专利名称：镜头连动防撞装置及其方法
技术领域：
本发明是有关于光学仪器的装置，且特别是有关于一种镜头连动防撞装置及其方法。
背景技术：
近几年来行动电话、PDA、数字相机、摄影机等手持式装置配备取像模块的趋势已日益普遍，伴随着产品对手持式装置功能的要求，性能更好及体积更小的市场需求下，光学取像模块已面临到更高画质与小型化的双重要求。在使用手持式装置进行影像拍摄的同时，镜头的缩放及对焦是各个光学取像模块必备的功能。现有设计分别以不同的马达驱动缩放镜筒及对焦镜组，使其进行收纳及展开的动作，此种作法因缩放镜筒及对焦镜组两者有各自的驱动马达及机构，当其中任一马达转速过快或过慢时，便会导致缩放镜筒及对焦镜组相互碰撞，进而有构件损坏的情形发生。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中以不同的马达驱动缩放镜筒及对焦镜组、容易相互碰撞的缺陷，提供一种镜头连动防撞装置，以克服上述缩放镜筒及对焦镜组在连动的过程中，因其中任一马达转速过快或过慢，而发生相互碰撞的问题。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，提出一种镜头连动防撞装置，其包含光学模块、驱动模块及连动控制器。光学模块包含缩放镜筒及对焦镜组。对焦镜组位于缩放镜筒内。驱动模块用以驱动光学模块进行位移，其中，驱动模块包含第一马达及第二马达。第一马达用以驱动缩放镜筒进行轴向伸缩位移。第二马达用以调整对焦镜组于缩放镜筒中的位置。连动控制器用以控制第一马达及第二马达彼此连动，并控制第一马达的转速正比于第二马达的转速，使缩放镜筒及对焦镜组于连动过程中不会相互碰撞。更进一步的说，在本技术态样其它实施方式中，第一马达的转速与第二马达的转速可成直线正比关系。再者，此直线正比关系的斜率可为O. 793。另外，第一马达驱动缩放镜筒的步数范围可由-876步至110步。第二马达驱动对焦镜组的步数范围可由-727步至512 步。依据本技术态样另一实施方式，提出一种镜头连动防撞装置，其包含缩放镜筒、对焦镜组、第一马达、第二马达及连动控制器，对焦镜组位于缩放镜筒内，第一马达与缩放镜筒连接，并驱动缩放镜筒进行轴向伸缩位移，第二马达与对焦镜组连接，并调整该对焦镜组于缩放镜筒中的位置。其中，连动控制器用以控制第一马达及第二马达彼此连动，并控制第一马达的转速正比于第二马达的转速，使缩放镜筒及对焦镜组于连动过程中不会相互碰撞。更进一步的说，在本技术态样其它实施方式中，第一马达的转速与第二马达的转速可成直线正比关系。此外，前述直线正比关系的斜率可为O. 793。本发明的另一技术态样在于提供一种镜头连动防撞方法，以克服上述缩放镜筒及对焦镜组在连动的过程中，因其中任一马达转速过快或过慢，而发生相互碰撞的问题。依据本技术态样一实施方式，提出一种镜头连动防撞方法，至少包含下列步骤选定第一马达以驱动缩放镜筒进行轴向伸缩位移。选定第二马达以调整对焦镜组于缩放镜筒中的位置。计算缩放镜筒追撞对焦镜组时，第一马达及第二马达两者转速的第一斜率值。计算对焦镜组追撞缩放镜筒时，第一马达及第二马达两者转速的第二斜率值。利用连动控制器来控制第一马达及第二马达，使两者转速的斜率值位于第一斜率值及第二斜率值之间。更进一步的说，在本技术态样其它实施方式中，可再包含下述步骤控制第一马达驱动缩放镜筒的步数范围为-876步至110步，且控制第二马达驱动对焦镜组的步数范围为-727步至512步，进而使第一马达及第二马达两者转速的斜率为O. 793。藉此，上述诸实施方式利用连动控制器以斜率连动的方式，确保缩放镜筒及对焦镜组在连动的过程中保持一定间隙，而不会有两者碰撞的情形发生。
图I绘示本发明一实施方式的镜头连动防撞装置的功能方块图。图2绘示本发明另一实施方式的镜头连动防撞装置的功能方块图。图3绘示本发明又一实施方式的镜头连动防撞方法的步骤流程图。图4绘示本发明一实施例的斜率关系图。图5绘示图4中缩放镜筒及对焦镜组的关系推移图。
具体实施例方式图I绘示本发明一实施方式的镜头连动防撞装置的功能方块图。如图I所示，镜头连动防撞装置100包含光学模块110、驱动模块120及连动控制器130。连动控制器130控制藉由斜率连动的方式，控制驱动模块120，以避免光学模块110内部构件碰撞损坏的情形。光学模块110包含缩放镜筒111及对焦镜组112。对焦镜组112位于缩放镜筒111内，使用者可改变对焦镜组112于缩放镜筒111内的位置，来改变焦距并达到对物体聚焦的功效。驱动模块120用以驱动光学模块110进行位移，其中，驱动模块120包含第一马达121及第二马达122。第一马达121用以驱动缩放镜筒111进行轴向伸缩位移。第二马达122用以调整对焦镜组112于缩放镜筒111中的位置。连动控制器130用以控制第一马达121及第二马达122彼此连动，并控制第一马达121的转速正比于第二马达122的转速，在本实施方式中，第一马达121及第二马达122的转速成直线正比关系。如此一来，缩放镜筒111及对焦镜组112于连动过程中，由于连动控制器130会随着时间对第一马达121及第二马达122的转速进行调整，因此不会有缩放镜筒111及对焦镜组112相互碰撞的情形发生。至于连动控制器130如何对第一马达121及第二马达122的转速进行调整，这个部份的细部内容将于后续镜头连动防撞方法300中作说明。图2绘示本发明一实施方式的镜头连动防撞装置的功能方块图。如图2所示，镜头连动防撞装置200包含缩放镜筒210、对焦镜组220、第一马达230、第二马达240及连动控制器250。连动控制器250控制藉由斜率连动的方式，控制第一马达230及第二马达240，进而避免缩放镜筒210与对焦镜组220发生碰撞损坏的情形。对焦镜组220位于缩放镜筒210内，第一马达230与缩放镜筒210连接，并驱动缩放镜筒210进行轴向伸缩位移，第二马达240与对焦镜组220连接，并调整该对焦镜组220于缩放镜筒210中的位置。连动控制器250用以控制第一马达230及第二马达240彼此连动，并控制第一马达230的转速正比于第二马达240的转速，在本实施方式中，第一马达230及第二马达240的转速成直线正比关系。如此一来，缩放镜筒210及对焦镜组220于连动过程中，由于连动控制器250会随着时间对第一马达230及第二马达240的转速进行调整，因此不会有缩放镜筒210及对焦镜组220相互碰撞的情形发生。至于连动控制器250如何对第一马达230及第二马达240的转速进行调整，这个部份的细部内容同样将于后续镜头连动防撞方法300中作说明。·图3绘示本发明另一实施方式的镜头连动防撞方法的步骤流程图。如图3所示，本实施方式的镜头连动防撞方法300，至少包含下列步骤首先，如步骤310所示，选定第一马达以驱动缩放镜筒进行轴向伸缩位移。再者，如步骤320所示，选定第二马达以调整对焦镜组于缩放镜筒中的位置。然后，如步骤330所示，计算缩放镜筒追撞对焦镜组时，第一马达及第二马达两者转速的第一斜率值。接下来，如步骤340所示，计算对焦镜组追撞缩放镜筒时，第一马达及第二马达两者转速的第二斜率值。最后，如步骤350所示，利用连动控制器来控制第一马达及第二马达，使两者转速的斜率值位于第一斜率值及第二斜率值之间。简而言之，连动控制器会随着时间分别监控第一马达及第二马达，随时计算两者转速的斜率值，并依据算出的斜率值落点来分别控制第一马达及第二马达的转速。具体来说，可将第一马达及第二马达驱动缩放镜筒及对焦镜组由收纳至展开的过程，分成以下三个情况第一，当第一马达及第二马达两者转速的斜率值大于第一斜率值时，代表驱动缩放镜筒的第一马达转速过快，此时，连动控制器会控制第二马达提升至最高速转动，以避免缩放镜筒及对焦镜组相互碰撞；第二，当第一马达及第二马达两者转速的斜率值位于第一斜率值及第二斜率值之间时，则保持目前连动状态中第一马达及第二马达的转速；第三，当第一马达及第二马达两者转速的斜率值小于第二斜率值时，代表驱动对焦镜组的第二马达转速过快，此时，连动控制器会控制第二马达暂时停止，待第一马达驱动缩放镜筒使第一马达及第二马达两者转速的斜率值介于第一斜率值及第二斜率值时，再启动第二马达使对焦镜组继续进行位移。另一方面，第一马达及第二马达驱动缩放镜筒及对焦镜组由展开至收纳的过程，连动控制器控制的方法则与上述判断条件相反，在此不予赘述。以下将揭露本发明的一实施例，藉此说明本发明上述实施方式的镜头连动防撞方法，确实具有所需要的物理特性。应了解到，在以下叙述中，已经在上述实施方式中提到的要件将不再重复赘述，仅就需进一步界定者加以补充。表一是本发明一实施例的位移步数表。在此由表一的左至右分别列出当中各字词所代表的具体意义pos为缩放镜筒的计算步数；+A为缩放镜筒的控制步数；inf-St0pper为远程摄影机构的停止点为远程摄影机构作动的极限值；inf-position为对焦镜组作动领域的中心步数；建议曲线为规画对焦镜组的移动步数；near-limit为近端摄影机构作动的极限值；near-stopper为近端摄影机构的停止点。表一
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1IirriC^eM) ■ -1447+A ■ -1337~6S2-727 -727 ^ -727 -727-750| 观 -716单动
2S -1315+A~ -12Q5-^2" -727 -727 -727 ~ -727-750~-716:单动
3S-I -12Q5+A~ -1095-643" -6 -Tm -727 ~ -727-750-107 ~-697单动~T~ S-2 ■ -109&fA ~ - -446-492一 -610 一 -727 ~ -727-750-304 一-59 :单动
5S-3 -876-250-295 -511 -727 — -727-750-500 ~-5D0单动
6^ 7+~ -7 -53" -99 413 -5B9 — -727-750-W ~402连动~T~ S-5 — -767+Α ~ -6571439S 一 -315 -452 -727-750-304连动
S 2-6 -54S339" 2 -217 -314 — -727-750-1089 —-206连动—
9 S-7 -43 535" 490 -119 -176 — -727-750-12S6 ~-107连动
~ Γ~ S-S — ·43^Α ~ -32 m640一 22 -39 -596~61S-1304 34连动
12S-9 -329fA~ -219S2^" 779 174 99 ~ 431454-127S ~1S5连动
13S-ID -219f~ -109963" 917 325 537 — -267-290-1253 ~337连动
14HF__-IlCH-A O1129 10E0__474____-113-136I -126Γ~ 497I 连动—
15j ZFl I A I HOj 1129| IOEO | 512 | 512 | -113| -136 ~^t图4绘示本发明一实施例的斜率关系图。以表一中缩放镜筒步数范围由-876步至110步,及对焦镜组步数范围由-727步至512步为例,可绘制出如图4所示的斜率关系图，接着，进一步计算其斜率为O. 793。在本实施方式中，对焦镜组是以步进马达驱动，而缩放镜筒是以直流马达驱动，以下将分述两者计算步数的方式及其差异。首先，对焦镜组的步数以每步9度的1-2相方式驱动，所谓的I步即1-2相驱动一个位相变化称之；此步进马达步数回馈检知方式是以FW内部送出步数作为计算。另一方面，缩放镜筒的步数是以直流马达驱动时，带动遮光叶片旋转，让编码器计数PI快速遮通光时，快速变换的H/L波形作为步数回馈检知使用，PI波形以一个周期的正/负缘触发共算2步一直累算。图5绘示图4中缩放镜筒及对焦镜组的关系推移图。如图5所示，缩放镜筒(3G、5G)为连动机构，只要驱动直流马达，缩放镜筒(3G、5G)会照着镜头上固定的沟槽轨道连动，而对焦镜组(4G)是靠另外的步进马达来驱动控制，所以缩放镜筒及对焦镜组的控制机构是独立分开的；又对焦镜组夹在缩放镜筒中间，于驱动的同时，需要随时监测缩放镜筒及对焦镜组两者的速度，以避免对焦镜组(4G)及缩放镜筒(3G、5G)相互碰撞的情形发生。此夕卜，于驱动对焦镜组及缩放镜筒的过程中，当对焦镜组驱动过快，或缩放镜筒驱动过慢时，都会发生缩放镜筒(3G、5G)追撞对焦镜组(4G)的情形；反之，当对焦镜组驱动过慢，或缩放镜筒驱动过快时，则会发生对焦镜组(4G)追撞缩放镜筒(3G、5G)的情形。基于上述原因，本实施例需要不断计算并监控缩放镜筒及对焦镜组于驱动过程中的斜率。以图5缩放镜筒(3G、5G)的设计值来说，计算出对焦镜组(4G)于驱动时的驱动曲
线及两者连动的基准斜率，其中，前述连动基准斜率的关系式如下
缩放镜筒的目标步数-缩放镜筒的起动步数
连动基准斜率=
对焦镜组的目标步数-对焦镜组的起动步数接着，开始驱动后，为了避免作动的过程中发生碰撞，本实施例以下述关系式进行实时监控
权利要求
1.一种镜头连动防撞装置，其特征在于，包含 光学模块，包含 缩放镜筒；以及 对焦镜组，位于该缩放镜筒内； 驱动模块，用以驱动该光学模块进行位移，该驱动模块包含 第一马达，用以驱动该缩放镜筒进行轴向伸缩位移；以及 第二马达，用以调整该对焦镜组于该缩放镜筒中的位置；以及 连动控制器，用以控制该第一马达及该第二马达彼此连动，并控制该第一马达的转速正比于该第二马达的转速，使该缩放镜筒及该对焦镜组于连动过程中不会相互碰撞。
2.如权利要求I所述的镜头连动防撞装置，其特征在于，该第一马达的转速与该第二马达的转速成直线正比关系。
3.如权利要求2所述的镜头连动防撞装置，其特征在于，该直线正比关系的斜率为O.793。
4.如权利要求I所述的镜头连动防撞装置，其特征在于，该第一马达驱动该缩放镜筒的步数范围为-876步至110步。
5.如权利要求I所述的镜头连动防撞装置，其特征在于，该第二马达驱动该对焦镜组的步数范围为-727步至512步。
6.—种镜头连动防撞装置,其特征在于,包含 缩放镜筒、对焦镜组、第一马达、第二马达及连动控制器，该对焦镜组位于该缩放镜筒内，该第一马达与该缩放镜筒连接，并驱动该缩放镜筒进行轴向伸缩位移，该第二马达与该对焦镜组连接，并调整该对焦镜组于该缩放镜筒中的位置； 其中，该连动控制器用以控制该第一马达及该第二马达彼此连动，并控制该第一马达的转速正比于该第二马达的转速，使该缩放镜筒及该对焦镜组于连动过程中不会相互碰撞。
7.如权利要求6所述的镜头连动防撞装置，其特征在于，该第一马达的转速与该第二马达的转速成直线正比关系。
8.如权利要求7所述的镜头连动防撞装置，其特征在于，该直线正比关系的斜率为O.793。
9.一种镜头连动防撞方法,其特征在于,包含 选定第一马达以驱动缩放镜筒进行轴向伸缩位移； 选定第二马达以调整对焦镜组于该缩放镜筒中的位置； 计算该缩放镜筒追撞该对焦镜组时，该第一马达及该第二马达两者转速的第一斜率值； 计算该对焦镜组追撞该缩放镜筒时，该第一马达及该第二马达两者转速的第二斜率值；以及 利用连动控制器来控制该第一马达及该第二马达，使两者转速的斜率值位于该第一斜率值及该第二斜率值之间。
10.如权利要求9所述的镜头连动防撞方法，其特征在于，更包含 控制该第一马达驱动该缩放镜筒的步数范围为-876步至110步，且控制该第二马达驱动该对焦镜组的步数 范围为-727步至512步，进而使该第一马达及该第二马达两者转速的斜率为O. 793。
全文摘要
本发明涉及一种镜头连动防撞装置及方法，该镜头连动防撞装置包含光学模块、驱动模块及连动控制器。光学模块包含缩放镜筒及对焦镜组。对焦镜组位于缩放镜筒内。驱动模块用以驱动光学模块进行位移，其中，驱动模块包含第一马达及第二马达。第一马达用以驱动缩放镜筒进行轴向伸缩位移。第二马达用以调整对焦镜组于缩放镜筒中的位置。连动控制器用以控制第一马达及第二马达彼此连动，并控制第一马达的转速正比于第二马达的转速，使缩放镜筒及对焦镜组于连动过程中不会相互碰撞。
文档编号G03B17/04GK102841487SQ20111016814
公开日2012年12月26日 申请日期2011年6月21日 优先权日2011年6月21日
发明者陈锡坚, 杨明骑, 洪嘉村 申请人:亚洲光学股份有限公司