摄像头模组及电子设备
技术领域
本实用新型涉及光学防抖领域，具体涉及一种摄像头模组及电子设备。
背景技术
潜望式摄像头(Periscope lens)利用一个全反射棱镜把光线转90°后再进入镜片，将原来的前后调整焦距变成左右调整，减小了摄像装置在厚度方向上的容纳空间，实现了摄像装置的超薄化。然而，现有的潜望式摄像头只能实现绕X轴和绕Y轴(X轴和Y轴垂直，且X轴和Y轴组成的平面垂直于光轴) 方向摇摆的防抖，无法实现绕光轴方向的摇摆防抖功能。
实用新型内容
有鉴于此，有必要提供一种摄像头模组，其具有优异的防抖性能，能够实现绕X轴、绕Y轴和绕光轴摇摆的防抖功能。
此外，还有必要提供一种电子设备。
本实用新型提供一种摄像头模组，其包括：位置检测仪、控制器、第一驱动元件、第二驱动元件、全反射镜、第一透镜组及影像传感器；
所述位置检测仪用于检测所述摄像头模组的抖动信息，并将所述抖动信息转化成电信号；
所述控制器与所述位置检测仪电连接，用于根据所述抖动信息产生第一控制信号及第二控制信号；
所述第一驱动元件连接所述全反射镜，且所述第一驱动元件还电连接所述控制器，用于在所述第一控制信号的控制下带动所述全反射镜转动，以补偿所述摄像头模组抖动造成的图像模糊；
所述第二驱动元件连接所述影像传感器，且所述第二驱动元件还电连接所述控制器，用于在所述第二控制信号的控制下驱动所述影像传感器转动，以补偿所述摄像头模组抖动造成的图像模糊；
所述全反射镜用于改变进入所述摄像头模组的光线的方向；所述光线进入所述摄像头模组后，先经过所述全反射镜改变方向后再进入所述第一透镜组，再在所述影像传感器上成像。
本实用新型的摄像头模组由位置检测仪检测摄像头模组的抖动信息，控制器根据该抖动信息计算全反射镜以及镜像传感器需要调整的位移量，并产生控制信号，然后由控制器控制第一驱动元件带动全反射镜转动，以补偿摄像头模组绕X轴和Y轴的至少一个抖动造成的图像模糊，同时，控制器还用于控制第二驱动元件带动影像传感器绕光轴进行转动，以补偿摄像头模组绕光轴抖动造成的图像模糊。由此，本实用新型的摄像头模组既可以补偿摄像头模组绕X轴和Y轴的抖动造成的图像模糊，同时，还可以补偿摄像头模组绕光轴的抖动造成的图像模糊，具有优异的防抖性能。
其中，所述第一驱动元件具体用于在所述第一控制信号的控制下带动所述全反射镜绕第一方向和第二方向的至少之一旋转，所述第一方向和所述第二方向垂直，且所述第一方向和所述第二方向组成的平面垂直于所述第一透镜组的光轴；所述第二驱动元件具体用于在所述第二控制信号的控制下驱动所述影像传感器绕所述第一透镜组的光轴转动。第一驱动元件控制全反射镜绕第一方向和第二方向的至少之一旋转，可以补偿摄像头模组绕第一方向和第二方向抖动造成的图像模糊；第二驱动元件控制影像传感器绕光轴旋转，可以补偿摄像头模组绕光轴抖动造成的图像模糊。
其中，所述第一驱动元件具有形状记忆功能，所述控制器通过控制流经所述第一驱动元件的电流大小，使第一驱动元件发生形变产生拉力，从而拉动所述全反射镜绕第一方向和第二方向的至少一个旋转，以实现摄像头模组绕第二方向和第一方向的至少一个旋转的防抖。通过控制流经第一驱动元件的电流的大小，使第一驱动元件发热、发生形变，产生拉力，从而带动全反射镜转动，结构简单，且容易精确控制，防抖性能好。
其中，所述第一驱动元件为形状记忆合金线，所述形状记忆合金线的一端连接所述控制器，另一端连接所述全反射镜。形状记忆合金线经过形变后，在一定条件下(例如加热)可以回复到原来的形状，采用形状记忆合金线作为驱动元件，通过控制流经形状记忆合金线的电流大小不同，产生热量不同，以及形状记忆合金线在不同温度下，形变回复量不同，从而精确控制全反射镜转动的角度，结构简单，容易控制，具有更好的防抖性能。
其中，所述影像传感器为曲面影像传感器。曲面影像传感器可以降低摄像头模组的视角场曲，提高摄像头模组的成像品质。
其中，所述摄像头模组还包括第一传感器，所述第一传感器连接所述全反射镜，用于检测所述全反射镜在所述第一控制信号的控制下旋转后的位置信息以产生第一反馈信息，并将所述第一反馈信息反馈给所述控制器，所述控制器根据所述第一反馈信息及所述抖动信息判断所述全反射镜是否旋转到位。
其中，所述摄像头模组还包括第二传感器，所述第二传感器电连接所述第二驱动元件，用于检测所述影像传感器在所述第二控制信号的控制下旋转后的位置信息以产生第二反馈信息，并将所述第二反馈信息反馈给所述控制器，所述控制器根据所述第二反馈信息及所述抖动信息判断所述影像传感器是否旋转到位。
其中，所述摄像头模组还包括第二透镜；所述第二透镜电连接所述控制器，且所述第二透镜设置在所述全反射镜与所述影像传感器之间，用于在所述控制器的控制下调节所述摄像头模组的焦距。第二透镜可以用于调节摄像头模组的焦距。
其中，所述第二透镜为电致变焦透镜。采用电致变焦透镜可以更好的调节摄像头模组的焦距，以实现变焦功能。
本实用新型还提供一种电子设备，其包括设备主体和上述的摄像头模组；所述摄像头模组安装所述在设备主体上，用于拍摄。
由此，本实用新型的摄像头模组其具有优异的三轴防抖性能，能够实现绕X 轴、绕Y轴和绕光轴摇摆的防抖功能。
附图说明
为更清楚地阐述本实用新型的构造特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。
图1是本实用新型一实施例的摄像头模组的结构示意图。
图2是本实用新型一实施例的摄像头模组的电路结构示意图。
图3是本实用新型又一实施例的摄像头模组的结构示意图。
图4是本实用新型又一实施例的摄像头模组的电路结构示意图。
图5是本实用新型一实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。
光学防抖(Optical image stabilization，IOS)，是指在照相机或者其他类似成像仪器中，通过光学元器件的设置，例如镜头设置，来避免或者减少捕捉光学信号过程中出现的仪器抖动现象，从而提高成像质量。光学防抖是通过特殊的镜头或者CCD感光元件的结构在最大程度的避免操作者在使用过程中由于抖动造成影像不稳定。
镜头的运动主要分为垂直于光轴所在平面(即影像传感器所在平面)的平移、绕第一方向(图1箭头A所示)的旋转或摇摆(Pitch方向)、绕第二方向(图 1箭头B所示)的旋转或摇摆(Yaw方向)、以及绕光轴的旋转。其中，第一方向垂直于第二方向，第一方向和第二方向组成垂直于光轴所在的平面。
请参见图1和图2，本实用新型实施例提供一种摄像头模组100，其包括位置检测仪10、控制器20、第一驱动元件30、第二驱动元件40、全反射镜50、第一透镜组60及影像传感器70。位置检测仪10用于检测摄像头模组100的抖动信息，并将所述抖动信息转化成电信号。控制器20与位置检测仪10电连接，用于根据抖动信息产生第一控制信号及第二控制信号；具体地，控制器20用于根据电信号计算全反射镜50需要补偿的第一位移量及影像传感器70需要补偿的第二位移量，并根据第一位移量和第二位移量产生第一控制信号和第二控制信号，分别控制第一驱动元件30和第二驱动元件40进行运动。第一驱动元件 30连接全反射镜50，且第一驱动元件30电连接控制器20，用于在控制器20(第一控制信号)的控制下带动全反射镜50绕第一方向(如图1箭头A所示)和第二方向(如图1箭头B所示)的至少一个旋转，以补偿摄像头模组100抖动造成的图像模糊，其中，第一方向和第二方向垂直，且第一方向和第二方向组成的平面垂直于第一透镜组60的光轴。第二驱动元件40连接影像传感器70，且第二驱动元件40电连接控制器20，用于在第二控制信号的控制下驱动影像传感器70绕第一透镜组60的光轴转动，以补偿摄像头模组100抖动造成的图像模糊。全反射镜50用于改变进入摄像头模组100的光线(如图1中箭头C所示) 的方向；光线进入摄像头模组100后，先经过全反射镜50改变方向后再进入第一透镜组60，再在影像传感器70上成像。
本实用新型的摄像头模组100由位置检测仪10检测摄像头模组100的抖动信息，控制器20根据该抖动信息计算全反射镜50以及镜像传感器70需要调整的位移量和控制信号，然后由控制器20控制第一驱动元件30带动全反射镜50 转动，以补偿摄像头模组100绕第一方向和第二方向中的至少一个抖动造成的图像模糊，同时，控制器20还用于控制第二驱动元件40带动影像传感器70绕光轴进行转动，以补偿摄像头模组100绕光轴抖动造成的图像模糊。由此，本实用新型的摄像头模组100既可以补偿摄像头模组100绕第一方向和第二方向的抖动造成的图像模糊，同时，还可以补偿摄像头模组100绕光轴的抖动造成的图像模糊，具有优异的防抖性能。
在一些实施例中，位置检测仪10可以直线位移检测仪，也可以为角运动检测仪。角运动检测仪可以为但不限于为陀螺仪，其可以检测全反射镜50绕第一方向、第二方向及光轴的旋转或摇摆运动，并将其转化成电信号，发送给控制器20。
在一些实施例中，第一驱动元件30具有形状记忆功能，控制器20根据第一控制信号控制流经第一驱动元件30的电流大小，使第一驱动元件30发生形变产生拉力，从而拉动全反射镜50绕第一方向和第二方向的至少之一旋转，以实现摄像头模组100绕第二方向和第一方向的至少一个旋转的防抖。
在一些实施例中，第一驱动元件30为形状记忆合金线(Shape Memory Alloys，SMA)。该形状记忆合金线的一端连接控制器20，另一端连接全反射镜50。当位置检测仪10检测到摄像头模组100的抖动信息后，将抖动信息转化成电信号，并传送给控制器20，控制器20根据电信号计算全反射镜50需要补偿的第一位移量，并根据第一位移量控制输入形状记忆合金线的电流的大小，形状记忆合金线在电流的作用下，温度升高会产生形变(拉伸或缩短)，从而产生拉力，拉动全反射镜50绕摄像头模组100摆动的相反方向运动。此外，通过控制电流的大小，可以控制形状记忆合金温度升高的幅度，从而控制形状记忆合金的形变的回复量，从而控制全反射镜50旋转的角度。例如，当摄像头模组100绕第一方向摆动时，则控制器10控制第一驱动元件30拉动全反射镜50绕第二方向摆动，反之亦然。
本实用新型的术语“形状记忆合金”是指发生马氏体相变的合金形变后，被加热到最终温度以上，使低温的马氏体逆变为高温母相而回复到形变前固有形状，或在随后的冷却过程中通过内部弹性能的释放又返回到马氏体形状的合金。例如，将形状记忆合金加热至其相变温度以上后，使其发生形变，接着对其进行淬冷，将该形变固定，当该发生形变后的合金再次加热到相变温度以上后，会回复到形变之前的状态。
具体地，第一驱动元件30可以为至少两根形状记忆合金线，每个形状记忆合金线的一端固定在控制器20上，另一端固定在全反射镜50上。具体地，形状记忆合金线的数量可以为但不限于为2根、3根、4根、5根、6根等。控制器20可以通过在不同的形状记忆合金线上通入不同大小的电流，这样可以更精准的控制全反射镜50旋转的角度和方向。
在一些实施例中，第二驱动元件40可以为但不限于为电机，该电机驱动影像传感器70绕第一透镜组60的光轴转动。本实用新型的电机可以为但不限于为微机电系统(MEMS，Micro-Electro-Mechanical System)。
在一些实施例中，第二驱动元件40还可以为形状记忆合金线，控制器20 可以通过流经形状记忆合金线的电流大小，以控制影像传感器70旋转。
在一些实施例中，全反射镜50可以为但不限于为全反射棱镜。此外，全反射镜还可以为其它具有全反射功能的反射镜，本实用新型对此不作具体限定。
在一些实施例中，第一透镜组60可以为至少一个透镜组成的透镜组。第一透镜组60由玻璃透镜组成、也可以由塑料透镜组成，还可以由玻璃透镜和塑料透镜混合组成。此外，在第一透镜组60的物侧或第一透镜组60的透镜之间还可以设置光阑。
在一些实施例中，影像传感器70又称感光元件，用于成像。本实用新型的影像传感器70可以为感光耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)或互补性氧化金属半导体元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor，CMOS)。
请参见图3，在一些实施例中，影像传感器70可以为平面影像传感器，还可以为曲面影像传感器。当影像传感器70为曲面影像传感器时，降低摄像头模组100的视角场曲，提高摄像头模组100的成像品质。
请参见图3和图4，在一些实施例中，摄像头模组100还包括第一传感器 80，第一传感器80连接全反射镜50，用于检测所全反射镜50在第一控制信号的控制下旋转后的位置信息以产生第一反馈信息，并将第一反馈信息反馈给控制器20，控制器20根据第一反馈信息及第一位移量判断全反射镜50是否旋转到位，以形成闭环控制，其中第一反馈信息包括全反射镜50旋转的角度或位移量。当全反射镜50未旋转到位或者过度旋转时，控制器20根据第一反馈信息及第一位移量的差值，再次产生第三控制信号，控制第一驱动元件30带动全反射镜50绕第一方向和第二方向的至少一个旋转或者进行回调。这样可以更精确的控制全反射镜50旋转的角度，使摄像头模组100具有更好的防抖功能。
在本实用新型的具体实施例中，第一传感器80设置在全反射镜50上。
在一些实施例中，摄像头模组100还包括第二传感器90，第二传感器90电连接第二驱动元件40，用于检测影像传感器70在第二控制信号的控制下旋转后的位置信息以产生第二反馈信息，并将第二反馈信息反馈给控制器20，控制器 20根据第二反馈信息及第二位移量判断影像传感器70是否旋转到位，以形成闭环控制，其中第二反馈信息包括影像传感器70旋转的角度或位移量。当影像传感器70未旋转到位或者过度旋转时，控制器20根据第二反馈信息及第二位移量的差值，再次产生第四控制信号，控制第二驱动元件40带动影像传感器70 绕第一方向和第二方向的至少一个旋转或者进行回调。这样可以更精确的控制影像传感器70旋转的角度，使摄像头模组100具有更好的防抖功能。
在本实用新型的实施例中，第一传感器80和第二传感器90均为霍尔传感器。霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。
请参见图3，本实用新型的摄像头模组100还包括第二透镜61。第二透镜 61电连接控制器20，且第二透镜61可以设置在全反射镜50与影像传感器70 之间的任意位置，用于在控制器20的控制下调节摄像头模组100的焦距。
具体地，第二透镜61电致变焦透镜(Tlens)，当在第二透镜61两端施加或改变电压时，可以使得第二透镜61的焦距发生变化，从而改变摄像头模组100 的焦距，以实现超长变焦功能。
请参见图5，本实用新型还提供一种电子设备200，该电子设备200包括设备主体210和本实用新型的摄像头模组100。摄像头模组100安装在设备主体 210上，用于拍摄待摄物体。
本实用新型的电子设备200包括但不限于电脑、笔记本电脑、平板电脑、手机、相机、智能手环、智能手表、智能眼镜等。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易的想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
