镜头装置和照相机 【技术领域】
本发明涉及可以沿光轴方向伸出进行变焦操作、并且可以收进装置主体的镜头装置和具备该镜头装置的照相机。
背景技术
现有的具有固体照相器件和放大率在2-3倍左右的折叠式镜头装置的照相机，具有如下构造，在WIDE状态时，通过位于物体一侧的第1镜头单元沿光轴方向较大地伸出，第1镜头单元和比该第1镜头单元更靠近成像一侧的第2镜头单元之间的间隔变大。并且从WIDE到TELE变焦距时，第1镜头单元向成像一侧进行凸形移动的同时，第2镜头单元比在WIDE的位置时更向物体一侧较大地伸出，据此第1镜头单元与第2镜头单元之间的间隔变窄。
在不照相时，第1镜头单元和第2镜头单元收藏在照相机主体内(折叠状态)(参考特许文献1)。
为了对应上述镜头装置的折叠动作和变焦动作，利用两段镜筒构件构成，利用第1段(最前段)镜筒构件保持第1镜头单元，同时利用具有凸轮的第2段镜筒构件保持第2镜头单元。并且对应镜头装置的折叠动作和变焦动作设置驱动第1镜头单元和第2镜头单元的凸轮。
[特许文献1]日本专利第3297658号
但是在进行变倍率超过3倍左右的高倍率的焦距变化的可变焦距镜头装置的情况下，在上述现有的构造中，WIDE时的第1镜头单元的伸出量增加，WIDE时地第1镜头单元和第2镜头单元之间的间隔进一步加大。并且，在TELE时，第1镜头单元和第2镜头单元的间隔变成和上述现有构造同样窄。
因此象现有的构造那样利用两段镜筒构件构成镜头装置，在第2段镜筒构件上设置驱动第1镜头单元和第2镜头单元的凸轮，在进行折叠动作和变焦动作时，因为在折叠状态和变焦动作(WIDE状态)时的第1和第2镜头单元的间隔变化较大，为了确保第1和第2镜头装置的移动量就要加长第2段的镜筒构件的沿光轴方向的全长。据此在折叠状态时就不能紧凑地收起镜头装置，产生照相机大型化的问题。发明内容
本发明的镜头装置的一种形态是具有保持第1镜头单元的第1保持构件和保持与第1镜头单元相比配置在成像一侧的第2镜头单元的第2保持构件。进一步地，具有沿光轴方向驱动第1保持构件的第1凸轮所形成的第1凸轮构件，和沿光轴方向驱动第2保持构件的第3凸轮所形成的第3凸轮构件，以及沿光轴方向驱动第1凸轮构件的第2凸轮所形成的第2凸轮构件。该镜头装置可以进行相对于装置主体进行伸出的变焦动作和相对于上述装置主体的收藏动作。在这里，
第1以及第2凸轮是向光轴方向的一侧驱动第1保持构件描出凸形轨迹的形状，并且第3凸轮是在一个方向上进行变焦操作时沿光轴方向不反向地驱动第2保持构件的形状。
本发明照相机的一个形态是具有上述镜头装置和对从上述镜头装置进来的光束进行光电变换的照相器件。
本发明的镜头装置以及照相机的特征，通过参照附图所进行的下述具体实施例的说明而加以明确。
【附图说明】
图1所示为在本发明的实施例1中处于折叠状态时的镜头装置的截面图。
图2所示为处于WIDE状态时的镜头装置截面图。
图3所示为处于TELE状态时的镜头装置截面图。
图4所示为第1镜头单元和第2镜头单元的移动轨迹。
图5所示为固定筒的内面展开图。
图6所示为第2凸轮筒的内面展开图。
图7所示为第1凸轮筒的内面展开图。
图8所示为第3凸轮筒的内面展开图。
图9所示为实施例1的镜头装置的分解立体图。
图10所示为实施例1的镜头装置的一部分构造的外观立体图。
图11所示为实施例1的镜头装置的一部分构造的外观立体图。
【具体实施方式】
利用图1到图11对本发明实施例1的镜头装置进行说明。
图1是折叠状态时的镜头装置的截面图，图1中的虚线表示带有镜头装置的照相机主体100的外观。图2以及图3是WIDE状态和TELE状态的镜头装置的截面图，图4表示第1镜头单元和第2镜头单元的移动轨迹。
图5是固定筒的内面展开图，图6是第2凸轮筒的内面展开图，图7是第1凸轮筒的内面展开图，图8是第3凸轮筒的内面展开图。图9是本实施例的镜头装置的分解立体图，图10以及图11是本实施例的镜头装置的一部分构成构件的外观立体图。
在这些图中，1是位于最靠近物体一侧的第1镜头单元，2是相对于第1镜头单元1位于成像一侧的第2镜头单元，3是相对于第2镜头单元2位于成像一侧的第3镜头单元，4是相对于第3镜头单元3位于成像一侧的第4镜头单元。
5是保持第1镜头单元1的第1镜头架，具有R形状部5a，该R形状部5a构成以第1镜头单元1的后侧主点A为中心的球面的一部分。6是可以沿光轴方向移动、用于保持第1镜头架5的第1移动构件，在其外圆周面，与下述的第1保持构件7相结合。并且，第1移动构件6具有向成像一侧直径变小的圆锥形状部6a，该圆锥形状部6a与R形状部5a相接触。
7是保持第1移动构件6的第1保持构件，在该第1保持构件7的内圆周，形成阶梯形状部7a、7b、7c，该阶梯形状部7a、7b、7c具有在光轴方向上位置互不相同的面。在第1移动构件6上形成的R形状部6b与阶梯形状部7a、7b、7c中的任意一个相接触。
R形状部6b与阶梯形状部7a、7b、7c分别在第1移动构件6以及第1保持构件7的圆周方向上以120度的角度范围设置了3个。
在这里，第1移动构件6以及第1镜头架5处于嵌入第1保持构件7的状态，第1镜头架5和第1保持构件7被粘接固定着。
8是保持第2镜头单元2的第2镜头架，9是被压入固定在第1保持构件7的外圆周的第1凸轮从动件，10是在内面上形成与第1凸轮从动件9结合的凸轮槽部(第1凸轮)10a的第1凸轮筒(第1凸轮构件)。
11是具有沿光轴方向引导第1保持构件7的直进引导部11a、11b、并结合在第1凸轮筒10的防脱槽部10b上的引导构件。12是利用小螺钉固定在引导构件11上的环状构件，在其外圆周形成向环状构件12的直径方向的外侧伸出的突起部12a。
突起部12a形成在下述的第2凸轮筒16的内圆周面上，与沿光轴方向的直进引导槽部16c结合，据此环状构件12不能绕光轴转动而只能沿光轴方向移动。
引导构件11以及环状构件12可以以规定的位相嵌入到第1凸轮筒10的槽部10b(参照图7)中，在嵌入状态下，可以对于第1凸轮筒10绕光轴进行相对的转动，同时可以沿光轴方向整体移动。
13是形成在第1凸轮筒10的外圆周上的凸轮从动件。14是安装在第1凸轮筒10的外圆周的销构件，形成在后段的第3凸轮筒17的内圆周上，与沿光轴方向延伸的直进槽部17b结合，接受直进槽部17b传来的驱动力。
15是用于将销构件14固定在第1凸轮筒10上的螺母构件。16是第2凸轮筒(第2凸轮构件)，如图6所示，具有凸轮槽部16a(第2凸轮部)和凸轮孔部16b以及直进引导槽部16c，上述凸轮槽部16a与凸轮从动件13结合；上述凸轮孔部16b被销构件14贯穿并且具有与凸轮槽部16a相同的凸轮轨迹；上述直进引导槽部16c与环状构件12的突起部12a结合，用于阻止环状构件12绕光轴转动，而沿光轴方向引导环状构件12。
并且，第2凸轮筒16具有直进引导部16d和突起部16e以及突起部16f，上述直进引导部16d与第2镜头架8的限制转动部8b结合，用于沿光轴方向引导第2镜头架8；上述突起部16e与下述的固定筒22的直进引导部22c结合；上述突起部16f沿第2凸轮筒16的圆周方向伸出，与下述的第3凸轮筒17的槽部17c相结合。
进一步地，第2凸轮筒16具有突起部16g和贯穿孔部16h，上述突起部16g在受到从镜头装置外部来的力时，抵接在第3凸轮筒17的槽部17d上，以阻挡这种外力；上述贯穿孔部16h用于嵌入销构件14。
17是第3凸轮筒(第3凸轮构件)，如图8所示，具有凸轮槽部(第3凸轮部)17a、直进槽部17b、槽部17c、槽部17d以及贯穿孔部17e，上述凸轮槽部17 a结合在与第2镜头架8形成一个整体的凸轮从动件8a上；上述直进槽部17b与销构件14结合，用于传递绕光轴的转动力；上述槽部17c可以以规定的位相嵌入第2凸轮筒16的突起部16f，通过与该突起部16f结合可以防止第2凸轮筒16脱离第3凸轮筒17；上述槽部17d与突起部16g相对应；上述贯穿孔部17e用于嵌入下述的销构件19。
18是压入固定在第3凸轮筒17的凸轮从动件，19是安装在第3凸轮筒17上的销构件，与下述的转动筒23的直进槽23b相结合，接受绕光轴的转动力矩。20是用于将销构件19固定在第3凸轮筒17上的螺母构件。
21是被安装在照相机主体100上的底座构件，以保持第4镜头单元4。22是固定安装在底座构件21上的固定筒(第4凸轮构件)，如图5所示，具有凸轮槽(第4凸轮部)22a、凸轮孔部22b以及直进槽部22c，上述凸轮槽(第4凸轮部)22a与凸轮从动件18结合；上述凸轮孔部22b与销构件19结合，并具有与凸轮槽部22a相同的轨迹；上述直进槽部22c与第2凸轮筒16的突起部16c结合，以阻止第2凸轮筒16绕光轴转动，而沿光轴方向引导第2凸轮筒16。
23是转动筒，具有形成于其外圆周的齿轮部23a，和形成于内面的、用于向销构件19传递绕光轴的转动力的直进槽部23b，在这里，转动筒23通过接受图中没有表示的驱动源传来的驱动力，可以绕光轴进行转动。
24是嵌入底座构件21、且位于照相器件25的前面的光学构件(例如低通滤波器)，25是以图中没有表示的方法安装在底座构件21上的CCD和CMOS传感器等的照相器件。照相器件25将利用镜头1-4所形成的光学像通过光电变换转换成电信号，输出储蓄的电荷。在这里，照相器件25的输出信号在设置于照相机主体内的图中没有表示的信号处理电路中进行规定的信号处理后，在表示部(图中没有表示)作为照相影像进行表示，或者记录在记录媒体(图中没有表示)上。
26是保持第3镜头单元3的第3保持构件，27是沿光轴方向引导第3保持构件26的第3引导构件。
28是用于对第3引导构件27进行定位固定的固定构件，29是安装在第2保持构件8上的光圈挡板单元。该光圈挡板单元29通过改变光通过孔的开口面积来调节照射到像面上的光量，同时通过开闭形成于该单元29的固定开口部来调节照射到像面上的光量。
30是安装在第1保持构件7上的第1盖构件，31是与转动筒23的齿轮部23a咬合的齿轮构件，并连接在对驱动源传来的驱动力进行传递的动力传递机构上。因此，从图中没有表示的驱动源传来的驱动力被传递到转动筒23上，转动筒23就绕光轴进行转动。32是罩构件，利用小螺钉整体被安装在底座构件21以及固定筒22上。
图4所示是伴随着镜头装置的焦距变化的第1镜头单元1以及第2镜头单元2的移动轨迹。在这里，图中的点划线I表示第1镜头单元1的移动轨迹，点划线II表示第2镜头单元2的移动轨迹。
在上述的镜头装置的结构中，对于通过沿光轴方向伸出和收进来切换收藏状态(图1)、WIDE状态(图2)以及TELE状态(图3)的情况进行说明。
首先，从图中没有表示的驱动源传来的驱动力通过齿轮构件31被传递到转动筒23的齿轮部23a时，转动筒23就绕光轴转动。在这里，因为第3凸轮筒17的销构件19穿过固定筒22的凸轮孔部22b，与转动筒23的直进槽部23b相结合，所以对应转动筒23绕光轴的转动，第3凸轮筒17也绕光轴进行转动(参照图11)。
因为第3凸轮筒17的凸轮从动件18与形成于固定筒22的内周面的非线形的凸轮槽部22a结合，所以对应于第3凸轮筒17绕光轴的转动，又沿凸轮槽部22a被驱动。据此，第3凸轮筒17相对于固定筒22一边绕光轴进行转动一边沿光轴方向进行移动。
第2凸轮筒16通过突起部16f以及槽部17c的结合作用，可以相对第3凸轮筒17绕光轴进行滑动。并可以沿光轴方向整体进行移动。另外，突起部16e结合在固定筒22的直进引导槽部22c上。因此，在第3凸轮筒17一边绕光轴转动一边沿光轴方向移动时，第2凸轮筒16与第3凸轮筒17一致，只沿光轴方向移动。第2凸轮筒16不绕光轴转动。
第1凸轮筒10的销构件14穿过第2凸轮筒16的凸轮孔部16b，与第3凸轮筒17的直进槽部17b结合。因此第1凸轮筒10接受第3凸轮筒17绕光轴的转动力，可以绕光轴转动，在这里，第1凸轮筒10的凸轮从动件13与第2凸轮筒16的凸轮槽16a相结合，所以通过第1凸轮筒10绕光轴的转动，就可以沿凸轮槽部16a进行移动。据此，第1凸轮筒10相对于第2凸轮筒16一边绕光轴转动一边沿光轴方向移动(参照图10)。
这时，利用小螺钉被固定的引导构件11以及环状构件12通过直进槽部16c以及限制转动部12a结合的作用，被阻止绕光轴转动，通过环状构件12以及槽部10b结合的作用，相对于第1凸轮筒10可以绕光轴进行滑动，同时可以在光轴方向上整体进行移动，因此与第1凸轮筒10一起只沿光轴方向进行移动。
第1保持构件7的第1凸轮从动件9与第1凸轮筒10的凸轮槽部10a相结合，所以，对应于第1凸轮筒10绕光轴的转动，而沿凸轮槽部10a进行移动。这时，第1保持构件7通过引导构件11的沿光轴方向伸出的直进引导部11a、11b被阻止绕光轴转动，所以只沿光轴方向进行移动。
通过上述动作，第1保持构件7(第1镜头单元1)的移动轨迹就成为合成了凸轮槽部22a、凸轮槽部16a、凸轮槽部10a的轨迹所形成的凸轮轨迹(如图4的I所示)，第1镜头单元1按照该移动轨迹在收藏位置、WIDE位置以及TELE位置之间进行动作。
另一方面，第2保持构件8的凸轮从动件8a结合在第3凸轮筒17的凸轮槽部17a上，所以对应于第3凸轮筒17绕光轴的转动，就可以沿凸轮槽部17a进行移动。这时，第2保持构件8通过第2凸轮筒16的直进槽部16d和限制转动部8b的结合作用被阻止绕光轴的转动，所以只沿光轴方向进行移动。
通过上述的动作，第2保持构件8(第2镜头单元2)的移动轨迹成为合成凸轮槽部22a、凸轮槽部17a的轨迹所形成的凸轮轨迹(如图4的II所示)，第2镜头单元2按照该移动轨迹在收藏位置、WIDE位置以及TELE位置之间进行动作。
另一方面，第3保持构件26可以与第2保持构件8成为一个整体进行移动。并且，接受被安装在第2保持构件8上的图中没有表示的驱动源传来的驱动力，可以相对于第2保持构件8沿光轴方向进行移动，对应于变焦位置而移动规定的量。
按照上述说明，第1保持构件7(第1镜头单元1)通过合成固定筒22的凸轮槽部22a、第2凸轮筒16的凸轮槽部16a以及第1凸轮筒10的凸轮槽部10a的轨迹，如图4所示那样从折叠位置向WIDE位置较大地伸出。并且从WIDE位置到TELE位置，使第1凸轮筒10的凸轮槽部10a为单纯朝成像一侧、即凸轮槽部10a延伸的方向不变化(反转)的凸轮轨迹(参照图7)，同时形成让用于驱动第1凸轮筒10的第2凸轮筒16的凸轮槽部16a在光轴方向往返的凸轮轨迹(参照图6)，通过合成这些凸轮轨迹，使第1镜头单元1进行移动。
并且，通过使第2保持构件8(第2镜头单元2)沿第3凸轮筒17的凸轮槽部17a的轨迹进行移动，就可以避开第1凸轮筒10、引导构件11、环状构件12以及第2保持构件8的妨碍，沿光轴方向较大地伸出第2保持构件8。
据此可以实现第1镜头单元1和第2镜头单元2沿光轴方向的间隔变窄的TELE位置状态(图3)。
因此，即使是如图4所示的收藏位置、WIDE位置、TELE位置的第1镜头单元1以及第2镜头单元2的间隔差大的高倍率的变焦光学系统，也可以将镜头位置处于折叠状态时的折叠长度做得较紧凑。
根据本发明，即使限制第1以及第2凸轮部各自形成领域的大小，通过第1以及第2凸轮部的合成也可以使第1保持构件沿光轴方向进行较大的移动。并且在收藏操作时只要限制了第1以及第2凸轮部，也可以限制第1以及第2凸轮构件的大小，就可以控制收藏状态时镜头装置的全长。
另外，通过驱动第1保持构件使其朝向光轴方向的一侧描出凸形轨迹，就可以适当改变变焦操作时的镜头装置的全长。并且利用与驱动第1保持构件不同的第3凸轮构件驱动第2保持构件，就可以适当改变变焦操作时的第1以及第2镜头单元之间的间隔。
在全域变焦操作时，使第1凸轮部保持单纯向光轴方向的一侧驱动第1保持构件的形状，在全域变焦操作时，如果使第2凸轮部具有驱动第1凸轮构件使其朝向光轴方向的一侧描出凸形轨迹的形状，就可以适当改变变焦操作状态的镜头装置的全长(沿光轴方向的长度)。
例如通过使第1凸轮构件为朝向成像一侧的凸形轨迹，就可以由该成像一侧的凸出量控制镜头装置的伸出，可以缩短变焦操作状态时的镜头装置的全长。
在全域变焦操作时，通过使第3凸轮部为单纯向光轴方向驱动第2保持构件的形状，就可以使第1保持构件和第2保持构件在光轴方向的间隔较大地变化。
通过在第2凸轮构件上设置形成相对于装置主体沿光轴方向驱动的第4凸轮部的第4凸轮构件，就可以进一步改变第1保持构件沿光轴方向的移动量。
例如，在全域变焦操作时，通过使第4凸轮部具有单纯沿光轴方向驱动第2凸轮构件的形状，例如，就可以进一步加大第1保持构件沿光轴方向的驱动量，可以使变焦率成为高倍率化。
说明书摘要
本发明公开了可以提高照相放大率，又可以缩小收藏状态时全长的镜头装置。该镜头装置具有第1保持构件、第2保持构件、、第1凸轮构件、第3凸轮构件和第2凸轮构件：上述第1保持构件保持第1镜头单元；上述第2保持构件保持与第1镜头单元相比靠近成像一侧配置的第2镜头单元；上述第1凸轮构件形成沿光轴方向驱动第1保持构件的第1凸轮部；上述第3凸轮构件形成沿光轴方向驱动第2保持构件的第3凸轮部；上述第2凸轮构件形成沿光轴方向驱动第1凸轮构件的第2凸轮部。第1以及第2凸轮部是驱动第1保持构件朝向光轴方向的一侧描出凸形轨迹的形状。第3凸轮部是在一个方向上的变焦操作时，沿光轴方向不反向地驱动第2保持构件的形状。