TWI708113B - 光圈片轉移裝置 - Google Patents

Abstract

一種光圈片轉移裝置，用於手持式電子裝置中，光圈片包含不同尺寸的光通孔，透過控制光圈片的位置而使不同尺寸光通孔分別進入到入射光路上，而改變入射至鏡頭裝置的入射光量。

Description

光圈片轉移裝置

本發明是關於光圈片轉移裝置，更特定而言係關於用於諸如具有照相或攝錄鏡頭的攜帶型電子裝置。

自智慧型手機問世以來，由於智慧型手機具有拍照攝錄功能，因此大眾已慣用手機而不是相機來拍照，而智慧型手機不斷推陳出新，尤其各主要手機廠商都主打最高畫素、大光圈，但手機的光圈是固定光圈，而不能如一般的相機鏡頭能縮小或放大。

控制光圈的縮放是透過光圈馬達來帶動光圈葉片的移動，但由於手機的體積被要求薄型化且輕量，因此在手機裡配置一顆光圈馬達明顯不可行，況且還有相關光學結構與零組件要配置於手機內，甚至光圈馬達不僅有一定用電量，也要考慮如何散逸馬達及零組件產生的熱能，這些因素加總起來，就是必須增加手機內部容置及散熱的空間，才能予以解決，如此卻違背了智慧型手機輕薄化的設計主流，因此所有智慧型手機都是採用固定光圈，一來讓鏡頭結構更精簡，也可以節省空間供其他零組件配置。

除了光圈馬達所佔用空間大及耗電量相對大的因素之外，另一限制因素是鏡頭的光圈結構，如常見的虹模式光圈為例，虹模式光圈是透過光圈葉片調整光圈之大小，使用時當按下快門時，光圈自動縮放成使用者在相機介面上所設定的光圈大小；在結構上，光圈葉片是接連堆疊，雖然弧形薄金屬葉片很薄，但還是具有厚度，再加上鏡頭本身的鏡片組合，鏡頭恐怕突出於手機外，容易把鏡頭刮傷，因此光圈的調整無法實現於智慧型手機上。

一種光圈片轉移裝置，用於諸如具有照相或攝錄鏡頭的攜帶型電子裝置，光圈片包含開口面積為不同的兩光通孔，透過轉移光圈片的位置而使兩光通孔能分別轉移到入射光路上，而改變入射至鏡頭的入射光量。

在一實施例中，提供單一的可動光圈片，其設置於入射光的入射光路上，該可動光圈片分別具有開口面積大小相異的兩光通孔，該可動光圈片能被帶動而從一初始位置轉移至一轉移位置，當該可動光圈片位於該初始位置時，僅該兩光通孔之一正對應於入射光的入射光路上並決定入射至該鏡頭裝置的入射光量，當該可動光圈片位於該轉移位置時，僅該兩光通孔之另一正對應於入射光的入射光路上並決定入射至該鏡頭裝置的入射光量。

在一實施例中，該兩光通孔是各自獨立且互不交錯。

在一實施例中，提供二可動光圈片，設置於入射光的入射光路上，且該可動二光圈片分別具有可供入射光通過的一鏤空部，該至少二可動光圈片能被帶動而從一初始位置轉移至一轉移位置，該至少二可動光圈片被帶動時是各自朝預定方向旋轉一幅度，以改變該至少二光圈片間的鏤空部的對應程度。

在一實施例中，一鏤空部包含開口面積不同的兩光通孔，且該兩光通孔的部分相交，於該初始位置時，該兩可動光圈片的鏤空部會互補成一光通孔的原本形狀，於該轉移位置時，該兩可動光圈片的鏤空部會互補成另一光通孔的原本形狀。

以下配合圖示及元件符號對本發明之實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。

下文所稱的軸向是指順著光軸L的方向，徑向是指垂直或大致垂直於光軸的方向，光軸是指鏡頭的光軸，即入射光線的射入方向，參閱圖1，圖1為根據一實施例的單一可動光圈片與可動板的分解圖，如圖1所展示，光圈片轉移裝置包含大致設置於入射光的入射光路上的可動板1與可動光圈片2，可動板1沿徑向的方向移動，可動板1的徑向移動有一定距離，比如可動片1是從初始位置轉移於轉移位置，同時可動光圈片2被可動板1帶動而相對於可動板1旋轉。

其中，可動板1的中央具有可供入射光通過的第一開孔11，而可動光圈片2具有開口面積明顯不同的兩光通孔21、23，第一實施例中的兩光通孔是各自獨立且互不交錯。

當可動板1在初始位置時，只有可動光圈片2的大（小）光通孔21會對應於第一開孔11，當可動板1在轉移位置時，只有可動光圈片2的小（大）光通孔23則會對應於第一開孔11。

可動板與可動光圈片之間的具體連接關係及動作關係，一併於下列實施例做進一步說明。

參閱圖2，圖2為根據一實施例的兩可動光圈片與可動板的分解圖，如圖2所示的光圈片轉移裝置，主要包含可動板1與兩可動光圈片3a、3b，由於第二實施例的可動板1與第一實施例的可動板1大致相同，在此不予贅述。

二可動光圈片3a、3b可連動於可動板1；兩可動光圈片3a、3b整體是大致對應於可動板1，比如讓可動光圈片3a、3b與可動板1配置成層層堆疊結構，可動光圈片與可動板或兩可動光圈片之間可以實質接觸，也可透過在其間配置降低摩擦係數的片型構件（圖1未示）。

兩可動光圈片3a、3b各具有鏤空部31，第二實施例中的鏤空部31是由兩個開口面積不同的大光通孔33、小光通孔35所組成，且大、小光通孔33、35彼此的一部分是相互重疊；大光通孔33、小光通孔35是以圓形為例，因此從外觀來看，鏤空部33包含各自以其一部分相互交錯的兩圓孔，兩圓孔看似不完整，但是在不同位置下，兩可動光圈片3a、3b的鏤空部31會共同構成完整的兩圓孔。

具體而言，當可動板1在初始位置時，兩可動光圈片3a、3b的兩鏤空部會重疊至剛好形成大（小）光通孔的程度，此時大（小）光通孔是完整的圓型，如圖3a所示；而當可動板被轉移至轉移位置時，兩可動光圈片3a、3b的兩鏤空部會重疊至剛好形成小（大）光通孔的程度，此時小（大）光通孔是完整的圓型，如圖3b所示。

鏤空部31的大光通孔、小光通孔的形狀並不限於概呈圓型，也可概呈橢圓形或近似圓形的多邊形。

可動板1的第一開孔11的開口面積（直徑）需明顯大於小光通孔35的開口面積（直徑），至於第一開孔11是否要略大或略小於大光通孔33的開口面積，則視實際需求而定；也就是若大光通孔的直徑略小於可動板的開口的直徑，則由大光通孔來決定光通過量；也就是若大光通孔的直徑略大於可動板的開口的直徑，則由可動板的第一開孔替代大光通孔來決定光通過量。

如圖3a所示，可動板1在初始位置時，該兩可動光圈片3a、3b的鏤空部會共同構成形狀完整的大光通孔；當可動板1從初始位置被轉移到轉移位置時，該兩可動光圈片3a、3b能朝彼此方向旋轉一角度而使兩可動光圈片的重疊部分逐漸變大；最後到達轉移位置時，如圖3b所示，該兩可動光圈片的鏤空部會共同構成形狀完整的小光通孔；當可動板1從轉移位置被復歸至初始位置時，該兩可動光圈片3a、3b能朝彼此方向的相反方向旋轉一角度而使兩可動光圈片3a、3b的重疊部分逐漸變小，最後復歸於初始位置時，該兩可動光圈片的鏤空部會共同構成形狀完整的大光通孔。

在一實施例中，可動板1在初始位置時是形成小光通孔，在轉移位置時則形成大光通孔，藉此，使光通過量明顯改變。

在一些實施例中，可動板與可動光圈片是薄板狀。

參閱圖4，圖4為根據一實施例的可動光圈片與可動板的連接關係圖，並可配合圖2所示，亦包含軸桿4與兩桿件；兩可動光圈片3a、3b是樞接於軸桿4，軸桿4是固定於定點而不任意移動，例如把軸桿4固設於外部構件（圖未示）。

為方便清楚的說明，可動板1之面向於可動光圈片3b的一面稱為第一面1a，而可動板1之面向於底座5的一面稱為第二面1b。

兩桿件是自可動板1的第一面1a上垂直（順著軸向）突設，兩可動二圈片則分別開設能供兩桿件穿過的一穿孔，藉此使可動板1與兩可動二圈片能透過能相互穿組的桿件與穿孔而連接，因此可動板1沿徑向方向移動時，兩可動二圈片則被帶動而各自朝預設方向旋轉，為了不干涉到兩可動光圈片的旋轉，兩可動二圈片也分別開設槽孔；藉此，兩可動光圈片3a、3b能連動於可動板1並能相對於可動板1旋轉。

為更清楚說明，如圖2，兩可動光圈片將區分為第一可動光圈片3a與第二可動光圈片3b，可動板1的兩桿件稱為第一桿件13a與第二桿件13b，於第一可動光圈片3a上形成的穿孔、槽孔稱為第一穿孔31a、第一槽孔33a；於第二可動光圈片3b上形成的穿孔、槽孔稱為第二穿孔31b、第二槽孔33b。

因此，第一可動光圈片3a具有第一穿孔31a、第一槽孔33a與樞接於軸桿4的第一樞接孔35a；第二可動光圈片3b上設置有第二穿孔31b、第二槽孔33b與樞接於軸桿4的第二樞接孔35b。

第一桿件13a是穿過第一槽孔33a與第二穿孔31b，第二桿件13b則是穿過第一穿孔31a與第二槽孔33b；其中，「第一桿件13a與第二穿孔31b」以及「第二桿件13b與第一穿孔31a」須大致形成或剛好構成穿組的關係，比如剛好相互套合，因此可動板1移動時則能同時帶動兩可動光圈片3a、3b移動，而可動光圈片3a、3b則以軸桿4為共同軸心而旋轉。

而第一槽孔33a、第二槽孔33b的設置目的是不干涉可動光圈片3a、3b的旋轉，因此第一槽孔33a、第二槽孔33b的開口形狀或面積並不以圖4之配合旋轉軌跡而對應設置出有弧度的第一槽孔、第二槽孔為限，只要不干涉到兩可動光圈片3a、3b的旋轉，第一槽孔33a、第二槽孔33b的開口形狀與態樣是可根據需要而變。

在一些實施例中，軸桿4的較佳設置處是位於第一穿孔31a與第一槽孔33a之間的位置，若軸桿4的設置位置介於第一穿孔31a與第二穿孔31b之間，當可動板從初始位置移動到轉移位置，第一可動可圈片3a與第二可動可圈片3b分別以逆時針與順時針方向旋轉，而使兩可動可圈片的鏤空部的不完整小光通孔拼合成完整的小光通孔，而使光通過量被小光通孔決定。

若可動板1從轉移位置移動到初始位置，第一可動可圈片3a與第二可動可圈片3b分別以順時針與逆時針方式旋轉，而使兩可動可圈片的鏤空部的不完整大光通孔拼合成完整的大光通孔，而使光通過量被大光通孔決定。

在一些實施例中，鏤空部是設置在兩可動光圈片的上半部，第一穿孔、第二穿孔、第一槽孔與第二槽孔位於設置在兩可動光圈片的下半側，但上述部件的實際配置可視實際需求而改變。

較佳的，第一可動光圈片與第二可動光圈片的結構是對稱的。

參閱圖4，圖4為根據一實施例中的底座與SMA線的分解圖，如圖4所示，除了可動板1與兩可動光圈片3a、3b，更進一步包含底座5與SMA線6，可動板1是設置於底座5之上，可動板1能於底座5上做線性運動或線性的往復運動。

底座5概呈四邊形，底座5的中央處設置有供入射光通過的第二開孔51，第二開孔51與第一開孔11是對應且可連通，也與鏤空部31對應並連通，以供入射光通過，其中第二開孔51與第一開孔11的開口面積要明顯大於鏤空部31的小光通孔35

較佳的，可動板1更在對應軸桿4處設置定向長軸孔15，定向長軸孔15的長度方向相同於徑向，以使可動板1不但能沿著徑向移動，還能於固定軌跡上做線性運動，可動板1是沿著對角線做線性移動 。

在一些實施例中，軸桿4能是獨立存在的T形構件而固設於底座5上；在一些實施例中，軸桿4也能直接一體成形於底座5。

第一面1a之上具有線桿17，線桿17與定向長軸孔15的設置位置大致對應到底座5的兩端角（對角線a-a’上）；底座5的另兩端角（對角線b-b’）則設置第一固定件71與第二固定件73。

第一固定件71與第二固定件73可以使用金屬板材成型出預定的形狀；第一固定件71與第二固定件73分別形成有彎勾狀的接合部711、731；SMA線6係被預先成型為V形狀，V形的SMA線6兩端分別接合於第一固定件71與第二固定件73上的接合部711、731，並且將SMA線6兩端之間的轉折部繞過並抵接線桿17。

該SMA線6還進一步被電連接至電力裝置(圖中未顯示)，使得SMA線6被通電後產生熱變形而收縮。要注意的是，上述的SMA線所提到的V形只是用來方便說明第四實施例，因此並不限於V形狀，並包含具有一次明顯轉折狀的線形體。

SMA線6的兩端跟第一固定件71與第二固定件73是透過壓接或焊接等方式而連接。

SMA線6是繞抵於線桿17之遠離於的第一開孔11的一側，因此當SMA線6收縮時，線桿17會被SMA線6推動而帶動可動板1朝第一開孔11的方向移動；

線桿17的外周面是有斷差的階梯狀，比如使線桿17的頭部的直徑大於身部的直徑或者線桿17外周面的中間段形成溝槽（圖未示），透過階梯狀與溝槽等的斷差結構來保持SMA線6的位置；線桿17能使獨立成型的構件，也能與可動板1一體成形，如線桿17是獨立成型的構件，線桿17則可以是T形構件並組接於可動板1上。

該底座5也能進一步開設有輔助定向長孔53，而線桿17的底端則能自可動板1的第二面1b穿伸而出並伸入於輔助定向長孔53，而使線桿17的底端能被輔助定向長孔53導引而移動，雖然圖中的輔助定向長孔53是與第二開孔51是連通的，但是不連通亦可。

當SMA線6受熱收縮時，SMA線6的長度變短而帶動可動板1朝線桿17的斜對角的方向移動，同時因可動板1的定向長軸孔15與軸桿4的配合，使得可動板1得以以線性運動方式移動，進而帶動兩可動光圈片移動。

參閱圖5，圖5為根據一實施例的包含兩桿件與連接桿的單一構件的示意圖，當可動板1是搭配底座5設置的情形中，原本一體成形於的可動板1上的兩桿件13a、13b也能是獨立形成的構件，在一些實施例中，兩桿件13a、13b能以一連接桿13c連接，連接桿13c是固定於底座5上，兩桿件與可動板1、可動光圈片的具體配合關係請參前文所述，在此不再贅述 。

上述的實施例是可動板從初始位置轉移到轉移位置，而實現大光通孔與小光通孔之間的切換  ，即讓入射光的通過量被明顯改變，而在第四實施例中更具體提供以SMA線帶動可動板移動的實施例，而當SMA線回到未被加熱收縮狀態，可動板雖有可能回到初始位置，但可能無法有效回到初始位置；

因此以下提供讓可動板有效復歸於初始位置的一些代表性實施例，因此配合前述的一些實施例，可動板能在初始位置與轉移位置之間往返移動， 而使入射光的通過量能被來回改變。

參閱圖6a，圖6a為根據一實施例的與可動板一體成形的復位結構的示意圖，如圖6a所示，復位結構是與可動板1一體成形，復位結構是具彈性的兩延伸臂100、110且形成於可動板1的相對兩側。

兩延伸臂100、110的兩端是連結端與自由端，連結端是自可動板延伸出來的部分或與可動板交界的部分，在本發明中的一些實施例中，由於可動板1是沿對角線a-a’移動，對角線a-a’是由兩端角所定義的假想線，兩延伸臂100、110的連結端可以在可動板的側緣的靠近於對角線a-a’的兩端角處，兩延伸臂100、110整體沿著可動板1的側邊設置並保持一間隔；兩延伸臂的自由端則是位於靠近在對角線b-b’上的端角處並固定於底座5上。而圖6b所示的延伸臂111也能提供回拉力。

透過上述復位結構，當可動板1從初始位置轉移到轉移位置時，兩延伸臂100、110會被扭曲變形同時也產生對可動板1的回拉力，因此當SMA線6冷卻並返回至其未收縮狀態時，兩延伸臂100、110所提供回位力能使可動板回到初始位置。

其中，在靠近線桿17側的延伸臂110並更形成U型彎折段112，彎折段112能產生較大回拉力，因此能有效使可動板1回到初始位置。

參閱圖7，圖7為根據一實施例的與底座一體成形的復位結構的示意圖，如圖8所示，在復位結構的第二實施例，復位結構是一體成形於底座5，復位結構是形成於底座的相對兩側（相對平行於對角線a-a’兩側）的S型彈簧120，S型彈簧120的一端是連結於底座5，S型彈簧120的另一端則是固定於可動板1上。

參閱圖8，圖8為根據一實施例的為獨立構件的復位結構的示意圖，如圖9所示，在復位結構的第三實施例的復位結構是獨立的兩彈性桿130，兩彈性桿130整體是靠設於底座5表面並且位於可動板1之相對兩側（相對平行於對角線a-a’兩側）之外，其中，彈性桿之兩端係分別位於靠近軸桿4與線桿17處，彈性桿130之靠近軸桿4的部分是固定於底座5上，彈性桿130之靠近線桿17的部分則是能自由移動，其中彈性桿130之靠近線桿17的一端則形成能勾接於可動板1的勾部131，而彈性桿130之靠近線桿的部分並具有轉折段133概呈V形狀，因此當可動板1在轉移到轉移位置的過程中，彈性桿130的轉折段133則因變形而提供回拉力，因此當SMA線6冷卻並返回至其未收縮狀態時，彈性桿130的轉折段133所提供回位力能使可動板回到初始位置。

參閱圖9，圖9為根據一實施例的間隔板的示意圖，在一些實施例中，更能進一步設置間隔板140，間隔板140能設置於可動板1與可動光圈片3a之間，透過間隔板140的設置，有效降低可動板對可動光圈片的摩擦力，以幫助移動更為平滑。在一些實施例中，間隔板140也能設置於可動光圈片之上。

參閱圖10，圖10為根據一實施例的間隔塊的示意圖，在一些實施例中更設置多個間隔塊150，間隔塊150是設置於可動板1與底座5之間，透過間隔塊150的設置，以降低可動板1對底座5的摩擦力，以幫助移動更為平滑。

在一些實施例中，兩可動光圈片是相同結構，設置時是相互對稱，如此能縮短光圈片的旋轉幅度，也就是能以最小的旋轉幅度而完成大、小光通孔的切換，如此使構件數量更為精簡，也能使整體體積更為微型與薄型化。

以上所述者僅為用以解釋本發明之較佳實施例，並非企圖據以對本發明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之發明精神下所作有關本發明之任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護之範疇。

1:可動板

11:第一開孔

2:可動光圈片

21、23:光通孔

3a、3b:可動光圈片

31:鏤空部

33:大光通孔

35:小光通孔

1a:第一面

1b:第二面

13a:第一桿件

13b:第二桿件

31a:第一穿孔

33a:第一槽孔

31b:第二穿孔

33b:第二槽孔

4:軸桿

a-a’、b-b’:對角線

15:定向長軸孔

17:線桿

5:底座

51:第二開孔

53:輔助定向長軸孔

6:SMA線

71:第一固定件

73:第二固定件

711、731:接合部

13c:連接桿

100、110 、111:延伸臂

112:彎折段

120:S型彈簧

130:彈性桿

131:勾部

133:轉折段

140:間隔板

150:間隔塊

L-L’:光軸

圖1為根據一實施例的單一可動光圈片與可動板的分解圖。

圖2為根據一實施例的兩可動光圈片與可動板的分解圖。

圖3a為根據一實施例兩可動光圈片於初始位置時的示意圖。

圖3b為根據一實施例兩可動光圈片於轉移位置時的示意圖。

圖4為根據一實施例中的底座與SMA線的分解圖。

圖5為根據一實施例的包含兩桿件與連接桿的單一構件的示意圖。

圖6a為根據一實施例的與可動板一體成形的復位結構的示意圖。

圖6b為根據一實施例的單一延伸臂的示意圖。

圖7為根據一實施例的與底座一體成形的復位結構的示意圖。

圖8為根據一實施例的為獨立構件的復位結構的示意圖。

圖9為根據一實施例的間隔板的示意圖。

圖10為根據一實施例的間隔塊的示意圖。

1:可動板

11:第一開孔

3a、3b:可動光圈片

31:鏤空部

33:大光通孔

35:小光通孔

1a:第一面

1b:第二面

Claims (7)

1. 一種光圈片轉移裝置，用於一手持式電子裝置中，以改變入射至一鏡頭裝置的入射光量，包含：二可動光圈片，設置於入射光的入射光路上，且該可動二光圈片分別具有可供入射光通過的一鏤空部，該至少二可動光圈片能被帶動而從一初始位置轉移至一轉移位置，該至少二可動光圈片被帶動時是各自朝預定方向旋轉一幅度，以改變該至少二光圈片間的鏤空部的對應程度，其中，一鏤空部包含開口面積不同的兩光通孔，且該兩光通孔的部分相交，於該初始位置時，該兩可動光圈片的鏤空部會互補成一光通孔的原本形狀，於該轉移位置時，該兩可動光圈片的鏤空部會互補成另一光通孔的原本形狀。
2. 如請求項1所述的光圈片轉移裝置，其中，該兩可動光圈片中的鏤空部為對稱結構。
3. 如請求項1所述的光圈片轉移裝置，其中，更包含一軸桿，該兩可動光圈片是樞接於該軸桿。
4. 一種光圈片轉移裝置，用於一手持式電子裝置中，以改變入射至一鏡頭裝置的入射光量，包含：二可動光圈片，設置於入射光的入射光路上，且該可動二光圈片分別具有可供入射光通過的一鏤空部，該至少二可動光圈片能被帶動而從一初始位置轉移至一轉移位置，該至少二可動光圈片被帶動時是各自朝預定方向旋轉一幅度，以改變該至少二光圈片間的鏤空部 的對應程度，其中，更包含能從該初始位置徑向移動到該轉移位置的一可動板，該可動板設置於入射光的入射光路上且具有供入射光通過的一第一開孔，藉以帶動該兩可動光圈片，而使該兩可動光圈片從該初始位置轉移到該轉移位置。
5. 如請求項4所述的光圈片轉移裝置，其中，更包含一底座與概呈V形的一SMA線，該可動板是活動式的配置於該底座上，該SMA線是提供拉動該可動板的拉力以而使該可動板於該底座上移動，該底座具有供入射光的一第二開孔。
6. 如請求項5所述的光圈片轉移裝置，其中，包含固設於該底座兩端角的兩固定件，該SMA線的兩端固設於該兩固定件。
7. 如請求項5所述的光圈片轉移裝置，其中，該可動板與該底座之間設置有一復位結構，該復歸結構提供抵抗該SMA線對該可動板的拉力。

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