KR100917538B1 - 촬상 소자 구동 장치, 이를 이용한 촬영 장치 및 감시카메라 장치 - Google Patents

촬상 소자 구동 장치, 이를 이용한 촬영 장치 및 감시카메라 장치 Download PDF

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Abstract

렌즈부에 대해 위치가 고정된 베이스부와, 가동부와, 촬상면이 광축 방향에 대해 직교하는 상태에서 가동부에 부착된 촬상 소자와, 가동부를 지지하는 제1 지지부 및 제2 지지부와, 제1 회동부, 제2 회동부, 제3 회동부 및 제4 회동부를 구비하고, 각각의 회동 중심축이, 서로 평행 사변형의 정점을 이룬 상태에서, 렌즈부에 대한 촬상 소자의 위치가 변화하도록 촬상 소자의 위치를 구동하는 구동부를 구비했다.

Description

촬상 소자 구동 장치, 이를 이용한 촬영 장치 및 감시 카메라 장치{DEVICE FOR DRIVE A SOLID-STATE IMAGING DEVICE, A PHOTOGRAPHING DEVICE, AND A WATCH CAMERA DEVICE USING THE SAME}
본 발명은, 감시 카메라 장치나 비디오 카메라 장치 등의 촬영 장치에 관한 것으로서, 특히, 촬상 소자를 렌즈의 광축 방향으로 이동시키기 위한 촬상 소자 구동 장치, 이를 이용한 촬영 장치 및 감시 카메라 장치에 관한 것이다.
우선, 종래의 촬영 장치의 기술에 대해서 설명한다. 여기서는, 촬영 장치의 일예로서 감시 카메라 장치를 이용해 설명한다.
최근, 다양한 감시 카메라 장치에 관한 기술이 제안되어 있다. 특히, 밤낮에 상관없이 감시를 하는 감시 카메라 장치에 있어서는, 대낮에는, 가시광을 선택적으로 투과하는 동시에 적외광을 흡수하는 적외광 컷 필터를 촬상 소자의 전면에 배치하여 촬영을 하는 한편, 야간에 촬영을 하는 경우에는, 촬상 소자의 전면에 배치된 적외광 컷 필터를 떼어내고, 적외 영역의 광선도 포함한 촬영을 함으로써, 야간의 촬영 감도를 높게 하여, 야간의 감시 정확도를 향상시키는 기술이 제안되어 있다.
이러한 구성의 감시 카메라 장치에 있어서는, 가시광을 이용해 촬영을 하는 경우와 적외광을 이용해 촬영을 하는 경우에서, 적외광 컷 필터의 유무에 따라 그 광로 길이가 다른 등의 요인으로, 예를 들면, 대낮의 가시광에서의 촬영 시의 광로 길이에 최적화된 구성에 의해, 야간의 적외광도 포함시킨 촬영을 한 경우에는, 촬영된 영상이 흐릿해진다는 과제가 있다.
이러한 과제를 해결하기 위해서, 예를 들면, 적외광 컷 필터를 광로 상에 배치할 때 및 떼어낼 때에, 촬상 소자를 자동적으로 광축 방향으로 이동시킴으로써, 전술의 가시광 및 적외광의 촬영 시의 광로 길이의 차이를 보정하여, 밤낮에 상관없이 핀트가 맞는 감도가 선명한 화상을 얻을 수 있는 감시 카메라 장치가 제안되어 있다(예를 들면, 일본 특허 공개 2003-274229호 공보 참조).
이러한 감시 카메라 장치에 있어서는, 촬상 소자를 이동시키기 위해서 리드 스크류를 이용하고, 리드 스크류에 대해 회전 가능하게 설치된 너트부에 촬상 소자를 부착하고, 리드 스크류를 스테핑 모터로 회전 구동한다. 이러한 구성에 의해, 스테핑 모터의 회전에 의해 리드 스크류를 회전시킴으로써, 촬상 소자를 렌즈의 광축 방향으로 원하는 거리만큼 이동시키는 것이 가능했다.
그러나, 전술과 같은 감시 카메라 장치에 있어서는, 촬상 소자의 이동이, 촬상 소자가 고정된 너트부에 대한 리드 스크류의 회전에 의해 행해진다. 이 때문에, 너트부와 리드 스크류 사이에 아무래도 기계적인 덜컹거림이 존재하므로, 특히 매우 작은 거리를 움직이게 하고 싶은 경우에, 그 덜컹거림이 원인으로, 리드 스크류의 회전에 대한 촬상 소자의 이동 거리의 선형성(linearity)이 낮아져, 구동 정밀도가 낮아진다는 과제가 있다.
본 발명은 이러한 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 매우 작은 거리를 움직이게 하고 싶은 경우에도, 구동 정밀도가 높은 촬상 소자 구동 장치, 이를 이용한 촬영 장치 및 감시 카메라 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 촬상 소자 구동 장치는, 렌즈부에 대해 위치가 고정된 베이스부와, 베이스부에 대향하도록 설치된 가동부와, 촬상면이 광축 방향에 대해 직교하는 상태에서 가동부에 부착된 촬상 소자와, 베이스부와 가동부의 사이에 설치되고, 가동부를 지지하는 제1 지지부 및 제2 지지부와, 베이스부와 제1 지지부 사이에 설치된 제1 회동부(回動部)와, 베이스부와 제2 지지부 사이의, 제1 회동부에서 광축 방향으로 평행 이동한 위치에 설치된 제2 회동부와, 가동부와 제1 지지부 사이에 설치된 제3 회동부와, 가동부와 제2 지지부 사이의, 제1 회동부, 제2 회동부 및 제3 회동부에 대해, 평행 사변형의 정점을 이루는 위치에 설치된 제4 회동부와, 렌즈부에 대한 촬상 소자의 위치를 변화시키는 구동부를 구비하고, 제1 회동부, 제2 회동부, 제3 회동부 및 제4 회동부 각각의 회동 중심축이, 광축 방향에 대해 직교하고, 또한 서로 평행하며, 구동부의 구동에 의해, 제1 회동부, 제2 회동부, 제3 회동부 및 제4 회동부가 서로 평행 사변형의 정점을 이룬 상태에서, 렌즈부에 대한 촬상 소자의 위치가 변화하는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의해, 가동부는, 각각의 회동 중심축이 광축 방향에 직교하고, 또한, 1변이 광축 방향에 평행한 평행 사변형의 정점의 위치에 설치된 4개의 회동부를 통해 지지되어 있으므로, 가동부에 촬상면을 광축 방향으로 직교시킨 상태의 촬상 소자를 부착한다는 간편한 구성에 의해, 촬상면이 렌즈부의 광축 방향에 대해 수직을 유지한 상태로 촬상 소자를 렌즈부의 광축 방향으로 이동시킬 수 있으므로, 리드 스크류와 너트부를 이용한 기계적인 덜컹거림 등이 발생할 가능성을 낮게 할 수 있어, 매우 작은 거리를 움직이게 하고 싶은 경우에도, 구동 정밀도가 높은 촬상 소자 구동 장치를 실현할 수 있다.
또한, 제1 지지부는, 제1 복수점에 의해 베이스부와 회동 가능하게 연결되고, 제2 복수점에 의해 가동부와 회동가능하게 연결되고, 제1 복수점과 제2 복수점이 평면을 유지하도록 구성되고, 제2 지지부는, 가동부 및 베이스부와 회동 가능하게 연결되고, 제1 회동부는, 베이스부와 제1 지지부를 제1 복수점에서 연결하고, 제3 회동부는, 가동부와 제1 지지부를 제2 복수점에서 연결하는 구성이어도 된다.
이러한 구성에 의하면, 또한, 제1 지지부가 베이스부와 가동부를 각각 복수점에 의해 지지하고, 이들 복수점은 평면 상에 위치하도록 유지되므로, 촬상 소자의 광축 방향의 위치를 변화시켰을 시에 입체적인 비틀림이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 촬상면의 경사 오차(소위 트랙킹 오차)의 발생을 막을 수 있다.
또한, 제1 회동부, 제2 회동부, 제3 회동부 및 제4 회동부 중 적어도 하나가 판 스프링부인 구성이어도 된다.
이러한 구성에 의하면, 또한, 각각의 부재가 접속되는 회동부 중, 판 스프링부인 부분에는 기계적인 덜컹거림이나 마찰이 발생하지 않으므로, 히스테리시스의 발생을 억제할 수 있고, 또한 구동 정확도가 높은 구성을 실현할 수 있다.
또한, 제1 회동부, 제2 회동부, 제3 회동부 및 제4 회동부가 각각 판 스프링부인 구성이어도 된다.
이러한 구성에 의하면, 또한, 각각의 부재가 접속되는 회동부가 판 스프링부이므로, 기계적인 덜컹거림이나 마찰이 발생하지 않아, 히스테리시스의 발생을 억제할 수 있고, 구동 정밀도가 가장 높은 구성을 실현할 수 있다.
또한, 가동부, 제1 지지부, 제2 지지부 및 판 스프링부가 일체로 형성되고, 가동부, 제1 지지부 및 제2 지지부 중 적어도 하나가 강성을 높이는 보강부를 갖는 구성이어도 된다.
이러한 구성에 의하면, 또한, 일체의 부재를 이용해, 가동부, 제1 지지부, 제2 지지부 및 판 스프링부를 작성할 수 있으므로, 간편한 구성을 실현할 수 있는 동시에, 가동부, 제1 지지부 및 제2 지지부 중 적어도 1개가 보강부를 가지므로, 필요한 강성을 갖는 구성을 실현할 수 있다.
또한, 제1 회동부, 제2 회동부, 제3 회동부 및 제4 회동부 중 적어도 하나가 경첩부인 구성이어도 된다.
이러한 구성에 의하면, 또한, 각각의 부재가 접속되는 회동부에서, 경첩부인 부분에 있어서의 기계적인 강도를 높게 할 수 있으므로, 내충격성에 뛰어난 구성을 실현할 수 있다.
또한, 제1 회동부, 제2 회동부, 제3 회동부 및 제4 회동부가 각각 경첩부인 구성이어도 된다.
이러한 구성에 의하면, 또한, 각각의 부재가 접속되는 회동부에서 경첩부임으로써, 기계적인 강도를 더욱 높게 할 수 있으므로, 내충격성이 더욱 뛰어난 구성을 실현할 수 있다.
또한, 제1 지지부와 제2 지지부 사이에 탄성부를 갖는 구성이어도 된다.
이러한 구성에 의하면, 또한, 경첩부에서의 기계적인 덜컹거림의 발생을 억제할 수 있는 구성을 실현할 수 있다.
또한, 가동부를 소정 방향으로 탄성 가압하는 탄성 가압부를 구비하고, 구동부는, 탄성 가압부에 의해 가동부에 탄성 가압된 탄성 가압력을 저감시킴으로써 가동부를 구동하는 구성이어도 된다.
이러한 구성에 의하면, 또한, 미리 소정의 방향으로 가동부를 탄성 가압해 두므로, 내충격성이 뛰어남과 동시에, 히스테리시스의 발생을 더욱 억제할 수 있는 구성을 실현할 수 있다.
다음에, 본 발명의 촬영 장치는, 렌즈부와, 본 발명의 촬상 소자 구동 장치와, 촬상 소자 구동 장치의 촬상 소자에서 출력된 신호에 대해 영상 신호 처리를 하는 영상 신호 처리부를 구비한 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의해, 가동부는, 각각의 회동 중심축이 광축 방향에 직교하고, 또한, 1변이 광축 방향에 평행한 평행 사변형의 정점의 위치에 설치된 4개의 회동부를 통해 지지되어 있으므로, 가동부에 촬상면을 광축에 직교시킨 상태의 촬상 소자를 부착한다는 간편한 구성에 의해, 촬상면이 렌즈부의 광축 방향에 대해 수직을 유지한 상태에서 촬상 소자를 렌즈부의 광축 방향으로 이동시킬 수 있으므로, 리드 스크류와 너트부를 이용한 기계적인 덜컹거림 등이 발생할 가능성을 낮게 할 수 있고, 매우 작은 거리를 움직이게 하고 싶은 경우에도, 구동 정밀도가 높은 촬상 소자 구동 장치를 탑재한, 감도가 선명한 화상의 촬영이 가능한 촬영 장치를 실현할 수 있다.
또한, 촬상 소자의 광축 방향에 수직인 방향의 위치 편차량을 산출하는 위치 편차량 산출부와, 위치 편차량 산출부에서 산출된 촬상 소자의 광축 방향에 수직인 방향의 위치 편차량에 의거해, 영상 신호 처리부에서 처리된 영상 신호를 보정하는 보정부를 구비한 구성이어도 된다.
이러한 구성에 의하면, 또한, 본 발명의 촬상 소자 구동 장치를 탑재함에 의한, 촬상 소자의 광축 방향에 대해 수직인 방향의 이동을 보정할 수 있는 촬영 장치를 실현할 수 있다.
다음에, 본 발명의 감시 카메라 장치는, 렌즈부와, 본 발명의 촬상 소자 구동 장치와, 조도 변화를 검지하는 조도 변화 검지부와, 조도 변화 검지부가 검지한 조도 변화에 따라, 렌즈부의 광축 상에 적외광 컷 필터를 탈착하는 필터부와, 필터부의 적외광 컷 필터의 탈착 시에, 촬상 소자 구동 장치의 구동부를 구동시키는 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의해, 베이스부의 표면에 대해 렌즈부의 광축 방향으로 이동가능한 가동부에 촬상 소자를 부착하는 간편한 구성에 의해, 촬상면이 렌즈부의 광축 방향에 대해 수직을 유지한 상태에서 촬상 소자를 렌즈부의 광축 방향으로 이동시킬 수 있으므로, 리드 스크류와 너트부를 이용한 기계적인 덜컹거림이 발생할 가능성을 낮게 할 수 있어, 매우 작은 거리를 움직이게 하고 싶은 경우에도, 촬상 소자의 구동 정밀도가 높은, 주변의 밝기에 상관없이 촬영을 할 수 있는 감시 카메라 장치를 실현할 수 있다.
이상 기술한 바와같이, 본 발명에 의하면, 매우 작은 거리를 움직이게 하고 싶은 경우에도, 구동 정밀도가 높은 촬상 소자 구동 장치, 이를 이용한 촬영 장치 및 감시 카메라 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬영 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치의 구성을 도시하는 분해 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치를 렌즈부측에서 본 도면이다.
도 3b는 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치를 리니어 액츄에이터측에서 본 도면이다.
도 4a는 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치의 구동부의 구성에 대해서 설명하기 위한 평면도이다.
도 4b는 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치에 있어서, 리니어 액츄에이터의 압압력을 올렸을 때의 구동부의 상태를 도시하는 도면이다.
도 5a는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치의 동작의 일예를 도시한 측면도이다.
도 5b는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치의 촬상 소자의 위치가 변화한 경우의 일예를 도시한 측면도이다.
도 6은 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치와 비교예의 선형성 특성의 일예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 별도의 촬상 소자 구동 장치의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 면 상태의 제1 지지부를 이용한 촬상 소자 구동 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 9a는 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 면 상태의 제1 지지부를 이용한 촬상 소자 구동 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 9b는 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 면 상태의 제1 지지부를 이용한 촬상 소자 구동 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 10a는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 면 상태의 제1 지지부를 이용한 촬상 소자 구동 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 10b는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 면 상태의 제1 지지부를 이용한 촬상 소자 구동 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치의 다른예의 구성을 도시한 도면이다.
도 12a는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 12b는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치의 또 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 13a는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 13b는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해서 도면을 이용해 상세히 설명한다.
(실시의 형태)
우선, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬영 장치(1)의 구성에 대해서 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬영 장치(1)의 구성을 도시한 도면이다. 또한, 도 2는 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치(70)의 구성을 도시하는 분해 사시도이다. 또한, 설명을 간단히 하기 위해서, 도면 중에 서로 수직인 X축, Y축 및 Z축의 방향을 표시한다. X축 방향은 렌즈부의 광축 방향이고, Y축 방향 및 Z축 방향은 각각 광축 방향에 수직인 방향이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시의 형태의 촬영 장치(1)는, 렌즈부(101)(도 1 및 도 2에는 도시하지 않음)가 부착되는 렌즈 마운트부(2), 후술하는 베이스부(6)와 렌즈 마운트부(2)를 접속하는 베이스부 장착부(3), 베이스부 장착부(3)에 배치되고, 후술하는 필터부(5)를 광축에 수직인 방향(Y축 방향)으로 이동시키는 DC 모터부(4), DC 모터부(4)에 부착되고, DC 모터부(4)의 구동에 의해 Y축 방향으로 이동 가능한 필터 구동축(52), 필터 구동축(52)에 부착되고, 필터 구동축(52)과 함께 Y축 방향으로 이동 가능한, 적외광 컷 필터(51)를 가지는 필터부(5), 베이스부 장착부(3) 및 후술하는 ㄷ자 부재(80)가 부착되는, 렌즈부(101)에 대해 위치가 고정된 베이스부(6), 베이스부(6)에 부착되고, 촬상 소자 지지부(11)의 위치를 검출하는 위치 검출부(61), 베이스부(6)의 상면(이하, 이 면을 베이스면(62)라고 표기한다)에 제1 지지부(8) 및 제2 지지부(9)에 의해 부착되고, 베이스면(62)에 대향시켜 배치한 가동부(7), 가동부(7)의 강도를 보강하는 보강판(27), 가동부(7)를 베이스면(62)에 대해 광축 방향에 따른 방향(X축 방향)으로 이동시키기 위해서, 가동부(7)와 제1 지지부(8) 사이, 가동부(7)와 제2 지지부(9) 사이, 베이스면(62)과 제1 지지부(8) 사이 및 베이스면(62)과 제2 지지부(9) 사이에 각각 설치된 판 스프링부(10), 제1 지지부(8)에 대해 비스(24)에 의해 부착되고, 제1 지지부(8)가 기계적인 강도를 보강하는 제1 보강판(16), 제2 지지부(9)에 대해 비스(26)에 의해 부착되고, 제2 지지부(9)의 기계적인 강도를 보강하는 제2 보강판(17), 가동부(7)에 보강판(27)을 통해 비스(28)에 의해 부착된 촬상 소자 지지부(11), 절연 시트(13) 및 촬상 소자 회로부(12)를 통해 비스(25)에 의해 촬상 소자 지지부(11)에 나사 고정되는 방열판(14), 방열판(14)과 절연 시트(13)를 통해 촬상 소자 회로부(12)에 부착된 촬상 소자(CCD 또는 CMOS 센서 등 공지의 촬상 디바이스)(15), 촬상 소자 지지부(11)를 후술하는 방법으로 광축 방향(X축 방향)으로 구동하는 리니어 액츄에이터(20), 베이스면(62)에 부착된 베어링부(18), 리니어 액츄에이터(20)에 압압되어, 베어링부(18)를 회동 중심으로하여 회동시킴으로써, 리니어 액츄에이터(20)의 압압력의 방향을 변환하는 구동 방향 변환부(22), 촬상 소자 지지부(11)의 베이스면(62)에 대향하는 면에 설치된 핀(29), 구동 방향 변환부(22)에 부착되고, 구동 방향 변환부(22) 사이에 핀(29)을 끼우고, 이 핀(29)을 슬라이드 가능하게 지지하는 판 스프링(19), 구동 방향 변환부(22)를 한방향으로 탄성 가압한 상태로 유지하는 탄성 가압부 코일 스프링(21), 코일 스프링(21)을 고정하는 스프링 멈춤부(30) 및 촬상 소자(15)로부터 출력된 전기 신호에 대한 영상 신호 처리를 행하는 영상 신호 처리부, 필터부(5)의 전환 제어 처리를 하는 제어부 및 후술하는 보정 처리를 하는 보정부를 포함하는 회로부(23)를 구비한다.
본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬영 장치(1)는 감시 카메라 장치이고, 밤낮에 상관없이 촬영을 하므로, 주변의 밝기에 따라 필터부(5)를 바꿔 촬영을 한다. 구체적으로, 주변이 밝을 때에는 광축 상에 적외광 컷 필터(51)를 배치하여 가시광 영역에서 컬러 화상의 촬영을 행하고, 주변이 어두울 때에는 광축 상에 배치된 적외광 컷 필터(51)를 제거하여 적외 영역의 광선을 포함한 파장의 광선에 의한 흑백 화상의 촬영을 행한다. 촬영 장치(1)에 있어서의 주변의 밝기 검지는, 회로부(23)에 탑재된 조도 변화 검지부(도시하지 않음)에 의해 검지된 조도의 값과 소정의 임계치와의 비교에 의해 행할 수 있고, 회로부(23)는, 조도 변화 검지부에서 검지되는 조도의 값이 소정의 임계치를 넘어 변화한 경우에는 낮과 밤의 시간대가 바뀐 것으로 하여 필터부(5)의 교체를 행한다. 또한, 필터부(5)의 교체는, 베이스부 장착부(3)에 부착된 DC 모터부(4)에 의해 행할 수 있다.
본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬영 장치(1)에 있어서는, 조도 변화가 있을 때에 필터부(5)의 교체가 행해지고, 이 때, 광축 상에 적외광 컷 필터(51)가 배치되거나 퇴피되기도 하므로(이하, 이 동작을 탈착이라고 표기한다), 광로 길이가 변화하여 렌즈부(101)로부터 촬상 소자(15)에 있어서의 광전 변환 소자가 배치된 면(이하, 이 면을 촬상면(83)이라고 표기한다)까지의 최적의 초점 맞춤 위치가 변화한다. 이 광로 길이의 변경을 보정하기 위해서, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬영 장치(1)는, 제어부에 의한 제어에 의해, 촬상 소자(15)를, 그 촬상면(83)을 렌즈부(101)의 광축 방향에 대해 수직을 유지한 상태(즉, 도 1에 있어서의 YZ 평면에 평행한 면에 위치하는 상태)에서, 광축 방향(X축 방향)으로 이동시키는 촬상 소자 구동 장치(70)를 탑재하고 있다.
또한, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬영 장치(1)에 있어서는, 후술하는 바와같이, 판 스프링부(10) 각각이, 베이스부(6)와 제1 지지부(8) 사이의 판 스프링부(10)가 제1 베어링부(41)로서, 베이스부(6)와 제2 지지부(9) 사이의 판 스프링부(10)가 제2 베어링부(42)로서, 가동부(7)와 제1 지지부(8) 사이의 판 스프링부(10)가 제3 베어링부(43)로서, 그리고, 가동부(7)와 제2 지지부(9) 사이의 판 스프링부(10)가 제4 베어링부(44)로서 각각 기능한다.
여기에서, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 촬영 장치(1)에 탑재된 촬상 소자 구동 장치(70)의 구성에 대해서 설명한다. 도 3a∼b는, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치(70)의 사시도이고, 도 3a는 촬상 소자 구동 장치(70)를 렌즈부(101)측에서 본 도면이고, 도 3b는 촬상 소자 구동 장치(70)를 리니어 액츄에이터(20)측에서 본 도면이다. 또한, 도 2, 도 3a 및 도 3b에서는, 설명을 간단히 하기 위해서, 그 구조를 도 1에 도시한 것보다 간략화하여 나타내고 있다.
도 2, 도 3a 또는 도 3b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치(70)는, 렌즈부(101)에 대해 위치가 고정된, 렌즈 마운트부(2)에 부착된 베이스부 장착부(3), 베이스부 장착부(3)에 비스(72)에 의해 부착된 베이스부(6), 베이스부(6)의 베이스면(62) 상에 설치되고, 서로 Y축 방향의 높이가 같고, 또한 서로 평행한 제1 지지부(8) 및 제2 지지부(9), 제1 지지부(8) 및 제2 지지부(9)가 서로 평행한 상태에서 베이스면(62)에 대해 평행하게 되도록 부착된 직사각형 형상의 가동부(7), 가동부(7)와 제1 지지부(8) 사이, 가동부(7)와 제2 지지부(9) 사이, 베이스부(6)와 제1 지지부(8) 사이, 및, 베이스부(6)와 제2 지지부(9) 사이에 각각 설치된 판 스프링부(10), 가동부(7) 상면에 비스(28)에 의해 부착된 보강판(27), 제1 지지부(8)의 기계적인 강성을 보강하는, 제1 지지부(8)에 비스(24)에 의해 부착된 제1 보강판(16), 제2 지지부(9)의 기계적인 강성을 보강하는, 제2 지지부(9)에 비스(26)에 의해 부착된 제2 보강판(17), 가동부(7)의 보강판(27)이 설치된 측(표면)과는 반대측(이면)에 비스(28)에 의해 부착되고, 비스(25)에 의해 촬상 소자(15)를 가지는 촬상 소자 회로부(12)가 부착된 촬상 소자 지지부(11), 촬상 소자 지지부(11)의 베이스면(62)에 대향하는 하면에 설치된 핀(29), 베이스면(62) 상에 설치된 액츄에이터 지지부(81), 액츄에이터 지지부(81)에 의해 지지된 리니어 액츄에이터(20), 베이스면(62) 상에 설치된 베어링부(18)(도시하지 않음)에 의해 도면 중 Y축 방향을 회동축으로서 회동 가능하게 축 지지된 구동 방향 변환부(22), 구동 방향 변환부(22)에 설치되고, 구동 방향 변환부(22) 사이에 핀(29)을 끼우고 슬라이드시키는 판 스프링(19), 구동 방향 변환부(22)에 리니어 액츄에이터(20)로부터 부여되는 탄성 가압력과 반대 방향의 탄성력을 부여하는 코일 스프링(21) 및 코일 스프링(21)을 지지하는 스프링 멈춤부(30)를 구비한다.
도 2, 도 3a 또는 도 3b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태의 촬상 소자 구동 장치(70)에 있어서는, 가동부(7), 제1 지지부(8), 제2 지지부(9) 및 판 스프링부(10)가 ㄷ자 형상으로 구부려져 처리된 일체의 ㄷ자 부재(80)에 의해 형성되어 있다. ㄷ자 부재(80)의 재료로는, 비교적 강성이 낮은 부재, 예를 들면 두께 0.12㎜의 SUS재를 이용하는 것이 가능하다.
또한, 베이스부 장착부(3), 베이스부(6) 및 촬상 소자 지지부(11)는 각각 알루미늄을 이용한 다이캐스트법에 의해 작성할 수 있다.
또한, 보강판(27), 제1 보강판(16) 및 제2 보강판(17)의 재료로는, ㄷ자 부재(80)의 기계적인 강도를 보강할 수 있는 비교적 강성이 높은 부재, 예를 들면 두께 0.5㎜의 SUS재를 이용할 수 있다.
본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치(70)에 있어서, 제1 지지부(8), 제2 지지부(9), 가동부(7) 및 판 스프링부(10)는, 일체의 ㄷ자 부재(80)로 형성되어 있고, 제1 지지부(8) 및 제2 지지부(9)의 부분에는, 제1 보강판(16) 및 제2 보강판(17)이 각각 부착되는 동시에, 측면에는 절곡부(74)가 설치되어 있고, 제1 지지부(8) 및 제2 지지부(9)의 강성을 판 스프링부(10)와 비교해 높게 하는 것이 가능하게 되어 있다.
또한, ㄷ자 부재(80)의 가동부(7)의 부분에도 절곡부(76)가 설치됨과 동시에, 보강판(27)이 부착됨으로써 가동부(7)의 강성을 판 스프링부(10)와 비교해 높게 하는 것이 가능하다.
또한, ㄷ자 부재(80)의 베이스면(62)에 부착되어야할 부착면(82, 85)의 단부에는 절곡부(75)가 설치되어 있어, 이 부분에 있어서의 강성을 높게하는 것이 가능하게 되어 있다.
한편, ㄷ자 부재(80)의 가동부(7)와 제1 지지부(8) 및 제2 지지부(9) 사이의 부분은, 구부림 처리 등의 보강이 행해지지 않고, 또한, 다른 부분보다도 폭이 가늘게 형성되어 있으므로, 이들 부분은 판 스프링부(10)로서 기능한다.
마찬가지로, ㄷ자 부재(80)의 부착면(82, 85)과 제1 지지부(8) 및 제2 지지부(9) 사이의 부분도 구부림 처리 등의 보강이 행해지지 않고, 또한, 다른 부분보다도 폭이 가늘게 형성되어 있으므로, 이들 부분도 판 스프링부(10)로서 기능한다.
또한, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치(70)에 있어서는, 제1 지지부(8)와 베이스면(62)이 접하는 부착면(82) 및 제2 지지부(9)와 베이스면(62)이 접하는 부착면(85)이, 각각 광축 방향(X축 방향)에 대해 수직인 도면 중 Z축 방향으로 서로 평행하게 되도록 베이스면(62)에 비스(71)에 의해 부착되어 있다.
여기서, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치(70)의 구동부(100)의 구성에 대해서 더욱 상세히 설명한다.
도 4a∼b는, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치(70)의 구동부(100)의 구성에 대해서 설명하기 위한 평면도이다. 도 4a는, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치(70)의 구동부(100)의 구성을 도시한 평면도이다.
도 4a에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치(70)에 있어서는, 리니어 액츄에이터(20)가 도면에 있어서의 상하 방향(Z축 방향)으로 이동 가능한 그 축(98)에 의하여, 구동 방향 변환부(22)를 도면 중 하부 방향(-Z축 방향)으로 가압한다. 구동 방향 변환부(22)에는, 리니어 액츄에이터(20)의 탄성 가압력에 대해 반대 방향으로 탄성적인 탄성 가압력을 가하는 코일 스프링(21)이 설치되어 있고, 코일 스프링(21)은 스프링 멈춤부(30)에 의해 일단이 고정되어 있다. 도 4a에 도시한 상태에서는, 리니어 액츄에이터(20)에 의한 탄성 가압력과 코일 스프링(21)에 의한 탄성 가압력이 균형잡힌 상태이고, 구동 방향 변환부(22)는 정지된 상태이다. 또한, 구동 방향 변환부(22)에는, 촬상 소자 지지부(11)의 핀(29)을 끼우도록 판 스프링(19)이 비스(99)에 의해 부착되어 있고, 핀(29)은 리니어 액츄에이터(20)의 압압력을 변화시킴으로써 구동 방향 변환부(22)와 판 스프링(19) 사이를 슬라이드한다.
도 4b는, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치(70)에 있어서, 리니어 액츄에이터(20)의 압압력을 올렸을 때의 구동부(100)의 상태를 도시한 도면이다.
도 4b에 도시한 바와 같이, 도 4a 도시한 상태에서, 리니어 액츄에이터(20)의 압압력을 올린 경우, 즉 축(98)을 도면 중 (-Z축 방향)으로 연장시킨 경우에는, 축(98)이 구동 방향 변환부(22)를 가압하고, 구동 방향 변환부(22)는 베어링부(18)를 회동 중심으로 하여 도면중 시계 회전 방향으로 회동하고, 그 결과, 핀(29)은 도면중 우측 방향(X축 방향)으로 이동한다.
이와 같이, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치(70)에 있어서는, 그 구동부(100)에 리니어 액츄에이터(20)의 출력 방향을 변환하는 구동 방향 변환부(22)를 구비하고 있으므로, 리니어 액츄에이터(20)를 광축 방향(X축 방향)으로 배치할 필요가 없고, 광축 방향에 직교하는 방향(Z축 방향)으로 배치할 수 있어, 장치 전체의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 소형화를 행할 필요가 없는 경우에는, 구동 방향 변환부(22)를 이용하지 않고, 리니어 액츄에이터(20)에 의해, 직접 핀(29)을 압압해 이동시키는 구성으로 하는 것도 가능하다.
여기에서, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치(70)의 동작에 대하여 도 5a∼b를 이용하여 상세히 설명한다.
도 5a는, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치(70)의 동작의 일예를 도시한 측면도이고, 도 5b는 그 촬상 소자(15)의 위치가 변화한 경우의 일예를 도시한 측면도이다.
도 5a에서는, 촬상 소자 구동 장치(70)에 있어서의, 제1 지지부(8) 및 제2 지지부(9)가 각각 베이스면(62)에 대해 수직인 상태를 도시한다. 제1 지지부(8)와 제2 지지부(9)의 베이스면(62) 상에서의 거리 A1는, 가동부(7)와의 접속 부분에 있어서의 제1 지지부(8)와 제2 지지부(9)와의 광축 방향(X축 방향)의 거리 A2와 같아지도록 설치된다. 또한, 제1 지지부(8)의 베이스면(62)으로부터 가동부(7)까지의 높이 B1과, 제2 지지부(9)의 베이스면(62)으로부터 가동부(7)까지의 높이 B2가 같으므로, 가동부(7)는 베이스면(62)에 대해 평행을 유지하고 있다. 또한, 베이스면(62)은 렌즈부(101)의 광축 방향(X축 방향)과 평행하게 되도록 설치되므로, 가동부(7)도 렌즈부(101)의 광축 방향과 평행한 상태로 유지되어 있다.
본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치(70)에 있어서는, 가동부(7)의 하면에, 촬상 소자(15)를 갖는 촬상 소자 회로부(12)를 구비한 촬상 소자 지지부(11)를 배치한다. 이 때, 촬상 소자(15)의 촬상면(83)을 촬상 소자 지지부(11)의 가동부(7)의 표면에 대해 수직이 되도록 촬상 소자 지지부(11)에 부착함으로써, 촬상 소자(15)의 촬상면(83)은, 광축 방향에 대해 수직인 상태로 지지된다.
도 5a에 도시한 상태에 있어서는, 도 4a에서 설명한 바와 같이, 리니어 액츄에이터(20)의 축이 구동 방향 변환부(22)를 가압하는 힘과, 코일 스프링(21)이 그 탄성력에 의해 구동 방향 변환부(22)를 반대 방향으로 가압하는 힘이 균형잡혀 있어, 구동 방향 변환부(22)에 설치된 핀(29)은 정지해 있다. 이 상태에서, 리니어 액츄에이터(20)를 동작시켜, 구동 방향 변환부(22)에 대한 탄성 가압력을 약하게 한다. 그렇게 하면, 코일 스프링(21)이 구동 방향 변환부(22)를 가압하는 힘이, 리니어 액츄에이터(20)가 구동 방향 변환부(22)를 가압하는 탄성 가압력보다도 커지고, 구동 방향 변환부(22)는 베어링부(18)를 중심으로 회동하고, 그 선단에 설치된 핀(29)도 도 5a에서 좌측으로 이동한다. 이 이동에 의해, 촬상 소자 지지부(11)는, 도 5b에 도시한 바와 같이, 지면 좌측 방향(-X축 방향)으로 이동한다. 또한, 촬상 소자 지지부(11)가 지면 좌측 방향으로 이동함으로써, 가동부(7)와 제1 지지부(8), 가동부(7)와 제2 지지부(9), 베이스면(62)과 제1 지지부(8) 및 베이스면(62)과 제2 지지부(9)의 사이에 각각 설치된 판 스프링부(10)가 탄성 변형한다. 따라서, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치(70)에 있어서, 제1 지지부(8) 및 제2 지지부(9)는, 각각 판 스프링부(10)를 회동 중심으로 하여, 즉, 광축 방향에 수직, 또한 서로 평행한 방향(도 5b에서의 Z축 방향)을 각각 회동 중심축의 방향으로 하여, 베이스부(6) 및 가동부(7)에 대해 각각 회동한다.
즉, 촬상 소자(15)가 도 5a에 위치하는 상태에서 도 5b에 도시한 상태로 이동한 경우에는, 전술과 같이, 제1 지지부(8)의 높이 B1과, 제2 지지부(9)의 길이 B2가 같고, 또한, 가동부(7)와의 접속부에 있어서의 제1 지지부(8)와 제2 지지부(9)의 거리 A2와, 베이스면(62) 상에 있어서의 제1 지지부(8)와 제2 지지부(9)와의 거리 A1가 같으므로, 가동부(7), 제1 지지부(8), 제2 지지부(9) 및 베이스면(62)의 사이에서, 대략 평행 사변형을 형성한 상태로 변형한다. 따라서, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치(70)에 있어서는, 가동부(7)가 베이스면(62)에 대해 평행한 상태를 유지한 채로, 촬상 소자(15)의 위치를 광축 방향으로 이동시키는 것이 가능해진다. 이때, 가동부(7)에 수직으로 설치된 촬상 소자(15)의 촬상면(83)은, 광축 방향에 대해 수직을 유지한 상태로 이동한다. 바꿔말하면, 제1 회동부(41), 제2 회동부(42), 제3 회동부(43) 및 제4 회동부(44) 각각의 회동 중심축이 대략 평행 사변형의 정점을 이룬 상태에서, 베이스부(6)에 대해 가동부(7)가 이동하여, 촬상 소자(15)를 그 촬상면(83)의 면방향을 지지한 상태로 광축 방향으로 이동시킬 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치(70)에 있어서, 먼저와는 반대로, 촬상 소자(15)를 렌즈부(101)로부터 멀어지는 방향으로 이동시키기 위해서는, 리니어 액츄에이터(20)의 가압력을 올리고, 구동 방향 변환부(22)에 대한 탄성 가압력을 강화한다. 그렇게 하면, 전술의 도 4b에 도시한 바와 같이, 코일 스프링(21)이 구동 방향 변환부(22)를 탄성 가압하는 탄성 가압력보다, 리니어 액츄에이터(20)가 구동 방향 변환부(22)를 탄성 가압하는 탄성 가압력이 커지고, 구동 방향 변환부(22)는 베어링부(18)를 중심으로 먼저와는 반대 방향(시계 회전)으로 회동하고, 그 선단에 설치된 핀(29)도 도 5a에 있어서의 우측으로 이동한다. 이 핀(29)의 이동에 의하여, 촬상 소자 지지부(11)는 지면 우측 방향(X축 방향)으로 이동한다.
이와 같이, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치(70)에 있어서는, 베이스면(62)에서의 높이가 서로 같고, 서로 평행하고, 또한, 광축 방향에 따른 방향으로 회동 가능한 제1 지지부(8) 및 제2 지지부(9)에 의해 가동부(7)가 지지되어 있으므로, 가동부(7)는 항상 베이스면(62)에 대해 평행한 상태를 유지한 채로 광축 방향에 따른 방향으로 이동할 수 있다. 이 가동부(7)에 대해, 수직 방향으로 촬상 소자(15)의 촬상면(83)이 배치되도록 촬상 소자 지지부(11)가 부착되어 있으므로, 촬상 소자(15)는 그 촬상면(83)이 광축 방향에 수직인 상태를 유지하면서, 광축 방향으로 이동할 수 있어, 고 정밀도로 촬상 소자(15)를 이동시킬 수 있다.
또한, 전술의 구성에 있어서는, 제1 지지부(8)가, 베이스부(6)와의 사이를 한쌍의 제1 회동부(41)(제1 복수점(111)이라고도 표기한다)에 의해 지지하고, 가동부(7)와의 사이를 한쌍의 제3 회동부(43)(제2 복수점(112)이라고도 표기한다)에 의해 지지한다. 바꿔 말하면, 제1 회동부(41)는, 제1 복수점(111)에서 베이스부(6)와 제1 지지부(8)를 회동 가능하게 연결하고, 제3 회동부(43)는, 제2 복수점(112)에서 가동부(7)와 제2 지지부(8)를 회동 가능하게 연결하고 있다. 제 1의 지지부(8)는, 촬상 소자(15)의 이동 중, 제1 복수점(111) 및 제2 복수점(112)을 평면 상에 지지할 수 있다. 이에 따라, 촬상 소자 구동 장치(70)에 의하면, 촬상 소자(15)의 광축 방향의 위치를 변화시켰을 때에 입체적인 비틀림이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 촬상면의 경사 오차(소위 트랙킹 오차)의 발생을 막을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치(70)에 의하면, 촬상 소자(15)를 광축 방향으로 이동시키기 위한 기구, 즉, 베이스면(62)과 접하는 부착면(82)으로부터 제1 지지부(8), 가동부(7), 제2 지지부(9), 부착면(85) 및 판 스프링부(10)에 도달하기까지의 기구를 모두, 일체의 판재를, 예를 들면 블랭킹(blanking), 성형 가공 등을 함으로써 작성할 수 있다. 이에 따라, 마찰이나 덜컹거림의 발생이 매우 작고, 이 때문에, 매우 작은 구동을 행한 경우에도 높은 정밀도로 구동을 행하는 것이 가능하다.
여기서, 매우 작은 구동을 행한 경우의 선형성 특성에 대해서, 종래예와 비교하면서 설명한다. 여기서는 종래의 기술에서 설명한, 리드 스크류를 이용해 촬상 소자(15)를 광축 방향으로 구동하는 타입의 촬상 소자 구동 장치를 비교예로서 설명한다. 도 6은 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치(70)와 비교예의 선형성 특성의 일예를 도시하는 도면이다.
도 6에 있어서는, 가로축에 리니어 액츄에이터(20)의 구동 단계수를 놓고, 세로축에는 그 때의 촬상 소자(15)의 위치를 상술의 위치 검출부(61)로 측정했을 때의 출력값을 표시한다. 이러한 관계에서, 리니어 액츄에이터(20)의 구동 단계수에 대해, 위치 검출부(61)의 출력값이 순조롭게 변화하는 경우에, 선형성 특성이 좋다고 평가할 수 있다. 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치(70)에 있어서는, 그 리니어 액츄에이터(20)가 1 단계 구동될 때 마다, 약 5㎛씩 촬상 소자(15)가 광축 방향으로 이동하는 구성으로 되어 있는 것으로 한다.
이러한 전제에 있어서, 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치(70)의 선형성 특성은, 비교예의 촬상 소자 구동 장치의 선형성 특성과 비교해, 비약적으로 향상되어 있는 것을 알 수 있다. 이는, 상술과 같이, 그 구성에 리드 스크류 등의 마찰이나 덜컹거림을 일으키는 요인이 되는 부재가 적기 때문으로 생각된다.
또한, 도 6은 촬상 소자 구동 장치(70)에 설치된 위치 검출부(61)의 출력값과 리니어 액츄에이터(20)의 구동 단계수와의 관계를 플롯한 결과이다. 따라서, 도 6은 촬상 소자(15)의 광축 방향(X축 방향)의 가동 범위의 대략 중심(원점) 위치 부근에서의 선형성 특성을 나타낸다. 또한, 도시하지 않지만, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치(70)에 있어서, 촬상 소자(15)의 광축 방향(X축 방향)의 가동 범위(일예로서, 구동 단계수가 약 650이고, 가동 거리가 약 3.3㎜)의 전역에서, 리니어 액츄에이터(20)의 구동 단계수에 대해 촬상 소자(15)의 광축 방향(X축 방향)의 이동 거리를 측정한 결과, 비교예와 비교해서 매우 높은 선형성 특성을 얻을 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
상술의 예에 있어서, 촬상 소자 구동 장치(70)는, 베이스부(6)와 가동부(7) 사이를, 각각이 기둥 형상 또한 한쌍의 제1 지지부(8) 및 제2 지지부(9)에 의해 지지하고, 제1 지지부(8)의 기계적인 강도를 제1 보강판(16)에 의해 보강하고, 제2 지지부(9)의 기계적인 강도를 제2 보강판(17)에 의해 보강하는 구성을 나타냈는데, 본 발명의 촬상 소자 구동 장치(70)는 이 구성에 한정되지 않는다.
도 7은, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 별도의 촬상 소자 구동 장치(170)의 구성을 도시하는 사시도이다. 도 7에 도시하는 바와같이, 촬상 소자 구동 장치(170)에 있어서는, 제1 지지부(108)가, 기둥 형상이 아니라, 광선이 투과하는 부분에 구멍부를 가지는 면 상태의 부재이고, 베이스부(6)와의 접속 부분이 가늘게 형성되어 제1 복수점(111)(제1 회동부(41))이 구성되어 있고, 또한, 가동부(7)와의 접속 부분이 가늘게 되도록 형성되어 제2 복수점(112)(제3 회동부(43))이 구성되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 제1 보강판(16)이 불필요하게 된다. 또한, 제1 지지부(108)에는 절곡부(120)가 형성되어 있고, 그 면 강도가 보강되어 있다. 이 와 같이 구성함에 의해도 촬상 소자(15)를 이동시켰을 때의 트랙킹 오차의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 이와 같이 제1 지지부(108)를 면 상태로 구성하는 대신에, 제2 지지부(9)측을 면 상태로 구성해도 된다.
전술한 바와같은 면 상태의 제1 지지부(108)를 이용한 구성에 있어서는, 절곡부(120)에 추가해, 제1 지지부(108)의 강성을 높이기 위해서, 다양한 가공을 행하는 것이 가능하다. 도 8, 도 9a, 도 9b, 도 10a 및 도 10b는, 각각, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 면 상태의 제1 지지부(108)를 이용한 촬상 소자 구동 장치(270, 370, 470)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
우선, 도 8에 도시한 촬상 소자 구동 장치(270)와 같이, 면 상태의 제1 지지부(108)의 강성을 높이기 위해서, 광선이 통과해야 할 개구부의 주변 부분을 구부림 가공하여, 절곡부(130)를 설치함으로써, 제1 지지부(108)의 강성을 높이는 것이 가능하다. 또한, 절곡부(130)의 구부림 가공의 방향은, 도 8에 도시한 바와 같이, 촬상 소자 구동 장치(270)의 외측을 향해 있어도 되고, 내측을 향해 있어도 동일하게 강성을 높이는 것이 가능하다.
또한, 도 9a에 도시한 촬상 소자 구동 장치(370)와 같이, 면 상태의 제1 지지부(108)의 강성을 높이기 위해서, 광선이 투과해야 할 개구부의 주변 부분에 드로잉(drawing) 가공을 행하여 드로잉 가공부(140)를 설치함으로써, 제1 지지부(108)의 강성을 높이는 것이 가능해진다. 도 9b는, 도 9a에 도시한 드로잉 가공부(140)의 단면 형상을 도시하는 도면이다. 도 9b에 도시한 예에 있어서, 드로잉 가공부(140)는, 단면이 대략 원형상의 곡면이 되도록 드로잉 가공되어 있다.
또한, 도 10a에 도시한 촬상 소자 구동 장치(470)와 같이, 면 상태의 제1 지지부(108)의 강성을 높이기 위해서, 광선이 투과해야 할 개구부의 주변 부분이 돌출하도록 드로잉 가공함으로써 드로잉 가공부(150)를 설치해도, 제1 지지부(108)의 강성을 높이는 것이 가능해진다. 도 10b는, 도 10a에 도시한 드로잉 가공부(150)의 단면 형상을 도시한 도면이다. 도 10b에 도시한 예에 있어서, 드로잉 가공부(140)는, 개구부의 주변이 돌출하도록 드로잉 가공되어 있다. 이 돌출 방향도, 촬상 소자 구동 장치(470)의 외측을 향해 있어도 되고, 내측을 향해 있어도 된다.
이와 같이, 도 8, 도 9a, 도 9b, 도 10a 또는 도 10b에 도시한 촬상 소자 구동 장치(270, 370, 470)와 같이, 구부림 가공 또는 드로잉 가공을 행함으로써, 제1 지지부(108)의 재료로서 구부러지기 쉬운 판 스프링을 이용해도, 그 면 강도를 높이는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 실시의 형태의 촬상 소자 구동 장치(70)에 있어서는, 가동부(7)와 제1 지지부(8), 가동부(7)와 제2 지지부(9), 베이스면(62)과 제1 지지부(8) 및 베이스면(62)과 제2 지지부(9) 각각의 사이의 부분에 판 스프링부(10)가 형성되어 있는 경우를 나타냈는데, 본 발명의 촬상 소자 구동 장치는 이 구성에 한정되는 것이 아니다.
여기서, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 다른 촬상 소자 구동 장치의 예에 대해서 설명한다.
도 11은 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치의 다른 예의 구성을 도시한 도면이고, 도 12a∼b는 다른 예를 도시한 도면이다.
예를 들면, 도 11에 도시한 촬상 소자 구동 장치(90)는, 가동부(7)와 제1 지지부(8), 가동부(7)와 제2 지지부(9), 베이스면(62)과 제1 지지부(8) 및 베이스면(62)과 제2 지지부(9) 각각의 사이의 부분에 경첩부(91)가 형성되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 전술의 효과에 추가해, 더욱 내충격성이 우수한 구성을 실현할 수 있다. 또한, 이러한 구성에 있어서는, 도 11에 도시한 바와 같이, 경첩부(91)에 있어서의 덜컹거림의 발생을 억제하기 위해서, 제1 지지부(8)와 제2 지지부(9)를 서로 탄성적으로 연결하는 코일 스프링 등의 탄성부(96)를 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 이 예에 있어서는, 가동부(7)와 제1 지지부(8), 가동부(7)와 제2 지지부(9), 베이스면(62)과 제1 지지부(8) 및 베이스면(62)과 제2 지지부(9) 각각의 사이의 부분에 어느것이나 경첩부(91)가 형성되어 있는 예를 나타냈는데, 본 발명의 촬상 소자 구동 장치는 이 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 가동부(7)와 제1 지지부(8), 가동부(7)와 제2 지지부(9), 베이스면(62)과 제1 지지부(8) 및 베이스면(62)과 제2 지지부(9) 각각의 사이의 부분 중, 몇개의 부분에 대해서는 판 스프링부(10)를 가지고, 다른 부분에 대해서는 경첩부(91)를 가지는 구성이어도 된다.
또한, 본 발명의 실시의 형태에 있어서, 촬상 소자 구동 장치(70, 90)가, 한쌍의 제1 지지부(8) 및 한쌍의 제2 지지부(9)를 구비한 구성을 나타냈는데, 본 발명의 촬상 소자 구동 장치는 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 12a 또는 도 12b에 도시한 촬상 소자 구동 장치(95)와 같이, 제1 지지부(8)가 한쌍의 구성을 가지고, 제2 지지부(9)는 하나인 구성이어도 되고, 반대로, 제2 지지부(9)가 한쌍의 구성을 가지고, 제1 지지부(8)는 하나인 구성이어도 된다. 이러한 구성에 있어서도, 제1 지지부(8) 또는 제2 지지부(9)가 한쌍의 구성을 가지므로, 광축 방향에 수직인 방향의 강성을 높게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치에 있어서는, 도 5a∼b에 도시한 것과 같은, 베이스면(62) 및 가동부(7)가 각각 광축에 평행하고, 제1 지지부(8) 및 제2 지지부(9)의 높이가 같고, 또한 서로 평행한 예를 나타냈는데, 본 발명의 촬상 소자 구동 장치는 이 구성에 한정되지 않는다.
도 13a∼b에, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치(70)의 다른 별도의 예의 측면도를 도시한다.
도 13a∼b에 도시한 촬상 소자 구동 장치(93)는, 도시하지 않은 렌즈부에 대해 위치가 고정된 베이스부(6), 베이스부(6)와 대향하는 위치에 설정된 가동부(7), 베이스부(6)의 베이스면(62)에 설치되고, 가동부(7)를 지지하는 제1 지지부(8) 및 제2 지지부(9), 베이스부(6)와 제1 지지부(8) 사이에 설치된 제1 회동부(75a), 베이스부(6)의 제2 지지부(9) 사이에 설치된 제2 회동부(75b), 제1 지지부(8)와 가동부(7) 사이에 설치된 제3 회동부(75c), 제2 지지부(9)와 가동부(7) 사이에 설치된 제4 회동부(75d) 및 가동부(7)에 설치된 촬상 소자(15)를 갖는 촬상 소자 지지부(11)를 구비하고 있다.
또한, 제1 회동부(75a), 제2 회동부(75b), 제3 회동부(75c) 및 제4 회동부(75d)는, 각각 전술의 경첩부(91)와 동일한 힌지 기능을 가진다.
도 13a∼b에 도시한 촬상 소자 구동 장치(93)는, 도 5a∼b에 도시한 전술의 촬상 소자 구동 장치(70)와 비교하여, 가동부(7) 및 베이스부(6)가 렌즈부의 광축 방향에 대해 평행하지 않고, 제1 지지부(8) 및 제2 지지부(9)가 각각 직선 상태가 아니다.
그러나, 촬상 소자 구동 장치(93)에 있어서는, 제1 회동부(75a)의 회동 중심축(이하, 제1 회동 중심축이라고 표기한다)(76a), 제2 회동부(75b)의 회동 중심축(이하, 제2 회동 중심축이라고 표기한다)(76b), 제3 회동부(75c)의 회동 중심축(이하, 제3 회동 중심축이라고 표기한다)(76c) 및 제4 회동부(75d)의 회동 중심축(이하, 제4 회동 중심축이라고 표기한다)(76d)이 각각 서로 평행하고, 또한, 광축 방향에 수직인 방향을 향하도록 배치되어 있다.
또한, 촬상 소자 구동 장치(93)에 있어서는, 도 13a에 도시한 바와 같이, 제1 회동 중심축(76a) 및 제2 회동 중심축(76b)이 광축 방향에 평행한 방향에 위치하도록 설치되어 있고, 마찬가지로, 제3 회동 중심축(76c)과 제4 회동 중심축(76d)이 광축 방향에 평행한 방향에 위치하고, 또한, 제1 회동 중심축(76a)과 제2 회동 중심축(76b)의 거리 A3와 동일한 거리만큼 떨어진 위치에 설치된다.
바꿔 말하면, 제1 회동 중심축(76a), 제2 회동 중심축(76b), 제3 회동 중심축(76c) 및 제4 회동 중심축(76d)은, 각각이 평행 사변형의 정점에 위치하는 위치에 배치되어 있다고 할 수 있다.
예를 들면, 도 13a에 도시한 상태에서, 제1 회동 중심축(76a), 제2 회동 중심축(76b), 제3 회동 중심축(76c) 및 제4 회동 중심축(76d)은 1변의 길이가 거리 A3이고, 높이가 높이 B3인 평행 사변형의 정점을 이룬다.
이러한 상태에서, 도시하지 않은 구동부의 구동에 의해, 가동부(7) 또는 촬상 소자 지지부(11)를, 촬상 소자(15)를 렌즈부에서 이격시키는 방향(X축 방향)으로 이동시킨 경우의 상태를 도 13b에 도시한다. 도 13b에 도시한 바와 같이, 그 높이는 높이 B3로부터 높이 B4로 변화하지만, 촬상 소자(15)는, 제1 회동 중심축(76a), 제2 회동 중심축(76b), 제3 회동 중심축(76c) 및 제4 회동 중심축(76d)이, 각각이 평행 사변형의 정점에 위치하는 상태 그대로(제1 회동 중심축(76a) 및 제2 회동 중심축(76b)를 연결하는 방향과 제3 회동 중심축(76c) 및 제4 회동 중심축(76d)를 연결하는 방향이 광축 방향에 평행한 상태로) 이동한다.
이에 따라, 가동부(7)는 광축 방향을 이루는 각도를 유지한 상태에서 광축 방향으로 이동하고, 따라서 촬상 소자(15)는, 그 촬상면(83)의 방향을 유지한 상태에서, 광축 방향(X축 방향)으로 이동하는 것이 가능해진다.
여기서, 촬상 소자(15)의 촬상면(83)의 중심 위치는, 촬상 소자(15)의 광축 방향(X축 방향)에 대해 그 이동에 따라 변화하지만, 위치 검출부(61)에 의해 촬상 소자(15)의 광축 방향(X축 방향)의 위치를 검출하고, 그 위치로부터 촬상 소자(15)의 광축 방향에 수직인 방향(Y축 방향)의 위치 편차량을 산출하는 위치 편차량 산출부와, 그 양에 따라서 신호의 판독 영역을 시프트시켜 출력하도록 보정하는 회로인 보정부를 도시하지 않은 회로부(23)에 탑재해 놓음으로써, 실용상 촬상 소자 (15)의 광축 방향에 수직인 방향(Y축 방향)의 위치 편차의 영향을 제거할 수 있다. 또한, 촬상 소자(15)의 광축 방향(X축 방향)에의 이동량이 작은 경우에는, 전술과 같은 보정 처리를 하지 않아도, 실용상 문제가 없다.
또한, 본 발명의 실시의 형태에 있어서는, 촬상 소자(15)를 지지하는 촬상 소자 지지부(11)가, 가동부(7)의 베이스부(6)에 대향하는 면에 설치된 예를 이용해 설명을 했는데, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 가동부(7)의 베이스부(6)에 대향하는 면과는 반대측의 면(예를 들면, 도 5a에서의 가동부(7)의 상측면)에 설치되는 경우에도 전술과 같이, 촬상 소자(15)의 촬상면(83)을 광축 방향에 수직을 유지한 상태로, 촬상 소자(15)를 광축 방향으로 이동시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 촬상 소자 구동 장치는, 감시 카메라 장치에 탑재되는 예를 이용해 설명했는데, 본 발명의 촬영 장치는 그 용도가 감시 카메라 장치에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 비디오 카메라나 디지털 카메라 등 공지의 모든 카메라에 탑재가능하다.
이상 기술한 바와같이, 본 발명에 의하면, 베이스면에 대해 렌즈부의 광축 방향으로 이동가능한 가동부에 촬상 소자를 부착하는 간편한 구성에 의해, 촬상면이 렌즈부의 광축 방향에 대해 수직을 유지한 상태에서 촬상 소자를 렌즈부의 광축 방향으로 이동시킬 수 으므로, 리드 스크류와 너트부를 이용한 기계적 덜컹거림이 발생할 가능성을 낮게 할 수 있고, 매우 작은 거리를 움직이게 하고 싶은 경우에도, 촬상 소자의 구동 정밀도가 높은 촬영 장치를 실현할 수 있다는 뛰어난 효과를 가지고, 감시 카메라 장치나 비디오 카메라 장치 등의 촬영 장치, 특히, 촬상 소자를 렌즈부의 광축 방향으로 이동시키기 위한 촬상 소자 구동 장치 및 이를 이용한 촬영 장치 등으로서 유용하다.

Claims (12)

  1. 렌즈부에 대하여 위치가 고정된 베이스부와,
    상기 베이스부에 대향하도록 설치된 가동부와,
    촬상면이 광축 방향에 대하여 직교하는 상태에서 상기 가동부에 부착된 촬상 소자와,
    상기 베이스부와 상기 가동부 사이에 설치되고, 상기 가동부를 지지하는 제1 지지부 및 제2 지지부와,
    상기 베이스부와 상기 제1 지지부 사이에 설치된 제1 회동부와,
    상기 베이스부와 상기 제2 지지부 사이의, 상기 제1 회동부에서 상기 광축 방향으로 평행 이동한 위치에 설치된 제2 회동부와,
    상기 가동부와 상기 제1 지지부 사이에 설치된 제3 회동부와,
    상기 가동부와 상기 제2 지지부 사이의, 상기 제1 회동부, 상기 제2 회동부 및 상기 제3 회동부에 대하여, 평행 사변형의 정점을 이루는 위치에 설치된 제4 회동부와,
    상기 렌즈부에 대한 촬상 소자의 위치를 변화시키는 구동부를 구비하고,
    상기 제1 회동부, 상기 제2 회동부, 상기 제3 회동부 및 상기 제4 회동부 각각의 회동 중심축이, 상기 광축 방향에 대하여 직교하고, 또한 서로 평행하며,
    상기 구동부의 구동에 의하여, 상기 제1 회동부, 상기 제2 회동부, 상기 제3 회동부 및 상기 제4 회동부가 서로 평행 사변형의 정점을 이룬 상태에서, 상기 렌즈부에 대한 상기 촬상 소자의 위치가 변화하며,
    상기 제1 지지부는, 제1 복수점에 의해 상기 베이스부와 회동 가능하게 연결되고,
    제2 복수점에 의해 상기 가동부와 회동가능하게 연결되고, 상기 제1 복수점과 상기 제2 복수점이 평면을 유지하도록 구성되고,
    상기 제2 지지부는, 상기 가동부 및 상기 베이스부와 회동 가능하게 연결되고,
    상기 제1 회동부는, 상기 베이스부와 상기 제1 지지부를 상기 제1 복수점에서 연결하고,
    상기 제3 회동부는, 상기 가동부와 상기 제1 지지부를 상기 제2 복수점에서 연결하는 것을 특징으로 하는 촬상 소자 구동 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 회동부, 상기 제2 회동부, 상기 제3 회동부 및 상기 제4 회동부 중 적어도 하나가 판 스프링부인 것을 특징으로 하는 촬상 소자 구동 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 회동부, 상기 제2 회동부, 상기 제3 회동부 및 상기 제4 회동부가 각각 판 스프링부인 것을 특징으로 하는 촬상 소자 구동 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 가동부, 상기 제1 지지부, 상기 제2 지지부 및 상기 판 스프링부가 일체로 형성되고, 상기 가동부, 상기 제1 지지부 및 상기 제2 지지부 중 적어도 하나가 강성을 높이는 보강부를 갖는 것을 특징으로 하는 촬상 소자 구동 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 회동부, 상기 제2 회동부, 상기 제3 회동부 및 상기 제4 회동부 중 적어도 하나가 경첩부인 것을 특징으로 하는 촬상 소자 구동 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 회동부, 상기 제2 회동부, 상기 제3 회동부 및 상기 제4 회동부가 각각 경첩부인 것을 특징으로 하는 촬상 소자 구동 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부 사이에 탄성부를 갖는 것을 특징으로 하는 촬상 소자 구동 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 가동부를 소정 방향으로 탄성 가압하는 탄성 가압부를 구비하고,
    상기 구동부는, 상기 탄성 가압부에 의해 상기 가동부에 탄성 가압된 탄성 가압력을 저감함으로써 상기 가동부를 구동하는 것을 특징으로 하는 촬상 소자 구동 장치.
  10. 렌즈부와,
    청구항 1에 기재된 촬상 소자 구동 장치와,
    상기 촬상 소자 구동 장치의 촬상 소자에서 출력된 신호에 대해 영상 신호 처리를 행하는 영상 신호 처리부를 구비한 것을 특징으로 하는 촬영 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 촬상 소자의 상기 광축 방향에 수직인 방향의 위치 편차량을 산출하는 위치 편차량 산출부와,
    상기 위치 편차량 산출부에서 산출된 상기 촬상 소자의 상기 광축 방향에 수직인 방향의 위치 편차량에 의거하여, 상기 영상 신호 처리부에서 처리된 영상 신호를 보정하는 보정부를 구비한 것을 특징으로 하는 촬영 장치.
  12. 렌즈부와,
    청구항 1에 기재된 촬상 소자 구동 장치와,
    조도 변화를 검지하는 조도 변화 검지부와,
    상기 조도 변화 검지부가 검지한 조도 변화에 따라, 상기 렌즈부의 광축 상에 적외광 컷 필터를 탈착하는 필터부와,
    상기 필터부의 상기 적외광 컷 필터의 탈착 시에, 상기 촬상 소자 구동 장치의 상기 구동부를 구동시키는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 감시 카메라 장치.
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