镜头设备和摄像设备的制作方法

专利名称：镜头设备和摄像设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及 一 种包括镜头设备的如数字式照相机等摄像"^殳备，该镜头设备配备有被构造成使镜头沿光轴方向移动的音圈
马达("VCM")。
背景技术：
使镜头沿光轴方向移动的镜头设备用致动器包括步进马达、振动型马达、VCM等。
曰本特开平5-150152号公报公开了 一种使用VCM作为致动器的镜头设备。该镜头设备通过将线圏设置到保持透镜的透镜保持件并且设置与线圈的 一部分相对并且沿光轴方向延伸的磁体来构成VCM。随着向线圈供给电流，由于由》兹体产生的》兹通量和由线圈产生的磁通量之间的相互作用导致产生沿光轴的推力，并且该推力沿光轴方向驱动透镜保持件。
然而，与步进马达或振动型马达不同，VCM不能在非通电状态下产生磁气的或摩擦的停止保持力，从而，当镜头设备(或设置有镜头设备的摄像设备)的电源被断开并且VCM变为非通电状态时，需要用于使被VCM驱动的透镜保持件(下文中将被称为"VCM透镜保持件")停止的机构。这是因为，当镜头设备在VCM的非通电状态下接收到振动或冲击时，VCM透镜保持件可能移动并且可能与其它透镜保持件或部件碰撞，从而引起碰撞噪音或降低光学性能。
日本特开2005-274631号公报公开了 一种镜头设备，该镜头设备通过使用伴随着电源被断开时从可使用位置(摄像位置)的缩回而沿光轴方向移动的其它透镜保持件来限制在VCM的非通电状态下VCM透镜保持件的移动。
日本特愿2007-033556号公报公开了 一种镜头设备，该镜头设备通过使用伴随着缩回而沿光轴方向移动的镜头挡板单元来限制在VCM的非通电状态下VCM透镜保持件的移动。
从而，日本特开2005-274631号才艮和日本特愿2007-033556号公报所公开的这些镜头设备通过使用被构造成伴随着缩回而沿光轴方向移动的其它透镜保持件或镜头挡板单元(下文中统称为"止动件，，)来限制VCM透镜保持件的移动，但是，这些镜头设备具有如下缺点仅当伴随着缩回的止动件的移动量比VCM透镜保持件的移动量大时，止动件才能限制VCM透镜保持件的移动。
换句话说，当伴随缩回的V C M透镜保持件的移动量比其它透镜保持件或镜头挡板单元的移动量大时，其它透镜保持件或镜头挡板单元不能用作止动件。

发明内容
本发明提供一种镜头设备，该镜头设备被构造成即使当在缩回时被致动器驱动的透镜保持件的移动量比其它透镜保持件等的移动量大时也限制了在致动器的非通电状态下透镜保持件的移动。本发明还提供一种包括上述镜头设备的摄像设备。
根据本发明的一个方面的镜头设备包括第一透镜保持构件，其被构造成保持透镜；致动器，其被构造成使第一透镜保持构件沿光轴方向移动，镜头设备通过由致动器使第 一 透镜保持构件从摄像状态移动到缩回位置而转移到缩回状态；止动件，其被构造成能在止动件限制第 一 透镜保持构件的移动的第 一 位置和从第 一位置退避的第二位置之间沿与光轴方向不同的方向移动；以及驱动构件，其被构造成使止动件相对于已经移动到缩回位置的第 一透镜保持构件从第二位置移动到第 一位置。
具有上述镜头设备的摄像设备也构成本发明的另 一方面。通过下面参照附图对典型实施方式的说明，本发明的其它
特征将变得明显。


图l是示出根据本发明的第一实施方式的处于镜头筒的收
缩状态的VCM和VCM透镜保持件的立体图。
图2是具有根据第 一实施方式的镜头筒的照相机的外观立体图。
图3是图2所示的照相机的主视图。
图4是根据第一实施方式的镜头筒的立体图。
图5是根据第 一 实施方式的处于收缩状态的镜头筒的A-A
剖视图。
图6是根据第 一 实施方式的处于收缩状态的镜头筒的B-B
剖#见图。
图7是根据第 一 实施方式的处于收缩状态的镜头筒的C-C
剖视图。
图8是根据第 一 实施方式的处于广角状态的镜头筒的A-A
剖视图。
图9是根据第 一 实施方式的处于广角状态的镜头筒的B-B
剖视图。
图IO是根据第一实施方式的处于广角状态的镜头筒的c-c
剖视图。
图11是根据第 一 实施方式的处于远摄状态的镜头筒的A - A
剖视图。
图12是根据第一实施方式的处于远摄状态的镜头筒的B-B剖视图。
图13是根据第 一实施方式的处于远摄状态的镜头筒的C-C
剖视图。
图14是示出根据第一实施方式的处于镜头筒的收缩状态
的止动件和VCM透镜保持件之间的关系的D-D剖视图。
图15是示出根据第一实施方式的处于镜头筒的广角状态的止动件和VCM透镜保持件之间的关系的D-D剖视图。
图16是示出根据第一实施方式的处于镜头筒的收缩状态的VCM透镜保持件的周边结构的立体图。
图17是示出根据第一实施方式的处于镜头筒的收缩状态的止动件的立体图。
图18是示出根据第 一 实施方式的处于镜头筒的收缩状态的止动件、凸轮筒和固定筒之间的关系的E-E剖视图。
图19是示出根据第 一 实施方式的处于镜头筒的收缩状态的止动件、凸轮筒和固定筒之间的关系的与光轴正交的剖视图。
图20是示出根据第一实施方式的处于镜头筒的广角状态的止动件、凸轮筒和固定筒之间的关系的与光轴正交的剖视图。
图21是示出根据第二实施方式的处于镜头筒的收缩状态的止动件的周边结构的D-D剖视图。
图22是示出根据第二实施方式的处于镜头筒的广角状态的止动件的周边结构的D-D剖视图。
图2 3是示出根据第二实施方式的处于镜头筒的收缩状态的止动件的立体图。
图2 4是示出根据第二实施方式的处于镜头筒的收缩状态的止动件、凸轮筒和固定筒之间的关系的E-E剖视图。
具体实施方式
将参照

本发明的实施方式。第一实施方式
图2是安装有根据本发明的第 一 实施方式的镜头设备的照相机(摄像设备)的外观图。图3是照相机的主^L图。
伸缩(可缩回)式镜头筒(镜头设备)2被设置到照相机的前表面。镜头筒2收容摄像光学系统，如图5所示，该摄像光学系统从被摄体侧顺次包括第 一透镜单元L1、第二透镜单元L2、第三透镜单元L3和第四透镜单元L4。聚焦时，使第四透镜单元L4沿摄像光学系统的光轴方向移动。
图l示出了当镜头筒2处于收缩状态(缩回状态)时第四透镜单元L4的周边结构。图5、图6和图7是处于收缩状态的镜头筒2的内部结构的如图3所示的A-A、 B-B和C-C剖视图。图8、图9和图10是处于广角状态(摄像状态)的镜头筒2的内部结构的如图3所示的A-A、 B-B和C-C剖视图。图ll、图12和图13是处于远摄状态的镜头筒2的内部结构的如图3所示的A-A、 B-B和C-C剖视图。
在这些图中，由第一透镜保持件3保持第一透镜单元L1。第 一透镜保持件3包括第 一 凸轮销3a和第 一 直进槽3d。
由第二透镜保持件4保持第二透镜单元L2。第二透镜保持件4包括第二凸轮销4a。第二透镜保持件4保持沿光轴方向延伸的一对引导杆4b中的每一个引导杆的一端。
由第三透镜保持件(第二透镜保持构件)5保持第三透镜单元L3。第三透镜保持件5包括第三凸轮销5a;套筒(sleeve)构件5b,其与一个引导杆4b接合，使得套筒构件5b可以沿光轴方向移动；以及转动停止U形槽构件5c,其与另一引导杆4b接合。
由VCM透镜保持件(第一透镜保持构件)6保持第四透镜单元L4。
快门单元7包括SH凸轮销7a;套筒构件7b，其与一个引 导杆4b接合，使得套筒构件5b可以沿光轴方向移动；以及转动 停止U形槽构件7c,其与另一引导杆4b接合。
凸轮筒8和固定筒9被设置在第 一透镜保持件3的内部和第 二透镜保持件4的外部。
凸轮筒8被构造成可固定筒9的外侧绕光轴转动，第 一 凸轮 槽构件8 a和齿轮构件8 b形成在凸轮筒8的外周部。第二凸轮槽 构件8c、第三凸轮槽构件8d、 SH凸轮槽构件8e、止动件退避 槽构件8f和凸轮筒驱动凸轮槽构件8g形成在凸轮筒8的内周 部。
三个凸l仑销9b和沿光轴方向延伸并且沿径向(与光轴正交 的方向)贯穿的三个第二直进槽构件9a沿圆周方向被设置到固 定筒9的周壁部。第一直进键9c形成在具有与固定筒9的第二直 进槽构件9a的相位相同的相位的外周端。第二凸轮销4a与第二 直进槽构件9a接合。固定筒的凸轮销9b与凸轮筒8的凸轮筒驱 动凸轮槽构件8g接合。第 一 直进键9c与第 一 透镜保持件3的第 一直进槽构件3d接合。
在图4中，附图标记10表示驱动齿轮，附图标记ll表示变 焦马达。附图标记12表示主基板，附图标记13表示镜筒柔性印 刷电路板。附图标记17表示摄像元件保持件。
当从主基板12经由镜筒柔性印刷电路板13对变焦马达11 通电时，由变焦马达11使驱动齿轮10转动。由于驱动齿4仑10与 凸轮筒8的齿轮构件8b接合，因此，凸轮筒8在固定筒9的外侧 转动。
随着凸轮筒8转动，第一凸轮销3a与凸轮筒8的第一凸轮槽 构件8a接合的第 一透镜保持件3利用第 一 凸轮槽构件8a的升降(lift) 一边被第一直进键9c引导一边沿光轴方向移动。第二凸 轮销4 a与凸轮筒8的第二凸轮槽构件8 c接合的第二透镜保持件 4利用第二凸轮槽构件8c的升降一边被第二直进槽构件9a引导 一边沿光轴方向移动。第三凸轮销5a与凸轮筒8的第三凸轮槽 构件8d接合的第三透镜保持件5利用第三凸轮槽构件8d的升降 一边被一个引导杆4b引导一边沿光轴方向移动。此外，SH凸轮 销7a与凸轮筒8的SH凸轮槽构件8e接合的快门单元7利用SH 凸轮槽构件8e的升降一边被一个引导杆4b引导一边沿光轴方 向移动。
当凸轮筒驱动凸轮槽构件8g与固定筒9的凸轮销9b接合的 凸轮筒8转动时，由于凸轮筒驱动凸轮槽构件8 g的升降导致凸 轮筒8相对于固定筒9转动并且沿光轴方向移动。
从而，当第一透镜保持件3、第二透镜保持件4、第三透镜 保持件5、快门单元7和凸轮筒8沿光轴方向移动时，镜头筒2从 图5至图7所示的收缩状态转移到图8至图10所示的广角状态。 当凸轮筒8进一步转动时，镜头筒2转移到图ll至图13所示的远 摄状态。
主基板12被连接到摄像元件(图像传感器)30,该摄像元 件30经由导线(未示出)被安装到摄像元件基板25。摄像元件 基板25被安装到摄像元件保持件17。摄像元件30可以使用CCD 传感器或CMOS传感器。摄像元件30对由摄像光学系统形成的 被摄体像进行光电转换并且输出摄像信号。基于该摄像信号形 成图像。附图标记31表示保持光学滤波器并且被配置在摄像元 件30的前面的滤波器保持部，该光学滤波器具有红外线截止和 低通功能。滤波器保持部31被设置到摄像元件保持件17上。
现在，将参照图l、图5、图8和图14至图20来说明被构造 成使第四透镜单元L4 (VCM透镜保持件6)沿光轴方向移动的VCM单元。图14和图15表示图3所示的D-D剖视图，图18表示 图3所示的E-E剖视图，图19和图20是与光轴正交的截面。
VCM透镜保持件6包括套筒构件6a以及与引导杆19接合 的转动停止U形槽构件6b,该套筒构件6a与引导杆18接合，使 得套筒构件6a可以沿光轴方向移动。VCM透镜保持件6设置有 标度(scale ) 14。
线圏15^:缠绕在空芯(air core)构件15a上。线圈15经由 VCM柔性印刷电路板16和上述镜筒柔性印刷电路板13被连接 到主基板12。
摄像元件保持件17保持引导杆18和19中的每一个引导杆 的一端。由第四固定架24保持引导杆18和19中的每一引导杆的 另一端。
位置传感器20被设置在摄像元件保持件17的与标度14相 对的位置。位置传感器2 0经由镜筒柔性印刷电路板13被连接到 主基板12。
第四固定架24保持具有U字形状的U形磁轭22，该U形磁 轭22的开口端面向摄像元件保持件17侧，U形磁轭22沿光轴方 向延伸。磁体21被附着到U形磁轭22中的沿光轴方向延伸的两 个平板部之中的上平板部的内表面。如图5和图8所示，具有H 字形状的H形磁轭23被附着到U形磁轭22的开口端。
线圏15、 U形一磁轭22、 H形磁轭23和磁体21构成用作致动 器的音圈马达(VCM)。
如图5、图8和图16所示，U形》兹轭22的下平板部贯穿线圈 15 (空芯构件15a)的内部。由此，线圈15^^皮配置在通过将不兹 体21配置成与U形石兹辄22的下平^反部相对而形成的》兹通量中。
从而，当经由VCM柔性印刷电3各板16向线圈15供给电流 时，沿与电流和-磁场正交的方向作用洛伦兹力，VCM透镜4呆持件6—边被引导杆18引导一边沿光轴方向移动。
此时，标度14与VCM透镜保持件6 —起相对于位置传感器 2 0移动，并且位置传感器2 0输出与该移动量对应的检测信号。 安装在主基板12上的CPU (未示出)基于来自位置传感器20 的检测信号来检测V C M透镜保持件6在光轴方向上的位置。 CPU基于检测位置和目标位置之间的差异来控制在线圈15中 流动的电流的方向和电流量。从而，可以使VCM透镜J呆持件6 移动到目标位置。
现在将参照图l、图14、图15和图17至图20来说明用于限制 VCM透镜保持件6的移动的机构。图14和图15分别示出了处于 收缩状态和广角状态的止动件和VCM透镜保持件6之间的关系 (或者图14和图15是图3所示的D-D剖视图)。图17示出了处于 收缩状态的VCM透镜保持件6的周边结构。图18示出了处于收 缩状态的止动件、固定筒9和凸轮筒8之间的关系(或图18是图3 所示的E-E剖视图)。图19和图20分别示出了处于收缩状态和广 角状态的止动件、固定筒9和凸轮筒8之间的关系。
在这些图中，附图标记26表示作为移动限制构件的、两端 具有轴构件26a的止动件。止动件26还包括凸轮构件26b、接合 爪26c和弹簧钩构件26d。附图标记27表示作为偏压/偏4立构件或 施力构件的具有可动臂27a和固定臂27b的扭力弹簧。
由设置于固定筒9的轴承9 d可转动地保持止动件2 6的各轴 构件26a。止动件26被构造成能在接合爪26c进入VCM透镜保持 件6的路线(route)的(第 一 )位置和从该路线退避的(第二) 位置之间沿与光轴方向不同的方向(在该实施方式中是与光轴 正交的面内的方向)4争动(运动)。
扭力弹簧27被配置在止动件26的外周。可动臂27a与弹簧钩 构件26d接合，固定臂27b与固定筒9的弹簧钩构件9e接合。扭力弹簧27对止动件26施加沿接合爪26c可以从VCM透镜保持件6 的路线退避的转动方向(图20所示的箭头N方向或朝向第二位 置的方向)的力。
如图15和图20所示，在广角状态和远摄状态之间的摄像状 态下，止动件26的凸轮构件26b被插入到止动件退避槽构件8f 中并且不接触用作止动件驱动构件的凸轮筒8,该止动件退避槽 构件8f形成在凸轮筒8的内周中。因此，由于扭力弹簧27的力导 致止动件26的4妄合爪26c位于从VCM透镜保持件6的3各线退避 的(第二 )位置。
如图14和图19所示，当由VCM使VCM透镜保持件6乂人广角 位置(摄像位置)移动到收缩位置(缩回位置)时，镜头筒2 从广角状态转移到收缩状态。此时，凸轮筒8沿图19所示的箭头 L方向转动，并且止动件退避槽构件8f的端面(驱动部)8h与止 动件26的凸轮构件26b接触，并且使止动件26抵抗扭力弹簧27 的力而沿箭头M方向转动。由此，止动件26的4妄合爪26c如图14 所示进入VCM透镜保持件6的路线(第一位置)。
已经进入VCM透镜保持件6的接合爪26c与VCM透镜保持 件6的套筒构件6a的前端面(被摄体侧的端面)相对或接触。该 构造限制了 VCM透镜保持件6从收缩状态沿光轴方向的移动。 因此，即l吏当照相才几1*接收到振动或冲击时，也防止了VCM透 镜保持件6移动以及与前侧的第三透镜保持件5或后侧的滤波器 保持部31;並才童。
通过比较图14和图15可以理解在光轴方向上与VCM透镜 保持件6邻近的第三透镜保持件5在从广角状态转移到收缩状态 时几乎不沿光轴方向移动。另一方面，VCM透^;保持件6沿光 轴方向(或向后)显著移动。换句话说，在从广角状态转移到 收缩状态时，VCM透镜保持件6的移动量比第三透镜保持件5的移动量大。
由于在收缩状态下第三透镜保持件5如此与V C M透镜保持 件6分开如图14所示的距离Sl,因此，在收缩状态下，不能^f又 通过使第三透镜保持件5与VCM透镜保持件6接触来限制VCM 透镜保持件6的移动。
因此，该实施方式将与第三透镜保持件5分离的止动件26 从与光轴方向不同的方向插入到VCM透镜保持件6的^各线中。 由此，即使当在收缩状态下第三透镜保持件5与V C M透镜保持 件6间隔距离S2时(或者即使当到达收缩状态的第三透镜保持 件5的移动量比VCM透镜保持件6的移动量大时)，也可以限制 VCM透镜保持件6从缩回状态的移动。
第二实施方式
将参照图21至图24说明根据本发明的第二实施方式的4竟 头筒(镜头设备)。该实施方式中的镜头筒的总体结构与第一实 施方式的镜头筒2的总体结构类似。因此，在该实施方式中， 将用与第 一 实施方式相同的附图标记表示与第 一 实施方式的部 件通用或具有共通功能的部件，并且将仅说明与第 一 实施方式 的不同之处。
图21和图22示出了分别处于缩回状态和广角状态的止动件 126和VCM透镜保持件6之间的关系(并且与图3所示的D-D截面 对应)。图23示出了处于收缩状态的止动件126。图24示出了处 于收缩状态的止动件126、固定筒9和凸轮筒8之间的关系(并且 与图3所示的E-E截面对应)。
止动件126包括前后滑块126a、设置在后端的接触构件126b 和设置在前端的接合爪12 6 c 。附图标记12 7表示配置在止动件 126的后端和固定筒9的突起9h之间的弹簧(偏压/偏拉构件)。
由固定筒9的引导构件9f和9g来支撑滑块126a。弹簧127对止动件126施加向前或朝向图21所示的箭头P方向的力。
在图22所示的广角状态(或广角状态与远摄状态之间的摄 像状态)下，止动件126的接触构件126b不与凸轮筒8的端面8m 接触。因此，通过弹簧127的力，接合爪126c位于从VCM透镇: 保持件6的路线退避的(第二)位置。
当由VCM使VCM透镜保持件6从广角位置移动到收缩位置 时，镜头筒2从广角状态转移到图21所示的收缩状态。此时，凸 轮筒8转动并且沿光轴方向向后移动，凸轮筒8的端面(驱动部) 8m与止动件126的接触构件126b接触，从而使止动件126抵抗弹 簧127的力而向后移动距离S21。由此，止动件126的滑块126a 沿着固定筒9的引导构件9f的斜面滑动，并且止动件126的接合 爪126c沿与光轴方向不同的方向(或与光轴正交的方向)移动， 并且接合爪126c进入VCM透镜保持件6的路线(第一位置)。
已经进入VCM透镜保持件6的路线的接合爪126c与VCM透 镜保持件6的套筒构件6a的前端面(或被摄体侧的端面)面对或 接触。该构造限制了 VCM透镜保持件6从收缩状态沿光轴方向 的移动。因此，即]吏当照相才几l-接收到l展动或沖击时，也防止了 V C M透镜保持件6移动以及与前侧的第三透镜保持件5或后侧 的滤波器保持部31碰撞。
与第一实施方式类似，该实施方式将与第三透镜保持件5 分离的止动件26从与光轴方向不同的方向插入到VCM透镜保 持件6的路线中。由此，即使当在收缩状态下第三透镜保持件5 与VCM透镜保持件6间隔距离S2时(或者即使当到达收缩状态 的第三透镜保持件5的移动量比VCM透镜保持件6的移动量大 时)，也可以限制VCM透镜保持件6从缩回位置的移动。
虽然已经参照典型实施方式说明了本发明，4旦是，应该理 解，本发明不限于所公开的典型实施方式。所附权利要求书的范围将符合最宽的解释，以包含所有变型、等同结构和功能。 例如，上述各实施方式说明了使用不具有停止保持力的
VCM的镜头设备和摄像设备。然而，本发明也可以适用于使用
如步进马达或振动型马达等自身具有停止保持力的致动器的镜 头设备和摄像设备，从而可靠地限制透镜保持件从缩回位置的移动。
权利要求
1.一种镜头设备，其包括第一透镜保持构件，其被构造成保持透镜；致动器，其被构造成使所述第一透镜保持构件沿光轴方向移动，所述镜头设备通过由所述致动器使所述第一透镜保持构件从摄像状态移动到缩回位置而转移到缩回状态；止动件，其被构造成能在所述止动件限制所述第一透镜保持构件的移动的第一位置和从所述第一位置退避的第二位置之间沿与所述光轴方向不同的方向移动；以及驱动构件，其被构造成使所述止动件相对于已经移动到所述缩回位置的所述第一透镜保持构件从所述第二位置移动到所述第一位置。
2. 根据权利要求l所述的镜头设备，其特征在于，所述驱动构件绕光轴或沿光轴方向运动，使所述止动件从所述第二位置移动到所述第一位置。
3. 根据权利要求2所述的镜头设备，其特征在于，在从所述摄像状态转移到所述缩回状态时，所述第 一透镜保持构件的移动量比在所述光轴方向上邻近所述第一透镜保持构件的第二透镜保持构件的移动量大。
4. 根据权利要求l所述的镜头设备，其特征在于，所述驱动构件是凸轮筒，该凸轮筒被构造成一边绕光轴转动一边使与所述第一透镜保持构件所保持的透镜不同的其它透镜沿所述光轴方向移动。
5. 根据权利要求l所述的镜头设备，其特征在于，所述致动器是音圈马达。
6. —种摄像设备，其包括镜头设备，该镜头设备包括第一透镜保持构件，其被构造成保持透镜；致动器，其被构造成使所述第 一 透镜保持构件沿光轴方向移动，所述镜头设备通过由所述致动器使所述第 一 透镜保持构件从摄像状态移动到缩回位置而转移到缩回状态；止动件，其被构造成能在所述止动件限制所述第 一 透镜保持构件的移动的第 一 位置和从所述第 一 位置退避的第二位置之间沿与所述光轴方向不同的方向移动；以及驱动构件，其被构造成使所述止动件相对于已经移动到所述缩回位置的所述第 一 透镜保持构件从所述第二位置移动到所述第 一 位置。
全文摘要
镜头设备和摄像设备。该镜头设备包括第一透镜保持构件，其被构造成保持透镜；以及致动器，其被构造成使第一透镜保持构件沿光轴方向移动。镜头设备通过由致动器使第一透镜保持构件从摄像状态移动到缩回位置而转移到缩回状态。镜头设备还包括止动件，其被构造成能在止动件限制第一透镜保持构件的移动的第一位置和从第一位置退避的第二位置之间沿与光轴方向不同的方向移动；以及驱动构件，其被构造成使止动件相对于已经移动到缩回位置的第一透镜保持构件从第二位置移动到第一位置。
文档编号G02B7/08GK101639562SQ200910159200
公开日2010年2月3日 申请日期2009年7月24日 优先权日2008年7月31日
发明者寺田修一 申请人:佳能株式会社