CN1670559A - 摄像装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供可以将含有难胶粘性树脂的棱镜牢固地固定在筐体的规定位置的摄像装置。摄像装置(10A)具有筐体(20)和容置在筐体(20)中的棱镜单元(21)。棱镜单元(21)具有含降冰片烷系树脂等难胶粘性树脂的棱镜(31)。棱镜(31)通过供给到作为非光学功能面的两侧面(53)的胶粘剂(81)而被固定在筐体(20)的规定位置。在棱镜(31)的两侧面(53)上形成有作为防剥离部而起作用的凸部(57)。沿着形成于筐体(20)的开口部(80)和棱镜(31)的凸部(57)上涂布有胶粘剂(81)。

Description

摄像装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及可用于例如数码相机、带摄像头的手机等的摄像装置，特别是涉及使用具有自由曲面形状的反射面等的棱镜的摄像装置及其制造方法。

背景技术

作为可用于数码相机、带摄像头的手机的小型摄像装置，提出了使用偏心光学系统的摄像装置。例如在下述的专利文献1～3中记载了具备摄像光学系统的摄像装置，该摄像光学系统使用包含自由曲面等的棱镜。

所述专利文献1～3中所记载的技术的目的在于，使用棱镜形成摄像光学系统，通过在该棱镜的光入射面、光射出面或者反射面使用自由曲面，从而可以得到紧凑并且画质优良的图像。特别是，在专利文献2(特开2002-196243号公报)和专利文献3(特开2003-84200号公报)中记载了下述技术，其中，组合使用2个棱镜，且接近物体的第1棱镜的光入射面、反射面、光射出面以及接近摄像面的第2棱镜的光入射面、两个反射面、光射出面，合计7个面全部使用自由曲面。

这样的光学系统的特征如下：

(1)3个反射面使用了具有放大倍率(折射能力)的自由曲面，这些反射面相对于透镜等折射光学系统，可以在得到大的放大倍率的同时不受色象差的影响。

(2)在紧凑的空间内可以具有7个光学面。因而可以在有限的空间内集中设置光学元件。

(3)为了提高光学性能，优选将整个光学系统的光程增加至某程度，在此通过使用所述的棱镜光学系统，因光路弯曲而光程变长且可以使整体小型化。

然而，在以往的摄像装置中，作为棱镜等光学元件的材料使用聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸酯树脂。这些树脂光学特性良好，但在吸湿性和双折射方面存在有改善的余地。例如，光轴对称的透镜即使因吸湿而形状变化，但由于具有规律性而可以修正；但是具有自由曲面的复杂形状的棱镜由于吸湿引起的伸缩变化是无规律的，所以难以进行修正。关于这个问题，通过将降冰片烷(norbornane)系树脂用于棱镜的材料而得以解决。(例如参照下述专利文献4)

但是问题在于降冰片烷系树脂是难以附着胶粘剂的难胶粘性树脂。含有降冰片烷系树脂的光学元件虽可通过进行涂底漆处理来提高胶粘性，但是该情况下需要使用有机溶剂，或者需要多余的工序等，使成本增加。

另外，如特开2001-245186号公报中所记载那样，还提出了一种技术，其中，将作为透镜胶粘面的印刷基板的壁面制成向开口部扩展的形状，从而容易使胶粘剂浸透。但是即使采用这样的结构，对于上述的难胶粘性树脂来说，在受到冲击时粘结面也可能会剥离，透镜有可能脱落。

[专利文献1]特开平11-326766号公报

[专利文献2]特开2002-196243号公报

[专利文献3]特开2003-84200号公报

[专利文献4]特开平5-239227号公报

发明内容

因而本发明的目的是提供可以将含有难胶粘性树脂的棱镜牢固地固定在筐体的规定位置的摄像装置及其制造方法。

本发明的摄像装置是具有筐体和棱镜单元的摄像装置，所述棱镜单元容置在该筐体中，具有入射面、射出面和自由曲面形状的反射面，并且包括含有难胶粘性树脂的第1和第2棱镜，其中上述第1和第2棱镜通过涂布在非光学功能面上的胶粘剂而被固定在上述筐体内部的规定位置，在上述非光学功能面上设有防剥离部。上述难胶粘性树脂的一例为降冰片烷系树脂。

在本发明的优选实施方式中，上述第1和第2棱镜分别被胶粘在兼作紧固部件的固定部件的一个面和另一个面上，该固定部件被固定在上述筐体上。

在本发明的优选实施方式中，在上述筐体的与上述防剥离部对应的位置形成有向该筐体的内侧供给上述胶粘剂的开口部。

上述防剥离部例如是在上述第1和第2棱镜的侧面上的凸部，该凸部形成在和上述开口部对应的位置。或者，上述防剥离部是上述第1和第2棱镜的侧面上的凹部，该凹部形成在和上述开口部对应的位置。

上述防剥离部例如是形成在上述第1和第2棱镜的上述非光学功能面上的倾斜面，该倾斜面包括：第1倾斜面，其和上述筐体的内面之间的间隙向上述筐体的一侧扩展；以及第2倾斜面，间隙向上述一侧变窄。

上述防剥离部例如是形成在上述第1和第2棱镜的上述反射面上的涂层，沿该涂层和上述筐体的内面涂布有上述胶粘剂。

本发明的制造方法具有如下步骤：成型上述第1和第2棱镜的步骤；在上述第1和第2棱镜之间配置固定部件的同时，在该固定部件的一个面上通过胶粘剂固定上述第1棱镜，在该固定部件的另一个面上通过胶粘剂固定上述第2棱镜的步骤；将该固定部件固定在筐体内部的规定位置的步骤；由形成在上述筐体上的开口部向上述第1和第2棱镜的上述防剥离部供给胶粘剂，从而在上述开口部和上述防剥离部上涂布上述胶粘剂的步骤。

根据本发明，含有降冰片烷系树脂这样的难胶粘性树脂的棱镜也可以牢固地固定在筐体的规定位置上。

附图说明

图1是具有本发明第1实施方式的摄像装置的数码相机的立体图；

图2是示意表示图1所示的数码相机的内部的截面图；

图3是表示本发明第1实施方式的摄像装置的立体图；

图4是摄像装置沿图3中的IV-IV线的截面图；

图5是摄像装置沿图3中的V-V线的截面图；

图6是图3所示摄像装置的棱镜单元的分解立体图；

图7是图3所示摄像装置的部分截面图；

图8是表示本发明第2实施方式的摄像装置的截面图；

图9是表示本发明第3实施方式的摄像装置的立体图；

图10是表示本发明第4实施方式的摄像装置的立体图；

图11是本发明第5实施方式的摄像装置的截面图；

图12是用于图11所示摄像装置的棱镜单元的分解立体图；

图13是本发明第6实施方式的摄像装置的截面图；

图14是表示一例带摄像头的手机的立体图。

符号说明

10A，10B，10C，10D，10E，10F…摄像装置

20…筐体                        57…凸部(防剥离部)

21…棱镜单元                    65，66…涂层(防剥离部)

31…第1棱镜                     69…凸部(防剥离部)

32…第2棱镜                     81…胶粘剂

33…固定部件                    90…凹部(防剥离部)

54…涂层(防剥离部)              91～94…倾斜面(防剥离部)

具体实施方式

以下参照图1至图7说明本发明的第1实施方式。

图1表示作为摄像用器械的一例的数码相机1，图2表示其内部。如图1所示，在数码相机1的外壳2上设有释放按钮3、闪光灯4、取景器光学系统5、摄像光学系统的玻璃罩6等。

如图2所示，在外壳2的内部装有摄像装置10A、图像处理电路11和存储部12等。图像处理电路11通过对由摄像装置10A得到的电信号实施规定的电学处理，得到图像数据。存储部12将来自图像处理电路11的图像数据存储在存储介质中。在外壳2的背面设有图像监视器13。

如图3～图5所示，摄像装置10A包括筐体20、容置在筐体20内构成偏心光学系统的棱镜单元21、配置在棱镜单元21的成像面的CCD等摄像元件22以及固定有基板23的框部件(固定框)24等。在基板23的规定位置实装有上述摄像元件22。

在筐体20入射侧的开口部(入射窗)25安装有上述玻璃罩6。在筐体20射出侧的开口部安装有滤光器等光学部件26。如图4和图5所示，使筐体20的一部分20a嵌合在框部件24上，并通过兼有遮光性和防尘功能的黑色系胶粘剂27将两者互相固定，从而在筐体20的内侧构成密闭的防尘空间。筐体20和框部件24的材料为与上述胶粘剂27的胶粘性良好的聚碳酸酯等合成树脂。

图6表示棱镜单元21的一例。棱镜单元21具有第1棱镜31、第2棱镜32和固定部件33。固定部件33具有形成有紧固孔34和定位孔35的紧固部36和固定在筐体20的顶壁20b(如图4所示)的安装部37。

如图7所示，在安装部37上形成有突起(凸起部)38。该突起38插入在筐体20的顶壁20b的凹部39形成的孔40中。在筐体20和安装部37之间供给胶粘剂41，并且向突起38的周围供给胶粘剂41。通过使该胶粘剂41固化，固定部件33被固定在筐体20的规定位置。固定部件33由与胶粘剂41的胶粘性良好的聚碳酸酯或者丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂等合成树脂构成。

第1和第2棱镜31，32均由像降冰片烷系树脂那样光学特性优越的材料形成。降冰片烷系树脂是光学特性优越的材料，但是与各种胶粘剂的胶粘力小。即，其是胶粘剂容易剥离的难胶粘性树脂。另外，对于棱镜31，32的材料也可以使用环烯烃系树脂、聚烯烃系树脂。

如图4和图6等所示，第1棱镜31是具有入射面50、旋转非对称且具有一个对称面的自由曲面形状的反射面51、射出面52以及一对侧面53的偏心棱镜。在反射面51上形成有例如通过铝蒸镀等产生的涂层54。

如图6所示，在射出面52的周围形成有平面部55。在平面部55上形成有定位突起56。在该棱镜31的两侧面(非光学功能面)53上形成有凸部57，所述凸部57是切断棱镜31成型时用作树脂注入浇口的部位后的痕迹。由紧固部36的一面侧将该棱镜31的定位突起56嵌合在固定部件33的定位孔35，并且通过胶粘剂将平面部55固定在固定部件33上。由此，第1棱镜31被固定在固定部件33的规定位置。

第2棱镜32是具有入射面60、2个反射面61，62、射出面63和一对侧面64的偏心棱镜。2个反射面61，62中至少一个是旋转非对称且形成具有一个对称面的自由曲面形状。在这些反射面61，62上形成有例如通过铝蒸镀等产生的涂层65，66。

在入射面60的周围形成有平面部67。在平面部67上形成有定位突起68。在该棱镜32的两侧面(非光学功能面)64上形成有凸部69，所述凸部69是切断棱镜32成型时用作树脂注入浇口的部位后的痕迹。由紧固部36的另一面侧将该棱镜32的定位突起68嵌合在固定部件33的定位孔35，并且通过胶粘剂将平面部67胶粘在固定部件33上。由此，第2棱镜32被固定在固定部件33的规定位置。

另外，定位孔35在本实施方式中做成贯通孔，为了防止光线漏过，对突起56，68实施黑色涂饰。并且，作为产生同样效果的其他方法，可以不将孔35做成贯通孔，而从紧固部36的两面形成有底的孔。

如图4所示，沿着入射光轴λ1从入射侧的开口部25向第1棱镜31入射的光束在第1棱镜31的反射面51发生反射，并从射出面52经过入射面60入射至第2棱镜32。随后在反射面61，62上发生反射，沿着射出光轴λ2从射出面63经过光学部件26在摄像元件22上成像。入射光轴λ1和射出光轴λ2大致平行。

如图5所示，在第1棱镜31的两侧面53上分别形成有凸部57。在图5中虽然没有表示，但是在第2棱镜32的两侧面64上也形成有凸部69。在筐体20的两侧壁20c，即与各棱镜31，32的两侧面53，64对置的两侧壁20c上分别形成有开口部80。

这些开口部80在与第1和第2棱镜31，32的上述凸部57，69对应的位置形成。本实施方式的开口部80如图3所示以能够包含处于同侧的凸部57，69的方式沿着棱镜31，32并列的方向形成长条形状。

如图5中代表第1棱镜31所示，棱镜31的两侧面53和筐体20的两侧壁20c相互通过胶粘剂81而被固定。通过给料器等由开口部80向筐体20内侧的凸部57供给固化前为液态的所述胶粘剂81，并在凸部57和其附近使胶粘剂固化。

胶粘剂81的一例是环氧系树脂(热固性树脂)，也可以使用硅系胶粘剂和由热塑性树脂(丙烯酸系、苯乙烯系等)形成的胶粘剂。由于该胶粘剂81是从开口部80向筐体20内侧供给的，因而通过给料器等进行胶粘剂81的供给作业容易。

由于沿着筐体20的开口部80和棱镜31的凸部57上述胶粘剂81发生了固化，所以即使是含有降冰片烷系树脂这样的难胶粘性树脂的棱镜31，32，也表现出对于图5中箭头Y方向等的力大的剥离强度。与第1棱镜31同样，第2棱镜32也通过供给到凸部69和其附近的胶粘剂81而被固定在筐体20的内面。这些凸部57，69作为本发明中所述的防剥离部而起作用。另外，上述胶粘剂81为了产生遮光效果使用黑色系胶粘剂。

上述胶粘剂81被涂布在第1和第2棱镜31，32各自的两侧面53，64上，并形成从筐体20的两侧支撑第1和第2棱镜31，32的外形，因而所述棱镜31，32被胶粘在固定部件33的紧固部36上，从而即使是含有降冰片烷系树脂这样的难胶粘性树脂的棱镜31，32，对于冲击等也可以发挥高强度。

像这样构成的摄像装置10A的制造方法包括下述的步骤：

(1)通过注射成型等成型上述第1和第2棱镜31，32的步骤；

(2)在上述第1和第2棱镜31，32之间配置固定部件33的紧固部36，并且在紧固部36的一个面和另一个面上通过胶粘剂固定第1和第2棱镜31，32的步骤；

(3)通过胶粘剂41将固定部件33的安装部37固定在筐体20的顶壁20b的规定位置的步骤；

(4)从开口部80向第1和第2棱镜31，32的凸部57，69供给胶粘剂81，并在开口部80和上述凸部57，69上使胶粘剂81固化的步骤。

图8表示本发明第2实施方式的摄像装置10B。该摄像装置10B具有和第1实施方式的摄像装置10A同样构成的筐体20、框部件24、容置在筐体20中的棱镜单元21等。

该摄像装置10B在第1棱镜31的两侧面53形成有作为防剥离部而起作用的凹部90。从筐体20的开口部80向这些凹部90供给胶粘剂81，沿着凹部90和开口部80使其固化，借此棱镜31的两侧面53被固定在筐体20的内面。

这样，借助沿开口部80和凹部90并发生了固化的胶粘剂81，对于图8所示的箭头Y方向等的力，能够以高强度固定棱镜31。虽然省略了图示，但是在第2棱镜32的两侧面上也和第1棱镜31同样地形成有作为防剥离部而起作用的凹部，并涂布有胶粘剂81。由于除此以外的基本的构成和作用与上述第1实施方式是同样的，因而和第1实施方式的摄像装置10A同样的部位赋予相同的符号，并省略说明。

图9表示本发明第3实施方式的摄像装置10C。该摄像装置10C具有形成在筐体20的两侧壁20c上的凹口状开口部80a。在该开口部80a的内侧配置有上述实施方式中说明的凸部57，69，并涂布有胶粘剂81。另外，也可以代替凸部57，69而形成第2实施方式中说明的凹部90。对于除此以外的基本的构成和作用，该实施方式的摄像装置10C和上述第1实施方式或者第2实施方式相同。

图10表示本发明第4实施方式的摄像装置10D。该摄像装置10D在筐体20的两侧壁20c的上述凸部57，69或者与上述凹部90对应的位置形成有多个凹口状的开口部80b，且在各自的内侧涂布有胶粘剂81。除此以外的基本的构成和作用和上述第1实施方式或者第2实施方式相同。

图11和图12表示本发明第5实施方式的摄像装置10E。该摄像装置10E的棱镜单元21具有形成在第1棱镜31的两侧面53上的2种倾斜面91，92以及形成在第2棱镜32的两侧面64上的2种倾斜面93，94。

在第1棱镜31上形成的第1倾斜面91是其与筐体20内面形成的间隙以锥形向筐体20的一侧(框部件24侧)扩展的形状。与此相反，第2倾斜面92是间隙以倒锥形向框部件24变窄的形状。形成于第2棱镜32上的第1倾斜面93是其与筐体20内面形成的间隙以锥形向框部件24扩展的形状。与此相反，第2倾斜面94是间隙以倒锥形向框部件24变窄的形状。

通过向这些倾斜面91～94供给胶粘剂81并使其固化，棱镜31，32的两侧面53，64被固定在筐体20的内面。由于第1倾斜面91，93和第2倾斜面92，94相互反方向倾斜，因而对于在图11中以箭头Y表示的方向上施加的力，胶粘剂81会像楔子那样发挥作用，从而能够以高强度将棱镜31，32固定在筐体20上。

这些倾斜面91～94作为防剥离部而起作用。除此以外的基本的构成和作用和上述第1实施方式的摄像装置10A相同。另外，也可以在棱镜31的端面95(图12所示)形成上述倾斜面91～94，并通过胶粘剂81固定这些斜面91～94和筐体20。

图13表示本发明第6实施方式的摄像装置10F。该摄像装置10F的棱镜单元21利用在棱镜31，32的反射面51，61，62形成的由铝构成的涂层54，65，66的背面(非光学功能面)作为防剥离部。铝性的涂层54，65，66与胶粘剂81的胶粘性良好，可以发挥高胶粘强度。

如图13所示，第1和第2棱镜31，32的涂层54，65通过胶粘剂81固定在筐体20上，进而第2棱镜32的涂层66通过胶粘剂81被固定在固定部件33的安装部37上。由于涂层54，65，66的背面是非光学功能面，因而即使附着了胶粘剂81也没有光学方面的问题。另外，棱镜31，32的平面部55，67通过胶粘剂(未图示)被固定在固定部件33的紧固部36上。

这样，通过胶粘剂81将作为防剥离部而起作用的涂层54，65，66固定在筐体20或者固定部件33上，从而能够以高强度固定棱镜31，32，得到耐冲击性优越的摄像装置10F。除此以外的基本的构成和作用和上述第1实施方式的摄像装置10A相同，因而和第1实施方式的摄像装置10A同样的部位赋予相同的符号，并省略说明。

图14表示摄像用器械的一例即将本发明的摄像装置装入带摄像头的手机100的例子。通过在带摄像头的手机100中装入上述各实施方式中说明的摄像装置，可以进一步使带摄像头的手机100的小型化和薄型化以及提高光学性能。

另外，不言而喻，在实施本发明时，以筐体、棱镜单元、防剥离部为代表，可以在不超出本发明的要旨的范围对发明的构成要素进行各种变更而实施。

Claims (9)

1、一种摄像装置，其是具有筐体和棱镜单元的摄像装置；所述棱镜单元容置在所述筐体中，具有入射面、射出面和自由曲面形状的反射面，并且包括含有难胶粘性树脂的第1和第2棱镜；其特征在于，所述第1和第2棱镜通过涂布在非光学功能面上的胶粘剂而被固定在所述筐体内部的规定位置，在所述非光学功能面上设有防剥离部。

2、根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，所述难胶粘性树脂为降冰片烷系树脂。

3、根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，所述第1和第2棱镜分别被胶粘在兼作紧固部件的固定部件的一个面和另一个面上，该固定部件被固定在所述筐体上。

4、根据权利要求1或者2所述的摄像装置，其特征在于，在所述筐体的与所述防剥离部对应的位置形成有向该筐体的内侧供给所述胶粘剂的开口部。

5、根据权利要求4所述的摄像装置，其特征在于，所述防剥离部为所述第1和第2棱镜侧面的凸部，其形成在和所述开口部对应的位置。

6、根据权利要求4所述的摄像装置，其特征在于，所述防剥离部为所述第1和第2棱镜的侧面的凹部，其形成在和所述开口部对应的位置。

7、根据权利要求1或者2所述的摄像装置，其特征在于，所述防剥离部是形成在所述第1和第2棱镜的所述非光学功能面上的倾斜面，该倾斜面包括：第1倾斜面，其和所述筐体的内面之间的间隙向所述筐体的一侧扩展；以及第2倾斜面，其和所述筐体的内面之间的间隙向所述一侧变窄。

8、根据权利要求1或者2所述的摄像装置，其特征在于，所述防剥离部是形成在所述第1和第2棱镜的所述反射面上的涂层，沿该涂层和所述筐体的内面涂布有所述胶粘剂。

9、一种摄像装置的制造方法，其特征在于，具有如下步骤：

成型含有难胶粘性树脂的第1和第2棱镜的步骤，所述第1和第2棱镜分别具有入射面、射出面、自由曲面形状的反射面和防剥离部；

在所述第1和第2棱镜之间配置固定部件的同时，在该固定部件的一个面上通过胶粘剂固定所述第1棱镜，在该固定部件的另一个面上通过胶粘剂固定所述第2棱镜的步骤；

将所述固定部件固定在筐体内部的规定位置的步骤；

从形成在所述筐体上的开口部向所述第1和第2棱镜的所述防剥离部供给胶粘剂，沿所述开口部和所述防剥离部涂布所述胶粘剂的步骤。

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