CN112468689B - 数字成像装置 - Google Patents

Abstract

一种数字成像装置，包括外壳体、感光装置、遮光筒、活动镜筒及驱动装置。外壳体沿一延伸轴延伸，外壳体包括密闭端与开口端。感光装置设置于外壳体内部并邻近密闭端，感光装置具有感光元件，感光元件面朝向开口端。遮光筒设置于外壳体内，遮光筒包括固定端，固定端固设于外壳体内部并环绕套罩于感光元件周围。活动镜筒与遮光筒彼此同轴设置，活动镜筒包括镜头端及驱动部，镜头端设有光学透镜。驱动装置驱动活动镜筒相对于遮光筒轴向移动，使光学透镜选择性地趋近或远离感光元件。

Description

数字成像装置

技术领域

本发明涉及一种成像装置，特别是指一种数字成像装置。

背景技术

一般来说，许多人会使用具有显示镜的显像装置进行物体观测，例如使用望远镜观看远方的物体或者使用显微镜观看微小的物体。传统显像装置显示影像的方法大多是通过目镜将影像传送至人眼视网膜，或者显像装置上可安装有显示屏幕，以经由显示屏幕观看物体。

然而，传统的显像装置皆为固定式显示镜，使用者若想观看不同倍率的影像时则必须更换不同的目镜，造成使用上的不便与困扰。

发明内容

鉴于上述，在一实施例中，提供一种数字成像装置，包括外壳体、感光装置、遮光筒、活动镜筒及驱动装置。外壳体沿一延伸轴延伸，外壳体包括相对的密闭端与开口端。感光装置设置于外壳体内部并邻近密闭端，感光装置具有感光元件，感光元件面朝向开口端。遮光筒设置于外壳体内并沿延伸轴延伸，遮光筒包括有固定端与活动端，固定端固设于外壳体内部并环绕套罩于感光元件周围。活动镜筒与遮光筒彼此同轴设置，活动镜筒包括镜头端及驱动部，镜头端设有光学透镜，光学透镜同轴对应于感光元件。驱动装置连接于活动镜筒的驱动部，驱动装置驱动活动镜筒相对于遮光筒轴向移动，使光学透镜选择性地趋近或远离感光元件。

综上，本发明实施例的数字成像装置可通过驱动装置驱动活动镜筒相对于遮光筒轴向移动，使活动镜筒的镜头端的光学透镜能够趋近或远离感光元件，从而改变光学透镜与感光元件之间的间距，达到自由调整光学成像的放大倍率或缩小倍率。

附图说明

图1是本发明数字成像装置第一实施例的立体图。

图2是本发明数字成像装置第一实施例的剖视图。

图3是本发明数字成像装置第一实施例的作动图。

图4是本发明数字成像装置第一实施例的另一剖视图。

图5是本发明数字成像装置第二实施例的剖视图。

图6是本发明数字成像装置第二实施例的作动图。

图7是本发明数字成像装置第二实施例的作动图。

图8是本发明数字成像装置第三实施例的剖视图。

图9是本发明数字成像装置第三实施例的作动图。

【附图标记列表】

1、2、3 数字成像装置

10 外壳体

11 密闭端

12 开口端

121 发光元件

13 第一轴向导引件

14 第一轴向调整件

141 齿槽

20 感光装置

21 感光元件

22 电路板

30、30A、30B 遮光筒

31 固定端

32 活动端

321 第二限位块

33 伸缩套筒组件

34 第一套筒

35 第二套筒

40 活动镜筒

41 镜头端

42 光学透镜

43 第二轴向导引件

44 限位端

441 第一限位块

45 驱动部

451 内螺纹孔

50 驱动装置

51 螺杆

52 驱动马达

60 物距调整筒

61 第二轴向调整件

611 弹性扣

70 通讯模组

A 延伸轴

具体实施方式

图1为本发明数字成像装置第一实施例的立体图，图2为本发明数字成像装置第一实施例的剖视图，图3为本发明数字成像装置第一实施例的作动图，图4为本发明数字成像装置第一实施例的另一剖视图。如图1与图2所示，本实施例的数字成像装置1包括外壳体10、感光装置20、遮光筒30、活动镜筒40及驱动装置50。在一些实施例中，数字成像装置1可为数字显微镜装置或数字望远镜装置，并且活动镜筒40可受驱动而相对于遮光筒30移动，以自由调整光学成像的放大倍率或缩小倍率，此详述如下。

如图1与图2所示，在本实施例中，外壳体10可为但不限于长型中空壳体，外壳体10沿一延伸轴A延伸且包括相对的密闭端11与开口端12，也就是说，密闭端11与开口端12分别位于延伸轴A的相对端，且开口端12未受封闭而使外壳体10连通于外部。在一些实施例中，外壳体10可为任何形状的壳体，例如外壳体10的形状可为长方形(如图1所示)、圆形、方形或其他不规则形等。

如图1与图2所示，感光装置20设置于外壳体10内部并邻近密闭端11，感光装置20具有感光元件21，感光元件21面朝向开口端12。在本实施例中，感光装置20具有电路板22，电路板22固定于外壳体10内部并邻近密闭端11，例如电路板22可通过黏着、螺锁、卡接或热熔等方式固定于外壳体10内部，感光元件21设置于电路板22朝向开口端12的表面上。在一些实施例中，上述感光元件21具体上可为感光耦合元件(charge-coupled device,CCD)、互补式金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)、或互补式金属氧化物半导体主动像素传感器(CMOS Active pixel sensor)，用以感测取得光学成像。

如图1与图2所示，遮光筒30设置于外壳体10内并沿延伸轴A延伸，遮光筒30包括轴向相对的固定端31与活动端32，固定端31固设于外壳体10内部并环绕套罩于感光元件21周围，例如在本实施例中，遮光筒30为不可活动的固定式套筒，遮光筒30的固定端31是固定于感光装置20的电路板22朝向开口端12的表面，例如固定端31可通过黏着、螺锁、卡接或焊接等方式固定在电路板22上，但此并不局限，遮光筒30也可固定于外壳体10内部的其他组件上，遮光筒30的活动端32则未固定于其他组件。在一些实施例中，遮光筒30可为长方形筒、圆形筒或方形筒等，此外，遮光筒30可为但不限于不透光的筒体，以避免外部杂光进入镜筒内，干扰感光元件21成像。

再如图1与图2所示，活动镜筒40与遮光筒30彼此同轴设置，例如在本实施例中，活动镜筒40活套于遮光筒30的外周，也就是说，活动镜筒40与遮光筒30彼此不固定，使活动镜筒40能相对于遮光筒30轴向活动，但此并不局限，活动镜筒40也可设置于遮光筒30的内周。活动镜筒40包括镜头端41及驱动部45，在本实施例中，镜头端41为活动镜筒40远离感光装置20的一端，且镜头端41设有光学透镜42，光学透镜42同轴对应于感光元件21与外壳体10的开口端12，使外部光线能够经由开口端12、光学透镜42及遮光筒30而传递至感光元件21成像。在一些实施例中，活动镜筒40可为但不限于不透光的筒体，以避免外部杂光进入镜筒内，干扰感光元件21成像。

在一些实施例中，活动镜筒40与遮光筒30之间可彼此限位，以避免活动镜筒40轻易脱离遮光筒30或者在移动过程中发生晃动的情形。如图2所示，在本实施例中，活动镜筒40具有相对于镜头端41的限位端44，且限位端44朝遮光筒30凸设有第一限位块441，遮光筒30的活动端32对应朝活动镜筒40凸设有第二限位块321，由此，如图3所示，当活动镜筒40相对于遮光筒30轴向移动(在此活动镜筒40相对于遮光筒30朝外壳体10的开口端12移动)，使限位端44移动至遮光筒30的活动端32时，第一限位块441与第二限位块321可彼此阻挡限位，以防止活动镜筒40脱离遮光筒30。此外，活动镜筒40的第一限位块441还接触遮光筒30的外周，遮光筒30的第二限位块321接触活动镜筒40的内周，使活动镜筒40与遮光筒30之间受到径向限位，达到防止活动镜筒40在移动过程中晃动而提高稳定度。

如图1与图2所示，驱动装置50连接于活动镜筒40的驱动部45，用以驱动活动镜筒40相对于遮光筒30轴向移动，使光学透镜42选择性地趋近或远离感光元件21。例如在本实施例中，驱动装置50包括螺杆51，且螺杆51沿着延伸轴A延伸，活动镜筒40的驱动部45为设置于活动镜筒40周围的内螺纹孔451，且螺杆51螺设于内螺纹孔451中，由此，当螺杆51相对于内螺纹孔451旋转时，即可带动活动镜筒40相对于遮光筒30轴向移动，此如图2所示，当活动镜筒40的镜头端41邻接于遮光筒30的活动端32时，活动镜筒40的光学透镜42最接近感光装置20的感光元件21，此时，当螺杆51相对于内螺纹孔451旋转时(例如顺时针旋转)，可带动活动镜筒40相对于遮光筒30朝外壳体10的开口端12轴向移动，使活动镜筒40的光学透镜42与感光元件21之间的间距增加(如图3所示)，同理，当螺杆51相对于内螺纹孔451反向旋转时(例如逆时针旋转)，即可带动活动镜筒40相对于遮光筒30朝外壳体10的密闭端11轴向移动，从而使活动镜筒40的光学透镜42与感光元件21之间的间距减少，达到自由调整光学成像的最佳焦点距离，但上述螺杆51与活动镜筒40的作动关系，不以此为限。此请进一步参阅下揭表一所示，当活动镜筒40相对于遮光筒30移动时，可改变光学透镜42与感光元件21之间的间距(即表一中的像距)以及光学透镜42与外部物体之间的间距(即表一中的物距)，使感光元件21所感测到的光学成像产生不同的放大倍率或缩小倍率，达到不需更换镜头即可观看不同倍率的光学影像，在使用上更加便利。此外，通过螺杆51驱动的方式，能够达到更精细地控制活动镜筒40的移动距离，以进行更精密的影像撷取作业。

表一

放大倍率	焦距	像高	物高	总长	像距	物距	光学成像效果
								-5.00	16	-3.24	0.6480	115.2	96.0000	-19.2000	放大5倍
-4.70	16	-3.24	0.6894	110.6043	91.2000	-19.4043	放大4.7倍
								-4.60	16	-3.24	0.7043	109.0783	89.6000	-19.4783	放大4.6倍
-4.00	16	-3.24	0.8100	100.0000	80.0000	-20.0000	放大4倍
								-3.50	16	-3.24	0.9257	92.5714	72.0000	-20.5714	放大3.5倍
-3.00	16	-3.24	1.0800	85.3333	64.0000	-21.3333	放大3倍
								-2.50	16	-3.24	1.2960	78.4000	56.0000	-22.4000	放大2.5倍
-2.00	16	-3.24	1.6200	72.0000	48.0000	-24.0000	放大2倍
								-1.50	16	-3.24	2.1600	66.6667	40.0000	-26.6667	放大1.5倍
-1.00	16	-3.24	3.2400	64.0000	32.0000	-32.0000	放大1倍

在一些实施例中，上述驱动装置50的螺杆51可通过手动或电动的方式驱动，如图2与图3所示，驱动装置50的螺杆51还凸伸出外壳体10外部，以供使用者手动操控螺杆51旋转以改变光学成像的倍率。或者，如图5所示，为本发明数字成像装置第二实施例的剖视图，在此，驱动装置50还包括有驱动马达52，螺杆51可连接于驱动马达52，以通过驱动装置50驱动螺杆51旋转。然而上述实施例仅为举例，在一些实施例中，驱动装置50也可包括其他传动结构(例如炼带传动结构或齿轮传动结构)连接于活动镜筒40的驱动部45，以驱动活动镜筒40相对于遮光筒30轴向移动，而不限于上述螺杆51传动结构。

再如图2与图3所示，在一些实施例中，外壳体10内还设有第一轴向导引件13，活动镜筒40设有第二轴向导引件43，第二轴向导引件43可轴向活动地组接于第一轴向导引件13，使活动镜筒40相对于遮光筒30轴向移动时能够更加稳定而避免晃动。在本实施例中，第一轴向导引件13为轴向导杆并固定于外壳体10内部，活动镜筒40的第二轴向导引件43为设于活动镜筒40周围的穿孔且位于驱动部45的相对侧，第一轴向导引件13轴向穿设于第二轴向导引件43中，使驱动装置50驱动活动镜筒40相对于遮光筒30轴向移动时，第二轴向导引件43可沿着第一轴向导引件13的轴向移动，使活动镜筒40的相对二侧能分别受到螺杆51与第一轴向导引件13导引而于轴向移动过程中更加稳定。

如图1至图4所示，在本实施例中，数字成像装置1为数字显微镜装置且还设有物距调整筒60，物距调整筒60设置于外壳体10的开口端12，在此物距调整筒60套设于开口端12外部，举例来说，物距调整筒60凸伸出开口端12的端部可放置于平面上，欲观测的物体可位于物距调整筒60中，以根据物距调整筒60的固定位置而改变光学透镜42与欲观测物体之间的距离，达到进一步通过物距调整筒60改变感光元件21感测的光学成像的倍率。

承上，在一些实施例中，物距调整筒60可相对于外壳体10轴向移动调整位置，以改变光学透镜42与欲观测物体之间的距离。如图4所示，在本实施例中，外壳体10设有至少一个第一轴向调整件14，物距调整筒60设有至少一个第二轴向调整件61，第二轴向调整件14可轴向活动地组接于第一轴向调整件61，使物距调整筒60通过第一轴向调整件14与第二轴向调整件61而能相对于外壳体10轴向移动。例如在图4的实施例中，外壳体10具有两个第一轴向调整件14并分别设于外壳体10的相对二侧，且各第一轴向调整件14为沿延伸轴A排列设置的多个齿槽141，物距调整筒60具有两个第二轴向调整件61并分别设于物距调整筒60的相对二侧，各第二轴向调整件61为弹性片且具有弹性扣611，各弹性扣611可选择性地扣合于多个齿槽141的其中一个，以改变物距调整筒60与外壳体10的轴向相对位置，从而改变光学透镜42与欲观测物体之间的距离，使数字成像装置1能够进一步通过物距调整筒60调整感光元件21感测的光学成像的倍率。

然而上述实施例仅为举例，第一轴向调整件14与第二轴向调整件61也可为其他轴向调整结构，例如第一轴向调整件14可为沿延伸轴A排列设置的多个孔洞、磁吸件或扣件，以供第二轴向调整件61选择性固定。

再如图2与图3所示，在一实施例中，外壳体10的开口端12可还设有发光元件121，例如发光元件121可为发光二极管，使数字成像装置1在撷取光学影像时，能通过发光元件121照明而获得更加清晰的光学影像，且对于夜间或光线不足的环境下也能有足够亮度进行影像拍摄。

如图1与图2所示，在一实施例中，数字成像装置1还包括有通讯模组70，且通讯模组70电连接于感光元件21，使感光元件21感测的光学成像能经由通讯模组70输出至用户装置，例如输出至用户的行动装置以显示于行动装置的屏幕上，使用户能够即时观看或进行室内外录影直播。在一些实施例中，通讯模组70可包括有线通讯单元(如图1所示)以进行有线通讯传输，其中有线通讯传输方式可例如乙太网路、通用串行总线(USB)、高清多媒体接口(HDMI)或移动终端高清影音标准接口(MHL)等。或者，通讯模组70可包括有无线通讯单元(如图2所示)以进行无线通讯传输，无线通讯传输的方式可例如为无线网路、移动通讯技术等。又或者，通讯模组70可同时包括有线通讯单元与无线通讯单元，以同时具有无线通讯传输与有线通讯传输的功能。

在一些实施例中，遮光筒30也可呈可活动式型态，使光学透镜42与感光元件21之间能够有更大的调距范围，从而形成更多不同倍率的光学影像。如图5至图7所示，为本发明数字成像装置的第二实施例，本实施例中的数字成像装置2与上述第一实施例的数字成像装置1的差异至少在于，本实施例数字成像装置2的遮光筒30A包括伸缩套筒组件33，伸缩套筒组件33包括彼此同轴穿套的第一套筒34与第二套筒35，第一套筒34固设于外壳体10内部，例如在本实施例中，第一套筒34是固定于感光装置20的电路板22朝向开口端12的表面，第二套筒35能相对于第一套筒34轴向移动，例如在本实施例中，第二套筒35轴向活套于第一套筒34的外周而能相对于第一套筒34轴向移动，活动镜筒40与第二套筒35彼此同轴设置，驱动装置50可驱动活动镜筒40相对于第二套筒35轴向移动。

由此，如图5至图7所示，本实施例相较于上述第一实施例来说，活动镜筒40可以调整距离的范围更大，如图5所示，当活动镜筒40的镜头端41邻接于遮光筒30A的活动端32时，第二套筒35介于第一套筒34与活动镜筒40之间，使活动镜筒40的光学透镜42最接近感光装置20的感光元件21，且由于各镜筒及套筒采可伸缩的形式，因此筒身的设计可较非伸缩式的镜筒短，相较于图2的实施例来说，光学透镜42与感光元件21之间的距离更短，如图6所示，当螺杆51相对于内螺纹孔451旋转时(例如顺时针旋转)，可带动活动镜筒40相对于第一套筒34朝外壳体10的开口端12轴向移动，使活动镜筒40的光学透镜42与感光元件21之间的间距增加，且第二套筒35会随着活动镜筒40移动而相对于第一套筒34轴向位移，当第一套筒34与第二套筒35的端部彼此抵触限位时(如图6所示)，若继续旋转螺杆51时，即可使活动镜筒40相对于第二套筒35继续朝外壳体10的开口端12轴向移动(如图7所示)，以进一步增加光学透镜42与感光元件21之间的间距。同理，当螺杆51相对于内螺纹孔451反向旋转时(例如逆时针旋转)，即可带动活动镜筒40相对于遮光筒30A朝外壳体10的密闭端11轴向移动，从而使活动镜筒40的光学透镜42与感光元件21之间的间距减少。由此，本实施例的活动镜筒40能够进行三段式移动调整而有更大的距离调整范围，达到增加光学成像的倍率放大范围或倍率缩小范围。

如图8与图9所示，为本发明数字成像装置的第三实施例，本实施例中的数字成像装置3与上述第一实施例的数字成像装置1的差异至少在于，本实施例的遮光筒30B为弹性伸缩筒，遮光筒30B可为弹性材料所制成的筒体，并且能朝感光元件21方向弹性压缩或者朝外壳体10的开口端12弹性伸长。活动镜筒40固定于遮光筒30B的活动端32。由此，当螺杆51相对于内螺纹孔451顺时针或逆时针旋转时，可驱动活动镜筒40并朝感光元件21方向轴向移动以压缩遮光筒30B或者朝外壳体10的开口端12移动以带动遮光筒30B伸长，从而改变光学透镜42与感光元件21之间的间距而产生不同放大倍率或缩小倍率的光学成像。此外，本实施例通过遮光筒30B设计成弹性伸缩筒，可使活动镜筒40可调整距离的范围更大，而增加光学成像的倍率放大范围或倍率缩小范围，例如图8所示，弹性的遮光筒30B能够压缩的更加扁薄而大幅缩小轴向长度，使光学透镜42与感光元件21之间的间距相较于图2与图5的实施例来说更短，从而具有更大的距离调整范围。

虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神所作些许的更动与润饰，皆应涵盖于本发明的范畴内，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种数字成像装置，其特征在于，包括：

外壳体，沿一延伸轴延伸，所述外壳体包括相对的密闭端与开口端；

感光装置，设置于所述外壳体内部并邻近所述密闭端，所述感光装置具有感光元件，所述感光元件面朝向所述开口端；

遮光筒，设置于所述外壳体内并沿所述延伸轴延伸，所述遮光筒包括有固定端与活动端，所述固定端固设于所述外壳体内部并环绕套罩于所述感光元件周围；

活动镜筒，与所述遮光筒彼此同轴设置，所述活动镜筒包括镜头端及驱动部，所述镜头端设有光学透镜，所述光学透镜同轴对应于所述感光元件；以及

驱动装置，连接于所述活动镜筒的所述驱动部，所述驱动装置驱动所述活动镜筒相对于所述遮光筒轴向移动，使所述光学透镜选择性地趋近或远离所述感光元件，

其中，所述遮光筒包括伸缩套筒组件，所述伸缩套筒组件包括彼此同轴穿套的第一套筒与第二套筒，所述第一套筒固设于所述外壳体内部，所述活动镜筒与所述第二套筒彼此同轴穿套，且所述驱动装置驱动所述活动镜筒相对于所述第二套筒轴向移动。

2.如权利要求1所述的数字成像装置，其特征在于，所述驱动装置包括螺杆，所述活动镜筒的所述驱动部为内螺纹孔，所述螺杆螺设于所述内螺纹孔中。

3.如权利要求2所述的数字成像装置，其特征在于，所述外壳体内设有第一轴向导引件，所述活动镜筒设有第二轴向导引件，所述第二轴向导引件可轴向活动地组接于所述第一轴向导引件。

4.如权利要求1所述的数字成像装置，其特征在于，所述驱动装置包括驱动马达，所述驱动马达驱动所述活动镜筒相对于所述遮光筒轴向移动。

5.如权利要求1所述的数字成像装置，其特征在于，还包括物距调整筒，所述物距调整筒设置于所述外壳体的所述开口端。

6.如权利要求5所述的数字成像装置，其特征在于，所述外壳体设有第一轴向调整件，所述物距调整筒设有第二轴向调整件，所述第二轴向调整件可轴向活动地组接于所述第一轴向调整件。

7.如权利要求6所述的数字成像装置，其特征在于，所述第一轴向调整件为沿所述延伸轴排列设置的多个齿槽，所述第二轴向调整件包括弹性扣，所述弹性扣可选择性地扣合于所述齿槽的其中一个。

8.如权利要求1所述的数字成像装置，其特征在于，所述外壳体的所述开口端还设有发光元件。

9.如权利要求1所述的数字成像装置，其特征在于，还包括通讯模组，所述通讯模组电连接于所述感光元件。

10.如权利要求9所述的数字成像装置，其特征在于，所述通讯模组包括有线通讯单元、无线通讯单元或其组合。

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