能达到更高拍摄倍率的变焦镜筒的制作方法

专利名称：能达到更高拍摄倍率的变焦镜筒的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有能沿光轴方向伸出的多级中空筒单元的变焦镜筒(lens barrel)。
背景技术：
传统地，以如下方式构造镜筒在广角状态中，使被摄体侧的第一透镜组在光轴方向 上极大地伸出，由此增大第一透镜组与比第一透镜组靠近成像面侧的第二透镜组之间的间隔。另外，以如下方式构造镜筒当从广角位置向远摄位置进行变焦时，使第二透镜组 从广角位置朝向被摄体极大地伸出，由此减小第一透镜组和第二透镜组之间的间隔。另外，以如下方式构造镜筒在非拍摄状态中，使第一透镜组和第二透镜组缩回 (收缩)在照相机主体中。作为上述类型的镜筒，已知在日本特开2005-173412号公报中公开的一种镜 筒。下面的说明中所使用的括号内的标记和图号表示的部件和附图分别与日本特开 2005-173412号公报中记载的部件和附图对应。日本特开2005-173412号公报中公开的镜 筒包括第一凸轮构件(10)，其形成有用于沿光轴方向驱动第一保持构件(7)的第一凸轮 部(IOa)；和第二凸轮构件(16)，其形成有用于沿光轴方向驱动第一凸轮构件的第二凸轮 部(16a)。第一保持构件保持第一透镜单元(1)。第一凸轮部和第二凸轮部以如下方式形成 在变焦操作期间，在远摄端和广角端之间的整个范围内，从一端向另一端驱动第一保持构 件，从而使第一保持构件沿着凸出轨迹朝向光轴方向上的一侧移动。另外，镜筒具有第三凸轮构件(17)，该第三凸轮构件(17)形成有用于沿光轴方向 驱动第二保持构件的第三凸轮部(17a)，该第二保持构件保持第二透镜单元(2)。保持第一透镜单元(第一透镜组)(1)的第一保持构件(7)沿着固定筒(22)的凸 轮槽部(22a)、第二凸轮构件(第二凸轮筒)(16)的第二凸轮部(凸轮槽部)(16a)以及第 一凸轮构件(第一凸轮筒)(10)的第一凸轮部(凸轮槽部)(IOa)的各轨迹的组合轨迹从 缩回位置(图1)极大地伸出至广角位置。另外，使镜筒进入远摄状态(图3)，在该状态中， 第一透镜组(1)和第二透镜组(2)之间的沿光轴方向的间隔减小。但是，在第一透镜组(1)和第二透镜组(2)之间的沿光轴方向的间隔减小的远摄 状态(图3)中，日本特开2005-173412号公报中公开的传统技术存在下面的问题。为了获得更高的拍摄倍率，期望在远摄状态中减小第一透镜组和第二透镜组之间 的间隔。但是，环构件(12)、引导构件(11)和第一凸轮筒(10)位于第二透镜保持件(8)的 凸轮从动件(8a)的被摄体侧。这使得不能进一步朝向被摄体移动第二透镜保持件(8)以 减小第一透镜组(1)和第二透镜组(2)之间的间隔。

发明内容
本发明提供能够通过进一步减小在远摄状态中第一透镜组和第二透镜组之间的间隔而获得更高的拍摄倍率的变焦镜筒。根据本发明，提供一种变焦镜筒，其包括能沿所述变焦镜筒的光轴方向伸出的多 级中空筒单元，所述变焦镜筒包括第一中空筒单元，其被构造成保持第一透镜组；第二中 空筒单元，其比所述第一中空筒单元低至少两级；保持构件，其由所述第二中空筒单元支撑 并且被构造成保持第二透镜组；和施力单元，其被构造成对所述保持构件施加朝向所述第 一透镜组的力，其中，在所述保持构件的与所述第一透镜组所在侧相反的一侧的端部形成 有凸轮从动件，在所述第二中空筒单元上形成有用于与所述凸轮从动件接合的凸轮部，在 非拍摄区域，由所述施力单元对所述保持构件施力，由此使所述凸轮部经由其一个凸轮面 与所述凸轮从动件接触，而在拍摄区域，所述凸轮部经由其两个凸轮面与所述凸轮从动件 接触，与所述凸轮部接合的所述凸轮从动件伴随所述第二中空筒单元的转动而在所述光轴 方向上移动，由此使所述第二透镜组朝向所述第一透镜组移动。根据本发明的变焦镜筒，凸轮从动件形成于保持构件的与第一透镜组所在侧相反 的一侧的端部。另外，在非拍摄区域，当由施力单元对保持构件施力时，凸轮从动件与凸轮 部的一个凸轮面接触，由此限制了保持构件在光轴方向上的位置。另一方面，在拍摄区域， 凸轮从动件保持与凸轮部的两个凸轮面接触，由此限制了保持构件在光轴方向上的位置。根据本发明，由于凸轮从动件能够形成于保持构件的与第一透镜组所在侧相反的 一侧的端部，从而可以增加第二透镜组朝向被摄体侧的行程。因此，当处于远摄状态时，可 以防止凸轮从动件与布置在第一中空筒单元和第二中空筒单元之间的中空筒单元之间的 干涉。这使得可以进一步减小第一透镜组和第二透镜组之间的间隔，并且由此实现更高的 拍摄倍率。另外，在非拍摄区域，由于凸轮部经由一个凸轮面与凸轮从动件接触，所以可以 减小第二中空筒单元在光轴方向上的长度。在变焦镜筒的一个实施方式中，用于与可动凸轮从动件接合的凸轮部的截面形状 被形成为和用于与对应的其它凸轮从动件接合的其它凸轮部的截面形状不同。这使得可以 设置可动凸轮从动件和其它凸轮从动件，由此实现稳定的变焦驱动。在变焦镜筒的另一个实施方式中，施力单元包括弹簧构件，其被构造成对第二保 持构件施加朝向第一透镜组的力；和驱动单元，其被构造成沿光轴方向驱动第二保持构件， 从而使形成于第二保持构件的凸部与保持构件的接收面接触。因此，可以可靠地使凸轮从 动件与凸轮部的一个凸轮面接触。这使得可以通过为凸轮部设置单个凸轮面来提供非拍摄 区域，这有助于减小第二中空筒单元在光轴方向上的长度。在变焦镜筒的又一个方面中，提供一种被构造成在非拍摄区域限制保持构件在与 光轴正交的方向上的位置的位置限制单元。因此，可以可靠地限制保持构件在与光轴方向 正交的方向上的位置。根据下面参考附图对示例性实施方式的说明，本发明的其它特征将变得明显。


图1是根据本发明的第一实施方式的变焦镜筒的分解立体图。图2A是第一组单元和第一可动凸轮单元的分解立体图。 图2B是从与图2A中的观察方向不同的方向观察时第一组单元和第一可动凸轮单 元的分解立体图。
图3是示出第一凸轮筒的内周面的展开图。图4A是第二组单元的分解立体图。图4B是第二组单元的另一个分解立体图。图5是处于缩回位置的变焦镜筒的截面图。图6是处于缩回位置的变焦镜筒的另一个截面图。图7是第二可动凸轮单元的分解立体图。图8A和图8B是第二凸轮筒的展开图。图9是示出第三凸轮筒的内周面的展开图。图10是处于广角位置的变焦镜筒的截面图。图11是处于远摄位置的变焦镜筒的截面图。图12是示出固定筒的内周面的展开图。图13是第三组单元和基部单元的分解立体图。图14是处于缩回位置的包括第三组单元的变焦镜筒的截面图。图15A是光圈快门单元的分解立体图。图15B是光圈快门单元的另一个分解立体图。图16A是示出第二组单元的构成部件的分解立体图。图16B是示出第二组单元的构成部件如何被安装于光圈快门单元的立体图。图16C是示出第二组单元的构成部件如何被安装于光圈快门单元的另一个立体 图。图17A是从正面侧观察时第二组单元的立体图。图17B是从反面侧观察时第二组单元的立体图。图18是根据本发明的第二实施方式的变焦镜筒的基本部件的立体图。图19是从与图18中的观察方向不同的方向观察时变焦镜筒的基本部件的立体 图。图20是处于缩回位置的变焦镜筒的截面图。
具体实施例方式下面，将参考示出本发明的实施方式的附图详细说明本发明。本发明的变焦镜筒 50具有被构造成沿光轴方向伸出的多级中空筒单元并且被安装于数字式照相机。图1是根据本发明的第一实施方式的变焦镜筒50的分解立体图。变焦镜筒50 基本上包括第一组单元100、第一可动凸轮单元300、第二组单元2000、第二可动凸轮单元 400、固定筒500、第三组单元600和基部单元700。第二组单元2000包括光圈快门单元 2100。图2A是第一组单元100和第一可动凸轮单元300的分解立体图。第一可动凸轮 单元300由第一凸轮筒301和直进筒302形成。图2B是从与图2A中的观察方向不同的方 向观察时第一组单元100和第一可动凸轮单元300的分解立体图。第一组单元100包括第一透镜组101 ；用于保持第一透镜组101的第一组筒 102 (第一中空筒单元)；和安装到第一组筒102且用于遮盖透镜前表面的盖构件103。在 第一组筒102的外周面上，在周向的三个位置形成有三个主凸轮从动件102a，并且在周向的三个位置形成有三个副凸轮从动件102b。另外，在第一组筒102的内周面上，在周向的三 个位置形成有三个直进凸部102c。图3是示出第一凸轮筒301的内周面的展开图。在第一凸轮筒301的外周面上， 在周向的三个位置形成有三个凸轮从动件301a，并且在周向的三个位置形成有三个驱动销 301b (见图 2B)。另外，在第一凸轮筒301的内周面，形成有分别对应于第一组筒102的主凸轮从动 件102a和副凸轮从动件102b的主凸轮槽301c和副凸轮槽301d。主凸轮槽301c和副凸轮 槽301d以大体上彼此平行的方式限定各自的凸轮路径(cam path)。主凸轮从动件102a和与其相关联的主凸轮槽301c接触接合。副凸轮从动件102b 和副凸轮槽301d处于相互间有间隙的状态。另外，在第一凸轮筒301的内周面，在周向的三个位置形成有三个凹部301e。 此外，在第一凸轮筒301的位于光轴方向上的成像侧(即后述的CXD传感器705所在 侧)的后端，避开主凸轮槽301c和副凸轮槽301d、在周向的三个位置形成有三个槽口部 (notch) 301f。直进筒302具有形成于其外周面的周向的三个位置的直进凹部302a，用于与 形成于第一组筒102的内周面的周向的三个位置的直进凸部102c接合(见图2B)。另外，在直进筒302的外周面上，在周向的三个位置形成有三个凸部302b。三个凸 部302b分别与第一凸轮筒301的三个凹部301e接合，由此限制各个凸部302b在光轴方向 上的运动，并且凸部302b和与其相关联的凹部301e能够以彼此连接的方式转动。此外，在直进筒302的外周面上，在周向的三个位置形成有直进滑动键部302c。 在直进筒302的位于光轴方向上的成像侧的后端，在周向的三个位置形成有三个槽口部 302d，从而允许第一凸轮筒301转动预定的转角。三个槽口部302d在光轴方向上的位置分 别与第一凸轮筒301的三个槽口部301f在光轴方向上的位置重叠。图4A和图4B是第二组单元2000的分解立体图。图5是处于缩回位置的变焦镜 筒50的截面图。第二组单元2000包括第二透镜组201、第二透镜组保持构件202、三个球 构件203、和光圈快门单元2100。图6是处于缩回位置的变焦镜筒50的另一个截面图。第二透镜组201被组合到后述的第二透镜组保持构件202中。第二组基部构件 2101由第三凸轮筒402 (见图1)支撑。在第二组基部构件2101的外周面上，在周向的两个 位置形成有两套的从动部2101a、直进引导部2101b和从动基部2101c。另外，第二组基部构件2101的外周面形成有孔2101d和与孔2101d同轴的保持孔 2101e (见图5)。两套的从动部2101a、直进引导部2101b和从动基部2101c与孔2101d和 保持孔2101e这一对孔沿第二组基部构件2101的周向以120度的角度间隔布置。如上所 述，第二组基部构件2101的外周面形成有多个凸轮从动件。弹簧构件2102被安装在形成于第二组基部构件2101的孔2101d中。可动从动件 2103的一端形成可动从动部2103a。可动从动件2103的外周形成直进引导部2103b并且 具有与两个直进引导部2101b的直径相同的直径。可动从动件2103被安装在第二组基部构件2101的孔2101d中。在对弹簧构件 2102施力(urge)的状态下进行可动从动件2103的安装。可动从动件2103的端部2103c 的外径稍大于保持孔2101e的直径，从而一旦可动从动件2103的端部2103c穿过保持孔 2101e，可动从动件2103就不能离开保持孔2101e (见图5)。
另外，第二组基部构件2101形成有位于周向的三个位置的三个接收面2101f (见 图4B)，其能够与安装于下述的基部构件701的弹簧构件702接触；以及与引导轴701e (见 图6)可滑动地装配的引导孔2101g。下面将详细说明第二组单元2000的其它构成部件和元件。图7是第二可动凸轮单 元400的分解立体图。第二可动凸轮单元400由第二凸轮筒401和第三凸轮筒402形成。 第二凸轮筒401的内周面形成有分别与第一凸轮筒301的三个凸轮从动件301a接合的三 个凸轮槽401a、以及分别供第一凸轮筒301的三个驱动销301b插入的三个凸轮孔401b。彼 此相关联的凸轮槽401a和凸轮孔401b以大体上彼此平行的方式限定各自的凸轮路径。另 外，在第二凸轮筒401的内周面，在周向的三个位置形成与直进滑动键部302c接合的直进 槽 401c。在第二凸轮筒401的内周面的周向的三个位置，以直进槽401d贯通第二凸轮筒 401的凸缘部401e的方式形成直进槽401d，用于使光圈快门单元2100的对应的直进引导 部2101b和2103b以可滑动的方式插入到直进槽401d中。另外，在周向的三个位置，形成 有直进槽底部401f，在该直进槽底部401f，各个直进槽401d贯通凸缘部401e。图8A和图8B是第二凸轮筒401的展开图。图8A是第二凸轮筒401的内周面的 展开图，图8B是第二凸轮筒401的外周面的展开图。在第二凸轮筒401的外周面上，在三 个位置形成有三个锥状销部401g，并且在三个位置形成有三个凸部401h，使得各锥状销部 401g和与其相关联的凸部401h在周向和光轴方向上具有相同的位置关系。另外，在第二凸 轮筒401的外周面上，形成有在光轴方向上具有彼此不同的位置关系的三个凸部401i。在 凸缘部401 e的周向的三个位置，形成有三个直进滑动键部401 j。比第一组筒102低两级的第三凸轮筒402 (第二中空筒单元)的外周面形成有齿 轮部402b并且在周向的三个位置形成有三个凸轮从动件402a。图9是示出第三凸轮筒402 的内周面的展开图。在第三凸轮筒402的内周面，形成有与光圈快门单元2100的对应的从 动部2101a接合的两个凸轮槽402c、和与光圈快门单元2100的可动从动部2103a接合的凸 轮槽402d。另外，在第三凸轮筒402的内周面，在周向的三个位置形成有三个直进槽402e，用 于与第一凸轮筒301的对应的驱动销301b接合。此外，在第三凸轮筒402的内周面，在周 向位置形成有用于分别与第二凸轮筒401的锥状销部401g、凸部401h和凸部401i接合的 凹部402f、凹部402h和凹部402g。利用该配置，第二凸轮筒401和第三凸轮筒402沿光轴 方向的移动被限制并且能够彼此相对转动。图10是处于广角位置的变焦镜筒50的截面图。图11是处于远摄位置的变焦镜 筒50的截面图。现在，将参考图9、图10和图11详细说明凸轮槽402c和402d。图9中的A表示从缩回位置到广角位置的范围。图9中的B表示从广角位置到远 摄位置的范围。凸轮槽402c和凸轮槽402d以大体上彼此平行的方式限定各自的凸轮路径。凸轮槽402c和凸轮槽402d在图9中的分别由F和J表示的范围内具有相同的截 面形状。光圈快门单元2100的从动部2101a和可动从动部2103a分别与凸轮槽402c和凸 轮槽402d接合。此时，可动从动件2103通过被弹簧构件2102施力而接收到来自凸轮槽 402d的反作用力，由此使从动部2101a与凸轮槽402c压力接触(见图10中的广角位置和 图11中的远摄位置)。
凸轮槽402c被形成为在(图9中的由C+D+E表示的)整个范围上具有相同的凸 轮深度(cam depth) 0在图9中的由C表示的范围中，凸轮槽402c具有使从动部2101a仅 与凸轮槽402c的彼此相对的凸轮面中的一个凸轮面接触的凸轮截面形状。在图9中的由F 表示的范围中，凸轮槽402c被形成为仅有一个凸轮面与从动部2101a接触。在图9中的由 E表示的范围中，凸轮槽402c具有使从动部2101a也与另一凸轮面接触的凸轮截面形状。 在图9中的由D表示的范围中，凸轮槽402c被形成为使得其凸轮截面形状从范围C中的凸 轮截面形状向范围E中的凸轮截面形状渐进地变化。在图9中的由G表示的范围中，凸轮槽402d被形成为具有比由I表示的范围中的 凸轮深度深的凸轮深度，并且具有使可动从动部2103a仅与凸轮槽402d的彼此相对的凸轮 面中的一个凸轮面接触的截面形状(见图5中的缩回位置)。在范围G中，可动从动件2103 处于如下状态弹簧构件2102的施加力被保持孔2101e限制，而可动从动件2103未接收到 来自凸轮槽402d的反作用力。另外，在图9中的范围J中，凸轮槽402d被形成为仅有一个凸轮面与可动从动部 2103a接触。在图9中的由I表示的范围中，凸轮槽402d具有使可动从动部2103a也与另 一凸轮面良好地接触的凸轮截面形状。在图9中的由H表示的范围中，凸轮槽402d被形成为使得其凸轮截面形状从范围 G中的凸轮截面形状向范围I中的凸轮截面形状渐进地变化。图12是示出固定筒500的内周面的展开图。在固定筒500的内周面，在周向的三 个位置形成有用于与第三凸轮筒402的对应的凸轮从动件402a接合的三个凸轮槽500a。 另外，在固定筒500的内周面，在周向的三个位置形成有与第二凸轮筒401的对应的直进滑 动键部401j接合的三个直进槽500b。固定筒500被固定地安装于下述的基部构件701。图13是第三组单元600和基部单元700的分解立体图。图14是处于缩回位置的 包括第三组单元600的变焦镜筒50的截面图。第三透镜组保持构件602保持第三透镜组 601。第三透镜组保持构件602包括主引导部602a和副引导部602b。另外，第三透镜组保 持构件602形成有弹簧钩部602c、接收部602d和通孔602e。引导构件603被装配在第三透镜组保持构件602的主引导部602a中。步进马达 604具有螺杆部604a。螺母构件605被拧入(螺纹联接)到螺杆部604a。基部构件701具有引导固定部701a和701b，其中引导构件603被固定地压配合 到引导固定部701a和701b ；和引导轴701c，其中引导轴701c以可沿光轴方向滑动的方式 被装配于副引导部602b。另外，基部构件701形成有用于弹簧构件606的弹簧钩部701d。此外，基部构件 701具有以可滑动的方式装配于第二组基部构件2101的引导孔2101g中的引导轴701e。弹簧构件702被安装于基部构件701的接收面701f，用于在缩回位置对第二组基 部构件2101施加朝向第一透镜组101的力。齿轮构件703被可转动地安装于固定筒500并 且与第三凸轮筒402的齿轮部402b啮合(齿轮联接)。与齿轮构件703啮合(齿轮联接) 的齿轮构件704被驱动源(未示出)驱动而转动。C CD(电荷耦合器件)传感器705被固 定至基部构件701。接着，将说明光圈快门单元2100。图15A和图15B是光圈快门单元2100的分解立 体图。
第二组基部构件2101具有形成于周向的三个位置的三个球接收部2101h。另外， 第二组基部构件2101具有形成于周向的两个位置的两个弹簧钩部2101i和形成于周向的 三个位置的三个爪部2101 j。线圈构件2104具有一对端子2104a，线圈构件2105具有一对端子2105a。端子 2104a和2105a分别被插入通过形成于第二组基部构件2101的通孔2101k和21011，由此 将线圈构件2104和2105安装到第二组基部构件2101。步进马达2106具有安装于其上的齿轮构件2107。快门驱动单元2108具有两个线 圈端子2108a。快门驱动单元2108以线圈端子2108a朝向被摄体侧定向的方式被安装到第 二组基部构件2101。另外，快门驱动单元2108具有与磁体成为一体的臂2108b。柔性布线板2109被连接到照相机主体(未示出)。霍尔元件2109a和2109b被安 装到柔性布线板2109。另外，柔性布线板2109被电连接到线圈构件2104和2105的端子 2104a和2105a、步进马达2106的未示出的端子、和快门驱动单元2108的线圈端子2108a。另外，柔性布线板2109包括连接部2109c (见图17A和图17B)，用于使电连接到 步进马达2106的端子和快门驱动单元2108的线圈端子2108a的部分与电连接到线圈构件 2104和2105的端子的部分连接。保持构件2110保持柔性布线板2109并且由粘结剂将保 持构件2110固定到柔性布线板2109。光圈凸轮构件2111形成有齿轮部2111a。光圈凸轮构件2111以可绕光轴转动的 方式被安装于第二组基部构件2101。齿轮构件2112被可转动地安装到第二组基部构件2101并且与齿轮构件2107和 光圈凸轮构件2111的齿轮部2111a啮合(齿轮联接)。三个光圈叶片2113均形成有孔2113a和凸轮孔2113b。第二组基部构件2101的 与孔2113a相关联的轴2101m被可转动地装配到该孔2113a。光圈盖构件2114在周向的三个位置具有三个凸轮轴2114a。各光圈叶片2113在 确保光圈叶片在光轴方向上有足够的间隔以使其能够操作的状态下通过压配合被固定到 光圈凸轮构件2111的相关联的孔2111b，并且与光圈凸轮构件2111—体地转动。此时，光 圈盖构件2114的与凸轮孔2113b相关联的凸轮轴2114a以可滑动的方式被装配于该凸轮 孔 2113b。板构件2115具有开口部2115a并且被安装到第二组基部构件2101。快门叶片 2116形成有孔2116a和长槽2116b，快门叶片2117形成有孔2117a和长槽2117b。第二组 基部构件2101的轴2101η和轴2101ο分别被可转动地装配于孔2116a和2117a。快门驱动 单元2108的臂2108b被可滑动地装配于长槽2116b和2117b。盖构件2118具有开口部2118a并且在确保各快门叶片沿光轴方向具有充足的间 隔而使各快门叶片2116和2117能够操作的状态下被安装于第二组基部构件2101。图16A是示出第二组单元2000的构成部件的分解立体图。第二组单元2000包括 第二透镜组201、第二透镜组保持构件202、磁体202a和202b、以及弹簧钩部202c。磁体202a与线圈构件2104相对，磁体202b与线圈构件2105相对。由霍尔元件 2109a检测磁体202a的磁场，由霍尔元件2109b检测磁体202b的磁场。三个球构件203由形成于第二组基部构件2101的周向的三个位置的对应的球接 收部2101h接收。弹簧构件204被钩到弹簧钩部202c和2101i，并且球构件203分别被夹在第二透镜组保持构件202的接收面202d与对应的球接收部2101h之间。盖构件205形 成有孔205a。孔205a与对应的爪部2101 j接合，由此将盖构件205安装到光圈快门单元 2100。这些部件被安装于光圈快门单元2100以形成第二组单元2000。在如上构造成的变焦镜筒50中，通过对线圈构件2104通电所产生的磁场和通过 对线圈构件2105通电所产生的磁场分别作用在磁体202a和202b上，由此沿与光轴正交的 方向移动第二透镜组保持构件202。能够由霍尔元件2109a和2109b检测第二透镜组保持 构件202的位置。作为例如日本特开2005-173412号公报中所公开的振动校正单元，已知 上述构造和驱动控制。图16B和图16C是示出第二组单元2000的构成部件如何被安装于光圈快门单元 2100的立体图。当将第二组单元2000的构成部件安装于光圈快门单元2100时，可以以在 位置X向后折叠的方式打开固定有柔性布线板2109的保持构件2110，并且将构成部件安装 于光圈快门单元2100，其中该柔性布线板2109由粘结剂固定到保持构件2110。图16C示 出了保持构件2110被打开的状态。图17A是从正面侧、即从光轴方向的被摄体侧观察时第二组单元2000的立体图。 图17B是从后面侧、即从光轴方向的成像面侧观察时第二组单元2000的立体图。快门驱动 单元2108具有形成于位置X的凸部2108d。凸部2108d用于当在位置X向后折叠通过粘结 剂固定有柔性布线板2109的保持构件2110时减小施加到线圈端子2108a的力。另外，快门驱动单元2108的外周面形成有施压部2108c，该施压部2108c用于对柔 性布线板2109的连接部2109c施压以防止该连接部2109c向外伸张。接着，将说明变焦驱动的总体操作。如上所述，图5示出了处于缩回位置的变焦镜 筒50。图10示出了处于广角位置的变焦镜筒50，图11示出了处于远摄位置的变焦镜筒 50。当由驱动源(未示出)使齿轮构件704转动时，扭矩(torque)经由齿轮构件703 被传递到第三凸轮筒402的齿轮部402b以使第三凸轮筒402转动。由于凸轮从动件402a 与固定筒500的凸轮槽500a接合，所以第三凸轮筒402在转动的同时沿着凸轮槽500a的 凸轮轨迹在光轴方向上移动。此时，第二凸轮筒401的锥状销部401g、凸部401h和401i分别与第三凸轮筒402 的凹部402f、402h和402g接合，由此限制了第二凸轮筒401在光轴方向上的移动，并且第 二凸轮筒401和第三凸轮筒402处于可转动地彼此联接的状态。另外，第二凸轮筒401的直进滑动键部401 j与固定筒500的对应的直进槽500b 接合，因此第二凸轮筒401相对于固定筒500在光轴方向上直进移动。第一凸轮筒301的驱动销301b与第三凸轮筒402的对应的直进槽402e接合，从 而第三凸轮筒402的转动也使得第一凸轮筒301转动。由于凸轮从动件301a与对应的凸轮槽401a接合，所以第一凸轮筒301在转动的 同时沿着凸轮槽401a的凸轮轨迹在光轴方向上移动。此时，直进筒302的凸部302b与第一 凸轮筒301的对应的凹部301e接合，由此限制直进筒302在光轴方向上的运动，并且第一 凸轮筒301和直进筒302处于可转动地彼此联接的状态。直进筒302的直进滑动键部302c 与第二凸轮筒401的对应的直进槽401c接合，由此直进筒302相对于第二凸轮筒401沿光轴方向直进移动。第一组筒102的主凸轮从动件102a与第一凸轮筒301的对应的主凸轮槽301c接 合，从而使第一组筒102沿着主凸轮槽301c的凸轮轨迹在光轴方向上移动。此时，第一组 筒102的直进凸部102c与直进筒302的对应的直进凹部302a接合，这限制了第一组筒102 的转动，使得第一组筒102在光轴方向上直进移动。接着，将说明第二组单元2000的变焦操作。在第二组单元2000中，从动部2101a 和可动从动部2103a分别与第三凸轮筒402的凸轮槽402c和凸轮槽402d接合。另外，由于直进引导部2101b和2103b与第二凸轮筒401的对应的直进槽401d接 合，所以第二组单元2000沿着第三凸轮筒402的凸轮槽402c和凸轮槽402d的凸轮轨迹在 光轴方向上移动。在缩回位置(见图14)，第二组单元2000处于如下状态从动部2101a和可动从 动部2103a分别处于图9中示出的范围F和范围J，在该范围中，通过弹簧构件702的施加 力使从动部2101a和可动从动部2103a均与凸轮槽402c和凸轮槽402d中的相关联的一方 的一个凸轮面接触。第二组单元2000的从动部2101a的顶端和可动从动部2103a的顶端被定位在 与第二凸轮筒401的相关联的直进槽底部401f间隔微小间隙的位置，由此将第二组单元 2000在径向上的移动限定为与上述间隙对应的程度(见图5)。从动部2101a和可动从动 部2103a中的每一方的顶端对应于本发明中的第一位置限制单元。另外，基部构件701的引导轴701e被装配于第二组基部构件2101的引导孔 2101g(见图6)。更具体地，引导轴701e由引导孔2101g直进引导。引导孔2101g和引导 轴701e对应于本发明中的第二位置限制单元。应注意到，第二组单元2000在与光轴正交的方向上的位置可以仅由第一位置限 制单元和第二位置限制单元中的一方来限制。另外，尽管在本实施方式中第二位置限制单 元由引导孔2101g和形成于基部构件701的引导轴701e形成，还可以将第三透镜组保持构 件602的副引导部602b和可滑动地装配于副引导部602b的引导轴701c构造成用作第二 位置限制单元。当第三凸轮筒402从该状态转动时，第二组单元2000从缩回位置向拍摄位置移动 (对应于从动部2101a和可动从动部2103a在图9中的范围A和范围B中的移动)。换句 话说，第二组单元2000被从缩回位置(见图5)向拍摄位置、即广角位置(见图10)或远摄 位置(见图11)驱动。在远摄位置中，第二组基部构件2101的从动基部2101c被定位于第一凸轮筒301 的对应的槽口部301f和直进筒302的对应的槽口部302d(见图11)。通过这样使从动基 部2101c与作为第二级凸轮筒的第一凸轮筒301在光轴方向上重叠，可以减小第一透镜组 和第二透镜组之间的间隔。接着，将说明第三组单元的操作(见图13和图14)。第三组单元600被安装于基 部构件701。首先，保持第三透镜组601的第三透镜组保持构件602被置于基部构件701，然后， 引导构件603被装配于主引导部602a，由此将主引导部602a固定于引导固定部701a。在 该状态下，弹簧构件606被钩到弹簧钩部602c和701d。
然后，螺杆部604a的末端(extreme end)以螺母构件605已经被螺纹连接于螺杆 部604a的状态插入通孔602e中，由此将步进马达604安装到基部构件701。因此，由弹簧构件606的弹性力对螺母构件605施加朝向螺杆部604a的力(见图 19)，并且使第三透镜组保持构件602处于沿伸出方向(图14中的箭头h所示的方向)受 力的状态。在该状态中，第三组单元的安装于基部构件701的步进马达604被通电以驱动 第三透镜组保持构件602，由此进行聚焦操作。接着，将说明光圈快门单元2100的操作。首先，将说明光圈(stopping-down)操作。当步进马达2106被通电时，齿轮构件2107的转动被传递到齿轮构件2112和齿轮 部2111a，由此使光圈凸轮构件2111绕光轴转动。此时，各光圈叶片2113根据凸轮孔2113b 的凸轮轨迹绕装配有相关联的轴2101m的孔2113a转动。因此，光圈叶片2113能够转动以 由此改变所限定的光圈、即开口的面积(见图15B)。接着，将说明快门操作。通过对快门驱动单元2108通电而产生的磁场作用于与磁 体一体的臂2108b，由此快门驱动单元2108绕光轴枢转运动。当使线圈端子2108a的通电 极性反转时，臂2108b的枢转运动方向也逆转。臂2108b的枢转运动使快门叶片2116和 2117分别绕轴2101η和2101ο枢转运动以遮断有效光通量。由此，快门叶片2116和2117 起到快门的作用(见图15Β)。在第一实施方式的变焦镜筒50中，当其处于缩回位置时，第二组单元2000的从动 部2101a和可动从动部2103a均与凸轮槽402c和凸轮槽402d中的相关联的一方的一个凸 轮面接触。由此，各凸轮槽402c和402d可以具有仅形成一个凸轮面的部分以使变焦镜筒 处于缩回状态，这使得可以减小第三凸轮筒402在光轴方向上的长度。另外，在图9中的范围C和范围G中，凸轮槽402c和凸轮槽402d被形成为具有分 别与从动部2101a和可动从动部2103a相关联的不同的凸轮截面形状。这使得可以为第二 组基部构件2101设置从动部2101a和可动从动件2103，由此实现第二组单元2000的稳定 变焦驱动。另外，通过设置第一位置限制单元或第二位置限制单元，可以限制第二组单元 2000在与光轴正交的方向上的位置，由此使第二组单元2000稳定在缩回位置。各槽口部301f被形成在避开第一凸轮筒301的相关联的主凸轮槽301c和相关联 的副凸轮槽301d的位置的位置，并且直进筒302的各槽口部302d被形成在与相关联的槽 口部301f在光轴方向上重叠的位置。于是，在远摄位置中，使各从动基部2101c定位于相 关联的槽口部301f和302d，由此减小第一组单元100和第二组单元2000之间的间隔。另外，当将部件组合到第二组单元2000中时，能够以如下状态安装部件在该状 态中，经由粘结剂固定有柔性布线板2109的保持构件2110通过在位置X向后折叠而被打 开，如图16B和图16C所示。这使得易于管理作为单元的光圈快门单元2100。如上所述，第一实施方式的变焦镜筒50包括第一凸轮筒301、第一透镜组101、保 持第二透镜组201的第二组基部构件2101、第三凸轮筒402、和弹簧构件702。从动部2101a 和可动从动部2103a被设置于第二组基部构件2101的成像面侧端部。第三凸轮筒402形 成有用于分别与从动部2101a和可动从动部2103a接合的凸轮槽402c和凸轮槽402d。在 非拍摄区域，由弹簧构件702对第二组基部构件2101施力，由此使凸轮槽402c和402d均经由一个凸轮面与从动部2101a和可动从动部2103a中的相关联的一方接触。在拍摄区域， 凸轮槽402c和402d均经由两个凸轮面与从动部2101a和可动从动部2103a中的相关联的 一方接触。因此，限制第二组基部构件2101在光轴方向上的位置。如上所述，当凸轮从动件被配置于C⑶传感器(成像面)侧时，可以避免如下情 况由于第一级处的第三凸轮筒的全长不足，导致不能形成在缩回状态下与凸轮从动件接 合的凸轮槽。换句话说，可以将凸轮从动件设置于成像面侧(与第一透镜组所在侧相反的 一例)，并且因此能够增加第二透镜组朝向被摄体侧的行程。因此，当处于远摄状态时，可 以防止从动基部2101c与布置于第一组镜筒102和第三凸轮筒402之间的作为第二级镜筒 的第一凸轮筒301和直进筒302之间的干涉。这使得可以减小第一透镜组101和第二透镜 组201之间的间隔，由此实现更高的拍摄倍率。另外，在非拍摄区域，凸轮槽402c和凸轮槽 402d均经由一个凸轮面与相关联的凸轮从动件接触，因此可以减小第三凸轮筒402在光轴 方向上的长度。通过使从动基部2101c与作为第二级凸轮筒的第一凸轮筒301在光轴方向上重 叠，可以进一步减小第一透镜组101和第二透镜组201之间的间隔。用于与可动凸轮从动部2103a接合的凸轮槽402d和用于与对应的从动部2101a 接合的其它凸轮槽402c被形成为具有不同的截面形状。这使得可以设置可动凸轮从动件 和其它的凸轮从动件，由此实现稳定的变焦驱动。另外，能够可靠地使从动部2101a和可动从动部2103a均与凸轮槽402c和凸轮 槽402d中的相关联的一方的一个凸轮面接触。因此，可以通过为各凸轮槽402c和凸轮槽 402d仅设置一个凸轮面来设置非拍摄区域(变焦镜筒处于缩回状态)，这使得可以减小第 三凸轮筒402在光轴方向上的长度。此外，由于设置有用于以可滑动的方式装配于第二组基部构件2101的引导孔 2101g中的引导轴701e，所以能够可靠地限制第二组基部构件2101在与光轴正交的方向上 的位置。下面将说明根据本发明的第二实施方式的变焦镜筒。图18是根据第二实施方式 的变焦镜筒的基本部件的立体图。图19是当从与图18中的观察方向不同的方向观察时变 焦镜筒的基本部件的立体图。图20是处于缩回位置的变焦镜筒的截面图。应注意到，与第 一实施方式中的部件对应的部件标注为相同的附图标记，并且省略对它们的说明。第三透镜组保持构件801 (第二保持构件)具有主引导部801a和副引导部801b， 并且保持第三透镜组601 (第三透镜组)。另外，第三透镜组保持构件801形成有弹簧钩部、 接收部801d和通孔801e。此外，第三透镜组保持构件801具有形成于周向的三个位置的三个凸部801f，用 于分别与形成于第二组基部构件2101的周向的三个位置的三个接收面2101f接触。第二实 施方式与第一实施方式的不同之处仅在于第二实施方式的变焦镜筒包括形成有凸部801f 的第三透镜组保持构件801，这与第三透镜组保持构件602不同，第二实施方式的未进行说 明的其它方面具有与第一实施方式中的构造实质上相同的构造。如前面在第一实施方式中所说明的那样，由弹簧构件606的弹性力对螺母构件 605施加朝向螺杆部604a (即朝向被摄体)的力，并且使第三透镜组保持构件801处于沿伸 出方向(图20中的箭头i表示的方向)受力的状态。
在图20中的缩回位置中，螺母构件605被停止在伸出状态。第三透镜组保持构件 801的凸部SOlf与对应的接收面2101f接触并且被弹簧构件606沿伸出方向施力。第二组单元2000处于如下状态从动部2101a和可动从动部2103a均与凸轮槽 402c和凸轮槽402d中的相关联的一方的一个凸轮面接触(见图9中的范围C和范围G)。同时，可以对步进马达604通电以驱动第三透镜组保持构件801，使得凸部801 f恒 定地与第二组基部构件2101的对应的接收面2101f保持接触。如上所述，在第二实施方式的变焦镜筒中，使用第三组单元800的弹簧构件606的 施加力和第三透镜组保持构件801的驱动力来代替弹簧构件702的弹性力。这使得能够更 可靠地使从动部2101a和可动从动部2103a均与凸轮槽402c和402d中的相关联的一方的 一个凸轮面接触。因此，与第一实施方式类似，可以通过为各凸轮槽402c和402d仅设置一个凸轮面 而使变焦镜筒处于缩回状态，这使得可以减小第三凸轮筒402在光轴方向上的长度。应明白，本发明并不局限于上述的优选实施方式，在不偏离本发明的精神和范围 的前提下能够以多种形式实现。例如，虽然在上述实施方式中，本发明的第二中空筒单元由比第一组筒102低两 级的第三凸轮筒402来实现，但其也可以是低三级或更多级的中空筒单元。另外，虽然在上述实施方式中，以被固定到照相机的变焦镜筒为例进行了说明，但 是任一上述实施方式的功能也能够通过可以从照相机拆除的变焦镜筒来完成。此外，虽然在上述实施方式中，变焦镜筒被应用于数字式照相机，但是本发明也可 以应用于数字式摄像机等。另外，虽然在上述实施方式中，变焦镜筒被应用于照相机，但是本发明也可以应用 于使用透镜的任何光学设备，比如光记录设备、电子显微镜或者电子望远镜等。虽然已经参考示例性实施方式说明了本发明，应理解本发明并不局限于所公开的 示例性实施方式。所附权利要求的范围符合最宽泛的解释以涵盖所有这样的变型、等同结 构和功能。本申请要求2009年8月7日提交的日本专利申请No. 2009-184906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
1.一种变焦镜筒，其包括能沿所述变焦镜筒的光轴方向伸出的多级中空筒单元，所述 变焦镜筒包括第一中空筒单元，其被构造成保持第一透镜组；第二中空筒单元，其比所述第一中空筒单元低至少两级；保持构件，其由所述第二中空筒单元支撑并且被构造成保持第二透镜组；和施力单元，其被构造成对所述保持构件施加朝向所述第一透镜组的力，其中，在所述保持构件的与所述第一透镜组所在侧相反的一侧的端部形成有凸轮从动件，在所述第二中空筒单元上形成有用于与所述凸轮从动件接合的凸轮部，在非拍摄区域，由所述施力单元对所述保持构件施力，由此使所述凸轮部经由其一个 凸轮面与所述凸轮从动件接触，而在拍摄区域，所述凸轮部经由其两个凸轮面与所述凸轮 从动件接触，与所述凸轮部接合的所述凸轮从动件伴随所述第二中空筒单元的转动而在所述光轴 方向上移动，由此使所述第二透镜组朝向所述第一透镜组移动。
2.根据权利要求1所述的变焦镜筒，其特征在于，在所述保持构件的以所述变焦镜筒 的光轴为中心的周向上的各自位置形成有多个所述凸轮从动件，其中，多个所述凸轮从动件中的至少一个凸轮从动件是可动凸轮从动件，所述可动凸 轮从动件被构造成能够通过被沿与所述光轴正交的方向施力而移动，分别与多个所述凸轮从动件接合的多个所述凸轮部包括用于与所述可动凸轮从动件 接合的凸轮部，用于与所述可动凸轮从动件接合的凸轮部的截面形状和用于与其它凸轮从 动件接合的其它凸轮部的截面形状不同。
3.根据权利要求1所述的变焦镜筒，其特征在于，所述变焦镜筒还包括基部构件，其中，所述施力单元是设置于所述基部构件的弹簧构件，所述弹簧构件用于对所述保 持构件施加朝向所述第一透镜组的力。
4.根据权利要求1所述的变焦镜筒，其特征在于，所述变焦镜筒还包括第二保持构件， 所述第二保持构件被构造成保持第三透镜组，所述第二保持构件具有形成于其上的凸部，其中，所述保持构件具有形成于其上的接收面，所述施力单元包括弹簧构件，其被构造成对所述第二保持构件施加朝向所述第一透 镜组的力；和驱动单元，其被构造成沿所述光轴方向驱动所述第二保持构件，从而使形成于 所述第二保持构件的所述凸部与所述保持构件的所述接收面接触。
5.根据权利要求1所述的变焦镜筒，其特征在于，所述变焦镜筒包括位置限制单元，所 述位置限制单元被构造成在所述非拍摄区域限制所述保持构件在与所述光轴正交的方向 上的位置。
6.根据权利要求5所述的变焦镜筒，其特征在于，所述位置限制单元在所述光轴方向 上直进地引导所述保持构件。
全文摘要
一种能达到更高拍摄倍率的变焦镜筒，其能够通过减小远摄状态时的透镜组之间的间隔而获得更高的拍摄倍率。第一透镜组筒保持第一透镜组。由第三凸轮筒支撑的第二透镜组保持构件保持第二透镜组。弹簧构件对保持构件施加朝向第一透镜组的力。凸轮从动件形成于保持构件的与第一透镜组所在侧相反的一侧的端部。用于与凸轮从动件接合的凸轮槽形成于第三凸轮筒。在非拍摄区域，当由弹簧构件对保持构件施力时，各凸轮槽经由其一个凸轮面与相关联的凸轮从动件接触。在拍摄区域，凸轮槽经由其两个凸轮面与凸轮从动件接触。
文档编号G02B7/10GK101995638SQ20101025195
公开日2011年3月30日 申请日期2010年8月9日 优先权日2009年8月7日
发明者辻完之 申请人:佳能株式会社