[发明专利]在成像系统中进行位置检测的方法和设备

说明书

技术领域

本发明一般涉及成像系统中的光学位置检测，更具体地，涉及用于光学图像稳定器的位置检测。

背景技术

诸如光学图像稳定器、光学变焦系统以及自动聚焦透镜系统的成像应用在位置检测时要求高精度。通常，所需精度的数量级达到几微米。传感器输出线性度和对于外部干扰的抗扰性是重要的。另外，用于位置检测的操作模式还要求无接触操作，以避免机械磨损。

光学图像稳定通常涉及对投射在图像传感器上的图像进行横向移位以补偿照相机的运动。图像的移位可以通过下列通用技术中的一个来完成：

透镜移位-该光学图像稳定方法涉及在与光学系统的光轴基本上垂直的方向上移动该光学系统的一个或多个透镜元件；

图像传感器移位-该光学图像稳定方法涉及在与光学系统的光轴基本上垂直的方向上移动图像传感器；

照相机模块倾斜-该方法保持光学系统中的所有部件不改变，同时倾斜整个模块以便相对于景物对光轴进行移位。

在上述任一种图像稳定技术中，需要一种机制通过移动成像部件中的至少一个来实现光轴的改变或者对图像传感器的移位。另外，使用设备来确定移动的成像部件的位置。

在现有技术中，使用了Hall传感器，其中将音圈激励器用于图像稳定。备选地，为了进行位置检测，使用具有高反射区域和低反射区域的反射器或者具有灰度级模式的反射器。

本发明提供了一种用于位置检测的不同的方法和设备。

发明内容

本发明使用反射表面来反射光，使用光发射器和光传感器对来照射反射表面以及检测来自反射表面的反射光。特别地，反射表面设置在第一框架的边沿附近，以及光发射器/传感器对布置在第二框架上。当第一框架用于移动成像系统中的成像部件之一时，第一框架和第二框架相对于彼此移动。光发射器/传感器对定位在距反射表面一定距离的位置处，使得由光发射器所发射的光锥仅部分地碰撞反射表面。该光锥的部分因为其落到该边沿之外而未到达反射表面。随着光发射器/传感器对和反射表面相对于彼此移动，由光发射器所照射的反射表面上的区域发生改变。因此，由光传感器所检测的光的量也发生改变。反射光量的改变引起在反射表面的特定传播范围内的近似线性输出信号响应。优选地，在被照射区域内的反射表面的反射性基本上是均匀的，并且光发射器/传感器对与反射表面之间的距离基本上固定。同样，输出信号响应基本上与固定半径的圆形区域部分成比例，并且根据光发射器/传感器对和反射表面相对于彼此移动的移动距离，该部分减少或者增加。

在本发明的一个实施例中，被照射区域的直径小于反射表面的宽度。

在本发明的另一实施例中，被照射区域的直径等于或者大于反射表面的宽度。

在本发明的又一实施例中，反射表面具有楔形形状。

在本发明的不同实施例中，两个光发射器/传感器对布置在两个反射表面上，用于以差分的方式来检测相对移动。

当阅读了结合图3a至图14所进行的描述后，本发明将变得更加明显。

附图说明

图1是成像系统的示意性图示，其中出于光学图像稳定的目的，

图像传感器相对于透镜移动。

图2是用于在平行于图像平面的两个方向上对图像传感器进行移位的承载体的顶视图。

图3a和图3b示出了与具有接近框架边沿的反射表面的可移动框架相关联定位的固定布置的光发射器/传感器对。

图4示出了与具有接近槽边沿的反射表面的可移动框架相关联定位的光发射器/传感器对。

图5示出了与具有反射表面的固定框架相关联定位的布置在可移动框架上的光发射器/传感器对。。

图6示出了输出信号相对于光发射器/传感器对与反射表面之间的相对位置的曲线。

图7示出了本发明的另一实施例。

图8示出了本发明的又一实施例。

图9示出了与接近框架两个边沿的两个独立的反射表面相关联定位的两个光发射器对。

图10示出了其中使用棱镜来弯折光轴的成像系统。

图11示出图10的成像系统中的棱镜出于图像稳定的目的能够如何进行旋转。

图12示出了用于围绕两个轴旋转的万向节安装的棱镜。

图13示出了定位用于检测棱镜围绕一个轴的旋转的光发射器对。

图14示出了定位用于检测棱镜围绕另一轴的旋转的另一光发射器对。

具体实施方式