透鏡筒、光學(xué)裝置和制造透鏡筒的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種透鏡筒，所述透鏡筒將用于光學(xué)裝置，例如數(shù)字照相機(jī)、攝像機(jī)和可更換透鏡。
【背景技術(shù)】
[0002]上述透鏡筒包括這樣的透鏡筒，所述透鏡筒具有通過利用可沿周向方向繞光學(xué)軸線旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)筒的旋轉(zhuǎn)而使得保持器沿光學(xué)軸線方向運(yùn)動(dòng)以用于聚焦和變焦的機(jī)構(gòu)，所述保持器保持光學(xué)元件，例如透鏡(下文中，保持器稱為“透鏡保持框架”)。這樣的機(jī)構(gòu)通常使用具有凸輪部分的凸輪筒作為可旋轉(zhuǎn)筒，使用具有沿光學(xué)軸線方向延伸的直線引導(dǎo)部分的引導(dǎo)筒作為基部筒，并使用與凸輪部分和直線引導(dǎo)部分都接合的凸輪從動(dòng)器。凸輪從動(dòng)器通過緊固部件(例如螺釘)而固定在透鏡保持框架上。凸輪筒沿周向方向的旋轉(zhuǎn)使得凸輪從動(dòng)器由凸輪部分沿光學(xué)軸線方向驅(qū)動(dòng)，同時(shí)由直線引導(dǎo)部分沿光學(xué)軸線方向引導(dǎo)，這使得透鏡保持框架沿光學(xué)軸線方向運(yùn)動(dòng)。
[0003]為了非常精確地使得透鏡保持框架與凸輪部分的運(yùn)動(dòng)一起運(yùn)動(dòng)，重要的是使得凸輪從動(dòng)器沒有位置偏移地、穩(wěn)定地固定在透鏡保持框架上的預(yù)定位置處。因此，希望將凸輪從動(dòng)器非常精確地附接在透鏡保持框架上以及在沒有游隙(backslash)的情況下使凸輪從動(dòng)器、凸輪部分和直線引導(dǎo)部分相互接合。
[0004]另外，需要即使當(dāng)在透鏡筒裝配之后環(huán)境(例如溫度)變化時(shí)也防止由例如透鏡保持框架的傾斜(由于凸輪從動(dòng)器、凸輪部分和直線引導(dǎo)部分之間的接合游隙的增加導(dǎo)致)而引起的光學(xué)性能降低。
[0005]日本專利申請(qǐng)公開N0.2000-002830公開了一種透鏡筒，其中，基部筒和可運(yùn)動(dòng)筒中的一個(gè)在它的兩個(gè)彼此周向相鄰相位處設(shè)有直線槽，各直線槽沿光學(xué)軸線方向延伸，并分別與固定在基部筒和可運(yùn)動(dòng)筒中的另一個(gè)上的接合部件接合，這防止可運(yùn)動(dòng)筒傾斜。
[0006]不過，在日本專利申請(qǐng)公開N0.2000-002830中公開的透鏡筒中，可運(yùn)動(dòng)筒通過固定于基部筒上的接合部件與形成于可運(yùn)動(dòng)筒中的直線槽的接合以及提供于可旋轉(zhuǎn)聚焦環(huán)上的驅(qū)動(dòng)銷與形成于可運(yùn)動(dòng)筒中的引導(dǎo)槽的接合而沿光學(xué)軸線方向運(yùn)動(dòng)。可運(yùn)動(dòng)筒沿光學(xué)軸線方向線性運(yùn)動(dòng)，而沒有沿周向方向的旋轉(zhuǎn)。這種結(jié)構(gòu)能夠通過接合部件與直線槽接合而防止可運(yùn)動(dòng)筒傾斜，但是不能防止可運(yùn)動(dòng)筒沿光學(xué)軸線方向的位置精度受到接合部件和驅(qū)動(dòng)銷的尺寸公差的影響，原因是與直線槽接合的接合部件和驅(qū)動(dòng)銷分開地提供。而且，與直線槽接合的接合部件的尺寸公差或裝配誤差的存在在可運(yùn)動(dòng)筒的運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生別扭(twisting)(撬起，扭轉(zhuǎn)，磨耗)。所述別扭增加了負(fù)載，從而導(dǎo)致聚焦環(huán)的操作感覺變差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了一種透鏡筒，所述透鏡筒抗環(huán)境變化和沖擊，并能夠在可運(yùn)動(dòng)筒的運(yùn)動(dòng)過程中以良好位置精度地保持可運(yùn)動(dòng)筒，而不會(huì)降低操作感覺。本發(fā)明還提供了包括所述透鏡筒的光學(xué)裝置。
[0008]作為本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種透鏡筒，所述透鏡筒包括:基部筒，所述基部筒沿光學(xué)軸線方向以及沿圍繞光學(xué)軸線的周向方向固定；可運(yùn)動(dòng)筒，所述可運(yùn)動(dòng)筒能夠沿光學(xué)軸線方向相對(duì)于基部筒運(yùn)動(dòng)，所述可運(yùn)動(dòng)筒包括第一孔部分和多個(gè)第二孔部分；可旋轉(zhuǎn)筒，所述可旋轉(zhuǎn)筒能夠相對(duì)于基部筒和可運(yùn)動(dòng)筒沿周向方向旋轉(zhuǎn)；以及多個(gè)第一引導(dǎo)部件。所述基部筒包括多個(gè)直線引導(dǎo)部分，所述直線引導(dǎo)部分沿光學(xué)軸線方向延伸，以沿光學(xué)軸線方向引導(dǎo)可運(yùn)動(dòng)筒，所述可旋轉(zhuǎn)筒包括多個(gè)凸輪部分，以使得所述可運(yùn)動(dòng)筒通過可旋轉(zhuǎn)筒的旋轉(zhuǎn)而沿光學(xué)軸線方向運(yùn)動(dòng)，所述第一引導(dǎo)部件與所述凸輪部分和直線引導(dǎo)部分接合，所述凸輪部分、直線引導(dǎo)部分、第一引導(dǎo)部件分別提供于多個(gè)相位處，這些相位是沿周向方向的三個(gè)或更多相位，所述第一引導(dǎo)部件中的提供于所述多個(gè)相位中的第一相位處的引導(dǎo)部件與第一孔部分接合，以及所述第一引導(dǎo)部件中的提供于所述多個(gè)相位中的與第一相位不同的兩個(gè)或更多第二相位處的其它引導(dǎo)部件各自與各個(gè)第二孔部分接合。在垂直于光學(xué)軸線的方向上看時(shí)，各個(gè)第二孔部分沿周向方向的寬度大于第一孔部分沿周向方向的寬度。
[0009]作為本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種包括透鏡的光學(xué)裝置，上述透鏡筒保持所述透鏡。
[0010]作為本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明提供了一種制造透鏡筒的方法，所述透鏡筒包括:基部筒，所述基部筒沿光學(xué)軸線方向以及沿圍繞光學(xué)軸線的周向方向固定；可運(yùn)動(dòng)筒，所述可運(yùn)動(dòng)筒能夠沿光學(xué)軸線方向相對(duì)于基部筒運(yùn)動(dòng)；可旋轉(zhuǎn)筒，所述可旋轉(zhuǎn)筒能夠相對(duì)于基部筒和可運(yùn)動(dòng)筒沿周向方向旋轉(zhuǎn)。所述方法包括以下步驟:將多個(gè)第一引導(dǎo)部件中的各個(gè)第一引導(dǎo)部件插入多個(gè)凸輪部分中的各個(gè)凸輪部分以及多個(gè)直線引導(dǎo)部分中的各個(gè)直線引導(dǎo)部分，所述多個(gè)凸輪部分提供于多個(gè)相位處并被包括在可旋轉(zhuǎn)筒中，所述多個(gè)直線引導(dǎo)部分提供于多個(gè)相位處并被包括在基部筒中，通過第一孔部分將所述第一引導(dǎo)部件中的提供于所述多個(gè)相位中的第一相位處的引導(dǎo)部件沿光學(xué)軸線方向以及沿周向方向相對(duì)于可運(yùn)動(dòng)筒定位；通過多個(gè)第二孔部分將所述第一引導(dǎo)部件中的提供于所述多個(gè)相位中的與第一相位不同的兩個(gè)或更多第二相位處的其它引導(dǎo)部件沿光學(xué)軸線方向相對(duì)于可運(yùn)動(dòng)筒定位，所述第二孔部分被構(gòu)造成使得:在垂直于光學(xué)軸線的方向上看時(shí)，沿周向方向的寬度大于沿光學(xué)軸線方向的寬度。
[0011]通過下面參考附圖對(duì)示例實(shí)施例的說明，將清楚本發(fā)明的其它特征和方面。
【附圖說明】
[0012]圖1是示出作為本發(fā)明實(shí)施例的可更換透鏡的透鏡筒的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0013]圖2是圖1中所示的透鏡筒的局部放大圖。
[0014]圖3示出了用于所述實(shí)施例的透鏡筒的軸環(huán)。
[0015]圖4A是在所述實(shí)施例的透鏡筒中的可線性運(yùn)動(dòng)筒和變焦環(huán)的展開圖。
[0016]圖4B是圖4A中的孔部分的放大圖。
[0017]圖5是示出在所述實(shí)施例中在可線性運(yùn)動(dòng)筒和軸環(huán)之間的關(guān)系的分解透視圖。
[0018]圖6是示出所述實(shí)施例的透鏡筒在裝配處理中的透視圖。
[0019]圖7是示出所述實(shí)施例的透鏡筒的主要部件的透視圖。
[0020]圖8是示出主要部件的另一透視圖。
[0021]圖9A是示出在所述實(shí)施例中的軸環(huán)的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0022]圖9B是示出固定軸環(huán)的方法的分解圖。
[0023]圖10A是示出在所述實(shí)施例中的軸環(huán)的結(jié)構(gòu)的另一剖視圖。
[0024]圖10B是示出在所述實(shí)施例中固定軸環(huán)的方法的另一分解圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將參考附圖介紹本發(fā)明的示例實(shí)施例。
[0026]圖1示出了將用于作為本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)裝置的可更換透鏡的透鏡筒的結(jié)構(gòu)。圖2是圖1的結(jié)構(gòu)的局部放大圖。盡管所述實(shí)施例將介紹可更換透鏡，但是與在所述實(shí)施例中所述相同的結(jié)構(gòu)或變化結(jié)構(gòu)也能夠用于集成有透鏡的圖像捕獲裝置(光學(xué)裝置，例如數(shù)字照相機(jī)和攝像機(jī))的透鏡筒。
[0027]透鏡筒在其內(nèi)部保持第一透鏡單元L1、第二透鏡單元L2、第三透鏡單元L3和第四透鏡單元L4，它們構(gòu)成圖像捕獲光學(xué)系統(tǒng)。各透鏡單元L1至L4由至少一個(gè)透鏡和保持所述至少一個(gè)透鏡的保持器(透鏡保持框架)構(gòu)成。在下面的說明中，圖像捕獲光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)軸線延伸的方向?qū)⒎Q為“光學(xué)軸線方向”。
[0028]第四透鏡單元L4沿光學(xué)軸線方向運(yùn)動(dòng)，以便執(zhí)行聚焦。第一、第二和第三透鏡單元Ll、L2和L3沿光學(xué)軸線方向運(yùn)動(dòng)，以便執(zhí)行放大率變化。透鏡筒設(shè)有安裝件1，用于將所述透鏡筒附接在照相機(jī)本體(未示出)上。透鏡筒包括:第一基部筒2，所述第一基部筒用作透鏡筒的基部；引導(dǎo)筒3，所述引導(dǎo)筒3是第二基部筒，并沿光學(xué)軸線方向和沿圍繞光學(xué)軸線的周向方向固定在第一基部筒2上；以及凸輪筒4，所述凸輪筒4是可旋轉(zhuǎn)筒，布置在引導(dǎo)筒3的內(nèi)周處。在引導(dǎo)筒3中形成直線槽部分3a、3b和3c (它們中的最后一個(gè)未不出)，所述直線槽部分3a、3b和3c分別沿光學(xué)軸線方向引導(dǎo)第一至第三透鏡單元L1至L3。直線槽部分3a、3b和3c每個(gè)在引導(dǎo)筒3中沿圍繞光學(xué)軸線的周向方向等間距地形成于三個(gè)相位處(也就是，總共9個(gè)相位)。
[0029]凸輪筒4由引導(dǎo)筒3和卡口機(jī)構(gòu)(未示出)相對(duì)于引導(dǎo)筒3沿周向方向可旋轉(zhuǎn)地、但沿光學(xué)軸線方向不可運(yùn)動(dòng)地保持。在凸輪筒4中形成凸輪槽部分4a、4b、4c和4d(它們中的后面三個(gè)未示出)，以便使得第一、第二、第三和第四透鏡單元Ll、L2、L3和L4沿光學(xué)軸線方向運(yùn)動(dòng)。凸輪槽部分4a、4b、4c和4d每個(gè)在凸輪筒4中沿周向方向等間距地形成于三個(gè)相位處(也就是，總共12個(gè)相位)。凸輪槽部分4a形成為具有底部4a_l的槽。
[0030]保持第一透鏡單元L1的可線性運(yùn)動(dòng)筒5布置在引導(dǎo)筒3的外周處。作為第一引導(dǎo)部件的軸環(huán)(collars)(軸環(huán)部件或者凸輪從動(dòng)器)6附接在所述可線性運(yùn)動(dòng)筒5上。各軸環(huán)6與引導(dǎo)筒3