TW201506483A - 變焦鏡頭及光學器材的對焦機構 - Google Patents

Abstract

一種變焦鏡頭，包括一第一馬達、一第二馬達及一對焦透鏡群，變焦鏡頭於廣角端、中間端及望遠端之間進行切換時，對焦透鏡群依照對焦需求而選擇性的交替由第一馬達或第二馬達來驅動進行對焦。一種光學器材的對焦機構包括一基座、一對焦透鏡群、一第一引導軸及一第二引導軸設置於基座上與對焦透鏡群連接、一驅動裝置包括一第一及一第二馬達與基座連接、一第一螺桿與一壓制件及第一馬達連接、一第二螺桿與一傳動件及第二馬達連接、一擋板切換元件設置於基座上及一切換連桿與傳動件連接。

Description

變焦鏡頭及光學器材的對焦機構

本發明係有關於一種變焦鏡頭及光學器材的對焦機構。

變焦鏡頭隨著鏡頭之焦距改變，當進行對焦時對焦透鏡群所需移動的距離也不同。當變焦鏡頭焦距處於望遠端與中間端之間切換進行對焦時，對焦透鏡群所需移動的距離較長，此時需快速驅動對焦透鏡群以減少對焦時間。當變焦鏡頭焦距處於中間端與廣角端之間切換進行對焦時，對焦透鏡群所需移動的距離較短，需精密移動對焦透鏡群才能準確對焦。習知的變焦鏡頭只使用一顆馬達帶動螺桿，以推動變焦鏡頭中的對焦透鏡群進行對焦。螺桿之螺距愈小其螺桿分解能愈小，也就愈能精密移動對焦透鏡群，但是相對的對焦速度變慢，所以使用單一馬達帶動螺桿來驅動對焦透鏡群時，無法兼顧到對焦速度與精密移動。

有鑑於此，本發明為了解決上述問題而提供一種變焦鏡頭及光學器材的對焦機構，可隨著變焦鏡頭之不同焦距所需要的對焦要求而切換不同的馬達以驅動對焦透鏡群，可兼顧到對焦速度與精密移動，滿足變焦鏡頭於不同焦距時之對焦需求。

本發明之變焦鏡頭包括一第一馬達、一第二馬達及一對焦透鏡群，變焦鏡頭於廣角端、中間端及望遠端之間進行切換時，對焦透鏡群依照對焦需求而選擇性的交替由第一馬達或第二馬達來驅動進行對焦

其中，變焦鏡頭於望遠端與中間端之間進行切換時，對焦透鏡群由第一馬達單獨驅動進行對焦。

其中，變焦鏡頭於中間端與廣角端之間進行切換時，對焦透鏡群由第二馬達單獨驅動進行對焦。

其中，變焦鏡頭於望遠端時，對焦透鏡群由第一馬達單獨驅動進行對焦，於廣角端時，對焦透鏡群由第二馬達單獨驅動進行對焦。

本發明之變焦鏡頭可更包括一第一螺桿連結第一馬達、一第二螺桿連結第二馬達、一壓制件與第一螺桿連結、一傳動件與第二螺桿連結、一切換連桿與傳動件連結及一擋板切換元件設置於基座上。

其中，第一螺桿與第二螺桿之螺距不同。

本發明之變焦鏡頭可更包括一基座、二引導軸設置於基座上並與對焦透鏡群連結及一彈性元件連結基座與對焦透鏡群。

本發明之光學器材的對焦機構包括一基座、一對焦透鏡群、一第一引導軸及一第二引導軸設置於基座上與對焦透鏡群連接、一驅動裝置包括一第一及一第二馬達與基座連接、一第一螺桿與一壓制件及第一馬達連接、一第二螺桿與一傳動件及第二馬達連接、一擋板切換元件設置於基座上及一切換連桿與傳動件連接。

其中，第一螺桿與第二螺桿之螺距不同。

本發明之光學器材的對焦機構可更包括一彈性元件外套於第一引導軸，且彈性元件連接基座與對焦透鏡群。

為使本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例並配合所附圖式做詳細說明。

11‧‧‧基座

12‧‧‧第一引導軸

13‧‧‧第二引導軸

14‧‧‧對焦透鏡群

15、26、27‧‧‧感測器

16‧‧‧彈性元件

17‧‧‧驅動裝置

171‧‧‧第一馬達

172‧‧‧第二馬達

18‧‧‧第一螺桿

19‧‧‧第二螺桿

20‧‧‧壓制件

21‧‧‧傳動件

22‧‧‧擋板切換元件

23‧‧‧切換連桿

24‧‧‧彈性體

25‧‧‧導槽件

A、B‧‧‧箭頭方向

第1圖係依據本發明之一實施例的變焦鏡頭處於望遠端時，以第一馬達驅動對焦透鏡群之示意圖。

第2圖係第1圖之變焦鏡頭於第一馬達與第二馬達切換前之示意圖。

第3圖係第1圖之變焦鏡頭於第一馬達與第二馬達切換前之示意圖。

第4圖係第1圖之變焦鏡頭於第一馬達與第二馬達切換中的示意圖。

第5圖係第1圖之變焦鏡頭切換成以第二馬達驅動對焦透鏡群之示意圖。

第6圖係第1圖之變焦鏡頭切換成以第二馬達驅動對焦透鏡群之示意圖。

請同時參閱第1圖、第2圖、第3圖、第4圖、第5圖及第6圖。第1圖係依據本發明之一實施例的變焦鏡頭處於望遠端時，以第一馬達驅動對焦透鏡群之示意圖。第2圖係第1圖之變焦鏡頭於第一馬達與第二馬達切換前之示意圖。第3圖係第1圖之變焦鏡頭於第一馬達與第二馬達切換前之示意圖。第4圖係第1圖之變焦鏡頭於第一馬達與第二馬達切換中的示意圖。第5圖係第1圖之變焦鏡頭切換成以第二馬達驅動對焦透鏡群之示意圖。第6圖係第1圖之變焦鏡頭切換成以第二馬達驅動對焦透鏡群之示意圖。第1圖、第2圖、第3圖、第4圖、第5圖及第6圖只畫出變焦鏡頭中與本發明直接相關的元件，其他元件則省略未畫出。

本實施例之變焦鏡頭焦距處於望遠端與中間端之間切換進行對焦時，對焦透鏡群於對焦時所需移動的距離較大，可使用第一馬達轉動螺距較大的第一螺桿來驅動對焦透鏡群，以縮短對焦時間。當變焦鏡頭焦距處於中間端與廣角端之間切換進行對焦時，對焦透鏡群於對焦時所需移動的距離較短，需較精密微調對焦透鏡群之位置才能完成準確對焦，可使用第二馬達轉動螺距較小的第二螺桿來驅動對焦透鏡群，以完成準確對焦。當變焦鏡頭焦距處於望遠端與廣角端之間切換進行對焦時，可先使用第一馬達或第二馬達來驅動對焦透鏡群，再使用第二馬達或第一馬達來驅動對焦透鏡群以完成對焦動作。

請同時參閱第1圖、第2圖、第3圖、第4圖、第5圖及第6圖。如第1圖所示，本實施例中一第一引導軸12、一第二引導軸13、一導槽件25及一擋板切換元件22設置於一基座11之上，一彈性元件16再外套於第一引導軸12，第一引導軸12及第二引導軸13分別經由兩個孔穿過一對焦透鏡群14，使彈性元件16之兩端分別頂住基座11與對焦透鏡群14，當對焦透鏡群14受到外力驅動時，對焦透鏡群14將被第一引導軸12及第二引導軸13引導，往箭頭方向A或箭頭方向B移動，以進行對焦動作。一感測器15設置於基座11之上，用以判定對焦透鏡群14之位置。驅動裝置17包括一第一馬達171及一第二馬達172。第一馬達171固定於基座11之下方，且與一第一螺桿18連接，第一螺桿18與一壓制件20連接。壓制件20之一端與導槽件25連接。一感測器26與導槽件25連接，用以判定壓制件20之位置。當第一馬達171轉動時同步帶動第一螺桿18轉動，使壓制件20沿箭頭方向A或箭頭方向B移動，當壓制件20沿箭頭方向A移動時，因為彈性元件16之彈力作用，使對焦透鏡群14也往箭頭方向A移動，當壓制件20沿箭頭方向B移動時，壓制件20將直接壓迫對焦透鏡群14，使對焦透鏡群14也往箭頭方向B移動，對焦透鏡群14沿箭頭方向A或箭頭方向B移動即可完成對焦動作。第二馬達172固定於基座11之下方，且與一第二螺桿19連接，第二螺桿19連接一傳動件21，傳動件21再藉由一彈性體24(例如扭力彈簧)與一切換連桿23連接，傳動件21與對焦透鏡群14不連接。一感測器27與擋板切換元件22連接，用以判定傳動件21之位置。當變焦鏡頭處於望遠端時，傳動件21位於如第1圖所示之位置，切換連桿23之一面正好完全頂住擋板切換元件22之斜面端，切換連桿23與對焦透鏡群14不連接，也就是說第二馬達172無法藉由切換連桿23驅動對焦透鏡群14。當第二馬達172轉動時同步帶動第二螺桿19轉動，使傳動件21往箭頭方向B移動，此時切換連桿23也往箭頭方向B移動，原本被擋板切換元件22之斜面端完全頂住的切換連桿23，將因彈性體24之彈力作用，使得切換連桿23未與傳動件21連接之一端逐漸往箭頭方向A升起，最後切換連桿23完全與擋板切換元件22不連接(請參考第4圖)，且切換連桿23之一端突出於擋板切換元件22，此時如果對焦透鏡群14位於切換連桿23之下方，且與切換連桿23連接，則第二馬達172可藉由切換連桿23驅動對 焦透鏡群14，達到精密微調對焦透鏡群14。

本實施例之變焦鏡頭由焦距最長的望遠端切換至焦距最短的廣角端，所以先使用第一馬達171驅動對焦透鏡群14，再經由第一馬達171與第二馬達172切換後使用第二馬達172來驅動對焦透鏡群以完成對焦動作。

如第1圖所示，變焦鏡頭處於焦距最長的望遠端時，對焦透鏡群14最遠離基座11，此時的切換連桿23之一面正好完全頂住擋板切換元件22之斜面端，切換連桿23與對焦透鏡群14不連接，第二馬達172無法驅動對焦透鏡群14進行對焦，對焦透鏡群14由第一馬達171驅動進行對焦。當變焦鏡頭切換至焦距最短的廣角端時，對焦透鏡群14需往箭頭方向B移動進行對焦動作，此時先由第一馬達171驅動對焦透鏡群14往箭頭方向B移動到達如第2圖所示之位置，此時對焦透鏡群14之位置位於切換連桿23之下方，因為第二馬達172不轉動，所以傳動件21與切換連桿23之位置與第1圖中的位置相同，切換連桿23與對焦透鏡群14尚未連接。

接著第一馬達171不轉動，使對焦透鏡群14之位置維持不變，壓制件20仍然與對焦透鏡群14連接。轉動第二馬達172同步帶動第二螺桿19轉動，使傳動件21沿箭頭方向B移動到達如第3圖所示之位置，此時切換連桿23也往箭頭方向B移動，原本被擋板切換元件22之斜面端完全頂住的切換連桿23，將因彈性體24之彈力作用，使得切換連桿23未與傳動件21連接之一端逐漸往箭頭方向A升起，且切換連桿23之一端突出於擋板切換元件22，但是切換連桿23尚未與對焦透鏡群14連接。

再來第一馬達171開始轉動驅動對焦透鏡群14往箭頭方向A移動，同時第二馬達172繼續轉動，使切換連桿23繼續往箭頭方向B移動，當對焦透鏡群14與切換連桿23到達如第4圖所示之位置時，壓制件20及切換連桿23將同時與對焦透鏡群14連接，切換連桿23未與傳動件21連接之一端不再往箭頭方向A上升，且其之一面與對焦透鏡群14完全接觸。

接著第一馬達171與第二馬達172同時繼續轉動，帶動第一螺桿18與第二螺桿19轉動，使壓制件20往箭頭方向A移動不再與對焦透鏡群14連接，所以第一馬達171不再驅動對焦透鏡群14進行對焦，此時只有切換連桿23與對焦透鏡群14連接，也就是說切換成以第二馬達172驅動 對焦透鏡群14進行對焦。當壓制件20到達如第5圖所示之位置後，第一馬達171即停止轉動。

最後，第二馬達172繼續驅動對焦透鏡群14往箭頭方向B移動，對焦透鏡群14到達如第6圖所示之位置後完成對焦動作。

當變焦鏡頭由焦距最短的廣角端變焦至焦距最長的望遠端時，先使用第二馬達172驅動對焦透鏡群14，再經由第二馬達172與第一馬達171切換後使用第一馬達171來驅動對焦透鏡群以完成對焦動作。其詳細操作過程與上述變焦鏡頭由焦距最長的望遠端變焦至焦距最短的廣角端時相反，因此省略其說明。

本發明之光學器材的對焦機構可應用於數位相機或數位攝影機或望遠鏡或測距儀等光學器材之對焦，其實施方式與上述實施例近似，因此省略其說明。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，仍可作些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

11‧‧‧基座

12‧‧‧第一引導軸

13‧‧‧第二引導軸

14‧‧‧對焦透鏡群

15、26、27‧‧‧感測器

16‧‧‧彈性元件

17‧‧‧驅動裝置

171‧‧‧第一馬達

172‧‧‧第二馬達

18‧‧‧第一螺桿

19‧‧‧第二螺桿

20‧‧‧壓制件

21‧‧‧傳動件

22‧‧‧擋板切換元件

23‧‧‧切換連桿

24‧‧‧彈性體

25‧‧‧導槽件

A、B‧‧‧箭頭方向

Claims (10)

1. 一種變焦鏡頭，包括：一第一馬達；一第二馬達；一對焦透鏡群，該變焦鏡頭於廣角端、中間端以及望遠端之間進行切換時，該對焦透鏡群依照對焦需求而選擇性的交替由該第一馬達或該第二馬達來驅動進行對焦。
2. 如申請專利範圍第1項所述之變焦鏡頭，其中該變焦鏡頭於望遠端與中間端之間進行切換時，該對焦透鏡群由該第一馬達單獨驅動進行對焦。
3. 如申請專利範圍第1項所述之變焦鏡頭，其中該變焦鏡頭於中間端與廣角端之間進行切換時，該對焦透鏡群由該第二馬達單獨驅動進行對焦。
4. 如申請專利範圍第1項所述之變焦鏡頭，其中該變焦鏡頭於望遠端時，該對焦透鏡群由該第一馬達單獨驅動進行對焦，於廣角端時，該對焦透鏡群由該第二馬達單獨驅動進行對焦。
5. 如申請專利範圍第1項所述之變焦鏡頭，其更包括一第一螺桿連結該第一馬達、一第二螺桿連結該第二馬達、一壓制件與該第一螺桿連結、一傳動件與該第二螺桿連結、一切換連桿與該傳動件連結以及一擋板切換元件設置於該基座上。
6. 如申請專利範圍第5項所述之變焦鏡頭，其中該第一螺桿與該第二螺桿之螺距不同。
7. 如申請專利範圍第1項所述之變焦鏡頭，其更包括一基座、二引導軸設置於該基座上並與該對焦透鏡群連結以及一彈性元件連結該基座與該對焦透鏡群。
8. 一種光學器材的對焦機構，包括：一基座；一第一引導軸，該第一引導軸設置於該基座上；一第二引導軸，該第二引導軸設置於該基座上與該第一引導軸大致上平行；一對焦透鏡群，該對焦透鏡群與該第一引導軸、該第二引導軸連結；一驅動裝置，該驅動裝置包括一第一馬達以及一第二馬達，該第一馬達以及該第二馬達與該基座連結。 一第一螺桿，該第一螺桿與一壓制件以及該第一馬達連結，該第一螺桿大致上與該第一引導軸平行；一第二螺桿，該第二螺桿與一傳動件以及該第二馬達連結，該第二螺桿大致上與該第一引導軸平行；一擋板切換元件，該擋板切換元件設置於該基座上；以及一切換連桿，該切換連桿與該傳動件連結。
9. 如申請專利範圍第8項所述之光學器材的對焦機構，其中該第一螺桿與該第二螺桿之螺距不同。
10. 如申請專利範圍第8項所述之光學器材的對焦機構，其更包括一彈性元件外套於該第一引導軸，且該彈性元件連結該基座與該對焦透鏡群。