專利名稱：變焦距透鏡筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶有變焦距型照相透鏡(以下稱為變焦距透鏡)的變焦距透鏡筒，它通過使多個透鏡組之間的距離可調(diào)節(jié)而便于進行望遠和廣角照相。
近來的具有多種功能的袖珍照相機，采用了能夠在從望遠位置至廣角位置的范圍內(nèi)自由進行照相的變焦距透鏡。另外，其中變焦距透鏡可以在照相機體內(nèi)移動的縮入式照相機得到了廣泛的采用，以滿足使照相機變小和變薄的要求。
這種類型的變焦距透鏡具有這樣的結(jié)構(gòu)，即至少兩組透鏡組以可往復(fù)移動的方式被設(shè)置在透鏡筒中，以通過改變透鏡組之間的距離來改變復(fù)合焦距，從而能以任何圖象放大率進行攝影。
傳統(tǒng)的具有這種類型的變焦距透鏡的變焦距透鏡筒，如Japanese Patent Application Laid—Open No.4—278932號中所公布的，包括設(shè)置在照相機體的側(cè)面上并帶有多個軸向延伸的、形成在導(dǎo)向管的外周邊表面上的導(dǎo)向槽的的直線移動導(dǎo)向管；多個由相應(yīng)的透鏡支架保持的透鏡組，該支架帶有插入導(dǎo)向槽中并沿著光軸往復(fù)移動的插針；以及，可轉(zhuǎn)動地裝在直線移動導(dǎo)向管的外周邊表面上的變焦距凸輪環(huán)，且在該外周邊表面內(nèi)設(shè)置有多個凸輪槽，這些槽相對于光軸傾斜且其中相應(yīng)的透鏡支架的嚙合插針分別被插入導(dǎo)向槽中。
為了實現(xiàn)快速攝影并改善設(shè)置有這種變焦距透鏡筒的袖珍照相機的可操作性，該變焦距透鏡以這樣的方式進行變焦距操作，即變焦距凸輪環(huán)被組裝在攝影機體內(nèi)的驅(qū)動馬達轉(zhuǎn)動，以使透鏡組與透鏡支架一起往復(fù)運動，從而改變透鏡組之間的距離并改變復(fù)合焦距。


圖15是該變焦距透鏡凸輪環(huán)的顯示圖，顯示了該變焦距透鏡筒的導(dǎo)向槽和凸輪槽的形狀和它們之間的關(guān)系。具有圓周長度A的變焦距凸輪環(huán)1被用于使兩個透鏡組作往復(fù)運動，并具有設(shè)置在周邊表面上并沿著圓周方向交替設(shè)置的多個凸輪槽(諸如三個第一凸輪槽2和三個第二凸輪槽3)。
第一凸輪槽2用于使靠近物設(shè)置的相應(yīng)第一透鏡組沿著直線運動導(dǎo)向管的第一導(dǎo)向槽4中的相應(yīng)一條進行往復(fù)運動，并形成以預(yù)定的角度與光軸相交的傾斜變焦槽。設(shè)置在用于保持第一透鏡組的透鏡支架上的各個嚙合插針5，與相應(yīng)的凸輪槽2和相應(yīng)的導(dǎo)向槽4相嚙合。各個第二凸輪槽3用于使設(shè)置在離物較遠的第二透鏡組沿著直線運動導(dǎo)向管的第二導(dǎo)向槽6中的相應(yīng)一條進行往復(fù)運動。
各個第二凸輪槽3彎曲成一個淺V形，以使它包括一個與在變焦距凸輪環(huán)1的周圍延伸的膠卷表面相平行設(shè)置的筒縮入槽部分3a和以預(yù)定角度與光軸相交的變焦距槽3b。
設(shè)置在用于支撐第二透鏡組的透鏡支架上的各個嚙合插針7，通過相應(yīng)的導(dǎo)向槽6而與相應(yīng)的第二凸輪槽3相嚙合。各個第二凸輪槽3的筒縮入槽部分3a形成在變焦距凸輪環(huán)1的廣角端的側(cè)面。
筒縮入槽部分3a距變焦距槽3b較遠的端部，被設(shè)置在第一凸輪槽2位于縮入筒的側(cè)面上的端部上，即位于第一凸輪槽2離物較遠的端部。這使得當(dāng)變焦距透鏡筒在不攝影的情況下縮入攝影機體時兩個透鏡組之間的距離盡可能地小，從而使照相機能夠被做得很小很薄。
各個變焦距槽3b的傾斜角(變焦距槽3b與膠卷表面之間的角度)，被設(shè)定得大于第一凸輪槽2的入射角度β。第一導(dǎo)向槽4和第二導(dǎo)向槽6彼此相距很近地被形成在直線運動導(dǎo)向管的周邊上并與光軸平行，從而使它們限制了透鏡組的轉(zhuǎn)動并限定了透鏡組的運動行程。
在透鏡組縮入攝影機體的非攝影情況下，嚙合插針5和7被設(shè)置在第一和第二凸輪槽2和3距離物較遠的端部，即筒縮入端位置α，如圖15所示。當(dāng)變焦距凸輪環(huán)1從這種狀態(tài)下沿著箭頭8所示的方向被轉(zhuǎn)動時，嚙合插針5和7被移動到廣角端(廣角位置)b，以變焦距透鏡凸輪環(huán)兩個透鏡組之間的距離。當(dāng)嚙合插針5和7從廣角端b移向望遠攝影端(望遠攝影位置)c時，透鏡組之間的距離再次變小。
箭頭9顯示了向著物的方向，即變焦距透鏡延伸的方向。
到目前，凸輪環(huán)與例如由螺旋連接等等設(shè)置在外側(cè)的外筒相嚙合。在此情況下，為了除去轉(zhuǎn)動的筒與外筒之間由于螺旋連接等等產(chǎn)生的間隙，設(shè)置轉(zhuǎn)動筒與外筒之間設(shè)置了諸如壓縮螺旋彈簧等的施力部件，以沿著預(yù)定的方向給轉(zhuǎn)動筒施力，從而使轉(zhuǎn)動筒和外筒在壓力下部分地接觸。
諸如壓縮螺旋彈簧的該施力部件一般由不銹鋼等具有高彈性的材料制成。由于這種可延展材料難于加工，這種材料的剪切部分具有大的塑料變形，因而在該剪切部分上容易產(chǎn)生尖端、毛刺等等。
另一方面，由于壓縮螺旋彈簧的剪切部分的附近起著與轉(zhuǎn)動筒或外筒的接觸表面的作用，如果剪切部分具有尖端等等，則這種尖端有時將會刺入轉(zhuǎn)動筒或外筒。其結(jié)果，轉(zhuǎn)動筒不能順利轉(zhuǎn)動。
在帶有上述變焦距透鏡的袖珍照相機中，希望兩個透鏡組之間的距離盡量地小，且更具體地，在非攝影時的筒縮入狀態(tài)下該距離最好基本上為零，以制成薄而小的照相機。然而，由于結(jié)構(gòu)上的原因，在多數(shù)情況下難于使透鏡組之間的差為零。這些原因中的一個，是與各個第二凸輪槽3一起形成的縮入筒3a具有較大的長度。當(dāng)透鏡系統(tǒng)具有大的從廣角端位置b開始的縮入長度或當(dāng)從廣角端位置b開始的行程變焦距透鏡凸輪環(huán)以使攝影機體變薄和使照相機緊湊時，即使第一和第二凸輪槽的行程和轉(zhuǎn)動角彼此相等，圖16所示的筒縮入槽部分3a的長度也大于圖15所示的，這使得各個第一凸輪槽2的筒縮入側(cè)端a與相應(yīng)的筒縮入槽部分3a的廣角端b相干擾，因而使得難于伸出和縮回透鏡組。
如果減小透鏡筒的直徑以使照相機緊湊，則變焦距凸輪環(huán)1’如圖17所示，的周圍長度B變得比圖15所示的變焦距凸輪環(huán)1短得太多。當(dāng)圖17所示的第一和第二凸輪槽2和3與圖15所示的相同時，變焦距凸輪環(huán)1’的轉(zhuǎn)動角變大。另外，第一和第二凸輪槽2和3的間距變小，且它們的筒縮入側(cè)端a因而彼此產(chǎn)生了干擾。
當(dāng)?shù)谝煌馆啿?與膠卷表面的傾斜角β被設(shè)定得大以解決這些問題時，變焦距凸輪環(huán)1’的轉(zhuǎn)動角在整個行程中都可以很小，且能夠防止第一和第二凸輪槽2和3彼此產(chǎn)生干擾。然而，在此情況下，大的傾斜角β變焦距透鏡凸輪環(huán)了使變焦距凸輪環(huán)1’轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動負載。因此，需要提供大的驅(qū)動功率的驅(qū)動馬達，從而阻止了妨害了照相機的小型化。這不符合減小透鏡的直徑以使照相機緊湊的目的。
本發(fā)明就是在這種情況下作出的，且本發(fā)明的一個目的，是提供一種具有簡單而緊湊的結(jié)構(gòu)的變焦距透鏡筒，且該變焦距透鏡筒能夠通過縮短或不采用各個凸輪槽的筒縮入槽部分而防止凸輪槽之間的干擾，并能夠減小驅(qū)動負載。
為了實現(xiàn)這個目的，在該變焦距透鏡筒中，通過使透鏡組沿著光軸往復(fù)運動而改變多個透鏡組之間的距離，來改變復(fù)合焦距；該變焦距透鏡筒包括一個具有平行于光軸設(shè)置的多個導(dǎo)向槽的直線運動導(dǎo)向管，其中插入有設(shè)置在透鏡支架上的嚙合插針，該透鏡支架用于支撐相應(yīng)的透鏡組并使透鏡組沿著導(dǎo)向槽往復(fù)運動；用于使透鏡組往復(fù)運動的變焦距凸輪環(huán)，該變焦距凸輪環(huán)可轉(zhuǎn)動和可滑動地安裝在直線運動導(dǎo)向管上并具有多個凸輪槽，這些凸輪槽用于接收支撐透鏡組的透鏡支架的嚙合插針；以及平行槽，這些平行槽從直線運動導(dǎo)向管的導(dǎo)向槽的膠卷端部延伸，用于與膠卷表面平行地導(dǎo)向至少一個透鏡組，且它們每一個都具有一個前端，該前端與在筒縮入時同各個導(dǎo)向槽對應(yīng)的凸輪槽的膠卷端部相重疊。
在本發(fā)明中，從導(dǎo)向槽延伸的平行槽，基本上形成了筒縮入槽部分。因此，凸輪槽筒縮入量能夠得到縮短，且能夠防止相鄰的凸輪槽之間的干擾。
由于本發(fā)明的變焦距透鏡筒的平行槽從直線運動導(dǎo)向管的導(dǎo)向槽的膠卷端部延伸，以與膠卷表面平行地導(dǎo)向至少一個透鏡組，且各個平行槽具有在筒縮入時與各個導(dǎo)向槽對應(yīng)的凸輪槽膠卷端部，所以筒縮入槽部分能夠被縮短。因此，即使廣角端位置與筒縮入端位置之間的距離變焦距透鏡凸輪環(huán)以使照相機變薄，也能夠防止凸輪槽之間的干擾，從而仍然能夠保證筒縮入槽部分與透鏡組之間被縮短的長度的延伸和收縮。需要減小透鏡筒的外徑以使照相機的尺寸變小，特別是使其高度和寬度變小。由于凸輪槽之間的干擾在本發(fā)明中不會發(fā)生，所以透鏡筒的外徑的減小量能夠等于筒縮入槽部分的減小量。小的外徑降低了變焦距凸輪環(huán)的負載。這使驅(qū)動馬達變小，從而能夠獲得緊湊而輕的照相機。
本發(fā)明的第二個目的，是通過提供一種變焦距透鏡筒，來進一步改善上述的本發(fā)明；在這種變焦距透鏡筒中，嚙合插針在以小的驅(qū)動功率在直線運動槽與一個平行槽之間順利地移動。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的變焦距透鏡筒包括一個直線運動導(dǎo)向管，它具有沿著大體平行于光軸的方向延伸的直線運動槽；一個平行槽，它沿著與所述光軸大體垂直的圓周方向延伸并具有與所述直線運動槽的端部相連的端部；一個變焦距凸輪環(huán)，它可轉(zhuǎn)動地裝在所述直線運動導(dǎo)向管的外周邊部分上并具有預(yù)定的驅(qū)動角，并具有在筒縮入狀態(tài)下與所述平行槽的一端重疊的膠卷端部；且一個攝影光學(xué)系統(tǒng)被設(shè)置在所述直線運動導(dǎo)向管上并與一個同所述直線運動槽、所述平行槽和所述凸輪槽相嚙合的嚙合部分相連接，并通過所述變焦距凸輪環(huán)的轉(zhuǎn)動而沿著所述光軸的方向運動；且形成有所述直線運動槽與所述平行槽之間的連接部分的周邊的至少一個內(nèi)周邊部分，以在所述直線運動槽和所述平行槽基本上彼此垂直的情況下位于一個內(nèi)部位置而不是相交位置上。
在所述直線運動槽與所述平行槽之間的連接部分的槽寬度，最好大于所述直線運動槽或的寬度或所述平行槽的寬度。
在所述直線運動槽與所述平行槽之間的連接部分的周邊上，最好形成有大體上為弧形的一個內(nèi)周邊部分。
借助根據(jù)本發(fā)明的上述變焦距透鏡筒，當(dāng)嚙合部分通過直線運動槽與平行槽之間的連接部分運動時，與兩個槽彼此相交的情況相比，嚙合部分所施加的阻力減小。因此，嚙合部分能夠在直線運動槽與平行槽之間順利地移動，且能夠用小的驅(qū)動功率來轉(zhuǎn)動變焦距凸輪環(huán)。
本發(fā)明的又一個方面涉及在一個透鏡筒中順利地轉(zhuǎn)動一個旋轉(zhuǎn)筒；該透鏡筒利用一個施力部件向該旋轉(zhuǎn)筒施力。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個透鏡筒包括一個旋轉(zhuǎn)筒，它繞光軸轉(zhuǎn)動以支撐攝影光學(xué)系統(tǒng)；一個施力部件，用于沿著預(yù)定的方向?qū)λ鲂D(zhuǎn)筒進行施力；一個接收部件，用于接收所述施力部件；以及，一個中介部件，它被設(shè)置在所述施力部件與所述旋轉(zhuǎn)筒和/或所述施力部件與所述接收部件之間，以被所述施力部件抵靠在所述旋轉(zhuǎn)筒和/或所述接收部件上并能夠相對于所述施力部件和/或所述接收部件自由滑動。
所述中介部件包括一個用于遮擋從所述攝影光學(xué)系統(tǒng)入射的一部分入射光的光遮擋部件。所述施力部件是一個壓縮螺旋彈簧。
所述攝影光學(xué)系統(tǒng)是一個聚焦透鏡組或組成變焦距透鏡組的多個組中的至少一個組。
根據(jù)本發(fā)明，該中介部件被設(shè)置在與施力部件或接收部件相接觸的至少旋轉(zhuǎn)筒上。如果在施力部件和旋轉(zhuǎn)筒的端部上存在有尖端等等且旋轉(zhuǎn)筒在其中施力部件被插入到其與之接觸的一個部件中，，則中介部件、旋轉(zhuǎn)筒和/或接收部件得到相對轉(zhuǎn)動。因此，可以順利地轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)筒。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的的變焦距透鏡筒的一個實施例在處于縮入狀態(tài)時的總體縱向剖視圖；圖2是圖1的實施例處于廣角狀態(tài)時的總體縱向剖視圖；圖3是圖1的實施例處于望遠狀態(tài)時的總體圖。
圖4是圖1的變焦距透鏡筒的變焦距凸輪環(huán)和直線運動導(dǎo)向管的顯示圖，顯示了導(dǎo)向槽與凸輪槽的形狀和它們之間的關(guān)系；圖5是圖4的直線運動導(dǎo)向管和變焦距凸輪環(huán)處于廣角狀態(tài)時的示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的變焦距透鏡筒的另一實施例的變焦距凸輪環(huán)和直線運動導(dǎo)向管的示意圖，顯示了導(dǎo)向槽和凸輪槽形狀和它們之間的關(guān)系；圖7是圖5所示的變焦距凸輪環(huán)和直線運動導(dǎo)向管處于廣角狀態(tài)時的示意圖；圖8顯示了導(dǎo)向槽和凸輪槽的形狀和它們處于筒縮入狀態(tài)時它們之間的關(guān)系；圖9顯示了圖8的廣角狀態(tài)；圖10A至10C顯示了另一個實施例，顯示了連接部分25的形狀；
圖11是剖視圖，顯示了照相機的第一實施例的設(shè)置，其中應(yīng)用了本發(fā)明的透鏡筒；圖12是剖視圖，顯示了處于筒縮入狀態(tài)的照相機的設(shè)置，其中應(yīng)用了本發(fā)明的透鏡筒的第二實施例；圖13顯示了圖12的剖視圖中的照相機處于廣角狀態(tài)時的情況；圖14顯示了圖12的剖視圖中的照相機處于望遠狀態(tài)時的情況；圖15是傳統(tǒng)的變焦距透鏡筒的凸輪槽與導(dǎo)向槽的形狀和它們之間的關(guān)系的示意圖；圖16顯示了傳統(tǒng)變焦距透鏡筒的凸輪槽之間的干擾；圖17顯示了傳統(tǒng)的變焦距透鏡筒的凸輪槽之間的另一種干擾。
現(xiàn)在結(jié)合附圖并借助最佳實施例來描述本發(fā)明。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的變焦距透鏡筒的一個實施例處于筒縮入狀態(tài)時的總體縱向剖視圖。
圖2是該變焦距透鏡筒處于廣角狀態(tài)時的總體縱向剖視圖。
圖3是該變焦距透鏡筒處于望遠狀態(tài)時的總體縱向剖視圖。
圖4和5是示意圖，顯示了該變焦距透鏡筒的導(dǎo)向槽與凸輪槽的形狀和它們之間的關(guān)系。圖4顯示了它們的筒縮入狀態(tài)且圖5顯示了它們的廣角狀態(tài)。
在圖1至3中，由10表示的照相機本體包括一個主照相機框11、一個變焦距透鏡筒12、照相膠卷13和構(gòu)成攝影光學(xué)系統(tǒng)的變焦距透鏡的第一和第二透鏡組14和15。
在主照相機框11的中心部分，形成有一個快門16，且一個與快門16相連通的筒形直線運動導(dǎo)向管17被整體地形成在主照相機框11上并從其后端向前伸出。在快門16之后，設(shè)置有膠卷通道18，膠卷13通過它行進。
變焦距透鏡筒12包括從主照相機框11伸出的直線運動導(dǎo)向管17、以往復(fù)運動的方式設(shè)置在直線運動導(dǎo)向管17中的第一和第二透鏡組14和15、可轉(zhuǎn)動地裝在直線運動導(dǎo)向管17的外周邊表面上的變焦距凸輪環(huán)19、和用于轉(zhuǎn)動變焦距凸輪環(huán)19的驅(qū)動馬達(未顯示)。
在直線運動導(dǎo)向管17的周邊表面上，沿著圓周等距離地設(shè)置有多組導(dǎo)向槽(在此情況下為三個第一導(dǎo)向槽20和三第二導(dǎo)向槽21)。各個第一導(dǎo)向槽20包括與光軸L平行設(shè)置的直線槽并限制第一透鏡組14的轉(zhuǎn)動并限定了其運動行程。各個第二導(dǎo)向槽21類似地包括與光軸L平行的一個直線槽并被形成在相應(yīng)的第一導(dǎo)向槽20的附近。
如圖4所示，一個與直線運動導(dǎo)向管17的軸垂直并與照相膠卷13平行的平行槽22，從各個第二導(dǎo)向槽21的膠卷側(cè)端21a沿著與向著相鄰的第一導(dǎo)向槽20相反的方向延伸。這種設(shè)置與各個傳統(tǒng)導(dǎo)向槽6不同，如圖8所示。參見圖4，各個平行槽22具有具有適當(dāng)?shù)拈L度，從而使其前端與各個將在下面描述的、構(gòu)成變焦距凸輪環(huán)19的第二凸輪槽24的筒縮入側(cè)的筒縮入側(cè)端a重疊。
如圖1所示，第一透鏡組14借助光欄27而被設(shè)置在第一透鏡支架26中。第一透鏡支架26被可滑動地插入在直線運動導(dǎo)向管17中。三個嚙合插針28從第一透鏡支架26的后端部的的外周邊表面伸出，并與形成在直線運動導(dǎo)向管17中的第一導(dǎo)向槽20相嚙合，從而使第一透鏡支架26可滑動地被插入到直線運動導(dǎo)向管17中并沿著光軸L移動，但它的轉(zhuǎn)動受到了限制(圖4)。
第二透鏡組15由第二透鏡支架29支撐并被設(shè)置在第一透鏡組14之后。第二透鏡支架29被放置在第一透鏡支架26的后側(cè)并可滑動地被插入到直線運動導(dǎo)向管17中。三個嚙合插針30從第二透鏡支架29的后端部伸出并被插入到形成在直線運動導(dǎo)向管17中的第二導(dǎo)向槽21中，從而使第二支架29沿著光軸L移動但它的轉(zhuǎn)動受到了限制。在第一透鏡支架26與第二透鏡支架29之間，設(shè)置有一個壓縮螺旋彈簧32，該彈簧向后給第二透鏡組15施力，以防止它搖動。
變焦距凸輪環(huán)19可轉(zhuǎn)動地裝在直線運動導(dǎo)向管17的外周邊表面上，并被設(shè)置在其外周邊表面的膠卷側(cè)端部上，而一個凸緣部分19a以可滑動和可轉(zhuǎn)動的方式被一個環(huán)形支撐部件33和主照相機框11的前端所支撐。
在變焦距凸輪環(huán)19的外周邊表面靠近凸緣部分19a的一個部分上，設(shè)有齒輪34。三個第一凸輪槽23和三個第二凸輪槽24交替并等距離地形成在變焦距凸輪環(huán)19的內(nèi)周邊表面上。
第一凸輪槽23形成了相對于光軸L的傾斜變焦槽，用于接收嚙合插針28的端部并被用來使第一透鏡組14沿著直線運動導(dǎo)向管17的第一導(dǎo)向槽20往復(fù)運動。第二凸輪槽24被用來使第二透鏡組15沿著直線運動導(dǎo)向管17的第二導(dǎo)向槽21往復(fù)運動，且其每一個都被制成淺V形槽，它們包括沿著與膠卷表面平行的變焦距凸輪環(huán)19的圓周延伸的第一筒縮入槽部分24a和相對于光軸L以預(yù)定角度傾斜的第二變焦槽24b。嚙合插針30通過相應(yīng)的第二導(dǎo)向槽21的端部，被插入相應(yīng)的第二凸輪槽24中。第一和第二凸輪槽23和24與圖15所示的傳統(tǒng)第一和第二凸輪槽2和3相同，只是本發(fā)明的第二凸輪槽24的筒縮入槽24a比傳統(tǒng)的第二凸輪槽3的平行槽22的長度短。
如圖1所示，支撐部件33借助一個螺栓35而被固定在主照相機框11的前表面上，并可轉(zhuǎn)動地支撐一個與變焦距凸輪環(huán)19的齒輪34相嚙合的齒輪36。在變焦距操作中，齒輪36借助驅(qū)動馬達(未顯示)而得到轉(zhuǎn)動，以有選擇地伸出和縮回變焦距凸輪環(huán)19。
帶有如上所述的變焦距透鏡筒12的縮入筒式照相機，具有適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，從而在如圖1所示的筒縮入狀態(tài)下，第一透鏡支架26被完全拉到照相機本體1的直線運動導(dǎo)向管17中。在如圖4所示的筒縮入狀態(tài)下，各個嚙合插針28位于第一導(dǎo)向槽20的膠卷側(cè)端部，且第二透鏡支架29的各個嚙合插針30位于相應(yīng)的導(dǎo)向槽21的平行槽22的前端和相應(yīng)的第二凸輪槽24的膠卷側(cè)端部a。
當(dāng)變焦距凸輪環(huán)19沿著圖4的箭頭40所示的變焦距凸輪環(huán)19的延伸方向轉(zhuǎn)動時，第一凸輪槽23從圖4的狀態(tài)移向左側(cè)而到達圖5所示的狀態(tài)。在圖4中各個嚙合插針28被相應(yīng)的第一槽23的下表面向上推，且壓在嚙合插針28上的力的軸向分量使嚙合插針28沿著相應(yīng)的第一導(dǎo)向槽20向著物移動。因此，第一透鏡組14與第一透鏡支架26一起前進并從直線運動導(dǎo)向管17伸出到照相機本體10之外。
當(dāng)變焦距凸輪環(huán)19沿著變焦距凸輪環(huán)19的延伸方向轉(zhuǎn)動時，第二凸輪槽24向左移動。因此，各個嚙合插針30被移向廣角端位置b并處于其中平行槽22與相應(yīng)的第二凸輪槽24的相應(yīng)筒縮入槽部分24a相重疊的狀態(tài)。由于各個平行槽22和筒縮入槽部分24a與膠卷表面平行，嚙合插針30不能沿著第二導(dǎo)向槽21前進，而第二透鏡組15被保持在筒縮入位置。變焦距凸輪環(huán)19轉(zhuǎn)動與第一筒縮入槽部分24a的長度相應(yīng)的角度，從而使得嚙合插針30能夠移動到筒縮入槽部分24a的廣角端b，從而使第一和第二透鏡組14和15被置于廣角狀態(tài)，如圖2所示。
當(dāng)變焦距凸輪環(huán)19從廣角狀態(tài)沿著變焦距凸輪環(huán)19的延伸方向轉(zhuǎn)動時，嚙合插針28和30沿著第一和第二導(dǎo)向槽20和21向著物移動，并停止在望遠位置c，從而使第一和第二透鏡組14和15取望遠狀態(tài)，如圖3所示。
當(dāng)驅(qū)動馬達沿著與上述的方向相反的方向受到驅(qū)動以沿著縮回的方向轉(zhuǎn)動變焦距凸輪環(huán)19時，嚙合插針28和30沿著第一和第二導(dǎo)向槽20和21的導(dǎo)向槽20和21移向膠卷。第一和第二透鏡組14和15縮回到直線運動導(dǎo)向管17中，從而返回到筒縮入狀態(tài)。
在本實施例中，與光軸L垂直的各個平行槽22，從相應(yīng)的第二導(dǎo)向槽24的膠卷側(cè)端部延伸。由于各個平行槽22具有與筒縮入槽部分24a相同的功能，各個筒縮入槽部分24a的長度可以被縮短各個平行槽22的長度。在該透鏡系統(tǒng)從廣角側(cè)位置b的筒縮入量大的情況下，或在其中從廣角位置b至筒縮入位置的行程增大以使照相機本體薄而緊湊的情況下，即使第一凸輪槽23的轉(zhuǎn)動角和行程與第二凸輪槽24的相等，也能夠有把握地防止凸輪槽23與24之間的干擾。因此，第一和第二透鏡組14和15能夠有把握地伸出和縮回。由于各個平行槽22起著筒縮入槽部分的作用，第一和第二透鏡組14和15之間的距離在筒縮入時不會變大。
各個第二凸輪槽24的筒縮入槽部分24a與相應(yīng)的第一凸輪槽23的分離，比圖15的第二凸輪槽3的筒縮入槽部分3a與第一凸輪槽2之間的分離大平行槽22的長度。因此，即使該透鏡筒的直徑被減小以使照相機緊湊，也不需要增大第一凸輪槽23與膠卷表面之間的傾斜角β，從而防止了第一和第二凸輪槽23和24之間的干擾。當(dāng)傾斜角β小時，用于轉(zhuǎn)動變焦距凸輪環(huán)19的轉(zhuǎn)動負載也小。因此，可以采用小的驅(qū)動馬達。
在從筒縮入位置a至廣角位置b的移動期間，嚙合插針30將在平行槽22中沿著變焦距凸輪環(huán)19的圓周方向搖動，且透鏡支架28和29將轉(zhuǎn)動。然而，第二透鏡15在受到外力時不改變其位置和形狀，因為第二透鏡組15被設(shè)置在直線運動導(dǎo)向管17中。另外，嚙合插針30的搖動，通過借助一個彈簧而沿著一個方向?qū)ζ涫┝Γ軌虻玫较?br> 圖6和7是本發(fā)明的另一實施例的示意圖，顯示了導(dǎo)向槽與凸輪槽之間的關(guān)系。圖6顯示了筒縮入狀態(tài)且圖7顯示了廣角狀態(tài)。在此實施例中，各個第二凸輪槽24只由相對于光軸傾斜的一個直線變焦槽構(gòu)成，且圖4所示的筒縮入槽部分24a被省略了。一個平行槽22從各個第二導(dǎo)向槽21的膠卷側(cè)端部延伸到相應(yīng)的第二凸輪槽24的膠卷側(cè)端部，從而使平行槽22被用作筒縮入槽部分。第二實施例的其他結(jié)構(gòu)與第一實施例的相同。
在第二實施例中，第二凸輪槽24不帶有筒縮入槽部分。因此，第二實施例的第二凸輪槽24的傾斜角α可以比第一實施例的小。小的傾斜角α能夠減小驅(qū)動變焦距凸輪環(huán)時的負載，并使馬達小型化。由于第二變焦槽24b傾斜角α的變小，凸輪的長度可以被增大且凸輪的精度得到提高。當(dāng)?shù)诙馆啿?4不帶有筒縮入槽部分時，嚙合插針30不搖動，且防止了透鏡支架28和29的轉(zhuǎn)動。
借助變焦距透鏡筒的實施例描述了本發(fā)明，其每一個實施例都帶有兩個透鏡組14和15，但本發(fā)明不僅限于此。自然地，本發(fā)明能夠被應(yīng)用到具有三或更多透鏡組的變焦距透鏡筒。
借助上述設(shè)置，即使從廣角位置至筒縮入位置的行程增大，也能夠防止凸輪槽23與24之間的干擾，照相機的厚度能夠得到減小，且透鏡筒的外徑能夠得到減小。
然而，由于當(dāng)變焦距凸輪環(huán)19沿著箭頭40的方向轉(zhuǎn)動且嚙合插針30從平行槽22移向?qū)虿?1(圖6)時移動的方向突然改變90°，在某些情況下，根據(jù)平行槽22的間隙量，加在嚙合插針30上的滑動阻力變大。因此，需要在一定程度上把用于對變焦距凸輪環(huán)19進行轉(zhuǎn)動驅(qū)動的驅(qū)動馬達的驅(qū)動功率設(shè)定得較大。其結(jié)果，不能使用小型驅(qū)動馬達，這妨害了裝置的緊湊。
以下的實施例是為解決該問題而提出的，并將結(jié)合圖8、9和圖10A至10C對其進行描述。與所描述的設(shè)置不同的設(shè)置，與在前述實施例中描述的設(shè)置相同。
圖8和9分別是筒縮入狀態(tài)和廣角狀態(tài)下直線運動導(dǎo)向管17和變焦距凸輪環(huán)19的示意圖，用于顯示導(dǎo)向凸輪和凸輪槽的形狀和它們之間的關(guān)系。
參見圖8，第一和第二導(dǎo)向槽20和21沿著圓周方向(分別向著圖中的右和左方)被等距離地形成在直線運動導(dǎo)向管17的周邊表面上。雖然在圖8中沒有顯示，沿著圓周方向分別形成了多個第一和第二導(dǎo)向槽20和21(例如三個)。
平行槽22的第一導(dǎo)向槽20的側(cè)端與第二導(dǎo)向槽21的膠卷側(cè)端部之間的連接部分25的內(nèi)周邊，被制成基本上為弧形的，以在第一導(dǎo)向槽21與平行槽22的內(nèi)周邊基本上彼此垂直的情況下位于相交位置以外的內(nèi)部位置上。因此，連接部分25的槽寬度比第一導(dǎo)向槽21或平行槽22的槽寬度大。本實施例與前述實施例的不同，只在于該連接部分的設(shè)置。
在本實施例中，由于第二導(dǎo)向槽21與平行槽22之間的連接部分25的內(nèi)周邊基本上為弧形的且連接部分25的槽寬度被增大，所以當(dāng)嚙合插針30通過連接部分25時，嚙合插針30的滑動阻力減小。因此，當(dāng)變焦距凸輪環(huán)19被驅(qū)動時其上的負載被減小，從而使變焦距凸輪環(huán)能夠被更順利地轉(zhuǎn)動。
另一方面，由于只有連接部分25的內(nèi)周邊基本上被制成弧形，嚙合插針30與連接部分25之間的間隙在廣角端附近變得較大。然而，在變焦距透鏡筒12通過變焦距操作而被移動之后，變焦距透鏡筒沿著變焦距凸輪環(huán)19拉緊第一透鏡支架26的方向而被有把握地停止，以為了對變焦距凸輪環(huán)19進行控制而消除其搖動。因此，嚙合插針30被抵靠在連接部分25的外周邊(外側(cè))上，以防止由于所述搖動而造成的第二透鏡組15的位置的不均勻性。
圖10A至10C顯示了連接部分25的修正形狀。圖10A顯示了以與內(nèi)周邊相同的方式大體上被形成為弧形的連接部分25的外周邊。因此，在此例子中，第二導(dǎo)向槽21、連接部分25和平行槽22的槽寬度基本上相同。圖10B顯示了大體上被制成直的并相對于導(dǎo)向槽21和平行槽22傾斜的連接部分25的內(nèi)周邊。圖10C顯示了帶有基本上為直線形的傾斜外周邊的圖10B的連接部分25。
即使當(dāng)連接部分25以如此方式被形成時，嚙合插針30也能夠在第二導(dǎo)向槽21與平行槽22之間順利地移動。
本實施例是這樣形成的，即使得當(dāng)嚙合部分通過直線運動槽與平行槽之間的連接部分而行進時加在嚙合部分上的阻力可以較小，嚙合部分能夠順利地移動且能夠以小的驅(qū)動功率轉(zhuǎn)動變焦距凸輪環(huán)。以此方式，驅(qū)動馬達的尺寸可以被減小，且照相機能夠緊湊和輕。
下面，將描述本發(fā)明的另一實施例，其中旋轉(zhuǎn)筒能夠得到更為順利的轉(zhuǎn)動。
參見圖11，外筒57可繞光軸L轉(zhuǎn)動地得到照相機主框架56和借助一個安裝螺釘59而固定到照相機主框架56上的壓板58的支撐。在外筒57的內(nèi)周邊上設(shè)置有一個陰螺旋面57a，而在其外周邊上設(shè)置有一個驅(qū)動齒輪57b。驅(qū)動齒輪57b與設(shè)置在外筒57外側(cè)的齒輪61相嚙合。
在內(nèi)筒60的外周邊部分上，設(shè)置有一個陽螺旋面60a，且后者與外筒57的陰螺旋面相螺旋連接。內(nèi)筒60的轉(zhuǎn)動由一個銷56a限制，而銷56a從照相機主框架56延伸。
在內(nèi)筒60內(nèi)固定有一個光欄部分53。在光欄部分53的內(nèi)周邊部分上設(shè)置有一個陰螺旋面53a。
而且，在透鏡支架52的外周邊部分上，設(shè)置有一個陽螺旋面52a，用于支撐攝影透鏡51并與光欄部分53的陰螺旋面53a相螺旋連接。
在透鏡支架52的后端部52b與光欄部分53的一個接收部分53b之間，設(shè)置有一個壓縮螺旋彈簧62。壓縮螺旋彈簧62以這樣的方式受到施力，以致透鏡支架52的后端部52b與光欄部分53的接收部分53b相隔離。其結(jié)果，透鏡支架52沿著光軸的方向(至圖中的左方)受到施力，以除去在陰螺旋面53a與陽螺旋面52a之間產(chǎn)生的間隙。
另外，在壓縮螺旋彈簧62與光欄部分53的接收部分53b之間，夾有一個墊片63。墊片63包括一個上升部分63a和一個平整部分63b，且壓縮螺旋彈簧62壓在平整部分63b上，從而使墊片63借助壓縮螺旋彈簧62的施力而在壓力的作用下基本上與接收部分63相接觸并能夠相對于接收部分63b順利地滑動。
當(dāng)齒輪61由驅(qū)動馬達(未顯示)的驅(qū)動操作轉(zhuǎn)動時，外筒57繞光軸L轉(zhuǎn)動，從而使內(nèi)筒60的轉(zhuǎn)動受到限制，從而使內(nèi)筒沿著光軸L的方向滑動移動。
另外，光欄部分53，響應(yīng)于表示所要攝影的物的距離的、從一個遙程測量裝置(未顯示)傳送來的信號，轉(zhuǎn)動透鏡支架52，且攝影透鏡51在陽和陰螺旋面52a和53a的引導(dǎo)下沿著光軸L的方向轉(zhuǎn)動移動，從而進行聚焦操作。
這里，當(dāng)透鏡支架52轉(zhuǎn)動并沿著光軸L的方向移動時，壓縮螺旋彈簧62的端部帶有尖端或其他的不均勻并咬住或附著住了透鏡支架52的后端部52b或墊片63。當(dāng)這兩個部件不能相對順利移動時，在墊片63與光欄部分53的接收部分53b之間產(chǎn)生了一個相對滑動。因此，透鏡支架52總是能夠順利地繞光軸L轉(zhuǎn)動。
圖12至14是剖視圖，顯示了應(yīng)用了本發(fā)明的另一實施例的照相機的設(shè)置；在該實施例中旋轉(zhuǎn)筒分別能夠在廣角狀態(tài)和望遠狀態(tài)順利地轉(zhuǎn)動。
圖12至14的實施例與圖1至3所示的實施例的不同，在于它包括一個接收部件，它接收用于對旋轉(zhuǎn)筒施力的施力部件；以及一個中介部件，它被設(shè)置在該施力部件與該接收部件之間，并被該施力部件抵靠在接收部件上，并能夠相對于接收部件滑動。其他的設(shè)置與圖1至3的實施例的相同。下面將描述上述不同。
在第一透鏡支架26與第二透鏡支架29之間，設(shè)置有一個通過墊片40的壓縮螺旋彈簧32。壓縮螺旋彈簧32向上對第二透鏡組15施力，以防止該第二透鏡組15的搖動。墊片40能夠相對于第二透鏡支架29順利地滑動，并借助壓縮螺旋彈簧32的施力而與第二透鏡支架29緊密接觸。
如果沒有墊片40，則壓縮螺旋彈簧32的底座的端部在某些情況下會借助第二透鏡支架29的轉(zhuǎn)動而咬住或附著在第一透鏡支架26的底座26a或凸緣29a。因此將不能獲得第二透鏡支架29的順利轉(zhuǎn)動。此時，當(dāng)墊片40被設(shè)置在第二透鏡支架29與壓縮螺旋彈簧32之間時，即使在第一透鏡支架26的位置26a與壓縮螺旋彈簧32的端部之間或墊片40與壓縮螺旋彈簧32的端部之間產(chǎn)生了任何咬合或附著合時，在墊片40與第二透鏡支架29之間產(chǎn)生了滑動，且第二透鏡支架29能夠順利地繞光軸L轉(zhuǎn)動。
在圖11所示的實施例中，在壓縮螺旋彈簧62與光欄部分53的接收部分53b之間設(shè)置了墊片63。然而，該墊片的位置不僅限于此。該墊片可以被設(shè)置在壓縮螺旋彈簧62與透鏡支架52的后端部52b之間。在此情況下，該墊片可以被設(shè)置這些位置中的一個，或可以被同時設(shè)置在這兩個位置。以相同的方式，在圖12至1 4所示的實施例中，墊片40可以被設(shè)置在壓縮螺旋彈簧32與第一透鏡支架26的位置26a之間。
另外，墊片63的平整部分63b在圖11所示的實施例中沿著光軸的方向延伸，或者墊片40的平整部分在第二實施例中延伸到第一透鏡支架26的內(nèi)周邊部分26b，從而使所述平整部分能夠被用作光遮擋部件。
借助如圖11至14所示的透鏡筒，通過設(shè)置中介部件，即使在施力部件被咬合或附著合在相對的部件的情況下，也能夠順利地轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)筒。以此方式，在轉(zhuǎn)動驅(qū)動操作中旋轉(zhuǎn)筒的位置精度能夠得到進一步的改善。
權(quán)利要求
1.一種變焦距透鏡筒，包括至少兩個透鏡組；用于沿著光軸引導(dǎo)所述透鏡組的直線運動的直線運動導(dǎo)向管用于和用于使所述透鏡組沿著所述光軸往復(fù)運動的凸輪管；以及導(dǎo)向管，它具有形成在所述導(dǎo)向管的膠卷側(cè)端部分上的導(dǎo)向部分并與膠卷表面平行地延伸。
2.一種變焦距透鏡筒，用于通過相對于光軸的方向向前和向后移動多個透鏡組以改變所述透鏡組之間的距離而改變復(fù)合焦距，該變焦距透鏡筒包括多個透鏡支架部件，用于分別支撐所述多個透鏡組；一個直線運動導(dǎo)向管，它得到固定設(shè)置以分別與所述多個透鏡支架部件相嚙合并具有多個沿著基本上與光軸平行的方向延伸的直線運動槽；以及變焦距凸輪環(huán)，它具有多個凸輪槽，這些凸輪槽分別與所述多個透鏡支架部件嚙合、向著光軸方向向彼此傾斜、并具有在膠卷側(cè)上的一端終止的最后端部分，且該變焦距凸輪環(huán)可轉(zhuǎn)動地裝在所述直線運動導(dǎo)向管中以便能夠移動到一個變焦距位置和一個筒縮入位置，其中所述導(dǎo)向管帶有與所述多個直線運動槽的至少一個導(dǎo)向槽的膠卷端部側(cè)終止部分相連接、與所述導(dǎo)向管的軸垂直、并當(dāng)所述凸輪環(huán)處于筒縮入狀態(tài)時與相應(yīng)的凸輪槽的膠卷側(cè)端部相重疊的平行槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的變焦距透鏡筒，其中在所述直線運動槽與所述平行槽之間的連接部分的周邊的至少一個內(nèi)周邊部分位于所述直線運動槽大體上與所述平行槽相交的相交位置之外的內(nèi)側(cè)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的變焦距透鏡筒，其中所述直線運動槽與所述平行槽之間的連接部分的槽寬度大于所述直線運動槽的寬度或所述平行槽的寬度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的變焦距透鏡筒，其中至少所述直線運動槽與所述平行槽之間的連接部分的周邊的內(nèi)周邊部分大體上被制成弧形。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的變焦距透鏡筒，其中所述直線運動槽與所述平行槽之間的連接部分的周邊的至少一個內(nèi)周邊部分大體上被制成弧形。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的透鏡筒，進一步包括施力部件，用于沿著預(yù)定的方向?qū)λ鐾哥R支架部件施力；接收部件，用于接收所述施力部件；中介部件，它被設(shè)置在所述施力部件與所述凸輪環(huán)和/或所述施力部件與所述接收部件之間、被所述施力部件抵靠在所述凸輪環(huán)和/或所述接收部件上、并能夠相對于所述凸輪環(huán)和/或所述接收部件自由滑動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的透鏡筒，其中所述中介部件帶有用于遮擋通過所述透鏡組進入的入射光的一部分的遮光部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的透鏡筒，其中所述施力部件是壓縮螺旋彈簧。
10.一種透鏡筒，包括旋轉(zhuǎn)筒，它將要繞光軸轉(zhuǎn)動以支撐攝影光學(xué)系統(tǒng)；施力部件，用于沿著預(yù)定的方向?qū)λ鲂D(zhuǎn)筒施力；接收部件，用于接收所述施力部件；以及中介部件，它被設(shè)置在所述施力部件與所述旋轉(zhuǎn)筒和/或所述施力部件與所述接收部件之間、被所述施力部件抵靠在所述旋轉(zhuǎn)筒和/或所述接收部件上、并能夠相對于所述旋轉(zhuǎn)筒和/或所述接收部件自由滑動。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的透鏡筒，其中所述中介部件帶有用于遮擋從所述攝影光學(xué)系統(tǒng)進入的入射光的一部分的遮光部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的透鏡筒，其中所述施力部件是壓縮螺旋彈簧。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的透鏡筒，其中所述攝影光學(xué)系統(tǒng)是一個聚焦透鏡組或由多個透鏡組組成的變焦距透鏡組中的至少一組。
全文摘要
一種變焦距透鏡筒，包括至少兩個透鏡組，用于沿著光軸引導(dǎo)所述透鏡組的直線運動的直線運動導(dǎo)向管和用于使透鏡組沿著光軸往復(fù)運動的凸輪管。該導(dǎo)向管具有形成在該導(dǎo)向管的膠卷側(cè)端部分上的導(dǎo)向部分并與膠卷表面平行地延伸。
文檔編號G03B13/32GK1115391SQ95101468
公開日1996年1月24日 申請日期1995年1月28日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月4日
發(fā)明者若林央, 町田清貞, 西村知貴 申請人:株式會社尼康