專利名稱：調(diào)焦裝置、具該調(diào)焦裝置的光學(xué)成像系統(tǒng)、及調(diào)焦方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種調(diào)焦裝置，尤其涉及一種適用于光學(xué)成像系統(tǒng)中，且可帶動(dòng)影像擷取模塊進(jìn)行位移以達(dá)到調(diào)焦功能的調(diào)焦裝置。
背景技術(shù)：
隨著科技發(fā)達(dá)與消費(fèi)者強(qiáng)力需求下，各式各樣的信息產(chǎn)品以及設(shè)備因應(yīng)而生，而數(shù)字相機(jī)即是其中一項(xiàng)重要的發(fā)明。數(shù)字相機(jī)由于需要經(jīng)常性的攜帶，加上現(xiàn)代電子產(chǎn)品的發(fā)達(dá)，因此該產(chǎn)品皆走向都短小輕薄的目標(biāo)。
數(shù)字相機(jī)的鏡頭部分，一直是影響數(shù)字相機(jī)攝像質(zhì)量的關(guān)鍵組件之一。而對(duì)于數(shù)字相機(jī)攝像時(shí)的調(diào)整動(dòng)作，除了因應(yīng)外在光線強(qiáng)弱的變化來調(diào)整鏡頭光圈大小或快門速度之外，也常因成像放大倍率的改變、或是成像清晰度的微調(diào)，而需進(jìn)行鏡頭位置的切換或微調(diào)動(dòng)作，以提供數(shù)字相機(jī)鏡頭的變焦功能或調(diào)焦功能。
請(qǐng)參閱圖1所示，其為現(xiàn)今一般數(shù)字相機(jī)中具有變焦功能的習(xí)用光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖。對(duì)于傳統(tǒng)具有變焦功能的習(xí)用光學(xué)成像系統(tǒng)來說，其主要是由包括一變焦鏡頭組11、一影像擷取模塊12、以及設(shè)置有若干控制電路131的一基板13所構(gòu)成。該變焦鏡頭組11可將一外界影像14成像于影像擷取模塊12上，并由該影像擷取模塊12將該外界影像14轉(zhuǎn)換成電氣訊號(hào)后傳輸至基板13上，而由位于基板13上的控制電路131例如微處理器等進(jìn)行處理。該變焦鏡頭組11一般來說，是由包括一不動(dòng)透鏡組111、一可動(dòng)透鏡組112、及一透鏡驅(qū)動(dòng)裝置113等所構(gòu)成。透鏡驅(qū)動(dòng)裝置113是電性連接于基板13上并受其上的控制電路131所控制。藉由透鏡驅(qū)動(dòng)裝置113帶動(dòng)可動(dòng)透鏡組112進(jìn)行相對(duì)于不動(dòng)透鏡組111與影像擷取模塊12的位移運(yùn)動(dòng)(如圖1的距離D所示)，以達(dá)到改變不同成像放大倍率的目的。
對(duì)于如圖1所示的習(xí)用光學(xué)成像系統(tǒng)來說，由于影像擷取模塊12一般是直接結(jié)合在具有控制電路131的基板13上，故通常為一不動(dòng)的組件。而光學(xué)成像系統(tǒng)所提供的變焦功能，則完全仰賴變焦鏡頭組11來獨(dú)力完成。然而，進(jìn)行變焦時(shí)，除了可動(dòng)透鏡組112進(jìn)行相對(duì)較大幅度(如圖1的距離D所示)位移可達(dá)到改變不同成像放大倍率的功能之外，相對(duì)的，卻也常因此導(dǎo)致成像清晰度的降低，而需進(jìn)行微距調(diào)焦的工作。在習(xí)用技術(shù)中，對(duì)于較低階便宜的光學(xué)成像系統(tǒng)而言，通常是以容許誤差也就是犧牲成像清晰度的方式處理。而對(duì)于高階的光學(xué)成像系統(tǒng)來說，則需使用具有光學(xué)設(shè)計(jì)較精密的透鏡組111、112、并搭配能進(jìn)行微距精確調(diào)整位置的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置113與控制電路131，來使得該變焦鏡頭組11能獨(dú)力完成大幅位移的變焦、以及微距調(diào)整的調(diào)焦兩種功能。然而，此舉將使的光學(xué)成像系統(tǒng)的成本大幅提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的，在于提供一種適用于光學(xué)成像系統(tǒng)的調(diào)焦裝置，其可藉由微距移動(dòng)影像擷取模塊的方式，來達(dá)到調(diào)焦的功能。
本發(fā)明的第二目的，在于提供一種具有調(diào)焦裝置的光學(xué)成像系統(tǒng)以及其調(diào)焦方法。于該光學(xué)成像系統(tǒng)中，該調(diào)焦裝置可搭配一變焦鏡頭組來使用。藉由該變焦鏡頭組來進(jìn)行改變不同成像放大倍率的變焦功能，并同時(shí)搭配微距移動(dòng)影像擷取模塊的方式來達(dá)到調(diào)焦的功能。因此可達(dá)到僅需使用較便宜的變焦鏡頭組便能提供良好成像清晰度的功效。
本發(fā)明的該調(diào)焦方法有下列步驟提供一調(diào)焦裝置，結(jié)合于影像擷取模塊上，該調(diào)焦裝置可帶動(dòng)影像擷取模塊進(jìn)行相對(duì)于變焦鏡頭組的有限度位移運(yùn)動(dòng)；使用該變焦鏡頭組進(jìn)行切換成像放大倍率的光學(xué)變焦功能；以及，驅(qū)動(dòng)該調(diào)焦裝置，以在變焦鏡頭組進(jìn)行變焦時(shí)對(duì)應(yīng)微調(diào)影像擷取模塊的位置來維持成像清晰度。
本發(fā)明的第三目的，在于提供一種適用于光學(xué)成像系統(tǒng)的調(diào)焦裝置，該調(diào)焦裝置具有一結(jié)合于影像擷取模塊上的制動(dòng)裝置，以供驅(qū)動(dòng)影像擷取模塊進(jìn)行有限度的位移。該制動(dòng)裝置為一獨(dú)特設(shè)計(jì)的電磁制動(dòng)裝置，其包括有結(jié)合于該影像擷取模塊上的至少一永久磁鐵、纏繞有若干個(gè)線圈的至少一導(dǎo)磁體、以及一導(dǎo)引機(jī)構(gòu)。該導(dǎo)磁體對(duì)應(yīng)于永久磁鐵的磁極，且可藉由將電流施加在線圈上來驅(qū)動(dòng)永久磁鐵進(jìn)而帶動(dòng)影像擷取模塊移動(dòng)。同時(shí)，該導(dǎo)引機(jī)構(gòu)則可限制影像擷取模塊僅可進(jìn)行線性位移運(yùn)動(dòng)而不會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明的第四目的，在于提供一種適用于光學(xué)成像系統(tǒng)的調(diào)焦裝置，該調(diào)焦裝置具有一獨(dú)特的電氣訊號(hào)傳輸裝置以供進(jìn)行該可移動(dòng)的影像擷取模塊與基板之間的電氣訊號(hào)傳輸。該電氣訊號(hào)傳輸裝置包括有一軟性電路板，該影像擷取模塊結(jié)合并電性連接于該軟性電路板上。該軟性電路板為一多邊形結(jié)構(gòu)，且設(shè)有至少一沿著軟性電路板的一邊緣相平行且相距一預(yù)定寬度的方向延伸的一切割槽。該切割槽的一端延伸至軟性電路板外緣、而另一端則未延伸至另一外緣，而使位于該切割槽與邊緣之間的軟性電路板實(shí)質(zhì)上構(gòu)成一懸臂狀可擺動(dòng)的可撓排線。該可撓排線具有與軟性電路板相連的一固定端、及可自由擺動(dòng)的一自由端，該固定端電性連接于影像擷取模塊，而該自由端結(jié)合并電性連接于該基板。藉此，即使當(dāng)影像擷取模塊進(jìn)行位移時(shí)，該懸臂狀可擺動(dòng)的可撓排線仍可保持與影像擷取模塊及基板兩者的電性連接狀態(tài)。
為達(dá)上述的目的，本發(fā)明是提供一種適用于光學(xué)成像系統(tǒng)的調(diào)焦裝置。該光學(xué)成像系統(tǒng)包括有一變焦鏡頭組、一影像擷取模塊、以及一基板。該變焦鏡頭組可提供切換成像放大倍率的光學(xué)變焦功能，且可將一外界影像成像于影像擷取模塊上，并由該影像擷取模塊將該外界影像轉(zhuǎn)換成電氣訊號(hào)后傳輸至基板上。該調(diào)焦裝置包括有一本體、一制動(dòng)裝置及一電氣訊號(hào)傳輸裝置。制動(dòng)裝置結(jié)合于該影像擷取模塊，可驅(qū)動(dòng)影像擷取模塊進(jìn)行相對(duì)于鏡頭組及基板兩者的位移運(yùn)動(dòng)。電氣訊號(hào)傳輸裝置聯(lián)絡(luò)于制動(dòng)裝置與基板之間，可在影像擷取模塊進(jìn)行位移時(shí)仍與基板之間的電氣訊號(hào)傳輸。藉此，該調(diào)焦裝置可在變焦鏡頭組進(jìn)行變焦時(shí)對(duì)應(yīng)微調(diào)影像擷取模塊的位置以維持成像清晰度。


圖1為習(xí)用具有變焦功能的光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖；圖2A為本發(fā)明的調(diào)焦裝置設(shè)置在一光學(xué)成像系統(tǒng)中的第一較佳實(shí)施例的第一剖面示意圖(無剖到導(dǎo)桿)；
圖2B為本發(fā)明的調(diào)焦裝置設(shè)置在一光學(xué)成像系統(tǒng)中的第一較佳實(shí)施例的第二剖面示意圖(有剖到導(dǎo)桿)；圖3為本發(fā)明的調(diào)焦裝置設(shè)置在一光學(xué)成像系統(tǒng)中的第一較佳實(shí)施例的前視示意圖；圖4為本發(fā)明的調(diào)焦裝置中的承板上視圖；圖5為本發(fā)明的調(diào)焦裝置中的轉(zhuǎn)盤上視圖；圖6A為本發(fā)明的調(diào)焦裝置中的軟性電路板的一較佳實(shí)施例的上視圖；圖6B為本發(fā)明的調(diào)焦裝置中的軟性電路板的一較佳實(shí)施例的立體視圖；圖7為本發(fā)明的調(diào)焦裝置中以無線訊號(hào)傳輸方式來達(dá)成電氣訊號(hào)傳輸裝置的一較佳實(shí)施例示意圖；圖8為本發(fā)明的調(diào)焦方法的一較佳實(shí)施例流程圖。
附圖標(biāo)記說明11變焦鏡頭組；111不動(dòng)透鏡組；112可動(dòng)透鏡組；113透鏡驅(qū)動(dòng)裝置；12影像擷取模塊；13基板；131控制電路；14外界影像；21鏡頭組；212可動(dòng)透鏡組；213透鏡驅(qū)動(dòng)裝置；22影像擷取模塊；23基板；231控制電路；24外界影像；30調(diào)焦裝置；31本體；311套筒部；40制動(dòng)裝置；41第一永久磁鐵；411第一極性；412第二極性；42第二永久磁鐵；43第一導(dǎo)磁體；431、441線圈；432、442第一延伸部；433、443第二延伸部；44第二導(dǎo)磁體；45導(dǎo)引機(jī)構(gòu)；451斜向?qū)Р郏?52承板；4521透空孔；4522導(dǎo)孔；4523凸點(diǎn)；453轉(zhuǎn)盤；4531夾持部；4532突伸臂；4533夾爪；454導(dǎo)桿；46軟性電路板；461可撓排線；4611固定端；4612自由端；4613電路布局；462邊緣；463切割槽；51無線訊號(hào)發(fā)射器；52無線訊號(hào)接收器；53電源線；61-63流程步驟。
具體實(shí)施例方式
為了能更清楚地描述本發(fā)明所提出的適用于光學(xué)成像系統(tǒng)的調(diào)焦裝置，以下將配合附圖詳細(xì)說明之。
請(qǐng)參閱圖2A、圖2B及圖3所示，其分別為本發(fā)明適用于光學(xué)成像系統(tǒng)的調(diào)焦裝置第一較佳實(shí)施例的第一剖面、第二剖面、及正視示意圖。本發(fā)明的光學(xué)成像系統(tǒng)至少包括有一鏡頭組21、一影像擷取模塊22、以及一基板23。該鏡頭組21可將一外界影像24聚集成像于影像擷取模塊22上，并由該影像擷取模塊22將該外界影像24轉(zhuǎn)換成電氣訊號(hào)后傳輸至基板23上，并由設(shè)于基板23上的若干控制電路231(例如微處理器等)來做進(jìn)一步處理。
本發(fā)明的光學(xué)成像系統(tǒng)可應(yīng)用于一數(shù)字相機(jī)模塊上(例如數(shù)字相機(jī)、或是具有數(shù)字相機(jī)模塊的手機(jī)、計(jì)算機(jī)或個(gè)人數(shù)字助理等等)。且于本較佳實(shí)施例中，該鏡頭組21為一變焦鏡頭組21。該變焦鏡頭組21設(shè)有至少一可動(dòng)透鏡組212及一透鏡驅(qū)動(dòng)裝置213。透鏡驅(qū)動(dòng)裝置213電性連接于基板23上并受其上的控制電路231所控制。藉由透鏡驅(qū)動(dòng)裝置213帶動(dòng)可動(dòng)透鏡組212進(jìn)行相對(duì)較大的預(yù)定距離的位移運(yùn)動(dòng)(如圖2A的距離D所示)，以達(dá)到改變不同成像放大倍率的功能，例如，提供切換至少一第一放大倍率與一第二放大倍率的光學(xué)變焦功能。至于，于本較佳實(shí)施例中，該影像擷取模塊22則可為目前市面上可購(gòu)得的例如光荷耦合組件(Charge Coupled Device；簡(jiǎn)稱CCD)或是CMOS影像感應(yīng)組件(CMOS Image Sensor)等。由于以上所述的影像擷取模塊22、變焦鏡頭組21與透鏡驅(qū)動(dòng)裝置213，均可由目前習(xí)知技術(shù)中來選用且非為本發(fā)明的技術(shù)特征，故以下將不再贅述其詳細(xì)構(gòu)成。
如圖2A、圖2B及圖3所示，本發(fā)明的適用于光學(xué)成像系統(tǒng)的調(diào)焦裝置30包括有一本體31、一制動(dòng)裝置40、及一電氣訊號(hào)傳輸裝置。該本體31用以容納該鏡頭組21、影像擷取模塊22與基板23，并使影像擷取模塊22可在本體31內(nèi)進(jìn)行有限度的位移運(yùn)動(dòng)。該制動(dòng)裝置40結(jié)合于該影像擷取模塊22，可驅(qū)動(dòng)影像擷取模塊22進(jìn)行相對(duì)于鏡頭組21及基板23兩者的位移運(yùn)動(dòng)。至于，該電氣訊號(hào)傳輸裝置則聯(lián)絡(luò)于制動(dòng)裝置40與基板23之間，可在影像擷取模塊22進(jìn)行相對(duì)于基板23的位移運(yùn)動(dòng)時(shí)仍然能保持兩者間的電氣訊號(hào)傳輸?shù)臓顟B(tài)。
于本較佳實(shí)施例中，該制動(dòng)裝置40包括有至少一永久磁鐵(例如圖2A所示的第一永久磁鐵41及第二永久磁鐵42)、至少一導(dǎo)磁體(例如圖3所示的第一導(dǎo)磁體43與第二導(dǎo)磁體44)、以及一導(dǎo)引機(jī)構(gòu)45。各永久磁鐵41、42均間接地結(jié)合于該影像擷取模塊22，且每一個(gè)永久磁鐵41、42二端均分別各具有相對(duì)的一第一極性與一第二極性。于圖3中，第一永久磁鐵41、的第一極性411為S極且第二極性412為N極。而第二永久磁鐵42在圖3中由于會(huì)被第一永久磁鐵41遮住而看不到，但是，在本較佳實(shí)施例中，第二永久磁鐵42的第一極性同樣為于圖3右側(cè)且同樣是S極，而第二永久磁鐵42左側(cè)的第二極性同樣是N極。同時(shí)，每一個(gè)導(dǎo)磁體43、44均環(huán)繞著本體31的套筒部311外圍設(shè)置且均分別纏繞有若干個(gè)線圈431、441。此外，各導(dǎo)磁體43、44的兩端亦都分別各具有較遠(yuǎn)離基板23的一第一延伸部432、442及較接近基板23的一第二延伸部433、443。如圖3所示的本較佳實(shí)施例中，該第一導(dǎo)磁體43的第一延伸部432位置是與該第一永久磁鐵41的第一極性411相對(duì)應(yīng)，同時(shí)，第二導(dǎo)磁體44的第二延伸部443位置是與第一永久磁鐵41的第二極性412相對(duì)應(yīng)。同理，對(duì)于位在第一永久磁鐵41相對(duì)另側(cè)而在圖3中看不見的該第二永久磁鐵42來說，第一導(dǎo)磁體43的第二延伸部433位置將會(huì)對(duì)應(yīng)于第二永久磁鐵42的第一極性(S極)、且第二導(dǎo)磁體44的第一延伸部442位置會(huì)對(duì)應(yīng)于第二永久磁鐵42的第二極性(N極)。當(dāng)對(duì)導(dǎo)磁體43、44上的線圈431、441施加預(yù)定電壓的電流時(shí)，線圈431、441所產(chǎn)生的磁力線將會(huì)被導(dǎo)磁體43、44所感應(yīng)導(dǎo)引，并集中至兩端的延伸部處，進(jìn)而對(duì)永久磁鐵41、42產(chǎn)生異性相吸或是同性相斥的拉推力。
該導(dǎo)引機(jī)構(gòu)45設(shè)置于本體31上且連動(dòng)于影像擷取模塊22。該導(dǎo)引機(jī)構(gòu)45可限制影像擷取模塊22僅可進(jìn)行線性位移運(yùn)動(dòng)而不會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。于本較佳實(shí)施例中，該本體31包括有中空?qǐng)A柱狀的該套筒部311，并且該導(dǎo)引機(jī)構(gòu)45包括有至少一斜向?qū)Р?51、一承板452、一轉(zhuǎn)盤453、以及至少一導(dǎo)桿454。
如圖3所示，該至少一斜向?qū)Р?51(例如第一斜向?qū)Р?51與以虛線表示未編號(hào)的第二斜向?qū)Р?設(shè)置于本體31的該套筒部311的外周緣上且分別對(duì)應(yīng)于該些永久磁鐵41、42的位置，使各永久磁鐵41、42可分別受到導(dǎo)槽451的限制與導(dǎo)引，而沿著導(dǎo)槽451的延伸方向進(jìn)行斜向線性運(yùn)動(dòng)。
如圖2A與圖4所示，該承板452容置于本體30的該套筒部31內(nèi)部，其乃是用于承載并定位該影像擷取模塊22。于承板452上并設(shè)有一透空孔4521、至少一導(dǎo)孔4522、及至少一凸點(diǎn)4523。該透空孔4521的尺寸大致對(duì)應(yīng)于影像擷取模塊22，使得當(dāng)影像擷取模塊22被定位到承板452上時(shí)，影像擷取模塊22朝向鏡頭組21的側(cè)表面不致于被承板452所遮住。至于該導(dǎo)孔4522與凸點(diǎn)4523的功能則稍后將另說明之。
如圖2A與圖5所示，該轉(zhuǎn)盤453容置于本體30的該套筒部31內(nèi)部，該轉(zhuǎn)盤453大體上是呈一中空環(huán)形構(gòu)件且更設(shè)有包括至少一夾持部4531、至少一突伸臂4532、以及至少一夾爪4533。該夾持部4531是以可相互旋轉(zhuǎn)滑移的方式來夾持與支撐該承板452。例如于本較佳實(shí)施例中，該夾持部4531為具有一U形開口其可容納承板452的一邊緣，且該夾持部4531的U形開口間距大于承板452邊緣厚度，使得承板452在U形開口內(nèi)呈現(xiàn)一松弛而可相對(duì)旋轉(zhuǎn)滑移的狀態(tài)。而該些設(shè)置在承板452邊緣的凸點(diǎn)4523，其位置恰位于夾持部4531的U形開口內(nèi)，其可減少與夾持部4531之間的摩擦力。該突伸臂4532自轉(zhuǎn)盤453外緣穿過導(dǎo)槽451而突伸出套筒部31之外。夾爪4533則設(shè)置于突伸臂4532末端且大體上呈現(xiàn)一C形結(jié)構(gòu)以供用來夾持與定位該永久磁鐵41、42。
如圖2B所示，該至少一導(dǎo)桿454設(shè)置于本體30內(nèi)部且朝向承板452延伸一預(yù)定長(zhǎng)度。承板42上所設(shè)置的該至少一導(dǎo)孔4522的位置恰分別對(duì)應(yīng)于該至少一導(dǎo)桿454的位置，并使得導(dǎo)桿454穿過該導(dǎo)孔4522。如此一來，該承板452(以及定位在承板452上的影像擷取模塊22)將受到導(dǎo)桿454的限制，而僅可進(jìn)行沿著該導(dǎo)桿454的線性位移運(yùn)動(dòng)，且完全無法旋轉(zhuǎn)。
由前述的本發(fā)明較佳實(shí)施例可知，藉由對(duì)纏繞在導(dǎo)磁體43、44上的線圈431、441施加預(yù)定方向的電流，將可促使永久磁鐵41、42沿著導(dǎo)槽451斜向運(yùn)動(dòng)(例如朝圖3的右上方運(yùn)動(dòng))，并帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤453在套筒部311內(nèi)進(jìn)行類似螺牙旋轉(zhuǎn)的位移運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而促使承板452與影像擷取模塊22進(jìn)行沿著導(dǎo)桿454方向的線性位移運(yùn)動(dòng)。而本發(fā)明的所以采用此種將沿斜向?qū)Р?51類似螺牙的旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換成沿導(dǎo)桿454方向的線性位移運(yùn)動(dòng)，主要是可藉由較長(zhǎng)行程的永久磁鐵41、42的運(yùn)動(dòng)來帶動(dòng)較短距離的影像擷取模塊22位移，如此將可促使影像擷取模塊22進(jìn)行精密的距離微調(diào)工作，而順利達(dá)到調(diào)焦的目的。所以，本發(fā)明的調(diào)焦裝置30當(dāng)可輕易搭配習(xí)知可進(jìn)行相對(duì)較大的透鏡位移運(yùn)動(dòng)的變焦鏡頭組21來使用，并利用變焦鏡頭組21來進(jìn)行改變不同成像放大倍率的功能，且使用本發(fā)明的調(diào)焦裝置30來微距移動(dòng)影像擷取模塊22以達(dá)到焦距微調(diào)功能并維持成像清晰度，完全克服習(xí)用技術(shù)的缺點(diǎn)。
請(qǐng)參閱圖6A與圖6B，分別為本發(fā)明的調(diào)焦裝置中的軟性電路板的一較佳實(shí)施例的上視圖與立體視圖。而由于本發(fā)明的影像擷取模塊22并非不動(dòng)的組件，故無法如同習(xí)用技術(shù)般直接固定在基板23上。為了使得本發(fā)明的影像擷取模塊22在進(jìn)行相對(duì)于基板23的位移運(yùn)動(dòng)時(shí)仍然能保持兩者間的電氣訊號(hào)傳輸?shù)臓顟B(tài)，本發(fā)明特別設(shè)計(jì)獨(dú)特的電氣訊號(hào)傳輸裝置來解決此一問題。
如圖6A與圖6B所示的較佳實(shí)施例中，本發(fā)明的電氣訊號(hào)傳輸裝置包括有一軟性電路板46。該影像擷取模塊22結(jié)合并電性連接于該軟性電路板46上。于軟性電路板46上并設(shè)有至少一可撓排線461，該可撓排線461延伸并連接于基板23與影像擷取模塊22之間，使得當(dāng)影像擷取模塊22進(jìn)行相對(duì)于基板23的位移運(yùn)動(dòng)時(shí)，該可撓排線461仍可與基板23與影像擷取模塊22兩者同時(shí)保持電性連接狀態(tài)。于圖6A所示的較佳實(shí)施例中，該軟性電路板46為一例如矩形的多邊形結(jié)構(gòu)。于該軟性電路板46的每一個(gè)邊緣462上均分別各設(shè)有一沿著與軟性電路板46邊緣相平行且相距一預(yù)定寬度的方向延伸的一切割槽463。且各切割槽463的一端延伸至軟性電路板46外緣462、而另一端則未延伸至另一外緣，而使位于各切割槽463與各邊緣462之間的軟性電路板46材料實(shí)質(zhì)上構(gòu)成懸臂狀可擺動(dòng)的若干可撓排線461。各可撓排線461均分別具有與軟性電路板46相連的一固定端4611、及可自由擺動(dòng)的一自由端4612。該固定端是藉由多數(shù)電路布局4613而電性連接于影像擷取模塊22，而該自由端4612結(jié)合并電性連接于該基板23。藉由此種軟性電路板46結(jié)構(gòu)，不僅可使影像擷取模塊22在位移時(shí)始終與基板23同時(shí)保持電性連接狀態(tài)，更由于在軟性電路板46的四外緣均設(shè)有懸臂狀可擺動(dòng)的可撓排線461，而可大幅增加電氣接點(diǎn)端子(Contact Pin)的數(shù)量，而可適用于高階的影像擷取模塊22。值得一提的是，本發(fā)明的所以使用在軟性電路板46的四外緣切割出懸臂狀可擺動(dòng)的可撓排線461來作為電氣訊號(hào)傳輸裝置的原因，主要是由于本發(fā)明的調(diào)焦裝置30需要對(duì)影像擷取模塊22進(jìn)行精密的微距位移控制來達(dá)到調(diào)焦的功能。倘若使用傳統(tǒng)的排線(Cable)來連接影像擷取模塊22與基板23進(jìn)行訊號(hào)傳輸?shù)脑?，則該傳統(tǒng)排線將會(huì)需要很多股線路而變成寬大或粗厚并在被彎曲時(shí)將產(chǎn)生相當(dāng)程度的彈力，如此勢(shì)必會(huì)影響到影像擷取模塊22微距位移控制的精密度。相對(duì)地，由于本發(fā)明的軟性電路板46的四外緣均切割出可撓排線461，所以每一可撓排線461上所設(shè)置的線路較少，也相對(duì)細(xì)薄彈力小，此外，位在軟性電路板46四外緣的四條可撓排線461本身的彈力也可形成力平衡，使影像擷取模塊22易于維持水平狀態(tài)，而完全不會(huì)造成影像擷取模塊22的傾斜。
如圖7所示，而在另一較佳實(shí)施例中，本發(fā)明所述的電氣訊號(hào)傳輸裝置亦可為一無線訊號(hào)傳輸裝置，其包括有一無線訊號(hào)發(fā)射器51(例如紅外線IR發(fā)射器等)連接于影像擷取模塊22上、一無線訊號(hào)接收器52結(jié)合于基板23上且恰與該無線訊號(hào)發(fā)射器51相對(duì)應(yīng)、以及一電源線53連接于影像擷取模塊22與基板23之間以提供影像擷取模塊22與無線訊號(hào)發(fā)射器51作動(dòng)所需的電源。由于本較佳實(shí)施例的電源線53僅用以提供電源而不傳輸訊號(hào)，所以可以非常細(xì)且完全不會(huì)影響到影像擷取模塊22的精密微距移動(dòng)者。因此，此種無線訊號(hào)傳輸裝置一樣可使影像擷取模塊22在位移時(shí)始終與基板23同時(shí)保持電性連接狀態(tài)者。
請(qǐng)參閱圖8，藉由如前述的本發(fā)明調(diào)焦裝置30來搭配變焦鏡頭組使用，將可達(dá)成一創(chuàng)新的光學(xué)成像系統(tǒng)調(diào)焦方法。于圖8所示之中本發(fā)明調(diào)焦方法的一較佳實(shí)施例中，該光學(xué)成像系統(tǒng)至少包括有一變焦鏡頭組、一影像擷取模塊、以及設(shè)置有若干控制電路的一基板。該變焦鏡頭組可提供切換至少一第一放大倍率與一第二放大倍率的光學(xué)變焦功能。并且，該變焦鏡頭組可將一外界影像成像于影像擷取模塊上，并由該影像擷取模塊將該外界影像轉(zhuǎn)換成電氣訊號(hào)后傳輸至基板上。本發(fā)明的該調(diào)焦方法有下列步驟步驟61提供一調(diào)焦裝置，結(jié)合于影像擷取模塊上，該調(diào)焦裝置可帶動(dòng)影像擷取模塊進(jìn)行相對(duì)于變焦鏡頭組的有限度位移運(yùn)動(dòng)；步驟62使用該變焦鏡頭組進(jìn)行切換成像放大倍率的光學(xué)變焦功能；以及，步驟63驅(qū)動(dòng)該調(diào)焦裝置，以在變焦鏡頭組進(jìn)行變焦時(shí)對(duì)應(yīng)微調(diào)影像擷取模塊的位置來維持成像清晰度。
以上所述是利用較佳實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明的范圍。凡熟悉本領(lǐng)域的普通一般技術(shù)人員皆能明了，適當(dāng)而作些微的改變及調(diào)整，仍將不失本發(fā)明的要義所在，亦不脫離本發(fā)明的精神和權(quán)利要求保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)焦裝置，適用于一光學(xué)成像系統(tǒng)中，該光學(xué)成像系統(tǒng)至少包括有一鏡頭組、一影像擷取模塊、以及設(shè)置有若干控制電路的一基板，該鏡頭組可將一外界影像成像于影像擷取模塊上，并由該影像擷取模塊將該外界影像轉(zhuǎn)換成電氣訊號(hào)后傳輸至基板上；其特征在于該調(diào)焦裝置還包括有一本體，用以容納該鏡頭組、影像擷取模塊與基板，并使影像擷取模塊可在本體內(nèi)進(jìn)行有限度的位移運(yùn)動(dòng)；一制動(dòng)裝置，結(jié)合于該影像擷取模塊，可驅(qū)動(dòng)影像擷取模塊進(jìn)行相對(duì)于鏡頭組及基板兩者的位移運(yùn)動(dòng)；以及，一電氣訊號(hào)傳輸裝置，聯(lián)絡(luò)于制動(dòng)裝置與基板之間，可在影像擷取模塊進(jìn)行相對(duì)于基板的位移運(yùn)動(dòng)時(shí)仍然能保持兩者間的電氣訊號(hào)傳輸?shù)臓顟B(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的調(diào)焦裝置，其中，該電氣訊號(hào)傳輸裝置包括有一軟性電路板，該影像擷取模塊結(jié)合并電性連接于該軟性電路板上，于軟性電路板上并設(shè)有至少一可撓排線，該可撓排線延伸并連接于基板與影像擷取模塊之間，使得當(dāng)影像擷取模塊進(jìn)行相對(duì)于基板的位移運(yùn)動(dòng)時(shí)，該可撓排線仍可與基板與影像擷取模塊兩者同時(shí)保持電性連接狀態(tài)；并且，該軟性電路板為一多邊形結(jié)構(gòu)，于該軟性電路板上設(shè)有至少一沿著軟性電路板的一邊緣相平行且相距一預(yù)定寬度的方向延伸的一切割槽，該切割槽的一端延伸至軟性電路板外緣、而另一端則未延伸至另一外緣，而使位于該切割槽與邊緣之間的軟性電路板實(shí)質(zhì)上構(gòu)成一懸臂狀可擺動(dòng)的該可撓排線，該可撓排線具有與軟性電路板相連的一固定端、及可自由擺動(dòng)的一自由端，該固定端電性連接于影像擷取模塊，而該自由端結(jié)合并電性連接于該基板。
3.如權(quán)利要求2所述的調(diào)焦裝置，其中，于多邊形結(jié)構(gòu)的軟性電路板的每一個(gè)邊緣均分別設(shè)有該切割槽以形成多數(shù)個(gè)可撓排線。
4.如權(quán)利要求1所述的調(diào)焦裝置，其中，該電氣訊號(hào)傳輸裝置為一無線訊號(hào)傳輸裝置，其包括有一無線訊號(hào)發(fā)射器連接于影像擷取模塊上、一無線訊號(hào)接收器結(jié)合于基板上且恰與該無線訊號(hào)發(fā)射器相對(duì)應(yīng)、以及一電源線連接于影像擷取模塊與基板之間以提供影像擷取模塊與無線訊號(hào)發(fā)射器作動(dòng)所需的電源。
5.如權(quán)利要求1所述的調(diào)焦裝置，其中，該制動(dòng)裝置包括有至少一永久磁鐵，其結(jié)合于該影像擷取模塊，該永久磁鐵二端分別具有相對(duì)的一第一極性與一第二極性；至少一導(dǎo)磁體，其纏繞有若干個(gè)線圈，該第一導(dǎo)磁體的兩端分別具有一第一延伸部及一第二延伸部，該第一延伸部的位置與該永久磁鐵的該第一極性相對(duì)應(yīng)；以及一導(dǎo)引機(jī)構(gòu)，設(shè)置于本體上且連動(dòng)于影像擷取模塊，該導(dǎo)引機(jī)構(gòu)可限制影像擷取模塊僅可進(jìn)行線性位移運(yùn)動(dòng)而不會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；其中，該本體包括有中空?qǐng)A柱狀的一套筒部，并且該導(dǎo)引機(jī)構(gòu)更包括有至少一斜向?qū)Р?，設(shè)置于本體的該套筒部的外周緣上且對(duì)應(yīng)于永久磁鐵的位置，使永久磁鐵可受到導(dǎo)槽的限制與導(dǎo)引，而沿著導(dǎo)槽的延伸方向進(jìn)行斜向線性運(yùn)動(dòng)；一承板，容置于本體的該套筒部?jī)?nèi)部，用于承載并定位該影像擷取模塊；一轉(zhuǎn)盤，容置于本體的該套筒部?jī)?nèi)部，于該轉(zhuǎn)盤上更設(shè)有包括至少一夾持部其是以可相互旋轉(zhuǎn)滑移的方式來夾持與支撐該承板、至少一突伸臂其是自轉(zhuǎn)盤外緣穿過導(dǎo)槽而突伸出套筒部之外、以及至少一夾爪設(shè)置于突伸臂末端以用來夾持定位永久磁鐵；以及，至少一導(dǎo)桿，設(shè)置并延伸于本體與承板之間，可限制承板僅可進(jìn)行沿著該導(dǎo)桿的線性位移運(yùn)動(dòng)，而無法旋轉(zhuǎn)；并且，其中，該導(dǎo)磁體環(huán)繞著套筒部外圍設(shè)置，且使第一延伸部位于導(dǎo)槽的一末端并對(duì)應(yīng)于永久磁鐵的第一極性位置，藉由對(duì)該線圈施加一電流可促使第一延伸部產(chǎn)生磁力以驅(qū)動(dòng)該永久磁鐵沿著導(dǎo)槽斜向運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤在套筒部?jī)?nèi)進(jìn)行類似螺牙旋轉(zhuǎn)的位移運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)承板與影像擷取模塊進(jìn)行沿著導(dǎo)桿的線性位移運(yùn)動(dòng)。
6.如權(quán)利要求5所述的調(diào)焦裝置，其中，該至少一導(dǎo)磁體包括一第一導(dǎo)磁體及一第二導(dǎo)磁體，各導(dǎo)磁體均纏繞有若干個(gè)線圈，且各導(dǎo)磁體的兩端均分別具有一第一延伸部及一第二延伸部，其中，第一導(dǎo)磁體的第一延伸部的位置與該永久磁鐵的該第一極性相對(duì)應(yīng)，而第二導(dǎo)磁體的第二延伸部則與該永久磁鐵的第二極性相對(duì)應(yīng)；其中，該至少一導(dǎo)桿設(shè)置于本體內(nèi)部且朝向承板延伸，于承板上對(duì)應(yīng)于導(dǎo)桿的位置處設(shè)置有導(dǎo)孔以供導(dǎo)桿所穿過；其中，該夾持部具有一U形開口其可容納承板的一邊緣，且該夾持部的U形開口間距大于承板邊緣厚度，使得承板在U形開口內(nèi)呈現(xiàn)一松弛而可相對(duì)旋轉(zhuǎn)滑移的狀態(tài)；其中，于承板邊緣更設(shè)有至少一凸點(diǎn)以供減少與夾持部之間的摩擦力。
7.如權(quán)利要求1所述的調(diào)焦裝置，其中該鏡頭組為一變焦鏡頭組，其可進(jìn)行不同放大倍率的變焦工作，而該調(diào)焦裝置則是在變焦鏡頭組進(jìn)行變焦時(shí)針對(duì)維持成像清晰度的焦距微調(diào)工作。
8.一種具有調(diào)焦裝置的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于包括有一變焦鏡頭組，其可提供切換至少一第一放大倍率與一第二放大倍率的光學(xué)變焦功能；一影像擷取模塊，對(duì)應(yīng)于該變焦鏡頭組，可接受被變焦鏡頭組所聚集成像的一外界影像，并將該外界影像轉(zhuǎn)換成一電氣訊號(hào)；一基板，其上設(shè)置有若干控制電路，可接受來自影像擷取模塊的電氣訊號(hào)并加以處理；以及，一調(diào)焦裝置，結(jié)合于影像擷取模塊，可帶動(dòng)影像擷取模塊進(jìn)行相對(duì)于變焦鏡頭組的有限度位移運(yùn)動(dòng)，其可在變焦鏡頭組進(jìn)行變焦時(shí)對(duì)應(yīng)微調(diào)影像擷取模塊的位置以維持成像清晰度。
9.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其中，該調(diào)焦裝置更包括有一本體，用以容納該鏡頭組、影像擷取模塊與基板，并使影像擷取模塊可在本體內(nèi)進(jìn)行有限度的位移運(yùn)動(dòng)；一制動(dòng)裝置，結(jié)合于該影像擷取模塊，可驅(qū)動(dòng)影像擷取模塊進(jìn)行相對(duì)于鏡頭組及基板兩者的位移運(yùn)動(dòng)；以及，一電氣訊號(hào)傳輸裝置，聯(lián)絡(luò)于制動(dòng)裝置與基板之間，可在影像擷取模塊進(jìn)行相對(duì)于基板的位移運(yùn)動(dòng)時(shí)仍然能保持兩者間的電氣訊號(hào)傳輸?shù)臓顟B(tài)；其中的調(diào)焦裝置中該電氣訊號(hào)傳輸裝置包括有一軟性電路板，該影像擷取模塊結(jié)合并電性連接于該軟性電路板上，于軟性電路板上并設(shè)有至少一可撓排線，該可撓排線延伸并連接于基板與影像擷取模塊之間，使得當(dāng)影像擷取模塊進(jìn)行相對(duì)于基板的位移運(yùn)動(dòng)時(shí)，該可撓排線仍可與基板與影像擷取模塊兩者同時(shí)保持電性連接狀態(tài)；該軟性電路板為一多邊形結(jié)構(gòu)，于該軟性電路板上設(shè)有至少一沿著軟性電路板的一邊緣相平行且相距一預(yù)定寬度的方向延伸的一切割槽，該切割槽的一端延伸至軟性電路板外緣、而另一端則未延伸至另一外緣，而使位于該切割槽與邊緣之間的軟性電路板實(shí)質(zhì)上構(gòu)成一懸臂狀可擺動(dòng)的該可撓排線，該可撓排線具有與軟性電路板相連的一固定端、及可自由擺動(dòng)的一自由端，該固定端電性連接于影像擷取模塊，而該自由端結(jié)合并電性連接于該基板；其中，于多邊形結(jié)構(gòu)的軟性電路板的每一個(gè)邊緣均分別設(shè)有該切割槽以形成多數(shù)個(gè)可撓排線；并且，該制動(dòng)裝置包括有至少一永久磁鐵，其結(jié)合于該影像擷取模塊，該永久磁鐵二端分別具有相對(duì)的一第一極性與一第二極性；至少一導(dǎo)磁體，其纏繞有若干個(gè)線圈，該第一導(dǎo)磁體的兩端分別具有一第一延伸部及一第二延伸部，該第一延伸部的位置與該永久磁鐵的該第一極性相對(duì)應(yīng)；以及一導(dǎo)引機(jī)構(gòu)，設(shè)置于本體上且連動(dòng)于影像擷取模塊，該導(dǎo)引機(jī)構(gòu)可限制影像擷取模塊僅可進(jìn)行線性位移運(yùn)動(dòng)而不會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；其中，該本體包括有中空?qǐng)A柱狀的一套筒部，并且該導(dǎo)引機(jī)構(gòu)更包括有至少一斜向?qū)Р?，設(shè)置于本體的該套筒部的外周緣上且對(duì)應(yīng)于永久磁鐵的位置，使永久磁鐵可受到導(dǎo)槽的限制與導(dǎo)引，而沿著導(dǎo)槽的延伸方向進(jìn)行斜向線性運(yùn)動(dòng)；一承板，容置于本體的該套筒部?jī)?nèi)部，用于承載并定位該影像擷取模塊；一轉(zhuǎn)盤，容置于本體的該套筒部?jī)?nèi)部，于該轉(zhuǎn)盤上更設(shè)有包括至少一夾持部其是以可相互旋轉(zhuǎn)滑移的方式來夾持與支撐該承板、至少一突伸臂其是自轉(zhuǎn)盤外緣穿過導(dǎo)槽而突伸出套筒部之外、以及至少一夾爪設(shè)置于突伸臂末端以用來夾持定位永久磁鐵；以及，至少一導(dǎo)桿，設(shè)置并延伸于本體與承板之間，可限制承板僅可進(jìn)行沿著該導(dǎo)桿的線性位移運(yùn)動(dòng)，而無法旋轉(zhuǎn)。
10.一種光學(xué)成像系統(tǒng)的調(diào)焦方法，該光學(xué)成像系統(tǒng)至少包括有一變焦鏡頭組、一影像擷取模塊、以及設(shè)置有若干控制電路的一基板，該變焦鏡頭組系可提供切換至少一第一放大倍率與一第二放大倍率的光學(xué)變焦功能，且該變焦鏡頭組可將一外界影像成像于影像擷取模塊上，并由該影像擷取模塊將該外界影像轉(zhuǎn)換成電氣訊號(hào)后傳輸至基板上；其特征在于該調(diào)焦方法包括有下列步驟提供一調(diào)焦裝置，結(jié)合于影像擷取模塊上，該調(diào)焦裝置可帶動(dòng)影像擷取模塊進(jìn)行相對(duì)于變焦鏡頭組的有限度位移運(yùn)動(dòng)；使用該變焦鏡頭組進(jìn)行切換放大倍率的光學(xué)變焦功能；以及，驅(qū)動(dòng)該調(diào)焦裝置，以在變焦鏡頭組進(jìn)行變焦時(shí)對(duì)應(yīng)微調(diào)影像擷取模塊的位置來維持成像清晰度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適用于光學(xué)成像系統(tǒng)的調(diào)焦裝置。該光學(xué)成像系統(tǒng)包括有一變焦鏡頭組、一影像擷取模塊、以及一基板。該變焦鏡頭組可提供切換成像放大倍率的光學(xué)變焦功能，且可將一外界影像成像于影像擷取模塊上，并由該影像擷取模塊將該外界影像轉(zhuǎn)換成電氣訊號(hào)后傳輸至基板上。該調(diào)焦裝置包括有一本體、一制動(dòng)裝置及一電氣訊號(hào)傳輸裝置。制動(dòng)裝置結(jié)合于該影像擷取模塊，可驅(qū)動(dòng)影像擷取模塊進(jìn)行相對(duì)于鏡頭組及基板兩者的位移運(yùn)動(dòng)。電氣訊號(hào)傳輸裝置聯(lián)絡(luò)于制動(dòng)裝置與基板之間，可在影像擷取模塊進(jìn)行位移時(shí)仍與基板之間的電氣訊號(hào)傳輸。藉此，該調(diào)焦裝置可在變焦鏡頭組進(jìn)行變焦時(shí)對(duì)應(yīng)微調(diào)影像擷取模塊的位置以維持成像清晰度。
文檔編號(hào)H04N5/225GK1975555SQ200510124070
公開日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2005年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月28日
發(fā)明者刁國(guó)棟, 張世遠(yuǎn), 徐佳寬 申請(qǐng)人:欣相光電股份有限公司