CN101251706A - 一种光学模组、照相机及移动终端设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光学模组、照相机及移动终端设备，所述光学模组包括镜头、镜头驱动部件、驱动控制部件、振动传感器；所述振动传感器用于检测所述光学模组、照相机或移动终端设备的振动/抖动并将检测到的信号传递给所述驱动控制部件，所述驱动控制部件根据振动传感器的检测信号产生相应的振动/抖动补偿信号，并通过所述镜头驱动部件驱动所述镜头进行振动/抖动补偿运动。所述照相机及移动终端设备应用有上述光学模组。本发明不仅具有自动聚焦功能，同时增加了防振动功能，克服了光学模组、照相机或移动终端设备因振动/抖动所造成图像清晰度的影响。

Description

一种光学模组、照相机及移动终端设备
技术领域
本发明涉及光学系统，具体地说涉及一种光学模组，应用有该光学模组的照相机及移动终端设备。
背景技术
随着数码技术的不断发展，照相机的性能也在不断得到改善。为了使被拍摄物体能够在相机中形成清晰的图像，常常需要利用相机中的镜头致动器控制镜头的位置或移动镜头以完成良好的聚焦。目前，这一过程通常是由控制电路自动完成，因此，该功能被称为自动聚焦，其主要的关键在于能够控制镜头沿着镜头光轴方向移动从而改变镜头和摄像传感器间的距离。
目前流行的数码相机通常比较小巧，使用场合也更加随意，通常并无相应的三脚架等固定装置在拍摄时进行固定，从而不可避免地在进行拍摄时受到拍照者手部振动/抖动的影响，从而影响到图像的清晰度。虽然自动聚焦功能在大部分场合能够满足图像清晰度的要求，然而，在某些需要获得高清晰度图像的场合，仅有自动聚焦功能已经不足以满足需要。有必要对拍摄时的手部振动/抖动进行处理以取得更高的清晰度。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种光学模组、照相机及移动终端设备，提供了振动/抖动补偿，以获得更高的图像清晰度。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
一种光学模组，包括镜头、镜头驱动部件、驱动控制部件、振动传感器；所述振动传感器用于检测所述光学模组、照相机或移动终端设备的振动/抖动并将检测到的信号传递给所述驱动控制部件，所述驱动控制部件根据振动传感器的检测信号产生相应的振动/抖动补偿信号，并通过所述镜头驱动部件驱动所述镜头进行振动/抖动补偿运动。
其中，所述镜头驱动部件可为压电致动器、电致伸缩高分子致动器、超声波电机制动器或音圈马达致动器。
所述振动/抖动补偿运动包括相对于镜头光轴方向的上下、左右或前后线性运动或者转动。
本发明还公开了一种照相机，包括图像传感器和光学模组，所述光学模组包括镜头、镜头驱动部件、驱动控制部件、振动传感器；所述振动传感器用于检测所述光学模组或照相机的振动/抖动并将检测到的信号传递给所述驱动控制部件，所述驱动控制部件根据振动传感器的检测信号产生相应的振动/抖动补偿信号，并通过所述镜头驱动部件驱动所述镜头进行振动/抖动补偿运动；所述图像传感器用于获取由镜头输入的光学信号并转化为电信号。
所述的照相机，还包括布置在所述镜头驱动部件和所述图像传感器之间的隔垫。
所述的照相机，所述镜头驱动部件可为压电致动器、电致伸缩高分子致动器、超声波电机制动器或音圈马达致动器。
所述的照相机，所述振动/抖动补偿运动包括相对于镜头光轴方向的上下、左右或前后线性运动或者转动。
本发明还公开了一种移动终端设备，包括图像传感器和光学模组，所述光学模组包括镜头、镜头驱动部件、驱动控制部件、振动传感器；所述振动传感器用于检测所述光学模组或移动终端设备的振动/抖动并将检测到的信号传递给所述驱动控制部件，所述驱动控制部件用于根据振动传感器的检测信号产生相应的振动/抖动补偿信号，并通过所述镜头驱动部件驱动所述镜头进行振动/抖动补偿运动；所述图像传感器用于获取由镜头输入的光学信号并转化为电信号。
所述的移动终端设备，所述镜头驱动部件可为压电致动器、电致伸缩高分子致动器、超声波电机制动器或音圈马达致动器。
所述的移动终端设备，所述振动/抖动补偿运动包括相对于镜头光轴方向的上下、左右或前后线性运动或者转动。
与现有技术相比，本发明不仅具有自动聚焦功能，同时，通过传感器检测光学模组、照相机或移动终端设备的振动/抖动，镜头驱动部件通过计算处理得到相应的补偿信号，并根据补偿信号利用镜头驱动部件驱动镜头进行相应的振动/抖动补偿运动，从而克服了镜头的振动/抖动对图像清晰度的影响。
附图说明
图1是本发明具体实施方式的光学模组的系统框图；
图2是本发明具体实施方式的照相机的结构分解图；
图3-A是本发明具体实施方式的镜头成像光路示意图；
图3-B是本发明具体实施方式的相机振动时的光路示意图；
图3-C是本发明具体实施方式的振动补偿光路示意图；
图4是图3中各像点在图像传感器的图像捕捉面的相对位置示意图。
具体实施方式
下面对照附图并结合具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。
如图1所示，本发明具体实施方式的一种光学模组，包括有镜头、镜头驱动部件、驱动控制部件和振动传感器。其中，镜头用于采集外界图像的光信号。镜头驱动部件承载镜头，可以在控制信号的控制下，驱动镜头进行上下、左右或前后的线性运动或者转动。镜头驱动部件可以是压电器件致动器、电致伸缩高分子器件致动器、超声波电机致动器或音圈马达致动器，以各种有效的振动补偿方式驱动镜头以实现振动/抖动补偿。振动传感器可以检测镜头的振动/抖动，并将检测到的信号传递到驱动控制部件，可以是陀螺仪或加速度传感器。驱动控制部件为电子控制器件，例如微控制器(MCU)，其根据振动传感器检测到的镜头振动/抖动信号，计算得到相应的振动/抖动补偿信号，然后发出相应的控制信号，控制镜头驱动部件驱动镜头进行相应的振动/抖动补偿运动。
通过在一光学系统，例如数码相机中应用上述光学模组，可以使得该光学系统在自动聚焦(通常反映为镜头沿镜头光轴的前后运动)的基础上，得到对振动/抖动的补偿，从而有效地消除了振动/抖动的影响，提高了应用该光学系统进行拍摄时得到的图像的清晰度。
图2展示的是本发明具体实施方式的照相机的结构，主要包括有镜头1、镜头驱动部件2、隔垫3、图像传感器4、驱动控制部件5、PCB板(印刷电路板)6、振动传感器7和底座8。其中，PCB板6用于布置相关电路，例如用于获取由镜头采集的光信号并将光信号转化为电信号的图像传感器4、驱动控制部件5、振动传感器7，上述相关电路在PCB板6上的位置关系遵循通常的PCB元件布局的电气原则，这为本领域一般技术人员所熟知，在此不再叙述。PCB板6通过底座8支撑，镜头1被承载在镜头驱动部件2上，镜头驱动部件2被布置在使镜头光轴通过图像传感器4，在镜头驱动部件2和图像传感器4之间还布置有隔垫3，以给图像传感器4提供隔离保护。
图3-A、3-B、3-C和4显示了本发明光路补偿与不同情况下的像点位置。图中，1表示镜头，2表示图像传感器的图像捕捉面，3表示镜头的光轴线。可以看到，在图1显示的理想情况下，当镜头1处于椭圆实线代表的初始位置时，其光轴为图中水平实线3所示，位于光轴上的物点A将聚焦在图像捕捉面2上的B点。然而，由于振动/抖动导致镜头发生倾斜，如图2所示，光轴3将倾斜到虚线位置3′，物点A在图像捕捉面2上的成像点将落在B1点，从而导致物体成像不清晰。通过对镜头进行振动补偿，将镜头的倾斜进行纠正，光轴3恢复到虚线位置3″处，从而可以使物点A聚焦到图像捕捉面2上的B2点，如果精确地控制纠正幅度，就有可能使B2点回到B点，从而保证物体的成像清晰度。
本发明具体实施方式的光学模组，不仅可以应用于照相机，同样的，可以适用于其他提供照相/摄像功能的设备中，例如带摄像头的移动终端设备。由于镜头驱动部件所用器件的小型化特点，使得其非常适合用于数码相机和移动终端这些小巧的设备中。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种光学模组，其特征在于，包括镜头、镜头驱动部件、驱动控制部件、振动传感器；所述振动传感器用于检测所述光学模组、照相机或移动终端设备的振动/抖动并将检测到的信号传递给所述驱动控制部件，所述驱动控制部件根据振动传感器的检测信号产生相应的振动/抖动补偿信号，并通过所述镜头驱动部件驱动所述镜头进行振动/抖动补偿运动。
2.如权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述镜头驱动部件可为压电致动器、电致伸缩高分子致动器、超声波电机制动器或音圈马达致动器。
3.如权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述振动/抖动补偿运动包括相对于镜头光轴方向的上下、左右或前后线性运动或者转动。
4.一种照相机，包括图像传感器和光学模组，其特征在于，所述光学模组包括镜头、镜头驱动部件、驱动控制部件、振动传感器；所述振动传感器用于检测所述光学模组或照相机的振动/抖动并将检测到的信号传递给所述驱动控制部件，所述驱动控制部件根据振动传感器的检测信号产生相应的振动/抖动补偿信号，并通过所述镜头驱动部件驱动所述镜头进行振动/抖动补偿运动；所述图像传感器用于获取由镜头输入的光学信号并转化为电信号。
5.如权利要求4所述的照相机，其特征在于，还包括布置在所述镜头驱动部件和所述图像传感器之间的隔垫。
6.如权利要求4或5所述的照相机，其特征在于，所述镜头驱动部件可为压电致动器、电致伸缩高分子致动器、超声波电机制动器或音圈马达致动器。
7.如权利要求4或5所述的照相机，其特征在于，所述振动/抖动补偿运动包括相对于镜头光轴方向的上下、左右或前后线性运动或者转动。
8.一种移动终端设备，包括图像传感器和光学模组，其特征在于，所述光学模组包括镜头、镜头驱动部件、驱动控制部件、振动传感器；所述振动传感器用于检测所述光学模组或移动终端设备的振动/抖动并将检测到的信号传递给所述驱动控制部件，所述驱动控制部件用于根据振动传感器的检测信号产生相应的振动/抖动补偿信号，并通过所述镜头驱动部件驱动所述镜头进行振动/抖动补偿运动；所述图像传感器用于获取由镜头输入的光学信号并转化为电信号。
9.如权利要求8所述的移动终端设备，其特征在于，所述镜头驱动部件可为压电致动器、电致伸缩高分子致动器、超声波电机制动器或音圈马达致动器。
10.如权利要求8所述的移动终端设备，其特征在于，所述振动/抖动补偿运动包括相对于镜头光轴方向的上下、左右或前后线性运动或者转动。
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