CN102375205A - 光学设备 - Google Patents

Abstract

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。

Description

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(zoomring 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。

Claims (4)

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。

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