CN104345425A - 镜筒和摄像设备 - Google Patents

Abstract

镜筒和摄像设备。提供了一种镜筒，其包括：透镜保持单元，其用于保持透镜；和凸轮筒，其在内周设有用于与透镜保持单元接合的凸轮槽，凸轮筒的转动使透镜保持单元沿光轴方向移动。突出部设置于凸轮筒的成像侧的端部，用于传递转动凸轮筒用的动力的第一齿轮设置于突出部的外周面，并且凸轮槽设置于突出部的内周面。

Description

镜筒和摄像设备

技术领域

本发明涉及镜筒和摄像设备。

背景技术

已经提出了一种镜筒，其包括变焦机构，该变焦机构在通过凸轮筒的转动使得用于保持多个透镜的多个透镜保持架分别沿光轴方向移动的同时使直进筒限制多个透镜保持架在转动方向上的移动而将多个透镜移动到预定位置。

为了满足近来增加摄像倍率的需求，增加了透镜的数量和总的伸出长度，导致了镜筒大型化的倾向。另一方面，还有照相机薄型化的要求，因而，当镜筒收纳到照相机主体中时照相机的厚度需要尽可能地薄。

为了实现照相机的薄型化，考虑以多段构造连接减少了光轴方向尺寸的镜筒。然而，在以不会在空间中相互交叉的方式对镜筒的多个凸轮槽进行布置时有许多限制。

因此，日本特开2006-65138号公报公开了一种镜筒，其总伸出长度能够通过形成布置于凸轮筒的外周面的呈台阶状的齿轮而增加。

然而，在日本特开2006-65138号公报公开的镜筒中，总伸出长度仅能够增长台阶状移动的齿轮的移动量。此外，齿轮需要被布置在直进筒的凸缘部的外周侧，并且凸轮筒的长度也增长了齿轮的移动量，导致难以使镜筒小径化和薄型化。

发明内容

本发明提供一种镜筒，该镜筒能够在不增加其收纳状态下的厚度的情况下增加其总长度。

根据本发明的一方面，提供一种镜筒，其包括：透镜保持单元，其用于保持透镜；和凸轮筒，其在内周设有用于与所述透镜保持单元接合的凸轮槽，所述凸轮筒的转动使所述透镜保持单元沿光轴方向移动。突出部设置于所述凸轮筒的成像侧的端部，用于传递转动所述凸轮筒用的动力的第一齿轮设置于所述突出部的外周面，并且所述凸轮槽设置于所述突出部的内周面。

根据本发明，可以提供一种镜筒，该镜筒能够在不增加其收纳状态下的厚度的情况下增加其总长度。

从下面参照附图对示例性实施方式的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1是示出从正面侧观察时摄像设备的示例性外观的立体图。

图2是示出在电源ON状态下的数字照相机的示例性外观的立体图。

图3是示出示例性数字照相机的后视图。

图4是示出示例性数字照相机的仰视图。

图5是示出示例性数字照相机的功能框图。

图6是示出处于收纳位置的镜筒的状态的截面图。

图7是示出处于广角(WIDE)摄像位置的镜筒的状态的截面图。

图8是示出处于远摄(TELE)摄像位置的镜筒的状态的截面图。

图9是示出凸轮筒和直进筒的分解立体图。

图10是示出在远摄摄像位置的凸轮筒和连接齿轮的立体图。

图11是示出第二透镜保持架的立体图。

图12A和图12B是示出在镜筒处于收纳位置的状态下凸轮筒与直进筒之间的位置关系的图。

图13A和图13B是示出在镜筒处于摄像位置的状态下凸轮筒与直进筒之间的位置关系的图。

图14是示出在收纳位置的凸轮筒的内周侧的展开图。

图15是示出在收纳位置的凸轮筒的外周侧的展开图。

图16是示出在收纳位置与摄像位置之间的中间位置的凸轮筒的内周侧的展开图。

图17是示出在广角摄像位置的凸轮筒的内周侧的展开图。

图18是示出在广角摄像位置的凸轮筒的外周侧的展开图。

图19是示出在广角摄像位置与远摄摄像位置之间的中间位置的凸轮筒的内周侧的展开图。

图20是示出在远摄摄像位置的凸轮筒的内周侧的展开图。

图21是示出在远摄摄像位置的凸轮筒的外周侧的展开图。

图22A是示出卡口凸部和周向槽处于收纳位置的状态的图。

图22B是示出第二摄像位置的图。

图22C是示出第一摄像位置和第三摄像位置的图。

图23A是示出凸轮筒与直进筒之间的示例性传统关系的图。

图23B是示出根据本发明的一个实施方式的收纳位置的图。

图23C是示出根据本发明的一个实施方式的摄像位置的图。

具体实施方式

以下将参照附图详细地说明本发明的优选实施方式。

图1是示出从正面侧观察时包括本实施方式的镜筒的摄像设备的示例性外观的立体图。图2是示出在电源ON状态下的图1所示的数字照相机的示例性外观的立体图。图3是示出图1所示的数字照相机的后视图。图4是示出图1所示的数字照相机的仰视图。

根据本实施方式的数字照相机18包括在摄像位置与收纳位置之间沿光轴方向移动以便改变摄像倍率的变焦机构。如图1所示，用于确定被摄体的构图的取景器16、用于进行测光和测距的辅助光源15、闪光灯17以及镜筒19布置在数字照相机18的正面。释放钮12、电源切换钮14、及变焦切换开关13布置在数字照相机18的上面。

如图3所示，操作钮22至27、取景器目镜20和诸如LCD等(液晶显示器)的显示器21布置在数字照相机18的背面。

此外，如图4所示，三脚架安装部28和盖29布置在数字照相机18的底面。盖29覆盖存储卡驱动器42(参照图5)和电池插入部(未示出)。

图5是示出图1所示的数字照相机18的功能框图。CPU46、ROM45、RAM47、释放钮12、操作钮22至27、显示器21、电源切换钮14、变焦开关13、存储器40、压缩/解压缩单元41、存储卡驱动器42和驱动回路43连接到总线44，其中CPU是中央处理单元的简称，ROM是只读存储器的简称，RAM是随机存取存储器的简称。

驱动回路43连接到作为镜筒19的变焦驱动用动力源的变焦机构(驱动单元)30、用于驱动调焦透镜7的调焦驱动机构31、用于驱动快门35的快门驱动机构32和用于驱动光圈36的光圈驱动机构34。驱动回路43还连接到诸如CCD传感器、CMOS传感器等的摄像元件8及闪光灯17，其中，CCD是电荷耦合器件的简称，CMOS是互补金属氧化物半导体的简称。经由驱动回路43基于来自CPU46的信号控制对连接到驱动回路43的单元的驱动。

ROM45存储各种控制程序等，RAM47存储各种控制程序所需的数据。模拟信号处理单元37对从摄像元件8输出的图像数据进行模拟处理，然后将生成的数据输出到A/D转换器38。

A/D转换器38将从摄像元件8获取的模拟数据转换成数字数据，然后将数字数据输出到数字信号处理单元39。数字信号处理单元39对由A/D转换器38转换的数字数据进行预定处理，然后将生成的数据作为图像数据输出到存储器40。

通过操作钮23的操作，存储于存储器40的图像数据经受由压缩/解压缩单元41进行的诸如JPEG或TIFF等的压缩处理，然后输出并存储到安装于存储卡驱动器42的存储卡中。

存储于存储器40的图像数据或存储于存储卡的图像数据经受由压缩/解压缩单元41进行的解压缩处理，然后能经由总线44显示在显示器21上。例如，当使用者看见显示在显示器21上的图像并确定该图像为不需要的时，可以通过操作操作钮24删除图像。

接下来，将参照图6至图12给出对镜筒19的说明。图6是示出处于收纳位置的镜筒19的状态的截面图。图7是示出处于广角(WIDE)摄像位置的镜筒19的状态的截面图。图8是示出处于远摄(TELE)摄像位置的镜筒19的状态的截面图。

如图6、图7和图8所示，在镜筒19中，第一透镜1被第一透镜保持架3保持，布置在第一透镜1的像面侧(摄像元件8侧)的第二透镜2被第二透镜保持架4保持。

第一透镜保持架3和第二透镜保持架4具有从动销4a、4b和4c(参照图11)，从动销4a、4b和4c在与凸轮槽5c(参照图14)接合的状态下跟随凸轮槽5c，凸轮槽5c是设置于凸轮筒5的内周的凸轮部。从动销4a沿与光轴垂直的方向可伸缩地形成。

在第一透镜保持架3和第二透镜保持架4沿转动方向的移动受到布置于凸轮筒5的内周侧的直进筒6限制的状态下，第一透镜保持架3和第二透镜保持架4被保持为可沿光轴方向直线地移动。具体地，直进筒6是直进限制构件，直进筒6在其与凸轮筒5接合的状态下可操作成沿光轴方向移动，并且限制第一透镜保持架3和第二透镜保持架4沿转动方向的移动。第一透镜保持架3和第二透镜保持架4是示例性透镜保持单元。

凸轮筒5具有跟随设置于固定筒9的内周的凸轮槽(未示出)的从动销(从动件)5d(参照图12)。动力从变焦机构30传递到连接齿轮300使得凸轮筒5在转动时沿光轴方向移动。

凸轮筒5包括在其后端于摄像元件侧以120度的等角度间隔设置的三个突出部51a、51b和51c。三个凸轮槽52a、52b和52c分别设置于突出部51a、51b和51c的内周面。突出齿轮5j布置于突出部51a的外周侧(外周面)，在广角摄像状态下(图7)，第二透镜保持架4的从动销4a、4b和4c与凸轮槽52a、52b和52c分别接合。利用这种配置，能使第二透镜保持架4的移动量增加突出部51a、51b和51c的厚度X。

布置于突出部51a的内周侧的凸轮槽52a的深度小于其它凸轮槽52b和52c的深度，以便维持突出齿轮5j的强度。然而，由于从动销4a是可伸缩地形成的，因此即使凸轮槽52a的深度浅，从动销4a也能被平滑地操作。直进筒6具有与设置于固定筒9的内周的直进槽(未示出)接合的直进键6c。直进键6c被直进槽引导使得在直进筒6的转动受到限制的状态下，直进筒6沿光轴方向直线地移动。

用于保持第三透镜7的第三透镜保持架10布置在第二透镜保持架4与摄像元件8之间，摄像元件8被固定于固定筒9的摄像元件保持架11保持。在本实施方式中，第三透镜7是调焦透镜。

通过变焦机构30转动凸轮筒5，使得凸轮筒5沿光轴方向伸出且第一透镜保持架3和第二透镜保持架4也沿光轴方向伸出。此时，直进筒6与凸轮筒5卡口式联接并与凸轮筒5大体上成一体，以便沿光轴方向直线地移动。

在本实施方式中，通过凸轮筒5和直进筒6的卡口式联接结构(将在下面说明)，凸轮筒5沿光轴方向朝向和远离直进筒6地相对移动。

在镜筒19的收纳位置(图6)，凸轮筒5和直进筒6布置成彼此相对靠近，在镜筒19的摄像位置(图7和图8)，凸轮筒5和直进筒6布置成彼此相对远离。

图9是示出凸轮筒5和直进筒6的立体图。突出齿轮5j布置在相对于从动销5d的光轴方向上的摄像元件侧。利用这种配置，能增加凸轮筒5相对于直进筒6的转动角度。即使透镜组的移动量增加，也不会增加镜筒19的驱动负荷。因而，消除了增大镜筒19的必要性。

图10示出在镜筒19的远摄摄像状态下凸轮筒5与连接齿轮300之间的关系。在远摄摄像状态，连接齿轮300仅同与其邻接的突出齿轮5j啮合，使得镜筒19的总长度能增长突出部51a的厚度X。

图12A和图12B是示出在镜筒19处于收纳位置的状态下凸轮筒5与直进筒6之间的位置关系的图。图12A示出从光轴方向观察的凸轮筒5和直进筒6。图12B是图12A中示出的凸轮筒5和直进筒6的侧视图。

如图12A和图12B所示，在镜筒19的收纳位置，凸轮筒5和直进筒6布置成在光轴方向上彼此相对靠近，凸轮筒5的突出部5a和直进筒6的直进肋6a布置成在周向上彼此相对。在收纳状态(参照图6)，凸轮筒5的突出部5a布置成在光轴方向上与摄像元件8成重叠关系。利用这种配置，处于收纳位置的镜筒19的光轴方向上的长度能够减少，导致照相机的薄型化。

图13A和图13B是示出在镜筒19处于摄像位置的状态下凸轮筒5与直进筒6之间的位置关系的图。图13A示出从光轴方向观察的凸轮筒5和直进筒6。图13B是图13A中示出的凸轮筒5和直进筒6的侧视图。

如图13所示，在镜筒19的摄像位置，直进筒6的直进肋6a向凸轮筒5的突出部5a的摄像元件侧移动。利用这种配置，直进筒6相对于凸轮筒5在像面侧相对地移动，使得凸轮筒5和直进筒6布置成在光轴方向上彼此相对远离。

返回参照图9，第一卡口凸部6b设置于直进筒6的周向上大体等间隔的多个位置(本实施方式中为三个位置)，螺旋部6A布置在第一卡口凸部6b的周向上的两侧。在摄像光轴方向上与第一卡口凸部6b不同的位置处，在直进筒6上还在周向上大体等间隔的多个位置(本实施方式中为三个位置)处设置了第二卡口凸部6e。

图14至图21是示出凸轮筒5的内周侧的展开图和示出凸轮筒5的外周侧的展开图的示例。如图14至图21所示，在凸轮筒5转动时被第一卡口凸部6b跟随的周向槽5b和布置于在摄像光轴方向上与周向槽5b不同的位置处的周向槽5e被形成为在凸轮筒5的像面侧端部的内周沿周向延伸。在摄像元件侧没有侧壁的周向槽5f也布置于在摄像光轴方向上与周向槽5b和5e不同的位置处。

在凸轮筒5转动时被卡口凸部6b跟随的螺旋槽5A形成在周向槽5b与5e之间的连接部处。螺旋槽5A具有与第一卡口凸部6b的螺旋部6A的形状对应的形状，并自周向槽5b沿朝向像面侧的方向倾斜地延伸。在周向槽5e与5f之间的连接部处形成用于将第一卡口凸部6b插入周向槽5e的入口5B。

此外，在本实施方式中，周向槽5b、5e和5f、螺旋槽5A以及入口5B布置成在凸轮筒5的内周的周向上大体上等间隔的三对。在镜筒19的收纳位置，第一卡口凸部6b布置于周向槽5b，第二卡口凸部6e布置于周向槽5e，使得凸轮筒5与直进筒6卡口式联接(参照图14)。此时，如图12中描述的，凸轮筒5和直进筒6布置成沿光轴方向彼此相对靠近，凸轮筒5的突出部51a、51b和51c与直进筒6的直进肋6a布置成沿周向彼此相对。具体地，如图15所示，凸轮筒5的突出部51a、51b和51c与直进筒6的直进肋6a布置成在光轴方向上彼此重叠的关系。

接下来，随着凸轮筒5相对于直进筒6相对转动，第一卡口凸部6b跟随并沿着螺旋槽5A然后到达周向槽5e(参照图16)。第二卡口凸部6e从周向槽5e延伸通过入口槽5B从而到达周向槽5f(参照图16)。此时，镜筒19位于摄像位置，直进筒6相对于凸轮筒5朝向像面侧相对移动，使得凸轮筒5和直进筒6布置成如图13中描述的沿光轴方向彼此相对远离。利用这种配置，如图18所示，即使当凸轮筒5和直进筒6相对于彼此转动时，突出部51a、51b和51c也适合不与直进肋6a发生干涉。

这里，参照图23对日本特开2006-65138号公报(图23A)中公开的镜筒与本实施方式的镜筒(图23B和图23C)之间的区别给出说明。在图23A中示出的镜筒中，引导筒35的触靠直进肋6a的凸缘部布置在设置于凸轮筒30的齿条部32b的内周侧，使得镜筒的厚度增加S以便避免干涉。然而，在本实施方式中，消除了这种必需性，导致镜筒的直径的减小(参照图23B和图23C)。

在本实施方式中，凸轮筒5的被处于镜筒19的摄像位置的第二透镜保持架4的从动销4a、4b和4c分别跟随的凸轮槽52a、52b和52c设有朝向突出部51a、51b和51c的内周(背面侧)的延伸部。利用这种布置，能使第二透镜2的移动量增加突出部51a、51b和51c的厚度X。因此，能增加照相机的摄像倍率。注意镜筒19从摄像位置到收纳位置的操作与上述操作反之亦然。

这里，在镜筒19的收纳位置，直进筒6的卡口凸部6b与凸轮筒5的周向槽5b配合。具体地，具有宽度A的卡口凸部6b与具有图14中示出的宽度α的周向槽5b配合，且卡口凸部6b触靠周向槽5b的宽度方向(光轴方向)上的两侧壁面，使得实现了凸轮筒5与直进筒6之间的光轴方向上的相对位置限制。

参照图22A，直进筒6的卡口凸部6e与凸轮筒5的周向槽5e配合，但不触靠周向槽5e的宽度方向(光轴方向)上的两侧壁面。然后，在作为紧跟在凸轮筒5和直进筒6布置成彼此相对远离之后的第一摄像位置的广角摄像位置，直进筒6的第一卡口凸部6b与凸轮筒5的周向槽5e配合。由夹在直进筒6的第一卡口凸部6b与第二卡口凸部6e之间的区域形成的卡口槽6g与由凸轮筒5的周向槽5e和5f形成的周向肋部5g配合。利用这种布置，在广角摄像位置实现了凸轮筒5与直进筒6之间的光轴方向上的相对位置限制(参照图17和图22C)。

在镜筒19的中间摄像位置，消除了凸轮筒5的周向槽5e用的被摄体侧壁5h。因而，由夹在直进筒6的第一卡口凸部6b与第二卡口凸部6e之间的区域形成的卡口槽6g与由凸轮筒5的周向槽5e和5f形成的周向肋部5g配合(参照图19和图22B)。利用这种布置，在中间摄像位置实现了凸轮筒5与直进筒6之间的光轴方向上的相对位置限制。在镜筒19的远摄摄像位置，凸轮筒5与直进筒6如在广角摄像状态下那样地配合(参照图20和图22C)。以这种方式，重复广角摄像位置的配合状态和中间摄像位置的配合状态。

如上所述，在本实施方式中，在镜筒19的摄像位置，被摄体侧的侧壁面至少能通过周向槽5f开放，凸轮槽等可以布置于由图22B中示出的符号Z表示的区域。如图21所示，连接齿轮300仅与突出齿轮5j啮合，使得镜筒19的总长度能增长突出部51a的厚度X。因此，在不增加镜筒19的外径的情况下，同时实现了处于摄像状态的镜筒19的总长度的增加和处于收纳状态的照相机的薄型化。

虽然已经参照示例性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示例性实施方式。权利要求书的范围应符合最宽泛的解释，以包括所有这种变型、等同结构和功能。

本申请要求2013年8月8日提交的日本专利申请No.2013-164756的优先权，该日本专利申请的全部内容通过引用合并于此。

Claims (6)

1.一种镜筒，其包括：

透镜保持单元，其用于保持透镜；和

凸轮筒，其在内周设有用于与所述透镜保持单元接合的凸轮槽，所述凸轮筒的转动使所述透镜保持单元沿光轴方向移动，

所述镜筒的特征在于，突出部设置于所述凸轮筒的成像侧的端部，用于传递转动所述凸轮筒用的动力的第一齿轮设置于所述突出部的外周面，并且所述凸轮槽设置于所述突出部的内周面。

2.根据权利要求1所述的镜筒，其中，在摄像位置，所述第一齿轮与第二齿轮配合，所述第二齿轮与所述凸轮筒相邻并连接到用作转动所述凸轮筒用的动力源的驱动单元。

3.根据权利要求1所述的镜筒，还包括：

直进筒，其布置于所述凸轮筒的内周侧，并且在与所述凸轮筒接合而沿所述光轴方向移动的同时限制所述透镜保持单元沿转动方向的移动。

4.根据权利要求1所述的镜筒，还包括：

固定筒，其布置于所述凸轮筒的外周侧并且在所述固定筒的内周具有槽；和

从动件，其设置于所述凸轮筒的外周面，以便跟随所述槽，

其中，所述第一齿轮被布置为比所述从动件靠近所述成像侧。

5.根据权利要求1所述的镜筒，其中，所述透镜保持单元设有凸轮销，所述凸轮销在与所述凸轮槽接合的状态下跟随所述凸轮槽，设置有所述第一齿轮的突出部的凸轮槽的深度比未设置有所述第一齿轮的凸轮槽的深度小，所述凸轮销被可伸缩地形成。

6.一种摄像设备，其包括根据权利要求1的镜筒。