[发明专利]控制镜头的方法和设备以及含有其的相机模块

说明书

技术领域

本发明一般涉及一种图像捕捉系统，且在特定实施例中，涉及一种在镜头模块内集成有若干功能件的图像捕捉系统，其中包含以下功能件中的一些或所有功能件：镜头组(lens group)、镜头马达驱动器(lens motordrive)、焦平面阵列(focal plane array)、图像信号处理器(Image SignalProcessor，ISP)、焦距或物距控制器、变焦、闪光灯、快门、温度补偿和/或稳定。

背景技术

常规的成像系统(例如数码相机、摄像手机、可携式摄像机以及其它成像装置和应用)通常并入有相机镜头模块作为系统组合件的一部分。此镜头模块由以下部分组成：焦平面阵列、机械外壳、光学组合件和带有连接器的电接口。

图1说明示范性的常规的由马达驱动的镜头模块100(模块罩壳用虚线表示)。镜头模块100内的镜头组(对焦镜头组102和变焦镜头组104)只是说明性的，应了解，可在镜头模块100内使用许多不同的镜头配置。举例来说，如果镜头是固定镜头或定焦镜头，那么只有一个或一个以上对焦镜头组存在并且移动以对焦。如果镜头是变焦镜头，那么镜头组一起作用以提供变焦功能，且一个或一个以上对焦镜头组移动以对焦。此外，可移动一个或一个以上镜头组以便进行温度补偿、图像稳定以及变形失真(anamorphic distortion)。

镜头组由一个或一个以上镜头元件组成，其主要目的是改变电磁辐射的路径。镜头的元件可由许多不同类型和成份的材料制成，所述材料的实例包含各种成份的玻璃、晶体、塑料或树脂、陶瓷、液体乃至组合物。此外，镜头元件可具有反射性，例如为镜面或棱镜。镜头的元件可制成不同形状、厚度或其它特性，并且可与其它元件一起制造和/或组合以执行各种任务，其中包含对焦、放大、缩小、反射、折射、校正或形成规则的失真(包含变形失真)以及校正横向色彩。通过改变元件的位置、形状、透射率、反射率、磁引力或其它特性，可以执行上述功能。举例来说，沿着垂直于焦平面阵列108的轴(沿着主轴或光轴)移动元件对提供对焦和/或变焦能力有用。类似地，改变液态或易挠元件的形状和/或与移动所述元件相结合也可达到同样效果。相对于主轴并沿着主轴来移动元件或改变元件形状对提供图像稳定和温度补偿有用。可使用传感器来感测镜头元件的某一特性，例如位置、形状、温度、磁通量、位移、湿度以及亮度。镜头传感器的一些示范实施例包含线性或旋转编码器、位移传感器、热敏电阻、热电耦、计数器、运动检测器以及加速计。

图1的镜头组将可见电磁波谱或红外电磁波谱聚焦到镜头模块100内的图像传感器(例如焦平面阵列)108上。焦平面阵列是含有一个或一个以上元件的装置，所述元件检测或感测各种波长处的或若干波长范围内的电磁辐射。这些元件可通过多种构件来调谐，以感测或检测(例如)数码摄影或视频中将使用的人类可见光谱。所述元件还可经调谐以感测或检测红外光、紫外光或其它所需的波长或波长带。焦平面阵列的一些示范实施例包含电荷耦合装置(charge coupled device，CCD)。互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)主动式像素传感器、CMOS主动式列传感器、量子点焦平面阵列以及砷化镓红外线(infrared)阵列。焦平面阵列的实例见第6,084,229号美国专利、第5,471,515号美国专利和第4,054,797号美国专利，以上专利的内容以引用的方式并入本文中。