TWI403817B - Switchable focus lens module - Google Patents

Description

可切換焦點的鏡頭模組

本發明是有關於一種光學器材，特別是指一種可切換焦點的鏡頭模組。

如圖1所示，現有一種鏡頭裝置(公開編號200622466)，包含一框架1、一固設在該框架1上的底座2、二固定在該框架1與該底座2內側的導磁件3、一安裝在該框架1內部的承載座4、一螺鎖於該承載座4的鏡頭5、多數安裝在該框架1的線圈元件6及多數安裝在該承載座4且對應於該等線圈元件6的磁性元件7。該框架1與該底座2各具有一由外朝內逐漸擴大傾斜的導斜面101、201。透過該等磁性元件7所造成的磁場與該等線圈元件6中電流的作用，所產生的作用力將可推動該承載座4，進一步帶動該鏡頭5移動，而完成變焦動作，另外，再藉由該等導磁件3與該等磁性元件7之吸力，可使該承載座4與該鏡頭5產生定位。

雖然，利用該等磁性元件7與該等線圈元件6配合可推動該承載座4暨帶動該鏡頭5移動，而完成變焦動作，但實際上仍有下列問題：

一、該等線圈元件6為印刷式線圈，所能產生之磁力小，所以必須沿該框架1的環向設有四個，且該等磁性元件7也對應地設置在該承載座4的外周面上，以至於該鏡頭裝置整體構件多，且體積大，不符合小型化的需求。

二、該承載座4帶動該鏡頭5移動而完成變焦動作時，必須利用該等導斜面101、201提供該承載座4相反二側緣抵觸、導正，才能達到對保持對心，所以製造組配時的公差必須要求嚴格，成本亦會較高。

因此，本發明之目的，即在提供一種結構簡單、整體體積小且符合小型化需求之可切換焦點的鏡頭模組。

於是，本發明可切換焦點的鏡頭模組，包含一固定單元、一載座、一鏡頭單元、一電磁驅動單元及一平板彈片。該固定單元呈中空殼狀，並具有一圍繞一光軸的空間。該載座安裝在該空間中。該鏡頭單元對應該光軸螺鎖在該載座中。該電磁驅動單元具有一固設在該固定單元的鐵芯環框、多數間隔固設在固定單元的線圈組及多數固設在該載座的磁性元件，該等線圈組各具有一自該鐵芯環框一體延伸的芯桿及一套設在該芯桿外部的線圈，該等線圈組與該等磁性元件沿環向呈錯開設置，該等線圈組通過預定方向及大小之電流，可使該等磁性元件產生預設磁力，能驅動該載座及該鏡頭單元沿光軸方向在一遠距拍攝狀態與一近距拍攝狀態之間產生切換。該平板彈片設置在該固定單元，可提供該載座及該鏡頭單元對應光軸方向的彈力，且與該電磁驅動單元產生之磁力達到平衡。

本發明之功效：利用整體之組合不僅能達到變焦之目的，且該等線圈組與該等磁性元件沿環向呈錯開設置，可使該鏡頭模組的零件精簡、製造組配容易且體積小，可符合小型化的需求。

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。

如圖2及圖4所示，本發明可切換焦點的鏡頭模組之較佳實施例，包含一固定單元10、一載座20、一鏡頭單元30、一電磁驅動單元40及一平板彈片50。

該固定單元10由一底座11及一框架12對合呈中空殼狀，並具有一圍繞一光軸L的空間13，該底座11具有一沿該光軸L且貫通至該空間13的下穿孔111及一圍繞該下穿孔111所形成的凸緣112，該框架12也具有一對應該下穿孔111的上穿孔121及多數圍設在該上穿孔121內側的定位柱122。

該載座20具有一呈中空狀的底板21、一由該底板21沿該光軸L延伸的筒部22及一由該底板21貫通至該筒部22的內孔23，該筒部22末端設有多數沿環向設置且呈半圓凸塊狀的卡制部221，該內孔23具有一套設在該凸緣112的套合段231及一設於該套合段231一側的螺紋段232。

該鏡頭單元30對應該光軸L螺鎖在該載座20的螺紋段232並具有一鏡筒31及一組設在該鏡筒31內部的鏡片32。

該電磁驅動單元40具有一固設在該固定單元10的鐵芯環框41、二間隔180度且連結在該鐵芯環框41的線圈組42及二間隔180固設在該載座20之底板21與該筒部22銜接處的磁性元件43，該鐵芯環框41具有多數可嵌套在該等定位柱122的定位孔411，該等線圈組42各具有一自該鐵芯環框41一體延伸的芯桿421及一套設在該芯桿421外部的線圈422，該等芯桿421設在該鐵芯環框41的兩個相對角隅，該等線圈組42與該等磁性元件43沿環向呈錯開設置(見圖5)。

配合參閱圖3，該平板彈片50設置在該固定單元10，且可提供該載座20及該鏡頭單元30對應該光軸L方向的彈力，且與該電磁驅動單元40產生之磁力達到平衡。該平板彈片50具有一固設在該固定單元10的外圍件51、一套接在該載座20的內圍件52及多數連結在該外圍件51與該內圍件52之間的連結單元53，該外圍件51具有多數嵌卡在該等定位柱122的卡孔511，該內圍件52具有多數可與該等卡制部221互相嵌卡且呈凹孔狀的嵌卡部521，該等連結單元53各具有一沿X向呈迂迴彎曲狀的X向作動部531及一與該X向作動部531連結且沿X向呈迂迴彎曲狀的Y向作動部532。藉該等連結單元53可使該內圍件52相對於該外圍件51產生沿該光軸L方向的偏動。

且本發明焦點切換的動作說明如下，再如圖4及圖7所示，定義該載座20、該鏡頭單元30及該電磁驅動單元40的該等磁性元件43構成一移動件100，該移動件100具有一重量w，圖7中彈力是依虎克定律而呈線性，磁力是依庫倫磁平方比定律而呈拋物線。在一遠距拍攝狀態且該光軸L對應一水平方向時，該等磁性元件43對該鐵芯環框41產生預設的磁力A小於該平板彈片50的彈力B，此時，該移動件100受到該平板彈片50的彈力B所作用，可保持定焦。

在遠距拍攝狀態且該鏡頭單元朝上時(即該上穿孔121朝上)，該等磁性元件43對該鐵芯環框41產生預設的磁力A小於該平板彈片50的彈力B與該移動件100重量w的和，該移動件100仍能保持定焦。

在遠距拍攝狀態且該鏡頭單元朝下時(即該上穿孔121朝下)，該等磁性元件43對該鐵芯環框41產生預設的磁力A小於該平板彈片50的彈力B與該移動件100重量w的差，該移動件100仍保持定焦。

也就是說，在遠距離拍攝狀態下，該鏡頭單元擺置成任何方向，都仍能保持定焦。

再如圖6及圖7所示，當啟動該等線圈組42通過預定方向及大小之電流，且使該等磁性元件43對該鐵芯環框41產生預設磁力，可驅動該載座20及該鏡頭單元30沿該光軸L方向在由遠距拍攝狀態(見圖4)切換成一近距拍攝狀態(見圖6)，此時，該等磁性單元43趨近於該鐵芯環框41。

在近距拍攝狀態且該光軸L對應一水平方向時，該等磁性元件43對該鐵芯環框41產生預設的磁力A’大於該平板彈片50的彈力B’，且在該移動件100已推抵該內圍件52並抵止在該框架12上時，可達到定焦目的。

在近距拍攝狀態且該鏡頭單元朝上時，該等磁性元件43對該鐵芯環框41產生預設的磁力A’大於該平板彈片50的彈力B’與該移動件100重量w的和，可達到定焦目的。

在近距拍攝狀態且該鏡頭單元朝下時，該等磁性元件43對該鐵芯環框41產生預設的磁力A’大於該平板彈片50的彈力B’與該移動件100重量w的差，可達到定焦目的。

也就是說，在近距離拍攝狀態下，該鏡頭單元擺置成任何方向，都仍能保持定焦。

且當再啟動該等線圈組42之電流，原來該等磁性元件43對該鐵芯環框41產生的磁力轉成斥力，利用該平板彈片50的彈力，即可再驅動該載座20及該鏡頭單元30沿該光軸L方向在由近距拍攝狀態(見圖6)切換成遠距拍攝狀態(見圖4)。

因此，本發明不僅具有可切換焦點之功能，還具有下列功效：

一、利用該等線圈組42與該等磁性元件43沿環向呈錯開設置，不僅可使該等磁性元件43對該鐵芯環框21產生預設磁力，且可簡化該鏡頭裝置的零件，使得整體構件少，且體積較小，符合小型化的需求。

二、該平板彈片50利用蝕刻技術製作，精密度高，利用該外圍件51的卡孔511嵌卡在該固定單元10的該等定位柱122，以及該內圍件52的嵌卡部521與該載座20的該等卡制部221互相嵌卡，則在近距拍攝狀態與遠距拍攝狀態切換過程中，都能使得該載座20帶動該鏡頭30保持對心，所以在製造組配後即可獲得較高精準度，成本會降低。

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。

10．．．固定單元

11．．．底座

111．．．下穿孔

112．．．凸緣

12．．．框架

121．．．上穿孔

122．．．定位柱

L．．．光軸

13．．．空間

20．．．載座

21．．．底板

22．．．筒部

221．．．卡制部

23．．．內孔

231．．．套合段

232．．．螺紋段

30．．．鏡頭單元

31．．．鏡筒

32．．．鏡片

40．．．電磁驅動單元

41．．．鐵芯環框

411．．．定位孔

42．．．線圈組

421．．．芯桿

422．．．線圈

43．．．磁性元件

50．．．平板彈片

51．．．外圍件

511．．．卡孔

52．．．內圍件

521．．．嵌卡部

53．．．連結單元

531．．．X向作動部

532．．．Y向作動部

100．．．移動件

A．．．磁力

B．．．彈力

w．．．移動件重量

A’．．．磁力

B’．．．彈力

圖1是現有一種鏡頭裝置的立體分解圖；

圖2是一立體分解圖，說明本發明可切換焦點的鏡頭模組的一較佳實施例；

圖3是本發明上述較佳實施例之一平板彈片平面圖；

圖4是本發明上述較佳實施例之一平面組合圖，說明在一遠距拍攝狀態；

圖5是沿圖4中之線V-V的一剖面圖；

圖6是本發明上述較佳實施例之變焦動作示意圖，說明在一近距拍攝狀態；及

圖7是本發明上述較佳實施例之平板彈片之彈力與一磁性元件對一鐵芯環框產生磁力的關係對照圖。

10．．．固定單元

11．．．底座

111．．．下穿孔

112．．．凸緣

12．．．框架

121．．．上穿孔

L．．．光軸

13．．．空間

20．．．載座

21．．．底板

22．．．筒部

221．．．卡制部

23．．．內孔

231．．．套合段

232．．．螺紋段

30．．．鏡頭單元

31．．．鏡筒

40．．．電磁驅動單元

41．．．鐵芯環框

411．．．定位孔

42．．．線圈組

421．．．芯桿

422．．．線圈

43．．．磁性元件

50．．．平板彈片

51．．．外圍件

511．．．卡孔

52．．．內圍件

521．．．嵌卡部

53．．．連結單元

Claims (6)

1. 一種可切換焦點的鏡頭模組，包含：一固定單元，呈中空殼狀，並具有一圍繞一光軸的空間；一載座，安裝在該空間中；一鏡頭單元，對應該光軸螺鎖在該載座中；一電磁驅動單元，具有一固設在該固定單元的鐵芯環框、多數間隔固設在固定單元的線圈組及多數固設在該載座的磁性元件，該等線圈組各具有一自該鐵芯環框一體延伸的芯桿及一套設在該芯桿外部的線圈，該等線圈組與該等磁性元件沿環向呈錯開設置，該等線圈組通過預定方向及大小之電流，可使該等磁性元件產生預設磁力，能驅動該載座及該鏡頭單元沿光軸方向在一遠距拍攝狀態與一近距拍攝狀態之間產生切換；及一平板彈片，設置在該固定單元，可提供該載座及該鏡頭單元對應光軸方向的彈力，且與該電磁驅動單元產生之磁力達到平衡。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之可切換焦點的鏡頭模組，其中，該電磁驅動單元設有二個間隔180度的線圈組，及間隔180度的二個磁性元件。
3. 根據申請專利範圍第1項或第2項所述之可切換焦點的鏡頭模組，其中，該平板彈片具有一固設在該固定單元的外圍件、一套接在該載座的內圍件及多數連結在該外圍件與該內圍件之間的連結單元，藉該等連結單元可使該內圍件相對於該外圍件產生沿該光軸方向的偏動。
4. 根據申請專利範圍第3項所述之可切換焦點的鏡頭模組，其中，該載座具有多數沿環向設置的卡制部，該平板彈片的內圍件具有多數可與該等卡制部互相嵌卡的嵌卡部。
5. 根據申請專利範圍第4項所述之可切換焦點的鏡頭模組，其中，該載座的卡制部呈凸塊狀，該平板彈片的嵌卡部呈凹孔狀。
6. 根據申請專利範圍第1項所述之可切換焦點的鏡頭模組，其中，該載座、該鏡頭單元及該電磁驅動單元的該等磁性元件構成一移動件，在遠距拍攝狀態且該光軸對應一水平方向時，該等磁性元件產生預設的磁力小於該平板彈片的彈力，在遠距拍攝狀態且該鏡頭單元朝上時，該等磁性元件產生預設的磁力小於該平板彈片的彈力與該移動件重量的和，在遠距拍攝狀態且該鏡頭單元朝下時，該等磁性元件產生預設的磁力小於該平板彈片的彈力與該移動件重量的差，在近距拍攝狀態且該光軸對應一水平方向時，該等磁性元件產生預設的磁力大於該平板彈片的彈力，在近距拍攝狀態且該鏡頭單元朝上時，該等磁性元件產生預設的磁力大於該平板彈片的彈力與該移動件重量的和，在近距拍攝狀態且該鏡頭單元朝下時，該等磁性元件產生預設的磁力大於該平板彈片的彈力與該移動件重量的差。