专利名称：透镜单元和具备该透镜单元的照相机的制作方法
技术领域：
本发明涉及照相机中使用的透镜单元，特别是涉及使透镜单元收缩以在携带时紧凑的透镜单元和具备该透镜单元的照相机。
背景技术：
现在，众所周知，在摄影时使透镜单元突出，在非摄影时使透镜单元收缩而成为更紧凑的形状以容易携带的照相机。
但仅是使透镜单元沿光轴收缩，以使各透镜的间隔最小，而不能使各透镜的厚度与收缩时各透镜间隔的总和收缩成更薄。为了解决这个问题，有如下提案使特定的透镜和摄像器件从光路上退避，使其他的透镜组沿光轴收缩，这样来把收缩时的厚度变得更薄。
作为这种情况公开了使摄像器件从光路退避而使透镜组沿光轴收缩的照相机，和具备使最后端的透镜组与摄像器件成一体地向光路外退避而使其他的透镜组沿光轴收缩的透镜单元的照相机(例如参照专利文献1和2)。
而且公开有在由3组构成的透镜单元中，使最后部的第三透镜组一边在对焦中使用，一边使其以支轴为中心转动180度退避，使第一和第二透镜组沿光轴收缩的照相机(例如参照专利文献3)。
专利文献1特开平11-258676号公报专利文献2特开平11-109203号公报专利文献3特开2003-149723号公报使用摄像器件的照相机若其摄像器件面的尺寸是从1/3英寸左右到1/2英寸左右时，则与现有银盐照相机的成像面相比是小的。因此，尽管摄影透镜也是开放的、F数明亮，也能制成小型的。但随之，摄影透镜所容许的误差，与现有的银盐照相机相比，也成为非常小的量。
上述专利文献1和2所述的照相机使摄像器件移动，其难于没有重复误差地正确设定摄影状态时摄像器件在光轴方向上的停止位置，而若在光轴方向上摄像器件的位置有偏差，则有在对焦透镜的控制上带来障碍的问题。
上述专利文献3所述的照相机，作为使透镜组向光路外退避的方法，其是在透镜框的臂部形成齿轮，驱动与该齿轮啮合的驱动齿轮，围绕贯通臂部的支轴转动的结构，该结构为了使向光路外退避的透镜组进行对焦而使其在光轴方向上移动，除了对焦用驱动源之外还需要别的驱动源，其在用于安装两个驱动源的空间和成本增加的同时，还有退避的透镜在光轴方向上定位的问题。
发明内容
鉴于所述问题，本发明的目的在于提供一种透镜单元，其在至少使一个透镜组从光路退避，而使其他的透镜组在光轴方向上移动退缩的透镜单元中，不需要新的驱动源、空间、成本，即不变更现有透镜单元的结构，就能使规定的透镜组向光路外退避，能在收缩时更加薄型化。
所述目的通过以下的结构解决。
(1)在具备多个透镜组，至少使一个透镜组从光路退避，而使其他的透镜组在光轴方向上移动而收缩的透镜单元中，保持从光轴退避的透镜组的保持框，一边与导螺杆旋合一边通过与光轴大致平行配置的导向部件导向而在光轴方向上移动，其在通过所述导向部件的末端时旋合在所述导螺杆上保持旋合状态而进行转动，使透镜组从光路退避。
(2)在(1)的透镜单元中，从所述光路退避的透镜组是在对焦中使用的透镜组。
(3)在(1)或(2)的透镜组中，从所述光路退避的透镜组，是在比摄影时使用位置更靠近像面侧的位置处从光轴退避的结构。
(4)一种照相机具备(1)～(3)任一项所述的透镜单元。
图1(a)、图1(b)是表示具备本发明透镜单元的照相机外观的图；图2是表示本发明透镜单元摄影时状态的概略剖面图；图3是表示第三透镜镜框位于光路内时状态的立体图；图4是表示第三透镜镜框退避到光路外时状态的立体图；
图5是表示从收缩状态到望远端，各状态的第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组位置关系的图；图6是具备本发明透镜单元的照相机在摄影模式时动作的流程图；图7是本发明透镜单元收缩状态的剖面图。
具体实施例方式
以下通过实施例详细说明本发明，但本发明并不限定于此。
图1(a)、图1(b)是表示具备本发明透镜单元的照相机外观的图。图1(a)是照相机前面的立体图，图1(b)是照相机背面的立体图。
图1(a)中，81是透镜单元、82是取景窗、83是快门钮、84是闪光发光部、86是调光用传感器窗、87是绳带安装部、88是外部输出输入端子(例如USB端子)。89是透镜盖，不使用时透镜单元81收缩，透镜盖89进行滑动以覆盖透镜单元81的前面。本例的照相机与该透镜盖的运动连动，而使主开关ON和OFF。
快门钮83通过其1段按压(以下叫做开关S1的ON)，进行照相机的摄影准备动作，即对焦动作和测光动作，通过其2段按压(以下叫做开关S2的ON)，进行摄影曝光动作。
图1(b)中，91是取景窗接眼部，92是红和绿的显示灯，其把AF和AE的信息通过亮灯或闪亮向摄影者显示。93是变焦距钮，其是进行图像放大、图像缩小的钮。95是菜单/设定钮，96是选择钮，是4方向的开关，100是图像显示部，把图像和其他的文字信息等进行显示。其具有用菜单/设定钮95在图像显示部100上显示各种菜单，用选择钮96进行选择，用菜单/设定钮95确定的功能。97是再现钮，是把摄影的图像进行再现的钮。98是显示器钮，是选择把在图像显示部100上显示的图像和其他的文字信息进行显示和删除的钮。99是删除钮，是把摄影记录了的图像进行删除的钮。101是三脚架孔，102是电池/卡的盖。在电池/卡盖102的内部，具备有供给本照相机电源的电池，和记录摄影图像的卡所用的长槽，其能插卸记录图像的卡型记录用存储器。
图2是表示本发明透镜单元81摄影时状态的概略剖面图。透镜单元81是变焦距光学系统，该图表示的是远侧的状态。在以下的图中为了避免说明的重复，在同部件上付与同符号说明。
该图中，1是第一透镜组，第一透镜组1由透镜4和5构成，移动时是一体进行移动。2是第二透镜组，第二透镜组2由透镜6～9构成，移动时是一体进行移动。3是第三透镜组，本透镜单元81是由三组构成。变焦距时，使第一透镜组1和第二透镜组2在光轴方向上移动进行变倍，使第三透镜组3在光轴方向上移动进行对焦。
11是固定体，其一体地固定在未图示的照相机本体上，接地导板12固定在固定体11的后部。接地导板12上配置有把光学低通滤波器和红外截止滤波器层合的光学滤波器31和摄像器件32。摄像器件32固定在支承部件13上，将该支承部件13螺钉固定在接地导板12上，从而摄像器件32也被固定。15是印刷基板，其与摄像器件32电连接。
14是凸轮筒，在该凸轮筒14的外周上形成有凸轮销部14p，其与形成在固定体11上的凸轮槽11m进行卡合，且在后部的一部分上形成有部分齿轮14g。并在其内周形成有凸轮槽14m、14n，凸轮槽14m与镶设在第一透镜镜框16上的凸轮销16p卡合，凸轮槽14n与镶设在第二透镜镜框17上的凸轮销17p卡合。
凸轮筒14上形成的部分齿轮14g上啮合有未图示的惰轮齿轮，惰轮齿轮与未图示的减速齿轮列和变焦距用电机连接。这样，变焦距用电机的旋转就传递到凸轮筒14，使凸轮筒14旋转，通过固定体11的凸轮槽11m与凸轮销部14p的卡合，则凸轮筒14一边旋转一边在光轴O方向上移动。
第一透镜镜框16和第二透镜镜框17，通过未图示的直进导向部件而不能转动，利用凸轮筒14的旋转，随着凸轮槽14m、14n在光轴O方向上移动的同时其间隔进行变化的结构。即保持第一透镜组1的第一透镜镜框16和保持第二透镜组2的第二透镜镜框17，利用凸轮筒14移动进行变倍。凸轮筒14旋转角的控制，由公知的旋转角检测部件检测并进行控制。33是光圈快门单元，其固定在第二透镜镜框17上。
导向轴45与光轴O大致平行地镶设在接地导板12上，直进导向部件即导向轴46以悬臂状态与光轴O大致平行地镶设在固定体11上，如图所示，导向轴46以不贯通到接地导板12侧的长度与接地导板12保持有间隔。以后，把该间隔部分(虚线表示的部分)叫做缺损部进行说明。
保持第三透镜组3的保持框即第三透镜镜框18，如图所示，是能进行摄影的状态，设置在第三透镜镜框18上的滑动孔18h与导向轴46嵌合的同时，形成在第三透镜镜框18上的凸部18t与导向轴45接触。
由步进电机等构成的对焦用电机34的旋转轴成为导螺杆35，与第三透镜镜框18的螺纹部18f旋合。这样，通过对焦用电机34的旋转而第三透镜镜框18在滑动孔18h与导向轴46嵌合的区域，在光轴方向上移动。36是用于把旋合部的间隙向一个方向按压的压缩螺旋弹簧。
以下说明保持第三透镜组3的保持框，即第三透镜镜框18其在光轴方向上的移动和从光路进行退避以及进入的机构。
图3是表示第三透镜镜框18位于光路内时状态的立体图。且省略了压缩螺旋弹簧36。
图3中，当驱动对焦用电机34而导螺杆35旋转，则第三透镜镜框18通过滑动孔18h与导向轴46的嵌合而在光轴O方向上移动。导螺杆35是右螺纹，在使第三透镜镜框18的移动停止时，最好控制成使其向图示箭头方向旋转后再使其停止。即，要使保持第三透镜组3的第三透镜镜框18向图示的右方向移动时，在使其向与图示箭头的逆方向仅多旋转规定量后，再向图示箭头方向仅旋转规定量返回，而在使第三透镜镜框18向图示的左方向移动时，则在使其向图示箭头方向旋转后保持不变地停止。这是由于为了使第三透镜镜框18的凸部18t以与导向轴45接触的状态停止，而使第三透镜组3准确位于光轴O上的缘故。
下面说明第三透镜镜框18从光路退避的机构。
图3中，使导螺杆35向与图示箭头的逆方向旋转。这样，第三透镜镜框18向图示的右方向(图2中有摄像器件32的像面的方向)移动，当移动到导向轴46的缺损部时，与导向部件即导向轴46的嵌合脱开，而螺纹部18f与导螺杆35的旋合不变，向与图示箭头的逆方向转动，从光路退避开。
图4是表示第三透镜镜框18退避到光路外时状态的立体图。如该图所示，第三透镜镜框18在使其螺纹部18f与导螺杆35旋合并且保持旋合状态下被向摄像器件32送出，然后滑动孔18h从导向轴46脱出，第三透镜镜框18转动而从光路退避，凸部18t与挡块47接触而使转动停止。
为了从该状态变成图3所示的第三透镜镜框18位于光路内，则使导螺杆35从图4所示的状态向图示箭头方向旋转。这样，第三透镜镜框18在使其螺纹部18f与导螺杆35旋合并且保持旋合状态下进行转动而向光路内进入，通过凸部18t与导向轴45接触而使转动停止，并且位于光路内。而且通过使导螺杆35向图示箭头方向旋转，使第三透镜镜框18进一步向有对焦用电机34的被照体侧移动，使滑动孔18h与导向轴46嵌合，成为图3所示的状态，成为摄影时使用的位置。
对于第三透镜镜框18的移动量控制，如图3所示，是以在第三透镜镜框18上形成的突起部18s从位置检测部件即光断路器48的投射、受光位置脱离或者遮蔽的位置作为基准来进行，把对于各个透镜单元从基准位置开始的移动方向和移动量预先测定来决定。
如上所述，第三透镜镜框18从光路进行退避和进入，并进行在光轴方向上移动(对焦)。
图5是表示从收缩状态到望远端的各状态中的第一透镜组1、第二透镜组2和第三透镜组3位置关系的图。
如上所述，在收缩位置状态，第三透镜组3位于从光路退避的位置(参照图4)。第一透镜组1和第二透镜组2通过凸轮筒14如图5所示地从收缩位置到广角端和望远端进行移动。第一透镜组1和第二透镜组2在成为广角端时，第三透镜组3如上所述进入光路内，且向被照体侧移动，以与导向轴46嵌合，在A所示的规定位置停止。这样，成为图3所示的状态，摄影准备结束。
如图5所示，第三透镜组3进入光路内，滑动孔18h与导向轴46嵌合的位置被设定成为在摄影中不使用的摄像器件侧的位置。
在广角端～望远端，第三透镜组3是图3所示的状态，通过在图5光轴上的对焦区域移动来进行对焦。
图6是具备本发明透镜单元81的照相机在摄影模式时动作的流程图。且照相机的透镜单元81是收缩状态，把照相机的模式作为预先设定成摄影模式来说明。
首先，把主开关ON，进行待机(步骤S101)。确认主开关被ON时(步骤S101；Yes)各部是否为初始状态，若不是初始状态，则进行初始化(步骤S102)。这是对应在通常状态下未终了而例如在动作中电源切断的情况的动作。
然后，驱动凸轮筒14，把第一透镜组1和第二透镜组2向广角位置移动(步骤S103)。然后，驱动对焦用电机34，使第三透镜镜框18，即第三透镜组3转动，使其从退避位置向摄影光路内进入(步骤S104)。之后，再驱动对焦用电机，使滑动孔18h与上述的导向轴46嵌合后，再移动到光断路器48的检测位置(步骤S105)。这样，透镜单元81就成为摄影准备结束的状态。
之后，再次判断主开关是否被ON(步骤S106)，主开关被ON时(步骤S106；Yes)，则判断开关S1(快门钮83的1段按压)是否ON(步骤S107)，被ON时(步骤S107；Yes)，则向步骤S111跳转，进行AE·AF动作。
开关S1是OFF时(步骤S107；No)，则判断变焦距钮93是否被ON(步骤S108)，变焦距钮93是OFF时(步骤S108；No)，则向步骤S106返回。变焦距钮是ON时(步骤S108；Yes)，则判断是广角方向还是望远方向，进行变焦距。变焦距钮93被OFF后，再次判断开关S1是否被ON(步骤S110)。开关S1是OFF时(步骤S110；No)，则返回步骤S108。
即步骤S106～S110，是把主开关、变焦距钮、开关S1任一个的操作变成待机的状态。
在步骤S110，当开关S1被ON时(步骤S110；Yes)，则进行AE·AF动作(步骤S111)。该AE·AF动作是驱动对焦用电机并且使第三透镜组3顺次在光轴方向上移动，取得各位置的图像并进行评价，进行对焦而在最佳焦点位置上停止，和对应被照体亮度决定摄影时的光圈值和快门速度。
AE·AF动作结束后，判断开关S1是否被ON(步骤S112)，开关S1是OFF时(步骤S112；No)，则返回步骤S110。开关S1被ON时(步骤S112；Yes)，则使开关S2的ON待机(步骤S113)。
当开关S2被ON，则以在步骤S111中决定的光圈值和快门速度进行摄影动作(步骤S114)，取得图像(步骤S115)，对取得的图像实施规定的图像处理(步骤S116)，在记录图像的记录用存储器中记录图像(步骤S117)，一张图像的摄影完成。然后，向步骤S106返回。
另一方面，在步骤S106中当判断成主开关的ON被解除时(步骤S106；No)，则驱动对焦用电机34，使第三透镜组3向摄像器件32方向移动，在脱离光断路器48的检测位置后，驱动规定的步数，使其从光路退避并停止(步骤S120)。该规定的步数，是对每个透镜单元测定而决定的，其是第三透镜镜框18在脱离光断路器48的检测位置后，滑动孔18h与导向轴46的嵌合脱开，第三透镜镜框18转动并从光路退避，进而用于维持退避状态并且保持地向摄像器件32方向移动所需要的步数。这样，第三透镜镜框就向光路外退避。然后，把凸轮筒14向收缩方向驱动，把第一透镜组1和第二透镜组2在收缩位置停止(步骤S121)。
以上是具备本发明透镜单元81的照相机在摄影模式时，从收缩状态到能摄影状态、从能摄影状态到收缩状态的概略动作。在上述说明中，主开关OFF时，不管第一透镜组1和第二透镜组2的位置，都是把第三透镜组3从光路退避后再使第一和第二透镜组移动并收缩，但也可以使第一和第二透镜组一旦移动到广角位置后，就使第三透镜组3从光路退避，之后，再次移动第一和第二透镜组并收缩。
图7是本发明透镜单元81收缩状态的剖面图。
如图7所示，在收缩时，滑动孔18h与导向轴46的嵌合脱开第三透镜镜框18从光路退避，仅使保持在第二透镜镜框17上的第二透镜组2和保持在第一透镜镜框16上的第一透镜组1位于摄像器件32的前方。即在收缩时能把第三透镜组3厚度的这部分变薄。
如上所说明，其结构是，即使导向部件与滑动孔的嵌合脱开，也使导螺杆旋合在螺纹部上并且保持旋合的状态进行转动，通过导螺杆和导向部件使在光轴方向上移动的透镜组从光路退避，这样，不需要新的传动装置、空间和成本，在现有透镜单元的结构不变的情况下，就能得到比现有薄的收缩状态的透镜单元。
在上述的说明中，说明了在从光路退避的透镜组的光路上，以导向轴说明了直进导向部件的情况，但当然也可以是把板材和镜体内的部件作为直进导向部件。而且，利用对焦透镜说明从光路退避的透镜组，但并不限定于此，其当然也可以是构成透镜单元的其他透镜组。
权利要求
1.一种透镜单元，其至少使被照体侧透镜组和像侧透镜组在光轴方向上移动而进行收缩，其特征在于，包括保持被照体侧透镜组的被照体侧透镜组保持框；保持像侧透镜组的像侧透镜组保持框；引导部件，其从规定的被照体侧的位置向像侧以规定的引导长度沿光轴引导像侧透镜组保持框；退避机构，其从所述规定的被照体侧位置向像侧使像侧透镜组保持框沿光轴移动大于或等于所述规定引导长度，并且，使像侧透镜组保持框从光路退避。
2.如权利要求1所述的透镜单元，其特征在于，从所述光路退避的像侧透镜组是在对焦中使用的透镜组。
3.如权利要求1或2所述的透镜单元，其特征在于，从所述光路退避的像侧透镜组，是在比摄影时使用位置靠近像侧的位置处从光路退避的结构。
4.一种照相机，其特征在于，具有权利要求1～3任一项所述的透镜单元。
5.如权利要求1所述的透镜单元，其特征在于，被照体侧透镜组在像侧透镜组从光路退避后的空间内收缩。
全文摘要
一种透镜单元，其不变更现有透镜单元的结构，就能使规定的透镜组向光路外退避，能在收缩时薄型化。把保持从光路退避的透镜组的保持框，一边与导螺杆旋合一边在导向部件的缺损部旋合在导螺杆上保持旋合状态地转动，使透镜组从光路退避。
文档编号G03B5/00GK1721973SQ20051008257
公开日2006年1月18日 申请日期2005年7月11日 优先权日2004年7月13日
发明者加纳光央, 片桐祯人 申请人:柯尼卡美能达影像株式会社