CN102540390B - 镜筒和摄像设备 - Google Patents

Abstract

镜筒和摄像设备，该镜筒能够通过省去专用于光圈叶片的致动器来减小尺寸和降低成本，并且能够防止由于驱动光圈叶片的机构的部件精度的变化而引起的光圈开口的改变。光圈叶片均具有凸轮接合部。保持构件以光圈叶片能够在开闭开口的方向上转动的方式保持光圈叶片。施力构件在打开开口的方向或闭合开口的方向上对光圈叶片施力。移动构件具有能与凸轮接合部接合的凸轮面，并且移动构件在光轴方向上移动以通过凸轮接合部与凸轮面之间的凸轮作用抵抗施力构件的施力而对光圈叶片进行操作。限制部限制光圈叶片通过施力构件的施力的操作。

Description

镜筒和摄像设备

技术领域

本发明涉及一种镜筒(lens barrel)，所述镜筒具有光圈叶片，所述镜筒与变焦操作关联地改变光圈开口，以及本发明涉及诸如数字式照相机等设置有所述镜筒的摄像设备(imagepickup apparatus)。

背景技术

传统的摄像设备(数字式照相机等)具有如下的镜筒：该镜筒设置有专用致动器和与光圈叶片连动的构件，该专用致动器和该构件作为用于光圈叶片的驱动机构，并且该镜筒通过操作致动器以开闭光圈叶片来改变光圈开口。

但是，当设置专用于光圈叶片的致动器时，在镜筒中在叶片周围需要安装致动器用的空间，这使镜筒和照相机大型化，并且增加了成本。

日本特开平9-211534号公报(JPH9-211534A)公开了如下的技术：在沿光轴方向移动的镜筒中设置凸轮部(带槽的凸轮等)，使得镜筒的在光轴方向上的移动经由凸轮部对杆构件进行操作并且杆构件驱动与杆构件连动的光圈叶片。

尽管JP H9-211534A的技术无需专用于光圈叶片的致动器，但是，部件精度的变化可能导致杆构件与凸轮部之间的间隙(backlash)以及光圈叶片与杆构件之间的间隙，这可能改变光圈开口。

发明内容

本发明提供如下一种机构，该机构能够通过省去专用于光圈叶片的致动器而使镜筒和摄像设备小型化和低成本，并且能够防止由于驱动光圈叶片的机构的部件精度的变化而引起的光圈开口的改变。

因此，本发明的第一方面提供一种镜筒，所述镜筒包括：光圈叶片，每个所述光圈叶片均具有凸轮接合部；保持构件，所述保持构件以所述光圈叶片能够在开闭开口的方向上转动的方式保持所述光圈叶片；施力构件，所述施力构件在打开所述开口的方向和闭合所述开口的方向中的一个方向上对所述光圈叶片施力；移动构件，所述移动构件具有能与所述光圈叶片的所述凸轮接合部接合的凸轮面，并且所述移动构件在光轴方向上移动以通过所述凸轮接合部与所述凸轮面之间的凸轮作用抵抗所述施力构件的施力而对所述光圈叶片进行操作；和限制部，所述限制部限制所述光圈叶片通过所述施力构件的施力在打开所述开口的方向和闭合所述开口的方向中的一个方向上的操作。

因此，本发明的第二方面提供一种摄像设备，该摄像设备具有根据第一方面的、在光轴方向上在缩回位置、广角位置和远摄位置之间移动以改变摄影倍率(magnification)的变焦式的镜筒。

根据本发明，能够通过省去专用于光圈叶片的致动器而使镜筒和摄像设备小型化和低成本，并且能够防止由于驱动光圈叶片的机构的部件精度的变化而引起的光圈开口的改变。

从下面参考附图对示例性实施方式的说明，本发明的进一步的特征将变得明显。

附图说明

图1是示出从正面侧观察的根据本发明的摄像设备的实施方式的数字式照相机的外观立体图。

图2是示出构成图1所示的数字式照相机的镜筒的分解立体图。

图3是示出处于缩回位置的、图2中的镜筒的截面图。

图4是示出处于广角端的停止位置的、图2中的镜筒的截面图。

图5是示出处于远摄端的停止位置的、图2中的镜筒的截面图。

图6是示出构成图2中的镜筒的第二组单元的分解立体图。

图7是示出构成图6中的第二组单元的、第二组基板和光圈叶片单元之间的关系的立体图。

图8是示出从像面侧观察的构成图2中的镜筒的第二直进筒的立体图。

图9是示出从像面侧观察的图6中的第二组单元被组装到图8中的第二直进筒内的状态的立体图。

图10是示出图8中的第二直进筒的凸轮面与光圈叶片的接触部之间的接触位置根据镜筒的变焦位置的改变而变化的图。

图11是示出图8中的第二直进筒的另一凸轮面与另一光圈叶片的接触部之间的接触位置根据镜筒的变焦位置的改变而变化的图。

图12是示出在图2中的镜筒处于缩回位置或者广角端的停止位置的状态下从像面侧观察的图6中的第二组单元的光圈叶片的图。

图13是示出在图2中的镜筒处于中间范围中的停止位置的状态下从像面侧观察的图6中的第二组单元的光圈叶片的图。

图14是示出在图2中的镜筒处于远摄端的停止位置的状态下从像面侧观察的图6中的第二组单元的光圈叶片的图。

具体实施方式

下文中，将参考附图详细说明根据本发明的实施方式。

图1是示出从正面侧观察的根据本发明的摄像设备的实施方式的数字式照相机的外观立体图。

如图1所示，本实施方式的数字式照相机具有照相机主体1和配置在照相机主体1的正面侧的镜筒2。镜筒2是通过使多个透镜组在光轴方向上在缩回位置、广角端的停止位置和远摄端的停止位置之间移动而改变摄影倍率的变焦透镜式的镜筒。

图2是镜筒2的分解立体图。图3是示出处于缩回位置的镜筒2的截面图。图4是示出处于广角端的停止位置的镜筒2的截面图。图5是示出处于远摄端的停止位置的镜筒的截面图。

如图2至图5所示，镜筒2设置有保持第一透镜组1L的第一组单元10、保持第二透镜组2L的第二组单元20和保持第三透镜组3L的第三组单元30。滤光器4F和摄像器件4S由构成传感器保持件单元40的传感器保持件41保持。应注意，传感器保持件41通过螺钉被固定到照相机主体1。

引导部51a和凸轮槽51b形成于固定筒51的内周面。引导部51a与第一直进筒61的直进键61d接合以在光轴方向上直线地引导第一直进筒61。凸轮槽51b随着驱动筒71的转动而使驱动筒71在光轴方向上移动。应注意，固定筒51通过螺钉而被固定到传感器保持件41。

在光轴方向上直线地引导第一直进筒61的引导部61a和用于随着移动凸轮筒91的转动而使移动凸轮筒91在光轴方向上移动的凸轮槽61b形成于第一直进筒61的内周面。

与固定筒51的凸轮槽51b接合的凸轮销71b和与齿轮单元50的齿轮55啮合的齿轮71a形成于驱动筒71的外周面。马达56的转动将马达56的驱动力经由齿轮55和齿轮71a传递到驱动筒71，驱动筒71一边转动一边在光轴方向上移动。

与第一直进筒61的接合键61c接合的接合槽71c形成于驱动筒71的内周面，该接合使驱动筒71与第一直进筒61一起在光轴方向上移动。

与第一直进筒61的引导部61a接合的接合键81b、在光轴方向上对第二组基板21的凸轮销21a进行直线引导的引导槽81a、和在光轴方向上对第一组筒11进行直线引导的引导槽81c形成于第二直进筒81。

凸轮销91a和驱动销91b形成于移动凸轮筒91的外周面。凸轮销91a与第一直进筒61的凸轮槽61b接合，驱动销91b与驱动筒71的接合槽71d接合。上述接合使移动凸轮筒91一边转动一边在光轴方向上移动。

与第一组筒11的凸轮销11a接合的第一组凸轮槽91c和与第二组基板21的凸轮销21a接合的第二组凸轮槽91d形成于移动凸轮筒91的内周面。由于第一组筒11和第二组基板21由第二直进筒81在光轴方向上直线地引导，所以第一组筒11和第二组基板21在被直线地引导的状态下通过凸轮槽91c和91d与凸轮销11a和21a之间的相应接合而在光轴方向上移动。

构成传感器保持件单元40的传感器保持件41保持滤光器4F、摄像器件4S、以及包含齿轮55和马达56等的齿轮单元50。保持第三透镜组3L的第三组单元30被安装到传感器保持件41。第三组保持件31在光轴方向上由引导杆33引导，并且能够通过马达32的驱动力而使第三组保持件31在光轴方向上移动。

下面，将参考图6说明第二组单元20的细节。图6是示出第二组单元20的分解立体图。

如图6所示，第二组单元20设置有第二组基板21、快门驱动单元22、图像稳定单元23、传感器保持件24、快门叶片单元25、光圈叶片单元26、ND叶片27和第二组盖28，该ND叶片27支撑ND(中性密度(Neutral Density))滤光器。

第二组基板21设置有凸轮销21a，凸轮销21a与形成于移动凸轮筒91的凸轮槽91d接合，并且第二组基板21保持第二组单元20的各部分。

快门驱动单元22由驱动单元221和线圈架(bobbin)222构成。驱动单元221设有未示出的磁体、磁轭和驱动杆。于是，在电流施加到绕线圈架222缠绕的线圈时，驱动单元221的驱动杆转动以操作快门叶片单元25。

图像稳定单元23设置有线圈231、透镜保持件232、盖233、拉伸盘簧234和球235。

透镜保持件232保持第二透镜组2L和磁体232m。磁体232m被配置成在光轴方向上面对线圈231。球235被配置在透镜保持件232与第二组基板21之间，透镜保持件232被拉伸盘簧234在接近第二组基板21的方向上施力。

通过球235在透镜保持件232的接收面和第二组基板21的接收面上滚动，透镜保持件232能够相对于第二组基板21在与光轴垂直的方向上移动。于是，线圈231与透镜保持件232的磁体232m之间产生的磁力使透镜保持件232移动到期望的位置。这用作图像稳定器。

传感器保持件24保持检测透镜保持件232的位置的传感器。传感器盖241在光轴方向上按压传感器保持件24以保持传感器保持件24。

快门叶片单元25具有一对快门叶片251和252、以及隔板253。两个快门叶片251和252以可转动的方式被安装到设置于第二组基板21的转轴，并与快门驱动单元22的驱动单元221的驱动杆的操作连动地开闭。

光圈叶片单元26设置有多个(本实施方式中为两个)光圈叶片261和262、拉伸盘簧263和隔板264。应注意，下面将说明光圈叶片单元26的细节。

ND叶片27被配置在光圈叶片单元26与第二组盖28之间，并且与快门驱动单元22的驱动单元221的驱动杆的操作连动地开闭。将第二组盖28安装到第二组基板21来定位并保持快门叶片单元25、光圈叶片单元26和ND叶片27。

图7是示出第二组基板21和光圈叶片单元26之间的关系的立体图。图8是示出从像面侧观察的第二直进筒81的立体图。

如图7所示，第二组基板21的两个转轴21b相应地插入到光圈叶片261的安装孔261b和光圈叶片262的安装孔262b。因此，光圈叶片261和262以可转动的方式被保持于第二组基板21以开闭由开口部261d和262d形成的开口。这里，第二组基板21对应于本发明的保持构件的示例。

光圈叶片261和262相应地具有能与第二直进筒81的相应的凸轮面81d和81e(图8)接触的接触部261a和262a、能与第二组基板21的相应的接触部21c和21d接触的止挡部261c和262c、以及开口部261d和262d。

光圈叶片261和262被拉伸盘簧263在使由开口部261d和262d形成的开口减小的方向上施力。这里，拉伸盘簧263对应于本发明的施力构件的示例。

如图8所示，两个凸轮面81d和81e形成在第二直进筒81的内周面。这里，接触部261a和262a对应于本发明的凸轮接合部的示例，第二直进筒81对应于本发明的移动构件的示例。

图9是示出从像面侧观察的组装了第二组单元20的第二直进筒81的立体图。

在图9的状态中，光圈叶片261的接触部261a与第二直进筒81的凸轮面81d接触，并且光圈叶片262的接触部262a与第二直进筒81的凸轮面81e接触。凸轮面81d与接触部261a之间的接触位置和凸轮面81e与接触部262a之间的接触位置的变化使由开口部261d和262d形成的开口的形状变化。

在本实施方式中，由于镜筒2的变焦位置的改变，随着移动凸轮筒91在光轴方向上的移动，第二直进筒81相对于第二组单元20在光轴方向上的相对位置改变。

例如，如图4所示，当镜筒2处于广角端的停止位置时，第二组单元20沿着移动凸轮筒91的第二组凸轮槽91d移动，并且位于第二直进筒81的后端侧(像面侧)。

与之相反，如图5所示，当镜筒2处于远摄端的停止位置时，第二组单元20沿着移动凸轮筒91的第二组凸轮槽91d移动，并且位于第二直进筒81的前端侧(被摄体侧)。

图10是示出第二直进筒81的凸轮面81d与光圈叶片261的接触部261a之间的接触位置根据镜筒2的变焦位置的改变而变化的图。图11是示出第二直进筒81的凸轮面81e与光圈叶片262的接触部262a之间的接触位置根据镜筒2的变焦位置的改变而变化的图。

如图10和图11所示，当镜筒2处于缩回位置或广角端的停止位置时，光圈叶片261的接触部261a和光圈叶片262的接触部262a相对于第二直进筒81处于图中的位置(A)。在该状态中，凸轮面81d和81e不接触相应的接触部261a和262a。

当镜筒2使透镜组从广角端朝向远摄端移动时，光圈叶片261的接触部261a和光圈叶片262的接触部262a相对于第二直进筒81依次移动到位置(B)、位置(C)和位置(D)。

此时，接触部261a和262a沿着相应的凸轮面81d和81e移动，并且改变接触位置。图中的位置(B)和位置(C)是变焦操作的中间范围中的停止位置，位置(D)是远摄端的停止位置。

这里，凸轮面81d和81e在位置(B)、位置(C)和位置(D)处配备有与光轴平行的面(以下称为直线部t)。这些直线部t被配置在凸轮面81d和81e的与镜筒2的变焦操作的停止位置对应的区域中。

因此，即使镜筒2的变焦操作的停止位置稍有偏差，在接触部261a和262a与相应的凸轮面81d和81e的直线部t分离之前，也能够保持第二直进筒81与接触部261a和262a之间的周向上的位置关系。

因此，即使镜筒2的变焦操作的停止位置稍有偏差，光圈叶片261和262也不转动，由开口部261d和262d形成的开口的直径也不改变。

图12至图14是示出从像面侧沿光轴方向观察的组装了第二组单元20的第二直进筒81的图。应注意，为了方便说明，图12至图14中仅示出了第二组基板21、光圈叶片261和262、拉伸盘簧和第二直进筒81。

图12是示出镜筒2处于缩回位置或者广角端的停止位置的状态的图。

在图12的状态中，光圈叶片261的接触部261a和光圈叶片262的接触部262a相对于第二直进筒81相应地处于图10和图11中的位置(A)，并且接触部261a和262a不与相应的凸轮面81d和81e接触。

此时，光圈叶片261和262被拉伸盘簧263在使由开口部261d和262d形成的开口减小的方向上施力。

于是，光圈叶片261的止挡部261c与第二组基板21的接触部21c接触，并且光圈叶片262的止挡部262c与第二组基板21的接触部21d接触。这限制了光圈叶片261和262在闭合方向上的转动操作并且对光圈叶片261和262进行定位。

即，光圈叶片261和262并不接触相应的凸轮面81d和81e，但是止挡部261c和262c与第二组基板21的相应的接触部21c和21d的接触限制了光圈叶片261和262在闭合方向上的转动操作，使得形成最小开口形状。

因此，可以不由凸轮面81d和81e的精度而是由第二组基板21的经由相应的止挡部261c和262c阻止拉伸盘簧263的施力的接触部21c和21d的精度来决定最小开口形状的精度。因此，能够易于确保最小开口形状的精度。

图13是示出镜筒2处于中间范围中的停止位置的状态的图。

在图13的状态中，光圈叶片261的接触部261a和光圈叶片262的接触部262a相对于第二直进筒81相应地处于图10和图11中的位置(B)。

此时，由于接触部261a和262a接触相应的凸轮面81d和81e，所以，凸轮作用使光圈叶片261和262抵抗拉伸盘簧263的施力而沿打开方向转动。

于是，光圈叶片261和262相应地停止在止挡部261c和262c与第二组基板21的相应的接触部21c和21d分离并且形成预定的开口形状的位置。

图14是示出镜筒2处于远摄端的停止位置的状态的图。在图14的状态中，接触部261a和262a相对于第二直进筒81相应地处于图10和图11中的位置(D)。

在本情况中，光圈叶片261和262通过接触部261a和262a与相应的凸轮面81d和81e之间的凸轮作用而在打开方向上转动经过位置(B)和位置(C)并到达位置(D)。于是，光圈叶片261和262退避到形成于第二组单元20的开放开口(在本实施方式中为隔板253的开口253a)的外侧。

由于光圈叶片261和262此时退避到开口253a的外侧，所以光圈叶片261和262不形成开口形状。因此，由于开放开口的开口形状的精度可以不由凸轮面81d和81e的精度决定，而是由形成于隔板253的开口253a的精度决定，所以能够易于确保开放开口的开口形状的精度。

如上所述，由于本实施方式能够在不使用专用于光圈叶片的致动器的情况下通过使光圈叶片261和262转动来改变光圈开口，所以能够使镜筒2和数字式照相机小型化和低成本。

本实施方式不通过凸轮面81d和81e的精度而是通过比较易于确保精度的第二组基板21的接触部21c和21d的精度来决定最小开口形状的精度。这能够避免由于驱动光圈叶片261和262的凸轮机构的凸轮面81d和81e的精度变化而引起的光圈开口的变化。

应注意，本发明并不限于利用上述实施方式所描述的内容，在不偏离本发明的范围的前提下，可以适当地改变材质、形状、尺寸、形式、元件数目、配置位置等。

例如，尽管在上述实施方式中在使开口减小的方向上对光圈叶片261和262施力，但是，可替代地，可以在使开口增大的方向上对叶片施力。

在本情况中，当光圈叶片261和262通过施力构件的施力而转动到开放开口位置时，通过使光圈叶片与形成于第二组基板21的接触部接触而限制在打开方向上的转动操作。

其它实施方式

虽然已经参考示例性实施方式说明了本发明，但是应理解，本发明并不限于所公开的示例性实施方式。所附权利要求书的范围应符合最宽泛的阐释，以涵盖全部这样的变型、等同结构和功能。

本申请要求2010年12月21日提交的日本专利申请No.2010-284794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 (4)

1.一种镜筒，其特征在于，所述镜筒包括：

光圈叶片，每个所述光圈叶片均具有凸轮接合部；

保持构件，所述保持构件以所述光圈叶片能够在开闭开口的方向上转动的方式保持所述光圈叶片；

施力构件，所述施力构件在闭合所述开口的方向上对所述光圈叶片施力；

移动构件，所述移动构件具有能与所述光圈叶片的所述凸轮接合部接合的凸轮面，并且所述移动构件在光轴方向上移动以通过所述凸轮接合部与所述凸轮面之间的凸轮作用抵抗所述施力构件的施力而使所述光圈叶片沿打开所述光圈叶片的方向转动；和

限制部，所述限制部限制所述光圈叶片通过所述施力构件的施力在闭合所述开口的方向上的操作，使得在所述开口变得最小的位置处，所述凸轮面不与所述凸轮接合部接合。

2.根据权利要求1所述的镜筒，其特征在于，所述移动构件与变焦操作关联地在光轴方向上移动，并且所述凸轮面在所述移动构件的与变焦操作的停止位置对应的区域中具有不对所述光圈叶片进行操作的面。

3.根据权利要求2所述的镜筒，其特征在于，不对所述光圈叶片进行操作的所述面平行于光轴。

4.一种摄像设备，所述摄像设备具有在光轴方向上在缩回位置、广角端和远摄端之间移动以改变摄影倍率的变焦式的镜筒，所述摄像设备的特征在于，所述镜筒包括：

光圈叶片，每个所述光圈叶片均具有凸轮接合部；

保持构件，所述保持构件以所述光圈叶片能够在开闭开口的方向上转动的方式保持所述光圈叶片；

施力构件，所述施力构件在闭合所述开口的方向上对所述光圈叶片施力；

移动构件，所述移动构件具有能与所述光圈叶片的所述凸轮接合部接合的凸轮面，并且所述移动构件在光轴方向上移动以通过所述凸轮接合部与所述凸轮面之间的凸轮作用抵抗所述施力构件的施力而使所述光圈叶片沿打开所述光圈叶片的方向转动；和

限制部，所述限制部限制所述光圈叶片通过所述施力构件的施力在闭合所述开口的方向上的操作，使得在所述开口变得最小的位置处，所述凸轮面不与所述凸轮接合部接合。