CN1760745A - 用于相机透镜组件的光学图像稳定器 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于相机透镜组件的光学图像稳定器,包括:壳体;可移动地设置在壳体中的板,所述板和所述壳体彼此分开;设置在板上的图像传感器,用于将所输入的图像信息变换为电信号;用于支撑板的多个接线框,其中每个接线框的两端分别连接到壳体和板;以及驱动单元,用于根据用户手的颤动程度通过移动板而矫正图像传感器的位置。图像传感器被安装的驱动单元基本位于与板自身相同的表面上,由此允许相机透镜组件尺寸减小。

Description

用于相机透镜组件的光学图像稳定器
技术领域
本发明涉及相机装置,具体而言涉及用于相机透镜组件的光学图像稳定器。
背景技术
如本领域所公知,两种类型的二维传感器,即CCD(电荷耦合器件)传感器和CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器被用于对动态和静态图像进行摄影。特别是,CCD传感器与CMOS传感器相比就图像质量而言提供良好的特性。但是,CCD传感器具有消耗功率较高和结构复杂的缺点。这样,CMOS图像传感器在市场上更为流行。
近来,对改良CMOS传感器的图像质量进行了许多尝试。图像传感器随着数码相机的使用获得流行后得到了改良。现在,很容易找到设有相机装置的诸如手机的便携终端。当使用这样的图像传感器对移动的图像进行摄像时,由于外部原因(例如用户的手颤抖和相机在车辆上移动)所导致的相机的颤抖的缘故,不稳定的图像经常被摄取。为了解决这个问题,具有运动检测器和运动补偿器的光学图像稳定器并入了相机中。
对于运动的检测器,通过Gyro传感器等预测装置运动的方法以及通过处理图像信号而在每帧检测图像的被移动部分的方法被使用。这样,就可以解决不稳定图像的问题,并且这样可以基于使用折射透镜(有源棱镜)的运动相关的信息或者控制图像传感器的输入位置而获得清晰的图像,所述折射透镜可选地折射入射光。
图1是根据现有技术的相机透镜组件的透视图。如图所示,相机透镜组件包括用于通过控制图像传感器101的输入位置而解决不稳定图像的光学图像稳定器100。光学图像稳定器100设有用于分别在图像传感器101的前表面和后表面上沿第一方向X和第二方向Y驱动图像传感器101的台阶102、103,这样图像传感器101的输入位置可以被控制。
台阶102、103包括可固定台阶102和可移动台阶103。
可固定台阶102设有在两侧上彼此相向的一对第一引导件121,两个引导件121在第一方向X上平行于彼此而延伸。可移动台阶103被连接到第一引导件121,其方式使得允许第一引导件121进行线性运动,由此在第一方向X上线性往复运动。
可移动台阶103设有在两侧上朝向彼此的一对第二引导件131,两个引导件131平行于彼此在第二方向Y上延伸。第二方向Y垂直于第一方向X。图像传感器101连接到第二引导件131,其方式使得允许在第二引导件131上线性运动,由此在第二方向Y上线性往复运动。
在操作中,可移动台阶103在第二方向X上移动,图像传感器101也在第一方向X上移动,并且图像传感器101同时在可移动台阶103上在第二方向Y上移动。这样,光学图像稳定器100具有包括一对设置在图像传感器101的两侧上的结构,这样图像传感器101可以根据用户手的颤动而在两个方向上移动。
但是,如上所述,用于相机透镜组件的传统的光学图像稳定器在图像传感器的两个表面上具有两个台阶,这样阻止了相机透镜组件的尺寸的进一步减小。因此,难于将相机透镜组件安装到提供安装额外的元件(例如便携终端)的空间的产品上。
发明内容
因此,本发明通过提供能够减小设有相机透镜组件的产品的尺寸的光学图像稳定器,用于解决上述出现在现有技术中的问题并提供额外的优点。
根据本发明的一方面,提供了一种用于相机透镜组件的光学图像稳定器,包括:壳体;可移动地设置在壳体中的板,所述板和所述壳体彼此分开;设置在板上的图像传感器,用于将所输入的图像信息变换为电信号;用于支撑板的多个接线框,其中每个接线框的两端分别连接到壳体和板;以及驱动单元,用于根据用户手的颤动程度通过移动板而矫正图像传感器的位置。
附图说明
本发明的上述特征和优点将从下述说明和描述并结合附图而变得显而易见,其中:
图1是根据现有技术的相机透镜组件的一部分的透视图;
图2是根据本发明的实施例设有光学图像稳定器的相机透镜组件的透视图;
图3是图2中所示的包括在相机透镜组件中的光学图像稳定器的透视图;
图4是如图3所示的光学图像稳定器的驱动单元的主视图;
图5是如图3所示的光学图像稳定器的驱动单元的横向侧视图;
图6是包括在如图3所示的光学图像稳定器中的板的底部表面的平面视图;以及
图7是说明如图3所示的光学图像稳定器的操作的示意图。
具体实施方式
此后,将参照附图描述本发明的实施例。为了说明简洁和简化的目的,公知的功能和结构的详细说明将被省略,因为这将使得本发明的主题变得不清楚。
参照图2、3,相机透镜组件20的光学图像稳定器200被设置在壳体21内。光学图像稳定器200用于根据用户的手颤动而矫正图像传感器213的位置。相机透镜组件20具有:壳体21,所述壳体21具有上壳体21a和下壳体21b;和其中至少一个透镜(未示出)被容纳的光管22。光管22从上壳体21a延伸并在终端表面上具有曝光窗口23。包括图像传感器213等的光学图像稳定器200容纳在壳体21内。
相机透镜组件20的光学图像稳定器200被设置在下壳体21b中,并包括板211、图像传感器213、接线框217和驱动单元202、203。
板211朝向下框架21b的内表面,同时从其分开。板211是平板,并通过接线框217所支撑,这样其可以在下框架21b内在有限的范围内移动。
图像传感器213可以直接安装到板211上。可选地,图像传感器213可以设置在图像传感器封装215上以形成集成芯片,然后芯片被安装到板211上。图像传感器213被用于将通过曝光窗口23输入的图像信息变换为电信号,并且可以是CCD或者CMOS传感器。
图像传感器213可以通过从板211延伸的可变形印刷电路299连接到相机或者便携终端的主电路装置。
每个接线框217支撑板211,方式是接线框的两端被分别固定到下壳体21b和板211。接线框217由碳钢线所制造并具有字母“U”形状。接线框217的两端通过环氧粘合剂被分别固定到下框架21b和板211。多个接线框217支撑板211。优选地使用接线框支撑四个支撑板211的每个拐角。
尽管上述实施例中的接线框217由碳钢所制造并且接线框的两端被固定到下壳体21b和板211,注意到接线框217的材料和设置可以根据需要被普通技术人员所适当选择。例如,接线框217可以由不锈钢等所制造,并且从接线框的两端的任一个可以被固定到上框架21a或者相机透镜组件20中的光管22。
驱动单元202、203根据用户手的颤动程度通过移动板211而矫正图像传感器213的位置。
参照图4和5,驱动单元202、203包括用于在第一方向X上移动板211的第一驱动单元202和用于在第二方向Y上移动板211的第二驱动单元203。第一和第二驱动单元202、203具有相同的结构,但是只是在移动的方向上不同。第一方向X指的是与板211的一个表面相平行延伸的方向,第二方向Y指的是垂直于第一方向X并且在与板211的一个表面相平行延伸的方向。
每个第一和第二驱动单元202、203包括驱动元件221、第一和第二支撑件223、229,以及第一和第二连杆225,227。由于第一和第二驱动单元202、203具有相同的结构,将只详细参照第一驱动单元202的结构和操作以免赘述。
在操作中,驱动元件221根据用户手的颤动程度而振动,并可以由超声电机、压电元件、步进电机等所形成。驱动元件221被连接到板211以产生驱动功率用于驱动板211。这样当第一驱动单元202的驱动元件操作时,板211在第一方向X上移动。相似地,当第二驱动单元203的驱动元件操作时,板211在第二方向Y上移动。
第一支撑件223被设置的方式使得其可以根据驱动元件221的振动在与板211水平的方向上在板211上线性移动。第一支撑件223从驱动元件221在第一方向X上延伸。这样,板211和第一支撑件223相对彼此往复运动以及沿着第一方向X线性移动,同时第一支撑件223引导板211的线性往复运动。
第二支撑件229被固定到下壳体21b上。彼此相向并在下壳体21b的内表面上延伸的一对支撑肋230支撑第二支撑件229的两端。
第一连杆225在其一端可旋转地连接到第一支撑件223,并且第一连杆225的剩余一端可旋转地连接到第二连杆227的一端,同时第二连杆227的剩余一端可旋转地连接到第二支撑件229。
由于第一连杆225和第二连杆227用第二支撑件229连接第一支撑件223,板211可以在垂直于第一方向X的方向上移动。换言之,板211可以在第二方向Y上水平地移动。因此,第一驱动单元202的第一和第二连杆225、227便于板211在第二方向Y上的水平运动。
此后,根据驱动单元202、203的运动的板211的运动将在后面详细说明。
首先,当第一驱动单元202的驱动元件221振动时,板211在第一方向X上移动。特别地,当第一驱动单元202的驱动元件221振动时,板211相对第一支撑件223以及沿着第一方向X水平地移动。具体而言,第一驱动单元202的第一支撑件223在第一方向X上引导板211的水平运动。同时,第二驱动单元203的第一和第二连杆225、227旋转以根据板211在第一方向X上的水平运动彼此靠近或者彼此分开,由此便于板211在第一方向X上的水平运动。
相似地,当第二驱动单元203的驱动元件221振动时,板211根据板211的线性往复运动的出现相对第二驱动单元203的第一支撑件223移动。特别地,第一驱动单元202的第二连杆225、227的旋转便于板211在第二方向Y上的水平运动。
光学图像稳定器200还包括用于检测板211的位置中的相对改变的单元。
参照图6、7,光学图像稳定器200包括用于检测用户手的颤动的角向速度传感器205以及用于检测板211的位置中的相对改变的位置检测器204。
角向速度传感器205被设置在壳体21或者相机主体中以检测用户手的颤动。
包括发光二极管241、243和光电二极管245的位置检测器204被设置在板211和下壳体21b上以检测板211的位置中的相对改变。一对发光二极管241、243被连接到板211的底部表面上以朝向下壳体21b的内表面。光电二极管245在对应发光二极管241、243的位置上被连接到下壳体21b的内表面上。特别地,从发光二极管241、243所发射的光可以通过光电二极管245所检测。具体而言,当板211沿着第一方向X或者第二方向Y水平地移动时,就可以根据通过光电二极管245所检测的光量而检测板211的位置中的相对改变。
包括从角速度传感器205和位置检测器204所检测的颤抖程度以及板211的位置的相对改变的数据被输入到控制器206,然后用于产生操作驱动单元202、203的信号。特别地,一旦从角速度传感器205和位置检测器204所检测的数据被供给到微控制器261,微控制器206基于从角速度传感器205和位置检测器204所检测的数据计算板211必须移动的量,并且也将所计算的值供给到驱动电路263以驱动所述驱动单元202、203,这样驱动单元202、203可以被操作。
如上所述,根据本发明的相机透镜组件用的光学图像传感器,用于驱动图像传感器被安装到其上的板的驱动单元,或者驱动图像传感器封装基本出现在与板自身相同的表面上。因此,光学图像稳定器可以减小相机透镜组件的尺寸。此外,由于这样尺寸减小的相机透镜组件被很容易安装到相机或者便携终端上,这就可以实现不同的相机或者便携终端的设计。此外,具有这样简单结构的相机透镜组件可以提高诸如相机或者便携终端的产品的稳定性或者可靠性。
尽管对本发明的优选实施例进行了说明,但是普通技术人员可以理解,在不背离本发明的精神和实质的情况下,可以对本发明进行修改,其范围由权利要求书及其等同限定。

Claims (11)

1.一种用于相机透镜组件的光学图像稳定器,包括:
壳体;
可移动地设置在壳体中的板;
设置在板上的图像传感器,用于将所输入的图像信息变换为电信号;
用于支撑板的多个接线框,其中每个接线框的两端分别连接到壳体和板;以及
驱动单元,用于根据用户手的颤动程度通过移动板来矫正图像传感器的位置。
2.根据权利要求1所述的光学图像稳定器,其特征在于,接线框支撑板的四个位置并且每个具有U形形状。
3.根据权利要求1所述的光学图像稳定器,其特征在于,接线框由碳钢材料所制造。
4.根据权利要求1所述的光学图像稳定器,其特征在于,接线框的两端通过环氧粘合剂分别固定到壳体和板。
5.根据权利要求1所述的光学图像稳定器,其特征在于,所述驱动单元包括:
第一驱动单元,用于相对壳体在第一方向上线性地往复运动所述板;以及
第二驱动单元,用于相对壳体在第二方向上线性地往复运动所述板。
6.根据权利要求5所述的光学图像稳定器,其特征在于,所述板具有扁平平面形状,所述第一方向水平地延伸到板的一个表面,第二方向垂直于第一方向延伸到并水平地延伸到板的一个表面。
7.根据权利要求5所述的光学图像稳定器,其特征在于,每个第一和第二驱动单元包括:
连接到板上的驱动元件;
第一支撑件,所述第一支撑件从驱动元件延伸并在与板水平的方向上在板上线性地往复运动;
第二支撑件,所述第二支撑件与第一支撑件相平行地设置在壳体上;
第一连杆,所述第一连杆可旋转地连接到第一支撑件;以及
第二连杆,所述第二连杆在其一端可旋转地连接到第一连杆,并在另外一端可旋转地连接到第二支撑件。
8.根据权利要求5所述的光学图像稳定器,其特征在于,还包括:
设置在相机上的角向速度传感器,用于测量第一方向和第二方向的每个的角向速度的改变和检测用户手的颤动程度,所述相机设有相机透镜组件;
位置检测器,用于检测壳体相对板的位置,所述位置检测器包括设置在壳体上的光电二极管和设置在板上对应于光电二极管的位置的发光二极管;以及
控制器,用于根据通过角向速度传感器所检测的用户的手的颤动程度和通过位置检测器所检测的板相对壳体的位置而操作驱动单元。
9.根据权利要求7所述的光学图像稳定器,其特征在于,所述驱动元件是超声电机。
10.根据权利要求7所述的光学图像稳定器,其特征在于,所述驱动元件是压电元件。
11.根据权利要求7所述的光学图像稳定器,其特征在于,所述驱动元件是步进电机。
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