TWI459069B - 改良對焦準確率之鏡頭及其攝像裝置 - Google Patents

Description

改良對焦準確率之鏡頭及其攝像裝置

本發明是有關於一種改良對焦準確率之鏡頭及其攝像裝置，特別是有關於一種使用一彈性件以改良對焦準確率之改良對焦準確率之鏡頭及其攝像裝置。

目前，市面上大部份的相機皆具有變焦及對焦的功能，而以目前的大部份相機來說，其鏡頭的變焦或對焦大多是利用於一鏡筒內設置筒溝，並於另一鏡筒外設置引導部，以嵌入筒溝中，藉由鏡筒或另一鏡筒之旋轉，以使其中一鏡筒產生軸向位移，而達到二鏡筒間之間距變化，以完成變焦或對焦之動作。

然，筒溝與引導部間通常具有背隙問題(如筒溝之寬度大於引導部之寬度)。以組裝流程而言，此背隙可使引導部嵌入筒溝之組裝較為簡易；而以元件生產作業而言，元件成型之尺寸大多無法達到絕對精確之程度，因而延伸出元件尺寸之公差，而此公差對筒溝與引導部之間來說，即形成背隙問題。在變焦或對焦完成後，因筒溝與引導部間之背隙加上元件本身之重量，而使引導部偏靠於筒溝之某一側，進而可能對己完成之變焦或對焦產生誤差，對於使用者日漸要求對焦準確率的今日而言，筒溝與引導部間之 背隙問題無疑為一大障礙。

鑑於此，為改善上述問題，便有一部份相機是採用在變焦鏡組間設置一彈簧，以改良鏡頭在進行變焦動作之準確率。然，變焦鏡組間設置一彈簧之設計，有較大的機率接受到光線並產生反射，進而使得成像時產生耀光之現象；再者，於變焦鏡組間設置彈簧，亦增加了組裝的複雜性。

綜觀前所述，本發明之發明人思索並設計一種改良對焦準確率之鏡頭及其攝像裝置，以針對現有技術之缺失加以改善，進而增進產業上之實施利用。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的就是在提供一種改良對焦準確率之鏡頭及其攝像裝置，以解決習知技術之對焦動作時，因筒溝與引導部間之背隙問題所造成之對焦準確率問題。

根據本發明之目的，提出一種改良對焦準確率之鏡頭。其包含：一鏡筒固定座、一驅動筒、一對焦鏡筒及一彈性件。鏡筒固定座之中央部份具有一鏤空部，且鏤空部之週邊區域具有一第一頂抵部，而第一頂抵部之外圍設有一連接部。驅動筒為中空筒狀結構，其周壁內緣具有一筒溝，而該驅動筒設置於一固定筒內，且該固定筒之一端與連接部相連接。對焦鏡筒為中空筒狀結構，其周壁外緣具有一引導部，且引導部嵌入筒溝中，使對焦鏡筒可軸向移動地容設於驅動筒內，且其周壁內緣設有一第二頂抵部。彈性件為中空環形結構，而可軸向伸縮；彈性件設置於鏡筒固定座與對焦鏡筒之間，其一端頂抵於鏡筒固定座之第一頂抵部，其另一 端係頂抵於對焦鏡筒之第二頂抵部，且該端之徑向截面積係大於另一端之徑向截面積。

其中，改良對焦準確率之鏡頭可藉由彈性件頂抵對焦鏡筒，而使對焦鏡筒之引導部緊靠於驅動筒之筒溝之一側。

其中，彈性件可為一彈簧。

其中，彈性件之另一端可固設於對焦鏡筒之第二頂抵部。

其中，彈性件未伸縮之長度可大於鏡筒固定座之第一頂抵部與對焦鏡筒之第二頂抵部之間距。

其中，彈性件之一端可固設於鏡筒固定座之第一頂抵部。

其中，彈性件未伸縮之長度可小於鏡筒固定座之第一頂抵部與對焦鏡筒之第二頂抵部之間距。

其中，當驅動筒順向或逆向旋轉位移時，利用對焦鏡筒之引導部順沿著筒溝位移，進而帶動對焦鏡筒位移，以進行對焦。

此外，根據本發明之目的，再提出一種攝像裝置，其包含：一改良對焦準確率之鏡頭、一變焦鏡筒及一影像感測元件。其中改良對焦準確率之鏡頭，其包含：一鏡筒固定座、一驅動筒、一對焦鏡筒及一彈性件。鏡筒固定座之中央部份具有一鏤空部，且鏤空部之週邊區域具有一第一頂抵部，而第一頂抵部之外圍設有一連接部。驅動筒為中空筒狀結構，其周壁內緣具有一筒溝，而該驅動筒設置於一固定筒內，且該固定筒之一端與連接部相連接。對焦鏡筒為中空筒狀結構，其周壁外緣具有一引導部，且引導部嵌入筒溝中，使對焦鏡筒可軸向移動地容設於驅動筒內，且其周壁 內緣設有一第二頂抵部。彈性件為中空環形結構，而可軸向伸縮；彈性件設置於鏡筒固定座與對焦鏡筒之間，其一端頂抵於鏡筒固定座之第一頂抵部，其另一端係頂抵於對焦鏡筒之第二頂抵部，且該端之徑向截面積係大於另一端之徑向截面積。

變焦鏡筒設置於驅動筒內，並位於對焦鏡筒之一端，且遠離鏡筒固定座。影像感測元件設置於鏡筒固定座之第一頂抵部且被彈性件圍繞。

其中，改良對焦準確率之鏡頭可藉由該彈性件頂抵該對焦鏡筒，使該對焦鏡筒之該引導部緊靠於該驅動筒之該筒溝之一側。

其中，彈性件可為一彈簧。

其中，彈性件之另一端可固設於第二頂抵部。

其中，彈性件未伸縮之長度可大於鏡筒固定座之第一頂抵部與對焦鏡筒之第二頂抵部之間距。

其中，彈性件之一端可固設於鏡筒固定座之第一頂抵部。

其中，彈性件未伸縮之長度可小於鏡筒固定座之第一頂抵部與對焦鏡筒之第二頂抵部之間距。

其中，驅動模組驅動驅動筒順向或逆向旋轉位移時，利用對焦鏡筒之引導部順著筒溝位移，進而帶動對焦鏡筒位移，以進行對焦。

承上所述，依本發明之改良對焦準確率之鏡頭及其攝像裝置，其可具有一或多個下述優點：

(1)此改良對焦準確率之鏡頭及其攝像裝置可藉由使用一彈性件設置於鏡筒固定座與對焦鏡筒之間，使對焦鏡筒之引導部緊靠於驅動筒之筒溝之一側，藉此可改良對焦準確率。

(2)此改良對焦準確率之鏡頭及其攝像裝置可藉由彈性件設置於鏡筒固定座與對焦鏡筒之間，以減少彈性件受光之可能性，藉此可減少耀光之現象。

(3)此改良對焦準確率之鏡頭及其攝像裝置可藉由彈性件之徑向截面積較小之一端固設於對焦鏡筒之第二頂部，藉此可簡化其組裝流程。

1‧‧‧改良對焦準確率之鏡頭

10‧‧‧鏡筒固定座

101‧‧‧鏤空部

102‧‧‧第一頂抵部

103‧‧‧連接部

11‧‧‧固定筒

111‧‧‧接合部

12‧‧‧驅動筒

121‧‧‧筒溝

122‧‧‧變焦筒溝

13‧‧‧對焦鏡筒

131‧‧‧引導部

132‧‧‧第二頂抵部

14‧‧‧彈性件

141‧‧‧彈性件之一端

142‧‧‧彈性件之另一端

15‧‧‧變焦鏡筒

151‧‧‧變焦引導部

16‧‧‧驅動模組

17‧‧‧控制接點

18‧‧‧手動環

19‧‧‧影像感測元件

2‧‧‧攝像裝置

第1圖 係為本發明之改良對焦準確率之鏡頭之第一實施例之爆炸圖；第2圖 係為本發明之改良對焦準確率之鏡頭之第一實施例之組合示意圖；第3圖 係本發明之改良對焦準確率之鏡頭之第二實施例之示意圖；第4圖 係為本發明之改良對焦準確率之鏡頭之第三實施例之示意圖；以及第5圖 係為本發明之具改良對焦準確率之鏡頭之攝像裝置之示意圖。

為利 貴審查員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達 成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

本發明之改良對焦準確率之鏡頭，主要是可利用一彈性件以改良筒溝與引導部間之背隙問題，其可適用於數位相機、智慧型照相手機、類單眼相機等攝像裝置或可換鏡頭式相機之攝像鏡頭，但實際可運用之範疇仍不僅以此所限制。

請一併參閱第1圖及第2圖，第1圖係為本發明之改良對焦準確率之鏡頭之第一實施例之爆炸圖；第2圖係為本發明之改良對焦準確率之鏡頭之第一實施例之組合示意圖。如圖所示，改良對焦準確率之鏡頭1包含：一鏡筒固定座10、一固定筒11、一驅動筒12、一對焦鏡筒13及一彈性件14。其中，鏡筒固定座10中央部份具有一鏤空部101，且鏤空部101之週邊區域具有一第一頂抵部102，該第一頂抵部102之外圍設有一連接部103。固定筒11之一端設有一接合部111與連接部102相連接。驅動筒12為中空筒狀結構，並設置於固定筒中11，而其周壁內緣具有一筒溝121。對焦鏡筒13為中空筒狀結構，並設置於驅動筒12中，且其周壁外緣具有一引導部131；引導部131嵌入筒溝121中，使對焦鏡筒13可軸向移動地容設於驅動筒12內，且其周壁內緣設有一第二頂抵部132。彈性件14為中空環形結構且可軸向伸縮，彈性件14設置於鏡筒固定座10與對焦鏡筒13之間，其一端141頂抵於鏡筒固定座10之第一頂抵部102，其另一端142頂抵於對焦鏡筒13之第二頂抵部132 ，且該端141之徑向截面積大於另一端142之徑向截面積。

當驅動筒12進行順向或逆向旋轉位移時，藉由對焦鏡筒13之引導部131嵌入驅動筒12之筒溝121，可使引導部131順沿著筒溝121之外形而位移，進而帶動對焦鏡筒13進行軸向位移，以進行對焦之動作。值得注意的是，對焦鏡筒13之軸向位移係為對焦鏡筒13沿著光軸位移，以減少或增加對焦鏡筒13與成像面之間距，進行調整被攝物之影像光線可清晰的對焦於成像面上。

上述中驅動筒12之筒溝121與對焦鏡筒13之引導部131，因其組裝時之便利性或元件生產之因素，大多使筒溝121之寬度略大於引導部131之寬度，而形成背隙問題。於此，改良對焦準確率鏡頭1藉由彈性件14頂抵對焦鏡筒13，使對焦鏡筒13之引導部131緊靠於驅動筒12之筒溝121之一側。其中彈性件14可為彈簧；而在較佳的實際運用下，彈性件14可為一種具有二種開口尺寸之椎形彈簧，並可藉由椎形彈簧可完整壓縮至僅只有線徑厚度之特性，可使鏡筒固定座10與對焦鏡筒13之間距得以設計的較小，進而達到產品小型化之目的。再者，彈性件14可進一步使用不反光處理(如塗黑或鍍黑鋅等方式)，以可更加的減少改良對焦準確率之鏡頭1因彈性件14之反光所產生的耀光現象。

其中彈性件14之未伸縮長度可使其大於鏡筒固定座10之第一頂抵部102與對焦鏡筒13之第二頂抵部132之間距。於改良對焦準確率之鏡頭1組裝完成後，因彈性件14被軸向壓縮，而得以利用其被壓縮後的彈性恢復力，以使對焦鏡筒13被彈性件14頂抵，進而使對焦鏡筒13之引導部131緊靠於驅動筒12之筒溝121之偏向被攝物的一側。於組裝時，可使彈性件14之另一端142(徑向截面積較 小端)固設於對焦鏡筒13之第二頂抵部132。組裝人員可簡易的拿取驅動筒12及對焦鏡筒13等部份，並將彈性件14之一端141(徑向截面積較大端)直接頂抵至鏡筒固定座10之第一頂抵部102，以將其完成組裝。再者，當彈性件14為彈簧時，可利用其線徑尺寸、線圈數、彈性系數、彈簧壓縮量等參數以計算彈性件14的彈性恢復力，並依此調整出適當的頂抵對焦鏡筒之力，以防止彈性件14的頂抵對焦鏡筒之力過大，造成對焦時之動作不流暢或無法對焦等情形。而彈性件14之固設方式，其可藉由緊配或卡扣等方式完成，於本實施例中係以緊配之方式作為示範態樣，應不以此為限。

請參閱第3圖，其係為本發明之改良對焦準確率之鏡頭之第二實施例之示意圖。於本實例中改良對焦準確率之鏡頭1之連結及作動關係，與前述類似，於此不再贅述。如圖所示，其中彈性件14之未伸縮長度可使其小於鏡筒固定座10之第一頂抵部102與對焦鏡筒13之第二頂抵部132之間距。於組裝時，可使彈性件14之一端141(徑向截面積較大端)固設於對焦鏡筒13之另一端142(徑向截面積較小端)固設於對焦鏡筒13之第二頂抵部132。於改良對焦準確率之鏡頭1組裝完成後，使得彈性件14被軸向拉伸，而得以利用其被拉伸後的彈性恢復力，以使對焦鏡筒13被彈性件14往鏡筒固定座10之方向緊拉，進而使對焦鏡筒13之引導部131緊靠於驅動筒12之筒溝121之偏向鏡筒固定座10的一側。較佳的，其中彈性件14可使用不反光處理(如塗黑或鍍黑鋅等方式)，以進一步的減少改良對焦準確率之鏡頭1因彈性件14之反光所產生的耀光現象。

請參閱第4圖，其係為本發明之改良對焦準確率之鏡頭之第三實施例之示意圖。於本實例中改良對焦準確率之鏡頭1之連結及作動關係，與前述類似，於此不再贅述。如圖所示，改良對焦準確率之鏡頭1可為一可換鏡頭式相機(未繪示於圖中)之攝像鏡頭，改良對焦準確率之鏡頭1更包含一變焦鏡筒15、一驅動模組16及複數個控制接點17。其中，變焦鏡筒15設置於驅動筒12內，並位於對焦鏡筒13之一端，且遠離鏡筒固定座10。驅動模組16可設置於鏡頭或可換鏡頭式相機中，以驅動驅動筒12進行順向或逆向之旋轉，其可為可交換式鏡頭中常用之微型馬達或超音波馬達。複數個控制接點17設置於鏡筒固定座10遠離彈性件14之一側，且電性連接驅動模組16；藉由複數個控制接點17可使驅動模組16與可換鏡頭式相機電性連接，以供使用者利用可換鏡頭式相機之控制鈕(未繪示於圖中)，控制驅動模組16驅動驅動筒12進行順向或逆向旋轉，以進行對焦。

較佳的，改良對焦準確率之鏡頭1可設置一手動環18，其內周壁可設有齒狀結構(未繪示於圖中)，而驅動筒12之外周緣可對應手動環18之齒狀結構設有刻痕或另一齒狀結構，且彼此間相互嚙合，可供使用者利用手動環18手動地順向或逆向旋轉以完成對焦。當使用者利用可換鏡頭式相機之控制鈕控制驅動模組16或手動環18驅動驅動筒11進行順向或逆向旋轉時，藉由彈性件14之一端141頂抵鏡筒固定座10之第一頂抵部102，且彈性件14之另一端142頂抵對焦鏡筒13之第二頂抵部132，使得鏡筒固定座10與對焦鏡筒13分別往成像面與被攝物方向緊靠，以使對焦鏡筒13之引導部131緊靠於驅動筒12之筒溝121之偏向被攝物的一側。當完成對 焦後，因彈性件14持續性的頂抵鏡筒固定座10與對焦鏡筒13，使得對焦鏡筒13之引導部131持續地緊靠於驅動筒12之筒溝121之偏向被攝物的一側，故可克服引導部131與驅動筒12之筒溝121間之背隙問題，以避免對焦鏡筒13於對焦完成後仍有位移之情形發生。

請參閱第5圖，其係為本發明之具改良對焦準確率之鏡頭之攝像裝置之示意圖。於本實例中改良對焦準確率之鏡頭1之連結及作動關係，與前述類似，於此不再贅述。其中攝像裝置2包含一改良對焦準確率之鏡頭1、一變焦鏡筒15、一驅動模組16及一影像感測元件19。其中，變焦鏡筒15設置於驅動筒12內，並位於對焦鏡筒13之一端，且遠離鏡筒固定座10。較佳的，驅動筒12之內周緣可設有一變焦筒溝122，變焦鏡筒15之外周緣可設有一變焦引導部151，該變焦引導部151嵌入變焦筒溝122；當驅動筒12正向或逆向旋轉時，藉由變焦引導部151順沿變焦筒溝122之外形位移，以進行變焦之動作。驅動模組16可設置於改良對焦準確率之鏡頭1或攝像裝置2中，驅動模組16驅動驅動筒12順向或逆向旋轉，以使引導部131順沿著筒溝121之外形而位移，進而帶動對焦鏡筒13進行軸向位移，以進行對焦之動作。其中，驅動模組16可為直流馬達或步進馬達，並可透過一控制單元(未繪示於圖中)以控制馬達之作動，進而驅動驅動筒12順向或逆向旋轉，而進行變焦或對焦。影像感測元件19設置於鏡筒固定座10之第一頂抵部102且被彈性件14圍繞。影像感測元件19可為電荷耦合元件(Charge-Coupled Device,CCD)或互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)等感測元 件，可用以感測被攝物之影像光線，以將被攝物成像。

上述中，藉由彈性件14設置於鏡筒固定座10與對焦鏡筒13之間，且彈性件14未伸縮之長度大於鏡筒固定座10之第一頂抵部102與對焦鏡筒13之第二頂抵部132之間距，使彈性件14分別往其兩端頂抵，進而使得鏡筒固定座10與對焦鏡筒13分別往遠離彈性件14之兩端的方向緊靠，以使對焦鏡筒13之引導部131緊靠於驅動筒12之筒溝121之一側。當驅動模組16驅動驅動筒12順向或逆向旋轉，進行並完成對焦後，因彈性件14已使對焦鏡筒13之引導部131已緊靠於驅動筒12之筒溝121之一側，故完成對焦後，對焦鏡筒13不會因對焦鏡筒13之引導部131與驅動筒12之筒溝121間之背隙而產生位移，以改良對焦之準確率，以使被攝物能適當的於影像感測元件19上成像。

綜上所述，此改良對焦準確率之鏡頭及其攝像裝置可藉由使用一彈性件設置於鏡筒固定座與對焦鏡筒之間，且彈性件未伸縮之長度大於或小於鏡筒固定座之第一頂抵部與對焦鏡筒之第二頂抵部之間距，藉由彈性件被壓縮或被拉伸後之彈性恢復力，使對焦鏡筒之引導部緊靠於驅動筒之筒溝之一側，藉此克服對焦完成後，引導部與筒溝之背隙所帶來的對焦鏡筒之位移，以改良對焦準確率。再者，彈性件設置於鏡筒固定座與對焦鏡筒之間，其係為攝像鏡頭或攝像裝置中較為接近內部之處，使得彈性件受光之可能性減少，藉此可減少耀光之現象。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧改良對焦準確率之鏡頭

10‧‧‧鏡筒固定座

101‧‧‧鏤空部

102‧‧‧第一頂抵部

103‧‧‧連接部

11‧‧‧固定筒

111‧‧‧接合部

12‧‧‧驅動筒

121‧‧‧筒溝

13‧‧‧對焦鏡筒

131‧‧‧引導部

132‧‧‧第二頂抵部

14‧‧‧彈性件

141‧‧‧彈性件之一端

142‧‧‧彈性件之另一端

Claims (8)

1. 一種改良對焦準確率之鏡頭，其包含：一鏡筒固定座，其中央部份具有一鏤空部，該鏤空部之週邊區域具有一第一頂抵部，該第一頂抵部之外圍設有一連接部；一驅動筒，係為中空筒狀結構，其周壁內緣具有一筒溝，而該驅動筒設置於一固定筒內，且該固定筒之一端係與該連接部相連接；一對焦鏡筒，係為中空筒狀結構，其周壁外緣具有一引導部，該引導部係嵌入該筒溝中，使該對焦鏡筒可軸向移動地容設於該驅動筒內，且其周壁內緣設有一第二頂抵部；以及一彈性件，係為中空環形結構而可軸向伸縮，該彈性件係設置於該鏡筒固定座與該對焦鏡筒之間，其一端係固設及頂抵於該鏡筒固定座之該第一頂抵部，其另一端係固設及頂抵於該對焦鏡筒之該第二頂抵部，且該端之徑向截面積係大於該另一端之徑向截面積；其中，該彈性件未伸縮之長度係小於該鏡筒固定座之該第一頂抵部與該對焦鏡筒之該第二頂抵部之間距。
2. 如申請專利範圍第1項所述之改良對焦準確率之鏡頭，其中藉由該彈性件頂抵該對焦鏡筒，使該對焦鏡筒之該引導部緊靠於該驅動筒之該筒溝之一側。
3. 如申請專利範圍第1項所述之改良對焦準確率之鏡頭，其中該彈性件係為一彈簧。
4. 如申請專利範圍第1項所述之改良對焦準確率之鏡頭，當該驅動筒順向或逆向旋轉位移時，利用該對焦鏡筒之該引導部順著該筒溝位移，進而帶動該對焦鏡筒位移，以進行對焦。
5. 一種攝像裝置，其包含：一改良對焦準確率之鏡頭，其包含：一鏡筒固定座，其中央部份具有一鏤空部，該鏤空部之週邊區域具有一第一頂抵部，該第一頂抵部之外圍設有一連接部；一驅動筒，係為中空筒狀結構，其周壁內緣具有一筒溝，而該驅動筒設置於一固定筒內，且該固定筒之一端係與該連接部相連接；一對焦鏡筒，係為中空筒狀結構，其周壁外緣具有一引導部，該引導部係嵌入該筒溝中，使該對焦鏡筒可軸向移動地容設於該驅動筒內，且其周壁內緣設有一第二頂抵部；以及一彈性件，係為中空環形結構而可軸向伸縮，該彈性件係設置於該鏡筒固定座與該對焦鏡筒之間，其一端係固設及頂抵於該鏡筒固定座之該第一頂抵部，其另一端係固設及頂抵於該對焦鏡筒之該第二頂抵部，且該端之徑向截面積係大於該另一端之徑向截面積；一變焦鏡筒，係設置於該驅動筒內，並位於該對焦鏡筒之一端，且遠離該鏡筒固定座；以及一影像感測元件，係設置於該鏡筒固定座之該第一頂抵部且被該彈性件圍繞；其中，該彈性件未伸縮之長度係小於該鏡筒固定座之該第一頂抵部與該對焦鏡筒之該第二頂抵部之間距。
6. 如申請專利範圍第5項所述之攝像裝置，其中藉由該彈性件頂抵該 對焦鏡筒，使該對焦鏡筒之該引導部緊靠於該驅動筒之該筒溝之一側。
7. 如申請專利範圍第5項所述之攝像裝置，其中該彈性件係為一彈簧。
8. 如申請專利範圍第5項所述之攝像裝置，其中藉由一驅動模組驅動該驅動筒順向或逆向旋轉位移時，利用該對焦鏡筒之該引導部順著該筒溝位移，進而帶動該對焦鏡筒位移，以進行對焦。