专利名称：伸缩镜头系统以及采用该伸缩镜头系统的照相机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种伸缩镜头系统，其能从光学装置如采用感光胶片的相机或采用CCD或CMOS成像传感器的数字相机的本体伸出并缩回。本发明还涉及一种采用了这种伸缩镜头系统的相机。
背景技术：
对相机的紧凑小型化的需求一直在增长。特别是对那些其镜头在相机不用时基本上能够完全收到相机机体中的采用伸缩照相镜头(可伸缩镜头系统)的相机而言，人们一直希望能够进一步减小伸缩照相镜头在完全缩回时的长度。为了满足这种需求，本发明的申请人早先曾提出一种伸缩镜头系统，其公开在日本专利文献JP2003-315861中。这种伸缩镜头系统的特征在于当该伸缩镜头系统处于准备照相的状态时，伸缩镜头系统的多个光学元件位于同一光轴上以构成一个光学照相系统，而在伸缩镜头系统从准备照相的状态变换到缩回的状态(收回状态)时，多个光学元件中至少有一个可移出的光学元件移到共用光轴之外的一个移出位置，同时该可移出的光学元件和多个光学元件的其余元件中的至少一个元件向后移。
发明内容
本发明提供一种伸缩镜头系统，其具有一种结构，这种结构能够使伸缩镜头系统在完全缩回时能够进一步减小其长度。本发明还提供一种采用这种伸缩镜头系统的相机。
本发明的另一方面是提供一种伸缩镜头系统，其包括光学照相系统的多个光学元件，其中所有的这些光学元件在伸缩镜头系统处于准备照相的状态时均位于一个共用光轴上。当该伸缩镜头系统从准备照相状态变换到缩回状态时，多个光学元件中至少有一个可移出的光学元件移到共用光轴之外的移出位置，并且该可移出的光学元件和多个光学元件的其余元件中的至少一个光学元件向后移。其余光学元件中至少的所述一个光学元件包括可线性移动的元件，当伸缩镜头系统处于准备照相状态时，该可线性移动的元件在不改变共用光轴方向上可线性移动的元件和可移出的光学元件之间距离的条件下沿共用光轴方向移动。当伸缩镜头系统从准备照相的状态变换到缩回状态时，至少一部分可移出的光学元件和至少一部分可线性移动的元件处在一个垂直于共用光轴的共用平面内。
该伸缩镜头系统优选包括一个可移动的环，当伸缩镜头系统处于准备照相状态时，该可移动环将可线性移动的元件和可移出的光学元件支撑起来从而使可线性移动的元件和可移出的光学元件一起沿共用光轴方向移动，当伸缩镜头系统从准备照相的状态变换到缩回状态时该可移动环向后移动；以及一个位置控制机构，其用来将可移出的光学元件支撑在移动环中，这样该可移出的光学元件既能在一个垂直于共用光轴的平面内移动、又能沿共用光轴的方向移动，当伸缩镜头系统处于准备照相状态时，该位置控制机构用来将可移出的光学元件定位到可线性移动的元件的后面。
该可线性移动的元件优选包括一个曝光控制元件，其包括快门和光圈二者之中的至少一个。
位置控制机构优选包括一个旋转轴，其平行于共用光轴，并布置在移动环的内侧从而相对于共用光轴偏心设置；一个固定框，其用来固定可移出的光学元件，并与旋转轴啮合从而能在旋转轴上旋转并能沿共用光轴的方向移动；一偏压件，其使旋转轴上的固定框沿共用光轴方向向后偏移；以及一个后移限位装置，其用来确定固定框在移动环中后移的极限位置。
该伸缩镜头系统优选包括一个第二后移限位装置，其布置在一个静止件上，该静止件不能在共用光轴的方向上移动，当伸缩镜头系统处于准备照相状态时，其位于固定框的后面。当伸缩镜头系统从准备照相的状态变换到缩回状态时，该固定框会与第二后移限位装置部分接触从而在移动环后移的中点处防止其进一步后移，接着，移动环会克服偏压件的偏压力继续向后移动。
偏压件优选是一个压缩式的螺旋弹簧。
该伸缩镜头系统优选包括一个移出装置，当伸缩镜头系统从准备照相的状态变换到缩回状态时，该移动装置借助于移动环和固定框的后移力使固定框绕旋转轴旋转，从而将固定框移到移出位置；以及一个前移限位装置，其在移出装置的操作过程中防止固定框相对于移动环在共用光轴的方向上前移。
该移动装置优选包括凸轮，其沿着共用光轴的方向从移动环后面的静止件向前凸出，该凸轮前端的凸轮表面能与固定框接触。
该伸缩镜头系统优选是至少包括一个后置光学元件，当伸缩镜头系统处于准备照相的状态时，其位于可移出的光学元件的后面。当伸缩镜头系统处于缩回的状态时，该后置光学元件的一部分以及可移出的光学元件的一部分位于一个垂直于共用光轴的共用平面内。
该光学照相系统优选包括一个变焦镜头系统，其由多个镜头组构成，并且其中包括有可移出的光学元件。
该伸缩镜头系统优选用于一种照相机中。
当相机的总开关转到OFF位置时，伸缩镜头系统优选准备照相的状态变换到缩回状态。
可移出的光学元件优选是所述的多个光学元件中的一个，并设置在多个光学元件中最前面的光学元件和最后面的光学元件之间。
当伸缩镜头系统处于准备照相状态时，可移出的光学元件优选紧邻于可线性移动的元件的后面。
在本发明的另一个实施方案中也提供了一种伸缩镜头系统，其包括光学照相系统的多个光学元件，其中所有的这些光学元件在伸缩镜头系统处于准备照相的状态时均位于一个共用光轴上。当该伸缩镜头系统从准备照相状态变换到缩回状态时，多个光学元件中至少有一个可移出的光学元件会移到共用光轴之外的一个移出位置，并且该可移出的光学元件和多个光学元件的其余光学元件中的至少一个光学元件向后移。该伸缩镜头系统包括一个可移动的环，当伸缩镜头系统从准备照相的状态变换到缩回状态时，该可移动环将可移出的光学元件支撑到其内侧，并向后移动。当伸缩镜头系统处于准备照相状态时，该可移动环和可移出的光学元件一起沿共用光轴方向移动。当伸缩镜头系统从准备照相的状态变换到缩回状态时，移动环在共用光轴方向上的后移量大于可移出的光学元件的后移量。
该伸缩镜头系统优选包括一可线性移动的元件，当伸缩镜头系统处于准备照相状态时，该可线性移动的元件会在其沿共用光轴方向上移动时与移动环一起沿共用光轴方向移动，并位于可移出的光学元件的前面；以及一个位置控制机构，其在伸缩镜头系统从准备照相的状态变换到缩回状态时将至少一部分可移出的光学元件和至少一部分可线性移动的元件定位于一个垂直于共用光轴的共用平面内。
在一个实施方案中，伸缩镜头系统包括多个可线性移动的光学元件，其只能沿其共用光轴直线移动；以及至少一个可移出的光学元件，当伸缩镜头系统处于准备照相的状态时该可移出的光学元件处于共用光轴上，并且当该伸缩镜头系统从准备照相状态变换到缩回状态时，该可移出的光学元件移到共用光轴之外的一个移出位置。当该伸缩镜头系统从准备照相状态变换到缩回状态时，该可线性移动的光学元件和可移出的光学元件向后移。当伸缩镜头系统处于准备照相的状态时，该可线性移动的光学元件中的一个前置光学元件紧邻于可移出的光学元件的前面。当伸缩镜头系统处于缩回状态时，至少一部分可移出的光学元件和多个可线性移动的元件中前置光学元件的一部分处于一个垂直于共用光轴的共用平面上，当伸缩镜头系统处于准备照相的状态时可线性移动的光学元件中的该前置光学元件紧邻于可移出的光学元件的前面。
该伸缩镜头系统优选包括一个可移动的环，当伸缩镜头系统处于准备照相状态时，该可移动环将可移出的光学元件和前置光学元件支撑起来从而使可移出的光学元件和可线性移动的元件中的一个元件一起沿共用光轴方向移动，并且至少在伸缩镜头系统从准备照相的状态变换到缩回状态时该可移动环向后移动；以及一个位置控制机构，其用来将可移出的光学元件支撑在移动环中，并使该可移出的光学元件既能在一个垂直于共用光轴的平面内移动、又能沿共用光轴的方向移动，当伸缩镜头系统处于准备照相状态时，该位置控制机构用来将可移出的光学元件定位到前置光学元件的后面。
该前置光学元件优选包括一个曝光控制元件，其包括快门和光圈二者之中的至少一个。
在一个实施方案中，伸缩镜头系统包括曝光控制元件，其包括快门和光圈二者之中的至少一个；以及除曝光控制元件之外的多个光学元件，当伸缩镜头系统处于准备照相的状态时曝光控制元件和多个光学元件均位于一个共用光轴上。当该伸缩镜头系统从准备照相状态变换到缩回状态时，多个光学元件中至少有一个可移出的光学元件移到共用光轴之外的一个移出位置，并且该可移出的光学元件和曝光控制元件向后移。当伸缩镜头系统处于准备照相状态时，该可移出的光学元件位于曝光控制元件的后面。当伸缩镜头系统处于缩回状态时，曝光控制元件和至少一部分可移出的光学元件处在一个垂直于共用光轴的共用平面内。
该伸缩镜头系统优选包括一个可移动的环，当伸缩镜头系统处于准备照相状态时，该可移动环将曝光控制元件和可移出的光学元件支撑起来并使曝光控制元件和可移出的光学元件一起沿共用光轴方向移动，并且在伸缩镜头系统从准备照相的状态变换到缩回状态时该可移动环向后移动；以及一个位置控制机构，其用来将可移出的光学元件支撑在移动环中，并使该可移出的光学元件既能在一个垂直于共用光轴的平面内移动、又能沿共用光轴的方向移动，并且当伸缩镜头系统处于准备照相状态时，该位置控制机构用来将可移出的光学元件定位于曝光控制元件的后面。
本发明能够将伸缩镜头系统完全缩回时的长度进一步减小，并且能使采用了该伸缩镜头系统的相机实现最小化。
下面将结合附图来详细描述本发明，附图中图1是数字相机处于准备照相状态时，根据本发明的伸缩变焦镜头的一个实施方案的纵向剖视图；图2是相机不使用时图1中伸缩变焦镜头完全缩回状态时的纵向剖视图；图3A是图1所示伸缩变焦镜头中元件(其包括镜头组、光圈快门、低通过滤器以及CCD)的剖视图；图3B是图2所示伸缩变焦镜头中(如图3A所示)的元件的剖视图；图4是图1和2所示伸缩变焦镜头中元件的分解立体图；图5A是图4所示元件处于准备照相状态时的正视图，其中为了清楚起见去掉了线性导环；图5B类似于图5A，其展示的是图4中元件处于完全缩回状态时的视图，其中为了清楚起见去掉了线性导环；图6A是图5A所示元件的立体图，其中为了清楚起见第二镜头组支撑框为部分剖视；图6B是图5B所示元件的立体图，其中为了清楚起见第二镜头组支撑框为部分剖视；图7A为图4所示元件处于准备照相状态时的正视图，其中为了清楚起见，去掉了线性导环和第二镜头组支撑框；图7B类似于图7A，其展示的是图4所示元件处于完全缩回状态时的视图，其中为了清楚起见，去掉了线性导环和第二镜头组支撑框；图8A是图7A所示元件的立体图；图8B是图7B所示元件的立体图；图9是图7B和图8B所示元件的立体放大图，其视角不同于图6A、6B、8A和8B中的视角；图10A是图1所示伸缩变焦镜头中元件的立体图，其中展示了一个将伸缩镜头组框支撑在第二镜头组支撑框上的结构，该视图是从伸缩变焦镜头光轴的斜后方看去的样子；图10B类似于图10A，其展示的是同一支撑结构在不同状态时的样子；图11A是图1所示伸缩变焦镜头中元件处于准备照相状态时的纵向剖视图，其展示的是第二镜头组支撑框和旋转镜头框的相对操作状态；以及图11B类似于图11A，是图11A中元件处于完全缩回状态的视图，其中展示的是第二镜头组支撑框和旋转镜头框的相对操作状态。
具体实施例方式
下面参见图1到3来描述本发明伸缩变焦镜头第一个实施方案的整体结构。该伸缩变焦镜头10用于数字相机5中，并带有一个光学照相系统，该光学照相系统具有第一镜头组L1、快门S(可线性移动的元件/前光学元件/曝光控制元件)、第二镜头组L2(可移出的光学元件)、第三镜头组L3(后光学元件)、低通滤光片F(光学过滤器/后光学元件)以及CCD成像传感器C(固态图像摄取装置/后光学元件)。图1中的“Z1”表示光学照相系统的光轴(共用光轴)。快门S也用作光圈，图1到3B中，其用一条垂直于共用光轴Z1的单点划线表示。第一镜头组L1和第二镜头组L2沿着共用光轴Z1以预定的移动方式驱动从而实现变焦操作，同时第三镜头组L3沿着共用光轴Z1驱动来实现聚焦操作。注意，该变焦操作例如可像本实施方案那样沿着光轴方向移动两个镜头组来实现，其也可沿着光轴方向移动一个镜头组和所述成像表面(例如CCD成像传感器)来实现。
在这种带有上述光学照相系统的伸缩变焦镜头10中，在图1和3A所示准备照相状态下，光学照相系统中的所有元件均位于共用光轴Z1上；而在图2和3B所示的完全缩回状态(缩回位置)下，第二镜头组L2则从共用光轴Z1上的一个位置沿着一个垂直于共用光轴Z1的方向移出从而定位于偏心光轴Z1’(可移出的光学元件的光轴)上(参见图2和3B)。当第二镜头组L2移到移出位置时，第二镜头组L2在光轴方向上不会与光学照相系统中的其它光学元件(即，第一镜头组L1、快门S(光圈)、第三镜头组L3、低通滤光片F和CCD成像传感器C)形成交叠。同时，在完全缩回状态下，第二镜头组L2(即，从共用光轴Z1移出的光学元件)会沿着偏心光轴Z1’缩回，同时光学照相系统其余光学元件中至少有一个光学元件，指没有从共用光轴Z1移出的一个光学元件，也会沿着(平行于)共用光轴Z1缩回。在伸缩变焦镜头10完全缩回时，光学照相系统中光学元件的这种移动方式能够进一步减小伸缩变焦镜头10的长度。
当伸缩变焦镜头10从图1和3A所示的准备照相状态变换到图2和3B所示的完全缩回状态时，首先，第二镜头组L2从共用光轴Z1上的一个位置沿径向移动并移到偏心光轴Z1’上，其中偏心光轴Z1’相对于光学照相系统其余光学元件所处的共用光轴Z1为偏心。接着，第二镜头组L2沿着偏心光轴Z1’缩回，同时第一镜头组L1、快门S和第三镜头组L3，即前述光学照相系统中的其余光学元件，则沿着共用光轴Z1缩回。在图2和3B所示的完全缩回状态(完全收起状态)下，移出后位于偏心光轴Z1’上的第二镜头组L2以及光学照相系统中位于共用光轴Z1上的其它光学元件(即本实施方案中的第三镜头组L3、低通滤光片F和CCD成像传感器C)在位置上应在共用光轴Z1和偏心光轴Z1’的方向上存在一定位置范围的交叠。特别是，在完全缩回状态下，第二镜头组L2相对于共用光轴Z1沿径向(即共用光轴Z1的垂直方向上)从第三镜头组L3、低通滤光片F和CCD成像传感器C中移出。换句话来说就是在图2和3B所示的完全缩回状态下，移出的第二镜头组L2在光轴方向上的位置范围与光学照相系统中其它位于共用光轴Z1上的光学元件(即本实施方案中的第三镜头组L3、低通滤光片F和CCD成像传感器C)的位置范围在光轴方向上存在交叠，这种交叠能够使共用光轴Z1上用来容纳第二镜头组L2的空间被减去，从而减小伸缩变焦镜头10在完全缩回时的长度。
尽管第二镜头组L2和其前面并紧靠着第二镜头组L2的快门S(光圈)在本实施方案的伸缩变焦镜头10中在准备照相的状态下是在不改变光轴方向上距离的情况下移动的，但在伸缩变焦镜头10从准备照相状态完全缩回时，第二镜头组L2的后移量(缩回量)相对会大于快门S(光圈)的后移量从而使第二镜头组L2的一部分处于快门S(光圈)所处的一个垂直于共用光轴Z1的平面上。这种结构，其将在后面详细说明，能使伸缩变焦镜头10在完全缩回时的长度进一步减小。
现在主要参见图1和2来详细论述这种使光学照相系统的光学元件按上述方式缩回的伸缩变焦镜头10的结构。伸缩变焦镜头10带有CCD框11、固定筒体12和前面外框13，它们都是固定件。低通滤光片F和CCD成像传感器C固定在CCD框11上。前面外框13带有一个开口13a，外直筒16和内直筒17穿过该开口并使伸缩变焦镜头10伸缩。
旋转环14安装在固定筒体12上以便绕旋转轴Z2旋转但不能能沿着旋转轴Z2移动。固定筒体12的外周面上带有一组径向突起12a，同时旋转环14的内周面上带有相对应的一组周向凹槽14a，固定简体12上的径向突起12a分别与周向凹槽14a相啮合并能沿周向凹槽14a滑动。借助于径向突起12a与周向凹槽14a的啮合，旋转环14由固定筒体12支撑起来从而能绕着旋转轴Z2旋转但不能沿旋转轴Z2移动。旋转环14的外周面上带有与上齿轮15啮合的周向齿轮14b。上齿轮15被电机M驱动旋转(参见图1)。通过电机M使上齿轮15前转或反转就能使旋转环14绕旋转轴Z2前转或反转。旋转轴Z2相对于光学照相系统的共用光轴Z1偏心。旋转环14的内周面上带有一组用来传递旋转的凹槽14c。环件(外直筒16、内直筒17、凸轮环18、直线导环19和第二镜头组支撑框20)绕旋转轴Z2同轴布置，这将在后面论述。
伸缩变焦镜头10中从其外侧到旋转轴Z2沿径向依次带有外直筒16和内直筒17、凸轮环18、直线导环19和第二镜头组支撑框20(移动环)。固定筒体12的内周面上带有一组线性导槽12b，同时直线导环19的外周面上带有一组对应的直线导突19a，该导突19a分别与上述的一组线性导槽12b相啮合。直线导环19仅能沿共用光轴Z1移动。直线导环19的外周面上带有一个周向突起19b，同时凸轮环18的内周面上带有一个周向凹槽18a，周向突起19b与该周向凹槽18a相啮合。周向突起19b与周向凹槽18a相接合就能使凸轮环18相对于直线导环19绕旋转轴Z2旋转，同时还能防止凸轮环18和直线导环19之间沿共用光轴Z1出现相对移动。凸轮环18是一个环形件，无论直线导环19何时沿着共用光轴Z1移动，凸轮环18都与直线导环19一起沿共用光轴Z1移动，并相对于直线导环19绕旋转轴Z2旋转。
固定筒体12带有一组凸轮通槽12c，其沿径向穿过固定简体12的筒壁。凸轮环18带有一组相对应的从动销18b，其通过上述的一组凸轮通槽12c沿径向朝外穿过固定筒体12从而分别与那组用来传递旋转的凹槽14c啮合。凸轮通槽12c的凸轮轮廓应使凸轮环18首先能移到图1所示的最伸出的位置，然后在旋转环14经驱动前向旋转使外直筒16和内直筒17从图2所示完全缩回状态自开口13a伸出时使凸轮环18仅能通过凸轮通槽12c与旋转传递凹槽14c之间的啮合绕旋转轴Z2旋转。
凸轮环18的内周面上带有一组凸轮槽18c，第二镜头组支撑框20外周面上的一组从动突起20a分别与之啮合。凸轮环18的外周面上带有一组凸轮槽18d，内直筒17内周面上的一组从动销17a分别与之啮合。如图4所示，第二镜头组支撑框20的外周面上带有一组线性导槽20b，同时直线导环19的前端带有一组线性导条19c，这些导条分别啮合在线性导槽20b中从而能在其上沿共用光轴Z1的方向滑动，即能沿着伸缩变焦镜头10中光学照相系统的光轴方向滑动。第二镜头组支撑框20通过线性导条19c与线性导槽20c之间的啮合在共用光轴Z1的方向上移动。因此，凸轮环18的前向旋转和反向旋转能使第二镜头组支撑框20按照凸轮槽18c的周线沿着旋转轴Z2前移和后移。
外直筒16和内直筒17彼此相连从而能一起移动，同时也能绕旋转轴Z2相对旋转。也就是说，凸轮环18外周面上的一组径向突起18f滑动啮合在外直筒16内表面上相对应的一组周向凹槽16a中。外直筒16由固定简体12支撑从而仅能沿旋转轴Z2方向相对于固定筒体12移动，同时内直筒17由外直筒16支撑从而仅能沿旋转轴Z2方向相对于外直筒16移动。即，从外直筒16外周面上突起的一组线性导突16b啮合在固定筒体12内周面上相对应的一组线性导槽12d中从而能平行于旋转轴Z2伸出，同时从内直筒17外周面上突起的一组线性导突17b啮合在外直筒16内周面上相对应的一组线性导槽16c中从而能平行于旋转轴Z2伸出。因此，凸轮环18的前向转动和反向转动能使内直筒17按照该组凸轮槽18d的周线沿着旋转轴Z2前移和后移。
内直筒17用作第一镜头组支撑框以支撑第一镜头组L1。伸缩变焦镜头10中带有一个可旋转的镜头框21(位置控制机构/固定框中的一个部件)，其用作第二镜头组支撑框以支撑第二镜头组L2。伸缩变焦镜头10中在CCD框11的前面带有一个第三镜头框22以便支撑第三镜头组L3。如图4所示，第三镜头框22上带有两个径向伸臂22a，其沿径向朝外朝着大致相反的方向延伸。第三镜头框22的两个径向伸臂22a的径向外端处带有两个线性导部22b和22c，其带有两个孔，两个平行的导轴25a和25b(参见图1和2)分别滑动啮合在两个导孔中，从而通过导轴25a和25b在共用光轴Z1的方向上引导第三镜头框22。第三镜头框22经前/后驱动系统(图中未示出)驱动而沿共用光轴Z1前后移动。该驱动系统驱动第三镜头框22前后移动的量对应于物体的距离信息。
伸缩变焦镜头10在第二镜头组支撑框20的内侧沿径向带有一个快门单元30，其由第二镜头组支撑框20的内周面支撑。该快门单元30带有一个快门支撑板31，该快门支撑板31固定在第二镜头组支撑框20上并位于其中。快门S(光圈)由快门支撑板31可移动地支撑起来。快门支撑板31上带有一个照相孔31a，其相对于快门单元30的轴心稍稍向下有些偏心，同时快门支撑板31的照相孔31a的上面带有一个开口31b，其在结构上能在伸缩变焦镜头10完全缩回时使第二镜头组L2(可旋转的镜头框21的一部分)进到开口31b中。
如上所述，第二镜头组L2是一个可伸缩的光学元件，其在伸缩变焦镜头10完全缩回时缩到一个偏心于共用光轴Z1的位置上。用来将第二镜头组L2从共用光轴Z1上的一个位置拉出的机构将在后面主要参见图4到11B来详细论述。
第二镜头组支撑框20的内周面上带有一个凸缘形前轴支撑件20e以及一个凸缘形后轴支撑件20f(位置控制机构/后移限位装置的一个部件)，两者沿光轴方向分开。偏心枢轴20c(位置控制机构/旋转轴的一个部件)的前端和后端分别固定到前轴支撑件20e和后轴支撑件20f上。偏心枢轴20c的轴线平行于共用光轴Z1和旋转轴Z2。偏心枢轴20c的位置偏心于共用光轴Z1和旋转轴Z2。从图11A和11B所示可以看到，由于前轴支撑件20e的位置对应于快门支撑板31外缘上的切开部分31c(参见图4)，因此尽管快门单元30(快门支撑板31)以及前轴支撑件20e均位于第二镜头组支撑框20中光轴方向的大致相同的范围内，但前轴支撑件20e和偏心枢轴20c均不会干扰到快门单元30。此外，前轴支撑件20e的后表面带有一个前移限位突起20g(前移限位装置)，该突起沿光轴方向向后伸出。
可旋转的镜头框21上带有一个筒形的镜头固定部21a、摆臂21b以及一个筒形的摆动部分21c。第二镜头组L2固定在筒形的镜头固定部21a上从而被其支撑起来。摆臂21b从筒形的镜头固定部21a上径向伸出。筒形摆动部分21c从摆臂21b的枢接端(图7B中的右端)向后延伸。筒形摆动部分21c沿轴向带有一个通孔，第二镜头组支撑框20的偏心枢轴20c装在该通孔中，从而使可旋转的镜头框21能绕偏心枢轴20c自由转动。偏心枢轴20c的有效长度(这里不包括其两个端头分别装入前轴支撑件20e和后轴支撑件20f时端头长度)应大于筒形摆动部分21c的长度，由此筒形摆动部分21c还可沿光轴方向(偏心枢轴20c的轴向)在偏心枢轴20c上滑动。偏心枢轴20c上筒形摆动部分21c前后移动极限位置分别由前轴支撑件20e和后轴支撑件20f。筒形摆动部分21c的前端与前轴支撑件20e之间的压缩圈簧23(位置控制机构/偏压件)在光轴方向上连续地向后偏压可旋转的镜头框21。
第二镜头组支撑框20绕偏心枢轴20c摆动，从而使固定在筒形镜头固定部21a上的第二镜头组L2在共用光轴Z1上的照相位置(参见图5A、6A、7A、8A和10A)和移出位置(偏心位置)，即偏移共用光轴Z1的一个位置(参见图5B、6B、7B、8B和10B)之间移动。
扭转圈簧24(参见图4)安装在可旋转的镜头框21的筒形摆动部分21c上。扭转圈簧24的一个接合端和另一个接合端分别与摆动臂21b和后轴支撑件20f接合，由此可旋转的镜头框21就能沿着一个旋转方向(图5A、5B、6A和6B中的逆时针方向)连续地偏转，从而将筒形镜头固定部21a上固定的第二镜头组L2定位于共用光轴Z1上。可旋转的镜头框21的自由端(摆动端)(相对于筒形摆动部分21c来说是相反的一端)上带有一个接合突起21d，其朝着远离可旋转的镜头框21的枢轴端的方向从筒形镜头固定部21a伸出。第二镜头组支撑框20的内周面上带有一个止动突起20d(参见图4、10A和10B)，当第二镜头组支撑框20逆时针完全地旋转到图5A和6A所示的位置时，接合突起21d压到止动突起20d上。如图5B和6B所示，第二镜头组支撑框20上还有一个切除部分20h，当第二镜头组L2移到偏心光轴Z1’上的移出位置(偏心位置)时，筒形镜头固定部21a会有一部分进到该切除部分20h中。
筒形摆动部分21c的外周面上带有一个位置控制突起21f，同时CCD框11的前表面上带有一个向前伸出的位置控制凸条11a(移出装置/凸轮突起的一个部件)。该位置控制凸条11a与位置控制突起21f接合从而控制可旋转的镜头框21的位置。位置控制凸条11a从CCD框11的基部11b前突从而平行于旋转轴Z2延伸。该位置控制凸条11a的内侧边缘上带有一个平行于旋转轴Z2的移出位置固定面11a1，此外，该位置控制凸条11a的前端还带有一个凸轮面11a2，该凸轮面11a2从外侧边11a3朝着基部11b向后倾斜到移出位置固定面11a1上。当可旋转的镜头框21的位置控制突起21f与移出位置固定面11a1接合时，第二镜头组L2就定位于所述偏移出共用光轴Z1的移出位置上。此时，在可旋转的镜头框21沿着旋转轴Z2前移到位置控制突起21f与凸轮面11a2相接合的一点后，紧跟着是可旋转的镜头框21通过扭转圈簧24的弹力开始绕着偏心枢轴20c沿着一个方向旋转，从而使筒形镜头固定部21a所固定的第二镜头组L2移到共用光轴Z1上。位置控制突起21f进一步前向移动并移到位置控制凸条11a的前端(凸轮面11a2)之外会使位置控制突起21f如图8A所示那样与位置控制凸条11a分开，从而使可旋转的镜头框21摆脱位置控制凸条11a，由此筒形镜头固定部分21a(第二镜头组L2)就通过扭转圈簧24的弹力移到共用光轴Z1上。此时，筒形镜头固定部21a的位置，当第二镜头组L2通过扭转圈簧24的弹力移到共用光轴Z1上时，由止动突起20d与接合突起21d的接合来确定。这时，第二镜头组L2的光轴与共用光轴Z1重合。当准备照相状态下第二镜头组L2处于共用光轴Z1上的照相位置时，位置控制突起21f定位于凸轮面11a2前面并与之保持脱开关系。与上述情况相反，当可旋转的镜头框21沿着旋转轴Z2从第二镜头组L2所处的共用光轴Z1上照相位置的状态后移时，首先，位置控制突起21f与凸轮面11a2接合，接着可旋转的镜头框21克服扭转圈簧24的弹力绕偏心枢轴20c旋转，由此，通过控制突起21f与凸轮面11a2相接合，第二镜头组L2就从共用光轴Z1上的一个位置移到偏心光轴Z1’上的一个位置(移出位置)。第二镜头组支撑框20的进一步后移会使位置控制突起21f与移出位置固定面11a1接合，从而使第二镜头组L2固定在偏心光轴Z1’上的移出位置上。在第二镜头组L2处于偏心光轴Z1’上移出位置的情况下，筒形镜头固定部21a的外筒壁会有一部分定位于切除部分20h中，但不会沿着径向从第二镜头组支撑框20朝外突出，因此不会干扰到沿径向位于第二镜头组支撑框20外侧的凸轮环18。与此同时，偏心光轴Z1’定位于第二镜头组支撑框20中(其同时也定位于凸轮环18和直线导环19的内周圈内)。
位置控制凸条11a上移出位置固定面11a1沿光轴方向的后端带有台阶部11a4(第二后移限位装置)。当伸缩变焦镜头10从准备照相状态缩回时，可旋转的镜头框21与第二镜头组支撑框20一起后移从而使位置控制突起21f与该台阶部11a4相接触，以防止可旋转的镜头框21进一步后移。如上所述，第二镜头组支撑框20在旋转轴Z2方向(光轴方向)上的前后移动操作是由凸轮环18上凸轮槽组18c的轮廓以及凸轮环18自身的前后移动来控制的。第二镜头组支撑框20前后移动的范围应在可旋转的镜头框21被台阶部11a4限制不能后移时还能使第二镜头组支撑框20相对于可旋转的镜头框21继续后移一个预定的移动量。
下面将描述具有上述结构的伸缩变焦镜头10的操作。当伸缩变焦镜头10处于图2和3B所示的完全缩回位置时，外直筒16、内直筒17、凸轮环18以及直线导环19全都容纳在前面外框13的开口13a中。此时，在数字相机5的主开关MS(见图1)转到ON之后，上齿轮15立即向前转动预定的转角从而驱动旋转环14朝预定方向旋转，使外直筒16和内直筒17从开口13a向前伸出，由此伸缩变焦镜头10就从完全缩回的状态变换到准备照相状态的例如大角度端点处。旋转环14的旋转运动通过从动销组18b与凸轮通槽12c的啮合传递到凸轮环18上从而使凸轮环18前进到最大延伸位置处。在凸轮环18前移到最前位置的过程中，外直筒16、内直筒17、凸轮环18和直线导环19从开口13a向前伸。接着，直线导环19和外直筒16与凸轮环18一起沿直线前移，同时内直筒17和第二镜头组支撑框20均朝着大角度端点的准备照相位置处移动。之后，当第二镜头组支撑框20移到大角度端点的准备照相位置时，位置控制突起21f前进并在移出位置固定面11a1上滑动从而从移出位置固定面11a1滑到凸轮面11a2上从而与凸轮面11a2啮合。在位置控制突起21f从移出位置固定面11a1移到凸轮面11a2之后，可旋转的镜头框21立即借助于扭转圈簧24的弹力绕着偏心枢轴20c旋转从而使筒形镜头固定部21a(第二镜头组L2)移到共用光轴Z1上，由此就可防止可旋转的镜头框21在到达啮合突起21d与止动突起20d的挤压点后进一步向前转动，这里，第二镜头组L2的光轴与共用光轴Z1重合。啮合突起21d与止动突起20d相啮合的状态就是图1和3A所示大角度端点处准备照相的状态。
如图11A所示，在准备照相状态时，压缩圈簧23将可旋转的镜头框21向后压从而使筒形摆动部21c的后端压到后轴支撑件20f上。由此，后轴支撑件20f的前表面(即图11A中的左侧表面)就用作一个参考面以确定准备照相状态下可旋转的镜头框21相对于第二镜头组支撑框20的位置(后移的极限位置)。此外，前移限位突起20g的端部(图1中的右端)紧挨着摆臂21b并与之正对(参见图1、5A、10A和11A)从而能防止可旋转的镜头框21克服压缩圈簧23的弹力相对于第二镜头组支撑框20产生前移。
在该准备照相状态下，如果数字相机5的变焦开关ZS(见图1)通过手动操作来驱动上齿轮15，那么凸轮环18会在一个固定位置处在不沿着旋转轴Z2(即不沿着共用光轴Z1)移动的情况下绕着旋转轴Z2旋转。凸轮环18的转动会使第二镜头组支撑框20和内直筒17分别根据凸轮槽组18c的轮廓和凸轮槽组18d的轮廓沿着旋转轴Z2(即沿着共用光轴Z1)以及预定方式移动。由于第二镜头组支撑框20承载着可旋转的镜头框21，同时第一镜头组L1由内直筒17支撑起来，因此第一镜头组L1和第二镜头组L2沿着共用光轴Z1移动就能实现变焦操作。即使在进行变焦操作时，筒形摆动部21c的后端也会通过压缩圈簧23的弹力与后轴支撑件20f保持接触(与此同时，通过前移限位突起20g能够防止筒形摆动部21c相对于第二镜头组支撑框20向前移动)，由此第二镜头组支撑框20和可旋转的镜头框21之间在光轴方向上的相对位置不会发生变化。即，在准备照相状态下，快门S(光圈)和第二镜头组L2，这两个在光轴方向彼此相邻并由这里的第二镜头组支撑框20支撑起来的光学元件，会作为一体在不改变两者之间距离的情况下沿光轴方向移动。根据物体距离信息来驱动第三镜头组L3沿着共用光轴Z1移动就能实现聚焦操作。
在数字相机5的主开关MS转到OFF之后，上齿轮15立即被驱动反向转动从而使凸轮环18向后移到大角度极限位置之外。在凸轮环18后移的过程中，第二镜头组支撑框20和内直筒17借助于凸轮槽组18c与从动突起组20a之间的啮合以及凸轮槽组18d与从动销钉组17a之间的啮合而后移。第二镜头组支撑框20的后移首先会使可旋转的镜头框21的位置控制突起21f与位置控制凸条11a的凸轮面11a2接触，接着会使可旋转的镜头框21通过位置控制突起21f与凸轮面11a2之间的啮合而绕偏心枢轴20c旋转，由此第二镜头组L2就从共用光轴Z1上移出。在位置控制突起21f与移出位置固定面11a1啮合上时，第二镜头组L2就固定在移出位置上。如图11A所示，尽管筒形摆动部21c的后端与后轴支撑件20f接触，并且筒形摆动部21c与前轴支撑件20e之间存在有一个间隙，但前移限位突起20g会防止可旋转的镜头框21的摆动臂21b相对于第二镜头组支撑框20向前移动。摆动臂21b与前移限位突起20g之间的这种位置关系即使在伸缩变焦镜头10从准备照相状态完全缩回时也保持不变。由此，当位置控制凸条11a的凸轮面11a2从后推压可旋转的镜头框21的位置控制突起21f时，凸轮面11a2作用在位置控制突起21f上的压力就能防止可旋转的镜头框21在偏心枢轴20c上向前滑动。这样就能使可旋转的镜头框21旋转到这样的一个位置处，在该位置处，第二镜头组L2在伸缩变焦镜头10缩回操作的开始阶段是在可旋转的镜头框21上没有朝前的反向力的情况下定位于偏心光轴Z1’上，其中的朝前是指与光轴方向上缩回操作相反的方向。
接着，凸轮环18在第二镜头组L2移到偏心光轴Z1’上的移出位置之后进一步向后移动，而用来支撑第一镜头组L1的内直筒17也通过凸轮槽组18d与从动销钉组17a之间的啮合而向后移动。与此同时，第二镜头组支撑框20则通过凸轮槽组18c与从动销钉组20a之间的啮合向后移动，而位置控制突起21f则在与移出位置固定面11a1保持啮合的同时(即，在第二镜头组L2固定于偏心光轴Z1’上的同时)向后移动。可旋转的镜头框21如图5B所示绕偏心枢轴20c转到移出位置(偏心位置)的操作会使摆动臂21b远离前移限位突起20g的后伸部，从而就能使可旋转的镜头框21沿着光轴方向相对于这里的第二镜头组支撑框20向前移动。然而，在位置控制突起21f在移出位置固定面11a1(其沿光轴方向伸长)上进行滑动的过程中，没有力会向前推压可旋转的镜头框21，因此可旋转的镜头框21就与第二镜头组支撑框20一起沿光轴方向向后移动。
之后，位置控制突起21f进一步后移一些从而使该位置控制突起21f与台阶部分11a4接触上以防止可旋转的镜头框21进一步后移。另一方面，在可旋转的镜头框21如上所述不能后移之后，第二镜头组支撑框20在凸轮环18的控制下继续向后移动。此时，前轴支撑件20e会如图11B所示移到筒形摆动部21c的前端，同时其挤压压缩圈簧23从而使第二镜头组支撑框20中位于光轴方向上的可旋转的镜头框21从现在准备照相的位置(实际上是第二镜头组支撑框20相对于静止不动的可旋转的镜头框21向后移动)移出。结果，可旋转的镜头框21上固定的第二镜头组L2与第二镜头组支撑框20上固定的快门S(光圈)在光轴方向上的距离就小于准备照相状态的距离，并且在图2和3B所示的完全缩回状态下会第二镜头组支撑框20缩到某一点位置处，在该点位置处，第二镜头组L2的前部(筒形镜头固定部21a)会沿共用光轴Z1的径向定位于快门S(光圈)(快门单元30)的径向外侧，即在该点位置处，第二镜头组L2的前部定位于快门S(光圈)所处的一个垂直于光轴Z1的平面上。与此同时，由于筒形镜头固定部21a的前端如图5B、6B和10B所示进到开口31b中，因此可旋转的镜头框21和快门单元30之间不会出现干扰。
从上述说明可以看出，用于数字相机5中的伸缩变焦镜头10在结构上不仅应使第二镜头组L2能沿径向外移并在伸缩变焦镜头10从准备照相状态完全缩回时后移，而且在伸缩变焦镜头10从准备照相状态完全缩回时还应使第二镜头组支撑框20的后移量大于第二镜头组L2(可旋转的镜头框21)的后移量，其中第二镜头组支撑框20在准备照相状态的变焦过程中与第二镜头组L2作为一个整体一起移动。上述移动量的不同能使第二镜头组支撑框20进一步回缩，从而进一步减小伸缩变焦镜头10在完全缩回时的长度。上述实施方案中的伸缩变焦镜头10特别适用于伸缩变焦镜头10在长度上的明显减小，这是因为第二镜头组L2和快门S(光圈)，这两个在光轴方向上彼此相邻并由第二镜头组支撑框20支撑起来的光学元件，是在准备照相状态时两者之间距离不变的条件下作为一个整体在光轴方向上移动的，同时也是因为第二镜头组L2和快门S(光圈)在光轴方向的相同位置范围内相互交叠的结果。
上述实施方案的数字相机5和用于该数字相机5中的伸缩变焦镜头10是本发明的优选实施方案，因此本发明并不限于这些特定的实施方案。
例如，尽管在伸缩变焦镜头10完全缩回时只有一个第二镜头组L2从共用光轴Z1沿径向移出，但在伸缩变焦镜头10完全缩回时也可有包括第二镜头组L2多个光学元件从共用光轴Z1沿径向移出。
尽管在上述实施方案的伸缩变焦镜头10中第二镜头组L2绕偏心枢轴20c转动从而在共用光轴Z1上的操作位置和偏心光轴Z1’上的移出位置之间移动，但第二镜头组L2从共用光轴Z1上移出的方式(径向移出)并不限于上述的实施方案。例如，第二镜头组L2(或者其它的一个或多个光学元件)可通过直线移动的方式从共用光轴Z1移出。
尽管在上述实施方案的伸缩变焦镜头中当伸缩变焦镜头10完全缩回时第二镜头组L2是沿径向从共用光轴Z1向外移出从而移到共用光轴Z1的上面，但第二镜头组L2从共用光轴Z1移出的径向方向可以是任意一个合适的方向。
尽管在上述实施方案的伸缩变焦镜头中是用压缩圈簧23来作为偏压件以偏压可旋转的镜头框21，但也能用一个拉伸弹簧如波形弹簧或片簧来代替压缩圈簧23来偏压可旋转的镜头框21。然而，在镜筒的结构中，如在上述实施方案的伸缩变焦镜头的结构中，压缩圈簧可用作最小的偏压件来偏压可旋转的镜头框21，因此其是可旋转的镜头框21最理想的偏压件。
尽管在上述实施方案的伸缩变焦镜头中光学照相系统各个光学元件中从光轴移出的那个光学元件是一个镜头组，但其它的一个或多个光学元件如低通滤光片F也能像第二镜头组L2一样做成可移出的光学元件。
尽管上述实施方案的伸缩镜头是一个变焦镜头，但本发明也适用于其它类型的伸缩镜头，如伸缩式固定焦距镜头，其中只需用聚焦操作来代替第二镜头组L2的操作(变焦操作)以及拍取景像时的快门S(光圈)操作即可。
显然，在本发明所主张的构思和范围内，本发明的上述特定实施方案还有许多变更形式。这里需要指明的是，这里所有的内容均是示例性的，其不构成对本发明保持范围的限定。
权利要求
1.一种伸缩镜头系统，其包括光学照相系统的多个光学元件，其中在所述伸缩镜头系统处于准备照相的状态时，所有的这些光学元件均位于一个共用光轴上；其中，当所述伸缩镜头系统从所述准备照相状态变换到缩回状态时，所述多个光学元件中至少有一个可移出的光学元件移到所述共用光轴之外的一个移出位置，并且所述该可移出的光学元件和所述多个光学元件的其余元件中的至少一个光学元件向后移，其中所述其余光学元件中所述至少一个光学元件包括可线性移动的元件(快门S)，当所述伸缩镜头系统处于所述准备照相状态时，在不改变在所述共用光轴方向上的所述可线性移动的元件和所述可移出的光学元件之间的距离的条件下，该可线性移动的元件沿所述共用光轴方向移动，并且其中当所述伸缩镜头系统从所述准备照相的状态变换到所述缩回状态时，至少一部分所述可移出的光学元件和至少一部分所述可线性移动的元件定位于一个垂直于所述共用光轴的共用平面内。
2.如权利要求1所述的伸缩镜头系统，其进一步包括可移动环(20)，当所述伸缩镜头系统处于所述准备照相状态时，该可移动环将所述可线性移动的元件和所述可移出的光学元件支撑起来从而使所述可线性移动的元件和所述可移出的光学元件能一起沿所述共用光轴方向移动，并且当所述伸缩镜头系统从所述准备照相的状态变换到所述缩回状态时所述可移动环向后移动；以及位置控制机构(20c、20f、21和23)，其用来将所述可移出的光学元件支撑在所述可移动环中，这样所述可移出的光学元件既能在一个垂直于所述共用光轴的平面内移动、又能沿所述共用光轴的方向移动，当所述伸缩镜头系统处于所述准备照相状态时，该位置控制机构用来将所述可移出的光学元件定位到所述可线性移动的元件的后面。
3.如权利要求1所述的伸缩镜头系统，其中所述可线性移动的元件包括曝光控制元件，该曝光控制元件包括快门和光圈中的至少一个。
4.如权利要求2所述的伸缩镜头系统，其中所述位置控制机构包括旋转轴(20c)，其平行于所述共用光轴延伸，并布置在所述可移动环的内侧从而相对于所述共用光轴偏心设置；固定框(21)，其用来固定所述可移出的光学元件，并与所述旋转轴啮合从而能在所述旋转轴上旋转并能沿所述共用光轴的方向移动；偏压件(23)，其使固定框沿所述共用光轴方向向后偏压到所述旋转轴上；以及后移限位装置(20f)，其用来确定所述固定框在所述可移动环中后移的极限位置。
5.如权利要求4所述的伸缩镜头系统，进一步包括第二后移限位装置(11a4)，其布置在静止件(11)上，该静止件不能在所述共用光轴的方向上移动，并且当所述伸缩镜头系统处于所述准备照相状态时，其位于所述固定框的后面，其中，当所述伸缩镜头系统从所述准备照相的状态变换到所述缩回状态时，所述固定框与所述第二后移限位装置部分接触，从而在所述可移动环所述后移的中点处防止其进一步后移，接着，所述可移动环克服所述偏压件的偏压力继续向后移动。
6.如权利要求4所述的伸缩镜头系统，其中所述偏压件包括压缩式的螺旋弹簧。
7.如权利要求4所述的伸缩镜头系统，其进一步包括移出装置(11a)，当所述伸缩镜头系统从所述准备照相的状态变换到所述缩回状态时，借助于所述可移动环和所述固定框的后移力，所述移出装置使所述固定框绕所述旋转轴旋转，从而将所述固定框移到所述移出位置；以及前移限位装置(20g)，其在所述移出装置的操作过程中防止所述固定框相对于所述可移动环在所述共用光轴的方向上前移。
8.如权利要求7所述的伸缩镜头系统，其中所述移出装置包括凸轮突起(11a)，其沿着所述共用光轴的方向从所述可移动环后面的静止件(11)向前凸出，所述凸轮突起的前端设有能与所述固定框接触的凸轮表面(11a2)。
9.如权利要求2所述的伸缩镜头系统，其进一步包括至少一个后置光学元件(L3、C和F)，当所述伸缩镜头系统处于所述准备照相的状态时，其位于所述可移出的光学元件的后面，当所述伸缩镜头系统处于所述缩回的状态时，所述至少一部分所述后置光学元件以及至少一部分所述可移出的光学元件位于一个垂直于所述共用光轴的共用平面内。
10.如权利要求1所述的伸缩镜头系统，其中所述光学照相系统包括变焦镜头系统，该变焦镜头系统包括多个镜头组，该镜头组内含有所述可移出的光学元件。
11.如权利要求1所述的伸缩镜头系统，其中所述伸缩镜头系统结合在照相机中。
12.如权利要求11所述的伸缩镜头系统，其中当所述相机的总开关转到OFF位置时，所述伸缩镜头系统从所述准备照相的状态变换到所述缩回状态。
13.如权利要求11所述的伸缩镜头系统，其中所述可移出的光学元件是所述的多个光学元件中的一个，并设置在所述多个光学元件中最前面的光学元件和最后面的光学元件之间。
14.如权利要求13所述的伸缩镜头系统，其中当所述伸缩镜头系统处于所述准备照相状态时，所述可移出的光学元件紧邻于所述可线性移动的元件的后面。
15.一种伸缩镜头系统，其包括光学照相系统的多个光学元件，其中在所述伸缩镜头系统处于准备照相的状态时，所有的这些光学元件均位于一个共用光轴上，其中当所述伸缩镜头系统从准备照相状态变换到缩回状态时，所述多个光学元件中至少有一个可移出的光学元件移到所述共用光轴之外的移出位置，并且所述可移出的光学元件和所述多个光学元件的其余光学元件中的至少一个光学元件向后移，其中所述伸缩镜头系统包括可移动的环(20)，当所述伸缩镜头系统从所述准备照相的状态变换到所述缩回状态时，所述可移动环将所述可移出的光学元件支撑到所述可移动环的内侧，并向后移动，其中，当所述伸缩镜头系统处于所述准备照相状态时，所述可移动环和所述可移出的光学元件一起沿所述共用光轴方向移动，以及其中，当所述伸缩镜头系统从所述准备照相的状态变换到所述缩回状态时，所述可移动环在所述共用光轴方向上的后移量大于所述可移出的光学元件的后移量。
16.如权利要求15所述的伸缩镜头系统，其进一步包括可线性移动的元件(快门S)，当所述伸缩镜头系统处于所述准备照相状态时，所述可线性移动的元件在其沿所述共用光轴方向移动时与所述可移动环一起沿所述共用光轴方向移动，并定位于所述可移出的光学元件的前面；以及位置控制机构(20c、20f、21和23)，其在所述伸缩镜头系统从所述准备照相的状态变换到所述缩回状态时将至少一部分所述可移出的光学元件和至少一部分所述可线性移动的元件定位于一个垂直于所述共用光轴的共用平面内。
17.如权利要求16所述的伸缩镜头系统，其中所述可线性移动的元件包括曝光控制元件，该曝光控制元件包括快门和光圈中的至少一个。
18.如权利要求16所述的伸缩镜头系统，其中所述位置控制机构包括旋转轴，其平行于所述共用光轴延伸，并布置在所述可移动环的内侧从而相对于所述共用光轴偏心设置；固定框，其用来固定所述可移出的光学元件，并与所述旋转轴啮合从而能在所述旋转轴上旋转并能沿所述共用光轴的方向移动；偏压件，其使所述旋转轴上的固定框沿所述共用光轴方向向后偏压到所述旋转轴上；以及后移限位装置，其用来确定所述固定框在所述可移动环中后移的极限位置。
19.如权利要求18所述的伸缩镜头系统，其进一步包括第二后移限位装置，其布置在一个静止件上，该静止件不能在所述共用光轴的方向上移动，并且当所述伸缩镜头系统处于所述准备照相状态时，其位于所述固定框的后面，其中，当所述伸缩镜头系统从所述准备照相的状态变换到所述缩回状态时，所述固定框与所述第二后移限位装置部分接触，从而在所述可移动环所述后移的中点处防止其进一步后移，接着，所述可移动环克服所述偏压件的偏压力继续向后移动。
20.如权利要求18所述的伸缩镜头系统，其中所述偏压件包括压缩式的螺旋弹簧。
21.如权利要求18所述的伸缩镜头系统，其进一步包括移出装置，当所述伸缩镜头系统从所述准备照相的状态变换到所述缩回状态时，借助于所述可移动环和所述固定框的后移力，所述移出装置使所述固定框绕所述旋转轴旋转，从而将所述固定框移到所述移出位置；以及前移限位装置，其在所述移出装置的操作过程中防止所述固定框相对于所述可移动环在所述共用光轴的方向上前移。
22.如权利要求21所述的伸缩镜头系统，其中所述移出装置包括凸轮突起，其沿着所述共用光轴的方向从所述可移动环后面的静止件向前凸出，所述凸轮突起的前端设有能与所述固定框接触的凸轮表面。
23.如权利要求16所述的伸缩镜头系统，其进一步包括至少一个后置光学元件，当所述伸缩镜头系统处于所述准备照相的状态时，其位于所述可移出的光学元件的后面，其中当所述伸缩镜头系统处于所述缩回的状态时，至少一部分所述后置光学元件以及至少一部分所述可移出的光学元件位于一个垂直于所述共用光轴的共用平面内。
24.如权利要求15所述的伸缩镜头系统，其中所述光学照相系统包括变焦镜头系统，该变焦镜头系统包括多个镜头组，该镜头组内含有所述可移出的光学元件。
25.如权利要求15所述的伸缩镜头系统，其中所述伸缩镜头系统结合在照相机中。
26.一种伸缩镜头系统，其包括多个可线性移动的光学元件，其只能沿一共用光轴直线移动；以及至少一个可移出的光学元件，当所述伸缩镜头系统处于准备照相的状态时所述可移出的光学元件处于所述共用光轴上，并且当所述伸缩镜头系统从所述准备照相状态变换到缩回状态时，所述可移出的光学元件移到所述共用光轴之外的移出位置，其中，当所述伸缩镜头系统从所述准备照相状态变换到所述缩回状态时，所述可线性移动的光学元件和所述可移出的光学元件向后移，其中，当所述伸缩镜头系统处于所述准备照相的状态时，所述可线性移动的光学元件中的前置光学元件紧邻于所述可移出的光学元件的前面，以及其中，当所述伸缩镜头系统处于所述缩回状态时，所述可移出的光学元件的至少一部分和所述多个可线性移动的元件中的所述前置光学元件的至少一部分处于一个垂直于所述共用光轴的共用平面上，所述可线性移动的光学元件中的所述前置光学元件的位置在所述伸缩镜头系统处于所述准备照相的状态时紧邻于所述可移出的光学元件的前面。
27.如权利要求26所述的伸缩镜头系统，其进一步包括可移动的环(20)，当所述伸缩镜头系统处于所述准备照相状态时，所述可移动环将所述可移出的光学元件和所述前置光学元件支撑起来从而使所述可移出的光学元件和所述可线性移动的元件中的所述一个元件一起沿所述共用光轴方向移动，并且至少在所述伸缩镜头系统从所述准备照相的状态变换到所述缩回状态时所述可移动环向后移动；以及位置控制机构(20c、20f、21和23)，其用来将所述可移出的光学元件支撑在所述可移动环中，并使所述可移出的光学元件既能在一个垂直于所述共用光轴的平面内移动、又能沿所述共用光轴的方向移动，当所述伸缩镜头系统处于所述准备照相状态时，所述位置控制机构用来将所述可移出的光学元件定位到所述可线性移动的光学元件中的所述前置光学元件的后面。
28.如权利要求26所述的伸缩镜头系统，其中所述可线性移动的元件的所述前置光学元件包括曝光控制元件，该曝光控制元件包括快门和光圈二者中的至少一个。
29.如权利要求27所述的伸缩镜头系统，其中所述位置控制机构包括旋转轴，其平行于所述共用光轴延伸，并布置在所述可移动环的内侧从而相对于所述共用光轴偏心设置；固定框，其用来固定所述可移出的光学元件，并与所述旋转轴啮合从而能在所述旋转轴上旋转并能沿所述共用光轴的方向移动；偏压件，其使所述固定框沿所述共用光轴方向向后偏压到所述旋转轴上；以及后移限位装置，其用来确定所述固定框在所述可移动环中后移的极限位置。
30.如权利要求29所述的伸缩镜头系统，其进一步包括第二后移限位装置，其布置在一个静止件上，该静止件不能在所述共用光轴的方向上移动，并且当所述伸缩镜头系统处于所述准备照相状态时，其位于所述固定框的后面，其中，当所述伸缩镜头系统从所述准备照相的状态变换到所述缩回状态时，所述固定框与所述第二后移限位装置部分接触，从而在所述可移动环所述后移的中点处防止其进一步后移，接着，所述可移动环克服所述偏压件的偏压力继续向后移动。
31.如权利要求29所述的伸缩镜头系统，其中所述偏压件包括压缩式的螺旋弹簧。
32.如权利要求29所述的伸缩镜头系统，其进一步包括移出装置，当所述伸缩镜头系统从所述准备照相的状态变换到所述缩回状态时，借助于所述可移动环和所述固定框的后移力，所述移出装置使所述固定框绕所述旋转轴旋转，从而将所述固定框移到所述移出位置；以及前移限位装置，其在所述移出装置的操作过程中防止所述固定框相对于所述可移动环在所述共用光轴的方向上前移。
33.如权利要求32所述的伸缩镜头系统，其中所述移出装置包括凸轮突起，其沿着所述共用光轴的方向从所述可移动环后面的静止件向前凸出，所述凸轮突起的前端设有能与所述固定框接触的凸轮表面。
34.如权利要求27所述的伸缩镜头系统，其进一步包括至少一个后置光学元件，当所述伸缩镜头系统处于所述准备照相的状态时，其位于所述可移出的光学元件的后面，其中当所述伸缩镜头系统处于所述缩回的状态时，至少一部分所述后置光学元件以及至少一部分所述可移出的光学元件位于一个垂直于所述共用光轴的共用平面内。
35.如权利要求26所述的伸缩镜头系统，其中所述光学照相系统包括变焦镜头系统，该变焦镜头系统包括多个镜头组，该镜头组内含有所述可移出的光学元件。
36.如权利要求26所述的伸缩镜头系统，其中所述伸缩镜头系统结合在照相机中。
37.一种伸缩镜头系统，其包括曝光控制元件，该曝光控制元件包括快门光圈二者中的至少一个；以及除所述曝光控制元件之外的多个光学元件，其中当所述伸缩镜头系统处于准备照相的状态时，所述曝光控制元件和所述多个光学元件均位于一个共用光轴上，其中，当所述伸缩镜头系统从所述准备照相状态变换到缩回状态时，所述多个光学元件中至少有一个可移出的光学元件移到所述共用光轴之外的移出位置，并且所述可移出的光学元件和所述曝光控制元件向后移，其中当所述伸缩镜头系统处于所述准备照相状态时，所述可移出的光学元件定位于所述曝光控制元件的后面，以及当所述伸缩镜头系统处于所述缩回状态时，所述曝光控制元件和至少一部分所述可移出的光学元件处在一个垂直于所述共用光轴的共用平面内。
38.如权利要求37所述的伸缩镜头系统，其进一步包括可移动的环(20)，当所述伸缩镜头系统处于所述准备照相状态时，所述可移动环将所述曝光控制元件和所述可移出的光学元件支撑起来并使所述曝光控制元件和所述可移出的光学元件一起沿所述共用光轴方向移动，并且在所述伸缩镜头系统从所述准备照相的状态变换到所述缩回状态时所述可移动环向后移动；以及位置控制机构(20c、20f、21和23)，其用来将所述可移出的光学元件支撑在所述可移动环中，并使所述可移出的光学元件既能在一个垂直于所述共用光轴的平面内移动、又能沿所述共用光轴的方向移动，并且当所述伸缩镜头系统处于所述准备照相状态时，所述位置控制机构用来将所述可移出的光学元件定位于所述曝光控制元件的后面。
39.如权利要求38所述的伸缩镜头系统，其中所述位置控制机构包括旋转轴，其平行于所述共用光轴延伸，并布置在所述可移动环的内侧从而相对于所述共用光轴偏心设置；固定框，其用来固定所述可移出的光学元件，并与所述旋转轴啮合从而能在所述旋转轴上旋转并能沿所述共用光轴的方向移动；偏压件，其使所述固定框沿所述共用光轴方向向后偏压到所述旋转轴上；以及后移限位装置，其用来确定所述固定框在所述可移动环中后移的极限位置。
40.如权利要求39所述的伸缩镜头系统，其进一步包括第二后移限位装置，其布置在静止件上，该静止件不能在所述共用光轴的方向上移动，并且当所述伸缩镜头系统处于所述准备照相状态时，其位于所述固定框的后面，其中，当所述伸缩镜头系统从所述准备照相的状态变换到所述缩回状态时，所述固定框与所述第二后移限位装置部分接触，从而在所述可移动环所述后移的中点处防止其进一步后移，接着，所述可移动环克服所述偏压件的偏压力继续向后移动。
41.如权利要求39所述的伸缩镜头系统，其中所述偏压件包括压缩式的螺旋弹簧。
42.如权利要求39所述的伸缩镜头系统，其进一步包括移出装置，当所述伸缩镜头系统从所述准备照相的状态变换到所述缩回状态时，借助于所述可移动环和所述固定框的后移力，所述移出装置使所述固定框绕所述旋转轴旋转，从而将所述固定框移到所述移出位置；以及前移限位装置，其在所述移出装置的操作过程中防止所述固定框相对于所述可移动环在所述共用光轴的方向上前移。
43.如权利要求42所述的伸缩镜头系统，其中所述移出装置包括凸轮突起，其沿着所述共用光轴的方向从所述可移动环后面的静止件向前凸出，所述凸轮突起的前端设有能与所述固定框接触的凸轮表面。
44.如权利要求38所述的伸缩镜头系统，其进一步包括至少一个后置光学元件，当所述伸缩镜头系统处于所述准备照相的状态时，其位于所述可移出的光学元件的后面，其中当所述伸缩镜头系统处于所述缩回的状态时，至少一部分所述后置光学元件以及至少一部分所述可移出的光学元件位于一个垂直于所述共用光轴的共用平面内。
45.如权利要求37所述的伸缩镜头系统，其中所述光学照相系统包括变焦镜头系统，该变焦镜头系统包括多个镜头组，该镜头组内含有所述可移出的光学元件。
46.如权利要求37所述的伸缩镜头系统，其中所述伸缩镜头系统结合在照相机中。
全文摘要
一种伸缩镜头系统，其包括光学照相系统的多个光学元件，其中所有的这些光学元件在伸缩镜头系统处于准备照相的状态时均位于一个共用光轴上。当该伸缩镜头系统从准备照相状态变换到缩回状态时，多个光学元件中至少有一个可移出的光学元件移到移出位置，并且该可移出的光学元件和其余元件中的一个光学元件向后移。其余光学元件中的所述一个光学元件包括可线性移动的元件，在准备照相状态时，该可线性移动的元件在不改变可线性移动的元件和可移出的光学元件之间距离的条件下沿共用光轴方向移动。当伸缩镜头系统从准备照相的状态变换到缩回状态时，一部分可移出的光学元件和一部分可线性移动的元件处在一个垂直于共用光轴的共用平面内。
文档编号G03B17/02GK1670603SQ20051005543
公开日2005年9月21日 申请日期2005年3月17日 优先权日2004年3月18日
发明者石塚和宜, 野村博 申请人:宾得株式会社