TWI402535B

TWI402535B - 變焦鏡頭

Info

Publication number: TWI402535B
Application number: TW98101601A
Authority: TW
Inventors: Long-Liang Zou; zi-yuan Li; Bin Lei; xiao-tian Kang; Jian-Jun Zhang
Original assignee: Hon Hai Prec Ind Co Ltd
Priority date: 2009-01-16
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2013-07-21
Also published as: TW201028727A

Description

變焦鏡頭

本發明涉及一種變焦鏡頭。

變焦鏡頭廣泛的應用於數碼相機中，傳統的變焦鏡頭一般採用將多組鏡片可滑動地設置在組合鏡筒內，通過旋轉鏡筒從而實現變焦功能。然而，現有的變焦鏡頭中的元件較多且結構複雜，如一具有3倍變焦功能的變焦鏡頭需要至少六個組合鏡筒才可實現相應的變焦功能，多元件結構的變焦鏡頭不僅結構複雜而且佔據相當大的空間，從而很難實現變焦鏡頭的小型化。

有鑒於此，有必要提供一種小體積的變焦鏡頭。

一種變焦鏡頭，其包括基座、成像裝置、固定筒、凸輪筒、導向筒、複數鏡片組。所述成像裝置固設在所述基座上。所述固定筒設置在所述基座上並環繞所述成像裝置。所述凸輪筒容置在所述固定筒內，並可在所述固定筒內沿所述變焦鏡頭的光軸方向旋轉移動。所述導向筒設置在所述凸輪筒內並可隨所述凸輪筒的移動在所述變焦鏡頭的光軸方向移動。所述複數鏡片組依次沿光軸設置在所述變焦鏡頭的光路中並可隨所述凸輪筒的轉動沿所述變焦鏡頭的光軸移動。所述固定筒內側間隔均勻的設置有複數交錯分佈的導向筒滑槽，所述導向筒鄰近所述基座的後端徑向向外延伸出複數與所述導向筒滑槽相對應的導向筒滑塊，所述導向筒滑塊由所述凸輪筒鄰近所述基座的後端伸出並卡置在所述固定筒的所述導向筒滑槽內。所述基座間隔均勻地設置有複數穿孔，當所述變焦鏡頭關閉時，所述導向筒的所述導向筒滑塊容置在所述穿孔內。

相較先前技術，該變焦鏡頭通過一固定筒、一凸輪筒、一導向筒配合複數鏡片組便可實現變焦鏡頭的變焦功能，從而使得變焦鏡頭的結構簡化，同時降低了變焦鏡頭的整體體積，此外節省了原材料、簡化了製造工藝同時降低了成本。

100‧‧‧變焦鏡頭

10‧‧‧基座

12‧‧‧凸台

14‧‧‧方形空窗

16‧‧‧穿孔

20‧‧‧成像裝置

22‧‧‧承載板

24‧‧‧影像感測晶片

26‧‧‧透光板

30‧‧‧固定筒

32‧‧‧凸輪筒滑槽

32a‧‧‧上升區

32b‧‧‧滑動區

34‧‧‧導向筒滑槽

40‧‧‧凸輪筒

42‧‧‧第一導向槽

44‧‧‧第二導向槽

46‧‧‧齒條

48‧‧‧凸輪銷

43‧‧‧凸輪筒滑塊

45‧‧‧加強塊

50‧‧‧導向筒

52‧‧‧第一滑槽

54‧‧‧第二滑槽

56‧‧‧導向筒滑塊

58‧‧‧周向滑槽

53‧‧‧開槽

60‧‧‧第一鏡片組

62‧‧‧第一鏡筒

64‧‧‧第一鏡片

622‧‧‧第一固定部

624‧‧‧第一連接部

626‧‧‧前端支撐壁

628‧‧‧後端支撐壁

621‧‧‧凸條

623‧‧‧螺紋孔

625‧‧‧第一導滑柱

627‧‧‧卡槽

70‧‧‧第二鏡片組

72‧‧‧第二鏡筒

74‧‧‧第二鏡片

722‧‧‧第二固定部

724‧‧‧第二連接部

726‧‧‧第一支撐壁

721‧‧‧凹槽

727‧‧‧懸臂

728‧‧‧第二導滑柱

80‧‧‧第三鏡片組

82‧‧‧鏡片支架

84‧‧‧第三鏡片

86‧‧‧導引桿

88‧‧‧傳動部

90‧‧‧第一驅動裝置

110‧‧‧第二驅動裝置

112‧‧‧驅動桿

120‧‧‧傳動齒輪

130‧‧‧鏡頭蓋

140‧‧‧密封圈

圖1是本發明變焦鏡頭的剖視圖；圖2是圖1中變焦鏡頭的分解圖；圖3是圖2中變焦鏡頭另一方向的分解示意圖；圖4是圖2中變焦鏡頭的固定筒、凸輪筒、及導向筒的分解示意圖；圖5為圖4中變焦鏡頭的固定筒、凸輪筒、及導向筒的另一方向的分解示意圖；圖6為圖1中變焦鏡頭一使用狀態示意圖；圖7為圖1中變焦鏡頭另一使用狀態示意圖。

請參閱圖1，本發明較佳實施方式提供的一種變焦鏡頭100。該變焦鏡頭100包括基座10、成像裝置20、固定筒30、凸輪筒40、導向筒50、第一鏡片組60、第二鏡片組70、第三鏡片組80。所述成像裝置20固設在所述基座10上，所述固定筒30設置在所述基座10上並環繞所述成像裝置20。所述凸輪筒40容置在所述固定筒30內，並在所述固定筒30內沿所述變焦鏡頭100的光軸方向旋轉移動。所述導向筒50設置在所述凸輪筒40內並可隨所述凸輪筒40的旋轉移動在所述變焦鏡頭100的光軸方向移動。所述第一鏡片組60及第二鏡片組70依次設置在所述導向筒50內並可隨所述凸輪筒40的旋轉移動沿所述變焦鏡頭100的光軸方向移動。所述第三鏡片組80正對所述成像裝置20通過一可滑動的鏡片支架設置在所述基座10上且可沿所述變焦鏡頭100的光軸方向移動。

請參閱圖2及圖3，所述基座10用以承載所述變焦鏡頭100的各個部件並將該變焦鏡頭100固設在一電子裝置如數碼相機內。所述基座10中部凸設有一內空的圓形凸台12，該內空的圓形凸台12用以容置所述成像裝置20。在所述圓形凸台12的頂端開設有一方形空窗14，該方形空窗14用以使所述成像裝置20暴露於所述變焦鏡頭100的光路中。在所述基座10的圓形凸台12的週邊間隔均勻地設置有複數穿孔16。

所述成像裝置20設置在所述基座10上，並容置在所述圓形凸台12內。所述成像裝置20包括一承載板22，一電連接在所述承載板22上的影像感測晶片24，以及一罩設在所述影像感測晶片24表面上的透光板26。所述承載板22用以承載所述影像感測晶片24並為所述影像感測晶片24提供電連接至外部的電路(圖未標)。所述影像感測晶片24與所述承載板22上的電路相互電連接，用以將感測到的光線轉化為電信號，並將所述電信號從所述電路輸出。所述透光板26用以保護所述影像感測晶片24，同時可過濾被感測光線中的紅外線。

請參閱圖4及圖5，所述固定筒30固設在所述基座10上，該固定筒30內側間隔均勻的設置有複數凸輪筒滑槽32以及複數導向筒滑槽34。所述複數凸輪筒滑槽32以及複數導向筒滑槽34交錯分佈在所述固定筒30的內側。所述凸輪筒滑槽32包括一上升區32a以及一與所述上升區32a連通的滑動區32b。所述上升區32a由所述固定筒30鄰近所述基座10的後端以一定斜率沿所述固定筒30內側延伸至鄰近所述固定筒30的前端的位置處。所述滑動區32b鄰近且平行於所述固定筒30遠離所述基座10的前端。所述複數導向筒滑槽34與所述固定筒30的軸線大致平行。

所述凸輪筒40設置在所述固定筒30內。所述凸輪筒40內側間隔均勻地設置有複數第一導向槽42以及複數第二導向槽44。所述第一導向槽42及第二導向槽44交錯分佈，且所述第一、二導向槽42、44由所述凸輪筒40鄰近所述基座10的後端延伸至鄰近所述凸輪筒40遠離所述基座10的前端位置處。在所述凸輪筒40的後端外側環設有一排齒條46，所述齒條46所覆蓋的區域對應於凸輪筒40的軸心的圓心角小於120度。所述齒條46用以與一外部驅動裝置相嚙合，並在所述外部驅動裝置的驅動下繞所述固定筒30旋轉。在所述齒條46兩側設置有複數與所述固定筒30的凸輪筒滑槽32相對應的凸輪銷48。所述凸輪銷48容置在所述固定筒30的凸輪筒滑槽32內，用以在該凸輪筒40轉動時沿著所述凸輪筒滑槽32的上升區32a旋轉上升至所述凸輪筒滑槽32的滑動區32b，並在所述滑動區32b內旋轉。在所述凸輪筒40的內側中部位置處設置有複數凸輪筒滑塊43用以與所述導向筒50配合。為增加所述凸輪筒40的第一導向槽42及第二導向槽44的槽壁承載強度，可在所述第一導向槽42以及第二導向槽44應力突變的位置處設置加強塊45。

所述導向筒50設置在所述凸輪筒40內。所述導向筒50上設置有複數貫穿該導向筒50的第一滑槽52以及複數第二滑槽54。所述第一滑槽52及所述第二滑槽54交錯分佈在所述導向筒50上且均與所述凸輪筒40的軸線相平行。所述第二滑槽54的一端貫穿導向筒50的端部，且在該端部對應所述第二滑槽54的位置處沿該導向筒50的徑向向外延伸出複數與所述固定筒30的導向筒滑槽34相對應的導向筒滑塊56，該導向筒滑塊56由所述凸輪筒40的後端伸出並卡置在所述固定筒30的導向筒滑槽34內，用以使所述導向筒50隨著所述凸輪筒40的轉動沿所述導向筒滑槽34做直線運動。當所述變焦鏡頭100處於關閉狀態時，所述導向筒滑塊56容置在所述基座10的穿孔16內。環繞所述導向筒50的外側設置有複數相互平行且垂直於所述導向筒50的軸線的周向滑槽58，該周向滑槽58與所述凸輪筒40內的凸輪筒滑塊43相對應，並將所述凸輪筒滑塊43容置在其內使所述凸輪筒40可繞所述導向筒50轉動。在所述導向筒50外側沿其軸向設置有複數從所述導向筒50遠離所述基座10的端部延伸至所述周向滑槽58並與所述周向滑槽58相互連通的徑向開槽53，所述開槽53用以使所述凸輪筒滑塊43可由該徑向開槽53卡入所述周向滑槽58內。

請參閱圖2及圖3，所述第一鏡片組60設置在所述導向筒50內。所述第一鏡片組60包括一第一鏡筒62以及複數設置在該第一鏡筒62內的第一鏡片64。所述第一鏡筒62包括一用以固定所述第一鏡片64的第一固定部622，一環繞所述第一固定部622並沿所述第一固定部622徑向向外延伸出的第一連接部624，一環繞所述第一連接部624並沿所述第一鏡筒62的軸向向該第一鏡片組60遠離所述基座10的前端延伸出的前端支撐壁626，以及一沿與所述前端支撐壁626相反方向延伸並與所述前端支撐壁626相連接的後端支撐壁628。在所述後端支撐壁628內側沿該第一鏡筒62的軸向均勻設置有複數凸條621，在每一凸條621遠離所述第一連接部624的一端設置有一貫穿該凸條621以及所述後端支撐壁628的螺紋孔623。複數第一導滑柱625的一端由所述後端支撐壁628的外側螺設於對應的螺紋孔623中。所述每一第一導滑柱625凸出於所述後端支撐壁628外側的一端穿過所述導向筒50的第一滑槽52卡設在所述凸輪筒40的第一導向槽42內。當所述凸輪筒40沿著所述固定筒30的凸輪筒滑槽32的滑動區32b轉動時，所述第一導滑柱625在所述凸輪筒40的第一導向槽42內滑動從而帶動所述第一鏡片組60沿著所述導向筒50的第一滑槽52做軸向移動。在所述後端支撐壁628形成有螺紋孔623一端的端壁上沿該第一鏡筒62的軸向開設有複數間隔均勻的卡槽627，該複數卡槽627與所述複數螺紋孔623交錯分佈。

所述第二鏡片組70設置在所述導向筒50內，並容置在所述第一鏡片組60內。所述第二鏡片組70包括一第二鏡筒72以及複數容置在所述第二鏡筒72內的第二鏡片74。所述第一鏡筒72包括一用以固定所述第二鏡片74的第二固定部722，一環繞所述第二固定部722並沿所述第二固定部722徑向向外延伸出的第二連接部724，以及一環繞所述第二連接部724並沿所述第二鏡筒72的軸向向該第二鏡片組70遠離所述基座10的前端延伸出的第一支撐壁726。所述第一支撐壁726的所形成的圓柱的外徑小於所述第一筒60的後端支撐壁628所圍成的圓柱的內徑，因此，所述第二鏡片70可容置在所述第一鏡片組60的第一鏡筒62朝向所述基座10的後端內。在所述第一支撐壁726的外側開設有複數對應於所述第一鏡筒62的凸條621的凹槽721，所述每一凹槽721將對應的凸條621收容於其中。在所述第一支撐壁726靠近所述第二連接部724的端部設置有複數與所述第一鏡筒60的後端支撐壁628的卡槽627相對應的懸臂 727，所述懸臂727分別卡設在所述對應的卡槽627內。在所述每一懸臂727的端部設置有一第二導滑柱728。所述第二導滑柱728穿過所述導向筒50的第二滑槽54卡設在所述凸輪筒40的第二導向槽44內。當所述凸輪筒40沿著所述固定筒30的凸輪筒滑槽32的滑動區32b轉動時，所述第二導滑柱728在所述凸輪筒40的第二導向槽44內滑動從而帶動所述第二鏡片組70沿著所述導向筒50的第二滑槽54做軸向移動。

所述第三鏡片組80正對所述成像裝置20設置在所述基座10上且與所述第一、二鏡片組60、70的光軸相對正。所述第三鏡片組80包括一鏡片支架82，一設置在所述鏡片支架82上的第三鏡片84，複數引導所述鏡片支架82滑動的導引桿86以及一與外部驅動裝置相嚙合的傳動部88。所述鏡片支架82套設在所述導引桿86上，且通過與外部驅動裝置相嚙合的傳動部88限制該鏡片支架82的位置。所述導引桿86間隔設置在所述基座10的空窗14相對兩側的位置處。所述傳動部88設置在所述鏡片支架82的一側，該傳動部88為內設螺紋的U形開口卡塊，其通過內設的螺紋與外部驅動裝置的驅動桿螺接，並隨所述驅動桿的轉動而帶動所述鏡片支架82沿著所述導引桿86在變焦鏡頭100的光軸方向移動。

所述外部驅動裝置包括一用以驅動所述凸輪筒40的第一驅動裝置90以及一用以驅動所述第三鏡片組80的第二驅動裝置110。所述第一驅動裝置90及第二驅動裝置110間隔地設置在所述固定筒30的外側，且所述第一、二驅動裝置90、110對應所述固定筒30的中心軸大致間隔90至180度以便有效減小該變焦鏡頭100所佔用的空間。所述第一驅動裝置90通過一可轉動地設置在所述固定筒30外側的柱狀傳動齒輪120與設置在所述固定筒30內的凸輪筒40的齒條46動力連接。所述第二驅動裝置110包括一驅動桿112，該驅動桿112與所述第三鏡片組80的鏡片支架82上的傳動部88相嚙合，並可驅動所述傳動部88在所述驅動桿112上移動。

此外，請參閱圖1至圖4，該變焦鏡頭100還包括一鏡頭蓋130，以及一密封圈140。所述鏡頭蓋130罩設在所述第一鏡片組60的第一鏡筒62的前端支撐壁626的端部用以保護所述第一鏡片組60中間的第一鏡片64。所述密封圈140設置在所述固定筒30的前端，以防止灰塵及雜物落入所述固定筒30、凸輪筒40及導向筒50之間。

可以理解，該變焦鏡頭100還可以包括一光圈裝置(圖未示)，該光圈裝置可設置在所述第二鏡片組70上，並位於所述第一鏡片組60與第二鏡片組70之間用以控制進入所述第二鏡片組70中的第二鏡片74中的光通量，從而控制該變焦鏡頭100的成像品質。

請參閱圖1至圖5，當該變焦鏡頭100處於關閉狀態時間，所述導向筒50的導向筒滑塊56可收容在所述基座10的穿孔16中，從而可降低整個變焦鏡頭100的高度。由於所述凸輪筒40外側的齒條46所對應的圓心角小於120度，因此所述凸輪銷48可與所述齒條46位於同一平面內，如此便可有效的節約空間並降低了所述凸輪筒40的高度從而使整個變焦鏡頭100的高度降低。同時，所述凸輪筒40與所述導向筒50之間採用凸輪筒滑塊42及周向滑槽58相互滑動配合從而可有效減小所述變焦鏡頭的徑向尺寸。

請參閱圖1至7，當使用時，所述第一驅動裝置90通過所述柱狀傳動齒輪120帶動所述凸輪筒40沿所述固定筒30轉動，此時所述凸輪筒40的凸輪銷48將沿著所述凸輪筒滑槽32的上升區32a滑動，從而使所述凸輪筒40繞所述固定筒30轉動的同時沿所述固定筒30的軸向向前移動。當所述凸輪筒40沿所述固定筒30的軸向向前移動時，導向筒50隨所述凸輪筒40一起運動，由於所述導向筒50的導向筒滑塊56從所述凸輪筒40的底部伸出並卡置於沿軸向設置在所述固定筒30內的導向筒滑槽34內，從而使得導向筒50只能沿著所述導向筒滑槽34在所述固定筒30內做軸向運動。所述凸輪筒40在所述固定筒30及所述導向筒50之間轉動同時帶動所述導向筒50沿所述固定筒30做軸向運動，在此同時，設置在導向筒50內的第一、二鏡片組60、70將隨所述凸輪筒40一同沿所述固定筒30的軸向向前移動。當所述凸輪筒40由所述固定筒30的凸輪筒滑槽32的上升區32a進入所述滑動區32b後，所述凸輪筒40將停止軸向移動而僅僅沿所述固定筒30的軸線轉動，此時導向筒50停止運動，而所述第一鏡筒62上的第一導滑柱625及第二鏡筒70的第二導滑柱728將沿著各自所在的第一導向槽42及第二導向槽44滑動，所述導向筒50的第一、二滑槽52、54將限制所述第一導滑柱625及第二導滑柱728隨所述凸輪筒40轉動，從而使得所述第一、二導滑柱625、728只能隨著所述凸輪筒40的轉動在所述第一、二滑槽52、54沿所述導向筒50的做軸向移動，並使第一、二鏡片組60、70隨所述凸輪筒40的轉動而沿所述變焦鏡頭100的軸向展開從而實現變焦。當所述第一、二鏡片組60、70沿軸向展開實現變焦功能後，所述第三鏡片組80將在第二驅動裝置110的驅動下沿所述變焦鏡頭100的軸向移動從而實現整個變焦鏡頭100的對焦功能。

該變焦鏡頭100通過一固定筒30、一凸輪筒40、一導向筒50配合第一、二鏡片組60便可實現變焦鏡頭100的變焦功能，從而使得變焦鏡頭100的結構簡化，同時降低了變焦鏡頭100的整體體積，此外節省了原材料、簡化了製造工藝同時降低了成本。

綜上所述，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施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。