专利名称：摄像设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种采用具有可变形反射镜的光学系统的摄像设备。
背景技术：
一般，在摄影机(camera)等摄像设备中，其光学系统大多左右着设备整体尺寸和性能。因此，不仅摄影机，为了提高摄像设备的性能，特别是为了小型化、提高低功耗性能，通常要求光学系统小型化、低功耗化。特别是在作为数字摄像设备的数字摄影机和移动电话的摄影单元的领域中，该要求更为强烈。
例如，在日本特开平11-317894号公报中，提出了使用可变形反射镜作为解决该光学系统小型化、低功耗化的构件，来替代现有的用电机驱动透镜方式的构件。该可变形反射镜由构成反射面的薄膜和与该薄膜相对配置的电极构成，在薄膜和电极之间施加电压，可以通过静电力使构成反射面的薄膜的弯曲形状产生变化，调整其焦距。而且，该可变形反射镜的特征在于，与现有的用电机驱动的光学系统相比较小型且低功耗，并且不会产生电机驱动的声音和传动系统的噪音。
但是，在上述公报中，对于可变形反射镜本身提出了各种方案，在使用可变形反射镜的摄像设备中，特别是在数字摄影机这样的摄像设备中，通常要求装置小型化。因此，装有可变形反射镜的具体的摄像设备，为了实现要求小型化的设备，需要充分考虑设备的小型化，配置具有可变形反射镜和摄像元件的光学装置，以及将该光学装置配置在设备内的适当位置。
发明内容
本发明用于解决上述课题，目的在于提供一种摄像设备，装有具备可变形反射镜的光学装置且能实现小型化。
为解决上述课题，本发明第1方案的摄像设备，具备摄像用光学装置，其特征是上述光学装置具有第1及第2可变形反射镜，通过通电可以使反射面的形状变形；自由曲面透镜，将相对的2个面作为光学面；及摄像元件，接受由上述第1及第2可变形反射镜和自由曲面透镜导入的光；在上述自由曲面透镜的光学面之中朝摄像设备本体后面侧的第1光学面上，设置对由摄像设备本体前面侧入射的光进行反射的上述第1可变形反射镜；在上述自由曲面透镜光学面之中朝摄像设备本体前面侧的第2光学面上，设置对由上述第1可变形反射镜反射的反射光再进行反射的上述第2可变形反射镜；在上述自由曲面透镜的第1光学面上，将接受由上述第2可变形反射镜反射的反射光的上述摄像元件，与上述第1可变形反射镜在上下方向并列布置。
在如上构成的摄像设备中，2个可变形反射镜和摄像元件分别配置在自由曲面透镜的2个相对的光学面上，因此，可以实现具有小型化、实现高效布局的低功耗化的光学装置的摄像设备。
本发明第2方案的摄像设备，其特征是，在本发明第1方案的摄像设备中，至少上述第1或者第2可变形反射镜中的任意一个，被设置成包含其反射面外边缘的平面相对于该摄像设备本体底面大致垂直；另外，本发明第3方案摄像设备，其特征是，在本发明第1或第2方案的摄像设备中，上述摄像元件的摄像面被设置成朝垂直于该摄像设备本体底面的方向倾斜；另外，本发明第4方案的摄像设备，其特征是，在本发明第1至第3任一方案的摄像设备中，在上述摄像元件和上述摄像设备本体后面外壳之间设置基板。
在如上构成的各所述摄像设备中，可以有助于摄像设备的薄形化。
本发明第5方案的摄像设备，其特征是，在本发明第1至第4方案的摄像设备中，在上述自由曲面透镜的未形成光学面的面侧，具备至少设有上述第1或第2可变形反射镜的驱动用电气基板。
在如上构成的摄像设备中，可以得到有效利用了没有形成自由曲面透镜光学面的面侧来小型化的光学装置。
本发明第6方案的摄像设备，具有摄像用光学装置，其特征是上述光学装置具有可变形反射镜，通过通电可以使反射面的形状变形；自由曲面透镜，将相对的2个面作为光学面；及摄像元件，接受由上述可变形反射镜和自由曲面透镜导入的光；在上述自由曲面透镜的光学面之中朝摄像设备本体后面侧的第1光学面上，设置对由摄像设备本体前面侧入射的光进行反射的上述可变形反射镜；在朝摄像设备本体前面侧的第2光学面上，设置接受由上述变形反射镜反射的反射光的上述摄像元件。
在如上构成的摄像设备中，可变形反射镜和摄像元件分别配置在自由曲面透镜的2个相对的光学面上，因此，可以制作具有小型化、高效布局的光学装置的摄像设备。
本发明第7方案的摄像设备，其特征是，在本发明第6方案的摄像设备中，上述摄像元件的摄像面被配置成基本垂直于该摄像设备本体底面。
在如上构成的摄像设备中，可以实现摄像设备的薄型化。
本发明第8方案的摄像设备，具有摄像用光学装置，其特征是上述光学装置具有第1及第2可变形反射镜，通过通电可以使反射面的形状变形；透镜；及摄像元件，对由上述第1及第2可变形反射镜和透镜成像的光进行光电转换；通过上述第1可变形反射镜使由摄像设备本体前面侧入射的光，朝大致直角方向反射；通过上述第2可变形反射镜，进一步将由上述第1可变形反射镜反射的上述反射光朝上述摄像设备本体后面侧反射；将接受由上述第2可变形反射镜反射的反射光的上述摄像元件，设置在上述摄像设备本体后面侧的位置上。
在如上构成的摄像设备中，通过第1可变形反射镜使由摄像设备本体前面侧入射的入射光朝大致直角方向反射，通过第2可变形反射镜进一步使该反射光朝摄像设备本体后面侧反射，而通过摄像元件受光，因此，可以实现摄像设备的薄型化。
本发明第9方案的摄像设备，具有摄像用光学装置，其特征是上述光学装置具有第1及第2可变形反射镜，通过通电可以使反射面的形状变形；透镜；及摄像元件，对由上述第1及第2可变形反射镜和透镜成像的光进行光电转换；通过上述第1可变形反射镜使由摄像设备本体前面侧入射的光，朝大致直角方向反射；通过上述第2可变形反射镜，进一步将由上述第1可变形反射镜反射的上述反射光朝上述摄像设备本体前面侧反射；将接受由上述第2可变形反射镜反射的反射光的上述摄像元件，设置在上述摄像设备本体前面侧的位置上。
在如上构成的摄像设备中，通过第1可变形反射镜使由摄像设备本体前面侧入射的入射光朝大致直角方向反射，通过第2可变形反射镜进一步使该反射光朝摄像设备本体前面侧反射，而通过摄像元件受光，因此，可以实现摄像设备的薄型化。
本发明第10方案的摄像设备，其特征是，在本发明第9方案的摄像设备中，上述摄像元件的摄像面被配置成基本垂直于该摄像设备本体底面。
在如上构成的摄像设备中，可以实现摄像设备的薄型化。
本发明第11方案的摄像设备，其特征是，在本发明第8至第10任一方案的摄像设备中，在上述第1及第2可变形反射镜间的光路中设置上述透镜。
在如上构成的摄像设备中，在第1及第2可变形反射镜之间的与该摄像设备本体底面垂直的光路中配置透镜，因此，可以实现摄像设备的薄型化。
本发明第12方案的摄像设备，具备摄像用光学装置，其特征是上述光学装置具有第1及第2可变形反射镜，通过通电可以使反射面的形状变形；自由曲面透镜，将相对的2个面作为光学面；及摄像元件，接受由上述第1及第2可变形反射镜和自由曲面透镜导入的光；在上述自由曲面透镜光学面之中的、朝向摄像设备本体后面一侧的第1光学面上，配置上述第1可变形反射镜，以反射从摄像设备本体后面一侧入射的光，再在上述第1光学面上配置上述第2可变形反射镜，以将由上述第1可变形反射镜反射后再次被上述自由曲面透镜光学面之中的、朝向摄像设备本体前面一侧的第2光学面反射的反射光向摄像设备本体前面方向反射；配置上述摄像元件，以便接受由上述第2可变形反射镜反射的反射光。
在如上构成的摄像设备中，2个可变形反射镜和摄像元件分别配置在自由曲面透镜的2个相对的光学面上，因此，可以制作出具有小型化的高效布局的可以调整光学倍率的光学装置的摄像设备。
本发明第13方案的摄像设备，其特征是，在本发明第1至第5、第8至第12任一方案的摄像设备中，将上述光学装置配置成，包含相对上述光学装置的入射光轴和相对摄像元件的入射光轴的平面垂直于该摄像设备本体底面；另外，本发明第14方案的摄像设备，其特征是，在本发明第6或第7方案的摄像设备中，将上述光学装置配置成，包含相对上述光学装置的入射光轴和相对摄像元件的入射光轴的平面垂直于该摄像设备本体底面。
在如上构成的摄像设备中，光学装置在摄像设备本体内成纵向配置，可以减小摄像设备的宽度尺寸。
本发明第15方案的摄像设备，其特征是，在本发明第1至第5、第8至第12任一方案的摄像设备中，将上述光学装置配置成，包含相对上述光学装置的入射光轴和相对摄像元件的入射光轴的平面平行于该摄像设备本体底面；另外，本发明第16方案的摄像设备，其特征是，在本发明第6或第7方案的摄像设备中，将上述光学装置配置成，包含相对上述光学装置的入射光轴和相对摄像元件的入射光轴的平面平行于该摄像设备本体底面。
在如上构成的摄像设备中，光学装置在摄像设备本体中成横向配置，可以减小摄像设备的高度尺寸。
本发明第17方案的摄像设备，其特征是，在本发明第1至第16任一方案的摄像设备中，上述可变形反射镜，通过上述反射面的形状来调整聚焦位置。
通过如上所述的结构，在实现了小型化和薄型化的摄像设备中，可以低功耗且不产生驱动声音地进行焦距调整。
本发明第18方案所述摄像设备，其特征是，在本发明第1至第5、第8至第12任一方案的摄像设备中，上述可变形反射镜，通过上述反射面的形状来调整光学倍率。
通过如上结构，在实现了小形化和薄型化的摄像设备中，可以低功耗且不产生驱动声音地调整光学倍率。
图1是示出与本发明相关的摄像设备的第1实施例的图。
图2是示出图1所示的第1实施例的第1及第2可变形反射镜的结构的放大图。
图3是示出图1所示的第1实施例的透镜单元部分的结构的放大斜视图。
图4是示出图1所示的第1实施例的变化例的图。
图5是示出本发明的第2实施例的图。
图6是示出图5所示的第2实施例的变化例的图。
图7是示出本发明的第3实施例的图。
图8是示出图7所示的第3实施例的透镜单元部分的分解放大斜视图。
图9是示出图7所示的第3实施例的变化例的图。
图10是示出本发明的第4实施例的图。
图11是示出本发明的第5实施例的图。
具体实施例方式
接下来，就实施例加以说明。图1所示是作为本发明相关的摄像设备应用于数字摄影机的第1实施例，图1(A)是上面剖面图，图1的(B)是正面剖面图，图1(C)是沿图1(B)的X-X线剖开的侧面剖面图。在图中，1是设备本体，在该设备本体1的外壳内配置有透镜单元2，在该透镜单元2上有透镜盖3，透镜单元2的构成具备配置在透镜盖3内的自由曲面透镜4、与该自由曲面透镜4的背面上部透镜面(朝设备本体后面侧的第1光学面的上部)相对配置的第1可变形反射镜5、同样与自由曲面透镜4的前面下部透镜面(朝设备本体前面侧的第2光学面)相对配置的第2可变形反射镜6、及摄像元件8，该摄像元件8具有同样与自由曲面透镜4的背面下部透镜面(朝设备本体后面侧的第1光学面的下部)相对配置的滤光片(光学滤光器)7。而且，通过从透镜盖3的侧壁部突出形成的法兰3a，用螺钉9将透镜单元2安装固定在设备本体1的凸起部1a上。
接下来，根据图2(A)、(B)对与自由曲面透镜4的背面上部透镜面及前面下部透镜面相向配置的可变形反射镜5、6的一例的详细结构进行说明。图2(A)是一俯视图，图2(B)是沿图2(A)的X-X线剖开的剖面图。可变形反射镜5(6)的结构，如图2(A)、(B)所示，在圆盘型基板5a的一侧面上设有突出设置环状支撑壁5b，在由该环状支撑壁5b围成的区域内，配置由3个外围电极A、B、C和1个中心电极D构成的固定电极，而且将反射镜本体5c的外围部接合固定在环状支撑壁5b的开口端。
3个外围电极A、B、C分别由在每个大致成120°的角度范围内配置的成圆弧状的电极板构成。而且，中心电极D由在存在于上述3个外围电极A、B、C的中心部的圆形区域内配置的圆板状电极板构成。而且，固定电极的图形并不限于图示的形状，可以使用各种形式。在由例如聚酰亚胺树脂形成的圆盘状圆板的外侧面上，覆盖兼做活动电极和反射构件(反射镜镜面)的铝层，而构成反射镜本体5c。而且，反射镜本体的形状也不限于圆形，也可以是椭圆形。
这样构成的可变形反射镜5(6)，如果在上述固定电极(A～D)和活动电极(反射镜本体5c)之间施加预定的电压，则通过该静电力可以对反射面(反射镜本体5c)的弯曲形状进行可变控制。另外，逐渐增大共同施加在各电极A～D上的同一电平的电压时，通过随着施加电压的增大而增强的静电力，反射镜本体5c的弯曲度逐渐加大。
另外，返回到图1，在上述透镜单元2的透镜盖3上，在与自由曲面透镜4的前面上部透镜面的相对的部分上设有透明板3b，并且在与该透明板3b相对的设备本体部分上也设有透明板1b。另外，如图3所示，在透镜单元2的透镜盖3上，具有用于将与第1可变形反射镜5连接的第1反射镜挠性基板10取出的挠性基板用开口3c、及用于将与第2可变形反射镜6连接的第2反射镜挠性基板11取出的挠性基板用缝隙3d，第1及第2反射镜挠性基板10、11的另一端都分别与反射镜基板12连接，该反射镜基板12设在透镜盖3的一侧、即没有形成自由曲面透镜4的透镜面的面侧。而且，在反射镜基板12上，装有可变形反射镜驱动电路和温度补偿传感器。
而且，在设备本体1内的上部设有上面基板15，在该上面基板15上装有释放按钮16、操作开关17、具有氙管的闪光灯单元18、话筒单元19、闪光灯电容器20，而且还形成有话筒电路和闪光灯电路等。
另外，在设备本体1内的背面侧设有背面基板21、图像显示装置22、未图示出的CPU、存储器等，还设有摄像电路和图像处理电路等，并且和与摄像元件8连接的摄像元件挠性基板23的另一端连接。
另外，在设备本体1内的底部还设有底面基板25、DC电源输入端子和IF插口(USB)等输入输出插口部件26、记录媒体27连接用的媒体用连接器28，还形成有媒体I/F电路和电源电路等，并和与反射镜基板12连接的反射镜基板用挠性基板29的另一端连接。而且，在图1中，30是装在设备本体1内的电池，31是装入取出电池用的电池盖。
而且，装在上述透镜单元2的透镜盖3上的第1及第2可变形反射镜5、6，含有其反射面外边缘的平面被保持成基本垂直于设备本体1的底面的状态，而且，安装摄像元件8，使其摄像面相对于设备本体1的底面不是向平行方向而是向垂直方向倾斜，即倾斜角度部小于45度。
接下来，就这样构成的第1实施例的光学系统的大致动作加以说明。射入摄像设备本体1的透明板1b的轴上入射光线35，透过透镜单元2的透明板3b入射到自由曲面透镜4前面上部透镜面，透过光通过背面上部透镜面后由第1可变形反射镜5反射，该反射光再入射到背面上部透镜面，该透过光通过前面下部透镜面后由第2可变形反射镜6反射，该反射光再次入射到前面下部透镜面，该透过光通过背面下部透镜面后射入带有滤光片的摄像元件8，并进行光电转换。由摄像元件8光电转换后的摄像信号由摄像电路和图像处理电路等处理后，由图像显示装置22进行显示，而且记录在记录媒体27中。
在进行该摄像动作时，调整施加给第1可变形反射镜5的电压来改变反射镜的弯曲度，从而对摄像元件8进行聚焦调整。另外，调整施加给第1及第2可变形反射镜5、6的电压，使它们各自进行逆向调整，即，通过使其中一个可变形反射镜的反射镜从平板状向凹状进行变形调整，相反使另一个可变形反射镜的反射镜从凹状向平板状进行变形调整，由此可以进行缩放调整。
在这样构成的第1实施例中，2个可变形反射镜和摄像元件分别装在自由曲面透镜的相对的透镜面上，因此可以构成小型化的高效布局的光学系统，而且通过调整施加给可变形反射镜的电压，可以不产生驱动声音等且低功耗容易地对摄像元件进行聚焦调整及缩放调整。另外，由于可以无声音地进行聚焦调整及缩放调整，因此不必使话筒单元与光学系统屏蔽，可以使它们接近来进行配置。
接下来，根据图4(A)～(D)来说明第1实施例的变化例。图4(A)是除去变化例的设备本体正面部分来表示的内部正视图，图4(B)是同样除去设备本体侧面部分来表示的内部侧视图，图4(C)是沿图4(A)的Y-Y线的上面剖面图，图4(D)是沿图4(A)的X-X线的上面剖面图，对与图1(A)～(C)所示的第1实施例相同或者相对应的部件给予相同的符号，省略其说明。
图1所示的第1实施例表示的是将透镜单元2配置在设备本体1内的纵向上的例子，该透镜单元2包括透镜盖3、自由曲面镜头4、第1及第2可变形反射镜5、6和带滤光片的摄像元件8，但该变化例是将透镜单元2配置在设备本体1内的横向上，从而可以减小摄像设备的高度方向尺寸的例子。该变化例与第1实施例其它方面的不同点是具有光学取景器单元36和三脚部37，输入输出插口单元分为DC插口26a和IF插口26b。
接下来，根据图5(A)～(D)说明第2实施例。图5(A)是除去第2实施例设备本体的正面部分来表示内部的正视图，图5(B)是侧面剖面图，图5(C)是沿图5(A)的Y-Y线的上面剖面图，图5(D)是沿图5(A)的X-X线的上面剖面图，对与图1(A)～(C)所示的第1实施例相同或者相对应的部件给予相同的符号，省略其说明。
在该实施例中，透镜单元41具备自由曲面透镜43，配置在透镜盖42内；第1透镜44，与自由曲面透镜43的前面上部透镜面留有间隔相对配置，为入射透镜；可变形反射镜45，与自由曲面透镜43的背面下部透镜面(朝设备本体后面侧的第1光学面的下部)留有间隔相对配置；第2透镜46，与自由曲面透镜43的前面下部透镜面(朝设备本体前面侧的第2光学面)留有间隔相对配置；摄像元件48，与该第2透镜46留有间隔相对配置，使背面从透镜盖42表现出，并带有滤光片47。而且，使在上述可变形反射镜45的一部分上突出而形成的凸起部45a与在透镜盖42上形成的孔结合，来进行定位保持，另外，第1及第2透镜44、46和装有滤光片的摄像元件48分别与透镜盖42上形成的阶梯部结合，来进行定位保持。而且，摄像元件48的摄像面被设置成基本垂直于设备本体1的底面。
并且，在透镜单元41的透镜盖42的背面上部外侧斜面上设有反射镜基板12，而且，在摄像元件48的背面、即在透镜盖42的设备本体前面侧设有摄像基板49。并且，一端与可变形反射镜45连接的反射镜挠性基板10的另一端与反射镜基板12连接，另外，一端与摄像基板49连接的摄像元件挠性基板50的另一端与背面基板21连接。另外，在本实施例中，省略了底面基板，在摄像基板49上搭载了摄像电路等，在背面基板21上，除了装有图像显示装置22、CPU、存储器、图像处理电路之外，还装有IF插口26a和DC插口26b等输入输出插口、媒体连接器28、媒体I/F电路、电源电路等。
接下来，就作为这样构成的第2实施例的主要部件的透镜单元部分的动作加以说明。通过透镜单元41的第1透镜44并通过自由曲面透镜43的前面上部透镜面的轴上入射光线，被自由曲面透镜43的背面上部透镜面反射，该反射光再被自由曲面透镜43的前面中央透镜面反射，并通过背面下部透镜面到达可变形反射镜45。到达可变形反射镜45的入射光被可变形反射镜45的反射镜镜面反射，再次入射到自由曲面透镜43的背面下部透镜面，通过该透镜面，再通过自由曲面透镜的前面下部透镜面，接着通过第2透镜46以及滤光片47入射到摄像元件48，并被光电转换。
此时，调整施加给可变形反射镜45的电压，改变可变形反射镜45的反射镜镜面的弯曲度，进行对摄像元件48的聚焦调整。而且，在该实施例中，使用了单一的可变形反射镜，因此不能进行缩放调整，但由于单一的可变形反射镜和2个透镜与自由曲面透镜组合而构成透镜单元，因此可以实现透镜单元的进一步小型化。
接下来，根据图6(A)～(D)来说明第2实施例的变化例。图6(A)是除去变化例的设备本体的正面部分来表示内部的正视图，图6(B)是同样地除去设备本体的侧面部分来表示内部的侧视图，图6(C)是沿图6(A)的Y-Y线的上面剖面图，图6(D)是沿图6(A)的X-X线的上面剖面图，对与图5(A)～(C)所示的第2实施例相同或者相对应的部件给予相同的符号，省略其说明。
图5(A)～(D)所示的第2实施例在设备本体1内在纵向配置透镜单元41，该透镜单元41具备透镜盖42、自由曲面透镜43、第1透镜44以及第2透镜46、可变形反射镜45、带有滤光片的摄像元件48，但是该变化例是在设备本体的横向上配置透镜单元41的结构，因此可以减小摄像设备高度方向的尺寸。其它方面，该变化例与第2实施例不同点只是改变了话筒单元19的安装位置，并改变了光学取景器单元36的内部棱镜的形状。
接下来，根据图7(A)～(D)说明第3实施例。图7(A)是去除第3实施例的设备本体正面部分来表示内部的正视图，图7(B)是侧面剖面图，图7(C)是沿图7(A)的Y-Y线的上面剖面图，图7(D)是沿图7(A)的X-X线的上面剖面图，对与图1(A)～(C)所示的第1实施例相同或者相对应的部件给予相同的符号，省略其说明。
该实施例用由多枚普通的透镜组成的组合透镜组替代自由曲面透镜作为光学系统。即，与该实施例相关的透镜单元51具备如图8所示实施例的透镜盖52，在透镜盖52的前面入射开口部配有第1透镜53，在透镜盖52的背面上部配有第1可变形反射镜54，该第1可变形反射镜5与第1透镜53相对且成倾斜状态。在透镜盖52的中央筒部内配有由第2透镜55、第3透镜56以及第4透镜57三个透镜组成的组合透镜组，在透镜盖52的底面部配有第2可变形反射镜58，在透镜盖52的背面下部还配有前面装着滤光片59的摄像元件60来构成透镜单元51。
并且，在构成透镜单元51的透镜盖52的外部前面侧安装反射镜基板61，该反射镜基板61装有反射镜驱动电路和温度补偿用传感器等，一端与第1可变形反射镜54连接的第1反射镜挠性基板62的另一端、以及一端与第2可变形反射镜58连接的第2反射镜挠性基板63的另一端分别与该反射镜基板61相接。
该实施例的其它构成即，在上面基板15上设有释放按钮16、闪光灯单元18、话筒单元19，并装有话筒电路和闪光灯电路等这点、及在背面基板21上具备图像显示装置22、IF插口26a、DC插口26b、媒体连接器28，并装有CPU、存储器、摄像电路、图像处理电路、媒体I/F电路、电源电路等这点上，与第1或者第2实施例相同。
而且，64是被连接在反射镜基板61和背面基板21之间的反射镜基板连接用挠性基板，另外，65是被连接在摄像元件60和背面基板21之间的摄像元件挠性基板，另外，30是电池，36是取景器单元。
接下来，就作为这样构成的第3实施例主要部分的透镜单元部分的动作加以说明。通过透镜单元51的第1透镜53而入射到第1可变形反射镜54的轴上入射光线，被第1可变形反射镜54的反射面朝大致直角方向反射，并通过配置在透镜盖52的中央部上的组合透镜组，入射到第2可变形反射镜58。入射到第2可变形反射镜58的反射光被反射镜镜面再次反射，并通过滤光片59入射到摄像元件60，并进行光电转换。
此时，通过调整施加给第1可变形反射镜54的电压可以进行主聚焦调整，但也可以通过配合第2可变形反射镜58来驱动，来得到像差更小的聚焦。另外，通过调整第1及第2可变形反射镜54、58可以进行缩放调整。而且，在该实施例中，使用由多个普通的透镜组成的组合透镜组来替代自由曲面透镜，因此可以进一步实现透镜单元的小型化。
接下来，根据图9(A)～(D)说明第3实施例的变化例。图9(A)是去除变化例的设备本体正面部分来表示内部的正视图，图9(B)是除去设备本体的侧面部分来表示内部的侧面图，图9(C)是沿图9(A)的Y-Y线的上面剖面图，图9(D)是沿图9(A)的X-X线的上面剖面图，对与图7(A)～(D)所示的第3实施例相同或者相对应的部件给予相同的符号，省略其说明。
图7(A)～(D)所示的第3实施例是在设备本体1内纵向配置透镜单元51，该透镜单元51由组合透镜组和装有滤光片的摄像元件60构成，该组合透镜组由透镜盖52、第1透镜53、第1可变形反射镜54以及第2可变形反射镜58、三个透镜55、56、57构成，但该变化例的结构是在设备本体1内的横向上配置透镜单元51，可以减小摄像设备的高度方向尺寸。该变化例与第3实施例不同的其它方面仅在于伴随透镜单元的横向配置，闪光灯单元18、话筒单元19、光学取景器单元36、IF插口26a、DC插口26b等的配置位置不同。
接下来，根据图10(A)～(D)说明第4实施例。图10(A)是除去第4实施例的设备本体正面部分来表示内部的正视图，图10(B)是侧面图剖面图，图10(C)是沿图10(A)的Y-Y线的上面剖面图，图10(D)是沿图10(A)的X-X的上面剖面图，对与图7(A)～(D)所示的第3实施例相同或者相对应的部件给予相同的符号，省略其说明。
该实施例的构成如下将构成透镜单元51的摄像元件60配置成，在透镜盖52的前面侧(入射侧)的下部，基本垂直于设备本体1的底面。并且，在这样构成的透镜单元51中，通过第1透镜53、被第1可变形反射镜54反射的轴上入射光线，通过组合透镜组55、56、57，并被第2可变形反射镜58再次反射，然后入射到摄像元件59进行光电转换。
在该实施例中，也由第1可变形反射镜54进行主聚焦调整，也配合第2可变形反射镜58进行驱动，也可以进行像差小的聚焦调整，另外，可以通过同时驱动第1及第2可变形反射镜54、58进行缩放调整。
接下来，根据图11所示的侧面剖面示意图说明第5实施例。该实施例是对图5所示的第2实施例的结构进行发展的例子，增加变形反射镜而使用2个可变形反射镜，将摄像元件的摄像面配置成基本垂直于设备本体底面，是可以进行缩放调整的例子。在图11中，对与图5所示的第2实施例相同或者相对应的部件给予相同的符号，省略其说明。
在该实施例中，与自由曲面透镜43的背面上部透镜(朝设备本体后面侧的第1光学面的上部)留有间隔相对地配置第1可变形反射镜72，而且，同样地与自由曲面透镜43的背面下部透镜留有间隔相对地配置第2可变形反射镜73。并且，透镜单元71的其它结构与图5所示的第2实施例大致相同，自由曲面透镜43、第1及第2可变形反射镜72、73和摄像元件48等相对于透镜盖42的位置保持状态，与图5所示的第2实施例相同，省略了部图示。
在这样构成的第5实施例中，通过透镜单元71的第1透镜44后穿过自由曲面透镜43的前面上部透镜面的轴上入射光线，通过自由曲面透镜43的背面上部透镜面入射到第1可变形反射镜72并被反射。该反射光再通过背面上部透镜面并被自由曲面透镜43的前面中央透镜面反射，通过背面下部透镜面入射到第2可变形反射镜73并被反射。该反射光再次通过背面下部透镜面，然后经由滤光片47入射到摄像元件48并进行光电转换。
此时，通过调整施加给第1可变形反射镜72或第1及第2可变形反射镜72、73的电压进行聚焦调整，通过同时调整第1及第2可变形反射镜可以进行缩放调整。另外，在该实施例中，通过在设备本体1内横向配置透镜单元71，可以实现减小摄像设备高度尺寸的结构。
另外，在上述各实施例中，示出可变形反射镜由静电力驱动的例子，但是可变形反射镜除了由静电力驱动之外，也可以由磁铁和在反射变形面上流动的电流产生的电磁力驱动(该类型可以使反射变形面变成凸形)、或用压电材料通过压电效应使反射变形面变形等。
另外，在上述各实施例中，说明了将摄像设备用于数字摄影机的例子，但本发明并不限于此，也可以用于视频摄像机、带摄影机的移动电话和PDA。
发明的效果如根据以上实施例进行的说明那样，根据本发明第1方案，由于2个可变形反射镜和摄像元件分别配置在自由曲面透镜的2个相对的光学面上，因此可以作出具备小型的高效布局的光学装置的摄像设备。另外，根据本发明第2至第4方案，可以有利于摄像设备的薄形化。根据本发明第5方案，可以得到小型的并且有效地利用了自由曲面透镜的未形成光学面的面侧的光学装置。另外，根据本发明第6方案，由于可变形反射镜和摄像元件分别配置在自由曲面透镜的2个相对的光学面上，因此可以实现具备小型化的高效布局的光学装置的摄像设备。另外，根据本发明第7至第11方案，可以实现摄像设备的薄形化。另外，根据本发明第12方案，可以实现具备小型化的高效布局的并且能调整光学倍率的光学装置的摄像设备。另外，根据本发明第13和第14方案，光学装置在摄像设备本体内纵向配置，可以减小摄像设备的宽度尺寸。另外，根据本发明第15和第16方案，光学装置在摄像设备本体内横向配置，可以减小摄像设备的高度尺寸。另外，根据本发明第17方案，在实现了小型化、薄形化的摄像设备中，可以低功耗并且不产生驱动声音地进行焦距调整。另外，根据本发明第18方案，在实现了小型化、薄形化的摄像设备中，可以低功耗并且不产生驱动声音地进行光学倍率调整。
权利要求
1.一种摄像设备，具备摄像用光学装置，其特征是，上述光学装置具有第1及第2可变形反射镜，通过通电可以使反射面的形状变形；自由曲面透镜，将相对的2个面作为光学面；及摄像元件，接受由上述第1及第2可变形反射镜和自由曲面透镜导入的光；在上述自由曲面透镜的光学面之中朝摄像设备本体后面侧的第1光学面上，设置对由摄像设备本体前面侧入射的光进行反射的上述第1可变形反射镜；在上述自由曲面透镜光学面之中朝摄像设备本体前面侧的第2光学面上，设置对由上述第1可变形反射镜反射的反射光再进行反射的上述第2可变形反射镜；在上述自由曲面透镜的第1光学面上，将接受上述第2可变形反射镜反射的反射光的上述摄像元件与上述第1可变形反射镜在上下方向并列布置。
2.如权利要求1所述的摄像设备，其特征是，至少上述第1或者第2可变形反射镜中的任意一个，被设置成包含其反射面外边缘的平面相对于该摄像设备本体底面大致垂直。
3.如权利要求1或2所述的摄像设备，其特征是，上述摄像元件的摄像面被设置成朝垂直于该摄像设备本体底面的方向倾斜。
4.如权利要求1～3中任一项所述的摄像设备，其特征是，在上述摄像元件和上述摄像设备本体后面外壳之间设置基板。
5.如权利要求1～4中任一项所述的摄像设备，其特征是，在上述自由曲面透镜的未形成光学面的面侧，具备至少设有上述第1或第2可变形反射镜的驱动用电气基板。
6.一种摄像设备，具有摄像用光学装置，其特征是，上述光学装置具有可变形反射镜，通过通电可以使反射面的形状变形；自由曲面透镜，将相对的2个面作为光学面；及摄像元件，接受由上述可变形反射镜和自由曲面透镜导入的光；在上述自由曲面透镜的光学面之中朝摄像设备本体后面侧的第1光学面上，设置对由摄像设备本体前面侧入射的光进行反射的上述可变形反射镜；在朝摄像设备本体前面侧的第2光学面上，设置接受由上述变形反射镜反射的反射光的上述摄像元件。
7.如权利要求6所述的摄像设备，其特征是，上述摄像元件的摄像面被配置成基本垂直于该摄像设备本体底面。
8.一种摄像设备，具有摄像用光学装置，其特征是，上述光学装置具有第1及第2可变形反射镜，通过通电可以使反射面的形状变形；透镜；及摄像元件，对由上述第1及第2可变形反射镜和透镜成像的光进行光电转换；通过上述第1可变形反射镜使由摄像设备本体前面侧入射的光，朝大致直角方向反射；通过上述第2可变形反射镜，进一步将由上述第1可变形反射镜反射的上述反射光朝上述摄像设备本体后面侧反射；将接受由上述第2可变形反射镜反射的反射光的上述摄像元件，设置在上述摄像设备本体后面侧的位置上。
9.一种摄像设备，具有摄像用光学装置，其特征是，上述光学装置具有第1及第2可变形反射镜，通过通电可以使反射面的形状变形；透镜；及摄像元件，对由上述第1及第2可变形反射镜和透镜成像的光进行光电转换；通过上述第1可变形反射镜使由摄像设备本体前面侧入射的光，朝大致直角方向反射；通过上述第2可变形反射镜，进一步将由上述第1可变形反射镜反射的上述反射光朝上述摄像设备本体前面侧反射；将接受由上述第2可变形反射镜反射的反射光的上述摄像元件，设置在上述摄像设备本体前面侧的位置上。
10.如权利要求9所述的摄像设备，其特征是，上述摄像元件的摄像面被配置成基本垂直于该摄像设备本体底面。
11.如权利要求8～10中任一项所述的摄像设备，其特征是，在上述第1及第2可变形反射镜间的光路中设置上述透镜。
12.一种摄像设备，具备摄像用光学装置，其特征是，上述光学装置具有第1及第2可变形反射镜，通过通电可以使反射面的形状变形；自由曲面透镜，将相对的2个面作为光学面；及摄像元件，接受由上述第1及第2可变形反射镜和自由曲面透镜导入的光；在上述自由曲面透镜光学面之中的、朝向摄像设备本体后面一侧的第1光学面上，配置上述第1可变形反射镜，以反射从摄像设备本体后面一侧入射的光，再在上述第1光学面上配置上述第2可变形反射镜，以将由上述第1可变形反射镜反射后再次被上述自由曲面透镜光学面之中的、朝向摄像设备本体前面一侧的第2光学面反射的反射光向摄像设备本体前面方向反射；配置上述摄像元件，以接受由上述第2可变形反射镜反射的反射光。
13.如权利要求1～5、8～12中任一项所述的摄像设备，其特征是，将上述光学装置配置成，包含相对上述光学装置的入射光轴和相对摄像元件的入射光轴的平面垂直于该摄像设备本体底面。
14.如权利要求6或7所述的摄像设备，其特征是，将上述光学装置配置成，包含相对上述光学装置的入射光轴和相对摄像元件的入射光轴的平面垂直于该摄像设备本体底面。
15.如权利要求1～5、8～12中任一项所述的摄像设备，其特征是，将上述光学装置配置成，包含相对上述光学装置的入射光轴和相对摄像元件的入射光轴的平面平行于该摄像设备本体底面。
16.如权利要求6或7所述的摄像设备，其特征是，将上述光学装置配置成，包含相对上述光学装置的入射光轴和相对摄像元件的入射光轴的平面平行于该摄像设备本体底面。
17.如权利要求1～16中任一项所述的摄像设备，其特征是，上述可变形反射镜，通过上述反射面的形状来调整聚焦位置。
18.如权利要求1～5、8～13、15中任一项所述的摄像设备，其特征是，上述可变形反射镜，通过上述反射面的形状来调整光学倍率。
全文摘要
提供搭载了具备可变形反射镜的光学系统并且实现了小型化的摄像设备。在摄像设备本体(1)内设置了摄像用透镜单元(2)的摄像设备中，上述透镜单元构成如下具有第1及第2可变形反射镜(5、6)，通过施加电压可以使反射面形状变形；自由曲面透镜(4)，将相对的2个面作为光学面；摄像元件(8)，接受通过可变形反射镜和自由曲面引导的光。在自由曲面透镜背面上部透镜面上，设置反射从设备本体前面一侧入射的入射光的第1可变形反射镜；在自由曲面透镜前面下部透镜面上，设置再次反射第1可变形反射镜反射的反射光的第2可变形反射镜；在自由曲面透镜背面下部透镜面上，设置接受对第2可变形反射镜反射的光的摄像元件。
文档编号G02B17/00GK1487727SQ0315519
公开日2004年4月7日 申请日期2003年8月29日 优先权日2002年8月29日
发明者西冈公彦, 大学政明, 明 申请人:奥林巴斯光学工业株式会社