[发明专利]紧凑型折叠式相机中的自动对焦和光学图像稳定

说明书

具有自动对焦(AF)和光学图像稳定(OIS)能力的紧凑型折叠式相机模块和包括这些模块的多光圈相机。在一个实施例中，折叠式相机模块包括光路折叠元件(OPFE)，其用于折叠从具有第一光轴的第一光路到具有与第一光轴垂直的第二光轴的第二光路的光；图像传感器；以及镜头模块，其承载具有与第二光轴平行的对称轴的镜头。镜头模块可以被致动成在垂直于第一光轴的平面中在第一和第二正交方向上移动，在第一方向上的移动用于自动对焦，而在第二方向上的移动用于OIS。OPFE可以被致动倾斜以进行OIS。

分案申请

本发明专利申请系在先专利申请号为201680021706.3、申请日为2016年4月15日，发明名称为“紧凑型折叠式相机中的自动对焦和光学图像稳定”的PCT进中国专利申请的分案申请。该申请对应的国际申请的申请号为PCT/IB2016/052179。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年4月16日提交的美国临时专利申请第62/148,435号以及于2015年10月8日提交的第62/238,890号的优先权，两个申请具有相同的标题并且以整体内容通过引用明确并入本文。

技术领域

本文公开的实施例一般涉及数字相机，特别涉及折叠镜头式数字相机和具有折叠镜头的双光圈数字相机。

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，在设备后面的相机，其远离用户并且经常用于休闲摄影)和前置辅相机(即，位于设备前面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的设计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镜头模块(或者一连串数个光学元件)。镜头模块折射入射光线并将其弯曲以在传感器上创建场景图像。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元件的高度。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)，焦距和光学高度就越大。

最近已经提出了一种“折叠式相机模块”结构来减小紧凑型相机的高度。在折叠式相机模块结构中，增加光路折叠元件(以下称为“OPFE”)，例如，棱镜或反射镜(本文另外统称为“反射元件”)，以将光传播方向从垂直于智能手机背面倾斜成平行于智能手机背面。如果折叠式相机模块是双光圈相机的一部分，这会通过一个镜头模块(例如，长焦镜头)来提供折叠式光路。在本文中，这种相机被称为“折叠镜头式双光圈相机”或者“具有折叠镜头的双光圈相机”。一般而言，折叠式相机模块可以包括在多光圈相机中，例如，和两个“非折叠式”相机模块一起位于三光圈相机中。

除了镜头模块和传感器之外，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(或者至少镜头模块中的镜头元件)的位置，并且可以根据所捕获的对象或场景改变对焦距离。

数字静物相机的趋势是提高缩放能力(例如，提高至5x、10x或更多)，而在手机(特别是智能手机)相机中，则是减少传感器像素大小并提高像素数。由于以下两个原因，这些趋势导致对相机的抖动更加敏感：1)分辨率更高，以及2)由于传感器像素更小，曝光时间更长。需要OIS机构来减轻这种影响。