專利名稱：變焦透鏡裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過使凸輪筒相對固定筒旋轉(zhuǎn)而使多個透鏡保持框沿光軸方向同時移動的變焦透鏡裝置。
背景技術(shù)：
作為現(xiàn)有的變焦透鏡裝置，公知利用一種凸輪機構(gòu)，該凸輪機構(gòu)例如在變焦時使凸輪筒相對固定筒旋轉(zhuǎn)并且將設(shè)置于透鏡保持框的凸輪推桿(cam follower)引導(dǎo)至以螺旋狀設(shè)置于凸輪筒的凸輪面與設(shè)置于固定筒的直進導(dǎo)向面的交點處，由此使保持于透鏡保持框的透鏡組沿光軸方向移動(專利文獻1)。
近年來，對于變焦透鏡裝置不斷要求變焦倍率的高倍率化以及小型化。為了實現(xiàn)高倍率，需要為了獲得構(gòu)成變焦透鏡的透鏡組的移動量而增長凸輪面的光軸方向的變位量。而且，在變焦時為了由一個凸輪筒使分別具有不同移動量的多個透鏡組同時移動，需要在凸輪筒中形成多個光軸方向變位量長的凸輪面。該情況下，如果凸輪筒的筒徑小，則凸輪面相對旋轉(zhuǎn)方向的角度變得急劇傾斜，所以為了旋轉(zhuǎn)凸輪筒需要大的轉(zhuǎn)矩，并且使凸輪推桿順暢移動變得困難。因此，目前的狀況與小型化的要求相反，不得不增大凸輪筒的筒徑。
專利文獻1特開平4-57007號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明考慮到了上述問題點而提出，其目的在于，提供一種即便將使分別具有不同移動量的多個透鏡組移動的一個凸輪筒形成為小徑，也能夠順暢地移動各透鏡組的變焦透鏡裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的變焦透鏡裝置具備具有直進導(dǎo)向開口的固定筒；多個透鏡保持框，其分別保持在變焦時以各不相同的移動量移動的透鏡組，并在外周設(shè)置有與所述直進導(dǎo)向開口卡合的凸輪推桿；凸輪筒，其被支承得在所述固定筒的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)自如且沿著光軸方向移動自如，并按照在內(nèi)部所述多個透鏡保持框可沿光軸方向移動自如的方式保持所述多個透鏡保持框；和凸輪，其設(shè)置于所述凸輪筒，與所述各凸輪推桿分別卡合，并形成得具有以下傾斜方向即通過沿以光軸為中心的周向的一方使所述凸輪筒旋轉(zhuǎn)，而使在所述各透鏡保持框的全部相對所述固定筒沿光軸方向中的一個方向移動。并且，還具備設(shè)置于所述固定筒的凸輪筒用凸輪；突出設(shè)置于所述凸輪筒的外周，與所述凸輪筒用凸輪卡合的凸輪筒用推桿；和被安裝得在所述固定筒的外周旋轉(zhuǎn)自如且沿光軸方向移動自如，與所述凸輪筒用推桿的前端卡合，對所述凸輪筒賦予旋轉(zhuǎn)力的變焦驅(qū)動環(huán)；所述凸輪筒用凸輪開口形成得具有以下傾斜方向即通過所述變焦驅(qū)動環(huán)的沿所述一方的旋轉(zhuǎn)，而使所述凸輪筒沿與所述各凸輪使所述各透鏡保持框移動的方向相同的方向移動。
由此，如果沿以光軸為中心的周向的一方旋轉(zhuǎn)變焦驅(qū)動環(huán)，則由于變焦驅(qū)動環(huán)和凸輪筒由凸輪筒用凸輪推桿連結(jié)，所以，凸輪筒，不僅與變焦驅(qū)動環(huán)一同旋轉(zhuǎn)，并且由于凸輪筒用凸輪推桿與凸輪筒用凸輪開口卡合而通過凸輪筒用凸輪開口的變位在光軸方向上保持各透鏡保持框的狀態(tài)下移動。而且，通過凸輪筒旋轉(zhuǎn)，使得各透鏡保持框也相對凸輪筒沿光軸方向移動。將各凸輪形成得具有以下傾斜方向即通過凸輪筒的沿所述一方的旋轉(zhuǎn)，而使各透鏡保持框沿著光軸方向中的一個方向即相同方向移動。并且，將凸輪筒用凸輪開口形成得具有以下傾斜方向即使凸輪筒沿著與各透鏡保持框相同的方向移動。
因此，各透鏡保持框相對固定筒沿著光軸方向的一個方向移動了設(shè)置于凸輪筒的各凸輪的變位量加上凸輪筒自身移動的變位量的所得到的量。即，各透鏡保持框的移動量劃分為設(shè)置于凸輪筒的各凸輪的變位、和使凸輪筒自身移動的凸輪筒用凸輪開口的變位。由此，如果以光軸方向的變位量較長的形狀制造凸輪筒用凸輪，則由于設(shè)置于凸輪筒的各凸輪按照以光軸方向的變位量較短的形狀制成，所以，即使縮小凸輪筒的筒徑也能夠以緩和的傾斜制作凸輪，因此，可以使各透鏡保持框順暢地移動。另外，如果以光軸方向的變位量較長的形狀制作凸輪筒用凸輪，則凸輪筒用凸輪的傾斜變得尖銳，但本發(fā)明中，由于在設(shè)置于凸輪筒的外周的固定筒上設(shè)置有凸輪筒用凸輪，所以，與在凸輪筒上進行制作相比，固定筒比凸輪筒的筒徑大，所以，具有能夠以緩和的傾斜制作的優(yōu)點。
根據(jù)本發(fā)明，由于變焦時的各透鏡保持框的移動量劃分為設(shè)置于凸輪筒的各凸輪的光軸方向的變位、和使凸輪筒自身移動的凸輪筒用凸輪開口的光軸方向的變位，所以，能夠緩和各凸輪的傾斜，因此，能夠減小凸輪筒的筒徑。


圖1是表示本發(fā)明的變焦透鏡裝置的剖視圖，表示了WIDE端的狀態(tài)。
圖2是表示本發(fā)明的變焦透鏡裝置的剖視圖，表示了TELE端的狀態(tài)。
圖3是表示縱向切斷后的變焦透鏡裝置的立體圖，省略了聚焦驅(qū)動環(huán)。
圖4是凸輪筒的展開圖，表示W(wǎng)IDE端的狀態(tài)。
圖5是凸輪筒的展開圖，表示TELE端的狀態(tài)。
圖中10-變焦透鏡裝置，18-固定筒，19-凸輪筒，20-變焦驅(qū)動環(huán)，22～27-透鏡保持框，33～36-凸輪開口，38～41-凸輪推桿，47-凸輪筒用凸輪開口，48-凸輪筒用凸輪推桿。
具體實施例方式
變焦透鏡裝置10是在投影儀中使用的設(shè)備，如圖1～圖3所示，從屏幕側(cè)(物鏡(objective)一側(cè))順次具備第一～第六透鏡組11～16。在聚焦時，作為前透鏡的第一透鏡組11沿光軸方向移動，在變焦時，第二～第五透鏡組12～15分別沿光軸方向移動。另外，使第六透鏡組16固定。其中，符號17是用于投影的原稿等被擱置的面，例如在液晶投影儀中是擱置液晶面板的面。
變焦透鏡裝置10的鏡筒由固定筒18、凸輪筒19、變焦驅(qū)動環(huán)20、聚焦驅(qū)動環(huán)21、以及用于各自保持第一～第六透鏡組的第一～第六透鏡保持框22～27構(gòu)成。在固定筒18中，第六透鏡保持框27被固定于后端，凸輪筒19被配置在內(nèi)周，聚焦驅(qū)動環(huán)21被配置在前端外周，并且，變焦驅(qū)動環(huán)20被配置在中央外周。
固定筒18為覆蓋凸輪筒19的整個外周、且比凸輪筒19沿光軸方向的兩個方向延伸得更長的長筒形狀。聚焦驅(qū)動環(huán)21在其前端固定有第一透鏡保持框22，其后端嵌入固定筒18的外周。固定筒18和聚焦驅(qū)動環(huán)21由雄雌螺圈(helicoid)30、31連結(jié)。通過對設(shè)置于外周的齒輪列32輸入來自聚焦電機29的驅(qū)動，聚焦驅(qū)動環(huán)21一邊相對固定筒18旋轉(zhuǎn)，一邊根據(jù)雄雌螺圈30、31的引導(dǎo)而沿著光軸方向移動，并且第一透鏡保持框22也一起移動。
凸輪筒19在內(nèi)部收納(收容)有沿光軸方向移動自如的第二～第五保持框23～26，而且，在外周形成有四個凸輪開口33～36。各凸輪開口33～36是用于通過凸輪筒19的旋轉(zhuǎn)而使第二～第五透鏡保持框23～26沿光軸方向單獨移動的部件。與第二～第五透鏡保持框23～26對應(yīng)的凸輪開口33～36分別設(shè)置在周向(circumferential direction)的三分割(tripartition)位置。而且，第二～第五透鏡保持框23～26中在外周的三分割位置處分別設(shè)置有凸輪推桿38～41。這些凸輪推桿38～41分別與各凸輪開口33～36卡合。并且，固定筒18上在周向的三分割位置處分別設(shè)置有直進導(dǎo)向開口45。直進導(dǎo)向開口45按照在光軸方向長長地延伸的方式形成，與各凸輪推桿38～41卡合，并且使第二～第五透鏡保持框23～26的旋轉(zhuǎn)停止。
除直進導(dǎo)向開口45外，固定筒18上還設(shè)置有具有用于使凸輪筒19沿光軸方向移動的凸輪面的凸輪筒用凸輪開口47。該凸輪筒用凸輪開口47也分別設(shè)置在周向的三分割位置處。固定于凸輪筒19的外周的凸輪筒用凸輪推桿48與該凸輪筒用凸輪開口47的凸輪面卡合。
變焦驅(qū)動環(huán)20被安裝得在固定筒18的外周沿周向旋轉(zhuǎn)自如、且沿光軸方向移動自如。凸輪筒用凸輪推桿48的前端固定于該變焦驅(qū)動環(huán)20。即，變焦驅(qū)動環(huán)20和凸輪筒19按照借助固定筒18的凸輪筒用凸輪開口47、通過凸輪筒用推桿48而一體旋轉(zhuǎn)的方式連接。
在變焦驅(qū)動環(huán)20的外周形成有齒輪列50。向該齒輪列50輸入來自變焦用電機51的驅(qū)動。當(dāng)輸入驅(qū)動時，變焦驅(qū)動環(huán)20一邊相對固定筒18旋轉(zhuǎn)，一邊根據(jù)凸輪筒用凸輪開口47的變位相對固定筒18沿光軸方向移動。
凸輪筒19，由于通過凸輪筒用凸輪推桿48與變焦驅(qū)動環(huán)20連結(jié)，所以，如果使變焦驅(qū)動環(huán)20旋轉(zhuǎn)，則會與變焦驅(qū)動環(huán)20一起旋轉(zhuǎn)，同時根據(jù)凸輪筒用凸輪推桿48的變位沿光軸方向移動。而且，如上所述，通過凸輪筒19旋轉(zhuǎn)，第二～第五透鏡保持框23～26根據(jù)各凸輪開口33～36的變位分別沿光軸方向移動。
圖4和圖5表示凸輪筒19的展開圖。將各凸輪開口33～36形成得具有以下傾向(inclination)即在從WIDE端朝向TELE端變焦時，使第二～第五透鏡保持框23～26朝向光軸方向中的屏幕側(cè)移動。而且，將凸輪筒用凸輪開口47形成得具有以下傾向即在從WIDE端向TELE端變焦時，沿著與第二～第五透鏡保持框23～26移動的方向相同的方向使凸輪筒19移動。這里，變焦透鏡裝置10的WIDE端是投映于屏幕的畫面尺寸變大的投映倍率高的高倍率側(cè)，另外，TELE端是所述畫面尺寸變小的投映倍率低的低倍率側(cè)。
如果旋轉(zhuǎn)變焦驅(qū)動環(huán)20從WIDE端向TELE端進行變焦，則凸輪筒用凸輪推桿48從凸輪筒用凸輪開口47的一端47a向另一端47b移動，凸輪筒19與該移動一起移動。這些移動量為圖5所示的長度W1。另外，凸輪筒用凸輪開口47的一端47a和另一端47b是通過與凸輪筒用凸輪推桿48抵接而限制變焦驅(qū)動環(huán)20的旋轉(zhuǎn)范圍的限制部。
如果凸輪筒用凸輪推桿48從凸輪筒用凸輪開口47的一端47a向另一端47b移動，則凸輪筒19朝向變焦驅(qū)動環(huán)20的旋轉(zhuǎn)方向中的TELE端方向旋轉(zhuǎn)，各凸輪開口33～36也旋轉(zhuǎn)。與各凸輪開口33～36卡合的各凸輪推桿38～41由于和直進導(dǎo)向開口45卡合，所以不旋轉(zhuǎn)，而是按照跟蹤各凸輪開口33～36與直進導(dǎo)向開口45的交點的方式進行移動。
由此，第二透鏡保持框23相對固定筒18朝向屏幕側(cè)移動了凸輪開口33的沿光軸方向的變位量L1與凸輪筒19的沿光軸方向的移動量L之和。第三透鏡保持框24也同樣，相對固定筒18朝向屏幕側(cè)移動了凸輪開口34的沿光軸方向的變位量L2與凸輪筒19的沿光軸方向的移動量L之和。第四透鏡保持框25也同樣，相對固定筒18朝向屏幕側(cè)移動了凸輪開口35的沿光軸方向的變位量L3與凸輪筒19的沿光軸方向的移動量L之和。并且，第五透鏡保持框26也同樣，相對固定筒18朝向屏幕側(cè)移動了凸輪開口36的沿光軸方向的變位量L4和凸輪筒19的沿光軸方向的移動量L之和。
即，由于將用于變焦時使第二～第五透鏡保持框23～26移動的移動量劃分為各凸輪開口33～36的沿光軸方向的變位、和凸輪筒19的沿光軸方向的移動，并且，使凸輪筒19沿與第二透鏡保持框23～26的移動方向相同的方向移動，所以，各凸輪開口33～36能夠以沿光軸方向的變位較短的螺旋形狀即傾斜較少的形狀形成于凸輪筒19。因此，即使減小了凸輪筒19的筒徑，也能夠以緩和的傾斜形成各凸輪開口33～36，由此，利用一個小徑的凸輪筒19也能夠使四個透鏡保持框23～26全部順暢地移動。
在上述實施方式中，在與凸輪筒19沿一個方向旋轉(zhuǎn)聯(lián)動的狀態(tài)下，使第二～第五透鏡保持框23～25這四個透鏡保持框沿與凸輪筒19的移動方向相同的方向移動，但不限定于四個透鏡保持框，也可以是使兩個以上的透鏡保持框移動的結(jié)構(gòu)。而且，凸輪推桿38～41、48與凸輪33～36、47的個數(shù)不限定于3個，可以是任意個數(shù)。
并且，在上述各實施方式中，通過變焦用電機51的驅(qū)動自動地驅(qū)動變焦驅(qū)動環(huán)20，但也可以省略變焦用電機51而通過手動使其旋轉(zhuǎn)。
另外，在上述各實施方式中，對作為投影儀所使用的變焦透鏡裝置進行了說明，但本發(fā)明不限定于此，也能夠應(yīng)用于照相用相機、電子照相機、以及復(fù)印機等采用了光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)備中。
權(quán)利要求
1.一種變焦透鏡裝置，具備具有直進導(dǎo)向開口的固定筒；多個透鏡保持框，其分別保持在變焦時以各不相同的移動量移動的透鏡組，并在外周設(shè)置有與所述直進導(dǎo)向開口卡合的凸輪推桿；凸輪筒，其被支承得在所述固定筒的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)自如且沿著光軸方向移動自如，并按照在其內(nèi)部所述多個透鏡保持框可沿光軸方向移動自如的方式保持所述多個透鏡保持框；和凸輪，其設(shè)置于所述凸輪筒，與所述各凸輪推桿分別卡合，并形成得具有以下傾斜方向即通過沿以光軸為中心的周向的一方使所述凸輪筒旋轉(zhuǎn)，而使所述各透鏡保持框的全部相對所述固定筒沿光軸方向中的一個方向移動，其中，還具備設(shè)置于所述固定筒的凸輪筒用凸輪；突出設(shè)置于所述凸輪筒的外周，與所述凸輪筒用凸輪卡合的凸輪筒用推桿；和被安裝得在所述固定筒的外周旋轉(zhuǎn)自如且沿光軸方向移動自如，與所述凸輪筒用推桿的前端卡合，對所述凸輪筒賦予旋轉(zhuǎn)力的變焦驅(qū)動環(huán)，所述凸輪筒用凸輪開口形成得具有以下傾斜方向即通過所述變焦驅(qū)動環(huán)的沿以所述光軸為中心的周向的所述一方的旋轉(zhuǎn)，而使所述凸輪筒沿與所述各凸輪使所述各透鏡保持框移動的方向相同的方向移動。
全文摘要
變焦時凸輪筒(19)向一個方向旋轉(zhuǎn)，通過四個凸輪開口(33～36)的變位使四個透鏡保持框向相同的方向移動。在凸輪筒(19)的外周設(shè)置有凸輪筒用凸輪推桿(48)。凸輪筒用推桿(48)通過在設(shè)置于凸輪筒(19)的外周的固定筒設(shè)置的凸輪筒用凸輪開口(47)，與配置在固定筒的外周的變焦驅(qū)動環(huán)卡合。由于變焦驅(qū)動環(huán)使凸輪筒(19)旋轉(zhuǎn)，從而使各透鏡保持框移動，并且，凸輪筒用凸輪推桿(48)與凸輪筒用凸輪開口(47)卡合，所以，通過凸輪筒用開口(47)的變位以保持各透鏡保持框的狀態(tài)使凸輪筒(19)移動。由此，能夠以緩和的傾斜在小徑的凸輪筒上形成凸輪。
文檔編號G02B7/10GK101046537SQ20071008932
公開日2007年10月3日 申請日期2007年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月28日
發(fā)明者松本智, 神垣哲生 申請人:富士能株式會社