CN103513393A

CN103513393A - 镜筒和摄像设备

Info

Publication number: CN103513393A
Application number: CN201310263471.7A
Authority: CN
Inventors: 增喜明彦
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2033-06-27
Also published as: JP2014006465A; US9091799B2; JP6025418B2; US20140002914A1; CN103513393B

Abstract

镜筒和摄像设备。一种镜筒，其包括：由调焦马达可转动地驱动的导螺杆、设置于导螺杆在调焦马达侧的根部并且与导螺杆一体转动的脉冲板、对被构造为检测脉冲板的信号的光遮断器进行保持的光遮断器保持件、与导螺杆螺合并且随着导螺杆的转动驱动而在摄像光学系统的光轴方向上进退的支架、和保持第四组透镜并且通过与支架接合而在光轴方向上进退的第四组保持件。当第四组保持件朝向调焦马达侧退回时，在从与光轴正交的方向上观察时，脉冲板与第四组保持件或第四组透镜彼此重叠。

Description

镜筒和摄像设备

技术领域

本发明涉及镜筒（lens barrel）和摄像设备（imaging apparatus）。

背景技术

已经提出一种包括变焦机构的镜筒，该变焦机构使多个光学透镜沿光轴方向移动以改变摄像倍率。在镜筒中，用于保持透镜的透镜保持架与用于转动的凸轮筒的凸轮槽接合，并且透镜保持架的转动被直进筒限制以便沿着镜筒的光轴移动。另外，调焦组的透镜保持架独立于与凸轮筒接合的另一组透镜保持架并且通过安装到调焦马达的螺杆以及与螺杆接合的螺母和支架（rack）随着螺杆的转动而在光轴方向上进退。螺杆式调焦机构被广泛使用。日本特开2000-193877号公报公开了一种装置，其通过利用诸如光遮断器或光反射器等的信号检测单元来检测螺杆的转动而校正透镜保持架在光轴方向上的移动量。

图9是示出在日本特开2000-193877号公报中公开的装置的构造的示例的图。如图9所示，用于调焦驱动的步进马达设置有脉冲板121和光遮断器122，光遮断器122用于检测位于螺杆109的末端的脉冲板121的信号。当电流流经步进马达时，螺杆109转动，与螺杆109接合的螺母118在光轴方向上进退，并且与螺母118接合的调焦透镜保持架108和透镜107也跟随螺母118的移动而进退。此时，一体地安装到螺杆109的脉冲板121也转动，脉冲板121的信号由光遮断器122计数。当在相机的工作温度下在进给脉冲（feed pulse）和计数脉冲之间出现差值时，能够校正该差值以便获得对图像的适当调焦。

然而，在如图9所示的、在日本特开2000-193877号公报中公开的装置中，在调焦机构中的空间使用范围内透镜保持架不能进入脉冲板121和光遮断器122被安装到基板101所在的部分L。因此，在日本特开2000-193877号公报中公开的装置中，除了该部分之外的空间被用作调焦行程（focus stroke）。因此，在调焦机构所占用的空间中可以被用作调焦行程的在光轴方向上的距离被缩短，从而导致调焦规格的退化。另外，由于脉冲板121被安装到螺杆109的末端，可能会因为长螺杆109的倾斜或振动的大的影响而妨碍精细信号的计数稳定性。

发明内容

本发明提供一种镜筒，其能够确保脉冲板的信号的计数稳定性，并且在有限空间内提高了调焦行程的自由度。

根据本发明的一个方面，提供一种镜筒，其包括：驱动单元；导螺杆，其被设置于所述驱动单元的轴并且能够由所述驱动单元转动地驱动；脉冲板，其被设置于所述导螺杆在驱动单元侧的根部并且能与所述导螺杆一体地转动；保持构件，其保持至少一个被构造为检测所述脉冲板的信号的检测单元；直进构件，其与所述导螺杆螺合并且随着所述导螺杆的转动驱动而在摄像光学系统的光轴方向上进退；和透镜保持架，其保持作为所述摄像光学系统的一部分的透镜并且通过与所述直进构件接合而在所述光轴方向上进退。当所述透镜保持架朝向驱动单元侧退回时，在从与光轴正交的方向观察时，所述脉冲板与所述透镜保持架或所述透镜彼此重叠。

根据本发明的另一方面，提供一种摄像设备，其包括如上所述的镜筒。

根据本发明的又一方面，提供一种摄像设备，其能够使摄像光学系统的透镜在所述摄像光学系统的光轴方向上移动，所述摄像设备包括：驱动单元，其驱动所述透镜；导螺杆，其被设置于所述驱动单元的轴并且能够由所述驱动单元转动地驱动；脉冲板，其被设置于所述导螺杆在驱动单元侧的根部并且能与所述导螺杆一体地转动；保持构件，其保持至少一个被构造为检测所述脉冲板的信号的检测单元；直进构件，其与所述导螺杆螺合并且随着所述导螺杆的转动驱动而在摄像光学系统的光轴方向上进退；和透镜保持架，其保持作为所述摄像光学系统的一部分的透镜并且通过与所述直进构件接合而在所述光轴方向上进退，其中，当所述透镜保持架朝向所述驱动单元侧退回时，在从与光轴正交的方向观察时，所述脉冲板与所述透镜保持架或所述透镜彼此重叠。

根据本发明，可以提供一种摄像设备，其能够通过在马达侧配置用于调焦控制的脉冲板来确保脉冲的稳定性并且在有限空间内提高了调焦行程的自由度。

从参照附图对示例性实施方式的下述说明中，本发明的其他特征将变得明显。

附图说明

图1是示出根据第一实施方式的摄像设备的外观的示例的示意图。

图2是示出摄像设备的示例性镜筒的截面图。

图3是示出摄像设备的示例性镜筒的截面图。

图4是示出摄像设备的示例性镜筒的分解立体图。

图5的（A）和（B）是示出示例性的第四组保持件的立体图。

图6是示出示例性的调焦马达单元的立体图。

图7是示出调焦马达单元的周边的示例性机构的截面图。

图8是示出从光轴方向上的被摄体侧观察时的、调焦马达的周边机构和固定筒之间的位置关系的图。

图9是示出日本特开2000-193877号公报中公开的装置的构造的示例的图。

具体实施方式

（第一实施方式）

图1是示出根据本实施方式的摄像设备的外观的示例的示意图。相机主体1具有能够改变位于前表面的摄影镜头的焦点距离的镜筒2。用于保护镜头3的镜头盖能够安装到镜筒2的前表面。而且，构成利用照明光照射被摄体的闪光灯装置的发光窗单元4设置在相机主体1的上表面，取景器窗口5设置于相机主体1的前表面。

释放钮6设置于相机主体1的上表面，释放钮6用于开始摄影准备操作（焦点调节操作和测光操作）和摄影操作（对诸如胶片或传感器等摄像元件进行曝光）。诸如测光操作或自动对焦（AF）操作等的摄影准备操作是通过对释放钮6的半按压操作（SW1按压）进行的，图像摄影操作（所谓的永久曝光）和记录操作是通过对释放钮6的全按压操作（SW2按压）进行的。注意，本发明的摄像设备不限于图1所示的构造。

图2和图3是示出摄像设备的示例性镜筒的截面图。图2是示出当镜筒2（如图1所示）处于缩回状态时摄像设备的示例性镜筒的截面图。图3是示出处于摄像状态的摄像设备的示例性镜筒的截面图。图4是示出摄像设备的示例性镜筒的分解立体图。

如图1至图4所示，设置于本实施方式的镜筒的摄像光学系统包括由四个透镜组构成的摄影透镜组。第一组透镜11L、第二组透镜12L、第三组透镜13L和第四组透镜14L沿光轴方向从被摄体侧朝向摄像元件侧依次配置。第一组透镜11L被保持于第一组筒11，第二组透镜12L被保持于第二组保持件12，而第三组透镜13L被保持于第三组单元13。作为调焦透镜组的第四组透镜14L被保持于第四组保持件14。镜筒2具有用于保持由四个组构成的摄影透镜组的机构，该机构能够使摄影透镜组在光轴方向上进退。而且，镜筒2通过被安装于相机主体1而起到相机的作用。

接下来，将说明镜筒2的内部构造以及由此构造所进行的操作。固定筒31包括引导部31a和引导槽31b，引导部31a在光轴方向上直线地引导第一组筒11，引导槽31b在光轴方向上直线地引导第二组保持件12。设置于第一组筒11的径向内侧的直进槽（未示出）与固定筒31的引导部31a接合。第二组保持件12中的凸轮销12a与固定筒31的引导槽31b接合。利用该配置，第二组保持件12在光轴方向上被直线地引导。

固定筒31将两个引导杆32分别保持在该固定筒的内径侧。引导杆32与控制光量的光圈快门单元21的引导部21b（如图4所示）接合。而且，引导杆32与设置于第三组单元13的第三组基座51的接合部51b（如图4所示）接合。借助于这两个引导杆32的转动限制，光圈快门单元21和第三组单元13在光轴方向上被直线地引导。

在凸轮筒33的外径侧设置凸轮槽（未示出）并使该凸轮槽与第一组筒11的凸轮销11a接合。而且，在凸轮筒33的内径侧设置凸轮槽（未示出）并使该凸轮槽分别与第二组保持件12的凸轮销12a、光圈快门单元21的凸轮销21a（如图4所示）以及第三组单元13的第三组基座51的凸轮销51a（如图4所示）接合。这些组在光轴方向上的移动量由这些凸轮槽的升程量控制。

借助于动力源（未示出），凸轮筒33以光轴为中心围绕着固定筒31的外周转动。各组均随着凸轮筒33的转动而在光轴方向上沿着凸轮槽移动。利用该配置，镜筒2以使各组均能够在光轴方向上移动的方式改变筒在摄像状态中和缩回状态中的整体长度。

传感器保持件34保持摄像元件15和调焦马达35。借助于起到驱动单元的作用的调焦马达35的动力，第四组保持件14在被引导轴34a引导的状态下沿光轴方向移动。固定筒31和传感器保持件34通过螺钉等固定。而且，单元化的镜筒2经由传感器保持件34被螺钉等固定并且被保持在相机主体1中。

接下来，将参照图5的（A）、图5的（B）和图6说明第四组（调焦透镜组）的周边的机构。图5的（A）和图5的（B）是示出示例性的第四组保持件的立体图。图5的（A）示出处于退回状态的第四组保持件。图5的（B）示出处于前进状态的第四组保持件。图6是示出设置于本实施方式的摄像设备的示例性的调焦马达单元的立体图。

如图5的（A）和图5的（B）所示，第四组保持件14具有轴孔部14a。支架37的轴37a与轴孔部14a接合。光轴方向上的齿隙（backlash）被压缩弹簧39消除。压缩弹簧39还起到将支架37的一部分齿推向导螺杆35a的扭簧的功能。支架37与导螺杆35a螺合并且起到随着导螺杆35a的转动驱动而沿光轴方向进退的直进构件的功能。

如图6所示，导螺杆35a被设置于调焦马达35的轴。导螺杆35a由调焦马达35可转动地驱动以便由此使第四组透镜14L（如图5的（A）所示）在光轴方向上进退。更具体地。第四组保持件14充当用于保持第四组透镜14L的透镜保持架，第四组保持件14通过与支架37接合而在光轴方向上进退。脉冲板41被固定于导螺杆35a的位于调焦马达35侧的根部。脉冲板41与导螺杆35a一体地转动。脉冲板41的信号由例如两个光遮断器43计数，随后得到明和暗（ON和OFF）之间的相位差以由此检测转动方向。换言之，光遮断器43起到检测脉冲板41的信号的检测单元的作用。光遮断器43由充当保持构件的光遮断器保持件36保持。在该示例中，由于应用了两个光遮断器43，所以相邻的检测单元、即光遮断器43以在光遮断器43之间形成预定角度的方式绕着调焦马达35的轴、更具体地绕着导螺杆35a的转动轴线沿放射方向布置。例如，当使用三个光遮断器43时，期望三个光遮断器43以在三个光遮断器43之间形成大致相等的角度的方式绕着导螺杆35a的转动轴线沿放射方向相邻地布置。换言之，当设置多个光遮断器43时，光遮断器保持件36以如下方式保持光遮断器43：光遮断器43以在相邻的光遮断器43之间形成预定角度的方式绕着调焦马达35的轴、更具体地绕着导螺杆35a的转动轴线沿放射方向布置。虽然在图6所示的示例中，镜筒设置有多个（两个）光遮断器，但是镜筒可以包括至少一个光遮断器43。

光遮断器保持件36由调焦马达35的凸缘部35c和螺钉42紧固。凸缘部35c被固定于调焦马达35的被摄体侧（参见图6）。光遮断器43的信号线从表面安装部38a引出并且通过柔性基板（以下称为“柔板”）38与从调焦马达35的端子部35d引出的信号线集成，随后这些信号线被从连接部38b电连接到外部。

在本实施方式中，调焦马达35、导螺杆35a、脉冲板41、光遮断器43、光遮断器保持件36以及柔板38被单元化为部件（调焦马达单元）。因此，能够检查调焦马达35的性能特性并能够综合检测光遮断器43的明和暗（ON和OFF）的信号以及两个信号之间的相位差等，用于进行管理。调焦马达单元被容纳于固定筒31中。调焦马达35通过定位孔35e相对于传感器保持件34定位并且借助于穿过螺钉孔35f的螺钉紧固到传感器保持件34。脉冲板41的用于使调焦马达35转动的脉冲信号被用于调焦马达35的失调检测（step out detection）和第四组保持件14的脉冲校正等。

当调焦马达35被激励时，导螺杆35a转动以由此使与导螺杆35a接合的支架37在光轴方向上进退。此时，第四组保持件14以跟随支架37的方式也在光轴方向上进退，使得第四组保持件14可以通过预定的进给脉冲被移动至期望的位置。当第四组保持件14的突起40a（如图5的（A）和图5的（B）所示）进入光遮断器40时，光遮断器40输出暗（OFF）信号。当第四组保持件如图5的（B）所示前进时，光遮断器40输出明（ON）信号。信号在明暗之间切换的定时充当进给脉冲的基准。

图7是示出调焦马达单元的周边的示例性机构的截面图。更具体地，图7是该机构的、沿着包括光轴和导螺杆35a的中心轴线的平面对该机构进行切割时的截面图。

第四组保持件的位置处于如图5的（A）所示的退回状态。假设光遮断器43在光轴方向上的长度是L，当第四组保持件14朝向驱动单元侧也就是调焦马达侧退回时，第四组保持件14或第四组透镜14L或第四组保持件14和第四组透镜14L两者的一部分进入长度L。更具体地，在从与光轴正交的方向看时，脉冲板41与第四组保持件14或第四组透镜14L或第四组保持件14和第四组透镜14L两者彼此重叠。利用这种配置，即使在包括检测转动脉冲用的脉冲板41和光遮断器43的机构被配置于调焦马达35的周边时，第四组保持件14也能够以靠近调焦马达35的方式退回。退回量导致无限远侧的调焦行程增加，结果，在有限空间内提高了调焦自由度。当第四组保持件14朝向调焦马达侧退回时，在从与光轴正交的方向看时，光遮断器43与第四组保持件14或第四组透镜14L或第四组保持件14和第四组透镜14L两者彼此重叠。

虽然在本实施方式中已经说明了第四组保持件14比第四组透镜14L朝向摄像面侧突出的情况，但是，第四组透镜14L也可以比第四组保持件14朝向摄像面侧突出。而且，在本实施方式中，已经说明了光遮断器43比脉冲板41朝向被摄体侧突出的情况，脉冲板41也可以比光遮断器43朝向被摄体侧突出。换言之，任何镜筒在包含有脉冲检测单元之后均可以采用以下构造：第四组透镜14L能够朝向摄像面侧退回得更多。

（第二实施方式）

图8是示出从光轴方向上的被摄体侧观察时调焦马达的周边机构和固定筒之间的位置关系的图。

设置两个光遮断器43以通过脉冲板41的信号之间的相位差来检测转动方向。两个光遮断器43通过柔板38电连接，最终，两个光遮断器43被越过固定筒31引出以由此通过连接部38b被连接至外侧柔板。此时，优选地，柔板38被配置成靠近固定筒31的内周侧以有利于柔板38向固定筒31外侧的走线（routing）。

而且，两个光遮断器43由光遮断器保持件36保持。设置于光遮断器保持件36的、保持光遮断器43的保持部设置有用于轻压装配的立壁36a。如果立壁36a设置于光轴侧，则光从立壁36a的端面反射，由此使得有害光进入摄像元件15，从而导致诸如鬼影（ghost）等缺陷。因此，优选地，光遮断器43被尽可能远离光轴地配置在靠近固定筒31的内周侧的位置。

另外，调焦马达35的U形金属板构件（以下称为“U形金属板”）通过导螺杆35a的远端和调焦马达35的内部的轴承来保持导螺杆35a的两端。利用这种配置，导螺杆35a转动时产生的振动被抑制。换言之，U形金属板一体地连接凸缘部35c和在导螺杆35a的远端侧的轴承。U形金属板的弯起部35b在光轴方向上具有取决于导螺杆35a的长度的特定长度。如果弯起部35b设置于光轴侧，则光从弯起部35b的端面反射并且由此使得有害光进入摄像元件15，从而导致诸如鬼影等的缺陷。

因此，优选地，U形金属板的弯起部35b也被尽可能远离光轴地配置于靠近固定筒31的内周侧的位置。因此，优选地，两个光遮断器43以及U形金属板的弯起部35b都被尽可能远离光轴地配置在靠近固定筒31的内周侧的位置，也就是，考虑到调焦马达35为圆形的事实，配置在位于靠近固定筒31的内周侧的半圆内。换言之，当弯起部35b和光遮断器43被投影到与光轴垂直的平面上时，弯起部35b和光遮断器43被配置在位于靠近固定筒31的内周的半圆内（在图8中的划了阴影线的半圆区域内）。这被类似地应用于如下情况：包括调焦马达35的单元被配置在固定筒31中的任何位置处。

虽然在本实施方式中两个光遮断器43是彼此相邻的，但U形金属板的弯起部35b也可以配置在两个光遮断器43之间。而且，如果光遮断器43仅用于脉冲板41的信号检测，则光遮断器43的数量可以是一个。本发明不限于公开的示例性实施方式，而是在不背离本发明的精神的情况下可以包括多种变型。

尽管参照示例性实施方式说明了本发明的实施方式，但应当理解，本发明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当被赋予最宽泛的解释以便包括所有这种变型、等同结构及功能。

本申请要求2012年6月27日提交的日本专利申请No.2012-143742的优先权，其所有内容通过引用包含于此。

Claims

1.一种镜筒，其包括：

驱动单元；

导螺杆，其被设置于所述驱动单元的轴并且能够由所述驱动单元转动地驱动；

脉冲板，其被设置于所述导螺杆在驱动单元侧的根部并且能与所述导螺杆一体地转动；

保持构件，其保持至少一个被构造为检测所述脉冲板的信号的检测单元；

直进构件，其与所述导螺杆螺合并且随着所述导螺杆的转动驱动而在摄像光学系统的光轴方向上进退；和

透镜保持架，其保持作为所述摄像光学系统的一部分的透镜并且通过与所述直进构件接合而在所述光轴方向上进退，

其中，当所述透镜保持架朝向驱动单元侧退回时，在从与光轴正交的方向观察时，所述脉冲板与所述透镜保持架或所述透镜彼此重叠。

2.根据权利要求1所述的镜筒，其中，当所述透镜保持架朝向所述驱动单元侧退回时，在从与所述光轴正交的方向观察时，所述检测单元与所述透镜保持架或所述透镜彼此重叠。

3.根据权利要求1所述的镜筒，其中，当设置多个所述检测单元时，所述保持构件以如下方式保持所述检测单元：所述检测单元以在相邻的检测单元之间形成预定角度的方式绕着所述驱动单元的轴沿放射方向布置。

4.根据权利要求2所述的镜筒，其中，当设置多个所述检测单元时，所述保持构件以如下方式保持所述检测单元：所述检测单元以在相邻的检测单元之间形成预定角度的方式绕着所述驱动单元的轴沿放射方向布置。

5.根据权利要求1所述的镜筒，还包括柔性基板，所述柔性基板将所述驱动单元的端子部和所述检测单元电连接，

其中，所述驱动单元、所述导螺杆、所述脉冲板、所述保持构件以及所述柔性基板被组装成单元化部件。

6.根据权利要求5所述的镜筒，还包括：

U形金属板构件，其一体地连接所述驱动单元的凸缘部和在所述导螺杆的远端侧的轴承；以及

固定筒，其内含所述单元化部件，

其中，当所述金属板构件的弯起部和所述检测单元被投影到与所述光轴垂直的平面时，所述金属板构件的弯起部和所述检测单元被配置在位于靠近所述固定筒的内周的半圆内。

7.根据权利要求6所述的镜筒，其中，当所述金属板构件的弯起部和所述检测单元被投影到与所述光轴垂直的平面并且设置多个所述检测单元时，所述金属板构件的弯起部被配置在相邻的检测单元之间。

8.一种摄像设备，其包括权利要求1所述的镜筒。

9.一种摄像设备，其能够使摄像光学系统的透镜在所述摄像光学系统的光轴方向上移动，所述摄像设备包括：

驱动单元，其驱动所述透镜；

其中，当所述透镜保持架朝向所述驱动单元侧退回时，在从与光轴正交的方向观察时，所述脉冲板与所述透镜保持架或所述透镜彼此重叠。