CN216625882U - 一种具备振镜结构的潜望式摄像头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及摄像装置技术领域，公开了一种具备振镜结构的潜望式摄像头，包括依次设置的转向棱镜、镜头、滤光片、图像传感器、驱动装置和电路板；所述滤光片外设置有振镜装置；驱动装置用于驱动振镜装置，振镜装置和驱动装置均与电路板连接；所述振镜装置包括支架，所述支架内设有用于容纳滤光片的第一安装槽和第二安装槽，第一安装槽和第二安装槽的宽度相等且均大于滤光片的厚度；所述振镜装置用于控制滤光片相对于第一安装槽和第二安装槽偏转预设角度或保持滤光片相对于第一安装槽和第二安装槽静止。本实用新型能够达到成倍提升摄像头的感光分辨率，提升摄像头成像质量的效果，同时整体结构简洁，适用性强。

Description

一种具备振镜结构的潜望式摄像头

技术领域

本实用新型涉及摄像装置技术领域，具体涉及一种具备振镜结构的潜望式摄像头。

背景技术

为了避免增大手机的厚度，保证手机良好的握持感和使用感，目前手机中使用的长焦距摄像模组均为潜望式摄像模组，即通过棱镜等光转向组件来改变光线的传播方向，从而可以使镜头、感光组件等元件横向设置在手机内部，使得光学变焦能够在手机机身内部完成，同时潜望式摄像模组无需额外安装镜头筒，可以有效地避免灰尘吸入镜头内，更易于保养镜头等。潜望式摄像模组整体结构小巧，能够为手机节省大量结构空间，在达到更高倍数的摄像功能的同时，保证手机整体的轻薄结构。

但是，结构小巧的潜望式摄像头也存在许多缺点，例如，由于结构的限制，潜望式摄像头的光圈和感光面积较小，对于色散现象无法较好地抑制，以致于其得到的图像质量较差。而现有的改进式的潜望式摄像头，其改进多针对潜望式摄像头的变焦性能进行，通过设置多个光转向件，将镜头组件射出的光线进行多次转向，然后射出至感光组件，能够增加镜头组件和感光组件之间的光路的长度，优化潜望式摄像头的长焦功能，能够一定程度上提升远景拍摄图像的质量效果。然而，对于其余场景下的图像质量成效甚微。

故而，单就变焦性能的提升无法整体提升潜望式摄像头的成像质量，还需要一种更为有效的改进结构以全面提升潜望式摄像头的成像质量。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种具备振镜结构的潜望式摄像头，具备较高的感光分辨率，相比于常规潜望式摄像头，能够达到数倍提升图像质量的效果，同时整体结构简洁，适用性强。

本实用新型提供的基础方案为：一种具备振镜结构的潜望式摄像头，包括依次设置的转向棱镜、镜头、滤光片、图像传感器、驱动装置和电路板；所述滤光片外设置有振镜装置；驱动装置用于驱动振镜装置，振镜装置和驱动装置均与电路板连接；所述振镜装置包括支架，所述支架内设有用于容纳滤光片的第一安装槽和第二安装槽，所述第一安装槽与第二安装槽对称设于支架内部，第一安装槽和第二安装槽的宽度相等且均大于滤光片的厚度；所述振镜装置用于控制滤光片相对于第一安装槽和第二安装槽偏转预设角度或保持滤光片相对于第一安装槽和第二安装槽静止。

本实用新型的工作原理及优点在于：振镜装置能够调整滤光片动作，使之相对于第一安装槽和第二安装槽产生一定偏移，安装槽在相对固定住滤光片的安装位置的同时，为滤光片提供了一定的偏转空间。本方案则通过调整滤光片动作调节透过滤光片光束的投射角度，让每一个光束均能对应投射到多个位置，进而每个像素对应感光多个位置，摄像头成像时能够具备较高的感光分辨率，能够成倍提升图像质量。

现有技术中的摄像头，滤光片设置为固定结构，采用滤光片支架等将滤光片以固定角度固定在摄像头模组的固定位置，采用此种结构，往往是为了保证光线能够完整的透过滤光片，以保证滤光片的滤光功能，每个光束通过滤光片后的投射位置对应只有一个，是固定的，每个像素能够感光到的位置对应也只有一个，故形成的图像分辨率也为单层效果，图像的质量一般。本方案则使得滤光片可动，细致地改变通过滤光片的光束光路，形成的图像分辨率为多层效果，从而能够达到提高感光分辨率、提升图像质量的效果。同时，微量的摆动不会影响滤光片的滤光功能，能够保证滤光片有效工作。

而且，相比于现有技术中设置多个光转向件，通过改变焦距来提升远距离摄像场景下的图片质量的方式，本方案则从图像分辨率出发，通过改装滤光片组装结构，设置振镜装置调控滤光片动作，通过增加光束投射位置，来提升摄像头的感光分辨率，从而全面提升图像质量，对于外界环境没有要求，能够整体提升成像质量，同时整体结构相对简洁，适应性强。

进一步，所述振镜装置为摆动式音圈马达。

摆动式音圈马达属于振镜结构的一种，是一种特殊的摆动电机，摆动式音圈马达主要引用电磁感应原理，将电流转化为磁力，进而控制物体动作；本方案中采用摆动式音圈马达，能够实现无接触式地直接地控制滤光片摆动，控制动作误差小，损耗小。

进一步，所述摆动式音圈马达包括线圈、磁石和簧片；所述线圈两端分别与电路板连接。

采用此种结构，摆动式音圈马达整体通过线圈接入电路，进而，线圈能够产生磁场，配合磁石和簧片，通过磁场无接触式地控制滤光片动作，控制误差小，工作可靠。

进一步，所述簧片包括前簧片和后簧片，前簧片和后簧片均设于支架内部，线圈绕设在所述支架周围且线圈位于前簧片与后簧片之间；所述磁石对称设置在所述线圈的周围，磁石数量为偶数个。

采用此种结构，在线圈内导通有电流时，线圈能够与磁石产生磁感应，进而形成磁场带动滤光片移动，同时前簧片和后簧片能够提供一定的反作用力，来平衡线圈与磁石之间产生的相互作用力，保证滤光片的移动程度能够被有效控制。

进一步，所述线圈包括X线圈和Y线圈，所述X线圈设于滤光片正面侧，所述Y线圈设于滤光片背面侧。

采用此种结构，线圈接入电流后，能够形成磁场，控制滤光片按一定方向和角度摆动，实现无接触式的控制，驱动无损耗，控制精准。

进一步，所述驱动装置为驱动IC芯片。

采用此种结构，驱动IC芯片体积较小，整体潜望式摄像头的体积较小，并且驱动IC芯片调试方便，对于电路的控制精准有效，有助于准确把控滤光片动作。

进一步，所述支架还包括对称设于支架内部的第三安装槽和第四安装槽，所述第一安装槽、第二安装槽、第三安装槽和第四安装槽依次连通；第三安装槽和第四安装槽的宽度相等且均大于滤光片的厚度且均小于第一安装槽和第二安装槽的宽度。

采用此种结构，第三安装槽和第四安装槽能够辅助第一安装槽和第二安装槽进一步地相对固定住滤光片的位置，其宽度限制在不影响滤光片的偏转动作的同时，对于滤光片的位置的相对固定效果更好。

附图说明

图1为本实用新型一种具备振镜结构的潜望式摄像头实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的标记包括：转向棱镜1、镜头2、滤光片3、摆动式音圈马达4、驱动装置5、图像传感器6、电路板7。

实施例基本如附图1所示：一种具备振镜结构的潜望式摄像头，包括转向棱镜1、镜头2、滤光片3、振镜装置、驱动装置5、图像传感器6和电路板7；所述振镜装置和驱动装置5均与电路板7连接。所述振镜装置包括支架，所述支架内设有用于容纳滤光片3的第一安装槽、第二安装槽、第三安装槽和第四安装槽。所述第一安装槽与第二安装槽对称设于支架内部，第三安装槽和第三安装槽也对称设于支架内部；所述第一安装槽、第二安装槽、第三安装槽和第四安装槽依次连通。第一安装槽和第二安装槽的宽度相等且均大于滤光片3的厚度；第三安装槽和第四安装槽的宽度相等且均大于滤光片3的厚度且均小于第一安装槽和第二安装槽的宽度。所述振镜装置用于控制滤光片3相对于第一安装槽和第二安装槽偏转预设角度或保持滤光片3相对于第一安装槽和第二安装槽静止。

本实施例中，第一安装槽、第二安装槽、第三安装槽和第四安装槽组成矩形通槽，滤光片3为矩形滤光片3，其中第一安装槽和第二安装槽分别对应滤光片3的顶面和底面。第一安装槽和第二安装槽的宽度可定义为超过滤光片3厚度的20％，第三安装槽和第四安装槽的宽度可定义为超过滤光片3厚度的10％。这样设置，能够保证滤光片3在偏转时，偏转程度受到一定限制，为小幅度偏转，进而能够保证滤光片3在偏转后也能够完整接收入射光线，保证滤光片3的滤光操作有效。

驱动装置5用于控制振镜装置；所述图像传感器6用于在滤光片3停滞时将光信号转换为数字信号。本实施例中，转向棱镜1、镜头2、滤光片3、振镜装置、图像传感器6、驱动装置5和电路板7依次排布。本实施例中，转向棱镜1、镜头2和滤光片3均采用市面可购得的常规器件。

具体地，振镜装置为摆动式音圈马达4，用于调整滤光片3动作，控制滤光片3相对于第一安装槽和第二安装槽朝预设方向偏移预设角度或保持滤光片3静止。本实施例中预设方向定义为：以滤光片3重心的水平线为转轴，滤光片3绕转轴摆动的方向为预设方向。所述滤光片3偏移的频率为50Hz或60Hz，本实施例中设置为50Hz，以精确移动几微米的光束，细致把控图像质量。

摆动式音圈马达4包括线圈、磁石、簧片和支架。本实施例中，线圈、磁石、簧片和支架均采用市面可购得的常规器件。所述支架用于确定滤光片3位置以及固定线圈、磁石和簧片；所述线圈两端分别与电路板7连接，通过电路板7接入模组电路。所述簧片包括前簧片和后簧片，前簧片和后簧片均安装在支架内部，线圈绕设在所述支架周围且线圈位于前簧片与后簧片之间；所述磁石对称设置在所述线圈的周围，磁石数量为偶数个。所述线圈包括X线圈和Y线圈，所述X线圈设于滤光片3正面侧，所述Y线圈设于滤光片3背面侧。

电路板7用于实现潜望式摄像头与手机等终端的电路连接，从而实现完整的电回路，即模组电路。本实施例中，电路板7为常规的FPC柔性电路板7。

图像传感器6用于在滤光片3静止时将光信号转换为电信号，再将电信号转换为数字信号。本实施例中可采用PC7080D型图像传感器6。

驱动装置5用于控制模组电路；所述模组电路用于控制振镜装置。本实施例中驱动装置5为驱动IC芯片，驱动IC芯片内存储有预设驱动策略；所述预设驱动策略为通过调整电路的电流或电压波形及正负性，控制振镜装置。电流波形或电压波形的波形包括正弦波形和正负形。本实施例中，采用DRV8846型驱动IC芯片，其中的预设驱动策略为现有程序。

在具体应用时，预设滤光片3单次成像时完成四次偏移，即摆动式音圈马达4控制滤光片3摆动倾斜四个不同的角度；其中，每次摆动后静止稳定一段时间，以便于图像传感器6收集信号。滤光片3每次静止时，图像传感器6收集一帧图像的信号，四个角度偏移完成后，滤光片3又恢复到初始位置，此时图像传感器6收集到四帧图像的信号，并传输给潜望式摄像头连接的终端，通过终端完成四帧图像的合成，进而得出一张具备超分效果的高画质输出图像，其图像质量相比于普通摄像头，能够四倍提升。

具体地，在控制滤光片3偏移时，驱动IC芯片控制模组电路内的电流，输入正弦波形电流，并根据偏转动作要求准时切换电流正负性，准确控制正弦波形电流的持续时间，在模组电路的电流或电压呈正弦波形时，保持振镜调整组件的稳定，同时，通过正负性电流或电压的切换准确控制滤光片3偏移。

本实施例中的一种具备振镜结构的潜望式摄像头，其滤光片3可调，通过偏移滤光片3使得透过滤光片3的光束的投射位置对应更多，让单个像素对应感光多个位置，摄像头成像时能够具备较高的感光分辨率，能够成倍提升图像质量。并且，采用摆动式音圈马达4作为振镜装置，结构极简，占用空间较小，不会影响潜望式摄像头的整体体积；同时，摆动式音圈马达4通过磁场无接触式地控制滤光片3动作，控制的精准度较高。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.一种具备振镜结构的潜望式摄像头，其特征在于，包括依次设置的转向棱镜、镜头、滤光片、图像传感器、驱动装置和电路板；所述滤光片外设置有振镜装置；驱动装置用于驱动振镜装置，振镜装置和驱动装置均与电路板连接；所述振镜装置包括支架，所述支架内设有用于容纳滤光片的第一安装槽和第二安装槽，所述第一安装槽与第二安装槽对称设于支架内部，第一安装槽和第二安装槽的宽度相等且均大于滤光片的厚度；所述振镜装置用于控制滤光片相对于第一安装槽和第二安装槽偏转预设角度或保持滤光片相对于第一安装槽和第二安装槽静止。

2.根据权利要求1所述的一种潜望式摄像头，其特征在于，所述振镜装置为摆动式音圈马达。

3.根据权利要求2所述的一种潜望式摄像头，其特征在于，所述摆动式音圈马达包括线圈、磁石和簧片；所述线圈两端分别与电路板连接。

4.根据权利要求3所述的一种潜望式摄像头，其特征在于，所述簧片包括前簧片和后簧片，前簧片和后簧片均设于支架内部，线圈绕设在所述支架周围且线圈位于前簧片与后簧片之间；所述磁石对称设置在所述线圈的周围，磁石数量为偶数个。

5.根据权利要求4所述的一种具备振镜结构的潜望式摄像头，其特征在于，所述线圈包括X线圈和Y线圈，所述X线圈设于滤光片正面侧，所述Y线圈设于滤光片背面侧。

6.根据权利要求1所述的一种具备振镜结构的潜望式摄像头，其特征在于，所述驱动装置为驱动IC芯片。

7.根据权利要求1所述的一种具备振镜结构的潜望式摄像头，其特征在于，所述支架还包括对称设于支架内部的第三安装槽和第四安装槽，所述第一安装槽、第二安装槽、第三安装槽和第四安装槽依次连通；第三安装槽和第四安装槽的宽度相等且均大于滤光片的厚度且均小于第一安装槽和第二安装槽的宽度。

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