CN101950118B - 摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及摄像装置，所述摄像装置包括：保持透镜的第一构件；固定所述第一构件的第二构件；和相对于摄像元件的成像面沿垂直方向驱动所述第二构件的驱动装置，其中，所述第一构件具有大小各异的直径，并且具有小直径的部分设置有与所述第二构件接合的部分，并且所述驱动装置设置在由不同直径之间的差异所生成的空间中。

Description

摄像装置
技术领域
本发明涉及摄像装置，特别是涉及能够实现透镜驱动部小型化的摄像装置。
背景技术
图1示出了现有技术的示例性摄像装置的构造。图1所示摄像装置10包括容纳部11、透镜镜筒12、和摄像元件13。摄像装置10通过将透镜镜筒12和摄像元件13组装到容纳部11中而制成。
透镜21、22和23组装并保持在透镜镜筒12中。在透镜镜筒12的外侧面上设置有螺纹24。螺纹24与设置在容纳部11中的透镜承载件31上的螺纹(未示出)接合。透镜镜筒12与透镜承载件31之间的螺纹接合能实现制造时调节与摄像元件13的距离(调节透镜的焦点)。焦点调节后，将透镜镜筒12胶合至透镜承载件31，以使透镜镜筒12固定至透镜承载件31。
透镜承载件31的侧面上设置有线圈32-1和32-2。线圈32-1和32-2显示为独立的构件只是为了图示方便，实际上透镜承载件31的侧面上设置的是一个线圈32。磁体33-1设置在容纳部11中，并面对线圈32-1。相似地，磁体33-2设置在容纳部11中，并面对线圈32-2。磁体33-1和33-2均设置有轭，图1中未示出轭。线圈32、磁体33和轭形成音圈马达。
当线圈32通电时，沿图1中的上方或下方生成作用力。生成的作用力使透镜承载件31向上或向下移动。当透镜承载件31发生移动时，固定于透镜承载件31的透镜镜筒12也发生移动。因此，保持在透镜镜筒12中的透镜21～23与摄像元件13之间的距离发生改变。上述机制能实现自动聚焦(AF)(例如见JP-A-2007-17791)。
近年来，随着数码相机的小型化以及具有数码相机功能的移动电话的普及，希望自动聚焦驱动器的尺寸小型化。自动聚焦驱动器的小型化可以通过光学系统例如透镜的小型化来实现，但是结果容易造成光量变少，从而不利地导致像质劣化。因此，不希望通过使透镜或类似光学部件小型化来实现自动聚焦驱动器的小型化。然而，如上所述，希望实现驱动器(包括驱动器的摄像装置)的进一步小型化。
除非对图1所示构造做出改变，否则很难实现进一步小型化。可以通过在不改变图1所示构造的情况下，使透镜21～23小型化来使透镜镜筒12小型化，来实现摄像装置的小型化。然而，在这种情况下，如上所述，难以避免像质的劣化。
JP-A-2007-17791描述了在被摄体与透镜之间设置遮挡向透镜入射的光的区块(sector)来试图实现小型化的摄像装置。JP-A-2007-17791中所述的摄像装置包括含有多个具有不同直径的透镜的透镜组，所述区块设置在被摄体与透镜组之间，并遮挡向透镜组入射的光。所述透镜组容纳在透镜镜筒中。透镜镜筒的外周缘侧壁具有多个直径不同的台阶部，这些直径与容纳在透镜镜筒中的透镜的直径相对应，并且沿其中的一个台阶部形成侧壁凹部。用于驱动区块的区块驱动装置设置在侧壁凹部中。
JP-A-2007-17791中所述的摄像装置需要进一步小型化。JP-A-2007-17791中所述的摄像装置具有不利的结构，例如，其中透镜镜筒没有螺纹机构，从而不能实现在制造时在透镜组与摄像元件之间进行焦点调节。
除参考图1所述的驱动方法外，还提出了其它的透镜驱动方法。例如，提出了使用压电元件的驱动方法和使用形状记忆合金的驱动方法。希望的是，上述其它驱动方法也能够得到使用，并且能够实现与驱动相关的部分的小型化。
发明内容
因此，希望使透镜驱动部分小型化。
本发明一实施例的摄像装置包括：保持透镜的第一构件；固定所述第一构件的第二构件；和相对于摄像元件的成像面沿垂直方向驱动所述第二构件的驱动装置。所述第一构件具有大小各异的直径，并且具有小直径的部分设置有与所述第二构件接合(engage)的部分。所述驱动装置设置在由不同直径之间的差异所生成的空间中。
所述第一构件可保持具有不同直径的多个透镜，并且可成形为具有与透镜的直径相对应的直径。
所述驱动装置可以是由线圈、磁体和轭形成的音圈马达。所述音圈马达可设置在上述空间中。所述音圈马达的线圈可设置设置在所述第二构件的侧面上。
所述驱动装置可包括压电元件、连接至所述压电元件的轴、和连接至所述第二构件并被所述轴贯穿的钩。所述压电元件、所述轴和所述钩可设置在上述空间中。
所述驱动装置可包括由形状记忆合金制成的导线、钩住所述导线的钩、和连接至所述导线的电极。所述导线、所述钩和所述电极可设置在上述空间中。
在本发明另一实施例的摄像装置中，在保持透镜的构件的一部分上，具体说，在直径与直径最小的透镜相对应的部分上，设置有螺纹，而该螺纹使该部分能够与驱动透镜的构件接合。驱动装置设置在由不同直径所生成的空间中。
根据本发明的实施例，能够实现透镜驱动部的小型化。
附图说明
图1示出了现有技术的示例性摄像装置的构造；
图2示出了应用本发明的一个实施例的摄像装置的构造；
图3用于说明该摄像装置的构造；
图4用于说明摄像装置的尺寸；
图5A和5B示出了用于比较的现有技术的示例性摄像装置的构造；
图6A和6B示出了应用本发明的另一实施例的摄像装置的构造；
图7A和7B示出了用于比较的现有技术的示例性摄像装置的构造；而
图8A和8B示出了应用本发明的另一实施例的摄像装置的构造。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本发明的实施例。
本发明可应用于摄像装置。本文所述的摄像装置具体是指容纳在例如数码相机和具有数码相机功能的移动电话中的装置。在这种摄像装置中，通过对透镜进行驱动(例如，相对于摄像元件移动透镜，以使透镜接近摄像元件或远离摄像元件)，来进行自动聚焦(AF)。
包括用于进行自动聚焦的驱动器的摄像装置具有例如图1所示的构造。再次参考图1，摄像装置10包括容纳透镜承载件31的容纳部11。透镜承载件31构造成能够相对于容纳部11沿图1中的上下方向(接近或远离摄像元件13的方向)移动。透镜承载件31中固定地设置有容纳多个透镜21～23的透镜镜筒12。
下述实施例主要涉及上述摄像装置的透镜承载件和透镜镜筒。使用应用下述任一实施例的透镜镜筒和透镜承载件的摄像装置能够小于现有技术的摄像装置。当这种小型摄像装置容纳在例如数码相机和移动电话等装置中时，能够使这些装置小型化。此外，能够增大用于摄像装置之外的其它部分的空间，由此能够增强其它功能。
下面将描述预期能够实现上述有利效果的摄像装置。已经提出了的用于进行自动聚焦的方法包括：使用音圈马达的方法(参考图1所述的方法)、使用压电元件的方法、和使用由形状记忆合金制成的导线(wire)的方法。在以下描述中，将参考上述方法来描述实施例。也就是说，以下描述包括：使用音圈马达来进行自动聚焦的第一实施例、使用压电元件来进行自动聚焦的第二实施例、和使用由形状记忆合金制成的导线来进行自动聚焦的第三实施例。
在以下描述中，将保持透镜的构件称为透镜镜筒，将固定透镜镜筒的构件称为透镜承载件，并将驱动透镜承载件的部分适宜地称为驱动器。透镜镜筒呈圆筒形，并成形为使得上部直径(外径)和下部直径(外径)设计成与相应的透镜直径匹配，从而不同于彼此。在透镜镜筒的上部和下部中直径较小的一方设置与透镜承载件接合的部分(螺纹)。直径的差异生成一个空间，在该生成的空间中设置驱动装置(drive means)。该驱动装置如上所述在第一到第三实施例中不同于彼此，下面将进行描述。
[第一实施例]
下面将描述第一实施例。图2示出了第一实施例的摄像装置100的示例性构造，并且是摄像装置100的截面图。图2所示摄像装置100包括容纳部101、透镜镜筒102、和摄像元件103。图3是图2所示摄像装置100的各部分的分解图。
参考图3，透镜21、22和23组装并保持在透镜镜筒102中。在透镜镜筒102的外侧面上设置有螺纹111。
透镜承载件121设置在容纳部101中。透镜承载件121的内侧(内径)上设置有螺纹122。透镜承载件121的外侧(外形)侧面上设置有线圈123。线圈123围绕透镜承载件121的侧面。磁体124-1和124-2设置在容纳部101的内侧(内径)上的预定位置处，并与线圈123相对。磁体124-1和124-2设置在线圈123的相反侧。
磁体124-1和124-2各自设置有轭(yoke)，但是在图2和3中磁体和轭组合在一起显示为磁体124-1或磁体124-2。以下，当不必区分磁体124-1和124-2时，将磁体124-1和124-2简称为磁体124。
透镜镜筒102上的螺纹111与透镜承载件121上设置的螺纹122接合。透镜镜筒102与透镜承载件121之间的接合能实现制造时调节与摄像元件103的距离(调节透镜的焦点)。焦点调节后，将透镜镜筒102胶合至透镜承载件121，以使透镜镜筒102固定至透镜承载件121。
当透镜镜筒102插入容纳部101中并固定至透镜承载件121后，摄像元件103插入容纳部101中并固定至容纳部101。通过这样顺次将透镜镜筒102和摄像元件103组装到容纳部101中，就制成了具有图2所示构造的摄像装置100。
在具有上述构造的摄像装置100中，当设置在透镜承载件121上的线圈123中通电时，电流与磁体124之间的相互关系根据电流的流动方向，沿图2和3中的上方或下方生成作用力。生成的作用力使透镜承载件121向上或向下移动。当透镜承载件121发生移动时，固定于透镜承载件121的透镜镜筒102也发生移动。因此，保持在透镜镜筒102中的透镜21～23与摄像元件103之间的距离发生改变。通过这种机制，完成了自动聚焦(AF)。
下面将进一步描述透镜镜筒102的结构。参考图3，透镜镜筒102具有台阶形状，图3所示构造中的形状具有两个台阶。台阶部151包含透镜23，而台阶部152包含透镜21和22。如图3所示，透镜21～23的尺寸满足以下关系：透镜21＜透镜22＜透镜23。
因此，包含透镜23的台阶部151的直径大于包含透镜21和22的台阶部152的直径。台阶部151的直径略大于透镜23的直径。台阶部152的直径略大于透镜22的直径，但小于透镜23的直径。
螺纹111设置在台阶部152上。设置在台阶部152上的螺纹111与设置在透镜承载件121上的螺纹122接合。透镜承载件121的直径做成使得螺纹111与螺纹122接合。因此，透镜承载件121的直径做成略大于台阶部152的直径。
此外，台阶部152的高度小于透镜承载件121的高度。这里使用的高度是指沿图3中的上下方向(趋近或远离摄像元件的方向)的长度。透镜承载件121的高度确定为使得，当透镜镜筒102固定至透镜承载件121时，透镜镜筒102的台阶部151不与透镜承载件121的端部发生接触。
下面比较现有技术的摄像装置10与第一实施例的摄像装置100。图4的上部示出了图1所示的现有技术的摄像装置10的构造，而图4的下部示出了图2所示的本发明第一实施例的摄像装置100的构造。
摄像装置10和摄像装置100均包括透镜21～23。因此，摄像装置10和摄像装置100就光学系统而言不存在不同之处，所以能够捕捉具有相同像质的图像。此外，摄像装置10中的摄像元件13与摄像装置100中的摄像元件103具有相同数量的像素，所以从这点来说，也能够捕捉具有相同像质的图像。
然而，可以明显看出，摄像装置100是小于摄像装置10的。其原因是，摄像装置100中的透镜镜筒102具有台阶形状，并且容纳较小透镜的台阶部152的直径小于容纳较大透镜的台阶部151的直径。因此，能够减小摄像装置100的尺寸。因为台阶部151与152之间的差异，具体说就是台阶部151与152之间的直径差异所生成的空间容纳了透镜承载件121、螺纹122、线圈123和磁体124，所以实现了摄像装置100的小型化。
也就是说，摄像装置100的小型化能够通过以下方式实现：将透镜镜筒102的形状做成使得其直径与被容纳透镜的尺寸相应地逐渐减小，在直径较小的台阶部上设置螺纹111以使螺纹部分与透镜承载件121接合，并将包括线圈123和磁体124的驱动器组装到直径较小的那一侧。
这里描述了“将透镜镜筒102的形状做成使得其直径与被容纳透镜的尺寸相应地逐渐减小”，其中的直径逐渐减小意味着能够采用以下形状。也就是说，能够采用例如类似图3所示的台阶部151和152的台阶形状。此外，虽然未示出，当组装有三个透镜、例如图3所示的透镜21～23时，能够采用不是由两个台阶部形成的台阶形状，而是由与透镜数量相对应的三个台阶部形成的台阶形状。
或者，虽然未示出，代替台阶形状，还能够采用例如直径沿远离摄像元件103的方向逐渐且连续减小的圆锥形状(圆锥形状的一部分)。再者，还能够采用例如以下这种组合形状：螺纹部分(相当于图3中的台阶部152)呈圆筒形状，而非螺纹部分(相当于图3中的台阶部151)呈圆台形状(圆锥形状的一部分)。再者，还能够采用能够从上述形状想到的任意形状。
在图4上部所示的现有技术的摄像装置10中，透镜承载件31位于透镜镜筒12的外侧，而线圈32和磁体33进一步位于透镜承载件31的外侧。也就是说，当采用这种构造时，透镜承载件31的直径大于透镜镜筒12的直径，而线圈32和磁体33进一步位于大直径透镜承载件31的外侧，从而不利地导致摄像装置10自身的尺寸增加。
另一方面，由于图4下部所示的应用了本发明第一实施例的摄像装置100具有上述构造，所以虽然透镜承载件121位于透镜镜筒102的外侧，但却位于透镜镜筒102的最大直径部分(外径)的内侧。此外，位于透镜承载件121外侧的线圈123和磁体124定位在透镜镜筒102的外径的内侧。由于透镜承载件121、线圈123和磁体124的全部均不位于或者只有部分位于透镜镜筒102的外径的外侧，所以摄像装置100自身的尺寸得到减小。
也就是说，透镜镜筒102的摄像元件103侧的直径大，而其相反侧的直径小。由于透镜镜筒102的这两个部分的直径彼此不同，所以在差异之处形成了一个空间。通过在该空间中容纳沿垂直方向相对于摄像元件103的成像面移动透镜承载件121的驱动装置(在本例中为线圈123、磁体124和轭)，能实现摄像装置100的小型化。
如上所述，通过应用本发明，能实现摄像装置的小型化。此外，虽然实现了小型化，但是不会降低所摄图像的质量。
注意，在制造时通过使透镜镜筒102与透镜承载件121之间发生接合来进行的焦点调节能够以类似于现有技术的摄像装置10的方式来进行。
[第二实施例]
下面将描述第二实施例。第二实施例涉及使用压电元件来进行自动聚焦的情况。压电元件是使用将施加至压电构件的作用力转换成电压或者将电压转换成作用力的压电效果的被动元件(passive device)。要描述使用压电元件来进行自动聚焦的摄像装置，首先在图5A和5B中示出现有技术的摄像装置的构造，以用于比较。图5A是摄像装置200的俯视图，而图5B是摄像装置200的侧视图(截面图)。
摄像装置200包括容纳部201、透镜镜筒202、和摄像元件203。透镜21、22和23组装并保持在透镜镜筒202中。在透镜镜筒202的外侧面上设置有螺纹211。
透镜承载件221设置在容纳部201中。透镜承载件221的内侧(内径)上设置有螺纹222。在透镜承载件221的外侧(外形)侧面上的预定位置处设置有滑钩(slide hook)223。滑钩223的一端连接至透镜承载件221，而另一端呈在中心具有圆孔的圆形形状。轴224穿过该孔。
轴224上安装有压电元件225，压电元件225固定至容纳部201。当压电元件225中通电时，生成作用力，使滑钩223滑动。当滑钩223滑动时，透镜承载件221相对于容纳部201向上或向下(远离或趋近摄像元件203的方向)移动。从而进行自动聚焦。
在图5A和5B所示的现有技术的摄像装置200中，透镜承载件221位于透镜镜筒202的外侧，而滑钩223、轴224和压电元件225进一步位于透镜承载件221的外侧。也就是说，当采用这种构造时，透镜承载件221的直径大于透镜镜筒202的直径，而滑钩223、轴224和压电元件225压电元件225进一步位于大直径透镜承载件221的外侧，从而导致摄像装置200自身的尺寸增加。
为解决该问题，应用本发明的第二实施例的摄像装置具有图6A和6B所示的构造，以减小摄像装置的尺寸。图6A是摄像装置250的俯视图，而图6B是摄像装置250的侧视图(截面图)。
图6A和6B所示摄像装置250的构造基本上与图5A和5B所示现有技术的摄像装置200的构造相同。摄像装置250包括容纳部251、透镜镜筒252、和摄像元件253。透镜21、22和23组装并保持在透镜镜筒252中。在透镜镜筒252的外侧面上设置有螺纹261。
透镜承载件271设置在容纳部251中。透镜承载件271的内侧(内径)上设置有螺纹272。在透镜承载件271的外侧(外形)侧面上的预定位置处设置有滑钩273。滑钩273的一端连接至透镜承载件271(与之一体化)，而另一端呈在中心具有圆孔的圆形形状。轴274穿过该孔。
轴274上安装有压电元件275，压电元件275固定至容纳部251。当压电元件275中通电时，生成作用力，使滑钩273滑动。当滑钩273滑动时，透镜承载件271相对于容纳部251向上或向下(远离或趋近摄像元件253的方向)移动。从而进行自动聚焦。
下面将进一步描述透镜镜筒252的结构。参考图6B，透镜镜筒252具有台阶形状，图6B所示构造中的形状具有两个台阶。台阶部281包含透镜23，而台阶部282包含透镜21和22。如图6B所示，透镜21～23的尺寸满足以下关系：透镜21＜透镜22＜透镜23。
因此，包含透镜23的台阶部281的直径大于包含透镜21和22的台阶部282的直径。台阶部281的直径略大于透镜23的直径。台阶部282的直径略大于透镜22的直径，但小于透镜23的直径。
螺纹261设置在台阶部282上。设置在台阶部282上的螺纹261与设置在透镜承载件271上的螺纹272接合。透镜承载件271的直径做成使得螺纹261与螺纹272接合。因此，透镜承载件271的直径做成略大于台阶部282的直径。
此外，台阶部282的高度小于透镜承载件271的高度。这里使用的高度是指沿图6B中的上下方向(趋近或远离摄像元件253的方向)的长度。透镜承载件271的高度确定为使得，当透镜镜筒252固定至透镜承载件271时，透镜镜筒252的台阶部281不与透镜承载件271的端部发生接触。
下面比较现有技术的摄像装置200与第二实施例的摄像装置250。摄像装置200和摄像装置250均包括透镜21～23。因此，摄像装置200和摄像装置250就光学系统而言不存在不同之处，所以能够捕捉具有相同像质的图像。此外，摄像装置200中的摄像元件203与摄像装置250中的摄像元件253具有相同数量的像素，所以从这点来说，也能够捕捉具有相同像质的图像。
然而，可以明显看出，摄像装置250是小于摄像装置200的。其原因是，摄像装置250中的透镜镜筒252具有台阶形状，并且容纳较小透镜的台阶部282的直径较小容纳较大透镜的台阶部281的直径。因此，能够减小摄像装置250的尺寸。因为台阶部281与282之间的差异，具体说就是台阶部281与282之间的直径差异所生成的空间容纳透镜承载件271、钩273和轴274的全部或者部分，所以能够实现摄像装置250的小型化。
也就是说，摄像装置250的小型化能够通过以下方式实现：将透镜镜筒252的形状做成使得其直径与被容纳透镜的尺寸相应地逐渐减小，在直径较小的台阶部上设置螺纹261以使螺纹部分与透镜承载件271接合，并将包括滑钩273、轴274和压电元件275的驱动器组装到直径较小的那一侧。
这里描述了“将透镜镜筒252的形状做成使得其直径与被容纳透镜的尺寸相应地逐渐减小”，其中的直径逐渐减小意味着能够采用以下形状。也就是说，能够采用例如类似于图6B所示的台阶部281和282的台阶形状。此外，虽然未示出，当组装有三个透镜、例如图6B所示的透镜21～23时，能够采用不是由两个台阶部形成的台阶形状，而是由与透镜数量相对应的三个台阶部形成的台阶形状。
或者，虽然未示出，代替台阶形状，还能够采用例如直径沿远离摄像元件253的方向逐渐且连续减小的圆锥形状(圆锥形状的一部分)。再者，还能够采用例如以下这种组合形状：螺纹部分(相当于图6B中的台阶部282)呈圆筒形状，而非螺纹部分(相当于图6B中的台阶部281)呈圆台形状(圆锥形状的一部分)。再者，还能够采用能够从上述形状想到的任意形状。
如上所述，图5A和5B所示的现有技术的的摄像装置200具有导致摄像装置200大型化的结构。然而，由于图6A和6B所示的应用了本发明第二实施例的摄像装置250具有上述构造，所以虽然透镜承载件271位于透镜镜筒252的外侧，但却位于透镜镜筒252的最大直径部分的内侧。
此外，位于透镜承载件271外侧的包括滑钩273、轴274和压电元件275的驱动器的全部或部分位于透镜镜筒252的最大直径部分(最大外径)的内侧。由于透镜承载件271、滑钩73、轴274和压电元件275的全部均不位于或者只有部分位于透镜镜筒252的最大外径的外侧，所以摄像装置250自身的尺寸得到减小。
也就是说，透镜镜筒252的摄像元件253侧的直径大，而其相反侧的直径小。由于透镜镜筒252的这两个部分的直径彼此不同，所以在差异之处形成了一个空间。通过在该空间中容纳沿垂直方向相对于摄像元件253的成像面移动透镜承载件271的驱动装置(在本例中为滑动钩273、轴274和压电元件275)，能实现摄像装置250的小型化。
如上所述，通过应用本发明，能实现摄像装置的小型化。
注意，在制造时通过使透镜镜筒252与透镜承载件271之间发生接合来进行的焦点调节能够以类似于现有技术的摄像装置200的方式来进行。
此外，虽然图6A和6B所示摄像装置250包括一组滑钩273和轴274，但是也可以设置两组到四组滑钩和轴。除滑钩273和轴274这组外的其余滑钩和轴的组设置成用于支承透镜承载件271，但不设置压电元件。在摄像装置250中设置多组滑钩和轴并不会增大摄像装置250的构造的尺寸，仍然能够实现摄像装置250的小型化。
[第三实施例]
下面将描述第三实施例。第三实施例涉及使用由形状记忆合金制成的导线来进行自动聚焦的情况。形状记忆合金的特征在于，当通电时，其长度发生增大或缩小。要描述使用由形状记忆合金制成的导线来进行自动聚焦的摄像装置，首先在图7A和7B中示出现有技术的摄像装置的构造，以用于比较。图7A是摄像装置300的俯视图，而图7B是摄像装置300的侧视图(截面图)。
摄像装置300包括容纳部301、透镜镜筒302、和摄像元件303。透镜21、22和23组装并保持在透镜镜筒302中。在透镜镜筒302的外侧面上设置有螺纹311。
透镜承载件321设置在容纳部301中。透镜承载件321的内侧(内径)上设置有螺纹322。在透镜承载件321的外侧(外形)侧面上的预定位置处设置有钩323-1和323-2。钩323-1和323-2设置在透镜承载件321的两相反侧上。由形状记忆合金制成的导线332钩到钩323-1和323-2上(以下，当不必区分它们时，将简称为钩323，以下描述的其余部分同样适用)。
导线332还连接至电极331-1和331-2。当从电极331-1和331-2向导线332通电时，导线332温度升高，由形状记忆合金制成的导线332的长度缩短。当导线332的长度缩短时，导线332所钩住的钩323相对于容纳部301上升。
由于钩323与透镜承载件321是一体化的，所以相对于容纳部301发生上升的钩323使透镜承载件321也相对于容纳部301上升。这样，透镜承载件321就被驱动。相反，当导线332断电时，其温度下降，而其长度增大。当导线332的长度增大(返回其初始长度)时，钩323发生下降，从而透镜承载件321发生下降。
保持透镜的透镜镜筒302嵌入透镜承载件321中。因此，通过上述方法对透镜承载件321的驱动，使保持在透镜镜筒302中的透镜的位置发生改变，从而使焦点距离得到调节。也就是说，完成了自动聚焦。
在图7A和7B所示的现有技术的摄像装置300中，透镜承载件321位于透镜镜筒302的外侧，而钩323、导线332和电极331进一步位于透镜承载件321的外侧。也就是说，当采用这种构造时，透镜承载件321的直径大于透镜镜筒302的直径，而钩323、导线332和电极331进一步位于大直径透镜承载件321的外侧，从而导致摄像装置300自身的尺寸增加。
为解决该问题，应用本发明第三实施例的摄像装置具有图8A和8B所示的构造，以实现小型化。图8A是摄像装置350的俯视图，而图8B是摄像装置350的侧视图(截面图)。
图8A和8B所示摄像装置350的构造基本上与图7A和7B所示现有技术的摄像装置300的构造相同。摄像装置350包括容纳部351、透镜镜筒352、和摄像元件353。透镜21、22和23组装并保持在透镜镜筒352中。在透镜镜筒352的外侧面上设置有螺纹361。
透镜承载件371设置在容纳部351中。透镜承载件371的内侧(内径)上设置有螺纹372。在透镜承载件371的外侧(外形)侧面上的预定位置处设置有钩373-1和373-2。钩373-1和373-2设置在透镜承载件371的两相反侧上。由形状记忆合金制成的导线382钩至钩373-1和373-2。
导线382还连接至电极381-1和381-2。当从电极381-1和381-2向导线382通电时，导线382温度升高，由形状记忆合金制成的导线382的长度缩短。当导线382的长度缩短时，导线382所钩住的钩373相对于容纳部351上升。
由于钩373与透镜承载件371是一体化的，所以相对于容纳部351发生上升的钩373使透镜承载件371也相对于容纳部351上升。这样，透镜承载件371就被驱动。相反，当导线382断电时，其温度下降，而其长度增大。当导线382的长度增大(返回其初始长度)时，钩373发生下降，从而透镜承载件371发生下降。
保持透镜的透镜镜筒352嵌入透镜承载件371中。因此，通过上述方法对透镜承载件371的驱动，使保持在透镜镜筒352中的透镜的位置发生改变，从而使焦点距离得到调节。也就是说，完成了自动聚焦。
下面将进一步描述透镜镜筒352的结构。参考图8B，透镜镜筒352具有台阶形状，图8B所示构造中的形状具有两个台阶。台阶部391包含透镜23，而台阶部392包含透镜21和22。如图8B所示，透镜21～23的尺寸满足以下关系：透镜21＜透镜22＜透镜23。
因此，包含透镜23的台阶部391的直径大于包含透镜21和22的台阶部392的直径。台阶部391的直径略大于透镜23的直径。台阶部392的直径略大于透镜22的直径，但小于透镜23的直径。
螺纹361设置在台阶部392上。设置在台阶部392上的螺纹361与设置在透镜承载件371上的螺纹372接合。透镜承载件371的直径做成使得螺纹361与螺纹372接合。因此，透镜承载件371的直径做成略大于台阶部392的直径。
此外，台阶部392的高度小于透镜承载件371的高度。这里使用的高度是指沿图8B中的上下方向(趋近或远离摄像元件353的方向)的长度。透镜承载件371的高度确定为使得，当透镜镜筒352固定至透镜承载件371时，透镜镜筒352的台阶部391不与透镜承载件371的端部发生接触。
附接至透镜承载件371的钩373的长度的大小设计成使得钩373的末端只有一部分延伸超过透镜镜筒352的最大直径(最大外径)、或者优选位于透镜镜筒352的直径内侧。
下面比较现有技术的的摄像装置300(图7A和7B)和第三实施例的摄像装置350(图8A和8B)。摄像装置300和摄像装置350均包括透镜21～23。因此，摄像装置300和摄像装置350就光学系统而言不存在不同之处，所以能够捕捉具有相同像质的图像。此外，摄像装置300中的摄像元件303与摄像装置350中的摄像元件353具有相同尺寸或相同数量的像素，所以从这点来说，也能够捕捉具有相同像质的图像。
然而，可以明显看出，摄像装置350是小于摄像装置300的。其原因是，摄像装置350中的透镜镜筒352具有台阶形状，并且容纳较小透镜的台阶部392的直径小于容纳较大透镜的台阶部391的直径。因此，能够减小摄像装置350的尺寸。因为台阶部391与392之间的差异，具体说就是台阶部391与392之间的直径差异所生成的空间容纳透镜承载件371、钩373和电极381的全部或者部分，所以能够实现摄像装置350的小型化。
也就是说，摄像装置350的小型化能够通过以下方式实现：将透镜镜筒352的形状做成使得其直径与被容纳透镜的尺寸相应地逐渐减小，在直径较小的台阶部上设置螺纹361以使螺纹部分与透镜承载件371接合，并将包括钩373、电极381和导线382的驱动器组装到直径较小的那一侧。
这里描述了“将透镜镜筒352的形状做成使得其直径与被容纳透镜的尺寸相应地逐渐减小”，其中的直径逐渐减小意味着能够采用以下形状。也就是说，能够采用例如类似于图8B所示的台阶部391和392的台阶形状。此外，虽然未示出，当组装有三个透镜、例如图8B所示的透镜21～23时，能够采用不是由两个台阶部形成的台阶形状，而是由与透镜数量相对应的三个台阶部形成的台阶形状。
或者，虽然未示出，代替台阶形状，还能够采用例如直径沿远离摄像元件353的方向逐渐且连续减小的圆锥形状(圆锥形状的一部分)。再者，还能够采用例如以下这种组合形状：螺纹部分(相当于图8B中的台阶部392)呈圆筒形状，而非螺纹部分(相当于图8B中的台阶部391)呈圆台形状(圆锥形状的一部分)。再者，还能够采用能够从上述形状想到的任意形状。
如上所述，图7A和7B所示的现有技术的的摄像装置300具有导致摄像装置300大型化的结构。然而，由于图8A和8B所示的应用了本发明第三实施例的摄像装置350具有上述构造，所以虽然透镜承载件371位于透镜镜筒352的外侧，但却位于透镜镜筒352的最大直径(外径)部分的内侧。
此外，位于透镜承载件371外侧的包括钩373、电极381和导线382的驱动器的全部或部分位于透镜镜筒352的最大直径部分的内侧。由于透镜承载件371、钩373、电极381和导线382的全部均不位于或者只有部分位于透镜镜筒352的最大直径的外侧，所以摄像装置350自身的尺寸得到减小。
也就是说，透镜镜筒352的摄像元件353侧的直径大，而其相反侧的直径小。由于透镜镜筒352的这两个部分的直径彼此不同，所以在差异之处形成了一个空间。通过在该空间中容纳沿垂直方向相对于摄像元件353的成像面移动透镜承载件371的驱动装置(在本例中为钩373、电极381和导线382)，能实现摄像装置350的小型化。
如上所述，通过应用本发明，能实现摄像装置的小型化。此外，虽然实现了小型化，但是不会降低所摄图像的质量。
注意，在制造时通过使透镜镜筒352与透镜承载件371之间发生接合来进行的焦点调节能够以类似于现有技术的摄像装置300的方式来进行。
虽然图8A和8B所示摄像装置350包括两个钩373、两个电极381、和连接钩373和电极381并围绕透镜承载件371的导线382，但是摄像装置350也可包括一个钩373、两个电极381、和连接钩373和电极381并围绕7透镜承载件371的导线382。也就是说，摄像装置350可构造成使得例如导线382的端部连接至电极381-1和381-2，而钩373-1(或钩373-2)位于导线382的中央部。
这种构造也不会增大摄像装置350的构造的尺寸，仍然能够使摄像装置350小型化。
上述第一到第三实施例描述的情况是，靠近摄像元件的透镜较大，并且透镜的尺寸朝远离摄像元件的方向变小。然而，本发明并不局限于上述透镜配置。也就是说，例如，本发明可应用于最远离摄像元件的透镜较大、而透镜尺寸朝趋近摄像元件的方向变小的情况。
当采用这种透镜配置时，螺纹和驱动器设置在透镜镜筒的容纳较小透镜的一侧。当然，在采用这种透镜配置的情况下，也能够与上述实施例一样，使摄像装置小型化。
上述实施例描述了摄像装置包括三个透镜21～23的情况，但是本发明并不局限于应用于包括三个透镜的摄像装置。也就是说，本发明可应用于包括多个透镜的摄像装置。
当设置有多个透镜并且透镜的直径朝摄像元件增大(或减小)时，保持多个透镜的透镜镜筒构造成不是具有简单的圆筒形状，而是具有与透镜直径相应的台阶形状、或者至少一部分的直径逐渐变小的形状。根据透镜镜筒的形状来使保持透镜镜筒的透镜承载件成形，能够在被摄体侧在透镜模块的内壁与透镜承载件之间提供充分的空间，由此能够将致动器设置在该空间内。因此，能够使透镜模块小型化。
在具有在透镜镜筒和透镜承载件上不设置螺纹的这种结构的现有技术摄像装置中，不能相对于摄像元件进行焦点调节。在本发明中，在透镜镜筒和透镜承载件上设置有螺纹。在透镜镜筒和透镜承载件上设置螺纹，能实现在例如制造时，相对于摄像元件进行焦点调节。
通过应用本发明，能够使通常进行自动聚焦所需的行程(stroke)最小化，并能降低对致动器特性的要求。此外，所得的较小的行程或者说可移动范围，能够有利地降低电能消耗。
本发明的实施例并不局限于上述实施例，在不背离本发明的精神的情况下，可以做出多种变化。
本申请包含2009年7月10日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2009-163284所涉及的主题，其全部内容通过引用并入本文。

Claims (5)

1.一种摄像装置，包括：
保持透镜的第一构件；
固定所述第一构件的第二构件；和
相对于摄像元件的成像面沿垂直方向驱动所述第二构件的驱动装置，
其中，所述第一构件具有大小各异的直径，并且具有小直径的部分设置有与所述第二构件接合的部分，并且
所述驱动装置设置在由不同直径之间的差异所生成的空间中。
2.如权利要求1所述的摄像装置，其中，所述第一构件保持具有不同直径的多个透镜，并且成形为具有与透镜的直径相对应的直径。
3.如权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述驱动装置是由线圈、磁体和轭形成的音圈马达，
所述音圈马达设置在所述空间中，并且
所述音圈马达的线圈设置在所述第二构件的侧面上。
4.如权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述驱动装置包括压电元件、连接至所述压电元件的轴、和连接至所述第二构件并被所述轴贯穿的钩，并且
所述压电元件、所述轴和所述钩设置在所述空间中。
5.如权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述驱动装置包括由形状记忆合金制成的导线、钩住所述导线的钩、和连接至所述导线的电极，并且
所述导线、所述钩和所述电极设置在所述空间中。
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