CN110389421B - 镜筒 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种镜筒，其包括：多个透镜移动架，其构造成沿光轴方向移动；驱动单元，其设置于所述多个透镜移动架中的各透镜移动架，并且构造成使所述多个透镜移动架中的相应的一个透镜移动架沿光轴方向移动；光圈单元，其构造成与所述多个透镜移动架中的第一透镜移动架以一体的方式移动；以及柔性印刷电路板，其连接到所述光圈单元，其中，所述柔性印刷电路板布置在由通过光轴的平面分割而成的两侧中的一侧，并且所述驱动单元布置在由通过光轴的平面分割而成的两侧中的另一侧。

Description

镜筒

技术领域

本发明涉及镜筒，更特别地涉及执行变焦驱动的镜筒。

背景技术

监控相机已被安装在诸如城镇、港口和体育场的各类地方，并且被用于监控例如可疑人员。监控相机的示例包括能够平摇和俯仰的旋转相机。在旋转相机中，需要在各拍摄方向上的高倍率和高精度的变焦驱动。

包括在诸如监控相机的相机中的普通镜筒以如下方式构造：多个移动透镜组装配在导杆上以在镜筒内沿光轴方向移动。多个移动透镜组包括变焦移动透镜组，并且变焦移动透镜组可包括用于调节入射于变焦移动透镜组的光量的光圈机构(iris mechanism)以及电连接到光圈机构的可移动柔性印刷电路(FPC，或柔性印刷电路板)。利用这种构造，这种类型的镜筒在使设备小型化的同时实现了高倍率化。

然而，在变焦移动透镜组包括光圈机构的情况下，连接到光圈机构的可移动FPC的配置与光圈机构一起改变，以与变焦移动透镜组的光学配置匹配。结果，可移动FPC的可屈曲部分被重复弯曲。

因此，在相机如同监控相机一样长时间地连续操作的情况下，可移动FPC的可屈曲部分重复地接收弯曲载荷。这会导致电气连接性能的劣化。

鉴于这种情况，日本特开2007-33699号公报讨论了一种技术，在该技术中，在与透镜一体地被驱动的快门单元中包括的柔性印刷电路板在与光轴平行的方向上以如下方式弯曲：使得柔性印刷电路板的曲率半径沿着快门单元的前侧或后侧基本上保持恒定。该技术减小了透镜驱动载荷并且还使设备小型化。

然而，根据日本特开2007-33699号公报中讨论的技术，在快门单元沿光轴方向的移动量大的情况下，由于柔性印刷电路板围绕快门单元周围弯曲并且被固定到快门单元，所以施加于固定部附近的载荷会变大。另外，由于在快门单元的侧面部处需要用于围绕快门单元周围弯曲的柔性印刷电路板的空间，如果将另一移动透镜组的套筒布置在快门单元的侧面部中，则会使镜筒大型化。

发明内容

本发明提供一种小型镜筒，即使在设置有多个移动透镜组并且变焦移动透镜组包括光圈机构的情况下，也能确保光圈机构的可移动柔性印刷电路(FPC)的耐久性。

根据本发明的一方面，镜筒包括：多个透镜移动架，其构造成沿光轴方向移动；驱动单元，其设置于所述多个透镜移动架中的各透镜移动架，并且构造成使所述多个透镜移动架中的相应的一个透镜移动架沿光轴方向移动；光圈单元，其构造成与所述多个透镜移动架中的第一透镜移动架以一体的方式移动；以及柔性印刷电路板，其连接到所述光圈单元，其中，所述柔性印刷电路板布置在由通过光轴的平面分割而成的两侧中的一侧，并且所述驱动单元布置在由通过光轴的平面分割而成的两侧中的另一侧。

从以下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和图1B均是示出根据本发明的示例性实施方式的镜筒的分解立体图的图。

图2是根据本发明的示例性实施方式的由同一导杆支撑的透镜移动架的截面图。

图3是根据本发明的示例性实施方式的镜筒内部的侧视图。

图4是根据本发明的示例性实施方式的镜筒内部的从摄像元件侧观察的视图。

图5是根据本发明的示例性实施方式的镜筒内部的从被摄体侧观察的视图。

图6A是示出根据本发明的示例性实施方式的处于广角状态的透镜配置的图，图6B是示出根据本发明的示例性实施方式的处于远摄状态的透镜配置的图。

具体实施方式

以下将参照附图详细说明本发明的示例性实施方式。

图1A和图1B均是示出根据本发明的示例性实施方式的镜筒的分解立体图的图。根据本示例性实施方式的镜筒包括一个固定透镜和三个移动透镜。固定透镜是第一组透镜1，并且移动透镜是第二组透镜2、第三组透镜3和第四组透镜4。第一组透镜1在光轴方向上固定。第二组透镜2通过沿光轴方向移动执行缩放操作(scaling operation)。第三组透镜3通过沿光轴方向移动执行聚焦操作。第四组透镜4通过沿光轴方向移动进行缩放操作。

第一组透镜固定架11保持第一组透镜1并且被固定到前侧保持筒5。第二组透镜移动架21保持第二组透镜2并且用作第一透镜移动架的示例。通过第二组导杆27在光轴方向上可移动地支撑第二组透镜移动架21。此外，第二组透镜移动架21具有与第二组防抖杆28接合的槽部，以防止第二组透镜移动架21围绕第二组导杆27旋转。第二组导杆27和第二组防抖杆28被固定在前侧保持筒5和后侧保持筒6之间。第二组导杆27和第二组防抖杆28是一对第二导杆的示例。

光圈单元22固定到第二组透镜移动架21，并且调节入射在摄像元件9上的光量。通过改变电信号的输入，光圈单元22自由地改变由光圈叶片(未示出)形成的开口部2a的开口直径。光圈单元22由此能够调节入射光量。

可移动柔性印刷电路(FPC)23连接到光圈单元22。可移动FPC23设置成用于传输来自外部的电信号，并且用作柔性印刷电路板的示例。可移动FPC23从镜筒内部向后侧保持筒6的外部延伸，并且连接到外部电源。可移动FPC23具有矩形形状。可移动FPC23的一端侧被固定到光圈单元22，并且另一端侧被后侧保持筒6保持。

齿条24在被施力弹簧25沿光轴方向和旋转方向施力的状态下固定到第二组透镜移动架21。齿条24与步进马达26的螺纹部啮合。通过步进马达26的螺纹部的旋转经由齿条24在光轴方向上驱动第二组透镜移动架21。步进马达26被固定到后侧保持筒6。步进马达26以及步进马达34和44均用作驱动单元的示例，并且设置成分别与第二组透镜移动架21、第三组透镜移动架31和第四组透镜移动架41相对应。

第三组透镜移动架31保持第三组透镜3并且用作第二透镜移动架的示例。通过与后述的第四组透镜移动架41共用的共用导杆35在光轴方向上可移动地支撑第三组透镜移动架31。第三组透镜移动架31具有与共用防抖杆36接合的槽部，共用防抖杆36由第三组透镜移动架31和后述的第四组透镜移动架41共用。因此，防止第三组透镜移动架31围绕共用导杆35旋转。共用导杆35和共用防抖杆36被固定在前侧保持筒5和后侧保持筒6之间。共用导杆35和共用防抖杆36是一对第一导杆的示例。

齿条32在被施力弹簧33沿光轴方向和旋转方向施力的状态下固定到第三组透镜移动架31。齿条32与步进马达34的螺纹部啮合。通过步进马达34的螺纹部的旋转经由齿条32在光轴方向上驱动第三组透镜移动架31。步进马达34被固定到后侧保持筒6。

第四组透镜移动架41保持第四组透镜4并且用作第三透镜移动架的示例。通过共用导杆35在光轴方向上可移动地支撑第四组透镜移动架41。第四组透镜移动架41具有与共用防抖杆36接合的槽部。因此，防止了第四组透镜移动架41围绕共用导杆35旋转。

齿条42在被施力弹簧43沿光轴方向和旋转方向施力的状态下固定到第四组透镜移动架41。齿条42与步进马达44的螺纹部啮合。通过步进马达44的螺纹部的旋转经由齿条42在光轴方向上驱动第四组透镜移动架41。步进马达44被固定到后侧保持筒6。

图2是示出第三组透镜移动架31和第四组透镜移动架41与共用导杆35接合的状态的图。

第三组透镜移动架31相对于共用导杆35具有两个装配部，即第一第三组装配部31a和第二第三组装配部31b。

第四组透镜移动架41相对于共用导杆35具有两个装配部，即第一第四组装配部41a和第二第四组装配部41b。第一第三组装配部31a和第二第三组装配部31b以如下方式装配于共用导杆35：使得第一第四组装配部41a介于第一第三组装配部31a和第二第三组装配部31b之间。同样地，第一第四组装配部41a和第二第四组装配部41b以如下方式装配于共用导杆35：使得第二第三组装配部31b介于第一第四组装配部41a和第二第四组装配部41b之间。换言之，在共用导杆35上(在同一第一共用导杆上)，第三组透镜移动架31的两个装配部中的一个布置在第四组透镜移动架41的两个装配部之间。在共用导杆35上(在同一第一共用导杆上)，第四组透镜移动架41的两个装配部中的一个布置在第三组透镜移动架31的两个装配部之间。

以这种方式，由于第三组透镜移动架31和第四组透镜移动架41被共用导杆35支撑，与独立地设置导杆的情况相比，能够使镜筒小型化。另外，能够增加第三组透镜移动架31和第四组透镜移动架41各自的套筒的长度，使得能够稳定第三组透镜移动架31和第四组透镜移动架41的姿势。

滤波器保持架71保持红外截止滤波器72和玻璃滤波器73。通过导杆75在垂直于光轴的方向上可移动地支撑滤波器保持架71。滤波器保持架71具有与防抖杆76接合的槽部，从而防止滤波器保持架71围绕导杆75旋转。导杆75和防抖杆76被固定在后侧保持筒6和传感器保持架8之间。

齿条74在被施力弹簧(未示出)沿垂直于光轴的方向和旋转方向施力的状态下固定到滤波器保持架71。齿条74与步进马达77的螺纹部啮合。通过步进马达77的螺纹部的旋转经由齿条74在垂直于光轴的方向上驱动滤波器保持架71。步进马达77被固定到后侧保持筒6。

在不截止红外光的称为夜间模式的拍摄模式下，红外截止滤波器72从光路退避。因此，除了可见光之外，还收集了红外光。这使得即使在夜间也能够令人满意地拍摄被摄体。在被称为日间模式的拍摄模式下，红外截止滤波器72插入光路并且收集可见光。因此，能够执行日间被摄体图像拍摄。

透镜FPC61被连接到步进马达26、34、44和77，并且通过通电致动这些马达中的各个马达。光断路器(未示出)被固定到透镜FPC61以检测第二组透镜移动架21、第三组透镜移动架31和第四组透镜移动架41在光轴方向上的位置。传感器保持架8保持摄像元件9并被固定到后侧保持筒6。

图3是根据本发明的示例性实施方式的镜筒内部的侧视图。图4是根据本发明的示例性实施方式的镜筒内部的从摄像元件侧观察的图。

如上所述，可移动FPC23设置成用于从外部向光圈单元22传输电信号。此外，可移动FPC23能够围绕与光轴正交的轴线弯曲。

可移动FPC23的摄像元件侧被固定到后侧保持筒6。因此，如图3所示，当第二组透镜移动架21朝向被摄体侧移动到最大幅度时，可移动FPC23在光轴方向上处于最长延伸状态。这是可移动FPC23具有最小弯曲的状态。此外，如图4所示，当第二组透镜移动架21朝向摄像元件侧移动到最大幅度时，可移动FPC23在垂直于光轴的方向上处于最长延伸状态。这是可移动FPC23具有最大弯曲的状态。

如图4所示，可移动FPC23布置在由通过光轴的平面分割而成的一侧。此外，步进马达26、34和44布置在由通过光轴的平面分割而成的另一侧。

可移动FPC23在镜筒内部形成了充分平缓的弯曲，这在耐久性方面是优选的。根据本示例性实施方式，可移动FPC23和步进马达26、34和44被布置在上述位置处，因此，步进马达26、34和44不会干扰可移动FPC23的移动。更具体地，可移动FPC23能够确保充分平缓的弯曲状态，从而能够提高耐久性。

此外，通过步进马达26、34和44的螺纹部的旋转经由齿条24、32和42驱动第二组透镜移动架21、第三组透镜移动架31和第四组透镜移动架41沿光轴方向直线移动。因此，齿条24、32和42需要具有覆盖满足第二组透镜移动架21、第三组透镜移动架31和第四组透镜移动架41为了变焦和聚焦所需的行进距离的相应长度。此外，齿条24、32和42也通过跟随第二组透镜移动架21、第三组透镜移动架31和第四组透镜移动架41的移动而沿光轴方向移动。因此，必须在齿条24、32和42的光轴方向上的前后提供空间。在这样的空间中，难以布置其它构件。然而，根据本示例性实施方式，由于可移动FPC23和步进马达26、34、44被布置在上述位置处，所以浪费的空间小。这使镜筒小型化。

如上所述，根据本示例性实施方式的镜筒能够在确保可移动FPC23的耐久性的同时使镜筒小型化。

将对第二组导杆27、第二组防抖杆28、共用导杆35和共用防抖杆36进行说明。图5是根据本发明的示例性实施方式的镜筒内部的从被摄体侧观察的视图。

如图5所示，光圈单元22为大致圆形并且布置于在垂直于光轴的方向上大致为矩形的镜筒内部。在镜筒内部，第二组导杆27、第二组防抖杆28、共用导杆35和共用防抖杆36被布置在图5中的各个象限中。换言之，当从光轴方向观察时，第二组导杆27、第二组防抖杆28、共用导杆35和共用防抖杆36分别布置在由正交于光轴的两直线划分而成的四个区域中的相应的一个区域中。第三组透镜移动架31和第四组透镜移动架41被共用导杆35和共用防抖杆36支撑。因此，第二组导杆27、第二组防抖杆28、共用导杆35和共用防抖杆36能够布置在各象限中。

以这种方式，根据本示例性实施方式，在光轴方向上长的第二组导杆27、第二组防抖杆28、共用导杆35和共用防抖杆36被布置在各象限中。因此，避免了镜筒的大型化。

将对第三组透镜移动架31和第四组透镜移动架41各自的行进距离与可移动FPC23的可弯曲范围之间的关系进行说明。图6A是示出根据本发明的示例性实施方式的处于广角状态的透镜配置的图，图6B是示出根据本发明的示例性实施方式的处于远摄状态的透镜配置的图。

如图6A和图6B所示，第三组透镜移动架31和第四组透镜移动架41在光轴方向上均布置在比光圈单元22靠近摄像元件9的位置处。此外，当发生从广角状态到远摄状态的改变时，即使透镜移动架21、31和41的配置发生改变，第三组透镜移动架31和第四组透镜移动架41也会在可移动FPC23能够弯曲的范围内沿光轴方向移动。

这能够在使可移动FPC23在光轴方向上的可弯曲范围最大化的同时使镜筒小型化。

以上说明了本发明的示例性实施方式，但本发明不限于这些示例性实施方式，并且能够在本发明的范围内进行各种替代和变型。

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。权利要求的范围应符合最宽泛的解释，以包含所有这样的变型、等同结构和功能。

Claims (5)

1.一种镜筒，其包括：

第一透镜保持架，其构造成沿第一透镜的光轴方向可移动地保持所述第一透镜；

第二透镜保持架，其构造成沿所述光轴方向可移动地保持第二透镜；

第一驱动单元，其构造成使所述第一透镜保持架沿所述光轴方向移动；

第二驱动单元，其构造成使所述第二透镜保持架沿所述光轴方向移动；

光圈单元，其构造成与所述第一透镜保持架以一体的方式沿所述光轴方向移动；

柔性印刷电路板，其连接到所述光圈单元；

第一导杆和第二导杆，其构造成沿所述光轴方向可移动地保持所述第一透镜保持架；

第三导杆和第四导杆，其构造成沿所述光轴方向可移动地保持所述第二透镜保持架；

其中，所述第一驱动单元和所述第一导杆布置在四个区域中的第一区域中，所述四个区域由包括光轴的第一平面和垂直于第一平面并且包括光轴的第二平面分割而成；

其中，所述第二驱动单元和所述第三导杆布置在所述四个区域中的不同于所述第一区域的第二区域中；

其中，所述第二导杆布置在所述四个区域中的不同于所述第一区域和所述第二区域的第三区域中；

其中，所述第四导杆布置在所述四个区域中的不同于所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域的第四区域中；

其中，所述柔性印刷电路板遍布所述第三区域和所述第四区域的边界。

2.根据权利要求1所述的镜筒，进一步包括第三透镜保持架，其构造成沿所述光轴方向可移动地保持第三透镜；

其中，所述第三导杆和所述第四导杆被构造成沿所述光轴方向可移动地保持所述第三透镜保持架。

3.根据权利要求2所述的镜筒，其中，

所述第二透镜保持架和所述第三透镜保持架均具有待装配于所述第三导杆和所述第四导杆的两个装配部，并且

在所述第三导杆上，所述第二透镜保持架的两个装配部中的一个装配部布置在所述第三透镜保持架的两个装配部之间，并且在所述第三导杆上，所述第三透镜保持架的两个装配部中的一个装配部布置在所述第二透镜保持架的两个装配部之间。

4.根据权利要求1所述的镜筒，

其中，所述第一区域与所述第二区域和所述第四区域相邻，并且所述第二区域与所述第三区域相邻。

5.根据权利要求2所述的镜筒，其中，

所述柔性印刷电路板构造成围绕正交于光轴的轴线弯曲，

所述第二透镜保持架和所述第三透镜保持架均布置在比所述光圈单元在光轴方向上靠近摄像元件的位置处，并且

所述第二透镜保持架和所述第三透镜保持架在所述柔性印刷电路板能够弯曲的范围内沿光轴方向移动。

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