CN1731270A - 可翻转收纳镜头组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可翻转收纳镜头组。该可翻转收纳镜头组包含构成摄像装置的第一、第二及第三透镜组。其中，该第三透镜组包括第三透镜组，沿光轴运动的外框，支撑第三透镜组的内框，驱动外框沿光轴运动或驱动内框沿垂直光轴的一转动轴转动的驱动部。当该可翻转收纳镜头组于拍摄状态时，驱动部驱动外框沿光轴运动，进而带动支撑第三透镜组的内框沿光轴运动；当该可翻转收纳镜头组于非拍摄状态时，驱动部驱动内框沿垂直光轴的一转动轴转动，进而使第三透镜组翻转至光轴外，并位于第一、第二透镜组之一侧。

Description

可翻转收纳镜头组

技术领域

本发明涉及一种可翻转收纳镜头组，特别涉及一种使靠近成像端的透镜组沿光轴运动及绕垂直光轴的转动轴翻转运动的可翻转收纳机构。

背景技术

光学装置如数字相机的可伸缩摄影(成像)镜头通常都属变焦镜头，即通过多组镜组彼此相对位置的改变来达到变焦的目的。这类镜头在光学装置关闭时可完全缩回机身，而打开时则伸出机身，因此相对于体积较大的固定变焦镜头而言，其具有轻薄、便携之优点。在公知的可伸缩摄影镜头中，其中的一组或多组可移动的镜组仅可以沿摄影光轴的方向移动。然而，此种可伸缩镜头在缩回之后，其长度不可能小于所有光学元件的总厚度，也因此使机身的厚度无法进一步减小。

有鉴于此，日本公开公报特开平07-199019，揭露一种可缩短镜头长度的镜头镜筒。图1并概要表示揭露于特开平07-199019的公知镜头镜筒。于图1中，当镜头于沉胴状态时，内转换透镜11会远离光轴，以垂直光轴的转轴将内转换透镜11翻转至第2透镜5的一侧。图2A是概要表示该公知镜头镜筒于广角拍摄状态的剖面图；图2B是概要表示该公知镜头镜筒位于中焦点拍摄状态的剖面图；图2C是概要表示该公知镜头镜筒位于长焦点拍摄状态的剖面图。该内转换透镜11会以垂直光轴的转轴翻转至光轴上，并位于第1透镜1及第2透镜5之间。然而，在拍摄状态时，插入或移出该内转换透镜11会造成影像暂时中断；并且该内转换透镜11插入第1透镜1与第2透镜5之间时，必须与第1透镜1、第2透镜5之光轴同轴对准，握持该内转换透镜11的握持部12b于操作时若未能使其同轴，将造成拍摄影像模糊。

故，为克服上述现有技术存在的缺陷，有必要提供一种创新的光学元件收纳机构，其可减小可伸缩式光学装置的长度与厚度，以达到轻薄、短小之目的，且其结构简单、装配简便。

发明内容

本发明之主要目的在于提供一种可翻转收纳镜头组及其翻转方法。当摄像装置于拍摄影像时，邻近成像端的透镜组于光轴上移动以便调焦；当摄像装置于收缩状态时，邻近成像端的透镜组绕与光轴垂直的转轴翻转，收纳于光轴外。从而使可伸缩镜头系统在回缩位置时尺寸短小、结构紧凑。

本发明之另一目的在于提供一种可同时调节镜头焦距并可绕垂直光轴的转轴翻转邻近成像端的透镜组至光轴外的翻转收纳机构，其整体结构简单、装配简便。

本发明之又一目的在于提供一种具有可翻转收纳镜头组的摄像装置，其可根据需要伸出或收纳镜头组，并在收纳状态时，摄像装置的尺寸短小、结构紧凑。

依据本发明之目的而提供之可翻转收纳镜头组，自物端至成像端包含沿光轴方向运动的第一透镜组、沿光轴方向运动并可绕垂直光轴的转轴翻转的第二透镜组、驱动该第二透镜组沿光轴方向运动并绕转轴翻转的驱动部及承载驱动部的底座。其中，当拍摄物体影像时，第一透镜组及第二透镜组位于光轴上，并通过驱动部驱动第二透镜组沿光轴运动以便调节焦距；当不拍摄物体影像时，借助驱动部驱动第二透镜组绕垂直光轴的转轴翻转，使得第二透镜组远离光轴并位于第一透镜组的一侧。

根据以上所述，该第二透镜组包括一移动框、一第二透镜组、固定该第二透镜组的一内框及一扭簧。该移动框的一框边具有平台，平台具有沿光轴方向贯穿的一第一穿孔及垂直光轴方向贯穿的一第二穿孔。该内框自框壁延伸至少一支臂，并于该支臂末端形成垂直该支臂的枢轴；枢轴穿过该扭簧并插入该穿孔并借助该穿孔握持后，内框可以绕枢轴的轴线方向转动。第二透镜组至少包括一透镜，并固定于内框上。

根据以上所述，该驱动部包括一马达、与该马达啮合且装设于底座的齿轮组、与该齿轮组结合的导螺杆、将导螺杆套于其中的压簧及与导螺杆螺纹配合的掣动螺母。导螺杆的一端与装设于底座上的齿轮组结合后，依次将压簧、移动框的平台的第一穿孔及掣动螺母套入导螺杆。于本发明中，利用压簧及掣动螺母可将移动框的平台夹挤于其中；进一步，当马达驱动齿轮组且传递至导螺杆转动后，夹挤于掣动螺母及压簧之间的移动框平台将因为掣动螺母的转动移动而移动。

根据以上所述，该底座具有一轨道框架，该轨道框架沿光轴方向与底座垂直结合，或者，底座与轨道框架系一体成型且互为垂直。此外，轨道框架的一框边具有沿光轴方向延伸的直进沟；导螺杆系垂直于底座，其一端固定于轨道框架且另一端固定于底座。掣动螺母具有一突出部，且掣动螺母与导螺杆螺纹接合后，掣动螺母的突出部卡合于直进沟中；当导螺杆转动时，轨道框架限制掣动螺母沿光轴方向运动而不能转动。

根据以上所述，底座具有凸块，该凸块具有一轨迹面，其中轨迹面的一端与底座平行且另一端与底座垂直，并借助一弧形面连接两端。内框具有一凸轮块，且该凸轮块大体与轨迹面抵接。掣动螺母具有一压迫部，且该压迫部与该内框的框架抵接。当掣动螺母与底座之间的距离高于一既定高度H时，该掣动螺母之压迫部抵接该内框之框架，且该掣动螺母与压簧夹挤移动框；因此，经由齿轮组传递，马达驱动导螺杆转动，借助掣动螺母及压簧带动移动框及内框沿光轴方向运动。当掣动螺母与底座之间的距离低于该既定高度H时，该掣动螺母之压迫部于光轴方向压迫该内框的框架；当导螺杆继续驱动掣动螺母朝向底座方向运动时，内框的凸轮块抵接着轨迹面，并自轨迹面与底座平行的一端，沿着弧形面滑动至轨迹面与底座垂直的一端。同时地，掣动螺母继续与压簧带动移动框朝向底座方向运动，而借助移动框之穿孔握持的内框的枢轴，带动内框以枢轴的轴线方向翻转。进一步，初始与光轴垂直的内框之框平面翻转至光轴外。

根据以上所述，该底座具有一孔洞，内设影像捕捉元件。

根据以上所述，该第二透镜组还包括一低通滤光片。

根据以上所述，该平台具有沿光轴方向贯穿的一第三穿孔；与光轴方向平行的一主轴穿过第三穿孔，并借助轨道框架固定该主轴。此外，底座具有沿光轴方向延伸设置的副轴；于移动框的另一框边，如选择与具有平台的框边对立的移动框框边，具有一握持部并利用该握持部将副轴套住。借助，该移动框借助主轴、副轴作为稳定地沿光轴方向运动的导向件。

根据以上所述，该扭簧具有一对支撑末端，一支撑末端固定于内框且另一支撑末端固定于移动框。当内框的框平面与光轴垂直时，该对支撑末端之间的夹角为最大值；当内框的框平面翻转至光轴外时，扭簧受到扭转压缩使得该对支撑末端之间的夹角发生最小值。

附图说明

下面通过最佳实施例及附图对本发明的影像感测组件进行详细说明，附图中：

图1是概要表示揭露于特开平07-199019的公知镜头镜筒；

图2A是概要表示该公知镜头镜筒于广角拍摄状态的剖面图；

图2B是概要表示该公知镜头镜筒位于中焦点拍摄状态的剖面图；

图2C是概要表示该公知镜头镜筒位于长焦点拍摄状态的剖面图；

图3是概要表示本发明的可翻转收纳镜头组的分解图；

图4是概要表示本发明的可翻转收纳镜头组的底座及第3透镜组的分解图；

图5是概要表示驱动部与第3透镜组结合后的立体图；

图6是概要表示该底座之局部放大立体图；

图7A与图7B是以不同角度表示该底座之立体图；

图8是概要表示移动框沿光轴方向移动的运动图；

图9是概要表示扭簧与内框及移动框结合的组立图；

图10是概要表示内框翻转过程的扭簧动作图。

具体实施方式

图3是概要表示本发明的可翻转收纳镜头组的分解图。参阅图3，靠近被摄物体端的第1透镜筒20与第2透镜筒30分别装设于直进筒40再套入操作筒50内，借助操作筒50的转动运动改变第1透镜筒20与第2透镜筒30之间的距离达到变焦的功能。操作筒50装设于引导筒60后，引导筒60再装设于回转筒70内；之后，回转筒70置于固定筒80内，固定筒80再与底座90结合。在回转筒70靠近成像面之外周缘上，形成齿轮71与外部齿轮组(未标示)啮合。在由一马达(未标示)驱动外部齿轮组后，回转筒70于固定筒80及底座90之空间内沿光轴OA方向产生回转运动；接着，回转筒70透过案内筒60传递至操作筒50，使得操作筒50于案内筒60内沿光轴OA方向产生回转运动。操作筒50驱动第1透镜筒20与第2透镜筒30沿光轴方向产生直线运动；借此，第1透镜筒20与第2透镜筒30之间的距离产生变化达到变焦的功能。于底座90上，具有沿光轴OA方向运动并可绕垂直光轴OA的转轴翻转的第3透镜组91，以及驱动该第3透镜组91沿光轴OA方向运动并绕转轴翻转的驱动部92。

图4概要表示本发明的可翻转收纳镜头组的底座及第3透镜组的分解图。参阅图4，第3透镜组91系邻近成像面，用以调节后焦焦距使得成像面位置保持于CCD(未标示)上。第3透镜组91包括沿光轴OA方向移动的移动框911、一第三透镜组912、固定该第三透镜组912的一内框913及一扭簧914。当拍摄物体影像时，由移动框911承载内框913，使得内框913沿光轴OA方向做直线运动。

在本发明之具体实施方式中，移动框911具有四框911A、911B、911C、911D边，其中一框边911A具有垂直于光轴OA之径方向延伸的平台9112，该平台9112具有沿光轴OA方向贯穿的一第一穿孔9113、一第二穿孔9114。此外，于该框边，另具有垂直光轴OA方向贯穿的一第三穿孔9115。该内框913亦具有框壁9131，自框壁延伸至少一支臂9132，并于该支臂9132末端形成垂直该支臂的枢轴9133；枢轴9133穿过该扭簧914并插入该第三穿孔9115并由第三穿孔9115握持后，内框913可以绕枢轴9133的轴线方向转动。于本发明之具体实施方法中，枢轴9133具有一轴孔，并提供一转轴9135穿过第三穿孔9115及枢轴9133。此外，枢轴9133与转轴9135亦可为一体的。第三透镜组912至少包括一透镜912A，并固定于内框913上。换言之，当拍摄物体影像时，内框913不会绕枢轴9133的轴线方向转动，且内框913会借助移动框911于光轴OA方向做直线运动。因此，当拍摄物体影像时，内框913的支臂9132大体与光轴OA垂直。

图5是概要表示驱动部与第3透镜组结合后的立体图。参阅图4与图5，驱动部93包括一马达931、与该马达931啮合且装设于底座92的齿轮组935、与该齿轮组935结合的导螺杆933、将导螺杆933套于其中的压簧934及与导螺杆933螺纹配合的掣动螺母932。导螺杆933的一端与装设于底座92上的齿轮组935结合后，依次将压簧934、移动框911的平台9112的第一穿孔9113及掣动螺母932套入导螺杆933。于本发明之具体实施方式中，利用压簧934及掣动螺母932可将移动框911的平台9112夹挤于其中；进一步，当马达931驱动齿轮组935且传递至导螺杆933转动后，夹挤于掣动螺母932及压簧934之间的移动框911平台9112将因为掣动螺母932的转动移动而沿光轴OA方向移动。

图6是概要表示该底座之局部放大立体图。参阅图4、图5及图6，底座92上具有一轨道框架921，该轨道框架921沿光轴OA方向与底座92垂直结合，或者，底座92与轨道框架921是一体成型且互为垂直。此外，轨道框架921的一框边具有沿光轴方向延伸的直进沟9211；导螺杆933系垂直于底座92，其一端与轨道框架921结合且另一端与底座92结合。掣动螺母932具有一突出部9321，且掣动螺母932与导螺杆螺933接后，掣动螺母932的突出部9321系卡合于直进沟9211中；当导螺杆933转动时，轨道框架921限制掣动螺母932沿光轴OA方向做直线运动而不能转动。

图7A与图7B系以不同角度表示该底座的立体图。参阅图4、图7A与图7B，底座92具有凸块923，该凸块923具有一轨迹面9231，其中轨迹面9231的一端与底座平行且另一端与底座垂直，并借助一弧形面9231A连接两端。内框913具有一凸轮块9134，且该凸轮块9134大体与轨迹面9231抵接。掣动螺母932具有一压迫部9322，且该压迫部9322与该内框913的框架9131抵接。当掣动螺母932与底座92之间的距离高于一既定高度H时，该掣动螺母932之压迫部9322抵接该内框913之框架9131，且该掣动螺母932与压簧934夹挤移动框911；因此，经由齿轮组935传递，马达931驱动导螺杆933转动，借助掣动螺母932及压簧934带动移动框911及内框913沿光轴OA方向运动。当掣动螺母932与底座92之间的距离低于该既定高度H时，该掣动螺母932的压迫部9322于光轴OA方向压迫该内框913的框架9131；当导螺杆933继续驱动掣动螺母932朝向底座92方向运动时，内框913的凸轮块9134抵接着轨迹面9231，并自轨迹面9231与底座平行的一端9231B，沿着弧形面9231A滑动至轨迹面9231与底座垂直的一端9231C。同时地，掣动螺母932继续与压簧934带动移动框911朝向底座92方向运动，而借助移动框911之穿孔9115握持的内框913的枢轴9133、9134，带动内框913以枢轴9133、9134的轴线方向翻转。进一步，初始与光轴OA垂直的内框913之框平面翻转至光轴OA外；此时，内框913之框平面系与移动框911之框平面互为正交。相反地，内框913亦可自光轴OA外翻转，使得内框913的框平面大体与移动框911的框平面平行；此时，第三透镜组912、第1透镜筒20及第2透镜筒30与光轴对准，并构成可拍摄状态。

图8是概要表示移动框沿光轴方向移动的运动图。参阅图4及图8，该平台9112具有沿光轴OA方向贯穿的一第二穿孔9114；与光轴OA方向平行的一主轴936穿过第二穿孔9114，并借助轨道框架921固定该主轴936。此外，底座92具有沿光轴OA方向延伸设置的副轴922；于移动框911的另一框边，如选择与具有平台9112的框边911A对立的移动框框边911B，具有一握持部9116并利用该握持部9116将副轴922套住。藉此，该移动框911借助主轴936、副轴922作为稳定地沿光轴OA方向运动的导向件。

图9是概要表示扭簧与内框及移动框结合的组立图。图10概要表示内框翻转过程的扭簧动作图。参阅图9及图10，该扭簧914具有一对支撑末端9141、9142，一支撑末端9141固定于内框913且另一支撑末端9142固定于移动框911。当内框913的框平面与光轴OA垂直时，该对支撑末端9141、9142之间的夹角θ为最大值；当内框913的框平面翻转至光轴OA外时，扭簧914受到扭转压缩使得该对支撑末端9141、9142之间的夹角θ发生最小值。

参阅图4，于本发明之具体实施方法中，第3透镜组912自被摄物体侧依次包括至少一透镜912A及一低通滤光片912B。当不拍摄物体影像时，借助驱动部93驱动第三透镜组91绕垂直光轴OA的转轴翻转，使得第3透镜组91远离光轴OA并位于第1、第2透镜筒20、30之一侧。由于邻近成像端的低通滤光片912B也翻转至光轴OA外而被收纳；因此，本发明可进一步达到缩短镜头长度之效果。

参阅图4，于本发明之具体实施方法中，底座92具有一开口部924，该开口部924之中心系与第1、第2透镜筒20、30之光轴OA同轴。影像拾取单元，如CCD或CMOS元件系埋设于该开口部924内。

本发明不仅可应用到可伸缩变焦透镜，而且也可应用到可伸缩的固定焦距透镜。当处于使用或不使用状态时，其透镜筒分别从机身伸出或回缩至机身内。

本发明的可翻转收纳镜头组不仅可组合到如本实施例的数字相机中，也可组合到其他光学装置中。

综上所述，本发明确已符合发明专利的要件，因此依法提出专利申请。但是，以上所说明的仅为本发明的较佳实施方式，凡是熟悉本案技术的人士援依本发明之精神所作出的等效修饰或变化，皆涵盖于后附之权利要求内。

Claims (10)

1.一种可翻转收纳镜头组，自被摄物体端至成像端依次包括多个透镜组，当该可翻转收纳镜头组于拍摄状态时，该等透镜组位于光轴上，其特征在于：当该可翻转收纳镜头组于非拍摄状态时，邻近成像端的透镜组以垂直于光轴的转轴翻转至光轴外，同时这些剩余的透镜组朝向成像端移动。

2.如权利要求1所述的可翻转收纳镜头组，其特征在于：该可翻转收纳镜头组还包括：

一驱动部，在拍摄状态时，驱动邻近成像端的上述透镜组沿光轴方向运动，并在非拍摄状态时，驱动邻近成像端的该透镜组绕垂直光轴的转轴翻转；以及

一底座，承载该驱动部及邻近成像端的该透镜组。

3.如权利要求2所述的可翻转收纳镜头组，其特征在于：邻近成像端的该透镜组包括：

至少一透镜，邻近成像端设置；

一移动框，该移动框的一框边具有平台，平台具有沿光轴方向贯穿的一第一穿孔及垂直光轴方向贯穿的一第二穿孔；

一内框，固定该至少一透镜，且该内框自框壁延伸至少一支臂，并于该支臂末端形成垂直该支臂的枢轴；以及

一扭簧，具有一对支撑末端，其中一支撑末端固定于内框且另一支撑末端固定于移动框，以及使枢轴穿过其中后插入上述第二穿孔内。

4.如权利要求3所述的可翻转收纳镜头组，其特征在于：上述驱动部包括：

一马达；

一齿轮组，与该马达啮合且装设于底座；

一导螺杆，其一端与装设于底座上的该齿轮组结合，经由该齿轮组传递使得马达驱动导螺杆转动；

一压簧，将导螺杆套于其中；以及

一掣动螺母，依次在压簧、移动框套入导螺杆后，再与该导螺杆螺合，由此利用压簧及掣动螺母可将移动框的平台夹挤于其中。

5.如权利要求4所述的可翻转收纳镜头组，其特征在于：该底座包括：

一轨道框架，其沿光轴方向与底座垂直地结合并固定上述导螺杆之另一端，轨道框架的一框边具有沿光轴方向延伸的直进沟；以及

一凸块，其具有一轨迹面，其中该轨迹面的一端与底座平行且另一端与底座垂直，并借助一弧形面连接两端；

导螺杆垂直于底座，其一端固定于轨道框架且另一端固定于底座。

6.如权利要求5所述的可翻转收纳镜头组，其特征在于：该掣动螺母具有一突出部，并借助该突出部卡合于直进沟中，当导螺杆转动时，轨道框架限制掣动螺母沿光轴方向运动而不能转动。

7.如权利要求5所述的可翻转收纳镜头组，其特征在于：当掣动螺母与底座之间的距离高于一既定高度H时，该掣动螺母之压迫部抵接该内框之框架，且该掣动螺母与压簧夹挤移动框，因此经由齿轮组传递，马达驱动导螺杆转动，借助掣动螺母及压簧带动移动框及内框沿光轴方向运动；当掣动螺母与底座之间的距离低于该既定高度H时，该掣动螺母之压迫部于光轴方向压迫该内框的框架；当导螺杆继续驱动掣动螺母朝向底座方向运动时，内框的凸轮块抵接着轨迹面，并自轨迹面与底座平行的一端，沿着弧形面滑动至轨迹面与底座垂直的一端，同时地，掣动螺母继续与压簧带动移动框朝向底座方向运动，而借助移动框的穿孔握持的内框的枢轴，带动内框以枢轴的轴线方向翻转，使得初始与光轴垂直的内框的框平面翻转至光轴外。

8.如权利要求5所述的可翻转收纳镜头组，其特征在于：该平台还包括沿光轴方向贯穿的一第三穿孔；以及该驱动部还包括一主轴，与光轴方向平行且穿过该第三穿孔，并借助该轨道框架固定该主轴，使得移动框稳定地沿光轴方向运动。

9.如权利要求8所述的可翻转收纳镜头组，其特征在于：该底座还包括沿光轴方向延伸设置的一副轴；以及该移动框还包括一握持部，位于与具有平台的框边对立的移动框框边，借助该握持部将副轴套住，使得移动框可稳定地沿光轴方向运动。

10.如权利要求3所述的可翻转收纳镜头组，其特征在于该透镜组还包括一滤光片，位于该至少一透镜与成像端之间，并固定于内框上。

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