专利名称：调焦座的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种改进的透镜装配系统，其具有简单滑动筒的所有优点但没有相关的缺点，更具体涉及一种调焦机构，其通过约束横向、旋转和偏转运动使调焦框沿着各透镜系统的光轴线性移动。
背景技术：
有很多种方式对透镜进行调焦。本发明涉及通过沿固定路径机械式地改变其位置对透镜进行调焦，该固定路径保持透镜的定向并沿着透镜的光轴方向。这种运动可以通过手动操作或者机动化操作来完成。本发明不涵盖那些使用电子或其它手段改变透镜的形状或光学性质来实现变焦的方法。在成像装置中，当沿着其中心光轴移动透镜时，期望透镜不会相对该光轴发生偏移或倾斜。这是因为成像装置需要采集图像的胶片或传感器放置在预定焦平面中的固定位置。如果透镜倾斜或偏移，其光轴和焦平面将会随之倾斜或偏移。对于传统的装置来说，移动图像采集传感器使其与透镜的任何倾斜或偏移相一致是不实际的。任何不受控制的偏移或倾斜都会降低调焦质量。甚至透镜定向的很小倾斜都会将导致图像变模糊，即使当透镜已经被移动到光轴上的正确焦点位置。这意味着透镜实际上必须沿着终止于焦平面上的图像采集传感器预定位置的一条光轴移动。还期望能最高效地完成透镜的移动以有利于简便使用和节省空间。这在调焦系统是机动化或自动化的情况下尤其重要。很多系统已经发展到能沿其光轴移动透镜，而不会发生偏移或倾斜。本发明涉及这样的系统，其包括固定约束框和安装有透镜的活动调焦框。在约束框的约束下，调焦框引导透镜沿其光轴移动。图IA示出了同心滑动管透镜调焦系统，其包括刚性外调焦筒和刚性内调焦筒。外调焦筒01用作刚性壳体，固定约束框02附接到其上。内调焦筒用作活动调焦框03。透镜 04安装在调焦框03中。调焦框03滑入和滑出约束框02。除了光轴之外其它所有轴线的运动都受到限制。透镜04不能在其光轴上偏移或倾斜，但是可以转动。透镜相对焦平面05 的这种移动实现了系统的期望透镜调焦功能。图像采集装置例如图像传感器(CCD)或胶片被置于焦平面05内。这种调焦装置的一个简单例子可在基本的小型望远镜中发现。实际上，如果调焦框03的外柱面和约束框02的内柱面完全接触，将会给系统带来大量的摩擦。为此，这类系统被构造成接触点位于两端来支承内调焦筒和定位光轴。相对表面的其余部分不需要接触。这消除了内调焦筒被不经意地支承在两端点之间的某点处的可能性，从而缩短了约束框的长度。这还减小了摩擦并允许一调焦筒在另一调焦筒中自由滑动。 外支承筒起到约束框的作用，因为仅端部的两个支承点用于支承内调焦筒。所述筒仅仅是适用于所述装置的一种简便的形状。不需要并且很难制造出高精度的刚性同心筒来全接触地相互滑入和滑出。[0009]同心筒调焦系统平稳工作的一个关键是由调焦框限定的约束接合部的直径和约束框长度的比值。位于约束框的末端的两支承点在内调焦框被移动的同时保持该内调焦框就位。图IB示出了图IA所示的调焦系统的改进型式，其具有约束框10、调焦框11和透镜04。将所述筒如此设计使得约束框10的长度(A)和约束接头07的直径(B)的比值为约 7 1或者更大是很好的做法。否则，携带透镜04的调焦框11会在约束框10内摇动。结果是透镜04会偏离其在光轴12上的理想位置。实际上，取决于同心筒之间的间隙尺寸，其中同心筒起到约束框10和位于其内的调焦框11的作用，如果A/B的比值接近1，对于给定的约束接合部直径来说，约束框的长度可能过短，调焦框11在其约束框10内会倾斜到出现卡止并且完全不能滑动的程度。理论上，人们能够设计出这样的透镜筒，其具有小的约束接头，长的约束框和长的调焦框，并且这将会是非常稳定和精确的调焦系统。实际上，在图IB中的调焦系统需要起到整个成像装置的一部分的作用。约束框和调焦框需要容纳进入成像系统穿过透镜并落在焦平面上的外缘和主要光路。框越长，视角越窄。成像装置的整机设计师将希望透镜的任一侧有尽可能多的空间并且视角上具有尽可能大的灵活性。这仅可以通过使约束框和调焦框尽可能短以减小成像装置的厚度来实现。这不可避免地导致当约束框10的长度(A)和约束接头07的直径(B)的比值不够大所带来的同心管系统卡止的问题。固定约束框和活动调焦框的另一实施方式在图IC中示出。带有螺纹的约束框14 和带有匹配螺纹的调焦框13相结合形成牢固的但可移动的约束接合。这种约束接合是牢固的并能防止透镜倾斜和偏移，因为其通过每个螺纹面提供轴向支承。约束框14和约束接合的比值因此被降低。使用螺纹方法的调焦系统可具有短的外约束框14和大的内调焦框 13 (大的约束直径)。这类系统能防止倾斜和偏移，但透镜04和调焦框13可以在约束框14 中发生转动。螺纹系统的一种变型是使用双头螺纹和两个使透镜面移入和移出、同时不会使透镜发生转动的抗转动销。在使用同心筒和螺纹的系统中，透镜04和调焦框13位于约束框14内。这是这种系统固有的一种限制。任何螺纹必然会导致缓慢和低效。这是因为为了使透镜移动短距离，外移动表面必须移动长距离。另外，总接触面积远大于调焦框仅在两端被支承的同心筒系统。含有螺纹的调焦系统本来就比使用同心筒的调焦系统更难制造并且造价更高。这种含螺纹的调焦系统需要精确地切制两配合的且互换的螺纹。这不容易大批量生产。这类塑料材质的高精度公/母螺纹筒的大批量生产需要昂贵的高精密模制设备。带有螺纹的自动调焦透镜需要高精度安装，其中不能松弛并且安装不能过紧。这有助于减小驱动调焦机构所需的能量并延长电池寿命。在生产中很难能获得这种平衡。图2A是滑块-滑轨型的调焦系统的侧视图。固定约束框15呈一对滑轨的形式， 其支承并约束调焦框16，该调焦框被附接到并引导安装有透镜04的透镜筒17。透镜筒17 与刚性外调焦筒01间隙配合。约束框15固定到外调焦筒01，但不再与外调焦筒或透镜筒 17同心。[0021]调焦框16的轴线18平行于光轴12。用作约束框的滑轨可以是如图2A所示的圆筒形，但也可以具有其它任何形状。还有仅使用单个滑轨的滑轨型调焦系统。调焦框16可以使用多种方法例如齿条齿轮系统沿着约束框15移动。图2A、图2B中的约束框15的位置用来将约束和调焦框机构与透镜04分开。透镜不再需要位于一对同心筒内，而这又将会使它们的直径取决于透镜的尺寸。这意味着在材料和制造工艺的限制范围内，可以设计这样一种滑轨，其具有由调焦框16限定的非常小的直径(A)的约束接头和类似于图IA中的约束框08长度B的约束框15长度(B)。在滑轨座调焦系统中，透镜不会发生转动。通过约束框由强度非常高的材料制成并且约束框和约束接合非常精密地设计以在使约束接合不会出现松弛来防止倾斜和偏移， 同时仍能实现平滑移动。在生产中这种平衡非常难实现。还将需要使用比塑料更高强度的材料。
发明内容本实用新型的目的是提供一种透镜调焦系统，其中调焦框相对约束框移动，该约束框保持透镜沿着其光轴移动，而不会使透镜发生任何横向、旋转或偏转运动。因此，本实用新型提供一种用于具有光轴的至少一个透镜的调焦座，所述透镜安装在调焦筒中，其中，所述调焦座包括用于固定保持所述调焦筒的调焦框，该调焦框具有至少一对对置的轨；和可操作地连接到所述调焦框的一体式约束框；所述调焦框可相对所述约束框移动来调整所述至少一个透镜的焦点，所述约束框具有位于该调焦筒两侧的上表面和相对的下表面，以及位于该调焦筒两侧上的相对的侧面；在所述约束框和所述调焦框之间的连接呈滑移接头的形式，来保持所述调焦框相对所述约束框沿所述光轴的移动。本实用新型的另一个目的是提供一种透镜调焦系统，其中调焦框仅相对约束框线性移动而没有扭转运动。本实用新型的又一个目的是提供这样一种调焦系统，其用两对滑动接头将调焦框与约束框相结合。在一个方案中，所述滑移接头包括轨接纳孔组，用于以滑动接合方式接纳相应的轨。在另一个方案中，所述滑移接头包括安装到所述调焦框的四调焦框轨组和在所述约束框中用于接纳该四调焦框轨组的四轨接纳孔组。在又一个方案中，所述滑移接头包括安装到所述调焦框的相对侧并从该调焦框的相对侧延伸出来的一对调焦框轨和在所述约束框中用于滑动接合地接纳相应的所述调焦框轨的一对轨接纳孔，和安装到所述约束框并从该约束框延伸出来的一对约束框轨和在所述调焦框中用于接纳相应的所述约束框轨的一对轨接纳孔。其中，所述约束框轨包括刚性 U形件，其环绕所述约束框的其余侧并被连接到所述调焦框，其中所述滑移接头包括一对由销-开口槽组成的接头，所述U形件具有相对端；所述约束框轨还包括与所述约束框可转动连接并联接到该U形件的相对端的轴。在本实用新型的一个方案中，所述滑移接头包括安装到所述调焦框的相对侧并从该调焦框的相对侧延伸出的一对相对的调焦框轨和在所述约束框中用于滑动接合地接纳相应的所述调焦框轨的一对轨接纳孔；安装到约束框并从所述约束框延伸出的一对约束框轨和在所述调焦框中用于接纳相应的约束框轨的一对轨接纳孔；其中所述调焦座还包括第一轴和相对的平行的第二轴，所述第一轴和第二轴在所述约束框的相对侧和所述调焦框的相对侧可转动地连接到所述约束框，并垂直于且偏离所述一对相对的调焦框轨，所述第一轴和第二轴各具有靠近所述约束框顶面的上端和靠近所述约束框下表面的下端，其中所述约束框轨包括环绕所述约束框的其余侧面并连接到所述调焦框的U形件组件，所述U形件组件包括第一上连接件，其通过呈上孔-销接头形式的第一滑移接头连接到所述轴中的该第一轴的上端；第一下连接件，其通过呈下孔-销接头形式的第一滑移接头连接到所述轴中的该第一轴的下端；所述第一上连接件和所述第一下连接件之一具有长臂，用于枢转所述第一上连接件、所述第一下连接件和所述第一轴；上杠杆，位于所述约束框的该上表面，并通过呈上销-开口槽接头形式的滑移接头连接到所述第一上连接件和通过第二上孔-销接头连接到所述第二轴的上端；下杠杆，布置在所述约束框的下表面，并通过呈第一下销-开口槽接头形式的滑移接头连接到所述第一下连接件和通过呈第二下孔-销接头形式的滑移接头连接到所述第二轴的下端。在本实用新型的另一个方案中，调焦座还包括分度调焦标尺，并且所述第一上连接件和第一下连接件之一的所述长臂具有标线，用于与所述分度调焦标尺协作来使所述调焦座的用户能够控制所述调焦座的调焦。按照本实用新型的一个方案，上杠杆包括上差动件，其具有通过呈第一上销-开口槽接头形式的滑移接头连接到所述第一上连接件的第一端，和相对的第二端；和第二上连接件，其具有通过呈上孔-销接头形式的滑移接头连接到所述上差动件的所述相对的第二端的第一端，和通过呈第二孔-销接头形式的滑移接头连接到所述第二轴的所述上端的第二端。下杠杆包括下差动件，其具有通过呈第一下销-开口槽接头形式的滑移接头连接到所述第一下连接件的第一端，和相对的第二端；和第二下连接件，其具有通过呈下孔-销接头形式的滑移接头连接到所述下差动件的所述相对的第二端的第一端，和通过呈第二孔-销接头形式的滑移接头连接到所述第二轴的所述下端的第二端。在一个优选方案中，第二上连接件包括扇形调整件，其具有位于所述第一端和第二端之间的螺钉-轨道锁定机构，所述螺钉-轨道锁定机构具有弧形轨道和延伸穿过所述轨道进入所述约束框用于约束所述上差动件的可能弧形运动的螺钉。所述螺钉配置成能上紧来夹住调焦座的所述部分。另一个附加目的是将上述目的结合入三维调焦系统中。又一个附加目的是以有效且高效的方式实现上述目的。上述目的通过安装到保持透镜的调焦筒并可移动地连接到约束框的调焦框来实现。调焦框通过滑移接头连接到约束框(在优选的实施例中，描述了销-孔接头以及销-开口的槽接头)，所述滑移接头构成沿相应接头轴线的纯线性运动。用在本发明优选实施例中的接头产生非常低的摩擦力。当调焦框相对约束框移动时，调焦框不存在偏移、倾斜或转动 (俯仰运动或左右摇摆)，因此调焦框的运动始终沿着透镜的光轴。本实用新型还提供一种用于安装在调焦筒中的一对平行透镜的调焦座，其中所述调焦座包括用于固定保持所述调焦筒的调焦框，所述调焦框具有一对相对的框轨；一体式约束框，其可操作地连接到所述调焦框，用于安装所述调焦框来调整相应的平行透镜的焦点，所述约束框具有位于所述调焦框两侧的上表面和相对的平行下表面，所述调焦框的所述相对的框轨通过孔-销接头连接到所述约束框的该上表面和下表面，从而使所述调焦框能沿该对透镜的光轴移动，所述约束框包括多个约束框轨，和第一轴和相对的、平行的第二轴，所述第一轴和第二轴在所述调焦框的相对侧可转动连接到所述约束框并在所述约束框的该上表面和下表面之间延伸，所述第一轴和第二轴各具有靠近所述约束框的所述上表面的上端和靠近所述约束框的所述下表面的下端；所述约束框轨包括环绕所述约束框的其余侧并被连接到所述调焦框的U形组件，所述U形组件包括通过第一上孔-销接头连接到所述第一轴上端的第一上连接件；通过第一下孔-销接头连接到所述第一轴下端的第一下连接件；所述第一上连接件和所述第一下连接件之一具有用于枢转所述第一上连接件、 所述第一下连接件和所述第一轴的长臂；上差动件，其具有通过第一上销-开口槽接头连接到所述第一上连接件的第一端，和相对的第二端；第二上连接件，其包括通过销-孔接头连接到所述差动件的该第二端的第一端和通过销-孔接头连接到所述第二轴的上端的第二端，以及具有位于该第一端和第二端之间的螺钉-轨道锁定机构的扇形调整件，所述螺钉-轨道机构具有弧形轨道和延伸穿过所述轨道进入所述约束框的螺钉；附接到所述第一轴的凸轮；和保持用于改变图像采集结构的光轴的可调反射镜的至少一个镜支座，所述镜支座被枢转安装到枢轴并与所述凸轮可操作接合，用于响应所述长臂的移动来调整图像。
图IA是根据现有技术的同心滑动调焦系统的侧面剖视图；图IB是根据现有技术的图IA中所示的调焦系统的变型的侧面剖视图；图IC是根据现有技术的通过螺纹配合连接的固定约束框和活动调焦框的侧面剖视图；图2A和图2B是分别是根据现有技术的滑块-滑轨型调焦系统的侧面剖视图和正面剖视图；图3A，;3B和3C分别是本实用新型的一个实施例的正视图、顶面剖视图和侧面剖视图；图3D和3E分别是图3A至图3C所示实施例的变型的正视图和侧面剖视图；图4A至图4C分别是本实用新型的另一实施例的正面示意图、侧面剖视图和顶视示意图；图5A至图5D分别是本实用新型的另一实施例的顶面-侧面透视图、正视图、顶面-另一侧面透视图、以及底侧透视图；图6A至图6D分别是本实用新型的另一实施例的顶面和侧面透视图、正视图、顶面-另一侧面透视图、以及底侧透视图；图7是图6A至图6D所示实施例的变型的顶面和侧面透视图；图8A至图8D分别是本实用新型的另一实施例的顶面-侧面透视图、俯视图、顶面剖视图和另一顶面剖视图。
具体实施方式
图3A，图;3B和图3C示出了本实用新型的最基本形式。[0052]在同心筒方法中，外筒是约束框。该约束框被固定到壳体并因而为调焦框提供支承和刚性，调焦框保持并约束透镜沿着期望的光轴移动。在图3A、图;3B和图3C中，约束框19仍是固定壳体的一部分。实际上，整个壳体起到约束框的作用。这提供了支承和刚性并约束着透镜04沿光轴12的运动。然而，所述约束框19不再支承并引导长而细的内调焦框。作为替代，调焦框仅表现成四个调焦轨20 (在本文中，术语“调焦轨”是指固定到调焦框上的一部件，并且术语“约束轨”是指固定到约束框上的一部件)。每个调焦轨20具有两个自由滑动的孔-销接头21。这意味着在约束框19 的每端有总共四个孔-销接头21。在远离透镜04的远端处的四个孔-销接头21由调焦轨的端部和连接约束框19的衬套部分形成。另外四个孔-销接头21由连接到调焦框23的内侧壁上的销钉和约束框19壁上的孔形成。这四对孔-销接头21是将调焦框23连接到约束框19的约束接头。每个孔-销接头21使得调焦轨能够沿着穿过孔中心的轴线滑动， 但由于存在通过其它孔-销接头21连接到约束框19的其它调焦轨，能防止转动。固定到由四个调焦轨20组成的调焦框23并保持透镜04的透镜筒17移入和移出固定约束框19中的开口，但是由四个调焦轨20组成的活动调焦框在外侧环绕约束框19。 四个调焦轨20在靠近透镜筒17的端部处被连接起来形成刚性调焦框，其借由四对自由移动的销-孔接头21自由滑动，非常精确地沿着光轴12引导透镜04。如上所述，这为调焦框相对约束框的运动提供足够的支承和精度，而不需要接合整个表面区域，接合整个表面区域将会不必要地增加装置中的摩擦。其作用类似于调焦轨 20，但是从多个接头和约束框19获得强度和运动自由度。由于在这些约束接头对之间的长力矩臂，在接头处的反作用力相对较小。摩擦力变得很小。在图3A至图3C中，约束框19的内径现在用直径(B)来表示，其是图IB中约束框 10的相应直径⑶的零头。约束框19的长度用长度㈧来表示。约束框19的直径⑶可以非常小并且仅受限于在其配合孔中滑动的销的刚度需要。通过仔细设计，约束框19的长度(A)可以被如此最大化，即通过将约束框19和由四个调焦轨20构成的调焦框23之间的接触接头放置在约束框19的末端，使得调焦轨能沿平行于光轴12的轴线移动。这一切能在不会较多地增加约束框19总体长度的情况下实现。如前面所阐明的，约束框的长度㈧和约束框的直径⑶比值大将加大了调焦框， 当相对支承框滑动时不会导致调焦框在其约束框内倾斜并且不会摇动。图3D至图3E示出了使用约束框和四个调焦轨的系统的另一实施例。如前所示， 图3A至图3C中的四个调焦轨20在靠近透镜01的端部被连接形成保持透镜筒17和透镜 04的刚性调焦框23。在图3A至图3C中示出的机构的功能和强度也能在图3D至图3E中实现，即通过倒置靠近透镜04 —侧的孔-销接头21，使得销被连接到约束框19并且孔位于调焦框23的邻接臂的壁上。焦平面05也可以被移至壳体外的透镜04的另一侧。在图4A至图4C中，形成调焦框23的四个调焦轨中的两个已经被拿走，留下两个位于约束框19的相对侧。这种结构保留了平滑移动所必须的、在多对约束接头之间的长力矩臂。然而，在没有90度设置调焦轨支撑对的情况下，调焦框在移动时可能会绕Z-轴倾斜或转动。刚性U形件或约束框轨28被安装成环绕约束框19并且被连接到调焦框23，该约束框轨通过两个槽-销接头31与调焦框在顶侧和底侧相交，这仅允许有限的沿Z轴的滑动。当U形件观的两臂与轴M相连接时，构成了完整的环绕约束框19的框架并且U形件 28的两臂能在与约束框19的侧壁上的衬套件一起形成的两转动型的孔-销接头四上枢转。U形件观因此被连接到调焦框23和约束框19。两个槽-销接头31防止当调焦框移动时构成调焦框23的这些调焦轨20俯仰(绕 Z轴转动)。在图4C中，在构成调焦框23的调焦轨20任一端的滑动型孔-销接头21，22 防止调焦框左右摇摆(当调焦框移动时绕Y轴转动)。在图5A中，图4A至图4C中的刚性U形件28已经被拆分并且表现为通过固定的左上孔-销接头34连接到轴33的上端的右上连接件32和通过固定的左下孔-销接头36 连接到同一轴33下端的右下连接件35。右侧的轴33穿过在约束框19右侧的两个衬套件 37，这允许在右侧的组合U形件好像被放入销-孔接头中一样可自由枢转。右上连接件32 形状类似于字母L，提供了长杠杆，其能用于枢转由右上连接件32、右下连接件35和在衬套件37中的轴33构成的U形件。U形件的其余部分现在表现为两个相同的杠杆，即位于约束框19的上表面上的上杠杆39和位于下表面的下杠杆40。上杠杆39的右侧通过上销-开口槽接头41连接到右上连接件32的左侧。下杠杆40的右侧通过销-开口槽接头42连接到右下连接件35的左侧。上杠杆39的左侧具有孔43。下杠杆40的左侧也具有孔44。在约束框的左侧有两个衬套件45。上杠杆39通过位于左侧的轴46连接到下杠杆40，该轴穿过上面提到的孔 43,44和两个衬套件45。根据应用场合，左侧的轴46和上、下杠杆39，40之间的连接也被安装成适于自由浮动。在工作装置例如带有调焦透镜的成像装置中，形状像杠杆的右上连接件32的远端具有标线47，当右上连接件移动时该标记将指向分度调焦标尺48。这将允许使用者能控制装置的调焦。只要调焦标线与成像透镜04的实际焦点06同步，调焦标尺48将适用。在实际的大批量生产中，调焦透镜的任何给定样本中通常存在焦点范围。甚至焦点06的小偏差也会导致杠杆上的标记与调焦刻度48未一致。为了纠正这个问题，本发明的另一实施例提供一种装配-时间方法，用于对透镜04的焦点06进行修正来纠正焦点偏差。为了正常工作，这种焦点修正方法必须独立于主调焦杠杆进行工作，该主调焦杠杆用右上连接件32 表不。图5A至图5C中的上杠杆在图6A至图6D中转换成短的左上连接件50和在中间的上差动件51，它们通过可转动的孔-销接头相连接。图5A至图5C中的下杠杆40在图 6A至图6D中转换成相配的短的下左连接件53和下差动件M，它们通过另一孔-销接头55 相连接。在图6A至图6D中，短的左上连接件50通过固定的上孔-销接头43连接到轴46。 轴46穿过连接到约束框19的两个衬套件45，轴能在其中自由转动。轴的另一端则通过固定的下孔-销接头44连接到短的左下连接件53。左上和左下连接件50，53与位于左侧的轴46的组合形成缩短的U-形件，其是刚性的但在约束衬套件45中枢转。以上图5A至图5D和图6A至图6D中示出的两缩短U-形件提供两独立机构用于调整透镜04的焦点06，其中一对上和下差动件51，M位于中间，防止调焦框23俯仰。通过调焦杠杆控制的一种机构由用户使用来根据调焦标记对透镜进行调焦。通过一对差动件 51,54的位置控制的另一机构被用来修整透镜04的焦点，从而使其与调焦刻度48的位置相配合。在图6A至图6D中，由右上连接件32、右侧的轴33和右下连接件35组成的右侧U 形件的运动引起上和下差动件51，54同步移动，而差动件的移动又使调焦框23沿光轴12 移动。由左下连接件50，左侧的轴46和左下连接件53组成的左侧U形件的运动还引起上和下差动件51，54同步移动，而差动件的移动又使调焦框23沿光轴12移动。对于如由调焦刻度48确定的表现为右上连接件32的调焦杠杆的任何给定位置， 调焦透镜04的焦点06能通过改变左侧U形件的位置进行校验和修整。当调焦杠杆被设定到给定位置时，上和下销-开口槽接头41、42成为两个枢轴点，该对上和下中间差动件51、 M能绕其枢转。一旦找到最优位置，将锁住左侧U形件，并且透镜单元的焦点修整值被固定而与预定的调焦标尺48 —致，如图7所示。在本实用新型的另一个实施例中，左侧的自由转动的缩短U-形件被制成可调整和可锁定的。如图7所示，图6A至图6D中的左上连接件50被转换成扇形调整件57。该扇形调整件57设有螺钉-轨道锁定机构58，该锁定机构位于在左上孔-销接头43和将该扇形调整件57连接到上差动件51的转动的孔-销接头52之间。左侧U形件57的可能弧形运动由在扇形调整件57的弧形轨道来约束。螺钉-轨道锁定机构58中的螺钉被旋拧入约束框19中而能被上紧以将被确定的焦点修整位置固定。三维(3D)成像装置通过模拟一对人眼工作，其设有一对图像采集透镜，用以从不同的角度来采集同一目标的一对图像。从不同角度看到的物体的视位的差异被称为视差。 人脑处理具有带有视差的图像对后得到立体视觉。当目标相对遥远时，进入一对眼睛的入射光路几乎是平行的，因此人们直视前方。 当目标相对较近时，进入一对眼睛中的入射光路相对于一对眼睛将不得不与物体的中心线成一定角度。当聚焦在近处的目标上时，一对眼睛将自然转向，从而每个眼的光轴向目标会聚并使每个图像位于焦平面的中心。这成为视差补偿。当基本的3D成像装置集中在近处的目标上时，进入图像采集透镜的入射光路也会相对成像装置与目标的中心线成一定角度。当3D成像装置对准目标时，成对采集到的图像均不以光轴为中心。如果装置被如此转动，使得一对图像中的一个以一侧的图像采集平面的光轴为中心，那么另一图像甚至进一步远离另一侧的图像采集平面的光轴的中心。在实际的3D成像装置中，缺点是一对图像中的一个或两个图像将被不适当地裁切，并且在一侧或两侧会丢失大量的图像信息。本实用新型公开了一种用于3D成像装置的新的调焦机构以及将一种用于将这种调焦机构与另一种机构相结合来改变一个或全部两个光轴的角度以使装置能模拟一对人眼的视差补偿功能的方法。图8A和图8B示出了本实用新型的另一个实施例。由右上连接件32、右侧的轴33 和右下连接件35组成的右侧U形件可具有附接到轴33的凸轮59，以将协同运动施加到其它机械结构，例如反射镜支座60。焦点的调整通过设有标记的调焦标尺48进行跟踪并通过右侧U形件的移动来实现。这将同时改变安装在可调反射镜支座60上的可调反射镜61的角度，从而改变了右侧的图像采集结构的光轴。右侧U形件的相同运动可以同时关联到一个以上的可调反射镜。图8C是典型的3D成像装置的剖视图，其具有双透镜组件62和四个光反射镜，限定出了间隔开一定距离的两个图像采集结构，每个图像采集结构具有独立于另一个图像采集结构的光轴。在图8C中，四个反射镜中的一个是图8A至图8B中的可调反射镜61，安装在反射镜支座60中并在铰接头63上枢转。由右上连接件32实现的调焦杠杆控制双透镜组件62的焦点，同时通过凸轮59将协同运动施加到可调反射镜61。弹簧64连接到镜支座 60并反作用于约束框19，以施加一力来确保位于镜支座60顶部的凸轮从动件65始终与凸轮59接合。表现为右上连接件32的调焦杠杆和可调反射镜61之间的连接可被如此校准，使得通过可调图像采集结构在焦平面上形成的图像的位置能用来指示调焦杠杆的位置，并因此确定目标与成像装置的距离。如果通过可调图像采集结构形成的图像能在已校准的光学或数字取景器中观察到，那么该装置将成为测距仪。这种功能可通过在装置中使用或者不使用电子元件来实现。在3D成像术中，当从彼此间隔开的两个图像采集结构拍摄时，目标可以表现为具有宽度和不同视野的目标平面。在图8D中，示出了图8C中的3D成像装置的剖视图，其中光路显示了在远处、中间位置和近处的目标平面。插入图8D是为了清楚地示出已编号的部件位置随光路在三幅图中的变化。在3D成像装置中，由可调图像采集结构形成的图像和由另一图像采集结构形成的图像将能并列地从设置到图像采集装置中的光学或数字取景器中观察到。这对图像68， 69首先被捕获在焦平面05内。这对图像68，69的该相对位置将指示目标平面67是否位于图像采集装置的中心轴线上的某一点处，两个图像采集结构的光轴会聚在该点处。在图8D中，当目标平面67位于这一点时，其将会自动对焦。在实际情况下，目标平面67不会移动到与两光轴发生会聚的那一点重合。因此，在3D成像装置中，两光轴被制成相对彼此枢转，从而能发现会聚点。这种特性使装置具有相关的焦点定位能力。这种能力可以通过在装置中使用或者不使用电子元件来实现。实际上，3D成像装置和可调反射镜仅需要相对中心线和相对彼此稍微倾斜来实现视差补偿。这种几乎察觉不到的位移很难显示在按原物比例精确绘制的图上。为了清晰起见，相对位移在图中被夸大示出。另外，实际上，形成U形件的每个连接件的相对长度可以变化。所提及的所有的方向和位置的描述，例如左、右、上、下、前、后以及所有的相对长度和尺寸的描述均是为了容易理解附图而言。在其它实施例中，只要在适用于上面描述的基本原理的情况下，提到的这些物件可以被移动到其它位置或者转换成不同的形状或者与在另一侧的相应物件进行交换，并且相对尺寸和长度可以变化。已经重点通过优选实施例对本实用新型进行了详细描述，但是本领域技术人员可以想到的多种变化和变型也涵盖在本实用新型的范围内。
权利要求1.一种用于具有光轴的至少一个透镜的调焦座，所述透镜安装在调焦筒中，其特征是， 所述调焦座包括用于固定保持所述调焦筒的调焦框，该调焦框具有至少一对对置的轨；和可操作地连接到所述调焦框的一体式约束框；所述调焦框可相对所述约束框移动来调整所述至少一个透镜的焦点，所述约束框具有位于该调焦筒两侧的上表面和相对的下表面，以及位于该调焦筒两侧上的相对的侧面；在所述约束框和所述调焦框之间的连接呈滑移接头的形式，来保持所述调焦框相对所述约束框沿所述光轴的移动。
2.根据权利要求1所述的调焦座，其特征是，所述滑移接头包括轨接纳孔组，用于以滑动接合方式接纳相应的轨。
3.根据权利要求1所述的调焦座，其特征是，所述滑移接头包括安装到所述调焦框的四调焦框轨组和在所述约束框中用于接纳该四调焦框轨组的四轨接纳孔组。
4.根据权利要求1所述的调焦座，其特征是，所述滑移接头包括安装到所述调焦框的相对侧并从该调焦框的相对侧延伸出来的一对调焦框轨和在所述约束框中用于滑动接合地接纳相应的所述调焦框轨的一对轨接纳孔，和安装到所述约束框并从该约束框延伸出来的一对约束框轨和在所述调焦框中用于接纳相应的所述约束框轨的一对轨接纳孔。
5.根据权利要求4所述的调焦座，其特征是，所述约束框轨包括刚性U形件，其环绕所述约束框的其余侧并被连接到所述调焦框，其中所述滑移接头包括一对由销-开口槽组成的接头，所述U形件具有相对端；所述约束框轨还包括与所述约束框可转动连接并联接到该U形件的相对端的轴。
6.根据权利要求1所述的调焦座，其特征是，所述滑移接头包括安装到所述调焦框的相对侧并从该调焦框的相对侧延伸出的一对相对的调焦框轨和在所述约束框中用于滑动接合地接纳相应的所述调焦框轨的一对轨接纳孔；安装到约束框并从所述约束框延伸出的一对约束框轨和在所述调焦框中用于接纳相应的约束框轨的一对轨接纳孔；其中所述调焦座还包括第一轴和相对的平行的第二轴，所述第一轴和第二轴在所述约束框的相对侧和所述调焦框的相对侧可转动地连接到所述约束框，并垂直于且偏离所述一对相对的调焦框轨，所述第一轴和第二轴各具有靠近所述约束框顶面的上端和靠近所述约束框下表面的下端，其中所述约束框轨包括环绕所述约束框的其余侧面并连接到所述调焦框的U形件组件，所述U形件组件包括第一上连接件，其通过呈上孔-销接头形式的第一滑移接头连接到所述轴中的该第一轴的上端；第一下连接件，其通过呈下孔-销接头形式的第一滑移接头连接到所述轴中的该第一轴的下端；所述第一上连接件和所述第一下连接件之一具有长臂，用于枢转所述第一上连接件、 所述第一下连接件和所述第一轴；上杠杆，位于所述约束框的该上表面，并通过呈上销-开口槽接头形式的滑移接头连接到所述第一上连接件和通过第二上孔-销接头连接到所述第二轴的上端；下杠杆，布置在所述约束框的下表面，并通过呈第一下销-开口槽接头形式的滑移接头连接到所述第一下连接件和通过呈第二下孔-销接头形式的滑移接头连接到所述第二轴的下端。
7.根据权利要求6所述的调焦座，其特征是，还包括分度调焦标尺，并且所述第一上连接件和第一下连接件之一的所述长臂具有标线，用于与所述分度调焦标尺协作来使所述调焦座的用户能够控制所述调焦座的调焦。
8.根据权利要求6所述的调焦座，其特征是， 所述上杠杆包括上差动件，其具有通过呈第一上销-开口槽接头形式的滑移接头连接到所述第一上连接件的第一端，和相对的第二端；和第二上连接件，其具有通过呈上孔-销接头形式的滑移接头连接到所述上差动件的所述相对的第二端的第一端，和通过呈第二孔-销接头形式的滑移接头连接到所述第二轴的所述上端的第二端；和所述下杠杆包括下差动件，其具有通过呈第一下销-开口槽接头形式的滑移接头连接到所述第一下连接件的第一端，和相对的第二端；和第二下连接件，其具有通过呈下孔-销接头形式的滑移接头连接到所述下差动件的所述相对的第二端的第一端，和通过呈第二孔-销接头形式的滑移接头连接到所述第二轴的所述下端的第二端。
9.根据权利要求8所述的调焦座，其特征是，所述第二上连接件包括扇形调整件，其具有位于所述第一端和第二端之间的螺钉-轨道锁定机构，所述螺钉-轨道锁定机构具有弧形轨道和延伸穿过所述轨道进入所述约束框用于约束所述上差动件的可能弧形运动的螺钉。
10.根据权利要求9所述的调焦座，其特征是，所述螺钉配置成能被上紧来夹住调焦座的所述部分。
11.一种用于安装在调焦筒中的一对平行透镜的调焦座，其特征是，所述调焦座包括 用于固定保持所述调焦筒的调焦框，所述调焦框具有一对相对的框轨；一体式约束框，其可操作地连接到所述调焦框，用于安装所述调焦框来调整相应的平行透镜的焦点，所述约束框具有位于所述调焦框两侧的上表面和相对的平行下表面，所述调焦框的所述相对的框轨通过孔-销接头连接到所述约束框的该上表面和下表面，从而使所述调焦框能沿该对透镜的光轴移动，所述约束框包括多个约束框轨，和第一轴和相对的、平行的第二轴，所述第一轴和第二轴在所述调焦框的相对侧可转动连接到所述约束框并在所述约束框的该上表面和下表面之间延伸，所述第一轴和第二轴各具有靠近所述约束框的所述上表面的上端和靠近所述约束框的所述下表面的下端； 所述约束框轨包括环绕所述约束框的其余侧并被连接到所述调焦框的U形组件，所述U形组件包括 通过第一上孔-销接头连接到所述第一轴上端的第一上连接件； 通过第一下孔-销接头连接到所述第一轴下端的第一下连接件；所述第一上连接件和所述第一下连接件之一具有用于枢转所述第一上连接件、所述第一下连接件和所述第一轴的长臂；上差动件，其具有通过第一上销-开口槽接头连接到所述第一上连接件的第一端，和相对的第二端；第二上连接件，其包括通过销-孔接头连接到所述差动件的该第二端的第一端和通过销-孔接头连接到所述第二轴的上端的第二端，以及具有位于该第一端和第二端之间的螺钉-轨道锁定机构的扇形调整件，所述螺钉-轨道机构具有弧形轨道和延伸穿过所述轨道进入所述约束框的螺钉；附接到所述第一轴的凸轮；和保持用于改变图像采集结构的光轴的可调反射镜的至少一个镜支座，所述镜支座被枢转安装到枢轴并与所述凸轮可操作接合，用于响应所述长臂的移动来调整图像。
专利摘要本实用新型提供一种调焦座，其包括固定到装有具有光轴的至少一个透镜的调焦框，该调焦框通过滑移接头连接到约束框，从而使得调焦框能够沿着光轴移动，而不会发生任何扭转、横向、转动或摇摆运动。
文档编号G02B7/04GK202159175SQ201120034519
公开日2012年3月7日 申请日期2011年1月30日 优先权日2010年1月29日
发明者罗德修 申请人:绰销有限公司