CN101174076A - 摄像装置 - Google Patents

Abstract

一种摄像装置，具有：由多个透镜组成的摄像光学系统；摄像元件，对用摄像光学系统成像所得的被摄体像进行摄像；投影器部，通过投影透镜单元而对投影像进行投影；至少一枚兼用透镜，作为摄像光学系统的多个透镜之中的至少一枚透镜及投影透镜单元发挥作用；和移动机构，将至少一枚兼用透镜配置在第一位置和第二位置中的任何一个位置，该第一位置配置于摄像光学系统的光轴上，该第二位置配置于投影透镜单元的光轴上。

Description

摄像装置

本申请参照采用了以下在先申请的内容：

申请日为2006年10月30日的日本专利申请2006-293673。

技术领域

本发明涉及安装了投影器的摄像装置。

背景技术

在特开2005-250392号公报中，公开了具有投影器的摄像装置。在该公报所述的摄像装置中，是把投影器安装在摄像装置本体中，利用投影器用的投影光学系统将图像投影在屏幕上。

发明内容

本发明的第一种方式所涉及的摄像装置，具有：由多个透镜组成的摄像光学系统；摄像元件，对用摄像光学系统成像所得的被摄体像进行摄像；投影器部，通过投影透镜单元而对投影像进行投影；至少一枚兼用透镜，作为摄像光学系统的多个透镜之中的至少一枚透镜及投影透镜单元发挥作用；和移动机构，将至少一枚兼用透镜配置在第一位置和第二位置中的任何一个位置，该第一位置配置于摄像光学系统的光轴上，该第二位置配置于投影透镜单元的光轴上。

本发明的第二种方式可以是在第一种方式所涉及的摄像装置中，投影透镜单元具有多个透镜，兼用透镜兼作摄像光学系统的多个透镜之中的至少一枚透镜和投影透镜单元之中的至少一枚透镜。

本发明的第三种方式优选的是在第一或第二种方式所涉及的摄像装置中，移动机构使兼用透镜在与光轴垂直的面内移动，将兼用透镜选择性地配置在第一和第二位置。

本发明的第四种方式优选的是在第一或第二种方式所涉及的摄像装置中，摄像装置是具有摄像光学系统的镜筒折叠在摄像装置机体内的折叠式摄像装置，在折叠时，由移动机构将兼用透镜配置在第二位置。

本发明的第五种方式可以是在第一或第二种方式所述的摄像装置中，移动机构以与光轴平行配置的杆为中心，使兼用透镜旋转，从而将兼用透镜配置在第一位置或第二位置。

本发明的第六种方式可以是在第五种方式所述的摄像装置中，移动机构具有凸轮机构，该凸轮机构由在保持兼用透镜的透镜框上形成的爪和凸轮部件构成，在光轴方向驱动透镜框或爪，使爪与凸轮部件的斜面抵接，从而使透镜框旋转。

附图说明

图1A、1B是说明本发明的一种实施方式的图，图1A表示摄影状态，图1B表示非摄影状态。

图2A、2B是详细表示3组透镜和4组透镜的图，图2A表示摄影状态，图2B表示非摄影状态。

图3是说明在摇摆动作时的爪与凸轮部件的关系的图。

图4是说明透镜框的摇摆动作的透视图。

图5是说明变形例1的图，是从摄像装置侧方看直进筒和透镜框的图。

图6是表示变形例2的图，是从摄像装置前方看到3组透镜和4组透镜的图。

图7是从图6的C方向看去的图。

图8A～8C是说明变形例2的动作的图，图8A表示3组透镜位于变焦区域时，图8B表示位于初始位置A时，图8C表示透镜框进行摇摆动作时。

具体实施方式

下面，参照附图说明为了实施本发明的最佳方式。图1A～图4是说明本发明的一种实施方式的图，是表示具有投影器的摄像装置的摄影光学系统和投影光学系统的概略构成的图。图1A、1B是表示摄像装置的剖面的图，图1A表示摄影状态，与摄像装置使用时的状态(摄像装置模式)相对应。另一方面，图1B表示非摄影状态，与电源关闭的状态或投影器使用时的状态(投影器模式)相对应。在非摄影状态下，镜筒1为折叠状态，在摄影状态下，镜筒1从折叠状态伸出到初始位置(伸展状态)。

本实施方式的摄像装置是用CCD或CMOS等固体摄像元件2作为对被摄体像进行摄像的单元的摄像装置，在此，以用CCD作为固体摄像元件2的情况为例进行说明。CCD2固定在CCD台3上。在镜筒1上设有：固定在CCD台3上的固定筒4；中间筒5，一边相对于固定筒4旋转，一边在光轴方向移动；和凸轮筒6，一边与中间筒5同步旋转，一边在光轴方向移动。

在中间筒5和凸轮筒6的内侧，设有直进筒7、8。直进筒7设置成可相对于中间筒5自如地旋转，同时在其后端设有键7a，该键7a与固定筒4的直进导块4a扣合。因此，直进筒7在光轴方向移动而不旋转。同样，直进筒8也设置成相对于凸轮筒6自如地旋转，同时在后端设有键8a，该键8a与直进筒8的直进导块(未图示)扣合，直进筒8在光轴方向移动而不旋转。

保持1组透镜11的透镜筒9和保持2组透镜12的透镜筒10均由凸轮筒6在光轴方向驱动，保持2组透镜12的透镜筒10由直进筒8在光轴方向引导，保持1组透镜11的透镜筒9由透镜筒10在光轴方向引导。因此，一旦凸轮筒6旋转，透镜筒9、10就在光轴方向受到直进驱动。

详细内容后述，3组透镜13和4组透镜14由步进电动机进行直进驱动。另外，虽然没有进行图示，在快门单元15上设有凸轮销钉，该凸轮销钉贯通直进筒7的直进导块，和中间筒5的凸轮槽扣合。因此，快门单元15因中间筒5的旋转而在光轴方向受到直进驱动。这些透镜组构成变焦透镜单元，通过驱动1组透镜11、2组透镜12和3组透镜13而进行变焦动作，由4组透镜14进行聚焦动作。

接下来说明投影器部。在投影器部，具有光源20、聚光透镜21、偏振光分光器22、和LCOS(反射型液晶元件：Liquid Crystal on Silicon)23。而且，在使用投影器时，本实施方式的摄像装置由摄像装置部的3组透镜13兼作投影器部的投影透镜，在非摄影时(投影器模式)，如图1B所示，3组透镜13配置在投影器部的光轴J2上。

从光源20射出的照明光通过聚光透镜21入射到偏振光分光器22。照明光之中的S偏振光在偏振光分光器22受到反射，入射到LCOS23。在LCOS23中输入关于投影图像的图像信号，入射的S偏振光被LCOS23反射。作为被输入的图像信号，有在摄像装置部拍摄的摄影图像的图像信号、在摄像装置的记录媒体中记录的图像的再生图像信号等。

入射光在LCOS23受到反射时，基于图像信号而受到调制，与图像信息相应的偏振光状态的调制光从LCOS23射出，再次入射到偏振光分光器22。入射到偏振光分光器22的调制光之中，S偏振光被反射，只有P偏振光透过。透过了偏振光分光器22的P偏振光由投影透镜(3组透镜)13投影到未图示的屏幕上。

在本实施方式中，投影透镜13由一枚透镜构成，但是也可以使用由多个透镜构成的投影透镜单元。另外，当投影透镜13为由多个透镜构成的投影透镜单元时，可以预先在投影器部配置不兼用的透镜，将一枚透镜兼作摄影光学系统的透镜，也可以共用多枚透镜。

在本实施方式的摄像装置中，是使3组透镜13在光轴J1、J2间摇摆移动，从而共用摄影系统的透镜和投影系统的投影透镜。图2A、2B是说明3组透镜和4组透镜的图，是图1A的C1向视图。图2A表示摄影状态时，图2B表示非摄影状态时。图1A、1B是沿着图2A、2B的D1-J1-D2的剖视图。另外，图3是图2A的C2向视图。

3组透镜13被透镜框30保持，在透镜框30的与透镜保持部相反的一侧，贯通着在光轴J1方向延伸的杆31。另外，在透镜框30的被杆31贯通的部分，设有架子32。透镜框30和架子32联结在一起，以杆31为旋转中心，相互旋转自如。另外，透镜框30和架子32可沿着杆31一体地移动。

扭转螺旋弹簧34的一端挂在透镜框30的爪30b上，另一端挂在架子32的爪32a上(参照图3)。因此，在扭转螺旋弹簧34的作用下，架子32受到赋能而在图2A中向顺时针方向旋转，与和杆31平行配设的丝杠33拧合在一起。反之，透镜框30由扭转螺旋弹簧34赋能而向逆时针方向旋转。

定位用的杆35设置成与杆31平行。设置在透镜框30上的爪30a与该杆35抵接，从而把3组透镜13定位在光轴J1上。丝杠33被步进电动机M1旋转驱动后，透镜框30和架子32沿着光轴J1一体地受到直进驱动。杆31设置在固定筒4的外侧，安装在杆31上的透镜框30从在固定筒4的侧面形成的切口4a插入到筒内。

图3所示的透镜框30的位置表示的是处于图1A所示的初始位置状态的位置，在透镜框30上形成的爪30c和凸轮部件50的斜面50a抵接。凸轮部件50形成为从CCD台3向摄像装置前方突出。如后面所述，透镜框30从初始位置进一步后退后，在由爪30c和凸轮部件50构成的凸轮机构的作用下，透镜框30进行摇摆驱动。

关于4组透镜14的透镜框40，除了爪30c和凸轮部件50a以外，具有和透镜框30同样的结构。即，透镜框40具有爪40b和爪40a，该爪40b挂住扭转螺旋弹簧44的一端，该爪40a具有和杆45扣合的切口40c，透镜框40具有以杆42为中心而旋转自如地联结的架子42。杆45与切口40c扣合，从而把4组透镜14定位在光轴J1上。架子42和由步进电动机M2旋转驱动的丝杠43拧合在一起。然后，将丝杠43旋转驱动后，透镜框40沿着光轴J1受到直进驱动。

图4是说明透镜框30的摇摆动作的图，是表示凸轮部件50和透镜框30的关系的透视图。标号30(A)表示初始位置下的透镜框，标号30(B)表示从初始位置后退到了摄像装置后方时的透镜框。凸轮部件50是以杆31为中心划出圆弧的板状部件，形成了斜面50a。在初始位置下，透镜框30(A)的爪30c与斜面50a的下端区域抵接。

另一方面，驱动电动机M1，使透镜框30如箭头R1所示向摄像装置后方侧后退后，爪30c的抵接部从斜面50a上升。因此，设有爪30c的部分逆着扭转螺旋弹簧34的赋能力，以杆31为中心旋转。结果，透镜框30如箭头R2所示受到摇摆驱动，3组透镜13从光轴J1上向投影器部的光轴J2移动。

对于从图1B的折叠状态到图1A的初始状态的一连串的动作说明如下。摄像装置中设有选择设定摄像装置模式和投影器模式的开关，打开摄像装置的电源后，摄像装置以被设定的模式起动。例如，当以投影器模式起动时，起动后保持图1B的折叠状态。

另一方面，当以摄像装置模式起动时，镜筒1从图1B的折叠状态伸出。如果镜筒1伸出到了初始位置，就驱动步进电动机M1、M2，使3组透镜13和4组透镜14的各透镜框30、40向初始位置移动。在折叠状态下，透镜框30的爪30c如图4所示和斜面50a的上端区域抵接[标号30(B)所示的状态]，而当透镜框30朝着初始位置移动到摄像装置前方后，爪30c在斜面50a上向下端区域移动，透镜框30被摇摆驱动到固定筒4内。

然后，当透镜框30在初始位置定位后，3组透镜13被定位在光轴J1上的初始位置。另外，镜筒1向初始位置伸出完毕后，3、4组透镜13、14再向初始位置移动，但是，镜筒1的伸出和3、4组透镜13、14的移动也可以同时进行。

反之，在摄像装置模式时，切换到投影器模式后，首先，将1～4组透镜11～14恢复到初始位置。接着，使3、4组透镜13、14从初始位置进一步后退，摇摆驱动透镜框30，使3组透镜13在投影器部的光轴J2上移动。然后，进行镜筒1的折叠动作。1组透镜11、2组透镜12被收容在3组透镜13退出后的空间，成为如图1B所示的折叠状态(非摄影状态)。此时，3、4组透镜13、14的后退动作和镜筒1的折叠动作也可以同时进行。

如以上说明所述，在本实施方式中，因为把摄像装置部的3组透镜13兼作投影器部的投影透镜，所以与投影器用的投影透镜和摄像装置用的透镜分别设置的现有摄像装置相比，能够抑制成本，并且能够抑制摄像装置重量的增加。另外，对于如上所述的镜筒折叠式的摄像装置的情况，因为在折叠时3组透镜13向投影器部侧移动，所以在摄影透镜侧不需要3组透镜13的折叠空间，能够进一步缩小折叠时的摄像装置的大小。而且，上述实施方式的摄像装置可以进行如下变形。

变形例1

在上述实施方式中，是使3组透镜13从图1A所示的摄影状态(图3所示的透镜框30的位置)向CCD台3的方向后退，并使透镜框30的爪30c与凸轮部件50的斜面50a抵接，从而摇摆驱动透镜框30。因此，3组透镜13的光轴方向位置在摄影状态(初始位置)和非摄影状态是不同的。在变形例1中，如图5所示，将与爪30c抵接的凸轮部件50设置在直进筒7的后端，从而使在初始位置的透镜框30的光轴方向位置与在非摄影状态下的透镜框30的光轴方向位置一致。另外，图5是从摄像装置侧方看到直进筒7和透镜框30的局部的图。

从图1A所示的摄影状态(初始位置)开始折叠动作后，直镜筒7的凸轮部件50后退，透镜框30的爪30c在凸轮部件50的斜面50a上向上方移动。结果，透镜框30受到摇摆驱动，3组透镜13从摄影系统的光轴J1上向投影系统的光轴J2上移动。对于变形例1的情况，因为是凸轮部件50相对于透镜框30的爪30c移动，所以在摄影状态(初始位置)和非摄影状态下，透镜框30的光轴方向位置不变。

在上述实施方式的图1A、1B、2A、2B所示的结构的情况下，因为是因透镜框30后退而受到摇摆驱动，所以需要按该后退的量在后方配置投影器部。另一方面，在变形例1的情况下，因为是在光轴J1、J2间移动3组透镜1 3时，在与光轴垂直的面内对透镜框30进行摇摆驱动，所以能够进一步缩小摄像装置厚度方向的尺寸。

变形例2

图6、7是表示本实施方式的第二种变形例的图，图6和图2A一样，是从摄像装置前方看到3组透镜13和4组透镜14的图，图7是从图6的C方向看去的图。变形例2的情况也和变形例1的情况一样，能够使3组透镜13在光轴J1和光轴J2之间移动，而不改变透镜框30的光轴方向的位置。

在变形例2中，是由圆筒凸轮70和设置在架子71上的销钉72来摇摆驱动透镜框30的构成。圆筒凸轮70和透镜框30形成为一体，圆筒凸轮70旋转而使透镜框30进行摇摆运动。对于变形例2的情况，透镜框30和圆筒凸轮70设置成可相对于杆31一体地旋转，并且沿着杆31滑动。

架子71为柱状，，其中，与丝杠33拧合的螺母贯通架子71的中心。在架子71的侧面设有凸轮销钉72，该凸轮销钉72插入在圆筒凸轮70的凸轮槽70a中。扭转螺旋弹簧74是具有和上述扭转螺旋弹簧34同样功能的东西，对透镜框30向逆时针方向赋能。弹簧74的一端挂在透镜框30的爪30b上，另一端挂在架子71上。

图8A～8C是说明透镜框30的摇摆动作的图，图8A表示3组透镜13位于变焦区域时，图8B表示位于初始位置A时，图8C表示透镜框30进行摇摆动作时。在图8A的变焦区域，如上所述，透镜框30因弹簧74而受到逆时针方向的赋能，爪30a与在光轴J1方向延伸的销钉35抵接。即，与透镜框30一体的圆筒凸轮70也受到逆时针方向的赋能。因此，当架子71在光轴J1方向直进移动后，圆筒凸轮70和透镜框30与架子71一起沿着杆31滑动移动，而不会旋转。

当架子71向摄像装置后方侧(图示右侧)受到驱动，如图8B所示，透镜框30后退到初始位置A后，圆筒凸轮70的端面与定位部件76抵接。然后，如图8C所示，当架子71进一步后退后，圆筒凸轮70向顺时针方向受到旋转驱动。

结果，透镜框30以杆31为中心受到摇摆驱动，爪30a离开销钉35，3组透镜13从光轴J1上被摇摆驱动到投影器部的光轴J2上。透镜框30受到摇摆驱动，直到爪30a与设置在投影器部的销钉80(参照图6)抵接，通过与销钉80抵接而把3组透镜13定位在光轴J2上。变形例2的情况也具有和变形例1同样的效果。

另外，在上述摄像装置中，是用4个透镜组构成了摄影透镜，但是不限于此。还有，只要不损害本发明的特征，本发明丝毫不受上述实施方式限定。

如以上说明所述，根据本发明实施方式的摄像装置，因为将摄影光学系统的多个透镜中的至少一个兼作投影透镜，所以能够抑制成本。

以上所述的实施方式是例示，在不脱离本发明的范围内可以进行各种变更。

Claims (6)

1.一种摄像装置，具有：

由多个透镜组成的摄像光学系统；

摄像元件，对用所述摄像光学系统成像所得的被摄体像进行摄像；

投影器部，通过投影透镜单元而对投影像进行投影；

至少一枚兼用透镜，作为所述摄像光学系统的多个透镜之中的至少一枚透镜及所述投影透镜单元发挥作用；和

移动机构，将所述至少一枚兼用透镜配置在第一位置和第二位置中的任何一个位置，该第一位置配置于所述摄像光学系统的光轴上，该第二位置配置于所述投影透镜单元的光轴上。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，

所述投影透镜单元具有多个透镜，

所述兼用透镜兼作所述摄像光学系统的多个透镜之中的至少一枚透镜和所述投影透镜单元之中的至少一枚透镜。

3.根据权利要求1或2所述的摄像装置，其中，

所述移动机构使所述兼用透镜在与所述光轴垂直的面内移动，将所述兼用透镜选择性地配置在所述第一和第二位置。

4.根据权利要求1或2所述的摄像装置，其中，

所述摄像装置是具有所述摄像光学系统的镜筒折叠在摄像装置机体内的折叠式摄像装置，

在折叠时，由所述移动机构将所述兼用透镜配置在所述第二位置。

5.根据权利要求1或2所述的摄像装置，其中，

所述移动机构以与所述光轴平行配置的杆为中心，使所述兼用透镜旋转，从而将所述兼用透镜配置在所述第一位置或所述第二位置。

6.根据权利要求5所述的摄像装置，其中，

所述移动机构具有凸轮机构，该凸轮机构由在保持所述兼用透镜的透镜框上形成的爪和凸轮部件构成，在所述光轴方向驱动所述透镜框或所述爪，使所述爪与所述凸轮部件的斜面抵接，从而使所述透镜框旋转。

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