TWI323358B - Zoom device and method - Google Patents

Description

1323358 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種變焦裝置和方法。 【先前技術】 隨著數位技術之不《展，數位相機已被人們廣泛_，制是可變 焦數位相機越來越受到廣大消費者之青睞。 請參照第三圖國大陸專利第阳綱72號揭示一種變焦相機之變 焦裝置，其包括鏡筒61、螺紋圈62、64、導環63、65、内轉動體66、後 鏡頭框架67、前鏡頭框架51、安裝於鏡頭框架上之透鏡組（圖未標）、前 導向框架68及變焦圈69等。通過螺紋圈62、64、導環63、65及内轉動體 66之間之相互配合，相對移動前鏡頭框架51和後鏡頭框架67而改變框架 上之4透鏡組及後透鏡組間之距離，從而改變入射光從前透鏡組到後透鏡 組之光程’以達到變焦之功能。但’上述通過改變透鏡組間之實際距離而 實現變焦之變焦裝置，因其元件較多，結構複雜，不方便組裝。另，由於 此種變焦係通過實際移動前、後鏡頭框架來實現變焦，在移動過程中，易 出現前後透鏡組相對偏心現象。 有鑒于此，提供一種結構簡單、組裝方便且可防止出現透鏡組偏心現 象之變焦裝£和方法實爲必要。 【發明内容】 本發明之目的在於提供一種結構簡單、組裝方便且可防止透鏡組偏心 現象之變焦裝置。 本發明之另一目的在於提供一種用於上述變焦裝置上之變焦方法。 本發明之變焦裝置包括：第一透鏡組、第二透鏡組、一全反射元件、 第一反射元件及第二反射元件，該二反射元件可轉動，該第一反射元件將 經第一透鏡組折射之光反射至該全反射元件上，該第二反射元件將由該全 反射元件出射之光反射至第二透鏡組上。 本發明之變焦方法包括以下步驟：提供一第一透鏡組，被攝物體發出 之光入射到該第一透鏡組上；提供一第一反射元件，經上述第一透鏡組折 射後之光入射到該第一反射元件上；提供一全反射元件，經上述第一反射 元件反射之光入射到該全反射元件上；提供一第二反射元件，光從上述全 反射元件之另一端射出，入射到該第二反射元件上；提供一第二透鏡組， 1323358 經上述第二反射元件反射之光入射到該第二透鏡組上；以及提供一影像感 測元件，經上述第二透鏡組折射後之光入射到該影像感測元件上；其^中’ 所述第一反射元件和第二反射元件可轉動，以調節反射光之角度，使經反 射元件反射之光可入射到所述全反射元件及第二透鏡組内，轉動該二$射 元件，調節反射光之角度，使經過全反射元件之光線之光程發生改變，實 現變焦。 _ 與現有之變焦裝置和方法相比，本發明變焦裝置和方法利用兩個可轉 動之反射元件和一個全反射元件，轉動該二反射元件，調節反射光之角度， 使經過全反射元件之光線之光程發生改變來實現變焦功能，避免改變^鏡 頭間之實際距離，從而使其結構簡單、組裝方便且不會産生透鏡組偏心現 象。 【實施方式】 凊參閱第一圖，本發明變焦裝置包括一第一鏡頭1、一第二鏡頭2、一 第一反射元件3、一第二反射元件4' 一全反射元件5及一影像感測元件6。 全反射元件5位於第一鏡頭1與第二鏡頭2之間，第一反射元件3和第二 反射元件4位於全反射元件5兩側，從像方到物方，影像感測元件6位於 第二鏡頭2後方。 第一鏡頭1包括第一透鏡組12和鏡筒14,第二鏡頭2包括第二透鏡組 22和鏡筒24 ’其中第一透鏡組12、第二透鏡組22分別設置於鏡筒14、24 内0 全反射元件5包括兩個相對且相互平行之反射面52、54，光可從一端 射入全反射元件5，經反射面52之反射，將光射到反射面54上，再經反射 面54之反射’光又射回反射面52上，經反射面52、54多次反射，光從全 反射元件5另一端射出。 第一反射元件3和第二反射元件4分別由基板33和基板43表面鍍有 反射膜31'41構成。軸35、45分別穿過基板33、43，第一反射元件3和 第二反射元件4可分別繞軸35和軸45轉動，通過轉動第一反射元件3和 第二反射元件4，使第一反射元件3可將經第一透鏡組u折射之光反射至 全反射元件5上，第二反射元件4可將由全反射元件5出射之光反射至第 二透鏡組22上。 經第二透鏡組22之折射’被攝物成像於影像感測元件6上，影像感測 1323358 元件可以係CCD (Charge Coupled Device ’電荷耦合器）影像感測器，也 可以係 CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互補金屬氧化 物半導體）影像感測器。 工作時’被攝物體（圖未示）發出之光入射到第一透鏡組12上；經第 一透鏡組12折射後入射到第一反射元件3上；經第一反射元件3之反射， 光入射到全反射元件5之反射面52上；經反射面52之反射，將光射到反 射面54上，再經反射面54之反射，光又射回反射面52上，經反射面52、 54多次反射，使得光從全反射元件5另一端射出；光從全反射元件5之另 一端射出後’入射到第二反射元件4上；經第二反射元件4之反射，光入 射到第二透鏡組22上；經第二透鏡組22折射後之光入射到影像感測元件6 上，被攝物成像於影像感測元件6上。調焦時，轉動第一反射元件3，調節 射向反射面52之光線之入射角度，使經過全反射元件5之光線之光程發生 改變，同時調節第二反射元件4，使從全反射元件5出射之光可射向第二透 鏡組22，最終成像於影像感測元件ό上《轉動第—反射元件3和第二反射 元件4可手動實現’也可由馬達帶動實現。 可以理解，全反射元件5可由全反射稜鏡7 (如第二圖所示）代替，全 反射稜鏡7應爲尚折射率玻璃材質，當射入全反射稜鏡7之光滿足全反射 叱律，即由全反射稜鏡7内射向空氣之光之入射角大於該玻璃材質之臨界 角，光就被全部反射回玻璃，發生全反射現象，全反射稜鏡7之一端設有 二楔形入光面71，另一端設有一楔形出光面72，光經楔形入光面71射入 全反射稜鏡7内，經過多次反射，射到楔形出光面72上，此時光之入射角 應小於臨界角，光從全反射稜鏡7射出。另外，軸35、45可以不穿過基板 33、43 ’而固設於基板33、43上，轉動軸33、43可帶動第一反射元件3 和第二反射元件4轉動，進行反射光角度之調n透鏡組12和第二透 鏡組22還可設置於鏡頭框架上，鏡頭框架可固設於相機機身上。 综上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟以 上所述者僅為本發明之較佳實補，舉凡熟悉本發明賜之人士，在援依 本發明精騎作之等效修飾或變化n包含於以下之_請糊範圍内。 【圖式簡單說明】 第一圖係本發明變焦裝置結構示意圖； 第二圖係全反射稜鏡光路示意圖； 1323358

第三圖係現有變焦裝置之剖視圖。 【主要元件符號說明】 第一鏡頭 1 第二鏡頭 2 第一反射元件 3 第二反射元件 4 全反射元件 5 影像感測元件 6 第一透鏡組 12 第二透鏡組 22 鏡筒 14、24 基板 33 '43 反射膜 31、41 轴 35、45 反射面 52、54 鏡筒 61 螺紋圈 62、64 導環 63、65 内轉動體 66 後鏡頭框架 67 前鏡頭框架 51 前導向框架 68 變焦圈 69 全反射稜鏡 7 楔形入光面 71 楔形出光面 72

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Claims (1)

1323358 十、申請專利範圍： L 一變焦裝置，包括： 一第一透鏡組； 一第二透鏡組； 一全反射元件； 一第一反射元件； 一第二反射元件； 其中’該二反射元件可轉動，該第—反射元件將經第一透鏡組折射之光 反射至該全反射元件上，該第二反射元件將由該全反射元件出射之光 反射至第二透鏡組上》 2. 如申請專利範圍第1項所述之變焦裝置，其中該全反射元件具有兩個相 對且相互平行之反射面》 3. 如申請專利範圍第i項所述之變焦裝置，其中該全反射元件爲全反射稜 鏡，該全反射稜鏡具有一楔形入光面及一楔形出光面。 4. 如申請專利範圍第丄項所述之變焦裝置，其中該第一反射元件和第二反 射元件分別包括一基板，該基板上鍍有反射膜。 5·如申請專利範圍第1項所述之變焦裝置，其中該變焦裝置進一步包括二 鏡琦’該第一透鏡組和該第二透鏡組分別設置於該二鏡筒内。 6. 如申請專利範圍第1項所述之變焦裝置，其中該變焦裝置進一步包括二 支樓該第一反射元件和第二反射元件之轴。 7. 如申請專利範圍第6項所述之變焦裝置’其令該第一反射元件和第二反 射元件分別穿過該二軸，可繞該二軸轉動。 8. —種變焦方法，包括以下步驟： 提供一第一透鏡組，被攝物體發出之光入射到該第一透鏡組上； 提供一第一反射元件，經上述第一透鏡組折射後之光入射到該第一反射 元件上； 提供一全反射元件，經上述第一反射元件反射之光入射到該全反射元件 上； 提供一第二反射元件，光從上述全反射元件之另一端射出，入射到該第 二反射元件上； 提供一第二透鏡組，經上述第二反射元件反射之光入射到該第二透鏡組 上；以及 提供一影像感測元件，經上述第二透鏡組折射後之光入射到該影像感測 元件上； 其中，所述第一反射元件和第二反射元件可轉動，以調節反射光之角度， 使經反射元件反射之光可入射到所述全反射元件及第二透鏡組内，轉 動該二反射元件，調節反射光之角度，使經過全反射元件之光線之光 程發生改變，實現變焦。 9.如申請專纖圍第8項所狀魏方法，其中該全反射耕具有兩個相 對且相互平行之反射面。 項所述之變焦方法’其中該全反射树爲全反射稜 鏡’該王反射稜鏡具有-細彡人絲及_娜出光面。