CN101672969B - 镜筒 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种镜筒，该镜筒具有第一镜筒构件和第二镜筒构件，第一镜筒构件以能沿光轴方向移动的方式被配置于第二镜筒构件的外周。该镜筒包括：多个接合构件，该多个接合构件被构造成由第一镜筒构件保持并且与形成于第二镜筒构件的被接合槽接合，当第二镜筒构件转动时，接合构件沿着被接合槽在光轴方向上移动；以及环状施力构件，该环状施力构件被设置于第一镜筒构件的外周部，并且被构造成对多个接合构件施加朝向形成于第二镜筒构件的被接合槽的力。

Description

镜筒

技术领域

本发明涉及一种镜筒，更具体地，涉及一种用在照相机和光学设备中的能够使透镜沿光轴方向移动的镜筒。

背景技术

在用于数字式照相机等的传统镜筒中，如图14所示的日本特开2008-58581号公报中的镜筒那样，用于使透镜沿光轴方向移动的机构包括设置有凸轮槽的凸轮筒和具有透镜和凸轮销的透镜保持件。

在传统镜筒中，如果凸轮筒转动，则由直进键沿着凸轮筒的内周的凸轮槽的升高引导与该凸轮槽接合的凸轮销，并且使凸轮销沿光轴方向移动。结果，透镜保持件沿光轴方向移动。

此外，在使透镜沿光轴方向移动的机构中，如在日本特开平05-333255号公报中所讨论的那样，球(ball)可代替凸轮销与凸轮槽接合。

然而，在日本特开2008-58581号公报中说明的使用凸轮销的镜筒中，当驱动透镜时，镜筒的驱动载荷可能由于由凸轮销和凸轮槽的线接触引起的摩擦而容易增加。

当镜筒的驱动载荷大时，需要增大连接镜筒和用于驱动镜筒的马达的减速齿轮系的减速比以增大驱动转矩。为此，如果以与显示小驱动载荷的镜筒相同的马达旋转数来驱动镜筒，则需要增加镜筒的驱动时间。

此外，如果以比显示小驱动载荷的镜筒大的马达旋转数来驱动镜筒以避免镜筒驱动时间的增加并且使驱动时间相等，则镜筒的驱动噪音增加。

此外，可在凸轮销和凸轮槽的接合部预先设定应对组成部件误差的间隙(backlash)，以减小由组成部件误差引起的镜筒的驱动载荷。然而，在这种构造中，在保持满意的镜头精度方面产生问题。

此外，在利用球代替凸轮销作为从动件的镜筒中，球从动件可能由于外力而从凸轮槽脱位(dislocate)。

因此，如日本特开平05-333255号公报中所说明的那样，只有在没有被施加外力的部分才能使用具有上述构造的镜筒。

发明内容

本发明涉及一种能够减小变焦操作期间的镜筒的驱动载荷并且最大程度地减小透镜保持件由于外力而脱位的可能性的技术。

根据本发明的一个方面，提供一种镜筒，该镜筒具有第一镜筒构件和第二镜筒构件，第一镜筒构件以能沿光轴方向移动的方式被配置于第二镜筒构件的外周。该镜筒包括：多个接合构件，该接合构件被构造成由第一镜筒构件保持并且与形成于第二镜筒构件的被接合槽接合，当第二镜筒构件转动时，多个接合构件沿着被接合槽在光轴方向上移动；以及环状施力构件，该环状施力构件被设置于第一镜筒构件的外周部，并且被构造成对多个接合构件施加朝向形成于第二镜筒构件的被接合槽的力。

通过下面参照附图对本发明的典型实施方式的说明，本发明的其它特征和方面将变得明显。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图和说明书一起示出了本发明的典型实施方式、特征和方面，用于说明本发明的原理。

图1是示出根据本发明的典型实施方式的包括第一至第四单元透镜的可伸缩型(retractable type)镜筒的第一单元透镜的构造的分解立体图。

图2是示出根据本发明的典型实施方式的图1所示的第一单元透镜的球从动件部的放大剖视图。

图3是示出根据本发明的典型实施方式的图1所示的环簧支撑部的放大剖视图。

图4示出了根据本发明的典型实施方式的球从动件和环簧之间的关系。

图5是示出根据本发明的典型实施方式的具有包括第一至第四单元透镜的镜筒的照相机的外部立体图。

图6是示出根据本发明的典型实施方式的图5所示的照相机的主视图。

图7是示出根据本发明的典型实施方式的镜筒的立体图。

图8是沿着图6的线A-A截取的剖视图，其示出了根据本发明的典型实施方式的镜筒的内部结构。

图9是沿着图6的线C-C截取的剖视图，其示出了根据本发明的典型实施方式的镜筒的内部结构。

图10是沿着图6的线A-A截取的剖视图，其示出了根据本发明的典型实施方式的处于广角摄影(wide photographing)状态的镜筒的内部结构。

图11是沿着图6的线A-A截取的剖视图，其示出了根据本发明的典型实施方式的处于远摄摄影(tele photo graphing)状态的镜筒的内部结构。

图12是沿着图6的线D-D截取的剖视图，其示出了根据本发明的典型实施方式的镜筒的内部结构。

图13是示出根据本发明的典型实施方式的设置在镜筒的固定筒中的固定筒球从动件和固定筒球弹簧的立体图。

图14示出了日本特开2008-58581号公报中说明的传统镜筒。

具体实施方式

下面将参照附图详细说明本发明的各种典型实施方式、特征和方面。

根据本发明的一个典型实施方式，在具有使球代替凸轮销与凸轮槽接合并且可沿光轴方向移动的镜筒构件的镜筒中，可以减小镜筒在变焦操作期间的驱动载荷，并且可以防止透镜保持件由于外力而脱位。

作为该典型实施方式的具体例子，镜筒包括构成第一镜筒构件的透镜保持件和构成第二镜筒构件的凸轮筒。透镜保持件以能够沿光轴方向移动的方式被布置在凸轮筒的外周上的镜筒包括如下构件。

为了使透镜保持件能沿光轴方向移动，可以包括多个接合构件，该多个接合构件被保持在透镜保持件中且与形成在凸轮筒(第二镜筒构件)中的凸轮槽(被接合槽)接合，并且当凸轮筒转动时该多个接合构件沿着凸轮槽在光轴方向上移动。

为了防止透镜保持件由于外力而脱位，在透镜保持件的外周部设置环状施力构件，该环状施力构件对多个接合构件施加朝向形成于凸轮筒的凸轮槽的力。

此外，透镜保持件和凸轮筒起到在被施加外力时彼此接合以接收外力的外力接触部的功能，并且透镜保持件和凸轮筒被构造成使得由透镜保持件保持的冲击销能够与形成于凸轮筒的冲击接收槽接合。通过该构造，可以减小镜筒的驱动载荷，可以实现噪音抑制和高速变焦操作，并且可以防止透镜保持件由于外力而脱位。

下面将说明根据本发明的典型实施方式的镜筒。

图1是示出本发明的典型实施方式中的包括第一至第四单元透镜的可伸缩型镜筒的第一单元透镜的构造的分解立体图。图2是示出图1所示的第一单元透镜的球从动件部的放大剖视图。图3是示出图1所示的环簧支撑部的放大剖视图。图4示出了球从动件和环簧之间的关系。

首先，将利用图1至图4说明根据本典型实施方式的第一单元透镜的构造。根据本典型实施方式的镜筒构成了包括第一至第四单元透镜的可伸缩型镜筒(参照图5)。

在图1中，保持第一单元透镜L1的第一单元透镜保持件3包括在第一单元透镜保持件3的内周部彼此间隔120度布置的三个直进槽3d。第一单元透镜保持件3包括与稍后详细说明的凸轮槽接合的球从动件3a、对球从动件施力的环簧3b、以及冲击销3c。

第一单元透镜保持件3包括供球从动件3a从外周插入的通孔3e和供冲击销3c从第一单元透镜保持件3的内侧插入的压配孔3f。在第一单元透镜保持件3上，三个通孔3e和三个压配孔3f均被布置成彼此间隔120度。此外，在具有与球从动件3a大致相同的光轴高度的位置，支撑环簧3b的支撑部3g被设置在彼此间隔120度的三个位置。

如图1和图4所示，支撑部3g的数量是三个，并且以分别位于相邻两个球从动件之间的方式布置三个支撑部3g。

冲击销3c从第一单元透镜保持件3的内周部侧被插入到压配孔3f中。球从动件3a从第一单元透镜保持件3的外周部侧被插入到通孔3e中。通孔在内周部侧稍微变窄，从外侧插入的球从动件不会向内侧脱位。

在装上三个球从动件3a之后，环簧3b以包围球从动件3a的方式被插入到第一单元透镜保持件3的外周部中。此时，环簧3b以被支撑在第一单元透镜保持件3的支撑部3g的三个点的方式被装配到外周部中。

如图4所示，环簧3b的内径(R2)比通过连接支撑部3g的三个点的最外点而形成的圆的直径R1小(R1＞R2)。从而，当环簧被装配到支撑部3g时，环簧需要变形成圆三角(roundedtriangular)形状。

在环簧3b被布置于第一单元透镜保持件3之后，由于除了被支撑部3g支撑的三个点之外的部分向内扭曲，因此，由环簧3b的该扭曲对球从动件3a施加朝向内周的力。当对第一单元透镜保持件3施加外力并且向外释放球从动件3a时，环簧的扭曲形式(扭曲量)变化。结果，环簧能够吸收冲击力。

在上述说明中，由支撑部在三个点支撑环簧，但是本发明不限于这种构造。例如，可以由设置于第一单元透镜保持件3的外周部的两个点或更多个点处的多个支撑部支撑环簧。通过这种构造，球从动件3a可以被构造成在由支撑部夹着球从动件的位置对凸轮槽施力。

在本典型实施方式中，如图3所示，第一单元透镜保持件3形成为具有在支撑部3g的前端倒角的爪形状。当对支撑部3g施力时，第一单元透镜保持件3可以在径向上扭曲。从而，当组装环簧3b时，如果以沿推力方向推入的方式埋设环簧3b，则支撑部沿着前端的倒角向内扭曲，可以容易地组装环簧。

此外，在本典型实施方式中，通过压力加工(pressmachining)来制造环簧3b。通过切割制造具有大直径的环状金属部件的模型很昂贵。然而，如果在拉延加压(drawingpress)之后切断内周部，则金属部件可以形成为环状，并且可以保持低成本。

此时，在切断处理之后，在内周部上产生空缺(margin)。从而，如图3所示，环簧3b的截面包括L字形状的接合部。

通过使用这种构造，在支撑部3g中设置切口凹部3h并且L字形状的接合部与切口凹部3h接合，使得能够限制环簧3b沿推力方向的运动。这样，本典型实施方式实现了容易组装、便宜并且能够简单地进行推力限制的构造。

下面将利用图5至图12来详细说明包括上述第一单元透镜保持件3的镜筒的构造。

图5是示出根据本发明的本典型实施方式的具有包括第一至第四单元透镜的镜筒的照相机的外部立体图。

图6是示出图5所示的照相机的主视图。图7是示出根据本典型实施方式的镜筒的立体图。图8是沿着图6的线A-A截取的剖视图，其示出了根据本典型实施方式的镜筒的内部结构。

图9是沿着图6的线C-C截取的剖视图，其示出了根据本典型实施方式的镜筒的内部结构。

图10是沿着图6的线A-A截取的剖视图，其示出了根据本典型实施方式的处于广角摄影状态的镜筒的内部结构。图11是沿着图6的线A-A截取的剖视图，其示出了根据本典型实施方式的处于远摄摄影状态的镜筒的内部结构。

图12是沿着图6的线D-D截取的剖视图，其示出了根据本典型实施方式的镜筒的内部结构。

图13是示出根据本典型实施方式的设置在镜筒的固定筒中的固定筒球从动件和固定筒球弹簧的立体图。

如图5所示，在照相机1的前表面上设置可伸缩型镜筒2。

如图8所示，镜筒2包括第一单元透镜L1、第二单元透镜L2、第三单元透镜L3和第四单元透镜L4。镜筒2使第四单元透镜L4沿光轴方向移动从而调整焦点。

如图8至图12所示，由上述第一单元透镜保持件3保持第一单元透镜L1。

由具有第二单元凸轮销4a和沿光轴方向延伸的一对第二单元杆2b的第二单元透镜保持件4保持第二单元透镜L2。

由具有第三单元凸轮销5a、第三单元套筒5b、第三单元减震器(vibration stopper)5c的第三单元透镜保持件5保持第三单元透镜L3，由第四单元透镜保持件6保持第四单元透镜L4。

快门单元7具有SH凸轮销7a、SH套筒7b和SH减震器。

第三单元套筒5b和SH套筒7b以可沿光轴方向移动的方式被装配到一对第二单元杆2b中的一方，第三单元减震器5c和SH减震器7c以可沿光轴方向移动的方式被装配到一对第二单元杆2b中的另一方。

在第一单元透镜保持件3的内周和第二单元透镜保持件4的外周布置凸轮筒8和固定筒9。

凸轮筒8绕光轴转动。在凸轮筒8的外周部上设置齿轮部8a、第一单元凸轮槽8b和第一单元冲击接收槽8h。在凸轮筒8的内周部上设置第二单元凸轮槽8c、第三单元凸轮槽8d、SH凸轮槽8e、凸轮筒驱动凸轮槽8g和辊引导件8i。

如上所述，由环簧3b对第一单元球从动件3a施加朝向内周的力并且第一单元球从动件3a抵接第一单元凸轮槽8b。

在第一单元冲击接收槽8h中，在通常驱动状态下以适当的间隔布置第一单元冲击销3c。

在固定筒9的外周壁中，具有长的通孔形状并且沿光轴方向延伸的第二单元直进槽9a以彼此分开的方式被布置在圆周方向上的三个位置。

在固定筒9的与第二单元直进槽9a具有相同相位的上端面上形成第一单元直进键9c。第二单元凸轮销4a以可沿光轴方向移动的方式被装配到第二单元直进槽9a中。第一单元直进键9c以可沿光轴方向移动的方式被装配到第一单元直进槽3d中。

如图12和图13所示，在固定筒9的外周部上，在沿圆周方向彼此分开的三个位置可转动地安装有固定筒球从动件9b。由固定筒球弹簧部9d对至少一个固定筒球从动件9b施加朝向凸轮筒8的凸轮筒驱动凸轮槽8g的力，通过反作用力将其它两个固定筒球从动件9b也推入到凸轮筒驱动凸轮槽8g中。

如图9所示，辊9i由如聚缩醛等弹性材料制成。辊9i包括上下一对轴部9ia和比轴部9ia厚的鼓部9ib。辊9i的轴部9ia被可转动地轴支到固定筒9，鼓部9ib抵接凸轮筒8的辊引导件8i并且以使凸轮筒8能够在固定筒9的外周转动的方式支撑凸轮筒8。

镜筒2还包括驱动齿轮10、变焦驱动装置11、主板12、镜筒柔性板13、电荷耦合器件(CCD)保持件14和使用传统的音圈的第四单元驱动装置15。

CCD保持件14保持固定筒9、驱动齿轮10、变焦驱动装置11和第四单元驱动装置15，并且CCD保持件14被固定到照相机1。

主板12经由布线(未示出)被连接到位于CCD板25上的CCD 26，CCD 26拾取(pick up)由镜筒2形成的被摄体像，并且起到传统的数字式照相机的功能。

接着，将详细说明可伸缩型镜筒2的动作。

如果从图7所示的主板12经由镜筒柔性板13向变焦驱动装置11供电，则凸轮筒8经由被连接到凸轮筒8的齿轮部8a的驱动齿轮10绕固定筒9转动。

如果凸轮筒8转动，则由被装配到第一单元直进槽3d中的第一单元直进键9c沿着凸轮筒8的外周的第一单元凸轮槽8b的升高引导与第一单元凸轮槽8b接合的第一单元球从动件3a，并且使第一单元球从动件3a沿光轴方向移动。

类似地，如果凸轮筒8转动，由第二单元直进槽9a沿着凸轮筒8的内周的第二单元凸轮槽8c的升高引导与第二单元凸轮槽8c接合的第二单元凸轮销4a，并且使第二单元凸轮销4a沿光轴方向移动。

类似地，如果凸轮筒8转动，则由第二单元杆2b沿着凸轮筒8的内周的第三单元凸轮槽8d的升高引导与第三单元凸轮槽8d接合的第三单元凸轮销5a，并且使第三单元凸轮销5a沿光轴方向移动。

此外，如果凸轮筒8转动，则由第二单元杆2b沿着凸轮筒8的内周的SH凸轮槽8e的升高引导与SH凸轮槽8e接合的SH凸轮销7a，并且使SH凸轮销7a沿光轴方向移动。

此外，如果凸轮筒驱动凸轮槽8g与固定筒9的外周的固定筒球从动件9b接合的凸轮筒8一边通过鼓部9ib引导辊引导件8i一边转动，则凸轮筒8沿着凸轮筒驱动凸轮槽8g的升高从图12的状态沿光轴方向移动。

由第四单元驱动装置15使第四单元透镜L4沿光轴方向前后移动，并且第四单元透镜L4执行聚焦操作。如上所述，如果第一单元透镜保持件3、第二单元透镜保持件4、第三单元透镜保持件5、第四单元透镜保持件6、快门单元7和凸轮筒8沿光轴方向移动，则镜筒2从图8和图9所示的缩回状态进入图10所示的广角摄影状态。

此外，如果凸轮筒8转动，则镜筒2进入图11所示的远摄摄影状态。

将说明当照相机由于落下而受到外力时镜筒2中的第一单元透镜保持件3的动作。

如果对第一单元透镜保持件3施加与环簧3b施加的力相等或比环簧3b施加的力大的力，则第一单元球从动件3a从第一凸轮槽8b脱位。因此，第一单元冲击接收槽8h和第一单元冲击销3c彼此接合并且代替第一单元球从动件3a接收外力。

冲击销与冲击接收槽接合，使得能够防止第一单元透镜保持件从凸轮槽脱位并且使第一单元透镜保持件不返回到初始状态。

在这种状态下，如果去除施加到第一单元透镜保持件3的外力，则由环簧3b施加的力使球从动件3a返回到第一单元凸轮槽8b。

如上所述，在采用球代替凸轮销的镜筒中，如果组合使用对冲击接收槽和球施加朝向凸轮槽的力的返回单元，则可以通过返回由于外力而脱位的球来确保落下强度。

由于球可以用在被施加外力的从动件中，因此，与使用凸轮销的传统镜筒相比，可以减小镜筒的驱动载荷。

此外，在实现噪音抑制和高速变焦操作的同时，可以在不产生从动件和凸轮槽的间隙的情况下提高透镜保持精度。

此外，由于球从动件一边滚动一边从凸轮槽脱位，因此，当被施加外力时，可以防止凸轮槽破损。如果凸轮槽破损，则在其后的变焦运动时可能产生间隙或者从动件可能被卡在破损部。然而，根据本典型实施方式的上述构造，即使被施加外力，镜筒也能平稳地变焦。

根据本典型实施方式的由环状弹簧(环簧)对球从动件施力的构造，与由压缩弹簧对球从动件施力的构造相比，可以实现如下优点。

例如，在仅由压缩弹簧对球从动件施力的构造中，当压缩弹簧的尺寸减小时，施加的力可能不足，组装可能变得困难，并且需要一空间来确保施加的力。

相反地，如在本典型实施方式中那样，如果由环状弹簧(环簧)对球从动件施力，则可以由一个部件对多个球从动件施力，组装容易并且仅需要最小的空间。

虽然已经参照典型实施方式说明了本发明，但是应当理解，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。

Claims (8)

1.一种镜筒，所述镜筒具有第一镜筒构件和第二镜筒构件，所述第一镜筒构件以能沿光轴方向移动的方式被配置于所述第二镜筒构件的外周，所述镜筒包括：

多个接合构件，所述多个接合构件被构造成由所述第一镜筒构件保持并且与形成于所述第二镜筒构件的被接合槽接合，并且所述多个接合构件被构造成当所述第二镜筒构件转动时，所述多个接合构件沿着所述被接合槽在所述光轴方向上移动；以及

环状施力构件，所述环状施力构件被设置于所述第一镜筒构件的外周部，并且所述环状施力构件被构造成对所述多个接合构件施加朝向形成于所述第二镜筒构件的所述被接合槽的力。

2.根据权利要求1所述的镜筒，其特征在于，

由设置于所述第一镜筒构件的外周部的两个点或更多个点处的多个支撑部支撑所述环状施力构件，

在由所述支撑部夹着所述多个接合构件的位置对所述多个接合构件施加朝向形成于所述第二镜筒构件的所述被接合槽的力。

3.根据权利要求2所述的镜筒，其特征在于，

所述环状施力构件的内径比通过连接所述多个支撑部的最外点而形成的圆的直径小。

4.根据权利要求1或2所述的镜筒，其特征在于，

所述第一镜筒构件和所述第二镜筒构件具有当被施加外力时彼此接合以接收外力的外力接触部。

5.根据权利要求3所述的镜筒，其特征在于，

所述第一镜筒构件和所述第二镜筒构件具有当被施加外力时彼此接合以接收外力的外力接触部。

6.根据权利要求1所述的镜筒，其特征在于，

所述多个接合构件包括多个球。

7.根据权利要求2所述的镜筒，其特征在于，

所述环状施力构件包括与设置于所述支撑部的凹部接合的接合部，当所述接合部与所述凹部接合时，限制所述环状施力构件沿推力方向的移动。

8.根据权利要求1所述的镜筒，其特征在于，

所述环状施力构件包括环簧。

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