CN104793447A - 包括摄像器件和器件保持架的摄像器件单元以及光学装置 - Google Patents

包括摄像器件和器件保持架的摄像器件单元以及光学装置 Download PDF

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Abstract

包括摄像器件和器件保持架的摄像器件单元以及光学装置。一种摄像器件单元，其能够精确地定位并保持摄像器件以实现摄像器件单元在光轴方向上的厚度减小，该摄像器件单元还能够有效地使摄像器件产生的热被散热。器件基板电连接到摄像器件并被配置在摄像器件的背面侧。导热性器件保持架具有开口和多个接收片，所述开口用于插入摄像器件，所述多个接收片用于在光轴方向上从摄像器件的正面侧接收从器件保持架的背面侧插入所述开口的摄像器件，以使摄像器件在光轴方向上相对于器件保持架定位。

Description

包括摄像器件和器件保持架的摄像器件单元以及光学装置
技术领域
本发明涉及一种包括诸如数字照相机等的摄像设备的、设置有摄像器件单元的光学装置。
背景技术
在数字照相机等中，摄像器件的像素和大小随着对高图像品质的需求而增加。保持摄像器件用的结构的一个示例包括在摄像器件的背面配置基板并且通过金属框架保持基板的正面的技术(日本特开2004-187243号公报)。还提出了在摄像器件的背面配置基板并且通过配置在基板背面的金属板来保持摄像器件的技术(日本特开2001-285722号公报)。
在日本特开2004-187243号公报中，保持摄像器件用的金属框架被配置在基板的正面。但是其存在如下问题：没有考虑金属框架和摄像器件在光轴方向上的定位，并且没有留出摄像器件所产生的热至金属框架的散热路径。
在日本特开2001-285722号公报中，由于金属板被配置在基板的背面，因此存在如下问题：摄像器件单元在光轴方向上的厚度增加，从而使得摄像器件单元大型化。
发明内容
本发明提供了如下的摄像器件单元及光学装置：其能够精确地定位并保持摄像器件，以实现摄像器件单元在光轴方向上的厚度减小；其还能够使摄像器件产生的热被有效地散热。
相应地，本发明的第一方面提供一种摄像器件单元，其包括：摄像器件；器件基板，其被构造为配置在所述摄像器件的背面侧并且与所述摄像器件电连接；和器件保持架，其具有导热性并且被构造为设置有开口，所述开口用于插入所述摄像器件，其中，所述器件保持架设置有多个接收片，所述接收片用于在光轴方向上从所述摄像器件的正面侧接收从所述器件保持架的背面侧插入所述开口的所述摄像器件，以使所述摄像器件在所述光轴方向上相对于所述器件保持架定位，并且所述摄像器件以被定位的状态被固定保持于所述器件保持架。
相应地，本发明的第二方面提供一种光学装置，其包括：摄像器件单元，所述摄像器件单元包括：摄像器件；器件基板，其配置在所述摄像器件的背面侧并且与所述摄像器件电连接；和器件保持架，其具有导热性并且设置有开口，所述开口用于插入所述摄像器件，其中，所述器件保持架设置有多个接收片，所述接收片用于在光轴方向上从所述摄像器件的正面侧接收从所述器件保持架的背面侧插入所述开口的所述摄像器件，以使所述摄像器件在所述光轴方向上相对于所述器件保持架定位，并且所述摄像器件以被定位的状态被固定保持于所述器件保持架。
根据本发明，包括了具有导热性的、设置有插入摄像器件用的开口的器件保持架，并且该器件保持架设置有多个接收片，该多个接收片用于在光轴方向上从摄像器件的正面侧接收从器件保持架的背面侧插入开口的摄像器件，以使摄像器件在光轴方向上相对于器件保持架定位。结果，摄像器件以被定位的状态被固定保持于器件保持架。所以，摄像器件能够被精确地定位并保持以实现摄像器件单元在光轴方向上的厚度减小，并且摄像器件产生的热能够被有效地散热。
从以下(参照附图)对示例性实施方式的说明，本发明的其他特征将变得明显。
附图说明
图1A是作为本发明的光学设备的实施方式的示例的数字照相机的从前方侧观察的立体图，图1B是图1A所示的数字照相机的从背面侧观察的图。
图2是图1A和图1B所示的数字照相机的控制框图。
图3是处于收纳状态的镜筒的沿着光轴方向的截面图。
图4是处于拍摄状态(伸出状态)的镜筒的沿着光轴方向的截面图。
图5是可动凸轮环、外筒以及固定凸轮环的立体图。
图6是镜筒的分解立体图。
图7A是摄像器件单元的主视图，图7B是图7A的俯视图，图7C是图7A的右视图。
图8是从包括器件单元保持架的摄像器件单元的被摄体侧观察的分解立体图。
图9是从图8的摄像器件单元的背面侧观察的分解立体图。
图10A至图10C是用于比较本发明和传统示例的示意图。
具体实施方式
现在将参照附图说明本发明的实施方式的示例。
图1A是作为本发明的光学设备的实施方式的示例的数字照相机的从前方侧观察的立体图，图1B是图1A所示的数字照相机的从背面侧观察的图。
如图1A所示，本实施方式的数字照相机23在其正面侧包括：确定被摄体的构图的取景器21、用于测光和测距的辅助光源20、频闪装置22以及镜筒16。镜筒16是沿光轴方向在拍摄位置和收纳位置之间移动以改变摄像倍率的变焦式镜筒。
数字照相机23在上面侧包括：释放钮17、电源开关钮19以及变焦开关18。如图1B所示，数字照相机23在背面侧包括：操作钮26-31、例如LCD等的显示器25以及取景器目镜24。
图2是图1A和图1B所示的数字照相机23的控制框图。CUP45、ROM44、RAM46、释放钮17、操作钮26-31、显示器25、电源开关钮19、变焦开关18、存储器39、压缩扩展单元40、存储卡驱动器41以及驱动电路42被连接到总线43。
驱动镜筒16的变焦的变焦机构32、驱动调焦透镜5a的调焦驱动机构7、驱动快门3d的快门驱动机构33以及驱动光圈34的光圈驱动机构35被连接到驱动电路42。诸如CCD传感器和CMOS传感器等的摄像器件10以及频闪装置22也被连接到驱动电路42。基于来自CPU45的信号通过驱动电路42来控制对连接到驱动电路42的单元的驱动。
各种控制程序等被存储在ROM44中，各种控制程序所需的数据被存储在RAM46中。模拟信号处理单元36对来自摄像器件10的图像数据输出进行模拟处理，并将该图像数据输出到A/D转换单元37。
A/D转换单元37将从摄像器件10输入的模拟数据转换为数字数据，并将该数字数据输出到数字信号处理单元38。数字信号处理单元38对由A/D转换单元37转换的数字数据进行预定处理并向存储器39输出图像数据。
压缩扩展单元40对存储在存储器39中的图像数据进行诸如JPEG和TIFF等的压缩处理，并且该图像数据被输出并存储在安装于存储卡驱动器41的存储卡中。
压缩扩展单元40能够对存储在存储器39中的图像数据或存储在存储卡驱动器41中的图像数据进行扩展处理以经由总线43在显示器25上显示图像数据。
将参照图3至图6对镜筒16进行说明。
图3是处于收纳状态的镜筒16的沿着光轴方向的截面图。图4是处于拍摄状态(伸出状态)的镜筒16的沿着光轴方向的截面图。图5是可动凸轮环8、外筒81以及固定凸轮环9的立体图。图6是镜筒16的分解立体图。
如图3至图6所示，镜筒16包括保持第一组透镜1a的第一组透镜保持部1b。防护器保持部1被配置在第一组透镜保持部1b的正面侧。保持第二组透镜2b的第二组透镜保持部2被配置在第一组透镜保持部1b背面侧。第三组透镜保持部3被配置在第二组透镜保持部2的背面侧。第三组透镜保持部3包括保持第三组透镜3a的第三组透镜保持架13和配置在第三组透镜保持架13的背面侧的快门3d。
对起到防振动透镜作用的第四组透镜4a进行保持的第四组透镜保持部4被设置于第三组透镜保持部3的背面侧，保持调焦透镜5a的调焦透镜保持部5被设置于第四组透镜保持部4的背面侧。
用于保持第六组透镜6a的第六组透镜保持部6被设置于调焦透镜保持部5的背面侧，并且该调焦透镜保持部5和该第六组透镜保持部6形成调焦单元。
调焦马达7被固定于第六组透镜保持部6，调焦马达7的驱动使调焦透镜保持部5在光轴方向上移动以执行调焦操作。保持摄像器件单元100的器件单元保持架11被设置于第六组透镜保持部6的背面侧，其中摄像器件单元100包括诸如CCD或CMOS传感器等的摄像器件10。
可动凸轮环8设置于第二组透镜保持部2、第三组透镜保持部3以及第四组透镜保持部4的外周侧。与第二组透镜保持部2、第三组透镜保持部3以及第四组透镜保持部4对应的凸轮槽形成于可动凸轮环8的内周部。
通过跟随形成于可动凸轮环8的内周部的对应的凸轮槽，第二组透镜保持部2、第三组透镜保持部3以及第四组透镜保持部4能够在光轴方向上移动。第一组透镜保持部1b被设置于可动凸轮环8的外周侧，并且第一组透镜保持部1b能够通过跟随形成于可动凸轮环8的外周部的凸轮槽在光轴方向上移动。
防护器保持部1被配置于第一组透镜保持部1b的外周侧。通过跟随形成于可动凸轮环8的外周部的、与第一组透镜保持部1b所跟随的凸轮槽不相同的凸轮槽，防护器保持部1能够以与第一组透镜保持部1b的凸轮轨迹不同的凸轮轨迹沿光轴方向移动。
固定凸轮环9被设置于可动凸轮环8的外周侧。通过跟随形成于固定凸轮环9的内周部的凸轮槽，可动凸轮环8能够在光轴方向上移动。驱动环14被设置于固定凸轮环9的外周侧，盖筒12覆盖并保护驱动环14的外周侧。
第六组透镜保持部6在转动受到固定凸轮环9的限制的情况下跟随形成于驱动环14的内周部的凸轮槽。变焦机构32使驱动环14在固定凸轮环9的外周侧转动，第六组透镜保持部6沿着驱动环14的凸轮槽在光轴方向上前后移动。
可动凸轮环8随同驱动环14的转动也在固定凸轮环9的内周侧转动。可动凸轮环8的从动件8b(见图5)跟随固定凸轮环9的凸轮槽9a，并且可动凸轮环8转动以在光轴方向上前后移动。防护器保持部1、第一组透镜保持部1b、第二组透镜保持部2、第三组透镜保持部3、第四组透镜保持部4以及第六组透镜保持部6随同可动凸轮环8的转动在光轴方向上移动。
如图6所示，与光轴平行并朝向被摄体侧延伸的转动限制部6b与第六组透镜保持部6的外周部一体化，并且转动被限制部3b与第三组透镜保持部3的快门3d一体化。
转动被限制部3b形成为鞘状。当第六组透镜保持部6在光轴方向上前后移动时，插入转动限制部6b，并且转动被限制部3b对插入的转动限制部6b进行保持。两对转动限制部6b和转动被限制部3b配置成在镜筒16的周向上间隔大致180°。
转动限制被抵接部3c被设置于转动被限制部3b的、在镜筒16的周向上的两侧。被设置于第四组透镜保持部4的转动限制抵接部4b在周向上与转动限制被抵接部3c抵接。这样，第三组透镜保持部3限制第四组透镜保持部4的转动。
与光轴平行并朝向图像面侧延伸的多个转动限制部2c被设置于第二组透镜保持部2在周向上的外周部。当第二组透镜保持部2和第三组透镜保持部3在光轴方向上相对于彼此移动时，转动限制部2c被插入沿光轴方向设置于第三组透镜保持架13的外周部的直进槽13a。这样，第三组透镜保持部3限制第二组透镜保持部2的转动。
在径向上向外侧突出的多个转动限制突起2a被沿周向设置于第二组透镜保持部2的外周部。当第二组透镜保持部2和第一组透镜保持部1b在光轴方向上相对于彼此移动时，转动限制突起2a被插入设置于第一组透镜保持部1b的内周部的直进槽。这样，第二组透镜保持部2限制第一组透镜保持部1b的转动。
外筒81在防护器保持部1的外周侧的位置处被设置于可动凸轮环8的外周侧。外筒81和可动凸轮环8通过在三个部位的卡合相互固定，并且外筒81和可动凸轮环8在光轴方向上一起前后移动。
接下来，将按照组装顺序来说明镜筒16的组装。首先，第二组透镜保持部2、第三组透镜保持部3和第四组透镜保持部4被组入可动凸轮环8的内周部。接着将可动凸轮环8从固定凸轮环9的图像面侧组入。该情形下，可动凸轮环8的从动件8b被组入固定凸轮环9的凸轮槽9a。
包括第六组透镜保持部6的调焦单元、驱动环14和盖筒12被组入，并且组装保持摄像器件单元100的器件单元保持架11以覆盖背面侧。该状态下，可以执行诸如对第二组透镜保持部2、第三组透镜保持部3、第四组透镜保持部4和第六组透镜保持部6的透镜的倾斜或偏心进行校正的偏心调整以调整光轴。这样能够提供具有优良的光学敏感度的镜筒16。
随后，在伸出方向上将可动凸轮环8转动到在伸出侧的组装相位，在该状态下，第一组透镜保持部1b和防护器保持部1被组装到可动凸轮环8的外周侧。可动凸轮环8一旦沿收纳方向转动以将可动凸轮环8移动到伸出侧的机械端，并且在该状态下，将外筒81组入第一组透镜保持部1b和可动凸轮环8的外周侧。
防护器保持部1保持能够打开和闭合的防护器叶片1d。防护器叶片1d在图4所示的镜筒16的拍摄位置处打开，并且防护器叶片1d在图3所示的镜筒16的拍摄位置处闭合以保护第一组透镜1a。
将参照图7A至图10C对由器件单元保持架11所保持的摄像器件单元100进行说明。图7A是摄像器件单元100的正视图，图7B是图7A的俯视图，图7C是图7A的右视图。图8是从包括器件单元保持架11的摄像器件单元100的被摄体侧观察的分解立体图。图9是从图8的背面侧观察的分解立体图。
如图7A至图7C所示，摄像器件单元100包括在摄像器件10的彼此相对的上侧和下侧的边均匀配置的多个连接端子10c。摄像器件10通过连接端子10c电连接到配置于背面侧的器件基板10d。由金属等制成的导热性器件保持架15保持被电连接于器件基板10d的摄像器件10。
在器件保持架15的中央处形成矩形开口，该矩形开口供摄像器件10从背面侧插入。比摄像器件10小的器件盖10a设置于摄像器件10的正面侧。
用于在光轴方向上接收摄像器件10的左、右侧部的大致为L字形的接收片15a在器件保持架15的正面侧被设置于上述开口的左、右侧，该摄像器件10从器件保持架15的背面侧被插入上述开口。接收片15a一共被配置在四个位置，其中，在器件保持架15的正面侧的上述开口的左、右侧各两个位置。接收片15a在光轴方向上接收摄像器件10的没有配置器件盖10a的左、右侧的部分10b。
这样，摄像器件10在光轴方向上相对于器件保持架15机械地定位，并能够确保稳定的位置精度。该情形下，器件盖10a和接收片15a大致位于同一平面，并且能够保持摄像器件10而不增加光轴方向上的总厚度。
在摄像器件10在光轴方向上相对于器件保持架15定位之后，摄像器件10通过粘合等固定到器件保持架15。尽管待被粘合的部位可以是摄像器件10的上、下连接端子10c，但在左、右侧的设置有接收片15a的边也是合适的。将两个接收片15a的上侧和下侧以及两个接收片15a之间的部位粘合最为有效。仅在摄像器件10的左右两侧的边被粘合固定，而连接端子10c不被粘合。所以，之后能够对摄像器件10和器件基板10d的连接状况进行确认和修补。
大量的电气器件以及连接器被配置于器件基板10d的背面，并且需要将摄像柔性部10e连接到连接器。当在摄像器件10通过粘合等被固定到器件保持架15后连接摄像柔性部10e时，可能会从背面对器件基板10d施加载荷，并且连接端子10c和器件基板10d的连接部可能受损。
因此，在本实施方式中多个凸部15b被设置于器件保持架15的背面侧。当从器件基板10d的背面侧施加载荷时，接收片15a接收摄像器件10，并且多个凸部15b接收器件基板10d。这能够防止器件保持架15在将大的载荷施加至连接端子10c的同时保持摄像器件10和器件基板10d的正面侧，并且能够保护连接端子10c和器件基板10d的连接部。
这样组装的摄像器件单元100被组入器件单元保持架11。器件单元保持架11在其中央处具有开口，并且光学玻璃11a被从背面侧组入器件单元保持架11。防尘橡胶11b被从光学玻璃11a的背面侧组入，而摄像器件单元100被从防尘橡胶11b的背面侧组入。在此组入状态下，防尘橡胶11b被保持在光学玻璃11a和摄像器件单元100的摄像器件10之间以在光学玻璃11a和摄像器件10之间密封，并防止来自外部的灰尘附着在摄像器件10的表面上。
在操作过程中摄像器件10产生大量的热，而这些热需要被散热以防止机能受损。在本实施方式中，器件保持架15直接保持摄像器件10的正面侧，并且由摄像器件10产生的热被直接从接收片15a传递到器件保持架15并被散热。在本实施方式中，增加了器件保持架15的外径以增加散热效果。
图10A至图10C是用于比较本发明和传统示例的示意图。图10A示出了本实施方式的摄像器件单元100，并且器件保持架15的接收片15a保持摄像器件10的正面侧。
同时，图10B和图10C示出了传统示例中的摄像器件单元。在图10B中，器件保持架15没有在光轴方向上相对于摄像器件10定位，也没有与摄像器件10接触。所以，难以确保摄像器件10在光轴方向上的定位精度，也无法期望散热效果。在图10C中，器件保持架15被配置在摄像器件10的背面，并且摄像器件单元在光轴方向上的厚度大。
如上所述，在本实施方式中，摄像器件10被精确地定位并保持以实现摄像器件单元100在光轴方向上的厚度减小。所以，照相机能够被小型化，而由摄像器件10产生的热能够被有效地散热。
其他实施方式
本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或装置，该系统或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。
虽然已经参照示例性实施方式说明了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施方式。权利要求书的范围应符合最宽泛的解释，以包含所有的这些变型、等同结构和功能。
本申请要求2014年1月20日提交的日本专利申请No.2014-007856的优先权，其全部内容通过引用包含于此。

Claims (7)

1.一种摄像器件单元，其包括：
摄像器件；
器件基板，其被构造为配置在所述摄像器件的背面侧并且与所述摄像器件电连接；和
器件保持架，其具有导热性并且被构造为设置有开口，所述开口用于插入所述摄像器件，
其特征在于，所述器件保持架设置有多个接收片，所述接收片用于在光轴方向上从所述摄像器件的正面侧接收从所述器件保持架的背面侧插入所述开口的所述摄像器件，以使所述摄像器件在所述光轴方向上相对于所述器件保持架定位，并且
所述摄像器件以被定位的状态被固定保持于所述器件保持架。
2.根据权利要求1所述的摄像器件单元，其中，在所述摄像器件的正面侧的中央处设置器件盖，并且所述接收片在所述光轴方向上接收所述摄像器件的没有设置所述器件盖的部分。
3.根据权利要求2所述的摄像器件单元，其中，所述接收片和所述器件盖在所述光轴方向上被配置于大致同一平面。
4.根据权利要求1所述的摄像器件单元，其中，用于连接到所述器件基板的连接端子被设置在所述摄像器件的彼此相对的边，并且所述接收片被配置在所述摄像器件的没有设置所述连接端子的彼此相对的边。
5.根据权利要求4所述的摄像器件单元，其中，所述摄像器件在设置有所述接收片的边通过粘合被固定到所述器件保持架。
6.根据权利要求1所述的摄像器件单元，其中，在所述器件保持架的背面设置用于接收从所述器件基板的背面侧施加的载荷的多个凸部。
7.一种光学装置，其包括：
摄像器件单元，所述摄像器件单元包括：摄像器件；器件基板，其配置在所述摄像器件的背面侧并且与所述摄像器件电连接；和器件保持架，其具有导热性并且设置有开口，所述开口用于插入所述摄像器件，其特征在于，所述器件保持架设置有多个接收片，所述接收片用于在光轴方向上从所述摄像器件的正面侧接收从所述器件保持架的背面侧插入所述开口的所述摄像器件，以使所述摄像器件在所述光轴方向上相对于所述器件保持架定位，并且所述摄像器件以被定位的状态被固定保持于所述器件保持架。
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