CN104238093A - 变焦镜头及光学器材的对焦机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变焦镜头，包括第一马达、第二马达及对焦透镜群，变焦镜头于收纳状态、广角端、中间端及望远程之间进行切换时，对焦透镜群依照马达推力及转速需求而选择性的交替由第一马达及/或第二马达来驱动进行对焦。一种光学器材的对焦机构，其中第一引导轴设置于基座上与对焦透镜群连结。驱动装置包括第一马达、第一齿轮、第二马达及第二齿轮，第一马达与第一齿轮连结，第二马达与第二齿轮连结。螺杆与第一马达、第一齿轮及对焦透镜群连结，螺杆与第一引导轴平行。第二齿轮啮合于第一齿轮。

Description

变焦镜头及光学器材的对焦机构

技术领域

本发明有关于一种变焦镜头及光学器材的对焦机构。

背景技术

现有的变焦镜头只使用一颗马达推动变焦镜头中的对焦透镜群以达成对焦。如果变焦镜头具高变焦倍率，当变焦镜头由广角端变焦至望远程，其中的对焦透镜群于对焦时所需移动的距离将大为增加，如果仍沿用现有的单一马达推动对焦透镜群以进行对焦的架构，对焦时间将会拉长。另一方面，虽然可以提高马达转速，达到快速推动对焦透镜群以缩短对焦时间，但是马达转速提高后却有推力下降的现象，所以无法一直提高马达转速以缩短对焦时间，尤其是当变焦镜头具高变焦倍率时，对焦透镜群于对焦时所需移动的距离大为增加，如果仍使用提高马达转速的方式以缩短对焦时间，马达于高转速时容易发生推力不足现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术中变焦镜头无法快速对焦的缺陷，提供一种变焦镜头及光学器材的对焦机构，可快速对焦，达到缩短对焦时间。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种变焦镜头，可包括第一马达、第二马达、以及对焦透镜群，变焦镜头于收纳状态、广角端、中间端以及望远程之间进行切换时，对焦透镜群依照马达推力及转速需求而选择性的交替由第一马达及/或第二马达来驱动进行对焦。

其中，变焦镜头由中间端切换至望远程时，对焦透镜群先由第一马达单独驱动进行对焦，再由第二马达单独驱动进行对焦。

其中，变焦镜头由中间端切换至望远程时，对焦透镜群先由第一马达以及第二马达同时驱动进行对焦，再由第二马达单独驱动进行对焦。

其中，变焦镜头由望远程切换至收纳状态时，对焦透镜群由第一马达以及第二马达同时驱动进行对焦。

本发明的变焦镜头可更包括：螺杆，连结对焦透镜群；第一齿轮，与螺杆以及第一马达连结；以及第二齿轮，啮合于第一齿轮并与第二马达连结，其中第二齿轮与第一齿轮的齿数不同。

本发明的变焦镜头可更包括：基座；两个引导轴，设置于基座上并与对焦透镜群连结；以及弹性组件，连结基座与对焦透镜群。

本发明的光学器材的对焦机构包括基座、第一引导轴、对焦透镜群、驱动装置及螺杆。第一引导轴设置于基座上与对焦透镜群连结。驱动装置包括第一马达、第一齿轮、第二马达及第二齿轮，第一马达与第一齿轮连结，第二马达与第二齿轮连结。螺杆与第一马达、第一齿轮及对焦透镜群连结，螺杆与第一引导轴平行。第二齿轮啮合于第一齿轮。

其中，第一齿轮的齿数与第二齿轮的齿数不同。

本发明的光学器材的对焦机构可更包括弹性元件外套于第一引导轴，且弹性组件连结基座与对焦透镜群。

本发明的光学器材的对焦机构可更包括第二引导轴设置于基座上，第二引导轴与对焦透镜群连结且大致上与螺杆平行。

实施本发明的变焦镜头及光学器材的对焦机构，具有以下有益效果：可根据对焦透镜群的行程和方向，由第一马达和第二马达中的其中一者或者两者进行驱动，实现快速对焦，缩短对焦时间。

附图说明

为使本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例并配合附图做详细说明。

图1是依据本发明第一实施例的变焦镜头于收纳状态时的对焦透镜群位置的示意图。

图2是图1的变焦镜头于广角端时的对焦透镜群位置的示意图。

图3是图1的变焦镜头于中间端时的对焦透镜群位置的示意图。

图4是图1的变焦镜头于望远程时的对焦透镜群位置的示意图。

图5是本发明第二实施例的变焦镜头于收纳状态时的对焦透镜群位置的示意图。

具体实施方式

请同时参阅图1、图2、图3及图4。图1是依据本发明第一实施例的变焦镜头于收纳状态时的对焦透镜群位置的示意图，图2是图1的变焦镜头于广角端时的对焦透镜群位置的示意图，图3是图1的变焦镜头于中间端时的对焦透镜群位置的示意图，图4是图1的变焦镜头于望远程时的对焦透镜群位置的示意图。图1、图2、图3及图4只画出变焦镜头中与本发明直接相关的组件，其它组件则省略未画出。图3及图4中有标示传感器15及弹性组件16，图1中的传感器及弹性组件、图2中的传感器被对焦透镜群14遮住，所以未标示。

请参阅图1，图1中的对焦透镜群14于对焦动作进行时需沿着箭头方向A或箭头方向B移动，驱动对焦透镜群14的方式有三种，此三种驱动方式于驱动对焦透镜群14的过程中可交互搭配使用。第一种驱动方式为使用第一马达171单独驱动对焦透镜群14，第二种驱动方式为使用第一马达171及第二马达172同时驱动对焦透镜群14，第三种驱动方式为使用第二马达172单独驱动对焦透镜群14。

第一马达171转动时将带动第一齿轮173转动，第二马达172转动时也将带动第二齿轮174转动。当单独由第二马达172驱动对焦透镜群14时，因第二齿轮174的齿数少于第一齿轮173的齿数，利用齿轮减速比的搭配，就可透过此齿轮系传递改变螺杆175的分解能，使螺杆175的螺杆分解能变小，即能精密微调对焦透镜群14的位置，以完成准确对焦。当单独由第一马达171以高转速驱动对焦透镜群14时，其推力将比以低转速驱动时小，在高转速情形下，为了克服马达推力变小，可改用第一马达171与第二马达172同时驱动对焦透镜群14，使螺杆175的推力变大，以驱动对焦透镜群14，另外，因为第二马达172具有齿轮减速比，此时第二马达172需以相互对应的转速增加转动速度，才能与第一马达171同步驱动螺杆175，以驱动对焦透镜群14。

综上所述，当需要较大推力与快速驱动对焦透镜群14时，可采用第一马达171与第二马达172同时驱动的方式。当需要精密微调对焦透镜群14的位置时，可采用单独由第二马达172驱动的方式。当对焦透镜群14所需移动的距离不长时，可采用单独由第一马达171驱动的方式，既不拉长对焦时间也能达到节省电力。

请同时参阅图1及图2，如图1所示，此时的变焦镜头处于收纳状态，对焦透镜群14与基座11最靠近，当开机后变焦镜头先切换至广角端，此时对焦透镜群14也需跟着往箭头方向A移动，才能到达如图2所示的广角端时的新位置。这时对焦透镜群14所需移动的距离短，再加上当变焦镜头处于收纳状态时弹性组件16的弹力较大，所以只需使用第一马达171驱动对焦透镜群14，即可达到快速移动对焦透镜群14。

请同时参阅图3及图4，如图3所示，此时的变焦镜头处于中间端，当变焦镜头切换至望远程时，此时对焦透镜群14也需跟着往箭头方向A移动，才能到达如图4所示的望远程时的新位置。这时对焦透镜群14所需移动的距离长，可以使用第一马达171及第二马达172同时驱动的方式，以快速移动对焦透镜群14，或者使用第一马达171单独驱动的方式，以节省电力，当对焦透镜群14到达如图4所示的望远程时的新位置附近，再换成单独由第二马达172驱动对焦透镜群14，以完成准确对焦。

请同时参阅图4及图1，如图4所示，此时的变焦镜头处于望远程，当变焦镜头切换至收纳状态时，此时对焦透镜群14也需跟着往箭头方向B移动，才能到达如图1所示的收纳状态时的新位置，这时对焦透镜群14所需移动的距离长，又需克服弹性组件16的弹力，需较大推力才能快速驱动对焦透镜群14，所以可以使用第一马达171及第二马达172同时驱动的方式，以达到快速移动对焦透镜群14。

请同时参阅图1及图4，如图1所示，此时的变焦镜头处于收纳状态，当变焦镜头切换至望远程时，此时对焦透镜群14也需跟着往箭头方向A移动，才能到达如图4所示的望远程时的新位置。这时对焦透镜群14所需移动的距离长，可以使用第一马达171及第二马达172同时驱动的方式，以达到快速移动对焦透镜群14。此外，因为有弹性组件16的弹力辅助，也可以采用单独由第一马达171驱动的方式，以节省电力消耗。

请参阅图3，如图所示，本实施例中第一引导轴12及第二引导轴13设置于基座11上，弹性组件16再外套于第一引导轴12，第一引导轴12及第二引导轴13分别经由两个孔穿过对焦透镜群14，使弹性组件16的两端分别顶住基座11与对焦透镜群14，当对焦透镜群14受到外力驱动时，对焦透镜群14将被第一引导轴12及第二引导轴13引导，往箭头方向A或箭头方向B移动，以进行对焦动作。传感器15设置于基座11之上，用以侦测对焦透镜群14的位置。驱动装置17包括第一马达171、第二马达172、第一齿轮173、第二齿轮174、螺杆175及螺帽176。第一马达171固定于基座11的下方，且与第一齿轮173及螺杆175连接。螺杆175经由一个孔穿过对焦透镜群14后再锁上螺帽176。当第一马达171转动时同步带动螺杆175转动，使螺帽176沿箭头方向A或箭头方向B移动，当螺帽176沿箭头方向A移动时，因为弹性组件16的弹力作用，使对焦透镜群14也往箭头方向A移动，当螺帽176沿箭头方向B移动时，螺帽176将直接压迫对焦透镜群14，使对焦透镜群14也往箭头方向B移动，对焦透镜群14沿箭头方向A或箭头方向B移动即可完成对焦动作。

第二马达172固定于基座11的下方且与第二齿轮174连接，第二齿轮174与第一齿轮173啮合，所以当第二马达172转动时，经由此齿轮系传递，也可以带动螺杆175转动以驱动对焦透镜群14进行对焦。

请参阅图5，图5是本发明第二实施例的变焦镜头于收纳状态时的对焦透镜群位置的示意图。如图所示，本实施例中第一引导轴22及第二引导轴23设置于基座21上，弹性组件26再外套于第一引导轴22，第一引导轴22及第二引导轴23分别经由两个孔穿过对焦透镜群24，使弹性组件26的两端分别顶住基座21与对焦透镜群24，当对焦透镜群24受到外力驱动时，对焦透镜群24将被第一引导轴22及第二引导轴23引导，往箭头方向C或箭头方向D移动，以进行对焦动作。传感器(被遮住未图示)设置于基座21之上，用以侦测对焦透镜群24的位置。驱动装置27包括第一马达271、第二马达272、第一齿轮273、第二齿轮(被遮住未图示)、螺杆275、螺帽276、固定螺丝277及第二马达基座278。第一马达271固定于基座21的下方，且与第一齿轮273及螺杆275连接。螺杆275经由一个孔穿过对焦透镜群24后再锁上螺帽276。当第一马达271转动时同步带动螺杆275转动，使螺帽276沿箭头方向C或箭头方向D移动，当螺帽276沿箭头方向C移动时，因为弹性组件26的弹力作用，使对焦透镜群24也往箭头方向C移动，当螺帽276沿箭头方向D移动时，螺帽276将直接压迫对焦透镜群24，使对焦透镜群24也往箭头方向D移动，对焦透镜群24沿箭头方向C或箭头方向D移动即可完成对焦动作。

第二马达272固定于第二马达基座278的上方，第二马达基座278再经由固定螺丝277固定于基座21的上方，第二马达272与第二齿轮连接，第二齿轮与第一齿轮273啮合，所以当第二马达272转动时，经由此齿轮系传递，也可以带动螺杆275转动以驱动对焦透镜群24进行对焦。

第二实施例的两颗马达分别固定于基座21的上下方，第一实施例的两颗马达则固定于基座11的下方，此为第二实施例与第一实施例不同的地方。当变焦镜头由收纳状态移动至广角端、或由中间端移动至望远程、或由望远程移动至收纳状态、或由收纳状态移动至望远程时，变焦镜头中的对焦透镜群24的驱动方式皆与第一实施例相似，因此省略其说明。

本发明的光学器材的对焦机构可应用于数字相机或数字摄影机或望远镜或测距仪等光学器材的对焦，其实施方式与上述实施例近似，因此省略其说明。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但其并非用以限定本发明，本技术领域的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，仍可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种变焦镜头，其特征在于，包括：

第一马达；

第二马达；以及

对焦透镜群，该变焦镜头于收纳状态、广角端、中间端以及望远程之间进行切换时，该对焦透镜群依照马达推力及转速需求而选择性的交替由该第一马达及/或该第二马达来驱动进行对焦。

2.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，该变焦镜头由中间端切换至望远程时，该对焦透镜群先由该第一马达单独驱动进行对焦，再由该第二马达单独驱动进行对焦。

3.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，该变焦镜头由中间端切换至望远程时，该对焦透镜群先由该第一马达以及该第二马达同时驱动进行对焦，再由该第二马达单独驱动进行对焦。

4.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，该变焦镜头由望远程切换至收纳状态时，该对焦透镜群由该第一马达以及该第二马达同时驱动进行对焦。

5.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，其更包括：螺杆，连结该对焦透镜群；第一齿轮，与该螺杆以及该第一马达连结；以及第二齿轮，啮合于该第一齿轮并与该第二马达连结，其中该第二齿轮与该第一齿轮的齿数不同。

6.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，其更包括：基座；两个引导轴，设置于该基座上并与该对焦透镜群连结；以及弹性组件，连结该基座与该对焦透镜群。

7.一种光学器材的对焦机构，其特征在于，包括：

基座；

第一引导轴，该第一引导轴设置于该基座上；

对焦透镜群，该对焦透镜群与该第一引导轴连结；

驱动装置，该驱动装置包括第一马达、第一齿轮、第二马达以及第二齿轮，该第一马达与该第一齿轮连结，该第二马达与该第二齿轮连结；以及

螺杆，该螺杆与该第一马达、该第一齿轮以及该对焦透镜群连结，该螺杆与该第一引导轴平行；

其中该第二齿轮啮合于该第一齿轮。

8.如权利要求7所述的光学器材的对焦机构，其特征在于，该第一齿轮的齿数与该第二齿轮的齿数不同。

9.如权利要求7所述的光学器材的对焦机构，其特征在于，其更包括弹性组件外套于该第一引导轴，且该弹性组件连结该基座与该对焦透镜群。

10.如权利要求7所述的光学器材的对焦机构，其特征在于，其更包括第二引导轴设置于该基座上，该第二引导轴与该对焦透镜群连结且与该螺杆平行。