CN1021522C - 一种具有光学系统驱动装置的可变焦照像机 - Google Patents

Abstract

照相机通过将一个内装的辅助镜头与主镜头的光轴是否重合而产生两种焦距之间的变化。一个电动机同时成为变换焦距和自动聚焦的驱动源，当辅助镜头与主镜头光轴重合时，便可进行长焦距拍照，当辅助镜头与主镜头的光轴不重合时，便可进行常规拍照。

Description

本发明涉及通过变换光学系统而产生焦距变化的照相机，尤其是那种利用电动机控制光学系统变化的照相机。

通过照相光学系统的变化而产生的两种或多种焦距变换的照相机是公知的。例如，这种所谓的焦距可变式照相机在美国的3，388，650号专利中已经公开。然而，这种照相机的光学系统的变化大多数是手动的。电动机控制的焦距可变式照相机也是公知的，例如，在日本sho-57-146231号申请中已经公开。然而，在这种电动机驱动的照相机中，对所要拍摄的物体进行调焦，或者用手工操作，或者使用另外的驱动源。先有技术中焦距可变式自动聚焦式照相机具有如下的缺点：光学系统的焦距不能平稳地进行变换，此外，转换装置的结构和聚焦装置的结构复杂。

本发明的任务是排除上述不足之处，并提供一种焦距可变换照相机，这种相机的焦距变化和聚焦是可以选择的，并由同一电动机操作的。

本发明的其它任务，将从下面的一个实施例的说明中体现出来。

图1是根据本发明制造的焦距可变换照相机的一个实施例。

图2是图1中电动机的控制电路图。

图3是详细说明图1中焦距调整滑板的平面图。

图4是详细说明图1中脉冲发生盘结构细节的平面图。

本发明将根据附图对其实施例进行描述。

图1表示焦距可变换照相机的内部机构，该相机的主镜头1固定在一个托板3上。支承轴2固定在托板3上，其两端可套在前、后板10和8的两个孔中，因此，支承轴2可在前、后板10和8之间作纵向移 动。驱动螺杆9的两端安装在前、后板10和8的两个孔中并在此间转动，驱动螺杆9的螺纹部分与托板3的螺纹部分相啮合。齿轮12牢固地安装在驱动螺杆9的末端，并通过齿轮系（图中未示）与电动机11输出轴上的小齿轮19相连接。齿轮12也通过减速器（图中未示）与减速齿轮13相连接，该齿轮与齿轮14相啮合。带有轮辐的脉冲盘15固定在齿轮14的公共轴上。四个滑动片17a、17b、18a、18b与脉冲盘相接触，因此，当脉冲盘旋转时，根据相应的模式而产生两组脉冲数。

辅助镜4安装在与枢轴6固定的支架5上，枢轴6的一端可活动地安装在主镜头托板3上的孔中，另一端与压板25相毗连，因此，辅助镜4可随着主镜头托板3滑动，同时绕枢轴6旋转。弹簧16拉动支架5按顺时针方向转动。后板8有一个凸轮瓣7。支架5连杆的自由端与凸轮7的锥形部相毗连，因而，当托板3向后移动时，使得支架5连杆的自由端克服弹簧弹力向逆时针方向转动。这样辅助镜4便从主镜头1的光轴对准位置移出。三个滑动片20、21、22固定在主镜头托板3上。并可按侧壁上图型滑动。前板10用螺钉24固定到后板8上，后板8固定在照相机的框架上。

图2是图1的电动机11控制电路图，该图中与图1所示的相同另件仍使用原来的符号。元件50是电源。元件52a和52b是常闭开关，打开时，释放装置便进行第一冲程，且这两个开关工作时是彼此相连的。53a和53b也是两个开关，闭合时便产生第二冲程，工作时也彼此相连，54a和54b是两个长焦（远摄）-广角镜头选择开关，工作时亦彼此相连，在这两个开关分别位于A和D位置时，便可进行长焦距（远摄）镜头拍照，位于E和B的位置时，便可进行广角镜头拍照。开关20、21和22可移动的触点在图1中叫作滑板，而固定触点A、B、C、D和E在图3中叫滑轨。图3所说远摄、广角拍照的“超无穷 远”的位置意思是照相光学系统的初始位置超越了调焦移动的极限端，这就表示无限远的物距，也就是说，当准备用标准镜头或远摄镜头拍照时，主镜头托板3便移动到上述其中的一个位置上。

照相机释放装置工作时，主镜头托板3开始离开超无穷远的位置，在进行调焦过程中，分别根据或常规、或广角、或远摄拍照的需要，运行一个冲程P或Q。远摄镜头冲程Q的长度，为广角镜头冲程P的两倍，这是因为，在本实施例中，远摄拍照的等值焦距所需光学系统的移动量比广角焦距拍照大一倍。这就是说，用广角镜头拍照时，主镜头1便可独自构成照相光学系统。但用远摄镜头拍照时，则需主镜头和辅助镜头4共同构成比广角镜头焦距更长的照相光学系统。在本实施例中，焦距变化量所需的总调焦移动量假定是1∶2的关系。根据这个理由，为了掌握在调焦时相机镜头移动了多少，在脉冲盘上安装了两个分别为长焦和广角拍照时使用的滑轮，该滑轮已在图4中详细示出。广角拍照调焦时用滑轮15b，长焦拍照调焦时用滑轮15a。与上述比例相一致，滑轮15b有12个轮辐，滑轮15a有6个轮辐。

因此，在广角拍照调焦过程中，在相机镜头从无限远移动到最小的物距时，脉冲盘15b旋转一周，产生12个脉冲计数。另一方面，在远摄拍照时，对等值的调焦距离，脉冲盘15a旋转2周，产生12个脉冲计数。

现在介绍这种结构的照相机工作程序。让我们把只用主镜头1拍照称为常规摄影，将同时使用主镜头1和辅助镜头4的光学系统重合拍照称为远摄摄影术。首先介绍常规摄影术。在远摄和广角选择开关54a和54b分别处于标准摄影位置E和B时，电动机11便与电源50接通。这时，反向电压加到电动机11上。因此，电动机11便以相反方向转动，带动齿轮12反转。螺杆9也开始随之反转。主镜头托板3也相应地在支承轴2的引导下向后移动。当滑板22超越导电滑轨时，开 关22断开，电动机11的电流随之被切断，这样，主镜头1便处于常规摄影的初始位置。这时，辅助镜头4便沿着安装在后板8与支架5的活动端相啮合的凸轮瓣7向后移动，并从主镜头1的光轴重合处退出。当照相机释放装置开始工作时，第一个冲程导致开关52a和52b断开，自动调焦装置（图中未示）便开始工作。在从照相机到物体的距离测出以后，进行下一个或第二个冲程，由于自动调焦控制电路开始工作，开关53a和53b闭合。

在自动调焦控制电路51开始工作的同时，电动机11又使用正向电源。轴杆9向前转，主镜头托板3便在支承轴2的导引下向前移动。电动机11转动的同时，脉冲盘15也转动。当由滑动板18a和18b计算的脉冲数达到与测量的物体距离相应的数值时，电动机11的电源便被切断。

自动聚焦控制电路51将物体距离的信息储存起来，该信息是在相机释放第一冲程时以相应的脉冲计数的方式得出的，并将该脉冲计数与脉冲盘15产生的脉冲计数加以比较。两个数字一吻合，便发出解除信号，电动机11的电源便被切断。

电动机11停转后，主镜头1清晰地对物体聚焦，聚焦完成后，快门（图中未示）便开合进行曝光。当快门释放工作完成时，开关53a和53b复原到断开状态，开关52a和52b为接通状态，这样，电动机11便使用反向电源。因此，主镜头1便返回移动。当主镜头移动到初始位置时，开关22断开，电动机11的电源便被切断。这样主镜头1便重新位于超越了广角拍照调焦范围的初始极限的位置。

现在介绍远摄摄影。在远摄-广角选择开关54a和54b处于各自的A和D的位置时，电动机11与电源50接通。在这种情况下，加到电动机上的电压是正向电压。因此，电动机11正转，螺杆9也随之正转。这样，主镜头托板3便在支承轴2的引导下向前移动。当托板3 上的滑板20和21越过各自的非导电滑轨时，电动机11的电源被切断。主镜头1便处于远摄拍照的初始位置。在托板3从常规拍照的初始位置移动到远摄的初始位置时，辅助镜头4随支架5的连杆离开凸轮瓣7而与主镜头1光轴重合。

这时，照相机释放装置开始工作，开关52a和52b在释放第一个冲程时断开，自动调焦装置开始测量物距。随后，开关53a和53b在释放第二个冲程时接通，自动调焦控制电路51开始工作。同时电动机11开始正转，驱动主镜头1和辅助镜头4一起轴向前移，而滑动片17a和17b则开始在脉冲盘15上的15a部分滑动。当脉冲数与测量的物体距离相吻合时，自动聚焦控制电路51发出断开信号，电动机11的电源被切断。这样，组合的光学系统便对该物体调焦。曝光完成后，摄影者的手指离开释放按纽，开关53a和53b便恢复到断开状态，开关52a和52b回到接通位置。这样，电动机11被供给反向电流。因此，摄影镜头向后移动，直到开关20和21离开B和C的位置。这样，电动机11停止转动，摄影镜头重新回到远摄摄影的初始位置。

如上所述，本发明提供了电动机驱动的焦距可变、自动调焦式照相机，该相机只需一个电动机便可变换照相光学系统的两种焦距，并且还可以在照相光学系统自动地位于初始位置时，完成自动聚焦。这样做具有如下优点：控制能力大为改进;操作装置构造简单;相机的体积和尺寸进一步缩小;因为不需使用两个电动机分别进行焦距变化和聚焦，生产成本降低。

Claims (43)

1、一种具有光学系统驱动装置的可变焦照相机，其特征是，该装置包括：

(A)用于输出变焦信号的变焦信号输出开关；

(B)用于输出聚焦信号的聚焦信号输出电路；

(C)支撑光学部件的支撑构件，该构件上有一螺纹部分；

(D)制导上述支撑构件的导向构件；

(E)通过旋转与上述支撑构件螺纹部分的螺纹连接的螺纹部分，使上述的支撑构件随着导向构件的引导而移动的可移动装置；

(F)相应于上述变焦信号输出开关和上述聚焦信号输出电路的输出，驱动上述可移动装置的驱动电路。

2、按照权利要求1的装置，其特征是，上述支撑构件的螺纹部分包括一螺纹孔。

3、按照权利要求2的装置，其特征是，上述可移动装置的螺纹部分包括一螺杆。

4、按照权利要求1的装置，其特征是，上述可移动装置的螺纹部分包括一螺杆。

5、按照权利要求1的装置，其特征是，上述导向构件沿光轴方向引导上述支撑构件。

6、按照权利要求1的装置，其特征是，上述导向构件包括一导向杆。

7、按照权利要求1的装置，其特征是，上述的驱动电路包括电动机。

8、按照权利要求1的装置，其特征是，上述驱动电路包括电动驱动源。

9、按照权利要求1的装置，其特征是，还包括判断电路，该电路用于判断随上述导向构件的导向而移动的上述支撑构件的移动状态。

10、按照权利要求9的装置，其特征是，上述的判断电路包括输出上述支撑构件的移动信号的脉冲发生部件。

11、按照权利要求9的装置，其特征是，上述判断的电路包括判断上述可移动装置的动作量的脉冲发生部件。

12、按照权利要求1的装置，其特征是，还包括判断电路，该电路用于判断上述光学部件是否移动到与上述变焦信号输出开关和上述聚焦信号输出电路的输出的相应位置。

13、按照权利要求12的装置，其特征是，上述判断电路通过对上述光学部件已移动到与上述变焦信号输出开关和上述聚焦信号输出回路相应的位置的判断来停止上述驱动装置。

14、按照权利要求12的装置，其特征是，上述判断电路通过对上述光学部件已移动到与上述变焦信号输出开关和上述聚焦信号输出电路相应的位置的判断，使上述支撑构件的移动停止。

15、按照权利要求9的装置，其特征是，还包括相应于上述判断电路，在摄影后，使上述支撑构件自动回复到一预定位置的控制电路。

16、按照权利要求1的装置，其特征是，还包括摄影后使上述支撑构件自动回复到一预定位置的控制电路。

17、按照权利要求1的装置，其特征是，还包括用于控制上述驱动装置的控制电路，以便使上述支撑构件在摄影后回复到一预定位置。

18、按照权利要求1的装置，其特征是，上述导向构件引导上述支撑构件在第一和第二位置之间移动时，完成上述光学系统的变焦及聚焦。

19、按照权利要求1的装置，其特征是，上述导向构件引导上述支撑构件在改变上述光学系统的焦距和聚焦的区域内移动。

20、按照权利要求1的装置，其特征是，上述导向构件包括引导上述支撑构件在以下区域内移动的装置，该区域是以第一焦距使光学系统聚焦的第一区域、使上述光学系统从上述的第一焦距变化到第二焦距的第二区域、以及以上述第二焦距使光学系统聚焦的第三区域。

21、按照权利要求1的装置，其特征是，上述驱动装置相应于释放操作而动作。

22、一种具有光学系统驱动装置的可变焦照相机，其特征是，该照相机包括：

（A）用于输出变焦信号的变焦信号开关;

（B）用于输出聚焦信号的聚焦信号输出电路;

（C）光学部件;

（D）支撑上述光学部件的支撑构件，该构件上有一螺纹部分;

（E）制导上述支撑构件的导向构件;

（F）通过旋转与上述支撑构件螺纹部分的螺纹连接的螺纹部分，使上述支撑构件随着导向构件的引导而移动的可移动装置;

（G）相应于上述变焦信号输出开关和上述聚焦信号输出电路的输出，驱动上述可移动装置的驱动电路。

23、按照权利要求22的装置，其特征是，上述支撑构件的螺纹部分包括一螺纹孔。

24、按照权利要求23的装置，其特征是，上述可移动装置的螺纹部分包括一螺杆。

25、按照权利要求22的装置，其特征是，上述可移动装置的螺纹部分包括一螺杆。

26、按照权利要求22的装置，其特征是，上述导向构件沿光轴方向引导上述支撑构件。

27、按照权利要求22的装置，其特征是，上述导向构件包括一导向杆。

28、按照权利要求22的装置，其特征是，上述驱动电路包括电动机。

29、按照权利要求22的装置，其特征是，上述驱动电路包括电动驱动源。

30、按照权利要求22的装置，其特征是，还包括判断电路，该电路用于判断随上述导向构件的导向而移动的上述支撑构件的移动状态。

31、按照权利要求30的装置，其特征是，上述的判断电路包括输出上述支撑构件的移动信号的脉冲发生部件。

32、按照权利要求30的装置，其特征是，上述判断电路包括判断上述可移动装置的动作量的脉冲发生部件。

33、按照权利要求22的装置，其特征是，还包括判断电路，该电路用于判断上述光学部件是否移动到与上述变焦信号输出开关和上述聚焦信号输出电路的输出的相应位置。

34、按照权利要求33的装置，其特征是，上述判断电路通过对上述光学部件已移动到与上述变焦信号输出开关和上述聚焦信号输出电路相应的位置的判断，来停止上述驱动装置。

35、按照权利要求33的装置，其特征是，上述判断电路通过对上述光学部件已移动到与上述变焦信号输出开关和上述聚焦信号输出电路相应的位置的判断，使上述支撑构件的移动停止。

36、按照权利要求30的装置，其特征是，还包括相应于上述判断电路，在摄影后，使上述光学部件自动回复到一预定位置的控制电路。

37、按照权利要求22的装置，其特征是，还包括摄影后使上述光学部件自动回复到一预定位置的控制电路。

38、按照权利要求22的装置，其特征是，还包括用于控制上述驱动装置的控制电路，以便使上述光学部件在摄影后回复到一预定位置。

39、按照权利要求22的装置，其特征是，上述导向构件引导上述支撑构件在第一和第二位置之间移动时，完成上述光学系统的变焦及聚焦。

40、按照权利要求22的装置，其特征是，上述导向构件引导上述支撑构件在改变上述光学系统的焦距和聚焦的区域内移动。

41、按照权利要求22的装置，其特征是，上述导向构件包括引导上述支撑构件在以下区域内移动的装置，该区域是以第一焦距使光学系统聚焦的第一区域，使上述光学系统从上述的第一焦距变化到第二焦距的第二区域、以及以上述第二焦距使光学系统聚焦的第三区域。

42、按照权利要求22的装置，其特征是，上述驱动装置相应于释放操作而动作。

43、按照权利要求22的照相机，其特征是，上述光学构件包括照相光学部件。

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