CN101840127B - 防震相机 - Google Patents

Abstract

一种防震相机，包括相机壳体、相机模组、运动感测器和驱动模块。所述相机壳体具有一个收容空间，用于收容所述相机模组、运动感测器及驱动模块。所述相机模组挠性连接于所述相机壳体。所述运动感测器固设于所述相机壳体或相机模组，用于感测相机壳体或相机模组的运动。所述驱动模块与所述运动感测器连接，用于根据运动感测器的感测结果驱动相机模组相对于相机壳体运动以避免图像抖动。

Description

防震相机

技术领域

本发明涉及一种防震相机，尤其涉及一种可校正震动对拍摄影像质量影响的防震相机。

背景技术

随着光学成像技术的发展，镜头模组在各种成像装置如数码相机、摄像机中得到广泛的应用，具体可参见Rahul Swaminathan等人发表于IEEE Transactions on Pattern Analysisand Machine Intelligence，Vol.22，No.10，October 2000中的文献Nonmetriccalibration of wide-angle lenses and polycameras。

随着数码相机技术不断发展，相机的机身往往既小且轻，容易造成手震，导致影像模糊。以下三种情况容易产生模糊的影像：一，长焦聚拍摄，由于长镜头会将相机的振幅放大，轻微的抖动也会造成较大的模糊，因此手部震动对画面清晰度的影响较使用广角镜头明显。二，弱光环境拍摄，在室内、黄昏等弱光源环境，相机会将快门速度调得较慢以增加入光量，因此较易发生手震。三，微距拍摄，细微对象在镜头高倍放大的情况下，轻微震动也会变得相当明显。这些情况都可以造成手震，使得影像变得模糊。由于所拍摄的物体距离远大于相机晃动的位移，所以通常手震造成影像模糊的主要原因都是相机本身的偏转，而非相机本身的位移，特别是在远距离拍摄时这种情形特别严重。因此，防手震技术的本质是校正取像过程中，相机的震动引起光线对应于相机模组上的成像位置的偏移。

因此，有必要提供一种可校正震动对拍摄影像质量影响的防震相机。

发明内容

一种防震相机，包括相机壳体、相机模组、运动感测器和驱动模块。所述相机壳体具有一个收容空间，用于收容所述相机模组、运动感测器及驱动模块。所述相机模组挠性连接于所述相机壳体。所述运动感测器固设于所述相机壳体或相机模组，用于感测相机壳体或相机模组的运动。所述驱动模块与所述运动感测器连接，用于根据运动感测器的感测结果驱动相机模组相对于相机壳体运动以避免图像抖动。

本技术方案的防震相机的相机壳体与相机模组之间可发生相对运动，在感测到震动后，驱动模块可迅速调整相机模组与相机壳体的相对位置以对震动进行补偿，从而可校正震动对所拍摄影像质量带来的影响。

附图说明

图1是本技术方案实施例的防震相机的分解示意图。

图2是本技术方案实施例的防震相机的电路图。

图3是本技术方案实施例的防震相机震动前的剖面示意图。

图4是本技术方案实施例的防震相机震动后的剖面示意图。

图5是本技术方案实施例的防震相机震动被校正后的剖面示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例，对本技术方案的防震相机作进一步的详细说明。

请一并参阅图1和图3，本技术方案实施例的防震相机10包括相机壳体11、套筒12、相机模组13、挠性连接件14、运动感测器15和驱动模块16。

所述相机壳体11可为长方体形状，其包括上盖110、底板111、第一侧板112、第二侧板113、第三侧板114以及第四侧板115。所述上盖110具有第一通孔116。所述底板111与上盖110相对。所述第一侧板112、第二侧板113、第三侧板114和第四侧板115首尾相接，且连接于底板111与上盖110之间。所述上盖110、底板111、第一侧板112、第二侧板113、第三侧板114和第四侧板115共同围成一个收容空间117。

所述套筒12可为长方体形，其位于所述收容空间117内。所述套筒12包括第一侧壁120、第二侧壁121、第三侧壁122、第四侧壁123和上板124。所述第一侧壁120、第二侧壁121、第三侧壁122和第四侧壁123首尾相接，围成一个容置腔125。所述第一侧壁120与相机壳体11的第一侧板112相对，第二侧壁121与第二侧板113相对，第三侧壁122与第三侧板114相对，第四侧壁123与第四侧板115相对。所述上板124位于容置腔125的一侧，并与相机壳体11的上盖110相对。上板124具有第二通孔126。

所述相机模组13容置于所述容置腔125，其包括光学耦合的镜头130和影像感测器131。镜头130用于进行光学成像，其包括镜筒1301和收容于镜筒1301内的光学元件1302。影像感测器131用于将镜头130的成像转换为电子信号。所述影像感测器131包括集成于一体的感光元件(Image Sensor)和影像信号处理芯片(Image Signal Processing Chip，简称ISPChip)，所述感光元件可以是电荷耦合器件或互补式金属氧化物半导体。所述影像感测器131可采用陶瓷引线芯片载体封装(Ceramic Leaded Chip Carrier，CLCC)，塑料引线芯片载体封装(Plastic Leaded Chip Carrier，PLCC)或芯片尺寸封装(Chip Scale Package，CSP)。当然，所述镜头130还可设置于一个自动对焦制动器内，以满足消费者对于相机的自动对焦功能的需求。

所述挠性连接件14位于所述容置腔125远离上板124的一侧，其一端与所述套筒12相连，另一端连接于所述相机壳体11的底板111。所述挠性连接件14可为软质管、弹簧、弹片或其他可替代物。本实施例中，所述挠性连接件14为软性电路板。由于软性电路板具有可挠性，位于套筒12内的相机模组13与相机壳体11之间可相对运动。可以理解，影像感测器131可电连接于所述挠性连接件14以将图像的电子信号输出。

所述运动感测器15设置于所述套筒12，用于感测容置于所述套筒12的相机模组13的运动情况。本实施例中，运动感测器15为干涉式光纤陀螺仪，工作时，其向不同方向发出检测光束，并使得多个不同的检测光束在光学环路中前进，所述光学环路为一个环形的通道，光学环路随着待感测物一起转动时，检测光束在光学环路中的光程相对于光学环路静止时检测光束在光学环路中的光程将产生变化，从而使得不同的检测光束之间产生干涉，利用这种干涉即可测量环路的转动速度从而检测得到相机模组13的运动情况。如此，运动感测器15可以实时感测到相机模组13的运动情况，感测结果准确。当然，所述运动感测器15还可设置于所述相机壳体11的底板111，用于感应相机壳体11的运动情况。由于相机壳体11的运动先于相机模组13，该种情况下运动感测器15的感测结果有利于驱动模块16快速地对防震相机10的震动作出补偿动作。

所述驱动模块16用于根据运动感测器15的感测结果驱动相机模组13相对于相机壳体11运动。驱动模块16包括第一磁性元件161、第二磁性元件162和控制电路163。所述第一磁性元件161和第二磁性元件162中至少一个为电磁铁，以使得第一磁性元件161和第二磁性元件162之间的作用力可以通过控制电路163进行控制。当然，所述第一磁性元件161和第二磁性元件162也可以均为电磁铁。

本实施例中，所述第一磁性元件161为电磁铁，其与控制电路163电连接，且包括第一线圈164和第二线圈165。所述第一线圈164和第二线圈165均具有空腔166。本实施例中，所述第一线圈164和第二线圈165的空腔166均为圆柱形。所述第一线圈164和第二线圈165均设置于所述套筒12的容置腔125外，具体地，所述第一线圈164和第二线圈165相邻地设置于第一侧壁120、第二侧壁121、第三侧壁122和第四侧壁123中任意两个。本实施例中，第一线圈164固设于第一侧壁120，第二线圈165固设于第二侧壁121。

所述第二磁性元件162为永磁铁，其可由钕铁硼合金、钐钴合金、铝镍钴合金等永磁材料制成。与第一磁性元件161相对应地，第二磁性元件162包括第一磁铁167和第二磁铁168。所述第一磁铁167和第二磁铁168均为长方体形。所述第一磁铁167固设于第一侧板112，其与第一线圈164的空腔166相对，用于与第一线圈164相配合以驱动套筒12运动。第二磁铁168固设于第二侧板113，其与第二线圈165的空腔166相对，用于与第二线圈165相配合以驱动套筒12运动。当然，所述第一磁铁167和第二磁铁168还可以为其它形状，仅需与空腔166相对即可。

所述控制电路163用于接收该运动感测器15的感测结果并根据感测结果向该第一磁性元件161提供相应的电流，从而驱动套筒12以及相机模组13相对于相机壳体11运动。控制电路163可封装于所述挠性连接件14。请参阅图2，控制电路163包括电源1630、稳压器1631、电源供应电路1632、高电流供应电路1633、处理晶片1634和电流控制器1635。

电源供应电路1632用于向运动感测器15、处理晶片1634和电流控制器1635提供工作电压。处理晶片1634用于获取运动感测器15的感测结果，并根据该感测结果计算应向第一磁性元件161提供的电流的大小和方向。电流控制器1635用于接收处理晶片1634的计算结果并控制高电流供应电路1633输出电流的大小和方向。高电流供应电路1633用于向该第一磁性元件161提供电流以使第一磁性元件161产生与该电流相应的磁场并与第二磁性元件162的磁场发生吸引或排斥作用，从而对套筒12施力以调整相机模组13相对于相机壳体11的位置。

由于本实施例中，第一磁性元件161包括设置于第一侧壁120的第一线圈164和设置于第二侧壁121的第二线圈165，第二磁性元件162包括设置于第一侧板112的第一磁铁167和设置于第二侧板113的第二磁铁168。因此，控制电路163可以控制并调节套筒12和相机壳体11之间靠近第一侧壁120、第一侧板112一侧的作用力以及靠近第二侧壁121、第二侧板113一侧的作用力。也就是说，控制电路163可以控制并调节相机模组13的光轴绕X轴向的旋转以及绕Y轴向的旋转。当然，第一磁性元件161的第一线圈164和第二线圈165也可分别设置于所述相机壳体11的第一侧板112和第二侧板113，相应地，第二磁性元件162的第一磁铁167和第二磁铁168分别设置于所述套筒12的第一侧壁120和第二侧壁121。

假设该防震相机10开始取像时，挠性连接件14处于自然状态，并承载于相机壳体11的底板111，套筒12承载于挠性连接件14上。此时，光线穿过相机壳体11的第一通孔116和套筒12的第二通孔126，到达相机模组13的镜头130并成像于影像感测器131的第一感应位置，如图3所示。若防震相机10在手的抖动下发生震动使得相机壳体11绕Y轴向沿第一方向R1旋转，若套筒12以及位于其内的相机模组13也随之旋转，光线经过镜头130的成像将偏离影像感测器131的第一感应位置，而可能成像于第二感应位置，如图4所示。也就是说，使得影像在影像感测器131上的成像位置发生偏移，如此则造成模糊。然而，请参阅图5，由于位于所述套筒12的运动感测器15可感测到相机模组13的运动，处理晶片1634可根据运动感测器15的感测结果计算出使得相机模组13仍成像于第一感应位置的套筒12的运动量，例如，处理晶片1634计算出套筒12应当绕Y轴向沿第二方向R2旋转一定角度，此时，电流控制器1635可根据处理晶片1634的计算结果控制高电流供应电路1633向第二线圈165输出一个相应电流，以使得第二线圈165与第二磁铁168之间产生一个相吸引的作用力，从而使得套筒12带动相机模组13绕Y轴向沿R2方向旋转，并使得挠性连接件14发生挠曲变形。如此可使光线对应相机模组13的成像调整到影像感测器131的第一感应位置，实现对震动的补偿，避免相机的震动引起光线对应于相机模组13上的成像位置的偏移导致的拍摄影像模糊。

当然，防震相机10受震动时，第一板体11的运动状况不一定是绕Y轴向的旋转，还可能发生绕X轴向的旋转或者绕X轴向和Y轴向的旋转同时存在。此时，则需要第一线圈164参与并综合调节套筒12的位置。

本技术方案的防震相机10的相机壳体11与相机模组13之间可发生相对运动，在感测到震动后，可通过控制第一磁性元件161、第二磁性元件162之间的相互作用力迅速调整相机模组13与相机壳体11的相对位置以对震动进行补偿，从而可校正震动对所拍摄影像质量带来的影响。

可以理解，相机壳体11和套筒12的形状并不限于为长方体形，还可以为三棱柱、五棱柱、圆柱或其他不规则形状，相机壳体11和套筒12的形状也不一定要求相同。若没有套筒12，也可直接将第一磁性元件161或第二磁性元件162设置于相机模组13，或者，当镜头130设置于一个自动对焦制动器内时，直接将第一磁性元件161或第二磁性元件162设置于该自动对焦制动器。第一磁性元件161不一定仅包括两个电流驱动线圈，第二磁性元件162不一定仅包括两个磁铁，仅需电流驱动线圈和磁铁的数目与位置相对应即可。

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 (7)

1.一种防震相机，包括相机壳体、相机模组、运动感测器和驱动模块，所述相机壳体具有一个收容空间，用于收容所述相机模组、运动感测器及驱动模块，所述相机模组通过挠性连接件挠性连接于所述相机壳体，所述运动感测器固设于所述相机壳体或相机模组，用于感测相机壳体或相机模组的运动，所述驱动模块包括相对的第一磁性元件和第二磁性元件，所述第一磁性元件设置于相机壳体或相机模组，所述第二磁性元件设置于相机模组或相机壳体，所述第一磁性元件包括第一线圈和第二线圈，第二磁性元件包括与第一线圈相对的第一磁铁和与第二线圈相对的第二磁铁，所述第一磁铁沿第一轴向设置，所述第二磁铁沿与第一轴向正交之第二轴向设置，所述驱动模块与所述运动感测器连接，用于根据运动感测器的感测结果驱动相机模组相对于相机壳体运动以避免图像抖动。

2.如权利要求1所述的防震相机，其特征在于，所述挠性连接件为软性电路板。

3.如权利要求2所述的防震相机，其特征在于，所述相机模组包括影像感测器，所述影像感测器电连接于所述软性电路板。

4.如权利要求1所述的防震相机，其特征在于，还包括收容于相机壳体的收容空间内的套筒，所述套筒具有一个容置腔，所述相机模组收容于所述容置腔内。

5.如权利要求4所述的防震相机，其特征在于，还包括收容于套筒的容置腔内的自动对焦制动器，所述相机模组包括镜头，所述镜头设置于所述自动对焦制动器内。

6.如权利要求1所述的防震相机，其特征在于，所述第二磁性元件为电磁铁或者永磁铁。

7.如权利要求1所述的防震相机，其特征在于，所述驱动模块还包括控制电路，所述控制电路同时与所述第一磁性元件、第二磁性元件和运动感测器电连接，所述控制电路用于根据运动感测器的感测结果控制第一磁性元件与第二磁性元件之间的作用力。 

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