專利名稱：鏡頭變焦與對焦結(jié)構(gòu)及應(yīng)用該結(jié)構(gòu)的數(shù)碼相機(jī)模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種鏡頭變焦與對焦結(jié)構(gòu)，尤其是關(guān)于一種體積較小、驅(qū)動速度快的鏡頭變焦與對焦結(jié)構(gòu)及應(yīng)用該結(jié)構(gòu)的數(shù)碼相機(jī)模組。
背景技術(shù)：
數(shù)碼相機(jī)通常為提高成像品質(zhì)，一般配有變焦結(jié)構(gòu)及對焦結(jié)構(gòu)。該數(shù)碼相機(jī)變焦及對焦結(jié)構(gòu)的鏡頭由可動的變焦鏡群及可動的對焦鏡群組合而成。該變焦及對焦的功能是通過可動鏡群的移動，以改變可動鏡群及固定鏡群在光軸上的間隔距離來完成。其中，變焦鏡群移動以改變鏡頭倍率，對焦鏡群移動以補(bǔ)償倍率變化并且對焦。
無論是變焦結(jié)構(gòu)還是對焦結(jié)構(gòu)，均需通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)推拉或旋轉(zhuǎn)鏡頭，現(xiàn)有的驅(qū)動機(jī)構(gòu)通常采用驅(qū)動器帶動齒輪機(jī)構(gòu)，該種數(shù)碼相機(jī)變焦鏡頭結(jié)構(gòu)在工作時，驅(qū)動器帶動圓柱齒輪轉(zhuǎn)動，同時帶動齒條做直線運(yùn)動，從而使鏡頭在套筒內(nèi)沿光軸作直線運(yùn)動，改變鏡頭組與套筒內(nèi)固定鏡頭之間相對位置，實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦，然而，該變焦相機(jī)的變焦鏡頭結(jié)構(gòu)占有較大的體積，且傳動時，動力損耗大，驅(qū)動速度較慢，光學(xué)精度低。

發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，有必要提供一種體積較小、驅(qū)動速度較快的鏡頭變焦與對焦結(jié)構(gòu)。
此外，有必要提供一種具小體積、驅(qū)動快的鏡頭變焦與對焦結(jié)構(gòu)的數(shù)碼相機(jī)模組。
一種鏡頭變焦與對焦結(jié)構(gòu)，其包括一第一套筒、一第一步進(jìn)馬達(dá)、一第一鏡筒、一第二套筒、一第二步進(jìn)馬達(dá)及一第二鏡筒。該第一步進(jìn)馬達(dá)容置于該第一套筒內(nèi)，該第一鏡筒內(nèi)設(shè)有至少一鏡片，該第一步進(jìn)馬達(dá)與該第一鏡筒配合并驅(qū)動該第一鏡筒相對該第一套筒軸向移動。該第二套筒與該第一套筒相對固定，該第二步進(jìn)馬達(dá)容置在該第二套筒內(nèi)。該第二鏡筒內(nèi)設(shè)有至少一鏡片，該第二步進(jìn)馬達(dá)與該第二鏡筒配合并驅(qū)動該第二鏡筒相對該第二套筒軸向移動。
一種數(shù)碼相機(jī)模組，其包括一第一套筒、一第一步進(jìn)馬達(dá)、一第一鏡筒、一第二套筒、一第二步進(jìn)馬達(dá)、一第二鏡筒及一影像感測器。該第一步進(jìn)馬達(dá)容置于該第一套筒內(nèi)，該第一鏡筒內(nèi)設(shè)有至少一鏡片，該第一步進(jìn)馬達(dá)與該第一鏡筒配合并驅(qū)動該第一鏡筒相對該第一套筒軸向移動。該第二套筒與該第一套筒相對固定，該第二步進(jìn)馬達(dá)容置于該第二套筒內(nèi)。該第二鏡筒內(nèi)設(shè)有至少一鏡片，該第二步進(jìn)馬達(dá)與該第二鏡筒配合并驅(qū)動該第二鏡筒相對該第二套筒軸向移動。該影像感測器設(shè)于該第二鏡筒一側(cè)，并位于被攝物光線可接收的位置。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，所述的鏡頭變焦與對焦結(jié)構(gòu)通過設(shè)置第一步進(jìn)馬達(dá)及第二步進(jìn)馬達(dá)分別驅(qū)動第一鏡筒及第二鏡筒軸向直線移動，不僅驅(qū)動裝置較小，而且驅(qū)動速度快，噪音小，較好滿足了消費(fèi)者的需求。
該數(shù)碼相機(jī)模組因該鏡頭變焦與對焦結(jié)構(gòu)體積小，驅(qū)動速度快，噪音小，從而相應(yīng)使該數(shù)碼相機(jī)模組體積易于小型化，便于攜帶。此外，該鏡頭變焦及對焦結(jié)構(gòu)驅(qū)動速度快，使該數(shù)碼相機(jī)模組可快速調(diào)整至滿意拍攝效果。

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式數(shù)碼相機(jī)的剖面示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明鏡頭變焦與對焦結(jié)構(gòu)應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)模組內(nèi)，請參見圖1，該數(shù)碼相機(jī)模組100較佳實(shí)施例包括一鏡頭變焦與對焦結(jié)構(gòu)(圖未標(biāo))、一影像感測器70及一基座80。該鏡頭變焦及對焦結(jié)構(gòu)包括一第一套筒10、一第一步進(jìn)馬達(dá)20、一第一鏡筒30、一第二套筒40、一第二步進(jìn)馬達(dá)50、一第二鏡筒60。
該第一套筒10大致為階梯筒狀，其包括一容置部12及一與其連接的凸緣部14，該容置部12的外徑小于該凸緣部14的外徑，而在兩者相接處形成臺階。該容置部12為圓柱體，其中部具有一通孔122。在該通孔122內(nèi)設(shè)有若干鏡片124。該凸緣部14也為一圓柱體，其一端開有一容置孔142。該容置孔142與該通孔122共軸線。該通孔122的直徑小于容置孔142的直徑，并與容置孔142相貫通。鄰近容置部12一端并于容置孔142的底壁上，延伸有二止轉(zhuǎn)部144，每一止轉(zhuǎn)部144大致為一長方形條狀，其自由端垂直延伸至與該凸緣部14遠(yuǎn)離容置部12的一端相平齊。
該第一步進(jìn)馬達(dá)20設(shè)在該第一套筒10的容置孔142內(nèi)，其包括一線圈22，一磁石24及一驅(qū)動轉(zhuǎn)環(huán)26。該線圈22由多組導(dǎo)線圍成一中空筒狀，其固定在該容置孔142的內(nèi)周壁，并與該數(shù)碼相機(jī)的電源電連接。在通電時，該線圈22產(chǎn)生一磁場。該磁石24容置在該線圈22內(nèi)且可相對線圈22轉(zhuǎn)動，其大致為中空圓柱體。該驅(qū)動轉(zhuǎn)環(huán)26也為一中空圓柱體，其內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋262，其外壁與該磁石的內(nèi)壁24相固定。在通電線圈22的磁場作用下，該磁石24可帶著驅(qū)動轉(zhuǎn)環(huán)26一起旋轉(zhuǎn)。
該第一鏡筒30設(shè)在該驅(qū)動轉(zhuǎn)環(huán)26內(nèi)，其為一中空圓柱體，該第一鏡筒30內(nèi)裝設(shè)有若干鏡片32，該若干鏡片32的光軸與該第一套筒10的容置部12的若干鏡片124光軸對齊。該第一鏡筒30的外周壁設(shè)有外螺紋34，該外螺紋34與該驅(qū)動轉(zhuǎn)環(huán)26的內(nèi)螺紋262螺紋配合。該第一鏡筒30在外周壁與內(nèi)周壁之間對稱開有二長槽36，該長槽36大致為條狀空腔，其軸向貫通第一鏡筒30，而與該第一套筒10的止轉(zhuǎn)部144可滑動配合。
該第二套筒40大致為中空柱體，其外徑大致與第一套筒10的凸緣部14的外徑相當(dāng)，結(jié)構(gòu)也與第一套筒10的凸緣部14相同。該第二套筒40設(shè)在該第一套筒10的容置部12的相對端，并與該第一套筒10的凸緣部14相固定連接。該第二套筒40一端也開有一開孔42，另一端開有一容置孔44，該開孔42與該容置孔44同軸并相貫通。鄰近開孔42一端且于該容置孔44的底壁延伸有二止轉(zhuǎn)部46，該止轉(zhuǎn)部46大致呈長方形條狀，其自由端垂直延伸至與該第二套筒40遠(yuǎn)離開孔42的一端相平齊。
該第二步進(jìn)馬達(dá)50設(shè)在該容置孔44內(nèi)，其也包括一線圈52，一磁石54及一驅(qū)動轉(zhuǎn)環(huán)56，該驅(qū)動轉(zhuǎn)環(huán)內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋562。該第二步進(jìn)馬達(dá)50的結(jié)構(gòu)大致與第一步進(jìn)馬達(dá)20結(jié)構(gòu)相當(dāng)，其不同僅在于該第二步進(jìn)馬達(dá)50功率較小，其它相同之處在此不詳細(xì)描述。
該第二鏡筒60設(shè)于該驅(qū)動轉(zhuǎn)環(huán)56內(nèi)，其大致為一中空圓柱體，該第二鏡筒60內(nèi)設(shè)有若干鏡片62，該若干鏡片62的光軸與該第一鏡筒30的若干鏡片32光軸對齊。該第二鏡筒60外周壁設(shè)有外螺紋64，該外螺紋64與該驅(qū)動轉(zhuǎn)環(huán)56的內(nèi)螺紋562螺紋配合。該第二鏡筒60于外周壁與內(nèi)周壁之間對稱開有二長槽66，該長槽36大致為條狀空腔，其軸向貫通第二鏡筒60，而與該第二套筒60的止轉(zhuǎn)部46滑動配合。
該影像感測器70通?？蔀殡姾神詈掀?Charge Coupled Device，下稱CCD)，或者補(bǔ)充性氧化金屬半導(dǎo)體(Complementary Metal-OxideSemiconductor，下稱CMOS)。該影像感測器用以將影像的光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴?br> 該基座80大致為一長方體，其上開有一容置腔82，用以容置影像感測器70。
組裝時，先將第一步進(jìn)馬達(dá)20裝于該第一套筒10內(nèi)，該線圈22固定在該第一套筒10的容置孔142內(nèi)。再將該第一鏡筒30的長槽36對準(zhǔn)第一套筒10的止轉(zhuǎn)部144，之后將該第一鏡筒30穿過第一套筒10內(nèi)的止轉(zhuǎn)部144，并使第一鏡筒30的外螺紋34與該驅(qū)動轉(zhuǎn)環(huán)26的內(nèi)螺紋262相螺旋配合。因?yàn)榈谝徊竭M(jìn)馬達(dá)20的驅(qū)動轉(zhuǎn)環(huán)26在通電線圈22的磁場作用下，僅在原地旋轉(zhuǎn)，而不能軸向移動，該驅(qū)動轉(zhuǎn)環(huán)26進(jìn)一步帶動第一鏡筒30有旋轉(zhuǎn)趨勢，然而，該第一鏡筒30被第一套筒10的止轉(zhuǎn)部144限制而不能旋轉(zhuǎn)，因此在螺紋作用下，該第一鏡筒30僅相對第一套筒10軸向移動，從而將第一步進(jìn)馬達(dá)20的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動通過螺紋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為第一鏡筒30的直線運(yùn)動。之后將第二步進(jìn)馬達(dá)50及第二鏡筒60裝于該第二套筒40內(nèi)，其安裝方式與第一套筒10內(nèi)的組件安裝方式相同，在此不詳細(xì)描述。
將上述裝配好的第一套筒10的凸緣部14與該第二套筒40具有開孔42的一端通過粘膠固定連接，使第一套筒10及第二套筒40連接為一體。之后將影像感測器70固定在基座80的容置腔82內(nèi)，再將第一套筒10連同第二套筒40整體置于該基座80上，該影像感測器70設(shè)于被攝物光線可接收的位置，至此，該數(shù)碼相機(jī)模組組裝完畢。
工作時，當(dāng)需要變焦時，將線圈22通電，該線圈22產(chǎn)生磁場，其驅(qū)動磁石24旋轉(zhuǎn)，該磁石24的旋轉(zhuǎn)進(jìn)一步帶動驅(qū)動轉(zhuǎn)環(huán)26旋轉(zhuǎn)，該驅(qū)動轉(zhuǎn)環(huán)26旋轉(zhuǎn)進(jìn)一步帶動第一鏡筒30旋轉(zhuǎn)，因該第一鏡筒30被第一套筒10的止轉(zhuǎn)部144限制，不能旋轉(zhuǎn)，而僅沿該第一套筒10的止轉(zhuǎn)部144向上滑動，從而改變第一鏡筒30的若干鏡片32與該第一套筒10的若干鏡片124及第二鏡筒60的若干鏡片62之間距離，實(shí)現(xiàn)變焦。在變焦后，會導(dǎo)致成像影像清晰度發(fā)生改變，該數(shù)碼相機(jī)控制器會將測距裝置所偵測的數(shù)據(jù)，傳遞給第二步進(jìn)馬達(dá)50，該第二步進(jìn)馬達(dá)50再驅(qū)動第二鏡筒60滑動到所需位置，從而實(shí)現(xiàn)對焦。該第一步進(jìn)馬達(dá)20及該第二步進(jìn)馬達(dá)50體積小，驅(qū)動速度快，可較好完成變焦及對焦功能。
可以理解，該第一套筒10的止轉(zhuǎn)部144與該第二套筒40的止轉(zhuǎn)部46可采用其它結(jié)構(gòu)，如可作為一獨(dú)立結(jié)構(gòu)與該第一套筒10或第二套筒40相固定。
可以理解，該第一套筒10及該第二套筒40可一體成型。可以理解，該若干鏡片142、32、62可分別包括至少一鏡片。
權(quán)利要求
1.一種鏡頭變焦與對焦結(jié)構(gòu)，其特征在于該鏡頭變焦及對焦結(jié)構(gòu)包括一第一套筒、一第一步進(jìn)馬達(dá)、一第一鏡筒、一第二套筒、一第二步進(jìn)馬達(dá)及一第二鏡筒，該第一步進(jìn)馬達(dá)容置在該第一套筒內(nèi)；該第一鏡筒內(nèi)設(shè)有至少一鏡片，該第一步進(jìn)馬達(dá)與該第一鏡筒配合并驅(qū)動該第一鏡筒相對該第一套筒軸向移動；該第二套筒與該第一套筒相對固定；該第二步進(jìn)馬達(dá)容置于該第二套筒內(nèi)；該第二鏡筒內(nèi)設(shè)有至少一鏡片，該第二步進(jìn)馬達(dá)與該第二鏡筒配合并驅(qū)動該第二鏡筒相對該第二套筒軸向移動。
2.如權(quán)利要求1所述的鏡頭變焦與對焦結(jié)構(gòu)，其特征在于該第一套筒包括一容置部及一與其連接的凸緣部，該第一步進(jìn)馬達(dá)容置于該凸緣部內(nèi)，該容置部的中部開有一通孔，該通孔內(nèi)設(shè)有至少一鏡片。
3.如權(quán)利要求2所述的鏡頭變焦與對焦結(jié)構(gòu)，其特征在于該凸緣部開有一容置孔，鄰近容置部一端并于該容置孔的底壁延伸有二止轉(zhuǎn)部，該第一步進(jìn)馬達(dá)容置于該容置孔內(nèi)，該第一鏡筒上開有二長槽，其軸向貫通該第一鏡筒，該第一套筒的止轉(zhuǎn)部與該第一鏡筒的長槽滑動配合。
4.如權(quán)利要求3所述的鏡頭變焦與對焦結(jié)構(gòu)，其特征在于該第一步進(jìn)馬達(dá)及第二步進(jìn)馬達(dá)分別包括一線圈、一磁石及一驅(qū)動轉(zhuǎn)環(huán)，該磁石與該驅(qū)動轉(zhuǎn)環(huán)相對固定，該驅(qū)動轉(zhuǎn)環(huán)的內(nèi)周壁開有一內(nèi)螺紋，該第一鏡筒與該第二鏡筒的外周壁分別開有外螺紋，該第一鏡筒與該第二鏡筒的外螺紋分別與該第一步進(jìn)馬達(dá)及該第二步進(jìn)馬達(dá)的驅(qū)動轉(zhuǎn)環(huán)的內(nèi)螺紋相螺紋配合。
5.如權(quán)利要求1所述的鏡頭變焦與對焦結(jié)構(gòu)，其特征在于該第二套筒一端開有一開孔，另一端開有一容置孔，該開孔與該容置孔同軸并相貫通，該第二步進(jìn)馬達(dá)容置于該容置孔內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述的鏡頭變焦與對焦結(jié)構(gòu)，其特征在于鄰近容置部一端并于該容置孔的底壁延伸有二止轉(zhuǎn)部，該第二步進(jìn)馬達(dá)容置于該容置孔內(nèi)，該第二鏡筒上開有二長槽，其軸向貫通該第二鏡筒，該第二套筒的止轉(zhuǎn)部與該第二鏡筒的長槽滑動配合。
7.一種數(shù)碼相機(jī)模組，其特征在于該數(shù)碼相機(jī)模組包括一第一套筒、一第一步進(jìn)馬達(dá)、一第一鏡筒、一第二套筒、一第二步進(jìn)馬達(dá)、一第二鏡筒及一影像感測器，該第一步進(jìn)馬達(dá)容置于該第一套筒內(nèi)；該第一鏡筒內(nèi)設(shè)有至少一鏡片，該第一步進(jìn)馬達(dá)與該第一鏡筒配合并驅(qū)動該第一鏡筒相對該第一套筒軸向移動；該第二套筒與該第一套筒相對固定；該第二步進(jìn)馬達(dá)容置于該第二套筒內(nèi)；該第二鏡筒內(nèi)設(shè)有至少一鏡片，該第二步進(jìn)馬達(dá)與該第二鏡筒配合并驅(qū)動該第二鏡筒相對該第二套筒軸向移動；該影像感測器設(shè)在該第二鏡筒一側(cè)，并位于被攝物光線可接收的位置。
8.如權(quán)利要求7所述的數(shù)碼相機(jī)模組，其特征在于該數(shù)碼相機(jī)模組進(jìn)一步包括一基座，該基座上開有一容置腔，該影像感測器設(shè)于該容置腔內(nèi)，該基座固定于該第二套筒一側(cè)，并與該第一套筒相對設(shè)置。
9.如權(quán)利要求7所述的數(shù)碼相機(jī)模組，其特征在于該第一套筒包括一容置部及一與其連接的凸緣部，該第一步進(jìn)馬達(dá)容置于該凸緣部內(nèi)，該第一套筒的容置部的中部開有一通孔，該通孔內(nèi)設(shè)有至少一鏡片。
10.如權(quán)利要求9所述的數(shù)碼相機(jī)模組，其特征在于該凸緣部開有一容置孔，鄰近容置部一端并于該容置孔的底壁延伸有二止轉(zhuǎn)部，該第一步進(jìn)馬達(dá)容置于該容置孔內(nèi)，該第一鏡筒上開有二長槽，其軸向貫通第一鏡筒，該第一套筒的止轉(zhuǎn)部與該第一鏡筒的長槽滑動配合。
11.如權(quán)利要求10所述的數(shù)碼相機(jī)模組，其特征在于該第一步進(jìn)馬達(dá)及第二步進(jìn)馬達(dá)分別包括一線圈、一磁石及一驅(qū)動轉(zhuǎn)環(huán)，該磁石與該驅(qū)動轉(zhuǎn)環(huán)相對固定，該驅(qū)動轉(zhuǎn)環(huán)的內(nèi)周壁開有一內(nèi)螺紋，該第一鏡筒與該第二鏡筒的外周壁開有外螺紋，該第一鏡筒與該第二鏡筒的外螺紋分別與該第一步進(jìn)馬達(dá)及該第二步進(jìn)馬達(dá)的驅(qū)動轉(zhuǎn)環(huán)的內(nèi)螺紋相螺紋配合。
12.如權(quán)利要求7所述的數(shù)碼相機(jī)模組，其特征在于該第二套筒一端開有一開孔，另一端開有一容置孔，該開孔與該容置孔同軸并相貫通，該第二步進(jìn)馬達(dá)容置在該容置孔內(nèi)。
13.如權(quán)利要求12所述的數(shù)碼相機(jī)模組，其特征在于鄰近容置部一端并于該容置孔的底壁上延伸有二止轉(zhuǎn)部，該第二步進(jìn)馬達(dá)容置于該容置孔內(nèi)，該第二鏡筒上開有二長槽，其軸向貫通該第二鏡筒，該第二套筒的止轉(zhuǎn)部與該第二鏡筒的長槽滑動配合。
全文摘要
本發(fā)明關(guān)于一種鏡頭變焦與對焦結(jié)構(gòu)及應(yīng)用該結(jié)構(gòu)的數(shù)碼相機(jī)模組，該鏡頭變焦與對焦結(jié)構(gòu)包括一第一套筒、一第一步進(jìn)馬達(dá)、一第一鏡筒、一第二套筒、一第二步進(jìn)馬達(dá)及一第二鏡筒。該第一步進(jìn)馬達(dá)容置在該第一套筒內(nèi)，該第一鏡筒內(nèi)設(shè)有至少一鏡片，該第一步進(jìn)馬達(dá)與該第一鏡筒配合并驅(qū)動該第一鏡筒相對該第一套筒軸向移動。該第二套筒與該第一套筒相對固定，該第二步進(jìn)馬達(dá)容置于該第二套筒內(nèi)。該第二鏡筒內(nèi)設(shè)有至少一鏡片，該第二步進(jìn)馬達(dá)與該第二鏡筒配合并驅(qū)動該第二鏡筒相對該第二套筒軸向運(yùn)動。該鏡頭對焦與變焦結(jié)構(gòu)不僅驅(qū)動裝置較小，而且驅(qū)動速度快，噪音小，較好滿足了消費(fèi)者的需求。
文檔編號G02B7/10GK1967307SQ20051010151
公開日2007年5月23日 申請日期2005年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月18日
發(fā)明者余盛榮 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司