专利名称：具有柔性印制板的成像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种成像装置，更具体地涉及一种具有柔性印制板的成像装置，其与一个电子部件相连，所述电子部件如作为拍摄光学系统一个元件的图像传感器。
背景技术：
在不使用反射镜或棱镜作为折射拍摄光学系统光轴(拍摄光轴)的折射镜的可伸缩类型拍摄镜头中，通常不可能使在缩回状态中拍摄镜头的长度短于拍摄光学系统的光学元件在光轴方向的总厚度。然而，需要缩回拍摄镜头的长度进一步缩短，以实现超短拍摄镜头。作为该需要的解决方案，本发明的受让人已经提出了一种变焦镜头，通过使拍摄光学系统的一部分径向缩离其拍摄光轴，变焦镜头的长度在缩回状态中进一步缩短。该变焦镜头在中国专利公开号No.CN1439929A中公开。
这种能从拍摄光轴缩回的元件不但可以是镜头组，还可以是诸如图像传感器(图像获取装置)或快门装置的电子部件。柔性印制板(柔性印制板)适于在这类电子部件和电子线路之间建立电连接。尽管已经提出了多种柔性印制板的线路结构，其中柔性印制板与沿着拍摄光轴运动的电子部件相连，但由于这类电子部件的运动与传统相似电子部件的运动不同，这种电子部件从轴上位置向离轴位置运动，其中在轴上位置中，电子部件位于拍摄光轴上，在离轴位置中，电子部件位于偏离拍摄光轴的位置，因此与这种电子部件相连的柔性印制板布线仍然很困难。例如，在能从拍摄光轴缩回的电子部件在一个不同于电子部件从拍摄光轴缩回方向的方向上运动的情况中，当电子部件位于拍摄光轴上时，实际负载往往由柔性印制板施加到电子部件上，从而期望尽可能地减小这种负载。还期望当电子部件缩离拍摄光轴时，柔性印制板在布线空间中具有高效率。
发明内容
本发明提供一种成像装置，包括一个可以从拍摄光学系统公共光轴径向缩离的电子部件，其中与径向可伸缩电子部件相连的柔性印制板的布线在布线空间中高效完成，且可伸缩电子部件具有较小的操作阻力。
根据本发明的一个方面，提供一种成像装置，包括一个图像传感器，通过拍摄光学系统在该图像传感器上形成一个物体图像；一个在拍摄位置和径向缩回位置之间移动图像传感器的径向缩回装置，其中在拍摄位置中，图像传感器在拍摄状态中位于拍摄光轴系统的公共光轴上，而在径向缩回位置中，图像传感器在非拍摄状态中径向缩离公共光轴；以及一个使图像传感器与图像处理电路电连按的柔性印制板。当图像传感器处于其径向缩回位置时，柔性印制板括一个位于图像传感器前方的固定部分；以及一个从图像传感器向固定部分延伸的自由变形部分。当图像传感器径向缩回到径向缩回位置时，自由变形部分形成一种形状，从而容纳并覆盖图像传感器，因此柔性印制板的一部分位于图像传感器和固定部分之间。当图像传感器位于拍摄位置时，自由变形部分延伸形成一种形状，从而露出图像传感器，因此柔性印制板的任何部分都不位于图像传感器前方。
期望自由变形部分包括一个第一平面部分，该第一平面部分固定其一端到图像传感器的背面，并向图像传感器的径向缩回位置延伸；一个从第一平面部分向前弯曲的U形部分；以及一个从U形部分向图像传感器拍摄位置延伸，并基本上与第一平面部分平行的第二平面部分。当图像传感器位于径向缩回位置时，第二平面部分位于图像传感器前方，对着图像传感器。当图像传感器从径向缩回位置向拍摄位置移动时，期望第一平面部分和第二平面部分的长度分别相对增大和减小，同时U形部分向拍摄位置移动。
期望径向缩回装置使图像传感器在垂直于公共光轴的方向上在拍摄位置和径向缩回位置之间直线运动。
期望成像装置包括一个图像抖动检测传感器，用于检测向拍摄光学系统施加的振动幅度和方向；以及一个图像稳定器，其使图像传感器在垂直于公共光轴的平面内运动，从而当图像传感器处于拍摄位置时，根据图像抖动检测传感器的输出消除振动。
期望成像装置包括一个可伸缩光学单元，其包括图像传感器和至少一个位于图像传感器前方的光学元件，其中可伸缩光学单元固定到自由变形部分的一端。
期望成像装置包括一个由同心排列的可移动镜筒组成的伸缩镜筒。当伸缩镜筒完全直线缩回时，图像传感器运动到径向缩回位置，从而图像传感器位于伸缩镜筒径向外侧。
期望成像装置包括一个支撑拍摄光学系统的固定壳体，其中柔性印制板的固定部分固定到固定壳体的内表面上。
在一个实施例中，提供一种成像装置，包括一个位于拍摄光学系统中的电子部件；一个使电子部件在拍摄位置和径向缩回位置之间运动的径向缩回装置，其中在拍摄位置中，电子部件在拍摄状态中位于拍摄光学系统的公共光轴上，而在径向缩回位置中，电子部件在非拍摄状态中径向缩离公共光轴；以及一个与电子部件相连的柔性印制板。柔性印制板包括一个位于电子部件径向缩回位置附近的固定部分；和一个从电子部件向固定部分延伸的自由变形部分。当电子部件径向缩回到其径向缩回位置时，自由变形部分形成一种形状，从而容纳并覆盖电子部件。当电子部件位于拍摄位置时，自由变形部分延伸形成一种形状，从而露出电子部件。
根据本发明，印制板因为当电子部件径向缩离公共光轴，缩回到其径向缩回位置时，自由变形部分形成一种形状以容纳并覆盖图像传感器；当电子部件位于公共光轴上的拍摄位置时，自由变形部分延伸形成一种形状以露出电子部件；因此，柔性印制板高效地安装在布线空间中，并且在电子部件的运动过程中，柔性印制板的柔性程度增大，从而电子部件(如，图像传感器)的操作阻力减小。
下面将参考附图对本发明做详细说明，其中图1是本发明用于一个可伸缩变焦镜头实施例，变焦镜头筒处于缩回状态时的剖视图；图2是图1中所示的变焦镜头处于拍摄状态时的剖视图；图3是变焦镜头的一部分在其广角极限位置时的放大剖视图；图4是变焦镜头的一部分在其长焦极限位置时的放大剖视图；图5是一个结构图，表示具有如图1和2中所示变焦镜头的相机电路结构；图6是一个概念图，表示螺纹环和凸轮环的运动轨迹，以及第一镜头组和第二镜头组由于凸轮环的运动而产生的运动轨迹；图7是一个概念图，表示第一镜头组和第二镜头组中每一镜头组的组合运动轨迹，其中包括了螺纹环和凸轮环的运动轨迹；图8是图1和2中所示变焦镜头的分解透视图；图9是一个图像稳定机构的部件和图8中所示径向伸缩机构的分解透视图；图10是图像稳定机构和径向伸缩机构的前视透视图，表示CCD支架在图1所示变焦镜头处于缩回状态时的缩回状态；图11是图像稳定机构和径向伸缩机构的前视透视图，表示CCD支架在变焦镜头处于拍摄状态时的光轴前伸状态；图12是当从图10和11后侧看去时，图像稳定机构一部分的后视透视图；图13是图像稳定机构和径向伸缩机构处于图10所示的状态中，从光轴方向的前方看去时的前视图；图14是图像稳定机构和径向伸缩机构处于图11所示的状态中，从光轴方向的前方看去时的前视图；图15是变焦镜头在图1所示变焦镜头缩回状态中的后视图；图16是支撑CCD支架的水平运动框架和垂直运动框架，以及附加部件的前视透视图；
图17是图16中所示水平运动框架和垂直运动框架，以及附加部件的前视透视图；图18是图16和17中所示水平运动框架和垂直运动框架，以及附加部件的后视透视图；图19是沿着图17中所示D1-D1线所作的，CCD支架、水平运动框架、垂直运动框架和其它部件的剖视图；图20是图16至17中所示部件和其它附加部件的前视图，表示在水平驱动杆作用下在水平方向中的图像稳定作用；图21是图20中所示部件的前视图，表示在垂直驱动杆作用下在垂直方向中的图像稳定作用；图22是图像稳定机构和径向伸缩机构部件的前视图，表示CCD支架、水平运动框架和垂直运动框架在伸缩杆作用下的缩回状态；图23是图22中所示部件的前视图，表示CCD支架、水平运动框架和垂直运动框架处于返回其相对拍摄位置的状态中，在该位置中当伸缩杆从垂直运动框架上脱离从而停止支持垂直运动框架时，CCD支架位于拍摄光轴上；图24是图8所示部件的前视图，表示水平驱动杆与CCD支架、水平运动框架和垂直运动框架的垂直运动之间的关系；图25是本发明用于第二个可伸缩变焦镜头实施例的分解透视图；图26是变焦镜头第二实施例中图像稳定机构和径向伸缩机构的分解透视图；图27是变焦镜头第二实施例中图像稳定机构和径向伸缩机构的前视透视图，表示CCD支架在变焦镜头处于径向缩回状态时的缩回状态；图28是变焦镜头第二实施例中图像稳定机构和径向伸缩机构的前视透视图，表示CCD支架在变焦镜头处于拍摄状态时的光轴前伸状态；图29是从图27和28后侧看去时，x方向图像稳定机构的一部分的后视透视图；图30是图像稳定机构和径向伸缩机构处于图27中所示状态时，从光轴方向的前方看过去的前视图；图31是图像稳定机构和径向伸缩机构处于图28中所示状态时，从光轴方向的前方看过去的前视图；图32是变焦镜头第二实施例中支撑CCD支架的水平运动框架和垂直运动框架，以及附加部件的前视透视图。
具体实施例方式
图1和2表示结合在变焦镜头相机中的变焦镜头10的横截面。变焦镜头10具有一个盒形的壳体11和一个可伸缩地支撑在壳体11中的可伸缩筒部分12。壳体11被相机的外部部件覆盖，外部部件在图中未表示。变焦镜头10的拍摄光学系统包括第一镜头组13a，快门13b，光圈13c，第二镜头组13d，第三镜头组13e，低通滤波器13f，和CCD图像传感器13g(下文中称为CCD)，从物体侧(图1和2中所示的左侧)看去具有上述顺序。如图5中所示，CCD 13g与具有图像处理电路的控制电路14a相连。这样，电子图像可以在相机外表画上带的LCD监视器14b上显示，且电子图像数据可以存储在内存14c中。在图2所示变焦镜头10的拍摄状态(准备拍摄的状态)中，构成拍摄光学系统的全部光学元件排列在相同的拍摄光轴Z1上。另一方面，在图1所示变焦镜头10的容纳(径向缩回)状态中，第三镜头组13e，低通滤波器13f和CCD 13g从拍摄光轴Z1移至在壳体11中向上径向缩回，且第二镜头组13d直线缩回到由于第三镜头组13e，低通滤波器13f和CCD 13g向上径向缩回运动而产生的空间中，这减小了变焦镜头10在其缩回状态中的长度。下文中将对包括径向缩回机构的变焦镜头10的全部结构作详细说明，该径向缩回机构用于向上径向缩回光学元件。在下面的说明中，装有变焦镜头10的变焦镜头相机体的垂直方向和水平方向从其前方看去时分别表示为y轴和x轴。
壳体11具有一个中空盒形部分15和一个中空固定环部分16，该中空固定环部分16在中空盒形部分15的前壁15a上形成，从而围绕拍摄光轴Z1封闭拍摄光学系统。作为固定环部分16中心的旋转中心轴Z0平行于拍摄光轴Z1，并偏移地位于拍摄光轴Z1下方。缩回空间(预留空间)SP(图1和2)在盒形部分15中形成并位于固定环部分16上方。
变焦齿轮17(图8，10和11)支撑在固定环部分16的内圆周表面侧上，围绕一个平行于旋转中心轴Z0的轴旋转。变焦齿轮17通过一个由壳体11支撑的变焦电机MZ(图5，10，和11)来回旋转。此外，固定环部分16在其内圆周表面上具有内螺纹16a，圆周槽16b和多个直线导槽16c(图8中只表示了其中一个)。圆周槽16b是一个环形槽，其中心位于旋转中心轴Z0上，而多个直线导槽16c平行于旋转中心轴Z0(见图3，4和8)。
螺纹环(可移动镜筒)18支撑在固定环部分16内侧，以围绕旋转中心轴Z0旋转。螺纹环18具有与固定环部分16内螺纹16a啮合的外螺纹18a，从而由于内螺纹16a与外螺纹18a的啮合，螺纹环18可以在旋转的同时，在光轴方向前伸或缩回。螺纹环18在其外圆周面上，在外螺纹18a的前方，还具有多个旋转引导突起18b(图8中只表示了其中两个)。在图2至4表示的状态中，螺纹环18相对于固定环部分16，前伸到其最前端的位置，内螺纹16a与外螺纹18a彼此分离，同时多个旋转引导突起18b可滑动地装在圆周槽16b中，从而防止螺纹环18继续在光轴方向运动且只允许螺纹环18在光轴方向的一个固定位置上旋转。螺纹环18在外螺纹18a的螺纹上还具有与变焦齿轮17啮合的环形正齿轮18c。正齿轮18c的齿平行于拍摄光轴Z1排列。变焦齿轮17在其轴向延长，从而在螺纹环18从图1中所示螺纹环18缩回状态至图2和11中所示螺纹环18展开状态的整个运动范围内始终与正齿轮18c啮合。螺纹环18由两个在光轴方向上可分离的组合环部件构成。在图10和11中，只表示了螺纹环18的后部环部件。
直线引导环20支撑在螺纹环18的内侧。如图4中所示，直线引导环20在靠近其后端处具有一个直线引导突起20a，并通过直线引导突起20a与固定环部分16直线引导槽16c的可滑动结合，沿着旋转中心轴Z0(和拍摄光轴Z1)直线引导。在螺纹环18的内圆周面和直线引导环20的外圆周面之间，具有旋转引导部分21。螺纹环18由直线引导环20支撑成可以相对于直线引导环20旋转，并可以通过旋转引导部分21与直线引导环20一起在光轴方向运动。旋转引导部分21由一些在轴向不同位置上具有的圆周槽和一些径向突起组成，其中的每个突起都可滑动地结合在相应的圆周槽中(见图3和4)。
直线引导环20在其内圆周面上具有多个平行于旋转中心轴Z0(和拍摄光轴Z1)延伸的直线引导槽20b(图1至4中的每幅图都仅表示了其中一个槽)。多个从第一镜头组直线引导环(可移动镜筒)22径向向外突出的直线引导突起22a(图1至4中的每幅图都仅表示了其中一个槽)和多个从第二镜头组直线引导环23径向向外突出的直线引导突起23a(图1至4中的每幅图都仅表示了其中一个槽)分别与多个直线引导槽20b可滑动地结合。第一镜头组直线引导环22通过在第一镜头组直线引导环22内圆周面上形成的多个直线引导槽22b(图2和3中的每幅图都仅表示了其中一个槽)，在平行于旋转中心轴Z0(和拍摄光轴Z1)的方向引导第一镜头组支撑框架(可移动镜筒)24。第二镜头组直线引导环23通过多个直线引导键23b(图1至4中的每幅图都仅表示了其中一个键)，在平行于旋转中心轴Z0(和拍摄光轴Z1)的方向直线地引导第一镜头组支撑框架25。第一镜头组支撑框架24通过调焦框架29支撑第一镜头组13a，而第二镜头组支撑框架25支撑第二镜头组13d。
在直线引导环20内侧具有可以围绕旋转中心轴Z0旋转的凸轮环26。凸轮环26由第一镜头组直线引导环22和第二镜头组直线引导环23支撑，并可以相对于第一镜头组直线引导环22和第二镜头组直线引导环23中的每一个旋转，并可以通过旋转引导部分27和28(见图4)与上述两环一起在光轴方向运动。如图3和4所示，旋转引导部分27由一个在凸轮环26外圆周面上形成的不连续圆周槽27a(图3中未表示)，和一个从第一镜头组直线引导环22径向向内突出的内法兰27b组成，该内法兰27b可滑动地结合在不连续圆周槽27a中。如图3和4所示，旋转引导部分28由一个在凸轮环26内圆周面上形成的不连续圆周槽28a(图3中未表示)，和一个从第二镜头组直线引导环23径向向外突出的外法兰28b组成，该外法兰28b可滑动地结合在不连续圆周槽28a中。
如图4所示，在凸轮环26上具有多个径向向外突出的随动突起26a(图4中只表示了其中之一)。这些随动突起26a穿过多个在直线引导环20中形成的随动引导槽20c(图4中只表示了其中之一)，结合在多个在螺纹环18内圆周面上形成的旋转传递槽18d(图4中只表示了其中之一)中。每一旋转传递槽18d都平行于旋转中心轴Z0(和拍摄光轴Z1)，且每一随动突起26a可滑动地结合在相应旋转传递槽18d中，以防止相对于相应旋转传递槽18d在圆周方向上运动。从而，螺纹环18的旋转通过多个旋转传递槽18d和多个随动突起26a之间的结合被传递给凸轮环26。尽管每一随动引导槽20c的渐变形状没有在图中表示，但每一随动引导槽20c都包括一个中心在旋转中心轴Z0上的圆周槽部分和一个平行于内螺纹16a的倾斜导向槽部分。因此，当由于螺纹环18的旋转而旋转时，凸轮环26旋转，同时如果每一随动突起26a都结合在相应随动引导槽20c的导向槽部分中时，凸轮环26沿着旋转中心轴Z0(和拍摄光轴Z1)前后运动，而如果每一随动突起26a都结合在相应随动引导槽20c的圆周槽部分中时，则凸轮环26在光轴方向的一个固定位置上旋转，而不前后运动。
凸轮环26是一个在其外部和内部圆周面上分别具有多个外凸轮槽26b(图3中只表示了其中之一)和多个内凸轮槽26c(图3和4中只表示了其中之一)的双侧凸轮环。这些外凸轮槽26b分别可滑动地与多个从第一镜头组支撑框架24径向向内突出的凸轮从动件24a(图3中只表示了其中之一)结合，而内凸轮槽26c分别可滑动地与多个从第二镜头组支撑框架25径向向外突出的凸轮从动件25a(图3和4中的每隔图都只表示了其中之一)结合。从而，当凸轮环26旋转时，由第一镜头组直线引导环22在光轴方向直线引导的第一镜头组支撑框架24根据这些外凸轮槽26b的轮廓，沿着旋转中心轴Z0(和拍摄光轴Z1)以预定的动作前后运动。同样，当凸轮环26旋转时，由第二镜头组直线引导环23在光轴方向直线引导的第二镜头组支撑框架25根据这些内凸轮槽26c的轮廓，沿着旋转中心轴Z0(和拍摄光轴Z1)以预定的动作前后运动。
第二镜头组支撑框架25具有一个容纳第二镜头组13d的柱形部分25b(见图1和2)，并在柱形部分25b的前方支撑快门13b和光圈13c以允许快门13b和光圈13c中的每一个开启和关闭。快门13b和光圈13c可以分别通过快门致动器MS和光圈致动器MA开启和关闭，其由第二镜头组支撑框架25支撑(见图5和15)。
容纳第一镜头组13a的调焦框架29由第一镜头组支撑框架24支撑，能沿着旋转中心轴Z0(和拍摄光轴Z1)运动。调焦框架29可以通过调焦电机MF前后运动(见图5)。
变焦电机MZ、快门致动器MS、光圈致动器MA和调焦电机MF中的每一个都由控制电路14a控制。开启相机主开关14d(见图5)时，驱动变焦电机MZ将变焦镜头10带动到图2所示的拍摄状态。关闭相机主开关14d(见图5)时，变焦镜头10从拍摄状态移动到图1所示的缩回状态。
上述变焦镜头10的操作总结如下。当在图1所示变焦镜头10的缩回状态中开启主开关14d时，驱动变焦齿轮17向镜筒前伸位置旋转。从而，螺纹环18在旋转的同时在光轴方向向前运动，同时，直线引导环20与螺纹环18一起直线向前运动。此外，螺纹环18的旋转导致凸轮环26相对于直线引导环20在旋转的同时在光轴方向前运动。第一镜头组直线引导环22和第二镜头组直线引导环23与凸轮环26一起在光轴方向直线向前运动。第一镜头组支撑框架24和第二镜头组支撑框架25中的每一个都相对于凸轮环26以预定的动作在光轴方向上运动。因此，当变焦镜头10从其缩回状态伸展开时，第一镜头组13a在光轴方向上的运动量由凸轮环26相对于固定环部分16的运动量与第一镜头组支撑框架24相对于凸轮环26的运动量(第一镜头组支撑框架24通过凸轮槽26b的前伸/缩回量)的和决定。而且，当变焦镜头10从其缩回状态伸展开时，第二镜头组13d在光轴方向上的运动量由凸轮环26相对于固定环部分16的运动量与第二镜头组支撑框架25相对于凸轮环26的运动量(第二镜头组支撑框架25通过凸轮槽26c的前伸/缩回量)的和决定。
图6表示螺纹环18和凸轮环26的运动轨迹及第一镜头组13a和第二镜头组13b相对于凸轮环16的运动轨迹(凸轮槽26b和凸轮槽26c的凸轮图)。垂直轴表示镜筒从变焦镜头10的缩回状态到其长焦极限位置的旋转量(角度位置)，而水平由表示镜筒在光轴方向上的运动量。如图6所示，螺纹环18在光轴方向上向前运动，同时旋转到一个旋转角度θ1，该角度大致位于变焦镜头10从缩回位置(图1所示)至广角极限位置(如图2中所示，从拍摄光轴Z1上，由变焦镜头10的上半部分表示)的延伸范围中点，而螺纹环18如上所述在变焦镜头10从旋转角度θ1至长焦极限位置(如图4中所示，从拍摄光轴Z1上，由变焦镜头10的下半部分表示)的延伸范围内，在光轴方向一个固定位置中旋转。另一方面，凸轮环26在光轴上向前运动，同时旋转到一个旋转角度θ2，该角度在变焦镜头10从缩回位置延伸至广角极限位置的范围内，紧接在变焦镜头10广角极限位置后，而凸轮环26类似于螺纹环18，如上所述在变焦镜头10从旋转角度θ2至长焦极限位置的延伸范围内，在光轴方向一个固定位置中旋转。在从广角极限位置到长焦极限位置的变焦范围内，第一镜头组13a在光轴方向上的运动量由第一镜头组支撑框架24相对于凸轮环26的运动量(第一镜头组支撑框架24通过凸轮槽26b的前伸/缩回量)决定，其中凸轮环26在光轴方向中的一个固定位置上旋转，而第二镜头组13d光轴方向上的运动量由第二镜头组支撑框架25对于凸轮环26的运动量(第二镜头组支撑框架25通过凸轮槽26c的前伸/缩回量)决定，其中凸轮环26在光轴方向中的一个固定位置上旋转。变焦镜头10的焦距根据光轴方向上第一镜头组13a和第二镜头组13d之间的相对运动而变化。图7表示第一镜头组13a的实际运动路径，其通过结合螺纹环18和凸轮环26的运动量与第一镜头组13a通过凸轮槽26b的运动量而获得。图7还表示了第二镜头组13d的实际运动路径，其通过结合螺纹环18和凸轮环26的运动量与第二镜头组13d通过凸轮槽26c的运动量而获得。
在从广角极限位置到长焦极限位置的变焦范围内，使用调焦电机MF独立于其他光学元件，通过在光轴方向移动第一镜头组13a而执行调焦操作。
第一镜头组13a和第二镜头组13d的操作已经在上文中进行了说明。在本发明的变焦镜头10中，变焦镜头10从第三镜头组到CCD 13g的光学元件可以从拍摄光轴Z1上的拍摄位置缩回到位于上述拍摄位置上方的偏离光轴的缩回位置(径向缩回位置)Z2。此外，通过在垂直于拍摄光轴Z1的平面上将光学元件从第三镜头组移动到CCD 13g，也可以消除图像抖动。下文中将说明缩回机构和图像稳定机构。
如图8和19所示，由CCD支架30容纳的第三镜头组13e、低通滤波器13f和CCD 13g可以作为一个单元。CCD支架30具有支架体30a、密封部件30b和压板30c。第三镜头组13e由支架体30a支撑在其前端的孔中。低通滤波器13f支撑在一个支架体30a内表面上形成的法兰和密封部件30b之间，而CCD 13g支撑在密封部件30b和压板30c之间。支架体30a和压板30c通过三个固定螺丝30d(见图15和18)彼此分离地围绕CCD支架30的中心轴(变焦镜头10拍摄状态中的拍摄光轴Z1)排列固定。三个固定螺丝30d还将固定图像传递柔性印制板31的一个端部固定到压板30c的后表面上，使得CCD 13g的感光层与图像传递柔性印制板31电连接。
图像传递柔性印制板31从其在CCD 13g上的连接端延伸到壳体11中的缩回空间SP。图像传递柔性印制板31具有第一直线部分(自由变形部分/第一扁平部分)31a，U形部分(自由变形部分)31b，第二直线部分(自由变形部分/第二扁平部分)31c，和第三直线部分(固定部分)31d(见图1和2)。第一直线部分31a与拍摄光轴Z1基本上成直角并向上延伸。U形部分31b从第一直线部分31a向前弯曲。第二直线部分31c从U形部分31b向下延伸。第三直线部分31d从第二直线部分31c向上折叠。第三直线部分31d固定到壳体11前臂15a的内表面。第一直线部分31a，U形部分31b和第二直线部分31c(除第三直线部分31d外)用作一个自由变形部分，其可以根据CCD支架30的动作自由弹性变形。尽管未在附图中示出，由第三直线部分31d延伸出的图像传递柔性印制板的端带(end strip)部分延伸到壳体11的外部，以连接到前述图像处理电路(见图5)，该图像处理电路提供作为控制电路14a的一部分。
CCD支架30通过围绕CCD支架30中心轴(在变焦镜头10准备拍摄状态中的拍摄光轴Z1)分离排列的三个调节螺丝33(见图15和18)由水平运动框架(图像稳定机构部件)32支撑。三个压缩螺旋弹簧34安装在CCD支架30和水平运动框架32之间。三个调节螺丝33的轴部分分别插入三个压缩螺旋弹簧34中。当改变调节螺丝33的拧紧量时，每一螺旋弹簧34的压缩量也分别改变。调节螺丝33和压缩螺旋弹簧34位于围绕第三镜头组13e光轴的三个不同位置上，从而，CCD支架30相对于水平运动框架32的倾斜，或第三镜头组13e光轴相对于拍摄光轴Z1的倾斜，可以通过改变三个调节螺丝33的拧紧量调节。
如图16所示，水平运动框架32由垂直运动框架(径向缩回装置部件/图像稳定器部件)36支撑，以通过在x轴方向上延伸的水平引导轴35相对运动。特别地，水平运动框架32具有一个矩形框架部分32a，其封闭CCD支架30和从框架部分32a水平延伸的臂部分32b。一个弹簧支撑突起32c在框架部分32a的上表面上形成，而一个倾斜面32d和一个位置限制面32e在臂部分32b的一个端部上形成。位置限制面32e是一个平行于y轴的平面。另一方面，垂直运动框架36具有一对运动限制框架36a和36b，一个弹簧支撑部分36c，一个上部支撑部分36d，和一个下部支撑部分36e。该对运动限制框架36a和36b在x轴方向上间隔分离地布置。弹簧支撑部分36c位于运动限制框架36a和36b之间。上部支撑部分36d位于从弹簧支撑部分36c在x轴方向延伸的直线上。下部支撑部分36e位于上部支撑部分36d的下方。如图17所示，水平运动框架32由垂直运动框架36在一种状态中支撑，在该状态中，框架部分32a位于运动限制框架36a和36b之间，而倾斜面32d和臂部分32b的位置限制面32e位于运动限制框架36b和上部支撑部分36d之间。
水平引导轴35的一端固定到垂直运动框架36的运动限制框架36a上，而水平引导轴35的另一端固定到垂直运动框架36的上部支撑部分36d上。分别在运动限制框架36b和弹簧支撑部分36c上形成的两个通孔彼此水平排列，以允许水平引导轴35穿过运动限制框架36b和弹簧支撑部分36c。水平引导轴35插入的水平通孔32x1和32x2(见图17)分别在水平运动框架32的臂部分32b和弹簧支撑突起32c上形成。水平运动框架32的水平通孔32x1和32x2及上述两个分别在运动限制框架36b和弹簧支撑部分36c上形成的通孔彼此水平排列。由于水平引导轴35可滑动地装在水平通孔32x1和32x2中，因此水平运动框架32由垂直运动框架36支撑，以在x轴方向上可相对于垂直运动框架36运动。水平运动框架偏置弹簧37安装在水平引导轴上弹簧支撑突起32c和弹簧支撑部分36c之间。水平运动框架偏置弹簧37是一个压缩螺旋弹簧并使水平运动框架32向一个方向(图17中向左)偏置，以使弹簧支撑突起32c靠近运动限制框架36a。
垂直通孔36y1和36y2(见图16)进一步分别在垂直运动框架36的上部支撑部分36d和下部支撑部分36e中形成，这两个孔在沿着垂直于拍摄光轴Z1的y轴方向的一条直线上延伸。垂直通孔36y1和垂直通孔36y2垂直排列，而垂直引导轴(径向缩回装置部件/图像稳定器部件)38(见图8和9)穿过垂直通孔36y1和垂直通孔36y2。垂直引导轴38的两端都固定到壳体11上，从而，垂直运动框架36可以在相机内部沿着垂直引导轴38在y轴方向上运动。更具体地，垂直运动框架36可以在图1中所示拍摄位置和图2中示缩回位置之间运动。当垂直运动框架36位于如图2中所示拍摄位置中时，CCD支架30中的第三镜头组13e的中心、低通滤波器13f和CCD 13g位于拍摄光轴Z1上。当垂直运动框架36位于如图1中所示径向缩回位置中时，CCD支架30中的第三镜头组13e的中心、低通滤波器13f和CCD 13g位于偏离光轴的缩回位置Z2上，该缩回位置Z2位于固定环部分16上方。
垂直运动框架36具有从垂直运动框架36侧面在离开垂直通孔36y1的方向水平突出的弹簧钩部分36f，和在弹簧钩部分36f和固定到壳体11中的弹簧钩部分11a(见图8和15)之间延伸的垂直运动框架偏置弹簧39。垂直运动框架偏置弹簧39是一个拉伸螺旋弹簧并使垂直运动框架36向下偏置(即，如图2中所示向其拍摄位置偏置)。
如上所述，支持CCD支架30的水平运动框架32由垂直运动框架36支撑，以能在x轴方向相对于垂直运动框架36运动，而垂直运动框架36通过垂直引导轴38由壳体11支撑，以能在y轴方向相对于壳体11运动。图像抖动可以通过在x轴方向和y轴方向移动CCD支架30消除。为了达到这一点，水平驱动杆(图像稳定器部件)40和垂直驱动杆(图像稳定器部件)41作为实现CCD支架30这种运动的操作机构元件。水平驱动杆40和垂直驱动杆41在杆转轴42上枢转，能够彼此独立旋转(摆动)。杆转轴42位于壳体11中，并平行于拍摄光轴Z1固定。
如图9和20所示，水平驱动杆40的下端枢转于杆转轴42上，而水平驱动杆40的上端具有一个施力端40a。水平驱动杆40在施力端40a附近具有一个在光轴方向上向后突出的操作销40b，和一个在光轴方向上向前突出的弹簧钩部分40c。如图12所示，水平驱动杆40的施力端40a紧靠着第一运动部件(图像稳定器部件)43的凸出部43b。第一运动部件43由一对平行的导杆44(44a和44b)支撑，以在x轴方向滑动，而传动螺母部件45紧靠着第一运动部件43。传动螺母部件45具有一个内螺纹孔45b和一个滑动安装在导杆44b上的旋转限制槽45a(见图9)，第一步进电机46的传动轴(丝杠)46a拧入内螺纹孔45b中。如图13和14中所示，传动螺母部件45从左侧紧靠着第一运动部件43。拉伸螺旋弹簧47的一端钩在水平驱动杆40的弹簧钩部分40c上，而弹簧47的另一端钩在从壳体11内表面突起的弹簧钩部分11b上(见图12)。拉伸螺旋弹簧47将水平驱动杆40向一个方向偏置，以使第一运动部件43紧靠着传动螺母部分45，即，图13、14和20中所示的逆时针位置。由于这种结构，操作第一步进电机(图像稳定器部件)46导致传动螺母部件45沿着导杆44移动，同时导致第一运动部件43与传动螺母部件一起运动，从而造成水平驱动杆40围绕杆转轴42摆动。特别地，如图13和14所示，向右移动传动螺母部件45导致传动螺母部件45克服拉伸弹簧47的偏置力，向相同方向压第一运动部件43，从而导致水平驱动杆40如图13和14中所示顺时针旋转。相反，如图13和14所示，向左移动传动螺母部件45导致第一运动部件43向相同方向移动，同时由于拉伸弹簧47的偏置力，接着使传动螺母部件45向左移动，从而导致水平驱动杆40如图13和14中所示逆时针旋转。
如图20所示，紧靠着位置限制面32e的水平驱动杆40的操作销40b位于水平运动框架32臂部分32b的末端。由于水平运动框架32如图20所示被水平运动框架偏置弹簧37向左偏置，因此操作销40b与位置限制面32e保持接触。当水平驱动杆40摆动时，操作销40b的位置沿着x轴方向变化，从而水平运动框架32沿着水平引导轴35运动。特别地，如图20所示顺时针旋转水平驱动杆40，导致操作销40b压位置限制面32e，这使得水平运动框架32如图20所示，克服水平运动框架拉伸弹簧37的偏置力向右移动。相反，如图20所示逆时针旋转水平驱动杆40，导致操作销40b向远离位置限制面32e的方向运动(图20中向左)，这使得水平运动框架32向相同方向移动，同时由于水平运动框架拉伸弹簧37的偏置力，接着使操作销40b向左移动。
如图9和21所示，和水平驱动杆40的情况一样，垂直驱动杆41的下端枢转于杆转轴42上，而垂直驱动杆41的上端具有一个施力端41a。垂直驱动杆41比水平驱动杆40长，且施力端41a向上突出到一个位置，该位置高于施力端40a的位置。垂直驱动杆41在杆转轴42和施力端41a之间具有一个向右突出的受压倾斜面41b，如图21中所示。垂直驱动杆41在受压倾斜面41b上方具有一个弹簧钩部分41c。如图12中所示，施力端41a紧靠着第二运动部件(图像稳定器部件)50的凸出部50b。第二运动部件50由一对平行的导杆51(51a和51b)支撑，以在x轴方向滑动，而传动螺母部件52紧靠着第二运动部件50。传动螺母部件52具有一个内螺纹孔52b和一个滑动安装在导杆51b上的旋转限制槽52a。第二步进电机(图像稳定器部件)53的传动轴(丝杠)53a拧入内螺纹孔52b中。如图13和14中所示，从相机前方看过去时，传动螺母部件52从左侧紧靠着第二运动部件50。拉伸螺旋弹簧54的一端钩在垂直驱动杆41的弹簧钩部分41c上，而弹簧54的另一端钩在壳体11内表面上形成的弹簧钩部分上(图中未表示)。拉伸螺旋弹簧54将垂直驱动杆41向一个方向偏置，以使第二运动部件50紧靠着传动螺母部分52，即，图13、14和21中所示的逆时针位置。由于这种结构，操作第二步进电机53导致传动螺母部件52沿着导杆51移动，同时导致第二移动部件50与传动螺母部件52一起运动，从而造成垂直驱动杆41围绕杆转轴42摆动。特别地，如图13和14所示，向右移动传动螺母部件52导致传动螺母部件52克服拉伸弹簧54的偏置力，向相同方向压第二移动部件50，从而导致垂直驱动杆41如图13和14中所示顺时针旋转。相反，如图13和14所示，向左移动传动螺母部件52导致第二移动部件50向相同方向移动，同时由于拉伸弹簧54的偏置力，接着使传动螺母部件52向左移动，从而导致垂直驱动杆41如图13和14中所示逆时针旋转。
加图21所示，紧靠着垂直驱动杆41的受压倾斜面41b与从垂直运动框架36上部支撑部分36d向前突出的压销36g接触。由于垂直运动框架36如图21所示被垂直运动框架偏置弹簧39向下偏置，因此压销36g与受压倾斜面41b保持接触。当垂直驱动杆41摆动时，受压倾斜面41b相对于压销36g的夹角改变，从而垂直运动框架36沿着垂直引导轴38运动。特别地，如图21所示顺时针旋转垂直驱动杆41，导致受压倾斜面41b向下压压销36g，这使得垂直运动框架36克服垂直运动框架拉伸弹簧39的偏置力向上移动。相反，如图21所示逆时针旋转垂直驱动杆41，导致受压倾斜面41b上的对接点相对于压销36g下降，这使得垂直运动框架36在垂直运动框架拉伸弹簧39的偏置力作用下向下移动。
在上述结构中，通过操作第一步进电机46前进或后退，能使水平运动框架32在x轴方向上向左或向右运动。此外，通过操作第二步进电机53前进或后退，能使垂直运动框架36在y轴方向上向上或向下运动。
第一运动部件43具有一个板部分43a，而第二运动部件50具有一个板部分50a。水平运动框架32的初始位置可以通过光传感器55检测，该光传感器55具有一个光发射器和一个光接收器，如图8、10和11中所示，当板部分43a穿过光传感器55的光发射器和光接收器之间时，光发射器和光接收器彼此分离布置。板部分43a和光传感器55构成一个光电遮断器。同样，垂直运动框架36的初始位置可以通过光传感器56检测，该光传感器56具有一个光发射器和一个光接收器，如图8、10和11中所示，当板部分50a穿过光传感器56的光发射器和光接收器之间时，光发射器和光接收器彼此分离布置。板部分50a和光传感器56构成一个光电遮断器。两个光传感器55和56固定在两个在壳体11前壁上形成的固定孔15a1和15a2(见图8)中，并支撑在这两个孔中。
该变焦镜头相机实施例具有一个图像抖动检测传感器57(见图5)，该传感器检测围绕两个轴(相机的垂直和水平轴)的角速度，这两个轴在垂直于光轴Z1的平面中互相垂直。相机抖动(振动)的幅度和方向通过图像抖动检测传感器57检测。控制电路14a通过图像抖动检测传感器57对两个轴向的相机抖动角速度定时积分，而检测运动角。然后，控制电路14a从移动角计算焦面(CCD 13g的成像表面/光接收表面)上的图像在x轴方向和y轴方向上的运动量。为了消除相机抖动，控制电路14还计算水平运动框架32和垂直运动框架36在各自轴向上的驱动量和驱动方向(第一步进电机46和第二步进电机53的驱动脉冲)。于是，第一步进电机46和第二步进电机53致动且其操作根据计算值而控制。以这种方式，水平运动框架32和垂直运动框架36中的每一个向驱动计算方向驱动计算量，以消除拍摄光轴Z1的抖动，从而稳定焦面上的图像。相机可以通过开启拍摄模式选择开关14e(见图5)而进入该图像稳定模式。如果开关14e处于关闭状态，则图像稳定功能不起作用，从而执行正常的拍摄操作。
当变焦镜头10从拍摄状态缩回时，该变焦镜头相机实施例使用部分上述图像稳定机构执行第三镜头组13e，低通滤波器13f和CCD 13g向偏离光轴缩回位置Z2进入缩回空间SF的缩回操作。如图22和23所示，缩回杆(径向缩回装置部件)60位于垂直运动框架36下方。缩回杆60装在转轴60a上以围绕该轴旋转(摆动)。同轴齿轮61装在缩回杆60旁边，并同轴地位于转轴60a上，以在转轴60a上转动。转动力通过两个继动齿轮62和63，从中间齿轮64传向共轴齿轮61。作为缩回杆60和共轴齿轮61旋转轴线的转轴60a、继动齿轮62和63的旋转轴线，和中间齿轮64的旋转轴线都平行于旋转中心轴Z0(和拍摄光轴Z1)。
如图9，22，和23所示，缩回杆60在转轴60a附近具有一个旋转传递突起60b，该突起60b的横截面为扇形并在光轴方向上向前突出。共轴齿轮61在其后端具有一个旋转传递突起61a，该突起61a在光轴方向上向后突出，具有与旋转传递突起60b相同的直径，且与转轴60a同轴。也就是，旋转传递突起60b和旋转传递突起61a具有相同的直径并位于转轴60a上彼此周向啮合。通过旋转传递突起61a与缩回杆60的旋转传递突起60b啮合，共轴齿轮61将其旋转传递给缩回杆60。当共轴齿轮61旋转到一个方向，使旋转传递突起61a与旋转传递突起60b分离时，共轴齿轮61的旋转力不传递给缩回杆60。如图22和23所示，缩回杆60在扭转弹簧60c的作用下偏置成向逆时针旋转，而壳体11在其内部具有一个止动突起65(见图13、14、22和23)，其在扭转弹簧60c的偏置方向上形成缩回杆60的旋转限制。即，当如图22和23所示，充分逆时针旋转后，如图23所示，缩回杆60与止动突起65接触。
垂直运动框架36在其底面上具有一个由弧形表面66a和引导面66b组成的相接面66。弧形表面66a具有一个拱形，其与一个在缩回杆60的转轴60a上转动的弧形相对应，而引导面66b形成为一个倾斜平面。引导面66b的最低点位于该平面与弧形表面66a相连的部分上，且引导面66b在远离弧形表面66a的方向上(如图22和23所示，在靠近垂直运动框架36左侧表面的方向上)逐渐升高。
中间齿轮64在其轴向不同位置上具有一个齿轮部分64a和一个旋转缩回部分64b。旋转缩回部分64b具有一个非圆形(D形)横截面形状并包括一个大直径柱形部分64b1和一个扁平部分64b2。大直径柱形部分64b1具有一个不完全的柱形形状，其直径大于齿轮部分64a的直径。扁平部分64b2以下述方式在旋转限制部分64b上形成，即，使得大直径柱形部分64b1的一部分看起来被切成几乎成扁平形。在扁平部分64b2形成的区域，齿轮部分64a的齿尖从旋转限制部分64b径向向外突出。扁平部分64b2形成为一个平面，该平面包括一条平行于中间齿轮64旋转轴的直线。
中间齿轮64位于与螺纹环18外表面相对的位置。根据螺纹环18在光轴方向上的轴向位置(和动作类型)，正齿轮面18c对着中间齿轮64的齿轮部分64a(在图11和14所示的状态中)或者旋转限制部分64b(在图10和13所示的状态中)。当螺纹环18在如上所述的一个固定位置上旋转时，正齿轮18c与齿轮部分64a啮合。当螺纹环18从固定位置旋转状态在缩回方向上运动时，正齿轮18c从中间齿轮64脱离，对着旋转限制部分64b，从而螺纹环18向中间齿轮64的旋转传递停止。
下面将详细讨论缩回杆60的操作。图23表示在变焦镜头10位于广角极限位置时，图像稳定机构和缩回机构的部件。在该状态中，第三镜头组13e，低通滤波器13f和CCD13位于拍摄光轴Z1上(见图2中所示变焦镜头10的上半部分)，且螺纹环18在该状态中只允许在光轴方向的一个固定位置上旋转(见图6)，同时中间齿轮64的齿轮部分64a与螺纹环18的正齿轮18c啮合。当螺纹环18从广角极限位置在缩回方向上旋转时，在图23中从中间齿轮64及继动齿轮62和63看去，共轴齿轮61顺时针旋转。如图23所示，由于当变焦镜头10位于广角极限位置时，旋转传递突起61a和旋转传递突起60b彼此略微分离，因此在共轴齿轮61开始旋转后一段很短的时间内，没有转动力从共轴齿轮61向缩回杆60传递。因此，缩回杆60保持在图23所示的位置中，其中由于扭转弹簧60c的偏置力，缩回杆60与止动突起65接触。然后，一旦旋转传递突起61a与旋转传递突起60b接触并对旋转传递突起60b施压，则缩回杆60相对于图23，开始克服扭转弹簧60c的偏置力顺时针旋转。在该实施例中，缩回杆60开始旋转的时间大致与凸轮环26开始从固定位置旋转状态(见图6)在光轴方向上缩回的角度位置θ2相对应。
当缩回杆60从图23所示的角度位置顺时针旋转时，在缩回杆60的自由端上形成的施力端60d与垂直运动框架36相接面66的引导面66b接触。缩回杆60的进一步顺时针旋转导致缩回杆60根据引导面66b的倾斜形状升高垂直运动框架36，从而使垂直运动框架36在壳体11中沿着垂直引导轴38向上运动。
在图6所示的角度位置θ1及角度位置超过θ1后，当螺纹环18在缩回方向上旋转时，螺纹环在光轴方向固定位置上的旋转操作，以及随后螺纹环18在旋转的同时，开始在光轴方向上向后运动。因此，螺纹环18的正齿轮18c从中间齿轮64的齿轮部分64a上分离，其反过来对着旋转限制部分64b的扁平部分64b2。由于正齿轮18c和齿轮部分64a中的每一个在光轴方向上都具有预定的长度，因此正齿轮18c和齿轮部分64a之间的啮合不是在螺纹环18的固定位置旋转状态变成其在角度位置θ1的旋转及缩回状态后立即脱离，而是在角度位置θ3中脱离，在该位置中螺纹环18在缩回方向上进一步缩回很小的运动量。由于正齿轮18c从齿轮部分64a上的这种脱离，因此螺纹环18的旋转力不再传递给中间齿轮64，从而缩回杆60向上的转动停止。图15和22表示缩回杆60在其向上转动停止的位置中。如图22中所示，在穿过弧形表面66a和引导面66b的界线后，缩回杆60的施力端60d与弧形表面66a接触。在这种状态中，由缩回杆60提升的垂直运动框架36已经移动到如图1中所示壳体11中的缩回空间SP中。
变焦镜头10的缩回操作不在角度位置θ3结束，在该位置中垂直运动框架36的缩回运动结束。螺纹环18和凸轮环26在旋转的同时继续在光轴方向上向后运动。然后，当螺纹环18和凸轮坏26如图1所示到达其相对缩回位置时，支撑第二镜头组13d的第二镜头组支撑框架25柱形部分25b缩回壳体11中的空间，当变焦镜头10处于拍摄状态中，该空间被垂直运动框架36占据。按照这种方式，拍摄光学系统在光轴方向上的厚度可以在变焦镜头10的缩回状态中缩小，这使得有可能减小变焦镜头10的厚度，反过来能够减小相机包括变焦镜头10的厚度。
在上述变焦镜头的缩回操作中，在变焦镜头10缩回到角度位置θ3后，正齿轮18c面对旋转缩回部分64b的扁平部分64b2，在角度位置θ3中，中间齿轮64的齿轮部分64a和螺纹环18的正齿轮18c之间的啮合脱离。在这种正齿轮18c对着扁平部分64b2的状态中，扁平部分64b2位于正齿轮18c的齿尖(最外侧的圆周/齿顶圆)附近。因此，即使中间齿轮64开始旋转，扁平部分64b2位于正齿轮18c的外圆周附近，以防止中间齿轮64旋转(见图10和13)。按照这种方式，防止中间齿轮64在变焦镜头10的缩回状态中意外旋转，从而缩回杆60可以稳固地锁止在上部旋转位置。换句话说，在图22中所示的缩回状态中，尽管缩回杆60在扭转弹簧60c作用下逆时针偏置，通过由共轴齿轮61、一对继动齿轮62和63及中间齿轮64组成的齿轮系，防止缩回杆60逆时针旋转。中间齿轮64扁平部分64b2和正齿轮18c之间相邻的关系用作限制缩回杆60旋转的旋转限制装置。因此，无需任何复杂的锁止机构，缩回杆60可以稳固地固定在停止状态。
在垂直运动框架36径向向上完全缩回出第一和第二镜头组13e和13d直线缩回路径的状态中，缩回杆60的施力端60d邻接弧形表面66a，该表面的中心位于缩回杆60转轴60a的轴线上。因此，即使缩回杆60的角度改变，垂直运动框架36的垂直位置也不改变，且只要施力端60d邻接弧形表面66a，其位置就能保持固定。
上面已经说明了缩回机构从广角极限位置到缩回位置的操作。另一方面，在从广角极限位置到长焦极限位置的变焦范围内，在一个固定位置上旋转的螺纹环18正齿轮18c保持与中间齿轮64的齿轮部分64a啮合，从而根据螺纹环18的旋转使中间齿轮64旋转。但是，从图23所示的广角极限位置向长焦极限旋转螺纹环18使得共轴齿轮61如图23中逆时针旋转，即，在一个使旋转传递突起61a离开旋转传递突起60b的方向移动。因此，在从广角极限位置到长焦极限位置的调焦范围内，没有旋转力向缩回杆60传递，且缩回杆60固定在图23所示的角度位置。按照这种方式，缩回杆60的旋转范围可以最小化，从而防止变焦镜筒尺寸增大。
当垂直运动框架36如图24所示向上缩回到偏离光轴的缩回位置Z2时，位于水平运动框架32臂部分32b上的位置限制面32e与位于水平驱动杆40上的操作销40b分离。位置限制面32e与操作销40b的这种分离使得水平运动框架32如图24所示，在水平运动框架偏置弹簧37的偏置力作用下，向左运动到使水平运动框架32的框架部分32a紧对着垂直运动框架36的运动限制框架36a的位置。从该状态开始，一旦垂直运动框架36向下运动到拍摄光轴Z1上，则水平运动框架32的倾斜面32d如图24中的双点划线所示，与操作销40b接触。倾斜面32d倾斜成根据垂直运动框架36的向下运动，将操作销40b引导到位置限制面32e侧。因此，一旦垂直运动框架36向下运动到拍摄位置，则操作销40b如图20所示再次与位置限制面32e结合，而水平运动框架32的框架部分32a返回到其位于运动限制框架36a和运动限制框架36b之间的中间位置。
图25至32表示变焦镜头10的第二实施例。尽管变焦镜头10的第一实施例具有垂直驱动杆41和第二步进电机52作为驱动垂直运动框架36的驱动装置，且具有缩回杆60作为另一个用于缩回的驱动装置，但变焦镜头10的第二实施例具有一个第二步进电机(径向缩回装置部件/图像稳定器部件)70，其也可以用作这些驱动装置。因此，变焦镜头10的第二实施例没有对应于垂直驱动杆41，第二运动部件50，一对导杆51，传动螺母部件52，第二步进电机53和拉伸螺旋弹簧54(见图29)的部件。在图25至32中，那些与变焦镜头第一实施例中相似的部件和部分用相同的附图标记表示，且在下面的说明中省略这些部件的详细说明。
如图27，28，30和31中所示，第二步进电机70装在垂直引导轴38附近，并具有一个平行于垂直引导轴38延伸的传动轴(丝杠)70a。传动螺母部件(径向缩回装置部件/图像稳定器部件)71与传动轴70a螺纹啮合。特别地，如图26所示，传动螺母部件71具有一个可滑动地装在垂直引导轴38上的旋转限制槽71a，和一个与传动轴70a螺纹啮合的内螺纹孔71b。通过驱动第二步进电机70前后旋转传动轴70a使传动螺母部件71在y轴方向沿着垂直引导轴38上下运动。如图27，28，30和31中所示，传动螺母部件71与垂直运动框架(径向缩回装置部件/图像稳定器部件)136(其对应于变焦镜头第一实施例中的垂直运动框架36)从其底部接触。由于这种结构，驱动第二步进电机70使传动螺母部件71沿着垂直引导轴38运动，从而使垂直运动框架136沿着垂直引导轴38运动。特别地，向上移动传动螺母部件71使传动螺母部件71向上推动垂直运动框架136的下部轴承部分136e，从而垂直运动框架136克服垂直运动框架偏置弹簧39的偏置力向上运动。相反，向下移动传动螺母部件71使垂直运动框架136与传动螺母部件71一起，在垂直运动框架偏置弹簧39的偏置力作用下向下运动。
CCD支架30由水平运动框架132支撑，该水平运动框架132对应于变焦镜头第一实施例中的水平运动框架32。水平运动框架132具有一个板部分32f，其形成臂部分32b的一部分，从臂部分32b向下延伸。板部分32f从相机前方看时大致成倒L形，并在y轴方向上延伸，从而板部分32f的下端向下到达下部支撑部分136e的附近。此外，垂直运动框架136在下部支撑部分端部具有一个板部分36s。如图27和28所示，两个光传感器155和156，每一个都具有彼此分离间隔布置，并装在壳体11中的光发射器和光接收器。当板部分32f穿过光传感器155的光发射器和光接收器之间时，水平运动框架132的初始位置可由光传感器155检测。板部分32f和光传感器155组成一个光电遮断器。同样，当板部分32s穿过光传感器156的光发射器和光接收器之间时，垂直运动框架136的初始位置可由光传感器156检测。板部分32s和光传感器156组成一个光电遮断器。
第二步进电机70使垂直运动框架136在y轴方向上在预定运动范围内(消除相机抖动的运动范围)运动，其中在变焦镜头10位于广角极限位置和长焦极限位置之间的拍摄状态中，第三镜头组13e，低通滤波器13f和CCD 13g不偏离拍摄光轴Z1。在这种拍摄状态中，传动螺母部件71位于传动轴70a下端附近(见图28和31)。然后，当主开关14d关闭，变焦镜头10缩回时，第二步进电机70使传动螺母部件71向上运动到传动轴70a的上端附近，以使垂直运动框架136缩回到偏离光轴缩回位置Z2(见图27和30)。用作丝杠的传动轴70a平行于垂直引导轴38延伸，使得垂直运动框架136从拍摄光轴Z1运动到偏离光轴缩回位置(径向缩回位置)Z2。传动轴70a的长度大于拍摄光轴Z1与偏离光轴缩同位置Z2之间在y轴方向上的距离。
垂直运动框架136在y轴方向上的缩回运动量可以通过从垂直运动框架136的初始位置计算第二步进电机70的传动脉冲而决定，其中垂直运动框架136的初始位置由光电遮断器探测，而光电遮断器由板部分36s和光传感器156构成。一旦第二步进电机70的传动脉冲达到一个预定的脉冲数，则第二步进电机70停止。按照这种方式，垂直运动框架136径向缩回到壳体11中的缩回空间SP(见图1和2)。垂直运动框架136径向缩回操作的开始时间和其停止时间可以自由设定。例如，与变焦镜头第一实施例相似，第二步进电机70的操作可以控制，从而变焦镜头10的缩回操作在角度位置θ2开始，而在角度位置θ3结束。
在上述变焦镜头第一和第二实施例中的每一个中，可以通过在垂直于拍摄光轴Z1的平面内，以适当的方式在x轴方向和y轴方向上移动变焦镜头10的拍摄光学系统的一部分来实现图像稳定，拍摄光学系统包括第三镜头组13e，低通滤波器13f和CCD 13g。此外，当变焦镜头10从拍摄状态变到非拍摄状态(缩回状态)时，通过缩回杆60的旋转，垂直运动框架36沿着y轴方向升高，这使得由第三镜头组13e，低通滤波器13f和CCD 13g组成的单元从一个位于拍摄光轴Z1上的位置缩回到偏离光轴的缩回位置Z2。在变焦镜头的第二实施例中，由第三镜头组13e，低通滤波器13f和CCD 13g组成的单元沿着y轴方向的相似缩回运动可以通过由第二步进电机70驱动垂直运动框架36来实现。
按照上述方式运动，与CCD 13g相连的图像传递柔性印制板31，有弹性地变形。如上所述，图像传递柔性印制板31包括一个由第一直线部分31a和第二直线部分31c组成的自由变形部分，以及一个连接第一直线部分31a和第二直线部分31c间的U形部分，其中第一和第二直线部分中的每一个都是平的，并平行于y轴方向。该自由变形部分具有一个在壳体11中向缩回空间SP内侧延伸的倒U形部分。当由第三镜头组13e，低通滤波器13f和CCD 13g组成的可伸缩光学单元容纳在缩回空间SP中时，U形部分31b如图1和10中所述，弯曲在可伸缩光学单元上方，而从U形部分31b前端向下延伸的第二直线部分31c位于可伸缩单元前方，并对着可伸缩单元的前方。由于第一直线部分31a固定到位于第二直线部分31c后面的可伸缩光学单元背面，因此柔性印制板31的自由变形部分形成一种形状，从而容纳并覆盖包括CCD 13g的可伸缩光学单元。在该状态中，第一直线部分31a重叠第二直线部分31c，它们分别位于可伸缩光学单元在变焦镜头10前/后方向(如图1中所示的水平方向)上的相对侧，在变焦镜头10的前/后方向上相隔最远的距离。换句话说，由图像传递柔性印制板31自由变形部分占据的区域在y轴方向上的长度(高度)减到最小。此外，y轴方向上从拍摄光轴Z1到U形部分31b之间的距离最大。因此，在图1所示变焦镜头10的缩回状态中，图像传递柔性印制板31在壳体11内的缩回空间SP内沿着其内表面容纳，空间利用率很高，这防止图像传递柔性印制板31干扰可伸缩光学单元和其它可运动部件。
当包括CCD 13g的可伸缩光学元件在y轴方向上从径向缩回位置(如图1和10所示)向拍摄位置(如图2和11所示)向下运动时，与CCD 13g相连的第一直线部分31a被向下拉。因此，第一直线部分31a和第二直线部分31c的长度在y轴方向分别相对增大和减小，同时由于图像传递柔性印制板31的第三直线部分31d固定到壳体11上，因此U形部分31b向拍摄光轴Z1运动。这种在第一直线部分31a和第二直线部分31c长度上的相对变化在变焦镜头10前/后方向上减小了第一直线部分31a和第二直线部分31c之间的重叠量，从而增大了图像传递柔性印制板31自由变形部分所占据区域在y轴方向上的长度(高度)。因此，在可伸缩光学单元的运动过程中，第一直线部分31a的柔性程度增大，而可伸缩光学单元(其包括CCD 13g)的操作阻力减小。以这种方式减小图像传递柔性印制板31对可伸缩光学单元的操作阻力，使得可以降低用作图像稳定驱动源的第一步进电机46和第二步进电机53或70上的实际负载，特别是在变焦镜头10的拍摄状态中，因为包括CCD 13g的可伸缩光学单元不仅在y轴方向上驱动，还在x轴方向上驱动，以消除在变焦镜头10拍摄状态中的图像抖动。此外，每一步进电机上负载的减小使得可以提高可伸缩光学单元的位置精确度。由于即使在如图2和11中所示变焦镜头10的拍摄状态中，U形部分31b也保持其向缩回空间SP内侧延伸的形状，因此，图像传递柔性印制板31自由变形部分不向拍摄光轴下垂，不截断物体光束在拍摄光学系统光路中的传送。
从上述说明可以理解，在上述变焦镜头10的实施例中，当包括CCD 13g的可伸缩光学单元缩回到偏离拍摄光轴Z1的径向缩回位置时，图像传递柔性印制板31自由变形部分具有容纳并覆盖可伸缩光学单元的形状，并具有很高的空间利用率；而当可伸缩光学单元位于拍摄光轴Z1上的拍摄位置时，图像传递柔性印制板31自由变形部分在y轴方向上延伸形成一种形状，从而露出电子部件，从而增大图像传递柔性印制板31的柔性程度。这种结构使得可以在安装图像传递柔性印制板31的同时，保持高空间利用率地容纳图像传递柔性印制板31和减小图像传递柔性印制板31对可伸缩电子部件的操作阻力之间的兼容性。
尽管本发明已经在上述图示第一和第二实施例的基础上进行了说明，但本发明并不仅局限于这些特定的实施例。例如，尽管上述实施例应用到变焦镜头中，但本发明也可以应用到除变焦镜头以外的成像装置中，只要在这些成像装置中，一个电于部件能用作使拍摄光学系统在位于拍摄光学系统光轴上的拍摄位置和偏离同一光轴的缩回位置之间运动的部件。
尽管上述变焦镜头的实施例中，一个诸如CCD 13g的图像传感器适于作为与本发明中柔性印制板相连的电子部件，当其它类型的电子部件，例如快门或光圈也可以作为与柔性印制板相连的电子部件。在这种情况下，柔性印制板的布线结构可以根据处于本发明精神和范围内的电子部件类型而改变。例如，在采用图像传感器作为与柔性印制板相连的电子部件的情况中，图像传感器的前端包括一个成像表面，从而，通过使柔性印制板的一部分与图像传感器(CCD 13g)的背面固定相连，可以获得柔性印制板的最佳布线结构，并且柔性印制板的自由变形部分向其位于图像传感器前方的固定部分(第三直线部分31d)延伸。另一方面，柔性印制板与快门或光圈相连的点不限于与图像传感器相连的范围内，只要柔性印制板在拍摄操作过程中不干涉光束。因此，在将本发明应用到除图像传感器以外的电子部件时，与第一直线部分31a相对应的柔性印制板连接部分可以连接到电子部件的前表面或侧表面，同时与第三直线部分31d相对应的柔性印制板固定部分可以位于电子部件径向缩回位置的后方或其另一侧。
尽管包括CCD 13g的可伸缩光学单元在垂直于拍摄光轴Z1的平面内，在x轴方向和y轴方向上运动，以消除上述变焦镜头实施例拍摄状态中的图像抖动，但柔性印制板在拍摄状态中所连接电子部件的运动并不仅限于这种特定的运动。例如，即使本发明应用到一种类型的成像装置中，其中柔性印制板连接的电子部件沿着拍摄光学系统的拍摄光轴运动，本发明仍然有效。
可以对本文说明的本发明特定实施例作显而易见的变化，这种修改处于本发明要求保护的精神和范围内。应该指出的是，本文包括的所有内容都只是示例性的，并不限定本发明的保护范围。
权利要求
1.一种成像装置，包括图像稳定器(13g)，在该图像传感器上通过拍摄光学系统形成物体图像；在拍摄位置和径向缩回位置之间移动所述图像传感器的径向缩回装置，其中在拍摄位置中，所述图像传感器在拍摄状态中位于所述拍摄光轴系统的公共光轴上，而在径向缩回位置中，所述图像传感器在非拍摄状态中径向缩离所述公共光轴；及使所述图像传感器与图像处理电路电连接的柔性印制板(31)，其中所述柔性印制板包括当所述图像传感器处于其所述径向缩回位置时，位于所述图像传感器前方的固定部分(31d)；和从所述图像传感器向所述固定部分延伸的自由变形部分(31a，31b和31c)，其中当所述图像传感器径向缩回到所述径向缩回位置时，所述自由变形部分形成一种形状，从而容纳并覆盖所述图像传感器，因此所述柔性印制板的一部分位于所述图像传感器和所述固定部分之间，以及当所述图像传感器位于所述拍摄位置时，所述自由变形部分延伸形成一种形状，从而露出所述图像传感器，因此所述柔性印制板的任何部分都不位于所述图像传感器前方。
2.如权利要求1所述的成像装置，其中所述自由变形部分包括第一平面部分(31a)，在其一端固定到所述图像传感器的背面，并向所述图像传感器的所述径向缩回位置延伸；从所述第一平面部分向前弯曲的U形部分(31b)；和从所述U形部分向所述图像传感器所述拍摄位置延伸，并基本上与所述第一平面部分平行的第二平面部分(31c)；其中当所述图像传感器位于所述径向缩回位置时，所述第二平面部分位于所述图像传感器前方，对着所述图像传感器，而其中，当所述图像传感器从所述径向缩回位置向所述拍摄位置运动时，所述第一平面部分和所述第二平面部分的长度分别相对增大和较小，同时所述U形部分向所述拍摄位置运动。
3.如权利要求1所述的成像装置，其中所述径向缩回装置使所述图像传感器在垂直于所述公共光轴的方向上在所述拍摄位置和所述径向缩回位置之间直线运动。
4.如权利要求1所述的成像装置，还包括图像抖动检测传感器(57)，用于检测向所述拍摄光学系统施加的振动幅度和方向；和图像稳定器(46和53，或70)，其使所述图像传感器在垂直于所述公共光轴的平面内运动，从而当所述图像传感器处于所述拍摄位置时，根据所述图像抖动检测传感器的输出消除所述振动。
5.如权利要求1所述的成像装置，还包括可伸缩光学单元，其包括所述图像传感器和至少一个位于所述图像传感器前方的光学元件(13e和13f)；其中所述可伸缩光学单元固定到所述自由变形部分的一端。
6.如权利要求1所述的成像装置，还包括一个由同心排列的可移动镜筒(18，22和24)组成的伸缩镜筒，其中当所述伸缩镜筒完全直线缩回时，所述图像传感器运动到所述径向缩回位置，从而所述图像传感器位于所述伸缩镜筒径向外侧。
7.如权利要求1所述的成像装置，还包括一个支撑所述拍摄光学系统的固定壳体(11)，其中所述柔性印制板的所述固定部分固定到所述固定壳体的内表面上。
8.一种成像装置，包括位于拍摄光学系统中的电子部件(13g)；使所述电子部件在拍摄位置和径向缩回位置之间运动的径向缩回装置，其中在拍摄位置中，所述电子部件在拍摄状态中位于所述拍摄光学系统的公共光轴上，而在径向缩回位置中，所述电子部件在非拍摄状态中径向缩离所述公共光轴；以及与所述电子部件相连的柔性印制板(31)，其中所述柔性印制板包括一个位于所述电子部件的所述径向缩回位置附近的固定部分(31d)；和一个从所述电子部件向所述固定部分延伸的自由变形部分(31a，31b和31c)，其中当所述电子部件径向缩回到所述径向缩回位置时，所述自由变形部分形成一种形状，从而容纳并覆盖所述电子部件，而其中当所述电子部件位于所述拍摄位置时，所述自由变形部分延伸形成一种形状，从而露出所述电子部件。
全文摘要
一种成像装置，包括一个图像传感器，通过拍摄光学系统在该图像传感器上形成一个物体图像；一个在拍摄位置和径向缩回位置之间移动图像传感器的径向缩回装置，其中在拍摄位置中，图像传感器在拍摄状态中位于拍摄光轴系统的公共光轴上，而在径向缩回位置中，图像传感器在非拍摄状态中径向缩离公共光轴；及一个使图像传感器与图像处理电路电连接的柔性印制板。所述柔性印制板包括一个位于图像传感器前方的固定部分；和一个从图像传感器向固定部分延伸的自由变形部分。当图像传感器径向缩回到径向缩回位置时，自由变形部分形成一种形状，从而容纳并覆盖图像传感器，当图像传感器位于拍摄位置时，自由变形部分延伸形成一种形状，从而露出图像传感器。
文档编号H04N5/232GK1808258SQ200510125758
公开日2006年7月26日 申请日期2005年12月1日 优先权日2004年12月1日
发明者野村博 申请人:宾得株式会社