向旋转预定角度,拍摄模式被改变。
其中,所述滤光片单元可具备第一滤光器及第二滤光器,当沿着所述第一方向旋转预定角度时,所述第一滤光器被设定在对应于所述透光孔的位置,当沿着所述第二方向旋转预定角度时,所述第二滤光器被设定在对应于所述透光孔的位置。
并且,所述第一滤光器可以是红外线阻断滤光器、带通滤光器以及玻璃中的一个,所述第二滤光器可以是不同于第一滤光器的红外线阻断滤光器、带通滤光器以及玻璃中的一个。
而且,所述滤光片单元可包括:滤光片,一端布置有所述至少一个滤光器;凸轮孔,形成于与所述滤光片的所述一端相反的另一端,并可旋转地结合于所述基准轴。
并且,所述驱动单元可包括:磁铁,配备于所述滤光片的另一端;电磁铁,布置成两端相邻于所述磁铁。
而且,所述磁铁的位置可相邻于所述基准轴。
并且,所述电磁铁可包括:线圈,选择性地被施加电流;磁轭,在一部分布置有所述线圈,并被所述线圈选择性地磁化,其中,所述磁轭以弯曲的形状构成,以使形成有所述两端的部分与布置有所述线圈的部分被分别布置在所述基座的不同的面上。
而且,所述电磁铁的两端面可形成为与所述磁铁的外周面对应。
并且,所述驱动单元可根据所述电磁铁的两端的极性变化而借助于与所述磁铁之间的引力或斥力而使所述滤光片单元旋转。
而且,所述磁铁以包含所述基准轴的中心轴的虚拟的平面为边界而可被划分为N极和S极。
并且,所述至少一个滤光器可在虚拟圆的圆周上移动,该虚拟圆可将所述基准轴作为中心,且将从所述基准轴至所述透光孔的中心为止的距离作为直径。
另外,如上所述的目的可通过一种移动设备而达到,该移动设备具备摄像机模块,其包括所述的滤光器转换装置,且所述滤光器转换装置配备于所述摄像机模块。
其中,所述摄像机模块可包括透镜移送单元及沿着所述透镜移送单元前进和后退的透镜单元,所述滤光器转换装置可布置在所述摄像机模块的前方。
并且,所述透镜移送单元以所述透镜单元的初始位置为基准而具有低于所述透镜单元的前表面的高度,从而在与所述透镜移送单元的前表面之间处形成落差,以确保所述滤光器转换装置的驱动单元转动的空间。
此外,为了达到上述目的,本发明提供一种滤光器转换装置,应用于移动设备的摄像机模块,并包括:上盖,配备有透光孔;具备第一滤光器的第一滤光片单元,设置为能够以基座的第一基准轴为中心旋转预定角度而覆盖所述透光孔;具备第二滤光器的第二滤光片单元,在与所述第一滤光片单元相同的高度处以所述基座的第二基准轴为中心而与所述第一滤光片单元同时旋转而覆盖所述透光孔;旋转单元,分别与所述第一滤光片单元及第二滤光片单元连接,并以所述透光孔为中心沿顺时针方向或逆时针方向旋转而使所述第一滤光片单元与第二滤光片单元同时旋转;驱动单元,借助磁力而使所述旋转单元旋转;基座,引导所述旋转单元的旋转并收容所述驱动单元,其中,在所述旋转单元沿顺时针方向旋转时,所述第一滤光器及第二滤光器中的一个滤光器覆盖所述透光孔,在所述旋转单元沿逆时针方向旋转时,所述第一滤光器及第二滤光器中的其余一个滤光器覆盖所述透光孔。
另外,为了达到上述目的,本发明还提供一种滤光器转换装置,应用于摄像机模块,并包括:上盖,配备有透光孔;滤光片单元,至少具有第一滤光器和第二滤光器;一个驱动单元,沿水平方向移动所述滤光片单元,其中,所述滤光片单元连接于所述一个驱动单元,以使所述第一滤光器和所述第二滤光器互不干扰而布置在所述透光孔。
此外,根据本发明的形态,滤光片单元同时具有与第一滤光器对应的第一透镜,或者与第二滤光器对应的第二透镜,因此可以设计成在第一滤光器或者第二滤光器移动时,第一透镜或者第二透镜一起移动。
根据如上所述的本发明一实施例的滤光器转换装置,驱动单元布置在基座的一侧,具备至少一个滤光器的单个滤光片单元被布置为在基座上沿水平方向移动,于是降低高度,从而可以制作得更加紧凑,据此,所述滤光器转换装置还可以应用到尺寸小且厚度薄的移动设备中。
而且,根据本发明一实施例的滤光器转换装置,具备单个滤光片上结合有至少一个滤光器的滤光片单元,据此可以简化整体结构,并消除了滤光片单元转动时与其他部件之间的干扰,由此可以预防滤光片单元的误操作,因此可以提高产品的可靠度。
并且,根据本发明的一实施例的滤光器转换装置在转换滤光器时,通过一同转换与所述滤光器对应的镜头,从而可以提供适于各个滤光器的视角(angle of view)。
附图说明
图1是表示根据本发明一实施例的移动设备的正面的平面图。
图2是表示根据本发明一实施例的移动设备的背面的平面图。
图3是表示根据本发明一实施例的使用于移动设备的包含滤光器转换装置的摄像机模块的立体图。
图4是包含根据本发明一实施例的滤光器转换装置的摄像机模块的分解立体图。
图5是表示在根据本发明一实施例的滤光器转换装置中分离出盖的情况的立体图。
图6是表示在图5的滤光器转换装置中仅配备一个滤光器的情况的立体图。
图7A是表示在图5的滤光器转换装置中第二滤光器位于透光孔的情况的平面图。
图7B是表示在图5的滤光器转换装置中第一滤光器位于透光孔的情况的平面图。
图8A是表示基于图7A所示的磁铁的变形例而在滤光器转换装置中第二滤光器位于透光孔的情况的平面图。
图8B是表示在图8A的滤光器转换装置中第一滤光器位于透光孔的情况的平面图。
图9是表示透镜移送单元的高度高于透镜单元的现有技术中的摄像机模块的平面图。
图10是表示透镜移送单元的高度低于透镜单元的根据本发明的摄像机模块的平面图。
图11是表示根据本发明另一实施例的移动设备的正面的全局图。
图12是表示根据本发明另一实施例的移动设备的背面的全局图。
图13是表示根据本发明另一实施例的使用于移动设备中的包含滤光器转换装置的摄像机模块的立体图。
图14是包含根据本发明另一实施例的滤光器转换装置的摄像机模块的分解立体图。
图15是表示在根据本发明另一实施例的滤光器转换装置中分离出盖的情况的立体图。
图16是表示在图15的滤光器转换装置中第二滤光器位于透光孔的情况的平面图。
图17是表示在图15的滤光器转换装置中第一滤光器位于透光孔的情况的平面图。
图18是表示根据本发明又一实施例的使用于移动设备中的包含有滤光器转换装置的摄像机模块的立体图。
图19是表示根据本发明又一实施例的包含有滤光器转换装置的摄像机模块的分解立体图。
图20是表示在根据本发明又一实施例的滤光器转换装置中分离出盖的情况的立体图。
图21是表示在图20所示的滤光器转换装置中第二滤光器位于透光孔的情况的平面图。
图22是表示在图20所示的滤光器转换装置中第一滤光器位于透光孔的情况的平面图。
图23A是表示透镜移送单元的高度低于透镜单元的根据本发明的摄像机模块的侧面图。
图23B是表示透镜移送单元的高度高于透镜单元的现有技术中的摄像机模块的侧面图。
具体实施方式
以下,参考附图而对根据本发明的使用于摄像机模块的滤光器转换装置及包含摄像机模块的移动设备的一实施例进行详细的说明。应理解,以下说明的实施例是为了有助于对本发明的理解而示例性地表示的,本发明可不同于在此说明的实施例而变形成各种各样来实施。但是,当判断为针对相关的公知功能或构成要素的说明会在实施本发明时无意地混淆本发明的主旨的情况下,将会省略其详细的说明和具体图示。而且,为了有助于对本发明的理解,附图中并非是按照实际比例示出的,有可能会夸张地示出部分构成要素的尺寸。
根据本发明一实施例的滤光器转换装置可适用于智能手机、平板电脑之类的配备有摄像机模块的移动设备中。
以下,将智能手机作为能够适用本发明的移动设备的一例进行说明。
参照图1和图2,智能手机1包括壳体10、通信单元20、前面摄像机模块30、后面摄像机模块40、闪光灯50、以及近红外线LED(发光二极管)60。
壳体10形成智能手机1的外观,前面配备有输出各种数据的显示器单元11。显示器单元11可使用LCD(液晶显示器)或OLED(有机发光二极管)等。壳体10的内部设置有能够使智能手机1发挥多种功能的包含控制单元(未图示)在内的各种印刷电路基板(未图示)。这种设置在壳体10内部的印刷电路基板或控制单元与现有技术的智能手机中使用的印刷电路基板或控制单元相同或类似,因此省略具体的说明。
壳体10前面的上部一侧配备有通信单元20。通信单元20借助于红外线而使智能手机能够操纵电视机和音响、机顶盒之类的使用红外线遥控器的各种设备。根据智能手机的种类,也可能没有配备通信单元20,对此省略具体的说明。
另外,虽然未图示,可在设置有通信单元20的位置或通信单元20的一侧配备有近红外线LED,据此使得夜间拍摄得以实现。
前面摄像机模块30位于通信单元20的一侧。前面摄像机30用于自拍或者用于虹膜识别。最近,用于自拍的智能手机放置杆(自拍杆)的使用率较高。据此,前面摄像机模块30的使用率也提高至与后面摄像机模块40相仿。
前面摄像机模块30包括盖玻璃(未图示)、自动对焦透镜(未图示)、图像传感器(未图示)以及印刷电路基板(未图示)。这种盖玻璃、自动对焦透镜、图像传感器以及印刷电路基板可使用与现有技术的智能手机相同的部件,因此省略具体的说明。
后面摄像机模块40设置在壳体10的后面。后面摄像机模块40的大部分结构也与前面摄像机模块30相同,因此省略具体的说明。
闪光灯50可形成在后面摄像机模块40的一侧。而且,近红外线LED(发光二极管)60可配备于闪光灯50的一侧。在夜间以红外线模式进行拍摄时,近红外线LED60发射近红外线而可以在黑暗处照射被摄体,因此红外线拍摄能够实现。
参照图3,前面摄像机模块30或后面摄像机模块40中以沿着被摄体方向包裹前面摄像机模块30或后面摄像机模块40的形态配备有滤光器转换装置100。对于滤光器转换装置100将会在下文中具体说明。
参照图4及图5,滤光器转换装置100包括外盖110、内盖120、滤光片单元130、基座140以及驱动单元150。
外盖110构成为包裹前面摄像机模块30或后面摄像机模块40。外盖110构成为直六面体形态,包含前盖111和第一透光孔113。前盖111构成与滤光器转换装置100的被摄体最为接近的前方的外表面。第一透光孔113在前盖111的中央部分形成为大致圆形。第一透光孔113使得被摄体的光通过。
内盖120布置在前盖111和基座140之间,起到包裹滤光片单元130并予以保护的功能。内盖120上也形成有对应于前盖111的第一盖121,并形成有使得通过了第一透光孔113的光通过的第二透光孔123。优选地,第二透光孔123上可配备盖玻璃(未图示)而使其保护滤光片单元130。内盖120和外盖110显然也可以形成为一体。据此,滤光器转换装置100的组装工艺就会变得简单。
滤光片单元130以能够将基座140的基准轴147作为中心旋转预定角度的方式结合到基座140。滤光片单元130包含第一滤光器131、第二滤光器132、滤光片133以及凸轮孔137。
第一滤光器131及第二滤光器132可选择性地设定在与第一透光孔113和第二透光孔123对应的位置。在此情况下,第一滤光器131及第二滤光器132选择性地覆盖第一透光孔131及第二透光孔132。并且,第一滤光器131及第二滤光器132可以是红外线阻断滤光器或者用于识别虹膜的带通滤光器中的一个。
具体而言,前面摄像机模块30可主要应用于虹膜识别,因此对于布置在前面摄像机模块30的滤光片单元130来说,第一滤光器131及第二滤光器132中的其中一个可使用能够进行虹膜识别的带通滤光器,剩下的一个可使用上述用于昼间拍摄的红外线阻断滤光器。反之,后面摄像机模块40可主要应用于夜间拍摄,因此对于布置在后面摄像机模块40的滤光片单元130来说,第一滤光器131及第二滤光器132中的其中一个可使用能够进行昼间拍摄的红外线阻断滤光器,剩下的一个可使用能够进行夜间拍摄的带通滤光器或者玻璃。
而且,第一滤光器131及第二滤光器132由不同的滤光器构成,可根据需要提供多种的功能。具体而言,若第一滤光器131是红外线阻断滤光器,则第二滤光器132可以是带通滤光器,而如果第一滤光器131是带通滤光器,则第二滤光器132可以是红外线阻断滤光器。另外,第一滤光器131或第二滤光器132可无需滤光器而仅由玻璃构成。
而且,第一滤光器131及第二滤光器132可以配备为能够在将基准轴147为中心且将从基准轴147至第三透光孔143的中心为止的距离作为直径的虚拟圆的圆周上移动。这种虚拟圆周可对应于滤光片133的旋转轨迹。如此,滤光片133通过具备至少一个滤光器,可提供多种拍摄模式。
虽然在附图中被省略,但是第一滤光器131或者第二滤光器132可以在与第一滤光器或者第二滤光器相同的位置具备分别对应的第一透镜或者第二透镜。
例如,在第二滤光器132为带通滤光器的情况下,通过同时具备窄角透镜和第二滤光器,可以使摄像机的虹膜拍摄更精确。
与此不同,如图6所示,滤光片130可仅包含第一滤光器131a。在此情况下,第一滤光器131a选择性地覆盖第一透光孔113、第二透光孔123。即,第三透光孔143被第一滤光器131a覆盖,间接地暴露于第一透光孔113、第二透光孔123,或者在没有被第一滤光器131a覆盖而直接暴露于第一透光孔113、第二透光孔123。这种第一滤光器131a可以是红外线阻断滤光器或带通滤光器中的一个。
如此,在滤光片单元130仅具备一个第一滤光器131a的情况下,可具有与在如图5所示的滤光片单元130具备第一及第二滤光器131、132的情况中第一及第二滤光器131、132中的某一个由玻璃构成的情形相同的效果。
滤光片133借助于根据电磁铁157做旋转运动的磁铁151以基准轴147为中心沿顺时针或逆时针方向旋转。滤光片133形成薄的板状。滤光片133的一端上配备有第一及第二滤光器131、132,另一端上具备与基准轴147结合的凸轮孔137及磁铁151。另外,如图6所示,可以仅具备第一滤光器131a。
凸轮孔137位于滤光片133的另一端,且形成圆形的孔,以便能够可旋转地结合于基准轴147。
上述滤光片130以基准轴147为旋转轴旋转预定角度,使得第一及第二滤光器1131、132能够选择性地位于第一及第二透光孔113、123。即,在第一滤光器131位于第一及第二透光孔113、123的情况下,第二滤光器132不会位于第一及第二透光孔113、123,而在第二滤光器132位于第一及第二透光孔113、123的情况下,第一滤光器131不会位于第一及第二透光孔113、123上。
由于这种第一及第二滤光器131、132位于相同的高度上,因此相比多个滤光器位于上下方向上的现有技术,可以减少滤光器转换装置100的整体高度。据此,可以紧凑地构成滤光器转换装置100。
同时,由于第一及第二滤光器131、132设置在一个滤光片133上,因此从根本上避免了转换滤光器的过程中的相互干扰,可以消除频繁的故障而长时间稳定地使用滤光器转换装置100。
基座140形成滤光器转换装置100的下部,包含第三透光孔143、电磁铁安置单元145以及基准轴147。
第三透光孔146大致形成为圆形,其中心轴配置为与第一及第二透光孔113、123的中心轴一致,以使光能够通过。
电磁铁安置单元145是安置电磁铁157的地方。电磁铁安置单元145可以构成为缺省了一条边的大致长方形的形状,但并不局限于此,只要是能够安置电磁铁157的形状,则任何形状都可以。
基准轴147相邻于与基座140上部的布置有电磁铁157的部分相邻的一个边角而形成。具体而言,基准轴147设置在形成驱动单元150的磁铁收容单元159的部分。这种基准轴147上结合滤光片单元130的凸轮孔137和磁铁151。基准轴147可大致形成为圆柱形的形状,以能够使圆形的凸轮孔137及磁铁151的孔(未图示)可旋转地结合。
驱动单元150为了转动滤光片130而包含磁铁151及电磁铁157。
磁铁151作为永久磁铁,布置在滤光片133的另一端下侧,具有中央形成了孔(未图示)的圆环形状,以能够可旋转地结合到基准轴147。优选地,这种孔的中心形成为与凸轮孔137的中心一致。同时,磁铁151可以沿直径方向分成两半,大致一半形成N极,剩下的一半形成S极。具体而言,磁铁151以包含基准轴147的中心轴的虚拟平面为边界被划分为N极和S极,N极和S极可分别形成为拱形。这种磁铁151根据与电磁铁157之间的磁力可以以基准轴147为中心旋转。
电磁铁157形成为在大致U字形的形状中,一端157a沿着基座140的一边朝另一端157b延伸而形成的形状。此时,电磁铁157的一端157a和另一端157b分开预定间隔,据此形成能够布置磁铁151的磁铁收容单元159。即,磁铁151可旋转地结合到形成在磁铁收容单元159的基准轴147上。
而且,电磁铁157包含U字形状的磁轭157、157e,磁轭157d、157e由铁之类的磁性材料形成,各个磁轭157d、157e的中间缠绕有线圈157c。由此,当电流施加到线圈157c上时,电磁铁157的U字状的磁轭157d、157e被磁化而对磁铁151施加引力或斥力。此时,各个磁轭157d、157e的一端157a及另一端157b的截面形状优选为对应于磁铁151的外周面形状,以便以尽可能宽且相同的面积与磁铁151面对。
另外,磁轭157d、157e可具有大致弯曲90°的形状,以使线圈157c布置在基座140的一侧面,两端部157a、157b布置在基座140的上面。基于这种形状,根据本发明的滤光器转换装置100结构可以更加紧凑。
前面及后面摄像机模块30、40上配备有通过沿光轴方向移动前面及后面透镜单元312、41而执行缩放(zooming)或调焦(focusing)的前面及后面透镜移送单元(VCM)33、43。
下面,参照图5、图7A及图7B对于具有如上结构的根据本发明一实施例的滤光器转换装置100的工作方式进行说明。下面,为了便于说明,限定为滤光器转换装置100设置在前面摄像机模块30,且第一滤光器131使用带通滤光器,第二滤光器132使用红外线阻断滤光器,以此进行说明。同时,举例为磁铁151的第一极151a呈N极,第二极151b呈S极。
一般情况下,如图7A所示,红外线阻断滤光器132位于第一及第二透光孔113、123上。
在此状态下,为了确认身份等而进行虹膜识别时,选择虹膜识别模式。选择虹膜识别模式的方法可示例为如下。用户在智能手机1的显示器单元11上运行摄像机应用时,显示器单元11上会显示能够选择摄像机模式的画面。据此,用户可通过触摸显示器单元11而选择虹膜识别模式。此时,当用户在显示器单元11上选择虹膜选择模式时,滤光器转换装置100以虹膜识别模式运行。
除了利用上述摄像机应用选择虹膜识别模式的方法之外,还可以通过专用按钮或按键选择虹膜识别模块,而这种方法属于公知的方法,因此省略具体的说明。
参照图7A,电磁铁157的一端157a被磁化成S极,另一端157b被磁化成N极。据此,电磁铁157的一端157a将会吸引磁铁151的N极,而电磁铁157的另一端157b将吸引磁铁151的S极。据此,红外线阻断滤光器132将会位于第一及第二透光孔113、123,带通滤光器131将会脱离第一及第二透光孔113、123。
在此状态下,如果虹膜识别模式被选择,则控制单元(未图示)沿相反方向将电流施加到电磁铁157的线圈157c。据此,电磁铁157的一端157a被磁化成N极,另一端157b被磁化成S极。如此,随着电磁铁157的一端157a和另一端157b的极变更,电磁铁157的一端157a推动磁铁151的N极,另一端157b吸引磁铁151的N极。
根据上述电磁铁157的一端157a和另一端157b的磁化,磁铁151旋转,根据这种磁铁151的旋转,滤光片133以基准轴147为中心旋转。据此,作为带通滤光器的第一滤光器131位于第一及第二透光孔113、123,作为红外线阻断滤光器的第二滤光器132位于脱离了第一及第二透光孔113、123的位置。根据这种布置,在智能手机1中进行虹膜识别,从而身份的确认变得可能。
当用户从虹膜识别模式再次选择一般拍摄模式,即,使作为红外线阻断滤光器的第二滤光器132位于第一及第二透光孔113、123的模式时,控制单元再次向电磁铁157的线圈157c相反方向的电流。据此,如图7A所示,作为红外线阻断滤光器的第二滤光器132位于第一及第二透光孔113、123,作为带通滤光器的第一滤光器131位于脱离了第一及第二透光孔113、123的位置。在一般拍摄模式下,昼间由红外线阻断滤光器阻断红外线,仅使可见光透过,因此可改善画质。
根据如上所述的本发明,用户可根据需要选择性地控制带通滤光器或者红外线阻断滤光器,据此可根据目的来设定拍摄模式。而且,除了带通滤光器之外,第一滤光器131还可以使用红外线阻断滤光器或一般玻璃,第二滤光器132也可以使用除了红外线阻断滤光器之外的一般玻璃或带通滤光器。
图8A及图8B为分别表示基于图7A的磁铁151的变形例的磁铁151′,第一及第二滤光器131、132位于第一及第二透光孔113、123的位置的情况。
根据变形例的磁铁151′是永久磁铁,可贴附在滤光片133的另一端的下侧。据此,磁铁151′在由电磁铁157产生磁力时,可以以基准轴147为中心旋转滤光片133。
根据变形例的磁铁151′可包括:能够与电磁铁157的各个磁轭157d、157e的一端157a及另一端157b面对的第一部分151′a;在与第一部分151′a的外周面相反的位置,靠近基准轴147的第二部分151′b,其中,第一部分151′a和第二部分151′b的极性可互不相同。
第一部分151′a的外周面可以是对应于电磁铁157的各个磁轭157d、157e的一端157a及另一端157b的截面的弧形,据此,可以从被磁化为不同极性的各个磁轭157d、157e均等地受到引力或斥力。
根据变形例的磁铁151′的滤光器转换装置100的工作方式,与通过图7A和图7B前述的滤光器转换装置100的工作过程类似,根据电磁铁157的线圈157c中流动的电流的方向,电磁铁157的各个一端157a、157b的极性将会改变,据此电磁铁157的各个一端157a、157b交替地吸引或排斥磁铁151′。通过这种引力和斥力,贴附有滤光片133可以以基准轴147为中心旋转,且根据滤光片133的旋转,第一滤光器131及第二滤光器132可交替地位于第一透光孔113、第二透光孔123。
根据这种变形例的磁铁151′可以被制作成能够从电磁铁157的各个磁轭157d、157e受到引力和斥力的最小的尺寸,相比使用图7A和图7B中示出的磁铁151的情况可以使滤光器转换装置100更加轻量化。同时,由于磁铁151′被设计为仅根据电磁铁157的各个磁轭157d、157e的磁性变化而旋转,因此可以防止因外部的其他磁力引起的滤光器转转装置100的误操作。
参照图9,现有技术中,透镜移送单元333的高度基于摄像机模块的最下端是H1,透镜单元331的上端和透镜移送单元333之间的间隔是H2。而且,透镜单元331的冲程区域小于或等于H2。据此,现有技术因透镜移送单元333相比透镜单元331更高,所以无法实现摄像机模块的小型化。而且,将滤光器转换装置之类的结构应用到透镜单元331的前面时,透镜单元331和透镜移送单元333之间不存在空间,因此H2导致需要增加体积。
参照图10,根据本发明的应用到移动设备的摄像机模块中,从摄像机模块的最下端至透镜单元431的初始位置的高度为H3,透镜移送单元433和透镜单元431的初始位置之间的间隔为H4。根据这种结构,透镜单元431形成为与透镜移送单元433的前面形成落差。在此,初始位置是指透镜单元431为了调焦而移动时,与透镜移送单元433的最上端之间的间隔变成最小的位置。
本发明的透镜移送单元433的高度低于透镜单元431。即,透镜移送单元433在滤光器转转装置之类的额外的结构应用到摄像机模块的前表面时,为了确保滤光器转换装置的空间,以透镜单元431的初始位置为基准,高度形成为低于透镜单元431的前表面。据此,根据本发明的摄像机模块可以实现整体低且紧凑的结构,能够易于应用到对高度和尺寸存在诸多限制的移动设备中。
而且,本发明的透镜单元431的冲程区域即便形成为与图9所示的现有的摄像机模块相同,透镜移送单元433的上部和透镜单元431的初始位置及冲程区域的两侧也会产生空间。该空间可利用为放置滤光器转换装置的电磁铁或用于磁铁的转动之类的驱动摄像机的空间。据此,根据本发明的摄像机模块增加了空间利用效率,在滤光器装置的驱动单元的磁铁等转动时,可以避免与其他部件产生干扰。
图11是表示根据本发明另一实施例的移动设备,即智能手机的正面的立体图,图12是表示根据本发明另一实施例的智能手机的背面的立体图。图13是表示根据本发明另一实施例的使用于移动设备的包含滤光器转换装置的摄像机模块的立体图。
参照图11和图12,智能手机1001包括壳体1010、通信单元1020、前面摄像机模块1030、后面摄像机模块1040、闪光灯1050、以及近红外线LED(发光二极管)1060。
壳体1010形成智能手机1001的外观,前面配备有输出各种数据的显示器单元1011。显示器单元1011可使用LCD(液晶显示器)或OLED(有机发光二极管)等。壳体1010的内部设置有能够使智能手机1001发挥多种功能的包含控制单元(未图示)在内的各种印刷电路基板(未图示)。这种设置在壳体1010内部的印刷电路基板(未图示)或控制单元(未图示)与现有技术的智能手机中使用的印刷电路基板或控制单元相同或类似,因此省略具体的说明。
壳体1010前面的上部一侧配备有通信单元1020。通信单元1020借助于红外线使得智能手机能够操纵电视机和音响、机顶盒之类的使用红外线遥控器的各种设备。根据智能手机的种类,还有可能没有配备通信单元1020,因此省略具体的说明
另外,可在设置有通信单元1020的位置或通信单元1020的一侧配备有近红外线LED(未图示),据此使得夜间拍摄得以实现。
前面摄像机模块1030位于通信单元1020的一侧。前面摄像机1030用于自拍或者用于虹膜识别。最近,用于自拍的智能手机放置杆(自拍杆)的使用率较高。据此,前面摄像机模块1030的使用率也被提高至与后面摄像机模块1040的摄像机(未图示)相仿。
前面摄像机模块1030包括盖玻璃(未图示)、自动对焦透镜(未图示)、图像传感器(未图示)以及设置有图像传感器(未图示)的印刷电路基板(未图示)。这种盖玻璃(未图示)、自动对焦透镜(未图示)、图像传感器(未图示)以及设置有图像传感器的印刷电路基板(未图示)可使用与现有技术的智能手机相同的部件,因此省略具体的说明。
后面摄像机模块1040设置在壳体1010的后表面。后面摄像机模块1040的大部分结构也与前面摄像机模块1030相同,因此省略具体的说明。
闪光灯1050可形成在后面摄像机模块1040的一侧。而且,近红外线LED1060可配备于闪光灯1050的一侧。在夜间以红外线模式进行拍摄时,近红外线LED1060发射近红外线而可以在黑暗处照射被摄体,因此红外线拍摄能够实现。
参照图13,前面摄像机模块1030或后面摄像机模块1040中以沿着被摄体方向包覆前面摄像机模块1030或后面摄像机模块1040的形态配备有滤光器转换装置1100。对于滤光器转换装置1100将会在下文中具体说明。
图14是包含根据本发明另一实施例的滤光器转换装置的摄像机模块1100的分解立体图,图15是表示在根据本发明一实施例的滤光器转换装置1100中分离出盖1110、1120的情况的立体图。
参照图14及图15,包含滤光器转换装置的摄像机模块的滤光器转换装置1100包括外盖1110、内盖1120、第一滤光片单元1130、第二滤光片单元1140、旋转单元1150、基座1160以及驱动单元1170。
外盖1110构成为包裹前面摄像机模块1030或后面摄像机模块1040。外盖1110构成直六面体形态,包含前盖1111和第一透光孔1113。前盖1111构成与滤光器转换装置1100的被摄体最为接近的前方的外面。第一透光孔1113在前盖1111的中央部分形成为圆形。第一透光孔1113使得被摄体的光通过。
内盖1120布置在前盖1111的后方和基座1160的前方。内盖1120起到包裹滤光片单元1130、1140及旋转单元1150并予以保护的功能。内盖1120上也形成有对应于前盖1111的第一盖1121,并形成有使通过了第一透光孔1113的光通过的第二透光孔1123。优选地,第二透光孔1123上可配备盖玻璃(未图示)而使其保护滤光片单元1130、1140及旋转单元1150。内盖1120和外盖1110显然也可以形成为一体。据此,滤光器转换装置1100的组装工艺就能够变得简单。
第一滤光片单元130设置为能够以基座1160的基准轴1167a为中心旋转预定角度。第一滤光片单元1130包括:第一滤光器1131、第一滤光片1133、第一引导槽1135以及凸轮孔1137。
第一滤光器1131用于选择性地阻断透光孔1113、1123,并且可以由红外线阻断滤光器、用于识别虹膜的带通滤光器或者没有滤光器的玻璃构成。第一滤光器1131形成为圆形,并位于第一过滤光片1133的一端。
第一滤光片1133借助于旋转单元1150的第一引导突起1151而向顺时针方向或者逆时针方向旋转,所述旋转单元1150借助于驱动单元1170进行旋转运动。第一滤光片1133形成为薄板形状。第一滤光器1131位于第一滤光片1133的一端,在另一端具备与第一基准轴1167a结合的凸轮孔1137。第一滤光片1133以基准轴167a为中心进行旋转。
第一引导槽1135进行引导以使第一引导突起1151借助于旋转单元1150的旋转进行移动。第一引导槽1135形成为具有预定的宽度和预定的长度的圆弧形状,并且位于第一滤光器1131和凸轮孔1137之间。其中,圆弧形状指具有圆周的一部分的形状。第一引导槽1135和第二引导槽1145在第一滤光片1133和第二滤光片1143从各个基准轴1167a、1167b朝第一滤光器1131和第二滤光器1141形成预定长度。
凸轮孔1137位于第一滤光片1133的另一端。凸轮孔1137由圆形的孔形成以结合于第一基准轴1167a。
第二滤光片单元1140设置为能够以基座1160的基准轴1167b为中心旋转预定角度。第二滤光片单元1140包括:第二滤光器1141、第二滤光片1143、第二引导槽1145以及凸轮孔1147。
第二滤光片单元1140的大部分结构与第一滤光片单元1130的结构相同。所以,省略详细说明。
另外,本实施例中,引导槽1135、1145的形状可以形成为线型,但是为了防止第一滤光器1131和第二滤光器1141干扰或者冲突,优选由圆弧形状形成。
第一滤光片单元1130以及第二滤光片单元1140彼此同时旋转。据此,在第一滤光片单元1130的第一滤光器1131位于透光孔1113、1123的情况下,第二滤光片单元1140的第二滤光器1141不位于透光孔1113、1123。相同地,在第二滤光片单元1140的第二滤光器1141位于透光孔1113、1123的情况下,第一滤光片单元1130的第一滤光器1131不会位于透光孔1113、1123。
第一滤光片单元1130和第二滤光片单元1140位于相同高度。据此,相比多个滤光片在上下形成的现有发明,本发明可以降低滤光器转换装置1100的整体高度,因此可以实现紧凑的结构。
第一滤光片单元1130和第二滤光片单元1140的凸轮孔1137、1147形成于基座1160的X-X轴的一侧。据此,不存在第一滤光片单元1130和第二滤光片单元1140彼此干扰的情况,因此可以在没有琐碎故障的情况下,长时间使用滤光器转换装置1100。
旋转单元1150用于使第一滤光片单元1130和第二滤光片单元1140旋转。旋转单元1150包括:第一突起1151、第二突起1153、第一旋转环1155、旋转片1157以及对应孔1159。
第一突起1151位于旋转片1157的上表面一侧,即第一基准轴1167a的附近。第二突起1153位于旋转片1157的上表面另一侧,即第二基准轴1167b的附近。第一突起1151和第二突起1153分别沿着第一引导槽1135和第二引导槽1145移动。
第一旋转环1155形成于旋转单元1150的下表面。第一旋转环1155具有预定的宽度和预定的厚度,并且构成为在基座1160的引导环1161内部被引导而进行旋转。
旋转片1157借助于驱动单元1170而进行旋转。旋转片1157的中间部分为圆形,并在虚拟的X-X轴方向的两端具有四边形形状的磁铁结合单元1152、1154。在旋转片1157的上表面形成有第一突起1151和第二突起1153,并且在下表面形成有第一旋转环1155。在旋转片1157的磁铁结合单元1152、1154分别形成有磁铁1171、1173。
对应孔1159以直径小于第一旋转环155的圆形形成于旋转片1157的中央部分,以使光通过。
基座1160形成滤光器转换装置1100的下部。基座1160包括:引导环1161、对应孔1163、电磁铁安置单元1165、基准轴1167以及磁铁收容单元1169a、1169b。
引导环1161形成于基座1160的上部。引导环1161形成为圆环形状,并且可以以预定的厚度和预定的宽度形成。引导环1161形成为半径大于第一旋转环1155,以引导第一旋转环1155。
在本实施例中,为了便于说明,示出了在基座1160的上部形成预定厚度的引导环1161的情况,但是优选引导环1161和基座1160在同一高度形成。借助于基座1160和引导环1161形成于相同高度的结构和薄旋转片1157的结构,过滤器转换装置1100可以相比引导环1161具有预定厚度的情况,更薄地形成,因此可以最优化日益变薄的移动产品。
对应孔1163是借助于引导环1161形成的圆形。对应孔1163可以将被摄体的光引导至摄像机模块1030、1040。
电磁铁安置单元1165可以安置电磁铁1175、1177。电磁铁安置单元1165可以形成为“匸”字形,但是不限于此,只要可以安置电磁铁1175、1177即可。摄像机模块1030、1040形成有移送单元1033、1043,所述移送单元1033、1043通过沿光轴方向移送镜头单元1031、1041,从而进行变焦(zooming)或者调焦(focusing)。
基准轴1167形成于基座1160的上部一侧。基准轴1167包括第一基准轴1167a以及第二基准轴1167b。基准轴1167可以结合有第一滤光片单元1130和第二滤光片单元1140的凸轮孔1137、1147。基准轴1167可以形成为圆柱形,以使凸轮孔1137、1147结合。基准轴1167形成于基座1160的虚拟X-X轴的一侧。即,第一基准轴1167a位于电磁铁1175的一端部1175b附近处,第二基准轴1167b位于电磁铁1177的另一端部1177a的附近处。
磁铁收容单元1169a、1169b用于使磁铁1171、1173不受干扰地在基座1160的上表面旋转。磁铁收容单元1169a、1169b形成于基座1160的上表面两侧端,并且以虚拟X-X轴为中心形成为直四边形的形状。
驱动单元1170以令旋转单元1150旋转的方式构成。驱动单元1170由磁铁1171、1173、电磁铁1175、1177构成。
磁铁1171、1173作为永磁铁,可以形成在旋转单元1150的磁铁结合单元1152、1154的上表面以及下表面。优选地,磁铁1171、1173可以只在电磁铁结合单元1152、1154的下表面布置,以使一个极性布置在两端1175a、1175b、1177a、1177b之间,而相反的极性布置在靠近对应孔1159的电磁铁结合单元1152、1154单元分。通过上述结构,滤光片1133、1143和电磁铁1171、1173可以不干扰并减少滤光器转换装置1100的高度。
电磁铁1175、1177大约以U字的形状形成。电磁铁1175、1177构成为两端1175a、1175b、1177a、1177b分别与电磁铁1171、1173相离。具体地,电磁铁1177形成为,其两端1177a、1177b与借助于旋转单元1150的翼1154旋转的磁铁1173所形成的轨迹相隔预定距离。因此,磁铁1173与电磁铁1177的第一端177a相向的情况(如图16所示)下的间距和磁铁1173与电磁铁1177的第二端1177b相向的情况(如图7A所示)下的间距相同。另一侧的磁铁1171和电磁铁1175的关系也与所述磁铁1173与电磁铁1177的关系相同地启动。
电磁铁1175、1177的U字型的轭(yoke)1175d、1175e、1177d、1177e由铁等磁性材料形成,并且在各个轭1175d、1175e、1177d、1177e的中间缠绕有线圈1175c、1177c。因此,当电流施加到线圈1175c、1177c,电磁铁1175、1177的U字形状的轭1175d、1175e、1177d、1177e被磁化而给各个磁铁1171、1173施加引力或者排斥力。此时,各个轭1175d、1175e、1177d、1177e的端部1175a、1175b、1177a、1177b可以形成为,尽可能宽并以相同的面积与磁铁1171、1173相向。
以下,参照图15至图17而对具有上述结构的根据本发明的另一实施例的滤光器转换装置1100的操作进行说明。以下,为了说明的便利,假设在前表面摄像机模块1030设置有滤光器转换装置1100,将带通滤光器应用于第一滤光器11131,将紫外线阻断滤光器应用于第二滤光器1141。并且,磁铁1171、1173可以沿平行于光轴的方向结合于磁铁结合部1152、1154的一侧。为了便于说明,以如下情形为例进行说明:磁铁1171、1173的上部,即在平行于光轴的轴方向朝被摄体的方向的极性为S极;磁铁1171、1173的下部,即相对平行于光轴的轴,与朝被摄体的方向相反方向的极性为N极。并且,电磁铁1175、1177的两端1175a、1175b、1177a、1177b与磁铁1171、1173的N极相向。
在通常情况下,如图16所示,紫外线阻断滤光器1141位于透光孔1131。
在此状态下,为了确认身份等而进行虹膜识别的情况下,选择虹膜识别模式。选择虹膜识别模式的方法可以如下地例示。如果用户在智能手机1001的显示单元1011执行摄像机应用程序,则显示单元1011输出可以选择摄像机模式的画面。据此,用户可以通过触摸显示单元1011而选择虹膜识别模式,此时,如果用户在显示单元1011选择虹膜识别模式,则滤光器装换装置1100在虹膜识别模式下工作。
除了上述的利用摄像机应用程序选择虹膜识别模式的方法之外,还可以通过专门的按钮或者键而选择虹膜识别模式,由于这种方法为公知技术,所以省略其详细说明。
在图16的情况下,电磁铁1177的一端1177b被磁化成N极,另一端1177a被磁化成S极。相反侧的电磁铁1175的一端1175b被磁化成N极,另一端1175a被磁化成S极。据此,电磁铁1177的一端1177b排斥以N极相向的磁铁1171,电磁铁1177的另一端1177a吸引以N极相向的磁铁1171。相反侧的电磁铁1175也通过与上述电磁铁1175相同的原理,给磁铁1173施加引力和斥力。据此,红外线阻断滤光器1141位于透光孔1113,并且带通滤光器11131从光孔1159脱离。
在此状态下,如果选择虹膜识别模式,控制单元(未图示)使电磁铁1175、1177的线圈1175c、1177c中流反向电流。电磁铁1177的一端1177b被磁化成S极,另一端1177a被磁化成N极。相反侧的电磁铁1175的一端被磁化成S极,另一端1175a被磁化成N极,据此,电磁铁1177的1177a具有与N极相向的磁铁,电磁铁1177的一端1177b吸引以N极相向的磁铁1171,电磁铁1177的另一端1177a排斥以N极相向的磁铁1171,相反侧的电磁铁1175的一端1175b被磁化成S极,从而吸引以N极相向的磁铁1173,电磁铁1175的另一端1175a被磁化成N极,从而排斥以N极相向的磁铁1173。
借助于上述的电磁铁1175、1177的两端1175a、1175b、1177a、1177b的磁化,旋转片11157如图17所示地旋转。在此情况下,第一滤光片1133的突起1151被引导槽1135引导而向顺时针方向旋转,所述突起1151以基准轴1167a为中心,形成于旋转片1157的上部;第二滤光片1143的突起1153被引导槽1145引导而向逆时针方向旋转,所述突起1153以基准轴1167b为中心,形成于旋转片1157的上部。在此情况下,引导槽1135以预定的长度形成,从而在不与电磁铁1175、1177的两端1175a、1175b、1177a、1177b紧贴情况下,维持相隔预定距离的状态。
据此,具有带通滤光器的第一滤光器11131位于透光孔1113,具有红外线阻断滤光器的第二滤光器1141位于从透光孔1113相离的位置。通过上述布置,可以在智能手机1001进行虹膜识别而进行身份确认。
当用户在虹膜识别模式下,选择一般拍摄模式,即选择使红外线阻断滤光器位于透光孔1113的模式时,控制单元(未图示)给电磁铁1175、1177的线圈再次施加反向电流。据此,如图16所示,具有红外线阻断滤光器的第二滤光器1141位于透光孔1113,并且具带通滤光器的第一滤光器1131位于从透光孔1113相离的位置。在一般拍摄模式下,在昼间,红外线阻断滤光器阻断红外线而仅使可视光透过,因此可以改善画质。
如上所述,根据本发明,用户可以根据需要选择性地控制带通滤光器或者红外线阻断滤光器,从而根据目的进行拍摄。并且,第一滤光器可以是除了带通滤光器之外的红外线阻断滤光器或者一般玻璃,第二滤光器也可以是除了红外线阻断滤光器之外的一般玻璃或带通滤光器。
虽然在附图中被省略,但是第一滤光器11131或者第二滤光器11132可以在与第一滤光器或者第二滤光器相同的位置具备分别对应的第一透镜或者第二透镜。
例如,在第二滤光器11132为带通滤光器的情况下,通过同时具备窄角透镜和第二滤光器,可以使摄像机的虹膜拍摄更精确。
以下,作为本发明的又一实施例,以旋转单元由旋转环构成而非旋转片构成的情况为例进行说明。
图18是示出根据本发明的又一实施例的应用于移动设备的包括滤光器转换装置的摄像机模块的立体图,图19是包括图18的滤光器转换装置的摄像机模块的分解立体图。图20是示出从图18的滤光器装换装置分离盖的情况的立体图。图22是示出在图20的滤光器转换装置中第一滤光器位于透光孔的情况的平面图。
参照图18至图20,根据本发明的另一实施例的包括滤光器转换装置的摄像机模块中,滤光器转换装置1200包括:外侧盖1210、内侧盖1220、第三滤光片单元1030、第四滤光片单元1040、旋转单元1250、基座1260、驱动单元1270。
本实施例中,除了引导槽1235、1245、旋转单元1250以及引导环1261之外的大部分结构与根据上述实施例的滤光器转换装置1100的结构相同,所以省略其详细说明。本发明的另一个实施例中,给对应于上述一实施例的结构赋予了对应的符号。以下,对引导槽1235、1245、旋转单元1250以及引导环1261的结构进行详细的说明。
本实施例中,引导槽1235、1245形成为线型并具有预定的宽度和长度,据此,形成于第二旋转环1255的第三突起1251以及第四突起1253使第三引导槽1235和第二引导槽1245沿直线移动,并使第三滤光器231和第四滤光器241选择性地位于透光孔1213。
旋转单元1250用于使第一滤光片单元121030和第三滤光片单元121040旋转。旋转单元1250包括:第三突起1251、第四突起1253、第二旋转环1255、磁铁结合单元1258以及光对应孔1259。
第三突起1251位于第二旋转环1255的上表面一侧,即第三基准轴1267a的附近处。第四突起1253位于第二旋转环1255的上表面另一侧,即,位于第三基准轴1267a的附近处。第三突起1251和第四突起1253分别沿着第三引导槽1235和第四引导槽1245进行移动。
第二旋转环1255占据旋转单元1250的大部分,并且以圆形形成。第二旋转环1255具有预定的宽度和预定的厚度,并且构成为,在基座1260的引导环1261外部得到引导而进行旋转。
本实施例中,第二旋转环1255被具有薄的厚度的引导环1261引导而进行旋转,从而使第三突起1251和第四突起1253沿着第三引导槽1235和第四引导槽1245进行直线移动,因此可以准确地控制第三滤光片单元1030和第四滤光片单元1040。并且,相比上述的滤光器转换装置1100的旋转片1157,本实施例中可以通过使用具有薄的厚度的第二旋转环1255和引导环1261,从而减少材料并减小体积。
第二旋转环1255在虚拟的X-X轴方向的两端具有磁铁结合单元1258。磁铁结合单元1258a、1258b可以分别结合有第三磁铁1271和第四磁铁1271、1273。
对应孔1259以直径小于第二旋转环1255的圆形形成于旋转单元1250的中央部分,以使光通过。
引导环1261在基座1260的上部以圆形形成。第二旋转环1255可以沿着引导环1261的外部周围旋转。引导环1261的厚度优选形成为,在磁铁1271、1273旋转时,不干扰基座1260的最低限度的厚度。
参照图21以及图22,对具有上述结构的根据本发明的又一实施例的滤光器转换装置1200的操作进行说明。
本实施例中,除了引导槽1235、1245、旋转单元1250以及引导环1261的操作之外的大部分操作与根据上述实施例的滤光器转换装置1100的操作相同,所以省略其详细说明。
借助于上述的电磁铁1275、1277的两端1275a、1275b、1277a、1277b的磁化,第二旋转环1255如图21至22所示地旋转。在此情况下,第三滤光片1233的突起1251被引导槽1235引导而向顺时针方向旋转,所述突起1251以基准轴1267a为中心,形成于第二旋转环1255的上部。第四滤光片1243的突起1253被引导槽1245引导而向逆时针方向旋转,所述突起1253以基准轴1267b为中心,形成于第二旋转环1255的上部。在此情况下,引导槽1235以预定的长度形成,从而在不与电磁铁1275、1277的两端1275a、1275b、1277a、1277b紧贴的情况下,维持相隔预定距离的状态。
本实施例中,第三滤光器1231和第四滤光器1241可以根据所期望的模式,由带通滤光器、红外线阻断滤光器以及一般玻璃形成。
图23A是表示透镜移送单元的高度低于透镜单元的应用于移动设备根据本发明的摄像机模块的图,图23B是表示透镜移送单元的高度高于透镜单元的现有技术的摄像机模块的图。
参照图23B,对现有发明而言,从摄像机模块的最下端到镜头移送单元1433的高度为H3,镜头单元1431的上端和镜头移送单元1433之间的间距为H4。并且,镜头单元1431的冲程区域小于等于H4。据此,现有的发明中,镜头移送单元1433高于镜头单元1431,因此难以实现更小的摄像机模块。并且,在将滤光器转换装置等结构应用于镜头单元1431的前表面的情况下,镜头单元1431和镜头移送单元1433之间没有空余空间,因此需要对应于H4的额外的体积。
参照图23A,根据本发明的应用于移动设备的摄像机模块中,从摄像机模块的最下端到镜头单元1331的初始位置的高度为H1,镜头移送单元1333和镜头单元1331的初始位置之间的间距为H2。基于这种结构,镜头单元1331以和镜头移送单元1333的前表面形成落差的方式形成。其中,初始位置指,在为了调焦而移动镜头单元1331时,与镜头移送单元1333的最上部之间的间距成为最小的位置。
本发明的镜头移送单元1333的高度低于镜头单元1331。即,在滤光器转换装置等额外结构应用于摄像机模块的前表面的情况下,镜头移送单元1333为了确保装置的空间而以镜头单元1331的初始位置为基准,形成于低于镜头单元1331的前表面的高度。据此,根据本发明的摄像机模块可以实现整体上矮且紧凑的结构,因此可以简便地应用于颇受高度以及尺寸的限制的移动设备。
并且,即使本发明中镜头单元1331的冲程区域与根据图23B的现有摄像机模块相同地形成,也会在镜头移送单元1333的上部和镜头单元1331的初始位置以及冲程区域的两侧形成空余空间。该空间可以被用作放置滤光器转换装置的电磁铁、为了磁铁的转动等用于驱动摄像机的空间。据此,根据本发明的摄像机模块可以提高空间利用的效率性,并且在滤光器转换装置的驱动单元磁铁等转动时,防止与其他部件产生干扰。
如上所述,虽然基于有限的实施例和附图而对本发明进行了说明,但是本发明显然不限于此,在本发明所属的技术领域中具有基本知识的人员可以在本发明的技术思想和权利要求书的等同范围内进行多种修改以及变形。
即,可以认为借助于一个驱动单元而使至少一个滤光器在互不干扰的情况下进行水平移动而转换滤光器的结构也属于本发明的范围内。
本发明的研究工作得到了“开创性成长技术研发计划(Starting growthTechnological R&D Program,第S2358382,用于虹膜识别的微型摄像机模块中的自动滤光器转换装置)”的支持,并得到了中小企业管理局(SMBA,韩国)的资助。
Claims (14)
1.一种滤光器转换装置,应用于摄像机模块,其特征在于,包括:
基座,形成有透光孔;
滤光片单元,可旋转地结合到所述基座的基准轴,且具备至少一个滤光器;以及
驱动单元,借助于磁力而使所述滤光片单元旋转,
其中,所述滤光片单元包括:滤光片,一端布置有所述至少一个滤光器;以及凸轮孔,形成于与所述滤光片的所述一端相反的另一端,并可旋转地结合于所述基准轴,
所述驱动单元包括:磁铁,配备于所述滤光片的另一端,且可自转地结合于所述基准轴;以及电磁铁,布置成两端相邻于所述磁铁,
随着所述滤光片单元沿着第一方向或作为所述第一方向的相反方向的第二方向旋转预定角度,拍摄模式被改变。
2.根据权利要求1所述的滤光器转换装置,其特征在于,
所述滤光片单元具备第一滤光器及第二滤光器,当沿着所述第一方向旋转预定角度时,所述第一滤光器被设定在对应于所述透光孔的位置,当沿着所述第二方向旋转预定角度时,所述第二滤光器被设定在对应于所述透光孔的位置。
3.根据权利要求2所述的滤光器转换装置,其特征在于,
所述第一滤光器是红外线阻断滤光器、带通滤光器以及玻璃中的一个,
所述第二滤光器是不同于第一滤光器的红外线阻断滤光器、带通滤光器以及玻璃中的一个。
4.根据权利要求1所述的滤光器转换装置,其特征在于,所述电磁铁包括:
线圈,选择性地被施加电流;以及
磁轭,在一部分布置有所述线圈,并被所述线圈选择性地磁化,
其中,所述磁轭以弯曲的形状构成,以使形成有所述两端的部分与布置有所述线圈的部分被分别布置在所述基座的不同的面上。
5.根据权利要求1所述的滤光器转换装置,其特征在于,
所述电磁铁的两端面形成为与所述磁铁的外周面对应。
6.根据权利要求1所述的滤光器转换装置,其特征在于,
所述驱动单元根据所述电磁铁的两端的极性变化而借助于与所述磁铁之间的引力或斥力而使所述滤光片单元旋转。
7.根据权利要求6所述的滤光器转换装置,其特征在于,
所述磁铁以包含所述基准轴的中心轴的虚拟的平面为边界而被划分为N极和S极。
8.根据权利要求1所述的滤光器转换装置,其特征在于,
所述至少一个滤光器在虚拟圆的圆周上移动,该虚拟圆将所述基准轴作为中心,且将从所述基准轴至所述透光孔的中心为止的距离作为直径。
9.一种移动设备,具备摄像机模块,其特征在于,
包括权利要求1至8中的任意一项所述的滤光器转换装置,
所述滤光器转换装置配备于所述摄像机模块。
10.根据权利要求9所述的移动设备,其特征在于,
所述摄像机模块包括透镜移送单元及沿着所述透镜移送单元前进和后退的透镜单元,
所述滤光器转换装置被布置在所述摄像机模块的前方。
11.根据权利要求10所述的移动设备,其特征在于,
所述透镜移送单元以所述透镜单元的初始位置为基准而具有低于所述透镜单元的前表面的高度,从而在与所述透镜移送单元的前表面之间处形成落差,以确保所述滤光器转换装置的驱动单元转动的空间。
12.一种滤光器转换装置,应用于移动设备的摄像机模块,其特征在于,包括:
上盖,配备有透光孔;
具备第一滤光器的第一滤光片单元,设置为能够以基座的第一基准轴为中心旋转预定角度而覆盖所述透光孔;
具备第二滤光器的第二滤光片单元,在与所述第一滤光片单元相同的高度处以所述基座的第二基准轴为中心而与所述第一滤光片单元同时旋转而覆盖所述透光孔;
旋转单元,分别与所述第一滤光片单元及第二滤光片单元连接,并以所述透光孔为中心沿顺时针方向或逆时针方向旋转而使所述第一滤光片单元与第二滤光片单元同时旋转;
驱动单元,借助磁力而使所述旋转单元旋转;以及
基座,引导所述旋转单元的旋转并收容所述驱动单元,
其中,在所述旋转单元沿顺时针方向旋转时,所述第一滤光器及第二滤光器中的一个滤光器覆盖所述透光孔,在所述旋转单元沿逆时针方向旋转时,所述第一滤光器及第二滤光器中的其余一个滤光器覆盖所述透光孔。
13.根据权利要求2至8、12中的任意一项所述的滤光器转换装置,其特征在于,还包括:
透镜,布置在与第一滤光器或者第二滤光器中的至少一个滤光器相同的位置。
14.根据权利要求13所述的滤光器转换装置,其特征在于,
所述透镜为窄角透镜。
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