一种自动对焦装置和拍摄装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种自动对焦装置和拍摄装置。该装置包括：依次连接的镜头组、图像传感器、数字信号处理模块和压电陶瓷，其中，所述镜头组，用于获取当前场景信息；所述图像传感器，用于将镜头组获取的当前场景信息转换为电信号得到图像信息；所述数字信号处理模块，用于分析所述图像传感器得到的图像信息，并根据分析结果输出控制信号给压电陶瓷；所述压电陶瓷，用于在所述控制信号的驱动下产生形变，带动镜头组进行位移。本发明专利技术可实现镜头快速精准对焦。

Automatic focusing device and shooting device

The invention discloses an automatic focusing device and a shooting device. The device comprises successively connected lens, image sensor, digital signal processing module and piezoelectric ceramic, wherein, the lens group, used to obtain the current information of the scene; the image sensor, the lens group for acquiring the current scene information is converted to electrical signals to the image information; the digital signal processing module for the analysis of image information, the image sensor, and according to the analysis of the control signal to the output of the piezoelectric ceramics; piezoelectric ceramic is used for generating deformation in driving the control signal, to drive the lens displacement. The invention can realize the rapid and accurate focusing of the lens.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及对焦技术，尤其涉及一种自动对焦装置和拍摄装置。
技术介绍
随着人们生活水平的不断提高，摄影技术的快速发展，越来越多的人们使用移动终端进行拍照，即时方便记录下自己及周围人的生活瞬间。目前，移动终端的镜头多支持自动对焦功能，使用户能够轻松的拍摄出照片。现有技术中，是通过马达来实现自动对焦操作的。在自动对焦过程中，镜头中的马达会不断改变镜头位置，通过镜头组中的图像传感器采集图像，从而在移动终端的预览窗口中呈现不同对焦效果的图像，进而根据所采集的图像信息基于预设算法判断对焦点是否合适，即判断镜头的当前位置是否达到对焦要求，如果否，则反复控制马达调整镜头位置，直至镜头位置所采集的图像与对焦要求匹配。然而，通过马达改变镜头位置时，首先需要给马达的驱动芯片一个驱动信号，通过驱动芯片来控制马达，再通过马达来控制镜头的移动，这个响应过程需要一定的时间，且在一次对焦过程中，该响应过程需要进行多次，使得对焦时间较长。而且由于步进马达的位移分辨率为微米级，其中，位移分辨率为步进马达所驱动的工件的位移与马达的步数之比，因此，镜头移动的最小距离为微米级，使得在对焦过程中，不能更精准地对焦。因此，使用马达进行对焦，对焦时间长且精度一般。
技术实现思路
本专利技术提供一种自动对焦装置和拍摄装置，以实现镜头快速精准对焦，即时记录精彩瞬间。第一方面，本专利技术实施例提供了一种自动对焦装置，该装置包括：依次连接的镜头组、图像传感器、数字信号处理模块和压电陶瓷，其中，所述镜头组，用于获取当前场景信息；所述图像传感器，用于将镜头组获取的当前场景信息转换为电信号得到图像信息；所述数字信号处理模块，用于分析所述图像传感器得到的图像信息，并根据分析结果输出控制信号给压电陶瓷；所述压电陶瓷，用于在所述控制信号的驱动下产生形变，带动镜头组进行位移。上述方案中，可选的是，所述压电陶瓷直接与所述镜头组中的对焦镜片相连。上述方案中，可选的是，还包括：数模转换模块、功率放大模块和电压跟随模块，其中，所述数模转换模块，用于将所述数字信号处理模块输出的控制信号转换为模拟信号；所述功率放大模块，用于将所述数模转换模块输出的模拟信号进行放大，放大后的模拟信号通过所述电压跟随模块输出给所述压电陶瓷。上述方案中，可选的是，还包括：红外线滤光片，与镜头组相连，用于滤除镜头组获取的场景信息中的红外线。上述方案中，可选的是，还包括：智能设备接口，用于连接智能设备，以接收对焦控制指示。上述方案中，可选的是，还包括：保护膜，设置在镜头组上方，用于保护镜头组。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种拍摄装置，该装置包括本专利技术实施例中的自动对焦装置。本专利技术实施例提供的自动对焦装置，通过镜头组获取当前场景信息，通过图像传感器将获取的当前场景信息转换为电信号得到图像信息，通过数字信号处理模块分析图像信息并根据分析结果输出控制信号给压电陶瓷，压电陶瓷在控制信号的驱动下产生形变，带动镜头组进行位移。本专利技术实施例通过采用上述技术方案，采用了压电陶瓷的形变来带动镜头组进行位移，压电陶瓷在控制信号的驱动下可直接产生形变，响应速度快，且压电陶瓷由于形变产生的位移可实现纳米级，从而带动镜头移动的距离也可实现纳米级，解决了对焦时间长且精度一般的问题，实现了镜头快速精准对焦。附图说明图1是本专利技术实施例一中的一种自动对焦装置的结构示意图；图2是本专利技术实施例一中的一种自动对焦装置的结构示意图；图3是本专利技术实施例一中的压电陶瓷驱动的结构示意图；图4是本专利技术实施例二中的自动对焦装置中压电陶瓷与对焦镜片直接相连的结构示意图；图5是本专利技术实施例四中的一种自动对焦装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的一种自动对焦装置的结构示意图，该装置可由软件和/或硬件实现，一般集成在移动终端中。如图1所示，该装置包括依次连接的镜头组1、图像传感器2、数字信号处理模块和压电陶瓷3。其中，镜头组1，用于获取当前场景信息；图像传感器2，用于将镜头组1获取的当前场景信息转换为电信号得到图像信息；数字信号处理模块，图1中未示出，用于分析图像传感器2得到的图像信息，并根据分析结果输出控制信号给压电陶瓷3；压电陶瓷3，用于在控制信号的驱动下产生形变，带动镜头组1进行位移。上述技术方案中，镜头组1由多个镜片组成，不同镜片具有不同的功能与作用，例如，具有用来滤除特定光线的滤光镜片和用来实现对焦功能的对焦镜片等。图2为本专利技术实施例一提供的一种自动对焦装置的结构示意图。如图2所示，镜头组1中的镜片置于镜筒4中，有些镜片是固定在镜筒4上的，有些镜片是可以移动的。其中，对焦镜片便是可以移动的。其中，压电陶瓷3与镜头组1均置于镜筒4中。通过镜头组1，可获取当前的场景信息，将当前的场景信息转化为光学图像。图像传感器2也被称为感光元件，是一种将光学图像转换成电子信号的设备。按照元件的不同，可分为电荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)和金属氧化物半导体元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS)两大类。示例性的，本专利技术实施中的图像传感器2为CCD。CCD具有灵敏度高、噪音低、响应速度快、成像质量好等优点。示例性的，分析得到的图像信息，具体为分析图像的清晰度。图像清晰度的评价函数有多种，例如：频谱函数，熵函数和梯度函数等。图像越清晰，图像的边缘越尖锐，图像信号的频率越高；图像越清晰，图像的熵越大且图像的梯度函数越大，对焦越准确。这里对所采用的图像清晰度评价方法并不限定。数字信号处理模块根据所采用的图像清晰度评价函数对当前得到的图像对应的信息进行计算并分析。示例性的，可根据所采用的图像清晰度评价函数设定一定的阈值M，若分析结果m>M，则图像清晰，认为镜头组1当前位置达到对焦要求，为最终的对焦位置，若分析结果m<M，则认为镜头组1当前位置未达到对焦要求，输出控制信号给压电陶瓷3，直至镜头组1位置所采集的图像与对焦要求匹配。压电陶瓷3是一种能够将机械能和电能互相转换的信息功能陶瓷材料。图3为压电陶瓷3驱动的结构示意图。如图3所示，通过控制压电陶瓷3的外电极阳极31和外电极阴极32的两端驱动电压来控制压电陶瓷3极化电场强度，从而控制压电陶瓷3内部电荷转向，获得一定方向上所需的位移。压电陶瓷3由于形变产生的位移与驱动电压成线性关系。压电陶瓷3最大的驱动电压对应其最大的位移，压电陶瓷3由于形变产生的位移为压电陶3瓷的应变系数与其两端施加的电压之积。示例性的，当数字信号处理模块的分析结果与达到对焦要求设定的阈值相差较大时，输出控制信号，使得压电陶瓷3在该控制信号的驱动下产生较大的形变，从而带动镜头组1进行较大的位移，反之，输出控制信号，使得压电陶瓷3在该控制信号的驱动下产生较小的形变，从而带动镜头组1进行较小位移。示例性的，压电陶瓷1可为叠堆形压电陶瓷，即将多个压电陶瓷片共烧到一起，机械结构串联，电路结构并联，从而可得到大位移输出的压电陶瓷1。其输出的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动对焦装置，其特征在于，包括：依次连接的镜头组、图像传感器、数字信号处理模块和压电陶瓷，其中，所述镜头组，用于获取当前场景信息；所述图像传感器，用于将镜头组获取的当前场景信息转换为电信号得到图像信息；所述数字信号处理模块，用于分析所述图像传感器得到的图像信息，并根据分析结果输出控制信号给压电陶瓷；所述压电陶瓷，用于在所述控制信号的驱动下产生形变，带动镜头组进行位移。

【技术特征摘要】
1.一种自动对焦装置，其特征在于，包括：依次连接的镜头组、图像传感器、数字信号处理模块和压电陶瓷，其中，所述镜头组，用于获取当前场景信息；所述图像传感器，用于将镜头组获取的当前场景信息转换为电信号得到图像信息；所述数字信号处理模块，用于分析所述图像传感器得到的图像信息，并根据分析结果输出控制信号给压电陶瓷；所述压电陶瓷，用于在所述控制信号的驱动下产生形变，带动镜头组进行位移。2.根据权利要求1所述的自动对焦装置，其特征在于，所述压电陶瓷直接与所述镜头组中的对焦镜片相连。3.根据权利要求1所述的自动对焦装置，其特征在于，还包括：数模转换模块、功率放大模块和电压跟随模块，其中，所述数模转...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹峰，
申请(专利权)人：畅索软件科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31