CN1238760C - 数位式照相机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供可容易的维持光学性能，并同时达成薄型化的数位式照相机，其中本发明的数位式照相机(1)具备有收纳于透镜单元(3a)内部的透镜组(51)、(52)、焦点透镜(44)以及产生被照物体影像讯号的CCD(42)。该数位式照相机(1)在镜体(3)于沉体时，镜体(3)以平行光轴(J1)的中心轴(J2)为中心进行转动，第1透镜组(51)以及第2透镜组(52)则回避至CCD(42)的一侧。藉此，可以轻易的防止第1透镜组(51)的光轴与第2透镜组(52)的光轴产生差移，并且可达成数位式照相机(1)的薄型化目的。

Description

数位式照相机
技术领域
本发明关于具有沉体式镜体的数位式照相机。
背景技术
近年来，就数位式照相机而言，在画数值以及变焦比加以提升的另一方面，为了将携带性加以提升，薄形化被加以重视。就数位式照相机加以薄形化的手法上，习用的实施手法是于不使用时(也就是电源关闭时)，将透镜组及摄像元件之间的间隙加以减少，并使得镜体成为沉体状态。
另外，如同一篇非专利文献所记载的习式结构一样，其数位式照相机的薄形化实施手法是于沉体时，将被照物体侧起的第2组透镜组回避至摄像元件的一侧。
有关该篇非专利文献的相关信息：其名称为「数位CAPA」，(股)学习研究社，2003年3月1日，第19卷，第3号，第20页以及第22页。
然而，并不仅只有画数值以及变焦比而已，光学系统的性能(以下称作「光学性能」)也是决定数位式照相机性能的重要因素。就大多数数位式照相机的光学系统而言，由被照物体侧起第1组透镜组以及第2组透镜组的光轴偏差对光学性能有很大的影响。因此，如该非专利文献一般，仅将第2组透镜组移动至摄像元件一侧的手法，很容易使得该透镜组产生倾斜以及平行偏心的情形发生，由光学性能的观点来看，并不能说是一个好的手法。
发明内容
本发明有鉴于上述问题，将可维持光学性能，同时实现数位式照相机的薄形化作为目的。
本发明的技术方案如下：一种数位式照相机，其特征在于，该数位式照相机具备有可沿光轴变换配置位置的移动透镜组、将前述移动透镜组加以收纳的沉体式的镜体、支撑前述镜体的固定筒、经由前述移动透镜组接受光线而产生被照物体的影像讯号的摄像元件、以及藉由设置在前述镜体与该固定筒之间的圆筒凸轮机构所构成的回避机构，当前述镜体在沉体时，回避机构将包含有前述移动透镜组最靠近被照物体侧透镜的对物透镜组，在前述镜体内沿与该光轴平行的预定旋转轴为中心旋转，并使之朝前述摄像元件的侧方回避。
本发明所提供的数位式照相机，前述的移动透镜组具有由被照物体侧起排列的第1透镜组、第2透镜组以及第3透镜组，而前述的对物透镜组则是指前述第1透镜组以及第2透镜组。
本发明所提供的数位式照相机，前述的第3透镜组是焦点透镜。
本发明所提供的数位式照相机，前述的旋转轴是前述镜体的中心轴，于沉体时，前述第1透镜组以及第2透镜组是与前述镜体同时沿前述旋转轴为中心加以旋转。
本发明所提供的数位式照相机，进一步具有使得前述移动透镜组加以移动的马达，藉由该马达以进行沉体动作，及前述镜体于沉体时的旋转动作。
本发明所提供的数位式照相机，前述的镜体具备有支撑前述第1透镜组的第1筒体、支撑前述第2透镜组以及该第1筒体的第2筒体、支撑前述第2简体且经由前述固定筒加以支撑的第3筒体。
根据本发明如前所述的各技术方案，可容易的维持光学性能，并同时达成数位式照相机的薄型化。
另外，前述第二及第三两个技术方案，还可以防止第1透镜组以及第2透镜组的光轴间的差移。
另外，前述第四至第五个技术方案，可将数位式照相机的构造加以素简化。
另外，前述第六个技术方案，可藉由比较容易的设计达成薄型化的目的。
附图说明
图1为本发明数位式照相机的剖面图。
图2为本发明透镜单元的内部及周边结构示意图。
图3为本发明透镜单元剖面的部分放大图。
图4为本发明位于镜端的透镜单元示意图。
图5为本发明于沉体时，第1透镜组以及第2透镜组的位置示意图。
图6为本发明于沉体后，第1透镜组以及第2透镜组的位置示意图。
图7为本发明数位式照相机于沉体后的剖面图。
元件符号说明
1......数位式照相机           3......镜体
31......第1筒体               32......第2筒体
33......第3筒体               34......固定筒
38......变焦马达              42......CCD
44......焦点透镜              51......第1透镜组
52......第2透镜组             663a......圆筒凸轮机构
J1......光轴                  J2......中心轴
具体实施方式
图1是关于本发明的其中一种实施型态的数位式照相机1的剖面图。该数位式照相机1是将被照物体侧(也就是图1中箭头Z所指方向的反侧)所入射的光线，经由设置位置可加以改变的复数组透镜组朝摄像元件加以引导，以获得被照物体的影像。
在数位式照相机1的框体2内，朝着图1中的箭头Z方向，以中心轴J2为中心设置有固定筒34，在该固定筒34的底部35上，组装有经2次元排列的摄像元件CCD42，而该CCD42的被照物体侧上，进一步组装有低通路过滤器43。
另外，本发明的数位式照相机1具备有由被照物体侧起依序排列的第1透镜组51、第2透镜组52以及为焦点透镜44的第3透镜组。其中第1透镜组51、第2透镜组52、焦点透镜44以及CCD42是朝着箭头Z的方向，沿着预设的光轴J1加以配置。第1透镜组51以及第2透镜组52沿着光轴J2移动以改变摄影倍率，而焦点透镜44则是沿着光轴J1移动以使得CCD42的摄像面与被照物体的影像焦点加以吻合。CCD42可将所接受的光线转换成为电子讯号，并经由设置于框体2内部的存储器(图中未示)以将被照物体影像的讯号加以纪录。
本发明的数位式照相机1进一步具备有由被照物体侧起依序排列，且可收纳第1透镜组51以及第2透镜组52，并以远离光轴J1的中心轴J2为中心的同心圆筒状体的第1筒体31、第2筒体32以及第3筒体33，其中第1筒体31、第2筒体32以及第3筒体33是依序分别插入第2筒体32、第3筒体33以及固定筒34的内侧而被加以支撑。藉由该第1筒体31、第2筒体32以及第3筒体33(也可以包含有固定筒34)以构成实质上可将第1透镜组51、第2透镜组52以及焦点透镜44加以收纳的沉体式的镜体3。其中第2筒体32是由外筒体32a及内筒体32b所加以构成的，而第3筒体33也是由外筒体33a以及内筒体33b所加以构成。
另外，图1所示是将图面表示加以适度简化的镜体3内部的结构。而就以下的说明而言，其中镜体3、固定筒34以及该等构件的内部构造则整合称之为透镜单元3a。
在第1筒体31的被照物体侧前端处设置有闭塞部36，而第1透镜组51则是支撑在闭塞部36上。在第2筒体32内部设置有支撑第2透镜组52的透镜支撑部37，而第2透镜组52的被照物体侧处则组装有可遮断光线的快门53。
图2所示是由箭头Z的反方向侧朝箭头Z方向一侧所见的透镜单元3a的内部以及其外围的结构，为了将图式清楚的表示而加以简略化。在图2中，图1中所示的闭塞部36、透镜支撑部37以及快门53则加以省略，仅表现出底部35以上的结构，而透镜组51、52在图式之中则以虚线加以表示。
如图2所示，于固定筒34内部组装有焦点马达46，该焦点马达46则是利用具有螺丝及引导体等的传送机构(图中未示)与焦点透镜44加以接续。当焦点马达46运作旋转时，焦点透镜44便会沿着光轴J1移动，参照图1所示。
在固定筒34的一侧处设置有变化焦距用以及沉体用的减速齿轮组381和变焦马达38，该减速齿轮组381可将变焦马达38的旋转动作加以减速，且和形成于第3筒体33的外筒体33a外周面处的齿轮331(如图1所示)加以卡合。另外，减速齿轮组381的第3筒体33侧的齿轮是经由固定筒34的开口与第3筒体33的外筒体33a加以卡合，在后面陈述的沉体状态时，其也是维持卡合状态般，而可沿光轴J1的平行方向(箭头Z方向)进行滑动。
就本发明的数位式照相机1而言，其中CCD42、快门53、变焦马达38以及焦点马达46是与图式中加以省略的控制部互相接续，随着操作者的操作而控制数位式照相机1的各元件。例如，在操作者进行变化焦距操作的场合时，变焦马达38被加以驱动，而透镜组51、52则沿光轴J1移动以进行光学系统的倍率调整，另外，对应于透镜组51、52移动后的配置，焦点马达46乃被加以驱动，使得焦点透镜44进行移动。藉此，光线便可经由透镜组51、52以及焦点透镜44使得CCD42的摄像面适切的进行受光。因此，依照释放钮的操作便可以使得倍率变换后的被照物体的影像讯号藉由CCD42加以生成。
另外，当使用者将电源进行关闭操作的场合时，可藉由变焦马达38的动作以进行沉体动作，使得第1筒体31、第2筒体32以及第3筒体33收纳至固定筒34中。
再者，就倍率变更时以及沉体时，藉由变焦马达38的驱动使得透镜单元3a动作的情形进一步的加以详细说明。图3所示是透镜单元3a剖面的一部份(图1剖面的上方部位)的放大图，其显示透镜单元3a动作时的相关部位。
在第1筒体31的CCD42侧(箭头Z方向侧)的端部处，设置有朝向外侧突出的突起611，该突起611与形成于第2筒体32的内筒体32b上的直线槽622(平行于光轴J1)相互卡合。相同的，第2筒体32内筒体32b的CCD42侧的端部处，设置有朝向外侧突出的突起621，该突起621与形成于第3筒体33的内筒体33b上的直线槽632(平行于光轴J1)相互卡合，而于第3筒体33内筒体33b的CCD42侧的端部处，设置有朝向外侧突出的突起631，该突起631与形成于固定筒34的内侧面上的凸轮槽642相互卡合。
凸轮槽642虽在CCD42侧时是形成为曲线形状，然而远离CCD42后的部位则是形成为平行光轴J1的直线状。藉由突起631以及凸轮槽642所构成的圆筒凸轮机构663a，第3筒体33便会相对于固定筒34而沿中心轴J2(配合参照图1以及图2)移动，而第3筒体33的内筒体33b则会相对固定筒34，以中心轴J2为中心作相对的转动。此时，藉由突起611以及直线槽622和突起621以及直线槽632所构成的两个直进引导机构，第1筒体31以及第2筒体32的内筒体32b便会和第3筒体33的内筒体33b一同的以中心轴J2为中心作转动。
另一方面，在第3筒体33的外筒体33a上，设置有朝形成于固定筒34的内周面的凸轮槽突出的插销653，藉由固定筒34以及插销653以构成圆筒凸轮机构663。在第3筒体33的外筒体33a的外周面上形成有如图2所示的减速齿轮组381以及嵌合齿轮331，当变焦马达38的驱动力传递使得第3筒体33的外筒体33a转动时，藉由圆筒凸轮机构663使得第3筒体33相对于固定筒34而沿中心轴J2作相对的移动。
前述第3筒体33的外筒体33a是与第2筒体32的外筒体32a以及连结插销652a加以连结，而第3筒体33的外筒体33a是与第2筒体32的外筒体32a一体以中心轴J2为中心进行转动。另外，于图3中加以省略未示的连结插销652a是与形成于第3筒体33的外筒体33a上的直线槽加以卡合，第2筒体32的外筒体32a则可以相对于第3筒体33的外筒体33a而沿着中心轴J2进行滑动。
在第2筒体32的外筒体32a上，设置有朝形成于第3筒体33外筒体33a内周面的凸轮槽突出的插销652，藉由外筒体33a以及插销652以构成圆筒凸轮机构662。当第3筒体33的外筒体33a的转动传达至第2筒体32的外筒体32a，且第2筒体32的外筒体32a相对于第3筒体33的内筒体33b进行相对的转动时，第2简体32便藉由圆筒凸轮机构662而相对于第3筒体33，沿着中心轴J2进行相对的移动。
再者，于第1筒体31上设置有朝形成在第2筒体32的外筒体32a内周面的凸轮槽突出的插销651，藉由外筒体32a以及插销651以构成圆筒凸轮机构661。如所述一般，由于第1筒体31是相对于第2筒体32的内筒体32b被加以直线的引导，故当第2筒体32的外筒体32a相对于内筒体32b进行相对的转动时，第1筒体31便会藉由圆筒凸轮机构661相对于第2筒体32而沿着中心轴J2进行相对的移动。
如图1所示，在支撑第2透镜组52的透镜支撑部37上，设置有与形成在第2筒体32的外筒体32a内周面的凸轮槽相互卡合的插销372，藉由外筒体32a以及插销372以构成圆筒凸轮机构664。该插销372也被形成于第2筒体32的内筒体32b上的直线槽623加以引导，在第2筒体32的内筒体32b被加以固定的状态下，当外筒体32a进行转动时，第2透镜组52便会沿着中心轴J2且相对于第2筒体32作相对的移动。
另外，图1以及图3分别表示一个复数种类的圆筒凸轮机构的样子，实际上，各种类的圆筒凸轮机构是以中心轴J2作为中心而设置在复数个位置上(例如3个位置)，以使得第1筒体31、第2筒体32、第3筒体33以及透镜支撑部37可安定的进行移动。
图4是用于表示位于镜端时的透镜单元3a的结构示意图，该图4显示未绘有平行斜线的剖面。另外，图1表示的则是位于广角端时的透镜单元3a的结构。
如图1以及图4所示，第3筒体33在相对于固定筒34朝外侧充分的突出时(也就是摄影时)，于第3图所示位于第3筒体33的内筒体33b以及固定筒34之间的圆筒凸轮机构663a会藉由凸轮槽642的直线部分而仅进行直线的引导，藉由变化焦距的操作动作，使得即使变焦马达38被加以驱动，第3筒体33的内筒体33b、第2筒体32的内筒体32b以及第1筒体31也不会进行转动，并藉由第3筒体33的外筒体33a以及第2筒体32的外筒体32a的转动，使得第3筒体33、第2筒体32以及第1筒体31分别的相对固定筒34、第3筒体33以及第2筒体32进行平行于中心轴J2的相对移动。此时，如图1以及图4所示，透镜支撑部37也会相对于第2筒体32进行移动，而第1透镜组51以及第2透镜组52则会沿光轴J1进行移动。
图5以及图6表示沉体时，第1透镜组51以及第2透镜组52的转动状态示意图，图7则是沉体后，数位式照相机1的剖面图。如图5及图6所示，在沉体时，第1透镜组51以及第2透镜组52藉由第1筒体31以及第2筒体32的内筒体32b的转动，以中心轴J2为中心一体进行180度的转动，如图7所示，第2透镜组52则移动至CCD42的下侧。
具体而言，图2所示为藉由变焦马达38的驱动以使得第3筒体33的外筒体33a进行转动的示意图，而图3所示则为藉由第3筒体33以及固定筒34之间的圆筒凸轮机构663以使得第3筒体33朝固定筒34内侧被拉入，并藉由第3筒体33的内筒体33b的突起631沿着固定筒34内侧面的凸轮槽642的CCD 42一侧部分的引导(也就是藉由圆筒凸轮机构663a)，使得内筒体33b进行180度的转动。藉此，相对于第3筒体33的内筒体33b而被直进引导的第2筒体32的内筒体32b以及第1筒体31也会以中心轴J2为中心作180度的转动。
藉由第3筒体33的外筒体33a的转动，第2筒体32的外筒体32a也经由连结插销652a而转动，并藉由第2筒体32的外筒体32a以及第3筒体33的内筒体33b之间的圆筒凸轮机构662，使得第2筒体32被拉入第3筒体33内部。再者，藉由第2筒体32的外筒体32a的转动，以及第1筒体31和第2筒体32的外筒体32a之间的圆筒凸轮机构661，使得第1筒体31被拉入第2筒体32内部。其结果使得第1透镜组51及第2透镜组52之间被加以压缩，且这些透镜组会由光轴J1处离开，并以中心轴J2为中心转动以回避至CCD42以及焦点透镜44的下侧。
藉由上述的沉体动作，沉体后的透镜单元3a或者是镜体3内部空间的中心轴J2方向长度仅为第1透镜组51以及第2透镜组52的长度总和，因此可以使得沉体后的透镜单元3a的长度变的非常的短。换言之，在不进行摄影时的数位式照相机1的厚度可以加以变薄。另外，在考量到各透镜组以及CCD42的大小时，可以如数位式照相机1一般，将第1透镜组51以及第2透镜组52加以转动，而焦点透镜44则不加以移动的方式，可谓最适合数位式照相机1的薄型化。
另外，虽说已有为了将数位式照相机1加以薄型化，而仅将第2透镜组52朝CCD42的一侧回避的习用技术被加以提出，就图1所示的数位式照相机1而言，由于其是将第1透镜组51以及第2透镜组52一体的加以进行回避动作，因此不需要复杂的调整作业，且可以使得第1透镜组51的光轴与第2透镜组52的光轴确实的加以一致。其结果使得数位式照相机1的光学性能可以容易的加以维持。再者，即使重复的进行镜体3的伸缩动作后，零件之间的摩耗也几乎不会对第1透镜组51以及第2透镜组52的同轴精度有任何的影响，因此可容易的维持光学性能。
另外，由于将变焦马达38作为驱动源，而使得圆筒凸轮机构663a进行沉体以及第1透镜组51和第2透镜组52的转动(也就是镜体3的实质转动)，因此数位式照相机1内部没有设置特别的驱动源的必要，故结构上也不会变的复杂。
以上乃是就本发明的实施的态样加以进行说明，本发明并不仅限于上述实施的样态，也可能做其它种种的变化。
例如，数位式照相机1的光学系统并不一定要由3组透镜组加以构成，该透镜组可以为2组，也可以为4组以上的型态。藉由将包含最靠近被照物体侧的透镜，也就是扮演光学性能最重要的透镜组(即相当于数位式照相机1的第1透镜组51以及第2透镜组52，以下称作为对物透镜组)加以回避至CCD42的一侧，使得光学性能不会被降低，且可以实现数位式照相机1的薄型化。
另外，回避的对物透镜组不一定要随着镜体一起转动，若结构上允许的话，在镜体内部也可以另外设置有将对物透镜组平行着光轴，且由光轴加以远离，并以旋转轴为中心进行转动的转动机构。再者，对物透镜组在沉体时，并不一定要回避至CCD42的下侧(如图1中的箭头Y的反向侧)，其也可以回避至上侧(箭头Y的正向侧)，或者是左右侧(箭头X的正反向侧)。
镜体最好是以可以达成薄型化的较简单的设计为重点，而藉由3个可移动的筒体加以构成，其也可以是藉由2个可移动的筒体加以构成。

Claims (6)

1、一种数位式照相机，其特征在于，该数位式照相机具备有可沿光轴变换配置位置的移动透镜组、将前述移动透镜组加以收纳的沉体式的镜体、支撑前述镜体的固定筒、经由前述移动透镜组接受光线而产生被照物体的影像讯号的摄像元件、以及藉由设置在前述镜体与该固定筒之间的圆筒凸轮机构所构成的回避机构，当前述镜体在沉体时，回避机构将包含有前述移动透镜组最靠近被照物体侧透镜的对物透镜组，在前述镜体内沿与该光轴平行的预定旋转轴为中心旋转，并使之朝前述摄像元件侧方回避。
2、如权利要求1所述的数位式照相机，其特征在于，前述的移动透镜组具有由被照物体侧起排列的第1透镜组、第2透镜组以及第3透镜组，而前述的对物透镜组则是指前述第1透镜组以及第2透镜组。
3、如权利要求2所述的数位式照相机，其特征在于，前述的第3透镜组是焦点透镜。
4、如权利要求2或3所述的数位式照相机，其特征在于，前述的旋转轴是前述镜体的中心轴，于沉体时，前述第1透镜组以及第2透镜组与前述镜体同时沿前述旋转轴为中心加以旋转。
5、如权利要求4所述的数位式照相机，其特征在于，该数位式照相机进一步具有使得前述移动透镜组加以移动的马达，藉由该马达以进行沉体动作，及前述镜体于沉体时的旋转动作。
6、如权利要求5所述的数位式照相机，其特征在于，前述的镜体具备有支撑前述第1透镜组的第1筒体、支撑前述第2透镜组以及该第1筒体的第2筒体、支撑前述第2筒体且经由前述固定筒加以支撑的第3筒体。
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