專利名稱：自動焦點調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動焦點調(diào)節(jié)系統(tǒng)，尤其涉及一種使用壓電驅(qū)動器的自動焦點調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
大多數(shù)較大的器材(譬如攝像機)配備有自動焦點調(diào)節(jié)系統(tǒng)作為標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)。近年來，已經(jīng)開始嘗試將這種自動焦點調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)用到較小的器材中，譬如配有照相機的便攜式電話以及個人數(shù)字助理(PDA)。為了實現(xiàn)該自動焦點調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的自動調(diào)焦，通常將諸如步進電機或壓電驅(qū)動器之類的裝置用作目前可獲得的作為用于移動照相機鏡頭的驅(qū)動器的裝置。
使用步進電機的優(yōu)點在于精確的脈沖控制。換言之，通過步進電機移動鏡頭的距離(每脈沖的移動距離)是極其精確的。然而，因為步進電機需要諸如導(dǎo)螺桿和齒輪等驅(qū)動部件、電路以及傳感器來移動鏡頭，所以這種步進電機必須是較大的裝置(通常，其直徑是6～8mm，其長度是6～10mm)。此外，由于步進電機的機械傳動，所以它消耗非常大量的電力(通常是150mA或更高)。
同時，壓電驅(qū)動器(使用壓電元件的驅(qū)動器)具有以下優(yōu)點它比步進電機小而且薄、具有高的抗沖擊性并消耗少量的電力。然而，目前還沒有將這種壓電驅(qū)動器運用在諸如配有照相機的便攜式電話等小型器材中。其原因在于壓電驅(qū)動器不可靠的脈沖控制。換言之，通過壓電驅(qū)動器移動鏡頭的距離容易由于環(huán)境改變或機械改變(譬如負(fù)載變化)而改變。由于存在這一問題，所以盡管已經(jīng)在諸如攝像機等器材中將壓電驅(qū)動器用于對移動對象進行連續(xù)調(diào)焦(如例如在日本已公開專利申請No.97379/1991中所披露的)，但是壓電驅(qū)動器還從未運用在要求高度精確調(diào)焦的用于靜止圖像的照相機中。然而，如果在使用壓電驅(qū)動器時具有一種能夠補償鏡頭位置控制的絕對位置傳感器，那么就可以考慮在用于靜止圖像的照相機中使用壓電驅(qū)動器。但是，對于在譬如便攜式電話等小型器材中使用的照相機組件，具備這種傳感器的自動焦點調(diào)節(jié)系統(tǒng)至今尚不存在。因此，壓電驅(qū)動器被認(rèn)為不適于在小型器材中使用。
同時，例如在裝配有照相機的便攜式電話的領(lǐng)域中，分辨率的提高已經(jīng)得以迅速發(fā)展，并且越來越多地要求實現(xiàn)更高精度的調(diào)焦。因此，在配有照相機的便攜式電話中以及在攝像機中需要自動焦點調(diào)節(jié)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)安裝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種甚至可應(yīng)用于小型器材的自動焦點調(diào)節(jié)系統(tǒng)。本發(fā)明的另一個目的在于，當(dāng)使用壓電驅(qū)動器來控制鏡頭的位置時，獲得對鏡頭位置的測量精度的改善。
本發(fā)明通過給照相機組件增加壓力傳感器，使得壓電驅(qū)動器能夠用作用于控制鏡頭位置的驅(qū)動器。
本發(fā)明的自動焦點調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括照相機鏡頭支架，壓電驅(qū)動器，止動件；以及壓力傳感器，其中所述照相機鏡頭支架支承照相機的鏡頭，所述壓電驅(qū)動器移動所述照相機鏡頭支架以進行自動調(diào)焦，所述止動件防止通過所述壓電驅(qū)動器移動的照相機鏡頭的過度移動，以及所述壓力傳感器被設(shè)置在所述止動件附近，并探測與通過所述壓電驅(qū)動器移動的照相機鏡頭的碰撞。
在上述自動焦點調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，所述壓力傳感器被設(shè)置在一超近位置(macro position)以及一無限遠位置(infinite position)，并探測照相機鏡頭是處在所述超近位置、所述無限遠位置還是兩者之間的一個位置上。上述自動焦點調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以安裝在各種便攜式電子裝置中。


圖1是顯示按照本發(fā)明的自動焦點調(diào)節(jié)系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式
下面將參照圖1來描述按照本發(fā)明的一個適當(dāng)實施例的自動焦點調(diào)節(jié)系統(tǒng)的例子。圖1是顯示按照本發(fā)明的自動焦點調(diào)節(jié)系統(tǒng)的示意圖。本發(fā)明的自動焦點調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以運用到廣泛多種具有照相功能的電子裝置中，譬如數(shù)碼相機、裝配有照相機的電話、裝配有照相機的PDA、裝配有照相機的手表以及裝配有照相機的計算機。但是，本發(fā)明的自動焦點調(diào)節(jié)系統(tǒng)被認(rèn)為尤其適用于小型的便攜式電子裝置。
本發(fā)明的一個重要特征在于，探測與照相機鏡頭(調(diào)焦鏡頭)的碰撞的壓力傳感器被設(shè)置在照相機鏡頭停止的位置，以改善對鏡頭位置測量的精度。
從圖1可明顯看出，照相機鏡頭3和3′被支承在圓筒形照相機鏡頭支架5的兩端。在照相機鏡頭支架5的側(cè)面的中部，設(shè)有環(huán)形的滑動元件7。支承軸11貫穿該滑動元件的通孔9。照相機鏡頭3和3′在例如圖1中箭頭A所示的方向上沿著支承軸11滑動。所述鏡頭通過壓電驅(qū)動器(圖中未顯示)滑動。也就是說，壓電驅(qū)動器被用作移動鏡頭的驅(qū)動裝置。然而，如上所述，通過壓電驅(qū)動器控制鏡頭位置并不精確。為此，在本發(fā)明中，尤其為了防止照相機鏡頭的過度移動，機械式止動件13和13′被設(shè)置在相對的位置，在所述相對的位置，止動件與被所述壓電驅(qū)動器移動的照相機鏡頭3和3′相碰撞。此外，在這些止動件13和13′的附近，譬如在這些止動件上，分別安裝薄的壓力傳感器15和15′，以便能夠高精度地測量鏡頭的位置。這些壓力傳感器15和15′并不具有特殊的構(gòu)造，電視游戲機控制器中所用的普通的、市場上可買到的壓力傳感器也可用作壓力傳感器15和15′。由此，可以低成本地獲得上述壓力傳感器。
在上述構(gòu)造中，即使照相機鏡頭3和3′通過壓電驅(qū)動器移動并與止動件13或13′相碰撞，但迄今為止還不存在用于探測照相機鏡頭3和3′是否處于止動件13或13′的位置的裝置。然而，在本發(fā)明中，當(dāng)照相機鏡頭3和3′通過壓電驅(qū)動器移動并接觸壓力傳感器15或15′時，通過所述壓力傳感器來探測由該接觸所產(chǎn)生的壓力。通過這種壓力探測，本發(fā)明的自動焦點調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠高精度地測量照相機鏡頭的位置。例如，如圖1中所示的例子，在將止動件13設(shè)置在照相機鏡頭3的超近位置(也即用于拍攝較近對象的位置)并將止動件13′設(shè)置在照相機鏡頭3′的無限遠位置(也即用于拍攝較遠對象的位置)時，通過上述壓力探測可以容易地探測到照相機鏡頭是否處在超近位置、無限遠位置或是兩者之間的位置上。所以，即使通過壓電驅(qū)動器的鏡頭位置的控制有點不精確，但是這種不精確被壓力傳感器15和15′的作用所補償，由此能夠可靠地探測照相機鏡頭是否處于止動件13或13′的位置。因此，按照本發(fā)明，鏡頭的位置至少在兩點可以被準(zhǔn)確地確定，并能夠用于自動調(diào)焦或微距攝像。如上所述地，按照本發(fā)明的構(gòu)造，通過給照相機組件增加所述壓力傳感器，可以將壓電驅(qū)動器用作用于控制鏡頭位置的驅(qū)動裝置。
作為測量照相機鏡頭位置的方法，除了本發(fā)明的方法之外還可以設(shè)想一種計時的方法。然而，由于壓電驅(qū)動器的鏡頭移動距離(時間)并不可靠而且實現(xiàn)自動調(diào)焦的時間較長，所以這種計時方法并不實用。
按照上述的本發(fā)明，由于盡管使用壓電驅(qū)動器作為控制鏡頭位置的驅(qū)動裝置也能夠以高精度探測鏡頭的位置，所以可以提供一種甚至可應(yīng)用于小型器材的自動焦點調(diào)節(jié)系統(tǒng)。此外，通過使用壓電驅(qū)動器，可以獲得系統(tǒng)尺寸的減小、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡化以及成本和耗電量的降低。本發(fā)明可以應(yīng)用于廣泛多種包含有自動焦點調(diào)節(jié)系統(tǒng)的較小器材中。
權(quán)利要求
1.一種自動焦點調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括照相機鏡頭支架，壓電驅(qū)動器，止動件；以及壓力傳感器，其中所述照相機鏡頭支架支承照相機鏡頭，所述壓電驅(qū)動器移動所述照相機鏡頭支架以進行自動調(diào)焦，所述止動件防止通過所述壓電驅(qū)動器移動的照相機鏡頭的過度移動，以及所述壓力傳感器被設(shè)置在所述止動件附近，并探測與通過所述壓電驅(qū)動器移動的照相機鏡頭的碰撞。
2.如權(quán)利要求1所述的自動焦點調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中所述壓力傳感器被設(shè)置在一超近位置以及一無限遠位置，并探測所述照相機鏡頭是處在所述超近位置、所述無限遠位置還是所述超近位置與所述無限遠位置之間的一個位置。
3.一種便攜式電子裝置，包括如權(quán)利要求1或2所述的自動焦點調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種甚至可應(yīng)用于小型器材的自動焦點調(diào)節(jié)系統(tǒng)，并且當(dāng)使用壓電驅(qū)動器來控制鏡頭的位置時獲得對鏡頭位置的測量精度的改善。自動焦點調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括照相機鏡頭支架、壓電驅(qū)動器、止動件以及壓力傳感器，其中所述照相機鏡頭支架支承照相機鏡頭，所述壓電驅(qū)動器移動所述照相機鏡頭支架以進行自動調(diào)焦，所述止動件防止通過所述壓電驅(qū)動器移動的照相機鏡頭的過度移動，所述壓力傳感器被設(shè)置在所述止動件附近，并探測與通過所述壓電驅(qū)動器移動的照相機鏡頭的碰撞。
文檔編號G02B7/02GK1910490SQ20038011102
公開日2007年2月7日 申請日期2003年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月17日
發(fā)明者伊藤誠 申請人:諾基亞公司