专利名称：变焦镜筒的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够在光轴方向上伸出以进行变焦操作以及能够被缩回到镜筒 (lens barrel)主体内的变焦镜筒。
背景技术：
以前，已经存在设置有与光轴平行的引导轴并且将保持透镜单元的保持构件以可滑动的方式装配到引导轴中的变焦镜筒。日本特许第4329834号公开了一种变焦镜筒，其设置有前部筒(barrel)、中间筒和后部筒并且包括在光轴方向上相应地引导Z移动框和F 移动框的Z引导轴和F引导轴。日本特许第4329834号所公开的变焦镜筒具有如下构造Z 引导轴的两端和F引导轴的两端相应地由中间筒和前部筒及中间筒和后部筒固定和支撑。但是，日本特许第4329834号所公开的变焦镜筒被构造成使得引导轴的两端利用相互分离的构件固定和支撑。因此，由于支撑引导轴的两个构件的加工精度的变化，难以将引导轴设定成平行于光轴，因此各透镜单元可能会相对于光轴倾斜，而使光学性能劣化。
发明内容
本发明提供一种变焦镜筒，该变焦镜筒改进引导轴相对于光轴的倾斜精度，以抑制透镜单元的倾斜，从而改进光学性能。作为本发明的一个方面的一种变焦镜筒，其包括第一光学元件；第二光学元件； 第一引导构件，其被构造成在光轴方向上直进地引导所述第一光学元件；第二引导构件，其被构造成在所述光轴方向上直进地引导所述第二光学元件；和直进筒，其包括被构造成能够仅在所述光轴方向上组装所述第一光学元件和所述第二光学元件的开口部、支撑所述第一引导构件的两端的第一保持部以及支撑所述第二引导构件的两端的第二保持部。从下面参考附图对示例性实施方式的说明，本发明的其它特征和方面将变得明
Mo
图1是示出本实施方式中的变焦镜筒的整体结构的分解立体图。图2是示出本实施方式中的第一单元的立体图。图3A是示出本实施方式中的通过堆叠光圈/快门单元、第三单元和第四单元而构造的组装单元(integration unit)的立体图。图;3B是示出本实施方式中的通过堆叠光圈/快门单元、第三单元和第四单元而构造的组装单元的立体图。图4是示出本实施方式中的直进筒的立体图。图5A是本实施方式中的凸轮筒的外表面的展开图。图5B是本实施方式中的凸轮筒的内表面的展开图。图6是示出本实施方式中的凸轮筒的立体图。
3
图7A是示出将组装单元组装到直进筒中的步骤的图。图7B是示出将组装单元组装到直进筒中的步骤的图。图8A是示出组装本实施方式中的变焦镜筒的步骤的立体图。图8B是示出组装本实施方式中的变焦镜筒的步骤的立体图。图9A是本实施方式中的处于缩回位置的变焦镜筒的截面图。图9B是本实施方式中的处于WIDE位置的变焦镜筒的截面图。图9C是本实施方式中的处于TELE位置的变焦镜筒的截面图。图IOA是本实施方式中的处于缩回位置的变焦镜筒的截面图。图IOB是本实施方式中的处于WIDE位置的变焦镜筒的截面图。图IOC是本实施方式中的处于TELE位置的变焦镜筒的截面图。图11是示出本实施方式中的凸轮筒与基部构件之间的关系的截面图。
具体实施例方式下面将参考
本发明的示例性实施方式。在各附图中，相同的元件将由相同的附图标记表示，并且将省略对相同的元件的重复说明。首先，将说明本实施方式中的变焦镜筒的构造。图1是示出变焦镜筒的整体结构的分解立体图。图2是示出第一单元的立体图。图3A和图;3B是示出通过堆叠光圈/快门单元、第三单元和第四单元而构造的组装单元的立体图。图4是示出直进筒的立体图。图 5A是凸轮筒的外表面的展开图，图5B是凸轮筒的内表面的展开图。图6是示出凸轮筒的立体图。在图1和图2中，附图标记100表示第一单元。附图标记101表示第一透镜单元， 附图标记102表示保持第一透镜单元101的第一单元筒。第一单元筒102设置有在周向上的三个区域处的狭缝孔10 、在内周面的凸部102b和在周向上的三个区域处的槽部102c。 附图标记103表示凸轮销，凸轮销103具有球R形状部103a和锥状部10 并且被固定于第一单元筒102的周向上的三个区域。附图标记104表示销构件，销构件104被固定于第一单元筒102的周向上的三个区域。在图1中，附图标记200表示第二单元。附图标记201表示第二透镜单元，附图标记202表示第二单元筒。第二单元筒202在周向上的三个区域处设置有凸轮销203。凸轮销203包括锥部203a和筒部203b。在图1、图3A和图;3B中，附图标记300表示光圈/快门单元(第一光学元件)。 光圈/快门单元300设置有主引导部301，主引导孔301a和主引导孔301b形成于主引导部301。光圈/快门单元300还设置有副引导部302、凸轮销303、孔部304和钩部305，其中凸轮销303能够装配到孔部304中。另外，光圈/快门单元300设置有轴部306、切口部 307和309以及凸状部308和310。附图标记400表示第三单元(第一光学元件)。附图标记401表示第三透镜单元， 附图标记402表示第三透镜单元保持构件，附图标记403表示公知的在与光轴正交的方向上驱动第三透镜单元保持构件402的驱动单元。附图标记404表示保持第三透镜单元保持构件402和驱动单元403的第三单元基部构件。第三单元基部构件404设置有主引导孔 404a和404b、副引导部4(Mc以及凸轮销插孔404d。第三单元基部构件404还设置有钩部4(Me、弓I导部404f和切口部404g。附图标记405表示插入到凸轮销插孔404d中的凸轮销。 附图标记500表示弹簧构件，弹簧构件500钩于光圈/快门单元300的钩部305和第三单元400的钩部404eo附图标记600表示第四单元(第二光学元件)。附图标记601表示第四透镜单元， 附图标记602表示保持第四透镜单元601的第四透镜单元保持构件。第四透镜单元保持构件602设置有主引导孔60 和60 、与引导部404f接合的副弓|导部602c以及凸轮销插孔 602d。第四透镜单元保持构件602还设置有定位孔60 和切口部602f。附图标记603表示插入到凸轮销插孔602d中的凸轮销。在图1和图4中，附图标记700表示直进筒。直进筒700固定于下面所述的基部构件1001。直进筒700在三个区域处设置有与第一单元筒102的槽部102c接合的凸部700a 以及在三个区域处设置有与第二单元筒202的筒部20 接合的槽部700b。直进筒700还设置有在周向上的三个区域处的凸部700c和在一个区域处的切口部700d。类似地，直进筒 700设置有在周向上的三个区域处的孔部700e和在一个区域处的切口部700f。另外，直进筒700设置有均具有贯通孔的引导轴保持部(700g,700h)和引导轴保持部(700i，700j)。 另外，形成组装凸轮销303和405的孔部700k及组装凸轮销603的孔部7001。附图标记701表示设置于直进筒700的球构件(第一凸轮从动件)，球构件701被装配到凹部700c内。球构件701被构造成能够相对于下面所述的凸轮槽800d转动。附图标记702表示设置于直进筒700的销构件(第二凸轮从动件)，销构件702被装配到三个区域处的孔部700e中。销构件702的端部为球R形状。销构件702被构造成能够在凸轮筒 800的径向上与下面所述的凸轮槽800i弹性地接合。附图标记703表示引导轴构件(第一引导构件)，引导轴构件703被装配到光圈 /快门单元300的主引导孔301a和主引导孔301b以及第三单元基部构件404的主引导孔 40 和主引导孔404b中，并且引导轴构件703被引导轴保持部700g和700h保持。引导轴保持部700g和700h是支撑引导轴构件703的两端的第一保持部。引导轴构件703在光轴方向上直进地引导第一光学元件(光圈/快门单元300和第三单元400)。附图标记704 表示引导轴构件(第二引导构件)。引导轴构件704被装配到光圈/快门单元300的副引导部302、第三单元基部构件404的副引导部4(Mc以及第四透镜单元保持构件602的主引导孔60 和602b中，并且引导轴构件704被引导轴保持部700i和700 j保持。第一光学元件围绕光轴的转动被引导轴构件704限制。引导轴保持部700i和700j是支撑引导轴构件704的两端的第二保持部。引导轴构件704在光轴方向上直进地引导第二光学元件(第四单元600)。直进筒700具有被构造成能够仅在光轴方向上组装第一光学元件和第二光学元件的开口部700m。在图1、图5A和图5B中，附图标记800表示凸轮筒。凸轮筒800被构造成能够相对于直进筒700转动。在凸轮筒800的外周侧，形成与凸轮销103的球R形状部103a接触的凸轮槽800a、与销构件104对应的凸轮槽800b以及与凸部10 对应的凸轮槽800c。 凸轮槽800a、800b和800c具有相同的轨迹，在销构件104与凸轮槽800b之间以及在凸部 102b与凸轮槽800c之间相应地设置预定间隙。在凸轮筒800的内周侧面，在周向上的三个区域处形成能够与球构件701接触的凸轮槽800d (第一凸轮部)。球构件701接触凸轮槽800d以确定凸轮筒800相对于直进筒700在光轴方向上的位置。另外，能够与凸轮销203接触的凸轮槽800e形成在凸轮筒800 的周向上的三个区域处。类似地，能够与凸轮销303接触的凸轮槽800f、能够与凸轮销405 接触的凸轮槽800g和能够与凸轮销603接触的凸轮槽800h形成于凸轮筒800。此外，与销构件702对应的具有与凸轮槽800d的轨迹相同的轨迹的凸轮槽800i (第二凸轮部)形成于凸轮筒800，并且销构件702的端部球R部与凸轮槽800i的凸轮底面接触。销构件702 在凸轮筒800的径向上与凸轮槽800i接合，并且在作为光轴方向的两个彼此不同的方向上接触凸轮槽800i。凸轮槽800d设置于凸轮筒800在光轴方向上的一端侧，另一方面，凸轮槽800i设置于凸轮筒800在光轴方向上的另一端侧。齿轮部800j设置于凸轮筒800的外周侧。组装凸轮销303和405的孔部800k与组装凸轮销603的孔部8001也设置于外周侧。另外，组装销构件702的孔部800m设置于周向上的三个区域处。如图6中所示，凸轮筒800设置有接收下面所述的外部压力的底面部 800η 和 800ο ο在图1中，附图标记900表示第五单元。附图标记901表示第五透镜单元，附图标记902表示保持第五透镜单元901的第五透镜单元保持构件。第五透镜单元保持构件902 设置有主引导孔90 和902b以及副引导部902c。附图标记903表示被装配到第五透镜单元保持构件902的主引导孔90 和902b中的引导轴构件。附图标记904表示被装配到第五透镜单元保持构件902的副引导部902c中的引导轴构件。以上所述的第一单元100、第二单元200、光圈/快门单元300、第三单元400、第四单元600和第五单元900构成多个光学元件单元。附图标记1000表示基部单元。附图标记1001表示基部构件，基部构件1001设置有相应地保持引导轴构件903和904的孔部IOOla和1001b。基部构件1001还设置有肋部 IOOlc和lOOld，肋部IOOlc和IOOld具有与相应的凸轮槽800d和800i的轨迹相同的轨迹， 肋部IOOlc和IOOld在径向上被相互不同地定位。肋部IOOlc (内径侧)和肋部IOOld (外径侧)被构造成以预定间隙与凸轮筒800的底面部800η和底面部800ο相应地面对。肋部 IOOlc和IOOld是在光轴方向上与凸轮筒800接触的第三凸轮部。附图标记1002表示齿轮构件，由驱动源(未示出)以齿轮构件1002可转动的方式驱动齿轮构件1002。附图标记 1003表示安装到基部构件1001的CXD。接着，将说明组装如上构造的变焦镜筒(镜筒单元)的步骤。首先，光圈/快门单元300、第三单元400和第四单元600被堆叠以构成待被组装到直进筒700内的组装单元。 该组装单元处于弹簧构件500被钩于光圈/快门单元300的钩部305和第三单元400的钩部4(Me的状态(图3A和图;3B所示的状态)。在本情况中，轴部306被装配到定位孔60 中，以容易地保持组装单元的上述状态。图7A和图7B是示出将组装单元(通过堆叠光圈/快门单元300、第三单元400 和第四单元600所构成的单元)组装到直进筒700内的步骤。当组装单元被组装到直进筒 700中时，切口部307在光轴方向上与引导轴保持部(700g，700h)对准。同时，如图7A所示，切口部309、404g和602f与引导轴保持部(700i，700j)对准(第一位置)。在第一位置，直进筒700被组装到如下位置在该位置，引导轴保持部700g和700i在光轴方向上与凸状部308和310相应地相邻。由此，在第一位置，第一光学元件(光圈/快门单元300、 第三单元400)和第二光学元件(第四单元600)被组装到直进筒700中。光圈/快门单元300具有凸状部308和310，当沿光轴方向观察时，在第一位置，凸状部308和310与引导轴保持部(700g,700h)和引导轴保持部(700i,700j)相应地重叠。随后，组装单元(第一光学元件和第二光学元件)和直进筒700相对转动。在本情况中，弓I导轴保持部700g和700h、主引导孔30Ia和30Ib以及主引导孔404a和404b在光轴方向上彼此一致。同时，如图7B所示，引导轴保持部700i和700j、副引导部302、副引导部4(Mc以及主引导孔60 和602b也在光轴方向上彼此一致(第二位置)。在第二位置，从位于第二位置的引导轴保持构件700h和700j所在侧相应地组装引导轴构件703和 704。由此，在从第一位置相对于直进筒700围绕光轴相对转动的第二位置，组装单元被构造成由引导轴构件703和704支撑。引导轴构件703被固定于位于第二位置的引导轴保持部700g和引导轴保持部700h，引导轴构件704被固定于位于第二位置的引导轴保持部 700 和引导轴保持部700j。图8A和图8B是示出组装变焦镜筒的步骤的立体图。如图8A所示，直进筒700被装配到凸轮筒800中，光圈/快门单元300的凸轮销303穿过组装的孔部700k和800k被装配到孔部304中。类似地，第三单元400的凸轮销405穿过组装的孔部700k和800k被装配到凸轮销插孔404d中。如图8B所示，第四单元600的凸轮销603穿过组装的孔7001 和8001被装配到第四透镜单元保持构件602的凸轮销插孔602d中。接着，以第二单元200 的凸轮销203与凸轮槽800d的端部对准的方式组装第二单元200的凸轮销203。然后，销构件702以孔部800m与孔部700e彼此一致的相位被装配到孔部700e中，同时，球构件701 被装配到孔部700c中。在本状态中，组装凸轮筒800，最后组装第一单元100。在凸轮筒 800能够以预定相位转动的状态下进行上述组装。下面，将参考图9A至图9C以及图IOA至图10C，说明本实施方式的变焦操作。图 9A至图9C以及图IOA至图IOC是本实施方式中的变焦镜筒的截面图，图9A至图9C示出与图IOA至图IOC的剖切面不同的剖切面。图9A和图IOA是处于缩回位置的截面图，图9B 和图IOB是处于WIDE位置的截面图，图9C和图IOC是处于TELE位置的截面图。当由驱动源(未示出)使齿轮部1002转动时，转动力被传递到齿轮部800j以使凸轮筒800转动。 由于被装配到直进筒700中的球构件701与凸轮槽800d接触，所以凸轮筒800以沿着凸轮槽800d的凸轮轨迹在光轴方向上移动的方式转动。一个球构件701被构造成通过切口部 700d能在外周方向上移动，因此球构件701总是与凸轮槽800d接触。在图5B的内周的展开图中，在范围A中，两个销构件702在光轴方向的两个方向上均能与凸轮槽800i接合，另一个销构件702仅在Z (-)方向上能与凸轮槽800i接合。在范围B中，三个销构件702在光轴方向的两个方向上均能与凸轮槽800i接合。在范围C中， 三个销构件702仅在Z(+)方向上能与凸轮槽800i接合。在范围D中，如图11所示，基部构件1001的肋部IOOlc和IOOld及凸轮筒800的底面部800η和800ο是Z (-)方向上的外部压力的接收部。在范围C中，直进筒700的凸部700a是Ζ(+)方向上的外部压力的接收部。销构件702的端部球R部在整个范围内与凸轮槽800i的底部接触。一个球构件701和销构件 702被构造成通过相应的切口部700d和700f能在径向上移动。凸轮销103的球R形状部 103a与凸轮槽800a接触以随着凸轮筒800的转动而沿着凸轮槽800a的凸轮轨迹在光轴方向上移动。在本情况中，第一单元筒102的槽部102c与凸部700a接合，第一单元100在光轴方向上直进移动。凸轮销203与凸轮槽800e接触，第二单元200沿着凸轮槽800e的凸轮轨迹在光轴方向上移动。在本情况中，第二单元筒202的筒部20 与槽部700b接合，第二单元200在光轴方向上直进移动。凸轮销303与凸轮槽800f接触，光圈/快门单元300 沿着凸轮槽800f的凸轮轨迹在光轴方向上移动。在本情况中，引导轴构件703被装配到光圈/快门单元300的主引导孔301a和301b中，引导轴构件704被装配到副引导部302中， 光圈/快门单元300在光轴方向上直进移动。凸轮销405与凸轮槽800g接触，第三单元400沿着凸轮槽800g的凸轮轨迹在光轴方向上移动。在本情况中，引导轴构件703被装配到第三单元基部构件404的主引导孔 404a和主引导孔404b中，引导轴构件704被装配到副弓|导部4(Mc中，第三单元400在光轴方向上直进移动。凸轮销603与凸轮槽800h接触，第四单元600沿着凸轮槽800h的凸轮轨迹在光轴方向上移动。在本情况中，引导轴构件704被装配到第四透镜单元保持构件602 的主引导孔602a和602b中，引导部404f被装配到副弓|导部602c中，第四单元600在光轴方向上直进移动。第五单元900的转动被引导轴构件903和904限制，第五单元900被驱动源(未示出)沿光轴方向驱动至预定位置。如上所述，第一单元100、第二单元200、光圈 /快门单元300、第三单元400、第四单元600和第五单元900在光轴方向上移动。如上所述，通过堆叠光圈/快门单元300、第三单元400和第四单元600构成组装单元，然后组装单元从直进筒700的在光轴方向上具有开口的开口部被组装。光圈/快门单元300和第三单元400由引导构件703以光圈/快门单元300和第三单元400能在光轴方向上直进移动的方式支撑，其中该引导构件703由直进筒700的支撑部700g和700h支撑。 第四单元600由引导构件704以第四单元600能在光轴方向上直进移动的方式支撑，其中该引导构件704由直进筒700的支撑部700i和700j支撑。由此，引导构件703和704由直进筒700的支撑部(700g,700h)和(700i,700j)支撑。因此，抑制光圈/快门单元300、 第三单元400和第四单元600的倾斜，并且能够改进光学性能。引导构件704被装配到光圈/快门单元300的副引导部302及第三单元400的副引导部4(Mc中，以限制光圈/快门单元300和第三单元400围绕光轴的转动。因此，引导构件704在光轴方向上的倾斜被抑制，并且副引导部302和4(Mc被构造成能够相对于引导构件704在光轴方向上平滑地移动。在本情况中，无需在另一空间中设置替代引导构件704 的构件。设置于第三单元基部构件404的引导部404f被装配到第四单元600的副引导部 602c中，以限制第四单元600围绕光轴的转动。因此，无需额外地设置替代引导部404f的构件，并且能够减少部件的数目和成本。光圈/快门单元300的凸状部308和310能够防止有害光沿光轴方向侵入。虽然已经参考示例性实施方式说明了本发明，但是应理解，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，以涵盖所有这些变型、等同结构和功能。
权利要求
1.一种变焦镜筒，其包括第一光学元件；第二光学元件；第一引导构件，其被构造成在光轴方向上直进地弓I导所述第一光学元件；第二引导构件，其被构造成在所述光轴方向上直进地弓I导所述第二光学元件；和直进筒，其包括被构造成能够仅在所述光轴方向上组装所述第一光学元件和所述第二光学元件的开口部、支撑所述第一引导构件的两端的第一保持部以及支撑所述第二引导构件的两端的第二保持部。
2.根据权利要求1所述的变焦镜筒，其特征在于，所述第一光学元件和所述第二光学元件被构造成在第一位置，所述第一光学元件和所述第二光学元件被组装到所述直进筒中；在第二位置，所述第一引导构件和所述第二引导构件被相应地装配到所述第一光学元件和所述第二光学元件，其中，所述第二位置是从所述第一位置相对于所述直进筒围绕光轴相对转动后的位置，在所述第二位置，所述第一引导构件和所述第二引导构件被相应地固定于所述第一保持部和所述第二保持部。
3.根据权利要求2所述的变焦镜筒，其特征在于，所述第一光学元件包括凸状部，当沿所述光轴方向观察时，在所述第一位置，所述凸状部与所述第一保持部和所述第二保持部重叠。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的变焦镜筒，其特征在于，所述第一光学元件围绕所述光轴的转动被所述第二引导构件限制。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的变焦镜筒，其特征在于，所述第二光学元件围绕所述光轴的转动被设置于所述第一光学元件的引导构件限制。
全文摘要
一种变焦镜筒，其包括第一光学元件(300，400)和第二光学元件(600)；第一引导构件(703)，其被构造成在光轴方向上直进地引导第一光学元件(300，400)；第二引导构件(704)，其被构造成在光轴方向上直进地引导第二光学元件(600)；和直进筒(700)，其包括被构造成能够仅在光轴方向上组装第一光学元件和第二光学元件的开口部、支撑第一引导构件的两端的第一保持部(700g，700h)和支撑第二引导构件的两端的第二保持部(700i，700j)。
文档编号G02B7/10GK102375210SQ20111023331
公开日2012年3月14日 申请日期2011年8月15日 优先权日2010年8月19日
发明者辻完之 申请人:佳能株式会社