专利名称：数码相机自动对焦装置与方法
技术领域：
本发明是关于一种数码相机自动对焦装置与方法，尤指一种体积小、功耗低而且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与方法。
背景技术：
随着通讯技术的快速发展，数码相机已被人们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，只能进行有限倍数的数码变焦，因此影响了所拍摄影像的质量，而一般数码相机自动对焦机构是采用马达驱动，此方式并不适合使用于手机等便携式电子装置中。例如中国授权公告第CN2562208Y号所公开的″相机的自动对焦机构″，其包括距离传感器、讯号处理单元、马达驱动芯片及马达，该距离传感器设置于相机的观景窗内，当使用者经过观景窗观看所要摄取的影像时，该距离传感器即可由发射及接收反射的红外线，测量出使用者眼球内水晶体及眼角膜对观测远及近物体的变化量，讯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芯片以驱动马达带动对焦镜片群组，移动至指定位置，完成自动对焦。显然，若将此数码相机自动对焦机构直接应用于手机中，将增大手机的体积与重量，严重影响其携带性；另一方面，马达驱动时电能消耗较大，而手机的电能储备又较为有限，因而将极大缩短手机的待机时间，从而影响其基本功能的运用。
有鉴于此，提供一种体积小、功耗低而且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与方法实为必要。
发明内容本发明的目的在于提供一种数码相机自动对焦装置，其体积小、功耗低而且可以运用于手机等便携式电子装置中。
本发明的目的还在于提供一种数码相机自动对焦方法，其可以应用于手机等便携式电子设备中并使其具备自动对焦功能。
本发明的数码相机自动对焦装置包括一基板、设置于基板上的支架、固定于支架上表面的电路板、固定于支架下表面的电极、设置于电路板上并与其电性连接的影像感测器、固定于基板上且与支架电极正对的基板电极以及与支架电极电性连接的受控电源，通过改变两电极之间电压差改变影像感测器的位置达到自动对焦的目的。
本发明的数码相机自动对焦方法包括以下步骤用影像感测器摄取影像；对所摄取的影像进行清晰度检测；判断影像是否清晰并决定是否激活电压校正程序；若上步中得出清晰度未达标准的结论，则通过适当换算法则改变受控电源的电压值，使得电极与电极之间电磁力发生变化以改变影像感测器的位置，达到自动对焦的目的。
本发明的数码相机自动对焦装置与方法利用电压变化调节影像感测器的位置，功耗低、体积小，适用于手机等便携式电子设备中。
图1是本发明数码相机自动对焦装置第一实施例的主视图；图2是本发明数码相机自动对焦装置第一实施例的俯视图；图3是本发明数码相机自动对焦装置的工作流程图；图4是本发明数码相机自动对焦装置第一实施例的使用状态图；图5是本发明数码相机自动对焦装置第二实施例的使用状态图。
具体实施方式
请参照图1，本发明数码相机自动对焦装置1的第一实施例包括一基板10、设置于基板10上的支架12、固定于支架12上表面的电路板16、固定于支架12下表面的电极14、设置于电路板16上并与其电性连接的影像感测器18、固定于基板10上且与电极14正对的电极100以及与电极14电性连接的受控电源142。
结合参照图2，基板10是一矩形板，其上固定一电极100，此电极100处于接地状态，即电极100的外部电压恒定为零。支架12是一断面呈梯形的金属支架，其包括一平台122及多个金属支撑脚120，支撑脚120是较薄金属片且其末端分别焊接于基板10上，平台122通过支撑脚120的支撑作用而固定于基板10的上方并与其平行。电路板16固定于平台122的上表面，影像感测器18则固定于电路板16上且与电路板16电性连接，此影像感测器18可为CCD(Charge CoupledDevice，电耦合器件)或CMOS(Complementary Metal-OxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)，且影像感测器18中嵌入清晰度检测电路(图未示)与换算法则程序；电极14固定于平台122的下表面且与电极100正对。受控电源142与电极14电性连接，其可提供一定范围内连续变化的电压，而且电压的变化由内置于影像感测器18中的清晰度检测电路及换算法则程序控制。
结合参照图3，该数码相机自动对焦方法的步骤如下首先用影像感测器18摄取影像(步骤91)；再对所摄取的影像进行清晰度检测，判断影像是否清晰(步骤92)；若步骤92中得出清晰度已达标准的结论则将所得影像数据输入至电路板16进行处理，若步骤92中得出清晰度未达标准的结论，则通过换算法则得出电压校正值(步骤93)；根据电压校正值改变受控电源142的电压值，使得电极14与电极100之间电磁力发生变化(步骤94)。由于支撑脚120是由较薄金属片制成，上述电磁力的变化将导致支撑脚120产生弯曲变形，从而使得平台122与基板10之间距离发生微小改变，由于手机中数码相机模块的透镜组焦距较小(大多小于8毫米)，因此平台122与基板10之间距离发生微小改变即可满足焦距调节的需要。例如，若透镜组焦距为5毫米，被摄物体位于无穷远处时，成像焦距为5毫米；而当被摄物体移至镜头前40厘米处时，焦距缩短约63微米，固此距离可通过支撑脚120的变形实现。
请参照图4，将本发明数码相机自动对焦装置1用于数码相机中时，将基板10与镜筒3扣合，镜头2设置于镜筒3中并位于影像感测器18的正上方，此时镜头2与基板10的相对位置固定，影像感测器18则位于二者之间。当平台122与基板10的距离发生变化时，影像感测器18与镜头2之间的距离也发生相应变化，进而达到改变拍摄焦距的目的。
可以理解，本发明数码相机自动对焦装置1是使用电压控制的方式，而且电极14与电极100之间漏电流很小，此电压控制方式不同于马达控制或电磁继电器等电流控制方式需要工作电流，因此此方式功耗极低，适合运用于手机中。
请参照图5，本发明的数码相机自动对焦装置1并不局限于使用金属支架12实现电路板16与基板10之间的弹性结构，也可通过其它方式实现，例如，将支架12以一平行于基板10的平板4代替，平板4的下表面固定若干弹簧42，且平板4可沿镜筒3上下滑动，此结构也使得电路板16与基板10之间具备弹性空间，即当电极14与电极100之间电压改变时，电磁力的变化将导致弹簧压缩或伸长，藉此弹性结构也可达到自动对焦的目的。此外，若考虑到防止电极14与电极100之间短路或击穿，可在电极100或电极14上设置一绝缘层(图未示)。
权利要求
1.一种数码相机自动对焦装置，其包括基板、设置于基板上的可移动载物台、固定于可移动载物台上表面的电路板和设置于电路板上并与其电性连接的影像感测器，其特征在于此数码相机自动对焦装置进一步包括固定于可移动载物台下表面的第一电极、固定于基板上且与第一电极正对的第二电极、与第一电极电性连接的受控电源以及嵌入上述影像感测器内部的清晰度检测电路与相应换算法则程序，其中受控电源的电压变化由影像感测器中的清晰度检测电路及换算法则程序控制，通过受控电源改变两电极之间电压差进而改变影像感测器的位置。
2.如权利要求1所述的数码相机自动对焦装置，其特征在于所述基板是一矩形板，其上固定的电极处于接地状态。
3.如权利要求1所述的数码相机自动对焦装置，其特征在于所述可移动载物台是断面呈梯形的金属支架，其包括一平台及多个金属支撑脚，支撑脚是较薄金属片且其末端分别焊接于基板上。
4.如权利要求1所述的数码相机自动对焦装置，其特征在于所述可移动载物台是平行于基板的平板，其与基板之间由多个弹簧连接。
5.如权利要求1所述的数码相机自动对焦装置，其特征在于所述影像感测器为电耦合器件。
6.如权利要求1所述的数码相机自动对焦装置，其特征在于所述影像感测器为互补金属氧化物半导体。
7.如权利要求1所述的数码相机自动对焦装置，其特征在于所述第一电极或第二电极上设置一绝缘层。
8.一种使用权利要求1所述的数码相机自动对焦装置的自动对焦方法，其包括以下步骤用影像感测器摄取影像；对所摄取的影像进行清晰度检测，判断影像是否清晰；若上一步骤中得出清晰度已达标准的结论，则将所得影像数据输入至电路板进行处理，若上一步骤中得出清晰度未达标准的结论，则通过换算法则得出电压校正值；根据电压校正值改变受控电源的电压值，使得上述两电极之间电磁力发生变化以使得影像感测器的位置上升或下降。
9.如权利要求8所述的数码相机自动对焦方法，其特征在于所述影像感测器为电耦合器件。
10.如权利要求8所述的数码相机自动对焦方法，其特征在于所述影像感测器为互补金属氧化物半导体。
全文摘要
一种数码相机自动对焦装置与方法。该装置其包括一基板、设置于基板上的支架、固定于支架上表面的电路板、固定于支架下表面的电极、设置于电路板上并与其电性连接的影像感测器、固定于基板上且与支架电极正对的基板电极以及与支架电极电性连接的受控电源，此装置通过改变两电极之间电压差改变影像感测器的位置达到自动对焦的目的。该装置的自动对焦方法适用于手机等便携式电子装置中。
文档编号G03B13/36GK1629713SQ200310117599
公开日2005年6月22日 申请日期2003年12月20日 优先权日2003年12月20日
发明者张仁淙 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司