防护器装置和摄像设备的制作方法

专利名称：防护器装置和摄像设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种防护器装置，该防护器装置被设置于摄像光学系统的前方以保护
摄像透镜，并且本发明还涉及一种具有该防护器装置的摄像设备。
背景技术：
—般地，诸如数字式照相机等的摄像设备在摄像镜筒的前方设置有防护器装 置以保护摄像透镜免受从外部侵入的灰尘的干扰。例如在日本特开平7-159856 (JP H7-159856A)号公报中公开了此种防护器装置。 在此公报中公开的防护器装置在摄像镜筒的前方设置有一对防护器叶片，其能够 开闭摄像光学系统的摄像开口。通过绕光轴转动的防护器驱动环驱动防护器叶片以开闭防 护器叶片。当闭合防护器叶片时，摄像镜筒的转动筒沿顺时针方向转动。当经由连接轴将 转动筒的转动力传递到防护器驱动环时，防护器驱动环在向防护器打开弹簧施加负荷的同 时沿顺时针方向转动。同时，防护器驱动环推压防护器叶片以使防护器驱动环沿逆时针方 向转动，这闭合防护器叶片以覆盖摄像光学系统前方的摄像开口。 另一方面，当打开防护器叶片时，转动筒沿逆时针方向转动，这使得防护器驱动环 沿逆时针方向转动。这释放了从防护器驱动环施加到防护器叶片的压力，并且通过加载的 防护器打开弹簧的弹力而沿顺时针方向转动防护器叶片。此转动打开防护器叶片，使得摄 像光学系统前方的摄像开口打开。 近年来，增加了对带有大的有效光路直径的广角透镜的需求。在使用上述公报中 所示的一对防护器叶片的防护器装置中，广角透镜需要大面积的防护器叶片。然而，防护器 叶片的尺寸越大，为了确保当防护器叶片打开时用于防护器叶片的退避空间，摄像镜筒的 直径越大。 然后，设计了增加防护器叶片的数目的方法来替代增大各防护器叶片的尺寸。例 如，在日本特开2007-102086 (JP2007-102086A)号公报中公开的防护器装置设置有第一 防护器叶片组，其具有三个可转动地被枢轴支撑的防护器叶片；和第二防护器叶片组，其与 第一防护器叶片组配对并类似地具有三个防护器叶片。 各防护器叶片组设置有第一弹簧和第二弹簧、以及一个驱动杆。第一弹簧沿闭合 防护器叶片的方向施力，并且第二弹簧沿打开防护器叶片的方向施加比第一弹簧施加的力 大的力。驱动杆通过外力被驱动以中断第二弹簧对防护器叶片的弹力。当打开防护器叶片 时，外力不被施加到驱动杆。因此，第一弹簧和第二弹簧两者的弹力被施加到防护器叶片。 因为第二弹簧的弹力比第一弹簧的弹力大，所以防护器叶片打开。当闭合防护器叶片时，外 力被施加到驱动杆以中断第二弹簧施加到防护器叶片的弹力。这样通过第一弹簧的弹力闭 合防护器叶片。 然而，因为上述JP 2007-102086A号公报的防护器装置需要一个驱动杆和用于各 防护器叶片组的两个弹簧，组件数目增加，并且需要用于这些组件的空间。

发明内容
本发明提供了一种防护器装置以及一种摄像设备，根据本发明，即使摄像透镜的
前方的开口较大时，也能够简单而薄地构造防护器装置，而无需增大摄像镜筒的外径。 因此，本发明的第一方面提供一种防护器装置，其被设置在摄像光学系统的前方
以开闭该摄像光学系统的开口，防护器装置包括一对主叶片构件，其被配置成以能够开
闭的方式面对开口 ；多对辅助叶片构件，其被设计成与一对主叶片构件中的各主叶片构件
的开闭动作连动地被驱动以进行开闭；防护器驱动构件，其被设计成绕摄像光学系统的光
轴转动以开闭一对主叶片构件；以及一对防护器驱动弹簧，其被设计成布置于防护器驱动
构件与各主叶片构件之间，并且对防护器驱动构件和各主叶片构件施加沿使主叶片构件闭
合的方向的力，使防护器驱动构件和各主叶片构件彼此牵拉，其中，随着防护器驱动构件转
动，使用防护器驱动弹簧的弹簧弹力进行主叶片构件的开闭动作。 因此，本发明的第二方面提供一种设置有所述防护器装置的摄像设备。 根据本发明，即使摄像透镜的前方的开口较大时也能够简单而薄地构造该防护器
装置，而无需增大摄像镜筒的外径。 通过下面参照附图对典型性实施方式的详细说明，本发明的其它特征和方面将变 得明显。


图1是根据本发明的一种实施方式的防护器装置的分解立体图。 图2是处于闭合状态下的根据该实施方式的防护器装置的正视图。 图3是示出处于闭合状态下的根据该实施方式的防护器装置的内部的正视图。 图4是示出处于打开状态下的根据该实施方式的防护器装置的内部的正视图。 图5是根据该实施方式的防护器装置的剖视图。 图6是作为根据本发明的该实施方式的摄像设备的示例的数字式照相机的外部 立体图。 图7是根据该实施方式的数字式照相机的外部立体图。 图8是示意性地示出了根据该实施方式的数字式照相机的电气构造的框图。 图9是示出根据该实施方式的数字式照相机的从接通电源到拍摄结束的过程的 流程图。
具体实施例方式
下文将参考附图详细说明根据本发明的实施方式。 首先，将参考图1至图5说明与作为本发明的摄像设备的示例的数字式照相机所 装配的摄像镜筒连接的防护器装置的构造。 图1至图5示出了根据本发明的实施方式的防护器装置的构造。图1是该防护器 装置的分解立体图，图2是处于闭合状态下的防护器装置的正视图，图3是示出了处于闭合 状态下的防护器装置的内部的正视图，图4是示出了处于打开状态下的防护器装置的内部 的正视图，图5是该防护器装置的剖视图。 如图1所示，作为摄像光学系统而安装于摄像镜筒100中的摄像透镜1由位于摄像透镜1的外周部的摄像透镜保持构件10保持，并且该摄像透镜1被插入到形成于基座构 件2的中心的具有开口形状的透镜保持构件2b中。这里，如图5所示，用于保持摄像光学 系统的摄像透镜保持构件10在透镜保持构件2b的后部位置通过粘接被固定到用于保持整 个防护器装置的基座构件2。需要注意，在此实施方式中，摄像透镜1的光轴方向上的被摄 体侧(图1中的左下侧和图5中的上侧)被定义为前方，照相机侧(图1中的右上侧和图 5中的下侧)被定义为后方。 至少包括6片能够开闭的叶片构件4、6和7的防护器装置200被支撑在安装到基
座构件2中的摄像透镜1的前方。保持摄像透镜1的透镜保持构件2b被配置于用来保持
整个防护器装置200的基座构件2。透镜保持构件2b被形成为锥形(tapered shape)，如
图5所示，并且透镜保持构件2b与被布置于摄像透镜保持构件10的外周部的锥形单元联
合保持摄像透镜保持构件IO。 以下将详细说明防护器装置200的结构。 该实施方式的防护器装置200设置有防护器驱动构件3，防护器驱动构件3被转动 以开闭作为被配置于摄像透镜的前方的防护器叶片单元的一个示例的叶片构件4、6和7。 一对主叶片构件4和包括与各主叶片构件4相对应的第一辅助叶片构件6和第二辅助叶片 构件7在内的多个辅助叶片构件以叶片构件顺次重叠的方式被配置于防护器驱动构件3的 目ij万。 开口 (aperture)以避开摄像透镜1的方式被形成于防护器驱动构件3的中心。防 护器驱动构件3被设置于基板构件2，然后被转动。结果，防护器驱动构件被装配和固定到 基座构件2以不与基座构件2断开连接。起防护器驱动构件3的动作的基准点(fiducial point)的作用的回转滑动构件3c(参见图5)被安装于防护器驱动构件3。作为防护器驱 动构件3的转动中心的回转滑动构件3c被设置成靠近摄像透镜1，并且被配置于透镜保持 构件2b的前方。根据该配置，因为回转滑动构件3c和透镜保持构件2b沿与光轴正交的方 向彼此重叠并且在光轴方向上彼此偏离，增加回转滑动构件3c不会增大摄像镜筒的直径。
主叶片构件4被配置为接触防护器驱动构件3。以两片主叶片构件4在与摄像透 镜l的光轴大致正交的同一平面内开闭的方式构造两片主叶片构件4。第一辅助叶片构件 6和第二辅助叶片构件7这四片绕被设置于主叶片构件4的转轴构件4b转动。也就是，由 防护器驱动构件3的转动对两片主叶片构件4进行驱动，并且第一辅助叶片构件6和第二 辅助叶片构件7与主叶片构件4的动作连动地被驱动。 形成于一对主叶片构件4的主叶片转动柱4a被插入到形成于基座构件2的防护 器转动孔2a中。设置于主叶片构件4的防护器从动构件4d能够接触被设置于防护器驱动 构件3的防护器连动构件3b。 防护器驱动弹簧5被布置于一对主叶片构件4和被设置于防护器驱动构件3的弹 簧保持构件3a之间。防护器驱动弹簧5对主叶片构件4和弹簧保持构件3a施加沿闭合主 叶片构件4的方向彼此牵拉的力。 转轴构件4b被设置于主叶片构件4的主叶片转动柱4a的正后方。第一辅助叶片 构件6和第二辅助叶片构件7以顺次重叠的方式被安装到转轴构件4b。也就是，转轴构件 4b被插入到形成于第一辅助叶片构件6的第一轴孔6c中并且也被插入到形成于第二辅助 叶片构件7的第二轴孔7a中。
保持防护器装置的防护器盖构件8被安装于第一辅助叶片构件6和第二辅助叶片 构件7的前方。转轴构件4b被插入到设置于防护器盖构件8的轴孔8a中。防护器盖构件 8被固定到基座构件2，然后，防护器罩构件(barrier cap member)9被安装于防护器盖构 件8。 因此，转轴构件4b被插入到设置于防护器盖构件8的轴孔8a中，并且转轴构件4b 沿光轴方向彼此重叠。这样，即使第一辅助叶片构件6和第二辅助叶片构件7在一定的操 作中倾斜或扭曲，也能防止第一辅助叶片构件6和第二辅助叶片构件7从转轴构件4b上脱 落。因为轴孔8a被防护器罩构件9从外侧覆盖，所以最终不能从外侧观察到轴孔8a。
当防护器装置进行闭合操作时，防护器驱动构件3根据来自摄像镜筒100中的驱 动机构(未示出)的外力沿图3和图4中的逆时针方向(增加防护器驱动弹簧5的负荷量 (charging amount)的方向)绕光轴转动，该转动经由防护器驱动弹簧5使主叶片构件4绕 主叶片转动柱4a顺时针转动。形成于主叶片构件4的顶端(tip)的第一辅助叶片闭合连 动构件4c与形成于第一辅助叶片构件6的顶端的第一辅助叶片闭合被连动构件6b连动以 沿防护器闭合的方向转动。形成于第一辅助叶片构件6的顶端的第二辅助叶片闭合连动构 件6d与形成于第二辅助叶片构件7的顶端的第二辅助叶片闭合被连动构件7b连动以沿防 护器闭合方向转动。因此，转动力依次被传递到叶片构件4、6和7，并且防护器装置200将 处于闭合状态。 即使在防护器装置200处于闭合状态时强迫打开叶片构件4、6和7，因为防护器驱 动弹簧5的弹力对叶片构件4、6和7沿闭合方向施力，所以叶片构件4、6和7自动地返回 到闭合位置。也就是，当在防护器驱动构件3被设定在闭合位置的条件下打开叶片构件4、 6和7时，防护器驱动弹簧5的负荷量根据打开操作而逐渐增大。 另一方面，当防护器装置200进行打开操作时，防护器驱动构件3从外力中释放出 来，并且顺时针(减小防护器驱动弹簧的负荷量的方向)转动以与防护器驱动弹簧5的弹 力平衡。防护器驱动构件3的防护器连动构件3b与设置于主叶片构件4上的防护器从动 构件4d接触，并且防护器连动构件3b逆时针转动主叶片构件4。形成于第一辅助叶片构件 6的第一辅助叶片打开被连动构件6a被主叶片构件4的侧部推动并且打开，并且形成于第 二辅助叶片构件7的第二辅助叶片打开被连动构件7c被第一辅助叶片构件6的侧部推动 并且打开。结果，叶片构件4、6和7将处于打开状态。此时，第二辅助叶片打开被连动构件 7c与基座构件2接触，并且起机械止动件的作用。 在防护器装置200的闭合操作中，防护器驱动构件3移动到闭合位置，从而叶片构 件4、6和7闭合摄像开口。随着防护器驱动构件3从闭合位置移动到打开位置以打开叶片 构件4、6和7，防护器驱动弹簧5的负荷量逐渐减小。如果在通过手指将叶片构件4、6和7 保持在打开状态的同时，防护器驱动构件3被移动到闭合位置，则防护器驱动弹簧5的负荷 量根据此移动逐渐增加。 被配置于主叶片构件4的紧上方的第一辅助叶片构件6与主叶片构件4的开闭动 作连动地开闭。被配置于第一辅助叶片构件6的紧上方的第二辅助叶片构件7与第一辅助 叶片构件6的开闭动作连动地开闭。 在此实施方式中，主叶片构件4由树脂制成，并且第一和第二辅助叶片构件由金 属制成。这使从摄像透镜1到防护器盖构件8的前表面的厚度最小化，这能够使得照相机变薄。第一辅助叶片构件6和第二辅助叶片构件7也能够由树脂制成。 根据该实施方式，由于在非使用期间覆盖摄像透镜的前表面的防护器装置被如上
所述地构成，所以该机构能够用比传统机构更少量的组件构成，并且即使在摄像透镜前方
的开口较大时也能够使摄像镜筒的外径较小。此外，获得了具有薄的厚度的防护器装置。以
下将详细说明根据该实施方式的防护器装置的优点。 (1)如上所述，该实施方式的防护器装置至少具有多于6片的叶片构件4、6和7，
并且被直接地配置于防护器驱动构件3的主叶片构件4通过轴被接合到用作基座的基座构
件2。在主叶片构件4上，形成用作辅助叶片构件6和7用的转动中心的转轴构件4b。弹
簧5被布置于防护器驱动构件3和主叶片构件4之间以使防护器驱动构件3和主叶片构件
4牵拉彼此。在防护器装置200的闭合操作过程中，防护器驱动构件3在外力作用下逆时针
转动以经由弹簧5闭合叶片构件4、6和7。在防护器装置200的打开操作过程中，当外力被
释放时，防护器驱动构件3在弹簧5的力的作用下顺时针转动。转动力被直接传递到叶片
构件4、6和7以打开叶片构件4、6和7。因此，即使摄像透镜1的前方的开口较大时，也能
简单地构造防护器装置，而无需增大摄像镜筒100的外径，也无需增加除了弹簧5以外的弹 簧等。 (2)根据该实施方式，防护器盖构件8被配置于防护器装置200的辅助叶片构件6 和7的前方，主叶片构件4的转轴构件4b被插入并穿过防护器盖构件8的孔(轴孔8a)。 这样防止了第一辅助叶片构件6和第二辅助叶片构件7从转轴构件4b掉落，从而能够构造 稳定的防护器装置。 (3)因为防护器驱动构件3的回转滑动构件3c和透镜保持构件2b在与光轴正交 的方向上彼此重叠，并且在光轴的方向上彼此偏离，所以能够在不用增大摄像镜筒100的 外径的情况下构造防护器装置。 (4)因为第一辅助叶片构件6与主叶片构件4的开闭操作连动地操作并且第二辅 助叶片构件7与第一辅助叶片构件6的操作连动地操作，所以防护器装置被可靠地操作，并 且能够构造稳定的防护器装置。 接着，将参考图6至图8说明设置有具有上述的实施方式的防护器装置200的摄 像镜筒100的数字式照相机的构造。 图6和图7是根据本实施方式的数字式照相机的外部立体图，图6示出了电源断 开的状态，图7示出了电源接通的状态。 如图6和图7所示，根据该实施方式的数字式照相机12的前面板上安装有辅助 光发射单元16，其必要时发出用于自动对焦的辅助光；取景器17 (finder)，其被用于确定 被摄体的构成；电子闪光灯18 ;以及摄像镜筒100。释放按钮13、变焦杆14以及电源按钮 15被配置于照相机的上面板。在照相机的后面板配置有被用于改变功能的操作按钮；由 LCD构成的显示器；及取景器目镜(finder ey印iece)(未示出)等。 图8是示意性地示出根据本实施方式的数字式照相机的主要部分的电气构造的 框图。 数字式照相机12的控制部包括CPU46 ;R0M45 ;及RAM47。控制部和诸如释放按钮 13、操作按钮21、显示器20、存储器40、以及存储卡驱动器42等的多种组件经由总线44连 接。变焦马达驱动单元29、对焦马达驱动单元31、快门驱动单元32、光圈驱动单元35、诸如CCD和CMO S的摄像器件37、及电子闪光灯18经由总线44被连接到与控制部连接的驱动 电路43。驱动电路43根据来自CPU46的信号控制各单元。 控制上述功能构成元件的程序被存储在R0M45中。各控制程序所需的数据被存储 在RAM47中。 数字式照相机12被如上地构成。当用户按压电源按钮15以从电源断开切换到电 源接通时，CPU46从R0M45读取必要的控制程序，开始初始化操作。也就是，摄像镜筒100被 移动到预定的拍摄可能区域，启动拍摄功能，并且使得照相机处于拍摄待机状态。
当释放按钮13被按下以拍摄画面时，被摄体的亮度由摄像器件37检测到，并确定 测光值。基于测光值计算出光圈值和快门速度，并且基于测光值确定电子闪光灯8是否发 光。接着，测量被摄体的距离，并且根据被测得的被摄体的距离驱动对焦马达驱动单元31 以将对焦构件30移动到预定的对好焦位置。 接着，快门33被开闭以通过摄像器件37拍摄所期望的图像。与基于曝光值入射 的光量相对应的电荷由摄像器件37累积。电荷被转换成被输出到模拟信号处理单元36的 图像信号。模拟信号处理单元36对拍摄的图像数据应用模拟处理，并输出到A/D转换单元 38。 A/D转换单元38将接收到的模拟数据转换成数字数据。数字数据被输出到数字信号处 理单元39，并且数字数据在这里被处理。最后，数字数据被存储到存储器40。压縮/扩展 单元41对存储于存储器40中的图像数据或存储于存储卡驱动器42中的图像数据应用扩 展处理，并且所处理的图像数据能够经由总线44显示于显示器20。 当操作变焦杆14时，变焦马达驱动单元29经由驱动电路43被控制，其中变焦马 达驱动单元29沿光轴方向移动摄像镜筒100以改变焦距。
接着，将参考图9说明从电源接通到拍摄结束的过程。 图9示出了根据本实施方式的数字式照相机从电源接通到拍摄结束的过程的流 程图。 当用户接通数字式照相机的电源(步骤S101)时，CPU46向变焦马达驱动单元29 发送指令以顺时针旋转变焦马达(步骤S102)。在进行预定的操作之后，当确定摄像镜筒 100已经移动到拍摄位置(步骤S103)时，停止变焦马达。此时，摄像镜筒100从图6的位 置移动到图7的位置。 接着，当用户按下释放按钮13(步骤S104)时，进行测光以获得关于被摄体的亮度 值(步骤S105)。当获得的亮度值比预定的阈值高时(步骤S106中的"是")，光圈(aperture stop)34被插入到光路中以减小入射的光量(步骤S107)。当所需的亮度值比预定的阈值 低时(步骤S106中的"否")，不致动光圈34以保持其从光路退避的状态。
此后，对焦构件30移动到被摄体的对好焦位置(S108)，然后，开始拍摄(步骤 S109)。接着，操作快门33以开闭(步骤SllO)，并结束拍摄(步骤Slll)。然后，光圈34 从光路退避(步骤S112)，对焦构件30被移动到初始位置，并结束操作(步骤S113)。
其他实施方式 虽然已经参照典型实施方式说明了本发明，应当理解，本发明不限于所公开的典 型实施方式。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。 本申请要求2009年1月16日递交的日本专利申请No. 2009-007775的优先权，该日本专利申请的全部内容通过引用包含于此c
权利要求
一种防护器装置，其被设置在摄像光学系统的前方以开闭该摄像光学系统的开口，所述防护器装置包括一对主叶片构件，其以能够开闭的方式彼此相对设置；多对辅助叶片构件，其被设计成与所述一对主叶片构件中的各主叶片构件的开闭动作连动地被驱动以进行开闭；防护器驱动构件，其被设计成绕所述摄像光学系统的光轴转动以开闭所述一对主叶片构件；以及一对防护器驱动弹簧，其被设计成布置于所述防护器驱动构件与所述各主叶片构件之间，并且对所述防护器驱动构件和所述各主叶片构件施加沿使所述主叶片构件闭合的方向的力，使所述防护器驱动构件和所述各主叶片构件彼此牵拉，其中，随着所述防护器驱动构件转动，使用所述防护器驱动弹簧的弹簧弹力进行所述主叶片构件的开闭动作。
2. 根据权利要求1所述的防护器装置，其特征在于，在闭合操作中，通过外力使所述防 护器驱动构件沿增加所述防护器驱动弹簧的负荷量的方向转动以通过所述防护器驱动弹 簧闭合所述一对主叶片构件，以及在打开操作中，释放所述外力，通过所述防护器驱动弹簧的力使所述防护器驱动构件 沿减小所述防护器驱动弹簧的负荷量的方向转动，并且该转动力被传递到所述一对主叶片 构件以打开所述一对主叶片构件。
3. 根据权利要求1所述的防护器装置，其特征在于，所述防护器装置还包括 防护器盖构件，其被配置于所述多对辅助叶片构件的前方以保持所述防护器装置， 所述多对辅助叶片构件绕被设置于所述各主叶片构件的转轴构件转动，并且所述转轴构件被插入到形成于所述防护器盖构件的轴孔中。
4. 根据权利要求1所述的防护器装置，其特征在于，所述防护器驱动构件具有回转滑 动构件，所述回转滑动构件起所述防护器驱动构件的动作的基准点的作用，以及所述回转滑动构件被配置为所述回转滑动构件和透镜保持构件在与所述光轴正交的 方向上彼此重叠并且在所述光轴方向上彼此错开，其中，所述透镜保持构件被设置于保持 整个所述防护器装置的基座构件，用于保持所述摄像光学系统。
5. 根据权利要求1所述的防护器装置，其特征在于，所述多对辅助叶片构件包括第一 辅助叶片构件，其被配置于所述一对主叶片构件中的所述各主叶片构件的紧上方；和第二 辅助叶片构件，其被配置于各所述第一辅助叶片构件的紧上方，以及所述第一辅助叶片构件与所述主叶片构件的开闭动作连动地被驱动以进行开闭，并且 所述第二辅助叶片构件与所述第一辅助叶片构件的开闭动作连动地被驱动以进行开闭。
6. —种摄像设备，设置有根据权利要求1所述的防护器装置。
全文摘要
防护器装置和摄像设备。即使摄像透镜的前方的开口大时，也能够简单而薄地构造该防护器装置，而无需增大摄像镜筒的外径。能够开闭的一对主叶片构件被配置成面对开口。多对辅助叶片构件与主叶片构件的开闭动作连动地被驱动以开闭。一对防护器驱动弹簧被布置于主叶片构件和绕摄像光学系统的光轴转动的防护器驱动构件之间，并且施力以使防护器驱动构件和主叶片构件沿闭合主叶片构件的方向彼此牵拉。随着防护器驱动构件的转动，使用防护器驱动弹簧的弹力进行主叶片构件的开闭动作。
文档编号G03B17/02GK101782712SQ20101000184
公开日2010年7月21日 申请日期2010年1月18日 优先权日2009年1月16日
发明者工藤智幸 申请人:佳能株式会社