CN1041654C - 一种带可变焦距镜头的光学装置 - Google Patents

Abstract

一种光学装置，具有一对可相对运动地设置在一共同光轴上的镜片组，和一个固定在两镜片组上并置于其间的拦光装置，该拦光装置是一个薄的相对较长的条状物，螺旋形缠绕成许多圈。在伸展状态，各圈互相重叠以防止入射光进入镜片组间的空间，同时，该条状物有弹性，可保持两镜片组间的距离。

Description

一种带可变焦距镜头的光学装置

本发明涉及一种光学装置，特别涉及一种带有可变焦距镜头的光学装置。

带有可变焦距镜头的光学装置一般具有至少两个镜片组，在变焦距的过程中它们可以沿一共同的纵向光轴相对移动，这是已为人知的。在这种情况下，为防止入射光线进入两个镜片组间的空间，已在两个镜片组间使用了拦光元件。

例如，如图6和图7所示，一个可变焦距相机上的光学镜头通常具有一个以一驱动装置驱动的可顺时针或逆时针转动的旋转运动镜筒2，以及另一个活动镜筒4，它与旋转镜筒2相配合并随其旋转做前后运动。此外，通常活动镜筒4中沿共同光轴安装三个镜片组6、8、10。例如，第一镜片组6装在第一镜套12里，它固定与在活动镜筒4内并随之一起运动；第二镜片组8固定安装在受一凸轮驱动的第二镜套14里；第三镜片组10固定安装在第三个镜套16里，它与一钩状物连成一体并钩在活动镜筒的后端。

在第一和第二镜片组之间加上一弹簧18，在变焦距过程中这两个镜片组相对运动时，用它来保持两镜片组间的预定距离，这也是已知的做法。

为遮拦入射光线的拦光元件通常安装在第一镜套和第二镜套之间。这种拦光元件由两个或更多的圆柱环19组成，它们互相插在一起以便能够在第一和第二镜套间滑动。

在传统的带可变焦距镜头的光学装置里，拦光元件和弹簧被放置在同一空间，即第一镜套和第二镜套之间的空间。当可变焦距镜头处在收缩位置，该空间最小；当可变焦距镜头处在伸展位置，该空间最大。但是，当该空间最小(收缩状态)时，不可能小于相当于拦光元件的一个圆柱环的轴向长度的距离。

当为增大两个镜片组间的最大距离而需增加拦光元件的圆柱环数目时，在活动镜筒中同时放置拦光元件和弹簧会变得十分困难。

此外，为在变焦距过程中保持各圆柱环互相插入，拦光元件的每个圆柱环的末端一般都做有一凸起，使得拦光元件的外径变得相对较大。在这种情况下，由于变焦系统的有限空间，需加拦光元件圆柱环数目变得十分困难。

因此，本发明的一个目的是为带可变焦距镜头的光学装置提供一种结构紧凑的拦光装置。

本发明的另一个目的是为带可变焦距镜头的光学装置提供一种拦光装置，它在保持两个可以相对移动的镜片组互相隔开的关系的同时，可以遮拦入射光。

本发明的另一个目的是提供一个具有拦光装置的可变焦距镜头的光学装置，该拦光装置可以以联动关系随变焦过程轴向伸展。

本发明的另一个目的是提供一个具有可变焦距镜头的光学装置，该可变焦距镜头结构简单，用一个零件实现两种功能，从而能有效地利用空间。

为实现上述目的，本发明一方面提供一种光学装置，包括：一个第一镜片组；一个第二镜片组，它被安放在与所述第一镜片组共同的纵向轴线上；一使所述第一镜片组和所述第二镜片组在一个变焦距过程前的两镜片组相距较近的收缩位置和一个两镜片组相距较远的最外拉出位置之间驱动的运动装置；以及一个设置在所述镜片组之间用以防止入射光进入所述镜片组间的空间的拦光装置；所述拦光装置由螺旋形缠绕的条状物构成，所述螺旋形缠绕的条状物可从所述镜片组处在收缩位置时的压缩状态弹性伸展至所述镜片组处在所述拉出位置时的展开状态。

这个可弹性伸展的拦光装置不仅可防止入射光漏入两个镜片组间的空间从而进入镜片组后面的感测元件或胶片，而且可以在变焦距过程中保持两个镜片组间的预定的距离。

最好是，螺旋形缠绕的条状物构成为许多同心圈。在典型情况下，会把条状物缠绕成具有五个卷状部件，每个卷状部件的外径比其外面一卷的直径要小。

把这个螺旋形缠绕的条状物如下述设置：其内层圈(卷状部件)与第一镜片组固定，外层圈(卷状部件)与第二镜片固定。卷形条状物的性质使其能够沿两个镜片组的共同纵向光轴弹性伸展。

在非卷起的平放状态下，条状物具有一对平行的纵边，一对与纵边成一定角度的横边。此外，条状物的每端各有另一条边，它与一条横边垂直并伸向一条纵边。

拦光装置最好镀上一层防反射物质以避免发生光线反射。

制成拦光装置的螺旋形缠绕的条状物可被压缩，各圈(卷状部件)被互相压进，因此在压缩状态，压紧的各圈的轴向长度等于一圈(卷状部件)的轴向长度。这是由于安装时使条状物的横边互相平行。

下面结合附图对本发明进行详细说明，以便进一步阐明其上述和其它优越性，附图中：

图1示出一个本发明的具有拦光装置的光学装置的截面图；

图2示出一个组成本发明拦光装置的条状物的展开图；

图3是本发明的圈状条形物在伸展状态的透视图；

图4是图3所示圈状条形物的截面图；

图5示出图1所示光学装置在变焦距镜头拉出状态下的截面图；

图6和图7所示为现有技术的具有拦光装置的光学装置的截面图。

参见图1，该光学装置可以用做，举例来说，装在照相机机身上。如图所示，该光学装置包括一做旋转运动的镜筒20，它将装在照相机机身上从而可用适当方式(未示出)驱动做顺时针或逆时针转动。此外，活动镜筒22套叠地安装在做旋转运动的镜筒20内，使其能够随旋转运动镜筒20的转动而作相对镜筒20的运动。这种变焦距过程众所熟知，不必赘述。

活动镜筒22中装有第一镜套26，它固定在镜筒前端，第一镜片组38安放其中。此外，第二镜套28相对于可旋转的镜筒20固定，以保持一固定位置并安装第二镜片组40。这样，当镜筒22相对可旋转镜筒20运动时，镜套26可从图1所示的变焦距过程前的初始位置被移至图5所示的最外拉出位置。

快门42被调整至与两镜片组38和40共轴，而第三镜片组44被安装在与第二镜套28固定的第三镜筒46中。

活动镜筒22是一个装置，它使第一镜片组38能够相对第二镜片组40在图1所示的初始位置(镜片组38和40较接近)和图5所示的最外拉出位置(镜片组38和40相距较远)间运动。

拦光装置24被安放在两个镜片组38和40之间以防止入射光进入镜片组38和40之间的空间。如图5所示，拦光装置24可从图1的压缩状态弹性伸展至图5的伸开状态。

参见图2，拦光装置24由一个螺旋形缠绕成许多同心圈(卷状部件)的条状物制成，其内层圈被固定在第一镜片组38的第一镜套26上，外层圈被固定在放置第二镜片组40的第二镜套28上。这个圈状条形物可沿安装镜片组38和40的公共纵向光轴弹性伸展。拦光装置24可用任何适宜的材料制作。如薄厚度的长矩形条状金属材料或合成树脂。

如图1所示，第一镜套26有一径向法兰30和圆柱形壁34以确定放置螺旋形缠绕的条状的拦光装置24的槽。同样，第二镜套28有一径向法兰32和面向第一镜套26的圆柱形壁36以放置螺旋形缠绕的条状的拦光装置24。

参见图2，在非卷起的平放状态下，制作拦光装置24的条状物具有一对平行的纵边48和50；一对横边52和54，它们与纵边48和50成一定角度，在图2中示为水平；另在每端各有一边56和58，它们分别垂直于横边52和54并分别伸向纵边50和48，如图所示，横边之一54之长度α大于对面横边52的长度β，以便使第一卷状部件62的内径大于其他各卷状部件。相应地，由于边56和58分别垂直于横边52和54，故此边56和58的长度也各自不同。

参见图3，当图2中的条状物被卷起后，它构成许多螺旋形缠绕的圈，其中最下一圈的直径比最上一圈要大。

如图4所示，条状物包括第一卷状部件60，第二卷状部件62，第三卷状部件64，第四卷状部件66和第五卷状部件68，它们之间有部分相互重叠。如图示，卷状部件的外径从最外面的第一卷状部件60到最里面的第五卷状部件68逐渐变小。注意，平放的条状物的水平边52的长度即为第一卷状部件60的外径，而另一条水平边(横边)54的长度即为第五卷状部件68的外径。水平边52最好能略长于第一卷状部件60的外径，而另一条水平边54最好能略长于第五卷状部件68′的外径，以便保持第一卷状部件60的外边60′与第五卷状部件68的外边68′互相平行。当边60′和68′互相平行时，条状物被粘在第一镜套26和第二镜套28间的外法兰30和32的内部并被牢固地安装好。

由于拦光装置24不应对任何入射光进行反射，拦光装置24的条状物镀有一层防反射物质以避免发生光线反射。

参见图3和图4，由于条状物被螺旋形卷起，在较有外力的情况下拦光装置24在轴向保持伸展状态。

当被压缩时，拦光装置24在弹力的作用下趋于弹回到伸展状态，如图2所示。

拦光装置24被可伸缩地设置在第一镜套26和第二镜套28之间，如图1所示。

图1示出变焦距进程开始之前第一镜片组38和第二镜片组40相距最近的状态。如果变焦距过程从此状态开始进行，做旋转运动的镜筒20中相对一固定镜筒(未示出)转动，同时，设置在旋转镜筒20里的活动镜筒22从旋转运动镜筒20中伸出，这一变焦距过程众所熟知，故此变焦距部分的结构未详细表示出。

在变焦距过程从图1的状态完成后，就达到了图5所示的状态。这时，原被弹性压缩的拦光装置24伸展到了变焦距进程的轴向极限。

当拦光装置24伸展开时，原在图1中互相同心放置的五个卷状部件60、62、66和68变成了图5中的部分重叠(搭接)状态。

因为拦光装置24是弹性变化，这一过程可保持两镜片组38和40的相对位置。

同时，由于拦光装置24有许多卷状部件，即使当第一镜片组38和第二镜片组40之间间隔最大时，也可将从任一物体发出的入射光全部遮拦，不使其进入镜片组和镜筒之间的空间进而向胶片或感测元件的方向入射。

由于在图1所示压缩状态各卷状部件60、62、64、66和68是互相同心地叠放在一起，在活动镜筒22中只占一最小空间。此外，不像传统的用多个同心圆柱环组成的传统拦光元件需要制成凸起以防止在变焦距过程中各环互相脱开，卷起的条状物24不需要上述凸起，从这方面看，已能证实用多个同心圆柱环组成的传统拦光元件的厚度是本发明的卷起的条状物24的两倍以上。

条状物24不仅有拦光功能，而且能保持两镜片组38和40间的距离，因此，不再像传统的光学装置那样需要附加弹簧。无论在变焦距缩进状态第一镜片组38和第二镜片组40的距离是多少这种可履行两种功能的能力使得光学装置的整体结构相对简单。

卷起的条状物可使变焦距装置的行程增至最大，因为它仅需要一最小空间。

卷起的条状物的拦光器件可被用于所有的带有两个或更多的做相对运动的镜片的光学装置，如可变焦距望远镜，摄像机或可变焦距照相机。

Claims (12)

1．一种光学装置，包括：

一个第一镜片组；

一个第二镜片组，它被安放在与所述第一镜片组共同的纵向轴线上；

一使所述第一镜片组和所述第二镜片组在一个变焦距过程前的两镜片组相距较近的收缩位置和一个两镜片组相距较远的最外拉出位置之间驱动的运动装置；以及

一个设置在所述镜片组之间用以防止入射光进入所述镜片组间的空间的拦光装置；

其特征在于，所述拦光装置由螺旋形缠绕的条状物构成，所述螺旋形缠绕的条状物可从所述镜片组处在收缩位置时的压缩状态弹性伸展至所述镜片组处在所述拉出位置时的展开状态。

2．根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述螺旋形缠绕的条状物具有许多同心圈，所述同心图的最内层固定在所述第一镜片组上，所述同心圈的最外层固定在所述第二镜片组上。

3．根据权利要求2所述的光学装置，其特征在于，所述螺旋形缠绕的条状物可沿所述共同纵向轴线从所述压缩状态弹性伸展。

4．根据权利要求2所述的光学装置，其特征在于，所述条状物在非卷起的平放状态下具有一对平行的纵边和一对与所述纵边成一定角度的横边。

5．根据权利要求4所述的光学装置，其特征在于，所述条状物在每端各有一边，它垂直于一条相应的横边并伸向一条所述纵边。

6．根据权利要求2所述的光学装置，其特征在于，所述各同心圈可在一圈的轴向长度内被互相压缩在一起。

7根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述拦光装置镀有防反射物质以防止光线反射发生。

8．根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述使所述第一镜片组和所述第二镜片组在一个变焦距过程前的两镜片组相距较近的收缩位置和一个两镜片组相距较远的最外拉出位置之间驱动的运动装置包括：

一个第一镜筒；所述第一镜片组安装在所述第一镜筒中的相对固定的位置上；

一个第二镜筒，可伸缩地安装在所述第一镜筒中，可相对所述第一镜筒和第一镜片组运动；所述第二镜片组安装在所述第二镜筒中。

9．根据权利要求8所述的光学装置，其特征在于，它还包括在所述第一镜筒内被调整至与所述第一和第二镜片组共轴的快门。

10．根据权利要求2所述的光学装置，其特征在于，它还包括一个固定在所述活动镜筒上并装有所述第一镜片组的第一镜套和一个固定在所述第一镜筒上并装有所述第二镜片组的第二镜套，所述拦光装置的两端分别固定在第一和第二镜套上。

11．根据权利要求8所述的光学装置，其特征在于，所述螺旋形缠绕的条状物具有许多圆心圈，所述同心圈之最内层固定在所述第一镜片组上，所述同心圈之最外层固定在所述第二镜片组上。

12．根据权利要求11所述的光学装置，其特征在于，所述各同心圈可在其一圈的轴向长度内被互相压缩在一起，而在所述伸展状态则是互相搭接地放置。

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