透鏡筒、光學裝置和制造透鏡筒的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種透鏡筒，所述透鏡筒將用于光學裝置，例如數(shù)字照相機、攝像機和可更換透鏡。
【背景技術】
[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軸線旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)筒的旋轉(zhuǎn)而使得保持器沿光學軸線方向運動以用于聚焦和變焦的機構(gòu)，所述保持器保持光學元件，例如透鏡(下文中，保持器稱為“透鏡保持框架”)。這樣的機構(gòu)通常使用具有凸輪部分的凸輪筒作為可旋轉(zhuǎn)筒，使用具有沿光學軸線方向延伸的直線引導部分的引導筒作為基部筒，并使用與凸輪部分和直線引導部分都接合的凸輪從動器。凸輪從動器通過緊固部件(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)使得凸輪從動器由凸輪部分沿光學軸線方向驅(qū)動，同時由直線引導部分沿光學軸線方向引導，這使得透鏡保持框架沿光學軸線方向運動。
[0003]為了非常精確地使得透鏡保持框架與凸輪部分的運動一起運動，重要的是使得凸輪從動器沒有位置偏移地、穩(wěn)定地固定在透鏡保持框架上的預定位置處。因此，希望將凸輪從動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器、凸輪部分和直線引導部分相互接合。
[0004]另外，需要即使當在透鏡筒裝配之后環(huán)境(例如溫度)變化時也防止由例如透鏡保持框架的傾斜(由于凸輪從動器、凸輪部分和直線引導部分之間的接合游隙的增加導致)而引起的光學性能降低。
[0005]日本專利申請公開N0.2000-002830公開了一種透鏡筒，其中，基部筒和可運動筒中的一個在它的兩個彼此周向相鄰相位處設有直線槽，各直線槽沿光學軸線方向延伸，并分別與固定在基部筒和可運動筒中的另一個上的接合部件接合，這防止可運動筒傾斜。
[0006]不過，在日本專利申請公開N0.2000-002830中公開的透鏡筒中，可運動筒通過固定于基部筒上的接合部件與形成于可運動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)動銷與形成于可運動筒中的引導槽的接合而沿光學軸線方向運動。可運動筒沿光學軸線方向線性運動，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動筒傾斜，但是不能防止可運動筒沿光學軸線方向的位置精度受到接合部件和驅(qū)動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動筒的運動時會產(chǎn)生別扭(twisting)(撬起，扭轉(zhuǎn)，磨耗)。所述別扭增加了負載，從而導致聚焦環(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，并能夠在可運動筒的運動過程中以良好位置精度地保持可運動筒，而不會降低操作感覺。本發(fā)明還提供了包括所述透鏡筒的光學裝置。
[0008]作為本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種透鏡筒，所述透鏡筒包括:基部筒，所述基部筒沿光學軸線方向以及沿圍繞光學軸線的周向方向固定；可運動筒，所述可運動筒能夠沿光學軸線方向相對于基部筒運動，所述可運動筒包括第一孔部分和多個第二孔部分；可旋轉(zhuǎn)筒，所述可旋轉(zhuǎn)筒能夠相對于基部筒和可運動筒沿周向方向旋轉(zhuǎn)；以及多個第一引導部件。所述基部筒包括多個直線引導部分，所述直線引導部分沿光學軸線方向延伸，以沿光學軸線方向引導可運動筒，所述可旋轉(zhuǎn)筒包括多個凸輪部分，以使得所述可運動筒通過可旋轉(zhuǎn)筒的旋轉(zhuǎn)而沿光學軸線方向運動，所述第一引導部件與所述凸輪部分和直線引導部分接合，所述凸輪部分、直線引導部分、第一引導部件分別提供于多個相位處，這些相位是沿周向方向的三個或更多相位，所述第一引導部件中的提供于所述多個相位中的第一相位處的引導部件與第一孔部分接合，以及所述第一引導部件中的提供于所述多個相位中的與第一相位不同的兩個或更多第二相位處的其它引導部件各自與各個第二孔部分接合。在垂直于光學軸線的方向上看時，各個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，所述基部筒沿光學軸線方向以及沿圍繞光學軸線的周向方向固定；可運動筒，所述可運動筒能夠沿光學軸線方向相對于基部筒運動；可旋轉(zhuǎn)筒，所述可旋轉(zhuǎn)筒能夠相對于基部筒和可運動筒沿周向方向旋轉(zhuǎn)。所述方法包括以下步驟:將多個第一引導部件中的各個第一引導部件插入多個凸輪部分中的各個凸輪部分以及多個直線引導部分中的各個直線引導部分，所述多個凸輪部分提供于多個相位處并被包括在可旋轉(zhuǎn)筒中，所述多個直線引導部分提供于多個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部件中的提供于所述多個相位中的第一相位處的引導部件沿光學軸線方向以及沿周向方向相對于可運動筒定位；通過多個第二孔部分將所述第一引導部件中的提供于所述多個相位中的與第一相位不同的兩個或更多第二相位處的其它引導部件沿光學軸線方向相對于可運動筒定位，所述第二孔部分被構(gòu)造成使得:在垂直于光學軸線的方向上看時，沿周向方向的寬度大于沿光學軸線方向的寬度。
[0011]通過下面參考附圖對示例實施例的說明，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示出了用于所述實施例的透鏡筒的軸環(huán)。
[0015]圖4A是在所述實施例的透鏡筒中的可線性運動筒和變焦環(huán)的展開圖。
[0016]圖4B是圖4A中的孔部分的放大圖。
[0017]圖5是示出在所述實施例中在可線性運動筒和軸環(huán)之間的關系的分解透視圖。
[0018]圖6是示出所述實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是示出在所述實施例中固定軸環(huán)的方法的另一分解圖。
【具體實施方式】
[0025]下面將參考附圖介紹本發(fā)明的示例實施例。
[0026]圖1示出了將用于作為本發(fā)明的實施例的光學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。盡管所述實施例將介紹可更換透鏡，但是與在所述實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(光學裝置，例如數(shù)字照相機和攝像機)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)成圖像捕獲光學系統(tǒng)。各透鏡單元L1至L4由至少一個透鏡和保持所述至少一個透鏡的保持器(透鏡保持框架)構(gòu)成。在下面的說明中，圖像捕獲光學系統(tǒng)的光學軸線延伸的方向?qū)⒎Q為“光學軸線方向”。
[0028]第四透鏡單元L4沿光學軸線方向運動，以便執(zhí)行聚焦。第一、第二和第三透鏡單元Ll、L2和L3沿光學軸線方向運動，以便執(zhí)行放大率變化。透鏡筒設有安裝件1，用于將所述透鏡筒附接在照相機本體(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；引導筒3，所述引導筒3是第二基部筒，并沿光學軸線方向和沿圍繞光學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，布置在引導筒3的內(nèi)周處。在引導筒3中形成直線槽部分3a、3b和3c (它們中的最后一個未不出)，所述直線槽部分3a、3b和3c分別沿光學軸線方向引導第一至第三透鏡單元L1至L3。直線槽部分3a、3b和3c每個在引導筒3中沿圍繞光學軸線的周向方向等間距地形成于三個相位處(也就是，總共9個相位)。
[0029]凸輪筒4由引導筒3和卡口機構(gòu)(未示出)相對于引導筒3沿周向方向可旋轉(zhuǎn)地、但沿光學軸線方向不可運動地保持。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沿光學軸線方向運動。凸輪槽部分4a、4b、4c和4d每個在凸輪筒4中沿周向方向等間距地形成于三個相位處(也就是，總共12個相位)。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的可線性運動筒5布置在引導筒3的外周處。作為第一引導部件的軸環(huán)(collars)(軸環(huán)部件或者凸輪從動器)6附接在所述可線性運動筒5上。各軸環(huán)6與引導筒3