TWI322923B - Zoom device and method - Google Patents

Description

1322923 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種變焦裝置及方法。 【先前技術】 隨著數位技術之不斷發展，數位相機及帶數位相機之便攜式電子裝置 在人們的生活中愈來愈普及’人們對數位相機之圖像效果、外形體積等要 求也愈來愈高。可變焦數位相機由於可以改變物體成像之焦距，故其可增 大拍攝範圍，提高圖像質量，因而可變焦裝置之應用愈來愈廣泛。 a月參照第二圖’中國大陸專利第01122817.2號揭示一種變焦相機之變 焦裝置，其包括鏡筒71、螺紋圈72、74、導環73、75、内轉動體76、後 鏡頭框架77、前鏡頭框架70、安裝於鏡頭框架上之透鏡組（圖未示）、前 導向框架78及變焦圈79等·»通過螺紋圈72、74、導環73、75及内轉動體 76之間之相互配合’相對移動前鏡頭框架7〇和後鏡頭框架77而改變框架 上之刖透鏡組及後透鏡組間之距離，從而改變入射光從前透鏡組到後透鏡 组之光程，以達到變焦之功能。但，上述通過改變透鏡組間之實際距離而 實現變焦之變焦裝置，因其元件較多，結構複雜，不方便組裝。另，由於 此種變焦係通過實際移動前'後鏡頭框架來實現變焦，在移動過程中，易 出現前後-透鏡組相對偏心現象》 有鑒于此，提供一種結構簡單、組裝方便且可防止出現透鏡組偏心現 象之變焦裝置及方法實爲必要。 【發明内容】 本發明之目的在於提供一種結構簡單、組裝方便且可防止透鏡組偏心 現象之變焦裝置。 本發明之另一目的在於提供一種用於上述變焦裝置上之變焦方法。 本發明之變焦裝置包括：一第一透鏡組、一第二透鏡組、一第一反射 7L件、一第二反射元件，該二反射元件可轉動，該第一反射元件將經第一 透鏡組折射之光反射至該第二反射元件上，該第二反射元件將由第一反射 元件射出之光反射至第二透鏡組上。 1322923 本發明之變焦方法包括以下步驟：提供一第一透鏡組’被攝物體發出 之光入射到該第一透鏡組上；提供一第一反射元件，經上述第一透鏡組折 射後之光入射到該第一反射元件上；提供一第二反射元件，光從上述第_ 反射元件之另一端射出，入射到該第二反射元件上；提供一第二透鏡組， 光從上述第二反射元件之另一端射出，入射到該第二透鏡組上；以及提供 一影像感測元件，經上述第二透鏡組折射後之光入射到該影像感測元件 上；其中’上述第一反射元件及第二反射元件可轉動，以調節反射光之角 度，使經该二反射元件反射之光可入射到第二透鏡組内，轉動該二反射元 件，調節反射光之角度，使經過反射元件之光線之光程發生改變，實現變 焦。 與習知之變焦裝置及方法相比，本發明變焦裝置及方法藉由兩個可轉 動之反射元件，調節反射光之角度，使經過反射元件之光線之光程發生改 變來實現變焦功能，避免改變兩鏡頭間之實際距離，從而使其結構簡單、 組裝方便且不會產生透鏡組偏心現象》 【實施方式】 請參閱第一圖，本發明變焦裝置包括一第一鏡頭1、一第二鏡頭2、一 第一反射元件3、一第二反射元件4、及一影像感測元件5 ^第一反射元件 3及第二艮射元件4位於第一鏡頭1與第二鏡頭2之間，從物方到像方，第 二反射元件4位於第一反射元件3後方，影像感測元件5位於第二鏡頭2 後方。 第一鏡頭1包括第一透鏡組12和鏡筒14,第二鏡頭2包括第二透鏡組 22及鏡筒24，其中第一透鏡組12、第二透鏡組22分別設置於鏡筒丨4、24 内0 第一反射元件3係由基板36表面鍍有反射膜之反射面32、34構成， 該反射面32、34相對且相互平行，光可從一端射入反射元件3，經反射面 32之反射，將光射到反射面34上，再經反射面34之反射，光又射回反射 面32上’經反射面32、34之多次反射，光從該第一反射元件3另—端射 出》轴38穿過基板36，該第一反射元件3可繞轴38轉動》 同樣’第二反射元件4係由基板46表面艘有反射膜之反射面42、44 6 1322923 構成，該反射面42、44相對且相互平行，光可從一端射入該第二反射元件 4，經反射面42之反射，將光射到反射面44上，再經反射面糾之反射， 光又射回反射面42上，經反射面42、44之多次反射，光從該第二反射元 件4另一端射出。轴48穿過基板46 ’該第二反射元件4可繞軸48轉動。

通過轉動第一反射元件3和第二反射元件4,使該第一反射元件3可將 經第一透鏡組12折射之光反射至該第二反射元件4上，該第二反射元件4 可將由該第一反射元件3射出之光反射至第二透鏡組22上。經第二透鏡組 22之折射’被攝物體成像於影像感測元件5上，影像感測元件可以係CCD (Charge Coupled Device,電荷耦合器）影像感測器，也可以係CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor,互補金屬氧化物半導體）影像 感測器。 工作時’被攝物體（圖未示）發出之光入射到第一透鏡組12上；經第 一透鏡組12折射後之光入射到第一反射元件3之反射面32上，經反射面 32之反射，將光射到反射面34上，再經反射面34之反射，光又射回反射 面32上’經反射面32、34之多次反射’光從該第一反射元件3另一端射 出；經第一反射元件3之反射，光入射到第二反射元件4之反射面42上， 經反射面42之反射，將光射到反射面44上，再經反射面44之反射，光又 射回反射面42上，經反射面42、44之多次反射，光從該第二反射元件4 另一端射出；經第二反射元件4之反射，光入射到第二透鏡組22上；經第 二透鏡組22折射後之光入射到影像感測元件5上，被攝物體成像於影像感 測元件5上。調焦時，轉動第一反射元件3，調節射向反射面32之光線之 入射角度，使從該第一反射元件3射出之光可射向第二反射元件4，同時轉 動第二反射元件4，調節射向反射面42之光線之入射角度，使從該第二反 射元件4射出之光可射向第二透鏡組22，最終成像於影像感測元件5上。 藉由轉動第一反射元件3及第二反射元件4，使經過該二反射元件之光線之 光程發生改變。轉動第一反射元件3及第二反射元件4可手動實現’也可 由馬達帶動實現。 可以理解，第一反射元件3及第二反射元件4可分別由全反射棱鏡6 (如第二圖所示）代替，全反射稜鏡6係由高折射率材料製成，當射入全 7 1322923 反射稜鏡6之光滿足全反射定律，即由全反射稜鏡6内射向空氣之光之入 射角大於該材料之臨界角，光就被全部反射回玻璃，發生全反射現象，全 反射稜鏡6之一端設有一棋形入光面62，另一端設有一換形出光面64，光 經換形入光面62射入全反射棱鏡6内，經過多次反射’射到換形出光面64 上’此時光之入射角應小於臨界角，光從全反射稜鏡6射出。另外，軸、 48可以不穿過基板36'46 ’而固設於基板36、46上，藉由轉動基板36、 46帶動第一反射元件3及第二反射元件4轉動。第一透鏡組12和第二透鏡 組22還可設置於鏡頭框架上，鏡頭框架可固設於相機機身上。 以 综上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟 上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本發明技藝之人^ ,在援依 本發明精神所狀較修飾化，皆應包含糾下之_請專 【圖式簡單說明】 第一圖係本發明變焦裝置之結構示意圖； 第二圖係全反射稜鏡之光路示意圖； 第三圖係習知變焦裝置之剖視圖。 【主要元件符號說明】 1 第一透鏡組 12 2 第二透鏡組 22 14、24 第一反射元件 3 4 反射面 32、34、42、44 36'46 軸 38'48 5 全反射稜鏡 6 62 楔形出光面 64 第一鏡頭 第二鏡頭 鏡筒 第二反射元件 基板 影像感測元件 換形入光面

Claims (1)

1322923 十、申請專利範圍： 1· 一種變焦裝置，其包括： 一第一遷鏡組； 一第二透鏡組； 一第一反射元件；及 一第二反射元件； 其中’該二反射元件可轉動，該第一反射元件將經第一透鏡組折射之光 反射至該第二反射元件上，該第二反射元件將由第一反射元件射出之 光反射至第二透鏡組上。 2. 如申請專利範圍第丨項所述之變焦裝置，其中該第一反射元件及第二反 射元件分別具有兩個相對且相互平行之反射面。 3. 如申請專利範圍第1項所述之變焦裝置，其中該第一反射元件及第二反 射元件分別包括一基板，該基板上鍵有反射膜。 4. 如申請專利範圍第丨項所述之變焦裝置，其中該第一反射元件及第二反 射元件係為全反射稜鏡，該全反射稜鏡具有一楔形入光面及一楔形出光 5.如申請專利範圍第1項所述之變焦裝置，其中該變焦裝置還進—步包括 二鏡筒，該第一逵鏡組及第二透鏡組分別設置於該二鏡筒内。 6·如申請專利範圍第1項所述之變焦裝置，其中該變焦裝置還進一步包括 二支撐該第一反射元件及第二反射元件之轴。

反射 如申請專利範圍第ό項所述之變焦裝置，其中該第一反射元件及第 射元件分別穿過該二軸’可繞該二拍轉動。 8·—種變焦方法，包括以下步驟： $供一第一透鏡組，被攝物體發出之光入射到該第一透鏡組上； 提供一第一反射元件，經上述第一透鏡組折射後之光入射到該第— 元件上； X 入射到該 提供一第二反射元件，光從上述第一反射元件之另一端射出， 第二反射元件上； 提供-第二透鏡組，光從上述第二反射元件之另_端射出，人射到該第 9 一透鏡組上；及 提供一影像感測元件’經上述第二透鏡組折射後之光入射到該影像感測 元件上； 其中’上述第一反射元件和第二反射元件可轉動，以調節反射光之角度， 使經该二反射元件反射之光可入射到第二透鏡組内，轉動該二反射元 件’調節反射光之角度，使經過反射元件之光線之光程發生改變，實 現變焦。 9. 如申請專利範圍第8項所述之變焦方法，其中該第—反射元件及第二反 射元件分別具有兩個相對且相互平行之反射面。 10. 如申請專利範圍第8項所述之變焦方法，其中該第一反射元件及第二反 射元件分別包括一基板，該基板上鍍有反射膜。 11. 如申請專利範圍第8項所述之變焦方法，其中該第一反射元件及第二反 射元件係為全反射稜鏡，該全反射稜鏡具有一楔形入光面及一楔形出光