CN101093271A - 光学设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学设备，所述光学设备在多个镜筒组成构件连接的部位处具有最小的突起部分，并且实现容易的装配和拆卸。该光学设备包括第一构件、第二构件和连接构件，所述第一构件和第二构件组成用于容纳透镜的镜筒，所述连接构件将所述第一和第二构件连接在一起。连接构件由沿所述第一和第二构件的外表面放置的板状构件形成，该连接构件在其连接到第一和第二构件上时弹性变形，并且利用由所述弹性变形产生的弹性力拉近并连接所述第一和第二构件。

Description

光学设备

技术领域

本发明涉及光学设备，例如摄像机、数字静物相机和可互换式镜头。

背景技术

光学设备具有用于容纳透镜的镜筒，所述镜筒由多个构件(镜筒组成构件)的组合形成。镜筒组成构件通常由螺钉连接以实现易于装配、可靠固定和易于拆卸(参见日本专利特开No.2001-290184和日本专利特开No.2003-295249)。

图11示意性地显示了现有技术中的摄像机。附图标记101为镜筒，102为记录/再现单元，103为电路板，104为液晶显示器，105为电池，106为外部构件。

镜筒101具有形成在其外周上的凸缘部分101a-101c，用于允许沿光轴方向放置的多个镜筒组成构件由沿平行于光轴方向延伸的螺钉连接。

光学设备的镜筒包括多个构件，所述构件包括多个透镜、例如光圈和ND滤光器的光学部件、用于驱动所述构件的致动器、以及用于检测图像稳定透镜单元或可动光学部件的位置的检测器。另一方面，为了提高便携性和存放性，光学设备需要减小尺寸和具有很少的突起部分的形状。

但是，镜筒101的凸缘部分101a-101c需要与该突出的凸缘部分相配合的外部构件106的凸出部分106a和106b，其中所述凸缘部分用于通过螺钉连接多个镜筒组成构件，如图11所示。可选地，外部构件106必定形成为大于镜筒101，如虚线106c所示。换句话说，很难实现具有减小尺寸和具有很少的突起部分的形状的光学设备。

由于镜筒典型地放入光学设备的端部中以占据其相对较大的面积，靠近镜筒的外部构件的凸出部分或较大尺寸显著增大了整个光学设备的尺寸。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光学设备，该光学设备在连接多个镜筒组成构件的部位处具有较小的突起部分，并且易于装配和拆卸。

根据一方面，本发明提供了一种光学设备，该设备包括第一构件、第二构件和连接构件，所述第一构件和第二构件组成用于容纳透镜的镜筒，所述连接构件将所述第一和第二构件连接在一起。连接构件由沿所述第一和第二构件的外表面放置的板状构件形成，该连接构件在其连接到第一和第二构件上时弹性变形，拉近第一和第二构件且利用由所述弹性变形产生的弹性力使第一和第二构件相连。

参考附图，通过下文对优选实施例的描述，将使本发明的其他目的和特征变得显而易见。

附图说明

图1是分解透视图，显示了作为本发明实施例的摄像机的镜筒部分。

图2是剖视图，显示了该实施例的镜筒部分。

图3A是透视图，用于解释该实施例的镜筒部分中与所述第一连接构件和第二连接构件的连接(显示了连接前的镜筒部分)。

图3B是透视图，用于解释该实施例的镜筒部分中与所述第一和第二连接构件的连接(显示了连接完成后的镜筒部分)。

图4A是平面图，用于解释该实施例的镜筒部分中与第一和第二连接构件的连接。

图4B是示意图，用于解释由该实施例的镜筒部分中的第一连接构件产生的弹性力。

图4C是示意图，用于解释由该实施例的镜筒部分中的第二连接构件产生的弹性力。

图5是分解透视图，显示了从后面观察时的该实施例的镜筒部分。

图6是剖视图，显示了该实施例的镜筒部分(其中图像稳定单元移动)。

图7A是透视图，用于解释该实施例的镜筒部分中与马达连接构件的连接(显示了连接完成后的镜筒部分)。

图7B是透视图，用于解释该实施例的镜筒部分中与马达连接构件的连接(显示了连接前的镜筒部分)。

图8是平面图，用于解释该实施例的镜筒部分中与所述马达连接构件的连接。

图9是框图，显示了该实施例的镜筒部分中的电气系统的结构。

图10是示意图，显示了该实施例的摄像机。

图11是示意图，显示了现有技术中的摄像机。

具体实施方式

本发明的优选实施例将在下文参照附图进行描述。

图1和2显示了作为本发明实施例的摄像机(光学设备)镜筒部分的结构。本实施例的镜筒容纳可变倍率的光学系统，该光学系统包括四个透镜单元，即，从对象侧开始顺序排列的凸透镜、凹透镜、凸透镜和凸透镜。图1是镜筒部分的分解透视图，图2是镜筒部分的剖视图。在下文中，对象侧(图1和2中的左侧)称作前侧，而图像侧(图1和2中的右侧)称作后侧。

在图1和2中，附图标记L1表示固定的第一透镜单元，L2表示第二透镜单元，该第二透镜单元可沿光轴AXL的方向移动，从而提供可变倍率。第三透镜单元L3是图像稳定透镜单元，该单元可在垂直于光轴AXL的平面内移动以校正图像抖动。图像稳定透镜单元L3由分别位于前侧和后侧的透镜部件L3a和L3b构成，所述透镜部件在垂直于光轴的平面内一起移动。附图标记L4表示第四透镜单元，该单元可沿光轴方向移动以执行调焦操作。

附图标记1表示保持第一透镜单元L1的第一镜筒，2表示前侧固定镜筒，3表示作为连接构件的第一连接金属片。第一镜筒1沿光轴方向通过两个螺钉和所述第一连接金属片3固定到前侧固定镜筒2上。第一镜筒1和前侧固定镜筒2分别作为用于第一连接金属片3的第一构件和第二构件。稍后描述如何连接它们的细节。

附图标记4表示保持透镜单元L2的第二可动框架。附图标记5表示图像稳定单元，该单元包括可动部分5a和固定部分5b，所述可动部分保持组成第三透镜单元L3的透镜部件L3a和L3b并且在垂直于光轴的平面内移动，所述固定部分在垂直于光轴的平面内可动地保持可动部分5a。

附图标记6表示保持第四透镜单元L4的第四可动框架。附图标记7表示后侧固定镜筒，该固定镜筒保持由例如CCD传感器或CMOS传感器构成的图像拾取装置9。后侧固定镜筒7、上述前侧固定镜筒2、图像稳定单元5的固定部分5b以及稍后描述的变焦马达16的马达支撑板16b相当于镜筒组成构件，并且它们连接在一起以提供容纳可变倍率光学系统的镜筒。

图像拾取装置9将由可变倍率光学系统形成的光学图像转换为电信号。附图标记8表示滤光器，该滤光器的作用在于阻挡红外线和作为用于朝向图像拾取装置9传播的光的低通滤光器。

附图标记10表示作为连接构件的第二连接金属片。前侧固定镜筒2和后侧固定镜筒7通过一个螺钉和两个第二连接金属片10连接在一起，图像稳定单元5夹在其间。前侧固定镜筒2和后侧固定镜筒7分别作为用于第二连接金属片10的第一构件和第二构件。稍后描述如何连接它们的细节。

附图标记11和12表示引导第二可动框架4沿光轴方向直线行进的导向杆。导向杆11和12的前后端分别由前侧固定镜筒2和后侧固定镜筒7保持。

附图标记13和14表示引导第四可动框架6沿光轴方向直线行进的导向杆。导向杆13和14的前后端分别由图像稳定单元5的固定部分5b和后侧固定镜筒7保持。

附图标记15表示光量调节单元(光圈单元)，该单元调节对象亮度(光量)，所述对象的图像形成在图像拾取装置9上。光量调节单元15是所谓的闸刀型光量调节单元，其中两个光圈叶片15b(参见图2)通过马达15a沿相反方向移动以增大或减小孔径。光量调节单元15还通过移动ND滤光器15e(参见图2)调节光量，所述ND滤光器通过马达15b移入光路和从光路移出。两个光圈叶片15d和ND滤光器15e设置在第三透镜单元的两个透镜部件L3a和L3b之间。光量调节单元15通过一个螺钉固定到图像稳定单元5的固定部分5b上。

附图标记16表示作为致动器的变焦马达，该变焦马达使第二透镜单元L2沿光轴方向移动并且由例如步进马达实现。导螺杆16a形成在变焦马达16的输出轴上。导螺杆16a与连接到第二可动框架4上的齿条4a啮合。当变焦马达16操作以使导螺杆16a旋转时，第二可动框架4和第二透镜单元L2沿光轴方向移动。

第二可动框架4、导向杆11和12、齿条4a和导螺杆16a中的每一个由未显示的扭力盘簧推向一侧以消除间隙。变焦马达16支撑在马达支撑板16b上，所述支撑板通过使例如金属片弯曲而成。

附图标记17表示作为连接构件的马达连接金属片。马达支撑板16b通过一个螺钉和马达连接金属片17连接到前侧固定镜筒2(图像稳定单元5)上。前侧固定镜筒2(图像稳定单元5)和马达支撑板16b分别作为用于马达连接金属片17的第一构件和第二构件。稍后描述如何连接它们的细节。

附图标记25表示光断路器，该光断路器检测由光屏蔽部分4b引起的光屏蔽状态和光透过状态之间的切换，所述光屏蔽部分形成在沿光轴方向移动的第二可动框架4上。光断路器25作为变焦复位开关，该开关检测第二透镜单元L2的参考位置。

附图标记18表示空心线圈，该空心线圈在沿光轴方向观察时为矩形，并且通过粘接固定到第四可动框架6上。附图标记19表示磁路单元(第三构件)，该单元包括U形磁轭19a、磁铁19b和磁轭19c，所述U形磁轭19a向图2剖视图的前侧敞口，所述磁铁19b通过粘接固定到磁轭19a的上部内侧，所述磁轭19c固定到磁轭19a的前端以闭合磁路。空心线圈18和磁路单元19组成对焦致动器，该致动器使第四透镜装置L4(第四可动框架6)沿光轴方向移动。

磁铁19b沿其厚度方向极化，并且在磁路中的磁铁与空心线圈18之间的空间内产生与图2的纸张平行且朝向光轴AXL方向的磁通。空心线圈18的金属线在磁轭19a内部沿垂直于图2的纸张的推进方向缠绕。金属线在磁轭19a外部(下面)沿相反方向缠绕。当电流通过空心线圈18产生磁通时，磁通与磁路单元19中产生的磁通相互作用以在空心线圈18中产生沿光轴方向的力。

如图1所示，通过粘接固定到四个可动框架6上的空心线圈18在磁轭19c连接到磁轭19a上之前放置到磁轭19a上。其后，磁轭19c连接到磁轭19a上以闭合磁路。

内螺纹孔19d形成于磁轭19a的上部。螺钉31穿过第二连接金属片10和形成在后镜筒7中的螺纹孔7b，随后装配在内螺纹孔19d中以将第二连接金属片10、后镜筒7和磁路单元19固定在一起。

附图标记20表示光学度盘，该光学度盘具有沿纵向形成在其上的光学规则图案。光学度盘20通过粘接固定到第四可动框架6上，使得其纵向方向平行于光轴方向延伸。

附图标记21表示光度头，该光度头通过螺钉固定到后镜筒7上以面向光学度盘20。光通量从光度头21发出并且由光学度盘20上的图案反射，从而在为光度头21而设的多个光接收元件上形成明暗的规则图案。可以对来自所述多个光接收元件的电信号进行处理，从而将位移信号提供为正弦波，该正弦波具有相位差为90度的两相。位移信号可以用于确定光学度盘20和光度头21沿光轴方向的相对移动量和相对移动方向。但是，位移信号为重复信号，绝对位置不能由该信号确定。

因此，当摄像机的电源打开时，四个可动框架6推压后侧固定镜筒7以提供初始位置，随后，检测位移信号的变化以确定绝对位置。

接下来，将参照图3A、3B、4A和4B描述第一镜筒1和前侧固定镜筒2如何与第一连接金属片3连接。

图3A和3B为透视图，用于解释第一和第二构件与第一连接金属片3和第二连接金属片10的上述连接。图3A是分解透视图，显示了连接之后的连接金属片3和10，而图3B是分解透视图，显示了连接之前的连接构件3和10。图4A是平面图，显示了连接之后的连接构件3和10。

第一连接金属片3通过模压和弯折金属片(板)，例如弹簧用磷青铜板制成，并且稍微弯曲成与第一镜筒1和前侧固定镜筒2的外周相同的曲率。第一连接金属片3沿着第一镜筒1和前侧固定镜筒2的外周上表面连接到其上，从而将它们沿光轴方向拉近并连接。拉近第一镜筒1和前侧固定镜筒2的方向在下文称作拉动方向。

第一连接金属片3包括位于前后端部上作为防脱离部分的钩部分3a和3b，所述钩部分从第一镜筒1和前侧固定镜筒2的外周延伸至其内侧，从而防止第一连接金属片3与第一镜筒1和前侧固定镜筒2脱离，还是如图2所示。

在第一连接金属片3内部形成有单个开口3f。开口3f可以在模压中的一个冲压过程中形成，从而具有高形状精度。

一对倾斜表面3c形成在开口3f的前缘上，一对倾斜表面3d形成在后缘上。如图4A所示，成对倾斜表面3c和成对倾斜表面3d相对于沿拉动方向延伸的轴线L以相同的角度θ倾斜，从而提供一对相对于轴线L对称的倾斜表面。

另一方面，第一镜筒1和前侧固定镜筒2具有分别形成在其外周上的突起部分1a和2a，使得所述突起部分1a和2a沿光轴方向组合以插入到第一连接金属片3的开口3f中。突起部分1a具有一对位于前侧上的倾斜表面1a1，该表面可以抵靠第一连接金属片3的成对倾斜表面3c，而突起部分2a具有一对位于后侧上的倾斜表面2a1，该表面可以抵靠第一连接金属片3的成对倾斜表面3d。成对倾斜表面1a1和2a1相对于轴线L以相同的角度θ倾斜，从而提供一对相对于轴线L对称的倾斜表面。

第一连接金属片3的倾斜表面3c和3d之间沿轴线L方向的尺寸小于突起部分1a的倾斜表面1a1和突起部分2a的倾斜表面2a1之间沿轴线L方向的尺寸。因此，当第一连接金属片3通过将突起部分1a和2a插入到开口3f中而连接到第一镜筒1和前侧固定镜筒2上时，第一连接金属片3弹性变形以沿轴线L方向扩大。

如图4B中放大显示的那样，通过弹性变形产生于第一连接金属片3中的弹性力(回复力)F从倾斜表面3c和3d经由倾斜表面1a1和2a1作用到突起部分1a和2a上。由于弹性力F的方向相对于轴线L(拉动方向)以角度θ倾斜，弹性力F沿轴线L方向的分力为作用力F1，该作用力拉近突起部分1a和2a，即，拉近第一镜筒1和前侧固定镜筒2。拉力F1沿光轴方向连接第一镜筒1和前侧固定镜筒2。

弹性力F沿垂直于轴线L的方向的分力F2用于减少突起部分1a和2a沿该方向的相对位移。因此，第一镜筒1和前侧固定镜筒2不偏心地连接在一起。

当第一连接金属片3连接到第一镜筒1和前侧固定镜筒2上时，位于第一连接金属片3后侧上的钩部分3b首先放置并卡到前侧固定镜筒2的罩部分2b(参见图2)的内侧上。接着，开口3f通过夹具沿轴线L扩大，并且突起部分1a和2a插入到开口3f中，位于前侧上的钩部分3a放置并卡在第一镜筒1的罩部分1b的内侧上。这样，就防止了第一连接金属片3与第一镜筒1和前侧固定镜筒2脱离。

作为变形限制部分的一对突起部分1c设置在轴线L两侧，并且沿光轴(轴线L)方向位于第一镜筒1的突起部分1a之后。第一连接金属片3的后部3e插到突起部分1a和前侧固定镜筒2的突起部分2a之间。当形成正常连接时，突起部分1c与第一连接金属片3的后部3e沿轴线L方向隔开。如果沿着使第一镜筒1和前侧固定镜筒2沿光轴方向拉开的方向给其施加外力的话，第一连接金属片3沿开口3f略微扩大的方向弹性变形。但是，第一连接金属片3的后部3e抵靠突起部分1c，从而防止第一连接金属片3的进一步变形。

因此，连接在一起的第一镜筒1和前侧固定镜筒2不能沿光轴方向拉开。

接下来，将参照图3A、3B、4A和4B描述前侧固定镜筒2、图像稳定单元5和后侧固定镜筒7如何与第二连接金属片10连接。

与第一连接金属片3类似，第二连接金属片10通过模压或弯折金属片，例如弹簧用磷青铜板而制成。第二连接金属片10沿着前侧固定镜筒2、图像稳定单元5和后侧固定镜筒7的外周连接于其上。因此，前侧固定镜筒2和后侧固定镜筒7沿光轴方向拉近并连接，其中图像稳定单元5放置于它们之间。拉近前侧固定镜筒2和后侧固定镜筒7的方向在下文称作拉动方向。

在本实施例中，两个第二连接金属片10连接到前侧固定镜筒2和后侧固定镜筒7的顶面和侧面上。由于两个第二连接金属片10具有相同的形状，因此，下文将对第二连接金属片10之一进行描述。

第二连接金属片10包括位于前端上作为防脱离部分的钩部分10a，所述防脱离部分从前侧固定镜筒2的外周向其内侧延伸，从而防止第二连接金属片10与前侧固定镜筒2脱离，还是如图2所示。第二连接金属片10具有在其后端部分上形成的作为防脱离部分的螺纹孔10b。上述螺钉31插入用于固定的螺纹孔10b中，从而防止第二连接金属片10与后侧固定镜筒7脱离。除了钩部分10a外，第二连接金属片10形成为平板形状。

单个开口10f沿光轴方向形成在第二连接金属片10的中间部分。开口10f可以在模压中的一个冲压过程中形成，从而具有高形状精度。

一对倾斜表面10c形成在开口10f的前缘上。如图4A所示，成对倾斜表面10c相对于沿拉动方向延伸的轴线L以相同的角度θ倾斜，从而提供一对相对于轴线L对称的倾斜表面。垂直于轴线L的表面10d形成在开口10f的边缘后端上。一对表面10e在轴线L两侧形成在开口10f的后缘上，并且平行于所述轴线L延伸。

另一方面，前侧固定镜筒2、图像稳定单元5和后侧固定镜筒7分别具有形成在其外周上的突起部分2c、5g和7a，使得突起部分2c、5g和7a沿光轴方向组合以插入到第二连接金属片10的开口10f中。突起部分2c在前侧上具有一对倾斜表面2c1，该对表面可以抵靠第二连接金属片10的成对倾斜表面10c。成对倾斜表面2c1也相对于轴线L以相同的角度θ倾斜，从而提供一对相对于轴线L对称的倾斜表面。突起部分7a在后侧上具有表面7a1，该表面可以抵靠第二连接金属片10的表面10d。突起部分7a具有一对位于轴线L两侧且平行于轴线L延伸的表面7a2，该表面可以抵靠第二连接金属片10的成对表面10e。

第二连接金属片10的倾斜表面10c和表面10d之间沿轴线L的尺寸小于突起部分2c的倾斜表面2c1和突起部分7a的表面7a1之间沿轴线L方向的尺寸，其中图像稳定单元5的突起部分5g位于所述突起部分2c和突起部分7a之间。因此，当第二连接金属片10通过将突起部分2c、5g和7a插入开口10f中而连接到前侧固定镜筒2和后侧固定镜筒7上时，第二连接金属片10弹性变形以沿一方向扩大，所述方向垂直于轴线L与图4A的纸张方向平行。

如图4C中放大显示的那样，通过弹性变形产生于第二连接金属片10中的弹性力(回复力)F从倾斜表面10c和表面10d经由倾斜表面2c1和表面7a1作用到突起部分2c和7a上。由于作用在突起部分2c上的弹性力F的方向相对于轴线L(拉动方向)以角度θ倾斜，弹性力F沿轴线L方向的分力F1向后推动突起部分2c。另一方面，第二连接金属片10的弹性力F经由表面10d和7a1沿轴线L方向向前作用在突起部分7a上。因此，前侧固定镜筒2和后侧固定镜筒7沿光轴方向连接在一起，使得它们拉近且图像稳定单元5放于其间。

作用在突起部分2c上的弹性力F沿垂直于轴线L的方向的分力F2减小了突起部分2c和突起部分7a沿所述方向的相对位移，所述突起部分7a具有成对表面7a2，所述成对表面7a2抵靠在第二连接金属片10的成对表面10e上。位于第二连接金属片10的成对表面10e前面的内角部分10g抵靠位于图像稳定单元5的突起部分5g后面的角部分5g1，从而减小突起部分2c和5g沿垂直于轴线L的方向的相对位移。因此，前侧固定镜筒2、图像稳定单元5和后侧固定镜筒7不偏心地连接在一起。

当第二连接金属片10连接到前侧固定镜筒2和后侧固定镜筒7上时，位于第二连接金属片10前面的钩部分10a首先放置并卡在前侧固定镜筒2的罩部分2g(参见图2)的内侧上。接下来，开口10f通过夹具沿轴线L方向扩大，并且突起部分2c、5g和7a插入到开口10f中。穿过螺纹孔10b的螺钉31插入形成于后侧固定镜筒7上的螺纹孔7b内，随后装配到形成于磁轭19a上的内螺纹孔19d中。这样，就防止了第二连接金属片10与前侧固定镜筒2和后侧固定镜筒7脱离。

一对作为变形限制部分的突起部分2d设置在与前侧固定镜筒2的突起部分2c沿垂直于轴线L的方向隔开的位置处。第二连接金属片10的侧部插入突起部分2c和2d之间。当形成正常连接时，突起部分2d沿垂直于轴线L的方向与第二连接金属片10的侧部隔开。如果沿着使前侧固定镜筒2和后侧固定镜筒7沿光轴方向拉开的方向给其施加外力的话，第二连接金属片10略微弹性变形，使得开口10f沿垂直于轴线L的方向扩大。但是，第二连接金属片10的侧部抵靠突起部分2d以防止第二连接金属片10的进一步变形。

因此，连接在一起的前侧固定镜筒2和后侧固定镜筒7不能沿光轴方向拉开。

接下来，将参照图1和5描述前侧固定镜筒2、图像稳定单元5的固定部分5b和后侧固定镜筒7如何在垂直于光轴的平面内定位。图5是分解透视图，显示了从后面观察时的镜筒部分。

在图5中，附图标记2e表示为前侧固定镜筒2的后端面而设的定位销。附图标记5c表示形成于图像稳定单元5的固定部分5b上的定位孔。在图1中，附图标记7d表示形成于后侧固定镜筒7上的定位孔。定位销2e插入到定位孔5c和7d中。

在图1中，附图标记7c表示定位销，该定位销为后侧固定镜筒7而设并且放置在与定位孔7d相对的光轴AXL的一侧上。

在图5中，附图标记5d表示定位槽，该定位槽形成于图像稳定单元5的固定镜筒5b中并且位于与定位孔5c相对的光轴AXL的一侧上。附图标记2f表示定位槽，该定位槽形成在前侧固定镜筒2的后端面上且位于与定位销2e相对的光轴AXL的一侧上。定位销2e插入到定位孔5c和7d中，并且定位销7c插入到定位槽5d和2f中，从而使前侧固定镜筒2、图像稳定单元5的固定部分5b、以及后侧固定镜筒7的光轴对齐，在该状态下，三个镜筒组成构件使用一个螺钉和第二连接金属片10连接在一起。

当沿光轴AXL观察时，用于所述三个镜筒组成构件的定位接合部分沿与位于镜筒部分侧上的第二连接金属片10的连接区域(突起部分2c、5g和7a)相同的方向E，即，以相同的相位角设置，其中所述定位接合部分由定位销2e和定位孔5c、7d构成。换句话说，定位接合部分(定位结构)设置在第二连接金属片10的连接区域的内侧上(更靠近光轴AXL)。当从光轴方向观察镜筒部分时，螺旋部分与上述定位接合部分沿光轴方向重叠，所述螺旋部分包括插入螺钉31，用于防止第二连接金属片10的后部脱离。

换句话说，定位接合部分、用于第二连接金属片10的连接区域、和螺旋部分以相同的相位角围绕光轴设置并且沿光轴方向移动到适当的位置上，从而显著减小用于放置它们的空间并且实现三个镜筒组成构件的定位与连接。

接下来，在下文中将参考图2和6描述用于第二连接金属片10的防脱离结构和图像稳定单元5之间的关系。与图2相比，图6显示了沿箭头D所示方向移动到可动端部的图像稳定单元5的可动部分5a(图像稳定单元5处于操作状态)。

在图2中，图像稳定单元5的固定部分5b的部分5e与可动构件5a的部分5f隔开。在图6中，部分5e和5f彼此接触。在图6中，可动部分5a的一部分插入形成于前侧固定镜筒2上的开口部分2h中(参见图1、3A和5)。当从光轴方向观察时，作为用于第二连接金属片10的防脱离结构的前侧上的钩部分10a和后侧上的螺旋部分总是与图像稳定单元5的一部分(尤其是可动部分5a)重叠。

这样，在该实施例中，前侧固定镜筒2连接到后侧固定镜筒7上，其中图像稳定单元5位于其间，并且用于第二连接金属片10的防脱离结构设置在第二连接金属片10的沿光轴方向的前面和后面。这显著减少了用于三个镜筒组成构件与第二连接金属片10连接的空间，并且防止了第二连接金属片10的脱离。特别是，图像稳定单元5的可动部分5a插入前侧固定镜筒2的开口部分2h中，从而有效利用了空间。

接下来，将参照附图7A、7B和8描述变焦马达16(马达支撑板16b)、前侧固定镜筒2和图像稳定单元5的固定部分5b如何与马达连接金属片17连接。

图7A和7B是显示了如何连接马达连接金属片17的透视图。图7A显示了连接之后的马达连接金属片17。图7B显示了连接之前的马达连接金属片17。图8是平面图，显示了连接之后的马达连接金属片17。变焦马达16固定到前侧固定镜筒2上，马达连接金属片拉动所述马达支撑板16b和图像稳定单元5的固定部分5b，同时前侧固定镜筒2的一部分夹在马达支撑板16b和图像稳定单元5的固定部分5b之间。拉近马达支撑板16b和图像稳定单元5的固定部分5b的方向在下文称作拉动方向。

与第一和第二连接金属片3和10类似，马达连接金属片17通过模压或弯折金属片，例如弹簧用磷青铜板而制成。马达连接金属片17包括位于沿拉动方向的一端的钩部分17a，从而防止马达连接金属片17与固定部分5b脱离。马达连接金属片17包括弯折部分17b，该弯折部分相对于拉动方向弯成90度且位于沿拉动方向的另一端。弯折部分17b具有形成在其内部的螺纹孔17g。螺钉32插入其中并且装配到形成在马达支撑板16b上的内螺纹部分16c中，从而防止马达连接金属片17与马达支撑板16b脱离。除了钩部分17a和弯折部分17b之外，马达连接金属片17形成平板形。

在马达连接金属片17的中间部分形成有单个开口17f。开口17f可以在模压中的一个冲压过程中形成，从而具有高形状精度。

位于开口17f边缘上更接近上述一端形成有一对倾斜表面17c。如图8所示，成对倾斜表面17c相对于沿拉动方向延伸的轴线L以相同的角度θ倾斜，从而提供一对相对于轴线L对称的倾斜表面。

马达连接金属片17包括突起部分，该突起部分从上述另一端朝向开口17f中心的伸出。该突起部分中形成有开口17e。一对接头17d设置在轴线L的两侧，从而将更接近马达连接金属片17的所述一端的部分连接到更接近所述另一端的部分上。

图像稳定单元5的固定部分5b具有形成在其上的突起部分5i。突起部分5i包括一对相对于轴线L对称的倾斜表面5i1(相对于轴线L以相同的角度θ倾斜的倾斜表面)。

马达连接金属片17的倾斜表面17c和弯折部分17b之间沿轴线L方向的尺寸小于图像稳定单元15的突起部分5i的倾斜表面5i1和马达支撑板16的外表面之间沿轴线L方向的尺寸。因此，当通过使弯折部分抵靠马达支撑板16b的外表面和将突起部分5i插入开口17f中而将马达连接金属片17连接到马达支撑板16b和固定部分5b上时，接头17d承受例如弯曲和扭转的弹性变形，从而使开口17f沿轴线L方向扩大。

产生于马达连接金属片17中的弹性力(回复力)F通过弹性变形从倾斜表面17c和弯折部分17b经由倾斜表面5i1和马达支撑板16b的外表面作用到突起部分5i和马达支撑板16b上。由于作用在突起部分5i上的弹性力F的方向相对于轴线L(拉动方向)以角度θ倾斜，弹性力F沿轴线L方向的分力将突起部分5i推向马达支撑板16b。另一方面，弹性力F沿轴线L方向朝向突起部分5i作用在马达支撑板16b上。因此，马达支撑板16b和固定部分5b沿轴线L方向连接，使得它们拉近且前侧固定镜筒2的一部分夹在其间。

作用于突起部分5i上的弹性力沿垂直于轴线L的方向的分力减小了固定部分5b和马达支撑板16b沿该方向的相对位移。

当马达连接金属片17连接到马达支撑板16b和固定镜筒5b上时，马达连接金属片17的钩部分17a首先放置并卡在形成于后侧固定镜筒7中的开口7d(参见图7B)上。接下来，开口17f通过夹具沿光轴方向扩大，突起部分5i和5h分别插入到开口17f和17e中，并且插入螺纹孔17g中的螺钉32装配到形成于马达支撑板16b上的内螺纹孔16c中。这样，就防止了马达连接金属片17与固定镜筒5b和马达支撑板16b脱离。

作为变形限制部分的突起部分5h设置在图像稳定单元5的固定部分5b上。突起部分5h插入到马达连接金属片17的开口17e中。当形成正常连接时，突起部分5h与开口17e的边缘沿轴线L方向隔开。

当外力沿着将变焦马达16与前侧固定镜筒2拉开的方向施加于变焦马达16上时，马达连接金属片17的接头17d略微弹性变形，从而增大倾斜表面17c和弯折部分17b沿轴线L方向的间隔。但是，突起部分5h抵靠开口17e的边缘以防止进一步变形。

以这种方式形成的马达连接金属片17可用于将变焦马达16稳定紧固到前侧固定镜筒2上，同时减少位于固定部分5b和镜筒部分侧的马达支撑板16b之间连接处的突起部分的尺寸。前侧固定镜筒2、图像稳定单元5的固定部分5b和变焦马达16可以利用马达连接金属片17连接在一起，从而增强接头周围的刚性以提供抵抗噪音和振动的有益结构。

接下来，将参照图9描述本实施例中摄像机电气系统的结构。镜筒部分50对应于图1-8中所述的镜筒部分。

由镜筒部分50中的可变倍率光学系统形成的光学图像(对象图像)通过图像拾取装置9转换为电信号。从图像拾取装置9读取的电信号a通过摄像机信号处理回路51转换为图像信号b。附图标记52表示用于控制透镜驱动的微型计算机。

当电源打开时，微型计算机52通过对焦驱动回路55沿无限远方向驱动第四透镜单元L4，同时监视来自对焦位置检测回路53的输出，直至第四透镜单元L4到达可动端部。第四透镜单元L4的初始位置以这种方式检测。微型计算机52通过变焦马达驱动回路56致动图1所示的变焦马达16和类似装置，从而使第二透镜单元L2沿光轴方向移动，同时监视变焦复位回路54的输出。当第二可动框架4的光屏蔽部分4b到达光断路器25的位置时，变焦复位回路54的输出翻转。这样，微型计算机52检测第二透镜单元L2的初始位置。

通过计算从初始位置开始的对焦位置检测回路53的输出确定第四透镜单元L4的绝对位置。使用初始位置作为基准，通过计算从初始位置开始的变焦马达(步进马达)16的驱动步数确定第二透镜单元L2的绝对位置。因此，微型计算机52可以获得精确的对焦信息和焦距信息。

附图标记57表示用于驱动光量调节单元15的曝光控制驱动回路。回路57根据由微型计算机52获取的视频信号的亮度信息控制光量调节单元15中的孔径和ND滤光器15e(参见图2)的插入与去除。附图标记58和59表示角度检测回路，该角度检测回路检测分别沿上下偏移方向(竖直方向)和左右偏移方向(水平方向)的摄像机倾斜角度。通过对例如振动回转仪的角速度传感器的输出求积分来检测倾斜角度。回路58、59的输出，即，有关于倾斜角度的信息由微型计算机52获取。

附图标记60、61分别表示上下偏移线圈驱动回路和左右偏移线圈驱动回路，用于在垂直于光轴的平面内驱动由图像稳定单元5保持的第三透镜单元L3。线圈驱动回路60和61中的每一个都以所谓的动圈式形成，通过将为图像稳定单元5的可动部分5a而设的线圈放到包括为固定部分5b而设的磁铁在内的磁路中的间隙内而实现。线圈驱动回路60和61产生驱动力，用于使第三透镜单元L3在垂直于光轴的平面内移动。

附图标记62和63分别表示上下偏移位置检测回路和左右偏移位置检测回路，用于检测第三透镜单元L3相对于光轴的偏移量。所述回路的输出由微型计算机52获取。

当第三透镜单元L3相对于光轴AXL沿上下偏移或左右偏移方向移动时，通过可变倍率光学系统的光通量发生弯折，从而改变形成在图像拾取装置9上的对象图像的位置。因此，第三透镜单元L3的位置得到控制，使得对象图像以同样的偏移量沿相反于由倾斜的摄像机引起的对象图像运动的方向移动，从而允许校正由移动摄像机引起的图像抖动。

微型计算机52将由上下偏移和左右偏移角度检测回路58和59提供的倾斜角度信息减去由上下偏移和左右偏移位置检测回路62和63提供的第三透镜单元L3的偏移量信号，从而产生差值信号。随后，微型计算机52对差值信号执行放大和适当的相位校正，控制上下偏移和左右偏移线圈驱动回路60和61，从而减小差值信号的值并驱动第三透镜单元L3。

在本实施例中，由于可变倍率通过改变第一到第三透镜单元L1到L3之间的相对间隔提供，因此相对于第三透镜单元L3偏移量的对象图像移动量取决于焦距。因此，在本实施例中，第三透镜单元L3的驱动量根据焦距信息进行校正，从而不管焦距如何都实现图像抖动的正确校正。

图10是前视图，显示了摄像机结构的特定实例，所述摄像机包括如上所述的镜筒部分50。附图标记64表示记录/再现单元，65表示电气基板，66表示液晶显示器，67表示电池，68表示外部构件。

在本实施例的镜筒部分50中，镜筒组成构件由沿镜筒部分50的外表面布置的第一、第二和马达连接构件3、10和17连接，使得在镜筒部分50的外表面上的用于连接的向上和侧面突起部分非常小。因此，覆盖镜筒部分50的外周的外部构件68可以具有更接近镜筒部分50的外表面并且没有突起部分的形状。这可以减少摄像机的尺寸。

此外，由于第一、第二和马达连接构件3、10和17只能连接到镜筒组成构件的外表面上，从而将镜筒组成构件连接在一起，使得装配和拆卸变得容易。

如上所述，根据上述实施例，第一和第二构件相连，使得它们通过连接构件的弹性力(回复力)拉近，所述连接构件例如由薄金属板制成。因此，同其中为第一和第二构件设置用于螺钉连接的凸缘部分的上述现有技术相比，连接处的突起部分的尺寸减小。这可以造成光学设备尺寸减少。此外，可以容易地执行装配和拆卸。

本发明不限于上述实施例中描述的结构，并且可以采用其他结构，只要符合所附权利要求中任意一项保护的结构即可。例如，上述实施例已经结合由弹簧用磷青铜板制成的连接构件进行了描述，但是连接构件也可以由其他金属片或例如塑料的树脂制成。当由塑料制成时，需要增大厚度以便提供与金属片相同的强度。

此外，尽管上述实施例已经连同结合有透镜的摄像机进行了描述，但是本发明也适用于其他光学设备，例如整合有透镜和可互换式镜头的数字静物相机。

此外，本发明不限于这些优选实施例，并且在不脱离本发明范围的情况下，可以进行多种变形和改进。

Claims (10)

1.一种光学设备，包括：

第一构件和第二构件，其组成容纳透镜的镜筒；和

连接构件，其将所述第一和第二构件连接在一起，

其中连接构件由沿所述第一和第二构件的外表面放置的板状构件形成，该连接构件在其连接到所述第一和第二构件上时弹性变形，并且利用由所述弹性变形产生的弹性力拉近并连接所述第一和第二构件。

2.如权利要求1所述的光学设备，其中所述连接构件由金属板组成。

3.如权利要求1所述的光学设备，其中所述第一和第二构件中的至少一个具有变形限制部分，该变形限制部分利用沿使所述第一和第二构件拉开的方向施加的作用力来限制所述连接构件的变形。

4.如权利要求1所述的光学设备，其中允许弹性力作用在所述第一和第二构件中的至少一个上的所述连接构件的一部分具有两个倾斜表面，所述倾斜表面相对于轴线以相同角度倾斜，使得所述倾斜表面相对于所述轴线对称，该轴线平行于拉近所述第一和第二构件的方向延伸。

5.如权利要求1所述的光学设备，其中所述连接构件具有形成在其中的开口，并且所述开口的边缘允许弹性力作用在所述第一和第二构件上。

6.如权利要求1所述的光学设备，其中所述连接构件包括防脱离部分，用于防止所述连接构件与所述第一和第二构件脱离。

7.如权利要求6所述的光学设备，其中使所述第一和第二构件拉近的方向为平行于所述光学设备光轴的方向，并且

所述防脱离部分通过螺钉连接到所述第一和第二构件中的至少一个上，所述螺钉沿平行于所述光轴的垂直面的方向延伸。

8.如权利要求7所述的光学设备，其中所述螺钉固定放置于所述镜筒内部的第三构件。

9.如权利要求6所述的光学设备，还包括放置于所述第一和第二构件之间的图像稳定单元，

其中所述连接构件包括防脱离部分，该防脱离部分位于所述第一构件的侧部和所述第二构件的侧部，并且所述图像稳定单元放置于所述第一和第二构件之间。

10.如权利要求1所述的光学设备，其中所述第一和第二构件包括接合部分，该接合部分通过接合实现所述第一和第二构件沿与所述第一和第二构件拉近方向相垂直方向的相对定位，并且

所述接合部分位于镜筒内连接构件的连接区域的内侧。

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