專利名稱：便攜式裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有照相機(jī)組件的便攜式裝置，特別涉及具有目的在于提高耐沖擊性能的結(jié)構(gòu)的便攜式裝置。
背景技術(shù)：
近年來，廣泛普及具有照相機(jī)組件的便攜式裝置。但是，在使用者誤將這樣的便攜式裝置掉落時，因落下碰撞的作用而產(chǎn)生的沖擊，對照相機(jī)組件產(chǎn)生劇烈的加速度，有可能使照相機(jī)組件損壞。作為防止在該落下碰撞時使照相機(jī)組件損壞的便攜式裝置，已知有以下那樣的手機(jī)裝置。
作為以往的第1便攜式裝置，有特開2004-61530號公報所揭示的、圖9所示的帶拍攝功能的手機(jī)裝置。圖9所示為帶拍攝功能的手機(jī)裝置110的示意剖視圖，手機(jī)裝置110具有拍攝用的照相機(jī)組件300。
如圖9所示，上述照相機(jī)組件300具有驅(qū)動調(diào)焦用鏡頭或變焦用鏡頭用的靜電驅(qū)動器310。該靜電驅(qū)動器310由裝有鏡頭的未圖示的可動構(gòu)件、以及將該可動機(jī)構(gòu)的移動空間形成為沿規(guī)定方向設(shè)置的未圖示的長方體形狀的未圖示的固定構(gòu)件所構(gòu)成。
在安裝有這樣的照相機(jī)組件的便攜式裝置中，存在下述的問題。即，在便攜式裝置掉落在地面上等情況下，靜電驅(qū)動器的只有幾微米左右的間隙的固定構(gòu)件與可動構(gòu)件接觸，照相機(jī)組件有可能損壞。另外，在車輛搬運(yùn)時對便攜式裝置作用有沖擊或振動的情況下，也可能使固定構(gòu)件與可動構(gòu)件接觸，使照相機(jī)組件損壞。
為了解決上述問題，上述以往的第1手機(jī)裝置構(gòu)成如下。如圖9所示，具有殼體120、以及放置在殼體120內(nèi)的裝有照相機(jī)組件300及電子裝置141的安裝基板140，殼體120具有互相對置的第1殼體121及第2殼體122，照相機(jī)組件300由第1殼體121及第2殼體122分別通過緩沖材料131及132夾住。
在這樣構(gòu)成的手機(jī)裝置110中，由于照相機(jī)組件300由殼體120通過緩沖材料131及132支持，因此當(dāng)?shù)袈湓诘孛嫔系惹闆r下，或在車輛搬運(yùn)時等作用有沖擊或振動的情況下，該沖擊等以緩和了的狀態(tài)傳遞給靜電驅(qū)動器，所以能夠防止固定構(gòu)件與可動構(gòu)件接觸。通過這樣，能夠防止照相機(jī)組300損壞。
如上述以往的第1手機(jī)裝置那樣，在殼體與照相機(jī)組件之間具有橡膠或凝膠體制的緩沖材料的便攜式裝置中，由于傳遞給照相機(jī)組件的沖擊利用緩沖材料加以緩和，因此照相機(jī)組件不易損壞。
另外，作為以往的第2便攜式裝置，有特開2003-167181號公報揭示的裝置，它與圖9所示的手機(jī)裝置相同，通過彈性構(gòu)件使照相機(jī)本體與放置在照相機(jī)本體內(nèi)的鏡簡單元連接，通過這樣在加上外力時，減少對鏡筒單元所加的負(fù)荷。
但是，在使這樣的便攜式裝置小型化時，由于機(jī)構(gòu)零部件高密度安裝在狹窄的殼體內(nèi)，因此在掉落碰撞等產(chǎn)生的沖擊作用于殼體而使殼體變形時，有可能殼體等其它的機(jī)構(gòu)零部件與照相機(jī)組件碰撞，使照相機(jī)組件(特別是陶瓷基板上安裝攝像元件的部分)損壞。
另外，越是力圖小型化，則也越是難以確保具有吸收沖擊的緩沖材料用的空間，而不得不減薄緩沖材料的厚度。在這種情況下，作為以往的第1便攜式裝置的手機(jī)裝置那樣利用緩沖材料減少作用于照相機(jī)組件的沖擊就難以實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供不加厚緩沖材料、而以簡單的結(jié)構(gòu)能夠容易防止因落下沖擊等而造成的損壞同時能夠適合小型化的便攜式裝置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的便攜式裝置，具有包含攝像元件的第1照相機(jī)組件部、與第1照相機(jī)組件部組合而構(gòu)成照相機(jī)組件的第2照相機(jī)組件部、將上述第1及第2照相機(jī)組件部放置在內(nèi)部的殼體、將上述第1照相機(jī)組件部或上述第2照相機(jī)組件部的任何一方與上述殼體連接的第1緩沖材料、以及連接上述第1照相機(jī)組件部與上述第2照相機(jī)組件部的第2緩沖材料。
根據(jù)上述構(gòu)成的便攜式裝置，將上述第1照相機(jī)組件部或第2照相機(jī)組件部的任何一方與殼體通過第1緩沖材料連接，同時將第1照相機(jī)組件部與第2照相機(jī)組件部通過第2緩沖材料連接，通過這樣，第2照相機(jī)組件部成為沖擊吸收用的重量塊，對于落下沖擊，比第1照相機(jī)組件部更快響應(yīng)，吸收落下碰撞的能量。從而，即使在對上述殼體有沖擊作用時，第2照相機(jī)組件部產(chǎn)生振動，吸收沖擊，通過這樣降低含有不耐沖擊的攝像元件的第1照相機(jī)組件部發(fā)生的加速度。因而能夠不加厚緩沖材料，以簡單的結(jié)構(gòu)能夠容易防止落下沖擊等而造成的損壞，同時能夠適合小型化。
另外，一實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置，上述第1照相機(jī)組件部具有上述攝像元件及光學(xué)零部件，上述第2照相機(jī)組件部具有保持上述光學(xué)零部件或使光學(xué)零部件位移的機(jī)構(gòu)部。
根據(jù)上述實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置，使用具有保持上述光學(xué)零部件或使上述光學(xué)零部件位移的機(jī)構(gòu)部的第2照相機(jī)組件部作為沖擊吸收用的重量塊，降低具有不耐沖擊的攝像元件及光學(xué)零部件的第1照相機(jī)組件部發(fā)生的加速度，能夠防止攝像元件及光學(xué)零部件因落下等而造成的損壞。另外，由于使用具有上述機(jī)構(gòu)部的第2照相機(jī)組件部作為重量塊，因此不必另外設(shè)置重量塊，能夠力圖小型化。
另外，一實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置，具有將上述第1照相機(jī)組件部或上述第2照相機(jī)組件部的任何另一方與上述殼體連接的第3緩沖材料。
根據(jù)上述實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置，將上述第1照相機(jī)組件部或第2照相機(jī)組件部的任何另一方與殼體通過第3緩沖材料連接，從而能夠與第1及第2緩沖材料一起共同作用，吸收沖擊。
另外，一實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置，在上述第2照相機(jī)組件部與上述殼體通過上述第1緩沖材料連接時，設(shè)定上述第1及第2照相機(jī)組件部的各質(zhì)量和上述第1及第2緩沖材料的各彈簧常數(shù)，使得上述第2照相機(jī)組件部的固有振動頻率高于上述第1照相機(jī)組件部的固有振動頻率。
根據(jù)上述實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置，在上述第2照相機(jī)組件部與殼體通過第1緩沖材料連接時，設(shè)定第1及第2照相機(jī)組件部的各質(zhì)量和第1及第2緩沖材料的各彈簧常數(shù)，使上述第2照相機(jī)組件部的固有振動頻率高于上述第1照相機(jī)組件部的固有振動頻率，從而第2照相機(jī)組件部對于沖擊將比第1照相機(jī)組件部更快響應(yīng)，有效地吸收碰撞的能量，通過這樣能夠降低包含攝像元件的第1照相機(jī)組件部發(fā)生的加速度。
另外，一實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置，在上述第2照相機(jī)組件部與上述殼體通過上述第1緩沖材料連接時，至少將上述第1緩沖材料的彈簧常數(shù)設(shè)定為使得因加在上述殼體的沖擊而引起的上述第1照相機(jī)組件部的最大加速度達(dá)到近似最小的值。
根據(jù)上述實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置，在上述第2照相機(jī)組件部與殼體通過第1緩沖材料連接的情況下，至少通過仿真等求出第1緩沖材料的彈簧常數(shù)的最佳值，使得對上述殼體加上沖擊時，第1照相機(jī)組件部的最大加速度達(dá)到近似最小。設(shè)定這樣求出的最佳值作為第1緩沖材料的彈簧常數(shù)。通過這樣，加大對于包含不耐沖擊的攝像元件的第1照相機(jī)組件部的加速度降低效果。
另外，一實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置，在上述第1照相機(jī)組件部與上述殼體通過上述第1緩沖材料連接時，至少將上述第2緩沖材料的彈簧常數(shù)設(shè)定為使得因加在上述殼體的沖擊而引起的上述第1照相機(jī)組件部的最大加速度達(dá)到近似最小的值。
根據(jù)上述實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置，在上述第1照相機(jī)組件部與殼體通過第1緩沖材料連接的情況下，至少通過仿真等求出第2緩沖材料的彈簧常數(shù)的最佳值，使得對上述殼體加上沖擊時，第1照相機(jī)組件部的最大加速度達(dá)到近似最小。設(shè)定這樣求出的最佳值作為第2緩沖材料的彈簧常數(shù)。通過這樣，加大對于包含不耐沖擊的攝像元件的第1照相機(jī)組件部的加速度降低效果。
另外，一實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置，在上述第1照相機(jī)組件部與上述殼體通過上述第1緩沖材料連接時，上述第1照相機(jī)組合部的質(zhì)量大于上述第2照相機(jī)組合部的質(zhì)量，而且上述第1緩沖材料的彈簧常數(shù)大于上述第2緩沖材料的彈簧常數(shù)。
根據(jù)上述實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置，在上述第1照相機(jī)組件部與殼體通過第1緩沖材料連接時，通過使第1照相機(jī)組件部的質(zhì)量大于第2照相機(jī)組件部的質(zhì)量，能夠容易設(shè)計為了降低具有不耐沖擊的攝像元件及光學(xué)零部件的第1照相機(jī)組件部發(fā)生的加速度用的各參數(shù)(第1及第2照相機(jī)組件部的質(zhì)量和第1及第2緩沖材料的彈簧常數(shù)及粘性系數(shù))。另外，通過使得將上述第1照相機(jī)組件部與殼體連接的第1緩沖材料的彈簧常數(shù)小于第2緩沖材料的彈簧常數(shù)，以減薄第1緩沖材料的厚度，容易實(shí)現(xiàn)小型化。
另外，在上述第2照相機(jī)組件部與殼體通過第1緩沖材料連接，按照殼體、第1緩沖材料、第2照相機(jī)組件部、第2緩沖材料、第1照相機(jī)組件部的順序傳遞沖擊時，也通過使第2照相機(jī)組件部的質(zhì)量大于第1照相機(jī)組件部的質(zhì)量，能夠容易設(shè)計為了降低具有不耐沖擊的攝像元件及光學(xué)零部件的第1照相機(jī)組件部發(fā)生的加速度用的各參數(shù)(第1及第2照相機(jī)組合部的質(zhì)量和第1及第2緩沖材料的彈簧常數(shù)及粘性系數(shù))。
另外，上述第1照相機(jī)組件部所包含的部分不限于僅包含上述攝像元件及光學(xué)零部件，也可以包含機(jī)構(gòu)部的一部分。
另外，上述第2照相機(jī)組件部起到吸收沖擊用的質(zhì)量塊的作用，也可以包含機(jī)構(gòu)部及光學(xué)零部件。
再有，上述緩沖材料是橡膠、凝膠體或樹脂的任一種，都能夠達(dá)到上述目的。
由以上可知，根據(jù)本發(fā)明的便攜式設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)可降低因沖擊而在照相機(jī)組件發(fā)生的加速度、可以用簡單的結(jié)構(gòu)容易防止因落下沖擊等而引起損壞的具有小型照相機(jī)組件的便攜式裝置。


本發(fā)明利用以下的詳細(xì)說明及附圖將能夠更完全理解，這些詳細(xì)說明及附圖僅僅提供作為例證，因而不是限定本發(fā)明。
圖1所示為本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置的示意剖視圖。
圖2A及圖2B分別所示為以往的便攜式裝置及第1實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置的物理模型圖。
圖3所示為上述第1實(shí)施形態(tài)對落下沖擊的響應(yīng)特性圖。
圖4所示為本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置的示意剖視圖。
圖5所示為上述第2實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置的照相機(jī)組件圖。
圖6A及圖6B分別所示為以往的便攜式裝置及第2實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置的物理模型圖。
圖7所示為上述第2實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置對落下沖擊的響應(yīng)特性圖。
圖8所示為第2實(shí)施形態(tài)的彈簧常數(shù)k42的影響的特性圖。
圖9所示為以往的第1便攜式裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
(第1實(shí)施形態(tài))圖1所示為本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)有關(guān)的便攜式裝置的示意剖視圖。該第1實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置14如圖1所示，具有照相機(jī)組件10、第1緩沖材料12、以及將上述照相機(jī)組件10及第1緩沖材料12放置在內(nèi)部的殼體13。上述照相機(jī)組件10通過第1緩沖材料12利用殼體13夾住其上表面及底面，在從外部對殼體13有沖擊作用時，其沖擊利用第1緩沖材料12加以緩沖，傳遞給照相機(jī)組件10。
另外，上述照相機(jī)組件10具有作為第1照相機(jī)組件部的一個例子的光學(xué)零部件安裝部10A、第2緩沖材料10B、以及將上述光學(xué)零部件安裝部10A及第2緩沖材料10B放置在內(nèi)部的作為第2照相機(jī)組件部的一個例子的照相機(jī)組件殼體部10C。上述光學(xué)零部件安裝部10A在圖1中示意表示，詳細(xì)情況未圖示，但具有以拍攝為目的的光學(xué)鏡頭(光學(xué)零部件)、CCD受光部(攝像元件)、以及保持上述光學(xué)零部件及CCD受光部的機(jī)構(gòu)部。這里，CCD受光部(攝像元件)設(shè)置在陶瓷基板上。
上述光學(xué)零部件安裝部10A，由于具有光學(xué)鏡頭及CCD受光部等精密零部件，因此不耐沖擊。再有，這些零部件為了保持高的位置精度，用楊氏模量高的粘接劑粘接。那樣的粘接劑由于缺乏柔軟性，耐沖擊性低，因此粘接部分有可能因沖擊加速度而剝離。
根據(jù)以上的理由，由于在照相機(jī)組件10的機(jī)構(gòu)零部件中，光學(xué)零部件安裝部10A最不耐沖擊，因此將照相機(jī)組件殼體部10C作為質(zhì)量塊，將光學(xué)零部件安裝部10A通過第2緩沖材料10B與照相機(jī)組件殼體部10C的內(nèi)部底面連接。通過這樣，沖擊在利用第2緩沖材料10B進(jìn)行緩沖后，傳遞給光學(xué)零部件安裝部10A。由于傳遞給該光學(xué)零部件安裝部10A的沖擊加速度降低，對精密零部件及粘接劑作用的力減小，因此不引起損壞。
下面用圖2A、圖2B及圖3說明在具有以上那樣結(jié)構(gòu)的便攜式裝置14中提高耐沖擊性的理由。
圖2A所示的物理模型A1相當(dāng)于以往技術(shù)的便攜式裝置。在圖2A中，物理模型A1的各參數(shù)設(shè)為殼體的加速度α10[m/s2]緩沖材料的彈簧常數(shù)k11＝4.5×104[N/m]緩沖材料的粘性系數(shù)c11＝100[Ns/m]照相機(jī)組件的加速度α11[m/s2]照相機(jī)組件的質(zhì)量m11＝25×10-3[kg]另外，圖2B所示的物理模型A2相當(dāng)于第1實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置14。在圖2B中，物理模型A2的各參數(shù)設(shè)為殼體13的加速度α20[m/s2]第1緩沖材料12的彈簧常數(shù)k21＝4.5×104[N/m]第1緩沖材料12的粘性系數(shù)c21＝100[Ns/m]照相機(jī)組件殼體部10C的加速度α21[m/s2]照相機(jī)殼體部10C的質(zhì)量m21＝15×10-3[kg]第2緩沖材料10B的彈簧常數(shù)k22＝1.0×103[N/m]第2緩沖材料10B的粘性系數(shù)c22＝100[Ns/m]光學(xué)零部件安裝部10A的加速度α22[m/s2]光學(xué)零部件安裝部10A的質(zhì)量m22＝10×10-3[kg]另外，物理模型A1是單慣性模型，其輸入為殼體發(fā)生的加速度α10，輸出為照相機(jī)組件發(fā)生的加速度α11。而物理模型A2是雙慣性系統(tǒng)模型，其輸入為殼體13發(fā)生的加速度α20(＝α10)，將光學(xué)零部件安裝部10A發(fā)生的加速度α22作為輸出。作為輸出的加速度越小，則作用于照相機(jī)組件10及光學(xué)零部件安裝部10A的力越小，越難損壞。
在將物理模型A2作為第1形態(tài)進(jìn)行對比來考慮時，照相機(jī)組件由具有不同的因有振動頻率的兩個構(gòu)成要素構(gòu)成。照相機(jī)組件殼體部10C的固有振動頻率為ω21=k21/m21≈1732[rad/s]]]>光學(xué)零部件安裝部10A的固有振動頻率為ω22=k22/m22≈316[rad/s]]]>即，ω21＞ω22。這樣，加速度α21的波形與加速度α22相比，含有更多的高頻分量。因此，照相機(jī)組件殼體部10C對于落下沖擊，比光學(xué)零部件安裝部10A更快響應(yīng)，吸收落下碰撞的能量。
在這樣構(gòu)成的便攜式裝置14中，即使在對殼體13有沖擊作用時，也通過照相機(jī)組件殼體部10C產(chǎn)生振動，能夠降低光學(xué)零部件安裝部10A發(fā)生的加速度。
圖3所示為物理模型A1及A2中對落下碰撞的響應(yīng)。在圖3中，橫軸表示時間，縱軸表示加速度。對于物理模型A1，媽照相機(jī)組件發(fā)生的加速度α11，對于物理模型A2，取照相機(jī)組件殼體部10C發(fā)生的加速度α21及光學(xué)零部件安裝部10A發(fā)生的加速度α22。
另外，所謂上述對于落下碰撞的響應(yīng)，是表示利用仿真計算因落下沖擊而發(fā)生的加速度α11、α21及α22的結(jié)果。
另外，所謂上述落下沖擊是因落下碰撞而在殼體發(fā)生的加速度，這里當(dāng)將手機(jī)從1.7m的高度落下在混凝土上時，相當(dāng)于殼體發(fā)生的加速度的最大的加速度為6000m/s2，而且作為作用時間為0.13ms的半周期正弦波脈沖。
在圖3中，以往技術(shù)的物理模型A1中的照相機(jī)組件發(fā)生的加速度α11的最大值為16000m/s2。而物理模型A2中的光學(xué)零部件安裝部10A發(fā)生的加速度α22的最大值為11000m/s2，能夠降低加速度，達(dá)到落下沖擊的最大加速度的18.3％(≈11000×100/60000)。由于在便攜式裝置A1中達(dá)到26.7％(≈16000×100/60000)，因此利用本發(fā)明，能大幅度降低作用于照相機(jī)組件的沖擊。
上述第1緩沖材料12及第2緩沖材料10B使用具有彈性及粘性的構(gòu)件，例如使用橡膠制或凝膠體制的粘彈性體、或彈簧等。若第1緩沖材料12及第2緩沖材料10B的彈性系數(shù)過大，則緩沖材料過硬，不能足以緩和沖擊。反之，若過小，則在受到?jīng)_擊時，在足以緩和沖擊之前就完全壓壞，不能緩和沖擊。另外，關(guān)于粘性系數(shù)也同樣，若過大，則緩沖材料過硬，不能足以緩和沖擊。反之，若過小，則不能得到衰減的效果，仍然不能足以緩和沖擊。在第1實(shí)施形態(tài)的物理模型A2中，第1緩沖材料的壓縮是為0.96mm，第2緩沖材料的壓縮量為0.5mm，若設(shè)第1緩沖材料的厚度為2.0mm，第2緩沖材料的厚度為1.0mm，則緩沖材料的變形率為小于等于50％，能夠足以緩和沖擊。
以上，在上述第1實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置14中，形成第1緩沖材料12及第2緩沖材料10B，使得利用通過第2緩沖材料10B與光學(xué)零部件安裝部10A連接的照相機(jī)組件殼體部10C，能夠降低落下碰撞時光學(xué)零部件安裝部10A發(fā)生的加速度。即，設(shè)定物理模型的各參數(shù)，使得作為第2照相機(jī)組件部的照相機(jī)組件殼體部10C的固有振動頻率ω1大于作為第1照相機(jī)組件部的光學(xué)零部件安裝部10A的固有振動頻率ω2。通過這樣，在上述第1實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置中，降低落下碰撞時光學(xué)零部件安裝部10A發(fā)生的加速度。
另外，在上述第1實(shí)施形態(tài)中，為了保護(hù)照相機(jī)組件10的機(jī)構(gòu)零部件中特別不耐沖擊的光學(xué)零部件安裝部10A免受沖擊，將照相機(jī)組件殼體部10C作為沖擊吸收用的質(zhì)量塊。
這樣，即使對上述殼體13有沖擊作用，由于也通過照相機(jī)組件殼體部10C進(jìn)行振動以吸收沖擊，降低包含不耐沖擊的攝橡元件的光學(xué)零部件安裝部10A發(fā)生的加速度，因此能夠不加厚緩沖材料，用簡單的結(jié)構(gòu)容易防止落下沖擊等引起的損壞，同時照相機(jī)組件10的一部即照相機(jī)組件殼體部10C兼用作質(zhì)量塊，所以能夠?qū)崿F(xiàn)小型化而且耐沖擊性好的便攜式裝置。
另外，通過采用上述照相機(jī)組件殼體部10C作為沖擊吸收用的重量塊，降低具有不耐沖擊的攝像元件及光學(xué)零部件的光學(xué)零部件安裝部10A發(fā)生的加速度，能夠防止攝像元件及光學(xué)零部件因落下等而損壞。另外，通過利用上述照相機(jī)組件殼體部10C作為重量塊，能夠不另外設(shè)置重量塊，力圖實(shí)現(xiàn)小型化。
另外，在將上述照相機(jī)組件殼體部10C與殼體13通過第1緩沖材料12連接的便攜式裝置中，分別設(shè)定照相機(jī)組件殼體部10C的質(zhì)量m21、光學(xué)零部件14部10A的質(zhì)量m22、以及第1及第2緩沖材料12及10B的各彈簧常數(shù)k21及k22，使照相機(jī)組件殼體部10C的固有振動頻率ω21高于光學(xué)零部件安裝部10A的固有振動頻率ω22，從而照相機(jī)組件殼體部10C對于沖擊比光學(xué)零部件安裝部10A更快響應(yīng)，有效地吸收碰撞的能量，通過這樣能夠降低包含攝像元件的光學(xué)零部件安裝部10A發(fā)生的加速度。
再有，通過仿真等求出第1緩沖材料12的彈簧常數(shù)k21的最佳值，使得對上述殼體13加上沖擊時，光學(xué)零部件安裝部10A的最大加速度達(dá)到近似最小。通過設(shè)定這樣求出的最和為第1緩沖材料12的彈簧常數(shù)，加大對于包含不耐沖擊的攝像元件的光學(xué)零部件安裝部10A的加速度降低效果。
另外，在上述第1實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置中，通過采用將光學(xué)零部件安裝部10A與殼體13的第3緩沖材料，能夠與第1及第2緩沖材料一起共同作用，吸收沖擊。
(第2實(shí)施形態(tài))圖4所示為本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)有關(guān)的便攜式裝置的示意剖視圖。另外，圖5所示為該第2實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置主要部分、即照相機(jī)組件20的示意剖視圖。
該第2實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置24如圖4所示，包括具有光學(xué)變焦功能的照相機(jī)組件20、第2緩沖材料20B、以及將上述照相機(jī)組件20及第1緩沖材料22放置在內(nèi)部的殼體23。
另外，上述照相機(jī)組件20如圖5所示，具有作為第1照相機(jī)組件部的一個例子的光學(xué)零部件安裝部20A、第2緩沖材料20B、以及作為第2照相機(jī)組件部的一個例子的機(jī)構(gòu)零部件安裝部20C(質(zhì)量塊)。上述機(jī)構(gòu)零部件安裝部20C與光學(xué)零部件安裝部20A通過第2緩沖材料20B連接。
另外，上述光學(xué)零部件安裝部20A具有變焦用的一部分可驅(qū)動的光學(xué)鏡頭組32、CCD受光部35(攝像元件)、以及內(nèi)裝上述光學(xué)鏡頭組32的光學(xué)零部件安裝部殼體31。另外，機(jī)構(gòu)零部件安裝部20C具有驅(qū)動光學(xué)鏡頭組32中的一部分用的機(jī)構(gòu)零部件42(機(jī)構(gòu)部分)、以及內(nèi)裝上述機(jī)構(gòu)零部件42的機(jī)構(gòu)零部件安裝部殼體41。這里，CCD受光部35是將作為攝像元件的一個例子的CCD安裝在例如由氧化鋁陶瓷材料制成的基板上而構(gòu)成的，在精密地對準(zhǔn)位置的狀態(tài)下利用粘接劑固定在光學(xué)零部件安裝部殼體31上，使得CCD的中心與光學(xué)透鏡組32的光軸一致。
在上述照相機(jī)組件20中，入射至光學(xué)鏡頭43的光利用棱鏡33轉(zhuǎn)變，通過光學(xué)鏡頭組32用CCD受光部受光。另外，為了進(jìn)行光學(xué)變焦，光學(xué)鏡頭組32的一部分利用具有電動機(jī)及導(dǎo)向絲桿的機(jī)構(gòu)零部件42，沿導(dǎo)向軸34驅(qū)動，來控制光學(xué)鏡頭之間的距離。另外，機(jī)構(gòu)零部件安裝部殼體41的機(jī)構(gòu)零部件42驅(qū)動光學(xué)零部件安裝部20A的光學(xué)鏡頭組32的一部分，但機(jī)構(gòu)零部件42及利用它驅(qū)動的光學(xué)鏡頭組32的一部分不是傳遞沖擊的連接結(jié)構(gòu)，最終來自光學(xué)零部件安裝部20A的沖擊仍是通過第2緩沖材料20B向機(jī)構(gòu)零部件安裝部20C傳遞。
在上述照相機(jī)組件20中，也為了固定光學(xué)零部件而使用楊氏模量高的粘接劑，粘接部的耐沖擊性低。因此，在第2實(shí)施形態(tài)中，將照相機(jī)組件20分為作為第1照相機(jī)組件部的光學(xué)零部件安裝部20A、以及作為第2照相機(jī)組件部的機(jī)構(gòu)零部件安裝部20C。上述機(jī)構(gòu)零部件安裝部20C由于與光學(xué)零部件安裝部20A相比，耐沖擊性高，因此起到?jīng)_擊吸收用的質(zhì)量塊的作用。
上述光學(xué)零部件安裝部20A由于具有三個光學(xué)透鏡組32、棱鏡33、導(dǎo)向軸34、以及CCD受光部35，因此其體積大于作為質(zhì)量塊的機(jī)構(gòu)零部件安裝部20C。所以，在本第2實(shí)施形態(tài)中，采用將光學(xué)零部件安裝部20A通過第1緩沖材料22利用殼體23夾住的結(jié)構(gòu)。
在上述第2實(shí)施形態(tài)中，在對殼體23有沖擊作用時，沖擊按照第1緩沖材料22、光學(xué)零部件安裝部20A、第2緩沖材料20B、機(jī)構(gòu)零部件安裝部20C(質(zhì)量塊)的順序傳遞。即使按該順序傳遞，也通過質(zhì)量塊吸收沖擊，傳遞給光學(xué)零部件安裝部20A的沖擊得到緩沖。
以下與第1實(shí)施形態(tài)時相同，用圖6A及圖6B的物理模型及圖7說明上述便攜式裝置24的耐沖擊性。
圖6A的物理模型A3相當(dāng)于以往技術(shù)的便攜式裝置。在圖6A中，物理模型A3的各參數(shù)設(shè)為殼體的加速度α30[m/s2]緩沖材料的彈簧常數(shù)k31＝1.5×106[N/m]緩沖材料的粘性系數(shù)c31＝90[Ns/m]
照相機(jī)組件的加速度α31[m/s2]照相機(jī)組件的質(zhì)量m31＝25×10-3[kg]另外，圖6B所示的物理模型A4相當(dāng)于第2實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置24。在圖6B中，物理模型A4的各參數(shù)設(shè)為殼體23的加速度α40[m/s2]第1緩沖材料22的彈簧常數(shù)k41＝1.5×106[N/m]第1緩沖材料22的粘性系數(shù)c41＝90[Ns/m]光學(xué)零部件安裝部20A的加速度α41[m/s2]光學(xué)零部件安裝部20A的質(zhì)量m41＝15×10-3[kg]第2緩沖材料20B的彈簧常數(shù)k42＝4.5×106[N/m]第2緩沖材料20B的粘性系數(shù)c42＝120[Ns/m]機(jī)構(gòu)零部件安裝部20C的加速度α42[m/s2]機(jī)構(gòu)零部件安裝部20C的質(zhì)量m42＝10×10-3[kg](這里，α30＝α40)圖7所示為物理模型A3及A4中對落下沖擊的響應(yīng)。在圖7中，橫軸表示時間，縱軸表示加速度。對于物理模型A3，取照相機(jī)組件發(fā)生的加速度α31，對于物理模型A4，取光學(xué)零部件安裝部20A發(fā)生的加速度α41及機(jī)構(gòu)零部件安裝部20C發(fā)生的加速度α42。
在上述第2實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置中，照相機(jī)組件20由具有不同的固有振動頻率的兩個構(gòu)成要素構(gòu)成。光學(xué)零部件安裝部20A的固有振動頻率為ω41=k41/m41≈1.0×104[rad/s]]]>機(jī)構(gòu)零部件安裝部20C的固有振動頻率為ω42=k42/m42≈1.7×104[rad/s]]]>即，ω41＜ω42。這樣，加速度α42的波形與α41相比，含有更多的高頻分量。因此，機(jī)構(gòu)零部件安裝部20C對于落下沖擊，比光學(xué)零部件安裝部20A更快響應(yīng)，吸收落下碰撞的能量。
根據(jù)以上理由，在物理模型A3的便攜式裝置中，加速度的降低效果是50％，而與此不同的是，在物理模型A4的便攜式裝置中，能夠?qū)⒓铀俣冉档瓦_(dá)到42％。
第1緩沖材料22及第2緩沖材料20B使用具有彈性及粘性的構(gòu)件，例如使用橡膠制或凝膠體制的粘彈性體、或彈簧等。若上述第1緩沖材料22及第2緩沖材料20B的彈性系數(shù)過大，則緩沖材料過硬，不能足以緩和沖擊。反之，若過小，則在受到?jīng)_擊時，在足以緩和沖擊之前就完全壓壞，不能緩和沖擊。
圖8所示為在上述第2實(shí)施形態(tài)中改變第2緩沖材料20B的彈簧常數(shù)k42時的落下碰撞的最大加速度變化圖。在第2實(shí)施形態(tài)的彈簧常數(shù)k42的數(shù)值附近，加速度降低效果最大。另外，關(guān)于粘性系數(shù)也同樣，若過大，則緩沖材料過硬，不能足以緩和沖擊。反之，若過小，則不能得到衰減的效果，仍然不能足以緩和沖擊。在第2實(shí)施形態(tài)的殼體模型A4中，第1緩沖材料的壓縮量為0.4mm，第2緩沖材料的壓縮量為0.08mm，若設(shè)第1緩沖材料的厚度為1.0mm，第2緩沖材料的厚度為0.2mm，則緩沖材料的變形率為小于等于50％，能夠足以緩和沖擊。
以上，根據(jù)上述第2實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置24，則于具有光學(xué)變焦機(jī)構(gòu)，因此光學(xué)零部件安裝部20A的體積大。因而，在小型便攜式裝置中，難以像上述第1實(shí)施形態(tài)那樣將質(zhì)量塊介于與殼體之間。因此，通過將耐沖擊性高于光學(xué)零部件安裝部的機(jī)構(gòu)零部件安裝部20A作為沖擊吸收用的質(zhì)量塊，能夠使照相機(jī)組件20小型化。
另外，在上述第2實(shí)施形態(tài)中，形成第1緩沖材料22及第2緩沖材料20B，使得利用通過第2緩沖材料20B與光學(xué)零部件安裝部20A連接的機(jī)構(gòu)零部件安裝部20C，能夠降低落下碰撞時光學(xué)零部件安裝部20A發(fā)生的加速度。因而，在上述第2實(shí)施形態(tài)中，將降低落下碰撞時光學(xué)零部件安裝部20A發(fā)生的加速度。
這樣，即使對上述殼體23有沖擊作用時，由于也通過機(jī)構(gòu)零部件安裝部20C進(jìn)行振動以吸收沖擊，降低包含不耐沖擊的攝像元件的光學(xué)零部件安裝部20A發(fā)生的加速度，因此能夠不加厚緩沖材料，用簡單的結(jié)構(gòu)容易防止落下沖擊等引起的損壞，同時照相機(jī)組件10的一部分即機(jī)構(gòu)零部件安裝部20C兼用作質(zhì)量塊，所以能夠?qū)崿F(xiàn)小型化而且耐沖擊性好的便攜式裝置。
另外，采用具有上述機(jī)構(gòu)零部件42的機(jī)構(gòu)零部件安裝部20C作為沖擊吸收用的重量塊，降低具有不耐沖擊的CCD受光部35及光學(xué)鏡頭組32的光學(xué)零部件安裝部20A發(fā)生的加速度，防止CCD受光部35及光學(xué)鏡頭組32因落下等而損壞。另外，通過利用具有上述機(jī)構(gòu)零部件42的機(jī)構(gòu)零部件安裝部20C作為重量塊，能夠不另外設(shè)置重量塊，力圖實(shí)現(xiàn)小型化。
另外，在將上述光學(xué)零部件安裝部20A與殼體23通過第1緩沖材料22連接時，設(shè)定光學(xué)零部件安裝部20A的質(zhì)量m41、機(jī)構(gòu)零部件安裝部20C的質(zhì)量m42、以及第1及第2緩沖材料22及20B的各彈簧常數(shù)k41及k42，使機(jī)構(gòu)零部件安裝部20C的固有振動頻率高于光學(xué)零部件安裝部20A的固有振動頻率，從而機(jī)構(gòu)零部件安裝部20C對于沖擊比光學(xué)零部件安裝部20A更快響應(yīng)，有效地吸收碰撞的能量，通過這樣能夠降低包含攝像元件的光學(xué)零部件安裝部20A發(fā)生的加速度。
再有，通過仿真等求出第2緩沖材料20B的彈簧常數(shù)k42的最佳值，使得對上述殼體23加上沖擊時，光學(xué)零部件安裝部20A的最大加速度達(dá)到近似最小。通過設(shè)定這樣求出的最佳值作為第2緩沖材料20B的彈簧常數(shù)k42，加大對于包含不耐沖擊的攝像元件的光學(xué)零部件安裝部20A的加速度降低效果。
另外，在上述光學(xué)零部件安裝部20A與殼體23通過第1緩沖材料22連接的第2實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置中，通過使光學(xué)零件安裝部20A的質(zhì)量大于機(jī)構(gòu)零部件安裝部20C的質(zhì)量，而且使上述第1緩沖材料的彈簧常數(shù)大于上述第2緩沖材料的彈簧常數(shù)，能夠容易設(shè)計為了降低具有不耐沖擊的攝像元件及光學(xué)零部件的光學(xué)零部件安裝部20A發(fā)生的加速度用的各參數(shù)(光學(xué)零部件安裝部20A及機(jī)構(gòu)零部件安裝部20C的質(zhì)量、以及第1及第2緩沖材料22及20B的彈簧常數(shù)及粘性系數(shù))。另外，通過減小將上述光學(xué)零部件安裝部20A與殼體23連接的第1緩沖材料22的彈簧常數(shù)，以減薄第1緩沖材料22的厚度，容易實(shí)現(xiàn)小型化。
另外，在上述第2實(shí)施形態(tài)的便攜式裝置中，通過采用將機(jī)構(gòu)零部件安裝部20C與殼體23連接的第3緩沖材料，與第1及第2緩沖材料一起共同作用，吸收沖擊。
另外，在本發(fā)明的便攜式裝置，第1照相機(jī)組件部只要至少包含攝像元件部即可。即，上述第1照相機(jī)組件部所包含的可以僅僅是攝像元件部，而不包含光學(xué)零部件及機(jī)構(gòu)零部件，也可以包含攝像元件部及光學(xué)零部件，進(jìn)一步也可以包含機(jī)構(gòu)部的一部分。另外，上述第2照相機(jī)組件部起到?jīng)_擊吸收用的質(zhì)量塊的作用，可以包含機(jī)構(gòu)部的一部分或全部、以及光學(xué)零部件的一部分或全部。
本發(fā)明雖如上所述，但很明顯，本發(fā)明可以利用多種方法加以變更。這樣的變更不認(rèn)為是脫離了本發(fā)明的精神及范圍，對業(yè)內(nèi)人士是很清楚的那樣的改進(jìn)，可理解為全部包含在以下的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種便攜式裝置，其特征在于，具有包含攝像元件的第1照相機(jī)組件部、與所述第1照相機(jī)組件部組合而構(gòu)成照相機(jī)組件的第2照相機(jī)組件部、將所述第1及第2照相機(jī)組件部放置在內(nèi)部的殼體、將所述第1照相機(jī)組件部或所述第2照相機(jī)組件部的任何一方與所述殼體連接的第1緩沖材料、以及連接所述第1照相機(jī)組件部與所述第2照相機(jī)組件部的第2緩沖材料。
2.如權(quán)利要求1所述的便攜式裝置，其特征在于，所述第1照相機(jī)組件部具有所述攝像元件及光學(xué)零部件，所述第2照相機(jī)組件部具有保持所述光學(xué)零部件或使光學(xué)零部件位移的機(jī)構(gòu)部。
3.如權(quán)利要求1所述的便攜式裝置，其特征在于，具有將所述第1照相機(jī)組件部或所述第2照相機(jī)組件部的任何另一方與所述殼體連接的第3緩沖材料。
4.如權(quán)利要求1所述的便攜式裝置，其特征在于，設(shè)定所述第1及第2照相機(jī)組件部的各質(zhì)量和所述第1及第2緩沖材料的各彈簧常數(shù)，使得所述第2照相機(jī)組件部的固有振動頻率高于所述第1照相機(jī)組件部的固有振動頻率。
5.如權(quán)利要求2所述的便攜式裝置，其特征在于，設(shè)定所述第1及第2照相機(jī)組件部的各質(zhì)量和所述第1及第2緩沖材料的各彈簧常數(shù)，使得所述第2照相機(jī)組件部的固有振動頻率高于所述第1照相機(jī)組件部的固有振動頻率。
6.如權(quán)利要求4所述的便攜式裝置，其特征在于，在所述第2照相機(jī)組件部與所述殼體通過所述第1緩沖材料連接時，至少將所述第1緩沖材料的彈簧常數(shù)設(shè)定為使得因加在所述殼體的沖擊而引起的所述第1照相機(jī)組件部的最大加速度達(dá)到近似最小的值。
7.如權(quán)利要求5所述的便攜式裝置，其特征在于，在所述第1照相機(jī)組件部與所述殼體通過所述第1緩沖材料連接時，至少將所述第2緩沖材料的彈簧常數(shù)設(shè)定為使得因加在所述殼體的沖擊而引起的所述第1照相機(jī)組件部的最大加速度達(dá)到近似最小的值。
8.如權(quán)利要求2所述的便攜式裝置，其特征在于，在所述第1照相機(jī)組件部與所述殼體通過所述第1緩沖材料連接時，所述第1照相機(jī)組件部的質(zhì)量大于所述第2照相機(jī)組件部的質(zhì)量，而且所述第1緩沖材料的彈簧常數(shù)大于所述第2緩沖材料的彈簧常數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種便攜式裝置(14)，具有殼體(1 3)、第1緩沖材料(12)、以及照相機(jī)組件(10)。照相機(jī)組件(10)包括具有光學(xué)鏡頭及CCD受光部的光學(xué)零部件安裝部(10A)、照相機(jī)組件殼體部(10C)(質(zhì)量塊)、以及第2緩沖材料(10B)。照相機(jī)組件殼體部(10C)與光學(xué)零部件安裝部(10A)通過第2緩沖材料(10B)連接。照相機(jī)組件(10)通過第1緩沖材料(1 2)利用殼體(13)夾住照相機(jī)組件殼體部(10C)的上表面及底面。在對上述殼體(13)有沖擊作用時，通過照相機(jī)組件殼體部(10C)進(jìn)行振動，降低光學(xué)零部件安裝部(10A)發(fā)生的加速度。利用該結(jié)構(gòu)，能夠不加厚緩沖材料，以簡單的結(jié)構(gòu)防止因落下沖擊等而引起CCD受光部等損壞，能夠力圖實(shí)現(xiàn)便攜式裝置(14)的小型化。
文檔編號H04N5/225GK1782865SQ20051012905
公開日2006年6月7日 申請日期2005年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月24日
發(fā)明者川向良平, 三木錬三郎, 田中利之 申請人:夏普株式會社