TWI407177B - 變焦鏡頭 - Google Patents

Description

變焦鏡頭

本發明涉及一種變焦鏡頭。

目前，可伸縮鏡頭廣泛應用於數位相機中，其在工作狀態下可以伸出在數位相機機身外，滿足調焦需求，而在非工作狀態下能夠收縮在機身內，從而縮小數位相機之厚度，便於攜帶。然，先前可伸縮鏡頭之光圈快門組件與鏡片一般沿光軸方向(一般與數位相機之機身厚度方向相同)排列在鏡筒內以使光圈快門組件及鏡片正常工作。因此，即使在收縮之後，可伸縮鏡頭之厚度也很難小於光圈快門組件與鏡片厚度之和，導致數位相機之機身厚度無法進一步縮小，難以更加薄型化。

有鑒於此，有必要提供一種結構緊湊且體積小之變焦鏡頭。

一種變焦鏡頭，其包括一個移動筒，一個擋環及一個光圈快門組件。所述移動筒包括一個底板及位於所述底板上之一個承載部、至少三個凸柱及至少三個彈性件。所述承載部用於承載一個鏡片，所述凸柱設置於所述承載部之週圍，每個凸柱上套設對應之一個彈性件。所述擋環沿垂直於所述變焦鏡 頭之光軸方向固定於所述移動筒與所述底板相對之一端。所述鏡片包括一個光學凸面，所述光學凸面面向所述擋環。所述光圈快門組件上開設一個光圈孔及至少三個分別與所述至少三個凸柱對應之凹槽。所述光圈快門組件在所述移動筒與所述擋環圍成之空間內沿所述變焦鏡頭之光軸方向移動，使得所述變焦鏡頭處於收縮狀態時，所述鏡片之光學凸面伸入所述光圈孔。當所述變焦鏡頭處於伸出狀態時，所述光圈快門組件在所述至少三個彈性件之彈力作用下離開所述鏡片。

如此，當所述變焦鏡頭處於收縮狀態時，所述移動筒內之鏡片之光學凸面伸入並收容在所述光圈孔中，使得所述變焦鏡頭之厚度(光軸方向之長度)小於光圈快門組件與鏡片厚度之和，從而實現所述變焦鏡頭沿光軸方向之尺寸減少。而所述變焦鏡頭處於伸出狀態時，所述光圈快門組件又能迅速與所述移動筒分離，光圈快門組件與鏡片回復到各自正常工作之位置。即在不影響拍照功能之情況下，減小變焦鏡頭之厚度(光軸方向之長度)，使變焦鏡頭之結構更加緊湊，體積減小。

100‧‧‧變焦鏡頭

1‧‧‧鏡片

101‧‧‧光學凸面

2‧‧‧影像感測器

3‧‧‧驅動部

301‧‧‧直流馬達減速齒輪箱

302‧‧‧步進馬達減速齒輪箱

10‧‧‧底座

11‧‧‧承載面

12‧‧‧容置孔

20‧‧‧固定筒

21‧‧‧第一導槽

22‧‧‧第二導槽

30‧‧‧凸輪筒

31‧‧‧第一滑腳

32‧‧‧傳動齒輪

33‧‧‧第一凸輪槽

331‧‧‧頂端面

34‧‧‧第二凸輪槽

35‧‧‧卡塊

36‧‧‧加強塊

40‧‧‧導向筒

41‧‧‧第二滑腳

42‧‧‧第一滑槽

43‧‧‧第二滑槽

50‧‧‧變焦筒

51‧‧‧第一凸輪針

52‧‧‧容置腔

60‧‧‧移動筒

61‧‧‧擋環

62‧‧‧第二凸輪針

63‧‧‧底板

631‧‧‧承載部

633‧‧‧凸柱

635‧‧‧彈性件

70‧‧‧光圈快門組件

71‧‧‧第一表面

711‧‧‧凹槽

72‧‧‧第二表面

721‧‧‧第一快門葉片

7210‧‧‧第一快門孔

722‧‧‧第二快門葉片

7220‧‧‧第二快門孔

723‧‧‧磁閥

73‧‧‧光圈孔

圖1係本發明較佳實施方式之變焦鏡頭之結構示意圖；圖2係圖1之變焦鏡頭之分解圖；圖3係圖1之變焦鏡頭之移動筒及光圈快門組件之分解圖；圖4係圖1之變焦鏡頭之移動筒及光圈快門組件之另一角度之 分解圖；圖5係圖1之變焦鏡頭之收縮狀態之剖視圖；及圖6係圖1之變焦鏡頭之伸出狀態之剖視圖。

下面將結合附圖，對本發明作進一步的詳細說明。

請參閱圖1及圖2，為本發明實施方式提供之一種變焦鏡頭100，其包括多個鏡片1，一個影像感測器2，一個驅動部3(見圖1)，一個底座10，一個固定筒20，一個凸輪筒30，一個導向筒40，一個變焦筒50，一個移動筒60，一個擋環61及一個光圈快門組件70。所述固定筒20、變焦筒50及移動筒60內均設置有鏡片1，且多個鏡片1同軸設置。

所述底座10為一板狀結構，其包括一承載面11。所述影像感測器2，所述驅動部3(見圖1)及所述固定筒20均設置於所述承載面11上。所述影像感測器2之感測區正對所述固定筒20內之鏡片1之光軸中心，用於感測從所述鏡片1入射之光線，並將光信號轉換成電信號，從而成像。如圖1所示，所述驅動部3用於驅動所述凸輪筒30沿所述變焦鏡頭100之光軸方向移動，其包括一直流馬達減速齒輪箱301及一步進馬達減速齒輪箱302。所述直流馬達減速齒輪箱301用於在變焦時驅動所述凸輪筒30轉動，從而帶動所述導向筒40，變焦筒50及移動筒60沿光軸方向移動。所述步進馬達減速齒輪箱302用於在對焦時驅動所述凸輪筒30轉動，從而帶動所述導向筒40， 變焦筒50及移動筒60沿光軸方向移動。所述直流馬達減速齒輪箱301及步進馬達減速齒輪箱302設置在所述固定筒20之同一側，使所述變焦鏡頭100在X軸及Y軸方向之尺寸減小。

所述固定筒20固定在所述底座10上，其內側設有多個第一導槽21及三個平行於光軸方向之第二導槽22。所述第一導槽21用於引導所述凸輪筒30滑動。所述第二導槽22用於引導所述導向筒40滑動。

所述凸輪筒30設置於所述固定筒20內，用於帶動所述變焦筒50及移動筒60沿光軸方向移動。所述凸輪筒30之外側設有多個用於與所述第二導槽22相配合之第一滑腳31及與所述驅動部3相配合之傳動齒輪32。所述第一滑腳31及所述傳動齒輪32位於同一平面上。所述傳動齒輪32與所述驅動部3相配合，用於使所述凸輪筒30在所述驅動部3之驅動下沿所述變焦鏡頭100之光軸方向移動。所述凸輪筒30內設置有三個第一凸輪槽33、三個第二凸輪槽34、三個卡塊35及三個加強塊36。所述第一凸輪槽33及第二凸輪槽34均在所述凸輪筒30之內壁上從物側延伸到像側。每個第一凸輪槽33包括一個靠近物側之頂端面331。每個加強塊36位於對應之一個頂端面331靠近像側之一側。由於所述頂端面331係在拍照狀態時所述變焦筒50最頻繁使用之位置，且在所述頂端面331處，所述變焦筒50對所述第一凸輪槽33之力不能被分解成沿第一凸輪槽33之導向之分力，而係全部施加在所述第一凸輪槽33上。因此，當所述變焦筒50位於所述頂端面331時，若所述變焦筒 50受到外部衝擊力，衝擊力將全部作用於所述頂端面331，使得所述第一凸輪槽33之頂端面331處最容易受到磨損，因此所述加強塊36可加強所述第一凸輪槽33之強度，減輕磨損。

所述導向筒40隨所述凸輪筒30一起移動，並且可限制所述變焦筒50及移動筒60只沿光軸方向移動。具體之，所述導向筒40收容於所述凸輪筒30內，所述導向筒40之外側設有多個與所述第二導槽22相配合之第二滑腳41。所述導向筒40之內側設置有兩個垂直於光軸方向之第一滑槽42及六個沿光軸方向之第二滑槽43。其中，一個第一滑槽42與所述加強塊36相配合，另一個第一滑槽42與所述卡塊35相卡扣，從而使所述導向筒40隨所述凸輪筒30一起沿光軸方向移動。

所述變焦筒50及所述移動筒60容置於所述導向筒40內。所述變焦筒50之外側等間距設置有三個第一凸輪針51，所述移動筒60之外側等間距設置有三個第二凸輪針62。所述第一凸輪針51及第二凸輪針62穿過所述導向筒40之第二滑槽43分別在所述凸輪筒30之第一凸輪槽33及第二凸輪槽34內滑動，從而使所述驅動部3帶動所述凸輪筒30轉動時，所述凸輪筒30沿所述固定筒20之第一導槽21沿光軸方向移動，同時所述變焦筒50及移動筒60在所述導向筒40之限制下只能沿光軸方向在所述凸輪筒30之第一凸輪槽33及第二凸輪槽34滑動。所述變焦筒50之面向所述底座10之表面上開設一容置腔52(見圖6)，所述移動筒60容置於所述容置腔52內，並在所述變焦筒50 內沿光軸方向移動，以改變所述變焦筒50內之鏡片1與所述移動筒60內之鏡片1之間之距離，進行變焦或對焦。

由於所述第一滑腳31及所述傳動齒輪32位於同一平面上，不佔用光軸方向之尺寸，使得在所述固定筒20之沿變焦鏡頭100之光軸方向之高度一定之情況下，所述凸輪筒30在光軸方向上有最大之位移量。由於每個第一凸輪槽33包括一個靠近物側之頂端面331，並且每個加強塊36位於對應之第一凸輪槽33之頂端面331靠近像側之一側，不佔用所述第一凸輪槽33與第二凸輪槽34沿光軸方向之空間，使得在所述凸輪筒30之沿變焦鏡頭100之光軸方向之高度一定之情況下，所述第一凸輪槽33及第二凸輪槽34得到沿光軸方向之最大位移量，從而使所述變焦筒50及移動筒60得到沿變焦鏡頭100之光軸方向之最大位移量，增大所述變焦鏡頭100之變焦倍率。所述底座10上開設有多個容置孔12，當所述變焦鏡頭100處於收縮狀態時，所述導向筒40之第二滑腳41分別容置於所述容置孔12中，使得在所述固定筒20沿變焦鏡頭100之光軸方向之高度一定之情況下，所述凸輪筒30能夠得到沿變焦鏡頭100之光軸方向之最大位移。

如圖3，5，6所示，所述移動筒60包括一個底板63及位於所述底板63上之一個承載部631、三個凸柱633及三個彈性件635。所述承載部631用於承載一個鏡片1。所述凸柱633設置於所述承載部631之週圍。每個凸柱633上套設對應之一個彈性件635。在本實施方式中，所述三個凸柱633位於同一圓週 上。所述彈性件為彈簧。所述擋環61沿垂直於所述變焦鏡頭100之光軸方向固定於所述移動筒60與所述底板63相對之一端。所述擋環61之外徑大於所述移動筒60之內徑，所述擋環61之內徑小於所述移動筒60之內徑，從而使所述擋環61能夠抵持在所述移動筒60之與所述底板63相對之一端，並且在所述移動筒60上形成一個阻擋面。所述鏡片1包括一個光學凸面101，所述光學凸面101面向所述擋環61。

如圖3及4所示，所述光圈快門組件70為圓柱狀結構，且所述光圈快門組件70之外徑小於所述移動筒60之內徑並且大於所述擋環61之內徑，從而使所述光圈快門組件70在所述移動筒60與所述擋環61圍成之空間內沿所述變焦鏡頭100之光軸方向移動。所述光圈快門組件70包括相背之第一表面71及第二表面72。所述第一表面71面向所述移動筒60之底板63。所述光圈快門組件70上開設一貫穿所述第一表面71及第二表面72之光圈孔73。所述第一表面71上開設三個與所述凸柱633對應之凹槽711，所述第二表面72上設置一個第一快門葉片721、一個第二快門葉片722及兩個磁閥723，所述兩個磁閥723分別控制第一快門葉片721及第二快門葉片722在所述第二表面72上轉動。所述第一快門葉片721上開設第一快門孔7210。所述第二快門葉片722上開設第二快門孔7220。所述第一快門孔7210之半徑大於所述第二快門孔7220之半徑。當所述第一快門孔7210及第二快門孔7220均不與所述光圈孔73重疊時，所述光圈快門組件70上形成一個大光圈；當所述第一快 門孔7210與所述光圈孔73重疊時，所述光圈快門組件70上形成一個中光圈；當所述第二快門孔7220遮擋所述光圈孔73時，所述光圈快門組件70上形成一個小光圈，從而可以更好之控制光通量。

如圖5及圖6所示，當所述變焦鏡頭100處於收縮狀態時，所述光圈快門組件70被所述變焦筒50壓下，向所述移動筒60之底板63方向移動，此時所述鏡片1之光學凸面101伸入並容置於所述光圈孔73，使得所述變焦鏡頭100沿光軸方向之高度減小。在拍照時，所述變焦鏡頭100處於伸出狀態，此時所述變焦筒50移開，所述光圈快門組件70在所述彈性件635之彈力作用下升起，抵持在所述擋環61上，使所述光圈快門組件70與鏡片1回復到各自正常工作之位置。

如此，當所述變焦鏡頭處於收縮狀態時，所述移動筒內之鏡片之光學凸面伸入並收容在所述光圈孔中，使得所述變焦鏡頭之厚度(光軸方向之長度)小於光圈快門組件與鏡片厚度之和，從而實現所述變焦鏡頭沿光軸方向之尺寸減少。而所述變焦鏡頭處於伸出狀態時，所述光圈快門組件又能迅速與所述移動筒分離，光圈快門組件與鏡片回復到各自正常工作之位置。即在不影響拍照功能之情況下，減小變焦鏡頭之厚度(光軸方向之長度)，使變焦鏡頭之結構更加緊湊，體積減小。同時還可使所述變焦筒及移動筒在變焦鏡頭之光軸向之活動範圍增大，增大變焦倍率。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專 利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援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。

100‧‧‧變焦鏡頭

1‧‧‧鏡片

2‧‧‧影像感測器

10‧‧‧底座

11‧‧‧承載面

12‧‧‧容置孔

20‧‧‧固定筒

21‧‧‧第一導槽

22‧‧‧第二導槽

30‧‧‧凸輪筒

31‧‧‧第一滑腳

32‧‧‧傳動齒輪

33‧‧‧第一凸輪槽

331‧‧‧頂端面

34‧‧‧第二凸輪槽

35‧‧‧卡塊

36‧‧‧加強塊

40‧‧‧導向筒

41‧‧‧第二滑腳

42‧‧‧第一滑槽

43‧‧‧第二滑槽

50‧‧‧變焦筒

51‧‧‧第一凸輪針

60‧‧‧移動筒

61‧‧‧擋環

62‧‧‧第二凸輪針

70‧‧‧光圈快門組件

Claims (8)

1. 一種變焦鏡頭，其包括一個移動筒，一個擋環及一個光圈快門組件，所述移動筒之一端包括一個底板及位於所述底板上之一個承載部、至少三個凸柱及至少三個彈性件，所述承載部用於承載一個鏡片，所述凸柱設置於所述承載部之週圍，每個凸柱上套設對應之一個彈性件，所述擋環沿垂直於所述變焦鏡頭之光軸方向固定於所述移動筒與所述底板相對之一端，所述鏡片包括一個光學凸面，所述光學凸面面向所述擋環，所述光圈快門組件上開設一個光圈孔及至少三個分別與所述至少三個凸柱對應之凹槽，所述光圈快門組件能夠在所述移動筒與所述擋環圍成之空間內沿所述變焦鏡頭之光軸方向移動，使得所述變焦鏡頭處於收縮狀態時，所述鏡片之光學凸面伸入所述光圈孔，當所述變焦鏡頭處於伸出狀態時，所述光圈快門組件在所述至少三個彈性件之彈力作用下離開所述鏡片。
2. 如申請專利範圍第1項所述的變焦鏡頭，其中，所述擋環之外徑大於所述移動筒之內徑，所述擋環之內徑小於所述移動筒之內徑，所述光圈快門組件之外徑小於所述移動筒之內徑並且大於所述擋環之內徑。
3. 如申請專利範圍第1項所述的變焦鏡頭，其中，所述變焦鏡頭還包括一底座、一固定筒及一驅動部，所述驅動部包括一直流減速齒輪箱及一步進減速齒輪箱，所述固定筒及所述驅 動部固定於所述底座上，且所述直流減速齒輪箱及所述步進減速齒輪箱位於所述固定筒之同一側。
4. 如申請專利範圍第1項所述的變焦鏡頭，其中，所述變焦鏡頭還包括一個變焦筒，所述變焦筒上開設一個容置腔，所述移動筒能夠容置於所述容置腔內，並在所述變焦筒內沿光軸方向移動，以改變所述變焦筒內之鏡片與所述移動筒內之鏡片之間之距離，進行變焦或對焦。
5. 如申請專利範圍第1項所述的變焦鏡頭，其中，所述變焦鏡頭還包括一個凸輪筒，所述凸輪筒之外側設置一個第一滑腳及一個傳動齒輪，所述第一滑腳及所述傳動齒輪位於同一平面上。
6. 如申請專利範圍第5項所述的變焦鏡頭，其中，所述凸輪筒內設置多個第一凸輪槽及與多個與所述第一凸輪槽對應設置之加強塊，每個第一凸輪槽包括一個靠近物側之頂端面，所述加強塊位於所述頂端面之靠近像側之一側，用於加強所述第一凸輪槽之頂端面之強度。
7. 如申請專利範圍第3項所述的變焦鏡頭，其中，所述底座上開設有多個容置孔，所述變焦鏡頭還包括一導向筒，所述導向筒之外側設置有至少三個第二滑腳，當所述變焦鏡頭處於收縮狀態時，所述第二滑腳分別容置於所述容置孔中。
8. 如申請專利範圍第1項所述的變焦鏡頭，其中，所述光圈快門組件還包括一個第一快門葉片，一個第二快門葉片及兩個磁閥，所述兩個磁閥分別控制第一快門葉片及第二快門葉片轉動，所述第一快門葉片上開設第一快門孔，所述第二快門 葉片上開設第二快門孔，所述第一快門孔之半徑大於所述第二快門孔之半徑。