CN1106927A - 变焦镜头镜筒 - Google Patents

Abstract

具有间隔设置的透镜组且给出一复合焦距并有 光轴之变焦透镜筒。让透镜组沿光轴往复运动来调 节上述间距即可改变此焦距。此镜筒包括上面有与 光轴平行之导槽的线性运动导管；插入导槽内且设在 透镜架上用来使透镜组沿导槽往复运动的插合销；用 来使透镜组往复运动的变焦镜头凸轮环，此环可旋转 地安装于该导管上且在内周面上有凸轮槽来接受插 合销；以及平行槽，它们与一胶片表面平行地从前述 导槽的胶片侧端部延伸出。

Description

本发明涉及装配有变焦型照相镜头（以后称为变焦镜头）的变焦镜头镜筒，它通过可调节一批透镜组间的距离，而便于远距离与广角摄影。

现行的具有多功能的小型照相机，采用了一种能在从一远距离摄影位置至一广角位置的范围内自由拍照的变焦镜头。此外，为了满足把这种照相机制成小而薄的要求，通常用到一种使此变焦镜头能在相机机身内运动的镜筒缩回型相机。

这种变焦镜头具备如下结构：至少有两组透镜是以可往复运动方式配置于透镜筒中，使得能通过改变这两个透镜组间的距离来改变复合焦距，而以任意的影象放大率来进行照相。

传统的具有这种变焦镜头的镜筒见于日本专利申请公开4-278932号中，它包括：设在相机机身一侧的作线性运动的导管以及形成在此导管外表面上的一批轴向延伸的导槽，由透镜架所支承的几个透镜组，而此架上则有插合销插入到该导槽内，这些透镜组则能沿光轴往复移动;以及一个变焦镜头凸轮环，它可旋转地安装在线性运动导管的外周面上，而且在此外周面上则有一批凸轮槽，它们相对于光轴倾斜且其中通过导槽插入有相应透镜架的插合销。

为使设有这样一种变镜头镜筒的小型相机能实现快速摄影和提高它的操作性能，此变焦透镜是以下述方式进行变焦作业的，即用装配于相机机身内的驱动马达来转动变焦镜头凸轮环，使这些透镜组连同透镜架一起作往复运动，由此来改变透镜组间的距离及复合焦距。

图8是上述变焦透镜凸轮环的展开图，示明此变焦镜头镜筒的导槽与凸轮槽的外形及其间关系。周长A的变焦透镜凸轮环1用来使两个透镜组作往复运动，并在其周面上沿圆周方向交错地设有若干组凸轮槽（例如三个第一凸轮槽2与三个第二凸轮槽3）。

第一凸轮槽2，使位于一目标附近的相应第一透镜组沿着一线性运动导管的相应的一个第一导槽4作往复运动，同时形成一条依预定角度与光轴相交的倾斜的变焦槽。设在支承第一透镜组用的透镜架上的各插合销5插入各相应的凸轮槽2与导槽4两者之内。各第二凸轮槽3则使距上述目标较远的第二透镜组沿着线性运动导管的第二导槽6中相应的一个作往复运动。

各第二凸轮槽3弯成一低线的V形，使其能包括一与沿着变焦透镜凸轮环1圆周延伸之胶片表面平行配置的镜筒缩回槽部3a，同时包括一依预定角度与光轴相交的一变焦槽3b。

设在用来支承第二透镜组的透镜架上的各插合销7通过相应的导槽6插合着相应的第二凸轮槽3。各第二凸轮槽3的镜筒缩回槽部3a则是形成在变焦透镜凸轮环1宽端的这一侧。

镜筒缩回槽部3a上远离变焦槽3b的端部位于第一凸轮槽2上处在此缩回镜筒侧的第一凸轮槽2的这一端，亦即位于第一凸轮槽2的距目标较远之端部的邻区。这就使得上述两透镜组间的距离当变焦透镜镜筒缩回相机机身内时会尽可能地小，借此可把相机做得薄而小。

各变焦槽3b的倾角α（变焦槽3b与胶片表面间的角度）设定成，大于第一凸轮槽2的倾角β。第一导槽4与第二导槽6以相互靠近的形式形成，沿着线性运动导管的周面排列并与光轴平行，使之能限制这些透镜组的转动而确定出各透镜组的行程。

在透镜组处于缩回于机身内的非照相状态时，插合销5与7便位于远离目标的第一与第二凸轮槽2与3的端部，亦即处在如图8所示的镜筒的缩回端部位置a。当变焦镜头凸轮环1从此种状态依箭头8所示方向转动时，此插合销5与7便移动到广角侧端部b，以加大这两透镜组间的距离。当此插合销5与7从广角端b运动到远距离照相端（远距离照相位置）C，上述两透镜组间的距离便再次变小。

箭头9示明朝向目标的方向，即变焦镜头的伸展方向。

在设有上述变镜镜头镜筒的一种小型照相机中，最好要使两透镜组间的距离尽可能地小，更确切地说，最好是使这一距离在照相时的镜筒缩回状态时基本上是零，以便将相机制做的更薄、尺寸小。但由于结构上的原因，在绝大多数情形下是难以使上述差为零的。理由之一在于：各第二凸轮槽3的回缩镜筒3a的长度是有一个较大的长度。即会是该第一与第二凸轮槽的行程与转角彼此相等，各第二凸轮槽3的镜筒缩回槽部3a将如图9所示，当此透镜组具有一距广角端位置b大的回缩长度或当从此位置b至回缩位置的行程增大来形成薄而紧致的机身时，都会大于如图8中所示情形。这就会使各第一凸轮槽2的镜筒回缩侧的端部a干扰相应镜筒回缩槽部3a的广角侧端部b，从而导致这些透镜组难以伸缩。

要是减小镜头镜筒的直径来促使相机紧凑化，则如图10所示，变焦镜头凸轮环1′的周长B，将自然地短于如图8所示之变焦镜头凸环1的周长A。当如图10所示的第一与第二凸轮槽2与3的外形和尺寸与图8中所示的相同时，变焦镜头凸轮环1′的转角就会变大。此外，第一与第二凸轮槽2与3的间距便要变小，从而将使它们的镜筒回缩端a相互干扰。

当在第一凸轮槽2与胶片表面间设定一大的倾角β以便解决上述这些问题时，变焦镜头凸轮环1′的用作整个行程的转角就可取的较小，而能防止第一与第二凸轮槽2与3相互干扰。但在这种情况形下，大的倾角β就会加大用于转动变焦镜头凸轮环1′的转动负荷。这就要求有能提供大的驱动功率的大型驱动马达，于是便防碍了相机的小型化。这便同减小透镜直径使相机紧凑的目的矛盾。

本发明正是在上述背景下提出的，其目的在于提供一种结构简单与紧凑的变焦镜头镜筒，通过缩短或不使用各凸轮槽的镜筒回缩槽部而能防止各凸轮槽之间的干扰，并可减小驱动负荷。

为了实现上述目的，本发明给出了一种变镜镜头镜筒，其中通过使透镜组沿光轴往复运动来改变一批透镜组间的距离时可以调整复合焦距，此种镜筒包括：带有一批与光轴平行之导槽的线性运动导管，其中插合着设在用来支承透镜组之透镜架上的插合销，并可使透镜组沿导槽往复移动;用来使透镜组往复移动的变焦镜头凸轮环，它可旋转地安装在上述线性运动导管上，并在内周面上有一批凸轮槽可接受用来支承透镜组之透镜架的插合销;同时有若干平行的槽，它们从用来导引与胶片表面相平行的至少一个透镜组的线性运动导管之导槽的胶片侧端部延伸出，且每个平行槽均有一前端，在镜筒回缩时间内叠置到各导槽相对应的前述凸轮槽的胶片侧端部。

在本发明中，从导槽延伸出的平行槽实质上形成为镜筒的槽部。这样就能缩短凸轮槽的镜筒回缩量，而得以防止相邻凸轮槽之间的干扰。

由于本发明的变焦镜头镜筒的平行槽是从用来导引与胶片表面相平行的至少一个透镜组的线性运动导管之导槽的胶片侧端部延伸出，且各个平行槽均有一前端在镜筒回缩时间内叠置到与各导槽相对应之凸轮槽的胶片侧端部，于是便可缩短镜筒的回缩槽部。这样，即会是为把相机薄型化而增大广角端位置与镜筒回缩端位置二者间的行程，也能让凸轮槽间的干扰在使镜筒回缩槽部缩短了长度的范围内得以避免，同时确保了这些透镜组能良好地回缩。为了制成小型的相机，必须减小镜头镜筒的外径，特别是减小它的高度与宽度。由于在本发明中不会在凸轮槽间发生干扰，透镜镜筒的外径就能减少一相当于镜筒回缩槽部所缩短之长度的数量。小的外径也就减小了变焦镜头凸轮环上的负荷。这些就使得驱动马达小型化，而能制成紧凑与轻量的相机。

下面简述本发明的附图。

图1是本发明的变焦镜头镜筒的一个实施例在回缩状态时的纵剖面图;

图2是图1中之实施例在广角状态时的纵剖面图;

图3是图1中之实施例在远距离照相状态时的视图;

图4是图1的变焦镜头镜筒的变焦镜头凸轮环的展开图，示明导槽与凸轮槽的外形以及它们之间的关系;

图5是图4中变焦透镜凸轮环在广角状态时的展开图;

图6是本发明之变焦镜头镜筒另一实施例的变焦镜头凸轮环的展开图，示明导槽与凸轮槽的外形以及它们之间的关系;

图7是图5中之变焦镜头凸轮环在广角状态时的展开图;

图8是一传统变焦镜头镜筒之导槽与凸轮槽之外形及其间关系的展开图;

图9表示传统变焦镜头镜筒之凸轮槽间的干扰情形;而

图10示明此种传统变焦透镜镜筒之凸轮槽间的另一种干扰形式。

下面描述本发明的最佳实施例。

现在对照附图通过一些最佳实施例来描述本发明。

图1是本发明之变焦透镜镜筒的一个实施例在镜筒回缩状态时的纵剖面概要图。图2是此变焦镜头镜筒在广角状态时的纵剖面概要图。图3是此变焦镜头镜、筒在远距离照相状态时纵剖面概要图。图4与5则是展开图，示明此变焦镜头镜筒的导槽与凸轮槽的外形及它们之间的关系。图4表明的是它们在镜筒回缩状态时的情形，而图5表明的是它们在广角状态时的情形。

在图1至3中，由10标明的相机机身包括一相机主机架11、一变焦镜头镜筒12、照相胶片13以及构成一照相光学系统之变焦透镜的第一与第二透镜组14与15。

在主机架11的大致中央部分形成有一个孔16，同时有一与孔16相通的柱状线性运动导管17整体式地形成在主机架11上并从其后端突向前方。孔16的后方设有一让胶片13通过的胶片通道18。

此变焦镜头镜筒12包括：从主机架11突出的线性运动导管17;设在此导管17中可来回移动的第一与第二透镜组14与15;可旋转地安装在线性运动导管17的外周面上的一变焦透镜凸轮环19;以及一个用于转动此变焦距凸轮环19的驱动马达（未示明）。

在线性运动导管17的周面上沿圆周等距离地配置有多组导槽（本实施例中为三个第一导槽20与三个第二导槽21）。每个第一导槽20包括一平行于光轴L设置的线性槽，限制着第一透镜组14转动，并确定出它的运动行程。每个第二导槽21类似地包括一与光轴L平行的线性槽，并靠近着相应的第一导槽20形成。

如图4所示，有一垂直于线性运动导管17之轴线和平行于照相胶片13的平行槽22，从各个第二导槽21的胶片侧端部21a沿着与朝向相邻第一导槽20方向相反的方向延伸出。这样的配置方式是不同于图8所示的各传统导槽6的配置方式。参看图4，各个平行槽22所具有的长度可使其前端重叠到，形成变焦镜头凸轮环19中的每个将稍后述及的第二凸轮槽24之镜筒回缩侧的端部a上。

如图1所示，第一透镜组14通过一快门27设在一第一透镜架26上。此第一透镜架26可滑动地插入线性运动导管17中。有三个插合销28从第一透镜架26之后端部的外周面突出，插合到形成在线性运动导管17的第一导槽20内，使得第一透镜架26可滑动地插入线性运动导管17内，同时可沿着光轴L移动但不能转动（图4）。

第二透镜组15由第二透镜架29支承，设置在第一透镜组14的后侧。此第二透镜架29则位于第一透镜架26的后侧，并且是可滑动地插入于线性运动导管17内。有三个插合销30从第二透镜架29的后端部突出，插入形成于线性运动导管17的第二导向槽21内，使得第二支架29可沿光轴L移动而不能转动。在第一与第二透镜架26与29间设有一压缩盘簧32，迫使第二透镜组15向后以防止它抖动。

变焦镜头凸轮环19可旋转地安装在线性运动导管17的外周面上，并在其外侧面胶片侧端部设有一凸缘部19a，后者为主机架11的前端和一环形支承件33保持成可滑动与转动的状态。

在变焦透镜凸轮环19之外周面靠近凸缘部19a的一部分上形成有一齿轮34。在变焦镜头凸轮环19的内周面上则交错与等距地形成有三个第一凸轮槽23与三个第二凸轮槽24。

此第二凸轮槽23形成一些与光轴L相交的倾斜的变焦槽，以容纳插合销28的梢端并用来使第一透镜组14沿着线性运动导管17的第一导槽20移动。前述第二凸轮槽24则用来使第二透镜组15沿着线性运动导管17的第二导槽21运动，每个第二凸轮槽24都取浅的V形槽形式，包括一第一镜筒回缩槽部24a，后者沿变焦镜头凸轮环19的周面延伸，且平行于胶片表面以及一以预定角度与光轴L相交的第二变焦槽24b。通过相应第二导槽21的插合销30的梢端插入相应的第二凸轮槽24内。此第一与第二凸轮槽23与24同于图8中所示之传统的第一与第二凸轮槽2与3，只是本发明之第二凸轮槽24的镜筒回缩部24a要比传统的第二凸轮槽3短出一个相当于平行槽22的长度量。

如图1所示，支承件33是用螺栓35固定到主机架11的前表面上，并且是可旋转地支承着一与变焦透镜凸轮环19之齿轮34相啮合的齿轮36。在变焦操作期间，此齿轮36是由一驱动马达（未示明）带动旋转，得到有选择地使变焦镜头凸轮环19伸缩。

具有如上所述的变焦镜头镜筒12的回缩式镜筒型的相机构造成;当处于如图1所示的镜筒回缩状态时，第一透镜架26能完全拉进相机机身10的线性运动导管17中。在如图所示的镜筒回缩状态时，各插合销28位于第一导槽20的胶片侧端部，而第二透镜架29的每个插合销30则位于相应导槽21之平行槽25的以及相应第二凸轮槽的胶片侧端部a的前端。

当变焦凸轮环19依图4中箭头40所示的，亦即使此环19延伸的方向转动时，第一凸轮槽23即朝左侧运动，从图4的状态进到图5的状态。各个插合销28由相应的第一槽23的下表面上推，如图4所示;而压迫插合销28的力的轴向分量则使插合销28沿着相应的第一导槽20移向目标。这样，第一透镜组14即随第一透镜架26一道前进，并从线性运动导管17突出到相机机身10之外。

当变焦透镜凸轮环19是在使此环19伸延的方向中转动时，第二凸轮槽24便朝左方移动。这样，各插合销30便在平行槽22搭叠到对应第二凸轮槽24的对应镜筒回缩槽部24a的状态下，移至广角端位置b。由于各平行槽22与镜筒回缩槽部24a是与胶片表面相平行的形式形成，因而插合销30不能沿第二导槽21前进，而第二透镜组15则保持在镜筒回缩部。变镜回缩镜头凸轮环19所转过一相当于第一镜筒回缩部24a之长度的量，便可使插合销移动到镜筒回缩槽部24a的广角端b，由此，第一与第二透镜组14与15便调节到广角状态，如图2所示。

当变焦镜头凸轮环19从广角状态依此环的延伸方向转动时，插合销28与30便沿着第一与第二导槽20与21移向目标，而终止于远距离照相位置C，使得第一与第二透镜组14与15取远距离照相状态，如图3所示。

当驱动马达依反向驱动到上述这一状态而使变焦镜头凸轮环19于回撤方向中转动时，插合销28与30便沿第一与第二导槽20与21移向胶片。第一与第二透镜组14与15则回撤入线性运动导管17，而返回到镜筒回缩状态。

在本发明中，垂直于光轴L的各平行槽22是从相应的第二导槽24的胶片侧端部延伸出。由于各平行槽22具有与镜筒回缩槽部24a相同的功能，各镜筒回缩槽部24a的长度就能缩短一个相当于各平行槽22长度的量。对于具有距广角位置b有很大的镜筒缩回缩量的透镜系统，或是从广角位置b至镜筒回缩位置的行程加大，从而能把相机机身做得薄和紧凑时，纵令上述第一凸轮槽23的行程相转角与第二凸轮槽24的相等时，也能可靠地防止凸轮槽23与24之间的干扰。于是，第一与第二透镜组14和15能可靠地进行伸缩。由于各平行槽22起到一镜筒回缩槽部的相同作用，第一与第二透镜组14与15之间的距离在镜筒回缩时便不会变大。

各第二凸轮槽24的镜筒回缩槽部24与相应第一凸轮槽23的间距，要比图8中第一凸轮槽2与第二凸轮槽3之镜筒回缩槽部3a的间距大出一个相当于平行槽22之长度的量。但即使是这样，透镜镜筒的直径也减小了而可使相机小型化，因此不需加大第一凸轮槽23与胶片表面间的倾角β，从而防止，在第一与第二凸轮槽23与24间的干扰。当此倾角β很小时，用来转动变焦透镜凸轮19的转动载荷也很小。于是可以采用小型的驱动马达。

在从镜筒回缩位置a运动到广角位置b的过程中，插合销30有可能在平行槽22中的变焦透镜凸轮环19的周边方向上抖动，而透镜架28与29也可能转动。但是，第二透镜组15不会因接受了外力而改变其位置与形状，这是因为此第二透镜组15是置放于线性运动导管17之内。此外，通过用一弹簧沿某个方向推迫，可以消除插合销30的抖动现象。

图6与7是本发明另一实施例的展开图，示明导槽与凸轮槽间的关系。图6表示的是镜筒回缩状态而图7则阐明广角状态。在本实施例中，各第二凸轮槽24仅仅是由相对于光轴倾斜的一线性变焦槽倾斜而成，而如图4所示的镜筒回缩部24a则省除了。平行槽22是从各第二导槽21的胶片侧端部延伸到相应第二凸轮槽24之胶片侧端部，以使此平行槽22用作镜筒回缩槽部。本第二实施例的其它结构与第一实施例的相同。

在此第二实施例中，第二凸轮槽24并未设有镜筒回缩槽部。这样，第二实施例之第二凸轮槽24的倾角α便能够取得较第一实施例中的小。小的倾角α在驱动变焦透镜凸轮环时可以减小钢荷，同时能使有关马达小型化。随着倾角α的变小，凸轮的长度可以加大，而凸轮的精确性也就可以提高。当第二凸轮槽24不具有镜筒回缩槽部时，插合销30便不会抖动，同时防止3透镜架28与29的转动。

上面通过变焦镜头镜筒的实施例描述了本发明，每个实施例中都有两组透镜14与15，但并不限定如此。显然，本发明可以适合用于具有三个或更多个透镜组的变焦镜头镜筒。

Claims (2)

1、一种变焦镜头镜筒，它具有多个按一定距离设置的透镜组并能提供一复合焦距且有一光轴，其中，所说透镜组间的距离可通过使这些透镜组沿光轴作往复运动而变动，以改变此复合焦距，此变焦透镜镜筒包括：

一运动导管，它具有一形成有至少一个导槽的周表面，在此种导槽内可滑动地插入有设在用来支承透镜组之透镜架上的插合销，而这些插合销的可沿导槽往复运动，上述导槽具有胶片侧端部；

一个用来使上述透镜组往复运动的变焦镜头凸轮环，此变焦镜头凸轮环有一个内周表面，后者形成有至少一个凸轮槽，其中插合有上述透镜架的所说插合销，此种透镜架是用来支承所说透镜组的，并且此变焦镜头凸轮环是可旋转地安装在上述运动导管之上，所说凸轮槽具有胶片侧端部；以及

一批平行槽，它们是与一胶片表面基本上相平行地从上述那种用来导引至少一个透镜组的导槽的胶片侧端部延伸出，且每个平行槽均有一前端，当该变焦透镜镜筒处在镜筒回缩时期，叠置到各导槽相对应的前述凸轮槽的胶片侧端部。

2、一种变焦透镜镜筒，它包括有至少两个透镜组、一光轴、一个用来沿此光轴导引这些透镜组的线性运动导管、以及用来使透镜组沿此光轴往复运动的凸轮槽，这种变焦镜头镜筒还包括有：形成在上述导管的胶片侧端部之上的，同时与胶片表面相平行延伸的导槽部。

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