CN1740840A

CN1740840A - 光学变焦距装置以及使用该装置的便携式通信装置

Info

Publication number: CN1740840A
Application number: CNA2005100859980A
Authority: CN
Inventors: 辛斗植; 尹泳权
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-08-23
Filing date: 2005-07-20
Publication date: 2006-03-01
Anticipated expiration: 2025-07-20
Also published as: KR20060017987A; DE602005001533T2; EP1630582A1; KR100617828B1; EP1630582B1; DE602005001533D1; US20060038913A1; JP4191708B2; CN100399100C; JP2006058897A

Abstract

一种光学变焦距装置，包括：多个镜头；用于保持相应的镜头的镜头壳体；定位成环绕所述镜头壳体的第一磁体；第二磁体，所述第二磁体定位成沿移动轴线环绕所述镜头壳体，同时与第一磁体间隔开；以及移动装置，所述移动装置定位在第一和第二磁体之间，同时环绕所述镜头壳体，以在施加电流时沿移动轴线前后移动镜头壳体。

Description

光学变焦距装置以及使用该装置的便携式通信装置

技术领域

本发明涉及一种便携式通信装置，尤其是涉及一种即便在光学变焦距摄像机镜头安装在主体上时也特别紧凑或者小巧(slim)的便携式通信装置。

背景技术

一般来说，“便携式通信装置”是指用户能够随身携带以进行无线通信的电子装置。考虑到便携性，这种便携式通信装置的设计倾向于不但紧凑、小巧以及轻便，而且具有多媒体可利用性，具有较广泛的各种功能。预计未来的便携式通信装置具有更多的功能和更多的用途，并且更加紧凑和轻便。它们还将为了各种多媒体环境或互联网环境进行改进。另外，这种便携式通信装置目前通用于世界各地各种年龄和所有职业的人们。而且，它们被一些人认为是必须总是随身携带的几乎不可或缺的物品。

根据其外观，传统的便携式通信装置可分为各种类型，例如条形便携通信装置、翻转式(flip-type)便携通信装置以及折叠型便携通信装置。条形便携通信装置具有单个形状类似长条的壳体。翻转式便携通信装置具有通过铰接设备可转动地连接至条形壳体的翻转件(flip)。折叠式便携通信装置具有通过铰接设备以转动的方式耦合至单个条形壳体的折叠件，以便该折叠件可折叠至壳体或者从壳体打开折叠。

另外，便携式通信装置可根据它们打开和闭合的方式分为转动式便携通信装置和滑动式便携通信装置。在转动式便携通信装置中，两个壳体以下述方式彼此连接，即一个壳体在相对于另一个壳体被打开或者闭合时转动，同时它们还彼此面对。在滑动式便携通信装置中，两个壳体以下述方式彼此连接，即一个壳体在相对于另一个壳体打开或者闭合时沿纵向方向滑动。对于本领域的技术人员来说，这些不同分类的便携通信装置都是公知的。

同时，目前传统的便携式通信装置除了执行声音通信的基本功能之外，还趋向于高速传输数据。换句话说，根据消费者要求的需求，目前的便携式通信装置趋向于使用无线通信技术提供能够高速传输数据的服务。

另外，传统的便携式通信装置目前配备有摄像镜头以传输视频信号。便携式通信装置通常具有外部或者置入摄像镜头模块，以执行视频通信或者摄取所需目标的图片。也已经提出了具有光学变焦距摄像镜头的便携式通信装置。

当光学变焦距装置施加到光学变焦距摄像镜头模块时，已提出了诸如步进电机之类的机械结构或者使用压电现象的装置。在Ohima等人的、名称为“用于数字照相机的变焦距镜头控制系统”的美国专利US6762888A中就详细公开了使用步进电机的机械光学变焦距装置的实例(其内容在此参照引用)。

便携式通信装置是由电力充电电池驱动并由个人携带的电子装置。因此，要把耗电量、体积和方便性作为重要因素考虑。

但是，当传统光学变焦距装置安装在便携式无线终端的主体上时，该主体必须至少具有预定的厚度。具体来说，当主体设有使用光学变焦距原理的摄像镜头模块时，在确定主体的厚度时必须考虑摄像镜头的光学变焦距距离。这样就对便携式通信装置的紧凑性和小巧性产生了负面影响。

而且，使用步进电机的光学镜头装置不可避免地具有噪音和振动，而且不适于变小巧。在解决上述问题的努力中，已提出了使用压电现象的光学变焦距装置。但是，这种光学变焦距装置存在变焦距操作不稳定而且耗电量增加的问题。

发明内容

因此，通过提供一种尺寸小巧、操作稳定、而且耗电量少的光学变焦距装置，而提出了本发明，以减少或者克服存在于现有技术中的上述问题，并提供了另外的优点。

根据本发明的原理，一种光学变焦距装置包括：多个镜头；用于保持所述相应镜头的镜头壳体；定位在镜头壳体附近的第一磁体；第二磁体，所述第二磁体沿移动轴线定位在镜头壳体附近，同时与第一磁体分开；以及移动装置，所述移动装置定位在第一和第二磁体之间，以在施加电流时沿所述移动轴线移动镜头壳体。

附图说明

从下面结合附图的详细说明中，本发明将变得更加显而易见。

图1是根据本发明的第一实施例所述的光学变焦距装置的剖视图；

图2是图1所示光学变焦距装置的透视图；

图3是图1所示移动装置的俯视图；

图4是图1所示移动装置的透视图；

图5是图3所示移动装置的一部分的局部放大示意图；

图6是图1所示移动装置的侧视图；

图7是图1所示镜头壳体的透视图；

图8图示出包括根据本发明的第二实施例所述的光学变焦距装置的便携式通信装置；

图9是图8所示光学变焦距装置的剖视图；

图10是显示图9所示光学变焦距装置的操作过程的曲线图。

具体实施方式

下面将参照附图说明本发明的实施例。为清楚和简单起见，鉴于本文所引用的公知功能和结构的详细描述可能会使本发明的主题不显明，因此将省略对其进行详细说明。

图1是根据本发明的第一实施例所述的光学变焦距装置的剖视图。图2是图1所示光学变焦距装置的透视图。参照图1和2，根据本发明的第一实施例所述的光学变焦距装置包括多个镜头111a、111b、111c、161a和161b；用于保持相应的镜头111a、111b和111c的镜头壳体110；第一磁体130；与第一磁体130分开的第二磁体140；设置在第一和第二磁体130和140之间同时环绕镜头壳体110以在施加电流时沿移动轴线前后移动镜头壳体110的移动装置120；外部壳体150；图像传感器171；UV滤光器181；电路板170；光学管160和支撑件180。

图像传感器171检测通过镜头111a、111b、111c、161a和161b输入的光学信号。UV滤光器181阻截所输入的光学信号的UV射线。电路板170检测光学信号以转换成电信号。光学管160安装在外部壳体150内并保持不被镜头壳体110保持的镜头161a和161b。支撑件180具有其上安装电路板170的一端和其内插入并保持外部壳体150的另一端。

第一和第二磁体130和140呈径向结构，并具有沿移动轴线形成在其中心的中空。镜头壳体110以预定间隔穿过第一和第二磁体130和140的每个中空。彼此面对的第一和第二磁体130和140的表面具有相同的极性并且在第一和第二磁体130和140之间形成磁场。第一和第二磁体130和140可包括永久磁铁或螺线管。

外部壳体150呈圆柱形，并具有沿移动轴线穿过其中心延伸的中空。第一和第二磁体130和140被支撑在外部壳体150的内周边表面上。

图3至6示出了图1所示的移动装置120的结构。参照图3至6，移动装置120包括无磁性体121，该无磁性体121具有穿过其中心延伸的中空和环绕无磁性体121的外周边表面的多个线圈绕组。移动装置连接至用于提供直流电的直流电源230和用于控制直流电的强度和方向的可变稳压器220。

无磁性体121包括多个C形槽123，这些C形槽沿环绕形成在其中心的中空的移动轴线延伸；多个导叶片121a和121b，这些导向叶片在平行于移动轴线的方向上沿C形槽123的周边延伸；多个凸起214，这些凸起在平行于移动轴线的方向上在C形槽123之间从无磁性体121延伸；以及多个导向装置210。

导向装置210包括形成在无磁性体121的内周边表面上的导向槽211；插入导向槽211的弹性装置212；以及插入导向槽211以利用来自于弹性装置212的弹力被强制施加作用力到镜头壳体110的外周边表面的导向球213。导向装置210使无磁性体121的内周边表面与镜头壳体110的外周边表面配合并且引导镜头壳体110沿移动轴线移动。至少三个导向装置210设置成相对于镜头壳体110的外周边表面强制作用到无磁性体121。导向装置210以120度或者更少的间隔与另一导向装置210间隔开。

每个线圈绕组125围绕相应的导向叶片121a和121b以及相应的凸起124，并且在施加直流电时形成磁场。引导装置120可由螺线管组成，该螺线管能够根据所施加的直流电的极性和强度调整磁场和所述作用力的方向。

在从直流电源230施加直流电时，移动装置120在预定方向上建立磁场。可通过利用可变稳压器控制直流电的极性和强度，而调整所建立的磁场的方向和强度。

图7是图1所示镜头壳体110的透视图。参照图7，圆柱形镜头壳体110具有至少一个形成在其外周边表面上的槽111，其这些槽中安装相应的第三磁体112。面向第一和第二磁体130和140的内周边表面的第三磁体112的表面112a具有与第一和第二磁体130和140的内周边表面相同的极性。第一槽111可采取在平行于移动轴线的方向上沿镜头壳体110的外周边表面延伸的长条的形式、或者采取环绕镜头壳体110的外周边表面延伸的圆环的形式。

图8是根据本发明的第二实施例所述的便携式通信装置的透视图。图9是图8所示的光学变焦距装置的剖视图。参照图8和9，根据本发明的第二实施例所述的便携式通信装置300包括根据本发明的第一实施例所述的光学变焦距装置400和主体310。

光学变焦距装置400包括：用于保持相应的镜头(未示出)的镜头壳体410；环绕镜头壳体410设置的第一磁体430；沿移动轴线环绕镜头壳体430设置同时与第一磁体430间隔开的第二磁体440；以及移动装置420，该移动装置设置在第一和第二磁体430和440之间、同时环绕镜头壳体410，以在施加电流时产生用于沿移动轴线前后移动镜头壳体410的移动力。

镜头壳体410以其中空与移动轴线相一致的方式被校准。第二磁体440、移动装置420和第一磁体430顺序地插入镜头壳体410的外周边表面。彼此面对的第一和第二磁体430和440的表面430b和440b具有相同的极性并且在它们之间建立互斥力。第三磁体412的第一表面412a与第一和第二磁体430和440的内周边表面430a和440a具有相同的极性。内周边表面430a和440a面对第一表面412a。另外，在第一和第二磁体430和440以及第三磁体412之间建立互斥力。移动装置420具有导向装置(未示出)，该导向装置形成在被强制作用于镜头壳体410的无磁性体421的内周边表面上。这样，移动装置420和镜头壳体410之间产生摩擦力F₂。第一和第二磁体以及镜头壳体之间也产生摩擦力F₁。

当施加电流时，移动装置420在平行于移动轴线的方向上建立移动力F。这就给镜头壳体410提供移动力F。根据施加在移动装置420上的直流电的方向控制移动力F。由于镜头壳体410和移动装置420之间的摩擦力F₂，移动力F从移动装置420传递到镜头壳体410。

图10中的曲线图图示出图9所示光学变焦距装置400的操作过程。参照图10，光学变焦距装置400的操作过程可分成由于施加在移动装置420上的直流电的变化而引起的加速过程和惯性过程。

在加速过程中，由移动装置建立的移动力逐渐增加，并被传递到镜头壳体410。移动力正比于施加在移动装置420上的直流电的强度变化量。

F₂＞F＞F₁ (公式1)

如果由移动装置420建立的移动力大于第一和第二磁体430和440以及镜头壳体410之间的摩擦力F₁，移动装置就缓慢加速。镜头壳体410也被移动装置420加速。可变稳压器520根据需要控制施加在移动装置420上的直流电的强度和极性。

在惯性过程中，用于加速镜头壳体410的移动装置420的操作过程立即停止。镜头壳体410和移动装置420之间的摩擦力F₂随后消失。进一步地，镜头壳体410在静止惯性力的作用下趋向于在被传递的移动力的方向上继续移动。

如果已被施加在移动装置420上的直流电突然中断，移动装置420就停止把移动力传递到镜头壳体410。镜头壳体410随后承受静止惯性力，并且趋向于增加地移动预定的距离。

2F₁＞F_B＞静止惯性力 (公式2)

公式2解释了静止惯性力和F₁之间的摩擦力关系。由于静止的移动装置420在与移动方向相反的方向上即刻地被F_B移动，因此镜头壳体410由于静止惯性而承受更大程度的移动力F。

如果移动装置420被即刻地在相反方向上被F_B移动，移动装置420和镜头壳体410之间的摩擦力F₂就会消失并且产生短暂的滑移。换句话说，镜头壳体410承受更大程度的惯性力，同时移动装置420在与移动力的传递方向相反的方向上传递F_B。由此，移动装置420根据所施加的直流电的方向，即可在所施加的移动力F的方向上也可在与移动力F的传递方向的相反方向上进行移动。

总而言之，随着施加在移动装置420上的直流电在重复地加速和惯性过程中进行改变，移动装置420起着振动器的作用。移动装置420的振动激发镜头壳体410的静止惯性力，并使其沿移动轴线移动。可通过改变所施加的直流电的极性而控制移动装置420的振动方向。

如上所述，包括根据本发明所述的移动装置420的光学变焦距装置400通过控制施加在移动装置420上的直流电而把移动装置420用作一种螺线管制动器。如果将要控制变焦距操作的方向，则可将加速过程中直流电的方向反向。

优选地，根据本发明所述的光学变焦距装置可降低噪音，而且可将该光学变焦距装置所应用的产品作成小巧的尺寸。特别是，由于施加在移动装置上的直流电的强度和反向随预定周期改变，因此螺线管类型的移动装置受到振动。这样，把这种振动应用于产生镜头壳体的移动力。由于镜头壳体通过由移动装置的振动产生的惯性力而移动，因此能耗降至最低。因此，光学变焦距装置可应用于具有小巧尺寸的便携式通信装置。

虽然参照其特定的优选实施例图示并说明了本发明，但本领域的技术人员可以理解，不超出由随附权利要求书限定的本发明的精神实质和保护范围，可以有各种形式和细节的改变。

Claims

1.一种光学变焦距装置，包括：

多个镜头；

用于保持所述多个镜头的镜头壳体；

定位在镜头壳体附近的第一磁体；

第二磁体，所述第二磁体沿移动轴线定位在镜头壳体附近，同时与第一磁体间隔开；以及

移动装置，所述移动装置定位在第一和第二磁体之间，以在施加电流时沿所述移动轴线移动镜头壳体。

2.如权利要求1所述的光学变焦距装置，其特征在于：

所述第一和第二磁体定位在镜头壳体周围。

3.如权利要求1所述的光学变焦距装置，其特征在于：

所述移动装置环绕所述镜头壳体。

4.如权利要求1所述的光学变焦距装置，其特征在于：

所述移动装置在沿所述移动轴线的前后运动中移动所述镜头壳体。

5.如权利要求1所述的光学变焦距装置，其特征在于：

所述镜头壳体呈圆柱形，并且至少一个槽形成在其内设置第三磁体的外周边表面上。

6.如权利要求5所述的光学变焦距装置，其特征在于：

所述面向所述第一和第二磁体的内周边表面的第三磁体的表面具有与所述第一和第二磁体相同的极性。

7.如权利要求5所述的光学变焦距装置，其特征在于：

所述第一槽在与第一和第二磁体的位置相对应的位置沿镜头壳体的外周边表面以径向形状形成。

8.如权利要求5所述的光学变焦距装置，其特征在于：

所述第一槽在平行于移动轴线的方向上沿镜头壳体的外周边表面形成。

9.如权利要求1所述的光学变焦距装置，其特征在于：

所述移动装置呈径向形状，在中心形成中空，镜头壳体的长轴穿过该中空延伸同时与移动轴线相一致。

10.如权利要求9所述的光学变焦距装置，其特征在于：

所述移动装置包括无磁性体和多个环绕所述无磁性体的线圈。

11.如权利要求10所述的光学变焦距装置，其特征在于：

所述移动装置进一步包括沿移动轴线环绕中空的周边的多个C形槽。

12.如权利要求11所述的光学变焦距装置，其特征在于：

所述无磁性体包括多个导向装置，所述导向装置形成在无磁性体的内周边表面上同时与镜头壳体的外周边表面配合，以引导镜头壳体沿移动轴线移动。

13.如权利要求12所述的光学变焦距装置，其特征在于：

所述每个导向装置包括：

形成在无磁性体的内周边表面上的导向槽；

插入导向槽的弹性装置；以及

以下述方式插入导向槽的导向球，即导向球的一部分接触镜头壳体的外周边表面，以利用来自于弹性装置的弹力被强制作用于镜头壳体的外周边表面上。

14.如权利要求11所述的光学变焦距装置，其特征在于：

所述无磁性体包括多个导向叶片，所述叶片在垂直于移动轴线的方向上沿C形槽的周边延伸，而且每个线圈绕组环绕相应的导向叶片的周边。

15.如权利要求5所述的光学变焦距装置，其特征在于：

所述第三磁体的表面具有与面对第三磁体的表面的第一和第二磁体的表面相同的极性，而且第一和第二磁体借助于第三磁体与光学管保持分开。

16.如权利要求1所述的光学变焦距装置，其特征在于：

彼此面对的所述第一和第二磁体的表面具有相同的极性，而且第一和第二磁体呈径向结构，并且沿移动轴线在其中心形成中空。

17.如权利要求1所述的光学变焦距装置，其特征在于：

所述光学变焦距装置进一步包括外壳体，所述外壳体呈圆柱形，并具有沿移动轴线穿过其中心延伸的中空，其中所述多个镜头、镜头壳体、第一和第二磁体以及移动装置安装在所述中空中，而且第一和第二磁体被支撑在外壳体的内周边表面上。

18.一种便携式通信装置，包括：

光学变焦距摄像机镜头模块，该光学变焦距摄像机镜头模块包括：

多个镜头；

用于保持多个镜头的镜头壳体；

定位在镜头壳体附近的第一磁体；

移动装置，所述移动装置定位在第一和第二磁体之间，以在施加电流时沿移动轴线移动所述镜头壳体。

19.如权利要求18所述的便携式通信装置，其特征在于：

所述移动装置包括：

向所述移动装置提供直流电的直流电源，以及

可变稳压器，所述可变稳压器控制提供到移动装置的直流电的强度和方向。

20.如权利要求18所述的便携式通信装置，其特征在于：

所述移动装置包括螺线管。