TWI407178B - 自動對焦鏡頭 - Google Patents

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自動對焦鏡頭
本發明係關於一種自動對焦鏡頭，尤指一種用於數位相機之自動對焦鏡頭。
習知的自動對焦可分為主動式自動對焦和被動式自動對焦兩類。主動式自動對焦：由相機發射紅外線或者超聲波到被攝物體，感應器根據反射回來之紅外線或超聲波，通過相機內之數字信號處理器(DSP，Digital Signal Processor)計算，得出相機與被攝物體之距離，然後控制對焦驅動器移動鏡頭，達到準確對焦。被動式自動對焦：相機接受來自被攝物體本身的反光來判斷距離以進行自動對焦。此種對焦方式之優點在於：不需發射光或波，降低能耗，同時於光線良好之情況下能準確對焦；缺點係：於光線亮度及對比度不足時對焦困難。為克服上述缺點，多數相機上設計自動對焦輔助燈(Auto Focus Aid Lights)，發射光束照亮被攝物體來幫助對焦，從而使被動式自動對焦利用類似主動式自動對焦之方式克服由於光線亮度及對比度等不足所造成之對焦困難。
然，於主動式自動對焦或被動式自動對焦中獲取相機與被攝物體之距離後，需要使鏡頭移動一定距離，而該位移之移動控制則需要辨別鏡頭於數位相機中之位置，否則難以準確控制鏡頭之移動，習知技術大都是依靠計算出所需移動量，然後藉由步進電機驅動鏡頭移動所需移動量，由於移動過程沒有對鏡頭位置進行實時監測，鏡頭移動量往往不能得到準確控制，理 想移動量與實際移動量存在差異，致使自動對焦效果不好。
有鑒於此，有必要提供一種可準確控制鏡頭移動量之自動對焦鏡頭。
一種自動對焦鏡頭，包括一內鏡筒及一外鏡筒，該內鏡筒可移動地置於外鏡筒內，該內鏡筒內設置有至少一鏡片，該外鏡筒內設置有一位置辨別結構，該位置辨別結構係由一相向設置於外鏡筒筒壁內之一感應光源及一偵測器構成。
與習知技術相比，所述之自動對焦鏡頭藉由外鏡筒內設置有一位置辨別結構實現對焦位置鑒別，可對鏡頭位置進行實時監測，從而準確控制鏡頭移動，實現高品質之自動對焦。
1‧‧‧自動對焦鏡頭
10‧‧‧內鏡筒
20‧‧‧外鏡筒
30‧‧‧紅外濾光片
40‧‧‧影像感測器
101‧‧‧外螺紋
102‧‧‧鏡片組
201‧‧‧位置辨別結構
2011‧‧‧感應光源
2012‧‧‧偵測器
202‧‧‧內螺紋
第一圖係本發明較佳實施例之自動對焦鏡頭之剖面示意圖。
請參閱第一圖，本發明較佳實施例之自動對焦鏡頭1包括一內鏡筒10、一外鏡筒20、一紅外濾光片30及一影像感測器40。
該內鏡筒10為中空圓柱體，其外壁設置有外螺紋101，該內鏡筒10內設置有一鏡片組102，該鏡片組102包括至少一鏡片。
外鏡筒20亦為中空圓柱體，其內設置有一位置辨別結構201，該位置辨別結構201係由一相向設置於外鏡筒20內壁之一感應光源2011及一偵測器2012構成。該感應光源2011為一鐳射二極體，其位於外鏡筒20內壁一側之下端，可發出不可見光，該不可見光波長優選1550nm。該偵測器2012為排列於與感應光源2011相對之外鏡筒20內壁上之複數圖像感應單元(photo detecting arrav)，自上而下分別編號為1，2，3…n。該圖像感應單元 可感測之不可見光波長需要與感應光源2011發出之不可見光波長相匹配，故優選1550nm。該外鏡筒20內壁上還設置有內螺紋202，其可與內鏡筒10之外螺紋101配合。
該紅外濾光片30設置於外鏡筒20下端，其用於隔離感應光源2011發出之不可見光之紅外光，以避免其幹擾影像感測器40，影響其成像品質。
該影像感測器40設置於該紅外濾光片30下端，其可為CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合器)影像感測器，亦可為CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互補金屬氧化物半導體)影像感測器。當對焦時，開啟感應光源2011，使其對偵測器2012發出不可見光。初始狀態時，可根據實際需要使內鏡筒10處於某一位置，假定內鏡筒10處於該位置時，未遮任何一個圖像感應單元，即與影像感測器40距離最遠，當需要調整焦距時，內鏡筒10藉由外螺紋101與外鏡筒20之內螺紋202之配合可於外鏡筒20內轉動，進而使內鏡筒10於鏡頭軸線方向產生位移，而於軸線方向產生位移可使內鏡筒10遮住外鏡筒20內壁上之偵測器2012中之複數圖像感應單元之一部份或者全部，如此被遮住之圖像感應單元不能感測到感應光源2011發出之不可見光，因而可經由計算自上而下沒有感應到光源2011發出之不可見光之圖像感應單元之個數而確定內鏡筒10移動之位置，進而控制內鏡筒10之移動量，實現內鏡筒10於外鏡筒20內之精確位置移動並實時監測，進而實現該自動對焦鏡頭1之精確對焦。
可以理解，內鏡筒10所處初始位置不限於未遮任何一個圖像感應單元之位置，亦可使其處於遮住部份或全部圖像感應單元之位置。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本發明技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍內。
1‧‧‧自動對焦鏡頭
10‧‧‧內鏡筒
20‧‧‧外鏡筒
30‧‧‧紅外濾光片
40‧‧‧影像感測器
101‧‧‧外螺紋
102‧‧‧鏡片組
201‧‧‧位置辨別結構
2011‧‧‧感應光源
2012‧‧‧偵測器
202‧‧‧內螺紋

Claims (9)

  1. 一種自動對焦鏡頭，包括一內鏡筒及一外鏡筒，內鏡筒可移動地置於外鏡筒內，該內鏡筒內設置有至少一鏡片，該外鏡筒內設置有一位置辨別結構，該位置辨別結構係由一相向設置於外鏡筒筒壁內之一感應光源及一偵測器構成；該偵測器為排列於與感應光源相對一側之外鏡筒內壁上之複數個圖像感應單元，該圖像感應單元可感測之不可見光波長與感應光源發出之不可見光波長相匹配，內鏡筒於鏡頭軸線方向產生位移而遮住所述複數圖像感應單元之一部份或者全部，被遮住之圖像感應單元不能感測到感應光源，因而可經由計算沒有感應到光源之圖像感應單元之個數而確定內鏡筒移動之位置，進而控制內鏡筒之移動量。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之自動對焦鏡頭，其中該內鏡筒為中空圓柱體，其外壁一端設置有外螺紋。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之自動對焦鏡頭，其中該外鏡筒為中空圓柱體，其內壁上設有內螺紋，其可與內鏡筒之外螺紋配合。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之自動對焦鏡頭，其中該感應光源為鐳射二極體，其位於外鏡筒筒壁一側之下端，可發出不可見光。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之自動對焦鏡頭，其中該不可見光波長為1550nm。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之自動對焦鏡頭，其中該自動對焦鏡頭進一步包括一紅外濾光片，其設置於外鏡筒下端。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之自動對焦鏡頭，其中該自動對焦鏡進一步包括一影像感測器，其設置於該紅外濾光片下端。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之自動對焦鏡頭，其中該影像感測器可為CCD (Charge Coupled Device，電荷耦合器)影像感測器。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之自動對焦鏡頭，其中該影像感測器為CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互補金屬氧化物半導體)影像感測器。
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