TW201321824A - 對焦機構及其攝像裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係揭露一種對焦機構及其攝像裝置，其中對焦機構包含：一驅動筒以及一對焦鏡筒。驅動筒為中空筒狀結構，其一端之開口處向軸心凸伸具有至少三個引導凸點。對焦鏡筒為中空筒狀結構，其設置於驅動筒中，而對焦鏡筒之周壁外緣對應至少三個引導凸點具有至少三個筒溝，且至少三個引導凸點分別嵌入至少三個筒溝中。當驅動筒旋轉時，對焦鏡筒之至少三個筒溝受至少三個引導凸點之牽引，而使對焦鏡筒於驅動筒中軸向位移。

Description

對焦機構及其攝像裝置

本發明是有關於一種對焦機構及其攝像裝置，特別是有關於一種使用至少三個引導凸點配合至少三個筒溝以改良對焦鏡筒傾斜之對焦機構及其攝像裝置。

隨著數位時代的來臨，人類記錄生活的方式隨之改變，在科技的不斷進步下，數位相機已成為幾乎人手一台的必備3C產品。舉凡從事旅遊、展覧或飲食聚會等活動時，無一不帶著數位相機記錄每一時刻的美好。目前，市面上的相機皆具有對焦的功能，而以目前的大部份相機來說，其像機的對焦方式大多是利用二立柱之方式來達到對焦之功能，該二立柱之一用以固定對焦鏡組在光軸上的自由度，使其能延著光軸調整對焦鏡組遠離或靠近影像感測元件；而另一立柱用以調整以光軸為中心之角度以完成對焦。

然，對焦鏡組通常藉由一懸臂之方式以固定於該二立柱上並設置於攝像裝置之內部，故其通常於組裝時完成。但藉由一懸臂之方式在組裝時，對焦鏡組與光軸或影像感測元件之成像面的角度調整較為不易，故通常需要較高的組裝精密度及技術；且若組裝完成後於檢驗時，始發現其對焦準確度不佳時，更需大費周章的將攝像裝置分解後，方可進行對焦的調整。再者，因其僅使用一懸臂作為固定支撐點，若使用者使用時，不慎掉落或碰撞攝像裝置，可能因臂懸變形或移位而使得原出廠校正後之對焦準確率異常。上述情形對於生產者日漸要求生產工時及生產成本且使用者日漸要求對焦準確率的今日而言，習知技術之對焦機構無疑為攝像裝置之一大障礙。

綜觀前所述，本發明之發明人思索並設計一種對焦機構及其攝像裝置，以針對現有技術之缺失加以改善，進而增進產業上之實施利用。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的就是在提供一種對焦機構及其攝像裝置，以解決習知技藝之利用懸臂固定於二立柱，而使得對焦精確度調整不易，且易因外力之影響而使得對焦準確率異常之問題。

根據本發明之目的，提出一種對焦機構，其包含：一驅動筒以及一對焦鏡筒。其中，驅動筒為中空筒狀結構。驅動筒其一端之開口處向軸心凸伸設有至少三個引導凸點。對焦鏡筒為中空筒狀結構，其設置於驅動筒中。對焦鏡筒之周壁外緣對應至少三個引導凸點具有至少三個筒溝；而至少三個引導凸點分別嵌入至少三個筒溝中。當驅動筒進行旋轉位移時，藉由對焦鏡筒之至少三個筒溝受至少三個引導凸點之牽引，而使對焦鏡筒於驅動筒中軸向位移，進而達到對焦之目的。

其中，至少三個引導凸點可分別與驅動筒之圓心連成一假想直線，而各假想直線間之夾角大於30度。

其中，至少三個引導凸點與該驅動筒中之開口可具有相同距離。

其中，更可包含一驅動模組，而驅動筒之外周緣具有一驅動部，且驅動模組嵌合於驅動筒之驅動部。

其中，當驅動模組驅動驅動筒進行旋轉位移時，可利用對焦鏡筒之至少三個筒溝受驅動筒之至少三個引導凸點之牽引，進而帶動對焦鏡筒軸向位移，以進行對焦。

此外，根據本發明之目的，再提出一種攝像裝置，其包含：一影像感測元件以及一對焦機構。其中，影像感測元件設置於攝像裝置內部。而對焦機構包含：一驅動筒及一對焦鏡筒。驅動筒為中空筒狀結構，其一端之開口處向軸心凸伸設有至少三個引導凸點。對焦鏡筒為中空筒狀結構，其設置於驅動筒中。對焦鏡筒之周壁外緣對應至少三個引導凸點具有至少三個筒溝，而至少三個引導凸點分別嵌入至少三個筒溝中。當驅動筒進行旋轉位移時，藉由對焦鏡筒之至少三個筒溝受至少三個引導凸點之牽引，而使對焦鏡筒於驅動筒中軸向位移，以對焦於影像感測元件並成像。

其中，至少三個引導凸點可分別與驅動筒之圓心連成一假想直線，而各假想直線間之夾角大於30度。

其中，至少三個引導凸點可與影像感測元件在光軸上具有相同之距離。

其中，更可包含一驅動模組，而驅動筒之外周緣可具有一驅動部，且驅動模組嵌合於驅動筒之驅動部。

其中，當驅動模組驅動筒進行旋轉位移時，利用對焦鏡筒之至少三個筒溝受驅動筒之至少三個引導凸點之牽引，進而帶動對焦鏡筒沿著光軸與影像感測元件進行相對位移，以進行對焦。

承上所述，依本發明之對焦機構及其攝像裝置，其可具有一或多個下述優點：
(1) 此對焦機構及其攝像裝置可藉由使用驅動筒之至少三個引導凸點並嵌入對焦鏡筒之至少三個筒溝中，藉此可提高對焦機構之結構強度。
(2) 此對焦機構及其攝像裝置可藉由使用驅動筒之至少三個引導凸點並嵌入對焦鏡筒之至少三個筒溝中，藉此可提高對焦機構之軸向移動時之穩定性。
(3) 此對焦機構及其攝像裝置可藉由至少三個引導凸點位於同一平面上，藉此可改良對焦機構之傾斜問題。

為利貴審查員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

本發明之對焦機構，主要是驅動筒之至少三個引導凸點嵌入對焦鏡筒之至少三個筒溝中以改良習知技藝之結構強度及傾斜問題，其可適用於數位相機（Digital Camera）、照相手機（Camera Phone）、智慧型照相手機（Smartphone）、類單眼相機或數位攝影機（Digital Video Camera）等攝像裝置，但實際可運用之範疇仍不僅以此所限制。

請一併參閱第1圖及第2圖，第1圖係為本發明之對焦機構之第一實施例之爆炸圖；第2圖係為本發明之對焦機構之第一實施例之組合示意圖。如圖所示，對焦機構1包含：一驅動筒10及一對焦鏡筒11。驅動筒10為中空筒狀結構。驅動筒10之一端之開口101處向軸心凸伸設有至少三個引導凸點102。對焦鏡筒11為中空筒狀結構，其設置於驅動筒10中；對焦鏡筒11之周壁外緣111對應至少三個引導凸點102具有至少三個筒溝112，而至少三個引導凸點102分別嵌入至少三個筒溝中112。

驅動筒10進行順向或逆向的旋轉位移時，藉由驅動筒10之至少三個引導凸點102分別嵌入對焦鏡筒11之至少三個筒溝中112，可使對焦鏡筒11之至少三個筒溝112受至少三個引導凸點102之牽引，而使對焦鏡筒11於驅動筒中10軸向位移，以進行對焦之動作。值得注意的是，對焦鏡筒11之軸向位移係為對焦鏡筒11沿著進行光軸位移；換句話說，即為減少或增加對焦鏡筒11與攝像裝置之影像感測元件之間距，以調整至適當的對焦鏡筒11與影像感測元件之間距，可使被攝物之影像光線可清晰的對焦於影像感測元件上。

請一併參閱第3圖，其係為本發明之對焦機構之引導凸點示意圖。上述中，至少三個引導凸點102分別與驅動筒10之圓心可連成一假想直線1021，而各假想直線1021間之夾角θ大於30度，且可使至少三個引導凸點1021與驅動筒10中之開口101處之距離相同。其中，當至少三個引導凸點102之數量為三個，可使該三個引導凸點102互相結接而成一假想平面，且其各假想直線1021間之夾角θ大於30度，以使對焦鏡筒11於驅動筒中10中可穩固的進行軸向位移；更詳細的說，因該三個引導凸點102之各假想直線1021間之夾角θ大於30度，以使該三個引導凸點102可較平均的分佈於對焦鏡筒11之周壁外緣111，以連接成一假想平面，可使得對焦鏡筒11之三個筒溝112受三個引導凸點102之牽引時，對焦鏡筒11於三個位置上被同時推抵，以產生較均勻的推抵力，以達到對焦鏡筒11於驅動筒中10中可穩固的進行軸向位移，且若受到碰撞時，亦有較穩固之結構可承受碰接時之衝擊力。

倘若引導凸點102之數量設計為一個時，因對焦鏡筒11僅於一個位置上被推抵，可能使得對焦鏡筒11較偏靠驅動筒10之內部之一側，可能造成對焦時之動作不流暢之問題，更甚者可能使得對焦鏡筒11於驅動筒10卡住而形成無法對焦之情形。同樣地，若引導凸點102之數量設計為二個時，因對焦鏡筒11進行軸向位移之推抵力仍不夠平均分佈，亦可能造成對焦時之動作不流暢之問題。故，引導凸點102及與其對應之筒溝112之數量較佳的為至少三個；於實際的運用中，在滿足各假想直線1021間之夾角大於30度之條件下及設計空間的允許下，引導凸點102之數量亦可為四、五或更多個，以得到更均勻的推抵力，使得對焦鏡筒11之軸向位移更為平穩，因此本實施例中引導凸點102之數量僅作為示範態樣，應不以此為限。

當各引導凸點1021與驅動筒10中之開口101處之距離相同時，以使得對焦鏡筒11之軸心線可平行於驅動筒10之軸心線，當對焦機構1組裝至攝像裝置時，即可完成對焦鏡筒11之傾斜調整，以進一步改良對焦機構1之傾斜問題，並可節省組裝作業的時間。但於實際的元件生產工藝中，並各引導凸點1021與驅動筒10中之開口101處之距離可能產生些許之誤差，但在設計公差的要求下，仍可使得對焦機構1之傾斜小於0.1度。

請一併參閱第4圖及第5圖，第4圖係為本發明之對焦機構之第二實施例之第一示意圖；第5圖係為本發明之對焦機構之第二實施例之第二示意圖。於本實例中對焦機構1之連結及作動關係，與前述類似，於此不再贅述。如圖所示，對焦機構1更可包含一驅動模組12，而驅動筒10之外周緣103具有一驅動部104，且驅動模組12嵌合於驅動筒10之驅動部104。其中，對焦鏡筒11之筒溝112可為斜向溝槽或直線溝槽與斜向溝槽之組合。當驅動模組12驅動該驅動筒10進行順向或逆向之旋轉位移，且驅動筒10之各引導凸點102位於對焦鏡筒11之各筒溝112中，而各引導凸點102依靠著各筒溝112之內壁一側；藉由驅動筒10之各引導凸點102牽引對焦鏡筒之各筒溝，以使進而對焦鏡筒10產生軸向位移，以進行對焦。其中驅動模組12可設置於對焦機構1或攝像裝置中，以驅動驅動筒10進行順向或逆向之旋轉，其可為直流馬達或步進馬達，並可進一步透過一控制模組（未繪示於圖中）以控制馬達之作動，進而驅動驅動筒10順向或逆向旋轉，而進行變焦之動作。

請參閱第5圖，更詳細的說，對焦鏡筒11之筒溝112之斜向溝槽部份的內壁一側依靠著引導凸點102，當驅動筒10順向旋轉時，因筒溝112之內側壁為一斜面，可使得筒溝112沿著引導凸點102向上爬升，即為使得對焦鏡筒12軸向位移至驅動筒10內，以帶動對焦鏡筒11位移；同樣地，當驅動筒10逆向旋轉時，可使得筒溝112沿著引導凸點102向下移動，使得對焦鏡筒12逐漸軸向位移至驅動筒10，且對焦鏡筒12之一端外露於驅動筒10外。

請參閱第6圖，其係為本發明之對焦機構之攝像裝置之示意圖。本發明之對焦機構1可應用至攝像裝置2上。攝像裝置2包含一對焦機構1、一驅動模組12、一影像感測元件20、一控制模組21、一顯示模組22及複數個控制鈕23。其中於本實例中之對焦機構1之連結及作動關係，與前述類似，於此不再贅述。驅動模組12可設置於對焦機構1或攝像裝置2中。影像感測元件20設置於攝像裝置2之內部。影像感測元件20可為電荷耦合元件(Charge-Coupled Device, CCD)或互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS)等感測元件，可用以感測被攝物之影像光線，以將被攝物成像。控制模組21可設置於攝像裝置2中，並電性連結驅動模組12，以控制驅動模組12之作動，其可為微處理機控制器（Microprocessor Control Unit）、中央處理器（Central Processing Unit，CPU）或微處理器（Micro-Processing Unit）。顯示模組22可為液晶顯示器（Liquid Crystal Display，LCD）或觸控式液晶螢幕；顯示模組22設置於攝像裝置2之外部，並電性連結影像感測元件20，用以顯示影像。複數個控制鈕23設置於攝像裝置2之外部，並電性連結控制模組21。

當使用者壓按攝像裝置2之複數個控制鈕23之一以進行對焦時，控制模組21控制驅動模組12作動，以驅動驅動筒10進行旋轉位移。而當驅動筒10進行旋轉位移時，對焦鏡筒11進行軸向位移，以調整對焦鏡筒11與影像感測元件20間具有適當之間距，以使被攝物之影像光線成像於影像感測元件20之成像面上，以將被攝物成像，並可藉由顯示模組22顯示，以完成對焦之動作。

上述中，驅動筒10進行順向或逆向的旋轉位移時，藉由驅動筒10之三個引導凸點102分別嵌入對焦鏡筒11之三個筒溝中112，可使對焦鏡筒11之三個筒溝112之斜向溝槽部分受三個引導凸點102之牽引，進而帶動對焦鏡筒11沿著光軸與影像感測元件20進行相對位移，以調整出適當之間距，可使被攝像之影像光線可清晰的對焦於影像感測元件20之成像面上，以將被攝物成像。值得注意的是，各引導凸點112與影像感測元件20在光軸上之距離相同，而可使得對焦鏡筒11中之鏡片盡可能的平行於影像感測元件20之成像面，以達到改良對焦機構1之傾斜目的。

綜上所述，對焦機構及其攝像裝置可藉由使用驅動筒之至少三個引導凸點並嵌入對焦鏡筒之至少三個筒溝中，可穩固的嵌住對焦鏡筒，即便對焦機構及其攝像裝置承受了碰撞等情形之衝擊力，仍可維持其出廠時之結構及對焦之校正。且對焦機構及其攝像裝置可藉由藉由使用驅動筒之至少三個引導凸點並嵌入對焦鏡筒之至少三個筒溝中，且至少三個引導凸點分別與驅動筒之圓心可連成一假想直線，而各假想直線間之夾角大於30度，以達到對焦鏡筒被驅動筒推抵之受力較為均勻，藉此可提高對焦機構之軸向移動時之穩定性。再者，對焦機構及其攝像裝置之至少三個引導凸點位於同一假想平面上，且此假想平面可與驅動筒之端面或影像感測元件之成像面平行，藉此可改良對焦機構之傾斜問題。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1．．．對焦機構

10．．．驅動筒

101．．．驅動筒之開口

102．．．引導凸點

1021．．．假想直線

103．．．驅動筒之外周緣

104．．．驅動部

11．．．對焦鏡筒

111．．．對焦鏡筒之周壁外緣

112．．．筒溝

12．．．驅動模組

2．．．攝像裝置

20．．．影像感測元件

21．．．控制單元

22．．．顯示模組

23．．．控制鈕

θ．．．假想直線間之夾角

第1圖係為本發明之對焦機構之第一實施例之爆炸圖；
第2圖係為本發明之對焦機構之鏡頭之第一實施例之組合示意圖；
第3圖係本發明之對焦機構之引導凸點示意圖；
第4圖係為本發明之對焦機構之第二實施例之第一示意圖；
第5圖係為本發明之對焦機構之第二實施例之第二示意圖；以及
第6圖係為本發明之對焦機構之攝像裝置之示意圖。

1．．．對焦機構

10．．．驅動筒

101．．．驅動筒之開口

102．．．引導凸點

11．．．對焦鏡筒

111．．．對焦鏡筒之周壁外緣

112．．．筒溝

Claims (10)

1. 一種對焦機構，其包含：
   一驅動筒，係為中空筒狀結構，其一端之開口處向軸心凸伸設有至少三個引導凸點；以及
   一對焦鏡筒，係為中空筒狀結構，其設置於該驅動筒中，該對焦鏡筒之周壁外緣對應該至少三個引導凸點具有至少三個筒溝，而該至少三個引導凸點分別嵌入該至少三個筒溝中，當該驅動筒旋轉時，該對焦鏡筒之該至少三個筒溝受該至少三個引導凸點之牽引，而使該對焦鏡筒於該驅動筒中軸向位移。
2. 如申請專利範圍第1項所述之對焦機構，其中該至少三個引導凸點分別與該驅動筒之圓心連成一假想直線，而各該假想直線間之夾角大於30度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之對焦機構，其中該至少三個引導凸點與該驅動筒中之開口之距離相同。
4. 如申請專利範圍第1項所述之對焦機構，其中更包含一驅動模組，而該驅動筒之外周緣具有一驅動部，且該驅動模組嵌合於該驅動筒之該驅動部。
5. 如申請專利範圍第4項所述之對焦機構，其中當該驅動模組驅動該驅動筒進行旋轉位移時，利用該對焦鏡筒之該至少三個筒溝受該驅動筒之該至少三個引導凸點牽引，進而帶動該對焦鏡筒軸向位移，以進行對焦。
6. 一種攝像裝置，其包含：
   一影像感測元件，係設置於該攝像裝置內部；以及
   一對焦機構，其包含：
   一驅動筒，係為中空筒狀結構，其一端之開口處向軸心凸伸設有至少三個引導凸點；以及
   一對焦鏡筒，係為中空筒狀結構，其設置於該驅動筒中，該對焦鏡筒之周壁外緣對應該至少三個引導凸點具有至少三個筒溝，而該至少三個引導凸點分別嵌入該至少三個筒溝中，當該驅動筒旋轉時，該對焦鏡筒之該至少三個筒溝受該至少三個引導凸點之牽引，而使該對焦鏡筒於該驅動筒中軸向位移，以對焦於該影像感測元件並成像。
7. 如申請專利範圍第6項所述之攝像裝置，其中該至少三個引導凸點分別與該驅動筒之圓心連成一假想直線，而各該假想直線間之夾角大於30度。
8. 如申請專利範圍第6項所述之攝像裝置，其中該至少三個引導凸點與該影像感測元件在光軸上之距離相同。
9. 如申請專利範圍第6項所述之攝像裝置，其中更包含一驅動模組，而該驅動筒之外周緣具有一驅動部，且該驅動模組嵌合於該驅動筒之該驅動部。
10. 如申請專利範圍第9項所述之攝像裝置，其中當該驅動模組驅動該驅動筒進行旋轉位移時，利用該對焦鏡筒之該至少三個筒溝受該驅動筒之該至少三個引導凸點之牽引，進而帶動該對焦鏡筒沿著光軸與該影像感測元件進行相對位移，以進行對焦。