CN206248987U - 潜望式摄像模组及用于该潜望式摄像模组的反射镜装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种潜望式摄像模组及用于该潜望式摄像模组的反射镜装置，其中所述潜望式摄像模组包括图像传感器和镜头，所述反射镜装置包括具有至少一块反射镜的反射镜组，还包括用于驱动所述反射镜组内的反射镜以其中心垂线上的一点为定点分别围绕反射镜所在平面的两个正交方向进行偏转的驱动机构。本实用新型可以在实现多倍光学变焦的同时实现较好的防抖功能，并且也有利于现有手机的超薄发展方向。

Description

潜望式摄像模组及用于该潜望式摄像模组的反射镜装置

技术领域

本实用新型涉及手机、平板电脑、笔记本电脑等便携式电子设备的摄像模组，尤其涉及一种用于潜望式摄像模组的反射镜装置。

背景技术

智能手机等便携式电子产品不仅仅作为人们的通讯工具、工作工具，也成为了人们记录生活和工作的拍摄工具，因为手机这些电子产品的便携性，使得人们将其作为相机使用的频率相当高，因此人们对智能手机等电子设备的拍摄要求也越来越高，期待手机的拍照效果能够达到数码相机的水平。数码相机目前领先于手机摄影的方面主要在于其具备光学防抖的多倍光学变焦能力。手机由于空间的限制，很难将传统的光学变焦机构集成在超薄的手机外壳内。因此，智能手机的厂商一直致力于此方面的研发。市场上以TDK,Mitsumi等主流马达厂商都已经能够生产带光学防抖（OIS）功能的马达，但是目前市场上还没有能实现多倍光学变焦的马达可以放置于最新超薄的手机外壳内。另外，目前手机摄像头用的反射角度控制马达都有其防抖角度限制，一般小于±1度。关于手机用光学变焦摄像模组的最新发展是潜望镜式光学变焦模组，它可以在8mm厚度内实现3倍光学变焦，但该厚度满足不了手机厂商对于厚度的苛刻要求，同时，该模组也不能实现光学防抖。

因此，如何提供一种用于潜望镜式摄像模组中的反射镜装置，使得摄像模组可以实现多倍光学变焦的同时实现较好的防抖功能，且可以适应现有手机的壳体空间是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型为了解决上述现有技术中存在的技术问题，提出一种用于潜望式摄像模组的反射镜装置，所述潜望式摄像模组包括图像传感器和镜头，所述反射镜装置包括具有至少一块反射镜的反射镜组，还包括用于驱动所述反射镜组内的反射镜以其中心垂线上的一点为定点分别围绕反射镜所在平面的两个正交方向进行偏转的驱动机构。

本技术方案一共具有四个基础实施例，第一、第二实施例中均采用一个反射镜，驱动机构可以驱动反射镜在两个正交方向上进行偏转运动。该类实施例用到的部件少，产品尺寸可以做到最小，但是还需要对其旋转进行补偿。第三、第四实施例中均采用两个反射镜，因此驱动机构也相应地设有两个，每个驱动机构驱动一个反射镜在一个正交方向上进行偏转运动，两个反射镜所围绕的正交方向相互垂直。该类实施例用到的部件较多，产品尺寸对第一、第二实施例要大，但是可以做到更好的防抖。

除了上述反射镜装置，本实用新型同时还提出了一种采用上述任意一种反射镜装置制成的潜望式摄像模组。

本实用新型可实现对潜望镜式长焦镜头视角的高达1倍的扩展，同时可实现大角度光学防抖功能。该光学变焦和光学防抖机构非常节省空间，可满足日益苛刻的手机厚度要求，同时生产部件少，生产良率高，功耗低，更适宜量产。

附图说明

图1为本实用新型第一、第二实施例的光路原理图；

图2为本实用新型第一实施例的***图；

图3是本实用新型第一实施例的剖视图；

图4是本实用新型第二实施例的***图；

图5是本实用新型第二实施例的剖视图；

图6是本实用新型第三、第四实施例的光路原理图。

具体实施方式

本实用新型的潜望式摄像模组的反射镜装置，其中潜望式摄像模组包括图像传感器5、长焦镜头3、驱动镜头运动的音圈马达4等部件，反射镜装置包括反射镜组2和驱动反射镜组以实现潜望式摄像模组的防抖功能的驱动机构1。

下面结合具体的附图来对本实用新型的潜望式摄像模组的反射镜装置进行详细说明。

如图1至图3所示，这是本实用新型的第一实施例的相关附图，在第一实施例中，反射镜组只设有一块反射镜200，该反射镜200的背后固定着驱动机构1，在驱动机构1的作用下，反射镜200可以以其中心垂线（Z轴）上的一点为定点分别围绕反射镜所在平面的两个正交方向进行偏转，这里所说的中心垂线为垂直于反射镜中心的垂直线。驱动机构1包括动子和定子以及设置在动子和定子之间的滚珠100、驱动动子围绕滚珠100运动的磁石线圈组，动子和定子之间具有一定的间隙可供动子围绕滚珠100进行两个正交方向上的偏转，也就是说，反射镜是以滚珠为中心在两个正交方向上进行偏转，滚珠的中心正好落在反射镜中心垂线上的一点。如图1所示，假设反射镜中心垂直为Z轴，则反射镜所在平面设有X轴（图中垂直于纸面，只呈现为一点）和Y轴，其中X轴或Y轴当中有一个轴将与图像传感器所在平面平行，一个轴与图像传感器所在平面呈45度，在驱动装置的作用下，反射镜可以围绕x轴或者Y轴作一定角度的旋转。

具体的，本实施例的驱动机构1的定子包括底盖111，底盖111上固定着一个圆筒状的空心支架112，空心支架112内设有顶块113，顶块113的底部固定在底盖111上，顶块113上表面设有上球形槽。驱动机构1的动子包括一个倒T形的转动支架121，转动支架121的底部外径大于顶部外径，且大于空心支架112顶部的开口内径，转动支架121的下部位于空心支架112内，其下表面设有下球形槽，滚珠100就设置在上、下球形槽内，且转动支架121的底部与顶块113的顶部之间具有一定的间隙供转动支架121活动。转动支架121的顶部伸出空心支架112一段距离，然后与反射镜200的背面进行固定连接，金属磁轭122的上顶面也与反射镜200的背面固定连接，并且位于转动支架121的***，该金属磁轭122与现有技术中音圈马达的金属磁轭结构相同，具有一个带通孔的顶面和四周的侧面。动子的金属磁轭122与定子的空心支架112之间分别通过一弹簧片130的外连接部分和内连接部分连接，该弹簧片130与现有技术中音圈马达的弹簧片结构也相同，外连接部分和内连接部分之间通过弹丝连接，以便在外界作用力消失后，为动子提供回归原位的回复力，并且弹丝在动子偏转时的偏角方向上弹性系数为可控的，用于给整个***提供可控偏转。本实施例中，弹簧片的外连接部分和磁石组通过焊接或粘黏的方式顺次连接在金属磁轭的下顶面。

在本实施例中的磁石线圈组包括四个线圈115和与四个线圈115一一正对设置的磁石组，每个磁石组由两块磁石123构成，两块磁石123面对着线圈115的一面的极性相反，使线圈115的上部导线（与Z轴垂直）与下部导线（与Z轴垂直）分别位于不同的磁场当中，且四个磁石组的极性设置完全相同，例如每个磁石组上面一块磁铁朝向线圈的一面极性为S极，下面一块磁石为N极，则其他磁石组上面一块磁石也均是S极，下面磁石也均是N极。当线圈通电时，根据左手定则，磁石组会对上部导线和下部导线产生沿着Z轴向上或向下的作用力，位于正交方向上的四组磁石就可以分别驱动动子围绕X轴或Y轴进行相应角度的旋转（偏转）。其中，顶块113会顶住滚珠100，滚珠100会顶起转动支架121，从而整体的动子部分及固定的弹簧片130外链接部分会高于固定在定子部分的内连接部分。这样动子部分会受到弹簧片130变形所产生的预应力，将动子部分拉住，及转动支架121会受到一个指向滚珠100的力，从而将转动支架121连同动子部分压在滚珠上。

值得指出的是，本动磁式反射角度控制驱动机构的结构为有固定滚珠支点的设计，且转动中心在驱动机构的中间位置，如图3所示的线圈和磁石与滚珠的位置。并且在驱动机构内部有霍尔元件进行精确的反馈和定位，从而能够支持大角度的偏转定位和大角度的光学防抖。

在本实施例中，四个磁石组还可以采用四块平面两极注磁的磁石，同样可以使线圈的上部导线（与Z轴垂直）与下部导线（与Z轴垂直）分别位于不同的磁场当中。四个线圈两组线圈相互垂直，在垂直的两组线圈中的其中一个线圈的中心可以设置霍尔传感器114，用于检测运动过程中磁石磁场的变化来反馈运动实时位置。具体安装结构如图2所示，空心支架112上设置有两个绕线柱，线圈围绕两个绕线柱绕线，中心是空心的，霍尔传感器可以卡接或者粘黏在绕线柱和线圈中心的空心位置处。

上述反射镜装置配合一个自动对焦马达和一个长焦镜头（一般视角约为20度左右）和图像传感器，可以构成一个模组（部分结构省略）。由于反射角度控制的驱动机构的特殊设计，能够旋转反射镜以实现将长焦镜头的视角放大一倍至40度左右，同时还可以实现超过±1.5度的大角度光学防抖，从而实现带光学防抖的2倍光学变焦功能。

如图4、图5所示，这是本实用新型的第二实施例，在第二实施例中，反射镜组也只设有一块反射镜200，其光路原理图与第一实施例相同，均通过图1来展现。反射镜200的背后固定着驱动机构1，该驱动机构1也具有动子和定子，但是不再设置滚珠。同样也是通过相同结构的磁石线圈组来驱动动子在两个正交方向上进行偏转，即在驱动装置的作用下，反射镜可以围绕X轴或者Y轴作一定角度的旋转。

具体的，驱动机构的定子包括底盖141和金属磁轭142，该金属磁轭的结构与第一实施例中的金属磁轭结构相同，但是作为定子部分，与底盖连接形成壳体。动子包括一个支架151，该支架151同样也是下部外径大于上部外径，支架151的下段位于壳体内，其顶部伸出至金属磁轭142外用于连接反射镜200；定子的金属磁轭142与动子的支架151之间分别通过一弹簧片160的外连接部分和内连接部分连接，该弹簧片与第一实施例结构以及作用相同。第二实施例的磁石线圈组也包括四个线圈152和四组八个磁石143，四个线圈143间隔均匀地固定在支架151四周外壁上，每两个磁石143为一组与一个线圈153一一正对地固定在所述金属磁轭内，同样的，可以与第一实施例一样在相应的位置采用霍尔传感器。本实施例还可以设置一个下弹簧片170来连接支架151和底盖141。

当相互平行的两个线圈通电时，根据左手定则，磁石组会对通电的两个线圈产生沿Z轴向上或向下的作用力，在弹簧片的控制下，支架会带动反射镜围绕X轴或者Y轴旋转，从而实现将长焦镜头的视角放大一倍至40度左右，同时还可以实现超过±1.5度的大角度光学防抖，从而实现带光学防抖的2倍光学变焦功能。

如图6所示，这是本实用新型第三、第四实施例的光路原理图，是一个俯视图，图中的部件均安装在与纸面平行的同一平面上。第三、第四实施例均采用两个反射镜，称为第一反射镜21和第二反射镜22，第一反射镜21和第二反射镜22将入射光进行两次反射以后再反馈给长焦镜头3和图像传感器5，将第一反射镜21反射给第二反射镜22的光线称之为中间反射光，第一反射镜接收入射光并进行反射后生成中间反射光，第二反射镜接收中间反射光并生成最终传递给图像传感器的光称之为出射光。假定垂直于图6纸面的垂直线为Z轴，沿纸面从左至右的方向为X轴，沿纸面从下至上的方向为Y轴。那么入射光将沿着Z轴射向第一反射镜21，然后经第一反射镜反射给第二反射镜，中间反射光沿着Y轴传播，最后的出射光将沿着X轴传播。

第一反射镜21的后面设有第一驱动机构11，第一驱动机构的定子和动子结构与第一实施例的完全相同，但是磁石线圈组中线圈和磁石组的数量减半，仅驱动第一反射镜围绕图6中的与Z轴相平行的第一反射镜中心线做一定程度上的旋转。

第二反射镜22的后面设有第二驱动机构21，第二驱动机构的定子和动子结构与第一实施例的完全相同，但是磁石线圈组中线圈和磁石组的数量减半，仅驱动第二反射镜围绕图6中的与X轴相平行的第二反射镜中心线做一定程度上的旋转。

第四实施例与第三实施例的原理完全相同，只是将定子和动子结构替换为第二实施例中的定子及动子结构，同时动子和定子也分为两组，每组只负责一个正交方向上的旋转（偏转）。

本实用新型还进一步保护采用上述四个实施例制成的潜望式摄像模组。

以上具体实施例仅用以举例说明本实用新型的结构，本领域的普通技术人员在本实用新型的构思下可以做出多种变形和变化，这些变形和变化均包括在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于潜望式摄像模组的反射镜装置，所述潜望式摄像模组包括图像传感器和镜头，所述反射镜装置包括具有至少一块反射镜的反射镜组，其特征在于，还包括用于驱动所述反射镜组内的反射镜以其中心垂线上的一点为定点分别围绕反射镜所在平面的两个正交方向进行偏转的驱动机构。

2.如权利要求1所述的用于潜望式摄像模组的反射镜装置，其特征在于，所述驱动机构包括固定在反射镜背面的动子，与动子之间具有一定间隙的定子，夹持在所述动子与定子之间且圆心落在反射镜中心垂线上的滚珠，驱动所述动子围绕所述滚珠在至少一个正交方向上进行偏转的磁石线圈组。

3.如权利要求2所述的用于潜望式摄像模组的反射镜装置，其特征在于，所述反射镜组中设有一块反射镜；

所述定子包括：底盖，固定在底盖上的空心支架，固定底盖上空心支架内的顶块，设置在顶块上表面用于容纳所述滚珠底部的上球形槽；

所述动子包括：设置在所述空心支架内且顶部伸出所述空心支架与所述反射镜的背面固定连接的转动支架，设置在所述转动支架的下表面用于容纳滚珠顶部的下球形槽，固定在所述反射镜背面转动支架***的金属磁轭；

所述动子的金属磁轭与定子的空心支架之间分别通过一弹簧片的外连接部分和内连接部分连接；

所述磁石线圈组包括：间隔均匀地固定在所述空心支架四周外壁上的四个线圈，与所述线圈一一正对地固定在所述金属磁轭内的四个磁石组，分别设置在相互垂直的两组线圈当中的其中一个线圈中心的霍尔传感器，每个磁石组朝向线圈的一面具有两个极性，使对应线圈的两段导线分别位于两个极性内。

4.如权利要求2所述的用于潜望式摄像模组的反射镜装置，其特征在于，所述反射镜组中设有一块反射镜；

所述定子包括：由底盖和金属磁轭连接而成的壳体；

所述动子包括：位于所述壳体内且顶部伸出至金属磁轭外用于连接反射镜的支架；

所述定子的金属磁轭与动子的支架之间分别通过一弹簧片的外连接部分和内连接部分连接；

所述磁石线圈组包括：间隔均匀地固定在所述支架四周外壁上的四个线圈，与所述线圈一一正对地固定在所述金属磁轭内的四个磁石组，分别设置在相互垂直的两组线圈当中的其中一个线圈中心的霍尔传感器，每个磁石组朝向线圈的一面具有两个极性，使对应线圈的两段导线分别位于两个极性内。

5.如权利要求2所述的用于潜望式摄像模组的反射镜装置，其特征在于，所述反射镜组由用于反射入射光并生成中间反射光的第一反射镜和接收中间反射光并生成最终传递给所述图像传感器的出射光的第二反射镜构成，所述入射光沿着第一轴入射后经第一反射镜反射生成沿着第二轴的中间反射光，所述中间反射光经第二反射镜反射后生成沿着第三轴的出射光；所述第一、第二、第三轴相互垂直；

所述定子包括：底盖，固定在底盖上的空心支架，固定底盖上空心支架内的顶块，设置在顶块上表面用于容纳所述滚珠底部的上球形槽；

所述动子包括：设置在所述空心支架内且顶部伸出所述空心支架与所述反射镜的背面固定连接的转动支架，设置在所述转动支架的下表面用于容纳滚珠顶部的下球形槽，固定在所述反射镜背面转动支架***的金属磁轭；

所述动子的金属磁轭与定子的空心支架之间分别通过一弹簧片的外连接部分和内连接部分连接；

所述磁石线圈组包括：相对地固定在所述空心支架四周外壁上的两个线圈，与所述线圈一一正对地固定在所述金属磁轭内的两个磁石组，设置在线圈中心的霍尔传感器，每个磁石组朝向线圈的一面具有两个极性，使对应线圈的两段导线分别位于两个极性内；

用于驱动第一反射镜的动子的线圈所在平面与用于驱动第二反射镜的动子的线圈所在平面相互垂直。

6.如权利要求2所述的用于潜望式摄像模组的反射镜装置，其特征在于，所述反射镜组由用于反射入射光并生成中间反射光的第一反射镜和接收中间反射光并生成最终传递给所述图像传感器的出射光的第二反射镜构成，所述入射光沿着第一轴入射后经第一反射镜反射生成沿着第二轴的中间反射光，所述中间反射光经第二反射镜反射后生成沿着第三轴的出射光；所述第一、第二、第三轴相互垂直；

所述定子包括：由底盖和金属磁轭连接而成的壳体；

所述动子包括：位于所述壳体内且顶部伸出至金属磁轭外用于连接反射镜的支架；

所述定子的金属磁轭与动子的支架之间分别通过一弹簧片的外连接部分和内连接部分连接；

所述磁石线圈组包括：相对地固定在所述支架四周外壁上的两个线圈，与所述线圈一一正对地固定在所述金属磁轭内的两个磁石组，设置在线圈中心的霍尔传感器，每个磁石组朝向线圈的一面具有两个极性，使对应线圈的两段导线分别位于两个极性内。

7.如权利要求3至6任意一项权利要求所述的用于潜望式摄像模组的反射镜装置，其特征在于，所述每个磁石组仅设有一块磁石，且磁石朝向线圈的一面为平面两极注磁；或者所述每个磁石组设有两块磁石，两块磁石朝向线圈的一面的极性相反。

8.如权利要求3至6任意一项权利要求所述的用于潜望式摄像模组的反射镜装置，其特征在于，所述弹簧片的外连接部分和磁石组通过焊接或粘黏的方式顺次连接在金属磁轭的下顶面。

9.如权利要求3至6任意一项权利要求所述的用于潜望式摄像模组的反射镜装置，其特征在于，所述镜头为长焦镜头。

10.采用上述任意一项权利要求所述的反射镜装置制成的潜望式摄像模组。