专利名称：具有温度补偿功能的光学设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有温度补偿功能的光学设备，更精确地说，涉及一种光学元件位置的修正装置，例如，一种聚焦装置或透镜镜筒，它可修正由于温度变化引起的透镜之类光学元件的位置改变，由此来自动修正焦距的变化。
目前销售的许多低价相机，特别是固定焦距的相机，均装有固有的透镜组件，它采用了模制透镜，或者玻璃透镜与模制透镜的组合，来替代玻璃透镜。
但是，如果使用包含模制透镜的透镜组件，由于温度变化，透镜的形状和折射率将会发生改变。这类透镜组件的成象位置在低温环境中将向前偏移，在高温条件中将向后偏移，由此产生焦距的偏差。为了解决这个问题，如果透镜镜筒具有焦距驱动装置，并可用焦距驱动装置沿光轴方向拉出照相透镜组件来调整焦距，则可采用装在相机内的温度传感器来检测环境温度，根据所测环境温度来改变照相透镜的拉出量，由此来修正由于温度变化引起的焦距偏差。
如果透镜镜筒没有焦距驱动装置，则采用缩小最大光圈孔径的办法来修正温度变化引起的焦距偏差。
在日本公开专利申请号HEI 5-236322中公开了一种变焦透镜镜筒，它可移动一个影像传感器，根据温度变化把聚焦的影像转换成沿光轴方向的电信号，从而在变焦时得到清晰的影像。对这种变焦透镜，影像传感器固定在一个夹持件上，它作成帽形断面，可根据温度的变化沿光轴方向进行膨胀或收缩，并且夹持件固定在透镜镜筒上。
在日本公开专利申请号SHO 60-194416中公开了一种透镜镜筒，它对温度变化引起的焦距偏差的修正方式如下用机械办法检测出由于温度变化引起沿光轴方向的透镜镜筒的膨胀或收缩。把所测的机械改变量用光学办法转换成光位移量。然后，用马达移动聚焦透镜，来消除光位移量。
另外，在日本公开专利申请号HEI 8-15595中公开了一种装置，其中有一根长杆沿着光轴方向延伸，并可根据温度变化作伸长或缩短，利用杠杆把长杆的运动传到一个臂上。然后臂使得一个聚焦透镜在光轴方向上的位置，沿着与杆伸长方向相反的方向作变化，从而修正聚焦透镜的焦距位置。
但是，上述常规的装置存在如下问题。对于具有焦距驱动装置的透镜镜筒，需要装有温度传感器来检测环境温度。然而，使用温度传感器不仅增加了成本，而且为了控制透镜组件的拉出动作，造成了一个结构复杂的装置。
至于对没有焦距驱动装置的透镜镜筒，如上所述，由于缩小了全开(最大)的光圈孔径，透镜的F数变成较暗的F数。
对于日本公开专利申请号HEI 5-236322中所公开的变焦透镜镜筒，它依靠沿光轴方向移动影像传感器，在变焦时修正焦距偏差，由此来修正成象位置，其中由于温度变化引起透镜镜筒筒体的膨胀和收缩，造成后焦距的改变。但是，如果变焦透镜镜筒的透镜组件中具有模制透镜，由于环境温度的变化所引起的透镜组件形状和折射率的改变，仍将造成透镜组件的焦距偏差。
对于日本公开专利申请号SHO 60-194416中所公开的透镜镜筒，它对温度变化引起的焦距偏差的修正，采用了如下的反馈控制方式用机械办法检测出由于温度变化引起沿光轴方向的透镜镜筒的膨胀或收缩。由此把所测的机械改变量转换成光位移量。然后用马达驱动聚焦透镜，来消除光位移量。但是，采用这种装置将造成一个结构复杂的透镜镜筒。
对于日本公开专利申请号HEI 8-15595中的装置，其中有一根长杆沿着光轴方向延伸，并可根据温度变化作伸长或缩短，利用杠杆把长杆的运动传到一个臂上。沿着与杆伸长方向相反的方向，改变聚焦透镜在光轴方向上的位置，来修正聚焦透镜所得的焦距位置。但是，这种装置不仅使光学设备的结构变得复杂，而且如果需要沿着杆的伸长方向来修正透镜偏移的位置，就无法使用。
本发明的第一个目的是提供一个光学元件位置修正装置，它布局紧凑，但可以修正由于温度变化引起的透镜之类光学元件的位置偏差。
本发明的第二个目的是提供一个光学元件位置修正装置，它布局紧凑，但可以沿着与修正元件膨胀或收缩方向相同的方向来移动光学元件，由此修正由于温度变化引起的透镜之类光学元件的位置偏差。
本发明的第三个目的是提供一个光学元件位置修正装置，它布局紧凑，但可以利用光学元件驱动装置，沿着与修正元件膨胀或收缩方向相同的方向来移动光学元件，由此修正由于温度变化引起的透镜之类光学元件的位置偏差。
本发明的第四个目的是提供一个光学元件位置修正装置，它布局紧凑，但可以利用适用的光学元件驱动装置，来修正由于温度变化引起的透镜之类光学元件的位置偏差。
本发明的第五个目的是提供一个光学元件位置修正装置，除了达到上述第一和第四目的外，它可建立一定的光学元件移动量，来修正由于温度变化引起位置偏差。
本发明的第六个目的是提供一个光学元件位置修正装置，除了达到上述第一，第二，第三，第四和第五目的外，它可用简单方式作出一个位置修正元件。
本发明的第七个目的是提供一个聚焦装置，它装有上述光学元件位置的修正装置。
本发明的第八个目的是提供一个光学设备，它具有上述光学元件位置的修正装置。
本发明的第九个目的是提供一个光学设备，它具有上述聚焦装置。
为了达到上述目的，根据本发明的第一特征，提供了一个光学设备，它包括一个夹持光学元件的光学元件夹持框，一个支承构件，它支承着沿光轴方向移动的光学元件夹持框，并具有一个靠模来使光学元件夹持框沿光轴方向移动，以及一个修正元件，它可根据温度变化沿着与光轴垂直相交的方向膨胀或收缩，其中，光学元件夹持框随着修正元件的膨胀或收缩作转动，从而按照支承构件的靠模，沿着光轴方向作移动。
根据本发明的第二特征，提供了一个光学设备，它包括一个夹持光学元件的光学元件夹持框，以及一个修正元件，它可根据温度变化沿着与光轴平行的方向膨胀或收缩，其中，光学元件夹持框随着修正元件的膨胀或收缩、沿着光轴方向作移动。
根据本发明的第三特征，提供了一个光学设备，它包括一个夹持光学元件的光学元件夹持框，一个可转动的靠模齿轮，它具有一个可使光学元件夹持框沿着光轴方向移动的靠模，一套驱动靠模齿轮的光学元件驱动装置，以及一个修正元件，它装在光学元件夹持框上，并位于光学元件夹持框和靠模齿轮之间，根据温度变化沿着与光轴平行的方向膨胀或收缩，其中，光学元件夹持框随着修正元件的膨胀或收缩，沿着光轴方向与修正元件一起移动。
根据本发明的第四特征，提供了一个光学设备，它包括一个夹持光学元件的光学元件夹持框，一个支承构件，它支承着沿光轴方向移动的光学元件夹持框，并具有一个靠模来使光学元件夹持框沿光轴方向移动，一个驱动光学元件夹持框的致动器，以及一个修正元件，它可根据温度变化沿着与光轴垂直相交的方向膨胀或收缩，其中，致动器随着修正元件的膨胀或收缩，沿着与光轴垂直相交的方向作移动，并且光学元件夹持框随着致动器的运动作转动，从而按照支承构件的靠模，沿着光轴方向作移动。
通过以下结合附图的优选实施例的详细描述，以上和其它的本发明目的和特征将会变得很清楚。
图1是一个分解的透视图，表示了本发明第一实施例的透镜镜筒。
图2是正视图，表示了图1所示透镜镜筒的主要部分。
图3是沿着图2中A-A线所作的剖面图。
图4(a)，4(b)，4(c)均是沿着图2中B-B线所作的剖面图，表示了由温度变化引起的修正元件的膨胀和收缩状态，其中，修正元件在高温状态下表示为图4(a)，在常温状态下表示为图4(b)，以及在低温状态下表示为图4(c)。
图5(a)，5(b)，5(c)均是图2中箭头C所指部分的放大图，表示了由于焦距修正杆的膨胀和收缩，使得透镜组件沿光轴方向移动的状态，其中，透镜组件在高温状态下表示为图5(a)，在常温状态下表示为图5(b)，以及在低温状态下表示为图5(c)。
图6是正视图，表示了本发明第二实施例透镜镜筒的主要部分。
图7是沿着图6中D-D线所作的剖面图。
图8(a)，8(b)，8(c)均是剖面图，表示了由于图7所示修正杆的膨胀和收缩，使得透镜组件沿光轴方向移动的状态，其中，透镜组件在高温状态下表示为图8(a)，在常温状态下表示为图8(b)，以及在低温状态下表示为图8(c)。
图9是剖面图，表示了本发明第三实施例的透镜镜筒主要部分。
图10是正视图，表示了第三实施例的透镜镜筒的焦距驱动系统。
图11(a)，11(b)，11(c)均是剖面图，表示了由于图9所示修正杆的膨胀和收缩，使得透镜组件沿光轴方向移动的状态，其中，透镜组件在高温状态下表示为图11(a)，在常温状态下表示为图11(b)，以及在低温状态下表示为图11(c)。
图12是正视图，表示了本发明第四实施例的透镜镜筒主要部分。
图13是放大图，表示了图12中箭头E所指的透镜镜筒支承结构。
以下参照附图来详细描述本发明的各个优选实施例。图1至图5(a)，5(b)，5(c)表示了本发明的第一实施例。图1以分解的透视图形式表示了透镜镜筒。图2是表示透镜镜筒主要部分的正视图。图3是沿着图2中A-A线所作的剖面图。图4(a)，4(b)，4(c)均是沿着图2中B-B线所作的剖面图，表示了由温度变化引起的修正元件(以下称为焦距修正杆)的膨胀和收缩状态，焦距修正杆在高温状态下表示为图4(a)，在常温状态下表示为图4(b)，以及在低温状态下表示为图4(c)。图5(a)，5(b)，5(c)均是图2中箭头C所指部分的放大图，表示了由于焦距修正杆的膨胀和收缩，使得透镜组件沿光轴方向移动的状态，透镜组件在高温状态下表示为图5(a)，在常温状态下表示为图5(b)，以及在低温状态下表示为图5(c)。
参照图1至图5(a)，5(b)，5(c)，快门组件1可调节曝光量。支承构件2(以下称为透镜底板)支承着透镜组件3，使得透镜组件3可沿着其光轴方向移动。采用螺钉或其它紧固件把透镜底板2固定在快门组件1上。
在透镜底板2中，有一个孔径部分2a，透镜组件3配装在其中，并可转动和移动。向外突出的三个靠模面2b围绕着孔径部分2a，使孔径部分2a处在中间部位。三个靠模面2b不仅支承了透镜组件3，使它可沿着其光轴方向移动，而且使转动中的透镜组件3可沿着光轴方向移动。另外，在透镜底板2中，有一个U形断面的槽形部分2c，它夹持着焦距修正杆10，并沿着与光轴垂直相交的方向延伸，有三个锁定爪2d，它们把护板9锁紧定位，还有一个壁2f，它向外突出，并且有一个用于安装调节螺钉12的螺孔2e。
透镜组件3包括一个照相透镜4，一个夹持照相透镜4的透镜夹持框5，以及一个透镜固定框6，透镜固定框6固定在透镜夹持框5上，并使得照相透镜也固定在透镜夹持框5上。透镜夹持框5的周边配装在透镜底板2的孔径部分2a中，并可转动和移动。
透镜夹持框5的周边上有一个法兰状的凸缘5a，它沿着与光轴垂直相交的方向，从整个圆周上突出。具有R形前端的臂5b沿着与光轴垂直相交的方向，从凸缘5b的侧面伸出。三个具有R形前端的凸起部分5c自凸缘5a的背面向后突出。使三个凸起部分5c靠在透镜底板2的三个靠模面2b上，从而由透镜底板2支承着透镜组件3。在此状态下，当透镜组件3在透镜底板2的孔径部分2a上转动时，透镜组件3按照透镜底板2的三个靠模面2b，可沿光轴方向作前后移动。
环状薄片7位于透镜夹持框5的凸缘5a前面，当透镜组件3转动时，用于防止弹簧8的切口部分咬住透镜夹持框5的凸缘5a平面部分。弹簧8位于薄片7和护板9中间，把透镜组件3向后推压，从而使透镜夹持框5的三个凸起部分5c靠紧在透镜底板2的三个靠模面2b上。
护板9在其中心区有一个照相孔径部分9a，其位置与透镜组件3相应，护板9盖住了透镜组件3，焦距修正杆10和薄片11。护板9还有平面部分9b和9d，平面部分9b沿着与光轴垂直相交的方向延伸，盖住焦距修正杆10和薄片11，平面部分9d向后突出，并有一个孔9c。用透镜底板2上的锁定爪2d锁住平面部分9d中的孔9c，可把护板9固定在透镜底板2上。
焦距修正杆10呈圆柱形，采用可随温度变化而膨胀和收缩的材料(具有高线膨胀系数)。因此焦距修正杆10可修正由温度变化引起的焦距偏差。焦距修正杆10沿着与光轴垂直相交的方向延伸，位于槽形部分2c和护板9的平面部分9b之间，如图3所示。如图2所示，焦距修正杆10的一个端面10a通过薄片11，靠在透镜夹持框5的臂5b上，而另一个端面10b通过薄片11，靠在调节螺钉12的前端。
两个薄片11呈盘状，并可防止焦距修正杆10的两个端面10a和10b产生变形。薄片11之一位于透镜夹持框5的臂5b和焦距修正杆10的端面10a之间。另一个薄片11位于调节螺钉12和焦距修正杆10的端面10b之间。
调节螺钉12插入透镜底板2的壁2f上的孔2e中，可调节由机械原因产生的焦距偏差。当调节螺钉12顺时针方向转动时，调节螺钉12向左移动，推着焦距修正杆10和薄片11也向左移动。然后，焦距修正杆10的端面10a推动了透镜组件3的透镜夹持框5上的臂5b。使得透镜夹持框5在透镜底板2的孔径部分2a上作顺时针转动。同时，按照透镜底板2的三个靠模面2b，沿着光轴方向上把透镜夹持框5向前推动，此时弹簧8受压。因此可沿着透镜组件3拉出的方向上调节透镜组件3的焦距。当调节螺钉12反时针方向转动时，调节螺钉12向右移动，由于处于受压状态的弹簧8的弹簧力，可使透镜组件3的透镜夹持框5按照透镜底板2的三个靠模面2b，在透镜底板2的孔径部分2a上作反时针转动，由此沿着光轴方向向后推动透镜夹持框5。从而可沿着透镜组件3拉进的方向上调节透镜组件3的焦距。此时，由透镜夹持框5的臂5b推动修正杆10，随着调节螺钉12向右移动。
当环境温度变化时，具有上述第一实施例中结构的透镜镜筒的工作如下。
(i)当环境温度从常温变到高温时，焦距修正杆10膨胀值为Δh，如图4(a)所示。随着这个膨胀，焦距修正杆10的端面10a把透镜组件3的透镜夹持框5的臂5b向左推，因此透镜夹持框5在透镜底板2的孔径部分2a上作顺时针转动，同时，按照透镜底板2的三个靠模面2b，沿着光轴方向上被向前推动ΔhL值。因此，可按此方式修正高温条件下的焦距偏差。
(ii)当环境温度从常温变到低温时，焦距修正杆10收缩值为Δc，如图4(c)所示。随着这个收缩，弹簧8的弹簧力使得透镜组件3的透镜夹持框5，沿着光轴方向向后推动ΔcL值，如图5(c)所示，同时按照透镜底板2的三个靠模面2b，在透镜底板2的孔径部分2a上作反时针转动。因此，可按此方式修正低温条件下的焦距偏差。
(iii)当环境温度从高温变到常温时，焦距修正杆10收缩值为Δh，如图4(b)所示。随着这个收缩，完成如上节(ii)所述的动作，沿着光轴方向，把透镜组件3的透镜夹持框5向后推动ΔhL值，使透镜组件3回到常温条件下的状态，如图5(b)所示。
(iv)当环境温度从低温变到常温时，焦距修正杆10膨胀值为Δh，如图4(b)所示。随着这个膨胀，完成如上节(i)所述的动作，沿着光轴方向，把透镜组件3的透镜夹持框5向前推动ΔcL值。因此使透镜组件3回到常温条件下的状态，如图5(b)所示。
在第一实施例中，根据温度变化而膨胀或收缩的焦距修正杆10位于与光轴垂直相交的方向。随着焦距修正杆10的膨胀和收缩，使透镜组件3转动。然后，按照透镜底板2的三个靠模面2b，转动中的透镜组件3沿着光轴方向向前或向后移动。按此方式设置的透镜镜筒给出的影像，总是处于与温度变化无关的聚焦状态。改变透镜底板2的三个靠模面2b的θ角，而不需增加焦距修正杆10的总长度L，就可以增加移动量，即焦距修正量。换句话说，可以缩短焦距修正杆10的总长度L，来减小透镜镜筒的尺寸。图6，7，8(a)，8(b)，和8(c)涉及了本发明第二实施例的透镜镜筒。第二实施例的机械结构大致与第一实施例的相同。所以，所有与第一实施例完全相同的结构件，在图6至图8(a)，8(b)，8(c)中，采用了与图1至图5(a)，5(b)，5(c)中相同的编号表示，并且在以下描述中其细节被略去。
图6是表示第二实施例主要部分的正视图。图7是沿着图6中D-D线所作的剖面图。图8(a)，8(b)，8(c)均是剖面图，表示了由温度变化引起的修正元件的膨胀和收缩状态，以及透镜组件沿光轴方向的运动状态。透镜镜筒在高温状态下表示为图8(a)，在常温状态下表示为图8(b)，以及在低温状态下表示为图8(c)。
参照图6，7，8(a)，8(b)，8(c)，第二实施例与第一实施例的区别在于焦距修正杆10平行于光轴。为了使焦距修正杆10处于这个位置，透镜底板2上装有一个焦距修正杆的夹持部分2g。透镜组件3的透镜夹持框5上装有臂5e。臂5e具有螺孔5d，并与焦距修正杆10同轴。与臂5e相对的对角线位置上有另一个臂5f。臂5f具有U形的前端，并与透镜底板2上的轴2h滑动配合。
调节螺钉12穿过护板9上的孔9e，拧入透镜夹持框5的臂5e上的螺孔5d中。依靠调节螺钉12的前端，把透镜组件3支承在沿光轴方向的位置上，调节螺钉12的前端穿过螺孔5d，通过薄片11靠紧在焦距修正杆10上。在臂5e和护板9之间的弹簧8，以其弹簧力把透镜组件3向后推移。
当调节螺钉12顺时针转动时，按照调节螺钉12的引导，透镜组件3的透镜夹持框5沿光轴方向拉出，同时这个运动使弹簧受压。因此顺时针转动调节螺钉12，可沿着透镜组件3的拉出方向作焦距的调节。另一方面，当调节螺钉12反时针转动时，按照调节螺钉12的引导，透镜组件3的透镜夹持框5沿光轴方向拉进。因此反时针转动调节螺钉12，可沿着透镜组件3的拉进方向作焦距的调节。
当环境温度变化时，具有上述第二实施例中结构的透镜镜筒的工作如下。
(i)当环境温度从常温变到高温时，焦距修正杆10膨胀值为ΔhL，如图8(a)所示。随着这个膨胀，由于焦距修正杆10的端面10a，把调节螺钉12和透镜组件3的透镜夹持框5，均沿着光轴方向向前推动ΔhL值，同时该运动使弹簧8受压。因此，可按此方式修正高温条件下的焦距偏差。
(ii)当环境温度从常温变到低温时，焦距修正杆10收缩值为ΔcL，如图8(c)所示。随着这个收缩，由于弹簧8的弹簧力，把调节螺钉12和透镜组件3的透镜夹持框5，均沿着光轴方向向后推动ΔcL值。因此，可按此方式修正低温条件下的焦距偏差。
(iii)当环境温度从高温变到常温时，焦距修正杆10的收缩值为ΔhL，如图8(b)所示。随着这个收缩，完成如上节(ii)所述的动作，沿着光轴方向，把调节螺钉12和透镜组件3的透镜夹持框5均向后推动ΔhL值，因此使透镜组件3回到常温条件下的状态，如图8(b)所示。
(iv)当环境温度从低温变到常温时，焦距修正杆10的膨胀值为ΔcL，如图8(b)所示。随着这个膨胀，完成如上节(i)所述的动作，沿着光轴方向，用把调节螺钉12和透镜组件3的透镜夹持框5均向前推动ΔcL值。因此使透镜组件3回到常温条件下的状态，如图8(b)所示。
在第二实施例中，根据温度变化而膨胀或收缩的焦距修正杆10位于与光轴平行的方向。随着焦距修正杆10的膨胀和收缩，使透镜组件3沿着光轴方向作前后移动。所以，即使由于温度变化使得基面焦距长度变长或变短，仍可有效地补偿该长度变化量，给出清晰的聚焦影像。图9，10，11(a)，11(b)，和11(c)表示了本发明第三实施例的透镜镜筒。第三实施例的机械结构大致与第一实施例的相同。所以，所有与第一实施例完全相同的结构件，在图9至图11(a)，11(b)，11(c)中，采用与图1至图5(a)，5(b)，5(c)中相同的编号表示，并且在以下描述中其细节被略去。
图9是表示第三实施例主要部分的正视图。图10是表示透镜镜筒的焦距驱动部分的正视图。图11(a)，11(b)，11(c)均是剖面图，表示了由于温度变化引起修正元件沿光轴方向的膨胀和收缩，以及透镜组件沿光轴方向移动的状态。透镜组件在高温状态下表示为图11(a)，在常温状态下表示为图11(b)，以及在低温状态下表示为图11(c)。
参照图9，10，11(a)，11(b)和11(c)，第三实施例的透镜镜筒与第一实施例的区别在于以下几点。焦距修正杆10不仅平行于光轴，而且直接固定在透镜组件3的透镜夹持框5上。焦距修正杆10的前端靠紧在靠模齿轮22的靠模面22a上，靠模齿轮22与焦距驱动系统21转动啮合，焦距驱动系统21由焦距马达20驱动，如图10所示。因此由焦距修正杆10来支承透镜组件3。所以，当焦距马达20的输出使靠模齿轮22转动时，靠模面22a可使透镜组件3沿着光轴方向移动。
焦距马达20固定在快门组件1上。焦距驱动系统21由快门组件1支承，使它可以转动。具有靠模面22a的靠模齿轮22与焦距驱动系统21的最后一级啮合。靠模齿轮22也由快门组件1支承，使它能以与焦距驱动系统21同样的方式转动。
焦距修正杆10固定在透镜组件3的透镜夹持框5上的臂5b上，其前端呈球形。焦距修正杆10的球形前端靠紧在靠模齿轮11的靠模面22a上。随着焦距修正杆10沿靠模面22a移动，可使透镜组件3沿着光轴方向移动。
透镜组件3由导向杆23支承，导向杆23固定在透镜夹持框5的臂5b上，并穿过靠模齿轮22中心的孔22b。导向杆23一端滑动配装在快门组件1的孔1a中，另一端滑动配装在护板9的孔9a中。
当环境温度变化时，具有上述第三实施例中结构的透镜镜筒的工作如下。
(i)当环境温度从常温变到高温时，焦距修正杆10膨胀值为ΔhL，如图11(a)所示。该膨胀使得透镜组件3沿着光轴方向被向前推动，同时该运动使弹簧8受压。因此，可按此方式修正高温条件下的焦距偏差。
(ii)当环境温度从常温变到低温时，焦距修正杆10收缩值为ΔcL，如图11(c)所示。然后，由于弹簧8的弹簧力，该收缩使得透镜组件3沿着光轴方向被向后推动。因此，可按此方式修正低温条件下的焦距偏差。
(iii)当环境温度从高温变到常温时，焦距修正杆10的收缩值为ΔhL，如图11(b)所示。然后，由于如上节(ii)所述的动作，该收缩使得透镜组件3沿着光轴方向被向后推动ΔhL值，因此使透镜组件3回到常温条件下的状态，如图11(b)所示。
(iv)当环境温度从低温变到常温时，焦距修正杆10的膨胀值为ΔcL，如图11(b)所示。然后，由于如上节(i)所述的动作，该膨胀使得透镜组件3沿着光轴方向被向前推动ΔcL值。因此使透镜组件3回到常温条件下的状态，如图11(b)所示。
第三实施例的布局应用于能进行焦距驱动的一类相机，它可沿着光轴移动透镜组件3，使达到聚焦的位置。在第三实施例中，焦距修正杆10固定在透镜组件3上，它可随温度变化，平行于光轴作膨胀或收缩。因此，由于焦距修正杆10的膨胀和收缩作用，使得透镜组件3沿光轴方向作前后移动。所以，如同上述第一和第二实施例情形一样，可得到清晰的聚焦影像，而与温度无关。图12和13表示了本发明第四实施例的透镜镜筒。第四实施例的机械结构大致与第一实施例的相同。所以，所有与第一实施例完全相同的结构件，在图12和图13中，采用与图1至图5(a)，5(b)，5(c)中相同的编号表示，并且在以下描述中其细节被略去。
图12是表示第四实施例主要部分的正视图。图13是表示图12中箭头E所指的部分，说明了透镜镜筒的结构布局。
参照图12和13，第四实施例与第一实施例的区别在于有一个沿光轴方向驱动透镜组件3的致动器25，它沿着与光轴垂直相交的方向，并且位于透镜夹持框5的臂5b和焦距修正杆10的端面10a之间。
致动器25上有槽口25a。在透镜底板2上的一个T形轴2i滑配在槽口25a中。因而致动器25由底板2来支承。在致动器25上的臂25b靠紧在焦距修正杆10的端面10a上。由此，由于调节螺钉12的转动，以及焦距修正杆10的膨胀或收缩，致动器25可沿着与光轴垂直相交的方向移动。
当致动器25被通电时，可动的叉杆26向右移动，由此使弹簧27受压。此时，受压弹簧8的弹簧力使得透镜组件3按照透镜底板2上的三个靠模面2b，在透镜底板2的孔径部分2a上作反时针的转动。由此透镜组件3沿光轴方向被向后推动，可聚焦在一个远距点上。当致动器25被断电时，弹簧27的弹簧力使得可动叉杆26向左移动。可动叉杆26推动了透镜组件3上透镜夹持框5的臂5b。随着臂5b被推动，透镜夹持框5在透镜底板2的孔径部分2a上作顺时针转动，同时，按照透镜底板2的三个靠模面2b，沿光轴方向被向前推动，并使弹簧8受压。因此，透镜组件3回到了其初始位置，即最近距离的位置。
第四实施例的布局应用于能进行焦距驱动的一类相机，它可沿着光轴移动透镜组件3，使达到聚焦的位置。在第四实施例中，随温度变化而膨胀或收缩的焦距修正杆10，位于与光轴垂直相交的方向上。因此，随着焦距修正杆10的膨胀或收缩，致动器25可沿着与光轴垂直相交的方向上移动，使透镜组件3转动。从而当透镜组件3转动时，按照透镜底板2的三个靠模面2b，透镜组件3沿着光轴方向作前后移动。所以，如同上述第一，第二和第三实施例情形一样，可得到清晰的聚焦影像，而与温度无关。
在第一至第四的每个实施例中，光学元件是照相透镜。但是，根据本发明，光学元件不一定必须是照相透镜，也可以是棱镜或其它类似光学元件。透镜之类的光学元件的位置修正装置不仅可装在透镜镜筒上，也可装在相机的其它光学装置上。此外，光学元件的位置修正装置可装在聚焦装置上。
与常规装置不同，根据本发明，可由紧凑简单的机构来修正由于温度变化引起的透镜之类光学元件的位置偏差，而无需采用任何温度传感器，也无需把光学元件的F数改变为较暗的F数。
此外，根据本发明，可由紧凑简单的机构，沿着与修正元件膨胀或收缩方向相同的方向移动光学元件，来修正由于温度变化引起的透镜之类光学元件的位置偏差，而无需采用任何温度传感器，也无需把光学元件的F数改变为较暗的F数。
与常规装置不同，根据本发明，可利用光学元件驱动装置，沿着与修正元件膨胀或收缩方向相同的方向移动光学元件，由紧凑简单的机构来修正由于温度变化引起的透镜之类光学元件的位置偏差，而无需采用任何温度传感器，也无需把光学元件的F数改变为较暗的F数。
另外，与常规装置不同，根据本发明，可利用光学元件驱动装置，由紧凑简单的机构来修正由于温度变化引起的透镜之类光学元件的位置偏差，而无需采用温度传感器，也无需把光学元件的F数变暗。
权利要求
1.一个光学设备包括一个光学元件夹持框，它夹持着一个光学元件；一个支承构件，它支承着沿光轴方向移动的上述光学元件夹持框，并且具有一个靠模，用于沿光轴方向移动上述光学元件夹持框；以及一个修正元件，它根据温度变化，沿着与光轴垂直相交的方向上膨胀或收缩，其中，随着上述修正元件的膨胀或收缩，上述光学元件夹持框作转动，从而沿着上述支承构件的靠模，在光轴方向上作移动。
2.一个光学设备包括一个光学元件夹持框，它夹持着光学元件；以及一个修正元件，它根据温度变化，沿着与光轴平行的方向上膨胀或收缩，其中，随着上述修正元件的膨胀或收缩，上述光学元件夹持框沿光轴方向作移动。
3.一个光学设备包括一个光学元件夹持框，它夹持着光学元件；一个可转动的靠模齿轮，它具有一个靠模，使上述光学元件夹持框沿光轴方向移动；一套光学元件驱动装置。它驱动上述靠模齿轮；以及一个修正元件，它装在上述光学元件夹持框上，并且位于上述光学元件夹持框和上述靠模齿轮之间，它根据温度变化，沿着与光轴平行的方向上膨胀或收缩，其中，随着上述修正元件的膨胀或收缩，上述光学元件夹持框与上述修正元件一起沿光轴方向移动。
4.一个光学设备包括一个光学元件夹持框，它夹持着光学元件；一个支承构件，它支承着沿光轴方向移动的上述光学元件夹持框，并且具有一个靠模，用于使上述光学元件夹持框沿光轴方向移动；一个致动器，它驱动上述光学元件夹持框；以及一个修正元件，它根据温度变化，沿着与光轴垂直相交的方向上膨胀或收缩，其中，随着上述修正元件的膨胀或收缩，上述致动器沿着与光轴垂直相交的方向上移动，随着上述致动器的移动，上述光学元件夹持框作转动，从而按照上述支承构件的靠模，沿光轴方向作移动。
5.权利要求1，2，3，4中任一个的一个光学设备，其中，上述修正元件呈圆柱形。
全文摘要
一个具有温度补偿功能的光学设备,它包括一个夹持光学元件的光学元件夹持框;一个支承光学元件夹持框的支承构件,它可使光学元件夹持框沿光轴方向移动,并且具有一个靠模,用于沿光轴方向移动光学元件夹持框;以及一个修正元件,它根据温度变化,沿着与光轴垂直相交的方向上膨胀或收缩,其中,随着修正元件的膨胀或收缩,光学元件夹持框作转动,从而按照支承构件上的靠模,沿着光轴方向作移动。
文档编号G02B7/02GK1193121SQ9810604
公开日1998年9月16日 申请日期1998年3月6日 优先权日1997年3月7日
发明者长谷博之 申请人:佳能株式会社