透镜镜筒及摄像装置的制作方法

专利名称：透镜镜筒及摄像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及透镜镜筒及摄像装置。
背景技术：
在下述专利文献1中记载了通过凸轮机构使多个透镜组分别移动，使焦点位置和 焦点距离变化的内焦式变焦透镜镜筒的构造。在下述专利文献2中公开了在变焦透镜的透 镜中，使在变焦操作中向光轴方向移动的透镜在对焦操作中旋转的技术。专利文献1日本特开2000-089086号公报专利文献2日本特开平5-142475号公报上述的构造具有组合多个部件的复杂构造，组装工时多，因此难以说其生产率高。 另外，部件精度、组装精度等对透镜镜筒的性能影响很大，因此性能提高将直接导致成本上 升。另外，在变焦透镜中，在结构为将保持透镜的保持框卡合在引导轴上时，不能通过对焦 操作使该保持框旋转，存在机构上的制约。

发明内容
为了解决上述课题，作为本发明的第一方式，提供一种透镜镜筒，具有固定筒； 包含相对于固定筒移动的第一光学部件的光学系统；保持第一光学部件的第一保持框；与 第一保持框结合，与光学系统的光轴平行延伸的引导轴；将引导轴向光轴方向移动或固定 的直进驱动部；以及保持直进驱动部，在直进驱动部移动引导轴时，在光轴方向被固定筒固 定，在直进驱动部保持引导轴时，相对于固定筒在光轴方向上相对移动的保持筒。此外，上述发明的概要并没有列举出本发明的全部必要特征。这些特征群的子组 合也能够构成发明。


图1是变焦为广角侧的透镜镜筒100的截面图。图2是变焦为望远侧的透镜镜筒100的截面图。图3是表示透镜镜筒100的其它构造的截面图。图4是摄像装置300的示意截面图。图5是透镜镜筒100的截面图。图6是透镜镜筒100的截面图。图7是透镜镜筒100的截面图。图8是透镜镜筒100的截面图。图9是摄像装置300的示意截面图。符号的说明70，80，90，160，190 透镜架100透镜镜筒
110固定筒111嵌合孔112，114 支持部113，188 U 字槽115凸轮销116，142，156 直进槽118固定件119固定件面120聚焦环122旋转量检测部130 变焦环(zoom ring)132引导槽140 内筒144放出孔146，162，172 凸轮从动件148卡合突起150 中筒152，171，173，175 凸轮槽154凸轮从动件158卡合环槽160透镜架161 外筒165 套筒170凸轮筒174连接部件180保持环181，187直线运动执行元件182凸轮从动件183移动量检测部185镜筒控制部186嵌合孔190透镜架192，194 导杆200摄像部210摄像元件212滤光器220 快门222光圈装置230焦点检测装
240 主镜242 副镜250主控制部260固定件部270五棱镜272聚焦屏280测光部290目镜光学系统292半透半反镜294 取景 LCD296 主 LCD300摄像装置
具体实施例方式以下，通过发明的实施方式说明本发明，不过，以下的实施方式并不限定权利要求所涉及的发明，另外，在实施方式中说明的特征组合并非全部都是发明的解决手段所必需 的。图1是透镜镜筒100截面图。透镜镜筒100在共同的光轴X上具有依次配列的5 组透镜 Li、L2、L3、L4、L5。透镜 Li、L2、L3、L4、L5 分别被透镜架 160、190、70、80、90 保持。 另外，透镜镜筒100是内焦式变焦透镜，附图表示透镜镜筒100处于广角端的状态。透镜镜筒100具有相对于包含图像传感器等的摄像部200固定的固定筒110。在 固定筒110前端侧外周从内侧按顺序配置有互相同轴的内筒140、中筒150、外筒161及变 焦环130。另外，在固定筒110外侧的靠后端可自由旋转地配置聚焦环120。并且，在固定筒 110内侧设置有相对于固定筒110自由旋转地配置的凸轮筒170和在凸轮筒170的更内侧 与光轴X平行配置的一对导杆192、194。固定筒110在图中右端的后端具有固定件118。通过固定件118与摄像部200结 合的固定筒110，固定筒110后端的固定件面119与摄像部200的前表面密接。这样，透镜 镜筒100整体相对于摄像部200定位。内筒140具有配置在光轴X方向的直进槽142 ；配置在与直进槽142不同的位置 上的放出孔144 ；以及向内筒140的径向内侧突出的凸轮从动件146。凸轮从动件146贯通 在固定筒110上沿光轴X方向形成的直进槽116。因此，内筒140相对于固定筒110不旋转 地沿光轴X方向移动。另外，凸轮从动件146的顶端卡合到凸轮筒170的凸轮槽175。由此，在凸轮筒170 旋转时，使内筒140向光轴X方向移动的驱动力从凸轮槽175传递到凸轮从动件146。中筒150具有相对于光轴X倾斜的凸轮槽152 ；向径向外侧突出的凸轮从动件 154 ；和配置在光轴X方向的直进槽156。另外，中筒150在卡合环槽158中与内筒140的 卡合突起148卡合。由此，中筒150在光轴X方向上相对固定筒110与内筒140 —体移动， 并分别绕光轴X自由旋转。
外筒161具有向着其径向内侧突出的凸轮从动件162。凸轮从动件162与中筒150的凸轮槽152和内筒140的直进槽142卡合。另外，在外筒161的前端结合有用于保持透 镜Ll的透镜架160。变焦环130在被从外部旋转操作时，被安装成绕固定筒110旋转。变焦环130在 内面具有与光轴X方向平行延伸的直线状的引导槽132。引导槽132与中筒150的凸轮从 动件154卡合。由此，在变焦环130被旋转操作时，中筒150也绕光轴X旋转。凸轮筒170可自由旋转地配置在固定筒110内侧。另外，凸轮筒170具有分别向 光轴X倾斜地配置的凸轮槽171、173、175 ；以及前端通过连结部件174固定的凸轮从动件 172。凸轮从动件172，通过内筒140的放出孔144，卡合到中筒150的直进槽156上。凸 轮槽173与在固定筒110的内表面突起并固定的凸轮销115卡合。凸轮槽175与内筒140 的凸轮从动件146卡合。另外，关于其他的凸轮槽171将后述。导杆192、194由配置在固定筒110的内表面的支持部112、114支撑，互相相对于 光轴X对称地配置。在这里，在图中，配置在上侧的一对支持部112具有与导杆192外周的 形状呈互补的形状的嵌合孔111，导杆192插通嵌合孔111。由此，导杆192容许向光轴X 方向的移动，同时限制其在其它方向的位移。因此，与导杆192连接的透镜架190及透镜L2 只在光轴X方向上移动。另外，在图中，配置在下方的一对支持部114具有与导杆194的直径相同间隔的平 行面的U字槽113，插通在U字槽113中。由此，导杆194容许向以导杆192为轴的光轴X 方向移动，同时限制相对于纸面交叉的方向上的位移。因此，与导杆192连接的透镜架190 以导杆192为轴的旋转被限制。另外，在导杆192、194的前端固定设置在保持透镜L2的透镜架190上，由透镜架 190连接形成一体。由此，导杆192，194和透镜架190 —体地在光轴X方向上直进移动。聚焦环120可自由旋转地配置在固定筒110外周面上的变焦环130的稍后方。另 夕卜，在聚焦环120的下方配置用于检测聚焦环120的旋转量的旋转量检测部122。旋转量检 测部122检测由于来自外部的旋转操作而旋转的聚焦环120的旋转量，产生作为与旋转量 对应的电信号的旋转量信号。如上所述的旋转量检测部122，例如可以使用与聚焦环120 —起旋转的旋转角度 检测器、和对其刻度进行计数的光学传感器来形成。还可以使用与聚焦环120—起旋转的 磁性体、和测量由于该磁性体的移动而产生的磁场的变化的磁传感器来形成。但，这只不过 是一个例子而已，并不妨碍采用其他构造。还有，透镜镜筒100在固定筒110的内侧具有保持环180、直线运动执行元件181 及移动量检测部183。保持环180设置在凸轮筒170的更内侧，插通有导杆192、194。在这里，保持环180具有被导杆192插通的一对嵌合孔186。嵌合孔186具有与导 杆192的外周面互补的形状。由此，保持环180容许向光轴X方向的移动，同时限制向其他 方向的位移。另外，保持环180在外周面具有与凸轮筒170的凸轮槽171卡合的凸轮从动件 182。由此，在凸轮筒170绕光轴X旋转时，保持环180在光轴X方向上直线移动。鉴于这 样的动作，凸轮从动件182优选配置在导杆192的延长线上或其附近。由此，可提高对于凸轮从动件182的驱动效率。并且，保持环180具有插通有导杆194的一对U字槽188。由此，保持环180以导 杆192为轴的旋转被限制。因此，当从凸轮筒170推压凸轮从动件182时，能使透镜架190 及透镜L2沿着光轴不抖动地移动。直线运动执行元件181，插通有导杆192，同时由保持环180夹住光轴X方向的两 端而被保持。在接收到驱动信号而动作时，直线运动执行元件181使导杆192沿光轴X方 向移动。另外，在未动作的情况下，直线运动执行元件181把持导杆192而限制轴方向的位 移。换句话说，未动作的直线运动执行元件181在导杆192位移时一体地移动。另外，作为兼有如上所述的对于导杆192的驱动力和保持力的直线运动执行元件 181，例如可以举例的有使用压电材料、电致伸缩材料等的电气机械转换单元的执行元件。 另外，在直线运动执行元件181中，在通过使不像磁力执行元件那样的具有自我保持功能 的设备来产生驱动力时，也可以另外设置在未动作的情况下把持导杆192的机构。
移动量检测部183在直线运动执行元件181使导杆192直线移动时，测量导杆192 的移动量，产生与移动量相应的电信号。由此，例如参照导杆192的移动量对直线运动执行 元件181的动作量进行反馈控制，根据对焦所需要的移动量，使导杆192的前端支撑的透镜 架190所保持的透镜L2准确地移动。另外，移动量检测部183例如可以由与导杆192 —体移动的直线刻度和对该刻度 进行计数的光学传感器来形成。另外，还可以由与导杆192 —起移动的磁性体和计测因该 磁性体的移动而产生的磁场的变化的磁传感器来形成。但是，这些不过是一个例子而已，不 妨碍采用其他的构造。并且，透镜镜筒100具有接收旋转量检测部122及移动量检测部183发送的旋转 量信号及移动量信号并控制直线运动执行元件181的动作的镜筒控制部185。镜筒控制部 185接收到旋转量信号时，将与其对应的驱动信号发送给直线运动执行元件181。另外，镜 筒控制部185接收移动量信号，对直线运动执行元件181的驱动量进行反馈控制。在具有上述构造的透镜镜筒100中，在直线运动执行元件181停止、保持导杆192 的状态下使凸轮筒170旋转时，由于凸轮槽171及凸轮从动件182的卡合，保持环180、导杆 192及透镜架190 —体地移动。由此，透镜L2向光轴X方向移动。另外，当凸轮筒170在被固定的状态下使直线运动执行元件181动作时，因为导杆 192及透镜架190 —体地移动，所以透镜L2还是在光轴X方向上移动。这样，透镜镜筒100 具有使透镜L2移动的2套机构。因此，能够分配成其一方变焦，而另一方对焦地使透镜L2 移动。再者，关于其他的透镜L1、L3、L4、L5，因为只在将透镜镜筒100变焦时使其移动即 可，因此，可采用既存的移动机构。即，也可以通过凸轮筒170及设置在固定筒上的凸轮槽 及直进槽来引导透镜架70、80、90并使其移动。另外，也可以采用利用导杆192、194来引导 透镜架70、80、90的构造。图2是透镜镜筒100的截面图，表示透镜镜筒100被变焦到望远端为止的状态。 对和图1共同的要素标以同样的参照标号，省略重复的说明，而主要说明透镜镜筒100的动作。在透镜镜筒100中，在变焦环130接收到绕光轴X旋转的旋转操作时，通过与引导槽132卡合的凸轮从动件154传递到旋转驱动力的中筒150旋转。在中筒150旋转的情况 下，外筒161通过由凸轮槽152向凸轮从动件162传递的驱动力，沿着直进槽142向光轴X 方向移动。从而，与外筒161的前端结合的透镜架160和被透镜架160保持的透镜Ll 一体 地移动。另外，在中筒150旋转时，通过卡合到直进槽156的凸轮从动件172，也向凸轮筒 170传递旋转。由此，凸轮筒170绕光轴X旋转。在凸轮筒170旋转时，通过与凸轮槽171卡合的凸轮从动件182驱动保持环180。 因此，保持环180被导杆192、194引导，并在光轴X方向移动。这时，直线运动执行元件181 并未动作，把持导杆192。因此，导杆192、透镜架190及透镜L2与保持环180 —体地在光 轴X方向移动。另外，与凸轮槽173卡合的凸轮销115被固定筒110固定，因此在凸轮筒170旋转 时，凸轮筒170自身也沿着固定筒110的内面在光轴X方向移动。并且，在凸轮筒170旋转 时，通过与凸轮槽175卡合的凸轮从动件146而被驱动的内筒140也在光轴X方向移动。根据上述一系列的动作，透镜镜筒100被延伸或被缩短，透镜Ll及透镜L2的间隔 扩大。因此，透镜镜筒100整体的焦点距离发生变化。在透镜镜筒100变焦动作中，其他的 透镜L3、L4、L5也移动，相互的间隔变化。另外，在外筒161及变焦环130之间配置有相对于固定筒110同轴安装的套筒 165。套筒165跟随外筒161进退，将外筒161及变焦环130之间封固。这样，可防止尘垢 浸入透镜镜筒100的内部。这样，当变焦环130被旋转操作时，透镜镜筒100整体延伸或缩短，透镜L1、L2、L3、 L4、L5相互的间隔发生变化。与此相对地，聚焦环120被旋转操作时，旋转量检测部122将 与聚焦环120的旋转量对应的旋转量信号发送到镜筒控制部185。镜筒控制部185向直线 运动执行元件181提供与所接收到的旋转量信号对应的驱动信号。由此，直线运动执行元 件181根据聚焦环120旋转量而动作。直线运动执行元件181动作时，使导杆192在光轴X方向移动。移动量检测部183 计测导杆192的直线移动量，将与计测结果对应的移动量信号发送到镜筒控制部185。接收 到移动量信号的镜筒控制部185参照移动量信号修正驱动信号。由此，能够以正确的移动 量驱动透镜L2。图3是表示透镜镜筒100的其他构造的截面图。该透镜镜筒100除了以下将说明 的部分以外，具有与图1及图2所表示的透镜镜筒100共同的构造。因此，对图1及图2共 同的要素标以同样的参照标号，并省略重复的说明。该透镜镜筒100在除了插通有导杆192的直线运动执行元件181之外，还具有插 通有导杆194的直线运动执行元件187这一点上具有固有的构造。所附加的直线运动执行 元件187由保持环180保持，在未动作的情况下，保持导杆194。由此，保持环180移动时， 导杆194也和保持环180 —体地移动。另外，直线运动执行元件181、187同时动作分别驱动导杆192、194。由此，保持着 镜L2的透镜架190在图中的上下两端同时被驱动并顺滑地移动。另外，在上述的例子中，对使一对的直线运动执行元件181、187同时动作或停止 的情况进行了说明。然而也能够通过使一对的直线运动执行元件181、187分别动作，使透镜架190及透镜L2相对于光轴X的倾斜度变化。由此，也能够用直线运动执行元件181、 187来补偿透镜L2倾斜度导致的光学系统的特性。图4是示意性地表示具有透镜镜筒100的摄像装置300的构造的图。另外，为了 避免附图的记载繁杂，在图4中示意性地记载了透镜镜筒100。然而，图4的透镜镜筒100 具有与从图1到图3所示的透镜镜筒100相同的构造。因此共同的构成要素标以同样的参 照标号，省略重复的说明。摄像装置300包含透镜镜筒100及摄像部200。透镜镜筒100可自由 装卸地安装 在摄像部200的固定件部260上。安装在摄像装置300上的透镜镜筒100，通过未图示的连接端子与摄像部200也电 连接。由此，透镜镜筒100从摄像部200被供给电力。另外，也从透镜镜筒100侧向摄像部 200侧发送信号。摄像部200收容包括主镜240、五棱镜270、目镜光学系统290的光学系统以及主 控制部250。主镜240在倾斜于通过透镜镜筒100的光学系统入射的入射光的光路上而配 置的待机位置、和避开入射光而上升的摄影位置(图中用虚线表示)之间移动。处于待机位置的主镜240将入射光的大半导入到配置于上方的聚焦屏272。聚焦 屏272配置在透镜镜筒100的光学系统对焦的情况下成像的位置上，使该像可视化。成像在聚焦屏272上的图像通过五棱镜270从目镜光学系统290观察到。由此， 从目镜光学系统290能够以正像观看聚焦屏272上的影像。在五棱镜270以及目镜光学系统290之间配置有半透半反镜292。半透半反镜 292使形成在取景IXD294上的显示图像重叠在聚焦屏272的影像上。由此，在目镜光学系 统290的出射端中，能够同时看到聚焦屏272的影像和取景IXD294的影像。另外，在取景 LCD294上显示摄像装置300的摄影条件、设定条件等信息。另外，五棱镜270的出射光的一部分被导入到测光部280。测光部280测量入射光 的强度及其分布等，在决定摄影条件的情况下参照测定结果。另一方面，在相对于入射光的入射面的主镜240的内面中配置有副镜242。副镜 242将透过主镜240的入射光的一部分导入到配置于下方的焦点检测装置230。由此，在主 镜240处于待机位置的情况下，焦点检测装置230检测光学系统的焦点调整状态。另外，主 镜240移动到摄影位置时，副镜242也从入射光的光路退避。在相对于来自透镜镜筒100的入射光的主镜240的后方，沿着光轴配置有快门 220、滤光器212以及摄像元件210。在快门220放开的情况下，在之前主镜240移动到摄影 位置，因此入射光直线输入到摄像元件210。由此，入射光形成的图像在摄像元件210中转 换成电信号。另外，摄像部200在相对于透镜镜筒100的背面具备面向外部的主IXD296。主 IXD296除了显示对于摄像部200的各种设定信息之外，在主镜240移动到摄影位置的情况 下还显示形成在摄像元件210上的图像。主控制部250总体控制如上所述的各种动作。另外，参照摄像部200侧的焦点检测 装置230检测出的距被摄体的距离信息来形成驱动透镜镜筒100的自动对焦机构。并且， 焦点检测装置230参照透镜镜筒100的动作量也能够形成对焦辅助(focus aid)机构。并且，主控制部250与透镜镜筒100的微处理器交换信息，还控制光圈装置222的开闭等。并且，主控制部250还对曝光的自动化、情景模式(scene mode)的执行、包围曝光 摄影(bracket image capturing,)的执行等作出贡献。图5及图6是透镜镜筒100的截面图。图5表示将透镜镜筒100变焦到广角侧的 状态，图6表示将透镜镜筒100变焦到望远侧的状态。另外，对图5及图6的共同要素标以 同样的参照标号。另外，通过透镜镜筒100的变焦操作，在图5中出现的部件的一部分不呈 现在图6上。透镜镜筒100具有包含在共同的光轴X上依次排列的6组透镜Li、L21、L22、L3、 L4、L5的光学系统。在以下的说明中，只要不特别说明，将透镜镜筒100的光学系统的物侧 记为前侧，像侧记为后侧。透镜L1、L21、L22、L3、L4、L5 分别由透镜架 160、191、190、70、80、90 保持。保持透
镜L4的透镜架80还保持使光学系统的光路径变化的光圈装置222。透镜架191具有凸轮从动件193，保持直线运动执行元件127。凸轮从动件193从 透镜架190的外周面向着径向外侧突出。透镜镜筒100具有相对于包含图像传感器等的摄像部200固定的固定筒110。固 定筒110是透镜镜筒100的动作的基准。在固定筒110的外周前侧，互相同轴的内筒140、中筒150、外筒161及变焦环130 从内侧按该顺序配置。另外，在透镜镜筒100的外周面上，在变焦环130的后方配置有聚焦 环 120。另外，在固定筒110的内侧配置凸轮筒170。凸轮筒170具有相对光轴X倾斜而形 成的凸轮槽171、173、175。在凸轮筒170的更内侧配置有与光轴X平行配置的一对的导杆102、104。导杆 102、104的前端固定设置在透镜架190上，通过透镜架190结合形成一体。固定筒110具有直进槽116、凸轮销115、固定件118以及支持部114。直进槽116 在透镜镜筒100的光轴X方向上延伸。凸轮销115从固定筒110的内周面向径向内侧突出， 与凸轮筒170的凸轮槽173卡合。固定件118配置在固定筒110的后端。通过使摄像部200与固定件118卡合，固 定筒Iio相对于摄像部200固定。在固定筒110固定在摄像部200的情况下，固定筒110 的后端的固定件面119与摄像部200的前面密接。由此，透镜镜筒100整体相对于摄像部 200定位。2对支持部114从固定筒110内周面向径向内侧突出，支撑导杆102、104。支撑配 置在图中上侧的导杆102的一对支持部114分别具有与导杆102的外周形状互补的形状的 嵌合孔117。导杆102插通嵌合孔117，被自由滑动地支撑。由此，导杆102容许向光轴X 方向的移动，同时被限制向其他方向的位移和倾斜。支撑在图中下方配置的导杆104的一对支持部114分别具有包含与导杆104的直径相同的间隔的平行面的U字槽113。导杆104插通U字槽113，容许光轴X方向的移动， 同时限制与光轴X正交的方向的位移。一对导杆102，104与透镜架190连接，因而能够防止透镜L21倾斜。另外，导杆 104与导杆102联动，引导透镜架190在光轴X方向移动。导杆102、104也引导透镜架191。即，透镜架191具有与导杆102的外周的形状呈互补的形状的嵌合孔195，使该嵌合孔195插通导杆102。由此，防止透镜架190相对光轴 X倾斜。 另外，透镜架191具有包含与导杆104的直径相同的间隔的平行面的长孔197，在 该长孔197中插通导杆104。通过该长孔197和上述嵌合孔195防止透镜架190和被其保 持的透镜L21绕光轴X旋转。 直线运动执行元件127插通有导杆102，在动作时，使导杆102在光轴X方向移动。 因为直线运动执行元件127被透镜架191保持，所以当直线运动执行元件127动作时，导杆 102相对透镜架191移动。这样，直线运动执行元件127作为直接驱动导杆102的构造，从 而不增加零部件个数即可形成导杆102的驱动机构。另外，直线运动执行元件127在未动作的情况下把持导杆102，限制导杆102相对 于直线运动执行元件127的位移。因此，导杆102在直线运动执行元件127未动作的情况 下相对于透镜架191形成为一体。这样，用于转换驱动导杆102的动作和把持导杆102的动作的直线运动执行元件 127，例如可由使用压电材料、电致伸缩材料等超声波执行元件来形成。另外，也能通过组合 驱动导杆102的执行元件(actuator)和把持导杆102的机构来形成同等的直线运动执行 元件127。内筒140具有凸轮从动件143、放出孔144、直进槽147及卡合突起148。凸轮从动 件143在内筒140的后端附近向着透镜镜筒100的径向内侧突出。直进槽147在光轴X方 向延伸。卡合突起148向着透镜镜筒100的径向外侧突出。凸轮从动件143贯通固定筒110的直进槽116，与凸轮筒170的凸轮槽171卡合。 由此可限制凸轮从动件143绕光轴X旋转。凸轮槽171相对光轴X倾斜形成，因此在凸轮 筒170旋转时，则使内筒140在光轴X方移动的驱动力传递到凸轮从动件143。放出孔144配置在透镜镜筒100周方向上的与直进槽147大体相反的一侧。在被 放出孔144中插通有后述的凸轮筒170的凸轮从动件172。中筒150具有凸轮从动件154、凸轮槽152、直进槽156及卡合环槽158。凸轮从动 件154向着透镜镜筒100的径向外侧突出。凸轮槽152相对光轴X倾斜延伸。直进槽156配置在透镜镜筒100周方向上的与直进槽152大体相反的一侧。直进 槽156在光轴X方向延伸，与凸轮筒170的凸轮从动件172卡合。卡合环槽158在中筒150的内周面沿着与光轴X正交的面形成。卡合环槽158与 内筒140的卡合突起148卡合。由此，中筒150在光轴X方向上与内筒140 —体地移动，同 时绕光轴X相对于内筒140自由旋转。外筒161具有凸轮从动件162。凸轮从动件162在透镜镜筒100径向内侧突出，与 中筒150的凸轮槽152和内筒140的直进槽147卡合。由此，中筒150在绕光轴X旋转的 情况下，凸轮从动件162限制外筒161绕光轴X的旋转，同时向外筒161传递光轴X方向的 驱动力。另外，外筒161与保持透镜Ll的透镜架160结合。由此，在外筒161在光轴X方 向移动时，透镜Ll也沿着光轴X移动。凸轮筒170自由旋转地配置在固定筒110的内侧。凸轮筒170具有多个凸轮槽 171、173、175和凸轮从动件172。凸轮槽171、173、175分别为相对光轴X倾斜形成。凸轮槽171与内筒140的凸轮从动件143卡合。凸轮槽173与固定筒110的凸轮销115卡合。 凸轮槽175与透镜架191的凸轮从动件193卡合。另外，凸轮从动件193优选在透镜架191的周方向配置在导杆102附近。由此，可 提高凸轮从动件193的驱动力的传递效率。凸轮从动件172通过连接部件174安装在凸轮筒170上。凸轮从动件172的前端 穿过内筒140的放出孔144，与中筒150直进槽156卡合。由此，在中筒150绕光轴X旋转 的情况下，使凸轮筒170旋转的驱动力从凸轮从动件172传递到凸轮筒170。另外，凸轮筒170，有时还具备未图示的其他的凸轮槽等，其目的在于产生使保持 其他的透镜L3、L4、L5的透镜架70、80、90在光轴X方向移动的驱动力。另外，凸轮筒170 也存在出于降低重量等目的，去除未形成凸轮槽等的区域的情况。因此，凸轮筒170未必形 成完全的圆筒。变焦环130沿着固定筒110的外周面，可绕光轴X旋转地安装。另外，变焦环130 在内周面具有引导槽132。引导槽132与光轴X方向平行地呈直线状延伸，与中筒150的凸 轮从动件154卡合。由此，在变焦环130被旋转操作时，中筒150也绕光轴X旋转。
聚焦环120沿着固定筒110外周面绕光轴X自由旋转地安装。另外，在聚焦环120 的内侧配置有旋转量检测部121。并且，设置与旋转量检测部121连接的镜筒控制部123。 镜筒控制部123也与设置在固定筒110的后端附近的移动量检测部125连接。旋转量检测部121检测根据来自外部的旋转操作而旋转的聚焦环120旋转量。移 动量检测部125检测导杆102相对于固定筒110在光轴X方向的移动量。关于镜筒控制部 123的动作后述。旋转量检测部121例如可以使用与聚焦环120 —起旋转的旋转角度检测器和计测 旋转角度检测器的刻度的光学传感器来形成。另外，也可以使用与聚焦环120—起旋转的 磁性体和计测由于该磁性体的移动而产生的磁场的变化的磁传感器来形成。移动量检测部125例如由与导杆102 —体地移动的直线刻度和对该刻度进行计数 的的光学传感器来形成。另外，也能够由与导杆102 —起移动的磁性体和计测因该磁性体 的移动而产生的磁场的变化的磁传感器来形成。其次，说明具有上述构造的透镜镜筒100的变焦动作。在透镜镜筒100的变焦动 作中，根据对变焦环130进行的旋转操作，全部的透镜Li、L21、L22、L3、L4、L5在光轴X方 向移动。但是，透镜L21、L22，如后所述整体地移动。在变焦环130被从外部操作而绕光轴X旋转的情况下，中筒150的凸轮从动件154 与变焦环130的引导槽132卡合，因而对中筒150传递旋转驱动力。另外，在图6，看不见由 于旋转而移动的凸轮从动件154。在中筒150旋转时，从凸轮槽152向外筒161的凸轮从动件162传递驱动力。接 收到驱动力的凸轮从动件162被内筒140的直进槽147引导，在光轴X方向移动。由此，与 外筒161的前端结合的透镜架160和被透镜架160保持的透镜Ll在光轴X方向一体地移动。另外，在中筒150旋转时，也能向与直进槽156卡合的凸轮从动件172传递旋转驱 动力。由此，凸轮筒170沿着固定筒110内周面绕光轴X旋转。另外，在图6中看不见因旋 转而移动的直进槽156及凸轮从动件172。
在凸轮筒170旋转时，驱动力传递到与凸轮槽171卡合的凸轮从动件143。凸轮从 动件143被固定筒110的直进槽116引导，在光轴X方向移动。由此，内筒140和通过卡合 环槽158与内筒140卡合的中筒150在光轴X方向移动。另外，在凸轮筒170旋转时，被于凸轮槽173卡合的固定筒110的凸轮销115驱动， 凸轮筒170自身也在X方向移动。并且，在凸轮筒170旋转时，从凸轮槽175对凸轮从动件 193传递驱动力，与透镜架191 一起，透镜L21也在光轴X方向移动。并且，未动作的直线运动执行元件127把持导杆102。由此，导杆102、104与透镜架191 一起移动。因此，与导杆102、104卡合的透镜架190也与透镜L22—起移动。这样，在变焦环130被旋转操作时，透镜L21、L22—体移动。另外，由于外筒161 的移动，透镜Ll也移动。其他的透镜L3、L4、L5也移动，相互的间隔变化，所以能够使透镜 镜筒100的焦点距离发生变化。另外，其他的透镜L3、L4、L5只在将透镜镜筒100变焦时使其移动即可，可以任意 选择利用既存的驱动机构。即，也可以通过凸轮筒170及设在固定筒上的凸轮槽及直槽引 导透镜架70、80、90，使其移动。另外，也可以利用导杆102、104，作为引导透镜架70、80、90 的构造。另外，在外筒161及变焦环130之间，配置有相对于固定筒110同轴地安装的套筒 165。套筒165跟随外筒161进退，将外筒161及变焦环130之间封固。由此，能够防止尘 垢浸入透镜镜筒100的内部。并且，在上述的例子中，凸轮筒170及透镜架191通过凸轮筒170侧的凸轮槽175 和透镜架190侧的凸轮从动件193卡合。然而，在凸轮筒170侧设置凸轮从动件，在透镜架 191侧设置凸轮槽也能得到同样的功能。图7是说明透镜镜筒100的对焦动作的截面图。与图5及图6共同的要素标以同 样的参照标号，省略重复的说明。另外，在对焦动作中，透镜22移动，透镜L21不移动。其 他的透镜L1、L3、L4、L5也不移动。在透镜镜筒100中聚焦环120被旋转操作时，旋转量检测部121将与旋转量对应 的旋转量信号发送到镜筒控制部123。镜筒控制部123产生根据从旋转量检测部121接收 到的旋转量信号进行了增减的驱动信号，将该驱动信号提供给直线运动执行元件127。直线运动执行元件127以与接收到的驱动信号对应的驱动量进行动作，使导杆 102在光轴X方向移动。由此，透镜架190与导杆102 —起移动，透镜镜筒100的焦点位置 变化。这时，随着透镜架190的移动，导杆104也在光轴X方向移动。另外，移动量检测部125将与导杆102的移动量对应的移动量信号发送到镜筒控 制部123。镜筒控制部123参照从移动量检测部125接收到的移动量信号，修正所发生的驱 动信号。由此，能修正干扰引起的导杆102的移动量误差，使透镜L22正确移动，使透镜镜 筒100迅速且高精度地进行对焦。图8是表示具有其他的构造的透镜镜筒100构造的截面图。另外，透镜镜筒100 除了在以下将要说明的部分以外，具有和图5到图7所示的透镜镜筒100共同的构造。因 此，对共同的要素标以同样的参照标号，省略其重复的说明。该透镜镜筒100在除了插通有导杆102的直线运动执行元件127之外，还具有插 通有导杆104的直线运动执行元件128及移动量检测部126这一点具有固有的构造。所附加的直线运动执行元件128与既存的直线运动执行元件127并列动作。即，直线运动执行元件128与直线运动执行元件127同时被镜筒控制部123控制，在直线运动执行元件127 动作或停止时，同时动作或停止。在直线运动执行元件127、128未动作的情况下，把持导杆102、104，限制导杆102、 104相对于直线运动执行元件127、128的位移。由此，在变焦动作中，在透镜架191移动时， 透镜架190也一体地移动。此时，导杆102、104在透镜架190的上端侧和下端侧同时被驱 动，因此透镜L2圆滑地移动。另外，直线运动执行元件127、128同时动作，分别驱动导杆102、104。由此，保持着 透镜L2的透镜架190在图中的上下两端同时被驱动而圆滑地移动。另外，在上述例子中，对使一对直线运动执行元件127、128同时动作或停止的情 况进行了说明。然而，也能够通过使一对的直线运动执行元件127、128分别动作，而使透镜 架190及透镜L22相对光轴X的倾斜度变化。由此，也能用直线运动执行元件127、128来 补偿透镜L22的倾斜导致的光学系统的特性。图9是示意性地表示具有透镜镜筒100的摄像装置300构造的图。另外，为了避 免附图的记载繁杂，在图9中简略记载了透镜镜筒100。然而，图9中的透镜镜筒100例如 具有与图5到图7所示的透镜镜筒100同样的构造。因此，对共同的构成要素标以同样的 参照标号，并省略了说明。摄像装置300包含透镜镜筒100及摄像部200。透镜镜筒100可自由装卸地安装 在摄像部200的固定件部260上。安装在摄像装置300上的透镜镜筒100通过未图示的连接端子也与摄像部200电 连接。由此，透镜镜筒100从摄像部200被供给电力。另外，也从透镜镜筒100侧向摄像部 200侧发送信号。摄像部200收容包括主镜240、五棱镜270、目镜光学系统290的光学系统以及主 控制部250。主镜240在倾斜于通过透镜镜筒100的光学系统入射的入射光的光路上而配 置的待机位置、和避开入射光而上升的摄影位置(图中用虚线表示)之间移动。处于待机位置的主镜240将入射光的大半导入到配置于上方的聚焦屏272。聚焦 屏272配置在透镜镜筒100的光学系统对焦的情况下成像的位置上，使该像可视化。成像在聚焦屏272上的图像通过五棱镜270从目镜光学系统290观察到。由此， 从目镜光学系统290能够以正像观看聚焦屏272上的影像。在五棱镜270以及目镜光学系统290之间配置有半透半反镜292。半透半反镜 292使形成在取景IXD294上的显示图像重叠在聚焦屏272的影像上。由此，在目镜光学系 统290的出射端中，能够同时看到聚焦屏272的影像和取景IXD294的影像。另外，在取景 IXD294上显示摄像装置300的摄影条件、设定条件等信息。另外，五棱镜270的出射光的一部分被导入到测光部280。测光部280测量入射光 的强度及其分布等，在决定摄影条件的情况下参照测定结果。另一方面，在相对于入射光的入射面的主镜240的内面中配置有副镜242。副镜 242将透过主镜240的入射光的一部分导入到配置于下方的焦点检测装置230。由此，在主 镜240处于待机位置的情况下，焦点检测装置230检测光学系统的焦点调整状态。另外，主 镜240移动到摄影位置移动时，副镜242也从入射光的光路退避。
在相对于来自透镜镜筒100的入射光的主镜240的后方，沿着光轴配置有快门 220、滤光器212以及摄像元件210。在快门220放开的情况下，在之前主镜240移动到摄影 位置，因此入射光直线输入到摄像元件210。由此，入射光形成的图像在摄像元件210中转 换成电信号。另外，摄像部200在相对于透镜镜筒100的背面具备面向外部的主IXD296。主 IXD296除了显示对于摄像部200的各种设定信息之外，在主镜240移动到摄影位置的情况 下还显示形成在摄像元件210上的图像。主控制部250总体控制如上所述的各种动作。另外，参照摄像部200侧的焦点检测 装置230检测出的距被摄体的距离信息来形成驱动透镜镜筒100的自动对焦机构。并且， 焦点检测装置230参照透镜镜筒100的动作量也能够形成对焦辅助(focus aid)机构。并且，主控制部250与透镜镜筒100的微处理器交换信息，还控制光圈装置222的 开闭等。并且，主控制部250还对曝光的自动化、情景模式(scene mode)的执行、包围曝光 摄影(bracket image capturing,)的执行等作出贡献。以上，用实施的方式说明了本发明，不过，本发明的技术的范围不受上述的实施方 式记载的范围的限定。本领域技术人员明白，可对上述实施的方式实施多种多样的变更或 改良，并且根据本申请的权利要求的记载可明确，实施上述变更和改良后的方式也包含在 本发明的技术范围内。请注意的是，权利要求的范围、说明书、和附图中表示的装置、系统、程序、和在 方法中的动作、次序、步骤，和阶段等的各处理的执行顺序，只要没有特别注明「比…先」、 「在…之前」等，或者只要不是后端的处理必须使用前面的处理的输出，就可以以任意的顺 序实施。有关权利要求的范围、说明书和附图中的动作流程，为了说明上的方便，使用了「首 先」、「其次」等字样加以说明，但即使这样也不是意味着以这个顺序实施是必须的条件。
权利要求
一种透镜镜筒，其特征在于，具有固定筒；包含相对于上述固定筒移动的第一光学部件的光学系统；保持上述第一光学部件的第一保持框；与上述第一保持框结合，与上述光学系统的光轴平行延伸的引导轴；将上述引导轴向上述光轴方向移动或固定的直进驱动部；以及保持上述直进驱动部，在上述直进驱动部移动上述引导轴时，在上述光轴方向上被上述固定筒固定，在上述直进驱动部保持上述引导轴时，相对于上述固定筒在上述光轴方向上相对移动的保持筒。
2.根据权利要求1所述的透镜镜筒，其特征在于，上述保持筒在上述光学系统对焦时，固定在上述固定筒上，当上述光学系统变焦时，相 对于上述固定筒进行相对移动。
3.根据权利要求2所述的透镜镜筒，其特征在于，具有驱动环，上述驱动环具有相对所 述光轴倾斜的凸轮槽、以及与上述凸轮槽卡合的凸轮销的一方，在上述光学系统变焦时，绕 上述光轴旋转；上述保持筒具有上述凸轮槽及上述凸轮销的另一方，在变焦时向上述光轴方向移动。
4.根据权利要求3所述的透镜镜筒，其特征在于，上述凸轮销在上述第一光学部件的周方向上配置在上述引导轴的附近。
5.根据权利要求1所述的透镜镜筒，其特征在于，上述引导轴插通与上述引导轴的周面呈互补的形状的嵌合孔，在轴向自由滑动地被定位。
6.根据权利要求5所述的透镜镜筒，其特征在于，上述保持筒具有在上述光轴方向隔着上述直进驱动部配置的一对嵌合部，上述一对嵌 合部分别具有与上述引导轴的周面呈互补的形状的嵌合孔。
7.根据权利要求1所述的透镜镜筒，其特征在于，上述光学系统具有与上述第一光学部件不同的第二光学部件， 上述透镜镜筒还包括第二保持框，保持上述直进驱动部及上述第二光学部件； 转换部，对上述引导轴相对于上述直进驱动部进行相对移动的状态以及保持上述引导 轴并限制上述引导轴相对于上述直进驱动部的相对移动的状态进行转换。
8.根据权利要求7所述的透镜镜筒，其特征在于，还具有在上述第二保持框通过凸轮槽卡合，上述光学系统进行变焦时，绕上述光轴方向旋转 的驱动环。
9.根据权利要求8所述的透镜镜筒，其特征在于，上述第二保持框的与上述驱动环卡合的部分和上述直进驱动部中的至少一个位于上 述引导轴的附近。
10.根据权利要求7所述的透镜镜筒，其特征在于，上述第一保持框具有在上述光轴方向隔着上述直进驱动部配置的一对插通部， 上述一对插通部分别具有与上述引导轴的周面呈互补的形状的插通孔。
11.根据权利要求7所述的透镜镜筒，其特征在于，上述引导轴插通与上述引导轴的周面呈互补的形状的插通孔，相对上述插通孔在上述 光轴方向上自由相对移动。
12.根据权利要求1所述的透镜镜筒，其特征在于，具有从上述透镜镜筒的外部被操作而绕上述光轴旋转的操作环；以及 检测上述操作环的旋转量的旋转检测部，上述直进驱动部根据上述旋转检测部检测出的旋转量，使上述引导轴在上述光轴方向 移动。
13.根据权利要求1所述的透镜镜筒，其特征在于，还具有检测被上述直进驱动部驱动的上述引导轴的移动量的直进检测部；以及 根据上述直进检测部的检测结果控制上述直进驱动部的驱动量的控制部。
14.根据权利要求1所述的透镜镜筒，其特征在于，上述直进驱动部的至少一部分与上述引导轴的至少一部分相对。
15.一种摄像装置，其特征在于，具有 权利要求1所述的透镜镜筒；和 记录由上述透镜镜筒成像的像的摄像部。
全文摘要
提供一种透镜镜筒，其包括固定筒；包括相对于固定筒移动的第一光学部件的光学系统；保持第一光学部件的第一保持框；与第一保持框结合，与光学系统的光轴平行延伸的引导轴；将引导轴向光轴方向移动或固定的直进驱动部；以及保持直进驱动部，在直进驱动部移动引导轴时，在光轴方向上被固定筒固定，在直进驱动部保持引导轴时，相对于固定筒在光轴方向上相对移动的保持筒。
文档编号G02B7/04GK101813817SQ20101012668
公开日2010年8月25日 申请日期2010年2月24日 优先权日2009年2月24日
发明者吹野邦博 申请人:株式会社尼康