CN103913813A - 变焦及对焦机构 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种变焦及对焦机构。变焦及对焦机构包含驱动模块、第变焦镜架、第二变焦镜架、第一对焦镜架及第二对焦镜架。驱动模块设置于壳体，其包含具有螺纹部的驱动轴及变焦及对焦件。变焦及对焦件设于螺纹部，其具有承载面及对焦部。两变焦镜架分别位于驱动模块的两侧。第一变焦镜架承靠于变焦及对焦件，第二变焦镜架承靠于第一变焦镜架。两对焦镜架分别位于驱动模块的两侧。第一对焦镜架的一引导部位于对焦部，第二对焦镜架承靠于第一对焦镜架。以此，本发明可降低产品体积及成本。

Description

变焦及对焦机构

技术领域

本发明是有关于一种变焦及对焦机构，特别是有关于一种利用一驱动单元以同步驱动两变焦镜群及两对焦镜群进行变焦及对焦的变焦及对焦机构。

背景技术

现行的影像撷取装置如相机或摄影机等，大多仅具备单一镜头，而只能拍摄二维平面的影像。虽然目前有许多方法可将二维平面影像经过影像处理而重建成三维立体的立体影像；但经由影像处理而形成的立体影像，其立体视觉感的品质较差。因此使用者大多期望通过两镜头，以视差法的方式，而快速的获得立体视觉感较好的人物与风景的立体影像。

一部分的使用两个镜组的照相机，其具有变焦及对焦功能，而其于变焦及对焦时多半于各镜组分别设置至少两个驱动单元，以分别驱动镜组进行变焦或对焦。但是，在照相机的整体来说，使用了两个或更多个驱动单元，其大大地占据了照相机的设计空间，致使产品不易小型化、薄型化，以产品日渐小型化、薄型化现今而言，实为不利。另一方面，驱动单元(马达)其成本价格大多占镜头模块或照相机的大部分，因此驱动单元的数量还影响着产品的成本。

另一部分的使用两个镜组的照相机，为节省驱动单元的数量，而设计为固定焦段的两镜组，进而达成产品小型化、薄型化或成本降低的目的。但是，此方式造成使用者于使用固定焦段的照相机时，常常因构图的变化或选取，而需得移动脚步或伸缩手，以调整其视角范围来达到构图的变化，此情形为使用者而言，实为一大困扰。

发明内容

有鉴于上述已知技术问题，本发明的目的就是在提供一种变焦及对焦机构，以解决已知技术的不易小型化、薄型化或材料成本过高的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种变焦及对焦机构，其包含壳体具有容置空间。壳体的侧壁上设有两第一镜群。驱动模块设置于容置空间，且位于两第一镜群间，其包含驱动轴及变焦及对焦件。驱动轴的杆体上具有螺纹部。变焦及对焦件设于螺纹部，其为圆柱状结构；变焦及对焦件的一端为承载面，且其柱体上设有对焦部；对焦部的两端具有一顶抵面。第一变焦镜架设置于驱动模块的一侧，其具有第二镜群；第二镜群位于其中第一镜群的第一光轴上；第一变焦镜架向变焦及对焦件延伸出第一承抵部，且承靠于承载面。第二变焦镜架设置于驱动模块的另一侧，并同具有第二镜群；第二镜群位于其中另一第一镜群的第二光轴上；第二变焦镜架向第一承抵部延伸出第二承抵部，且承靠于第一承抵部。第一对焦镜架设置于驱动模块的所述侧，其具有位于第一光轴上的第三镜群；第一对焦镜架向对焦部延伸出引导部，且引导部位于对焦部上。第二对焦镜架设置于驱动模块的所述另一侧，其同具有位于第二光轴上的第三镜群；第二对焦镜架向第一对焦镜架延伸出第三承抵部，且承靠第一对焦镜架。当驱动轴旋转时，通过变焦及对焦件轴向位移或旋转，使第一变焦镜架及第二变焦镜架或第一对焦镜架及第二对焦镜架作轴向位移，以进行变焦或对焦。

较佳地，还可包含第一调整元件，其活动地设置于第一变焦镜架的第一承抵部，以顶抵第二变焦镜架的所述第二承抵部。通过调整第一调整元件伸出于第一变焦镜架的长度，以调整第一变焦镜架与第二变焦镜架的相对位置。

较佳地，还可包含第二调整元件，其活动地设置于第一对焦镜架，以顶抵第二对焦镜架的第三承抵部。通过调整第二调整元件伸出于第一对焦镜架的长度，以调整第一对焦镜架与第二对焦镜架的相对位置。

承上所述，依本发明的变焦及对焦机构，其可具有一或多个下述优点：

(1)此变焦及对焦机构，通过一驱动单元可驱动驱动轴，使两变焦镜架与两对焦镜架作轴向位移，以达到变焦与对焦的作动，以此以减少驱动单元的使用数量，进而降低生产成本。

(2)此变焦及对焦机构，通过使用一驱动单元及一驱动轴，使两变焦镜架及两对焦镜架进行变焦或对焦的动作，以此可缩小镜头的尺寸并进而使相机达到薄型化及轻量化的目的。

(3)此变焦及对焦机构，通过第一调整元件，以调整两变焦镜架间的相对位置及通过第二调整元件，以调整两对焦镜架间的相对位置，以此可减少两镜架结构的生产公差或组装公差所产生的焦距或对焦不一致的问题。

附图说明

图1为本发明的变焦及对焦机构的一实施例的第一示意图。

图2为本发明的变焦及对焦机构的一实施例的第二示意图。

图3为本发明的变焦及对焦机构的一实施例的第三示意图。

图4为本发明的变焦及对焦机构的另一实施例的第一示意图。

图5为本发明的变焦及对焦机构的另一实施例的第二示意图。

图6为本发明的变焦及对焦机构的另一实施例的第三示意图。

具体实施方式

本发明的变焦及对焦机构其可适用于立体成像的潜望式镜头组、数码相机或智能型照相手机等具三维成像的摄像装置，但实际可运用的范畴仍不仅以此所限制。

请参阅图1、图2及图3，其分别为本发明的变焦及对焦机构的一实施例的第一示意图、第二示意图及第三示意图。本发明的变焦及对焦机构1包含了一壳体10、一驱动模块11、一第一变焦镜架12、一第二变焦镜架13、一第一对焦镜架14及一第二对焦镜架15。壳体10具有一容置空间。壳体10的一侧壁上设有两第一镜群101。驱动模块11设置于容置空间，且位于两第一镜群101间，其包含一驱动轴111及一变焦及对焦件112。驱动轴111的杆体上具有一螺纹部1111，且驱动轴111的两端分别活动地固定于壳体10。变焦及对焦件112设于螺纹部1111；变焦及对焦件112为一圆柱状结构，变焦及对焦件112的一端为一承载面1121，且其柱体上设有一对焦部1122；对焦部1122的两端分别具有一顶抵面1123。

第一变焦镜架12设置于驱动模块11的一侧，其具有一第二镜群121；第二镜群121位于其中一第一镜群101的一第一光轴上；第一变焦镜架12向变焦及对焦件112延伸出一第一承抵部122，且承靠于承载面1121。第二变焦镜架13设置于驱动模块11的另一侧，并同具有第二镜群131；第二镜群131位于其中另一第一镜群101的一第二光轴上；第二变焦镜架13向第一承抵部122延伸出一第二承抵部132，且承靠于第一承抵部122。第一对焦镜架14设置于驱动模块11的所述侧，其具有位于第一光轴上的一第三镜群141；第一对焦镜架14向对焦部1122延伸出一引导部142，且引导部142位于对焦部1122上。第二对焦镜架15设置于驱动模块11的另一侧，其同具有位于第二光轴上的第三镜群151；第二对焦镜架15向第一对焦镜架14延伸出一第三承抵部152，且承靠第一对焦镜架14。

当驱动轴111旋转时，变焦及对焦件112于驱动轴111上产生轴向位移或旋转。当变焦及对焦件112产生轴向位移时，第一变焦镜架12及第二变焦镜架13同步地沿着驱动轴111进行轴向位移，以进行变焦动作。当变焦及对焦件112产生旋转时，第一对焦镜架14及第二对焦镜架15同步地沿着驱动轴111进行轴向位移，以进行对焦动作。

具体的说，当驱动轴111旋转时，其会先带动变焦及对焦件112进行旋转，变焦及对焦件112旋转至使第一对焦镜架14的引导部142与变焦及对焦件112的对焦部1122的其中一顶抵面1123触碰时，变焦及对焦件112由旋转位移变换为轴向位移。此时，第一变焦镜架12及第二变焦镜架13通过变焦及对焦件112的轴向位移，而同步地产生沿着驱动轴111的轴向位移，使得两第二镜群121、131分别与第一镜群101的相对位置改变(于此第一镜群101及第二镜群121、131称为变焦镜群)，进而进行变焦动作。当两第二镜群121、131分别与第一镜群101于适当的相对位置而完成变焦时，接着驱动轴111再进行反向旋转。此时，引导部142未触碰顶抵面1123，而变焦及对焦件112则由轴向位移变换回旋转位移。当变焦及对焦件112为旋转位移时，第一对焦镜架14的引导部142受对焦部1122的斜面或曲面的牵引，而产生沿着驱动轴111的轴向位移，并连带使得第二对焦镜架15同步地产生轴向位移。此时，两第三镜群141、151与变焦镜群的相对位置被改变，当改变至适当地相对位置时，即完成对焦动作。

请参阅图4及图5，其分别为本发明的变焦及对焦机构的另一实施例的第一示意图及第二示意图。于本实施例中变焦及对焦机构1应用于具潜望式镜头的立体影像的摄像装置3，但不以此为限。如图所示，摄像装置3包含复数个按钮31、一控制模块32、两反射镜33及两感光元件34，其余还包含如所属领域技术人员所熟知的储存单元、显示单元、闪光模块等，于此不加以赘述。

其中驱动模块11还包含一驱动单元113，其可为步进或伺服马达，其电性连接控制模块32。驱动轴111邻近第一镜群101的一端具有一驱动部1112，其与驱动单元113相啮合，以使驱动单元113可驱动驱动轴111进行旋转。顺带一提的是，驱动单元113的齿数可与驱动部1112的齿数相对应，以适当的驱动驱动轴111旋转，其为所技术领域人员所熟知。

另一方面，于第一变焦镜架12及第二变焦镜架13上可分别设有第一通孔123、133，而第一对焦镜架14及第二对焦镜架15上可分别设有第二通孔143、153。其中通过引导杆16穿过第一变焦镜架12的第一通孔123及第一对焦镜架14的第二通孔143，且引导杆16平行于驱动轴111，而利用引导杆16的引导，使第一变焦镜架12及第一对焦镜架14可稳定地沿着引导杆16或驱动轴111进行轴向位移。同样地，第二变焦镜架13的第一通孔133及第二对焦镜架15的第二通孔153也有引导杆16穿过。较佳地可套设至少一第一弹性件17于引导杆16上。于第一变焦镜架方面，第一弹性件17位于第一变焦镜架12与壳体10邻近第一对焦镜架14的另一侧壁间。于第二变焦镜架方面，第一弹性件17位于第二变焦镜架13与壳体10邻近第一对焦镜架14的另一侧壁间。此时，第一弹性件17未轴向伸缩的长度大于第一变焦镜架12与所述另一侧壁的最大距离及第二变焦镜架13与所述另一侧壁的最大距离，以利用第一弹性件17的弹性恢复力，使顶抵第一变焦镜架12与第二变焦镜架13，进而使第一变焦镜架12可更稳定的进行轴向位移，且第二变焦镜架13可稳定的抵靠于第一变焦镜架12，而与第一变焦镜架12同步地进行轴向位移。其中值得注意的是，同样地可设置第二弹性件18于第一对焦镜架14与壳体10邻近第一变焦镜架12的侧壁间的杆体上，以及于第二对焦镜架15与壳体10邻近第一变焦镜架12的侧壁间的杆体上，以利用同样原理，使第一对焦镜架14及第二对焦镜架15稳定的作动。

当使用者按下按钮31(如变焦钮)，控制模块32产生一控制讯号，使驱动单元113往一方向旋转，以驱动驱动轴111旋转，而连动第一变焦镜架12与第二变焦镜架13位移至与第一镜群101具有适当相对位置(如第一段变焦)，此时使用者半按式的按压按钮31(如快门钮)，使控制模块32产生另一控制讯号，使驱动单元113往反向旋转，以驱动驱动轴111反向旋转，而连动第一对焦镜架14与第二对焦镜架15位移，而与变焦镜群具有适当地相对位置。此时，被摄物的光学讯号分别被两反射镜33折射，而沿着第一光轴与第二光轴适当地分别成像于两感光元件上34。两感光元件34将其所接收的被摄物的光学讯号分别转换为第一影像讯号及第二影像讯号，再经由一影像合成模块(未绘示于图中)将第一影像讯号及第二影像讯号重建为一三维影像，以显示于一显示荧幕(图中未绘示)或储存单元(图中未绘示)。

请参阅图6，其为本发明的变焦及对焦机构的另一实施例的第三示意图。如图所示，摄像装置3于组装完成后，大多会进行一校验程序，当发现摄像装置3无法建立出一正确地三维影像时，其原因大多是因为元件的生产公差或组装时的误差，例如两变焦镜架12、13与第一镜群101具有不同的相对位置，或两对焦镜架14、15与变焦镜群(第一镜群101及第二镜群121、131)的相对位置不同。此时，于第一变焦镜架12的第一承抵部122上可活动地设置一第一调整元件19。第一调整元件19可利用螺设方式活动地设置于第一承抵部122上，以顶抵第二变焦镜架13的第二承抵部132。于校正时，利用旋转第一调整元件19的方式，以调整第一调整元件19伸出于第一变焦镜架12的长度，以顶抵第二变焦镜架13，而进行调整第二变焦镜架13与第一镜群101的相对位置，使两变焦镜架12、13与第一镜群101具有相同的相对位置。同样地，可于第一对焦镜架14上活动地设置一第二调整元件20，以顶抵第二对焦镜架15的第三承抵部152，以利用同样地原理而调整两对焦镜架14、15与感光元件34或变焦镜群的相对位置。以此，以使摄像装置3可适当地产生预定的三维立体影像。

以上所述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变焦及对焦机构，其特征在于，它包含：

壳体，具有容置空间，所述壳体的一侧壁上设有两第一镜群；

驱动模块，设置于所述容置空间，且位于所述两第一镜群间，其包含：

驱动轴，其杆体上具有螺纹部；以及

变焦及对焦件，设于所述螺纹部，其为圆柱状结构，所述变焦及对焦件的一端为承载面，且其柱体上设有对焦部，所述对焦部的两端具有顶抵面；

第一变焦镜架，设置于所述驱动模块的一侧，其具有第二镜群，所述第二镜群位于其中一所述第一镜群的第一光轴上，所述第一变焦镜架向所述变焦及对焦件延伸出第一承抵部，且承靠于所述承载面；

第二变焦镜架，设置于所述驱动模块的另一侧，并同具有所述第二镜群，所述第二镜群位于其中另一所述第一镜群的第二光轴上，所述第二变焦镜架向所述第一承抵部延伸出第二承抵部，且承靠于所述第一承抵部；

第一对焦镜架，设置于所述驱动模块的所述侧，其具有位于所述第一光轴上的第三镜群，所述第一对焦镜架向所述对焦部延伸出引导部，且所述引导部位于所述对焦部上；以及

第二对焦镜架，设置于所述驱动模块的所述另一侧，其同具有位于所述第二光轴上的所述第三镜群，所述第二对焦镜架向所述第一对焦镜架延伸出第三承抵部，且承靠所述第一对焦镜架；

其中，所述驱动轴旋转时，通过所述变焦及对焦件轴向位移或旋转，使所述第一变焦镜架及所述第二变焦镜架或所述第一对焦镜架及所述第二对焦镜架作轴向位移，以进行变焦或对焦。

2.如权利要求1所述的变焦及对焦机构，其特征在于，所述驱动模块还包含驱动单元，所述驱动轴邻近所述两第一镜群的一端具有驱动部，所述驱动部啮合于所述驱动单元，所述驱动单元以驱动所述驱动轴进行旋转。

3.如权利要求1所述的变焦及对焦机构，其特征在于，所述第一变焦镜架及所述第二变焦镜架分别设有至少一第一通孔，所述第一对焦镜架及所述第二对焦镜架分别设有至少一第二通孔，所述变焦及对焦机构还包含复数个引导杆，各所述引导杆为圆柱杆体，且穿设于所述第一变焦镜架的所述至少一第一通孔及所述第一对焦镜架的所述至少一第二通孔，及穿设于所述第二变焦镜架的所述至少一第一通孔及所述第二对焦镜架的所述至少一第二通孔。

4.如权利要求3所述的变焦及对焦机构，其特征在于，所述至少一第一通孔及所述至少一第二通孔通过所述些引导杆的引导，以使所述第一变焦镜架、所述第二变焦镜架、所述第一对焦镜架及所述第二对焦镜架稳定地沿着所述些引导杆进行轴向位移。

5.如权利要求3所述的变焦及对焦机构，其特征在于，还包含至少一第一弹性件及至少一第二弹性件，所述至少一第一弹性件套设于所述些引导杆，且位于所述第一变焦镜架或所述第二变焦镜架与所述壳体邻近所述第一对焦镜镜架的另一侧壁之间，所述至少一第二弹性件套设于所述些引导杆，且位于所述第一对焦镜架或所述第二对焦镜架与所述壳体邻近所述第一变焦镜架的所述侧壁之间。

6.如权利要求5所述的变焦及对焦机构，其特征在于，所述至少一第一弹性件未轴向伸缩的长度大于所述另一侧壁与所述第一变焦镜架或所述第二变焦镜架间的最大距离，所述至少一第二弹性件未轴向伸缩的长度大于所述侧壁与所述第一对焦镜架或所述第二对焦镜架间的最大距离。

7.如权利要求1所述的变焦及对焦机构，其特征在于，当所述第一对焦镜架的所述引导部触碰所述对焦部的其中一所述顶抵面时，所述变焦及对焦件沿着所述驱动轴进行轴向位移，致使所述第一变焦镜架及所述第二变焦镜架同步地产生轴向位移以进行变焦的动作。

8.如权利要求1所述的变焦及对焦机构，其特征在于，当所述第一对焦镜架的所述引导部未触碰所述对焦部的其中一所述顶抵面时，所述变焦及对焦件进行旋转，以进行对焦的动作；

当所述变焦及对焦件进行旋转时，所述第一对焦镜架的所述引导部受所述对焦部的斜面或曲面的牵引，致使所述第一对焦镜架及所述第二对焦镜架同步地产生轴向位移以进行对焦的动作。

9.如权利要求1所述的变焦及对焦机构，其特征在于，还包含第一调整元件，活动地设置于所述第一变焦镜架的所述第一承抵部，以顶抵所述第二变焦镜架的所述第二承抵部；

通过调整所述第一调整元件伸出于所述第一变焦镜架的长度，以调整所述第一变焦镜架与所述第二变焦镜架的相对位置。

10.如权利要求1所述的变焦及对焦机构，其特征在于，还包含第二调整元件，活动地设置于所述第一对焦镜架，以顶抵所述第二对焦镜架的所述第三承抵部；

通过调整所述第二调整元件伸出于所述第一对焦镜架的长度，以调整所述第一对焦镜架与所述第二对焦镜架的相对位置。