CN102333190B

CN102333190B - 摄影装置及微型观测器

Info

Publication number: CN102333190B
Application number: CN 201110168981
Authority: CN
Inventors: 白木学; 多田纯一
Original assignee: Shicoh Motor Shanghai Co Ltd
Current assignee: New Shicoh Motor Co Ltd
Priority date: 2010-06-23
Filing date: 2011-06-21
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2031-06-21
Also published as: CN102333190A; JP2012008254A

Abstract

本发明是提供一种结构简单且操作性优越，对于部分性深度不同的被摄体能得到鲜明的合成画像的摄影装置及微型观测器为目的的。在本发明的摄影装置2中，自动对焦部65在探知画像传感器11中的比对的高频成分领域后，使对焦点透镜座5向光轴方向移动。获取领域选择部75对焦透镜16移动时的各位置的比对高频成分领域作为理应获取的领域进行选择。获取画像记录部77记录被选择领域的画像信息。合成画像记录部79通过获取画像记录部77将被记录的画像信息进行后成后记录。

Description

摄影装置及微型观测器

技术领域

本发明是相关于一种具有对焦透镜及光学变焦透镜的摄影装置及微型观测器。

背景技术

在专利文件1(专利公开号为JP2007-170862号公报)中，公开了一种在将一定光学变焦透镜倍率设定好后，通过手动的手杆操作，使对焦透镜座向光轴移动得到合成焦点画像，同时通过探针在探测得具有凹凸的被摄体的各位置深度后，获得各合成焦点画像，而后合成出在各不同深度上获得画像的一种微型观测器。

但是，根据专利文件1所公开的微型观测器，通过手动的手杆获得聚合焦点同时并非是通过探针来测定深度，由于必须要通过手动进行手杆操作，所以有操作性能差的问题。

因为，必须要通过探针来测定被摄体各部位上的深度，所以构成复杂同时，有机械精度要求高的问题。

发明内容

因此，本发明是提供一种结构简单且操作性优越，对于部分性深度不同的被摄体能得到鲜明的合成画像的摄影装置及微型观测器为目的的。

为实现所述目的的摄影装置，具有保持对焦透镜的对焦透镜座；保持光学变焦透镜的变焦透镜座；设置于透镜成像侧上的画像传感器；将对焦透镜座向画像传感器中的合成焦点位置移动的自动对焦部；将从画像传感器上得到的画像进行合成的画像合成部；画像合成部具有将光学变焦透镜移动到所定倍率位置上时，在画像传感器上理应获取的所定领域进行选择的获取领域选择部；记录被选择领域的画像信息的获取画像记录部；通过获取画像记录部被记录下来的画像信息进行合成后所记录的合成画像记录部，其特点是，自动对焦部在探知画像传感器中的比对高频成分领域后使对焦透镜座向光轴方向移动；获取领域选择部把对焦透镜移动时各位置中的比对高频成分领域作为理应获取的领域进行选择。

所述的摄影装置，其进一步的特点是：画像合成部相应于光学变焦透镜移动的设定倍率，具有记录了对应对焦透镜向合成焦点位置移动时的移动量的深度情报的深度演算部，画像合成部根据深度信息，补正合成画像的鲜明度。

另一方面，将所述的摄影装置收纳于本体内的微型观测器，其特点是，摄影装置具有将画像传感器固定于基板上的透镜驱动装置，透镜驱动装置还具有对焦透镜座，变焦透镜座，系合于对焦透镜座上且沿着对焦透镜的光轴方向设置的驱动轴，系合于变焦透镜座上且沿着变焦透镜的光轴方向设置的驱动轴以及固定于各驱动轴的一端上的振动部件；对焦透镜座、变焦透镜座、各驱动轴都收纳于框体内，向振动部件通上电流，使驱动轴向其轴线方向振动，系合于驱动轴上的座就会向光轴方向移动。

在对焦透镜座向多个合成焦点位置移动时的各位置中，因为在画像传感器中的高频成分领域分贝获取合成，所以即便具有深度不相同部分，各部也能得到鲜明的合成画像。

在对焦透镜座移动时的各位置中，画像传感器中的高频成分领域作为画像获取领域而进行选择，所以如以往技术那样不必通过手动来移动对焦透镜座，所以操作性能好。

本发明不必采用以往技术的探针，因为能对不同深度的画像进行补正，所以，探针及探针的操作可以不要，同时，简易的构造就能达到具有立体感的合成画像。

摄影装置将透镜驱动装置画像传感器组合为一体作为元器件，此摄影装置的元器件由于仅仅组装于本体内，所以能提供出容易制造的微型元器件。

附图说明

[图1]是相关本发明实施形态微型观测器构成的方块图。

[图2]是相关本实施形态的微型观测器上搭载的摄影装置从图4中A-A位置切断的剖面示意图。

[图3]是相关本实施形态的摄影装置从图2所示的B-B位置切断的剖面示意图。

[图4]是相关本实施形态的摄影装置从前侧看的正面图。

[图5]相关本实施形态的摄影装置中，被摄体与画像获取领域之间的关系显示图。

[图6]画像传感器中的画像获取领域的矩阵的显示图。

[符号的说明]

1 透镜驱动装置

3 变焦透镜座

5 对焦透镜座

11 画像传感器

63 倍率设定部

67 深度信息部

71 画像合成部

73 合成焦点检出部

75 获取领域选择部

77 获取画像记录部

79 合成画像记录部

83 明度补正部

具体实施方式

如图1所示，相关于本发明的实施形态的微型观测器10，是一种可携带式的微型观测器。用手保持住，通过将先端部10a靠进被摄体，则可以得到被摄体的放大图像。此微型观测器10连接在笔记本电脑(个人笔记本)的显示装置(无图)上，可以在画面上表示出摄影后的合成画像。

微型观测器10设置了收纳于本体内的摄影装置2和设置于本体上的操作部6。在操作部6上设置了边焦提升钮6a、变焦降下钮6b、对焦镜头前进钮6c、对焦镜头后退钮6d、LED照明提升钮6e、LED照明下降钮6f、普通静止放映钮6g、动画画像钮6h、根据各个按钮的操作，发挥各机能作用。

如图2所示，摄影装置2具备透镜驱动装置1、基板4上设置的画像传感器11，透镜驱动装置1固定于基板4上。

透镜驱动装置1在框体3内具有：变焦透镜座3、对焦透镜座5、驱动变焦透镜座3的变焦透镜座驱动装置9。此透镜驱动装置1的画像传感器11被装配于基板4上。进一步，如图3所示，在框体13内，设置有检测变焦透镜座3的位置的变焦透镜位置检出装置43和检测对焦透镜座5的位置的对焦透镜位置检出装置45。

画像传感器在本实施形态中，是采用的CCD(Charge Coupled Device)，也可以用CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)和其它传感器。

如图2所示，变焦透镜座3保持光学变焦透镜14，对焦透镜座5保持对焦透镜16，光学变焦镜头14和对焦透镜16在同一光轴上，光轴的成像位置上设置有画像传感器11。进一步，在框体13上，被摄体侧透镜18和成像侧透镜20与变焦透镜14和对焦透镜16光轴相一致设定。

因为变焦透镜驱动装置7和对焦透镜驱动装置9略呈相同构造，所以对变焦透镜驱动装置7说明后，对焦透镜驱动装置9中相同作用效果部分用同一符号表示，其部分省略说明。

变焦透镜驱动装置7(对焦透镜驱动装置9)是由振动部件17和配置在光轴方向上的驱动轴21(22)构成。驱动轴21(22)的基端21a(22a)固定在振动部件17上，根据随意滑动保持驱动轴21(22)的轴承部件12，驱动轴21(22)的顶端部21b(22b)保持于框体13上。轴承部件12是由能弹性形变的部才组成，本实施形态中为硅胶品。另外，即使在驱动轴21(22)的基端21a侧，将滑动自在的驱动轴21(22)保持住的轴承部件12被固定于框体13上。

振动部件17是由压电元件23和具有弹性的被接着固定于压电元件23表面的振动子19所构成，驱动轴21的基端21a被接着固定于振动子19的表面上。

振动部件17仅固定于驱动轴21(22)上，在框体13的壁之间留有空隙而配置。

另一方面，如图2及图3所示，在变焦透镜座3(对焦透镜座5)的一端部，设置有驱动轴21(22)和压接的压接部31，如图3所示，压接部31根据弹簧32被压接在驱动轴21(22)的侧面。

变焦透镜座3的另一端设有与对焦透镜座5的驱动轴22的系合部33，系合部33系合支持于对焦透镜座5的驱动轴22上，引导变焦透镜座3的移动。系合部33的横截面是以变焦透镜座3的中心侧为底部的横截面略呈U字。对焦透镜座5的驱动轴22被插通于U字内。

对焦透镜座5的另一端设有与变焦透镜座3的驱动轴21的系合部33，系合部33系合支持于变焦透镜座3的驱动轴21上，引导对焦透镜座5的移动。系合部33的横截面是以对焦透镜座5的中心侧为底部的略呈U字形。变焦透镜座3的驱动轴21被插通于U字内。

对焦透镜座5的构成略同于变焦透镜座3的构成，对焦透镜座5的驱动轴22与变焦透镜座3同样将基端固定于振动部件17上。

接下来，如图3所示，对能检测出变焦透镜座3位置的变焦透镜位置检出装置43和能检测出对焦透镜座5位置的对焦透镜位置检出装置45进行说明。变焦透镜位置检出装置43和对焦透镜位置检出装置45构成相同。其分别是由沿透镜的光轴方向交叉配置不同磁极(N极和S极)的磁极部件57和能检测磁场强度的MR传感器所构成。磁极部件57沿平行驱动轴21、22的延伸方向被固定于框体13的内面。MR传感器59被固定于各座3、5上，与磁极部件57对向状态，与各座3、5一起移动，检测出从各座的基准位置(初期位置)开始的移动量和移动方向。

框体13如图4所示，从光轴方向前侧看前侧壁15呈正方形，整体上呈直方形。在框体13上，如图2所示，从前侧看在正方形的中央部，被摄体侧透镜18、变焦透镜14、对焦透镜16及成像侧透镜20将光轴做成相同的位置配置。如图3所示，变焦透镜座驱动装置7和对焦透镜座驱动装置9配置于夹着变焦透镜14和自动对焦透镜16的两侧。

如图3所示，驱动轴21、22位于从前侧看呈正方形的对角线E上。在与此对角线E相直交的对角线F上，设置有变焦透镜位置检出装置43和对焦透镜位置检出装置45。

如图2及图4所示，在框体13的前侧壁15上，形成有保持被摄体侧透镜18于正方形中央部的被摄体侧透镜保持开口25。在对角线E上，驱动轴21及22位于夹着被摄体透镜保持开口25的位置上。形成嵌合各驱动轴21、22的轴承部件12的嵌合凹部27。

接下来，对透镜驱动装置1的控制部61及画像合成部71的构成进行说明。如图1所示，在控制部61上，设置有倍率设定部63、自动对焦部65、深度信息部67。倍率设定部63根据变焦提升钮6a或者变焦降下钮6b的操作，使变焦透镜座3向所定的倍率位置移动。

自动对焦部65在变焦透镜座3向所定的倍率位置移动后，使对焦透镜座5向合成焦点位置移动。自动对焦65如图6所示，画像传感器11平面中的中心部e为成为比对高频成分领域，使对焦透镜座5移动。此种场合，自动对焦部65就会将画像传感器11的中心部e的现在的比对与过去的比对相比较后，判断其比对的最高位置为合成焦点位置后，使对焦透镜座移动。

深度信息部67根据变焦透镜座3的移动，记录下所设定倍率中的变焦透镜的移动量和被摄体的深度的关联。例如，根据变焦透镜设定倍率为3倍时，对焦透镜座移动50μm时，则被摄体深度为1mm的这样一定关联的记录。

在画像合成部71上，如图5及图6所示，具有通过画像传感器11所定的领域来检测出合成焦点领域(比对的高频成分领域)的合成焦点检出部73；检测出的合成焦点领域作为画像获取领域所要选择的获取领域选择部75；获取各合成焦点领域的画像后所要记录的获取画像记录部77；通过获取画像记录部77将获取画像合成后所要记录的合成画像记录部79。在合成画像记录部79中，把各合成焦点画像汇集在一起形成1个画像。

另外，在本实施形态中，具备深度演算部81和明度辅正部83。在深度演算部81中，根据从深度演算部67得到的一定倍率时的对焦透镜座5的移动量为基础，进行深度演算。从一定的合成焦点位置开始向下一个合成焦点位置的对焦透镜座5的移动量来演算2个合成焦点位置的深度(距离)。然后，明度补正部83、根据2个合成焦点位置的深度，会改变合成画像中对应场所的鲜明度。例如，在深的位置明度会暗，浅的位置明度会明亮。

接下来，说明第1实施形态的作用及效果。如图3所示，在本实施形态中，移动变焦透镜座3移动改变倍率，移动对焦透镜座5使之聚焦。

变焦透镜座3向远侧被摄体侧移动时，一定脉冲的电流供给给振动部件17，根据压电元件23的伸缩和振动子19的弹性形变及弹性回复，使得振动部件17向驱动轴21的轴线方向振动。

由此，首先，振动子19由于弹性形变向前侧振动。这样，驱动轴21就会向前侧移动，变焦透镜座3通过压接部51与驱动轴21之间产生摩擦力，所以会向前移动。之后，由于振动子19弹性形变的反力，就会急速恢复到原来位置，同时，压电元件23收缩(或回复)，所以驱动轴21也回到原来的位置上，但由于变焦透镜座3的惯性，所以在移动后的位置上停住。如此振动部件17反复进行伸缩，变焦透镜座3会沿驱动轴21前进。

并且，如将供给向振动部件17的电流方向、脉冲波形进行改变，则振动子19的变形同前进相反，变焦透镜座3就会沿驱动轴21后退。

另外，对焦透镜座5的驱动也同变焦透镜座3同样向振动部件17供给一定脉冲电流，就能使对焦透镜座5沿此驱动轴22前进或后退。

接下来，关于画像合成进行说明。根据变焦倍率设定钮6a、6b的操作，一旦设定变焦倍率，由于内藏的自动对焦部65的动作，对焦透镜座5就会向画像传感器11的中心部e的合成焦位置移动。接下来，对焦透镜座5从中心部e的合成焦点位置向深度的深侧移动，合成焦点检出部73如一旦探知图5及图6所示A部的合成焦点，获取领域选择部75指定A部领域后，指定获取画像领域，获取画像记录部获取记录被选择领域的画像。同样，可获取B部、C部的各部上的画像。

另外，对焦透镜座5就会从中心部e的合成焦点位置开始向深度较浅侧移动，在探索上述的合成焦点领域后，获取在各合成焦点领域上的画像。

然后，在获取和记录一连串的画像后，在合成画像记录部79上，结合各领域A、B、C的画像进行合成。

进一步，在本实施形态中，根据深度演算部81，演算出各领域A、B、C的深度，通过明度辅正部，将与深度相适应的明度合成画像，对合成画像进行补正。例如，在图5显示的领域F中，根据倾斜，画像的明度越向深侧越暗。

根据本实施形态，在将对焦透镜座5向多个合成焦点位置移动后的各位置上，分别获取画像传感器11中的比对高频成分领域(合成焦点领域)后进行合成，即便深度不同，也可以获得各部鲜明的合成画像。

根据合成焦点检出部73、对焦透镜座5移动时的各合成焦点位置中，获取领域选择部75将画像传感器11中的比对的高频成分领域作为画像获取领域A、B、C进行选择，所以不必同以往技术那样，要通过手杆操作进行对焦透镜移动，所以操作性良好。

本实施形态中，无需采用以往技术中的探针，根据深度演算部81及深度信息部67、就能针对于各倍率中的被摄体深度进行画像补正，所以不需要探针的操作，同时通过简易的构造能够合成出具有立体感的画像。

进一步，根据本实施形态，由于透镜驱动装置1和画像传感器11成一体式组装，所以能够提供制造容易的微型观测器。

本发明不限于上述实施形态，只要不脱离本发明的主旨可做种种变形。

如变焦透镜座3及对焦透镜座5的驱动不是仅限于压电元件的振动，也可以通过向磁石磁场交叉的线圈上通电来驱动各座3、5。

另外，本发明中的摄影装置2不限于微型观测器，也可以是具有光学变焦机能的照相机。

Claims

1.一种摄影装置，具有保持对焦透镜的对焦透镜座；保持光学变焦透镜的变焦透镜座；设置于透镜成像侧上的画像传感器；将对焦透镜座向画像传感器中的合成焦点位置移动的自动对焦部；将从画像传感器上得到的画像进行合成的画像合成部；画像合成部具有将光学变焦透镜移动到所定倍率位置上时，在画像传感器上理应获取的所定领域进行选择的获取领域选择部；记录被选择领域的画像信息的获取画像记录部；通过获取画像记录部被记录下来的画像信息进行合成后所记录的合成画像记录部，其特征在于，自动对焦部在探知画像传感器中的比对高频成分领域后使对焦透镜座向光轴方向移动；获取领域选择部把对焦透镜移动时各位置中的比对高频成分领域作为理应获取的领域进行选择，分别获取画像传感器中的比对高频成分领域后进行合成，获得各部鲜明的合成画像。

2.如权利要求1所述的摄影装置，其特征在于：画像合成部相应于光学变焦透镜移动的设定倍率，具有记录了对应对焦透镜向合成焦点位置移动时的移动量的深度信息的深度演算部，画像合成部根据深度信息，补正合成画像的鲜明度。

3.一种将权利要求1记载的摄影装置收纳于本体内的微型观测器，其特征在于，摄影装置具有将画像传感器固定于基板上的透镜驱动装置，透镜驱动装置还具有对焦透镜座，变焦透镜座，系合于对焦透镜座上且沿着对焦透镜的光轴方向设置的驱动轴，系合于变焦透镜座上且沿着变焦透镜的光轴方向设置的驱动轴以及固定于各驱动轴的一端上的振动部件；对焦透镜座、变焦透镜座、各驱动轴都收纳于框体内，向振动部件通上电流，使驱动轴向其轴线方向振动，系合于驱动轴上的座就会向光轴方向移动。

4.如权利要求3所述的微型观测器，其特征在于，振动部件是由压电元件和具有弹性的被接着固定于压电元件表面的振动子所构成，驱动轴的基端被接着固定于振动子的表面上。

5.如权利要求4所述的微型观测器，其特征在于，振动部件仅固定于驱动轴上，在框体的壁之间留有空隙而配置。