CN114390177A - 一种超分辨率成像装置及电子产品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种超分辨率成像装置，包括镜头、驱动电机、马达组件和图像传感器，利用镜头收集被拍摄物体反射光，反射光穿过红外滤光片，投射到图像传感器上。在镜头和图像传感器之间设置了马达组件，马达组件包括基座、载体、悬吊弹片和红外滤光片，载体固定于悬吊弹片上，红外滤光片与载体相连，基座连接有磁铁，载体连接有线圈，装置通电后，磁铁与线圈相配合产生洛伦兹力，载体能够分别绕悬吊弹片X轴、Y轴偏转，继而带动红外滤光片发生倾斜偏转，穿过红外滤光片投射到图像传感器上的光线也相应地发生偏移，达到多帧图像的收集，实现超分辨率的效果。本发明还提供一种电子产品，无需增加摄像头的数量，即可实现超分辨率，降低产品生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及成像设备及其周边配套设施技术领域，特别是涉及一种超分辨率成像装置及电子产品。
背景技术
目前，随着科技的发展，人们对手机拍摄照片清晰度的效果提出了更高的需求。现在市场上的手机或其他具有摄像功能的电子产品中，超分辨率成像装置存在解析度及稳定性差等问题，需要通过增加摄像头数量来提高拍摄的清晰度，同时成像的分辨率由图像传感器的像素数量决定，不仅增大了产品体积影响了产品美观性，还提高了产品生产和使用成本。
因此，如何改变现有技术中，超分辨率成像装置依靠增加摄像头数量提高拍摄清晰度的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种超分辨率成像装置及电子产品，以解决上述现有技术存在的问题，提高成像系统的分辨率，降低电子产品的生产成本。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种超分辨率成像装置，包括：
镜头，所述镜头包括透镜；
驱动电机，所述驱动电机与所述镜头相连，所述驱动电机能够带动所述镜头往复运动；
马达组件，所述马达组件包括基座、载体、悬吊弹片和红外滤光片，所述悬吊弹片包括相连的主体框架和弹力框架，所述主体框架能够相对于所述弹力框架运动，所述弹力框架与所述基座相连，所述主体框架与所述载体相连，所述红外滤光片固定于所述载体上，所述基座内设置有磁铁，所述载体设置有与所述磁铁相匹配的线圈，所述磁铁设置于所述基座的相邻且相互垂直的两侧边上，所述线圈与所述磁铁的数量均为两组且一一对应；所述基座以及所述载体均分别具有与所述透镜相匹配的透光孔；
图像传感器，所述图像传感器设置于所述马达组件远离所述驱动电机的一侧，所述悬吊弹片与所述图像传感器之间具有间隙，穿过所述镜头以及所述红外滤光片的光线能够投射到所述图像传感器上。
优选地，所述弹力框架设置于所述主体框架的外部且二者之间具有间隙；所述弹力框架包括连接臂和支撑臂，所述连接臂连接所述支撑臂与所述主体框架。
优选地，所述主体框架为矩形，所述连接臂具有弯折结构，所述连接臂的一端与所述主体框架相连，所述连接臂的另一端连接所述支撑臂，所述支撑臂的数量为四个，四个所述支撑臂的连线为矩形，且所述支撑臂围成的矩形与所述主体框架同轴设置。
优选地，所述基座靠近所述悬吊弹片的一侧具有定位柱，所述支撑臂具有与所述定位柱相适配的定位孔，所述定位柱与所述定位孔相配合能够固定所述基座与所述悬吊弹片的相对位置。
优选地，所述载体具有定位块，所述定位块能够伸入所述悬吊弹片与所述基座之间的缝隙，且所述定位块能够固定所述主体框架以及所述悬吊弹片之间的相对位置；所述定位块的数量为四个，四个所述定位块的连线呈矩形；所述红外滤光片设置于所述载体远离所述悬吊弹片的一侧。
优选地，所述马达组件还连接有焊盘和柔性电路板，所述焊盘固定于所述基座上，所述焊盘具有引脚，所述引脚与所述线圈相连，所述焊盘利用电子元器件与所述柔性电路板相连，所述柔性电路板位于所述图像传感器远离所述马达组件的一侧；所述基座朝向所述镜头的一侧具有与所述焊盘相适配的凹槽，所述焊盘设置于所述凹槽内；所述基座还具有能够容纳所述磁铁以及所述线圈的定位槽，所述磁铁固定于所述定位槽内。
优选地，所述红外滤光片具有丝网印刷图案，所述丝网印刷图案用于吸收及过滤光线。
优选地，所述红外滤光片能够相对于所述马达组件的轴线发生偏转，所述红外滤光片的偏转角度范围为0-1°。
优选地，所述镜头与所述驱动电机螺纹连接，所述驱动电机为音圈电机，所述图像传感器为SENSOR图像传感器。
本发明还提供一种电子产品，包含上述的超分辨率成像装置。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明的超分辨率成像装置，包括镜头、驱动电机、马达组件和图像传感器，其中，镜头包括透镜；驱动电机与镜头相连，驱动电机能够带动镜头往复运动；马达组件包括基座、载体、悬吊弹片和红外滤光片，悬吊弹片包括相连的主体框架和弹力框架，主体框架能够相对于弹力框架运动，弹力框架与基座相连，主体框架与载体相连，红外滤光片固定于载体上，基座内设置有磁铁，载体设置有与磁铁相匹配的线圈，磁铁设置于基座的相邻且相互垂直的两侧边上，线圈与磁铁的数量均为两组且一一对应；基座以及载体均分别具有与透镜相匹配的透光孔；图像传感器设置于马达组件远离驱动电机的一侧，悬吊弹片与图像传感器之间具有间隙，穿过镜头以及红外滤光片的光线能够投射到图像传感器上。
本发明的超分辨率成像装置，利用镜头收集被拍摄物体反射光，反射光穿过红外滤光片，投射到图像传感器上。本发明在镜头和图像传感器之间设置了马达组件，马达组件包括基座、载体、悬吊弹片和红外滤光片，基座为悬吊弹片提供了安装基础，载体固定于悬吊弹片上，红外滤光片与载体相连，基座连接有磁铁，载体连接有线圈，装置通电后，磁铁与线圈相配合产生洛伦兹力，磁铁位于基座的相互垂直的两侧边，在洛伦兹力的作用下，载体能够分别绕悬吊弹片X轴、Y轴偏转，继而带动红外滤光片发生倾斜偏转，悬吊弹片包括主体框架和弹力框架，为载体相对于基座发生相对运动提供了便利条件，穿过红外滤光片投射到图像传感器上的光线也相应地发生偏移，光束偏移了二分之一个像素点或者一个像素点的距离，得到左上、右上、右下和左下四个不同的图像，通过四次采集图像的叠加，达到多帧图像的收集，最后合成图像或者连续视频，实现超分辨率的效果。本发明还提供一种包含上述超分辨率成像装置的电子产品，无需增加摄像头的数量，即可实现超分辨率，降低产品生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的超分辨率成像装置的结构示意图；
图2为本发明的超分辨率成像装置的拆解示意图；
图3为本发明的超分辨率成像装置的剖切结构示意图；
图4为本发明的超分辨率成像装置的马达组件的结构示意图；
图5为本发明的超分辨率成像装置的镜头的结构示意图；
图6为本发明的超分辨率成像装置的驱动电机的结构示意图；
图7为本发明的超分辨率成像装置的焊盘的结构示意图；
图8为本发明的超分辨率成像装置的基座的结构示意图；
图9为本发明的超分辨率成像装置的载体的结构示意图；
图10为本发明的超分辨率成像装置的悬吊弹片结构示意图；
图11为本发明的超分辨率成像装置的悬吊弹片实施例中的结构示意图。其中，1为镜头，2为驱动电机，3为图像传感器，4为基座，401为定位柱，402为凹槽，403为定位槽，5为载体，501为定位块，502为线圈固定块，6为悬吊弹片，601为主体框架，602为弹力框架，603为连接臂，604为支撑臂，605为定位孔，7为红外滤光片，8为磁铁，9为线圈，10为透光孔，11为焊盘，1101为引脚，12为柔性电路板，13为电子元器件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种超分辨率成像装置及电子产品，以解决上述现有技术存在的问题，提高成像系统的分辨率，降低电子产品的生产成本。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
请参考图1-11，其中，图1为本发明的超分辨率成像装置的结构示意图，图2为本发明的超分辨率成像装置的拆解示意图，图3为本发明的超分辨率成像装置的剖切结构示意图，图4为本发明的超分辨率成像装置的马达组件的结构示意图，图5为本发明的超分辨率成像装置的镜头的结构示意图，图6为本发明的超分辨率成像装置的驱动电机的结构示意图，图7为本发明的超分辨率成像装置的焊盘的结构示意图，图8为本发明的超分辨率成像装置的基座的结构示意图，图9为本发明的超分辨率成像装置的载体的结构示意图，图10为本发明的超分辨率成像装置的悬吊弹片结构示意图，图11为本发明的超分辨率成像装置的悬吊弹片实施例中的结构示意图。
本发明提供一种超分辨率成像装置，包括镜头1、驱动电机2、马达组件和图像传感器3，其中，镜头1包括透镜；驱动电机2与镜头1相连，驱动电机2能够带动镜头1往复运动；马达组件包括基座4、载体5、悬吊弹片6和红外滤光片7，悬吊弹片6包括相连的主体框架601和弹力框架602，主体框架601能够相对于弹力框架602运动，弹力框架602与基座4相连，主体框架601与载体5相连，红外滤光片7固定于载体5上，基座4内设置有磁铁8，载体5设置有与磁铁8相匹配的线圈9，磁铁8设置于基座4的相邻且相互垂直的两侧边上，线圈9与磁铁8的数量均为两组且一一对应；基座4以及载体5均分别具有与透镜相匹配的透光孔10；图像传感器3设置于马达组件远离驱动电机2的一侧，悬吊弹片6与图像传感器3之间具有间隙，穿过镜头1以及红外滤光片7的光线能够投射到图像传感器3上。本发明的超分辨率成像装置，线圈质量较小，有利于装置省电节能，且运动部件无磁性，避免被外界磁场或磁铁干扰，提高了装置的可靠性。
本发明的超分辨率成像装置，利用镜头1收集被拍摄物体反射光，反射光穿过红外滤光片7，投射到图像传感器3上。本发明在镜头1和图像传感器3之间设置了马达组件，马达组件包括基座4、载体5、悬吊弹片6和红外滤光片7，基座4为悬吊弹片6提供了安装基础，载体5固定于悬吊弹片6上，红外滤光片7与载体5相连，基座4连接有磁铁8，载体5连接有线圈9，装置通电后，磁铁8与线圈9相配合产生洛伦兹力，磁铁8位于基座4的相互垂直的两侧边，在洛伦兹力的作用下，载体5能够分别绕悬吊弹片6的X轴、Y轴偏转，继而带动红外滤光片7发生倾斜偏转，悬吊弹片6包括主体框架601和弹力框架602，为载体5相对于基座4发生相对运动提供了便利条件，穿过红外滤光片7投射到图像传感器3上的光线也相应地发生偏移(也可以用作OIS防抖)，光束偏移了二分之一个像素点或者一个像素点的距离，得到左上、右上、右下和左下四个不同的图像，通过四次采集图像的叠加，达到多帧图像的收集，最后合成图像或者连续视频，实现超分辨率的效果。另外，本发明的超分辨率成像装置，结构紧凑，占用空间小，且无需增加摄像头的数量即可实现超分辨率，提高了产品美观性，降低了产品生产成本。
其中，弹力框架602设置于主体框架601的外部且二者之间具有间隙，弹力框架602包括连接臂603和支撑臂604，连接臂603连接支撑臂604与主体框架601；主体框架601为矩形，连接臂603具有弯折结构，连接臂603的一端与主体框架601相连，连接臂603的另一端连接支撑臂604，主体框架601为矩形，弹力框架602利用连接臂603与主体框架601相连，减少连接面积，避免影响悬吊弹片6产生形变，连接臂603的弯折结构增强了悬吊弹片6的弹性。支撑臂604的数量为四个，四个支撑臂604的连线为矩形，且支撑臂604围成的矩形与主体框架601同轴设置。在本具体实施方式中，悬吊弹片6采用铜或不锈钢材质制成，采用冲制或蚀刻加工制成，加工精度可达±0.02mm。当马达组件通电时，线圈9绕悬吊弹片6的X、Y轴线偏转(先绕X(Y)偏转偏转后绕Y(X)轴偏转)，固定在悬吊弹片6上的载体5以及固定在载体5上的红外滤光片7也随之偏转。当马达组件断电时，悬吊弹片6由于弹力的作用恢复形变。
基座4靠近悬吊弹片6的一侧具有定位柱401，支撑臂604具有与定位柱401相适配的定位孔605，定位柱401与定位孔605相配合能够固定基座4与悬吊弹片6的相对位置。利用定位柱401和定位孔605实现悬吊弹片6与基座4相连，提高了连接定位精度；定位柱401和定位孔605的数量为四组，定位柱401和定位孔605的连线均为矩形，设置在四角，避免影响其他零部件安装以及光束正常穿过。
载体5具有定位块501，定位块501能够伸入悬吊弹片6与基座4之间的缝隙，且定位块501能够固定主体框架601以及悬吊弹片6之间的相对位置，以实现载体5与主体框架601相连；定位块501的数量为四个，四个定位块501的连线呈矩形，提高载体5以及主体框架601的受力均匀性，从而提高载体5的运动可靠性；红外滤光片7设置于载体5远离悬吊弹片6的一侧。与此同时，载体5还具有线圈9固定块502，方便载体5与线圈9相连，提高线圈9的稳定性，有效避免线圈9错位，提高线圈9的运动稳定性和可靠性。
更具体地，马达组件还连接有焊盘11和柔性电路板12，焊盘11固定于基座4上，焊盘11为L形板状结构，焊盘11具有引脚1101，引脚1101弯曲设置于焊盘11的一侧边，引脚1101与线圈9相连，焊盘11利用电子元器件13与柔性电路板12相连，柔性电路板12位于图像传感器3远离马达组件的一侧，焊盘11为线圈9与装置内电路连接提供了便利条件，且合理设置焊盘11结构，提高了装置内空间利用率；基座4朝向镜头1的一侧具有与焊盘11相适配的凹槽402，焊盘11设置于凹槽402内；基座4还具有能够容纳磁铁8以及线圈9的定位槽403，磁铁8固定于定位槽403内，提高了装置的定位以及装配便捷性，相应地，在本具体实施方式中，基座4与驱动电机2之间同样设置定位元件，方便拆装。
进一步地，红外滤光片7具有丝网印刷图案，丝网印刷图案的开窗区域与图像传感器3的成像区域范围一致，能够减少图像传感器3周围金线对光线的反射。
在本发明的其他具体实施方式中，基座4与载体5叠加设置，避免了杂光直射到图像传感器3上，同时起到防尘的作用，简化了装置结构，降低了装置的生产成本。
还需要说明的是，镜头1与驱动电机2螺纹连接，连接紧固，拆装方便，驱动电机2为音圈电机，可用于调整镜头1焦距，图像传感器3为SENSOR图像传感器，将镜头1收集的光信号转换成电信号。
本发明还提供一种电子产品，包含上述的超分辨率成像装置，在不增加摄像头的前提下即可实现超分辨率效果，且装置内部无需设置防尘垫片，提高了空间利用率以及电子产品结构紧凑性，降低了产品生产成本。
本发明的超分辨率成像装置，装置通电后，磁铁8与线圈9相配合产生洛伦兹力，磁铁8固定在基座4内部相互垂直的两侧边不动，在洛伦兹力的作用下，线圈9绕悬吊弹片6所具有的X、Y轴偏转，继而带动红外滤光片7发生倾斜偏转，使穿过红外滤光片7投射到图像传感器3上的光线也相应地发生偏移，光束偏移二分之一个像素点或者一个像素点的距离，得到左上、右上、右下和左下四个不同的图像，通过四次采集图像的叠加，达到多帧图像的收集，最后合成图像或者连续视频，实现超分辨率的效果。此处需要说明的是，悬吊弹片6分别绕X轴、Y轴偏转一定角度，在本具体实施方式中，偏转角度为0-1°，在实际应用中，还可以根据实际需要确定偏转角度。
需要解释说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接或活动连接，也可以是可拆卸连接或不可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通、间接连通或两个元件的相互作用关系。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种超分辨率成像装置，其特征在于，包括：
镜头，所述镜头包括透镜；
驱动电机，所述驱动电机与所述镜头相连，所述驱动电机能够带动所述镜头往复运动；
马达组件，所述马达组件包括基座、载体、悬吊弹片和红外滤光片，所述悬吊弹片包括相连的主体框架和弹力框架，所述主体框架能够相对于所述弹力框架运动，所述弹力框架与所述基座相连，所述主体框架与所述载体相连，所述红外滤光片固定于所述载体上，所述基座内设置有磁铁，所述载体设置有与所述磁铁相匹配的线圈，所述磁铁设置于所述基座的相邻且相互垂直的两侧边上，所述线圈与所述磁铁的数量均为两组且一一对应；所述基座以及所述载体均分别具有与所述透镜相匹配的透光孔；
图像传感器，所述图像传感器设置于所述马达组件远离所述驱动电机的一侧，所述悬吊弹片与所述图像传感器之间具有间隙，穿过所述镜头以及所述红外滤光片的光线能够投射到所述图像传感器上。
2.根据权利要求1所述的超分辨率成像装置，其特征在于：所述弹力框架设置于所述主体框架的外部且二者之间具有间隙；所述弹力框架包括连接臂和支撑臂，所述连接臂连接所述支撑臂与所述主体框架。
3.根据权利要求2所述的超分辨率成像装置，其特征在于：所述主体框架为矩形，所述连接臂具有弯折结构，所述连接臂的一端与所述主体框架相连，所述连接臂的另一端连接所述支撑臂，所述支撑臂的数量为四个，四个所述支撑臂的连线为矩形，且所述支撑臂围成的矩形与所述主体框架同轴设置。
4.根据权利要求2所述的超分辨率成像装置，其特征在于：所述基座靠近所述悬吊弹片的一侧具有定位柱，所述支撑臂具有与所述定位柱相适配的定位孔，所述定位柱与所述定位孔相配合能够固定所述基座与所述悬吊弹片的相对位置。
5.根据权利要求3所述的超分辨率成像装置，其特征在于：所述载体具有定位块，所述定位块能够伸入所述悬吊弹片与所述基座之间的缝隙，且所述定位块能够固定所述主体框架以及所述悬吊弹片之间的相对位置；所述定位块的数量为四个，四个所述定位块的连线呈矩形；所述红外滤光片设置于所述载体远离所述悬吊弹片的一侧。
6.根据权利要求1所述的超分辨率成像装置，其特征在于：所述马达组件还连接有焊盘和柔性电路板，所述焊盘固定于所述基座上，所述焊盘具有引脚，所述引脚与所述线圈相连，所述焊盘利用电子元器件与所述柔性电路板相连，所述柔性电路板位于所述图像传感器远离所述马达组件的一侧；所述基座朝向所述镜头的一侧具有与所述焊盘相适配的凹槽，所述焊盘设置于所述凹槽内；所述基座还具有能够容纳所述磁铁以及所述线圈的定位槽，所述磁铁固定于所述定位槽内。
7.根据权利要求1所述的超分辨率成像装置，其特征在于：所述红外滤光片具有丝网印刷图案，所述丝网印刷图案用于吸收及过滤光线。
8.根据权利要求1所述的超分辨率成像装置，其特征在于：所述红外滤光片能够相对于所述马达组件的轴线发生偏转，所述红外滤光片的偏转角度范围为0-1°。
9.根据权利要求1所述的超分辨率成像装置，其特征在于：所述镜头与所述驱动电机螺纹连接，所述驱动电机为音圈电机，所述图像传感器为SENSOR图像传感器。
10.一种电子产品，其特征在于：包含权利要求1-9任一项所述的超分辨率成像装置。
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