專利名稱：鏡筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有例如棱鏡或鏡等彎折光學(xué)元件(bending optical element) 的鏡筒(lens barrel)。
背景技術(shù)：
這種類型的傳統(tǒng)鏡筒設(shè)置有透鏡框架和棱鏡，該透鏡框架能夠在保持透鏡的狀態(tài)下沿光軸方向在縮回位置和拍攝位置之間的范圍中移動(dòng)，該棱鏡使透過透鏡的入射光束在與光軸交叉的方向上彎折以將光束引導(dǎo)到攝像器件。當(dāng)透鏡框架處于拍攝位置時(shí)，棱鏡位于透鏡框架的光軸方向上的后側(cè)，以使入射光束向攝像器件彎折。當(dāng)透鏡框架處于縮回位置時(shí)，為了保持透鏡框架的收納空間，棱鏡從透鏡框架的后側(cè)移動(dòng)到退避位置(參見日本特開 2007-226106 號(hào)公報(bào)(JP2007-226106A)) 順便提及，當(dāng)透鏡與透鏡框架一起在光軸方向上移動(dòng)時(shí)，馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由第一傳遞機(jī)構(gòu)傳遞給與透鏡框架接合的凸輪筒。當(dāng)棱鏡在透鏡框架的后側(cè)位置和退避位置之間的范圍中移動(dòng)時(shí)，馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由第二傳遞機(jī)構(gòu)傳遞給棱鏡。但是，日本特開2007-2^106號(hào)公報(bào)公開了如下的構(gòu)造當(dāng)沿凸輪筒的軸線方向觀察時(shí)，將馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力傳遞給凸輪筒的第一傳遞機(jī)構(gòu)和將馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力傳遞給棱鏡的第二傳遞機(jī)構(gòu)在與凸輪筒的軸線交叉的方向(凸輪筒的徑向)上彼此分開。因此，當(dāng)沿凸輪筒的軸線方向觀察時(shí)由第一和第二傳遞機(jī)構(gòu)所占據(jù)的面積變大，這妨礙了攝像設(shè)備的小型化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種能夠通過減小當(dāng)沿凸輪筒的軸線方向觀察時(shí)、由將驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)力傳遞給凸輪筒的第一傳遞機(jī)構(gòu)和將驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)力傳遞給彎折光學(xué)元件的第二傳遞機(jī)構(gòu)所占據(jù)的面積而使攝像設(shè)備小型化的機(jī)構(gòu)。因此，本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種鏡筒，其包括透鏡組，所述透鏡組能夠沿著第一光軸移動(dòng)；凸輪筒，所述凸輪筒使所述透鏡組移動(dòng)；第一傳遞機(jī)構(gòu)，所述第一傳遞機(jī)構(gòu)將驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)力傳遞給所述凸輪筒；彎折光學(xué)元件，所述彎折光學(xué)元件能夠沿著第二光軸移動(dòng)，所述第二光軸與所述第一光軸交叉；元件驅(qū)動(dòng)器，當(dāng)所述透鏡組和所述凸輪筒沿著所述第一光軸在伸出方向上移動(dòng)時(shí)，所述元件驅(qū)動(dòng)器將所述彎折光學(xué)元件移動(dòng)至所述彎折光學(xué)元件使通過所述透鏡組進(jìn)入的光束沿所述第二光軸的方向彎折的位置，當(dāng)所述透鏡組和所述凸輪筒沿著所述第一光軸在縮回方向上移動(dòng)時(shí)，所述元件驅(qū)動(dòng)器使所述彎折光學(xué)元件沿著所述第二光軸移動(dòng)至退避位置，以形成用于所述凸輪筒的收納空間；以及第二傳遞機(jī)構(gòu)，所述第二傳遞機(jī)構(gòu)將驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)力傳遞給所述元件驅(qū)動(dòng)器，其中，當(dāng)沿所述第一光軸的方向觀察時(shí)，所述第二傳遞機(jī)構(gòu)被配置在所述第一傳遞機(jī)構(gòu)的配置區(qū)域內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明，由于能夠減小當(dāng)沿凸輪筒的軸線方向觀察時(shí)、由將驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)力傳遞給凸輪筒的第一傳遞機(jī)構(gòu)和將驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)力傳遞給彎折光學(xué)元件的第二傳遞機(jī)構(gòu)
3所占據(jù)的面積，所以能夠使攝像設(shè)備小型化。從下面參照附圖對(duì)示例性實(shí)施方式的說明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。


圖1是示出在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的鏡筒處于WIDE位置(廣角位置)的狀態(tài)下該鏡筒的主要部分的截面圖。圖2是示出在圖1所示的鏡筒處于TELE位置(遠(yuǎn)攝位置)的狀態(tài)下該鏡筒的主要部分的截面圖。圖3是示出在圖1所示的鏡筒處于SINK位置(縮回位置)的狀態(tài)下該鏡筒的主要部分的截面圖。圖4是示出驅(qū)動(dòng)圖1所示的鏡筒的凸輪筒和棱鏡的機(jī)構(gòu)的局部分解立體圖。圖5是示出圖1所示的鏡筒中的棱鏡驅(qū)動(dòng)器的一部分和保持棱鏡的保持構(gòu)件的一部分的平面圖。圖6是示出圖1所示的鏡筒的固定筒的內(nèi)表面的展開圖。圖7A、圖7B和圖7C是示出棱鏡承載件(prism carrier)和棱鏡延遲齒輪(prism delay gear)之間的相位關(guān)系以及扭力彈簧的加載量(charge amount)的圖。圖8是示出驅(qū)動(dòng)圖4所示的凸輪筒和棱鏡的機(jī)構(gòu)的一部分的截面圖。
具體實(shí)施例方式下文將參照附圖詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1是示出在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的鏡筒處于WIDE位置(廣角位置)的狀態(tài)下該鏡筒的主要部分的截面圖。應(yīng)注意，本實(shí)施方式的鏡筒安裝于例如數(shù)字式照相機(jī)等攝像設(shè)備。如圖1所示，本實(shí)施方式的鏡筒設(shè)置有第一透鏡單元10、第二透鏡單元20、棱鏡5、 固定筒62、凸輪筒61和直進(jìn)引導(dǎo)筒63。通過由第一筒11保持第一透鏡組1而構(gòu)成第一透鏡單元10，通過由第二筒21保持第二透鏡組2而構(gòu)成第二透鏡單元20。通過第一透鏡組1和第二透鏡組2進(jìn)入的光束被棱鏡5沿與第一透鏡組1和第二透鏡組2的光軸A成大約90度交叉的光軸B的方向彎折， 并且被引導(dǎo)到攝像器件8。棱鏡5是本發(fā)明的彎折光學(xué)元件的示例，棱鏡5以可沿著光軸B移動(dòng)的方式被保持構(gòu)件6保持。第三透鏡單元30、第四透鏡單元40和光學(xué)濾波器7沿著光軸B配置在棱鏡 5和攝像器件8之間。這里，光軸A是本發(fā)明的第一光軸的示例，光軸B是本發(fā)明的第二光軸的示例。第三透鏡單元30設(shè)置有固定于前基板32的快門31和由后基板34保持的第三透鏡組3。后基板34和前基板32通過螺釘?shù)然ハ噙B接。第三透鏡單元30的沿著光軸B的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)變焦操作。通過由透鏡保持件41保持第四透鏡組4而構(gòu)成第四透鏡單元40，第四透鏡單元40的沿著光軸B的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)變焦操作和聚焦操作。光學(xué)濾波器7具有用于截止空間頻率高的光的低通濾波功能和用于截止紅外光的功能。圖2是示出在圖1所示的鏡筒處于TELE位置(遠(yuǎn)攝位置)的狀態(tài)下該鏡筒的主要
4部分的截面圖。如圖2所示，當(dāng)鏡筒處于TELE位置時(shí)，第一透鏡單元10沿著光軸A朝向被攝體側(cè)向前移動(dòng)。第二透鏡單元20沿著光軸A向后移動(dòng)，并且在靠近棱鏡5的位置停止。 第三透鏡單元30沿著光軸B朝向棱鏡移動(dòng)，并且在靠近棱鏡5的位置停止。第四透鏡單元 40沿著光軸B朝向攝像器件8移動(dòng)，并且在靠近攝像器件8的位置停止。圖3是示出在圖1所示的鏡筒處于SINK位置(縮回位置)的狀態(tài)下該鏡筒的主要部分的截面圖。如圖3所示，當(dāng)鏡筒處于SINK位置時(shí)，棱鏡5、第三透鏡單元30和第四透鏡單元40沿著光軸B以棱鏡5、第三透鏡單元30和第四透鏡單元40不互相干涉的方式朝向攝像器件8移動(dòng)。因此，在第一透鏡單元10和第二透鏡單元20的后方形成收納空間，第一透鏡單元10和第二透鏡單元20沿著光軸A向后移動(dòng)并且被收納在該收納空間中。與安裝于凸輪筒61的外周的凸輪銷(未示出)接合的凸輪槽62a沿周向以大致相等的間隔形成于固定筒62的內(nèi)周(見圖6)。齒輪部61a形成于凸輪筒61的外周(見圖 4)。當(dāng)與齒輪部61a嚙合的驅(qū)動(dòng)齒輪60轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，凸輪筒61轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，凸輪筒61通過固定筒62的凸輪槽6 和凸輪筒61的凸輪銷之間的凸輪作用而沿著光軸A滑動(dòng)。第一和第二凸輪槽(未示出)形成于凸輪筒61的內(nèi)周。直進(jìn)引導(dǎo)筒63配置在凸輪筒61的內(nèi)側(cè)，直進(jìn)引導(dǎo)筒63可與凸輪筒61—起轉(zhuǎn)動(dòng)， 并且可在光軸A的方向上移動(dòng)。第一透鏡單元10的第一筒11配置在凸輪筒61和直進(jìn)引導(dǎo)筒63之間，安裝于第一透鏡單元10的第一筒11的外周的凸輪銷與凸輪筒61的第一凸輪槽接合。直進(jìn)槽(未示出)沿光軸A的方向形成于直進(jìn)引導(dǎo)筒63的外周，并且直進(jìn)槽與形成于第一筒11的內(nèi)周的凸部的接合限制第一筒11的轉(zhuǎn)動(dòng)。第二透鏡單元20配置在直進(jìn)引導(dǎo)筒63的內(nèi)側(cè)。如第一透鏡單元10的情況那樣， 安裝于第二透鏡單元20的第二筒21的凸輪銷(未示出)與凸輪筒61的第二凸輪槽接合。 貫通槽(未示出)沿光軸A的方向形成于直進(jìn)引導(dǎo)筒63。該貫通槽與形成于第二筒21的凸輪銷的底部的接合部的接合限制第二筒21的轉(zhuǎn)動(dòng)。于是，當(dāng)凸輪筒61轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，凸輪筒61的第一凸輪槽和第一筒11的凸輪銷之間的凸輪作用使得在第一筒11的凸部沿著直進(jìn)引導(dǎo)筒63的直進(jìn)槽在光軸A的方向上滑動(dòng)的狀態(tài)下使第一筒11相對(duì)于凸輪筒61在光軸A的方向上滑動(dòng)。因此，當(dāng)凸輪筒61相對(duì)于固定筒62沿著光軸A滑動(dòng)時(shí)，第一筒11相對(duì)于凸輪筒61沿著光軸A滑動(dòng)，從而使第一透鏡組 1在縮回位置和拍攝位置之間的范圍中移動(dòng)。同樣的動(dòng)作使第二透鏡組2在縮回位置和拍攝位置之間的范圍中移動(dòng)。接著，將參照?qǐng)D4至圖8說明將馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力傳遞給凸輪筒61的傳遞機(jī)構(gòu)和將馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力傳遞給棱鏡5的傳遞機(jī)構(gòu)。圖4是驅(qū)動(dòng)凸輪筒61和棱鏡5的機(jī)構(gòu)的局部分解立體圖。在圖4和圖8中，SW(SINK-WIDE)馬達(dá)51是用于使第一透鏡單元10和第二透鏡單元20在SINK位置和WIDE位置之間的范圍內(nèi)移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)源。TW(TELE-WIDE)馬達(dá)53是用于使第一透鏡單元10和第二透鏡單元20在TELE位置和WIDE位置之間的范圍內(nèi)移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)源。SW馬達(dá)51和TW馬達(dá)53被配置成使得馬達(dá)軸平行于光軸B并且輸出側(cè)指向內(nèi)側(cè)。 Tff馬達(dá)53被配置成比SW馬達(dá)51靠近被攝體側(cè)。蝸輪52被壓配到SW馬達(dá)51的馬達(dá)軸， 蝸輪討被壓配到TW馬達(dá)53的馬達(dá)軸。變焦環(huán)形齒輪(zoom ring gear) 55、變焦過橋齒輪(zoom carrier gear) 56 禾口太陽齒輪系57在蝸輪52和蝸輪M之間從被攝體側(cè)(圖4和圖8的上側(cè))起依次排列在與光軸A平行的同一軸上。如圖8所示，太陽齒輪系57設(shè)置有由三級(jí)正齒輪構(gòu)成的太陽齒輪57a、57b和57c。 太陽齒輪57a經(jīng)由螺旋齒輪與蝸輪52嚙合。變焦過橋齒輪56設(shè)置有齒輪部56a和沿周向以大致相等的間隔在齒輪部56a的被攝體側(cè)突出的三個(gè)軸。變焦行星齒輪58可由這三個(gè)軸相應(yīng)地轉(zhuǎn)動(dòng)支撐。齒輪部56a經(jīng)由螺旋齒輪等與蝸輪M嚙合，變焦行星齒輪58與太陽齒輪57b嚙合。變焦環(huán)形齒輪55設(shè)置有內(nèi)齒輪5 和外齒輪5 。內(nèi)齒輪5 與變焦行星齒輪58 嚙合，外齒輪5 經(jīng)由中間齒輪(idle gear) 59與驅(qū)動(dòng)齒輪60嚙合，驅(qū)動(dòng)齒輪60與凸輪筒 61的齒輪部61a嚙合。這里，配置在TW馬達(dá)53、SW馬達(dá)51和齒輪部61a之間的齒輪系構(gòu)成將馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力傳遞給凸輪筒61的第一傳遞機(jī)構(gòu)。接著，將說明棱鏡驅(qū)動(dòng)器80。棱鏡驅(qū)動(dòng)器80設(shè)置有棱鏡承載件81、扭力彈簧84 和棱鏡延遲齒輪82，棱鏡承載件81、扭力彈簧84和棱鏡延遲齒輪82在太陽齒輪系57的下方從被攝體側(cè)起依次排列在與太陽齒輪系57相同的軸上。棱鏡延遲齒輪82可由棱鏡承載件81轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐。三個(gè)軸沿周向以大致相等的間隔在棱鏡承載件81的被攝體側(cè)突出。棱鏡行星齒輪83可由這三個(gè)軸相應(yīng)地轉(zhuǎn)動(dòng)支撐。棱鏡行星齒輪83與固定到太陽齒輪57c的齒輪基板 (未示出)的內(nèi)齒輪嚙合。棱鏡延遲齒輪82的齒輪部與棱鏡驅(qū)動(dòng)齒輪85嚙合。鎖止部81b和鎖止部82b以彼此面對(duì)地延伸的方式相應(yīng)地形成于棱鏡承載件81和棱鏡延遲齒輪82。鎖止部81b被配置成比鎖止部82b靠近徑向內(nèi)側(cè)(見圖7A)。扭力彈簧84設(shè)置有線圈主體和從主體的軸向兩端沿徑向伸出的兩個(gè)臂8 和 84b。這兩個(gè)臂8 和84b相應(yīng)地懸掛(hang)于棱鏡延遲齒輪82的鎖止部82b和棱鏡承載件81的鎖止部81b。當(dāng)組裝扭力彈簧84時(shí)，鎖止部82b和鎖止部81b被定位在相同的相位(見圖7B)，兩個(gè)臂8 和84b相應(yīng)地懸掛于鎖止部82b和81b以對(duì)扭力彈簧84預(yù)加載。棱鏡承載件81的轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)由扭力彈簧84傳遞到棱鏡延遲齒輪82。當(dāng)棱鏡延遲齒輪82被設(shè)定為自由轉(zhuǎn)動(dòng)并且棱鏡承載件81在該狀態(tài)下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，棱鏡承載件81、棱鏡延遲齒輪82和扭力彈簧84 —體地轉(zhuǎn)動(dòng)。另一方面，當(dāng)棱鏡延遲齒輪82 的轉(zhuǎn)動(dòng)被限制并且棱鏡承載件81轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，僅棱鏡承載件81轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)使扭力彈簧84過載 (overcharge)0圖5是示出圖1的鏡筒中的棱鏡驅(qū)動(dòng)器80的一部分和保持棱鏡5的保持構(gòu)件6 的一部分的平面圖。如圖5所示，保持構(gòu)件6設(shè)置有接合部6a和6b，接合部6a和6b與被配置成與光軸B平行的兩個(gè)引導(dǎo)軸86和87相應(yīng)地可動(dòng)接合。齒條6c形成于接合部6a，齒條6c與棱鏡驅(qū)動(dòng)齒輪85嚙合。因此，當(dāng)棱鏡驅(qū)動(dòng)齒輪85轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，保持構(gòu)件6和棱鏡5 —起沿著光軸 B滑動(dòng)。在本實(shí)施方式中，配置在太陽齒輪系57和齒條6c之間的齒輪系構(gòu)成將馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力傳遞給棱鏡5的第二傳遞機(jī)構(gòu)。第二傳遞機(jī)構(gòu)被配置在第一傳遞機(jī)構(gòu)的沿光軸A的方向的投影區(qū)域內(nèi)，其中，第一傳遞機(jī)構(gòu)將馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力傳遞給凸輪筒61。即，當(dāng)沿光軸A的方向觀察時(shí)，第二傳遞構(gòu)件被配置在第一傳遞構(gòu)件的配置區(qū)域內(nèi)。接著，將參照?qǐng)D4說明凸輪筒61和棱鏡5的操作。當(dāng)SW馬達(dá)51被驅(qū)動(dòng)而TW馬達(dá)53被停止時(shí)，Sff馬達(dá)51的驅(qū)動(dòng)力被傳遞給太陽齒輪系57并使太陽齒輪系57轉(zhuǎn)動(dòng)，而連接到TW馬達(dá)53的變焦過橋齒輪56停止。因此， 變焦行星齒輪58不公轉(zhuǎn)，而是繞自身的軸線自轉(zhuǎn)。例如，假設(shè)太陽齒輪57b的齒數(shù)是“9”，變焦行星齒輪58的齒數(shù)是“ 10”，變焦環(huán)形齒輪陽的內(nèi)齒輪^a的齒數(shù)是“30”，則太陽齒輪系57的轉(zhuǎn)動(dòng)被減速1/3. 33并被傳遞給變焦環(huán)形齒輪陽。因此，外齒輪55b的轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)由中間齒輪59傳遞給驅(qū)動(dòng)齒輪60，驅(qū)動(dòng)齒輪 60的轉(zhuǎn)動(dòng)被傳遞給凸輪筒61的齒輪部61a并使凸輪筒61轉(zhuǎn)動(dòng)。變焦環(huán)形齒輪55的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與太陽齒輪系57的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。于是，太陽齒輪系57的轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)由棱鏡行星齒輪83被傳遞給棱鏡承載件81。如果保持構(gòu)件6可在光軸B的方向上移動(dòng)，則扭力彈簧84和棱鏡延遲齒輪82與棱鏡承載件81 —起轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使保持構(gòu)件6在光軸B的方向上滑動(dòng)。另一方面，如果保持構(gòu)件6在光軸B的方向上的移動(dòng)被限制， 則，因?yàn)槔忡R延遲齒輪82不能轉(zhuǎn)動(dòng)，所以扭力彈簧84在過載的狀態(tài)下吸收棱鏡承載件81 的轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)SW馬達(dá)51被停止而TW馬達(dá)53被驅(qū)動(dòng)時(shí)，連接到SW馬達(dá)51的太陽齒輪系57 停止，而連接到TW馬達(dá)53的變焦過橋齒輪56轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，變焦行星齒輪58公轉(zhuǎn)并且繞自身的軸線自轉(zhuǎn)。例如，假設(shè)太陽齒輪57b的齒數(shù)是“9”，變焦行星齒輪58的齒數(shù)是“10”，變焦環(huán)形齒輪陽的內(nèi)齒輪^a的齒數(shù)是“30”，則變焦過橋齒輪56的轉(zhuǎn)動(dòng)被加速1. 3倍并且被傳遞給變焦環(huán)形齒輪陽。這以與上述方式相同的方式使凸輪筒61轉(zhuǎn)動(dòng)。在該情況中，變焦環(huán)形齒輪55的轉(zhuǎn)動(dòng)方向變?yōu)榕c變焦過橋齒輪56的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。于是，由于此時(shí)太陽齒輪系57停止，所以棱鏡承載件81也停止并且驅(qū)動(dòng)力不傳遞給保持構(gòu)件6。當(dāng)SW馬達(dá)51和TW馬達(dá)53同時(shí)被驅(qū)動(dòng)時(shí)，合成的轉(zhuǎn)速被傳遞給變焦環(huán)形齒輪55。 例如，將考慮太陽齒輪系57沿CW(順時(shí)針)方向以Irpm的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)且變焦過橋齒輪56沿 CW方向以Irpm的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)的情況。變焦環(huán)形齒輪55的應(yīng)由太陽齒輪系57傳遞的轉(zhuǎn)速是沿CCW(逆時(shí)針)方向0. 3rpm,且變焦環(huán)形齒輪55的應(yīng)由變焦過橋齒輪56傳遞的轉(zhuǎn)速是沿 CW方向1.3rpm。因此，通過合成這些驅(qū)動(dòng)力，變焦環(huán)形齒輪55沿CW方向以Irpm的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。這里，將考慮太陽齒輪系57沿CW方向以1. 3rpm的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)且變焦過橋齒輪56 沿CW方向以0. 3rpm的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)的情況。變焦環(huán)形齒輪55的應(yīng)由太陽齒輪系57傳遞的轉(zhuǎn)速是沿CCW方向0. 39rpm,且變焦環(huán)形齒輪55的應(yīng)由變焦過橋齒輪56傳遞的轉(zhuǎn)速是沿CW 方向0. 39rpm0當(dāng)合成這些驅(qū)動(dòng)力時(shí)，變焦環(huán)形齒輪55停止。如上所述，當(dāng)適當(dāng)?shù)剡x擇SW馬達(dá)51的和TW馬達(dá)53的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)方向時(shí)，可在使凸輪筒61停止的狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)棱鏡5。連結(jié)到SW馬達(dá)51的齒輪系的減速比變大，并且連結(jié)到TW馬達(dá)53的齒輪系的減速比變小。下面將說明這點(diǎn)。接著，將參照?qǐng)D6和圖7說明使第一透鏡單元10和第二透鏡單元20沿光軸A的方向伸出并將棱鏡5配置在拍攝位置的操作。圖6是示出固定筒62的內(nèi)表面的展開圖。如圖6所示，與安裝于凸輪筒61的外周的凸輪銷接合的凸輪槽62a沿周向以大致相等的間隔形成于固定筒62的內(nèi)表面。在固定筒62的后端部形成切口部62b，當(dāng)保持棱鏡5的保持構(gòu)件6在光軸B的方向上滑動(dòng)時(shí)保持構(gòu)件6通過該切口部。圖7A、圖7B和圖7C是示出棱鏡承載件81和棱鏡延遲齒輪82之間的相位關(guān)系以及扭力彈簧84的加載量的圖。當(dāng)鏡筒處于SINK位置時(shí)，凸輪筒61的凸輪銷被配置在固定筒62的凸輪槽62a中的如圖6所示的位置62c。這時(shí)，棱鏡承載件81和棱鏡延遲齒輪82具有如圖7A所示的使扭力彈簧84過載的相位關(guān)系。雖然在該狀態(tài)下扭力彈簧84的加載力沿著光軸B在退避方向(朝向攝像器件8所在側(cè)的方向)上推保持構(gòu)件6，但是沿退避方向的移動(dòng)被機(jī)械端 (mechanical edge)(未示出)限制。為了使鏡筒進(jìn)入拍攝狀態(tài)，首先，SW馬達(dá)51沿使凸輪筒61伸出的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。這時(shí)，凸輪筒61的凸輪銷沿著固定筒62的凸輪槽62a向圖6中的右方移動(dòng)。當(dāng)凸輪銷進(jìn)入凸輪槽62a的上升部時(shí)，第一透鏡單元10和第二透鏡單元20沿著光軸A在伸出方向上移動(dòng)。 在該伸出操作期間，雖然棱鏡承載件81也沿使保持構(gòu)件6伸出至拍攝位置的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，但是，由于扭力彈簧84處于過載狀態(tài)，所以棱鏡延遲齒輪82保持停止。因此，保持構(gòu)件6不從退避位置移動(dòng)。當(dāng)凸輪筒61沿光軸A的方向伸出以提供可以使保持構(gòu)件6移動(dòng)到拍攝位置的空間時(shí)，如圖7B所示，棱鏡承載件81的鎖止部81b的相位和棱鏡延遲齒輪82的鎖止部82b 的相位一致。當(dāng)SW馬達(dá)51沿使凸輪筒61伸出的方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，凸輪筒61的凸輪銷沿著固定筒 62的凸輪槽62a向圖6中的右方移動(dòng)，并且保持構(gòu)件6同時(shí)朝向拍攝位置移動(dòng)。然后，當(dāng)凸輪筒61到達(dá)WIDE位置時(shí)，在沿使凸輪筒61伸出的方向驅(qū)動(dòng)SW馬達(dá)51 的狀態(tài)下，使TW馬達(dá)53沿使凸輪筒61縮回的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，僅保持構(gòu)件6繼續(xù)沿著光軸B朝向拍攝位置移動(dòng)，而凸輪筒61停在WIDE位置。當(dāng)保持構(gòu)件6到達(dá)拍攝位置時(shí)，保持構(gòu)件6與拍攝側(cè)止動(dòng)件(未示出)接觸而停止。在保持構(gòu)件6停止的同時(shí)，棱鏡延遲齒輪82也停止。這時(shí)，當(dāng)沿使凸輪筒61伸出的方向進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)SW馬達(dá)51時(shí)，棱鏡承載件81繼續(xù)沿使保持構(gòu)件6伸出至拍攝位置的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使扭力彈簧84過載。當(dāng)扭力彈簧84過載到一定程度時(shí)，扭力彈簧84向拍攝側(cè)止動(dòng)件推保持構(gòu)件6，從而有效地穩(wěn)定保持構(gòu)件6在拍攝時(shí)的位置和取向。當(dāng)扭力彈簧84到達(dá)預(yù)定的過載狀態(tài)時(shí)，Sff馬達(dá)51和TW馬達(dá)53停止。上述操作將第一透鏡單元10、第二透鏡單元20和棱鏡5配置在WIDE位置，并且攝像設(shè)備移動(dòng)至拍攝狀態(tài)。當(dāng)凸輪筒61到達(dá)WIDE位置時(shí)，凸輪銷在固定筒62的凸輪槽62a 中移動(dòng)至位置62d。然后，通過驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(未示出)使第三透鏡單元30和第四透鏡單元40 沿光軸B移動(dòng)至預(yù)定位置。與上述操作相反順序的操作使鏡筒從WIDE位置移動(dòng)至SINK位置。首先，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(未示出)，使得第三透鏡單元30和第四透鏡單元40沿著光軸B向攝像器件8所在側(cè)退避。接著，當(dāng)沿使凸輪筒61伸出的方向驅(qū)動(dòng)TW馬達(dá)53，并且同時(shí)沿使凸輪筒61縮回的方向驅(qū)動(dòng)SW馬達(dá)51時(shí)，僅棱鏡承載件81沿使保持構(gòu)件6縮回至退避位置的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，而不使凸輪筒61轉(zhuǎn)動(dòng)。
然后，由上述扭力彈簧84的過載能量使棱鏡承載件81轉(zhuǎn)動(dòng)，棱鏡承載件81的鎖止部81b的相位和棱鏡延遲齒輪82的鎖止部的相位一致。這時(shí)，棱鏡延遲齒輪82與棱鏡承載件81和扭力彈簧84 —起沿使保持構(gòu)件6縮回至退避位置的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，并且保持構(gòu)件 6沿退避方向移動(dòng)。當(dāng)保持構(gòu)件6移動(dòng)至退避位置并且在凸輪筒61的后方形成收納空間時(shí)，Tff馬達(dá) 53停止，僅SW馬達(dá)51繼續(xù)沿使凸輪筒61縮回的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而開始使凸輪筒61縮回。當(dāng)保持構(gòu)件6移動(dòng)至退避位置時(shí)，保持構(gòu)件6接觸退避側(cè)的機(jī)械端(未示出)并停止。同時(shí)， 棱鏡延遲齒輪82也停止。由于SW馬達(dá)51繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)以使凸輪筒61縮回至縮回位置，所以棱鏡承載件81在使扭力彈簧84過載的狀態(tài)下繼續(xù)沿使保持構(gòu)件6縮回至退避位置的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)凸輪筒 61被收納在SINK位置并且第一透鏡單元10和第二透鏡單元20縮回時(shí)，Sff馬達(dá)51停止。鏡筒在WIDE位置和TELE位置之間的變焦操作僅需要驅(qū)動(dòng)TW馬達(dá)53。這使第一透鏡單元10和第二透鏡單元20沿光軸A的方向移動(dòng)，而不使保持構(gòu)件6沿光軸B的方向移動(dòng)。在鏡筒的TELE位置，凸輪筒61的凸輪銷被配置在固定筒62的凸輪槽62a中的位置 62e (見圖 6)。接著，將說明連結(jié)到SW馬達(dá)51的齒輪系的減速比大于連結(jié)到TW馬達(dá)53的齒輪系的減速比的情況的效果。通常，當(dāng)凸輪銷在固定筒62的凸輪槽62a中在從SINK位置至WIDE位置的大的上升角范圍內(nèi)移動(dòng)時(shí)凸輪筒61的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷比當(dāng)凸輪銷在固定筒62的凸輪槽6 中在從WIDE 位置至TELE位置的范圍內(nèi)移動(dòng)時(shí)凸輪筒61的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷大。由于通常在從SINK位置至WIDE 位置的范圍內(nèi)增加鏡頭防護(hù)器(未示出)的操作負(fù)荷，所以需要大減速比的齒輪系以放大馬達(dá)的扭矩。另一方面，為了在拍攝動(dòng)畫(movie)等時(shí)不記錄馬達(dá)驅(qū)動(dòng)噪音，應(yīng)當(dāng)在從WIDE位置至TELE位置的范圍內(nèi)降低馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。這時(shí)，使用具有大減速比的齒輪系極大地降低了凸輪筒的轉(zhuǎn)速。在本實(shí)施方式中，在從SINK位置至WIDE位置的對(duì)凸輪筒61施加大負(fù)荷的范圍內(nèi)，SW馬達(dá)51的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由具有大減速比的齒輪系傳遞給凸輪筒61，以驅(qū)動(dòng)凸輪筒61。另一方面，在從WIDE位置至TELE位置的范圍內(nèi)，TW馬達(dá)53的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由具有小減速比的齒輪系傳遞給凸輪筒61，以驅(qū)動(dòng)凸輪筒61。因此，即使TW馬達(dá)53低轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)以減小拍攝動(dòng)畫時(shí)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)噪音，也能夠獲得合適的變焦操作速度。在本實(shí)施方式中，不同類型的馬達(dá)可用于SW馬達(dá)51和TW馬達(dá)53。例如，DC馬達(dá)用于SW馬達(dá)51，步進(jìn)馬達(dá)用于TW馬達(dá)53。由于步進(jìn)馬達(dá)與DC馬達(dá)相比可被穩(wěn)定地控制在低速，因此步進(jìn)馬達(dá)適于在拍攝動(dòng)畫時(shí)低速驅(qū)動(dòng)。步進(jìn)馬達(dá)提供例如微步驅(qū)動(dòng)(microst印drive)和兩相勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)(two-phase excitation drive)等驅(qū)動(dòng)方式作為選擇。由于微步驅(qū)動(dòng)提供較安靜的驅(qū)動(dòng)，而兩相勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)提供大扭矩的驅(qū)動(dòng)，所以微步驅(qū)動(dòng)優(yōu)選地用于像拍攝動(dòng)畫時(shí)的變焦操作一樣需要安靜的操作，而兩相激勵(lì)驅(qū)動(dòng)優(yōu)選地用于例如拍攝靜止圖像時(shí)的變焦操作等。接著，將說明用于檢測(cè)第一透鏡單元10和第二透鏡單元20在光軸A的方向上的位置的脈沖齒輪系70。
如圖4和圖8所示，脈沖齒輪系70連接至中間齒輪59。作為脈沖齒輪系70的最后一級(jí)的脈沖盤71設(shè)置有多個(gè)葉片(blade)。通過計(jì)數(shù)葉片通過光遮斷器72的間隙的次數(shù)來檢測(cè)凸輪筒61的轉(zhuǎn)動(dòng)量。確定脈沖齒輪系70的增速比和脈沖盤71的葉片的數(shù)目以獲得所需的由光學(xué)設(shè)計(jì)所決定的分辨率。由于用于傳遞馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力的齒輪系基本上不會(huì)由于滑動(dòng)而損失轉(zhuǎn)動(dòng)量，所以利用減速比由馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)量線性地決定凸輪筒的轉(zhuǎn)動(dòng)量。但是，實(shí)際上，由馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)量所決定的凸輪筒的轉(zhuǎn)動(dòng)量根據(jù)齒輪系的齒隙(backlash)或嚙合誤差而改變。由于傳統(tǒng)鏡筒用一個(gè)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)一個(gè)凸輪筒，所以即使在組裝齒輪系之后立即驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，齒輪之間的嚙合關(guān)系也不改變。也就是說，由于每次都是相同的齒嚙合，所以凸輪筒的轉(zhuǎn)動(dòng)量相對(duì)于馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)量的變化狀態(tài)每次都是相同的。因此，即使基于馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)量來計(jì)算凸輪筒的轉(zhuǎn)動(dòng)量，計(jì)算結(jié)果相對(duì)于實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)量的誤差也是小的。另一方面，由于本實(shí)施方式通過合成利用行星齒輪系的兩個(gè)馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)量來驅(qū)動(dòng)一個(gè)凸輪筒，所以一個(gè)馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)改變另一馬達(dá)和變焦環(huán)形齒輪陽之間的嚙合齒的關(guān)系。也就是說，由于每當(dāng)照相機(jī)的電源打開就有不同的齒嚙合，所以凸輪筒的轉(zhuǎn)動(dòng)量相對(duì)于馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)量的變化狀態(tài)每次都是不同的。因此，即使基于馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)量來計(jì)算凸輪筒的轉(zhuǎn)動(dòng)量，計(jì)算結(jié)果相對(duì)于實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)量的誤差可能會(huì)變大。在本實(shí)施方式中，由于脈沖齒輪系70從配置在變焦環(huán)形齒輪55和凸輪筒61之間的中間齒輪59分支，其中變焦環(huán)形齒輪55是行星齒輪系的輸出齒輪，所以脈沖齒輪系70 和凸輪筒61之間的嚙合關(guān)系是不變的。因此，可以以與傳統(tǒng)鏡筒同等的誤差檢測(cè)凸輪筒的
轉(zhuǎn)動(dòng)量。如上所述，在本實(shí)施方式中，將馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力傳遞給棱鏡5的傳遞機(jī)構(gòu)配置在將馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力傳遞給凸輪筒61的傳遞機(jī)構(gòu)在光軸A的方向上的投影區(qū)域內(nèi)。因此，由于能夠減小當(dāng)沿光軸A的方向觀察時(shí)由將馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力傳遞給凸輪筒61和棱鏡5的傳遞機(jī)構(gòu)所占據(jù)的面積，所以能夠使例如數(shù)字式照相機(jī)等攝像設(shè)備小型化。由于凸輪筒61和棱鏡5被共用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，所以，與安裝專用馬達(dá)以驅(qū)動(dòng)棱鏡5的情況相比，能夠減少例如數(shù)字式照相機(jī)等攝像設(shè)備的尺寸和成本。應(yīng)注意，本發(fā)明的構(gòu)造不限于已經(jīng)利用上述實(shí)施方式說明的構(gòu)造，只要不背離本發(fā)明的范圍，材質(zhì)、形狀、尺寸、形態(tài)、數(shù)量及配置位置等可適當(dāng)變化。例如，雖然上述實(shí)施方式示出了棱鏡5作為彎折光學(xué)元件，但是可替代地使用鏡。 雖然本實(shí)施方式示出了彎折光學(xué)元件被配置在第二透鏡單元20后方的情況，但是彎折光學(xué)元件可被配置在例如第一透鏡單元10和第二透鏡單元20之間。其它實(shí)施方式雖然已經(jīng)參照示例性實(shí)施方式說明了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所公開的示例性實(shí)施方式。所附權(quán)利要求書的范圍應(yīng)符合最寬泛的解釋以涵蓋所有這樣的變形、等同結(jié)構(gòu)和功能。本申請(qǐng)要求2010年5月31日提交的日本專利申請(qǐng)No. 2010-124471的優(yōu)先權(quán)，該日本專利申請(qǐng)的內(nèi)容通過引用包含于此。
權(quán)利要求
1.一種鏡筒，其包括透鏡組，所述透鏡組能夠沿著第一光軸移動(dòng)；凸輪筒，所述凸輪筒使所述透鏡組移動(dòng)；第一傳遞機(jī)構(gòu)，所述第一傳遞機(jī)構(gòu)將驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)力傳遞給所述凸輪筒；彎折光學(xué)元件，所述彎折光學(xué)元件能夠沿著第二光軸移動(dòng)，所述第二光軸與所述第一光軸交叉；元件驅(qū)動(dòng)器，當(dāng)所述透鏡組和所述凸輪筒沿著所述第一光軸在伸出方向上移動(dòng)時(shí)，所述元件驅(qū)動(dòng)器將所述彎折光學(xué)元件移動(dòng)至所述彎折光學(xué)元件使通過所述透鏡組進(jìn)入的光束沿所述第二光軸的方向彎折的位置，當(dāng)所述透鏡組和所述凸輪筒沿著所述第一光軸在縮回方向上移動(dòng)時(shí)，所述元件驅(qū)動(dòng)器使所述彎折光學(xué)元件沿著所述第二光軸移動(dòng)至退避位置，以形成用于所述凸輪筒的收納空間；以及第二傳遞機(jī)構(gòu)，所述第二傳遞機(jī)構(gòu)將驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)力傳遞給所述元件驅(qū)動(dòng)器，其中，當(dāng)沿所述第一光軸的方向觀察時(shí)，所述第二傳遞機(jī)構(gòu)被配置在所述第一傳遞機(jī)構(gòu)的配置區(qū)域內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏡筒，其特征在于，所述第一傳遞機(jī)構(gòu)和所述第二傳遞機(jī)構(gòu)被連接到相同的驅(qū)動(dòng)源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏡筒，其特征在于，所述第二傳遞機(jī)構(gòu)的一部分被配置成與所述第一傳遞機(jī)構(gòu)的一部分同軸。
全文摘要
一種鏡筒，其能夠通過減小由傳遞機(jī)構(gòu)所占據(jù)的面積而使攝像設(shè)備小型化。透鏡組可沿著第一光軸移動(dòng)。凸輪筒使透鏡組移動(dòng)。第一傳遞機(jī)構(gòu)將驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)力傳遞給凸輪筒。彎折光學(xué)元件可沿著與第一光軸交叉的第二光軸移動(dòng)。元件驅(qū)動(dòng)器使彎折光學(xué)元件在拍攝位置和退避位置之間沿著第二光軸移動(dòng)。第二傳遞機(jī)構(gòu)將驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)力傳遞給元件驅(qū)動(dòng)器。當(dāng)沿第一光軸的方向觀察時(shí)，第二傳遞機(jī)構(gòu)被配置在第一傳遞機(jī)構(gòu)的配置區(qū)域內(nèi)。
文檔編號(hào)G02B7/10GK102262277SQ20111014403
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者上原匠, 寺田修一 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社