专利名称：用于移动设备的带变焦的摄像组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种内置在以移动电话为代表的信息终端装置中而使用的小型摄像组件，特别是涉及具有变焦功能的摄像组件或者照相机组件。
背景技术：
随着移动电话的普及，提出了以用于以移动电话或PDA为代表的信息终端的内置型摄像组件的小型化、高性能化为目标的方案，并且还提出了使照相机带变焦功能的方案。作为为实现变焦功能的代表性结构，公知有组合具有多个透镜的光学系统，并机械调节或者使用电气反馈系统来调节它们的距离的结构。
例如，在日本专利文献特开2002-27304号公报中公开了例如与移动电话主体呈分开设置的结构的摄像组件装置。所公开的组件装置具有根据下述光学系统的变焦机构，该光学系统的透镜部可相对于摄像部进行移动而使距离发生变化。
而且，在日本专利文献特开2002-277713号公报、或者日本专利文献特开2002-77841号公报中公开的摄像组件是被内置到移动电话的主体内的。由于移动电话主体是小型的，所以当如上述日本专利文献特开2002-27304号公报中所述的技术所示，采用将变焦机构收入摄像组件整体的内部那样的结构时，由于摄像组件的尺寸很大从而无法将其收入主体内部。因此，上述公报所述的摄像组件的变焦机构被形成为其一部分从主体向外部凸起的结构。
在日本专利文献特开2002-277713号公报中，详细说明了上述结构。摄像组件具有由凸轮操作的两个透镜系统。即，两个透镜系统如下构成，即它们同时被操作，从而确定从摄像设备的距离以及透镜系统的相对位置。凸轮由位于移动电话侧面的操作部进行操作。从而，用户通过移动该操作部来使透镜系统移动，从而可改变摄像时的摄入角。
另一方面，在日本专利文献特开2001-223924号公报中公开了通过切换光路来切换广角、窄角摄影的摄像组件的例子。其被形成为可利用液晶开关来切换光路的结构。所述结构符合移动电话等对小型化、薄型化的要求，从而可将摄像组件的整体配置到移动电话主体内部，并具有耐冲击性好的优点。
但是，根据前一个例子，所提出的带变焦功能的摄像组件虽然想通过在其光学系统内配置两个或三个独立的透镜，使用机械或电气机构改变它们之间彼此的距离，由此来实现变焦功能，但是，此时由于需要多个透镜，所以整体光学系统的长度变长，并且由于需附加特殊的透镜驱动功能从而不得不准备复杂的机构，而且，还需要用于其控制的电气反馈系统等，因此在技术上很困难，并且从成本上来说也很高昂。
另外，根据后一个例子，尽管整体结构比较简单，但由于就摄像方向来说，广角、窄角的摄像的方向在移动电话的表里相反，所以对于用户来说不方便。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用户使用方便、小型而具有足够的性能，并且结构简单而又成本低廉的用于移动设备的摄像组件。
本发明提供一种被组装入移动信息终端的摄像组件，其具有如下结构该组件为了带变焦功能而具有不同的透镜系统，并且在使它们向与光路方向交叉的方向移动的同时，可使所述透镜系统配置到适当的焦距或者光学距离上。准备多种类型且适当个数的透镜系统，以便能够进行广角(wide)摄影、窄角(tele)摄影、或者在它们中间的摄入角上的摄影。这些透镜系统被形成为可与包含摄像设备的组件一体地进行处理的结构。
本发明通过预先单独准备用于广角图像摄影的和用于窄角图像摄影的两种或其以上数目的多个透镜系统，并根据需要切换它们，来使得可使用一个摄像设备进行多种视场角的图像摄影。由此，不需要复杂的透镜驱动功能或反馈系统，并能够至少在使用取最短光学距离的透镜系统时，获得可纳入移动设备主体内的尺寸。而且，通过将窄视场图像的光学系统的长度取得比广视场的场合长，使得透镜的设计变得容易，并且还可以防止由于将光学长度设计得短而带来的摄像图像的质量下降。
即，本发明是一种被组装入移动信息终端的摄像组件，其中，划定广角或者窄角的预定的不同图像摄入角的多个透镜系统通过向与光路交叉的方向移动从而可相互切换，并且在切换时所述多个透镜系统各自相对于摄像设备划定预定的光学距离地进行移动。
优选结构是，多个透镜系统为了切换，向沿着移动信息终端的一个主要面的方向直线滑动，并通过只使包含期望的透镜系统的部件向从摄像设备离开的方向移动来划定所述预定的光学位置。
优选结构是，多个透镜系统为了切换，相对于移动信息终端的一个主要面向倾斜方向直线滑动，从而划定所述预定的光学位置。
优选的是，多个透镜系统为了切换，可沿着移动信息终端的一个主要面转动。
优选的是，多个透镜系统被固定在单个部件上，并且随着上述转动，该单个部件以使所选择的透镜系统相对摄像设备形成期望的距离地进行移动。
优选结构是，在多个透镜系统中选择的透镜系统随着转动，向从固定了其他透镜系统的部件离开的方向移动，从而划定所述预定的光学位置。
优选结构是，用于广角摄影的透镜系统总是被置于所述移动信息终端的壳体内部，用于窄角摄影的透镜系统在被选择时向壳体的外部凸起。
优选的是，多个透镜系统具有相同尺寸的焦距或光学距离，并通过在与光路交叉的一个平面内移动来进行切换，其中所述光路由摄像设备和与其对准的透镜系统构成。
图1是用于说明本发明摄像组件在移动电话中的配置的透视图；图2是用于说明利用本发明摄像组件的广角摄影、窄角摄影的简图；
图3是表示本发明第一实施方式的摄像组件的平面图，其中(a)是透镜系统与摄像设备相对准的所谓广角摄影(wide)的状态的示意图，(b)是透镜系统与摄像设备相对准的所谓窄角摄影(tele)的状态的示意图；图4是用于说明将本发明第一实施方式的摄像组件具体化了的实施例的简要剖面图，其中(a)是广角摄影状态示意图，(c)是窄角摄影状态示意图，(b)是移动的中间状态示意图；图5是表示本发明第二实施方式的摄像组件的简要平面图，其中(a)是广角摄影状态示意图，(b)是窄角摄影状态示意图；图6是表示本发明第三实施方式的摄像组件的简要平面图；图7是将本发明第三实施方式的摄像组件具体化了的实施例的示意图，其中(a)、(b)是分别表示广角摄影状态、窄角摄影状态的简要平面图，(c)是表示摄像组件在移动电话中的配置的移动电话的部分透视图；图8是将本发明第三实施方式的摄像组件进一步应用了的实施例的示意图，其中(a)、(b)是简要剖面图，(c)、(d)是表示移动电话的一部分的透视图，(a)、(c)示出了窄角摄影的状态，(b)、(d)示出了广角摄影的状态；图9是本发明第四实施方式的摄像组件的示意图，其中(a)、(d)是广角摄影状态示意图，(b)、(e)是中间程度的角度的摄影状态示意图，(c)、(f)是窄角摄影状态示意图，(a)、(b)、(c)是平面图，(d)、(e)、(f)是只将摄像组件取出，并分别从D、E、F方向观看时的侧视图，另外，(g)是表示摄像组件在移动电话中的配置的图；图10是本发明第四实施方式的摄像组件的变形例示意图，其中(a)、(c)是广角摄影状态示意图，(b)、(d)是窄角摄影状态示意图。
具体实施例方式
下面参照附图来详细说明作为本发明优选实施方式的摄像组件。
图1是用于说明本发明摄像组件在移动电话中的配置的透视图。图2是用于说明利用本发明摄像组件的广角摄影、窄角摄影的简要图。根据图1，摄像组件30被内置于移动电话10的顶端附近。在图中，参考标号21表示用于显示的液晶设备，参考标号23表示标有数字的数字键，参考标号22表示定点设备。
在此例中，摄像组件30朝向移动电话的背面方向。摄像组件30包括两个透镜系统31、32；和与其中的任一个进行组合来构成用于摄像的光学系统的摄像设备50。两个透镜系统31、32的焦距有差异，例如一个被用于广角(wide)摄影，另一个被用于窄角(tele)摄影。所述广角、窄角的变更是通过在X2方向上移动与摄像设备50组合的透镜系统31、32，从而使广角、窄角相互切换而实现的，所述切换例如可通过在X1方向上移动手柄25来实现。图2示出了在分别使用透镜系统31、32时的焦距Fla、FLb，或者光学距离Tla、TLb的尺寸差异。
图3是本发明第一实施方式的摄像组件的平面示意图，其中(a)是所谓广角摄影(wide)的状态的示意图，(b)是所谓窄角摄影(tele)的状态的示意图。
摄像组件130包括被设成可在横向，即摄像组件130的长度方向上滑动的第一框架141。在第一框架141上安装有第二框架142，该第二框架142可在与上述滑动方向垂直的方向上移动。透镜系统131被固定在第一框架141上，透镜系统132被固定在第二框架142上。
透镜系统131以相对摄像设备150可取适当焦距地被置于图3(a)的广角摄影的位置上。当用户从图3(a)的广角摄影向图3(b)的窄角摄影变更时，使第一框架141向箭头A1的方向移动。所述移动通过例如如图1所示的可从外部接触的手柄25来进行。如图3(a)所示，通常第二框架142被配置在第一框架141的内侧。但是，若第一框架141被移动，从而第二框架142被移动到与摄像设备50重叠的位置上，则第二框架142将向从第一框架141凸起的方向移动(参见箭头B1)。在所述凸起的位置，透镜系统132相对摄像设备150被置于适当的焦距上。
图4示出了以机械的方式实现图3所示结构的实施例。其中(a)是广角摄影状态的示意图，(c)是窄角摄影状态的示意图，(b)是移动的中间状态的示意图。在图4中，摄像组件180包括摄像设备150；含有用于广角摄影的透镜系统的第一框架191；以及含有可相对于第一框架191进行移动、用于窄角摄影的透镜系统的第二框架192。
图4(a)示出了广角摄影的状态，第一框架191被置成使得用于广角摄影的透镜系统相对于摄影设备150而对准。用户为了从该状态变更到窄角摄影的状态，使第一框架191向图中箭头A1的方向移动。所述移动如上所述，由用户通过被固定在第一框架191上并可从外部接触的手柄手动进行。由于在第一框架191上安装了将第一框架191向图中右方，即与箭头A1方向相反的方向偏置的弹簧部件S1，所以用户的操作将克服弹簧力而进行。
而且，第一框架191在其内部配有弹簧部件S2，该弹簧部件S2始终使第二框架192向图中的上方、即箭头B1的方向偏置。从而，若第一框架191被拔到图4(b)所示的预定位置，则将第二框架192维持在第一框架191内的、图中未示出的锁定机构被打开。第二框架192通过形成于摄像设备180的盒体186上的窗187向外部凸起(箭头B1的方向)，由此如图4(c)所示，第二框架192内的窄角的透镜系统相对摄像设备维持预定的焦距。此时，第二框架192通过移动电话的外侧面(没有图示)向外部凸起。此外，第一框架191通过没有图示的其他的锁定机构可维持在图4(c)的位置上。
为了从窄角摄影的状态返回到广角摄影的状态，用户克服弹簧部件S2的力而按压从移动电话的表面凸起的第二框架192，从而使得从图4(c)的状态变成图4(a)的状态。此时，维持第一框架191的、没有图示的锁定机构被解除，并通过偏置第一框架191的弹簧部件S1而向图中右方向，即与箭头B1的方向相反的方向移动。由此，第一框架191、第二框架192将返回到图4(a)所示的广角摄影的状态。
图5是本发明第二实施方式的摄像组件的示意图，其中(a)是广角摄影状态示意图，(b)是窄角摄影状态示意图。第二摄像组件280也具有第一框架291和可相对于第一框架291进行相对移动的第二框架292，并在各框架上分别支承广角、窄角摄影的透镜系统281、282。第一框架291的移动与第一实施方式相同。与第一实施方式的不同点是第二框架292相对第一框架291，受凸轮机构的导向。
即，在摄像组件280的内壁上形成有凸轮槽270，并在第二框架292上设置有容纳于该凸轮槽270的凸轮凸起261、262(容纳凸轮凸起262的凸轮槽没有示出)。当为了从图5(a)的广角摄影状态变更到图5(b)的窄角摄影状态而第一框架291向图中的箭头A1方向移动时，通过凸轮凸起261、262被凸轮槽270引导，第二框架292如箭头A2那样进行曲线移动，从而从摄像组件280凸起地来进行移动。当第二框架292到达预定位置时，即到达图4(b)的位置时，第一框架291被图中未示出的锁定机构固定，从而维持该窄角摄影的状态。当从图4(b)的窄角摄影状态向图4(a)的广角摄影状态返回时，用户或者可以操作手柄，或者可直接将凸起的第二框架292推进去。
图6是表示本发明第三实施方式的摄像组件的简要平面图。在该摄影组件330中，广角、窄角的透镜系统331、332被同时固定在共同的框架340上。框架340可相对于包含摄像设备350的摄像组件330向如箭头A3所示的倾斜方向移动。即，当框架340被置于在图中用实线表示的位置时，成为广角摄影的状态，若框架340向箭头A3方向移动，并到达虚线位置，则变为窄角摄影的状态。框架340的移动，虽然也可以如述那样，通过操作图中未示出的手柄来实现，但也可以如图所示，将在广角摄影的状态从摄像组件330凸起的框架顶端348配置成从移动电话主体凸起，从而通过将其推入内侧的操作来实现，或者使窄角摄影状态下的框架顶端349从移动电话主体凸起，从而通过对其进行推压的操作来实现。
图7示出了将图6的实施方式的摄像组件具体化了的实施例。其中图7的(a)、(b)分别是表示广角摄影状态、窄角摄影状态的简要平面图，(c)是表示摄像组件在移动电话中的配置的移动电话的部分透视图。如图所示，该摄像组件430被配置在移动电话410的拐角附近。用于广角摄影的透镜系统431和用于窄角摄影的透镜系统432均被固定在框架440上。在(a)中的广角摄影的状态下，透镜系统431与摄像组件450相对准，在(b)中的广角摄影的状态下，透镜系统432与摄像组件450相对准。框架440的移动方向是倾斜方向，在各状态下分别与透镜系统431、透镜系统432相对应的适当的光学距离或者焦距得以设定。在框架440上设有柱部分446，设置于移动电话主体410上的槽411对该柱部分446进行导向，从而在两个状态之间进行框架的移动。在此例子中，用户通过操作手柄447来移动框架440，但也可以使用其他的手段。
图8是将图7所示的例子进一步应用了的例子的示意图，其中(a)、(b)是简要剖面图，(c)、(d)是表示移动电话的一部分的透视图，(a)、(c)示出了窄角摄影的状态，(b)、(d)示出了广角摄影的状态。在图8中(a)、(c)的广角摄影的状态下，透镜系统431以适当的光学距离或者焦距与摄像设备450对准，在(b)、(d)的用于窄角摄影的状态下，透镜系统432以适当的光学距离或者焦距与摄像设备450对准。如图所示，在此例子中，包含广角、窄角的透镜系统431、432的框架490相对包含摄像设备450的主体486也可向倾斜方向移动。与图7例子的不同点是框架490具有照明用LED 481并与其构成一体。在图8中(a)、(c)的广角摄影的状态下，照明用LED 481位于窗485的内侧，但在图8中(b)、(d)的窄角摄影之时，照明用LED 481将露出外部。
图9是本发明第四实施方式的摄像组件的示意图，其中(a)、(d)是广角摄影状态示意图，(b)、(e)是中间程度的角度的摄影状态示意图，(c)、(f)是窄角摄影状态示意图；(a)、(b)、(c)是平面图，(d)、(e)、(f)是只将摄像组件取出，并分别从D、E、F方向观看时的侧视图。而且(g)是表示摄像组件在移动电话中的配置的图。
摄像组件530具有近似圆形框架540，其固定有窄角的透镜系统531、广角的透镜系统533、以及它们的中间程度的透镜532。框架540被构成为可相对主体536向螺旋方向转动，其中所述主体536也呈近似圆形，并内置有摄像设备550。虽然没有图示，但在主体536的外侧表面上形成有向螺旋方向延伸的凸条或者凸槽，在框架540的内侧表面上形成有与其卡合的凹部或者凸部，图中的参考标号511表示移动电话的表面。
如图所示，当窄角的透镜系统531与摄像组件550相对准，并形成适当的焦距时，框架540的表面541与表面511大体一致。当用户从该状态改变摄入角时，使框架540螺旋旋转。旋转方向在图中用箭头R示出。由此，代替广角的透镜系统531，而使中间程度的摄入角度的透镜系统532与摄像设备550对准，同时，框架540的表面541从移动电话的表面511凸起，从而相对于镜系统532实现适当的焦距或者光学距离。框架540可通过没有图示的锁部件而被维持在该位置上。为了进一步向窄角的摄影变化，可向箭头R方向进一步转动框架540。由此，透镜系统533与摄像设备550相对准，并且框架540进一步凸起，从而透镜系统533相对摄像设备550具有适当的焦距或者光学距离。为了维持在该位置上，可设置适当的其他的锁部件。用户可通过向与箭头R方向相反的方向转动框架540来返回到中间角摄影、或者广角摄影的状态。
此外，在本实施方式中，也可以代替为进行中间角摄影而设置的透镜系统，而使用用于微摄影的透镜。根据微摄影，也可以实现在广角、窄角的透镜系统中无法摄影的、对距离照相机组件比较近的位置的摄影。用户仅通过转动框架540就可以实现用于微摄影的设定。
图10示出了图9所示的本发明第四实施方式的变形例。其中(a)、(c)是广角摄影的状态示意图，(b)、(d)是窄角摄影的状态示意图。框架640也包括广角的透镜系统631和窄角的透镜系统632，并相对包含摄像设备650的主体636可螺旋转动。与图9的实施方式相比，在框架640被容纳在主体636的内侧的这一点上不同。在框架640的侧壁上形成有螺旋转动凸条646，并在主体636的侧壁内表面上形成有容纳螺旋转动凸条646的螺旋槽647。
为了从广角摄影的状态转移到窄角摄影的状态，框架640向箭头R1的方向转动。在本实施例中，由于透镜系统631、632向一侧偏心配置，所以转动的轨道长度与图9所示的例子相比变长，从而能够平滑地实现框架640在向凸起方向移动并转动的动作，就这点来说是个优点。其结果是框架640的表面641呈从主体636凸起的状态，并在此状态下，通过没有图示的锁定机构被维持在预定位置上。为了容易地进行转动操作，例如也可以在框架640的表面641上设置可用手指操作的操作部。当从窄角摄影返回到广角摄影的状态时，框架640向与R1相反的方向的R2方向转动。
如上所述说明了作为本发明优选实施方式的摄影组件，但这些仅仅是例示，而不是对本发明的限制，对于本领域技术人员来说，可进行各种变形变更。
例如，通过将如广角摄影、窄角摄影那样摄入角不同的透镜系统设定为相同焦距或相同光学距离，可实现当从广角向窄角切换透镜系统时，只在与光路交叉的一个面内移动它们的结构。此时，不需要使预定的透镜系统向远离摄像设备的方向凸起。即，在上述的第一或第二实施方式中，不需要设置可相对于第一框架进行移动的第二框架，而是将两个透镜系统固定在单个框架上，并仅通过滑动就可以切换透镜系统。此外，在第四实施方式中，可使框架在同一平面内转动。
而且，在第四实施方式中，框架形状没有必要一定是圆形，也可以是扇形或者类似于此的形状。此外，同样地，在第四实施方式中，框架也可以形成这样的结构即，其具有包含用于广角摄影的透镜系统的第一框架，和可向相对第一框架凸起的方向移动，且包含用于窄角摄影的透镜系统的第二框架，从而在转动第一框架时，只有第二框架凸起。
此外，关于上述的微摄影，不用如第四实施方式那样单独设置用于微摄影的透镜系统，而是可设定在各摄入角的摄影位置上将支承其透镜系统的框架向远离摄像设备的方向直线滑动的功能。例如，可通过手动的凸轮操作来使框架移动。此时可设置用于微摄影的附加操作部。
权利要求
1.一种摄像组件，被组装入移动信息终端中，其特征在于，划定广角或者窄角的预定的不同图像摄入角的多个透镜系统通过向与光路交叉的方向移动从而可相互切换，并且在切换时所述多个透镜系统各自相对于摄像设备划定预定的光学距离地进行移动。
2.如权利要求1所述的摄像组件，其特征在于，所述多个透镜系统为进行切换而向沿着所述移动信息终端的一个主要面的方向直线滑动，并且，通过只使包含期望的透镜系统的部件向离开摄像设备的方向移动来划定所述预定的光学位置。
3.如权利要求1所述的摄像组件，其特征在于，所述多个透镜系统为进行切换而相对于所述移动信息终端的一个主要面向倾斜方向直线滑动，从而划定所述预定的光学位置。
4.如权利要求1所述的摄像组件，其特征在于，所述多个透镜系统为了进行切换，可沿着所述移动信息终端的一个主要面转动。
5.如权利要求4所述的摄像组件，其特征在于，所述多个透镜系统被固定在单个部件上，并且随着上述转动，该单个部件以使所选择的透镜系统相对摄像设备形成期望的距离地进行移动。
6.如权利要求4所述的摄像组件，其特征在于，在所述多个透镜系统中选择的透镜系统随着转动，向从固定了其他透镜系统的部件离开的方向移动，从而来划定所述预定的光学位置。
7.如权利要求1所述的摄像组件，其特征在于，用于广角摄影的透镜系统总是被置于所述移动信息终端的壳体内部，用于窄角摄影的透镜系统在被选择时向所述壳体的外部凸起。
8.如权利要求1所述的摄像组件，其特征在于，所述多个透镜系统具有相同尺寸的焦距或光学距离，并通过在与所述光路交叉的一个平面内移动来进行切换，其中所述光路由所述摄像设备和与其对准的透镜系统构成。
全文摘要
本发明提供了一种用户使用方便、小型而具有足够的性能，并且结构简单而又成本低廉的用于移动设备的摄像组件。组装入移动信息终端的摄像组件(130)为具有变焦功能而配有透镜系统(131)、(132)，其具有如下结构，使得可使其向与光路方向相交的方向移动，并可将该透镜系统配置为适当的焦距。预备适当数目的多种透镜系统，使得可以进行广角(wide)摄影、窄角(tele)摄影、或者它们的中间摄入角上的摄影。所述透镜系统能够与含有摄像设备(150)的组件一体地进行安装。
文档编号H04N5/225GK1708726SQ20038010265
公开日2005年12月14日 申请日期2003年10月29日 优先权日2002年10月31日
发明者山冈庆文, 村田耕, 本乡雅史 申请人:安捷伦科技有限公司