УЗЕЛ ТУБУСА ОБЪЕКТИВА С ПЕРЕМЕННЫМ ФОКУСНЫМ РАССТОЯНИЕМ Российский патент 2016 года по МПК G02B7/10 G03B17/02 

Область техники, к которой относится изобретение

[1] Настоящее изобретение относится к узлу тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием и более конкретно к узлу тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием, который выполняет функцию зуммирования с большим увеличением, одновременно имея малую толщину или длину, когда узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием размещен в камере.

[2] По данной заявке испрашивается приоритет на основании корейской патентной заявки № 10-2011-0012471, поданной 11 февраля 2011 года в ведомство по интеллектуальной собственности Кореи и содержание которой полностью включено здесь по ссылке.

Описание предшествующего уровня техники

[3] Оптическую систему, имеющую различные фокусные расстояния, получают, когда узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием, который выполнен с возможностью регулировки расстояний между группами объективов, смонтирован в камере. Узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием может быть использован для изменения оптической системы камеры между системой широкоугольных объективов или системой телеобъективов с тем, чтобы пользователь мог осуществлять фотографирование под различными углами зрения, не перемещаясь.

[4] Относительные положения тубусов, которые поддерживают группы объективов, должны изменяться с тем, чтобы регулировать расстояния между группами объективов. Например, зуммирование с пятикратным увеличением может быть осуществлено путем использования трехшагового узла тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием, имеющего 3 относительно подвижных тубуса. Однако такое исполнение увеличивает количество деталей в узле трехшагового тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием.

[5] Когда фотографирование не осуществляют, элементы узла тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием могут быть размещены в камере. С этой точки зрения толщина или длина узла тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием может быть минимизирована, для того чтобы получить компактную камеру, имеющую малую толщину, чтобы соответствовать требованиям рынка.

Описание изобретения

Техническая задача

[6] В последнее время от компактной камеры требуется, чтобы она выполняла, например, функцию зуммирования с пятикратным увеличением высокой четкости, и таким образом узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием должен осуществлять в камере функцию зуммирования высокой четкости, одновременно имея малую толщину или быть коротким. Однако 3 относительно подвижных тубуса должны быть расположены в узле трехшагового объектива с переменным фокусным расстоянием, чтобы осуществлять зуммирование с пятикратным увеличением. Таким образом, уменьшение минимальной толщины узла тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием затруднено, если размещен узел трехшагового тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием.

Решение задачи

[7] В изобретении предложен узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием, который выполняет функцию зуммирования с большим увеличением, одновременно имея малую толщину или длину, если узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием размещен внутри оптического устройства, такого как камера.

[8] В изобретении также предложен узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием, имеющий уменьшенное количество деталей.

[9] В изобретении также предложен узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием, который выполняет функцию зуммирования с большим увеличением, одновременно имея малую толщину или длину и уменьшенное количество относительно подвижных тубусов.

[10] Согласно одному аспекту изобретения предложен узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием, включающий в себя: первое кольцо трансфокации, несущее группу первого объектива и содержащее первый выступ, выступающий наружу; направляющее кольцо, содержащее первую направляющую прорезь, проходящую в осевом направлении, через которую проходит первый выступ, и вторую направляющую прорезь, проходящую в направлении по окружности, и расположенное вокруг первого кольца трансфокации; второе кольцо трансфокации, несущее группу второго объектива и содержащее второй выступ, выступающий наружу, а также расположенное с возможностью перемещения в осевом направлении по отношению к первому кольцу трансфокации; первый цилиндр, содержащий направляющую канавку второго кольца трансфокации, выполненную во внутренней поверхности стенки первого цилиндра и в которую вставлен второй выступ; и третий выступ, выступающий наружу с тем, чтобы проходить через вторую направляющую прорезь, и расположенный между первым кольцом трансфокации и вторым кольцом трансфокации, с тем чтобы вращаться и перемещаться в осевом направлении; второй цилиндр, содержащий выступающий наружу четвертый выступ, расположенный с возможностью поворота вокруг направляющего кольца, и содержащий первый участок канавки, в который вставлен проходящий через первую направляющую прорезь первый выступ, и второй участок канавки, в который вставлен проходящий через вторую направляющую прорезь третий выступ, и несущий с возможностью перемещения первое кольцо трансфокации и первый цилиндр; и наружный цилиндр, содержащий третий участок канавки, в который вставлен четвертый выступ, и расположенный вокруг второго цилиндра, чтобы удерживать с возможностью вращения второй цилиндр.

[11] Узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием может дополнительно включать в себя: направляющий участок, расположенный для направления перемещения второго кольца трансфокации в осевом направлении, пока вращается первый цилиндр.

[12] Второе кольцо трансфокации может включать в себя: секущий участок, проходящий в осевом направлении из него наружу, при этом направляющий участок расположен между вторым кольцом трансфокации и соединенным с секущим участком первым цилиндром и направляет перемещение второго кольца трансфокации в осевом направлении.

[13] Второе кольцо трансфокации может включать в себя направляющую прорезь, проходящую в осевом направлении, при этом направляющий участок выполнен в форме штифта, проходящего в осевом направлении, и вставлен в направляющую прорезь, а также направляет перемещение второго кольца трансфокации в осевом направлении.

[14] Второй цилиндр может включать в себя зубчатое колесо, расположенное вокруг второго цилиндра и проходящее в направлении по окружности, при этом узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием может включать в себя соединенный с зубчатым колесом приводной участок для создания приводного усилия, используемого для вращения второго цилиндра.

[15] Узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием может дополнительно включать в себя: основание, прикрепленное к наружному цилиндру, и расположенное в основании оптическое устройство, так что оптическое устройство соответствует группе первого объектива и группе второго объектива.

[16] Узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием может дополнительно включать в себя: группу третьего объектива, расположенную между оптическим устройством и группой второго объектива; третье кольцо трансфокации, для опоры группы третьего объектива и перемещения в осевом направлении; и блок приведения в действие фокуса, соединенный с третьим кольцом трансфокации и создающий приводное усилие.

[17] Второй участок канавки может продолжаться в осевом направлении, при этом вторая направляющая прорезь может включать в себя поддерживающий участок, проходящий в направлении по окружности вдоль или параллельно контуру одного конца направляющего кольца и поддерживающий положение первого цилиндра в осевом направлении по отношению к направляющему кольцу, и изменяющийся участок, наклоненный от концевого участка поддерживающего участка по направлению к контуру другого конца направляющего кольца и изменяющий положение первого цилиндра в осевом направлении по отношению к направляющему кольцу.

[18] Первый участок канавки может включать в себя первый участок наклона, наклоненный от контура одного конца второго цилиндра по направлению к контуру его другого конца, продолжающийся в направлении по окружности и перемещающий первое кольцо трансфокации вперед в осевом направлении по отношению ко второму цилиндру, и второй участок наклона, наклоненный от одного концевого участка первого участка наклона по направлению к контуру одного конца, проходящего в направлении по окружности, и перемещающий первое кольцо трансфокации назад в осевом направлении по отношению ко второму цилиндру.

[19] Направляющая канавка второго кольца трансфокации может включать в себя прямолинейный участок, проходящий прямолинейно в осевом направлении от контура одного конца первого цилиндра к контуру другого его конца, участок наклона назад, наклоненный от одного концевого участка прямолинейного участка по направлению к контуру одного конца первого цилиндра, проходящему в направлении по окружности, и перемещающий второе кольцо трансфокации вперед в осевом направлении по отношению к первому цилиндру, и участок наклона вперед, наклоненный от участка наклона назад по направлению к контуру другого конца первого цилиндра, проходящему в направлении по окружности, и перемещающий второе кольцо трансфокации вперед в осевом направлении по отношению к первому цилиндру.

Положительные эффекты изобретения

[20] Согласно вариантам осуществления изобретения оптическое зуммирование с пятикратным увеличением может быть осуществлено с использованием узла двухшагового тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием, который раскрывает первое кольцо трансфокации и второй цилиндр через 2 шага, и таким образом узел двухшагового тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием имеет уменьшенное количество деталей. Кроме того, количество относительно перемещающихся тубусов сокращается, и таким образом узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием, имеющий малую толщину или длину, осуществляют, когда узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием размещен в оптическом устройстве, таком как камера.

Краткое описание чертежей

[21] Вышеупомянутые и другие признаки, а также преимущества изобретения станут более понятными с помощью подробного описания приведенных в качестве примера вариантов осуществления изобретения со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:

[22] фиг. 1 представляет собой вид в перспективе узла тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием согласно одному варианту осуществления изобретения;

[23] фиг. 2 представляет собой вид в перспективе разреза узла тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием по фиг.1 согласно одному варианту осуществления изобретения;

[24] фиг.3 представляет собой вид в перспективе с разнесенными в пространстве деталями узла тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием по фиг. 1 согласно одному варианту осуществления изобретения;

[25] фиг. 4 представляет собой вид в разрезе узла тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием по фиг. 1 согласно одному варианту осуществления изобретения;

[26] фиг. 5 представляет собой вид в разрезе узла тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием по фиг. 4, который отрегулирован на широкоугольный объектив и осуществляет зуммирование, согласно одному варианту осуществления изобретения;

[27] фиг. 6 представляет собой вид в разрезе узла тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием по фиг. 4, который отрегулирован на телеобъектив и выполняет зуммирование согласно одному варианту осуществления изобретения.

Описание предпочтительного варианта осуществления изобретения

[28] Далее изобретение будет описано более полно со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых показаны приведенные в качестве примеров варианты осуществления изобретения.

[29] Фиг. 1 представляет собой вид в перспективе узла тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием согласно одному варианту осуществления изобретения. Как видно на фиг. 1, узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием раскрывается через 2 шага и выполняет функцию оптического зуммирования с пятикратным увеличением.

[30] Узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием включает в себя наружный цилиндр 80, установленный в основании 90, первое кольцо 20 трансфокации, расположенное с возможностью перемещения в наружном цилиндре 80, и второй цилиндр 70. Второй цилиндр 70 расположен с возможностью перемещения вперед или назад от наружного цилиндра 80 в осевом направлении (в направлении Z). Первое кольцо 2 трансфокации расположено с возможностью перемещения вперед или назад от второго цилиндра 70 в осевом направлении.

[31] Узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием может осуществлять функцию зуммирования, потому что первое кольцо 20 трансфокации и второй цилиндр 70, которые перемещаются от закрепленного в основании 90 наружного цилиндра 80 в осевом направлении, раскрываются через 2 шага. Таким образом, полная толщина или длина узла тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием может быть сокращена, если первое кольцо 20 трансфокации и второй цилиндр 70 размещены в наружном цилиндре 80, за счет этого легко выполняя тонкую камеру маленького размера.

[32] Приводной блок 5, который создает приводное усилие для выполнения функции зуммирования, и блок 7 привода фокуса, который создает приводное усилие для выполнения функции фокусирования, расположены в наружных поверхностях основания 90 и наружного цилиндра 80.

[33] Фиг. 2 представляет собой вид в перспективе разреза узла тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием по фиг. 1 согласно одному варианту осуществления изобретения. Фиг. 3 представляет собой вид в перспективе с разнесенными в пространстве деталями узла тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием по фиг. 1 согласно одному варианту осуществления изобретения.

[34] Как видно на фиг. 2 и 3, узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием содержит первое кольцо 20 трансфокации, которое поддерживает группу 10 первого объектива, направляющее кольцо 30, расположенное вокруг первого кольца 20 трансфокации, второе кольцо 50 трансфокации, которое поддерживает группу 40 второго объектива, первый цилиндр 60, расположенный между первым кольцом 20 трансфокации и вторым кольцом 50 трансфокации, второй цилиндр 70, который расположен вокруг направляющего кольца 30 и поддерживает с возможностью перемещения первое кольцо 20 трансфокации и первый цилиндр 60, и наружный цилиндр 80, который расположен вокруг второго цилиндра 70.

[35] Наружный цилиндр 80 работает как опорная конструкция, которая поддерживает зафиксированное состояние в узле тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием.

[36] Когда узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием работает и осуществляет функцию зуммирования, первое кольцо 20 трансфокации выступает вперед в осевом направлении (в направлении Z) по отношению ко второму цилиндру 70. Первое кольцо 20 трансфокации имеет цилиндрическую форму, поддерживает группу 10 первого объектива и содержит первый выступ 21, который выступает наружу из первого кольца 20 трансфокации. Группа 10 первого объектива соединяется с передней частью первого кольца 20 трансфокации с использованием опорного участка 11 объектива, расположенного между ними. Первое кольцо 20 трансфокации перемещается вперед или назад в осевом направлении, и таким образом может быть отрегулировано положение группы 10 первого объектива по отношению к осевому направлению.

[37] Направляющее кольцо 30 имеет полую цилиндрическую форму и располагается снаружи первого кольца 20 трансфокации. Внутренняя поверхность стенки направляющего кольца 30 содержит первую направляющую прорезь 31, которая проходит прямолинейно в осевом направлении и через которую проходит первый выступ 21 первого кольца 20 трансфокации, и вторую направляющую прорезь 32, которая наклонена в осевом направлении и проходит в направлении по окружности. Первая направляющую прорезь 31 направляет перемещение первого выступа 21, чтобы заставить первое кольцо 20 трансфокации осуществлять прямолинейное движение в осевом направлении.

[38] Прямолинейный направляющий выступ 35, который выступает наружу из направляющего кольца 30, завинчивается в участок 85 прямолинейной канавки, который проходит прямолинейно во внутренней поверхности стенки наружного цилиндра 80 в осевом направлении. Таким образом, хотя направляющее кольцо 30 располагается во втором цилиндре 70, направляющее кольцо 30 не поворачивается по отношению к наружному цилиндру 80, а перемещается прямолинейно в осевом направлении, вместе со вторым цилиндром 70, когда второй цилиндр 70 поворачивается по отношению к наружному цилиндру 80.

[39] Первый цилиндр 60 расположен в направляющем кольце 30. Первый цилиндр 60 имеет полую цилиндрическую форму, содержит второй выступ 61, который выступает наружу из первого цилиндра 60, и перемещается в осевом направлении при вращении. Второй выступ 61 первого цилиндра 60 вставляется во вторую направляющую прорезь 32 направляющего кольца 30, так что направляющее кольцо 30 может нести с возможностью перемещения первый цилиндр 60.

[40] Наружный диаметр первого цилиндра 60 меньше, чем внутренний диаметр первого кольца 20 трансфокации. Таким образом, если первое кольцо 20 трансфокации и первый цилиндр 60 направляются направляющим кольцом 30 и перемещаются в осевом направлении, первый цилиндр 60 может быть вставлен в первое кольцо 20 трансфокации.

[41] Второе кольцо 50 трансфокации расположено с возможностью перемещения в первом цилиндре 60. Второе кольцо 50 трансфокации несет группу 40 второго объектива. Группа 40 второго объектива соединена со вторым кольцом 50 трансфокации путем использования опорного участка 41 объектива, расположенного между ними.

[42] Второе кольцо 50 трансфокации содержит третий выступ 51, который выступает наружу из второго кольца 5 трансфокации. Третий выступ 51 второго кольца 50 трансфокации вставляется в направляющую канавку 62 второго кольца трансфокации, выполненную во внутренней поверхности стенки первого цилиндра 60, и таким образом вращение первого цилиндра 60 заставляет направляющую канавку 62 второго кольца трансфокации направлять третий выступ 51, а второе кольцо 50 трансфокации прямолинейно перемещаться в осевом направлении.

[43] Секущий участок 52, который проходит в осевом направлении, выполнен в наружной поверхности стенки второго кольца 50 трансфокации, для того чтобы предотвращать поворот второго кольца 50 трансфокации и чтобы перемещаться прямолинейно в осевом направлении. Направляющий участок 55, который соединен с секущим участком 52 и направляет движение второго кольца 50 трансфокации в осевом направлении, расположен между вторым кольцом 50 трансфокации и первым цилиндром 60. Направляющий участок 55 завинчен в направляющий участок направляющей канавки 64, который проходит во внутренней поверхности стенки первого цилиндра 60 в направлении по окружности, и таким образом первый цилиндр 60 вращается, в то время как направляющий участок 55 направляет секущий участок 52. Направляющий участок 55 соединяется с секущим участком 52, посредством этого фиксируя положение второго кольца 50 трансфокации в направлении по окружности направляющего участка 55.

[44] Как описано выше, поскольку вращение первого цилиндра 60 заставляет второе кольцо 50 трансфокации перемещаться в первом цилиндре 60 в осевом направлении, что изменяет относительное положение группы 40 второго объектива в осевом направлении по отношению к группе 10 первого объектива, выполняется функция зуммирования.

[45] Хотя секущий участок 52 и направляющий участок 55 используются для направления второго кольца 50 трансфокации для прямолинейного перемещения в осевом направлении без вращения во время вращения первого цилиндра 60 в настоящем варианте осуществления изобретения, изобретение этим не ограничено. Например, проходящий в осевом направлении штифт и проходящая во втором кольце 50 трансфокации в осевом направлении направляющая прорезь, через которую вставляется штифт, могут быть использованы, чтобы направить второе кольцо 50 трансфокации для прямолинейного перемещения в осевом направлении во время вращения первого цилиндра 60.

[46] Второй цилиндр 70 расположен с возможностью вращения вокруг направляющего кольца 30. Второй цилиндр 70 имеет полую цилиндрическую форму и содержит четвертый выступ 71, который выступает наружу из второго цилиндра 70. Внутренняя поверхность стенки второго цилиндра 70 содержит первый участок 72 канавки, к которому привинчивается первый выступ 21, проходящий через первую направляющую прорезь 31 направляющего кольца 30, и второй участок 73 канавки, к которому привинчивается третий выступ 61, проходящий через вторую направляющую прорезь 32 направляющего кольца 30. Таким образом, второй цилиндр 70 несет с возможностью перемещения первое кольцо 20 трансфокации и первый цилиндр 60, а также направляет перемещение первого кольца 20 трансфокации и первого цилиндра 60.

[47] Первый участок 72 канавки содержит первый участок 72а наклона, который наклоняется от контура 78 одного конца второго цилиндра 70 к контуру 79 другого его конца и проходит в направлении по окружности, и второй участок 72b наклона, который наклоняется от одного концевого участка первого участка 72а наклона к контуру 78 и проходит в направлении по окружности.

[48] Первый участок 72а наклона выполняет функцию перемещения первого кольца 20 трансфокации вперед в осевом направлении по отношению ко второму цилиндру 70. Второй участок 72b наклона выполняет функцию перемещения первого кольца 20 трансфокации назад в осевом направлении по отношению ко второму цилиндру 70.

[49] Третий участок 82 канавки выполнен во внутренней поверхности стенки наружного цилиндра 80. Второй цилиндр 70 расположен в наружном цилиндре 80, при этом четвертый выступ 71 второго цилиндра 70 привинчен к третьему участку 82 канавки, так что наружный цилиндр 80 несет с возможностью вращения второй цилиндр 70. Поскольку четвертый выступ 71 направляется с помощью третьего участка 82 канавки наружного цилиндра 80, вращение второго цилиндра 70 заставляет второй цилиндр 70 перемещаться в осевом направлении.

[50] Зубчатое колесо 75, которое проходит в направлении по окружности, установлено на наружной поверхности стенки второго цилиндра 70. Приводной участок 5 по фиг.1 соединен с зубчатым колесом 75, и таким образом создаваемое приводным участком 5 приводное усилие передается на зубчатое колесо 75, при этом второй цилиндр 70 вращается по отношению к наружному цилиндру 80.

[51] Основание 90 соединено с концевым участком наружного цилиндра 80. Оптическое устройство 91, которое преобразует передаваемую через группу 10 первого объектива и группу 40 второго объектива световую картинку в электрический сигнал, расположено в основании 90. Оптическое устройство 91 размещено в положении, соответствующем группе 10 первого объектива и группе 40 второго объектива.

[52] Группа 100 третьего объектива расположена между оптическим устройством 91 и группой 40 второго объектива. Группа 100 третьего объектива может перемещаться в осевом направлении с тем, чтобы выполнять функцию фокусировки.

[53] Третье кольцо 110 трансфокации несет группу 100 третьего объектива. Блок 7 привода фокуса соединен с третьим кольцом 110 трансфокации. Третье кольцо 110 трансфокации может перемещаться в осевом направлении с помощью приводного усилия, создаваемого блоком 7 привода фокуса, и таким образом может быть отрегулировано в осевом направлении положение группы 100 третьего объектива.

[54] Вторая направляющая прорезь 32 содержит поддерживающий участок 32а, который проходит в направлении по окружности вдоль контура 38 одного конца направляющего кольца 30, и изменяющийся участок 32b, который наклонен от концевого участка поддерживающего участка 32а к контуру 39 другого конца направляющего кольца 30 и проходит в направлении по окружности.

[55] Поддерживающий участок 32а выполняет функцию поддержания положения первого цилиндра 60 в осевом направлении по отношению к направляющему кольцу 30 во время начального заданного отрезка, в котором второй цилиндр 70 начинает вращаться. Изменяющийся участок 32b выполняет функцию изменения положения первого цилиндра 60 в осевом направлении по отношению к направляющему кольцу 30.

[56] Направляющая канавка 62 второго кольца трансфокации, выполненная во внутренней поверхности стенки первого цилиндра 60, содержит прямолинейный участок 62а, который проходит прямолинейно в осевом направлении от контура 68 одного конца первого цилиндра 60 по направлению к контуру 69 другого его конца, участок 62b наклона назад, который наклонен от концевого участка прямолинейного участка 62а по направлению к контуру 68 одного конца первого цилиндра 60 и проходит в направлении по окружности, и участок 62с наклона вперед, который наклонен от участка 62b наклона назад по направлению к контуру 69 другого конца первого цилиндра и проходит в направлении по окружности.

[57] Прямолинейный участок 62а выполняет функцию перемещения второго кольца 50 трансфокации вперед в осевом направлении по отношению к первому цилиндру 60. Участок 62b наклона назад выполняет функцию перемещения второго кольца 50 трансфокации назад в осевом направлении по отношению к первому цилиндру 60. Участок 62с наклона вперед выполняет функцию перемещения второго кольца 50 трансфокации вперед в осевом направлении по отношению к первому цилиндру 60.

[58] Фиг. 4 представляет собой вид в разрезе узла тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием по фиг. 1 согласно одному варианту осуществления изобретения. Фиг. 5 представляет собой вид в разрезе узла тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием по фиг. 4, который отрегулирован на широкоугольный объектив и выполняет зуммирование согласно одному варианту осуществления изобретения. Фиг. 6 представляет собой вид в разрезе узла тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием по фиг. 4, который отрегулирован на телеобъектив и выполняет зуммирование согласно одному варианту осуществления изобретения.

[59] Когда узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием размещен в камере или в другом оптическом устройстве, все - и второй цилиндр 70, и первый цилиндр 60, и первое кольцо 20 трансфокации - размещены в наружном цилиндре 80. Узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием принимает конструкцию двухшагового тубуса, в котором второй цилиндр 70 и первое кольцо 20 трансфокации выступают в осевом направлении по отношению к наружному цилиндру 80, и таким образом имеющем малую толщину или длину, если узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием расположен в оптическом устройстве, таком как камера, одновременно выполняя функцию зуммирования с высоким увеличением.

[60] Если приводной участок 5 работает и создает приводное усилие, второй цилиндр 70 вращается по отношению к наружному цилиндру 80. Вращательное усилие второго цилиндра 70 передается на первый выступ 21 первого кольца 20 трансфокации, привинченного к первому участку 72 канавки и ко второму выступу 61 первого цилиндра 60, привинченному ко второму участку 73 канавки.

[61] Направляющее кольцо 30 не вращается по отношению к наружному цилиндру 80, а перемещается прямолинейно в осевом направлении вместе со вторым цилиндром 70, когда второй цилиндр 70 вращается по отношению к наружному цилиндру 80. Поэтому первое кольцо 20 трансфокации может прямолинейно перемещаться в осевом направлении согласно первому выступу 21, проходящему через первую направляющую прорезь 31 направляющего кольца 30. Первый цилиндр 60 может вращаться по отношению к направляющему кольцу 30 и перемещаться в осевом направлении в соответствии со вторым выступом 61, проходящим через вторую направляющую прорезь 32 направляющего кольца 30.

[62] Относительные положения группы 10 первого объектива и группы 40 второго объектива изменяются вследствие вращения второго цилиндра 70, и таким образом узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием может быть отрегулирован на широкоугольный объект, как показано на фиг. 5, или на телеобъектив, как показано на фиг. 6.

[63] Описанные здесь варианты осуществления изобретения могут содержать память для хранения данных программы, процессор для обработки данных программы, постоянное запоминающее устройство, такое как дисковод, коммуникационный порт для поддержания коммуникаций с внешними устройствами и устройства пользовательского интерфейса, включая дисплей, ключи и т.д. Если используются модули программного обеспечения, эти модули программного обеспечения могут быть сохранены в качестве инструкций машинно-считываемых кодов, которые обрабатываются процессором на постоянных или материальных, считываемых компьютером носителях, таких как постоянно-запоминающее устройство (ПЗУ), память (запоминающее устройство) с произвольной выборкой (ЗУПВ), CD-диск, DVD-диск, магнитные ленты, дискеты, оптические устройства хранения данных, электронное накопительное устройство (например, интегральная схема (ИС)), программируемое запоминающее устройство с электронным стиранием (EEPROM) и/или флэш-память, квантовое запоминающее устройство, кэш и/или любое другое запоминающее устройство, в котором информация может быть сохранена на любой период длительности (например, для продолжительных периодов времени, постоянно, коротких мгновений, для временной буферизации и/или для кэширования информации). Машинно-считываемый записывающий носитель может быть также распределен по системам соединенных в сеть компьютеров (например, запоминающее устройство с подключением по сети, запоминающее устройство с использованием сервера и/или совместно используемое запоминающее устройство), так что машинно-читаемый код может быть сохранен и исполнен распределенным образом. Этот носитель может быть считан компьютером, сохранен в памяти и обработан процессором. В данном случае машинно-считываемое запоминающее устройство исключает любые машинно-считываемые среды, по которым могут распространяться сигналы. Однако машинно-считываемое запоминающее устройство может включать в себя трассы прохождения внутренних сигналов и/или дорожки внутренних сигналов, несущие в себе электрические сигналы.

[64] Любые упомянутые здесь ссылки, включая публикации, патентные заявки и патенты, включены здесь по ссылке до такой степени, как если бы каждая ссылка была отдельно и конкретно указана, как подлежащая включению по ссылке, и были здесь заданы полностью.

[65] В целях способствования пониманию принципов изобретения, может быть сделана ссылка на варианты осуществления изобретений, проиллюстрированные на чертежах, при этом может быть использован конкретный язык, чтобы описать эти варианты осуществления изобретения. Однако этот конкретный язык не предназначен накладывать какие-либо ограничения на объем изобретения, и изобретение следует рассматривать как охватывающее все варианты осуществления, которые обычно могут встретиться специалисту в данной области техники.

[66] Изобретение может быть описано с точки зрения компонентов функциональных блоков и различных этапов обработки. Такие функциональные блоки могут быть реализованы с помощью любого числа компонентов программного оборудования и/или программного обеспечения, выполненных с возможностью осуществлять заданные функции. Например, в изобретении могут быть применены различные компоненты интегральных схем, например элементы памяти, элементы обработки, логические элементы, таблицы поиска и тому подобное, которые могут нести большое многообразие функций под контролем одного или более микропроцессоров или других контрольных устройств. Подобным образом, если элементы по изобретению выполнены с использованием любого программирования программного обеспечения или элементов программного обеспечения, изобретение может быть выполнено с помощью любого программирования или языка сценариев, такого как С,С++, Java, assembler или тому подобное с помощью различных алгоритмов, которые выполняются с помощью любой комбинации данных конструкции, предметов, процессов, стандартных или других элементов программирования. Функциональные аспекты могут быть осуществлены в алгоритмах, которые выполняют на одном или более процессорах. Кроме того, в изобретении может быть использовано любое число традиционных приемов для электронных конфигураций, обработки сигналов и/или контроля, обработки данных и тому подобное. Слова «механизмы» и «элемент» используются в широком смысле и не ограничены механическими или физическими вариантами осуществления изобретения, но могут включать в себя программы системы программного обеспечения совместно с процессорами и т.п.

[67] Конкретные показанные и описанные здесь исполнения являются иллюстративными примерами изобретения и не предназначены во всем остальном каким-либо образом ограничивать объем изобретения. В целях краткости традиционная электронная аппаратура, системы управления, разработка программного обеспечения и другие функциональные аспекты систем (и компоненты отдельных операционных компонентов систем) могут быть не описаны подробно. Кроме того, соединительные линии или коннекторы, показанные на различных представленных чертежах, предназначены представлять собой приведенные в качестве примеров функциональные взаимосвязи и/или физические или логические соединения между различными элементами. Следует отметить, что многие альтернативные или дополнительные функциональные взаимосвязи, физические соединения или логические соединения могут быть представлены в практическом исполнении устройства. Помимо этого ни отдельный предмет, ни компонент не является основным для практического исполнения изобретения, если только этот элемент не описан конкретно как «основной» или «важный».

[68] Использование элементов в единственном числе, а также подобных элементов в контексте описания изобретения (особенно в контексте нижеследующей формулы изобретения) должно быть рассмотрено как охватывающее и единственное число, и множественное число. Кроме того, перечисление в данном случае диапазонов значений предназначено только для того, чтобы служить в качестве способа условного обозначения ссылки отдельно на каждое отдельное значение, попадающее в диапазон, если только иное не оговорено в данное случае, и каждое отдельное значение включено в спецификацию, как если бы оно было указано в нем. Наконец, этапы всех описанных здесь способов могут быть осуществлены в любом приемлемом порядке, если только в данном случае не оговорено иное или иное явным образом не противоречит из контекста. Использование любого и всех примеров или использованного в данном случае языка примеров (например, «такой как» или «например») предназначено только наилучшим образом осветить изобретение и не накладывает ограничения на объем изобретения, если другое иным образом не заявлено. Многочисленные модификации и переделки будут легко понятны специалистам в данной области техники, не выходя за пределы объема и существа изобретения.

[69] Согласно вариантам осуществления изобретения пятикратное оптическое зуммирование может быть осуществлено, используя узел тубуса двухшагового объектива с переменным фокусным расстоянием, который раскрывает первое кольцо трансфокации и второй цилиндр в 2 этапа, и таким образом узел двухшагового тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием имеет уменьшенное число деталей. Кроме того, число относительно подвижных тубусов сократилось, и таким образом узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием, имеющий малую толщину или длину, реализуется, когда тубус объектива с переменным фокусным расстоянием размещен в оптическом устройстве, таком как камера.

[70] Хотя изобретение было показано и описано конкретным образом со ссылкой на приведенные в качестве примеров варианты осуществления изобретения, специалистам в данной области техники будет понятно, что в нем могут быть выполнены различные изменения по форме и деталям, не выходя за пределы объема и существа изобретения, как определено нижеследующей формулой изобретения.

Узел тубуса включает первое кольцо трансфокации, содержащее первый выступ; направляющее кольцо, расположенное вокруг первого кольца трансфокации, содержащее первую направляющую прорезь, через которую проходит первый выступ, и вторую направляющую прорезь; второе кольцо трансфокации, содержащее второй выступ и подвижное в осевом направлении; первый цилиндр, содержащий направляющую канавку, в которую вставляется второй выступ; и третий выступ, проходящий через вторую направляющую прорезь и расположенный между первым кольцом трансфокации и вторым кольцом трансфокации; второй цилиндр, расположенный вокруг направляющего кольца, содержащий четвертый выступ, первый участок канавки, в который вставляется первый выступ, и второй участок канавки, в который вставляется третий выступ, и несущий первое кольцо трансфокации и первый цилиндр; и наружный цилиндр, расположенный вокруг второго цилиндра и содержащий третий участок канавки, в который вставляется четвертый выступ. Технический результат - обеспечение большого увеличения, уменьшение длины и ширины тубуса и количество деталей. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием, содержащий:
первое кольцо трансфокации, несущее группу первого объектива и содержащее первый выступ, выступающий наружу; направляющее кольцо, содержащее первую направляющую прорезь, проходящую в осевом направлении, через которую проходит первый выступ, и вторую направляющую прорезь, проходящую в направлении по окружности, и расположенное вокруг первого кольца трансфокации; второе кольцо трансфокации, несущее группу второго объектива и содержащее второй выступ, выступающий наружу, а также расположенное с возможностью перемещения в осевом направлении по отношению к первому кольцу трансфокации; первый цилиндр, содержащий направляющую канавку второго кольца трансфокации, выполненную во внутренней поверхности стенки первого цилиндра и в которую вставлен второй выступ; и третий выступ, выступающий наружу с тем, чтобы проходить через вторую направляющую прорезь, и расположенный между первым кольцом трансфокации и вторым кольцом трансфокации, с тем чтобы вращаться и перемещаться в осевом направлении; второй цилиндр, содержащий выступающий наружу четвертый выступ, расположенный с возможностью поворота вокруг направляющего кольца, и содержащий первый участок канавки, в который вставлен проходящий через первую направляющую прорезь первый выступ, и второй участок канавки, в который вставлен проходящий через вторую направляющую прорезь третий выступ, и несущий с возможностью перемещения первое кольцо трансфокации и первый цилиндр; и наружный цилиндр, содержащий третий участок канавки, в который вставлен четвертый выступ, и расположенный вокруг второго цилиндра, чтобы удерживать с возможностью вращения второй цилиндр.

2. Узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием по п. 1, дополнительно содержащий направляющий участок, расположенный для направления перемещения второго кольца трансфокации в осевом направлении, пока вращается первый цилиндр.

3. Узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием по п. 2, в котором второе кольцо трансфокации дополнительно содержит секущий участок, проходящий в осевом направлении из него наружу, при этом направляющий участок расположен между вторым кольцом трансфокации и соединенным с секущим участком первым цилиндром и направляет перемещение второго кольца трансфокации в осевом направлении.

4. Узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием по п. 2, в котором второе кольцо трансфокации дополнительно содержит направляющую прорезь, проходящую в осевом направлении, при этом направляющий участок выполнен в форме штифта, проходящего в осевом направлении и вставлен в направляющую прорезь, а также направляет перемещение второго кольца трансфокации в осевом направлении.

5. Узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием по п. 1, в котором второй цилиндр дополнительно содержит зубчатое колесо, расположенное вокруг второго цилиндра и проходящее в направлении по окружности, при этом узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием может включать в себя соединенный с зубчатым колесом приводной участок для создания приводного усилия, используемого для вращения второго цилиндра.

6. Узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием по п. 1, дополнительно содержащий основание, прикрепленное к наружному цилиндру, и расположенное в основании оптическое устройство, так что оптическое устройство соответствует группе первого объектива и группе второго объектива.

7. Узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием по п. 6, дополнительно содержащий группу третьего объектива, расположенную между оптическим устройством и группой второго объектива; третье кольцо трансфокации для опоры группы третьего объектива и перемещения в осевом направлении; и блок приведения в действие фокуса, соединенный с третьим кольцом трансфокации и создающий приводное усилие.

8. Узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием по п. 7, в котором второй участок канавки продолжается в осевом направлении, при этом вторая направляющая прорезь содержит поддерживающий участок, проходящий в направлении по окружности и параллельно контуру одного конца направляющего кольца и поддерживающий положение первого цилиндра в осевом направлении по отношению к направляющему кольцу, и изменяющийся участок, наклоненный от концевого участка поддерживающего участка по направлению к контуру другого конца направляющего кольца и изменяющий положение первого цилиндра в осевом направлении по отношению к направляющему кольцу.

9. Узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием по п. 8, в котором первый участок канавки содержит первый участок наклона, наклоненный от контура одного конца второго цилиндра по направлению к контуру его другого конца, продолжающийся в направлении по окружности и перемещающий первое кольцо трансфокации вперед в осевом направлении по отношению ко второму цилиндру, и второй участок наклона, наклоненный от одного концевого участка первого участка наклона по направлению к контуру одного конца, проходящего в направлении по окружности, и перемещающий первое кольцо трансфокации назад в осевом направлении по отношению ко второму цилиндру.

10. Узел тубуса объектива с переменным фокусным расстоянием по п. 9, в котором направляющая канавка второго кольца трансфокации содержит прямолинейный участок, проходящий прямолинейно в осевом направлении от контура одного конца первого цилиндра к контуру другого его конца, участок наклона назад, наклоненный от одного концевого участка прямолинейного участка по направлению к контуру одного конца первого цилиндра, проходящему в направлении по окружности, и перемещающий второе кольцо трансфокации вперед в осевом направлении по отношению к первому цилиндру, и участок наклона вперед, наклоненный от участка наклона назад по направлению к контуру другого конца первого цилиндра, проходящему в направлении по окружности, и перемещающий второе кольцо трансфокации вперед в осевом направлении по отношению к первому цилиндру.