透鏡筒和成像裝置的制作方法

專利名稱：透鏡筒和成像裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于變焦鏡頭和其他鏡頭的透鏡筒，以及一種包括該 透鏡筒的成像裝置如數字單鏡頭反ibf目機。
背景技術：
例如在JP-A-11-311733中描述了相關領域的這一類透鏡筒的例子。 JP-A-11-311733描述了以下變焦鏡頭在該變焦鏡頭中，在遠視側 (telescopic side)的聚焦操作中的行進量不同于在廣角側的聚焦操作中的 行進量。在JP-A-11-311733中描述的變焦鏡頭是"一種內聚焦和后聚焦的 變焦鏡頭，它包括被旋轉用于變焦操作的變焦操作環；被旋轉用于聚焦 操作的聚焦操作環；可旋轉可平移管，該可旋轉可平移管在變焦操作環旋 轉時旋轉和來回平移，該旋轉和平移由第一凸輪機構引起，該第一凸輪機 構與固定部件配合，并且變焦操作環的旋轉被傳送到該第一凸輪機構；可 旋轉管，該可旋轉管與在可旋轉可平移管的外圍表面上提供的突出部分接 合，使得可旋轉可平移管的旋轉被傳送到可旋轉管；第一透鏡組，當可旋 轉管旋轉時該第一透鏡組在沿著第一引導部件被線性地引導之時來回平 移，該平移由與可旋轉管配合的第二凸輪機構引起；第二透鏡組，該第二 透鏡組在可旋轉可平移管旋轉時來回平移，該平移由與可旋轉可平移管配 合的第三凸輪M引起；以及與聚焦操作環集成的第二引導部件，該第二 引導部件在可旋轉可平移管旋轉時線性地引導第二透鏡組，而在聚焦^Mt 環旋轉時旋轉第二透鏡組，以便在第三凸輪機構的引導之下來回平移第二
根據在JP-A-11-311733中描述的這樣配置的變焦鏡頭，當在變焦操
作中旋轉變焦操作環時，第一凸輪^旋轉和來回平移可旋轉可平移管。 另外，當可旋轉可平移管旋轉時，第三凸輪機構在第二引導部件的引導之 下線性地平移第二透鏡組到預定位置。可旋轉可平移管的旋轉通過突出部 分傳送到在可旋轉可平移管以外的可旋轉管。當可旋轉管旋轉時，笫二凸 輪機構在第一引導部件的引導之下平移第一透鏡組到預定位置。另 一方 面，當在聚焦操作中旋轉聚焦操作環時，第二引導部件旋轉第二透鏡組，
而第三凸輪;^根據變焦位置按行進量來回平移第二透鏡組。于是完成了 聚焦操作。
然而，在JP-A-11-311733中描述的變焦鏡頭具有以下問題。也就是， 由于第二變焦同步桿將一凸輪環連接至用于第四透鏡組的凸輪環，所以空 間使用效率明顯不高。造成這樣的問題的一個原因在于由于變焦:^作環 的旋轉角通常范圍從約70度到120度，所以明顯大的空間對于在該角度 范圍內旋轉堅固的第二同步桿是必要的。造成上述問題的第二原因在于 雖然第一透鏡組的較大行進量可能要求凸輪環的較大行進量，但是第二變 焦同步桿受凸輪環支撐的事實將第一透鏡組的行進量限于由用于第四透 鏡組的凸輪環的行進量(第三透鏡組的行進量)及其長度(總長度)確定 的值。這樣的限制阻止了減少整個變焦鏡頭的尺寸也阻止了改進光學性 能。
近來的數字單鏡頭反W目林它們的緊湊性、分辨率和性能方面已經 有明顯提高。用于實現緊湊性的典型結構常常以如下方式配置4吏得至少 兩個凸輪環旋轉并且這些凸輪環之一在光軸方向上平移。這樣的結構對于 減少筒的尺寸而又最大化透鏡行進量以及減少變焦轉矩是重要的。在設計 階段中的一項挑戰是用于在變焦操作環旋轉時旋轉凸輪環的連接機構，因 為該連接機構通常占用大量空間，因此有必要為這樣的大型連接結構提供 空間。
解決上述問題并且低成本地設計和制造高性能的緊湊透鏡筒已經至 關重要。

發明內容
本發明人已經認識到在相關領域的透鏡筒中，由于第二變焦同步桿受 凸輪環支撐，所以用于第四透鏡組的凸輪環的行進量及其長度限制了第一 透鏡組的行進量，因此可能不能提供大的凸輪環行進量。
根據本發明實施例的一種透鏡筒包括至少兩個凸輪管，而是以^Mt環
的旋轉為基礎的操作啟動兩個凸輪管以移動透鏡組。透鏡筒包括第一凸 輪管，其響應于以操作環的旋轉為基礎的操作來驅動透鏡組的一部分；以 及第二凸輪管，其響應于以操作環的旋轉為基礎的操作在光軸方向上移動 透鏡組的一部分。第二凸輪管以與第一凸輪管的iUL不同的速度旋轉。
根據本發明實施例的一種成像裝置包括透鏡筒，該透鏡筒包括至少兩 個凸輪管，其中以操作環的旋轉為基礎的操作啟動兩個凸輪管以移動透鏡 組。透鏡筒包括第一凸輪管，其響應于以操作環的旋轉為基礎的操作來 驅動透鏡組的一部分；以及第二凸輪管，其響應于以操作環的旋轉為J^i 的操作在光軸方向上移動透鏡組的一部分。第二凸輪管以與第一凸輪管的 速度不同的速度旋轉。
在根據本發明實施例的透鏡筒和成像裝置中，可以去除連接兩個凸輪 管的機械部分以減少整體尺寸。還有可能提供用以改變兩個凸輪管旋轉速 度的自由度、優化凸輪彎曲、改進光學性能和改進操作感(聚焦扭矩和變 焦扭矩)。


圖1是示出了根據本發明實施例的透鏡筒的第一例子的上半部的橫 截面圖2是示出了根據本發明實施例的透鏡筒的第一例子的透視分解圖3A和3B示出了根據本發明實施例的透鏡筒中的第一組框；圖3A 是從前方觀察的透視圖而圖3B是從后方觀察的透視圖4是示出了根據本發明實施例的透鏡筒中第一組凸輪環(第二凸輪 管)的透視圖5是示出了根據本發明實施例的透鏡筒中變焦凸輪環(第一凸輪 管)的透視圖6是示出了根據本發明實施例的透鏡筒中第一組凸輪環(第二凸輪 管)的凸輪槽和其他部分的展開圖7是示出了根據本發明實施例的透鏡筒中變焦凸輪環(第一凸輪 管)的凸輪槽和其他部分的展開圖8是示出了根據本發明實施例的透鏡筒中固定管的透視圖9是示出了根據本發明實施例的透鏡筒中第四組凸輪環(第三凸輪 管)的透視圖10是示出了根據本發明實施例的透鏡筒中固定管的凸輪槽和其他 部分的展開圖11A至11D示出了根據本發明實施例的透鏡筒中固定管的凸輪槽 和其他部分之間的引線槽的例子；圖11A是示出了正常傾斜的引線槽的 展開圖，圖IIB是示出了陡峭傾斜的引線槽的展開圖，圖11C是示出了 平緩傾斜的引線槽的展開圖，而圖11D是示出了具有凸輪彎曲的引線槽 的展開圖12是示出了根據本發明實施例的透鏡筒中第四組凸輪環的凸輪槽 和其他部分的展開圖13是根據本發明實施例的透鏡筒中第三組活動框的展開圖14是示出了根據本發明實施例的透鏡筒中第四組框單元的透視
圖15是示出了根據本發明實施例的透鏡筒中第三組活動框的透視
圖16A和16B示出了根據本發明實施例的透鏡筒中變焦凸輪環和其 他部件被組裝的狀態；圖16A是示出了固定管組裝到變焦凸輪環上的狀 態的透視圖，而圖16B是示出了固定管和第四組凸輪環組裝到變焦凸輪 環上的狀態的透視圖17是示出了根據本發明實施例的透鏡筒中固定管與變焦操作環之 間的關系的描述性圖18A和18B示出了根據本發明實施例的透鏡筒中的變焦操作環； 圖18A是從前方觀察的透視圖而圖18B是從后方觀察的透視圖19是示出了根據本發明實施例的透鏡筒中第一組引導環的凸輪槽 和其他部分的展開圖20是示出了根據本發明實施例的透鏡筒中的聚焦凸輪環和其他部 件被組裝的狀態的透視圖21是根據本發明實施例的透鏡筒中聚焦凸輪環的透視圖22是根據本發明實施例的透鏡筒中第二組活動框的透視圖23A和23B示出了根據本發明實施例的透鏡筒中聚焦凸輪環的凸 輪槽和其他部分；圖23A是總體展開圖而圖23B是關鍵部分的放大圖24是根據本發明實施例的透鏡筒中第二組活動框的展開圖25A和25B說明了在變焦操作中根據本發明實施例的透鏡筒；圖 25A是在廣角側無窮遠位置(INF)的透視圖，而圖25B是在廣角側近位 置(NEAR)的透視圖26示出了在變焦操作中根據本發明實施例的透鏡筒，并且是在遠 視側無窮遠位置(INF)的透視圖27A至27C示出了根據本發明實施例的透鏡筒中第二透鏡組和其 他部件被組裝的狀態；圖27A是正視圖，圖27B是側視圖，而圖27C是 橫截面圖28A和28B說明了根據本發明實施例的透鏡筒中固定管與聚焦凸 輪環之間的位置關系；圖28A是在廣角側無窮遠位置(INF)的透視圖， 而圖28B是在遠視側近位置(NEAR)的透視圖29A和29B示出了根據本發明實施例的透鏡筒中的固定保持框； 圖29A是從前方觀察的透視圖而圖29B是從后方觀察的透視圖30是根據本發明實施例的透鏡筒中聚焦啟動環和其他部件的透視
圖31是示出了根據本發明實施例的透鏡筒中第一組凸輪環、第四組 凸輪環和其他部件被組裝的狀態的透視圖32說明了根據本發明實施例的透鏡筒中固定管、第二組活動框和 聚焦凸輪環的動作之間的關系，并且是在廣角側無窮遠位置(INF)的展 開圖33說明了根據本發明實施例的透鏡筒中固定管、第二組活動框和 聚焦凸輪環的動作之間的關系，并且是在廣角側近位置(NEAR)的展開
圖34說明了根據本發明實施例的透鏡筒中固定管、第二組活動框和 聚焦凸輪環的動作之間的關系，并且是在遠視側無窮遠位置(INF)的展
開圖35說明了根據本發明實施例的透鏡筒中固定管、第二組活動框和 聚焦凸輪環的動作之間的關系，并且是在遠視側近位置(NEAR)的展開
圖36是數字單鏡頭反;^目機的正視圖，其示出了使用根據本發明實
施例的透鏡筒的成像裝置的第 一 例子；
圖37是數字單鏡頭反iM目機的后視圖，其示出了使用根據本發明實 施例的透鏡筒的成像裝置的第 一例子；
圖38是數字單鏡頭反光相機的縱向橫截面圖，其示出了使用根據本
發明實施例的透鏡筒的成4象裝置的第一例子；
圖39是數字單鏡頭反i^目機的示意性配置的描述性框圖，其示出了
使用根據本發明實施例的透鏡筒的成像裝置的第 一例子。
具體實施例方式
在透鏡筒中提供了操作環和兩個凸輪管。操作該操作環以在光學方向 上移動第二凸輪管并且將第二凸輪管的旋轉速度設置為不同于第一凸輪
管的旋轉速度，由此允許簡易配置的透鏡筒和成像裝置有助于減小尺寸、 提高質量和降低成本。
將參照附圖描述本發明的實施例。圖1至圖39說明了本發明實施例 的例子。也就是，圖l是示出了根據本發明實施例的透鏡筒的第一例子的 橫截面圖。圖2是透視分解圖。圖3A和3B是第一組框的透視圖。圖4 是第一組凸輪環的透視圖。圖5是變焦凸輪環的透視圖。圖6是第一組凸 輪環的展開圖。圖7是變焦凸輪環的展開圖。圖8是固定管的透視圖。圖 9是第四組凸輪環的透視圖。圖10是固定管的展開圖。圖11A至11D是 示出了固定管的引線槽的例子的描述圖。圖12是第四組凸輪環的展開圖。 圖13是第三組活動框的展開圖。圖14是第四組框單元的透視圖。圖15 是第三組活動框的透視圖。圖16A是變焦凸輪環和固定管的組裝圖。圖 16B是變焦凸輪環、固定管和第四組凸輪環的組裝圖。圖17是示出了固 定管與變焦操作環之間的連接的描述視圖。圖18A和18B是變焦操:作環 的透視圖。圖19是第一組引導環的展開圖。圖20是第二組框組件的透視 圖。圖21是聚焦凸輪環的透視圖。圖22是第二組活動框的透視圖。圖 23A和23B是聚焦凸輪環的展開圖。圖24是第二組活動框的展開圖。圖 25A、 25B和圖26是聚焦凸輪環和其他部件的組裝圖。圖27A至27C是 固定管、聚焦凸輪環和第二組透鏡框的組裝圖。圖28A和28B是聚焦凸 輪環、固定管和其他部件的組裝圖。圖29A和29B是固定保持框的透視
圖。圖30是聚焦啟動環和其他部件的透視圖。圖31是第一組凸輪環、第 四組凸輪環和其他部件的透視組裝圖。圖32至圖35是示出了固定管、第 二組活動框和聚焦凸輪環的動作之間關系的描述圖。圖36是示出了具有 根據本發明實施例的透鏡筒的成像裝置的第一例子的單鏡頭反光相機的 正視圖。圖37是單鏡頭反ibt目機的后視圖。圖38是單鏡頭反iM目機的縱 向橫截面圖。圖39是示出了單鏡頭反;3M目機的示意配置的描述框圖。
圖1和圖2中所示的透鏡筒10是根據本發明實施例的、并且配置為 例如數字單鏡頭反i^目機中所用的可更換鏡頭的透鏡筒的第一例子。透鏡 筒10包括由多個光學元件如透鏡和濾光器形成的成像光學系統以及由 環、框和固定或者可活動地支撐成^f象光學系統部件的其他部件形成的M 系統。機械系統可以人工加以操作或者通過驅動機構如電動機和齒輪來自 動驅動。
如圖1中所示，透鏡筒10的成《象光學系統具有四組透鏡配置，該配 置包括由多個透鏡的組合形成的第一透鏡組1、由多個透鏡的組合形成的 第二透鏡組2、由一個或者多個透鏡的組合形成的第三透鏡組3和由多個 透鏡的組合形成的第四透鏡組4,第一至第四透鏡組從被攝對象側以這一 順序來設置，可以通過調整第二、第三和第四透鏡組2、 3、 4的位置來提 供變焦和聚焦能力，并且可以通過在光軸方向上將第二至第四透鏡組2 至4移動預定量來實現光學系統的變焦和聚焦動作。
透鏡筒10的機械系統包括保持第一透鏡組1的第一組框11、保持 第二透鏡組2的第二組框12、保持第三透鏡組3的第三組活動框13、保 持第四透鏡組4的第四組框單元14、作為第二凸輪管的具體例子的第一 組凸輪環15、作為第一凸輪管的具體例子的變焦凸輪環16、固定管17、 固定保持框18、第一組引導環21、變焦操作環22、外蓋23、距離環24 和聚焦凸輪環25。由CCD (電荷耦合器件)、CMOS (互補金屬氧化物 半導體)或者其他器件形成的成像器件在光軸方向上設置在透鏡筒10中 第四透鏡組4之后。
如圖1和圖3A、 3B中所示，第一組框11包括管狀筒環31和在筒環 31中保持的第一組透鏡框32。筒環31由階式管狀體形成，該管狀體在管 軸方向上的一端的直徑大于另一端的直徑。具有較大直徑的那一部分是大 直徑部分31a,而第一組透鏡框32可拆卸地附接到大直徑部分31a中。 第一組透鏡框32由能夠保持多個透鏡的框體形成，而由三個透鏡的組合 形成的笫一透鏡組l固定于第一組透鏡框32中。在筒環31的與大直徑部
分31a相對的一端提供在徑向方向上向內伸出的三個第一組凸^^銷33和 在徑向方向上向外伸出的三個棘爪凸起部分34。三個第一組凸4^銷33和 三個棘爪凸起部分34以均勻角間距分別間隔開。相互鄰近的第一組凸輪 銷33和棘爪凸起部分34在周邊方向上其間設置有適當角度。
第一組凸輪環15設置于筒環31中。變焦凸輪環16設置于第一組凸 輪環15中。固定管17設置于變焦凸輪環16中。聚焦凸輪環25設置于固 定管17中。第三組活動框13設置于聚焦凸輪環25中。作為第三凸輪管 的具體例子的第四組凸輪環26在光軸方向上設置于筒環31之后并且在聚 焦凸輪環25之外。阻光管27設置于第四組凸輪環26之外，而聚焦啟動 環28設置于阻光管27之外。第一組引導環21設置于筒環31之外。距離 環24設置于第一組引導環21之外。變焦操作環22和外蓋23設置于距離 環23之外。
如圖2和圖4中所示，第一組凸輪環15由薄壁管狀體形成并且具有 三個軸向槽36、三個周邊槽37和三個變焦凸輪槽38，這些槽穿過壁而在 壁的兩側敞開。如圖6中所示，三個軸向槽36在管軸方向上相互平行延 伸并且以預定間距間隔開。三個周邊槽37在周邊方向上延伸而在管軸方 向上在第一組凸輪環15的一側以預定間距間隔開。三個變焦凸輪槽38 分別在相鄰軸向槽36、 36之間在從一個相鄰軸向槽36的一端到另一相鄰 軸向槽36的另一端的對角方向上直線延伸。
如圖2和圖5中所示，變焦凸輪環16由薄壁管狀體形成，并且具有 三個拉長平移引導槽41和三個拉長旋轉引導槽42，這些槽穿過壁而在壁 的兩側敞開。如圖7中所示，三個拉長平移引導槽41在管軸方向上相互 平行延伸并且以預定間距間隔開。三個拉長旋轉引導槽42在相鄰的拉長 平移引導槽41、 41之間在從一個相鄰的拉長平移引導槽41的一端附近到 另一相鄰的拉長平移引導槽41的另一端的對角方向上沿著S形平緩彎曲 線延伸。每個拉長平移引導槽41和每個拉長旋轉引導槽42的一端被形成 為具有略微較大直徑，使得凸輪銷或者任何其他元件易于插入于其中。
變焦凸輪環16還具有在管軸方向上在一端形成的并且在徑向方向上 向外伸出的外法蘭16a，以及在管軸方向上在另一端形成的并且在徑向方 向上向內伸出的內法蘭16b。在變焦凸輪環16的外法蘭16a上的兩個位 置^供在徑向方向上向外伸出的變焦同步銷43。兩個變焦同步銷43、 43 在周邊方向上以預定角度間距(在本例中為120度)間隔開。在變焦凸輪 環16的內法蘭16b側提供在徑向方向上向外伸出的三個連接凸輪銷44。
三個連接凸輪銷44、 44在周邊方向上以均勻角間距間隔開。三個連接凸 輪銷44、 44可滑動地與第一組凸輪環15的三個變焦凸輪槽38、 38 M。
如圖2和圖8中所示，固定管17由薄壁管狀體形成，并且具有穿過 壁并在壁的兩側敞開的三個平移引導槽40和三個凸4^槽45、僅在壁的內 側敞開的一個引線槽46和向內伸出的三個配合凸起部分47。如圖10中 所示，三個平移引導槽40在管軸方向上相互平行延伸并且以預定間距間 隔開。三個凸輪"槽45分別在相鄰平移引導槽40、 40之間沿著弧形曲線從 一個相鄰平移引導槽40的中間部分延伸到另 一相鄰平移引導槽40的另一
各配合凸起部分47設置于固定管17的各凸輪槽45的凹側上。各配 合凸起部分47被形成為以下突出帶突出帶按預定角度(在本例中為45 度)向對應平移引導槽40傾斜，并且螺旋地延伸到平移引導槽40的中間 部分。配合凸起部分47的內表面被形成為基本上平行于固定管17的管軸 中心線。引線槽46被形成為以下拉長槽該拉長槽面向配合凸起部分47 之一，在固定管17的與配合凸起部分47相對的一側敞開，按預定角度(在 本例中為45度)向平移引導槽40傾斜，并且螺旋地延伸到平移引導槽 40的中間部分。
固定管17的引線槽46引導第四組凸輪環26，并且可滑動地與第四 組凸輪環26的M突出部分26a掩^，這一點將隨后加以描述。可以通 過例如改變引線槽46的傾角來調整第四組凸輪環26的旋轉次數。
圖IIA至11D示出了引線槽46的傾角的變化。在圖11A中，如圖 10和其他附圖中所示正常地^L置引線槽46的傾角a。圖11A中引線槽46 的傾角a定義為參考傾角aa (在本例中為45度)。在圖11B中，引線槽 46的傾角a比正常設置的傾角更陡峭并且定義為傾角ab。在這一情況下， 第四組凸輪環26的旋轉量可以較小。在圖11C中，引線槽46的傾角a 比正常設置的傾角更平緩并且定義為傾角ac。在這一情況下，第四組凸 輪環26的旋轉量可以較大。在圖11D中，引線槽46的傾斜遵循基本上S 形的凸輪曲線。在這一情況下，第四組凸輪環26的旋轉量可以在單個行 程內增加和減少。
在固定管17的引線槽46敞開的一端進一步提供在徑向方向上向外伸 出的三個連接臂48。這三個連接臂48在周邊方向上以預定均勻角間距間 隔開。固定管17經由卡口可旋轉地連接到變焦凸輪環16，并且通過旋轉 變焦操作環22來旋轉變焦凸輪環16。
如圖9中所示，第四組凸輪環26由薄壁管狀體形成，并且具有穿過 壁的而在壁的兩側敞開的兩個第四組凸輪^槽51、 M壁的內側敞開的兩 個基本上L形的第四組輔助凸輪槽52和上述掩^突出部分26a。如圖12 中所示，兩個第四組凸輪槽51、 51在周邊方向上以預定間距間隔開，并 且在周邊方向上沿著SU1伸，使得各第四組凸輪槽51、 51在管軸方向上 在一側具有凹形狀。兩個第四組輔助凸輪槽52、 52分別設置于相鄰第四 組凸輪槽51、 51之間，并且具有在管軸方向上延伸并在一端敞開的軸向 槽52a、連接到軸向槽52a的內端并在周邊方向上延伸的周邊槽52b、以 及位于周邊槽52b的頂端而在軸向方向上彎曲的彎曲槽52c。
兩個第四組凸4^銷53、 53可滑動地與第四組凸輪環26的兩個第四組 凸輪槽51、 51掩^。兩個第四組凸輪銷53、 53設置為在位置上間隔開 180度并且穿過第三組活動框13的兩個第四組平移引導槽54、 54。兩個 第四組凸輪銷53、 53將第四組框單元14連接到第四組凸輪環26,使得 第四組框單元14經由第三組活動框13與第四組凸輪環26同步移動。
如圖1和圖14中所示，第四組框單元14包括由圓柱管狀體形成的第 四組活動框61和保持于第四組活動框61中的第四組透鏡框62。第四組 透鏡框62由能夠保持多個透鏡的框體形成，而由五個透鏡的組合形成的 第四透鏡組4固定于第四組透鏡框62中。另外，兩個第四組凸輪"銷53、 53在位置上間隔開180度地附接到第四組活動框61的外圍表面。
第三組活動框13具有圖l和圖15中所示配置。也就是，第三組活動 框13由薄壁管狀體形成，并且具有兩個第四組平移引導槽54、 54和兩個 第四組輔助凸輪銷55、 55。圖13是第三組活動框13的展開圖。兩個第 四組平移引導槽54、 54在周邊方向上以預定間距間隔開并且平行于管軸 方向延伸，而第四組輔助凸輪銷55分別設置于各第四組平移引導槽54 的附近。
在管軸方向上在第三組活動框13的一端提供在徑向方向上向內伸出 的內法蘭13a。第三組透鏡框56固定到內法蘭13a。第三組透鏡框56由 能夠保持多個透鏡的框體形成，而由兩個透鏡的組合形成的第三透鏡組3 固定于第三組透鏡框56中。第三組延伸環57可拆卸地附接到第三組活動 才匡13的頂端。
還在內法蘭13a側在第三組活動框13的外圍表面上提供三個第三組 銷58，使得它們在周邊方向上以均勻間距間隔開。各第三組銷58由兩個 輥58a、 58b和穿過兩個輥58a、 58b并且在第三組活動框13上可旋轉地
支撐它們的附接螺絲59形成。兩個輥58a、 58b相互層疊。第一輥58a 與固定管17和變焦凸輪環16 M，而第二輥58b與第一組凸輪環15和 第一組引導環21M。三個第三組銷58的第二輥58b可滑動地與第一組 凸輪環15的三個周邊槽37掩^。
圖16A示出了固定管17配合于變焦凸輪環16中并且與之組合的狀 態。固定管17插入到變焦凸輪環16中，而在變焦凸輪環16的外法蘭16a 上提供的兩個變焦同步銷43、 43附近設置有固定管17上提供的三個連接 臂中的兩個連接臂48、 48。圖16B示出了第四組凸輪環26配合于變焦凸 輪環16和固定管17的組件中并且與之組合的狀態。第四組凸輪環26的 接合突出部分26a可滑動地與固定管17的引線槽46接合。
圖17是示出了在變焦凸輪環16、固定管17和變焦操作環22之間的 連接的描述圖。如圖1和圖18A、 18B中所示，變焦操作環22由在管軸 方向上在中間部分具有凹陷的管狀體形成，而變焦橡膠環65配合于小直 徑部分的外圍表面上。變焦橡膠環65的外圍表面被滾花形成防滑部分， 而通過保持和旋轉變焦橡膠環65來轉動變焦操作環22。在變焦操作環22 的內圍表面上提供用于接合和保持變焦凸輪環16的變焦同步銷43的銷保 持器66。
在光軸方向OL上在變焦操作環22的后側提供后保持環67。透鏡座 68固定到后保持環67，而透鏡筒10經由透鏡座68可拆卸地附接到成《象 裝置如單鏡頭反光相機。外蓋23在光軸方向OL上設置于變焦操作環22 的前側。在外蓋23中提供了用于查看透鏡筒10內部的距離標度窗69。 可以通itJE巨離標度窗69查看透鏡筒10內部的標度，從而可視地識別與被 攝對象的距離。
圖19是第一組引導環21的展開圖。第一組引導環21由薄壁管狀體 形成，并且具有僅在壁的外表面上敞開的三個軸向引導槽71和穿過壁而 向內伸出的三個配合孔72。三個軸向引導槽71在周邊方向上以均勻間距 間隔開，并且在第一組引導環21的外圍表面上與管軸方向平行延伸。另 外，三個軸向引導槽71在管軸方向上僅在第一組引導環21的一端敞開， 而三個配合孔72設置于與開口相對的一側并且類似地在周邊方向上以均 勻間距間隔開。三個第三組銷58的第二輥58b分別配合于三個配合孔72中。
圖20示出了第二組框12的組件。第二組框組件74包括第二組框12、 聚焦凸輪環25和第二組活動框75。第二組框12包括由能夠保持多個透
鏡的框體形成的第二組透鏡框76和由保持于第二組透鏡框76中的五個透 鏡的組合形成的第二透鏡組2。
聚焦凸輪環25具有圖21中所示的配置。也就是，聚焦凸輪環25具 有薄壁管狀體，而在管軸方向上在聚焦凸輪環25的一端提供在徑向方向 上向外伸出的外法蘭25a。外法蘭25a使用螺絲將第二組框12固定到聚 焦凸輪環25。在管軸方向上在聚焦凸輪環25的另一端提供向后延伸的并 且與管軸方向平行伸出的聚焦同步桿77。聚焦啟動環28連接到聚焦同步 桿77。
如圖23A和23B的展開圖中所示，聚焦凸輪環25還包括三個變速凸 輪(variator cam) 78和三個L形位置限制器79。三個鋸齒切口 81在管 軸方向上i殳置于聚焦凸輪環25的一端，而在周邊方向上以均勻間距間隔 開。各切口 81包括與管軸方向平行延伸的垂直部分81a、連接到垂直部 分81a的底部并在水平方向上延伸的7jC平部分81b以及連接到水平部分 81b的另一端并在對角方向上朝著所述一端延伸的傾^MP分81c。
變速凸輪78的一端在切口 81的垂直部分81a敞開，而變速凸輪78 隨著旋轉角增進而進一步彎曲背離切口 81。各變速凸輪78都被設置為具 有比聚焦凸輪環25的周邊長度的三分之一更大的120度或者更大的旋轉 角。因此，各變速凸輪78的頂端延伸到超it^目鄰切口 81的垂直部分81a 的位置(與該位置交迭)。在圖23A和23B中，標記字符WI、 WN、 TI 和TN分別表示在廣角側的無窮遠位置、在廣角側的近位置、在遠視側的 無窮遠位置和在遠視側的近位置。
三個位置限制器79中的每個位置限制器都設置在三個變化凸輪78 中相應的變速凸輪的中間部分對應的位置。位置限制器79包括水平部 分79a，其面向變速凸輪78的傾斜部分81c;垂直部分79b，其連接到水 平部分79a在切口 81的垂直部分81a側上的一端；以及加固肋79c，其 連接到垂直部分79b遠離切口 81的遠端。位置限制器79的水平部分79a 在垂直于管軸方向的平面上在周邊方向上延伸。水平部分79a在聚焦凸輪 環25的管軸方向上位于與變速凸輪78的頂端基本上相同的位置。位置限 制器79的垂直部分79b在平行于管軸方向的方向上延伸。如l^將要描 述的那樣，水平部分79a和垂直部分79b形成位置限制器79的主要部分 并且防止聚焦凸輪環25脫落。
位置限制器79的加固肋79c是加固聚焦凸輪環25以防止變形的加固 部件。當聚焦凸輪環25堅固到足以不會變形時加固肋79c可以省略，因
為加固肋79c并不^(象水平部分79a和垂直部分79b那樣起到接納部件的作 用。
第二組活動框75具有圖22中所示的配置。也就是，第二組活動框 75由環形框體形成。第二組活動框75具有三個第二組凸^^銷84和三個 聚焦凸輪銷85。三個第二組凸l^銷84在周邊方向上以均勻角間距間隔開 并在徑向方向上向外伸出。各第二組凸輪銷84包括可旋轉地和可滑動地 與固定管17的對應凸輪槽45掩^的輥84a和在第二組活動框75上可旋 轉地支撐輥84a的附接螺絲84b 。
圖24是第二組活動框75的展開圖。三個聚焦凸輪"銷85在周邊方向 上以均勻角間距間隔開并在徑向方向上向內伸出。各聚焦凸輪銷85的頭 部逐漸變細(具有蘑菇形狀)，并且可滑動地與聚焦凸輪環25的三個變速 凸輪78中對應的一個變速凸輪接合。
圖25A、 25B和圖26說明了組裝的聚焦凸輪環25、第二組活動框75 和聚焦操作環28。圖25A對應于廣角側的無窮遠位置。圖25B對應于廣 角側的近位置。圖26對應于遠視側的無窮遠位置。聚焦操作環28具有環 形體，而在該環形體的外圍表面的部分上提供有齒輪86和掩^突出部分 87。齒輪86傳遞自動聚焦驅動力。在聚焦操作環28的本體的一端提供在 管軸方向上伸出的滑動軸承88。滑動軸承傳送在手動聚焦操作中產生的 驅動力。滑動軸承保持聚焦凸輪環25上提供的聚焦同步桿77，使得聚焦 同步桿77可以在管軸方向上滑動。
圖27A、 27B、 27C和圖28A、 28B示出了組裝到第二組框組件74 的固定管17。第二組活動框75的第二組凸輪銷84可滑動地與固定管17 的凸輪槽45掩^。圖27A、 27B、 27C和圖28A示出了收回的第二組活 動框75，而圖28B示出了推出的第二組活動框75。
圖29A和29B示出了固定保持環18。固定保持環18由管狀部件形 成，而變焦^Mt環22可回轉地配合于固定保持環18的外表面上。
圖30說明了聚焦IMt環28、距離環24和離合單元91組裝的狀態。 如圖1中所示，離合單元91設置于第一組引導環21之外以及固定保持環 18和距離環24前方。聚焦操作環92設置于離合單元91前方。聚焦橡膠 環93附接到聚焦操作環92。離合單元91旋轉聚焦操作環92和其他部件， 并且被配置為使得聚焦^Mt環92的旋轉^if巨離環24旋轉，而距離環24 的旋轉并不使聚焦操作環92旋轉。
聚焦操作環28的掩^突出部分87可活動地掩^和保持距離環24上 提供的連接臂95。另夕卜，聚焦刷96附接到聚焦操作環28。與編碼器(未 示出)接觸的聚焦刷96旋轉和傳送電信號。圖31說明了組裝的變焦凸輪 環16和第三組活動框13。
下文將描述這樣配置的透鏡筒10的動作。首先描述當變焦操作環22 在變焦操作中旋轉時的操作。
當變焦操作環22旋轉時，旋轉力通過變焦同步銷43傳送到相應旋轉 的變焦凸輪環16。當變焦凸輪環16旋轉時，第三組活動框13前移而不 被如下第三組銷58旋轉其中這些第三組銷沿著固定管17的平移引導槽 40和變焦凸輪環16的拉長旋轉引導槽42行進。變焦凸輪環16的旋轉力 經由附接到變焦凸輪環16的前端的連接凸輪銷44(其與第一組凸輪環15 的平移引導槽40M)傳送到第一組凸輪環15。
由于第三組銷58插入到第一組凸輪環15的周邊槽37中，所以第一 組凸輪環15在旋轉的同時以與第三組活動框13相同的速度前移。棘爪凸 起部分34和筒環31的平移引導槽阻止第一組框11旋轉，而第一組凸輪 環15的凸輪槽38前推第一組凸輪銷33。以這一方式，如上所述地前移 的第一組凸輪環15進一步行進一段長距離。
由于與第四組輔助凸輪銷55掩^的第四組輔助凸輪槽52形成于第四 組凸輪環26的內表面中，所以第四組凸輪環26在第三組活動框13前行 時前行。第四組凸輪環26在前行之時旋轉，因為第四組凸輪環26的^ 突出部分26a與固定管17的引線槽46^。也就是，第四組凸輪環26 以與變焦凸輪環16和第一組凸輪環15的速度不同的速度旋轉，而且以與 第三組活動框13的^不同的速度前行。因此，提供引線槽46和第四組 輔助凸輪槽52允許任意設置第四組凸輪環26的旋轉速度和行iiil;變，由 此實現明顯更大的凸輪沒計自由度。
如圖14中所示，當第四組凸4^銷53沿著作為平移引導件在第三組活 動框13中形成的第四組平移引導槽54通過在第四組凸輪環26中形成的 第四組凸輪槽51來移動時，第四組框單元14前行。也就是，第四組框單 元14相對于笫四組凸輪環26行進與第四組凸輪槽51對應的額外長度。
當變焦凸輪環16的拉長平移引導槽41旋轉第二組凸輪銷84時，第 二組活動框75在旋轉的同時沿著固定管17中形成的凸輪槽45前行。聚 焦凸輪環25不旋轉，因為聚焦同步桿77限制該旋轉，但是第二組活動框 75旋轉和前行。因此，聚焦凸輪環25隨第二組活動框75—起前行，并 且由于變速凸輪78與第二組凸輪銷84接觸的位置的變化而進一步前行。 也就是，聚焦凸輪環25移動到與凸輪槽45所引起的第二組活動框75的 行進量與變速凸輪78所引起的行進量之和對應的預定位置。
在變焦操作中各部分的行進量和旋轉速度概括如下
變焦凸輪環16:不行進但是以與變焦操作環22的速度相同的ii^旋
轉；
第三組活動框13:以拉長旋轉引導槽42所確定的it^行進但是不旋
轉；
第一組凸輪環15:以與第三組活動框13的速度相同的il^L行進，并 以與變焦凸輪環16的速度相同的速度旋轉；
第一組框11:以凸輪槽38和拉長旋轉引導槽42所確定的速度行進 但是不旋轉；
第四組凸輪環26:以拉長旋轉引導槽42和第四組輔助凸輪槽52所 確定的il^行進，并以由引線槽46和第四組凸輪環26本身的行iiitv變所 確定的速度旋轉；
第四組框單元14:以拉長旋轉引導槽42、第四組凸輪槽51和第四組 輔助凸輪槽52所確定的速度行進但是不旋轉；
第二組活動框75:以凸輪槽45所確定的H行進，并以與變焦^Mt 環22的速度相同的速度旋轉；
聚焦凸輪環25:以凸輪槽45和變速凸輪78所確定的速度行進但是 不旋轉。
將對當聚焦操作環92在聚焦操作中旋轉時透鏡筒10的動作進行描述。
當旋轉聚焦操作環92時，距離環24經由離合單元91旋轉。當距離 環24旋轉時，連接臂95所連接到的聚焦啟動環28旋轉。當聚焦啟動環 28旋轉時，聚焦凸輪環25經由聚焦同步桿77旋轉。當聚焦凸輪環25旋 轉時，變速凸輪78的當前使用位置改變，并且聚焦凸輪環25在光軸方向 上移動。已經參照在聚焦凸輪環25中提供變速凸輪78而在第二組活動框 75上提供凸輪銷的情況描述了該例。與這一配置相對照，當然可i殳想在 聚焦凸輪環25上提供凸輪銷以及在第二組活動框75中提供變速凸輪78。 下文將描述聚焦凸輪環25的位置限制。
如圖20、圖25和圖26中所示，聚焦凸輪環25經由三個聚焦凸4^銷 85由第二組活動框75支撐。三個聚焦凸輪銷85主要用以避免產生聚焦 凸輪環25的傾斜分量(與垂直于光軸的平面傾斜的分量)。
現在假設不產生游動分量(playcomponent)的完全理想形狀。由于 聚焦凸^^銷85是逐漸變細的(蘑菇形的)銷，所以不應當產生移位分量 (平行于與光軸垂直的平面的分量)。然而在實踐中存在游動并且僅有一
個平移引導件即聚焦同步桿77。因此有必要預備防止產生移位分量的接 收表面。防止產生移位分量的部分是在以120度間距間隔開的三個位置提 供的L形位置限制器79，各位置限制器是接^面的具體例子。位置限 制器79面向固定管17的內表面并與三個配合凸起部分47接觸。
下文將描述位置限制器79的形狀。
本例適用于如下變焦鏡頭該變焦鏡頭使用根據變焦位置在聚焦操作 中對聚焦透鏡組的行進量進行糾正的聚焦凸輪。因此，變速凸輪78具有 很大的、等于或者大于110度的周邊長度。變速凸輪78例如由與變焦旋 轉角70度對應的部分、與聚焦旋轉角40度對應的部分和與在組裝操作中 可能要求的角度對應的部分形成。
因此，如圖20和圖23A、 23B中所示，變速凸輪78之一在遠視側近 (T NEAR)位置的一端與相鄰變速凸輪78在廣角側無窮遠(W INF) 位置的一端交迭，由此產生交迭OR。當在這樣的情形下試圖產生作為接 ^面的位置限制器時，除了在光軸方向上移位位置限制器以便防止干擾 聚焦凸輪(變速凸輪78)之外別無選擇。
然而，為了在這一類透鏡筒中維持高放大系數和高光學性能，有必要 增加第二透鏡組2的行進量。為了達到遠視側近(TNEAR)位置，如圖 28B中所示，聚焦凸輪環25相對于固定管17行進一段長距離。因此，在 當前位置限制器79的水平部分79a的位置移位到加固肋79c的水平位置 時，位置限制器79脫離并且離開固定管17的配合凸起部分47。
為了解決問題，在本例中，在位置調節器79不會離開固定管17的配 合凸起部分47并且位置限制器79即4吏在遠視側近(T NEAR)位置也不 會干擾聚焦凸輪(變速凸輪)的位置提供位置限制器79的水平部分79a。 接^面對作為聚焦凸輪的變速凸輪78有干擾的部分被配置為使得水平 部分79a在光軸方向上在其一端垂直彎曲以形成垂直部分79b。在這一配
置中，垂直部分79b可以支撐固定管17而聚焦凸輪環25可以相對于固定 管17在光軸方向上行進一段W巨離。
圖32至圖35說明了位置限制器79在各種變焦和聚焦位置的有利效 果。圖32至圖35是固定管17、聚焦凸輪環25和第二組活動框75的疊 加展開圖，并且分別示出了在廣角側無窮遠(WINF)位置、廣角側近(W NEAR)位置、遠視側無窮遠(T INF)位置和遠視側近(T NEAR)位 置處它們之間的相對位置關系。
如圖32中所示，在廣角側無窮遠(WINF)位置，由于固定管17的 配合凸起部分47與全部位置限制器79接觸并且受這些位置限制器支撐， 所以聚焦凸輪環25不會脫落。另外，如圖33中所示，在廣角側近(W NEAR)位置，由于固定管17的配合凸起部分47與全部位置限制器79 接觸并且受這些位置限制器支撐，所以聚焦凸輪環25不會脫落。
另一方面，如圖34中所示，在遠視側無窮遠(T INF)位置，由于 固定管17的配合凸起部分47與位置限制器79的垂直部分79b接觸并且 受這些垂直部分支撐，所以聚焦凸輪環25不會脫落。另外，如圖35中所 示，在遠視側近(TNEAR)位置，由于固定管17的配合凸起部分47與 位置限制器79的水平部分79a接觸并且受這些水平部分支撐，所以聚焦 凸輪環25不會脫落。
如圖32至35中可見，當位置限制器79沒有垂直部分79b時，聚焦 凸輪環25在遠視側無窮遠(TINF)位置離開固定管17的配合凸起部分 47，使得聚焦凸輪環25可能不受支撐。為了防止聚焦凸輪環25離開固定 管17，可設想在周邊方向上延伸各位置限制器79的水平部分79a。然而 在這樣的情況下，延伸的水平部分79a干擾變速凸輪78，因此該變速凸 輪將起不到凸輪的作用。為了避免這樣的情形，可設想在光軸方向上移位 位置限制器79的水平部分79a。然而在這樣的情況下，聚焦凸輪環25在 遠視側近(TNEAR)位置離開固定管17的配合凸起部分47。
為了防止聚焦凸輪環25離開固定管17并在所有位置通過固定管17 支撐聚焦凸輪環25,有必要彎曲位置限制器的接收表面或者增加整個透 鏡筒的尺寸或者降低光學性能和恥格以減少第二透鏡組2的聚焦量或者 行進量。本例是基于上述觀點來配置的，而且根據該例的位置限制器79 允許透鏡筒的尺寸減小和性能增強。在該例中，位置限制器79的關鍵部 分具有L形狀但是并不必然具有L形狀。例如，當然可設想使用聚焦凸 輪環25的無用空間(dead space)和彎曲接收表面的對聚焦凸輪(變速
凸輪)有干擾的部分。
現在將對使用這樣配置的透鏡筒的成像裝置的例子進行描述。圖36 至圖39說明了數字單鏡頭反i^目機，該相機示出了根據本發明實施例的 成像裝置的具體例子。如圖36中所示，數字單鏡頭反光相機100包i^f目 機體101。作為可更換成像鏡頭單元的透鏡筒10可拆卸地附接到相機體 101。
相機體101在前側的基本上中心的部分包括透鏡筒10所附接到的環 形座MT。在該座MT的附近提供用于附接和拆卸透鏡筒10的附接/拆卸 按鈕102。相機體101還在前側的左上位置包括模式設置轉盤103。操作 模式設置轉盤103允許設置(切換)相機的各種模式(這些模式包括各種 成像模式(肖像成^^式、風景成像模式和全自動成像模式)、用于回放 所捕獲的圖像的回放模式以及用于發送數據到外部裝置和從外部裝置接 收數據的通信模式)。
相機體101還在前側的左端包括握柄104。用戶在拍照時握持該握柄 104。在握柄104的上側提供用于指示相機開始曝光的釋放掩組105。在 握柄104中提供電池容器和卡容器。電池容器包^^鋰離子電池或者其他類 型的電池作為相機的電源，而卡容器可拆卸地包含用于記錄所捕獲的圖像 的圖像數據的存儲卡或者其他外部存儲設備。
釋放按鈕105是能夠檢測半按狀態(Sl狀態)和全按狀態(S2狀態) 這兩種狀態的雙狀態檢測按鈕。當釋放按鈕105半按至S1狀態時，實現 用于捕獲和記錄被攝對象的靜止圖像(最終的捕獲圖像)的預備動作(例 如AF控制動作)。當釋放掩組105進一步按至S2狀態時，實現捕獲最終 捕獲圖像的動作( 一連串動作，包括用于使用成像設備對被攝對象圖像(被 攝對象的光學圖像)的膝光動作和對啄光動作所獲得的圖像信號的預定圖 《象處理動作)。
在圖37中，在相機體101的背部上的基本上中央的上部提供^^視窗 (目鏡窗)110。當拍照時，用戶查看探視窗110并且視覺上識別通itit 鏡筒IO遞送的被攝對象的光學圖像以確定構圖。也就是，光學探視器可 以用來確定構圖。在根據該實施例的數字單鏡頭反光相機IOO中，在背部 監視器111中顯示的實時取景圖像也可以被用于確定構圖。操作者旋轉開 關轉盤106，以在使用光學探視器和實時取景顯示器的動作之間切換構圖 確定動作。
在相機體101背部的基本上中心的部分提供背部監視器111。背部監 視器111例如由彩色液晶顯示器(LCD )形成。背部監視器111可以例如 顯示用于設置成像和其他條件的菜單屏幕，以及在回放模式下重現和顯示 存儲卡上記錄的捕獲圖4象。當操作者選擇基于實時取景顯示的構圖確定而 不是基于光學探視器的構圖確定時，背部監視器111顯示成像設備所捕獲 的多個時間進程圖像(也就是運動圖像)作為實時取景圖像。
在背部監視器111的左上方提供電源開關(主開關)112。電源開關 112由雙接觸滑動開關(two-contact slide switch )形成。當接觸設置為左 邊"關斷(OFF)"位置時，電源關斷。當接觸設置為右邊"接通(ON)" 位置時，電源接通。另夕卜，在背部監視器lll的右邊提供方向選擇鍵113。 方向選擇鍵113具有圓形操作掩組。該^^作^L^r測上、下、右和左這四 類按動操作以及右上、左上、右下和左下這另外四類按動操作。方向選擇 鍵113檢測按動中心按鈕的操作以及上述八種按動操作。在背部監視器 111的左邊提供了一組設置掩組114。這組i殳置掩組114由用于執行各種 操作的多個按鈕形成，這些操作包括設置菜單屏幕中的參數和刪除圖像。
圖38是數字單鏡頭反光相機100的縱向橫截面圖。相機體101容納 由CCD、 CMOS或者其他器件形成的成像設備120、主鏡121、輔鏡122、 五面鏡123、聚焦板124、光學單元125和其他部件。通過透鏡筒10引入 的被攝對象圖像經由主鏡121、五面鏡123和光學單元125引導到探視窗 110。主鏡121、五面鏡123和光學單元125形成探視器光學系統，該系 統可以將觀察光束引導到探視窗110,該觀察光束是通過成像光學系統的 并且反射離開主鏡121的光束。
已經穿過主鏡121的光>^射離開輔鏡122并且向下重定向至AF模塊 126。 AF模塊126、聚焦控制單元和其他部件使用經由主鏡121和輔鏡122 遞送的光來執行AF操作。
將參照圖39來描述數字單鏡頭反;^目機100的功能概括。圖39是示 出了數字單鏡頭反光相機100的功能配置的框圖。數字單鏡頭反光相機 100包括操作部分130、總體控制部分140、聚焦控制部分141、鏡控制部 分142、快門控制部分143、時序控制電路144和數字信號處理電路150。 操作部分130包括各種掩組和開關，其中包M放按鈕105。總體控制部 分140響應于用戶在操作部分130上進行的輸入操作而實現各種動作。
總體控制部分140被配置為微計算機并且主要包括CPU、存儲器和 ROM。總體控制部分140通過讀取ROM中存儲的程序和指示CPU執行
這些程序來執行各種功能。例如，總體控制部分140包括功能上通過執行 相應程序來實現的第一膝光控制部分146和第二啄光控制部分147。第一 啄光控制部分146控制用于探視器成像設備180的膝光.在EVF模式下， 第 一曝光控制部分146主要基于來自探視器成像設備180的圖像信號來控 制用于該設備的瀑光。然而，總體控制部分140在特定條件被滿足時(換 句話說，當達到特定時序時)基于光度傳感器所獲得的光度值來確定膝光 控制^Mt中的曝光控制值。
第二曝光控制部分147為成像設備120控制啄光。第二啄光控制部分 147基于來自探視器成像設備180的圖像信號來確定被攝對象的光度值 (被攝對象亮度)，并且基于被攝對象亮度來控制用于成像設備120的曝 光，其中探視器成像設備的曝光操作由第一曝光控制部分146控制。
另外，總體控制部分140與AF模塊126、聚焦控制部分141和其他 部件配合執行聚焦控制操作，在該聚焦控制操作中對聚焦透鏡組的位置進 行控制。總體控制部分140使用聚焦控制部分141以根據AF模塊126所 檢測的被攝對象聚焦狀態來執行AF操作。AF模塊126可以使用通過鏡 機構160遞送的光，以通過使用聚焦狀態檢測方法如相位差方法來檢測被 攝對象的聚焦狀態。
聚焦控制部分141通過基于從總體控制部分140輸入的信號生成控制 信號并Jb+目應地驅動電動機Ml來移動透鏡筒10中的透鏡組l卯內包含 的聚焦透鏡組。聚焦透鏡組的位置由透鏡筒10中的透鏡位置檢測部分191 檢測，而表示聚焦透鏡組位置的數據被發送到總體控制部分140。聚焦控 制部分141、總體控制部分140和其他部件由此控制聚焦透鏡組在光軸方 向上的運動。
鏡控制部分142在鏡機構160從光學路徑收回的狀態(收鏡狀態)和
鏡機構阻擋光學路徑的狀態(放鏡狀態)之間切換鏡機構160。鏡控制部
分142通迚基于從總體控制部分140輸入的信號生成控制信號并且相應地
驅動電動機M2在收鏡狀態與放鏡狀態之間切換鏡機構160。快門控制部
分143通迚基于從總體控制部分140輸入的信號生成控制信號并且相應地
驅動電動機M3來開啟和閉合快門170。時序控制電路144對成像設備120 和其他部件執行時序控制。
(由CCD傳感器、CMOS傳感器或者其他傳感器形成的)成傳J更備 120使用光電轉換將被攝對象的光學圖像轉換成電信號，以產生代表最終 捕獲圖像的圖像信號(待記錄的圖像信號)。成像設備102也稱為用于捕
獲待記錄圖像的成像設備。另外，成像設備120對從時序控制電路144 輸入的驅動控制信號(積累開始信號和積累結束信號)做出響應，并且檢 測在光接收表面上聚焦的被攝對象圖像(積累在光電轉換中產生的電荷)， 以便產生代表被攝對象圖像的圖像信號。成像設備120還對從時序控制電 路144輸入的讀出控制信號做出響應，并且將圖像信號輸出到信號處理部 分151。
來自時序控制電路144的時序信號(同步信號)也輸入到信號處理部 分151和A/D (模擬到數字)轉換電路152。成像設備120所捕獲的圖像 信號在信號處理部分151中經歷預定模擬信號處理，而已經經歷模擬信號 處理的圖像信號在A/D轉換電路152中轉換成數字圖像信號(圖像數據)。 圖^Jt據輸入到數字信號處理電路150。
數字信號處理電路150對從A/D轉換電路152輸入的圖像數據執行 數字信號處理，以產生代表所捕獲的圖像的圖像數據。數字信號處理電路 150包括黑電平校正電路153、白平衡(WB)電路、Y校正電路155和圖 *儲器156。
黑電平校正電路153將形成從A/D轉換電路152輸出的圖像數據的 各圖像數據的黑電平校正為參考黑電平。WB電路154對圖像進行白平衡 調整。y校正電路155對捕獲的圖像執行灰度轉換。圖像存儲器156可高 速存取并且暫時存儲所生成的圖像數據。圖像存儲器156具有用于存儲與 多個幀對應的圖像lt據的容量。
在最終的捕獲操作中，在圖像存儲器156中暫時存儲的圖像數據在總 體控制部分140中適當地經歷圖像處理(例如圖像壓縮)，然后經由卡接 口 (I/F) 132存儲于存儲卡115中。在圖傳存儲器156中暫時存儲的圖 像數據適當地由總體控制部分140傳送到VRAM 131，而基于該圖l象數據 的圖像顯示于背部監視器lll上。由此提供各種顯示模式，包括用于確認 所捕獲的圖像的確認顯示(事后查看)和用于重現所捕獲的圖像的回放顯 示。
成像設備180作為所謂實時取景圖像捕獲(運動圖像捕獲)成像設備 來工作。成〗象設備180具有與成《象設備120的配置相似的配置。然而，成 像設備180只需具有高到足以產生實時取景圖像信號(運動圖像)的分辨 率，因此通常具有比成像設備120中的像素更少的像素。也對成像設備 180所捕獲的圖像信號執行與對成像設備120所捕獲的圖像信號執行的信 號處理相似的信號處理。也就是，成像設備180所捕獲的圖像信號在信號
處理部分151中經歷預定處理、在A/D轉換電路152中轉換成數字數據、 在數字信號處理電路150中經歷預定圖像處理并且存儲于圖像存儲器156 中。
成像設備180所捕獲的并且存儲于圖像存儲器156中的時間進程圖像 數據適當地由總體控制部分140依次傳送到VRAM 131,而基于該時間進 程圖像數據的多個圖4象依次顯示于背部監視器111上。由此提供用于確定 構圖的運動圖像式顯示(實時取景顯示)。
為了加速上述處理，特別地可優選的是并行執行用于成像設備120 的圖像處理和用于成像設備180的圖像處理。為此，在實施例中，時序控 制電路144、信號處理部分151、 A/D轉換電路152、數字信號處理電路 150和其他部件分別具有兩路處理電路，并且并行實現用于兩個成像設備 120和180的圖像處理操作。然而，時序控制電路144、信號處理部分151、 A/D轉換電路152、數字信號處理電路150和其他部件各自并非必然具有 兩路處理電路，而是具有單路處理電路，而用于成像設備120的圖像處理 和用于成像設備180的圖像處理可以按這一順序或者按相反順序來依次 實現。
數字單鏡頭反光相機100還包括通信接口 (I/F) 133并且可以發送 數據到連接至接口 133的裝置(例如個人計算機)和從該裝置接收數據。 數字單鏡頭反光相機100還包括閃光設備116、閃光控制電路117和AF 輔助光生成器127。閃光設備116是例如在被攝對象沒有足夠亮度時使用 的光源。接通和關斷閃光、接通持續時間和其他M由閃光控制電路U7、 總體控制部分140和其他部件控制。AF輔助光生成器127是用于AF操 作的輔助光源。接通和關斷AF輔助光生成器127、接通持續時間和其他 參數由總體控制部分140和其他部件控制。
下文將描述數字單鏡頭反光相機100的捕獲動作。在數字單鏡頭反光 相機IOO中，不但由探視器光學系統和其他部件形成的光學探視器(也稱 為光學取景器(OVF))可以用來確定構圖(取景)，而且在背部監視器 111上顯示的實時取景圖像也可以用來確定構圖。通過使用成像設備180 和背部監視器111來實施的探視器功能也稱為電子取景器(EVF),因為 被攝對象的光學圖像被轉換成電子信號、然后被可視化。
操作者可以操作開關轉盤106,以選擇基于光學取景器(OVF)的構 圖確定或者基于電子取景器(EVF)的構圖確定。
如圖38中所示，在從透鏡筒10開始到成像設備120的光學路徑(成 像光學路徑)中提，機構160,而鏡機構160具有向上反射來自成像光 學系統的光的主鏡121 (主>^射表面)。部分或者整個主鏡121例如由半 鍍銀鏡形成，并且透射來自成像光學系統的部分光。鏡MU60也具有向 下反射已經穿過主鏡121的光的輔鏡122 (輔反射表面)。從輔鏡122向 下反射的光被引導到和入射于AF模塊126上，并且用于基于相位差的 AF操作。
在圖像捕獲模式下，鏡機構160在釋放掩組105被按至全按狀態S2 之前(換句話說在構圖確定步驟中)處于放鏡狀態。在這一步驟中，來自 透鏡筒10的被攝對象圖^^主鏡121向上反射，并且作為觀察光束在五 面鏡123上入射。五面鏡123具有多個鏡(反射表面)并且具有調整被攝 對象圖像取向的能力。觀察光束在它入射于五面鏡123上之后的路徑依賴 于兩個模式中的哪個模式(也就是OVF模式或者EVF模式)用來確定構 圖。操作者可以通過選擇所需模式來確定構圖。
上述本發明不限于使用如下聚焦凸輪的透鏡筒該聚焦凸輪根據變焦 位置來校正聚焦透鏡組在聚焦操作中的行進量，而本發明不僅當然適用于 典型的變焦鏡頭而且也適用于單獨變焦能力或者單獨聚焦能力。
本發明不限于上文描述和附圖中圖示的實施例，而是可以在不脫離本 發明精神的情況下實施各種修改。例如，盡管已經參照應用數字單鏡頭反 光相機作為成像裝置的情況描述了上述例子，但是本發明適用于數字視頻 可攜式攝^M/L、膠片型單鏡頭反光相機、模擬視頻可攜式攝#4^、監^目 機和其他成像裝置。另夕卜，盡管已經參照使用四組透鏡系統作為光學鏡頭 的情況描述了上述例子，但是光學鏡頭當然可以由三組透鏡系統、五組透 鏡系統或者由更多組形成的透鏡系統形成。
本領域技術人員應當理解，根據設計要求和目前其他因素可以有落入 所附權利要求及其等效范圍內的各種修改、組合、二次組合和更改。
2權利要求
1. 一種透鏡筒，包括至少兩個凸輪管，其中以操作環的旋轉為基礎的操作啟動所述兩個凸輪管以移動透鏡組，所述透鏡筒包括:第一凸輪管，其響應于以所述操作環的旋轉為基礎的操作來驅動所述透鏡組的一部分；以及第二凸輪管，其響應于以所述操作環的旋轉為基礎的操作在光軸方向上移動所述透鏡組的一部分，所述第二凸輪管以與所述第一凸輪管的速度不同的速度旋轉。
2. 根據權利要求l所述的透鏡筒，其中所述操作環是用于變焦操作的變焦^Mt環，所述第一凸輪管是響應于以所述變焦操作環的旋轉為基礎的變焦操 作來驅動所述透鏡組的的一部分的變焦凸輪環，以及所述第二凸輪管是響應于以所述變焦操作環的旋轉為基礎的變焦操 作在光軸方向上移動所述透鏡組的一部分的一組凸輪環，所述第二凸輪管 以與所述第一凸輪管的速度不同的iUL旋轉。
3. 根據權利要求2所述的透鏡筒，其中所述第一凸輪管以與所述操作環的速度相同的速度旋轉，以及 所述第二凸輪管以與所述操作環的速度不同的速度旋轉。
4. 根據權利要求2所述的透鏡筒，其中所述第二凸輪管以比所述笫一凸輪管的iiA更慢的速度旋轉。
5. 根據權利要求2所述的透鏡筒， 其中所述第二凸輪管具有凸^^部分，所述透鏡筒還包括固定管，該固定管具有能夠滑動地與所述凸起部分 M的引線槽，以及所述固定管被保持為不旋轉。
6. —種成i象裝置，包括透鏡筒，其包括至少兩個凸輪管，其中以採作環的旋轉為基礎的操作 啟動所述兩個凸輪管以移動透鏡組，其中所述透鏡筒包括 第一凸輪管，其響應于以所述操作環的旋轉為基礎的操作來驅動所述 透鏡組的一部分，以及第二凸輪管，其響應于以所述操作環的旋轉為基礎的操作在光軸方向 上移動所述透鏡組的一部分，所述第二凸輪管以與所述第一凸輪管的速度不同的it;l旋轉。
全文摘要
一種透鏡筒包括至少兩個凸輪管，以操作環的旋轉為基礎的操作啟動兩個凸輪管以移動透鏡組。透鏡筒包括第一凸輪管，其響應于以操作環的旋轉為基礎的操作來驅動透鏡組的一部分；以及第二凸輪管，其響應于以操作環的旋轉為基礎的操作在光軸方向上移動透鏡組的一部分。第二凸輪管以與第一凸輪管的速度不同的速度旋轉。
文檔編號G02B7/04GK101382638SQ20081021433
公開日2009年3月11日 申請日期2008年9月2日 優先權日2007年9月4日
發明者加藤隆史, 小山高志 申請人:索尼株式會社