專利名稱：可變放大率透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有可變焦距的可變放大率透鏡(variabl印ower lens)，特別涉 及一種配備有用于控制多個透鏡組在光軸方向中的位置的驅(qū)動機(jī)構(gòu)的可變放大率透鏡。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的諸如變焦透鏡(zoom lens)或可變焦距透鏡(varifocal lens)的可變 放大率透鏡中，通常的情況是通過形成在單個凸輪環(huán)上的不同類型的凸輪(例如凸輪槽或 凸輪狹縫)在光軸方向中引導(dǎo)多個透鏡組，例如在日本未審專利公開No. 2006-145562中公 開的透鏡筒中。此外，當(dāng)執(zhí)行聚焦操作時，通過與放大率變化機(jī)構(gòu)不同的機(jī)構(gòu)在光軸方向中 移動特定的透鏡組。 但是，在可變放大率透鏡被設(shè)置在具有很大的中間部件的透鏡筒中時，其中所述 的中間部件很大以至于分割了透鏡筒的內(nèi)部空間，則諸如凸輪環(huán)的旋轉(zhuǎn)環(huán)有可能與該中間 部件干涉，相應(yīng)地，有時難以在可變放大率透鏡中設(shè)置在光軸方向上具有很大長度的長的 旋轉(zhuǎn)環(huán)。例如，在光學(xué)系統(tǒng)的某個中點(diǎn)處安裝有大的自動可變光圈的CCTV(閉路電視)攝 像機(jī)的某類攝像機(jī)透鏡中，這種限制易于出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
考慮上述問題設(shè)計了本發(fā)明，本發(fā)明提供了一種配備有用于放大率變化和聚焦的
透鏡組驅(qū)動機(jī)構(gòu)的可變放大率透鏡，其不受到透鏡筒的內(nèi)部空間的限制。 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種可變放大率透鏡，其具有包括至少第一透鏡組
和第二透鏡組的成像光學(xué)系統(tǒng)，所述第一透鏡組和第二透鏡組可在光軸方向上移動，該可
變放大率透鏡包括分別支撐第一透鏡組和第二透鏡組的第一透鏡組支撐框架和第二透鏡
組支撐框架；線性引導(dǎo)環(huán)，其在光軸方向上線性引導(dǎo)第一透鏡組支撐框架和第二透鏡組支
撐框架的每一個；放大率變化操作部件；聚焦操作部件；第一透鏡組驅(qū)動環(huán)，其通過第一透
鏡組驅(qū)動環(huán)相對于線性引導(dǎo)環(huán)的旋轉(zhuǎn)在光軸方向上移動第一透鏡組支撐環(huán)；第二透鏡組驅(qū)
動環(huán)，其通過第二透鏡組驅(qū)動環(huán)相對于線性引導(dǎo)環(huán)的旋轉(zhuǎn)在光軸方向上移動第二透鏡組支
撐環(huán)；驅(qū)動環(huán)連接器，其通過以下方式使第一透鏡組驅(qū)動環(huán)與第二透鏡組驅(qū)動環(huán)彼此連接，
即防止第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和第二透鏡組驅(qū)動環(huán)彼此相對旋轉(zhuǎn)，同時允許第一透鏡組驅(qū)動環(huán)
和第二透鏡組驅(qū)動環(huán)在光軸方向上彼此相對移動；以及驅(qū)動環(huán)運(yùn)動控制器，當(dāng)手動操作放
大率變化操作部件時，驅(qū)動環(huán)運(yùn)動控制器通過驅(qū)動環(huán)連接器整體旋轉(zhuǎn)第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和
第二透鏡組驅(qū)動環(huán)使其在光軸方向上的相對位置保持不變，并且當(dāng)手動操作聚焦操作部件
時，驅(qū)動環(huán)運(yùn)動控制器僅在光軸方向上移動第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和第二透鏡組驅(qū)動環(huán)之一而
不使之旋轉(zhuǎn)。 本發(fā)明特別用于在光軸方向上的第一透鏡組驅(qū)動環(huán)與第二透鏡組驅(qū)動環(huán)之間的 位置上具有光量控制器(light-quantity controller)的一類可變放大率透鏡。理想地， 可變放大率透鏡包括安裝在光軸方向上的第一透鏡組驅(qū)動環(huán)與第二透鏡組驅(qū)動環(huán)之間的位置上的光量控制器。驅(qū)動環(huán)連接器包括至少一個旋轉(zhuǎn)傳動鍵，其穿過緊貼(immediately beside)光量控制器的空間，以在光軸方向上從第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和第二透鏡組驅(qū)動環(huán)中 的一個延伸，該驅(qū)動環(huán)連接器還包括至少一個鍵槽，其形成在第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和第二透 鏡組驅(qū)動環(huán)中的另一個上，其中鍵槽與旋轉(zhuǎn)傳動鍵接合從而在光軸方向上可滑動地移動并 且被防止相對于光軸方向旋轉(zhuǎn)。 包括至少一個旋轉(zhuǎn)傳動鍵以及對應(yīng)的鍵槽的驅(qū)動環(huán)連接器比完整的(圓周連續(xù) 的)環(huán)形連接結(jié)構(gòu)占據(jù)較小的空間。因此，即使有空間限制，當(dāng)執(zhí)行放大率變化操作(例如， 在變焦透鏡的情況下執(zhí)行變焦操作)時，包括至少一個旋轉(zhuǎn)傳動鍵和對應(yīng)的鍵槽的連接結(jié) 構(gòu)使第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和第二透鏡組驅(qū)動環(huán)整體旋轉(zhuǎn)，從而使第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和第二透 鏡組驅(qū)動環(huán)作為近似于整體構(gòu)造的透鏡組驅(qū)動環(huán)。此外，通過包括至少一個旋轉(zhuǎn)傳動鍵和 對應(yīng)的鍵槽的連接結(jié)構(gòu)，當(dāng)執(zhí)行聚焦操作時，第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和第二透鏡組驅(qū)動環(huán)中的 一個可以被牢固地止動，同時允許第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和第二透鏡組驅(qū)動環(huán)中的另一個在光 軸方向上運(yùn)動。 理想地，線性引導(dǎo)環(huán)包括直徑互不相同且共軸設(shè)置的大直徑圓筒和小直徑圓筒， 大直徑圓筒在光軸方向上位于小直徑圓筒的前方，且徑向延伸的中間凸緣使大直徑圓筒和 小直徑圓筒彼此連接。第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和第二透鏡組驅(qū)動環(huán)包括具有旋轉(zhuǎn)傳動鍵和鍵 槽中的一個的前透鏡組驅(qū)動環(huán)，且前透鏡組驅(qū)動環(huán)位于大直徑圓筒內(nèi)并被其支撐，從而可 繞光軸相對于大直徑圓筒旋轉(zhuǎn)并可在光軸方向上相對于大直徑圓筒移動；以及具有旋轉(zhuǎn)傳 動鍵和鍵槽中的另一個的后透鏡組驅(qū)動環(huán)，且后透鏡組驅(qū)動環(huán)位于小直徑圓筒外并被其支 撐，從而可繞光軸相對于小直徑圓筒旋轉(zhuǎn)。在光軸方向上，穿過中間凸緣形成至少一個通 孔，旋轉(zhuǎn)傳動鍵穿過通孔以在光軸方向上延伸。 光量控制器可以被插入大直徑圓筒的內(nèi)部空間中并被其支撐，該內(nèi)部空間鄰近中 間凸緣，并且在大直徑圓筒的內(nèi)表面與光量控制器的側(cè)面之間形成插入空間，從而旋轉(zhuǎn)傳 動鍵可以穿過通孔和插入空間以在光軸方向中延伸。 理想地，放大率變化操作部件包括位于后透鏡組驅(qū)動環(huán)周圍并被其支撐的放大率 變化環(huán)，以與后透鏡組驅(qū)動環(huán)整體旋轉(zhuǎn)。 理想地，聚焦操作部件包括位于大直徑圓筒周圍并被其支撐的聚焦環(huán)，從而當(dāng)所 述聚焦環(huán)被手動旋轉(zhuǎn)時，其在光軸方向上相對于線性引導(dǎo)環(huán)運(yùn)動。驅(qū)動環(huán)運(yùn)動控制器包括 聚焦環(huán)連接器，聚焦環(huán)連接器以以下方式使聚焦環(huán)與前透鏡組驅(qū)動環(huán)彼此連接，即允許聚 焦環(huán)與前透鏡組驅(qū)動環(huán)彼此相對旋轉(zhuǎn)，并防止聚焦環(huán)與前透鏡組驅(qū)動環(huán)在光軸方向上彼此 相對移動。當(dāng)聚焦環(huán)被旋轉(zhuǎn)時，聚焦環(huán)連接器防止前透鏡組驅(qū)動環(huán)隨著聚焦環(huán)的旋轉(zhuǎn)而旋 轉(zhuǎn)，當(dāng)通過放大率變化環(huán)旋轉(zhuǎn)前透鏡組驅(qū)動環(huán)時，聚焦環(huán)連接器防止聚焦環(huán)隨著前透鏡組 驅(qū)動環(huán)的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。 理想地，聚焦環(huán)連接器包括形成在前透鏡組驅(qū)動環(huán)上以徑向向外凸出的環(huán)形凸 緣，可拆卸地連接在聚焦環(huán)的前端以防止前透鏡組驅(qū)動環(huán)的環(huán)形凸緣相對于聚焦環(huán)向前移 動的保持環(huán)，以及向前偏置前透鏡組驅(qū)動環(huán)以使環(huán)形凸緣與保持環(huán)相接觸的偏置件。根 據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于偏置件的偏置力，可以使聚焦環(huán)以很高的精度以及較小的后沖和運(yùn)動 (backlash and play)來工作。 可選地，理想地，聚焦環(huán)連接器包括形成在前透鏡組驅(qū)動環(huán)上的不同圓周位置處以徑向向外凸出的多個保持凸起，以及凸起接合部分，凸起接合部分形成在聚焦環(huán)上，且當(dāng) 聚焦環(huán)位于相對于前透鏡組驅(qū)動環(huán)的特定旋轉(zhuǎn)位置時，凸起接合部分允許所有的多個保持 凸起與其接合以及與其分離。當(dāng)聚焦環(huán)位于相對于前透鏡組驅(qū)動環(huán)的任何其他旋轉(zhuǎn)位置 時，通過與多個保持凸起的至少一部分相接合，凸起接合部分防止聚焦環(huán)在光軸方向上相 對于前透鏡組驅(qū)動環(huán)移動。通過這種結(jié)構(gòu)，可以簡化具有較少部件的聚焦環(huán)連接器并降低 其成本。 雖然分別形成在第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和第二透鏡組驅(qū)動環(huán)的一個以及另一個上的 旋轉(zhuǎn)傳動鍵和鍵槽的數(shù)量和形成位置是可選的，可以例如在不同的圓周位置處在第一透鏡 組驅(qū)動環(huán)和第二透鏡組驅(qū)動環(huán)的一個以及另一個上形成一對旋轉(zhuǎn)傳動鍵，而在對應(yīng)的不同 的圓周位置處在第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和第二透鏡組驅(qū)動環(huán)的另一個上形成對應(yīng)的一對鍵槽。 這種結(jié)構(gòu)獲得前后透鏡組驅(qū)動環(huán)之間的接合以及連接穩(wěn)定性，并且進(jìn)一步節(jié)省透鏡筒內(nèi)的 空間。 雖然如上所述，如果驅(qū)動環(huán)連接器由至少一個旋轉(zhuǎn)傳動鍵和對應(yīng)的鍵槽組成，可 以同時獲得空間利用率和穩(wěn)定的驅(qū)動，但是驅(qū)動環(huán)連接器也可以不設(shè)置有這樣的鍵和鍵槽 的組合。無論采用何種類型的驅(qū)動環(huán)連接器，理想地，根據(jù)本發(fā)明的可變放大率透鏡采用如 下基本結(jié)構(gòu)。首先，理想地，線性引導(dǎo)環(huán)包括共軸設(shè)置且直徑互不相同的大直徑圓筒和小直 徑圓筒，大直徑圓筒在光軸方向上位于小直徑圓筒的前方。理想地，第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和第 二透鏡組驅(qū)動環(huán)包括前透鏡組驅(qū)動環(huán)，且前透鏡組驅(qū)動環(huán)位于大直徑圓筒內(nèi)并被其支撐， 從而可繞光軸相對于大直徑圓筒旋轉(zhuǎn)并可在光軸方向上相對于大直徑圓筒移動；以及后透 鏡組驅(qū)動環(huán)，且后透鏡組驅(qū)動環(huán)位于小直徑圓筒外并被其支撐，從而可繞光軸相對于小直 徑圓筒旋轉(zhuǎn)。放大率變化操作部件包括放大率變化環(huán)，其設(shè)置在后透鏡組驅(qū)動環(huán)周圍并被 其支撐，從而與后透鏡組驅(qū)動環(huán)整體旋轉(zhuǎn)。聚焦操作部件包括聚焦環(huán)，其設(shè)置在大直徑圓筒 周圍并被其支撐，從而當(dāng)被手動旋轉(zhuǎn)時，聚焦環(huán)在光軸方向上相對于線性引導(dǎo)環(huán)移動。驅(qū)動 環(huán)運(yùn)動控制器包括聚焦環(huán)連接器，其以以下方式使聚焦環(huán)與前透鏡組驅(qū)動環(huán)彼此連接，即 允許聚焦環(huán)與前透鏡組驅(qū)動環(huán)彼此相對旋轉(zhuǎn)，并防止聚焦環(huán)與前透鏡組驅(qū)動環(huán)在光軸方向 上彼此相對移動。當(dāng)聚焦環(huán)被旋轉(zhuǎn)時，聚焦環(huán)連接器防止前透鏡組驅(qū)動環(huán)隨著聚焦環(huán)的旋 轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，當(dāng)通過放大率變化環(huán)旋轉(zhuǎn)前透鏡組驅(qū)動環(huán)時，聚焦環(huán)連接器防止聚焦環(huán)隨著前 透鏡組驅(qū)動環(huán)的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。 在根據(jù)本發(fā)明的可變放大率透鏡中，用于使聚焦環(huán)旋轉(zhuǎn)同時相對于線性引導(dǎo)環(huán)前 進(jìn)和回縮的機(jī)構(gòu)可以是任何機(jī)構(gòu)。但是，如果聚焦環(huán)的內(nèi)周表面和線性引導(dǎo)環(huán)的外周表面 分別包括彼此螺紋接合的陰螺旋面(female helicoid)和陽螺旋面(male helicoid)，由于 陰螺旋面和陽螺旋面之間的螺紋接合，聚焦環(huán)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致聚焦環(huán)在光軸方向上相對于線性 弓I導(dǎo)環(huán)移動，可以使可變放大率透鏡以很高的精度執(zhí)行聚焦操作。 此外，第一透鏡組驅(qū)動環(huán)(前透鏡組驅(qū)動環(huán))與相關(guān)聯(lián)的透鏡組支撐框架之間的 驅(qū)動機(jī)構(gòu)以及第二透鏡組驅(qū)動環(huán)(后透鏡組驅(qū)動環(huán))之間的驅(qū)動機(jī)構(gòu)也可以是任何機(jī)構(gòu)。 但是，理想地，構(gòu)造這些驅(qū)動機(jī)構(gòu)的每一個，從而第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和第二透鏡組驅(qū)動環(huán)包 括第一凸輪環(huán)和第二凸輪環(huán)，第一凸輪環(huán)和第二凸輪環(huán)均包括位于其外周表面上的至少一 個凸輪槽。第一透鏡組支撐框架包括至少一個凸輪從動件，其可滑動地接合在第一凸輪環(huán) 的凸輪槽中；以及至少一個線性引導(dǎo)凸起，其接合在形成在線性引導(dǎo)環(huán)上以在光軸方向上
8延伸的對應(yīng)的線性引導(dǎo)槽中。第二透鏡組支撐框架包括至少一個凸輪從動件，其可滑動地 接合在第二凸輪環(huán)的凸輪槽中；以及至少一個線性引導(dǎo)凸起，其接合在形成在線性引導(dǎo)環(huán) 上以在光軸方向上延伸的對應(yīng)的線性引導(dǎo)槽中。 理想地，線性引導(dǎo)環(huán)是固定到安裝部件上的固定部件，安裝部件使可變放大率透 鏡被安裝在機(jī)身上以及使其從機(jī)身上被拆除。 當(dāng)通過聚焦操作部件的操作在光軸方向上移動第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和第二透鏡組 驅(qū)動環(huán)之一時，理想地，通過考慮補(bǔ)償放大率變化所引起的焦平面位置的變化所需的聚焦 調(diào)節(jié)量來確定構(gòu)成聚焦移動的量的第一透鏡組驅(qū)動環(huán)與第二透鏡組驅(qū)動環(huán)之一的運(yùn)動。
根據(jù)本發(fā)明，由于可變放大率透鏡配備有兩個透鏡組驅(qū)動環(huán)，其用于驅(qū)動和控制 用于彼此獨(dú)立的至少兩個透鏡組的支撐框架，且由于當(dāng)執(zhí)行放大率變化操作時，驅(qū)動兩個 透鏡組驅(qū)動環(huán)使其在不改變其在光軸方向上的相對位置的條件下整體旋轉(zhuǎn)，從而可以通過 與用于傳統(tǒng)類型的可變放大率透鏡的驅(qū)動控制類似的驅(qū)動控制來執(zhí)行放大率變化操作，在 傳統(tǒng)類型的可變放大率透鏡中，通過單一的驅(qū)動環(huán)來驅(qū)動多個透鏡組。此外，由于通過在光 軸方向上前進(jìn)和回縮第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和第二透鏡組驅(qū)動環(huán)之一本身來執(zhí)行聚焦操作，可 以簡化用于聚焦的驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。此外，可以不使用為完整環(huán)形的部件來獲得具有這種 連接關(guān)系的兩個透鏡組驅(qū)動環(huán)之間的連接部分，這可以獲得節(jié)省空間的結(jié)構(gòu)。因此，獲得具 有不受透鏡筒的內(nèi)部空間的空間限制的透鏡組驅(qū)動機(jī)構(gòu)的可變放大率透鏡。


下面將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，其中 圖1是根據(jù)本發(fā)明的可變放大率透鏡的前透視圖； 圖2是圖1中顯示的可變放大率透鏡的后透視圖； 圖3是可變放大率透鏡的半剖側(cè)視圖，且其中部分被切掉，其中在剖面中分別完 整以及部分地顯示了透鏡的上半部和下半部；圖4是可變放大率透鏡的上半部的縱向剖面圖；圖5是可變放大率透鏡的主元件的前分解透視6是圖5中顯示的元件的后分解透視圖；圖7A是固定框架的前透視圖；圖7B是固定框架的后透視圖；圖8A是固定轉(zhuǎn)接環(huán)的前透視圖；圖8B是固定轉(zhuǎn)接環(huán)的后透視圖；圖9A是后裝飾環(huán)的前透視圖；圖9B是后裝飾環(huán)的后透視圖；圖10A是前凸輪環(huán)的前透視圖；圖10B是前凸輪環(huán)的后透視圖；圖11A是后凸輪環(huán)的前透視圖；圖11B是后凸輪環(huán)的后透視圖；圖12A是聚焦環(huán)的前透視圖；圖12B是聚焦環(huán)的后透視9
圖13A是放大率變化環(huán)的前透視圖；
圖13B是放大率變化環(huán)的后透視圖；
圖14是前透鏡組支撐框架的后透視圖；
圖15是后透鏡組支撐框架的后透視圖；
圖16A是自動可變光圈單元的前透視圖；
圖16B是自動可變光圈單元的后透視圖； 圖17是通過形成在聚焦環(huán)的內(nèi)周表面上的聚焦螺旋面彼此接合的固定框架和聚 焦環(huán)的前視圖，其中聚焦環(huán)與固定框架螺紋接合； 圖18是固定框架和聚焦環(huán)的半剖側(cè)視圖，顯示了沿圖17中所示的D1-D1線剖開 的剖面中的固定框架和聚焦環(huán)的上半部； 圖19是從光軸方向的后方看的固定轉(zhuǎn)接環(huán)的后視圖； 圖20是固定轉(zhuǎn)接環(huán)的半剖側(cè)視圖，顯示了沿圖19中所示的D2-D2線剖開的剖面 中的固定轉(zhuǎn)接環(huán)的上半部； 圖21是從光軸方向的后方看的放大率變化環(huán)的后視圖； 圖22是放大率變化環(huán)的半剖側(cè)視圖，顯示了沿圖21中所示的D3-D3線剖開的剖 面中的放大率變化環(huán)的上半部； 圖23是從光軸方向的后方看的前凸輪環(huán)的后視圖； 圖24是前凸輪環(huán)的半剖側(cè)視圖，顯示了沿圖23中所示的D4-D4線剖開的剖面中
的前凸輪環(huán)的上半部； 圖25是前凸輪環(huán)的展開平面圖； 圖26是從光軸方向的前方看的后凸輪環(huán)的后視圖； 圖27是后凸輪環(huán)的半剖側(cè)視圖，顯示了沿圖26中所示的D5-D5線剖開的剖面中
的后凸輪環(huán)的上半部； 圖28是后凸輪環(huán)的展開平面圖； 圖29是前凸輪環(huán)偏置彈簧組的側(cè)視圖，其包括彈簧墊圈和壓縮巻簧； 圖30是圖1至4中顯示的可變放大率透鏡的主要部分的剖面圖，顯示了透鏡中只
安裝有前凸輪環(huán)偏置彈簧組的彈簧元件中的彈簧墊圈的狀態(tài)； 圖31是圖1至4中顯示的可變放大率透鏡的主要部分的剖面圖，顯示了透鏡中只 安裝有前凸輪環(huán)偏置彈簧組的彈簧元件中的壓縮巻簧的狀態(tài)； 圖32是可變放大率透鏡的第二實(shí)施例的主要部分的剖面圖，該可變放大率透鏡 的第二實(shí)施例的位于聚焦環(huán)與前凸輪環(huán)之間的連接結(jié)構(gòu)不同于可變放大率透鏡的第一實(shí) 施例的連接結(jié)構(gòu)； 圖33是從光軸方向的后方看的可變放大率透鏡的第二實(shí)施例中的前凸輪環(huán)的后 視圖； 圖34是從光軸方向的后方看的可變放大率透鏡的第二實(shí)施例中的聚焦環(huán)的后視 圖； 圖35是從光軸方向的后方看的可變放大率透鏡的第二實(shí)施例中的聚焦環(huán)和前凸 輪環(huán)的后視圖，顯示了聚焦環(huán)和前凸輪環(huán)可以彼此連接以及彼此分離時聚焦環(huán)與前凸輪環(huán) 之間的相對角位置；
圖36是從光軸方向的后方看的可變放大率透鏡的第二實(shí)施例中的聚焦環(huán)和前凸 輪環(huán)的后視圖，顯示了在聚焦環(huán)位于其用于聚焦的一個旋轉(zhuǎn)極限的狀態(tài)下聚焦環(huán)與前凸輪 環(huán)之間的角位置； 圖37是與圖36類似的視圖，顯示了在聚焦環(huán)位于其用于聚焦的另一個旋轉(zhuǎn)極限 的狀態(tài)下聚焦環(huán)與前凸輪環(huán)之間的角位置； 圖38是與圖36類似的視圖，顯示了在前凸輪環(huán)從圖37所示的狀態(tài)被旋轉(zhuǎn)用于放 大率變化的最大旋轉(zhuǎn)角的狀態(tài)下，聚焦環(huán)與前凸輪環(huán)之間的角位置。
具體實(shí)施例方式
圖1至4中顯示了本發(fā)明的可變放大率透鏡(可變放大率透鏡筒)10的整體結(jié)構(gòu)， 該可變放大率透鏡用于CCTV攝像機(jī)中?？勺兎糯舐释哥R10設(shè)置有具有前透鏡組Ll和后 透鏡組L2的成像光學(xué)系統(tǒng)。在以下描述中，沿該成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸O的方向被稱為光軸 方向，物體一側(cè)以及成像平面一側(cè)被分別稱為前側(cè)和后側(cè)。 如圖4、7A和7B所示，作為可變放大率透鏡10的元件的固定框架(線性引導(dǎo)環(huán))11 是具有位于光軸O上的中心軸的圓柱形部件。固定框架11在光軸方向的前方和后方分別 設(shè)置有彼此共軸的大直徑圓筒lla和小直徑圓筒llb。小直徑圓筒lib的直徑小于大直徑 圓筒lla。在大直徑圓筒lla和小直徑圓筒lib之間的邊界上，固定框架11設(shè)置有中間凸 緣llc，中間凸緣lie徑向延伸以使大直徑圓筒lla和小直徑圓筒lib彼此整體連接。三 個螺紋孔lld形成在中間凸緣llc的不同圓周位置上。固定轉(zhuǎn)接環(huán)12通過三個固定螺釘 40(在圖4中只顯示了其中一組)固定到中間凸緣lie的背部，三個固定螺釘40分別旋入 三個螺紋孔lid中。 如圖8A、8B、19和20所示，固定轉(zhuǎn)接環(huán)12設(shè)置有前凸緣12a和小直徑圓筒12b。 前凸緣12a具有三個固定螺釘40所插入的三個螺釘插入孔(通孔)12c，且小直徑圓筒12b 從前凸緣12a向后凸出，以環(huán)繞固定框架11的小直徑部分lib定位。小直徑圓筒12b的后 端設(shè)置有形成在不同圓周位置上的三個固定螺紋座12d。后裝飾環(huán)13通過三個固定螺釘 41(在圖4中只顯示了其中一組)固定到固定轉(zhuǎn)接環(huán)12的背部，三個固定螺釘41分別旋入 形成在三個固定螺紋座12d中的三個螺紋孔中。 如圖9A和9B所示，后裝飾環(huán)13設(shè)置有前凸緣13a和小直徑圓筒13b。前凸緣13a 具有三個固定螺釘41所插入的三個螺釘插入孔(通孔)13c，且小直徑圓筒13b從前凸緣 13a向后凸出，以環(huán)繞固定框架11的小直徑部分llb定位。前凸緣13a具有形成在其外周表 面上的陽螺線(male thread) 13d，安裝固定環(huán)14旋到陽螺線13d上，如圖3和4所示。安 裝環(huán)15安裝在小直徑圓筒13b的外周表面上并被其支撐，從而可以相對于小直徑圓筒13b 旋轉(zhuǎn)。安裝環(huán)15與調(diào)節(jié)墊圈16、安裝空間環(huán)17和安裝彈簧18 —起被夾在前凸緣13a和安 裝固定環(huán)14之間并被二者支撐，并通過安裝彈簧18的偏置力被向后壓靠在安裝固定環(huán)14 上。在沒有特別的外力被施加在可變放大率透鏡10的狀態(tài)下，通過從安裝彈簧18的壓力 (偏置力)獲得的摩擦力，安裝環(huán)15相對于后裝飾環(huán)13的角位置被保持恒定，手動旋轉(zhuǎn)可 變放大率透鏡10同時在光軸方向上施加力以降低安裝彈簧18的偏置力，這可以獲得后裝 飾環(huán)13與安裝環(huán)15之間繞光軸0的相對旋轉(zhuǎn)(即可以調(diào)節(jié)后裝飾環(huán)13相對于安裝環(huán)15 繞光軸0的角位置)。在后裝飾環(huán)13和安裝環(huán)15之間，可變放大率透鏡10分別設(shè)置有用于限制安裝環(huán)15的最大旋轉(zhuǎn)角的旋轉(zhuǎn)限制凸起13e和旋轉(zhuǎn)限制凸起15a。
如圖2和4所示，安裝環(huán)15設(shè)置有向后凸出的圓筒15b，并在圓筒15b的外周表 面上設(shè)置有安裝螺紋(陽螺線)15c。通過螺紋接合安裝螺紋15c與形成在機(jī)身(未顯示) 的機(jī)身安裝架上的陰螺線(female thread,未顯示)，可變放大率透鏡10可以被安裝在機(jī) 身上。相應(yīng)地，通過后裝飾環(huán)13和固定轉(zhuǎn)接環(huán)12，從安裝環(huán)15到固定框架11的元件被機(jī) 身固定支撐，并且只有當(dāng)執(zhí)行上述角度調(diào)節(jié)操作時，除安裝環(huán)15以外的這些元件才能改變 其相對于安裝環(huán)15的安裝角度。 可變放大率透鏡10設(shè)置有前凸輪環(huán)(第一透鏡組驅(qū)動環(huán)/前透鏡組驅(qū)動環(huán))20 以及后凸輪環(huán)(第二透鏡組驅(qū)動環(huán)/后透鏡組驅(qū)動環(huán))21，前凸輪環(huán)20運(yùn)轉(zhuǎn)以控制前透鏡 組LI在光軸方向上的運(yùn)動，后凸輪環(huán)21運(yùn)轉(zhuǎn)以控制后透鏡組L2在光軸方向上的運(yùn)動；此 外，當(dāng)執(zhí)行放大率變化操作時，前凸輪環(huán)20和后凸輪環(huán)21 —體旋轉(zhuǎn)，在光軸方向上二者之 間沒有相對位置變化，而當(dāng)執(zhí)行聚焦操作時，前凸輪環(huán)20在光軸方向上單獨(dú)運(yùn)動，而后凸 輪環(huán)21不運(yùn)動，這是可變放大率透鏡10的特點(diǎn)。 如圖7A和7B所示，固定框架11的大直徑圓筒11a和小直徑圓筒lib分別設(shè)置有 在光軸方向上延伸的三個線性引導(dǎo)槽lie和三個線性引導(dǎo)槽llf 。三個線性引導(dǎo)槽lie是 形成在大直徑圓筒11a的內(nèi)周表面上的有底槽，三個線性引導(dǎo)槽llf是徑向穿過小直徑圓 筒llb的通槽。 如圖10A、10B以及23至25所示，前凸輪環(huán)20設(shè)置有圓筒20a和環(huán)形前端凸緣 (聚焦環(huán)連接器/環(huán)形凸緣的元件)20b。圓筒20a位于固定框架11的大直徑圓筒11a內(nèi) 部并被其支撐以自由旋轉(zhuǎn)，前端凸緣20b位于圓筒20a的前端并徑向向外凸出。用于移動 (控制)前透鏡組L1的三個前凸輪槽(通槽)20c徑向穿過圓筒20a的壁。每個前凸輪槽 20c的前端設(shè)置有開口 20c-l (用于相關(guān)聯(lián)的凸輪從動件30a的插入/移出)，開口 20c_l在 前端凸緣20b的前方開放。此外，在圓筒20a的后端的不同圓周位置上設(shè)置有一對旋轉(zhuǎn)傳 動槽(驅(qū)動環(huán)連接器/鍵槽的元件)20d。在此實(shí)施例中，一對旋轉(zhuǎn)傳動槽20d被設(shè)置為在 圓周方向上彼此之間有大約145度的間隔。在圓筒20a的后端，前凸輪環(huán)20設(shè)置有向后凸 出的兩個向后凸出部分20e，并且在兩個向后凸出部分20e上分別形成在兩個向后凸出部 分20e的后端開口的一對旋轉(zhuǎn)傳動槽20d。旋轉(zhuǎn)傳動槽20d和相關(guān)聯(lián)的向后凸出部分20e 被圖解在圖24中，以顯示旋轉(zhuǎn)傳動槽20d的剖面形狀；但是， 一對旋轉(zhuǎn)傳動槽20d的實(shí)際形 成位置位于由圖23中的實(shí)線顯示的兩個向后凸出部分20e上。 如圖4和18所示，聚焦環(huán)(聚焦操作部件的元件)23通過聚焦螺旋面24被螺紋 安裝在固定框架11的大直徑圓筒11a的外周上。更具體地說，聚焦螺旋面24包括形成在 大直徑圓筒lla的外周表面上的外表面螺旋面(陽螺旋面)llh(見圖7A和7B)和形成在 聚焦環(huán)23的內(nèi)周表面上的內(nèi)表面螺旋面(陰螺旋面)23a(見圖12A和12B)。聚焦環(huán)保持 環(huán)(聚焦環(huán)連接器/保持環(huán)的元件)22通過小螺距螺紋(screwthread) 26在聚焦環(huán)23的 前端被螺紋安裝在聚焦環(huán)23的外周表面上，且前凸輪環(huán)20的前端凸緣20b被夾在形成在 聚焦環(huán)保持環(huán)22上的徑向內(nèi)凸緣22a與形成在聚焦環(huán)23前端的前端凸緣23b之間。相應(yīng) 地，通過聚焦環(huán)保持環(huán)22，在光軸方向上，前凸輪環(huán)20與聚焦環(huán)23結(jié)合；但是允許前凸輪 環(huán)20的前端凸緣20b相對于聚焦環(huán)保持環(huán)22的徑向內(nèi)凸緣22a和聚焦環(huán)23的前端凸緣 23b繞光軸0旋轉(zhuǎn)。
前凸輪環(huán)20的前端凸緣20b被前凸輪環(huán)偏置彈簧(聚焦環(huán)連接器/偏置件的元 件)25在一個方向中偏置從而壓靠在聚焦環(huán)保持環(huán)22的徑向內(nèi)凸緣22a上。如圖29和30 所示，前凸輪環(huán)偏置彈簧25包括彈簧墊圈25A和壓縮巻簧25B。彈簧墊圈25A被插入固定 框架11的大直徑圓筒1 la的前端與前凸輪環(huán)20的前端凸緣20b之間，壓縮巻簧25B被插入 (設(shè)置在固定框架11和聚焦環(huán)23之間的)聚焦螺旋面24與前凸輪環(huán)20的前端凸緣20b 之間。由于前凸輪環(huán)偏置彈簧25的偏置力，具有預(yù)定大小的摩擦力作用在前凸輪環(huán)20與 聚焦環(huán)保持環(huán)22(以及聚焦環(huán)23)之間。通過設(shè)置由彈簧墊圈25A和壓縮巻簧25B組合而 成的前凸輪環(huán)偏置彈簧25，即使前凸輪環(huán)20與固定框架11之間的間隙變化(即前凸輪環(huán) 20在光軸方向上相對于固定框架11的移動量)很大，也可以減小前凸輪環(huán)20與聚焦環(huán)保 持環(huán)22之間的轉(zhuǎn)矩波動。 包括環(huán)形前端凸緣20b、徑向內(nèi)凸緣22a、前端凸緣23b以及前凸輪環(huán)偏置彈簧25 的聚焦環(huán)連接器與聚焦螺旋面24 —起構(gòu)成根據(jù)第一實(shí)施例的驅(qū)動環(huán)運(yùn)動控制器的聚焦操 作機(jī)構(gòu)。 如圖3、12A、12B、17和18所示，在聚焦環(huán)23的外周表面的基本徑向?qū)ΨQ的位置， 分別設(shè)置桿支撐座23c和螺紋支撐座23d，桿支撐座23c和螺紋支撐座23d均設(shè)置有在徑向 方向上從其中穿過的螺紋孔?？勺兎糯舐释哥R10設(shè)置有聚焦桿(聚焦操作部件的元件) PF (見圖3和17)，其帶有螺紋的底端被旋入桿支撐座23c中以被其支撐并從聚焦環(huán)23徑 向向外凸出。限制螺釘27被旋入螺紋支撐座23d中以被其支撐。限制螺釘27的帶有螺紋 的軸部徑向向內(nèi)伸入聚焦環(huán)23中，并被向下旋入直到限制螺釘27的頭部與螺紋支撐座23d 接觸。在大直徑圓筒lla的外周表面上，固定框架11設(shè)置有有底圓周槽llg，其允許徑向向 內(nèi)凸出的限制螺釘27的帶有螺紋的軸部被插入有底圓周槽1 lg中。 如圖11A、11B和26至28所示，后凸輪環(huán)21設(shè)置有圓筒21a和前端凸緣21b。圓 筒21a位于小直徑圓筒lib的外部并被其支撐，從而可以自由旋轉(zhuǎn)，且前端凸緣21b位于圓 筒21a的前端并徑向向外凸出。在圓筒21a的壁中(穿過該壁)，形成用于移動后透鏡組 L2的三個后凸輪槽(通槽)21c。每個后凸輪槽21c的前端設(shè)置有在前端凸緣21b的前方 開放的開口 21c-l。如圖4所示，后凸輪環(huán)21的前端凸緣21b被夾在固定框架11的中間凸 緣llc和固定轉(zhuǎn)接環(huán)12的前凸緣12a之間，從而后凸輪環(huán)21在光軸方向上保持在恒定的 位置。此外，后凸輪環(huán)21設(shè)置有在光軸方向上從前端凸緣21b向前凸出的一對旋轉(zhuǎn)傳動鍵 (驅(qū)動環(huán)連接器的元件)21d。在該實(shí)施例中，一對旋轉(zhuǎn)傳動鍵21d被設(shè)置為在圓周方向上 彼此之間有大約145度的間隔，以對應(yīng)于一對旋轉(zhuǎn)傳動槽20d。如圖7A、7B和17所示，穿過 固定框架11的中間凸緣11 c形成兩個鍵插入孔(通孔)11 i ，每個鍵插入孔11 i具有繞光軸 0的弧形。 一對旋轉(zhuǎn)傳動鍵21d通過兩個鍵插入孔lli向前延伸到大直徑圓筒lla的內(nèi)部 空間中，從而分別接合在一對旋轉(zhuǎn)傳動槽20d中。在圖27中圖解了一對旋轉(zhuǎn)傳動鍵21d中 的一個的剖面形狀， 一對旋轉(zhuǎn)傳動鍵21d的實(shí)際形成位置位于圖26中實(shí)線表示的前端凸緣 21b上。在圖27中，由于在垂直于圖27的平面的方向上觀察時，一對旋轉(zhuǎn)傳動鍵21d中的 一個被疊加在另一個之上，因此只出現(xiàn)了一對旋轉(zhuǎn)傳動鍵21d中的一個。
在后凸輪環(huán)21的外周表面上設(shè)置有銷支撐座21e，其具有形成于徑向方向中的螺 紋孔。連接銷28的帶有螺紋的底端(見圖3和4)被旋入銷支撐座21e中以被其支撐。連 接銷28通過通孔12e徑向向外凸出到固定轉(zhuǎn)接環(huán)12的小直徑圓筒12b的外部，其中通孔12e穿過小直徑圓筒12b并在圓周方向上延伸。連接銷28的帶有螺紋的底端徑向向內(nèi)凸出到后凸輪環(huán)21內(nèi)部，在小直徑圓筒lib的外周表面上，固定框架11設(shè)置有有底圓周槽11 j，其允許徑向向內(nèi)凸出的連接銷28的帶有螺紋的底端被插入圓周槽11 j中。
圍繞固定轉(zhuǎn)接環(huán)12，可變放大率透鏡10設(shè)置有放大率變化環(huán)(放大率變化操作部件的元件)29，其可繞光軸0旋轉(zhuǎn)并被阻止在光軸方向上相對于固定轉(zhuǎn)接環(huán)12移動。更具體地說，如圖19和20所示，三個固定螺紋座12d的限定其外周表面的徑向外邊緣與形成在前凸緣12a的背部上的基本為環(huán)形的支撐部分12f的外周表面(徑向外邊緣)在繞光軸0的虛擬圓柱形表面上繞光軸O彼此平齊，且放大率變化環(huán)29的內(nèi)徑部分(內(nèi)周表面)被由三個固定螺紋座12d和其上的基本為環(huán)形的支撐部分12f的外圍表面限定的外周表面支撐，以相對該外周表面可旋轉(zhuǎn)。如圖13A、21和22所示，放大率變化環(huán)29的內(nèi)周表面上設(shè)置有兩叉連接凸起29a，兩叉連接凸起29a固定其間的連接銷28。由于兩叉連接凸起29a與連接銷28的接合，放大率變化環(huán)29和后凸輪環(huán)21在旋轉(zhuǎn)方向上被結(jié)合(被固定從而一起旋轉(zhuǎn))。放大率變化環(huán)29的內(nèi)周表面上設(shè)置有具有形成在徑向方向中的螺紋孔的桿支撐座29b?？勺兎糯舐释哥R10設(shè)置有放大率變化桿(放大率變化操作部件的元件)PZ(見圖3)，其帶有螺紋的底端被旋入桿支撐座29b中以被其支撐，從而從放大率變化環(huán)29徑向向外凸出。 可變放大率透鏡10內(nèi)設(shè)置有支撐前透鏡組LI的前透鏡組支撐框架(第一透鏡組支撐框架)30，如圖14所示。前透鏡組支撐框架30設(shè)置有從前透鏡組支撐框架30的外周徑向向外凸出的三個凸輪從動件凸起30a，且進(jìn)一步設(shè)置有分別從三個凸輪從動件凸起30a的徑向外側(cè)端徑向向外凸出的三個線性引導(dǎo)凸起30b。三個凸輪從動件凸起30a和三個線性引導(dǎo)凸起30b的形狀均為圓柱形(柱形)凸起。三個凸輪從動件凸起30a分別可滑動地接合在前凸輪環(huán)20的三個前凸輪槽20c中，三個線性引導(dǎo)凸起30b分別可滑動地接合在固定框架11的三個線性引導(dǎo)槽lie中。因此，通過三個線性引導(dǎo)凸起30b與三個線性引導(dǎo)槽lle之間的接合，前透鏡組支撐框架30在光軸方向上被線性引導(dǎo)，且由于三個凸輪從動件凸起30a與三個前凸輪槽20c之間的接合，前凸輪環(huán)20的旋轉(zhuǎn)引起前透鏡組支撐框架30在光軸方向上移動。 可變放大率透鏡10內(nèi)設(shè)置有支撐后透鏡組L2的后透鏡組支撐框架(第二透鏡組支撐框架)31 。如圖15所示，后透鏡組支撐框架31設(shè)置有三個方柱形線性引導(dǎo)凸起31a，其從后透鏡組支撐框架31的外周徑向向外凸出，后透鏡組支撐框架31進(jìn)一步設(shè)置有三個圓柱形(柱形)凸輪從動件凸起31b，其分別從三個線性引導(dǎo)凸起31的徑向外側(cè)端徑向向外凸出。三個線性引導(dǎo)凸起31a分別可滑動地接合在固定框架11的三個線性引導(dǎo)槽llf中，三個凸輪從動件凸起31b分別可滑動地接合在后凸輪環(huán)21的三個后凸輪槽21c中。因此，通過三個線性引導(dǎo)凸起31a與三個線性引導(dǎo)槽llf之間的接合，后透鏡組支撐框架31在光軸方向中被線性引導(dǎo)，且由于三個凸輪從動件凸起31b與三個后凸輪槽21c之間的接合，后凸輪環(huán)21的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致后透鏡組支撐框架31在光軸方向上移動。 前凸輪槽20c、后凸輪槽21c、凸輪從動件凸起30a、凸輪從動件凸起31b與驅(qū)動環(huán)連接器( 一對旋轉(zhuǎn)傳動槽20d和一對旋轉(zhuǎn)傳動鍵21d) —起構(gòu)成驅(qū)動環(huán)運(yùn)動控制器的放大率變化機(jī)構(gòu)。 如圖7A、7B和18所示，在鄰近中間凸緣llc的前方的位置，固定框架11設(shè)置有延伸穿過大直徑圓筒lla的開口 llk?？勺兎糯舐释哥R10內(nèi)設(shè)置有自動可變光圈單元(光量控制器)32，自動可變光圈單元32通過開口 llk被插入固定框架11內(nèi)。在開口 llk附近，固定框架11設(shè)置有一對螺紋座llm(見圖3、7B、17和18)，每個螺紋座具有用于將自動可變光圈單元32固定到固定框架11上的固定螺釘42(見圖3)所旋入的螺紋孔。如圖16A和16B所示，自動可變光圈單元32設(shè)置有光圈區(qū)外套部分(diaphragm sector housingportion) 32a、馬達(dá)外套部分32b和一對側(cè)面凸起32c。光圈區(qū)外套部分32a具有薄箱形狀，包括光圈葉片(di即hragm blade) S并被插入開口 llk中。馬達(dá)外套部分32b從光圈區(qū)外套部分32a向后凸出，并罩住用于驅(qū)動光圈葉片S的馬達(dá)。 一對側(cè)面凸起32c被支撐在固定框架11的一對螺紋座11m上，允許兩個固定螺釘42從其中穿過。馬達(dá)外套部分32b為圓柱形，其軸線基本上平行于光軸O延伸。光圈區(qū)外套部分32a的邊緣(相對于圖16A和16B的底邊)在自動可變光圈單元32插入開口 llk的方向中為對應(yīng)于固定框架ll的大直徑圓筒lla的內(nèi)周表面的圓弧形，同時在垂直于前述插入方向的方向上，兩個直的D切口部分32d分別設(shè)置在光圈區(qū)外套部分32a的相對側(cè)面上。通過將兩個固定螺釘42分別旋入一對螺紋座11m中，同時光圈區(qū)外套部分32a被插入開口 llk中，一對側(cè)面凸起32c被安裝在一對螺紋座11m上，將自動可變光圈單元32固定到固定框架11。 后蓋33和前蓋34覆蓋可變放大率透鏡10的從安裝固定環(huán)14到聚焦環(huán)23的底端(圖3和4中所示的右端)附近的部分。固定框架11設(shè)置有具有螺紋孔的蓋支撐座lln，用于將后蓋33固定到固定框架11的固定螺釘43(見圖3)被旋入螺紋孔中。后蓋33設(shè)置有通孔33a(見圖3)，其允許放大率變化桿PZ穿過該通孔33a向外凸出。通孔33a在圓周方向上延伸。 下面將描述具有上述結(jié)構(gòu)的可變放大率透鏡10的操作。通過在圓周方向上手動轉(zhuǎn)動放大率變化桿PZ來執(zhí)行放大率變化操作。手動旋轉(zhuǎn)放大率變化桿PZ導(dǎo)致放大率變化環(huán)29繞光軸0旋轉(zhuǎn)。通過兩叉連接凸起29a與連接銷28的接合，放大率變化環(huán)29的旋轉(zhuǎn)被傳遞到連接到放大率變化環(huán)29的后凸輪21。然后，后凸輪環(huán)21繞光軸0的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致后支撐框架31以預(yù)定的運(yùn)動方式在光軸方向上運(yùn)動，同時被后支撐框架31的凸輪從動件凸起31b和后凸輪環(huán)21的三個后凸輪槽21c引導(dǎo)，其中后支撐框架31被固定框架11的三個線性引導(dǎo)槽llf和后支撐框架31的線性引導(dǎo)凸起31a在光軸方向上線性引導(dǎo)。此外，通過一對旋轉(zhuǎn)傳動鍵21d與一對旋轉(zhuǎn)傳動槽20d的接合，后凸輪環(huán)21的旋轉(zhuǎn)被傳遞到前凸輪環(huán)20，這也導(dǎo)致前凸輪環(huán)20繞光軸0旋轉(zhuǎn)。從而被固定框架11的三個線性引導(dǎo)槽lle和前透鏡組支撐框架30的三個線性引導(dǎo)凸起31b在光軸方向上線性引導(dǎo)的前透鏡組支撐框架30以預(yù)定的運(yùn)動方式在光軸方向上運(yùn)動，同時三個凸輪從動件凸起30a分別被三個前凸輪槽20c引導(dǎo)。在前透鏡組支撐框架30的運(yùn)動過程中，前凸輪環(huán)20的前端凸緣20b相對于在光軸方向上位于前端凸緣20b的相對側(cè)面上的聚焦環(huán)保持環(huán)22的徑向內(nèi)凸緣22a和聚焦環(huán)23的前端凸緣23b旋轉(zhuǎn)(在旋轉(zhuǎn)方向上沿其滑動)，同時聚焦環(huán)保持環(huán)22和聚焦環(huán)23都不旋轉(zhuǎn)。因此，聚焦環(huán)23不通過聚焦螺旋面24在光軸方向上運(yùn)動，前凸輪環(huán)20在固定位置旋轉(zhuǎn)，即不改變其在光軸方向上的位置。相應(yīng)地，當(dāng)執(zhí)行放大率變化操作時，前凸輪環(huán)20和后凸輪環(huán)21整體旋轉(zhuǎn)，而在光軸方向上不相對移動，從而基本上作為單個凸輪環(huán)。當(dāng)執(zhí)行放大率變化操作時，在旋轉(zhuǎn)從前凸輪環(huán)20被傳遞到后凸輪環(huán)21的過程中， 一對旋轉(zhuǎn)傳動鍵21d在圓周方向上分別在穿過固定框架11的兩個鍵插入孔lli中運(yùn)動；鍵插入孔lli的圓周長度是預(yù)定的，從而在從最短焦距一側(cè)到最長焦距一側(cè)的全部放大率變化范圍內(nèi)，鍵插入孔lli不限制一對旋轉(zhuǎn)傳動鍵21d的運(yùn)動。連接銷28的帶有螺紋的底端徑向向內(nèi)凸出到后凸輪環(huán)21的內(nèi)部，并穿過銷支撐座21e，圓周槽llj形成在固定框架11的小直徑圓筒lib的外周表面上。圓周槽llj作為防止小直徑圓筒lib與連接銷28相干涉的間隙槽，且當(dāng)執(zhí)行放大率變化操作時，連接銷28根據(jù)放大率變化環(huán)29的旋轉(zhuǎn)在圓周槽llj中移動。 通過在圓周方向上手動轉(zhuǎn)動聚焦桿PF來執(zhí)行聚焦操作。手動轉(zhuǎn)動聚焦桿PF導(dǎo)致聚焦環(huán)23繞光軸0旋轉(zhuǎn)，從而由于聚焦螺旋面24的螺紋接合(即外表面螺旋面llh和內(nèi)表面螺旋面23a之間的接合)，導(dǎo)致聚焦環(huán)23改變其在光軸方向上相對于固定框架11的位置。通過小螺距螺紋26與聚焦環(huán)23接合的聚焦環(huán)保持環(huán)22也改變在光軸方向上的位置，同時與聚焦環(huán)23 —起旋轉(zhuǎn)。因此，其前端凸緣20b被支撐在聚焦環(huán)23的前端凸緣23b與聚焦環(huán)保持環(huán)22的徑向內(nèi)凸緣22a之間的前凸輪環(huán)20與聚焦環(huán)23和聚焦環(huán)保持環(huán)22一起改變在光軸方向上的位置，被支撐在前凸輪環(huán)20內(nèi)的前透鏡組支撐框架30與前凸輪環(huán)20 —起在光軸方向上移動。在前透鏡組支撐框架30的運(yùn)動過程中，聚焦環(huán)保持環(huán)22的徑向內(nèi)凸緣22a和聚焦環(huán)23的前端凸緣23b相對于前凸輪環(huán)20的前端凸緣20b旋轉(zhuǎn)(沿旋轉(zhuǎn)方向在其上滑動)，從而前凸輪環(huán)20不旋轉(zhuǎn)。因此，三個凸輪從動件凸起30a不在前凸輪環(huán)20的三個前凸輪槽20c中移動，從而前凸輪環(huán)20和前透鏡組支撐框架30處于基本一體的狀態(tài)。因此，當(dāng)執(zhí)行聚焦操作時，前凸輪環(huán)20和前透鏡組支撐框架30在光軸方向上整體移動，而不改變二者之間在光軸方向上以及旋轉(zhuǎn)方向上的相對位置，從而基本上作為單個的前進(jìn)/回縮部件。換言之，用于放大率變化控制的前凸輪環(huán)20還作為用于聚焦的前進(jìn)/回縮部件。當(dāng)執(zhí)行聚焦操作時，根據(jù)聚焦環(huán)23的旋轉(zhuǎn)，徑向向內(nèi)凸出到聚焦環(huán)23內(nèi)部并穿過螺紋支撐座23d的限定螺釘27的帶有螺紋的軸部在固定框架11的有底圓周槽llg中移動。有底圓周槽llg在圓周方向上被延長，并在光軸方向上被加寬，以便不與限定螺釘27干涉，其中限定螺釘27在與聚焦環(huán)23 —起旋轉(zhuǎn)時改變其在光軸方向上的位置。此外，聚焦環(huán)23相對于固定框架11的最大旋轉(zhuǎn)角度被限定螺釘27與圓周槽llg在圓周方向上的一端以及另一端的接合限制。 在該聚焦操作中，執(zhí)行聚焦調(diào)節(jié)操作以同時調(diào)節(jié)由放大率變化操作引起的焦平面位置的變化。相應(yīng)地，由于通過考慮補(bǔ)償焦平面位置變化所需的聚焦調(diào)節(jié)量來執(zhí)行聚焦操作，因此不再需要用于由放大率變化操作引起的焦平面位置變化的額外的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)或調(diào)節(jié)操作。 如上所述，在可變放大率透鏡10的本實(shí)施例中，根據(jù)安裝在放大率變化環(huán)29上的放大率變化桿PZ的操作，通過整體旋轉(zhuǎn)前凸輪環(huán)20和后凸輪環(huán)21而在光軸方向上前凸輪環(huán)20和后凸輪環(huán)21彼此不相對移動來執(zhí)行放大率變化操作，根據(jù)安裝在聚焦環(huán)23上的聚焦桿PF的操作，通過在光軸方向上整體移動前凸輪環(huán)20和前透鏡組支撐框架30而不移動后凸輪環(huán)21來執(zhí)行聚焦操作。在可變放大率透鏡10中，自動可變光圈單元32被設(shè)置在前透鏡組L1和后透鏡組L2之間的中點(diǎn)上。在圖3中可以看出，自動可變光圈單元32的光圈區(qū)外套部分32a將固定框架11的內(nèi)部空間分割成分別位于大直徑圓筒lla—側(cè)和小直徑圓筒llb—側(cè)的兩個空間。此外，只有在分別由兩個D切口部分32d限定的兩個區(qū)域(側(cè)面空間/插入空間)的每一個區(qū)域中，才能獲得在向前/向后方向(即光軸方向)上延伸穿過大直徑圓筒1 la和小直徑圓筒1 lb之間的邊界的固定框架11的內(nèi)部空間，其中兩個D切口部分32d形成在光圈區(qū)外套部分32a的相對側(cè)面上。在這種條件下，具有在從大直徑圓筒lla到小直徑圓筒lib的范圍上延伸的完整的環(huán)形形狀的凸輪環(huán)不能被安裝在可變放大率透鏡10中，其中大直徑圓筒lla到小直徑圓筒lib分別支撐前透鏡組L1和后透鏡組L2。如果安裝這種完整的環(huán)形凸輪環(huán)，則需要采取包括增大固定框架ll的內(nèi)徑在內(nèi)的措施。這會增大透鏡筒的尺寸和制造成本，而這是不希望出現(xiàn)的。 相反，在可變放大率透鏡的本實(shí)施例中，在上述結(jié)構(gòu)中，前凸輪環(huán)20和后凸輪環(huán)21 (分別用于驅(qū)動前透鏡組LI和后透鏡組L2)被設(shè)置為獨(dú)立元件，且前凸輪環(huán)20和后凸輪環(huán)21通過一對旋轉(zhuǎn)傳動槽20d和一對旋轉(zhuǎn)傳動鍵21d被彼此連接，從而即使在受到安裝在前透鏡組L1和后透鏡組L2之間的中點(diǎn)處的自動可變光圈單元32的安裝空間的限制時，當(dāng)執(zhí)行放大率變化操作時，也可以通過手動旋轉(zhuǎn)作為獨(dú)立的放大率變化操作部件的放大率變化桿PZ(放大率變化環(huán)29)使前凸輪環(huán)20和后凸輪環(huán)21彼此連接，這可以在不破壞可操作性的前提下獲得結(jié)構(gòu)的小型化。更具體地說，形成在后凸輪環(huán)21上的一對旋轉(zhuǎn)傳動鍵21d被向前延伸(到大直徑圓筒lla的內(nèi)部空間中)通過分別由大直徑圓筒lla的內(nèi)周表面和兩個D切口部分32d限定的兩個側(cè)面空間(插入空間)，分別被一對旋轉(zhuǎn)傳動鍵21d占據(jù)的這兩個側(cè)面空間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于在其他方式下完整的環(huán)形凸輪環(huán)所需的空間。因此，可以防止一對旋轉(zhuǎn)傳動鍵21d與自動可變光圈單元32干涉，其中自動可變光圈單元32的形狀將固定框架11分割成前部和后部。 此外，可變放大率透鏡IO采取新開發(fā)的結(jié)構(gòu)，其中當(dāng)執(zhí)行聚焦操作時，通過手動旋轉(zhuǎn)作為聚焦操作部件的聚焦桿PF (聚焦環(huán)23)，前凸輪環(huán)20自身與前透鏡組支撐框架30一起在光軸方向上運(yùn)動。在該運(yùn)動過程中，通過一對旋轉(zhuǎn)傳動槽20d和一對旋轉(zhuǎn)傳動鍵21d使前凸輪環(huán)20和后凸輪環(huán)21彼此連接的連接結(jié)構(gòu)允許前凸輪環(huán)20和后凸輪環(huán)21在光軸方向上彼此相對運(yùn)動，同時阻止前凸輪環(huán)20和后凸輪環(huán)21彼此相對旋轉(zhuǎn)，這有利于獲得采用前凸輪環(huán)20本身作為在光軸方向上前進(jìn)和回縮的前進(jìn)/回縮部件的聚焦機(jī)構(gòu)。
如上所述，在可變放大率透鏡10的本實(shí)施例中，在后凸輪環(huán)21上形成一對旋轉(zhuǎn)傳動鍵21d，以對應(yīng)于通過形成設(shè)置在光圈區(qū)外套部分32a的相對側(cè)面上的兩個直的D切口部分32d所獲得的兩個側(cè)面空間。該結(jié)構(gòu)獲得前凸輪環(huán)20和后凸輪環(huán)21之間的旋轉(zhuǎn)力的可靠傳動，還可以獲得節(jié)省空間的結(jié)構(gòu)。但是，如果可以保證足夠的連接強(qiáng)度，則可以設(shè)置用于連接前凸輪環(huán)和后凸輪環(huán)的單一的連接部分，其對應(yīng)于一對旋轉(zhuǎn)傳動槽20d和一對旋轉(zhuǎn)傳動鍵21d的組合。可選地，在具有足夠的安裝空間的情況下，可變放大率透鏡10可以設(shè)有三個或更多用于將前凸輪環(huán)和后凸輪環(huán)彼此連接的連接部分，每個這樣的連接部分對應(yīng)于一對旋轉(zhuǎn)傳動槽20d和一對旋轉(zhuǎn)傳動鍵21d的組合。 在可變放大率透鏡10中，考慮防止自動可變光圈單元32的馬達(dá)外套部分32b與其他元件的干涉。在光軸方向上，即在馬達(dá)外套部分32b的凸出方向上，固定轉(zhuǎn)接環(huán)12、后裝飾環(huán)13、后凸輪環(huán)21和放大率變化環(huán)29位于自動可變光圈單元32的馬達(dá)外套部分32b的后面。如圖8A、8B、 19和20所示，固定轉(zhuǎn)接環(huán)12設(shè)置有D切口部分12g，形成該D切口部分以局部截去前凸緣12a和環(huán)形支撐部分12f。如圖11A、11B、26和27所示，在后凸輪環(huán)21的前端(忽略一對旋轉(zhuǎn)傳動鍵21d)設(shè)置小直徑凸緣21f，該小直徑凸緣21f位于前凸緣21b所在的平面內(nèi)。小直徑凸緣21f的外徑小于前凸緣21b的外徑。在圓周方向上，D切口部分12g和小直徑凸緣21f的位置對應(yīng)于自動可變光圈單元32的馬達(dá)外套部分32b的位 置(見圖3)，從而防止固定轉(zhuǎn)接環(huán)12的凸緣12a和后凸輪環(huán)21的前凸緣21b與馬達(dá)外套 部分32b干涉。此外，如圖3和9A所示，后裝飾環(huán)13在前凸緣13a的前表面上設(shè)置有允許 馬達(dá)外套部分32b的后端進(jìn)入以防止后裝飾環(huán)13與馬達(dá)外套部分32b相干涉的前凹陷部 分13f 。 此外，如圖13A、13B、21和22所示，放大率變化環(huán)29的外徑以階梯的形式變化，以 限定三個不同的直徑。更具體地說，放大率變化環(huán)29設(shè)置有大直徑圓周部分29c、一對中間 圓周部分29d和小直徑圓周部分29e。大直徑圓周部分29c包括用于放大率變化桿PZ的 桿支撐座29b。 一對中間圓周部分29d在圓周方向上分別位于大直徑圓周部分29c的相對 端部處，且外徑小于大直徑圓周部分29c。小直徑圓周部分29e位于一對中間圓周部分29d 之間，且具有最小的外徑。小直徑圓周部分29e的外徑基本上等于后凸輪環(huán)21的小直徑凸 緣21f的外徑，且通過在對應(yīng)于自動可變光圈單元32的馬達(dá)外套部分32b的圓周位置的圓 周位置上定位小直徑圓周部分29e，防止放大率變化環(huán)29與馬達(dá)外套部分32b干涉。雖然 當(dāng)執(zhí)行放大率變化操作時，后凸輪環(huán)21和放大率變化環(huán)29被旋轉(zhuǎn)，但是小直徑凸緣21f和 小直徑圓周部分29e的形成范圍是預(yù)定的，從而小直徑凸緣21f和小直徑圓周部分29e總 是位于對應(yīng)于馬達(dá)外套部分32b的圓周位置的圓周位置上。放大率變化環(huán)29可以形成為 C形，不具有對應(yīng)于小直徑圓周部分29e的部分；但是，從保證強(qiáng)度的角度來看，理想的是放 大率變化環(huán)29是完整的(連續(xù)的)環(huán)形部件。因此，為了保證足夠的強(qiáng)度同時防止放大率 變化環(huán)29與自動可變光圈單元32的馬達(dá)外套部分32b干涉，形成具有小直徑圓周部分29e 形狀的放大率變化環(huán)29是有效的。位于小直徑圓周部分29e的圓周相對側(cè)面上的一對中 間圓周部分29d的直徑大于(且具有更大的壁厚)小直徑圓周部分29e的直徑，并可以在 光軸方向上被延長以具有足夠的強(qiáng)度來獲得放大率變化環(huán)29的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。此外，通過形成 一對直徑小于大直徑圓周部分29c的中間圓周部分29d，當(dāng)從可變放大率透鏡10的后方觀 察時，一對中間圓周部分29d位于不重疊于三個固定螺釘40的位置上，這使得更容易接近 三個固定螺釘40，從而有利于增強(qiáng)可加工性。大直徑圓周部分29c防止通過后蓋33的通孔 33a看到可變放大率透鏡10的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 在可變放大率透鏡10的本實(shí)施例中，由于前凸輪環(huán)20同時作為用于放大率變化 控制的凸輪環(huán)和用于聚焦的前進(jìn)/回縮部件，因此用于放大率變化的驅(qū)動系統(tǒng)和用于聚焦 的驅(qū)動系統(tǒng)被配置為彼此不傳遞不必要的運(yùn)動(例如，當(dāng)執(zhí)行聚焦操作時前凸輪環(huán)20在光 軸方向上的運(yùn)動，以及當(dāng)執(zhí)行放大率變化操作時前凸輪環(huán)20的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動)。更具體地說， 如上所述，前凸輪環(huán)20的前端凸緣20b以如下方式被固定在聚焦環(huán)23的前端凸緣23b和 聚焦環(huán)保持環(huán)22的徑向內(nèi)凸緣22a之間，即允許前端凸緣20b相對于前端凸緣23b和徑向 內(nèi)凸緣22a旋轉(zhuǎn)，而且當(dāng)執(zhí)行前凸輪環(huán)20與后凸輪環(huán)21共同旋轉(zhuǎn)的放大率變化操作時，由 于前端凸緣20b相對于前端凸緣23b和徑向內(nèi)凸緣22a旋轉(zhuǎn)，聚焦環(huán)23和聚焦環(huán)保持環(huán) 22都不旋轉(zhuǎn)。因此，聚焦螺旋面24不引起固定框架11與聚焦環(huán)保持環(huán)22和聚焦環(huán)23的 組合之間的光軸方向上的運(yùn)動。在另一方面，當(dāng)執(zhí)行聚焦操作時，其中聚焦環(huán)23和聚焦環(huán) 保持環(huán)22的組合在光軸方向上移動同時旋轉(zhuǎn)，由于前端凸緣23b和徑向內(nèi)凸緣22a相對于 前端凸緣20b旋轉(zhuǎn)，前凸輪環(huán)20不旋轉(zhuǎn)。相應(yīng)地，在聚焦操作中，前透鏡組支撐框架30不 通過前凸輪槽20c在光軸方向上移動，從而前透鏡組支撐框架30在光軸方向上的位置只由聚焦螺旋面24控制。前凸輪環(huán)20的前端凸緣20b被前凸輪環(huán)偏置彈簧25的偏置力壓靠 在聚焦環(huán)保持環(huán)22的徑向內(nèi)凸緣22a上，從而通過去除前凸輪環(huán)20、聚焦環(huán)保持環(huán)22和 聚焦環(huán)23之間的后沖和運(yùn)動(backlash andplay)，前凸輪環(huán)20、聚焦環(huán)保持環(huán)22和聚焦 環(huán)23被連接在一起；但是，當(dāng)執(zhí)行放大率變化操作或聚焦操作時，前凸輪環(huán)偏置彈簧25的 偏置力的大小被設(shè)置為適當(dāng)?shù)拇笮?即防止由于前凸輪環(huán)20與聚焦環(huán)保持環(huán)22和聚焦環(huán) 23之間產(chǎn)生的摩擦，前凸輪環(huán)20跟隨聚焦環(huán)保持環(huán)22和聚焦環(huán)23的組合旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，或反 之)以便不干涉前凸輪環(huán)20、聚焦環(huán)保持環(huán)22和聚焦環(huán)23之間的相對旋轉(zhuǎn)。
為了利于保證防止前述的前凸輪環(huán)20與聚焦環(huán)保持環(huán)22和聚焦環(huán)23的組合之 間的跟隨旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，已經(jīng)設(shè)計出每個凸輪槽(每個前凸輪槽20c和每個后凸輪槽21c)和聚 焦螺旋面24(外表面螺旋面11h和內(nèi)表面螺旋面23a)相對于光軸O的傾斜角度的設(shè)置。如 圖25和28所示，每個前凸輪槽20c和每個后凸輪槽21c的工作范圍以大約45度的角度傾 斜于光軸0。此外，每個前凸輪槽20c和每個后凸輪槽21c相對于光軸0的傾斜方向基本上 彼此相對。在另一方面，雖然形成聚焦螺旋面24的外表面螺旋面llh和內(nèi)表面螺旋面23a 相對于光軸0的傾斜方向與前凸輪槽20c相等，該傾斜角大約為3度，但是其與前凸輪槽 20c的大約為45度的傾斜角顯著不同。使用于放大率變化控制的凸輪槽(即三個前凸輪槽 20c和三個后凸輪槽21c)與聚焦螺旋面24(即外表面螺旋面llh和內(nèi)表面螺旋面23a)的 傾斜角度彼此不同，通過這種方式，在前凸輪環(huán)20和后凸輪環(huán)21上產(chǎn)生抵抗聚焦環(huán)23的 旋轉(zhuǎn)的阻力，同時當(dāng)聚焦環(huán)23被旋轉(zhuǎn)時，前凸輪環(huán)20只在光軸方向上移動，而不跟隨聚焦 環(huán)23的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。此外，當(dāng)旋轉(zhuǎn)前凸輪環(huán)20和后凸輪環(huán)21以執(zhí)行放大率變化操作時，在 聚焦環(huán)23上產(chǎn)生抵抗前凸輪環(huán)20和后凸輪環(huán)21的旋轉(zhuǎn)的阻力，從而只有前凸輪環(huán)20可 以在光軸方向上的固定位置處旋轉(zhuǎn)，而不旋轉(zhuǎn)聚焦環(huán)23。 雖然可變放大率透鏡10的以上實(shí)施例包括作為彼此連接前凸輪環(huán)20和聚焦環(huán)23 的結(jié)構(gòu)的聚焦環(huán)保持環(huán)22和前凸輪環(huán)偏置彈簧25，可變放大率透鏡也可以被構(gòu)造為不包 括這種元件，例如在圖32至38中顯示的可變放大率透鏡的第二實(shí)施例中的聚焦環(huán)保持環(huán) 22和前凸輪環(huán)偏置彈簧25。與可變放大率透鏡的第一實(shí)施例中的部件和部分相對應(yīng)的可 變放大率透鏡(10')的第二實(shí)施例中的部件和部分由相同的附圖標(biāo)記表示，已省略了這些 部件和部分的描述。 如圖32和33所示，在可變放大率透鏡10'的第二實(shí)施例中，形成前凸輪環(huán)20'從 而前端凸緣20b'在徑向向外方向上的凸出量小于可變放大率透鏡的第一實(shí)施例中的前端 凸緣20b的該凸出量，且在前端凸緣20b'上，前凸輪環(huán)20'進(jìn)一步設(shè)置有從前端凸緣20b' 徑向向外凸出的三個保持凸起(聚焦環(huán)連接器的元件)20f。三個保持凸起20f基本上以等 角度間隔設(shè)置在圓周方向上。在另一方面，如圖32和34所示，可變放大率透鏡10'的第二 實(shí)施例的聚焦環(huán)23'設(shè)置有保持凸緣(聚焦環(huán)連接器/凸起接合部分的元件)23e，保持凸 緣23e形成的位置對應(yīng)于第一實(shí)施例的前端凸緣23b在光軸方向上的位置，且在保持凸緣 23e前進(jìn)一步設(shè)置有徑向內(nèi)凸緣(聚焦環(huán)連接器/凸起接合部分的元件)23g，凸起引導(dǎo)空 間(聚焦環(huán)連接器/凸起接合部分的元件)23f形成在保持凸緣23e和徑向內(nèi)凸緣23g之 間。徑向內(nèi)凸緣23g與聚焦環(huán)23'整體形成。徑向內(nèi)凸緣23g的形狀是類似于可變放大率 透鏡10的第一實(shí)施例的聚焦環(huán)保持環(huán)22的徑向內(nèi)凸緣22a的完整環(huán)形部件，而在保持凸 緣23e上，在圓周方向上以等角度間隔設(shè)置有三個凸起插入/移出孔(聚焦環(huán)連接器/凸
19起接合部分的元件)23h，凸起插入/移出孔23h在光軸方向上延伸穿過保持凸緣23e。
包括前端凸緣20b'、凸起引導(dǎo)空間20f、保持凸緣23e、凸起引導(dǎo)空間23f、徑向內(nèi) 凸緣23g和凸起插入/移出孔23h的聚焦環(huán)連接器與聚焦螺旋面24 —起構(gòu)成根據(jù)第二實(shí) 施例的驅(qū)動環(huán)運(yùn)動控制器的聚焦操作機(jī)構(gòu)。 圖35顯示了前凸輪環(huán)20'和聚焦環(huán)23'之間的角位置，在該角位置上，前凸輪環(huán) 20'和聚焦環(huán)23'可以被彼此連接和分離。形成在前凸輪環(huán)20'上的三個保持凸起20f的 位置對應(yīng)于聚焦環(huán)23'的三個凸起插入/移出孔23h，且三個保持凸起20f可以分別通過相 關(guān)聯(lián)的三個凸起插入/移出孔23h全部被插入或移出凸起引導(dǎo)空間23f 。在圖35中由雙點(diǎn) 劃線顯示的限制螺釘27的兩個位置顯示了當(dāng)手動操作聚焦環(huán)23'時，聚焦環(huán)23'相對于固 定框架ll的旋轉(zhuǎn)范圍(約45度)。更具體地說，聚焦環(huán)23'的旋轉(zhuǎn)極限分別由限制螺釘27 與圓周槽llg在圓周方向上的相對端部的接合來確定。這種旋轉(zhuǎn)限制結(jié)構(gòu)與可變放大率透 鏡的第一實(shí)施例中的聚焦環(huán)23的結(jié)構(gòu)相同。在圖35中，前凸輪環(huán)20'與聚焦環(huán)23'可以 被彼此連接和分離的連接/分離位置被設(shè)定在與聚焦環(huán)23'的一個旋轉(zhuǎn)極限(如圖35中 所示的右旋轉(zhuǎn)極限)偏離大約4度的位置上。相應(yīng)地，在正常狀態(tài)下，聚焦環(huán)23'相對于前 凸輪20'不能到達(dá)圖35中所示的旋轉(zhuǎn)位置(角位置)，且只有在拆除限制螺釘27時，聚焦 環(huán)23'可以被旋轉(zhuǎn)到該旋轉(zhuǎn)位置。如圖36所示，如果聚焦環(huán)23'被旋轉(zhuǎn)到限制螺釘27可 以被置入固定框架11的圓周槽llg中的角位置，三個保持凸起20f的每一個部分運(yùn)動到保 持凸起23e后方的位置中(保持凸緣23e與徑向內(nèi)凸緣23g之間的位置)，這防止前凸輪環(huán) 20'與聚焦環(huán)23'在光軸方向上彼此相對運(yùn)動，從而處于非脫離狀態(tài)。 圖37顯示了聚焦環(huán)23'已經(jīng)被完全旋轉(zhuǎn)到其一個旋轉(zhuǎn)極限(與圖36中顯示的狀 態(tài)相差大約45度角)的狀態(tài)，以圖36中顯示的狀態(tài)為參考，在該旋轉(zhuǎn)極限處，限制螺釘27 接觸圓周槽llg的另一端。通過圖37可以理解，由于每個保持凸起20f的全部(圖37中 斜線所示)都位于保持凸緣23e后方(在保持凸緣23e和徑向內(nèi)凸緣23g之間的位置上)， 前凸輪環(huán)20'與聚焦環(huán)23'在光軸方向上保持彼此不相對移動。當(dāng)聚焦環(huán)23'位于圖36所 示的位置與圖37所示的位置之間的任何指定角位置處時，保持這種通過三個保持突起20f 與保持凸緣23e之間的接合防止聚焦環(huán)23'離開(coming off)前凸輪環(huán)20'的狀態(tài)。即 在限制螺釘27接合在圓周槽llg中的正常工作狀態(tài)下，無論在聚焦環(huán)23'的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)聚 焦環(huán)23'被旋轉(zhuǎn)到哪一角位置，聚焦環(huán)23'與前凸輪環(huán)20'的連接都不被釋放(不脫離)。
與可變放大率透鏡的第一實(shí)施例類似，在可變放大率透鏡的第二實(shí)施例中，當(dāng)執(zhí) 行放大率變化操作時，前凸輪環(huán)20'被旋轉(zhuǎn)，而聚焦環(huán)23'不被旋轉(zhuǎn)。圖38顯示了從圖37 所示的執(zhí)行聚焦調(diào)節(jié)的狀態(tài)，前凸輪環(huán)20'被順時針充分旋轉(zhuǎn)用于放大率變化的最大旋轉(zhuǎn) 角(大約64. 4度)的狀態(tài)。即使在圖38所示的狀態(tài)下，由于每個保持凸起20f的一部分 (在圖38中顯示為陰影)位于保持凸緣23e后方(在保持凸緣23e和徑向內(nèi)凸緣23g之 間的位置上)，前凸輪環(huán)20'與聚焦環(huán)23'在光軸方向上保持彼此不相對移動。相應(yīng)地，在 正常工作狀態(tài)下，無論在聚焦環(huán)23'的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)聚焦環(huán)23'被旋轉(zhuǎn)到哪一角位置，聚焦環(huán) 23'與前凸輪環(huán)20'的連接都不被釋放(不脫離)。 通過這種方式，前凸輪環(huán)20'和聚焦環(huán)23'還可以通過卡口式連接器被彼此連接， 從而可以彼此相對旋轉(zhuǎn)，而不在光軸方向上彼此相對移動。同樣，在這種情況下，由于不再 獨(dú)立地需要用于使前凸輪環(huán)20'和聚焦環(huán)23'彼此連接的額外部件，特別可以獲得減少元
雖然已經(jīng)參考上述實(shí)施例討論了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限制于這些特定實(shí)施例。 例如，雖然上述的每個實(shí)施例都是本發(fā)明所應(yīng)用的用于CCTV攝像機(jī)的可變放大率透鏡的 例子，但本發(fā)明還可以被應(yīng)用到用于成像設(shè)備的其他類型的可變放大率透鏡中。此外，本 發(fā)明還可以被應(yīng)用于以下兩類可變放大率透鏡中變焦透鏡(zoom lenses)，其中可以連 續(xù)改變焦距從而成像平面的位置總是保持不變(即圖像保持在焦點(diǎn)上)；可變焦距透鏡 (varifocal lenses)，其中雖然當(dāng)焦距改變時成像平面的位置也變化，但是可以連續(xù)變化 焦距。 此外，雖然在可變放大率透鏡的上述實(shí)施例中，用于放大率變化控制的透鏡組驅(qū)
動器由前凸輪環(huán)20 (20')的三個前凸輪槽20c和后凸輪環(huán)21的三個后凸輪槽21c構(gòu)成，而
用于聚焦的透鏡組驅(qū)動器由聚焦螺旋面24構(gòu)成，但是只要每個透鏡組驅(qū)動器通過旋轉(zhuǎn)向
透鏡組提供運(yùn)動從而透鏡組在光軸方向上前進(jìn)和回縮，則用于放大率變化控制的透鏡組驅(qū)
動器和用于聚焦的透鏡組驅(qū)動器不被分別限制為凸輪槽和螺旋面。例如，不采用上述實(shí)施
例中的前凸輪環(huán)20(20')和后凸輪環(huán)21，在其外周表面上均具有螺旋面的前螺旋環(huán)和后螺
旋環(huán)也可以分別作為前(第一)透鏡組驅(qū)動環(huán)和后(第二)透鏡組驅(qū)動環(huán)。 在此處描述的本發(fā)明的特定實(shí)施例中可以進(jìn)行明顯的改變，這種改變也在本發(fā)明
所要求保護(hù)的精神和范疇內(nèi)。應(yīng)說明，在此包含的所有主體都是說明性的，其不限制本發(fā)明
的范圍。
權(quán)利要求
一種可變放大率透鏡，其設(shè)置有包括至少第一透鏡組和第二透鏡組的成像光學(xué)系統(tǒng)，所述第一透鏡組和所述第二透鏡組可在光軸方向上移動，所述可變放大率透鏡包括分別支撐所述第一透鏡組和所述第二透鏡組的第一透鏡組支撐框架和第二透鏡組支撐框架；線性引導(dǎo)環(huán)，其在所述光軸方向上線性引導(dǎo)所述第一透鏡組支撐框架和所述第二透鏡組支撐框架中的每一個；放大率變化操作部件；聚焦操作部件；第一透鏡組驅(qū)動環(huán)，其通過所述第一透鏡組驅(qū)動環(huán)相對于所述線性引導(dǎo)環(huán)的旋轉(zhuǎn)在所述光軸方向上移動所述第一透鏡組支撐環(huán)；第二透鏡組驅(qū)動環(huán)，其通過所述第二透鏡組驅(qū)動環(huán)相對于所述線性引導(dǎo)環(huán)的旋轉(zhuǎn)在所述光軸方向上移動所述第二透鏡組支撐環(huán)；驅(qū)動環(huán)連接器，其通過以下方式使所述第一透鏡組驅(qū)動環(huán)與所述第二透鏡組驅(qū)動環(huán)彼此連接，即防止所述第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和所述第二透鏡組驅(qū)動環(huán)彼此相對旋轉(zhuǎn)，同時允許所述第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和所述第二透鏡組驅(qū)動環(huán)在所述光軸方向上彼此相對移動；以及驅(qū)動環(huán)運(yùn)動控制器，當(dāng)手動操作所述放大率變化操作部件時，所述驅(qū)動環(huán)運(yùn)動控制器通過所述驅(qū)動環(huán)連接器整體旋轉(zhuǎn)所述第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和所述第二透鏡組驅(qū)動環(huán)使其在所述光軸方向上的相對位置保持不變，并且當(dāng)手動操作所述聚焦操作部件時，所述驅(qū)動環(huán)運(yùn)動控制器僅在光軸方向上移動所述第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和所述第二透鏡組驅(qū)動環(huán)之一而不使之旋轉(zhuǎn)。
2. 如權(quán)利要求1所述的可變放大率透鏡，進(jìn)一步包括安裝在所述光軸方向上、所述第 一透鏡組驅(qū)動環(huán)與所述第二透鏡組驅(qū)動環(huán)之間的位置上的光量控制器，其中所述驅(qū)動環(huán)連接器包括至少一個旋轉(zhuǎn)傳動鍵，其穿過緊貼所述光量控制器的空間以在所述光軸方向上從所述 第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和所述第二透鏡組驅(qū)動環(huán)之一延伸；以及至少一個鍵槽，其形成在所述第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和所述第二透鏡組驅(qū)動環(huán)中的另一個 上，其中所述鍵槽與所述旋轉(zhuǎn)傳動鍵接合從而在所述光軸方向上可滑動地移動并且被防止 相對旋轉(zhuǎn)。
3. 如權(quán)利要求2所述的可變放大率透鏡，其中所述線性引導(dǎo)環(huán)包括 直徑互不相同且共軸設(shè)置的大直徑圓筒和小直徑圓筒，所述大直徑圓筒在所述光軸方向上位于所述小直徑圓筒的前方；以及中間凸緣，其徑向延伸以使所述大直徑圓筒和所述小直徑圓筒彼此連接， 其中所述第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和所述第二透鏡組驅(qū)動環(huán)包括具有所述旋轉(zhuǎn)傳動鍵和所述鍵槽之一的前透鏡組驅(qū)動環(huán)，且所述前透鏡組驅(qū)動環(huán)位于 所述大直徑圓筒內(nèi)并被其支撐，從而可繞所述光軸相對于所述大直徑圓筒旋轉(zhuǎn)并可在所述 光軸方向上相對于所述大直徑圓筒移動；以及具有所述旋轉(zhuǎn)傳動鍵和所述鍵槽中的另一個的后透鏡組驅(qū)動環(huán)，且所述后透鏡組驅(qū)動 環(huán)位于所述小直徑圓筒外并被其支撐，從而可繞所述光軸相對于所述小直徑圓筒旋轉(zhuǎn)，以 及其中，在所述光軸方向上穿過所述中間凸緣形成至少一個通孔，所述旋轉(zhuǎn)傳動鍵穿過所述通孔以在所述光軸方向上延伸。
4. 如權(quán)利要求3所述的可變放大率透鏡，其中所述光量控制器被插入所述大直徑圓筒的內(nèi)部空間中并被其支撐，所述內(nèi)部空間鄰近所述中間凸緣，以及其中在所述大直徑圓筒的內(nèi)表面與所述光量控制器的側(cè)面之間形成插入空間，從而所述旋轉(zhuǎn)傳動鍵可以穿過所述通孔和所述插入空間以在所述光軸方向上延伸。
5. 如權(quán)利要求3所述的可變放大率透鏡，其中所述放大率變化操作部件包括放大率變化環(huán)，所述放大率變化環(huán)位于所述后透鏡組驅(qū)動環(huán)周圍并被其支撐，以便與所述后透鏡組驅(qū)動環(huán)整體旋轉(zhuǎn)。
6. 如權(quán)利要求5所述的可變放大率透鏡，其中所述聚焦操作部件包括位于所述大直徑圓筒周圍并被其支撐的聚焦環(huán)，從而當(dāng)所述聚焦環(huán)被手動旋轉(zhuǎn)時，其在所述光軸方向上相對于所述線性引導(dǎo)環(huán)運(yùn)動，其中所述驅(qū)動環(huán)運(yùn)動控制器包括聚焦環(huán)連接器，所述聚焦環(huán)連接器以以下方式使所述聚焦環(huán)與所述前透鏡組驅(qū)動環(huán)彼此連接，即允許所述聚焦環(huán)與所述前透鏡組驅(qū)動環(huán)彼此相對旋轉(zhuǎn)，并防止所述聚焦環(huán)與所述前透鏡組驅(qū)動環(huán)在所述光軸方向上彼此相對移動，以及其中當(dāng)所述聚焦環(huán)被旋轉(zhuǎn)時，所述聚焦環(huán)連接器防止所述前透鏡組驅(qū)動環(huán)隨著所述聚焦環(huán)的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，當(dāng)通過所述放大率變化環(huán)旋轉(zhuǎn)所述前透鏡組驅(qū)動環(huán)時，所述聚焦環(huán)連接器防止所述聚焦環(huán)隨著所述前透鏡組驅(qū)動環(huán)的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。
7. 如權(quán)利要求2所述的可變放大率透鏡，其中一對所述旋轉(zhuǎn)傳動鍵被設(shè)置在不同的圓周位置上，以及其中一對所述鍵槽被設(shè)置在不同的圓周位置上，以對應(yīng)于所述一對旋轉(zhuǎn)傳動鍵。
8. 如權(quán)利要求1所述的可變放大率透鏡，其中所述線性引導(dǎo)環(huán)包括直徑互不相同且共軸設(shè)置的大直徑圓筒和小直徑圓筒，所述大直徑圓筒在所述光軸方向上位于所述小直徑圓筒的前方，其中所述第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和所述第二透鏡組驅(qū)動環(huán)包括前透鏡組驅(qū)動環(huán)，其位于所述大直徑圓筒內(nèi)并被其支撐，從而可繞所述光軸相對于所述大直徑圓筒旋轉(zhuǎn)并可在所述光軸方向上相對于所述大直徑圓筒移動；以及后透鏡組驅(qū)動環(huán)，其位于所述小直徑圓筒外并被其支撐，從而可繞所述光軸相對于所述小直徑圓筒旋轉(zhuǎn)，其中，所述放大率變化操作部件包括放大率變化環(huán)，其設(shè)置在所述后透鏡組驅(qū)動環(huán)周圍并被其支撐，從而與所述后透鏡組驅(qū)動環(huán)整體旋轉(zhuǎn)，其中所述聚焦操作部件包括聚焦環(huán)，其設(shè)置在所述大直徑圓筒周圍并被其支撐，從而當(dāng)所述聚焦環(huán)被手動旋轉(zhuǎn)時，所述聚焦環(huán)在所述光軸方向上相對于所述線性引導(dǎo)環(huán)移動，其中所述驅(qū)動環(huán)運(yùn)動控制器包括聚焦環(huán)連接器，其以以下方式將所述聚焦環(huán)與所述前透鏡組驅(qū)動環(huán)彼此連接，即允許所述聚焦環(huán)與所述前透鏡組驅(qū)動環(huán)彼此相對旋轉(zhuǎn)，并防止所述聚焦環(huán)與所述前透鏡組驅(qū)動環(huán)在所述光軸方向上彼此相對移動，以及當(dāng)所述聚焦環(huán)被旋轉(zhuǎn)時，所述聚焦環(huán)連接器防止所述前透鏡組驅(qū)動環(huán)隨著所述聚焦環(huán)的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，當(dāng)通過所述放大率變化環(huán)旋轉(zhuǎn)所述前透鏡組驅(qū)動環(huán)時，所述聚焦環(huán)連接器防止所述聚焦環(huán)隨著所述前透鏡組驅(qū)動環(huán)的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。
9. 如權(quán)利要求6所述的可變放大率透鏡，其中所述聚焦環(huán)連接器包括形成在所述前透鏡組驅(qū)動環(huán)上以徑向向外凸出的環(huán)形凸緣；可拆卸地連接在所述聚焦環(huán)的前端以防止所述前透鏡組驅(qū)動環(huán)的所述環(huán)形凸緣相對于所述聚焦環(huán)向前移動的保持環(huán)；以及向前偏置所述前透鏡組驅(qū)動環(huán)以使所述環(huán)形凸緣與所述保持環(huán)相接觸的偏置件。
10. 如權(quán)利要求6所述的可變放大率透鏡，其中所述聚焦環(huán)連接器包括形成在所述前透鏡組驅(qū)動環(huán)上的不同圓周位置處以徑向向外凸出的多個保持凸起；以及凸起接合部分，所述凸起接合部分形成在所述聚焦環(huán)上，且當(dāng)所述聚焦環(huán)位于相對于所述前透鏡組驅(qū)動環(huán)的特定旋轉(zhuǎn)位置時，所述凸起接合部分允許所有的所述多個保持凸起與其接合并與其分離，其中當(dāng)所述聚焦環(huán)位于相對于所述前透鏡組驅(qū)動環(huán)的任何其他旋轉(zhuǎn)位置時，所述凸起接合部分通過與所述多個保持凸起的至少一部分相接合來防止所述聚焦環(huán)在所述光軸方向上相對于所述前透鏡組驅(qū)動環(huán)移動。
11. 如權(quán)利要求6所述的可變放大率透鏡，其中所述聚焦環(huán)的內(nèi)周表面和所述線性引導(dǎo)環(huán)的外周表面分別包括彼此螺紋接合的陰螺旋面和陽螺旋面，由于所述陰螺旋面和所述陽螺旋面之間的螺紋接合，所述聚焦環(huán)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致所述聚焦環(huán)在所述光軸方向上相對于所述線性引導(dǎo)環(huán)移動。
12. 如權(quán)利要求8所述的可變放大率透鏡，其中所述聚焦環(huán)連接器包括形成在所述前透鏡組驅(qū)動環(huán)上以徑向向外凸出的環(huán)形凸緣；可拆卸地連接在所述聚焦環(huán)的前端以防止所述前透鏡組驅(qū)動環(huán)的所述環(huán)形凸緣相對于所述聚焦環(huán)向前移動的保持環(huán)；以及向前偏置所述前透鏡組驅(qū)動環(huán)以使所述環(huán)形凸緣與所述保持環(huán)相接觸的偏置件。
13. 如權(quán)利要求8所述的可變放大率透鏡，其中所述聚焦環(huán)連接器包括形成在所述前透鏡組驅(qū)動環(huán)上的不同圓周位置處以徑向向外凸出的多個保持凸起；以及凸起接合部分，所述凸起接合部分形成在所述聚焦環(huán)上，且當(dāng)所述聚焦環(huán)位于相對于所述前透鏡組驅(qū)動環(huán)的特定旋轉(zhuǎn)位置時，所述凸起接合部分允許所有的所述多個保持凸起與其接合并與其分離，其中當(dāng)所述聚焦環(huán)位于相對于所述前透鏡組驅(qū)動環(huán)的任何其他旋轉(zhuǎn)位置時，所述凸起接合部分通過與所述多個保持凸起的至少一部分相接合來防止所述聚焦環(huán)在所述光軸方向上相對于所述前透鏡組驅(qū)動環(huán)移動。
14. 如權(quán)利要求8所述的可變放大率透鏡，其中所述聚焦環(huán)的內(nèi)周表面和所述線性引導(dǎo)環(huán)的外周表面分別包括彼此螺紋接合的陰螺旋面和陽螺旋面，由于所述陰螺旋面和所述陽螺旋面之間的螺紋接合，所述聚焦環(huán)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致所述聚焦環(huán)在所述光軸方向上相對于所述線性引導(dǎo)環(huán)移動。
15. 如權(quán)利要求1所述的可變放大率透鏡，其中所述第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和所述第二透鏡組驅(qū)動環(huán)包括第一凸輪環(huán)和第二凸輪環(huán)，所述第一凸輪環(huán)和第二凸輪環(huán)均包括位于其外周表面上的至少一個凸輪槽，其中所述第一透鏡組支撐框架包括至少一個凸輪從動件，其可滑動地接合在所述第一凸輪環(huán)的所述凸輪槽中；以及至少一個線性引導(dǎo)凸起，其接合在形成在所述線性引導(dǎo)環(huán)上以在所述光軸方向中延伸的對應(yīng)的線性引導(dǎo)槽中，以及其中所述第二透鏡組支撐框架包括至少一個凸輪從動件，其可滑動地接合在所述第二凸輪環(huán)的所述凸輪槽中，以及至少一個線性引導(dǎo)凸起，其接合在形成在所述線性引導(dǎo)環(huán)上以在所述光軸方向中延伸的對應(yīng)的線性引導(dǎo)槽中。
16. 如權(quán)利要求1所述的可變放大率透鏡，其中所述線性引導(dǎo)環(huán)是固定到安裝部件上的固定部件，所述安裝部件使所述可變放大率透鏡被安裝在機(jī)身上以及使其從機(jī)身上被拆除。
17. 如權(quán)利要求1所述的可變放大率透鏡，其中，當(dāng)通過所述聚焦操作部件的操作在所述光軸方向上移動所述第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和所述第二透鏡組驅(qū)動環(huán)之一時，通過考慮補(bǔ)償放大率變化所引起的焦平面位置的變化所需的聚焦調(diào)節(jié)量來確定構(gòu)成用于聚焦的移動量的所述第一透鏡組驅(qū)動環(huán)與所述第二透鏡組驅(qū)動環(huán)之一的運(yùn)動。
18. —種可變放大率透鏡，其設(shè)置有包括至少第一透鏡組和第二透鏡組的成像光學(xué)系統(tǒng)，所述第一透鏡組和所述第二透鏡組可在光軸方向上移動，所述可變放大率透鏡包括分別支撐所述第一透鏡組和所述第二透鏡組的第一透鏡組支撐框架和第二透鏡組支撐框架；線性引導(dǎo)環(huán)，其在所述光軸方向上線性引導(dǎo)所述第一透鏡組支撐框架和所述第二透鏡組支撐框架中的每一個；放大率變化操作部件；聚焦操作部件；第一透鏡組驅(qū)動環(huán)，其通過所述第一透鏡組驅(qū)動環(huán)相對于所述線性引導(dǎo)環(huán)的旋轉(zhuǎn)在所述光軸方向上移動所述第一透鏡組支撐環(huán)；第二透鏡組驅(qū)動環(huán)，其通過所述第二透鏡組驅(qū)動環(huán)相對于所述線性引導(dǎo)環(huán)的旋轉(zhuǎn)在所述光軸方向上移動所述第二透鏡組支撐環(huán)；驅(qū)動環(huán)連接器，其通過以下方式使所述第一透鏡組驅(qū)動環(huán)與所述第二透鏡組驅(qū)動環(huán)彼此連接，即防止所述第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和所述第二透鏡組驅(qū)動環(huán)彼此相對旋轉(zhuǎn)，同時允許所述第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和所述第二透鏡組驅(qū)動環(huán)在所述光軸方向上彼此相對移動；其中，當(dāng)手動操作所述放大率變化操作部件時，所述第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和所述第二透鏡組驅(qū)動環(huán)整體旋轉(zhuǎn)，且在所述光軸方向上二者之間的相對位置保持不變，以及其中，當(dāng)手動操作所述聚焦操作部件時，只有所述第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和所述第二透鏡組驅(qū)動環(huán)之一在所述光軸方向上移動而不旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可變放大率透鏡，具有第一透鏡組和第二透鏡組，包括第一透鏡組支撐框架和第二透鏡組支撐框架；線性引導(dǎo)環(huán)；第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和第二透鏡組驅(qū)動環(huán)，其旋轉(zhuǎn)以在光軸方向上相對于線性引導(dǎo)環(huán)移動第一透鏡組支撐環(huán)和第二透鏡組支撐環(huán)；驅(qū)動環(huán)連接器，其使第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和第二透鏡組驅(qū)動環(huán)彼此連接，以防止二者之間相對旋轉(zhuǎn)，同時允許二者在光軸方向上相對移動；驅(qū)動環(huán)運(yùn)動控制器，當(dāng)操作放大率變化操作部件時，驅(qū)動環(huán)運(yùn)動控制器通過驅(qū)動環(huán)連接器使第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和第二透鏡組驅(qū)動環(huán)整體旋轉(zhuǎn)但不在光軸方向上相對移動，當(dāng)操作聚焦操作部件時，驅(qū)動環(huán)運(yùn)動控制器使第一透鏡組驅(qū)動環(huán)和第二透鏡組驅(qū)動環(huán)之一在光軸方向上移動但不旋轉(zhuǎn)。
文檔編號G02B7/04GK101726828SQ20091020544
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月24日
發(fā)明者高橋一德 申請人:Hoya株式會社