提高光学系统元件用空间效率的摄像设备

摘要

一种提高光学系统元件用空间效率的摄像设备，由此使镜筒缩回时的设备小型化。该摄像设备包括变焦镜筒，该变焦镜筒在缩回位置和拍摄位置之间沿光轴方向移动，由此改变摄影倍率。棱镜使从镜筒的透镜组入射的光束弯折。光圈快门元件能够与用于致动光圈快门元件的步进马达一起沿着第二光轴的方向移动。至少当透镜组位于缩回位置时，步进马达被布置在步进马达以与第二光轴平行的方式与棱镜重叠的位置。

权利要求

1.一种摄像设备，该摄像设备包括变焦镜筒，该变焦镜筒能在缩回位置和拍摄位置之间沿光轴方向移动，由此改变摄影倍率，所述摄像设备包括：透镜组，其沿着第一光轴可动地布置；

反射光学元件，其被构造成能够沿着第二光轴移动，其中所述第二光轴在与所述第一光轴交叉的方向上延伸，并且所述反射光学元件被构造成：当所述透镜组已沿着所述第一光轴移动到拍摄位置时，所述反射光学元件将从所述透镜组入射的光束弯折成沿所述第二光轴的方向，由此将所述光束引导到成像面；当所述透镜组已沿着所述第一光轴移动到缩回位置时，所述反射光学元件沿着所述第二光轴移动到退避位置以形成用于容纳所述透镜组的空间；以及光学系统元件，其被布置在所述反射光学元件和所述成像面之间，

其中，所述光学系统元件能够与用于致动所述光学系统元件的致动器一起沿所述第二光轴的方向移动，至少当所述透镜组处于缩回位置时，所述致动器被布置在所述致动器以与所述第二光轴平行的方式与所述反射光学元件重叠的位置，所述光学系统元件是包括多个叶片的光圈快门元件，所述致动器驱动所述多个叶片以使所述多个叶片开闭。

2.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，至少当所述透镜组处于缩回位置时，所述致动器以所述致动器在所述第二光轴的方向上的位置与所述反射光学元件在所述第二光轴的方向上的位置一致的方式被布置在所述致动器的整个区域以与所述第二光轴平行的方式与所述反射光学元件重叠的位置。

3.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，所述致动器以与所述第二光轴平行并从所述光学系统元件朝向所述反射光学元件突出的方式布置，用于容纳所述反射光学元件的空间形成在由所述致动器和所述光学系统元件包围的空间中。

说明书

提高光学系统元件用空间效率的摄像设备

技术领域

[0001] 本发明涉及一种诸如卤化银照相机(基于胶片的照相机)、数字式照相机以及数字式摄像机等摄像设备，该摄像设备包括在缩回位置与拍摄位置之间沿光轴方向移动以改变摄影倍率的变焦镜筒(zoom lens barrel)。

背景技术

[0002] 作为诸如数字式照相机等设置有变焦镜筒的摄像设备，已经提出了包括诸如棱镜等反射光学元件的摄像设备，其中，为了使摄像设备小型化，该反射光学元件使经由多个透镜组所入射的光束沿与透镜组的光轴交叉的方向弯折，由此将光束引导到摄像元件(日本特开2009-122640号公报)。在该提案中，当镜筒位于拍摄位置时，反射光学元件被布置在透镜组的在透镜组的光轴方向上的后方，并且使从透镜组入射的光束朝向摄像元件弯折。此外，当镜筒位于缩回位置时，反射光学元件和透镜组中的一个透镜组朝向摄像元件侧退避，由此包括其余透镜组的透镜组缩回到缩回位置中。

[0003] 然而，在日本特开2009-122640号公报中，致动器被固定，以使布置在反射光学元件与摄像元件之间的诸如光圈快门元件和透镜组等光学系统元件移动。因此，布置在反射光学元件与摄像元件之间的光学系统元件用的空间效率劣化，这妨碍镜筒缩回时的摄像设备的小型化。

发明内容

[0004] 本发明提供一种提高光学系统元件用空间效率的摄像设备，该光学系统元件被布置在与第一光轴方向交叉的第二光轴方向上，透镜组可沿着该第一光轴方向移动，由此，实现镜筒缩回时的设备的小型化。

[0005] 本发明提供一种摄像设备，该摄像设备包括变焦镜筒，该变焦镜筒能在缩回位置和拍摄位置之间沿光轴方向移动，由此改变摄影倍率，所述摄像设备包括：透镜组，其沿着第一光轴可动地布置；反射光学元件，其被构造成能够沿着第二光轴移动，其中所述第二光轴在与所述第一光轴交叉的方向上延伸，并且所述反射光学元件被构造成：当所述透镜组已沿着所述第一光轴移动到拍摄位置时，所述反射光学元件将从所述透镜组入射的光束弯折成沿所述第二光轴的方向，由此将所述光束引导到成像面；当所述透镜组已沿着所述第一光轴移动到缩回位置时，所述反射光学元件沿着所述第二光轴移动到退避位置以形成用于容纳所述透镜组的空间；以及光学系统元件，其被布置在所述反射光学元件和所述成像面之间，其中，所述光学系统元件能够与用于致动所述光学系统元件的致动器一起沿所述第二光轴的方向移动，至少当所述透镜组处于缩回位置时，所述致动器被布置在所述致动器以与所述第二光轴平行的方式与所述反射光学元件重叠的位置。

[0006] 根据本发明，能够提高沿第二光轴方向布置的光学系统元件用的空间效率，由此能够使镜筒缩回时的摄像设备小型化。

[0007] 从下面结合附图的详细说明，本发明的特征和优点变得更加明显。

附图说明

[0008] 图1是在作为根据本发明的实施方式的摄像设备的数字式照相机的镜筒处于广角(wide)位置的状态中，该数字式照相机的主要部分的截面图。

[0009] 图2是当从第一透镜组的光轴方向观察时，图1中的主要部分的主视图。

[0010] 图3是用于说明驱动第三透镜组用的驱动机构的立体图。

[0011] 图4是光圈快门元件的立体图。

[0012] 图5是光圈快门元件的分解立体图。

[0013] 图6是在镜筒处于远摄(telehpoto)位置的状态中数字式照相机的主要部分的截面图。

[0014] 图7是当从第一透镜组的光轴方向观察时，图6中的主要部分的主视图。

[0015] 图8是在镜筒处于sink位置(缩回位置)的状态中数字式照相机的主要部分的截面图。

[0016] 图9是当从第一透镜组的光轴方向观察时，图8中的主要部分的主视图。

[0017] 图10是用于驱动凸轮筒和棱镜的驱动机构的一部分的分解立体图。

[0018] 图11是棱镜驱动部的一部分和用于保持棱镜的保持构件的平面图。

[0019] 图12是固定筒的内周的展开图。

[0020] 图13A至图13C是用于说明棱镜承载件(prism carrier)和棱镜延迟齿轮(prism delay gear)之间的相位关系以及扭力弹簧的扭转负荷量的图。

[0021] 图14是用于驱动凸轮筒和棱镜的驱动机构的一部分的部分截面立体图。

具体实施方式

[0022] 下面，将参照示出本发明的实施方式的附图详细说明本发明。

[0023] 图1是在作为根据本发明的实施方式的摄像设备的数字式照相机的镜筒处于广角位置的状态中，该数字式照相机的主要部分的截面图。图2是当从第一透镜组的光轴方向观察时，图1中的主要部分的主视图。镜筒是在缩回位置和拍摄位置之间沿光轴方向移动以改变摄影倍率的变焦式镜筒。

[0024] 如图1和图2所示，根据本实施方式的数字式照相机包括第一透镜组10、第二透镜组20、棱镜5、固定筒62、凸轮筒61和直进引导筒63。在图2中，省略了第一透镜组10、第二透镜组20、固定筒62和直进引导筒63的图示。

[0025] 第一透镜组10包括第一组透镜1和保持第一组透镜1的第一组筒11，第二透镜组20包括第二组透镜2和保持第二组透镜2的第二组筒21。从第一组透镜1和第二组透镜2入射的光束被棱镜5弯折成沿与第一组透镜1和第二组透镜2的光轴A成大约90度的角度交叉的光轴B的方向，并且被引导到摄像元件8的成像面。棱镜5以可在光轴B的方向上移动的方式由保持构件6保持。这里，光轴A与本发明的第一光轴的示例对应，光轴B与本发明的第二光轴的示例对应。

[0026] 在棱镜5与摄像元件8之间，沿光轴B的方向从棱镜5朝向摄像元件8依次布置用于控制拍摄光量的光圈快门元件9、第三组透镜3、第四组透镜4以及光学滤波器7。

[0027] 光圈快门元件9被固定到快门基板92，第三组透镜3由第三组基板31保持，例如利用螺钉将第三组基板31和快门基板92彼此连接，用于使第三组基板31和快门基板92彼此结合成一体，由此构成第三透镜组30。步进马达32的驱动使第三透镜组30沿光轴B的方向进退，由此进行变倍操作(magnification operation)。这里，光圈快门元件9与本发明的光学系统元件的示例对应。

[0028] 图3是用于说明驱动第三透镜组30用的驱动机构的立体图。如图3所示，齿轮33被安装于步进马达32的输出轴。齿轮33与齿轮34啮合以增大螺杆(screw)35的转速。安装于第三组基板31的齿爪(rack)36与螺杆35啮合，第三组基板31以可沿光轴B的方向移动的方式由两个与光轴B平行的导杆37支撑。因此，螺杆35的转动迫使齿爪36沿光轴B的方向移动，由此使第三透镜组30与齿爪36一起沿光轴B的方向移动。

[0029] 图4是光圈快门元件9的立体图，图5是光圈快门元件9的分解立体图。如图4和图5所示，光圈快门元件9包括用于开闭开口196a的多个叶片94和95，这些叶片94和95被配置在快门基板92和朝向第三组基板31布置的盖96之间。利用螺钉97使盖96和快门基板92彼此固定。

[0030] 步进马达91是用于开闭光圈快门元件9的叶片94和95的致动器。在与步进马达91的马达轴的轴线正交的方向上延伸的杆93被安装于马达轴。轴93a和93b以从杆93的在杆93的延伸方向上的两端突出的方式形成在杆93的两端。

[0031] 轴93a以可沿着形成于快门基板92的圆弧孔92a和形成于盖96的圆弧孔96a移动的方式被插入到圆弧孔92a、形成于叶片94的长孔(slot)94a以及圆弧孔96a中。此外，轴93b以可沿着形成于快门基板92的圆弧孔92b和形成于盖96的圆弧孔96b移动的方式被插入到圆弧孔92b、形成于叶片95的长孔95a以及圆弧孔96b中。

[0032] 当杆93通过步进马达91的驱动而转动时，叶片94和95沿彼此相反的方向枢转地移动。叶片94和95的往复枢转运动开闭开口196a。因此，通过调整开闭开口196a用的叶片94和95之间的间隙来实现用于控制拍摄光量的光圈功能，通过移动叶片94和95以使开口196a从其打开状态到达其关闭状态来实现快门功能。

[0033] 再次参照图1和图2，第四组透镜4由第四组透镜保持件41保持，以形成第四透镜组40。步进马达42的驱动使螺杆42a转动以使第四透镜组40在光轴B的方向上进退，由此进行变倍操作和聚焦操作。光学滤波器7具有用于截止空间频率高的光的低通滤波功能和用于截止红外光的功能。

[0034] 图6是在镜筒处于远摄位置的状态中数字式照相机的主要部分的截面图，图7是当从第一透镜组的光轴方向观察时，图6中的主要部分的主视图。在图7中，省略了第一透镜组10、第二透镜组20、固定筒62和直进引导筒63的图示。

[0035] 如图6和图7所示，在镜筒处于远摄位置的状态中，第一透镜组10位于沿光轴A的方向朝向被摄体前进了的位置，第二透镜组20位于沿光轴A的方向后退了的位置并且在靠近棱镜5的位置停止。步进马达32的驱动使第三透镜组30沿光轴B的方向朝向棱镜5移动，并且第三透镜组30在靠近棱镜5的位置停止。

[0036] 此时，如图7所示，用于开闭光驱快门元件9的叶片94和95的步进马达91以步进马达91在光轴B的方向上的位置与棱镜5在光轴B的方向上的位置一致的方式被布置在棱镜5下方的如下位置，在该位置处步进马达91的整个区域以与光轴B平行的方式与棱镜5重叠。步进马达42的驱动使第四透镜组40沿光轴B的方向朝向摄像元件8移动，并且第四透镜组40在靠近摄像元件8的位置停止。

[0037] 图8是在镜筒处于sink位置(缩回位置)的状态中数字式照相机的主要部分的截面图。图9是当从第一透镜组的光轴方向观察时，图8中的主要部分的主视图。如图8和图9所示，在镜筒处于sink位置的状态中，棱镜5、第三透镜组30和第四透镜组40以不相互干涉的方式在各自的位置沿光轴B的方向朝向摄像元件8移动。结果，在第二透镜组20和第一透镜组10的后方形成用于容纳第二透镜组20和第一透镜组10的容纳空间，第二透镜组20和第一透镜组10沿光轴A的方向后退而缩回到该容纳空间中。

[0038] 此时，如图9所示，用于开闭光圈快门元件9的叶片94和95的步进马达91以步进马达91在光轴B的方向上的位置与棱镜5在光轴B的方向上的位置一致的方式被布置在棱镜5下方的如下位置，在该位置处步进马达91的整个区域以与光轴B平行的方式与棱镜5重叠。

[0039] 接着，将对固定筒62、凸轮筒61和直进引导筒63进行说明。与设置在凸轮筒61的外周的凸轮销(未示出)凸轮接合的多个凸轮槽62a(参见图12)沿固定筒62的周向以大致相等的间隔形成在固定筒62的内周。与稍后说明的驱动齿轮60啮合的齿轮部61a(参见图7和图9)形成在凸轮筒61的外周面，使得从驱动齿轮60传递来的驱动力驱动凸轮筒61转动。此时，固定筒62的凸轮槽62a与凸轮筒61的凸轮销之间的凸轮作用使凸轮筒61在光轴A的方向上进退。此外，均未示出的第一组凸轮槽和第二组凸轮槽形成在凸轮筒61的内周。

[0040] 直进引导筒63以可与凸轮筒61一体地转动同时可沿光轴A的方向移动的方式被布置在凸轮筒61的内侧。第一透镜组10的第一组筒11被布置在凸轮筒61与直进引导筒63之间，设置于第一透镜组10的第一组筒11的外周面的凸轮销与凸轮筒61的第一组凸轮槽凸轮接合。此外，沿着光轴A的方向延伸的直进槽(未示出)形成在直进引导筒63的外周。形成在第一组筒11的内周的凸部与直进槽接合，由此限制第一组筒11在其转动方向上的运动。

[0041] 第二透镜组20被布置在直进引导筒63的内侧。与第一透镜组10类似，设置在第二透镜组20的第二组筒21的外周的凸轮销(未示出)与凸轮筒61的第二组凸轮槽凸轮接合。此外，贯通槽(未示出)沿光轴A的方向形成于直进引导筒63。布置在第二组筒21的凸轮销的根部(root)的接合部(未示出)与贯通槽接合，由此，限制第二组筒21在其转动方向上的运动。

[0042] 当凸轮筒61转动时，凸轮筒61的第一组凸轮槽与第一组筒11的凸轮销之间的凸轮作用在使第一组筒11的凸部沿着直进引导筒63的直进槽在光轴A的方向上滑动的状态下使第一组筒11相对于凸轮筒61在光轴A的方向上进退。因此，当凸轮筒61相对于固定筒62在光轴A的方向上进退时，第一组筒11相对于凸轮筒61在光轴A的方向上进退，由此，第一组透镜1在缩回位置和拍摄位置之间移动。通过相同的操作，第二组透镜2也在缩回位置和拍摄位置之间移动。

[0043] 接着，将参照图10至图14说明用于凸轮筒61和棱镜5的驱动机构。图10是用于驱动凸轮筒61和棱镜5的驱动机构的一部分的分解立体图。图14是用于驱动凸轮筒61和棱镜5的驱动机构的一部分的部分截面立体图。

[0044] 在图10和图14中，附图标记51表示SW(sink-wide)马达，该SW马达是用于使第一透镜组10和第二透镜组20在sink位置和广角位置之间移动的驱动源。附图标记53表示TW(telephoto-wide)马达，该TW马达是用于使第一透镜组10和第二透镜组20在远摄位置和广角位置之间移动的驱动源。SW马达51和TW马达53被配置成使得SW马达51的马达轴线和TW马达53的马达轴线沿光轴B的方向延伸。此外，TW马达53被定位成比SW马达51接近被摄体。蜗轮52被压配到SW马达51的马达轴，蜗轮54被压配到TW马达53的马达轴。

[0045] 变焦环形齿轮55(zoom ring gear)、变焦过桥齿轮(zoom carrier gear)56和太阳齿轮57以该顺序从被摄体侧(如从图10和图14观察的上侧)与光轴A平行并且同轴地配置在蜗轮52和蜗轮54之间。

[0046] 太阳齿轮57包括由三级相应的平面齿轮(flat gear)形成的太阳齿轮57a至57c。与太阳齿轮57a啮合的平面齿轮50b经由螺旋齿轮50a与蜗轮52啮合。

[0047] 变焦过桥齿轮56具有齿轮部56a和沿周向以大致相等的间隔从齿轮部56a的面向被摄体侧的面突出的三个轴。变焦行星齿轮58被相应地可转动地支撑于该三个轴。此外，蜗轮54被构造成例如经由螺旋齿轮65与齿轮部56a啮合，变焦行星齿轮58被构造成与太阳齿轮57b啮合。变焦环形齿轮55包括内齿轮55a和外齿轮55b。变焦行星齿轮58与内齿轮55a啮合，外齿轮55b经由中间齿轮(idle gear)59与驱动齿轮60啮合，驱动齿轮60与凸轮筒61的齿轮部61a啮合。

[0048] 接着，将说明棱镜驱动部80。在棱镜驱动部80中，棱镜承载件81、扭力弹簧84和棱镜延迟齿轮82从被摄体侧以该顺序在太阳齿轮57的下方与太阳齿轮57同轴地配置。棱镜延迟齿轮82可由棱镜承载件81转动地支撑。

[0049] 棱镜承载件81具有沿周向以大致相等的间隔从棱镜承载件81的面向被摄体侧的面突出的三个轴。棱镜行星齿轮83被相应地可转动地支撑于该三个轴。棱镜行星齿轮83被构造成与太阳齿轮57c以及固定到齿轮基板(未示出)的内齿轮(未示出)啮合。

[0050] 棱镜驱动齿轮85与棱镜延迟齿轮82的齿轮部啮合。钩81b和钩82b以沿彼此相对的方向延伸的方式相应地形成于棱镜承载件81和棱镜延迟齿轮82。钩81b被布置在钩82b的径向内侧(参见图13A至图13C)。

[0051] 扭力弹簧84包括线圈和从线圈的轴向两端径向向外延伸的两个臂84a和84b。臂84a和84b被相应地钩于棱镜延迟齿轮82的钩82b和棱镜承载件81的钩81b。当扭力弹簧84被组装到棱镜驱动部80时，在钩82b和钩81b被配置在相同的相位的状态(参见图
13B)下，利用钩于相应的钩82b和钩81b的两个臂84a和84b而对扭力弹簧84预加载。

[0052] 在该状态中，当在使棱镜延迟齿轮82可转动的状态下使棱镜承载件81转动时，棱镜承载件81、棱镜延迟齿轮82和扭力弹簧84一体地转动。另一方面，当在棱镜延迟齿轮82被限制转动的状态下使棱镜承载件81转动时，仅棱镜承载件81转动，同时扭力弹簧84的扭转负荷增大。

[0053] 图11是棱镜驱动部80的一部分和用于保持棱镜5的保持构件6的平面图。

[0054] 如图11所示，保持构件6形成有接合部6a和6b，接合部6a和6b相应地与彼此平行地配置并且在光轴B的方向上延伸的两个引导轴86和87可动地接合。接合部6a形成有齿条6c。齿条6c与棱镜驱动齿轮85啮合。因此，当棱镜驱动齿轮85转动时，保持构件6与棱镜5一体地在光轴B的方向上进退。

[0055] 接着，再次参照图10，将说明凸轮筒61和棱镜5的操作。

[0056] 在SW马达51被驱动而TW马达53停止的情况中，驱动力从SW马达51传递到太阳齿轮57以使太阳齿轮57转动，但是连接到TW马达53的变焦过桥齿轮56保持静止。结果，变焦行星齿轮58不绕太阳齿轮57公转，而均是仅绕自身的转动轴线自转。

[0057] 例如，假定太阳齿轮57的齿数是9，各变焦行星齿轮58的齿数是10，并且变焦环形齿轮55的内齿轮55a的齿数是30，则太阳齿轮57的转动在被减速1/3.33倍之后被传递到变焦环形齿轮55。接着，外齿轮55b的转动经由中间齿轮59被传递到驱动齿轮60，驱动齿轮60的转动被传递到凸轮筒61的齿轮部61a，由此，驱动凸轮筒61转动。

[0058] 变焦环形齿轮55的转动方向与太阳齿轮57的转动方向相反，此时太阳齿轮57的转动经由棱镜行星齿轮83被传递到棱镜承载件81。这里，如果保持构件6可在光轴B的方向上移动，则扭力弹簧84和棱镜延迟齿轮82与棱镜承载件81一体地转动，由此使保持构件6在光轴B的方向上进退。另一方面，如果保持构件6在光轴B的方向上的运动被限制，则棱镜延迟齿轮82也不能转动，因此扭力弹簧84吸收棱镜承载件81的转动，同时扭力弹簧84的扭转负荷增大。

[0059] 在SW马达51停止而TW马达53被驱动的情况中，连接到SW马达51的太阳齿轮57停止，而连接到TW马达53的变焦过桥齿轮56转动。这使变焦行星齿轮58自转并公转。
例如，假定太阳齿轮57的齿数是9，变焦行星齿轮58的齿数是10，并且变焦环形齿轮55的内齿轮55a的齿数是30，则变焦过桥齿轮56的转动在被增速1.3倍之后被传递到变焦环形齿轮55，由此驱动凸轮筒61转动。

[0060] 在这种情况中，变焦环形齿轮55的转动方向与变焦承载件齿轮56的转动方向相同。此时，由于太阳齿轮57停止，所以棱镜承载件81也停止，使得驱动力不传递到保持构件6。

[0061] 在SW马达51和TW马达53同时被驱动的情况中，具有由两个马达51和53产生的相应转动所合成的转速的转动被传递到变焦环形齿轮55。例如，假定太阳齿轮57和变焦过桥齿轮56以1tpm顺时针转动。由太阳齿轮57传递到变焦环形齿轮55的转速是逆时针0.3rpm。由变焦过桥齿轮56传递到变焦环形齿轮55的转速是顺时针1.3rpm。因此，变焦环形齿轮55以通过合成这两个转速所获得的1rpm顺时针转动。

[0062] 现在，假定太阳齿轮57以1.3rpm顺时针转动，并且变焦过桥齿轮56以0.3rpm顺时针转动。由太阳齿轮57传递到变焦环形齿轮55的转速是逆时针0.39rpm，并且由变焦过桥齿轮56传递到变焦环形齿轮55的转速是顺时针0.39rpm。通过合成这两个转速，使得变焦环形齿轮55静止。

[0063] 从上面的说明，可以理解，如果适当地选择SW马达51和TW马达53的转速和转动方向，则可以在凸轮筒61停止的状态下驱动棱镜5。此外，可以理解，连接到SW马达51的齿轮系的减速比大，而连接到TW马达53的齿轮系的减速比小。下文将说明这一点。

[0064] 接着，将参照图12和图13A至图13C说明用于使第一透镜组10和第二透镜组20在光轴A的方向上前进由此将棱镜5布置在拍摄位置的操作。

[0065] 图12是固定筒62的内周的展开图。参照图12，与设置在凸轮筒61的外周面的凸轮销凸轮接合的凸轮槽62a沿固定筒62的周向以大致相等的间隔形成在固定筒62的内周。此外，切口(cutout)62b形成在固定筒62的后端部，当用于保持棱镜5的保持构件6在光轴B的方向上进退时保持构件6通过该切口62b。

[0066] 图13A至图13C是用于说明棱镜承载件81和棱镜延迟82之间的相位关系以及扭力弹簧84的扭转负荷量的图。

[0067] 当镜筒处于sink位置时，凸轮筒61的每一个凸轮销均被布置在固定筒62的凸轮槽62a中的相关凸轮槽的如图12所示的位置62c处。此时，如图13A所示，棱镜承载件81和棱镜延迟齿轮82处于扭力弹簧84的扭转负荷增大的相位关系。虽然在该状态中扭力弹簧84的扭转负荷对保持构件6沿光轴B上的退避方向(朝向摄像单元8)施力，但是保持构件6沿退避方向的运动被未示出的机械端(mechanical end)限制。

[0068] 为了将镜筒置于拍摄准备状态，首先，SW马达51沿使凸轮筒61前进(向外移动)的方向转动。此时，凸轮筒61的凸轮销沿着固定筒62的凸轮槽62a朝向图12中的右方移动，并且在允许上升的部分中，第一透镜组10和第二透镜组20沿着光轴A在使凸轮筒61前进的方向上移动。在前进操作期间，棱镜承载件81也在使保持构件6前进到拍摄位置的方向上转动，但是扭力弹簧84具有增大了的扭转负荷，从而使棱镜延迟齿轮82保持静止。因此，保持构件6不从退避位置移动。

[0069] 当凸轮筒61在光轴A的方向上移动以产生可以使保持构件6移动到拍摄位置的空间时，如图13B所示，棱镜承载件81的钩81b的相位和棱镜延迟齿轮82的钩82b的相位彼此一致。

[0070] 此外，当SW马达51沿使凸轮筒61伸出的方向转动时，凸轮筒61的凸轮销沿着固定筒62的凸轮槽62a朝向图12中的右方移动，同时保持构件6朝向拍摄位置移动。

[0071] 当凸轮筒61到达广角位置时，在沿使凸轮筒61前进的方向驱动SW马达51的状态中，沿使凸轮筒61缩回的方向驱动TW马达53。这使得：在凸轮筒61在广角位置保持静止的状态中仅保持构件6继续沿光轴B的方向朝向拍摄位置移动。

[0072] 保持构件6在到达拍摄位置时与拍摄侧止动件(未示出)抵接而停止，与保持构件6的停止同时地，棱镜延迟齿轮82也停止。此时，通过沿使凸轮筒61前进的方向继续进一步驱动SW马达51，棱镜承载件81沿用于使保持构件6前进到拍摄位置的方向继续转动，由此，扭力弹簧84的扭转负荷被增大。通过将扭力弹簧84的扭转负荷增大到一定程度，通过扭力弹簧84的作用而对保持构件6施加朝向拍摄侧止动件的力，这有助于在进行拍摄时稳定保持构件6的位置和姿势。

[0073] 当扭力弹簧84到达预定的扭转负荷增大状态时，SW马达51和TW马达53停止。

[0074] 通过执行上述操作，第一透镜组10、第二透镜组20和棱镜5被布置在广角位置，由此数字式照相机被置于拍摄准备状态。当凸轮筒61到达广角位置时，凸轮销移动到固定筒62的凸轮槽62a中的相应位置62d。此后，第三透镜组30和第四透镜组40沿着光轴B移动到各自的预定位置。

[0075] 当镜筒从广角位置向sink位置移动时，进行与上述操作反向的操作。首先，使第三透镜组30和第四透镜组40沿光轴B的方向朝向摄像元件8退避。接着，在沿使凸轮筒61伸出的方向驱动TW马达53的同时沿使凸轮筒61缩回的方向驱动SW马达51，这使得仅棱镜承载件81在使保持构件6沿退避到退避位置的方向移动的方向上转动，而不使凸轮筒
61转动。

[0076] 接着，使棱镜承载件81转动与上述扭力弹簧84的扭转负荷的增大量对应的量，由此使棱镜承载件81的钩81b的相位与棱镜延迟齿轮82的钩82b的相位彼此一致。此时，棱镜延迟齿轮82与棱镜承载件81和扭力弹簧84一体地沿使保持构件6退避到退避位置的方向转动，由此，保持构件6沿退避方向移动。

[0077] 当保持构件6移动到退避位置由此在凸轮筒61的后方的位置产生能够容纳凸轮筒61的空间时，TW马达53停止，仅SW马达51继续沿用于使凸轮筒61缩回的方向被驱动，这使凸轮筒61开始缩回。当保持构件6移动到退避位置时，保持构件6与退避侧机械端(未示出)抵接而停止。同时，棱镜延迟齿轮82也停止。

[0078] 由于SW马达51继续被驱动以使凸轮筒61缩回到缩回位置，所以棱镜承载件81在增大扭力弹簧84的扭转负荷的状态下继续沿使保持构件6退避到退避位置的方向转动。当凸轮筒61缩回到sink位置并且第一透镜组10和第二透镜组20缩回时，SW马达51停止。

[0079] 当在镜筒的广角位置与远摄位置之间进行变倍操作时，通过仅驱动TW马达53，能够使第一透镜组10和第二透镜组20在光轴A的方向上移动而不使保持构件6在光轴B的方向上移动。当镜筒位于远摄位置时，凸轮筒61的凸轮销被布置在固定筒62的凸轮槽62a的相应位置62e处(参见图12)。

[0080] 接着，如上所述，将说明由连接到SW马达51的齿轮系的减速比大而连接到TW马达53的齿轮系的减速比小的事实所提供的有利效果。

[0081] 通常，凸轮筒61的驱动负荷在固定筒62的各凸轮槽62a的从sink位置到广角位置的上升角大的区域中比在从广角位置到远摄位置的拍摄区域中大。此外，在从sink位置到广角位置的区域中，镜头防护器的操作负荷经常被增加到凸轮筒61的驱动负荷，因此需要使用具有较大减速比的齿轮系来放大马达的扭矩。

[0082] 另一方面，在从广角位置到远摄位置的拍摄区域中，需要保持马达的转速低以防止在运动图像等的拍摄过程中记录镜头驱动噪音。在这种情况中，如果使用具有大减速比的齿轮系，则凸轮筒的转速变得非常低。

[0083] 在本实施方式中，在凸轮筒61的负荷大的从sink位置到广角位置的区域中，SW马达51的驱动力经由具有较大减速比的齿轮系被传递到凸轮筒61以驱动凸轮筒61。此外，在从广角位置到远摄位置的拍摄区域中，TW马达53的驱动力经由具有较小减速比的齿轮系被传递到凸轮筒61以驱动凸轮筒61。这使得即使当TW马达53低速转动以使运动图像的拍摄过程中的马达驱动噪音更小时也能获得良好的变倍操作速度。

[0084] 此外，在本实施方式中，可采用各自不同类型的马达来实现SW马达51和TW马达53。例如，DC马达可用于SW马达51，步进马达可用于SW马达53。由于步进马达与DC马达相比能够以低速稳定地控制，所以步进马达适于运动图像的拍摄过程中的低速驱动。

[0085] 此外，当采用步进马达时，可以从微步驱动(micro-step driving)、两相励磁驱动(2-phase excitation driving)等中选择驱动方法。如果使用微步驱动，则可以进行更安静的驱动，而如果使用两相驱动，则可以进行高扭矩驱动。因此，优选地，使用微步驱动用于需要安静的运动图像拍摄过程中的变倍操作，使用两相驱动用于静止图像拍摄过程中的变倍操作。

[0086] 此外，根据本实施方式的驱动机构的齿轮系的构造，无论SW马达51和TW马达53中的哪一个马达被驱动，均可以在从sink位置到远摄位置的所有区域中驱动凸轮筒61。因此，可以通过在需要高速变倍操作时使用SW马达51以及在需要低速变倍操作时使用TW马达53来选择性地使用SW马达51和TW马达53。

[0087] 接着，再次参照图10，将说明用于检测第一透镜组10和第二透镜组20在光轴A的方向上的位置的脉冲齿轮系70。

[0088] 如图10所示，脉冲齿轮系70被连接到变焦环形齿轮55和中间齿轮59，其中变焦环形齿轮55和中间齿轮59是行星齿轮系的输出齿轮。作为脉冲齿轮系70的最后一级齿轮的脉冲板71形成有多个叶片(blade)。可以由光遮断器72计数叶片的通过次数，由此检测凸轮筒61的转动量。以能够获得根据光学设计所确定的必要分辨率的方式来确定脉冲齿轮系70的增速比和脉冲板71的叶片数。

[0089] 基本上，当齿轮系用于传递马达的驱动力时，滑动不会引起转动量的损失，因此，通过减速比线性地确定凸轮筒相对于马达的转动量的转动量。但是，实际上，凸轮筒相对于马达的转动量的转动量由于齿轮的齿隙(backlash)和啮合误差而变化。

[0090] 然而，在用单个马达驱动单个凸轮筒的传统镜筒中，一旦齿轮系被组装，即使在马达被驱动时齿轮之间的啮合关系也是不变的。也就是说，由于每次都是相同的齿啮合，所以凸轮筒的转动量相对于马达的转动量的变化状态每次都是相同的。因此，即使基于马达的转动量来确定凸轮筒的转动量，通过计算确定的凸轮筒的转动量和凸轮筒的实际转动量之间的误差也很小。

[0091] 相反地，如在本实施方式中，在行星齿轮系用于合成两个马达的转动量由此驱动单个凸轮筒的情况中，当马达中的一个马达转动时，另一个马达和变焦环形齿轮55的齿之间的关系被改变。

[0092] 更具体地，每当照相机的电源被打开时，齿轮的不同齿彼此啮合，使得凸轮筒的转动量相对于马达的转动量的变化状态可以是不同的。因此，当基于马达的转动量确定凸轮筒的转动量时，通过计算确定的凸轮筒的转动量和凸轮筒的实际转动量之间的误差会增大。

[0093] 然而，在本实施方式中，脉冲齿轮系70从凸轮筒61和作为行星齿轮系的输出齿轮的变焦环形齿轮55之间的中间齿轮59分支，由此凸轮筒61的齿轮与脉冲齿轮系70之间的啮合关系是不变的。这使得能够利用与传统镜筒产生的误差同等的误差来检测凸轮筒的转动量。

[0094] 如上所述，在本实施方式中，当镜筒位于远摄位置和sink位置时，用于驱动光圈快门元件9的步进马达91以步进马达91在光轴B的方向上的位置与棱镜5在光轴B的方向上的位置一致的方式被布置在步进马达91的整个区域以与光轴B平行的方式与棱镜5重叠的位置。也就是说，用于容纳棱镜5的空间形成在由光圈快门元件9和与光轴B平行并从光驱快门元件9朝向棱镜5突出的步进马达91围绕的空间中，棱镜5被容纳在该容纳空间中。与传统的数字式照相机相比，这使得能够改进用于沿光轴B的方向布置的光学系统元件的空间效率，由此，当镜筒缩回时，能够使数字式照相机小型化。

[0095] 本发明的构造不限于上述实施方式，但是本发明的部件的材料、形状、尺寸、形式、数量和配置等在不背离本发明的主题时能够变形或者改变。

[0096] 虽然在上述实施方式中，棱镜5用作反射光学元件，但是作为示例，例如可以使用镜等。

[0097] 此外，虽然在上述实施方式中，棱镜5和用于驱动光圈快门元件9的步进马达91与光轴B平行地彼此重叠，但是作为示例，这不受限制，而且用于驱动第三透镜组30的步进马达32与用于驱动第四透镜组40的步进马达42可以被构造成可沿光轴B的方向移动，使得步进马达32和42至少在sink位置与光轴B平行地与棱镜5重叠。此外，仅用于驱动光圈或者仅用于驱动快门的步进马达可以被构造成可在光轴B的方向上移动，使得该步进马达至少在sink位置与光轴B平行地与棱镜5重叠。

[0098] 虽然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。所附的权利要求书的范围符合最宽泛的解释，以包含所有这些变型、等同结构和功能。

[0099] 本申请要求2010年6月29日递交的日本专利申请No.2010-147604的优先权，该日本专利申请的全部内容通过引用包含于此。