TW202006452A

TW202006452A - 鏡筒及其製造方法

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Publication number: TW202006452A
Application number: TW107123529A
Authority: TW
Inventors: 李孟軒; 王欣仁; 洪偉智
Original assignee: 揚明光學股份有限公司
Priority date: 2018-07-06
Filing date: 2018-07-06
Publication date: 2020-02-01
Also published as: TWI822688B

Abstract

鏡筒包括套筒、導桿及磁鐵。導桿設置於套筒且具有順磁性。磁鐵配置在套筒上。

Description

鏡筒及其製造方法

本發明是有關於一種鏡筒及其製造方法，且特別是有關於一種具有磁鐵的鏡筒及其製造方法。

取像裝置包含數個部件。由於機械加工公差、組裝公差或低溫作動等因素下，此些元件之間無可避免地具有餘隙。如此，取像裝置的部件在相對移動過程中，如畫面縮放過程(變焦)中，取像裝置的螢幕顯示的攝像畫面會產生晃動。基於此，有需要提出一種新的且能夠改善前述問題的鏡筒。

本發明係有關於一種鏡筒及其製造方法，可改善前述問題。

根據本發明之一實施例，提出一種鏡筒。鏡筒包括套筒、第一導桿及磁鐵。第一導桿設置於套筒且具有順磁性。磁鐵配置在套筒上。如此，套筒與第一導桿可平順地相對移動。

根據本發明之另一實施例，提出一種鏡筒。鏡筒包括套筒、第一導桿及磁鐵。第一導桿設置於套筒。磁鐵配置在套筒上。磁鐵與第一導桿之間具有一最短距離，套筒的部分區塊位於最短距離內，且磁鐵與第一導桿之間的磁力線穿過部分區塊。如此，套筒與第一導桿可平順地相對移動

根據本發明之另一實施例，提出一種鏡筒。鏡筒包括套筒、第一導桿及彈性元件。第一導桿設置於套筒。彈性元件連接套筒與第一導桿。如此，套筒與第一導桿可平順地相對移動。

根據本發明之另一實施例，提出一種鏡筒的製造方法。製造方法包括以下步驟。設置磁鐵在套筒上；以及，安裝第一導桿與套筒於鏡筒內，其中第一導桿具有順磁性。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：

請參照第1~3圖，第1及2圖繪示依照本發明一實施例之鏡筒(main barrel)100的示意圖，而第3圖繪示往-Z方向觀看第1圖之鏡筒100的正視圖。

鏡筒100可應用於取像裝置，如攝影機或照相機等。亦可應用於投影裝置，如投影機或家庭劇場等。鏡筒100包括套筒(cell)110、第一導桿120、磁鐵130、導螺桿140、驅動器150、第二導桿160及套筒170。此外，鏡筒100可更包括一殼體(未繪示)，套筒110、第一導桿120、磁鐵130、導螺桿140、驅動器150、第二導桿160及套筒170可配置在殼體內。

第一導桿120設於套筒110且磁鐵130配置在套筒110上。第一導桿120具有順磁性，因此磁鐵130與第一導桿120之間可產生磁吸力。如此一來，如第3圖所示，在磁吸力作用下，第一導桿120與套筒110相抵接。在套筒110相對第一導桿120滑動過程(如畫面縮放過程)中，第一導桿120與套筒110保持抵接狀態(抵接處的餘隙為0)，如此可減少或甚至避免攝像畫面的晃動。

如第3圖所示，第一導桿120與磁鐵130之間具有非空氣介質，例如是套筒110的部分區塊M1 (以虛線表示)，部分區塊M1例如是套筒110的部分實體區塊。詳言之，磁鐵130與第一導桿120之間具有最短距離S1，套筒110的部分區塊M1位於此最短距離S1內，且磁鐵130與第一導桿120之間的磁力線(未繪示)穿過部分區塊M1。

如第1及2圖所示，導螺桿140連接套筒110。驅動器150連接於導螺桿140且可驅動導螺桿140轉動，以帶動套筒110沿光軸方向移動，如沿著Z方向移動。驅動器150例如是馬達。在另一實施例中，驅動套筒110的裝置可以是音圈馬達、步進馬達、壓電元件、磁浮感應元件、電磁鐵或其它合適元件等。此外，第二導桿160設置於套筒110。第一導桿120與第二導桿160可引導套筒110沿光軸方向移動。雖然圖未繪示，然套筒110內配置有至少一透鏡。來自於物側的光線透過此至少一透鏡入射至影像感測元件(未繪示)，使影像感測元件感測物側的物體影像。

在本實施例中，如第1及2圖所示，套筒110為移動套筒，而套筒170為固定套筒。雖然未繪示，然套筒170內可配置有至少一透鏡。來自於物側的光線透過此至少一透鏡入射至影像感測元件(未繪示)，使影像感測元件感測物側的物體影像。當鏡筒100在應用於取像裝置時，物側可為影像放大側，而像側可為影像感測元件所在處；當鏡筒100在應用於投影裝置時，物側可為影像縮小側，如光閥位置側，而像側可為影像放大側，如屏幕。

如第1圖所示，套筒110包括套筒本體111及滑塊112。套筒本體111具有端面111s。滑塊112連接於套筒本體111且相對於端面111s突出，例如是沿第一導桿120的長軸方向延伸，其中的長軸方向例如是Z方向。磁鐵130配置在滑塊112上，例如是配置在滑塊112的內側面112s，內側面112s的法線方向例如是大致垂直於光軸方向，如大致朝向-X方向。在另一實施例中，磁鐵130也可配置在滑塊112的上表面112u (上表面112u繪示於第1圖)、下表面112b (下表面112b繪示於第1圖)或外側面。

如第3圖所示，套筒110的滑塊112具有第一貫孔112a1，第一導桿120穿過第一貫孔112a1。如圖所示，第一導桿120的外徑小於第一貫孔112a1的內徑，因此第一導桿120與第一貫孔112a1之間具有餘隙c。在磁吸力作用下，第一導桿120與第一貫孔112a1的內側壁保持單側抵接，且抵接處T1的餘隙為0。此外，如圖所示，第一導桿120的軸心AC1與第二導桿160的軸心AC2之間的連線L1通過磁鐵130。如此，可讓第一貫孔112a1的中心AC3接近連線L1。如此，套筒110在轉動及/或移動過程都能保持成像品質穩定，不會受到套筒110轉動變異及/或移動變異的影響。

如第3圖所示，第一導桿120的軸心AC1與第一貫孔112a1的中心AC3具有連線L2，其中連線L2與連線L1之間的夾角A1小於20度，較佳但非限定小於10度，如5度或0度。當連線L1與連線L2大致重合時，表示夾角A1大致為0度。如此，套筒110的機構中心與光軸大致重合(即，同軸度佳)，換言之，鏡筒100的機構中心與光學系統的光軸重疊，使鏡筒100提供優異的成像品質。

如第3圖所示，磁鐵130具有配置面130s，磁鐵130以配置面130s配置於套筒110。在一實施例中，第一導桿120的軸心AC1與第二導桿160的軸心AC2之間的連線L1可通過配置面130s的中心C1，可讓第一貫孔112a1的中心AC3與連線L1大致重合，即連線L1通過第一貫孔112a1的中心AC3。如此，可使鏡筒100的成品實況接近設計規格。

請參照第4~5圖，第4圖繪示第3圖之鏡筒100沿方向4-4’的剖視圖，而第5圖繪示第3圖之鏡筒100沿方向5-5’的剖視圖。

如第4及5圖所示，滑塊112更具有第二貫孔112a2，第一導桿120穿過第一貫孔112a1與第二貫孔112a2。磁鐵130的中心C1實質上對應於第一貫孔112a1與第二貫孔112a2之間的中間位置C2。如此，在磁吸力作用下，第一導桿120與第一貫孔112a1之內側壁112w1的抵接力F11及第一導桿120與第二貫孔112a2之內側壁112w2的抵接力F12大致上相同，可使套筒110相對第一導桿120的移動更為平順，且第一貫孔112a1之內側壁112w1的磨耗模式與第二貫孔112a2之內側壁112w2的磨耗模式也較為一致。

雖然前述實施例的第一導桿120與磁鐵130之間的作用力係以磁吸力為例說明，然亦可為磁斥力。舉例來說，第一導桿120的材料可包含磁鐵，且第一導桿120與磁鐵130以相同磁性面相對配置。如此，磁鐵130與第一導桿120之間產生磁斥力，以產生類似前述的第一導桿120與套筒110的單側抵接技術效果，惟抵接處為第3圖所示抵接處的相對側。

此外，前述實施例的鏡筒100係以非接觸力(如磁力)實現第一導桿120與套筒110的抵接，然本發明實施例不以非接觸力為限。

請參照第6~7圖，第6圖繪示依照本發明另一實施例之鏡筒200的示意圖，而第7圖繪示第6圖之鏡筒200沿方向7-7’的剖視圖。鏡筒200可應用於取像裝置，如攝影機或照相機等，然亦可應用於投影裝置，如投影機或家庭劇場等。

鏡筒200包括套筒110、第一導桿120、彈性元件230、導螺桿140、驅動器150、第二導桿160及套筒170。此外，鏡筒200可更包括一殼體(未繪示)，套筒110、第一導桿120、彈性元件230、導螺桿140、驅動器150、第二導桿160及套筒170可配置在殼體內。本發明實施例的鏡筒200具有類似或同於前述鏡筒100的技術特徵，不同處在於，鏡筒200係以接觸力實現第一導桿120與套筒110的抵接。

詳言之，如第7圖所示，彈性元件230連接套筒110與第一導桿120，且可提供彈性力F21給第一導桿120，使第一導桿120與套筒110抵接。本實施例中，彈性力F21作用在第一導桿120上，第一導桿120提供一反作用力F22給套筒110。在反作用力F22作用下，套筒110相對第一導桿120往反作用力F22的方向移動(如往-X方向移動)，以使第一導桿120與第一貫孔112a1的內側壁112w1相抵接，其中內側壁112w1的法線方向大致朝向反作用力F22的方向。

彈性元件230包括抵接部231及彈性部232。抵接部231抵接於第一導桿120。抵接部231的質地比第一導桿120軟，可減少對於第一導桿120的磨耗。抵接部231的材質可包含例如是海綿、塑膠、橡膠或其它合適材質。

此外，抵接部231與第一導桿120之間非固定關係，使抵接部231與第一導桿120之間可相對滑動。如此，當套筒110相對第一導桿120移動時，抵接部231可相對第一導桿120滑動。在相對滑動過程中，在彈性部232的彈性力作用下，抵接部231與第一導桿120保持抵接狀態。

如第7圖所示，彈性部232連接抵接部231與套筒110。彈性部232例如是彈簧、彈片、頂針彈簧針機構或其它合適的機械元件。此外，套筒110更具有容置槽110r，第一導桿120穿過容置槽110r。彈性元件230之彈性部232的第一端2321固定於容置槽110r的內壁，而彈性元件230之彈性部232的第二端2322連接於抵接部231。彈性部232提供前述彈性力F21給抵接部231，使抵接部231抵接在第一導桿120上。

如第7圖所示，彈性元件230所提供彈性力F21大致通過第一導桿120的軸心AC1。如此，在套筒110與第一導桿120相對滑動過程中可增加套筒110與第一導桿120穩定性，有助於減少或甚至避免攝像畫面晃動。

此外，前述鏡筒100的製造方法可包括：首先，設置磁鐵130在套筒110上；然後，安裝第一導桿120及套筒110於鏡筒100內，其中第一導桿120具有順磁性。前述鏡筒200的製造方法可包括：首先，設置彈性元件230於套筒110；然後，安裝第一導桿120及套筒110於鏡筒100內，並使彈性元件230連接套筒110與第一導桿120。鏡筒200的另一種製造方法可包括：首先，安裝第一導桿120及套筒110於鏡筒100內；然後，安裝彈性元件230於套筒110，並使彈性元件230連接套筒110與第一導桿120。

綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。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。

100、200‧‧‧鏡筒110‧‧‧套筒110r‧‧‧容置槽111‧‧‧套筒本體111s‧‧‧端面112‧‧‧滑塊112a1‧‧‧第一貫孔112a2‧‧‧第二貫孔112b‧‧‧下表面112s‧‧‧內側面112u‧‧‧上表面112w1、112w2‧‧‧內側壁120‧‧‧第一導桿130‧‧‧磁鐵130s‧‧‧配置面140‧‧‧導螺桿150‧‧‧驅動器160‧‧‧第二導桿170‧‧‧套筒230‧‧‧彈性元件231‧‧‧抵接部232‧‧‧彈性部2321‧‧‧第一端2322‧‧‧第二端AC1、AC2‧‧‧軸心C1、AC3‧‧‧中心C2‧‧‧中間位置c‧‧‧餘隙F11、F12‧‧‧抵接力F21‧‧‧彈性力F22‧‧‧反作用力L1‧‧‧連線M1‧‧‧部分區塊S1‧‧‧最短距離T1‧‧‧抵接處

第1及2圖繪示依照本發明一實施例之鏡筒的示意圖。第3圖繪示往-Z方向觀看第1圖之鏡筒的正視圖。第4圖繪示第3圖之鏡筒沿方向4-4’的剖視圖。第5圖繪示第3圖之鏡筒沿方向5-5’的剖視圖。第6圖繪示依照本發明另一實施例之鏡筒的示意圖。第7圖繪示第6圖之鏡筒沿方向7-7’的剖視圖。

100‧‧‧鏡筒

110‧‧‧套筒

111‧‧‧套筒本體

111s‧‧‧端面

112‧‧‧滑塊

112b‧‧‧下表面

112s‧‧‧內側面

112u‧‧‧上表面

120‧‧‧第一導桿

130‧‧‧磁鐵

140‧‧‧導螺桿

160‧‧‧第二導桿

170‧‧‧套筒

Claims

一種鏡筒，包括：一套筒；一第一導桿，設置於該套筒，且具有順磁性；以及一磁鐵，配置在該套筒上。
如申請專利範圍第1項所述之鏡筒，其中該套筒包括：一套筒本體，具有一端面；以及一滑塊，連接於該套筒本體，且相對該端面突出並沿該第一導桿的該長軸方向延伸；其中，該磁鐵配置在該滑塊上。
如申請專利範圍第2項所述之鏡筒，其中該滑塊具有一第一貫孔及一第二貫孔，該第一導桿穿過該第一貫孔與該第二貫孔，該磁鐵的中心實質上對應於該第一貫孔與該第二貫孔之間的中間位置。
如申請專利範圍第1項所述之鏡筒，更包括：一第二導桿，設置於該套筒；其中，該第一導桿的軸心與該第二導桿的軸心之間的連線通過該磁鐵。
如申請專利範圍第4項所述之鏡筒，該鏡筒至少滿足下列條件之一：(1)該磁鐵具有一配置面，該磁鐵以該配置面配置於該套筒，該第一導桿的軸心與該第二導桿的軸心之間的該連線通過該配置面的中心；(2)該套筒具有一貫孔，該第一導桿穿過該貫孔，該第一導桿的軸心與該第二導桿的軸心之間的該連線通過該貫孔的中心。
一種鏡筒，包括：一套筒；一第一導桿，設置於該套筒；以及一磁鐵，配置在該套筒上；其中，該磁鐵與該第一導桿之間具有一最短距離，該套筒的部分區塊位於該最短距離內，且該磁鐵與該第一導桿之間的磁力線穿過該部分區塊。
一種鏡筒，包括：一套筒；一第一導桿，設置於該套筒；以及一彈性元件，連接該套筒與該第一導桿。
如申請專利範圍第7項所述之鏡筒，其中該彈性元件包括：一抵接部，抵接於該第一導桿；以及一彈性部，連接該抵接部與該套筒。
如申請專利範圍第8項所述之鏡筒，其中該套筒具有一容置槽，該第一導桿穿過該容置槽，該彈性部之一第一端固定於該容置槽的內壁，而該彈性部之一第二端可滑動地抵接於該第一導桿。
一種鏡筒的製造方法，包括：設置一磁鐵在一套筒上；以及安裝一第一導桿和該套筒於該鏡筒內，其中該第一導桿具有順磁性。