专利名称：镜筒和摄像设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有调节入射光量的虹彩光圈(iris diaphragm)的镜筒(lens barrel)以及安装有该镜筒的比如胶片照相机或者数字式照相机等摄像设备。
背景技术：
安装有具有虹彩光圈的镜筒的数字式照相机在镜筒被收纳时由于虹彩光圈的厚度而增大了数字式照相机在其光轴方向上的厚度。因此，传统上，论述了如下一种减小照相机在其光轴方向上的厚度的技术将光圈配置于透镜单元的被摄体侧，当镜筒被收纳时，透镜单元被插入到快门叶片或光圈叶片的开口中(例如，参见日本特开2004-347615号公报)。在日本特开2004-347615号公报的技术中，透镜单元和保持透镜单元的透镜保持架在光轴方向上被插入到光圈叶片的开口中，这要求当镜筒被收纳时全部光圈叶片在透镜单元和透镜保持架的径向上向外退避。这增大了光圈叶片的面积，从而增大了整个光圈的外径，由此使镜筒的直径增大。 结果，照相机在其光轴方向上的厚度减小，但是，这增加了照相机的高度尺寸和宽度尺寸， 由此导致照相机的尺寸增大。
发明内容
本发明提供一种镜筒和安装有该镜筒的摄像设备，该镜筒能够减小当镜筒处于收纳位置时摄像设备在其光轴方向上的厚度并且还能够减小镜筒的直径。根据本发明的一个方面，提供一种镜筒，其具有第一透镜、第二透镜、透镜保持单元以及虹彩光圈，所述透镜保持单元用于以所述第二透镜能在所述镜筒的光轴方向上相对于所述第一透镜移动而靠近或离开所述第一透镜的方式保持所述第二透镜，所述虹彩光圈被配置在所述第一透镜和所述第二透镜之间并且具有用于调节入射光量的光圈叶片，所述镜筒能在摄像位置和收纳位置之间沿所述光轴方向移动以改变摄像倍率，其中所述第二透镜在所述光轴方向上的与所述第一透镜相面对的端面包括朝向所述第一透镜突出的凸球面部，所述第二透镜被配置成当所述镜筒处于所述收纳位置时，所述第二透镜靠近所述第一透镜，并且所述光圈叶片的内周部被配置在所述透镜保持单元的径向内侧并与所述凸球面部在径向上相对。根据本发明的摄像设备，其包括如上所述的镜筒；以及变焦机构，其用于在所述摄像位置和所述收纳位置之间沿所述光轴方向变焦驱动所述镜筒。根据本发明，可以减小当镜筒处于收纳位置时摄像设备在其光轴方向上的厚度， 并且还能够减小镜筒的直径。从下面参考附图对示例性实施方式的详细说明，本发明的其它的特征和优点将变得明显。
图1是作为具有根据本发明的实施方式的镜筒的摄像设备的数字式照相机从其正面侧观察的外观立体图，其中，镜筒处于收纳位置。图2是图1的数字式照相机的外观立体图，其中，镜筒处于摄像位置。图3是图1的数字式照相机的后视图。图4是图1的数字式照相机的仰视图。图5是图1的数字式照相机的内部构造的方框图。图6是图1中的镜筒的主要部分的截面图，其中，镜筒处于收纳位置。图7是图1中的镜筒的主要部分的截面图，其中，镜筒处于摄像位置。图8是示出由图1的数字式照相机执行的摄像操作处理的步骤的流程图。图9是示出由图1的数字式照相机执行的镜筒的收纳操作处理的步骤的流程图。
具体实施例方式现在将参考附图详细说明本发明。图1是作为具有根据本发明的实施方式的镜筒的摄像设备的数字式照相机从其正面侧观察的外观立体图，其中，镜筒处于收纳位置；图2是图1的数字式照相机的外观立体图，其中，镜筒处于摄像位置；图3是图1的数字式照相机的后视图；图4是图1的数字式照相机的仰视图。如图1和图2所示，数字式照相机18在其正面配置有取景器16，其确定被摄体的构图；辅助光源15，其用于测光/测距；闪光灯17 ；以及镜筒19。在数字式照相机18的顶面配置有释放按钮12、电源切换按钮14以及变焦开关13。另外，如图3所示，数字式照相机18在其背面配置有操作按钮22至27、如IXD等显示器21以及取景器目镜20。另外，如图4所示，在数字式照相机18的底面配置有三角架安装部观、存储卡驱动器42 (参见图幻以及电池插入部(未示出)的盖四。图5是图1的数字式照相机18的内部构造的方框图。总线44与CPU 46,ROM 45,RAM 47、释放按钮12、操作按钮22至27、显示器21、电源切换按钮14、变焦开关13、存储器40、压缩/解压缩单元41、存储卡驱动器42以及驱动电路43连接。驱动电路43与变焦机构30、聚焦驱动机构31、快门驱动机构32以及光圈驱动机构34连接，其中，变焦机构30对镜筒19进行变焦驱动以使镜筒19沿光轴方向在摄像位置和收纳位置之间移动，由此改变摄像倍率，聚焦驱动机构31驱动聚焦透镜35，快门驱动机构32驱动快门33 (参见图1)，光圈驱动机构34驱动虹彩光圈5。驱动电路43还与闪光灯17以及如CXD传感器、CMOS传感器等图像传感器36连接。经由驱动电路43基于来自CPU 46的信号来控制与驱动电路43连接的各单元的驱动。ROM 45存储各种控制程序，RAM 47存储各种控制程序所必需的数据。模拟信号处理单元37对图像传感器36输出的图像数据进行模拟处理并且将处理后的图像数据输出到 A/D转换单元38。A/D转换单元38将从图像传感器36取得的模拟数据转换成为数字数据，并将数字数据输出到数字信号处理单元39。数字信号处理单元39对由A/D转换单元38转换的数字
4数据进行预定处理，并将处理后的数据作为图像数据输出到存储器40。操作按钮23的操作使压缩/解压缩单元41对存储于存储器40的图像数据进行 JPEG或TIFF的压缩处理，然后将压缩后的图像数据输出到被插入在存储器驱动器42中的用于存储的存储卡。压缩/解压缩单元41对存储于存储器40的图像数据或者存储于存储卡的图像数据进行解压缩处理，然后经由总线44使显示器21能够显示图像数据。如果用户在观看图像时确定显示器21中显示的图像是不需要的，则用户能够通过操作按钮M的操作来删除该图像。接着，将参考图6和图7说明具有虹彩光圈5的镜筒19。图6是图1中的镜筒的主要部分的截面图，其中，镜筒处于收纳位置；图7是图1中的镜筒的主要部分的截面图，其中，镜筒处于摄像位置。如图6和图7所示，镜筒19具有第一透镜1、第一透镜保持架3以及筒(barrel) 4。 第一透镜1由被固定到筒4的第一透镜保持架3保持。筒4在其被摄体侧的端部装配有镜头盖(lens cover) S0镜头盖8在其中央部具有开口。在第一透镜1的像面侧配置第二透镜2，第二透镜2被第二透镜保持架7以第二透镜2能够在光轴方向上相对于第一透镜1移动而靠近或离开第一透镜1的方式保持。第二透镜2在光轴方向上的与第一透镜1相面对的端面具有朝向第一透镜1突出的凸球面形状。第二透镜保持架7由第二透镜基座架11保持。在第一透镜1与第二透镜2之间在光轴方向上配置虹彩光圈5，虹彩光圈5具有调节入射光量的光圈叶片6。第一透镜保持架3与根据本发明的第一透镜保持单元的示例对应，并且第二透镜保持架7与根据本发明的第二透镜保持单元的示例对应。虹彩光圈5设置有从动件9，并且第二透镜基座架11设置有从动件10。凸轮筒 (未示出)的转动使从动件9和从动件10跟随凸轮筒的凸轮槽，由此使虹彩光圈5和第二透镜2沿光轴方向在镜筒19处于图6所示的收纳位置的情况与镜筒19处于图7所示的摄像位置的情况之间移动。在图7所示的摄像位置中虹彩光圈5与第二透镜2之间在光轴方向上的距离大于在图6所示的收纳位置中虹彩光圈5与第二透镜2之间在光轴方向上的距离，使得光圈叶片6的内周部能够沿着光圈叶片6的径向移动，以开闭虹彩光圈5，从而可在小光圈 (aperture)和大的全光圈之间改变光圈叶片6的内周部的开口的大小。在图6所示的收纳位置中，第一透镜1和第二透镜2彼此最靠近，由此减小镜筒19 在光轴方向上的长度，并减小数字式照相机18在光轴方向上的厚度。虹彩光圈5的光圈叶片6被配置成与镜筒19处于如图7所示的摄像位置的情况相比，当镜筒19处于如图6所示的收纳位置，光圈叶片6更接近第一透镜1。传统上，不管第二透镜2的形状如何，当镜筒19处于收纳位置时，第二透镜2和第二透镜保持架7都已被插入到光圈叶片6的内周部的开口中，由此要求光圈叶片6被开口至比第二透镜保持架7的外径大的直径B，这样，要求光圈叶片6被收纳于直径B和虹彩光圈5的外径(C)之间所形成的空间中，从而必然增大虹彩光圈5的外径(C)，并且镜筒19的
直径更大。
由此，在本实施方式中，当镜筒19处于收纳位置时，光圈叶片6的内周部的一部分并未被收纳于直径(B)和虹彩光圈5的外径(C)之间所形成的空间中。更具体地，当镜筒19处于收纳位置时，如图6所示，光圈叶片6的内周部被配置在第二透镜保持架7的径向内侧并且与第二透镜2的凸球面部在径向上相对。在本实施方式中，光圈叶片6的内周部被配置在具有大致三角形半截面的环形空间E中并沿径向向内突出，其中，环形空间E由第一透镜1的像面侧的端面以及与第二透镜保持架7的被摄体侧的端面的外周部和第二透镜2的凸球面部都接触的面围成。在该情况中，此时，光圈叶片6的内周部的直径A小于直径B，这样，减小了虹彩光圈5的外径(C)，由此减小了镜筒19的直径。图8是示出由图1的数字式照相机执行的摄像操作处理的步骤的流程图。图8中的各处理由CPU 46利用ROM 45中的被加载到RAM47中的程序执行。在图8中，首先，当电源切换按钮14被用户打开时(步骤S801中的“是”)，经由驱动电路43控制变焦机构30，使得镜筒19移动到摄像位置(图7)(步骤S802)。接着，经由驱动电路43控制光圈驱动机构34，使得虹彩光圈5的光圈叶片6移动到初始位置(例如，图7中的直径D)(步骤S803)。参考图6和图7，虹彩光圈5和第二透镜2之间的在光轴方向上的距离以及第一透镜1和第二透镜2之间的在光轴方向上的距离在镜筒19处于图7所示的摄像位置时比在镜筒19处于图6所示的收纳位置时大。接着，用户打开释放按钮12(步骤S804中的“是”)，通过测光获得被摄体的亮度信息(步骤S805)。在随后的步骤S806中，基于步骤S805中获得的亮度信息，经由驱动电路43控制光圈驱动机构34，使得虹彩光圈5的光圈叶片6将光圈孔径(diaphragm aperture)调节到适当位置。另外，经由驱动电路43控制聚焦驱动机构31，使得聚焦透镜35移动到被摄体的聚焦位置(步骤S807)，然后经由驱动电路43驱动图像传感器36以开始拍摄图像。在随后的步骤S809中，经由驱动电路43控制快门驱动机构32，使得快门33动作， 由此使图像传感器结束拍摄图像，随后处理结束。图9是示出由图1的数字式照相机执行的对镜筒的收纳操作处理的步骤的流程图。图9中的各处理由CPU 46利用ROM 45中的被加载到RAM47中的程序执行在图9中，首先，当电源切换按钮14被用户关闭时(步骤S901中的“是”)，经由驱动电路43控制光圈驱动机构34，使得虹彩光圈5的光圈叶片6移动到退避位置(例如， 图6中的直径A)(步骤S902)。接着，经由驱动电路43控制变焦机构30，使得镜筒19移动到收纳位置(图6)，由此使镜筒19位于收纳位置(步骤S903)，随后处理结束。在该状态中，第一透镜1和第二透镜2处于彼此最靠近的状态，由此光圈叶片6的内周部位于第二透镜保持架7的径向内侧， 并且在径向上与第二透镜2的凸球面部相对。如上所述，根据本实施方式，当镜筒19处于收纳位置时，第一透镜1和第二透镜2 处于彼此最靠近的状态，这减小了数字式照相机18在光轴方向上的厚度。另外，根据本实施方式，当镜筒19处于收纳位置时，光圈叶片6的内周部位于第二透镜保持架7的径向内侧，并且在径向上与第二透镜2的凸球面部相对，由此减小了虹彩光圈5的外径(C)，从而减小了当镜筒19处于收纳位置时摄像设备在其光轴方向上的厚度并且还减小了镜筒19的直径。这减小了镜筒19的直径，并且还减小了数字式照相机18的纵横尺寸，以实现数字式照相机18的小型化。虽然已经参考示例性实施方式说明了本发明，但是，应当理解，本发明并不局限于所公开的示例性实施方式。所附的权利要求书的范围符合最宽泛的阐释，以涵盖所有这样的变型、等同结构和功能。本申请要求2010年3月M日提交的日本专利申请No. 2010-068619的优先权，其全部内容通过引用包含于此。
权利要求
1.一种镜筒，其具有第一透镜、第二透镜、透镜保持单元以及虹彩光圈，所述透镜保持单元用于以所述第二透镜能在所述镜筒的光轴方向上相对于所述第一透镜移动而靠近或离开所述第一透镜的方式保持所述第二透镜，所述虹彩光圈被配置在所述第一透镜和所述第二透镜之间并且具有用于调节入射光量的光圈叶片，所述镜筒能在摄像位置和收纳位置之间沿所述光轴方向移动以改变摄像倍率，其中所述第二透镜在所述光轴方向上的与所述第一透镜相面对的端面包括朝向所述第一透镜突出的凸球面部，所述第二透镜被配置成当所述镜筒处于所述收纳位置时，所述第二透镜靠近所述第一透镜，并且所述光圈叶片的内周部被配置在所述透镜保持单元的径向内侧并与所述凸球面部在径向上相对。
2.根据权利要求1所述的镜筒，其特征在于，所述虹彩光圈被配置成使得所述虹彩光圈能够在所述光轴方向上相对于所述第一透镜移动以靠近或离开所述第一透镜，并且所述虹彩光圈被配置成当所述镜筒处于收纳位置时，所述虹彩光圈靠近所述第一透镜。
3.根据权利要求1所述的镜筒，其特征在于， 所述第二透镜被配置在所述第一透镜的像面侧。
4.一种摄像设备，其包括 权利要求1所述的镜筒；以及变焦机构，其用于在所述摄像位置和所述收纳位置之间沿所述光轴方向变焦驱动所述镜筒。
全文摘要
镜筒和摄像设备。该镜筒能够减小当镜筒处于收纳位置时摄像设备在其光轴方向上的厚度并且还能够减小镜筒的直径。镜筒具有第一透镜、第二透镜、用于保持第二透镜的透镜保持单元以及虹彩光圈。镜筒沿光轴方向在摄像位置和收纳位置之间移动。第二透镜包括朝向第一透镜突出的凸球面部。第二透镜被配置成当镜筒处于收纳位置时，第二透镜靠近第一透镜，并且光圈叶片的内周部被配置在透镜保持单元的径向内侧并与凸球面部在径向上相对。
文档编号G03B17/04GK102200622SQ201110074858
公开日2011年9月28日 申请日期2011年3月24日 优先权日2010年3月24日
发明者工藤智幸 申请人:佳能株式会社