附图说明
图1是示出具有本发明的一个实施方式的镜头装置的摄像装置的外观立体图。
图2是在图1的[II]-[II]线处剖切后的纵剖视图。
图3是取出图1的摄像装置所具备的镜头装置且从背面侧观察到的外观立体图。
图4是取出图1的摄像装置所具备的镜头装置且从背面侧观察到的外观立体图。
图5是取出本发明的一个实施方式的镜头装置的第2保持框且主要示出其前面侧的立体图。
图6是在图5的第2保持框中主体部和支撑臂部一体化后的通常状态下的图5的[6]-[6]线处的主要部分放大剖视图。
图7是在从图5的第2保持框拆下支撑臂部(被驱动部件)后的状态下从图5的[7]方向观察主体部的贯通孔附近时的主要部分放大立体图。
图8是从图5的[8]方向观察从图5的第2保持框所拆下的支撑臂部(被驱动部件)时的主要部分放大立体图。
图9是示出本发明的一个实施方式的镜头装置的一部分,且示出第2保持框移动到最靠近第1保持框侧的状态的主要部分放大立体图。
图10是取出本发明的一个实施方式的镜头装置中的固定框而示出的主要部分放大立体图。
图11是取出本发明的一个实施方式的镜头装置的第2保持框且主要示出其背面侧的立体图。
图12是示出本发明的一个实施方式的镜头装置的一部分,且示出第2保持框移动到最靠近摄像单元侧的状态的主要部分放大立体图。
图13是取出本发明的一个实施方式的镜头装置的第2保持框且主要示出其背面侧,并且绕快门单元侧观察到的立体图。
图14是取出本发明的一个实施方式的镜头装置中的固定框且示出配设有第1保持框的一侧的主要部分放大立体图。
图15是在本发明的一个实施方式的镜头装置的第2保持框中主体部与支撑臂部分离的状态下的与图5的[6]-[6]线相当的线的主要部分放大剖视图。
图16是示出图15的第2保持框的支撑臂部与变焦驱动单元的关联部位的主要部分放大立体图。
图17是放大示出本发明的一个实施方式的镜头装置中的第2保持框的主体部与支撑臂部的接合面中的支撑臂部侧的接合面的主要部分放大立体图。
图18是放大示出本发明的一个实施方式的镜头装置中的第2保持框的主体部与支撑臂部的接合面中的主体部侧的接合面的主要部分放大立体图。
图19是示出对本发明的一个实施方式的镜头装置施加向第2方向X2的落下冲击紧前的状态的图。
图20是示出在图19的状态下施加落下冲击从而第2保持框的主体部向第2方向X2移动且在A地点处抵接到第3保持框的状态的图。
图21是示出在图20的状态后、第2保持框的主体部与第3保持框成为一体且向第2方向X2移动的情形的图。
图22是示出在图21的状态后、第2保持框与第3保持框在一体的状态下在B地点处抵接到第2主止挡部的状态的图。
图23是示出在图22的状态后、仅第3保持框进一步向第2方向X2移动且在C地点处抵接到固定框的固定部的状态的图。
图24是示出在图23的状态后、第2保持框和第3保持框通过各施力弹簧的作用力而向第1方向X1移动的情形的图。
图25是示出在图24的状态后、第3保持框抵接到变焦螺母从而配置到预定位置后,仅第2保持框进一步通过第1施力弹簧的作用力而向第1方向X1移动的状态的图。
图26是示出对本发明的一个实施方式的镜头装置施加向第1方向X1的落下冲击紧前的状态的图。
图27是示出在图26的状态下施加落下冲击从而第2保持框向第1方向X1移动的状态的图。
图28是示出在图27的状态后、第2保持框进一步向该方向X1移动且在D地点处抵接到固定框的状态的图。
图29是示出在图24的状态后、第2保持框通过各施力弹簧的作用力而向第2方向X2移动的情形的图。
具体实施方式
以下,通过图示的实施方式说明本发明。另外,在以下说明所使用的各图中,设各结构要素为附图上能够识别的程度的大小,所以,有时对各结构要素使用不同的比例尺来示出。因此,本发明中的这些附图所记载的结构要素的数量、结构要素的形状、结构要素的大小的比率和各结构要素的相对位置关系不仅仅限于图示的形式。
图1~图29是示出本发明的一个实施方式的图。其中,图1是示出具有本实施方式的镜头装置的摄像装置的外观立体图。图2是示出图1的摄像装置的内部结构的图、且是在图1的[II]一[II]线处剖切后的纵剖视图。图3、图4是取出图1的摄像装置所具备的镜头装置且从背面侧观察到的外观立体图。另外,在图3、图4中,为了示出内部结构而剖切示出了镜头装置中的镜头壳体的一部分。
首先,使用图1~图4在以下对本发明的一个实施方式的镜头装置和具有该镜头装置的摄像装置的概略结构进行说明。
本实施方式是对例如数字照相机和摄像机等摄像装置(以下简称作照相机)所采用的镜头装置应用了本发明时的例示。
另外,在本实施方式中,将在照相机的使用时与被摄体相对的面称作照相机的前面。将在照相机的使用时使用者对着的面称作照相机的背面。此外,将配设有操作部件中的快门释放按钮的面称作上表面。并且,将与照相机的上表面相对的面称作底面。并且,将在照相机的通常使用状态下配置于两侧的面称作左侧面和右侧面。在该情况下的左右判别中,将从被摄体侧朝向照相机的前面观察时的左侧或右侧分别区分为左或右。
如图1、图2所示,作为应用本实施方式的镜头装置的摄像装置的照相机1由以下部件等构成:整体具有扁平形状的照相机壳体10、和收纳到该照相机壳体10的内部的各种内部结构部件。
照相机壳体10是形成照相机1的外壳的部件,在其内部收纳配置有各种结构单元(参照图2)。在照相机壳体10的外表面上,形成有用于使内部结构单元的一部分露出的开口部(10a、10b),此外分别在预定的部位配设有用于进行各种操作的多个操作部件(12、13等)。
具体而言,例如在照相机壳体10的前面,在大致中央部形成有使镜头装置20的第1透镜组20a露出的摄像用开口10a。此外,在照相机壳体10的前面,在朝着前面为右侧的靠近上缘的部位形成有闪光发光装置11的照明光出射用开口10b。另一方面,在照相机壳体10的上表面,配设有多个操作部件中的快门释放按钮12和电源按钮13等。
如图2所示,在照相机壳体10的内部,分别在预定的部位收纳配置有闪光发光装置11、电池14、GPS单元15、电气基板16、镜头装置20、摄像单元40和抖动校正单元41等。
闪光发光装置11是用于出射摄像用辅助照明光的单元。
在电池14的上部背面部侧配置有未图示的显示用面板。该显示用面板是显示部,应用例如液晶显示装置(LCD)等,该显示部用于显示基于通过摄像单元40(后述;参照图3、图4)取得的图像信号和已记录到记录介质(未图示)中的图像数据的图像等,并且显示进行各种设定时的设定用菜单。
GPS单元15是对应于全球定位系统(GlobalPositioningSystem)的接收器,且是用于取得附加到摄像图像数据中的各种附加信息(例如时间信息、位置信息等)的单元。
电气基板16安装配置有上述快门释放按钮12、上述电源按钮13等作用的快门用开关、电源用开关等电气部件。另外,在图2中,为了防止附图的复杂化,省略了构成照相机1的内部电气电路的其他(上述电气基板16以外的)电气基板等的图示,但在该照相机1中具有与一般形式的以往照相机具备的内部电气电路同样的内部电气电路。
摄像单元40包含光电转换元件等摄像元件(应用CCD、CMOS等)、驱动该摄像元件的电气电路和对来自该摄像元件的输出信号进行处理的图像信号处理电路等,是用于取得图像信号的摄像系统的单元。
抖动校正单元41是构成为具有驱动机构(抖动校正用电机41a、41b等;参照图3,图4)和进行驱动机构的驱动控制的电气电路等的单元,所述驱动机构用于根据摄像动作中的照相机1的微小抖动,使上述摄像单元40在沿着其受光面的方向上移动。
镜头装置20是由以下部件等构成的本发明的镜头装置:由多个光学透镜等光学部件构成的摄像光学系统;分别以组为单位来保持各光学透镜的透镜保持框;以及用于分别使这些透镜保持框在预定的时机在预定方向上移动预定量的多个驱动部件。
如图1~图4所示,作为本实施方式的镜头装置的镜头装置20采用了由使用反射光学部件使光轴弯曲的所谓的弯曲光学系统构成的摄像光学系统。具体而言,构成为能够使用镜头装置20的反射光学部件(第1透镜组20a)使从照相机1的前面侧入射到内部的光束的光轴(O1)弯折大致90度,然后引导至摄像单元40侧,并照射到其受光面。
该情况下,为了具体表示摄像光学系统的光轴,将从配置于照相机1的前面侧的被摄体(未图示)入射到上述反射光学部件(第1透镜组20a)的光轴称作第1光轴,并用标号O1对其进行表示。并且,将光轴O1设为与沿着图1~图4所示的箭头Z的方向平行。此外,将上述第1光轴O1通过反射光学部件(第1透镜组20a)弯折后、并到达至摄像单元40的受光面的光轴称作第2光轴,用标号O2对其进行表示。将该光轴O2设为与沿着图1~图4所示的箭头X的方向平行。
即,如图2等所示,将本实施方式的镜头装置20配置成第2光轴O2与箭头X平行。因此,摄像单元40在照相机壳体10的内部,配设于朝向照相机1的正面靠近左侧面的部位。
照相机1中的其他结构具有与一般形式的以往照相机大致相同的结构,从而省略说明。
接着,以下对作为本发明主旨的镜头装置20的详细结构进行说明。另外,图5~图18是分别示出本实施方式的镜头装置20的各个主要部分的图。在对各部位进行详细说明时适当使用这些附图。图5是取出本实施方式的镜头装置的第2保持框且主要示出其前面侧的立体图。图6是图5的[6]-[6]线处的主要部分放大剖视图。在该图6的状态下示出了第2保持框被一体化的通常状态。图7是在从第2保持框拆下支撑臂部(被驱动部件)后的状态下从图5的[7]方向观察主体部的贯通孔附近时的主要部分放大立体图。图8是从图5的[8]方向观察从第2保持框所拆下的支撑臂部(被驱动部件)时的主要部分放大立体图。
图9示出本实施方式的镜头装置的一部分,是示出第2保持框移动到最靠近第1保持框侧的状态的主要部分放大立体图。图10是取出本实施方式的镜头装置中的固定框而示出的主要部分放大立体图。图11是取出本实施方式的镜头装置的第2保持框且主要示出其背面侧的立体图。图12是示出本实施方式的镜头装置的一部分,且示出第2保持框移动到最靠近摄像单元侧的状态的主要部分放大立体图。另外,在图12中省略了第3保持框的图示。图13是取出本实施方式的镜头装置的第2保持框且主要示出其背面侧,并且绕快门单元侧观察到的立体图。图14是取出本实施方式的镜头装置中的固定框且示出配设有第1保持框的一侧的主要部分放大立体图。图15与图6同样,是图5的[6]-[6]线处的主要部分放大剖视图。在该图15的状态下第2保持框示出了主体部与支撑臂部分离的状态。图16是示出第2保持框的支撑臂部与变焦驱动单元的关联部位的主要部分放大立体图。图17、图18是放大示出第2保持框的主体部与支撑臂部的接合面的主要部分放大立体图。其中,图17示出了支撑臂部侧的接合面,图18示出了主体部侧的接合面。
首先,对本实施方式的镜头装置20的概略结构进行说明(参照图2~图45)。本镜头装置20由以下部件等构成:摄影光学系统(第1透镜组20a、第2透镜组20b、第3透镜组20c、第4透镜组20d);多个透镜保持框(第1保持框21、第2保持框22、第3保持框23、第4保持框24);作为镜头壳体的固定框25;光圈单元22c;快门单元22d;多个施力部件(31,32、39);对焦驱动单元;变焦驱动单元(变焦电机34、作为进给丝杠的变焦用引导螺杆35、变焦螺母36等);以及多个引导轴(主轴37,旋转止动轴38等)。
第1透镜组20a、第2透镜组20b、第3透镜组20c、第4透镜组20d这四个透镜组构成本镜头装置20中的摄影光学系统。另外,各透镜组由多个光学部件构成。例如,第1透镜组20a由包含光学透镜和用于弯折光轴的棱镜在内的多个光学部件构成。第2、第3、第4透镜组20b、20c、20d分别由多片或至少一片光学透镜构成。此外,在本实施方式的镜头装置20中,第2透镜组20b、第4透镜组20d是有助于变焦的透镜组,第3透镜组20c是有助于对焦的透镜组。
第1保持框21、第2保持框22、第3保持框23、第4保持框24这四个透镜保持框是分别以组为单位来保持上述四个透镜组(20a、20b、20c、20d)并形成为大致框形或大致箱形的支撑部件。第1保持框21是对第1透镜组20a进行固定保持的保持框。该第1保持框21被固定保持到固定框25(参照图3。利用螺钉21a等的螺纹紧固)。该情况下,第1保持框21如图1所示那样,以第1透镜组20a的前面与对应于照相机壳体10的摄像用开口10a的部位相对的方式进行配置。由此,从配置于照相机1的前面侧的被摄体(未图示)入射到摄像用开口10a的光束直接入射到第1透镜组20a。并且,该光束的光轴O1被该第1透镜组20a弯折从而变更光路。
此外,第2保持框22是固定保持第2透镜组20b的保持框,第3保持框23是固定保持第3透镜组20c的保持框,第4保持框24是固定保持第4透镜组20d的保持框,且它们是第2透镜框主体。这些第2保持框22、第3保持框23、第4保持框24分别配设成可独立地在沿着光轴O2的方向上移动自如(其详细结构将后述)。另外,该情况下,将第2透镜组20b、第3透镜组20c、第4透镜组20d的各光学部件的光轴配设成与光轴O2一致。因此,入射到上述第1透镜组20a且在该第1透镜组20a中其光轴O1被弯折后的上述被摄体光束然后在沿着光轴O2的方向上前进,并到达至配置在该光轴O2的延长线上的摄像单元40的受光面。
固定框25是构成该镜头装置20的主体的基础部件且为镜头壳体。在该固定框25的内部,与沿着光轴O2的方向平行、且相互平行的多个引导轴,即主轴37和旋转止动轴38以伸展架设的形式被固定。
主轴37是在沿着光轴O2的方向上移动自如地支撑上述第2保持框22、第3保持框23的轴部件。此外,旋转止动轴38是抑制被上述主轴37支撑的上述第2保持框22、第3保持框23分别以上述主轴37为旋转中心进行旋转的轴部件。即,主轴37以所谓的悬臂状态支撑上述第2保持框22、第3保持框23,另一方面,旋转止动轴38辅助性地支撑两框22、23。
另外,第4保持框24通过上述第2保持框22、第3保持框23之外的其他的支撑机构(轴部件44和4G驱动机构;将后述。还参照图19)相对于固定框25在沿着光轴O2的方向上被移动自如地支撑。第4保持框24及其支撑机构不是与本发明直接关联的部分,因此省略其详细结构的说明。
在固定框25的内部,在配设有第1保持框21的部位的附近且是上述主轴37附近,配设有变焦驱动单元。此外,在固定框25的内部,在与固定有上述第1保持框21的部位相对的一侧的部位上,除了摄像单元40和抖动校正单元41(包含抖动校正用电机41a、41b等)以外,还在上述主轴37的附近配设有对焦驱动单元。
变焦驱动单元由变焦电机34、电机凸缘34a、变焦用引导螺杆35和变焦螺母36等构成。在设置有变焦电机34的驱动轴的一面上固定设置有电机凸缘34a。在变焦电机34的驱动轴上一体地连结有变焦用引导螺杆35的一端。此外,变焦用引导螺杆35的另一端在松散嵌合的状态下被旋转自如地支撑在电机凸缘34a的凸缘先端34aa处。并且,在变焦用引导螺杆35上螺合着变焦螺母36。另外,变焦用引导螺杆35配设成与沿着光轴O2的方向、即与主轴37平行。利用该结构,变焦驱动单元中的变焦螺母36作为在预定方向(后述的第1方向)上驱动支撑臂部22b(后述的被驱动部件)的驱动部件发挥功能。
对焦驱动单元由第3保持框23、和驱动该第3保持框23的3G驱动机构构成。作为3G驱动机构,由未图示的3G对焦电机、3G对焦螺母33a和对焦用引导螺杆(未图示)等构成(参照图3)。
此外,作为驱动第4保持框24的4G驱动机构,由配置于截面43所朝着的一侧的未图示的4G变焦电机(43)、4G变焦螺母43a和4G变焦用引导螺杆43b等构成(参照后述的图19)。另外,4G驱动单元的结构自身不是与本发明直接关联的部分,因此省略其详细说明。此外,第3保持框23有助于对焦动作,第4保持框24有助于变焦动作,但其中的第4保持框24在光轴O2方向的移动量与第2保持框22在该方向上的移动量相比极小。
如上所述,上述四个透镜保持框中的第1保持框21是被固定于固定框25的非可动框。另一方面,第2保持框22、第3保持框23和第4保持框24是相对于固定框25可在光轴O2方向上移动地配设的可动框。
因此,第2保持框22、第3保持框23如上述那样,通过主轴37、旋转止动轴38在光轴O2方向上被移动自如地支撑。此外,第4保持框24通过替代主轴37的轴部件44在该方向上被移动自如地支撑。另外,第4保持框24的旋转止动由固定框25和第4保持框24进行(省略详细说明)。
上述四个透镜保持框中的第2保持框22具有包含透镜且以可沿着上述多个引导轴(37、38)移动的方式配置的透镜框主体。即,第2保持框22由作为透镜框主体的主体部22a、作为被驱动部件的支撑臂部22b、光圈单元22c(还包含ND滤光片)和快门单元22d等构成(图3、图4。详细参照图5、图6)。主体部22a整体形成为大致长方体形状,在大致中央部分形成有贯通开口,在该贯通开口的内部配设有第2透镜组20b。在主体部22a的一侧缘部位附近,穿设有贯穿插入有上述主轴37的贯通孔22aa(参照图4),在与其相对的另一侧缘部位附近,形成有贯穿插入有上述旋转止动轴38的贯通孔或缺口部22ab。
在第2保持框22的主体部22a的贯通孔22aa中,贯穿插入地配置有套筒42。套筒42通过粘接剂42a等固定单元被固定设置到主体部22a(参照图4、图6)。并且,在该套筒42中贯穿插入有主轴37。该套筒42为了相对于主轴37更顺利地滑动,例如由金属制的管状部件等形成。
此外,在上述第2保持框22的主体部22a的一侧缘部位附近,以与该主体部22a成为一体的方式配设有支撑臂部22b。在支撑臂部22b设置有使贯穿插入有上述主轴37的套筒42贯穿插入的贯通孔22ba、和使变焦用引导螺杆35贯穿插入的缺口22bc。因此,在一体地组合了主体部22a和支撑臂部22b时,主体部22a的贯通孔22aa与支撑臂部22b的贯通孔22ba连通,在两贯通孔22aa、22ba中贯穿插入地配置有套筒42。另外,该情况下,套筒42以松散嵌合的状态被贯穿插入到支撑臂部22b的贯通孔22ba。
此外,在支撑臂部22b的缺口22bc中,贯穿插入地配置有变焦用引导螺杆35。此时,变焦螺母36相比支撑臂部22b更靠近摄像单元40配置。
另一方面,在主体部22a中,在与光轴O2垂直的面中的一个面(靠近第1保持框21的面)上固定设置有光圈单元22c。此外,在主体部22a的另一各面(靠近摄像单元40的面)上固定设置有快门单元22d。
如上所述,在本实施方式的镜头装置20中,第2保持框22为主体部22a和支撑臂部22b分别由独立部件构成的2体结构的框部件。并且,在组合了两者(22a、22b)后的状态时,在两者(22a、22b)之间,悬挂架设有例如由收缩性的螺旋弹簧等构成的施力部件即第1施力弹簧39(在图1~图4等中未图示;参照图5)。因此,由此,主体部22a与支撑臂部22b在通常状态下通过第1施力弹簧39的相互牵拉的作用力而一体化(图5所示的状态)。此处,第1施力弹簧39是朝向主体部22a(透镜框主体)对支撑臂部22b(被驱动部件)进行施力的第1施力部件。
此外,在第2保持框22中,需要对主体部22a与支撑臂部22b的接合面实施处理,以在将主体部22a和支撑臂部22b组合起来时将两者之间没有晃荡地可靠地组合,并且防止支撑臂部22b相对于主体部22a以主轴37为旋转中心进行旋转(参照图7、图8、图17、图18)。
即,如图7、图18所示,在主体部22a中的与上述支撑臂部22b的接合面上,形成有具有相对于该第2保持框22的移动方向(沿着光轴O2的方向且为主轴37的轴向)例如角度为大致45度左右的倾斜面的两个卡合斜面部22af。这两个卡合斜面部22af以相互的斜面朝向相对的方向、并且两倾斜面处于不正对的位置处的方式错开配置。
此外,如图8、图17所示,在支撑臂部22b中的与上述主体部22a的接合面上,设置有配置于与上述两个卡合斜面部22af相对的位置处、且形成为分别与上述两个卡合斜面部22af面接触的两个斜面部22bf。此外,在卡合斜面部22af的附近和斜面部22bf的附近,分别设置有与光轴O平行(与轴37平行)的平面22aff、22bff。
通过这些结构,即通过与光轴O平行(与轴37平行)的两对平面22aff、22bff,防止上述主体部22a和上述第2保持框22的支撑臂部22b以主轴37为旋转中心进行旋转。此外,通过卡合斜面部22af和斜面部22bf,在主体部22a与支撑臂部22b由于落下冲击而分离后、再次一体化时,使旋转止动的上述平面彼此22aff、22bff顺利对准。
在将这样构成的第2保持框22、第3保持框23和第4保持框24设为相对于固定框25组装到预定部位的状态时,第2保持框22和第3保持框23通过主轴37在光轴O2方向上被移动自如地支撑,并且通过旋转止动轴38抑制了以主轴37为旋转中心的旋转。第4保持框24通过轴部件44在光轴O2方向上被移动自如地支撑,并且通过固定框25的凹部25f和第4保持框24进行止转。由此,第2保持框22、第3保持框23和第4保持框24的可动框构成为仅在光轴O2方向上移动。
此外,在该状态下,在第2保持框22的支撑臂部22b(被驱动部件)与第3保持框23之间,悬挂架设有例如由收缩性的螺旋弹簧等构成的施力部件即第2施力弹簧31。在通常状态下,第2保持框22与第3保持框23的这些框彼此应该不会抵接。即,在第2保持框22的主体部22a与螺母36抵接、第3保持框23与螺母33a抵接的状态下通过第2施力弹簧31的相互牵拉的作用力进行施力。(参照图3、图4)。并且,第3保持框23通过对对焦驱动单元的3G驱动机构中的3G对焦螺母33a(参照图3)的位置进行设定控制来进行光轴O2方向的定位。因此,通过对焦驱动单元的驱动控制将第2保持框22与第3保持框23的间隔适当设定为预定间隔。
此外,在第2保持框22的支撑臂部22b(被驱动部件)与固定框25(的靠近摄像单元40的固定部)之间,悬挂架设有例如由收缩性的螺旋弹簧等构成的施力部件即第3施力弹簧32。该第3施力弹簧32是朝向固定框25内部中的预定方向、即配设有摄像单元40的一侧的方向(以下称作第2方向)对第2保持框22的支撑臂部22b(被驱动部件)进行施力的第2施力部件。即,第3施力弹簧32发挥如下作用:限制第2保持框22向固定框25内部中的预定方向、即配设有第1保持框21的一侧的方向(以下称作第1方向)移动,将支撑臂部22b始终按压到变焦螺母36上。由此,第2保持框22(的支撑臂部22b)根据变焦驱动单元对变焦螺母36的位置设定控制进行光轴O2方向的定位。即,第2保持框22的支撑臂部22b是被变焦螺母36沿着多个引导轴即主轴37、旋转止动轴38向光轴O2方向中的第1方向驱动的被驱动部件,所述变焦螺母36基于变焦驱动单元的驱动控制而被驱动。另外,支撑臂部22b在第2方向上如上述那样被作为第2施力部件的第3施力弹簧32作用。因此,实际上第2保持框22的施力由第2施力弹簧31和第3施力弹簧32两方来进行。
如上所述,在固定框25内部,作为可动框的第2保持框22、第3保持框23和第4保持框24在光轴O2方向上可移动地进行配设。并且,在通常状态下,第2保持框22和第3保持框23被第2施力弹簧31利用相互牵拉作用力而施力,第2保持框22和固定框25被第3施力弹簧32利用相互牵拉作用力而施力。
在这种结构中,在例如照相机1受到了落下冲击的情况下,照相机1内部的镜头装置20的可动框中的保持框尤其是第2保持框22、第3保持框23有时在光轴O2方向上向抵抗第2施力弹簧31、第3施力弹簧32的作用力的方向移动。因此,在固定框25的内部形成有多个冲击承受面即止挡部,在第2保持框22、第3保持框23分别在光轴O2方向上移动时,两保持框22、23的一部分抵接该止挡部,该止挡部限制其移动,在移动框由于冲击等而意想不到地移动时,缓和框彼此碰撞时的冲击力。此外,在两保持框22、23侧,在固定框25侧的与这多个止挡部对应的部位分别形成有预定形式的冲击承受面即被抵接部。该情况下,上述冲击承受面被设定为分别平行于与光轴O2(箭头X方向)、即上述第2保持框22、第3保持框23的移动方向垂直的面。
例如,如图3、图9~图11所示,在固定框25中,在配设有第1保持框21一侧的内壁面,形成有作为冲击承受面的第1主止挡部25a、第1副止挡部25b。第1主止挡部25a形成于主轴37附近,第1副止挡部25b形成于旋转止动轴38附近。
因此,在第2保持框22在光轴O2方向上沿着主轴37、旋转止动轴38移动到第1保持框21侧时,作为形成于第2保持框22的支撑臂部22b上的冲击承受面的第1主抵接部22be与第1主止挡部25a抵接。因此,第1主止挡部25a和第1主抵接部22be是相互平行地相对的平面,并且该平面由与垂直于光轴O2的面平行的面形成。同时,作为形成于第2保持框22的主体部22a上的冲击承受面的第1副抵接部22ac与第1副止挡部25b抵接。因此,第1副止挡部25b和第1副抵接部22ac是相互平行地相对的平面,并且该平面由与垂直于光轴O2的面平行的面形成。
此外,如图12~图14所示,在固定框25中,在配设有摄像单元40的一侧的内壁面,形成有作为冲击承受面的第2主止挡部25c、第2副止挡A部25d和第2副止挡B部25e。第2主止挡部25c形成于主轴37附近,第2副止挡A部25d和第2副止挡B部25e分别形成于设置有旋转止动轴38的一侧的侧缘部附近处,该第2保持框22的矩形角部附近。
因此,在第2保持框22在光轴O2方向上沿着主轴37、旋转止动轴38移动到摄像单元40侧时,作为形成于第2保持框22的主体部22a上的冲击承受面的第2主抵接部22ag与第2主止挡部25c抵接。因此,第2主止挡部25c和第2主抵接部22ag是相互平行地相对的平面,并且该平面由与垂直于光轴O2的面平行的面形成。同时,作为形成于第2保持框22的主体部22a上的冲击承受面的第2副抵接部A22ad与第2副止挡A部25d抵接。
另外,第2副止挡A部25d和第2副抵接部A22ad可以是相互平行地相对的平面,并且该平面由与垂直于光轴O2的面平行的面形成,由于抵接面积较小,因此也可以采用不与光轴O2垂直的面,而采用斜面,使得不会由于固定框和轴37的变形而使得抵接脱开从而各面错位。
并且,作为形成于第2保持框22的主体部22a上的冲击承受面的第2副抵接部B22ae与第2副止挡B部25e抵接。因此,第2副止挡B部25e和第2副抵接部B22ae是相互平行地相对的平面,并且该平面由与垂直于光轴O2的面平行的面形成。
另一方面,如上所述,第2保持框22的主体部22a和支撑臂部22b在组装到了镜头装置20中时的通常状态下成为一体化的形式。此时,在贯穿插入并固定设置于主体部22a的贯通孔22aa中的套筒42内贯穿插入主轴37。该套筒42被贯穿插入到支撑臂部22b的贯通孔22ba中。并且,在通常状态下,主体部22a和支撑臂部22b通过第1施力弹簧39在相互牵拉的方向被施力且形成了一体化结构。
针对该结构,例如在照相机1受到了落下冲击的情况下,第2保持框22的主体部22a和支撑臂部22b有时会抵抗第1施力弹簧39的作用力而分离。在该情况下,套筒42容易被从支撑臂部22b的贯通孔22ba拔出,但之后,主体部22a和支撑臂部22b通过第1施力弹簧39的相互牵拉方向的作用力而再次一体化。
在该状況下,例如在套筒42成为了被从支撑臂部22b的贯通孔22ba拔出的状态时,如图15所示,成为在支撑臂部22b的贯通孔22ba中仅贯穿插入有主轴37的状态。此时,变为在贯通孔22ba的内周面与主轴37的外周面之间产生了间隙的状态,该间隙的大小为套筒42的壁厚尺寸(例如大约2mm左右)。于是,支撑臂部22b变为在与主轴37的轴向垂直的方向上晃动的状态。
此外,如上所述,由于主体部22a和支撑臂部22b的接合面分离,上述两个卡合斜面部22af与上述两个斜面部22bf的卡合脱离,因此变为支撑臂部22b能以主轴37为旋转中心进行旋转的状态。此外,在主体部22a和支撑臂部22b由于落下冲击而分离后,由于弹簧的作用力而再次一体地接近的情况下,通过上述各斜面部顺利地对准,通过垂直于Y轴且与光轴平行的斜面(斜面下部的垂直面)停止旋转。
因此,在本实施方式的镜头装置20中,为了防止主体部22a和支撑臂部22b分离时的支撑臂部22b的旋转,如图16所示,将贯穿插入地配置有变焦用引导螺杆35的缺口22bc设定为最小限度地留出与变焦用引导螺杆35之间的间隙。
与此同时,如图15所示,支撑臂部22b的贯通孔22ba的内侧开口部22bb以其开口缘部的直径大于贯通孔22ba的内径尺寸的方式,由开口缘部的截面朝向贯通孔22ba的内部成为锥形的形状形成。通过采用这种形状,在主体部22a和支撑臂部22b分离后,两者通过第1施力弹簧39的作用力而再次一体化时,能够顺利进行套筒42的再次插入,从而容易进行主体部22a和支撑臂部22b的再次一体化。
本实施方式的镜头装置20如上那样构成。另外,关于上述说明以外的结构,以具有弯曲光学系统的以往的镜头装置为基准,省略其详细结构。
使用图19~图29在以下说明在应用了这样构成的本实施方式的镜头装置20的上述照相机1中,在其使用中受到了落下冲击时的作用。
图19~图29是示出在本实施方式的镜头装置中受到了落下冲击时的作用的图。其中,图19~图25示出了对本实施方式的镜头装置施加了向第2方向X2的落下冲击时的作用。其中,图19示出施加落下冲击紧前的状态。图20示出在施加落下冲击从而第2保持框的主体部向第2方向X2移动且在A地点处抵接到第3保持框的状态。图21示出在图20的状态后、第2保持框的主体部与第3保持框成为一体且向第2方向X2移动的情形。图22示出在图21的状态后、第2保持框与第3保持框在一体的状态下在B地点处抵接到第2主止挡部上的状态。图23示出在图22的状态后、仅第3保持框进一步向第2方向X2移动且在C地点处抵接到固定框的固定部上的状态。图24示出在图23的状态后、第2保持框和第3保持框通过各施力弹簧的作用力而向第1方向X1移动的情形。图25示出在图24的状态后、第3保持框抵接到变焦螺母上从而被配置到预定位置后,仅第2保持框进一步通过第1施力弹簧的作用力向第1方向X1移动的状态。
首先,如图19所示,在本实施方式的镜头装置20中,第2保持框22和第3保持框23分别处于在沿着主轴37的方向上保持预定间隔且配置于各预定位置(靠近第1保持框21的位置)上的状态。对处于该状态的镜头装置20施加包含由图19的标号X2示出的第2方向的成分的预定大小F的冲击、例如落下冲击等。此处,第2方向是主轴37的轴向且是沿着光轴O2的方向中的朝向配设有摄像单元40的一侧的方向。在该状态下,第2保持框22的支撑臂部22b被作用了第3施力弹簧32的作用力,并且通过变焦螺母36进行了光轴O2方向上的位置限制。
在图19的状态下,镜头装置20受到包含第2方向X2的成分的冲击力F时,第2保持框22的主体部22a在与支撑臂部22b分离的方向上移动。即,支撑臂部22b被变焦螺母36进行了位置限制,停留于其位置处,而另一方面,包含光圈单元22c、快门单元22d的主体部22a抵抗第1施力弹簧39的作用力而朝向沿着光轴O2的第2方向X2移动,并移位到图20的状态。此时,如图20所示,第2保持框22的主体部22a受到了从上述冲击力F派生的力量F2。此外,第1施力弹簧39发挥了缓和主体部22a由于上述力量F2而向第2方向X2的移动的作用。
换言之,在第2保持框22中,作为透镜框主体的主体部22a在受到了包含与第1方向相反的第2方向的成分的预定大小的冲击时,与作为被驱动部件的支撑臂部22b分离且沿着多个引导轴即主轴37、旋转止动轴38移动。
在图20所示的状态下,第2保持框22的主体部22a变为与第3保持框23在该图A地点处抵接的状态。接着,第2保持框22的主体部22a在按压第3保持框23的同时与其成为一体且继续向第2方向X2方向的移动。此时,如图21所示,第2保持框22的主体部22a受到了力量F2,第3保持框23除了上述力量F2以外,还受到了力量F3。
如上所述,在第2保持框22中,除了保持第2透镜组20b的透镜框部件且作为透镜框主体的主体部22a以外,还一体地构成有光圈单元22c和快门单元22d。与此相对,第3保持框23仅由保持第3透镜组20c的透镜框部件构成。因此,在本实施方式的镜头装置20中,第2保持框22成为重量比第3保持框23大的结构。具体而言,第2保持框22与第3保持框23的重量比例如为大约10:1左右,至少存在2:1左右的差。因此,当第2保持框22(的主体部22a)被主轴37引导的同时向第2方向X2移动时,第3保持框23抵抗第2施力弹簧31的作用力,与上述第2保持框22(的主体部22a)一起向该第2方向X2移动。此时,第2施力弹簧31发挥缓和第3保持框23向第2方向X2移动的力量的作用。
并且,如图22所示,在第2保持框22的主体部22a与第3保持框23继续在成为了一体的状态下的向该方向X2的移动时,在图22的B地点,第2保持部22的主体部22a的第2主抵接部22ag与固定框25的第2主止挡部25c抵接,由此,限制了第2保持框22的主体部22a向该方向X2的移动。由此,第2保持框22的主体部22a的移动停止,因此第3保持框23仅受到力量F3,从而缓和了与力量F2相当的力的冲击。
接着,如图23所示,仅第3保持框进一步向第2方向X2移动,第3保持框23在图23的C地点处成为与固定框25的固定部位抵接的状态,从而限制了第3保持框23向该方向X2的移动。此时,第3保持框23最终与固定框25的固定部位抵接时的冲击力仅为力量F3。
接着,如图23至图24所示,第2保持框22的主体部22a和第3保持框23通过各施力弹簧31、32、39的作用力的作用而向第1方向X1移动。此时,第3保持框23受到了作用力量F4,第2保持框22的主体部22a主要通过弹簧39的作用力而向该方向X1一起移动。
之后,如图25所示,第3保持框23通过与对焦螺母33a抵接而被限制了向该方向X1的移动并回归到预定位置。此时,继续对第3保持框23施加作用力量F4,但该力量F4主要是第2施力弹簧31的作用力,该作用力量F4是第3保持框23始终受到的力量。
并且,第2保持框22的主体部22a接着主要受到基于第1施力弹簧39的作用力的力量F5而继续向第1方向X1的移动。并且,第2保持框22最终成为图19所示的状态,即主体部22a和支撑臂部22b成为一体,第2保持框22和第3保持框23都回归到原来的预定位置。此时,第2保持框22受到了作用力量F7(参照图29)。该力量F7主要是第2施力弹簧31和第3施力弹簧32的作用力,该作用力量F7是第2保持框22始终受到的力量。
另一方面,图26~图29示出了对本实施方式的镜头装置施加了向第1方向X1的落下冲击时的作用。其中,图26示出施加落下冲击紧前的状态。图27示出施加落下冲击从而第2保持框向第1方向X1移动的状态。图28示出在图27的状态后、第2保持框进一步向该方向X1移动且在D地点处抵接到固定框的状态。图29示出在图24的状态后、第2保持框通过各施力弹簧的作用力而向第2方向X2移动的情形。
首先,如图26所示,在本实施方式的镜头装置20中,第2保持框22和第3保持框23分别处于在沿着主轴37的方向上保持预定间隔且配置于各预定位置(靠近摄像单元40的位置)处的状态。在该状态下,第2保持框22被变焦螺母36限制了向第2方向X2的移动。此外,第3保持框23被对焦螺母33a限制了向第1方向X1的移动。
对处于该状态的镜头装置20施加包含由图26的标号X1示出的第1方向的成分的预定大小Fa的冲击、例如落下冲击等。此处,第1方向是主轴37的轴向且是沿着光轴O2的方向中的朝向配设有第1保持框21的一侧的方向。
在图26的状态下,如上所述,第3保持框23被变焦螺母33a限制了第1方向X1上的位置。因此,第2保持框22在主体部22a和支撑臂部22b保持一体的状态下受到向第1方向X1的冲击力Fa,抵抗第2施力弹簧31、第3施力弹簧32的作用力而朝向离开第3保持框23的方向(第1方向X1)移动,并移位到图27的状态。此时,如图27所示,第2保持框22受到了从上述冲击力Fa派生的力量F6。此外,此时,第2施力弹簧31、第3施力弹簧32发挥缓和第2保持框22向第1方向X1的移动的作用。
在从图27的状态到达至图28所示的状态时,第2保持框22的支撑臂部22b的第1主抵接部22be成为与固定框25的第1主止挡部25a在图28的D地点处抵接的状态。由此,第2保持框22被限制了向第1方向X1的移动。
接着,如图29所示,第2保持框22通过各施力弹簧31、32的作用力(力量F7)的作用而向第2方向X2移动。并且,第2保持框22最终回归到图26所示的原来的预定位置。另外,第2保持框22在用上述图26~图29说明的第1方向X1和第2方向X2的移动中,主体部22a和支撑臂部22b通过第1施力弹簧39的作用力的作用而始终保持一体。
以上,简单叙述使用上述图19~图29说明的本实施方式的作用的话,如下所述。即,在包含固定框25(镜头壳体)的镜头装置受到了由于包含第1方向的成分的预定大小的落下等而引起的冲击的情况下,变焦驱动单元的变焦螺母36(驱动部件)和第2保持框22的支撑臂部22b(被驱动部件)分离,并且支撑臂部22b(被驱动部件)和主体部22a(透镜框主体)成为一体而向第1方向移动。
此外,在包含固定框25(镜头壳体)的镜头装置受到了由于包含第2方向的成分的预定大小的落下等而引起的冲击的情况下,通过变焦螺母36(驱动部件)阻碍了第2保持框22的支撑臂部22b(被驱动部件)向第2方向的移动,由此支撑臂部22b(被驱动部件)和主体部22a(透镜框主体)分离,主体部22a(透镜框主体)沿着主轴37、旋转止动轴38(多个引导轴)移动。
并且,在包含固定框25(镜头壳体)的镜头装置20受到了由于包含第1方向的成分的预定大小的落下等而引起的冲击的情况下,最初,固定框25的第1主止挡部25a(镜头壳体的冲击承受面)与第2保持框22的支撑臂部22b的第1主抵接部22be(被驱动部件的冲击承受面)接触,接着,固定框25的第1副止挡部25b(镜头壳体的冲击承受面)与第2保持框22的主体部22a的第1副抵接部22ac(透镜框主体的冲击承受面)接触,由此阻挡住由于落下等引起的冲击。
此外,在包含固定框25(镜头壳体)的镜头装置20受到了由于包含第2方向的成分的预定大小的落下等而引起的冲击的情况下,最初,固定框25的第2主止挡部25c(镜头壳体的冲击承受面)与第2保持框22的主体部22a的第2主抵接部22ag(透镜框主体的冲击承受面)接触,接着,固定框25的第2副止挡A部25d(镜头壳体的冲击承受面)与第2保持框22的主体部22a的第2副抵接部A22ad(透镜框主体的冲击承受面)接触,同时固定框25的第2副止挡B部25e(镜头壳体的冲击承受面)与第2保持框22的主体部22a的第2副抵接部B22ae(透镜框主体的冲击承受面)接触,由此阻挡住由于落下等引起的冲击。
另外,也可以依次进行固定框25的第2副止挡A部25d(镜头壳体的冲击承受面)与第2保持框22的主体部22a的第2副抵接部A22ad(透镜框主体的冲击承受面)的接触、固定框25的第2副止挡B部25e(镜头壳体的冲击承受面)与第2保持框22的主体部22a的第2副抵接部B22ae(透镜框主体的冲击承受面)的接触。
因此,根据上述一个实施方式,在镜头装置20受到了预定大小的落下等的冲击的情况下,不论施加该冲击等的方向如何,都能够缓和第2保持框22(的支撑臂部22b;被驱动部件)和变焦驱动单元的变焦螺母36(驱动部件)等部件受到的冲击,从而抑制部件损伤。
此外,上述冲击承受面(25a、25b、25c、25d、25e和22be、22ac、22ac、22ad、22ae)形成于多个引导轴(37、38)附近,因此能够在受到了冲击等而使得第2保持框22、第3保持框23等移动且与固定部件碰撞时,抑制以引导轴(37、38)为支轴的转矩的产生。
在可沿多个引导轴移动的多个透镜框主体(相当于第2保持框22、第3保持框23)上分别设置了多个冲击承受面,因此构成为在镜头装置20受到了预定大小的冲击的情况下,第2保持框22的冲击承受面与第3保持框23的冲击承受面在多个面接触。由此,能够更有效地缓和所受到的冲击。
通过设置第1施力弹簧39、第2施力弹簧31(第1施力部件)和第3施力弹簧32(第2施力部件),在通常状态下,在对各预定的框部件彼此进行相互牵拉的方向上施力,因此在镜头装置20受到了包含第1方向或第2方向的成分的预定大小的冲击时,能够通过上述各施力部件缓和该冲击。
在可沿引导轴(主轴37)移动的多个透镜框主体(相当于第2保持框22、第3保持框23)中,分别设置用于使多个引导轴贯通的贯通孔(22aa、22ba),使与各贯通孔对应的引导轴中的至少一个中贯穿插入金属制的套筒42,该套筒42在松散嵌合的状态下被贯穿插入到第2保持框22的支撑臂部22b(被驱动部件)的贯通孔22ba中,并被一体地贯穿插入配置到主体部22a(透镜框主体)的贯通孔22aa中,支撑臂部22b和主体部22a通过第1施力弹簧39(第1施力部件)在相互牵拉的方向被施力,因此在通常状态下,第2保持框22的主体部22a和支撑臂部22b始终构成为一体。另一方面,主体部22a和支撑臂部22b构成为在受到冲击等引起的第1方向或第2方向的冲击等时,抵抗第1施力部件39的作用力而能够分离。利用该结构,能够缓和受到的冲击力量。
另外,本发明不限于上述实施方式,当然能够在不脱离发明主旨的范围内实施各种变形和应用。并且,上述实施方式包含了各种阶段的发明,可以通过所公开的多个结构要素的适当组合提取各种发明。例如,即使从上述一个实施方式所示的全部结构要素中删除几个结构要素,也能够解决发明要解决的课题,并且,在能够得到发明的效果的情况下,删除了该结构要素的结构也可以作为发明而被提取。本发明除了被附件权利要求限定以外,不被特定的实施方式制约。
本发明不限于数字照相机等摄影功能特殊化的电子设备即摄像装置,同样还能够广泛应用于具备摄影镜头光学系统且具有摄像功能的其他形式的电子设备,例如移动电话、录音设备、电子记事本、个人计算机、游戏设备、电视、钟表、利用了GPS(GlobalPositioningSystem)的导航设备等带摄像功能的各种可携带的电子设备。