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TWI651001B - 自動補償焦距之攝像裝置 - Google Patents

自動補償焦距之攝像裝置 Download PDF

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TWI651001B
TWI651001B TW106145594A TW106145594A TWI651001B TW I651001 B TWI651001 B TW I651001B TW 106145594 A TW106145594 A TW 106145594A TW 106145594 A TW106145594 A TW 106145594A TW I651001 B TWI651001 B TW I651001B
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Abstract

一種自動補償焦距之攝像裝置包括基座、調整座及鏡筒。調整座包括第一環體、第二環體與連接件，第一環體與第二環體彼此同軸穿套並保持間距，第一環體包括軸向相對的第一端與第二端，第一端固設於基座上，第二環體包括軸向相對的第三端與第四端，第三端藉由連接件連接於第一環體的第二端，第四端具有第一結合部。鏡筒設有第二結合部，第二結合部對應結合於第一結合部。

Description

自動補償焦距之攝像裝置
本發明係關於一種攝像裝置，特別是指一種自動補償焦距之攝像裝置。
目前坊間已有應用於各式領域的攝影裝置，例如行車紀錄器、監控攝影機等。各種攝影裝置可以設置於車上、安全帽上、路口、出入口等，藉以拍攝欲監控的場所。
攝影裝置要求最為重要的就是顯示出來的畫面是否清晰。然而，目前市面上的攝影裝置容易因溫度的變化而產生跑焦的情形。舉例來說，攝影裝置可能會因自身運作所產生的熱量使得攝影裝置內部元件(例如鏡筒、基座及電路板)溫度升高而發生熱膨脹的情形、或者攝影裝置內部元件的溫度因環境溫度而提高(如太陽照射)進而發生熱膨脹的情形，上述這些情況都很可能導致攝影裝置的焦距偏離原本位置而影響拍攝畫面的清晰度。
有鑑於此，於一實施例中，提供一種自動補償焦距之攝像裝置包括基座、調整座及鏡筒。調整座包括第一環體、第二環體與連接件，第一環體與第二環體彼此同軸穿套並保持間距，第一環體包括軸向相對的 第一端與第二端，第一端固設於基座上，第二環體包括軸向相對的第三端與第四端，第三端藉由連接件連接於第一環體的第二端，第四端具有第一結合部。鏡筒設有第二結合部，第二結合部對應結合於第一結合部。
綜上所述，本發明實施例之攝像裝置在受熱時(例如自身運作產生的熱量或陽光照射所產生的熱量)，調整座的第一環體可產生一第一軸向熱變形量，第二環體可產生相反於第一軸向熱變形量的一第二軸向熱變形量，以透過第一軸向熱變形量與第二軸向熱變形量抵銷攝像裝置內部元件(如鏡筒、基座或電路板)所產生的熱變形量，進而使鏡頭與感光元件的距離在受熱後能維持相同，達到持續保持預定的成像焦距而能維持拍攝畫面的品質。
1、2‧‧‧攝像裝置
10‧‧‧基座
11‧‧‧感光元件
20‧‧‧調整座
21‧‧‧第一環體
211‧‧‧第一端
212‧‧‧第二端
213‧‧‧凸塊
22‧‧‧第二環體
221‧‧‧第三端
222‧‧‧第四端
23‧‧‧連接件
23A~23C‧‧‧連接件
231‧‧‧缺槽
24、24’‧‧‧第一結合部
25‧‧‧第三環體
251‧‧‧第五端
252‧‧‧第六端
26‧‧‧徑向連接件
30‧‧‧鏡筒
31‧‧‧第二結合部
32‧‧‧鏡頭
D‧‧‧距離
L1~L3‧‧‧箭號
[圖1]為本發明攝像裝置第一實施例之立體圖。
[圖2]為本發明攝像裝置第一實施例之剖視圖。
[圖3]為本發明攝像裝置第二實施例之剖視圖。
[圖4]為本發明攝像裝置第三實施例之剖視圖。
[圖5]為本發明攝像裝置第四實施例之剖視圖。
[圖6]為本發明攝像裝置第五實施例之剖視圖。
圖1為本發明攝像裝置第一實施例之立體圖，圖2為本發明攝像裝置第一實施例之剖視圖。如圖1與圖2所示，在本實施例中，自動補償焦距之攝像裝置1包括基座10、調整座20以及鏡筒30。在一些實施例中， 攝像裝置1具體上可裝設在電子裝置上，例如攝像裝置1為行車紀錄器、手機、平板電腦、筆記型電腦或其他可攜式電子裝置的相機模組。或者、攝像裝置1也可為網路監控攝影機(IP Camera/Network Camera)、閉路電視(Closed-Circuit Television,CCTV)或類比監控攝影機等等。
如圖1與圖2所示，在本實施例中，調整座20是設置在基座10上方，其中基座10具體上可為塑膠或金屬材質所製成的承載座，在此，基座10上可設有一感光元件11。在一些實施例中，感光元件11具體上可為感光耦合元件(charge-coupled device,CCD)、互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)、或互補式金屬氧化物半導體主動像素傳感器(CMOS Active pixel sensor)。
如圖1與圖2所示，調整座20包括第一環體21、第二環體22與連接件23，第一環體21與第二環體22彼此同軸穿套並保持間距(例如保持1mm、2mm、5mm或10mm)。在本實施例中，第一環體21與第二環體22呈圓環型態，但此並不侷限，在其他實施例中，第一環體21也可呈方環、橢圓環或其他形狀之環體，第二環體22也可呈方環、橢圓環或其他形狀之環體。此外，在本實施例中，第一環體21的外徑大於第二環體22的外徑，第二環體22是穿套在第一環體21的內部且保持距離，也就是說，第一環體21與第二環體22互不相接觸。然而，本實施例僅為舉例，第一環體21的外徑也可小於第二環體22的外徑，而由第一環體21穿套在第二環體22的內部。
再如圖1與圖2所示，調整座20的第一環體21包括軸向相對的第一端211與第二端212，在本圖中軸向指的是Y軸方向，第一環體21 的第一端211固設於基座10上(例如第一端211透過黏著、螺鎖、卡接或銲接等方式固定在基座10上)，第二環體22包括軸向相對的第三端221與第四端222，第二環體22的第四端222相對第三端221遠離第一環體21第二端212，第三端221藉由連接件23連接於第一環體21的第二端212。例如在本實施例中，連接件23可為一環狀塊體且由第一環體21的第二端212一體徑向延伸，連接件23遠離第一環體21之第二端212的端部可組接於第二環體22的第三端221，例如第二環體22的第三端221可藉由黏著、螺鎖、卡接或銲接等方式與連接件23彼此固定。在其他實施例中，連接件23也可由第二環體22的第三端221一體延伸，本實施例並不限制。
如圖1與圖2所示，鏡筒30是組裝於調整座20的第二環體22，例如在本實施例中，鏡筒30穿套在第二環體22內，第二環體22的第四端222具有第一結合部24，鏡筒30則設有第二結合部31，鏡筒30是以其第二結合部31對應結合於第一結合部24而組接於第二環體22的端部。在圖2的實施例中，第一結合部24為一內螺紋，第二結合部31為設於鏡筒30外周的外螺紋以對應螺合於內螺紋，藉此，透過鏡筒30與第二環體22是以螺紋組接，使鏡筒30能相對於第二環體22旋轉以調整成像焦距。此如圖2所示，在一實施例中，鏡筒30上可設有一鏡頭32，在此鏡頭32是由多個鏡片組成，在其他實施例中亦可僅包含單一個鏡片，此並不侷限。基座10上的感光元件11是對應於鏡頭32，透過鏡筒30能相對於第二環體22旋轉調整位置，可改變鏡頭32與感光元件11之間的距離而能調整成像焦距，但本實施例並不限制。在其他實施例中，鏡筒30也可固接於第二環體22的第四端222，例如鏡筒30透過黏著、螺鎖、卡接或銲接等方式固定於第二環體22， 此實施例圖面省略繪示。
在一些實施例中，第一環體21與第二環體22可具有相同之熱膨脹係數，例如第一環體21與第二環體22可為相同材質所製成，舉例來說，第一環體21與第二環體22可皆為相同的金屬材料(例如銅、鐵、鋁或其他合金)或相同的塑膠材料(例如聚氯乙烯、聚丙烯、聚醯亞胺或聚碳酸酯)製成。或者，在一些實施例中，第一環體21與第二環體22可具有不同之熱膨脹係數，例如第一環體21與第二環體22可為不同材質所製成，舉例來說，第一環體21與第二環體22可分別為不同的金屬材料所製成，例如第一環體21由銅材製成，第二環體22則由鐵材製成。或者，第一環體21與第二環體22可分別為不同塑膠材料製成，例如第一環體21由聚氯乙烯製成，第二環體22則由聚醯亞胺製成。又或者，第一環體21與第二環體22也可分別由金屬材料與塑膠材料所製成而具有不同之熱膨脹係數。
藉此，本發明實施例之攝像裝置1在受熱時，調整座20的第一環體21可產生一第一軸向熱變形量，第二環體22可產生相反於第一軸向熱變形量的一第二軸向熱變形量，以透過第一軸向熱變形量與第二軸向熱變形量抵銷攝像裝置1內部元件(例如基座10、感光元件11、鏡筒30或其他構件)所產生的熱變形量，進而使鏡頭32與感光元件11的距離在受熱後能維持相同，達到持續保持預設的成像焦距而能維持拍攝畫面的品質。此進一步配合圖式詳細說明如下。
以圖2來說，假設攝像裝置1在出廠時已調校好最佳的成像焦距，例如已調整好鏡頭32與感光元件11之距離D(在此距離D為感光元件11至鏡頭32底端的距離)，當攝像裝置1受熱時，例如攝像裝置1因自身 運作而發熱或者因環境溫度的提高(如太陽照射)而受熱時，會導致攝像裝置1中的各元件(例如基座10、感光元件11、鏡筒30及其他構件)因受熱膨脹而產生熱變形量。同樣地，調整座20也會因受熱而膨脹，由於第一環體21的第一端211固設於基座10上，因此，第一環體21會朝箭號L1方向伸長而產生第一軸向熱變形量，此外，由於第二環體22的第三端221固定於連接件23，因此第二環體22會朝箭號L2方向(相反於箭號L1方向)伸長而產生第二軸向熱變形量，藉此，透過第一環體21與第二環體22朝相反方向伸長，可抵消攝像裝置1內部元件(例如基座10、感光元件11、鏡筒30及其他構件)所產生的熱變形量，而使鏡頭32與感光元件11維持在相同的位置以持續保持預設的成像焦距。
再以圖2的實施例來說，第一環體21的第一軸向熱變形量與第二環體22的第二軸向熱變形量，可根據不同攝像裝置1內部的元件所產生的不同熱變形量而設計成相同或不同。舉相同的情形為例，第一環體21與第二環體22可具有相同之熱膨脹係數與長度，使第一軸向熱變形量與第二軸向熱變形量相同、或者第一環體21的熱膨脹係數大於第二環體22的熱膨脹係數，但第二環體22的長度大於第一環體21的長度，亦可使第一軸向熱變形量與第二軸向熱變形量相同。舉不同的情形為例，第一環體21與第二環體22可具有相同之熱膨脹係數以及不同的長度，而使第一軸向熱變形量與第二軸向熱變形量不同、或者第一環體21與第二環體22可具有不同之熱膨脹係數與長度，而使第一軸向熱變形量與第二軸向熱變形量不同。然而，上述實施例僅為舉例，實際上第一環體21與第二環體22各別軸向熱變形量是根據各式攝像裝置1內部的實際熱變形量而定。
在一些實施例中，攝像裝置1的連接件23也可為其他實施態樣。例如圖3所示，為本發明攝像裝置第二實施例之剖視圖，本實施例之連接件23A為一獨立構件且固接於第一環體21的第二端212的端面與第二環體22的第三端221的端面，透過連接件23A固接在第一環體21與第二環體22的端面，可防止第一環體21與第二環體22在受熱時，兩者的橫向熱變形量相互影響而產生誤差。此外，在本實施例中，連接件23A具有二缺槽231，在組裝時，可將第一環體21的第二端212與第二環體22的第三端221分別插設於二缺槽231中，達到在組裝過程中不需費時對位而增加製造效率及避免誤差。
或者，如圖4所示，為本發明攝像裝置第三實施例之剖視圖，本實施例之連接件23B是由第二環體22的第三端221一體徑向延伸，且連接件23B僅具有一個缺槽231並位於連接件23B的端部而形成階梯狀的表面，第一環體21之第二端212的端面凸設有一凸塊213而形成階梯狀的表面，且凸塊213對應插設於缺槽231中，以增加連接件23B與第一環體21的接觸面積而提高組裝強度。在其他實施例中，連接件23B也可由第一環體21的第二端212一體徑向延伸，此並不侷限。
又或者，如圖5所示，為本發明攝像裝置第四實施例之剖視圖。本實施例之連接件23C為一環塊並夾設於第一環體21與第二環體22之間，使第一環體21與第二環體22彼此保持間距，其中，連接件23C較佳是鄰近於第一環體21的第二端212與第二環體22的第三端221。
如圖6所示，為本發明攝像裝置第五實施例之剖視圖。本實施例與上述第一實施例的差異在於第一結合部的不同，本實施例攝像裝置 2的第一結合部24’包括第三環體25與徑向連接件26，第三環體25包括軸向相對的第五端251與第六端252，第三環體25的第五端251藉由徑向連接件26連接於第二環體22的第四端222，第三環體25的第六端252結合於鏡筒30。其中第三環體25也可呈方環、橢圓環或其他形狀之環體，在本實施例中，第三環體25的外徑是小於第二環體22，第三環體25是穿套在第二環體22的內部且保持距離。藉此，當攝像裝置1受熱時，由於第三環體25的第五端251固定於徑向連接件26，因此第三環體25會朝箭號L3方向伸長而產生第三軸向熱變形量(相反於箭號L2方向)，其中第一軸向熱變形量、第二軸向熱變形量以及第三軸向熱變形量可互不相同，例如第一環體21、第二環體22及第三環體25的熱膨脹係數不同，藉此，本實施例調整座20透過使用三個環體(第一環體21、第二環體22及第三環體25)的軸向熱變形量來維持成像焦距，可達到適用於熱變形量更複雜之攝像裝置2，例如攝像裝置2內部元件的熱變形量為非線性的情況、或者僅透過兩個環體(第一環體21與第二環體22)無法正好抵消攝像裝置2內部元件的熱變形量，而需要再透過第三環體25補償的情形。
再如圖3所示，在本實施例中，徑向連接件26為一環塊且由第二環體22的第四端222一體徑向延伸，徑向連接件26遠離第二環體22之第四端222的端部可組接於第三環體25的第五端251，例如第三環體25的第五端251可藉由黏著、螺鎖、卡接或銲接等方式與徑向連接件26彼此固定。
在一些實施例中，徑向連接件26也可為其他實施態樣，例如圖3至圖5之連接件23A、23B、23C之結構型態，在此則不多加贅述。
雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (10)

  1. 一種自動補償焦距之攝像裝置，包括：一基座；一調整座，包括一第一環體、一第二環體與一連接件，該第一環體與該第二環體係彼此同軸穿套並保持一間距，該第一環體包括軸向相對的一第一端與一第二端，該第一端固設於該基座上，該第二環體包括軸向相對的一第三端與一第四端，該第三端藉由該連接件固定連接於該第一環體的該第二端，該第四端相對該第三端遠離該第二端，該第四端具有一第一結合部；以及一鏡筒，設有一第二結合部，該第二結合部對應結合於該第一結合部。
  2. 如請求項1所述之自動補償焦距之攝像裝置，其中該第一環體與該第二環體具有相同之熱膨脹係數。
  3. 如請求項2所述之自動補償焦距之攝像裝置，其中該第一環體與該第二環體具有相同之軸向長度。
  4. 如請求項1所述之自動補償焦距之攝像裝置，其中該第一環體與該第二環體具有不同熱膨脹係數。
  5. 如請求項4所述之自動補償焦距之攝像裝置，其中該第一環體與該第二環體具有不同之軸向長度。
  6. 如請求項1所述之自動補償焦距之攝像裝置，其中該第一結合部包括一第三環體與一徑向連接件，該第三環體包括軸向相對的一第五端與一第六端，該第五端藉由該徑向連接件連接於該第二環體的該第四端，該第三環體的該第六端結合於該鏡筒。
  7. 如請求項1所述之自動補償焦距之攝像裝置，其中該第一結合部為一內螺紋，該第二結合部為一外螺紋並能對應螺合於該內螺紋。
  8. 如請求項1所述之自動補償焦距之攝像裝置，其中該連接件固接於該第一環體的該第二端的端面與該第二環體的該第三端的端面。
  9. 如請求項1所述之自動補償焦距之攝像裝置，其中該連接件夾設於該第一環體與該第二環體之間。
  10. 如請求項1所述之自動補償焦距之攝像裝置，其中該連接件具有一缺槽，該第一環體的該第二端或該第二環體的該第三端係容設於該缺槽中。
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