CN101017310A

CN101017310A - 数码相机自动对焦装置

Info

Publication number: CN101017310A
Application number: CN 200610033586
Authority: CN
Inventors: 陈杰良
Original assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2006-02-11
Filing date: 2006-02-11
Publication date: 2007-08-15

Abstract

一种数码相机自动对焦装置，其包括一基板，一固定安装在基板上的第一镜筒，一具有一镜头的第二镜筒，该第二镜筒安装于第一镜筒内，一位于第二镜筒内的工作镜片组和一安装在基板上的影像感应器，其中，该工作镜片组具有多个工作透镜，该多个工作透镜分别具有不同的曲率，且该工作镜片组可在第二镜筒内旋转。进一步地，该多个工作透镜为液体透镜，其可通过增加或减少液体透镜中的液体改变该工作透镜的曲率。该数码相机自动对焦装置体积较小及重量较轻且电能消耗较少，对于手机等便携式电子设备的电能储备影响较小，不会缩短其待机时间，对其基本功能影响小，适合于使用在便携式电子设备中。

Description

数码相机自动对焦装置

【技术领域】

本发明涉及一种数码相机自动对焦装置，尤指一种可以运用于手机等便携式电子装置中的数码相机自动对焦装置。

【背景技术】

随着通讯技术的快速发展，数码相机已被人们广泛地应用于手机等便携式电子设备中，众多手机厂商相继推出具备数码相机的手机。然而市场上所销售的具备数码相机的手机在拍摄过程中并不能进行连续自动对焦，因此影响了所拍摄影像的质量。

请参阅图1，是现有技术所提供的一种数码相机自动对焦装置。该自动对焦装置10分别包括以导线相连接的距离感测器11、信号处理单元12、马达驱动芯片13、马达14和镜片组15。该距离感测器11设置在观测窗16内，当使用者经过观测窗观16观看所要拍摄的影像时，该距离感测器11即可由发射及接受反射的红外线，测量出使用者眼球内水晶体和眼角膜对观测物体的变化量，信号处理器侦测该变化量的信息并进行处理后传输至马达驱动晶片13以驱动马达14带动镜片组15，将镜片组15移动至指定位置，完成自动对焦。

由于该数码相机自动对焦装置10采用马达14带动镜片组15以实现自动对焦功能，而马达14本身体积较大且较为笨重，将此种数码相机自动对焦装置10直接应用于手机等便携式电子设备中，将极大地增加手机的体积及重量，严重影响其携带性。而且马达工作时电能消耗极大，而手机的电能储备又极为有限，因而将极大地缩短手机的待机时间，从而影响其基本功能的运用。

【发明内容】

有鉴于此，有必要提供一种体积小，功耗低可以应用于手机等便携式电子设备的数码相机自动对焦装置。

一种数码相机自动对焦装置，其包括一基板，一固定安装在基板上的第一镜筒，一具有一镜头的第二镜筒，该第二镜筒安装于第一镜筒内，一位于第二镜筒内的工作镜片组和一安装在基板上的影像感应器，其中该工作镜片组具有多个工作透镜，该多个工作透镜分别具有不同的曲率。且该工作镜片组可在第二镜筒内旋转。

一种数码相机自动对焦装置，其包括一镜头，一中心点与镜头的中心点位于一直线上的影像感应器和至少一工作镜片组，其中该工作镜片组具有多个工作透镜，该多个工作透镜分别具有不同的曲率，且该工作镜片组可旋转，旋转时该多个工作透镜的中心点分别通过影像感应器的中心点和镜头的中心点所确定的直线。

相较于现有技术，所述的数码相机自动对焦装置，由于利用多个不同曲率的工作透镜改变其有效焦距的长度以实现对焦和图像放大功能，而不需要使用马达，因此可减少数码相机自动对焦装置的体积及重量，适合于使用在手机等便携式电子设备中。而且使用工作透镜不需要消耗电能，因此对于手机等便携式电子设备的电能储备影响较小，不会缩短其待机时间，对其基本功能影响较小，适合于使用在便携式电子设备中。

【附图说明】

图1为现有技术的一种数码相机自动对焦装置的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的一种数码相机自动对焦装置的结构示意图。

图3为图2中一工作镜片组的结构示意图。

【具体实施方式】

下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。

请参阅图2，是本发明实施例提供一种数码相机自动对焦装置，该数码相机自动对焦装置100主要包括一基板110，一安装固定在基板110上的第一镜筒120，一第二镜筒130，一安装在基板110上的影像感应器150，一第一工作镜片组160，一第二工作镜片组170。该影像感应器150可以采用CMOS影像传感器或CCD影像传感器。

该第二镜筒130由一圆形平板131及一内部中空的圆柱体132所组成。该第二镜筒130的圆柱体132安装在第一镜筒120上以支撑该第二镜筒130。该第二镜筒130的圆形平板131具有一开口，一镜头140安装在该开口处，镜头140的中心点位置与影像感应器150的中心点位置相对应，均位于同一直线上。

该第一镜筒120和第二镜筒130的圆柱体132在同一位置处分别具有一开口部，在该开口部安装一具有齿牙的圆形齿轮1710。

第一工作镜片组160安装固定于第二镜筒130之内。且该第一工作镜片组160由第一支撑架162和第一工作透镜161所组成。该第一支撑架162固定该第一工作透镜161且使其位置与影像感应器150及镜头140相对应，即影像感应器150，镜头140及第一工作透镜161的中心成一直线。该第一工作镜片161可以是玻璃透镜或塑胶透镜，该透镜可为非球面透镜。

请一并参阅图3，第二工作镜片组170设置于第二镜筒130之内，且该第二工作镜片组170包括一旋转工作台171及多个第二工作透镜172，如172A、172B、172C、172D及172E。该旋转工作台171为一圆形平台，且其外圆周处具有齿牙。该旋转工作台171通过其外圆周齿牙与齿轮1710的齿牙啮合。通过该齿轮1710的转动，可带动第二工作镜片组170在第二镜筒130内进行旋转。

该旋转工作台171含有多个具有一定规则分布及形状的孔洞，其分别对应于该多个第二工作镜片，即第二工作透镜172A、172B、172C、172D、172E均设置在旋转工作台171的孔洞内，且孔洞的形状及大小分别与第二工作透镜相对应。该第二工作透镜172A、172B、172C、172D、172E的曲率各不相同，且其中心点均位于一同心圆上，当旋转工作台171旋转时，该第二工作透镜172A、172B、172C、172D、172E的中心点分别能通过镜头140及影像感应器150的中心点所确定的直线。

该第二工作透镜172A、172B、172C、172D、172E可以是普通的光学透镜，如玻璃透镜或塑胶透镜，且为非球面式透镜。

优选地，该第二工作镜片172A、172B、172C、172D、172E为如图3所示的液体透镜，如油镜。该第二工作镜片172A、172B、172C、172D、172E的折射率为1.4至2.0的范围内。该第二工作镜片组170进一步包括一液体容纳层173。该液体容纳层173覆盖于旋转工作台171上，且分别与第二工作透镜172A、172B、172C、172D、172E相通，即第二工作镜片中的液体能从透镜中流向液体容纳层173，或液体容纳层173中的液体也可以流向透镜。

该数码相机自动对焦装置100还进一步包括一孔径光阑(ApertureStop)180，其设置于第二工作镜片组170之上。该孔径光阑180可以控制通过光量的大小，且该孔径光阑180还可以控制光在工作状态下仅仅通过第二工作镜片组170中的一个第二工作透镜172。

该数码相机自动对焦装置100还可以进一步包括一红外线截止滤光镜(IR-cut Filter)190。该红外线截止滤光镜190设置在镜头筒130之内，且位于第二工作镜片组的下方，即靠近基板110处。该红外线截止滤光镜190可以阻止紫外及红外光，仅使可见光通过，避免因紫外或红外光对光机***和元件产生不良的伤害。

当该数码相机自动对焦装置100工作时，通过镜头140摄取外部影像，然后通过第一工作镜片组160和第二工作镜片组170将影像传输至影像感应器150成像。

由于该第二工作镜片组170包括多个第二工作透镜172A、172B、172C、172D、172E，且该第二工作透镜172A、172B、172C、172D、172E分别具有不同的曲率，因此该第二工作透镜172A、172B、172C、172D、172E分别具有不同的有效焦距。当利用旋转工作台171的旋转，可根据需要选择适合需求的某一个第二工作透镜以进行工作，如172B。当摄取的影像发生变化时，可选择适合需求的另一第二工作透镜以进行工作，如172D，使其成像的焦点落在影像感应器150上。则该数码相机自动对焦装置100即可实现自动对焦和图像放大(变焦)的功能。

进一步地，利用液体透镜作为第二工作镜片组170的工作透镜。当摄取的影像发生微小的变化时，而所有第二工作透镜的曲率均不匹配该变化时，选择曲率最接近于适合该影像的一第二工作透镜，如172C，将其处于工作状态下。利用第二工作透镜液体透镜172C及液体容纳层173表面的表面张力平衡，促使第二工作透镜172C内的液体流向液体容纳层173或将液体容纳层173内的液体流向第二工作透镜172C，减少或增加第二工作透镜172C内的液体以使第二工作透镜172C的曲率发生细微地改变，则相应地其有效焦距发生细微地变化，适应摄取影像发生的微小变化，实现对焦及图像放大功能。

即利用不同曲率的第二工作透镜可以实现较大范围内的对焦，而利用第二工作透镜为液体透镜，通过改变液体透镜内所含液体的多少细微地改变该液体透镜的曲率可以实现小范围内的对焦。

该第二工作透镜组170利用一处于工作状态下的第二工作透镜与第一工作透镜组160中的第一工作透镜相配合，以适应该数码相机对分辨率和像素的要求。

相较于现有技术，该数码相机自动对焦装置100，由于利用多个不同曲率的工作透镜172以及增加或减少液体透镜172中的液体改变该工作透镜172的曲率以实现对焦和图像放大功能，而不需要使用马达，因此可减少数码相机自动对焦装置100的体积及重量，使该自动对焦装置100适合使用在手机等便携式电子设备中。而且使用工作透镜172不需要消耗电能，因此该数码相机自动对焦装置100电能消耗少，对于手机等便携式电子设备的电能储备影响较小，不会缩短其待机时间，对其基本功能影响小，适合于使用在便携式电子设备中。

同样地，该数码相机自动对焦装置也可以仅仅包括一工作镜片组，该工作镜片组为上述的第二工作镜片组170，而不需要使用第一工作透镜组，即可实现对焦及图像放大功能。该数码相机自动对焦装置也可以包括多个工作镜片组，该多个工作镜片组包括至少一个具有多个工作透镜的第二工作镜片组和两个或更多个固定在第二镜筒内的第一工作镜片组以适应不同类型的相机对分辨率及像素的要求。

该数码相机自动对焦装置也可以将第二工作镜片组170设置在第一镜筒120内，使该第二工作镜片组170相对于第一镜筒120旋转也可以达到相同的效果。

Claims

1.一种数码相机自动对焦装置，其包括一基板，一固定安装在基板上的第一镜筒，一具有一镜头的第二镜筒，该第二镜筒安装于第一镜筒内，至少一位于第二镜筒内的工作镜片组和一安装在基板上的影像感应器，其特征在于该工作镜片组具有多个工作透镜，该多个工作透镜分别具有不同的曲率，且该工作镜片组可在第二镜筒内旋转。

2.如权利要求1所述的数码相机自动对焦装置，其特征在于该影像感应器的中心点与镜头的中心点位于一垂直线上。

3.如权利要求2所述的数码相机自动对焦装置，其特征在于该工作镜片组所具有的多个工作透镜的中心点均位于一同心圆上。

4.如权利要求3所述的数码相机自动对焦装置，其特征在于该工作镜片组旋转时，该多个工作透镜的中心点分别通过影像感应器的中心点和第二镜筒的中心点所确定的直线。

5.如权利要求1所述的数码相机自动对焦装置，其特征在于该多个工作透镜为液体透镜。

6.如权利要求5所述的数码相机自动对焦装置，其特征在于该工作镜片组上还覆盖一液体容纳层，该液体容纳层分别与多个工作透镜相通。

7.如权利要求6所述的数码相机自动对焦装置，其特征在于该工作透镜通过液体容纳层向工作透镜注入或流出其内的液体改变该工作透镜的曲率。

8.如权利要求1所述的数码相机自动对焦装置，其特征在于该数码相机自动对焦装置进一步包括至少一固定安装在第二镜筒内的工作镜片组。

9.如权利要求8所述的数码相机自动对焦装置，其特征在于该固定安装在第二镜筒内的工作镜片组包括一固定工作透镜，该固定工作透镜的中心点位于影像传感器与镜头的中心点所确定的直线上，其为玻璃透镜或塑料透镜。

10.如权利要求1所述的数码相机自动对焦装置，其特征在于该数码相机自动对焦装置进一步包括一孔径光阑，其设置于工作镜片组与镜头之间。

11.如权利要求1所述的数码相机自动对焦装置，其特征在于该数码相机自动对焦装置进一步包括一红外线截止滤光镜，其设置于第二镜筒内靠近基板处。

12.一种数码相机自动对焦装置，其包括一镜头，一中心点与镜头的中心点位于一直线上的影像感应器和至少一工作镜片组，其特征在于该工作镜片组具有多个工作透镜，该多个工作透镜分别具有不同的曲率，且该工作镜片组可旋转，旋转时该多个工作透镜的中心点分别通过影像感应器的中心点和镜头的中心点所确定的直线。

13.如权利要求12所述的数码相机自动对焦装置，其特征在于该多个工作透镜为液体透镜。

14.如权利要求13所述的数码相机自动对焦装置，其特征在于该工作镜片组上覆盖一液体容纳层，该液体容纳层分别与多个工作透镜相通。