Title:
Optische Bildstabilisierung für gefaltete Optikkameramodule
Kind Code:
U1


Abstract:

Kamera, umfassend:
einen Bildsensor;
einen ersten Abschnitt, der konfiguriert ist, Licht entlang einer ersten optischen Achse zu empfangen;
einen zweiten Abschnitt, der mehrere Objektivelemente umfasst, die eine zweite optische Achse teilen, die sich von der ersten optischen Achse unterscheidet;
ein reflektierendes Element, das angeordnet ist, einen Weg des Lichts, das in die Kamera in einer Richtung entlang der ersten optischen Achse eintritt, in eine Richtung entlang der zweiten optischen Achse zum Bildsensor zu verändern; und
mindestens zwei unabhängige Aktoren, die konfiguriert sind, das reflektierende Element um einen Drehpunkt zu neigen;
wobei:
(a) die Kamera weiter ein oder mehrere elastische Elemente umfasst, die zum Vorspannen einer Position des reflektierenden Elements konfiguriert sind; oder
(b) die mindestens zwei unabhängigen Aktoren ein aktives Vorspannen zu einer Neutralposition des reflektierenden Elements bereitstellen.




Application Number:
DE202017105405U
Publication Date:
12/08/2017
Filing Date:
09/07/2017
Assignee:
GOOGLE INC. (Calif., Mountain View, US)



Attorney, Agent or Firm:
Maikowski & Ninnemann Patentanwälte Partnerschaft mbB, 10707, Berlin, DE
Claims:
1. Kamera, umfassend:
einen Bildsensor;
einen ersten Abschnitt, der konfiguriert ist, Licht entlang einer ersten optischen Achse zu empfangen;
einen zweiten Abschnitt, der mehrere Objektivelemente umfasst, die eine zweite optische Achse teilen, die sich von der ersten optischen Achse unterscheidet;
ein reflektierendes Element, das angeordnet ist, einen Weg des Lichts, das in die Kamera in einer Richtung entlang der ersten optischen Achse eintritt, in eine Richtung entlang der zweiten optischen Achse zum Bildsensor zu verändern; und
mindestens zwei unabhängige Aktoren, die konfiguriert sind, das reflektierende Element um einen Drehpunkt zu neigen;
wobei:
(a) die Kamera weiter ein oder mehrere elastische Elemente umfasst, die zum Vorspannen einer Position des reflektierenden Elements konfiguriert sind; oder
(b) die mindestens zwei unabhängigen Aktoren ein aktives Vorspannen zu einer Neutralposition des reflektierenden Elements bereitstellen.

2. Kamera nach Anspruch 1, wobei das eine oder die mehreren elastischen Elemente konfiguriert sind, eine Kraft auf das reflektierende Element auszuüben, um das reflektierende Element zu einer Neutralposition zurückzubringen, in der das reflektierende Element in einem 45°-Winkel in Bezug auf die erste optische Achse angeordnet ist.

3. Kamera nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das eine oder die mehreren elastischen Elemente abhängig von der Position des reflektierenden Elements unterschiedliche Kraftrichtungen ausüben.

4. Kamera nach Anspruch 3, wobei das eine oder die mehreren elastischen Elemente konfiguriert sind, (a) das reflektierende Element in eine erste Richtung um den Drehpunkt zu drücken, wenn das reflektierende Element verglichen mit einer Neutralposition um mehr als einen Schwellenwertwinkel geneigt ist, und (b) das reflektierende Element in eine entgegengesetzte zweite Richtung um den Drehpunkt zu ziehen, wenn das reflektierende Element verglichen mit der Neutralposition um den Schwellenwertwinkel oder weniger geneigt ist.

5. Kamera nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die mindestens zwei unabhängigen Aktoren konfiguriert sind, eine optische Bildstabilisierung an die Kamera bereitzustellen.

6. Kamera nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die mindestens zwei unabhängigen Aktoren Tauchspulenmotoraktoren oder piezoelektrische Aktoren sind.

7. Kamera nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kamera drei unabhängige Aktoren umfasst.

8. Kamera nach Anspruch 7, wobei die drei unabhängigen Aktoren gleichmäßig um eine Kante des reflektierenden Elements voneinander beabstandet sind.

9. Kamera nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kamera umfasst:
zwei unabhängige Aktoren, die auf orthogonalen Achsen positioniert sind; und
zwei elastische Elemente;
wobei jedes der zwei elastischen Elemente gegenüber einem der zwei unabhängigen Aktoren entlang den orthogonalen Achsen positioniert ist.

10. Kamera nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend:
eine Trägheitsmesseinheit (IMU), die konfiguriert ist, Bewegungsdaten zu erzeugen, die eine Bewegung der Kamera anzeigen; und
einen Prozessor, der konfiguriert ist, die Bewegungsdaten zu empfangen und als Reaktion auf die Bewegungsdaten Steuersignale für die mindestens zwei Aktoren zu erzeugen,
wobei der Prozessor weiter konfiguriert ist, die Steuersignale an die mindestens zwei unabhängigen Aktoren bereitzustellen, um zu bewirken, dass die mindestens zwei unabhängigen Aktoren, das reflektierende Element neigen, um einen optischen Weg durch die Kamera zu verändern und die Bewegung der Kamera zu kompensieren.

11. Kamera nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend:
einen Hall-Effekt-Sensor, der konfiguriert ist, eine Bewegung der Kamera zu detektieren; und
mindestens einen Weggeber für jeden der mindestens zwei unabhängigen Aktoren,
wobei der mindestens eine Weggeber konfiguriert ist, Bewegung von jedem von den unabhängigen Aktoren zu detektieren.

12. Kamera nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das reflektierende Element ausgeführt ist, den Weg des Lichts zu verändern, sodass es innerhalb einer vorbestimmten Länge entlang der Richtung von der ersten optischen Achse verbleibt.

13. Kamera nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das reflektierende Element ein Spiegel ist.

14. Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das reflektierende Element ein Prisma ist.

15. Kamera nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Drehpunkt ein virtueller Drehpunkt ist, der nicht durch ein physisches Drehelement gestützt oder lokalisiert wird, das konfiguriert ist, an dem reflektierenden Element anzugreifen.

16. Kamera nach Anspruch 15, wobei
das eine oder die mehreren elastischen Elemente ausgeführt sind, Unterstützung an das reflektierende Element bereitzustellen,
das reflektierende Element innerhalb der Kamera unter Verwendung von dem einen oder den mehreren elastischen Elementen angebracht ist, und
das eine oder die mehreren elastischen Elemente um eine Kante des reflektierenden Elements herum angeordnet sind, wobei das eine oder die mehreren elastischen Elemente dem reflektierenden Element ermöglichen, sich um den virtuellen Drehpunkt zu neigen.

17. Kamera nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei sich der Drehpunkt an einer Mitte des reflektierenden Elements befindet.

18. Kamera nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Drehpunkt durch ein an einer Rückseite des reflektierenden Elements befindliches mechanisches Drehelement unterstützt wird, wobei das mechanische Drehelement konfiguriert ist, an dem reflektierenden Element an der Rückseite des reflektierenden Elements anzugreifen.

19. Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die mindestens zwei unabhängigen Aktoren das reflektierende Element lokalisieren, um den Drehpunkt ohne eine separate physische Stützstruktur zum Unterstützen des Drehpunkts bereitzustellen.

20. Kamera nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das reflektierende Element eine Steifigkeit aufweist, sodass seine Resonanzfrequenz über 200 Hz liegt.

21. Kamera nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Objektivelemente mindestens ein Teleobjektiv umfassen.

22. Mobile Vorrichtung, die eine Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis 21 umfasst.

Description:
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

Die vorliegende Beschreibung betrifft optische Bildstabilisierung (OIS) für mobile Vorrichtungen einschließlich Kameras und Kameramodulen, insbesondere für Kameras und Kameramodule, die Teleobjektivanordnungen mit gefalteter Optik verwenden.

Teleobjektive stellen eine lange Brennweite bereit und ermöglichen Benutzern, Bilder von entfernten Objekten aufzunehmen. Gefaltete Optik unterstützt bei Packungsbeschränkungen, denen lange optische Anordnungen wie Teleobjektive begegnen. Die lange Brennweite von Teleobjektiven verstärkt den Effekt von Handzittern und resultierenden Bildverschiebungen. Die OIS kompensiert Bildverschiebungen durch Variieren des optischen Weges zum Sensor.

KURZDARSTELLUNG

Teleobjektive lösen feine Merkmale von entfernten Objekten auf. Aufgrund der langen Brennweite von Teleobjektiven verursacht jedoch eine Bewegung einer Kamera, wenn sie in der Hand gehalten wird, eine größere Bildverschiebung oder -unschärfe bei Kameras mit Teleobjektiven als bei Kameras mit anderen Objektivanordnungen wie Weitwinkelobjektiven. Eine Bildverschiebung aufgrund einer Kameramodulneigung ist eine Funktion des Neigungswinkels und der Brennweite oder des Abstandes zwischen dem Objektiv und dem Bildsensor der Kamera, wenn das Subjekt im Fokus ist. Teleobjektive weisen längere Brennweiten auf als Weitwinkelobjektive mit dem gleichen optischen Format und daher ist die Größenordnung der Bildverschiebung aufgrund von Handzittern mit einem Teleobjektiv größer als mit einem Weitwinkelobjektiv. Optische Bildstabilisierung (OIS) kann die Bewegung des Kameramoduls kompensieren, um eine Unschärfe in den erzeugten Bildern zu reduzieren.

Eine gefaltete Kamera unterstützt dabei, Teleobjektive in einem dünnen Paket verwendbar zu machen. Gefaltete Optik-Anordnungen verwenden ein reflektierendes Element, um Licht, das entlang einer ersten optischen Achse einfällt, in eine Richtung entlang einer zweiten optischen Achse umzulenken. Das Falten oder Wölben des optischen Weges vergrößert den Abstand, um den sich das Licht bewegt, und daher die effektive Brennweite der Objektivanordnung, ohne die Dicke der Anordnung zu vergrößern.

Bei einigen Systemen ist die OIS in Kameras einer mobilen Vorrichtung durch lineares Übersetzen des Objektivs in senkrechten Richtungen entlang der Ebene des Kameramoduls implementiert. Bei diesen Systemen gleichen die Linearübersetzungen die durch die Kamerabewegung induzierte Bildverschiebung aus. Ein gewöhnlich verwendetes Antriebssystem ist der auf einem Tauchspulenmotor (VCM) basierende OIS-Aktor, der Magnete, Spulen und andere damit in Zusammenhang stehende Komponenten einsetzt. Ein ähnliches Design, das in einer Teleobjektivanordnung verwendet wird – selbst eine Anordnung, die gefaltete Optik einsetzt – vergrößert die Dicke der Objektivanordnung erheblich: ein unerwünschter Effekt für den Aufbau von modernen mobilen Vorrichtungen, wie Mobiltelefone und Tablet-Computer, die zunehmend dünner werden. Die Implementierung der linearen OIS-Technik kann die Vorteile des Formfaktors, zu deren Bereitstellung eine gefaltete Kamera beabsichtigt ist, verringern.

Bei einigen Implementierungen kann eine Kamera oder ein Kameramodul konfiguriert sein, ein reflektierendes Element zu neigen, um die Bewegung des Moduls zu kompensieren und eine Bildunschärfe zu reduzieren, um die OIS während des Beibehaltens einer sehr geringen Dicke effektiv bereitzustellen. Indem das reflektierende Element geneigt wird, anstatt die gesamte Kamera oder das Kameramodul zu übersetzen, stellt das vorgeschlagene System die OIS in einem dünnen Paket bereit.

Gemäß einem ersten Aspekt umfasst eine Kamera einen Bildsensor, einen ersten Abschnitt, der konfiguriert ist, Licht entlang einer ersten optischen Achse zu empfangen, einen zweiten Abschnitt, der mehrere Objektivelemente umfasst, die eine zweite optische Achse teilen, die sich von der ersten optischen Achse unterscheidet, ein reflektierendes Element, das ausgeführt ist, einen Weg des Lichts, das in die Kamera in einer Richtung entlang der ersten optischen Achse eintritt, in eine Richtung entlang der zweiten optischen Achse zum Bildsensor zu verändern, und mindestens zwei unabhängige Aktoren, die konfiguriert sind, das reflektierende Element um einen Drehpunkt zu neigen (sodass die mindestens zwei unabhängigen Aktoren konfiguriert sein können, eine optische Bildstabilisierung an die Kamera bereitzustellen). Bei einigen Implementierungen umfasst die Kamera weiter ein oder mehrere elastische Elemente, die konfiguriert sind, eine Position des reflektierenden Elements vorzuspannen. Das eine oder die mehreren elastischen Elemente können eine mechanische Vorspannung an dem reflektierenden Element bereitstellen. Bei einigen Implementierungen stellen die mindestens zwei unabhängigen Aktoren ein aktives Vorspannen zu einer Neutralposition des reflektierenden Elements bereit. Die mindestens zwei unabhängigen Aktoren können das reflektierende Element lokalisieren, um den Drehpunkt ohne eine separate physische Stützstruktur zum Stützen des Drehpunkts bereitzustellen.

Das reflektierende Element kann beispielsweise ein Spiegel oder ein Prisma sein.

Bei einigen Implementierungen sind das eine oder die mehreren elastischen Elemente konfiguriert, eine Kraft auf das reflektierende Element auszuüben, um das reflektierende Element zu einer Neutralposition zurückzubringen, in der das reflektierende Element in einem 45°-Winkel in Bezug auf die erste optische Achse angeordnet ist.

Bei einigen Implementierungen üben das eine oder die mehreren elastischen Elemente abhängig von der Position des reflektierenden Elements unterschiedliche Kraftrichtungen aus. Das eine oder die mehreren elastischen Elemente sind beispielsweise konfiguriert, (a) das reflektierende Element in eine erste Richtung um den Drehpunkt zu drücken, wenn das reflektierende Element verglichen mit einer Neutralposition um mehr als einen Schwellenwertwinkel (von z. B. 45 Grad) geneigt ist und (b) das reflektierende Element in eine entgegengesetzte zweite Richtung um den Drehpunkt zu ziehen, wenn das reflektierende Element verglichen mit der Neutralposition um den Schwellenwertwinkel oder weniger geneigt ist.

Bei einigen Implementierungen sind die mindestens zwei unabhängigen Aktoren Tauchspulenmotoraktoren.

Bei einigen Implementierungen sind die mindestens zwei unabhängigen Aktoren piezoelektrische Aktoren.

Insbesondere bei Implementierungen, bei denen die Kamera drei unabhängige Aktoren umfasst, sind die unabhängigen Aktoren gleichmäßig um eine Kante des reflektierenden Elements herum voneinander beabstandet.

Bei einigen Implementierungen umfasst die Kamera zwei unabhängige Aktoren, die auf orthogonalen Achsen positioniert sind, und zwei elastische Elemente, wobei jedes der zwei elastischen Elemente gegenüber einem der zwei unabhängigen Aktoren entlang den orthogonalen Achsen positioniert ist.

Bei einigen Implementierungen umfasst die Kamera weiter eine Trägheitsmesseinheit (IMU), die konfiguriert ist, Bewegungsdaten zu erzeugen, die eine Bewegung der Kamera anzeigen; und einen Prozessor, der konfiguriert ist, die Bewegungsdaten zu empfangen und als Reaktion auf die Bewegungsdaten Steuersignale für die mindestens zwei Aktoren zu erzeugen. Der Prozessor kann weiter konfiguriert sein, die Steuersignale an die mindestens zwei unabhängigen Aktoren bereitzustellen, um zu bewirken, dass die mindestens zwei unabhängigen Aktoren das reflektierende Element neigen, um einen optischen Weg durch die Kamera zu verändern und die Bewegung der Kamera zu kompensieren.

Bei einigen Implementierungen umfasst die Kamera weiter einen Hall-Effekt-Sensor, der konfiguriert ist, eine Bewegung der Kamera zu detektieren, und mindestens einen Weggeber für jeden von den mindestens zwei unabhängigen Aktoren. Der mindestens ein Weggeber kann konfiguriert sein, eine Bewegung von jedem von den unabhängigen Aktoren zu detektieren.

Das reflektierende Element kann ausgeführt sein, den Weg des Lichts derart zu verändern, dass es innerhalb einer vorbestimmten Länge entlang der Richtung von der ersten optischen Achse verbleibt.

Bei einigen Implementierungen ist der Drehpunkt ein virtueller Drehpunkt, der nicht durch ein physisches Neigungselement gestützt oder lokalisiert wird, das konfiguriert ist, in das reflektierende Element einzugreifen. Das eine oder die mehreren elastischen Elemente können dann angeordnet werden, um Unterstützung an das reflektierende Element bereitzustellen, wobei das reflektierende Element innerhalb der Kamera unter Verwendung des einen oder der mehreren elastischen Elemente angebracht ist. Das eine oder die mehreren elastischen Elemente können um eine Kante des reflektierenden Elements herum angeordnet sein, wobei das eine oder die mehreren elastischen Elemente dem reflektierenden Element ermöglichen, sich um den virtuellen Drehpunkt zu neigen.

Bei einigen Implementierungen befindet sich der Drehpunkt an einer Mitte des reflektierenden Elements. Bei einigen Implementierungen wird der Drehpunkt durch ein an einer Rückseite des reflektierenden Elements befindliches mechanisches Drehelement unterstützt, wobei das mechanische Drehelement konfiguriert ist, in das reflektierende Element an der Rückseite des reflektierenden Elements einzugreifen.

Das reflektierende Element kann eine Steifigkeit aufweisen, sodass sich seine Resonanzfrequenz über 200 Hz befindet.

Weiter können mehrere unabhängig angesteuerte Aktoren vorgesehen werden, die ein reflektierendes Element innerhalb einer gefalteten Optik, welche die Objektivelemente umfasst, steuert, um die Bewegung der Kamera oder des Kameramoduls entsprechend zu kompensieren. Jeder Aktor kann unabhängig von den anderen Aktoren gesteuert werden und das reflektierende Element umeinen Drehpunkt geneigt werden. Wenn beispielsweise Tauchspulenaktoren oder andere Aktoren verwendet werden, können die Aktoren voneinander magnetisch entkoppelt werden, sodass die Magnetspulen unterschiedliche Magnete ansteuern. Bei einigen Implementierungen neigen die Aktoren das reflektierende Element um im Wesentlichen orthogonale Achsen. Indem nur das reflektierende Element als Reaktion auf die Bewegung des Kameramoduls geneigt wird, wird die Notwendigkeit eines verhältnismäßig großen linearen OIS-Systems, das die gesamte Objektivanordnung übersetzt, beseitigt. Zusätzlich ermöglicht die Bewegung des reflektierenden Elements Korrekturen für Bilder mit Subjekten innerhalb eines nahen Abstandes und eines fernen Abstandes zum Kameramodul.

Das reflektierende Element kann um einen Drehpunkt geneigt werden, sodass der Drehpunkt feststehend ist und das Zentrum der Bewegung für das reflektierende Element ist. Elastische Elemente können verwendet werden, um eine Neutralposition des reflektierenden Elements zu steuern, das Zurückkehren des reflektierenden Elements zur Neutralposition sicherzustellen und die Neutralposition zu kalibrieren.

Auf Basis der beanspruchten Lösung kann ein Verfahren zum Ausführen optischer Bildstabilisierung in einer Kamera vorgeschlagen werden, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen von Licht entlang einer ersten optischen Achse einer Kamera, wobei die Kamera (i) einen Bildsensor, (ii) einen ersten Abschnitt, der konfiguriert ist, Licht entlang der ersten optischen Achse zu empfangen, (iii) einen zweiten Abschnitt, der mehrere Objektivelemente umfasst, die eine zweite optische Achse teilen, die sich von der ersten optischen Achse unterscheidet, (iv) ein reflektierendes Element, das ausgeführt ist, einen Weg des Lichts, das in die Kamera in einer Richtung entlang der ersten optischen Achse eintritt, in eine Richtung entlang der zweiten optischen Achse zu verändern, (v) mindestens zwei unabhängige Aktoren, die konfiguriert sind, das reflektierende Element um einen Drehpunkt zu neigen; und (vi) ein oder mehrere elastische Elemente zum Vorspannen einer Position des reflektierenden Elements. Das Verfahren umfasst weiter das Ändern, durch das reflektierende Element, eines Wegs des Lichts, das in die Kamera in einer Richtung entlang der ersten optischen Achse eintritt, in eine Richtung entlang der zweiten optischen Achse, Detektieren einer Bewegung der Kamera unter Verwendung des Bildsensors der Kamera und Ändern, durch die mindestens zwei unabhängigen Aktoren und das eine oder die mehreren elastischen Elemente, einer Neigung des reflektierenden Elements um den Drehpunkt basierend auf der detektierten Bewegung der Kamera.

Bei einigen Implementierungen umfasst das Verfahren weiter das Bestimmen einer Länge entlang der Richtung des ersten optischen Wegs und Ändern, durch die mindestens zwei unabhängigen Aktoren und die zwei elastischen Elemente, einer Neigung des reflektierenden Elements um einen Drehpunkt basierend auf der bestimmten Länge.

Die Details von einer oder mehreren Implementierungen der Erfindung werden in den begleitenden Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt. Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen offensichtlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein Diagramm, das eine mobile Vorrichtung einschließlich eines Kameramoduls mit gefalteter Optik veranschaulicht.

2 ist ein Diagramm, welches das Kameramodul mit gefalteter Optik von 1 veranschaulicht.

Die 3A6 sind Diagramme von beispielhaften Konfigurationen von reflektierenden Elementanordnungen, die einen Weg des Lichts, das in das unter Bezugnahme auf die 1 bis 2 beschriebene Kameramodul eintritt, verändert.

7 ist ein Diagramm, das ein beispielhaftes System zum Steuern der unter Bezugnahme auf die 3A bis 6 beschriebenen reflektierenden Elementanordnungen veranschaulicht.

8 ist ein Ablaufdiagramm, das einen beispielhaften Prozess veranschaulicht, bei dem die unter Bezugnahme auf die 3A bis 6 beschriebenen reflektierenden Elementanordnungen einen Weg des Lichts, das in das unter Bezugnahme auf die 1 bis 2 beschriebene Kameramodul eintritt, verändern.

Gleiche Bezugsnummern und Bezeichnungen in den verschiedenen Zeichnungen verweisen auf ähnliche Elemente. Die hier gezeigten Komponenten, ihre Verbindungen und Beziehungen und ihre Funktionen sollen nur beispielhaft sein und sollen die Implementierungen der in diesem Dokument beschriebenen und/oder beanspruchten Erfindungen nicht einschränken.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG

1 ist ein Diagramm, das eine mobile Vorrichtung 100 einschließlich eines Kameramoduls 150 mit gefalteter Optik veranschaulicht. Bei diesem Beispiel ist die mobile Vorrichtung 100 ein Smartphone mit einem verbesserten Mobilvorrichtungsbetriebssystem, das Merkmale eines Personal-Computers mit anderen Merkmalen, die für mobile Verwendung nützlich sind, wie beispielsweise Bildverarbeitung, kombiniert. Die mobile Vorrichtung 100 ist konfiguriert, einem Benutzer 110 zu ermöglichen, Bilder unter Verwendung des Kameramoduls 150 aufzunehmen.

Im Beispiel von 1 umfasst das Kameramodul 150 eine Teleobjektivanordnung. Generell sind Teleobjektive Objektive mit Brennweiten, die länger sind als die Diagonale des Bildsensors der Kamera. Generell weisen Teleobjektive physische Längen auf, die kürzer sind als die Brennweite. Die Dicke von Vorrichtungen, die Teleobjektivanordnungen einbeziehen, ist typischerweise von der Länge der verwendeten Teleobjektivanordnung abhängig. Eine mobile Vorrichtung dünn zu erhalten ist eine wichtige Designbeschränkung bei modernen mobilen Vorrichtungen wie Smartphones; als solches sind große Teleobjektivanordnungen, welche die Dicke einer mobilen Vorrichtung vergrößern (z. B. in einer Richtung senkrecht zum Bildschirm der mobilen Vorrichtung), nicht wünschenswert.

Im Beispiel von 1 umfasst das Kameramodul 150 eine Teleobjektivanordnung, die gefaltete Optik einschließt, was dabei unterstützt, die die gesamte Dicke des Kameramoduls 150 zu begrenzen. Gefaltete optische Systeme verändern die Richtung des einfallenden Lichts beispielsweise durch Empfangen von Licht entlang einer einfallenden Achse und Richten dessen entlang einer zweiten Achse, die zur einfallenden Achse senkrecht ist. Ein Vorteil des Verwendens gefalteter Optik ist das Vergrößern der Länge des optischen Wegs oder des Wegs des Lichts, ohne die Größe des Systems zu vergrößern. Aufgrund der 90-Grad-Biegung im optischen Weg können die meisten Objektivelemente entlang einer Breitenrichtung W der mobilen Vorrichtung, anstatt der senkrechten Dickenrichtung angeordnet werden, die Entwickler häufig versuchen, zu minimieren. Die Dicke des Kameramoduls 150 kann in Bezug auf ein Kameramodul reduziert sein, das keine gefaltete Optik verwendet und ein Teleobjektiv mit der gleichen Brennweite umfasst.

Bei typischen Systemen diktiert die Dicke eines Kameramoduls die Dicke einer mobilen Vorrichtung. Da das Kameramodul 150 gefaltete Optik verwendet, ist bei diesem Beispiel die Dicke der mobilen Vorrichtung 100 von der Größe eines im gefalteten Optik-System verwendeten reflektierenden Elements abhängig, um den Weg des Lichts zu verändern, das in das Kameramodul 150 einfällt. Wie gezeigt, durch die punktierten Linien in 1 erstreckt sich das Kameramodul 150 mit dem Teleobjektiv entlang einer Breite der mobilen Vorrichtung 110 anstatt einer Tiefe oder Dicke der Vorrichtung.

Die lange Brennweite der Teleobjektivanordnung verstärkt die Größenordnung der Bildverschiebung aufgrund von Handzittern. Handzittern wird durch die Bewegung eines Benutzers wie Benutzer 110 bewirkt, wenn ein Bild mit einer Kamera aufgenommen wird. Selbst wenn sich der Benutzer 110 der Bewegung nicht bewusst ist, kann sich seine Hand kontinuierlich bewegen. Die Bewegungen sind verhältnismäßig klein, aber mit einem Teleobjektiv kann selbst ein geringfügiger Betrag an Zittern einen großen Betrag an Bildverschiebung in einem resultierenden Foto, das unter Verwendung des Kameramoduls 150 aufgenommen wird, erzeugen.

Bei einigen Implementierungen kann die mobile Vorrichtung 100 ein Kameramodul 160 umfassen, das ein Kameramodul mit einer zweiten Objektivanordnung wie einer Weitwinkelobjektivanordnung zusätzlich zur Teleobjektivanordnung umfasst. Das Kameramodul 160 kann eine unterschiedliche Brennweite bereitstellen und dem Benutzer 110 ermöglichen, eine größere Vielzahl an Fotos auf der gleichen Vorrichtung aufzunehmen. Weitwinkelobjektive weisen Brennweiten auf, die im Wesentlichen kleiner als die Brennweite eines normalen Objektivs sind, und ermöglichen, dass mehr von der Szene, die fotografiert wird, eingeschlossen wird.

2 ist ein Diagramm, welches das Kameramodul 150 von 1 veranschaulicht. Das Kameramodul 150 umfasst ein reflektierendes Filterelement 210, gezeigt durch den Kasten, der mit gestrichelten Linien gebildet ist, eine Objektivanordnung 250 und einen Bildsensor 260. Die reflektierende Elementanordnung 210 umfasst ein reflektierendes Element 212. Bei diesem Beispiel ist das reflektierende Element 212 ein Spiegel. Bei einigen Implementierungen kann das reflektierende Element 212 ein Prisma oder ein anderes reflektierendes Element sein.

Das reflektierende Element 212 weist eine reflektierende Fläche auf, die eine Richtung des einfallenden Lichts von einer ersten optischen Achse zu einer zweiten optische Achse ändert. Das reflektierende Element 212 steuert einen Winkel der zweiten optischen Achse von der ersten optischen Achse. Die zweite optische Achse kann derart ausgerichtet sein, dass eine vorbestimmte Brennweite oder ein Formfaktor des Kameramoduls 150 erfüllt wird. Das reflektierende Element 212 kann beispielsweise in einem Winkel von 45° ausgerichtet sein, um den Weg von einfallendem Licht zu ändern, sodass es sich durch die Objektivanordnung 250 und in den Bildsensor 260 bewegt. Dies kann eine Neutralposition des reflektierenden Elements 212 darstellen, bevor irgendeine Bewegungskompensation oder Bildstabilisierung erfolgt. Wie nachfolgend beschrieben, kann das reflektierende Element 212 in verschiedene Winkel geneigt sein, die von der Neutralposition abweichen.

Die Objektivanordnung 250 umfasst mehrere Objektivelemente mit variierender Brechkraft. Bei diesem Beispiel umfasst die Objektivanordnung 250 sechs Brechungsobjektivelemente. Es können jedoch mehr oder weniger Brechungsobjektivelemente verwendet werden. Die Brechungsobjektivelemente der Objektivanordnung 250 können aus verschiedenen Kunststoffmaterialien, Glas usw. bestehen. Die Brechungsobjektivelemente können aus Materialien mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften, wie unterschiedliche Abbeschen Zahlen, unterschiedlichen Brechungsindizes usw. bestehen.

Die Brechungsobjektivelemente können derart ausgewählt werden, dass die Brechungsvermögensverteilung der Objektivanordnung 250 eine vorbestimmte Brennweitenanforderung erfüllt. Bei einigen Implementierungen kann die Objektivanordnung 250 chromatische Aberrationen oder die Wirkung von Dispersion korrigieren, bei der eine Objektivanordnung dabei versagt, alle Farben auf den gleichen Konvergenzpunkt zu fokussieren. Bei einigen Implementierungen kann die Objektivanordnung 250 die Petzal-Feldkrümmung oder eine Abweichung, bei der ein flaches zur optischen Achse senkrechtes Objekt nicht richtig in Fokus gebracht werden kann, korrigieren.

Der Bildsensor 260 detektiert und transportiert Informationen, die ein Bild darstellen. Der Bildsensor 260 wandelt die Abschwächung oder den allmählichen Verlust an Intensität von Lichtwellen in Signale um, welche die Informationen transportieren. Im Allgemeinen verwenden Digitalkameras einen flachen Sensor. Bei einigen Implementierungen können Kameramodule gekrümmte Sensoren verwenden, die einen kürzeren und kleineren Objektivdurchmesser ermöglichen und die Zahl an Elementen und Komponenten reduzieren, die beim Vorsehen einer größeren Öffnung benötigt werden.

Bei einigen Implementierungen ist der Bildsensor 260 ein komplementärer Metalloxidhalbleiter-(CMOS)-Sensor, der eine integrierte Schaltung einschließt, welche die Produktionskosten reduziert. CMOS-Bildsensoren weisen Verstärker für jedes Pixel eines Bildes auf und können Rückseitenbeleuchtung verwenden, um die Anzahl an Photonen, die auf die Fotodiode des Sensors auftreffen, zu erhöhen. Bei einigen Implementierungen ist der Bildsensor 260 eine ladungsträgergekoppelte Schaltung-(CCD)-Sensor. CCD-Sensoren sind Analogvorrichtungen, die elektrische Ladung in jedem Pixel eines Bildes halten.

Die 3A3B sind Diagramme einer beispielhaften Konfiguration einer reflektierenden Elementanordnung 210, die einen Weg des Lichts, das in das unter Bezugnahme auf die 12 beschriebene Kameramodul eintritt, verändert.

3A veranschaulicht eine Seitenansicht einer reflektierenden Elementanordnung 300. 3B veranschaulicht eine Draufsicht der reflektierenden Elementanordnung 300. Die reflektierende Elementanordnung 300 umfasst ein reflektierendes Element 212, zwei Aktoren 302a302b, zwei elastische Elemente in der Form von zwei Vorspannelementen 304 und einen Drehpunkt 306.

Bei diesem Beispiel ist das reflektierende Element 212 ein Spiegel. Das reflektierende Element 212 ist mit dem Drehpunkt 306 gekoppelt, um den das reflektierende Element 212 geneigt wird, um eine Richtung des einfallenden Lichtes von einer ersten optischen Achse zu einer zweiten optischen Achse zu verändern.

Bei diesem Beispiel ist das reflektierende Element 212 kreisförmig. Bei einigen Implementierungen kann das reflektierende Element 212 irgendeine von verschiedenen Formen, wie rechteckig, dreieckig usw., aufweisen.

Bei einigen Implementierungen kann das reflektierende Element 212 durch Beschichten eines spritzgegossenen Kunststoffteils aufgebaut sein. Es kann beispielsweise eine Spiegelschicht auf ein spritzgegossenes Kunststoffteil aufgebracht werden und das Teil kann als das reflektierende Element 212 verwendet werden. Bei einigen Implementierungen kann das reflektierende Element 212 durch Beschichten eines verstärkten Pressglasteils aufgebaut sein. Durch das Herstellungsverfahren des Beschichtens des spritzgegossenen Kunststoffteils oder des verstärkten Pressglasteils mit einer reflektierenden Beschichtung weist das resultierende reflektierende Element 212 eine größere Biegefestigkeit relativ zu einem reflektierenden Standardglaselement auf und kann Stöße oder Herunterfallen, die bzw. das die reflektierende Elementanordnung 300 erfährt, überstehen.

Bei einigen Implementierungen wird das reflektierende Element 212 derart hergestellt, dass die Dicke des reflektierenden Elements 212 ausreichend groß ist, um Steifigkeit und eine Resonanzfrequenz oberhalb eines bestimmten Schwellenwerts bereitzustellen, aber dünn genug, um Formfaktorvorteile gegenüber einem traditionellen OIS-System bereitzustellen. Beispielsweise kann das reflektierende Element 212 derart hergestellt werden, dass das reflektierende Element eine Resonanzfrequenz über 200 Hz aufweist.

Der Drehpunkt 306 kann durch eine mechanische Achse bereitgestellt werden. Bei einigen Implementierungen befindet sich der Drehpunkt 306 an der Rückseite des reflektierenden Elements 212, wo das reflektierende Element 212 auf dem Ende einer Säule 305 oder einer anderen Struktur ruht oder damit artikuliert. Bei einigen Implementierungen befindet sich der Drehpunkt 306 an einem Stift, einem Arm oder einer anderen Stützstruktur, die das reflektierende Element 212 stützt oder darin eingreift. Eine Struktur, um die sich das reflektierende Element dreht, kann zwischen dem reflektierenden Element 212 und einer mechanischen Bezugsgröße, wie einer feststehenden Fläche des Kameramoduls angebracht sein, welches die reflektierende Elementanordnung 300 umfasst. Die Säule oder andere Struktur, die den Drehpunkt bereitstellt, kann beispielsweise auf einer unteren Fläche des Kameramoduls 150 angebracht sein.

Bei diesem Beispiel befindet sich der Drehpunkt 306 in der Mitte des reflektierenden Elements 212. Andere Implementierungen können den Drehpunkt 306 an anderen Orten an dem reflektierenden Element 212 anordnen. Der Drehpunkt 306 kann beispielsweise an einer Kante des reflektierenden Elements 212 angeordnet sein.

Das reflektierende Element 212 wird um den Drehpunkt 306 durch die Aktoren 302a302b geneigt. Jeder der Aktoren 302a302b kann separat von dem anderen gesteuert werden. Beispielsweise kann ein unabhängig gesteuerter Aktor betätigt werden, während der andere nicht betätigt wird. Bei einem weiteren Beispiel kann ein unabhängig gesteuerter Aktor in einer Plusrichtung betätigt werden, während der andere in der Minusrichtung betätigt werden kann. Die Aktoren 302a302b können zu verschiedenen Zeiten betätigt und asynchron voneinander betrieben werden. Die Aktoren 302 können derart angeordnet sein, dass sie das reflektierende Element 212 um orthogonale Achsen wie nachstehend weiter beschrieben neigen. Die Aktoren 302 können Elemente entlang Linearachsen bewegen und die Elemente können an dem reflektierenden Element 212 angreifen, um eine Neigung zu bewirken. Bei einigen Implementierungen sind die linearen Bewegungsachsen Parallelachsen, die an unterschiedlichen Positionen des reflektierenden Elements 212 voneinander beabstandet sind. Die Aktoren 302a302b stellen jeweils eine Längsbewegung einer Komponente entlang einer Achse bereit und die Komponenten greifen in eine Rückseite des reflektierenden Elements 212 ein.

Wenn Aktoren mit Magnetantrieben verwendet werden, kann jeder Aktor mit einem separaten Magneten interagieren. Wenn beispielsweise Tauchspulenaktoren verwendet werden, kann jeder Aktor eine separate Tauchspule und einen separaten Magneten umfassen. Jeder Aktor kann seinen entsprechenden Magneten entlang einer Achse bewegen und die Bewegung kann durch eine Säule oder andere Komponente auf die Rückseite des reflektierenden Elements 212 übertragen werden, um eine Neigung zu bewirken. Auf diese Weise bewegen die Aktoren unterschiedliche Magnete und bewirken eine Übersetzung ihrer entsprechenden Magnete entlang unterschiedlichen Achsen. Die Tauchspule jedes Aktors befindet sich neben ihrem eigenen Magnet, aber viel weiter von den Magneten anderer Aktoren entfernt und bewegt daher die Magnete der anderen Aktoren nicht. Jeder Aktor empfängt ein separates Steuersignal, das konfiguriert ist, den Aktor zu steuern, um seinen eigenen Magneten separat von den anderen Magneten zu bewegen.

Die Aktoren 302 greifen in das reflektierende Element 212 an unterschiedlichen Positionen ein, die außen an dem reflektierenden Element 212 beabstandet sind. Bei einigen Implementierungen sind die Aktoren 302 um das reflektierende Element 212 herum gleichmäßig beabstandet und greifen in das reflektierende Element 212 an Punkten an der Kante des reflektierenden Elements 212 ein.

Die Aktoren 302a302b neigen das reflektierende Element 212 um den Drehpunkt 306 basierend auf Sensordaten, die eine Bewegung des Kameramoduls, das die reflektierende Elementanordnung 300 enthält, anzeigen. Die Aktoren 302 stellen variierende Neigungsbeträge und -richtungen des reflektierenden Elements 212 von seiner Neutralposition bereit. Die Bewegung des Kameramoduls wird durch einen oder mehrere Sensoren detektiert und Steuersignale werden an die Aktoren 302 bereitgestellt, um die Neigungsposition dynamisch anzupassen und eine Kamerabewegung in Echtzeit zu kompensieren.

Im Beispiel der 3A3B sind die Aktoren 302a302b derart angeordnet, dass sie das reflektierende Element 212 um senkrechte Achsen neigen. Die Aktoren 302a302b greifen in das reflektierende Element 212 an Orten ein, die zu dem Drehpunkt 306 versetzt sind. Der Aktor 302a und ein Vorspannelement 304 greifen in das reflektierende Element 212 entlang der y-Achse, die in 3B gezeigt ist, ein und können in die Rückseite des reflektierenden Elements 212 in den gezeigten Bereichen eingreifen. Die Bewegung des Aktors 302a bewirkt, dass sich das reflektierende Element 212 um die y-Achse neigt. Ähnlich greifen der Aktor 302b und das Vorspannelement 304 in das reflektierende Element 212 entlang der x-Achse ein, sodass eine Bewegung des Aktors 302b ein Neigen um die y-Achse bewirkt. Die Aktoren können das reflektierende Element 212 nach Bedarf bewegen, um eine Bewegung des Kameramoduls zu korrigieren und auch das reflektierende Element 212 zu einer Neutralposition zu bewegen, wenn sich das Kameramodul in Ruhe befindet. Die Neutralposition kann sich an oder nahe einer Mitte des Bewegungsbereichs der Aktoren befinden, wie z. B. einer Position, an der Kompensation für eine Bewegung nicht erfolgt.

Bei einigen Implementierungen sind die Aktoren 302a302b abstandsgleich von der Mitte des reflektierenden Elements 212 positioniert. Bei einigen Implementierungen sind die Aktoren 302a302b abstandsgleich vom Drehpunkt 306 positioniert. Beispielsweise können die Aktoren 302a302b an senkrechten Achsen jeweils 10 mm vom Drehpunkt 306 positioniert sein. Die Aktoren 302a302b können in die Rückseite des reflektierenden Elements 212 an einer äußeren Region des reflektierenden Elements 212, wie beispielsweise an einer Kante oder einer Randregion, wie beispielsweise im Abstand von der Hälfte des Radius des reflektierenden Elements 212 oder größer vom Drehpunkt, eingreifen.

Bei einigen Implementierungen sind die Aktoren 302a302b lineare Aktoren. Bei einigen Implementierungen sind die Aktoren 302a302b VCM-basierte Aktoren. Bei einigen Implementierungen sind die Aktoren 302a302b piezoelektrische Aktoren. Piezoelektrische Aktoren verwenden piezoelektrische Stoffe, wie z. B. bestimmte Feststoffe, in denen sich elektrische Ladung als Reaktion auf ausgeübte mechanische Belastung ansammelt. Gewöhnlich entsprechen sehr hohe elektrische Felder verhältnismäßig winzigen Änderungen in der Breite des Materials; dies ermöglicht, dass piezoelektrische Materialien Objekte mit hoher Genauigkeit positionieren, und ist ein Vorteil der Verwendung piezoelektrischer Stoffe als Aktoren. Bei einigen Implementierungen sind die Aktoren 302a302b verschiedene andere Aktoren, die das reflektierende Element 212 neigen können, wie beispielsweise Drehaktoren, pneumatische Aktoren usw.

Bei einigen Implementierungen umfassen die Aktoren 302a302b Encoder oder Vorrichtungen, die Informationen von einem Format in ein anderes umwandeln, das Positions- und/oder Drehzahlfeedback bereitstellt. Die Aktoren 302a302b können beispielsweise Hall-Effekt-Sensoren umfassen. Hall-Effekt-Sensoren sind Umformer, die eine Ausgangsspannung als Reaktion auf ein Magnetfeld variieren und zum Positionieren und zur Geschwindigkeitsdetektion verwendet werden können. Bei einigen Implementierungen umfassen die Aktoren 302a302b irgendwelche von verschiedenen Encodern, die Positions- und/oder Geschwindigkeitsfeedback bereitstellen.

Die Aktoren 302a302b betätigen den Spiegel in zwei Orthogonalrichtungen, was zwei Freiheitsgrade oder Richtungen bereitstellt, in denen unabhängige Bewegung erfolgen kann. Jeder der Aktoren 302a302b kann sich senkrecht zur mechanischen Bezugsgröße oder Ebene des Kameramoduls bewegen, von der die reflektierende Anordnung 300 ein Teil ist. Beispielsweise kann sich jeder der Aktoren 302a302b entlang einer z-Achse des reflektierenden Elements 212 bewegen.

Bei einigen Implementierungen können die Aktoren 302a302b das reflektierende Element 212 zu einer Neutralposition zurückkehren lassen. Beispielsweise können die Aktoren 302a302b das reflektierende Element 212 neigen, sodass es basierend auf dem Feedback von Encodern der entsprechenden Aktoren 302a302b zu einer Neutralposition zurückkehrt. Bei einigen Implementierungen üben die Vorspannelemente 304 eine Kraft aus, die das reflektierende Element 212 vollständig oder teilweise zur Neutralposition zurückbringt. Die Vorspannelemente 304 stellen eine mechanische Vorspannung an das reflektierende Element 212 bereit.

Die Vorspannelemente 304 können eine Position des reflektierenden Elements 212 vorspannen. Beispielsweise können die Vorspannelemente 304 eine Kraft auf das reflektierende Element 212 ausüben, die dazu tendiert, das reflektierende Element zu seiner Neutralposition zurückzubringen, wie z. B. eine Position, in der die reflektierende Ebene des reflektierenden Elements 212 in einem Winkel von 45 Grad von der optischen Achse abgewinkelt ist, sodass Licht in das Kameramodul eintritt. Bei einigen Implementierungen sind die Vorspannelemente 304 elastische Federn. Bei einigen Implementierungen sind die Vorspannelemente 304 Biegeelemente. Andere Vorspannelemente können zusätzlich oder alternativ verwendet werden.

Bei diesem Beispiel sind die Vorspannelemente 304 entlang von Achsen senkrecht zueinander angeordnet. Jedes Vorspannelement 304 ist direkt gegenüber von einem der Aktoren 302a302b mit dem Drehpunkt 306 dazwischen angeordnet. Das gegenüberliegende Positionieren der Vorspannelemente 304 ermöglicht, dass jedes der Vorspannelemente 304 der Bewegung der Aktoren 302a302b entgegenwirkt und das reflektierende Element 212 zu einer Neutralposition zurückbringt. Die Aktoren 302a302b können beispielsweise das reflektierende Element 212 neigen und die Vorspannelemente 304 können das reflektierende Element 212 zur Neutralposition ohne weitere Steuerung der Aktoren 302a302b zurückbringen.

Bei einigen Implementierungen sind die Vorspannelemente 304 abstandsgleich von der Mitte zum reflektierenden Element 212 positioniert. Bei einigen Implementierungen sind die Vorspannelemente 304 abstandsgleich vom Drehpunkt 306 positioniert. Beispielsweise können die Vorspannelemente 304 auf senkrechten Achsen jeweils 10 mm vom Drehpunkt 306 positioniert sein. Bei einigen Implementierungen können die Vorspannelemente 304 im gleichen Abstand von der Mitte des reflektierenden Elements 212 oder dem Drehpunkt 306 wie die Aktoren 302a302b positioniert sein. Beispielsweise können die Aktoren 302a302b und die Vorspannelemente 304 in 90°-Intervallen um die Kante des reflektierenden Elements 212 herum 12 mm vom Drehpunkt 306 angeordnet sein.

Die Vorspannelemente 304 können eine Kraft in einer einzelnen Richtung durch den Neigungsbereich ausüben. In den 3A3B können die Vorspannelemente 304 beispielsweise beständig nach oben entlang der z-Achse drücken. Die Aktoren 302a302b können auch ihre Positionen variieren, um die Neigung anzupassen, müssen aber das reflektierende Element 212 nicht herunterzuziehen, da die Vorspannelemente 304 konfiguriert sein können, das reflektierende Element an der Neutralposition vorbeizudrücken, es sei denn, dass sie durch die Aktoren 302a302b behindert werden. Als ein weiteres Beispiel können die Vorspannelemente 304 abhängig von der Position des reflektierenden Elements 212 unterschiedliche Kraftrichtungen ausüben. Ein Vorspannelement 304 kann eine oder mehrere Federn umfassen, die angeordnet sind, um beispielsweise nach oben an eine Kante zu drücken, wenn der Winkel 45 Grad überschreitet, und herunterzuziehen, wenn der Winkel kleiner als 45 Grad ist, und daher eine Kraft auszuüben, um jeglicher Abweichung von der Neutralposition entlang einer Achse entgegenzuwirken. In ähnlicher Weise kann die Bewegung der Aktoren 302a302b das reflektierende Element 212 sowohl drücken als auch ziehen.

Bei einigen Implementierungen ermöglichen die Vorspannelemente 304 das Positionieren und Einrichten von Komponenten innerhalb der reflektierenden Elementanordnung 300. Beispielsweise können die Vorspannelemente 304 eine Neutralposition des reflektierenden Elements 212 relativ zu den Herstellerspezifikationen kalibrieren. Bei einigen Implementierungen werden die Kalibrierdaten verwendet, um die Vorspannelemente 304 anzupassen und/oder zu positionieren. Die Kalibrierdaten können vom Hersteller der reflektierenden Elementanordnung 300 beispielsweise verwendet werden, um die Vorspannelemente 304 anzupassen, sodass sich das reflektierende Element 212 in einer gewünschten Neutralposition befindet, wenn die Aktoren 302a302b nicht aus ihren Neutral- oder Mittelpositionen verschoben sind.

Bei einigen Implementierungen können die Vorspannelemente 304 die Position des reflektierenden Elements 212 dynamisch vorspannen oder kalibrieren. Beispielsweise können eine Feder und ein linearer Aktor beim Einschalten eines Kameramoduls, das die reflektierende Elementanordnung 300 enthält, und Detektieren der aktuellen Position des reflektierenden Elements 212 relativ zu einer gewünschten Ausgangsposition angepasst werden.

Bei einigen Implementierungen befindet sich eine Neutralposition des reflektierenden Elements 212 nicht in der Mitte des Betätigungsbereichs für einen oder mehrere von den Aktoren 302a302b. Beispielsweise können die Aktoren 302a302b lineare Aktoren sein und die Neutralposition des reflektierenden Elements 212 befindet sich nicht in der Mitte des Betätigungbereichs für die Aktoren 302a302b. Wenn bei diesem Beispiel die Aktoren 302a302b nicht betätigt sind, kann das reflektierende Element 212 nicht unter Verwendung der Aktoren 302a302b zur Neutralposition allein zurückkehren: die Vorspannelemente 304 können eine Vorspannung oder eine Gegenkraft zu der Kraft bereitstellen, die durch die Aktoren 302a302b bereitgestellt wird, um das reflektierende Element 212 zur Neutralposition zurückzubringen.

Bei einigen Implementierungen sind die Vorspannelemente 304 ausgelassen. Wenn die Aktoren 302a302b beispielsweise piezoelektrische Aktoren sind, die präzise und genau und gesteuert werden können, um zu einer Neutralposition zurückzukehren, können die Vorspannelemente 304 ausgelassen werden. Andere lineare Aktoren können auf die gleiche Weise verwendet werden, um das reflektierende Element 212 zu seiner Neutralposition in Abwesenheit von Vorspannelementen aktiv zurückzubringen.

Typische OIS-VCM-Aktoren sind für eine bestimmte Neigungskorrektur für die Kamerabewegung durch Übersetzen eines Kameramoduls linear entlang von zwei orthogonalen Achsen ausgelegt. Ein typisches OIS-VCM-Aktorsystem in einem Kameramodul kann beispielsweise für eine ±1º-Neigungskorrektur, die ungefähr ±100 µm Hubbereich für jeden von den VCM-Aktoren erfordert, ausgelegt sein.

Die unabhängig gesteuerte Aktor-OIS-Technik neigt ein reflektierendes Element innerhalb einer Objektivanordnung eines Kameramoduls um zwei orthogonale Achsen herum, um eine Kamerabewegung zu korrigieren. Wenn das reflektierende Element 212 durch θx um die x-Achse herum gedreht wird, wird der Richtungsvektor des hereinkommenden Lichtstrahls, z. B. k-Vektor, κ = [kx, ky, kz] zu κrx durch den Spiegel geändert. Der k-Vektor des reflektierten Lichtstrahls kann wie gezeigt in der nachstehenden Gleichung 1 berechnet werden: κrx = [kx; –2cos(θx)sin(θx)ky + (cos2x) – sin2x))kz; (cos2x) – sin2x))ky + 2cos(θx)sin(θx)kz](1)

Für eine kleine Winkeldrehung kann θx ≈ x und der k-Vektor des reflektierten Lichtstrahls wie nachstehend gezeigt in Gleichung 2 vereinfacht sein: κrx = [kx; –2θxky + kz; ky + 2θxkz](2)

Die Bildverschiebung zwischen dem Strahl des einfallenden Lichts und dem reflektierten Lichtstrahl um die x-Achse herum für die Sichtlinie kann durch Einstellen von κ = [0, 0, 1] berechnet werden. Die resultierende Bildverschiebung auf der Ebene des Kamerasensors aufgrund von Spiegelneigung um die x-Achse herum ist in Gleichung 3 nachstehend gezeigt: εz = 2fθx(3) wobei f die effektive Brennweite des Objektivs ist. Die Bildverschiebung εz aufgrund Spiegelneigung um die x-Achse herum Abstandseinheiten auf und ist eine Verschiebung entlang der z-Achse. Um der Bildverschiebung εz unter Verwendung eines traditionellen OIS-Systems entgegenzuwirken, wird das reflektierende Element 212 linear entlang der z-Achse um den gleichen Abstand wie die Bildverschiebung in der entgegengesetzten Richtung bewegt. Wie gezeigt durch die Gleichung 3 ist die Bildverschiebung εz eine Funktion von zweimal der Drehung θx um die x-Achse herum. Daher erfordern Korrekturen zum Neigen des Kameramoduls um die x-Achse unter Verwendung der unabhängig gesteuerten Aktor-OIS-Technik das Neigen des reflektierenden Elements um die Hälfte des Winkels des Kameramoduls um die y-Achse in der gleichen Richtung wie die Kameramodulneigung. Bei einigen Implementierungen erfordert das Bereitstellen von ±1º Neigungskorrektur um die x-Achse unter Verwendung der unabhängig gesteuerten Aktor-OIS-Technik ca. die Hälfte des Hubbereichs als der Hubbereich eines traditionellen OIS-Systems in der z-Richtung.

Wenn das reflektierende Element 212 durch θy um die y-Achse herum gedreht wird, wird der Richtungsvektor des hereinkommenden Lichtstrahls, z. B. k-Vektor, κ = [kx, ky, kz] zu κrx durch den Spiegel geändert. Der k-Vektor des reflektierten Lichtstrahls kann wie gezeigt in der nachstehenden Gleichung 4 berechnet werden: κrx = [cos2θykx + sinθyky – cosθysinθykz; sin(θy)kx + cos(θy)kz; –cosθysinθykx + cosθyky + sin2θykz](4)

Für eine kleine Winkeldrehung kann θy ≈ y und der k-Vektor des reflektierten Lichtstrahls wie nachstehend gezeigt in Gleichung 5 vereinfacht sein: κrx = [kx + θyky – θykz; θykx + kz; –θykx + ky](5)

Die Bildverschiebung zwischen dem Strahl des einfallenden Lichts und dem reflektierten Lichtstrahl um die y-Achse herum für die Sichtlinie kann durch Einstellen von κ = [0, 0, 1] berechnet werden. Die resultierende Bildverschiebung auf der Ebene des Kamerasensors aufgrund von Spiegelneigung um die y-Achse herum ist in Gleichung 6 nachstehend gezeigt: εx = –fθy(6) wobei f die effektive Brennweite des Objektivs ist. Die Bildverschiebung εx aufgrund Spiegelneigung um die y-Achse herum weist Abstandseinheiten auf und ist eine Verschiebung entlang der x-Achse. Um der Bildverschiebung εx unter Verwendung eines traditionellen OIS-Systems entgegenzuwirken, wird das reflektierende Element 212 linear entlang der x-Achse um den gleichen Abstand wie die Bildverschiebung in der entgegengesetzten Richtung bewegt. Wie gezeigt durch die Gleichung 6 ist die Bildverschiebung εx eine Funktion von zweimal der Drehung θy um die y-Achse herum. Daher erfordern Korrekturen zum Neigen des Kameramoduls um die y-Achse das Neigen des reflektierenden Elements um den gleichen Betrag wie die Kameramodulbewegung um die y-Achse in der gleichen Richtung wie die Kameramodulneigung. Bei einigen Implementierungen erfordert das Bereitstellen von ±1º Neigungskorrektur um die y-Achse unter Verwendung der unabhängig gesteuerten Aktor-OIS-Technik ca. den gleichen Hubbereich als der Hubbereich eines traditionellen OIS-Systems in der x-Richtung.

Daher erfordert die unabhängig gesteuerte Aktor-OIS-Technik nur die Hälfte des linearen Hubbereichs eines Standard-OIS-Systems entlang der x-Achse und den vollen linearen Hubbereich eines Standard-OIS-Systems entlang der y-Achse.

Eine niedrigere Hubbereichsanforderung entspricht einem niedrigeren Leistungsverbrauch. Zusätzlich wiegt das reflektierende Element alleine weniger als die gesamte Objektivanordnung; daher verbrauchen die OIS-Aktoren, die das reflektierende Element neigen, weniger Leistung als die unabhängig gesteuerten OIS-Aktoren, welche bei typischen OIS-Techniken die gesamte Objektivanordnung übersetzen.

Ein weiterer Vorteil der unabhängig gesteuerten Aktor-OIS-Technik besteht darin, dass das Neigen des reflektierenden Elements vom Objektabstand unabhängig ist. Standard-OIS-Techniken korrigieren eine Bildunschärfe durch Verschieben des Objektivs oder des Sensors. Der Betrag, um den das Objektiv zu verschieben ist, ist vom Objektabstand abhängig, und je näher sich das Objekt am Objektiv befindet, desto größer ist der Betrag, um den das Objektiv verschoben werden muss. Daher ist die unabhängig gesteuerte Aktor-OIS-Technik für die Bildunschärfekorrektur genauer, wenn sich das Objekt des Bildes nah an dem Objektiv befindet.

Da der relative Neigungswinkel zwischen einem reflektierenden Element und den optischen Achsen eines Objektivs in einem Kameramodul für die Ausrichtung der Sichtlinie entscheidend ist, muss die Toleranz des relativen Neigungswinkels klein sein, um eine akzeptable Sichtlinienausrichtung bereitzustellen. Unabhängig gesteuerte Aktoren und Vorspannelemente ermöglichen, dass der relative Neigungswinkel zwischen dem reflektierenden Element und den optischen Achsen des Objektivs kalibriert und/oder kompensiert wird, was die Notwendigkeit einer derartig kleinen Toleranz reduziert.

Die 4A4B sind Diagramme einer beispielhaften Konfiguration einer reflektierenden Elementanordnung 210, die einen Weg des Lichts, das in das unter Bezugnahme auf die 12 beschriebene Kameramodul eintritt, verändert.

4A veranschaulicht eine Seitenansicht einer reflektierenden Elementanordnung 400. 4B veranschaulicht eine Draufsicht der reflektierenden Elementanordnung 400. Die reflektierende Elementanordnung 400 umfasst ein reflektierendes Element 212, drei Aktoren 302a302c und einen Drehpunkt 306. Die reflektierende Anordnung 400 umfasst keine elastischen Elemente oder Vorspannungen zum Vorspannen der Position des reflektierenden Elements 212. Stattdessen schränken die drei Aktoren 302a302c das reflektierende Element 212 in einer Neutralposition vollständig ein. Es gibt auch keine mechanische Säule oder Stütze für den Drehpunkt 306. Statt dessen können durch vollständiges Einschränken des reflektierenden Elements 212 die drei Aktoren 302a302c zusammen betätigt werden, um das reflektierende Element 212 ohne eine physische Stütze für den Drehpunkt 306 um den Drehpunkt 306 zu neigen.

Die reflektierende Elementanordnung 400 verwendet drei Aktoren 302a302c, welche drei Kontaktstellen definieren, die das reflektierende Element 212 vollständig einschränken. Durch vollständiges Einschränken des reflektierenden Elements 212 eliminiert die reflektierende Elementanordnung 400 die Notwendigkeit von elastischen Elementen, die das reflektierende Element 212 stabilisieren und lokalisieren. Die Aktoren 302a302c können betätigt werden, um das reflektierende Element 212 um den Drehpunkt 306 zu neigen.

Bei einigen Implementierungen sind die Aktoren 302a302c um die Kante des reflektierenden Elements 212 herum gleichmäßig beabstandet. Beispielsweise können die drei Aktoren 302a302c bei 0°, 120° und 240° um das reflektierende Element 212 herum beabstandet sein. Bei einigen Implementierungen sind die Aktoren 302a302c derart angeordnet, dass die Aktoren 302a302c nicht gleichmäßig um die Kante des reflektierenden Elements 212 herum beabstandet sind.

Bei einigen Implementierungen sind die Aktoren 302a302c vom Drehpunkt 306 gleichmäßig beabstandet. Beispielsweise kann jeder der drei Aktoren 302a302c 15 mm vom Drehpunkt 306 beabstandet sein. Bei einigen Implementierungen sind die Aktoren 302a302c derart angeordnet, dass die Aktoren 302a302c nicht gleichmäßig vom Drehpunkt 306 beabstandet sind.

Bei einigen Implementierungen ermöglicht die Anordnung der reflektierenden Elementanordnung 400, dass das reflektierende Element 212 entlang einer z-Achse des reflektierenden Elements 212 linear übersetzt werden kann. Beispielsweise können alle drei der Aktoren 302a302c um den gleichen Betrag betätigt werden, um das reflektierende Element 212 zu einer Öffnung des Kameramoduls, durch die Licht einfällt, linear zu übersetzen. Bei einigen Implementierungen kann die Linearübersetzung des reflektierenden Elements 212 den Effekt des Vignettierens oder Reduzierens einer Helligkeit oder Sättigung eines Bildes am Umfang verglichen mit dem Bildmittelpunkt reduzieren. Bei einigen Implementierungen kann die Übersetzung des reflektierenden Elements 212 auch als Teil der optischen Bildstabilisierung für das Kameramodul verwendet werden.

Bei einigen Implementierungen können die Aktoren 302a302c betätigt werden, um das reflektierende Element 212 zu einer Neutralposition zurückzubringen. Beispielsweise können die Aktoren 302a302c gesteuert werden, sodass sie zu einer Standardbetätigung zurückzukehren. Bei einigen Implementierungen ist die Position des reflektierenden Elements 212, wenn keiner der Aktoren 302a302c betätigt wurde, die Neutralposition.

Bei einigen Implementierungen ermöglichen die Aktoren 302a302c das Positionieren und Einrichten von Komponenten innerhalb der reflektierenden Elementanordnung 400. Die Aktoren 302a302c können beispielsweise gesteuert werden, zu einer Standardposition zurückzukehren, die Betätigungslänge zu verändern usw., um die Bewegung und Neigung des reflektierenden Elements 212 relativ zu den Herstellerspezifikationen zu kalibrieren. Bei einigen Implementierungen werden die Kalibrierdaten verwendet, um die Aktoren 302a302c anzupassen und/oder zu positionieren. Beispielsweise können Kalibrierdaten des Herstellers der reflektierenden Elementanordnung 400 verwendet werden, um die Aktoren 302a302c anzupassen, sodass sich das reflektierende Element 212 beim Einschalten des Kameramoduls, das die reflektierende Elementanordnung 400 enthält, in einer gewünschten Neutralposition befindet.

Die 5A5B sind Diagramme einer beispielhaften Konfiguration einer reflektierenden Elementanordnung 210, die einen Weg des Lichts, das in das unter Bezugnahme auf die 12 beschriebene Kameramodul eintritt, verändert.

5A veranschaulicht eine Seitenansicht einer reflektierenden Elementanordnung 500. 5B veranschaulicht eine Draufsicht der reflektierenden Elementanordnung 500. Die reflektierende Elementanordnung 500 umfasst ein reflektierendes Element 212, zwei Aktoren 302a302b und zwei elastische Elemente in der Form von zwei Vorspannelementen 502.

Bei diesem Beispiel sind die Vorspannelemente 502 Biegeelemente oder Elemente, die Bewegung durch Biegung unter Last ermöglichen. Beispielsweise können die Vorspannelemente 502 elastische Elemente sein, die das reflektierende Element 212 mit einem Kameramodul verbinden, welches die reflektierende Elementanordnung 500 aufnimmt. Bei einigen Implementierungen sind die Vorspannelemente 502 elastische Federn. Bei einigen Implementierungen sind die Vorspannelemente 502 Biegeelemente. Andere Vorspannelemente können zusätzlich oder alternativ verwendet werden. Bei einigen Implementierungen sind die Vorspannelemente 502 an der Kante des reflektierenden Elements 212 positioniert. Bei einigen Implementierungen sind die Vorspannelemente 502 an verschiedenen Orten an dem reflektierenden Element 212 positioniert.

Bei diesem Beispiel sind die Aktoren 302a302b an senkrechten Achsen des reflektierenden Elements 212 angeordnet. Beispielsweise können die Aktoren 302a302b entsprechend an der x-Achse und der y-Achse des reflektierenden Elements 212 positioniert sein. Bei einigen Implementierungen sind die Aktoren 302a302b abstandsgleich von der Mitte des reflektierenden Elements 212 positioniert. Beispielsweise können die Aktoren 302a302b an senkrechten Achsen jeweils 10 mm von der Mitte des reflektierenden Elements 212 positioniert sein.

Bei diesem Beispiel sind die Vorspannelemente 502 auch an senkrechten Achsen des reflektierenden Elements 212 angeordnet. Beispielsweise können die Vorspannelemente 502 entsprechend an der x-Achse und der y-Achse des reflektierenden Elements 212 positioniert sein. Bei einigen Implementierungen sind die Vorspannelemente 502 abstandsgleich von der Mitte des reflektierenden Elements 212 positioniert. Beispielsweise können die Vorspannelemente 502 an senkrechten Achsen jeweils 10 mm von der Mitte des reflektierenden Elements 212 positioniert sein. Bei einigen Implementierungen sind die Vorspannelemente 502 gegenüber den Aktoren 302a302b angeordnet. Bei einigen Implementierungen sind die Vorspannelemente 502 an verschiedenen Punkten entlang der Kante des reflektierenden Elements 212 angeordnet.

Die reflektierende Elementanordnung 500 verwendet die zwei Aktoren 302a302b und die zwei Vorspannelemente 502, um zu ermöglichen, dass das reflektierende Element 212 um einen virtuellen Drehpunkt geneigt werden kann. Ein virtueller Drehpunkt ist ein nicht-physischer Punkt im Raum, um den sich ein System dreht. Die Anordnung der Aktoren 302a302b und der Vorspannelemente 502 ermöglicht, dass das reflektierende Element 212 um einen virtuellen Drehpunkt geneigt werden kann, wenn die Aktoren 302a302b betätigt werden. Ein Vorteil der Verwendung dieser Anordnung besteht darin, dass ein physischer Drehpunkt ausgelassen werden kann, was die Kosten, die Anzahl der Teile und die Fertigungskomplexität reduziert.

6 ist ein Diagramm einer beispielhaften Konfiguration des reflektierenden Elements 212, das einen Weg des Lichts verändert, das in das unter Bezugnahme auf die 12 beschriebene Kameramodul eintritt. Bei diesem Beispiel kann ein reflektierendes Element 600 eine Ausführungsform des reflektierenden Elements 212 sein und ist als ein Prisma veranschaulicht.

Bei einigen Implementierungen stellt das reflektierende Element 600 eine erhöhte Zuverlässigkeit gegenüber der Verwendung einer reflektierenden Element-Ausführungsform wie einem Spiegel bereit. Prismen sind feste Teile aus transparentem Material mit flachen polierten Oberflächen, die Licht ablenken. Aufgrund der mehreren optisch wirksamen Flächen eines Prismas, kann ein Prisma verwendet werden, um ein oder mehrere Spiegelelemente zu ersetzen. Zusätzlich sind Prismen monolithisch – gebildet aus einem einzelnen Block Material – und ein geeignet toleriertes Prisma kann häufig übliche Ausrichtungsprobleme vermeiden, die bei ähnlichen optischen Anordnungen auftreten, die Spiegelelemente verwenden. Beispielsweise erzeugt ein Pentagonprisma mit zwei spiegelnden Oberflächen, die auf 45° ausgerichtet sind, eine 90°-Abweichung von der optischen Achse, entlang der Licht einfällt, unabhängig vom Einfallswinkel, wohingegen Spiegelelemente genau ausgerichtet sein müssen, um das gleiche Resultat zu erzielen.

Die gleichen Techniken der Verwendung mehrerer Aktoren und potenziell außerdem elastischer Elemente können verwendet werden, um winzige Anpassungen an der Neigung des Prismas vorzunehmen, wie es mit einem Spiegel erfolgen könnte.

7 ist ein Diagramm, das ein beispielhaftes System 700 zum Steuern der unter Bezugnahme auf die 3A bis 6 beschriebenen reflektierenden Elementanordnungen veranschaulicht. Das System 700 umfasst einen Prozessor 702, einen Speicher 704, eine Trägheitsmesseinheit (IMU) 706, Aktoren 708 und einen Encoder 710. Der Prozessor 702, der Speicher 704, die IMU 706, die Aktoren 708 und der Encoder 710 sind jeweils unter Verwendung verschiedener Busse miteinander verbunden und können auf einer gemeinsamen Hauptplatine oder in anderer Weise wie jeweils anwendbar angebracht sein.

Der Prozessor 702 kann Befehle zur Ausführung innerhalb des Systems 700 verarbeiten, einschließlich Befehlen, die im Speicher 704 gespeichert sind, um die Aktoren 708 zu steuern und Messungen zu verarbeiten, die durch die IMU 706 und den Encoder 710 ausgeführt wurden.

Die IMU 706 ist eine elektronische Vorrichtung, die eine spezifische Kraft eines Körpers, eine Winkelgeschwindigkeit und ein Magnetfeld, das den Körper umgibt, unter Verwendung einer Kombination aus Beschleunigungsmessern, Gyroskopen und Magnetometern misst und berichtet. Die IMU 706 misst die Bewegung eines Kameramoduls, welches das System 700 aufnimmt (z. B. das Kameramodul 150). Die IMU 706 stellt die Bewegungsdaten an den Prozessor 702 bereit. Wenn beispielsweise das Kameramodul 150 bewegt wird, um eine Neigung von 0,0° um die x-Achse des Kameramoduls 150 und von –0,8° um die y-Achse des Kameramoduls 150 zu erzeugen, kann die IMU 706 die Bewegung des Kameramoduls 150 zum Prozessor 702 messen und berichten.

Die Aktoren 708 können eine Ausführungsform der Aktoren 302a302b sein, die unter Bezugnahme auf die 3A5B beschrieben sind. Die Aktoren 708 sind mit dem Encoder 710 verbunden, der Informationen von einem Format in ein anderes umwandelt und Positions- und/oder Drehzahlfeedback bereitstellt. Die Aktoren 708 werden durch den Prozessor 702 durch Befehle gesteuert, die vom Prozessor 702 empfangen werden.

Der Encoder 710 kann Positions- und/oder Geschwindigkeitsfeedback bereitstellen, wie beispielsweise ein Encoder, der eine Verschiebung unter Verwendung eines piezoelektrischen, linearen, optischen, Hall-Effekt- oder anderen Mechanismus bereitstellt. Der Encoder 710 misst und berichtet Bewegungsdaten der Aktoren 708, um während des Steuerns der Aktoren Feedback an den Prozessor 702 bereitzustellen. Der Prozessor 702 kann beispielsweise einen Befehl an die Aktoren 708 ausgeben und die Aktoren 708 können reagieren und beginnen zu reagieren, können aber nicht die volle befohlene Betätigung erreichen, bevor der Prozessor 702 eine weitere Eingabe von der IMU 706 empfängt, die anzeigt, dass eine neue Kompensation erforderlich ist. Bei diesem Beispiel stellt der Encoder 710 Feedback über die aktuelle Position und Geschwindigkeit der Aktoren 708 an den Prozessor 702 bereit und ermöglicht dem Prozessor 702, die aktuelle Position der Aktoren 708 sowie die erwartete Trajektorie der Aktoren 708 in die Berechnungen für eine nächste Kompensation einer Bewegung des Kameramoduls 150 einzubeziehen.

Traditionelle Autofokussierungskameras weisen geschlossene VCM-Rückkopplungssysteme auf, die Hall-Effekt-Sensoren verwenden, aber dieses System wirft ein Unterbringungsproblem auf – es ist schwierig, die VCM-Aktoren unterzubringen, während ein dünner Formfaktor aufrechterhalten wird. Das vorgeschlagene System ermöglicht die Verwendung eines geschlossenen Rückkopplungssystems in einem kleineren Paket. Durch Neigen des reflektierenden Elements des Kameramoduls, um eine Bildverschiebung zu kompensieren, anstatt das gesamte Kameramodul linear zu übersetzen, reduziert das vorgeschlagene System eine Menge an Raum in der z-Richtung des erforderlichen Kameramoduls. Erforderlicher Hubbereich von Aktoren sowie die Größe der Aktoren selbst wird reduziert; die Ausrichtung der Aktoren (von entlang der x-Achse und entlang der z-Achse zu entlang der x-Achse und entlang der y-Achse) wird ebenfalls geändert. Daher stellt das unabhängig gesteuerte Aktuatorsystem OIS in einem dünneren Paket bereit. Bei einigen Implementierungen kann das System 700 eine Nachschlagetabelle verwenden, um Kompensationen, die für die Bewegung des Kameramoduls 150 erforderlich sind, zu bestimmen. Bei einigen Implementierungen kann das System 700 eine geschlossene Rückkopplungstechnik sein. Bei einigen Implementierungen kann das System 700 ein offenes Rückkopplungssystem sein.

Der Prozessor 702 empfängt eine Eingabe von der IMU 706 bezüglich Kameramodulbewegung. Der Prozessor 702 kann beispielsweise Bewegungsdaten von der IMU 706 empfangen, dass das Kameramodul 150 0,6° um die x-Achse und 0,1° um die y-Achse geneigt wurde. Der Prozessor 702 bestimmt dann eine erforderliche Kompensation, die erforderlich ist, um der Bewegung des Kameramoduls 150 entgegenzuwirken, basierend auf der Eingabe von der IMU 706. Beispielsweise kann der Prozessor 702 bestimmen, dass das reflektierende Element 212 derart geneigt werden muss, dass θx = –0,3° und θy = –0,1° ist. Der Prozessor 702 kann dann die Aktoren 708 steuern, um die berechnete Neigungskompensation zu erzeugen.

Der Prozessor 702 empfängt Feedback vom Encoder 710 über die tatsächliche Bewegung der Aktoren 708 und kann das Feedback zusammen mit den Bewegungsdaten verwenden, die von der IMU 706 empfangen wurden, um eine nächste erforderliche Kompensation zu bestimmen.

8 ist ein Ablaufdiagramm, das einen beispielhaften Prozess veranschaulicht, bei dem die unter Bezugnahme auf die 3A bis 6 beschriebenen reflektierenden Elementanordnungen einen Weg des Lichts verändern, das in das unter Bezugnahme auf die 1 bis 2 beschriebene Kameramodul eintritt. Gemäß einem Beispiel umfasst der Prozess 800 kurz gesagt das Empfangen von Licht entlang einer ersten optischen Achse (802). Beispielsweise kann ein Kameramodul (z. B. das Kameramodul 150) Licht entlang einer ersten optischen Achse empfangen. Der Prozess 800 umfasst das Verändern eines Weges des Lichts mit Reflexion entlang einer zweiten optischen Achse (804). Das Kameramodul kann beispielsweise ein reflektierendes Filterelement 210 umfassen, welches das einfallende Licht entlang einer zweiten optischen Achse reflektiert. Der Prozess 800 fährt mit dem Detektieren einer Bewegung eines Kameramoduls (z. B. das Kameramodul 150) fort (806). Das Kameramodul 150 kann beispielsweise ein System 700 umfassen, das eine Bewegung des Kameramoduls 150 detektiert. Der Prozess 800 schließt mit dem Verändern einer Position des reflektierenden Elements basierend auf der Bewegung des Kameramoduls ab (808). Das System 700 des Kameramoduls 150 kann beispielsweise eine Kompensation für die Bewegung des Kameramoduls 150 basierend auf den Bewegungsdaten bestimmen und einen oder mehrere unabhängig gesteuerte Aktoren steuern, um ein reflektierendes Element 212 der reflektierenden Elementanordnung 210 zu neigen.

Es wurde eine Anzahl von Implementierungen beschrieben. Trotzdem versteht es sich, dass verschiedene Modifikationen durchgeführt werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Beispielsweise können verschiedene vorstehend beschriebene Vorgänge verwendet werden, wobei Schritte umgeordnet, hinzugefügt oder entfernt werden.

Alle der in dieser Beschreibung beschriebenen funktionellen Vorgänge können in digitalen elektronischen Schaltungen oder in Computersoftware, Firmware oder Hardware implementiert werden, einschließlich der in dieser Beschreibung offenbarten Strukturen und ihrer strukturellen Entsprechungen oder in Kombinationen von einer oder mehreren davon. Die offenbarten Techniken können als ein oder mehrere Computerprogrammprodukte implementiert werden, d. h. als ein oder mehrere Module von Computerprogrammbefehlen, die auf einem computerlesbaren Medium zur Ausführung codiert sind, oder um den Betrieb von Datenverarbeitungsvorrichtungen zu steuern. Das computerlesbare Medium kann ein nicht flüchtiges computerlesbares Speichermedium, eine maschinenlesbare Speichervorrichtung, ein maschinenlesbares Speicherträgermaterial, eine Speichervorrichtung, eine Materialzusammensetzung, die ein maschinenlesbares propagiertes Signal bewirkt, oder eine Kombination aus einem oder mehreren davon sein. Das computerlesbare Medium kann ein nicht flüchtiges computerlesbares Medium sein. Der Begriff „Datenverarbeitungsvorrichtung“ umfasst alle Vorrichtungen, Geräte und Maschinen zum Verarbeiten von Daten, einschließlich beispielsweise eines programmierbaren Prozessors, eines Computers oder mehrerer Prozessoren oder Computern. Die Vorrichtung kann zusätzlich zu Hardware Code umfassen, der eine Ausführungsumgebung für das betreffende Computerprogramm erzeugt, wie z. B. Code, der Prozessorfirmware, einen Protokollstapel, ein Datenbankmanagementsystem, ein Betriebssystem oder eine Kombination aus einem oder mehreren davon bildet. Ein propagiertes Signal ist ein künstlich erzeugtes Signal, wie z. B. ein maschinengeneriertes elektrisches, optisches oder elektromagnetisches Signal, das erzeugt wird, um Informationen für die Übertragung zu einer geeigneten Empfangsvorrichtung zu codieren.

Ein Computerprogramm (auch bekannt als ein Programm, Software, Softwareanwendung, Skript oder Code) kann in irgendeiner Form von Programmiersprache, einschließlich kompilierter Sprachen oder Interpretersprachen geschrieben sein, und es kann in irgendeiner Form eingesetzt werden, einschließlich als ein Einzelprogramm oder als ein Modul, eine Komponente, ein Unterprogramm oder eine andere Einheit, die zur Verwendung in einer Computerumgebung geeignet ist. Ein Computerprogramm entspricht nicht unbedingt einer Datei in einem Dateisystem. Ein Programm kann in einem Teil einer Datei gespeichert sein, die andere Programme oder Daten enthält (z. B. ein oder mehrere Scripts, die in einem Dokument in Markup-Sprache gespeichert sind), in einer einzelnen Datei speziell für das betreffende Programm oder in mehreren koordinierten Dateien (z. B. Dateien, die ein oder mehrere Module, Unterprogramme oder Teile von Code speichern). Ein Computerprogramm kann derart eingesetzt werden, dass es auf einem Computer oder auf mehreren Computern ausgeführt wird, die sich an einem Standort oder verteilt über mehrere Standorte befinden und miteinander durch ein Kommunikationsnetzwerk verbunden sind.

Die in dieser Beschreibung beschriebenen Prozesse und Logikabläufe können durch einen oder mehrere programmierbare Prozessoren ausgeführt werden, die ein oder mehrere Computerprogramme ausführen, um Funktionen durch Verarbeiten von Eingabedaten und Erzeugen von Ausgaben auszuführen. Die Prozesse und Logikabläufe können auch als, Speziallogikschaltungen, wie z. B. ein FPGA (feldprogrammierbares Gate-Array) oder eine ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung), implementiert werden und auch Vorrichtungen können als diese implementiert werden.

Prozessoren, die für die Ausführung eines Computerprogramms geeignet sind, umfassen beispielsweise sowohl allgemeine als auch Spezialmikroprozessoren sowie alle Arten von einem oder mehreren Prozessoren von jeglicher Art von digitalen Computern. Ganz allgemein empfängt ein Prozessor Befehle und Daten von einem Festwertspeicher oder einem Nur-Lese-Speicher oder von beiden. Die wesentlichen Elemente eines Computers sind ein Prozessor für das Ausführen von Befehlen und ein oder mehrere Speichervorrichtungen für das Speichern von Befehlen und Daten. Ganz allgemein gehören zu einem Computer auch ein oder mehrere Massenspeichervorrichtungen zum Speichern von Daten, wie z. B. Magnet-, magnetooptische oder optische Disketten, um Daten entgegenzunehmen und/oder zu übertragen, oder ist ein Computer operativ an eine solche Speichervorrichtung gekoppelt. Jedoch muss ein Computer solche Vorrichtungen nicht aufweisen. Des Weiteren kann ein Computer in einer anderen Vorrichtung, wie z. B. einem Tabletcomputer, einem Mobiltelefon, einem Personal Digital Assistant (PDA), einem mobilen Audioplayer, einem globalen Positionsbestimmungssystem-(GPS)-Empfänger eingebettet sein, um nur einige Beispiele zu nennen. Computerlesbare Medien, die zum Speichern von Computerprogrammbefehlen und Daten geeignet sind, umfassen alle Formen von nicht flüchtigem Speicher, Medien und Speichervorrichtungen, einschließlich beispielsweise Halbleiterspeichervorrichtungen, wie z. B. EPROM, EEPROM und Flash-Speichervorrichtungen; Magnetplatten, wie z. B. eingebaute Plattenlaufwerke oder Wechselplatten; magnetooptische Platten; und CD-ROMs und DVD-ROMs. Der Prozessor und der Speicher können mit Logikschaltungen für einen besonderen Zweck ergänzt werden oder darin integriert sein.

Während diese Beschreibung viele Details enthält, sollten diese nicht als Begrenzungen bezüglich des Umfangs der Erfindung oder dessen ausgelegt werden, was beansprucht sein kann, sondern vielmehr als Beschreibungen von Merkmalen, die spezifisch für bestimmte Implementierungen der Erfindung sind. Bestimmte Merkmale, die in dieser Beschreibung im Kontext von separaten Implementierungen beschrieben sind, können auch in Kombination in einer einzelnen Ausführungsform implementiert werden. Im umgekehrten Fall können verschiedene Merkmale, die im Kontext einer einzelnen Ausführungsform beschrieben sind, auch in mehreren Implementierungen separat oder in jeder geeigneten Unterkombination implementiert werden. Außerdem können ein oder mehrere Merkmale einer beanspruchten Kombination in einigen Fällen aus der Kombination herausgelöst werden, auch wenn die Merkmale vorstehend als in gewissen Kombinationen funktionierend beschrieben oder gar als eine Kombination beansprucht werden, und die beanspruchte Kombination kann an eine Unterkombination oder eine Variation einer Unterkombination verwiesen werden.

Wie hierin verwendet können Komponenten, die miteinander gekoppelt sind, auf eine Weise elektrisch verbunden sein, die eine elektrische Kommunikation dazwischen ermöglicht. Daher können gekoppelte Komponenten direkt, z. B. durch einen Draht, Lot, eine Leiterplattenbahn oder andere Leiter oder indirekt durch eine oder mehrere andere dazwischenliegende Schaltungskomponenten verbunden sein.

Ebenso sind Vorgänge in den Zeichnungen zwar in einer bestimmten Reihenfolge dargestellt, aber dies sollte nicht als Anfordernis verstanden werden, dass solche Vorgänge in der bestimmten gezeigten Reihenfolge oder in einer aufeinanderfolgenden Reihenfolge ausgeführt werden müssen oder dass alle dargestellten Vorgänge ausgeführt werden müssen, um erwünschte Ergebnisse zu erzielen. Darüber hinaus sollte die Trennung verschiedener Systemkomponenten in den vorstehend beschriebenen Implementierungen nicht als eine solche Trennung in allen Implementierungen erfordernd aufgefasst werden, und es versteht sich, dass die beschriebenen Komponenten und Systeme grundsätzlich zusammen in ein einziges Produkt integriert oder in mehrere Produkte aufgeteilt sein können.

Es wurden bestimmte Implementierungen der Erfindung beschrieben. Andere Implementierungen fallen in den Umfang der folgenden Ansprüche. Die in den Ansprüchen angeführten Schritte können beispielsweise in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden und erzielen dennoch gewünschte Ergebnisse.