专利名称：变焦型的镜筒和摄像设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及被安装于比如数字式照相机等摄像设备(image pickup apparatus)的变焦型的镜筒(lens barrel)，并且涉及具有该镜筒的摄像设备。
背景技术：
传统上，在安装于比如数字式照相机等摄像设备的变焦型的镜筒中，保持透镜的多个透镜单元通过凸轮筒的转动而在光轴方向上移动，同时通过直进筒限制透镜单元在转动方向上的移动。近年来，随着拍摄倍率增大的要求，透镜单元的数目已增加并且透镜单元的伸出全长也已增大，由此趋于使镜筒大型化。另一方面，要求数字式照相机薄型化，因此要求最大可能地减小镜筒在缩回时在光轴方向上的尺寸。因此，例如，已经提出了如下一种镜筒，其中，在一个凸轮筒的内周侧和外周侧设置凸轮槽，并且跟随相应凸轮槽的多个透镜单元在光轴方向上相对移动以改变拍摄倍率(见日本特开2006-078537号公报)。另外，已经提出了如下一种镜筒，其中，前组透镜单元和后组透镜单元以三段的方式与形成于凸轮构件的相应凸轮槽凸轮接合并且被保持于相应凸轮槽(见日本特开2006-078537号公报)。另外，已经提出了如下一种方法，通过该方法，在透镜单元的光轴方向上的前方和后方设置从动件，并且从动件随着变焦透镜的移动而在同一凸轮筒上移动以确保透镜单元的移动行程(见日本特开2007-114531号公报)。另外，根据日本特开2006-078537号公报和日本特开2007-114531号公报两者，如果为了增大拍摄倍率而使透镜单元在光轴方向上的相对移动间隔增大，则限制透镜单元的转动的直进筒的光轴方向上的尺寸将增大。结果，镜筒在缩回时在光轴方向上的尺寸将增大，这妨碍了摄像设备的薄型化。
发明内容
本发明提供了如下一种镜筒，该镜筒能够增大透镜单元在光轴方向上的相对移动间隔，而不增大限制透镜单元的转动的直进筒的光轴方向上的尺寸，并且本发明提供了一种具有该镜筒的摄像设备。因此，本发明的第一方面提供一种镜筒，该镜筒包括第一透镜单元，其被构造为保持第一组透镜；第二透镜单元，其被构造为保持第二组透镜；第一凸轮构件，所述第一透镜单元与所述第一凸轮构件凸轮接合，并且所述第一凸轮构件被构造为转动以使所述第一透镜单元在光轴方向上移动；第二凸轮构件，所述第二透镜单元与所述第二凸轮构件凸轮 接合，并且所述第二凸轮构件被构造为转动以使所述第二透镜单元在光轴方向上移动；直进筒，其被构造为限制所述第一透镜单元的转动；第一直进引导单元，其被构造为设置在所述第一透镜单元与所述第二透镜单元之间，并且所述第一直进引导单元被构造为在所述第二透镜单元的转动被限制的状态下在光轴方向上直进地引导所述第二透镜单元；和第二直进引导单元，其被构造为设置在所述第二透镜单元与所述直进筒之间，并且所述第二直进引导单元被构造为在所述第二透镜单元的转动被限制的状态下在光轴方向上直进地引导所述第二透镜单元，其中，当所述第二透镜单元在与所述第一透镜单元相对地远离的方向上移动时，所述第二透镜单元的移动从被所述第一直进引导单元直进引导切换到被所述第二直进引导单元直进引导。
因此，本发明的第二方面提供一种摄像设备，该摄像设备具有通过在拍摄位置与缩回位置之间在光轴方向上移动来改变拍摄倍率的变焦型的镜筒，所述变焦型的镜筒为以上所述的镜筒。根据本发明，能够增大透镜单元在光轴方向上的相对移动间隔而不增大限制透镜单元的转动的直进筒的光轴方向上的尺寸。因此，能够增大镜筒的拍摄倍率，同时能够通过减小镜筒在缩回时在光轴方向上的尺寸而实现摄像设备的薄型化。根据下面对示例性实施方式的描述(参考附图)，本发明的其它特征将变得明显。
图I是示出作为根据本发明的示例性摄像设备的数字式照相机的从正面观察的外观立体图。图2是示出图I中的数字式照相机的从背面观察的立体图。图3是用以说明数字式照相机的控制系统的框图。图4是示出镜筒处于广角位置的截面图。图5是示出镜筒处于远摄位置的截面图。图6是示出第一透镜单元、第二透镜单元和第一直进筒之间的关系的分解立体图。
具体实施例方式现在将参考示出了本发明的实施方式的附图详细说明本发明。图I是示出作为根据本发明的示例性摄像设备的数字式照相机的从正面观察的外观立体图。图2是示出图I中的数字式照相机的从背面观察的立体图。参考图I和图2，根据本实施方式的数字式照相机15被构造成使得取景器20、用于测光和测距的辅助光源19、闪光灯21和镜筒30被布置在正面。镜筒30为变焦型的镜筒，其通过在光轴方向上在拍摄位置和缩回位置之间移动而改变拍摄倍率。释放钮16、电源开关钮18和变焦开关17被布置在数字式照相机15的顶面。如图2所示，操作钮24至29、比如L CD等显示器23、以及取景器目镜(finder ey印iece)22被布置在数字式照相机15的背面。图3是用以说明数字式照相机15的控制系统的框图。如图3中所示，CPU46、R0M45、RAM47、释放钮16、操作钮24至29以及显示器23被连接到总线44。另外，电源开关钮18、变焦开关17、存储器40、压缩/解压缩单元41、存储卡驱动器42和驱动电路43被连接到总线44。对镜筒30进行变焦驱动的变焦驱动机构31、驱动聚焦透镜5的聚焦驱动机构32、驱动快门33的快门驱动机构34和驱动光圈35的光圈驱动机构36被连接到驱动电路43。
比如CCD传感器或者CMOS传感器等摄像器件11、和闪光灯21被连接到驱动电路43。基于来自CPU46的信号经由驱动电路43来控制与驱动电路43连接的单元的操作。各种控制程序和其它程序被存储于R0M45，并且各种控制程序所需要的数据被存储于RAM47。模拟信号处理单元37对从摄像器件11输出的图像数据进行模拟处理，并且将图像数据输出到A/D转换器38。A/D转换器38将从摄像器件11获取的模拟数据转换成为数字数据，并且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对通过A/D转换器38的转换所获得的数字数据进行预定处理，并将所得到的数据作为图像数据输出到存储器40。 存储器40中所存储的图像数据由压缩/解压缩单元41进行比如JPEG或者TIFF等压缩处理，然后被输出到安装于存储卡驱动器42的存储卡并被存储。另外，存储器40中所存储的图像数据和存储卡驱动器42中所存储的图像数据能够由压缩/解压缩单元41进行解压缩处理，然后经由总线44显示于显示器23。下面参考图4至图6，详细描述镜筒30。图4是示出镜筒30处于广角位置的截面图，图5是示出镜筒30处于远摄位置的截面图，图6是示出第一透镜单元I、第二透镜单元2和第一直进筒7之间的关系的分解立体图。如图4和图5所示，镜筒30具有保持第一组透镜的第一透镜单元I、保持第二组透镜的第二透镜单元2和保持第三组透镜的第三透镜单元3。另外，镜筒30具有保持第四组透镜的第四透镜单元4和保持第五组透镜的第五透镜单元5。第五透镜单元5的第五组透镜是聚焦透镜。器件保持件12保持摄像器件11，固定凸轮筒10被布置在器件保持件12的被摄体侧。固定凸轮槽IOa形成在固定凸轮筒10的内周部，并且第二移动凸轮筒8的跟随固定凸轮槽IOa的从动销与固定凸轮槽IOa凸轮接合。第二移动凸轮筒8以可转动的方式被驱动，使得从动销跟随固定凸轮槽IOa并且从动销在相对于固定凸轮筒10转动的同时在光轴方向上移动。第二直进筒9布置于第二移动凸轮筒8的内周部，并且第二直进筒9以能相对于第二移动凸轮筒8转动的方式被卡口式结合到第二移动凸轮筒8并且第二直进筒9与第二移动凸轮筒8 —起在光轴方向上移动。与设置于固定凸轮筒10的内周部的直进键IOb结合的键槽形成于第二直进筒9的外周部，由此限制第二直进筒9的转动。第一凸轮槽8a形成于第二移动凸轮筒8的内周部，并且第一直进筒7的从动销与第一凸轮槽8a凸轮接合。第一移动凸轮筒6布置于第一直进筒7的外周侧，并且第一移动凸轮筒6以可转动的方式被卡口式结合到第一直进筒7。第一直进筒7具有与设置于第二直进筒9的直进键结合的键槽，由此，在第一直进筒7被限制转动的状态中，第一直进筒7由于与第二移动凸轮筒8的凸轮接合而能够在光轴方向上相对于第二移动凸轮筒8移动。第一移动凸轮筒6被键式结合到第二移动凸轮筒8,并且第一移动凸轮筒6在随着第二移动凸轮筒8的转动而转动的同时与第一直进筒7 —起在光轴方向上移动。凸轮槽形成于第一移动凸轮筒6的内周部，并且第一透镜单元I的跟随该凸轮槽的从动销与该凸轮槽凸轮接合。由此，第一移动凸轮筒6的转动使第一透镜单元I在光轴方向上移动。当第一透镜单兀I在光轴方向上移动时，由于第一透镜单兀I被键式结合到第一直进筒7,因此限制第一透镜单元I的转动。这里，第一移动凸轮筒6对应于根据本发明的示例性第一凸轮构件。内凸轮筒13被布置在第二移动凸轮筒8的 内周侧，并且内直进筒14被布置在内凸轮筒13的内周侧。内直进筒14以可转动的方式被卡口式结合到内凸轮筒13。第二凸轮槽8b形成在第二移动凸轮筒8的内周部，并且内直进筒14的跟随第二凸轮槽8b的从动销与第二凸轮槽8b凸轮接合。内直进筒14具有与设置于第二直进筒9的直进键接合的键槽，结果，在内直进筒14被限制转动的状态中，内直进筒14由于与第二移动凸轮筒8的凸轮接合而能够在光轴方向上相对于第二移动凸轮筒8移动。内凸轮筒13被键式结合到第二移动凸轮筒8，并且内凸轮筒13在随着第二移动凸轮筒8的转动而转动的同时与内直进筒14 一起在光轴方向上移动。另外，第二透镜单元2的从动销2a所跟随的凸轮槽形成在内凸轮筒13的外周部，并且第三透镜单元3和第四透镜单元4各自的从动销所跟随的凸轮槽形成于内凸轮筒13的内周部。由此，内凸轮筒13的转动使第二透镜单元2、第三透镜单元3和第四透镜单元4在光轴方向上移动。第三透镜单元3和第四透镜单元4被键式结合到内直进筒14从而被限制转动。这里，内凸轮筒13对应于根据本发明的示例性第二凸轮构件。当镜筒30从图4中的广角位置向图5中的远摄位置伸出时，第二透镜单元2在与第一透镜单元I相对地远离的方向上移动。此时，第二透镜单元2相对于第一透镜单元I在光轴方向上的相对移动量与其它透镜单元相比特别地大。这里，参考图6，在图4中的广角位置，设置于第二透镜单元2的外周部的直进槽2b与设置于第一透镜单元I的内周部的第一引导突起Ia接合，从而在限制第二透镜单元2的转动的同时直进地引导第二透镜单元2。另外，在图5中的远摄位置，设置于第二透镜单元2的外周部的直进槽2b与设置于第一直进筒7的内周部的第二引导突起7a接合。这里，直进槽2b和第一引导突起Ia对应于根据本发明的示例性第一直进引导单元，直进槽2b和第二引导突起7a对应于根据本发明的示例性第二直进引导单元。在镜筒30从图4中的广角位置伸出到图5中的远摄位置时，直进槽2b从与第一引导突起Ia接合的状态切换到与第二引导突起7a接合的状态。结果，能够增大第一透镜单元I和第二透镜单元2在光轴方向上的相对移动间隔，而不增大限制第二透镜单元2转动的第一直进筒7的光轴方向上的尺寸。如上所述，在本实施方式中，能够增大第二透镜单元2的行程，而不增大第一直进筒7的光轴方向上的尺寸。结果，能够增大镜筒30的拍摄倍率，同时能够通过减小镜筒30在缩回时在光轴方向上的尺寸而实现数字式照相机15的薄型化。其它实施方式
本发明的方面还可以由如下系统或设备的计算机(或者例如CPU或MPU等器件)和如下方法来实现所述系统或设备的计算机读取并执行被记录于存储装置的程序以执行上述实施方式的功能，所述方法的步骤由所述系统或设备的计算机通过例如读取并执行被记录于存储装置的程序以执行上述实施方式的功能来执行。为此，例如经由网络或者从用作存储装置的各种类型的记录介质(例如，计算机可读介质)为计算机提供程序。虽然已经参考示例性实施方式描述了本发明，但是应理解，本发明并不局限于所公开的示例性实施方式。所附的权利要求书的范围应符合最宽泛的阐释，以涵盖全部这样的变型、等同结构和功能。 本申请要求2011年2月3日提交的日本专利申请NO. 2011-021613的优先权，该日本专利申请的全部内容通过引用包含于此。
权利要求
1.一种镜筒，其包括 第一透镜单元，其被构造为保持第一组透镜； 第二透镜单元，其被构造为保持第二组透镜； 第一凸轮构件，所述第一透镜单元与所述第一凸轮构件凸轮接合，并且所述第一凸轮构件被构造为转动以使所述第一透镜单元在光轴方向上移动； 第二凸轮构件，所述第二透镜单元与所述第二凸轮构件凸轮接合，并且所述第二凸轮构件被构造为转动以使所述第二透镜单元在光轴方向上移动； 直进筒，其被构造为限制所述第一透镜单元的转动； 第一直进引导单元，其被构造为设置在所述第一透镜单元与所述第二透镜单元之间，并且所述第一直进引导单元被构造为在所述第二透镜单元的转动被限制的状态下在光轴 方向上直进地引导所述第二透镜单元；和 第二直进引导单元，其被构造为设置在所述第二透镜单元与所述直进筒之间，并且所述第二直进引导单元被构造为在所述第二透镜单元的转动被限制的状态下在光轴方向上直进地弓I导所述第二透镜单元， 其中，当所述第二透镜单元在与所述第一透镜单元相对地远离的方向上移动时，所述第二透镜单元的移动从被所述第一直进引导单元直进引导切换到被所述第二直进引导单元直进引导。
2.根据权利要求I所述的镜筒，其特征在于， 所述第一直进引导单元包括第一引导突起，其设置在所述第一透镜单元的内周部；和直进槽，其设置在所述第二透镜单元的外周部以能与所述第一引导突起接合， 所述第二直进引导单元包括所述直进槽；和第二引导突起，其设置在所述直进筒的内周部并且能与所述直进槽接合。
3.一种摄像设备，其具有通过在拍摄位置与缩回位置之间在光轴方向上移动来改变拍摄倍率的变焦型的镜筒，所述变焦型的镜筒为权利要求I所述的镜筒。
全文摘要
变焦型的镜筒和摄像设备。镜筒能够增大透镜单元在光轴方向上的相对移动间隔而不增大限制透镜单元的转动的直进筒的光轴方向上的尺寸。当保持第二组透镜的第二透镜单元在与保持第一组透镜的第一透镜单元相对远离的方向上移动时，第二透镜单元的移动从被第一直进引导单元直进引导切换到被第二直进引导单元直进引导。
文档编号G03B13/32GK102628979SQ20121002577
公开日2012年8月8日 申请日期2012年2月2日 优先权日2011年2月3日
发明者工藤智幸 申请人:佳能株式会社