镜筒、摄像单元和摄像设备制造技术

镜筒、摄像单元和摄像设备。一种镜筒，其能够在抑制镜筒尺寸增加的同时有效地使多个透镜组在光轴方向上移动。该镜筒包括：多个保持构件，其分别保持光学部件，分别设置有凸轮从动件，并且以在光轴方向上可移动的方式被支撑；凸轮筒，其具有与凸轮从动件接合的凸轮槽，并且绕平行于光轴的轴线可转动地被保持；以及驱动单元，其被构造成在光轴方向上驱动多个保持构件中的一个保持构件。在镜筒中，通过驱动单元在光轴方向上驱动一个保持构件，使凸轮筒转动，并且在光轴方向上驱动多个保持构件中的另一个保持构件。镜筒的驱动单元包括振动型线性致动器，振动型线性致动器被构造成通过在振动器中产生的椭圆振动来产生推力以驱动一个保持构件。

【技术实现步骤摘要】
镜筒、摄像单元和摄像设备
本专利技术涉及镜筒、摄像单元和摄像设备，并且特别地涉及保持多个透镜组在光轴方向上前后移动的镜筒、包括该镜筒的摄像单元以及包括该摄像单元的摄像设备。
技术介绍
传统地，已知一种摄像设备，其中用于拍摄被摄体的相机单元被诸如圆顶等的壳体覆盖并且绕平摇轴线(panaxis)和俯仰轴线(tiltaxis)可转动地被支撑。通过使用该摄像设备，用户能够将相机单元的方向改变为期望的拍摄方向并且能够拍摄被摄体。对于该摄像设备，需要摄像单元(相机单元)的性能改进和尺寸减小。然而，例如，如果为了优化拍摄镜头和增加变焦倍率而改进构成摄像单元的镜筒的性能，则根据摄像器件的尺寸增加，镜筒的光路长度增加。结果，包括摄像单元和覆盖摄像单元的壳体的整个摄像设备的尺寸增加。作为该问题的解决方案，通过使用凸轮环在光轴方向上线性地移动多个透镜组来执行变焦的镜筒已知为改进摄像单元的性能并实现摄像单元的小型化的镜筒。例如，在日本特开平6-324252号公报中记载的镜筒中，转动平行于光轴可转动地被支撑的螺杆以在光轴方向上移动设置有螺合入螺杆的套筒的第二组透镜保持环。另外，转动具有与第二组透镜保持环的凸轮从动件接合的凸轮槽的凸轮筒以在光轴方向上移动第三组透镜保持环或光圈保持环。此外，日本特开平7-306351号公报记载了一种镜筒，该镜筒包括：超声波马达，其具有在与光轴不同的轴线上的转动中心；以及凸轮环，其具有与所述超声波马达的转动中心同轴的转动中心，所述凸轮环被直接连接到超声波马达的输出构件并且被凸轮联接(cam-coupled)到移动透镜保持构件。在该镜筒中，通过利用超声波马达转动凸轮环，使移动透镜保持构件在光轴方向上移动。然而，在现有技术中，在为了改进镜筒的性能而在光轴方向上移动更多透镜组的情况下，凸轮构件转动所需的扭矩增加，使得需要使用被构造成产生大扭矩的驱动源或使用齿轮等来增加扭矩。然而，这些方法导致由于驱动源的尺寸增加和部件数量的增加而使整个镜筒的尺寸增加的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种镜筒、摄像单元和摄像设备，其能够在抑制镜筒尺寸增加的同时有效地使多个透镜组在光轴方向上移动。因此，本专利技术提供一种镜筒，其包括：多个保持构件，其分别保持光学部件，分别设置有凸轮从动件，并且以在光轴方向上可移动的方式被支撑；凸轮筒，其具有与所述凸轮从动件接合的凸轮槽，并且绕平行于光轴的轴线可转动地被保持；以及驱动单元，其被构造成在所述光轴方向上驱动所述多个保持构件中的一个保持构件，其特征在于，通过所述驱动单元在所述光轴方向上驱动所述一个保持构件，使所述凸轮筒转动，并且在所述光轴方向上驱动所述多个保持构件中的另一个保持构件，并且所述驱动单元包括振动型线性致动器，所述振动型线性致动器被构造成通过在振动器中产生的椭圆振动来产生推力以驱动所述一个保持构件。一种摄像单元，其包括：镜筒；以及摄像器件，已通过所述镜筒的光在所述摄像器件上形成像，其特征在于，所述镜筒包括：多个保持构件，其分别保持光学部件，分别设置有凸轮从动件，并且以在光轴方向上可移动的方式被支撑；凸轮筒，其具有与所述凸轮从动件接合的凸轮槽，并且绕平行于光轴的轴线可转动地被保持；以及驱动单元，其被构造成在所述光轴方向上驱动所述多个保持构件中的一个保持构件，通过所述驱动单元在所述光轴方向上驱动所述一个保持构件，使所述凸轮筒转动，并且在所述光轴方向上驱动所述多个保持构件中的另一个保持构件，并且所述驱动单元包括振动型线性致动器，所述振动型线性致动器被构造成通过在振动器中产生的椭圆振动来产生推力以驱动所述一个保持构件。一种摄像设备，其包括：摄像单元，其包括镜筒和摄像器件，已通过所述镜筒的光在所述摄像器件上形成像；两个第一驱动单元，其被构造成使所述摄像单元绕各自的与所述镜筒的光轴正交并且彼此正交的两个轴线转动；以及半球形盖，其被构造成覆盖所述摄像单元，其特征在于，所述镜筒包括：多个保持构件，其分别保持光学部件，分别设置有凸轮从动件，并且以在光轴方向上可移动的方式被支撑；凸轮筒，其具有与所述凸轮从动件接合的凸轮槽，并且绕平行于光轴的轴线可转动地被保持；以及第二驱动单元，其被构造成在所述光轴方向上驱动所述多个保持构件中的一个保持构件，通过所述第二驱动单元在所述光轴方向上驱动所述一个保持构件，使所述凸轮筒转动，并且在所述光轴方向上驱动所述多个保持构件中的另一个保持构件，并且所述第二驱动单元包括振动型线性致动器，所述振动型线性致动器被构造成通过在振动器中产生的椭圆振动来产生推力以驱动所述一个保持构件。根据本专利技术，能够在抑制镜筒尺寸以及摄像单元的尺寸增加的同时有效地使多个透镜组在光轴方向上移动。本专利技术的其它特征将从示例性实施方式的以下说明(参照附图)中变得明显。附图说明图1是根据本专利技术的实施方式的摄像单元的外部立体图。图2是摄像单元在包括光轴的平面中的截面图。图3是摄像单元的分解立体图。图4是示出包括在摄像单元中的凸轮筒的凸轮槽的展开图。图5是包括在摄像单元中的滤光器驱动机构的分解立体图。图6是摄像单元在正交于光轴的平面中的截面图。图7是包括摄像单元的监控相机在正交于光轴的平面中的截面图。图8是示出包括在摄像单元中的凸轮从动件的周边结构的主视图。图9是示出包括在摄像单元中的透镜组等的移动轨迹的图。具体实施方式以下将参照示出本专利技术的实施方式的附图详细说明本专利技术。图1是根据本专利技术的实施方式的摄像单元1的外部立体图。为了便于说明，如图1所示，定义了彼此正交的X轴、Y轴和Z轴。将与摄像单元1的拍摄光轴O(以下称为“光轴O”)平行的轴线定义为X轴。定义X轴平行于处于图1所示的姿势的水平方向，其中将平行于竖直方向的轴线定义为Z轴，并且将正交于X轴和Z轴且平行于水平方向的轴线定义为Y轴。图2是示出摄像单元1的沿着包括光轴O并且平行于Z轴的平面截取的截面图。图3是摄像单元1的分解立体图。摄像单元1包括从被摄体侧顺序布置以形成镜筒(拍摄光学系统)的光学部件，即，第一组透镜L1、第二组透镜L2、第三组透镜L3、第四组透镜L4、第五组透镜L5和滤光器L6。摄像单元1还包括摄像器件L7。已通过镜筒的光在摄像器件L7上形成像。第一组透镜L1被固定从而不能在光轴方向上移动。第二组透镜L2、第三组透镜L3和第四组透镜L4中的每一组透镜均在光轴方向上移动从而执行变焦操作(变焦)。第五组透镜L5在光轴方向上移动从而执行聚焦操作(聚焦)。滤光器L6是例如IR截止滤光器或带通滤光器。滤光器L6在正交于光轴O的平面中移动，并且相对于光路被插入或拔出，从而透射或阻挡特定波长区域的光。摄像器件L7是将成像的光学像转换为由电信号组成的图像信号的诸如CCD传感器和CMOS传感器的光电转换装置。摄像单元1包括第一组筒10、第二组筒20、引导杆21和22、凸轮从动件23、齿条构件24、位置检测标尺25、第三组筒30、引导杆31、凸轮从动件33、光圈单元36、第四组筒40和引导杆41。摄像单元1还包括凸轮从动件43、第五组筒50、引导杆51和52、齿条构件54、滤光器保持架60和凸轮从动件63。摄像单元1还包括摄像器件保持架70、引导杆71和72、齿条构件74、位置检测标尺75、传感器基板76。第一组筒10是保持第一组透镜L1的透镜保持构件。第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镜筒，其包括：多个保持构件，其分别保持光学部件，分别设置有凸轮从动件，并且以在光轴方向上可移动的方式被支撑；凸轮筒，其具有与所述凸轮从动件接合的凸轮槽，并且绕平行于光轴的轴线可转动地被保持；以及驱动单元，其被构造成在所述光轴方向上驱动所述多个保持构件中的一个保持构件，其特征在于，通过所述驱动单元在所述光轴方向上驱动所述一个保持构件，使所述凸轮筒转动，并且在所述光轴方向上驱动所述多个保持构件中的另一个保持构件，并且所述驱动单元包括振动型线性致动器，所述振动型线性致动器被构造成通过在振动器中产生的椭圆振动来产生推力以驱动所述一个保持构件。

【技术特征摘要】
2017.11.08 JP 2017-2155941.一种镜筒，其包括：多个保持构件，其分别保持光学部件，分别设置有凸轮从动件，并且以在光轴方向上可移动的方式被支撑；凸轮筒，其具有与所述凸轮从动件接合的凸轮槽，并且绕平行于光轴的轴线可转动地被保持；以及驱动单元，其被构造成在所述光轴方向上驱动所述多个保持构件中的一个保持构件，其特征在于，通过所述驱动单元在所述光轴方向上驱动所述一个保持构件，使所述凸轮筒转动，并且在所述光轴方向上驱动所述多个保持构件中的另一个保持构件，并且所述驱动单元包括振动型线性致动器，所述振动型线性致动器被构造成通过在振动器中产生的椭圆振动来产生推力以驱动所述一个保持构件。2.根据权利要求1所述的镜筒，其中，与所述一个保持构件的所述凸轮从动件接合的所述凸轮槽的交叉角的方向是恒定的。3.根据权利要求2所述的镜筒，其中，与所述一个保持构件的所述凸轮从动件接合的所述凸轮槽的所述交叉角的角度是大致恒定的。4.根据权利要求2所述的镜筒，其中，在所述一个保持构件的所述凸轮从动件相对于所述凸轮筒的接合位置处的交叉角被定义为θ(ZM)并且所述多个保持构件中的所述另一个保持构件的所述凸轮从动件相对于所述凸轮筒的接合位置处的交叉角被定义为θn(ZM)的情况下，|θ(ZM)|>|θn(ZM)|成立。5.根据权利要求4所述的镜筒，其中，θ(ZM)>45°成立。6.根据权利要求4所述的镜筒，其中，在当所述一个保持构件在所述光轴方向上被驱动时滑动部的摩擦系数被定义为μ并且当所述另一个保持构件在所述光轴方向上被驱动时所述滑动部的摩擦系数被定义为μn的情况下，cot(θ(ZM))+μ<cot(θn(ZM))-μn成立。7.根据权利要求1所述的镜筒，其中，设置于所述一个保持构件的所述凸轮从动件的转动轴线与所述光轴正交。8.根据权利要求1所述的镜筒，其中，所述驱动单元布置于所述镜筒的第一侧面。9.根据权利要求8所述的镜筒，其中，所述凸轮筒布置于所述镜筒的与所述第一侧面正交的第二侧面。10.根据权利要求9所述的镜筒，其中，所述第一侧面的与所述光轴正交的边的长度比所述第二侧面的与所述光轴正交的边的长度长。11.一种摄像单元，其包括：镜筒；以及摄像器件，已通过所述镜筒的光在所述摄像器件上形成像，其特征在于，所述镜筒包括：多个保持构件，其分别保持光学部件，分别设置有凸轮从动件，并且以在光轴方向上可移动的方式被支撑；凸轮筒，其具有与所述凸轮从动件接合的凸轮槽，并且绕平行于光轴的轴线可转动地被保持；以及驱动单元，其被构造成在所述光轴方向上驱动所述多个保持构件中的一个保持构件，通过所述驱动单元在...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木圭，藤原大辅，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP