CN101644814A

CN101644814A - 摄像设备

Info

Publication number: CN101644814A
Application number: CN200910163629A
Authority: CN
Inventors: 片野健一
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-08-06
Filing date: 2009-08-06
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2029-08-06
Also published as: JP5197218B2; CN101644814B; JP2010039286A; US20100033843A1; US8184382B2

Abstract

一种摄像设备，其可以实现摄像设备的沿光轴方向的尺寸的减小，并且容易维持透镜之间的直行引导的精度。可绕光轴转动的凸轮筒具有凸轮，该凸轮用于控制透镜单元的沿光轴的运动。直行引导单元直行地引导透镜单元。直行引导单元具有：直行筒，其被装配在凸轮筒中，用于直行地引导透镜单元；以及直行构件，其由布置在直行筒的周围的直行引导构件直行地引导并且被连接到直行筒。由直行引导单元在沿着光轴的方向上前后夹着凸轮筒，并且凸轮筒可与直行引导单元一起沿光轴移动。

Description

摄像设备

技术领域

本发明涉及一种摄像设备，更特别地，涉及一种特征为其变焦机构的摄像设备。

背景技术

传统地，已经提出了关于拍摄时从摄像设备的主体伸出且收纳时缩回到设备主体中的变焦镜筒的各种技术。通过组合多个直行筒和转动筒来形成这种类型的变焦镜筒，并且这种类型的变焦镜筒被构造成沿着光轴方向进退。此外，当不使用摄像设备时，使这些筒缩回，由此，减小了摄像设备的主单元的厚度。

在该可伸缩镜筒中，当在凸轮筒中形成凸轮时，需要布置凸轮的各自形状，使得凸轮彼此不干涉。此外，需要在各透镜单元中设置直行引导件。

在日本特许第3842087号所公开的镜筒机构中，转动筒在其外表面和内表面上形成有彼此不交叉的凸轮。因此，在不设置用于各透镜单元的专用凸轮筒的情况下，可以利用长度短的单个转动筒使各透镜单元沿光轴方向移动。此外，由固定筒直行地引导分别用于直行地引导透镜单元的直行筒，因此，不需要使直行筒彼此接合。这有助于减小镜筒机构的尺寸。

在包括日本特许第3842087号所公开的镜筒机构的通过组合凸轮筒和直行筒形成的镜筒中，一般地，使各凸轮筒和与其相关的各直行筒沿光轴方向一体地移动。为了使凸轮筒和直行筒沿光轴方向一体地移动，例如，在上述例子中，在一个筒上形成突起，在另一个筒上形成槽，由此，当两个筒到达预定相位时，使两个筒一体地移动。通过设置该所谓的卡口式机构，使凸轮筒和直行筒沿光轴方向一体地移动。

然而，该机构阻碍了以从凸轮筒的表面上的一边延伸到另一边(extending across the surface of the cam barrel)的方式布置凸轮，这妨碍了镜筒的沿光轴方向的尺寸的减小。

此外，在日本特许第3842087号所公开的镜筒机构中，由固定筒彼此独立地直行地引导分别用于直行地引导透镜单元的直行筒。然而，由于由彼此独立的各自直行筒引导透镜单元，因此，难以维持透镜之间的直行引导的精度。

发明内容

本发明提供一种摄像设备，该摄像设备使得可以实现摄像设备的沿光轴方向的尺寸的减小，并且容易地维持透镜之间的直行引导的精度。

本发明提供一种摄像设备，其包括：透镜单元，其被构造成能沿光轴移动；直行引导单元，其被构造成直行地引导透镜单元，该直行引导单元包括：直行筒，其被构造成直行地引导透镜单元；直行引导构件，其被布置在直行筒的周围；以及直行构件，其被构造成由直行引导构件直行地引导并且被连接到直行筒；以及凸轮筒，由直行引导单元在沿着光轴的方向上前后夹着凸轮筒，该凸轮筒可与直行引导单元一起沿光轴移动，凸轮筒能相对于直行引导单元转动，凸轮筒形成有凸轮，该凸轮用于控制透镜单元的沿光轴的运动。

根据本发明的摄像设备，可以实现摄像设备的沿光轴方向的尺寸的减小，并且容易地维持透镜之间的直行引导的精度。

通过下面结合附图的详细说明，本发明的特征和优点将变得更加明显。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施方式的摄像设备的当摄像设备处于拍摄模式时处于广角状态的镜筒的图。

图2是当摄像设备处于拍摄模式时处于远摄状态的镜筒的图。

图3是处于缩回状态的镜筒的图。

图4是镜筒的分解立体图。

图5是摄像设备的立体图。

图6是示出图4所示的镜筒的转动筒和固定筒的分解立体图。

图7是所示出的镜筒的第一中间筒单元的分解立体图。

图8是所示出的镜筒的第二中间筒单元的分解立体图。

图9是镜筒的凸轮筒单元的分解立体图。

图10是示出图6中出现的固定筒的内周面的展开图。

图11是示出图7中出现的第一中间直行筒的内周面的展开图。

图12是示出图8中出现的第二中间直行筒的内周面的展开图。

图13是示出图9中出现的凸轮筒的内周面的展开图。

图14是根据本发明的第二实施方式的摄像设备的当摄像设备处于拍摄模式时处于广角状态的镜筒的图。

图15是镜筒的固定筒和齿轮单元的分解立体图。

图16是镜筒的第一中间筒单元的分解立体图。

图17是示出图15中出现的固定筒的内周面的展开图。

图18是示出图16中出现的第一中间直行筒的内周面的展开图。

具体实施方式

下面将参照示出本发明的实施方式的附图来详细说明本发明。

图1是根据本发明的第一实施方式的摄像设备的当处于拍摄模式时处于广角状态的镜筒的图。图2是当摄像设备处于拍摄模式时处于远摄状态的镜筒的图。图3是处于缩回状态的镜筒的图。图4是镜筒的分解立体图。图5是摄像设备的立体图。

如图5所示，本摄像设备(照相机)具有安装到照相机主体1的镜筒(筒单元)2。

如图1至图3所示，本实施方式中的镜筒由四个摄影透镜单元构成。由第一组筒61保持第一组透镜(第一透镜单元)11，由第二组保持件72保持第二组透镜(第二透镜单元)12，由第三组保持件73保持第三组透镜13。此外，由第四组保持件74保持第四组透镜14。第四组透镜14被构造成通过接收来自未示出的驱动源的驱动力使第四组透镜14可沿光轴移动。

镜筒具有四段结构并且能够在拍摄状态和缩回状态之间改变镜筒的整个筒长度。

现在，将说明镜筒的各段。

固定筒单元20由外侧筒罩21以及布置在外侧筒罩21的径向内侧的转动筒22和固定筒23构成。例如利用螺钉将筒罩21与固定筒23和用于保持摄像元件15的保持件24一起固定到照相机主体1，由此保持筒罩21。

图6是示出图4所示的镜筒的转动筒和固定筒的分解立体图。

筒罩21保持图6中出现的变焦齿轮单元80。变焦齿轮单元80由作为驱动源的马达81和用于从马达81传递驱动力的齿轮82至86构成。

齿轮86与转动筒22的齿轮22g啮合，转动筒22沿着固定筒23的外周面绕光轴沿圆周转动。固定筒23的内周面上形成有直进槽23s、通槽23k和凸轮槽23c。转动筒22的内周面上形成有直进槽22s。

图7是图4所示的镜筒的第一中间筒单元30的分解立体图。

作为镜筒的第一段的第一中间筒单元30由第一中间转动筒31和第一中间直行筒32构成。

第一中间直行筒32具有用于与槽部31b(参见图1)接合的突起32b，使得中间直行筒32与第一中间转动筒31一体地沿光轴移动，该槽部31b沿圆周方向形成在第一中间转动筒31的内周上。

第一中间直行筒32具有形成在其内周(内周面)中的直进槽32s、通槽32k和凸轮槽32c，并且具有从其外周突出的直行滑动键部32t。第一中间直行筒32具有用于与固定筒23中的各自直进槽23s接合的直行滑动键部32t，从而直行地引导第一中间直行筒32。应该注意，各通槽32k的轨迹与各凸轮槽32c的轨迹基本上相同。

第一中间转动筒31具有从其外周突出的驱动销31d和凸轮销31f并且具有形成在第一中间转动筒31的内周面中的直进槽31s。驱动销31d经由各自通槽32k与转动筒22上的各自直进槽22s接合，使得第一中间转动筒31随着转动筒22进行转动。凸轮销31f与固定筒23上的各自凸轮槽23c接合，使得第一中间筒单元30跟随凸轮槽23c的各自轨迹而沿光轴方向移动。

图8是图4所示的镜筒的第二中间筒单元40的分解立体图。

作为镜筒的第二段的第二中间筒单元40的构造与第一中间筒单元30的构造相同，并且第二中间筒单元40由第二中间转动筒(转动构件)41和第二中间直行筒(直行构件)42构成。

第二中间直行筒42具有用于与槽部41b(参见图1)接合的突起42b，使得中间直行筒42与第二中间转动筒41一体地沿光轴移动，该槽部41b沿圆周方向形成在第二中间转动筒41的内周上。

第二中间直行筒42具有形成在其内周面上的直进槽42s、通槽42k和凸轮槽42c，并且具有从第二中间直行筒42的外周突出的直行滑动键部42t。第二中间直行筒42具有用于与第一中间直行筒32上的直进槽32s接合的直行滑动键部42t，从而直行地引导第二中间直行筒42。

第二中间转动筒41具有从其外周突出的驱动销41d和凸轮销41f并且具有形成在第二中间转动筒41的内周面上的直进槽41s。驱动销41d经由各自通槽32k与第一中间转动筒31上的各自直进槽31s接合，使得第二中间转动筒41随着第一中间转动筒31进行转动。凸轮销41f与第一中间直行筒32上的各自凸轮槽32c接合，使得第二中间筒单元40跟随凸轮槽32c的各自轨迹而沿光轴方向移动。

图9是图4所示的镜筒的凸轮筒单元的分解立体图。

作为镜筒的第三段的凸轮筒单元50由第三中间转动筒51、凸轮筒52、内直行筒53和内直行板54构成。

凸轮筒52形成有凸轮，该凸轮用于控制第一至第三组透镜11至13的沿光轴方向的运动，并且凸轮筒52绕光轴转动。

内直行筒53被装配在凸轮筒52中并且用作用于直行地引导第一至第三组透镜11至13的直行筒。此外，由布置在内直行筒53的周围的作为直行引导构件的第二中间直行筒42引导内直行板54，并且内直行板54用作与直行筒连接的直行构件。直行筒和直行构件形成直行地引导透镜单元的直行引导单元。

由直行引导单元沿光轴方向前后夹着凸轮筒52，并且凸轮筒52可与直行引导单元一起沿光轴方向移动。

内直行筒53的内周面形成有突起(连接部)53a、用于直行地引导第二组保持件72(参见图4)的直进槽53s2和用于直行地引导第三组保持件73(参见图4)的直进槽53s 3。此外，内直行筒53的外周形成有用于直行地引导第一组筒单元60(参见图4)的位于被摄体侧端面的直行滑动键部(直行引导部)53t。内直行板54的内周形成有突起54a和直行滑动键部54t。

内直行筒53从凸轮筒52的前方被装配到凸轮筒52中，内直行板54从凸轮筒52的后方被装配到凸轮筒52中，从而由内直行筒53和内直行板54夹着凸轮筒52。内直行筒53的突起53a与内直行板54的各自相关的突起54a接合，由此在内直行筒53和内直行板54之间夹着凸轮筒52并且直行地引导凸轮筒52的状态下固定内直行筒53和内直行板54。

通过直行滑动键部54t和第二中间直行筒42的各自相关的直进槽42s之间的接合来直行地引导内直行板54。直行地引导内直行板54，由此，也直行地引导内直行筒53。

此外，凸轮筒52具有从其外周突出的驱动销52d和凸轮销52f。驱动销52d经由各自通槽42k与第二中间转动筒41的各自直进槽41s接合，由此，凸轮筒52与第二中间转动筒41一体地转动。凸轮销52f与第二中间直行筒42的各自凸轮槽42c接合，由此使凸轮筒单元50跟随凸轮槽42c的各自轨迹而沿光轴移动。

第三中间转动筒51和凸轮筒52通过第三中间转动筒51的接合部51a和凸轮筒52的突起52a之间的接合而一体地转动。

此外，凸轮筒52具有形成在其外周面上的用于控制第一组筒单元60的行进距离的凸轮52c1，并且凸轮筒52具有形成在其内周面上的分别用于控制第二组保持件72的行进距离和第三组保持件73的行进距离的凸轮52c2和52c3。

图4中出现的第一组筒单元60由如图1所示的第一组筒61、第一组罩62和挡板叶片63构成。第一组筒61具有形成在其内周面上的用于与内直行筒53的直行滑动键部53t接合的直进槽61s，从而直行地引导第一组筒单元60。直行滑动键部53t限制凸轮筒52的沿光轴方向的运动。

第一组筒61用作保持第一组透镜11的第一透镜保持构件。此外，第一组罩62用作保持第二组透镜12的第二透镜保持构件。

此外，第一组筒61具有用于与凸轮筒52的凸轮52c 1接合的凸轮销61f。因此，第一组筒单元60跟随凸轮52c 1的轨迹沿光轴方向移动。由未示出的驱动部件来操作挡板叶片63，用于在使用镜筒时打开挡板叶片63，在镜筒缩回时闭合挡板叶片63。

如上所述，在本实施方式的镜筒(镜筒单元)2中，由马达81的驱动力使转动筒22转动，由此，使与转动筒22接合的第一中间转动筒31、第二中间转动筒41、凸轮筒52和第三中间转动筒51一体地转动。

此外，直行地引导固定筒23和与固定筒23接合的第一中间直行筒32、第二中间直行筒42、内直行板54及内直行筒53，由此，直行地引导第一组筒单元60、第二组保持件72和第三组保持件73。

由上述部件构成的镜筒被安装到摄像设备。图5示出了装配有四段式可伸缩镜筒2的摄像设备。

图10是示出图6中出现的固定筒的内周面的展开图。图11是示出图7中出现的第一中间直行筒的内周面的展开图。图12是示出图8中出现的第二中间直行筒的内周面的展开图。此外，图13是示出图9中出现的凸轮筒的内周面的展开图。在各幅图中，仅示出了主要部分。

如图10所示，固定筒23的内周面形成有直进槽23s、通槽23k和凸轮槽23c。通槽23k的轨迹和相关的凸轮槽23c的轨迹相同，各通槽23k是用于第一中间转动筒31的相关的驱动销31d和转动筒22的相关的直进槽22s之间的接合的通槽。

凸轮槽23c与第一中间转动筒31的相关的凸轮销31f接合。当镜筒进入广角状态时，凸轮销31f移位到位置23W，而当镜筒进入远摄状态时，凸轮销31f移位到位置23T。

如图11所示，第一中间直行筒32的内周面形成有直进槽32s、通槽32k和凸轮槽32c。通槽32k的轨迹和相关的凸轮槽32c的轨迹相同，各通槽32k是用于第二中间转动筒41的相关的驱动销41d和第一中间转动筒31的相关的直进槽31s之间的接合的通槽。

凸轮槽32c与第二中间转动筒41的相关的凸轮销41f接合。当镜筒进入广角状态时，凸轮销41f移位到位置32W，而当镜筒进入远摄状态时，凸轮销41f移位到位置32T。

在本实施方式中，虽然固定筒23的内凸轮槽和第一中间直行筒32的内凸轮槽形成为具有基本上相同的形状，但是，只要能够满足凸轮槽、通槽和直进槽之间的关系，固定筒23的内凸轮槽和第一中间直行筒32的内凸轮槽也可以形成为具有不同的形状。

如图12所示，第二中间直行筒42的内周面形成有直进槽42s、通槽42k和凸轮槽42c。通槽42k的轨迹和相关的凸轮槽42c的轨迹相同，各通槽42k用于凸轮筒52的相关的驱动销52d和第二中间转动筒41的相关的直进槽41s之间的接合。

凸轮槽42c与凸轮筒52的相关的凸轮销52f接合。当镜筒进入广角状态时，凸轮销52f移位到位置42W，而当镜筒进入远摄状态时，凸轮销52f移位到位置42T。第二中间直行筒42被构造成总是由六个直进槽42s直行地引导内直行板54。

如图13所示，凸轮筒52的内周面形成有用于控制第二组保持件72的行进距离的凸轮52c2和用于控制第三组保持件73的行进距离的凸轮52c3。凸轮52c2与第二组保持件72的凸轮销72f(参见图1)接合。

另一方面，凸轮52c3与第三组保持件73的凸轮销73f(参见图1)接合。当镜筒进入广角状态时，凸轮销72f和73f移位到各自位置52c2W和53c3W，而当镜筒进入远摄状态时，凸轮销72f和73f移位到各自位置52c2T和52c3T。

如上所述，由于以如下方式布置凸轮筒52：在布置于凸轮筒52的径向内侧的用作引导透镜单元的直行引导件的内直行筒53和内直行板54之间沿光轴方向夹着凸轮筒52，因此，随着凸轮筒沿光轴移动，使内直行筒53和内直行板(直行构件)54一体地移动。

因此，凸轮筒52不需要具有为了在第一中间转动筒31和第一中间直行筒32之间进行连接而采用的卡口式连接结构。因此，如图13所示，凸轮可以被配置在凸轮筒52的内周面上，使得凸轮筒52的沿光轴方向的长度52B最小化。

在本实施方式中，虽然如图10至图13所示地形成凸轮槽和通槽的形状，但是，这不是限制性的，只要能够满足各凸轮槽、各通槽和各直进槽之间的关系，就可以根据需要形成凸轮槽和通槽的形状。

此外，在本实施方式中，两个中间筒单元(第一中间筒单元30和第二中间筒单元40)被配置成形成四段式可伸缩镜筒，但是，这不是限制性的。例如，如果仅使用一个中间筒单元，则可以形成三段式可伸缩镜筒。

此外，如果使用三个中间筒单元，则可以形成五段式可伸缩镜筒。通过如此改变中间筒单元的数量，可以根据需要改变镜筒的段数。

下面，将说明本发明的第二实施方式。

图14是根据第二实施方式的摄像设备的当摄像设备处于拍摄模式时处于广角状态的镜筒的图。图15是镜筒的固定筒和齿轮单元的分解立体图，图16是镜筒的第一中间筒单元的分解立体图。

在本实施方式中，摄影透镜单元(第一组透镜11至第四组透镜14)、第二中间筒单元40、凸轮筒单元50和第一组筒单元60具有与第一实施方式相同的构造。

现在，将说明镜筒的各段。

参照图15，例如利用螺钉将固定筒123与用于保持摄像元件15的保持件24一起固定到照相机主体1，并且在照相机主体1处保持固定筒123。

在本实施方式中，变焦齿轮单元180由用作驱动源的马达181、用于从马达181传递驱动力的齿轮182至186、长齿轮187构成，并且由固定筒123的齿轮保持部123n保持长齿轮187。此外，固定筒123的内周面形成有直进槽123s和凸轮槽123c。

如图16所示，作为镜筒的第一段的第一中间筒单元130由第一中间转动筒131和第一中间直行筒132构成。第一中间直行筒132具有从第一中间直行筒132突出的用于与沿圆周方向形成在第一中间转动筒131的内周上的槽部131b(参见图14)接合的突起132b，使得第一中间直行筒132与第一中间转动筒131一体地沿光轴移动。

如在第一实施方式中那样，第一中间直行筒132具有形成在其内周面上的直进槽132s、通槽132k和凸轮槽132c，并且第一中间直行筒132具有从其外周面突出的直行滑动键部132t。第一中间直行筒132具有用于与固定筒123上的直进槽123s接合的直行滑动键部132t，从而直行地引导第一中间直行筒132。

第一中间转动筒131具有从其外周面突出的驱动齿轮131g和凸轮销131f，并且第一中间转动筒131具有形成在其内周面上的直进槽131s。驱动齿轮131g与长齿轮187啮合，因此，第一中间转动筒131进行转动。凸轮销131f与固定筒123上的各自凸轮槽123c接合，使得第一中间筒单元130跟随凸轮槽123c的各自轨迹而沿光轴方向移动。

作为镜筒的第二段的第二中间筒单元40、作为镜筒的第三段的凸轮筒单元50和第一组筒单元60具有与第一实施方式相同的构造。

图17是示出图15中出现的固定筒的内周面的展开图，图18是示出图16中出现的第一中间直行筒的内周面的展开图。在各幅图中，仅示出了主要部分。

如图17所示，固定筒123的内周面形成有直进槽123s、凸轮槽123c和齿轮保持部123n。凸轮槽123c与第一中间转动筒131的相关的凸轮销131f接合。当镜筒进入广角状态时，凸轮销131f移位到位置123W，而当镜筒进入远摄状态时，凸轮销131f移位到位置123T。

如图18所示，第一中间直行筒132的内周面形成有直进槽132s、通槽132k和凸轮槽132c。各通槽132k用于第二中间转动筒41的相关的驱动销41d和第一中间转动筒131的相关的直进槽131s之间的接合。

凸轮槽132c与第二中间转动筒41的相关的凸轮销41f接合。当镜筒进入广角状态时，凸轮销41f移位到位置132W，而当镜筒进入远摄状态时，凸轮销41f移位到位置132T。

在本实施方式中，虽然固定筒123的内凸轮槽和第一中间直行筒132的内凸轮槽形成为具有轨迹基本上相同的各自形状，但是，只要能够满足各凸轮槽、各通槽和各直进槽之间的关系，固定筒123的内凸轮槽和第一中间直行筒132的内凸轮槽可以被构造成具有轨迹不同的各自形状。此外，凸轮槽可被构造成形成在通槽的侧壁上。

此外，在本实施方式和第一实施方式中，两个中间筒单元被配置成形成四段式可伸缩镜筒，但是，这不是限制性的。例如，如果仅使用一个中间筒单元，则可以形成三段式可伸缩镜筒。

此外，如果配置三个中间筒单元，则可以形成五段式可伸缩镜筒。通过如此改变中间筒单元的数量，可以根据需要改变镜筒的段数。

虽然已经参照典型实施方式说明了本发明，但是，应该理解，本发明不限于所公开的典型实施方式。所附权利要求书的范围将符合最宽的解释，以包含所有变型、等同结构和功能。

该申请要求2008年8月6日提交的日本专利申请No.2008-203183的优先权，该日本专利申请的全部内容通过引用包含于此。

Claims

1.一种摄像设备，其包括：

透镜单元，其被构造成能沿光轴移动；

直行引导单元，其被构造成直行地引导所述透镜单元，所述直行引导单元包括：直行筒，其被构造成直行地引导所述透镜单元；直行引导构件，其被布置在所述直行筒的周围；以及直行构件，其被构造成由所述直行引导构件直行地引导并且被连接到所述直行筒；以及

凸轮筒，由所述直行引导单元在沿着光轴的方向上前后夹着所述凸轮筒，所述凸轮筒可与所述直行引导单元一起沿光轴移动，所述凸轮筒能相对于所述直行引导单元转动，所述凸轮筒形成有凸轮，该凸轮用于控制所述透镜单元的沿光轴的运动。

2.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，所述摄像设备还包括：保持第一透镜单元的第一透镜保持构件，所述第一透镜保持构件与设置在所述凸轮筒的外周上的凸轮接合；以及

保持第二透镜单元的第二透镜保持构件，所述第二透镜保持构件与设置在所述凸轮筒的内周上的凸轮接合，

其中，由布置在所述凸轮筒的内周上的所述直行筒直行地引导所述第一透镜保持构件和所述第二透镜保持构件。

3.根据权利要求2所述的摄像设备，其特征在于，所述直行筒具有设置在其被摄体侧端面上的直行引导部，所述直行引导部直行地引导所述第一透镜保持构件，同时所述直行引导部限制所述凸轮筒的沿光轴的运动。

4.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，所述直行筒在其内周上具有连接部，所述连接部被连接到所述直行构件。

5.根据权利要求2所述的摄像设备，其特征在于，所述摄像设备还包括布置在所述第一透镜保持构件的周围的转动筒，所述转动筒被连接到所述凸轮筒并且被构造成与所述凸轮筒一体地转动。