專利名稱：光學單元和包括該光學單元的圖像拾取裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光學系統(tǒng)能夠在其工作位置和其縮進位置之間移動的可伸縮光學單元，和具有該光學單元的圖像拾取裝置，諸如數(shù)字照相機和數(shù)字攝像機。特別是，本發(fā)明涉及這樣的光學單元和具有該光學單元的圖像拾取裝置，其中通過當伸縮光學單元時，使光學濾光片在與其光軸相交的方向退出，例如聚焦鏡頭的鏡頭框縮進由于退出形成的空間，以使可伸縮鏡頭形狀更薄，并且在使用者用力進行伸縮操作或在伸縮光學單元時退出機構不工作的異常情況下，處于光軸上的光學濾光片被迫退出光軸。
背景技術：
近年來，對諸如數(shù)字照相機和數(shù)字攝像機的圖像拾取裝置的便攜性和可操作性的改進已在需求之中，整個裝置的尺寸追求小型化，其中，在圖像拾取裝置中所用的光學系統(tǒng)的鏡頭和鏡頭鏡筒也已經(jīng)被小型化。另外，人們還迫切需要所拍圖片具有高品質(zhì)和高密度像素，以致于出現(xiàn)這樣的情形，即，即使形成光學系統(tǒng)的鏡頭尺寸變大，也需要通過縮小驅(qū)動機構來使光學系統(tǒng)中的鏡頭鏡筒變小。
另外，關于用做諸如數(shù)字照相機和數(shù)字攝像機的圖像拾取裝置的所謂可伸縮鏡頭，從便于攜帶方面來看，則要求使鏡頭的尺寸小，外形薄。而且，在諸如數(shù)字照相機和數(shù)字攝像機的圖像拾取裝置中，CCD、CMOS等固態(tài)成像器件拾取通過光學系統(tǒng)內(nèi)的鏡筒形成的物體的圖像，將所拾取的光通過光電方法轉(zhuǎn)換成輸出的電信號，并產(chǎn)生相應于物體的圖像的數(shù)字數(shù)據(jù)。
在這種情況下，由于CCD、CMOS等固態(tài)成像器件進行幾何色散采樣，所以當圖像拾取裝置拍攝比其周期排列更細的幾何圖案(頭發(fā)、條紋圖案、平鋪圖案等)時，將出現(xiàn)例如假彩色信號或莫爾紋，給圖片蒙上一種不和諧的感覺，這是很不便的。
為了消除不必要的高頻成份，傳統(tǒng)上是借助于光學低通濾光片，增加模糊(blur)。至于光學低通濾光片，人們提出并使用利用了衍射現(xiàn)象、雙折射、球差等的各種“模糊”構件。
另外，由于固態(tài)成像器件諸如CCD或CMOS不僅對可見光，而且對紅外線光通常都具有高靈敏度，所以不消除不必要的紅外線就不能還原出正確的顏色。為消除不必要的紅外線，采用了紅外截止濾光片，該紅外截止濾光片具有通過不僅吸收紅外線，而且沿著漸變的吸收曲線吸收從橙色到紅色的光線，順序地進行長波長光線的色彩還原的功能。關于紅外截止濾光片，除使用玻璃或塑料的吸收型之外，還有使用不透光的多層膜的反射紅外線的類型。
傳統(tǒng)的諸如數(shù)字照相機和數(shù)字攝像機的圖像拾取裝置使用紅外截止濾光片，以便得到如上所述的高度色彩還原性(例如參考專利文獻2)。其設計成使該紅外截止濾光片可以設置在光路上，并可從光路上移開。另外，通過使用紅外光等以紅外線照射物體，即使在普通的諸如數(shù)字照相機和數(shù)字攝像機的圖像拾取裝置無法拍照的非常黑的環(huán)境中，不使用閃光燈或照明設備它也能夠拍照(“夜拍功能”)。
除上述夜拍功能(紅外攝影功能)外，本發(fā)明的申請人近來已研發(fā)出這樣的功能(“夜晚取景功能”)，其中在調(diào)焦的同時將紅外截止濾光片設置在鏡頭的光軸上或偏離光軸，獲得在黑暗中取景和以自然色調(diào)記錄圖像之間的兼容性。這是這樣一種攝影，其中，在取景時，通過使紅外截止濾光片撤出或退出光軸，在紅外攝影狀態(tài)下實現(xiàn)準確取景；在調(diào)焦階段，使紅外截止濾光片返回到光軸上用于調(diào)焦，然后在攝影(記錄)時，驅(qū)動閃光燈拍攝具有正確色彩還原的圖片。
圖9是示出數(shù)字照相機的鏡頭未被使用且縮進的狀態(tài)時的外觀的透視圖，所述狀態(tài)具體指鏡頭鏡筒收縮至處于縮進狀態(tài)時的狀態(tài)。圖10是示出照相機在使用中且鏡頭鏡筒被拉長的狀態(tài)時的外觀的透視圖，所述狀態(tài)具體指廣角狀態(tài)或遠攝狀態(tài)。圖11A、11B和11C示出了包括在光學單元之中的可伸縮鏡頭的外觀；圖11A是示出收縮狀態(tài)的透視圖；圖11B示出其廣角狀態(tài)；圖11C示出其遠攝狀態(tài)。
另外，圖12A、12B和12C示出包括在光學單元之中的傳統(tǒng)可伸縮鏡頭；圖12A是示出在不使用時鏡頭縮進位置的剖視圖；圖12B是廣角位置的剖視圖；圖12C是遠攝位置的剖視圖。還有，圖13是圖12A-12C中示出的可伸縮鏡頭的分解透視圖。
首先，將參照圖9和10說明數(shù)字照相機的主要結(jié)構。標號1表示數(shù)字照相機的機身，標號2表示可伸縮型的圖像拾取鏡頭部分，其位于機身1的一側(cè)的前表面。在圖9的縮進狀態(tài)下，鏡筒3保護圖像拾取鏡頭部分2的前鏡頭表面。在機身1的前表面?zhèn)仍O置有取景鏡頭4、閃光燈5、和用于檢測到物體的距離的自動對焦輔助光接收部分6。標號7表示取景窗；標號8表示快門按鈕；標號9表示用于改變模式的旋紐。
接下來，將參照圖11A至11C和圖12A至12C詳細描述作為可伸縮光學單元的圖像拾取鏡頭部分2的結(jié)構。在圖12A至12C中示出的可伸縮光學單元是不能在夜間攝影的類型(即沒有夜拍功能的類型)。
標號10表示支持多個鏡頭11的第一組鏡頭框。第一組鏡頭框10包括多個凸輪銷10a，其與凸輪環(huán)12的第一凸輪槽12a配合。第一組鏡頭框10由例如含有玻璃纖維的黑聚碳酸酯樹脂模制而成，并具有強度和光遮蔽特性。
標號13表示支持多個鏡頭13a的第二組鏡頭框。第二組鏡頭框13包括多個凸輪銷13b，其與凸輪環(huán)12的第二凸輪槽12b配合。第二組鏡頭框13由例如含有玻璃纖維的黑聚碳酸酯樹脂模制而成，具有強度和光遮蔽特性。此外，第二組鏡頭框13可以包括光圈快門(iris shutter)機構。
上述凸輪環(huán)12包括由齒輪單元14的齒輪14a驅(qū)動以在固定環(huán)15的內(nèi)圓周內(nèi)旋轉(zhuǎn)的齒輪部分12c，和與固定環(huán)15的凸輪槽15a配合的多個凸輪銷12d。凸輪環(huán)12由例如含有玻璃纖維的黑聚碳酸酯樹脂模制而成，具有強度和光遮蔽特性。凸輪環(huán)12的第一凸輪槽12a和第二凸輪槽12b使第一和第二組鏡頭框10和13沿預定曲線在其光軸L方向上移動，用于變焦(zooming)操作。
標號16表示直接導向環(huán)(straight forward guide ring)，其是在固定環(huán)15內(nèi)與凸輪環(huán)12成整體地沿光軸L方向移動的構件。直接導向環(huán)16包括用于在光軸方向上引導第一組鏡頭框10的多個導向槽16a，和用于在光軸方向上引導第二組鏡頭框13的多個導向槽16b。該直接導向環(huán)由例如含有玻璃纖維的黑聚碳酸酯樹脂模制而成，并具有強度和光遮蔽特性。
固定環(huán)15是固定在后鏡筒17上的一個構件。固定環(huán)15由例如含有玻璃纖維的黑聚碳酸酯樹脂模制而成，具有強度和光遮蔽特性。
標號18表示支持鏡頭19的第三組鏡頭框。第三組鏡頭框18由例如含有玻璃纖維的黑聚碳酸酯樹脂模制而成，具有強度和光遮蔽特性。第三組鏡頭框18被支持著可在光軸方向上相對后鏡筒17移動；具體而言，它設計成借助于未示出的諸如步進電機的動力源，沿光軸方向精密地移動。
固定環(huán)15、擋片驅(qū)動機構20和齒輪單元14固定在后鏡筒17上。另外，在后鏡筒17中，包括光學低通濾光片和紅外截止濾光片的光學濾光片22用密封橡膠23固定定位，密封橡膠23在支持部分21處對著第三組鏡頭框18彈性地推動濾光片。而且，在后鏡筒17中，諸如CCD、CMOS等的固態(tài)成像器件24設置和固定在光學濾光片22之后。
擋片驅(qū)動機構20是一個突起件，用于與縮進的圖像拾取鏡頭部分2相聯(lián)系地驅(qū)動擋片3閉合。另外，齒輪單元14通過與齒輪12c嚙合的齒輪部分14a驅(qū)動凸輪環(huán)12旋轉(zhuǎn)，齒輪比確定為使得在從縮進狀態(tài)經(jīng)廣角狀態(tài)到遠攝狀態(tài)和從遠攝狀態(tài)經(jīng)廣角狀態(tài)到縮進狀態(tài)的范圍內(nèi)都能得到足夠的驅(qū)動力。
接著，將說明上述圖像拾取鏡頭部分2的操作。
在從圖12A的縮進狀態(tài)到圖12B的廣角位置的操作中，由諸如DC電機的驅(qū)動源驅(qū)動與凸輪環(huán)12的齒輪部分12c嚙合的齒輪單元14的齒輪14a，同時凸輪環(huán)12沿光軸L朝物體移動，這時凸輪銷12d沿固定環(huán)15的凸輪槽15a轉(zhuǎn)動。此時，直接導向環(huán)16與凸輪環(huán)12成整體地向前移動，如箭頭A所示。
同時，第一組鏡頭框10向前移動，如箭頭B所示，凸輪銷10a沿凸輪環(huán)12的第一凸輪槽12a和直接導向環(huán)16的導向槽16a運動。與此同時，第二組鏡頭框13向前移動，如箭頭C所示，凸輪銷13b沿凸輪環(huán)12的第二凸輪槽12b和直接導向環(huán)16的導向槽16b運動。上述操作的結(jié)果是，第一組鏡頭框10和第二組鏡頭框13被置于光學廣角位置。
盡管在從廣角位置到圖12C的遠攝位置的操作中也由齒輪單元14驅(qū)動凸輪環(huán)12，但在該操作范圍內(nèi)凸輪銷12d沿凸輪槽15a的水平凸輪槽15b運動，使得凸輪環(huán)12不沿光軸方向移動；因此，直接導向環(huán)16也不沿光軸方向移動，如箭頭D所示。此時，第一組鏡頭框10如箭頭E所示移動，凸輪銷10a沿凸輪環(huán)12的第二凸輪槽12a和直接導向環(huán)16的導向槽16a運動。
同時，第二組鏡頭框13向前移動，如箭頭F所示，其凸輪銷13b沿凸輪環(huán)12的凸輪槽12b和直接導向環(huán)16的導向槽16b運動。上述操作的結(jié)果是，第一組鏡頭框10和第二組鏡頭框13在廣角位置和遠攝位置之間光學移動，用于變焦操作(在箭頭G的方向)。
另外，從遠攝位置到廣角位置的移動和從廣角位置到縮進位置的移動通過驅(qū)動齒輪單元14的齒輪14a反向旋轉(zhuǎn)完成，所以凸輪環(huán)12以相反方向旋轉(zhuǎn)。
于是，當?shù)谝唤M鏡頭框10和第二組鏡頭框13以此方式進行變焦操作時，第三組鏡頭框18借助未示出的另一驅(qū)動源，例如步進電機，沿光軸方向精密地移動。
當具有上述結(jié)構的傳統(tǒng)可伸縮鏡頭2縮進時，由于諸如低通濾光片和紅外截止濾光片的光學濾光片自身的厚度，和光學濾光片插入及固定的部分的厚度，限制了第三組鏡頭框18朝向由CCD、CMOS等組成的固態(tài)成像器件24的可移動范圍。而且，對第三組鏡頭框18和第二組鏡頭框13之間的距離以及第二組鏡頭框13和第一組鏡頭框10之間的距離也有一定的限制。
即使使第三組鏡頭框18一直移動到與后鏡筒17(光學濾光片插入和固定的地方)相接觸，第三組鏡頭框18和第二組鏡頭框13之間的距離以及第二組鏡頭框13和第一組鏡頭框10之間的距離也可以小至它們分別相互接觸，圖像拾取鏡頭部分2(可伸縮鏡頭)的總縮進長度在外形上僅能薄至一定程度。
而且，在紅外截止濾光片貼在光學低通濾光片上的狀態(tài)下，光學濾光片22被用作固定到后鏡筒17上的光學濾光片，使得紅外截止濾光片不能設置在光軸上或偏離光軸，因而不能進行夜拍。
接著，將參照圖14A至14C，圖15A和15B，圖16和17，詳細說明根據(jù)能夠在夜間攝影(具有夜拍功能)的傳統(tǒng)可伸縮型光學單元的可伸縮鏡頭(圖像拾取鏡頭部分)70的結(jié)構。
夜拍是一種通過將紅外截止濾光片設置在光軸上或偏離光軸來實現(xiàn)拍攝的技術。光學單元的整體結(jié)構與上述不能夠在夜間攝影(無夜拍功能)的類型的可伸縮光學單元2(參見圖12A至12C)的結(jié)構相同。因此，相同部件用相同的標號表示以省卻說明，僅對不同部件加以說明。
如圖14A至14C中所示，后鏡筒17A包括大致處于其表面的中心對著固定環(huán)15、形成近似矩形的平行六面體的殼體(casing)71。如圖16和17中所示，在殼體71內(nèi)設置有濾光片退回部分72，用于將光學濾光片(在該實施例中指紅外截止濾光片91)布置在鏡頭光軸方向上的適當位置上。在殼體71的前面，設置有與該濾光片退回部分72對應的開口73，用于使來自物體側(cè)的入射光經(jīng)過，射向由后鏡筒17A支持的固態(tài)成像器件24，例如CCD和CMOS。
此外，在殼體71的上表面設置有退出口(escape exit)74，用于使紅外截止濾光片91沿與其光軸L相交的方向退出，紅外截止濾光片是退回在濾光片退回部分72中的光學濾光片的一個具體示例。在退出口74的兩側(cè)設置有一對導向部分75和75，用于當紅外截止濾光片在動力驅(qū)動下移動時，適當?shù)卦谂c光軸相交的方向上引導紅外截止濾光片91。
另外，在后鏡筒17A的一個表面的對角線上部分設置動力源安裝部分77，用于安裝動力源76，其產(chǎn)生用于移動紅外截止濾光片91的動力。作為動力源76的一個示例，可以用步進電機，在其轉(zhuǎn)軸76a突起的一側(cè)上設置有法蘭(flange)部分76b，用于與動力源安裝部分77配合。通過用諸如螺釘?shù)木o固裝置將法蘭部分76b固定到動力源安裝部分77，動力源76被安裝到后鏡筒17A上。此時，轉(zhuǎn)軸76a插入軸承77a內(nèi)。
動力源76的轉(zhuǎn)軸76a與旋轉(zhuǎn)銷78經(jīng)臂78a被一體地設置。旋轉(zhuǎn)銷78平行與轉(zhuǎn)軸76a并經(jīng)臂78a與轉(zhuǎn)軸76a分開預定距離。此外，在轉(zhuǎn)軸76a的頂端安裝有扇形齒輪79，其中齒輪部分79a位于其部分外周邊緣上。在扇形齒輪79的中心設置有嚙合插槽79b，轉(zhuǎn)軸76a和旋轉(zhuǎn)銷78插入其中。轉(zhuǎn)軸76a和旋轉(zhuǎn)銷78共同與嚙合插槽79b嚙合，從而通過轉(zhuǎn)軸76a的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動扇形齒輪79，以整體旋轉(zhuǎn)。
用扇形齒輪79的齒輪部分79a嚙合小齒輪80，小齒輪80由設置在法蘭部分76b上的軸76c可旋轉(zhuǎn)地支撐。在小齒輪80的部分外周上設置有臂80a，朝著動力源76方向突起的驅(qū)動銷81安裝在臂80a上。這些動力源76、旋轉(zhuǎn)銷78、扇形齒輪79、小齒輪80、和驅(qū)動銷81構成用以移動濾光片支座82的動力傳輸機構83。
扇形齒輪79和其它部分布置在后鏡筒17A和動力源76之間，定位成能夠達到預定性能，并能被驅(qū)動。應該指出，動力傳輸機構83不限于上述齒輪系等等，也可采用能夠傳輸動力的各種機構，例如凸輪機構和連桿機構。
濾光片支座82支持紅外截止濾光片91，以在與光軸L相交的方向移動，其中設置了形成有用于安裝紅外截止濾光片91的U形開口的支持部分82a。在支持部分82a的開口側(cè)的兩個外表面上分別設置突起82b，用于固定配合箍84，以封閉開口。在濾光片支座82的支持部分82a的相對側(cè)，具有長槽82c，驅(qū)動銷81以可滑動的方式與其嚙合。
而且，在濾光片支座82的支持部分82a的開口側(cè)的相對側(cè)上，設置有突起的導向條82d，當濾光片在與光軸L相交的方向移動時，其由殼體71的導向部分75引導。濾光片支座82由例如含有玻璃纖維的聚碳酸酯樹脂模制而成，具有強度、光遮蔽特性和批量生產(chǎn)性。
配合箍84由彈性件諸如橡膠的彈性體形成，具有一對與凸起82b嚙合的嚙合孔84a。在配合箍84上設有推動部分84b，用于彈性推動紅外截止濾光片91，以防止安裝時掉下來。通過在紅外截止濾光片91裝于該開口中時，將配合箍84緊固到支持部分82a的開口側(cè)，紅外截止濾光片91被置于預定位置上，由濾光片支座82支持。
支持紅外截止濾光片91的方法不限于使用配合箍84的扣合(snap-fit)法；可以采用諸如利用熱模壓或粘合劑的粘合法或其它方法的各種方法。
在該示例中，在由濾光片支座82支持著在與光軸L相交的方向移動的情況下，紅外截止濾光片91可以作為與光學低通濾光片85分立的構件而獨立形成，這不同于傳統(tǒng)可伸縮鏡頭。
光學低通濾光片85對于在諸如紅外攝影的夜拍過程中記錄圖像拾取裝置的圖片來說也是必須的。因而，在該示例中，光學低通濾光片85沿光軸方向布置在固態(tài)成像器件24之前，安裝在后鏡筒17A的中心開口處，置于預定位置以被固定。
上述動力傳輸機構83和濾光片支座82構成移動機構86，用于在一光軸上的位置和一偏離光軸的位置之間移動紅外截止濾光片91。移動機構86和殼體71構成退出機構88，用于從光軸上的預定位置、沿與之成直角的方向線性移動紅外截止濾光片91，以使濾光片退出到偏離光軸的預定位置。
下面將簡要說明退出機構88的操作。首先是關于紅外截止濾光片從光軸上的位置移動到偏離光軸的位置的情況描述。
開始時，驅(qū)動源76被驅(qū)動，以按預定的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸76a和旋轉(zhuǎn)銷78。這使扇形齒輪79以相同方向旋轉(zhuǎn)，并旋轉(zhuǎn)相同的量，使其與轉(zhuǎn)軸76a一起旋轉(zhuǎn)，就象是一個整體。隨著扇形齒輪79的旋轉(zhuǎn)，與齒輪部分79a嚙合的小齒輪80沿相反方向旋轉(zhuǎn)對應嚙合齒輪數(shù)的量。
隨著驅(qū)動銷81繞軸76c旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動銷81順著長孔82c移動，并使濾光片支座82沿將支座從濾光片退回部分72拉出的方向移動。因此，由導向部分75引導的濾光片支座82沿與光軸相交的方向移動。結(jié)果，由濾光片支座82支持的紅外截止濾光片91沿正交方向從在光軸上的預定位置線性移動到偏離光軸的預定位置。
另一方面，在紅外截止濾光片91從偏離光軸的預定位置移動到在光軸上的預定位置的情況下，執(zhí)行與上述退出操作相反的操作。通過該操作，紅外截止濾光片91可移動到在光軸上的預定位置。
在其上安裝有紅外截止濾光片91等的后鏡筒17A的前表面上，使固定環(huán)15的后端與之接觸，并用諸如緊固螺釘?shù)鹊木o固裝置將其固定成為一個整體。如圖17中所示，出于這個原因，固定環(huán)15的后端設置有多個螺釘接收部分15c，相配合的螺釘插于其中，另外，后鏡筒17A還設有與這些螺釘接收部分15c相同數(shù)量的相應凹入部分17a。通過將每個螺釘接收部分15c配合到每個凹入部分17a中，固定環(huán)15相對于后鏡筒17A定位。通過在這種狀態(tài)下擰緊螺釘，固定環(huán)15就緊固到后鏡筒17A上，以結(jié)合成為一體。
依靠上述結(jié)構，可伸縮鏡頭70能夠?qū)崿F(xiàn)上述“夜拍功能”和“夜間取景功能”。具體來說，當可伸縮鏡頭用作光學鏡頭，從圖14A所示的縮進狀態(tài)經(jīng)圖14B所示的廣角狀態(tài)到圖14C所示的遠攝狀態(tài)，通過將紅外截止濾光片91設置在光軸上或偏離光軸，能夠?qū)崿F(xiàn)紅外攝影的“夜拍”和“夜間取景”。
圖15A和15B解釋了可伸縮鏡頭70的紅外截止濾光片91移入和移出的操作；圖15A示出紅外截止濾光片91設置在光軸上的預定位置時的狀態(tài)；圖15B示出紅外截止濾光片91完全移出光軸的狀態(tài)。在相同圖中，標記H表示紅外截止濾光片91的移動方向。
作為包括上述可伸縮光學單元的圖像拾取裝置，例如，在專利文獻1中公開了一種。在專利文獻1中公開了一種能夠在工作位置和縮進位置之間移動其光學系統(tǒng)的諸如照相機等的光學裝置。
這種光學裝置的特征為包括構成光學系統(tǒng)的第一鏡頭單元；用于驅(qū)動第一鏡頭單元的第一電機；構成光學系統(tǒng)的第二鏡頭單元，其設置在第一鏡頭單元之后；用于驅(qū)動第二鏡頭單元的第二電機；和控制裝置，用于控制第一和第二電機以使第二鏡頭單元響應于光學系統(tǒng)的退回命令而退回，在第二鏡頭單元已經(jīng)退回之后開始使第一鏡頭單元退回，并使第一鏡頭單元退回到由于退回第二鏡頭單元而形成的空間內(nèi)。
另外，作為設置有紅外截止濾光片的圖像拾取裝置，例如，在專利文獻2中公開了一種。在該專利文獻2中公開了一種圖像拾取裝置，具有能夠在可見光和紅外線的范圍內(nèi)攝影的圖像拾取器件。
該圖像拾取裝置的特征在于，在具有能夠在可見光和紅外線的范圍內(nèi)攝影的圖像拾取器件的圖像拾取裝置中，包括有紅外截止濾光片，能夠被布置在光路上和偏離光路；信號處理裝置，用于處理通過圖像拾取器件得到的視頻信號；檢測裝置，用于在通過拍攝獲得視頻信號時檢測亮度；和控制裝置，用于根據(jù)檢測裝置所檢測的結(jié)果評估操作是否錯誤，并向使用者通知該錯誤操作。
專利文獻1日本公布專利申請No.2000-194046(第3至5頁，圖1等)專利文獻2日本公布專利申請No.2000-261716(第2頁，圖1)可是，在以上參照圖4A至14C所述的“具有夜拍功能、能夠在夜間攝影的可伸縮鏡頭”中，由于增加了紅外截止濾光片的移入和移出機構，所以與“無夜拍功能、不能夠在夜間攝影的可伸縮鏡頭”相比較，鏡頭的總長度在縮進時變得較長，這造成一個問題。
這點將會詳細說明；圖4A示出“無夜拍功能的可伸縮鏡頭(以下稱為“X型”)”；圖4B示出“根據(jù)現(xiàn)有技術的、具有夜拍功能的可伸縮鏡頭(以下稱為“Y型”)”；圖4C示出“根據(jù)本發(fā)明的、具有夜拍功能的可伸縮鏡頭(以下稱為“Z型”)”。
從圖4A和4B中清楚示出，比較X型可伸縮鏡頭與Y型可伸縮鏡頭，Y型可伸縮鏡頭的厚度T1因退出機構88的厚度致使明顯增加。
另外，如圖4B所示，在“具有夜拍功能、能夠在夜間攝影的可伸縮鏡頭”中，當在縮進時由于使用者關斷電源或電池突然故障或電池盒被打開電源突然停止時，采用了這樣的方式使用者可以用手動操作強行給該可伸縮鏡頭一個外力，用于強行執(zhí)行伸縮操作。
在這種情況下，由于動力沒有供應到紅外截止濾光片的移入和移出機構，所以它不可能使紅外截止濾光片隨縮進操作同時退出光軸。結(jié)果，存在這樣的危險被外力迫使退回的退回部件可能接觸或干擾其它部件，以致于紅外截止濾光片、濾光片支座及其驅(qū)動機構，或者可伸縮鏡頭自身的驅(qū)動機構(例如凸輪環(huán))在結(jié)構上可能被破壞，這造成另一個問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述問題，目的是提供能夠使可伸縮鏡頭比以前更薄的光學單元和具有該光學單元的圖像拾取裝置。
另外，本發(fā)明的目的還在于，如果使用者強行進行伸縮操作，或者出現(xiàn)當可伸縮鏡頭被退回或縮進時，用于使光學濾光片退出光軸以偏離光軸的退出機構不工作等的這樣異?，F(xiàn)象，通過提供一種用于強行使光學濾光片從光軸退回以偏離光軸的機構來解決上述問題。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本申請的光學單元是一可伸縮光學單元，其具有一固定筒，至少一個沿光軸方向相對于固定筒可移動的鏡筒，和設置在固定筒和鏡筒之間的鏡頭及光學濾光片，所述光學單元包括一退出機構，其中在被縮進以使鏡筒接近光學濾光片時，通過所述退出機構使光學濾光片在與光軸相交的方向移動以退出光軸，其中鏡頭可以在光學濾光片移動之后退回到一光軸上的位置。
此外，根據(jù)本申請的光學單元是一可伸縮光學單元，其具有一固定筒，至少一個沿光軸方向相對于固定筒可移動的鏡筒，和設置在固定筒和鏡筒之間的鏡頭及光學濾光片，所述光學單元包括一退出機構，其中在被縮進以使鏡筒接近光學濾光片時，通過所述退出機構使光學濾光片在與光軸相交的方向移動以退出光軸，和一強行退出機構，用于當退出機構不能使光學濾光片從光軸退出時，使光學濾光片強行退出光軸。
此外，根據(jù)本申請的一種具有所述光學單元的圖像拾取裝置包括一可伸縮光學單元，其包括一固定筒，至少一個沿光軸方向相對于固定筒可移動的鏡筒，和設置在固定筒和鏡筒之間的鏡頭及光學濾光片，和一退出機構，用于使光學濾光片在與光軸相交的方向移動并退出光軸，該圖像拾取裝置是諸如數(shù)字照相機和數(shù)字攝像機的拍攝裝置，其能夠在光學濾光片已移動之后使鏡頭縮進到一光軸上的位置。
此外，根據(jù)本申請的一種具有所述光學單元的圖像拾取裝置是一拍攝裝置，諸如數(shù)字照相機和數(shù)字攝像機，其包括一可伸縮光學單元，該光學單元包括一固定筒，至少一個沿光軸方向相對于固定筒可移動的鏡筒，和設置在固定筒和鏡筒之間的鏡頭及光學濾光片，一退出機構，其中在縮進以使鏡筒接近光學濾光片時，通過所述退出機構使光學濾光片在與光軸相交的方向移動以退出光軸，和一強行退出機構，用于當退出機構不能使光學濾光片從光軸退出時，使光學濾光片強行退出光軸。
根據(jù)該申請的光學單元使光學濾光片在鏡筒縮進時在與光軸相交的方向上退回，以在濾光片移動之后，在一光軸上的位置處形成一預定尺寸的空間，并使鏡筒的鏡頭退回到該空間中。因而，通過在光學濾光片移動之后使鏡頭縮進在所述空間內(nèi)，所述光學單元的可伸縮鏡頭的總長度變薄，從而使得該光學單元能夠被小型化。
另外，通過除退出機構之外設置了一強行退出機構，在使用者進行強行操作或在伸縮時退出機構出錯時，通過強行退出機構可以使光學濾光片強行從光軸上的位置退出到一偏離光軸的位置，因此使得能夠防止諸如紅外截止濾光片的光學濾光片及其支持構件、其驅(qū)動機構或者可伸縮鏡頭自身的驅(qū)動機構(例如凸輪環(huán))結(jié)構斷裂。
此外，根據(jù)該申請的包括所述光學單元的圖像拾取裝置，由于使用了可小型化的光學單元，所以該裝置可用作諸如數(shù)字照相機和數(shù)字攝像機的拍攝裝置，并且該圖像拾取裝置的整體尺寸小，外形薄。
另外，通過除退出機構之外設置了一強行退出機構，由于使用者的強行伸縮操作或由于退出機構在伸縮時的故障導致的光學單元的結(jié)構被破壞的風險性降低了，這使得諸如數(shù)字照相機和數(shù)字攝像機的圖像拾取裝置能夠具有抗斷裂的堅固結(jié)構。


圖1A是示出根據(jù)本發(fā)明光學單元的第一實施例的縮進狀態(tài)的剖視圖，所述縮進狀態(tài)為當可伸縮鏡頭未被使用時的退回狀態(tài)；圖1B是示出根據(jù)本發(fā)明光學單元的第一實施例的可伸縮鏡頭的廣角狀態(tài)的剖視圖；圖1C是示出根據(jù)本發(fā)明光學單元的第一實施例的可伸縮鏡頭的遠攝狀態(tài)的剖視圖；圖2是圖1A的放大剖視圖；圖3A是用于解釋根據(jù)本發(fā)明光學單元的第一實施例使紅外截止濾光片移入或移出的操作的剖視圖，圖中示出濾光片位于光軸上的狀態(tài)；圖3B是用于解釋根據(jù)本發(fā)明光學單元的第一實施例使紅外截止濾光片移入或移出的操作的剖視圖，圖中示出濾光片移出光軸的狀態(tài)；圖4A是示出無夜拍功能的傳統(tǒng)光學單元的可伸縮鏡頭的剖視圖；圖4B是示出具有夜拍功能的現(xiàn)有光學單元的可伸縮鏡頭的剖視圖；圖4C是示出根據(jù)具有夜拍功能的本發(fā)明光學單元的第一實施例的可伸縮鏡頭的剖視圖；圖5A是示出根據(jù)本發(fā)明光學單元的第二實施例的縮進狀態(tài)的剖視圖，所述縮進狀態(tài)為可伸縮鏡頭未被使用時的退回狀態(tài)；圖5B是示出根據(jù)本發(fā)明光學單元的第二實施例的可伸縮鏡頭的廣角狀態(tài)的剖視圖；圖5C是示出根據(jù)本發(fā)明光學單元的第二實施例的可伸縮鏡頭的遠攝狀態(tài)的剖視圖；圖6A是用于解釋根據(jù)本發(fā)明光學單元的第二實施例使紅外截止濾光片移入或移出的操作的剖視圖，圖中示出濾光片位于光軸上的狀態(tài)；圖6B是用于解釋根據(jù)本發(fā)明光學單元的第二實施例使紅外截止濾光片移入或移出的操作的剖視圖，圖中示出濾光片移出光軸的狀態(tài)；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明光學單元的第二實施例的可伸縮鏡頭的第二組鏡頭框和后鏡筒的側(cè)視圖；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的可伸縮鏡頭的第二組鏡頭框和后鏡筒的透視圖；圖9是示出數(shù)字照相機的一實施例的外觀的透視圖，所述照相機的光學單元的可伸縮鏡頭處于縮進狀態(tài)；圖10是示出數(shù)字照相機的一實施例的外觀的透視圖，所述照相機的光學單元的可伸縮鏡頭拉長到廣角狀態(tài)或遠攝狀態(tài)；圖11A是示出光學單元的可伸縮鏡頭處于縮進狀態(tài)時的外觀的透視圖；圖11B是示出光學單元的可伸縮鏡頭處于廣角狀態(tài)時的外觀的透視圖；圖11C是示出光學單元的可伸縮鏡頭處于遠攝狀態(tài)時的外觀的透視圖；圖12A是示出無夜拍功能的傳統(tǒng)可伸縮鏡頭的縮進狀態(tài)的剖視圖；圖12B是示出無夜拍功能的傳統(tǒng)可伸縮鏡頭的廣角狀態(tài)的剖視圖；圖12C是示出無夜拍功能的傳統(tǒng)可伸縮鏡頭的遠攝狀態(tài)的剖視圖；
圖13是圖12中所示的傳統(tǒng)可伸縮鏡頭的分解透視圖；圖14A是示出根據(jù)現(xiàn)有技術具有夜拍功能的可伸縮鏡頭的縮進狀態(tài)的剖視圖；圖14B是示出根據(jù)現(xiàn)有技術具有夜拍功能的可伸縮鏡頭的廣角狀態(tài)的剖視圖；圖14C是示出根據(jù)現(xiàn)有技術具有夜拍功能的可伸縮鏡頭的遠攝狀態(tài)的剖視圖；圖15A是用于解釋圖14中所示根據(jù)現(xiàn)有技術具有夜拍功能的可伸縮鏡頭的紅外截止濾光片移入或移出操作的剖視圖，圖中示出濾光片位于光軸上的狀態(tài)；圖15B是用于解釋圖14中所示根據(jù)現(xiàn)有技術具有夜拍功能的可伸縮鏡頭的紅外截止濾光片移入或移出操作的剖視圖，圖中示出濾光片移出光軸的狀態(tài)；圖16是從圖14中所示根據(jù)現(xiàn)有技術具有夜拍功能的可伸縮鏡頭的紅外截止濾光片的退出機構等的前側(cè)觀察到的分解透視圖；圖17是從圖14中所示根據(jù)現(xiàn)有技術具有夜拍功能的可伸縮鏡頭的紅外截止濾光片的退出機構等的后側(cè)觀察到的分解透視圖。
具體實施例方式
在下文中，將參照

根據(jù)本發(fā)明的可伸縮光學單元和包括該光學單元的圖像拾取裝置的實施例。
圖1A至1C是根據(jù)本申請的可伸縮鏡頭的第一實施例的剖視圖，其中，圖1示出縮進狀態(tài)，也就是說，鏡頭在不使用時的縮進位置；圖1B示出廣角位置；圖1C示出遠攝位置。圖2是圖1A的放大剖視圖。另外，圖3A和3B是用于解釋移入或移出紅外截止濾光片的操作的剖視圖。
在上下文中，與參照圖12A至12C的說明相似，當進行變焦操作和與之相反的廣角操作時，通過驅(qū)動凸輪環(huán)12旋轉(zhuǎn)，使支持多個鏡頭11的第一組鏡頭框10和支持多個鏡頭13a的第二組鏡頭框13，從圖1A中的縮進位置移動到圖1B中的廣角位置，及從圖1B中的廣角位置移動到圖1C中的遠攝位置。
另外，本申請的第一特征是，當光學單元縮進時，使由光學低通濾光片、紅外截止濾光片等形成的光學濾光片沿與光軸L相交的方向退出，使諸如聚焦鏡頭等的第三組鏡頭框縮進由所述退出形成的空間內(nèi)，因此能夠使可伸縮鏡頭的總長度變薄。
下面將參照圖1A至1C、圖2和圖3A與3B描述光學濾光片的退出機構88。應該指出，關于圖1A至1C、圖2和圖3A與3B，與在圖12A至12C、圖13、圖14A至14C以及圖15A與15B中說明的那些部件相同的部件用相同的標號表示以加以解釋。
根據(jù)第一實施例的可伸縮鏡頭(圖像拾取鏡頭部分)90的結(jié)構，與參照圖14A至14C說明的、具有“夜拍功能、能夠在夜間攝影”的可伸縮鏡頭的結(jié)構大體上相同，因而，這里對整體結(jié)構將簡單地說明，對區(qū)別點將詳細地說明。
在圖1A至1C中，標號10表示支持多個鏡頭11的第一組鏡頭框；標號12表示在光軸方向上可移動地支撐第一組鏡頭框10的凸輪環(huán)；標號13表示支持多個鏡頭13a的第二組鏡頭框；標號16表示在光軸方向上可移動地支撐第二組鏡頭框13的直接導向環(huán)。另外，標號15表示在光軸方向上可移動地支撐凸輪環(huán)12的固定環(huán)；固定環(huán)15一體地固定到后鏡筒17B的前表面上。
后鏡筒17B支持光學低通濾光片85和固態(tài)成像器件24，在這兩者之間裝有密封橡膠23。在光學低通濾光片85之前，作為光學濾光片的一個具體示例的紅外截止濾光片91，布置成在一光軸L上的位置和一偏離光軸的位置之間線性可移動。另外，在位于光軸上的紅外截止濾光片91之前，布置有由第三組鏡頭框18B支持著的鏡頭19。
盡管第三組鏡頭框18B的結(jié)構與前述第三組鏡頭框18的結(jié)構相同，但是在不會導致對光學性能不利影響的范圍內(nèi)，優(yōu)選使鏡頭框在徑向上較小，并使鏡頭框形成為使得紅外截止濾光片91和濾光片支座82能輕易地在與光軸L相交的方向退出。在這種情況下，以下做法也是有效的在第三鏡頭框18B中設置避開在與光軸L相交的方向退出的濾光片支座82的一切口(cutout)。
盡管后鏡筒17B的結(jié)構也與前述后鏡筒17A的結(jié)構相同，后鏡筒優(yōu)選如下設置，以便使濾光片支座82在與光軸L相交的方向上退出以及使第三組鏡頭框18B在諸如CCD和CMOS的固態(tài)成像器件24的方向退回。
首先，為使濾光片支座82在與光軸L相交的方向退出，使退出口的入口比之前的更大。第二，為使第三組鏡頭框18B退回到在濾光片支座82已在與光軸L相交的方向退出之后形成的空間內(nèi)，使開口73比之前的更大。開口73還可以具有固定光闌(fixed stop)的功能，可是，由于這種功能可以由其它開口(例如，固定光學低通濾光片85的部分)承擔，因此在設計上能夠使開口73較大。
接著，將說明該實施例的操作。當用作從圖1A的縮進狀態(tài)，經(jīng)圖1B的廣角狀態(tài)，到圖1C的遠攝狀態(tài)的光學鏡頭時，通過將紅外截止濾光片91設置在光軸L上和偏離光軸L，提供紅外功能，以執(zhí)行紅外攝影(參見圖3A和3B)。
在可伸縮鏡頭90的伸縮操作中，如圖1A所示，通過從動力源76向濾光片支座82提供動力，利用濾光片支座82，紅外截止濾光片91可以在與光軸L相交的方向退出(箭頭H)。此后，使第三組鏡頭框18B退回到由于使紅外截止濾光片91在與光軸L相交的方向退出之后形成的空間內(nèi)(箭頭I)。這使第三組鏡頭框18B退回到比之前更深的位置，所以鏡頭19可收縮得比以前更薄。
另外，由于第三組鏡頭框18B被縮進得比之前的更薄，所以第一組鏡頭框10、第二組鏡頭框13和直接導向環(huán)16可以沿預定的凸輪曲線移動，并退回到所得的空置空間以被重疊(箭頭A、B和C)。
因而，從4A至4C中可以清楚地顯示出這三種類型之間的關系，比較X型可伸縮鏡頭(圖4A)與Y型可伸縮鏡頭(圖4B)，可以發(fā)現(xiàn)，Y型可伸縮鏡頭的總長度增加了，增加的量為退出機構88的厚度T1。另一方面，比較Y型可伸縮鏡頭與Z型可伸縮鏡頭(圖4C)，可以發(fā)現(xiàn)，Z型可伸縮鏡頭的總長度變薄了，變薄的量為厚度T2。再則，比較X型可伸縮鏡頭和Z型可伸縮鏡頭，盡管增加了紅外截止濾光片22，但是Z型可伸縮鏡頭的總長度變薄了，變薄的量為厚度T3。
根據(jù)該實施例的可伸縮鏡頭90，其與現(xiàn)有技術或傳統(tǒng)的“具有夜拍功能、能夠在夜間攝影的可伸縮鏡頭”相比，有效地形成了用于退回的空間，并用于縮進鏡頭框(圖4A至4C)。這使可伸縮鏡頭90的總長度能夠變短、變薄。
此外，當與傳統(tǒng)的“無夜拍功能、不能夠在夜間攝影的可伸縮鏡頭”相比，由于通過使紅外截止濾光片91在與光軸L相交的方向退出，形成縮進空間并有效地利用，所以可伸縮鏡頭的總長度能夠變短、變薄。
圖5A、5B和5C是根據(jù)本申請第二實施例的可伸縮鏡頭的剖視圖；圖5A表示縮進狀態(tài)，也就是說，鏡頭未被使用時的縮進位置；圖5B表示其廣角位置；圖5C表示其遠攝位置。圖6A和6B是用于解釋使可伸縮鏡頭的紅外截止濾光片移入或移出操作的剖視圖。圖7是表示第二組鏡頭框和后鏡筒的側(cè)視圖。圖8是同時表示第二組鏡頭框和后鏡筒的透視圖。
在可伸縮鏡頭100中，與參照圖1A、1B和1C所說明的相同，支持多個鏡頭11的第一組鏡頭框10和支持多個鏡頭13a的第二組鏡頭框13B被凸輪環(huán)12驅(qū)動，旋轉(zhuǎn)并從圖5A的縮進位置移動到圖5B的廣角位置以及從圖5B的廣角位置移動到圖5C的遠攝位置，用于變焦操作和與之相反的廣角操作。因此，省略其余部分的描述。
根據(jù)該第二實施例的可伸縮鏡頭100具有這樣的特征，即設置強行退出機構92，在退出機構88不工作的異常情況下，使光學濾光片強行從光軸上的位置退出到偏離光軸的位置。接下來，參照圖5A至5C、圖6A和6B、圖7和圖8，描述光學濾光片的強行退出機構92。
應該指出，在圖5A至5C、圖6A和6B、圖7和圖8中，與前面參照圖1A至1C、圖2、圖3A和3B說明的部件相同的部件用相同的標號表示。
根據(jù)第二實施例的可伸縮鏡頭(圖像拾取鏡頭部分)100的結(jié)構，與參照圖1A至1C等說明的、具有“夜拍功能、能夠在夜間攝影”的可伸縮鏡頭的整體結(jié)構大體上相同，所以，這里對其整體結(jié)構將簡單地說明，對區(qū)別點將詳細地說明。
在圖5A至5C中，標號10表示第一組鏡頭框；標號12表示凸輪環(huán)；標號13B表示第二組鏡頭框；標號16表示直接導向環(huán)。標號15表示固定環(huán)，其一體地固定到后鏡筒17B的前表面上。后鏡筒17B支持光學低通濾光片85和固態(tài)成像器件24。在光學低通濾光片85之前，作為光學濾光片的一個具體示例的紅外截止濾光片91，布置成在光軸L上的位置和偏離光軸的位置之間線性可移動。
它這樣設計，當通過使紅外截止濾光片91向內(nèi)和向外移動的退出機構88被退回和縮進時，紅外截止濾光片91自動退出到偏離光軸的預定位置。與該退出機構88相結(jié)合地，設置了強行退出機構92。強行退出機構92是這樣一種機構，當在伸縮操作中由于退出機構88的故障導致紅外截止濾光片91不能退出到預定位置時，它使紅外截止濾光片91強行移動到預定的退出位置。
在該實施例中，作為強行退出機構92的一個具體示例的突起92設置在第二組鏡頭框13B上。如圖7、8及其它圖中所示，設置在第二組鏡頭框13B上的突起92形狀像由平板件逐漸縮尖梢而形成的楔形。其中形成傾斜平面92a。
在伸縮操作中，突起92按壓動力傳輸機構83的扇形齒輪79的壓力接收部分79c，使機構83工作，使得濾光片支座82會在離開光軸L的方向移動。換句話說，在該實施例中的強行退出機構92設計成使用一個在光軸方向上移動第二組鏡頭框13B的力作為動力，使退出機構88工作，并設計成使紅外截止濾光片91強行退出離開光軸L。
接下來將說明該實施例的操作。在用作從圖5A的縮進狀態(tài)經(jīng)圖5B的廣角狀態(tài)到圖5C的遠攝狀態(tài)的光學鏡頭的狀態(tài)下，通過將紅外截止濾光片91設置在光軸L上和偏離光軸L，提供紅外拍攝功能，以執(zhí)行紅外攝影。
具體而言，通過選擇圖6A中所示的紅外截止濾光片91設置在光軸L上的狀態(tài)和圖6B中所示的紅外截止濾光片91從光軸L上的位置移動到偏離光軸L的位置的狀態(tài)(箭頭H)，借助于前述夜拍功能和夜間取景功能可以完成在夜間攝影。
在可伸縮鏡頭100的伸縮操作中，如圖5A所示，從動力源76提供動力給濾光片支座82，以使紅外截止濾光片91通過濾光片支座82在與光軸L相交的方向退出。隨后，第三組鏡頭框18B被退回到在紅外截止濾光片91已經(jīng)在與光軸L相交的方向退回后形成的空閑空間內(nèi)(箭頭I)。
因此，第三組鏡頭框18B可被退回到比之前的更深的位置，處于更薄的狀態(tài)。另外，由于第三組鏡頭框18B被收縮得比之前的更薄，所以第一組鏡頭框10、第二組鏡頭框13B和直接導向環(huán)16可以通過沿預定曲線移動以重疊的方式退回到空置空間內(nèi)(箭頭A、B和C)。
在這種情況下，如果由于例如由于使用者關斷電源、或電池突然故障、或使用者打開電池框，供電突然停止等原因，使用者通過手工操作強行向可伸縮鏡頭100施加一個外力，則伸縮操作將被強行執(zhí)行；在這種情況，強行退出機構92將起作用。
具體而言，如果使用者試圖通過手工操作強行縮進可伸縮鏡頭100，如圖16所示，在縮進操作結(jié)束時，突起92的傾斜平面92a從上方抵靠在動力傳輸機構83的扇形齒輪79的壓力接收部分79c上。因此，傾斜平面92a按壓扇形齒輪79，使其順時針旋轉(zhuǎn)，如圖16所示。從而，通過小齒輪80和驅(qū)動銷81的操作，濾光片支座82向外移動，由濾光片支座82支持著的紅外截止濾光片91則從光軸L上的位置移動到偏離光軸L的位置。
如上所述，根據(jù)在該實施例中的可伸縮鏡頭100，盡是由于使用者的強行伸縮操作、退出機構88的故障等等使紅外截止濾光片91在執(zhí)行伸縮操作時留在光軸L上，也可以用強行退出機構92使紅外截止濾光片91強行從在光軸L上的位置退出到偏離光軸L的位置。因此，可以防止紅外截止濾光片91、其濾光片支座82等與其它部件相接觸或干擾，同時可以防止紅外截止濾光片91、濾光片支座82、其動力傳輸機構83，或可伸縮鏡頭自身的驅(qū)動機構(例如凸輪環(huán)12)的結(jié)構被破壞，使得能夠提高可靠性。
本發(fā)明并不限定于上面所述和附圖中所示的這些實施例，不脫離本發(fā)明的精神，可以進行多種修改。
例如，盡管在上述實施例中采用了這樣的結(jié)構，其中使紅外截止濾光片在與光軸相交的方向退出，但該方向也不一定要與其光軸相交，可以是這樣一種結(jié)構，即其中的紅外截止濾光片可以被設置在光軸上和偏離光軸以適當?shù)仄鹱饔?，例如，紅外截止濾光片可以在對角線方向移動，或者通過繞軸旋轉(zhuǎn)操作而沿弧線移動，所以對紅外截止濾光片移入和移出的方向沒有限制。另外，用于使紅外截止濾光片移入和移出的機構也不限定于上述實施例。
而且，盡管在上述實施例中，當用于使紅外截止濾光片可在與光軸相交的方向上移動的軌道狀的導向部分75設置在后鏡筒中時，紅外截止濾光片的驅(qū)動和導向裝置也可以由其它構件(例如，鉸鏈型(flap type)、轉(zhuǎn)動型(turntype)等)形成，或者可以設置在擋板驅(qū)動機構等中。
另外，可伸縮鏡頭的鏡頭結(jié)構和可伸縮鏡頭的驅(qū)動系統(tǒng)也不限定于上述實施例。而且，關于驅(qū)動源，不僅可以使用步進電機，還可以使超聲波電機、普通的DC(直流)電機等。另外，齒輪單元并不總是必須的，例如，可以采用使用超聲波電機、線性電機等直接驅(qū)動。
還有，可伸縮鏡頭的伸縮結(jié)構不限定于帶有凸輪槽和凸輪銷的凸輪機構，而只是需要使光學鏡頭系統(tǒng)收縮得較薄的機構；因此，諸如滾珠螺紋型、齒條齒輪型、線性電機型的各種機構都可以采用。另外，通過退出機構88和強行退出機構92使其退出的光學濾光片不限定于上述紅外截止濾光片，例如，光學低通濾光片、液晶器件、EC器件和類似光學濾光片的其它元件都可以應用于此。
權利要求
1.一可伸縮型光學單元，其包括一固定筒，至少一個可沿光軸方向相對于所述固定筒移動的鏡筒，及設置在所述固定筒和所述鏡筒之間的一鏡頭和一光學濾光片，所述光學單元包括一退出機構，用于當所述鏡筒被縮進以接近所述光學濾光片時，使所述光學濾光片在與一光軸相交的方向上移動，以退出該光軸，其中所述鏡頭在所述光學濾光片移動之后可退回到光軸上的一獲得位置。
2.如權利要求1所述的光學單元，其中所述退出機構包括一殼體，其設置在所述固定筒內(nèi)，可移動地支持所述光學濾光片；和一移動機構，用于使所述光學濾光片在所述光軸上的位置和一偏離光軸的位置之間移動。
3.如權利要求2所述的光學單元，其中所述移動機構包括一濾光片支座，用于支持所述光學濾光片；一動力源，其產(chǎn)生動力以在所述殼體內(nèi)移動所述濾光片支座；和一動力傳輸機構，用于將動力從所述動力源傳輸?shù)骄€性移動的所述濾光片支座。
4.如權利要求1所述的光學單元，其中所述光學濾光片是一紅外截止濾光片和/或一低通濾光片。
5.一可伸縮型光學單元，其包括一固定筒，至少一個可沿光軸方向相對于所述固定筒移動的鏡筒，及設置在所述固定筒和所述鏡筒之間的一鏡頭和一光學濾光片，所述光學單元包括一退出機構，用于當所述鏡筒被縮進以接近所述光學濾光片時，使所述光學濾光片在與一光軸相交的方向移動，以退出該光軸，及一強行退出機構，用于當所述退出機構不能使所述光學濾光片退出該光軸時，使所述光學濾光片強行退出光軸。
6.如權利要求5所述的光學單元，其中所述強行退出機構包括一突起，其設置在位于所述光學濾光片一側(cè)的所述鏡筒中；和一壓力接收部分，其設置在所述光學濾光片一側(cè)的一構件內(nèi)，并被抵靠著它的所述突起按壓，使得所述光學濾光片從在光軸上的位置移動到一偏離光軸的位置。
7.如權利要求5所述的光學單元，其中所述強行退出機構具有一位于所述光學濾光片一側(cè)的所述鏡筒中的突起，并由所述突起致動所述退出機構，以使所述光學濾光片強行退出光軸。
8.如權利要求5所述的光學單元，其中所述退出機構包括一殼體，其設置在所述固定筒內(nèi)，可移動地支持所述光學濾光片；和一移動機構，用于使所述光學濾光片在所述光軸上的位置和一偏離光軸的位置之間移動。
9.如權利要求8所述的光學單元，其中所述移動機構包括一濾光片支座，用于支持所述光學濾光片；一動力源，其產(chǎn)生動力以在所述殼體內(nèi)移動所述濾光片支座；和一動力傳輸機構，用于將動力從所述動力源傳輸?shù)剿鰹V光片支座以便線性移動。
10.如權利要求5所述的光學單元，其中所述光學濾光片是一紅外截止濾光片和/或一低通濾光片。
11.一包括一光學單元的圖像拾取裝置，所述光學單元包括一固定筒，至少一個可沿光軸方向相對于所述固定筒移動的鏡筒，及設置在所述固定筒和所述鏡筒之間的一鏡頭和一光學濾光片，以及一退出機構，用于當所述鏡筒被縮進以接近所述光學濾光片時，使所述光學濾光片在與光軸相交的方向上移動，以退出光軸，其中所述鏡頭在所述光學濾光片移動之后可退回到光軸上的一獲得位置。
12.一包括一可伸縮光學單元的圖像拾取裝置，所述光學單元包括一固定筒，至少一個可沿光軸方向相對于所述固定筒移動的鏡筒，設置在所述固定筒和所述鏡筒之間的一鏡頭和一光學濾光片，一退出機構，用于當所述鏡筒被縮進以接近所述光學濾光片時，使所述光學濾光片在與光軸相交的方向移動，以退出光軸，以及一強行退出機構，用于當所述退出機構不能使所述光學濾光片從所述光軸上的位置退出時，使所述光學濾光片強行從該光軸上的位置退出。
全文摘要
一種可伸縮鏡頭安裝光學單元包括一固定的鏡頭安裝件、一可沿光軸相對于所述固定鏡頭安裝件移動的鏡頭安裝件、一插入在所述固定鏡頭安裝件和所述鏡頭安裝件之間的紅外線截止濾光片。該可伸縮鏡頭安裝光學單元還包括一撤除機構。當鏡頭安裝件被退回以接近所述紅外線截止濾光片時，所述撤除機構沿垂直于光軸的方向?qū)⒃摷t外線截止濾光片撤出光軸。在紅外線截止濾光片被移開之后，鏡頭可以被容納在一光軸上的位置處。
文檔編號G03B5/00GK1729426SQ20038010659
公開日2006年2月1日 申請日期2003年10月24日 優(yōu)先權日2002年10月24日
發(fā)明者牧井達郎 申請人:索尼株式會社