专利名称：照相机镜头与其聚焦定位机构的制作方法
技术领域：
本发明提供一种聚焦定位机构，特别是一种用于照相机镜头的聚焦定位机构。
背景技术：
请参考图1，图1为传统照相机的镜头驱动装置10的俯视图。镜头驱动装置10是披露于美国专利编号5,680,649号，名称为“具有自动对焦功能的照相机的镜头驱动装置”。镜头驱动装置10包含有一基座12其包含有一圆柱形的垂直圆孔16，一聚焦镜片14以可旋转的方式固定于圆孔16内，一驱动环40以可沿基座12的圆孔16外侧旋转的方式固定于基座12上，一快门连动环44其是以与驱动环40相卡合的方式固定于基座12上，一定位元件42，一镜头连动环18其是以与驱动环40及定位元件42相卡合的方式固定于基座12上，一第一双向驱动马达20以及一第二双向驱动马达30分别地固定于基座12上，一弹性元件34固定于基座上，以及一电磁阀22设于基座12上。此外，驱动环40上设有一圆柱形的凸起46其是与镜头连动环18上的一传动元件19相嵌合，使得当驱动环40被带动转动时，镜头连动环18也会跟着被推动进而带动聚焦镜片14的旋转。第二双向驱动马达30是用来带动快门连动环44以控制快门(未显示)的开启及关闭。第一双向驱动马达20是用来驱动电磁阀22以使定位元件42得以固定于一预设位置上，并进而连动聚焦镜片14使其旋转至一相对应的位置上。另外，定位元件42与电磁阀22之间的传动关系是经由一中间齿轮70以及一第一棘轮50来达成。
如图1所示，当第二双向驱动马达30经由一第二棘轮32来带动快门连动环44朝正向转动以控制该快门的开启位置时，快门连动环44会推动驱动环40连动镜头连动环18带动聚焦镜片14旋转，同时，驱动环40也会推动定位元件42使得定位元件42的多个棘齿43会逐一地与一快门开放柄60卡合。定位元件42会经由与中间齿轮70的齿部相嵌合而带动第一棘轮50转动。
当第二双向驱动马达30继续带动快门连动环44朝正向转动至一预设位置时(此预设位置即为使用者所欲对焦的适当位置)，第一双向驱动马达20会控制电磁阀22以制止第一棘轮50继续转动，此时，由于电磁阀22的制止作用会阻止弹性元件34对于定位元件42所产生的回拉作用，因此，镜头连动环1 8及快门连动环44均不会产生回转的动作，而使镜头驱动装置10达到聚焦及定位的目的。此时，快门连动环44则会到达预设开放快门的位置而开放快门，镜头连动环18亦会驱动聚焦镜片14使其旋转至该相对应的位置上。
第二双向驱动马达30分继续朝正向转动并带动快门连动环44至一极限位置45，第一双向驱动马达20则同时会驱动电磁阀22转动第一棘轮50，使第一棘轮50以及定位元件42会分别地转动至其所相对应的极限位置。此时第二双向驱动马达30不会对镜头驱动装置10提供任何的电力，也就是说当第二双向驱动马达30带动快门连动环44至极限位置45后，镜头驱动装置10仅需由第一双向驱动马达20来提供些微的电力以使镜头驱动装置10的聚焦定位机构(如第一棘轮50、定位元件42、镜头连动环18、快门连动环44以及弹性元件34等)回复至起始位置上。当第一双向驱动马达驱动电磁阀22使第一棘轮50转动至其极限位置后，第一棘轮50的棘齿部会脱离与电磁阀22的接触，而设于基座12上的一回位拉簧62则会朝反向将快门开放柄60弹性地拉回至其起始位置，此动作即为快门的关闭动作。此外，弹性元件34亦会朝反向弹性地将定位元件42拉回至其起始位置，并连动地将快门连动环44、镜头连动环18以及第一棘轮50带动至其起始位置。
由上述可知，传统照相机的镜头驱动装置10具有繁杂的聚焦定位机构，且需要一电磁装置以及一齿轮组合，因此会使复杂度和元件成本提高，而这种高复杂度的结构使组装成本也无法降低。此外，电磁装置虽能有效地达到精密定位的功能，但也同时减少了照相机的镜头驱动装置10中的使用空间。
发明内容
因此，本发明提供一种用于照相机镜头内的聚焦定位机构，其简单的设计方式使照相机的聚焦定位机构得以大幅的简化。
本发明的目的是这样实现的，即提供一种照相机镜头，其包含有一基座，其包含有一圆柱形的垂直圆孔；一聚焦镜片，以可旋转的方式固定于该圆孔内，当该聚焦镜片被旋转时，该聚焦镜片会沿该圆孔下降或上升；一定位轮，以可旋转的方式固定于该基座之上，其水平方向的侧边包含有一棘齿边，一平滑边，一第一端及一第二端分别位于该棘齿边及平滑边的二个端点之间；一致动元件，以可水平移动的方式固定于该基座之上，用来带动该聚焦镜片以及该定位轮；以及一卡固装置，其包含有一水平旋臂以可移动的方式固定于该基座之上，以及一向下凸出的垂直杆固定于该水平旋臂的下侧；其中当该致动元件带动该聚焦镜片旋转下降并同时带动该定位轮正向旋转时，该卡固装置的垂直杆会由该定位轮的第一端滑向该定位轮的棘齿边并沿该棘齿边滑动卡固装置。
图1为传统照相机的镜头驱动装置的俯视图。
图2为本发明照相机的镜头驱动装置内部各元件的组合零件图。
图3为图2的镜头驱动装置内部各元件经组装并适度简化后的俯视图。
图4为图3中镜头驱动装置的定位轮的最底层沿剖线A-A的剖视图。
图5为图3中镜头驱动装置的定位轮沿剖线A-A的部分剖视图。
图6为图3中镜头驱动装置的定位轮的最上层沿剖线A-A的剖视图。符号说明100镜头驱动装置 102基座
104聚焦镜片 106垂直圆孔110驱动环 112致动元件114连动环 116传动柄117推杆 118镜头连动杆120定位轮 122棘齿边124平滑边 125第一滑槽126定位轮的第一端 127第二滑槽128定位轮的第二端 130卡固装置132水平旋臂 134垂直杆136弹性元件 140步进马达142第一传动齿轮144第二传动齿轮111、115、123齿边113齿边的两端103固定轴143、146上齿部141、145下齿部具体实施方式
本发明的照相机镜头驱动装置的快门连动机构以及快门开关的连动方式均与图1所示的传统技术相同，因此以下不再以图示及文字叙述重复说明。请参考图2及图3。图2为本发明照相机的镜头驱动装置100内部各元件的组合零件图。图3为图2的镜头驱动装置内部各元件经组装并适度简化后的俯视图。
如图2以及图3所示，镜头驱动装置100包含有一基座102其包含有一圆柱形的垂直圆孔106，一聚焦镜片104以可旋转的方式固定于圆孔106内，一驱动环110以可沿基座102的圆孔106外侧旋转的方式固定于基座102之上，一定位轮120以可旋转的方式固定于基座102上，一致动元件112以可水平移动的方式固定于基座102上，一连动环114以与驱动环110及致动元件112紧密接合的方式固定于基座102上，一卡固装置130固定于基座102上，一弹性元件136固定于基座102上，一步进马达140固定于基座102上，以及一第一传动齿轮142与一第二传动齿轮144是分别地以与驱动环110以及致动元件112的齿边相卡合的方式设于基座102上。
卡固装置130包含有一水平旋臂132其是以可移动的方式固定于基座102上，以及一向下凸出的垂直杆134固定于水平旋臂132的下侧，而水平旋臂132及垂直杆134则可以以一具有弹性的金属线体以一体成型的方式而制成。金属线体的中段绕成环形，套接于基座102上的固定轴103上，而金属线体的两端则由中段的环形延伸而出形成“V”字型；其中一端形成水平旋臂132及垂直杆134，另一端则抵顶于基座102的侧边。如此一来使得水平旋臂132的一端固定于固定轴103上而得以作弹性旋动。弹性元件136是与一连动环114上的传动柄116相连接，用来弹性地固定连动环114并进而带动驱动环110以及致动元件112的固定作用。驱动环110具有一段凸出于环形边缘的齿边111，用来与第一传动齿轮142的上齿部143相卡合。步进马达140是经由第一传动齿轮142的下齿部141驱动第一传动齿轮142转动。由于第一传动齿轮142的上齿部143的直径是较下齿部141的直径为小，故第一传动齿轮142对驱动环110相对于步进马达140动作的转动量具有缩小的功能。第二传动齿轮144是一与第一传动齿轮142上下颠倒设置的放大齿轮，其下齿部145是与连动环114的齿边115相卡合，而其上齿部146是与致动元件112的齿边123相卡合。连动环114上另包含有一镜头连动杆118，当步进马达140驱动第一传动齿轮142转动时，驱动环110的齿边111的前端112推动连动环114上的推杆117，使得连动环114驱使第二传动齿轮144转动而带动致动元件112转动定位轮120，同时，连动环114上的镜头连动杆118则会带动聚焦镜片104沿圆孔106旋转下降。
卡固装置定位轮120为一具有螺旋形的圆弧形元件的螺旋齿轮120，该圆弧形元件的水平方向的侧边包含有一棘齿边122位于定位轮120的圆弧形元件的外侧，一具有一第一滑槽125与一第二滑槽127的平滑边124位于定位轮120的圆弧形元件的内侧，一第一端126以及一第二端128分别位于棘齿边122及平滑边124的二个端点之间。定位轮120的棘齿边122与平滑边124均为近似圆形的圆周边且是位于圆弧形元件上的二不同高度的上下两层，棘齿边122是位于定位轮120的圆弧形元件的上层，而平滑边124是位于定位轮120的圆弧形元件的下层且圆径较棘齿边122为大。卡固装置130的水平旋臂132则可水平地移动于定位轮120的圆弧形元件的上方，因此使固定于水平旋臂132下侧的垂直杆134得以触接定位轮120位于水平方向的各个侧边。
请参考图4至图6。图4为图3中镜头驱动装置的定位轮的最底层沿剖线A-A的剖视图。图5为图3中镜头驱动装置的定位轮沿剖线A-A的部分剖视图。图6为图3中镜头驱动装置的定位轮的最上层沿剖线A-A的剖视图。定位轮120的圆弧形元件的平滑边124上的第一滑槽125，是用来容置卡固装置130的垂直杆134的底端，当卡固装置130的垂直杆134通过定位轮120的第一端126时，垂直杆134的底端会由平滑边124的第一滑槽125的末端向上导入棘齿边122的起始端，而棘齿边122的起始端则会导引垂直杆134的底端沿着平滑边124向上滑向定位轮120的第二端128，而定位轮120的第二端128上的第二滑槽127，是用来将垂直杆134的底端由棘齿边122的末端向下导入平滑边124的第二滑槽127的起始端。
如图3至图6所示，当步进马达140经由第一传动齿轮142带动驱动环110朝正向转动时，驱动环110分推动连动环114使得连动环114上的镜头连动杆118会带动聚焦镜片104沿圆孔10旋转下降，同时连动环114会经由第二传动齿轮144而推动致动元件112使得定位轮120朝正向旋转。连动环114的传动柄116则会受到弹性元件136的弹性作用而受到一回拉的弹力作用于其上。此时卡固装置130的垂直杆134会由定位轮120的第一端126滑向定位轮120的棘齿边122并沿棘齿边122滑动。
当步进马达140继续带动驱动环110朝正向转动至一预设位置时(此预设位置即为使用者所欲对焦的适当位置)，步进马达140则会停止利用连动环114带动聚焦镜片104旋转下降，此时卡固装置130的垂直杆134则会与定位轮120的棘齿边122相卡合，使得致动元件112的位置得以固定而不会受弹性元件136所产生的弹力作用而被拉动，以达到聚焦及定位的作用。
棘齿边122是具有多个棘齿，每一个棘齿均可提供聚焦镜片104一个聚焦定位位置，以因应不同的聚焦位置需求。由于棘齿的数目和聚焦镜片得以对焦的段数成正比，故利用第一及第二传动齿轮142及144的缩小及放大作用，可使聚焦镜片104在步进马达的转幅及镜头有限空间等限制条件下，得到较多段数的聚焦定位位置，进而提升镜头的对焦控制性能。
当聚焦镜片104已完成聚焦及定位的动作后，步进马达140会反转。此时致动元件112及连动环114仍停留在定位位置，只有驱动环110会被带动反转而用齿边111的另一端113去推动一快门开关(图中未示)而完成摄影动作。
摄影动作完成后，步进马达140继续利用连动环114来带动聚焦镜片104旋转下降时，卡固装置130的垂直杆134则会脱离定位轮120的棘齿边122，通过定位轮120的第二端128并滑向定位轮120的平滑边124上的第二滑槽127，此时镜头驱动装置100的聚焦定位机构(如驱动环110、致动元件112、定位轮120、以及弹性元件136等)已达到其对应的极限位置。接着，弹性元件136会拉动连动环114使得连动环114上的镜头连动杆118带动聚焦镜片104沿圆孔106旋转上升，并经由第二传动齿轮144的传动作用而使致动元件112朝反向旋转。当弹性元件136拉动连动环114使致动元件112反向旋转的同时，步进马达140本身亦需反向旋转，以免造成致动元件112反向旋转的阻力。此时卡固装置130的垂直杆134则会沿着定位轮120的平滑边124上的第二滑槽127向下滑动，直到通过定位轮120的第一端126回到其起始位置为止，同样地，镜头驱动装置100的聚焦定位机构(如驱动环110、致动元件112、以及弹性元件136等)亦会回到其起始位置上。如此即完成了照相机镜头驱动装置100的聚焦定位的程序。
相较于传统技术，本发明照相机的镜头驱动装置100与传统照相机的镜头驱动装置10的最大不同之处在于本发明的镜头驱动装置100的聚焦定位机构仅以一设计简单的卡固装置130以及定位轮120来做为定位的元件而不需要加装任何电子设备以及齿轮组，如此一来，不但增加了照相机镜头驱动装置中的使用空间，也因此降低了照相机整体的制作成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，均应属本发明专利的涵盖范围。
权利要求
1.一种照相机镜头，其包含有一基座，其包含有一圆柱形的垂直圆孔；一聚焦镜片，以可旋转的方式固定于该圆孔内，当该聚焦镜片被旋转时，该聚焦镜片会沿该圆孔下降或上升；一定位轮，以可旋转的方式固定于该基座之上，其水平方向的侧边包含有一棘齿边，一平滑边，一第一端及一第二端分别位于该棘齿边及平滑边的二个端点之间；一致动元件，以可水平移动的方式固定于该基座之上，用来带动该聚焦镜片以及该定位轮；以及一卡固装置，其包含有一水平旋臂以可移动的方式固定于该基座之上，以及一向下凸出的垂直杆固定于该水平旋臂的下侧；其中当该致动元件带动该聚焦镜片旋转下降并同时带动该定位轮正向旋转时，该卡固装置的垂直杆会由该定位轮的第一端滑向该定位轮的棘齿边并沿该棘齿边滑动卡固装置。
2.如权利要求1所述的照相机镜头，其中该定位轮的棘齿边与平滑边均为近似圆形的圆周边且是位于二不同高度的上下两层，该棘齿边是位于上层而该平滑边是位于下层且圆径较该棘齿边为大，该定位轮的第一端设有一第一滑槽，用来将该卡固装置的垂直杆的底端由该平滑边的末端向上导入该棘齿边的启始端，而该定位轮的第二端设有一第二滑槽，用来将该卡固装置的垂直杆的底端由该棘齿边的末端向下导入该平滑边的启始端。
3.如权利要求1所述的照相机镜头，其中该定位轮包含有一圆弧形元件，其水平方向的内外两侧各有一圆弧边，而该定位轮的棘齿边及平滑边是设于该圆弧形元件的内外两侧的圆弧边上。
4.如权利要求3所述的照相机镜头，其中该定位轮的圆弧形元件是呈螺旋形。
5.如权利要求3所述的照相机镜头，其中该定位轮的棘齿边是设于该圆弧形元件的外侧，而该定位轮的平滑边是设于该圆弧形元件的内侧。
6.如权利要求3所述的照相机镜头，其中该水平旋臂可水平移动于该定位轮的圆弧形元件的上方因此使其下侧的垂直杆得以触接该圆弧形元件位于水平方向的各个侧边。
7.如权利要求1所述的照相机镜头，其中该卡固装置的水平旋臂及垂直杆是以一具有弹性的金属线体以一体成型的方式制成。
8.如权利要求1所述的照相机镜头，其还包含有一弹性元件，固定于该基座之上，用来弹性地固定该致动元件；一步进马达，固定于该基座之上，用来推动该致动元件使其得以带动该聚焦镜片及该定位轮；其中当该步进马达利用该致动元件带动该聚焦镜片旋转下降并同时带动该定位轮正向旋转时，该卡固装置的垂直杆会由该定位轮的第一端滑向该定位轮的棘齿边并沿该棘齿边滑动卡固装置。
9.如权利要求3所述的照相机镜头，其另包含有一驱动环，以可移动的方式固定于该基座之上，而该步进马达则是利用该驱动环来带动该致动元件。
10.如权利要求9所述的照相机镜头，其中该驱动环是以可沿该基座的圆孔外侧旋转的方式固定于该基座之上。
全文摘要
本发明提供一种用于照相机的镜头与其聚焦定位机构。该照相机镜头包含有一基座、一聚焦镜片、一定位轮、一致动元件以及一卡固装置。该基座包含有一圆柱形的垂直圆孔。该聚焦镜片是以可旋转的方式固定于该圆孔内。设定位轮是以可旋转的方式固定于该基座之上，其水平方向的侧边包含有一棘齿边，一平滑边，一第一端及一第二端。该致动元件是以可水平移动的方式固定于该基座之上，用来带动该聚焦镜片以及该定位轮。该卡固装置包含有一水平旋臂及一垂直杆，该水平旋臂可移动于该定位轮的上方，因此，使得固定于其下侧的该垂直杆得以触接该定位轮位于水平方向的各个侧边。
文档编号G03B13/34GK1464333SQ0212136
公开日2003年12月31日 申请日期2002年6月17日 优先权日2002年6月17日
发明者蔡镇硕 申请人:致伸科技股份有限公司