[發明專利]在成像系統中進行位置檢測的方法和設備

無效

• 申請號: 200680053829.1
• 申請日: 2006-02-06
• 公開（公告）號: CN101401022A
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發明（設計）人: J·魯維南;P·科阿南
• 申請（專利權）人: 諾基亞公司
• 主分類號: G02B27/64
• 分類號: G02B27/64;G01D5/34
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 王茂華;李 輝

技術領域

本發明一般涉及成像系統中的光學位置檢測，更具體地，涉及用于光學圖像穩定器的位置檢測。

背景技術

諸如光學圖像穩定器、光學變焦系統以及自動聚焦透鏡系統的成像應用在位置檢測時要求高精度。通常，所需精度的數量級達到幾微米。傳感器輸出線性度和對于外部干擾的抗擾性是重要的。另外，用于位置檢測的操作模式還要求無接觸操作，以避免機械磨損。

光學圖像穩定通常涉及對投射在圖像傳感器上的圖像進行橫向移位以補償照相機的運動。圖像的移位可以通過下列通用技術中的一個來完成：

透鏡移位-該光學圖像穩定方法涉及在與光學系統的光軸基本上垂直的方向上移動該光學系統的一個或多個透鏡元件；

圖像傳感器移位-該光學圖像穩定方法涉及在與光學系統的光軸基本上垂直的方向上移動圖像傳感器；

照相機模塊傾斜-該方法保持光學系統中的所有部件不改變，同時傾斜整個模塊以便相對于景物對光軸進行移位。

在上述任一種圖像穩定技術中，需要一種機制通過移動成像部件中的至少一個來實現光軸的改變或者對圖像傳感器的移位。另外，使用設備來確定移動的成像部件的位置。

在現有技術中，使用了Hall傳感器，其中將音圈激勵器用于圖像穩定。備選地，為了進行位置檢測，使用具有高反射區域和低反射區域的反射器或者具有灰度級模式的反射器。

本發明提供了一種用于位置檢測的不同的方法和設備。

發明內容

本發明使用反射表面來反射光，使用光發射器和光傳感器對來照射反射表面以及檢測來自反射表面的反射光。特別地，反射表面設置在第一框架的邊沿附近，以及光發射器/傳感器對布置在第二框架上。當第一框架用于移動成像系統中的成像部件之一時，第一框架和第二框架相對于彼此移動。光發射器/傳感器對定位在距反射表面一定距離的位置處，使得由光發射器所發射的光錐僅部分地碰撞反射表面。該光錐的部分因為其落到該邊沿之外而未到達反射表面。隨著光發射器/傳感器對和反射表面相對于彼此移動，由光發射器所照射的反射表面上的區域發生改變。因此，由光傳感器所檢測的光的量也發生改變。反射光量的改變引起在反射表面的特定傳播范圍內的近似線性輸出信號響應。優選地，在被照射區域內的反射表面的反射性基本上是均勻的，并且光發射器/傳感器對與反射表面之間的距離基本上固定。同樣，輸出信號響應基本上與固定半徑的圓形區域部分成比例，并且根據光發射器/傳感器對和反射表面相對于彼此移動的移動距離，該部分減少或者增加。

在本發明的一個實施例中，被照射區域的直徑小于反射表面的寬度。

在本發明的另一實施例中，被照射區域的直徑等于或者大于反射表面的寬度。

在本發明的又一實施例中，反射表面具有楔形形狀。

在本發明的不同實施例中，兩個光發射器/傳感器對布置在兩個反射表面上，用于以差分的方式來檢測相對移動。

當閱讀了結合圖3a至圖14所進行的描述后，本發明將變得更加明顯。

附圖說明

圖1是成像系統的示意性圖示，其中出于光學圖像穩定的目的，

圖像傳感器相對于透鏡移動。

圖2是用于在平行于圖像平面的兩個方向上對圖像傳感器進行移位的承載體的頂視圖。

圖3a和圖3b示出了與具有接近框架邊沿的反射表面的可移動框架相關聯定位的固定布置的光發射器/傳感器對。

圖4示出了與具有接近槽邊沿的反射表面的可移動框架相關聯定位的光發射器/傳感器對。

圖5示出了與具有反射表面的固定框架相關聯定位的布置在可移動框架上的光發射器/傳感器對。。

圖6示出了輸出信號相對于光發射器/傳感器對與反射表面之間的相對位置的曲線。

圖7示出了本發明的另一實施例。

圖8示出了本發明的又一實施例。

圖9示出了與接近框架兩個邊沿的兩個獨立的反射表面相關聯定位的兩個光發射器對。

圖10示出了其中使用棱鏡來彎折光軸的成像系統。

圖11示出圖10的成像系統中的棱鏡出于圖像穩定的目的能夠如何進行旋轉。

圖12示出了用于圍繞兩個軸旋轉的萬向節安裝的棱鏡。

圖13示出了定位用于檢測棱鏡圍繞一個軸的旋轉的光發射器對。

圖14示出了定位用于檢測棱鏡圍繞另一軸的旋轉的另一光發射器對。

具體實施方式