CN107102418A - 设置于摄像设备的镜筒和摄像设备 - Google Patents

Abstract

设置于摄像设备的镜筒和摄像设备。该镜筒能够在不阻碍镜筒的小型化的情况下稳定地确保镜筒的强度。在转动筒的内周部，在转动筒的直进槽的周向上的相反两侧设置有第二突起部，该直进槽用于与凸轮筒的第一突起部接合，其中，转动筒在直进筒的外周侧在被限制了沿光轴方向的移动的状态下被转动驱动，该直进筒在凸轮筒的外周侧在被限制了转动的状态下能够沿光轴方向移动并且具有供凸轮筒的第一突起部穿过的贯通凸轮槽。在直进筒的外周部，沿周向设置有待与第二突起部接合的周向槽。

Description

设置于摄像设备的镜筒和摄像设备

技术领域

本发明涉及设置于诸如胶片照相机或数字照相机等的摄像设备的镜筒，和具有镜筒的摄像设备。

背景技术

一些设置于数字照相机等的镜筒具有变焦机构，在通过使用直进筒限制透镜保持架的转动以将透镜移动到预定位置的过程中，该变焦机构通过凸轮筒的转动使分别保持多个透镜的多个透镜保持架在光轴方向上移动。

随着透镜的数量由于近来对增大拍摄倍率的需求而增加，镜筒伸出后的整体长度趋于增大。因此重要的是确保镜筒抵抗诸如掉落等的外力的强度。传统上提出了通过在镜筒内的直进筒的外周部设置多个静压突起部来确保镜筒的强度的技术(参见日本特开2013-156562号公报)。

然而，根据上述日本特开2013-156562号公报，第二凸轮筒具有与设置于直进筒的外周部的静压突起部接合的槽部，并且该第二凸轮筒还具有以比该槽部更深的程度形成的直进槽以便驱动第一凸轮筒。因此，第二凸轮筒需要具有用于容纳待与静压突起部接合的槽部的厚度，以及用于容纳驱动第一凸轮筒用的直进槽的厚度。这会阻碍镜筒的小型化。此外，静压突起部和第二凸轮筒的槽部之间的位置关系随变焦位置的变化而变化，使得难以稳定地确保镜筒抵抗外力的强度。

发明内容

本发明提供能够在不阻碍镜筒的小型化的情况下稳定地确保镜筒的强度的镜筒和摄像设备。

相应地，本发明提供一种镜筒，其包括：透镜单元，其被构造为能够在收缩位置和拍摄位置之间沿光轴方向移动；凸轮筒，其被构造为在所述凸轮筒的外周部具有第一突起部，所述凸轮筒被设置为在与所述透镜单元接合的状态下能够转动且能够沿光轴方向移动，并且所述凸轮筒通过转动使所述透镜单元沿光轴方向移动；直进筒，其被构造为在所述凸轮筒的外周侧在被限制了转动的状态下能够设置为沿光轴方向移动，并且具有供所述第一突起部穿过的贯通凸轮槽；和转动筒，其被构造为在所述直进筒的外周侧在被限制了沿光轴方向的移动的状态下被转动驱动，并且在光轴方向上具有待与所述第一突起部接合的直进槽，其中，在所述转动筒的内周部，在所述直进槽的周向上的相反两侧设置有第二突起部，并且在所述直进筒的外周部，沿周向设置有周向槽，所述周向槽供设置于所述直进槽的周向上的相反两侧的各所述第二突起部接合。

本发明还提供一种具有如上所述的镜筒的摄像设备。

根据本发明，能够在不阻碍镜筒的小型化的情况下稳定地确保镜筒的强度。

通过下面(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1A是示出了从前方看的作为具有根据本发明的实施方式的镜筒的摄像设备的示例的数字照相机的外观的立体图，图1B是示出了从后方看的图1A中的数字照相机的图。

图2是图1A和图1B中的数字照相机的控制框图。

图3是示出处于缩回位置的镜筒的截面图。

图4是示出处于拍摄位置的镜筒的截面图。

图5是示出镜筒的分解立体图。

图6A是示出从光轴方向看的转动筒的图，图6B是沿着图6A中的线A-A截取的并且示出处于缩回位置的镜筒的状态的截面图。

图7A是示出外直进筒的侧视图，图7B是示出从光轴方向看的外直进筒的图，图7C是沿着图7B中线B-B截取的截面图。

图8A是用于说明转动筒、外直进筒和内凸轮筒之间的关系的立体图，图8B是示出用于说明转动筒、外直进筒和内凸轮筒之间的关系的必要部分的截面图。

图9是示出用于说明与图8B中的本发明对比的现有技术的必要部分的截面图。

具体实施方式

以下，将参照附图说明本发明的实施方式。

图1A是示出了从前方看的作为具有根据本发明的实施方式的镜筒的摄像设备的示例的数字照相机的外观的立体图，图1B是示出了从后方看的图1A中的数字照相机的图。

参照图1A，根据本实施方式的数字照相机18在其正面侧具有用于确定被摄体的构图的取景器16、用于测光和测距的辅助光源15、闪光灯单元17和镜筒19。镜筒19具有通过使构成拍摄光学系统的多个透镜在缩回位置和拍摄位置之间沿光轴方向移动来改变拍摄倍率的变焦机构。数字照相机18的上侧设置有释放钮12、电源开关钮14和变焦开关13。

如图1B所示，数字照相机18的背面侧设置有操作钮22至27、诸如LCD等的显示器21以及取景器目镜20。应当注意，尽管在图1B中未示出，但是数字照相机18的底面设置有三脚架安装部、存储卡驱动器42(参见图2)和用于电池插入部的盖。

图2是图1A和图1B中的数字照相机18的控制框图。CPU46、ROM45、RAM47、释放钮12、操作钮22至27、显示器21、电源开关钮14、变焦开关13、存储器40、压缩扩展单元41、存储卡驱动器42以及驱动回路43连接到总线44。

对镜筒19进行变焦驱动的变焦机构95、驱动调焦透镜81的调焦驱动机构31、驱动快门单元66的快门驱动机构32、驱动光圈36的光圈驱动机构34连接到驱动回路43。诸如CCD传感器或CMOS传感器等的摄像器件8和闪光灯单元17也连接到驱动回路43。基于来自CPU46的信号通过驱动回路43控制连接到驱动回路43的单元的操作。

各种控制程序等存储在ROM45中，各种控制程序所需的数据存储在RAM47中。模拟信号处理单元37对从摄像器件8输出的图像数据进行模拟处理，并将图像数据输出到A/D转换器38。A/D转换器38将从摄像器件8获取的模拟数据转换为数字数据，并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对得到的作为A/D转换器38的转换结果的数字数据进行预定处理，并将产生的数据作为图像数据输出到存储器40。例如，通过操作操作钮23，使存储在存储器40中的图像数据受到由压缩扩展单元41进行的诸如JPEG或TIFF等的压缩处理，然后输出并存储到插入存储卡驱动器42中的存储卡中。

还可以使存储在存储器40中的图像数据和存储在存储卡中的图像数据受到由压缩扩展单元41进行的扩展处理，然后经由总线44显示在显示器21上。当用户看到显示在显示器21上的图像并确定不需要该图像时，允许他或她通过操作操作钮24删除该图像。

接下来将参照图3至图9说明镜筒19。图3是示出处于缩回位置的镜筒19的截面图。图4是示出处于拍摄位置的镜筒19的截面图。图5是示出镜筒19的分解立体图。

当数字照相机18的电源开关钮14关断时，进行使镜筒19收缩的操作，使得镜筒19沿光轴方向从拍摄位置(图4)移动到收缩位置(图3)。

如图3至图5所示，镜筒19具有保持第一组透镜51的第一组保持件52、保持第一组保持件52的第一组筒53以及保持第二组透镜61的第二组保持件62。镜筒19还具有保持第三组透镜71a和71b的第三组保持件72、保持第四组透镜81的第四组保持件82以及保持第五组透镜91的传感器保持件92。

第一组透镜51、第一组保持件52和第一组筒53构成第一组透镜单元，第二组透镜61和第二组保持件62构成第二组透镜单元，第三组透镜71a和71b、第三组保持件72和第三组筒73构成第三组透镜单元。第四组透镜81和第四组保持件82构成第四组透镜单元，第五组透镜91和传感器保持件92构成第五组透镜单元。第一组透镜51、第二组透镜61、第三组透镜71a和71b、第四组透镜81和第五组透镜91构成镜筒19的拍摄光学系统。应当注意，在本实施方式中，第四组透镜81构成调焦透镜。

被快门驱动机构32驱动的快门单元66位于第二组透镜单元和第三组透镜单元之间。快门单元66通过一对快门叶片(未示出)对在摄像器件8上成像的、来自被摄体的光束进行控制，该对快门叶片在快门叶片遮蔽光路的位置和快门叶片从光路退避的位置之间且在垂直于光轴的平面内移动。

传感器保持件92支撑调焦驱动机构31(参见图2)和变焦机构95。通过调焦驱动机构31沿光轴方向前后移动保持第四组透镜81的第四组保持件82执行调焦操作，通过变焦机构95经由第三组单元沿光轴方向前后移动第一组单元执行变焦操作。

接着将参照图3至图7C说明变焦机构95。图6A是示出从光轴方向看的转动筒101的图，图6B是沿着图6A中线A-A截取的截面图。图7A是示出外直进筒102的侧视图，图7B是示出从光轴方向看的外直进筒102的图，图7C是沿着图7B中线B-B截取的截面图。

如图3至图5所示，固定筒100设置于镜筒19的最外周侧，通过变焦机构95转动驱动的转动筒101设置于固定筒100的内周侧，外直进筒102设置于转动筒101的内周侧。内凸轮盖103设置于外直进筒102的内周侧，内凸轮筒104设置于内凸轮盖103的内周侧，直进筒105以直进筒105能够相对内凸轮筒104转动的方式保持于内凸轮筒104的内周侧。

在固定筒100的内周部，在周向上大致等间隔地形成三个凸轮槽100a和三个直进键槽100b。

在转动筒101的外周部，如图6A所示，在周向上大致等间隔地形成待与固定筒100的凸轮槽100a接合的三个从动件101a。转动筒101被变焦机构95转动地驱动，从而使转动筒101在相对于固定筒100转动的同时跟随凸轮槽100a的升程(lift)在光轴方向上移动。

如图6B所示，在转动筒101的内周部，在周向上大致等间隔的三个位置形成静压突起部101b、101c、101d、101e和101k。在转动筒101的内周部，还沿周向形成卡口槽101h。静压突起部101b、101c、101d、101e和101k与本发明的示例性第二突起部对应。

在外直进筒102的外周部，如图7A所示，形成有周向槽102b和102c、直进键102e、贯通凸轮槽102k以及卡爪102d。在外直进筒102的内周部，如图7C所示，形成有凸轮槽102j和直进键槽102a。

周向槽102b和102c与转动筒101的静压突起部101b、101c、101d、101e和101k接合，直进键102e与固定筒100的直进键槽100b接合，贯通凸轮槽102k具有与凸轮槽102j的升程相同的升程。卡爪102d形成于在周向上大致等间隔的三个位置，并与转动筒101的卡口槽101h接合。外直进筒102随着转动筒101的转动沿着固定筒100的直进键槽100b沿光轴方向直线移动。

在内凸轮筒104的内周部，在周向上大致等间隔的三个位置处形成第二组凸轮槽(未示出)、快门凸轮槽104b以及第三组凸轮槽104d。在内凸轮筒104的外周部，在周向上大致等间隔地形成六个第一组凸轮槽104c。在内凸轮筒104的外周部也在周向上大致等间隔的三个位置处形成从动件104f和驱动键104h(参见图8A和图8B)。内凸轮筒104的从动件104f与外直进筒102的凸轮槽102j接合。

在内凸轮盖103中形成待与内凸轮筒104的接合部(未示出)接合的三个接合爪(未示出)和待与内凸轮筒104的驱动键104h接合的三个转动止动件(未示出)。内凸轮筒104的驱动键104h贯通外直进筒102并且与设置于转动筒101的内周部的三个键槽101j接合，各驱动键104h均具有到贯通凸轮槽102k的预定的间隙。驱动键104h与本发明的示例性第一突起部对应，键槽101j与本发明的示例性直进槽对应。

利用上述配置，内凸轮筒104以与转动筒101相同的相位绕着光轴转动，并且随着内凸轮筒104的转动，内凸轮盖103在与内凸轮筒104一体地转动的同时跟随凸轮槽102j的升程在光轴方向上移动。

直进板106一体地安装于直进筒105。直进板106中形成有待与设置于外直进筒102的内周部的直进键槽102a接合的直进键(未示出)。在直进筒105中还形成有第一组引导键105b、第二组引导槽(未示出)以及第三组引导槽105d。直进筒105被保持在如下的状态：相对于内凸轮筒104的转动受到限制，并沿光轴方向与内凸轮筒104一体地移动。

设置于第一组筒53的内周部的第一组从动件(未示出)与设置于内凸轮筒104的外周部的六个第一组凸轮槽104c接合。结果，第一组筒53被直进筒105的第一组引导键105b引导，使得第一组筒53沿光轴方向与第一组保持件52一体地移动。

设置于第二组保持件62的外周部的三个第二组从动件62a(参见图5)分别与设置于内凸轮筒104的内周部的三个第二组凸轮槽(未示出)接合。第二组保持件62被直进筒105的第二组引导槽(未示出)引导，使得第二组保持件62能够以可沿光轴方向移动的方式被支撑。

设置于快门单元66的外周部的三个快门从动件66a分别与设置于内凸轮筒104的内周部的三个快门凸轮槽104b接合。快门单元66被直进筒105的第三组引导槽105d引导，使得快门单元66能够以可沿光轴方向移动的方式被支撑。

设置于第三组筒73的外周部的三个第三组从动件73a分别与设置于内凸轮筒104的内周部的三个第三组凸轮槽104d接合。第三组透镜单元被直进筒105的第三组引导槽105d引导，使得第三组透镜单元能够以可沿光轴方向移动的方式被支撑。

接着参照图8A和图8B，将说明转动筒101、外直进筒102以及内凸轮筒104之间的关系。图8A是用于说明转动筒101、外直进筒102以及内凸轮筒104之间的关系的立体图，图8B是示出用于说明转动筒101、外直进筒102以及内凸轮筒104之间的关系的必要部分的截面图。

如图8A和图8B所示，通过卡口槽101h和卡爪102d的接合，限制转动筒101和外直进筒102的光轴方向上的位置。卡爪102d的正面侧的表面为牙侧面(flank surface)102g，牙侧面102g相对于垂直于光轴的平面倾斜。同样地，卡口槽101h的正面侧的表面为牙侧面101g，牙侧面101g与牙侧面102g对应地倾斜。

卡爪102d的背面侧的表面为垂直于光轴的位置限制面102f。同样地，卡口槽101h的背面侧的表面为垂直于光轴的位置限制面101f。卡爪102d的牙侧面102g和位置限制面102f抵靠着卡口槽101h的牙侧面101g和位置限制面101f，以限制光轴方向上的位置和与光轴垂直的方向上的位置。由于位置限制面101f和102f垂直于光轴，所以外直进筒102在其正面受到外力时难以从转动筒101脱落。

此外，转动筒101的静压突起部101b、101c和101k以及静压突起部101d和101e分别与外直进筒102的周向槽102b以及周向槽102c接合，以确保抵抗外力的强度。如图6B所示，静压突起部101b和101d在光轴方向上并排布置，静压突起部101c和101e在光轴方向上并排布置并且处于在周向上远离静压突起部101b和101d的位置。静压突起部101b和静压突起部101c位于键槽101j在周向上的相反两侧，同样地，静压突起部101d和静压突起部101e也位于键槽101j在周向上的相反两侧。

如图8A所示，由于内凸轮筒104和转动筒101以相同的相位绕着光轴转动，所以待与键槽101j接合的驱动键104h在改变驱动键104h的与静压突起部101b、101c、101d以及101e之间的位置关系的过程中只沿光轴方向移动。因此，当外力在内凸轮筒104转动的过程中作用于内凸轮筒104的任何位置时，驱动键104h在周向上的两侧均被静压突起部101b、101c、101d和101e与外直进筒102的周向槽102b和102c的接合所保持。这稳定地确保了镜筒19抵抗外力的强度。

如图7A所示，在外直进筒102的外周部形成用于将转动筒101的静压突起部101b、101c、101d、101e和101k导入周向槽102b和102c的导入槽102p、102q和102r。静压突起部101b和101d从导入槽102p导入，静压突起部101c和101e从导入槽102q导入，静压突起部101k从导入槽102r导入。

周向槽102b和102c在其正面侧(图7A中示出的右手侧)通过导入槽102p、102q和102r开口，因此如果静压突起部101b、101c、101d、101e和101k与开口区域同时重合，则不能确保抵抗外力的强度。为此，静压突起部101b、101c、101d、101e、101k被构造成只有当转动筒101被导入外直进筒102时才与那些区域同时重合。

此外，导入槽102r与交叉区域102m连通，该交叉区域102m为贯通凸轮槽102k和周向槽102b相互交叉的区域。由于周向槽102b的正面侧因为贯通凸轮槽102k和周向槽102b在交叉区域102m中相互交叉而开口，所以交叉区域102m不会产生另外的新开口的区域。结果，以不降低抵抗外力的强度的方式布置了静压突起部101k。

图9是示出用于说明与图8B中的本发明对比的现有技术的必要部分的截面图。应当注意，为了方便说明，与图8B中的本发明的部分相对应的部分用相同的附图标记表示。

根据图9中的现有技术，在转动筒101的内周部设置有周向槽101m，在外直进筒102的外周部设置有静压突起部102n。键槽101j也设置于转动筒101的内周部，因此需要具有周向槽101m的深度X和键槽101j与驱动键104h相互钩住的量Y。

另一方面，根据图8B中的本发明，由于周向槽102b和102c设置于外直进筒102的外周部，因此不需要具有周向槽101m的深度X，使得能够小型化。此外，从周向槽102b和102c的槽底面102t到光轴的距离以及从凸轮槽102j的槽底面102u到光轴的距离被设为大致相等，这使得外直进筒102的外直径小。应当注意，图7A和图8A所示的底孔102s是通过槽底面102t与槽底面102u相互交叉形成的，但它们决不影响转动筒101与外直进筒102的操作，因为从槽底面102t和槽底面102u到光轴的距离为大致相等。

如上所述，能够在不阻碍镜筒19的小型化的情况下稳定地确保镜筒19的强度。

其它实施方式

本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或装置，该系统或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。

尽管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，以包含所有的这些变型、等同结构和功能。

本申请要求2016年2月19日提交的日本专利申请No.2016-029935的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

Claims (5)

1.一种镜筒，其包括：

透镜单元，其被构造为能够在收缩位置和拍摄位置之间沿光轴方向移动；

凸轮筒，其被构造为在所述凸轮筒的外周部具有第一突起部，所述凸轮筒被设置为在与所述透镜单元接合的状态下能够转动且能够沿光轴方向移动，并且所述凸轮筒通过转动使所述透镜单元沿光轴方向移动；

直进筒，其被构造为在所述凸轮筒的外周侧在被限制了转动的状态下能够设置为沿光轴方向移动，并且具有供所述第一突起部穿过的贯通凸轮槽；和

转动筒，其被构造为在所述直进筒的外周侧在被限制了沿光轴方向的移动的状态下被转动驱动，并且在光轴方向上具有待与所述第一突起部接合的直进槽，

其特征在于，在所述转动筒的内周部，在所述直进槽的周向上的相反两侧设置有第二突起部，并且

在所述直进筒的外周部，沿周向设置有周向槽，所述周向槽供设置于所述直进槽的周向上的相反两侧的各所述第二突起部接合。

2.根据权利要求1所述的镜筒，其中，在所述直进筒的外周部，沿光轴方向设置有用于将所述第二突起部导入所述周向槽的导入槽。

3.根据权利要求2所述的镜筒，其中，所述周向槽与所述贯通凸轮槽相互交叉的区域中的至少一个区域与所述导入槽连通。

4.根据权利要求1所述的镜筒，其中，

在所述凸轮筒的外周部设置有待与设置于所述直进筒的内周部的凸轮槽接合的从动件，并且

从所述周向槽的槽底面到光轴的距离以及从所述凸轮槽的槽底面到光轴的距离被设为大致相等。

5.一种具有镜筒的摄像设备，其中，所述镜筒包括：

透镜单元，其能够在收缩位置和拍摄位置之间沿光轴方向移动；

凸轮筒，其在所述凸轮筒的外周部具有第一突起部，所述凸轮筒被设置为在与所述透镜单元接合的状态下能够转动且能够沿光轴方向移动，并且所述凸轮筒通过转动使所述透镜单元沿光轴方向移动；

直进筒，其在所述凸轮筒的外周侧在被限制了转动的状态下能够设置为沿光轴方向移动，并且具有供所述第一突起部穿过的贯通凸轮槽；和

转动筒，其在所述直进筒的外周侧在被限制了沿光轴方向的移动的状态下被转动驱动，并且在光轴方向上具有待与所述第一突起部接合的直进槽，

其特征在于，在所述转动筒的内周部，在所述直进槽的周向上的相反两侧设置有第二突起部，并且

在所述直进筒的外周部，沿周向设置有周向槽，所述周向槽供设置于所述直进槽的周向上的相反两侧的各所述第二突起部接合。