CN1211684C - 可调整的镜群装置 - Google Patents

Abstract

一种可调整的镜群装置，包含有镜群筒、导引部件、驱动螺杆及驱动件；其中导引部件的心轴与镜群筒的光轴平行，用来引导镜群筒移动，而驱动件则是经由驱动螺杆连动而带动镜群筒沿着光轴平行方向移动；根据本发明，驱动件是借助一联结件与镜群筒构成可活动的结合关系，并且让驱动件具有多自由度的方向调整功能，在驱动螺杆与光轴或导引部件具有不平行的歪斜关系时，即可通过驱动件调整方向位置，使镜群筒平顺的移动。

Description

可调整的镜群装置

技术领域

本发明涉及一种可调整的镜群装置，是应用于相机、摄录像机、监控系统等设备所具备的取像镜头上，特别是利用导螺杆机构来驱动镜群移动，以达到镜群做对焦或变焦等目的的镜群装置。

背景技术

针对镜头模块设计，以往为了使整个镜头体积能够达到小型化的要求，通常会采用导螺杆机构驱动镜群移动，以达到镜群做对焦或变焦等目的。

然而在导螺杆机构中对于驱动螺杆与导引部件之间平行关系必须非常注意，否则很容易就会从制造上及组装上所产生的误差，造成驱动螺杆的轴线或驱动件与导引部件之间产生歪斜现象。为减少上述现象，以往解决手段有以下所述两种，一为尽可能减少驱动螺杆轴线的歪斜发生，也就是设计者会提高组件制造的公差及要求更高组装精度；而另一解决手段则是以扩大螺杆与螺帽之耦合间隙的作法，吸收心轴歪斜的偏移量；虽然此两种手段都可解决上述的问题，但是前者势必会导致生产模具费用提高、以及组装时间增加等，大幅增加制造成本。而后者则会造成螺杆与螺帽的背隙过大，产生镜群的移动量不易控制及振动、噪音出现等缺点。

通常在传动机构中，理论上两空间中的轴线需具平行关系，如图1所示C1及C4为在P1、P2两平面上互相平行的轴线，倘若因制造上及组装上的误差以致此空间中两轴线，无法在沿轴线方向维持相同的距离时(如图中所示C1及C2之距离d1≠d2)，在工程上我们称为产生偏差现象；又偏差现象可分为“倾斜”及“歪斜”，如C1及C2为两条轴线在同一平面产生不平行的关系称为倾斜，而若如C1及C3两条轴线的不平行关系，是发生在不共面上则称为歪斜。偏差的发生经常导致传动机构移动卡住、不平顺、噪音以及过大的动力损失等缺点，然而在取像镜头的产业生产时，由于制造及组装不可避免的误差一定会发生，且大都为歪斜偏差。因此歪斜偏差问题的解决，实为一重要课题。

针对前述偏差的问题，在图2所示的先前技术、日本实用新型“实公平6-37228”、美国专利公告第5,150,260号及第5,815,325号中都公开有解决偏差的手段。其中如图2所示的先前技术与“实公平6-37228”所述的手段是以齿条与螺杆啮合的方式达到传动的目的，借助齿条的一端为具自由开口的设计，以齿条与螺杆啮合部位可沿此方向调整为技术手段，达到调整倾斜偏差的效果；然而当螺杆心轴与导引部件轴线或光轴方向产生歪斜时，也就是当螺杆心轴的轴线与光轴或导引部件轴线不共面时，则此种技术手段中，螺杆与齿条相互啮合传动时就会产生角力矩，此时仅提供一个线性方向的自由度是不够的，必须至少还要有消除角力矩的旋转自由度，否则将造成镜群卡住不动或不平顺。

至于美国专利第5,150,260号提供解决偏差的手段，是以啮合部的齿条自由开口方向做为倾斜偏差时位置的调整手段，再加上其移动部件(moving member)可做正交驱动螺杆心轴的旋转角度调整。而美国专利第5,815,325号所述调整心轴偏差的手段，同样是以驱动连杆部件(driving linkage member)做正交于驱动螺杆心轴的旋转角度调整，加上驱动连杆部件中心部位具弹性特性而具调整位置倾斜量。基本上此两案例所公开的技术，其解决偏差问题为以解决共平面的倾斜偏差问题，其使用的手段为乃齿条自由开口方向或驱动连杆部件中心部位具弹性特性做为调整两轴线距离，以及以移动件可绕光轴方向旋转调整角度为技术手段。也就是此两案例以提供一至两个自由度调整的功能(一个为线性移动自由度或再加上一个旋转角度的自由度)，而达到解决共平面倾斜偏差的问题，而非空间不共平面歪斜偏差的问题。

综上所述，传统导螺杆镜群移动机构中，对于移动偏差的调整，通常除了光轴方向之外，只提供一个方向的位置调整，如图1所示的构造及日本专利“实公平6-37228”所述的先前技术中，主要是以齿条开口方向为自由端，当偏差发生时，齿条的开口方向提供了偏差位置调整的空间；另外虽如美国专利公告第5,150,260号及第5,815,325号中提供了一种增加可调整旋转角度的技术手段，但是能够调整的偏差范围，基本上只限于调整旋转所绕偏差轴线必须跟光轴有共面关系，然而在工程实物上倾斜的现象通常是不共面的歪斜，无法有效解决歪斜偏差现象，而且以齿条作为啮合传动的方式又容易发生打滑现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可调整的镜群装置，是具多自由度调整功能的镜群移动机构，以解决上述无法有效调整传动时不共面的歪斜问题。

本发明的上述目的是这样实现的：一种可调整的镜群装置，其中至少

包含：

一镜群筒，搭载有镜片；

至少一导引部件，搭架于所述镜群筒上，且所述导引部件的轴线与所述镜群筒的光轴平行，使所述镜群筒可沿着平行于光轴方向移动；

一驱动螺杆，由一马达所驱动而转动；

一驱动件，与所述驱动螺杆耦合；及

一联结机构，连结所述镜群筒与所述驱动件，使所述驱动件可相对于所述镜群筒具有一方向的线性移动自由度及三维旋转角度自由度。

本发明所述的可调整的镜群装置，其中所述驱动件设有一可供所述驱动螺杆耦合的螺合孔。

本发明所述的一种可调整的镜群装置，其中至少包含：

一镜群筒，搭载有镜片，并在外缘设有一对保持适当距离的延伸块，且所述一对延伸块的相对内侧分别有至少一凸部；

至少一导引部件，所述导引部件的轴线与所述镜群筒的光轴平行，用以规范所述镜群筒移动；

一驱动螺杆，由一马达所驱动而转动；及

一驱动件，与所述驱动螺杆耦合连接，并且具有一可套组于所述一对延伸块之间的滑块，所述滑块设有衔合所述凸部的等量沟槽。

本发明所述的可调整的镜群装置，其中所述凸部为一圆弧体。

本发明所述的可调整的镜群装置，其中所述凸部为一滚珠。

本发明所述的可调整的镜群装置，其中所述凸部为具有弹性的凸部。

本发明所述的可调整的镜群装置，其中所述驱动件设有一可供所述驱动螺杆耦合的螺合孔。

本发明所述的一种可调整的镜群装置，其中至少包含：

一镜群筒，搭载有镜片，并在外缘设有一座部，所述座部上设有一内孔；

一转接件，所述转接件是以可滑动的关系套组于所述内孔，并设有一对保持适当距离的延伸块，且所述一对延伸块的相对内侧分别有至少一凸部；

至少一导引部件，所述导引部件的轴线与所述镜群筒的光轴平行，用以规范所述镜群筒移动；

一驱动螺杆，由一马达所驱动而转动；及

一驱动件，与所述驱动螺杆耦合连接，并且具有一可套组于所述一对延伸块之间的滑块，所述滑块设有衔合所述凸部的等量凹弧部。

本发明所述的可调整的镜群装置，其中所述驱动件设有一可供所述驱动螺杆耦合的螺合孔。

根据本发明所述的可调整的镜群装置，其包含有：一搭载有镜片的镜群筒、至少一导引部件，其心轴与镜群筒的光轴平行，用以规范镜群筒的移动方向、一受马达所驱动的驱动螺杆、一与驱动螺杆啮合连接的驱动件，及一用以连结镜群筒与驱动件联结机构，所述联结机构让驱动件可相对于镜群筒做多自由度的方向调整，当螺杆与光轴或导引部件有歪斜产生时，镜群筒也能平顺地沿着光轴方向移动，达到解决空间不共面歪斜偏差的目的。

为使对本发明的目的、构造特征及其功能有进一步的了解，下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。

附图说明

图1是说明倾斜及歪斜偏差的示意图；

图2是传统可调整的镜群装置的示意图；

图3是本发明所述可调整的镜群装置的第一实施例的部分剖面示意图；

图4是本发明所述可调整的镜群装置的第一实施例的部分剖面立体分解示意图；

图5是本发明所述可调整的镜群装置的第二实施例的部分剖面示意图；

图6是本发明所述可调整的镜群装置的第二实施例的立体分解示意图。

具体实施方式

本发明所述可调整的镜群装置，是一种具多自由度调整功能的镜群移动机构，以解决上述这些问题，通过镜群移动机构中提供连结及啮合的机构，随时调整驱动件与驱动螺杆及驱动件与镜群的位置及方向，如此使得即使驱动螺杆与光轴或导引部件(如导杆)有歪斜产生时，镜群也能平顺地沿光轴方向移动。

如图3、图4所示，本发明所提出的可调整的镜群装置包括有一镜群筒10、至少一导引部件20、一驱动螺杆30及一驱动件40等；其中驱动件40与驱动螺杆30啮合且受驱动螺杆30转动，使驱动镜群筒10做沿光轴方向的移动。为了进一步说明前述各构件的特征与连结关系，下面就各构件分别做详细说明。

其中镜群筒10为一内含有镜片11的构件，并在镜群筒10的外缘具有可供导引部件20结合的导引槽12与导孔12’，使其在受到外力牵动而运动时，能沿着导引部件20的轴向方向上移动；

导引部件20则是轴向平行于镜群筒10轴的导杆，让搭载于导引部件20上的镜群筒10可以在平行光轴的路径上移动；

驱动螺杆30则是由一马达50所驱动而转动；

至于驱动件40上设有一螺合孔41，可供驱动螺杆30啮合连接，并且还通过一联结机构(容后详述)与镜群筒10连接，使驱动件40与镜群筒10构成一种可活动的连接关系。

由此上述各构件的连结与组成，驱动螺杆30可通过马达50所提供的旋转动力，让与驱动螺杆30啮合连动的驱动件40沿着驱动螺杆30轴向方向移动，带动通过联结机构与驱动件40接连的镜群筒10沿着导引部件20轴向方向移动。此外，驱动件40可通过联结机构的连接，使驱动件40可相对于镜群筒10做多自由度的方向调整，使当驱动螺杆30轴向与镜群筒10移动方向(光轴方向)即使具有不共面两轴线的歪斜偏差存在，镜群筒10仍能平顺地沿光轴方向移动。

在本实施例中，前述的联结机构包含有设置于镜群筒10外缘的一对延伸块61，以及一结合于驱动件40上的滑块62，其中两延伸块61彼此保有适当距离，且在相对内侧上分别有至少一凸部611，所述凸部611可以是具有弹性的圆弧体或是结合于延伸块上的滚珠；而滑块62可套组于该对延伸块61之间，且设有衔合于凸部611的等量沟槽621。

配合图中所示的坐标，两延伸块61之间具有一朝向坐标的Y轴方向的开口，并且朝向Z轴方向为开通的形态，此外，两延伸块61在X轴方向的间距略大于滑块62于X轴方向宽度。由此，让通过此一联结机构与镜群筒10连接的驱动件40在X轴方向有足够的空间供绕Y轴及Z轴方向旋转的调整余度，且因两延伸块61在Z轴为开通的状态，故可提供驱动件40做绕X轴方向旋转，并且可通过朝X轴方向开通的沟槽621与凸部611配合，提供驱动件40做Y轴方向的位置移动。换言之，驱动件40相对于镜群筒10具有一方向的线性移动自由度及三维旋转角度自由度。

由此可知，驱动件40与镜群筒10之间具有如球形座的结合特性，当驱动螺杆30轴向方向与导引部件20因制造上及组装上所产生的误差，造成驱动螺杆30的轴线或驱动件40与导引部件20之间产生歪斜现象时，驱动件40即可通过绕X、Y、Z轴旋转调整以及Y轴方向的高度调整，使得驱动件40与镜群筒10的移动保持平顺，达到调整歪斜偏差的效果。

如图5、图6所示为本发明联结机构另一种较佳实施例；此联结机构包含有一设置于镜群筒10外缘的座部63、一转接件64以及一设置于驱动件40上的滑块65；其中，在座部63上设有一内孔631，此内孔631为一可供转接件64以非紧配合的关系套组于其中的圆形孔洞；另外，在图中可以见到转接件64上更设有一对保持适当距离的延伸块641，且该对延伸块641的相对内侧分别有至少一凸部642；至于滑块65上则设有可衔合凸部642的等量凹弧部651。

配合图中所示的坐标；借助上述的构成，转接件与镜群筒10可借助转接件64相对于内孔沿着Y轴方向滑动而作高度位置调整，并且绕Y轴做360度旋转。此外，转接件64上的二延伸块641之间具有一朝向坐标的Y轴方向的开口，并且朝向Z轴方向为开通的形态，此外，两延伸块641在X轴方向的间距大于滑块65于X轴方向宽度，让滑块65与套组于内孔631中的转接件64组合后，驱动件40在X轴方向有足够的空间供绕Y轴及Z轴方向旋转的调整余度，且因两延伸块641在Z轴为开通的状态，故可提供驱动件40做绕X轴方向旋转。

因此当驱动件40受到驱动螺杆30耦合连动而沿着驱动螺杆30轴向方向移动时，驱动件40便带动镜群筒10做移动，而镜群筒10移动方向受导引部件20轴线方向所导引，故当驱动螺杆30轴向方向与导引部件20轴线方向产生歪斜时，驱动件40与镜群筒10即可借助上述有如球形座的结合关系，使驱动件40可做X、Y、Z轴旋转以及Y轴方向高度调整，使得驱动件40与镜群筒10的移动平顺，达到调整歪斜偏差的效果。

另，前述两实施例所述联结机构中，其中凸部611与沟槽621以及凸部642与凹弧部651的配合关系具有位置上的可置换性，且仍具有调整歪斜偏差的功效。

由上可知，本发明所述一种可调整的镜群装置，是具多自由度调整功能的镜群移动装置，可以解决长久以来存在三度空间的歪斜偏差问题。但以上所述，仅为本发明其中的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆为本发明专利范围所涵盖。

Claims (7)

1、一种可调整的镜群装置，其特征在于，至少包含：

一镜群筒，搭载有镜片，并在外缘设有一对保持适当距离的延伸块，且所述一对延伸块的相对内侧分别有至少一凸部；

至少一导引部件，所述导引部件的轴线与所述镜群筒的光轴平行，用以规范所述镜群筒移动；

一驱动螺杆，由一马达所驱动而转动；及

一驱动件，与所述驱动螺杆耦合连接，并且具有一可套组于所述一对延伸块之间的滑块，所述滑块设有衔合所述凸部的等量沟槽。

2、如权利要求1所述的可调整的镜群装置，其特征在于，所述凸部为一圆弧体。

3、如权利要求1所述的可调整的镜群装置，其特征在于，所述凸部为一滚珠。

4、如权利要求1所述的可调整的镜群装置，其特征在于，所述凸部为具有弹性的凸部。

5、如权利要求1所述的可调整的镜群装置，其特征在于，所述驱动件设有一可供所述驱动螺杆耦合的螺合孔。

6、一种可调整的镜群装置，其特征在于，至少包含：

一镜群筒，搭载有镜片，并在外缘设有一座部，所述座部上设有一内孔；

一转接件，所述转接件是以可滑动的关系套组于所述内孔，并设有一对保持适当距离的延伸块，且所述一对延伸块的相对内侧分别有至少一凸部；

至少一导引部件，所述导引部件的轴线与所述镜群筒的光轴平行，用以规范所述镜群筒移动；

一驱动螺杆，由一马达所驱动而转动；及

一驱动件，与所述驱动螺杆耦合连接，并且具有一可套组于所述一对延伸块之间的滑块，所述滑块设有衔合所述凸部的等量凹弧部。

7、如权利要求6所述的可调整的镜群装置，其特征在于，所述驱动件设有一可供所述驱动螺杆耦合的螺合孔。

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