具有可退避透鏡的鏡筒和攝像設備的製作方法

2023-12-11 16:55:07 3

具有可退避透鏡的鏡筒和攝像設備的製作方法
【專利摘要】具有可退避透鏡的鏡筒和攝像設備。該鏡筒能夠通過簡單構造使可退避透鏡組退避並能夠實現穩定的圖像品質。該鏡筒具有透鏡、保持透鏡的第一透鏡保持構件、保持第一透鏡保持構件並與第一透鏡保持構件一起在光軸的方向上移動的第二透鏡保持構件、使第一透鏡保持構件在光軸上的拍攝位置與光軸外側的退避位置之間移動的驅動機構以及第一導杆和第二導杆。驅動機構在將第二透鏡保持構件保持在光軸上的狀態下使第一透鏡保持構件從拍攝位置向退避位置退避。第一導杆和第二導杆在光軸的方向上引導第二透鏡保持構件。
【專利說明】具有可退避透鏡的鏡筒和攝像設備

【技術領域】
[0001] 本發明涉及諸如數字式靜態相機或數字式攝像機等的攝像設備以及攝像設備所 具有的鏡筒。

【背景技術】
[0002] 能夠利用諸如CCD或CMOS等的攝像器件攝取被攝體像並將攝取到的像捕獲到存 儲器內的數字式相機已被廣泛使用。這樣的數字式相機進行通過改變多個攝影透鏡組之間 的間距使拍攝視角變化的光學變焦操作。近年來，對光學變焦高倍率化和相機主體薄型化 的需求不斷增加，並且需要實現使得能夠增加攝影透鏡組的行程並能夠使相機主體小型化 的配置。
[0003] 所以，當攝影鏡筒收縮到相機主體內時，攝影鏡筒內部的透鏡組從光軸中心橫向 地退避，使得攝影鏡筒整體能夠變薄。例如，作為組內透鏡之一的第3組透鏡在攝影鏡筒內 沿垂直於光軸的方向退避使得攝影鏡筒整體能夠變薄(參見日本特開2008-46504號公報)。 還已提出如下一種配置：在當變焦馬達運轉以使轉動筒轉動從而收縮的時候，操作杆與轉 動筒的轉動一同旋轉並與透鏡保持件抵接以使透鏡保持件轉動，使得透鏡保持件退避至轉 動筒的外側(見日本特開2012-58354號公報)。
[0004] 日本特開2008-46504號公報中說明的技術對於具有多個透鏡組的配置是有效 的，但是當僅有少量的透鏡組、例如三個透鏡組時，難以確保用於透鏡組退避的空間。還有， 日本特開2012-58354號公報中說明的技術具有用於使透鏡保持件退避的結構變複雜的問 題。當由透鏡保持件保持的透鏡組位於光軸上時，透鏡保持件處於一側抵接的狀態，並且圖 像品質可能由於操作上的無規則性而不穩定。


【發明內容】

[0005] 本發明提供一種能夠通過簡單構造使可退避透鏡組退避並實現穩定的圖像品質 的鏡筒。
[0006] 所以，本發明的第一方面提供一種鏡筒，所述鏡筒包括：透鏡；第一透鏡保持構 件，其被構造成保持所述透鏡；第二透鏡保持構件，其被構造成保持所述第一透鏡保持構件 並且能夠與所述第一透鏡保持構件一起在光軸的方向上移動；驅動機構，其被構造成使所 述第一透鏡保持構件在所述光軸上的拍攝位置與所述光軸外側的退避位置之間移動；以 及第一導杆和第二導杆，所述第一導杆和所述第二導杆被構造成支撐所述第二透鏡保持構 件，其中，所述驅動機構在將所述第二透鏡保持構件保持在所述光軸上的狀態下使所述第 一透鏡保持構件從所述拍攝位置向所述退避位置退避，並且所述第一導杆和所述第二導杆 在所述光軸的方向上引導所述第二透鏡保持構件。
[0007] 所以，本發明的第二方面提供一種攝像設備，其包括：鏡筒，該鏡筒包括：透鏡；第 一透鏡保持構件，其保持所述透鏡；第二透鏡保持構件，其保持所述第一透鏡保持構件並且 能夠與所述第一透鏡保持構件一起在光軸的方向上移動；驅動機構，其使所述第一透鏡保 持構件在所述光軸上的拍攝位置與所述光軸外側的退避位置之間移動；以及第一導杆和第 二導杆，所述第一導杆和所述第二導杆支撐所述第二透鏡保持構件，其中，所述驅動機構在 將所述第二透鏡保持構件保持在所述光軸上的狀態下使所述第一透鏡保持構件從所述拍 攝位置向所述退避位置退避，並且所述第一導杆和所述第二導杆在所述光軸的方向上引導 所述第二透鏡保持構件。
[0008] 根據本發明，保持透鏡的第一透鏡保持構件能夠與由第一導杆和第二導杆支撐的 第二透鏡保持構件一起在光軸的方向上移動。還有，驅動機構使第一透鏡保持構件在拍攝 位置與退避位置之間移動。因此，能夠通過簡單的構造使透鏡在光軸的方向上移動和退避。 此外，因為第二透鏡保持構件以穩定的狀態被支撐，所以透鏡能夠以穩定的狀態被保持，結 果，圖像品質能夠穩定。
[0009] 從下面(參照附圖）對示例性實施方式的說明，本發明的其他特徵將變得清楚。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1A和圖1B分別是示出作為具有根據本發明的實施方式的攝影鏡筒的示例性攝 像設備的數字式相機的外觀的立體圖和後視圖。
[0011] 圖2是示意性地示出圖1A和圖1B中的數字式相機的配置的方塊圖。
[0012] 圖3是示出圖1A和圖1B中的數字式相機所具有的攝影鏡筒在退避狀態時的截面 圖。
[0013] 圖4是示出圖3中的攝影鏡筒在伸出狀態時的截面圖。
[0014] 圖5是示出當圖3中的攝影鏡筒在退避狀態時可退避透鏡組的配置的立體圖。
[0015] 圖6是示出當圖3中的攝影鏡筒在拍攝狀態時可退避透鏡組的配置的立體圖。
[0016] 圖7是示出當圖3中的攝影鏡筒從拍攝狀態向退避狀態移位時可退避透鏡組的狀 態的圖。
[0017] 圖8是示出被包括在圖3中的攝影鏡筒內的各個透鏡組保持構件的軌跡的圖。
[0018] 圖9是示出當被包括在圖3中的攝影鏡筒內的可收縮透鏡組保持構件退避時被退 避杆如何移動的圖。

【具體實施方式】
[0019] 下面將參照附圖來詳細說明本發明的實施方式。圖1A是示出作為具有根據本實 施方式的攝影鏡筒的示例性攝像設備的數字式相機的外觀的立體圖。圖1B是示出圖1A中 的數字式相機的後視圖。
[0020] 圖1A和圖1B中的數字式相機100配備有攝影鏡筒150,其具有能夠使拍攝倍率變 化的變焦機構。應當注意，後面將詳細地說明攝影鏡筒150的配置。快門釋放鈕101、變焦 率選擇開關102和電源選擇鈕103設置於數字式相機100的主體的上表面。當進行測光和 測距時提供輔助光的輔助光照射口 104、取景器105以及電子閃光燈106布置在數字式相機 100的主體的正面的上部。
[0021] 操作鈕109、110、111、112、113和114布置在數字式相機100的主體的背面。通過 操作這些操作鈕109至114,使用者能夠切換數字式相機100的各種功能。用於目視識別被 攝體的取景器目鏡107和由液晶面板構成的顯示器108布置在數字式相機100的主體的背 面。在顯示器108上可以顯示正被拍攝的被攝體、存儲在存儲器214 (見圖2)中的圖像、從 存儲卡驅動器216 (見圖2)讀取的圖像以及與操作鈕109至114的操作相關聯的菜單畫面 等等。
[0022] 圖2是示意性地示出數字式相機100的配置的方塊圖。應當注意，在圖2中的數 字式相機100的組成元件之中，與圖1A和圖1B中示出的組成元件相同的那些組成元件用 相同的附圖標記表示，並且省略其說明。
[0023] 數字式相機100具有驅動迴路201、構成控制單元的CPU203、R0M204以及RAM205， 它們經由總線202彼此連接使得它們能夠彼此通信。CPU203負責控制數字式相機100的整 體操作。進行數字式相機100的各種功能所需的程序等被存儲在R0M204內，各種控制程序 所需的數據等被存儲在RAM205內。CPU203使存儲在R0M204內的程序擴展到RAM205內並 且執行這些程序以對構成了數字式相機100的各種驅動元件進行控制。
[0024] 快門釋放鈕101、變焦率選擇開關102、電源選擇鈕103、顯示器108、操作鈕109至 114、存儲器214、壓縮-解壓單元215和存儲卡驅動器216被連接至總線202。聚焦驅動機 構251、變焦機構252、快門驅動機構206、光圈驅動機構208、諸如C⑶或CMOS等的攝像器 件210以及電子閃光燈106被連接至驅動迴路201。根據來自CPU203的指令信號，驅動回 路201對連接至驅動迴路201的各種驅動機構等進行操作。
[0025] 聚焦驅動機構251驅動聚焦透鏡250。變焦機構252控制攝影鏡筒150的變焦。 快門驅動機構206驅動快門207。光圈驅動機構208驅動光圈209。從攝像器件210輸出 的模擬電信號被輸入模擬信號處理單元211，模擬信號處理單元211進而使得到的模擬電 信號經受預定的處理並將產生的模擬電信號輸出至A/D轉換單元212。
[0026] A/D轉換單元212將得到的模擬電信號轉換成數位訊號並將生成的數位訊號輸出 至數位訊號處理單元213。數位訊號處理單元213使數位訊號經受預定的處理並將數字信 號存儲在存儲器214內。存儲在存儲器214內的圖像數據和存儲在存儲卡驅動器216內的 圖像數據通過壓縮-解壓單元215而經受擴展處理，並且被解壓了的圖像數據經由總線202 被顯示在顯示器108上。
[0027] 圖3是示出處於退避狀態(收縮狀態)時的攝影鏡筒150的截面圖。圖4是處於拍 攝狀態(使用狀態(伸出狀態))時的攝影鏡筒150的截面圖。攝影鏡筒150通過收縮動作從 拍攝狀態移位至退避狀態，並且通過伸出動作從退避狀態移位至拍攝狀態。攝影鏡筒150 具有可退避透鏡組301、第一透鏡組314和第二透鏡組316。
[0028] 第一透鏡組314由第一透鏡組保持構件315保持。布置在第一透鏡組314後側(攝 像器件210側(像面側)）的第二透鏡組316由第二透鏡組保持構件317保持。作為圖2中 示出的聚焦透鏡250的可退避透鏡組301由可退避透鏡組保持構件302保持並布置在第二 透鏡組316後側。移動凸輪環319布置在第一透鏡組保持構件315的外周，直進筒318布 置在第一透鏡組保持構件315的內周。彼此卡口式聯接的移動凸輪環319和直進筒318能 夠相對於彼此轉動並且在光軸的方向上一體地移動。
[0029] 固定凸輪環320布置在移動凸輪環319的外周，驅動環321布置在固定凸輪環320 的外周，保持筒322布置在驅動環321的外周。驅動環321由於從變焦機構252傳遞來的 動力而轉動，並且驅動環321的轉動力使得移動凸輪環319轉動。這裡，在固定凸輪環320 的內周設置有凸輪槽，並且移動凸輪環319跟隨該凸輪槽以在轉動的同時沿光軸的方向移 動。在這種情況下，直進筒318與移動凸輪環319在光軸的方向上一體地移動，但是固定凸 輪環320抑制直進筒318的轉動並使直進筒318直進。
[0030] 在移動凸輪環319的內周設置有多個凸輪槽，使得第一透鏡組保持構件315和第 二透鏡組保持構件317能夠以不同的凸輪軌跡跟隨凸輪槽。通過直進筒318使第一透鏡組 保持構件315和第二透鏡組保持構件317直進，因此第一透鏡組保持構件315和第二透鏡 組保持構件317在不轉動的狀態下沿光軸的方向移動。攝像器件210布置在攝影鏡筒150 的最後的表面上並且由攝像器件保持構件313保持。應當注意，現在將參照圖5至圖7來 說明圖3和圖4中的移動組303、移動基部304、導螺杆311、步進馬達310、螺母312和可退 避組提升防止彈簧323。
[0031] 圖5至圖7是示出可退避透鏡組301的退避結構的立體圖。圖5是當攝影鏡筒 150處於退避狀態時可退避透鏡組301的配置的立體圖。圖6是當攝影鏡筒150處於拍攝 狀態時可退避透鏡組301的配置的立體圖。圖7示出當攝影鏡筒150從拍攝狀態向退避狀 態移位時可退避透鏡組301的狀態。
[0032] 在移動基部304上安裝有形狀類似軸的軸構件507。可退避透鏡組保持構件302 以能夠相對於軸構件507轉動的方式樞轉地支撐在軸構件上。當攝影鏡筒150處於拍攝狀 態時，設置於可退避透鏡組保持構件302的突出部302a以與形成於基部構件304的缺口部 304a接合的狀態受到止擋，並且可退避透鏡組保持構件302被扭簧508施力，使得可退避透 鏡組保持構件302能夠相對於移動基部304被保持在光軸中心。
[0033] 在驅動環321的內周設置有多個凸輪槽，並且設置於移動組303的多個從動件509 跟隨各個凸輪槽使得移動組303能夠在光軸的方向上移動，並且在這種情況下，固定凸輪 環320使移動組303直進。移動組303配備有作為致動器的步進馬達310(見圖3和圖4)。 導杆505和副導杆506被固定至移動組303。
[0034] 導螺杆311安裝在步進馬達310上，並且螺母312與導螺杆311接合。螺母312被 固定至移動基部304。因此，當來自變焦機構252的動力使驅動環321轉動以使移動組303 在光軸的方向上移動時，移動基部304與移動組303 -體地在光軸的方向上移動。接著，當 步進馬達310運轉時，隨著螺母312相對於導螺杆311的位置移位，移動基部304在由導杆 505和副導杆506支撐的狀態下沿光軸的方向移動。因為移動基部304可以在由導杆505 和副導杆506的支撐的狀態下沿光軸的方向穩定移動，所以由安裝於移動基部304的可退 避透鏡組保持構件302保持的可退避透鏡組301也能夠以穩定的狀態被保持，結果，能夠實 現穩定的圖像品質。
[0035] 因為可退避透鏡組301是聚焦透鏡，所以數字式相機100根據形成被攝體像的位 置通過使步進馬達310運轉來進行聚焦操作。所以，步進馬達310僅須能夠使移動基部304 移動。
[0036] 布置在可退避透鏡組保持構件302後側的攝像器件保持構件313設置有朝向可 退避透鏡保持構件302突出的退避杆513a。可退避透鏡組保持構件302設置有被退避杆 502a。參見圖7,利用使攝影鏡筒150從拍攝狀態向退避狀態移位的退避操作，退避杆513a 賦予被退避杆502a轉動力。這使得可退避透鏡組保持構件302如圖5所示轉動，結果，由 可退避透鏡組保持構件302保持的可退避透鏡組301從光軸上的拍攝位置移動至遠離光軸 的退避位置。因此，在本實施方式中，通過簡單的配置實現了可退避透鏡組保持構件302的 在拍攝位置與退避位置之間的移動。
[0037] 如圖5至圖7所示，當可退避透鏡組保持構件302已經移動至退避位置時，可退避 透鏡組301和可退避透鏡組保持構件302的大部分被容納在由攝像器件保持構件313和移 動組303形成的凹部內。因為用於可退避透鏡組保持構件302的退避空間在攝影鏡筒150 的構成構件內，所以能夠使攝影鏡筒150小型化，進而能夠使數字式相機100整體小型化。
[0038] 當可退避透鏡組保持構件302向退避位置移動時，力以使得退避杆513a從攝像器 件保持構件313側向上推動可退避透鏡組保持構件302的方式作用，因此可退避透鏡組保 持構件302使得移動基部304朝向被攝體提升。移動基部304的提升在由副導杆506支撐 的部分是顯著的。所以，當攝影鏡筒150退避時，設置在位於可退避透鏡組保持構件302前 方的第二透鏡組保持構件317中的可退避組提升防止彈簧(見圖3)對移動基部304向後施 力，以便防止移動基部304提升。
[0039] 應當注意，對於防止移動基部304提升的方法，通過使第二透鏡組保持構件317和 移動基部304彼此靠近地移動以使得布置在被攝體側的第二透鏡組保持構件317與移動基 部304之間的空間能夠保持為窄以便防止移動基部304提升，能夠獲得相同的效果。
[0040] 圖8是示出包括在攝影鏡筒150內的各個透鏡組保持構件的軌跡的圖。當攝影鏡 筒150退避(收縮）時，移動基部304和第二透鏡組保持構件317在彼此靠近的狀態下採取 大致相同的軌跡沿光軸的方向移動。結果，能夠保持移動基部304與第二透鏡組保持構件 371之間的空間一定，這防止了移動基部304提升。
[0041] 在用於通過使攝影鏡筒150收縮而使其從拍攝狀態移位至退避狀態的順序中，首 先，使步進馬達310運轉以使移動基部304移動靠近移動組303。即，攝影鏡筒150從圖6 中的拍攝狀態移位至圖7中的退避中間狀態。在圖7中示出的狀態中，退避杆513a尚未與 被退避杆502a抵接。此後，在進行通過利用來自變焦機構252的動力使驅動環321轉動而 使移動組303移動至退避位置的退避操作時，退避杆513a響應於以上運動而賦予被退避杆 502a轉動力，結果，可退避透鏡組保持構件302從拍攝位置向退避位置移動。此外，步進馬 達310被驅動使得移動基部304變成與移動組303抵接。這使得整個攝影鏡筒150變成圖 5中的退避狀態。
[0042] 圖9是示出當可退避透鏡組保持構件302退避時被退避杆502a如何移動的圖。被 退避杆502a與退避杆513a的錐形部513b接觸並且沿著錐形部513b滑動，使得可退避透 鏡組保持構件302在退避方向上轉動。接著，被退避杆502a完成在錐形部513b上的抵接 並且在側壁部513c上沿退避方向移動。
[0043] 在上述順序中，利用退避杆513a和被退避杆502a消除了由步進馬達310的驅動 力使可退避透鏡組保持構件302轉動的需要，並且如之前所述，步進馬達310僅須能夠使移 動基部304移動。因此，步進馬達310不必產生高扭矩，並且能夠避免步進馬達310的尺 寸變大。此外，在被退避杆502a與退避杆513a抵接之前，如圖8所示，移動基部304和第 二透鏡組保持構件317在彼此靠近的狀態下採取大致相同的軌跡，可退避透鏡組保持構件 302能夠以良好的定時退避。
[0044] 如上所述，根據本實施方式，保持可退避透鏡組301的可退避透鏡組保持構件302 以能夠退避的方式樞轉地支撐在設置於移動基部304的軸構件507上並且被保持在移動基 部304上。此外，因為移動基部304被導杆505和副導杆506支撐，所以在拍攝期間可退避 透鏡組301能夠以穩定的狀態被保持，並且能夠實現穩定的圖像品質。
[0045] 此外，因為當攝影鏡筒150收縮時移動基部304和第二透鏡組保持構件317在彼 此靠近的狀態下採取大致相同的軌跡，所以可退避透鏡組保持構件302能夠在移動基部 304被防止提升的狀態下以良好的定時退避。此外，因為用於可退避透鏡組保持構件302的 退避空間設置在攝影鏡筒150的構成構件內，所以能夠使攝影鏡筒150小型化，並且進而能 夠使數字式相機100整體小型化。
[0046] 應當注意，雖然在上述實施方式中，步進馬達310被用作驅動移動基部304的致動 器，但是這不是限制性的，還可以使用音圈馬達。
[0047] 其他實施方式
[0048] 本發明的實施方式還可以通過如下的方法來實現，S卩，通過網絡或者各種存儲介 質將執行上述實施方式的功能的軟體(程序）提供給系統或裝置，該系統或裝置的計算機或 是中央處理單元（CPU)、微處理單元（MPU)讀出並執行程序的方法。
[0049] 雖然已經參照示例性實施方式說明了本發明，但是應當理解，本發明不限於所公 開的示例性實施方式。權利要求書的範圍應符合最寬泛的解釋，以包括所有這種變型、等同 結構和功能。
[0050] 本申請要求2013年4月17日提交的日本專利申請No. 2013-086664的優先權，所 述日本專利申請的全部內容通過引用合併於此。
【權利要求】
1. 一種鏡筒，所述鏡筒包括： 透鏡； 第一透鏡保持構件，其被構造成保持所述透鏡； 第二透鏡保持構件，其被構造成保持所述第一透鏡保持構件並且能夠與所述第一透鏡 保持構件一起在光軸的方向上移動； 驅動機構，其被構造成使所述第一透鏡保持構件在所述光軸上的拍攝位置與所述光軸 外側的退避位置之間移動；以及 第一導杆和第二導杆，所述第一導杆和所述第二導杆被構造成支撐所述第二透鏡保持 構件， 其中，所述驅動機構在將所述第二透鏡保持構件保持在所述光軸上的狀態下使所述第 一透鏡保持構件從所述拍攝位置向所述退避位置退避，並且 所述第一導杆和所述第二導杆在所述光軸的方向上引導所述第二透鏡保持構件。
2. 根據權利要求1所述的鏡筒，其中， 在拍攝狀態下，所述第一透鏡保持構件布置在所述拍攝位置，並且 在退避狀態下，所述第一透鏡保持構件布置在所述退避位置。
3. 根據權利要求2所述的鏡筒，其中，所述鏡筒還包括： 第三透鏡保持構件，其被構造成在其上固定有所述第一導杆和所述第二導杆，並且所 述第三透鏡保持構件能夠在所述光軸的方向上移動；和 施力構件，其被構造成朝向所述第三透鏡保持構件對所述第二透鏡保持構件施力， 其中，在從所述拍攝狀態向所述退避狀態移位時，所述第三透鏡保持構件朝向像面移 動，並且在所述第二透鏡保持構件被所述施力構件朝向所述第三透鏡保持構件施力的狀態 下，所述驅動機構使所述第一透鏡保持構件從所述拍攝位置向所述退避位置退避。
4. 根據權利要求3所述的鏡筒，其中，在從所述拍攝狀態向所述退避狀態移位時，在所 述第二透鏡保持構件和所述第三透鏡保持構件以相同的軌跡沿所述光軸的方向移動的狀 態下，所述驅動機構使所述第一透鏡保持構件從所述拍攝位置向所述退避位置退避。
5. 根據權利要求1所述的鏡筒，其中，所述鏡筒還包括： 攝像器件，其布置在所述第二透鏡保持構件的像面側；和 攝像器件保持構件，其被構造成具有朝向所述第二透鏡保持構件突出的退避杆並保持 所述攝像器件， 其中，所述第一透鏡保持構件具有被退避杆，所述被退避杆通過由所述退避杆賦予的 轉動力而使所述第一透鏡保持構件向所述退避位置移動，並且 所述退避杆和所述被退避杆構成所述驅動機構。
6. -種攝像設備，其包括： 鏡筒，該鏡筒包括： 透鏡； 第一透鏡保持構件，其保持所述透鏡； 第二透鏡保持構件，其保持所述第一透鏡保持構件並且能夠與所述第一透鏡保持構件 一起在光軸的方向上移動； 驅動機構，其使所述第一透鏡保持構件在所述光軸上的拍攝位置與所述光軸外側的退 避位置之間移動；以及 第一導杆和第二導杆，所述第一導杆和所述第二導杆支撐所述第二透鏡保持構件， 其中，所述驅動機構在將所述第二透鏡保持構件保持在所述光軸上的狀態下使所述第 一透鏡保持構件從所述拍攝位置向所述退避位置退避，並且所述第一導杆和所述第二導杆 在所述光軸的方向上引導所述第二透鏡保持構件。
【文檔編號】H04N5/225GK104111512SQ201410148008
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年4月14日 優先權日:2013年4月17日
【發明者】工藤智幸 申請人:佳能株式會社