CN1755409A - 透镜镜筒及具有这种透镜镜筒的照相装置 - Google Patents

Abstract

至少一个示范性的实施例针对透镜镜筒，该透镜镜筒包括照相镜头和光学光阑，其中，所述照相镜头包括多个透镜单元，所述照相镜头的至少一个面向成像平面的照相镜头的透镜表面是凹面。所述光学光阑至少可以部分地被收藏在由所述凹面限定的空间内。

Description

透镜镜筒及具有这种透镜镜筒的照相装置

技术领域

本发明涉及透镜镜筒，并非排他地、但更具体地涉及用在照相装置中的透镜镜筒。

背景技术

利用卤化银胶片的胶片照相机和能够利用摄像传感器进行摄影的数字照相机，在传统上是众所周知的和被广泛应用的。近年来，为了改进照相机的便携性，进行了照相机内部机构的技术开发，以便将照相机小型化并加大焦距的变化率(变焦放大率)，从而，提出了各种各样的技术方案。

传统的照相机包括可以改变照相透镜的焦距的变焦照相机和具有固定焦距的透镜的单聚焦照相机。在这些照相机中，一般设有可以将照相镜头伸出和缩回的镜筒，以便在不摄影时(当将照相机的电源关闭时)将照相机小型化，或者在摄影时(当照相机的电源接通时)改变照相机的焦距。

近年来，为了实现照相机的简易的便携性，提出了各种致力于使照相机薄型化的机构。为了将照相机薄型化，不仅将电池或者液晶显示器薄型化是重要的，将透镜镜筒薄型化也是很重要的。为了将透镜镜筒薄型化，不仅将照相镜头薄型化是重要的，将照相机的内部机构薄型化也是很重要的，例如，所述照相机的内部机构包括快门机构、光阑机构、聚焦调节机构，这些机构设置在透镜镜筒的内部。

例如，在日本专利申请公开No.2004-145029中，讨论了一种用于透镜镜筒薄型化的技术，其中，当将照相机的电源关闭时(当透镜镜筒处于缩回状态时)使透镜镜筒的一个结构构件从光轴上后退，从而缩小透镜镜筒的深度。

进而，在日本专利申请公开No.2002-315861中，讨论了一种与上述技术中类似的结构，在该技术中，当透镜镜筒处于缩回状态时，使照相镜头从光轴上后退，从而缩小透镜镜筒的深度。

进而，在日本专利申请公开No.2004-053633中讨论了一种用于将照相镜头小型化的技术，在该技术中，与传统的配置相比，改变了光阑机构和开门机构的位置，以便在透镜镜筒处于缩回状态时，缩小透镜镜筒的深度。

但是，在日本专利申请公开No.2004-145029和2003-315861中讨论的技术会导致成本增加，这是因为需要额外的机构促使设置在照相镜头上的一个构件从光轴上后退。这种构件在日本专利申请公开No.2004-145029中是红外截止滤光片，在日本专利申请公开No.2003-315861中是照相镜头。进而，在日本专利申请公开No.2003-315861讨论的技术中，当透镜镜筒处于缩回状态时，照相镜头从光轴上后退，从而缩小透镜镜筒的深度。但是，需要一个保存退回的照相镜头的空间，从而导致透镜镜筒的直径的增大。当透镜镜筒的尺寸增大时，整个照相机也会变大。

进而，在日本专利申请公开No.2004-053633中讨论的技术中，与传统的配置相比，改变光阑机构和开门机构的位置，以便在透镜镜筒处于缩回状态时，缩小透镜镜筒的深度。在这种技术中，讨论了一种光学照相镜头的结构，也讨论了光阑机构和快门机构的位置。但是，当透镜镜筒处于缩回状态时，仅仅是照相镜头的结构和光阑机构和快门机构的位置，不能充分缩小透镜镜筒的深度。

发明的内容

至少一个示范性的实施例致力于缩小透镜镜筒在光轴方向的深度(长度)。

在进一步的一个示范性的实施例中，透镜镜筒包括照相镜头和光阑，其中，所述照相镜头包括多个透镜单元，照相镜头的至少一个面向成像平面的透镜表面是凹面。所述光阑被收藏在由凹面限定的空间内。

在至少一个示范性的实施例中，在按照上面所述的方式构成的透镜镜筒中，光阑与保持照相镜头的构件成一整体地形成。

在至少一个进一步的示范性的实施例中，在按照上面所述的方式构成的透镜镜筒中，保持照相镜头的构件可以收藏在由凹面限定的空间内。

在至少一个进一步的示范性的实施例中，透镜镜筒包括具有多个透镜单元的照相镜头，以及对应于所述多个透镜单元的多个光阑。至少一个光阑被制成进入到另一个光阑的内周空间内。

在至少一个进一步的示范性的实施例中，在按照上面所述的方式构成的透镜镜筒中，多个光阑中的至少一个与保持照相镜头的构件成一整体地形成。

在至少一个进一步的示范性的实施例中，透镜镜筒包括照相镜头和多个光阑，其中，所述照相镜头包括多个透镜单元，照相镜头的至少一个面向成像平面的透镜表面是凹面。保持照相镜头的构件的至少一部分可以被收藏在由凹面和光阑限定的空间内。

通过下面参照附图对示范性的实施例的详细描述，本发明的进一步的特点将会变得十分明显。

附图说明

结合到说明书中并作为说明书的一部分的附图，图解地说明本发明的几个示范性的实施例。

图1是表示根据一个示范性的实施例的照相机的外观图。

图2是表示根据一个示范性实施例的透镜镜筒的分解透视图。

图3是表示根据至少一个示范性实施例的第一透镜单元沿着光轴方向的中心剖视图。

图4是表示在第一透镜单元中空间C的放大的剖视图。

图5是根据至少一个示范性的实施例的第二透镜单元沿着光轴的中心剖视图。

图6是表示在第二透镜单元中的部分A的放大剖视图。

图7是表示当透镜镜筒处于缩回状态时透镜镜筒沿着光轴方向的中心剖视图。

图8是表示图7中所示的透镜镜筒的部分的放大剖视图。

具体实施方式

下面对示范性的实施例的描述实际上只是说明性的，绝不是企图对本发明、及其应用或利用加以限制。

示范性的实施例可以有效地与各种成像装置(例如电子照相机、便携式摄像机、数字静物照相机、胶片照相机、广播摄像机、以及一般熟悉本领域的人员公知的其它成像装置、以及设备)连接，形成成像系统。

对于熟悉本领域的人员公知的过程、技术、装置和材料，将不进行详细的讨论，但是准备在适当的地方作将进行部分的描述。例如，将会讨论透镜和透镜单元，任何能够用于形成透镜的材料将属于示范性的实施例的范围(例如，玻璃，Si)。另外，可能不会讨论透镜的实际尺寸，但是，从大透镜到毫微透镜的任何一种尺寸都将处于示范性的实施例的范围内(例如，直径的大小为纳米、微米、厘米和米的透镜)。

另外，示范性的实施例并不局限于可见光成像装置(例如，光学照相系统)，例如，也可以将系统设计成用于红外和其它波长的成像系统。另外，示范性的实施例可以和非数字系统一起使用，也可以和数字系统(例如，利用CCD的照相系统)一起使用。

应当注意，在下面的图中，类似的参考标号和文字，表示类似的项目，从而，一旦一个项目在一个图中被详细说明过，在以后的图中可能不会进行讨论或者进一步详细进行说明。

下面，将参照附图，详细讨论示范性的实施例。

图1是表示根据至少一个示范性的实施例的照相机的外观图。该照相机具有照相机主体1。照相机主体1的前表面具有透镜镜筒2，该透镜镜筒被制造成可以伸长和可以缩回，可以用于改变照相镜头的焦距。透镜镜筒2的前表面具有透镜屏蔽装置3，当照相机的电源接通和断开时，该屏蔽装置将照相镜头的光路打开和关闭。进而，在照相机主体1的前表面上，设置光发射窗4，使所发射的光(例如，从闪光灯装置)通向一个被拍照物体。当从照相机主体1的前方观察时，在光发射窗部4的左侧设置取景器窗5。进而，在照相机主体1的上表面上设置释放按钮6。该释放按钮6可以用于开始照相的准备动作(例如，焦点调节动作和测光动作)以及用于使用胶片或者成像传感器(例如，电荷耦合器件(CCD)传感器，互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器，以及熟悉相关技术的一般人员公知的其它成像传感器和等效物)进行记录的照相动作(例如，曝光动作)。尽管图1表示出根据至少一个示范性的实施例的照相机的典型的示意图，但其它的示范性的实施例并不局限于图1所示的元件的特定配置。

图2表示一个透镜镜筒2的分解透视图。第一透镜单元7保持第一照相镜头组，并且包括透镜屏蔽装置3。移动凸轮环8在其内周部具有驱动凸轮。该移动凸轮环8的驱动凸轮可以用来驱动第一透镜单元7和第二透镜单元11。移动凸轮环8具有齿轮部，该齿轮部被制成从透镜镜筒驱动马达(未示出)接受动力。直线运动管9被移动凸轮环8可旋转地支承，并被制成控制第一透镜单元7和第二透镜单元11的直线运动。固定管10在其内周具有驱动凸轮。固定管10的驱动凸轮用于驱动移动凸轮环8。第二透镜单元11保持第二照相镜头组，并包括快门机构(未示出)。第三透镜单元12保持第三照相镜头组。基座构件13包括成像传感器。在另外的示范性的实施例中，透镜镜筒2并不局限于上述结构，只要它们满足本示范性实施例的特性即可。

图3表示第一透镜单元7沿着光轴方向7a的中心剖视图。第一透镜单元7包括第一透镜14和第二透镜15。第二透镜15的面向成像传感器的表面15a可以是凹面。第一透镜单元7进一步包括固定或者可有效地连接(例如，安装到独立的可调节的保持器上)于其上的第一透镜单元光阑20，用于减少不必要的外部光线的影响。第一透镜单元光阑20具有位于比第二透镜15的外径更靠近光轴7a的部位处的光路开口部。

图4是表示一个将在下面描述的空间C(图4中的阴影线部)放大的视图。

图5表示第二透镜单元11沿着光轴方向7a的中心剖视图。第二透镜单元11包括第三透镜16，第四透镜17，第五透镜18和快门单元19。快门单元19可以经由一个快门致动器(未示出)打开和关闭完全的孔径。图6表示图5中所示的部分A(在图5中利用长的和短的虚线包围的区域)的放大的剖视图。

面向被拍照物体侧的第三透镜16的顶点16a位于光轴7a上。进而，可以和第二透镜单元11成一整体地形成光阑形状部11a。光阑形状部11a可以沿着光轴位于比第三透镜16的顶点16a更靠近成像传感器侧的部位处。而且，透镜保持形状部11b可以与第二透镜单元11成一整体地形成。透镜保持形状部11b可以沿着光轴7a位于比第三透镜16的顶点16a更靠近成像传感器侧的部位处，并具有沿着光轴7a比第二透镜单元光阑形状部11a更靠近被拍照物体侧的形状。

利用上述结构，构成第二照相镜头组的第三透镜16、第四透镜17和第五透镜18的位置，可以和光阑匹配。借助与保持照相镜头的一部分的第二透镜单元11成一整体地形成的光阑形状部11a，这种匹配得到简化。如果第二照相镜头组的中心偏离光阑的中心，相对于一个摄影画面而言，可能不会捕获捉所需的影像。如上所述，当作为第二照相镜头组的一部分的第二透镜单元11的位置和作为光阑的一部分的第二透镜单元光阑形状部11a的位置匹配时，可以拍摄非常清晰的照片。

图7表示当透镜镜筒处于缩回状态(例如，当照相机的电源断开时)的透镜镜筒2的剖视图。第一透镜单元7和第二透镜单元11如图7所示地结合到透镜镜筒内。

如上所述，第一透镜单元7包括第一透镜单元光阑20。进而，第二透镜单元11包括透镜保持形状部11b和面向第一透镜单元7的第二透镜单元光阑形状部11a。

图8是表示图7的一部分的放大的视图。下面描述图8中所示的第一透镜单元7和第二透镜单元11的配置。

如图7和8所示，当透镜镜筒处于缩回状态时，第二透镜单元11的透镜保持形状部11b和光阑形状部11a和第三透镜16的顶点16a进入到空间C的内部(图4中的阴影线部分)。空间C包括位于最靠近第二透镜15的成像传感器侧的边缘15b和位于第二透镜15的光轴7a上的点15c，并由第二透镜15的凹面15a所限定。由于第二透镜15的成像面侧是凹面15a，所以可以缩短第一透镜单元7与第二透镜单元11之间的轴向距离。如上所述，与将透镜保持形状部和光阑形状部作为独立的构件形成时相比，当将第一透镜单元7和导热透镜单元11有效地形成一个整体时，几乎没有组装误差和制造误差。当将第二透镜单元保持形状部11b和第二透镜单元光阑形状部11a与第二透镜单元11成一整体地形成时，这将变得更加方便。从而，可以将第一透镜单元7制造得尽可能地靠近第二透镜单元11。

此外，在上面的说明中，第二透镜单元光阑形状部11a位于空间C内。但是，本实施例并不局限于这种结构，可以利用能够满足本示范性的实施例的特性的任何结构。例如，光阑可以位于空间C外部的保持透镜的热铆部附近。

根据上述结构，当透镜镜筒处于缩回状态时，可以缩小透镜镜筒的深度，作为其结果，可以缩小照相机的厚度。

而且，当改变照相机的摄影焦距时(例如，当进行变焦操作时)，通过设定以下的结构，可以将第一透镜单元7制造得地靠近第二透镜单元11。第二透镜单元保持形状部11b、第二透镜单元光阑形状部11a、以及第三透镜16的顶点16a进入空间C，如透镜镜筒处于缩回状态时那样。从而，可以很方便地增大变焦放大率，其次，可以加大照相机的拍摄面积。

在至少一个示范性的实施例中，在照相镜头上可以印刷光阑状图形。在照相镜头上进行印刷需要经受处理环境。进而，在印刷光阑时，如果灰尘或者一些其它的疵点附着在透镜表面上时，照相镜头的性能可能会退化。从而，为了减少这种情况的发生，应当清洗透镜。因此，在照相镜头上印刷光阑状图形会导致部件处理成本的增加。从而，需要能够有利于缩小照相机的厚度同时保持光阑的性能并防止不必要的成本的增加的技术。

从而，根据至少一个示范性的实施例，如图8所示，第一透镜单元光阑20可以利用由普通的加压方法形成的光阑形成。与上面所述的印刷到透镜上的方法相比，这种加工方法，能够以低的成本简化部件的制造。

如根据本示范性的实施例中那样，在第一照相镜头组的透镜直径比第二照相镜头的透镜直径大的情况下，第一照相透镜组的光阑的直径也比第二照相镜头组的光阑的直径大。

如上所述，在本示范性的实施例中，当透镜镜筒处于缩回状态时，第二透镜单元保持形状部11b，第二透镜单元光阑形状部11a，以及第三透镜16，进入第一透镜单元光阑20的内周空间。此外，第二透镜单元光阑形状部11a可以沿着光轴方向位于比单元透镜单元光阑20更靠近被拍照物体侧。

如上所述，在至少一个示范性的实施例中，第二透镜单元光阑形状部11a可以和第二透镜单元11成一整体地形成。从而，组装误差和制造误差很小。进而，由于随着组装误差和制造误差的减少，部件的公差缩小，所以可以将另一个光阑制造得靠近第一透镜单元光阑20的内周空间。从而，在至少一个示范性的实施例中，可以增加光阑直径的尺寸和照相镜头的外径尺寸。因此，可以增加透镜设计的自由度可以提供用作具有大的全孔径(全孔径FNo)的透镜。而且，由于第二透镜单元光阑形状部11a与第二透镜单元保持形状部11b成一整体地形成，所以，两个部件能够以足够的精度定位。其结果是，可以提供一个良好性能的透镜镜筒，即，可以提供能够摄取清晰的影像的照相机。

进而，第二透镜单元保持形状部11b、第二透镜单元光阑形状部11a、以及第三透镜16进入第一透镜单元光阑20的内周空间内。通过将第二透镜单元光阑形状部11a与第二透镜单元11成一整体地形成，可以简化这一结构。当第二透镜单元光阑形状部11a以这种方式成一整体地形成时，部件公差变小，并且，因此，可以将第二透镜单元11制造得在图4所述的空间C内和单元透镜单元光阑20的内周空间内尽可能地靠近第一透镜单元7。从而，当透镜镜筒处于缩回状态时，可以缩小透镜镜筒的深度。

而且，当照相机的摄影焦距变化(例如，当进行变焦操作时)时，可以使第一透镜单元7尽可能地靠近第二透镜单元11。由于第二透镜单元保持形状部11b、第二透镜单元光阑形状部11a、以及第三透镜16进入第一透镜单元光阑20的内周空间，这将变得更加方便。因此，在至少一个示范性的实施例中，可以增大变焦放大率，将拍摄面积放大。

换句话说，由于另一个光阑进入第一透镜单元光阑20的内周空间，所以不仅适合于摄影的透镜镜筒可以具有增强的性能，而且也能够以低的成本制造部件。而且，当透镜镜筒处于缩回状态时，可以缩小透镜镜筒的深度。此外，如果能够满足示范性的实施例的上述特性，本示范性的实施例并不局限于上述结构。

如上所述，在至少一个示范性的实施例中，透镜镜筒包括照相镜头和光学光阑，其中，所述照相镜头包括多个透镜单元，照相镜头的至少一个透镜表面是面向成像平面的凹面。光学光阑可以收藏在被该凹面限定的空间内。在至少一个进一步的示范性的实施例中，在按照上述方式构成的透镜镜筒中，光学光阑与保持照相镜头的构件成一整体地形成。在至少一个进一步的示范性的实施例中，在按照上述方式构成的透镜镜筒中，保持照相镜头的构件可以收藏在被凹面限定的空间内。

在至少一个进一步的示范性的实施例中，透镜镜筒包括具有多个透镜单元的照相镜头，以及对应于所述多个透镜单元的多个光学光阑。至少一个光学光阑被制成进入另一个光学光阑的内周空间。

在至少一个示范性的实施例中，在按照上述方式构成的透镜镜筒中，多个光学光阑的至少其中的一个与保持照相镜头的构件成一整体地形成。

在至少进一步的一个示范性的实施例中，透镜镜筒包括照相镜头和光学光阑，其中，照相镜头包括多个透镜单元，照相镜头的至少一个表面是面向成像平面的凹面。至少保持照相镜头的构件的一部分可以被收藏在由凹面和光学光阑限定的空间内。

根据至少一个示范性的实施例的透镜镜筒，涉及一种具有良好的性能并且具有当透镜镜筒处于缩回状态时缩小的深度的透镜镜筒。进而，可以将该透镜镜筒制成具有增大的变焦放大率。

此外，根据至少一个示范性的实施例，透镜镜筒可以将沿着光轴方向的透镜镜筒的长度缩短。而且，能够以增大的放大率改变焦距。

进而，能够以足够的精度将光学光阑和照相镜头定位，并且，因此，可以提供一个能够摄取更清晰的图像的照相机。进而，可以提供一个具有低的组装误差和制造误差的透镜镜筒。

在至少一个示范性的实施例中，可以将第一透镜单元制造地尽可能地靠近第二透镜单元，并且，因此，当透镜镜筒处于缩回状态时，可以缩小透镜镜筒的深度。进而，能够以增大的放大率改变焦距。

此外，上面说明了第一透镜单元与第二透镜单元之间的结构。但是，本发明并不局限于所讨论的示范性的实施例的结构，例如，类似于第一和第二透镜单元之间的结构，可以应用于第二透镜单元于第三透镜单元之间。

虽然参照示范性的实施例对本发明进行了描述，但是，应当理解，本发明并不局限于所揭示的示范性的实施例。所附权利要求书的范围给出了最广泛的解释，从而包括所有的改型、等价的结构和功能。例如，在使用诸如“正交的”、“垂直的”等词时，其预期的含意分别是“基本上正交的”和“基本上垂直的”。此外，尽管在权利要求中，可能会引用特定的数字，其用意是，接近所确定的数字的数字，也包括在所预期的范围内，即，任何所确定的数字(例如，90度)应当解释为“大约为”的确定的数字的数值(例如，大约90度)。

Claims (11)

1.一种透镜镜筒，包括：

照相镜头，所述照相镜头包括多个透镜单元，该照相镜头的至少一个透镜表面是凹面；以及

光学光阑，

其特征在于，所述光学光阑被制成进入由所述凹面在一个位置上限定的空间内，其中，所述位置处于所述透镜镜筒的移动范围内，其中，所述移动范围处于并包括一个所述透镜镜筒缩回的位置与所述透镜镜筒用于摄影的位置之间。

2.如权利要求1所述的透镜镜筒，其特征在于，所述光学光阑与保持照相镜头的构件成一整体地形成。

3.如权利要求2所述的透镜镜筒，其特征在于，所述保持照相镜头的构件至少可以部分地收藏在由所述凹面限定的空间内。

4.一种透镜镜筒，包括：

包含有多个透镜单元的照相镜头；以及

对应于所述多个透镜单元的多个光学光阑，

其特征在于，将至少光阑制成在一个位置上进入另一个光学光阑的内周空间内，其中，所述位置处于所述透镜镜筒的移动范围内，其中，所述移动范围处于并包括一个所述透镜镜筒缩回的位置与所述透镜镜筒用于摄影的位置之间。

5.如权利要求4所述的透镜镜筒，其特征在于，所述多个光学光阑的至少其中的一个与保持照相镜头的构件成一整体地形成。

6.一种透镜镜筒，包括：

照相镜头，该照相镜头包括多个透镜单元，照相镜头中的至少一个透镜表面是凹面；以及

光学光阑，

其特征在于，保持照相镜头的构件的至少一部分可以收藏在由凹面和光学光阑限定的空间内。

7.一种照相装置，包括：

根据权利要求1所述的透镜镜筒；以及

成像单元，所述成像单元被制成经由透镜镜筒接受来自物体的光线，并输出对应于所接受的光线的信号。

8.一种照相装置，包括：

根据权利要求4所述的透镜镜筒；以及

成像单元，所述成像单元被制成经由透镜镜筒接受来自物体的光线，并输出对应于所接受的光线的信号。

9.一种照相装置，包括：

根据权利要求6所述的透镜镜筒；以及

成像单元，所述成像单元被制成经由透镜镜筒接受来自物体的光线，并输出对应于所接受的光线的信号。

10.如权利要求2所述的透镜镜筒，其特征在于，所述照相镜头包括第一、第二和第三透镜单元，其中，所述构件保持第二透镜单元，并且所述光阑是在所述构件中的形状部分。

11.如权利要求10所述的透镜镜筒，其特征在于，第三透镜具有顶点，并且，其中，所述顶点和所述形状部分进入所述空间，增大透镜镜筒的变焦放大率的能力，并从而加大透镜镜筒的拍摄面积。

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