專利名稱：變焦鏡頭裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種以可拆卸的方式連接在攝像裝置上的變焦鏡頭裝置。
背景技術：
在諸如數(shù)碼照相機、攝像機等的攝像裝置中，已經(jīng)提出了一種以可拆卸的方式連接在裝配有光學成像系統(tǒng)的主體端鏡筒上的變焦鏡頭裝置。
傳統(tǒng)上看，廣角變焦鏡頭裝置和長焦變焦鏡頭裝置通常是單獨提供的，其中，當將廣角變焦鏡頭和長焦變焦鏡頭裝置分別連接在主體端鏡筒上時，廣角變焦鏡頭裝置將變焦鏡頭裝置的光學系統(tǒng)和光學成像系統(tǒng)相結合所獲得的整體放大率變?yōu)閺V角端的放大率，而長焦變焦鏡頭裝置將變焦鏡頭裝置的光學系統(tǒng)和光學成像系統(tǒng)相結合所獲得的整體放大率變?yōu)殚L焦端的放大率。
因此，當在廣角端和長焦端之間改變放大率進行拍攝時，在將變焦鏡頭裝置中的一個從主體端鏡筒上移開之后，必須將另一個變焦鏡頭裝置連接在主體端鏡筒上。因此，如果需要在廣角端和長焦端之間頻繁地改變放大率，這成為一項令人厭倦的工作。
為了克服上面的缺陷，日本公開專利申請PH7-64164披露了一種廣角長焦兼容式變焦鏡頭裝置，其中，廣角鏡頭和長焦鏡頭被裝配在一個變焦鏡頭裝置中，并且通過改變變焦鏡頭裝置與主體端鏡筒的連接方式來切換廣角端和長焦端。

發(fā)明內容
然而，上述的廣角長焦兼容式變焦鏡頭裝置總是通過將廣角鏡頭和長焦鏡頭結合而使用，這樣，由于光學設計上的局限性，廣角端的放大率限制在0.7左右，而長焦端的放大率限制在1.4左右。也就是說，難以將廣角端的放大率設計為低于0.7，并且難以將長焦端的放大率設計為高于1.4。
本發(fā)明的變焦鏡頭裝置能夠克服上面的缺陷，并且能夠在廣角端和長焦端兩種情況下確保放大率設置的自由度，從而輕松地對連接變焦鏡頭裝置進行操作。
根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的變焦鏡頭裝置是這樣的變焦鏡頭裝置，它以可拆卸的方式連接在裝配了用于拍攝物體的攝像裝置的光學成像系統(tǒng)的主體端鏡筒上，該變焦鏡頭裝置包括用于容裝第一鏡頭的第一鏡筒，和用于容裝第二鏡頭的第二鏡筒，其中，第一鏡筒的后部以可拆卸的方式連接在主體端鏡筒上，第二鏡筒的后部以可拆卸的方式連接在第一鏡筒的前部，這樣設計第一鏡筒，使得當將其連接在主體端鏡筒的前部時，包括第一鏡頭和光學成像系統(tǒng)的整個光學系統(tǒng)的放大率轉換成比光學成像系統(tǒng)自身的放大率更小的廣角端，并且這樣對第二鏡筒進行設計，使得當將其連接到已連接在主體端鏡筒前部的第一鏡筒的前部上時，包括第一鏡頭和光學成像系統(tǒng)的整個光學系統(tǒng)的放大率轉換成比光學成像系統(tǒng)自身的放大率更高的長焦端。
根據(jù)本發(fā)明，通過將第二鏡筒自身連接到已經(jīng)連接在攝像裝置上的第一鏡筒上或者將其從第一鏡筒上拆離，可以對光學成像系統(tǒng)的放大率進行改變，因此，當經(jīng)常需要對光學成像系統(tǒng)的放大率在廣角端和長焦端之間進行改變時，操作將變得非常簡單和方便。此外，提供了第一鏡筒和第二鏡筒這兩個鏡筒，使得在光學設計上的限制更少，并且可以將廣角端的放大率和長焦端的放大率設定成期望的值。


圖1示出了連接有根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的變焦鏡頭裝置的攝像裝置的正面透視圖；圖2示出了連接了第一鏡筒的攝像裝置的正面透視圖；圖3示出了連接了第一鏡筒和第二鏡筒的攝像裝置的正面透視圖；圖4示出了變焦鏡頭裝置的第一實施例的結構圖；圖5示出了變焦鏡頭裝置的第一實施例的裝配圖；圖6示出了變焦鏡頭裝置中的第一鏡筒后部的平面圖；圖7示出了變焦鏡頭裝置中的第二鏡筒后部的平面圖；以及圖8示出了怎樣使用本發(fā)明的第一實施例中的變焦鏡頭裝置。
具體實施例方式
本發(fā)明能夠確保對變焦鏡頭裝置在廣角端和長焦端上的放大率進行設定的自由度，并通過將第二鏡筒以可拆卸的方式連接在第一鏡筒來執(zhí)行簡單的操作。
現(xiàn)在，參照附圖描述本發(fā)明的第一實施例。
首先，對連接了變焦鏡頭裝置的攝像裝置進行描述。如圖1所示，攝像裝置100是攝像機，它包括形成攝像裝置100外形的矩形外殼102。在本說明書的描述中，當從正面觀看攝像裝置100時，定義了左和右，前端指的是光軸上光學系統(tǒng)的對象側，后端是指光學系統(tǒng)的成像器件側。
在外殼102的前上部，設置了裝配有光學成像系統(tǒng)12并朝向前方的主體端鏡筒10。在外殼102中，容裝有用于通過光學成像系統(tǒng)12獲取物像入射光線的成像器件、和用于對通過成像器件獲取的物像中的靜止圖像或活動圖像進行記錄/再生的記錄/再生單元等類似裝置。此外，在外殼102后上部，設置有用于對通過成像器件獲取的物像進行監(jiān)視的電子取景器104，在外殼102的上端部，設置了諸如拍攝開始/停止開關的操作開關106。在外殼102左側表面稍微向上的部分，設置了各種設置開關108。手帶110與外殼102的下左側表面的前部和后部相連接。在外殼102右側表面上設置了用于顯示通過成像器件獲取的物像的LCD顯示屏105(見圖8)。
主體端鏡筒10在其前部包括以光學成像系統(tǒng)12的光軸作為中心的主體端內圓周面14，和設置在主體端內圓周面14靠近光學成像系統(tǒng)12的內部的部分上的、同時位于主體端內圓周面14的整個圓周上的凹槽16。
現(xiàn)在，對變焦鏡頭裝置20進行描述。如圖4所示，變焦鏡頭裝置20包括有包括第一鏡頭22的第一鏡筒24，和包括第二鏡頭26的第二鏡筒28。如圖4和圖5所示，第一鏡筒24包括筒體2402，并且第一鏡頭22容裝在筒體2402中。根據(jù)本實施例，第一鏡頭22配置了三個透鏡22A、22B、和22C。
第一鏡筒24的后部被設計成能以可拆卸的方式連接在主體端鏡筒10上，并被設計成如圖2所示的當?shù)谝荤R筒24連接在主體端鏡筒10的前部時，能夠將包括第一鏡頭22和光學成像系統(tǒng)12的整個光學系統(tǒng)的放大率轉換成比單獨的光學成像系統(tǒng)12的放大率更小的廣角端。
如圖6所示，在筒體2402的后端，設置有可旋轉插入主體端內圓周面14內的第一鏡筒端外圓周面2404、分別設置在第一鏡筒端外圓周面2404上彼此相對部分上的兩個切口2405、和分別同凹槽16咬合/脫離并能通過這些切口2405從第一鏡筒端外圓周面2404縮回的咬合爪2406。此外，在筒體2402的相對位置上，設置了可回縮的操作部件2408，并且這些操作部件2408通過沿第一鏡頭22的徑向設置在外側部分上的螺旋彈簧而被壓向突出方向，這兩個咬合爪2406在各自的操作部件2408上整體形成。
因此，如圖6的雙點劃線所示，當將兩個操作部件2408向筒體2402的中心方向按下去時，各個咬合爪2406將沒入第一鏡筒端外圓周面2404的里面，這時，當通過將第一鏡筒端外圓周面2404插入主體端內圓周面14而釋放兩個操作部件2408上的壓力時，咬合爪2406將與凹槽16咬合，第一鏡筒24將連接在主體端鏡筒10上。此外，當將兩個操作部件2408向筒體2402的中心方向按動時，每個咬合爪2406將沒入第一鏡筒端外圓周面2404的里面，在這種情況下，第一鏡筒端外圓周面2404將從主體端內圓周面14中移出，并且第一鏡筒24將與主體端鏡筒10分離。
如圖4和圖5所示，第二鏡筒28包括筒體2802，并且第二鏡頭26容裝在筒體2802中。根據(jù)本發(fā)明的實施例，第二鏡頭26配置了三個透鏡26A、26B、和26C。第二鏡筒28的后部配置成能夠以可拆卸的方式與第一鏡筒24的前部相連，并且如圖3所示，在第二鏡筒28連著主體端筒鏡筒10的前部、并與第一鏡筒24的前部相連的情況下，它被進一步配置成能夠將包括第一鏡頭22、第二鏡頭26、和光學成像系統(tǒng)12在內的整個光學系統(tǒng)的放大率轉換比單獨的光學成像系統(tǒng)12的放大率更高的長焦端。
如圖7所示，在筒體2802的后端，設置有可旋轉插入第一鏡筒端內圓周面2410中的第二鏡筒端外圓周面2804、分別設置在第二鏡筒端外圓周面2804上彼此相對部分上的兩個切口2805、和分別同凹槽2412咬合/脫離并能通過這些切口2805從第二鏡筒端外圓周面2804縮回的咬合爪2806。此外，在筒體2802的相對位置上，設置了可回縮的操作部件2808，并且這些操作部件2808通過沿第二鏡頭26的徑向設置在外側部分上的螺旋彈簧而被壓向突出方向，每個咬合爪2806與各個操作部件2808整體形成。
因此，如圖7的雙點劃線所示，當將兩個操作部件2808向筒體2802的中心方向按下去時，每個咬合爪2806將沒入第二鏡筒端外圓周面2804的里面，在這種情況下，當將第二鏡筒端外圓周面2804插入第一鏡筒端內圓周面2410時，并且當松開這兩個操作部件2808上的壓力時，咬合爪2806將與凹槽2412咬合，第二鏡筒28將連接在第一鏡筒24上。此外，當將兩個操作部件2808壓向筒體2802的中心方向時，每個咬合爪2806將沒入第二鏡筒端外圓周面2804的里面，在這種情況下，第二鏡筒端外圓周面2804將從第一鏡筒端內圓周面2410中拖出來，并且第二鏡筒28將與第一鏡筒24分離。
下文中將對利用本發(fā)明的一個實施例的變焦鏡頭裝置20拍攝圖像進行描述。如圖8所示，例如，小學禮堂的舞臺2上有多個兒童4，禮堂觀眾席6在距離舞臺2二十米遠處，還有觀看舞臺2的母親8和沒有在圖中示出的攝影師父親。母親8和父親(下文中稱作攝影師)彼此相距1米。
靠近攝影師，有一個三腳架200，其像機平臺上連接有攝像裝置100。通過攝影師的操作能夠在水平方向和垂直方向上改變攝像裝置100的拍攝方向。在用攝像裝置100拍攝舞臺2上的兒童4的情況下，第一鏡筒24與攝像裝置100的主體端鏡筒10相連，進而第二鏡筒28與第一鏡筒24相連，從而設定合適的放大率來拍攝遠離攝像裝置100的物體，以將包括第一鏡頭22、第二鏡頭26、和光學成像系統(tǒng)12在內的整個光學系統(tǒng)的放大率改變?yōu)楸葐为毜墓鈱W成像系統(tǒng)12的放大率更高的長焦端。因此，通過將攝像裝置100以合適的放大率對準兒童4，可以拍攝到遠離攝像裝置100的兒童4。
此外，在拍攝坐在觀眾席6上的母親8的情況下，通過將第二鏡筒28從第一鏡筒24上分離從而設定合適的放大率用于拍攝靠近攝像裝置100的目標，將包括第一鏡頭22、和光學成像系統(tǒng)12在內的整個光學系統(tǒng)的放大率轉換為比單獨的光學成像系統(tǒng)12的放大率更小的廣角端。因此，通過操作三腳架200的像機平臺將攝像裝置100對準母親8，或者通過將攝像裝置100從三腳架200的像機平臺上分離進行手提拍攝，能夠以合適的放大率拍攝坐在攝像裝置100附近的母親8。
此外，當通過將第二鏡筒28連接在第一鏡筒24上再次拍攝舞臺2上的兒童4時，包括第一鏡頭22、第二鏡頭26、和光學成像系統(tǒng)12在內的整個光學系統(tǒng)的放大率轉換成比單獨的光學成像系統(tǒng)12的放大率更高的長焦端，因此，可以合適的放大率拍攝遠離攝像裝置100的位置上的兒童4。
下面更加詳細地描述上述變焦鏡頭裝置20的使用。在通過變焦鏡頭裝置20將包括第一鏡頭22、第二鏡頭26、和光學成像系統(tǒng)12在內的整個光學系統(tǒng)的放大率轉換成比單獨的光學成像系統(tǒng)12的放大率更高的長焦端時，換句話說，當將變焦鏡頭裝置20作為長焦變焦鏡頭使用時，可以在長焦端設定包含在攝像機中的攝像裝置100的變焦鏡頭的放大率，并且適合于超長焦拍攝，但是如果執(zhí)行手提式拍攝，即使利用震動糾正功能也很難得到穩(wěn)定的圖像，因此在拍攝時普遍使用三腳架。
相反，在通過變焦鏡頭裝置20將包括第一鏡頭22和光學成像系統(tǒng)12在內的整個光學系統(tǒng)的放大率轉換成比單獨的光學成像系統(tǒng)12更小的廣角端的情況下，換句話說，當將變焦鏡頭裝置20作為廣角變焦鏡頭使用時，可以在廣角端設定變焦鏡頭的放大率，使其成為更廣角的廣角端，以通過攜帶攝像裝置100來執(zhí)行更穩(wěn)定圖像的拍攝，并能夠在近距離以合適的大小拍攝到像半身像這樣的人像。
此外，通過將具有三腳架螺釘?shù)幕c攝像裝置用于三腳架的螺孔相連，傳統(tǒng)的三腳架能夠設計成以可拆卸的方式與具有基座的攝像裝置相連。在像晚會、結婚儀式等這樣的聚會上進行拍攝時，廣播電臺有可能準備多個攝像裝置，利用專用的攝像裝置拍攝舞臺和新郎新娘，利用另一個攝像裝置拍攝觀眾和到會者，并通過切換這些攝像裝置，廣播電臺通過編輯具有不同放大率的畫面來制作節(jié)目，但是根據(jù)本發(fā)明，可以通過將變焦鏡頭裝置20應用在家用攝像裝置上以不同的放大率進行拍攝。
也就是說，如果將本發(fā)明的變焦鏡頭裝置20連接在攝像裝置上，準備好上述的三腳架，使三角架的像機平臺面向舞臺等，將像機固定到位，并且像機使用長焦變焦鏡頭拍攝舞臺，則有可能進行超長焦拍攝。相應地，如果通過移開或拆離第二鏡筒28，將攝像裝置從與像機平臺一起的三腳架上移開，并用手拿著攝像裝置進行手提拍攝，而將變焦鏡頭裝置作為廣角變焦鏡頭使用，則也有可能執(zhí)行穩(wěn)定的人像近距離拍攝。之后，如果將攝像裝置與三角架相連，第二鏡筒28與第一鏡筒24相連，并將變焦鏡頭裝置20作為長焦變焦鏡頭使用，則因為固定了三腳架的像機平臺，同時朝向預定方向，因而能夠成功地對舞臺進行拍攝。
根據(jù)本發(fā)明，因為考慮到這樣的匹配，所以將變焦鏡頭裝置20配置成一拆除或移開第二鏡筒28就能夠作為廣角變焦鏡頭使用。此外，將第一鏡筒24和第二鏡筒28連接的部分(結合部分)配置成不是用于普通攝像裝置連接鏡頭的螺釘結構，而是配置成專用的連接結構，因為這樣的專用連接結構很堅固并容易操作，因此第二鏡筒28容易連接/拆除，并且在長焦變焦鏡頭的情況下更容易執(zhí)行光學特性的進一步優(yōu)化。
根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的變焦鏡頭裝置20，通過將第二鏡筒28從連接在顯示裝置100上的第一鏡筒24上連接/拆除，能夠在廣角端和長焦端之間進行整個光學系統(tǒng)的放大率的改變，使得當在廣角端和長焦端之間頻繁改變整個光學系統(tǒng)的放大率時，例如在運動會或學校比賽的情況下，改變放大率的操作將變得非常簡單。
此外，本實施例的變焦鏡頭裝置20設計了包括第一鏡筒24和第二鏡筒28的兩個鏡筒，可以在沒有任何光學設計的限制下，將廣角端的放大率和長焦端的放大率設定為一個理想的值。
此外，在安裝或攜帶變焦鏡頭裝置20的情況下，如果第二鏡筒28連著第一鏡筒24，不需要分離這兩個鏡筒就能很容易地進行操作。
進一步通過將第一鏡筒24連接/拆離攝像裝置100的主體端鏡筒10，能夠在廣角端和長焦端之間改變整個光學系統(tǒng)的放大率。因此，當目標和攝像裝置100相互接近的情況下進行圖像的獲取時，以及在廣角端和長焦端之間頻繁改變整個光學系統(tǒng)的放大率時，例如在參訪或家庭聚會的情況下，改變放大率的操作將變得非常簡單。
此外，因為第一鏡筒24上的第一鏡頭22將整個光學系統(tǒng)的放大率轉換為更廣角的放大率，所以第一鏡頭22在光學設計上可有一個相對較大的光圈，因此，第一鏡筒24前端的外徑可以為更大的尺寸。因此，可以在第一鏡筒24的前端和第二鏡筒28的后端之間的連接部分留出一塊區(qū)域，并能夠使第二鏡筒28更穩(wěn)定地連接在第一鏡筒24上。
在本實施例中，這樣進行配置，使得通過咬合爪2406與凹槽16的咬合來執(zhí)行第一鏡筒24與主體端鏡筒10的連接，以及通過咬合爪2806與凹槽2412的咬合來執(zhí)行第二鏡筒28與第一鏡筒24的連接，然而，也可以用陽螺紋和陰螺紋，或者用其他已知的機構來配置執(zhí)行第一鏡筒24與主體端鏡筒10的連接和第二鏡筒28與第一鏡筒24的連接。
此外，在上述實施例中，攝像機被用作攝像裝置，但是本發(fā)明的變焦鏡頭裝置也可以應用到諸如數(shù)碼照相機、電視攝像機等的各種攝像裝置上。
權利要求
1.一種變焦鏡頭裝置，以可拆卸的方式連接在裝配有用于拍攝物體的攝像裝置的光學成像系統(tǒng)的主體端鏡筒上，所述變焦鏡頭裝置包括第一鏡筒，用于容裝第一鏡頭；第二鏡筒，用于容裝第二鏡頭，其中所述第一鏡筒的后部以可拆卸的方式與所述主體端鏡筒連接；所述第二鏡筒的后部以可拆卸的方式與所述第一鏡筒的前部連接；當將所述第一鏡筒連接在所述主體端鏡筒的前部時，包括所述第一鏡頭和所述光學成像系統(tǒng)的整個光學系統(tǒng)的放大率轉換為比所述光學成像系統(tǒng)自身的放大率更小的廣角端；以及當將所述第二鏡筒安裝到連接在所述主體端鏡筒前部的所述第一鏡筒的前部時，包括所述第一鏡頭和所述光學成像系統(tǒng)的所述整個光學系統(tǒng)的放大率轉換為比所述光學成像系統(tǒng)自身的放大率更高的長焦端。
2.根據(jù)權利要求1所述的變焦鏡頭裝置，其中，所述主體端鏡筒包括位于其前端的、以所述光學成像系統(tǒng)的光軸作為中心的主體端內圓周面；凹槽，所述凹槽設置在靠近所述光學成像系統(tǒng)的內部的所述主體端內圓周面的部分上、并位于所述主體端內圓周面的整個圓周上，其中設置了能夠旋轉插入所述主體端內圓周面的第一鏡筒端外圓周面，和咬合爪，所述咬合爪從所述第一鏡筒端外圓周面縮回并同所述第二鏡筒的后端的凹槽咬合；以及通過將所述第一鏡筒端外圓周面插入所述主體端內圓周面，以及通過將所述咬合爪與所述凹槽咬合，將所述第二鏡筒連接到所述第一鏡筒。
3.根據(jù)權利要求1所述的變焦鏡頭裝置，其中，所述第一鏡筒包括位于其前端的、以所述第一鏡頭的光軸作為中心的第一鏡筒端內圓周面；凹槽，所述凹槽設置在所述第一鏡筒端內圓周面靠近所述第一鏡頭的內部的部分上，其中在所述第二鏡筒的后端，設置了能夠旋轉插入所述第一鏡筒端內圓周面的第二鏡筒端外圓周面和咬合爪，所述咬合爪從所述第二鏡筒端外圓周面縮回并同所述凹槽咬合；以及通過將所述第二鏡筒端外圓周面插入所述第一鏡筒端內圓周面，以及通過將所述咬合爪與所述凹槽咬合，將所述第二鏡筒連接到所述第一鏡筒。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種變焦鏡頭裝置，該變焦鏡頭裝置包括用于容裝第一和第二鏡頭的第一和第二鏡筒，其中，第一鏡筒的后部以可拆卸的方式與主體端鏡筒相連，第二鏡筒的后部以可拆卸的方式與第一鏡筒的前部相連，當將第一鏡筒與主體端鏡筒連接時，包括第一鏡頭和光學成像系統(tǒng)的整個光學系統(tǒng)的放大率轉換成比光學成像系統(tǒng)自身的放大率更小的廣角端，當將第二鏡筒安裝到連接在主體端鏡筒上的第一鏡筒上時，包括第一鏡頭和光學成像系統(tǒng)的整個光學系統(tǒng)的放大率轉換成比光學成像系統(tǒng)自身的放大率更高的長焦端。
文檔編號G03B17/12GK1645180SQ20051000176
公開日2005年7月27日 申請日期2005年1月19日 優(yōu)先權日2004年1月19日
發(fā)明者瀨川義雄, 山田幸男 申請人:索尼公司