CN110737150B - 物镜基体、物镜以及物镜系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有物镜基体的物镜以及一种由该物镜构成的物镜系统。该物镜基体包括用于保持光学功能元件的主支座以及以能够调节的方式保持在该支座上的至少一个能够调节的光学功能元件。该物镜基体进一步包括布置在该主支座上的至少一个调节驱动器，该调节驱动器用于调节该能够调节的功能元件或这些能够调节的功能元件中的至少一个功能元件。此外，该物镜基体包括：直接或间接地紧固在该主支座上的电子载体，该电子载体具有用于可逆地容纳插卡的至少一个插槽；以及第一控制器，该第一控制器被设计为插卡并且被插入该插槽或这些插槽中的一个插槽中并且被配置成用于与该物镜的电模块或与外部单元进行信号交换。

Description

物镜基体、物镜以及物镜系统

技术领域

本发明涉及一种物镜基体以及一种包括该物镜基体的物镜，该物镜用于与拍摄静止图像和/或移动图像的相机一起使用。本发明还涉及一种具有上述类型的物镜的物镜系统。

背景技术

物镜通常应理解为成套(即成组)的光学透镜，这些光学透镜沿着所谓的光轴(即沿着入射光束的传播方向)彼此相继地布置并且用于使物体在通常由光敏表面构成的图像平面上成像。在现代相机中，光敏表面在大多数情况下涉及“检测芯片”，例如CCD传感器、CMOS传感器等。为了即使在与物镜的距离发生变化的情况下也能够使物体在光敏表面上清晰地成像，在大多数情况下将至少一个透镜(也称为“聚焦透镜”)沿光轴可移位地固定以用于所谓的聚焦。在部分情况下也存在沿光轴可移动的至少另一个透镜，借助该另一个透镜可以改变整个物镜的焦距(也称为“变焦透镜”)。物镜通常进一步包括光圈(例如，可变光圈)，借助该光圈可以改变光圈开口(即穿过物镜的光路)的直径(也称为孔径)，以便能够调节射到图像平面上的光量。

在具有变焦功能的物镜中，对应的透镜(变焦透镜和/或聚焦透镜)通常借助对应地指配的、布置在物镜外壳体上的转环(也称为“手轮”)是可手动调节的。在此，这种转环通常通过滑环导向件或凸轮导向件将相应透镜的旋转运动转换成纵向运动。同样地，借助这种转环也能够部分地实现对光圈开口(例如可变光圈)的手动调节。

然而在现代物镜中，上述可移动的结构元件(例如聚焦透镜、变焦透镜和/或光圈)中的至少一个结构元件或由这些结构元件构成的组合通常还是可电动调节的。

可选地，在现代物镜中也可以省去转环与相应的待调节的结构元件之间的机械联接。在这种情况下，借助旋转位置发送器读取例如相应转环的旋转位置并且将其作为电输入信号传送到相应透镜的电动驱动器。

有些物镜还包括布置在外壳体上的显示装置(大多数情况下是显示器)以用于显示当前物镜设置(例如焦距、光圈位置等)。

现代物镜部分地还被配置成用于通过相应的透镜位置自动地推断出在当前物镜设置下存在的成像误差(例如渐晕、像差以及失真)，并且这些信息经由接口输出到相机和/或图像处理计算机。

认识到的是，针对上述功能需要例如为微处理器和/或ASICS的电子控制仪器(下文也称为控制器)、能量供应装置以及通向装载相应物镜的相机和/或图像处理计算机的对应的信号接口。

发明内容

本发明的基本目的在于，能够实现一种改进的物镜。

根据本发明，该目的通过具有下文所述特征的物镜基体得以实现。根据本发明，该目的还通过具有下文所述特征的物镜得以实现。此外根据本发明，该目的通过具有下文所述特征的物镜系统得以实现。其他有利的以及部分用于本发明的发明范畴的实施方式以及改进方案在下文描述中说明。

根据本发明的物镜基体优选地被配置并且被设置为与相机一起使用的物镜的部分。特别优选地，这种物镜涉及用于这种相机的可更换的物镜。根据本发明，物镜基体包括用于保持光学功能元件的主支座。物镜基体还包括至少一个可调节的光学功能元件，该光学功能元件可调节地保持在该主支座上。此外，物镜基体还包括布置在该主支座上的、优选为电调节驱动器的至少一个调节驱动器，该调节驱动器用于调节该可调节的功能元件或这些可调节的功能元件中的至少一个功能元件。在多个尤其可彼此独立地调节的光学功能元件的情况下，物镜基体优选地还包括至少一个各自所指配的调节驱动器。物镜基体进一步包括直接或间接地紧固在该主支座上的电子载体，该电子载体具有用于可逆地容纳插卡(尤其是电子插卡)的至少一个插槽。此外，物镜基体包括第一控制器，该第一控制器被设计成这种插卡并且被插入该插槽或这些插槽中的一个插槽中。该控制器被设置成用于与(尤其借助该物镜基体构成的)物镜的电模块或与(尤其通向该物镜的)外部单元进行信号交换，即用于接收和/或用于传输电信号。

优选地，物镜基体还包括多个(即至少两个)透镜，这些透镜中的至少一个透镜是(优选沿光轴，可选地额外或替代地也横向于该轴线)可调节的。在此，这些透镜尤其(必要时可调节地)被保持在该主支座上。尤其，物镜基体还包括可调节地布置在该主支座上的光圈，该光圈优选地用于改变光圈开口(即物镜的孔径)的大小。

上述控制器，具体而言是构成该控制器的插卡优选地被设计成专用的电子模块的形式。在此，该电子模块尤其用于控制该物镜自身或甚至外部仪器(也称为：外部单元或“外围仪器”)的专用的电模块和/或将信号传输到该电模块或从该电模块传输信号。优选地，相应的控制器在此提供专用的物镜功能。可选地，相应的控制器自身也设计成物镜的电模块。可选地，构成控制器的插卡(也称为“插入组件”)具有近似一维的形状(即尤其以纵向延伸的方式具有相对较小的直径，例如针的类型)、近似二维的形状(例如“典型的”卡的类型，尤其固体的、弯曲的或柔性的组装电路板)或者三维的形状(例如角锥体的类型、立方体的类型或柱体的类型)。

上述第一控制器可以作为插卡与电子载体可逆地连接，通过这种方式能够实现物镜的模块化。此外还能够实现，在第一控制器故障的情况下可以以特别简单的方式单独更换该第一控制器，而不必替换物镜的整个电子器件。此外，即使在改进(特别是进一步开发)第一控制器的情况下也可以将整个物镜以简单的方式通过仅更换第一控制器来与新的开发情况进行适配。

在一个实施变体中，调节驱动器被设计成纯手动的，即由机械的力传递装置(例如齿轮或其他传动方式、滑环导向件等)致动的驱动器(“机械机制”)。替代地，调节驱动器由电力的、磁性的或混合的(例如压电的或电磁的)驱动器构成。尤其，调节驱动器被构成为：步进马达，电弧驱动器，微型驱动器，超声波驱动器(例如环形超声波驱动器)，微型超声波驱动器，声波的、高超音速的、超音速的驱动器或来自这些驱动器的任意组合。

在一个优选实施方式中，上述第一控制器被配置成用于控制该调节驱动器或必要时该多个调节驱动器中的一个调节驱动器(该调节驱动器或这些调节驱动器分别是上述电模块之一)。在这种情况下，由控制器控制的(并且由相应的调节驱动器提供的)专用的物镜功能因此是调节相应的功能元件。因此，相应的调节驱动器是上述类型的电模块。

根据本发明的物镜包括上文以及下文详细描述的物镜基体以及用于封装该物镜基体的外壳体。也就是说，该外壳体在物镜的预期装配状态下包围该光学功能元件或相应的光学功能元件、(必要时各自所指配的)调节驱动器、主支座、电子载体以及布置在该电子载体上的控制器(即对应的插卡)、以及必要时透镜和光圈。在此，该主支座具有用于该外壳体的紧固装置(也被称为机械接口)，该紧固装置尤其用于将该外壳体可逆地容纳并且保持在该主支座上。有利地，外壳体以如下方式设计，使得沿着光轴的光路保持自由地穿过透镜。由于物镜基体根据预期构成物镜的一部分，因此该物镜具有与物镜基体的相同的特征以及因此相同的优点。

在一个有利实施方式中，电子载体构成用于在(尤其相应的)控制器与指配的(例如由该控制器控制的)电模块——例如指配给相应的调节驱动器和/或物镜或相机的传感器等之间传输能量和/或数据(即尤其控制信号)的电连接。在一个特别优选的变体中，电子载体尤其“仅”是数据总线和/或能量总线。因此在这种情况下，除了承载连接线路、必要时多个插槽以及通向相应的模块(即例如透镜驱动器或光圈驱动器)的端口之外，电子载体尤其不具有任何额外的用于控制物镜功能的控制结构元件。可选地，电子载体仅具有用于操作作为总线所需的电子结构元件(例如多个变压器、电阻器等)。

因此尤其通过电子载体的这种设计方案实现了相对较高的分散化以及因此针对在物镜基体或物镜上执行的各个控制目的的高度模块化。更换呈相应的插卡形式的有缺陷的和/或待检修的控制器借此能够具有小的耗费并且尤其无需在整个电子系统上进行可能必要的适配措施。

在另一个、尤其替代上述实施方式的实施方式中，插入电子载体的相应插槽中(并且尤其保持在其中的)的控制器在该电子载体绕行的情况下例如直接与(相应的、尤其是电的)模块电连接。在这种情况下，电子载体构成例如(尤其仅)用于将能量传输到控制器上的接口，而数据、控制信号等的传输直接在控制器与相应的模块之间(例如借助直接的缆线连接)来实现。在这种情况下也能够实现上述分散化和模块化。

在一个优选实施方式中，可调节的光学功能元件或必要时多个可调节的光学功能元件中的至少一个光学功能元件分别由上述可调节的透镜、可调节的光圈、(尤其光学的、可选地可改变地引入光路中的)滤光器和/或光学自由元件构成。光学自由元件在此处以及下文中应理解成尤其除具有自由表面的透镜外例如还是反射镜或反射镜与透镜的组合。可选地，存在多个可调节的功能元件，这些功能元件由上述组中的各种元件构成。在此，优选地给每个可调节的功能元件指配有调节驱动器。因此，相应的调节驱动器优选分别构成对应地指配的透镜驱动器、光圈驱动器(尤其是用于调节孔径)、滤光器驱动器和/或用于自由元件的驱动器。

在一个特别有利的实施方式中，物镜基体包括至少一个第二控制器，该第二控制器也被设计成插卡。在此，电子载体包括至少两个上述类型的插槽。在这种情况下，第二控制器或每个另外的控制器均优选地被插入这些插槽(优选至少两个插槽)中的一个插槽中。

在这种情况下，第一控制器优选地用作用于透镜驱动器的驱动控制器，并且第二控制器用作用于调节光圈(即尤其用于控制光圈驱动器)的光圈控制器。针对可调节的透镜是聚焦透镜的这种情况，驱动控制器尤其被设计成聚焦控制仪器(或聚焦控制器)。因此在该实施方式中，上述物镜功能中的每个物镜功能优选通过单独指配的控制器来实现。因此，物镜基体以及因此物镜能够模块化地配备有对应的功能，即能够配备有机动的透镜调节或光圈调节。由此尤其还能够实现，在仅驱动控制器或光圈控制器发生功能故障的情况下仅需要更换相应地所指配的插卡。

在一个优选实施方式中，物镜基体包括用于与根据预期装载物镜的相机机械连接的(尤其相机专用的)联接装置(简称：“联接器”)。有利地，该联接器被设计在主支座上。可选地，还给该联接器指配有用于与相机通信的信号接口，其方式为使得在与相机建立机械连接时该信号接口还与所指配的、相机侧的配对件接触。在此，该信号接口尤其用于交换信息以及用于交换控制指令(例如用于在自动聚焦功能的框架下调节聚焦透镜，即用于聚焦，和/或用于调节光圈)。可选地，该信号接口也用于接收用于对应的调节驱动器、尤其用于透镜驱动器和光圈驱动器以及用于该控制器或这些不同的控制器的供给能量。

在一个有利的实施方式中，第一控制器或必要时多个控制器中的一个控制器被设计成通信控制器并且因此优选对应地也设计成上述类型的插卡(如有必要另一个插卡，即第二插卡或第三插卡等)并且被插入到这些插槽中的一个插槽中。在此，该通信控制器被配置成用于提供与在预期操作状态下装载物镜的相机、如有必要额外地或替代地与连接到物镜的、在操作中从物镜接收数据或将数据发送到该物镜的至少一个外围仪器(该外围仪器是或包括上述外部模块中的一个外部模块)的通信。可选地，该通信控制器被配置并且被设置成用于在物镜内使用的数据协议与相机专用的(即由待连接的相机使用的)或外围仪器专用的数据协议之间进行转换。因此在这种情况下，通信控制器被设计成(相机)专用的通信接口。可选地，通信控制器涉及上述两种控制器(第一控制器和第二控制器)中的一种。在此，相应另外的控制器例如被设计成光圈控制器和/或驱动控制器。然而优选地，该通信控制器构成额外的控制器并且因此构成额外的插卡。有利地，物镜的物镜基体和/或外壳体包括用于与相机传输信号的通信接口(例如指配给联接器的上述信号接口)和/或与至少一个外部的外围仪器传输信号的通信接口。因此，通过使用对应的插卡可以使物镜基体以及因此物镜以简单的方式(必要时额外地在与机械联接器以及必要时所指配的信号接口相适配的情况下)与使用可选地各种制造商的各种相机类型或外围仪器的应用相适配。由此进而可能的是，在使用大量的相同部件的情况下，物镜与各种制造商的相机系统或与各种外围仪器相适配。仅需要使用对应的插卡与对应的相机系统通信，尤其通过这种方式可以有利地使用于控制其他物镜功能而开发的控制器(插卡)保持不变。可选地，通信控制器还被配置成用于将物镜的所谓的元数据(例如焦距和光圈设置范围)传送到所连通的相机和/或外围仪器。

在一个可选的实施方式中，尤其针对存在至少两个控制器的这种情况，这些控制器中的一个控制器直接与所指配的(必要时待控制的)模块(例如调节驱动器，尤其透镜驱动器或光圈驱动器)连接，而另一个控制器通过电子载体以传输信号的方式与其对应地所指配的模块连接。

在一个有利实施方式中，这些插卡中的一个插卡、例如第一(或另外的控制器中的一个)控制器(必要时以与电子载体组合的方式)构成物镜基体或物镜的、也被称为“主控制器”或“中央控制单元”的主要控制器。在此，该主控制器尤其被配置成用于覆盖多种物镜功能(例如被称为基本功能)。这些基本功能例如涉及：信号(例如数据)管理，这些信号在物镜或由此(例如与相机和/或至少一个另外的外部的外围仪器)构成的系统的各种模块之间进行交换；上述提供与相机和/或外围仪器的通信；和/或控制光圈驱动器，原因在于光圈开口的值通常在相机侧根据所存在的光线比例和/或当前快门时间来预先给定。可选地，第一控制器(额外地或替代地)也是一种总线控制仪器。然而替代地，该总线控制仪器功能可以已经集成在电子载体上。在此，被设计为插卡的其他控制器(这些其他控制器提供如下物镜功能，这些物镜功能有利于尽可能自动地操作由相机和物镜构成的系统)尤其被称为“子控制器”。。在这种情况下涉及上述聚焦控制器或插卡，该插卡用于控制透镜驱动器以调节“变焦透镜”。可选地，这些功能在一个共同的控制器中实现聚焦和变焦。

在另一个有利的实施方式中，第一控制器或必要时多个控制器中的一个控制器(可选地因此是额外的控制器)被设计成能量控制器，该能量控制器尤其作为另外的插卡(即第二插卡、第三插卡或第四插卡等)被插入到这些插槽中的一个插槽中。能量控制器被配置成用于向至少相应的调节驱动器(尤其透镜驱动器和光圈驱动器)、以及优选同样向借助物镜基体构成的物镜的必要时多个电模块中的至少一个电模块，即例如其他控制器，尤其必要时同样存在的其他(尤其由插卡构成的)控制器、和/或向必要时在预期操作状态下与物镜联接的外部模块供给能量。在该实施方式中，电子载体尤其具有上述类型的(至少)三个插槽。优选地，能量控制器与对应的接口联接，在物镜的预期操作情况下，通过该接口从与物镜连接的相机或从其他的外部能量源(例如与相机分离的电池组等)获得用于物镜(具体而言用于其功能)的对应的供给能量。在第一种情况下，能量供应接口有利地布置在物镜基体上并且优选地集成到上指配给联接器的上述接口中。在第二种情况下，能量供应接口尤其被布置在物镜的外壳体上。可选地，还将这两种情况进行组合，从而使得根据相机的实施方式能够从该相机或从外部能量源获得能量。优选地，能量控制器包括电子结构元件，这些电子结构元件用于转换和/或稳定以及用于将从所接收的供给能量产生的(尤其是经转换的)操作能量馈入电子载体中。在这种情况下也可能的是，通过使用对应适配的能量控制器以简单的方式使物镜与由各种相机系统或外部已提供的能量相适配。

在另一个有利的实施方式中，第一控制器或必要时多个控制器中的一个控制器(可选地因此是额外的控制器)被设计成显示器控制器。因此对应地，该显示器控制器同样也被设计成插卡(必要时另外的插卡，即第二插卡、第三插卡或第四插卡等)并且被插入到这些插槽中的一个插槽中。因此，电子载体在此例如包括至少四个、至少但针对待使用的插卡的数量而言足够数量的上述类型的插槽。显示器控制器被配置并且被设置成用于在物镜的预期操作状态下控制优选布置在物镜的外壳体上的、替代性地所连通的外部的显示器(该显示器是上述类型的模块)，该显示器尤其用于显示数据，这些数据优选包含与透镜位置和/或光圈位置相关联的信息。这些信息例如涉及透镜位置和/或光圈位置本身，尤其涉及从这些位置得出的焦距和/或距离设置或光圈数值。可选地，构成显示器控制器的插卡还包括连接触点，在物镜的预期装配状态下，通过这些连接触点实现与显示器的直接的信号交换。可选地，这些连接触点被布置在电子载体上。可选地，除了控制用于显示上述信息的显示器之外，显示器控制器还被配置成用于从关于相应的透镜或光圈的当前位置(其优选由相应的控制器提供)的信息推导出(尤其自己计算出)待显示的信息，例如焦距和光圈数值。

在上述情况中，物镜有利地包括上文提及的用于显示上述信息的显示器(该显示器尤其被布置在外壳体上)。认识到的是，这种显示器是物镜的功能，该功能并不是每个用户(替代地也称为“顾客”)所需的。因此，根据期望的物镜的设计变体，物镜可以以简单的方式并且在高的相同部件数量的情况下设有或不设有这种显示器，其方式尤其具有显示器或不具有显示器的外壳体装配在物镜基体上，并且在后一种情况下对应地将上述显示器控制器插入(或移出或不插入)到电子载体中。

替代性地，显示器涉及外部的(即也与外壳体分开的)显示器，例如独立的显示屏、计算机显示屏、笔记本显示屏或智能电话显示屏等。在此，数据传输可选地有线地或必要时无线地经由显示器控制器或必要时在上述通信控制器上实现的无线接口来进行。

由于物镜基体以及因此还有物镜的模块化以及作为插卡的上述控制器的设计，因此有利地可能的是，在高的相同部件数量的情况下以简单的方式(即通过添加对应插卡或设计成这种插卡的控制器并且通过物镜的功能范围)以顾客专用的方式或甚至以用途专用的方式(可选地由顾客自身)对该物镜进行适配。

在另一个可选实施方式中，物镜包括至少一个手轮(也称为“控制环”或“转环”)，该手轮用于机械地输入用于(轴向)调节可轴向调节的透镜或相应的可轴向调节的透镜的控制指令。优选地，该手轮或相应的手轮被布置在外壳体的外侧。

针对这种情况，第一控制器或必要时多个控制器中的一个控制器(可选地因此是额外的控制器)被设计成用于至少一个手轮的控制器(在下文中称为“旋转发送器控制器”或“环控制器”)。在此，旋转发送器控制器优选地被设计成用于检测手轮或相应的手轮的旋转并且用于将检测到的旋转转换(“转变”)成用于对应透镜驱动器(至少用于所指配的驱动控制器)的对应的电子控制指令。也就是说，轮控制器用于产生借助手轮采集输入的控制指令。优选地，给旋转发送器控制器指配有旋转位置发送器，尤其绝对值发送器(例如霍尔传感器或类似的、例如光学旋转发送器)，该旋转位置发送器可选地被布置在插卡本身上或被定位成与该插卡以传输信号的方式可连接或连接(尤其在物镜的外壳体上的手轮自身的区域中)。可选地，该旋转位置发送器被设计成递增式的或连续式的。

在另一个可选实施方式中，第一控制器或优选必要时多个控制器中的一个控制器(可选地因此是额外的控制器)被设计成远程控制器，该远程控制器被配置成用于有线地或可选地无线地接收远程控制信号(例如针对物镜以及位于无人机、相机摇臂等上的所指配的相机的操作，而无手动或直接触及物镜的可能性)。在这种情况下，对专用的远程操纵器(即在物镜外部的操作仪器，借助该操作仪器在物镜处或可选地也在相机处产生待传输的控制指令)的适配有利地通过安装对应指配的、尤其被配置成用于转换远程操纵器的数据协议的远程控制器来实现。可选地，物镜(尤其是其外壳体)在这种情况下具有用于与远程操纵器的信号接收器接触的信号端口(优选为插接端口)。远程控制器在物镜的预期装配状态下与该信号端口以传输信号的方式相连接。

在一个可选实施方式中，物镜基体进一步还包括对应地由插卡构成的控制器(可选地另一个控制器)，该控制器被配置成用于优选地基于可调节的透镜的当前位置和/或当前光圈设置来确定关于物镜的成像特性(例如距离设置、失真、渐晕等)的信息。为此，该控制器优选从相应的其他控制器(例如驱动控制器、光圈控制器等)中获得所需信息(透镜位置以及必要时光圈设置)。此外，该插卡尤其也被配置成用于将这些信息(例如借助上述通信控制器和/或相机接口)传送到连通的相机或外部仪器(例如图像处理计算机)。

因此，物镜基体(以及因此还有物镜)优选包括多个(例如至少六个，尤其七个、八个或九个)上述插槽，借助这些插槽通过插入分别指配给期望的或所需的功能的、并且设计为插卡的控制器(控制仪器)能够以顾客专用和/或相机制造商专用的方式改变物镜的功能范围。因此有利地提供一种物镜组件系统，其中在高的相同部件数量的情况下可以以简单的方式实现多个设计变体，尤其是在各种操作功能方面。

在一个特别优选实施方式中，电子载体的相应的插槽被配置成既用于电接触、也用于机械保持相应的插卡。在这种情况下能够有利地省去用于机械紧固相应插卡的额外的(与相应的插槽以及必要时电子载体)分离的构件(例如布置在主支座处的夹持件等)。

在一个优选实施方式中，电子载体被设计成环形的电路板(尤其是称为“环形电路板”或“底板”)，该电路板至少部分地包围该主支座。在此，环形的电路板可选地具有封闭的或敞开的(例如半圆形或部分圆形的，可选也是多边形的)环的结构，该环优选以近似二维方式(即尤其平面式地)延伸。可选地，该环具有三维结构(例如以至少部分圆环体或类似环形多面体的形式)。在此，插槽以如下方式布置在电路板上，使得相应的插卡在预期装配状态下以在主支座的纵向方向上(尤其在光轴的方向上)延伸的方式定向。优选地，插槽因此在圆周方向上绕着主支座分布并且大约(即精确地或近似地)切向定向地布置在电子载体上。在此，相应的插卡可选地在预期装配状态下位于主支座上。在一个可选实施变体中，电子载体被设计成所谓的刚柔电路板。也就是说，电子载体具有至少两个相对刚性地设计的电路板区段，这些电路板区段借助与之相比较柔性的连接件彼此机械连接并且电连接。在另一个替代性实施变体中，电子载体具有扁平缆线，在该扁平缆线上施加相应的插槽，并且该扁平缆线将各个插槽以传输信号以及传输能量的方式彼此连接。替代性地，上述二维结构或三维结构也可以不同于环形形状并且在此例如构成圆形节段、圆扇形、(必要时凹形的)多边形、多面体或圆环体。

上述控制器例如被设计成不可编程的电子电路(例如所谓的ASICS)或由具有处理器和数据存储器的微型控制器形成，在该微型控制器上以软件的方式实现相应控制器的对应功能。

如已描述的，外壳体优选根据物镜的功能范围进行设计。针对物镜例如包括上述显示器的这种情况，该显示器优选地被集成在外壳体中并且在物镜的预期装配状态下以信号传输的方式(间接地经由电子载体的对应接口或直接地)与上述显示器控制器连接，该显示器控制器作为插卡被插入电子载体的这些插槽中的一个插槽中。对应的内容对于用于机械地输入电控制指令的手轮或相应的上述手轮也是适用的。

在一个特别有利的改进方案中，物镜基体包括布置在主支座上的信号接口，该信号接口用于在电子载体(尤其相应的控制器)与布置在外壳体上的对应指配的功能单元(如指配给相应手轮的旋转位置发送器、显示器等)之间传输(控制)信号。在此，该信号接口被配置成用于与外壳体的配对接口(即布置在外壳体上的配对接口)可逆地联接。由此有利地避免了每个插卡必须单独地与对应的、定位在外壳体上的功能性器件(例如手轮、显示器等)连接。因此，数据传输在此处也集中地经由该信号接口和优选构成总线的电子载体来实现。

术语“可逆地容纳”或“可逆地联接”在此以及在下文应尤其理解为：物镜基体的紧固装置或信号接口以如下方式设计，使得与外壳体或与外壳体的配对接口的连接特别容易地并且有利地能够由物镜的用户(即不通过例如为制造者的经培训的专业人员)多次形成并且同样再次脱开。换言之，紧固装置或信号接口被设计成用于与外壳体或其配对接口容易地并且重复地连接。由此确定紧固装置或信号接口与连接装置的界限，这些连接装置虽然基本上可以被脱开，但是在非专业的操作中遭受损坏信号线路、光学功能元件等的高风险。为此，信号接口例如具有弹簧式触点、闸刀式触点等，这些触点能够以简单的方式实现与配对接口的施加力的连接。

物镜基体的主支座包括用于可逆地容纳外壳体的紧固装置以及被配置成用于与配对接口可逆地联接的信号接口，通过这种方式能够实现外壳体的特别简单的更换。在此有利地还能够进一步实现的是，各种外壳体，其分别适应和/或调用由控制器提供的功能的各种组(数量或组合)，能够选择性地装配在内壳体上。由此可以尤其针对各种应用情况以简单的方式组合各自“匹配的”(整个)物镜。在每种特定应用情况下与工厂方面适配的、具有由制造商固定指配的壳体的物镜，例如重量特别轻的物镜，该物镜因此在这种情况下必须使用各单独物镜覆盖多种应用情况的使用者而言需要相对高的成本投入，因此可以省略。

尤其针对物镜基体被配置成用于可逆地固定以及因此用于可选地更换外壳体的情况，主支座优选地被设计为内壳体，该内壳体包围多个光学功能元件(尤其透镜)。在此，主支座尤其以如下方式设计，使得该主支座包封透镜或相应的透镜尤其免于污染，即优选免于粉尘，必要时也免于受潮(尤其空气湿度)。由此通过结合外壳体的简单更换性降低污染物(尤其粉尘)进入物镜内(即内壳体内和/或透镜之间)的光路的风险。因此在装配和/或更换外壳体时无需保持洁净空间条件或至少无需保持减少粉尘散布的条件。

在一个特别优选的实施方式中，用于外壳体的紧固装置包括保持机制，该保持机制被配置并且被设置成用于无工具地装配相应的外壳体。在此，紧固装置例如包括卡口式锁定件的一部分，其中相应的外壳体承载对应的配对件或锁止棘爪机制(或：掣钩机制)，其中外壳体被推到内壳体上并且通过锁止棘爪或掣钩被夹持(或“被钩住”)。在此，对应的配对件(即锁止棘爪或掣钩自身或对应的凹部或突起，该锁止棘爪或该掣钩在预期的情况下接合进该凹部中或在该突起后方)优选被布置在外壳体上。替代地，保持机制例如由布置在内壳体(主支座)上的、并且尤其围绕光轴的装配螺纹与指配的装配环(即一种螺母)构成。在这种情况下，为了装配，将外壳体推到内壳体(主支座)上，优选地直至止挡部，并且最终借助放置在装配螺纹上的装配环抵着止挡部被夹紧(“拧紧”)。通过这种无工具的保持机制进一步促进外壳体的简易地可装配性。

在一个可选的改进方案中，保持机制——尤其在卡口式锁定件或锁止棘爪机制(或掣钩机制)的情况下——具有闩锁、纽扣等，卡口式锁定件或锁止棘爪或掣钩借助该闩锁、纽扣等可以被解锁以便拆除。在此，该闩锁或纽扣被布置在内壳体上或替代地被布置在外壳体上。

有利地，物镜的外壳体(如上所述地)包括用于与至少一个外部的外围仪器进行信号传输、尤其进行数据交换的(通信)接口。

根据本发明的物镜系统包括上述物镜、以及至少两个上述类型的控制器，这些控制器被插入到电子载体的至少一个插槽中或可被插入插槽中或相应的插槽中。因此具体地，存在指配给物镜的插卡的两个不同功能，物镜借助这些插卡可以被配备成不同的。特别优选地，物镜系统包括多个上述类型的插卡，从而使得物镜的功能范围能够根据组件系统的类型模块化地适配。

在一个有利的实施方式中，物镜系统优选地还包括至少两个以不同方式实施的外壳体，即具有不同功能范围的两个外壳体。这些外壳体如前面描述地能够可逆地保持在物镜基体(尤其主支座)上。在这种情况下，这些外壳体中的一个外壳体例如具有上述显示器以及上述手轮。相反地，另一个外壳体例如被配置并且被设置成用于操作在无人机或相机摇臂上的物镜并且在此优选地被设计成“光滑的”镜筒，即尤其没有显示器并且没有手轮，以便节省重量。为了在无人机或相机摇臂上进行操作，除了该外壳体之外，上述用于与远程操纵器通信的插卡(即远程控制器)优选地被插入到相应的插槽中。在此，该插卡用于将控制指令传送到对应的驱动控制器或光圈控制器。

连词“和/或”在此处以及在下文中应以如下方式来理解，即借助该连词相关联的特征既能共同地、也能彼此替代地设计。

附图说明

下文将借助于附图对本发明的实施例进行更详细的阐述。在附图中：

图1以透视剖面图示意性地示出了物镜基体，

图2以透视图示出了根据图1的物镜基体，该物镜基体具有多个电子插卡，

图3和4分别以示意性框图示出了电子插卡的接线图，

图5以透视图示意性地示出了具有插入的插卡的物镜基体的电子载体，

图6以根据图2的视图示出了物镜基体的一个替代性设计变体，并且

图7至10分别以透视图和透视剖面图示出了利用物镜基体和外壳体构成的物镜的各个替代性设计变体。

具体实施方式

彼此对应的零件在所有附图中始终设置有相同的附图标记。

在图1和2中示意性地展示了处于部分装配状态下的物镜1。物镜1用于在相机中使用。物镜1包括物镜基体2。该物镜基体具有主支座3，该主支座装载作为光学功能元件的多个透镜4(此处示例性地展示三个)。透镜4中的一部分透镜沿着光轴6可移动地被固定(参见双箭头7)并且借助透镜驱动器8可电动地调节。因此，这些可调节的透镜4是可调节的光学功能元件。可调节的透镜4之一具体用于将借助物镜1捕获的对象(物体)聚焦到图像平面上(例如相机的光敏传感器芯片上)并且在下文也被称为“聚焦透镜”。这些透镜4中的至少另一个透镜可以借助另一个(未详细展示的)透镜驱动器被调节以用于改变物镜1的焦距并且在下文也被称为“变焦透镜”。此外，物镜基体2还包括作为另一个可调节的光学功能元件的光圈9并且为了电动调节光圈9包括指配的(未示出的)光圈驱动器。为了将物镜基体2以及因此将物镜1与相机可逆地联接，物镜基体2包括联接装置10，该联接装置被设计成卡口式锁定件的类型。

此外，物镜1还包括电子载体12(参见图2)，该电子载体在展示的实施例中被设计成环形板形的电路板(或还称为：“环形电路板”)并且被定位并且被紧固在主支座3的肩状凸起13上。电子载体12包括用于可逆地容纳相应的插卡16的多个插槽14(具体为七个，参见图6)。在此，插卡16中的每个插卡构成控制器，该控制器被配置并且被设置成用于提供和/或控制物镜1的功能。这些插卡16中的一个插卡被设计为第一控制器，具体地为驱动控制器17，该驱动控制器被配置成用于控制指配给聚焦透镜以及变焦透镜的透镜驱动器8。因此，驱动控制器17尤其是聚焦控制仪器并且因此用于控制物镜1的(自动)聚焦功能。另一个插卡16被设计成第二控制器，具体地为光圈控制器18，该光圈控制器用于控制光圈9并且因此用作光圈控制仪器(用于控制光圈9的打开功能)。这些插卡16中的另一个插卡进而被设计为能量控制器20。在此，能量控制器20包括用于从与物镜1分开的能量源接收能量(即供给能量)的未以详细的方式示出的电子构件(例如用于插接连接到有线的或用于感应地接收能量的线圈的连接触点)。

物镜1还包括通信控制器22，该通信控制器也被设计为这些插卡16中的一个插卡。在此，通信控制器22用于在物镜1与在预期操作状态下装载该物镜的相机之间提供数据传输(即通信)。为了与相机以信号传输的方式联接，物镜1(具体地为物镜基体2)包括通信接口24，该通信接口被布置在联接装置10的区域中。可选地，该通信接口24还用于在相机和物镜1之间传输能量。此外，数据接口26也被布置在物镜基体2上，借助这些数据接口能够实现与外部的外围仪器的通信和/或能量传输。

在图3中详细展示的实施例中，电子载体12构成一种用于在各插卡16与至少透镜驱动器8和光圈驱动器之间进行集中化的数据传输和能量传输的总线系统。因此，电子载体12与插槽14以及相应插入的插卡16一起设计成物镜1的模块化构造的(物镜)控制电子器件28。由于该模块化的控制电子器件28，因此物镜1是特别容易维护的。原因在于在例如驱动控制器17发生功能故障的情况下，不必更换整个控制电子器件28，而是仅更换对应的插卡16(这里也是驱动控制器17)。此外，电子载体12(具体地为相应的插槽14)用于机械地保持相应的插卡16。

在图4中展示了控制电子器件28的相对于图3修改的实施例。在此，各控制器或插卡16与相适应的功能性器件(即例如透镜驱动器8或通信接口24)直接地(即例如通过专用的触点)连接。在此，作为总线的电子载体12用于将能量传输到各插卡16上并且用于在各插卡16彼此之间传输必要时所需的能量。在展示的实施例中，能量控制器20也与通信接口24(在此处也被配置为用于在相机与物镜1之间传输能量)连接。

此外，物镜1还包括图像稳定功能。为此，物镜1具体包括稳定驱动器29，该稳定驱动器被配置成用于使这些透镜4中的至少一个透镜相对于光轴横向地运动。此外，物镜1还包括图像稳定控制器30(见图4、5)，该图像稳定控制器进而被设计成任选地可插入的这些插卡16中的一个插卡并且被布置在这些插槽14中的一个插槽中。给该图像稳定控制器30指配有布置在主支座3上的加速度传感器(未详细展示)，借助该加速度传感器可以捕获物镜1相对于光轴6的横向运动。根据所捕获的(横向)运动，稳定驱动器29被图像稳定控制器30控制以用于通过移动所指配的透镜4来至少部分地补偿这些横向运动。

此外，根据图1和图2展示实施例的物镜1还被配置并且被设置成用于借助远程操纵器而无需手动触及物镜1本身来操作，即例如改变变焦设置和光圈设置。为此，物镜1包括远程控制器32，该远程控制器以这些插卡16中的一个插卡的形式装配在电子载体12上。在此，远程控制器32被配置成用于从远程操纵器(例如无线地)接收远程控制信号，并且用于将这些远程控制信号转换成被作为总线系统的电子载体12使用的、并且借此也可以由驱动控制器17和光圈控制器18处理的数据格式。

在根据图1和2的实施例中展示的物镜基体2具有全部功能范围，即所有插槽14均分别被插卡16占据。相反地，在根据图5和6的实施例中以具有限制的功能范围的改变的设计变体展示了物镜基体2，原因在于在每种情况下这些插槽14中的一个插槽未被占据。

认识到的是，物镜1的控制电子器件28在其功能、具体地在其功能范围方面通过用户专用地选择所使用的插卡16是可改变的。借此，物镜1在其功能范围方面还可以与用户专用的或顾客专用的期望或也与当前的使用框架相适配。因此，如果物镜1应仅手动地操作，则例如远程控制器32不是必需的。

物镜基体2(具体地为其主支座3)还包括紧固装置(由支承肩36中的凹口34表示)，借助该紧固装置能够以简单的方式将外壳体38(见图7至10)可逆地、可更换地紧固在主支座3上。在此，凹口34构成用于外壳体38的卡口式锁定件的一部分。该外壳体38首先用于保护控制电子器件28以及主支座3免受环境影响。

物镜1例如是物镜(组件)系统的组成部分，该物镜(组件)系统包括上述设计为插卡16的多个不同的控制器以及多个外壳体38，这些控制器和外壳体根据物镜1的使用需求能够装配在主支座3或电子载体12上。

在图7和8展示的实施例中，物镜1的外壳体38仅具有额外的数据接口26。除此之外，在外壳体38上不存在额外的安装件。在此，该外壳体38被配置成用于物镜1以及例如位于无人机或相机摇臂上的相机的远程控制操作。在这种情况下，远程控制器32也被插入到电子载体12中(在图8中未展示)。可选地，移除其他针对远程控制操作不需要的控制器。在此，远程控制信号的接收可选地通过无线电信号或通过布置在外壳体38上的数据接口26来实现。

在根据图9和10的还展示了上述物镜系统的替代性设计变体的替代性实施例中，为了调节变焦透镜和聚焦透镜，物镜1分别具有手轮40(也称为转环；布置在外壳体38的替代性实施例上)。在此，(借助未详细示出的旋转位置发送器)以电子方式读取相应手轮40的旋转并且由此通过控制器17输出用于透镜控制器8的控制指令。因此，物镜1不包括在相应手轮40与相应指配的透镜4之间的任何机械力传递。与此相比，为了读取旋转，物镜1包括轮控制器(也称为“旋转发送器控制器”)，该轮控制器同样被设计成这些插卡16中的一个插卡的形式并且被推入到对应的插槽14中(例如在图5和6中分别被推入到空余的插槽14中)。在此，旋转发送器控制器从旋转位置发送器接收表征相应手轮40旋转的信号并且将该信号作为控制指令进一步传送到驱动控制器17。

此外，在根据图9和10展示的实施例中，外壳体38还包括无线电天线42，远程控制器32借助该无线电天线能够接收对应的控制信号。

物镜1还进一步包括由插卡16构成的显示器控制器(未详细展示)。该显示器控制器被配置成用于控制布置在外壳体38上的、用于显示物镜信息的显示器44。

本发明的主题不限于上述实施例。更确切地，本领域技术人员可以从以上描述中得出本发明的其他实施方式。尤其，本发明的借助各种实施例描述的单独特征和本发明的设计变体也可以以其他方式彼此组合。

附图标记清单

1 物镜

2 物镜基体

3 主支座

4 透镜

6 光轴

7 双箭头

8 透镜驱动器

9 光圈

10 联接装置

12 电子载体

13 凸起

14 插槽

16 插卡

17 驱动控制器

18 光圈控制器

20 能量控制器

22 通信控制器

24 通信接口

26 数据接口

28 控制电子器件

29 稳定驱动器

30 图像稳定控制器

32 远程控制器

34 凹口

36 支承肩

38 外壳体

40 手轮

42 无线电天线

44 显示器

Claims (18)

1.一种用于物镜(1)的物镜基体(2)，该物镜基体具有：

-用于保持光学功能元件(4，9)的主支座(3)，

-至少一个能够调节的光学功能元件(4，9)，该光学功能元件以能够调节的方式保持在该主支座(3)上，

-布置在该主支座(3)上的至少一个调节驱动器，该调节驱动器用于调节该能够调节的光学功能元件(4，9)或这些能够调节的光学功能元件(4，9)中的至少一个光学功能元件，

-直接或间接地紧固在该主支座(3)上的电子载体(12)，该电子载体具有用于可逆地容纳插卡(16)的至少一个插槽(14)，

-至少一个第一控制器(17，18，20，22，30，32)，该第一控制器被设计为插卡(16)并且被插入该插槽(14)或这些插槽(14)中的一个插槽中，并且该第一控制器被配置成用于与该物镜(1)的电模块或与外部单元进行信号交换。

2.根据权利要求1所述的物镜基体(2)，

其中该第一控制器(17，18，20，22，30，32)被配置成用于控制该调节驱动器或多个调节驱动器中的一个调节驱动器。

3.根据权利要求1或2所述的物镜基体(2)，

其中该电子载体(12)形成该第一控制器(17，18)与该电模块之间的电连接。

4.根据权利要求1或2所述的物镜基体(2)，

其中该第一控制器(17，18，20，22，30，32)在该电子载体(12)绕行下与所指配的电模块电连接。

5.根据权利要求1或2所述的物镜基体(2)，

其中该能够调节的光学功能元件或多个能够调节的光学功能元件中的至少一个光学功能元件分别由透镜(4)、光圈(9)、滤光器和/或光学自由元件构成，并且其中相应的调节驱动器构成透镜驱动器(8)、光圈驱动器、滤光器驱动器和/或用于该光学自由元件的驱动器。

6.根据权利要求1或2所述的物镜基体(2)，

该物镜基体具有至少两个插槽(14)并且具有第二控制器(17，18，20，22，30，32)，该第二控制器被设计成插卡(16)。

7.根据权利要求1或2所述的物镜基体(2)，

其中该第一控制器或另一个控制器被设计成通信控制器(22)，该通信控制器用于提供与在预期操作状态下装载该物镜(1)的相机和/或与在预期操作状态下与该物镜(1)连接的外围仪器的通信。

8.根据权利要求1或2所述的物镜基体(2)，

其中该第一控制器或另一个控制器被设计成能量控制器(20)，该能量控制器被配置成用于向借助该物镜基体(2)构成的物镜(1)的多个电模块中的至少一个电模块和/或向在预期操作状态下与该物镜(1)联接的外部模块供给能量。

9.根据权利要求1或2所述的物镜基体(2)，

其中该第一控制器或另一个控制器被设计成显示器控制器，该显示器控制器被配置成用于控制至少一个显示器(44)。

10.根据权利要求1或2所述的物镜基体(2)，

其中相应的插槽(14)被配置成用于机械地保持以及电接触相应的插卡(16)。

11.根据权利要求1或2所述的物镜基体(2)，

其中该电子载体(12)被设计成环形的或多边形的电路板，该电路板部分地包围该主支座(3)，并且其中这些插槽(14)以如下方式布置，使得相应的插卡(16)以在该主支座(3)的纵向方向上延伸的方式定向。

12.根据权利要求1或2所述的物镜基体(2)，

其中该主支座(3)被设计成内壳体，该内壳体包围多个透镜(4)。

13.一种物镜(1)，该物镜具有根据权利要求1至12之一所述的物镜基体(2)，并且该物镜具有用于封装该物镜基体(2)的外壳体(38)，其中该物镜基体(2)的主支座(3)包括用于该外壳体(38)的紧固装置(34)。

14.根据权利要求13所述的物镜(1)，

该物镜具有布置在该外壳体(38)上的显示器(44)。

15.根据权利要求13或14所述的物镜(1)，

该物镜具有布置在该外壳体(38)上的至少一个手轮(40)，该手轮用于机械地输入用于该调节驱动器或多个调节驱动器中的一个调节驱动器的电子控制指令。

16.根据权利要求13或14所述的物镜(1)，

该物镜具有布置在该外壳体(38)上的至少一个接口(26)，该接口用于与至少一个外部的外围仪器进行数据交换。

17.一种物镜系统，该物镜系统具有根据权利要求13至16之一所述的物镜(1)，并且该物镜系统具有至少两个控制器(17，18，20，22，30，32)，这些控制器用于插入该电子载体(12)的至少一个插槽(14)中。

18.根据权利要求17所述的物镜系统，其中该物镜(1)包括设计成不同的并且能够可逆地保持在该物镜基体(2)上的至少两个外壳体(38)。

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