专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; 授权; 未缴年费; |
专利有效性 | 失效专利 | 当前状态 | 权利终止 |
申请号 | CN200610094326.0 | 申请日 | 2006-06-30 |
公开(公告)号 | CN1892397A | 公开(公告)日 | 2007-01-10 |
申请人 | 松下电器产业株式会社; | 申请人类型 | 企业 |
发明人 | 高桥昌己; 和田穰二; 高桥升吉; | 第一发明人 | 高桥昌己 |
权利人 | 松下电器产业株式会社 | 权利人类型 | 企业 |
当前权利人 | 松下电器产业株式会社 | 当前权利人类型 | 企业 |
省份 | 当前专利权人所在省份: | 城市 | 当前专利权人所在城市: |
具体地址 | 当前专利权人所在详细地址:日本大阪府 | 邮编 | 当前专利权人邮编: |
主IPC国际分类 | G03B3/04 | 所有IPC国际分类 | G03B3/04 ; G02B7/02 ; H04N5/225 ; G03B11/00 |
专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 2 |
专利权利要求数量 | 17 | 专利文献类型 | A |
专利代理机构 | 北京市中咨律师事务所 | 专利代理人 | 陈海红; 段承恩; |
摘要 | 本 发明 的拍摄元件驱动装置具有:可使拍摄元件维持拍摄面的面方向原样不变地在第1方向上移动的可动部;使轴在与第1方向不同的第2方向上移动的线性执行机构;具有在与第1方向及第2方向 正交 的第3方向上所设置的 轴承 部,通过以轴承部为中心转动,将由线性执行机构的轴施加于第2方向的加载 力 变换为第1方向的加载力而施加于可动部的驱动方向变换部;以及设置在方向变换部的载重,其抵消由于可动部的倾斜在驱动方向变换部中产生的以轴承部为中心的转动方向的力矩。 | ||
权利要求 | 1.一种拍摄元件驱动装置,其特征在于,具备: |
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说明书全文 | 技术领域本发明涉及监视相机装置及摄像机装置等拍摄装置,特别涉及用来使 拍摄元件在透镜的光轴方向上移动的拍摄元件驱动装置及应用此装置的拍 摄装置。 背景技术历来,为了进行凸缘衬圈调整及聚焦调整,提出了通过使用电动机等 驱动部使拍摄元件自动在透镜的光轴方向上移动而可以得到对焦的鲜明图 像的拍摄装置(比如,参照日本专利特开2003-274229号公报)。 在这种拍摄装置中,为了使拍摄元件移动,使用导螺杆,在设置成为 可以相对导螺杆转动的螺母部安装拍摄元件,由步进电动机驱动导螺杆转 动。利用这种结构,通过步进电动机的转动使导螺杆转动,就可以使拍摄 元件在光轴方向上移动预期的距离。 然而,在这种拍摄装置中,在使拍摄装置倾斜进行拍摄的场合,由于 拍摄元件及外围的电路部等的构件的质量的影响,有时会妨碍驱动部所进 行的驱动。具体言之,比如,在上述的现有技术中,在拍摄方向为向上或 向下使拍摄装置倾斜进行拍摄的场合,由于拍摄元件等构件的重量,在设 置有拍摄元件的螺母部和导螺杆之间产生斜向加载力。由于这种加载力的 影响,在驱动部中没有足够的力的场合,不能使导螺杆平稳转动,其结果, 存在不能对拍摄元件进行适当驱动的问题。 发明内容本发明是鉴于上述问题而完成的发明,可以提供即使是在拍摄方向为 向上或向下地使拍摄装置倾斜进行拍摄的场合,也可以对拍摄元件进行适 当驱动的拍摄元件驱动装置及应用此装置的拍摄装置。 本发明的拍摄元件驱动装置的特征在于其构成包括:具有拍摄元件, 可使拍摄元件维持拍摄面的面方向原样不变而使其在第1方向上移动的可 动部;具有轴部,为使可动部移动,使轴部在与第1方向不同的第2方向 上移动的驱动部;分别与驱动部的轴部及可动部相接,具有在与第1方向 及第2方向正交的第3方向上所设置的转动轴部,通过以转动轴部为中心 转动,将由驱动部的轴部产生于第2方向的加载力变换为第1方向的加载 力而施加给可动部使可动部移动的方向变换部;以及设置在方向变换部的、 产生抵消由于可动部的倾斜在方向变换部中产生的以转动轴部为中心的转 动方向的力矩的方向的转动力矩的载重(weight)部。 利用这种结构,因为通过预先使具有拍摄元件的可动部移动的方向与 使驱动部的轴部移动的方向不同,使具有转动轴部的方向变换部转动,可 以改变由驱动部产生的加载力的方向而传递到可动部,并在方向变换部中 具有在拍摄装置倾斜的场合、抵消由于可动部的质量在方向变换部中所产 生的转动方向的力矩的载重部,即使是在拍摄装置倾斜使拍摄方向向上或 向下的场合,也可以提供使在方向变换部中产生的转动方向的力矩被抵消、 可以对拍摄元件进行适当驱动的拍摄元件驱动装置。 另外,方向变换部,具有与驱动部的轴部触接的第1触接部和与可动 部触接的第2触接部,载重部的结构也可以是:设置在方向变换部的、相 对转动轴部的设置有第2触接部的一侧的相反侧。 根据这种结构,因为还将载重部设置在方向变换部的、相对转动轴部 的设置有与可动部触接的第2触接部的一侧的相反侧,即使是在拍摄装置 倾斜的场合,也可以实现使在方向变换部中所产生的转动方向的力矩更容 易被抵消的结构。 另外,也可以是在方向变换部的、相对转动轴部的设置有第2触接部 的一侧的相反侧,具有为安装载重部而设置的保持构件的结构。 根据这种结构,还可以通过具有保持构件实现易于安装载重部,容易 调节从转动轴部到载重部的长度的结构。 另外,也可以是在方向变换部具有对于与由驱动部的轴部产生的加载 力相反的方向产生弹性力的弹性构件的结构。 根据这种结构,除此之外,因为可以将由驱动部的轴部产生的加载力 平稳地传达到方向变换部,可以使拍摄元件更平稳地移动。 除此之外,也可以是在设可动部的质量为W1,载重部的质量为W2, 从转动轴部的中心到第2触接部与可动部触接的位置的距离为L1,从转动 轴部的中心到载重部的重心的距离为L2时, W1×L1=W2×L2 的关系成立的结构。 根据这种结构,除此之外,在使拍摄方向为向上或向下地使拍摄装置 倾斜的场合,可以最有效地抵消在方向变换部中产生的转动方向的力矩。 另外,也可以是下述结构,具有:相对透镜部位置固定的基体部,在 基体部和与基体部对向设置的可动部之间设置的、支持可动部的第1支持 部及第2支持部,在基体部和第1支持部之间设置的第1转动部,在基体 部和第2支持部之间的、相对第1转动部在与光轴方向平行的位置设置的 第2转动部,在可动部和第1支持部之间设置的第3转动部以及在可动部 和第2支持部之间的相对第1转动部、第2转动部及第3转动部在构成平 行四边形的顶点的位置设置的第4转动部,第1转动部、第2转动部、第 3转动部及第4转动部各自的转动中心轴相对第1方向正交并且互相平行, 通过驱动部的驱动,在第1转动部、第2转动部、第3转动部及第4转动 部互相构成平行四边形的顶点的状态下,拍摄元件相对透镜部的位置改变。 根据这种结构,除此之外,因为可动部是通过各自的转动中心轴与第 1方向正交并且设置于一边与第1方向平行的平行四边形的顶点的位置的 四个转动部来保持的,因为可以利用在可动部安装使拍摄面朝向预定方向 的拍摄元件这种简易的结构,在将拍摄面保持为预定方向的状态下使拍摄 元件在透镜部的光轴方向上移动,所以可以降低产生使用导螺杆和螺母部 的机械晃动等的可能性,即使是在想要移动微小距离的场合,也可以实现 驱动精度高的拍摄元件驱动装置。 另外,也可以是第1转动部、第2转动部、第3转动部及第4转动部 之中至少一个是板簧部的结构。 根据这种结构,除此之外,因为在连接各个构件的转动部之中,在作 为板簧部的部分中不会产生机械晃动及摩擦,所以可以抑制滞后的发生, 进而可以实现驱动精度高的结构。 除此之外,也可以是第1转动部、第2转动部、第3转动部及第4转 动部分别是板簧部的结构。 根据这种结构,除此之外,因为连接各个构件的转动部是板簧部,所 以不会产生机械晃动及摩擦,可以抑制滞后的发生,可以实现驱动精度最 高的结构。 另外,也可以是可动部、第1支持部、第2支持部及板簧部形成一体, 可动部、第1支持部及第2支持部中的至少一个具有提高刚性的加强部的 结构。 根据这种结构,除此之外,因为可以使用一体构件制作可动部、第1 支持部、第2支持部及板簧部,因为可以实现简易结构,并使可动部、第 1支持部及第2支持部中的至少一个具有加强部,所以可以实现具有必要 刚性的结构。 另外,也可以是在可动部设置用来通过热辐射使拍摄元件周围的热散 发的辐射部的结构。 根据这种结构,除此之外,因为拍摄元件周围的热可以通过从辐射部 发出的辐射散发,所以即使是在拍摄元件在光轴方向上移动时,也可以实 现不会产生摩擦力、使拍摄元件附近可以散热的结构。 除此之外,也可以是辐射部与在框体中设置的散热部对向设置的结构。 根据这种结构,除此之外,可以实现可以通过从拍摄元件驱动装置的 辐射部对设置于框体的散热部的辐射进行散热的结构。 另外,也可以是在辐射部的与散热部对向的面设置凸部的结构。 根据这种结构,除此之外,因为将热辐射出去的面积增大,故可以实现 辐射效率高的结构。 除此之外,也可以是辐射部的凸部是设置成为与在散热部所设置的凹 凸部的凹部对向设置的结构。 根据这种结构,除此之外,因为辐射部和散热部对向的面积增大,所 以可以实现辐射效率高的结构。 除此之外,也可以是辐射部的凸部具有沿着拍摄元件的移动方向所形 成的翅片部的结构。 根据这种结构,除此之外,可以实现即使是拍摄元件移动,辐射部和 散热部难于接触而辐射效率高的结构。 另外,辐射部也可以是在拍摄元件移动范围内保持与散热部非接触的 状态下配置的结构。 根据这种结构,除此之外,因为即使是拍摄元件移动,辐射部和散热 部也不接触,所以可以实现使拍摄元件可以平稳移动的结构。 其次,本发明的拍摄装置的特征在于具有:透镜部、框体、本发明的 拍摄元件驱动装置以及对从拍摄元件驱动装置的拍摄元件输出的信号进行 图像信号处理的图像信号处理部。 根据这种结构,因为通过使具有拍摄元件的可动部移动的方向与使驱 动部的轴部移动的方向不同,使具有转动轴部的方向变换部转动,可以改 变由驱动部产生的加载力的方向而传递到可动部,并具有:在拍摄装置倾 斜的场合,在方向变换部中具有抵消由于可动部的质量在方向变换部中产 生的转动方向的力矩的载重部,即使是在拍摄装置倾斜使拍摄方向向上或 向下的场合,也可以提供使在方向变换部中产生的转动方向的力矩被抵消、 可以对拍摄元件进行适当驱动的拍摄装置。 其次,本发明的监视相机装置的特征在于具有:本发明的拍摄装置、 检测照度变化的照度变化检测部、相应于照度变化检测部检测到的照度变 化在透镜部的光轴上拆装红外光截止滤光器的滤光器部以及在滤光器部的 红外光截止滤光器的拆装之际驱动拍摄元件驱动装置的可动部的滤光器驱 动部。 根据这种结构,因为在红外光截止滤光器的拆装之际,因为可以在将 拍摄面相对透镜部的光轴方向保持预定方向的状态下使拍摄元件在透镜部 的光轴方向上移动,可以提供可以修正在红外光截止滤光器拆装之际的光 路长度的偏离、不分昼夜进行鲜明拍摄的监视相机装置。除此之外,因为 通过使具有拍摄元件的可动部移动的方向与使驱动部的轴部移动的方向不 同,使具有转动轴部的方向变换部转动,可以改变由驱动部产生的加载力 的方向而传递到可动部,并在方向变换部中具有:在拍摄装置倾斜的场合, 抵消由于可动部的质量在方向变换部中产生的转动方向的力矩的载重部, 即使是在拍摄装置倾斜使拍摄方向向上或向下的场合,也可以提供使在方 向变换部中产生的转动方向的力矩被抵消、可以对拍摄元件进行适当驱动 的监视相机装置。 如上所述,根据本发明,即使是在使拍摄装置倾斜使拍摄方向向上或 向下地进行拍摄的场合,也可以提供可以对拍摄元件进行适当驱动的拍摄 元件驱动装置及使用该装置的拍摄装置。 附图说明 图1为示出本发明的实施方式的拍摄装置的结构的分解立体图。 图2为示出本发明的实施方式的拍摄装置的使用时的基体部安装部、 拍摄元件驱动装置及散热部的位置关系的示图。 图3为用来示出本发明的实施方式的拍摄装置的基体部安装部、拍摄 元件驱动装置及散热部的位置关系的剖面图。 图4为示出本发明的实施方式的拍摄装置的辐射部及散热部的位置关 系的示图。 图5为示出本发明的实施方式的拍摄元件驱动装置的结构的立体图。 图6为示出本发明的实施方式的拍摄元件驱动装置的结构的侧视图。 图7为从与设置透镜部一侧相反的侧观察本发明的实施方式的拍摄元 件驱动装置的分解立体图。 图8A为用来说明本发明的实施方式的拍摄元件驱动装置的驱动部的 结构的平面图。 图8B为用来说明本发明的实施方式的拍摄元件驱动装置的驱动部的 结构的平面图。 图9A为用来说明本发明的实施方式的拍摄元件驱动装置的工作的示 图。 图9B为用来说明本发明的实施方式的拍摄元件驱动装置的工作的示 图。 图10A为用来说明在本发明的实施方式的拍摄装置的拍摄元件驱动装 置所装载的平衡构件的示图。 图10B为用来说明在本发明的实施方式的拍摄装置的拍摄元件驱动装 置所装载的平衡构件的示图。 图11A为用来说明在本发明的实施方式的拍摄装置的拍摄元件驱动装 置所装载的平衡构件的另一示图。 图11B为用来说明在本发明的实施方式的拍摄装置的拍摄元件驱动装 置所装载的平衡构件的另一示图。 图12为示出本发明的实施方式的拍摄元件驱动装置及拍摄装置的其 它示例的示图。 附图标记说明 1、180拍摄装置 2透镜装配部 3基体部安装部 4DC(直流)电动机部 5滤光器部 6基体部 7可动部 8第1支持部 9第2支持部 10板簧部 11拍摄元件保持部 12拍摄元件电路部 13绝缘片 14散热板 15拍摄元件 16第1加强板 17第2加强板 18轴承部 19板簧 20线性执行机构(linear actuator) 21盘簧 22驱动方向变换部 24、25、26、28、71、99、200、201螺钉 27加强板 29栓销 30弹簧行程限制部 62基体面 70、170拍摄元件驱动装置 74、75、76弯曲部 80コ字构件 81执行机构保持部 82、85安装面 83拍摄面 98轴 100驱动部 101透镜部 120辐射部 121、141凸部 122、142平面部 130风扇电动机 140散热部 150安装构件 160第1触接部 161第2触接部 210载重 220平衡构件 具体实施方式下面使用附图对本发明的实施方式进行详细说明。 (实施方式) 首先,对本发明的实施方式的拍摄装置1的结构进行说明。图1为示 出本发明的实施方式的拍摄装置1的结构的分解立体图。 另外,为使说明简单起见,在本发明的实施方式中,在图面中示出互 相垂直的X轴、Y轴及Z轴的方向。X轴方向是透镜部的光轴方向,Y轴 方向及Z轴方向分别是与光轴方向垂直的方向。另外,在本发明的实施方 式中,为了使说明易于理解,在附图中有时对螺钉等细小部件在记载中予 以省略。 如图1所示,本发明的实施方式的拍摄装置1具有:安装透镜部101 的透镜装配部2;连接后述的拍摄元件驱动装置70的基体部6和透镜装配 部2的基体部安装部3;配置于基体部安装部3并使后述的滤光器部5在 与光轴垂直的方向(Y轴方向)上移动的作为滤光器驱动部的DC电动机部 4;安装于DC电动机部4、具有由DC电动机部4驱动而可以在Y轴方向 上移动的红外光截止滤光器(未图示)的滤光器部5;安装于基体部安装部3、 并以后述的方式使拍摄元件(CCD或CMOS传感器等公知的拍摄器件)15 可以在其拍摄面83与透镜部101的光轴方向正交的状态下在X方向上移 动的、具有包括在X轴方向上较长的翅片形状的凸部121的辐射部120的 拍摄元件驱动装置70;使设置在一端侧的凸部141与拍摄元件驱动装置70 的辐射部120的凸部121之间的凹部对向设置、将具有梳形形状的翅片的 另一端侧由作为冷却单元的风扇电动机130进行空冷的散热部140;以及 安装有散热部140并相对透镜装配部2固定的安装构件150。另外,本发 明的实施方式的拍摄装置1具有对从拍摄元件15输出的信号进行图像信号 处理的图像信号处理部(未图示)。 下面对本发明的实施方式的拍摄装置1所装载的拍摄元件驱动装置70 的结构及工作进行说明。 本发明的实施方式的辐射部120及散热部140,是对铝进行模压 (die-cast)加工而制成,并且为了使辐射效率提高,使用对表面实施黑色 氧化铝膜处理加工的构件。另外,在辐射部120的要与散热部140对向的 面(图1的上表面)及散热部140的要与辐射部120对向的面(图1的下表面) 分别设置在透镜部101的光轴方向上较长的宽度1.0mm高度3.5mm的凸 部121、141。 图2为示出本发明的实施方式的拍摄装置1的使用时的基体部安装部 3、拍摄元件驱动装置70及散热部140的位置关系的示图。 另外,图3为用来示出本发明的实施方式的拍摄装置1的基体部安装 部3、拍摄元件驱动装置70及散热部140的位置关系的剖面图。如图2及 图3所示,在本发明的实施方式的拍摄装置1中,在使用时从拍摄元件15 及周围的驱动电路产生的热,传递到拍摄元件保持部11,之后传递到辐射 部120,进而通过空气层从辐射部120通过辐射传递到散热部140的一端 侧。此时,因为在本发明的实施方式的拍摄装置1中,散热部140的另一 端侧由风扇电动机130冷却,所以可以抑制拍摄元件15周围的温度上升。 另外,在本发明的实施方式的拍摄装置1中,在该散热部140的另一端侧 设置有梳形的翅片,这是为了通过使利用风扇电动机130所产生的风在另 一端侧高效率地流通以及增大散热部140相对风的接触面积,使辐射效率 提高之故。 如图2或图3所示,在本发明的实施方式的拍摄装置1中,设置于拍 摄元件驱动装置70的辐射部120和安装于固定在透镜装配部2处的安装构 件150的散热部140,其互相的凸部121、141交互配置,即设置在辐射部 120的表面的凹凸和设置在散热部140的表面的凹凸具有预定的间隙地啮 合,即辐射部120的凸部121配置在散热部140的凸部141之间,而散热 部140的凸部141配置成为位于辐射部120的凸部121之间。 图4为示出本发明的实施方式的拍摄装置1的辐射部120及散热部140 的位置关系的示图。如图4所示,辐射部120的凸部121的前端部分,相 对散热部140的平面部142具有约0.5mm的间隙Δ1,辐射部120的凸部 121和散热部140的凸部141之间的间隔γ为约0.5mm,除此之外,散热部 140的凸部141的前端部分,配置成为相对辐射部120的平面部122具有 约1.0mm的间隙Δ2。另外,如前所述,散热部140的凸部141的宽度α为 1.0mm,辐射部120的凸部121的宽度β为1.0mm。 如图3所示,因为在本发明的实施方式1的拍摄装置1中,拍摄元件 驱动装置70的基体部6安装于基体部安装部3,基体部安装部3相对透镜 装配部2由螺钉固定,所以可以确定设置于拍摄元件驱动装置70的辐射部 120相对透镜装配部2的位置。另外,因为散热部140安装于安装构件150, 安装构件150安装于透镜装配部2,所以散热部140也相对透镜装配部2 进行定位。所以,在本发明的实施方式的拍摄装置1中,可以正确定位辐 射部120和散热部140的间隔。 此处,为了确认本发明的实施方式的拍摄装置1的辐射产生的抑制温 度上升的效果,在下面的三个场合进行了实验。对于: (1)设置辐射部120,不设置散热部140,使拍摄元件15周围的热在 框体内部辐射的场合, (2)设置辐射部120及散热部140,使拍摄元件15周围的热从辐射部 120对散热部140辐射的场合,以及 (3)设置辐射部120及散热部140,加之利用风扇电动机130冷却散 热部140的另一端侧使拍摄元件15周围的热量辐射的场合的三个场合,测 定在拍摄元件15的周围产生452mW的发热量的场合的拍摄元件15周围 的温度上升的最大值。 其结果,在(1)的场合,在拍摄元件15的内面,温度上升约9.8度。另 外,在(2)的场合,上升约8.6度。除此之外,在(3)的场合,温度上升约5.9 度。 就是说,通过设置散热部140,散热效果提高约10%,通过利用风扇 电动机130对散热部140的另一端侧进行冷却,与不具有散热部140的结 构比较,可以确认散热效果提高约40%。 此处,本发明的实施方式的拍摄装置1是监视相机装置,为了不分昼 夜进行拍摄,根据周围的亮度切换滤光器部5进行拍摄。具体言之,在周 围明亮时,在光轴上配置红外光截止滤光器在可见光区域进行彩色图像拍 摄,而在周围黑暗时,去除配置在光轴上的红外光截止滤光器利用也包括 红外区域的光线的波长的光线进行黑白图像的拍摄。拍摄装置1的周围的 亮度的检测,可以对由装载在电路部(未图示)的照度检测部(未图示)检测到 的照度的值与预定的阈值进行比较而进行,电路部,在利用照度检测部检 测到的照度的值超过预定的阈值变化的场合,通过切换昼间和夜间的时间 带进行滤光器部5的切换。另外,滤光器部5的切换可以利用安装于基体 部安装部3的DC电动机部4进行。 在本发明的实施方式的拍摄装置1中,在存在照度变化时进行滤光器 部5的切换,此时由于在光轴上配置或退回红外光截止滤光器(以下将此工 作记作拆装)、拍摄使用的光线的波长不同等等,光路长度变化使从透镜部 101到拍摄元件15的配置有光电变换元件的面(以下将此面记作拍摄面83) 为止的最优对焦位置变化。为了修正此光路长度的改变,本发明的实施方 式的拍摄装置1,装载使拍摄元件15,在使其拍摄面83相对透镜部101 的光轴方向成为正交的状态(即位于与图1中的YZ平面平行的面的状态) 下、在光轴方向(X轴方向)上移动的拍摄元件驱动装置70。 下面对在本发明的实施方式的拍摄装置1中装载的拍摄元件驱动装置 70进行说明。 图5为示出本发明的实施方式的拍摄元件驱动装置70的结构的立体 图,图6为示出该拍摄元件驱动装置70的结构的侧视图,而图7为从设置 有透镜部101一侧的相反侧观察该拍摄元件驱动装置70的分解立体图。另 外,在图5、图6及图7中,存在将一部分结构主要部件的形状与图1所 示的结构相比较简化而示出的部分。 如图5、图6或图7所示,本发明的实施方式的拍摄元件驱动装置70 具有:在相对透镜部101已固定位置的基体部安装部3处通过螺钉71安装 的基体部6;在基体部6的基体面62上设置的、互相在Y轴方向高度相等 且互相平行的第1支持部8及第2支持部9;在第1支持部8及第2支持 部9互相平行的状态下相对基体面62平行地安装的长方形状的可动部7; 在可动部7和第1支持部8之间、可动部7和第2支持部9之间、基体部 6和第1支持部8之间以及基体部6和第2支持部9之间分别设置的板簧 部10;在可动部7的上表面通过螺钉28安装的加强板27;用来加强第1 支持部8的机械刚性的由螺钉24安装到第1支持部8的第1加强板16; 用来加强第2支持部9的机械刚性的由螺钉26安装到第2支持部9的第2 加强板17;由螺钉28安装到可动部7的与设置有加强板27侧(表面)相反 的侧(内面)的、由螺钉25安装经绝缘片13及散热板14安装有拍摄元件15 的拍摄元件电路部12,并具有上述的辐射部120的拍摄元件保持部11;在 拍摄元件保持部11的与基体面62对向的下表面设置的栓销29;在基体面 62上设置的执行机构保持部81;由执行机构保持部81保持的线性执行机 构20;由设置在基体面62上的轴承部18以可以以图面中的Y轴方向为转 动轴转动的方式被轴支承的驱动方向变换部22;设置于驱动方向变换部22 并且在其和驱动方向变换部22之间夹置栓销29使之滑动的板簧19;作为 向驱动方向变换部22产生与从线性执行机构20产生的加载力方向相反的 弹性力的弹性构件的盘簧21;保持盘簧21的弹簧行程限制部30;以及, 如后所述,为了与设置在拍摄元件保持部11的辐射部120取得平衡、由螺 钉200螺纹止动于驱动方向变换部22并由螺钉201安装载重210的平衡构 件220。 本发明的实施方式的拍摄元件驱动装置70之所以具有盘簧21,是为 了通过成为连接驱动方向变换部22和线性执行机构20的轴98的状态,使 驱动方向变换部22的运动平滑,使拍摄元件15向着光轴方向的移动平滑 进行。 如图5、图6或图7所示,在本发明的实施方式的拍摄元件驱动装置 70中,可动部7、第1支持部8、第2支持部9及板簧部10由经过弯曲处 理成为コ形形状的一体的コ字构件80形成。作为コ字构件80的材料,可 以使用刚性比较低的构件,比如,使用厚度为0.12mm的SUS材料。 另外,基体部安装部3、基体部6及拍摄元件保持部11,可以分别由 使用铝的模压法制作。 此外,作为加强板27、第1加强板16及第2加强板17的材料,可以 使用可以加强コ字构件80的机械强度的刚性比较高的构件,比如,使用厚 度为0.5mm的SUS材料。 在本发明的实施方式的拍摄元件驱动装置70中,第1支持部8、第2 支持部9、可动部7及板簧部10,由一体的コ字构件80形成,在第1支持 部8及第2支持部9的部分中,分别安装第1加强板16及第2加强板17, 在侧面设置弯曲部74,可以使第1支持部8及第2支持部9的刚性成为比 板簧部10的刚性高。 另外,将コ字构件80的可动部7的部分也设置弯曲部76,并通过安 装加强板27可以使可动部7的刚性比板簧部10的刚性高。 进而,在コ字构件80的应安装于基体面62的安装面82、85的端部设 置弯曲部75,可以提高该部分的刚性。 另一方面,コ字构件80的可动部7和第1支持部8及第2支持部9之 间的部分,不进行弯曲处理等的加强,并且,因为与其他部分相比形成得 宽度细,这些部分用作板簧部10。 同样,コ字构件80的安装面82、85和第1支持部8及第2支持部9 之间的部分也不进行弯曲处理等的加强,并且,因为与其他部分相比形成 得宽度细,这些部分也用作板簧部10。 另外,在本发明的实施方式的拍摄元件驱动装置70中,第1支持部8 和基体面62相接的安装面82以及第2支持部9和基体面62相接的安装面 85,以分别成为在对光轴方向(X轴方向)垂直的附图中Z轴方向互相平行 的方式,由螺钉71安装在基体面62上。 下面对本发明的实施方式的拍摄元件驱动装置70的驱动部100的结构 进行说明。 图8A及图8B为用来说明本发明的实施方式的拍摄元件驱动装置70 的驱动部100的结构的平面图。另外,在图8中,示出的是省略了在本发 明的实施方式的拍摄装置1的拍摄元件驱动装置70的构成中包括的具有载 重210的平衡构件220的结构的构成。 如图8A所示,在本发明的实施方式的拍摄元件驱动装置70中,线性 执行机构20利用可在图面的上下方向(Z轴方向)移动的其轴98,将驱动方 向变换部22压向图面中向下方向(-Z轴方向)。在驱动方向变换部22设置 有在相对线性执行机构20的加载力的相反方向上施加弹性加载力的盘簧 21,盘簧21由弹簧行程限制部30将一端固定。在图8A所示的状态,是 线性执行机构20产生的加载力和盘簧21产生的加载力平衡的状态,是驱 动方向变换部22停止的状态。另外,板簧19由螺钉99夹着拍摄元件保持 部11的栓销29地安装于驱动方向变换部22,栓销29通过使线性执行机 构20的按压力改变而在驱动方向变换部22和板簧19之间滑动。 图8B为示出在本发明的实施方式的拍摄元件驱动装置70中,在线性 执行机构20的按压力增加时驱动部100的状态的示图。 如图8B所示,在从图8A示出的状态增加线性执行机构20的按压力 的场合,即在使轴98在图面中向下方(-Z轴方向)伸长的场合,轴98按压 驱动方向变换部22,驱动方向变换部22以轴承部18作为转动中心在图面 中按顺时针方向转动,其结果,栓销29在图面中向右方(X轴方向)移动。 这样,在本发明的实施方式的拍摄元件驱动装置70中,因为在该驱动 部100中具有对线性执行机构20的输出方向进行变换的驱动方向变换部 22,所以不需要将线性执行机构20配置在光轴方向(X轴方向),可以配置 在与光轴方向正交的方向(Z轴方向)上,可以实现整个装置的小型化。 下面使用图9A及图9B对本发明的实施方式的拍摄元件驱动装置70 的工作予以详细说明。图9A及图9B为用来说明本发明的实施方式的拍摄 元件驱动装置70的工作的示图。另外,在图9A及图9B中,示出的也是 省略了在本发明的实施方式的拍摄装置1的拍摄元件驱动装置70包括的具 有载重210的平衡构件220的结构的构成。 图9A为示出本发明的实施方式的拍摄元件驱动装置70的工作的一例 的侧视图,图9B为示出该拍摄元件15的位置的变化的场合的一例的侧视 图。 在图9A中,示出拍摄元件驱动装置70的第1支持部8及第2支持部 9分别相对基体面62垂直的状态。在第1支持部8和第2支持部9的基体 面62上的距离A1设置成为与可动部7的连接部分的第1支持部8和第2 支持部9的光轴方向(X轴方向)的距离A2相等。另外,因为从第1支持部 8的基体面62到可动部7为止的高度B1和从第2支持部9的基体面62到 可动部7为止的高度B2相等,故可动部7对基体面62保持平行。另外, 因为基体面62设置成为与透镜部101的光轴方向(X轴方向)平行,故可动 部7也保持与透镜部101的光轴方向平行的状态。 在本发明的实施方式的拍摄元件驱动装置70中,在可动部7的下面, 配置有其构成包括具有拍摄元件15的拍摄元件电路部12的拍摄元件保持 部11。此时,通过将拍摄元件15的拍摄面83在拍摄元件保持部11安装 成为与拍摄元件保持部11的可动部7的表面垂直,拍摄元件15的拍摄面 83可以保持为对光轴方向垂直的状态。 在图9A所示的状态中,如在图8A中说明的,在线性执行机构20的 轴98按压驱动方向变换部22的力和盘簧21利用其弹性力将驱动方向变换 部22压向相反朝向的力平衡时,在驱动方向变换部22中设置的栓销29 停止。从此状态,使线性执行机构20工作,减弱对驱动方向变换部22的 加载力。这样一来,盘簧21按压驱动方向变换部22的力,变得比线性执 行机构20按压驱动方向变换部22的加载力大,驱动方向变换部22以轴承 部18为中心转动,设置在其前端的栓销29也向图9A的左侧移动。通过 这一移动,拍摄元件保持部11,如图9B所示,向纸面左方(-X轴方向) 移动。进而,通过拍摄元件保持部11向纸面左方移动,在可动部7和第1 支持部8、可动部7和第2支持部9、基体面62和第1支持部8及基体面 62和第2支持部9之间分别设置的板簧部10发生弹性变形。所以,在本 发明的实施方式的拍摄元件驱动装置70中,第1支持部8及第2支持部9, 分别以板簧部10作为转动中心(作为转动部),即将与光轴方向垂直并且互 相平行的方向(图9的Z轴方向)分别作为转动中心轴的方向,分别相对基 体部6及可动部7转动。 就是说,在拍摄元件15从位于图9A的状态移动到图9B所示的状态 的场合,如前所述,由于第1支持部8的高度B1和第2支持部9的高度 B2相等,加之与可动部7的连接部的第1支持部8和第2支持部9的距离 A2、与基体面62上的第1支持部8和第2支持部9的距离A1相等,故在 可动部7、第1支持部8、第2支持部9及基体面62之间发生变形形成近 似的平行四边形的状态。因此,在本发明的实施方式的拍摄元件驱动装置 70中,可使可动部7保持相对基体面62平行的状态原样不变而使拍摄元 件15的位置在光轴方向上移动。此时,设置成为与可动部7垂直的拍摄元 件15的拍摄面83,以保持安装时的预定方向的状态(在本实施方式中为保 持相对光轴方向垂直的状态,即正交的状态)的原样不变的方式移动。 在本发明的实施方式的拍摄元件驱动装置70中,与上述相反,为了使 拍摄元件15向远离透镜部101的方向移动,通过增加线性执行机构20的 按压力而加强对驱动方向变换部22的加载力。这样一来,如上述的图8B 所示,与盘簧21对驱动方向变换部22加载的加载力相比,线性执行机构 20对驱动方向变换部22加载的加载力增大,驱动方向变换部22以轴承部 18为中心向着与先前相反的方向(顺时针)转动,设置在其前端的栓销29也 向着图9A的右侧移动。通过此栓销29的移动,拍摄元件保持部11向着 纸面右方(X轴方向)移动。 这样,在本发明的实施方式的拍摄元件驱动装置70中,因为由距离基 体面62的高度互相相等、互相平行、并且在沿着光轴方向的方向可以转动 的第1支持部8及第2支持部9支持可动部7,所以使可动部7可以一直 维持相对基体面62平行的状态原样不变地在沿着光轴方向的方向上移动。 由于拍摄元件保持部11安装成为相对此可动部7在垂直方向上配置拍摄元 件15的拍摄面83,拍摄元件15,可以边使该拍摄面83维持与光轴方向垂 直的状态,边在光轴方向上移动,可以使拍摄元件15高精度地移动。 另外,利用本发明的实施方式的拍摄元件驱动装置70,用来使拍摄元 件15在光轴方向上移动的机构,即从与基体面62相接的安装面82起,到 第1支持部8、可动部7、第2支持部9、安装面85及板簧部10为止的机 构,全部可以由一体的板材,通过,比如,冲压、成形加工等制成。由此, 摩擦及晃动发生可能性极小,所以即使是进行微小驱动的场合,也可以以 高精度进行驱动。 下面对本发明的实施方式的拍摄装置1的拍摄元件驱动装置70的构成 中包括的具有载重210的平衡构件220进行详细说明。 图10A及图10B为用来说明在本发明的实施方式的拍摄装置1的拍摄 元件驱动装置70装载的平衡构件220的示图。图10A为示出平衡构件220 周围的构成的平面图。在本发明的实施方式的拍摄元件驱动装置70中,之 所以设置平衡构件220,是为了在拍摄装置1的透镜部101配置成为向下 的场合,即在配置成为图10B所示的状态的场合,使施加于线性执行机构 20的负载减小之故。 如图10A所示,驱动方向变换部22,具有:与线性执行机构20的轴 98触接的第1触接部160和与连接可动部7的拍摄元件保持部11触接的 第2触接部161,载重210设置在驱动方向变换部22的相对轴承部18的 设置有第2触接部161一侧的相反侧。 因此,在图10B所示的状态下,在驱动部100的周围,如图10A所示, 在驱动方向变换部22的以轴承部18为中心在纸面左侧、产生由拍摄元件 保持部11及辐射部120的质量引起的纸面的向下的力矩F。此力矩F,因 为是使驱动方向变换部22按图10A的逆时针方向转动,所以在此状态下, 利用与将拍摄装置1置于地面和水平平面上时的线性执行机构20施加的转 矩相同的转矩,不能使驱动方向变换部22按顺时针方向转动。因此,在本 发明的实施方式的拍摄装置1中,将具有载重210的平衡构件220设置在 以驱动方向变换部22的轴承部18为中心的、与设置有栓销29的一侧相反 的侧。利用这种结构,如图10A所示,因为利用载重210,可以产生向下 的力,即,使驱动方向变换部22按顺时针转动的力矩W,所以线性执行 机构20,可以利用与在拍摄装置1设置在平面上时相同的转矩使驱动方向 变换部22转动。另外,优选是以使力矩F和力矩W平衡的方式,确定驱 动方向变换部22的臂长、载重210的配置位置及质量。 另外,在本发明的实施方式的拍摄装置1中,相对于:由辐射部120 等产生的质量增加的量W1(即从预先受到盘簧21的弹性力作用而取得平 衡的质量增加的量)为2.5g,载重210的质量W2为1.67g。另外,在图10A 中,从轴承部18的转动中心到栓销29的中心的距离L1为11.0mm、从轴 承部18的转动中心到载重210的重心的距离L2为16.5mm。为使上述的 力矩F和力矩W平衡,优选是进行设计使 W1×L1=W2×L2 满足。另外,在盘簧21的弹性力很小可以忽略时,实际上使质量增加量 W1为由线性执行机构20驱动的各构件的质量相加的质量即可。 另外,在上述示例中,拍摄装置1是使用将透镜部101配置在下时进 行说明的,根据本发明的实施方式的拍摄装置1,在拍摄装置1将透镜部 101配置在上时也有效。这是因为在拍摄装置1中,上述的力矩F及W的 方向,即使是成为相反方向,但互相平衡这一点也不会改变之故。图11A 及图11B为用来说明在本发明的实施方式的拍摄装置1的拍摄元件驱动装 置70装载的平衡构件220的另一示图。图11A是示出平衡构件220的周 围的构成的平面图。图11B为示出拍摄元件驱动装置70的状态的示图。 这样,在本发明的实施方式的拍摄装置1中,因为设置平衡调整用的 载重210,即使是将拍摄装置1设置成为其透镜部101向着上下任何一个 方向,也可以实现在线性执行机构20上难以施加过剩负载的结构。 另外,在本发明的实施方式的拍摄元件驱动装置70中,虽然示出的是 在可动部7和第1支持部8、可动部7和第2支持部9、基体面62和第1 支持部8及基体面62和第2支持部9各个之间的部分处形成板簧部10作 为转动部的场合,但本发明的拍摄元件驱动装置并不限定于这种结构。 比如,也可以是使可动部7、第1支持部8、第2支持部9及基体部6 分别作为分置的构件预先构成,而在可动部7和第1支持部8、可动部7 和第2支持部9、基体面62和第1支持部8以及基体面62和第2支持部9 之间的部分形成铰链部作为转动部的结构。利用这种结构,在上述的效果 之上,还可以实现耐冲击性优异的结构。另外,在这种结构中,为了抑制 铰链部发生晃动,在第1支持部8和第2支持部9之间设置互相进行弹性 连接的盘簧等弹性单元为优选。 虽然在本发明的实施方式的拍摄装置1中,拍摄元件15的拍摄面83 的中心位置随着拍摄元件15在光轴方向(X轴方向)上的移动而在相对光轴 的垂直方向(Y轴方向)上变化,但可以通过预先在电路部装载下述电路, 可以在实际上消除拍摄元件15在与光轴方向垂直的方向(Y轴方向)的位置 偏离的影响。该电路:使用光断续器(photo-interrupter)等检测其移位, 算出拍摄元件15从该位置的、与垂直光轴方向的方向(Y轴方向)的位置偏 离量,相应于该量使信号的读取区域移动并输出地校正。另外,在拍摄元 件15向光轴方向(X轴方向)的移动量很小的场合,即使是不进行上述的修 正处理,在实用上也不会有问题。 此外,虽然在本发明的实施方式中,说明的是采用下述构成的情况, 该构成为:通过使用长方形的コ字构件80使之变化为平行四边形,作为装 载于拍摄装置1的拍摄元件驱动装置70,使装载于拍摄元件驱动装置70 的拍摄元件15平行于光轴方向移动,但本发明的拍摄元件驱动装置及拍摄 装置并不限定于此示例。在采用:使用具有线性执行机构20这样的轴部的 驱动部,利用具有轴承部18的驱动方向变换部22对该驱动方向进行变换, 向可动部7传递这样的机构的场合,全部包括在本发明的拍摄元件驱动装 置及使用该装置的拍摄装置中。 除此之外,本发明的拍摄元件驱动装置,既可以应用于使拍摄元件保 持部11在透镜部101的光轴方向上移动的机构利用电动机等驱动单元自动 使拍摄元件保持部11移动的结构,也可以应用于使用把手等以手动方式使 拍摄元件保持部11移动的结构。 另外,虽然在本发明的实施方式中示出的是使用风扇电动机130作为 冷却散热部140的另一端侧的冷却部的结构,但本发明的拍摄元件驱动装 置及拍摄装置并不限定于这一结构。比如,可以使用珀耳帖(Peltier)元 件或液冷机构等公知的冷却装置作为冷却部。 除此之外,虽然本发明的实施方式的拍摄元件驱动装置70,示出的是 为了使拍摄元件15周围的热散发,与在其上面的框体的内侧设置的散热部 140对向地设置辐射部120的结构,但本发明的拍摄元件驱动装置及应用 此装置的拍摄装置并不限定于此结构。图12为示出本发明的实施方式的拍 摄元件驱动装置及拍摄装置的另一示例的示图。比如,如图12所示,即使 是不具有辐射部120的拍摄元件驱动装置170及应用此装置的拍摄装置 180,也包括在本发明的拍摄元件驱动装置及应用此装置的拍摄装置中。 另外,虽然说明的是将根据本发明的实施方式的拍摄元件驱动装置装 载于监视相机装置的例,但本发明的拍摄装置的用途并不限定于监视相机 装置。比如,可以装载于摄像机或数字相机等公知的一切拍摄装置。 如上所述,在本发明的拍摄元件驱动装置及应用此装置的拍摄装置时, 具有即使是在拍摄元件在光轴方向上移动时也不会产生摩擦力、在拍摄元 件附近可以散热的优异的效果,可以应用于监视相机装置或摄像机装置等 拍摄装置,特别是作为使拍摄元件在透镜部的光轴方向上移动的拍摄元件 驱动装置及应用此装置的拍摄装置等是有用的。 |