专利名称：图像传感器浮动式影像追踪自动对焦系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及图像传感器浮动式影像追踪自动对焦系统。
技术背景
传统的影像追踪自动对焦系统，简称AF系统，结构组成如图l所示，包括成 像镜头组件A、图像传感器组件B、中央控制处理器D以及驱动镜头组件来回移 动的镜头驱动枳4勾C,其工作原理禾当镜头组件A后方的成像面MN与图像传 感器组件B不在同一面时，图像传感器组件B传送到中央控制处理器D的图像是 不清晰的，因此，中央控制处理器指令镜头驱动机构C驱动镜头组件A沿光轴来 回移动，从而使成像面MN来回移动，当成像面MN与图像传感器组件B在同一 面时，对焦成功，图像传感器组件传送到中央控制处理器的图像是清晰的。但这 种AF系统存在如下缺点1)由于是由镜头驱动机构驱动镜头组件来回移动进行 对焦，而传统的镜头驱动机构包括电机、电磁、超声波、机械式等驱动力比较小， 所以只能带动较小的镜头或者光学系统中某个镜片的运动，因此存在明显的局限 性；2)镜头驱动机构结构复杂，比较厚和笨重，体积大，使整个AF系统比4^ 和笨重，体积大；3)当AF系统应用到如相才几、4聂^fl^几等i殳备时，由于AF系统 是采用驱动镜头组件的方式，因此必须与相机、摄像机等设备上光学元件进行匹 配，需^f乍出修改后才能使用，因此，适用性差，不能形成一个标准件去适用 不同的i殳备。
另夕卜，作为本领域的普通技术人员虽然很显然可以想到在
图1中通过驱动图 像传感器组件来达到自动对焦的目的。但是这种方式对于本领域的技术人员来讲 存在两个不可克服的技术难题，所以在本领域的普通技术人员的思想上存在技术 偏见，这种方式几乎不可能实现。第一个技术难题通常图像传感器通常集成在 线路板上，而线路板是硬的且比较大，在图像传感器组件来回移动的过程中，并 不能可靠保证图像传感器与线路板的有效稳定连接；2)如何保证图像传感器在移动过程中，图像传感器光轴方向与镜头的光轴方向保持一致，使图像传感器捕 获清晰的图像。
发明内容
本实用新型的目的是提供图像传感器浮动式影像追踪自动对焦系统，它利用 浮动机构驱动图像传感器组件来回移动实现对焦，体积小，厚度小，重量轻，可 以无须改动就可以适用不同的设备,适用性强。
本实用新型的技术方案是这样实现的
图像传感器浮动式影像追踪自动对焦系统，它包括图像传感器组件和浮动机 构，图^f象传感器组件由浮动才几构驱动来回移动实现对焦。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点通过浮动机构驱动图像传感器组 件来回移动实现对焦，结构紧凑,体积小，重量轻，适应性强，可以无须改变原来i殳 备的光学系统就可以直接应用。
上述所述的浮动机构是电磁力驱动的浮动机构。通过电磁力驱动比较容易控 制，且控制的精度高，驱动力大。
上述所述的电》兹力驱动的浮动机构包括线圈架、绕在线圏架上的线圈绕组、 7la兹铁、平移支撑机构和复位机构，线圏架安装连接在平移支撑机构上，在线圏 架的旁边布置有永磁铁，图像传感器组件安装在线圈架上，平移支撑积4勾与复位 城连接。
上述所述的平移支撑枳4勾包括"对相同的平行四连杆机构，线圈架两侧分别
与一个平行四连杆机构上的平移连杆连接。使到线圈架来回移动时比较平稳，并 且保证线圏架上的图像传感器组件的光轴方向在移动过程中始终与镜头光轴方
向保持平行，不发生倾斜，从而使图像传感器组件获得比较清晰的图像。 上述所述在线圈架的上方和下方对称布置一对i兹极性相同的7JC磁铁。 上述所述线圏架的外面是镜头座，7Ja兹铁安装固定在镜头座上，平行四连杆
机构上的两端铰接在镜头座上，在镜头座上安装有成像镜头，平行四连杆机构上
的平移连杆与线圈架侧壁连4矣。上述所述平行四连杆才几构上的平移连杆设置有上凸柱，在凸柱正下方、平行 四连杆机构的固定端设置有下凸柱，弹簧两端分别套在上凸柱和下凸柱。当作用
在线圈架的电》兹力消失时，利用弹簧驱动平行四连杆才;i4勾复位，从而使图像传感 器复位。
上述所述图像传感器组件包括图像传感器、软线路板FPC和加强片，图像传 感器集成在软线路板FPC的一面上，在软线路板FPC另一面上安装有加强片，加 强片使软线路板FPC与图像传感器保持稳定可靠连接。
上述所述平行四连杆机构上的两条摆动杆的长度至少大于5. Omm。保证图像 传感器组件的光轴与镜头光轴的偏差足够小，从而使图像传感器组件获得比较清 晰的图像。
上述所述图^f象传感器组件是将图傳^言号传送到中央控制处理器，中央控制处 理器控制浮动枳i构推动图像传感器组件来回移动，直到图像传感器组件传送的图 像清晰为止，实现自动对焦。
附图i兌明
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 图l是传统影像追踪自动对焦系统的原理示意图； 图2是本实用新型的原理示意图； 图3是本实用新型的分解图； 图4是本实用新型的主^L图； 图5是图4的A-A剖视图； 图6是图4的B—B剖视图；. 图7是本实用新型图4象传感器组件1的结构示意图； 图8是本实用新型平行四连杆积4勾的运动示意图。
具体实施方式
如图2所示，本实用新型图像传感器浮动式影像追踪自动对焦系统包括镜头 组件4、图像传感器组件1和浮动机构2和中央控制处理器3，图像传感器组件1是将图像信号传送到中央控制处理器3，中央控制处理器3控制浮动机构2推 动图像传感器组件1来回移动，直到图像传感器组件1与成像面MN重合后，图 像传感器组件l传送的图像清晰，实现自动对焦。在该技术方案中镜头组件4是 不动的。中央控制处理器3可以是单片机或者是数字信号处理器DSP。
如图3、图4、图5和图6所示，所述的浮动机构2是电磁力驱动的浮动机 构，它包括线圏架5、绕在线圏架5上的线圈绕组6、永J兹4失7、平移支撑积4勾 和复位机构，线圈架5安装连接在平移支撑机构上，图像传感器组件l安装在线 圈架5上，平移支撑机构与复位才;i4勾连接。在线圏架5的外面是镜头座8，永磁 铁7安装固定在镜头座8上，在镜头座8上安装有镜头组件4，平行四连杆才;^勾 的平移连杆9与线圈架5侧壁连接。平移支撑机构包括一对相同的平行四连杆机 构，平行四连杆机构上的两端铰接在镜头座8上，线圈架两側分别与一个平行四 连杆机构上的平移连杆9连接。平行四连杆才;U勾包括平移连杆9和两摆动杆10。 在线圈架5的上方和下方对称布置一对磁极性相同的永磁铁7。复位机构包括弹 簧13，在平行四连杆机构上的平移连杆9设置有上凸柱11，在凸柱正下方ll、 平行四连杆机构的固定端设置有下凸柱12,弹簣13两端分别套在上凸柱11和 下凸柱12上。平行四连杆机构上的两条摆动杆10的长度至少大于5. Omm。
如图7所示，所述的图像传感器组件1包括图像传感器14、软线路板FPC15 和加强片16,图i象传感器14集成在软线路板FPC15的一面上，在软线路板FPC15 另一面上安装有加强片16。本实用新型的图像传感器组件1克服了一个技术难 点即图像传感器14集成在软线路板FPC15上，当图像传感器14来回移动时， 软线路板FPC15通过自身的弯曲变形始终与图像传感器14保持有效的接触连接。
本实用新型的工作原理是图像传感器组件1将图像信号传送到中央控制处 理器3，中央控制处理器3控制浮动枳4勾2推动图^象传感器组件1来回移动，直 到图像传感器组件1与成像面MN重合后，图像传感器组件1传送的图像清晰， 实现自动对焦。中央控制处理器3通过控制流经线圏绕组6的电流方向可以控制 浮动枳4勾2上的线圈架5前移或者后移,通过控制流经线圏绕组6的电流的大小， 可以控制线圈架5前移或者后移的移动距离。因此这种控制方式非常简单有效控制图像传感器组件1的浮动。在线圈.绕组6没有通电流时，在线圈架5两侧分别
由一组相同的平行四连杆机构支撑，为了使平行四连杆才;i4勾保持一个稳定的初始
状态，在平行四连杆才几构上安装有弹簧13。为了使线圏架5底部的线圏绕组6 和顶部的线圈绕组6获得一个相同的拉力，在线圏架5的上方和下方对称布置一 对磁极性相同的永磁铁7。当中央控制处理器3指令向线圈绕组6通电时，线圈 绕组6受到拉力，线圏绕组6连同线圈架5克服弹簧13的阻力一起运动，由于 线圈架5两側分别与一个相同的平行四连杆机构上的平移连杆9连接，使到线圈 架5与平移连杆9的运动轨迹是一样的，线圈架5始终保持与光轴平行姿态运动 而不倾斜，也就是使线圈架5上图像传感器14的光轴与镜头组件4的光轴保持 平行或者重合，虽然，有时候图像传感器14的光轴与镜头组件4的光轴的之间 存在高度差，但只要高度差足够小，而镜头组件4的成像范围足够大，则这种偏 差可以忽略不计。以本实用新型为例，如图8所示，两条摆动杆IO的长度为7. Omm 时，在镜头焦点圈内的图像传感器14的光轴与镜头组件4的光轴的之间存在高 度差△ H最多只有0. 005mm，图像传感器14的成像范围约为实际形成图像范围的 1000倍，那么，这种微小的高度差只使到实际形成图像范围在图像传感器14稍作 偏移，但对图像的清晰度不产生影响。只要图像传感器14的光轴相对镜头组件4 的光轴不发生倾斜，那么获得稳定清晰的图像是较为容易的。由于本实用新型是 采用图像传感器14浮动方式自动对焦，当应用于带相机、損lf^几等设备时，无 须改变原来的光学系统就可以应用，适应性非常强。
权利要求1、图像传感器浮动式影像追踪自动对焦系统，其特征在于它包括图像传感器组件和浮动机构，图像传感器组件由浮动机构驱动来回移动实现对焦。
2、 根据权利要求1所述的图像传感器浮动式影像追踪自动对焦系统，其特征 在于所述的浮动积^勾是电i兹力驱动的浮动枳i构。
3、 根据权利要求2所述的图像传感器浮动式影像追踪自动对焦系统，其特征 在于电磁力驱动的浮动机构包括线圈架、绕在线圈架上的线圈绕组、永磁铁、 平移支撑机构和复位机构，线圈架安装连接在平移支撑枳i构上，在线圈架的旁边 布置有永磁铁，图像传感器组件安装在线圈架上，平移支撑机构与复位才A4勾连接。
4、 根据权利要求1、 2或3所述的图像传感器浮动式影像追踪自动对焦系统， 其特征在于平移支撑机构包括一对相同的平行四连杆机构，线圈架两侧分别与 一个平行四连杆扭i构上的平移连杆连接。
5、 根据权利要求4所述的图像传感器浮动式影像追踪自动对焦系统，其特征 在于在线圏架的上方和下方对称布置一对/f兹极性相同的永》兹4失。
6、 根据权利要求5所述的图像传感器浮动式影像追踪自动对焦系统，其特征 在于在线圈架的外面是镜头座，永磁铁安装固定在镜头座上，平行四连杆机构 上的两端铰接在镜头座上，在镜头座上安装有镜头组件，平行四连杆才;U勾上平移 连杆与线圈架侧壁连接。
7、 根据权利要求4所述的图像传感器浮动式影像追踪自动对焦系统，其特征 在于复位机构包括弹簧，在平行四连杆机构上的平移连杆设置有上凸柱，在凸 柱正下方、平行四连杆机构的固定端设置有下凸柱，弹簧两端分别套在上凸柱和 下凸柱上。 '
8、 根据权利要求1、 2或3所述的图像传感器浮动式影像追踪自动对焦系统， 其特征在于所述的图像传感器组件包括图像传感器、软线路板FPC和加强片， 图像传感器集成在软线蹈4反FPC的一面上，在软线路板FPC另一面上安装有加强 片。
9、 根据权利要求7所述的图像传感器浮动式影像追踪自动对焦系统，其特征 在于平行四连杆机构上的两条摆动杆的长度至少大于5. Omm。
10、根据权利要求1 、 2或3所述的图像传感器浮动式影像追踪自动对焦系统， 其特征在于图像传感器组件是将图像信号传送到中央控制处理器，中央控制处 理器控制浮动机构推动图像传感器组件来回移动，直到图像传感器组件传送的图 像清晰为止，实现自动对焦。
专利摘要图像传感器浮动式影像追踪自动对焦系统，它包括图像传感器组件和浮动机构，图像传感器组件由浮动机构驱动来回移动实现对焦。所述的浮动机构是电磁力驱动的浮动机构。图像传感器组件是将图像信号传送到中央控制处理器，中央控制处理器控制浮动机构推动图像传感器组件来回移动，直到图像传感器组件传送的图像清晰为止，实现自动对焦。它利用浮动机构驱动图像传感器组件来回移动实现对焦，体积小，厚度小，重量轻，可以无须改动就可以适用不同的设备，适用性强。
文档编号H02K33/18GK201233491SQ20082004501
公开日2009年5月6日 申请日期2008年3月12日 优先权日2008年3月12日
发明者贾怀昌 申请人:贾怀昌