专利名称：具有可调镜头焦距和分辨率的镜头筒组件的变焦照相机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种照相机，特别涉及一种具有镜头筒组件的变焦照相机，其被设计成能够调节镜头的焦距位置和分辨率，以补偿经常在镜头筒组件的制造过程中由加工公差引起的焦距和分辨率误差。
背景技术：
不管是胶片型照相机还是数字照相机，变焦照相机一般包括具有改变摄影镜头的放大率(即，焦距)的变焦功能和响应物距改变焦点的调焦功能的变焦镜头筒组件。
变焦镜头筒包括前镜头筒组件和后镜头筒组件。后镜头筒组件包括镜头，因加工公差可能使镜头的焦距与最佳值稍有偏差。为了调节焦距偏差，在将镜头装到镜头筒的过程中，具有预定厚度的片插入到镜头筒和胶片之间或者镜头筒和电荷耦合器件(CCD)的电荷面之间。或者，可以选择用螺钉或凸轮来调节焦距。
上述调节方法具有精确调整镜头中心部分焦点的优点。然而，还有一个问题是由于生产和组装误差，镜头边缘部分的焦点(即，分辨率)可能不同，因而降低镜头或变焦照相机的分辨率。在此公开文本中，焦距的调整意指一种使镜头筒或包含这种镜头筒的整个照相机对无限远的物体聚焦的调整或校正行为。
为了调整镜头边缘部分的焦距和分辨率，应当拆开镜头筒，或者转动并重新组装镜头筒，或者将镜头替换成一个新的，而后应再次进行测试。这将使工作时间增加，生产率降低。
发明内容
因此，本发明致力于一种具有镜头筒组件的变焦照相机，该照相机基本上避免了由传统技术的局限和缺点引起的上述一个或多个问题。
本发明的一个目的是提供一种具有镜头筒组件的变焦照相机，通过调整镜头的轴向位置来调整镜头筒组件的焦距，也可以通过沿照相机的光轴转动镜头对镜头重新定向来调整镜头边缘部分的分辨率。
为实现该目的，本发明提供一种用于照相机的变焦镜头筒组件，包括沿光轴方向往复运动时进行变焦和调焦操作的多个镜头筒；连接到多个镜头筒中的一个的旋转筒，其设置成可转动和沿光轴方向移动，用于调整变焦镜头筒组件的焦距；和含有镜头和转动地与旋转筒连接的镜头座，用于调整变焦镜头筒组件的分辨率。
根据本发明的另一方面，提供一种具有镜头筒组件的变焦照相机，该照相机的镜头筒组件包括由照相机驱动源驱动并沿光轴方向往复运动的多个镜头筒，用于照相机的变焦操作；连接到多个镜头筒中的一个并沿光轴方向移动的镜头导向环，镜头导向环包括在其内圆周表面的内螺纹；旋转筒，包括在其外圆周的与所述镜头导向环的内螺纹配合的相应螺纹，通过转动旋转筒使旋转筒沿光轴方向移动来调整照相机的焦距，旋转筒包括形成于其内圆周表面的转动导向；和含有镜头的镜头座，镜头座与旋转筒的转动导向连接，相对于旋转筒转动来调整照相机的分辨率。
根据本发明的又一方面，提供一种具有镜头筒组件的变焦照相机，所述照相机的镜头筒组件包括由照相机的驱动源驱动并沿光轴方向往复运动的多个镜头筒，用于所述照相机的变焦操作；连接到多个镜头筒中的一个并沿光轴方向移动的镜头导向环，镜头导向环包括在其内圆周表面的内螺纹；旋转筒，包括在其外圆周的与所述镜头导向环的内螺纹配合的相应螺纹，通过转动旋转筒使旋转筒沿光轴方向移动来调整照相机的焦距，旋转筒包括在其内圆周的第一和第二导向突起；和含有镜头的镜头座，镜头座包括在其外圆周、连接旋转筒的第一和第二导向突起的第三突起，用于相对旋转筒来转动镜头座，以调整照相机的分辨率。
根据本发明的又一方面，首先，将镜头筒组件固定到夹具上。然后，用插进旋转筒的焦距调整槽中的工具(例如镊子)沿一个方向转动旋转筒，使旋转筒转动并沿光轴方向移动。结果，镜头座也一起移动。工人在焦距调整准确的位置停止旋转筒的转动，旋转筒和固定筒通过例如粘接处理彼此安装在一起。此外，用插进(后)镜头座的分辨率调整槽中的工具转动镜头座，镜头座随之转动，之后，参考分辨率图表，在镜头的上、下、左、右边缘部分的分辨率变成最大值的位置处，由工人将(后)镜头座安装到旋转筒上。
应当明白，本发明前面的一般性说明和下面的详细描述都是示范性和解释性的，以便对所请求的发明提供进一步的解释。
附图，用于对本发明提供进一步的理解且并入和构成本申请的一部分，举例说明了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在这些附图中图1是根据本发明的一个优选实施例的变焦照相机的正视图；图2是图1的平面视图；图3是根据本发明的一个优选实施例的变焦照相机的镜头筒组件的分解透视图；图4是图3中描绘的变焦环的正视图；图5是根据本发明的一个优选实施例的后镜头筒组件的分解透视图；图6是图5中描绘的组装好的后镜头筒组件的透视图；图7是图5组装好之后的正视图；图8是后镜头筒组件的剖视图。
具体实施例方式
现在参考本发明的优选实施例详细描述，优选实施例的例子在附图中图示。只要可能，所有附图中相同的附图标记表示相同或相似的部件。
图1和2示出了根据本发明的一个优选实施例的照相机。
如图所示，变焦照相机包括照相机机身1，作为变焦驱动源的变焦电机3，和用于降速转动力和传输转动力给镜头筒的动力传输齿轮组5。
在照相机机身1顶面设置有远摄开关7，广角开关9和释放开关11。远摄开关7和广角开关9与容纳在照相机机身内的控制电路13相连接以驱动变焦电机3。
变焦电机3安装在照相机机身1内并且与控制电路13相连接，它能响应远摄开关7和广角开关9的操作顺时针或者逆时针方向转动，，从而实现变焦操作。
动力传输齿轮组5包括传输变焦电机3的驱动力的第一减速齿轮15，与第一减速齿轮15啮合的第二减速齿轮17，与第二减速齿轮17啮合的第三减速齿轮19，和与第三减速齿轮19啮合的第四减速齿轮21。动力传输齿轮组5的作用是降低变焦电机3的驱动力，但其包含的齿轮个数并不仅限制于该实施例。也即，齿轮个数可以根据照相机的设计来改变。
此外，第四减速齿轮21与镜头筒介齿轮23(idle gear)(见图1和3)啮合，以将变焦电机3的驱动力传输到变焦镜头筒组件25，以便部分镜头筒组件沿光轴方向移动进行变焦操作。
图3示出了根据本发明的一个优选实施例的变焦镜头筒组件的分解透视图。
如图所示，镜头基座27固定在照相机机身1上。在镜头基座27的内圆周上形成多个螺旋槽27a。在镜头基座27的内圆周上沿光轴方向还形成往复(reciprocal)导向槽27b。与第四减速齿轮21啮合的镜头筒介齿轮23连接在镜头基座27的一端。
凸轮环29上设置有与螺旋槽27a啮合的螺旋突起29a，当其转动时可以沿光轴方向移动。紧邻螺旋突起29a形成齿轮29b并与镜头筒介齿轮23啮合，以便接受变焦电机3的驱动力，它能够转动并沿光轴方向移动凸轮环29。
在凸轮环29的内圆周表面上设置变焦环(zoom ring)导向螺旋槽29c和后镜头座导向螺旋槽29d。
导向环31连接在凸轮环29的胶片侧上。通过下面将要描述的导向环31相对于凸轮环29的相对运动，变焦环35可沿光轴方向线性移动。
在导向环31的外圆周表面设置与在镜头基底27的内圆周表面上形成的线性导向槽27b(在图中只示出一个)啮合的突起31d，31e和31f，以便当允许凸轮环29相对于导向环31相对转动时，使它能够沿光轴方向相对地滑动。
导向环31上设置线性导向元件31a，31b和31C，它们以预定间隔彼此隔开，并沿光轴方向延伸。
在后镜头导向环33的外圆周上设置多个凸轮销33a和33b(为简单起见，附图中仅显示两个，省略了隐藏的一个)。凸轮销33a和33b与安装在凸轮环29的内圆周表面的后镜头导向螺旋槽29d啮合，以允许后镜头导向环33沿光轴方向移动。
后镜头导向环33上设置有三个线性导向元件33c，33d和33e。在后镜头导向环33的内圆周表面上设置有环形阴螺纹33k(见图5)。环形螺纹槽33k与后面将要描述的后镜头筒组件51(图5)螺纹连接，允许后镜头筒组件旋转并沿光轴方向移动，从而调整也将在后面描述的后镜头组的焦距。
变焦环35的外圆周表面的一端设置有与凸轮环29的变焦环导向螺旋槽29c啮合的阳螺旋35a，以使它通过线性导向环31沿光轴方向线性移动。
如图4所示，变焦环35的内圆周表面上设置有导向槽35b，35c和35d，导向环31的线性导向元件31a，31b和31c插入其中。因此，变焦环35被设计成通过线性导向元件31a，31b和31c沿光轴方向线性移动。
变焦环35还设置有导向槽35e，35f和35g，后镜头导向环33的线性导向元件33c，33d和33e插入其中。因此，后镜头导向环33被设计成相对于变焦环35沿光轴方向相对地移动。
快门单元37连接在变焦环35内。快门单元37的内圆周上设置有与前镜头组40啮合的螺旋部分37a。也就是说，前镜头组40的外圆周表面上设置有螺旋部分40a，其插进快门单元37的螺旋部分37a中。调焦杆41转动地连接在前镜头筒43的外圆周上，前镜头筒43固定安装在前镜头组40的外圆周上，调焦杆41设置有突起41a，其具有末端槽与设置在快门单元37上的调焦销37b连接。
因此，转动时，前镜头40的线性移动实现了前镜头40的调焦操作。
同时，如图5所示，后镜头筒组件51连接在后镜头组导向环33上。后镜头筒组件51包括其上连接后镜头组53的后镜头座55，后镜头座55连接在其内圆周上的旋转筒57，和防止镜头座55与旋转筒57脱离的固定片59。
旋转筒57的外圆周表面上设置有与后镜头导向环33的阴螺纹33k配合的阳螺纹。旋转筒57的内圆周上设置有间隔为120°的第一突起57b，和间隔为120°的第二突起57c。在第一突起57b和第二突起57c之间设置有导向部分57d，以允许后镜头座沿圆周方向转动。
后镜头座55的外圆周上设置有多个第三突起55a，其由旋转筒57的第一突起57b闭合锁定，以抑制后镜头座55沿光轴方向移动。在第三突起55a之间形成槽55b，旋转筒57的第二突起57c插入槽55b中。
同样地，旋转筒57和后镜头座55相互配合，以致于后镜头组53不能沿光轴方向移动，只是能够转动以改变后镜头组53的方向。然而，旋转筒57和后镜头座55的结构并不限定于这个具体实施例。也就是说，本发明可以采用任何一种结构，只要这种结构不允许其在光轴方向上相对移动但是允许在其之间转动。
如图8所示，固定片59起到防止安装在旋转筒57内的后镜头座55与旋转筒57分离的作用。特别地，固定片59上设置有多个槽59a，旋转筒57的第二突起57c插入槽59a中。在固定片59的槽59a之间还设置有第四突起59b来阻挡第三突起55a，从而防止第三突起55a朝着被摄物体方向脱离。
也就是说，后镜头筒组件51连接到后镜头导向环33上，以使它在转动时沿光轴方向移动来调整后镜头组53的焦点。后镜头座55转动地连接在旋转筒57上，以使它能够通过顺时针或逆时针方向转动后镜头组53来调整分辨率。
为了使工人能够使用比如小镊子等工具转动旋转筒，旋转筒57上设置有调焦槽57e(见图5-7)。为了使工人能够使用小镊子转动后镜头座55，后镜头座55上还设置有分辨率调整槽55c(见图5-7)。
下文将描述沿光轴方向移动变焦镜头筒组件的操作过程。
打开照相机电源，操作远摄开关7或广角开关9，由变焦电机3通过动力传输齿轮组5驱动转动镜头筒介齿轮23。当镜头筒介齿轮23与凸轮环29的齿轮29b啮合时，随着凸轮环29的螺纹突起29a沿镜头基座27的螺纹槽27a滑动，凸轮环29也转动，以沿光轴方向移动。当凸轮环29和导向环31沿光轴方向移动时，后镜头导向环33和变焦环35也沿光轴方向移动。
响应变焦环35的移动，前镜头筒43沿光轴方向移动，从而实现变焦操作。
下文将描述组装后镜头导向环33与后镜头筒组件51的过程以及调整焦距和分辨率的过程。
首先描述后镜头导向环33与后镜头筒组件51安装的过程，先将旋转筒57的第二突起57c插进后镜头座55的槽55b中，以使后镜头座55的第三突起55a与旋转筒57的第一突起57b接触，以便在预定位置停止。然后，沿一个方向转动后镜头座55，后镜头座55的第三突起55a通过被旋转筒57的第二突起57c阻挡向后移动，以使其不朝被摄物体移开，而在预定位置定位。这样，后镜头座55的外表面沿旋转筒57的导向部分57d转动。此外，通过用插入在固定片59的槽59a中的旋转筒57的第二突起57c沿一个方向转动固定片59，为了阻止后镜头座55朝向被摄物体移开，后镜头座55的第三突起55a与固定片59的第四突起59b接触。因为固定片59具有彼此间隔120度的第一和第二突起59a和59b，所以即使后镜头座55转动超过一定角度，也能够防止后镜头座55移开。
之后，形成于旋转筒57的外表面的阳螺纹与形成于后镜头导向环33的内表面的螺纹槽33k啮合。
下面将描述调整焦距和分辨率的过程。
首先，将彼此组装在一起的后镜头导向环33和后镜头筒组件51或者部分组装的变焦镜头筒组件固定在夹具上。然后，当用插进调焦槽57e的工具比如小镊子转动旋转筒57时，使旋转筒57沿后镜头导向环33的螺纹槽33k转动并沿光轴方向移动。结果，后镜头组53也一起移动。这样，在达到选择焦点位置处使旋转筒57的转动停止，之后，例如通过粘结处理将旋转筒57和后镜头导向环33彼此固定在一起。
之后，用插进分辨率调整槽55c的工具转动后镜头座55，使后镜头座55转动。这时，后镜头座55沿光轴方向不移动，而仅仅是转动。然后，参考分辨率图表，在上、下、左、右边缘部分的分辨率变成最大值的位置处，由工人将后镜头座55固定到旋转筒57上。
如上所述，本发明的变焦镜头照相机被设计成通过简单地调节前和/或后镜头组，不仅可以调整焦点，也可以调整分辨率，从而提高照相机的成像质量。
同样，如上所述，胶片型照相机一般设计成通过调整接近胶片的后镜头组来调整焦距和分辨率，而数字照相机常常通过调整接近被摄物体的前镜头组来调整焦距和分辨率。尽管本发明已经描述了调整后镜头组的实施例，但是它并不仅限于这些。因此，本发明既适用于调整前镜头组，也适用于调整后镜头组，相应地，本发明能适用于胶片型照相机和数字静止照相机。同样，本发明也特别注重利本发明公开的的或者本领域中公知的相似的者相当的结构，通过调整前镜头组来调整变焦照相机的焦距和分辨率。
此外，当由于光学部件的加工公差引起焦点误差和/或分辨率误差时，由于本发明的镜头筒设计成在组装和固定在夹具上的状态下进行调整，因此这可有效地调整这些误差，从而提高产品的可靠性和降低制造成本。
很明显，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改型和改变。因此，意味着本发明覆盖了各种改型和改变，只要它们在附加的权利要求和它们的等价权利要求范围内。
权利要求
1.一种用于照相机的变焦镜头筒组件，包括沿光轴方向往复运动时进行变焦和调焦操作的多个镜头筒；连接到多个镜头筒中的一个的旋转筒，设置成可转动和沿光轴方向移动，用于调整变焦镜头筒组件的焦点；和包括有镜头和转动地与旋转筒连接的镜头座，用于调整变焦镜头筒组件的分辨率。
2.根据权利要求1的变焦镜头筒组件，还包括用于可调节地连接旋转筒和镜头座到其上的镜头导向环。
3.根据权利要求2的变焦镜头筒组件，其中，镜头导向环包括内螺纹，旋转筒包括用于连接旋转筒到镜头导向环的外螺纹。
4.根据权利要求3的变焦镜头筒组件，其中，镜头导向环和旋转筒的螺纹还用于通过相对于镜头导向环来转动和移动旋转筒，以调整变焦镜头筒组件的焦点。
5.根据权利要求4的变焦镜头筒组件，其中，旋转筒包括用于方便相对镜头导向环来转动旋转筒的调整槽。
6.根据权利要求3的变焦镜头筒组件，其中，所述旋转筒和镜头座分别包括多个导向突起，用于引导镜头座相对于旋转筒转动来调整变焦镜头筒组件的分辨率。
7.根据权利要求6的变焦镜头筒组件，其中，镜头座包括用于方便相对旋转筒来转动镜头座的调整槽。
8.根据权利要求6的变焦镜头筒组件，还包括与旋转筒和镜头座连接的固定片，用于防止镜头座脱离旋转筒。
9.根据一种具有镜头筒组件的变焦照相机，所述照相机的镜头筒组件包括由照相机驱动源驱动并沿光轴方向往复运动的多个镜头筒，用于照相机的变焦操作；连接到多个镜头筒中的一个并沿光轴方向移动的镜头导向环，镜头导向环包括在其内圆周表面的内螺纹；旋转筒，包括在其外圆周的与所述镜头导向环的螺纹配合的相应螺纹，通过转动旋转筒使旋转筒沿光轴方向移动来调整照相机的焦点，旋转筒包括形成于其内圆周表面的转动导向；和含有镜头的镜头座，镜头座与旋转筒的转动导向连接，相对于旋转筒转动来调整照相机的分辨率。
10.根据权利要求9的变焦照相机，还包括与旋转筒和镜头座连接的固定片，用于防止镜头座脱离旋转筒。
11.根据权利要求9的变焦照相机，其中，旋转筒包括用于方便转动旋转筒的调焦槽，用于沿光轴方向移动旋转筒来调整焦点。
12.根据权利要求9的变焦照相机，其中，镜头座包括用于方便转动镜头座的分辨率调整槽，用于沿光轴方向移动镜头座来调整分辨率。
13.根据权利要求9的变焦照相机，其中，所述变焦照相机是胶片型照相机。
14.根据权利要求9的变焦照相机，其中，所述变焦照相机是数字照相机。
15.一种具有镜头筒组件的变焦照相机，所述照相机的镜头筒组件包括由照相机的驱动源驱动并沿光轴方向往复运动的多个镜头筒，用于所述照相机的变焦操作；连接到多个镜头筒中的一个并沿光轴方向移动的镜头导向环，镜头导向环包括在其内圆周表面的内螺纹；旋转筒，包括在其外圆周的与所述镜头导向环的内螺纹配合的相应螺纹，通过转动旋转筒使旋转筒沿光轴方向移动来调整照相机的焦点，旋转筒包括在其内圆周的第一和第二导向突起；和含有镜头的镜头座，镜头座包括在其外圆周上、与旋转筒的第一和第二导向突起连接的第三突起，用于相对旋转筒来转动镜头座，以调整照相机的分辨率。
16.根据权利要求15的变焦照相机，还包括与旋转筒和镜头座连接的固定片，用于防止镜头座脱离旋转筒。
17.根据权利要求15的变焦照相机，其中，旋转筒包括方便转动旋转筒的调焦槽，用于沿光轴方向移动旋转筒来调整焦距。
18.根据权利要求15的变焦照相机，其中，镜头座包括方便转动镜头座的分辨率调整槽，用于沿光轴方向移动镜头座来调整分辨率。
19.根据权利要求15的变焦照相机，其中，所述变焦照相机是胶片型照相机。
20.根据权利要求15的变焦照相机，其中，所述变焦照相机是数字照相机。
21.一种调整照相机焦点和分辨率的方法，包括提供包括旋转筒和带有镜头的镜头座的镜头筒组件，，旋转筒和镜头座彼此互相连接；转动旋转筒，用于沿镜头筒组件的光轴方向移动旋转筒来调整照相机的焦点；和相对于旋转筒转动镜头座来调整照相机的分辨率。
22.根据权利要求21的方法，其中，旋转筒和镜头座各自包括一调整槽，通过在调整槽中插入工具来转动旋转筒和镜头座。
全文摘要
一种具有镜头筒组件的变焦照相机，用于调整摄影镜头的焦点和分辨率，所述变焦照相机包括变焦镜头筒组件，所述变焦镜头筒组件包括多个镜头筒，用于沿光轴方向往复运动完成变焦和调焦操作，所述变焦镜头筒组件固定在照相机机身上，旋转筒，连接在所述变焦镜头筒组件多个镜头筒中的一个上，可转动和沿光轴方向移动，用于调整所述镜头的焦距，和包括镜头组的镜头座，转动地连接在所述旋转筒上，用于调整所述镜头的分辨率。
文档编号G02B7/10GK1576936SQ20041006847
公开日2005年2月9日 申请日期2004年4月15日 优先权日2003年4月15日
发明者李先浩 申请人:三星泰科株式会社