[发明专利]带有滚动补偿的自动对焦和光学图像稳定的折叠式相机

说明书

折叠式数码相机模块，其包括：光路折叠元件(OPFE)，其用于将来自具有第一光轴的第一光路的光折叠到具有垂直于第一光轴的第二光轴的第二光路；图像传感器；以及镜头模块，其携带具有平行于第二光轴的对称轴的镜头。相机模块适于执行光学图像稳定(OIS)，其涉及围绕轴的OPFE倾斜的至少一个倾斜运动，使得OPFE倾斜产生图像滚动移动和移位移动，OPFE倾斜产生的图像滚动移动补偿可由镜头模块的移动消除的折叠式相机模块滚动引起的滚动移动。

相关技术的交叉引用

本申请要求于2015年9月6日提交的并且具有相同的标题的美国临时专利申请号62/215,007的优先权，其全部内容明确地通过引用并入本文。

技术领域

一般而言，本文中所公开的实施例涉及数码相机，具体地涉及具有变焦和/或自动对焦和/或光学图像稳定机构的薄型折叠式镜头双光圈 (“双光学模块”)数码相机。

背景技术

近年来，诸如手机(特别是智能手机)、平板电脑和笔记本电脑之类的移动设备变得无所不在。许多这些设备包括一个或两个紧凑型相机，该紧凑型相机包括例如后置主相机(即，在设备后侧的相机，其远离用户并且经常用于休闲摄影)和前置辅相机(即，位于设备前侧并且经常用于视频会议的相机)。

尽管在本质上相对紧凑，但这些相机中的大多数相机的设计非常类似于传统结构的数字静物相机，即，其包括放置在图像传感器顶部上的光学部件(或者一连串几个光学元件和主光圈)。光学部件(还被称为“光学器件”)折射入射光线并且将其弯曲以在传感器上创建对象或场景图像。这些相机的尺寸在很大程度上取决于传感器的大小和光学器件的高度。这些通常通过镜头的焦距(“f”)及其视场(FOV)结合在一起，其中，必须在一定尺寸传感器上对一定的FOV进行成像的镜头具有特定的焦距。为了保持FOV恒定，传感器尺寸越大(例如，在X-Y平面中)，焦距和光学器件高度就越大。

随着移动设备的尺寸(特别是诸如智能手机之类的设备的厚度)的缩小，紧凑型相机尺寸越来越成为移动设备厚度的限制因素。为了减轻这种约束，已经提出了几种途径来减少紧凑型相机厚度。一种这样的途径使用包括“折叠式镜头”的所谓的“折叠式”相机模块。在折叠式相机模块结构中，光路折叠元件(以下称为“OPFE”)，例如，棱镜或反射镜，被添加以将光传播方向从垂直于电话背面的方向倾斜到平行于电话背面的方向。如果折叠式相机模块是双光圈相机的一部分，则它提供通过一个镜头模块(通常为“长焦”镜头模块)的折叠光路。这种相机在本文中被称为折叠式镜头双光圈相机或具有折叠式镜头的双光圈相机。例如，在申请人的美国专利申请号20160044250中公开了具有折叠式镜头的变焦双光圈相机和多光圈相机。本文中还示出了并入便携式电子设备(例如，智能电话机)中的具有折叠式镜头的变焦双光圈相机。

除了光学器件和传感器之外，现代相机通常进一步包括机械运动 (致动)机构，主要用于以下两个目的：传感器上的图像对焦以及光学图像稳定(OIS)。对于对焦，在更高级的相机中，可以借助致动器改变镜头模块(或者镜头模块中的至少一个镜头元件)的位置，并且可以根据所捕获的对象或场景改变对焦距离。在这些相机中，可以捕获从非常短的距离(例如，10cm)到无限远的对象。数字静物相机的趋势是提高变焦能力(例如，提高至5x、10x或更多)，而在手机(特别是智能手机)相机中，则是减少像素大小并且提高像素计数。这些趋势导致更强的手抖灵敏度或更长的曝光时间。需要采用OIS机制来满足这些趋势中的需求。有关自动对焦和OIS的紧凑型折叠式相机的更多信息可以在于2016年4月14日提交的申请人的国际专利申请PCT/IB2016/052143、于2016年4月15日提交的PCT/IB2016/052179以及于2016年6月7 日提交的PCT/IB 2016/053335中找到。