发明名称 自动对焦机构及方法
摘要 一种自动对焦机构,其系设于相机、摄录放影机等摄像装置的机壳与镜头之间,且系利用设于机壳的电磁铁与设于镜头上的永久磁铁间的磁力移动镜头,利用设于机壳与镜头间的弹簧所提供的弹力平衡磁力,以及利用控制装置改变流过电磁铁的电流大小以改变磁力的大小,使镜头不断地改变位置,最后在所欲拍摄的景物可清晰成像时保持那个时候的电流大小,使镜头不动,而对准焦距;以及一种利用磁力移动镜头以进行自动对焦之自动对焦方法。
申请公布号 TW466375 申请公布日期 2001.12.01
申请号 TW090101244 申请日期 2001.01.19
申请人 力捷电脑股份有限公司 发明人 张广祥;洪嘉成;林坤昌
分类号 G03B13/00 主分类号 G03B13/00
代理机构 代理人 陈昭诚 台北巿武昌街一段六十四号八楼
主权项 1.一种自动对焦机构,其系设于摄像装置的机壳与镜头之间,且包括:设于该机壳之导引部,用以导引该镜头在景物与感光元件间作直线运动;设于该镜头外围,使该镜头可沿该导引部平顺滑动之滑动机构;设于该镜头外围之永久磁铁;设于该机壳之与该永久磁铁相对之电磁铁,此电磁铁可对该永久磁铁施加磁力而使该镜头移动;设于该机壳与该镜头之间之弹性构件,用以提供与该磁力平衡之弹力;以及控制装置,用以控制流过该电磁铁的电流,使该镜头停在该景物可清晰成像在该感光元件上之位置。2.如申请专利范围第1项之自动对焦机构,其中,该导引部系一导孔。3.如申请专利范围第1项之自动对焦机构,其中,该滑动机构系滚珠轴承。4.如申请专利范围第1或3项之自动对焦机构,其中,该滑动机构系设于该镜头外围的约略中段处。5.如申请专利范围第1项之自动对焦机构,其中,该永久磁铁系设于该镜头外围的后段处。6.如申请专利范围第5项之自动对焦机构,其中,该电磁铁系设在该镜头后方与该永久磁铁相对处。7.如申请专利范围第1或6项之自动对焦机构,其中,该电磁铁系由感磁材料与缠绕在该感磁材料外围之线圈所构成。8.如申请专利范围第1项之自动对焦机构,其中,该弹性构件系弹簧。9.如申请专利范围第8项之自动对焦机构,其中,该镜头前方形成有径向向外延伸之凸耳,该机壳在该镜头前方与该凸耳相对应处设有径向向内突出之凸出部,而该弹簧即设在该凸耳与该突出部间。10.如申请专利范围第9项之自动对焦机构,其中,该弹簧系套在垂直延伸自该凸耳之滑柱与垂直延伸自该凸出部之凸柱的外围,且该滑柱具有凸缘之前端系伸入形成于该凸柱端面之孔。11.如申请专利范围第1项之自动对焦机构,其中,该控制装置包括装设于该机壳中之电源供应器与处理器,及装设于该机壳前方之用以测量景物的距离之感测器。12.如申请专利范围第11项之自动对焦机构,其中,该控制装置复包括拍摄对象的距离与通过该电磁铁的电流的对照资料库。13.如申请专利范围第1项之自动对焦机构,其中,该控制装置包括装设于该机壳中之电源供应器及处理器,其中该处理器系与设在该镜头后方之光电元件相连,且可执行一处理程式,以进行边缘数的计算及最大边缘数的找寻之处理。14.一种自动对焦方法,其系用于摄像装置之自动对焦机构,该自动对焦机构包括:驱动装置,用以使镜头在景物与感光元件间作直线运动;以及控制装置,具有处理器及记忆体,该处理器可根据来自该感光元件的影像资料,控制该驱动装置,使该镜头移动至该景物可清晰成像在该感光元件上之位置,该自动对焦方法包括以下步骤:(1)由该处理器在该记忆体中设定包含左边位置、右边位置、目前位置、最大边缘数位置、目前边缘数、最大边缘数及反向移动旗标之复数个参数的初始値,并由该处理器计算出一新位置且以该新位置的値更新该记忆体中该目前位置的値;(2)由该处理器控制该驱动装置将该镜头移动至该目前位置,并取得当时来自该感光元件的影像资料,计算该影像资料的边缘数,以计算所得的边缘数値更新该记忆体中该目前边缘数的値,再判断该目前边缘数是否大于该最大边缘数,若是则进行步骤(3),若否则进行步骤(4);(3)由该处理器根据该记忆体中该最大边缘数位置与该目前位置的大小关系,以该最大边缘数位置的値更新该左边位置或该右边位置的値,并以该目前位置的値更新该最大边缘数位置的値、以该目前边缘数的値更新该最大边缘数的値,再计算出一新位置,然后进行步骤(5);(4)由该处理器读取该记忆体中该反向移动旗标的値,若该反向移动旗标为0,则将该反向移动旗标改为1,并计算出位于该最大边缘数位置一侧(该目前位置侧)的一个新位置,然后进行步骤(5),若该反向移动旗标为1,则将该反向移动旗标改为0,并计算出位于该最大边缘数位置另一侧的一个新位置,然后进行步骤(5);以及(5)由该处理器计算该新位置与该目前位置之差値的绝对値,进而判断该绝对値是否小于等于预定値,若小于等于预定値则结束,若大于预定値则以该新位置的値更新该记忆体中该目前位置的値,然后回到步骤(2)。15.如申请专利范围第14项之自动对焦方法,其中,该驱动装置包括:设于该摄像装置之机壳之导引部,用以导引该镜头在该景物与该感光元件间作直线运动;设于该镜头外围,使该镜头可沿该导引部平顺滑动之滚珠轴承;设于该镜头外围之永久磁铁;设于该机壳之与该永久磁铁相对之电磁铁,此电磁铁可对该永久磁铁施加磁力而使该镜头移动;以及设于该机壳与该镜头之间之弹簧,用以提供与该磁力平衡之弹力。16.如申请专利范围第15项之自动对焦方法,其中,该处理器系控制流过该电磁铁的电流,使该镜头停在该景物可清晰成像在该感光元件上之位置。17.如申请专利范围第14项之自动对焦方法,其中,该步骤(1)中计算该新位置的方法,系将该镜头的可动范围分为复数等份,并以接近该感光元件的部份包含较多等份的方式进一步将该镜头的可动范围区分为多个小范围,再计算出各个小范围的中点的边缘数,然后以边缘数最大的点为该新位置。18.如申请专利范围第14项之自动对焦方法,其中,该步骤(3)中计算该新位置的方法,系由该处理器计算出该记忆体中该左边位置与该最大边缘数位置的中间値,再以该中间値为该新位置的値。19.如申请专利范围第14项之自动对焦方法,其中,该步骤(4)包括以下步骤:(4-1)由该处理器判断该记忆体中该最大边缘数位置是否大于该目前位置,若是则以该目前位置的値更新该右边位置的値,若否则以该目前位置的値更新该左边位置的値;(4-2)由该处理器读取该记忆体中该反向移动旗标的値,并判断该记忆体中该反向移动旗标的値是否等于1,若不等于1则进行步骤(4-3),若等于1则进行步骤(4-4);(4-3)由该处理器将该反向移动旗标改为1,并判断该记忆体中该最大边缘数位置是否大于该目前位置,若是则计算该最大边缘数位置与该右边位置的中间値,再以该中间値为该新位置的値,然后进行步骤(5),若否则计算该左边位置与该最大边缘数位置的中间値,再以该中间値为该新位置的値,然后进行步骤(5);以及(4-4)由该处理器将该反向移动旗标改为0,并判断该记忆体中该最大边缘数位置是否大于该目前位置,若是则计算该左边位置与该最大边缘数位置的中间値,再以该中间値为该新位置的値,然后进行步骤(5),若否则计算该最大边缘数位置与该右边位置的中间値,再以该中间値为该新位置的値,然后进行步骤(5)。图式简单说明:第一图系习知自动对焦机构的概略架构图;第二图系用以说明马达的动作原理的示意图;第三图系本发明自动对焦机构的剖视图;第四图系本发明自动对焦机构的立体图;第五图系本发明之镜头检查的流程图;第六图系本发明之自动对焦机构用于一般摄像装置之操作示意图;第七图系本发明之自动对焦机构用于数位摄像装置之操作示意图,第七图A为开始进行对焦时的情形、第七图B为对焦中的情形、第七图C为对焦完成时的情形;第八图系本发明自动对焦方法的程式流程图;第九图系将镜头之可动范围分段以进行初始化之示意图;第十图系用以说明初始化步骤之镜头位置(X)对边缘数(EC)的曲线图;第十一图系用以说明步骤S22至S30之镜头位置(X)对边缘数(EC)的曲线图;第十二图系流程再进行步骤S22至S30后各参数的变化情形;第十三图系用以说明步骤S38至S44及步骤S54至S60之镜头位置(X)对边缘数(EC)的曲线图;第十四图系用以说明步骤S38至S44及步骤S48至S52之镜头位置(X)对边缘数(EC)的曲线图;第十五图系止回机构的一个具体实施例;第十六图系本发明自动对焦机构之另一实施例的剖视图。
地址 新竹巿科学工业园区研发二路一之一号