TWI400478B - Can increase the positioning accuracy of the zoom lens - Google Patents

Description

可提升定位精度的變焦鏡頭

本發明是有關於一種鏡頭，特別是指一種可提升定位精度的變焦鏡頭。

參閱圖1~3，為專利申請案號第95116393號案之一種可沿一軸線L伸縮之鏡頭8，及一控制該鏡頭8伸縮之控制系統90架構。

該鏡頭8包含一基座81、一可轉動地套接於該基座81內之導引筒82、一位於該導引筒82內且可相對於該導引筒82轉動之內筒83、一位於該導引筒82內且可相對於該內筒83轉動與移動之鏡室單元84，及一驅動該鏡頭8伸縮之驅動單元85，其中，該驅動單元85包括一設置於該基座81之馬達851，及一可操作地連結該馬達851與該導引筒82之減速齒輪系852。

該控制系統90包含連接於該鏡頭8之一位置偵測單元91、一歸零偵測單元92、一連接於該位置偵測單元91與該歸零偵測單元92之微處理單元93，及一連接該微處理單元93與該馬達851之馬達控制單元94，其中，該位置偵測單元91包括一裝設於該基座81上被該馬達851帶動旋轉之葉片911，及一裝設於該基座81上可感應該葉片911旋轉之第一感應件912。該歸零偵測單元92包括一貼設於該導引筒82外之反光片921，及一裝設於該基座81上可感應該反光片921之第二感應件922。

當該控制系統90控制該鏡頭8伸縮進行變焦而使該第二感應件922感應該反光片921時，該第二感應件922會輸出一歸零點訊號供該微處理單元93判斷歸零點位置並將該葉片911之計數歸零。當該馬達851繼續轉動時，該第一感應件912感應該葉片911之旋轉，並輸出轉動訊號供該微處理單元93判斷該葉片911之計數以獲得該鏡頭8之伸出位置。

但由於該鏡頭8在變焦過程中，該微處理單元93在判斷歸零點位置後便依照該葉片911之計數而計算出該鏡頭8伸出之所在位置，如此，容易在變焦過程中因該葉片911誤動作而影響該第一感應件912之計數，致使該微處理單元93無法確實控制該鏡頭8真實之伸縮位置，且當該鏡頭8之焦距範圍變化較大，或變焦過程中該鏡頭8往復伸縮頻繁時，會使得該葉片911旋轉之計數所累積的誤差增加而影響該鏡頭8之定位精度。

因此，本發明之目的，即在提供一種可提升定位精度的變焦鏡頭。

於是，本發明可提升定位精度的變焦鏡頭包含一基座、一凸輪筒、複數直進單元、複數鏡群、一驅動單元、一偵測單元及一微處理單元。該凸輪筒是可原位繞一光軸轉動地設置於該基座，並包括複數組凸輪溝、沿一圓周方向設置之一基準點及至少一校正點。該等直進單元是分別平行於該光軸地固設於該基座。該等鏡群是受該凸輪筒帶動而由一收納狀態依序變化至一歸零狀態、一近拍狀態及一遠拍狀態，每一鏡群是套設於其中一直進單元且受其中一組凸輪溝帶動，並包括一可沿該光軸方向移動之群框，及至少一固設於該群框之鏡片，其中，該凸輪筒之基準點位置是被設計成對應該等鏡群之歸零狀態，該校正點位置是被設計成對應於該等鏡群之近拍狀態與該遠拍狀態間的一校正狀態。該驅動單元是安裝於該基座，並包括一驅動件，及一受該驅動件驅動之減速系，該驅動件是驅動該凸輪筒原位轉動而使該等鏡群在該收納狀態與該遠拍狀態間來回變換。該偵測單元是設置於該基座，並包括一受該驅動件帶動旋轉之葉輪、一可感應該葉輪旋轉並計數之偵測件，及一可檢知該基準點與該校正點之光感測器。該微處理單元是和該偵測件與該光感測器電連接，當該光感測器檢知到該基準點時，該光感測器是發出一訊號供該微處理單元判斷該基準點位置並將該葉輪之計數歸零，當該光感測器檢知到該校正點時，該光感測器是發出一校正訊號供該微處理單元判斷該葉輪之計數是否符合一預設值，若該葉輪之計數與該預設值不符，該微處理單元是補正該葉輪之計數至與該預設值相同。

藉由該校正點之設置，可使該微處理單元在該鏡頭進行變焦時校對及補正該葉輪之計數，以確保該等鏡群確實移至正確位置進而提升定位精度。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

參閱圖4~6、9，為本發明可提升定位精度的變焦鏡頭之一較佳實施例，該變焦鏡頭之光學變焦倍率不小於12倍，並包含一基座1、一凸輪筒2、四直進單元31~34、四鏡群41~44、一驅動單元5、一偵測單元6及一微處理單元7，該等鏡群41~44是受該凸輪筒2帶動而由一收納狀態依序變化至一歸零狀態、一近拍狀態及一遠拍狀態(如圖10~13所示)。

參閱圖5、7，該凸輪筒2是可原位繞一光軸Y轉動地設置於該基座1，並包括一內周面21、一圍繞該內周面21之外周面22、一沿該光軸Y方向面對該基座1之承靠面23、三凹設於該外周面22之第一凸輪溝24、凹設於該內周面21之一第二凸輪溝25、一第三凸輪溝26與一第四凸輪溝27、沿一圓周方向設置於該承靠面23之一基準點28，及一第一校正點29與一第二校正點29’，及複數沿該圓周方向設置於該外周面22之齒部20，該基準點28位置是被設計成對應該等鏡群41~44之歸零狀態，該第一、第二校正點29、29’位置是被設計成對應於該等鏡群41~44之近拍狀態與該遠拍狀態間的一第一校正狀態及一第二校正狀態，其中，該第二校正狀態是介於該第一校正狀態與該遠拍狀態間，在本實施例中，該基準點28與該第一、第二校正點29、29’皆為反光片，且該第二、第三凸輪溝25、26是同一凸輪溝。

參閱圖5、6、10，該等直進單元31~34是分別平行於該光軸Y地固設於該基座1，其中，該第一直進單元31是呈筒狀並包括複數沿一徑向延伸之導塊311，該第二、第三與第四直進單元32~34各為一對插設於該基座1之導柱，在本實施例中，該第二與第三直進單元32、33是同一對導柱。

該等鏡群41~44是分別套設於該等直進單元31~34且分別受該等凸輪溝24~27帶動，其中，該第一鏡群41包括一可沿該光軸Y方向移動之群框411，及複數固設於該群框411之鏡片412，該群框411是呈筒狀且套設於該凸輪筒2，並具有複數分別與該第一凸輪溝24滑接之插銷413，及複數形成於一內周面414且與該第一直進單元31之該等導塊311滑接的直進槽415。該第二、第三與第四鏡群42~44各包括一可沿該光軸Y方向移動之群框421、431、441、複數分別固設於該等群框421、431、441之鏡片422、432、442，及一連動銷423、433、443，其中，該等群框421、431、441是分別套設於該第二、第三與第四直進單元32~34，該等連動銷423、433、443是分別與該第二、第三與第四凸輪溝25~27滑接。值得說明的是，該等鏡群41~44之鏡片412、422、432、442數目可依該變焦鏡頭所需之光學特性而有所調整，例如可將該等鏡片412、422、432、442之數目調整為一片、二片或五片。

參閱圖4、5、8，該驅動單元5是安裝於該基座1，並包括一驅動件51，及一受該驅動件51驅動之減速系52，該驅動件51是驅動該凸輪筒2原位轉動而使該等鏡群41~44在該收納狀態與該遠拍狀態間來回變換，在本實施例中，該驅動件51是一馬達，該減速系52是一減速齒輪系。

參閱圖5、7、8，該偵測單元6是設置於該基座1，並包括一受該驅動件51帶動旋轉之葉輪61、一可感應該葉輪61旋轉並計數之偵測件62，及一可檢知該基準點28與該第一、第二校正點29、29’之光感測器63，在本實施例中，該光感測器63是一光反射式感測器。

參閱圖5、9，該微處理單元7是和該驅動單元5、該偵測件62與該光感測器63電連接。

參閱圖5、10~13，當該變焦鏡頭欲進行變焦時，藉由該驅動單元5帶動該凸輪筒2原位繞該光軸Y轉動，使該等鏡群41~44沿該光軸Y方向移動而在該收納狀態與該遠拍狀態間切換即可達到變焦之目的。該驅動單元5之控制訊號是來自該微處理單元7，該微處理單元7是回應一相機之操作鍵(圖未式)之輸入而產生對應之控制訊號。

參閱圖5、7、9，在變焦過程中，當該等鏡群41~44由該收納狀態變換至該歸零狀態使該光感測器63檢知到該基準點28時，該光感測器63是發出一訊號供該微處理單元7判斷該基準點28位置並將該葉輪61之計數(count)歸零。當該凸輪筒2繼續轉動而使該等鏡群41~44由該歸零狀態變換至該第一校正狀態時，該光感測器63是檢知到該第一校正點29，並發出一校正訊號供該微處理單元7判斷該葉輪61之計數是否符合一第一預設值，若該葉輪61之計數與該第一預設值不符，該微處理單元7是補正該葉輪61之計數至與該第一預設值相同，例如該等鏡群41~44由該歸零狀態變換至該第一校正狀態時，該葉輪61之計數為102count，而該第一預設值為100count，此時該微處理單元7便將該葉輪61之計數補正為100count。若該凸輪筒2繼續轉動而使該等鏡群41~44由該第一校正狀態變換至該第二校正狀態時，該光感測器63是檢知到該第二校正點29’，並發出另一校正訊號供該微處理單元7判斷該葉輪61之計數是否符合一第二預設值，若該葉輪61之計數與該第第二預設值不符，該微處理單元7是補正該葉輪61之計數至與該第二預設值相同，例如該等鏡群41~44由該第一校正狀態變換至該第二校正狀態時，該葉輪61之計數為1020count，而該第二預設值為1000count，此時該微處理單元7便將該葉輪61之計數補正為1000count。

相同地，當變焦過程中，該等鏡群41~44是往另一方向移動進行變焦，也就是由該遠拍狀態往該收納狀態進行變焦時，當該光感測器63檢知到該基準點28、該第一、第二校正點29、29’時，該微處理單元7同樣會判斷該葉輪61之計數並予以歸零或補正。

值得說明的是，該光感測器63也可以是採用光遮斷式感應器，此時僅需使該基準點28與該第一、第二校正點29、29’成為能受該光感測器63感測之型式，例如葉片，該光感測器63同樣可以提供訊號供該微處理單元7判斷。

歸納上述，由於變焦過程中，藉由該光感測器63檢知該第一、第二校正點29、29’，以提供訊號供該微處理單元7偵測該等鏡群41~44真實之機構位置並判斷該葉輪61之計數是否正確並予以補正，可以避免該等鏡群41~44在該收納狀態與該遠拍狀態間來回變換時，因為該葉輪61之計數錯誤而影響該等鏡群41~44確切之定位位置而影響變焦，相較於習知該微處理單元93在判斷歸零點位置後便依照該葉片911之計數而計算出該鏡頭8之伸出位置的方式，更能提升該變焦鏡頭變焦時的定位精度，故確實能達到本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1．．．基座

2．．．凸輪筒

20．．．齒部

21．．．內周面

22．．．外周面

23．．．承靠面

24．．．第一凸輪溝

25．．．第二凸輪溝

26．．．第三凸輪溝

27．．．第四凸輪溝

28．．．基準點

29．．．第一校正點

29’．．．第二校正點

31．．．第一直進單元

311．．．導塊

32．．．第二直進單元

33．．．第三直進單元

34．．．第四直進單元

41．．．第一鏡群

411．．．群框

412．．．鏡片

413．．．插銷

414．．．內周面

415．．．直進槽

42．．．第二鏡群

421．．．群框

422．．．鏡片

423．．．連動銷

43．．．第三鏡群

431．．．群框

432．．．鏡片

433．．．連動銷

44．．．第四鏡群

441．．．群框

442．．．鏡片

443．．．連動銷

5．．．驅動單元

51．．．驅動件

52．．．減速系

6．．．偵測單元

61．．．葉輪

62．．．偵測件

63．．．光感測器

7．．．微處理單元

Y．．．光軸

圖1是一立體圖，說明專利申請案號第95116393號案之一種鏡頭位於一歸零位置時之情形；

圖2是一該鏡頭位於該歸零位置之前視圖；

圖3是一現有控制該鏡頭伸縮之控制系統架構圖；

圖4是一立體圖，說明本發明可提升定位精度的變焦鏡頭之一較佳實施例；

圖5是一立體分解圖，說明該較佳實施例之組成；

圖6是一立體分解圖，說明一第三連動銷之配置位置；

圖7是一仰視示意圖，說明一凸輪筒之一底面的配置情形；

圖8是一俯視圖，說明一減速系配置於一基座之情形；

圖9是一架構圖，說明一微處理單元和一偵測件與一光感測件之連接關係；

圖10是一剖面圖，說明情形該鏡頭處於一收納狀態時之情形；

圖11是一剖面圖，說明該鏡頭處於一歸零狀態時之情形；

圖12是一剖面圖，說明該鏡頭處於一近拍狀態時之情形；及

圖13是一剖面圖，說明該鏡頭處於一遠拍狀態時之情形。

2．．．凸輪筒

20．．．齒部

23．．．承靠面

28．．．基準點

29．．．第一校正點

29’．．．第二校正點

Claims (12)

1. 一種可提升定位精度的變焦鏡頭，包含：一基座；一凸輪筒，是可原位繞一光軸轉動地設置於該基座，並包括複數組凸輪溝、沿一圓周方向設置之一基準點及至少一校正點；複數直進單元，是分別平行於該光軸地固設於該基座；複數鏡群，是受該凸輪筒帶動而由一收納狀態依序變化至一歸零狀態、一近拍狀態及一遠拍狀態，每一鏡群是套設於其中一直進單元且受其中一組凸輪溝帶動，並包括一可沿該光軸方向移動之群框，及至少一固設於該群框之鏡片，其中，該凸輪筒之基準點位置是被設計成對應該等鏡群之歸零狀態，該校正點位置是被設計成對應於該等鏡群之近拍狀態與該遠拍狀態間的一校正狀態；一驅動單元，是安裝於該基座，並包括一驅動件，及一受該驅動件驅動之減速系，該驅動件是驅動該凸輪筒原位轉動而使該等鏡群在該收納狀態與該遠拍狀態間來回變換；一偵測單元，是設置於該基座，並包括一受該驅動件帶動旋轉之葉輪、一可感應該葉輪旋轉並計數之偵測件，及一可檢知該基準點與該校正點之光感測器；及一微處理單元，是和該驅動單元、該偵測件與該光感測器電連接，當該光感測器檢知到該基準點時，該光感測器是發出一訊號供該微處理單元判斷該基準點位置並將該葉輪之計數歸零，當該光感測器檢知到該校正點時，該光感測器是發出一校正訊號供該微處理單元判斷該葉輪之計數是否符合一預設值，若該葉輪之計數與該預設值不符，該微處理單元是補正該葉輪之計數至與該預設值相同。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之可提升定位精度的變焦鏡頭，其中，該凸輪筒包括一沿該光軸方向面對該基座之承靠面，該基準點與該校正點皆為反光片且設置於該承靠面，該偵測單元之光感測器為光反射式感應器。
3. 依據申請專利範圍第2項所述之可提升定位精度的變焦鏡頭，其中，該凸輪筒包括二校正點，該等校正點位置是被設計成對應於該近拍狀態與該遠拍狀態之間的一第一校正狀態及一第二校正狀態，該第二校正狀態是介於該第一校正狀態與該遠拍狀態間。
4. 依據申請專利範圍第3項所述之可提升定位精度的變焦鏡頭，其中，該變焦鏡頭之光學變焦倍率不小於12倍。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之可提升定位精度的變焦鏡頭，其中，該凸輪筒更具有複數沿該圓周方向設置於其外周面之齒部，該驅動單元之減速系是一與該等齒部嚙合之減速齒輪系。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之可提升定位精度的變焦鏡頭，其中，該變焦鏡頭包含一第一直進單元、一第二直進單元、一第三直進單元、一第四直進單元，及沿該光軸方向朝該基座趨近之一第一鏡群、一第二鏡群、一第三鏡群及一第四鏡群，該凸輪筒包括複數第一凸輪溝、一第二凸輪溝、一第三凸輪溝及一第四凸輪溝。
7. 依據申請專利範圍第6項所述之可提升定位精度的變焦鏡頭，其中，該第一凸輪溝是凹設於該凸輪筒之一外周面，該第一直進單元是呈筒狀並包括複數沿一徑向延伸之導塊，該第一鏡群之群框是呈筒狀且套設於該凸輪筒，並具有複數分別與該第一凸輪溝滑接之插銷，及複數形成於一內周面且與該等導塊滑接之直進槽。
8. 依據申請專利範圍第7項所述之可提升定位精度的變焦鏡頭，其中，該第二、第三與第四凸輪溝是凹設於該凸輪筒之一內周面，該第二、第三與第四直進單元為插設於該基座之導柱。
9. 依據申請專利範圍第8項所述之可提升定位精度的變焦鏡頭，其中，該第二鏡群之群框是套設於該第二直進單元並與該第二凸輪溝滑接。。
10. 依據申請專利範圍第9項所述之可提升定位精度的變焦鏡頭，其中，該第三鏡群之群框是套設於該第三直進單元並與該第三凸輪溝滑接。
11. 依據申請專利範圍第10項所述之可提升定位精度的變焦鏡頭，其中，該第二鏡群之群框與該第三鏡群之群框是套設於同一直進單元且與同一組內凸輪溝滑接。
12. 依據申請專利範圍第10項所述之可提升定位精度的變焦鏡頭，其中，該第四鏡群之群框是套設於該第四直進單元並與該第四凸輪溝滑接。