CN103543510A - 对焦模块及其对焦方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对焦模块用以设置于镜头中；该对焦模块包含有基座、对焦镜群框、驱动装置、第一磁性件、第二磁性件以及回复装置，其中，该对焦镜群框以可沿该镜头的光轴移动的方式设于该基座上；该驱动装置设于该基座上，用以驱动该对焦镜群框移动；该第一磁性件与该对焦镜群框连接；该第二磁性件设于该基座上，用以产生磁力驱动该第一磁性件，而带动该对焦镜群框由第一位置快速地移动至第二位置；该回复装置与该对焦镜群框连接，用以驱动该对焦镜群框由该第二位置回复至该第一位置；另外，本发明更提供有该对焦模块的对焦方法。

Description

对焦模块及其对焦方法

技术领域

本发明与镜头有关，更详而言之是指一种对焦模块及其对焦方法。

背景技术

随着科技不断的进步，市面上如数字相机或是具有拍照功能的手机、电玩游乐器、PDA…等影像撷取装置已日渐普及化，其可随拍即看的便利功能，已成为大众在日常生活或工作上用来记录事物的便捷工具。

另外，上述的影像撷取装置其镜头通常具有自动对焦的功能，以使得使用者在利用影像撷取装置进行影像撷取时能更加方便。而已知镜头的对焦模块通常是利用螺杆与齿轮组配合上马达来带动其对焦镜群沿镜头的光轴移动，以使得成像于该影像撷取装置的影像传感器(如电荷耦合组件或互补式金属氧化物半导体)上的影像能具有最佳的影像清晰度。

然而，上述结构虽可达到移动对焦镜群的目的，但其所用的对焦方法，是先通过螺杆与齿轮组配合的方式移动该对焦镜群沿预定行程移动，且一并记录各位置的影像清晰度，而后，再通过螺杆与齿轮组将该对焦镜群移动至具有最高影像清晰度的位置上，藉以调整影像传感器上的影像清晰度至最佳的目的。但通过螺杆与齿轮组移动该对焦镜群记录各位置的影像清晰度的方式将容易使得该镜头进行对焦的时间过长，而容易造成使用者在使用上的不耐。而当该影像撷取装置设置的镜头为变焦镜头，且在该变焦镜头处于远距(telephoto)状态时，因其焦距拉长，而使得该对焦镜群进行对焦的移动行程易随之提升，进而造成该镜头进行对焦时将须耗费更多的时间。因此，由上述说明可得知，已知的对焦模块与对焦方法皆未臻完善，且尚有待改进之处。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的变焦镜头在对焦时耗时较多的缺陷，提供一种对焦模块及其对焦方法，可大幅降低对焦所需耗费的时间。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种对焦模块，用以设置于镜头中；该对焦模块包含有基座、对焦镜群框、驱动装置、第一磁性件、第二磁性件以及回复装置，其中，该对焦镜群框以可沿该镜头的光轴移动的方式设于该基座上；该驱动装置设于该基座上，用以驱动该对焦镜群框移动；该第一磁性件与该对焦镜群框连接；该第二磁性件设于该基座上，用以产生磁力驱动该第一磁性件，而带动该对焦镜群框由第一位置快速地移动至第二位置；该回复装置与该对焦镜群框连接，用以驱动该对焦镜群框由该第二位置回复至该第一位置。

依据上述构思，该基座具有平行于该镜头光轴的导杆，且该对焦镜群框具有滑套套设于该导杆上，而使该驱动装置驱动该对焦镜群框移动时，该对焦镜群框受该导杆引导而沿该镜头的光轴移动。

依据上述构思，该基座具有承座与该对焦镜群框接抵；该驱动装置用以驱动该承座移动，藉以驱动该对焦镜群框往该第一位置至该第二位置方向移动；该回复装置一端连接该对焦镜群框、另一端则连接该承座，用以驱动该对焦镜群框往该第二位置至该第一位置方向移动。

依据上述构思，该回复装置是拉簧，其一端连接该对焦镜群框，另一端连接该基座。

依据上述构思，该第一磁性件是永久磁铁；该第二磁性件是电磁铁，用以通电而产生磁力驱动该第一磁性件移动。

依据上述构思，该第一磁性件是电磁铁；该第二磁性件是永久磁铁，用以当该第一磁性件通电时，以磁力驱动该第一磁性件移动。

依据上述构思，该第一磁性件与该第二磁性件分别为电磁铁，用以当该第一磁性件与该第二磁性件同时通电时，该第二磁性件以磁力驱动该第一磁性件移动。

另外，依据上述构思，本发明更提供有上述的对焦模块所使用的对焦方法，用以使影像传感器能快速地取得具有最佳影像清晰度的影像；该对焦方法包含有下列步骤：

A.以该第二磁性件磁力驱动该第一磁性件的方式，将该对焦镜群框由该第一位置快速地移动至该第二位置；

B.记录该对焦镜群框由该第一位置移动至该第二位置的过程中，该感光组件连续撷取的影像的影像清晰度；

C.以步骤B记录的影像清晰度计算出于该第一位置与该第二位置间影像清晰度较高的对焦位置，并利用该回复装置将该对焦镜群框由该第二位置移动回该第一位置；

D.驱动该对焦镜群框移动至步骤C计算出的对焦位置。

依据上述构思，于步骤C中，先计算出对焦位置后，再将该对焦镜群框移动回该第一位置。

依据上述构思，于步骤C中，先将该对焦镜群框移动回该第一位置后，再计算出对焦位置。

依据上述构思，于步骤D之后，更包含有另一步骤：

E.继续驱动该对焦镜群框于该对焦位置附近移动，并使该对焦镜群框止于该感光组件撷取的影像具有最佳影像清晰度的位置上。

依据上述构思，于步骤D与步骤E中，利用该驱动装置驱动该对焦镜群框往该第一位置至该第二位置方向移动、以及利用该回复装置驱动该对焦镜群框往该第二位置至该第一位置方向移动。

依据上述构思，所述的影像清晰度以影像的调制转换函数(ModulationTransfer Function，MTF)值大小为基准；当影像的调制转换函数值越大时，表示影像清晰度越佳；当影像的调制转换函数值越小时，表示影像清晰度越差。

实施本发明的对焦模块及其对焦方法，具有以下有益效果：可在该影像撷取装置需要进行对焦作业时，先利用磁力驱动的方式快速地移动该对焦镜群框，以取得影像清晰度较高的对焦位置，而后，将该对焦镜群框移动至该位置进行后续的对焦作业，藉以便可大幅改善已知对焦模块以螺合或齿轮驱动整个对焦行程而耗费较多时间的缺点。

附图说明

图1为本发明对焦模块的立体图。

图2为本发明对焦模块的分解图。

图3为本发明的对焦镜群框位于第一位置。

图4为本发明的对焦镜群框位于第二位置。

图5为本发明对焦方法的流程图。

具体实施方式

为能更清楚地说明本发明，兹举较佳实施例并配合附图详细说明如后。

请参阅图1及图2，本发明较佳实施例的对焦模块装设于影像撷取装置(如数字相机、手机、电玩游乐器、PDA…等)的镜头(图未示)中，用以使该影像撷取装置所使用的影像传感器(电荷耦合组件或互补式金属氧化物半导体)100能快速地取得具有最佳影像清晰度的影像。该对焦模块包含有基座10、对焦镜群框20、驱动装置30、第一磁性件40、第二磁性件50以及回复装置60。其中：

该基座10用以供装设于镜头中，且具有平行于该镜头的光轴Z的两个导杆11、12、螺杆13以及承架14，这些导杆11、12分别为第一导杆11以及第二导杆12，且该第二导杆12较该第一导杆11接近该螺杆13。该承架14同时套设于这些导杆11、12以及该螺杆13上，且具有第一导孔141、第二导孔142以及螺孔143，其中，该第一导孔141与该第一导杆11结合、该第二导孔142与该第二导杆12结合，且该螺孔143则与该螺杆13结合。另外，该承架14上具有平行于该光轴Z延伸方向的凹槽144。

该对焦镜群框20具有至少一片对焦用的镜片21。该对焦镜群框20具有滑套22套设于该第二导杆12上，且位于该承架14的凹槽144中。藉此，该对焦镜群框20便可通过该第二导杆12的导引，而以可沿该光轴Z移动的方式设于该基座10上，且通过于该凹槽144内被导引移动的设计，便可使得该对焦镜群框20在移动时，受该凹槽144槽壁的限制而不会有晃动的疑虑。

该驱动装置30设于该基座10上，且具有马达31以及齿轮组32，其中，该齿轮组32位于该马达31与该螺杆13之间，且与该马达31以及该螺杆13连接。藉此，当该马达31作动时，将驱动该齿轮组32带动该螺杆13转动，进而使通过该螺孔143带动该承架14沿平行于该光轴Z的方向移动，藉以通过推抵的方式带动该对焦镜群框20沿该光轴Z移动。

该第一磁性件40于本实施例是电磁铁，且固设于该对焦镜群框20上。

该第二磁性件50于本实施例是永久磁铁，且固设于该基座10的承架14上，用以当该第一磁性件40通电时，以磁力吸引该第一磁性件40而驱动该第一磁性件40移动，藉以带动该对焦镜群框20由第一位置(如图3，在第一位置，第一磁性件40的中心在光轴Z的方向上低于第二磁性件50的中心)快速地向上移动至第二位置(如图4，在第二位置，第一磁性件40的中心在光轴Z的方向上正对第二磁性件50的中心)。当然，在设计上，亦可是第一磁性件为永久磁铁，而第二磁性件是电磁铁，当第二磁性件通电时将产生磁力驱动第一磁性件移动；或是第一磁性件与第二磁性件分别为电磁铁，当第一磁性件与第二磁性件同时通电时，第二磁性件将以磁力驱动第一磁性件移动的方式，来达到相同的目的。

该回复装置60于本实施例中是拉簧，其一端连接该对焦镜群框20，另一端连接该基座10的承架14。当该对焦镜群框20移动至该第二位置时，将拉张位于该基座10与该对焦镜群框20之间的该回复装置60，当该第二磁性件50停止通电时，该回复装置60将通过弹性拉力驱动该对焦镜群框20由该第二位置回复至该第一位置。

请参阅图5，通过上述设计并配合下述的对焦方法，可使该影像传感器100能快速地取得具有最佳影像清晰度的影像；该对焦方法包含有下列步骤：

A.利用该第二磁性件50磁力驱动该第一磁性件40，以将该对焦镜群框20由该第一位置快速地移动至该第二位置；

B.记录该对焦镜群框20由该第一位置移动至该第二位置的过程中，该感光组件100连续撷取的影像的影像清晰度；于本实施例中，所述的影像清晰度以影像的调制转换函数(Modulation Transfer Function，MTF)值大小为基准；当影像的调制转换函数值越大时，表示影像清晰度越佳；当影像的调制转换函数值越小时，表示影像清晰度越差。

C.以步骤B记录的影像清晰度计算出于该第一位置与该第二位置之间影像清晰度较高的对焦位置，并利用该回复装置60将该对焦镜群框20由该第二位置移动回该第一位置；于本实施例中，先计算出对焦位置后，再将该对焦镜群框20移动回该第一位置，但不以此为限，亦可是先将该对焦镜群框20移动回该第一位置后，再计算出对焦位置。

D.驱动该对焦镜群框20移动至步骤C计算出的对焦位置；

E.继续驱动该对焦镜群框20于该对焦位置附近移动，并使该对焦镜群框20止于该感光组件100撷取的影像具有最佳影像清晰度的位置上。

另外，于本实施例的步骤D与步骤E中，利用该驱动装置30以推抵的方式，驱动该对焦镜群框20往该第一位置至该第二位置的方向移动、以及利用该回复装置60以回拉的方式，驱动该对焦镜群框20往该第二位置至该第一位置的方向移动，藉以达到驱动该对焦镜群框20沿该光轴Z来回移动的目的。

藉此，通过上述方法以及先前提及的结构设计，便可在该影像撷取装置需要进行对焦作业时，先利用磁力驱动的方式快速地移动该对焦镜群框20，以取得影像清晰度较高的对焦位置，而后，将该对焦镜群框20移动至该位置进行后续的对焦作业，藉以便可大幅改善已知对焦模块以螺合或齿轮驱动整个对焦行程而耗费较多时间的缺点。

以上所述仅为本发明较佳可行实施例而已，举凡应用本发明说明书及权利要求所做的等效结构及制作方法变化，理应包含在本发明的专利范围内。

Claims (14)

1.一种对焦模块，用以设置于镜头中；其特征在于，该对焦模块包含：

基座；

对焦镜群框，以可沿该镜头的光轴移动的方式设于该基座上；

驱动装置，设于该基座上，用以驱动该对焦镜群框移动；

第一磁性件，与该对焦镜群框连接；

第二磁性件，设于该基座上，用以产生磁力驱动该第一磁性件，而带动该对焦镜群框由第一位置快速地移动至第二位置；以及

回复装置，与该对焦镜群框连接，用以驱动该对焦镜群框由该第二位置回复至该第一位置。

2.如权利要求１所述对焦模块，其特征在于，该基座具有平行于该镜头光轴的导杆，且该对焦镜群框具有滑套套设于该导杆上，而使该驱动装置驱动该对焦镜群框移动时，该对焦镜群框受该导杆引导而沿该镜头的光轴移动。

3.如权利要求１所述对焦模块，其特征在于，该基座具有承座与该对焦镜群框接抵；该驱动装置用以驱动该承座移动，藉以驱动该对焦镜群框往该第一位置至该第二位置方向移动；该回复装置一端连接该对焦镜群框、另一端则连接该承座，用以驱动该对焦镜群框往该第二位置至该第一位置方向移动。

4.如权利要求１所述对焦模块，其特征在于，该回复装置是拉簧，其一端连接该对焦镜群框，另一端连接该基座。

5.如权利要求１所述对焦模块，其特征在于，该第一磁性件是永久磁铁；该第二磁性件是电磁铁，用以通电而产生磁力驱动该第一磁性件移动。

6.如权利要求１所述对焦模块，其特征在于，该第一磁性件是电磁铁；该第二磁性件是永久磁铁，用以当该第一磁性件通电时，以磁力驱动该第一磁性件移动。

7.如权利要求１所述对焦模块，其特征在于，该第一磁性件与该第二磁性件分别为电磁铁，用以当该第一磁性件与该第二磁性件同时通电时，该第二磁性件以磁力驱动该第一磁性件移动。

8.一种如权利要求１所述对焦模块所使用的对焦方法，用以使影像传感器能快速地取得具有最佳影像清晰度的影像；其特征在于，该对焦方法包含有下列步骤：

A. 以该第二磁性件磁力驱动该第一磁性件的方式，将该对焦镜群框由该第一位置快速地移动至该第二位置；

B. 记录该对焦镜群框由该第一位置移动至该第二位置的过程中，该感光组件连续撷取的影像的影像清晰度；

C. 以步骤B记录的影像清晰度计算出于该第一位置与该第二位置间影像清晰度较高的对焦位置，并利用该回复装置将该对焦镜群框由该第二位置移动回该第一位置；

D. 驱动该对焦镜群框移动至步骤C计算出的对焦位置。

9.如权利要求８所述的对焦方法，其特征在于，于步骤C中，先计算出对焦位置后，再将该对焦镜群框移动回该第一位置。

10.如权利要求８所述的对焦方法，其特征在于，于步骤C中，先将该对焦镜群框移动回该第一位置后，再计算出对焦位置。

11.如权利要求８所述的对焦方法，其特征在于，于步骤D中，利用该驱动装置驱动该对焦镜群框往该第一位置至该第二位置方向移动、以及利用该回复装置驱动该对焦镜群框往该第二位置至该第一位置方向移动。

12.如权利要求８所述的对焦方法，其特征在于，于步骤D后，更包含有另一步骤：

E. 继续驱动该对焦镜群框于该对焦位置附近移动，并使该对焦镜群框止于该感光组件撷取的影像具有最佳影像清晰度的位置上。

13.如权利要求12所述的对焦方法，其特征在于，于步骤D与步骤E中，利用该驱动装置驱动该对焦镜群框往该第一位置至该第二位置方向移动、以及利用该回复装置驱动该对焦镜群框往该第二位置至该第一位置方向移动。

14.如权利要求８所述的对焦方法，其特征在于，所述的影像清晰度以影像的调制转换函数值大小为基准；当影像的调制转换函数值越大时，表示影像清晰度越佳；当影像的调制转换函数值越小时，表示影像清晰度越差。

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