CN1967307A - 镜头变焦与对焦结构及应用该结构的数码相机模组 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种镜头变焦与对焦结构及应用该结构的数码相机模组，该镜头变焦与对焦结构包括：一第一套筒、一第一步进马达、一第一镜筒、一第二套筒、一第二步进马达及一第二镜筒。该第一步进马达容置在该第一套筒内，该第一镜筒内设有至少一镜片，该第一步进马达与该第一镜筒配合并驱动该第一镜筒相对该第一套筒轴向移动。该第二套筒与该第一套筒相对固定，该第二步进马达容置于该第二套筒内。该第二镜筒内设有至少一镜片，该第二步进马达与该第二镜筒配合并驱动该第二镜筒相对该第二套筒轴向运动。该镜头对焦与变焦结构不仅驱动装置较小，而且驱动速度快，噪音小，较好满足了消费者的需求。

Description

镜头变焦与对焦结构及应用该结构的数码相机模组

【技术领域】

本发明是关于一种镜头变焦与对焦结构，尤其是关于一种体积较小、驱动速度快的镜头变焦与对焦结构及应用该结构的数码相机模组。

【背景技术】

数码相机通常为提高成像品质，一般配有变焦结构及对焦结构。该数码相机变焦及对焦结构的镜头由可动的变焦镜群及可动的对焦镜群组合而成。该变焦及对焦的功能是通过可动镜群的移动，以改变可动镜群及固定镜群在光轴上的间隔距离来完成。其中，变焦镜群移动以改变镜头倍率，对焦镜群移动以补偿倍率变化并且对焦。

无论是变焦结构还是对焦结构，均需通过驱动机构推拉或旋转镜头，现有的驱动机构通常采用驱动器带动齿轮机构，该种数码相机变焦镜头结构在工作时，驱动器带动圆柱齿轮转动，同时带动齿条做直线运动，从而使镜头在套筒内沿光轴作直线运动，改变镜头组与套筒内固定镜头之间相对位置，实现光学变焦，然而，该变焦相机的变焦镜头结构占有较大的体积，且传动时，动力损耗大，驱动速度较慢，光学精度低。

【发明内容】

有鉴于此，有必要提供一种体积较小、驱动速度较快的镜头变焦与对焦结构。

此外，有必要提供一种具小体积、驱动快的镜头变焦与对焦结构的数码相机模组。

一种镜头变焦与对焦结构，其包括：一第一套筒、一第一步进马达、一第一镜筒、一第二套筒、一第二步进马达及一第二镜筒。该第一步进马达容置于该第一套筒内，该第一镜筒内设有至少一镜片，该第一步进马达与该第一镜筒配合并驱动该第一镜筒相对该第一套筒轴向移动。该第二套筒与该第一套筒相对固定，该第二步进马达容置在该第二套筒内。该第二镜筒内设有至少一镜片，该第二步进马达与该第二镜筒配合并驱动该第二镜筒相对该第二套筒轴向移动。

一种数码相机模组，其包括：一第一套筒、一第一步进马达、一第一镜筒、一第二套筒、一第二步进马达、一第二镜筒及一影像感测器。该第一步进马达容置于该第一套筒内，该第一镜筒内设有至少一镜片，该第一步进马达与该第一镜筒配合并驱动该第一镜筒相对该第一套筒轴向移动。该第二套筒与该第一套筒相对固定，该第二步进马达容置于该第二套筒内。该第二镜筒内设有至少一镜片，该第二步进马达与该第二镜筒配合并驱动该第二镜筒相对该第二套筒轴向移动。该影像感测器设于该第二镜筒一侧，并位于被摄物光线可接收的位置。

与现有技术相比，所述的镜头变焦与对焦结构通过设置第一步进马达及第二步进马达分别驱动第一镜筒及第二镜筒轴向直线移动，不仅驱动装置较小，而且驱动速度快，噪音小，较好满足了消费者的需求。

该数码相机模组因该镜头变焦与对焦结构体积小，驱动速度快，噪音小，从而相应使该数码相机模组体积易于小型化，便于携带。此外，该镜头变焦及对焦结构驱动速度快，使该数码相机模组可快速调整至满意拍摄效果。

【附图说明】

图1是本发明优选实施方式数码相机的剖面示意图。

【具体实施方式】

本发明镜头变焦与对焦结构应用于数码相机模组内，请参见图1，该数码相机模组100较佳实施例包括一镜头变焦与对焦结构(图未标)、一影像感测器70及一基座80。该镜头变焦及对焦结构包括：一第一套筒10、一第一步进马达20、一第一镜筒30、一第二套筒40、一第二步进马达50、一第二镜筒60。

该第一套筒10大致为阶梯筒状，其包括一容置部12及一与其连接的凸缘部14，该容置部12的外径小于该凸缘部14的外径，而在两者相接处形成台阶。该容置部12为圆柱体，其中部具有一通孔122。在该通孔122内设有若干镜片124。该凸缘部14也为一圆柱体，其一端开有一容置孔142。该容置孔142与该通孔122共轴线。该通孔122的直径小于容置孔142的直径，并与容置孔142相贯通。邻近容置部12一端并于容置孔142的底壁上，延伸有二止转部144，每一止转部144大致为一长方形条状，其自由端垂直延伸至与该凸缘部14远离容置部12的一端相平齐。

该第一步进马达20设在该第一套筒10的容置孔142内，其包括一线圈22，一磁石24及一驱动转环26。该线圈22由多组导线围成一中空筒状，其固定在该容置孔142的内周壁，并与该数码相机的电源电连接。在通电时，该线圈22产生一磁场。该磁石24容置在该线圈22内且可相对线圈22转动，其大致为中空圆柱体。该驱动转环26也为一中空圆柱体，其内壁设有内螺纹262，其外壁与该磁石的内壁24相固定。在通电线圈22的磁场作用下，该磁石24可带着驱动转环26一起旋转。

该第一镜筒30设在该驱动转环26内，其为一中空圆柱体，该第一镜筒30内装设有若干镜片32，该若干镜片32的光轴与该第一套筒10的容置部12的若干镜片124光轴对齐。该第一镜筒30的外周壁设有外螺纹34，该外螺纹34与该驱动转环26的内螺纹262螺纹配合。该第一镜筒30在外周壁与内周壁之间对称开有二长槽36，该长槽36大致为条状空腔，其轴向贯通第一镜筒30，而与该第一套筒10的止转部144可滑动配合。

该第二套筒40大致为中空柱体，其外径大致与第一套筒10的凸缘部14的外径相当，结构也与第一套筒10的凸缘部14相同。该第二套筒40设在该第一套筒10的容置部12的相对端，并与该第一套筒10的凸缘部14相固定连接。该第二套筒40一端也开有一开孔42，另一端开有一容置孔44，该开孔42与该容置孔44同轴并相贯通。邻近开孔42一端且于该容置孔44的底壁延伸有二止转部46，该止转部46大致呈长方形条状，其自由端垂直延伸至与该第二套筒40远离开孔42的一端相平齐。

该第二步进马达50设在该容置孔44内，其也包括一线圈52，一磁石54及一驱动转环56，该驱动转环内壁设有内螺纹562。该第二步进马达50的结构大致与第一步进马达20结构相当，其不同仅在于该第二步进马达50功率较小，其它相同之处在此不详细描述。

该第二镜筒60设于该驱动转环56内，其大致为一中空圆柱体，该第二镜筒60内设有若干镜片62，该若干镜片62的光轴与该第一镜筒30的若干镜片32光轴对齐。该第二镜筒60外周壁设有外螺纹64，该外螺纹64与该驱动转环56的内螺纹562螺纹配合。该第二镜筒60于外周壁与内周壁之间对称开有二长槽66，该长槽36大致为条状空腔，其轴向贯通第二镜筒60，而与该第二套筒60的止转部46滑动配合。

该影像感测器70通常可为电荷耦合器(Charge Coupled Device，下称CCD)，或者补充性氧化金属半导体(Complementary Metal-OxideSemiconductor，下称CMOS)。该影像感测器用以将影像的光信号转变为电信号。

该基座80大致为一长方体，其上开有一容置腔82，用以容置影像感测器70。

组装时，先将第一步进马达20装于该第一套筒10内，该线圈22固定在该第一套筒10的容置孔142内。再将该第一镜筒30的长槽36对准第一套筒10的止转部144，之后将该第一镜筒30穿过第一套筒10内的止转部144，并使第一镜筒30的外螺纹34与该驱动转环26的内螺纹262相螺旋配合。因为第一步进马达20的驱动转环26在通电线圈22的磁场作用下，仅在原地旋转，而不能轴向移动，该驱动转环26进一步带动第一镜筒30有旋转趋势，然而，该第一镜筒30被第一套筒10的止转部144限制而不能旋转，因此在螺纹作用下，该第一镜筒30仅相对第一套筒10轴向移动，从而将第一步进马达20的旋转运动通过螺纹结构转换为第一镜筒30的直线运动。之后将第二步进马达50及第二镜筒60装于该第二套筒40内，其安装方式与第一套筒10内的组件安装方式相同，在此不详细描述。

将上述装配好的第一套筒10的凸缘部14与该第二套筒40具有开孔42的一端通过粘胶固定连接，使第一套筒10及第二套筒40连接为一体。之后将影像感测器70固定在基座80的容置腔82内，再将第一套筒10连同第二套筒40整体置于该基座80上，该影像感测器70设于被摄物光线可接收的位置，至此，该数码相机模组组装完毕。

工作时，当需要变焦时，将线圈22通电，该线圈22产生磁场，其驱动磁石24旋转，该磁石24的旋转进一步带动驱动转环26旋转，该驱动转环26旋转进一步带动第一镜筒30旋转，因该第一镜筒30被第一套筒10的止转部144限制，不能旋转，而仅沿该第一套筒10的止转部144向上滑动，从而改变第一镜筒30的若干镜片32与该第一套筒10的若干镜片124及第二镜筒60的若干镜片62之间距离，实现变焦。在变焦后，会导致成像影像清晰度发生改变，该数码相机控制器会将测距装置所侦测的数据，传递给第二步进马达50，该第二步进马达50再驱动第二镜筒60滑动到所需位置，从而实现对焦。该第一步进马达20及该第二步进马达50体积小，驱动速度快，可较好完成变焦及对焦功能。

可以理解，该第一套筒10的止转部144与该第二套筒40的止转部46可采用其它结构，如可作为一独立结构与该第一套筒10或第二套筒40相固定。

可以理解，该第一套筒10及该第二套筒40可一体成型。可以理解，该若干镜片142、32、62可分别包括至少一镜片。

Claims (13)

1.一种镜头变焦与对焦结构，其特征在于：该镜头变焦及对焦结构包括：一第一套筒、一第一步进马达、一第一镜筒、一第二套筒、一第二步进马达及一第二镜筒，该第一步进马达容置在该第一套筒内；该第一镜筒内设有至少一镜片，该第一步进马达与该第一镜筒配合并驱动该第一镜筒相对该第一套筒轴向移动；该第二套筒与该第一套筒相对固定；该第二步进马达容置于该第二套筒内；该第二镜筒内设有至少一镜片，该第二步进马达与该第二镜筒配合并驱动该第二镜筒相对该第二套筒轴向移动。

2.如权利要求1所述的镜头变焦与对焦结构，其特征在于：该第一套筒包括一容置部及一与其连接的凸缘部，该第一步进马达容置于该凸缘部内，该容置部的中部开有一通孔，该通孔内设有至少一镜片。

3.如权利要求2所述的镜头变焦与对焦结构，其特征在于：该凸缘部开有一容置孔，邻近容置部一端并于该容置孔的底壁延伸有二止转部，该第一步进马达容置于该容置孔内，该第一镜筒上开有二长槽，其轴向贯通该第一镜筒，该第一套筒的止转部与该第一镜筒的长槽滑动配合。

4.如权利要求3所述的镜头变焦与对焦结构，其特征在于：该第一步进马达及第二步进马达分别包括一线圈、一磁石及一驱动转环，该磁石与该驱动转环相对固定，该驱动转环的内周壁开有一内螺纹，该第一镜筒与该第二镜筒的外周壁分别开有外螺纹，该第一镜筒与该第二镜筒的外螺纹分别与该第一步进马达及该第二步进马达的驱动转环的内螺纹相螺纹配合。

5.如权利要求1所述的镜头变焦与对焦结构，其特征在于：该第二套筒一端开有一开孔，另一端开有一容置孔，该开孔与该容置孔同轴并相贯通，该第二步进马达容置于该容置孔内。

6.如权利要求5所述的镜头变焦与对焦结构，其特征在于：邻近容置部一端并于该容置孔的底壁延伸有二止转部，该第二步进马达容置于该容置孔内，该第二镜筒上开有二长槽，其轴向贯通该第二镜筒，该第二套筒的止转部与该第二镜筒的长槽滑动配合。

7.一种数码相机模组，其特征在于：该数码相机模组包括：一第一套筒、一第一步进马达、一第一镜筒、一第二套筒、一第二步进马达、一第二镜筒及一影像感测器，该第一步进马达容置于该第一套筒内；该第一镜筒内设有至少一镜片，该第一步进马达与该第一镜筒配合并驱动该第一镜筒相对该第一套筒轴向移动；该第二套筒与该第一套筒相对固定；该第二步进马达容置于该第二套筒内；该第二镜筒内设有至少一镜片，该第二步进马达与该第二镜筒配合并驱动该第二镜筒相对该第二套筒轴向移动；该影像感测器设在该第二镜筒一侧，并位于被摄物光线可接收的位置。

8.如权利要求7所述的数码相机模组，其特征在于：该数码相机模组进一步包括一基座，该基座上开有一容置腔，该影像感测器设于该容置腔内，该基座固定于该第二套筒一侧，并与该第一套筒相对设置。

9.如权利要求7所述的数码相机模组，其特征在于：该第一套筒包括一容置部及一与其连接的凸缘部，该第一步进马达容置于该凸缘部内，该第一套筒的容置部的中部开有一通孔，该通孔内设有至少一镜片。

10.如权利要求9所述的数码相机模组，其特征在于：该凸缘部开有一容置孔，邻近容置部一端并于该容置孔的底壁延伸有二止转部，该第一步进马达容置于该容置孔内，该第一镜筒上开有二长槽，其轴向贯通第一镜筒，该第一套筒的止转部与该第一镜筒的长槽滑动配合。

11.如权利要求10所述的数码相机模组，其特征在于：该第一步进马达及第二步进马达分别包括一线圈、一磁石及一驱动转环，该磁石与该驱动转环相对固定，该驱动转环的内周壁开有一内螺纹，该第一镜筒与该第二镜筒的外周壁开有外螺纹，该第一镜筒与该第二镜筒的外螺纹分别与该第一步进马达及该第二步进马达的驱动转环的内螺纹相螺纹配合。

12.如权利要求7所述的数码相机模组，其特征在于：该第二套筒一端开有一开孔，另一端开有一容置孔，该开孔与该容置孔同轴并相贯通，该第二步进马达容置在该容置孔内。

13.如权利要求12所述的数码相机模组，其特征在于：邻近容置部一端并于该容置孔的底壁上延伸有二止转部，该第二步进马达容置于该容置孔内，该第二镜筒上开有二长槽，其轴向贯通该第二镜筒，该第二套筒的止转部与该第二镜筒的长槽滑动配合。