СБОРКА ОПРАВЫ ОБЪЕКТИВА С ПЕРЕМЕННЫМ ФОКУСНЫМ РАССТОЯНИЕМ И УСТРОЙСТВО ЗАХВАТА ИЗОБРАЖЕНИЯ С ТАКОЙ СБОРКОЙ Российский патент 2017 года по МПК G03B3/02 

Область изобретения

Иллюстративные варианты устройств и способов относятся к сборке оправы объектива с переменным фокусным расстоянием.

Уровень техники

По существу в узлах оправ объективов с переменным фокусным расстоянием применяется конструкция, в которой кулачковый выступ кольца трансфокатора выходит из направляющей канавки направляющего кольца, а кольцо трансфокатора утапливается для сокращения общей длины оправы в убранном положении.

В этом случае, когда кулачковый выступ выходит из направляющей канавки, между этими деталями может возникнуть маргинальный зазор. Для предотвращения отклонения кулачкового выступа формируется заранее определенная направляющая структура, выступающая из внешней стороны направляющего кольца для поддержки кольца трансфокатора, чтобы одновременно направлять одну поверхность кулачкового выступа кольца трансфокатора и для утапливания и фиксации кольца трансфокатора. Таким образом, когда направляющее кольцо вращается и наклонная плоскость выступа встречается с наклонной плоскостью кольца трансфокатора во время операции трансфокации оправы, кольцо трансфокатора выталкивается и входит в основную орбиту направляющей канавки, сформированной во внешней периферии направляющего кольца так, чтобы кольцо трансфокатора могло работать.

Вышеописанная сборка оправы в известном уровне техники имеет структуру, в которой направляющая структура, выступающая из внешней стороны направляющего кольца, входит в контакт с опорной плоскостью, выступающей из нижнего конца кольца трансфокатора и с противоположной плоскостью. Направляющая структура поддерживается и закреплена на кулачковом выступе и в нижней части канавки, выполненной в нижнем торце направляющего кольца. Поскольку два поддерживающих положения (две поддерживающие плоскости) не совпадают друг с другом, из-за отклонений при сборке и допусков на обработку возникают заедания и ослабления. Поскольку одна боковая поверхность кулачкового выступа и направляющее кольцо должны быть собраны друг с другом, положение кулачкового выступа трудно продлить дальше вниз. Следовательно, трудно увеличить ход кольца трансфокатора, что ограничивает глубину утопленного положения кольца трансфокатора.

Во время операции трансфокации сборки оправы, в точке, где наклонная плоскость направляющей структуры на внешней стороне направляющего кольца встречается с наклонной плоскостью, сформированной на нижнем торце кольца трансфокатора, возникает высокая мгновенная нагрузка, приводящая к одновременному заеданию. В этом случае, поскольку два поддерживающих участка сформированы на разных элементах, трудно обработать детали так, чтобы изменить наклонную плоскость кольца трансфокатора и в то же время сохранить оптимальное рабочее положение, и трудно обеспечить надежность работы из-за серьезного износа частей наклонной плоскости, вызванного повторяющейся продолжительной работой.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Техническая задача

Один или более из иллюстративных вариантов настоящего изобретения могут устранить вышеописанные недостатки и другие недостатки, не описанные выше. Однако, следует понимать, что один или более из иллюстративных вариантов настоящего изобретения не требуется для устранения недостатков, описанных выше и могут не устранять любую из проблем, описанных выше.

Согласно одному или более из вариантов настоящего изобретения предлагается сборка оправы объектива с переменным фокусным расстоянием, способная уменьшить общую нерабочую длину оправы, в то же время обеспечивая длину рабочего хода объектива с переменным фокусным расстоянием, снижая рабочую нагрузку и обеспечивая надежность работы оправы во время операции трансфокации.

Решение проблемы

Сборка оправы объектива с переменным фокусным расстоянием по иллюстративному варианту настоящего изобретения содержит первое кольцо трансфокатора, выполненное с возможностью поддерживать первую группу линз, первое направляющее кольцо, на внутренней стороне которого расположено первое кольцо трансфокатора и которое соединено кулачком с первым кольцом трансфокатора для линейного перемещения путем вращения первой группы линз вдоль оптической оси, второе кольцо трансфокатора, сконфигурированное для поддержки второй группы линз и соединенное кулачком с первым направляющим кольцом для линейного перемещения второй группы линз вдоль оптической оси, второе направляющее кольцо, соединенное кулачком с первым направляющим кольцом и сконфигурированное для линейного перемещения вдоль оптической оси для вращения первого направляющего кольца, второй цилиндр, сконфигурированный для линейного перемещения вдоль оптической оси вместе со вторым кольцом трансфокатора при вращении, и внешний цилиндр, содержащий третью группу линз, в которой третья группа линз расположена на внутренней стороне внешнего цилиндра и на оптической оси вместе с первой и второй группами линз, и внешний цилиндр соединен кулачком со вторым цилиндром для приведения второго цилиндра во вращение, и вспомогательный кулачковый выступ первого направляющего кольца, соединенный с вспомогательной направляющей канавкой первого кольца трансфокатора входит во вспомогательную направляющую канавку первого кольца трансформатора до того, как кулачковый выступ первого кольца трансфокатора, соединенный с направляющей канавкой первого направляющего кольца, выйдет из направляющей канавки.

Вспомогательная направляющая канавка может содержать наклонный участок, сформированной с наклоном от одной торцевой стороны первого кольца трансфокатора к другой торцевой стороне первого кольца трансфокатора, и прямой участок, сформированный вдоль периферийного направления первого кольца трансфокатора от конца наклонного участка.

Вспомогательный кулачковый выступ первого направляющего кольца может быть расположен на наклонном участке вспомогательной направляющей канавки, когда кулачковый выступ первого кольца трансфокатора находится в положении, примыкающем к концу направляющей канавки, прежде чем кулачковый выступ первого кольца трансфокатора выйдет из направляющей канавки.

Вспомогательный кулачковый выступ первого направляющего кольца может быть расположен на наклонном участке или на прямом участке вспомогательной направляющей канавки, когда кулачковый выступ первого кольца трансфокатора вышел из направляющей канавки, и находится в контакте с одной торцевой стороны первого направляющего кольца.

Вспомогательный кулачковый выступ первого направляющего кольца может быть расположен на наклонном участке или на прямом участке вспомогательной направляющей канавки, когда кулачковый выступ первого кольца трансфокатора вышел из направляющей канавки и отстоит от одной торцевой стороны первого направляющего кольца.

Наклонный участок может иметь длину превышающую длину прямого участка.

Кулачковый выступ первого кольца трансфокатора может задавать маргинальный зазор между кулачковым выступом и направляющей канавкой первого направляющего кольца в соответствии с длиной, на которую выступает кулачковый выступ.

Вспомогательный кулачковый выступ первого направляющего кольца может задавать маргинальный зазор между вспомогательным кулачковым выступом и вспомогательной направляющей канавкой первого кольца трансфокатора в соответствии с длиной, на которую выступает вспомогательный кулачковый выступ.

Кулачковый выступ первого кольца трансфокатора может быть сформирован на внутренней периферийной поверхности выдвижной части, а выдвижная часть может быть сформирована на одной торцевой стороне первого кольца трансфокатора и выступать в направлении оптической оси.

Сборки оправы объектива с переменным фокусным расстоянием по иллюстративному варианту настоящего изобретения содержит первое кольцо трансфокатора, сконфигурированное для поддержки первой группы линз, первое направляющее кольцо на внутренней стороне которого расположено первое кольцо трансфокатора и соединенное кулачком с первым кольцом трансфокатора для линейного перемещения первой группы линз вдоль оптической оси при вращении, второе кольцо трансфокатора, сконфигурированное для поддержки второй группы линз, при этом второе кольцо трансфокатора расположено на внутренней стороне первого кольца трансфокатора и соединено кулачком с первым направляющим кольцом для линейного перемещения второй группы линз вдоль оптической оси, второе направляющее кольцо на внутренней стороне которого расположено второе кольцо трансфокатора и сконфигурированное для линейного перемещения вдоль оптической оси для вращения первого направляющего кольца; второй цилиндр, на внутренней стороне которого расположено второе кольцо трансфокатора, сконфигурированный для линейного перемещения вдоль оптической оси вместе со вторым кольцом трансфокатора при вращении, и внешний цилиндр, на внутренней стороне которого расположен с возможностью вращения второй цилиндр, содержащий третью группу линз, расположенную на оптической оси вместе с первой и второй группами линз, и кулачковый выступ, выступающий на внутренней стороне первого кольца трансфокатора, соединен с возможностью скольжения с направляющей канавкой, сформированной на внешней стороне первого направляющего кольца, и вспомогательный кулачковый выступ, выступающий на внешней стороне первого направляющего кольца, соединен с возможностью скольжения с вспомогательной направляющей канавкой, сформированной на внутренней стороне первого кольца трансфокатора.

Вспомогательный кулачковый выступ первого направляющего кольца может входить во вспомогательную направляющую канавку первого кольца трансфокатора до того как кулачковый выступ первого кольца трансфокатора выйдет из направляющей канавки.

Вспомогательный кулачковый выступ первого направляющего кольца может входить во вспомогательную направляющую канавку первого кольца трансфокатора одновременно с выходом кулачкового выступа первого кольца трансфокатора из направляющей канавки.

Кулачковый выступ первого кольца трансфокатора может задавать маргинальный зазор между кулачковым выступом и направляющей канавкой первого направляющего кольца в соответствии с длиной, на которую выступает кулачковый выступ.

Вспомогательный кулачковый выступ первого направляющего кольца может задавать маргинальный зазор между вспомогательным кулачковым выступом и вспомогательной направляющей канавкой первого кольца трансфокатора в соответствии с длиной, на которую выступает вспомогательный кулачковый выступ.

Устройство захвата изображения содержит сборку оправы объектива с переменным фокусным расстоянием.

Дополнительные аспекты и преимущества иллюстративных вариантов настоящего изобретения будут изложены ниже, будут понятны из нижеследующего описания или будут поняты при реализации настоящего изобретения.

Положительные эффекты изобретения

Как описано выше, настоящее изобретение позволяет уменьшить полную длину оправы в положении хранения, в то же время удовлетворяя требования к длине хода кольца трансфокатора, что снижает рабочую нагрузку и повышает надежность работы при операции трансфокации, выполняемой оправой.

Краткое описание чертежей

Эти и/или другие аспекты настоящего изобретения будут более понятны из нижеследующего подробного описания иллюстративных вариантов со ссылками на приложенные чертежи, где:

Фиг. 1 - комбинированный вид в перспективе, иллюстрирующий сборку оправы объектива с переменным фокусным расстоянием по иллюстративному варианту настоящего изобретения.

Фиг. 2 - разнесенный вид в перспективе, иллюстрирующий сборку оправы объектива с переменным фокусным расстоянием по иллюстративному варианту настоящего изобретения.

Фиг. 3 - сечение, иллюстрирующее сборку оправы объектива с переменным фокусным расстоянием по Фиг. 1.

Фиг. 4 - вид в перспективе, иллюстрирующий первое кольцо трансфокатора и первое направляющее кольцо, показанные на Фиг. 2.

Фиг. 5-8 - схематические диаграммы, последовательно иллюстрирующие положения первого кулачкового выступа первого кольца трансформатора и вспомогательного кулачкового выступа первого направляющего кольца, когда первое кольцо трансфокатора перемещается назад первым направляющим кольцом согласно иллюстративному варианту настоящего изобретения.

Фиг. 9 - схематическая диаграмма, иллюстрирующая пример, в котором длина наклонного участка вспомогательной направляющей канавки отличается от длины наклонного участка, как показано на Фиг. 5.

Фиг. 10 и 11 - схематические диаграммы, иллюстрирующие примеры, в которых длины первого кулачкового выступа первого кольца трансфокатора отличаются друг от друга.

Фиг. 12 - вид в перспективе, иллюстрирующий устройство захвата изображения, содержащее сборку оправы объектива с переменным фокусным расстоянием по иллюстративному варианту настоящего изобретения.

Описание изобретения

Далее следует более подробное описание иллюстративных вариантов со ссылками на приложенные чертежи.

В нижеследующем описании одинаковые детали на разных чертежах обозначены одними и теми же позициями. Сведения, изложенные в описании, такие как детальное описание конструкций и элементов, приведены для помощи в полном понимании иллюстративных вариантов. Таким образом, понятно, что иллюстративные варианты настоящего изобретения могут быть реализованы и без этих конкретных сведений. Кроме того, функции или элементы, известные в данной отрасли техники, подробно не описываются, поскольку это наполнило бы описание ненужными деталями.

На Фиг. 1 представлен комбинированный вид в перспективе, иллюстрирующий сборку 1 оправы объектива с переменным фокусным расстоянием по иллюстративному варианту настоящего изобретения.

Как показано на Фиг. 1, сборка 1 оправы объектива с переменным фокусным расстоянием по иллюстративному варианту настоящего изобретения может выдвигаться тремя ступенями для выполнения функции изменения фокусного расстояния или трансфокации из заранее заданного множества функций оптической трансфокации. В этом случае второй цилиндр 90 выдвигается из внешнего цилиндра 110, первый цилиндр 60 выдвигается из второго цилиндра 90, и первое кольцо 10 трансфокатора выдвигается из первого цилиндра 60.

На Фиг. 2 приведен разнесенный вид в перспективе, иллюстрирующий сборку 1 оправы объектива с переменным фокусным расстоянием по иллюстративному варианту настоящего изобретения.

Как показано на Фиг. 2, первое кольцо 10 трансфокатора перемещает первый узел 20 линз вперед и назад вдоль оптической оси (в направлении оси Z). Первый узел 20 линз содержит первый держатель 21 линз, соединенный с первым кольцом 10 трансфокатора, и первую группу 23 линз, поддерживаемую первым держателем 21 линз. В этом случае первая группа линз 23 расположена так, чтобы центр первой группы 23 линз совпадал с оптической осью. Далее, первое кольцо 10 трансфокатора соединено с узлом 30 крышки, расположенным перед ним. В узле 30 крышки выполнено светопропускающее отверстие 31 для пропускания света на первую группу 23 линз, и пару защищающих объектив ламелей 33 и 34, расположенных на внутренней стороне передней части крышки 30.

Далее, выступающая часть 11 сформирована так, чтобы выступать с одной торцевой стороны 10а первого кольца 10 трансфокатора, и на выступающей части 11 сформирован первый кулачковый выступ 13, выступающий к внутренней стороне первого кольца 10 трансфокатора. В иллюстративном варианте можно сформировать по меньшей мере три выступающие части 11 и по меньшей мере три первых кулачковых выступа 13. Первый кулачковый выступ 13 вставлен с возможностью скольжения и перемещения в первую направляющую канавку 71, сформированную на внешней периферийной поверхности первого направляющего кольца 70.

На внешней периферийной поверхности первого кольца 10 трансфокатора сформирован первый направляющий выступ 14, расположенный рядом с одной торцевой стороной 10а. Этот первый направляющий выступ 14 соединен с возможностью скольжения и перемещения с первой прямой направляющей канавкой 63, и первая прямая направляющая канавка сформирована на внутренней периферийной поверхности первого цилиндра 60 параллельно оптической оси. Когда первый направляющий выступ 14 направляется первой прямой направляющей канавкой 63, первое кольцо 10 трансфокатора движется линейно вперед и назад вдоль оптической оси, когда первое направляющее кольцо 40 вращается в направлении по часовой стрелке и против часовой стрелки.

Далее, вдоль внутренней периферийной поверхности первого кольца 10 трансфокатора выполнена вспомогательная направляющая канавка (поз.15 на Фиг. 4). Эта вспомогательная направляющая канавка 15 содержит наклонный участок 15а, сформированный с наклоном одной торцевой стороной 10а первого кольца 10 трансфокатора вдоль его внутренней периферийной поверхности, и прямой участок 15b, сформированный от конца наклонного участка 15а вдоль направления окружности. Вспомогательный кулачковый выступ 73 первого направляющего кольца 70, которое расположено с возможностью вращения на внутренней стороне первого кольца 10 трансфокатора, соединен с возможностью скольжения и перемещения с вспомогательной направляющей канавкой 15.

Второе кольцо 40 трансфокатора побуждает второй узел 50 линз перемещаться вперед и назад между первым кольцом 10 трансфокатора и наружным цилиндром 110 вдоль оптической оси. Второй узел 50 линз содержит второй держатель 51 линз, соединенный со вторым кольцом 40 трансфокатора, и вторую группу 53 линз, поддерживаемую вторым держателем 51 линз. В этом случае вторая группа 53 линз может располагаться так, чтобы центр второй группы линз 53 совпадал с оптической осью.

Далее, на внешней периферийной поверхности второго кольца 40 трансфокатора выполнен направляющий участок 41, имеющий по существу форму прямоугольного параллелепипеда, и этот первый направляющий участок 41 выступает параллельно оптической оси. Первый направляющий участок 41 вставлен с возможностью скольжения и перемещения в прямое направляющее отверстие 85 направляющего элемента 80, а направляющий элемент 80 вставлен во внутреннюю сторону первого направляющего кольца 70. На внешней поверхности направляющего участка 41 сформированы второй кулачковый выступ 43 и третий кулачковый выступ 45, которые разнесены друг от друга по вертикали. Второй кулачковый выступ 43 и третий кулачковый выступ 45 соединены с возможностью скольжения и перемещения со второй направляющей канавкой 78 и третьей направляющей канавкой 79, которые сформированы на внутренней поверхности первого направляющего кольца 70, соответственно. Поэтому второе кольцо 40 трансфокатора движется линейно вперед и назад вдоль оптической оси в соответствии с вращением первого направляющего кольца 70 по часовой стрелке и против часовой стрелки.

Первый цилиндр 60 окружает первое кольцо 10 трансфокатора и расположено на внутренней стороне второго цилиндра 90. На одной торцевой стороне 60а первого цилиндра 60 сформирован второй направляющий выступ 61, который выступает наружу, и соединен с возможностью скольжения и перемещения с третьей прямой направляющей канавкой 107, сформированной во внутренней периферийной поверхности второго направляющего кольца 100 параллельно оптической оси. Поэтому, первый цилиндр направляется вторым направляющим кольцом 100 так, чтобы двигаться линейно вдоль оптической оси.

Далее, на внутренней стороне первого цилиндра 60 сформирована первая прямая направляющая канавка 63, проходящая параллельно оптической оси, и первый направляющий выступ 14 первого кольца 10 трансфокатора соединен с возможностью скольжения и перемещения с первой прямой направляющей канавкой 63. На внутренней периферийной поверхности первого цилиндра 60 сформирована первая направляющая канавка 65 вращения, расположенная рядом с одной торцевой стороной 60а и проходящая в направлении окружности. Первый запирающий выступ 75 первого направляющего кольца 70 соединен с возможностью скольжения и перемещения с первой направляющей канавкой 65 вращения. Поэтому первое направляющее кольцо 70 расположено внутри первого цилиндра 60 с возможностью вращения.

Первый цилиндр 60 расположен на внешней стороне первого направляющего кольца 70, а направляющий элемент 80 находится на внутренней стороне первого направляющего кольца 70. Первое направляющее кольцо 70 при вращении по часовой стрелке и против часовой стрелки заставляет первый цилиндр 60 и направляющий элемент 80 перемещаться вперед и назад вдоль оптической оси.

В первом направляющем кольце 70 сформирована первая направляющая канавка 71, с которой соединен с возможностью скольжения первый кулачковый выступ 13 первого кольца 10 трансфокатора, чтобы при вращении перемещать первое кольцо 10 трансфокатора вдоль оптической оси. В этом случае первая направляющая канавка 71 сформирована наклонно и проходит от одной торцевой стороны 70а первого направляющего кольца 70 к его другой торцевой стороне 70b, наклоняется вниз от конца наклонного участка, проходит вдоль окружного направления с постоянным интервалом, и вновь наклоняется к другой торцевой стороне 70b. Поэтому, когда первое кольцо 10 трансфокатора направляется первой направляющей канавкой 71, это первое кольцо 10 трансфокатора может двигаться вперед и назад вдоль оптической оси и поддерживать заранее определенное положение.

На внешней периферийной поверхности первого направляющего кольца 70 сформирован вспомогательный кулачковый выступ 73. Поскольку вспомогательный кулачковый выступ 73 входит во вспомогательную направляющую канавку 15 первого кольца 10 трансфокатора до того, как первый кулачковый выступ 13 первого кольца 10 трансфокатора полностью выйдет из первой направляющей канавки 71, когда первое кольцо 10 трансфокатора движется в обратном направлении и прячется во внешний цилиндр 110, это первое кольцо 10 трансфокатора можно стабильно направлять первым направляющим кольцом 70 (см. Фиг. 6). Операция зацепления между первым кольцом 10 трансфокатора и первым направляющим кольцом 70 будет описана более подробно со ссылками на чертежи.

Далее, на внешней периферийной поверхности первого направляющего кольца 70 сформированы первый запирающий выступ 75 и четвертый кулачковый выступ 77. В этом случае первый запирающий выступ 75 соединен с возможностью скольжения и перемещения с первой направляющей канавкой 65 вращения первого цилиндра 60, а четвертый кулачковый выступ 77 вставлен с возможностью скольжения и перемещения в направляющее отверстие 101 второго направляющего кольца 100.

Вторая направляющая канавка 78, с которой соединен с возможностью скольжения и перемещения второй кулачковый выступ 43 второго кольца 40 трансфокатора, также сформирована во внутренней периферийной поверхности первого направляющего кольца 70. Вторая направляющая канавка 78 сформирована прямо вдоль оптической оси и проходит от одной торцевой стороны 70а первого направляющего кольца 70 к другой ее торцевой стороне 70b. Вторая направляющая канавка 78 сформирована с наклоном к одной торцевой стороне 70а и, затем, наклоняется вновь к другой торцевой стороне 70b. Когда второй кулачковый выступ 43 второго кольца 40 трансфокатора движется по второй направляющей канавке 78, второе кольцо 40 трансфокатора движется вдоль оптической оси вперед и назад. Далее, на внутренней периферийной поверхности первого направляющего кольца 70 выполнена третья направляющая канавка 79, с которой с возможностью скольжения соединен третий кулачковый выступ 45 второго кольца 40 трансфокатора, и которая проходит наклонно от одной торцевой стороны 70а первого направляющего кольца 70 к другой его торцевой стороне 70b.

Направляющий элемент 80 содержит цилиндрическую часть 81, вставленную внутрь первого направляющего кольца 70, и участок 83 фланца, сформированный на нижнем участке цилиндрической части 81 и отходящий от нее. В цилиндрической части 81 сформировано прямое направляющее отверстие 85, в которое с возможностью скольжения и перемещения вставлен направляющий участок 41 второго кольца 40 трансфокатора. Участок 83 фланца сформирован так, чтобы выступать радиально наружу от цилиндрической части 81. Третий направляющий выступ 87, который с возможностью скольжения и перемещения соединен с третьей прямой направляющей канавкой 107 второго направляющего кольца 100, сформирован так, чтобы выступать от участка 83 фланца.

Второй цилиндр 90 установлен с возможностью вращения на внешнем цилиндре 110, и вдоль внешней окружности одной торцевой стороны 90а сформирован зубчатый сектор 91, имеющий заранее определенную длину. Зубчатый сектор 91 находится в зацеплении с цилиндрической шестерней (не показана) привода 140. Когда привод 140 приводится в действие через зубчатую соединительную структуру, второй цилиндр 90 вращается. На внешней периферийной поверхности одной торцевой стороны 90а второго цилиндра 90 выполнен пятый кулачковый выступ 93, который соединен с внешним цилиндром 110 с возможностью скольжения вдоль четвертой направляющей канавки 111 внешнего цилиндра 110. Далее, во внутренней периферийной поверхности второго цилиндра 90 рядом с другой торцевой стороной 90b в направлении окружности сформирована вторая направляющая канавка 95 вращения. Второй запирающий выступ 105 второго направляющего кольца 100 соединен с возможностью скольжения и перемещения со второй направляющей канавкой вращения.

Второе направляющее кольцо 100 расположено с возможностью вращения внутри второго цилиндра 90. Вместе со вторым цилиндром 90 второе направляющее кольцо 100 движется вперед и назад вдоль оптической оси и вдоль внешнего цилиндра 110. Во втором направляющем кольце 100 сформировано направляющее отверстие 101, в которое с возможностью вращения вставлен четвертый направляющий выступ 77 первого направляющего кольца 70 для направления первого направляющего кольца 70. Направляющее отверстие 101 образует заранее определенную кулачковую направляющую, которая наклонена от одной торцевой стороны 100а второго направляющего кольца 100 к другой торцевой стороне 100b и изгибается множеством ступеней.

На внешней периферийной поверхности второго направляющего кольца 100 выполнен четвертый направляющий выступ 103, расположенный рядом с одной его торцевой стороной 100а, и на внешней периферийной поверхности второго направляющего кольца 100 выполнен второй запирающий выступ 105, расположенный рядом с его другой торцевой стороной 100b. Далее, во внутренней периферийной поверхности второго направляющего кольца 100 выполнена третья прямая направляющая канавка 107, проходящая от одной торцевой стороны 100а до другой торцевой стороны 100b вдоль оптической оси. Третий направляющий выступ 87 направляющего элемента 80 соединен с возможностью скольжения и перемещения с третьей прямой направляющей канавкой 107.

Второе направляющее кольцо 100 не вращается, а движется линейно вдоль внешнего цилиндра 110. Второй цилиндр 90 вращается, при этом второе направляющее кольцо 100 вставлено во внутреннюю сторону второго цилиндра 90. Далее, вышеописанные детали входят в зацепление друг с другом в соответствии с вращением второго цилиндра 90.

Второй цилиндр 90 установлен с возможностью вращения внутри внешнего цилиндра 110. Во внешнем цилиндре 110 выполнены четвертая направляющая канавка 111, сформированная наклонно вдоль внутренней периферийной поверхности внешнего цилиндра 110, и четвертая прямая направляющая канавка 113, сформированная параллельно оптической оси. Пятый кулачковый выступ 93 второго цилиндра 90 соединен с возможностью скольжения и перемещения с четвертой направляющей канавкой 111. Четвертый направляющий выступ 103 второго направляющего кольца 100 соединен с возможностью скольжения и перемещения в четвертой прямой направляющей канавке 113.

Третий узел 130 линз, расположенный во внешнем цилиндре 110, установлен на основании 120. В этом случае третий узел 130 линз содержит третий держатель 131 линз, установленный на основании 120, и третью группу 133 линз, соединенных с третьим держателем 131 линз. Третья группа 133 линз расположена так, чтобы центр третьей группы 133 линз совпадал с оптической осью. Вместе с вышеописанными первой группой 23 линз и второй группой 53 линз третья группа 133 линз находится в положении, соответствующем оптическому устройству 160 (см. Фиг. 3), которое расположено на основании 120. Оптическое устройство 160 преобразует несущий изображение свет, проходящий через первую, вторую и третью группы 23, 53, и 133 линз в электрический сигнал.

Привод 140, сконфигурированный для приведения в действие второго цилиндра 90 и привод 150 фокусировки, сконфигурированный для генерирования приводной силы для выполнения функции регулирования фокусировки, расположены на основании 120 за пределами внешнего цилиндра 110.

На Фиг. 3 показано сечение сборки 1 оправы объектива с переменным фокусным расстоянием, имеющей вышеописанную конфигурацию по иллюстративному варианту настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 3, второй цилиндр 90 и второе направляющее кольцо 100 расположены с возможностью перемещения вдоль оптической оси на внутренней стороне внешнего цилиндра 110. Первый цилиндр 60, первое направляющее кольцо 70, и направляющий элемент 80 установлены на внутренней стороне второго цилиндра 90 с возможностью перемещения вдоль оптической оси. Первое кольцо 10 трансфокатора установлено на внутренней стороне первого цилиндра 60 с возможностью перемещения вдоль оптической оси. Далее, второе кольцо 40 трансфокатора поддерживается направляющим элементом 80 и установлено для движения вдоль оптической оси между первым кольцом 10 трансфокатора и внешним цилиндром 110.

В сборке 1 оправы объектива с переменным фокусным расстоянием, имеющей вышеописанную конфигурацию, второй цилиндр 90 движется вдоль оптической оси, тогда как второй цилиндр 90 приводится приводом 140 во вращение относительно внешнего цилиндра 110. Когда второй цилиндр 90 вращается, второе направляющее кольцо 100 не вращается, а движется линейно вдоль оптической оси, когда четвертый направляющий выступ 103 соединяется с четвертой прямой направляющей канавкой 113 на внешнем цилиндре 110.

Направленная вперед приводная сила второго направляющего кольца 100 передается на четвертый кулачковый выступ 77 первого направляющего кольца 70. Когда четвертый кулачковый выступ 77 движется по направляющему отверстию 101 второго направляющего кольца 100, в то время как первое направляющее кольцо 70 вращается относительно второго направляющего кольца 100, первое направляющее кольцо 70 перемещается линейно вдоль оптической оси. Первый цилиндр 60 движется линейно вдоль оптической оси вместе с первым направляющим кольцом 70, когда второй направляющий выступ 61 соединен с третьей прямой направляющей канавкой 107 второго направляющего кольца 100.

Далее, вращающая сила первого направляющего кольца 70 передается на первый кулачковый выступ 13 первого кольца 10 трансфокатора. В это время, поскольку кулачковый выступ 13 соединен с первой направляющей канавкой 71 первого направляющего кольца 70, а первый направляющий выступ 14 соединен первой прямой направляющей канавкой 63 первого цилиндра 60, первое кольцо 10 трансфокатора движется линейно вдоль первого цилиндра 60 и вдоль оптической оси. Далее сила вращения первого направляющего кольца 70 передается на второй кулачковый выступ 53 и третий кулачковый выступ 45 второго кольца 40 трансфокатора. В это время, поскольку направляющий участок 41 второго кольца 40 трансфокатора соединен с прямым направляющим отверстием 85 направляющего элемента 80, второе кольцо 40 трансфокатора движется линейно вдоль оптической оси, не вращаясь. В этом случае, поскольку относительные положения первого узла 20 линз и второго узла 40 линз изменяются по мере перемещения первого кольца 10 трансфокатора и второго кольца 40 трансфокатора, когда первое направляющее кольцо 70 вращается, сборка 1 оправы объектива с переменным фокусным расстоянием по иллюстративному варианту настоящего изобретения может переходить в телескопическое состояние (см. Фиг. 3) или в широкоугольное состояние, в котором второй узел 40 линз перемещается или сдвигается к третьему узлу 130 линз.

Далее со ссылками на Фиг. 5-8 следует описание оперативного соотношения между первым кольцом 10 трансфокатора и первым направляющим кольцом 70. На Фиг. 5-8 приведены схематические диаграммы, последовательно иллюстрирующие положения первого кулачкового выступа 13 первого кольца 10 трансфокатора и вспомогательного кулачкового выступа 73 первого направляющего кольца 70, когда первое кольцо 10 трансфокатора сдвигается назад первым направляющим кольцом 70.

Как показано на Фиг. 5, когда первое направляющее кольцо 70 поворачивается в состояние, в котором первое кольцо 10 трансфокатора выступает из первого направляющего кольца 70 вперед, первый кулачковый выступ 13 первого кольца 10 трансфокатора движется вниз по наклонному участку 71а первой направляющей канавки 71, сформированной во внешней периферийной поверхности первого направляющего кольца 70. Затем, как показано на Фиг. 6, когда первый кулачковый выступ 13 достигает положения, примыкающего к концу (т.е. границе между наклонным участком 71а и концевым выступающим участком 72 наклонного участка 71а, которая является положением непосредственно перед тем, как первый кулачковый выступ 13 выйдет из наклонного участка 71а) вспомогательный кулачковый выступ 73 первого направляющего кольца 70 входит в наклонный участок 15а вспомогательной направляющей канавки 15, сформированной во внутренней периферийной поверхности первого кольца 10 трансфокатора так, что стартовое положение вспомогательного кулачкового выступа 73 первого направляющего кольца 70 соответствует конечному положению первого кулачкового выступа 13. В этом случае вспомогательный кулачковый выступ 73 первого направляющего кольца 70 может быть сконфигурирован так, чтобы вспомогательный кулачковый выступ 73 первого направляющего кольца 70 входил в наклонный участок 15а вспомогательной направляющей канавки 15 первого кольца 10 трансфокатора, когда кулачковый выступ 13 выходит из первого наклонного участка 71а, поэтому стартовое положение вспомогательного кулачкового выступа 73 одновременно соответствует конечному положению первого кулачкового выступа 13.

Затем, когда первое направляющее кольцо 70 вращается, первое кольцо 10 трансфокатора движется в убранное положение. В это время, как показано на Фиг. 7, первый кулачковый выступ 13 вышел из наклонного участка 71а первой направляющей канавки 71, а вспомогательный кулачковый выступ 73 вошел в прямой участок 15b, отходящий от конца наклонного участка 15а вспомогательной направляющей канавки 15. Затем, как показано на Фиг. 8, первый кулачковый выступ 13 и вспомогательный кулачковый выступ 73 двигаются со скольжением вдоль торцевого выступающего участка 72, сформированного на одной торцевой стороне 70а первого направляющего кольца 70 и вдоль прямого участка 15b вспомогательной направляющей канавки 15, соответственно.

Как описано выше, в иллюстративном варианте даже когда первый кулачковый выступ 13 полностью вышел из наклонного участка 71а первой направляющей канавки 71, нежелательное движение, например, вибрации, между первым кольцом 10 трансфокатора и первым направляющим кольцом 70 не возникают, поскольку вспомогательный кулачковый выступ 73 соединен с вспомогательной направляющей канавкой 15 и удерживает положение первого кольца 10 трансфокатора.

Далее, на Фиг. 8 показано, что первый кулачковый выступ 13 расположен в контакте с торцевым выступающим участком 72, сформированным на одной торцевой стороне 70а первого направляющего кольца 70 и расположен для поддержки первого направляющего кольца 70. Однако, в этом иллюстративном варианте, как показано на Фиг. 9, даже когда первый кулачковый выступ 13 движется в нижнюю часть для отвода от одной торцевой стороны 70а первого направляющего кольца 70, нежелательные движения между первым кольцом 10 трансфокатора и первым направляющим кольцом не возникают, поскольку вспомогательный кулачковый выступ 73 вставлен во вспомогательную направляющую канавку 15. В этом случае вспомогательная направляющая канавка 15 может быть выполнена так, чтобы длина L1 наклонного участка 15а превышала длину L наклонного участка 15а, как показано на Фиг. 5. Наклонный участок 15а может быть сформирован так, чтобы длина L1 наклонного участка 15а была больше, чем длина прямого участка 15b. Как описано выше, убранное положение первого кольца 10 трансфокатора может определяться на основе длины наклонного участка 15а. Поэтому, когда длина наклонного участка 15а задается большой, общая длина в полностью убранном положении сборки 1 оправы объектива с переменным фокусным расстоянием может быть уменьшена.

Далее, в иллюстративном варианте настоящего изобретения, когда первый кулачковый выступ 13, который полностью вышел из первой направляющей канавки 71, вновь входит в наклонный участок 71а первой направляющей канавки 71, поскольку этот первый кулачковый выступ 13 направляется вспомогательным кулачковым выступом 73, движущимся по вспомогательной направляющей канавке 15, и отдельная направляющая структура по предшествующему уровню техники, которая выступает на внешней стороне первой кулачковой канавки 71 для направления первого кулачкового выступа 13, становится ненужной. Следовательно, можно избежать столкновения между первым кулачковым выступом 13 и отдельной направляющей структурой первой направляющей канавки 71, что приводит к снижению нагрузки и колебаний, а шум, вызванный столкновением, по существу устраняется, и в результате повышается надежность работы.

Первый кулачковый выступ 13 может задавать длину, на которую он выступает, чтобы соответственно управлять комбинационным отношением между первым кольцом 10 трансфокатора и первым направляющим кольцом 70. На Фиг. 10 и 11 приведены схематические диаграммы, иллюстрирующие примеры разной длины первого кулачкового выступа 13 первого кольца 10 трансфокатора.

Как показано на Фиг. 10, первая длина А1 вылета первого кулачкового выступа 13 от внутренней периферийной поверхности первого кольца 10 трансфокатора выбрана такой, чтобы первый кулачковый выступ 13 в основном был утоплен в первую направляющую канавку 71. Первая направляющая канавка 71 может иметь первый маргинальный зазор G1 между первым кулачковым выступом 13 и первой направляющей канавкой 71, который может меняться в зависимости от движения первого кулачкового выступа 13. Далее, как показано на Фиг. 11, первый кулачковый выступ 13 имеет вторую длина А2 вылета, которая меньше длины А1, а маргинальный зазор между первым кулачковым выступом 13 и первой направляющей канавкой 71 является вторым маргинальным зазором G2, который больше первого маргинального зазора G1.

Следовательно, когда первый кулачковый выступ 13 имеет второй вылет А2, первое кольцо 10 трансфокатора и первое направляющее кольцо 70 соединены достаточно свободно по сравнению со случаем, когда первый кулачковый выступ 13 имеет первую длину А1 вылета. Хотя пример, в котором длина первого кулачкового выступа 13 регулируется, показано на Фиг. 10 и 11, настоящее изобретение этим примером не ограничивается. Длина вылета вспомогательного кулачкового выступа 73 также может регулироваться, и длина вылета кулачковых выступов, сформированных на соответствующих частях вышеописанной сборки 1 оправы объектива с переменным фокусным расстоянием также может соответственно задаваться и применяться.

Как описано выше, длина вылета кулачкового выступа определяется в соответствии с условиями производства соответствующих деталей сборки 1 оправы объектива с переменным фокусным расстоянием так, чтобы вращение или линейное перемещение деталей осуществлялось плавно.

На Фиг. 12 приведен вид в перспективе устройства 200 захвата изображений, содержащего сборку 1 оправы объектива с переменным фокусным расстоянием по иллюстративному варианту настоящего изобретения.

Как показано на Фиг. 12, в качестве устройства 200 захвата изображений показана цифровая камера по иллюстративному варианту настоящего изобретения. На верхней части корпуса 210 камеры расположен выключатель 220 питания, а на другой стороне его верхней части находится кнопка 230 спуска затвора. Далее, на верхней стороне передней части камеры расположен импульсный осветитель 240 и датчик 250 интенсивности света импульсного осветителя, а сборка 1 объектива с переменным фокусным расстоянием находится в центре передней части камеры. В задней части корпуса 210 камеры может быть расположен видоискатель (не показан) и в этом случае видоискатель может быть откидным и поворотным и может быть соединен с камерой 210.

Далее в корпусе 210 камеры может иметься индикатор таймера (не показан), который работает в течение определенного периода времени с момента нажатия кнопки 230 спуска затвора до момента начала регистрации изображения. Когда срабатывает импульсный осветитель, датчик 250 интенсивности света импульсного осветителя измеряет интенсивность света и вводит измеренную величину интенсивности света в процессор камеры (не показан) через микроконтроллер (не показан).

Вышеописанные иллюстративные варианты и преимущества приведены только для примера и не должны считаться ограничивающими концепцию настоящего изобретения. Эти иллюстративные варианты легко могут применяться для устройств другого типа. Кроме того, описание примеров является иллюстративным и не ограничивает объем формулы изобретения, и различные изменения, замены и варианты очевидны для специалистов.

Все приведенные здесь ссылки, включая публикации, заявки на патент и патенты включены в настоящее описание путем отсылки как если бы каждая ссылка была индивидуально и конкретно полностью включена путем отсылки.

Для облегчения понимания принципов настоящего изобретения в описание включены ссылки на приложенные чертежи и при описании иллюстративных вариантов применена специальная терминология. Однако, эта специальная терминология не ограничивает объем изобретения, и следует считать что изобретение охватывает все варианты, которые нормально могут быть представлены специалистом. Используемая в описании терминология предназначена для описания конкретных вариантов и не ограничивает иллюстративные варианты изобретения. В описании вариантов некоторые подробные описания прототипов опущены, если было сочтено, что такие описания без необходимости затрудняют понимание сути изобретения.

Применение любых и всех примеров или терминов, означающих сравнение (например, «такой как»), в настоящем описании предназначено лишь для лучшего освещения изобретения и не налагает ограничений на объем изобретения, если не указано иное. Многочисленные модификации и адаптации легко понятны специалистам и не выходят за пределы объема защиты изобретения, определенного приложенной формулой. Поэтому, объем изобретения определяется не подробным описанием изобретения, а приложенной формулой, и все различия в рамках этого объема должны толковаться как включенные в изобретение.

Ни одна деталь или предмет не являются существенным и для реализации изобретения, если этот элемент конкретно не описан как «существенный» или «критичный». Следует также понимать, что термины «содержит», «содержащий», «включает», «включающий», «имеет» и «имеющий» в настоящем описании конкретно применяются как неограничивающие термины. Термины в единственном числе, применяемые для описания изобретения (особенно в контексте приложенной формулы), следует толковать как в единственном, так и в множественном числе, если контекст прямо не требует иного. Кроме того, следует понимать, что для описания разных элементов могут применяться термины «первый», «второй» и т.д., которые используются только для того, чтобы отличить один элемент от другого. Кроме того, указываемые диапазоны величин являются лишь способом избежать индивидуального указания каждой конкретной величины, входящей в этот диапазон, если не указано иное, и каждая отдельная величина включена в описание как если бы она была указана индивидуально.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Устройства и способы, относящиеся к иллюстративным вариантам, применяются в сборке оправы объектива с переменным фокусным расстоянием.

Предложенная группа изобретений относится к элементам оптической техники, а именно к сборкам оправы объектива. Предложенная сборка содержит первое кольцо трансфокатора, поддерживающее первую группу линз; первое направляющее кольцо, внутри которого расположено первое кольцо трансфокатора, соединенное кулачком с первым кольцом трансфокатора для линейного перемещения первой группы линз вдоль оптической оси; второе кольцо трансфокатора, поддерживающее вторую группу линз, соединенное кулачком с первым направляющим кольцом для линейного перемещения вдоль оптической оси; второе направляющее кольцо, соединенное кулачком с первым направляющим кольцом и сконфигурированное для линейного перемещения вдоль оптической оси для приведения во вращение первого направляющего кольца; второй цилиндр, сконфигурированный для линейного перемещения вдоль оптической оси вместе со вторым кольцом трансфокатора с одновременным вращением; и внешний цилиндр, содержащий третью группу линз и соединенный кулачком со вторым цилиндром для приведения второго цилиндра во вращение. Указанная сборка также входит в состав соответствующего устройства захвата изображений. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Сборка оправы объектива с переменным фокусным расстоянием, содержащая:

первое кольцо трансфокатора, сконфигурированное для поддержки первой группы линз;

первое направляющее кольцо, внутри которого расположено первое кольцо трансфокатора, соединенное кулачком с первым кольцом трансфокатора для линейного перемещения первой группы линз вдоль оптической оси путем своего вращения;

второе кольцо трансфокатора, сконфигурированное для поддержки второй группы линз и соединенное кулачком с первым направляющим кольцом для линейного перемещения вдоль оптической оси;

второе направляющее кольцо, соединенное кулачком с первым направляющим кольцом и сконфигурированное для линейного перемещения вдоль оптической оси для вращения первого направляющего кольца;

второй цилиндр, сконфигурированный для линейного перемещения вдоль оптической оси вместе со вторым кольцом трансфокатора, одновременно вращаясь; и

внешний цилиндр, содержащий третью группу линз, в котором третья группа линз расположена на внутренней стороне внешнего цилиндра и на оптической оси вместе с первой и второй группами линз, при этом внешний цилиндр соединен кулачком во вторым цилиндром для приведения второго цилиндра во вращение,

в которой вспомогательный кулачковый выступ первого направляющего кольца, соединенный с вспомогательной направляющей канавкой первого кольца трансфокатора, входит во вспомогательную направляющую канавку первого кольца трансфокатора до того, как кулачковый выступ первого кольца трансфокатора, соединенный с направляющей канавкой первого направляющего кольца, выйдет из направляющей канавки.

2. Сборка по п. 1, в которой вспомогательная направляющая канавка содержит:

наклонный участок, наклонно сформированный от одной торцевой стороны первого кольца трансфокатора к другой торцевой стороне первого кольца трансфокатора; и

прямой участок, сформированный в направлении окружности первого кольца трансфокатора и отходящий от конца наклонного участка.

3. Сборка по п. 2, в которой вспомогательный кулачковый выступ первого направляющего кольца расположен на наклонном участке вспомогательной направляющей канавки, когда кулачковый выступ первого кольца трансфокатора находится в положении, примыкающем к концу направляющей канавки до того как кулачковый выступ первого кольца трансфокатора выйдет из направляющей канавки.

4. Сборка по п. 2, в которой вспомогательный кулачковый выступ первого направляющего кольца расположен на наклонном участке или в прямом участке вспомогательной направляющей канавки, когда кулачковый выступ первого кольца трансфокатора вышел из направляющей канавки и находится в контакте с одной торцевой стороной первого направляющего кольца.

5. Сборка по п. 2, в которой вспомогательный кулачковый выступ первого направляющего кольца находится в наклонном участке или в прямом участке вспомогательной направляющей канавки, когда кулачковый выступ первого кольца трансфокатора вышел из направляющей канавки и находится на расстоянии от одной торцевой стороны первого направляющего кольца.

6. Сборка по п. 2, в которой наклонный участок имеет длину, превышающую длину прямого участка.

7. Сборка по п. 1, в которой кулачковый выступ первого кольца трансфокатора задает маргинальный зазор между кулачковым выступом и направляющей канавкой первого направляющего кольца в соответствии с длиной вылета кулачкового выступа.

8. Сборка по п. 1, в которой вспомогательный кулачковый выступ первого направляющего кольца задает маргинальный зазор между вспомогательным кулачковым выступом и вспомогательной направляющей канавкой первого кольца трансфокатора в соответствии с длиной вылета вспомогательного кулачкового выступа.

9. Сборка по п. 1, в которой кулачковый выступ первого кольца трансфокатора сформирован на внутренней периферийной поверхности выступающего участка, а выступающий участок сформирован на одной торцевой стороне первого кольца трансфокатора и выступает в направлении оптической оси.

10. Сборка оправы объектива с переменным фокусным расстоянием, содержащая:

первое кольцо трансфокатора, сконфигурированное для поддержки первой группы линз;

первое направляющее кольцо, внутри которого расположено первое кольцо трансфокатора, соединенное кулачком с первым кольцом трансфокатора для линейного перемещения первой группы линз вдоль оптической оси посредством своего вращения;

второе кольцо трансфокатора, сконфигурированное для поддержки второй группы линз, при этом второе кольцо трансфокатора расположено на внутренней стороне первого кольца трансфокатора и соединено кулачком с первым направляющим кольцом для линейного перемещения вдоль оптической оси;

второе направляющее кольцо, внутри которого расположено первое направляющее кольцо, соединенное кулачком с первым направляющим кольцом и сконфигурированное для линейного перемещения вдоль оптической оси для приведения во вращение первого направляющего кольца;

второй цилиндр, внутри которого расположено второе кольцо трансфокатора, сконфигурированный для линейного перемещения вдоль оптической оси вместе со вторым кольцом трансфокатора с одновременным вращением; и

внешний цилиндр, внутри которого с возможностью вращения расположен второй цилиндр, содержащий третью группу линз, расположенную на оптической оси вместе с первой и второй группами линз,

в котором кулачковый выступ, выступающий на внутренней стороне первого кольца трансфокатора, соединен с возможностью скольжения с направляющей канавкой, сформированной во внешней стороне первого направляющего кольца, а вспомогательный кулачковый выступ, выступающий на внешней стороне первого направляющего кольца, соединен с возможностью скольжения с вспомогательной направляющей канавкой, сформированной во внутренней стороне первого кольца трансфокатора.

11. Сборка по п. 10, в которой вспомогательный кулачковый выступ первого направляющего кольца входит во вспомогательную направляющую канавку первого кольца трансфокатора до того, как кулачковый выступ первого кольца трансфокатора выйдет из направляющей канавки.

12. Сборка по п. 10, в которой вспомогательный кулачковый выступ первого направляющего кольца входит во вспомогательную направляющую канавку первого кольца трансфокатора одновременно с выходом кулачкового выступа первого кольца трансфокатора из направляющей канавки.

13. Сборка по п. 10, в которой кулачковый выступ первого кольца трансфокатора задает маргинальный зазор между кулачковым выступом и направляющей канавкой первого направляющего кольца в соответствии с длиной вылета кулачкового выступа.

14. Сборка по п. 10, в которой вспомогательный кулачковый выступ первого направляющего кольца задает маргинальный зазор между вспомогательным кулачковым выступом и вспомогательной направляющей канавкой первого кольца трансфокатора в соответствии с длиной вылета вспомогательного кулачкового выступа.

15. Устройство захвата изображений, содержащее сборку оправы объектива с переменным фокусным расстоянием по любому из пп. 1-14.