CN102768454B - 摄像设备 - Google Patents

Abstract

摄像设备。摄像设备通过保持构件保持摄像元件，该摄像元件将已经由摄像光学系统形成的被摄体像转换为电信号。光学构件布置成比摄像元件朝向被摄体侧并且安装于保持构件。由弹性材料形成的密封构件作为防尘的对策包围摄像元件的光接收面。设置于密封构件的位置限制构件通过在与摄像光学系统的光轴垂直的方向上插在保持构件与光学构件的外周缘部之间来执行定位。

Description

摄像设备

技术领域

本发明涉及一种密封构件的结构，该密封构件设置在诸如数字式相机等摄像设备（imaging apparatus）的摄像镜筒（lensbarrel）中。

背景技术

数字式相机通过摄像元件获得图像信息，在该数字式相机中，用于摄影图像的数据存储在存储器中。将具有控制入射光的波长的功能的光学滤波器布置在摄像元件的在光轴方向上的前方是典型构造。注意，以光学滤波器的方式布置玻璃板的构造也是已知的。

为了防止附着于摄像元件的摄像面的诸如污染物等异物在摄影图像中显示为重影图像，由诸如橡胶等弹性材料所形成的密封构件布置在光学滤波器和摄像元件之间。通常，使用通过限制边缘而保持密封构件的方法，但是因为密封构件相当自由地弹性变形，所以保持密封构件是困难的。另外，在光学滤波器通过粘合剂等被紧固于摄像元件的保持构件的方法的情况中，可操作性变得不良。

传统地，细微地调整摄像元件的在光轴上的位置和倾斜的方法是已知的。压缩弹簧设置在摄像元件的底板和固定有摄像元件的支撑板之间，多个调整螺钉用于使支撑板相对于底板在光轴方向上移动，并且操作者改变多个调整螺钉的旋进量。在该情况下，专用压缩弹簧变得必要，并且操作是麻烦的。

因此，日本特开2005-020103号公报公开了如下的构造：光学滤波器的边缘介于橡胶件之间并且由金属板从光轴方向上的前方密封光学滤波器的边缘。另外，在日本特开2008-193574号公报公开的机构中，代替粘附光学滤波器，光学构件按压部件一体地设置有密封构件，并且通过朝向摄像元件的支撑板对光学滤波器施力而保持光学滤波器。

然而，在传统技术中，可能会出现下列情况。在日本特开2005-020103号公报中，因为仅通过弹性变形的橡胶来确定光学滤波器的边缘位置，所以该光学滤波器的布置是不稳定的，并且位置是不固定的。另外，这不是可以调整摄像元件的位置和倾斜的构造。另外，在日本特开2008-193574号公报中，当执行摄像元件的位置和倾斜的调整时，光学构件按压部件的内周的位置改变并且是不稳定的。因此，存在如下可能性：光学构件按压部件可能侵入摄影光范围中。

发明内容

本发明的摄像设备改进了在摄像设备中布置在光学构件和摄像元件之间的密封构件的定位精度。

用于解决以上情况的本发明的摄像设备设置有：摄像元件，所述摄像元件将由摄像光学系统形成的拍摄图像转换为电信号；以及保持构件，所述保持构件保持所述摄像元件。所述摄像设备还设置有：光学构件，所述光学构件布置成在光轴方向上比所述摄像元件朝向被摄体侧；以及密封构件，所述密封构件位于所述光学构件和所述摄像元件之间并且密封所述摄像元件的光接收面。所述密封构件由弹性材料形成，并且，所述密封构件包括位置限制部，在与所述摄像光学系统的光轴垂直的方向上所述位置限制部插在所述光学构件的外周缘部与所述保持构件之间从而执行定位。

从下面参照附图对示例性实施方式的描述，本发明的进一步特征将变得明显。

附图说明

图1A是示出了外观的示例的立体图，以结合图2至图5B说明根据本发明的实施方式的摄像设备。

图1B是示出了外观的示例的后视图，以结合图2至图5B说明根据本发明的实施方式的摄像设备。

图2是示出根据本发明的实施方式的摄像设备的构造的示例的主要部件的方块图。

图3A是示出根据本发明的实施方式的摄像设备的密封结构的分解立体图。

图3B是示出图3A的一部分的放大图。

图4的（A）是根据本发明的实施方式的摄像设备的密封结构的截面图。

图4的（B）是摄像设备的密封结构的位置限制部的细节图。

图5A是以一定角度从前方观看密封构件时的立体图。

图5B是以一定角度从后方观看密封构件时的立体图。

具体实施方式

下面将参照附图详细地说明本发明的实施方式。图1A和图1B示例了用作根据本发明的实施方式的摄像设备的数字式相机10。数字式相机10包括能够改变摄像倍率的变焦机构。图1A是从前方观看数字式相机10时的立体图，图1B是数字式相机10的后视图。

确定被摄体的构图的取景器11设置在数字式相机10的主体的正面，并且辅助光源9和闪光灯12相应地设置在取景器11的左侧和右侧，在执行测光或测距时，辅助光源9和闪光灯12加强光源。摄像镜筒13位于取景器11的下方。另外，释放开关6的操作部、变焦切换开关7的操作部以及电源切换开关8的操作部中的每一方均位于相机主体的上表面。操作构件16至21均布置在相机主体的背面，使用者利用操作构件16至21执行各种功能切换，并且显示器15也设置在相机主体的背面。

图2示出了数字式相机10的主要部件的构造的示例。释放开关6构造成使得：取决于按压量，第一开关（在下面，被称为“SW1”）和第二开关（在下面，被称为“SW2”）按顺序接通。具体地，当使用者将释放开关6的操作部按压大约一半时，SW1接通。当使用者进一步尽可能地按压释放开关6的操作部时，SW2接通。另外，SW1的接通信号和SW2的接通信号中的每一方均经由总线36发送至CPU（中央处理器）38。

由LCD（液晶显示器）构成的显示器15设置在相机主体的背面，并且取景器目镜部14布置在显示器15上方（参照图1B）。显示器15根据已经存储于存储器32的图像数据或已经从存储卡读取的图像数据来将图像显示于屏幕。形成控制部的CPU 38、ROM（只读存储器）37以及RAM（随机存取存储器）39经由总线36控制每个部分。诸如释放开关6和操作构件16至21等操作装置的主要构造元件、显示器15、存储器32以及存储卡驱动器34等经由总线36连接。注意，取景器11和取景器目镜部14不是必需的，并且可以在显示器15中观看将要摄影的图像。

驱动电路35经由总线36连接于控制部，并且驱动电路35驱动变焦机构22、聚焦驱动机构24、快门驱动机构26、光圈驱动机构28以及闪光灯12。另外，摄像元件1连接于驱动电路35，摄像元件1将已经由摄像光学系统（未示出）所形成的被摄体像转换为电信号。在摄像元件1中使用利用CCD（电荷耦合器件）或CMOS（互补金属氧化物半导体）等的图像传感器。取决于来自控制单元的信号，驱动电路35驱动各驱动机构和摄像元件1。用于控制每个部分的控制程序存储于ROM37，并且控制程序所需的数据存储于RAM39。

模拟信号处理单元29对已经从摄像元件1获得的图像数据施加预定模拟信号处理，并且下游的A/D转换单元30将已经读取的模拟数据转换为数字数据。在数字信号处理单元31已经处理了该数字数据之后，数据最后存储于存储器32。压缩扩展单元33对已经存储于存储器32的图像数据或已经存储于存储卡驱动器34的图像数据执行扩展处理。该图像数据经由总线36发送至显示器15，从而显示图像。使用者观看显示器15上的图像，并且在使用者已经确定图像是不需要的时，使用者可以通过操作操作构件21删除用于图像的数据。

接下来，将说明用于摄像镜筒13中的摄像元件1的保持机构。图3A是示例摄像元件1的密封结构的分解立体图，图3B示出了保持构件3的一部分的放大图。图4的（A）是示出摄像元件1的密封结构的截面图，图4的（B）是示出密封结构的位置限制部的细节图。在下面，被摄体侧将用“正面”和“前方”来表示。

光学构件2配置在用作基部的保持构件3的背面。光学构件2由光学滤波器或玻璃等形成，光学滤波器或玻璃等截止照射至摄像元件1的光接收面的光的高频噪声成分。在保持构件3中，光学构件2所插入到的开口部3A形成为四边形的孔。开口部3A的周边的四个角部形成用于光学构件2的保持部3a，并且执行光学构件2的定位。在图3A和图3B中沿着四边形的每条边竖直以及水平延伸的周壁部3b相应地形成在各保持部3a之间。

如图4的（A）所示，光学构件2组装在保持构件3的背面，并且弹性的密封构件4布置在保持构件3的背面。此外，摄像元件1和作为用于摄像元件1的支撑构件的支撑板5布置在保持构件3的背面。密封构件4具有防止诸如污染物等异物附着于光学构件2和摄像元件1的表面的作用。在微小异物已经附着于布置在摄像光学系统的焦平面附近的光学构件2的表面或已经附着于摄像元件1的表面的情况下，因为担心异物可能会在摄影时显示为重影图像，所以密封构件4作为用于防尘的对策是重要的。

在本实施方式中，密封构件4的弹性力用于摄像元件1的在光轴方向上的位置调整和倾斜调整。此处，将参照图5A和图5B说明密封构件4的详细形状。图5A是以一定角度从前方观看密封构件4时的立体图，图5B是以一定角度从后方观看密封构件4时的立体图。

当从前方观看时，密封构件4具有比支撑板5的外形尺寸小且比支撑板5的开口部5a大的矩形形状，比光学构件2的外形尺寸小的开口部4e形成在密封构件4的中央处。朝向前方突出的四个位置限制部4a均形成在开口部4e的内周缘的正面。密封构件4的外周缘部的背面抵接支撑板5。

在光轴方向上向前伸出的突起状的弹性加载部4b（突起部）一体地形成在密封构件4的外周缘部。在该示例中，在密封构件4的顶端和底端中的每一方均设置一个弹性加载部4b，并且在右端中央的稍下方设置一个弹性加载部4b。即，在密封构件4的外周缘部设置总共三个弹性加载部4b（突起部）。如图4的（A）所示，这些弹性加载部4b沿着光轴方向形成为圆柱形状，并且能够沿长度方向伸缩。弹性加载部4b的前端以插入到形成于保持构件3的有底孔3c中的方式抵接保持构件3，并且弹性加载部4b的后端抵接支撑板5。在密封构件4安装于保持构件3的情况下，各弹性加载部4b配置在与将在下面描述的调整螺钉邻近的位置处。操作者可以通过改变调整螺钉的旋进量来执行摄像元件1的在光轴方向上的位置调整和倾斜调整。

按压部4c是朝向保持构件3侧按压光学构件2的部分，并且按压部4c与位置限制部4a一体地形成。从按压部4c以一定角度朝向后方突出的部分是施力部4d，施力部4d抵接摄像元件1的正面，并且在使光学构件2和摄像元件1分离的方向上对摄像元件1施力。在密封构件4安装在保持构件3和支撑板5之间的情况下，施力部4d在贴紧到摄像元件1的光接收面的周边的状态下包围该光接收面，从而防止灰尘等附着于光接收面。另外，当力沿着光轴方向朝向前方作用于密封构件4时，弹性力由于施力部4d而作用于摄像元件1和光学构件2。也就是，当支撑板5沿光轴方向朝向前方移动时，通过施力部4d的弹性力经由位置限制部4a朝向前方对光学构件2施力，同时，朝向后方对摄像元件1施力。因为在光学构件2和密封构件4之间或在摄像元件1的正面和密封构件4之间没有间隙，所以紧密地密封光学构件2和摄像元件1，从而可以防止异物的侵入。

接下来，将参照图4的（A）和（B）描述光学构件2、密封构件4、摄像元件1以及支撑板5向保持构件3的安装。执行以下操作：已经安装有光学构件2、密封构件4以及摄像元件1的支撑板5被组装于保持构件3。此时，密封构件4的各弹性加载部4b均插入到已经形成于保持构件3的有底孔3c中。随后，支撑板5在调整之后通过螺钉紧固而固定于保持构件3。

密封构件4由诸如橡胶等弹性材料形成，在如传统的、通过边缘确定大概位置的固定方法中，在组装操作期间，在密封构件4已经被向内（接近光轴的一侧）按压的情况下，密封构件4的一部分可能会侵入有效光束范围中。

在组装保持构件3时，执行密封构件4的边缘的定位，并且密封构件4被限制成不侵入内侧。也就是，如图4的（B）所示，在与摄像光学系统的光轴垂直的方向上，密封构件4的位置限制部4a插在光学构件2的外周缘部2a和保持构件3的周壁部3b之间。通过位置限制部4a抵接外周缘部2a来防止向内变形。另外，通过保持构件3的周壁部3b来限制位置限制部4a的外侧部。

朝向保持构件3侧按压光学构件2的按压部4c和对摄像元件1施加按压力的施力部4d设置于密封构件4。通过将光学构件2和摄像元件1组装于保持构件3，反作用力通过密封构件4施加于光学构件2和摄像元件1中的每一方，由此可以仅通过密封构件4的弹性力来紧固光学构件2和摄像元件1，而无需通过粘结等来固定光学构件2。此时，已固定有摄像元件1的支撑板5通过三个调整螺钉5A（参照图3）固定于保持构件3。弹性加载部4b一体地设置于密封构件4且位于调整螺钉5A的附近，并且弹性加载部4b被布置成介于支撑板5和保持构件3之间。操作者通过改变三个调整螺钉5A的旋进量而利用弹性加载部4b的反作用力来调整和保持摄像元件1的倾斜和位置。通过改变调整螺钉5A的转动量以将摄像元件1的位置和姿势改变成符合摄像光学系统来执行光学调整。

注意，当三个调整螺钉5A以增大它们的旋进量的方式转动时，在按压部4c和施力部4d中产生的弹性力被设定成小于在弹性加载部4b中产生的弹性力。因此，即使通过改变三个调整螺钉5A的旋进量而使支撑板5在光轴方向上移动，也仅利用在弹性加载部4b中产生的弹性力来执行摄像元件1的光学调整。因此，光学构件2的保持以及光学构件2和摄像元件1之间的密封结构的维持是可行的。

在执行摄像元件1的光学调整时弹性加载部4b被压缩变形的情况下，当密封构件4的按压部4c的位置变得不稳定时，密封构件4被进一步向内按压，从而密封构件4将侵入有效光束的可能性变高。在本实施方式中，可以防止密封构件4的按压部4c朝向光轴侧变形。

如在上面说明的那样，根据本实施方式，可以精确地且高精度地确定在摄像设备中布置在光学构件和摄像元件之间的密封构件4的位置，并且防止对摄像光学系统的影响。

虽然已经参照示例性实施方式描述了本发明的实施方式，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施方式。所附权利要求书的范围应符合最宽泛的解释，以包含所有这种变型、等同结构以及功能。

本申请要求2011年5月2日提交的日本专利申请No.2011-102805的优先权，该日本专利申请的全部内容通过引用包含在此。

Claims (4)

1.一种摄像设备，其包括：

摄像元件，所述摄像元件将光学像转换为电信号；

光学构件，所述光学构件布置在所述摄像元件前方；

保持构件，所述保持构件保持所述摄像元件和所述光学构件；以及

弹性密封构件，所述弹性密封构件位于所述光学构件和所述摄像元件之间并且密封所述摄像元件与所述光学构件之间的空间，

其特征在于，所述保持构件具有保持所述光学构件的多个保持部，并且所述保持构件具有形成在所述多个保持部之间的壁部，

所述光学构件由所述多个保持部保持成在所述光学构件的外周缘部与所述壁部之间设有间隙，

所述弹性密封构件具有位置限制部，并且

所述弹性密封构件被配置成所述位置限制部插入所述间隙中。

2.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，所述光学构件是光学滤波器，所述光学滤波器截止照射所述摄像元件的光接收面的光的高频噪声成分。

3.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，所述弹性密封构件具有按压部，所述按压部朝向所述保持构件按压所述光学构件，并且，

所述弹性密封构件具有施力部，所述施力部抵接所述摄像元件，并且在使所述摄像元件从所述光学构件分离的方向上对所述摄像元件施力。

4.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，还包括：

支撑构件，所述摄像元件安装于所述支撑构件，其中，

所述弹性密封构件具有配置于所述保持构件和所述支撑构件之间的弹性加载部，

所述弹性加载部沿使所述支撑构件从所述保持构件分离的方向对所述支撑构件施加载荷。