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摘要
申请专利号:

CN201110237853.3

申请日:

2011.08.18

公开号:

CN102375205A

公开日:

2012.03.14

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G02B 7/04申请日:20110818|||公开

IPC分类号:

G02B7/04; G02B7/00; G03B17/04

主分类号:

G02B7/04

申请人:

佳能株式会社

发明人:

寺田修一; 细见健吾; 加藤阳一; 大野浩太

地址:

日本东京都大田区下丸子3丁目30-2

优先权:

2010.08.18 JP 2010-183053

专利代理机构:

北京魏启学律师事务所 11398

代理人:

魏启学

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内容摘要

一种光学设备,其包括反射光学元件,该反射光学元件将沿第一光轴的方向行进的来自被摄体的入射光弯折成沿第二光轴的方向;马达,该马达驱动沿第二光轴设置的光学构件;以及立体声麦克风,该立体声麦克风包括左声道麦克风和右声道麦克风,当从被摄体侧看时,左声道麦克风和右声道麦克风被设置在光学设备的关于第二光轴与马达所在侧相反的一侧,并且左声道麦克风和右声道麦克风沿与第二光轴基本上平行的方向排列。

权利要求书

1: 一种光学设备, 其包括 : 反射光学元件, 该反射光学元件将沿第一光轴的方向行进的来自被摄体的入射光弯折 成沿第二光轴的方向 ; 马达, 该马达驱动沿所述第二光轴设置的光学构件 ; 以及 立体声麦克风, 该立体声麦克风包括左声道麦克风和右声道麦克风, 当从被摄体侧看 时, 所述左声道麦克风和所述右声道麦克风被设置在所述光学设备的关于所述第二光轴与 所述马达所在侧相反的一侧, 并且所述左声道麦克风和所述右声道麦克风沿与所述第二光 轴基本上平行的方向排列。
2: 根据权利要求 1 所述的光学设备, 其特征在于, 所述光学设备还包括用于闪光照明 的主电容器, 所述主电容器以所述主电容器的长度方向与所述第二光轴平行的方式被设置 在所述光学设备的关于所述第二光轴与所述马达所在侧相反的所述一侧。
3: 根据权利要求 2 所述的光学设备, 其特征在于, 所述立体声麦克风比所述主电容器 离所述马达远。
4: 根据权利要求 2 所述的光学设备, 其特征在于, 当从所述被摄体侧看时, 所述立体声 麦克风被设置在所述光学设备的关于与所述第二光轴垂直并且经过所述第一光轴的直线 与所述主电容器所在侧相反的一侧。

说明书


光学设备

    技术领域 本发明涉及用于通过沿光轴方向在缩回位置和摄像位置之间移动来改变摄像倍 率的变焦镜筒 (zoom lens barrel) 的技术。
     背景技术 在诸如数字式照相机等包括变焦镜筒的摄像设备中, 日本特开 2009-122640 号公 报提出的设备包括诸如棱镜等反射光学元件, 该反射光学元件通过将通过多个透镜组接收 到的入射光弯折成沿与作为第一光轴的入射光轴交叉的方向而将入射光引导到摄像器件, 以使设备小型化。
     在上述提案中, 通过使用设置于第一透镜组的后方的棱镜等将通过设置在镜筒中 的第一透镜组而进入的光沿与第一光轴基本上正交的第二光轴的方向向摄像器件弯折。
     然而, 在日本特开 2009-122640 号公报所提出的设备中, 需要马达等在变焦操作 期间驱动设置在第一和第二光轴上的光学构件。在该情况下, 如果在拍摄动画的情况下同 时进行变焦操作和聚焦操作, 则声音的记录品质可能下降。这是因为可能还记录了来自多 个驱动单元的噪音。
     发明内容
     本发明提供用在包括弯折光学系统的摄像设备中的机构, 该机构抑制声音的记录 品质由于来自驱动多个光学构件的驱动单元的噪音而下降。
     根据本发明的一个方面, 一种光学设备, 其包括 : 反射光学元件, 该反射光学元件 将沿第一光轴的方向行进的来自被摄体的入射光弯折成沿第二光轴的方向 ; 马达, 该马达 驱动沿所述第二光轴设置的光学构件 ; 以及立体声麦克风, 该立体声麦克风包括左声道麦 克风和右声道麦克风, 当从被摄体侧看时, 所述左声道麦克风和所述右声道麦克风被设置 在所述光学设备的关于所述第二光轴与所述马达所在侧相反的一侧, 并且所述左声道麦克 风和所述右声道麦克风沿与所述第二光轴基本上平行的方向排列。
     在本发明的上述方面中, 立体声麦克风可以比用于闪光照明的主电容器离马达 远, 主电容器以主电容器的长度方向与第二光轴平行的方式被设置在第二光轴的与马达所 在侧相反的一侧。
     从以下参考附图对示例性实施方式的说明, 本发明的其它特征将变得明显。 附图说明
     图 1 是根据本发明的实施方式的镜筒位于广角位置的示例性摄像设备的截面图。 图 2 是图 1 所示的摄像设备的从第一光轴的方向上的被摄体侧观察到的主视图。 图 3 是驱动第三透镜单元的机构的立体图。 图 4 是光圈 / 快门的立体图。 图 5 是光圈 / 快门的分解立体图。图 6 是镜筒位于远摄位置的摄像设备的截面图。
     图 7 是图 6 所示的摄像设备的从第一光轴的方向上的被摄体侧观察到的主视图。
     图 8 是镜筒位于缩回位置的摄像设备的截面图。
     图 9 是图 8 所示的摄像设备的从第一光轴的方向上的被摄体侧观察到的主视图。
     图 10 是驱动凸轮筒和棱镜的机构的局部分解立体图。
     图 11 是棱镜驱动单元的一部分以及保持棱镜的保持构件的平面图。
     图 12 是示出固定筒的内侧的展开图。
     图 13A 至 13C 示出棱镜承载件 (prism carrier) 和棱镜延迟齿轮 (prism delay gear) 之间的相位关系以及扭力弹簧的加载量。
     图 14 是驱动凸轮筒和棱镜的机构的局部切断立体图。
     图 15 是镜筒位于缩回位置的摄像设备的后视图。
     图 16 是镜筒位于缩回位置的摄像设备的沿与第二光轴正交的方向截取的截面 图。
     图 17 是镜筒位于缩回位置的摄像设备从第一光轴的方向上的被摄体侧观察到的 立体图。
     图 18 是摄像设备的从第一光轴的方向上的摄像者侧观察到的立体图。 图 19 是示出位于缩回位置的镜筒的一部分的立体图。 图 20 是镜筒位于缩回位置的摄像设备的在与第一光轴垂直的方向上截取的截面图。 图 21 是示出镜筒位于缩回位置的摄像设备的一部分的截面图。
     图 22 是示出从第二光轴的方向上的与被摄体侧相反的一侧观察到的包括摄像器 件的摄像设备的一部分的立体图。
     图 23 是示出从第二光轴的方向上的被摄体侧观察到的包括摄像器件的摄像设备 的一部分的立体图。
     图 24 是摄像设备的分解立体图, 其示出被安装到镜筒的摄像器件、 传感器板和摄 像电路板。
     具体实施方式
     下面将参考附图说明本发明的实施方式。
     图 1 是作为根据本发明的实施方式的示例性摄像设备的数字式照相机的截面图, 其中, 摄像设备的镜筒位于广角位置。图 2 是图 1 所示的数字式照相机的从第一透镜单元 的光轴、 即光轴 A 的方向观察到的主视图。镜筒是通过沿镜筒的光轴方向在缩回位置和摄 像位置之间移动来改变摄像倍率的变焦镜筒。
     如图 1 和图 2 所示, 根据本实施方式的数字式照相机包括作为变焦镜筒的部件的 第一透镜单元 10、 第二透镜单元 20、 棱镜 6、 固定筒 62、 凸轮筒 61、 直进引导筒 63 和变焦体 64。 变焦体 64 是示例性镜筒保持架。 在图 2 中, 未示出第一透镜单元 10、 第二透镜单元 20、 固定筒 62 以及直进引导筒 63。
     在作为光学构件的第一透镜单元 10 中, 由第一组透镜筒 11 保持第一组透镜 1。 在 作为另一光学构件的第二透镜单元 20 中, 由第二组透镜筒 21 保持第二组透镜 2。 第一透镜单元 10 和第二透镜单元 20 能沿光轴 A 移动。通过第一组透镜 1 和第二组透镜 2 进入的光 被棱镜 6 弯折成沿光轴 B 的方向并且被引导到摄像器件 8 的成像面。光轴 B 与第一组透镜 1 和第二组透镜 2 的光轴 A 以大约 90°的角交叉。保持构件 60 以使棱镜 6 能沿光轴 B 移 动的方式保持棱镜 6。 光轴 A 是根据本发明的示例性第一光轴, 光轴 B 是根据本发明的示例 性第二光轴。
     数字式照相机在棱镜 6 和摄像器件 8 之间还包括沿光轴 B 从棱镜 6 侧朝向摄像器 件 8 依次设置的光圈 / 快门 9、 第三组透镜 3、 第四组透镜 4、 第五组透镜 5 以及光学滤波器 7, 其中, 光圈 / 快门 9 控制摄像用的光量。第三组透镜 3、 第四组透镜 4 以及第五组透镜 5 是根据本发明的示例性光学构件。
     光圈 / 快门 9 被固定到快门基板 92。第三组透镜 3 由第三组基板 31 保持。第三 组基板 31 和快门基板 92 利用螺钉等接合在一起, 由此提供第三透镜单元 30。当由步进马 达 32 驱动第三透镜单元 30 时, 第三透镜单元 30 沿光轴 B 进退。这样, 进行变焦操作。
     图 3 是驱动第三透镜单元 30、 即光学构件的机构的立体图。如图 3 所示, 步进马 达 32 在其输出轴设置有齿轮 33。齿轮 33 与齿轮 34 啮合, 由此使螺杆 35 增速转动。齿爪 (rack)36 被设置于第三组基板 31 并且与螺杆 35 啮合。第三组基板 31 被与光轴 B 平行地 延伸的作为引导构件的两个引导轴 86 和 87 支撑和保持。这样, 第三组基板 31 能沿光轴 B 移动。因此, 当螺杆 35 转动时, 齿爪 36 在沿光轴 B 的方向作用于该齿爪 36 的力的作用下 移动, 并且第三透镜单元 30 与齿爪 36 一起在光轴 B 的方向上移动。
     图 4 是光圈 / 快门 9 的立体图。图 5 是光圈 / 快门 9 的分解立体图。如图 4 和 图 5 所示, 光圈 / 快门 9 包括被设置在快门基板 92 和盖 96 之间并且被构造成开闭开口 (aperture)96ap 的多个叶片 94 和 95。盖 96 被设置在第三组基板 31 侧。盖 96 和快门基 板 92 利用螺钉 97 彼此固定。
     步进马达 91 是驱动光圈 / 快门 9 的多个叶片 94 和 95 开闭的致动器。步进马达 91 在其马达轴设置有沿与马达轴的轴线正交的方向延伸的杆 93。杆 93 在杆 93 的延伸方 向上的两端具有轴 93a 和 93b。
     轴 93a 以该轴能在圆弧孔 92a 和圆弧孔 96a 中移动的方式被装配到圆弧孔 92a、 长 孔 94a 和圆弧孔 96a, 其中, 圆弧孔 92a 设置于快门基板 92, 长孔 94a 设置于叶片 94, 圆弧孔 96a 设置于盖 96。轴 93b 以该轴能在圆弧孔 92b 和圆弧孔 96b 中移动的方式被装配到圆弧 孔 92b、 长孔 95a 以及圆弧孔 96b, 其中, 圆弧孔 92b 设置于快门基板 92, 长孔 95a 设置于叶 片 95, 圆弧孔 96b 设置于盖 96。
     当步进马达 91 被驱动并且杆 93 被转动时, 叶片 94 和 95 沿相反的方向运动。通 过使叶片 94 和 95 来回运动, 开口 96ap 打开和关闭, 通过调节用于开闭开口 96ap 的叶片 94 和 95 之间的间隙来控制摄像用的光量而实现作为光圈的功能, 通过将叶片 94 和 95 从开口 96ap 打开的状态移动到开口 96ap 关闭的状态而实现作为快门功能。
     返回图 1 和图 2, 第四组透镜 4 被第四组透镜保持件 41 保持, 由此提供作为光学构 件的第四透镜单元 40。第四透镜单元 40 以能沿光轴 B 移动的方式被引导轴 86 和 87 支撑 和保持。第四透镜单元 40 被弹簧 ( 未示出 ) 朝向被摄体侧施力。当拍摄图像时, 第四透镜 单元 40 与止动件 ( 未示出 ) 接触, 由此固定在图 1 和图 2 所示的位置。
     第五组透镜 5 由第五组透镜保持件 51 保持, 由此提供作为光学构件的第五透镜单元 50。第五透镜单元 50 以能沿光轴 B 移动的方式被引导轴 86 和 87 支撑和保持。通过驱 动步进马达 42 并且由此转动螺杆 42a 以使得第五透镜单元 50 沿光轴 B 进退来进行变焦操 作和聚焦操作。光学滤波器 7 具有用于去掉空间频率高的光的低通滤波器功能和用于去掉 红外光的功能。
     图 6 是镜筒位于远摄位置的数字式照相机的截面图。图 7 是图 6 所示的数字式照 相机的沿光轴 A 的方向观察到的主视图。 在图 7 中, 未示出第一透镜单元 10、 第二透镜单元 20、 固定筒 62 以及直进引导筒 63。
     如图 6 和图 7 所示, 当镜筒移向远摄位置时, 第一透镜单元 10 沿光轴 A 朝向被摄 体侧前进, 并且第二透镜单元 20 沿光轴 A 后退并且停止在棱镜 6 附近的位置。此外, 第三 透镜单元 30 以沿光轴 B 朝向棱镜 6 移动的方式被步进马达 32 驱动并且停止在棱镜 6 附近 的位置。
     在上述状态下, 如图 7 所示, 驱动光圈 / 快门 9 的叶片 94 和 95 开闭的步进马达 91 位于棱镜 6 的下侧并且与光轴 B 平行地延伸, 使得该步进马达 91 在光轴 B 的方向上的位置 与棱镜 6 在光轴 B 的方向上的位置一致 (coincide), 并且整个步进马达 91 与棱镜 6 重叠。 第四透镜单元 40 以沿光轴 B 朝向摄像器件 8 移动的方式被步进马达 42 驱动并且停止在摄 像器件 8 附近的位置。 图 8 是镜筒位于缩回位置的数字式照相机的截面图。图 9 是图 8 所示的数字式照 相机的沿光轴 A 的方向观察到的主视图。图 15 是镜筒位于缩回位置的数字式照相机的后 视图。图 16 是镜筒位于缩回位置的数字式照相机的沿与光轴 B 正交的方向截取的截面图。
     如图 8、 图 9 和图 16 所示, 当镜筒移向缩回位置时, 棱镜 6、 第三透镜单元 30、 以及 第五透镜单元 50 以彼此不干涉的方式沿光轴 B 朝向摄像器件 8 移动。在该移动中, 第四透 镜单元 40 被第三透镜单元 30 朝向摄像器件 8 推向退避位置, 由此移动到退避位置。这样, 在第二透镜单元 20 和第一透镜单元 10 的后方提供收纳空间。
     变焦体 64 保持引导轴 86 和 87 以及光学滤波器 7。如图 15 所示, 引导轴 86 和 87 均以如下方式延伸 : 引导轴 86 和 87 的轴向一端到达当从光轴 A 的方向观察时与设置在凸 轮筒 61 中的第二组透镜筒 21 重叠的位置, 并且引导轴 86 和 87 的轴向另一端到达保持光 学滤波器 7 的位置。变焦体 64 还保持在光轴 A 的方向上的被摄体侧的固定筒 62。变焦体 64 还保持包括在下文单独说明的驱动机构中的齿轮系。
     在图 1 和图 6 中, 尺寸 X 表示位于固定筒 62、 凸轮筒 61 和棱镜 6 的在光轴 A 的方 向上的后方 ( 与被摄体侧相反的一侧 ) 位置的变焦体 64 的背面壁的最小厚度, 在该状态下 棱镜 6 处于朝向摄像器件 8 移动之前的位置。此外, 尺寸 Y 表示变焦体 64 的背面壁的外表 面 ( 与被摄体侧相反的一侧的表面 ) 到保持棱镜 6 的保持构件 60 的距离。考虑到变焦体 64 的最小厚度、 与保持构件 60 的间隙等, 保持 Y ≥ X 的关系。
     在本实施方式中, 变焦体 64 的背面壁具有供第二透镜单元 20 在光轴 A 的方向上 退避的贯通孔 64a。因此, 当保持棱镜 6 的保持构件 60 朝向摄像器件 8 退避时在第一透镜 单元 10 和第二透镜单元 20 的后方提供的退避空间与对应于尺寸 Y 并且由贯通孔 64a 限定 的空间结合, 由此提供收纳空间。第二透镜单元 20 和第一透镜单元 10 沿光轴 A 退避并且 被收纳在收纳空间中。
     如图 16 所示, 第二组透镜筒 21 在与引导轴 86 和 87 重叠的部分具有作为间隙槽
     (clearance groove) 的缺口 (notch)21a 和 21b, 从而当第二透镜单元 20 沿光轴 A 退避时 第二组透镜筒 21 不与引导轴 86 和 87 干涉。
     因此, 当镜筒处于缩回状态时, 第二组透镜 2 被收纳在引导轴 86 和 87 之间的位 置, 第二组透镜 2 的面 R2 在光轴 A 的方向上位于引导轴 86 和 87 的后侧且距离引导轴 86 和 87 尺寸 Z。
     在上述状态下, 如图 9 所示, 驱动光圈 / 快门 9 的叶片 94 和 95 开闭的步进马达 91 位于棱镜 6 的下侧并且与光轴 B 平行地延伸, 使得步进马达 91 在光轴 B 的方向上的位置与 棱镜 6 在光轴 B 的方向上的位置一致, 并且整个步进马达 91 与棱镜 6 重叠。
     固定筒 62、 凸轮筒 61 以及直进引导筒 63
     现在, 将说明固定筒 62、 凸轮筒 61 和直进引导筒 63。图 19 是示出位于缩回位置 的镜筒的一部分的立体图。 固定筒 62 在其内周具有多个凸轮槽 62a( 参见图 12), 设置于凸 轮筒 61 的外周的凸轮销 ( 未示出 ) 以凸轮方式与凸轮槽 62a 相应地接合。凸轮槽 62a 在 周向上以基本上均等 (regular) 的间隔设置。凸轮筒 61 在其外周具有与下文单独说明的 驱动齿轮 68 啮合的齿轮部 61a。利用从驱动齿轮 68 传递到凸轮筒 61 的驱动力来驱动凸轮 筒 61 转动。凸轮筒 61 还在凸轮筒 61 的在光轴 A 的方向上的成像面侧 ( 后侧 ) 具有缺口 61b 和 61c( 参见图 19)。在该状态下, 由固定筒 62 的凸轮槽 62a 和凸轮筒 61 的凸轮销实 现的凸轮作用导致凸轮筒 61 沿光轴 A 前进或后退。由此能沿光轴 A 进退的凸轮筒 61 还在 其内周具有第一组凸轮槽和第二组凸轮槽 ( 未示出 )。 如上所述, 凸轮筒 61 在凸轮筒 61 的在光轴 A 的方向上的成像面侧 ( 后侧 ) 具有 缺口 61b 和 61c( 参见图 19)。因此, 当凸轮筒 61 在光轴 A 的方向上从图 1 所示的广角位置 朝向成像面侧 ( 后侧 ) 移动时, 引导轴 86 和 87 相应地前进到缺口 61b 和 61c 中。这样, 凸 轮筒 61 在不与引导轴 86 和 87 干涉的情况下能移动到图 8 和图 19 所示的缩回位置。
     直进引导筒 63 被设置在凸轮筒 61 的内周侧, 并且能与凸轮筒 61 一起在光轴 A 的 方向上移动。作为直进引导构件的直进引导筒 63 在光轴 A 的方向上的成像面侧 ( 后侧 ) 具有缺口 63a 和 63b( 参见图 19)。当直进引导筒 63 在光轴 A 的方向上从图 1 所示的广角 位置朝向成像面侧 ( 后侧 ) 移动时, 引导轴 86 和 87 相应地前进到缺口 63a 和 63b 中。因 此, 直进引导筒 63 在不与引导轴 86 和 87 干涉的情况下能移动到图 8 和图 19 所示的缩回 位置。第一透镜单元 10 被设置在凸轮筒 61 和直进引导筒 63 的内周侧。被设置在第一透 镜单元 10 的第一组透镜筒 11 的外周的凸轮销 ( 未示出 ) 以凸轮方式与凸轮筒 61 的第一 组凸轮槽接合。直进引导筒 63 在其外周具有沿光轴 A 的方向延伸的直进槽 ( 未示出 )。当 设置在第一组透镜筒 11 的内周的凸部 ( 未示出 ) 与直进槽接合时, 第一组透镜筒 11 绕光 轴 A 的转动停止。
     第二透镜单元 20 被设置在直进引导筒 63 的内周侧。在第二透镜单元 20 中, 如在 第一透镜单元 10 中那样, 设置于第二组透镜筒 21 的凸轮销 ( 未示出 ) 以凸轮方式与凸轮筒 61 的第二组凸轮槽接合。直进引导筒 63 还具有沿光轴 A 的方向延伸的贯通槽 ( 未示出 )。 当设置在第二组透镜筒 21 的凸轮销的基部处的接合部 ( 未示出 ) 与贯通槽接合时, 第二组 透镜筒 21 沿转动方向的运动停止。
     当凸轮筒 61 转动时, 由凸轮筒 61 的第一组凸轮槽和第一组透镜筒 11 的凸轮销实 现凸轮作用, 由此, 第一组透镜筒 11 以第一组透镜筒 11 的凸部沿着直进引导筒 63 的直进
     槽在光轴 A 的方向上滑动的方式沿光轴 A 相对于凸轮筒 61 前进或后退。因此, 当凸轮筒 61 沿光轴 A 相对于固定筒 62 前进或后退时, 第一组透镜筒 11 沿光轴 A 相对于凸轮筒 61 前进 或后退, 并且第一组透镜 1 在缩回位置和摄像位置之间移动。同样, 第二组透镜 2 在缩回位 置和摄像位置之间移动。
     驱动凸轮筒 61 和棱镜 6 的机构
     现在, 参考图 10 至图 14, 将说明驱动凸轮筒 61 和棱镜 6 的机构。图 10 是驱动凸 轮筒 61 和棱镜 6 的机构的局部分解立体图。
     在图 10 和图 14 中, 缩回位置 / 广角位置 (RW) 马达 67 是使第一透镜单元 10 和第 二透镜单元 20 在缩回位置和广角位置之间移动的驱动源。远摄位置 / 广角位置 (TW) 马达 53 是使第一透镜单元 10 和第二透镜单元 20 在远摄位置和广角位置之间移动的驱动源。 RW 马达 67 和 TW 马达 53 均被设置成使得其马达轴的轴线沿光轴 B 的方向延伸, 并且马达轴在 凸轮筒 61 的径向上向内取向。TW 马达 53 相对于 RW 马达 67 被设置在被摄体侧。RW 马达 67 的马达轴压配有蜗轮 52。TW 马达 53 的马达轴压配有蜗轮 54。
     在蜗轮 54 和蜗轮 52 之间在与光轴 A 平行的方向上从被摄体侧 ( 图 10 和图 14 中 的上侧 ) 依次同轴地设置变焦环形齿轮 (zoom ring gear)55、 变焦过桥齿轮 (zoom carrier gear)56 以及太阳齿轮 57。 太阳齿轮 57 包括作为正齿轮 (spur gear) 的三个太阳齿轮 57a 至 57c。 齿轮 66b 与 太阳齿轮 57a 啮合并且还经由介于齿轮 66b 和蜗轮 52 之间的螺旋齿轮 66a(helical gear) 与蜗轮 52 啮合。
     变焦过桥齿轮 56 包括齿轮部 56a 和从齿轮部 56a 的面向被摄体侧的面突出的三 个轴部。 轴部在周向上以基本上均等的间隔设置, 并且各自能转动地支撑变焦行星齿轮 58。 齿轮部 56a 与正齿轮 65a 啮合。正齿轮 65a 经由介于正齿轮 65a 和蜗轮 54 之间的螺旋齿 轮 65b 与蜗轮 54 啮合。变焦行星齿轮 58 与太阳齿轮 57b 啮合。变焦环形齿轮 55 包括内 齿轮 55a 和外齿轮 55b。内齿轮 55a 与变焦行星齿轮 58 啮合。外齿轮 55b 与中间齿轮 59 啮合。中间齿轮 59 与驱动齿轮 68 啮合。驱动齿轮 68 与凸轮筒 61 的齿轮部 61a 啮合。
     现在, 将说明棱镜驱动单元 80。棱镜驱动单元 80 被设置在太阳齿轮 57 的下方并 且包括与太阳齿轮 57 同轴地从被摄体侧依次设置的棱镜承载件 81、 扭力弹簧 84 以及棱镜 延迟齿轮 82。棱镜延迟齿轮 82 被能转动地支撑于棱镜承载件 81。
     棱镜承载件 81 具有在面向被摄体侧的面突出的三个轴部。轴部在周向上以基本 上均等的间隔设置并且各自能转动地支撑棱镜行星齿轮 83。棱镜行星齿轮 83 与太阳齿轮 57c 和固定到齿轮基板 ( 未示出 ) 的内齿轮啮合。
     棱镜延迟齿轮 82 的齿轮部与棱镜驱动齿轮 85 啮合。棱镜承载件 81 和棱镜延迟 齿轮 82 具有各自的闩锁部 (catch portion)81b 和 82b。闩锁部 81b 和 82b 朝向彼此延伸。 闩锁部 81b 被设置在闩锁部 82b 的径向内侧 ( 参见图 13A 至 13C)。
     扭力弹簧 84 包括线圈部和从线圈部的轴向两端朝向径向外侧延伸的两个臂部 84a 和 84b。两个臂部 84a 和 84b 被棱镜延迟齿轮 82 的闩锁部 82b 和棱镜承载件 81 的闩 锁部 81b 相应地闩锁。在组装时, 扭力弹簧 84 被预加载成使得两个臂部 84a 和 84b 被相位 彼此一致地取向的闩锁部 82b 和 81b 相应地闩锁 ( 参见图 13B)。
     在该状态下, 当在允许棱镜延迟齿轮 82 转动的情况下转动棱镜承载件 81 时, 棱镜
     承载件 81、 棱镜延迟齿轮 82 和扭力弹簧 84 一起转动。另一方面, 当在棱镜延迟齿轮 82 被 阻止转动的情况下转动棱镜承载件 81 时, 仅棱镜承载件 81 转动, 并且扭力弹簧 84 被过度 加载。
     棱镜驱动单元 80 的一部分以及保持构件 60
     图 11 是示出棱镜驱动单元 80 的一部分以及保持棱镜 6 的保持构件 60 的平面图。
     如图 11 所示, 保持构件 60 包括与两个引导轴 86 和 87 相应地可动地接合的接合 部 60a 和 60b, 其中, 引导轴 86 和 87 是在光轴 B 的方向上彼此平行地延伸的引导构件。接 合部 60a 具有齿条 60c。齿条 60c 与棱镜驱动齿轮 85 啮合。因此, 当棱镜驱动齿轮 85 转动 时, 保持构件 60 和棱镜 6 一起沿光轴 B 前进或后退。当从光轴 A 的被摄体侧观察时, 与保 持构件 60 接合的引导轴 86 和 87 延伸到凸轮筒 61 和直进引导筒 63 中。这是因为, 在摄像 状态下, 棱镜 6 需要使来自被摄体的沿光轴 A 的方向行进的光弯折成沿光轴 B 的方向。
     凸轮筒 61 和棱镜 6 的操作
     返回图 10, 将说明凸轮筒 61 和棱镜 6 的操作。
     当 RW 马达 67 被驱动而 TW 马达 53 停止时, 驱动力从 RW 马达 67 传递到太阳齿轮 57, 由此太阳齿轮 57 转动, 而连接到 TW 马达 53 的变焦过桥齿轮 56 停止。因此, 变焦行星 齿轮 58 不作轨道公转而仅绕自身的轴线转动。
     例如, 假设太阳齿轮 57b 具有 9 个齿, 变焦行星齿轮 58 均具有 10 个齿, 并且变焦 环形齿轮 55 的内齿轮 55a 具有 30 个齿, 则太阳齿轮 57 的转动以原始速度的 1/3.33 的减 速被传递到变焦环形齿轮 55。外齿轮 55b 的转动经由中间齿轮 59 被传递到驱动齿轮 68, 驱动齿轮 68 的转动被传递到凸轮筒 61 的齿轮部 61a, 由此驱动凸轮筒 61 转动。
     变焦环形齿轮 55 的转动方向与太阳齿轮 57 的转动方向相反。在该情况下, 太阳 齿轮 57 的转动经由棱镜行星齿轮 83 被传递到棱镜承载件 81。这里, 如果保持构件 60 能沿 光轴 B 的方向移动, 则扭力弹簧 84 和棱镜延迟齿轮 82 与棱镜承载件 81 一起转动, 由此导 致保持构件 60 在光轴 B 的方向上前进或后退。另一方面, 如果阻止保持构件 60 在光轴 B 的方向上移动, 则棱镜延迟齿轮 82 不允许转动。因此, 扭力弹簧 84 吸收棱镜承载件 81 的 转动同时被过度加载。
     当 TW 马达 53 被驱动而 RW 马达 67 停止时, 连接到 RW 马达 67 的太阳齿轮 57 停止, 而连接到 TW 马达 53 的变焦过桥齿轮 56 转动。因此, 变焦行星齿轮 58 在绕自身的轴线转 动的同时作轨道公转。例如, 假设太阳齿轮 57b 具有 9 个齿, 变焦行星齿轮 58 均具有 10 个 齿, 并且变焦环形齿轮 55 的内齿轮 55a 具有 30 个齿, 则变焦过桥齿轮 56 的转动以 1.3 倍 于原始速度的增速被传递到变焦环形齿轮 55。这样, 凸轮筒 61 被驱动转动。
     在该情况下, 变焦环形齿轮 55 的转动方向与变焦过桥齿轮 56 的转动方向相同。 此 外, 由于太阳齿轮 57 在该状态下停止, 所以棱镜承载件 81 也停止。因此, 驱动力不传递到 保持构件 60。
     当 RW 马达 67 和 TW 马达 53 均被驱动时, 合成的转数被传递到变焦环形齿轮 55。 例如, 将考虑太阳齿轮 57 沿顺时针方向以 1rpm 转动并且变焦过桥齿轮 56 沿顺时针方向 以 1rpm 转动的情况。将由太阳齿轮 57 实现的变焦环形齿轮 55 的转数是沿逆时针方向 0.3rpm。将由变焦过桥齿轮 56 实现的变焦环形齿轮 55 的转数是沿顺时针方向 1.3rpm。因 此, 合成二者的转数, 变焦环形齿轮 55 沿顺时针方向以 1rpm 转动。将考虑太阳齿轮 57 沿顺时针方向以 1.3rpm 转动而变焦过桥齿轮 56 沿顺时针方 向以 0.3rpm 转动的情况。 将由太阳齿轮 57 实现的变焦环形齿轮 55 的转数是沿逆时针方向 0.39rpm。将由变焦过桥齿轮 56 实现的变焦环形齿轮 55 的转数是沿顺时针方向 0.39rpm。 合成二者的转数, 变焦环形齿轮 55 停止。
     上述说明示出, 如果适当地选择 RW 马达 67 和 TW 马达 53 的转数和转动方向, 能够 在维持凸轮筒 61 静止的状态下驱动棱镜 6。上述说明还示出, 连接到 RW 马达 67 的齿轮系 的减速比大, 而连接到 TW 马达 53 的齿轮系的减速比小。下文中将单独说明该方面。
     将棱镜 6 移动到摄像位置的操作和移动到退避位置的操作
     现在参考图 12 以及图 13A 至 13C, 将说明通过将第一透镜单元 10 和第二透镜单元 20 沿光轴 A 的方向向前移动来将棱镜 6 移动到摄像位置的操作。
     图 12 是示出固定筒 62 的内侧的展开图。 如图 12 所示, 固定筒 62 在其内周具有凸 轮槽 62a, 该凸轮槽 62a 与设置在凸轮筒 61 的外周的凸轮销以凸轮方式接合。凸轮槽 62a 在周向上以基本上均等的间隔设置。固定筒 62 在其后端部还具有缺口 62b。当保持棱镜 6 的保持构件 60 在光轴 B 的方向上进退时, 保持构件 60 通过缺口 62b。
     此外, 凸轮筒 61 和直进引导筒 63 在各自的与引导轴 86 和 87 重叠的部分具有作 为间隙槽的缺口 61b 和 61c 以及 63a 和 63b( 参见图 19), 从而避免凸轮筒 61 和直进引导筒 63 在光轴 A 的方向上退避到缩回位置时与引导轴 86 和 87 干涉。这是因为, 当从光轴 A 的 被摄体侧观察时, 与保持构件 60 接合的引导轴 86 和 87 延伸到凸轮筒 61 和直进引导筒 63 中, 以允许棱镜 6 移动到摄像位置。 因此, 即使当从光轴 A 的被摄体侧观察时与保持构件 60 接合的引导轴 86 和 87 延伸到凸轮筒 61 和直进引导筒 63 中, 由于作为间隙槽的缺口 61b、 61c、 63a 和 63b 的存在, 也能减小变焦镜头在缩回状态下在光轴 A 的方向上的长度。
     凸轮筒 61 和直进引导筒 63 是本发明的示例性驱动筒。
     棱镜承载件 81 和棱镜延迟齿轮 82 之间的相位关系以及其他因素
     图 13A 至图 13C 示出棱镜承载件 81 和棱镜延迟齿轮 82 之间的相位关系以及扭力 弹簧 84 的加载量。
     当镜筒位于缩回位置时, 凸轮筒 61 的各凸轮销位于固定筒 62 的凸轮槽 62a 中的 对应凸轮槽 62a 的图 12 所示的位置 62c。棱镜承载件 81 和棱镜延迟齿轮 82 在该状态下的 相位关系在图 13A 中示出, 其中, 扭力弹簧 84 被过度加载。在该状态下, 保持构件 60 在扭 力弹簧 84 的加载力的作用下被沿光轴 B 沿退避方向 ( 朝向摄像器件 8) 施力, 而保持构件 60 在退避方向上的运动被机械端 ( 未示出 ) 阻止。
     为了使镜筒进入摄像状态, 首先沿使凸轮筒 61 向前移动的方向转动 RW 马达 67。 在该运动中, 凸轮筒 61 的各凸轮销在固定筒 62 的对应的凸轮槽 62a 中向图 12 中的右方移 动, 并且在凸轮槽 62a 的升程部分中导致第一透镜单元 10 和第二透镜单元 20 沿光轴 A 向 前移动。在该向前移动期间, 棱镜承载件 81 还沿使保持构件 60 向前移向摄像位置的方向 转动, 而处于过度加载状态的扭力弹簧 84 保持棱镜延迟齿轮 82 停止。因此, 保持构件 60 在退避位置保持静止。
     当凸轮筒 61 在光轴 A 的方向上向前移动并且提供允许保持构件 60 移向摄像位置 的空间时, 如图 13B 所示, 棱镜承载件 81 的闩锁部 81b 的相位和棱镜延迟齿轮 82 的闩锁部 82b 的相位彼此一致。此外, 当 RW 马达 67 沿使凸轮筒 61 向前移动的方向转动时, 凸轮筒 61 的各凸轮销 在固定筒 62 的对应的凸轮槽 62a 中向图 12 中的右方移动, 并且保持构件 60 移向摄像位置。
     当凸轮筒 61 到达广角位置时, 在沿使凸轮筒 61 向前移动的方向驱动 RW 马达 67 的同时, 沿使凸轮筒 61 向后移动的方向驱动 TW 马达 53。这样, 在凸轮筒 61 在广角位置保 持静止的状态下, 仅保持构件 60 继续沿光轴 B 朝向摄像位置移动。
     当保持构件 60 到达摄像位置时, 保持构件 60 与摄像侧止动件 ( 未示出 ) 接触并 且因此停止。当保持构件 60 停止时, 棱镜延迟齿轮 82 停止。在该状态下, 当 RW 马达 67 继 续沿使凸轮筒 61 向前移动的方向被驱动时, 棱镜承载件 81 继续沿使保持构件 60 移向摄像 位置的方向转动, 并且扭力弹簧 84 被过度加载。
     通过将扭力弹簧 84 过度加载到一定程度, 扭力弹簧 84 作用为使得保持构件 60 被 朝向摄像侧止动件施力。这样, 当拍摄图像时, 有效地稳定了保持构件 60 的位置和取向。
     当扭力弹簧 84 被过度加载到预定程度时, RW 马达 67 和 TW 马达 53 停止。
     通过上述的一系列操作, 使第一透镜单元 10、 第二透镜单元 20 以及棱镜 6 进入各 自的广角位置, 由此, 镜筒进入摄像状态。当凸轮筒 61 到达广角位置时, 各凸轮销移动到固 定筒 62 的对应凸轮槽 62a 中的位置 62d。随后, 第三透镜单元 30 和第四透镜单元 40 沿光 轴 B 移动到各自的预定位置。 为了将镜筒从广角位置移动到缩回位置, 进行与上述的一系列操作相反的一系列 操作。首先, 第三透镜单元 30 和第四透镜单元 40 沿光轴 B 朝向摄像器件 8 退避。随后, 在 沿使凸轮筒 61 向前移动的方向驱动 TW 马达 53 的同时, 沿使凸轮筒 61 向后移动的方向驱 动 RW 马达 67。这样, 仅棱镜承载件 81 沿使保持构件 60 移向退避位置的方向转动, 而凸轮 筒 61 被阻止转动。
     然后, 棱镜承载件 81 转动与扭力弹簧 84 的上述过度加载对应的量, 并且使棱镜承 载件 81 的闩锁部 81b 的相位与棱镜延迟齿轮 82 的闩锁部 82b 的相位彼此一致。在该运动 中, 棱镜延迟齿轮 82 与棱镜承载件 81 和扭力弹簧 84 一起在使保持构件 60 移向退避位置 的方向上转动, 由此, 保持构件 60 沿退避方向移动。
     当保持构件 60 移向退避位置并且在凸轮筒 61 的后方提供允许收纳凸轮筒 61 的 空间时, TW 马达 53 停止, 仅 RW 马达 67 继续沿使凸轮筒 61 向后移动的方向被驱动, 由此凸 轮筒 61 开始向后移动。当保持构件 60 到达退避位置时, 保持构件 60 与退避侧机械端 ( 未 示出 ) 接触并且停止。与此同时, 棱镜延迟齿轮 82 停止。
     由于 RW 马达 67 继续被驱动以使凸轮筒 61 向后移动到缩回位置, 因此, 棱镜承载 件 81 继续沿使保持构件 60 移向退避位置的方向转动, 同时扭力弹簧 84 被过度加载。当凸 轮筒 61 被收纳在缩回位置并且第一透镜单元 10 和第二透镜单元 20 因此被收纳时, RW 马 达 67 停止。
     为了通过使镜筒在广角位置和远摄位置之间移动而进行变焦操作, 仅驱动 TW 马 达 53。这样, 第一透镜单元 10 和第二透镜单元 20 在光轴 A 的方向上移动, 而不使保持构件 60 沿光轴 B 的方向移动。当镜筒位于远摄位置时, 凸轮筒 61 的各凸轮销位于固定筒 62 的 对应凸轮槽 62a 中的位置 62e( 参见图 12)。
     现在, 将说明如上所述的当连接到 RW 马达 67 的齿轮系的减速比大而连接到 TW 马 达 53 的齿轮系的减速比小时提供的效果。
     基本上, 在从缩回位置到广角位置的范围中驱动凸轮筒 61 所产生的负荷大于在 从广角位置到远摄位置的摄像区域中驱动凸轮筒 61 所产生的负荷。在从缩回位置到广角 位置的范围中, 固定筒 62 的凸轮槽 62a 中的上升角大, 并且经常会增加在操作镜头防护器 ( 未示出 ) 时产生的负荷。因此, 需要使用减速比大的齿轮系来提高马达的扭矩。
     另一方面, 在从广角位置到远摄位置的摄像区域中, 马达的转数需要被抑制到低 水平, 使得在拍摄诸如动画等图像时不记录在驱动透镜时产生的噪音。 在该情况下, 如果使 用减速比大的齿轮系, 则凸轮筒的转速变得非常低。
     在本实施方式中, 在驱动凸轮筒 61 所产生的负荷大的从缩回位置到广角位置的 范围中, RW 马达 67 的驱动力经由减速比大的齿轮系被传递到凸轮筒 61, 由此驱动凸轮筒 61。此外, 在从广角位置到远摄位置的摄像区域中, TW 马达 53 的驱动力经由减速比小的齿 轮系被传递到凸轮筒 61, 由此驱动凸轮筒 61。因此, 在拍摄动画期间, 即使 TW 马达 53 低速 转动以抑制在驱动马达时所产生的噪音, 也能以适当的速度实现变焦操作。
     此外, 在本实施方式中, RW 马达 67 和 TW 马达 53 可以是不同类型的马达。例如, 直流 (DC) 马达可以用作 RW 马达 67, 步进马达可以用作 TW 马达 53。与 DC 马达相比, 步进 马达能以低速稳定地控制, 因此步进马达适于在拍摄动画期间进行的低速驱动。 另 外,提 供 采 用 包 括 微 步 驱 动 (microstep drive) 和 两 相 励 磁 驱 动 (two-phase-excitation drive) 的不同驱动法的步进马达的选择。如果采用微步驱动, 则 可以实现更安静的驱动操作。 如果采用两相励磁驱动, 则可以实现更高扭矩的驱动操作。 因 此, 例如, 在期望安静的动画拍摄期间进行的变焦操作中可以采用微步驱动, 而在拍摄静止 图像时进行的变焦操作中可以采用两相励磁驱动。
     此外, 根据本实施方式的驱动机构的齿轮系被构造成使得不管驱动的是 RW 马达 67 还是 TW 马达 53 都能在从缩回位置到远摄位置的整个范围驱动凸轮筒 61。因此, 如果期 望高速变焦操作, 则使用 RW 马达 67 ; 如果期望低速变焦操作, 则使用 TW 马达 53。因此, 可 以选择性地使用 RW 马达 67 和 TW 马达 53。
     脉冲齿轮系 70
     返回图 10, 现在将说明用来检测第一透镜单元 10 和第二透镜单元 20 在光轴 A 的 方向上的位置的脉冲齿轮系 70。
     如图 10 所示, 脉冲齿轮系 70 被连接到作为行星齿轮系的输出齿轮的变焦环形齿 轮 55, 并且被连接到中间齿轮 59。脉冲齿轮系 70 包括位于最下游侧的脉冲板 71。脉冲板 71 具有多个叶片。利用光遮断器 72 计数叶片的通过次数, 由此检测凸轮筒 61 的转动量。 以能够获得根据光学设计所确定的期望分辨率的方式来确定脉冲齿轮系 70 的增速比和脉 冲板 71 的叶片数。
     在通过使用齿轮系来实现马达的驱动力的传递的一般情况下, 基本上不存在由 于滑动等造成的转动量的损失。因此, 根据减速比线性地确定凸轮筒的相对于马达的转 动量的转动量。但是, 实际上, 凸轮筒的相对于马达的转动量的转动量由于齿轮的齿隙 (backlash) 和啮合误差而变化。
     然而, 在用一个马达驱动一个凸轮筒的现有技术镜筒中, 一旦齿轮被组装, 即使在 马达被驱动时齿轮之间的啮合关系也是不变的。也就是说, 由于相互啮合的齿轮组合总是 一样的, 所以凸轮筒的转动量相对于马达的转动量的变化状态是恒定的。 因此, 即使从马达
     的转动量来计算凸轮筒的转动量, 所算出的凸轮筒的转动量和凸轮筒的实际转动量之间的 误差也很小。
     相反地, 如在本实施方式中那样, 在通过使用行星齿轮系合成两个马达的转动量 而驱动一个凸轮筒的情况中, 当马达中的一个马达转动时, 另一个马达和变焦环形齿轮 55 之间的啮合关系改变。
     也就是, 每当照相机的电源被打开时, 彼此啮合的齿的组合改变, 并且凸轮筒的转 动量相对于马达的转动量的变化状态也改变。因此, 如果从马达的转动量计算凸轮筒的转 动量, 则所算出的凸轮筒的转动量和凸轮筒的实际转动量之间会有显著的误差。
     然而, 在本实施方式中, 由于脉冲齿轮系 70 从设置在凸轮筒 61 和作为行星齿轮系 的输出齿轮的变焦环形齿轮 55 之间的中间齿轮 59 分支, 因此, 凸轮筒 61 的齿轮部 61a 与 脉冲齿轮系 70 之间的啮合关系是不变的。因此, 能以与现有技术镜筒的误差基本上等同的 误差来检测凸轮筒 61 的转动量。
     如前文所述, 根据本实施方式, 由于变焦体 64 的背面壁具有贯通孔 64a, 因此, 与 尺寸 Y 对应并且由贯通孔 64a 限定的空间 ( 至少比与尺寸 X 对应的空间大 ) 被增加到设置 于第一透镜单元 10 和第二透镜单元 20 的后方的退避空间。 此外, 第二组透镜筒 21、 凸轮筒 61 以及直进引导筒 63 具有作为间隙槽的缺口 21a、 21b、 61b、 61c、 63a 以及 63b( 参见图 19), 用于避免当第一透镜单元 10 和第二透镜单元 20 沿光轴 A 退避时与引导轴 86 和 87 干涉。 第二组透镜筒 21、 凸轮筒 61 以及直进引导筒 63 的缺口 21a、 21b、 61b、 61c、 63a 以及 63b 被 设置在当镜筒处于缩回位置时与引导轴 86 和 87 重叠的位置。
     这样, 用于沿作为入射光轴的光轴 A 设置的第一透镜单元 10 和第二透镜单元 20 的退避空间增大, 并且数字式照相机在镜筒处于缩回状态下的厚度进一步减小。
     驱动单元和麦克风的位置
     下面将说明驱动第一至第五透镜单元 10 至 50 的驱动单元的位置以及麦克风的位 置。
     图 17 是镜筒位于缩回位置的包括照相机主体 100 的数字式照相机的从光轴 A 的 方向上的被摄体侧观察到的立体图。图 20 是镜筒位于缩回位置的数字式照相机的从与光 轴 A 垂直的方向截取的截面图。在图 17 中, 镜筒由 101 表示。图 17 还示出释放开关 102、 闪光灯 103、 以及包括左声道麦克风 104L 和右声道麦克风 104R 的立体声麦克风 104。
     处于缩回位置的数字式照相机的沿与光轴 A 垂直的方向截取的截面图
     图 20 是镜筒位于缩回位置的数字式照相机的从与光轴 A 垂直的方向截取的截面 图。
     图 20 示出电池 105、 三脚架安装螺纹部 106、 用于 ( 闪光灯 103 的 ) 闪光照明的 主电容器 107、 用于连接外部设备的连接端子 108、 控制释放开关 102 等的电连接的电路板 109、 以及在变焦操作和聚焦操作中在各自的光轴 A 和 B 的方向上驱动第一至第五透镜单元 10 至 50 的变焦驱动单元 110。变焦驱动单元 110 包括 TW 马达 53、 从蜗轮 54 到驱动齿轮 68 的齿轮系、 步进马达 32、 齿轮 33、 齿轮 34、 步进马达 42 等。变焦驱动单元 110 是噪音源, 当在拍摄动画期间移动透镜单元 10 至 50 中的任一方时, 噪音可能会被记录。
     在图 20 中, L 表示左声道麦克风 104L 和变焦驱动单元 110 之间的距离, R 表示右 声道麦克风 104R 和变焦驱动单元 110 之间的距离。如图 20 所示, 立体声麦克风 104 的左声道麦克风 104L 和右声道麦克风 104R 被设 置成与变焦驱动单元 110 夹着光轴 B, 并且沿与光轴 B 基本上平行的方向排列。此外, 如图 20 所示, 立体声麦克风 104 被设置在光学设备的关于与第二光轴 B 垂直并且经过第一光轴 A 的直线与主电容器 107 所在侧相反的一侧。因此, 在照相机主体 100 中, 从作为噪音源的 变焦驱动单元 110 到左声道麦克风 104L 的距离 L 与从变焦驱动单元 110 到右声道麦克风 104R 的距离 R 之间的差值不会随着的距离 L 和距离 R 的增加而增加。因此, 在拍摄动画期 间进行变焦操作或聚焦操作时可能记录的来自变焦驱动单元 110 的噪音水平降低, 而左声 道和右声道所接收到的噪音水平之间没有明显的差别。因此, 如果在左右声道之间不均匀 地进行例如电噪音减少处理, 则在重现操作期间由左右声道产生的声音的奇怪感觉减少。
     此外, 如图 20 所示, 包括在变焦驱动单元 110 中的马达沿光轴 B 配置在光轴 B 与 照相机主体 100 的底面之间。用于闪光照明的主电容器 107 被设置成与变焦驱动单元 110 夹着光轴 B, 并且以该主电容器 107 的长度方向与光轴 B 的方向对应的方式沿光轴 B 延伸。
     这样, 由于诸如变焦驱动单元 110 和主电容器 107 等长且窄的部件被设置在光轴 B 的两侧, 所以有效地利用了照相机主体 100 中的空间, 减小了照相机主体 100 的尺寸。
     摄像器件 8 的安装
     现在参考图 18 和图 20 至图 24, 将说明摄像器件 8 的安装。
     图 18 是示出数字式照相机的从光轴 A 的方向上的摄像者侧观察到的立体图。图 21 是示出镜筒位于缩回位置的数字式照相机的一部分的截面图。图 22 是示出从光轴 B 的 方向上的与被摄体侧相反的一侧观察到的包括摄像器件 8 的数字式照相机的一部分的立 体图。图 23 是示出从光轴 B 的方向上的被摄体侧观察到的包括摄像器件 8 的一部分的立 体图。图 24 是数字式照相机的分解立体图, 其示出被安装到镜筒的摄像器件 8、 传感器板 200 以及摄像电路板 201。
     图 18 示出供摄像者选择照相机的功能的操作构件 204、 和供检查已经拍摄的图像 的液晶面板 205。参考图 20 至图 24, 作为摄像器件保持构件的传感器板 200 保持摄像器件 8。摄像电路板 201 包括处理从摄像器件 8 输出的图像信号的图像处理电路 201a 和 201b。 附图标记 202 表示粘合剂。传感器板 200 利用多个固定螺钉 203 被固定到变焦体 64。
     如图 21 至图 24 所示, 传感器板 200 包括与摄像器件 8 的位于光轴 B 的方向上的 后侧的表面基本齐平的保持部 200a、 和沿光轴 B 的方向从保持部 200a 朝向与被摄体侧相反 的一侧延伸超过成像面的连接部 200b。
     粘合剂 202 被设置在摄像器件 8 的与光轴 B 垂直的面的周边的三个边与保持部 200a 之间的间隙中, 由此摄像器件 8 被固定到传感器板 200。
     连接部 200b 以当沿光轴 B 的方向观察时围绕摄像电路板 201 的方式被连接到具 有 U 形的保持部 200a。利用保持部 200a 和连接部 200b 之间的这种连接, 提高了传感器板 200 的部件精度, 防止了传感器板 200 与操作构件 204 干涉, 并且减小了照相机主体 100 在 光轴 A 的方向上的厚度。
     总结
     如前文所述, 本实施方式采用如下构造 : 在照相机主体 100 中, 从作为噪音源的变 焦驱动单元 110 到左声道麦克风 104L 的距离 L 与从变焦驱动单元 110 到右声道麦克风 104R 的距离 R 之间的差值不会随着距离 L 和距离 R 的增加而增加。因此, 在拍摄动画期间进行变焦操作或聚焦操作时可能记录的来自变焦驱动单元 110 的噪音水平降低, 而左声道和右 声道所接收到的噪音水平之间没有明显的差别。
     此外, 在驱动单元 110 中, 多个马达沿第二光轴 B 配置, 主电容器 107 以沿第二光 轴 B 延伸的方式与驱动单元 110 夹着第二光轴 B 地设置。因此, 有效地利用了空间, 并且减 小了照相机的尺寸。
     本发明的构造不限于上述实施方式中的示例。在不偏离本发明的精神的情况下, 单个元件的材料、 形状、 尺寸、 模式、 数量、 位置等可以适当变型。
     例如, 尽管上述实施方式涉及反射光学元件被示例为棱镜 6 的情况, 但是, 反射光 学元件不限于此, 而可以是镜等。
     虽然已经参照示例性实施方式说明了本发明, 但是应当理解, 本发明不限于所公 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解释, 以包含所有这些变型、 等同结构和功能。

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1、10申请公布号CN102375205A43申请公布日20120314CN102375205ACN102375205A21申请号201110237853322申请日20110818201018305320100818JPG02B7/04200601G02B7/00200601G03B17/0420060171申请人佳能株式会社地址日本东京都大田区下丸子3丁目30272发明人寺田修一细见健吾加藤阳一大野浩太74专利代理机构北京魏启学律师事务所11398代理人魏启学54发明名称光学设备57摘要一种光学设备,其包括反射光学元件,该反射光学元件将沿第一光轴的方向行进的来自被摄体的入射光弯折成沿第二光轴的。

2、方向;马达,该马达驱动沿第二光轴设置的光学构件;以及立体声麦克风,该立体声麦克风包括左声道麦克风和右声道麦克风,当从被摄体侧看时,左声道麦克风和右声道麦克风被设置在光学设备的关于第二光轴与马达所在侧相反的一侧,并且左声道麦克风和右声道麦克风沿与第二光轴基本上平行的方向排列。30优先权数据51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书13页附图23页CN102375212A1/1页21一种光学设备,其包括反射光学元件,该反射光学元件将沿第一光轴的方向行进的来自被摄体的入射光弯折成沿第二光轴的方向;马达,该马达驱动沿所述第二光轴设置的光学构件;以及立体声麦克风,。

3、该立体声麦克风包括左声道麦克风和右声道麦克风,当从被摄体侧看时,所述左声道麦克风和所述右声道麦克风被设置在所述光学设备的关于所述第二光轴与所述马达所在侧相反的一侧,并且所述左声道麦克风和所述右声道麦克风沿与所述第二光轴基本上平行的方向排列。2根据权利要求1所述的光学设备,其特征在于,所述光学设备还包括用于闪光照明的主电容器,所述主电容器以所述主电容器的长度方向与所述第二光轴平行的方式被设置在所述光学设备的关于所述第二光轴与所述马达所在侧相反的所述一侧。3根据权利要求2所述的光学设备,其特征在于,所述立体声麦克风比所述主电容器离所述马达远。4根据权利要求2所述的光学设备,其特征在于,当从所述被摄。

4、体侧看时,所述立体声麦克风被设置在所述光学设备的关于与所述第二光轴垂直并且经过所述第一光轴的直线与所述主电容器所在侧相反的一侧。权利要求书CN102375205ACN102375212A1/13页3光学设备技术领域0001本发明涉及用于通过沿光轴方向在缩回位置和摄像位置之间移动来改变摄像倍率的变焦镜筒ZOOMLENSBARREL的技术。背景技术0002在诸如数字式照相机等包括变焦镜筒的摄像设备中,日本特开2009122640号公报提出的设备包括诸如棱镜等反射光学元件,该反射光学元件通过将通过多个透镜组接收到的入射光弯折成沿与作为第一光轴的入射光轴交叉的方向而将入射光引导到摄像器件,以使设备小型。

5、化。0003在上述提案中,通过使用设置于第一透镜组的后方的棱镜等将通过设置在镜筒中的第一透镜组而进入的光沿与第一光轴基本上正交的第二光轴的方向向摄像器件弯折。0004然而,在日本特开2009122640号公报所提出的设备中,需要马达等在变焦操作期间驱动设置在第一和第二光轴上的光学构件。在该情况下,如果在拍摄动画的情况下同时进行变焦操作和聚焦操作,则声音的记录品质可能下降。这是因为可能还记录了来自多个驱动单元的噪音。发明内容0005本发明提供用在包括弯折光学系统的摄像设备中的机构,该机构抑制声音的记录品质由于来自驱动多个光学构件的驱动单元的噪音而下降。0006根据本发明的一个方面,一种光学设备,。

6、其包括反射光学元件,该反射光学元件将沿第一光轴的方向行进的来自被摄体的入射光弯折成沿第二光轴的方向;马达,该马达驱动沿所述第二光轴设置的光学构件;以及立体声麦克风,该立体声麦克风包括左声道麦克风和右声道麦克风,当从被摄体侧看时,所述左声道麦克风和所述右声道麦克风被设置在所述光学设备的关于所述第二光轴与所述马达所在侧相反的一侧,并且所述左声道麦克风和所述右声道麦克风沿与所述第二光轴基本上平行的方向排列。0007在本发明的上述方面中,立体声麦克风可以比用于闪光照明的主电容器离马达远,主电容器以主电容器的长度方向与第二光轴平行的方式被设置在第二光轴的与马达所在侧相反的一侧。0008从以下参考附图对示。

7、例性实施方式的说明,本发明的其它特征将变得明显。附图说明0009图1是根据本发明的实施方式的镜筒位于广角位置的示例性摄像设备的截面图。0010图2是图1所示的摄像设备的从第一光轴的方向上的被摄体侧观察到的主视图。0011图3是驱动第三透镜单元的机构的立体图。0012图4是光圈/快门的立体图。0013图5是光圈/快门的分解立体图。说明书CN102375205ACN102375212A2/13页40014图6是镜筒位于远摄位置的摄像设备的截面图。0015图7是图6所示的摄像设备的从第一光轴的方向上的被摄体侧观察到的主视图。0016图8是镜筒位于缩回位置的摄像设备的截面图。0017图9是图8所示的摄。

8、像设备的从第一光轴的方向上的被摄体侧观察到的主视图。0018图10是驱动凸轮筒和棱镜的机构的局部分解立体图。0019图11是棱镜驱动单元的一部分以及保持棱镜的保持构件的平面图。0020图12是示出固定筒的内侧的展开图。0021图13A至13C示出棱镜承载件PRISMCARRIER和棱镜延迟齿轮PRISMDELAYGEAR之间的相位关系以及扭力弹簧的加载量。0022图14是驱动凸轮筒和棱镜的机构的局部切断立体图。0023图15是镜筒位于缩回位置的摄像设备的后视图。0024图16是镜筒位于缩回位置的摄像设备的沿与第二光轴正交的方向截取的截面图。0025图17是镜筒位于缩回位置的摄像设备从第一光轴的。

9、方向上的被摄体侧观察到的立体图。0026图18是摄像设备的从第一光轴的方向上的摄像者侧观察到的立体图。0027图19是示出位于缩回位置的镜筒的一部分的立体图。0028图20是镜筒位于缩回位置的摄像设备的在与第一光轴垂直的方向上截取的截面图。0029图21是示出镜筒位于缩回位置的摄像设备的一部分的截面图。0030图22是示出从第二光轴的方向上的与被摄体侧相反的一侧观察到的包括摄像器件的摄像设备的一部分的立体图。0031图23是示出从第二光轴的方向上的被摄体侧观察到的包括摄像器件的摄像设备的一部分的立体图。0032图24是摄像设备的分解立体图,其示出被安装到镜筒的摄像器件、传感器板和摄像电路板。具。

10、体实施方式0033下面将参考附图说明本发明的实施方式。0034图1是作为根据本发明的实施方式的示例性摄像设备的数字式照相机的截面图,其中,摄像设备的镜筒位于广角位置。图2是图1所示的数字式照相机的从第一透镜单元的光轴、即光轴A的方向观察到的主视图。镜筒是通过沿镜筒的光轴方向在缩回位置和摄像位置之间移动来改变摄像倍率的变焦镜筒。0035如图1和图2所示,根据本实施方式的数字式照相机包括作为变焦镜筒的部件的第一透镜单元10、第二透镜单元20、棱镜6、固定筒62、凸轮筒61、直进引导筒63和变焦体64。变焦体64是示例性镜筒保持架。在图2中,未示出第一透镜单元10、第二透镜单元20、固定筒62以及直。

11、进引导筒63。0036在作为光学构件的第一透镜单元10中,由第一组透镜筒11保持第一组透镜1。在作为另一光学构件的第二透镜单元20中,由第二组透镜筒21保持第二组透镜2。第一透镜说明书CN102375205ACN102375212A3/13页5单元10和第二透镜单元20能沿光轴A移动。通过第一组透镜1和第二组透镜2进入的光被棱镜6弯折成沿光轴B的方向并且被引导到摄像器件8的成像面。光轴B与第一组透镜1和第二组透镜2的光轴A以大约90的角交叉。保持构件60以使棱镜6能沿光轴B移动的方式保持棱镜6。光轴A是根据本发明的示例性第一光轴,光轴B是根据本发明的示例性第二光轴。0037数字式照相机在棱镜6。

12、和摄像器件8之间还包括沿光轴B从棱镜6侧朝向摄像器件8依次设置的光圈/快门9、第三组透镜3、第四组透镜4、第五组透镜5以及光学滤波器7,其中,光圈/快门9控制摄像用的光量。第三组透镜3、第四组透镜4以及第五组透镜5是根据本发明的示例性光学构件。0038光圈/快门9被固定到快门基板92。第三组透镜3由第三组基板31保持。第三组基板31和快门基板92利用螺钉等接合在一起,由此提供第三透镜单元30。当由步进马达32驱动第三透镜单元30时,第三透镜单元30沿光轴B进退。这样,进行变焦操作。0039图3是驱动第三透镜单元30、即光学构件的机构的立体图。如图3所示,步进马达32在其输出轴设置有齿轮33。齿。

13、轮33与齿轮34啮合,由此使螺杆35增速转动。齿爪RACK36被设置于第三组基板31并且与螺杆35啮合。第三组基板31被与光轴B平行地延伸的作为引导构件的两个引导轴86和87支撑和保持。这样,第三组基板31能沿光轴B移动。因此,当螺杆35转动时,齿爪36在沿光轴B的方向作用于该齿爪36的力的作用下移动,并且第三透镜单元30与齿爪36一起在光轴B的方向上移动。0040图4是光圈/快门9的立体图。图5是光圈/快门9的分解立体图。如图4和图5所示,光圈/快门9包括被设置在快门基板92和盖96之间并且被构造成开闭开口APERTURE96AP的多个叶片94和95。盖96被设置在第三组基板31侧。盖96和。

14、快门基板92利用螺钉97彼此固定。0041步进马达91是驱动光圈/快门9的多个叶片94和95开闭的致动器。步进马达91在其马达轴设置有沿与马达轴的轴线正交的方向延伸的杆93。杆93在杆93的延伸方向上的两端具有轴93A和93B。0042轴93A以该轴能在圆弧孔92A和圆弧孔96A中移动的方式被装配到圆弧孔92A、长孔94A和圆弧孔96A,其中,圆弧孔92A设置于快门基板92,长孔94A设置于叶片94,圆弧孔96A设置于盖96。轴93B以该轴能在圆弧孔92B和圆弧孔96B中移动的方式被装配到圆弧孔92B、长孔95A以及圆弧孔96B,其中,圆弧孔92B设置于快门基板92,长孔95A设置于叶片95,。

15、圆弧孔96B设置于盖96。0043当步进马达91被驱动并且杆93被转动时,叶片94和95沿相反的方向运动。通过使叶片94和95来回运动,开口96AP打开和关闭,通过调节用于开闭开口96AP的叶片94和95之间的间隙来控制摄像用的光量而实现作为光圈的功能,通过将叶片94和95从开口96AP打开的状态移动到开口96AP关闭的状态而实现作为快门功能。0044返回图1和图2,第四组透镜4被第四组透镜保持件41保持,由此提供作为光学构件的第四透镜单元40。第四透镜单元40以能沿光轴B移动的方式被引导轴86和87支撑和保持。第四透镜单元40被弹簧未示出朝向被摄体侧施力。当拍摄图像时,第四透镜单元40与止动。

16、件未示出接触,由此固定在图1和图2所示的位置。0045第五组透镜5由第五组透镜保持件51保持,由此提供作为光学构件的第五透镜单说明书CN102375205ACN102375212A4/13页6元50。第五透镜单元50以能沿光轴B移动的方式被引导轴86和87支撑和保持。通过驱动步进马达42并且由此转动螺杆42A以使得第五透镜单元50沿光轴B进退来进行变焦操作和聚焦操作。光学滤波器7具有用于去掉空间频率高的光的低通滤波器功能和用于去掉红外光的功能。0046图6是镜筒位于远摄位置的数字式照相机的截面图。图7是图6所示的数字式照相机的沿光轴A的方向观察到的主视图。在图7中,未示出第一透镜单元10、第二。

17、透镜单元20、固定筒62以及直进引导筒63。0047如图6和图7所示,当镜筒移向远摄位置时,第一透镜单元10沿光轴A朝向被摄体侧前进,并且第二透镜单元20沿光轴A后退并且停止在棱镜6附近的位置。此外,第三透镜单元30以沿光轴B朝向棱镜6移动的方式被步进马达32驱动并且停止在棱镜6附近的位置。0048在上述状态下,如图7所示,驱动光圈/快门9的叶片94和95开闭的步进马达91位于棱镜6的下侧并且与光轴B平行地延伸,使得该步进马达91在光轴B的方向上的位置与棱镜6在光轴B的方向上的位置一致COINCIDE,并且整个步进马达91与棱镜6重叠。第四透镜单元40以沿光轴B朝向摄像器件8移动的方式被步进马。

18、达42驱动并且停止在摄像器件8附近的位置。0049图8是镜筒位于缩回位置的数字式照相机的截面图。图9是图8所示的数字式照相机的沿光轴A的方向观察到的主视图。图15是镜筒位于缩回位置的数字式照相机的后视图。图16是镜筒位于缩回位置的数字式照相机的沿与光轴B正交的方向截取的截面图。0050如图8、图9和图16所示,当镜筒移向缩回位置时,棱镜6、第三透镜单元30、以及第五透镜单元50以彼此不干涉的方式沿光轴B朝向摄像器件8移动。在该移动中,第四透镜单元40被第三透镜单元30朝向摄像器件8推向退避位置,由此移动到退避位置。这样,在第二透镜单元20和第一透镜单元10的后方提供收纳空间。0051变焦体64。

19、保持引导轴86和87以及光学滤波器7。如图15所示,引导轴86和87均以如下方式延伸引导轴86和87的轴向一端到达当从光轴A的方向观察时与设置在凸轮筒61中的第二组透镜筒21重叠的位置,并且引导轴86和87的轴向另一端到达保持光学滤波器7的位置。变焦体64还保持在光轴A的方向上的被摄体侧的固定筒62。变焦体64还保持包括在下文单独说明的驱动机构中的齿轮系。0052在图1和图6中,尺寸X表示位于固定筒62、凸轮筒61和棱镜6的在光轴A的方向上的后方与被摄体侧相反的一侧位置的变焦体64的背面壁的最小厚度,在该状态下棱镜6处于朝向摄像器件8移动之前的位置。此外,尺寸Y表示变焦体64的背面壁的外表面与。

20、被摄体侧相反的一侧的表面到保持棱镜6的保持构件60的距离。考虑到变焦体64的最小厚度、与保持构件60的间隙等,保持YX的关系。0053在本实施方式中,变焦体64的背面壁具有供第二透镜单元20在光轴A的方向上退避的贯通孔64A。因此,当保持棱镜6的保持构件60朝向摄像器件8退避时在第一透镜单元10和第二透镜单元20的后方提供的退避空间与对应于尺寸Y并且由贯通孔64A限定的空间结合,由此提供收纳空间。第二透镜单元20和第一透镜单元10沿光轴A退避并且被收纳在收纳空间中。0054如图16所示,第二组透镜筒21在与引导轴86和87重叠的部分具有作为间隙槽说明书CN102375205ACN1023752。

21、12A5/13页7CLEARANCEGROOVE的缺口NOTCH21A和21B,从而当第二透镜单元20沿光轴A退避时第二组透镜筒21不与引导轴86和87干涉。0055因此,当镜筒处于缩回状态时,第二组透镜2被收纳在引导轴86和87之间的位置,第二组透镜2的面R2在光轴A的方向上位于引导轴86和87的后侧且距离引导轴86和87尺寸Z。0056在上述状态下,如图9所示,驱动光圈/快门9的叶片94和95开闭的步进马达91位于棱镜6的下侧并且与光轴B平行地延伸,使得步进马达91在光轴B的方向上的位置与棱镜6在光轴B的方向上的位置一致,并且整个步进马达91与棱镜6重叠。0057固定筒62、凸轮筒61以及。

22、直进引导筒630058现在,将说明固定筒62、凸轮筒61和直进引导筒63。图19是示出位于缩回位置的镜筒的一部分的立体图。固定筒62在其内周具有多个凸轮槽62A参见图12,设置于凸轮筒61的外周的凸轮销未示出以凸轮方式与凸轮槽62A相应地接合。凸轮槽62A在周向上以基本上均等REGULAR的间隔设置。凸轮筒61在其外周具有与下文单独说明的驱动齿轮68啮合的齿轮部61A。利用从驱动齿轮68传递到凸轮筒61的驱动力来驱动凸轮筒61转动。凸轮筒61还在凸轮筒61的在光轴A的方向上的成像面侧后侧具有缺口61B和61C参见图19。在该状态下,由固定筒62的凸轮槽62A和凸轮筒61的凸轮销实现的凸轮作用导。

23、致凸轮筒61沿光轴A前进或后退。由此能沿光轴A进退的凸轮筒61还在其内周具有第一组凸轮槽和第二组凸轮槽未示出。0059如上所述,凸轮筒61在凸轮筒61的在光轴A的方向上的成像面侧后侧具有缺口61B和61C参见图19。因此,当凸轮筒61在光轴A的方向上从图1所示的广角位置朝向成像面侧后侧移动时,引导轴86和87相应地前进到缺口61B和61C中。这样,凸轮筒61在不与引导轴86和87干涉的情况下能移动到图8和图19所示的缩回位置。0060直进引导筒63被设置在凸轮筒61的内周侧,并且能与凸轮筒61一起在光轴A的方向上移动。作为直进引导构件的直进引导筒63在光轴A的方向上的成像面侧后侧具有缺口63A。

24、和63B参见图19。当直进引导筒63在光轴A的方向上从图1所示的广角位置朝向成像面侧后侧移动时,引导轴86和87相应地前进到缺口63A和63B中。因此,直进引导筒63在不与引导轴86和87干涉的情况下能移动到图8和图19所示的缩回位置。第一透镜单元10被设置在凸轮筒61和直进引导筒63的内周侧。被设置在第一透镜单元10的第一组透镜筒11的外周的凸轮销未示出以凸轮方式与凸轮筒61的第一组凸轮槽接合。直进引导筒63在其外周具有沿光轴A的方向延伸的直进槽未示出。当设置在第一组透镜筒11的内周的凸部未示出与直进槽接合时,第一组透镜筒11绕光轴A的转动停止。0061第二透镜单元20被设置在直进引导筒63。

25、的内周侧。在第二透镜单元20中,如在第一透镜单元10中那样,设置于第二组透镜筒21的凸轮销未示出以凸轮方式与凸轮筒61的第二组凸轮槽接合。直进引导筒63还具有沿光轴A的方向延伸的贯通槽未示出。当设置在第二组透镜筒21的凸轮销的基部处的接合部未示出与贯通槽接合时,第二组透镜筒21沿转动方向的运动停止。0062当凸轮筒61转动时,由凸轮筒61的第一组凸轮槽和第一组透镜筒11的凸轮销实现凸轮作用,由此,第一组透镜筒11以第一组透镜筒11的凸部沿着直进引导筒63的直进说明书CN102375205ACN102375212A6/13页8槽在光轴A的方向上滑动的方式沿光轴A相对于凸轮筒61前进或后退。因此,。

26、当凸轮筒61沿光轴A相对于固定筒62前进或后退时,第一组透镜筒11沿光轴A相对于凸轮筒61前进或后退,并且第一组透镜1在缩回位置和摄像位置之间移动。同样,第二组透镜2在缩回位置和摄像位置之间移动。0063驱动凸轮筒61和棱镜6的机构0064现在,参考图10至图14,将说明驱动凸轮筒61和棱镜6的机构。图10是驱动凸轮筒61和棱镜6的机构的局部分解立体图。0065在图10和图14中,缩回位置/广角位置RW马达67是使第一透镜单元10和第二透镜单元20在缩回位置和广角位置之间移动的驱动源。远摄位置/广角位置TW马达53是使第一透镜单元10和第二透镜单元20在远摄位置和广角位置之间移动的驱动源。RW。

27、马达67和TW马达53均被设置成使得其马达轴的轴线沿光轴B的方向延伸,并且马达轴在凸轮筒61的径向上向内取向。TW马达53相对于RW马达67被设置在被摄体侧。RW马达67的马达轴压配有蜗轮52。TW马达53的马达轴压配有蜗轮54。0066在蜗轮54和蜗轮52之间在与光轴A平行的方向上从被摄体侧图10和图14中的上侧依次同轴地设置变焦环形齿轮ZOOMRINGGEAR55、变焦过桥齿轮ZOOMCARRIERGEAR56以及太阳齿轮57。0067太阳齿轮57包括作为正齿轮SPURGEAR的三个太阳齿轮57A至57C。齿轮66B与太阳齿轮57A啮合并且还经由介于齿轮66B和蜗轮52之间的螺旋齿轮66A。

28、HELICALGEAR与蜗轮52啮合。0068变焦过桥齿轮56包括齿轮部56A和从齿轮部56A的面向被摄体侧的面突出的三个轴部。轴部在周向上以基本上均等的间隔设置,并且各自能转动地支撑变焦行星齿轮58。齿轮部56A与正齿轮65A啮合。正齿轮65A经由介于正齿轮65A和蜗轮54之间的螺旋齿轮65B与蜗轮54啮合。变焦行星齿轮58与太阳齿轮57B啮合。变焦环形齿轮55包括内齿轮55A和外齿轮55B。内齿轮55A与变焦行星齿轮58啮合。外齿轮55B与中间齿轮59啮合。中间齿轮59与驱动齿轮68啮合。驱动齿轮68与凸轮筒61的齿轮部61A啮合。0069现在,将说明棱镜驱动单元80。棱镜驱动单元80被设。

29、置在太阳齿轮57的下方并且包括与太阳齿轮57同轴地从被摄体侧依次设置的棱镜承载件81、扭力弹簧84以及棱镜延迟齿轮82。棱镜延迟齿轮82被能转动地支撑于棱镜承载件81。0070棱镜承载件81具有在面向被摄体侧的面突出的三个轴部。轴部在周向上以基本上均等的间隔设置并且各自能转动地支撑棱镜行星齿轮83。棱镜行星齿轮83与太阳齿轮57C和固定到齿轮基板未示出的内齿轮啮合。0071棱镜延迟齿轮82的齿轮部与棱镜驱动齿轮85啮合。棱镜承载件81和棱镜延迟齿轮82具有各自的闩锁部CATCHPORTION81B和82B。闩锁部81B和82B朝向彼此延伸。闩锁部81B被设置在闩锁部82B的径向内侧参见图13A。

30、至13C。0072扭力弹簧84包括线圈部和从线圈部的轴向两端朝向径向外侧延伸的两个臂部84A和84B。两个臂部84A和84B被棱镜延迟齿轮82的闩锁部82B和棱镜承载件81的闩锁部81B相应地闩锁。在组装时,扭力弹簧84被预加载成使得两个臂部84A和84B被相位彼此一致地取向的闩锁部82B和81B相应地闩锁参见图13B。0073在该状态下,当在允许棱镜延迟齿轮82转动的情况下转动棱镜承载件81时,棱镜说明书CN102375205ACN102375212A7/13页9承载件81、棱镜延迟齿轮82和扭力弹簧84一起转动。另一方面,当在棱镜延迟齿轮82被阻止转动的情况下转动棱镜承载件81时,仅棱镜承。

31、载件81转动,并且扭力弹簧84被过度加载。0074棱镜驱动单元80的一部分以及保持构件600075图11是示出棱镜驱动单元80的一部分以及保持棱镜6的保持构件60的平面图。0076如图11所示,保持构件60包括与两个引导轴86和87相应地可动地接合的接合部60A和60B,其中,引导轴86和87是在光轴B的方向上彼此平行地延伸的引导构件。接合部60A具有齿条60C。齿条60C与棱镜驱动齿轮85啮合。因此,当棱镜驱动齿轮85转动时,保持构件60和棱镜6一起沿光轴B前进或后退。当从光轴A的被摄体侧观察时,与保持构件60接合的引导轴86和87延伸到凸轮筒61和直进引导筒63中。这是因为,在摄像状态下,。

32、棱镜6需要使来自被摄体的沿光轴A的方向行进的光弯折成沿光轴B的方向。0077凸轮筒61和棱镜6的操作0078返回图10,将说明凸轮筒61和棱镜6的操作。0079当RW马达67被驱动而TW马达53停止时,驱动力从RW马达67传递到太阳齿轮57,由此太阳齿轮57转动,而连接到TW马达53的变焦过桥齿轮56停止。因此,变焦行星齿轮58不作轨道公转而仅绕自身的轴线转动。0080例如,假设太阳齿轮57B具有9个齿,变焦行星齿轮58均具有10个齿,并且变焦环形齿轮55的内齿轮55A具有30个齿,则太阳齿轮57的转动以原始速度的1/333的减速被传递到变焦环形齿轮55。外齿轮55B的转动经由中间齿轮59被传。

33、递到驱动齿轮68,驱动齿轮68的转动被传递到凸轮筒61的齿轮部61A,由此驱动凸轮筒61转动。0081变焦环形齿轮55的转动方向与太阳齿轮57的转动方向相反。在该情况下,太阳齿轮57的转动经由棱镜行星齿轮83被传递到棱镜承载件81。这里,如果保持构件60能沿光轴B的方向移动,则扭力弹簧84和棱镜延迟齿轮82与棱镜承载件81一起转动,由此导致保持构件60在光轴B的方向上前进或后退。另一方面,如果阻止保持构件60在光轴B的方向上移动,则棱镜延迟齿轮82不允许转动。因此,扭力弹簧84吸收棱镜承载件81的转动同时被过度加载。0082当TW马达53被驱动而RW马达67停止时,连接到RW马达67的太阳齿轮。

34、57停止,而连接到TW马达53的变焦过桥齿轮56转动。因此,变焦行星齿轮58在绕自身的轴线转动的同时作轨道公转。例如,假设太阳齿轮57B具有9个齿,变焦行星齿轮58均具有10个齿,并且变焦环形齿轮55的内齿轮55A具有30个齿,则变焦过桥齿轮56的转动以13倍于原始速度的增速被传递到变焦环形齿轮55。这样,凸轮筒61被驱动转动。0083在该情况下,变焦环形齿轮55的转动方向与变焦过桥齿轮56的转动方向相同。此外,由于太阳齿轮57在该状态下停止,所以棱镜承载件81也停止。因此,驱动力不传递到保持构件60。0084当RW马达67和TW马达53均被驱动时,合成的转数被传递到变焦环形齿轮55。例如,将。

35、考虑太阳齿轮57沿顺时针方向以1RPM转动并且变焦过桥齿轮56沿顺时针方向以1RPM转动的情况。将由太阳齿轮57实现的变焦环形齿轮55的转数是沿逆时针方向03RPM。将由变焦过桥齿轮56实现的变焦环形齿轮55的转数是沿顺时针方向13RPM。因此,合成二者的转数,变焦环形齿轮55沿顺时针方向以1RPM转动。说明书CN102375205ACN102375212A8/13页100085将考虑太阳齿轮57沿顺时针方向以13RPM转动而变焦过桥齿轮56沿顺时针方向以03RPM转动的情况。将由太阳齿轮57实现的变焦环形齿轮55的转数是沿逆时针方向039RPM。将由变焦过桥齿轮56实现的变焦环形齿轮55的转。

36、数是沿顺时针方向039RPM。合成二者的转数,变焦环形齿轮55停止。0086上述说明示出,如果适当地选择RW马达67和TW马达53的转数和转动方向,能够在维持凸轮筒61静止的状态下驱动棱镜6。上述说明还示出,连接到RW马达67的齿轮系的减速比大,而连接到TW马达53的齿轮系的减速比小。下文中将单独说明该方面。0087将棱镜6移动到摄像位置的操作和移动到退避位置的操作0088现在参考图12以及图13A至13C,将说明通过将第一透镜单元10和第二透镜单元20沿光轴A的方向向前移动来将棱镜6移动到摄像位置的操作。0089图12是示出固定筒62的内侧的展开图。如图12所示,固定筒62在其内周具有凸轮槽。

37、62A,该凸轮槽62A与设置在凸轮筒61的外周的凸轮销以凸轮方式接合。凸轮槽62A在周向上以基本上均等的间隔设置。固定筒62在其后端部还具有缺口62B。当保持棱镜6的保持构件60在光轴B的方向上进退时,保持构件60通过缺口62B。0090此外,凸轮筒61和直进引导筒63在各自的与引导轴86和87重叠的部分具有作为间隙槽的缺口61B和61C以及63A和63B参见图19,从而避免凸轮筒61和直进引导筒63在光轴A的方向上退避到缩回位置时与引导轴86和87干涉。这是因为,当从光轴A的被摄体侧观察时,与保持构件60接合的引导轴86和87延伸到凸轮筒61和直进引导筒63中,以允许棱镜6移动到摄像位置。因。

38、此,即使当从光轴A的被摄体侧观察时与保持构件60接合的引导轴86和87延伸到凸轮筒61和直进引导筒63中,由于作为间隙槽的缺口61B、61C、63A和63B的存在,也能减小变焦镜头在缩回状态下在光轴A的方向上的长度。0091凸轮筒61和直进引导筒63是本发明的示例性驱动筒。0092棱镜承载件81和棱镜延迟齿轮82之间的相位关系以及其他因素0093图13A至图13C示出棱镜承载件81和棱镜延迟齿轮82之间的相位关系以及扭力弹簧84的加载量。0094当镜筒位于缩回位置时,凸轮筒61的各凸轮销位于固定筒62的凸轮槽62A中的对应凸轮槽62A的图12所示的位置62C。棱镜承载件81和棱镜延迟齿轮82在。

39、该状态下的相位关系在图13A中示出,其中,扭力弹簧84被过度加载。在该状态下,保持构件60在扭力弹簧84的加载力的作用下被沿光轴B沿退避方向朝向摄像器件8施力,而保持构件60在退避方向上的运动被机械端未示出阻止。0095为了使镜筒进入摄像状态,首先沿使凸轮筒61向前移动的方向转动RW马达67。在该运动中,凸轮筒61的各凸轮销在固定筒62的对应的凸轮槽62A中向图12中的右方移动,并且在凸轮槽62A的升程部分中导致第一透镜单元10和第二透镜单元20沿光轴A向前移动。在该向前移动期间,棱镜承载件81还沿使保持构件60向前移向摄像位置的方向转动,而处于过度加载状态的扭力弹簧84保持棱镜延迟齿轮82停。

40、止。因此,保持构件60在退避位置保持静止。0096当凸轮筒61在光轴A的方向上向前移动并且提供允许保持构件60移向摄像位置的空间时,如图13B所示,棱镜承载件81的闩锁部81B的相位和棱镜延迟齿轮82的闩锁部82B的相位彼此一致。说明书CN102375205ACN102375212A9/13页110097此外,当RW马达67沿使凸轮筒61向前移动的方向转动时,凸轮筒61的各凸轮销在固定筒62的对应的凸轮槽62A中向图12中的右方移动,并且保持构件60移向摄像位置。0098当凸轮筒61到达广角位置时,在沿使凸轮筒61向前移动的方向驱动RW马达67的同时,沿使凸轮筒61向后移动的方向驱动TW马达5。

41、3。这样,在凸轮筒61在广角位置保持静止的状态下,仅保持构件60继续沿光轴B朝向摄像位置移动。0099当保持构件60到达摄像位置时,保持构件60与摄像侧止动件未示出接触并且因此停止。当保持构件60停止时,棱镜延迟齿轮82停止。在该状态下,当RW马达67继续沿使凸轮筒61向前移动的方向被驱动时,棱镜承载件81继续沿使保持构件60移向摄像位置的方向转动,并且扭力弹簧84被过度加载。0100通过将扭力弹簧84过度加载到一定程度,扭力弹簧84作用为使得保持构件60被朝向摄像侧止动件施力。这样,当拍摄图像时,有效地稳定了保持构件60的位置和取向。0101当扭力弹簧84被过度加载到预定程度时,RW马达67。

42、和TW马达53停止。0102通过上述的一系列操作,使第一透镜单元10、第二透镜单元20以及棱镜6进入各自的广角位置,由此,镜筒进入摄像状态。当凸轮筒61到达广角位置时,各凸轮销移动到固定筒62的对应凸轮槽62A中的位置62D。随后,第三透镜单元30和第四透镜单元40沿光轴B移动到各自的预定位置。0103为了将镜筒从广角位置移动到缩回位置,进行与上述的一系列操作相反的一系列操作。首先,第三透镜单元30和第四透镜单元40沿光轴B朝向摄像器件8退避。随后,在沿使凸轮筒61向前移动的方向驱动TW马达53的同时,沿使凸轮筒61向后移动的方向驱动RW马达67。这样,仅棱镜承载件81沿使保持构件60移向退避。

43、位置的方向转动,而凸轮筒61被阻止转动。0104然后,棱镜承载件81转动与扭力弹簧84的上述过度加载对应的量,并且使棱镜承载件81的闩锁部81B的相位与棱镜延迟齿轮82的闩锁部82B的相位彼此一致。在该运动中,棱镜延迟齿轮82与棱镜承载件81和扭力弹簧84一起在使保持构件60移向退避位置的方向上转动,由此,保持构件60沿退避方向移动。0105当保持构件60移向退避位置并且在凸轮筒61的后方提供允许收纳凸轮筒61的空间时,TW马达53停止,仅RW马达67继续沿使凸轮筒61向后移动的方向被驱动,由此凸轮筒61开始向后移动。当保持构件60到达退避位置时,保持构件60与退避侧机械端未示出接触并且停止。。

44、与此同时,棱镜延迟齿轮82停止。0106由于RW马达67继续被驱动以使凸轮筒61向后移动到缩回位置,因此,棱镜承载件81继续沿使保持构件60移向退避位置的方向转动,同时扭力弹簧84被过度加载。当凸轮筒61被收纳在缩回位置并且第一透镜单元10和第二透镜单元20因此被收纳时,RW马达67停止。0107为了通过使镜筒在广角位置和远摄位置之间移动而进行变焦操作,仅驱动TW马达53。这样,第一透镜单元10和第二透镜单元20在光轴A的方向上移动,而不使保持构件60沿光轴B的方向移动。当镜筒位于远摄位置时,凸轮筒61的各凸轮销位于固定筒62的对应凸轮槽62A中的位置62E参见图12。0108现在,将说明如上。

45、所述的当连接到RW马达67的齿轮系的减速比大而连接到TW马达53的齿轮系的减速比小时提供的效果。说明书CN102375205ACN102375212A10/13页120109基本上,在从缩回位置到广角位置的范围中驱动凸轮筒61所产生的负荷大于在从广角位置到远摄位置的摄像区域中驱动凸轮筒61所产生的负荷。在从缩回位置到广角位置的范围中,固定筒62的凸轮槽62A中的上升角大,并且经常会增加在操作镜头防护器未示出时产生的负荷。因此,需要使用减速比大的齿轮系来提高马达的扭矩。0110另一方面,在从广角位置到远摄位置的摄像区域中,马达的转数需要被抑制到低水平,使得在拍摄诸如动画等图像时不记录在驱动透镜时。

46、产生的噪音。在该情况下,如果使用减速比大的齿轮系,则凸轮筒的转速变得非常低。0111在本实施方式中,在驱动凸轮筒61所产生的负荷大的从缩回位置到广角位置的范围中,RW马达67的驱动力经由减速比大的齿轮系被传递到凸轮筒61,由此驱动凸轮筒61。此外,在从广角位置到远摄位置的摄像区域中,TW马达53的驱动力经由减速比小的齿轮系被传递到凸轮筒61,由此驱动凸轮筒61。因此,在拍摄动画期间,即使TW马达53低速转动以抑制在驱动马达时所产生的噪音,也能以适当的速度实现变焦操作。0112此外,在本实施方式中,RW马达67和TW马达53可以是不同类型的马达。例如,直流DC马达可以用作RW马达67,步进马达可。

47、以用作TW马达53。与DC马达相比,步进马达能以低速稳定地控制,因此步进马达适于在拍摄动画期间进行的低速驱动。0113另外,提供采用包括微步驱动MICROSTEPDRIVE和两相励磁驱动TWOPHASEEXCITATIONDRIVE的不同驱动法的步进马达的选择。如果采用微步驱动,则可以实现更安静的驱动操作。如果采用两相励磁驱动,则可以实现更高扭矩的驱动操作。因此,例如,在期望安静的动画拍摄期间进行的变焦操作中可以采用微步驱动,而在拍摄静止图像时进行的变焦操作中可以采用两相励磁驱动。0114此外,根据本实施方式的驱动机构的齿轮系被构造成使得不管驱动的是RW马达67还是TW马达53都能在从缩回位置。

48、到远摄位置的整个范围驱动凸轮筒61。因此,如果期望高速变焦操作,则使用RW马达67;如果期望低速变焦操作,则使用TW马达53。因此,可以选择性地使用RW马达67和TW马达53。0115脉冲齿轮系700116返回图10,现在将说明用来检测第一透镜单元10和第二透镜单元20在光轴A的方向上的位置的脉冲齿轮系70。0117如图10所示,脉冲齿轮系70被连接到作为行星齿轮系的输出齿轮的变焦环形齿轮55,并且被连接到中间齿轮59。脉冲齿轮系70包括位于最下游侧的脉冲板71。脉冲板71具有多个叶片。利用光遮断器72计数叶片的通过次数,由此检测凸轮筒61的转动量。以能够获得根据光学设计所确定的期望分辨率的方。

49、式来确定脉冲齿轮系70的增速比和脉冲板71的叶片数。0118在通过使用齿轮系来实现马达的驱动力的传递的一般情况下,基本上不存在由于滑动等造成的转动量的损失。因此,根据减速比线性地确定凸轮筒的相对于马达的转动量的转动量。但是,实际上,凸轮筒的相对于马达的转动量的转动量由于齿轮的齿隙BACKLASH和啮合误差而变化。0119然而,在用一个马达驱动一个凸轮筒的现有技术镜筒中,一旦齿轮被组装,即使在马达被驱动时齿轮之间的啮合关系也是不变的。也就是说,由于相互啮合的齿轮组合总是一样的,所以凸轮筒的转动量相对于马达的转动量的变化状态是恒定的。因此,即使从马达说明书CN102375205ACN102375212A11/13页13的转动量来计算凸轮筒的转动量,所算出的凸轮筒的转动量和凸轮筒的实际转动量之间的误差也很小。0120相反地,如在本实施方式中那样,在通过使用行星齿轮系合成两个马达的转动量而驱动一个凸轮筒的情况中,当马达中的一个马达转动时,另一个马达和变焦环形齿轮55之间的啮合关系改变。0121也就是,每当照相机的电源被打开时,彼此啮合的齿的组合改变,并且凸轮筒的转动量相对于马达的转动量的变化状态也改变。因此,如果从马达的转动量计算凸轮筒的转动量,则所算出的凸轮筒的转动量和凸轮筒的实际转动量之间会有显著的误差。0122然而,在本实施方式中,由于脉冲齿轮系70从设置在凸轮筒61和作为行星齿。

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