CN1740837A - 可伸缩透镜筒和成像装置 - Google Patents

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Abstract

一种透镜筒，具有一基座，夹持第二透镜组的第二透镜夹持器框架，夹持第一透镜组的第一透镜夹持器框架，一凸轮环和一固定环。第二透镜夹持器框架具有从一环形板的外圆周部分轴向凸起的三个导引柱，等间距分布在圆周上。导引槽限定在环形板的各个部分，环形板径向向内的面向导引件。导引柱分别与导引槽配合，于是第二透镜夹持器框架不可旋转、但可轴向移动的被导引柱支撑。

Description

可伸缩透镜筒和成像装置
技术领域
本发明涉及一种可伸缩透镜筒和一种图像拾取装置。
背景技术
装在图像拾取装置如数码相机、数码摄相机等中的一些透镜筒具有一带凸轮槽的凸轮环和一透镜夹持器框架，其中凸轮环限定在透镜筒的内圆周表面中，夹持透镜组件的透镜夹持器框架不可旋转、轴向可移动的夹持在凸轮环中。透镜夹持器框架具有与凸轮槽配合的偏心销，这样当凸轮环绕其自身轴线旋转时，透镜夹持器框架可轴向移动。详细内容可参见作为示例的公开号为No.2002-267917的日本专利。
附图中的图30示出了一种这样的透镜筒。如图30所示，透镜筒具有一线性导引环3，线性导引环3插在透镜夹持器框架1的外圆周表面和凸轮环2的内圆周表面之间。
线性导引环3不可旋转的安装在透镜筒1上，具有限定在其中的轴向线性导引槽3A。透镜夹持器框架1的偏心销1A延伸穿过导引槽3A，与限定在凸轮环2中的凸轮槽2A配合。透镜夹持器框架1不可旋转，但轴向可移动的径向夹持在凸轮环2中。
然而在相关技术的透镜筒中，因为线性导引环3插在透镜夹持器框架1的外圆周表面和凸轮环2的内圆周表面之间，因此限制了减小透镜筒的直径及由此得到的透镜筒的尺寸。
如果透镜筒具有两个透镜夹持器框架1(图30中仅仅示出了一个透镜夹持器框架1)，与透镜夹持器框架1的偏心销1A、1B配合的凸轮环2中的凸轮槽2A，至少完全绕凸轮环2连续圆周的延伸，在线性导引环3的导引槽3A中的不同位置导引偏心销1A、1B。
如下所示透镜夹持器框架1组装到凸轮环2中，线性导引环3插入其中。
首先，线性导引环3插入到凸轮环2中，然后转动使导引槽3A与凸轮环2中的凸轮槽2A的开口端部2B对齐。然后一个透镜夹持器框架1的偏心销1A插入到开口端部2B，与凸轮槽2A配合。
然后，通过转动使凸轮环2旋转，从而轴向移动一个透镜夹持器框架1。
随后，转动线性导引环3使导引槽3A与凸轮环2的开口端部2B对齐。然后，另一透镜夹持器框架1的偏心销1B插入到开口端部2B，于是配合到凸轮槽2A中。
然后，旋转凸轮环2以轴向移动另—透镜夹持框架1。
因为线性导引环3的槽3A需要两次与凸轮环2的开口端部2B对齐，以及需要通过一个转动来旋转线性导引环3，所以组装的过程复杂。
发明内容
本发明提供一种可伸缩透镜筒和一种图像拾取装置，其尺寸减小且易于安装。
根据本发明的实施例，提供一可伸缩透镜筒，包括：一基座，一可旋转、但轴向不可移动地安装在基座上的凸轮环，一限定在凸轮环内圆周表面中且圆周向延伸的凸轮槽，一不可旋转、设在凸轮环的径向内里并夹持第一透镜组件的、可轴向移动的透镜夹持器框架，和一从透镜夹持器框架的外圆周表面凸起、并配合在凸轮槽内的偏心销，其中当凸轮环旋转时，偏心销受导引槽的导引，使得透镜夹持器框架轴向移动，基座具有至少两个导引柱，导引柱从其上凸起并在凸轮环的圆周方向上间隔分布设置，透镜夹持器框架具有限定在其内圆周表面中的导引槽，导引柱分别与导引槽配合，因此透镜夹持器框架不可旋转、但可轴向移动的被导引柱支撑。
根据本发明的另一实施例，也提供了一种可伸缩透镜筒包括：一基座，一可旋转、但轴向不可移动地安装在基座上的凸轮环，一限定在凸轮环的内圆周表面中且圆周向延伸的凸轮槽，不可旋转地设在凸轮环的径向内里并夹持第一透镜组件的、可轴向移动的第一透镜夹持器框架，不可旋转地设在第一透镜夹持器框架的径向内里并夹持第二透镜组件的、可轴向移动的第二透镜夹持器框架，从第一透镜夹持器框架的外圆周表面凸起且与凸轮槽配合的第一偏心销，从第二透镜夹持器框架的外圆周表面穿过第一透镜夹持器框架的外圆周表面延伸的第二偏心销，从第一透镜夹持器框架的外圆周表面凸起，并与凸轮槽配合，其中当凸轮环旋转时，第一偏心销和第二偏心销受凸轮槽的导引使第一透镜夹持器框架和第二透镜夹持器框架独立的轴向移动，基座具有至少两个导引柱，导引柱从其上凸起并在凸轮环的圆周方向上间隔分布，第二透镜夹持器框架具有限定在其内圆周表面中的导引槽，导引柱分别与导引槽配合，因此第二透镜夹持器框架不可旋转但轴向可移动的被导引柱支撑，第一透镜夹持器框架不可旋转、但可轴向移动的支撑在第二透镜夹持器框架的外圆周表面之上。
根据本发明的另一实施例，也提供了一种图像拾取装置，包括：具有用于引入目标图像的透镜组件的可伸缩透镜组件和捕捉由透镜引入的目标图像的图像拾取装置，可伸缩透镜组件包括一基座，一可旋转、轴向不可移动的安装在基座上的凸轮环，一限定在凸轮环的内圆周表面中且圆周延伸的凸轮槽，一不可旋转、设在凸轮环的径向内里并夹持一透镜组件的、可轴向移动的透镜夹持器框架，和一从透镜夹持器框架的外圆周表面凸起、并配合在凸轮槽内的偏心销，其中当凸轮环旋转时，偏心销使透镜夹持器框架轴向移动，基座具有至少两个导引柱，导引柱从其上凸起并在凸轮环的圆周方向上间隔分布，透镜夹持器框架具有限定其内圆周表面中的导引槽，导引柱分别与导引槽配合，因此透镜夹持器框架不可旋转、但可轴向移动的被导引柱支撑。
根据本发明的又一实施例，也提供了一种图像拾取装置，包括：具有用于引入目标图像的透镜系统的可伸缩透镜组件和捕捉由透镜引入的目标图像的图像拾取装置，可伸缩透镜组件包括一基座，一可旋转、轴向不可移动的安装在基座上的凸轮环，一限定在凸轮环的内圆周表面中且圆周延伸的凸轮槽，不可旋转、设在凸轮环的径向内里并夹持透镜系统的第一透镜组件的、可轴向移动的第一透镜夹持器框架，不可旋转、设在第一透镜夹持器框架的径向内里并夹持透镜系统的第二透镜组件的、可轴向移动的第二透镜夹持器框架，从第一透镜夹持器框架的外圆周表面凸起的、与凸轮槽配合的第一偏心销，其中凸轮环旋转，第一偏心销使第一透镜夹持器轴向移动，第二偏心销从第二透镜夹持器框架的外圆周表面延伸穿过第一透镜夹持器框架的外圆周表面，从第一透镜夹持器框架的外圆周表面凸起，并与凸轮槽配合，其中当凸轮环旋转，第二偏心销使第二透镜夹持器独立的轴向移动，基座具有至少两个导引柱，导引柱从其上凸起并在凸轮环的圆周方向上间隔分布，第二透镜夹持器框架具有限定在其内圆周表面中的导引槽，导引柱分别与导引槽配合，因此第二透镜夹持器框架不可旋转、轴向可移动的被导引柱支撑，第一透镜夹持器框架不可旋转、可轴向移动的支撑在第二透镜夹持器框架的外圆周表面之上。
根据本发明，该至少两个导引柱从基座平行于透镜筒的光轴凸起，在凸轮环的圆周方向上间隔分布。透镜夹持器框架的内圆周表面与导引柱配合，于是透镜夹持器框架不可旋转、但可轴向移动的被导引柱支撑。透镜筒的元件设置在导引柱之间空间内，导引柱在经过导引柱的绕光轴的圆周上。因此，与普通的设置方式—线性导引环设置在透镜夹持器框架的外圆周表面和凸轮环的内圆周表面之间相比，透镜筒的直径尺寸以及由此得到的图像拾取装置的尺寸可更小。
因此第一透镜夹持器框架不可旋转、但可轴向移动的支撑在第二透镜夹持器框架的外圆周表面上，透镜筒的直径尺寸以及由此得到的图像拾取装置的尺寸可减小。
为了将透镜夹持器框架安装到基座上，透镜夹持器框架中的导引槽配合到基座的各个导引柱上，向着基座沿导引柱放置透镜夹持器框架。因此，透镜夹持器框架可轻松的安装到基座上。
本发明提供一种可伸缩透镜筒和一种图像拾取装置，其尺寸减小且易于安装，其是通过如下方式实现：至少两个在凸轮环的圆周方向上间隔分布的安装在基座上的导引柱，和限定在透镜夹持器框架的内圆周表面中的导引槽，导引柱分别与导引槽配合。
结合示例性的说明本发明的优选实施例的附图，本发明的上述和其它目的、特征和优点将会在随后的描述中逐步显现。
附图说明
图1为根据本发明的实施例的图像拾取装置的前部透视图；
图2为根据本发明的实施例的图像拾取装置的后部透视图；
图3为根据本发明的实施例的图像拾取装置的框图；
图4A为带透镜组件的透镜筒的透视图，透镜组件为不使用时存起的状态，即缩入状态；
图4B为带透镜组件的透镜筒的透视图，透镜组件为使用时凸起的状态，即广角状态或远摄状态；
图5为缩入状态下透镜筒的横截面视图；
图6为广角状态下透镜筒的横截面视图；
图7为远摄状态下透镜筒的横截面视图；
图8为透镜筒的分解正视透视图；
图9为图8示出的透镜筒的第三透镜夹持器框架、一基座和一柔性板的分解透视图；
图10为图8示出的透镜筒的第一透镜夹持器框架、第二透镜夹持器框架和一自动曝光单元的分解透视图；
图11为图8示出的透镜筒的一固定环和一凸轮环的分解透视图；
图12为第一透镜夹持器框架、第二透镜夹持器框架和基座的分解透视图；
图13为第一透镜夹持器框架、第二透镜夹持器框架和基座组装在一起的透视图；
图14为凸轮环、第一透镜夹持器框架、第二透镜夹持器框架和基座的分解透视图；
图15为凸轮环、第一透镜夹持器框架、第二透镜夹持器框架和基座组装在一起的透视图；
图16为透镜筒的分解后视透视图；
图17为图16示出的透镜筒的第三透镜夹持器框架、基座和柔性板的分解透视图；
图18为图16示出的透镜筒的第一透镜夹持器框架、第二透镜夹持器框架、自动曝光单元和第三透镜夹持器框架的分解透视图；
图19为图16示出的透镜筒的固定环、凸轮环和第一透镜夹持器框架的分解透视图；
图20为图16示出的透镜筒的第一透镜夹持器框架、第二透镜夹持器框架和基座的分解透视图；
图21为组装在一起的固定环、凸轮环、第一透镜夹持器框架、第二透镜夹持器框架、第三透镜夹持器框架和柔性板的透视图；
图22为第三透镜夹持器框架和基座的分解透视图；
图23为组装在一起的第三透镜夹持器框架和基座的透视图；
图24为按图23中箭头XXIV方向看图23示出的组件视图；
图25为沿图24的XXV-XXV线的横截面视图；
图26为组装在一起的第一透镜夹持器框架、第二透镜夹持器框架和基座的透视图，视图沿垂直于光轴的平面切割；
图27为沿垂直于光轴的平面的透镜筒的横截面视图；
图28为沿垂直于光轴的平面的透镜筒的横截面视图；
图29为沿图28的XXIX-XXIX线的横截面视图；和
图30为现有技术的透镜筒的分解透视图。
具体实施方式
如图1所示，根据本发明的实施例的图像拾取装置100包括：一数码相机和一外壳102。在本申请中，术语“左”和“右”是相对于图像拾取装置100从其正面一侧观看而论的，术语“前面”是指沿图像拾取装置100中光学系统的光轴，向着目标成像的方向，术语“后面”是指沿图像拾取装置100中光学系统的光轴，向着图像拾取装置的方向。
图像拾取装置100具有设置在外壳102上靠近其右端部的前表面上的透镜筒10，和设置在透镜筒10中的图像捕捉光学系统104。图像拾取装置100也具有一设置在外壳102上靠近其上边缘的发射闪光的闪光单元106。
透镜筒10在一从外壳102的前表面向前凸起的使用位置(广角状态、远摄状态或者介于广角状态和远摄状态的中间状态)和一在外壳102的前表面内的封装位置(缩入状态)之间移动，由封装在外壳102中的驱动件146(图3)驱动。
在外壳102的上端部表面上，具有一用于拍照的快门按钮108，一调节图像捕捉光学系统104的焦距的焦距控制按钮110，一选择拍摄模式的模式选择开关112，和一打开和关闭图像拾取装置100的电源供应的电源开关114。如图2所示，在外壳102的背部表面上，其具有一显示捕捉到的图像的显示面板116，控制操作的多种模式的多模式控制开关118，多种模式包括图像捕捉模式、记录模式、图像显示模式等，和一控制开关120，控制开关120执行各种控制操作例如选择显示在显示面板116上的菜单。
在该实施例中，模式选择开关112包括一滑动开关和一从外壳102的上端部向上凸起的控制元件112A。当使用者用手指滑动控制元件112A至左边或右边时，模式选择开关112选择不同的拍摄模式。
控制开关120具有一从外壳102的后部表面向后凸起的控制元件120A。使用者可以用手指移动控制元件120A的顶端，使控制元件120A按四个方向的任一方向倾斜，即向上、向下、向左和向右，也可以用手指向着外壳102按压控制元件120A的顶端。
特别地，当使用者向上、向下、向左和向右移动控制元件120A时，控制开关120按与向上、向下、向左和向右相应的方向移动显示在显示面板116上的光标，或改变(增加或减少)显示在显示面板116上的数值。当使用者按压控制按钮120A时，控制开关120确定一显示在显示面板116上的多个选项(菜单)中的一个选项，或者在一显示在显示面板116上的输入框内输入一数值。
如图3所示，一图像拾取装置140例如CCD或CMOS传感器，其用来捕捉被图像捕捉光学系统104聚焦的目标图像，设置在透镜筒10的后部。图像拾取装置100包括：一图像处理器142，其基于从图像拾取装置140输出的所捕捉的图像信号产生图像数据，并将图像数据存储在存储介质141例如一存储卡或类似的，一显示处理器144，其用来在显示面板116上显示图像数据，一驱动件146和一控制件148。控制件148控制图像处理器142、显示处理器144和驱动件146，以响应来自快门按钮108、焦距控制按钮110、电机选择开关112、电源开关114、模式控制开关118和控制开关120的信号。控制件148具有一根据控制程序操作的CPU。
下面将描述透镜筒10的结构细节。
在下面将要描述的各附图中，透镜、部件和零件的表面包括绘有多个线性的区域。所增加的线性起说明的目的，绘有线性的区域实际上代表圆柱、曲线或球形表面。
如图5至7所示，安装在透镜筒10中的图像捕捉光学系统104为三组式光学结构。特别地，如果假定：指定透镜筒10(图像捕捉光学系统104)的端部沿光轴靠近目标为前端，指定透镜筒10(图像捕捉光学系统104)的端部沿光轴靠近图像拾取装置140为后端，那么图像捕捉光学系统104包括第一透镜组14、第二透镜组16和第三透镜组18，它们按照从前端至后端的顺序依次设置。
当第一透镜组14和第二透镜组16按照预定的凸轮曲线沿光轴移动，透镜筒10执行一变焦操作，当第三透镜组18沿光轴稍稍移动其执行一聚焦操作。除非另有说明，移动第一透镜组14和第二透镜组16来改变透镜筒10的焦距，移动第三透镜组18来校正因改变焦距而产生的与聚焦位置的偏差，使透镜筒10回到聚焦位置。
如图8和16所示，透镜筒10具有一固定到外壳102的基座12、夹持第三透镜组18的第三透镜夹持器框架1802、一自动曝光单元19、夹持第二透镜组16的第二透镜夹持器框架1602、夹持第一透镜组14的第一透镜夹持器框架1402、一凸轮环20和一固定环22。
如图9、17和25所示，基座12包括一板状机体1202和一配置到机体1202的齿轮腔1250。在本实施例中，基座12由合成树脂制造。
机体1202包括一中心孔1204和后表面1212，中心孔1204限定在机体1202中，后表面1212面向后方且具有环绕中心孔1204的凹槽1206。用粘结的方法使图像拾取装置140安装在凹槽1206中，这样图像拾取装置140具有一面向中心孔1204的成像表面。
如图12和29所示，机体1202具有一前表面1214，前表面1214面向前方且具有一圆柱壁1208，圆柱壁1208向前凸起且绕图像捕捉光学系统104的光轴圆柱式延伸。
圆柱壁1208具有四个配合元件1210，配合元件1210在圆柱壁1208的外圆周表面上圆周向间隔设置且向外径向延伸。配合元件1210与圆周向限定在凸轮环20的内圆周表面的配合槽2002配合，因此凸轮环20可相对于基座12按自身圆周方向旋转且不能按自身轴向移动。如图19所示，凸轮环20具有限定在其中的开口槽2003，开口槽2003开在凸轮环20的后端部且与配合槽2002配合。当将配合元件1210分别经开口槽2003插入到配合槽2002中时，配合元件1210配合到配合槽2002中。
如图23所示，两个导引轴1216、1218在圆柱壁1208的内部设置在机体1202的前表面1214上，导引轴1216、1218向着光轴方向导引第三透镜夹持器框架1802。导引轴1216、1218跨中心孔1204径向设置，并平行于图像捕捉光学系统104的光轴延伸。
导引轴1216具有固定到前表面1214的后端部。
导引轴1218具有固定到前表面1214的后端部，和被支撑件1220支撑的前端部。
支撑件1220包括：从前表面1214直起的第一和第二支撑壁1220A和1220B，和与第一和第二支撑壁1220A和1220B的前端部连接的第一连接壁1220C。导引轴1218的前端部固定到第一连接壁1220C。
如图22、23、24和25所示，一磁铁固定架1222相邻于支撑件1220设置在机体1202的前表面1214上。
如图22所示，磁铁固定架1222为矩形框架形状，其纵轴平行于图像捕捉光学系统104的光轴。特别地，磁铁固定架1222包括第一支撑壁1220A、第三支撑壁1222A、第二连接壁1222B和在第一和第三支撑壁1220A、1222A之间延伸的前表面1214的部分，其中第三支撑壁1222A从前表面1214直起，并且按绕光轴的方向从第一支撑壁1220A远远的与第二支撑壁1220B隔开，连接至第一连接壁1220C的第二连接壁1222B与第一和第三支撑壁1220A、1222A连接。
在磁铁固定架1222内设置有条带形的驱动磁铁4002和条带形的后轭铁4004，后轭铁4004的外轮廓大于驱动磁铁4002，且后轭铁4004跨其厚度安装在驱动磁铁4002的一个侧表面上。后轭铁4004和驱动磁铁4002沿图像捕捉光学系统104的光轴延伸。
驱动磁铁4002具有一第一区域和第二区域的阵列，第一区域磁化为N和S极中的一个，第二区域磁化为N和S极中的另一个，第一和第二区域沿驱动磁铁4002的纵轴相互交替。设置驱动磁铁4002使其面向光轴，其第一和第二区域按平行于一绕光轴的圆的切线设置。
如图9所示，三个导引柱50设置在机体1202的前表面1214上，在圆柱壁1208的圆周方向上等间隔的设置。导引柱50平行于光轴延伸。除非另有说明，导引柱50在凸轮环20的圆周方向上等间隔的设置。
在本实施例中，导引柱50由合成树脂制作，与基座12整体模制。
如图27所示，每个导引柱50的横截面为I形，包括一腹板5002和一对凸缘5004，凸缘5004分别设置在腹板5002的相对端。
每个导引柱50的腹板5002的方向平行于圆柱壁1208的切线，圆柱壁1208径向的设置在导引柱50的外部。除非另有说明，每个导引柱50平行于一直线，该直线与第二透镜夹持器框架1602的相应部分相切。
如图8所示，齿轮腔1250具有一向前敞开的孔1250A和一向着光轴横向敞开的孔1250B，以及一空腔，在该空腔中有一包括齿轮链的减速机构1252。当给驱动件146的电机1254供给动力时，减速机构1252按降低的速度将电机1254的旋转动力传输给凸轮环20，因此凸轮环20旋转。
电机1254安装在齿轮腔1250中，并具有一驱动齿轮1256，驱动齿轮1256与减速机构1252的齿轮链的上游齿轮啮合。减速机构1252的齿轮链的下游齿轮经孔1250B与凸轮环20的外圆周上的齿轮2004啮合。
如图9和21所示，柔性板60安装在基座12的后表面1212上。特别地，一附加固定件74顶靠柔性板60的后表面夹持，限定在附加固定件74的相对侧的配合凹槽7402，在基座12的相对侧上分别绕配合齿1232设置，因此将柔性板60固定到基座12上。
图像拾取装置140、检测第三透镜夹持器框架1802位置的霍耳装置7002和另一零件安装在柔性板60上。柔性板60还具有一与电机1254的电极电联接的连接件。
一由图像拾取装置140捕捉的图像信号经由柔性板60输送给图像处理器142。一由霍耳装置7002检测到的信号经由柔性板60输送给输送给控制件148。从控制件148发出的驱动信号经由柔性板60输送给电机1254。
如图17所示，霍耳装置7002设置在附加凹槽1240中，附加凹槽1240限定在基座12的后表面1212内。
如图22和27所示，第三透镜夹持器框架1802具有一夹持第三透镜组18的框架体1804。
框架体1804具有跨光轴径向设置的两个支承件1806、1808。导引轴1216、1218分别经由支承件1806、1808延伸。于是第三透镜夹持器框架1802沿光轴移动，但不能绕光轴转动。
用粘结剂或类似物将一线圈4006固定到面向磁铁4002的框架体1804的一部分上。线圈4006绕一垂直于磁铁4002表面的轴线缠绕，即垂直于光轴的轴线，磁铁4002面向第三透镜夹持器框架1802。磁铁4006经由一线圈柔性板4008(见图18)电联接到柔性板60。来自控制件148的驱动信号经由柔性板60、4008传输到线圈4006。
在本实施例中，磁铁4002、后轭铁4004和连接件4006共同组成一线性电机40。当用驱动件148给线圈4006供给驱动电流时，线圈4006产生磁场，该磁场与由磁铁4002的第一和第二区域产生的磁场一起作用，生成一驱动力，该驱动力沿光轴前后移动第三透镜夹持器框架1802。
如图9和22所示，用粘结剂或类似物将一磁铁7004固定在面向霍耳装置7002的框架体1804的一部分上。
在本实施例中，霍耳装置7002检测磁铁7004的磁力强度(磁通密度)，并给控制件148提供一检测信号，其检测第三透镜夹持器框架1802沿光轴的位置。霍耳装置7002、磁铁7004和控制件148共同组成一位置检测机构70。
如图10和18所示，第二透镜夹持器框架1602包括一夹持第二透镜组16的环形板1606和三个导引件1608，导引件1608从环形板1606的外圆周部分轴向延伸，且在环形板1606的圆周方向上等间距设置。
导引槽1604限定在径向向内面向导引件1608的环形板1606的各个部分，即第二透镜夹持器框架1602的各个内圆周部分。
如图27所示，每个导引槽1604由两个面对面的侧表面1604A和与侧表面1604A的内端部内联的底表面1604B限定，导引槽1604在第二透镜夹持器框架1602的内部径向开口。
导引柱50分别配合在导引槽1604中，于是被三个导引柱50所支撑的第二透镜夹持器框架1602不可旋转、但可轴向移动(沿光轴)。
更特别地，在第二透镜夹持器框架1602中，在每个导引柱50的相对端上的凸缘5004具有外表面5004A，外表面5004A分别与相应的导引槽1604的各个侧表面1604A配合。凸缘5004具有分别与相应的导引槽1604的底表面1604B配合的端部表面5004B，用来防止第二透镜夹持器框架1602径向移动。
每个导引件1608具有一对侧表面1608A和一外表面1608B，侧表面1608A在垂直于导引件1608延伸的方向的两侧，外表面1608B在侧表面1608A之间径向的面向外。
第二偏心销1610分别安装在径向向外地面向导引槽1604的第二透镜夹持器框架1602上，即安装在部分导引件1608上，在靠近导引件1608的后端部位置。第二偏心销1610径向向外凸起。
如图18所示，在导引件1608上的各个第二偏心销1610分别经由限定在第一透镜夹持器框架1402的外圆周壁内的凹槽1410延伸，从第一透镜夹持器框架1402的外圆周壁径向向外凸起。如图19所示，第二偏心销1610与限定在凸轮环20的第二凸轮槽2012配合。当凸轮环20旋转时，第二凸轮槽2012引导第二偏心销1610，使第二透镜夹持器框架1602沿光轴移动。
如图10和18所示，自动曝光单元19设置在第二透镜夹持器框架1602的后部，可与第二透镜夹持器框架1602一起沿光轴移动。
自动曝光单元19具有快门功能和变光圈功能，经由柔性板(未示出)电联接到柔性板60。当来自控制件148的驱动信号经由柔性板60和未示出的柔性板传输给自动曝光单元19，自动曝光单元19控制其快门和变光圈的操作。
如图10和18所示，第一透镜夹持器框架1402具有夹持第一透镜组14的管状壳体1404，和限定在管状壳体1404的各个部分中的、即在第一透镜夹持器框架1402的内圆周表面内的轴向导引槽1406(参见图27)，管状壳体1404径向面向外。第二透镜夹持器框架1602的导引件1608分别配合在导引槽1406内。
如图27所示，每个导引槽1406由两个面对面的侧表面1406A和与侧表面1406A的内端部内联的底表面1406B限定，导引槽1406在第一透镜夹持器框架1402的内部径向开口。
第二透镜夹持器框架1602的导引件1608分别配合在第一透镜夹持器框架1402的导引槽1406内，其被三个导引件1608支撑，不可旋转、但可轴向移动。
更特别地，每个导引件1608的相对侧表面1608A与相应导引槽1406的各个侧表面1406A配合，防止第一透镜夹持器框架1402圆周向移动。导引件1608的外表面1608B与相应导引槽1406的底表面1406B配合，防止第一透镜夹持器框架1402径向移动。
三个第一偏心销1412安装在径向向外的管状壳体1404的各个部分上，即第一透镜夹持器框架1402的外圆周表面上，在管状壳体1404靠近后端的位置圆周向的等间隔设置。第一偏心销1412径向向外凸起。
如图19所示，第一偏心销1412与限定在凸轮环20的内圆周表面上的第一偏心槽2010配合。当凸轮环20旋转时，第一凸轮槽2010导引第一偏心销1412，使第一透镜夹持器框架1402沿光轴移动。
如图4A所示当透镜筒10处于缩入的状态时，第二透镜夹持器框架1602的第二偏心销1610设置在第一透镜夹持器框架1402的各个凹槽1410中，第一透镜夹持器框架1402的第一偏心销1412和第二透镜夹持器框架1602的第二偏心销1610大体上跨光轴沿轴向相互对齐，圆周方向上相互隔开。
如图11和19所示，凸轮环20具有管状壳体2001，齿轮2004设置在靠近管状壳体2001的后端部的外圆周表面上。
第一凸轮槽2010和第二凸轮槽2012圆周的限定在管状壳体2001的内圆周表面上。第一和第二开口槽2010A、2012A限定在管状壳体2001的内圆周表面的后端部，并分别连接到第一凸轮槽2010和第二凸轮槽2012。
当第一偏心销1412经由各个第一开口槽2010A插入到第一凸轮槽2010时，第一透镜夹持器框架1402的第一偏心销1412配合到第一凸轮槽2010中。
当第二偏心销1610经由各个第二开口槽2012A插入到第二凸轮槽2012时，第二透镜夹持器框架1602的第二偏心销1610配合到第二凸轮槽2012中。
如图11和19所示，固定环22包括管状壳体2202和安装在靠近管状壳体2202上靠近其后端部的盖2204。
管状壳体2202具有大于基座12的圆柱壁1208的外直径的内径，并具一有一限定在其中的开口2203，开口2203与齿轮腔1250中的孔1250A连通。
减速机构1252的齿轮链的下游齿轮经由开口2203与凸轮环20的齿轮2004啮合，减速机构1252安装在齿轮腔1250中。
第一透镜夹持器框架1402、第二透镜夹持器框架1602、第三透镜夹持器框架1802和凸轮环20设置在固定环22的管状壳体2202中。齿轮腔1250中的孔1250A被盖2204封盖，管状壳体2202的后端部被螺栓或类似物固定到基座12的前表面1214上。
下面详细描述透镜筒10的操作和优点。
三个导引柱50从基座12平行于光轴凸起，在凸轮环20的圆周方向上等间隔分布。第二透镜夹持器框架1602的内圆周表面与导引柱50配合，于是被导引柱50支撑的第二透镜夹持器框架1602不可旋转、但可轴向移动。图像拾取装置的元件，包括导引轴1216、1218和磁铁4002，就设置在导引柱50之间、经过导引柱50的绕光轴的圆周上，如图27所示。因此，透镜筒10的直径尺寸和由此得到的图像拾取装置100的尺寸，比线性导引环设置在第一和第二透镜夹持器框架1402、1602的外圆周表面和凸轮环20的内圆周表面之间这样的常规设置要小。
因为被第二透镜夹持器框架1602支撑的第一透镜夹持器框架1402不可旋转、但可轴向移动，所以可减小透镜筒10的直径尺寸和由此得到的图像拾取装置100的尺寸。
为将第一和第二透镜夹持器框架1402、1602安装到基座12上，第二透镜夹持器框架1602中的导引槽1604安装到基座12的各个导引柱50上，第二透镜夹持器框架1602向着基座12沿导引柱50设置。第一透镜夹持器框架1402的导引槽1406安装在第二透镜夹持器框架1602中的各个导引件1608上，第一透镜夹持器框架1402向着基座12沿导引件1608设置。因此，第一和第二透镜夹持器框架1402、1602可轻松的安装到基座12上。
当透镜筒10处于缩入状态，第一透镜夹持器框架1402的第一偏心销1412和第二透镜夹持器框架1602的第二偏心销1610跨光轴、沿轴向互相大致对齐、圆周方向互相间隔设置。随后，第一和第二偏心销1412、16100可经由凸轮环20中的第一和第二开口槽2010A、2012A插入到第一和第二凸轮槽2010、2012中。该装配工艺比先将凸轮销的一个插入到凸轮槽，然后采用旋转使凸轮环20旋转，再将另一个凸轮销插入凸轮槽中这样的常规设置要简单。
每个导引柱50的横截面为I形，包括一腹板5002和一对凸缘5004，凸缘5004分别设置在腹板5002的相对端。据此导引柱50具有所需的机械强度水平，并节约了空间。
在第二透镜夹持器框架1602中，在每个导引柱50的相对端上的凸缘5004的外表面5004A，分别与相应的导引槽1604的各个侧表面1604A配合，凸缘5004的端部表面5004B分别与相应的导引槽1604的底表面1604B配合。因此，在5002和腹板导引槽1604的底表面1604B之间出现死区。当第二偏心销1610压入径向面对导引槽1604的外部的第二透镜夹持器框架1602时，第二偏心销1610的前端从第二透镜夹持器框架1602的内圆周表面凸起，第二偏心销1610的凸起前端设置在死区。因此导引柱50中的死区有效的减小透镜筒10的直径尺寸。
虽然在所示的实施例中示出了三个导引柱50，但也可以使用两个导引柱50或四个或更多导引柱50。
根据所示实施例的透镜筒10具有第一透镜夹持器框架1402、第二透镜夹持器框架1602和第三透镜夹持器框架1802。然而本发明的基本原理也适用于具有单个透镜夹持器框架的透镜筒。
在上述实施例中图像拾取装置作为数码相机已经进行了描述。然而本发明的基本原理可以是包括电视摄影机的各种其它图像拾取装置。
虽然已经示出并详细描述了本发明的特定优选实施例，但应当理解可能的各种改变和修改都没有脱离权利要求的范围。

Claims (28)

1.一种可伸缩透镜筒包括：
一基座；
一安装在所述基座上、可旋转但轴向不可移动的凸轮环；
一限定在所述凸轮环的内圆周表面并沿圆周面延伸的凸轮槽；
一不可旋转、设在所述凸轮环的径向内里并夹持一透镜组件的、可轴向移动的透镜夹持器框架；和
一从所述透镜夹持器框架的外圆周表面凸起、并配合在所述凸轮槽内的偏心销；
其中当所述凸轮环旋转时，所述偏心销受所述导引槽的导引，使所述透镜夹持器框架轴向移动；
所述基座具有至少两个导引柱，导引柱从其上凸起并在所述凸轮环的圆周方向上间隔分布；和
所述透镜夹持器框架具有限定在其内圆周表面中的导引槽，所述导引柱分别与所述导引槽配合，因此所述透镜夹持器框架不可旋转、但可轴向移动的被所述导引柱支撑。
2.一种可伸缩透镜筒包括：
一基座；
一安装在所述基座上、可旋转但轴向不可移动的凸轮环；
一限定在所述凸轮环的内圆周表面并沿圆周面延伸的凸轮槽；
一不可旋转、设在所述凸轮环的径向内里并夹持第一透镜组件的、可轴向移动的第一透镜夹持器框架；
一不可旋转、设在所述第一透镜夹持器框架的径向内里并夹持第二透镜组件的、可轴向移动的第二透镜夹持器框架；
一从所述第一透镜夹持器框架的外圆周表面凸起的、与所述凸轮槽配合的第一偏心销；
一从所述第二透镜夹持器框架的外圆周表面、穿过所述第一透镜夹持器框架的外圆周表面延伸的第二偏心销，从第一透镜夹持器框架的外圆周表面凸起，与所述凸轮槽配合；
其中当所述凸轮环旋转时，所述第一偏心销和所述第二偏心销受所述凸轮槽的导引，使所述第一透镜夹持器框架和所述第二透镜夹持器框架独立的轴向移动；
所述基座具有至少两个导引柱，导引柱从其上凸起并在所述凸轮环的圆周方向上间隔分布；
所述第二透镜夹持器框架具有限定在其内圆周表面中的导引槽，所述导引柱分别与所述导引槽配合，因此所述第二透镜夹持器框架不可旋转、但轴向可移动的被所述导引柱支撑；和
所述第一透镜夹持器框架不可旋转、但可轴向移动的支撑在所述第二透镜夹持器框架的外圆周表面之上。
3.根据权利要求1所述的可伸缩透镜筒，其特征在于所述导引槽径向的向所述透镜夹持器框架开口。
4.根据权利要求2所述的可伸缩透镜筒，其特征在于所述导引槽径向的向所述第二透镜夹持器框架开口。
5.根据权利要求1所述的可伸缩透镜筒，其特征在于每个所述导引柱的横截面为I形，具有一腹板和一对分别设置在所述腹板相对端上的凸缘，所述腹板的方向平行于所述透镜夹持器框架的切线，其径向的设置在导引柱的外部。
6.根据权利要求2所述的可伸缩透镜筒，其特征在于每个所述导引柱的横截面为I形，具有一腹板和一对分别设置在所述腹板相对端上的凸缘，所述腹板的方向平行于所述第二透镜夹持器框架的切线，其径向的设置在导引柱的外部。
7.根据权利要求1所述的可伸缩透镜筒，其特征在于每个所述导引槽由两个面对面的侧表面和与所述侧表面的内端部内联的底表面限定，导引槽在所述透镜夹持器框架的内部径向开口，每个所述导引柱的横截面为I形，具有一腹板和一对分别设置在所述腹板相对端上的凸缘，所述腹板的方向平行于所述透镜夹持器框架的切线，其径向的设置在导引柱的外部，其中所述凸缘具有分别与所述导引槽的侧表面配合的外表面，以防止所述透镜夹持器框架圆周向移动，且所述凸缘具有分别与所述导引槽的底表面配合的端表面，以防止所述透镜夹持器框架径向移动。
8.根据权利要求2所述的可伸缩透镜筒，其特征在于每个所述导引槽由两个面对面的侧表面和与所述侧表面的内端部内联的底表面限定，导引槽在所述透镜夹持器框架的内部径向开口，每个所述导引柱的横截面为I形，具有一腹板和一对分别设置在所述腹板相对端上的凸缘，所述腹板的方向平行于所述第二透镜夹持器框架的切线，其径向设置在导引柱的外部，其中所述凸缘具有分别与所述导引槽的侧表面配合的外表面，以防止所述第二透镜夹持器框架圆周向移动，和所述凸缘具有分别与所述导引槽的底表面配合的端表面，以防止所述第二透镜夹持器框架径向移动。
9.根据权利要求2所述的可伸缩透镜筒，其特征在于每个所述导引柱的横截面为I形，具有一腹板和一对分别设置在所述腹板相对端上的凸缘，所述腹板的方向平行于所述第二透镜夹持器框架的切线，其径向设置在导引柱的外部，其中所述第二偏心销设置在所述第二透镜夹持器框架的部分上，第二透镜夹持器框架的径向设置在所述导引槽的外部。
10.根据权利要求2所述的可伸缩透镜筒，其特征在于每个所述导引槽由两个面对面的侧表面和与所述侧表面的内端部内联的底表面限定，导引槽在所述透镜夹持器框架的内部径向开口，每个所述导引柱的横截面为I形，具有一腹板和一对分别设置在所述腹板相对端上的凸缘，所述腹板的方向平行于所述第二透镜夹持器框架的切线，其径向设置在导引柱的外部，其中所述凸缘具有分别与所述导引槽的侧表面配合的外表面，以防止所述第二透镜夹持器框架圆周向移动，且所述凸缘具有分别与所述导引槽的底表面配合的端表面，以防止所述第二透镜夹持器框架径向移动，其中所述第二偏心销设置在所述第二透镜夹持器框架的部分上，第二透镜夹持器框架的设置径向在所述导引槽的外部，当所述透镜筒处于缩入极限状态下时，所述第一透镜夹持器框架的第一偏心销和所述第二透镜夹持器框架的第二偏心销，沿轴线相互大体对齐且圆周向相互间隔分布。
11.根据权利要求1所述的可伸缩透镜筒，其特征在于基座和所述导引柱由合成树脂制造，并相互共同整体模制。
12.根据权利要求2所述的可伸缩透镜筒，其特征在于基座和所述导引柱由合成树脂制造，并相互共同整体模制。
13.根据权利要求1所述的可伸缩透镜筒，其特征在于所述基座具有三个所述导引柱，在所述凸轮环的圆周方向内等间隔分布设置。
14.根据权利要求2所述的可伸缩透镜筒，其特征在于所述基座具有三个所述导引柱，在所述凸轮环的圆周方向内等间隔分布设置。
15.一种图像拾取装置包括：具有用于引入目标图像的透镜组件的可伸缩透镜组件和捕捉由所述透镜组件引入的目标图像的图像拾取装置，所述可伸缩透镜组件包括：
一基座；
一安装在所述基座上、可旋转但轴向不可移动的凸轮环；
一限定在所述凸轮环的内圆周表面并沿圆周面延伸的凸轮槽；
一不可旋转、设在所述凸轮环的径向内里并夹持一透镜组件的、可轴向移动的透镜夹持器框架；和
一从所述透镜夹持器框架的外圆周表面凸起、并配合在所述凸轮槽内的偏心销，其中当所述凸轮环旋转时，所述偏心销使所述透镜夹持器框架轴向移动；
所述基座具有至少两个导引柱，导引柱从其上凸起并在所述凸轮环的圆周方向上间隔分布；和
所述透镜夹持器框架具有限定在其内圆周表面中的导引槽，所述导引柱分别与所述导引槽配合，因此所述透镜夹持器框架不可旋转、但可轴向移动的被所述导引柱支撑。
16.一种图像拾取装置，包括：具有用于引入目标图像的透镜组件的可伸缩透镜组件和捕捉由所述透镜组件引入的目标图像的图像拾取装置，所述可伸缩透镜组件包括：
一基座；
一安装在所述基座上、可旋转但轴向不可移动的凸轮环；
一限定在所述凸轮环的内圆周表面并沿圆周面延伸的凸轮槽；
一不可旋转地设在所述凸轮环的径向内里并夹持所述透镜系统的第一透镜组件的、可轴向移动的第一透镜夹持器框架；
一不可旋转地设在所述第一透镜夹持器框架的径向内里并夹持所述透镜系统的第二透镜组件的、可轴向移动的第二透镜夹持器框架；
一从所述第一透镜夹持器框架的外圆周表面凸起的与所述凸轮槽配合的第一偏心销，其中所述偏心销旋转，所述第一偏心销使所述第一透镜夹持器轴向移动；
一从所述第二透镜夹持器框架的外圆周表面、穿过所述第一透镜夹持器框架的外圆周表面延伸的第二偏心销，从第一透镜夹持器框架的外圆周表面凸起，与所述凸轮槽配合，其中当所述凸轮环旋转时，所述第二偏心销使所述第二透镜夹持器框架轴向的独立移动；
所述基座具有至少两个导引柱，导引柱从其上凸起并在所述凸轮环的圆周方向上间隔分布；
所述第二透镜夹持器框架具有限定在其内圆周表面中的导引槽，所述导引柱分别与所述导引槽配合，因此所述第二透镜夹持器框架不可旋转、但轴向可移动的被所述导引柱支撑；和
所述第一透镜夹持器框架不可旋转、但可轴向移动的支撑在所述第二透镜夹持器框架的外圆周表面之上。
17.根据权利要求13所述的图像拾取装置，其特征在于所述导引槽径向的向所述透镜夹持器框架开口。
18.根据权利要求14所述的图像拾取装置，其特征在于所述导引槽径向的向所述透镜夹持器框架开口。
19.根据权利要求13所述的图像拾取装置，其特征在于每个所述导引柱的横截面为I形，具有一腹板和一对分别设置在所述腹板相对端上的凸缘，所述腹板的方向平行于所述透镜夹持器框架的切线，其径向设置在导引柱的外部。
20.根据权利要求14所述的图像拾取装置，每个所述导引柱的横截面为I形，具有一腹板和一对分别设置在所述腹板相对端上的凸缘，所述腹板的方向平行于所述第二透镜夹持器框架的切线，其径向的设置在导引柱的外部。
21.根据权利要求13所述的图像拾取装置，其特征在于每个所述导引槽由两个面对面的侧表面和与所述侧表面的内端部内联的底表面限定，导引槽在所述透镜夹持器框架的内部径向开口，每个所述导引柱的横截面为I形，具有一腹板和一对分别设置在所述腹板相对端上的凸缘，所述腹板的方向平行于所述透镜夹持器框架的切线，其径向的设置在导引柱的外部，其中所述凸缘具有分别与所述导引槽的侧表面配合的外表面，以防止所述透镜夹持器框架圆周向移动，和所述凸缘具有分别与所述导引槽的底表面配合的端表面，以防止所述透镜夹持器框架径向移动。
22.根据权利要求14所述的图像拾取装置，其特征在于每个所述导引槽由两个面对面的侧表面和与所述侧表面的内端部内联的底表面限定，导引槽在所述透镜夹持器框架的内部径向开口，每个所述导引柱的横截面为I形，具有一腹板和一对分别设置在所述腹板相对端上的凸缘，所述腹板的方向平行于所述第二透镜夹持器框架的切线，其径向设置在导引柱的外部，其中所述凸缘具有分别与所述导引槽的侧表面配合的外表面，以防止所述第二透镜夹持器框架圆周向移动，和所述凸缘具有分别与所述导引槽的底表面配合的端表面，以防止所述第二透镜夹持器框架径向移动。
23.根据权利要求14所述的图像拾取装置，其特征在于每个所述导引柱的横截面为I形，具有一腹板和一对分别设置在所述腹板相对端上的凸缘，所述腹板的方向平行于所述第二透镜夹持器框架的切线，其径向设置在导引柱的外部，其中所述第二偏心销设置在所述第二透镜夹持器框架的部分上，第二透镜夹持器框架径向的设置在所述导引槽的外部。
24.根据权利要求14所述的图像拾取装置，其特征在于每个所述导引槽由两个面对面的侧表面和与所述侧表面的内端部内联的底表面限定，导引槽在所述透镜夹持器框架的内部径向开口，每个所述导引柱的横截面为I形，具有一腹板和一对分别设置在所述腹板相对端上的凸缘，所述腹板的方向平行于所述第二透镜夹持器框架的切线，其径向的设置在导引柱的外部，其中所述凸缘具有分别与所述导引槽的侧表面配合的外表面，以防止所述第二透镜夹持器框架圆周向移动，且所述凸缘具有分别与所述导引槽的底表面配合的端表面，以防止所述第二透镜夹持器框架径向移动，其中所述第二偏心销设置在所述第二透镜夹持器框架的部分上，第二透镜夹持器框架径向的设置在所述导引槽的外部，当所述透镜筒处于缩入极限状态下时，所述第一透镜夹持器框架的第一偏心销和所述第二透镜夹持器框架的第二偏心销，沿轴线相互大体对齐且圆周向相互间隔分布。
25.根据权利要求13所述的图像拾取装置，其特征在于基座和所述导引柱由合成树脂制造，并相互共同整体模制。
26.根据权利要求14所述的图像拾取装置，其特征在于基座和所述导引柱由合成树脂制造，并相互共同整体模制。
27.根据权利要求13所述的图像拾取装置，其特征在于所述基座具有三个所述导引柱，在所述凸轮环的圆周方向内等间隔分布设置。
28.根据权利要求14所述的图像拾取装置，其特征在于所述基座具有三个所述导引柱，在所述凸轮环的圆周方向内等间隔分布设置。
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