CN115151781B - 变焦单元 - Google Patents

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Abstract

变焦单元包括具有中心轴的主变焦单元体、平行于所述中心轴从所述主变焦单元体延伸的至少两个指状部以及将所述至少两个指状部分开的至少两个凹槽。变焦单元***具有布置在校正管中的至少两个变焦单元，所述至少两个变焦单元的所述至少两个指状部彼此指向，所述至少两个变焦单元定位成使得所述至少两个变焦单元中的第一个的所述至少两个指状部对齐，以便与所述至少两个变焦单元中的另一个的所述至少两个凹槽中的至少一个对应。

Description

变焦单元
相关申请的引用
本申请要求2020年1月15日提交的美国临时申请第62/961，464号的优先权并且是该临时申请的非临时申请，该临时申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及观察光学器件，并且更具体地涉及具有变焦单元组件的观察光学器件。
背景技术
变焦透镜或变焦组件是观察光学器件中的透镜或透镜组件，其改变观察光学器件的放大倍率或有效焦距，同时保持图像平面静止。机械变焦组件包括一个或多个在组件内移动的光学元件(变焦镜头或变焦单元)。凸轮、齿轮或其他装置调整光学元件的位置以改变放大倍率。
应当理解，为了在其管状壳体内平稳移动，圆柱形变焦透镜或变焦透镜组件必须具有小于管状壳体的内径的外径。结果，变焦镜头组件能够在圆柱形壳体内倾斜。这种角度偏差为使用者创建了变焦散焦。此外，这种倾斜能够导致机械束缚，这会完全阻止校正镜***的操作。
已经进行了各种尝试来减小角度偏差。例如，一种解决方案是延长变焦镜头/变焦组件的长度，从而增加纵横比(宽度/直径)。对于较大的纵横比，变焦镜头/变焦组件不能在圆柱形壳体内倾斜太多。然而，当使用两个变焦镜头/变焦组件时，增加一个或两个的宽度会增加镜头/组件之间的最小距离。因此变焦范围也受到限制，在适当的放大倍率下难以实现对焦。
还进行专门设计具有最小的间隙的变焦透镜/变焦组件，并达到非常具体的公差的尝试，以便最小化变焦透镜必须倾斜的空间。然而，这样的设计难以制造和/或适当地应用。
如上所述，观察光学器件中的变焦透镜或变焦组件的角度偏差产生变焦散焦，并且增加变焦透镜/变焦组件的纵横比限制了观察光学器件的变焦能力。因此，仍然存在如下变焦组件的需要：其减小或减轻角度偏差，同时保持观察光学器件的全范围变焦功能。
发明内容
在一个实施例中，本公开提供了一种变焦单元。在一个实施例中，所述变焦单元包括具有中心轴的主变焦单元体、平行于所述中心轴从所述主变焦单元体延伸的至少两个指状部以及将所述至少两个指状部分开的至少两个凹槽。
在一个实施例中，所述变焦单元包括具有中心轴的主变焦单元体、平行于所述中心轴从所述主变焦单元体延伸的至少两个指状部以及将所述至少两个指状部分开的至少两个凹槽，其中，至少一个指状部进一步包括销，所述销在垂直于所述中心轴的方向上远离所述指状部向外突出。
在一个实施例中，所述变焦单元包括具有中心轴的主变焦单元体、平行于所述中心轴从所述主变焦单元体延伸的两个指状部以及将所述至少两个指状部分开的两个凹槽。
在一个实施例中，所述变焦单元包括具有中心轴的主变焦单元体、平行于所述中心轴从所述主变焦单元体延伸的两个指状部以及将所述至少两个指状部分开的两个凹槽，其中至少一个指状部进一步包括销，所述销在垂直于所述中心轴的方向上远离所述至少一个指状部向外突出。
在一个实施例中，本公开提供了一种变焦单元。在一个实施例中，所述变焦单元包括具有中心轴的主变焦单元体、平行于所述中心轴从所述主变焦单元体延伸的至少两个指状部以及将所述至少两个指状部分开的至少两个凹槽，其中所述变焦单元具有宽度和外径，并且其中宽度/外径所限定的纵横比为0.3至1.2。
在一个实施例中，所述变焦单元包括具有中心轴的主变焦单元体，平行于所述中心轴从所述主变焦单元体延伸的至少两个指状部，以及将所述至少两个指状部分开的至少两个凹槽，其中变焦单元具有宽度和外径，并且其中宽度/外径所限定的纵横比为0.3至1.2，其中至少一个指状部进一步包括销，所述销在垂直于所述中心轴的方向上远离所述指状部向外突出。
在另一个实施例中，所述变焦单元具有从二至十个指状部和从二至十个凹槽。在另一个实施例中，所述至少两个指状部和所述至少两个凹槽围绕所述主变焦单元体均匀地设置。在另一个实施例中，所述至少两个指状部和所述至少两个凹槽没有围绕所述主变焦单元体均匀地设置。在另一个实施例中，所述至少两个凹槽中的一个具有比所述至少两个凹槽中的另一个更长的弧长。在另一个实施例中，所述变焦单元具有从0.3到1.2的纵横比。
在另一个实施例中，本公开提供了一种变焦单元***。在一个实施例中，所述变焦单元***包括具有内径的校正管(erector tube)，以及定位在所述校正管内的至少两个变焦单元，每个变焦单元包括具有中心轴的主变焦单元体，至少两个指状部平行于所述中心轴从所述主变焦单元体延伸并且由至少两个凹槽分开，其中每个变焦单元具有参考所述指状部的外表面测量的相同的外径，其中，所述至少两个变焦单元定位在所述校正管内，使得第一变焦单元的所述至少两个指状部与所述至少两个变焦单元中的另一个的所述至少两个凹槽中对应的至少一个对齐。
在另一实施例中，所述至少两个变焦单元中的每一个的至少一个指状部进一步包括销，所述销在垂直于所述中心轴的方向上远离所述指状部向外突出。在另一个实施例中，所述校正管进一步包括至少两个狭槽，并且所述至少两个变焦单元的每个所述销接合所述两个狭槽中的相应一个。在另一个实施例中，所述至少两个指状部围绕所述主变焦单元体均匀地布置。在另一个实施例中，所述至少两个变焦单元中的第一个的所述至少两个指状部没有围绕所述主变焦单元体均匀地布置。在另一个实施例中，所述至少两个凹槽具有不同的弧长。在另一个实施例中，其中所述至少两个变焦单元中的每一个具有从0.3到1.2的纵横比。
在另一个实施例中，本公开提供了一种观察光学器件。在一个实施例中，观察光学器件包括观察光学镜体，具有物镜端、目镜端和用于调节放大倍率的动力环(power ring)；以及变焦单元***，其包括具有内径的校正管，以及定位在所述校正管内的至少两个变焦单元，每个变焦单元包括具有中心轴的主变焦单元体，至少两个指状部平行于所述中心轴从所述主变焦单元体延伸并由至少两个凹槽分开，其中每个变焦单元具有参考所述指状部的外表面测量的外径，其中所述至少两个变焦单元定位在所述校正管内，使得第一变焦单元的所述至少两个指状部与所述至少两个变焦单元中的另一个的所述至少两个凹槽中对应的至少一个对齐，以及其中动力环可操作地连接到所述变焦单元***。
在另一个实施例中，所述观察光学器件是观察镜。在另一实施例中，至少两个变焦单元中的每一个是根据本文描述的变焦单元实施例或组合或实施例中的任何一个的变焦单元。在另一个实施例中，所述观变焦单元***是根据本文描述的任何实施例或实施例组合的变焦单元***。
结合本文提供的详细描述考虑附图，其他实施例将是显而易见的。
附图说明
图1是根据本公开的实施例的作为步枪瞄准镜的示例性观察光学器件的实施例的侧视图。
图2是根据本公开的实施例沿线2-2截取图1的观察光学器件的截面图。
图3A示出了常规设计的代表性变焦单元的标称位置和最大角度偏差的图示。
图3B示出了常规设计的进一步的代表性变焦单元的标称位置和最大角度偏差的图示。
图4A是一对常规设计的变焦单元的侧面透视图。
图4B是图4A的一对常规设计的变焦单元的侧视图。
图5是根据本公开的实施例的一对变焦单元的侧面透视图。
图6是根据本公开的实施例的定位在靠近目镜端的校正管内的图5的一对变焦单元的侧面透视图。
图7是根据本公开的实施例沿线7-7截取图6的剖视图。
图8是根据本公开的实施例沿线8-8截取图6的剖视图。
图9是根据本公开的实施例的定位在靠近物镜端的校正管内的图5的一对变焦单元的侧面透视图。
图10是根据本公开的实施例沿线10-10截取图9的剖视图。
图11是根据本公开的实施例沿线11-11截取图9的剖视图。
图12示出了根据本公开的实施例的示例性第一变焦单元。
图13A示出了根据本公开的实施例的示例性第二变焦单元。
图14A-14E示出了根据本公开的实施例的进一步的一对示例性变焦单元。
图15A-15E示出了根据本公开的实施例的进一步的一对示例性变焦单元。
图16A和16B示出了根据本公开实施例的进一步的一对示例性变焦单元。
图17A和17B是根据本公开的实施例的定位在靠近目镜端的校正管内的图16A的一对变焦单元的视图。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面地描述本文所公开的设备和方法，其中示出了本公开的实施例。然而，本文所公开的设备和方法可以以许多不同的形式体现并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本公开彻底和完整，并将本发明的范围充分传达给本领域技术人员。
本领域技术人员将理解，该组特征和/或能力可以容易地适应于诸如武器瞄准具、前置式或后置式夹式武器瞄准具的独立的观察光学器件，以及现场应用的光学武器瞄准具的其他排列。此外，本领域技术人员将理解，特征和能力的各种组合可以结合到附加模块中，用于改装任何种类的现有固定的或可变的武器瞄准具。
定义
相同的数字始终指代相同的元件。应当理解，尽管术语第一、第二等在本文中可以用于描述各种元件、部件、区域和/或部，但是这些元件、部件、区域和/或部不应该受这些项目的限制。这些术语仅用于将一个元素、部件、区域或部与另一个元素、部件、区域或部区分开来。因此，在不脱离本公开的情况下，第一元件、部件、区域或部可以被称为第二元件、部件、区域或部。
本公开中的数字范围是近似的，并且因此可以包括该范围之外的值，除非另有说明。数字范围包括从下限值到上限值且包括下限值和上限值的所有值(除非另有明确说明)，以一个单位为增量，只要在任何较低值和任何较高值之间存在至少两个单位的分隔。例如，如果组成、物理或其他性质(诸如，例如，距离、速度、速率等)为从10至100，则旨在明确列举诸如10、11、12等的所有单独的值以及诸如10到44、55到70、97到100等的子范围。对于包含小于1的值或包含大于1(例如，1.1、1.5等)的分数的范围，一个单位被认为是0.0001、0.001、0.01或0.1，视情况而定。对于包含小于10(例如1到5)的单个数字的范围，一个单位通常被认为是0.1。这些仅是具体意图的示例，并且列举的最低值和最高值之间的所有可能的数值组合将被认为在本公开中明确陈述。除其他事项外，在本公开中提供了用于从装置的使用者到目标的距离的数字范围。
为了便于描述，本文可以使用诸如“下面”、“下方”、“更低”、“上方”、“上”等空间相关术语来描述图中的一个元件或特征与另一个(或多个)元件或特征的关系。应当理解，除了图中描绘的方位之外，空间相关术语旨在涵盖装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被翻转，则描述为在其他元件或特征的“下方”或“下面”的元件将被定向为在其他元件或特征的“上方”。因此，示例性术语“下方”能够包括上方和下方的方位。该装置可以以其他方式定向(旋转90°或在其他方位)并且本文使用的空间相关描述符相应地解释。
如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。例如，当用在诸如“A和/或B”之类的短语中时，短语“和/或”旨在包括A和B；A或B；A(单独)；和B(单独)。同样，在诸如“A、B和/或C”的短语中使用的术语“和/或”旨在涵盖以下各个实施例：A、B和C；A、B或C；A或C；A或B；B或C；A和C；A和B；B和C；A(单独)；B(单独)；和C(单独)。
应当理解，当一个元件或层被称为“在……上”、“连接到”或“耦合到”另一个元件或层时，它能够直接在……上、连接或耦合到另一个元件或层。或者，可以存在中间元件或层。相反，当一个元件被称为“直接在……上”、“直接连接到”或“直接耦合到”另一个元件或层时，不存在中间元件或层。
如本文所使用的，“支承表面”是两个物体之间的接触区域。
如本文所使用的，“校正套筒”是从校正镜底座的突起，所述校正镜底座接合用于类似目的的校正管和/或凸轮管中的狭槽。这可以是与底座成为一体或是可拆卸的。
如本文所使用的，“校正管”是具有开口以接收校正镜底座的任何结构或装置。
如本文所使用的，术语“使用者”和“射击者”可互换，指进行射击的操作者或与进行射击的操作者合作观察射击的个人。
如本文所使用的，术语“观察光学器件”指的是使用者、射击者或观测者用来选择、识别和/或监视目标的设备或组件。“观察光学器件”可以依赖于对目标的视觉观察，或者，例如，依赖于红外(IR)、紫外(UV)、雷达、热、微波或磁成像，包括X射线、伽马射线、同位素和粒子辐射的辐射、夜视、包括超声波、声脉冲、声纳、地震振动、磁共振、振动感受器、重力感受器、包括无线电波、电视和蜂窝感受器的广播频率，或目标的其他图像。由观察光学器件装置呈现给使用者、射击者或观测者的目标的图像可以保持不变，或者可以例如通过放大、扩充、减法、叠加、过滤、稳定、模板匹配或其他方式来增强。由观察光学器件选择、识别或监视的目标可能在射手的视线内，或与射手的视线相切。在其他实施例中，当观察光学器件呈现目标的聚焦图像时，射击者的视线可能被阻挡。由观察光学器件获取的目标图像可以是例如模拟的或数字的，并且在一个或多个射击者和观察者的网络中通过例如，视频、物理电缆或电线、IR、无线电波、蜂窝连接、激光脉冲、光学、802.11b或使用例如诸如html、SML、SOAP、X.25、SNA等的协议、BluetoothTM、串行、USB或其他合适的图像分发方法的其他无线传输共享、存储、存档或传输。术语“观察光学器件”与“光学瞄准器”可互换使用。
如本文所使用的，“枪械”是便携式枪，是发射通常由***力的作用驱动的一个或多个射弹的桶装武器。如本文所使用的，术语“枪械”包括***、长枪、步枪、***枪、卡宾枪、自动武器、半自动武器、机枪、冲锋枪、自动步枪和突击步枪。
如本文所使用的，术语“外部场景”指的是真实世界场景，包括但不限于目标。
如本文所使用的，术语“归零”指的是将瞄准点(射手瞄准的地方)和冲击点(从枪械发射的子弹实际击中的地方)对准特定距离。在一个实施例中，调零是将步枪瞄准镜或其他观察光学器件调整到一个设定的过程，在该设定中已经为指定范围内的风偏和升降做出了准确的容限。
图1和2图解了示例性观察光学器件10，其是步枪瞄准镜。观察光学器件10具有封装可移动光学元件13的本体或壳体12，可移动光学元件13是校正管。镜体12是细长管，在其前端14具有较大的开口，并且在其后端16具有较小的开口。目镜18安装在镜体12的后部，并且物镜20安装在镜体12的前部。可移动光学元件13的中心轴限定了光学装置10的光轴17。
在所示的实施例中，升降转台22和风偏转台24是位于镜体12的外侧中心部分的两个旋钮。它们在其外周30和32上由标记34来标记增量，并且用于调整可移动光学元件13的升降和风偏以(应对)冲击点的变化。这些旋钮22、24从转台壳体36突出。转台22、24被布置使得升降转台旋转轴26垂直于风偏转台旋转轴28。标记34通常包括刻度线，每个刻度线对应于点击，并且在选定间隔处有较大刻度线，以及指示调整角度或子弹下落补偿距离的数字。
可移动光学元件13通过转动转台一次或多次点击来调整。点击是步枪瞄准镜10的风偏或升降转台上的一个触觉调整增量，每个都对应于一个标记34。例如，在当前实施例中，一次点击将步枪瞄准镜的冲击点改变0.1毫弧度(mrad)。然而，在进一步的实施例中，转台可以与其他增量单位和度量一起使用，包括例如角分(MOA)增量。
动力环11位于观察光学器件10的目镜端。动力环11的旋转通过改变可移动光学元件13内的一个或多个变焦单元100的位置来调整放大倍率。在所示的实施例中，动力环11允许在观察光学器件10允许的范围内进行连续放大调整。即，在所示的实施例中，动力环11在旋转期间没有点击或限定位置。在进一步的实施例中，的确是通过旋转动力环11一次或多次点击或触觉调整增量来调整放大倍率的。例如，在一个实施例中，一次点击将放大倍数改变lx。在所示的实施例中，动力环11不包含标记。在进一步的实施例中，动力环11的确包含标记，每个标记对应于点击或触觉调整增量。
图3A和3B是示出常规(现有)设计的代表性变焦单元的图示。在所示的实施例中，校正管13被示为矩形，变焦单元100a、100b位于该矩形中。应当理解，变焦单元100a、100b通常是圆柱形的，并且图示3A和3B为了说明性的目的已经被简化。在这两个图3A和3B中，变焦单元100a代表处于其标称位置的常规变焦单元，其中光轴17与变焦单元100a的中心轴17相同。然而，由于变焦单元100a、100b的外径小于校正管13的内径，变焦单元可以在校正管内倾斜，如参照变焦单元100b所示，导致与光轴17的角度偏差。
在图3A的常规变焦镜头***中，将要在校正管13内滑动的变焦单元100a、100b的支承表面110或外表面是短的。即，变焦单元100a、100b具有小长度，导致低纵横比(宽度/直径)。因此，图3A所示的变焦单元100b的角度偏差α1大于图3B所示的变焦单元100b的角度偏差α2，图3B包括增加变焦单元100b的纵横比的多个“指状部”108。通过将图3B的变焦单元100b的支承表面110的长度相对于图1的变焦单元100b加倍，角度偏差被减小一半以上。
图4A和4B图解了常规(现有)设计的进一步的代表性变焦单元。如图4A和4B所示，通过物理限制变焦单元100能够倾斜的空间来控制变焦单元100的角度偏差。特别地，使用销/狭槽机构105防止或减小变焦单元100围绕光轴的旋转，并且通过变焦单元100的支承表面110与校正管13的内表面之间的最小间隙来减轻角度偏差。然而，应当理解，制造具有这种最小间隙和公差的部件在许多情况下是困难的、昂贵的和/或不切实际的。在某些情况下，由于高错检率和/或无法实现的公差，在给定光学设计规定的公差范围内是不可制造的。
图5是根据本公开的实施例的变焦单元***200的一对变焦单元202、204的侧面透视图。在所示的实施例中，变焦单元202、204各自具有间断的支承表面210，其实质上形成由相同数量的凹槽209分开的多个指状部208。指状部208远离主变焦单元体201，203与光轴17平行延伸，每个方向相同。
如图5所示，变焦单元202、204定位在校正管13内，使得变焦单元202、204中的每一个的多个指状部208朝向彼此延伸。此外，变焦单元202、204彼此旋转偏移，使得变焦单元202、204之一的指状部208与变焦单元202、204中的另一个的凹槽209对齐，反之亦然。因此，变焦单元202、204二者都具有0.2到1.7的大纵横比，并且能够通过如图6-11所示的相互嵌套而沿着校正管13的所需功能范围平移。
在一个实施例中，纵横比至少为0.2。在另一个实施例中，纵横比至少为0.3。在一个实施例中，纵横比小于1.7。在另一个实施例中，纵横比小于1.5。在又一个实施例中，纵横比小于1.2。
在一个实施例中，纵横比为从0.2至1.4或从0.2至1.3或从0.2至1.2。
在一个实施例中，纵横比为从0.3至1.4或从0.4至1.4或从0.5至1.4。
在一个实施例中，纵横比为从0.3至1.2。在一个实施例中，纵横比为从0.3至1.1，或从0.3至1.0，或从0.3至0.9，或从0.3至0.8，或从0.3至0.7，或从0.3至0.6，或从0.3至0.5，或从0.3到0.4。
在一个实施例中，纵横比为从0.4至1.2或从0.5至1.2或从0.6至1.2，或从0.7至1.2，或从0.8至1.2，或从0.9至1.2，或从1.0至1.2，或从1.1到1.2。
尽管能够相互嵌套，但变焦单元202、204具有与参考从指状部208的外表面(即支承表面210)测量的相同的外径。每个变焦单元202、204的外径被具体计算为略小于校正管13的内径，以进一步限制角度偏差但也不妨碍变焦单元202、204在校正管13内的移动。
又如图5-11所示，示出的是防止变焦单元202、204在校正管13内围绕光轴17旋转的销/狭槽机构205。每个变焦单元202、204具有从其支承表面210突出的销211。在所示的实施例中，销211从多个指状部208之一的表面突出。校正管13包含两个狭槽30，每个对应于变焦单元202、204的多个销211之一。校正管壳体220同样包括两个狭槽222，尽管校正管壳体220的狭槽222沿校正管壳体220的长度围绕光轴17成螺旋形。当旋转动力环11以调节放大率时，变焦单元202、204不仅在竖管13内以平移方式协同移动，还由于销211接合螺旋狭槽222而协同旋转。
特别参照图8和11，应当注意的是，凹槽(或通道)209，相应的一个变焦单元202、204，具有大于相应一个变焦单元202的指状部208的弧长。以这种方式，每个变焦单元202、204的指状部208能够自由嵌套在另一个变焦单元202、204的凹槽209内，并且由上述销/狭槽机构205提供的变焦单元202、204的旋转约束，防止相应的指状部208/凹槽209对的指状部208和凹槽209彼此接触。
图12和13分别更详细地示出了变焦单元202、204。在所示的特定实施例中，变焦单元202、204各自具有三个指状部208和三个凹槽209，并且三个指状部208和三个凹槽209围绕主变焦单元体201、203均匀布置。三个指状部208从主变焦单元体201、203分别向外延伸，并且每个都在垂直于圆周的相同方向上。在进一步的实施例中，变焦单元202、204可以具有不同数量的指状部和凹槽，包括例如从2个或3个或4个或5个或6个到7个或8个或9个或10个指状部并且从2个、或3个、或4个、或5个、或6个至7个、或8个、或9个、或10个凹槽。此外，变焦单元202、204可以具有偶数个指状部和凹槽，或奇数个指状部和凹槽。例如，在图14A-14E所示的实施例中，一个变焦单元202包括四个指状部208和四个凹槽209，且另一个变焦单元204包括三个指状部208和三个凹槽209。在图15A-15E所示的实施例中，一个变焦单元202包括六个指状部208和六个凹槽209，且另一个变焦单元204包括五个指状部208和五个凹槽209。在这样的实施例中，给定的变焦单元上的指状部208的数量与另一个变焦单元上的凹槽209的数量不同，应当理解，单个凹槽209然后可以对应于其对应变焦单元上的两个或更多个指状部208，例如，如图14D-14E和15D-15E所示。
在优选实施例中，每个变焦单元202、204包括多于一个的指状部和多于一个的凹槽。
在更进一步的实施例中，多个指状部208和/或多个凹槽209可能没有围绕所述主变焦单元体201、203均匀地设置，诸如，例如再次如图14A-15E所示。具体地，在图14A-15E所示的实施例中，变焦单元204具有围绕主变焦单元体203不均匀分布的指状部208。在指状部208围绕主变焦单元体203不均匀分布的实施例中，一个或多个凹槽209将具有与其他凹槽不同的弧长。例如，如图14A所示，变焦单元204具有三个指状部208，这些指状部208没有围绕主变焦单元体203均匀分布，而是均匀地间隔在主变焦单元体203的圆周的大约3/4内。结果，凹槽209'之一具有比其他凹槽209更大的弧长。类似地，图15A的变焦单元204具有多个指状部208，这些指状部208没有围绕主变焦单元体203均匀分布，而是在主变焦单元体203的圆周的大约3/4内均匀分开。因此，凹槽209'具有比另一个凹槽209更大的弧长。
在图5-15E中所示的每个实施例中，每个变焦单元202、204具有关于主轴(即，光轴17)大于180°但小于360°的累积支承表面210(即指状部208的外表面)。在进一步的实施例中，变焦单元202、204具有每个变焦单元小于180°的累积承载表面210。啮合在一起的两个变焦单元加上指状部和凹槽之间的间隙空间将等于360度。累积承载表面需要围绕中心轴分布，以使校正管和变焦单元的轴保持共线。
在进一步的实施例中，变焦单元202、204具有从大于180°、或185°、或190°、或195°、或200°至205°、或210°、或215°、或220°、或225°、或230°、或240°、或250°、或300°或小于360°的累积支承表面。
根据本公开的实施例，变焦单元202、204从具有所需长度(或宽度，如最终产品中所指的尺寸)的实心圆柱形管开始制造。圆柱形管可以具有中空中心孔或者可以被机加工到圆柱体中的中空中心孔。凹槽(和指状部)是通过铣削处理(去除材料)产生的。然而，在进一步的实施例中，可以将指状部添加到基础结构，或者可以使用诸如3D打印的添加处理来制造整个结构。
在示出的实施例中，变焦单元202、204由金属制成；然而，也可以考虑用于预期目的的具有足够强度、耐久性和完整性的其他材料。
在一个代表性实施例中，每个变焦单元可以具有两个指状部和两个凹槽。图16A和16B分别更详细地示出了变焦单元302、304。在所示的特定实施例中，变焦单元302、304各自具有两个指状部305和两个凹槽309，并且指状部305和凹槽309能够围绕主变焦单元体均匀地布置。指状部305分别从主变焦单元体向外延伸，并且每个指状部在垂直于圆周的相同方向上延伸。
如图16A和16B所示，显示的是销机构，307，其防止变焦单元302、304在校正管内围绕光轴旋转。每个变焦单元302、304具有从其支承表面突出的两个销307。在所示的实施例中，销307从每个变焦单元302、304的每个指状部305的表面突出。在该实施例中，校正管包含四个槽，每个槽对应于变焦单元302、304的一个销307，校正管壳体同样包括四个狭槽，尽管校正管壳体的狭槽沿着校正管壳体的长度围绕光轴成螺旋形。当旋转动力环以调整放大倍率时，变焦单元302、304不仅在校正管内以平移方式协调移动，还由于销307接合螺旋槽而旋转协调移动。
图17A和17B是根据本公开的实施例的变焦单元***的一对变焦单元302、304的视图。在所示的实施例中，变焦单元302、304各自具有中断的支承表面，其产生由两个凹槽分开的两个指状部，如图16A和16B所示。指状部平行于光轴从主变焦单元体向外延伸，每个指状部都在相同的方向上。
如图17A和17B所示，变焦单元302、304定位在校正管内，使得每个变焦单元302、304的指状部朝向彼此延伸。此外，变焦单元302、304彼此旋转偏移，使得变焦单元302、304之一的指状部与变焦单元302、304中的另一个的凹槽对齐，且反之亦然。每个变焦单元302、304具有两个销307，销307在垂直于中心轴的方向上远离每个指状部向外突出。
在一个实施例中，变焦单元具有至少两个销。在一个实施例中，变焦单元具有1、2、3、4、5或多于5个销。在一个实施例中，变焦单元***的每个变焦单元可以具有相等数量的销。在另一实施例中，与变焦单元***的另一变焦单元相比，变焦单元***的一个变焦单元可具有更多数量的销。在另一实施例中，与变焦单元***的另一变焦单元相比，变焦单元***的一个变焦单元可以具有较少数量的销。
在又一实施例中，每个变焦单元的每个指状部具有至少一个销。在另一个实施例中，每个变焦单元的每个指状部具有至少两个销。在一个实施例中，变焦单元的每个指状部可以具有相等数量的销。在另一实施例中，与相同变焦单元的不同指状部相比，变焦单元的一个指状部可以具有不同数量的销。在一个实施例中，与相同变焦单元的不同指状部相比，变焦单元的指状部可以具有更多数量的销。在另一个实施例中，与同一变焦单元的不同指状部相比，变焦单元的指状部可以具有较少数量的销。
在一个实施例中，变焦单元***的变焦单元可以具有相等数量的销。在另一个实施例中，变焦单元***的变焦单元可以具有不同数量的销。在一个实施例中，与同一变焦单元***的不同变焦单元相比，变焦单元***的一个变焦单元可以具有更多数量的销。在一个实施例中，与相同变焦单元***的不同变焦单元相比，变焦单元***的一个变焦单元可以具有较少数量的销。
在一个实施例中，销轴偏移90°。在一个实施例中，销轴偏移45°。在另一个实施例中，销轴偏移180°。在另一个实施例中，销轴偏移270°。
在一个实施例中，校正管具有与变焦单元的销的总数相等数量的狭槽。在一个实施例中，校正管壳体具有与变焦单元的销的总数相等数量的狭槽。
在一个实施例中，校正管具有与变焦单元***的销的总数相等数量的狭槽。在一个实施例中，校正管壳体具有与变焦单元***的销的总数相等数量的狭槽。
在不脱离本发明的范围和精神的情况下，本发明的所述结构、组件、设备和方法的各种修改和变化对于本领域技术人员来说将是显而易见的。本领域技术人员将立即认识到，可以用多种材料并以多种不同方式构建本发明。尽管已经结合具体的优选实施例描述了本发明，但是应该理解本发明不应被过度地限制于这些具体的实施例。尽管已经详细描述了优选实施例并在附图中示出，但显然可以进行各种进一步的修改而不背离如所附权利要求中阐述的本发明的范围。实际上，对枪法或相关领域的技术人员来说显而易见的用于实施本发明的所述模式的各种修改旨在落入所附权利要求的范围内。

Claims (16)

1.一种变焦单元，包括：
具有中心轴的主变焦单元体，
平行于所述中心轴从所述主变焦单元体延伸的至少两个指状部，其中所述至少两个指状部进一步包括销，所述销在垂直于所述中心轴的方向上远离其所在的指状部向外突出，以及
将所述至少两个指状部分开的至少两个凹槽，
其中所述变焦单元具有宽度和外径，以及
其中所述宽度/所述外径所限定的纵横比为从0.2至1.4。
2.根据权利要求1所述的变焦单元，其具有从二至十个指状部和从二至十个凹槽。
3.根据权利要求1所述的变焦单元，其中所述至少两个指状部和至少两个凹槽围绕所述主变焦单元体均匀地设置。
4.根据权利要求1所述的变焦单元，其中所述至少两个指状部和至少两个凹槽没有围绕所述主变焦单元体均匀地设置。
5.根据权利要求4所述的变焦单元，其中所述至少两个凹槽中的一个具有比所述至少两个凹槽中的另一个更长的弧长。
6.根据权利要求1所述的变焦单元，其中所述变焦单元具有从0.3到1.2的纵横比。
7.一种变焦单元***，包括：
具有内径的校正管，以及
定位在所述校正管内的至少两个变焦单元，每个变焦单元包括具有中心轴的主变焦单元体，至少两个指状部平行于所述中心轴从所述主变焦单元体延伸并且由至少两个凹槽分开，其中所述至少两个变焦单元中的每一个的所述至少两个指状部进一步包括销，所述销在垂直于所述中心轴的方向上远离其所在的指状部向外突出，
其中每个变焦单元具有参考所述指状部的外表面测量的相同的外径，
其中，所述至少两个变焦单元定位在所述校正管内，使得第一变焦单元的所述至少两个指状部与所述至少两个变焦单元中的另一个的所述至少两个凹槽中对应的至少一个对齐。
8.根据权利要求7所述的变焦单元***，其中所述校正管进一步包括至少两个狭槽，并且所述至少两个变焦单元的每个所述销接合所述两个狭槽中的相应一个。
9.根据权利要求7所述的变焦单元***，其中所述至少两个指状部围绕所述主变焦单元体均匀地布置。
10.根据权利要求7所述的变焦单元***，其中所述至少两个变焦单元中的第一个的所述至少两个指状部没有围绕所述主变焦单元体均匀地布置。
11.根据权利要求7所述的变焦单元***，其中所述至少两个凹槽具有不同的弧长。
12.根据权利要求7所述的变焦单元***，其中所述至少两个变焦单元中的每一个具有从0.3到1.2的纵横比。
13.根据权利要求7所述的变焦单元***，其包括定位在所述校正管内的两个变焦单元，每个变焦单元包括具有中心轴的主变焦单元体，两个指状部平行于所述中心轴从所述主变焦单元体延伸并且由两个凹槽分开，其中所述两个变焦单元中的每一个的所述两个指状部进一步包括销，所述销在垂直于所述中心轴的方向上远离其所在的指状部向外突出。
14.一种观察光学器件，包括：
观察光学镜体，其具有物镜端、目镜端和用于调节放大倍率的动力环；以及
变焦单元***，其包括
具有内径的校正管，以及
定位在所述校正管内的至少两个变焦单元，每个变焦单元包括具有中心轴的主变焦单元体，至少两个指状部平行于所述中心轴从所述主变焦单元体延伸并由至少两个凹槽分开，其中所述至少两个变焦单元中的每一个的所述至少两个指状部进一步包括销，所述销在垂直于所述中心轴的方向上远离其所在的指状部向外突出，
其中每个变焦单元具有参考所述指状部的外表面测量的外径，
其中所述至少两个变焦单元定位在所述校正管内，使得第一变焦单元的所述至少两个指状部与所述至少两个变焦单元中的另一个的所述至少两个凹槽中对应的至少一个对齐，以及
其中动力环可操作地连接到所述变焦单元***。
15.根据权利要求14所述的观察光学器件，其中所述观察光学器件是观察镜。
16.根据权利要求14所述的观察光学器件，其中所述校正管进一步包括至少两个狭槽，并且所述至少两个变焦单元的每个销接合所述两个狭槽中的相应一个。
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