专利名称：变焦透镜的控制机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种摄像装置组件，特别是一种变焦透镜的控制机构。
技术背景数字摄影机(Digital Video Camera; DVC)及数码相机(Digital Camera; DC)等摄像装置已被广泛地使用。这些摄像装置的核心组件之一为变焦镜头， 藉由变焦镜头的光学变焦可使影像能清晰地对焦于电荷耦合组件(Charge Coupled Device; CCD)上而成像。变焦镜头具有用于变焦的多组透镜组，这些透镜组可彼此相对应地移动， 以自一焦距位置移动至另一焦距位置。透镜组的移动冲程由透镜的光学设计来 判定。通常，这些透镜组的移动冲程机械地由圆柱状的槽形凸轮来控制。参照图1A及1B，其显示现有变焦透镜的机械控制机构。此机械控制机构 具有透镜镜筒110、六个槽形凸轮112、 114、透镜120、 130及步进马达140。 透镜镜筒110为用以固持整个透镜总成的管，其外围上提供有二组一组三个的 相同曲线及尺寸的槽形凸轮112、 114，分别控制一组透镜120、 130。透镜镜 筒110底部边缘处提供齿轮齿116，其可与步进马达140的驱动齿轮142相啮 合。当打开变焦开关时，步进马达140开始旋转，以带动透镜镜筒110旋转。 两透镜120、 130藉由其上的凸轮随动件122、 132相应槽形凸轮112、 114的 移动而沿着光轴方向移动。于此，对于槽形凸轮的精确性要求较高，在制造上 较为困难且成本甚为昂贵，并且在组装及调整上亦十分困难。参照图2，其显示另一现有变焦透镜的机械控制机构。此机械控制机构具 有:第一组透镜210，位于变焦透镜总成的最前位置；第二组透镜220，相邻第 一组透镜210而安置于一透镜筒230上；螺纹轴承232，形成为透镜筒230的 一部份；定位叉234，形成于透镜筒230相对于螺纹轴承232的一侧上；步进 马达240，其具有外螺纹杆242，拧进螺纹轴承232的轴承孔中，并与轴承孔 内壁上所提供的螺纹相啮合；第三组透镜250，安置于透镜筒260上；螺纹轴承262，形成为透镜筒260的-一部份；定位叉264，形成于透镜筒260相对于 螺纹轴承262的一侧上；以及歩进马达270，其具有外螺纹杆272，拧进螺纹 轴承262的轴承孔中，并与轴承孔内壁上所提供的螺纹相啮合。这些组件部份 均组装于总成基座200上，此总成基座200上安置有影像感应器280，使其仅 位于透镜总成的最后面的组件之下。目前为止，在变焦调整上，现有变焦透镜的机械控制机构是将透镜组沿 着光轴的方向而移动，以达到变焦效果，因而致使变焦透镜模块的总长度或尺 寸不可避免地且相对地变长。发明内容本发明所要解决的技术问题在于，提供一种变焦透镜的控制机构，利用横 向旋转切换变焦镜片，以达到变焦效果。为了实现上述的目的，本发明提供一种变焦透镜的控制机构，用以改变第 一透镜组的焦距，包括:变焦透镜基座、透镜承座和切换装置。变焦透镜基座位于第一透镜组的一侧，且在第一透镜组的光轴上设有摄像孔。透镜承座设置在变焦透镜基座上，其一端可旋转式固定于变焦透镜基座 上，另一端则设置有第二透镜组。于此，通过透镜承座的旋转，可使第二透镜 组大致上沿着变焦透镜基座的表面，在作用位置和离开位置之间移动。其中， 作用位置位于摄像孔上，且离开位置则为偏离摄像孔的任意位置。切换装置用以控制透镜承座大致上沿着变焦透镜基座的表面上的转动，其 可与透镜承座设置于变焦透镜基座的同一侧或不同一侧。同理地，于此可设置一个或一个以上的透镜承座，其均分别设置有一第二 透镜组，并通过一个或多个切换装置来控制这些透镜承座的转动，以提供多种 焦距变化。并且，设置于这些透镜承座上的透镜组可具有一种以上的曲率。于 此，这些透镜承座可依实际需求而设置于变焦透镜基座的任一表面上。第一透镜承座具有随动孔，位于相对于第二透镜组的一端。并且，第一切 换装置具有致动件，位于随动孔内。当第一切换装置启动时，致动件横向移动， 即大致上沿着变焦透镜基座的表面移动，以提供转动力致使第一透镜承座转 动。于此，随动孔可邻近于第一透镜承座可转动式固定的一端，以致使致动件可只需较小的移动即可使第一透镜承座产生较大的转动角度。第一透镜承座具有斜面，位于相对于第二透镜组的一端。并且，第一切换 装置具有致动件，其顶端会连接斜面的表面。当第一切换装置启动时，致动件 轴纵向移动，即大致上沿着光轴的方向移动，即相对于变焦透镜基座的表面上 下移动，以控制第一透镜承座转动。其中，当致动件的顶端由斜面的底端移动 至斜面顶端时，可将第一透镜承座推向摄像孔。再者可利用一弹性件连接第一透镜承座和变焦透镜基座，以提供一反转动 力，当致动件的顶端由斜面的顶端移动至斜面的底端时，藉由反转动力可将第 一透镜承座上的第二透镜组由作用位置回复至离开位置。此外，亦可将弹性件与致动件的作用交换，即当致动件由斜面底端滑至 斜面顶端时，可转动第一透镜承座，致使第一透镜承座的另一端转离摄像孔上 方，而使第二透镜组回复至离开位置，此时弹性件会被压縮而产生转动力；而 当致动件由斜面顶端滑至斜面底端时，第一透镜承座则会因为弹性件产生的转 动力，进而被推向摄像孔。本发明具有以下有益的效果根据本发明的变焦透镜的控制机构，其利用 横向移动镜片组来提供变焦效果，因而可减小镜片组的整体长度，进而可縮小 应用的摄像装置的体积。再者，根据本发明的变焦透镜的控制机构，可利用类 似快门的切换作动方式，因此控制上较为简单，且成本也较低。此外，根据本 发明的变焦透镜的控制机构，可通过设置多种曲率的多组镜片组，与主镜头(即 第一镜片组)搭配时，即可提供多种焦距变化。为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的 详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
图1A为现有变焦透镜的机械控制机构的示意图；图1B为现有变焦透镜的机械控制机构的示意图；图2为另一现有变焦透镜的机械控制机构的示意图；图3A为根据本发明一实施例的变焦透镜的控制机构的立体爆炸图；图3B为根据本发明一实施例的变焦透镜的控制机构的立体图；图4A为根据本发明的变焦透镜的控制机构的变焦状态的一实施例的示意图；图4B为根据本发明的变焦透镜的控制机构的变焦状态的另一实施例的示 意图；图5为根据本发明另一实施例的变焦透镜的控制机构的局部示意图；以及 图6为根据本发明又另一实施例的变焦透镜的控制机构的局部示意图。其中，附图标记110透镜镜筒112槽形凸轮114槽形凸轮116齿轮齿120透镜122凸轮随动件130透镜132凸轮随动件140步进马达142驱动齿轮200总成基座210第一组透镜220第二组透镜230透镜筒232螺纹轴承234定位叉240步进马达242外螺纹杆250第三组透镜260透镜筒262螺纹轴承264定位叉270步进马达272外螺纹杆280影像感应器310第一透镜组312光轴320变焦透镜基座322摄像孔324转轴325转轴330第一透镜承座330a第一透镜承座的一端330b第一透镜承座的另一端331转动孔332随动孔334斜面340第二透镜承座340a第二透镜承座的一端340b第二透镜承座的另一端341转动孔350第二透镜组360第三透镜组370第一切换装置372致动件380第二切换装置390弹性件说明书第5/9页具体实施方式
参照图3A和3B，其显示根据本发明一实施例的变焦透镜的控制机构，其 用以改变第一透镜组310的焦距。此变焦透镜的控制机构包括:变焦透镜基座 320、透镜承座及切换装置(为方便说明，以下分别称为第一透镜承座330及 第一切换装置370)。变焦透镜基座320设置于第一透镜组310的一侧，其具有摄像孔322。此摄像孔322对应于第一透镜组310位于第 一透镜组310的光轴312上。第一透镜承座330设置于变焦透镜基座320相对第一透镜组310的一侧， 即第一透镜承座330和第一透镜组310分别位于变焦透镜基座320上、下侧。 然亦可与第一透镜组310设置于变焦透镜基座320的同侧，其技术理论大致上 相同，故不再赘述。此第一透镜承座330的 一端330a可旋转式固定于变焦透镜基座320上， 而另一端330b则设置有一透镜组(为方便说明，以下称为第二透镜组350)。 举例来说，变焦透镜基座320上可设置有一转轴324，而第一透镜承座330的 一端330a则设有一转动孔331，与转轴324可旋转式嵌合，即转轴324会位 于第一透镜承座330的转动孔331内，因此设置于第一透镜承座330另一端 330b上的第二透镜组350通过转轴324转动第一透镜承座330，可在变焦透镜 基座320的表面上在作用位置和离开位置之间转动，其中作用位置对应于摄像 孔322上，即位于第一透镜组310的光轴312上，而离开位置则偏离摄像孔 322，即为离开摄像孔322上方的任意位置。换言之，此第二透镜组350可大 致上沿着变焦透镜基座320的表面而转动至摄像孔322上方(即第一透镜组 310的光轴312上)，如图4A所示，或转离摄像孔322上方，如图4B所示。第一切换装置370，其可设置于变焦透镜基座320相对于第二透镜组350 的一侧，用以控制第一透镜承座330的转动，换言之其可提供转动力给第一透 镜承座330，致使第一透镜承座330大致上沿着变焦透镜基座320的表面方向 转动，藉以使第二透镜组350在作用位置和离开位置之间移动。然亦可将第一 切换装置与第二透镜组设置在变焦透镜基座的同一侧(例如第一切换装置、 第二透镜组和变焦透镜基座依序设计)，其技术理论大致上相同，故不再赘述。事实上，变焦透镜基座320和第一切换装置370可为一体设计，亦可为个 别的二个组件。在一实施例中，第一透镜承座330具有随动孔332，位于相对于第二透镜 组350的一端。并且，第一切换装置370具有致动件372，此致动件372会位 于随动孔332内；在此实施例中，致动件372穿过变焦透镜基座320和随动孔 332。当第一切换装置370启动时，致动件372大致上沿着变焦透镜基座320 的表面方向移动，以提供转动力致使第一透镜承座330转动。换言之，通过致 动件372的移动可将第一透镜承座330推向摄像孔322上方或推离摄像孔322上方。于此，随动孔332可邻近于转动孔331，以致使致动件372可只需较小 的移动即可使第一透镜承座330产生较大的转动角度，而达到于作用位置和离 开位置之间转动。
在另一实施例中，参照图5，第一透镜承座330具有斜面334，位于相对 于第二透镜组350的一端。并且，第一切换装置370具有致动件372，此致动 件372的顶端会连接斜面334的表面；在此实施例中，致动件372穿过变焦透 镜基座320而接触到斜面334。当第一切换装置370启动时，致动件372大致 上沿着光轴312的方向移动，即相对于变焦透镜基座320的表面上下移动，以 控制第一透镜承座330转动。换言之，通过致动件372的向上推顶可将第一透 镜承座330推向摄像孔322。于此，斜面334的位置可配合斜面334的斜度而 设置，以致使致动件372可致使第一透镜承座330于作用位置和离开位置之间 转动。
再者，可利用一弹性件390于致动件372的顶端由斜面334的顶端移动至 斜面334的底端时，将第一透镜承座330上的第二透镜组350由作用位置回复 至离开位置。于此，弹性件390的一端可连接至第一透镜承座330，另一端则 连接至变焦透镜基座320。于此，弹性件390可嵌于或卡于第一透镜承座330 和变焦透镜基座320内；再者，变焦透镜基座320亦可设计一抵挡件以固定此 弹性件390的另一端。虽然本发明仅提出几种设置方式，但并未限制于此。
换言之，当致动件372往上移动时，会由斜面334底端滑移至斜面334 顶端，此时由于第一透镜承座330的一端330a为可转动式固定于变焦透镜基 座320上，因而第一透镜承座330的另一端330b则会因为致动件372的推力 产生一转动力，进而朝摄像孔322上方转移(即使第二透镜组350转移至作用 位置)，同时弹性件390会被压縮而产生一反转动力；而当致动件372往下移 动时，会由斜面334顶端滑回至斜面334底端，此时由于弹性件390所产生的 反转动力，会致使第一透镜承座330的另一端330转离摄像孔322上方，而使 第二透镜组350回复至离开位置。此弹性件390可为一弹性组件，例如弹簧。
再者，亦可将弹性件与致动件的作用交换，即由弹性件提供一转动力给第 一透镜承座，致动件则用以产生反转动力，换句话说，当致动件由斜面底端滑 至斜面顶端时，可转动第一透镜承座，致使第一透镜承座的另一端转离摄像孔 上方，而使第二透镜组回复至离开位置，此时弹性件会被压縮而产生转动力；而当致动件由斜面顶端滑至斜面底端时，第一透镜承座则会因为弹性件产生的 转动力，进而被推向摄像孔。
同理，于此可更设置另一透镜承座(以下称之为第二透镜承座340)，相 对于第一透镜承座330，设置于变焦透镜基座320相对第一透镜组310的一侧， 即第二透镜承座340和第一透镜承座330位于变焦透镜基座320的一侧，而第 一透镜组310位于变焦透镜基座320的另一侧，其设计上相似于第一透镜承座 330。在一实施例中，第二透镜承座340可对称于第一透镜承座330。
此第二透镜承座340的一端340a可旋转式固定于变焦透镜基座320上， 而另一端340b则亦设置有另一透镜组(以下称之为第三透镜组360)。举例 来说，第二透镜承座340的一端340a上亦可设置有转动孔341，与转轴324 可旋转式嵌合，即转轴324会位于第二透镜承座340的转动孔341内，因此设 置于第二透镜承座340上的第三透镜组360即可通过转轴324转动第二透镜承 座340，而于变焦透镜基座320的表面上于一作用位置和一离开位置之间转动， 即第三透镜组360可大致上沿着变焦透镜基座320的表面转动至摄像孔322 上方(即第一透镜组310的光轴312上)，或转离摄像孔322上方。
并且，可另外提供一切换装置(以下称之为第二切换装置380)以提供转 动力给第二透镜承座340，致使第二透镜承座340大致上沿着变焦透镜基座320 的表面方向转动，藉以使第三透镜组360于作用位置和离开位置之间移动。
在一实施例中，第一切换装置370和第二切换装置380可为由单一切换装 置来实现。其中，第一切换装置370和第二切换装置380 (或单一切换装置)
可利用电磁阀开关或驱动马达来实现。
于此，第一透镜承座330和第二透镜承座340可同样利用转轴324来转动， 亦可分别由两转轴324、 325来达到转动，如图6所示。
其中，第二透镜组350和第三透镜组360可位于相同平面。此时，此变焦 透镜的控制机构可提供三种变焦状态；第一种变焦状态为第二透镜组350和第 三透镜组360均位于离开位置；第二种变焦状态为第二透镜组350位于作用位 置(即第一透镜组310的光轴312上)，而第三透镜组360位于离开位置；以 及第三种变焦状态为第二透镜组350位于离开位置，而第三透镜组360位于作 用位置(即第一透镜组310的光轴312上)。
再者，亦可将第二透镜组350和第三透镜组360设计在不相同平面。此时，此变焦透镜的控制机构可提供四种变焦状态；第一种变焦状态为第二透镜组
350和第三透镜组360均位于离开位置；第二种变焦状态为第二透镜组350位 于作用位置(即第一透镜组310的光轴312上)，而第三透镜组360位于离开 位置；第三种变焦状态为第二透镜组350位于离开位置，而第三透镜组360 位于作用位置(即第一透镜组310的光轴312上)；以及第四种变焦状态为第 二透镜组350和第三透镜组360均位于作用位置(即第一透镜组310的光轴 312上)。
于此，第二透镜组350和第三透镜组360可设计具有不同曲率，以提供多 种变焦效果。
此外，于此虽仅说明可设置一个或二个透镜承座(以提供一个或二个透 镜组的焦距变化)，然本发明并不以此为限，可以实际需求设置二个以上的透 镜承座，且设置于其上的透镜组可具有一种以上的曲率。并且，这些透镜承座 可设置于变焦透镜基座的任意一表面上，其技术理论大致上同于上述，故不再 赘述。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情 况下，熟悉本领域的普通技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变 形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种变焦透镜的控制机构，用以改变一第一透镜组的焦距，其特征在于，该控制机构包括一变焦透镜基座，位于该第一透镜组的一侧，具有一摄像孔，该摄像孔位于该第一透镜组的光轴上；一第一透镜承座，设置于该变焦透镜基座上，该第一透镜承座的一端可旋转式固定于该变焦透镜基座上，且该第一透镜承座的另一端设置有一第二透镜组；以及一第一切换装置，设置于该变焦透镜基座上，用以控制该第一透镜承座沿该变焦透镜基座的表面上的转动，藉以使该第二透镜组于一作用位置和一离开位置之间移动，其中该作用位置对应于该摄像孔上，且该离开位置偏离该摄像孔。
2. 根据权利要求1所述的变焦透镜的控制机构，其特征在于，该第一透镜 承座具有一随动？L，位于相对于该第二透镜组的一端；以及该第一切换装置具 有一致动件，位于该随动孔内，当该第一切换装置启动时，该致动件沿着该变 焦透镜基座的表面方向移动，以提供该第一透镜承座一转动力。
3. 根据权利要求1所述的变焦透镜的控制机构，其特征在于，该第一透镜 承座具有一斜面，位于相对于该第二透镜组的一端；以及该第一切换装置具有 一致动件，连接该斜面，当该切换装置启动时，该致动件沿着该光轴方向移动， 该致动件的顶端于该斜面的顶端和底端之间移动。
4. 根据权利要求3所述的变焦透镜的控制机构，其特征在于，该致动件的 顶端由该斜面的底端移动至该斜面的顶端时，该致动件提供该第一透镜承座一 转动力。
5. 根据权利要求4所述的变焦透镜的控制机构，其特征在于，更包括、 一弹性件，连接该第一透镜承座和该变焦透镜基座，用以于该致动件的顶 端由该斜面的顶端移动至该斜面的底端时，将该第一透镜承座上的该第二透镜 组由该作用位置回复至该离开位置。
6. 根据权利要求3所述的变焦透镜的控制机构，其特征在于，更包括 一弹性件，连接该第一透镜承座和该变焦透镜基座，用以提供该第一透镜承座一转动力，其中当该致动件的顶端由该斜面的顶端移动至该斜面的底端 时，该第一透镜承座因该转动力而转动，致使该第二透镜组由该离开位置移动 至该作用位置。
7. 根据权利要求1所述的变焦透镜的控制机构，其特征在于，更包括 一第二透镜承座，设置于该变焦透镜基座上，该第二透镜承座的一端可旋转式固定于该透镜总成基座上，且该第二透镜承座的另一端设置有一第三透镜 组；以及一第二切换装置，用以控制该第二透镜承座沿着该透镜总成基座的表面方 向上的转动，藉以使该第三透镜组于该作用位置和该离开位置之间移动。
8. 根据权利要求7所述的变焦透镜的控制机构，其特征在于，该第二透镜 组和该第三透镜组位于相同平面。
9. 根据权利要求7所述的变焦透镜的控制机构，其特征在于，该第二透镜 组和该第三透镜组位于不相同平面。
10. 根据权利要求7所述的变焦透镜的控制机构，其特征在于，该第二 透镜组和该第三透镜组具有至少一种曲率。
11. 根据权利要求7所述的变焦透镜的控制机构，其特征在于，在变焦 状态时，该第二透镜组位于该作用位置，且该第三透镜组位于该离开位置。
12. 根据权利要求7所述的变焦透镜的控制机构，其特征在于，在变焦 状态时，该第二透镜组位于该离开位置，且该第三透镜组位于该离开位置。
13. 根据权利要求l所述的变焦透镜的控制机构，其特征在于，在变焦状 态时，该第二透镜组位于该作用位置，且该第三透镜组位于该作用位置。
全文摘要
一种变焦透镜的控制机构，用以改变第一透镜组的焦距，包括变焦透镜基座、透镜承座和切换装置。变焦透镜基座在第一透镜组的光轴上设有摄像孔。透镜承座设置于变焦透镜基座上，其一端可旋转式固定于变焦透镜基座上，另一端则设置有第二透镜组。于此，通过透镜承座的旋转，可使第二透镜组沿着变焦透镜基座的表面，在作用位置和离开位置之间移动。当第二透镜组位于作用位置时，即可依据第二透镜组的曲率改变第一透镜组的焦距。
文档编号G02B7/10GK101308241SQ20071010207
公开日2008年11月19日 申请日期2007年5月14日 优先权日2007年5月14日
发明者林资智, 黄毓承 申请人:华晶科技股份有限公司