摄像设备的制作方法

专利名称：摄像设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种摄像设备，更具体地，本发明涉及一种技 术特征为在镜筒中固定摄像元件的摄像设备。
背景技术：
利用如CCD或MOS等摄像元件将摄像光学系统形成的被 摄体图像转换成电信号的电子照相机、即所谓的数字照相机得 到广泛使用。如CCD和MOS等一些摄像元件对人眼看不见的红 外光敏感，因此， 一些数字照相机具有设置于摄像光学系统中 的红外线截止滤光器，以防止红外光导致的图像质量的下降。另外， 一 些摄像设备具有由呈双折射现象的水晶制成并被 布置在摄像元件的被摄体侧的前表面的低通滤光器(Low-Pass Filter),以防止由伪彩色或波紋(moire )导致的图像质量下降， 该波紋是由拍摄的被摄体图像含有取决于摄像元件的像素间距 的取样频率引起的。红外线截止滤光器或低通滤光器(下文中称为"滤光器部 件")或者两者都由基板保持，该基板形成有供摄像光通量的开 口、和用于无大移位地定位滤光器部件的凹部。更具体地，通 过将滤光器部件装配并粘结在基板中来保持该滤光器部件。顺便说，当灰尘附着到摄像元件的表面时，光就不能通过 附着有灰尘的部分，因此灰尘的图像被拍摄为被摄体图像中的 阴影，并且在拍摄的图像中形成阴影的图像。另外，摄像元件 通常位于拍摄透镜的内侧，因此用户不可能清洁摄像元件。因 此，为了避免拍摄灰尘的图像，摄像设备需要具有使得可以防 止灰尘附着到摄像元件的结构。为此，摄像元件通常具有被保护玻璃覆盖的前表面。然而，当大块灰尘附着到保护玻璃时，仍可以拍摄到灰尘 的图像。为了解决该问题，已经提出一种摄像设备，在该摄像 设备中，对滤光器部件与保护玻璃之间的空间进行完全密封(hermetically sealed),以防止灰尘附着到保护玻璃。另外，有时需要用于对成像面的位置和姿势进行精细调节 的机构，以适应摄像光学系统的制造误差。为了降低装配成本， 总是需要对滤光器部件和摄像元件的装配性能进行改进。此外， 光学系统沿光轴方向的厚度应该更小，以提高摄像设备的可携 带性。传统上，为了使具有被完全密封的空间的滤光器部件和保 护玻璃的结构沿光学系统的光轴方向的厚度减小，已经提出用 于在镜筒中保持摄像元件和滤光器部件的各种机构。例如，在日本特开2006-67356号公报中公开的技术中，提 供了 一种由薄板形式的金属构件形成的用于保持滤光器部件的 低通滤光器保持件，以减小光学系统沿光轴方向的厚度。另夕卜， 在日本特开2005-12334号公报中公开的技术中，滤光器部件和 摄像元件通过相互刚性(rigidly)粘结而被保持。上述日本特开2006-67356号公报公开了 一种结构，在该结其下方的弹性构件，该弹'性构件被夹在摄像元件与滤光器部件 之间。然而，在该结构的情况下，取决于滤光器部件的厚度的 变化而可向滤光器部件施加过大的压力，从而导致滤光器部件 的破损。另 一方面，在日本特开2005-12334号公报中公开的技术中， 滤光器部件和摄像元件彼此粘结，因此需要保持滤光器部件直 到粘结剂固化，这降低了组装性能。另外，难以分开滤光器部件和摄像元件，因此，当两个部件中的一个失效时，另一个正 常部件只能作为废品被处理掉。另夕卜，日本特开2006-67356号公报和日本特开2005-12334 号公报都不允许调节摄像面沿光轴方向的位置或者摄像面相对 于光轴的倾斜度。发明内容本发明提供一种摄像设备，该摄像设备允许减小用于保持 滤光器部件的机构的厚度，同时防止滤光器部件的破损。在本发明的第一方面中，提供了一种摄像设备，该摄像设 备包括摄像光学系统；摄像元件，其被构造成将已经通过所 述摄像光学系统的被摄体图像转换成电信号；保持构件，其被 构造成保持所述摄像元件；第一弹性构件，其被布置在所述摄 像元件的被摄体侧的表面上；光学构件，其被布置在所述第一 弹性构件的被摄体侧的表面上；以及第二弹性构件，其与所述 第一弹性构件相对，在所述第二弹性构件和所述第一弹性构件 之间夹着所述光学构件，其中，所述第一弹性构件具有空心的 框形，并且与所述摄像元件以及所述光学构件保持紧密接触， 所述第二弹性构件由所述保持构件支撑，使得所述摄像元件、 所述保持构件、所述第一弹性构件、所述光学构件、以及所述 第二弹性构件结合成单 一 的装配体。根据本发明第一方面的摄像设备具有摄像光学系统；摄 像元件，其被构造成将已经通过摄像光学系统的被摄体图像转 换成电信号；保持构件，其被构造成保持摄像元件；以及第一 弹性构件，其被布置在摄像元件的被摄体侧表面上。另外，摄 像设备具有光学构件，其被布置在第一弹性构件的被摄体侧 的表面上；以及第二弹性构件，其与第一弹性构件相对，在第二弹性构件和第一弹性构件之间夹着光学构件。第一弹性构件 具有空心框形并且与摄像元件和光学构件保持紧密接触，并且 第二弹性构件由保持构件支撑，使得将摄像元件、保持构件、 第一弹性构件、光学构件、以及第二弹性构件组合成单一的装配体。该布置使得可能减小用于保持滤光器部件的机构的厚度， 并且防止滤光器部件的破损。在本发明的第二方面中，提供了一种摄像设备，该摄像设备包括摄像光学系统；摄像元件，其被构造成将已经通过所 述摄像光学系统的被摄体图像转换成电信号；保持构件，其被 构造成保持所述摄像元件；第一弹性构件，其被布置在所述摄 像元件的被摄体侧的表面上；光学构件，其被布置在所述第一 弹性构件的被摄体侧的表面上；第二弹性构件，其与所述第 一弹性构件相对，在所述第二弹性构件和所述第一弹性构件之 间夹着所述光学构件；镜筒，其被构造成保持所述摄像光学系 统；以及第三弹性构件，其被布置在所述镜筒与所述第二弹性 构件之间，其中，所述第三弹性构件沿着使所述第二弹性构件 与所述保持构件或所述摄像元件接触的方向对所述第二弹性构 件施力，以将所述摄像元件、所述保持构件、所述第一弹性构 件、所述光学构件、以及所述第二弹性构件结合成单一的装配 体。通过以下结合附图的详细说明，本发明的特征和优点将更 显而易见。


图l是作为根据本发明实施例的摄像设备的数字照相机处 于缩进状态的外观的立体图；图2是数字照相机处于拍摄模式状态的外观的立体图； 图3是图1中出现的处于缩进状态的摄像镜头的剖面图； 图4是示出图3中出现的CCD和与其相关的部件的布置的第一例子的分解透视图；图5是图3中的CCD和与其相关部件的布置的剖视图； 图6是用于说明图3中出现的CCD单元和CCD保持件的装配结构的分解透视图；图7是示出图3中出现的CCD和与其相关的部件的布置的第二例子的分解透—见图。
具体实施方式
现在将参照示出本发明优选实施例的附图详细说明本发明。图l是实施根据本发明实施例的摄像设备的数字照相机处 于缩进状态的外观的立体图。以下将参照图1和其它

数字照相机的构造及其操作。参照图l,摄像镜头l处于用于存储的缩进状态，电源断开 以禁止拍摄。可以通过操作电源按钮2接通数字照相机的电源。 另外，用户可以通过操作模式旋钮3选择拍摄模式。下文中将说 明释放按钮4。图2是根据本实施例的的数字照相机处于拍摄模式状态的 外观的立体图。参照图2，在拍摄模式下，可通过按压释放按钮4经由摄像 镜头1拍摄被摄体。下文中将说明第 一 组保持件11和第 一 组引导 镜筒21。图3是图l中出现的处于缩进状态的摄像镜头的剖面图。参照图3，第一组透镜10通过第一组保持件11保持。类似地，第二组透镜12通过第二组保持件13保持，第三组透镜14通过第 三组保持件15保持，第四组透镜16通过第四组保持件17保持。空心圆筒形式的凸轮环18具有形成有凸轮槽(未示出)的 内周面，用于沿光轴方向移动第二组保持件13和第三组保持件 15。第二组保持件13和第三组保持件15每个都具有植入(implanted)其上的凸4仑从动销，用于与形成于凸轮环18内周 面上的各凸轮槽凸轮接合。另外，凸轮环18具有形成有凸轮槽(未示出)的外周面，用于沿光轴方向移动第 一组保持件ll, 并且植入第 一 组保持件11上的凸轮从动销与各凸轮槽凸轮接 合。固定镜筒19具有形成有凸轮槽的内周面，用于使凸轮环18 沿光轴方向伸出。驱动环20是空心圆筒构件，当接通数字照相 机的电源并且数字照相机转换到拍摄模式时，该驱动环2 0通过 来自驱动源的驱动力绕光轴转动。凸轮环18与驱动环20接合， 使得凸轮环18根据驱动环2 0的转动而转动。随着驱动环2 0转动， 凸轮环18在沿固定镜筒19的凸轮槽转动的同时沿光轴方向移 动。第 一 组引导镜筒21是支撑第 一 组保持件11的部件，使得第 一组保持件ll可以沿光轴方向前后移动，并且当摄像镜头l伸出 时，第一组引导镜筒21遮盖(conceal)形成于第一组保持件ll 与固定镜筒19之间的间隙。第四组透镜16是具有在摄像面上聚焦被摄体的功能的所谓 的聚焦透镜(focusing lens),第四组透镜16根据被摄体的距离 通过螺旋进给机构沿光轴方向移动而实现在摄像面上聚焦被摄 体。在图3中，摄像镜头l处于缩进状态，在该状态下，第四组保持件17和第四组透镜16已经移动到最靠近摄像面的位置，以 缩短镜筒在缩进状态下的长度。通过作为摄像元件的CCD22将通过第一组透镜10至第四组 透镜16形成的被摄体图像转换成电信号。保护玻璃23被固定到 CCD22的被摄体侧的前表面，用于保护CCD22。另外，CCD22 被刚性粘结到CCD板24。通过螺钉将CCD板24紧固到CCD保持 件25的预定位置。在保护玻璃23的被摄体侧的前表面上，布置形成有供被摄 体光通量穿过的开口的CCD橡胶26。另外，在CCD橡胶26的被 摄体侧的前表面上依次覆盖有光学LPF27和CCD罩(mask) 28。另外，在CCD罩28的被摄体侧的前表面上布置LPF盖29。 参照下文，通过螺钉30将LPF盖29固定到CCD板24。接着，将参照图4更详细地说明CCD22和与其相关的部件的 布置。图4是示出图3中出现的CCD和与其相关的部件的布置的第 一例子的分解透视图。如图4所示，CCD板24具有三个突起24A。在CCD22被固定 成使得CCD22底面与CCD板24的突起24A接触的状态下使粘结 剂固化，从而将CCD22与CCD板24 —体地结合。间的功能，在该空间中布置用作对CCD22的布线的柔性印刷电 路板(未示出)。如上所述，CCD橡胶26被布置在保护玻璃23的被摄体侧的 前表面上。CCD橡胶26由橡胶制成并且与保护玻璃23保持紧密 接触。光学LPF27以与CCD橡胶26保持紧密接触的方式布置在 CCD橡胶26的前表面上。 '通过以上述顺序布置这些部件，保护玻璃23与光学LPF27由CCD橡胶26密封，该CCD橡胶26防止灰尘附着到保护玻璃23 的表面。于是，可防止在被摄体图像中拍摄到灰尘的阴影。尽管在本实施例中，采用光学LPF27作为被布置在保护玻 璃23的被摄体侧的前表面上的光学元件，但是可以采用红外线 截止滤光器或者由红外线截止滤光器和光学LPF构成的层叠体 (laminate )。另外，可以使用不具有过滤功能的平行平板玻璃， 或者可选择地，可以使用具有放大率(power)的光学透镜。尽管在本实施例中，CCD橡胶26由橡胶形成，但是CCD橡 胶26可以由海绵或人造橡胶(elastomer)形成。另外，尽管在 本实施例中，CCD橡胶26具有框状形状，但是只要CCD橡胶26 能够在保护玻璃23与光学LPF27之间密封，可以釆用任何形状。 例如，CCD橡胶26可以是0形环。CCD罩28布置在光学LPF27的被摄体侧的前表面。设置 CCD罩28以防止被摄体图像以外的光线进入摄像面以形成重 影。因此，可以根据摄像光学系统的构造免去CCD罩28。另外，尽管在本实施例中，CCD罩28布置在光学LPF27前 面，但是CCD罩28也可以布置在保护玻璃23与光学LPF27之间。布置在CCD罩28前方的LPF盖29由薄金属板形成。LPF盖29 涂敷或镀有具有低反光率的如黑色等颜色，以防止反射。CCD 板24具有从作为CCD板24的表面的一部分的表面24B突出的两 个突起24C。LPF盖29具有在作为LPF盖29的表面的 一部分的各表面 29A和29A中形成的孔29B和槽29C。突起24C分别装配在孔29B 和槽29C中，以将LPF盖29相对于CCD板24定位。LPF盖框部29D是通过弯曲LPF盖29的一部分而与LPF盖29 一体形成的框状部。LPF盖框部29D形成为具有稍大于CCD罩28 的尺寸。CCD罩28、光学LPF27、以及CCD橡胶26装配在LPF盖框部29D中，并且最后通过螺钉30将CCD板24和LPF盖29彼此紧固。这样将CCD22、 CCD板24、柔性印刷电路板(未示出)、 CCD橡胶26、光学LPF27、 CCD罩28、以及LPF盖29结合成单一 的装配体。下文中，该单一的装配体将,皮称为"CCD单元"。应当注意的是，可以通过去除螺钉30而将该单一的装配体 拆卸成各部件，从而当密封空间中有灰尘或者当保护玻璃23的 表面脏时，可通过简单地拆卸该单 一 的装配体而从该空间去除 灰尘或者清洁保护玻璃23的表面。图5是图3中出现的CCD和与其相关的部件的布置的剖视图。图5示出CCD橡胶26至LPF盖29的部件以所述顺序布置在 保护玻璃23上的配置。图4中出现的CCD板24的表面24B与LPF盖29的表面29A最 初形成为当部件彼此对准用于装配时，在表面24B和表面29A 之间具有预定的间隙。当紧固螺钉30时，LPF盖29的外周部弹 性变形，从而使表面24B与表面29A彼此接触以闭合该间隙。LPF盖29由薄金属板形成。另外，作为弹性构件的CCD橡 胶26与被摄体相反地布置在光学LPF27的后表面，使得即使当 紧固螺钉30时，也不会向光学LPF27施加过大的压力。通过螺钉将CCD单元紧固到CCD保持件25。另外，固定镜 筒19被紧固到CCD保持件25,并且CCD保持件25被紧固到数字 照相机主体。由薄金属板形成的LPF盖29被布置成比CCD单元的任何其 它部件更靠近被摄体，因此，如图3所示，可减小第四组透镜16 与光学LPF27之间的距离。图6是用于说明图3中出现的CCD单元和CCD保持件的装配结构的分解透视图。在装配CCD单元和CCD保持件25时，首先，将三根压缩弹 簧31装配在CCD保持件25的各带底孔(bottomed holes ) 25A中。 然后，通过使用作为引导件的定位销25B使CCD单元并入到 CCD保持件25中。此时，压缩弹簧31抵接LPF盖29,从而对CCD单元沿使其 离开CCD保持件25的方向施力。当从CCD单元的CCD板侧将CCD螺钉32旋入到CCD保持件 25中时，CCD单元根据CCD螺钉32的旋转而移动。对于该布置，通过改变CCD螺钉32的旋转量，可精细地调 节CCD单元沿光轴方向的位置。另外，还可以通过使定位销25B 在CCD单元中的装配变;^并且由此改变三个CCD螺4丁32中的每 个的旋转量来精细地调节C C D单元的倾斜度。图7是示出图3中出现的CCD和与其相关的部件的布置的第 二例子的分解透视图。图7以分解状态示出第二例子中的与图6中的LPF盖29和 CCD板24的保持结构相对应的部分。如图7所示，由于压缩弹簧 31对LPF盖29施压，因此LPF盖29和CCD^反24可以成一体。如图7所示，压缩弹簧31朝CCD板24压LPF盖29,并且CCD 螺钉3 2沿抵抗压缩弹簧31的施力的方向压C C D板2 4 。为此，通过使压缩弹簧31的施力足够大，可使用压缩弹簧 31来代替图4中的螺钉30,以将CCD22、 CCD板24、柔性印刷电 路板(未示出)、CCD橡胶26、光学LPF27、 CCD罩28、以及LPF 盖29结合成单一的装配体。在该布置下，可以免去螺钉，这使得可减少部件数目。另 一方面，当使用螺钉30组装CCD单元时，可在独立的工序中形 成CCD单元，因此可以提高工序设计的自由度。简言之，用于保持根据本发明的摄像设备的滤光器部件的 机构使得可从图4和图7中的两种配置中选择一种，以充分利用 这两种配置。根据本发明，可提供一种摄像设备，该摄像设备允许减小 用于保持滤光器部件的机构的厚度，并且同时防止滤光器部件 的破损。另外，根据本发明，不仅可改进滤光器部件和摄像元 件的装配性能，而且可以便于分开滤光器部件和摄像元件。另 外，可调节摄像元件沿光轴方向的位置以及摄像元件相对于光 轴的倾斜度。虽然已经参照典型实施例说明了本发明，但是应了解本发 明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围将被给 予最广泛的解释，以包括所有的变形、等同结构和功能。本专利申请要求2007年1月31日提交的日本专利申请No. 2007-0021131的优先斗又，该日本专利申i青的全部内容通过引用 包含于此。
权利要求
1.一种摄像设备，其包括摄像光学系统；摄像元件，其被构造成将已经通过所述摄像光学系统的被摄体图像转换成电信号；保持构件，其被构造成保持所述摄像元件；第一弹性构件，其被布置在所述摄像元件的被摄体侧的表面上；光学构件，其被布置在所述第一弹性构件的被摄体侧的表面上；以及第二弹性构件，其与所述第一弹性构件相对，在所述第二弹性构件和所述第一弹性构件之间夹着所述光学构件，其中，所述第一弹性构件具有空心的框形，并且与所述摄像元件以及所述光学构件保持紧密接触，所述第二弹性构件由所述保持构件支撑，使得所述摄像元件、所述保持构件、所述第一弹性构件、所述光学构件、以及所述第二弹性构件结合成单一的装配体。
2. —种摄像设备，其包括 摄像光学系统；摄像元件，其被构造成将已经通过所述摄像光学系统的被摄体图像转换成电信号；保持构件，其被构造成保持所述摄像元件；第 一 弹性构件，其被布置在所述摄像元件的被摄体侧的表面上；光学构件，其被布置在所述第一弹性构件的被摄体侧的表 面上；第二弹性构件，其与所述第一弹性构件相对，在所述第二 弹性构件和所述第一弹性构件之间夹着所述光学构件；镜筒，其被构造成保持所述摄像光学系统；以及第三弹性构件，其被布置在所述镜筒与所述第二弹性构件之间，其中，所述第三弹性构件沿着使所述第二弹性构件与所述 保持构件或所述摄像元件接触的方向对所述第二弹性构件施 力，以将所述摄像元件、所述保持构件、所述第一弹性构件、 所述光学构件、以及所述第二弹性构件结合成单一的装配体。
全文摘要
一种摄像设备，其允许减小用于保持滤光器部件的机构的厚度，并且防止滤光器部件的破损。CCD被构造成将已经通过摄像镜头的被摄体图像转换成电信号。CCD板保持所述CCD。CCD橡胶被布置在所述CCD的被摄体侧的表面上，并且光学LPF被布置在CCD橡胶的被摄体侧的表面上。LPF盖以将光学LPF夹在CCD橡胶与LPF盖自身之间的方式与CCD橡胶相对。LPF盖由CCD板支撑，使得将CCD、CCD板、CCD橡胶、光学LPF、以及LPF盖结合成单一的装配体。
文档编号G03B11/00GK101236280SQ20081000522
公开日2008年8月6日 申请日期2008年1月31日 优先权日2007年1月31日
发明者小林太 申请人:佳能株式会社