專利名稱：透鏡鏡筒的凸輪機(jī)構(gòu)的制作方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種透鏡鏡筒的凸輪機(jī)構(gòu)，該凸輪機(jī)構(gòu)包括第一環(huán)件(例如凸輪環(huán))和用于支承一部分透鏡系統(tǒng)的第二環(huán)件(例如透鏡支架)，其中第一環(huán)件被旋轉(zhuǎn)以使第二環(huán)件沿著透鏡系統(tǒng)的光學(xué)軸線作直線運(yùn)動(dòng)。
2.相關(guān)技術(shù)的說明在傳統(tǒng)的變焦透鏡(變焦透鏡鏡筒)中，經(jīng)常會出現(xiàn)這種情況，即支承變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡組(變焦度的透鏡組)的透鏡支承環(huán)在被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的凸輪環(huán)的旋轉(zhuǎn)下沿著光學(xué)軸線進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。該凸輪環(huán)包括多個(gè)形成于凸輪環(huán)的周向表面上的并具有相同的參考凸輪型線圖的凸輪槽，同時(shí)沿著光學(xué)軸線被直線地導(dǎo)引的透鏡支承環(huán)包括相應(yīng)的多個(gè)凸輪從動(dòng)件，其中凸輪從動(dòng)件分別接合在凸輪環(huán)的多個(gè)凸輪槽內(nèi)。具有相同參考凸輪型線圖的多個(gè)凸輪槽和多個(gè)凸輪從動(dòng)件通常以例如120度的等角度的間隔被布置。
然而，為了使凸輪環(huán)最小而將變焦透鏡的凸輪環(huán)的直徑充分地減小就會造成位于凸輪環(huán)上的凸輪環(huán)的相鄰?fù)馆啿坌纬蔀橄嗷ハ嘟?，如果多個(gè)凸輪槽和多個(gè)凸輪從動(dòng)件被以例如120度的等角度簡單地布置的話，每個(gè)凸輪從動(dòng)件就可能從對應(yīng)的凸輪槽中脫離(逸出)。另外，多個(gè)凸輪槽和凸輪從動(dòng)件之間的這種關(guān)系不僅會發(fā)生在變焦的透鏡光學(xué)系統(tǒng)的變角度透鏡組中，還會發(fā)生在使聚焦透鏡或任何其它光學(xué)透鏡發(fā)生運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種透鏡鏡筒的凸輪機(jī)構(gòu)，它包括第一環(huán)件和支承著部分透鏡系統(tǒng)的第二環(huán)件，其中第一環(huán)件被旋轉(zhuǎn)從而使第二環(huán)件沿著透鏡系統(tǒng)的光學(xué)軸線進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)，并且其中即使將凸輪環(huán)的相鄰槽形成為彼此相交，也不會存在形成于第一環(huán)件和第二環(huán)件中的一個(gè)上的多個(gè)凸輪從動(dòng)件從對應(yīng)的多個(gè)凸輪槽中脫離的可能性，所述多個(gè)凸輪槽形成在第一環(huán)件和第二環(huán)件中的另一個(gè)上，具有相同的參考凸輪型線。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種透鏡鏡筒的凸輪機(jī)構(gòu)，它包括可旋轉(zhuǎn)地繞光學(xué)軸線旋轉(zhuǎn)的第一環(huán)件；支承著光學(xué)元件并且沿著光學(xué)軸線無旋轉(zhuǎn)地被直線導(dǎo)引的第二環(huán)件；多個(gè)形成于第一和第二環(huán)件中一個(gè)上的、具有相同凸輪型線圖的凸輪槽；以及形成在第一和第二環(huán)件中的另一個(gè)上的、將被分別接合在多個(gè)凸輪槽內(nèi)的多個(gè)凸輪從動(dòng)件。多個(gè)凸輪槽和多個(gè)凸輪從動(dòng)件包括具有一個(gè)凸輪槽和一個(gè)對應(yīng)的凸輪從動(dòng)件的單副槽/從動(dòng)件，和至少一個(gè)槽/從動(dòng)件組，所述槽/從動(dòng)件組中的每一個(gè)包括在光學(xué)軸線上位于不同位置處的前部槽/從動(dòng)件組和后部槽/從動(dòng)件組，單副槽/從動(dòng)件以及槽/從動(dòng)件組被設(shè)置在周向方向上的不同位置處。單副槽/從動(dòng)件的凸輪槽與槽/從動(dòng)件中的各凸輪槽相交。至少滿足下面兩個(gè)條件(a)和(b)中的一個(gè)(a)單副槽/從動(dòng)件的凸輪槽的寬度比槽/從動(dòng)件組中的每一凸輪槽的寬度寬，(b)單副槽/從動(dòng)件的凸輪槽和前部槽/從動(dòng)件組的凸輪槽在周向上的間距，與單副槽/從動(dòng)件的凸輪槽和后部槽/從動(dòng)件組的凸輪槽在周向上的間距互不相同。
術(shù)語“槽/從動(dòng)件組”(前部槽/從動(dòng)件組或后部槽/從動(dòng)件組)意味著多個(gè)凸輪槽分別與分別接合在多個(gè)凸輪槽內(nèi)的多個(gè)凸輪從動(dòng)件相對應(yīng)，并且還意味著每一凸輪槽的寬度和深度與對應(yīng)的凸輪從動(dòng)件的寬度和深度匹配。因此，對每一凸輪槽(或每一凸輪從動(dòng)件)的位置和輪廓的描述在邏輯上與對對應(yīng)的凸輪從動(dòng)件(或者對應(yīng)的凸輪槽)的位置和輪廓相一致。
根據(jù)此凸輪機(jī)構(gòu)，不管每一凸輪槽與另一凸輪槽怎樣相交，都能夠防止每一凸輪從動(dòng)件從對應(yīng)的凸輪槽中脫離。
只要一個(gè)槽/從動(dòng)件副(單副槽/從動(dòng)件)和一個(gè)槽/從動(dòng)件組位于周向上的不同位置處，在理論上本發(fā)明都可以實(shí)施；然而，如果一個(gè)槽/從動(dòng)件副(單副槽/從動(dòng)件)和至少兩組槽/從動(dòng)件組在周向上位于不同的位置以確保對光學(xué)元件(例如透鏡組)可靠地支承，那么實(shí)施本發(fā)明將會是非常理想的。根據(jù)這個(gè)結(jié)構(gòu)，每一槽/從動(dòng)件組的每一凸輪槽(前部和后部凸輪槽)能夠被形成為與所有其它的凸輪槽，即另一槽/從動(dòng)件組的凸輪槽和單副槽/從動(dòng)件的凸輪槽相交。
理想的是，對于槽/從動(dòng)件組來說包括至少兩組在周向上被間隔布置的槽/從動(dòng)件組，對于兩組槽/從動(dòng)件組中的一組中的每一凸輪槽來說，它們與兩組槽/從動(dòng)件組的另一組的所有凸輪槽相交。
理想的是，兩組槽/從動(dòng)件組中的一組中的前部槽/從動(dòng)件組和單副槽/從動(dòng)件在周向上的間距和兩組槽/從動(dòng)件組中的一組中的前部槽/從動(dòng)件組和兩組槽/從動(dòng)件組中的另一組中的前部槽/從動(dòng)件組在周向上的間距互不相同。
理想的是，兩組槽/從動(dòng)件組中的一組中的后部槽/從動(dòng)件組和單副槽/從動(dòng)件在周向上的間距和兩組槽/從動(dòng)件組中的一組中的后部槽/從動(dòng)件組和兩組槽/從動(dòng)件組中的另一組中的后部槽/從動(dòng)件組在周向上的間距互不相同。
理想的是，兩組槽/從動(dòng)件組中的一組中的前部槽/從動(dòng)件組和后部槽/從動(dòng)件組在光學(xué)軸線上的間距不同于兩組槽/從動(dòng)件組中的另一組中的前部槽/從動(dòng)件組和后部槽/從動(dòng)件組在光學(xué)軸線上的間距。
理想的是，對于兩組槽/從動(dòng)件組中的至少一組來說，前部槽/從動(dòng)件組的凸輪槽和后部槽/從動(dòng)件組的凸輪槽的寬度和深度中的至少一項(xiàng)互不相同。
理想的是，兩組槽/從動(dòng)件組中的一組中的前部槽/從動(dòng)件組的凸輪槽和后部槽/從動(dòng)件組的凸輪槽之間的寬度關(guān)系或深度關(guān)系與兩組槽/從動(dòng)件組中的另一組中的前部槽/從動(dòng)件組中的凸輪槽和后部槽/從動(dòng)件組的凸輪槽之間的關(guān)系互不相同。
理想的是，槽/從動(dòng)件組包括兩組槽/從動(dòng)件組，這兩組槽/從動(dòng)件組中的每一組包括一個(gè)前部槽/從動(dòng)件組和一個(gè)后部槽/從動(dòng)件組，從而包括前部槽/從動(dòng)件組、后部槽/從動(dòng)件組和單副槽/從動(dòng)件的槽/從動(dòng)件組的組數(shù)為五。
理想的是，光學(xué)元件包括位于透鏡鏡筒內(nèi)的透鏡系統(tǒng)的至少一個(gè)透鏡組。
理想的是，透鏡系統(tǒng)包括變焦的透鏡光學(xué)系統(tǒng)。
理想的是，安裝在第二環(huán)件上的第一環(huán)件設(shè)置成與第二環(huán)件共軸。
理想的是，多個(gè)凸輪槽形成在第一環(huán)件的內(nèi)周表面上，并且多個(gè)凸輪從動(dòng)件形成在第二環(huán)件的外周表面上。
理想的是，第一環(huán)件還包括形成在該第一環(huán)件的外周表面上的另外的多個(gè)凸輪槽。
理想的是，第一環(huán)件包括形成在該第一環(huán)件的后端附近的外周表面上用以與傳動(dòng)小齒輪嚙合的直齒圓柱形齒輪。
理想的是，直齒圓柱形齒輪的齒形成在外螺紋螺旋面的螺紋上，而該外螺紋螺旋面的螺紋形成在第一環(huán)件的外周表面上。
理想的是，透鏡鏡筒包括固定鏡筒，該固定鏡筒的內(nèi)周表面上設(shè)有內(nèi)螺紋螺旋面，并且第一環(huán)件的外螺紋螺旋面用以與固定鏡筒的內(nèi)螺紋螺旋面相接合。
理想的是，當(dāng)?shù)谝画h(huán)件被轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它在沿著光學(xué)軸線移動(dòng)的同時(shí)也進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，在包括第一環(huán)件和支承透鏡系統(tǒng)的第二環(huán)件的凸輪機(jī)構(gòu)中，其中第一環(huán)件被旋轉(zhuǎn)以使第二環(huán)件沿著透鏡系統(tǒng)的光學(xué)軸線作直線運(yùn)動(dòng)，即使凸輪環(huán)的相鄰?fù)馆啿郾恍纬蔀楸舜讼嘟?，也不會發(fā)生形成于第一環(huán)件和第二環(huán)件中的一個(gè)上的多個(gè)凸輪從動(dòng)件從相應(yīng)的多個(gè)凸輪槽中脫離的可能性，所述多個(gè)凸輪槽形成在第一和第二環(huán)件中的另一個(gè)上，且具有相同的參考凸輪型線圖。
附圖的簡要說明下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述，附圖中

圖1為示出了位于根據(jù)本發(fā)明的變焦透鏡鏡筒的一個(gè)實(shí)施方案的變焦透鏡系統(tǒng)內(nèi)的變焦透鏡組的參考運(yùn)動(dòng)路徑圖；圖2為變焦透鏡組和用于此變焦透鏡組的透鏡支架的軸向剖面分解立體圖；圖3為本發(fā)明的變焦透鏡實(shí)施方案的縱向剖視圖，它示出了處于回縮狀態(tài)下的變焦透鏡鏡筒位于其光學(xué)軸線上方的上半部分；圖4為與圖3類似的視圖，并且示出了在廣角狀態(tài)下，變焦透鏡鏡筒位于其光學(xué)軸線上方的上半部分；
圖5為與圖3類似的視圖，并且示出了在遠(yuǎn)攝狀態(tài)下變焦透鏡鏡筒位于其光學(xué)軸線下方的下半部分；圖6為沿圖3中VI-VI線剖開的橫向剖面視圖；圖7為沿圖3中VII-VII線剖開的橫向剖面視圖；圖8為圖3所示變焦透鏡鏡筒的一部分的分解立體圖；圖9為圖3所示變焦透鏡鏡筒的一部分的分解立體圖；圖10為圖3所示變焦透鏡鏡筒的一部分的分解立體圖，它示出了第一鏡筒組的移動(dòng)環(huán)和周圍部件；圖11為圖3所示變焦透鏡鏡筒的一部分的分解立體圖，它示出了第三鏡筒組的移動(dòng)環(huán)和周圍部件；圖12為圖3所示變焦透鏡鏡筒的一部分的分解立體圖，它示出了第二鏡筒組的移動(dòng)環(huán)和周圍部件；圖13為圖3所示變焦透鏡鏡筒的一部分的縱向視圖，示出了一部分第二透鏡組移動(dòng)環(huán)和周圍部件；圖14為圖3所示變焦透鏡鏡筒的一部分的分解立體圖，示出了從其后側(cè)看去的固定鏡筒、由固定鏡筒支承的脈沖馬達(dá)和周圍部件；圖15為圖3所示變焦透鏡鏡筒的一部分的分解立體圖，示出了固定鏡筒、第四透鏡組和周圍部件；圖16為凸輪/螺旋面環(huán)的展開圖，示出了用于使第一透鏡組運(yùn)動(dòng)的凸輪/螺旋面的第一凸輪槽，和用于使外部環(huán)運(yùn)動(dòng)的凸輪/螺旋面的第三凸輪槽；圖17為第一透鏡組運(yùn)動(dòng)環(huán)、第二透鏡組運(yùn)動(dòng)環(huán)和第三透鏡組運(yùn)動(dòng)環(huán)的展開圖，示出了位于這三個(gè)運(yùn)動(dòng)環(huán)之間的直線導(dǎo)引機(jī)械連接；圖18為圖17中示出展開圖的一部分的放大圖；圖19為凸輪/螺旋面的展開圖并且示出了用于使第二透鏡組運(yùn)動(dòng)的凸輪/螺旋面的第二凸輪槽的輪廓，以及第二透鏡組運(yùn)動(dòng)環(huán)的對應(yīng)的凸輪從動(dòng)件，示出了變焦透鏡鏡筒的凸輪機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施方案。
圖20A為凸輪/螺旋面環(huán)的第二凸輪槽和第二透鏡組運(yùn)動(dòng)環(huán)的對應(yīng)凸輪從動(dòng)件的概略的展開圖，它示出了凸輪機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施方案，其中槽/從動(dòng)件組和單副槽/從動(dòng)件在凸輪/螺旋面的周向上位于不同的位置處，其中單副槽/從動(dòng)件的第二凸輪槽的寬度比槽/從動(dòng)件組的第二凸輪槽的每一個(gè)的寬度寬，并且其中間距α等于β；圖20B為與圖20A類似的視圖，它示出了圖20A中的凸輪機(jī)構(gòu)處于不同狀態(tài)下的實(shí)施方案；圖21A為凸輪/螺旋面環(huán)的第二凸輪槽和第二透鏡組運(yùn)動(dòng)環(huán)的對應(yīng)凸輪從動(dòng)件的概略的展開圖，它示出了凸輪機(jī)構(gòu)的另一實(shí)施方案，其中槽/從動(dòng)件組和單副槽/從動(dòng)件在凸輪/螺旋面環(huán)的周向上處于不同位置處，并且其中單副槽/從動(dòng)件的第二凸輪槽的寬度大于槽/從動(dòng)件組的第二凸輪槽的每一個(gè)的寬度，并且其中間距α等于β；圖21B為與圖21A類似的視圖，它示出了圖21A中的凸輪機(jī)構(gòu)處于不同狀態(tài)下的實(shí)施方案；圖22為凸輪/螺旋面環(huán)的第二凸輪槽和第二透鏡組運(yùn)動(dòng)環(huán)的對應(yīng)凸輪從動(dòng)件的概略的展開圖，它示出了凸輪機(jī)構(gòu)的另一實(shí)施方案，其中兩組槽/從動(dòng)件組和單副槽/從動(dòng)件在凸輪/螺旋面環(huán)的周向上處于不同位置處；圖23為與圖22類似的視圖，它示出了凸輪機(jī)構(gòu)的另一實(shí)施方案，其中兩組槽/從動(dòng)件組和單副槽/從動(dòng)件在凸輪/螺旋面環(huán)的周向上處于不同位置處；圖24為與圖22類似的視圖，它示出了凸輪機(jī)構(gòu)的另一實(shí)施方案，其中兩組槽/從動(dòng)件組和單副槽/從動(dòng)件在凸輪/螺旋面環(huán)的周向上處于不同位置處。
優(yōu)選實(shí)施方案的說明首先，將結(jié)合附圖1到圖5來討論在根據(jù)本發(fā)明的相機(jī)的變焦透鏡鏡筒的一個(gè)實(shí)施方案中的變焦透鏡系統(tǒng)(變焦透鏡光學(xué)系統(tǒng))。變焦透鏡鏡筒10的變焦透鏡系統(tǒng)為由四組透鏡所組成的可變焦的透鏡系統(tǒng)，其中這四組透鏡為第一正透鏡組L1，第二負(fù)透鏡組L2，第三正透鏡組L3，第四正透鏡組L2，它們從物體側(cè)(在圖3中為左側(cè))以此順序排列。第一到第三透鏡組L1、L2和L3相對于彼此沿著光學(xué)軸線O移動(dòng)以改變變焦透鏡系統(tǒng)的焦距，并且第四透鏡組L4沿著光學(xué)軸線O移動(dòng)以執(zhí)行焦點(diǎn)的微調(diào)，即通過改變焦距來調(diào)節(jié)微小的焦點(diǎn)的偏差。在廣角和遠(yuǎn)攝之間進(jìn)行改變變焦透鏡系統(tǒng)的焦距的操作過程中，第一透鏡組L1和第三透鏡組L3沿著光學(xué)軸線O移動(dòng)時(shí)，它們之間的距離不變。第四透鏡組L4也用作調(diào)焦透鏡組。圖1示出了在進(jìn)行變焦操作中第一到第四透鏡組L1到L4的移動(dòng)路徑以及為進(jìn)行前進(jìn)/回縮的操作而產(chǎn)生的移動(dòng)路徑。通過定義，變焦距透鏡為當(dāng)改變焦距時(shí)其焦點(diǎn)微變的透鏡，變焦透鏡為當(dāng)改變焦距時(shí)其焦點(diǎn)基本上不變的透鏡。然而，本發(fā)明的變焦距透鏡系統(tǒng)在此后也被稱作變焦透鏡系統(tǒng)。
此后將參照附圖1至19對變焦透鏡鏡筒10的整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行討論。變焦透鏡鏡筒10具有固定在相機(jī)機(jī)體(未示出)上的固定鏡筒11。如圖8所示，固定鏡筒11具有位于其內(nèi)周表面上的內(nèi)螺紋螺旋面11a和一組三個(gè)的直線導(dǎo)引槽11b，該槽平行于光學(xué)軸線O延伸。變焦透鏡鏡筒10在固定鏡筒11的內(nèi)部上具有凸輪/螺旋面環(huán)(凸輪環(huán))12。如圖9所示，凸輪/螺旋面環(huán)12在其后端的外周表面上具有與固定鏡筒11的內(nèi)螺紋螺旋面11a相嚙合的外螺紋螺旋面12a。凸輪/螺旋面環(huán)12在外螺紋螺旋面12a的螺紋上具有直齒圓柱形齒輪12b，該齒輪與傳動(dòng)小齒輪13(參見圖15)嚙合。傳動(dòng)小齒輪13位于凹部11c(參見圖3)內(nèi)，該凹部形成于固定鏡筒11的內(nèi)周面上。傳動(dòng)小齒輪13由固定鏡筒11支承以繞傳動(dòng)小齒輪13的軸線在凹部11c內(nèi)自由地旋轉(zhuǎn)。由于傳動(dòng)小齒輪13與直齒圓柱形齒輪12b的嚙合以及內(nèi)螺紋螺旋面11a與外螺紋螺旋面12a的嚙合，因此傳動(dòng)小齒輪13的向前和反向旋轉(zhuǎn)使凸輪/螺旋面環(huán)12在繞光學(xué)軸線O旋轉(zhuǎn)的同時(shí)沿著光學(xué)軸線O前進(jìn)和后退。在變焦透鏡鏡筒10的本實(shí)施方案中，凸輪/螺旋面環(huán)12是鏡筒10中唯一繞光學(xué)軸線O旋轉(zhuǎn)的元件。
變焦透鏡鏡筒10在凸輪/螺旋面環(huán)12的周圍上具有直線的導(dǎo)引環(huán)14。該直線導(dǎo)引環(huán)14在其后端處的外周面上提供了一組三個(gè)直線的導(dǎo)引突起14a，該突起徑向地向外突出以分別與固定鏡筒11的三個(gè)直線導(dǎo)引槽11b相嚙合。直線導(dǎo)引環(huán)14在其后端處的內(nèi)周面上提供了一組三個(gè)卡合凸耳14b(在圖4中僅示出了它們中的一個(gè))。凸輪/螺旋面環(huán)12在外螺紋螺旋面12a(直齒圓柱形齒輪12b)前方的外周面上提供有周向槽12c，一組三個(gè)卡合凸耳14b接合在其內(nèi)并繞光學(xué)軸線O旋轉(zhuǎn)。因此，直線導(dǎo)引環(huán)14沿著光學(xué)軸線O與凸輪/螺旋面環(huán)12一起作直線運(yùn)動(dòng)，而不繞光學(xué)軸線O旋轉(zhuǎn)。
變焦透鏡鏡筒10在凸輪/螺旋面環(huán)12周圍提供有第一透鏡組移動(dòng)環(huán)15，該環(huán)支承第一透鏡組L1，并且還在第一透鏡組移動(dòng)環(huán)15周圍提供有外環(huán)16。變焦透鏡10在凸輪/螺旋面環(huán)12內(nèi)部提供了第二透鏡組移動(dòng)環(huán)17，該環(huán)支承第二透鏡組L2。如圖4、9和16所示，凸輪/螺旋面環(huán)12在其外周面上提供了一組三個(gè)用于移動(dòng)第一透鏡組移動(dòng)環(huán)15的第一凸輪槽C15和用于移動(dòng)外環(huán)16的一組三個(gè)第三凸輪槽C16，并且還在其內(nèi)周面上提供了一組五個(gè)用于移動(dòng)第二透鏡組移動(dòng)環(huán)17的第二凸輪槽C17(C17f1，C17f2，C17r1，C17r2和C17s)(參見圖19)。一組三個(gè)第一凸輪槽C15和一組三個(gè)第三凸輪槽C16在形狀上稍微有所不同，并且以預(yù)定的間距布置在凸輪/螺旋面環(huán)12的周向上。一組五個(gè)第二凸輪槽C17具有相同的基本凸輪型線圖，并位于凸輪/螺旋面環(huán)12的內(nèi)周面上的不同位置處。每一第一透鏡移動(dòng)環(huán)15、外環(huán)16和第二透鏡組移動(dòng)環(huán)17沿著光學(xué)軸線O被直線地導(dǎo)引。凸輪/螺旋面環(huán)12的旋轉(zhuǎn)使第一透鏡組移動(dòng)環(huán)15、外環(huán)16和第二透鏡組移動(dòng)環(huán)17分別根據(jù)一組三個(gè)第一凸輪槽C15、一組三個(gè)第三凸輪槽C16和一組五個(gè)第二凸輪槽C17沿光學(xué)軸線O移動(dòng)。
下面將討論第一透鏡組移動(dòng)環(huán)15、外環(huán)16和第二透鏡移動(dòng)環(huán)17的直線導(dǎo)引關(guān)系。如圖4和5所示，第一透鏡組移動(dòng)環(huán)15具有外環(huán)部分15X、內(nèi)環(huán)部分15Y和凸緣壁15Z，通過凸緣壁15Z，外環(huán)部分15X的前端部和內(nèi)環(huán)部分15Y的前端部被連接在一起，從而具有大致呈U形的斷面。凸輪/螺旋面環(huán)12位于外環(huán)部分15X和內(nèi)環(huán)部分15Y之間。分別接合在一組三個(gè)第一凸輪槽C15內(nèi)的三個(gè)凸輪從動(dòng)件15a被固定在外環(huán)部分15X的后端附近處。變焦透鏡鏡筒10具有支承第一透鏡組L1的第一透鏡組支架24。如圖10所示，第一透鏡組支架24通過外螺紋部分和內(nèi)螺紋部分被固定在內(nèi)環(huán)部分15Y的前端附近，其中外螺紋部分和內(nèi)螺紋部分分別形成在第一透鏡組支架24的外周面和內(nèi)環(huán)部分15Y的內(nèi)周面上。第一透鏡組支架24可相對于第一透鏡組移動(dòng)環(huán)15旋轉(zhuǎn)從而沿著光學(xué)軸線O相對于第一透鏡組移動(dòng)環(huán)15調(diào)節(jié)第一透鏡支架24的位置，以進(jìn)行變焦調(diào)節(jié)(如果必要的話，該變焦調(diào)節(jié)可在制造變焦透鏡鏡筒的過程中完成)。
沿著光學(xué)軸線O被固定鏡筒11直線地導(dǎo)引的直線導(dǎo)引環(huán)14在其內(nèi)周面上具有大致以等角度(大致為120度的間隔)間隔布置的一組三個(gè)直線導(dǎo)引槽14c(在圖9中僅示出了一個(gè))，同時(shí)第一透鏡組移動(dòng)環(huán)15的外環(huán)部分15X在其后端處具有一組三個(gè)直線導(dǎo)引突起15b(參見圖9和10)，這些突起徑向向外地突出以分別接合在一組三個(gè)的直線導(dǎo)引槽14c內(nèi)。外環(huán)部分15X具有一組三個(gè)的裝配槽15c(參見圖10和16)并且還在一組三個(gè)裝配槽15c的后端處具有直線導(dǎo)引槽組15d，該直線導(dǎo)引槽組與一組三個(gè)裝配槽15c相連通并且其寬度分別小于一組三個(gè)裝配槽15c。固定在外環(huán)16上的三個(gè)直線導(dǎo)引鍵16a分別接合在直線導(dǎo)引槽組15d內(nèi)，其中外環(huán)16位于外環(huán)部分15X和直線導(dǎo)引環(huán)14之間。第一透鏡組移動(dòng)環(huán)15和外環(huán)16之間的沿著光學(xué)軸線O上的最大相對移動(dòng)距離(一組三個(gè)第一凸輪槽C15和一組三個(gè)第三凸輪槽C16之間的形狀差異)是一段很小的距離，并且每一直線導(dǎo)引槽15d在光學(xué)軸線O方向上的長度相應(yīng)也短。一組三個(gè)凸輪從動(dòng)件16b分別固定在一組三個(gè)直線導(dǎo)引鍵16a上，其中那三個(gè)凸輪從動(dòng)件接合在一組三個(gè)凸輪槽C16內(nèi)(見圖7和圖9)。
變焦透鏡鏡筒10在第一透鏡組移動(dòng)環(huán)15和外環(huán)16之間具有壓縮卷簧19(參見圖3至圖5)。該壓縮卷簧19向后偏壓于第一透鏡組移動(dòng)環(huán)15，以消除位于一組三個(gè)第一凸輪槽C15和一側(cè)三個(gè)凸輪從動(dòng)件15a之間的間隙，同時(shí)，它還向前地偏壓于外環(huán)16，以消除位于一組三個(gè)第三凸輪槽C16和一組三個(gè)凸輪從動(dòng)件16b之間的間隙。
如圖16所示，與它們各自的拍攝范圍(變焦范圍)相比，在它們各自的回縮范圍內(nèi)，一組三個(gè)第一凸輪槽C15與一組三個(gè)凸輪槽C16在形狀上稍微彼此不同，從而外環(huán)16從其拍攝位置處相對于第一透鏡組移動(dòng)環(huán)15前進(jìn)，以防止當(dāng)變焦透鏡鏡筒10如圖3所示完全回縮后，透鏡鏡筒裝置30的阻擋葉片與第一透鏡組L1彼此發(fā)生干涉。如圖3所示，當(dāng)變焦透鏡鏡筒10處于回縮位置時(shí)，第一透鏡組移動(dòng)環(huán)15的凸緣壁15z和外環(huán)16的凸緣壁16f之間的間隙c1比當(dāng)如圖4或5所示，變焦透鏡鏡筒10處于準(zhǔn)備拍攝的位置時(shí)的大。換句話說，當(dāng)變焦透鏡鏡筒10處于如圖4或5所示的準(zhǔn)備拍攝位置時(shí)，第一透鏡組移動(dòng)環(huán)15的凸緣壁15Z和外環(huán)16的凸緣壁16f的位置彼此很近，以防止出現(xiàn)可能由阻擋裝置所導(dǎo)致的暈映。透鏡鏡筒單元30被支承在外部環(huán)16的前方。變焦透鏡鏡筒10在透鏡鏡筒單元30的正后方、透鏡鏡筒單元30和外環(huán)16的凸緣壁16f之間提供了阻擋開口/閉合環(huán)31(參見圖9)。在凸輪/螺旋面環(huán)12的旋轉(zhuǎn)下，阻擋開口/閉合環(huán)31的旋轉(zhuǎn)使得透鏡阻擋裝置30的阻擋葉片打開和關(guān)閉。采用例如阻擋開口/閉合環(huán)31的阻擋開口/閉合環(huán)來打開和關(guān)閉阻擋葉片的機(jī)構(gòu)是現(xiàn)有技術(shù)中已知的。
每一第三凸輪槽C16的前端開在凸輪/螺旋面環(huán)12的前端表面上，以形成為開口端C16a(參見圖16)，通過此開口端，外環(huán)16的對應(yīng)凸輪從動(dòng)件16b被插入到第三凸輪槽C16中。類似地，每一第一凸輪槽C15的前端開在凸輪/螺旋面環(huán)12的前端表面上，以形成為開口端C165(參見圖16)，通過此開口端，第一透鏡組移動(dòng)環(huán)15的對應(yīng)凸輪從動(dòng)件15a被插入到第一凸輪槽C15中。
第一透鏡組移動(dòng)環(huán)15的內(nèi)環(huán)部分15Y在其內(nèi)周面上具有一組三個(gè)直線導(dǎo)引突起15f(參見圖6和7)，這些導(dǎo)引突起在與光學(xué)軸線O平行的方向上伸長，同時(shí)第二透鏡組移動(dòng)環(huán)17具有一組三個(gè)直線導(dǎo)引槽(直線導(dǎo)引通槽)17a，該導(dǎo)引槽在平行于光學(xué)軸線O的方向上伸長，以與一組三個(gè)直線導(dǎo)引突起15f相接合，從而相對于該槽沿著光學(xué)軸線O自由地滑動(dòng)(參見圖6、7和17)。每一直線導(dǎo)引突起15f在沿著其大致的中心中具有懸垂槽15e，如圖所示，該槽在平行于光學(xué)軸線O的方向上伸長，并具有大致為T形的斷面。每一懸垂槽15e的后端是閉合的(參見圖17和18)。第二透鏡組移動(dòng)環(huán)17在其外周面上具有五個(gè)凸輪從動(dòng)件17c(17cf1，17cf2，17cr1，17cr2，17s)，這些從動(dòng)件分別接合在凸輪/螺旋面環(huán)12的一組五個(gè)第二凸輪槽C17內(nèi)。
變焦透鏡鏡筒10在第二透鏡組移動(dòng)環(huán)17內(nèi)提供有支承著第三透鏡組L3的第三透鏡組移動(dòng)環(huán)18。第三透鏡組移動(dòng)環(huán)18在其外周面上具有一組三個(gè)直線導(dǎo)引突起18a，該突起在與光學(xué)軸線O平行的方向上伸長，從而接合在第二透鏡組移動(dòng)環(huán)17的一組三個(gè)直線導(dǎo)引槽17a內(nèi)，以分別相對于槽沿著光學(xué)軸線O自由地滑動(dòng)。第三透鏡組移動(dòng)環(huán)18在每一直線導(dǎo)引突起18a的前端的中心處具有直線移動(dòng)鍵(制動(dòng)突起)18b(參見圖6、11、17和18)，該移動(dòng)鍵具有大致為T形的斷面，以接合在對應(yīng)的懸垂槽15e中。如圖11所示，變焦透鏡鏡筒10具有快門裝置20，該快門裝置被插入到第三透鏡組移動(dòng)環(huán)18內(nèi)，以位于第三透鏡組L3的前方?？扉T裝置20通過固定環(huán)20a被固定到第三透鏡組移動(dòng)環(huán)18上。變焦透鏡鏡筒10在第三透鏡組移動(dòng)環(huán)18(固定環(huán)20a)和第二透鏡組移動(dòng)環(huán)17之間提供有壓縮卷簧21，該卷簧相對于第二透鏡組移動(dòng)環(huán)17向后持續(xù)地偏壓第三透鏡組移動(dòng)環(huán)18。第三透鏡組移動(dòng)環(huán)18相對于第二透鏡組移動(dòng)環(huán)17的這種相互運(yùn)動(dòng)的后部極限由分別與三個(gè)懸垂槽15e接觸的三個(gè)直線移動(dòng)鍵18b決定。即，當(dāng)變焦透鏡鏡筒10處于準(zhǔn)備拍攝的位置時(shí)，每一直線移動(dòng)鍵18b保持與第一透鏡組移動(dòng)環(huán)15的對應(yīng)的懸垂槽15e的后端相接觸，從而使位于第一透鏡組L1和第三透鏡組L3之間的距離保持不變。當(dāng)變焦透鏡鏡筒10從準(zhǔn)備拍攝狀態(tài)轉(zhuǎn)換到如圖3所示的回縮狀態(tài)時(shí)，第一透鏡組L1根據(jù)一組三個(gè)第一凸輪槽C15的輪廓進(jìn)一步向后移動(dòng)，在第三透鏡組L3(第三透鏡組移動(dòng)環(huán)18)已經(jīng)到達(dá)其機(jī)械的后部移動(dòng)極限后，第一透鏡組L1接近第三透鏡組L3，同時(shí)壓縮所述壓縮卷簧21。每一直線移動(dòng)鍵18b被形成其外端部徑向突出，以防止從對應(yīng)的懸垂槽15e從脫離。
雖然壓縮卷簧21的偏壓力能夠直接地作用在第二透鏡組移動(dòng)環(huán)17上(即，雖然第二透鏡組L2可以被固定到第二透鏡組移動(dòng)環(huán)17上)，但是在變焦透鏡鏡筒的這個(gè)實(shí)施方案中，第二透鏡組L2能夠相對于第二透鏡組移動(dòng)環(huán)17相互移動(dòng)，從而進(jìn)一步減小在回縮狀態(tài)時(shí)變焦透鏡的長度。圖12和13示出了用于使變焦透鏡鏡筒10的長度進(jìn)一步減小的這種結(jié)構(gòu)。第二透鏡組移動(dòng)環(huán)17在其前端處具有圓筒形部分17e，該部分具有內(nèi)凸緣17d。變焦透鏡鏡筒10在第二透鏡組移動(dòng)環(huán)17的內(nèi)部提供了中間環(huán)25。此中間環(huán)25在其前端處具有凸緣部分25a，該凸緣部分安裝在圓筒形部分17e中，從而可在光學(xué)軸線方向上在圓筒形部分17e上自由地滑動(dòng)。壓縮卷簧21的端部緊靠在凸緣部分25a上，由于壓縮卷簧21的彈力，因此凸緣部分25a緊壓在內(nèi)部凸緣17d上。正如圖12中清楚所示，第二透鏡組移動(dòng)環(huán)17在圓筒形部分17e的內(nèi)周面上提供了以大致等角度間隔的一組三個(gè)直線引導(dǎo)槽17f，該槽在平行于所述光學(xué)軸線O的方向上伸長，同時(shí)中間環(huán)25在所述凸緣部分25a的外邊緣處具有對應(yīng)的一組三個(gè)直線導(dǎo)引突起25d(在圖12中僅示出了兩個(gè))，這些突起分別接合在一組三個(gè)直線導(dǎo)引槽17f內(nèi)，以在不使所述中間環(huán)25相對于所述第二透鏡組移動(dòng)環(huán)17旋轉(zhuǎn)的條件下，沿著光學(xué)軸線O直線地導(dǎo)引所述中間環(huán)25。變焦透鏡鏡筒L2在第二透鏡組移動(dòng)環(huán)17的內(nèi)部提供由第二透鏡組支架26，第二透鏡組L2固定在此支架上。第二透鏡組支架26被擰入到中間環(huán)25內(nèi)。具體地說，形成在第二透鏡組支架26的外周面上的外螺紋26b與形成在中間環(huán)25的內(nèi)表面上的內(nèi)螺紋25e相接合。因此，可以通過相對于中間環(huán)25旋轉(zhuǎn)第二透鏡組支架26來對在光學(xué)軸線方向的第二透鏡組L2相對于中間環(huán)25的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)(變焦調(diào)節(jié))，其中中間環(huán)被防止繞光學(xué)軸線O發(fā)生旋轉(zhuǎn)。在此調(diào)節(jié)后，第二透鏡組支架26通過將多滴粘接劑施加到位于中間環(huán)25上的徑向通孔25b內(nèi)可以被永久地固定在中間環(huán)25上。第二透鏡組支架26在其外周面上具有外部凸緣26a，并且用于變焦調(diào)節(jié)的間隙C2(參見圖13)存在于內(nèi)凸緣17d的前端面和外凸緣16a之間。當(dāng)變焦透鏡鏡筒10處于準(zhǔn)備拍攝的狀態(tài)下時(shí)，壓縮卷簧21從前部偏壓于中間環(huán)25，并且中間環(huán)25被保持在凸緣部25a接觸內(nèi)凸緣17d的位置。即，當(dāng)變焦透鏡鏡筒10處于準(zhǔn)備拍攝的狀態(tài)下時(shí)，第二透鏡組L2的位置由一組五個(gè)第二凸輪槽C17控制，并且當(dāng)變焦透鏡鏡筒10回縮到其回縮位置時(shí)，第二透鏡組支架26被第一透鏡組支架24的后端機(jī)械地向后推壓，從而使第二透鏡組支架26的外部凸緣26a向后移動(dòng)到某點(diǎn)處，在此點(diǎn)處外部凸緣26a與內(nèi)凸緣17d接觸。這就減小了變焦透鏡鏡筒10的長度，該減小的長度對應(yīng)于間隙C2。
變焦透鏡鏡筒10在中間環(huán)25的正后方處提供了由中間環(huán)25支承的遮光環(huán)27。如圖12所示，遮光環(huán)27具有環(huán)部分27a和一組三個(gè)支腿部分27b，該支腿部分以大約120度的間隔從環(huán)部分27a處向前延伸。每一支腿部分27b在其前端處都具有鉤形部27c，該鉤形部通過徑向向外地彎曲支腿部27b的頂部形成。中間環(huán)25在其外周面上具有一組三個(gè)接合孔25c，一組三個(gè)支腿部27b的鉤形部27c分別與接合孔接合，從而遮光環(huán)27通過一組三個(gè)支腿部27c的鉤形部27c與一組三個(gè)接合孔25c的接合由中間環(huán)25支承(參見圖12)。變焦透鏡鏡筒10在遮光環(huán)27和第二透鏡組支架26之間提供有基本上為截圓錐形的壓縮卷簧28，該卷簧向后持續(xù)地偏壓遮光環(huán)27。當(dāng)變焦透鏡鏡筒10朝回縮的位置回縮時(shí)，在到達(dá)遮光環(huán)27的向后移動(dòng)的極限后，遮光環(huán)27向第二透鏡組支架26靠近，同時(shí)對壓縮卷簧28壓縮。位于光學(xué)軸線方向上的一組三個(gè)接合孔25c的長度被確定為允許環(huán)部分27a與第二透鏡組支架26接觸。
當(dāng)?shù)诙哥R組支架26相對于的中間環(huán)25旋轉(zhuǎn)用于前述的變焦調(diào)節(jié)時(shí)，壓縮卷簧28也作為消除中間環(huán)25和第二透鏡組支架26之間的后沖的裝置。通過相對于中間環(huán)旋轉(zhuǎn)第二透鏡組支架26，以在觀察到物體成像的位置的同時(shí)，調(diào)節(jié)位于光學(xué)軸線O方向上的第二透鏡組L2相對于中間環(huán)25的位置，來進(jìn)行變焦調(diào)節(jié)。由于壓縮卷簧28消除了中間環(huán)25和第二透鏡組支架26之間的后沖，此變焦調(diào)節(jié)得以精確地實(shí)現(xiàn)。
變焦透鏡組10在第三透鏡組移動(dòng)環(huán)18的后部提供了第四透鏡組支架22，第四透鏡組L4固定于此支架上。如前所述，當(dāng)?shù)谝坏降谌哥R組L1、L2和L3相對于彼此移動(dòng)以改變透鏡系統(tǒng)的焦距時(shí)，第四透鏡組L4發(fā)生移動(dòng)從而對變焦透鏡系統(tǒng)的焦距進(jìn)行微調(diào)以調(diào)整其微小的焦點(diǎn)偏差，并且上述透鏡組還作為調(diào)焦透鏡組移動(dòng)。在脈沖馬達(dá)23(參見圖5和14)的旋轉(zhuǎn)下第四透鏡組L4沿著光學(xué)軸線O移動(dòng)。脈沖馬達(dá)23具有旋轉(zhuǎn)螺桿軸23a。螺母23b被擰緊到旋轉(zhuǎn)螺桿軸23a上以防止其相對于固定鏡筒11發(fā)生旋轉(zhuǎn)。螺母23b持續(xù)地由延長卷簧S偏壓以與支腿部22a相接觸，該支腿部22a從第四透鏡組支架22處徑向向外突出(參見圖5和15)。通過導(dǎo)引桿22b防止了第四透鏡組支架22的旋轉(zhuǎn)，其中導(dǎo)引桿在平行與光學(xué)軸線方向上延伸，并且可滑動(dòng)地與徑向突出的從動(dòng)件22c接合，其中從動(dòng)件22c從第四透鏡組支架22處徑向向外延伸(參見圖2和1 5)。相應(yīng)地，脈沖馬達(dá)23的正向和反向的旋轉(zhuǎn)使得第四透鏡組支架22(第四透鏡組L4)分別沿著光學(xué)軸線O向前和向后移動(dòng)。脈沖馬達(dá)23的旋轉(zhuǎn)根據(jù)焦距和/或物體的距離信息來控制。
相應(yīng)地，在變焦透鏡鏡筒的上述實(shí)施方案中，在傳動(dòng)小齒輪13的旋轉(zhuǎn)作用下，凸輪/螺旋面環(huán)12發(fā)生旋轉(zhuǎn)，從而使第一透鏡組移動(dòng)環(huán)15、外環(huán)16和第二透鏡組移動(dòng)環(huán)17分別根據(jù)一組為三個(gè)的第一凸輪槽C15、一組為三個(gè)的第三凸輪槽C16以及一組為五個(gè)的第二凸輪槽C17沿著光學(xué)軸線O移動(dòng)。當(dāng)?shù)谝煌哥R組移動(dòng)環(huán)15從回縮位置向前移動(dòng)時(shí)，首先三個(gè)直線移動(dòng)鍵(制動(dòng)突起)18b會分別與三個(gè)懸垂槽15e的后端接觸，然后，在三個(gè)移動(dòng)鍵18b分別保持與三個(gè)懸垂的槽15e的后端接觸下，第三透鏡組移動(dòng)環(huán)18和第一透鏡組移動(dòng)環(huán)15一起移動(dòng)。第四透鏡組L4的位置由脈沖馬達(dá)23控制，以對變焦透鏡系統(tǒng)的焦距進(jìn)行微調(diào)，從而調(diào)整該系統(tǒng)的微小焦點(diǎn)偏差，其中脈沖馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)根據(jù)焦距長度信息來控制。因此，就獲得了如圖1所示的執(zhí)行變焦操作的參考移動(dòng)路徑。脈沖馬達(dá)23的旋轉(zhuǎn)也根據(jù)物體距離的信息進(jìn)行控制，以執(zhí)行變焦操作。
在變焦透鏡鏡筒的上述實(shí)施方案中，用于移動(dòng)第二透鏡組移動(dòng)環(huán)(透鏡支承環(huán)/第一和第二環(huán)件中的一個(gè))17的五個(gè)第二凸輪槽C17形成在凸輪/螺旋面環(huán)(凸輪環(huán)/第一和第二環(huán)件中的另一個(gè))12的內(nèi)周表面上。如圖19所示，五個(gè)凸輪槽C17具有相同的參考凸輪型線圖，并且包括兩個(gè)前部第二凸輪槽C17(C17f1和C17f2)、兩個(gè)后部第二凸輪槽C17(C17r1和C17r2)和一個(gè)中間第二凸輪槽C17(C17s)。兩個(gè)前部第二凸輪槽C17(C17f1和C17f2)和兩個(gè)后部第二凸輪槽C17(C17r1和C17r2)在光學(xué)軸線方向(圖19中觀察到的豎直方向)上彼此隔開。兩個(gè)前部第二凸輪槽C17(C17f1和C17f2)在凸輪/螺旋面環(huán)12的周向上(圖19中觀察到的水平方向)彼此隔開。兩個(gè)后部第二凸輪槽C17(C17r1和C17r2)在凸輪/螺旋面環(huán)12的周向上彼此隔開。中間第二凸輪槽C17(C17s)形成在凸輪/螺旋面環(huán)12的內(nèi)周面上，以與所有的第二凸輪槽C17，即兩個(gè)前部第二凸輪槽C17(C17f1和C17f2)以及兩個(gè)后部第二凸輪槽C17(C17r1和C17r2)的相交。當(dāng)凸輪/螺旋面環(huán)12旋轉(zhuǎn)時(shí)，第二透鏡組移動(dòng)環(huán)17沿著光學(xué)軸線O被直線地導(dǎo)引以根據(jù)五個(gè)第二凸輪槽C17的輪廓沿著光學(xué)軸線O移動(dòng)。本發(fā)明的一個(gè)特征在于位于第二透鏡組移動(dòng)環(huán)17上的五個(gè)第二凸輪槽C17的構(gòu)造。這五個(gè)第二凸輪槽C17分別與接合在其中的五個(gè)凸輪從動(dòng)件17c相對應(yīng)，同時(shí)每一第二凸輪槽C17的寬度和深度分別與相應(yīng)的凸輪從動(dòng)件C17的寬度和深度一致。因此，在下面的描述中，每一第二凸輪槽C17(或者每一凸輪從動(dòng)件17c)的位置和輪廓邏輯上與對應(yīng)的凸輪從動(dòng)件17c(或者對應(yīng)的第二凸輪槽C17)的位置和輪廓一致。
具體地說，由五個(gè)第二凸輪槽C17和五個(gè)凸輪從動(dòng)件17c組成的凸輪機(jī)構(gòu)的上述實(shí)施方案具有以下的從特征(A)到特征(I)的9個(gè)特征。
(A)單副槽/從動(dòng)件(由單個(gè)凸輪槽和單個(gè)凸輪從動(dòng)件，即第二凸輪槽C17s和凸輪從動(dòng)件17s組成)布置在凸輪/螺旋面環(huán)12的周向上的三個(gè)位置中一個(gè)上，同時(shí)兩組槽/凸輪從動(dòng)件組分別位于凸輪/螺旋面環(huán)12的周向上的其余兩位置處，其中這兩組槽/凸輪從動(dòng)件組的每一組包括前部槽/從動(dòng)件組(C17f1和17cf1，或者C17f2和17cf2)和后部槽/從動(dòng)件組(C17r1和17cr1，或者C17r2和17cr2)，并且這兩組槽/凸輪從動(dòng)件組位于光學(xué)軸線上的不同位置處。從而，總共有五個(gè)第二凸輪槽C17形成于凸輪/螺旋面環(huán)12上。
(B)這五個(gè)第二凸輪槽C17也可以被分成兩組(兩凸輪槽組)，它們在光學(xué)軸線方向上彼此分離，即由兩個(gè)第二凸輪槽C17f1和C17f2組成的前部凸輪槽組，和由兩個(gè)第二凸輪槽C17r1和C17r2組成的后部凸輪槽組。
(C)單個(gè)槽/從動(dòng)件中的第二凸輪槽C17s與其余兩槽/從動(dòng)件組中的其余兩凸輪槽C17(C17f1，C17f2，C17r1和C17r2)相交，同時(shí)，兩槽/從動(dòng)件組中的一組的每一前部和后部凸輪槽與另一個(gè)槽/從動(dòng)件組中的每一前部和后部凸輪槽相交。
(D)單副槽/從動(dòng)件的第二凸輪槽C17s的寬度比兩槽/從動(dòng)件組的第二凸輪槽C17(C17f1，C17f2，C17r1和C17r2)中的每一個(gè)的寬度大，并且比第二凸輪槽C17f1和C17r1的寬度的總和小，同時(shí)也比第二凸輪槽C17f2和C17r2的寬度的總和小。
(E)單副槽/從動(dòng)件的第二凸輪槽C17s和前部凸輪-槽組中的兩個(gè)第二凸輪槽C17f1和C17f2以不等的間距位于凸輪/螺旋面環(huán)12的周向上。即，前部凸輪-從動(dòng)件組的三個(gè)凸輪從動(dòng)件17c(17s，17cf1和17cf2)在凸輪/螺旋面環(huán)12的周向上的間距θ1、θ2和θ3(即，前部凸輪-槽組的三個(gè)第二凸輪槽C17(C17s，C17f1和C17f2)在凸輪/螺旋面環(huán)12的周向上的間距)互不相同。
(F)單副槽/從動(dòng)件的第二凸輪槽C17s和后部凸輪-槽組中的兩個(gè)第二凸輪槽C17r1和C17r2以不等的間距位于凸輪/螺旋面環(huán)12的周向上。即，后部凸輪-從動(dòng)件組的三個(gè)凸輪從動(dòng)件17c(17s，17cr1和17cr2)在凸輪/螺旋面環(huán)12的周向上的間距γ1、γ2和γ3(即，后部凸輪-槽組的三個(gè)第二凸輪槽C17(C17s，C17r1和C17r2)在凸輪/螺旋面環(huán)12的周向上的間距)互不相同。
(G)兩槽/從動(dòng)件組中的一個(gè)的前部和后部第二凸輪槽C17f1和C17r1在光學(xué)軸線方向上的間距d1與另一槽/從動(dòng)件組的前部和后部第二凸輪槽C17f2和C17r2在在光學(xué)軸線方向上的間距d2互不相同。
(H)兩槽/從動(dòng)件組中的一個(gè)的前部和后部第二凸輪槽C17f1和C17r1在光學(xué)軸線方向上的寬度互不相同。類似地，另一槽/從動(dòng)件組的前部和后部第二凸輪槽C17f2和C17r2在在光學(xué)軸線方向上的寬度互不相同。
(I)前部和后部第二凸輪槽C17f2和C17r2的位置僅在光學(xué)軸線的方向上是互不相同的(即，前部和后部第二凸輪槽C17f2和C17r2的位置在凸輪/螺旋面環(huán)12的周向上是相同的)，反之，前部和后部凸輪槽C17f1和C17r1的位置不僅在光學(xué)軸線的方向上是相同的，而且在凸輪/螺旋面環(huán)12的周向上也是相同的。假設(shè)把單副槽/從動(dòng)件的第二凸輪槽C17s(包括凸輪從動(dòng)件17s)作為參照凸輪槽，那么將前部第二凸輪槽C17f1設(shè)置成其在凸輪/螺旋面環(huán)12的周向上距參照凸輪槽的位置比后部第二凸輪槽C17r1距參照凸輪槽的位置遠(yuǎn)。由于這種結(jié)構(gòu)，因此接合在前部第二凸輪槽C17f1內(nèi)的前部凸輪從動(dòng)件17cf1與接合在后部第二凸輪槽C17r1內(nèi)的后部凸輪從動(dòng)件17cr1在凸輪/螺旋面環(huán)12的周向上彼此偏移，從而不會同時(shí)接合在單個(gè)槽/從動(dòng)件的第二凸輪槽C17s內(nèi)，這就可靠地防止了五個(gè)凸輪從動(dòng)件17c分別從五個(gè)第二凸輪槽C17中脫離。如果前部凸輪從動(dòng)件17cf1和后部凸輪從動(dòng)件17cr1彼此偏移的方向不滿足上面的條件，那么可以對前部第二凸輪槽C17f1和后部第二凸輪槽C17r1在光學(xué)軸線上的間距作調(diào)整(在設(shè)計(jì)階段)，以獲得相同的效果。
圖20A和20B示出了凸輪機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施方案，其中槽/從動(dòng)件組(由前部槽/從動(dòng)件組和后部前部槽/從動(dòng)件組組成)和單個(gè)前部槽/從動(dòng)件組(由第二凸輪槽C17s和凸輪從動(dòng)件17s組成)被設(shè)置在凸輪/螺旋面環(huán)12的周向上的不同位置處，并且其中第二凸輪槽C17s的寬度比另一第二凸輪槽(C17f1和C17r1)的每一個(gè)的寬度寬。具體地說，單副槽/從動(dòng)件(C17s和17s)和后部槽/從動(dòng)件組(C17r1和17cr1)在凸輪/螺旋面環(huán)12的周向上的間距α等于單副槽/從動(dòng)件(C17s和17s)和前部槽/從動(dòng)件組(C17f1和C17cf1)在凸輪/螺旋面環(huán)12的周向上的間距β，同時(shí)單副槽/從動(dòng)件的第二凸輪槽C17s的寬度大于槽/從動(dòng)件組的兩個(gè)第二凸輪槽C17f1和17cr1中的每一個(gè)的寬度。
圖21A和21B示出了凸輪機(jī)構(gòu)的另一實(shí)施方案，該凸輪機(jī)構(gòu)除了不僅單副槽/從動(dòng)件的第二凸輪槽C17s的寬度比槽/從動(dòng)件組的兩個(gè)第二凸輪槽C17f1和C17r1中的每一個(gè)的寬度都寬，并且間距α和間距β也不相等外，其余基本上與圖20A和20B中所示的凸輪機(jī)構(gòu)的實(shí)施方案相同。其中間距α和間距β也不相等的這種結(jié)構(gòu)更加可靠地防止了凸輪從動(dòng)件17c分別從第二凸輪槽C17中脫離的情況。
正如可以從圖20A到21B中示出的上面的兩個(gè)實(shí)施方案中的每一個(gè)中清楚地看出，槽/從動(dòng)件組中的兩個(gè)凸輪從動(dòng)件17c(17cf1和17cr1)沒有被分別同時(shí)置于到對應(yīng)的第二凸輪槽C17(C17f1和C17r1)的兩交點(diǎn)處。這就防止了每個(gè)凸輪從動(dòng)件17c從對應(yīng)的凸輪槽C17中脫離。
圖22示出了凸輪機(jī)構(gòu)的又一實(shí)施方案，其中兩槽/從動(dòng)件組和單副槽/從動(dòng)件被設(shè)置在凸輪/螺旋面環(huán)12的周向方向上的不同位置處，其中兩組槽/從動(dòng)件組中的一組的前部和后部凸輪槽C17f1和C17r1在光學(xué)軸線方向上的間距d1和兩組槽/從動(dòng)件組中的另一組的前部和后部凸輪槽C17f2和C17r2在光學(xué)軸線方向上的間距d2彼此相等，并且其中兩槽/從動(dòng)件組的前部槽/從動(dòng)件組和單副槽/從動(dòng)件之間的間距(角度)不等(具體地說，間距分別為120度，116度和124度)，同時(shí)兩槽/從動(dòng)件組的后部槽/從動(dòng)件組和單副槽/從動(dòng)件之間的間距(角度)相等(具體地說，間距為120度)。
圖23示出了凸輪機(jī)構(gòu)的另一實(shí)施方案，其中單副槽/從動(dòng)件的第二凸輪槽C17s和前部凸輪-槽組中的兩個(gè)凸輪槽C17f1和C17f2在凸輪/螺旋面環(huán)12的周向上間距(以120度的間距)相等，并且單副槽/從動(dòng)件的第二凸輪槽C17s和后部凸輪-槽組中的兩個(gè)凸輪槽C17r1和C17r2在凸輪/螺旋面環(huán)12的周向上間距(以120度的間距)也相等。另外第一槽/從動(dòng)件組的凸輪槽C17f1和C17r1在光學(xué)軸線方向上的間距d1和第二槽/從動(dòng)件組的凸輪槽C17f2和C17r2在光學(xué)軸線方向上的間距d2互不相等。
圖24示出了凸輪機(jī)構(gòu)的另一實(shí)施方案，其中單副槽/從動(dòng)件的第二凸輪槽C17s與前部凸輪-槽組的兩凸輪槽C17f1和C17f2以相等的間距(120度的間距)位于凸輪/螺旋面環(huán)12的周向上，并且單副槽/從動(dòng)件的第二凸輪槽C17s與后部凸輪-槽組的兩凸輪槽C17r1和C17r2也以相等的間距(120度的間距)位于凸輪/螺旋面環(huán)12的周向上。另外，第一槽/從動(dòng)件組的凸輪槽C17f1和C17r1在光學(xué)軸線方向上的間距d1與第二槽/從動(dòng)件組的凸輪槽C17f2和C17r2在光學(xué)軸線方向上的間距d2互不相等。另外，凸輪槽C17f1和C17r1的寬度互不相等，并且凸輪槽C17f2和C17r2的寬度也互不相等。
在前述所有實(shí)施方案的每一個(gè)中，如果凸輪機(jī)構(gòu)與下面的(A)至(E)五個(gè)條件中的至少一個(gè)條件相符，那么就能防止每一凸輪從動(dòng)件17c從對應(yīng)第二凸輪槽C17上的脫離。
(A)多個(gè)槽/從動(dòng)件組中的一組中的前部槽/從動(dòng)件組和單副槽/從動(dòng)件的間距與多個(gè)槽/從動(dòng)件組中的至少兩組前部槽/從動(dòng)件組之間的間距不等。
(B)多個(gè)槽/從動(dòng)件組中的一組中的后部槽/從動(dòng)件組和單副槽/從動(dòng)件的間距與多個(gè)槽/從動(dòng)件組中的至少兩組后部槽/從動(dòng)件組的間距不等。
(C)多個(gè)槽/從動(dòng)件組中的一組中的前部槽/從動(dòng)件組的凸輪槽和后部槽/從動(dòng)件組的凸輪槽在光學(xué)軸線方向上的間距與多個(gè)槽/從動(dòng)件組中的另一組中的前部槽/從動(dòng)件組的凸輪槽和后部槽/從動(dòng)件組的凸輪槽的在光學(xué)軸線方向上的間距不相等。
(D)在多個(gè)槽/從動(dòng)件組中的至少一組中，前部槽/從動(dòng)件組和后部槽/從動(dòng)件組的凸輪槽的寬度和深度中的至少一項(xiàng)不相等。
(E)多個(gè)槽/從動(dòng)件組中的一組中的前部槽/從動(dòng)件組的凸輪槽和后部槽/從動(dòng)件組的凸輪槽之間的寬度或深度關(guān)系與多個(gè)槽/從動(dòng)件組中的另一組中的前部槽/從動(dòng)件組的凸輪槽和后部槽/從動(dòng)件組的凸輪槽之間的寬度或深度關(guān)系不相同。
然而，在這種情況下，需要一種不同的寬度關(guān)系，以允許更大的設(shè)計(jì)自由度，而且這種設(shè)置還能提供更強(qiáng)的凸輪槽構(gòu)造。
根據(jù)上述五個(gè)條件(A)至(E)的選用情況，可以確定五個(gè)凸輪槽(C17)的結(jié)構(gòu)。
采用上述用于防止接合于對應(yīng)第二凸輪槽C17內(nèi)的每一凸輪從動(dòng)件17c從兩個(gè)凸輪槽之間的交點(diǎn)處意外地進(jìn)入到另一第二凸輪槽C17中的結(jié)構(gòu)，就可以設(shè)計(jì)一種變焦透鏡鏡筒，它包括凸輪環(huán)，該凸輪環(huán)上設(shè)有互相相交的凸輪槽，其中，可以在凸輪/螺旋面環(huán)12的內(nèi)周面的區(qū)域內(nèi)將每一第二凸輪槽C17設(shè)置得足夠長。因此，每一第二凸輪槽C17的傾斜的角度可以做得較緩，這就可以減小變焦透鏡鏡筒10的直徑，并且可以保證變焦操作平穩(wěn)。
結(jié)合附圖1至19所討論的上述變焦透鏡鏡筒10為本發(fā)明的凸輪機(jī)構(gòu)裝置的一種應(yīng)用。本發(fā)明不僅能夠應(yīng)用于例如上述的變焦透鏡鏡筒10的變焦透鏡鏡筒中，還可以應(yīng)用于其它包括凸輪環(huán)和透鏡支承環(huán)在內(nèi)的變焦透鏡鏡筒中，而不需要考慮凸輪環(huán)是否包括了螺旋面，例如凸輪/螺旋面環(huán)的外螺紋螺旋面12a。雖然在變焦透鏡鏡筒中的上述實(shí)施方案中，多個(gè)凸輪凹槽和對應(yīng)的多個(gè)凸輪從動(dòng)件分別形成在凸輪/螺旋面環(huán)12和第二透鏡組移動(dòng)環(huán)17上，但顯而易見的是，多個(gè)凸輪凹槽和對應(yīng)的多個(gè)凸輪從動(dòng)件也可以分別形成在與凸輪/螺旋面環(huán)12相應(yīng)的環(huán)件上以及與第二透鏡組移動(dòng)環(huán)17相應(yīng)的另一環(huán)件上。
這里所述的本發(fā)明的各具體實(shí)施方案可以具有多種顯而易見的變化，這些變化包括在本發(fā)明權(quán)利要求所劃定的精神和范圍之內(nèi)。應(yīng)予注意的是，在此包括的所有細(xì)節(jié)都是示例性的，并非用于限制本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種透鏡鏡筒的凸輪機(jī)構(gòu)，它包括可旋轉(zhuǎn)地繞光學(xué)軸線旋轉(zhuǎn)的第一環(huán)件(12(或17))；支承著光學(xué)元件并且沿著所述光學(xué)軸線被無旋轉(zhuǎn)地直線導(dǎo)引的第二環(huán)件(17(或12))；形成于所述第一和第二環(huán)件中的一個(gè)之上、具有相同凸輪型線圖的多個(gè)凸輪槽(C17)；以及形成在所述第一和第二環(huán)件中的另一個(gè)之上、分別接合在所述多個(gè)凸輪槽之內(nèi)的多個(gè)凸輪從動(dòng)件(17c)，其中所述多個(gè)凸輪槽和多個(gè)凸輪從動(dòng)件包括具有凸輪槽(C17s)和對應(yīng)的凸輪從動(dòng)件(17s)的單副槽/從動(dòng)件，和至少一組槽/從動(dòng)件組，所述槽/從動(dòng)件組中的每一組包括在所述光學(xué)軸線上位于不同位置處的前部槽/從動(dòng)件組(C17f1和17cf1)和后部槽/從動(dòng)件組(C17r1和17cr1)，所述單副槽/從動(dòng)件以及所述槽/從動(dòng)件組被設(shè)置在周向方向上的不同位置處，其中所述單副槽/從動(dòng)件的所述凸輪槽與所述槽/從動(dòng)件中的所述各凸輪槽相交，并且其中至少滿足下面兩個(gè)條件(a)和(b)中的一個(gè)(a)所述單副槽/從動(dòng)件的凸輪槽的寬度大于所述槽/從動(dòng)件組中的每一所述凸輪槽的寬度，以及(b)所述單副槽/從動(dòng)件的凸輪槽和所述前部槽/從動(dòng)件組的凸輪槽在周向上的間距與所述單副槽/從動(dòng)件的所述凸輪槽與所述后部槽/從動(dòng)件組的所述凸輪槽在周向上的間距互不相同。
2.如權(quán)利要求1所述的凸輪機(jī)構(gòu)，其中所述槽/從動(dòng)件組至少包括在所述周向上被間隔布置的兩組槽/從動(dòng)件組，并且其中所述兩組槽/從動(dòng)件組中的一組中的每一所述凸輪槽與所述兩組槽/從動(dòng)件組的另一組中的所有凸輪槽相交。
3.如權(quán)利要求2所述的凸輪機(jī)構(gòu)，其中所述兩組槽/從動(dòng)件組中的一組中的前部槽/從動(dòng)件組和所述單副槽/從動(dòng)件在所述周向上的間距，與所述兩組槽/從動(dòng)件組中的所述一組中的所述前部槽/從動(dòng)件組和所述兩組槽/從動(dòng)件組中的另一組的所述前部槽/從動(dòng)件組在周向上的間距互不相同。
4.如權(quán)利要求2所述的凸輪機(jī)構(gòu)，其中所述兩組槽/從動(dòng)件組中的一組中的所述后部槽/從動(dòng)件組和所述單副槽/從動(dòng)件在所述周向上的間距，與所述兩組槽/從動(dòng)件組中的一組中的所述后部槽/從動(dòng)件組和所述兩組槽/從動(dòng)件組中的另一組中的所述后部槽/從動(dòng)件組在所述周向上的間距互不相同。
5.如權(quán)利要求2所述的凸輪機(jī)構(gòu)，其中所述兩組槽/從動(dòng)件組中的一組中的所述前部槽/從動(dòng)件組和所述后部槽/從動(dòng)件組在所述光學(xué)軸線上的間距不同于所述兩組槽/從動(dòng)件組中的另一組中的所述前部槽/從動(dòng)件組和所述后部槽/從動(dòng)件組在光學(xué)軸線上的間距。
6.如權(quán)利要求2所述的凸輪機(jī)構(gòu)，其中在所述兩組槽/從動(dòng)件組中的至少一組中，所述前部槽/從動(dòng)件組的所述凸輪槽和所述后部槽/從動(dòng)件組的所述凸輪槽的寬度和深度中的至少一項(xiàng)互不相同。
7.如權(quán)利要求6所述的凸輪機(jī)構(gòu)，其中所述兩組槽/從動(dòng)件組中的一組的所述前部槽/從動(dòng)件組的所述凸輪槽和所述后部槽/從動(dòng)件組的所述凸輪槽之間的寬度關(guān)系或深度關(guān)系與所述兩組槽/從動(dòng)件組中的另一組中的所述前部槽/從動(dòng)件組中的所述凸輪槽和所述后部槽/從動(dòng)件組的所述凸輪槽之間的相應(yīng)關(guān)系互不相同。
8.如權(quán)利要求1所述的凸輪機(jī)構(gòu)，其中所述槽/從動(dòng)件組包括兩組槽/從動(dòng)件組，這兩組槽/從動(dòng)件組中的每一組均包括所述前部槽/從動(dòng)件組和所述后部槽/從動(dòng)件組，從而包括所述前部槽/從動(dòng)件組、所述后部槽/從動(dòng)件組和所述單副槽/從動(dòng)件的槽/從動(dòng)件組的組數(shù)為五。
9.如權(quán)利要求1所述的凸輪機(jī)構(gòu)，其中所述光學(xué)元件包括位于所述透鏡鏡筒內(nèi)的透鏡系統(tǒng)的至少一個(gè)透鏡組。
10.如權(quán)利要求9所述的凸輪機(jī)構(gòu)，其中所述透鏡系統(tǒng)包括變焦的透鏡光學(xué)系統(tǒng)。
11.如權(quán)利要求1所述的凸輪機(jī)構(gòu)，其中安裝在所述第二環(huán)件上的所述第一環(huán)件設(shè)置成與第二環(huán)件共軸。
12.如權(quán)利要求11所述的凸輪機(jī)構(gòu)，其中所述多個(gè)凸輪槽形成在所述第一環(huán)件的內(nèi)周表面上，并所述多個(gè)凸輪從動(dòng)件形成在第二環(huán)件的外周表面上。
13.如權(quán)利要求12所述的凸輪機(jī)構(gòu)，其中所述第一環(huán)件包括形成在第一環(huán)件的外周表面上的另外的多個(gè)凸輪槽(C15和C16)。
14.如權(quán)利要求1所述的凸輪機(jī)構(gòu)，其中所述第一環(huán)件包括形成在所述第一環(huán)件的后端附近的外周表面上以與傳動(dòng)小齒輪(13)嚙合的直齒圓柱形齒輪(12b)。
15.如權(quán)利要求14所述的凸輪機(jī)構(gòu)，其中所述直齒圓柱形齒輪的齒形成在外螺紋螺旋面(12a)的螺紋上，該外螺紋螺旋面(12a)的螺紋形成在所述第一環(huán)件的所述外周表面上。
16.如權(quán)利要求15所述的凸輪機(jī)構(gòu)，其中所述透鏡鏡筒包括固定鏡筒(11)以及形成在所述固定鏡筒的內(nèi)周表面上的內(nèi)螺紋面螺旋面(11a)，并且其中所述第一環(huán)件的外螺紋螺旋面與所述固定鏡筒的內(nèi)螺紋螺旋面相接合。
17.如權(quán)利要求1所述的凸輪機(jī)構(gòu)，其中當(dāng)被轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述第一環(huán)件在沿著所述光學(xué)軸線移動(dòng)的同時(shí)也進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
一種透鏡鏡筒凸輪機(jī)構(gòu)，包括第一和第二環(huán)件；和形成在第一和第二環(huán)件上的凸輪槽和凸輪從動(dòng)件。單副槽/從動(dòng)件，包括一個(gè)凸輪槽和一個(gè)凸輪從動(dòng)件，和槽/從動(dòng)件組，包括前部和后部槽/從動(dòng)件組，單副槽/從動(dòng)件和槽/從動(dòng)件組以不同的位置設(shè)置在周向上，其中槽/從動(dòng)件組包括以不同的位置設(shè)置在光學(xué)軸線上的前部和后部槽/從動(dòng)件組。單副槽/從動(dòng)件的凸輪槽與槽/從動(dòng)件組中的各凸輪槽相交，并且滿足條件(a)和條件(b)(a)單副槽/從動(dòng)件的凸輪槽的寬度比槽/從動(dòng)件組中的凸輪槽的寬度寬，(b)單副槽/從動(dòng)件的凸輪槽和前部槽/從動(dòng)件組的凸輪槽在周向上的間距與單副槽/從動(dòng)件的凸輪槽與后部槽/從動(dòng)件組的凸輪槽在周向上的間距互不相同。
文檔編號G02B15/14GK1658003SQ20051000776
公開日2005年8月24日 申請日期2005年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月16日
發(fā)明者野村博, 山崎伊広, 奧田功 申請人:賓得株式會社