CN100444616C - 摄像元件驱动装置及使用它的摄影装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供摄像元件驱动装置及使用它的摄影装置,其中该摄像元件驱动装置设置有:具有摄像元件并可以在维持摄像面的面方向的情况下使摄像元件移动的可动部;和设置在可动部上用于通过辐射使摄像元件周围的热量散发的辐射部;由此在摄像元件移动时可以不产生摩擦力地散热。
Description
技术领域
本发明涉及监控照相装置和摄像机装置等摄影装置,特别涉及用于使摄像元件在透镜的光轴方向上移动的摄像元件驱动装置及使用它的摄影装置。
背景技术
以往以来,提出了下述摄影装置:为了进行凸缘衬圈调整或聚焦调整,可以通过使摄像元件自动地在透镜的光轴方向上移动,来得到对焦良好的清晰的图像(例如,参照特开2003-274229号公报。)。
在这样的摄影装置中,会有在摄像元件或其驱动电路附近产生的热量给摄像元件或部件等的特性带来不利影响的可能性,这样的问题被指出。
为解决该问题,提出了下述结构:在摄像元件附近配置传热橡胶等可弹性变形的热传递板,使该热传递板在弹性变形的状态下与框体接触,相对于框体进行热传递,由此进行散热(例如,参照特开2001-326840号公报。)。
根据这样的结构,即使在摄像元件在光轴方向上移动时,热传递板也与框体接触,因此也可以向框体进行散热。
但是,在上述那样的摄影装置中,在设置在摄像元件附近的热传递板与框体的内侧接触的状态下,摄像元件在光轴方向上移动。因此,在摄像元件在光轴方向上移动时,会有在热传递板和框体之间产生摩擦力的问题。由于该摩擦力,在使摄像元件移动时,必须以更大的力来使摄像元件移动,因此难以使驱动电机小型化,另外,难以使摄像元件仅移动微小的距离。
发明内容
本发明是鉴于这样的问题而进行的,提供一种即使在摄像元件在光轴方向上移动时,也不会产生摩擦力,可以进行摄像元件附近的散热的摄像元件驱动装置及使用它的摄影装置。
本发明的摄像元件驱动装置,其特征在于,设置有:具有摄像元件并能够在维持摄像面的面方向的情况下使上述摄像元件在光轴方向上移动的可动部;和设置在上述可动部上用于通过辐射使上述摄像元件周围的热量散发的辐射部;上述辐射部设置成与设在框体上的散热部间隔并且在与光轴方向垂直的方向上相对;其中,上述摄像元件周围的热量从上述辐射部向上述散热部以非接触的状态通过辐射散发。
根据这样的结构,由于可以通过来自辐射部的辐射而使摄像元件周围的热量散发掉,因此可以实现下述结构:即使在摄像元件在光轴方向上移动时,也不会产生摩擦力,可以进行摄像元件附近的散热。
另外,辐射部也可以是设置得与设在框体上的散热部相对的结构。
根据这样的结构,进而可以实现下述结构:从摄像元件驱动装置的辐射部通过相对于设置在框体(箱体)上的散热部的辐射而散热。
另外,辐射部也可以是设置在可动部的上面的结构。
根据这样的结构,进而可以实现随着自然对流,使得由辐射进行的迅速的冷却成为可能。
进而,也可以是在与辐射部的散热部相对的面上设置有凸部的结构。
根据这样的结构,进而,由于辐射热量的面积变大,因此可以实现辐射效率较高的结构。
另外,辐射部的凸部也可以是设置得与设置在散热部上的凹凸部的凹部相对的结构。
根据这样的结构,进而,由于辐射部和散热部的相对面积增大,因此可以实现辐射效率较高的结构。
另外,辐射部的凸部,也可以是具有沿着摄像元件的移动方向形成得较长的散热片(フイン)部的结构。
根据这样的结构,进而,可以实现即使摄像元件移动,辐射部也难以接触散热部,辐射效果较高的结构。
另外,辐射部,也可以是配置得在摄像元件的移动范围内,不与散热部接触的结构。
根据这样的结构,进而,可以实现即使摄像元件移动也难以产生摩擦的结构。
接下来,本发明的摄影装置的特征在于,具备:透镜部;框体;本发明的摄像元件驱动装置;和对从摄像元件驱动装置的摄像元件输出的信号进行图像信号处理的图像信号处理部。
根据这样的结构,可以使摄像元件周围的热量通过来自辐射部的辐射而散发,因此可以实现下述的结构:即使在摄像元件在光轴方向上移动时,也不会产生摩擦力,可以进行摄像元件附近的散热。
另外,也可以设为具备冷却散热部的冷却部的结构。
根据这样的结构,可以进而实现散热效率高的结构。
进而,也可以是冷却部为风扇电机的结构。
根据这样的结构,可以进一步以简单的结构实现散热效率高的结构。
接下来,本发明的监控照相装置的特征在于,具备:本发明的摄影装置;检测照度变化的照度变化检测部;根据照度变化检测部检测的照度变化,在透镜部的光轴上装卸红外截止滤光片(赤外光カツトフイルタ)的滤光片部;和在装卸滤光片部的红外截止滤光片时,驱动摄像元件驱动装置的可动部的驱动部。
根据这样的结构,在红外截止滤光片的装卸时,可以在摄像面相对于透镜部的光轴方向保持垂直的状态下使摄像元件在透镜部的光轴方向上移动,因此可以提供矫正装卸红外截止滤光片时的光路长度的偏移、从而不分昼夜都可以进行清晰的摄影的监控照相装置。进而,可以使摄像元件周围的热量通过来自辐射部的辐射而散发掉,因此可以实现下述的结构:即使在摄像元件在光轴方向上移动时,也不会产生摩擦力,可以进行摄像元件附近的散热。
如上所述,根据本发明,提供一种即使在摄像元件在光轴方向上移动时,也不会产生摩擦力,可以进行摄像元件附近的散热的摄像元件驱动装置及使用它的摄影装置。
附图说明
图1是表示本发明的实施例中的摄影装置1的结构的分解透视图;
图2是表示本发明的实施例中的摄影装置的使用时的基板部安装部、摄像元件驱动装置和散热部的位置关系的图;
图3是用于表示本发明的实施例中的摄影装置的基板部安装部、摄像元件驱动装置和散热部的位置关系的剖面图;
图4是表示本发明的实施例中的摄影装置的辐射部和散热部的位置关系的图;
图5是表示本发明的实施例中的摄像元件驱动装置的结构的透视图;
图6是表示本发明的实施例中的摄像元件驱动装置的结构的侧视图;
图7是表示从与设置有透镜部一侧相反的一侧观察本发明的实施例中的摄像元件驱动装置的分解透视图;
图8A是用于对本发明的实施例中的摄像元件驱动装置的驱动部的结构进行说明的俯视图;
图8B是用于对本发明的实施例中的摄像元件驱动装置的驱动部的结构进行说明的俯视图;
图9A是用于对本发明的实施例中的摄像元件驱动装置的动作进行说明的图;
图9B是用于对本发明的实施例中的摄像元件驱动装置的动作进行说明的图;
图10A是用于对安装在本发明的实施例中的摄影装置的摄像元件驱动装置上的平衡构件进行说明的图;
图10B是用于对安装在本发明的实施例中的摄影装置的摄像元件驱动装置上的平衡构件进行说明的图;
图11A是表示本发明的摄像元件驱动装置和摄影装置的其他的例子的图;
图11B是表示本发明的摄像元件驱动装置和摄影装置的其他的例子的图。
标号说明
1 摄影装置
2 透镜安装部
3 基板部安装部
4 DC电机部
5 滤光片部
6 基板部
7 可动部
8 第1支撑部
9 第2支撑部
10 板簧部
11 摄像元件保持部
12 摄像元件电路部
13 绝缘片
14 散热板
15 摄像元件
16 第1加强板
17 第2加强板
18 轴承部
19 板簧
20 线性操作机构(线性致动器)
21 螺旋弹簧
22 驱动方向变换部
24、25、26、28、71、99、200、201 螺钉
27 加强板
29 销
30 弹簧卡定部
62 基板面
70 摄像元件驱动装置
74、75、76弯折部
80 コ字构件
81 操作机构保持部
82、85安装面
83 摄像面
98 轴
100 驱动部
101 透镜部
120 辐射部
121、141 凸部
122、142 平面部
130 风扇电机
140 散热部
150 安装构件
210 锤物(配重)
220 平衡构件
具体实施方式
下面,使用附图对本发明的实施例进行详细说明。
(实施例)
首先,对本发明的实施例中的摄影装置1的结构进行说明。图1是表示本发明的实施例中的摄影装置1的结构的分解透视图。
另外,为了使说明简单,在本发明的实施例中,在附图中显示互相垂直的X轴、Y轴和Z轴方向。X轴方向为透镜部的光轴方向,Y轴方向和Z轴方向为分别与光轴方向垂直的方向。另外,在本发明的实施例中,为了使说明容易理解,在附图中有时省略掉螺钉等较小的部件而进行说明。
如图1所示,本发明的实施例的摄影装置1具备:透镜安装部2,其安装有透镜部101;基板部安装部3,其将后述的摄像元件驱动装置70的基板部6与透镜安装部2连接;DC电机部4,其配置在基板部安装部3上,并使后述的滤光片部5在与光轴垂直的方向(Y轴方向)上移动;滤光片部5,其安装在DC电机部4上,并具有通过DC电机部4的驱动而可以在Y轴方向上移动的红外截止滤光片(图未示);摄像元件驱动装置70,其安装在基板部安装部3上,并可以如后述那样使摄像元件(CCD或CMOS传感器等公知的摄像器件)15在其摄像面83与透镜部101的光轴方向垂直的状态下在X轴方向上移动,并具有包括在X轴方向上的长散热片状的凸部121的辐射部120;散热部140,其设置得使设在一端侧上的凸部141与摄像元件驱动装置70的辐射部120的凸部121之间的凹部相对,并用作为冷却装置的风扇电机130将具有梳状的散热片的另一端侧空冷(风冷);和安装构件150,其安装有散热部140,并相对于透镜安装部2而被固定。另外,本发明的实施例中的摄影装置1,具备相对于从摄像元件15输出的信号进行图像信号处理的图像信号处理部(图未示)。
对于安装在本发明的实施例中的摄影装置1上的摄像元件驱动装置70的结构和动作,在后面进行叙述。
本发明的实施例中的辐射部120和散热部140,对铝进行压力铸造加工而制造,为了提高辐射效率,使用在表面实施了黑色氧化铝膜加工的部件。另外,在辐射部120的应该与散热部140相对的面(图1中的上面)和散热部140的应该与辐射部120相对的面(图1中的下面)上,分别设有在透镜部101的光轴方向上长的,宽为1.0mm,高为3.5mm的凸部121、141。
图2是表示本发明的实施例中的摄影装置1在使用时,基板部安装部3、摄像元件驱动装置70和散热部140的位置关系的图。另外,图3是用于表示本发明的实施例中的摄影装置1的基板部安装部3、摄像元件驱动装置70和散热部140的位置关系的剖面图。如图2和图3所示,在本发明的实施例的摄影装置1中,在使用时由摄像元件15或周围的驱动电路所产生的热量,传递给摄像元件保持部11,接下来传递给辐射部120,进而通过空气层从辐射部120经由辐射而传递给散热部140的一端侧。此时,在本发明的实施例的摄影装置1中,散热部140的另一端侧由风扇电机130而冷却,因此可以抑制摄像元件15周围的温度上升。另外,在本发明的实施例的摄影装置1中,在该散热部140的另一端侧设置有梳状的散热片,这是因为,通过使由风扇电机130产生的风在另一端侧高效地流动,并增大散热部140的相对于风的接触面积,可以提高辐射效率。
如图2或图3所示,在本发明的实施例的摄影装置1中,设置在摄像元件驱动装置70上的辐射部120、和安装在固定在透镜安装部2上的安装构件150上的散热部140,被设置得其相互的凸部121、141交替地配置,即,设置在辐射部120的表面上的凹凸、和设置在散热部140的表面上的凹凸以离开的状态相啮合,即,辐射部120的凸部121配置在散热部140的凸部141之间,散热部140的凸部141配置在辐射部120的凸部121之间。
图4是表示本发明的实施例中的摄影装置1的辐射部120和散热部140的位置关系的图。如图4所示,辐射部120的凸部121的前端部分被设置得相对于散热部140的平面部142具有大约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为大约0.5mm,进而,散热部140的凸部141的前端部分被设置得相对于辐射部120平面部122具有大约1.0mm的间隙Δ2。另外,如上所述,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,在本发明的第1实施例中的摄影装置1中,由于摄像元件驱动装置70的基板部6安装在基板部安装部3上,基板部安装部3相对于透镜安装部2被螺纹固定,因此设置在摄像元件驱动装置70上的辐射部120的相对于透镜安装部2的位置被确定。另外,由于散热部140安装在安装构件150上,安装构件150安装在透镜安装部2上,因此散热部140也被相对于透镜安装部2定位。因此,在本发明的实施例中的摄影装置1中,辐射部120和散热部140之间的间隔可以确定在正确的位置上。
这里,为了确认本发明的实施例中的摄影装置1的由辐射进行的温度上升抑制效果,在下面的三个情况下进行了实验:
(1)设置辐射部120而不设置散热部140,使摄像元件15周围的热量向框体内部辐射的情况;
(2)设置辐射部120和散热部140,使摄像元件15周围的热量从辐射部120向散热部140辐射的情况;
(3)设置辐射部120和散热部140,并且用风扇电机130冷却散热部140的另一端侧,从而使摄像元件15周围的热量辐射的情况。
在这三种情况下,测定在使摄像元件15周围产生452mW的热量时摄像元件15周围的温度上升的最大值。
其结果,在(1)的情况下,在摄像元件15的内表面(背面),温度上升了大约9.8度。另外,在(2)的情况下,上升了大约8.6度。此外,在(3)的情况下,温度上升了大约5.9度。
即,可确认得知:通过设置散热部140,散热效果提高了大约10%;通过用风扇电机130冷却散热部140的另一端侧,与不具有散热部140的结构相比较,散热效果提高了大约40%。
这里,本发明的实施例中的摄影装置1为监控照相装置,为了不分昼夜地进行摄影,根据周围的亮度来切换滤光片部5从而进行摄影。具体地说,在周围较亮时在光轴上配置红外截止滤光片从而在可见光区域内进行彩色图像的摄影,在周围较暗时除去配置在光轴上的红外截止滤光片从而进行由也包括红外区域的光线的波长的光线进行的黑白图像的摄影。摄影装置1的周围的亮度检测,可以通过由安装在电路部(图未示)上的照度检测部(图未示)检测出的照度的值与规定的阙值的比较来进行,电路部,在由照度检测部所检测出的照度的值变化得超出规定的阙值时,设为昼间和夜间的时域已经发生变化,从而进行滤光片部5的切换。另外,滤光片部5的切换,可以通过设置在基板部安装部3上的DC电机部4来进行。
在本发明的实施例中的摄影装置1,在照度发生变化时进行滤光片部5的切换,此时由于在光轴上使红外截止滤光片配置或退避(下面,将该动作记作装卸),摄影所用的光线的波长不同等,因此光路长度变化,从透镜部101到摄像元件15的配置有光电转换元件的面(下面,将该面记作摄像面83)的最合适的对焦位置变化。为了矫正该光路长度的变化,本发明的实施例中的摄影装置1,安装有在使摄像元件15的摄像面83相对于透镜部101的光轴方向垂直的状态(即,位于与图1中的YZ平面平行的面上的状态)下,使该摄像元件15在光轴方向(X轴方向)上移动的摄像元件驱动装置70。
这里,对于安装在本发明的实施例中的摄影装置1上的摄像元件驱动装置70进行说明。
图5是表示本发明的实施例中的摄像元件驱动装置70的结构的透视图,图6是表示该摄像元件驱动装置70的结构的侧视图,图7是表示从与设置了透镜部101的一侧相反的一侧观察该摄像元件驱动装置70的分解透视图。
如图5、图6和图7所示,本发明的实施例中的摄像元件驱动装置70具备:基板部6,其通过螺钉71而安装在位置相对于透镜部101固定了的基板部安装部3上;第1支撑部8和第2支撑部9,它们设置在基板部6的基板面62上,Y轴方向的高度互相相等且互相平行;长方形状的可动部7,其安装得在第1支撑部8和第2支撑部9互相平行的状态下相对于基板面62平行;板簧部10,其分别设置在可动部7和第1支撑部8之间,可动部7和第2支撑部9之间,基板部6和第1支撑部8之间,以及基板部6和第2支撑部9之间;加强板27,其通过螺钉28安装在可动部7上面;第1加强板16,其加强第1支撑部8的机械刚性,并通过螺钉24安装在第1支撑部8上;第2加强板17,其加强第2支撑部9的机械刚性,并通过螺钉26安装在第2支撑部9上;摄像元件保持部11,其通过螺钉28安装在可动部7的与设置了加强板27的一侧(表面)相反的一侧(内表面)上,并通过螺钉25安装有经由绝缘片13和散热板14安装了摄像元件15的摄像元件电路部12,同时具有上述的辐射部120;销29,其设置在摄像元件保持部11的与基板面62相对的下面上;操作机构保持部81,其设置在基板面62上;线性操作机构20,其由操作机构保持部81保持;驱动方向变换部22,其由设置在基板面62上的轴承部18轴支撑得可以以附图中Y轴方向为转动轴转动;板簧19,其设置在驱动方向变换部22上,并可将销29夹持在其与驱动方向变换部22之间而滑动;螺旋弹簧21,其在驱动方向变换部22上施加与从线性操作机构20施加的加载力(作用力)方向相反的弹性力;弹簧卡定部30,其保持螺旋弹簧21;以及平衡构件220,其如后面所述,为了取得其与设置在摄像元件保持部11上的辐射部120之间的平衡,由螺钉200螺纹固定在驱动方向变换部22上,并通过螺钉201安装有锤物210。
如图5、图6或图7所示,在本发明的实施例的摄像元件驱动装置70中,可动部7、第1支撑部8、第2支撑部9和板簧部10由弯折处理成コ字状的一体的コ字构件80所形成。作为コ字构件80的材料,可以使用刚性比较低的构件,例如厚度0.12mm的SUS材料。
另外,基板部安装部3、基板部6和摄像元件保持部11可以分别通过使用了铝的压力铸造法来制造。
进而,作为加强板27、第1加强板16和第2加强板17的材料,可以使用能够加强コ字构件80的机械强度的刚性比较高的构件,例如厚度0.5mm的SUS材料。
在本发明的实施例中的摄像元件驱动装置70中,第1支撑部8、第2支撑部9、可动部7和板簧部10由一体的コ字构件80所形成,在第1支撑部8和第2支撑部9的部分上,分别安装有第1加强板16和第2加强板17,同时在侧面上设有弯折部74,这样便可以使第1支撑部8和第2支撑部9的刚性比板簧部10高。
另外,在コ字构件80的可动部7的部分上也设有弯折部76,同时可以通过安装有加强板27使可动部7的刚性比板簧部10高。
进而,在应该被安装在コ字构件80的基板面62上的安装面82、85的端部上设有弯折部75,便可以提高该部分的刚性。
另一方面,在コ字构件80的可动部7与第1支撑部8和第2支撑部9之间的部分上,不进行弯折处理等加强,而形成得宽度比其他的部分窄,因此这些部分作为板簧部10而起作用。
同样,コ字构件80的安装面82、85与第1支撑部8和第2支撑部9之间的部分也不进行弯折处理等加强,而形成得宽度比其他的部分窄,因此这些部分也作为板簧部10而起作用。
另外,在本发明的实施例中的摄像元件驱动装置70中,第1支撑部8与基板面62相接触的安装面82、和第2支撑部9与基板面62相接触的安装面85,以在相对于光轴方向(X轴方向)垂直的附图中Z轴方向上互相平行的方式分别由螺钉71安装在基板面62上。
这里,对本发明的实施例中的摄像元件驱动装置70的驱动部100的结构进行说明。
图8A和图8B是用于对本发明的实施例中的摄像元件驱动装置70的驱动部100的结构进行说明的俯视图。另外,在图8A和图8B中,省略了在本发明的实施例中的摄影装置1的摄像元件驱动装置70上所具备的、具有锤物210的平衡构件220的结构而进行显示。
如图8A所示,在本发明的实施例中的摄像元件驱动装置70中,线性操作机构20通过其可以在附图中的上下方向(Z轴方向)上移动的轴98,而向附图中下方向(-Z轴方向)推压驱动方向变换部22。在驱动方向变换部22上,设置有螺旋弹簧21,其在与线性操作机构20的加载力相反的方向上施加弹性的加载力,螺旋弹簧21的一端由弹簧卡定部30所固定。在图8A所示的状态下,由线性操作机构20产生的加载力和由螺旋弹簧21产生的加载力处于平衡状态,驱动方向变换部22处于停止的状态。另外,在驱动方向变换部22上,以夹持摄像元件保持部11的销29的方式通过螺钉99安装有板簧19,销29通过使线性操作机构20的推压力变化而在驱动方向变换部22和板簧19之间滑动。
图8B,是表示在本发明的实施例中的摄像元件驱动装置70中,线性操作机构20的推压力增大时的驱动部100的状态的图。
如图8B所示,在从图8A所示的状态增大线性操作机构20的推压力时,即,使轴98向附图中下方向(-Z轴方向)伸出时,轴98推压驱动方向变换部22,驱动方向变换部22以轴承部18为转动中心向附图中顺时针方向转动,其结果,销29向附图中右方向(X轴方向)移动。
如上所述,在本发明的实施例中的摄像元件驱动装置70中,在其驱动部100中具备变换线性操作机构20的输出方向的驱动方向变换部22,因此不必将线性操作机构20配置在光轴方向(X轴方向)上,可以配置在与光轴方向垂直的方向(Z轴方向)上,可以实现装置整体的小型化。另外,在没有进行小型化的必要的情况下,也可以不使用驱动方向变换部22,通过线性操作机构20直接推压销29而在光轴方向(X轴方向)上移动。
这里,使用图9A和图9B对本发明的实施例中的摄像元件驱动装置70的动作进行详细说明。图9A和图9B是用于对本发明的实施例中的摄像元件驱动装置70的动作进行说明的图。在图9A和图9B中,也省略了在本发明的实施例中的摄影装置1的摄像元件驱动装置70上所具备的、具有锤物210的平衡构件220的结构而进行显示。
图9A是表示本发明的实施例中的摄像元件驱动装置70的动作的一例的俯视图,图9B是表示其摄像元件15的位置变化了的情况的一例的侧视图。
在图9A中,表示出摄像元件驱动装置70中的第1支撑部8和第2支撑部9分别与基板面62垂直的状态。第1支撑部8和第2支撑部9的在基板面62上的距离A1,被设置得与在与可动部7相连接的部分上的、第1支撑部8和第2支撑部9的光轴方向(X轴方向)的距离A2相等。另外第1支撑部8的从基板面62到可动部7的高度B1与第2支撑部9的从基板面62到可动部7的高度B2相等,因此可动部7相对于基板面62保持平行。另外,由于基板面62被设置得与透镜部101的光轴方向(X轴方向)平行,因此可动部7也保持为与透镜部101的光轴方向平行的状态。
在本发明的实施例中的摄像元件驱动装置70中,在可动部7的下表面上,配置摄像元件保持部11,其具备具有摄像元件15的摄像元件电路部12。此时,通过以使摄像元件15的摄像面83与摄像元件保持部11的可动部7的表面垂直的方式安装摄像元件保持部11,摄像元件15的摄像面83保持在与光轴方向垂直的状态。
在图9A所示的状态下,如图8A中所说明那样,线性操作机构20的轴98推压驱动方向变换部22的力、和螺旋弹簧21通过其弹性力向相反方向推压驱动方向变换部22的力平衡,设置在驱动方向变换部22上的销29停止。从该状态使线性操作机构20动作,减弱相对于驱动方向变换部22的加载力。于是,螺旋弹簧21推压驱动方向变换部22的力,变得比线性操作机构20推压驱动方向变换部22的加载力大,驱动方向变换部22以轴承部18为中心转动,设置在其前端的销29也向图9A中的左侧移动。通过该移动,摄像元件保持部11,如图9B所示,向纸面左方向(-X方向)移动。进而,通过摄像元件保持部11向纸面左方向移动,分别设置在可动部7和第1支撑部8、可动部7和第2支撑部9、基板面62和第1支撑部8以及基板面62和第2支撑部9之间的板簧部10弹性变形。因此,在本发明的实施例中的摄像元件驱动装置70中,第1支撑部8和第2支撑部9,分别以板簧部10为转动中心,即分别以与光轴方向垂直、且互相平行的方向(图9A和图9B中的Z轴方向)为转动中心轴方向,分别相对于基板部6和可动部7转动。
即,在摄像元件15从位于图9A的状态移动到图9B所示的状态时,如上述那样,第1支撑部8的高度B1与第2支撑部9的长度B2相等,而且,在与可动部7相连接的部分上的、第1支撑部8和第2支撑部9的距离A2与基板面62上的第1支撑部8和第2支撑部9的距离A1相等,因此以在可动部7、第1支撑部8、第2支撑部9和基板面62之间,以形成大致平行四边形的状态变形。因此,在本发明的实施例中的摄像元件驱动装置70中,可以保持可动部7与基板面62平行的状态,使摄像元件15的位置在光轴方向上移动。此时,垂直于可动部7设置的摄像元件15的摄像面83,在相对于光轴方向保持为垂直的状态、即垂直的状态下移动。
在本发明的实施例中的摄像元件驱动装置70中,与刚才相反,为了使摄像元件15向从透镜部101远离的方向移动,增大线性操作机构20的推压力,从而增强相对于驱动方向变换部22的加载力。于是,如上述的图8B所示,线性操作机构20作用于驱动方向变换部22的加载力变得比螺旋弹簧21作用于驱动方向变换部22的加载力大,驱动方向变换部22以轴承部18为中心向与刚才相反的方向(顺时针)转动,设置在其前端的销29也向图9A中的右侧移动。通过该销29的移动,摄像元件保持部11向纸面右方向(X方向)移动。
这样,在本发明的实施例中的摄像元件驱动装置70中,通过距离基板面62的高度互相相等、互相平行,而且可以在沿着光轴方向的方向上转动的第1支撑部8和第2支撑部9来支撑可动部7,因此可动部7可以一直维持与基板面62平行的状态而在沿着光轴方向的方向上移动。由于将摄像元件保持部11安装得在相对于该可动部7垂直的方向上配置有摄像元件15的摄像面83,因此摄像元件15可以一边使其摄像面83维持与光轴方向垂直的状态,一边在光轴方向上移动,可以使摄像元件15高精度地移动。
另外,根据本发明的实施例中的摄像元件驱动装置70,用于使摄像元件15在光轴方向上移动的机构,即从与基板面62相接的安装面82直到第1支撑部8、可动部7、第2支撑部9、安装面85和板簧部10的全部机构,都可以通过例如对一整体板材进行冲压、成型加工等来制造。由此,摩擦或振动(晃动)的产生很小,因此,即使在进行微小的驱动时也可以以较高的精度进行驱动。
这里,对在本发明的实施例中的摄影装置1的摄像元件驱动装置70上所具备的、具有锤物210的平衡构件220进行详细说明。
图10A和图10B是用于对安装在本发明的实施例中的摄影装置1的摄像元件驱动装置70上的平衡构件220进行说明的图。图10A是表示平衡构件220周围的结构的俯视图。在本发明的实施例中的摄像元件驱动装置70中,设置了平衡构件220,是为了在摄影装置1的透镜部101朝下方配置时,即配置为图10B所示的状态时,减小加在线性操作机构20上的载荷。
即,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为中心的纸面左侧,产生由摄像元件保持部11和辐射部120的重量产生的朝向纸面的下方的力矩F。该力矩F,使驱动方向变换部22向图10A中的逆时针方向转动,因此在该状态下,通过与将摄影装置1安装在与地面水平的平面上时的、附加在线性操作机构20上的扭矩相同的扭矩,不能使驱动方向变换部22顺时针转动。因此,在本发明的实施例中的摄影装置1中,将具有锤物210的平衡构件220以驱动方向变换部22的轴承部18为中心设置在与设置有销29的一侧相反的一侧。根据这样的结构,如图10A所示,通过锤物210,可以产生向下的力,即可以使驱动方向变换部22顺时针转动的力矩W,因此,线性操作机构20,可以通过与摄影装置1平面设置时相同的扭矩来使驱动方向变换部22转动。另外,优选以使力矩F和力矩W平衡的方式确定驱动方向变换部22的臂的长度、锤物210的配置位置和重量。
另外,在本发明的实施例中的摄影装置1中,相对于由辐射部120等产生的2.5g的重量增加量W1,将锤物210的重量W2设为1.67g。另外,将从轴承部18的中心到销29的距离L1设为11.0mm,将从轴承部18的中心到锤物210的中心的距离L2设为16.5mm。为了使上述的力矩F与力矩W平衡,优选以满足:
W1×L1=W2×L2;
的方式进行设计。
另外,在上述的例子中,摄影装置1使用将透镜部101配置在下侧时进行说明,但根据本发明的实施例中的摄影装置1,摄影装置1在将透镜部101配置在上侧时也有效。这是因为,在摄影装置1中,即使上述力矩F和力矩W的方向变为相反的方向,也不会改变互相平衡的情况。
这样一来,在本发明的实施例中的摄影装置1中,设置有平衡调整用的锤物210,因此无论将摄影装置1设置得其透镜部101朝向上下任何方向偏离,都可以实现难以在线性操作机构20上施加过剩的载荷的结构。
另外,在本发明的实施例的摄像元件驱动装置70中,表示了在可动部7和第1支撑部8、可动部7和第2支撑部9、基板面62和第1支撑部8以及基板面62和第2支撑部9各自之间的部分上形成有板簧部10的情况,但本发明的摄像元件驱动装置并不限于该结构。
例如,也可以将可动部7、第1支撑部8、第2支撑部9和基板面62分别作为单独构件而构成,在可动部7和第1支撑部8、可动部7和第2支撑部9、基板面62和第1支撑部8以及基板面62和第2支撑部9各自之间的部分上形成铰链部。根据这样的结构,除了上述的效果,进而可以实现耐冲击性优异的结构。另外,在这样的结构中,为了抑制铰链部的振动(がたつき)的产生,优选在第1支撑部8和第2支撑部9之间,设置使之互相弹性连结的螺旋弹簧等弹性装置。
在本发明的实施例中的摄影装置1中,摄像元件15的摄像面83的中心位置,伴随着摄像元件15相对于光轴方向(X轴方向)的移动而在与光轴垂直的方向(Y轴方向)上变化,但通过使用光断路器等检测该变位,计算出从该位置在与摄像元件15的光轴方向垂直的方向(Y轴方向)上的位置偏移量,并在电路部安装以根据该量使信号的读取区域变化而进行输出的方式进行矫正的电路,可以在实际应用上去除与摄像元件15的光轴方向垂直的方向(Y轴方向)上的位置偏移的影响。另外,在朝向摄像元件15的光轴方向(X轴方向)的移动量较小时,不进行上述那样的矫正处理,在实际应用上也没有问题。
进而,在本发明的实施例中,使用下述结构进行了说明:作为安装在摄影装置1上的摄像元件驱动装置70,使用长方形状的コ字构件80而变化为平行四边形,由此使安装在摄像元件驱动装置70上的摄像元件15与光轴方向平行地移动;但本发明的摄像元件驱动装置和摄影装置并不限于该例。图11A和图11B是表示本发明的摄像元件驱动装置和摄影装置的其他的例子的图,图11A是其分解透视图,图11B是其组装后的状态下的透视图。如图11A所示,如果安装有摄像元件15的摄像元件保持部11,通过任何机构可移动地保持在透镜部101的光轴方向上,并在该摄像元件保持部11设置具有用于通过辐射而使摄像元件附近的热量散发的凸部121的辐射部120,在框体侧设置具有与辐射部120的凸部121相对的凸部141的散热部140,则与上述的例子相同,可以通过辐射而使热量散发掉。此时,本发明的摄像元件驱动装置,可以适用于在使摄像元件15的摄像面83与透镜部101的光轴方向垂直的状态下,使摄像元件保持部11在光轴方向上移动的各种机构。例如,对于如特开2003-274229号公报所示的,通过使丝杠转动,使具有由导杆支撑的摄像元件的底座在光轴方向上移动的结构,也可以适用。进而,本发明的摄像元件驱动装置,可以适用于下述结构:使摄像元件保持部11在透镜部101的光轴方向上移动的机构,使用电机等驱动装置而使摄像元件保持部11自动移动;也可以适用于使用旋钮等手动地使摄像元件保持部11移动的结构。
另外,在本发明的实施例中,表示了作为冷却散热部140的另一端侧的冷却部使用风扇电机130的结构,但本发明的摄像元件驱动装置和摄影装置并不限于该结构。例如,作为冷却部可以使用帕尔帖元件或液冷机构等公知的冷却装置。
另外,本发明的实施例中的摄像元件驱动装置,使用安装在监控照相装置上的例子进行了说明,但本发明的摄影装置的用途并不限于监控照相装置。例如,也可以安装在摄像机或数码相机等公知的所有的摄影装置中。
如上所述,根据本发明的摄像元件驱动装置及使用它的摄影装置,即使摄像元件在光轴方向上移动,也不会产生摩擦力,具有可以进行摄像元件附近的散热的优异效果,作为监控照相装置和摄像机装置等摄影装置,特别是用于使摄像元件在透镜部的光轴方向上移动的摄像元件驱动装置及使用它的摄影装置而有用。
Claims (9)
1.一种摄像元件驱动装置,其特征在于,设置有:
具有摄像元件并能够在维持摄像面的面方向的情况下使上述摄像元件在光轴方向上移动的可动部;和
设置在上述可动部上用于通过辐射使上述摄像元件周围的热量散发的辐射部;
上述辐射部设置成与设在框体上的散热部间隔并且在与光轴方向垂直的方向上相对;
其中,上述摄像元件周围的热量从上述辐射部向上述散热部以非接触的状态通过辐射散发。
2.如权利要求1所述的摄像元件驱动装置,其特征在于,在上述辐射部的与上述散热部相对的面上设置有凸部。
3.如权利要求2所述的摄像元件驱动装置,其特征在于,上述辐射部的凸部设置成与设置在上述散热部上的凹凸部的凹部相对。
4.如权利要求2所述的摄像元件驱动装置,其特征在于,上述辐射部的凸部具有沿着上述摄像元件的移动方向形成得较长的散热片部。
5.如权利要求1所述的摄像元件驱动装置,其特征在于,上述辐射部配置成在上述摄像元件的移动范围内不与上述散热部接触。
6.一种摄影装置,其特征在于,包括:
透镜部;
框体;
如权利要求1所述的摄像元件驱动装置;和
对从上述摄像元件驱动装置的上述摄像元件输出的信号进行图像信号处理的图像信号处理部。
7.如权利要求6所述的摄影装置,其特征在于,包括冷却上述散热部的冷却部。
8.如权利要求7所述的摄影装置,其特征在于,上述冷却部为风扇电机。
9.一种监控照相装置,其特征在于,包括:
如权利要求6所述的摄影装置;
检测照度变化的照度变化检测部;
根据上述照度变化检测部检测的照度变化,在上述透镜部的光轴上装卸红外截止滤光片的滤光片部;和
在装卸上述滤光片部的上述红外截止滤光片时,驱动上述摄像元件驱动装置的上述可动部的驱动部。
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