CN1125360C - 变焦透镜装置及其变焦和聚焦方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变焦透镜装置，其具有旋动筒和驱动环，驱动环安装在固定环上，可以绕光轴转动。旋动筒支撑着前透镜组和后透镜组。驱动环留有周向间隙地与旋动筒相联系，驱动环的转动使得导向筒相对于旋动筒沿光轴移动，使得后透镜组沿光轴移动。当驱动环转动得超出一定的转动范围时，驱动环的转动使得旋动筒和导向筒一同转动，前透镜组和后透镜组沿光轴移动。随着导向筒的转动，后透镜组相对于前透镜组移动。还公开了一种通过电机对变焦透镜装置进行变焦和聚焦的方法。根据本发明，可用一个电机实现聚焦和变焦，并可以高速连续地改变焦距。

Description

变焦透镜装置及其变焦和聚焦方法

技术领域

本发明涉及一种变焦透镜装置，尤其是，该装置用单一电机使至少两组透镜可相互移动，移动的方向是沿着变焦和聚焦的光轴方向。本发明还涉及一种通过电机对变焦透镜装置进行变焦和聚焦的方法。

背景技术

美国No.5223873号专利公布了一种变焦透镜装置，其变焦和聚焦都受一个唯一的驱动器驱动。该变焦透镜装置主要包括一个变焦环、一对透镜和一个使变焦环转动的电机。该变焦环的内周面上具有第一和第二导槽。第一导槽用于使两个透镜可相对移动以进行变焦。第二导槽用于使一个透镜沿着一个与变焦时不同的轨迹移动。第二导槽以不同的方式从第一导槽开始继续延伸，因而，在变焦环沿第一导槽到达一个预定的变焦位置之后，第二导槽用于聚焦。

在现行技术中，用于变焦的第一导槽和用于聚焦的第二导槽是相连的，变焦环的转动角度就确定了变焦位置和聚焦位置。各变焦位置完全由导槽的轨迹而定。一旦导槽确定了，就不可能再修改变焦位置之间的间隔。当然也就不可能连续地改变焦距。另外，由于连续的导槽很长，高速变焦是很困难的。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的一个目的是提供一种变焦透镜装置，它仅用一个电机既可用于聚焦也可用于变焦，并可以高速连续地改变焦距。本发明的另一个目的是提供一种通过电机对变焦透镜装置进行变焦和聚焦的方法。

为了实现上述目的，本发明的变焦透镜装置包括：

一个固定筒，静态地安装在照相机的壳体上；

一个旋动筒，安装在固定筒上，在绕一光轴转动的同时还沿该光轴移动，该旋动筒上至少安装了一个前透镜组和一个后透镜组；

一个驱动环，安装在固定筒上，可绕光轴转动，该驱动环受一个电机的驱动而转动；

一个互联器，使驱动环和旋动筒相联系，允许驱动环相对于旋动筒在一个预定的转动范围内转动，而当驱动环转动至超过该转动范围时，驱动环的转动就会传递给旋动筒；

一个聚焦器，根据驱动环相对于旋动筒的转动，使前透镜组和后透镜组的其中之一沿光轴移动；和

一个变焦器，根据由驱动环的转动导致的旋动筒的转动，使前透镜组和后透镜组沿光轴移动，同时改变前后透镜组之间的距离。

为了实现上述目的，本发明的一种通过电机对变焦透镜装置进行变焦和聚焦的方法包括以下步骤：

根据变焦操作的指令，电机正转或反转，使驱动环转动，驱动环相对于旋动筒转动得超出一个给定的相对转动范围，使旋动筒也正转或反转；

至少使前透镜组和后透镜组，和旋动筒一起沿光轴向前或向后移动，移动方向取决于旋动筒的转动量和转动方向，以把变焦透镜装置设置在一个变焦位置上；探测目标距离；

使驱动环正转，由电机带着正转，把变焦透镜装置从变焦位置重新设定在一个预定的初始聚焦位置上；和

使驱动环反转，由电机驱动着在相对转动范围内反转，使前透镜组和后透镜组的其中之一移动，移动量由目标距离确定，把变焦透镜装置设定在一个聚焦位置上。

由于变焦位置是由旋动筒的转动量及转动方向确定的，而聚焦位置是由驱动环相对于旋动筒的转动量确定的，所以采用一个简单的控制次序就可以高速连续地改变变焦位置。另外，其机械结构既简单又紧凑。

附图说明

下面结合附图对推荐的实施例进行详细说明，本发明的上述及其他目的和优点由此会变得更加明显，给出的实施例仅是为了说明方便，而不是令本发明具有局限性，在各附图中同样的代码表示同样的或相对应的零件，其中：

图1是根据本发明第一实施例的变焦透镜装置的分解透视图；

图2是第一实施例的主要零件的分解透视图；

图3是变焦透镜装置第一实施例在广角状态下的轴向断面图；

图4是变焦透镜装置第一实施例从胶卷面一侧看的径向截面图；

图5说明了驱动环相对于旋动筒转动的范围；

图6是导向筒外围面的展开图；

图7说明了驱动环的导向面和导向筒的聚焦导槽之间的关系；

图8是变焦透镜装置第一实施例在远距状态下的轴向断面图；

图9是构成变焦位置探测器的数码盘和刷装置的平面图；

图10是具有可弯曲弹性部的导销的放大图；

图11是具有可弯曲弹性部的导销的俯视图；

图12是变焦透镜装置第一实施例的操作顺序的流程图；

图13是变焦透镜装置第一实施例的位置不正修正顺序的流程图；

图14是本发明的变焦透镜装置第二实施例的分解透视图；

图15是变焦透镜装置第二实施例的径向截面图，图示了广角状态下的初始聚焦位置；

图16是变焦透镜装置第二实施例在广角状态下的轴向断面图；

图17是变焦透镜装置第二实施例在远距状态下的轴向断面图；

图18是变焦透镜装置第二实施例的径向截面图，图示了在广角状态和远距状态之间的一个变焦位置；

图19是变焦透镜装置第二实施例在远距状态下的径向截面图；和

图20是变焦透镜装置第二实施例的一个径向截面图，图示了在向广角状态变焦之后驱动环的设定在初始聚焦位置上的一个步骤。

具体实施方式

如图1至图3所示，本发明第一实施例的变焦透镜装置用于一种机械补偿变焦透镜系统，该系统包括两组透镜。变焦透镜装置的主要零部件有固定筒10、旋动筒11、驱动环12、前透镜组13、后透镜组14、轴向移动筒15、导向筒16、导板17、轴向移动导环18和装饰盖19。

固定筒10的内周面上有内螺纹20。旋动筒11的外周面上有外螺纹21，该外螺纹21与固定筒10的内螺纹20相配合，因此，旋动筒11可以沿着透镜系统的光轴22在固定筒10内转动，从而在螺纹20和21的引导下沿光轴22移动。装饰盖19安装在旋动筒11的前端。前透镜组13、导板17、导向筒16、轴向移动筒15、后透镜组14、驱动环12及轴向移动导环18从前至后依次安装在旋动筒11中，该旋动筒11的前方是实物侧，后方是影像侧。

导板17和轴向移动导环18分别安装在轴向移动筒15的前端和后端。轴向移动筒15、导板17和轴向移动导环18可一同相对于旋动筒11沿光轴22移动。轴向移动导环18的周边上均布着三个径向的凸头23。径向凸头23插入在固定筒10的三个轴向槽24中，因而轴向移动筒15和导板17不能在固定筒10内转动，但旋动筒11可绕光轴22相对于轴向移动筒15转动。前透镜组13安装在导板17的前侧。

在轴向移动导环18的一个径向凸头23上安装了齿轮25。齿轮25穿过固定筒10的一个轴向槽24与驱动齿轮26相啮合。驱动齿轮26将电机27的转动传递给齿轮25。驱动齿轮26沿其轴向具有一个长度，该轴向平行于光轴22，因而，在旋动筒11沿其轴向的移动过程中，齿轮25始终与驱动齿轮26相啮。

驱动环12固定在轴向移动筒15的后端与轴向移动导环18之间，可以绕光轴22转动。驱动环12的外周边上在一定的角度范围内具有齿28。驱动环12的周边上还均布着三个轴向的腿30。各轴向腿30沿周向的宽度是相同的，分别配合在三个阶梯式的凹部31中，凹部31位于旋动筒11的内周面上，凹部31对应着轴向腿30。阶梯式的凹部31在旋动筒11的周向上有一个宽度，该宽度大于轴向腿30的周向宽度，因而，轴向腿30可沿周向在阶梯式的凹部31中动作。也就是说，驱动环12留有间隙地插入在旋动筒11中，从而可相对于旋动筒11在一个与所述间隙相对应的角度范围内转动，即轴向腿30在阶梯式的凹部31中转动。在旋动筒11后端的与齿28相对应的位置处设有缺口29，以使齿轮25可与齿28相啮合。通过这种方式，电机27可通过齿轮26和25，以及齿28使驱动环12转动。

导向筒16配合在轴向移动筒15上，可以绕光轴22转动，也可以在轴向移动筒15上沿光轴22移动。导向筒16的外周面上沿周向均布着三个轴向的导脊32。各轴向导脊32分别配合在三个轴向的导槽33中，该导槽33设置在旋动筒11的内周面上，其位置对应于轴向的导脊32。轴向导槽33沿轴向的长度大于轴向导脊32，轴向导槽33的宽度在本质上与轴向导脊32的宽度相同，正因如此，导向筒16可以沿光轴22相对于旋动筒11移动，但要与旋动筒11共同转动。

后透镜组14固定在轴向移动筒15内。后透镜组14的框有三个向外侧径向延伸的导销34。各导销34沿周向均布，穿过轴向移动筒15的三个轴向导槽35而配合在三个导槽36中，因而，导向筒16的转动可使导销34在导槽36中滑动。导槽36相对于光轴22呈螺旋形，各导槽36相互平行。这种形状决定了当旋动筒11转动时，后透镜组14在轴向移动筒15中沿光轴22移动，当然也在旋动筒11中移动，轴向导槽35可以使后透镜组14停止转动。后透镜组14就是以这种方式沿轴向相对于前透镜组13移动，改变至前透镜组13的距离。

如果要改变焦距，可使电机27驱动着驱动环12转动至超过给定的转动角度，该角度允许驱动环12和旋动筒11之间有相对的转动。如图4和图5的详细表示，当驱动环12相对于旋动筒11转动时，轴向腿30的一个侧面30a或30b最终要与凹部31的一个侧壁31a或31b相接触。因而，驱动环12的进一步转动会传递至旋动筒11上，使旋动筒11共同转动。旋动筒11的转动会使其在螺纹20和21的引导下沿光轴22移动。前透镜组13与旋动筒11共同沿轴向移动，导向筒16与旋动筒11共同转动。导向筒16的转动使后透镜沿轴向相对于旋动筒11移动，这是因为导销34穿过轴向导槽35而配合在导槽36中。后透镜组14和前透镜组13的位置就是以这种方式在发生变化，从而连续地改变着变焦透镜装置的焦距。

各轴向腿30的内侧面上设有导向面40。各导向面40分别配合在三个聚焦导槽41中，该聚焦导槽41均布地设置在导向筒16的外周面上。从图6中可详细看出，聚焦导槽41也相对于光轴22呈螺旋形，但螺旋的方向与导槽36不同。如果要进行聚焦，让驱动环12相对于旋动筒11转动一定的角度，该角度的范围由轴向腿30在凹部31中的可移动距离f_R确定。由可移动距离f_R确定的角度范围就是驱动环12可以相对于旋动筒11而转动的范围。在驱动环12相对于旋动筒11转动的过程中，如图7所示，导向面40会沿着聚焦导槽41滑动。

事实上，导向面40在周向和轴向上都对导槽41有力的作用，但要使旋动筒11转动所需的力是很大的，对导槽41所施加的周向力不会使旋动筒11动作。因而，导向筒16也就不会发生转动，这是由于导向筒16的轴向导脊32与旋动筒11的轴向导槽33相配合的缘故。当轴向腿30在凹部31中动作，仅有导向面40把驱动力施加在导槽41上时，导向筒16仅沿轴向移动，焦距不会改变。在导向筒16轴向移动的过程中，导槽36沿轴向推动导销34，使后透镜组14沿轴向动作。当驱动环12独自转动时，后透镜组14就以这种方式移动以达到聚焦目的。

如图8所示，电机27经驱动器45由控制器46进行驱动。从电机27的驱动轴齿轮27a至驱动齿轮26是一套减速齿轮系47。根据控制板48上的变焦开关的操作，控制器46就在电机27的驱动下对变焦操作进行控制。变焦开关包括远距变焦按钮和广角变焦按钮，远距变焦按钮用于改变远光的焦距，而广角变焦按钮用于改变广角的焦距。在图3和图8中，标号49和50分别表示胶卷面和照相机的前壁。根据存贮在ROM 51中的程序，控制器46可对变焦、聚焦和曝光进行控制。

具有径向光栅的编码轮52安装在电机27的驱动轴上，可以和该驱动轴一同转动。在编码轮52的一旁设有光电传感器53，用于检测编码轮的光栅和向控制器46输出编码轮的脉冲信号。控制器46根据编码轮的脉冲信号确定电机27的转动角度。控制器46根据该转动角度控制电机27的起动和停止。

如上所述，本发明的结构使得有可能连续地调节焦距。然而，最好还是在适当位置预定多个变焦位置，以使得对聚焦的控制在实际使用时足够简单。为了说明方便，下面用一个例子进行说明，该例子中在远距状态和广角状态之间分三个预定的变焦位置，当然，在两种状态之间可以有三个以上的变焦位置。

在导板17的前侧面上有半圆形的数码盘55。在旋动筒11前端的内侧安装了刷装置56，在旋动筒11的转动过程中，刷装置56可在数码盘55上滑动。如图9所示，刷装置56具有一对信号刷56a和56b及一个接地刷56c。相应地，数码盘55包括一个接地接触区GRD和三个信号接触区E0、E1和E2。因而刷56a至56c在数码盘55上的接触位置会与旋动筒11的某个转动位置相对应。刷装置56和数码盘55构成了变焦位置的探测器。

在图9中，刷装置56在数码盘55上的接触位置Z1、Z2、Z3、Z4和Z5对着各预定的变焦位置，其中的位置Z1对应广角状态、位置Z5对应远距状态。也就是说，当旋动筒11转动至某个预定的变焦位置时，刷56a至56c会处于位置Z1至25中的一个位置上。信号接触区E0至E2在变焦位置Z1至Z5中的每个位置处都会有不同的代码。由于在每个变焦位置处由信号刷56a和56b产生的代码信号各不相同，控制器46就可以识别出当前的变焦位置。这种结构还有可能检测出任何偏离预定变焦位置的存在并可确定偏离的方向，这种偏离可能是由施加在旋动筒11上的外力产生的。因此，变焦位置Z1至Z5可以用作停歇位置，在聚焦之前，为实现变焦，变焦透镜总是必须停留在这样的位置上，而在曝光之后总是要返回至这样的位置处。

如果要变焦，根据按下的是远距变焦按钮还是广角变焦按钮，控制器46会驱动电机27正转或反转。当变焦开关操作完毕之后，如果信号刷56a和56b中至少有一个与信号接触区E0至E2发生了接触并且输出了ON信号，控制器46立即使电机27停止，此时的变焦透镜会处于预定的变焦位置Z1至Z5中的某个位置上。

如果信号由56a和56b在变焦开关操作完毕之后都没有输出ON信号，控制器46就继续驱动电机27转动，直至有信号刷56a和56b产生了ON信号为止。在变焦透镜以上述方式定位在一个预定的变焦位置Z1至Z5之后，控制器46就识别出当前的变焦，这是由刷装置56从信号接触区E0至E2探测出的编码信号而实现的。关于当前变焦位置的数据存贮在RAM 54中。在变焦之后，旋动筒11总是以上述方式停止在一个与预定变焦位置Z1至Z5相对应的转动位置上，同时得到了变焦位置的识别数据。

如果要聚焦，为了准确地聚焦最好在变焦之后和聚焦之前探测出导向筒16的轴向位置。然而，为了减少麻烦，可以把上述的变焦位置探测器数目增加一倍，作为初始的聚焦位置探测器，增加的方式如下所述。

特别地，旋动筒11要从当前的变焦位置沿一个方向转动一下，例如，转动方向指向远距状态，转动的量要使信号刷56a和56b与信号接触区E0至E2脱离接触。当来自信号刷56a和56b之一的信号由ON变成OFF时，控制器46就开始累加脉冲的数目，一直累加到一个预定数目，该数目对应用于初始聚焦位置的脉冲数目。当累加至所述的预定数目时，控制器46使电机27停止。结果，刷装置56停止在一个预定的初始聚焦位置F1至F5上，它非常接近于先前的变焦位置。

如图7所示，在相应的初始聚焦位置处，导向面40处于聚焦导槽41的端头FT上，因而，导向筒16处于其轴向移动范围的最后端，即处于最接近胶卷面49的位置处。在本实施例中，用于初始聚焦位置的脉冲数目是常数，与变焦位置无关，该脉冲数目事先存贮在ROM 51中。变焦透镜可以这种方式定位在一个初始聚焦位置F1至F5上，不需在变焦位置探测器之外再设置一套特定的位置探测器，变焦位置探测器由数码盘55和刷装置56组成。

在旋动筒11和导向筒16按上述方式转动至初始聚焦位置之后，控制器46开始聚焦操作。首先，当快门按下一半时，测距器59探测出目标的距离，用于聚焦的脉冲数目根据目标的距离从ROM 51中读出。因为后透镜组14为聚焦所需的轴向移动量即使在目标距离相同的情况下也会随着变焦位置的不同而不同，ROM51中贮存了数个表格或曲线，表明了预定变焦位置不同的情况下目标距离和脉冲数目之间不同的关系。

控制器46可使电机27反向转动，并使旋动筒11向广角状态转动，转动的角度对应于由目标距离确定的脉冲数目。用于聚焦的转动角度总是限定于驱动环12相对于旋动筒11的转动范围之内，也就是说，轴向腿30的可移动范围f_R总是在凹部31内。

聚焦之后，一旦完全地按下了快门，控制器46就根据目标的光亮度不同而对曝光进行控制。然后，控制器46使旋动筒11反转至上述的一个变焦位置Z1至Z5。控制器46始终根据代码信号监测着当前变焦位置，并把位置数据写入RAM 54中，代码信号是由刷装置56从信号接触区E0至E2中探测出的。如果控制器46探测到有偏离了预定的变焦位置的情况，控制器46就使旋动筒11沿一个预定方向转动，并根据所获得的代码信号的ON-OFF情况确定出偏离的方向。然后，控制器46再次使旋动筒11转动，使旋动筒11回转至先前的变焦位置。

如上所述，后透镜组14的导销34配合在轴向移动筒15的轴向导槽35和导向筒16的导槽36中，因而，后透镜组14会随着导槽36和轴向导槽35之间的交点的移动而移动，所述交点的移动是由导向筒16在旋动筒11中的转动而产生的。如果导槽36的压力角过大，导销34就不能在导槽36中顺利地滑动，该压力角是导槽36的导向面的切线与关于光轴22的周向之间的夹角。如果导销34、轴向导槽35和导槽36中有加工精度不够或组装精度不够的情况，导销34的导槽36中的平稳和均匀的移动会更加困难。如果导销34的移动不顺利，电机27的负荷就会增加，甚至会增加得使电机27无法再转。防止该问题出现的方法之一是采用高能电机，但高能电机是昂贵的。

另外，如上所述，导槽36推动导销34轴向移动，使后透镜组14也沿轴向移动以达到聚焦的目的，而导向筒16只沿轴向移动，不发生转动。尽管导向面40对聚焦导槽41施加的力不太大，不会使导向筒16和旋动筒11转动，导销34对导槽36所施加的反力既有周向分量也有轴向分量。因而，下述设计思想是必要的，就是在聚焦过程中对导槽36所施加的力在周向的分量不会造成导向筒16和旋动筒11的转动。

为达到此目的，导销34的与导槽36的导向面36a和36b相接触的两个部位中至少其中之一最好具有弹性。如图10和图11所示的实施例，导销34的顶端60具有弹性，该顶端60配合在导槽36中。弹性的顶端60包括空腔60a和弹性部60b，弹性部60b由空腔60a构成了其弹性。弹性部60b沿导销34的周向呈弧形，并与导向面36b相接触，因而顶端60的横截面呈字母“C”形。如图11中的双点划线所示，当导销34受到导槽36的推动时，弹性部60b可向内侧弯曲。

在本实施例中，只有导销34的与导向面36b相接触的部位是有弹性的。这是因为导槽36总是沿图11箭头Y所示的方向推动导销34。也就是说，在聚焦过程中，只有导向面36b对可弯曲的顶端60有力的作用。当弹性部60b向内侧弹性弯曲时，导销34和导向面36b之间的摩擦力就增加了，导销34就更不容易沿导向面36b滑动。因而，使导向筒16转动的力消失了，这有利于导向筒16的轴向移动，并可保证后透镜组14的轴向移动以达到聚焦的目的。当导向筒16停止时，弹性部60b弹性地恢复至如图11中的实线所示的初始位置，此时，导销34的顶端60配合在导向面36a和36b之间。

导销34的配合在轴向导槽35中的部分没有可弯曲的弹性。如图10所示，轴向导槽35的轴向的边缘在轴向移动筒15的外周面上设有凹部，这样轴向导槽35的边缘不会与顶端60相接触。

下面结合图12和图13对具有上述结构的变焦透镜的操作过程进行说明。

变焦首先从广角状态向远距状态进行。当按下远距变焦按钮时，控制器46驱动电机27正向转动至超过驱动环12相对于旋动筒11的转动角度范围。因而，轴向腿30的一个边缘30a与凹部31的侧壁31a相接触，并推动旋动筒11转动，转动的方向是使旋动筒11向前移动，即向目标方向移动。

当远距变焦按钮弹起时，控制46监测来自信号接触区E0至E2的代码信号。如果信号刷56a和56b输出的信号中的任何一个是ON状态，控制器46立即使电机27停止运转。否则，电机27继续正向转动，直至任一信号刷56a和56b与信号接触区E0至E2产生某种接触并输出ON状态的信号。随着电机27的正转而导致的旋动筒11的转动，刷装置56如图9所示沿逆时针方向动作。

电机27停转时从信号接触区E0至E2获得的代码信号就作为变焦位置数据而写入RAM 54中。当以这种方式向远距状态变焦时，轴向腿30的边缘30a与凹部31的侧壁31a相接触，如图5所示。另一方面，如图7中的实线所示，导向面40处于聚焦导槽41的端部FT处。

当快门按下一半时，控制器46使测距器59测量出目标的距离。根据目标的距离和当前变焦位置，从ROM 51中读出聚焦所需的脉冲数目。从ROM 51中还可读出达到初始聚焦位置所需的常量的脉冲数目。这些脉冲数目要写入RAM 54中。

当摄影师完全按下快门时，控制器46使电机27正转。由于轴向腿30仍与凹部31的侧壁31a相接触，电机27的正转立即经驱动环12传递给旋动筒11，使旋动筒11也转动，即向远距状态端转动，同时该旋动筒11也向前移动。

结果，刷装置56从一个变焦位置Z1至Z5移动至远距状态所对应的位置。一旦从信号接触区E0至E2探测出的信号有从ON变为OFF状态的情况，控制器46使电机27的正转减速，使电机以很低的速度继续正转，直至达到初始聚焦位置所需的脉冲数目，然后电机27停止运转。当电机27停转时，刷装置56就处于一个初始聚焦位置F1至F5上。

然后，从RAM 54中读出聚焦所需的脉冲数目，电机27反转至达到该脉冲数目。事实上，电机27的反转对应着使旋动筒11后移的转动方向，即趋向广角状态的转动方向，但与聚焦所需的脉冲数目相对应的转角总是小于驱动环12相对于旋动筒11的转角。因此，旋动筒11此时不转。只有驱动环12在电机27的反转带动下转动，因而，如图7所示，导向面40从端部FT向聚焦导槽41的另一个端部FW移动。

随着导向面40向端部FW移动，导向面40推动着聚焦导槽41的前方边缘41a。由于轴向导脊32和轴向导槽33是相配合的，导向筒16就沿光轴22向前移动，而旋动筒11则保持不动。相应地，根据聚焦所需的脉冲数目，导向面40及导向筒16移动一定的量，到达与目标距离相对应的一个聚焦位置。如图7所示，为了聚焦，导向面40在聚焦导槽41的中段f_S内移动。在图7中，f_A表示导向筒16可相对于旋动筒11轴向移动的范围，该轴向移动是由驱动环12相对于旋动筒11的转动而产生的，因而也就对应于轴向腿30在凹部31中的可移动范围f_R。

导向筒16的轴向移动导致了导销34与导向筒16一同轴向移动，这是由于导槽36中的导销34与轴向导槽35相配合的缘故。后透镜组14也以这种方式与导向筒16共同向前移动，从最近处向无穷远处进行聚焦。

如果在按下快门之前先按下广角变焦按钮以改变焦距至广角状态，电机27反转，使驱动环12转动至超过相对于旋动筒11转动的范围，即超过轴向腿30在凹部31中的可移动范围f_R。因而，轴向腿30与凹部31的侧壁31b相接触，推动旋动筒11转动，转动的方向是使其到达广角状态。随着轴向腿30与侧壁31b相接触，导向面40到达聚焦导槽41的另一端FW，从而，导向筒16与旋动筒11共同转动，相对于轴向移动筒15一起到达广角状态。

当广角变焦按钮弹起时，电机27继续反向转动，直至刷装置56探测到了ON信号，一旦信号刷56a和56b中有与信号接触区E0至E2相接触的情况，就会有ON信号发出。结果，旋动筒11就处于一个预定的变焦位置Z1至Z5上。当电机27反转使旋动筒11转动时，刷装置56如图9所示沿顺时针在数码盘55上移动。

当按下快门时，电机27正转，使变焦透镜定位在初始聚焦位置上。由于导向面40在聚焦导槽41中处于端部FW，也由于轴向腿30与凹部31的侧壁31b相接触，电机27的正转就使得旋动筒11向远距状态位置转动，此时，驱动环12已经转动得超出了由可移动范围f_R限定的相对转动范围。

结果，刷装置56从一个变焦位置Z1至Z5到达了远距状态位置。一旦从信号接触区E0至E2探测出的信号有从ON变为OFF的情况，控制器46就使电机27开始低速正转，直至达到初始聚焦位置所需的脉冲数目，然后，电机27停转。当电机27停转时，刷装置56处于一个初始的聚焦位置F1至F5上。

接着，根据测出的目标距离按与上述的方式相同的方式进行聚焦控制。

如上所述，在根据目标距离聚焦之前，变焦透镜总是先定位在一个预定的初始聚焦位置F1至F5上，因而，聚焦控制总是在相同的条件下开始，而与变焦方向和变焦位置无关。也就是说，在聚焦开始时，轴向腿30总是如图5所示与凹部31的侧壁31a相接触，而导向面40总是如图7中的实线所示处于聚焦导槽41的端部FT。进一步说，把变焦透镜设定在初始聚焦位置的转动方向是相同的，与变焦方向无关。因而，可用简单的控制程序实现准确地聚焦。

由于在根据目标距离聚焦之前，变焦透镜总是要先定位在一个预定的初始聚焦位置F1至F5上，即使在完全按下快门之前在变焦后的某一时刻在外力的作用下旋动筒11或导向筒16有位置不正的情况，这种位置不正也会通过设定在初始聚焦位置上而消除。因此，在任何情况下都有可能进行准确地聚焦。

在完成了聚焦控制之后，控制器46立即开始进行曝光控制。在曝光之后，控制器46使电机27反转，使变焦透镜返回至原来的变焦位置。电机27的反转使驱动环12的轴向腿30移动至与凹部31的侧壁31b相接触，然后使旋动筒11转动至广角状态位置。一旦从信号接触区E0至E2中探测到了有ON信号输出，控制器46就使电机27停转。旋动筒11返回至先前的变焦位置，而轴向腿30与凹部31的侧壁31b保持接触，同时，导向面40处在端部FW的位置上。

相应地，只要变焦位置不再发生变化，变焦透镜就设定在初始聚焦位置上以进行下一步的曝光，此时的情况是轴向腿30与凹部31的侧壁31b相接触，而刷装置56与某个信号接触区E0至E2相接触。即使旋动筒11在偶然的外力作用下位置不正，这种位置不正也可很容易地根据来自刷装置56的代码信号的变化而检测出来。

图13说明了检测并改正变焦透镜位置不正的过程，所谓位置不正就是偏离了预定的变焦位置。为了检测出位置不正，控制器46随机地或有规律地监测来自信号接触区E0至E2经由刷装置56的代码信号。此时，变焦开关和快门都不动作。如果有信号由ON变为OFF，控制器46就确定有位置不正的情况，然后使电机27沿一个方向转动，以使旋动筒11转动。接下来，当信号接触区E0至E2出现ON信号时，控制器46就使电机27停转，从代码信号读出当前变焦位置的数据，并把它与原来写入RAM 54中的先前变焦位置数据相比较。如果这两个数据相同，控制器46就使变焦透镜保持位置不动。如果不同，控制器46就确定出修正的方向，并使电机沿该修正方向转动，直至探测到与写入RAM 54的位置数据相同的变焦位置为止。随着旋动筒11的转动，导向筒16也随之一同转动，因而，变焦透镜的位置不正就都得到了修正。

在上述的实施例中，设定在初始聚焦位置及聚焦的操作都是在快门完全按下的情况下进行的，尽管如此，也有可能在快门只按下一半的情况下实施这些操作。在这种情况下，曝光操作还是在快门完全按下的情况下进行的。

变焦位置探测器的作用不是仅局限于上述的实施例，即探测出旋动筒11的转动量。相反，也可能探测出旋动筒11的轴向移动量。变焦位置的可能数目也不是仅局限于上述的实施例，而是可以尽可能多地增加，这是因为上述的机械结构允许连续地变焦。只要修改一下数码盘55上的接触区，就可以很容易地增加变焦位置的数目。

也可用可变电阻代替数码盘55。在不同的变焦位置下可变电阻的阻值是不同的。为了把变焦透镜设定在一个初始聚焦位置上，在该实施例中，旋动筒11要从一个变焦位置沿一个给定的方向转动一定的量，这个量对应着电阻的给定的变化。然后，电机27在驱动环12相对于旋动筒11的转动范围内根据目标距离的远近而反向转动一定的量。

随着旋动筒11的转动，电阻值连续地发生变化，因而可以连续地探测出变焦位置，而不是间断地探测变焦位置。因此，任何旋动筒11偏离正确的变焦位置的情况都可以立即被探测出来。由于偏离量可以根据电阻值的增减而确定出来，有可能略去先设定在初始聚焦位置的步骤，略去返回至先前变焦位置的步骤，及略去修正偏离量的步骤。在这种情况下，确定偏离量后就可以进行聚焦。略去了上述步骤可实现快速而准确地聚焦。

在如图1和图2所示的上述实施例中，驱动环12的转动通过轴向腿30和凹部31之间的接触而传递给旋动筒11。然而，也有可能把驱动环12的驱动力通过导向筒16而传递给旋动筒11，这是由导向面40与聚焦导槽41的一端相接触而实现的。

尽管用于改变后透镜组14和前透镜组13之间距离的装置包括导销34和导槽36，也可以通过螺纹结构使后透镜组14相对于前透镜组13移动。

在上述的实施例中，导销34只是在与导向面36b相接触的部位具有可弯曲的弹性。但也可以使导销34在与导槽36中的两侧的接触部位都设置弹性。在这种情况下，两个弹性部位相对于导销34的轴线是对称的。

图14至图20说明了本发明的变焦透镜装置的第二实施例。第二实施例的变焦透镜装置包括两组透镜，有一套由两个零件构成的机械补偿系统。如图14所示，变焦透镜装置主要包括一个固定筒110、一个旋动筒111、一个从动环112、一个前透镜组113、一个驱动环114、一个轴向移动筒115、一个后透镜组116和一个轴向移动导环117。所有这些零件都与光轴22同轴。

固定筒110的内周面上具有内螺纹119。旋动筒111的外周面上具有外螺纹118，该外螺纹118与固定筒110的内螺纹119相配合，因而，旋动筒111可以在固定筒110内绕光轴22转动，从而在螺纹118和119的引导下沿轴向移动。从动环112、前透镜组113、驱动环114、轴向移动筒115和后透镜组116依次从前至后安装在旋动筒111中，其中的“前”指目标侧，而“后”指成像侧。

轴向移动导环117安装在轴向移动筒115的后侧面上。轴向移动导环117的外周边上均布着三个径向的凸部121。各凸部121分别插入配合在固定筒110的三个轴向槽122中，使轴向移动筒115不能相对于固定筒110转动。因而，轴向移动动筒115只能和旋动筒111一起沿光轴22移动。

在轴向移动导环117的一个径向凸部121上安装了一个齿轮123。齿轮123穿过固定筒110的一个轴向槽122与驱动齿轮124相啮合。驱动齿轮124把电机27的转动传递给齿轮123。驱动齿轮124沿其轴向具有一定的长度，该轴向与光轴22平行，这样，当旋动筒111和轴向移动筒115一同沿轴向移动时，齿轮123始终与驱动齿轮124保持啮合状态。

齿轮123把电机27的驱动力传递给安装在轴向移动筒115上的齿轮126。齿轮126安装在轴127的一端，而齿轮128安装在轴127的另一端。轴127可转动地支撑在轴向移动筒115和轴向移动导环117上。齿轮128与驱动环114的外周边上的在一定角度范围内的齿129相啮合。

驱动环114安装在轴向移动筒115的前端，可在电机27的驱动下绕光轴22转动，电机27经齿轮124、123、126、128及齿129对驱动环114进行驱动。驱动环114不能相对于旋动筒111沿轴向移动。在驱动环114的内周面上设有拨插130，驱动环114通过该拨插130与从动环112相联系。拨插130插入至从动环112的缺口131中。缺口131在一定的角度范围内延伸，在周向上拨插130留有间隙。当拨插130在缺口131中周向动作时，驱动环114可相对于从动环112转动，拨插130只在缺口131内动作。

从动环112通过螺纹或类似的结构安装在旋动筒111的前端，因而，从动环112和旋动筒111可一同转动，也可一同沿轴向移动。从动环112的内周面上具有内螺纹，该内螺纹可与前透镜组113的框架的外周面上的外螺纹相配合。前透镜组113的外周面的后侧具有径向的拨杆138。如图15所示，径向的拨杆138穿过从动环112的缺口131而配合在驱动环1 4的拨插130内。通过径向拨杆138和拨插130之间的这种配合关系，驱动环114的转动就传递给了前透镜组113。

如果要聚焦，就相对于从动环112转动驱动环114，相对转动的范围对应于拨插130在缺口131中的可相对移动范围。只要驱动环114相对于从动环112转动，前透镜组113就相对于从动环112转动。在螺纹136和137的引导下，前透镜组113在从动环112内沿光轴22移动。拨插130沿轴向具有一定的长度，因而，在前透镜组113相对于驱动环114沿轴向移动时，拨杆138始终与拨插130保持配合状态。

后透镜组116安装在轴向移动筒115上。后透镜组116的外周边上设有三个导销132。该三个导销132沿周向均匀分布，穿过轴向移动筒115的三个轴向导槽133径向地向外延伸，配合在旋动筒111的三个螺旋形导槽134中。在旋动筒111转动过程中，导槽134和轴向导槽133的交点的轨迹沿轴向分布，所以，当旋动筒111转动时，导槽134使得后透镜组116沿轴向移动。

如果要变焦，就转动驱动环114，使之转动得超出与从动环112的相对转动范围，从而令旋动筒111转动。特别地，在驱动环114转动得使其拨插130与缺口131的一个边缘131a或131b相接触之后，进一步转动驱动环114，拨插130就使从动环112也转动，从而使得旋动筒111与从动环112一同转动。在旋动筒111的转动过程中，前透镜组113和后透镜组116沿轴向移动与旋动筒111相同的距离，同时后透镜组116也相对于前透镜组113沿轴向移动，移动量由导销132在导槽134中的轴向位移确定。就这样，变焦透镜装置的焦距改变了。

如图16所示，控制器140经驱动器45对电机27进行驱动。控制器140根据变焦开关141的操作进行变焦。变焦开关141包括远距变焦按钮141a和广角变焦按钮141b。如果要向远距状态变焦，当按下远距变焦按钮141a时，电机27就正转一会儿。而当按下广角变焦按钮141b时，电机27就反转一会儿。在图16中，代码49和50分别表示胶卷面和照相机壳的前壁。导板117安装在轴向移动筒115的前端。

如图16和17所示，可变电阻器147安装在固定筒110上，电刷148安装在轴向移动导环117上，这样，随着轴向移动筒115及旋动筒111的轴向移动，电刷148可在可变电阻器147上滑动。电刷148与控制器140相通，根据旋动筒111相对于固定筒110的轴向移动量，控制器140可从电刷148中读出一个阻值信号，并根据该阻值信号确定出当前变焦位置。

如果快门149按下一半，控制器140就进行聚焦操作，测距器59测量出目标的距离，根据该目标距离，电机27转至达到一定的脉冲数目。对不同的目标距离而预定出的不同脉冲数目存贮在ROM 51中。在该实施例中，对应于某个目标距离的脉冲数目是常数，与变焦位置无关。

具有径向光栅的数码盘52安装在电机27的驱动轴上，可以与该驱动轴一同转动。在数码盘52的一旁设置了光传感器53，用于对数码盘52的光栅进行探测并向控制器140输出一个数码脉冲信号。控制器140对脉冲的数目进行累加，并把累加的和与从ROM51中读出的脉冲数目进行比较以进行聚焦，当累加的和与读出的脉冲数目相等时，电机27停转。

如上所述，为了聚焦，电机27驱动着驱动环114在一个相对转动范围内转动。例如，当拨插130最接近缺口131的边缘131b时，前透镜组113处于相对于从动环112和驱动环114的最后端，变焦透镜装置对无穷远进行聚焦。当拨插130最接近缺口131的另一边缘131a时，前透镜组113相对于从动环112和驱动环114处于最前端，变焦透镜装置对最近点进行聚焦。也就是说，为了聚焦拨插130的动作范围小于拨插130在缺口131中的动作范围。

当变焦透镜装置从如图16所示的广角状态向如图17所示的远距状态变焦时，驱动环114如图15所示按逆时针方向转动，因而，拨插130就会如图18所示与侧边缘131a发生接触，并推动侧边缘131a继续逆时针转动。旋动筒111也由此而逆时针转动。

在轴向移动筒115的前端设有一对开关145和146，分别用于探测广角状态位置和远距状态位置。控制器140监测着从开关145和146中输出的信号。当变焦透镜装置处于广角状态时，如图15所示，驱动环114的位于齿面129一端的径向面129a使开关145打开。当开关145打开时，控制器140使电机27停转，即使按下广角变焦按钮141b时也是如此。当变焦透镜装置处于远距状态时，如图19所示，驱动环114的位于齿面129另一端的径向面129b使开关146打开。当开关146打开时，控制器140使电机27停转，即使当远距变焦按钮141a按下时也是如此。

相应地，当变焦操作结束时，根据变焦方向的不同，拨插130与侧边缘131a和侧边缘131b的其中之一相接触。变焦之后要进行聚焦。如果根据变焦方向聚焦应该从另外一个位置开始进行，由于聚焦起点的误差就会带来聚焦的误差。为了防止这个问题，如图15所示，驱动环114总是要先预定在一个初始的聚焦位置上，此时的拨插130介于无穷远聚焦位置和与缺口131的侧边缘131b相接触的位置之间。为了对初始聚焦位置进行检测，设置了初始聚焦开关154。

初始聚焦开关154包括触轴155和导电片簧156，触轴155和片簧156均设置在驱动环114的前侧。在从动环112上设有扇形的凸部157，凸部157具有半圆筒面的端部，除非驱动环114处在初始聚焦位置上，否则该半圆筒面形的端部就将片簧156径向地向内侧压下。在初始聚焦位置处，凸部157的半圆筒形的端部从片簧156上回缩至片簧156重新与触轴155相接触。从而初始聚焦开关154打开了。来自初始聚焦开关154的输出信号经电刷159和弧形接触轨158被送至控制器140，电刷159设置在驱动环114上，弧形的接触轨158设置在轴向移动筒115的前侧面上，电刷159可在弧形的接触轨158上滑动。

本发明第二实施例的操作过程如下。假定前透镜组113和后透镜组116最初如图15和图16所示处于广角状态位置，此时开关145与径向面129a相接触，驱动环114处于初始聚焦位置上。当开关145和初始聚焦开关154打开时，控制器140就识别出变焦透镜装置在广角状态下处于初始聚焦位置。

当快门149按下一半时，控制器140使测距器59测量出目标距离，根据该目标距离从ROM 51中读出或计算出聚焦所需的脉冲数目。然后，电机27正转。控制器140累加由光传感器53获得的脉冲，当累加的和达到所需的脉冲数目时，电机27停转。

电机27的转动经驱动轴齿轮27a、减速齿轮系47、驱动齿轮124、以及齿轮123、126和128而传递给驱动环114，从而，拨插130在缺口131中逆时针动作。由于拨插130与径向拨杆138相配合，前透镜组113可与驱动环114共同转动，并且是相对于从动环112转动。结果，前透镜组113在螺纹136和137的引导下沿光轴22移动，移动量对应于由目标距离确定的脉冲数目。这样，变焦透镜装置就聚焦在目标距离的位置上。随着驱动环114相对于从动环112的转动，扇形凸部157把片簧156径向地向内侧压下，直至使片簧156脱离触轴155。从而关闭了初始聚焦开关154。

当摄影师进一步把快门149完全按下时，控制器140使导板117动作。此时，控制器140根据来自电刷148的阻值信号的大小探测出当前变焦位置，并根据当前变焦位置确定f的值，以在曝光的控制过程中使用。曝光之后，控制器140使电机27反转，使驱动环114按图15所示的顺时针方向转动。在反转过程中，控制器140监测着来自初始聚焦开关154的输出信号，当初始聚焦开关154打开时，电机27停转。这样，驱动环114就返回至如图15所示的初始聚焦位置。另外，如果摄影师不执行曝光操作而停止压住快门149，控制器140也使电机27反转，使驱动环114返回至初始聚焦位置。

如果按下远距变焦按钮141a，控制器140就使电机27正转。电机27的正转使驱动环114逆时针转动，从而使拨插130与缺口131的侧边缘131a相接触。随着驱动环114进一步逆时针转动，拨插130在侧边缘131a处推动从动环112，使从动环112逆时针转动。从动环112的转动使旋动筒111也一同转动，因而，旋动筒111在螺纹118和119的引导下在固定筒110中向前移动。前透镜组113和后透镜组116也因此向前移动，移动量与旋动筒111的移动量相同。另外，后透镜组116还根据其在导槽134中的轴向位移而相对于前透镜组113移动。

当在适当的变焦位置结束远距变焦按钮141a的操作时，控制器140使电机27反转，直至初始聚焦开关154打开为止。这样，驱动环114总是在聚焦之前设定在初始聚焦位置上。一旦快门149被按下一半，就开始聚焦操作，此时电机27要正转至达到由目标距离所确定的脉冲数目。因此，驱动环114就相对于从动环112在一定的转动范围内转动，在螺纹136和137的引导下使前透镜组113动作。一旦完全按下快门149，曝光操作就按上述方式开始。曝光之后，电机27反转使驱动环114重新设定在初始聚焦位置上。

当一直按住远距变焦按钮141a直至驱动环114转动到径向面129b使开关146打开时，变焦透镜装置就如图17和19所示处于远距状态，此时控制器140使电机27停转。然后，驱动环114按上述同样的方式重新设定在初始聚焦位置上。

一旦快门149被按下一半，就开始聚焦，电机27要正转至达到由目标距离确定的脉冲数目，使驱动环114相对于从动环112按上述同样的方式在一定的转动范围内转动。一旦完全按下快门149，曝光操作就按上述同样的方式开始。曝光之后，电机27反转至初始聚焦开关154被打开，使驱动环114重新设定在初始聚焦位置上。

当按下广角变焦按钮141b时，控制器140使电机27反转。电机27的反转使驱动环114顺时针转动，从而使拨插130与缺口131的侧边缘131b发生接触。随着驱动环114进一步顺时针转动，拨插130在侧边缘131b处推动从动环112，使从动环112顺时针转动。从动环112的转动使旋动筒111也一同转动，从而使旋动筒111在固定筒110中向后移动。这样，焦距就变为广角状态下的焦距。

当在适当的变焦位置处松开广角变焦按钮时，驱动环114就重新设定在一个初始聚焦位置上。由于在向广角状态变焦的过程中拨插130与侧边缘131b相接触，变焦至广角状态时初始聚焦开关154已经打开了。因此，控制器140使驱动环114重新设定在初始聚焦位置的方法有，使驱动环114略微逆时针转动直至使初始聚焦开关154关闭为止，如图20所示；然后，驱动环114还可以顺时针转动至使初始聚焦开关154再次被打开，这一点如图15所示。

另外，在变焦至广角状态之后，还可能把如图20所示的位置确定为驱动环114的初始聚焦位置。在这种情况下，控制器140使电机27略微正向转动，使驱动环114逆时针转动直至初始聚焦开关154关闭为止。

在重新设定在初始聚焦位置之后，一旦快门149按下一半，就开始聚焦操作，驱动环114以上述同样的方式相对于从动环112在一定角度范围内转动。一旦完全地按下了快门149，曝光操作就按上述同样的方式开始。曝光之后，电机27反转至初始聚焦开关154打开，把驱动环114重新设定在初始聚焦位置上。

尽管旋动筒111和从动环112是两个零件，由螺钉而相连起来，也可以使旋动筒111和从动环112成为集成一体的零件。

在上述实施例中，驱动环114和前透镜组113也是分离的，相互之间通过拨插130和径向拨杆138之间的配合而联系起来，以实现共同的转动。但也可以不采用拨插130和径向拨杆138，在驱动环114和前透镜组113之间采用任何熟知的配合方式都是可以的。

也可以使驱动环114和前透镜组113成为集成一体的零件。在这种情况下，驱动环114必须可以相对于旋动筒111沿光轴22移动，齿轮128和齿轮129必须有一定的轴向长度，这样，即使在驱动环114和前透镜组113共同沿轴向移动时，齿轮128和齿轮129也可以相互啮合。

前透镜组113的轴向移动也可以不采用螺纹136和137进行引导，而采用其他的导向结构。

因此，本发明并不仅局限于上述的实施例，相反，本发明可有各种不同的结构形式，这对本领域的技术人员来说是不难实现的，这都不超出所附权利要求的范围。

Claims (14)

1、一种变焦透镜装置，包括：

一个固定筒，安装在照相机的壳体上；

一个旋动筒，安装在固定筒上，在绕光轴转动的同时还可沿光轴移动，该旋动筒至少支撑着前透镜组和后透镜组；

一个驱动环，安装在固定筒上，可绕光轴转动；

一个电机，用于使驱动环转动；

一个互联器，使驱动环与旋动筒联系起来，允许驱动环相对于旋动筒在一个预定的转动范围内转动，当驱动环转动至超出该转动范围时，互联器把驱动环的转动传递给旋动筒；

一个聚焦器，根据驱动环相对于旋动筒的转动使前透镜组和后透镜组的其中之一沿光轴移动；和

一个变焦器，当驱动环转动至超过相对转动范围时使前透镜组和后透镜组沿光轴移动，同时改变前透镜组和后透镜组之间的距离。

2、如权利要求1所述的变焦透镜装置，其中的变焦器包括：

一个轴向移动筒，安装在旋动筒内，可以沿光轴移动，不能相对于固定筒转动，可以随旋动筒作轴向移动，前透镜组安装在轴向移动筒的前端，后透镜组安装在轴向移动筒内；

轴向槽，沿光轴方向设置在轴向移动筒上；

螺旋导槽，设置在轴向移动筒上，使轴向移动筒可与旋动筒一起绕光轴转动；和

导销，从后透镜组上径向地向外侧延伸，穿过轴向槽配合至螺旋导槽中，当旋动筒转动时，后透镜组可以在旋动筒内沿光轴移动。

3、如权利要求2所述的变焦透镜装置，其中的导销至少在两处与螺旋导槽相接触的部位有一处具有可弯曲的弹性。

4、如权利要求1所述的变焦透装置，其中的聚焦器包括一个导向筒，该导向筒安装在旋动筒内，可以相对于旋动筒沿光轴移动，前透镜组和后透镜组的其中之一与导向筒相配合，可与导向筒一起沿光轴移动，其中，导向筒具有导槽，该导槽与驱动环上的导销相配合，当驱动环在相对转动范围内转动时，导向筒沿光轴移动。

5、如权利要求1所述的变焦透装置，其中的聚焦器包括一个从动环，该从动环与旋动筒集成一体，可以绕光轴转动，也可以和旋动筒一起沿光轴移动，从动环支撑着前透镜组和后透镜组的其中之一，当驱动环在相对转动范围内转动时，被支撑的透镜可沿光轴移动，与此同时，还在从动环内转动。

6、如权利要求5所述的变焦透装置，其中的一个透镜组可与驱动环共同转动，其外周面上具有外螺纹，而从动环的内周面上具有内螺纹，所述内螺纹与所述透镜组的外螺纹相配合。

7、如权利要求6所述的变焦透装置，其中的驱动环通过互联器与从动环联系，当驱动环转动至超出相对转动范围时，从动环和旋动筒可一同转动。

8、如权利要求1所述的变焦透装置，进一步包括：

一个手动变焦操作元件；

一个变焦位置探测器，用于探测旋动筒的转动量或轴向移动量；

一个变焦控制器，使电机根据变焦操作元件的动作运转；

一个转动量探测器，用于探测电机的转动量；

一个目标距离探测器；和

一个聚焦控制器，用于驱动电机使驱动环在相对转动范围内转动，转动量根据由目标距离探测器探测出的目标距离确定。

9、如权利要求8所述的变焦透装置，其中的聚焦器控制器进一步包括把变焦透镜装置设定在初始聚焦位置上的装置，设定的方式是在变焦控制器把变焦透镜装置设定在一个变焦位置之后使电机运转，在初始聚焦位置上驱动环与旋动筒处于给定的相对位置关系上，但更接近于相对于转动范围的一端。

10、如权利要求8所示的变焦透镜装置，其中的变焦控制器在变焦操作元件完成操作元后使电机停转，使变焦透镜装置处于多个预定的变焦位置之一上，处于哪一个变焦位置上要根据由变焦位置探测器探测出的旋动筒的转动量或轴向移动量而定。

11、如权利要求10所示的变焦透镜装置，其中的聚焦控制器根据目标距离和变焦位置确定驱动环的在相对转动范围内的转动量。

12、一种变焦透镜装置，至少具有前透镜组和后透镜组，包括：

一个固定筒，安装在照相机的壳体上；

一个旋动筒，安装在固定筒上，可以沿光轴移动，也可以绕光轴转动；

一个驱动环，由电机驱动，该驱动环留有周向间隙地与旋动筒相联系，因而，驱动环可以在由所述间隙确定的相对转动范围内相对于旋动筒转动，而当驱动环转动得超出相对转动范围时，驱动环就使旋动筒共同转动；

一个轴向移动筒，安装在旋动筒内，可以沿光轴移动，不能相对于固定筒转动，但可以和旋动筒一同轴向移动，前透镜组安装在轴向移动筒的前端，后透镜组安装在轴动筒内；

轴向槽，沿光轴方向贯穿设置在轴向移动筒上；

一个导向筒，安装在轴向移动筒的外围和旋动筒的内侧，可以和旋动筒一起转动，也可以相对于旋动筒沿光轴移动；

螺旋导槽，设置在导向筒的内周面上；

导销，从后透镜组上径向地向外延伸，穿过轴向槽配合在螺旋导槽中，当旋动筒转动时，后透镜组在旋动筒内沿光轴移动；

聚焦导槽，设置在导向筒的外周面上，与螺旋导槽的旋向不同；和

导向突起，设置在驱动环上，配合在聚焦导槽中，当驱动环相对于旋动筒转动时，导向筒沿光轴移动。

13、变焦透镜装置的一种通过电机进行变焦和聚焦的方法，包括的步骤有：

根据变焦操作的指令，电机正转或反转，使驱动环转动，驱动环相对于旋动筒转动得超出一个给定的相对转动范围，使旋动筒也正转或反转；

至少使前透镜组和后透镜组，和旋动筒一起沿光轴向前或向后移动，移动方向取决于旋动筒的转动量和转动方向，以把变焦透镜装置设置在一个变焦位置上；探测目标距离；

使驱动环正转，由电机带着正转，把变焦透镜装置从变焦位置重新设定在一个预定的初始聚焦位置上；和

使驱动环反转，由电机驱动着在相对转动范围内反转，使前透镜组和后透镜组的其中之一移动，移动量由目标距离确定，把变焦透镜装置设定在一个聚焦位置上。

14、如权利要求13所述的变焦透镜装置的变焦和聚焦方法，进一步包括的步骤是，使驱动环继续反转，使变焦透镜装置从聚焦位置返回至先前的变焦位置。

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