专利名称：成像装置的手动对焦机构和成像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及成像装置的手动对焦机构，也涉及成像装置本身。
背景技术：
在成像装置(例如照相机)的手动对焦机构中，一般通过对焦环(focusing ring) 的手动转动操作，以无级的方式沿对焦镜头组的光轴移动对焦镜头组，而得到焦点对准(in focus)的状态。但是，日本未审查专利公开No. 2005-62385公开了一种用于非常专业的用 途的对焦机构，其中对焦镜头组沿其光轴方向步进的移动。通常在视觉确认实际对焦状态时，通过转动手动对焦环而执行手动对焦；但是，在 不能实时的通过视觉确认对焦状态的条件下，难以识别手动对焦环应当转动的程度。例如， 在最近几年，许多监控相机(surveillance camera)都使用透明盖覆盖相机的外部。在这 样的相机中，相机镜头的焦距是可调节的，以及从而被设置(固定)在一个被调节的焦距， 有时由于透明盖被随后安装并且改变光学条件，因此焦距偏离焦点对准位置(状态)。已经 证明，在这样的传统手动对焦机构上安装透明盖之前，调节相机镜头的焦距从而偏移一个 焦距偏差需要专业技术，是很困难的。
发明内容
考虑到上述问题设计了本发明，本发明提供一种成像装置及其手动对焦机构，其 中相比传统机构，即使在对焦状态的视觉确认受限的情况下，也可以容易的得到焦点对准 状态。根据本发明的一个方面，提供一种成像装置的手动对焦机构，所述成像装置 装备有包括对焦镜头组的镜头系统，所述手动对焦机构通过对焦操作构件(focusing operational member)的手动操作，通过在对焦镜头组的光轴方向线性移动对焦镜头组改 变像平面的位置，手动对焦机构包括将对焦操作构件保持在关于支撑构件的多个单击停止 位置(click-stop position)之一的单击停止机构(click-stop mechanism),所述支撑构 件支撑所述对焦操作构件。在成像装置的镜头系统的景深的范围内，确定对焦操作构件的 经过单击停止机构的每一个单击停止位置所对应的光轴方向的像平面位置的移动的量。理想的是，单击停止机构包括在对焦操作构件和支撑构件的其中之一上装备的齿 状部件，该齿状部件具有在对焦操作构件的操作方向的不同位置上交替排列的多个单击停 止凹陷和多个单击停止突起；以及，停止器构件，装备在对焦操作构件和支撑构件中的另 一个上，停止器构件在朝向齿状部件的接合方向/从齿状部件分离的分离方向上是可移 动的，其中通过停止器构件和齿状部件的多个单击停止凹陷的任一个相接合，停止器构件 向对焦操作构件施力口移动阻力(applies amovement resistance against the focusing operational member)。理想的是停止器构件包括球面的球(spherical ball)。理想的是，单击停止机构包括在接合方向上向齿状部件偏置停止器构件的偏置
4器，从而停止器构件和齿状部件的多个单击停止凹陷的任何一个接合。理想的是，对焦操作构件和支撑构件包括绕镜头系统的光轴同轴设置的一对环 形构件，其中一对环形构件的内周缘表面和外周缘表面互相之间彼此面对。偏置器包括 沿一对环形构件的其中之一的周缘表面被支撑的半环状叶片弹簧(semi-armular leaf spring) 0理想的是，沿着一个环形构件的周缘表面而装备半环状叶片弹簧，从而半环状叶 片弹簧在一个环形构件的圆周方向上占据190度到220度的角度范围。理想的是，在对焦操作构件绕光轴经螺旋面相对于支撑构件转动时，所述对焦操 作构件在光轴方向移动，所述螺旋面形成在构成对焦操作构件和支撑构件的一对环形构件 的内周缘表面和外周缘表面上，其中，对焦镜头组和对焦操作构件在光轴方向上一起移动。在实施例中，提供成像装置，包括装备有拍摄镜头系统和对焦机构的拍摄镜头筒; 透明盖，其独立于拍摄镜头筒设置，并覆盖至少由拍摄镜头系统的视角所确定的区域。对焦 机构包括装备有单击停止机构的对焦操作构件，单击停止机构使对焦操作构件能够被手动 操作，同时提供保持对焦操作构件的多个单击停止位置。在拍摄镜头系统的景深范围内确 定对焦操作构件的经单击停止机构的每个单击停止位置所对应的在光轴方向上的像平面 位置的移动量。根据本发明的成像装置和手动对焦机构，由于在对焦环形构件的转动过程中经过 可以感觉到的有触感的单击的数量能够分辨对焦镜头组的(沿光轴方向的)移动量，即使 在焦点状态的视觉确认受限的条件下，也能够容易的分辨用于得到焦点对准状态的手动对 焦环形构件的转动的合适的量，而不需要高级技术人员执行这样的对焦操作。
下面将参考附图更详细的讨论本发明，其中图1显示了根据本发明的变焦镜头筒的前透视图；图2是图1所示的变焦镜头筒的上半部分的侧视截面图；图3是围绕图1所示的变焦镜头筒的单击停止机构的区域的放大侧视截面图；图4是围绕图1所示的变焦镜头筒的单击停止机构的区域的沿垂直于光轴的平面 的截面图；以及图5是图4的截面图的部分放大图。
具体实施例方式图1和图2显示了应用本发明的镜头筒10的总体结构，其用于CCTV(闭路电视) 系统。镜头筒10是装备有前镜头组(对焦镜头组)Ll和后镜头组L2的变焦镜头筒，其构 成成像光学系统(拍摄镜头系统)的光学组件。在以下说明中，沿这样的成像光学系统的光 轴0的方向被称为“光轴方向”，其中朝向物体一侧的方向(图2中的左侧)被称为“前”或 “向前方向”，而成像光学系统的朝向像平面的方向(图2中的右侧)将被称为“后”或“向 后方向”。镜头筒10装备有环状固定框架(支撑构件/环形(ring)构件)11，其中心对准光 轴0。固定框架11的前部被设置为大直径圆柱体部分11a，以及固定框架11的后部被设置为直径小于大直径圆柱体部分Ila的小直径圆柱体部分lib。大直径圆柱体部分Ila和小 直径圆柱体部分lib彼此同轴。在大直径圆柱体部分Ila和小直径圆柱体部分lib之间的 边界形成连接大直径圆柱体部分Ila和小直径圆柱体部分lib的中间法兰(intermediate flange) 11c。中间固定环12被固定在固定框架11的中间法兰lie上。后装饰环13经过 安装螺丝41固定于中间固定环12。后装饰环13是具有公共中心轴(对应于光轴0)的双层圆柱状构件，其外圆柱体 部分的外周缘表面和安装固定环14通过分别形成于其上的阳螺纹和阴螺纹而螺纹接合。 此外，安装环15被支撑于后装饰环13的内圆柱体部分的外周缘表面上，从而可以相对后装 饰环13转动。通过调节(一个或多个)垫片16、安装间隔环17和安装弹簧18，以及还通 过安装环15被夹在后装饰环13和安装固定环14之间，确定安装环15在光轴方向上的位 置。可以通过形成于在向后方向上突出的(安装环15的)圆柱体部分15a的外周缘表面 上的安装螺纹(阳螺纹)和形成于照相机体的安装部分(mount)上的安装螺纹(阴螺纹) 之间的螺纹接合而将镜头筒10安装在照相机体(未示出)上。在没有外力施加于镜头筒 10的状态下，由于通过安装弹簧18的偏置力而得到的摩擦力，安装环15相对于后装饰环 13的角位置可以保持恒定。这样，可以通过在光轴方向上施加预定大小的力而使后装饰环 13和安装环15之间的摩擦连接被瞬间释放，由此后装饰环13和安装环15能够绕光轴0在 此连接-释放状态中相对转动(执行角调节)；由此，可以调节镜头筒10相对于照相机体 的安装角度。在固定框架11的大直径圆柱体部分Ila上形成线性引导槽lld，以及在固定框 架11的小直径圆柱体部分lib上形成线性引导槽lie。每个线性引导槽Ild都是形成 于大直径圆柱体部分Ila的内周缘(peripheral)表面上的底槽(bottomed groove)，而 每个线性引导槽lie都是(在径向方向上)穿过小直径圆柱体部分lib而形成的通槽 (throughgroove)。前凸轮环20装备在大直径圆柱体部分Ila的内部并被其可转动的支撑， 以及后凸轮环21装备在小直径圆柱体部分lib的外部并被其可转动的支撑。前镜头组凸 轮通槽20a穿过前凸轮环20的周缘部分而形成，从而前镜头组凸轮通槽20a和线性引导槽 Ild分别相交。后镜头组凸轮槽21a被形成在后凸轮环21的内周缘上，从而后镜头组凸轮 槽21a和线性引导槽lie分别相交。后凸轮环21被支撑在(夹在)固定框架11的中间法 兰Ilc和中间固定环12之间，从而在光轴方向被保持在固定位置。此外，转动传递键21b 被装备在后凸轮环21的前端，从而由此向前方突出，以及这些转动传递键21b分别穿过键 插入通孔llf，所述键插入通孔Ilf被形成为穿过固定框架11的中间法兰11c，以及每个键 插入通孔Ilf都具有以光轴为中心的弧形形状，以及延伸进入大直径圆柱体部分Ila的内 部空间，从而和形成在前凸轮环20上的转动传递槽20b接合。如图4所示，两个键插入通 孔Ilf装备在不同的(绕光轴的)圆周位置上，以及分别对应于两个键插入通孔Ilf而装 备两个转动传递槽20b和两个后镜头组凸轮槽21a(在图2中分别都只显示了一个)。对焦环(对焦操作构件/环形构件)23经对焦螺旋面24被支撑于固定框架11的 大直径圆柱体部分Ila的外侧，从而根据对焦螺旋面24相对于大直径圆柱体部分Ila而转 动。更确切的说，对焦螺旋面24被配置为形成在大直径圆柱体部分Ila的外周缘表面上的 阳螺旋面以及形成在对焦环23的内周缘表面上的阴螺旋面。卡环(retainer ring) 22通过 精细螺纹26被支撑于对焦环23的外前端，以及前凸轮环20的前端部分被支撑在(夹在)卡环22的内周缘上形成的内法兰22a和对焦环23的前端法兰23a之间，从而不在光轴方 向上相对移动。换言之，通过卡环22，前凸轮环20和对焦环23在光轴方向被形成整体。反 之，前凸轮环20的前端部分相对于卡环22的内法兰22a和对焦环23的前端法兰23a可绕 光轴0转动。卡环22的内法兰22a、前凸轮环20的前端部分以及对焦环23的前端法兰23a 构成了相对可转动耦合。经过摩擦弹簧25，预定大小的摩擦力在转动方向上作用于该相对 可转动耦合上。如图4所示，杆支撑底座23b和螺丝支撑底座23c的每一个都具有在径向方向上 穿过自身而形成的螺纹孔，所述杆支撑底座23b和螺丝支撑底座23c在直径上相对的位置， 即在相对于光轴0基本对称的位置上，装备在对焦环23的外周缘上。从对焦环23往向外 的方向径向延伸的对焦杆的底板部分(未示出)被螺纹接合到穿过杆支撑底座23b中的螺 纹孔中，从而被其支撑。控制螺丝27被螺纹接合到螺丝支撑底座23c的螺纹孔中从而被其 支撑。在控制螺丝27被拧下从而控制螺丝27的头部紧贴螺丝支撑底座23c的状态下，控 制螺丝27的螺纹杆部分在径向方向向内突出进入对焦环23，以及圆周槽(底槽)Ilg(见 图4)形成在固定框架11的大直径圆柱体部分Ila的外周缘上，从而(在向内的径向方向 突出的)控制螺丝27的底端进入圆周槽llg。如图4所示，在固定框架11的大直径圆柱体部分Ila的不同圆周位置上形成 单击停止环部件(齿状部件)llh，一直到圆周槽Ilg占据的圆周区域。如图5的放大 图所示，单击停止环部件Ilh的外周缘上装备有在圆周方向(操作方向)上交替排列 的多个单击停止凹陷Ilhl和多个单击停止突起llh2，从而确定齿状外表面。容球孔 (ball-receiVingh0le)23d形成在对焦环23中，从而在径向方向在面对单击停止环部件 Ilh的位置穿过对焦环23而延伸，以及单击球(停止器构件)35装备在容球孔23d中。单 击球35是被支撑在容球孔23d中的球面的球，从而可以在对焦环23的径向方向移动。将 单击球35向对焦环23的内部径向方向偏置，即，从而通过装备在单击球35的外侧的单击 弹簧(偏置器/半环状叶片弹簧)36，接触单击停止环部件llh。单击弹簧36是在圆周方 向上具有大长度的半环状(C形)叶片弹簧。在对焦环23中，在其外周缘表面上形成弹簧 容纳槽23e，用于容纳单击弹簧36。确定单击弹簧36在对焦环23的圆周方向的长度，从而 当从光轴方向观测时，单击弹簧36占据绕光轴0具有190度到220度范围的角度CA，如图 4所示。单击弹簧36固定于弹簧容纳槽23e中的一端，以及压住单击球35的单击弹簧36 的另一端(自由端)在对焦环23的径向方向上可弹性变形。这样，单击停止环部件llh、单 击球35和单击弹簧36构成对焦单击停止机构，在对焦环23相对于固定框架11的转动方 向中排列的多个单击停止位置的其中之一，经过所述对焦单击停止机构间歇性的保持(单 击停止)对焦环23。更确切的说，对焦环23可以保持在任何一个转动位置(单击停止位 置)，通过单击弹簧36的偏置力，在所述转动位置单击球35和单击停止凹陷1 Ihl的其中之 一接合，以及在单击球35在单击停止突起llh2的其中之一上缩回的中间角位置，对焦环23 不停止。在每个单击停止位置，通过单击球35分别和每个单击停止凹陷Ilhl接合，转动阻 力(运动阻力)被施加于对焦环23上，并且当通过施加超过抵消转动阻力的预定力的操作 力而在每个单击停止位置产生有触感的“单击”时，对焦环23可以转动。应当注意的是，在 光轴方向上，确定可以形成单击停止环部件Ilh的范围，从而即使对焦环23在光轴方向上 经过对焦操作相对于固定框架11移动，单击停止环部件Ilh(单击停止凹陷Ilhl)也可以
7保持和单击球35接合(在下面讨论)。后凸轮环21经链销28连接到变焦环29，从而与变焦环29整体转动。变焦环29 经变焦杆(未示出)绕光轴0(手动)转动。支撑前镜头组Ll的前镜头组支撑框架30装备有从前镜头组支撑框架30的外周 缘径向向外突出的凸轮从动件突起30a，以及在径向方向上从各个凸轮从动件突起30a进 一步向外突出的线性引导突起30b。凸轮从动件突起30a分别和前凸轮环20的前镜头组凸 轮通槽20a可滑动的接合，以及线性引导突起30b分别和固定框架11的线性引导槽Ild可 滑动的接合。换言之，前镜头组支撑框架30在光轴方向经线性引导突起30b和线性引导槽 Ild之间的接合而被线性引导，以及当前凸轮环20被转动时，前镜头组支撑框架30在光轴 方向经凸轮从动件突起30a和前镜头组凸轮通槽20a之间的接合而被线性移动。支撑后镜头组L2的后镜头组支撑框架31装备有从后镜头组支撑框架31的外周 缘径向向外突出的线性引导突起31a，以及在径向方向上从线性引导突起31a进一步向外 突出的凸轮从动件突起31b。线性引导突起31a分别和固定框架11的线性引导槽lie可滑 动的接合，以及凸轮从动件突起31b分别和后凸轮环21的后镜头组凸轮槽21a可滑动的接 合。换言之，后镜头组支撑框架31在光轴方向经线性引导突起31a和线性引导槽lie之间 的接合而被线性引导，以及当后凸轮环21被转动时，后镜头组支撑框架31在光轴方向经凸 轮从动件突起31b和后镜头组凸轮槽21a之间的接合而被线性移动。镜头筒10从安装固定环14到对焦环23的底端附近的部分都被后盖33和前盖34 覆盖。虽然在图中没有显示，后盖33装备有通缝(通槽)，上述变焦杆通过该通缝向外延伸 而突出。后盖33的通缝具有允许变焦杆在其圆周移动范围中移动的圆周长度(通过变焦 环29的转动操作范围确定)。此外，如图2所示，装备有前盖34的环形环绕构件34a，从而 环绕对焦环23的弹簧容纳槽23e的外周缘。下面将讨论具有上述结构的镜头筒10的手动操作。通过经上述变焦杆在圆周方 向上手动转动变焦环29而执行变焦操作。在变焦环29绕光轴0转动的情况下，变焦环29 的转动动作经链销28被传送到后凸轮环21。在后凸轮环21绕光轴0转动的情况下，由于 凸轮从动件突起31b通过后镜头组凸轮槽21a被引导，在光轴方向经线性引导槽lie和线 性引导突起31a的线性引导的后镜头组支撑框架31根据预定(变焦)路径在光轴中移动。 此外，后凸轮环21的转动经转动传递键21b和转动传递槽20b之间的接合被传送给前凸轮 环20，而转动传递键21b和转动传递槽20b之间的接合还引起前凸轮环20绕光轴0转动。 接下来，在光轴方向上经线性引导槽Ild线性引导的前镜头组支撑框架30以及线性引导突 起30b经过被前镜头组凸轮通槽20a引导的凸轮从动件突起30a，分别在光轴方向上根据 预定变焦路径而移动。在变焦操作过程中，前凸轮环20的前端部分相对卡环22的内法兰 22a(在光轴方向上面对前凸轮环20的前端)和对焦环23的前端法兰23a两者转动，而卡 环22和对焦环23不转动。这样，在光轴方向上并不经对焦螺旋面24而执行对焦环23的 移动，从而前凸轮环20在固定位置绕光轴转动，而在光轴方向上不改变其位置(不移动)。 换言之，在变焦操作过程中，前凸轮环20和后凸轮环21彼此之间绕光轴整体转动，而在光 轴方向不相对移动，从而在效果上实现单凸轮环构件的功能。通过经上述对焦杆(未示出)手动转动对焦环23而执行对焦操作。在对焦环23 绕光轴0转动的情况下，对焦环23在光轴方向上经由对焦环23和对焦螺旋面24之间的螺纹接合(即经由大直径圆柱体部分Ila的外周缘上的阳螺旋面和对焦环23的内周缘上的 阴螺旋面)而相对固定框架11移动。经精细螺纹26连接到对焦环23的卡环22也和对焦 环23整体转动，同时在光轴方向上移动。这样，前凸轮环20的前端部分被支撑在(夹在) 对焦环23的前端法兰23a和卡环22的内法兰22a之间，前凸轮环20在光轴方向上和对焦 环23以及卡环22 —起移动，以及在前凸轮环20中被支撑的前镜头组支撑框架30在光轴 方向上和前凸轮环20 —起移动，从而前镜头组Ll在光轴方向上移动并由此改变像平面的 位置。在对焦操作过程中，卡环22的内法兰22a和对焦环23的前端法兰23a相对前凸轮 环20的前端部分整体转动，以及前凸轮环20不转动。这样，接合在前镜头组凸轮通槽20a 中的凸轮从动件突起30a不移动，从而前凸轮环20和前镜头组支撑框架30在效果上是整 体的状态。即，在对焦操作过程中，前凸轮环20和前镜头组支撑框架30在光轴方向上整体 移动，而在光轴方向上不相对转动或相对移动，(不改变它们相互的相对位置)，由此在效 果上具有单一的前进/缩回构件的功能。换言之，执行变焦操作的前凸轮环20也作为用于 执行对焦操作的前进/缩回构件。经螺丝支撑底座23c穿过对焦环23径向向内突出的控 制螺丝27的杆根据对焦操作过程中的对焦环23的转动在固定框架11的圆周槽Ilg中移 动。圆周槽Ilg形成为在光轴方向上具有宽的宽度的长圆周槽，由于控制螺丝27在光轴方 向移动时与对焦环23 —起转动，从而防止控制螺丝27干涉圆周槽llg。此外，通过紧靠在 圆周槽Ilg的圆周端的控制螺丝27确定对焦环23相对于固定框架11的最大转动角。
在对焦操作过程中，对焦环23的转动操作以步进的方式被间歇的执行，其中经单 击球35和装备在对焦环23和固定框架11之间的单击停止机构的单击停止凹陷Ilhl之间 的接合保持(单击停止)对焦环23。换言之，作为对焦环23的转动操作的结果，前镜头组 Ll在光轴方向上的移动并不以无级方式根据对焦螺旋面24的路径而执行；相反，前镜头组 Ll在光轴方向上的移动根据单击停止机构的单击停止位置以步进的方式受控，同时跟随对 焦螺旋面24的路径。通过对焦环23的转动角度和每次有触感的单击对应的对焦螺旋面24 的倾斜角度(引导角度)确定(当单击球35从接合一个单击停止凹陷Ilhl切换到接合邻 近的单击停止凹陷Ilhl)单击停止机构的每一次有触感的单击(单击停止位置)对应的前 镜头组Ll在光轴方向上的移动量。当对焦环23被一次有触感的单击转动时，由于前镜头 组Ll的移动导致的像平面位置的移动量被确定在(由前镜头组Ll和后镜头组L2构成的) 镜头系统的景深的范围中。如本领域已知的，景深e是焦平面(像平面)放置(位置)的 公差，该公差确定像焦点对准的成像范围。可以从镜头的参数得到景深e ；即使用F数F和 所需分辨率(resolving power) c得到e = 2Fc。此外，通过设置每一次有触感的单击对应 的前镜头组Ll的移动量M在广角极限和远摄极限都满足条件e > sM，可以将每次有触感的 单击对应的像平面的移动量设置在广角焦距极限和远摄焦距极限都在景深的范围(距离) 内，其中s表示前镜头组Ll的焦点灵敏度(focus sensitivity)。每次有触感的单击对应 的像平面的移动量都设置在景深中意味着，在使用单击停止机构的步进对焦操作过程中总 能得到焦点对准状态的单击停止位置。换言之，本发明的手动对焦机构在以步进方式运行 中确保必需的对焦精度。例如，在说明性的实施例的镜头筒10的光学系统(前镜头组Ll 和后镜头组L2)中，如果景深e在广角极限和远摄极限分别是50微米和100微米，前镜头 组Ll在广角极限和远摄极限的焦点灵敏度s分别是0. 3和1. 0，满足上述条件的前镜头组 Ll的移动的单位量M是在广角极限M彡50 μ m/0. 3 = 0. 17mm，在远摄极限M彡lOOym/l. 0
9=0. 1mm。这样，在这种情况下，每次有触感的单击对应的前镜头组Ll在光轴方向的移动量 应当被设置为不超过在远摄极限的移动量M的值。这样，在本发明的手动对焦机构中，通过利用单击停止位置以步进方式执行对焦 环23的手动转动操作，由于存在确定的标记，即以大量有触觉的单击(单击停止位置)的 形式，提高了对焦操作的操作性。图2显示了本发明的手动对焦机构的理想应用的示例，图 示了被盖构件40所覆盖的类型的监控相机系统。盖构件40具有覆盖镜头筒(拍摄镜头 筒)10的拍摄光学系统的前端的透明部分41，其中覆盖面积大于(S卩，足够大从而不妨碍入 射到镜头筒10的拍摄光学系统的物体发出的光线)通过拍摄光学系统的视角范围(通过 图2中的FA表示，其中实际的视角范围包括图2中省略的镜头筒10 (拍摄光学系统)的截 面图的下半部分，即FAX2)确定的面积。在执行对焦操作的情况下，在光轴方向的用于消 除由于透明部分41装备在拍摄光学系统前所造成的焦点对准位置的偏差的前镜头组Ll的 调节(移动)量，被转换为对焦环23的操作单击停止的数量。此后，在盖构件40被安装到 镜头筒10上之前执行正常的手动对焦操作，随后在安装了盖构件40之后，可以通过将对焦 环23转动被转换的单击停止数量，而容易的得到校正(调节)焦点对准状态(焦点位置)。 在以无级方式手动转动对焦环的一类手动对焦机构中，难以将对焦环调整适当的量(在盖 构件40还没有被安装的状态中)从而消除在盖构件40安装之后发生的焦点偏差，从而这 样的调焦操作极大的依赖于操作者的直觉和经验。然而，根据本发明的手动对焦机构，由于 对焦环23的转动调节的量可以清楚和精确的以单击停止数量的形式被确定，即使无经验 的操作者也可以(经对焦环23)执行前镜头组Ll的移动调节，从而在操作者不能视觉确认 实际焦点状态的情况下可以容易和可靠的得到焦点对准状态。此外，根据本发明的手动对焦机构不限于照相机系统的光学条件根据例如上述之 后安装的盖构件改变的照相机系统的类型，该手动对焦机构可以有效的应用于当显示物体 像时发生时间延迟的照相机系统。在由于物体像显示延迟造成的对焦操作(即对焦环的手 动转动操作)并不是线性对应于观测到的图像的焦点状态的情况下，难以分辨以无级方式 执行对焦操作的手动对焦机构中对焦环所需的(转动)调节量；但是，如果对焦环的转动位 置被设置为步进方式，可以容易的确定对焦环所需的调节量。应当注意的是，虽然手动对焦机构的上述实施例应用于CCTV系统中的变焦镜 头，但是本发明还可以用于其它类型的变焦镜头，以及可以应用于CCTV系统以外的成像 装置。此外，本发明可以应用于变焦镜头系统或者焦距可变的镜头系统(varifocal lens system)。此外，在说明的实施例中，构成对焦操作构件的对焦环23是绕固定框架11的外周 缘表面转动的手动可转动环；但是，本发明并不限于这样的手动可转动环，本发明可以被应 用于在光轴方向上线性移动(滑动)的对焦操作构件。换言之，本发明的对焦操作构件仅 需要在预定方向上可移动，同时提供相对于至少支撑构件的多个单击停止位置。此外，在描述的实施例中，镜头筒10的结构是用于变焦的驱动构件被分成前凸轮 环20和后凸轮环21，从而在对焦操作过程中，前凸轮环20和对焦环23在光轴方向上和前 镜头组支撑框架30 —起移动；但是，有可能将本发明应用于具有传统结构的手动对焦机构 中，其中仅对应于前镜头组支撑框架30的构件根据对焦环23的转动操作而在光轴方向上 移动，而对焦环23和前凸轮环20不在光轴方向上移动。特别是，在传统结构中，整体的形成前凸轮环20和后凸轮环21，以及可以提供对应于对焦环23和前镜头组支撑框架30之间 的对焦螺旋面24的前进/缩回驱动装置。此外，在说明的实施例中，对焦螺旋面24用作前进/缩回驱动装置，以及在支撑强 度和操作精度方面是有利的；但是，有可能在对焦镜头组(前镜头组Li)的前进/缩回驱动 装置中采用螺旋面以外的可选结构，只要可选结构经手动转动操作在光轴方向上施加前进 /缩回驱动力。此外，单击停止机构的详细结构并非限于本发明的所述的实施例。例如，在说明的 实施例中，构成停止器构件的单击球35装备在对焦环23中，以及支撑单击球35的单击停 止环部件Ilh(具有齿状表面)形成在固定框架11的大直径圆柱体部分Ila中；但是，相反 的配置也是可能的，其中停止器构件(单击球35)装备在大直径圆柱体部分Ila中，以及在 对焦环23上提供齿状表面。如果停止器构件(单击球35)配置在(对焦环23的)外侧， 镜头筒10的组装效率可以得到提升，如实施例中所说明。但是，在停止器构件(单击球35) 装备在(固定框架11的)内侧的情况下，可以减小手动对焦机构的尺寸(小型化)。此外，从单击停止机构的操作平顺和结构简化的观点出发，理想的结构是采用齿 状的单击停止环部件1 Ih (单击停止凹陷Ilhl和单击停止突起llh2)接合/分离的单击球 35(球面的球)，如说明性的实施例中解释的；但是，可以可选的采用具有接合部分的不同 结构的单击停止机构。例如，不使用例如单击球35的球面的球，而有可能使用圆柱体或锥 形/圆锥形的停止器构件。另外，在单击停止机构的说明性的实施例中，使用半环状(C形)叶片弹簧的单击 弹簧36作为偏置器；但是偏置器不限于这样的结构。例如，可以封闭容球孔23d的外周缘， 以及在容球孔23d的外周缘侧和单击球35之间插入压缩弹簧。此外，取代球面形的单击球 35，还可以使用帽形(cap-shape)停止器构件，所述帽形停止器构件具有在其中容纳压缩 弹簧的凹陷。在本发明的单击停止机构的可选实施例中，可以整体形成对应于单击球35的停 止器构件和对应于单击弹簧36的偏置器本身。可以对在此描述的本发明的特定实施例做出明显的改变，这样的改变被本发明要 求保护的精神和范围所涵盖。在此指出这里包含的所有内容都是说明性的，都不是为了限 制本发明的范围。
1权利要求
一种成像装置的手动对焦机构，所述成像装置装备有包括对焦镜头组的镜头系统，所述手动对焦机构经过对焦操作构件的手动操作，通过在所述对焦镜头组的光轴方向线性移动所述对焦镜头组改变像平面位置，所述手动对焦机构包括单击停止机构，将所述对焦操作构件保持在关于支撑构件的多个单击停止位置之一，所述支撑构件支撑所述对焦操作构件，其中，在所述成像装置的所述镜头系统的景深的范围内，确定对焦操作构件的经过所述单击停止机构的每一个单击停止位置所对应的光轴方向的所述像平面位置的移动的量。
2.如权利要求1所述的成像装置的手动对焦机构，其中，所述单击停止机构包括齿状部件，装备在对焦操作构件和支撑构件的其中之一上，所述齿状部件具有在所述 对焦操作构件的操作方向的不同位置上交替排列的多个单击停止凹陷和多个单击停止突 起；以及停止器构件，装备在对焦操作构件和支撑构件中的另一个上，所述停止器构件能够在 朝向所述齿状部件的接合方向/从齿状部件分离的分离方向上移动，其中通过所述停止器 构件和所述齿状部件的所述多个单击停止凹陷的任一个相接合，所述停止器构件向对焦操 作构件施加移动阻力。
3.如权利要求2所述的成像装置的手动对焦机构，其中所述停止器构件包括球面的球。
4.如权利要求2所述的成像装置的手动对焦机构，其中所述单击停止机构进一步包括 在接合方向上向所述齿状部件偏置所述停止器构件的偏置器，从而所述停止器构件和所述 齿状部件的所述多个单击停止凹陷的任一个相接合。
5.如权利要求4所述的成像装置的手动对焦机构，其中所述对焦操作构件和所述支撑 构件包括绕所述镜头系统的光轴同轴设置的一对环形构件，其中所述一对环形构件的内周 缘表面和外周缘表面互相之间彼此面对，以及其中所述偏置器包括沿所述一对环形构件之一的周缘表面被支撑的半环状叶片弹簧。
6.如权利要求5所述的成像装置的手动对焦机构，其中沿着一个所述环形构件的所述 周缘表面而装备所述半环状叶片弹簧，从而所述半环状叶片弹簧在一个所述环形构件的圆 周方向上占据190度到220度的角度范围。
7.如权利要求5所述的成像装置的手动对焦机构，其中在所述对焦操作构件绕光轴经 螺旋面相对于所述支撑构件转动时，所述对焦操作构件在光轴方向移动，所述螺旋面形成 在构成所述对焦操作构件和所述支撑构件的所述一对环形构件的所述内周缘表面和外周 缘表面上，其中所述对焦镜头组和所述对焦操作构件在光轴方向上一起移动。
8.一种成像装置，包括拍摄镜头筒，装备有拍摄镜头系统和对焦机构；以及透明盖，独立于所述拍摄镜头筒设置，以及至少覆盖由所述拍摄镜头系统的视角所确 定的区域，其中，所述对焦机构包括装备有单击停止机构的对焦操作构件，所述单击停止机构使 所述对焦操作构件能够被手动操作，同时提供保持所述对焦操作构件的多个单击停止位 置，以及其中，在所述拍摄镜头系统的景深范围内确定所述对焦操作构件的经所述单击停止机构的每个所述单击停止位置所对应的在光轴方向上的像平面位置的移动量。
全文摘要
本发明公开一种成像装置的手动对焦机构和成像装置，所述成像装置装备有包括对焦镜头组的镜头系统，手动对焦机构经过对焦操作构件的手动操作，通过在对焦镜头组的光轴方向线性移动对焦镜头组改变像平面的位置，所述对焦操作构件包括单击停止机构，单击停止机构将对焦操作构件保持在关于支撑构件的多个单击停止位置之一。在成像装置的镜头系统的景深的范围内，确定对焦操作构件的经过单击停止机构的每一个单击停止位置所对应的光轴方向的像平面位置的移动量。本发明还公开了具有这样的手动对焦机构的成像装置。
文档编号G03B13/32GK101943837SQ20101022138
公开日2011年1月12日 申请日期2010年6月30日 优先权日2009年7月2日
发明者高桥一德 申请人:Hoya株式会社