相机自动调焦机构 【技术领域】
本发明提供一种相机(camera)，特别是涉及一种能自动调焦的相机。
背景技术
现今绝大多数的相机都具备自动调焦的装置，而自动调焦的装置可以让使用者不再需要以手动的方式调整焦距，也因此让使用者减少调整焦距时的错误也让现今的自动相机更加容易使用。
现有的自动调焦装置是以一微控制器来调整镜头内镜片组的相对位置，此外，该微控制器也可以调整其他装置(例如红外线)以实施实际距离的测量或是理想距离的测量。一旦相机与物体之间的距离被决定之后，该微控制器就可以控制自动调焦装置来安排镜片的位置以便于正确地对该物体调焦。
一般低成本的自动相机通常是利用远焦或近焦二选一的单调镜片系统来控制镜片的位置，对这种仅有两个焦距安排的单调镜片系统来说，该微控制器是单纯的将物体设定为无穷远或约2.4～3.6公尺(8～12英寸)这两种情形来安排镜片的位置。
现有的使用于相机中的自动调焦机构占用太大的空间且过于复杂和不必要的零件在其中，因此一种轻薄短小且成本低廉地自动调焦装置是急待解决的问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种节省空间且成本低廉的单调式自动调焦机构，以解决上述现有的问题。
本发明的另一目的在于该第二圆柱体的该线圈与该金属片组成一螺旋状制动器以提供驱动。
本发明的另一目的在于同轴排列的圆柱体、镜片、金属片以及弹簧能够提供较经济的空间利用。
本发明的另一目的在于通过通电的线圈会使第二圆柱体移动至第二位置，而弹簧在线圈为通电时会使第二圆柱体回复第一位置，使得自动调焦机构可更容易使用于任何的位置导向。
为达上述目的，本发明提供一种相机自动调焦机构，其包括一外框、一第一镜片、一线圈、一第二圆柱体、一第二镜片以及一弹性装置，该外框包括一第一圆柱体，该第一圆柱体为中空并设有一圆形开孔；该第一镜片固定于该外框，并与该圆形开孔同轴排列；该线圈包覆于该第一圆柱体，能够导通一电流；该第二圆柱体是中空包覆该第一圆柱体，能够沿着一中心轴相对于该第一圆柱体移动，该第二圆柱体包括一金属片；该第二镜片固定于该第二圆柱体之内，并与该圆形开孔同轴排列；该弹性装置，用来连接该第一圆柱体与该第二圆柱体，当该线圈并未导通电流时，该第二圆柱体会被弹性装置支撑于一第一位置，使得该第一与第二镜片形成一第一焦距；当线圈导通电流时，该第二圆柱体会使该弹性装置维持于一第二位置，使得该第一与第二镜片形成一第二焦距。
在另一实施例之中，该线圈与金属片的位置是可被互换的。
【附图说明】
图1为本发明自动调焦机构的透视图；
图2为本发明第一实施例自动调焦机构的剖视图；
图3为图2的自动调焦机构于近焦时的剖视图；
图4为本发明第二实施例自动调焦机构的剖视图；
图5为本发明第三实施例自动调焦机构的剖视图。
【具体实施方式】
请参阅图1，图1是本发明自动调焦机构10的透视图，自动调焦机构10包括一第一中空圆柱体12、一第一镜片16、一线圈(insulting coil)18以及一第二镜片22。第一圆柱体12与第一镜片16贴合于一外框(frame)14(显示于图2A)，线圈18缠绕于第一圆柱体12，一第二中空圆柱体20用来支托一第二镜片22。第二圆柱体20包覆第一圆柱体12和线圈18，且第二圆柱体20可沿着第一圆柱体12的中心轴移动。第一与第二镜片16、22也是排列于第一圆柱体12中心轴之上。第一与第二圆柱体12、20是以一弹性件，即弹簧24(显示于图2)彼此相互连接。第二圆柱体20是一金属材质，例如像铁(iron)这种有高磁性金属，或是磁铁(magnetized iron)，或是其他永久磁性材质。线圈18是一被隔离的导体，能由一电源(图未示)供应能量而导通电流。线圈18和第二圆柱体20形成一螺旋装置(例如一电磁阀)。自动调焦机构10安装于一相机(例如一底片相机或数字相机)，而第一与第二镜片16、22用来相互配合以调整出欲摄影物体的焦距于一电荷耦合装置(charge-coupled device，CCD)或一摄影底片(photographic film)之上。第一与第二镜片16、22间的距离决定了自动调焦机构10的焦距长度。
请参阅图2，图2是本发明第一实施例自动调焦机构10的剖视图。弹簧24是一圈状弹簧，可由箭头26a所示的方向推撑第一圆柱体12和第二圆柱体20、第二镜片22。第二圆柱体20是以一贴合于第一圆柱体12或外框14的触止装置(stop)或类似装置来避免与第一圆柱体12相脱离。此是一现有手段故不再赘述。线圈18未被施加能量时，自动调焦机构10如图2所示的位置，第一与第二镜片16、22调整成对远端物体的远焦距。
请参阅图3，当线圈18导通电流时，第二圆柱体20会被吸引至线圈18并朝着箭头26b的方向压缩弹簧24。施加于线圈18的电流会视第二圆柱体20材质的导磁性、线圈18的匝数以及弹簧24的机械特性等参数来控制上述的动作。所有上述自动调焦机构10的特性可由设计者视所需相机的精密度自行决定。不过弹簧24也可以是平面弹簧，其与圈状弹簧都具有相同的功能，自动调焦机构10如图3所示，调整成对靠近相机物体的近焦距。
图4是本发明第二实施例自动调焦机构的剖视图。自动调焦机构30包括一弹簧32用以取代第一实施例的弹簧24。主要的不同在于弹簧32连接于外框14，当线圈18并未导通电流时，弹簧32能将塑胶材质的第二圆柱体34与线圈18保持一距离(弹簧32置于第二圆柱体34之外)。第二圆柱体34包括一嵌入式金属圆柱体36用来形成一带有线圈18的制动器(solenoid-type actuator)。当线圈18通电时，第二圆柱体34像第一实施例一样的方式移动，当线圈18不再通电时，已被拉长的弹簧32会拉回第二圆柱体34至原先的位置。如此一来，本实施例的自动调焦机构30就可以产生两种不同的焦距。
图5是本发明第三实施例自动调焦机构的剖视图。自动调焦机构40包括一弹簧42，用以取代第一实施例的弹簧24。弹簧42连接于外框14，当安装于第二圆柱体44的一线圈46并未导通电流时，弹簧42能将塑胶材质的第二圆柱体44与第一圆柱体50保持一距离，第二圆柱体44有一突出端(raised lip)45。突出端45用来为弹簧42提供一接触面，其功能与第一实施例的第二圆柱体20的内突出部相同。第一圆柱体50包括一嵌入式金属圆柱体48用来形成一带有线圈46的螺旋状制动器(solenoid-type actuator)。当线圈46通电时，第二圆柱体44与第二镜片22就会以第一实施例与第二实施例一样的方式往靠近第一镜片16的位置移动。
一般来说，本发明描述的镜片结构并不局限于自动调焦机构，换言之，本发明的第一与第二镜片也可以视相机设计者的需要由单一或多个镜片取代。
与现有技术相比，本发明的自动调焦机构利用一螺旋电磁制动器以及一弹簧使相机得以产生两个不同焦距。由于制动器与镜片支撑结构以相同的零件所达成，所以自动调焦机构的零件数量得以减少，而同轴的圆柱体、镜片以及弹簧的配置有更佳的空间运用。因此本发明的自动调焦机构在任何位置导向装置(physical orientation)以及现代相机中都便于使用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，都属于本发明专利的涵盖范围。