ЦИФРОВАЯ КАМЕРА Российский патент 2010 года по МПК H04N5/225 G03B17/04 

Изобретение относится к области оптоэлектроники, а именно к области цифровых камер, и может быть использовано в цифровых фото- и видеокамерах, камерах мобильных устройств (например, мобильных телефонов, КПК, ноутбуков) и т.п., когда от таких устройств требуется особенная компактность в нерабочем (транспортировочном) положении.

В настоящее время в области любительских цифровых камер, в особенности цифровых фотокамер, прослеживаются две четко выраженные тенденции. С одной стороны - тенденция к миниатюризации таких устройств: фотоаппараты становятся достаточно компактными и, таким образом, весьма мобильными. Такие камеры удобно носить с собой постоянно (например, в кармане) и, таким образом, иметь всегда под рукой.

С другой стороны, имеется тенденция к увеличению разрешения сенсоров любительских фотокамер. Таким образом, растут требования к качеству изображения, создаваемого объективами таких камер. Такие объективы становятся все более сложными, а размещение их в корпусе компактной камеры становится все более нетривиальной задачей. Кроме этого, по разным причинам рост разрешения сенсоров часто сопровождается и увеличением их физических размеров, что также приводит к увеличению размеров всей оптической системы.

Чтобы уместить такую оптическую систему в компактном корпусе производители реализуют специальные концепции при построении таких камер.

Одной из таких концепций является использование телескопической конструкции оправы объектива, втягивающегося внутрь камеры при ее транспортировке. Камера такого типа представлена в патенте США №5655171 [1].

Другим способом сохранения компактности камеры является использование объектива, выполненного по перископической схеме, подобно описанному в патенте США №7365911 [2]. В этом случае объектив выполнен с возможностью занимать фиксировано вертикальное или горизонтальное положение.

Еще одним способом уместить сложную и габаритную оптическую систему в корпусе компактной камеры является поворотная конструкция, когда в нерабочем состоянии блок объектива занимает вертикальное положение, обеспечивая малые габариты и удобство транспортировки. При использовании фотоаппарата блок объектива переводится в рабочее положение поворотом на 90 градусов. Камера такой конструкции описана в патенте США №6141505 [3]. Это решение по своим признакам является наиболее близким к заявляемому изобретению.

Недостатком всех трех описанных выше концепций является то, что они не позволяют реализовать камеру действительно малой толщины. В первом случае толщина фотоаппарата ограничивается суммой толщин составляющих объектив линз, которая растет с ростом сложности объектива, во втором и третьем случаях толщина ограничивается максимальным диаметром линзы объектива, значение которого ограничено снизу высокими требованиями по апертурным и полевым характеристикам, предъявляемыми к объективу. Таким образом, все три перечисленные выше концепции имеют такие принципиальные ограничения, которые ввиду упомянутой тенденции к усложнению оптической схемы объективов и увеличения их апертурных и полевых характеристик становятся серьезным препятствием для дальнейшего уменьшения толщины любительской камеры.

Задачей заявляемого изобретения является создание цифровой камеры малой толщины, концепция построения которой ограничивает толщину в меньшей степени, чем концепции аналогов.

Для решения поставленной задачи предлагается цифровая камера, включающая сенсор изображения и объектив, который содержит, по меньшей мере, два линзовых элемента, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один из линзовых элементов объектива установлен в собственное (индивидуальное) крепление, выполненное с возможностью поворота вокруг собственной неподвижной в пространстве во время поворота оси, перпендикулярной собственной оптической оси поворачивающегося элемента, из рабочего положения, в котором все оптические элементы объектива составляют единую оптическую систему и имеют общую оптическую ось, в нерабочее (транспортировочное) положение, в котором благодаря повороту крепления с линзовым элементом толщина блока объектива уменьшается.

Для функционирования цифровой камеры имеет смысл, чтобы линзовые элементы объектива были выбраны из набора элементов, содержащего линзы и группы линз.

Для функционирования цифровой камеры имеет смысл, чтобы сенсор изображения цифровой камеры был установлен в собственное (индивидуальное) крепление, выполненное с возможностью поворота вокруг собственной неподвижной в пространстве во время поворота оси, параллельной осям поворота поворачивающихся линзовых элементов, из рабочего положения, в котором плоскость сенсора перпендикулярна оптической оси объектива, в нерабочее (транспортировочное) положение, в котором благодаря повороту сенсора толщина блока объектива уменьшается.

Для функционирования цифровой камеры имеет смысл, чтобы, по меньшей мере, два линзовых элемента объектива были установлены в собственные крепления, выполненные с возможностью поворота вокруг собственных неподвижных в пространстве во время поворота и параллельных одна другой осей, перпендикулярных собственным оптическим осям поворачивающихся элементов, из рабочего положения, в котором все оптические элементы объектива составляют единую оптическую систему и имеют общую оптическую ось, в нерабочее (транспортировочное) положение, в котором благодаря повороту креплений с линзовыми элементами толщина блока объектива уменьшается.

Для функционирования предыдущего варианта цифровой камеры имеет смысл, чтобы сенсор изображения цифровой камеры был установлен в собственное крепление, выполненное с возможностью поворота вокруг собственной неподвижной в пространстве во время поворота оси, параллельной осям поворота поворачивающихся линзовых элементов, из рабочего положения, в котором плоскость сенсора перпендикулярна оптической оси объектива, в нерабочее (транспортировочное) положение, в котором благодаря повороту сенсора толщина блока объектива уменьшается.

Для функционирования цифровой камеры имеет смысл, чтобы все линзовые элементы объектива были установлены в собственные крепления, выполненные с возможностью поворота вокруг собственных неподвижных в пространстве во время поворота и параллельных друг другу осей, перпендикулярных собственным оптическим осям поворачивающихся элементов, из рабочего положения, в котором все оптические элементы объектива составляют единую оптическую систему и имеют общую оптическую ось, в нерабочее (транспортировочное) положение, в котором благодаря повороту креплений с линзовыми элементами толщина блока объектива уменьшается.

Для функционирования предыдущего варианта цифровой камеры имеет смысл, чтобы сенсор изображения цифровой камеры был установлен в собственное крепление, выполненное с возможностью поворота вокруг собственной неподвижной в пространстве во время поворота оси, параллельной осям поворота поворачивающихся линзовых элементов, из рабочего положения, в котором плоскость сенсора перпендикулярна оптической оси объектива, в нерабочее (транспортировочное) положение, в котором благодаря повороту сенсора толщина блока объектива уменьшается.

Для функционирования цифровой камеры имеет смысл, чтобы объектив цифровой камеры был выполнен панкратическим.

Для функционирования цифровой камеры имеет смысл, чтобы объектив цифровой камеры являлся панкратическим, и при этом компоненты, заключенные в поворотные крепления, не перемещались в процессе изменения фокусного расстояния (увеличения) объектива.

Для функционирования цифровой камеры имеет смысл, чтобы объектив цифровой камеры являлся панкратическим, и при этом в поворотное крепление был заключен только первый по ходу лучей от предмета к изображению линзовый элемент, являющийся неподвижным в процессе изменения фокусного расстояния (увеличения) объектива.

Для функционирования цифровой камеры имеет смысл, чтобы блок, содержащий объектив и сенсор изображения, был выполнен с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оптической оси объектива, из рабочего положения, при котором ведется съемка, в нерабочее (транспортировочное) положение, в котором благодаря повороту упомянутого блока габариты камеры уменьшаются

Для функционирования цифровой камеры имеет смысл, чтобы ее объектив был выполнен по перископической схеме и имел в своем составе, по меньшей мере, один изламывающий оптическую ось элемент.

Для функционирования предыдущего варианта цифровой камеры имеет смысл, чтобы изламывающий оптическую ось элемент был выполнен в виде плоского зеркала, шарнирно соединенного с одним из поворотных креплений, с возможностью уменьшения угла между плоскостью зеркала и плоскостью, перпендикулярной оптической оси закрепленного в упомянутом поворотном креплении линзового элемента, при переводе поворотного крепления и вместе с ним зеркала из рабочего в нерабочее (транспортировочное) положение, при этом чтобы зеркало было выполнено с возможностью касания своей свободной стороной направляющей и перемещения свободной стороны вдоль этой направляющей при переводе соединенного с ним поворотного крепления из нерабочего (транспортировочного) положение в рабочее положение.

Для функционирования цифровой камеры имеет смысл, чтобы цифровая камера содержала, по меньшей мере, одну группу из, по меньшей мере, двух поворотных креплений, связанных с помощью, по меньшей мере, одного шатуна, шарнирно закрепленного на каждом из упомянутых креплений на одинаковом расстоянии от оси поворота с возможностью одновременного поворота всех соединенных поворотных креплений группы.

Для функционирования предыдущего варианта цифровой камеры имеет смысл, чтобы:

- цифровая камера содержала одну группу поворотных креплений, выполненных с возможностью поворота поворотных креплений из рабочего в нерабочее (транспортировочное) положение и обратно путем поступательного перемещения шатуна либо путем поворота одного из креплений группы; либо

- одно из поворотных креплений каждой группы поворотных креплений было оснащено валом, ось которого совпадает с осью вращения поворотного крепления, при этом камера содержит привод и рейку, передающую вращающий момент от привода на упомянутые валы поворотных креплений.

Для функционирования цифровой камеры имеет смысл, чтобы объектив цифровой камеры являлся панкратическим и при этом, по меньшей мере, два оптических элемента, заключенные в связанные с шатуном поворотные оправы, были выполнены с возможностью совместного перемещения с целью изменения фокусного расстояния (увеличения).

Для функционирования цифровой камеры имеет смысл, чтобы поворотные крепления были оснащены валами, оси которых совпадают с осями поворота упомянутых поворотных креплений.

Для функционирования предыдущего варианта цифровой камеры имеет смысл, чтобы цифровая камера содержала привод и рейку, передающую вращающий момент от привода на валы поворотных оправ.

Для функционирования предыдущего варианта цифровой камеры имеет смысл, чтобы:

- привод являлся электрическим либо ручным;

- цифровая камера содержала механизм фиксации поворотных оправ в рабочем положении, включающий выполненные на торцах валов радиальные выступы и фиксаторы с пазами, выполненные с условием нахождения выступов валов в пазах при нахождении поворотных оправ в рабочем положении, при этом форма пазов и выступов выбрана исключающей поворот валов и вместе с ними оправ, при нахождении выступов в пазах в рабочем положении.

Для функционирования предыдущего варианта цифровой камеры имеет смысл, чтобы фиксаторы с пазами были выполнены с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном либо параллельном осям валов.

Для функционирования цифровой камеры имеет смысл, чтобы фиксаторы были объединены с рейкой и перемещались совместно с ней, при этом рейка имеет отдельные контактирующие с валами участки для передачи вращающего момента, размещенные на рейке из условия исключения контакта рейки с валами в процессе фиксации валов с поворотными оправами в рабочем положении.

Техническим результатом заявленного изобретения является уменьшение толщины цифровой камеры в транспортировочном состоянии за счет уменьшения толщины блока объектива, что достигается путем оптимальной пространственной ориентации оптических элементов объектива и сенсора изображения в их нерабочем состоянии. В частных случаях реализации изобретения толщина камеры ограничивается толщиной одного линзового элемента объектива (линзы или группы линз).

Для лучшего понимания заявленного изобретения далее приводится его подробное описание с соответствующими чертежами.

ФИГ.1 - трехмерное схематичное изображение первого варианта цифровой камеры согласно заявленному изобретению (транспортировочное состояние).

ФИГ.2 - схематичное изображение первого варианта цифровой камеры согласно заявленному изобретению (транспортировочное состояние).

ФИГ.3 - схематичное изображение первого варианта цифровой камеры согласно заявленному изобретению (промежуточное состояние).

ФИГ.4 - схематичное изображение первого варианта цифровой камеры согласно заявленному изобретению (рабочее состояние).

ФИГ.5 - схематичное изображение первого варианта цифровой камеры согласно заявленному изобретению (рабочее состояние с повернутым блоком объектива).

ФИГ.6 - трехмерное схематичное изображение первого варианта цифровой камеры согласно заявленному изобретению (рабочее состояние с повернутым блоком объектива).

ФИГ.7 - схематичное изображение второго варианта цифровой камеры согласно заявленному изобретению (транспортировочное состояние).

ФИГ.8 - схематичное изображение второго варианта цифровой камеры согласно заявленному изобретению (промежуточное состояние 1).

ФИГ.9 - схематичное изображение второго варианта цифровой камеры согласно заявленному изобретению (промежуточное состояние 2).

ФИГ.10 - схематичное изображение второго варианта цифровой камеры согласно заявленному изобретению (рабочее состояние).

ФИГ.11 - трехмерное схематичное изображение зеркала и связанного с ним поворотного крепления в транспортировочном состоянии (второй вариант цифровой камеры согласно заявленному изобретению).

ФИГ.12 - трехмерное схематичное изображение зеркала и связанного с ним поворотного крепления в рабочем состоянии (второй вариант цифровой камеры согласно заявленному изобретению).

ФИГ.13 - схематичное изображение третьего варианта цифровой камеры согласно заявленному изобретению (транспортировочное состояние).

ФИГ.14 - схематичное изображение третьего варианта цифровой камеры согласно заявленному изобретению (промежуточное состояние).

ФИГ.15 - схематичное изображение третьего варианта цифровой камеры согласно заявленному изобретению (рабочее состояние).

ФИГ.16 - схематичное изображение четвертого варианта цифровой камеры согласно заявленному изобретению (транспортировочное состояние).

ФИГ.17 - схематичное изображение четвертого варианта цифровой камеры согласно заявленному изобретению (рабочее состояние, вариант 1).

ФИГ.18 - схематичное изображение четвертого варианта цифровой камеры согласно заявленному изобретению (рабочее состояние, вариант 2).

ФИГ.19 - схематичное изображение пятого варианта цифровой камеры согласно заявленному изобретению (транспортировочное состояние).

ФИГ.20 - схематичное изображение пятого варианта цифровой камеры согласно заявленному изобретению (рабочее состояние).

ФИГ.21 - схематичное изображение заявленной цифровой камеры с панкратическим объективом в общем случае в транспортировочном состоянии.

ФИГ.22 - схематичное изображение заявленной цифровой камеры с панкратическим объективом в общем случае в рабочем состоянии.

ФИГ.23 - вариант механизма поворота крепления заявленной цифровой камеры (крепления в транспортировочном положении).

ФИГ.24 - вариант механизма поворота крепления заявленной цифровой камеры (крепления в рабочем положении).

ФИГ.25 - трехмерное схематичное изображение механизма фиксации поворотных креплений заявленной цифровой камеры (вариант 1).

ФИГ.26 - схематичное изображение первого варианта механизма фиксации поворотных креплений заявленной цифровой камеры (крепление в транспортировочном положении).

ФИГ.27 - схематичное изображение первого варианта механизма фиксации поворотных креплений заявленной цифровой камеры (незафиксированное крепление в рабочем положении).

ФИГ.28 - схематичное изображение первого варианта механизма фиксации поворотных креплений заявленной цифровой камеры (зафиксированное крепление в рабочем положении).

ФИГ.29 - трехмерное схематичное изображение механизма фиксации поворотных креплений заявленной цифровой камеры (вариант 2).

ФИГ.30 - трехмерное схематичное изображение комбинированного механизма поворота и фиксации поворотных креплений заявленной цифровой камеры.

ФИГ.31 - схематичное изображение комбинированного механизма поворота и фиксации поворотных креплений заявленной цифровой камеры (транспортировочное состояние).

ФИГ.32 - схематичное изображение комбинированного механизма поворота и фиксации поворотных креплений заявленной цифровой камеры (промежуточное состояние).

ФИГ.33 - схематичное изображение первого варианта механизма фиксации поворотных креплений заявленной цифровой камеры (рабочее состояние).

ФИГ.34 - вариант панкратического объектива заявленной цифровой камеры (вариант 1).

ФИГ.35 - вариант панкратического объектива заявленной цифровой камеры (вариант 2).

ФИГ.36 - схематичное изображение шестого варианта заявленной цифровой камеры.

ФИГ.37 - схематичное изображение седьмого варианта заявленной цифровой камеры.

Работу изобретения рассмотрим на примере одного из вариантов реализации, схематично представленном на фиг.1-6. На фиг.1 и 2 представлены, соответственно, трехмерное и двухмерное схематичные изображения камеры в транспортировочном состоянии. Камера 1 включает блок объектива 2, содержащий линзовые элементы объектива 3 и сенсор изображения 4, заключенные в собственные поворотные крепления 5, включающие установленные в подшипники оси 6 и вал 7, оси которых параллельны друг другу и перпендикулярны собственным оптическим осям линзовых элементов объектива. Таким образом, поворотные крепления выполнены с возможностью поворота вокруг собственных осей, параллельных друг другу и перпендикулярных оптической оси одного из линзовых элементов. Здесь и далее под собственной осью поворота креплений подразумевается, как правило, геометрическая ось, с которой может совпадать ось физической оси 6 или вала 7.

Следует также отметить, что перпендикулярные собственная ось поворота крепления и собственная оптическая ось поворачиваемого линзового элемента в общем случае могут находиться в разных плоскостях, что не противоречит использованому выше и далее понятию перпендикулярности. Согласно Большой Советской Энциклопедии "две прямые называются взаимно перпендикулярными, если они составляют прямой угол (в пространстве такие прямые не должны обязательно пересекаться)." При этом "под углом между двумя скрещивающимися прямыми понимают угол между параллельными им прямыми, проведенными через одну и ту же точку."

Поворотные крепления связаны при помощи шатунов 8, шарнирно соединенных с каждым поворотным креплением на одинаковых расстояниях от осей поворота креплений. Перевод креплений из транспортировочного положения в рабочее положение (см. фиг.3, 4) осуществляется путем поворота крепления с сенсором изображения при помощи жестко связанной с валом 7 ручки 9. Благодаря шатунам поворот одного крепления с сенсором вызывает поворот всех остальных креплений с линзовыми элементами. В крайнем (рабочем) положении (фиг.4) крепления устанавливаются таким образом, что все линзовые элементы объектива образуют единую оптическую систему, оптическая ось которой перпендикулярна регистрирующей поверхности сенсора изображения. Поворотом ручки 9 в обратную сторону блок объектива может быть переведен обратно в транспортировочное положение. Таким образом, из описания и фигур видно, что в транспортировочном состоянии толщина блока объектива и всей камеры может быть существенно сокращена по сравнению с толщиной в рабочем состоянии. Приведенный в рабочее состояние блок объектива может быть далее, например, развернут относительно корпуса камеры согласно одной из известных упомянутых выше концепций (фиг.5, 6).

Объектив заявленной камеры может быть также выполнен по перископической схеме и содержать изламывающий оптическую ось элемент. На фиг.7-12 представлен вариант такого исполнения в транспортировочном (фиг.7), промежуточном (фиг.8, 9) и рабочем (фиг.10) состоянии. В качестве изламывающего оптическую ось элемента здесь использовано заключенное в крепление плоское зеркало 10, шарнирно связанное с одной из поворотных оправ. При переводе оправ из транспортировочного положения в рабочее положение (фиг.8, 9, 10) заключенное в крепление зеркало касается (фиг.8) и перемещается (фиг.9) своей свободной стороной вдоль направляющей, в качестве которой может выступать, например, корпус блока объектива. При этом угол между плоскостью зеркала и поворотным креплением, с которым оно шарнирно соединено, увеличивается. В крайнем (рабочем) положении (фиг.10) зеркало занимает свое положение согласно оптической схеме объектива. Для лучшего понимания описанного варианта на фиг.11, 12 схематично представлены трехмерные изображения зеркала и связанного с ним поворотного крепления соответственно в транспортировочном и рабочем состоянии.

На фиг.13, 14, 15 соответственно в транспортировочном, промежуточном и рабочем положениях представлена модификация описанного выше варианта цифровой камеры, позволяющего разместить один из линзовых элементов перед зеркалом, что может быть весьма актуально в случае широкого углового поля объектива. Упомянутый линзовый элемент заключен в оправу 11, жестко связанную с одним из шатунов 8. Очевидно, возможны альтернативные варианты, когда оправа 11 может быть закреплена вместо этого на корпусе блока объектива, а в качестве направляющей для зеркала может быть использован шатун или корпус блока объектива.

Очевидно, возможно множество модификаций описанных вариантов реализации заявленного изобретения. В частности, в поворотные крепления могут устанавливаться не все линзовые элементы и сенсор, а лишь один (фиг.16-18) или несколько (фиг.19, 20) из этих элементов, имеющих наибольший диаметр, что может значительно упростить конструкцию камеры. Весьма распространен случай, когда диаметр первого линзового элемента (линзы или группы линз) значительно превосходит диаметры остальных элементов и сенсора изображения. В таком случае целесообразным является заключение в поворотную оправу лишь одного первого линзового элемента, что и реализовано в варианте камеры, представленном на фиг.16-18 соответственно в транспортировочном (фиг.16) и рабочем положениях (фиг.17) положениях. Здесь все линзовые элементы кроме первого, а также сенсор изображения жестко закреплены в корпусе блока объектива камеры. Возможны также и другие варианты формы корпуса блока объектива в рабочем положении, один из которых представлен на фиг.18.

На фиг.19, 20 представлен соответственно в транспортировочном и рабочем положении еще один вариант заявленной цифровой камеры. Здесь в поворотные крепления заключены лишь элементы наибольшего диаметра, при этом угол поворота креплений из рабочего положения в транспортировочное положение составляет менее 90 градусов, что, в частности, может иметь смысл при "недостаточно малом" диаметре жестко закрепленных линзовых элементов и/или сенсора изображения, а также позволяет сократить расстояние между элементами, заключенными в поворотные крепления, что увеличивает число применимых в заявленной цифровой камере оптических схем.

Возможны также вариации и в области исполнения механизма перевода оправ из транспортировочного в рабочее положение и обратно. К примеру, поворот креплений с линзовыми элементами может осуществляться при помощи электрического привода, а также при помощи поступательного смещения шатунов. Отдельного рассмотрения заслуживает случай применения в заявленной цифровой камере панкратического объектива. В общем виде данный случай представлен на фиг.21, 22. В общем случае, после перевода из транспортировочного положения (фиг.21) в рабочее положение (фиг.22) часть оправ с линзовыми элементами должна перемещаться по различным законам для изменения фокусного расстояния объектива. Очевидно, что в этом случае перевод креплений в рабочее положение с использованием связывающего их шатуна имеет ограниченное применение.

В общем случае поворотные крепления могут быть никак не связаны друг с другом и при этом переводиться в рабочее положение независимо друг от друга. Однако более оптимальным решением представляется поворот не связанных друг с другом поворотных креплений при помощи единого привода. Одно из таких решений представлено на фиг.23, 24. Решение включает привод 12 и рейку 13, передающую крутящий момент с привода на валы 7 поворотных креплений при переводе упомянутых креплений из транспортировочного (фиг.23) в рабочее (фиг.24) положение. При этом передача может как зубчатой, так и фрикционной, валы могут включать зубчатые или фрикционные колеса, а привод может быть как электрическим, так и ручным.

При реализации любого способа перевода оправ из одного положения в другое очевидной необходимостью является жесткая блокировка поворотных оправ, как минимум, в рабочем положении, в противном случае децентрировки приведут к значительному ухудшению качества изображения. Такая блокировка (фиг.25-28) может быть осуществлена при помощи выполненного на валу, в частности, на его торце, выступа 14, входящего в рабочем положении в паз фиксатора 15. На фиг.25 дано схематичное трехмерное изображение такого механизма фиксации, при этом вал изображен в рабочем положении. Вариант работы фиксатора совместно с "реечным" механизмом поворота креплений поясняется на фиг.26-28. Вначале перемещением рейки осуществляется перевод крепления из транспортировочного положения (фиг.26) в рабочее положение (фиг.27), далее фиксатор смещается в направлении, перпендикулярном оси поворота крепления, при этом выступ на торце вала входит в паз фиксатора и жестко фиксируется в нем (фиг.28).

Возможен также альтернативный вариант блокировки поворотных креплений, при котором фиксатор перемещается в направлении, параллельном оси поворота крепления (фиг.29).

Описанный вариант блокировки может быть модифицирован с целью использования одного и того же привода и для поворота креплений, и для смещения фиксатора (фиг.30-33). Для этого фиксатор жестко соединяется с рейкой (возможно, крепится прямо на рейке), при этом сама рейка контактирует с валами поворотных креплений не по всей своей длине, а лишь на определенных участках 16, размещенных на рейке из условия исключения контакта рейки с валами в процессе фиксации валов с поворотными оправами в рабочем положении. Работа описанной модификации поясняется фиг.31-33. На начальном этапе (фиг.31) при перемещении рейка контактирует с валом через участок 16. К моменту перевода крепления в рабочее (или близкое к рабочему) положение (фиг.32) участок 16 выходит из-под вала, и рейка и вал перестают контактировать. К этому моменту выступ вала частично заходит в паз фиксатора и при дальнейшем перемещении фиксатора (фиг.33) при отсутствии контакта вала с рейкой происходит самоустановка и фиксация поворотных креплений в рабочем положении благодаря самоустановке выступа 14 вала в пазе фиксатора 15, что, в свою очередь, возможно благодаря выполненным на пазе фиксатора и на выступе вала фаскам.

При комбинации описанных выше способов поворота и блокировки креплений возможна реализация в заявленной цифровой камере самых общих схем панкратических объективов. В частности, интерес могут представлять варианты панкратических объективов, приведенных на фиг.34 и 35. На фиг.34 в рабочем положении представлен вариант панкратического объектива заявленной камеры, содержащий две независимо перемещающиеся при изменении фокусного расстояния группы поворотных креплений, в каждой из которых крепления связаны при помощи двух шатунов, при этом поворот и фиксация одного из креплений в каждой группе (а через них и остальных поворотных креплений) осуществляется при помощи рейки, объединенной с фиксатором описанным выше способом. На фиг.35 представлена модификация предыдущего варианта с "перекрестным" расположением групп объединенных шатунами поворотных креплений.

С конструктивной точки зрения наиболее простыми вариантами реализации заявленной камеры с панкратическим объективом являются варианты (фиг.36), в которых перемещаемые с целью изменения фокусного расстояния линзовые элементы имеют малый диаметр и не устанавливаются в поворотные крепления. Часто диаметр первого линзового элемента панкратического объектива (линзы или группы линз) значительно превосходит диаметры остальных его линзовых элементов, при этом первый линзовый элемент неподвижен при изменения фокусного расстояния объектива. В связи этим перспективным видится вариант заявленного изобретения, в котором в поворотное крепление установлен лишь первый, неподвижный при изменении фокусного расстояния линзовый элемент, при этом изменение фокусного расстояния осуществляется путем перемещения других линзовых элементов, имеющих малый диаметр (фиг.37).

Хотя указанные выше варианты выполнения изобретения были изложены с целью иллюстрации настоящего изобретения, специалистам ясно, что возможны разные модификации, добавления и замены, не выходящие из объема и смысла настоящего изобретения, раскрытого в прилагаемой формуле изобретения.

Изобретение относится к области оптоэлектроники, а именно к области цифровых камер. Техническим результатом является создание более компактной при транспортировке цифровой камеры за счет уменьшения толщины камеры. Результат достигается тем, что цифровая камера содержит сенсор изображения и объектив, который содержит, по меньшей мере, два линзовых элемента, при этом, по меньшей мере, один из линзовых элементов объектива установлен в собственное крепление, выполненное с возможностью поворота вокруг собственной неподвижной в пространстве во время поворота оси, перпендикулярной собственной оптической оси поворачивающегося элемента, из рабочего положения, в котором все оптические элементы объектива составляют единую оптическую систему и имеют общую оптическую ось, в нерабочее, удобное для транспортировки положение. 26 з.п. ф-лы, 37 ил.

1. Цифровая камера, включающая сенсор изображения и объектив, который содержит, по меньшей мере, два линзовых элемента, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один из линзовых элементов объектива установлен в собственное крепление, выполненное с возможностью поворота вокруг собственной неподвижной в пространстве во время поворота оси, перпендикулярной собственной оптической оси поворачивающегося элемента, из рабочего положения, в котором все оптические элементы объектива составляют единую оптическую систему и имеют общую оптическую ось, в нерабочее положение.

2. Цифровая камера по п.1, отличающаяся тем, что линзовые элементы объектива выбраны из набора элементов, содержащего линзы и группы линз.

3. Цифровая камера по п.2, отличающаяся тем, что ее сенсор изображения установлен в собственное крепление, выполненное с возможностью поворота вокруг собственной неподвижной в пространстве во время поворота оси, параллельной осям поворота поворачивающихся линзовых элементов, из рабочего положения, в котором плоскость сенсора перпендикулярна оптической оси объектива, в нерабочее положение.

4. Цифровая камера по п.2, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, два линзовых элемента объектива установлены в собственные крепления, выполненные с возможностью поворота вокруг собственных неподвижных в пространстве во время поворота и параллельных друг другу осей, перпендикулярных собственным оптическим осям поворачивающихся элементов, из рабочего положения, в котором все оптические элементы объектива составляют единую оптическую систему и имеют общую оптическую ось, в нерабочее положение.

5. Цифровая камера по п.4, отличающаяся тем, что ее сенсор изображения установлен в собственное крепление, выполненное с возможностью поворота вокруг собственной неподвижной в пространстве во время поворота оси, параллельной осям поворота поворачивающихся линзовых элементов, из рабочего положения, в котором плоскость сенсора перпендикулярна оптической оси объектива, в нерабочее положение.

6. Цифровая камера по п.4, отличающаяся тем, что все линзовые элементы объектива установлены в собственные крепления, выполненные с возможностью поворота вокруг собственных неподвижных в пространстве во время поворота и параллельных друг другу осей, перпендикулярных собственным оптическим осям поворачивающихся элементов, из рабочего положения, в котором все оптические элементы объектива составляют единую оптическую систему и имеют общую оптическую ось, в нерабочее положение.

7. Цифровая камера по п.6, отличающаяся тем, что ее сенсор изображения установлен в собственное крепление, выполненное с возможностью поворота вокруг собственной неподвижной в пространстве во время поворота оси, параллельной осям поворота поворачивающихся линзовых элементов, из рабочего положения, в котором плоскость сенсора перпендикулярна оптической оси объектива, в нерабочее положение.

8. Цифровая камера по любому из пп.2-7, отличающаяся тем, что блок, содержащий объектив и сенсор изображения, выполнен с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оптической оси объектива, из рабочего положения, при котором ведется съемка, в нерабочее положение.

9. Цифровая камера по любому из пп.2-7, отличающаяся тем, что ее объектив выполнен по перископической схеме и имеет в своем составе, по меньшей мере, один изламывающий оптическую ось элемент.

10. Цифровая камера по п.9, отличающаяся тем, что изламывающий оптическую ось элемент выполнен в виде плоского зеркала, шарнирно соединенного с одним из поворотных креплений, с возможностью уменьшения угла между плоскостью зеркала и плоскостью, перпендикулярной оптической оси закрепленного в упомянутом поворотном креплении линзового элемента, при переводе поворотного крепления и вместе с ним зеркала из рабочего в нерабочее положение, при этом зеркало выполнено с возможностью касания своей свободной стороной направляющей и перемещения свободной стороны вдоль этой направляющей при переводе соединенного с ним поворотного крепления из нерабочего положение в рабочее положение.

11. Цифровая камера по любому из пп.2-7, отличающаяся тем, что содержит, по меньшей мере, одну группу из, по меньшей мере, двух поворотных креплений, связанных с помощью, по меньшей мере, одного шатуна, шарнирно закрепленного на каждом из упомянутых креплений на одинаковом расстоянии от оси поворота с возможностью одновременного поворота всех соединенных поворотных креплений группы.

12. Цифровая камера по п.11, отличающаяся тем, что содержит одну группу поворотных креплений, выполненных с возможностью поворота поворотных креплений из рабочего в нерабочее положение и обратно путем поступательного перемещения шатуна.

13. Цифровая камера по п.11, отличающаяся тем, что содержит одну группу поворотных креплений, выполненных с возможностью поворота поворотных креплений из рабочего в нерабочее положение и обратно путем поворота одного из креплений группы.

14. Цифровая камера по п.11, отличающаяся тем, что одно из поворотных креплений каждой группы поворотных креплений оснащено валом, ось которого совпадает с осью вращения поворотного крепления, при этом камера содержит привод и рейку, выполненные с возможностью передачи вращающего момента от привода на упомянутые валы поворотных креплений.

15. Цифровая камера по п.11, отличающаяся тем, что объектив выполнен панкратическим.

16. Цифровая камера по любому из пп.2-7, отличающаяся тем, что поворотные крепления оснащены валами, оси которых совпадают с осями поворота упомянутых поворотных креплений.

17. Цифровая камера по п.16, отличающаяся тем, что содержит привод и рейку, выполненные с возможностью передачи вращающего момента от привода на валы поворотных креплений.

18. Цифровая камера по п.17, отличающаяся тем, что привод выполнен электрическим.

19. Цифровая камера по п.17, отличающаяся тем, что привод выполнен ручным.

20. Цифровая камера по п.17, отличающаяся тем, что содержит механизм фиксации поворотных креплений в рабочем положении, включающий выполненные на торцах валов радиальные выступы и фиксаторы с пазами, выполненные исходя из условия нахождения выступов валов в пазах при нахождении поворотных креплений в рабочем положении, при этом форма пазов и выступов выбрана таким образом, что исключает поворот валов и вместе с ними креплений при нахождении выступов в пазах в рабочем положении.

21. Цифровая камера по п.20, отличающаяся тем, что фиксаторы с пазами выполнены с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном осям валов.

22. Цифровая камера по п.20, отличающаяся тем, что фиксаторы с пазами выполнены с возможностью перемещения в направлении, параллельном осям валов.

23. Цифровая камера по п.20, отличающаяся тем, что фиксаторы объединены с рейкой и перемещаются совместно с ней, при этом рейка имеет отдельные контактирующие с валами участки для передачи вращающего момента, размещенные на рейке, исходя из условия исключения контакта рейки с валами в процессе фиксации валов с поворотными креплениями в рабочем положении.

24. Цифровая камера по любому из пп.2-7, отличающаяся тем, что объектив выполнен панкратическим.

25. Цифровая камера по п.24, отличающаяся тем, что компоненты, заключенные в поворотные крепления, выполнены без возможности перемещения в процессе изменения фокусного расстояния объектива.

26. Цифровая камера по п.24, отличающаяся тем, что в поворотное крепление заключен только первый по ходу лучей от предмета к изображению линзовый элемент, являющийся неподвижным в процессе изменения фокусного расстояния объектива.

27. Цифровая камера по п.24, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, два оптических элемента, заключенные в связанные с шатуном поворотные крепления, выполнены с возможностью совместного перемещения.