專利名稱：成像設備及包括該成像設備的便攜終端設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及能夠裝配在移動電話或個人計算機中的成像設備，以及包括該成像設備的便攜終端設備。
背景技術：
近年來，已經開發(fā)了具有成像功能的許多便攜信息終端設備(此后將被稱為便攜終端設備)，例如移動電話，其中裝配了小型高性能成像設備。
作為這種常規(guī)便攜終端設備，存在一種便攜終端設備，其能夠執(zhí)行正常成像以及近距離攝影或近距離拍攝(此后將被稱為宏拍攝(macro shooting))，其對雜志或卡中上的字符等等進行成像(參見，例如日本專利申請公開2002-262164)。
在這個出版物公開的便攜終端設備中，成像設備被連接到終端設備主體(電子設備主體)以便能旋轉。詳細地，這個便攜終端設備包括固定地提供給終端設備主體的板，提供給這個板的凸輪槽，以及鏡頭框架主體中與凸輪槽嚙合的凸出部分，該框架主體隨著成像設備整體旋轉，并且當隨著成像設備的旋轉運動多個透鏡在受到凸輪凹槽的限制的同時進行旋轉時，調整透鏡之間距離，因而允許進行調整以獲得適于宏拍攝的放大率。
然而，在上述出版物公開的便攜終端設備中，由于必須把凸輪槽提供到板上，或必須把凸出部分提供到鏡頭的框架主體，所以機構復雜，因而需要增加成本或制造難度。此外，由于通過復雜的機構調整焦點，所以需要凸輪制造的準確性，并且鏡頭附件的準確性/裝配準確性必須高。此外，當執(zhí)行調整以獲得多個放大率時，由于必須移動多個部件，所以經過重復使用，任何部件會變得不牢固，這可能導致失焦問題。
此外，在上述出版物公開的便攜終端設備中，由于根據(jù)被攝體的方向來保持主體，以便當切換焦距以執(zhí)行拍攝時旋轉成像設備，存在對用戶帶來麻煩的問題。
因而，為了消除現(xiàn)有技術中的上述問題，本發(fā)明的目的是提供相對不需要高成本和制造麻煩并且能夠方便地調整焦點的非常精確的成像設備，以及包括這個成像設備的便攜終端設備。

發(fā)明內容
為實現(xiàn)這個目的，基于本發(fā)明的第一方面，提供一種成像設備，具有基板，具有在其上表面提供的成像單元；光學構件，其可分離地接觸基板或成像單元的上表面，并且在成像單元上聚集入射光；以及外框構件，其覆蓋成像單元以及光學構件，并且包括固定地設置在基板上的主體構件，以使其能夠沿著光學構件的光軸移動的方式附加在主體構件的端側的蓋構件，以及固定地設置在光學構件和蓋構件之間的預定位置上以便從主體構件的內圍表面沿徑向向內伸出的凸出部分，該成像設備包括第一按壓構件，其彈性地介于蓋構件和光學構件之間，并且向基板側按壓光學構件；以及第二按壓構件，其彈性地介于在主體構件下面構成的支撐構件和光學構件之間，以及向蓋構件側按壓光學構件，其中在光學構件接觸基板或成像單元的狀態(tài)下，第一按壓構件的按壓力大于第二按壓構件的按壓力，并且在蓋構件沿著光軸向前移動預定距離的狀態(tài)下，第二按壓構件的按壓力大于第一按壓構件的按壓力，并且光學構件沿著光軸向前移動以接觸凸出部分。
基于第一方面，以蓋構件能夠沿著光軸移動的方式把蓋構件附加在外框構件的端部，從主體構件的內圍表面沿徑向向內伸出的凸出部分被設置在光學構件和蓋構件之間，向基板側按壓光學構件的第一按壓構件彈性地介于蓋構件和光學構件之間，并且向蓋構件側按壓光學構件的第二按壓構件彈性地介于構成于主體構件下面的支撐構件和光學構件之間。另外，在光學構件接觸基板或成像單元的狀態(tài)下，第一按壓構件的按壓力大于第二按壓構件的按壓力，并且在蓋構件沿著光軸向前移動預定距離時，第二按壓構件的按壓力大于第一按壓構件的按壓力，并且光學構件沿著光軸向前移動以接觸凸出部分。因此，成像設備能夠基于兩個焦距，即在光學構件接觸基板或成像單元時的焦距以及在光學構件接觸凸出部分時的焦距來執(zhí)行成像處理。此外，當形成兩種焦距時，光學構件通過第一按壓構件和第二按壓構件被定位成接觸基板或成像單元，或接觸凸出部分，因而實現(xiàn)精確的光學功能。此外，由于能夠通過例如按壓構件的簡單構件的配置或蓋構件的移動來調整或切換焦距，所以能夠無需高制造成本或麻煩地使光學功能多樣化。
基于本發(fā)明的第二方面，提供了一種成像設備，其特征在于在第一方面中描述的蓋構件被擰到主體構件上，并且通過旋轉蓋構件，蓋構件沿著光軸移動。
基于第二方面，當然能夠獲得與第一方面中描述的成像設備的那些優(yōu)點相同的優(yōu)點，并且由于把蓋構件擰到主體構件上并且能夠通過旋轉蓋構件來將蓋構件沿著光軸移動，因而無需包含復雜的機構便能夠實現(xiàn)蓋構件的移動，因而無需成像設備的高成本和麻煩便能夠使光學功能多樣化。
基于本發(fā)明的第三方面，提供了一種成像設備，其特征在于在第一或第二方面中描述的光學構件包括擴展到側部并且在其后表面支撐第二按壓構件的擴展部分，并且主體構件包括從內圍表面伸出并且在其前表面支撐第二按壓構件的支撐部分。
基于第三方面，當然能夠獲得與第一方面和第二方面中描述的成像設備的那些優(yōu)點相同的優(yōu)點，尤其是，由于在擴展到光學構件的側面的擴展部分的后表面和從主體構件的內圍表面伸出的支撐部分的前表面之間支撐第二按壓構件，所以即使在以通過第一按壓構件使光學構件與基板或成像單元接觸的方式施加按壓力時，第二按壓構件仍然不接觸基板或成像單元，因而保護基板或成像單元。
為實現(xiàn)上述目標，基于本發(fā)明的第四方面，提供一種成像設備，具有基板，具有設置在其上表面的成像單元；可分離地接觸基板或成像單元的上表面的光學構件，包括前光學構件和后光學構件，它們沿橫向(cross direction)層疊，使得它們具有相同光軸，以及在成像單元上聚集入射光；以及外框構件，其覆蓋成像單元以及光學構件，并且包括固定地設置在基板上的主體構件，以蓋構件能夠沿著光學構件的光軸移動的方式附加在主體構件的端側的蓋構件，以及固定地設置在光學構件和蓋構件之間的預定位置以從主體構件的內圍表面沿徑向向內部伸出的凸出部分，該成像設備包括第一按壓構件，其彈性地介于蓋構件和前光學構件之間，并且向后光學構件側按壓前光學構件；第二按壓構件，其彈性地介于前光學構件和后光學構件之間，并且向蓋構件側按壓前光學構件；以及第三按壓構件，其向基板側按壓后光學構件，其中在前光學構件接觸后光學構件的狀態(tài)下，第一按壓構件的按壓力大于第二按壓構件的按壓力，并且在蓋構件沿著光軸向前移動預定距離的狀態(tài)下，第二按壓構件的按壓力大于第一按壓構件的按壓力，并且前光學構件沿著光軸向前移動以接觸凸出部分。
基于第四方面，光學構件包括在垂直方向層疊以具有相等光軸的前光學構件和后光學構件，在外框構件的主體構件的前端附加沿著光軸可移動的蓋構件，在前光學構件和蓋構件之間設置從主體構件的內圍表面伸出的凸出部分，向后光學構件側按壓光學構件的第一按壓構件彈性地介于蓋構件和前光學構件之間，向蓋構件側按壓前光學構件的第二按壓構件彈性地介于前光學構件和后光學構件之間，以及提供向基板側按壓后光學構件的第三按壓構件。此外，在前光學構件接觸后光學構件的狀態(tài)下，第一按壓構件的按壓力大于第二按壓構件的按壓力，并且在蓋構件沿著光軸向前移動預定距離時，第二按壓構件的按壓力大于第一按壓構件的按壓力，并且前光學構件沿著光軸向前移動以接觸凸出部分。因此，成像設備能夠執(zhí)行兩種焦點調整，即，基于當前光學構件接觸后光學構件時的焦距的成像，以及基于當前光學構件接觸凸出部分時的焦距的成像。此外，由于在形成兩種焦距時通過第一和第二按壓構件使前光學構件接觸后光學構件或凸出部分并且因而進行定位，所以能夠實現(xiàn)精確的光學功能。此外，由于通過蓋構件的移動和按壓構件的排列實現(xiàn)基于前光學構件的移動的焦點調整，無需成像設備制造的高成本和麻煩地使光學功能多樣化。
此外，由于把光學構件分成前光學構件和后光學構件，并且前光學構件被單獨移動以執(zhí)行焦點調整，所以能夠進一步降低移動光學構件的尺寸，并且能夠小型化按壓構件及其它構件，因而進一步降低尺寸。
基于本發(fā)明的第五方面，提供了一種成像設備，其特征在于在第一至第四方面的一個方面中描述的蓋構件由形狀記憶合金形成，并且被配置成在加熱時變形并沿著光軸移動。
基于第五方面，當然能夠獲得與第一至第四方面的一個方面中描述的成像設備的那些優(yōu)點相同的優(yōu)點，尤其是，由于蓋構件由形狀記憶合金形成并且被配置成加熱變形以沿著光軸移動，所以當通過例如增能而加熱時，能夠移動蓋構件，因而方便并且自動地促使蓋構件的移動。
基于本發(fā)明的第六方面，提供了一種包括在第一至第五方面的一個方面中描述的成像設備的便攜終端設備。
基于第六方面，包括在第一至第五方面的一個方面中描述的成像設備的便攜終端設備能夠基于該成像設備實現(xiàn)成像功能的多樣化。
基于本發(fā)明的第七方面，提供了一種在第六方面中描述的便攜終端設備，其特征在于包括移動控制裝置，用于執(zhí)行控制以便沿著光軸移動成像設備的蓋構件。
基于第七方面，當然能夠獲得與第六方面中描述的便攜終端設備的那些優(yōu)點相同的優(yōu)點，尤其是，由于提供了用于控制成像設備的蓋構件沿著光軸的移動的移動控制裝置，所以能夠自動執(zhí)行成像設備的焦距的切換，因而提高用戶的可用性。


圖1是基于本發(fā)明的實施例的成像設備的部分省略的透視圖；圖2是示出沿著圖1中連線II-II取得的成像設備的正常成像模式狀態(tài)的剖視圖；圖3是示出沿著圖1中連線II-II取得的成像設備的宏成像模式狀態(tài)的剖視圖；圖4是示出圖1中描述的成像設備的修改中的正常成像模式狀態(tài)的剖視圖；圖5是示出圖1中描述的成像設備的修改中的宏成像模式狀態(tài)的剖視圖；圖6A和6B分別是示出包括基于本發(fā)明的成像設備的移動電話的例子的前視圖和后視圖；圖7是圖解圖6中描述的移動電話的內部結構的模塊圖；以及圖8是圖解由圖6中描述的移動電話進行的成像控制處理的流程圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參考附圖詳細描述基于本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
應當注意，將在基于本發(fā)明的成像設備中沿著光軸Y的橫向是圖1至3中圖示的垂直方向的假設下給出下列描述。
在這里，把宏成像模式確定為這樣一種模式，其用于執(zhí)行適于逼近拍攝或近距離拍攝的成像設備，其中拍攝距離(在鏡頭和被攝體之間的距離)比正常成像模式中的距離更短。
如圖1至3所示，成像設備100包括基板PC；排列在基板PC的一個表面(圖中的上表面)上的成像單元2；光學構件1，其在這個成像單元2的成像區(qū)域(稍后描述的光電轉換部分2a)中聚光并且形成被攝體圖像；鏡框3，其覆蓋并且隱藏光學構件1和成像單元2；遮光板4，其被提供給鏡框(外框構件)3并且具有光屏蔽屬性；通過遮光板4支撐的IR截止濾光片5；第一按壓構件6，其設置在光學構件1上面并且向下(沿著光軸Y向后)按壓光學構件1；第二按壓構件7，其設置在光學構件1下面并且向上(沿著光軸Y向前)按壓光學構件1；以及定位電部件8，其連接到基板PC并且相對基板PC定位鏡框3；以及其它構件。
如圖2及3所示，光學構件1把透明玻璃或塑膠材料作為其材料，并且包括排列在基板PC側(沿著光軸Y向后)的第一鏡頭構件9(后光學構件)，設置在這個第一鏡頭構件9上面(沿著光軸Y向前)的第二鏡頭構件10(前光學構件)，以及設置在第一鏡頭構件9和第二鏡頭構件10之間并且調整進入第一鏡頭構件部分9的光的量的光圈檔板11。應當注意，第一鏡頭構件9和第二鏡頭構件10具有相同光軸Y。
第一鏡頭構件9包括具有凸透鏡形狀的鏡頭部分9a和具有環(huán)繞鏡頭部分9a的管狀的下肢(lower leg)部分9b，以及在正常成像模式下接觸成像單元2的表面、設置在下肢部分9b的下端部分的接觸部分9c。
此外，向側面擴展以接觸鏡框3的擴展部分9d在下肢部分9b的側部形成。第二按壓構件7的一端彈性地與這個擴展部分9d的下表面(沿著光軸Y的后表面)接觸。此外，設置在鏡框3的內壁并且向內沿內壁的徑向伸出的凸出部分3e(后面會描述)在擴展部分9d上面(沿著光軸Y向前)以凸出部分3e的下表面能夠接觸擴展部分9d的上表面的方式形成。
此外，在宏成像模式的情況下，盡管包含第一鏡頭構件9和在第一鏡頭構件9上層疊的第二鏡頭構件10的光學構件1進行移動以通過第二按壓構件7的壓力上推，但是當擴展部分9d接觸凸出部分3e并且光學構件1處于宏成像模式時，上移受到限制。
另外，使第一按壓構件6的下端與第一鏡頭構件9的下肢部分9b的上表面彈性接觸。此外，在正常成像模式中，當通過這個第一按壓構件6向下按壓第一鏡頭構件9時，使得第一鏡頭構件9與成像單元2接觸，因而使光學構件1處于正常成像模式。
此外，與第二鏡頭構件10接合的接合部分9e設置在下肢部分9b的上表面上。以圍繞鏡頭部分9a的方式設置這個接合部分9e，以從下肢部分9b的上表面環(huán)狀伸出。
此外，在這個接合部分9e的內側通過粘合劑環(huán)繞鏡頭部分9a固定由具有光屏蔽特性的材料形成，并且把開口11a作為限制鏡頭部分9a的F數(shù)的光圈的光圈檔板11。
第二鏡頭構件10包括環(huán)繞鏡頭部分10a的管形下肢部分10b，并且把與第一鏡頭構件9的接合部分9e接合的接合目標部分10c設置在這個下肢部分10b下面。這個接合目標部分10c具有從下肢部分10b的下表面凸出的環(huán)形，并且在其下表面接觸光圈檔板11的同時，其外圍表面與第一鏡頭構件9的接合部分9e的內圍表面接觸。另外，在這個狀態(tài)下，下肢部分10b的下表面與第一鏡頭構件9的下肢部分9b的上表面接觸。此外，第一鏡頭構件9的接合部分9e以及接合目標部分10c彼此粘合。因此，第二鏡頭構件10能夠與第一鏡頭構件9配合以沿垂直方向(沿著光軸Y的橫向)移動。
此外，當?shù)谝荤R頭構件9的接合部分9e與第二鏡頭構件10的接合目標部分10c接合時，能夠防止第一鏡頭構件9的光軸Y偏離第二鏡頭構件10的光軸Y。
成像單元2是圖像傳感器，并且包括例如CMOS型圖像傳感器，CCD型圖像傳感器等等。具有矩形薄板形狀的成像單元2的下表面連接到基板PC的上表面。在成像單元2的上表面的中心形成作為成像區(qū)域的光電轉換部分2a，其中像素被二維排列。第一鏡頭構件9的接觸部分9c與設置在光電轉換部分2a外部的非成像區(qū)域2b接觸，并且在這個區(qū)域中形成處理部分(未示出)。
此外，在處理部分的外緣附近排列多個襯墊(未示出)。作為連線終端的每個襯墊通過連線W與基板PC連接。連線W與基板PC上的預定電路連接。
鏡框3是由具有光屏蔽特性的材料形成，布置在光學構件1的外部并且作為外框構件的殼體。
如圖1至3所示，鏡框3包括包含圓柱形上部3a和棱形下部3b的主體構件3c，以及蓋構件3d，其獨立地設置在主體構件3c的上部3a的上端部(沿著光軸Y方向的前端部分)。
另外，主體構件3c的下部3b的下端部通過粘合劑B被固定在基板PC上。
此外，從內圍表面凸出的凸出部分3e被設置在光學構件1和蓋構件3d之間的主體構件3c的上部3a的內圍表面上，并且第一鏡頭構件9的擴展部分9d在宏成像模式的情況下接觸這個凸出部分3e的下表面。
此外，提供從主體構件3c的下部3b的內圍表面伸出并且支撐第二按壓構件7的支撐部分3f。這個支撐部分3f與第一鏡頭構件9的肢部分9c接合，并且以防止光學構件1圍繞第一光學部分10的鏡頭部分9a的光軸Y旋轉的方式，將光學構件1的位置限制到鏡框3。
由于光學構件1的位置以這種方式被限制到鏡框3，所以當基于例如此后描述的定位電部件8將鏡框3定位及布置在基板PC的預定位置時，光學構件1能夠被布置在基板PC的預定位置上，并且提供給基板PC的成像單元2的光電轉換部分2a的中心能夠與例如裝配到鏡框3的第一鏡頭構件9的鏡頭部分9a的光軸Y匹配。
此外，由于光學構件1的位置被限制到鏡框3，所以在鏡框3被布置及固定在基板PC的預定位置的情況下，光學構件1難以偏離預定位置，并且它易于保持例如光學構件1的鏡頭部分9a的光軸Y與成像單元2的光電轉換部分2a的中心匹配的狀態(tài)。
把鏡框3的蓋構件3d擰到上部3a的上端部分，并且能夠以通過旋轉把蓋構件3d從鏡框3的上部3a向上提高(沿著光軸Y向前)的方式沿著光軸Y移動。
另外，蓋構件3d具有覆蓋該的上表面的形狀，并且為蓋構件3d提供開口部分3dd以作為調整進入第二鏡頭部分10的光的量的第一光圈。
應當注意，蓋構件3d的移動通過例如使用提供給成像設備100的例如未圖解的杠桿構件或開關構件的手動操作，或使用例如驅動電機的驅動裝置的自動操作等等實現(xiàn)，但是它不限于此。
此外，蓋構件3d可以由形狀記憶合金形成，并且被配置成當預先加熱到形狀記憶溫度時變形并沿著光軸Y移動。
遮光板4通過粘合劑等等附加在蓋構件3d的上端。此外，遮光板4在其中心處具有作為第二光圈的開口4a。
IR截止濾光片5由具有紅外吸收特征的材料形成，并且通過粘合劑等等粘合在遮光板4的中心處的開口4a下面。
此外，這個遮光板4及IR截止濾光片5構成蓋構件12。由于基板PC，鏡框3及蓋構件12抵壓并按照這種方式彼此粘合，因此成像設備100具有耐塵及耐濕的結構。
每個第一按壓構件6及第二按壓構件7均包括例如螺簧的彈性構件。另外，第一按壓構件6彈性地介于第一鏡頭構件9和蓋構件3d之間，并且第二按壓構件7彈性地介于第一鏡頭構件9及在鏡框3下面形成的支撐部分3f之間。
此外，如圖2所示，在蓋構件3d未從主體構件3c的上表面抬高的狀態(tài)下，第一按壓構件6的彈性強于第二按壓構件7的彈性。因此，在圖中通過預定按壓力向下(沿著光軸Y向后)按壓第一鏡頭構件9，使第一鏡頭構件9偏置并定位成接觸成像單元2。
此外，如上所述的第一鏡頭構件9被定位成接觸成像單元2的狀態(tài)被確定作為正常成像模式中設置的狀態(tài)。
另一方面，如圖3所示，當通過旋轉向上抬高蓋構件3d(沿著光軸Y向前)時，減弱第一按壓構件的彈性，并且第二按壓構件7的彈性變得比第一按壓構件6的彈性更強。接著，通過第二按壓構件7的按壓力向上(沿著光軸Y向前)移動第一鏡頭構件9，并且接觸部分9c與成像單元2的上表面分離。接著，當使第一鏡頭構件9的擴展部分9d與鏡框3的凸出部分3e的下表面接觸時，限制進一步的移動(分離距離)。
應當注意，層疊在第一鏡頭構件9上的第二鏡頭構件10也與第一鏡頭構件9配合地向上移動。
此外，如上所述的把光學構件1的第一鏡頭構件9定位成與凸出部分3e接觸的狀態(tài)確定為宏成像模式中設置的狀態(tài)。
此外，在宏成像模式的情況下，光學構件1和被攝體之間的距離變短，也就是，光學構件1的焦距比正常成像模式情況下的焦距更短，并且因此允許對被攝體進行近距離拍攝及逼近拍攝。
應當注意，由于在正常成像模式下第一按壓構件6的按壓力大于第二按壓構件7的按壓力，圖2中向下按壓光學構件1以接觸成像單元2，但是第二按壓構件7的下端接觸主體構件3c的支撐部分3f的上表面，并且第二按壓構件7的彈性造成緩沖效應，因而對成像單元2沒有損傷。
定位電部件8是例如電容器，電阻器，二極管等等，并且被布置成位于圖2中的基板PC上，在成像單元2和鏡框3之間，并且接近鏡框3。另外，從基板PC到定位電部件8的上端部分的高度大于從基板PC到成像單元2的上端部分的高度。此外，定位電部件8在將鏡框3固定在基板PC上時作為鏡框3的定位標記。此外，由于定位電部件8的上端高于成像單元2的上端，所以能夠防止鏡框3接觸成像單元2從而損傷成像單元2的連線W等等。
應當注意，定位電部件8不限于例如電容器，電阻器，二極管等等，并且能夠使用成像設備100所需要的電部件。
如上所述，在基于本發(fā)明的這個實施例的成像設備100中，把能夠沿著光軸Y移動的蓋構件3d連接到鏡框3的主體構件3c的上表面，在光學構件1和蓋構件3d之間設置從主體構件3c的內圍表面凸出的凸出部分3e，向基板PC側按壓光學構件1的第一按壓構件6彈性地介于蓋構件3d和光學構件1之間，并且向蓋構件3d側按壓光學構件1的第二按壓構件7彈性地介于支撐部分3e和光學構件1之間。
此外，在光學構件1接觸成像單元2的狀態(tài)下，第一按壓構件6的按壓力大于第二按壓構件7的按壓力，而在蓋構件向上(沿著光軸Y向前)移動預定距離或更多時，第二按壓構件7的按壓力大于第一按壓構件6的按壓力，并且光學構件1向上(沿著光軸Y向前)移動以接觸凸出部分3e。因此，成像設備100能夠執(zhí)行基于兩個焦距(成像模式)的圖像處理，即當光學構件1接觸成像單元2時的焦距(正常成像模式)，和到被攝體的焦距比正常成像模式的焦距更短的宏成像模式。
此外，在兩種成像模式中，由于通過利用第一按壓構件6和第二按壓構件7使光學構件1被定位成接觸成像單元2或凸出部分3e，因而能夠實現(xiàn)精確的光學功能。
此外，能夠通過例如按壓構件等等的簡單構件的布置或蓋構件3d的移動來調整和切換焦距，因而無需制造成本或麻煩便可使光學功能多樣化。
另外，把蓋構件3d擰到主體構件3c上，并且通過旋轉蓋構件3d，蓋構件3d能夠沿著光軸Y移動，因而不設置復雜機構便可實現(xiàn)蓋構件3d的移動。
應當注意，基于本發(fā)明的這個實施例的成像設備100中的各個構件的形狀，結構及其它方面不受上面那些描述的限制。
例如，盡管已經給出被配置為包括第一鏡頭構件9及第二鏡頭構件10的光學構件1的描述，但是它可以被配置為只包含一個鏡頭構件。
現(xiàn)在將參考圖4及5描述作為基于這個實施例的成像設備100的修改的成像設備200。應當注意，類似附圖標記表示與成像設備100的部分相同的部分，并且將只給出不同部分的描述。
應當注意，圖4是正常成像模式中成像設備200的部分省略剖視圖，并且圖5是宏成像模式中成像設備200的部分省略剖視圖。
如圖4及5所示，沿鏡框3的內圍表面方向擴展的擴展部分10e被形成到成像設備200中光學構件1的第二鏡頭構件10上。在宏成像模式中，這個擴展部分10e接觸凸出部分3e，并且通過這個接觸來定位第二鏡頭構件10。
向第一鏡頭構件9按壓第二鏡頭構件10的第三按壓構件(對應于權利要求4中描述的第一按壓構件)13彈性地介于第二鏡頭構件10的上表面和蓋構件3d的下表面之間。
另外，向上按壓第二光學部分9的第四按壓構件(對應于權利要求4中描述的第二按壓構件)14彈性地介于第二鏡頭構件10的擴展部分10e的下表面和第一鏡頭構件9的上表面之間。
此外，向下按壓第一鏡頭構件9的第五按壓構件(對應于權利要求4中描述的第三按壓構件)彈性地介于凸出部分3e的下表面和第一鏡頭構件9的上表面之間。第五按壓構件15的按壓力在正常成像模式和宏成像模式下使第一鏡頭構件9的接觸部分9c與成像單元2的非成像區(qū)域2b保持接觸，而不受第三按壓構件13和第四按壓構件14的按壓力的影響。
此外，如圖4所示，在不移動蓋構件3d的狀態(tài)下，作為正常成像模式，第三按壓構件13的按壓力大于第四按壓構件14的按壓力，并且因此第二鏡頭構件10接觸第一鏡頭構件9。
此外，如圖5所示，當向上移動蓋構件3d一個預定距離時，第四按壓構件14的按壓力變得大于第三按壓構件13的按壓力，第二鏡頭構件10與第一鏡頭構件9分離并且被第四按壓構件14的按壓力向上移動，并且擴展部分10e接觸凸出部分3e。結果，限制進一步的移動(分離移動)，并且執(zhí)行宏成像模式中的定位。在這個宏成像模式中，由于第二鏡頭構件10向被攝體移動，并且到被攝體的焦距變得比正常成像模式下的焦距更短，因而允許對被攝體進行近距離拍攝或逼近拍攝。
如上所述，基于該成像設備200，能夠調整焦點，并且在兩種成像模式(焦距)下的成像處理能夠通過移動兩個層疊的光學構件之一來實現(xiàn)。
另外，由于僅通過移動第二鏡頭構件10來調整焦點，所以與移動第一鏡頭構件9和第二鏡頭構件1二者的情況比較，能夠降低用于移動的按壓力，并且因此能夠實現(xiàn)第三按壓構件13，第四按壓構件15和第五按壓構件16的尺寸以及成像設備200的尺寸的降低。
圖6是說明作為本發(fā)明適用的便攜終端設備的例子的移動電話的外部結構的視圖。如圖6所示，移動電話110是翻蓋型的，其中第一外殼111a和第二外殼111b彼此連接以通過鉸鏈連接部分111c打開和閉合。
如圖6A所示，稍后描述的輸入部分112和顯示部分113被布置在閉合時的內側表面。為輸入部分112提供照相機按鈕，功能鍵以及其它。此外，如圖6B所示，提供上述成像設備100，使得能夠通過作為閉合時的外表面、對著被攝體的表面進行成像。如圖6A以及6B所示，把天線114a布置在移動電話110的上部。此外，在第二外殼111b的后表面?zhèn)忍峁├绯潆娊M件的電源控制部分117。
圖7是示出圖6中描述的移動電話110的功能結構的模塊圖。如圖7所示，移動電話110包括控制部分111，輸入部分112，顯示部分113，具有天線114a的無線通信部分114，存儲部分115，成像設備100，電源控制部分117，接收器部分118以及其它，并且各部分通過總線119彼此連接。
控制部分111包括CPU(中央處理單元)111a，由可擦寫半導體器件構成的RAM(隨機訪問存儲器)111b，由非易失半導體存儲器構成的ROM(只讀存儲器)111c以及其它。
ROM 111c在其中存儲移動電話110的基本操作控制程序，通信處理程序，在顯示部分113中顯示的顯示數(shù)據(jù)和涉及成像的參數(shù)數(shù)據(jù)(自動成像的缺省設置數(shù)據(jù)以及預覽顯示處理的缺省設置數(shù)據(jù))，以及未在圖中圖解的成像控制程序c1，代碼識別程序c2以及代碼識別數(shù)據(jù)c3。在這個例子中，代碼識別數(shù)據(jù)c3是在設置用于判斷二維代碼是否作為信息代碼被包含在圖像數(shù)據(jù)中的代碼相似度系數(shù)(Q)時所需的參考數(shù)據(jù)。
CPU 111a在RAM 111b的工作區(qū)中根據(jù)從輸入部分112輸入的各種指令或從無線通信部分114輸入的數(shù)據(jù)，布署從存儲在ROM 111c中的各種程序中指定的程序，并且根據(jù)輸入指令以及基于程序的輸入數(shù)據(jù)執(zhí)行各種處理。此外，CPU 111a在RAM 111b的預定區(qū)域中存儲處理結果，并且在顯示部分113顯示它。
具體地，CPU 111a讀取存儲在ROM 111c中的成像控制程序c1，并且執(zhí)行稍后描述的成像控制處理。
作為成像控制處理，CPU 111a基于來自輸入部分112的用戶輸入的操作指令等等控制成像設備100，把捕捉的圖像數(shù)據(jù)存儲在RAM111b的預定存儲器等等中，并且接著在預覽模式下以25fps的幀速率在顯示部分113中顯示這個數(shù)據(jù)。
此外，CPU 1111a基于代碼識別程序c2針對捕捉的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行用于識別二維代碼目標的代碼處理，二維代碼目標可以是二維代碼。具體地，CPU 111a每5個幀一次地把捕捉的圖像數(shù)據(jù)與代碼識別數(shù)據(jù)c3比較，以判斷二維代碼是否被包含在捕捉的圖像數(shù)據(jù)中。更具體地，CPU 111a比較捕捉的圖像數(shù)據(jù)與作為相似度系數(shù)計算信息的代碼識別數(shù)據(jù)c3，以計算相對二維代碼目標的代碼相似度系數(shù)，并且識別二維代碼目標(信息代碼目標)，其可以是二維代碼，或基于這個代碼相似度系數(shù)的值的二維代碼。
此外，當代碼相似度系數(shù)可能包含代碼，但是存在被確定為不確定值的二維代碼目標時，CPU 111a作為移動控制裝置，用于控制移動蓋構件3d以便從正常成像模式把成像設備100切換為執(zhí)行基于宏成像模式的成像處理的驅動裝置(未示出)。
另外，當在成像數(shù)據(jù)中識別二維代碼時，CPU 111a執(zhí)行二維代碼的解碼處理以及在顯示部分113中顯示這個代碼。
此外，CPU 111a基于經過解碼處理的信息代碼的信息執(zhí)行操作。
輸入部分112包括數(shù)字小鍵盤，各種功能開關，用于切換對話模式和照相機模式的模式切換開關以及其它，并且它被用于例如輸入執(zhí)行成像處理的指令。
顯示部分113包括LCD(液晶顯示器)面板等等，以及在屏幕中基于從控制部分11輸入的顯示數(shù)據(jù)來顯示信息。此外，顯示部分113在預覽模式下顯示通過稍后描述的成像設備100捕捉的圖像，通過控制部分111解碼的代碼信息內容，以及其它。
無線通信部分114包括發(fā)送/接收涉及往來于無線基站(未示出)的傳入呼叫或發(fā)出呼叫的無線信號的天線114a，基于從控制部分111輸入的指令與無線基站執(zhí)行對應于符合例如IMT-2000(例如，W-CDMA或cdma2000)的通信方案的移動電話通信協(xié)議，并且通過由這個通信方案設置的通信信道執(zhí)行語音或數(shù)據(jù)通信的發(fā)送/接收。
存儲部分115存儲作為通過控制部分111執(zhí)行的處理的結果的數(shù)據(jù)等等。例如，存儲部分115存儲由成像設備100捕捉的圖像的數(shù)據(jù)，通過無線通信部分114發(fā)送/接收的郵件的數(shù)據(jù)，呼叫歷史的數(shù)據(jù)等等，以及其它。
成像設備100具有上述結構，并且通過使用成像單元2把通過光學構件1輸入的圖像轉換成電信號以產生圖像數(shù)據(jù)。此外，成像單元2的CCD型圖像傳感器等等具有象檢測環(huán)境光量的光學傳感器的功能，并且向控制部分111輸出對應于環(huán)境光量的檢測信號。
此外，通過基于控制部分111的控制來驅動的驅動裝置(未示出)沿著光軸Y移動成像設備100的蓋構件3d。即，以基于正常成像模式和宏成像模式的成像處理能夠通過控制部分111的控制來切換的方式，配置成像設備100。
電源控制部分117包括例如鋰電池，鎳電池或鎳鎘電池的輔助電池，并且當電源接通時，基于控制部分111的控制，從正極和負極把具有預定電壓的電力提供給驅動移動電話110的各個部分的驅動電路。
接收器部分118具有話筒，揚聲器，A/D轉換部分和D/A轉換部分，使從話筒輸入的用戶的發(fā)送語音經過A/D轉換處理，向CPU 111a輸出獲得的發(fā)送語音數(shù)據(jù)，并且使從CPU 111a輸入的接收語音數(shù)據(jù)或例如傳入呼叫聲音，操作確認聲音或快門聲音的聲音數(shù)據(jù)經過D/A轉換處理，以從揚聲器輸出所獲得的結果。
此后將參考圖8的流程圖描述移動電話110中的成像控制處理。
當移動電話110的用戶按下輸入部分112的預定按鈕時，CPU111a確定輸入成像處理指令，讀取存儲在ROM 111c中的成像控制程序c1，在RAM 111b中部署該程序，并且開始基于成像控制程序c1的成像處理控制。
此時，用戶通過把移動電話110的成像設備100指向被攝體，使被攝體成像。
此外，具體地，CPU 111a把存儲在RAM 111b中的圖像數(shù)據(jù)的幀計數(shù)復位為0(N＝0)(步驟S101)，并且向成像設備100輸出指令以開始基于正常成像模式的成像處理。
接著，成像設備100順序地向控制部分111輸出被攝體的捕捉圖像數(shù)據(jù)，其中作為基于正常成像模式的成像處理，被攝體已經被光學構件1聚光并且在成像單元2的光電轉換部分2a中成像(步驟S102)。
接著，控制部分111的CPU 111a把通過成像設備100順序輸入的捕捉的圖像數(shù)據(jù)存儲在RAM 111b中，并且執(zhí)行以25fps的幀速率在顯示部分113上顯示捕捉的圖像的預覽顯示處理(步驟S103)。此外，CPU111a在執(zhí)行預覽顯示處理的同時計數(shù)從成像設備100輸入的圖像的幀數(shù)(N＝N+1)(步驟S104)，并且判斷幀數(shù)是否為″5″(步驟S105)。
接著，CPU 111a在確定幀數(shù)為″5″的情況下(步驟S105是)前進到步驟S106，而在確定幀數(shù)不為5的情況下(步驟S105否)前進到步驟S102，并且重復上述步驟。
接著，在步驟S106至S108，CPU 111a讀取存儲在ROM 111c中的代碼識別程序c2，在RAM 111b中部署讀取的程序，并且開始基于這個代碼識別程序c2的代碼識別處理控制。具體地，當幀數(shù)是″5″時，CPU 111a比較被攝體的捕捉的圖像數(shù)據(jù)和代碼識別數(shù)據(jù)c3以執(zhí)行二維代碼識別處理。
在這里，作為識別處理方法，存在例如通過檢測指示二維代碼存在于被攝體的捕捉圖像數(shù)據(jù)中的預定剪切符號來識別二維代碼的方法，基于被攝體的捕捉圖像數(shù)據(jù)的集中(concentration)來識別二維代碼的方法，識別二維代碼的預定馬塞克形狀的方法，以及其它方法，但是本發(fā)明不限于此。
更具體地，在步驟S106，CPU 111a比較捕捉圖像數(shù)據(jù)和作為相似度系數(shù)計算信息的代碼識別數(shù)據(jù)c3，以計算用于判斷捕捉圖像數(shù)據(jù)的二維代碼的可能性的代碼相似度系數(shù)(Q)。
接著，CPU 111a判斷計算的代碼相似度系數(shù)(Q)的值是否不小于″0.5″(步驟S107)，并且在確定Q不小于″0.5″(步驟S107是)的情況下確定存在預定二維代碼的可能性并前進到步驟S108。
另一方面，在確定計算的代碼相似度系數(shù)(Q)小于0.5的情況下(步驟S107否)，CPU 111a確定二維代碼的可能性較小，把幀計數(shù)復位為″0″(N＝0)(步驟S109)，接著前進到步驟S102，并且重復后續(xù)預覽顯示處理以及每5個幀執(zhí)行一次的代碼識別處理。
按照這種方式，CPU 111a每5個幀一次地對被攝體的捕捉圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行二維代碼識別處理。因此，降低了CPU 111a的處理負載，并且能夠減輕同時對執(zhí)行的被攝體的捕捉圖像數(shù)據(jù)獲取處理以及捕捉圖像數(shù)據(jù)預覽顯示處理的影響。
CPU 111a在步驟S108判斷代碼相似度系數(shù)(Q)是否為″1″，并且當確定Q是″1″(步驟S108是)時，確定存在二維代碼并且前進到步驟S110。
另一方面，在確定代碼相似度系數(shù)(Q)不小于″0.5″但是不等于″1″(步驟S108否)的情況下，CPU 111a確定二維代碼的可能性不確定并且識別出存在二維代碼目標(信息代碼目標)。接著，CPU 111a控制未圖解的驅動裝置沿被攝體的方向移動蓋構件3d，使得成像設備100能夠執(zhí)行宏拍攝，并且因而執(zhí)行宏成像模式設置處理(步驟S111)，并且控制前進到步驟S109。
在后續(xù)步驟中，作為宏成像模式中的成像處理，光學構件1的第一鏡頭構件9通過CPU 111a的控制隨著成像設備100的蓋構件3d沿著光軸Y的移動向上移動(沿著光軸Y向前)，并且在第一鏡頭構件9接觸凸出部分3e的情況下通過使用光學構件1和成像單元2獲得在宏成像模式下被攝體的捕捉圖像數(shù)據(jù)，并且所獲得的數(shù)據(jù)在預覽模式下在顯示部分113上顯示。此外，與在這個宏成像模式下的圖像處理和預覽顯示處理同時地，CPU 111a每5個幀一次地對基于宏成像模式的捕捉圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行代碼識別處理。此時，由于宏成像模式中的成像處理適于到被攝體距離短于正常成像模式中成像處理的相應距離的情況，因此二維代碼識別率得到提高，因而增加了二維代碼目標被識別成二維代碼的可能性，其中假設在正常成像模式中存在作為二維代碼的可能性，然而該可能性并非不確定的?；诖耍岣吡嗽诒粩z體的捕捉圖像數(shù)據(jù)中識別二維代碼的比率。
在步驟S110，CPU 111a對所識別的二維代碼執(zhí)行解碼處理，并且在顯示部分113中顯示這個二維代碼的代碼信息內容(步驟S112)。
在這里，作為在顯示部分113中顯示的代碼信息內容時，例如，存在諸如URL地址或電子郵件地址的字符信息，任意圖像信息以及其它。
應當注意，當代碼信息內容例如是除顯示在顯示部分113中的內容，例如作為代碼信息內容的字符信息或圖像信息之外的音頻信息時，可以從接收器部分118執(zhí)行聲音生成處理。
接著，CPU 111a判斷是否通過用戶對輸入部分112的操作輸入了指示針對在顯示部分113中顯示的代碼信息內容的預定處理的信號(步驟S113)，并且當確定輸入了指令信號時(步驟S113時是)，執(zhí)行對應于該指令的處理(步驟S114)，并且前進到步驟S115。
在這里，對代碼信息內容的預定處理是例如當代碼信息內容是URL地址時連接到URL地址的指令，當代碼信息內容是電子郵件地址時，它是建立到該電子郵件地址的電子郵件的指令，當代碼信息內容是電話號碼，電子郵件地址等等時，它是在地址薄等等中進行保存的處理，并且它是在任何其他情況下保存在顯示部分113中顯示的圖像或等等的處理，但是本發(fā)明不限于此。
另一方面，當在步驟S113確定沒有來自用戶的指令信號輸入的情況下(步驟S113否)，CPU 111a前進到步驟S115。
接著，CPU 111a判斷用戶是否通過操作輸入部分112輸入了成像處理結束指令(步驟S115)，并且在確定輸入了成像處理結束指令的情況下(步驟S115是)，把終止成像處理的指令輸出到成像設備100以終止這個成像控制處理。
另一方面，在確定沒有輸入成像處理結束指令的情況下(步驟S115否)，CPU 111a前進到步驟S109并且重復步驟S109和后續(xù)步驟。
如上所述，在成像控制處理中，與成像設備100獲得被攝體的捕捉圖像數(shù)據(jù)的處理以及捕捉圖像數(shù)據(jù)預覽顯示處理同時地，自動執(zhí)行識別捕捉圖像數(shù)據(jù)中的預定二維代碼數(shù)據(jù)的處理以及二維代碼數(shù)據(jù)解碼處理。因此，通過執(zhí)行與正常圖像處理的操作相同的操作而不用執(zhí)行麻煩的設置以識別和解碼提供給例如卡或雜志的二維代碼，用戶能夠自動讀取以及解碼二維代碼，因而提高可用性。
此外，例如，當基于正常成像模式的捕捉圖像數(shù)據(jù)失焦或包含許多噪聲時，不能清晰地識別二維代碼，但是如果存在這種可能性，則控制成像設備100，使得處理被自動切換到基于適合于二維代碼的識別的宏成像模式的成像處理。因此，能夠增加二維代碼識別準確性，而不對用戶產生改變成像模式設置的麻煩。
此外，當二維代碼被包含在基于正常成像模式的捕捉圖像數(shù)據(jù)中的可能性較低時，或當二維代碼能夠被清晰識別時，不切換有效的成像模式。
應當注意，結合基于本發(fā)明的這個實施例描述的內容是基于本發(fā)明的移動電話110的優(yōu)選例子，并且本發(fā)明不限于此。例如，移動成像設備100的蓋構件3d的方法可以是任何類型的方法。此外，針對移動電話110中的成像設備，已經描述了裝配成像設備100的例子，但是可以采用其中裝配作為成像設備100的修改的成像設備200的結構。
另外，盡管以上已經通過使用二維代碼描述了信息代碼的例子，然而本發(fā)明不限于二維代碼，并且可以使用任何信息代碼，例如，條形碼或顏色碼。
此外，在上述成像控制處理中，已經針對這樣結構給出描述，其中，當解碼二維代碼時，在顯示部分113中顯示其代碼信息內容，接著基于用戶的預定處理的指令執(zhí)行對應于二維代碼的信息內容的各種處理，但是可以采用當通過CPU 111a解碼代碼信息內容時自動執(zhí)行預定處理的結構。
此外，在不偏離本發(fā)明范圍的前提下，能夠適當改變基于本發(fā)明的實施例中的移動電話110的詳細結構以及詳細操作。
此外，基于本發(fā)明的便攜終端設備不限于移動電話110，并且它可以是個人計算機，PDA等等。
此外，可以認為基于本發(fā)明的成像設備能夠引入各種產品，例如移動電話，個人計算機，PDA，AV設備，電視機，家電設備以及其它。
權利要求
1.一種成像設備，具有基板，具有在其上表面提供的成像單元；光學構件，其可分離地接觸基板或成像單元的上表面，并且在成像單元上聚集入射光；以及外框構件，其覆蓋成像單元以及光學構件，并且包括固定地設置在基板上的主體構件，以使其能夠沿著光學構件的光軸移動的方式附加在主體構件的端側的蓋構件，以及固定地設置在光學構件和蓋構件之間的預定位置上以便從主體構件的內圍表面沿徑向向內伸出的凸出部分，該成像設備的特征在于包括第一按壓構件，其彈性地介于蓋構件和光學構件之間，并且向基板側按壓光學構件；以及第二按壓構件，其彈性地介于在主體構件下面形成的支撐構件和光學構件之間，以及向蓋構件側按壓光學構件，其中在光學構件接觸基板或成像單元的狀態(tài)下，第一按壓構件的按壓力大于第二按壓構件的按壓力，并且在蓋構件沿著光軸向前移動預定距離的狀態(tài)下，第二按壓構件的按壓力大于第一按壓構件的按壓力，并且光學構件沿著光軸向前移動以接觸凸出部分。
2.如權利要求1所述的成像設備，其特征在于把蓋構件擰在主體構件上，并且通過旋轉蓋構件，蓋構件沿著光軸移動。
3.如權利要求1或2所述的成像設備，其特征在于光學構件包括向側面擴展并且在其后表面支撐第二按壓構件的擴展部分，并且主體構件還包括從內圍表面伸出并且在其前表面支撐第二按壓構件的支撐部分。
4.一種成像設備，具有基板，具有設置在其上表面的成像單元；可分離地接觸基板的上表面或成像單元的光學構件，包括前光學構件和后光學構件，它們沿橫向層疊，使得它們具有相同光軸，以及在成像單元上聚集入射光；以及外框構件，其覆蓋成像單元以及光學構件，并且包括固定地設置在基板上的主體構件，以蓋構件能夠沿著光學構件的光軸移動的方式附加在主體構件的端側的蓋構件，以及固定地設置在光學構件和蓋構件之間的預定位置以從主體構件的內圍表面沿徑向向內部伸出的凸出部分，該成像設備的特征在于包括第一按壓構件，其彈性地介于蓋構件和前光學構件之間，并且向后光學構件側按壓前光學構件；第二按壓構件，其彈性地介于前光學構件和后光學構件之間，并且向蓋構件側按壓前光學構件；以及第三按壓構件，其向基板側按壓后光學構件，其中在前光學構件接觸后光學構件的狀態(tài)下，第一按壓構件的按壓力大于第二按壓構件的按壓力，并且在蓋構件沿著光軸向前移動預定距離的狀態(tài)下，第二按壓構件的按壓力大于第一按壓構件的按壓力，并且前光學構件沿著光軸向前移動以接觸凸出部分。
5.如權利要求1到4中任何一個權利要求所述的成像設備，其特征在于蓋構件由形狀記憶合金構成，并且被配置成在加熱時變形并且沿著光軸移動。
6.一種便攜終端設備，包括如權利要求1到5中任何一個權利要求所述的成像設備。
7.如權利要求6所述的便攜終端設備，其特征在于該便攜終端設備包括移動控制裝置，用于執(zhí)行控制以使成像設備的蓋構件沿著光軸移動。
全文摘要
圖像拾取設備需要較小的成本和制造復雜性，并且能夠方便執(zhí)行具有較高準確性的焦點調整，以及使用該圖像拾取設備的移動終端設備。圖像拾取設備(100)包含鏡框(3)，以其能夠沿著光軸(Y)移動的方式連接到鏡框(3)的蓋構件(3d)，彈性地布置在蓋構件(3d)和光學構件(1)之間以便向基板按壓光學構件(1)的第一按壓構件(6)，以及彈性地布置在鏡框(3)和光學構件(1)之間以便向蓋構件(3d)按壓光學構件(1)的第二按壓構件(7)。當光學構件(1)與成像獲得單元(3)的上表面接合時，第一按壓構件(6)具有比第二按壓構件(7)更大的按壓力，并且蓋構件(3d)沿著光軸(Y)前向移動預定距離。接著，第二按壓構件(7)的按壓力變得大于第一按壓構件(6)的按壓力，并且光學構件(1)沿著光軸(Y)向前移動以便與從鏡框(3)的內部圓周凸出的凸出部分(3e)接合。
文檔編號H04N5/335GK1748166SQ20048000342
公開日2006年3月15日 申請日期2004年2月2日 優(yōu)先權日2003年2月3日
發(fā)明者中本聰, 水上雅文, 垣田剛, 新勇一 申請人:柯尼卡美能達控股株式會社