能够在小型化的同时提高拍摄倍率的镜筒及摄像设备

摘要

一种能够在小型化的同时提高拍摄倍率的镜筒及摄像设备。通过跟随驱动环的转动的第二凸轮环的转动使第一透镜组沿着光轴方向移动，驱动环在内周具有聚焦凸轮槽，并且驱动环被布置于固定凸轮环的外周，该固定凸轮环在内周具有凸轮槽和直进槽。第二凸轮槽在光轴方向上布置于第一透镜组的后方。驱动环的转动使保持第二透镜组的聚焦组保持单元的从动件在被直进槽引导为直进地移动的状态下跟随聚焦凸轮槽。跟随聚焦凸轮槽的从动件使聚焦组保持单元沿着光轴方向移动。

权利要求

1.一种镜筒，该镜筒包括：

第一凸轮环，其被构造成具有形成于内周的第一凸轮槽和直进槽；

驱动环，其被构造成具有在内周的第二凸轮槽，并且所述驱动环布置于所述第一凸轮环的外周；以及第二凸轮环，其被构造成布置于所述第一凸轮环的内周，通过所述驱动环的转动使所述第二凸轮环跟随所述第一凸轮槽并且沿着光轴方向移动，其特征在于，所述镜筒还包括：

第一透镜组，其被构造成通过跟随所述驱动环的转动的所述第二凸轮环的转动使所述第一透镜组沿着所述光轴方向移动；

第二透镜组，其被构造成布置于所述第一透镜组的像面侧；以及保持单元，其被构造成具有与所述第二凸轮槽接合的从动件，并且所述保持单元保持所述第二透镜组，其中，所述驱动环的转动使所述从动件在被所述直进槽引导为沿着所述光轴方向直进地移动的状态下跟随所述第二凸轮槽，跟随所述第二凸轮槽的所述从动件使所述保持单元沿着所述光轴方向移动，所述驱动环不沿着所述光轴方向移动，所述第二凸轮环在所述第二凸轮环的内周面设置有直进单元，所述直进单元与所述第二凸轮环一体地沿着光轴方向移动并且能够相对于所述第二凸轮环转动，并且所述直进单元限制所述第一透镜组的转动，并且通过所述保持单元的直进引导件直进地移动。

2.根据权利要求1所述的镜筒，还包括驱动单元，所述驱动单元被构造成使所述保持单元沿着所述光轴方向移动，其中，在通过转动所述驱动环使所述保持单元和所述驱动单元沿着所述光轴方向移动之后，所述驱动单元能够使所述保持单元沿着所述光轴方向移动。

3.根据权利要求1所述的镜筒，其中，

第三凸轮槽被形成于所述驱动环的外周；

多个第二凸轮槽形成于所述驱动环的内周的在周向上的不同位置处；

多个从动件被设置成与所述多个第二凸轮槽中的相应的第二凸轮槽接合；

在所述多个第二凸轮槽之中，形成于在所述驱动环的径向上与所述第三凸轮槽重叠的位置的第二凸轮槽的第一深度比未形成于在所述驱动环的径向上与所述第三凸轮槽重叠的位置的第二凸轮槽的第二深度小；以及在所述多个从动件中，与具有所述第二深度的所述第二凸轮槽接合的从动件的长度比与具有所述第一深度的所述第二凸轮槽接合的从动件的长度大。

4.一种摄像设备，该摄像设备包括：

摄像器件；以及

镜筒，所述镜筒包括：第一凸轮环，其具有形成于内周的第一凸轮槽和直进槽；驱动环，其具有在内周的第二凸轮槽并且所述驱动环布置于所述第一凸轮环的外周；以及第二凸轮环，其布置于所述第一凸轮环的内周，通过所述驱动环的转动使所述第二凸轮环跟随所述第一凸轮槽并且沿着光轴方向移动，其特征在于，所述镜筒还包括：第一透镜组，通过跟随所述驱动环的转动的所述第二凸轮环的转动使所述第一透镜组沿着所述光轴方向移动；第二透镜组，其布置于所述第一透镜组的像面侧；以及保持单元，其具有与所述第二凸轮槽接合的从动件，并且所述保持单元保持所述第二透镜组，其中，所述驱动环的转动使所述从动件在被所述直进槽引导为沿着所述光轴方向直进地移动的状态下跟随所述第二凸轮槽，并且跟随所述第二凸轮槽的所述从动件使所述保持单元沿着所述光轴方向移动，其中，

所述驱动环不沿着所述光轴方向移动，

所述第二凸轮环在所述第二凸轮环的内周面设置有直进单元，所述直进单元与所述第二凸轮环一体地沿着光轴方向移动并且能够相对于所述第二凸轮环转动，并且所述直进单元限制所述第一透镜组的转动，并且通过所述保持单元的直进引导件直进地移动。

说明书

能够在小型化的同时提高拍摄倍率的镜筒及摄像设备

[0001] 本申请是申请日为2013年7月3日、申请号为201310277433.7、发明名称为能够在小型化的同时提高拍摄倍率的镜筒及摄像设备的申请的分案申请。

技术领域

[0002] 本发明涉及诸如数字照相机等的摄像设备，特别地，涉及该摄像设备所具有的镜筒的结构。

背景技术

[0003] 作为将使用诸如CCD或CMOS等的摄像器件获得的图像存储于半导体存储器等中的示例性摄像设备的数字照相机正变得普及。在这种数字照相机中，通过改变多个透镜组之间的间隔而使拍摄视角变化(所谓的变焦操作)。

[0004] 近年来，在使主体(照相机主体)更薄的同时增大变焦倍率的需求不断增长。因此，期望在确保透镜组的最长可能移动行程的同时使主体小型化的结构。

[0005] 因此，在所谓的可缩回式变焦镜筒中，需要以沿着光轴方向延伸的方式在凸轮筒中形成凸轮槽，以确保透镜组的长的移动行程。例如，已经提出了如下配置：在一个伸出的凸轮筒的在光轴方向上的整个宽度上形成凸轮槽以确保内侧的透镜组的长移动行程，并且凸轮槽也设置于凸轮筒外侧以保持透镜组并且沿光轴方向移动透镜组(参见日本特开2010-156870号公报)。还提出了如下配置：在从不伸出的固定凸轮筒的在光轴方向上的整个宽度上形成凸轮槽，以确保内侧的透镜组的长移动行程(参见日本特开2001-228384号公报)。

[0006] 然而，根据日本特开2010-156870号公报和日本特开2001-228384号公报中说明的技术，能够被放置在凸轮筒内侧的诸如透镜组等的光学系统的数量受到限制，并且需要考虑凸轮槽行程与转动相位之间的平衡来配置光学系统。在这种情况下，如果要求凸轮筒在光轴方向上的长度是长的以形成能够获得期望行程的凸轮槽，这将带来镜筒大型化的问题。

发明内容

[0007] 本发明提供能够在小型化的同时提高拍摄倍率的镜筒及具有该镜筒的摄像设备。

[0008] 因此，本发明的第一方面提供了一种镜筒，该镜筒包括：第一凸轮环，其被构造成具有形成于内周的第一凸轮槽和直进槽；驱动环，其被构造成具有在内周的第二凸轮槽，并且所述驱动环布置于所述第一凸轮环的外周；第二凸轮环，其被构造成布置于所述第一凸轮环的内周，通过所述驱动环的转动使所述第二凸轮环跟随所述第一凸轮槽并且沿着光轴方向移动；第一透镜组，其被构造成通过跟随所述驱动环的转动的所述第二凸轮环的转动使所述第一透镜组沿着所述光轴方向移动；第二透镜组，其被构造成布置于所述第一透镜组的像面侧；以及保持单元，其被构造成具有与所述第二凸轮槽接合的从动件，并且所述保持单元保持所述第二透镜组，其中，所述驱动环的转动使所述从动件在被所述直进槽引导为沿着所述光轴方向直进地移动的状态下跟随所述第二凸轮槽，跟随所述第二凸轮槽的所述从动件使所述保持单元沿着所述光轴方向移动。

[0009] 因此，本发明的第二方面提供了一种摄像设备，该摄像设备包括：摄像器件；以及镜筒，所述镜筒包括：第一凸轮环，其具有形成于内周的第一凸轮槽和直进槽；驱动环，其具有在内周的第二凸轮槽并且所述驱动环布置于所述第一凸轮环的外周；第二凸轮环，其布置于所述第一凸轮环的内周，通过所述驱动环的转动使所述第二凸轮环跟随所述第一凸轮槽并且沿着光轴方向移动；第一透镜组，通过跟随所述驱动环的转动的所述第二凸轮环的转动使所述第一透镜组沿着所述光轴方向移动；第二透镜组，其布置于所述第一透镜组的像面侧；以及保持单元，其具有与所述第二凸轮槽接合的从动件，并且所述保持单元保持所述第二透镜组，其中，所述驱动环的转动使所述从动件在被所述直进槽引导为沿着所述光轴方向直进地移动的状态下跟随所述第二凸轮槽，并且跟随所述第二凸轮槽的所述从动件使所述保持单元沿着所述光轴方向移动。

[0010] 根据本发明，能够实现在小型化的同时提高拍摄倍率的镜筒。

[0011] 根据下面(参考附图)对示例性实施方式的描述，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

[0012] 图1A和图1B是分别示出了根据本发明的实施方式的数字照相机的正面立体图和背面图。

[0013] 图2是示出图1A和图1B中呈现的数字照相机的框图。

[0014] 图3是示出了图1A和图1B中呈现的数字照相机所具有的镜筒的伸出(突出)状态的截面图。

[0015] 图4是示出图3中呈现的镜筒的收缩(缩回)状态的截面图。

[0016] 图5是示意性地示出图3和图4中呈现的镜筒所具有的驱动环的结构的立体图。

[0017] 图6是示出图5中呈现的驱动环的结构的侧视图。

[0018] 图7是示出图5中呈现的驱动环的结构的第一截面图。

[0019] 图8是示出图5中呈现的驱动环的结构的第二截面图。

具体实施方式

[0020] 图1A是示出根据本发明的实施方式的数字照相机100的正面立体图，图1B是示出数字照相机100的背面图。决定被摄体的构图的取景器物镜21、在进行测光和测距时利用辅助光照射被摄体的辅助光照射单元19、照亮被摄体并发出闪光的电子闪光灯22以及镜筒23布置于数字照相机100的主体20的正面。如稍后说明的那样，镜筒23具有改变拍摄倍率的变焦功能。

[0021] 释放钮16、变焦开关17以及电源开关钮18布置在主体20的上表面。各种操作钮26、27、28、29、30和31布置于主体20的背面，并且通过操作这些钮能够选择各种功能。而且，取景器目镜24以及诸如液晶显示器或有机EL显示器等的显示被拍摄的被摄体和所摄取的图像的显示器25布置于主体20的背面。应当注意，数字照相机100用的功能设定菜单以及其他菜单均显示于显示器25。

[0022] 图2是示出数字照相机100的框图。控制数字照相机100的整体操作的控制单元50具有CPU43、ROM42和RAM44。用于操作和控制构成数字照相机100的块的程序和数据存储于ROM42中，并且CPU43读取必要的程序，在RAM44的工作区域中展开这些程序，并且执行这些程序。由此，执行数字照相机100中的各种机械元件的操作控制和信息处理。各种程序所需的数据被存储于RAM44中，CPU43进行运算时所产生的数据等也被保存于RAM44中。

[0023] 控制单元50经由总线41被连接到释放钮16、变焦开关17、电源开关钮18、操作钮26至31和显示器25。存储器37、压缩/解压缩单元38、存储卡驱动器39和驱动电路40被连接到总线41。

[0024] 变焦驱动单元32、聚焦驱动单元33、快门驱动单元5b、光圈驱动单元5d、摄像器件12以及电子闪光灯22被连接到驱动电路40。根据来自控制单元50的控制信号由驱动电路40直接控制电子闪光灯22的操作。变焦驱动单元32、聚焦驱动单元33、快门驱动单元5b和光圈驱动单元5d根据来自控制单元50的控制信号分别地控制镜筒23、聚焦透镜(第二透镜组)7、快门5a和光圈5c的操作。

[0025] 摄像器件12是诸如CCD或CMOS等的固态光电转换元件。从摄像器件12读取的电荷通过模拟信号处理单元34被处理成预定的模拟信号，接着，通过A/D转换单元35被转换成数字信号，并且被输出到数字信号处理单元36。数字信号处理单元36对数字信号进行预定的图像处理以产生数字数据并且将所产生的数字数据存储于存储器37中。

[0026] 存储于存储器37中的图像数据和存储于存储卡驱动器39中的图像数据通过压缩/解压缩单元38而进行压缩/解压缩处理，并且被处理的图像数据经由总线41显示于显示器25。结果，使用者能够确认显示器25上的图像，并且能够根据需要通过操作预定的操作钮进行诸如对图像的删除和加工等操作。

[0027] 图3是示出镜筒23的伸出(突出)状态的截面图，图4是示出镜筒23的收缩(缩回)状态的截面图。在镜筒23中，第一透镜组1由第一透镜组保持单元1a保持。第三透镜组2被布置于第一透镜组1的后方(在光轴方向上的摄像器件12侧)，并且第三透镜组2由第三透镜组保持单元2a保持。具有快门5a和光圈5c的光圈快门单元5被布置在第三透镜组2的后方，并且第四透镜组6被布置在光圈快门单元5的后方。第四透镜组6由第四透镜组保持单元6a保持。

[0028] 移动凸轮环3布置在第三透镜组保持单元2a和第四透镜组保持单元6a的外周。第三透镜组保持单元2a、光圈快门单元5和第四透镜组保持单元6a能够与设置在移动凸轮环3内周的凸轮槽接合且跟随该凸轮槽。直进单元4也设置在移动凸轮环3的内周，并且直进单元4和移动凸轮环3以所谓的卡合方式接合在一起，以沿着光轴方向基本上彼此一体地移动并且相对于彼此转动。沿着光轴方向延伸的长槽设置于直进单元4，并且由该长槽限制第三透镜组保持单元2a、光圈快门单元5以及第四透镜组保持单元6a的转动，使得它们能够沿着光轴方向直进地移动。

[0029] 在移动凸轮环3的外周也设置凸轮槽，并且布置于移动凸轮环3的外周的第一透镜组保持单元1a与该凸轮槽接合并且跟随该凸轮槽。另一方面，通过直进单元4使第一透镜组保持单元1a沿着光轴方向直进地移动。由此，移动凸轮环3的转动使跟随移动凸轮环3的第一透镜组保持单元1a、第三透镜组保持单元2a、光圈快门单元5和第四透镜组保持单元6a在被控制为直进地移动的状态下沿着光轴方向移动。装饰环15设置于第一透镜组保持单元1a的外周，并且装饰环15与移动凸轮环3一体地移动。

[0030] 固定凸轮环9布置于移动凸轮环3的外周，驱动环10布置于固定凸轮环9的外周，并且盖单元11布置于驱动环10的外周。凸轮槽形成于固定凸轮环9的内周，并且移动凸轮环3与该凸轮槽接合。移动凸轮环3设置有移动凸轮环被跟随部3a。作为直线状沉槽(counterbored groove)的移动凸轮环驱动部10c被设置于驱动环10的内周，并且移动凸轮环驱动部10c可滑动地装配于移动凸轮环被跟随部3a。通过变焦驱动单元32转动的驱动环10使移动凸轮环3与形成于固定凸轮环9的内周的凸轮槽接合并且在跟随该凸轮槽的状态下沿着光轴方向直进地移动。保持摄像器件12的摄像器件保持单元13布置在固定凸轮环9的后方。

[0031] 取景器单元14设置于镜筒23的上部。取景器单元14由取景器物镜21、取景器目镜24和未示出的取景器透镜组组成。设置于驱动环10的外周的取景器驱动凸轮槽10b使取景器透镜组能够响应驱动环10的转动而沿着光轴方向移动。

[0032] 现在参照图3至图8，将对镜筒23中的驱动环10及其附近的配置进行说明。图5是示意性地示出驱动环10的结构的立体图。图6是示出驱动环10的结构的侧视图。图7是示出驱动环10的结构的截面图，并且用于说明形成于驱动环10中的聚焦凸轮槽10a的深度。图8是示出驱动环10的配置的截面图，并且示出了形成于驱动环10中的聚焦凸轮槽10a的深度与设置于聚焦组保持单元7c中的从动件7d的长度之间的关系。

[0033] 第二透镜组7在光轴方向上布置于第四透镜组保持单元6a的后方(摄像器件12侧)。第二透镜组7由第二透镜组保持单元7a保持，并且螺母部7b设置于第二透镜组保持单元7a。聚焦组保持单元7c布置于第二透镜组7周围，聚焦透镜驱动单元8设置于聚焦组保持单元7c。第二透镜组7被构造成通过使螺母部7b与聚焦透镜驱动单元8接合且跟随聚焦透镜驱动单元8而沿着光轴方向移动。也就是说，第二透镜组7起到聚焦透镜的作用。

[0034] 从动件7d以放射状图案布置于聚焦组保持单元7c的三个位置(参照图8)，并且聚焦凸轮槽10a设置于驱动环10的内周。与聚焦凸轮槽10a接合并且跟随聚焦凸轮槽10a的从动件7d使整个聚焦组保持单元7c能够沿着光轴方向移动。直进槽设置于固定凸轮环9的内周，并且该直进槽限制聚焦组保持单元7c的转动。由此，聚焦组保持单元7c沿着光轴方向直进地移动而不转动。

[0035] 聚焦组保持单元7c设置有保持直进单元4的直进引导件7e。也就是说，聚焦组保持单元7c由固定凸轮环9引导而直进地移动，并且直进单元4由聚焦组保持单元7c引导而直进地移动。同样，第一透镜组保持单元1a、第三透镜组保持单元2a、光圈快门单元5和第四透镜组保持单元6a由直进单元4引导而直进地移动。

[0036] 根据上述配置，驱动作为聚焦透镜的第二透镜组7的整个聚焦机构沿着光轴方向朝前(朝被摄体)移动。此时，整个聚焦机构能够通过聚焦透镜驱动单元8移动，由此能够确保较长的行程。

[0037] 设置在移动凸轮环3的内周的凸轮槽的数量受移动凸轮环3的尺寸限制，由此小型化受到限制。另一方面，如在本实施方式中那样设置驱动环10以及用于沿着光轴方向移动透镜组的移动凸轮槽能够驱动大量的透镜组。

[0038] 具体地，如先前所述，聚焦组保持单元7c所跟随的聚焦凸轮槽10a设置于驱动环10的内周，并且用于驱动取景器透镜组的取景器驱动凸轮槽10b设置于驱动环10的外周。因此，驱动环10的转动使取景器透镜组也沿着光轴方向移动，由此，改变取景器单元14的变焦倍率。

[0039] 从图7中显而易见的是，根据本实施方式，聚焦凸轮槽10a和取景器驱动凸轮槽10b被构造成在光轴方向上从不彼此重叠。由此，各凸轮槽能够形成为深的，并且能够防止跟随各凸轮槽的从动件在与各凸轮槽接合时由于振动等而脱落。

[0040] 应当注意，可以采用形成于驱动环10的内周的聚焦凸轮槽10a和形成于驱动环10的外周的取景器驱动凸轮槽10b被构造成彼此重叠以确保各凸轮槽的长行程的配置来代替上述配置。对镜筒23在径向上的尺寸的限制不如对镜筒23在光轴方向上的长度尺寸的限制严格。因此，为了使凸轮槽深以便于提高耐冲击性，驱动环10在径向上的厚度应当增加。在这种情况下，为了防止设置于聚焦组保持单元7c的从动件7d从聚焦凸轮槽10a脱落，优选地将从动件7d与聚焦凸轮槽10a构造成尽可能深地接合在一起。

[0041] 具体地，当聚焦凸轮槽10a和取景器驱动凸轮槽10b各自的深度被改变时，优选将能够是深的区域尽可能地加深。例如，如图7和图8所示，将作为聚焦凸轮槽10a的一部分的槽部10aα、槽部10aβ和槽部10aγ确定成使得槽部10aα的凸轮槽深度A、槽部10aβ的凸轮槽深度B和槽部10aγ的凸轮槽深度C满足如下关系“A＞B＞C”。也就是说，在外周的没有形成凸轮槽的区域中，凸轮槽应该是深的。在设置于三个位置处的从动件7d之中，根据槽部10aα、10aβ和10aγ的深度，与深的槽部接合的一个从动件应该是长的，与浅的槽部接合的一个从动件应该是短的，使得接合深度是变化的。结果，能够有效地防止从动件7d从聚焦凸轮槽10a脱落。

[0042] 如上所述，根据本实施方式，由于许多透镜组能够长行程地移动而不会引起镜筒23的尺寸的增加，所以能够增加变焦倍率。而且，根据本实施方式，通过适当地设计凸轮槽的深度能够容易地改善耐冲击性。

[0043] 其他实施方式

[0044] 本发明的方面还可以由如下系统或设备的计算机(或者诸如CPU或MPU等的装置)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来进行以执行上述实施方式的功能。为此目的，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。

[0045] 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。

[0046] 本申请要求2012年7月4日提交的日本专利申请No.2012-150294的优先权，所述日本专利申请的全部内容通过引用包含于此。