CN101382637A - 透镜镜筒和成像设备 - Google Patents

Abstract

一种透镜镜筒，包括：对焦凸轮环，其保持对焦透镜组，并且在响应于对焦操作而沿凸轮沟槽旋转的同时、沿对焦透镜组的光轴方向移动；以及固定筒，其具有可使得所述对焦凸轮环沿其旋转方向转动、并可沿所述光轴方向移动地支撑所述对焦凸轮环的嵌合凸部。所述对焦凸轮环具有可啮合到所述嵌合凸部的限位器，所述限位器包括对所述对焦凸轮环在其旋转方向上的位置进行限定的旋转方向限定器、以及对所述对焦凸轮环在所述光轴方向上的位置进行限定的光轴方向限定器。

Description

透镜镜筒和成像设备

相关申请的交叉引用

本发明包含与2007年9月4日向日本专利局递交的日本专利申请JP2007-229478相关的主题，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及用于变焦透镜及其它透镜的透镜镜筒、以及包括所述透镜镜筒的成像设备，例如单镜头反光数码相机。

背景技术

例如，在JP-A-11-311733中描述了相关技术的这种类型的透镜镜筒示例。JP-A-11-311733描述了在望远侧的对焦操作中的行程量与在广角侧的对焦操作中的行程量不同的变焦透镜。JP-A-11-311733中描述的变焦透镜是：“一种内对焦和后对焦的变焦透镜，包括：变焦操作环，其被旋转用于变焦操作；对焦操作环，其被旋转用于对焦操作；可旋转且可平移的筒，其在变焦操作环被旋转时旋转和前后平移，所述旋转和平移是由第一凸轮机构引起的，所述第一凸轮机构与固定部件协作，并且变焦操作环的旋转被传递到所述第一凸轮机构；可旋转筒，其与设于所述可旋转且可平移的筒的外周表面上的凸出部相啮合，以便将所述可旋转且可平移的筒的旋转传递到所述可旋转筒；第一透镜组，在当所述可旋转筒旋转时所述第一透镜组被沿着第一导向部件直线地导向的同时，所述第一透镜组被前后平移，所述平移是由与所述可旋转筒协作的第二凸轮机构引起的；第二透镜组，其在所述可旋转且可平移的筒旋转时被前后平移，所述平移是由与所述可旋转且可平移的筒协作的第三凸轮机构引起的；以及第二导向部件，其与所述对焦操作环一体化，所述第二导向部件在所述可旋转且可平移的筒旋转时对所述第二透镜组进行直线导向、并且在所述对焦操作环旋转时旋转所述第二透镜组，以便在第三凸轮机构的导向下前后平移第二透镜组。”

根据JP-A-11-311733中描述的这样配置的变焦透镜，当在变焦操作中旋转变焦操作环时，第一凸轮机构旋转并前后平移所述可旋转且可平移的筒。此外，当所述可旋转且可平移的筒旋转时，第三凸轮机构在第二导向部件的导向下将第二透镜组直线地平移至预定位置。所述可旋转且可平移的筒的旋转经由凸出部传递到在所述可旋转且可平移的筒的外侧的可旋转筒。当所述可旋转筒旋转时，第二凸轮机构在第一导向部件的导向下将第一透镜组平移至预定位置。另一方面，当在对焦操作中旋转对焦操作环时，第二导向部件旋转第二透镜组，并且第三凸轮机构按照取决于变焦位置的行程量来前后平移第二透镜组。因此完成了对焦操作。

然而，JP-A-11-311733中描述的变焦透镜具有以下问题。也就是说，由于该变焦透镜是以使得凸轮沟槽互相不交叠的方式来设计的，因此该变焦透镜的尺寸不能被充分地缩减。

发明内容

本发明的发明人已经认识到，由于凸轮沟槽被配置成互相不交叠，因此相关技术的透镜镜筒在尺寸上不能被充分地缩减。

根据本发明的实施例的透镜镜筒包括：对焦凸轮环，其保持对焦透镜组，并且在响应于对焦操作而沿凸轮沟槽旋转的同时、沿对焦透镜组的光轴方向移动；以及固定筒，其具有可使得所述对焦凸轮环沿其旋转方向转动、并沿所述光轴方向可移动地支撑所述对焦凸轮环的嵌合凸部。所述对焦凸轮环具有可啮合所述嵌合凸部的限位器，所述限位器包括对所述对焦凸轮环在其旋转方向上的位置进行限定的旋转方向限定器、以及对所述对焦凸轮环在所述光轴方向上的位置进行限定的光轴方向限定器。

根据本发明的实施例的成像设备包括透镜镜筒，该透镜镜筒沿所述光轴方向可移动地保持多个透镜的全部或一部分。所述透镜镜筒包括：对焦凸轮环，其保持对焦透镜组，并且在响应于对焦操作而沿凸轮沟槽旋转的同时、沿所述对焦透镜组的光轴方向移动；以及固定筒，其具有可使得所述对焦凸轮环沿其旋转方向转动、并且沿所述光轴方向可移动地支撑所述对焦凸轮环的嵌合凸部。所述对焦凸轮环具有可啮合所述嵌合凸部的限位器，所述限位器包括对所述对焦凸轮环在其旋转方向上的位置进行限定的旋转方向限定器、以及对所述对焦凸轮环在所述光轴方向上的位置进行限定的光轴方向限定器。

通过根据本发明的实施例的透镜镜筒及成像设备，可以缩减尺寸、减少部件数量以降低成本、以及改进光学性能。

附图说明

图1是示出了根据本发明的实施例的透镜镜筒的第一示例的上半部的横断面视图；

图2是示出了根据本发明的实施例的透镜镜筒的第一示例的分解透视图；

图3A和3B示出了根据本发明的实施例的透镜镜筒中的第一组框架；图3A是从前方观看的透视图，图3B是从后方观看的透视图；

图4是示出了根据本发明的实施例的透镜镜筒中的第一组凸轮环(第二凸轮筒)的透视图；

图5是示出了根据本发明的实施例的透镜镜筒中的变焦凸轮环(第一凸轮筒)的透视图；

图6是示出了根据本发明的实施例的透镜镜筒中的第一组凸轮环(第二凸轮筒)的凸轮沟槽和其它部分的展开图；

图7是示出了根据本发明的实施例的透镜镜筒中的变焦凸轮环(第一凸轮筒)的凸轮沟槽和其它部分的展开图；

图8是示出了根据本发明的实施例的透镜镜筒中的固定筒的透视图；

图9是示出了根据本发明的实施例的透镜镜筒中的第四组凸轮环(第三凸轮筒)的透视图；

图10是示出了根据本发明的实施例的透镜镜筒中的固定筒的凸轮沟槽和其它部分的展开图；

图11A至11D示出了根据本发明的实施例的透镜镜筒中的固定筒的凸轮沟槽和其它部分中的引导沟槽的示例；图11A是示出了以正常幅度倾斜的引导沟槽的展开图，图11B是示出了大幅度倾斜的引导沟槽的展开图，图11C是示出了缓慢倾斜的引导沟槽的展开图，图11D是示出了具有凸轮曲线的引导沟槽的展开图；

图12是示出了根据本发明的实施例的透镜镜筒中的第四组凸轮环的凸轮沟槽和其它部分的展开图；

图13是示出了根据本发明的实施例的透镜镜筒中的第三组活动框架的展开图；

图14是示出了根据本发明的实施例的透镜镜筒中的第四组框架单元的透视图；

图15是示出了根据本发明的实施例的透镜镜筒中的第三组活动框架的透视图；

图16A和16B示出了根据本发明的实施例的透镜镜筒中的变焦凸轮环与其它部件的装配状态；图16A是示出了固定筒被装配到变焦凸轮环的状态的透视图，图16B是示出了固定筒和第四组凸轮环被装配到变焦凸轮环的状态的透视图；

图17是示出了根据本发明的实施例的透镜镜筒中的固定筒与变焦操作环之间的关系的说明图；

图18A和18B示出了根据本发明的实施例的透镜镜筒中的变焦操作环；图18A是从前方观看的透视图；图18B是从后方观看的透视图；

图19是示出了根据本发明的实施例的透镜镜筒中的第一组导向环的凸轮沟槽和其它部分的展开图；

图20是示出了根据本发明的实施例的透镜镜筒中的对焦凸轮环与其它部件的装配状态的透视图；

图21是示出了根据本发明的实施例的透镜镜筒中的对焦凸轮环的透视图；

图22是示出了根据本发明的实施例的透镜镜筒中的第二组活动框架的透视图；

图23A和23B示出了根据本发明的实施例的透镜镜筒中的对焦凸轮环的凸轮沟槽和其它部分；图23A是总体展开图，图23B是关键部分的放大图；

图24是根据本发明的实施例的透镜镜筒中的第二组活动框架的展开图；

图25A和25B说明了在变焦操作时的根据本发明的实施例的透镜镜筒；图25A是广角侧的无限位置(INF)处的透视图，图25B是广角侧的近位置(NEAR)处的透视图；

图26示出了在变焦操作时根据本发明的实施例的透镜镜筒，并且是在望远侧的无限位置(INF)处的透视图；

图27A至27C示出了根据本发明的实施例的透镜镜筒中的第二透镜组与其它部件的装配状态；图27A是前视图，图27B是侧视图，图27C是横断面视图；

图28A和28B说明了根据本发明的实施例的透镜镜筒中的固定筒与对焦凸轮环之间的位置关系；图28A是在广角侧的无限位置(INF)处的透视图，图28B是在望远侧的近位置(NEAR)处的透视图；

图29A和29B示出了根据本发明的实施例的透镜镜筒中的固定保持框架；图29A是从前方观看的透视图，图29B是从后方观看的透视图；

图30是根据本发明的实施例的透镜镜筒中的对焦致动环和其它部件的透视图；

图31是示出了根据本发明的实施例的透镜镜筒中的第一组凸轮环、第四组凸轮环以及其它部件的装配状态；

图32说明了根据本发明的实施例的透镜镜筒中的固定筒、第二组活动框架以及对焦凸轮环的动作之间的关系，并且是广角侧的无限位置(INF)处的展开图；

图33说明了根据本发明的实施例的透镜镜筒中的固定筒、第二组活动框架以及对焦凸轮环的动作之间的关系，并且是广角侧的近位置(NEAR)处的展开图；

图34说明了根据本发明的实施例的透镜镜筒中的固定筒、第二组活动框架以及对焦凸轮环的动作之间的关系，并且是望远侧的无限位置(INF)处的展开图；

图35说明了根据本发明的实施例的透镜镜筒中的固定筒、第二组活动框架以及对焦凸轮环的动作之间的关系，并且是望远侧的近位置(NEAR)处的展开图；

图36是示出了使用根据本发明的实施例的透镜镜筒的成像设备的第一示例的单镜头反光数码相机的前视图；

图37是示出了使用根据本发明的实施例的透镜镜筒的成像设备的第一示例的单镜头反光数码相机的后视图；

图38是示出了使用根据本发明的实施例的透镜镜筒的成像设备的第一示例的单镜头反光数码相机的纵断面视图；以及

图39是示出了使用根据本发明的实施例的透镜镜筒的成像设备的第一示例的单镜头反光数码相机的示意性配置的说明框图。

具体实施方式

提供可与对焦凸轮环上的嵌合凸部相啮合的限位器，并以旋转方向限定器和光轴方向限定器形成限位器，这可以允许简单配置的透镜镜筒和成像设备，从而有助于缩减尺寸和改进光学性能。

下面将参照附图描述本发明的实施例。图1至39说明了本发明的实施例的示例。也就是说，图1是示出了根据本发明的实施例的透镜镜筒的第一示例的横断面视图。图2是分解透视图。图3A和3B是第一组框架的透视图。图4是第一组凸轮环的透视图。图5是变焦凸轮环的透视图。图6是第一组凸轮环的展开图。图7是变焦凸轮环的展开图。图8是固定筒的透视图。图9是第四组凸轮环的透视图。图10是固定筒的展开图。图11A至11D是示出了固定筒的引导沟槽的示例的说明图。图12是第四组凸轮环的展开图。图13是第三组活动框架的展开图。图14是第四组框架单元的透视图。图15是第三组活动框架的透视图。图16A是变焦凸轮环和固定筒的装配图。图16B是变焦凸轮环、固定筒和第四组凸轮环的装配图。图17是示出了固定筒与变焦操作环之间的连接的说明图。图18A和18B是变焦操作环的透视图。图19是第一组导向环的展开图。图20是第二组框架装配的透视图。图21是对焦凸轮环的透视图。图22是第二组活动框架的透视图。图23A和23B是对焦凸轮环的展开图。图24是第二组活动框架的展开图。图25A、25B和图26是对焦凸轮环和其它部件的装配图。图27A至27C是固定筒、对焦凸轮环以及第二组透镜框架的装配图。图28A和28B是对焦凸轮环、固定筒以及其它部件的装配图。图29A和29B是固定保持框架的透视图。图30是对焦致动环和其它部件的透视图。图31是第一组凸轮环、第四组凸轮环以及其它部件的装配透视图。图32至35是示出了固定筒、第二组活动框架以及对焦凸轮环的动作之间的关系的说明图。图36是示出了具有根据本发明的实施例的透镜镜筒的成像设备的第一示例的单镜头反光相机的前视图。图37是所述单镜头反光相机的后视图。图38是所述单镜头反光相机的纵断面视图。图39是示出了所述单镜头反光相机的示意性配置的说明框图。

图1和2所示的透镜镜筒10是根据本发明的实施例的透镜镜筒的第一示例，并且被配置成例如在单镜头反光数码相机中使用的可更换透镜。透镜镜筒10包括：成像光学***，其由诸如透镜和滤光器之类的多个光学元件构成；以及机械***，其由紧固地或可移动地支撑所述成像光学***的部件的环、框架以及其它部件构成。所述机械***可被手动地操作或者由诸如电机和传动装置之类的驱动机构自动地驱动。

如图1所示，透镜镜筒10的成像光学***具有四组透镜配置，所述四组透镜配置包括由多个透镜的组合构成的第一透镜组1、由多个透镜的组合构成的第二透镜组2、由一个或更多个透镜的组合构成的第三透镜组3、以及由多个透镜的组合构成的第四透镜组4，第一至第四透镜组从拍摄对象侧按此顺序布置。可以通过调节所述第二、第三和第四透镜组2、3、4的位置来提供变焦和对焦能力，并且可以通过将所述第二至第四透镜组2到4沿光轴方向移动预定量来执行所述光学***的变焦和对焦动作。

透镜镜筒10的机械***包括：保持第一透镜组1的第一组框架11；保持第二透镜组2的第二组框架12；保持第三透镜组3的第三组框架13；保持第四透镜组4的第四组框架14；第一组凸轮环15，其是第二凸轮筒的特定示例；变焦凸轮环16，其是第一凸轮筒的特定示例；固定筒17；固定保持框架18；第一组导向环21；变焦操作环22；外罩23；定距环24；以及对焦凸轮环25。在所述光轴方向上，在透镜镜筒10中的第四透镜组4的后方布置有由CCD(电荷耦合器件)、CMOS(互补金属氧化物半导体)或其它装置形成的成像装置。

如图1和图3A、3B所示，第一组框架11包括筒状镜筒环31以及保持在镜筒环31中的第一组透镜框架32。镜筒环31由分段式筒体构成，该分段式筒体的一端在筒轴方向上的直径大于另一端在筒轴方向上的直径。具有较大直径的部分是大直径部分31a，并且第一组透镜框架32可分离地附连在所述大直径部分31a内。第一组透镜框架32由能够保持多个透镜的框架体构成，并且由三个透镜的组合构成的第一透镜组1被紧固在所述第一组透镜框架32中。在与大直径部分31a相对的镜筒环31的端部设有三个在径向上向内突出的第一组凸轮销33、以及三个在径向上向外突出的止动凸部34。所述三个第一组凸轮销33和三个止动凸部34被以均匀的角间隔隔开。彼此相邻的第一组凸轮销33和止动凸部34以相互间在圆周方向上的适当角度来布置。

第一组凸轮环15被布置在镜筒环31中。变焦凸轮环16被布置在第一组凸轮环15中。固定筒17被布置在变焦凸轮环16中。对焦凸轮环25被布置在固定筒17中。第三组活动框架13被布置在对焦凸轮环25中。作为第三凸轮筒的特定示例的第四组凸轮环26被布置在光轴方向上的镜筒环31的后方、并且在对焦凸轮环25的外侧。遮光筒27被布置在第四组凸轮环26的外侧，并且对焦致动环28被布置在遮光筒27的外侧。第一组导向环21被布置在镜筒环31的外侧。定距环24被布置在第一组导向环21的外侧。变焦操作环22和外罩23被布置在定距环24的外侧。

如图2和4所示，第一组凸轮环15由薄壁筒体构成，并且具有三个轴向沟槽36、三个圆周方向沟槽37以及三个变焦凸轮沟槽38，所述沟槽贯穿所述壁并在所述壁的两侧开口。如图6所示，三个轴向沟槽36在筒轴方向上互相平行地延伸，并且被以预定间隔隔开。三个圆周方向沟槽37在圆周方向上延伸，并且在第一组凸轮环15的一侧沿筒轴方向以预定间隔而隔开。三个变焦凸轮沟槽38中的每个从相邻的轴向沟槽36之一的一端向所述相邻的轴向沟槽36中的另一个的另一端、在所述相邻的轴向沟槽36、36之间沿对角线方向直线地延伸。轴向沟槽36、圆周方向沟槽37以及变焦凸轮沟槽38中的每个的一端被形成为具有略大些的直径，以使得凸轮销或任何其它元件可以容易地被***其中。

如图2和5所示，变焦凸轮环16由薄壁筒体构成，并且具有三个细长的平移导向沟槽41以及三个细长的旋转导向沟槽42，所述沟槽贯穿所述壁并在所述壁的两侧开口。如图7所示，三个细长的平移导向沟槽41在筒轴方向上互相平行地延伸，并且以预定间隔隔开。三个细长的旋转导向沟槽42从相邻的细长的平移导向沟槽41之一的一端的附近向所述相邻的细长的平移导向沟槽41中的另一个的另一端、沿着S形轻缓弯曲的线、以对角线方向在所述相邻的细长的平移导向沟槽41、41之间延伸。

变焦凸轮环16还具有：形成在筒轴方向上的一端处、并且在径向上向外突出的外凸缘16a、以及形成在筒轴方向上的另一端处、并且在径向上向内突出的内凸缘16b。在变焦凸轮环16的外凸缘16a上的两个位置处设有在径向上向外突出的变焦同步销(zoom synchronized pin)43。两个变焦同步销43、43以预定角间隔(在该示例中是120度)在圆周方向上隔开。在变焦凸轮环16的内凸缘16侧设有三个在径向上向外突出的连接凸轮销44。所述三个连接凸轮销44、44以均匀的角间隔在圆周方向上隔开。所述三个连接凸轮销44、44可滑动地与第一组凸轮环15的三个变焦凸轮沟槽38、38相啮合。

如图2和8所示，固定筒17由薄壁筒体构成，并且具有贯穿所述壁并在所述壁的两侧开口的三个平移导向沟槽40和三个凸轮沟槽45、仅在所述壁的内侧开口的一个引导沟槽46、以及向内突出的三个嵌合凸部47。如图10所示，三个平移导向沟槽40在筒轴方向上互相平行地延伸，并且以预定间隔隔开。三个凸轮沟槽45中的每个从相邻的平移导向沟槽40之一的中部向所述相邻的平移导向沟槽40中的另一个的另一端、在所述相邻的平移导向沟槽40、40之间沿着弧形曲线延伸。

嵌合凸部47的每个被布置在固定筒17的凸轮沟槽45的每个的凹侧。每个嵌合凸部47被形成为以预定角度(在该示例中是45度)向对应的平移导向沟槽40倾斜、并且向平移导向沟槽40的中部成螺旋形地延伸的凸条部。嵌合凸部47的内表面被形成为基本平行于固定筒17的筒轴中心线。引导沟槽46被形成为这样的细长沟槽：其朝向嵌合凸部47之一、在与固定筒17的嵌合凸部47相对的一侧开口、以预定角度(在该示例中是45度)向平移导向沟槽40倾斜、并且向平移导向沟槽40的中部成螺旋形地延伸。

固定筒17的引导沟槽46对第四组凸轮环26进行导向，并且可滑动地与第四组凸轮环26的啮合凸出部26a相啮合，稍后将对此进行描述。可以通过改变例如引导沟槽46的倾斜角度来调节第四组凸轮环26的旋转数。

图11A至11D示出了引导沟槽46的倾斜角度的变化。在图11A中，引导沟槽46的倾斜角度α被如同图10及其它图示地正常地设置。图11A中的引导沟槽46的倾斜角度α被定义为基准倾斜角度α a(在该示例中是45度)。在图11B中，引导沟槽46的倾斜角度α大于所述正常设置的倾斜角度，并且被定义为倾斜角度α b。在这种情况下，第四组凸轮环26的旋转量可以较小。在图11C中，引导沟槽46的倾斜角度α小于所述正常设置的倾斜角度，并且被定义为倾斜角度αc。在这种情况下，第四组凸轮环26的旋转量可以较大。在图11D中，引导沟槽46的倾斜基本上遵循S形凸轮曲线。在这种情况下，可以在单次行程内增加和减少第四组凸轮环26的旋转量。

在固定筒17的引导沟槽46的开口的一端还设有在径向上向外突出的三个连接臂48。三个连接臂48以预定的均匀角间隔在圆周方向上隔开。固定筒17经由接合销钉而可旋转地连接到变焦凸轮环16，并且通过旋转变焦操作环22来旋转变焦凸轮环16。

如图9所示，第四组凸轮环26由薄壁筒体构成，并且具有贯穿所述壁且在所述壁的两侧开口的两个第四组凸轮沟槽51、仅在所述壁的内侧开口的两个基本为L形的第四组辅助凸轮沟槽52、以及上述的啮合凸出部26a。如图12所示，两个第四组凸轮沟槽51、51以预定间隔在圆周方向上隔开，并且以使得所述第四组凸轮沟槽51、51中的每个在筒轴方向上的一侧呈凹形的方式、在圆周方向上沿弧形延伸。所述第四组辅助凸轮沟槽52、52中的每个被布置在相邻的第四组凸轮沟槽51、51之间，并且具有沿筒轴方向延伸并在一端开口的轴向沟槽52a、连接到轴向沟槽52a的内侧端部并沿圆周方向延伸的圆周方向沟槽52b、以及位于圆周方向沟槽52b的末端并沿轴向弯曲的弯曲沟槽52c。

两个第四组凸轮销53、53可滑动地与第四组凸轮环26的两个第四组凸轮沟槽51、51相啮合。两个第四组凸轮销53、53被布置在以180度隔开的位置，并且穿过第三组活动框架13的两个第四组平移导向沟槽54、54。两个第四组凸轮销53、53以使得第四组框架单元14与第四组凸轮环26相同步地移动的方式、经由第四组活动框架13将第四组框架单元14连接到第四组凸轮环26。

如图1和14所示，第四组框架单元14包括由圆筒状筒体构成的第四组活动框架61以及保持在第四组活动框架61中的第四组透镜框架62。第四组透镜框架62由能够保持多个透镜的框架体构成，并且由五个透镜的组合构成的第四透镜组4被紧固在第四组透镜框架62中。此外，两个第四组凸轮销53、53被附连到第四组活动框架61的外周表面的以180度隔开的位置。

第三组活动框架13具有如图1和15所示的配置。也就是说，第三组活动框架13由薄壁筒体构成，并且具有两个第四组平移导向沟槽54、54以及两个第四组辅助凸轮销55、55。图13是第三组活动框架13的展开图。两个第四组平移导向沟槽54、54以预定间隔在圆周方向上隔开，并且平行于筒轴方向地延伸，第四组辅助凸轮销55的每个被布置在第四组平移导向沟槽54的每个的附近。

在第三组活动框架13在筒轴方向上的一端设有在径向上向内突出的内凸缘13a。第三组透镜框架56被紧固到内凸缘13a。第三组透镜框架56由能够保持多个透镜的框架体构成，并且由两个透镜的组合构成的第三透镜组3被紧固在第三组透镜框架56中。第三组扩展环57可分离地附连到第三组活动框架13的末端。

在第三组活动框架13在内凸缘13a侧的外周表面上还以使得三个第三组销58在圆周方向上以均匀间隔隔开的方式而设有三个第三组销58。每个第三组销58由两个滚轮(roller)58a、58b、以及穿过两个滚轮58a、58b并且在第三组活动框架13上可旋转地支撑两个滚轮58a、58b的配合螺钉59构成。两个滚轮58a、58b互相层叠。第一滚轮58a与固定筒17和变焦凸轮环16相啮合，第二滚轮58b与第一组凸轮环15和第一组导向环21相啮合。三个第三组销58的第二滚轮58b可滑动地与第一组凸轮环15的三个圆周方向沟槽37相啮合。

图16A示出了固定筒17嵌合在变焦凸轮环16中并与之相组合的状态。固定筒17被***变焦凸轮环16中，并且设于固定筒17上的三个连接臂中的两个48、48被布置在设于变焦凸轮环16的外凸缘16a上的两个变焦同步销43、43附近。图16B示出了第四组凸轮环26嵌合在变焦凸轮环16与固定筒17的装配中并与之相组合的状态。第四组凸轮环26的啮合凸出部26a可滑动地与固定筒17的引导沟槽46相啮合。

图17是示出了变焦凸轮环16、固定筒17以及变焦操作环22之间的连接的说明图。如图1和图18A、18B所示，变焦操作环22由在筒轴方向上的中部处具有凹部的筒体构成，并且变焦橡胶环65嵌合在小直径部分的外周表面上。变焦橡胶环65的外周表面被滚花以形成防滑部分，并且变焦操作环22通过保持和旋转变焦橡胶环65而转动。在变焦操作环22的内周表面上设有用于啮合和保持变焦凸轮环16的变焦同步销的销保持部66。

在变焦操作环22在光轴方向OL上的后侧设有后部保持环67。透镜座68被固定到后部保持环67，并且通过透镜座68将透镜镜筒10可分离地附连到诸如单镜头反光相机之类的成像设备。外罩23被布置在变焦操作环22在光轴方向OL上的前侧。在外罩23中设有用于窥视透镜镜筒10内部的距离刻度窗69。可以通过经由距离刻度窗69察看透镜镜筒10内部的刻度来在视觉上识别距拍摄对象的距离。

图19是第一组导向环21的展开图。第一组导向环21由薄壁筒体构成，并且具有仅在所述壁的外表面上开口的三个轴向导向沟槽71、以及穿过所述壁和向内突出的突起部的三个嵌合孔72。三个轴向导向沟槽71以均匀的间隔在圆周方向上隔开，并且在第一组导向环21的外周表面上平行于筒轴方向地延伸。此外，三个轴向导向沟槽71仅在筒轴方向上的第一组导向环21的一端开口，并且三个嵌合孔72设于与所述开口相对的一侧，并类似地以均匀的间隔在圆周方向上隔开。三个第三组销58的第二滚轮58b分别嵌合在三个嵌合孔72中。

图20示出了第二组框架12的装配。第二组框架装配74包括第二组框架12、对焦凸轮环25以及第二组活动框架75。第二组框架12包括第二组透镜框架76，所述第二组透镜框架76由能够保持多个透镜的框架体以及第二透镜组2构成，所述第二透镜组2由被保持在第二组透镜框架76中的五个透镜构成。

对焦凸轮环25具有图21所示的配置。也就是说，对焦凸轮环25具有薄壁筒体，并且在对焦凸轮环25在筒轴方向上的一端处设有在径向上向外突出的外凸缘25a。外凸缘25a使用螺钉将第二组框架12紧固到对焦凸轮环25。在对焦凸轮环25在筒轴方向上的另一端处设有向后部延伸并平行于筒轴方向地突出的对焦同步杆77。该对焦致动环28连接到对焦同步杆77。

如图23A和23B的展开图所示，对焦凸轮环25还包括三个变速器凸轮78和三个L形限位器79。三个锯齿形切断部(cutout)81设于对焦凸轮环25在筒轴方向上的一端，并以均匀的间隔在圆周方向上隔开。每个切断部81包括平行于筒轴方向地延伸的垂直部分81a、连接到垂直部分81a的底部并沿水平方向延伸的水平部分81b、以及连接到水平部分81b的另一端并沿对角线方向朝向所述一端延伸的倾斜部分81c。

变速器凸轮78的一端在切断部81的垂直部分81a处开口，并且变速器凸轮78随着旋转角度的增加而被弯曲成进一步远离切断部81。每个变速器凸轮71被设置成具有120度或更大的旋转角度，其中所述旋转角度大于对焦凸轮环25的圆周长度的三分之一。因此，每个变速器凸轮78的末端延伸到(交叠于)超出相邻切断部81的垂直部分81a的位置处。在图23A和23B中，附图标记WI、WN、TI和TN分别表示广角侧的无限位置、广角侧的近位置、望远侧的无限位置以及望远侧的近位置。

三个限位器79的每个均设于与三个变速器凸轮78中的对应一个的中部相对应的位置处。限位器79包括：示出了旋转方向限定器的特定示例的、朝向变速器凸轮78的倾斜部分81c的水平部分79a；示出了光轴方向限定器的特定示例的、连接到位于切断部81的垂直部分81a侧的水平部分79a的端部的垂直部分79b；以及连接到垂直部分79b的远离切断部81的一端的加固肋79c。限位器79的水平部分79a在垂直于筒轴方向的平面上沿圆周方向延伸。水平部分79a在对焦凸轮环25的筒轴方向上位于与变速器凸轮78的末端基本上相同的位置。限位器79的垂直部分79b沿平行于筒轴方向的方向延伸。如稍后所述，水平部分79a和垂直部分79b构成了限位器79的基本部分，并且防止对焦凸轮环25脱落。

限位器79的加固肋79c是对对焦凸轮环25进行加固以防止变形的加固部件。当对焦凸轮环25足够坚固而不会变形时，由于加固肋79c并不用作类似于水平部分79a和垂直部分79b的容纳部件，因此可以省略加固肋79c。

第二组活动框架75具有图22所示的配置。也就是说，第二组活动框架75由环形框架体构成。第二组活动框架75具有三个第二组凸轮销84和三个对焦凸轮销85。三个第二组凸轮销84以均匀的角间隔在圆周方向上隔开，并且在径向上向外突出。第二组凸轮销84的每个均包括可旋转且可滑动地与固定筒17的对应的凸轮沟槽45啮合的滚轮84a、以及在第二组活动框架75上可旋转地支撑滚轮84a的配合螺钉84b。

图24是第二组活动框架75的展开图。三个对焦凸轮销85以均匀的角间隔在圆周方向上隔开，并且在径向上向内突出。每个对焦凸轮销85的头部是锥形的(具有蘑菇形状)，并且可滑动地啮合对焦凸轮环25的三个变速器凸轮78中的对应的一个。

图25A、25B和26说明了所装配的对焦凸轮环25、第二组活动框架75以及对焦操作环28。图25A对应于广角侧的无限位置。图25B对应于广角侧的近位置。图26对应于望远侧的无限位置。对焦操作环28具有环形本体，并且在所述本体的外周表面的一部分上设有齿轮86和啮合凸出部87。齿轮86传递自动对焦驱动力。在对焦操作环28的本体的一端设有沿筒轴方向突出的滑动轴承88。所述滑动轴承传递在手动对焦操作中产生的驱动力。所述滑动轴承以使得对焦同步杆77可以沿筒轴方向滑动的方式来保持设于对焦凸轮环25上的对焦同步杆77。

图27A、27B、27C和图28A、28B示出了被装配到第二组框架装配74的固定筒17。第二组活动框架75的第二组凸轮销84可滑动地啮合固定筒17的凸轮沟槽45。图27A、27B、27C和图28A示出了缩回的第二组活动框架75，图28B示出了推出的第二组活动框架75。

图29A和29B示出了固定保持环18。固定保持环18由筒状部件构成，并且变焦操作环22可转动地嵌合在固定保持环18的外表面上。

图30说明了对焦操作环28、定距环24以及离合器单元91的装配状态。如图1所示，离合器单元91被布置在第一组导向环21外侧并在固定保持环18和定距环24前方。对焦操作环92被布置在离合器单元91前方。对焦橡胶环93附连到对焦操作环92。离合器单元91旋转对焦操作环92和其它部件，并且以对焦操作环92的旋转使得定距环24旋转然而定距环24的旋转不使对焦操作环92旋转的方式来配置。

对焦操作环28的啮合凸出部87可移动地啮合和保持设于定距环24上的连接臂95。此外，对焦电刷96附连到对焦操作环28。与编码器(未示出)相接触的对焦电刷96旋转并传递电信号。图31说明了所装配的变焦凸轮环16和第三组活动框架13。

下面将描述这样配置的透镜镜筒10的动作。首先，接下来将描述当在变焦操作中旋转变焦操作环22时的操作。

当变焦操作环22被旋转时，旋转力经由变焦同步销43而被传递到变焦凸轮环16，变焦凸轮环16被相应地旋转。当变焦凸轮环16被旋转时，沿着固定筒17的平移导向沟槽40和变焦凸轮环16的细长的旋转导向沟槽42而行的第三组销58使得第三组活动框架13在不旋转的情况下向前移动。变焦凸轮环16的旋转力经由附连到变焦凸轮环16的前端的连接凸轮销44(啮合第一组凸轮环15的平移导向沟槽40)而被传递到第一组凸轮环15。

由于第三组销58被***第一组凸轮环15的圆周沟槽37中，因此第一组凸轮销15在旋转的同时以与第三组活动框架13相同的速度而向前移动。透镜镜筒31的止动凸部34和平移导向沟槽防止第一组框架11旋转，并且第一组凸轮环15的凸轮沟槽38向前推动第一组凸轮销33。通过这种方式，如上所述向前移动的第一组凸轮环15进一步行进较长的距离。

由于啮合第四组辅助凸轮销55的第四组辅助凸轮沟槽52是在第四组凸轮环26的内表面上形成的，因此在第三组活动框架13向前行进时，第四组凸轮环26向前行进。由于第四组凸轮环26的啮合凸出部26a啮合固定筒17的引导沟槽46，因此第四组凸轮环26在向前行进的同时进行旋转。也就是说，第四组凸轮环26以与变焦凸轮环16和第一组凸轮环15的速度不同的速度而旋转，并且以与第三组活动框架13的速度不同的速度而向前行进。因此，提供引导沟槽46和第四组辅助凸轮环52允许任意地设置第四组凸轮环26的旋转速度和行进速度，由此获得了凸轮设计的显著更大的自由度。

如图14所示，在第四组凸轮销53通过第四组凸轮环26中形成的第四组凸轮沟槽51而沿着第三组活动框架13中形成的作为平移导向件的第四组平移导向沟槽54移动时，第四组框架单元14向前行进。也就是说，第四组框架单元14相对于第四组凸轮环26行进与第四组凸轮沟槽51相对应的额外长度。

在变焦凸轮环16的细长的平移导向沟槽41使得第二组凸轮销84旋转时，第二组活动框架75在沿着在固定筒17中形成的凸轮沟槽45旋转的同时向前行进。由于对焦同步杆77限制了旋转，因此对焦凸轮环25并不旋转，但是第二组活动框架75旋转并向前行进。因此，对焦凸轮环25随着第二组活动框架75一起向前行进，并且由于变速器凸轮78与第二组凸轮销84相接触的位置的改变而进一步向前行进。也就是说，对焦凸轮环25被移动到与以下二者之和相对应的预定位置：由凸轮沟槽45所导致的第二组活动框架75的行程量、以及由变速器凸轮78所导致的行程量。

变焦操作中每个部分的行程量和旋转速度被概括如下：

变焦凸轮环16：不行进，但是以与变焦操作环22的速度相同的速度而旋转，

第三组活动框架13：以由细长的旋转导向沟槽42所确定的速度而行进，但是不旋转，

第一组凸轮环15：以与第三组活动框架13的速度相同的速度而行进，并且以与变焦凸轮环16的速度相同的速度而旋转，

第一组框架11：以由凸轮沟槽38和细长的旋转导向沟槽42所确定的速度而行进，但是不旋转，

第四组凸轮环26：以由细长的旋转导向沟槽42和第四组辅助凸轮沟槽52所确定的速度而行进，并且以由引导沟槽46所确定的速度和第四组凸轮环26自身的行进速度而旋转，

第四组框架单元14：以由细长的旋转导向沟槽42、第四组凸轮沟槽51以及第四组辅助凸轮沟槽52确定的速度而行进，但是不旋转，

第二组活动框架75：以由凸轮沟槽45所确定的速度而行进，并以与变焦操作环22的速度相同的速度而旋转，

对焦凸轮环25：以由凸轮沟槽45和变速器凸轮78所确定的速度而行进，但是不旋转。

下面将描述在对焦操作中当对焦操作环92被旋转时透镜镜筒10的动作。

当对焦操作环92被旋转时，定距环24经由离合器单元91而被旋转。当定距环24被旋转时，连接臂95所连接到的对焦致动环28被旋转。当对焦致动环28被旋转时，对焦凸轮环25经由对焦同步杆而被旋转。当对焦凸轮环25被旋转时，变速器凸轮78的当前使用的位置改变，并且对焦凸轮环25沿光轴方向移动。上文已经参照变速器凸轮78设于对焦凸轮环25中且凸轮销设于第二组活动框架75上的情况来描述了示例。与该配置相反地，当然可以想到凸轮销设于对焦凸轮环25上且变速器凸轮78设于第二组活动框架75中。

下面将描述对对焦凸轮环25的位置限定。

如图20、25和26所示，对焦凸轮环25由第二组活动框架75经由三个对焦凸轮销来支撑。所述三个对焦凸轮销85主要用于不产生对焦凸轮环25的倾斜分量(向垂直于光轴的平面倾斜的分量)。

现在来假设不产生游隙分量的最优理想形状。由于对焦凸轮销85是锥形(蘑菇形)销，因此不应产生偏移分量(与垂直于光轴的平面相平行的分量)。然而，在实践中，存在游隙并且只有一个平移导向件即对焦同步杆。因此，必须准备防止产生偏移分量的容纳面。避免产生偏移分量的部分是设于以120度的间隔而隔开的三个位置上的L形限位器79，每个L形限位器79均是所述容纳面的特定示例。限位器79朝向固定筒17的内表面，并与三个嵌合凸部47相接触。

下面将描述限位器79的形状。

本示例应用于使用在对焦操作中根据变焦位置来修正对焦透镜组的行程量的对焦凸轮的变焦透镜。因此，变速器凸轮78具有等于110度或更大的圆周长度，该圆周长度是相当大的。变速器凸轮78由例如以下部分构成：与变焦旋转角度即70度相对应的部分、与对焦旋转角度即40度相对应的部分、以及与在装配操作中可能需要的角度相对应的部分。

因此，如图20和图23A、23B所示，变速器凸轮78之一的望远侧近(T NEAR)位置处的端部与相邻变速器凸轮78的广角侧无限(W INF)位置处的端部相交叠，从而产生交叠OR。在这种情况下，当试图产生作为容纳面的限位器时，为了避免对对焦凸轮(变速器凸轮78)的干扰，除了使得限位器在光轴方向上移位之外别无选择。

然而，为了维持这种类型的透镜镜筒中的较高的放大系数和较高的光学性能，需要增加第二透镜组2的行程量。如图28B所示，为了到达望远侧近(T NEAR)位置，对焦凸轮环25相对于固定筒17而行进较长的距离。因此，当当前限位器79的水平部分79a的位置被移位到加固肋79c的水平位置时，限位器79从固定筒17的嵌合凸部47分离且脱离。

为了解决该问题，在本示例中，限位器79的水平部分79a设于这样的位置：在此位置，即使在望远侧近(T NEAR)位置，位置调整器79也不会从固定筒17的嵌合凸部47脱离，并且限位器79也不会干扰对焦凸轮(变速器凸轮)。干扰作为对焦凸轮的变速器凸轮78的容纳面的部分被以如下方式配置：水平部分79a在其一端在光轴方向上垂直地弯曲以形成垂直部分79b。在该配置中，垂直部分79b可以支撑固定筒17，并且对焦凸轮环25可以在光轴方向上相对于固定筒17而行进较长的距离。

图32至35说明了限位器79在各种变焦和对焦位置上的有利效果。图32至35是固定筒17、对焦凸轮环25以及第二组活动框架75的重叠展开图，并且分别示出了在广角侧无限(W INF)位置、广角侧近(WNEAR)位置、望远侧无限(T INF)位置以及望远侧近(T NEAR)位置处固定筒17、对焦凸轮环25以及第二组活动框架75之间的关系。

如图32所示，在广角侧无限(W INF)位置处，由于固定筒17的嵌合凸部47接触整个限位器79并由整个限位器79所支撑，因此对焦凸轮环25不会脱离。此外，如图33所示，在广角侧近(W NEAR)位置处，由于固定筒17的嵌合凸部47接触整个限位器79并由整个限位器79所支撑，因此对焦凸轮环25不会脱离。

另一方面，如图34所示，在望远侧无限(T INF)位置处，由于固定筒17的嵌合凸部47接触限位器79的垂直部分79b并由限位器79的垂直部分79b所支撑，因此对焦凸轮环25不会脱离。此外，如图35所示，在望远侧近(T NEAR)位置处，由于固定筒17的嵌合凸部47接触限位器79的水平部分79a并由限位器79的水平部分79a所支撑，因此对焦凸轮环25不会脱离。

从图32至35可以清楚，当限位器79没有垂直部分79b时，对焦凸轮环25在望远侧无限(T INF)位置处从固定筒17的嵌合凸部47脱离，因此对焦凸轮环25可能得不到支撑。为了避免对焦凸轮环25从固定筒17脱离，可以想到使得每个限位器79的水平部分79a在圆周方向上延伸。然而，在这种情况下，延伸的水平部分79a干扰了变速器凸轮78，由此变速器凸轮78不能用作凸轮。为了避免这种情况，可以想到使得限位器79的水平部分79a在光轴方向上移位。然而，在这种情况下，对焦凸轮环25在望远侧近(T NEAR)位置处从固定筒17的嵌合凸部47脱离。

为了避免对焦凸轮环25从固定筒17脱离和在任何位置处通过固定筒17来支撑对焦凸轮环25，需要使限位器的容纳面弯曲，或者增加整个透镜镜筒的大小，或者降低光学性能和规格以减少第二透镜组2的对焦量或行程量。本示例是基于上述观点来配置的，并且根据该示例的限位器79允许减小尺寸和增强透镜镜筒的性能。在该示例中，限位器79的关键部分具有L形，但是不一定是L形。例如，当然可以想到使用对焦凸轮环25的死区和弯曲干扰对焦凸轮(变速器凸轮)的容纳面的部分。

下面将对使用这样配置的透镜镜筒的成像设备进行描述。图36至39对示出了根据本发明的实施例的成像设备的特定示例的单镜头反光数码相机进行了说明。如图36所示，单镜头反光数码相机100包括摄像机本体101。作为可更换的成像透镜单元的透镜镜筒10可分离地附连到摄像机本体101。

摄像机本体101在正面侧的基本中央部分处具有透镜镜筒10所附连到的环形座MT。在座MT的附近设有用于附连和分离透镜镜筒10的附连/分离按钮102。摄像机本体101还包括正面侧左上位置处的模式设置转盘103。操作模式设置转盘103允许设置(切换)照相机的多种模式(所述模式包括多种成像模式(肖像成像模式、风景成像模式以及全自动成像模式))、用于回放所捕获的图像的回放模式、以及用于向外部设备发送数据和从外部设备接收数据的通信模式)。

摄像机本体101还包括在正面侧的左端的把手104。用户在拍摄照片时握住把手104。在把手104的上侧设有用于指示摄像机开始曝光的释放按钮105。在把手104内设有电池容纳室和卡容纳室。电池容纳室容纳锂离子电池或其它类型的电池，以作为照相机的电源，并且卡容纳室可分离地容纳用于记录所捕获的图像的图像数据的存储卡或其它外部存储装置。

释放按钮105是能够检测两个状态即半按下状态(S1状态)和全按下状态(S2状态)的两状态检测按钮。当释放按钮105被不完全地按下到S1状态中时，执行用于捕获和记录拍摄对象的静止图像(最终捕获的图像)的准备动作(例如AF控制动作)。当释放按钮105被进一步按下到S2状态中时，执行捕获最终捕获的图像的动作(包括使用成像装置针对拍摄对象图像(拍摄对象的光学图像)的曝光动作、以及针对通过曝光动作获得的图像信号的预定图像处理动作的一系列动作)。

在图37中，在摄像机本体101的背面侧的基本中上部分处设有取景器窗口(目镜窗口)110。在拍摄照片时，用户窥视取景器窗口110并在视觉上识别通过透镜镜筒10传送的拍摄对象的光学图像，以确定构图。也就是说，可以使用光学取景器来确定构图。在根据本实施例的单镜头反光数码相机100中，也可使用在背面侧监视器111中显示的实时取景(liveview)图像来确定构图。操作者旋转切换转盘106以在使用光学取景器的构图确定动作与使用实时取景显示的构图确定动作之间进行切换。

背面侧监视器111设于摄像机本体101的背面侧的基本中央部分处。例如，背面侧监视器111由彩色液晶显示器(LCD)构成。背面侧监视器111可以例如显示用于设置成像和其它条件的菜单屏幕、以及在回放模式下再现和显示记录在存储卡上的所捕获的图像。当操作者选择了基于实时取景显示的构图确定而非基于光学取景器的构图确定时，背面侧监视器111将成像装置所捕获的多个时间过程图像(即活动图像)作为实时取景图像来显示。

电源开关(主开关)112设于背面侧监视器111的左上方。电源开关112由双触点滑动开关构成。当触点被设置到左边的“断开”位置时，电源被关断。当触点被设置到右边的“接通”位置时，电源被接通。此外，方向选择键113设于背面侧监视器111的右方。方向选择键113具有圆形操作按钮。该操作按钮检测四种类型的按压操作即上、下、右和左、以及另外四种类型的按压操作即右上、左上、右下和左下。方向选择键113检测按下中央按钮的操作以及上述八种按压操作。设置按钮组114设于背面侧监视器111的左方。设置按钮组114由用于执行包括设置菜单屏幕中的参数和删除图像在内的各种操作的多个按钮构成。

图38是单镜头反光数码相机100的纵断面视图。摄像机本体101内置有由CCD、CMOS或其它装置构成的成像装置120、主反射镜121、副反射镜122、五面镜123、对焦板124、光学单元125以及其它部件。通过透镜镜筒10传入的拍摄对象的图像经由主反射镜121、五面镜123和光学单元125而被引导到取景器窗口110。主反射镜121、五面镜123和光学单元125构成了取景器光学***，该取景器光学***可以将观测光束即经过成像光学***并从主反射镜121反射的光束引导到到取景器窗口110。

穿过主反射镜121的光从副反射镜122反射出，并被改变方向而向下至AF模块126。AF模块126、对焦控制单元以及其它部件使用经由主反射镜121和副反射镜122传递的光来执行AF操作。

下面将参照图39来描述对单镜头反光数码相机100的功能的概述。图39是示出了单镜头反光数码相机100的功能配置的框图。单镜头反光数码相机100包括操作部130、总体控制部140、对焦控制部141、反射镜控制部142、快门控制部143、定时控制部144以及数字信号处理电路150。操作部130具有包括释放按钮105在内的多个按钮和开关。总体控制部140响应于用户在操作部130上进行的输入操作而执行各种动作。

总体控制部140被配置成微计算机，并且主要包括CPU、存储器和ROM。总体控制部140通过读取存储在ROM中的程序并指示CPU执行该程序来执行各种功能。例如，总体控制部140包括在功能上通过执行相应程序来实现的第一曝光控制部146和第二曝光控制部147。第一曝光控制部146控制用于取景器的成像装置180的曝光。在EVF模式中，第一曝光控制部146基本上基于来自取景器成像装置180的图像信号来控制取景器成像装置180的曝光。然而，当满足特定条件时(换言之，当达到特定定时时)，总体控制部140基于通过光度传感器获得的光度值来确定曝光控制操作中的曝光控制值。

第二曝光控制部147控制成像装置120的曝光。第二曝光控制部147基于来自其曝光操作由第一曝光控制部146控制的取景器成像装置180的图像信号，确定拍摄对象的光度值(拍摄对象亮度)，并且基于该拍摄对象亮度来控制成像装置120的曝光。

此外，总体控制部140与AF模块126、对焦控制部141以及其它部件协作，以执行控制对焦透镜组的位置的对焦控制操作。总体控制部140根据由AF模块126检测到的拍摄对象状态而使用对焦控制部141来执行AF操作。AF模块126可以使用通过反射镜机构160传送的光，以通过使用诸如相位差方法之类的对焦状态检测方法来检测拍摄对象的对焦状态。

对焦控制部141通过基于从总体控制部140输入的信号而产生控制信号，移动包含在透镜镜筒10中的透镜组190内的对焦透镜组，并相应地驱动马达M1。通过透镜镜筒10中的透镜位置检测部191来检测对焦透镜组的位置，并且将指示对焦透镜组位置的数据发送给总体控制部140。对焦控制部141、总体控制部140和其它组件由此控制对焦透镜组在光轴方向上的运动。

反射镜控制部142使得反射镜机构160在从光程上缩回的状态(反射器向上状态)与阻挡光程的状态(反射镜向下状态)之间切换。反射镜控制部142通过基于从总体控制部140输入的信号而产生控制信号来使得反射镜机构160在反射镜向上状态与反射镜向下状态之间切换，并相应地驱动马达M2。快门控制部143通过基于从总体控制部140输入的信号而产生控制信号来开启和关闭快门170，并相应地驱动马达M3。定时控制电路144对成像装置120和其它部件执行定时控制。

成像装置(由CCD传感器、CMOS传感器或其它传感器构成)120使用光电转换来将拍摄对象的光学图像转换为电信号，以产生表示最终捕获的图像的图像信号(要记录的图像信号)。成像装置120还被称作用于捕获要记录的图像的成像装置。此外，成像装置120对从定时控制电路144输入的驱动控制信号(累积开始信号和累积结束信号)作出响应，并检测在光接收表面上聚焦的拍摄对象图像(累积在光电转换中产生的电荷)，以便产生表示拍摄对象图像的图像信号。成像装置120还对从定时控制电路144输入的读出控制信号作出响应，并将所述图像信号输出至信号处理部151。

来自定时控制电路144的定时信号(同步信号)也被输入至信号处理部151和A/D(模数)转换电路152。成像装置120所捕获的图像信号在信号处理部151中受到预定的模拟信号处理，并且经过模拟信号处理的图像信号在A/D转换电路152中被转换为数字图像数据(图像数据)。该图像数据被输入到数字信号处理电路150中。

数字信号处理电路150对从A/D转换电路152输入的图像数据执行数字信号处理，以产生表示所捕获的图像的图像数据。数字信号处理电路150包括黑电平修正电路153、白平衡(WB)电路154、γ修正电路155以及图像存储器156。

黑电平修正电路153将构成从A/D转换电路152输出的图像数据的每个图像数据的黑电平修正为基准黑电平。WB电路154对图像进行白平衡调整。γ修正电路155对捕获的图像执行灰度级转换。图像存储器156可以以较高速度来访问，并且暂时存储所产生的图像数据。图像存储器156具有用于存储与多个帧相对应的图像数据的容量。

在最终的捕获操作中，暂时存储在图像存储器156中的图像数据适当时在总体控制部140中受到图像处理(例如图像压缩)，然后经由卡接口132而被存储在存储卡115中。暂时存储在图像存储器156中的图像数据适当时由总体控制部140传送至VRAM131，并且基于该图像数据的图像被显示在背面侧显示器111上。由此提供了各种显示模式，包括用于确认所捕获的图像的确认显示(在观看之后)以及用于再现所捕获的图像的回放显示。

成像装置180用作所谓的实时取景图像捕获(活动图像捕获)成像装置。成像装置180具有与成像装置120相类似的配置。然而，成像装置180只需要具有高得足以产生实时取景图像信号(活动图像)的分辨率，并且由此而典型地具有比成像装置120中的像素少的像素。还对成像装置180捕获的图像信号执行与对成像装置120捕获的图像信号执行的信号处理相类似的信号处理。也就是说，成像装置180捕获的图像信号在信号处理部151中受到预定的处理，在A/D转换电路152中被转换为数字数据，在数字信号处理电路150中受到预定的图像处理，并且被存储在图像存储器156中。

由成像装置180捕获并被存储在图像存储器156中的时间过程图像数据适当时由总体控制部140顺序地传送至VRAM131，并且基于该时间过程图像数据的多个图像被顺序地显示在背面侧监视器111上。由此提供了用于构图确定的类似于活动图像的显示(实时取景显示)。

特别地，为了加快上述过程，优选地是同时执行用于成像装置120的图像处理和用于成像装置180的图像处理。为此，在该实施例中，定时控制电路144、信号处理部151、A/D转换电路152、数字信号处理电路150以及其它部件中的每个均具有两路处理电路，并且同时执行用于两个成像装置120和180的图像处理操作。然而，定时控制电路144、信号处理部151、A/D转换电路152、数字信号处理电路150以及其它部件中的每个均不一定具有两路处理电路，而是具有单路处理电路，并且用于成像装置120的图像处理以及用于成像装置180的图像处理可以是按此顺序或按相反的顺序而顺序地执行的。

单镜头反光数码相机100还包括通信接口133，并且可以向连接到该接口133的设备(例如个人计算机)发送数据和从其接收数据。单镜头反光数码相机100还包括闪光灯装置116、闪光灯控制电路117以及AF辅助发光器127。闪光灯装置116是例如在拍摄对象不具有足够亮度时使用的光源。接通和关断闪光灯、接通持续时间以及其它参数受到闪光灯控制电路117、总体控制部140以及其它部件的控制。AF辅助发光器127是用于AF操作的辅助光源。接通和关断AF辅助发光器127、接通持续时间以及其它参数受到总体控制部140和其它部件的控制。

下面将描述单镜头反光数码相机100的捕获动作。在单镜头反光数码相机100中，不仅可以使用由取景器光学***和其它部件构成的光学取景器(也称为光学取景器(OVF))来确定构图(成帧)，而且可以使用背面侧监视器111上显示的实时取景图像来确定构图。由于拍摄对象的光学图像被转换为电数据然后被可视化，因此通过使用成像装置180和背面侧监视器111而实现的取景器功能也被称为电子取景器(EVF)。

操作者可以操作开关转盘106以选择基于光学取景器(OVF)的构图确定或基于电子取景器(EVF)的构图确定。

如图38所示，反射镜机构160设于始于透镜镜筒10而至成像装置120的光程(成像光程)中，并且反射镜机构160具有将来自成像光学***的光向上反射的主反射镜121(主反射表面)。部分或整个的主反射镜121例如由半镀银的反射镜构成，并且透射来自成像光学***的光的一部分。反射镜机构160还具有将穿过主反射镜121的光向下反射的副反射镜122(副反射表面)。从副反射镜122向下反射出的光被导向至AF模块126并入射到其上，并且用于基于相位差的AF操作。

在图像捕获模式中，在释放按钮105被按下到全按下状态S2中之前，换言之，在构图确定步骤中，反射镜机构160处于反射镜向下状态。在该步骤中，来自透镜镜筒10的拍摄对象图像从主反射镜121向上反射出，并作为观测光束而入射到五面镜123上。五面镜123具有多个反射镜(反射表面)，并且具有调节拍摄对象图像的定向的能力。观测光束在入射到五面镜123上之后的路径取决于使用两个方案中的哪个方案(即，是OVF方案还是EVF方案)来确定构图。操作者可以通过选择所期望的一个方案来确定构图。

如上文所述，根据本发明，使用对焦凸轮的死区允许提高在光轴方向上的自由度、减小透镜镜筒的尺寸、以及减少部件数量。还可以增加凸轮的自由度、优化凸轮曲线、增强光学性能、以及改善操作体验(对焦扭矩和变焦扭矩)。由此可以提供低成本且高性能的紧凑型透镜镜筒和包括该透镜镜筒的成像设备。上述本发明并不限定于使用在对焦操作中根据变焦位置来修正对焦透镜组的行程量的对焦凸轮的透镜镜筒，而是不仅显然可以应用于典型的变焦透镜，而且可以应用于仅具有变焦能力或对焦能力的透镜镜筒。

本发明并不限定于上文描述的和附图所示的实施例，而是在不背离本发明的精神的范围内可以实现各种修改。例如，虽然上文参照应用单镜头反光数码相机作为成像设备的情况而描述了上述示例，但是本发明也可以应用于数字视频摄像放像机、胶片式单镜头反光相机、模拟视频摄像放像机、监控摄像机以及其它成像设备。此外，虽然上述示例参照使用四组透镜***作为光学透镜的情况来进行了描述，但是所述光学透镜显然可以由三组透镜***、五组透镜***或由更多组构成的透镜***构成。

本领域的技术人员应当理解，在所附权利要求或其等效物的范围之内，可以根据设计需求和其它因素来进行各种修改、组合、子组合和变更。

Claims (4)

1.一种透镜镜筒，包括:

对焦凸轮环，其保持对焦透镜组，并且在响应于对焦操作而沿凸轮沟槽旋转的同时沿对焦透镜组的光轴方向移动；以及

固定筒，其具有可使得所述对焦凸轮环沿其旋转方向转动、并沿所述光轴方向可移动地支撑所述对焦凸轮环的嵌合凸部，

其中，所述对焦凸轮环具有可啮合所述嵌合凸部的限位器，以及

所述限位器包括:对所述对焦凸轮环在其旋转方向上的位置进行限定的旋转方向限定器、以及对所述对焦凸轮环在所述光轴方向上的位置进行限定的光轴方向限定器。

2.根据权利要求1所述的透镜镜筒，

其中，所述对焦凸轮环是响应于对焦操作而根据变焦位置来修正对焦透镜组的行程量的对焦凸轮。

3.根据权利要求1所述的透镜镜筒，

其中，所述限位器具有通过将所述光轴方向限定器的一端与所述旋转方向限定器的一端相连而形成的L形。

4.一种成像设备，其包括沿光轴方向可移动地保持多个透镜的全部或一部分的透镜镜筒，

所述透镜镜筒包括:对焦凸轮环，其保持对焦透镜组，并且在响应于对焦操作而沿凸轮沟槽旋转的同时沿所述对焦透镜组的光轴方向移动；以及

固定筒，其具有可使得所述对焦凸轮环沿其旋转方向转动、并且沿所述光轴方向可移动地支撑所述对焦凸轮环的嵌合凸部，

其中，所述对焦凸轮环具有可啮合所述嵌合凸部的限位器，以及

所述限位器包括:对所述对焦凸轮环在其旋转方向上的位置进行限定的旋转方向限定器、以及对所述对焦凸轮环在所述光轴方向上的位置进行限定的光轴方向限定器。

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