[发明专利]折叠光学相机模块的光学图像稳定

说明书

背景技术

本说明书涉及一种用于移动设备的光学图像稳定(OIS)，所述移动设备包括相机和相机模块，特别是利用具有折叠光学器件的长焦透镜组件的相机和相机模块。

长焦镜头提供长焦距并允许用户拍摄远距离物体。折叠光学器件有助于长光学组件(诸如长焦镜头)面临的封装限制。长焦镜头的长焦距放大了手抖动和导致的图像偏移的影响。OIS通过改变传感器的光路来补偿图像偏移。

发明内容

长焦镜头分辨远距离物体的精细特征。然而，由于长焦镜头的长焦距，相机在手持时的移动在使用长焦镜头的相机中会比在使用其他透镜组件的相机中(诸如广角镜头)导致更大的图像偏移或模糊。由于摄像机模块倾斜的图像偏移是主题被对焦时的相机的图像传感器和镜头之间的焦距或距离的函数。长焦镜头比具有相同光学规格的广角镜头具有更长的焦距，从而，由于手抖动的图像偏移的幅度对于长焦镜头比对于广角镜头更大。光学图像稳定(OIS)可以补偿相机模块的移动，以减少所创建图像中的模糊。

折叠式相机使长焦镜头能够在薄的封装中使用。折叠的光学组件使用反射元件将沿着第一光轴入射的光重新指向到沿着第二光轴的方向。折叠或弯曲光路增加了光行进的距离，从而增加了透镜组件的有效焦距，而不增加组件的厚度。

在一些系统中，通过沿相机模块的平面在垂直方向上线性地平移透镜，在移动设备相机中实现OIS。在这些系统中，线性平移抵消了相机移动引起的图像偏移。通常使用的致动系统是基于音圈电机(VCM)的OIS致动器，其使用磁体、线圈和其它相关部件。在长焦组件中使用的类似设计——即使是使用折叠光学器件的组件——将显著增加透镜组件的厚度：对于构建现代移动设备(诸如变得越来越薄的移动电话和平板计算机)的不期望的效果。线性OIS技术的实施方式可能减少折叠照相机旨在提供的形状因素益处。

在一些实施方式中，为了有效地提供OIS同时保持非常小的厚度，可以将相机或相机模块配置成将反射元件倾斜以补偿模块的移动以减少图像模糊。通过倾斜反射元件而不是平移整个相机或相机模块，所提出的系统提供在薄的封装中的OIS。

根据第一方面，相机包括：图像传感器；第一部分，所述第一部分配置成沿第一光轴接收光；第二部分，所述第二部分包括多个透镜元件，所述多个透镜元件共享与第一光轴不同的第二光轴；反射元件，所述反射元件布置成将在沿第一光轴的方向上进入所述相机的光的路径改变成在朝向所述图像传感器的沿第二光轴的方向上；以及至少两个独立的致动器，所述至少两个独立的致动器配置成使反射元件绕枢转点倾斜(使得所述至少两个独立的致动器可以配置成向所述相机提供光学图像稳定)。在一个实施方式中，所述相机还包括配置成偏置反射元件的位置的一个或多个弹性元件。一个或多个弹性构件可以提供机械预负载在反射元件上。在另一实施方式中，至少两个独立的致动器是提供朝向反射元件的中立位置的主动偏置的压电致动器。至少两个独立的致动器可以定位反射元件以在没有用于支撑枢转点的单独的物理支撑结构的情况下提供枢转点。

反射元件可以例如是反射镜或棱镜。

在一些实施方式中，一个或多个弹性元件配置成在反射元件上施加力以使反射元件返回到中立位置，在所述中立位置，反射元件相对于所述第一光轴以45°角布置。

在一些实施方式中，一个或多个弹性元件根据反射元件的位置施加不同方向的力。例如，一个或多个弹性元件配置成(a)如果反射元件相比于中立位置倾斜约大于阈值角度(例如，45度)，则在第一方向上绕枢转点推反射元件，以及(b)如果反射元件相比于中立位置倾斜约阈值角度或更少，则在相反的第二方向上绕枢转点拉反射元件。

在一些实施方式中，至少两个独立的致动器是音圈电机致动器。

在一些实施方式中，至少两个独立的致动器是压电致动器。

特别地，在其中所述相机包括三个独立的致动器的实施方式中，独立的致动器围绕反射元件的边缘相等地分隔开。

在一些实施方式中，相机包括两个独立的致动器和两个弹性元件，所述两个独立的致动器定位在正交的轴线上，其中，所述两个弹性元件中的每个定位成沿所述正交的轴线与所述两个独立的致动器中的一个相对。

在一些实施方式中，所述相机还包括配置成产生指示相机的运动的运动数据的惯性测量单元(IMU)；以及处理器，所述处理器配置成接收运动数据和响应于所述运动数据产生用于所述至少两个致动器的控制信号。所述处理器还配置成向所述至少两个独立的致动器提供控制信号以引起所述至少两个独立的致动器使所述反射元件倾斜以改变通过所述相机的光路以补偿所述相机的运动。