CN1952718B - 镜筒凸轮机构及制造用于该凸轮机构的转动构件的方法 - Google Patents

Abstract

一种镜筒凸轮机构及制造用于该凸轮机构的转动构件的方法，该镜筒凸轮机构具有用于保持光学元件并包括凸轮从动件的直线移动构件和可以相对于直线移动构件转动并具有形成在其圆周面上的可与凸轮从动件滑动配合的凸轮槽的转动构件，其中，使所述转动构件转动以引导凸轮从动件，使得直线移动构件沿光轴方向前后移动，所述转动构件包括齿轮部和凸轮槽开口部，所述齿轮部向径向外侧扩展并在其外周上具有齿，其中，所述齿轮部与所述凸轮槽开口部在与所述光轴方向垂直的平面上重叠。

Description

镜筒凸轮机构及制造用于该凸轮机构的转动构件的方法

相关申请的交叉引用

本发明包含的主题涉及2005年10月20日在日本专利局提交的日本专利申请JP 2005-306464，其全部内容在此引入作为参考。

技术领域

本发明涉及一种能够通过凸轮机构使镜筒(lens barrel)伸出和缩回的镜筒凸轮机构以及制造适用于该凸轮机构的转动构件的方法。

背景技术

到目前为止，例如，所引用的专利文献1已经描述了这种镜筒凸轮机构。也就是说，所引用的专利文献1所描述的技术涉及一种位于光学系统的光路中的光量调节装置以及其中包含光量调节装置的照相机(下文称作“第一现有技术实例”)。根据该第一现有技术实例的照相机包括具有第一镜头组和第二镜头组的光学系统，该第一镜头组的光射出面被形成为凹面，该第二镜头组包括凸面，来自第一镜头组的光入射在该凸面上，并且该光学系统可利用其在第一镜头组和第二镜头组之间的光学光圈(iris)位置变倍。还包括位于第二镜头组后面具有预定透射率(transmittance)并且可以在打开曝光开口的位置和遮蔽曝光开口的位置之间移动的滤波装置、以及用于基于光学系统的变倍状态和快门速度控制是否将该滤波装置移动到遮蔽曝光开口的位置的控制单元。根据第一现有技术实例的这种照相机的特征在于，如果快门速度在滤波装置位于打开曝光开口的位置的状态下变得高于预定值，则将滤波装置移动到遮蔽曝光开口的位置，使得照相机能够以较低的快门速度进行拍照。

根据具有在所引用专利文献1中描述的上述配置的照相机，可以获得的效果是：可以优化遮光叶片(shutter diaphragm)的配置，可以降低遮光叶片的遮光光量差异的产生，可以执行更适当的曝光，以及可以使照相机的尺寸小型化(所引用专利文献1的日本专利说明书中的第[0094]段)。

此外，所引用的专利文献2已经描述了根据现有技术的这种镜筒凸轮机构的另一实例。所引用专利文献2已经描述了涉及一种具有变焦功能的缩回/伸出镜头装置的技术(下文被称为“第二现有技术实例”)。根据第二现有技术实例的镜头装置包括用于保持镜头并突出设置有凸轮从动件的镜头保持架、以及在内周面上形成有与镜头保持架的凸轮从动件配合的凸轮槽的凸轮筒，该凸轮筒绕镜头光轴转动，其中，与凸轮筒的内周面垂直的垂直面以及相对于该垂直面倾斜的倾斜面形成在凸轮槽的侧面上。

根据具有在所引用专利文献2中描述的上述配置的镜头装置，由于与凸轮筒的内周面垂直的垂直面和相对于该垂直面倾斜的倾斜面被形成在凸轮槽的侧面上，因此，垂直面可以用作对凸轮从动件止动用的止动面。这样，可以防止凸轮从动件从凸轮槽脱离(日本专利说明书的第[0096]段)。

[所引用的专利文献1]日本特开2004-252367号公报

[所引用的专利文献2]日本特开2002-267917号公报

然而，无论是前述第一和第二现有技术实例中的哪一个，凸轮槽都被形成在凸轮架(凸轮筒)等的内周面上，被沿直线引导的直线移动架的凸轮从动件与凸轮槽配合以变得可滑动，驱动齿轮与设置在凸轮环的转轴方向一侧的齿轮部啮合，驱动齿轮通过来自动力源的动力而转动以使凸轮环转动，由此直线移动架可以相应于凸轮环的转动方向而向前移动或向后移动。结果，不能获得直线移动架在转轴方向上的充分大的移动量。

通常，在这种镜筒凸轮机构中，直线移动架的最大移动量由设置在凸轮环上的凸轮槽的转轴方向的长度确定。尽管齿轮部设置在该凸轮环的转轴方向的一侧，但齿轮部应被形成为不与凸轮槽干涉。此外，凸轮槽的转轴方向的长度也由齿轮部的转动方向的长度限定。出于这个原因，凸轮环的转轴方向的长度应被选定为可以确保齿轮部的宽度加上凸轮槽的转轴方向的长度所得到的长度。

然而，在用于近来的数字照相机等的镜筒中，特别是在具有变焦功能的镜筒中，提高光学系统的倍率的要求日益增加，由此必须提高镜头架等直线移动架可在光轴方向上的移动量。另一方面，镜筒本身的小型化的要求也日益增加。因此，必须提供一种可以在不增加凸轮环的转轴方向的长度的情况下使直线移动架的光轴方向的移动量增大的机构。

发明内容

现有技术镜筒凸轮机构中待解决的问题是：如果凸轮环的转轴方向的长度增大，则镜筒的尺寸不可避免地增大，相反，如果镜筒被小型化，则凸轮环的转轴方向的长度不可避免地减小，使得不能期望增大光学系统的倍率。

根据本发明的一方面，提供一种镜筒凸轮机构，其包括：直线移动构件，用于保持光学元件并可以沿所述光学元件的光轴方向移动，所述直线移动构件包括凸轮从动件；以及转动构件，其可相对于所述直线移动构件转动并且还可以沿所述光轴方向移动，所述转动构件具有形成在其圆周面上可与所述凸轮从动件滑动配合的凸轮槽。在所述镜筒凸轮机构中，使所述转动构件转动而用所述凸轮槽引导所述凸轮从动件，使得所述直线移动构件沿所述光轴方向前后移动。所述转动构件包括：齿轮部，其被设置在所述转动构件的转轴方向一端的至少一部分，所述齿轮部向径向外侧扩展并在其外周上具有齿；以及凸轮槽开口部，其通过使所述凸轮槽的所述齿轮部侧的端部向所述转动构件的端面开口而设置，其中，齿轮部与凸轮槽开口部在与光轴方向垂直的平面上重叠，齿轮部具有贯通其中的通孔，并且该通孔具有形成在其上的凸轮槽开口部。

根据本发明的另一方面，提供一种制造转动构件的方法，其中，转动构件包括在外周面上沿圆周方向基本上等间距地形成有多个凸轮槽的圆筒状的圆筒主体部以及与所述圆筒主体部的轴向一端的至少一部分连续的齿轮部，所述齿轮部向径向外侧扩展并且在其外周上形成有齿，当所述多个凸轮槽中的至少一个与所述齿轮部连续时，所述齿轮部具有贯通其中的通孔，并且所述通孔具有形成在其上的凸轮槽开口部，所述方法包括以下步骤：提供拼合模以注塑所述转动构件，其中，所述拼合模由形成与所述转动构件的形状相对应的空间部分的上模和下模、以及在与所述上模和所述下模垂直的方向上执行脱模动作的多个侧模组成，并且通过所述上模或所述下模以及所述侧模的合模面形成所述通孔。

根据本发明的镜筒凸轮机构，由于形成在转动构件的圆周面上的凸轮槽的一端向转动构件的一个端面开口并且设置在转动构件的转轴方向一端的齿轮部与凸轮槽开口部在与光轴方向垂直的平面上重叠，因此可以更大地增大直线移动构件在转轴方向上移动的量。结果，可以在不增加转动构件的转轴方向的长度的情况下增加直线移动构件的转轴方向的长度，因此可以使整个设备的尺寸小且重量轻。

附图说明

图1A和图1B分别是示出根据本发明第一实施例的镜筒的凸轮机构的透视图，其中，图1A示出镜筒的镜筒缩回状态，图1B示出镜筒的镜筒伸出状态；

图2是图1所示的镜筒的分解透视图；

图3是示出图1所示的镜筒的镜筒缩回状态的截面图；

图4是示出图1所示的镜筒的镜筒伸出状态的截面图；

图5是示出根据图1所示的镜筒的固定环的透视图；

图6是以展开方式示出图5所示的固定环的展开图，其中，内周面上的凸轮槽等由虚线示出；

图7A、图7B和图7C示出根据图1所示的镜筒的凸轮环，其中，分别地，图7A是其透视图，图7B是其主视图，图7C是沿图8A中的线X-X截取的截面图；

图8A和图8B示出图7所示的凸轮环，其中，分别地，图8A是其俯视图，图8B是其仰视图；

图9A和图9B分别是图7所示的凸轮环的展开图，其中，图9A是示出外周面上的凸轮槽的展开图，图9B是由虚线示出内周面上的凸轮槽的展开图；

图10是以展开方式示出图2所示的镜筒的转动限制构件的展开图；

图11是图2所示的镜筒的直线移动环的展开图，由虚线示出内周面上的导槽；

图12是示出图2所示的镜筒的自动曝光装置、间隔限制构件、以及两组环的分解透视图；

图13是图2所示的镜筒的两组环的展开图；

图14是示出图2所示的镜筒的一组环、第一组镜头架等的分解透视图；

图15是图14所示的第一组镜头架的展开图，由虚线示出内表面的配合部分；

图16A和图16B示出图1所示的镜筒的一组环和凸轮环被组合的状态，其中，分别地，图16A是从底侧示出一组环和凸轮环的组装状态的透视图，图16B是以放大比例示出图16A的主要部分的说明图；

图17A和图17B分别是在对图16A和图16B所示的一组环和凸轮环的组装体与驱动齿轮之间的关系进行说明时参照的图，其中，图17A是其主视图，图17B是其仰视图；

图18A和图18B分别是在对图16A和图16B所示的一组环和凸轮环的组装体与驱动齿轮之间的关系进行说明时参照的图，其中，图18A是右侧视图，图18B是沿图17B的线Y-Y截取的截面图；

图19A和图19B分别是在对图17A和图17B所示的一组环和凸轮环的组装体与驱动齿轮之间的关系进行说明时参照的图，其中，图19A是示出一组环的凸轮从动件从凸轮环的凸轮槽开口部完全移动到外部的状态的透视图，图19B是其半截面图；

图20A和图20B分别是在对图19A和图19B所示的一组环和凸轮环的组装体与驱动齿轮之间的关系进行说明时参照的图，其中，图20A是一组环和凸轮环的主要部分的展开图，图20B是凸轮槽开口部的展开图，以局部剖视的方式示出图20A的齿轮部；

图21A、图21B和图21C分别是在对图17A和图17B所示的一组环和凸轮环的组装体与驱动齿轮之间的关系进行说明时参照的图，其中，图21A是示出一组环的凸轮从动件移动到凸轮环的凸轮槽开口部的状态的透视图，图21B是其半截面图，图21C是一组环、凸轮环、以及凸轮槽开口部的展开图，以剖视方式示出齿轮部的一部分；

图22A、图22B和图22C分别是在对图17A和图17B所示的一组环和凸轮环的组装体与驱动齿轮之间的关系进行说明时参照的图，其中，图22A是示出一组环的凸轮从动件从凸轮环的凸轮槽开口部移动到凸轮槽中的状态的透视图，图22B是其半截面图，图22C是凸轮槽开口部的展开图，以剖视方式示出齿轮部的一部分；

图23A和图23B分别是在对图17A和图17B所示的一组环和凸轮环的组装体与驱动齿轮之间的关系进行说明时参照的图，其中，图23A是示出一组环的凸轮从动件从凸轮环的凸轮槽开口部移动到凸轮槽中的状态的透视图，图23B是其半截面图；

图24是在对图17A和图17B所示的一组环和凸轮环的组装体与驱动齿轮之间的关系进行说明时参照的展开图，以展开的方式示出图23A所示的一组环和凸轮环，并且还以剖视方式示出齿轮部的一部分以露出凸轮槽开口部；

图25是在对图17A和图17B所示的一组环和凸轮环的组装体与驱动齿轮之间的关系进行说明时参照的透视图，示出一组环的凸轮从动件移动到凸轮环的凸轮槽的镜筒缩回区域内的状态；

图26A和图26B分别是在对图17A和图17B所示的一组环和凸轮环的组装体与驱动齿轮之间的关系进行说明时参照的图，其中，图26A是其半截面图，图26B是以展开方式示出图25所示的一组环和凸轮环的展开图并且还以剖视方式示出齿轮部的一部分以露出凸轮槽开口部；

图27A和图27B分别是在对图17A和图17B所示的一组环和凸轮环的组装体与驱动齿轮之间的关系进行说明时参照的图，其中，图27A是示出一组环的凸轮从动件移动到凸轮环的凸轮槽的光学变焦区域内的状态的透视图，图27B是以展开方式示出图27A所示的一组环和凸轮环的展开图并且还示出齿轮部的一部分以露出凸轮槽开口部；

图28A和图28B分别是在对图17A和图17B所示的一组环和凸轮环的组装体与驱动齿轮之间的关系进行说明时参照的图，其中，图28A是示出一组环的凸轮从动件穿过凸轮环的凸轮槽的光学变焦区域的状态的透视图，图28B是以展开方式示出图28A所示的一组环和凸轮环的展开图并且还示出齿轮部的一部分以露出凸轮槽开口部；

图29A、图29B和图29C分别是在对图2所示的凸轮环的凸轮槽的制造方法进行说明时参照的图，其中，图29A是凸轮环的展开图，图29B是以剖视方式示出图29A所示的齿轮部的一部分以露出凸轮槽开口部的展开图，图29C是沿图29A中的线Z1-Z1截取的截面图，由此露出凸轮环及其注塑金属模的主要部分；

图30A和图30B分别是在对普通凸轮槽制造方法进行说明时参照的图，其中，图30A是凸轮环的展开图，图30B是沿图30A的线Z2-Z2截取的截面图，由此露出凸轮环及其注塑金属模的主要部分；

图31A、图31B和图31C分别是在对根据现有技术的凸轮槽制造方法进行说明时参照的图，其中，图31A是凸轮环的展开图，图31B是以剖视方式示出图31A所示的齿轮部的一部分由此露出凸轮槽开口部的展开图，图31C是沿图31A中的线Z3-Z3截取的截面图，由此露出凸轮环及其注塑金属模的主要部分；

图32是示出采用图1所示的镜筒的照相机设备的实施例的数字静物照相机的透视图，从前侧图解了镜筒缩回的状态；

图33是示出采用图1所示的镜筒的照相机设备的实施例的数字静物照相机的透视图，从前侧图解了镜筒伸出的状态；

图34是示出采用图1所示的镜筒的照相机设备的实施例的数字静物照相机的透视图，从后侧图解了该数字静物照相机；

图35是示出采用图1所示的镜筒的照相机设备的实施例的数字静物照相机的概略结构的框图。

具体实施方式

根据本发明，通过简单的配置可以实现一种镜筒凸轮机构，其中，可以在不增加凸轮环等转动构件的转轴方向的长度的情况下，增大直线移动架等直线移动构件的转轴方向的移动量，使得整个装置可以被小型化和轻型化。

下面将参照附图对本发明的实施例进行描述。

图1A、1B～图35是用于对本发明的实施例进行说明的图。图1A和1B分别是示出根据本发明的镜筒凸轮机构的第一实施例的透视图，其中，图1A示出镜筒的缩回状态，图1B示出镜筒的伸出状态。图2是图1A和1B中所示的镜筒的分解透视图。图3是示出镜筒缩回状态的截面图。图4是示出镜筒伸出状态的截面图。图5是固定环的透视图。图6是固定环的展开图。图7A、7B和7C分别是凸轮环的透视图、凸轮环的主视图以及沿图8A中的线X-X截取的截面图。图8A和8B分别是凸轮环的俯视图和凸轮环的仰视图。图9A和9B分别是凸轮环的外周面和凸轮环的内周面的展开图。图10是转动限制构件的展开图，图11是直线移动环的展开图。

图12是自动曝光装置、间隔限制构件以及两组环的透视图。图13是两组环的展开图。图14是一组镜头、一组环等的透视图。图15是一组环的展开图。图16A和16B分别是从底侧示出凸轮环和一组环组合的透视图以及以放大比例示出凸轮环和一组环的这种组合的主要部分的图。图17A和17B分别是凸轮环和一组环的相同组合的主视图和仰视图。图18A和18B是凸轮环和一组环的相同组合的右侧视图以及沿图17B中的线Y-Y截取的纵向截面图。此外，图19A、19B～图28A、28B是在对一组环的凸轮从动件和凸轮环的凸轮槽之间的位置关系进行说明时参照的图。更具体地说，图19A和19B分别是透视图和截面图，图20A和20B分别是用于说明主要部分的图，图21A、21B和21C分别是透视图、截面图以及用于说明主要部分的图，图22A、22B和22C分别是类似透视图、类似截面图以及类似用于说明主要部分的图，图23A和23B分别是透视图和截面图。图24是用于说明主要部分的图，图25是透视图，图26A和26B分别是截面图和用于说明主要部分的图，图27A和27B分别是透视图和用于说明主要部分的图，图28A和28B分别是透视图和用于说明主要部分的图。

图29A、29B和29C～图31A、31B和31C分别是用于对凸轮环的凸轮槽和金属模之间的关系进行说明的图。更具体地说，图29A、29B和29C分别是在对根据本发明的凸轮环的凸轮槽与金属模之间的关系进行说明时参照的图，图30A和30B分别是用于说明本发明的图，图31A、31B和31C分别是在对不合适的凸轮环的凸轮槽与金属模之间的关系进行说明时参照的图。图32～34是示出采用图1所示的镜筒等的数字静物照相机的第一实施例的图。更具体地说，图32是从前侧示出数字静物照相机处于其镜筒缩回的状态的透视图，图33是从前侧示出数字静物照相机处于其镜筒伸出的状态的透视图，图34是从后侧示出数字静物照相机的透视图。图35是在对图32所示的数字静物照相机的概略结构进行说明时参照的框图。

图1～4中总体由附图标记1表示的镜筒示出了根据本发明的镜筒的第一实施例。该镜筒1包括由多个透镜和滤波器等光学元件组成的摄影光学系统、固定地或可移动地支撑摄影光学系统组件的环主体和架主体等机械系统、使机械系统动作的电动机和齿轮等动力源系统等。

如图2～4所示，镜筒1的摄影光学系统由以下部分组成：由从被摄体侧顺次定位的透镜的组合形成的第一镜头组2、由快门和光圈组成的自动曝光装置3、由多个透镜的组合形成的第二镜头组4、由一个或多于两个的透镜的组合形成的第三镜头组5、低通滤波器(LPF)6、摄像元件(CCD(电荷耦合装置))7等。第一镜头组2和第二镜头组4能够表现出变焦功能并且可以通过使两个镜头组2和4沿光轴方向移动预定量来执行光学系统的变焦操作。此外，第三镜头组5能够表现出调焦功能并且可以通过使第三镜头组5沿光轴方向移动预定量来执行光学系统的调焦操作。

镜筒1的机械系统包括示出直线移动构件的第一具体实例的一组环10、保持第一镜头组2的一组镜头架11、示出直线移动构件的第二具体实例的两组环12、保持第二镜头组4的两组镜头架13、直线移动环14、示出转动构件的具体实例的凸轮环15、固定到如数字静物照相机等照相机的照相机主体的固定环16、保持第三镜头组5的三组镜头架17、固定到固定环16的后部的后镜筒18等。以上这些元件被从被摄体侧顺次布置。然后，包括摄像元件(CCD)7的CCD单元20被安装到后镜筒18。

此外，镜筒1的动力源系统包括使凸轮环15转动的减速齿轮单元21和驱动齿轮22、使光学系统能够执行调焦操作的F电动机单元23等。减速齿轮单元21和F电动机单元23安装到固定环16和后镜筒18的组装体。然后，驱动齿轮22由固定环16和后镜筒18支撑以自由转动。

后镜筒18包括具有在中央部限定的基本上正方形的通孔25的环状后表面部18a、在表面一侧突出以包围后表面部18a上的通孔25的圆周的内侧凸台(boss)部18b以及在表面一侧突出以与后表面部18a的外缘连续的外侧凸台部18c。支撑F电动机单元23的单元支撑部26设置在外侧凸台部18c的一部分。通过使后镜筒18的内侧凸台部18b后侧的周缘凹进形成支座部18d并且CCD单元20被安装在支座部18d上。

如图2～4所示，CCD单元20包括保持CCD(摄像元件)7和其他组件的CCD适配器28、密封橡胶29、滤波器推压装置(filterpushing device)30等。CCD 7被固定到CCD适配器28。CCD适配器28由装配到后镜筒18的通孔25内的基本上正方形的架主体形成。CCD 7以其受光表面可与CCD适配器28的中央开口部相对的方式通过密封橡胶29被固定到CCD适配器28。低通滤波器6位于CCD 7的受光表面的前方。低通滤波器6通过由基本上正方形的架主体形成的滤波器推压装置30固定并且其被可拆卸地支撑到CCD适配器28。在图2中，附图标记31表示用于CCD 7的柔性布线板。

固定到后镜筒18的前部的固定环16具有图5所示的构造。固定环16由用作镜筒1的外壳主体的基本上圆筒状的圆筒体形成。摄影光学系统的所有元件都可以容纳在该固定环16内。如图6的展开图中所示，在作为固定环16的一个端面的光轴方向前表面部16a被形成为垂直于光轴方向的平坦表面部的同时，作为固定环16的另一端面的光轴方向后表面部16b被形成为通过预定的阶梯部在光轴方向上具有不平部。后表面部16b的不平部被设置成与后镜筒18的接合部的不平部相对应。此外，固定环16具有露出驱动齿轮22的一部分的第一缺口33和露出三组镜头架17的一部分的第二缺口34。

固定环16的第一和第二缺口33和34分别向后表面部16b开口。与第一缺口33相对应，对可转动地支撑驱动齿轮22的支撑轴35的轴向一端进行支撑的支撑部16c设置在固定环16的外表面上。然后，与第二缺口34相对应，支撑F电动机单元23的一部分的支撑部16d设置在固定环16的外表面上。此外，具有基本上相同凸轮曲线的两种支撑总共三个凸轮槽37A、37B和37C、以及在光轴方向上直线状延伸的三种总共五个直线移动导槽38A、38B和38C设置在固定环16的内周面上。

固定环16的两种总共三个凸轮槽37A、37B和37C包括在圆周方向上螺旋延伸的斜面部37a和与斜面部37a的前表面部16a侧连续并在与光轴方向垂直的圆周方向上延伸的前水平部37b。还包括与斜面部37a的后表面部16b侧连续并在与光轴方向垂直的圆周方向上延伸并进一步在与前水平部37b相反的方向上延伸的后水平部37c。当三个凸轮槽37A、37B和37C的各斜面37a宽度相同时，中心凸缘39设置在第一种的两个第一凸轮槽37A和37B的各斜面37a上以平分宽度方向。相互平行延伸的右通路39a和左通路39b通过中心凸缘39形成在斜面部37a上。

在构造方面具有不同点的两个第一凸轮槽37A和37B以及第二种的一个第二凸轮槽37C的总共三个凸轮槽37A、37B和37C沿圆周方向基本上等间距地布置在与光轴方向交叉的平坦表面上。将稍后说明的设置在凸轮环15上的三个凸轮从动件可与具有上述构造的两种总共三个凸轮槽37A、37B和37C滑动配合。

另一方面，三种总共五个直线移动导槽38A、38B和38C相互平行地位于以直角与光轴方向交叉的平面上，使得它们在圆周方向上相互间隔适当间距。第一种的两个第一直线移动导槽38A和38B用于在光轴方向上引导两个直线移动环14和转动限制构件80。两个第一直线移动导槽38A和38A可与将稍后说明的设置在直线移动环14上的凸轮从动件和将稍后说明的设置在转动限制构件80上的凸部片滑动配合。两个第一直线移动导槽38A和38A以适当间距位于第一凸轮槽37A和37B中的每一个的一侧(图6中的左手侧)。然后，两个第一直线移动导槽38A和38A被设置成与第一和第二凸轮槽37A和37B的前水平部37b相交叉。

另一方面，第二种的三个第二直线移动导槽38B、38B和38C用于与两个第一直线移动导槽38A和38A一起在光轴方向上引导直线移动环14。在三个第二直线移动导槽38B、38B和38C中，两个第二直线移动导槽38B和38B被设置成与两个凸轮槽37A和37B的斜面部37a相交叉，由此将在倾斜方向上分隔中心凸缘39的槽口部41分别设置在各斜面部37a上。另一方面，与第一直线移动导槽38A类似，余下的一个第二直线移动导槽38C被设置成与第三凸轮槽37C的前水平部37b相交叉。

具有上述结构的固定环16位于后镜筒18的前方并且其通过多个固定螺钉可拆卸地固定到后镜筒18。支撑轴35由固定环16和后镜筒18的镜筒组装体保持，并且可转动地支撑到支撑轴35的驱动齿轮22的部分轮齿在轮齿宽度方向的基本上整个长度上从第一缺口33中向镜筒组装体的外侧露出。减速齿轮单元21可拆卸地安装到固定环16的支撑部16c和后镜筒18的凸缘部以覆盖该驱动齿轮22的露出部分并通过多个固定螺钉紧固固定到其上。

如图2所示，减速齿轮单元21由与驱动齿轮22啮合的输出齿轮(未示出)、向输出齿轮传递动力的一个或多于两个的减速齿轮、通过减速齿轮向变焦电动机44传递动力而使输出齿轮转动的变焦电动机44、可转动地支撑输出齿轮和其他齿轮并可固定地支撑变焦电动机44的壳体45等组成。该壳体45通过固定螺钉被紧固固定到镜筒组装体，由此减速齿轮单元21可被安装成可以被组装和分解。该减速齿轮单元21包括由检测变焦电动机44的转速由此输出检测信号的转动编码器等适当的装置组成的转动检测器。

此外，后镜筒18的单元支撑部26由支撑F电动机单元23以保持F电动机单元23的一对支撑片形成。这对支撑片向前突出以适当间距基本上相互平行。由该单元支撑部26和固定环16的支撑部16d保持的F电动机单元23用作使镜筒1能够执行调焦操作的动力源。F电动机单元23包括调焦电动机46、固定地支撑该调焦电动机46的电动机支架47、可移动地螺纹连接到调焦电动机46的转轴46a的滑座48、在转轴46a的轴向上基本上平行地引导该滑座48的导杆49等。

电动机支架47被形成为U形并且调焦电动机46被固定到一个立起片(raising piece)的外侧。调焦电动机46的转轴46a由进给螺杆轴形成。其转轴46a贯穿一个立起片并且其顶端部被支撑在另一立起片上以可自由地转动。在一个立起片和另一立起片之间，滑座48被螺纹连接到转轴46a以在轴向上可移动。轴线被设定为与转轴46a的轴线基本上平行的导杆49可滑动地穿过滑座48。导杆49的轴向的两个端部被支撑在电动机支架47，并且滑座48可以被该导杆49引导，使得其可以相对于光轴方向前后移动。

第三镜头组5可以通过具有上述配置的F电动机单元23相对于光轴方向前后移动。第三镜头组5位于布置在CCD 7前面的低通滤波器6的前方并且由三组镜头架17保持。三组镜头架17由保持第三镜头组5的镜头保持部17a和与镜头保持部17a的一侧连续的臂部17b组成。臂部17b具有导轴51可滑动插入的滑动支撑部17c以及与F电动机单元23的滑座48接合的接合部17d。

由螺旋弹簧形成的三组弹簧52的一端被卡定于该三组镜头架17。三组弹簧52的另一端被卡定于固定环16。在该三组弹簧52的弹力作用下，三组镜头架17的接合部17d被持续用适当的弹簧偏压力压靠于滑座48上。因此，当F电动机单元23的调焦电动机46被驱动转动时，滑座48被导杆49引导并与F电动机单元23的调焦电动机46的转动方向相对应地克服三组弹簧52的弹力在光轴方向上前后移动。结果，与F电动机单元23的转动量相对应，第三镜头组5在光轴方向上移动预定量，由此执行预定的调焦操作。

凸轮环15位于固定环16的内部。凸轮环15具有图7～9所示的结构。如图7～9所示，凸轮环15具有外径略小于固定环16内径的圆筒状主体部15a以及与其主体部15a的一端面侧连续的凸缘部15b。凸缘部15b向径向外侧扩展。凸缘部15b由占圆周方向的基本上1/2的圆弧状第一凸缘部54a以及位于相对侧与第一凸缘部54a相对的圆弧状第二凸缘部54b组成。第二凸缘部54b被形成为占圆周方向的基本上1/6的区域。与第二凸缘部54b的尺寸基本上相同的第一和第二缺口部55a和55b在圆周方向的两侧形成在第二凸缘部54b和第一凸缘部54a之间。

如图8A和8B所示，凸轮环15的凸缘部15b具有示出凸轮从动件的第一实施例的三个凸轮突出部57A、57B和57C。这三个凸轮突出部57A、57B和57C在圆周方向上基本上等间距地布置。第一凸轮突出部57A设置在第一凸缘部54a的一侧，第二凸轮突出部57B设置在第一凸缘部54a的另一侧，第三凸轮突出部57C设置在第二凸缘部54b上。在这三个凸轮突出部57A、57B和57C中，第一和第二凸轮突出部57A和57B具有设置在其上沿倾斜方向延伸的配合槽58。

三个凸轮突出部57A、57B和57C可与设置在固定环16的内周面上的三个凸轮槽37A、37B和37C滑动配合。三个凸轮突出部57A、57B和57C被形成为与三个凸轮槽37A、37B和37C相对应。设置在第一和第二凸轮槽37A和37B上的中心凸缘39可与设置在第一和第二凸轮突出部57A和57B上的各配合槽58滑动配合。由于通过如上所述在凸轮槽37A和37B的宽斜面部37a上设置中心凸缘39来形成右通路39a和左通路39b，因此即使在通过沿与右通路39a和左通路39b相交叉的方向延伸的第二直线移动导槽38B来在凸轮槽的斜面部37a上产生凹槽时，第一和第二凸轮突出部57A和57B也能够在保持凸轮配合的同时沿凸轮槽37A和37B顺利地移动。

当三个凸轮突出部57A、57B和57C被设定在以直角与主体部15a的轴线交叉的同一平面上时，如图7A和7B所示，仅第三凸轮突出部57C被形成为比其他凸轮突出部57A和57B薄。由直齿圆柱齿轮(spur gear)形成的齿轮部60被设置在凸缘部15b的第一凸缘部54a上以围绕第三凸轮突出部57C。齿轮部60由与第一凸轮突出部57A圆周方向的一侧连续并具有相同齿宽的第一齿轮部60a、形成到第三凸轮突出部57C的轴线方向外侧并可以具有与第一齿轮部60a的齿宽基本上相同齿宽的第二齿轮部60b、以及连接第一和第二齿轮部60a和60b并可以具有由第一和第二齿轮部60a和60b的齿宽相加得到的齿宽的第三齿轮部60c组成。

驱动齿轮22利用齿轮部60a、60b和60c中的任意一个与该齿轮部60持续啮合。因此，当驱动齿轮22通过减速齿轮单元21的致动而转动时，凸轮环15与驱动齿轮22的转动方向相对应向左或向右转动。该齿轮部60圆周方向的长度具有足够大数量的轮齿以使凸轮环15转动预定角度。为此，尽管在凸轮环15由驱动齿轮22驱动转动的同时凸轮环15也沿轴线方向移动，但由于驱动齿轮22的齿宽被设定为比凸轮环15轴线方向的移动量(行程)足够长，因此凸轮环15可以在驱动齿轮22和齿轮部60相互持续啮合的状态下在预定范围内转动。

此外，检测凸轮环15转动位置的翅片(fin)61被设置在凸轮环15的凸缘部15b的第一凸缘部54a上。翅片61与第一凸缘部54a的第三凸轮突出部57C侧的端部连续并且可以被形成为在圆周方向上具有预定长度。尽管未示出，但光传感器被设置在后镜筒18上以检测该翅片61。当光传感器通过翅片61的移动被切换时，可以检测凸轮环15的转动位置。因此，当将稍后说明的控制装置基于从该转动位置检测装置获得的转动位置信息和从设置在前述减速齿轮单元21上的转动编码器获得的检测信息对这些信息进行处理时，可以控制凸轮环15的转动速度和转动位置。

而且，凸轮环15的凸缘部15b的第一凸缘部54a具有可以在齿宽方向上贯通第一凸缘部54a的通孔62。通孔62被形成为可以在与第二凸缘部54b相对的相对侧位置处相对于主体部15a的外周面或齿轮部60的轮齿同心的弧状。主体部15a的面对该通孔62的端部与将稍后说明的第一和第二缺口部55a和55b的形状类似。

具有相同凸轮曲线(轨迹)的三个外凸轮槽65被设置在凸轮环15的主体部15a的外周上。三个外凸轮槽65沿圆周方向基本上等间距地定位，由此使支撑第一镜头组2的一组架10可以在光轴方向上动作，并且镜筒1可以执行光学变焦操作和镜筒缩回操作。如图7A、7B和图9A所示，三个外凸轮槽56中的每一个由用于镜筒缩回操作的镜筒缩回操作区66和与镜筒缩回操作区66连续的变焦操作区67组成。外凸轮槽65的镜筒缩回操作区66在主体部15a的外周面上以大约45度的倾斜角沿倾斜方向螺旋延伸。该镜筒缩回操作区66的一端向主体部15a的凸缘部15b侧的端部开口并且变焦操作区67的一端与镜筒缩回操作区66的另一端连续。

外凸轮槽65的变焦操作区67包括由预定曲线的圆弧状槽形成的变焦槽部67a、由将该变焦槽部67a的一端与镜筒缩回操作区66平滑连通的槽形成的连通部67b、以及封闭变焦槽部67a的另一端的封闭部67c或向主体部15a的凸缘部15b侧的相对侧(凸缘相对侧)的端部打开变焦槽部67a的另一端的开口部67d。变焦操作区67的变焦槽部67a被形成为在主体部15a的凸缘相对侧相对于凸缘部15b侧的凸起形状。变焦操作区67的连通部67b由直线部分平滑连续的槽形成。此外，封闭部67c和开口部67d由在圆周方向上连续的槽形成。

为了形成这些连通部67b和封闭部67c或开口部67d，三种突出部68a、68b和68c被设置在主体部15a的凸缘相对侧。与连通部67b对应设置的三个第一突出部68a由在两侧具有形成的倾斜面的梯形部形成。此外，与封闭部67c对应设置的一个第二突出部68b以及与开口部67d对应设置的两个第三突出部68c和68c由仅在一侧具有形成的倾斜面的梯形部形成。另一方面，如图9A中的双点划线所示，在两个第三突出部68c和68c中，它们的垂直面被设定为凸轮槽的中间部，因此凸轮槽向主体部15a的端面侧开口。

外凸轮槽65的镜筒缩回操作区66的凸缘部15b侧的开口端形成槽开口部71，其中一组环10的将稍后说明的凸轮从动件插入该槽开口部71并从该槽开口部71抽出。按压该一组环的凸轮从动件以向一组环10传递凸轮环15的转动力的按压部72被设置在形成凸轮槽开口部71的一个凸轮槽的侧面外侧。此外，将凸轮从动件保持在离开外凸轮槽65的位置处的保持部73被设置在凸轮槽开口部71上按压部72的相对侧。

如图7A、7C和图9B所示，具有相同凸轮曲线(轨迹)的三组内凸轮槽组74沿圆周方向等间距地位于凸轮环15的主体部15a的内周。三组内凸轮槽74由具有相同凸轮曲线(轨迹)的前内周凸轮槽75和后内周凸轮槽76组合形成。三组内凸轮槽74使支撑第二镜头组的两组架12能够执行光轴方向动作，并且它们还使镜筒1能够执行光学变焦操作和镜筒缩回操作。前内周凸轮槽75和后内周凸轮槽76在主体部15a的作为光轴方向的轴线方向上相距预定间距。此外，前内周凸轮槽75和后内周凸轮槽76被设定成在圆周方向上略微偏移并且其位置处于相互略微扭曲的状态。

前内周凸轮槽75和后内周凸轮槽76的基本凸轮曲线包括沿与外凸轮槽65的镜筒缩回操作区66相似的方向倾斜的第一斜面部77a、沿与第一斜面部77a相反的一侧倾斜的第二斜面部77b、以及在圆周方向上连接第一斜面部77a的一端和第二斜面部77b的一端的水平部77c。还包括有分别与第一斜面部77a的另一端连续的开口部77d和与第二斜面部77b的另一端连续的循环部77e。第一斜面部77a以大约45度角倾斜，而其中间部稍向后侧弯曲。此外，第一斜面部77a具有预定凸轮曲线，使得两组架12可以与通过外凸轮65的变焦槽部67a而在光轴方向上前后移动的一组架10一致地前后移动。第二斜面部77b和循环部77e使两组架12能够执行镜筒缩回操作。第二斜面部77b和循环部77e通过向前侧弯曲的接合部被连接在一起，并且当它们在循环部77e内沿圆周方向移动之后它们回到第二斜面部77b。

前内周凸轮槽75和后内周凸轮槽76具有如上所述的基本凸轮曲线。前内周凸轮槽75包括第一斜面部77a的大部分、水平部77c、第二斜面部77b、以及循环部77e。另一方面，后内周凸轮槽76仅由第一斜面部77a的一部分和开口部77d组成。更具体地说，前内周凸轮槽75的第一斜面部77a向第一内凸轮槽组71中的突出部68b的端面开口并且其还向第二和第三内凸轮槽组74中的突出部68c和68c的侧面开口。前内周凸轮槽75的水平部77c的一部分向主体部15a的凸缘侧的端面开口。

此外，后内周凸轮槽76仅包括开口部77d和第一斜面部77a的开口部77d侧的部分。更具体地说，开口部77d的一端向主体部15a的凸缘相对侧的端面开口并且第一斜面部77a的一端向主体部15a的凸缘侧的端面开口。然后，朝向端部变宽以便于凸轮从动件的插入和移出的引导部78分别形成在前内周凸轮槽75和后内周凸轮槽76的各开口部上。

受到限制使得尽管可以沿转动方向转动但禁止沿光轴方向移动的转动限制构件80被装配在具有上述结构的凸轮环15的凸缘部15b内。如图2和10所示，转动限制构件80包括外径和内径基本上与主体部15a的外径和内径相同的环形圈部80a、与圈部80a的内周连续的两个直线移动导片80b和80b、以及与该转动限制构件80的外周连续的两个凸部片80c和80c。三个缺口81沿圆周方向等间距地被设置在该转动限制构件80的圈部80a的外周上，以避免转动限制构件80与将稍后说明的一组环10的凸轮从动件接触。

转动限制构件80的两个直线移动导片80b和80b以相对的方式位于彼此相距180度的位置处并且它们还向与圈部80的平面方向垂直的方向突出。两个直线移动导片80b和80b可与将稍后说明的两个直线移动导槽滑动配合。此外，两个凸片80c和80c在圆周方向上预定间距朝向径向外侧突出。两个凸部片80c和80c可与前述固定环16的两个第一直线移动导槽38A和38A滑动配合。为了可转动地容纳转动限制构件80的圈部80a，如图7C和8B所示，环状座部15c被设置在凸轮环15的凸缘部15b的内周。

转动受到转动限制构件80限制并且仅能在光轴方向上移动的两组环12被安装到凸轮环15的内周。如图12和13所示，两组环12包括具有圆筒形状的圆筒状主体部12a和形成在圆筒状主体部12a的轴线方向的中间部朝向径向内侧扩展的内凸缘部的两组镜头架12b。凸台部12c被设置在两组环12的两组镜头架12b的内周。由多个透镜组合形成的第二镜头组4安装到凸台部12c。

可与转动限制构件80的两个直线移动导片80b和80b滑动配合的两个直线移动导槽83和83被设置在两组环12的圆筒状主体部12a的外周上。两个直线移动导槽83和83位于彼此相距180度的位置处并且它们的形状为如直线状导槽以与光轴方向平行。此外，可与设置在凸轮环15内周的三组内凸轮槽组74滑动配合的三组凸轮销组84被设置在圆筒状主体部12a的外周。三组凸轮销组84在光轴方向上的高度相同并且它们也沿圆周方向等间距地定位。

凸轮销组84中的每一个由位于光轴方向的前面和后面的前凸轮销85和后凸轮销86组成。前凸轮销85和后凸轮销86也在圆周方向上互相略微偏移。凸轮销组84的前凸轮销85与内凸轮槽组74的前内周凸轮槽75配合，后凸轮销86与后内周凸轮槽76配合。此时，当转动限制构件80的两个直线移动导片80b和80b与设置在两组环12的外周中的两个直线移动导槽83和83配合时，转动限制构件80的两个凸部片80c和80c可与固定环16的两个第一直线移动导槽38A和38A滑动配合。为此，当使凸轮环15转动时，两组环12可沿由前内周凸轮槽75和后内周凸轮槽76设定的内凸轮槽组74的凸轮曲线仅在光轴方向上前后移动，而不会相对于固定环16转动。

通过两组环12和凸轮环15的凸轮机构执行的动作如下。两组环12完全容纳在凸轮环15内的状态是照相机设备的非摄影状态。此时，当前凸轮销85位于前内周凸轮槽75的循环部77e处时，后凸轮销86从主体部15a向后突出，使得其不与后内周凸轮槽76配合。当凸轮环15从该非摄影状态沿伸出方向转动时，前凸轮销85通过前内周凸轮槽75和前凸轮销85之间的配合而从循环部77e移动到第二斜面部77b。因而，两组环12不转动地在光轴方向上前后移动。

当使凸轮环15进一步沿伸出方向转动时，前凸轮销85沿第二斜面部77b移动并到达水平部77c。因而，尽管前凸轮销85和前内周凸轮槽75脱离凸轮配合，但两组环12的一端与转动限制构件80接触，因此可以防止前凸轮销85从前内周凸轮槽75完全脱离。随后，当使凸轮环15沿伸出方向转动时，前凸轮销85进入第一斜面77a，使得前凸轮销85以凸轮配合方式再次与前内周凸轮槽75配合。此外，当使凸轮环15转动时，后凸轮销86接近后内周凸轮槽76并且随后后凸轮销86以凸轮配合方式与后内周凸轮槽76配合。因而，前凸轮销85和后凸轮销86以凸轮配合方式与前内周凸轮槽75和后内周凸轮槽76配合。

当使凸轮环15进一步沿伸出方向转动时，如果两组环12大幅度前进使得前凸轮销85通过第一斜面77a，则前凸轮销85和前内周凸轮槽75之间的凸轮配合脱离。然而，在这种情况下，后凸轮销86以凸轮配合方式与后内周凸轮槽76配合，由此可以保持进一步的凸轮配合。因此，可以仅通过后凸轮销86和后内周凸轮槽76的凸轮配合使两组环12进一步大幅度前进。此时，由于在端部变宽的引导部78形成在前内周凸轮槽75的前端和后端以及后内周凸轮槽76的后端的各开口部上，因此可以顺利地执行在切换前凸轮销85和后凸轮销86之间的凸轮配合时进行的切换动作。应该指出，在摄影状态变换到非摄影状态时所执行的操作与上述操作相反。

自动曝光装置3以在沿转动方向的移动受到限制的同时可以朝向光轴方向移动预定距离的方式安装到两组环12的前部。自动曝光装置3是具有遮蔽和打开光通过的光路的快门功能、改变光路直径的可变光圈功能、以及将滤波器插入光路和从光路中抽出滤波器的滤波功能的光学装置。如图12所示，该自动曝光装置3包括环状中空保持件88，并且快门叶片、光圈叶片(iris diaphragm)和滤波器叶片(filter diaphragm)被布置成围绕中心孔以包围该中心孔。三个导向突起89沿圆周方向等间距地布置在保持件88的外表面上。

两组环12包括与自动曝光装置3的三个导向突起89对应的三个突起容纳部91。导向突起89分别与这些突起容纳部91配合，由此自动曝光装置3可以在光轴方向上前后移动突起容纳部91内的间隙量。此外，示出弹性构件具体实例的、在弹力作用下对自动曝光装置3和两组环12施力的多个压缩螺旋弹簧92介于自动曝光装置3和两组环12之间。多个压缩螺旋弹簧92伸展至最大以使自动曝光装置3可以距两组环12最远的位置是摄影状态的位置。相反，多个压缩螺旋弹簧92收缩至最大以使自动曝光装置3可以距两组环12最近的位置是非摄影状态的位置。

在非摄影状态下，两组环12的凸台部12c进入自动曝光装置3的保持件88的中心孔88a中。为此，中心孔88a的直径被设定成比凸台部12c的直径大。此外，凸台部12c的顶端面被构造成延伸穿过中心孔88a并基本上与保持件88的前表面平齐。因此，在非摄影状态下，自动曝光装置3的快门功能、可变光圈功能和滤波器功能的叶片应从中心孔88a向外侧移动。为了确保这些功能，间隔限制构件94介于自动曝光装置3和两组环12之间。

间隔限制构件94具有如图12所示的结构。间隔限制构件94包括可转动地装配在两组环12的凸台部12c上的圈部94a和被形成为从圈部94a的外周向径向外侧突出的杆部94b。在与圈部94a的平面方向垂直的方向上延伸的凸轮突起94c被设置在杆部94的顶端。该凸轮突起94c在间隔限制构件94被组装在两组环12中的状态下通过在两组镜头架12b中限定的孔延伸到自动曝光装置3的相对侧。然后，间隔限制构件94通过示出弹性构件具体实例的扭力弹簧95被持续沿预定转动方向施力。

此外，间隔限制构件94的圈部94a包括防止自动曝光装置3和两组环12相互接近超过预定量的三个止动部94d。三个止动部94d沿圆周方向基本上等间距地位于与圈部94a的凸轮突起94c突出侧相对的表面上。当镜筒1被设定为正好在非摄影状态之前的状态时，间隔限制构件94的凸轮突起94c与从后镜筒18的后表面部18a向前突出的凸轮突起18e接触。当镜筒1从该状态进一步向非摄影状态的方向移动时，间隔限制构件94根据凸轮突起94c的凸轮面和凸轮突起18e的凸轮面转动预定量。

结果，当使间隔限制构件94转动预定量时，三个止动部94d移动到不存在自动曝光装置3的止动面(未示出)的位置并且将自动曝光装置3和两组架12从间隔限制解除。因而，由于自动曝光装置3变得能够向可接近两组环12的方向移动，因此可以通过将两组环12容纳在自动曝光装置3中而缩短光轴方向的长度。另一方面，在摄影状态下，间隔限制构件94的三个止动部94d介于自动曝光装置3和两组环12之间。因此，可以通过利用止动部94d限制自动曝光装置3和两组环12之间的间距来防止它们之间的间距减小得超过必需量。

根据上述结构，即使是在摄影状态下无意的外力和冲击施加到镜筒1时，也可以防止自动曝光装置3和两组环12之间的间距变得比预定量窄。为此，可以防止自动曝光装置3被推压在两组环12上，由此可以保护自动曝光装置3的适当功能如快门功能和可变光圈功能等。另外，在非摄影状态下从两组环12到自动曝光装置3的厚度与摄影状态下的厚度相比可以减小。

如图2和3等图所示，一组环10被安装到凸轮环15的主体部15a的外周以可自由地相对转动。如图2和4等图所示，一组环10包括内部插入了主体部15a的圆筒状主体部10a、与圆筒状主体部10a的轴线方向的一端连续并向径向的外侧扩展的外凸缘部10b、以及与作为圆筒状主体部10a的轴向另一端的前侧连续并向径向内侧扩展的内凸缘部10c。此外，沿光轴方向向后突出的三个支架10d沿圆周方向等间距地被设置在一组环10的圆筒状主体部10a上。

三个支架10d包括向径向外侧突出的导向凸起部97以及示出凸轮从动件具体实例的向径向内侧突出的凸轮销98。尽管导向凸起部97和凸轮销98被定位成在相同位置相互重叠，但当导向凸起部97与支架10d的一部分一体形成时，凸轮销98通过利用压力在其上插入不同的构件而与支架10d一体形成。也就是说，导向凸起部97由在光轴方向上延伸的块状部分形成并且三个导向凸起部97可与直线移动环14的将稍后说明的直线移动导槽滑动配合。

三个凸轮销98是可与设置在凸轮环15的主体部15a外周的三个外凸轮槽65滑动配合的凸轮从动件。凸轮销98包括与外凸轮槽65滑动接触的销头部98a、利用压力装配在支架10d的安装孔内的固定部98b、以及设置在固定部98b和销头部98a之间的凸缘部98c。凸缘部98c起到限制固定部98b的插入深度由此将销头部98a的突出量保持在预定量的作用。与凸轮环15的按压部72接触的操作面99被设置在设有凸轮销98等适当构件的支架10d的一个侧面。操作面99被设定成与按压部72的倾斜面相对应的倾斜角并且该倾斜角大致为45度。

该一组环10以朝向转动方向的移动可受到限制并且仅能在光轴方向上移动的方式安装到直线移动环14的内周。如图2和11所示，直线移动环14包括其中插入了一组环10的圆筒状主体部14a和设置在圆筒状主体部14a的光轴方向的一端并且还向径向外侧扩展的外凸缘部14b。外凸缘部14b包括可与设置在固定环16内周的五个直线移动导槽38A、38A、38B、38B和38C滑动配合的五个突出部14c。五个突出部14c分别位于与五个直线移动导槽38A、38A、38B、38B和38C对应的位置处。尽管固定环16的所有五个直线移动导槽38A、38A、38B、38B和38C穿过凸轮槽37A、37B和37C，但五个交叉部位的光轴方向位置在五个直线移动导槽38A、38A、38B、38B和38C中并不全部相同，使得可以防止直线移动环14的五个突出部14c与固定环16的五个直线移动导槽38A、38A、38B、38B和38C的五个配合同时脱离。结果，直线移动环14可以相对于固定环16在光轴方向上前后顺利移动。更具体地说，在固定环16的两个直线移动导槽38B和38B与凸轮槽37A和37B相互交叉的光轴方向位置上，直线移动环14的五个突出部14c中的两个突出部14c的配合被解除并且其余三个突出部14c可以保持它们与直线移动导槽38A、38A和38C的配合。另一方面，在固定环16的三个直线移动导槽38A、38B和38C与凸轮槽37A、37B和37C相互交叉的光轴方向上，直线移动环14的五个突出部14c中的三个突出部14c的配合被解除并且其余两个突出部14c可以保持它们与直线移动导槽38B和38B的配合。

可与设置在一组环10外周上的三个导向凸起部97滑动配合的三个直线移动导槽101被设置在直线移动环14的圆筒状主体部14a的内周。三个直线移动导槽101沿圆周方向基本上等间距地定位并且它们相互平行地沿光轴方向直线状延伸。在每个直线移动导槽101中，当外凸缘部14b侧的端部向圆筒状主体部14a的端面开口时，其相对侧的端部在光轴方向的中间部被打断。因此，当一组环10能够在外凸缘部14b侧进入直线移动环14时，其到达外凸缘部14b相对侧的顶端侧的尽头，使得可以防止一组环10无意中从顶端侧落下。

用于直线移动环14以主要保持镜筒1的外观的装饰环102被安装到直线移动环14的外周并与该直线移动环14的外周形成为一体。然后，将凸轮环15安装到被安装到固定环16内周的直线移动环14的内周。

更具体地说，设置在一组环10内周的三个凸轮销98分别可与设置在凸轮环15外周的三个外凸轮槽74滑动配合。然后，设置在一组环10外周的三个导向凸起部97可与形成在直线移动环14内周的三个直线移动导槽101滑动配合。此外，向直线移动环14外周突出的五个突出部14c分别可与设置在固定环16内周的五个直线移动导槽38A、38A、38B、38B和38C滑动配合。与此同时，设置在凸轮环15的凸缘部15b上的三个凸轮突出部57A、57B和57C分别可与设置在固定环16内周的三个凸轮槽37A、37B和37C滑动配合。此外，被保持在凸轮环15上的转动限制构件80的两个凸部片80c分别可与设置在固定环16内周的两个直线移动导槽38A和38A滑动配合。

如上所述，在直线移动环14和转动限制构件80中，由于直线移动环14的五个突出部14c与固定环16的五个直线移动导槽38A、38A、38B、38B和38C配合并且转动限制构件80的两个凸部片80c与固定环16的两个直线移动导槽38A和38A配合，因此可以防止直线移动环14和转动限制构件80相对于固定环16转动。此外，它们仅一体地沿光轴方向移动凸轮环15沿光轴方向移动的距离，并由此朝向光轴方向移动。此外，由于一组环10的三个导向凸起部97与直线移动环14的三个直线移动导槽101配合，因此一组环10可以相应于凸轮环15的转动量沿光轴方向前后移动而不会转动。应该指出，一组环10和两组环12被施力成在示出弹性构件具体实例的多个螺旋弹簧103的弹力作用下沿光轴方向相互吸引。

一组环10和凸轮环15的凸轮机构的动作如下。如图16A、16B、图17A、17B和图18A、18B所示，一组环10完全缩回在凸轮环15中的状态是照相机设备的非摄影状态。此时，凸轮环15的外凸轮槽65的后端侧开口并且在该照相机非摄影状态下凸轮销98位于开口的凸轮槽开口部71的保持部73并因此与外凸轮槽65脱离。当使凸轮环15从该状态沿伸出方向转动时，凸轮环15的按压部72与一组环10的支架10d的操作面99碰撞，使得一组环10通过由此倾斜的操作面99被提升。通过该凸轮环15的推力和提升力使一组环10沿光轴方向移动而不会相对于固定环16转动。

此外，当使凸轮环15转动至凸轮环15处于伸出方向的程度时，凸轮销98与外凸轮槽65配合。当凸轮环15进一步转动时，凸轮环15的按压部72与一组环10的操作面99之间的接触状态被解除。此后，一组环10可相应于凸轮环15的转动量沿外凸轮槽65的凸轮曲线(轨迹)在光轴方向上前后移动而不会相对于固定环16转动。此时，由于外凸轮槽65的开口端宽度向端部增加，因此可以可靠且容易地使凸轮销98与外凸轮槽65配合。应该指出，在照相机设备从摄影状态变换至非摄影状态时获得的移动与上述操作相反。

如图2和14所示，在光轴方向上高度变化的多个阶梯状固定部105被设置在内凸缘部10c上，该内凸缘部10c被设置在一组环10的内周上。一组镜头架11利用设置在内凸缘部10c上的多个固定部105而被保持并固定到一组环10。一组镜头架11由装配在内凸缘部10c内的环状构件形成，由多个透镜组合形成的第一镜头组2被保持在一组镜头架11的内周。将一组镜头架11固定到一组环10的多组(在本实施例中为三组)夹持突起106沿圆周方向基本上等间距地被设置在一组镜头架11的外周上。

每个夹持突起106由以预定间隙位于光轴方向前面和后面的前突起106a和后突起106b组合形成。前突起106a和后突起106b被定位成沿圆周方向具有小偏移。当内凸缘部10c的固定部105被具有上述配置的多个夹持突起106从前面和后面夹在中间时，一组镜头架11被固定到一组环10。在这种固定状态下，当一组镜头架11沿圆周方向转动时，一组镜头架11可以相应于该转动量而在光轴方向上前后移动阶梯形状的台阶部的量。图14等图中的附图标记18表示覆盖第一镜头组2的圆周的装饰环。

如图2～4所示，在非摄影状态下遮蔽用作摄影开口的光路由此保护摄影光学系统的镜头挡板单元110设置在一组环10的前端。镜头挡板单元110包括环状挡板主体110a、可转动地支撑到挡板主体110a上的一对开闭叶片110b、使开闭叶片110b开闭的叶片开闭机构110c等。多个接合爪(click)110d沿圆周方向基本等间距地被设置在挡板主体110a上。镜头挡板单元110通过那些接合爪110d与圆筒状主体部10a的内周接合而被固定到一组环10。

尽管未示出，镜头挡板单元110的叶片开闭机构110c包括使开闭叶片110b转动的驱动臂。可以通过朝向光轴方向的相对运动而使驱动臂转动。因此，当通过朝向光轴方向的相对运动而使驱动臂转动时，镜头挡板单元110的光路可以通过开闭该开闭叶片110b而被开闭。

此外，如图2、3和4所示，保持镜筒1的外观的装饰环112被安装到一组环10。该装饰环112可以起到与用于直线移动环14的装饰环102类似的作用并且被安装到一组环10，由此一体地固定到一组环10。尽管这些装饰环112和102的合适材料是金属例如铝合金和不锈钢等，但不用说工程塑料也可以用作上述材料。此外，尽管一组环10、一组镜头架11、两组环12、直线移动环14、凸轮环15、固定环16、三组镜头架17、以及后镜筒18的合适材料是纤维增强塑料(FRP)，但不用说ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)树脂和其他工程材料也可以用作上述材料并且铝合金和其他金属也可以用作上述材料。

如图3和4所示，柔性布线板115电连接到自动曝光装置3。柔性布线板115的一端连接到致动器的布线电路，该致动器用于驱动自动曝光装置3的快门机构、可变光圈机构等。柔性布线板115的另一端电连接到安装于镜筒1外部的电源。柔性布线板115的一端以适当松弛度位于两组环12内，使得即使在自动曝光装置3和两组环12之间的间距变化时也不会由其自身的反作用力产生不良影响。

如上所述，凸轮环15的外凸轮槽65以如下方式构造，即被组装到两组环12内的自动曝光装置3恰好在非摄影状态之前被压靠在两组环12上并且两组环12和自动曝光装置3之间的间距在非摄影状态下可以被最小化。因而，与处于非摄影状态的现有技术的镜筒相比，可以实现更薄的伸缩型(collapsing type)镜筒。

图19A、19B、图20A、20B、图21A、21B、21C、图22A、22B、22C、图23A、23B、图24、图25、图26A、26B、图27A、27B、和图28A、28B是在对镜筒1从镜筒缩回状态伸出并被改变到变焦状态的状态进行说明时参照的图。下面，简要说明镜筒1的改变状态。

图19A、19B和图20A、20B示出镜筒1置于镜筒缩回状态的状态。在该状态下，一组环10的三个凸轮销98被容纳在保持部73内，该保持部73被设置在向凸轮槽15的外凸轮槽65的镜筒缩回操作区66中的凸缘部15b侧开口的凸轮槽开口部71的外部。此时，在三个凸轮销98中，两个凸轮销98位于凸缘部15b的两个缺口部55a和55b。另一方面，如图16A和16B所示，余下的一个凸轮销98被插入到限定在第一凸缘部54a中的通孔62内，由此暴露于凸缘部15b的后表面侧。

当凸轮环15基于通过减速齿轮单元21的驱动齿轮22的转动相对于一组环10转动时，执行使一组环10前后移动的操作。首先，说明一组环10的伸出操作。当凸轮环15沿伸出方向转动时，首先，使凸轮环15改变到图21A、21B和21C所示的状态。此时，设置在凸轮环15上的按压部72与设置在一组环10上的支架10d的倾斜操作面99接触，使得按压部72沿圆周方向按压操作面99。此时，通过按压部72的倾斜面与操作面99的倾斜面的作用产生指向光轴方向的力。

按压部72与操作面99接触，以将凸轮销98从图21A、21B和21C所示的状态改变至图22A、22B和22C所示的状态。更具体地说，按压部72和操作面99的接触逐渐从支架10d的顶端移动到底端侧。然后，当凸轮销98完全插入到外凸轮槽65内时，如图23A、23B和图24所示，按压部72和操作面99之间的接触被改变至凸轮销98与外凸轮槽65的一个侧面之间的接触。此后，通过凸轮销98和外凸轮槽65之间的接触，凸轮销98由外凸轮槽65引导，由此执行图25、图26A、26B、图27A、27B和图28A、28B所示的光学变焦动作。

图25、图26A和26B示出镜筒1从镜筒缩回操作区66改变至变焦操作区67的状态。当镜筒1从这些状态改变至图27A和27B所示的状态时，由于这种改变是第一镜头组2接近第二镜头组4的改变，因此广角(广角镜头)侧增大了。另一方面，当镜筒1从图27A和27B所示的状态改变至图28A和28B所示的状态时，由于这种改变是第一镜头组2远离第二镜头组4的改变，因此远摄(远摄镜头)侧增大了。

通过与图19A、19B～图28A和28B所示动作相反的动作执行一组环10的缩回动作。

图29A、29B和29C是在对通过模塑成型形成前述本发明的凸轮环15的金属模进行说明时参照的图。图30A和30B是用于对普通金属模进行说明的图，图31A、31B和31C是用于对位于普通金属模和关于本发明的凸轮环15的金属模之间的中间位置的金属模进行说明的图。

如图30A和30B所示，已经考虑到凸轮环15A具有齿轮部被设置在凸缘部的外周上的普通外周齿轮系，将会认识到形成在凸轮环15A上的凸轮槽65和齿轮部60被置于如图30A所示展开的位置关系。现在，假定G是凸轮环15A的光轴方向的长度，K是齿轮部60的齿宽，则为了防止凸轮槽65和齿轮部60相互干涉，应该在齿轮部60和凸轮槽65之间形成间隙M，从而防止凸轮槽65与齿轮部60接触。此时，凸轮槽65的光轴方向的长度变为H1。

在这种情况下，如图30B所示，当采用普通拼合金属模201时，可以很容易地通过注塑成型生产凸轮环15A。当具有普通外周齿轮系的凸轮环15A通过注塑合成树脂形成时，拼合金属模201示意性地示出所需的金属模滑芯(slide core)。拼合金属模201具有与凸轮槽的形状对应的突缘，从而以颠倒的方式形成凸轮环15A的凸轮槽65。当在注塑之后该拼合金属模201在与凸轮环15A的转轴垂直的平面方向上平移移动时，可以通过将凸轮环15A脱模而形成凸轮槽65。

然而，当使用图30B所示的拼合金属模201时，不能充分地获得凸轮环15A的凸轮槽65的长度H1。为了增加凸轮槽65的长度，考虑到凸轮槽65和齿轮部60之间的位置关系应该被设定成图31A或图31B所示的状态。图31A示出本发明的凸轮环15，图31B示出穿过图30A所示的凸轮环15A的齿轮部60镗孔通孔62的这种凸轮环，凸轮槽65延伸到通孔62的内部。在图31A所示的凸轮环15的情况下，可以将凸轮槽65的长度延长长度N。在图31B所示的凸轮环15B的情况下，可以将凸轮槽65的长度延长长度N1。

然而，无论图31A和31B中的哪种情况，在图30B所示的普通金属模滑芯204中，由于部分205进入限定在齿轮部60的内侧的通孔62中，因此在该部分形成所谓的根切(undercut)。为此，不能通过该金属模滑芯204连续模制凸轮环15(或15B)。

另一方面，可以通过采用图29C所示的两个拼合金属模207和208进行连续模制。为此，凸轮槽65被分成在光轴方向上不与齿轮部60重叠的部分和在光轴方向上与齿轮部60重叠的部分。然后，凸轮槽65的非重叠部分被设置在第一拼合金属模207上，凸轮槽65的重叠部分被设置在第二拼合金属模208上。结果，在将第一拼合金属模207移动到横向侧的同时，可以向与移动第一拼合金属模207的方向垂直的下方移动第二拼合金属模208。

当使用上述金属模时，由于可以防止凸轮槽65的光轴方向的长度H受到齿轮部60的齿宽K的限制，因此，可以在不增加凸轮环15的光轴方向的长度G的情况下延长凸轮槽15，并且可以在一组环10的光轴方向上保持足够大的移动量。因此，现在假定凸轮槽的长度不变，则凸轮环15的光轴方向的长度G可以减小更多，由此镜筒可以被小型化。

图32～34所示的数字静物照相机300示出采用根据本发明的前述镜筒1构造的照相机设备的第一实施例。该数字静物照相机300可以采用半导体记录介质作为信息记录介质，可以通过CCD(电荷耦合装置(固态摄像元件))将来自被摄体的光学像转换为电信号，可以将该电信号记录在半导体记录介质上或者可以将该电信号显示在作为液晶显示器等显示装置的平面显示面板302上。

该数字静物照相机300包括拾取被摄体的图像作为光以将该光导入用作摄像元件的CCD(电荷耦合装置)中的上述镜筒1、其中收容了镜筒1以及其他装置和设备的照相机壳301、用作由液晶显示器等形成的显示装置以基于从CCD输出的视频信号显示图像的平面显示面板302、对镜筒1的操作和平面显示面板302上的显示等进行控制的控制装置、电池电源(未示出)等。

照相机壳301由长方形扁平容器形成，并且其由在前后方向上一个在另一个上放置的前壳303和后壳304、介于前壳303和后壳304之间的基本上矩形的架体形成的中央壳305等组成。环状装饰环306安装到前壳303的前表面的从中心向一侧略微偏移的位置，并且镜筒1前侧的一组环10与装饰环306的中心孔307相对，使得其可以被前后移动等。

图32示出镜筒1的非摄影状态(镜筒缩回状态)并且其与图1A对应。镜筒1的基本上整个前表面被构造成与前壳303的前表面基本上平齐。此外，图33示出镜筒1的摄影状态(伸出状态)并且其与图1B对应。如图33所示，覆盖一组环10的装饰环112和覆盖直线移动环14的装饰环102以插入方式延伸。

闪光装置的发光部307和自动调焦机构的发光/受光部308被设置在前壳303的镜筒1的斜上部。此外，电源按钮309、快门释放按钮310、扩音器等声音收集装置的声音收集孔311等被形成在中央壳305的上表面上。此外，可拆卸地容纳用作电源的电池的电池盒部分被设置在中央壳305的一个侧面部上，并且电池盖312可拆卸地与电池盒部分接合。然后，用于扬声器装置的扬声器孔313被形成在中央壳305的电池盖312相对侧的侧面部分上。

大的显示窗口315开设在后壳304上，平面显示面板302安装到显示窗口315。平面显示面板302具有触摸操作功能，使用者能够通过触摸显示表面操作照相机设备。各种操作开关被设置在后壳304的平面显示面板302的一侧。尽管选择功能模式(静止画面、运动画面、重放等)的模式转换开关316、执行变焦操作的光学变焦操作按钮317、选择各种菜单的菜单按钮318、切换屏幕上显示的显示切换按钮319等可以列举为操作开关，但操作开关并不限于此，并且还可以设置移动光标用于选择菜单的方向键、切换画面尺寸并删除画面的画面按钮作为操作开关。

控制镜筒1、平面显示面板302等的控制装置被收容在具有上述配置的照相机壳301内。例如，通过将预定的微型计算机、电阻器、电容器以及其他电子部件安装在布线板上来构造该控制装置。

图35是示出包括具有前述结构和作用的镜筒1的数字静物照相机300的概略结构的第一实施例的框图。如图35所示，该数字静物照相机300包括镜筒1、起到控制装置中枢作用的视频记录/再现电路单元330、包括驱动视频记录/再现电路单元330的程序存储器和数据存储器以及其它RAM(随机存取存储器)和ROM(只读存储器)的内置存储器331、以及处理拍摄图像等以提供预定信号的视频信号处理单元332。还包括有显示拍摄图像等的平面显示面板302、扩大存储容量的外部存储器333、以及驱动和控制镜筒1的镜筒控制单元334等。

视频记录/再现电路单元330包括例如具有微型计算机(CPU)的运算电路等。将内置存储器331、视频信号处理单元332、镜筒控制单元334、监视器驱动单元335、放大器336、以及两个接口(I/F)337和338连接到该视频记录/再现电路单元330。视频信号处理单元332通过放大器336连接到安装到镜筒1的CCD 7。通过视频信号处理单元332处理成预定信号的信号被输入到视频记录/再现电路单元330。

平面显示面板302通过监视器驱动单元335连接到视频记录/再现电路单元330。连接器339连接到第一接口(I/F)337，外部存储器333可拆卸地连接到该连接器339。此外，设置在照相机壳301上的连接端子340连接到第二接口(I/F)338。然后，驱动和控制镜筒1的镜头驱动单元341和检测镜筒1的转动量、镜筒1向光轴方向的移动量等的位置传感器342连接到镜筒控制单元334。

因此，当被摄体图像被输入到镜筒1的镜头系统并在CCD 7的调焦屏上调焦时，来自CCD 7的图像信号通过放大器336被输入到视频信号处理单元332。通过视频信号处理单元332被处理成预定视频信号的信号被输入到视频记录/再现电路单元330。从而，与被摄体图像对应的信号从视频记录/再现电路单元330被输出到监视器驱动单元335以及内置存储器331或外部存储器333。结果，与被摄体图像对应的图像被显示在平面显示面板302上，或者如果需要与被摄体图像对应的图像作为信息信号被记录在内置存储器331或外部存储器333上。

例如，可以如下使用具有上述配置的数字静物照相机300。图32示出通过关闭镜筒1中的镜筒挡板单元110的开闭叶片110b来关闭光学镜头系统的状态，也就是非摄影状态。在这种情况下，数字静物照相机300的电源被设定为断开状态。此外，图33示出通过打开镜筒挡板单元110的开闭叶片110b来打开光学镜头系统的状态，也就是可以摄影的状态。可以通过操作电源按钮309接通电源来自动执行这种可摄影状态。结果，数字静物照相机300从图32所示的状态改变到图33所示的状态。

在数字静物照相机300的可摄影状态下，当摄影师将照相机镜头对着被摄体并按下快门释放按钮310时，摄影师能够对被摄体进行拍照，能够得到被摄体的图像。在那种情况下，当摄影师操作光学变焦操作按钮317时，可以通过与操作方向对应地连续改变焦距而不改变像点来获得广角(广角镜头)画面或远摄(远摄镜头)画面。

如上所述，根据本发明，在包括具有外周齿轮系的凸轮环的镜筒中，可以在不增加凸轮环的光轴方向的总长度的情况下增加凸轮槽的光轴方向的长度。因此，由于凸轮槽的光轴方向的长度不变，可以减小凸轮环的光轴方向的总长度，从而可以使整个镜筒小型化。尽管镜头在上述实施例中用作如上所述的光学元件，但光学元件并不局限于上述实施例，并且不用说可以采用例如光学滤波器、棱镜以及其他光学元件。

本发明并不局限于至此已经参照附图所说明的实施例，并且可以在不脱离本发明主旨的情况下进行各种改变。例如，尽管数字静物照相机在上述实施例中用于照相机设备，但本发明并不局限于此，并且本发明可以被应用于数字摄像机、具有内置照相机的个人计算机、具有内置照相机的移动电话、以及其他照相机设备。此外，尽管如上所述采用三组镜头作为光学镜头，但本发明并不局限于此，并且不用说可采用少于两组镜头的镜头或多于四组镜头的镜头作为光学镜头。

本领域技术人员应该了解到，根据设计需要以及其他因素可以作出各种改变、组合、子组合和改进，只要它们处于所附权利要求或其等价物的范围内即可。

Claims (5)

1.一种镜筒凸轮机构，其包括：

直线移动构件，用于保持光学元件并可以沿所述光学元件的光轴方向移动，所述直线移动构件包括凸轮从动件；以及

转动构件，其可相对于所述直线移动构件转动并且还可以沿所述光轴方向移动，所述转动构件具有形成在其圆周面上的可与所述凸轮从动件滑动配合的凸轮槽，其中，使所述转动构件转动而用所述凸轮槽引导所述凸轮从动件，使得所述直线移动构件沿所述光轴方向前后移动，所述转动构件包括：

齿轮部，其被设置在所述转动构件的转轴方向一端的至少一部分，所述齿轮部向径向外侧扩展并在其外周上具有齿；以及

凸轮槽开口部，其通过使所述凸轮槽的所述齿轮部侧的端部向所述转动构件的端面开口而设置，其中，所述齿轮部与所述凸轮槽开口部在与所述光轴方向垂直的平面上重叠，所述齿轮部具有贯通其中的通孔，并且所述通孔具有形成在其上的所述凸轮槽开口部。

2.根据权利要求1所述的镜筒凸轮机构，其特征在于，所述转动构件包括圆筒状的圆筒主体部，所述圆筒主体部上形成有所述凸轮槽，所述圆筒主体部在其外周面上具有沿圆周方向基本上等间距地形成的多个凸轮槽。

3.根据权利要求1所述的镜筒凸轮机构，其特征在于，还包括：

固定环，用于支撑所述转动构件，使得所述转动构件可以在所述光轴方向上移动；以及

凸轮槽，用于在与所述光轴方向平行的方向上引导所述转动构件，其中，所述转动构件包括可与所述凸轮槽滑动配合的凸轮突出部。

4.根据权利要求3所述的镜筒凸轮机构，其特征在于，所述齿轮部和所述转动构件的所述凸轮突出部被设置成使得它们在与所述光轴方向垂直的垂直平面上重叠。

5.一种制造转动构件的方法，其中，转动构件包括在外周面上沿圆周方向基本上等间距地形成有多个凸轮槽的圆筒状的圆筒主体部以及与所述圆筒主体部的轴向一端的至少一部分连续的齿轮部，所述齿轮部向径向外侧扩展并且在其外周上形成有齿，当所述多个凸轮槽中的至少一个与所述齿轮部连续时，所述齿轮部具有贯通其中的通孔，并且所述通孔具有形成在其上的凸轮槽开口部，所述方法包括以下步骤：

提供拼合模以注塑所述转动构件，其中，所述拼合模由形成与所述转动构件的形状相对应的空间部分的上模和下模、以及在与所述上模和所述下模垂直的方向上执行脱模动作的多个侧模组成，并且通过所述上模或所述下模以及所述侧模的合模面形成所述通孔。

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