TWI422892B - 變焦裝置及鏡頭模組 - Google Patents

Description

變焦裝置及鏡頭模組

本發明涉及一種鏡頭模組，尤其係一種結構簡單、體積小之變焦裝置及鏡頭模組。

隨著攝像技術之發展，相機模組於各種用途之攝像裝置中得到廣泛之應用，相機模組與各種可擕式電子裝置如手機、攝像機、電腦等之結合，更是得到眾多消費者之青睞。

為拍攝不同放大倍數之圖像，相機通常要求具有變焦功能(請參見Zoom Lens Systems with Aspherical Plastic Lens，Consumer Electronics,IEEE Transactions on Volume CE-33,Issue 3,Aug.1987 Page(s)：256-266)，實現相機之變焦功能有兩種方法：光學變焦和數碼變焦。

光學變焦係依靠光學鏡頭本身結構來實現變焦，即通過驅動裝置驅動鏡頭內之鏡片移動或手動旋轉鏡筒使得鏡片移動以使拍攝之景物放大或縮小。變焦倍數越大之相機其鏡頭體積相對較大，因此其內部之鏡片或影像感光器移動空間較大。

手機限於體積之原因，機身內部之有限空間限制了鏡片和影像感光器之移動，因此於手機中實現光學變焦較為困難，因而手機大都是通過定焦設計、數碼變焦來實現圖像大小之改變。所謂數碼 變焦實際上係一種圖畫之電子放大，影像感光器上之圖片圖元通過相機內部之處理器進行放大，從而達到放大圖像之目的。數碼變焦與光學變焦不同，數碼變焦後拍攝之景物雖然放大了，惟景物之清晰度會下降。

一般之變焦鏡頭係通過驅動馬達驅動齒輪組機構使鏡片之間之距離發生改變以實現變焦。惟，採用驅動馬達、齒輪組機構使得驅動機構較複雜且製作難度高。

有鑒於此，有必要提供一種結構簡單且體積小之變焦裝置及鏡頭模組。

一種變焦裝置，包括第一鏡片、第二鏡片、液壓裝置。液壓裝置設置於該第一鏡片與第二鏡片之間以改變第一鏡片與第二鏡片之間距，該第一鏡片於該液壓裝置之作用下向遠離或靠近該第二鏡片之方向運動，該液壓裝置包括固定件、可動件、液體和調節鈕，該固定件固定在該鏡筒內且具有用來容納液體之凹槽，該調節鈕通過螺紋連接方式可旋入、旋出該凹槽，該可動件容納於該凹槽內且於該液體作用下於該凹槽內上下運動，該固定件與該可動件之間塗覆有潤滑油以使液體密封於凹槽內。

一種鏡頭模組，包括至少第一鏡片、第二鏡片、液壓裝置以及容納第一鏡片、第二鏡片之鏡筒。液壓裝置設置於該第一鏡片與第二鏡片之間以改變第一鏡片與第二鏡片之間距，該第一鏡片於該液壓裝置之作用下向遠離或靠近該第二鏡片之方向運動，該液壓裝置包括固定件、可動件、液體和調節鈕，該固定件固定在該鏡筒內且具有用來容納液體之凹槽，該調節鈕通過螺紋連接方式可 旋入、旋出該凹槽，該可動件容納於該凹槽內且於該液體作用下於該凹槽內上下運動，該固定件與該可動件之間塗覆有潤滑油以使液體密封於凹槽內。

與先前技術相比，本發明實施例變焦裝置藉由液壓裝置改變第一鏡片與第二鏡片之間之距離，不同距離之鏡片組合具有不同之焦距，因而可實現鏡頭模組之變焦功能。本發明實施例變焦裝置採用液壓裝置改變鏡片之間距，因此，該變焦裝置結構簡單、體積小，採用該變焦裝置之鏡頭模組亦結構簡單、體積小。

10，20‧‧‧鏡頭模組

11，21‧‧‧第一鏡片

12，22‧‧‧第二鏡片

13，24‧‧‧液壓裝置

14，25‧‧‧鏡筒

15‧‧‧影像感測器

16，26‧‧‧固持件

17，27‧‧‧鏡座

23‧‧‧第三鏡片

28‧‧‧控制鈕

29‧‧‧齒輪

132‧‧‧固定件

134‧‧‧可動件

135‧‧‧液體

136‧‧‧調節鈕

142‧‧‧第二螺紋孔

162‧‧‧凹槽

240‧‧‧第一調節鈕

241‧‧‧第二調節鈕

242‧‧‧第一齒狀結構

282‧‧‧溝槽

284‧‧‧第二齒狀結構

1321‧‧‧內壁

1322‧‧‧半開放槽

1323‧‧‧外壁

1324‧‧‧第一螺紋孔

圖1係本發明第一實施例鏡頭模組示意圖。

圖2係本發明實施例液壓裝置與鏡筒關係示意圖。

圖3係本發明第二實施例鏡頭模組示意圖。

圖4係本發明第二實施例調節鈕、控制鈕配合關係示意圖。

下面將結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

如圖1及圖2所示，本發明第一實施例提供之鏡頭模組10包括第一鏡片11、第二鏡片12、液壓裝置13、鏡筒14、影像感測器15、固持件16和鏡座17。

第一鏡片11、第二鏡片12以及液壓裝置13均容納在鏡筒14內，且液壓裝置13位於第一鏡片11與第二鏡片12之間，影像感測器15固定於鏡座17內，鏡筒14通過螺紋方式與鏡座17相連且鏡筒14可於鏡座17內旋轉上下運動。被拍攝物通過第一鏡片11、第二鏡片12成像於影像感測器15上。

固持件16為圓環形狀，其外徑略小於鏡筒14之內徑以使固持件16活動地設置於鏡筒14內。固持件16徑向凹陷形成有凹槽162，第一鏡片11鑲嵌於凹槽162內，固持件16通過點膠方式膠合黏結於液壓裝置13上，液壓裝置13通過點膠方式膠合黏結於鏡筒14內壁上。第二鏡片12鑲嵌於另一個固持件16之凹槽162內，該固持件16通過點膠方式膠合黏結於鏡筒14之內壁上。

當然，第一鏡片11也可採用點膠方式直接膠合黏結於液壓裝置13上，第二鏡片12也可採用點膠方式直接膠合黏結於鏡筒14內壁上。惟，由於第一鏡片11、第二鏡片12體積較小、精度要求高，採用直接膠合黏結方式鏡片容易被污染或損壞，通過固持件16之媒介作用固定於液壓裝置13及鏡筒14上之方式方便且第一鏡片11、第二鏡片12不容易被污染。

液壓裝置13包括固定件132、可動件134、液體135和調節鈕136。

固持件16通過膠合黏結方式固定於可動件134上，固定件132通過膠合黏結方式固定於鏡筒14內壁上，當然亦可採用其他合適之連接方式，如卡合、機械連接等。

固定件132為圓筒結構，外徑略小於鏡筒14之內徑以使固定件132容納於鏡筒14內。固定件132具有內壁1321與外壁1323，內壁1321與外壁1323限定一個半開放槽1322，外壁1323上具有一個第一螺紋孔1324。調節鈕136具有第一齒狀結構242(請參閱圖4)，調節鈕136通過螺紋旋入第一螺紋孔1324並可進入半開放槽1322中，且調節鈕136不能旋出外壁1323。調節鈕136與第一螺紋孔1324之間塗有潤滑油，憑藉潤滑油與液體135之間密度之差異以保證液體135不會流進第一螺紋孔1324。半開放槽1322用來容 納一定品質之液體135，如水、油等，即無論於何種情況下液體135之品質既不增加也不減少。

可動件134為圓環形狀，其容納於半開放槽1322內且與液體135之液面相接觸，可動件134與固定件132之配合將液體135限定於半開放槽1322中。可動件134與固定件132之間塗覆有潤滑油以密封容納於半開放槽1322內部之液體135且外部空氣也無法進入半開放槽1322。

當調節鈕136旋進半開放槽1322內時，調節鈕136佔據半開放槽1322之一部分空間，從而使容納液體135之空間變小，因此，液體135之液面升高；當調節鈕136旋出半開放槽1322時，上述被佔據之空間被釋放，容納液體之空間增大，液體135之液面下降。

當液體135之液面發生變化時，可動件134於液體135之作用下於半開放槽1322內上下運動。由於第一鏡片11通過固持件16膠合黏結於可動件134上，因此，固持件16於可動件134之帶動下上下運動，從而使得第一鏡片11上下運動，第一鏡片11與第二鏡片12之間之距離改變，從而實現鏡頭模組10之變焦功能。

鏡筒14上對應第一螺紋孔1324位置處，設有第二螺紋孔142，調節鈕136旋入第二螺紋孔142、第一螺紋孔1324並可伸入半開放槽1322中。當需要變焦時，旋轉調節鈕136，使其旋進或旋出半開放槽1322以改變容納液體135之空間，從而使得液面上升或下降。由於第一鏡片11於液壓裝置13之作用下，可於鏡筒14內上下運動，從而使得第一鏡片11、第二鏡片12之間之距離不斷發生變化，使得第一鏡片11與第二鏡片12之組合具有不同之焦距。

如圖3及圖4所示，本發明第二實施例提供之鏡頭模組20包括第一鏡片21、第二鏡片22、第三鏡片23、第一液壓裝置24a、第二液壓裝置24b、鏡筒25、固持件26、鏡座27、控制鈕28和齒輪29。

第一液壓裝置24a、第二液壓裝置24b之結構與液壓裝置13之結構相同，均包括固定件、可動件、液體和調節鈕，固持件26之結構與固持件16之結構相同，在此對其結構均不再贅述。

第一液壓裝置24a位於第一鏡片21與第二鏡片22之間以改變第一鏡片21與第二鏡片22之間之距離，第二液壓裝置24b位於第二鏡片22與第三鏡片23之間以改變第二鏡片22與第三鏡片23之間之距離。

第一液壓裝置24a具有第一調節鈕240，第二液壓裝置24b具有第二調節鈕241，第一調節鈕240、第二調節鈕241之結構與調節鈕136之結構相同。第一鏡片21鑲嵌於固持件26中，固持件26通過點膠方式膠合黏結於第一液壓裝置24a之可動件上，第二鏡片22鑲嵌於另一個固持件26中，該固持件26通過點膠方式膠合黏結於第二液壓裝置24b之可動件上，第三鏡片23鑲嵌於第三個固持件26中並通過點膠方式膠合黏結於鏡筒25內壁上。

當然，第一鏡片21、第二鏡片22也可分別直接固定於第一液壓裝置24a之可動件、第二液壓裝置24b之可動件上，第三鏡片23直接固定於鏡筒25內壁上，此處採用點膠方式膠合黏結固定。

控制鈕28用來控制第一調節鈕240、第二調節鈕241旋轉方向。控制鈕28設置於鏡筒25上，控制鈕28沿與鏡筒25之軸線平行方向運動。控制鈕28具有延伸方向與其運動方向相同之溝槽282，溝槽 282之內壁上設有第二齒狀結構284，齒輪29通過第二齒狀物284嚙合於溝槽282內。

由於第一液壓裝置24a、第二液壓裝置24b均固定於鏡筒25上，第一調節鈕240、第二調節鈕241只能旋轉運動，因此，齒輪29之位置相對鏡筒25而言無法上下運動。當控制鈕28上下運動時，齒輪29於第二齒結構284之帶動下轉動，第一調節鈕240、第二調節鈕241通過第一齒狀結構242嚙合於齒輪29兩側，齒輪29之轉動使第一調節鈕240、第二調節鈕241向相反之方向旋轉。

通過齒輪29之媒介作用，控制鈕28之上下運動同時實現第一調節鈕240、第二調節鈕241之逆時針、順時針之旋轉運動，從而可同時改變第一鏡片21與第二鏡片22之間之距離以及第二鏡片22與第三鏡片23之間距離。

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。

10‧‧‧鏡頭模組

11‧‧‧第一鏡片

12‧‧‧第二鏡片

13‧‧‧液壓裝置

14‧‧‧鏡筒

15‧‧‧影像感測器

16‧‧‧固持件

17‧‧‧鏡座

132‧‧‧固定件

134‧‧‧可動件

135‧‧‧液體

162‧‧‧凹槽

Claims (13)

1. 一種變焦裝置，包括第一鏡片和第二鏡片，其改進在於：一個液壓裝置設置於該第一鏡片與第二鏡片之間以改變第一鏡片與第二鏡片之間之距離，該第一鏡片於該液壓裝置之作用下向遠離或靠近該第二鏡片之方向運動，該液壓裝置包括固定件、可動件、液體和調節鈕，該固定件具有用來容納液體之凹槽，該調節鈕通過螺紋連接方式可旋入、旋出該凹槽，該可動件容納於該凹槽內且於該液體作用下於該凹槽內運動，該固定件與該可動件之間塗覆有潤滑油以使液體密封於凹槽內。
2. 如申請專利範圍第1項所述之變焦裝置，其中：該第一鏡片膠合黏結於該可動件上。
3. 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固持件，該固持件活動地設置於鏡筒內，該固持件為圓環形狀且具有徑向凹槽，該第一鏡片鑲嵌於該凹槽中，該固持件膠合黏結於液壓裝置上。
4. 如申請專利範圍第1項所述之變焦裝置，其中：該液體為水或油。
5. 如申請專利範圍第3項所述之變焦裝置，其中：該固持件膠合黏結於該可動件上。
6. 如申請專利範圍第1項所述之變焦裝置，其中：該固定件上具有第一螺紋孔，該調節鈕旋入第一螺紋孔且可伸入到凹槽內。
7. 一種鏡頭模組，包括第一鏡片、第二鏡片以及容納項所述之第一鏡片、第二鏡片之鏡筒，其改良在於：一個液壓裝置設置於該第一鏡片與第二鏡片之間以改變第一鏡片與第二鏡片之間之距離，該第一鏡片於該液壓裝置之作用下向遠離或靠近該第二鏡片之方向運動，該液壓裝置包括固定件、可動件、液體和調節鈕，該固定件固定在該鏡筒內且具有用來容納液體之凹槽，該調節鈕通過螺紋連接方式可旋入、旋出該凹槽，該可動件容納於該凹槽內且於該液體作用下於該凹槽內上下運動，該固定件與該可動件之間塗覆有潤滑油以使液體密封於凹槽內。
8. 如申請專利範圍第7項所述之鏡頭模組，其中：該鏡頭模組進一步包括固持件，該固持件活動地設置於鏡筒內，該固持件為圓環形狀且具有徑向凹槽，該第一鏡片鑲嵌於固持件中，該固持件膠合黏結於該可動件上。
9. 如申請專利範圍第7項所述之鏡頭模組，其中：該固定件上具有第一螺紋孔，該調節鈕旋入第一螺紋孔伸入到凹槽內。
10. 如申請專利範圍第7項所述之鏡頭模組，其中：該鏡筒上對應該第一螺紋孔處設有第二螺紋孔，該調節鈕通過旋入第二螺紋孔、第一螺紋孔並可伸入該凹槽內。
11. 如申請專利範圍第7項所述之鏡頭模組，其中：該第一鏡片固定於可動件上，該固定件膠合於該鏡筒內壁上。
12. 如申請專利範圍第7項所述之鏡頭模組，其中：該鏡頭模組進一步包括第三鏡片，該第一鏡片與第二鏡片之間、第二鏡片與第三鏡片之間均設有液壓裝置。
13. 如申請專利範圍第12項所述之鏡頭模組，其中：該鏡頭模組 進一步包括一個控制鈕和一個齒輪，該控制鈕設置於鏡筒上，該控制鈕具有溝槽，該齒輪嚙合於溝槽中該第一鏡片與第二鏡片之間液壓裝置之調節鈕、第二鏡片與第三鏡片之間液壓裝置之調節鈕嚙合於齒輪之兩側。