TW202104967A - 變倍系統 - Google Patents

Abstract

一種變倍系統，包括一本體、一光學鏡組、一變倍環以及一轉換單元。該光學鏡組設置於該本體內。該變倍環套設於該本體，並用於相對於該本體轉動以控制該光學鏡組，從而調整該變倍系統的倍率。該轉換單元包括一感測單元以及一基準元件，該變倍環的轉動令該基準元件產生位移，而使該感測單元輸出相應於該變倍系統的倍率的一電信號。其中，該感測單元與該基準元件相隔一預定距離。

Description

變倍系統

本發明係有關於一種變倍系統，特別是指一種以非接觸的方式偵測倍率的變倍系統。

傳統的變倍系統常包括一光學鏡組，且該光學鏡組包括一內鏡筒以及一外鏡筒。操作時，相對於該內鏡筒轉動該外鏡筒，使得該內鏡筒內的一第一透鏡以及一第二透鏡分別沿著該內鏡筒的軸向移動二不相同的距離，如此以達到變倍功能。

此外，該變倍系統常藉由一彈簧針(Pogo Pin)與一電阻條來偵測倍率，其中，該電阻條則設置於該內鏡筒，而該彈簧針設置於該外鏡筒，並接觸該電阻條。當該外鏡筒相對於該內鏡筒轉動時，該彈簧針將在該電阻條上滑動。因此，藉由分析該彈簧針在該電阻條上的位置，就可得到該變倍系統的倍率。

由於該彈簧針與該電阻條之間相互接觸，長時間使用後，該彈簧針或該電阻條可能產生變形或磨損的現象，造成偵測到的倍率偏離實際倍率(即誤差)。

有鑑於此，本發明的目的在於提供一種變倍系統，其採用非接觸的方式來偵測倍率，以解決元件之間因為接觸產生變形或磨損所造成的問題。

本發明變倍系統的一較佳實施例包括一本體、一光學鏡組、一變倍環以及一轉換單元。該光學鏡組設置於該本體內。該變倍環套設於該本體，並用於相對於該本體轉動以控制該光學鏡組，從而調整該變倍系統的倍率。該轉換單元包括一感測單元以及一基準元件，該變倍環的轉動令該基準元件產生位移，而使該感測單元輸出相應於該變倍系統的倍率的一電信號。其中，該感測單元與該基準元件相隔一預定距離。

在另一實施例中，其中該感測單元設置於該本體的一外表面，而該基準元件設置於該變倍環的一內表面，並對應於該感測單元。

在另一實施例中，其中該感測單元與該本體的該外表面之間更設有一屏蔽層。

在另一實施例中，其中該感測單元包括一感應線圈，而該基準元件包括一金屬件。

在另一實施例中，其中該變倍環相對於該本體轉動，以帶動該基準元件沿著該本體的周向相對於該感測單元移動。

在另一實施例中，其中該光學鏡組包括一外鏡筒以及一內鏡筒，該外鏡筒可轉動地套設於該內鏡筒，而該變倍環連結於該外鏡筒。

在另一實施例中，該變倍系統更包括一變倍環連接件，該變倍環連接件依序穿過該變倍環、該本體與該外鏡筒，且該變倍環用於相對於該本體轉動，以帶動該外鏡筒相對於該內鏡筒轉動。

在另一實施例中，其中該變倍系統設於一瞄準裝置，該瞄準裝置包括一目鏡組、一物鏡組及一補償機構，其中該光學鏡組、該目鏡組及該物鏡組組成該瞄準裝置之一光軸，該補償機構設置於該本體，並包括一基座、一調整單元以及一調整蓋，其中，該調整蓋係用以相對於該基座轉動該調整單元，以調整該光軸，從而對該瞄準裝置進行彈著補償。

在另一實施例中，該變倍系統更包括一處理單元，該處理單元連結於該轉換單元，並用於接收該電信號，以計算出該變倍系統的倍率。

在另一實施例中，其中該基準元件與該感測單元相互間之該距離與該變倍環的角度解析度之比值的範圍為4.75~5.25。

1‧‧‧本體

2‧‧‧變倍環

3‧‧‧光學鏡組

4‧‧‧轉換單元

11‧‧‧第一凹槽

21‧‧‧變倍環連接件

23‧‧‧第二凹槽

31‧‧‧外鏡筒

33‧‧‧內鏡筒

35‧‧‧第一透鏡

37‧‧‧第二透鏡

41‧‧‧感測單元

43‧‧‧基準元件

100‧‧‧變倍系統

第1圖描述本發明的變倍系統之剖視圖。

請參閱第1圖，本發明變倍系統100的其中一實施例包括一本體1、一變倍環2、一光學鏡組3、一轉換單元4以及一處理單元(未繪示)。其中，變倍環2相對於本體1轉動以控制光學鏡組3，從而調整變倍系統100的倍率，轉換單元4用於將變倍環2的轉動資訊(例如轉動角度或轉動圈數)轉換成相應於變倍系統100的倍率的一電信號，而該處理單元可根據該電信號，計算出變倍系統100的倍率。以下詳細說明該等元件的組裝： 值得注意的是，變倍系統100適用於一瞄準裝置、望遠鏡、測距裝置及相機鏡筒等需要光學變倍的裝置。其中以瞄準裝置為例進行說明，該瞄準裝置包括一目鏡組(未繪示)、一物鏡組(未繪示)及一補償機構(未繪示)，而光學鏡組3、該目鏡組及該物鏡組組成該瞄準裝置之一光軸(未繪示)。該補償機構設置於本體1，並包括一基座、一調整單元以及一調整蓋，其中，該調整蓋係用以相對於該基座轉動該調整單元，以調整該光軸，從而對該瞄準裝置進行彈著補償。

如第1圖所示，光學鏡組3設置於本體1內，並包括一外鏡筒31、一內鏡筒33、一第一透鏡35以及一第二透鏡37。其中，第一透鏡35與第二透鏡37可移動地設置於內鏡筒33內，而外鏡筒31可轉動地套設 於內鏡筒33的外側。變倍環2可轉動地套設於本體1的外側，且一變倍環連接件21依序穿過變倍環2、本體1與外鏡筒31，使得變倍環2連結於光學鏡組3的外鏡筒31，其中變倍環連接件21可以是一個螺絲、銷、釘等連接件。

轉換單元4設置於本體1與變倍環2之間，並包括一感測單元41以及一基準元件43。其中，感測單元41設置於本體1的一外表面上的一第一凹槽11。值得注意的是，由於本體1為金屬材質，一屏蔽層更設置於第一凹槽11，且位於感測單元41與本體1之間，以避免感測單元41受到本體1的干擾而有雜訊影響。換句話說，感測元件41可設置於該屏蔽層的一外表面而不與第一凹槽11的內壁接觸。可以理解的是，第一凹槽11並非為必須之結構，該屏蔽層也可設置於本體1的外表面，而感測元件41則設置於該屏蔽層的外表面。基準元件43設置於變倍環2的一內表面上的一第二凹槽23，並對應於感測單元41。值得注意的是，基準元件43與感測單元41將相隔一預定距離，換言之，基準元件43未接觸於感測單元41。另外，該處理單元電性連結於轉換單元4。

於本實施例中，該處理單元包括一微控制器(Micro Control Unit，MCU)。基準元件43包括一金屬件，其中該金屬件可以是銅、鐵或鋁材質所製。感測單元41包括一感應線圈(coils)，其中該感應線圈被設置於一柔性印刷電路板(Flexible Printed Circuit，FPC)而呈長條狀。假設短邊向稱寬度而長邊向稱長度，該金屬件能至少覆蓋該感應線圈的寬度。

在執行變倍功能時，使用者相對於本體1轉動變倍環2，以帶動光學鏡組3的外鏡筒31相對於內鏡筒33轉動，從而使第一透鏡35與第二透鏡37沿著內鏡筒33的軸向相對於內鏡筒33移動二不相同的距離，以達成變倍系統100的變倍目的。

此外，當變倍環2相對於本體1轉動時，基準元件43將被變倍環2帶動來沿著本體1的周向相對於感測單元41移動。具體而言，此時基準元件43會移動於感測單元41所產生一磁場中，而感測單元41中的該感應線圈所輸出的一電壓值(即該電信號)又會根據基準元件43的位移相對應地產生變化。該處理單元接收該電壓值，並根據該電壓值的大小判斷變倍環2的轉動資訊(例如轉動角度或轉動圈數)，以即時計算出變倍系統100的倍率。

前述有提到該金屬件需至少覆蓋該感應線圈的寬度，這是為了確保轉換單元4的量測解析度(或稱精度)。除了注意該金屬件的覆蓋範圍以外，該金屬件因該變倍環周向移動而產生的環狀位移量也不應該超過該感應線圈的長度，且基準元件43與感測單元41相互間之該預定距離也被限制在一定的範圍內。可以理解的是，該預定距離越遠，感測單元41的感應效果越不佳，進而降低轉換單元4的量測解析度。假設該預定距離為0.5±5%公厘(mm)(即，該預定距離的範圍為0.475~0.525公厘(mm))，則變倍環2在旋轉運動時的角度解析度可達到0.1±5%度(degree)(即，變倍環2的角度解析度的範圍為0.095~0.105公厘(mm))。換言之，於本實施例中，基準元件43與感測單元41相互間之該預定距離與變倍環2的角度解析度之比值約為5±5%，即，該預定距離與角度解析度之比值的範圍為4.75~5.25。通常越高倍比的變倍系統，就越需要越高解析度的轉換單元4量測，其中所述之高倍比的變倍系統通常是指5倍比以上(含5倍比)變倍的變倍系統。

相較於以接觸的方式(例如使用彈簧針(Pogo Pin)與電阻條)來偵測倍率的系統，本發明的變倍系統100中的基準元件43與感測單元41採用非接觸的方式來偵測倍率，因而具有以下效益：(1)消除因為元件變形 所造成的誤差，提高測量精度；(2)解決元件之間相互磨損的問題，延長使用壽命。

1‧‧‧本體

2‧‧‧變倍環

3‧‧‧光學鏡組

4‧‧‧轉換單元

11‧‧‧第一凹槽

21‧‧‧變倍環連接件

23‧‧‧第二凹槽

31‧‧‧外鏡筒

33‧‧‧內鏡筒

35‧‧‧第一透鏡

37‧‧‧第二透鏡

41‧‧‧感測單元

43‧‧‧基準元件

100‧‧‧變倍系統

Claims (10)

1. 一種變倍系統，包括：一本體；一光學鏡組，設置於該本體內；一變倍環，套設於該本體，並用於相對於該本體轉動以控制該光學鏡組，從而調整該變倍系統的倍率；以及一轉換單元，包括一感測單元以及一基準元件，該變倍環的轉動令該基準元件產生位移，而使該感測單元輸出相應於該變倍系統的倍率的一電信號；其中，該感測單元與該基準元件相隔一距離。
2. 如申請專利範圍第1項所述之變倍系統，其中該感測單元設置於該本體的一外表面，而該基準元件設置於該變倍環的一內表面，並對應於該感測單元。
3. 如申請專利範圍第2項所述之變倍系統，其中該感測單元與該本體的該外表面之間更設有一屏蔽層。
4. 如申請專利範圍第1項所述之變倍系統，其中該感測單元包括一感應線圈，而該基準元件包括一金屬件。
5. 如申請專利範圍第1項所述之變倍系統，其中該變倍環相對於該本體轉動，以帶動該基準元件沿著該本體的周向相對於該感測單元移動，而該電信號為該感測單元所輸出的一電壓值。
6. 如申請專利範圍第1項所述之變倍系統，其中該光學鏡組包括一外鏡筒以及一內鏡筒，該外鏡筒可轉動地套設於該內鏡筒，而該變倍環連結於該外鏡筒。
7. 如申請專利範圍第6項所述之變倍系統，其更包括一變倍環連接件，該 變倍環連接件依序穿過該變倍環、該本體與該外鏡筒，且該變倍環用於相對於該本體轉動，以帶動該外鏡筒相對於該內鏡筒轉動。
8. 如申請專利範圍第6項所述之變倍系統，其中該變倍系統設於一瞄準裝置，該瞄準裝置包括一目鏡組、一物鏡組及一補償機構，其中該光學鏡組、該目鏡組及該物鏡組組成該瞄準裝置之一光軸，該補償機構設置於該本體，並包括一基座、一調整單元以及一調整蓋，其中，該調整蓋係用以相對於該基座轉動該調整單元，以調整該光軸，從而對該瞄準裝置進行彈著補償。
9. 如申請專利範圍第1項所述之變倍系統，其更包括一處理單元，該處理單元連結於該轉換單元，並用於接收該電信號，以計算出該變倍系統的倍率。
10. 如申請專利範圍第1項所述之變倍系統，其中該基準元件與該感測單元相互間之該距離與該變倍環的角度解析度之比值的範圍為4.75~5.25。

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