CN1545638A - 利用电敏装置对镜头进行定位的照相机 - Google Patents
利用电敏装置对镜头进行定位的照相机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1545638A CN1545638A CNA028162692A CN02816269A CN1545638A CN 1545638 A CN1545638 A CN 1545638A CN A028162692 A CNA028162692 A CN A028162692A CN 02816269 A CN02816269 A CN 02816269A CN 1545638 A CN1545638 A CN 1545638A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- camera
- minor axis
- electro
- camera lens
- electric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
- G02B7/023—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses permitting adjustment
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B3/00—Focusing arrangements of general interest for cameras, projectors or printers
- G03B3/02—Focusing arrangements of general interest for cameras, projectors or printers moving lens along baseboard
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
- H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/67—Focus control based on electronic image sensor signals
- H04N23/673—Focus control based on electronic image sensor signals based on contrast or high frequency components of image signals, e.g. hill climbing method
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
- Studio Devices (AREA)
- Focusing (AREA)
- Structure And Mechanism Of Cameras (AREA)
- Accessories Of Cameras (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
照相机(30)利用电敏装置(11)来使活动镜头进行定位。电敏装置(11)包括围绕短轴(13)弯曲成螺旋线的连续电敏元件(12)形式的电敏结构,所述短轴(13)本身是弯曲的,例如围绕长轴(14)弯曲成螺旋线。连续元件(12)具有由多个层(21和22)构成的弯曲结构,所述的层包括至少一个电敏材料层,从而在受到激励时可围绕短轴(13)进行弯曲。在弯曲的同时,电敏结构围绕短轴进行扭转。由于是围绕短轴(13)进行扭转且短轴(13)是弯曲的,因此,在扭转的同时,装置(11)的端部(16)产生相对位移。电敏装置(11)结构紧凑并可进行直线移动,因此,适合于对照相机(30)的镜头进行定位。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用电敏装置来定位镜头的照相机。
背景技术
需要移动照相机镜头来进行聚焦和变焦。否则,照相机就被限制到通过具有小孔镜头来获得足够的聚焦范围。虽然可手工调节镜头的位置,但人们还是希望实现电动调节。
为了驱动照相机镜头,人们所熟知的是采用电线圈马达。但是,这种马达较为昂贵,并且普遍只在高档照相机中使用。而且,电线圈马达相对较笨重,因此使用电线圈马达限制了照相机的小型化。
最近,CCD和CMOS成像技术的进步使人们可开发出体积小且价格低廉的数字照相机。但是,由于现行的小型镜头定位系统相对于照相机的价格过于昂贵,因此,这些照相机极少设有自动聚焦系统。
压电马达可用于使照相机镜头定位,但其价格昂贵。其它已知的压电致动器不能以适当的紧凑方式提供足够的位移。
电敏材料是在通电情况下就可产生变形的材料,或者反之,在发生变形时其电性能就发生变化的材料。人们最熟悉和最普遍使用的电敏材料是压电材料,但其它类型的电敏材料包括电致伸缩材料和压阻材料。很多利用电敏性能的装置已为人所知。
最简单的压电装置是压电材料块,通过沿电极方向施加激励电压,就可以膨胀-收缩的方式对压电材料块进行激励。但是,由于压电效应很小,只有10-10m/V的数量级,因此,尺寸变化较小,通常小于1微米。因此,人们开发了更为复杂的电敏结构以便获得较大的位移。
已知的电敏结构是一种弯曲的结构,例如双层弯曲结构。对于这种弯曲结构,电敏结构包括多个层,其中至少一个层是电敏材料层。当受到激励时,层就发生变形,且各层之间沿长度的变化是不同的,例如,一个层膨胀,而另一个层则收缩。由于各层相互连接而彼此受到约束,因此,长度变化的不同使弯曲结构垂直于层而发生弯曲。从而使结构端部发生相对位移。但是,相对位移在空间并不是沿直线轨迹。由于结构弯曲且弯曲度增大,因此端部的相对位移在空间沿着一条曲线。由于是非直线的位移,因此这种装置不便用于对照相机镜头进行定位。
另外,为了获得相对较大的位移,必须增大结构的长度,由此而带来了不便。例如,为了通过双层弯曲结构来获得0.1mm数量级的位移量,通常需要结构的长度大约为5cm。因此,这种装置不能作得足够精巧以便用于照相机镜头定位。
发明内容
根据本发明,提供一种照相机,该照相机具有一个与电敏装置相连的活动镜头,以便于使镜头定位,该电敏装置包括一个沿弯曲短轴延伸的电敏结构,并布置成当受到激励时,结构围绕短轴扭转且结构端部产生相对位移,结构的端部连接成可使镜头定位。
首先,考虑电敏装置的激励。由于装置沿弯曲短轴延伸,因此,当受到激励时,装置端部之间就发生相对位移,同时结构随之围绕短轴进行扭转。电敏装置所遵循的物理原理是,弯曲目标物扭转使得垂直于局部曲线产生位移,反之,弯曲目标物端部的位移使得沿其长度发生扭转。位移等于结构短轴方位相对于其原始方位的变化量。
装置使用在受到激励时就发生扭转的电敏结构。对于结构沿弯曲短轴的任意给定小的部分,由于短轴是弯曲的,相邻部分以一定的角度延伸到给定部分,因此就很容易观察到该给定部分的扭转是如何使相邻部分转动并因此而使它们沿垂直于给定部分局部曲线的相反方向进行相对移动。因此,给定部分扭转就伴随着相邻部分垂直于曲线平面发生相对移动。相对位移量与给定部分的弯曲度和扭转量成正比。装置的总位移是每个部分位移之和。因此,受到激励时的总位移是结构端部的相对位移。
对于围绕长轴沿规则曲线例如圆弧或螺旋线延伸的短轴,受到激励时,每个部分就平行于长轴产生同方向的位移。因此,结构端部的总相对位移是平行于长轴的直线位移。因此,本发明的电敏装置可在空间产生直线位移,从而使其适合用于对照相机镜头进行定位。
位移量与结构沿短轴的长度成正比,因为结构的每个部分都对总位移有影响。因此,可通过对装置进行适当的设计,特别是通过对结构沿短轴的长度和用于控制扭转区域响应量的结构类型进行选择来获得任何所需的位移度。由于结构沿弯曲短轴延伸,因此,就可制造出相对精巧的装置。总之,短轴延伸所沿的曲线是可提供直线位移的任何形状。
一种可能是短轴延伸所沿的曲线是平面曲线,例如是圆弧或平面螺线。在此情况下,受到激励时将产生垂直于曲线平面的位移。装置沿发生相对位移的方向的厚度仅仅是电敏结构的厚度,因此,就可制造出相对较薄的装置。
另一种可能是短轴延伸所沿的曲线是螺旋线。在此情况下,结构的每个螺旋圈都对沿形成螺旋线所围绕的几何长轴方向的位移产生影响。因此,就可获得与螺旋圈数成正比的较大位移量,从而使较为精巧的装置可产生较大的位移。
电敏装置本来就较精巧。这就意味着它很容易用在照相机中,通过结构端部的移动驱使镜头定位。通常,照相机包括一个外壳,镜头可相对于外壳运动,电敏结构的端部分别与镜头和外壳相连。
在一个特别简单的结构中,电敏结构围绕镜头光轴弯曲。这就提供了一个特别紧凑的结构,因为它限制了电敏装置结构离开镜头光轴延伸的范围。而结构短轴延伸所沿的曲线是内在固有的,以便于装置可适当的进行工作,其可方便地安装到镜头外侧周围,而不会显著地增加照相机的整体体积。
因此,利用上述电敏装置就可通过一个相对较为紧凑的结构沿直线驱动镜头进行定位。另外,与其它镜头定位系统例如基于电磁线圈马达的镜头定位系统相比,特别是与已知的小型镜头定位系统相比,电敏装置制造成本较低。另外,本发明的电敏装置本身可提供一种相对较高的位置控制方案,其主要的限制因素是施加激励电压的方案。
本发明可用于通过移动的方式来对照相机进行聚焦或变焦的镜头系统,其通常是一个较大的镜头结构部件。本发明通常用于具有电成像传感器例如电荷偶合器件(CCD)或CMOS传感器的照相机中,镜头可引入光线从而形成数字图像。在此情况下,采用电敏装置所获得的优点与使用电成像传感器所获得的优点相互补充。成像传感器的输出信号可用于控制镜头进行定位。但是,本发明也可同样地应用于在照相胶卷上形成图像的照相机中。
最好,电敏装置的电敏结构包括围绕短轴连续布置的电敏部分,所述电敏部分布置成在受到激励时围绕短轴进行弯曲。
电敏结构布置成具有受到激励时围绕短轴进行弯曲同时伴随着结构围绕短轴发生扭转的部分。因此,电敏部分可具有在受到激励时进行弯曲的任何结构。优选的结构是包括多个层的已知弯曲结构,且最好是具有两个层的双层弯曲结构,所述的层包括至少一个电敏材料层。这种结构是公知的并可应用于直线弯曲层且特别容易进行制造。当弯曲结构应用于本发明的部分上时,可获得相同的优点。但是,也可采用其它任何在受到激励时进行弯曲的结构。
最好,电敏结构包括围绕短轴弯曲的连续电敏元件,所述电敏部分为连续元件的相邻有限部分。
该结构特别易于制造,例如通过将可变形的连续电敏元件卷绕成型。
最好,其中,连续电敏元件围绕短轴弯曲成螺旋线。
通过采用围绕短轴弯曲成螺旋线的连续电敏元件,可获得很多的优点。首先,便于提供一个沿短轴长度方向规则的结构,并因此而沿短轴的整个长度具有相同的扭转度。其次,螺旋结构便于进行制造,例如通过将可变形的连续元件卷绕成型或通过将一个螺旋结构切割成管状电敏元件。再者,由于元件围绕短轴的螺旋圈可紧密地压紧在一起,因此装置非常紧凑。
但是,电敏结构还可包括具有不同形状的连续电敏元件,这些形状可使其围绕短轴进行弯曲同时伴随着围绕短轴进行的扭转。例如,它可包括具有围绕短轴进行扭转的平元件形状的连续元件。另外,电敏结构可包括多个相互连接在一起的电敏部分,而不是包括连续的电敏元件。
附图说明
为了更好地理解本发明,下面将结合附图通过非限制性的例子对本发明的实施方式进行描述,其中:
图1是第一电敏装置的平面图;
图2是第二电敏装置的侧视图;
图3是图1所示第一装置或图2所示第二装置中的一部分的透视图;
图4是本发明的第一照相机的透视图;
图5是图4所示第一照相机沿V-V的横截面图;
图6是第一照相机和第二照相机中的电路图;
图7是本发明的第二照相机的横截面图。
具体实施方式
根据本发明,具有移动镜头的照相机设有用于使镜头定位的电敏装置。为清楚起见,首先对电敏装置进行描述,然后再作为一个整体对照相机进行描述。
在以下的说明书中,以假想的短轴和长轴为基准对电敏装置进行描述,但短轴和长轴仍然对观测和确定装置是有用的。
图1示出了本发明的第一电敏装置1。装置1包括由连续的电敏元件2构成的结构,电敏元件2围绕短轴3弯曲成螺旋形,整个结构沿短轴3延伸。短轴3是弯曲的,并沿着围绕垂直于短轴3平面也就是图1中纸面向外方向的几何长轴4的圆弧曲线延伸。当短轴3的曲线是平面曲线时,平行于长轴4的装置厚度仅仅是电敏元件2的螺旋结构的厚度。
图2示出了本发明的第二电敏装置11。装置2包括由连续的电敏元件12构成的结构,电敏元件12围绕短轴13弯曲成螺旋形,整个结构沿短轴13延伸。短轴13是弯曲的,并沿着围绕几何长轴14的螺旋曲线延伸。图2所示的电敏装置11的短轴沿仅图示了三圈的螺旋线延伸,但也可以是其它任意数目的圈数。
图3示出了图1所示第一装置的连续元件2或图2所示第二装置11的连续元件12中的一部分20。第一装置1和第二装置2的这一部分20的结构是相同的,电敏部分20是连续元件2或12的一个有限的部分,因此电敏元件2或12可被认为是沿短轴3或13连续布置的图3所示的多个相邻的部分20。因此,部分20如图3所示沿围绕短轴3或13的一部分螺旋曲线延伸。
图3示出了电敏部分20的结构。该结构最好沿短轴3或13的整个长度是均匀的,以便可获得均匀的敏感性能。另外,装置1或11可在沿短轴3或13的长度以及在连续元件2或20的结构或者连续元件2或20围绕短轴3或13的弯曲形状方面形成一些变化。
电敏部分20具有双层弯曲结构,其包括两个沿部分20的长度延伸的电敏材料层21和22。电敏材料层21和22都面向短轴3或13。电敏层21或22最好延伸横穿部分20的平行于短轴3或13的宽度,但出于围绕短轴3或13的曲线的性能的原因,连续元件2或12的电敏部分20存在一些扭曲变形。另外,层21或22可以倾斜于短轴3或13的方式延伸横穿部分20的宽度,从而一条沿电敏部分20的边缘比另一相对的边缘更靠近短轴3或13。
电敏层21或22的材料最好是压电材料。压电材料可以是任何适当的材料,例如钛酸锆酸铅(PZT)这样的压电陶瓷或聚偏氟乙烯(PVDF)这样的压电聚合物。但是,电敏材料层21或22可以是其它任何种类的电敏材料,例如当材料发生变形或产生应变时电阻就发生变化的压敏电阻材料或在作用有电场时就产生收缩的电致伸缩材料。
电敏部分20还包括平行于压电材料层21和22延伸的电极23-25。外电极23和24设置在位于电敏部分20的相对两侧的电敏层21和22的外侧。中间电极25设置在电敏层21和22之间。电极23-25用于施加极电压和在弯曲状态下操纵电敏部分20。在进行电激励时,激励电压作用于电极23-25。在受到激励时,由于电敏层21和22在由中间电极25形成的界面处相互连接约束在一起,因此,在部分20进行弯曲时,它们的长度会发生不同的变化。对于最大位移的情况,当受到激励时,其中一个电敏层21或22膨胀,而另一个电敏层收缩。可以按照与已知的具有弯曲结构的线性电敏装置相同的方式来选择激励和极电压的相对方向和量。例如,可通过使中间电极25接地并将相同极性的极电压作用于两个外电极23和24,从而将以足够量来极化电敏层21和22的极电压以相反的方向穿过电敏层21和22进行作用。在此情况下,通过将相反极性的电压作用在两个外电极23和24上,以使激励电压沿相同的方向作用穿过电敏层21和22,从而对电敏部分20进行电激励。
在激励时,根据激励电压的极性,电敏部分20围绕短轴3或13朝着或离开短轴3或13进行弯曲。在电激励时,激励电压从电路26经外接线端27进行作用,外接线端27以具有弯曲结构的已知直线压电装置的公知方式与电极23-25电连接。
一般地,在沿由部分20构成部件的装置长度方向的任何点处,但最好是在端部位置处,可以与具有弯曲结构的已知直线装置相同的方式来与电极23-25进行电连接。优选的技术是,象具有弯曲结构的直线装置那样,在装置端部的不同横向位置处,电极具有横跨装置的宽度而延伸的臂(未示出)。
可以理解,另外的弯曲结构可等效地应用于部分20,例如,一个包括一个电敏材料层和一个不活泼层的单层弯曲结构或一个包括多个电敏材料层的多层弯曲结构。
虽然为简单起见和便于进行制造优选图3所示的弯曲结构,但可以理解,连续元件2或12事实上可具有在受到激励时围绕短轴3或13进行弯曲的任何结构。例如,连续元件可以是与本申请同时申请的题为“Electro-Active Elements and Devices”的申请中所描述的那种电敏元件,其中,元件具有两对沿元件长度方向延伸的电极,在受到激励时,元件横跨其宽度进行弯曲。
在受到激励时,连续元件2或12的电敏部分20围绕短轴3或13弯曲。由于连续电敏元件2或12围绕短轴3或13进行弯曲,特别是弯曲成螺旋形,因此,这种弯曲同时还伴随有连续元件2或12围绕短轴3或13的扭转。当弯曲收紧或松开使元件2或12的结构沿短轴3或13扭转时,这可看作是连续元件2或12的弯曲。连续元件2或12沿短轴3或13的整个长度发生扭转使图1所示第一装置1中的结构5和6以及图2所示第二装置11中的结构15和16的端部发生相对转动。
可以理解,例如可通过具有好像是围绕短轴扭转一个平的元件而形成的形状,使连续元件2或12围绕短轴3或13弯曲成曲线而不是螺旋线就会形成这种扭转。而且,可以理解,除了连续元件以外,还可采用其它的结构来产生围绕短轴的扭转。例如,电敏结构可由多个电敏部分构成,这些电敏部分沿短轴连续布置并相互连接在一起,因此,每个单独部分弯曲就使相邻的部分围绕短轴进行扭转,从而使结构整体产生扭转。另外,电敏结构可以是与本申请同时申请的题为“Piezoelectric Devices”的申请中所描述的那种装置,其包括多个电敏扭转致动装置,扭转致动装置可包括在剪切状态下受到激励的电敏元件。
对于图1所示的第一装置1,连续元件2围绕短轴3进行扭转同时伴随有装置5和6的端部垂直于弯曲短轴3也就是平行于长轴4发生相对位移。端部5和6的相对位移是由连续元件2围绕短轴3进行扭转以及短轴3是弯曲的而共同形成的。不可避免的是,弯曲目标的扭转使目标端部垂直于目标本身曲线产生相对位移。
类似地,在图2所示第二装置受到激励时,连续元件12围绕短轴13进行扭转的同时伴随有装置的端部15和16平行于长轴14产生位移。这种相对位移也是由连续元件12围绕短轴13进行转动以及短轴13是弯曲的而共同形成的。在此情况下,结构的任何给定的小部分沿短轴13所产生的相对位移使该部分的端部垂直于短轴13的本身曲线产生相对位移。装置11的端部15和16的总位移是所有部分的位移之和,其结果是平行于长轴14的总相对位移。
可自由地改变元件2或12的准确结构和尺寸以及电敏结构的形式来形成所需的响应。适当的元件2或12为0.5mm厚的带,其围绕短轴3或13缠绕成4mm直径的局部螺旋线。当这形成局部曲线围绕30mm直径的大约四分之三圆进行延伸的第一装置1时,所观察到的位移大约是±6mm。类似地,如果该结构用于构成局部曲线沿直径为30mm且圈数为20的螺旋线进行延伸的第二装置11时,将产生大约±120mm的位移。
总之,本发明装置结构延伸所沿的短轴可遵循任何的曲线,且结构端部的总位移是结构的每一个部分沿曲线所产生位移之和。但是,规则的曲线例如第一和第二装置1和11的短轴曲线是优选的,以便装置的所有部分沿共同的方向产生相对位移,并因此而简化了设计和制造。
根据本发明,第一和第二装置1和11可受到电激励而在端部5和6或15和16之间产生机械位移,然而,装置1或11也可受到机械激励,在此情况下,端部5和6或15和16的相对位移产生横跨电极23-25的电压。
下面将描述电敏装置1和11的制造过程。
优选的制造方法是,首先形成沿直线短轴延伸的电敏结构,然后弯曲直线电敏结构,从而使其延伸所沿的短轴变成弯曲的。
有两种优选的技术使连续元件2或12沿直线短轴形成电敏结构。
第一种优选的技术是,首先使连续元件2或12形成一个直线元件,然后使其变形而围绕直线短轴进行弯曲。我们已经了解了连续元件2或12本身的弯曲结构,且连续元件2或12可通过采用任何已知的用于制造具有弯曲结构的装置的技术来进行制造。例如,连续元件12可通过对增塑材料层21和22进行复合挤压或通过对层21和22进行复合压延来进行制造。另外,连续元件2或12可通过层叠薄层21和22来进行制造。这些薄层可通过任何适当的方法进行制造,例如将陶瓷粉末、聚合物和溶剂混合物进行高剪切混合,然后再进行复合挤压和压延。另外,也可采用诸如带浇铸技术或者在陶瓷领域中熟知的被称为Solutech过程的工艺过程。
电极可通过复合挤压或复合压延形成连续元件2或12的一个整体部分。其它电极可以是激励层23-25或者可以是允许接入到电极23-25的接线端电极,其可通过印制、在烤上银之后(through fired-onsilver past)进行无电镀覆或任何其它适当的技术进行涂覆。
第二种优选的技术是,首先将连续元件制成具有电敏层21和22以及电极23-25的多层弯曲结构的圆筒形或其它的管形,然后沿螺旋线对元件进行切割,使连续元件2或12围绕构成短轴的圆筒或管的轴线螺旋延伸。
然后弯曲直线结构,从而使结构延伸所沿的短轴弯曲。
为了使元件和结构变形,在初始形成的元件中必须具有足够的柔性。可适当变形的电敏材料是公知的,其通常包括可增强变形能力的组成聚合物。对于成型后的这种材料,通常在高达600℃的温度下烧尽组成聚合物,然后通过另外的烧结过程在较高的温度通常是1000-1200℃的温度下将材料压实致密。在此情况下,开始形成的电敏结构具有较大的尺寸,以便于允许其在烧结过程中线性收缩大约12-25%。
直线元件的弯曲和结构的弯曲可围绕模板进行。然后采用物理的方式或通过熔融、烧毁或溶解来破坏模板的方式将模板除去。
下面将对采用上述类型电敏装置的照相机进行描述。这里所描述和图示的电敏装置与围绕圆弧延伸的上述第一装置1具有相同的结构,但这仅仅是为了进行图示,因为电敏装置可具有上述任何类型的结构。但是,出于减小照相机30的厚度考虑,最好采用装置结构延伸所沿的弯曲短轴是平面曲线的电敏装置,例如第一电敏装置1。
图4和5示出了本发明的第一照相机30。照相机30包括外壳31,外壳31具有固定在外壳31的后表面33上且位于外壳31内的电成像传感器32。成像传感器32可以是任何类型的成像传感器,例如电荷偶合器件(CCD)或CMOS传感器。
在外壳31的前表面34,装有一个镜头系统35,其包括固定在圆筒形支架37内的镜头36。镜头36使光沿其光轴38射入,从而在成像传感器32上形成图像。支架37可滑动地安装在外壳31的前表面34上,以允许镜头36平行于其光轴38运动。镜头36的这种运动使其定位到一定的位置,以便将镜头36所形成的图像聚焦到成像传感器32上。
为了驱使镜头36运动,上述类型的电敏装置40连接在外壳31和镜头36之间。将电敏装置40布置成使电敏装置40的结构延伸所沿的短轴围绕镜头36的光轴38弯曲,并最好位于垂直于光轴38的平面内。因此,在受到激励时,装置40的端部41和42平行于光轴38产生相对运动。电敏装置40的一个端部41与外壳31相连,而另一个端部42与镜头系统35的支架37相连,从而间接地与镜头36相连。因此,电敏装置40受到激励时就驱使镜头36平行于其光轴38运动,从而可调节照相机的焦距。
图6示出了第一照相机30的电路图。该电路图包括通过电池46进行供电的控制电路45。控制电路45接收并处理成像传感器32的输出信号。控制电路45还以普通的方式控制照相机30的工作过程,为此,其可具有任何适当的结构,通常是一个微处理器。除了这些功能以外,控制电路45与电敏装置40的电极23、24相连,并提供激励电压来对电敏装置进行激励。作用的激励电压量决定了装置40的端部41和42的运动量,因此,就可控制镜头36沿光轴38的位置并对照相机进行调焦。
控制电路45可根据设置在照相机30的外壳31上的手动控制扭47来控制镜头36的位置,以允许使用者指明其所需的聚焦度。另外,控制电路45可根据成像传感器32的输出信号来控制镜头36的位置。在此情况下,控制电路45由输出的图像信号来检测聚焦度,并控制镜头的位置来自动地对图像进行聚焦。为此,控制电路45可采用任何已知的自动聚焦方法,例如通过使成像传感器32的输出图像对比度最大。
图7示出了本发明的第二照相机。除了下述的不同以外,第二照相机50与第一照相机30是相同的,因此,相同的元件就采用相同的标号,并不再重复进行描述。
第二照相机50与第一照相机30的不同之处在于具有复合镜头系统。具体地说,第二照相机50还具有一个第二镜头系统51,其包括固定在第二支架53内的第二镜头52,第二支架53可滑动地安装在第一镜头系统35的第一支架37内。因此,第二镜头52可与第一镜头36同轴地沿光轴38运动。第二镜头52相对于第一镜头36的相对位置可改变由两个镜头36和52一起构成的镜头系统的倍率,从而可对变焦进行控制。为了驱使第二镜头52相对于第一镜头36运动,将上述类型的第二电敏装置54连接在第一和第二镜头系统35和51之间,从而间接地连接到第一和第二镜头36和52上。对第二电敏装置54进行激励,从而控制第二镜头52相对于第一镜头36的位置,并因此而对照相机50的变焦进行控制。
图6所示电路还可用于第二照相机50中。以与第一照相机30相同的方式,根据使用者的手动控制或利用成像传感器32输出信号的光反馈信号,控制电路45将激励电压作用于第二电敏装置54的电极23和24上。
总之,上述类型的电敏元件可移动照相机的任何镜头,无论是第一照相机30的单镜头还是第二照相机50的复合镜头系统。该元件可使镜头相对于照相机的外壳或相对于复合镜头系统的其它镜头或其两者进行运动。
Claims (20)
1.一种照相机,该照相机具有与电敏装置相连的活动镜头,以便于使镜头定位,该电敏装置包括沿弯曲短轴延伸的电敏结构,并布置成当受到激励时,结构围绕短轴扭转且同时结构端部产生相对位移,结构的端部连接成可使镜头定位。
2.根据权利要求1所述的照相机,其特征在于,电敏结构包括沿短轴连续布置的电敏部分,且电敏部分布置成在受到激励时围绕短轴进行弯曲。
3.根据权利要求2所述的照相机,其特征在于,电敏结构包括围绕短轴弯曲的连续电敏元件,所述电敏部分为连续元件的相邻有限部分。
4.根据权利要求3所述的照相机,其特征在于,连续电敏元件围绕短轴弯曲成螺旋线。
5.根据权利要求2-4之一所述的照相机,其特征在于,连续电敏部分具有由多个层构成的弯曲结构,所述的层包括至少一个电敏材料层。
6.根据权利要求5所述的照相机,其特征在于,电敏部分具有由两层电敏材料构成的双层弯曲结构或由两个以上的电敏材料层构成的多层弯曲结构。
7.根据前述任意一项权利要求所述的照相机,其特征在于,电敏结构包括用于施加电场以便对电敏结构进行激励的电极。
8.根据前述任意一项权利要求所述的照相机,其特征在于,短轴沿螺旋曲线延伸。
9.根据前述任意一项权利要求所述的照相机,其特征在于,短轴沿平面曲线延伸。
10.根据前述任意一项权利要求所述的照相机,其特征在于,电敏结构包括压电材料。
11.根据权利要求10所述的照相机,其特征在于,压电材料是压电陶瓷或压电聚合物。
12.根据权利要求11所述的照相机,其特征在于,压电材料是钛酸锆酸铅(PZT)或聚偏氟乙烯(PVDF)。
13.根据前述任意一项权利要求所述的照相机,其特征在于,照相机包括外壳,镜头可相对于外壳移动,电敏结构的端部分别与镜头和外壳相连。
14.根据前述任意一项权利要求所述的照相机,其特征在于,镜头是移动的,用于对照相机进行聚焦。
15.根据前述任意一项权利要求所述的照相机,其特征在于,镜头是移动的,用于进行变焦。
16.根据前述任意一项权利要求所述的照相机,其特征在于,镜头是复合镜头系统的一部分。
17.根据前述任意一项权利要求所述的照相机,其还包括用于启动电敏装置来使镜头定位的控制电路。
18.根据前述任意一项权利要求所述的照相机,其特征在于,照相机还包括电成像传感器,镜头将光线引导到电成像传感器上。
19.根据从属于权利要求17的权利要求18所述的照相机,其特征在于,控制电路根据成像传感器的输出信号来控制镜头进行定位。
20.根据前述任意一项权利要求所述的照相机,其特征在于,电敏结构沿围绕镜头光轴弯曲的短轴延伸。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GBGB0115073.9A GB0115073D0 (en) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | Camera lens positioning using an electro-active device |
GB0115073.9 | 2001-06-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1545638A true CN1545638A (zh) | 2004-11-10 |
Family
ID=9916999
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNA028162692A Pending CN1545638A (zh) | 2001-06-20 | 2002-06-19 | 利用电敏装置对镜头进行定位的照相机 |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7068930B2 (zh) |
EP (1) | EP1397722B1 (zh) |
JP (1) | JP2004530172A (zh) |
KR (1) | KR100864133B1 (zh) |
CN (1) | CN1545638A (zh) |
AT (1) | ATE410716T1 (zh) |
DE (1) | DE60229243D1 (zh) |
GB (1) | GB0115073D0 (zh) |
WO (1) | WO2002103451A1 (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100468113C (zh) * | 2004-12-24 | 2009-03-11 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 镜头模组 |
CN110948765A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-04-03 | 长沙而道新能源科技有限公司 | 一种塑料管加工设备 |
Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040095499A1 (en) * | 2002-11-13 | 2004-05-20 | Alex Ning | Imager module with a retractable lens |
ATE421170T1 (de) * | 2002-11-19 | 2009-01-15 | 1 Ltd | Elektroaktiver aktuator |
GB0226846D0 (en) * | 2002-11-19 | 2002-12-24 | 1 Ltd | Curved electro-active actuators with integral terminals |
GB0315273D0 (en) * | 2003-07-01 | 2003-08-06 | 1 Ltd | Lens suspension and actuation apparatus |
JP2006519579A (ja) | 2003-02-26 | 2006-08-24 | 1...リミティド | セラミックアクチュエータのための保護ハウジング |
GB0304467D0 (en) * | 2003-02-26 | 2003-04-02 | 1 Ltd | Protective housing for ceramic actuators |
WO2005091067A2 (en) | 2004-03-15 | 2005-09-29 | 1... Limited | Camera autofocus |
KR20060023772A (ko) * | 2004-09-10 | 2006-03-15 | 주식회사 옵토메카 | 렌즈 구동용 액튜에이터 및 이를 구비하는 광학 장치 |
US7952639B2 (en) * | 2005-02-15 | 2011-05-31 | Nokia Corporation | Piezoelectric actuator element for micromovement |
JP2006343506A (ja) | 2005-06-08 | 2006-12-21 | Sony Corp | レンズ駆動装置及び撮像装置 |
JP2007037356A (ja) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Fujifilm Holdings Corp | 圧電アクチュエータ、レンズ駆動装置、および撮影装置 |
JP2007047288A (ja) | 2005-08-08 | 2007-02-22 | Sanyo Electric Co Ltd | レンズ駆動装置およびそれを備える撮像装置 |
GB0600912D0 (en) * | 2006-01-17 | 2006-02-22 | 1 Ltd | Miniature camera lens arrangement |
JP5250544B2 (ja) | 2006-03-30 | 2013-07-31 | ケンブリッジ メカトロニクス リミテッド | カメラレンズ駆動装置 |
US7504608B2 (en) * | 2006-08-31 | 2009-03-17 | Aptina Imaging Corporation | Lens adjustment assembly having an electrically active polymer |
US8073320B2 (en) | 2007-02-12 | 2011-12-06 | Cambridge Mechatronics Limited | Shape memory alloy actuation apparatus |
WO2008099156A2 (en) | 2007-02-12 | 2008-08-21 | Cambridge Mechatronics Limited | Shape memory alloy actuation apparatus |
US8548317B2 (en) | 2007-03-28 | 2013-10-01 | Anoto Ab | Different aspects of electronic pens |
US7974025B2 (en) | 2007-04-23 | 2011-07-05 | Cambridge Mechatronics Limited | Shape memory alloy actuation apparatus |
CN101896719A (zh) | 2007-10-30 | 2010-11-24 | 剑桥机电有限公司 | 形状记忆合金致动装置 |
US7615729B2 (en) * | 2007-12-10 | 2009-11-10 | Aptina Imaging Corporation | Apparatus and method for resonant lens focusing |
US8588598B2 (en) | 2008-07-30 | 2013-11-19 | Cambridge Mechatronics Limited | Shape memory alloy actuation apparatus |
WO2010089526A2 (en) | 2009-02-09 | 2010-08-12 | Cambridge Mechatronics Limited | Shape memory alloy actuation apparatus |
US8659835B2 (en) | 2009-03-13 | 2014-02-25 | Optotune Ag | Lens systems and method |
US8699141B2 (en) | 2009-03-13 | 2014-04-15 | Knowles Electronics, Llc | Lens assembly apparatus and method |
JP5504694B2 (ja) * | 2009-05-22 | 2014-05-28 | ソニー株式会社 | レンズ機構および撮像装置 |
TWI448814B (zh) * | 2009-06-03 | 2014-08-11 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | 相機模組 |
WO2011008940A1 (en) * | 2009-07-15 | 2011-01-20 | The Penn State Research Foundation | Polymer blends of electrostrictive terpolymer with other polymers |
JP5963754B2 (ja) | 2010-09-15 | 2016-08-03 | イービジョン スマート オプティクス インコーポレイテッド | 画像を管理するためのシステム、デバイス、および/または方法 |
US9612362B2 (en) * | 2015-01-27 | 2017-04-04 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Thin active optical zoom lens and apparatus using the same |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1945448A1 (de) | 1969-09-08 | 1971-03-11 | Siemens Ag | Piezoelektrisch anzutreibender Biegekoerper,insbesondere fuer Uhren und Relais |
US3816774A (en) * | 1972-01-28 | 1974-06-11 | Victor Company Of Japan | Curved piezoelectric elements |
US3900748A (en) * | 1972-01-31 | 1975-08-19 | Zenith Radio Corp | Torsional ceramic transducer |
US4330730A (en) * | 1980-03-27 | 1982-05-18 | Eastman Kodak Company | Wound piezoelectric polymer flexure devices |
US4291958A (en) * | 1980-10-03 | 1981-09-29 | Eastman Kodak Company | Camera with electronic flash and piezoelectric lens motor |
US4601539A (en) * | 1983-05-07 | 1986-07-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Lens moving device using piezoelectric material |
US4638207A (en) * | 1986-03-19 | 1987-01-20 | Pennwalt Corporation | Piezoelectric polymeric film balloon speaker |
FR2601132B1 (fr) | 1986-07-04 | 1989-03-24 | Inst Francais Du Petrole | Dispositif capteur d'ondes de pression du type piezo-electrique a structure continue et procede pour sa fabrication |
DE3810504A1 (de) * | 1988-03-28 | 1989-10-19 | Chinon Ind Inc | Scharfstellvorrichtung fuer zoomobjektive |
JP3332279B2 (ja) * | 1993-12-14 | 2002-10-07 | 呉羽化学工業株式会社 | 撓みセンサおよびそれを備えた釣竿 |
US5440194A (en) * | 1994-05-13 | 1995-08-08 | Beurrier; Henry R. | Piezoelectric actuators |
JP3380049B2 (ja) * | 1994-06-21 | 2003-02-24 | ペンタックス株式会社 | 撮像装置 |
GB9618052D0 (en) | 1996-08-29 | 1996-10-09 | Univ Birmingham | Piezoelectric elements and devices incorporating same |
CN2369412Y (zh) | 1997-02-04 | 2000-03-15 | 焦秉立 | 曲线条型压电振子 |
GB2322232B (en) | 1997-02-11 | 2001-02-21 | 1 Ipr Ltd | Motors,and bearings therefor |
JP3711709B2 (ja) | 1997-08-25 | 2005-11-02 | 松下電器産業株式会社 | 渦巻き型感震器 |
GB2329514B (en) | 1997-09-05 | 2002-02-13 | 1 Ipr Ltd | Aerogels, piezoelectric devices and uses therefor |
AUPP307398A0 (en) | 1998-04-21 | 1998-05-14 | Mitchell, William Richard | Fluid pump and actuating system incorporating piezoceramic elements |
US6517203B1 (en) * | 1999-07-02 | 2003-02-11 | E-Vision, Llc | System, apparatus, and method for correcting vision using electro-active spectacles |
WO2001002896A1 (en) | 1999-07-02 | 2001-01-11 | E-Vision, L.L.C. | System, apparatus, and method for reducing birefringence |
GB2376834B (en) | 1999-12-21 | 2003-06-25 | 1 Ltd | Loudspeaker using an electro-active device |
-
2001
- 2001-06-20 GB GBGB0115073.9A patent/GB0115073D0/en not_active Ceased
-
2002
- 2002-06-19 WO PCT/GB2002/002821 patent/WO2002103451A1/en active Application Filing
- 2002-06-19 JP JP2003505706A patent/JP2004530172A/ja active Pending
- 2002-06-19 CN CNA028162692A patent/CN1545638A/zh active Pending
- 2002-06-19 EP EP02745554A patent/EP1397722B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-06-19 KR KR1020037016678A patent/KR100864133B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2002-06-19 US US10/480,664 patent/US7068930B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-06-19 DE DE60229243T patent/DE60229243D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-06-19 AT AT02745554T patent/ATE410716T1/de not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100468113C (zh) * | 2004-12-24 | 2009-03-11 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 镜头模组 |
US7542667B2 (en) | 2004-12-24 | 2009-06-02 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Camera lens module with a piezoelectric-driven zoom |
CN110948765A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-04-03 | 长沙而道新能源科技有限公司 | 一种塑料管加工设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20040234257A1 (en) | 2004-11-25 |
ATE410716T1 (de) | 2008-10-15 |
JP2004530172A (ja) | 2004-09-30 |
KR100864133B1 (ko) | 2008-10-16 |
GB0115073D0 (en) | 2001-08-15 |
EP1397722A1 (en) | 2004-03-17 |
DE60229243D1 (de) | 2008-11-20 |
EP1397722B1 (en) | 2008-10-08 |
KR20040018280A (ko) | 2004-03-02 |
US7068930B2 (en) | 2006-06-27 |
WO2002103451A1 (en) | 2002-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1545638A (zh) | 利用电敏装置对镜头进行定位的照相机 | |
JP4450289B2 (ja) | 液体ズームレンズ | |
US7587135B2 (en) | Auto-focus optical lens module | |
US7511904B2 (en) | Piezoelectrically driven optical lens | |
CN101034168A (zh) | 液态镜头 | |
CN101165528B (zh) | 自动对焦光学镜头模块 | |
TW200928569A (en) | Piezoelectricity-driving optical lens module | |
CN101750706B (zh) | 晶圆级镜头模组及其阵列 | |
KR100801238B1 (ko) | 자동초점조절용 경통 구동장치 | |
CN1797168A (zh) | 自动对焦装置 | |
JP5223960B2 (ja) | 撮像装置 | |
CN114928683A (zh) | 可伸缩摄像模组及电子设备 | |
KR100526250B1 (ko) | 압전 굴곡변위형 액츄에이터를 사용하는 렌즈 이송장치 및 렌즈 모듈 | |
TWI302610B (en) | Camera zoom module for portable device | |
JP2003052181A (ja) | 圧電アクチュエータとその駆動装置及び圧電アクチュエータを用いた可変ミラーを有するカメラ | |
KR100296681B1 (ko) | 줌렌즈경통 | |
JP4879641B2 (ja) | 圧電駆動装置、撮像装置、および携帯端末装置 | |
JP2009069588A (ja) | 光学ユニットおよび撮像装置 | |
JP2003161874A (ja) | 撮像装置 | |
JP2007110805A (ja) | 駆動装置及びレンズ鏡胴 | |
TW200952168A (en) | Actuator based on zinc oxide nanowire, lens module and camera module using same | |
TWI344054B (en) | Variable focus lens module | |
CN2735643Y (zh) | 一种用于摄像镜头的直线电机 | |
CN210327730U (zh) | 一种调焦装置 | |
CN115086509B (zh) | 潜望式摄像模组 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
AD01 | Patent right deemed abandoned | ||
C20 | Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned |