TWI360715B - Autofocus structure and digital camera module ther - Google Patents

Description

1360715 六、 [0001] [0002] [0003] 【先前技術】 之位 發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種自動封焦結構，尤其係關於一種可精 確控制鏡頭移動之自動對f'結構及應用該自動對靠結構 之數位相機模組。 於數位相财’對;|、結構是保證所錢影像取得清晰效 果之關鍵步驟。對线構係絲調節綱和影像感測元 件之間距離，使得像，私影_—件之成像表面 。.目前’常用之株用纏魏，即根據被 拍攝目標之气g，由電路翁卿相應 置上’ ％而¥被拍攝目標清^)- 習知自€對焦可分爲f動式自動對焦式自動對焦 兩類°主動式自動對焦：由相機發射或者超聲波 到被攝物體，感應I教據被I物蹲反g回麥之紅外線或 ，皮’通過相機紅f _##rfy(DSP，Digital lgnal 算機與被攝物體之距離 ’然後控制對焦驅動器移動鏡頭，達到革確對焦。被動 式自動對焦：相機接受來自被攝物體本身之反光來判斷 距離以進行自動辦焦。此種對焦方式之優點在於：不需 發射光或波，降低能耗，同時於光線良好之情況下能準 確對焦；缺點係··於光線亮度及對比度不足時對焦困難 。爲克服上述缺點，多數相機上設計自動對焦辅助燈（ Aut〇 F〇cus Aid Lights)，發射光束照亮被攝物體來 幫助對焦，從而使被動式自動對焦利用類似主動式自動 〇94136011^WA〇101 第3頁/共12頁 1003490521-0 [0004]1360715 對焦之方式克服由於光線亮度及對比度等不足所造成之 對焦困難。 然，於主動式自動對焦或被動式自動對焦中獲取相機與 被攝物體之距離後，需要使鏡頭移動一定距離，而該位 移之移動控制藉由致動器來控制，然，鏡頭於實際滑動 過程中，並不完全會滑到預定位置，故需要辨別鏡頭於 數位相機中之實際滑動位置，否則難以準確控制鏡頭之 移動，習知技術大都是依靠計算出所需移動量，然後藉 由步進電機驅動鏡頭移動所需移動量，由於移動過程沒 有對鏡頭位置進行貪時監測，鏡頭移動量雈彳主不能得到 準確控制，理想移動量與竟際#齋¥存在龚異，致使自 動對焦效果不好

【發明内容】 \ I .. Ί . / [0005] [0006] 有鑒於此，有必要提供一種可準確控制f:7頭移動量之自 動對焦結構。 Π „ »0 Λ η

.. ：lofellectuoJ ...-: ... ! 另，有必要挺供一種具有#準#醇£贫叙頰移動量之自動 對焦結構之數位相機·模la OlHH08 [0007] —種自動對焦結構，其包括：一鏡筒、一致動器及一鏡 座，該鏡筒之外週壁設有電極，該致動器驅動鏡筒運動 ，該鏡筒開有一通孔，該鏡筒置於該鏡座内且與該鏡座 滑動連接，該鏡座之通孔包括一内週壁，該内週壁上設 有電阻，該鏡筒之電極與該鏡座之電阻接觸，該電阻與 該電極分別與一電源正負極相連組成一負回授控制單元 ，該負回授控制單元可將測得鏡筒之位置回授給致動器 〇 094136011表單編號 A0101 % 4 1/# 12 1 1003490521-0 1360715 [0008] 一種數位相機模組，其包括：一自動對焦結構及一影像 感測元件，該自動對焦結構包括：一鏡筒、一致動器及 一鏡座，該鏡筒之外週壁設有電極，該致動器驅動鏡筒 運動，該鏡筒開有一通孔，該鏡筒置於該鏡座内且與該 鏡座滑動連接，該鏡座之通孔包括一内週壁，該内週壁 上設有電阻，該鏡筒之電極與該鏡座之電阻接觸，該電 阻與該電極分別與一電源正負極相連組成一負回授控制 單元，該負回授控制單元可將測得鏡筒之位置回授給致 動器；該影像感測元件位於可/接-收.鏡、筒之光線位置。 [0009] 與習知技術相比名β迷之:自麵對:焦結構蠢私鏡筒上設置 電極及鏡座内/¾置電阻，ώ成。 - _ ...元，-該負 回授控制单元可對鏡頭位置進# S授//從-^ >確控制鏡 頭移動，實現高品質:¾自動對焦。 .:· ........ 【實施方式】 [0010] 本發明優選實施方式自動對焦^結雜應择於數位相機模組 ·,: lofellecfual β，請參見第一圖，'該f骑學括一鏡筒10、一 鏡座2 0、::Tf壓^0 A、一影像感測器 50及一基座60。 [0011] 該鏡筒10為中空圓筒狀，其内設置有鏡片組12,該鏡片 組12由複數鏡片組成。該鏡筒10之外圓週對稱開有二條 狀凹槽14，每一凹槽14内固定設有一電極16，該電極16 大致呈條狀，其藉由黏膠固定於該凹槽14内。 [0012] 鏡座20為中空圓台狀，該鏡座20包括一容置部202及一凸 緣部204。該容置部202為圓柱體，其中部開有一通孔21 ，該通孔21首先接收光線之一端設有一蓋板22，其封蓋 094136011表單編號1 A0101 f 5 I/# 12 I 1003490521-0 1360715 於該通孔21。該蓋板22為一平板玻璃，即可使光線通過 ，亦可阻擋灰塵等雜質進入而污染鏡片組12。該凸緣部

I 204為一立方體’一端為矩形開槽206，該通孔21之相對 蓋板22—端’其貫穿凸緣部2〇4之中部且與矩形開槽206 相貫通。容置部202之外徑小於凸緣部204之邊長，而於 兩者相接處形成台階，而鏡座20之凸緣部204之矩形開槽 206邊長大於容置部202之通孔21之内直徑。該鏡筒10滑 動配合於該鏡座20之通孔21内。該通孔21之内圓週壁上 對稱開有二長槽24，每一長橹24内設有一片狀電阻26， 鏡筒10之電極16與該i祖26相接觸，該發阻26及該電極

輸出電壓亦相應發生變扣，其變化量該鏡筒10之滑動

[0013] 致動器30為一壓電致動器，該壓電致動器由絕緣層及包 覆於該絕緣層内之壓電陶瓷材料組成。該致動器30位於 該鏡筒10之下且—端與鏡筒10固定連接’另一端固定於 透光板40上。該壓電陶瓷材料於通電情況下，其產生變 形，從而帶動鏡筒1〇上下移動，從而改變鏡筒10與影像 感測元件50之間距’實現自動對焦功能。 [0014] 透光板40蓋於影像感測元件50上，以保護影像感測元件 50，避免灰塵水汽污染該影像感測元件50 β該透光板40 094136()11表單編號 Α0101 第 δ 頁/共 12 f 1003490521-0 1360715 係—透光玻璃，其一表面可鑛瘦一層紅外截止遽膜 (ILeut Coating) ’以遽除來自於被攝物反射之光線 中之紅外線，從而提高成像品質。 [0015] 該影像感測元件50通常可為電荷耦合器（Charge

Coupled Device ’下稱CCD) ’或者補充性氧化金屬半 導體（Complementary Metal-Oxide Semiconductor ，下稱CMOS)。該影像感測元件5〇固定於基座60内，其 用以將影像之光訊號轉變為電訊號。 [0016] [0017] 該基座6 0為一長方氧歡韻S弗以容置影參感測元件5 〇。 組裝時，先將¥像i測元件f5D「f定於，再將透 光板40蓋缓#基座60之上 以 L· 保護芝声件50。電 極1 6黏貼於該鏡筒1.0之:凹筒杰0；^定於致動器 30之土，再將致動器30'固定於透光板车〇毫/。之後將電阻 再將鏡座20之通 2 6黏貼於通軋21之内:遇k之長槽24内 孔21對準鏡筒10，使^|座2%^||!潑爾hid，此時該電極 I6分別與電$2.6¾'接气；髮緣部204抵接於 於基座6 0 Γ 以·熱Off 將鏡座30與基座60 連择在一起；致動器3〇與一控制器相連，以提供指令給 致動器30 ’將電極16與電阻26分別與電源28相連，從而 組成一負回授控制單元，之後將該負回授控制單元與上 述控制器相連’以接收回授信號，至此，該數位相機模 組組裝完畢。 t0_ ’數位_控制器接收測距裝置所侧之數據， 從而將相應之電麗施加給；1電致動器30，該虔電致動器 〇94136〇11 表單編號 A0101 第7頁/共12頁 1003490521-0 1360715 30相應產生變形，因而推動鏡筒10軸向移動，該鏡筒l〇 之電極16相對電阻26滑動，從而該電阻26之輸出電壓發 生變化，由該電壓值之變化可判斷該鏡筒10之運動相對 位置，從而將該信號再反饋於壓電致動器30之控制器， 從而將鏡筒10進一步調整之預定位置，從而實現準確對 焦0 [0019] 可以理解，該致動器30亦可應用於數位相機變焦結構中 ，該數位相機變焦結構中，分別設有固定鏡片組及可動 鏡片組，該可動鏡片組藉由可動鏡筒帶動運動》該可動 鏡筒藉由致動器驅動’從而改變可動鏡片^相對固定鏡 片組之間位置關係。同時 L: 該 4 負回授控制 單元相連，以實時控制可動鏡筒達將實時回 授之訊號傳遞給致動器，以精確控制寒在—相/機變焦位置 [0020] 可以理解’該致動器30之細錢腑4 ’並不限 於鏡筒10之下.，例如，〆筒10之週壁上， 而使該致動器Μ提:供屬令lg轉想_。 [0021] 可以理解’該電阻26可直接黏貼於該容置部2〇2之通孔21 之壁上，該電極亦可直接黏貼於該鏡筒1〇之外週壁上。 [0022]綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利 申請。惟’以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡 熟悉本案技藝之人士，在援依本案發日月精神所4之等效 修飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 094136011表單编號 A0101 第8頁/共12頁 1003490521-0 1360715 [0023] 第一圖係本發明優選實施方式數位相機模組之剖面示意 圖。 【主要元件符號說明】 [0024] 鏡筒：10 [0025] 鏡片組：1 2 \ [0026] 凹槽.：14 [0027] 電極：16

nfeilecfuo hoper fice [0033] 電阻：2 6 [0034] 壓電致動.器30 '..· V· · 一— [0035] 透光板：40 [0036] 影像感測器：50 [0037] 基座：60 [0038] 通孔：21 [0039] 電源：2 8 094136011*^^ A0101 第9頁/共12頁 1003490521-0

Claims (1)

1360715 七、申請專利範圍： 1 . 一種自動對焦結構，其包括： 一鏡筒，該鏡筒之外週壁設有電極； 一致動器，該致動器驅動鏡筒運動； 一鏡座，該鏡筒開有一通孔，該鏡筒置於該鏡座内且與該 鏡座滑動連接，該鏡座之通孔包括一内週壁，該内週壁上 設有電阻，該鏡筒之電極與該鏡座之電阻接觸，該電阻與 該電極分別與一電源正負極相連組成一負回授控制單元， 該負回授控制單元可將測得鏡筒之位置、回授給致動器。 〆，， 2 .如申請專利範圍第1項所述之自動對焦結構\其中該致動 器與諒鏡筒固.定連择。 如申請專利範圍第1項所述之自 j 動焦^構/，/中鏡筒 之 外週壁開有一凹槽，該電極黏貼於該凹槽内7( .... \ 1 如申請專利範圍第1項m述之自動對焦|结棒，其中該通孔 之内週壁開有一長槽，杳電阻黏貼於ιϋ槽内。 Ργοοθ \CI 如申請專利範圍第1項所i述，其中電阻成 片狀，該電極呈長條狀令 _ '0 如申請專利範圍第1項所述尤自動备焦結構，其中該鏡座 一端設有蓋板，該蓋板為一平板玻璃，其封蓋於該通孔， 且位於該鏡座接收光線之一端。 7. 如申請專利範圍第1項所述之自動對焦結構，其中該鏡座 包括一容置部及一凸緣部，該容置部為一圓柱體，該凸緣 部為一立方體，該通孔開於該容置部中部。 8. 如申請專利範圍第7項所述之自動對焦結構，其中該凸緣 部一端開有矩形開槽，其與容置部之通孔相貫通。 09413601 f 單編號 A0101 1003490521-0 第10頁/共12頁 1360715 10.如申請專利範圍丨第9項所述零數1供相潘、模篇>'其中該數位

1輕1於影像感測 11 12 一種數位相機模組，其包括： 一自動對焦結構，該自動對焦結構包括： 一鏡筒，該鏡筒之外週壁設有電極； 一致動器，該致動器驅動鏡筒運動； 一鏡座，該鏡筒開有一通孔，該鏡筒置於該鏡座内且與該 鏡座滑動連接，該鏡座之通孔包括一内週壁，該内週壁上 設有電阻，該鏡筒之電極與該鏡座之電阻接觸，該電阻與 該電極分別與一電源正負極相連組成一負回授控制單元， 該負回授控制單元可將測得鎳筒-之拉，置回授給致動器； 一影像感測元件，捧象感·〔元件可;接收^^筒之光線。 相機模組進」步包括一透光 元件之丄。 如申請專利範圍第10項所述之數位相棟模丨組，其中該致動 ....:.¾ ! / 器一端固定於透光板上/另一端與該固定。 如申請專利範圍第11項所，其中該數位 》 j 相機模組進一 f包括一年元件固定於該基 座内，該透光板封蓋f該基感測元件。 09413601?·單編號 A0101 1003490521-0 第II頁/共12頁