CN1781048A

CN1781048A - 伸缩透镜筒

Info

Publication number: CN1781048A
Application number: CNA2004800111653A
Authority: CN
Inventors: 弓木直人; 高桥裕
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-10-22
Filing date: 2004-08-30
Publication date: 2006-05-31
Anticipated expiration: 2024-08-30
Also published as: WO2005040887A1; KR20060096259A; JP2005128188A; US20090091850A1; US20060182432A1; CN101672967A; JP4359115B2; US7689110B2; US7463824B2; CN100565267C

Abstract

设置在驱动架(15)上并具有相同形状的凸轮销(16)和防脱销(35)分别与设置在凸轮架(17)上的凸轮槽(18)和防脱槽(36)啮合。在驱动架(15)向前推进时与防脱销(35)啮合的防脱槽(36)的一部分上沿光轴方向的至少一侧设置一个第一突起(37)。当向驱动架(15)施加外力时，防脱销(35)的柱状部分(35f)和第一突起(37)彼此接触。这就防止了凸轮销(16)脱离凸轮槽(18)。凸轮销(16)和防脱销(35)由相同的组件制成，从而能够减少组件的数量。

Description

伸缩透镜筒

技术领域

本发明涉及一种用于高变焦系数的伸缩透镜筒。特别是，本发明涉及一种能改善变焦操作、使透镜筒微型化、并且在保持其光学性能的同时缩短透镜筒的整体长度的伸缩透镜筒。

背景技术

近年来，使用者能够立刻查看所摄影像的数码照相机(以下简称DSC)的使用迅速增长。作为这种DSC的透镜筒，一种所谓的伸缩透镜筒，即不用时可以缩短，通常出于不用时的便携性考虑而被采用。

伸缩透镜筒一般包括一伸缩机构，其中的凸轮销与凸轮槽啮合从而驱动透镜架和透镜组。在这样一种伸缩机构中，当施加外力时，必须防止凸轮销脱离凸轮槽，否则会使照相机机身无法工作。例如，专利JP2002-90611A公开了如下所述的一种防止凸轮销脱离凸轮槽的机构。即，在凸轮环的外圆周表面设置一个凸轮槽和一个沿这个凸轮槽延伸的防脱槽，并且在第一透镜架的内圆周表面设置一个分别插入凸轮槽和防脱槽中的锥状凸轮随动件和柱状轴件。这样，当施加外力时，相对的防脱槽的壁表面和轴件彼此接触，从而能够防止在凸轮槽中滑动的锥状凸轮随动件脱离凸轮槽。

但是，在以上描述的常规的伸缩透镜筒中，由于在凸轮槽中滑动的锥状凸轮随动件和在防脱槽中移动的轴件形状不同，所以需要两种组件作为凸轮销。相应地，组件的数量增加了，并且其管理也复杂了。另外，这些组件既小而形状又略有不同，存在装配复杂的问题。例如，如果在安装到第一透镜架上时这些组件被安装反了，凸轮环和第一透镜架就不能被组装。

发明内容

本发明的目的在于提供一种因组件数量少而易于装配、并且包括一种在施加外力时能可靠地防止凸轮销脱离的机构的伸缩透镜筒。

根据本发明的第一种伸缩透镜筒是一种摄取影像时透镜组向前推进的伸缩透镜筒，包括：一个驱动透镜组的驱动架，其包括形状相同的凸轮销和防脱销，它们都包括柱状部分和位于顶端的锥状部分；一个凸轮架，包括凸轮槽和防脱槽，它们分别与凸轮销和防脱销啮合；以及在当驱动架向前推进时与防脱销啮合的防脱槽的一部分上沿光轴方向的至少一侧所设置的一个第一突起。在透镜筒已经被向前推进的状态下，防脱销的柱状部分可以与该第一突起相接触，从而防止凸轮销脱离凸轮槽。

根据本发明的第二种伸缩透镜筒是一种不摄取影像时透镜组缩回的伸缩透镜筒，包括：一个驱动透镜组的驱动架，其包括形状相同的凸轮销和防脱销，它们都包括一个柱状部分和一个位于顶端的锥状部分；一个凸轮架，包括凸轮槽和防脱槽，它们分别与凸轮销和防脱销啮合；在当驱动架缩回时与防脱销啮合的防脱槽的一部分上沿光轴方向的至少一侧所设置的一个第二突起。在透镜筒已经缩回的状态下，防脱销的柱状部分与该第二突起接触，从而防止凸轮销脱离凸轮槽。

根据本发明的第三种伸缩透镜筒是一种摄取影像时透镜组向前推进、并且不摄取影像时透镜组缩回的伸缩透镜筒，包括：一个驱动透镜组的驱动架，其包括形状相同的凸轮销和防脱销，它们都包括一个柱状部分和一个位于顶端的锥状部分；一个凸轮架，包括凸轮槽和防脱槽，它们分别与凸轮销和防脱销啮合；在当驱动架向前推进时与防脱销啮合的防脱槽的一部分上沿光轴方向的至少一侧所设置的一个第一突起；在当驱动架缩回时与防脱销啮合的防脱槽的一部分上沿光轴方向的至少一侧所设置的一个第二突起。在透镜筒已经被向前推进的状态下，防脱销的柱状部分可以与该第一突起相接触，从而防止凸轮销脱离凸轮槽，并且在透镜筒已经缩回的状态下，防脱销的柱状部分与该第二突起接触，从而防止凸轮销脱离凸轮槽。

根据本发明的第四种伸缩透镜筒是一种摄取影像时透镜组向前推进的伸缩透镜筒，包括：一个驱动透镜组的驱动架，其具有一个包括柱状部分和位于顶端的锥状部分的凸轮销；一个凸轮架，包括一个与凸轮销啮合的凸轮槽；在当驱动架向前推进时与凸轮销啮合的凸轮槽的一部分上沿光轴方向的至少一侧所设置的一个第一突起。在透镜筒已经向前推进的状态下，凸轮销的柱状部分与该第一突起接触，从而防止凸轮销脱离凸轮槽。

根据本发明的第五种伸缩透镜筒是一种不摄取影像时透镜组缩回的伸缩透镜筒，包括：一个驱动透镜组的驱动架，其具有一个包括柱状部分和位于顶端的锥状部分的凸轮销；一个凸轮架，包括一个与凸轮销啮合的凸轮槽；在当驱动架缩回时与凸轮销啮合的凸轮槽的一部分上沿光轴方向的至少一侧所设置的一个第二突起。在透镜筒已经缩回的状态下，凸轮销的柱状部分与该第二突起接触，从而防止凸轮销脱离凸轮槽。

根据本发明的第六种伸缩透镜筒是一种摄取影像时透镜组向前推进、并且不摄取影像时透镜组缩回的伸缩透镜筒，包括：一个驱动透镜组的驱动架，其具有一个包括柱状部分和位于顶端的锥状部分的凸轮销；一个凸轮架，包括一个与凸轮销啮合的凸轮槽；在当驱动架向前推进时与凸轮销啮合的凸轮槽的一部分上沿光轴方向的至少一侧所设置的一个第一突起；在当驱动架缩回时与凸轮销啮合的凸轮槽的一部分上沿光轴方向的至少一侧所设置的一个第二突起。在透镜筒已经向前推进的状态下，凸轮销的柱状部分与该第一突起接触，从而防止凸轮销脱离凸轮槽，并且在透镜筒已经缩回的状态下，凸轮销的柱状部分与该第二突起接触，从而防止凸轮销脱离凸轮槽。

附图说明

图1是依照本发明的一个实施例的伸缩透镜筒的分解透视图。

图2是依照本发明的该实施例的伸缩透镜筒中的导柱支撑部分的分解透视图。

图3A显示在理想的伸缩透镜筒中透镜如何倾斜，图3B显示在常规的伸缩透镜筒中透镜如何倾斜，图3C显示在依照本发明的实施例的伸缩透镜筒中透镜如何倾斜。

图4是依照本发明实施例的伸缩透镜筒中的凸轮槽的展开图。

图5A显示当本发明实施例中的伸缩透镜筒收缩时凸轮槽和一个凸轮销之间的关系的截面图，图5B显示驱动镜筒时凸轮槽和凸轮销之间的关系的截面图，图5C显示向前推进镜筒时凸轮槽和凸轮销之间的关系的截面图。

图6是依照本发明实施例显示伸缩透镜筒的凸轮架的分解透视图。

图7是依照本发明实施例显示伸缩透镜筒缩回时的截面图。

图8是依照本发明实施例显示在远摄端时伸缩透镜筒的截面图。

图9是依照本发明实施例显示在广角端时伸缩透镜筒的截面图。

图10是依照本发明实施例显示伸缩透镜筒向前推进时伸缩透镜筒和照相机机身的关系的截面图。

图11是说明在本发明实施例中伸缩透镜筒处在向前推进的状态下施加外力时防止凸轮销脱离的效果的截面图。

图12是显示在本发明实施例中伸缩透镜筒收缩时伸缩透镜筒和照相机机身的关系的截面图。

图13是说明在本发明实施例中的伸缩透镜筒处在缩回状态下施加外力时防止凸轮销脱离的效果的截面图。

具体实施方式

根据本发明中的第一至第六种伸缩透镜筒，可以在施加外力时可靠地防止凸轮销脱离凸轮槽，同时能减少组件数量。

特别是，上述的第一和第四种伸缩透镜筒具有很好的抗摔和抗外力的性能，以及在照相机使用时具有很好的稳定性；当照相机不用时，上述的第二和第五种伸缩透镜筒具有同样的性能；无论照相机在使用还是未使用时，上述的第三和第六种伸缩透镜筒都具有同样的性能。

还有，在上述的第一到第三种伸缩透镜筒中，由于驱动一个移动架的凸轮销和防止凸轮销脱离凸轮槽的防脱销可以用同样的组件制成，因此可以减少组件的数量并且避免复杂的装配工序。

而且，在上述的第四到第六种伸缩透镜筒中，由于无需防脱销或防脱槽来防止凸轮销脱离凸轮槽，因此可以减少组件的数量和装配工序。

下面，将参照图1至13说明本发明的伸缩透镜筒。

图1是依照本发明的一个实施例的伸缩透镜筒的分解透视图。图2是依照本发明实施例的伸缩透镜筒的导柱支撑部分的分解透视图。图3A显示在理想的伸缩透镜筒中透镜如何倾斜，图3B显示在常规的伸缩透镜筒中透镜如何倾斜，图3C显示在依照本发明的实施例的伸缩透镜筒中透镜如何倾斜。图4是依照本发明实施例的伸缩透镜筒中的凸轮槽的展开图。图5A、图5B、图5C显示依照本发明实施例的伸缩透镜筒中凸轮槽和凸轮销之间的关系的截面图。图6是依照本发明实施例显示伸缩透镜筒的凸轮架的分解透视图。图7是依照本发明实施例显示伸缩透镜筒缩回时的截面图。图8是依照本发明实施例显示在远撮端时伸缩透镜筒的截面图。图9是依照本发明实施例显示在广角端时伸缩透镜筒的截面图。图10是依照本发明实施例显示伸缩透镜筒向前推进时伸缩透镜筒和照相机机身的关系的截面图。图11是说明在本发明实施例中伸缩透镜筒处在向前推进的状态下施加外力时防止凸轮销脱离的效果的截面图。图12是显示在本发明实施例中伸缩透镜筒收缩时伸缩透镜筒和照相机机身的关系的截面图。图13是说明在本发明实施例中的伸缩透镜筒处在缩回状态下施加外力时防止凸轮销脱离的效果的截面图。

下面将参照图1至6说明伸缩透镜筒1。如图1所示，设定了一个XYZ三维直角坐标系，伸缩透镜筒的光轴为Z轴(物侧为正向)。L1表示第一组透镜，L2表示第二组透镜，其沿光轴(Z轴)移动以变焦，L3表示第三组透镜，其用以矫正影像模糊，L4表示第四组透镜，其沿光轴移动以矫正变焦造成的影像平面波动并且达到聚焦的作用。

第一组支撑架2支撑第一组透镜L1并且通过螺钉或类似物被固定在一个管状的第一组移动架3上，以便使第一组透镜L1的中心轴平行于光轴。平行于光轴的两个导柱(导向件)4a和4b的每一个的一端被固定在此第一组移动架3上。

第二组移动架5支撑第二组透镜L2并且由上面提到的两个导柱4a和4b支撑以便可以沿光轴方向滑动。而且，第二组透镜驱动装置6，比如一个步进马达，的一个丝杠6a和设置在第二组移动架5上的机架7的一个螺纹部分彼此啮合，藉此第二组透镜驱动装置6的驱动力使第二组移动架5沿光轴方向移动从而变焦。

第三组架8支撑一个影像模糊矫正透镜组L3(第三组透镜)并构成一个影像模糊矫正装置31。

第四组移动架9被两个平行于光轴的导柱11a和11b支撑，并且被置于第三组架8和一个主凸缘10之间，以便第四组移动架9可以沿光轴方向滑动。而且，第四组透镜驱动装置12，比如一个步进马达，的一个丝杠12a和设置在第四组移动架9上的机架13的螺纹部分彼此啮合，藉此第四组透镜驱动装置12的驱动力促使第四组移动架9沿光轴方向移动从而矫正变焦引起的影像平面波动并且达到聚焦的作用。

一个成像元件(CCD)14连接在主凸缘10上。

接下来，将参照图2说明如何支撑导柱4a和4b。

第三组架8上设置了一个支撑部分8a(在主轴一侧)和一个支撑部分8b(在旋转制动器一侧)。导柱4a和4b穿过支撑部分8a和8b，以便保持与光轴平行。由于导柱4a和4b沿光轴方向相对于这两个支撑部分8a和8b滑动，所以固定在每一个导柱4a和4b的一端上的第一组移动架3支撑的第一组透镜L1能保持其相对于设置在第三组架8上的影像模糊矫正透镜L3的精度。而且，导柱4a和4b可滑动地穿过设置在第二组移动架5上的一个支撑部分5a(在旋转制动器一侧)和一个支撑部分5b(在主轴一侧)，藉此第二组移动架5便可由导柱4a和4b支撑并可沿光轴方向滑动。从而，第二组移动架5支撑的第二组透镜L2保持其相对于设置在第三组架8上的影像模糊矫正透镜L3的精确度。

在这里，将参照图3A至3C说明上面提到的第一组透镜L1、第二组透镜L2和第三组透镜L3之间的关系。在这些图中，箭头L1a和L2a分别指示第一透镜组L1和第二透镜组L2的中心轴的方向。

图3A显示这三个透镜组L1、L2和L3的理想状态，其中第一组透镜L1的中心轴L 1a和第二组透镜L2的中心轴L2a都平行于Z轴(Z轴是透镜筒的光轴并且与第三组透镜L3的中心轴一致)。

图3B显示第一组透镜L1和第二组透镜L2由类似于常规透镜筒的系统支撑的情况。由于第一组透镜L1的中心轴L1a和第二组透镜L2的中心轴L2a既不相互平行也不平行于Z轴，所以其光学性能将会降低。

图3C显示依照本发明实施例的情况。第一组透镜L1和第二组透镜L2由相同的导柱4a和4b支撑。因此即使第一组透镜L1的中心轴L1a和第二组透镜L2的中心轴L2a相对于Z轴倾斜，但是中心轴L1a和L2a的方向总能彼此一致。换句话说，因为第一组透镜L1和第二组透镜L2相对于对光学性能影响最大的影像模糊矫正透镜组L3而言总是朝同一方向倾斜，所以可以把对光学性能的破坏降到最低。

接下来，将说明沿光轴方向移动的第一组透镜的构造。

如图1所示，在位于成像元件14一侧的基本上是中空的柱状驱动架15的内圆周表面的一部分上形成一个齿轮15a。并且，在物侧(Z轴的正向)其内圆周表面约以120°的间隔形成三个突起的部分15b。突起部分15b与设置在成像元件14一侧的第一组移动架3的外圆周表面的三个圆周槽部分3a啮合，藉此驱动架15能够绕光轴相对于第一组移动架3旋转，并且驱动架15和第一组移动架3沿光轴方向整体移动。而且，三个凸轮销16a、16b、16c(这三个凸轮销16a、16b、16c合称为凸轮销16)以120°的间隔被压配合并固定在驱动架15的内圆周表面。这些凸轮销16a、16b、16c中的每一个都包括一个形成在顶端的锥状部分16e和一个设置在驱动架15的内圆周表面侧的柱状部分16f。而且，以120°的间隔把用来防止凸轮销16a、16b、16c脱离凸轮槽18a、18b、18c(后面将描述)的防脱销35a、35b、35c(这三个防脱销35a、35b、35c合称为防脱销35)被压配合并固定在凸轮销16a、16b、16c的成像元件14一侧(Z轴的反向)。与凸轮销16a、16b、16c类似，这些防脱销35a、35b、35c中的每一个都包括位于顶端的一个锥状部分35e和一个设置在驱动架15的内圆周表面侧的柱状部分35f。凸轮销16a、16b、16c和防脱销35a、35b、35c具有相同的形状，因此可以使用相同的组件。

在管状凸轮架17的外表面，三个凸轮槽18a、18b、18c(这三个凸轮槽18a、18b、18c合称为凸轮槽18)约以120°的间隔形成。在这三个凸轮槽18a、18b、18c的成像元件14一侧(Z轴的反向)，约以120°的间隔形成三个防脱槽36a、36b、36c(这三个防脱槽36a、36b、36c合称为防脱槽36)。凸轮槽18a、18b、18c和防脱槽36a、36b、36c彼此平行、彼此靠近。

图4是凸轮架17的外圆周表面的展开图。设置在驱动架15上的凸轮销16a、16b、16c分别与凸轮架17的凸轮槽18a、18b、18c啮合。凸轮槽18a、18b、18c的每一个都具有一个位于成像元件14一侧(Z轴的反向)且基本平行于凸轮架17的圆周方向的部分19a，一个位于物侧(Z轴的正向)且基本平行于凸轮架17的圆周方向的部分19c，以及一个呈螺旋式地连接上述部分19a和19c的部分19b。当凸轮销16a、16b、16c处在19a这部分时，第一组透镜L1向成像元件14一侧缩回(一种收缩状态)。从这种状态起，驱动架15绕光轴旋转，以便凸轮销16a、16b、16c移动穿过19b部分并到达19c部分。当凸轮销16a、16b、16c处在19c部分时，第一组透镜L1被向物侧推进。

防脱销35a、35b、35c分别与防脱槽36a、36b、36c啮合。防脱槽36a、36b、36c也有部分55a、55b、55c分别与凸轮槽18a、18b、18c的部分19a、19b、19c平行。当第一组透镜L1处于收缩状态时，防脱销35a、35b、35c处在55a部分，在第一透镜组L1向物侧推进过程中便穿过55b部分，并且在第一组透镜L1向物侧推进之后便处在55c部分。

图5A、5B、5C显示凸轮销16如何与凸轮槽18啮合、以及防脱销35如何与防脱槽36啮合的沿平行于Z轴的平面的截面图，其中，图5A显示第一组透镜L1缩回的状态，图5B显示第一组透镜L1从缩回状态向物侧推进的状态，图5C显示第一组透镜L1完全推进至物侧的状态。

如图5A至5C所示，凸轮槽18的截面在各部分19a、19b、19c上基本是相同的，并且呈梯形，顶边较底边长，与凸轮销16的顶端的锥状部分16e基本具有相同的锥角。

另一方面，在两端的55a和55c部分中，防脱槽36的截面呈长方形状，其成对的相对的侧壁基本垂直于光轴，在介于55a和55c两部分之间的55b部分中，类似于19b部分，其截面呈梯形状，其顶边较底边长，且具有与防脱销35顶端的锥状部分35e基本相同的锥角。顺便提一下，在55b部分中的防脱槽36的截面也可以是呈类似于55a和55c部分中的长方形截面。

在没有外力施加到透镜筒上的通常情况下，无论第一组透镜L1处在什么位置，凸轮销16的锥状部分16e都与凸轮槽18相接触。另一方面，防脱槽36的55b部分沿光轴方向(Z轴方向)上比防脱销35的锥状部分35e宽约0.2mm，防脱槽36的55a和55c部分沿光轴方向上比防脱销35的柱状部分35f的外径宽约0.2mm，并且防脱槽36沿整个长度都比凸轮槽18深约0.1mm。因此，防脱销35和防脱槽36之间有约0.1mm的间隙彼此没有接触。相应地，当在通常状态下驱动第一组透镜时，防脱销35和防脱槽36彼此不接触，因而不产生荷载(摩擦阻力)。

如图5C所示，在防脱槽36的55c部分，在成像元件14一侧(Z轴的反向)，防脱槽36的壁表面向外延伸，从而形成一个面向防脱销35的柱状部分35f的突起(第一突起)37。并且，如图5A所示，在防脱槽36的55a部分，物侧(Z轴的正向)的防脱槽36的壁表面向外延伸，从而形成一个面向防脱销35的柱状部分35f的突起(第二突起)38。

在凸轮架17的外圆周表面上，在凸轮槽18b、18c之间形成有用来旋转支撑凸出在花键状驱动齿轮19的两端的驱动齿轮轴20的承载部分17d以及一个呈半圆柱状凹进以避免与驱动齿轮19干扰的驱动齿轮安装部分(一凹进部分)17a，藉此可以将驱动齿轮19旋转支撑在凸轮架17的外圆周表面。驱动齿轮19把安装在主凸缘10上的驱动单元21(后面将描述)的驱动力传递给设置在驱动架15上的齿轮部分15a。由此，驱动齿轮19的旋转促使驱动架15绕光轴旋转。同时，设置在驱动架15上的凸轮销16a、16b、16c在凸轮架17的凸轮槽18a、18b、18c内移动，藉此驱动架15也沿光轴方向移动。在这里，因为固定在第一组移动架3上的两个导柱4a、4b穿过第三组架8的支撑部分8a、8b，第一组移动架3绕光轴的旋转受到限制，所以当驱动架15沿光轴方向移动时第一组移动架3径直沿光轴方向移动。

第二组移动架5的驱动致动器6固定在凸轮架17的一个安装部分17b上。并且，第四组移动架9的驱动致动器12固定在主凸缘10的安装部分10a上。将驱动力传导给驱动齿轮19的驱动单元21包括一个驱动致动器22和一个由多个齿轮构成的减速齿轮单元23，并且固定在主凸缘10的安装部分10b上。

光圈叶片和快门叶片构成一个具有恒定孔径的用于控制成像元件14的曝光量和曝光时间的快门单元24。

第二组移动架5的原位置探测传感器25是一个包括光发射元件和光接收元件的光探测器传感器，它探测第二组移动架5在光轴方向上的位置，即第二组透镜L2的原位置。第四组移动架9的原位置探测传感器26探测第四组移动架9在光轴方向上的位置，即第四组透镜L4的原位置。驱动架15的原位置探测传感器27探测驱动架15在旋转方向上的位置，即作为一体与驱动架15一起移动的第一组移动架3和第一组透镜L1的原位置。

影像模糊矫正装置31移动影像模糊矫正透镜组L3从而在俯仰方向，即第一方向(Y方向)，以及偏航方向，即第二方向(X方向)上摄取影像时矫正影像模糊。第一电磁致动器41y产生Y方向上的驱动力，还有第二电磁致动器41x产生X方向上的驱动力，从而在基本上垂直于光轴Z的X和Y方向上驱动影像模糊矫正透镜组L3。

如图6所示，第二组透镜驱动致动器6安装在凸轮架17的安装部分17b上。第二组透镜L2的原位置探测传感器25安装在凸轮架17的安装部分17c上，并且一个设置在第二组移动架5上的叶片5c在原位置探测传感器25的前面通过并遮光，从而能够探测到原位置。而且，如稍前所描述的，驱动齿轮19安装在凸轮架17的承载段17d和驱动齿轮安装部分(凹进部分)17a上。

图4显示了三个凸轮槽18a、18b、18c，三个防脱槽36a、36b、36c和三个安装部分17a、17b、17c展开后的关系。换句话说，安装部分17a设置在凸轮槽18b、18c之间，安装部分17b设置在凸轮槽18a、18b之间，安装部分17c设置在凸轮槽18c、18a之间。通过这种方式将安装部分17a、17b、17c设置在这些凸轮槽之间，从而能将驱动齿轮19，第二组透镜驱动致动器6和原位置探测传感器25安装到凸轮架上，并且其中安装部分17a、17b、17c不干扰凸轮槽18a、18b、18c。

下面，将说明如上所述构建的伸缩透镜筒1的操作方式。

在说明伸缩透镜筒1的操作时，首先描述从图7所示的非拍摄(不用)状态经图8所示的(远撮端)状态转换成图9所示的摄影(广角端)状态的操作。

在图7所示的非拍摄状态下，打开照相机主机的电源开关或类似物启动拍摄准备状态。首先，用于驱动第一组透镜L1的第一组透镜驱动致动器22旋转，从而使驱动齿轮19通过减速齿轮单元23旋转。驱动齿轮19的旋转促使与驱动齿轮19啮合的驱动架15既绕光轴旋转又沿光轴方向在凸轮槽18a、18b、18c内移动。启动原位置探测传感器27后，驱动架15向物体方向(Z轴方向)移动，藉此第一组移动架3也向物体方向移动。然后，当旋转量探测传感器(未在图中示出)探测出第一组透镜驱动致动器22已经旋转了预定的旋转量后，第一组移动架3移动至一个预定位置，然后第一组透镜驱动致动器22的旋转停止。在此停止位置，凸轮销16a、16b、16c已经到达凸轮槽18a、18b、18c的19c部分，它在图4的凸轮槽的展开图中基本上平行于凸轮架17的圆周方向。并且，防脱销35a、35b、35c已经到达了防脱槽36a、36b、36c的55c部分。图8显示出这种状态。

接下来，第二组透镜驱动致动器6旋转并通过丝杠6a驱动机架7，从而使第二组移动架5开始沿Z轴移动。然后，启动原位置探测传感器25后，第二组移动架5沿物体方向移动并且停止在图9所示的广角端，以使照相机主机能够摄取一个影像。

在这里，第一组移动架3和第二组移动架5移动至预定位置，并被由第三组架8的支撑部分8a、8b支撑的相同的导柱4a、4b支撑。相应地，即使第一组透镜L1和第二组透镜L2相对于光轴倾斜，也能够获得一定的光学性能，因为倾斜的方向相对于影像模糊矫正透镜组L3而言是相同的。

在实际摄取影像时，第二组透镜驱动致动器6和第四组透镜驱动致动器12分别执行变焦操作和矫正因变焦产生的影像平面波动并实现聚焦的操作。变焦时，在图9所示广角端状态下和在第二组透镜L2移到成像元件14一侧(Z轴的反向)的图8所示远撮端状态下摄取到影像。这样，就可以在从广角端到远撮端的任意位置摄取影像。

下面说明在图8和9所示的摄影状态下对第一组驱动架3施加外力的情况。对第一组架3施加外力的情况等同于，例如，在摄取影像的过程中使用者摔落照相机并且第一组透镜L1面朝下地撞在地面上，也就是在图10所示的状态下，伸缩透镜筒1凸出到照相机主机的外壳50的前表面50a以外。当照相机第一组透镜L1面朝下地摔落时，朝向成像元件14的一个力(Z轴的反向)作用于第一组驱动架3物侧(Z轴的正向)的一个表面，因而以可以绕光轴旋转的方式连接在那里的第一组驱动架3和驱动架15被压向成像元件14一侧。换句话说，在图5C中，在Z轴反方向上的力作用于驱动架15。

参照图11说明这种现象。在Z轴的反方向上的一个力F1作用于驱动架15，藉此设置在驱动架15上的凸轮销16和防脱销35在Z轴的反方向上相对于凸轮槽18和防脱槽36移动。由于凸轮销16和凸轮槽18之间的间隙小于防脱销35和防脱槽36之间的间隙，凸轮销16顶端的锥状部分16e和凸轮槽18的侧壁的锥状表面相互碰撞。因此，凸轮销16受到来自凸轮槽18的沿箭头F11所指方向上的反作用力并且几乎脱离凸轮槽18。但是，接下来，防脱销35的柱状部分35f与防脱槽36边缘上的突起37的侧面碰撞。因为相互碰撞的柱状部分35f和突起37的表面都垂直于Z轴，柱状部分35f和突起37之间的碰撞阻止了驱动架15沿Z轴的反方向相对于凸轮架17的进一步移动。相应地，避免了凸轮销16脱离凸轮槽18。因而，可以防止因摔落照相机时的冲击而使凸轮销16脱离凸轮槽18所造成的伸缩机构的故障。

接下来，将描述从图9所示的摄影状态经图8所示状态到图7所示非摄影状态的操作。

在任意变焦位置关掉照相机的电源后，摄影结束。第二组移动架5首先由第二组透镜驱动致动器6移动至成像元件14一侧，这样形成图8所示的状态。随后，第一组透镜驱动致动器22旋转，从而通过减速齿轮单元23按与上述相反的方向旋转驱动齿轮19。驱动齿轮19的旋转促使与驱动齿轮19啮合的驱动架15绕光轴旋转，同时，凸轮槽18a、18b、18c允许驱动架15向成像元件14的方向移动，从而使第一组移动架3也移动。此后，当原位置探测传感器27探测到驱动架15的旋转时，第一组移动架3移动至预定位置，然后第一组透镜驱动致动器22的旋转停止。在这个停止位置，凸轮销16a、16b、16c已经到达在图4的凸轮槽展开图中基本上平行于凸轮槽18a、18b、18c的凸轮架17的圆周方向的19a部分。而且，防脱销35a、35b、35c已经到达防脱槽35a，35b和35c的55a部分。这就达到了图7所示的收缩状态，此时与摄影状态相比长度缩短了C。

下面说明在图7所示的收缩状态下向第一组驱动架3施加外力的情况。在收缩的状态下，如图12所示，伸缩透镜筒1向内缩回至照相机主机外壳50的前表面50a以内。在这种状态下，使用者将照相机第一组透镜L1面朝下地摔落的情况下，照相机主机的外壳50的前表面50a碰撞地面。在碰撞的这一刻，外壳50受到一个来自地面的与重力方向相反的冲击力。同时，伸缩透镜筒1受到一个重力方向的惯性力，从而使伸缩透镜筒1几乎朝物侧(Z轴的正向)弹出照相机主机。这样，一个力的作用使得在伸缩透镜筒1内绕光轴旋转的方式连接在那里的第一组驱动架3和驱动架15被从凸轮架17向物侧(Z轴的正向)的方向拉出。换句话说，在图5A中，该力沿Z轴正方向作用于驱动架15上。

参照图13说明这种现象。沿Z轴正方向上的一个力F2作用于驱动架15，藉此设置在驱动架15上的凸轮销16和防脱销35沿Z轴正方向相对于凸轮槽18和防脱槽36移动。由于凸轮销16和凸轮槽18之间的间隙小于防脱销35和防脱槽36之间的间隙，凸轮销16顶端的锥状部分16e和凸轮槽18侧壁的锥状表面相互碰撞。因此，凸轮销16受到一个来自凸轮槽18的沿箭头F21所示方向上的反作用力并且几乎脱离凸轮槽18。但是，接下来，防脱销35的柱状部分35f与防脱槽36边缘上的突起38的侧表面相撞。由于相互碰撞的柱状部分35f和突起38的表面垂直于Z轴，柱状部分35f和突起38之间的碰撞阻止了驱动架15沿Z轴正方向相对于凸轮架17的进一步移动。相应地，避免了凸轮销16脱离凸轮槽18。因而，有可能防止因摔落照相机时的冲击使凸轮销16脱离凸轮槽18而产生的伸缩机构的故障。

在这里，本发明实施例在沿光轴方向改变伸缩透镜筒1的长度的收缩操作中，使用了驱动第一组透镜L1的第一组透镜驱动致动器22。在变焦操作中，仅使用了第二组透镜驱动致动器6。这样，由于在实际拍照时变焦操作是由向前推进第一组透镜L1实现的，所以无需操作第一组透镜驱动致动器22，仅驱动第二组透镜驱动致动器6将第二组透镜L2移动至图8和图9之间的预定位置以变焦。相应地，当进行影像摄取动作比如变焦操作时，没必要象常规伸缩透镜筒那样按变焦系数推进和收缩镜筒。在常规伸缩透镜筒中，由于在变焦操作中凸轮筒要旋转以驱动透镜，变焦速度慢并且驱动噪音大。另一方面，在根据本发明的伸缩透镜筒中，使用了一个步进马达作为第二组透镜驱动致动器6，并且通过装在这个步进马达上的丝杠6a直接驱动第二组移动架5，从而实现进给速度快、操作噪音小。按这种方式，即使一个伸缩透镜筒也能实现更快的变焦速度和更低的变焦噪音。

而且，在拍摄影像时，无论变焦系数是多少，凸轮销16a、16b、16c都位于凸轮槽18a、18b、18c的19c部分，并且防脱销35a、35b、35c位于防脱槽36a、36b、36c的55c部分。在缩回(非拍摄)状态时，凸轮销16a、16b、16c位于凸轮槽18a、18b、18c的19a部分，并且防脱销35a、35b、35c位于防脱槽36a、36b、36c的55a部分。这样，设置在防脱槽36a、36b、36c的55c部分的第一突起37提高了拍摄时的抗摔落或类似情况的性能，并且设置在防脱槽36a、36b、36c的55a部分上的第二突起38提高了缩回时的抗摔或类似情况的性能。换句话说，仅仅通过在防脱槽36a、36b、36c的两端设置第一突起37和第二突起38，就可以在大多数情况下(当摄影机机身的电源开、关时驱动第一组透镜L1的短暂期间除外)防止凸轮销16a、16b、16c脱离凸轮槽18a、18b、18c。

如上所述，根据本发明的实施例，突起37设置在防脱槽36的55c部分的成像元件14一侧上，伸缩透镜筒向前推进时防脱销35也处在这里，从而在伸缩透镜筒向前推进时第一组驱动架3受到朝向成像元件14一侧的力的情况下防止凸轮销16与凸轮槽18分离。因此，例如即使当使用者摄取影像时摔落照相机时，照相机仍可以具有足够的抗力。

而且，突起38设置在防脱槽36的55a部分的物侧，伸缩透镜筒收缩时防脱销35也处在这里，从而在伸缩透镜筒收缩时第一组驱动架3受到朝向物侧的力的情况下防止凸轮销16与凸轮槽18分离。因此，例如即使当使用者不用时摔落照相机，照相机仍可以具有足够的抗力。

而且，因为使用相同的组件作为凸轮销16和防脱销35，所以可以减少组件的数量。此外，可以防止在将凸轮销16和防脱销35安装到驱动架15上时颠倒安装位置的错误，从而使照相机更容易装配。

此外，可以单个地驱动第一组透镜L1和第二组透镜L2，从而在驱动第二组透镜L2变焦时不用必须驱动第一组透镜L1。因此，即使一个伸缩透镜筒也能实现更快的变焦速度和更低的变焦噪音。这样，使用者可以立即改变视角，从而可以轻而易举地追逐目标物体、摄取移动影像等等，而这对于常规DSC是难以做到的。

而且，第一组透镜L1和第二组透镜L2相对于影像模糊矫正透镜L3倾斜至少相同的方向的这一结构能够缩短不使用时的整体长度，并同时把对光学性能的破坏最小化。

尽管在上面说明本发明实施例时所举的例子中突起37、38设置在防脱槽36的两端，但本发明不局限于此。可能仅设置突起37和38中的一个。在这种情况下，更倾向于仅设置突起37，因为照相机通常更易在处于使用状态时摔落。

而且，尽管在上面说明本发明实施例时所举的例子中不使用照相机时伸缩透镜筒1缩回到外壳50内，伸缩透镜筒1也可以用于在不使用时伸缩透镜筒1的顶端凸出到外壳50外面的照相机。在这种照相机上，如果在不使用状态(缩回状态)下照相机第一组透镜L 1面朝下摔落，一个朝向成像元件14一侧的外力施加在第一组驱动架3上。为了防止因此时的这种冲击使凸轮销16与凸轮槽18分离，可以在防脱槽36上55a部分的成像元件14一侧形成一个类似于图5C所示的突起37的一个突起。即使在不使用时伸缩透镜筒1缩回到外壳50内的照相机上，在防脱槽36上55a部分的成像元件14一侧的这第二个突起对于防止因照相机不用(缩回状态)时第一组透镜L1面朝上摔落产生的冲击而使凸轮销16与凸轮槽18分离也是有用的。

而且，可以在防脱槽36上55c部分的物侧形成类似于图5A所示的突起38的一个突起(一个第一突起)。有了这个第一突起，即使在伸缩透镜筒1伸出时一个朝向物侧的力作用于第一组驱动架3上，也可以防止凸轮销16与凸轮槽18分离。

按这种方式，在根据本发明的伸缩透镜筒上，在由防脱槽36的55a部分的沿Z轴方向的两边和55c部分的沿Z轴方向的两边组成的四个位置中一个或多个任意选择的位置上形成一个突起。突起应该在哪个位置形成取决于可能作用在照相机和安装在其上的伸缩透镜筒上的外力。通过在上面提到的所有四个位置都设置突起(共四个突起)，能在照相机摔落或类似情况下更进一步增加安全性。

而且，尽管在上述本发明实施例中设置防脱销35和防脱槽36的目的在于防止凸轮销16与凸轮槽18分离，但本发明不局限于此。例如，可以在由凸轮槽18的19a部分的沿Z轴方向的两边和19c部分的沿Z轴方向的两边组成的四个位置中的一个或多个任意选择的位置形成类似于上述突起37和38的突起。有了这种结构，当一个外力沿Z轴方向相对于凸轮槽18移动凸轮销16时，凸轮销16顶端的锥状部分16e首先撞击凸轮槽18的侧壁的锥状表面，然后凸轮销16的柱状部分16f撞击突起，从而防止凸轮销16脱离凸轮槽18。因此，这种结构消除了对防脱销35的需求，从而可以减少组件数量和装配工序的数量。而且，防脱槽36不用必须形成在凸轮架17上，这就有助于凸轮架17的微型化。在由凸轮槽18的19a部分的沿Z轴方向的两边和19c部分的沿Z轴方向的两边所组成的四个位置中的哪个上形成突起取决于可能作用于照相机和安装其上的伸缩透镜筒上的外力。

尽管在上述本发明实施例中防脱槽36a、36b、36c设置在了凸轮槽18a、18b、18c的成像元件14一侧，但即使这些槽的位置颠倒了也能获得类似效果。

尽管设置在第一组透镜L1上的第一组架2和第一组移动架3在上述本发明实施例中是不同的组件，但也可以将它们做成一体，并将导柱4a、4b固定其上。

尽管使用影像模糊矫正装置31可以使第三组透镜L3沿垂直于光轴的方向移动，但即使是第三组透镜L3固定在第三组架8上并且没有影像模糊矫正装置的一般的透镜筒也能达到类似效果。

在不脱离其精神和基本特征的情况下，本发明也可能以其它形式被实施。本申请中公开的本发明的实施例所有内容均应视为说明性的而不是限制性的。发明范围在所附的权利要求书而不是前述说明中予以简要说明，并且其中旨在包含等同于权利要求书的含义和范围内的任何改变。

工业应用

本发明的应用领域没有特别的限制，比如，本发明可以应用于透镜孔相对大、重的、要求高变焦系数的伸缩透镜筒。

权利要求书

(按照条约第19条的修改)

1.一种摄取影像时透镜组向前推进的伸缩透镜筒，该伸缩透镜筒包括：

一个驱动透镜组的驱动架，包括形状相同的凸轮销和防脱销，它们都包括柱状部分和位于顶端的锥状部分；

一个凸轮架，包括凸轮槽和防脱槽，它们分别与凸轮销和防脱销啮合；以及

在当驱动架向前推进时与防脱销啮合的防脱槽的一部分上沿光轴方向的至少一侧所设置的一个第一突起；

其中，在透镜筒已经被向前推进的状态下，防脱销的柱状部分可以与该第一突起相接触，从而防止凸轮销脱离凸轮槽。

2.一种不摄取影像时透镜组缩回的伸缩透镜筒，该伸缩透镜筒包括：

一个驱动透镜组的驱动架，包括形状相同的凸轮销和防脱销，它们都包括一个柱状部分和一个位于顶端的锥状部分；

在当驱动架缩回时与防脱销啮合的防脱槽的一部分上沿光轴方向的至少一侧所设置的一个第二突起；

其中，在透镜筒已经缩回的状态下，防脱销的柱状部分可以与该第二突起相接触，从而防止凸轮销脱离凸轮槽。

3.一种摄取影像时透镜组向前推进、并且不摄取影像时透镜组缩回的伸缩透镜筒，该伸缩透镜筒包括：

一个凸轮架，包括凸轮槽和防脱槽，它们分别与凸轮销和防脱销啮合；

在当驱动架向前推进时与防脱销啮合的防脱槽的一部分上沿光轴方向的至少一侧所设置的一个第一突起；以及

其中，在透镜筒已经被向前推进的状态下，防脱销的柱状部分可以与该第一突起相接触，从而防止凸轮销脱离凸轮槽；并且

在透镜筒已经缩回的状态下，防脱销的柱状部分可以与该第二突起相接触，从而防止凸轮销脱离凸轮槽。

4.删除。

5.一种不摄取影像时透镜筒缩回的伸缩透镜筒，该伸缩透镜筒包括：

一个驱动透镜组的驱动架，具有一个包括柱状部分和位于顶端的锥状部分的凸轮销；

一个凸轮架，包括一个与凸轮销啮合的凸轮槽；以及

在当驱动架缩回时与凸轮销啮合的凸轮槽的一部分上沿光轴方向的至少一个物侧所设置的一个第二突起；

其中，在透镜筒已经缩回的状态下，凸轮销的柱状部分可以与该第二突起相接触，从而防止凸轮销脱离凸轮槽。

6.删除。

Claims

4.一种摄取影像时透镜组向前推进的伸缩透镜筒，该伸缩透镜筒包括：

一个凸轮架，包括一个与凸轮销啮合的凸轮槽；以及

在当驱动架向前推进时与凸轮销啮合的凸轮槽的一部分上沿光轴方向的至少一侧所设置的一个第一突起；

其中，在透镜筒已经向前推进的状态下，凸轮销的柱状部分可以与该第一突起相接触，从而防止凸轮销脱离凸轮槽。

一个凸轮架，包括一个与凸轮销啮合的凸轮槽；以及

在当驱动架缩回时与凸轮销啮合的凸轮槽的一部分上沿光轴方向的至少一侧所设置的一个第二突起；

6.一种摄取影像时透镜组向前推进、并且不摄取影像时透镜组缩回的伸缩透镜筒，该伸缩透镜筒包括：

一个凸轮架，包括一个与凸轮销啮合的凸轮槽；

在当驱动架向前推进时与凸轮销啮合的凸轮槽的一部分上沿光轴方向的至少一侧所设置的一个第一突起；以及

其中，在透镜筒已经向前推进的状态下，凸轮销的柱状部分可以与该第一突起相接触，从而防止凸轮销脱离凸轮槽；并且

在透镜筒已经缩回的状态下，凸轮销的柱状部分可以与该第二突起相接触，从而防止凸轮销脱离凸轮槽。