专利名称：摄像元件驱动装置和使用了它的摄影装置以及监控照相装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及监控照相装置、视频照相装置等摄影装置，特别是涉及用于使摄像元件沿着透镜的光轴方向移动的摄像元件驱动装置和使用了它的摄影装置以及监控照相机。
背景技术：
首先，说明以往的摄影装置的技术。在此，作为摄影装置的一例，利用监控照相装置进行说明。
近年，提出了各种各样的涉及监控照相装置的技术。特别是提出了如下的技术在不分昼夜地进行监控的监控照相装置中，在白天，将选择性地使可见光透过同时吸收红外光的红外光截止滤镜配置在摄像元件的前面，进行摄影，另一方面，当在夜间进行摄影的情况下，取下配置在摄像元件的前面的红外光截止滤镜，进行还包括红外区域的光线在内的摄影，由此提高夜间的摄影灵敏度，提高夜间的监控精度。
在这种构成的监控照相装置中，由于在用可见光进行摄影的情况下和用红外光进行摄影的情况下，其光路长因红外光截止滤镜的有无而不同，因此，例如，在通过与白天用可见光摄影时的光路长度最适合的结构，进行夜间的还包括红外光的摄影的情况下，就存在被摄影的图像模糊的问题。
为了解决这种问题，提出了如下所述的一种监控照相装置，即，通过在将红外光截止滤镜配置在光路上时以及从光路上取下时，使摄像元件自动地沿着光轴方向移动，由此修正所述可见光以及红外光的摄影时的光路长的不同，从而不论白天还是黑夜都可以拍摄到合焦的鲜明的图像(例如，参照日本特开2003-274229号公报)。
在这种监控照相装置中，为了使摄像元件移动，使用丝杠，将摄像元件安装在相对于丝杠可以旋转地设置的螺母部上，并用步进马达旋转驱动丝杠。根据这种构成，通过利用步进马达的旋转而使丝杠旋转，便可以使摄像元件沿着透镜的光轴方向移动所需的距离。
但是，在上述那样的监控照相装置中，摄像元件的移动，通过与固定着摄像元件的螺母部相对的丝杠的旋转来进行。因此，在螺母部和丝杠之间总是存在机械的晃动，因此特别是在想要移动微小的距离的情况下，由于该晃动，所以存在着与丝杠的旋转相对的摄像元件的移动距离的线性度降低，驱动精度降低的问题。
发明内容
本发明是鉴于这样的问题而研制成的，其目的在于提供一种即便在移动微小的距离的情况下，驱动精度也很高的摄像元件驱动装置和使用了它的摄影装置以及监控照相装置。
本发明的摄像元件驱动装置，其特征在于，具备相对于透镜部位置固定的基部，以与基部相对的方式设置的可动部，以摄像面相对于光轴方向正交的状态安装在可动部上的摄像元件，设在基部和可动部之间、支撑可动部的第1支撑部以及第2支撑部，设在基部和第1支撑部之间的第1转动部，设在基部和第2支撑部之间的、从第1转动部沿着光轴方向平行移动了的位置上的第2转动部，设在可动部和第1支撑部之间的第3转动部，设在可动部和第2支撑部之间的、相对于第1转动部、第2转动部以及第3转动部成为平行四边形的顶点的位置上的第4转动部，使相对于透镜部的摄像元件的位置变化的驱动部，第1转动部、第2转动部、第3转动部以及第4转动部各自的转动中心轴，相对于光轴方向正交，且相互平行，通过驱动部的驱动，相对于透镜部的摄像元件的位置，以第1转动部、第2转动部、第3转动部以及第4转动部彼此成为平行四边形的顶点的状态变化。
根据这样的构成，由于可动部通过各自的转动中心轴与光轴方向正交、且被设置在一个边平行于光轴方向的平行四边形的顶点的位置上的四个转动部来保持，因此通过在可动部上安装使摄像面与光轴方向正交的状态的摄像元件这样简单的构成，就能够以摄像面保持相对于透镜部的光轴方向垂直的状态使摄像元件沿着透镜部的光轴方向移动，故可以降低如使用了丝杠和螺母部的结构那样出现机械晃动的可能性，即便在要移动微小的距离的情况下，也可以实现驱动精度较高的摄像元件驱动装置。
另外，也可以构成为第1支撑部，通过第1多个点可转动地与基部连结，通过第2多个点可转动地与可动部连结，第1多个点和第2多个点保持平面，第2支撑部，可以转动地与可动部以及基部连结，第1转动部，在第1多个点将基部和第1支撑部连结在一起，第3转动部，在第2多个点将可动部和第1支撑部连结在一起。
根据这种构成，进而，由于第1支撑部分别由多个点保持基部和可动部，并且这多个点以位于平面上的方式被保持，因此在使摄像元件的光轴方向的位置变化时，可以防止发生立体的扭曲，并可以防止摄像面的倾斜误差(所谓的面摆动)的发生。
另外，也可以是第1转动部、第2转动部、第3转动部以及第4转动部之中，至少一个是板弹簧部的构成。
根据这种构成，进而，由于在连接各个部件的转动部之中，在作为板弹簧部的部分上不会发生机械晃动，因此可以抑制滞后的发生，可以进一步实现驱动精度较高的构成。
进而，也可以是第1转动部、第2转动部、第3转动部以及第4转动部分别是板弹簧部的构成。
根据这种构成，进而，由于连接各个部件的转动部是板弹簧部，因此不会发生机械晃动、摩擦，可以抑制滞后的发生，可以实现驱动精度更高的构成。
进而也可以是可动部、第1支撑部、第2支撑部以及板弹簧部，被一体地形成，可动部、第1支撑部以及第2支撑部的至少一个，具有提高刚性的加强部的构成。
根据这种构成，进而，由于可以用一体的部件，制成可动部、第1支撑部、第2支撑部以及板弹簧部，因此可以实现简单的构成，同时由于可动部、第1支撑部以及第2支撑部的至少一个具有加强部，因此可以实现具有必要的刚性的构成。
另外，也可以是第1转动部、第2转动部、第3转动部以及第4转动部之中，至少一个是铰链部的构成。
根据这种构成，进而，由于在连接各个部件的转动部中，可以提高作为铰链部的部分的机械强度，因此可以实现耐冲击性良好的构成。
进而，也可以是第1转动部、第2转动部、第3转动部以及第4转动部分别是铰链部的构成。
根据该构成，进而，由于连接各个部件的转动部是铰链部，因此可以进一步提高机械强度，故可以实现耐冲击性更好的构成。
另外，也可以是在第1支撑部和第2支撑部之间具有弹性部的构成。
根据这种构成，进而可以实现能够抑制铰链部的机械晃动的发生的构成。
另外，也可以是具备将可动部向规定的方向加载的加载部，驱动部，通过减少由加载部对可动部加载的加载力来驱动可动部的构成。
根据这种构成，进而，由于预先将可动部向规定的方向加载，因此可以实现耐冲击性良好，同时可以进一步抑制滞后现象的发生的构成。
其次，本发明的摄影装置，其特征在于，具备透镜部，本发明的摄像元件驱动装置，相对于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。
根据这种构成，由于可动部，由各自的转动中心轴与光轴方向正交，并且设在一边平行于光轴方向的平行四边形的顶点的位置上的四个转动部保持，因此通过在可动部上安装使摄像面与光轴方向正交的状态的摄像元件这样简单的构成，能够以摄像面保持相对于透镜部的光轴方向垂直的状态使摄像元件沿着透镜部的光轴方向移动，故可以降低如使用丝杠和螺母部的结构那样发生机械晃动等的可能性，即便在要移动微小的距离的情况下，也可以实现搭载了驱动精度较高的摄像元件驱动装置，并且可以进行鲜明的图像的摄影的摄影装置。
另外，也可以是具备算出摄像元件的在与光轴方向垂直的方向上的位置偏移量的位置偏移量算出部，和根据由位置偏移量算出部算出的摄像元件的在与光轴方向垂直的方向上的位置偏移量，修正由图像信号处理部处理的图像信号的修正部的构成。
根据这种构成，进而，可以实现搭载了本发明的摄像元件驱动装置的、可以相对于摄像元件的光轴方向修正垂直方向的移动的摄影装置。
其次，本发明的监控照相装置，其特征在于，具备透镜部，本发明的摄像元件驱动装置，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光截止滤镜的滤光器部，在滤光器部的红外光截止滤镜的装卸时，使摄像元件驱动装置的驱动部驱动的控制部。
根据这种构成，由于通过在可动部上安装相对于基部的表面可以沿着透镜部的光轴方向移动的摄像元件这样简单的构成，能够以摄像面保持相对于透镜部的光轴方向垂直的状态使摄像元件沿着透镜部的光轴方向移动，因此可以降低如使用了丝杠和螺母部的结构那样发生机械晃动等的可能性，即便在要移动微小的距离的情况下，也可以实现摄像元件的驱动精度较高，无论周边的明亮度都可以进行摄影的监控照相装置。
如以上所述，根据本发明，即便在要移动微小的距离的情况下，也可以提供驱动精度较高的摄像元件驱动装置和使用它的摄影装置，以及监控照相装置。
图1是展示本发明的实施形态的摄影装置的构成的图。
图2是展示本发明的实施形态的摄像元件驱动装置的构成的分解立体图。
图3A是从透镜部侧看本发明的实施形态的摄像元件驱动装置的图。
图3B是从线性致动器侧看本发明的实施形态的摄像元件驱动装置的图。
图4A是用于说明本发明的实施形态的摄像元件驱动装置的驱动部的构成的平面图。
图4B是展示在本发明的实施形态的摄像元件驱动装置中，增加线性致动器的推压力时的驱动部的状态的图。
图5A是展示本发明的实施形态的摄像元件驱动装置的动作的一例的侧视图。
图5B是展示本发明的实施形态的摄像元件驱动装置的摄像元件的位置变化时的一例的侧视图。
图6是展示本发明的实施形态的摄像元件驱动装置和比较例的线性度特性的一例的图。
图7是展示本发明的实施形态的另一摄像元件驱动装置的构成的立体图。
图8是用于说明本发明的实施形态的使用了面状的第1支撑部的摄像元件驱动装置的构成的图。
图9A是用于说明本发明的实施形态的使用了面状的第1支撑部的摄像元件驱动装置的构成的图。
图9B是用于说明本发明的实施形态的使用了面状的第1支撑部的摄像元件驱动装置的构成的图。
图10A是用于说明本发明的实施形态的使用了面状的第1支撑部的摄像元件驱动装置的构成的图。
图10B是用于说明本发明的实施形态的使用了面状的第1支撑部的摄像元件驱动装置的构成的图。
图11是展示本发明的实施形态的摄像元件驱动装置的其他的例子的构成的图。
图12A是展示本发明的实施形态的摄像元件驱动装置的再其他的例子的图。
图12B是展示本发明的实施形态的摄像元件驱动装置的再其他的例子的图。
图13A是展示本发明的实施形态的摄像元件驱动装置的进而再其他的例子的图。
图13B是展示本发明的实施形态的摄像元件驱动装置的进而再其他的例子的图。
标号说明1摄影装置2 透镜框架部3基部安装部 4 DC马达部5滤光器部6 基部7可动部 8、108第1支撑部9第2支撑部 10板弹簧部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 板弹簧 20线性致动器21 螺旋弹簧22驱动方向变换部23 电路部24、25、26、28、71、72、99 小螺钉27 加强板 29销30 弹簧限位部 41、75a 第1转动部42、75b 第2转动部 43、75c 第3转动部44、75d 第4转动部 51红外光截止滤镜52 滤光器驱动轴61位置检测部62 基面70、90、93、95、170、270、370、470 摄像元件驱动装置74、75、76、120、130 弯折部76a 第1转动中心轴 76b 第2转动中心轴76c 第3转动中心轴 76d 第4转动中心轴80 コ字部件81致动器保持部82、85 安装面 83摄像面91 铰链部 96弹性部
98 轴 100 驱动部101透镜部 111 第1多个点112第2多个点140、150拉深加工部具体实施方式
以下，用附图详细地说明本发明的实施形态。
(实施形态)首先，说明本发明的实施形态的摄影装置1的构成。图1是展示本发明的实施形态的摄影装置1的构成的图。另外，图2是展示本发明的实施形态的摄像元件驱动装置70的构成的分解立体图。再者，为了使说明较简单，在图中展示了彼此垂直的X轴、Y轴以及Z轴的方向。X轴方向是透镜部的光轴方向，Y轴方向以及Z轴方向是分别垂直于光轴方向的方向。
如图1以及图2所示，本发明的实施形态的摄影装置1，具备安装透镜部101(在图1以及图2中未图示)的透镜框架部2，连接后述的基部6和透镜框架部2的基部安装部3，配置在基部安装部3上、使后述的滤光器部5在垂直于光轴的方向(Y轴方向)上移动的DC马达部4，安装在DC马达部4上、可通过DC马达部4的驱动沿着Y轴方向移动的滤光器驱动轴52，安装在滤光器驱动轴52上、可与滤光器驱动轴52一起沿着Y轴方向移动的、具有红外光截止滤镜51的滤光器部5，安装基部安装部3以及后述的コ字部件80的、相对于透镜部101位置固定的基部6，安装在基部6上、检测摄像元件保持部11的位置的位置检测部61，由第1支撑部8以及第2支撑部9安装在基部6的上面(以下，将该面记做基面62)上、使其与基面62相对地配置的可动部7，加强可动部7的强度的加强板27，为了使可动部7相对于基面62在沿着光轴方向的方向(X轴方向)上移动、分别设在可动部7和第1支撑部8之间、可动部7和第2支撑部9之间、基面62和第1支撑部8之间以及基面62和第2支撑部9之间的板弹簧部10，相对于第1支撑部8通过小螺钉24安装的、加强第1支撑部8的机械强度的第1加强板16，相对于第2支撑部9通过小螺钉26安装的、加强第2支撑部9的机械强度的第2加强板17，通过加强板27借助小螺钉28安装在可动部7上的摄像元件保持部11，中间介有绝缘片13以及摄像元件电路部12地借助小螺钉25螺合在摄像元件保持部11上的散热板14，中间介有散热板14和绝缘片13地安装在摄像元件电路部12上的摄像元件(CCD或CMOS传感器等公知的摄像设备)15，用后述的方法沿着光轴方向(X轴方向)驱动摄像元件保持部11的线性致动器20，安装在基面62上的轴承部18，被线性致动器20推压、以轴承部18为转动中心转动、由此变换线性致动器20的推压力的方向的驱动方向变换部22，设置在摄像元件保持部11的与基面62相对的面上的销29，被安装在驱动方向变换部22上、在其与驱动方向变换部22之间夹着销29、可滑动地保持该销29的板弹簧19，作为以向一个方向加载的状态保持该驱动方向变换部22的加载部的螺旋弹簧21，固定螺旋弹簧21的弹簧限位部30，以及，包括进行相对于从摄像元件15输出的电气信号的图像信号处理的图像信号处理部、和进行滤光器部5的切换控制处理的控制部以及进行后述的修正处理的修正部的电路部23。
本发明的实施形态的摄影装置1，是监控照相装置，为了不分昼夜地进行摄影，根据周边的明亮度切换滤光器部5，进行摄影。具体地说，当周边较明亮时，在光轴上配置红外光截止滤镜51，在可见光区域内进行彩色图像的摄影，当周边较暗时，除去配置在光轴上的红外光截止滤镜51，进行由还包括红外区域的光线在内的波长的光线生成的黑白图像的摄影。摄影装置1的周边的明亮度检测，可通过由搭载在电路部23上的照度变化检测部(图未示)所检测的照度的值与规定的阈值的比较来进行，电路部23，在由照度变化检测部检测的照度的值超过规定的阈值而变化的情况下，作为切换白天和夜间的时间段的动作，进行滤光器部5的切换。另外，滤光器部5的切换，可由安装在基部安装部3上的DC马达部4进行。
在本发明的实施形态的摄影装置1中，在出现了照度变化时，进行滤光器部5的切换，这时，由于在光轴上配置或取下(以下，将该动作记做装卸)红外光截止滤镜51，所以光路长变化，从而从透镜部101到摄像元件15的配置着光电变换元件的面(以下，将该面记做摄像面83)的最适合的对焦位置变化。为了修正该光路长的变更，本发明的实施形态的摄影装置1，搭载有摄像元件驱动装置70，该摄像元件驱动装置70，根据由控制部进行的控制，使摄像元件15，以其摄像面83相对于透镜部101的光轴方向保持垂直的状态(即，位于与图1中的YZ平面平行的面上的状态)，沿着光轴方向(X轴方向)移动。
再者，在本发明的实施形态的摄影装置1中，如后所述，各弹簧部10分别如下基部6和第1支撑部8之间的板弹簧部10作为第1轴承部41发挥作用，基部6和第2支撑部9之间的板弹簧部10作为第2轴承部42发挥作用，可动部7和第1支撑部8之间的板弹簧部10作为第3轴承部43发挥作用，另外可动部7和第2支撑部9之间的板弹簧部10作为第4轴承部44而发挥作用。
在此，对本发明的实施形态的搭载在摄影装置1上的摄像元件驱动装置70的构成进行说明。图3A～B是本发明的实施形态的摄像元件驱动装置70的立体图，图3A是从透镜部101侧看摄像元件驱动装置70的图，图3B是从线性致动器20侧看摄像元件驱动装置70的图。再者，在图2、图3A以及图3B中，为了使说明较简单，比图1所示的结构更简化地展示了其结构。
如图2、图3A或图3B所示，本发明的实施形态的摄像元件驱动装置70，具备相对于透镜部101位置固定的、安装在透镜框架部2上的基部安装部3，由小螺钉72安装在基部安装部3上的基部6，设在基部6的基面62上、Y轴方向的高度彼此相等、并且彼此平行的第1支撑部8以及第2支撑部9，在第1支撑部8以及第2支撑部9彼此平行的状态下相对于基面62平行地被安装的长方形的可动部7，分别设在可动部7和第1支撑部8之间、可动部7和第2支撑部9之间、基部6和第1支撑部8之间、以及、基部6和第2支撑部9之间的板弹簧部10，由小螺钉28安装在可动部7上面上的加强板27，加强第1支撑部8的机械刚性的、由小螺钉24安装在第1支撑部8上的第1加强板16，加强第2支撑部9的机械刚性的、通过小螺钉26安装在第2支撑部9上的第2加强板17，通过小螺钉28安装在可动部7的与设置有加强板27的一侧(表面)相反的一侧(背面)上的、并通过小螺钉25安装着具有摄像元件15的摄像元件电路部12的摄像元件保持部11，设在摄像元件保持部11的与基面62相对的下面上的销29，设在基面62上的致动器保持部81，由致动器保持部81保持的线性致动器20，以图中Y轴方向为转动轴可转动地由设在基面62上的轴承部18(图未示)轴支撑的驱动方向变换部22，设在驱动方向变换部22上、在与驱动方向变换部22之间夹着销29使其滑动的板弹簧19，对驱动方向变换部22施加与从线性致动器20施加的加载力反方向的弹性力的螺旋弹簧21，以及，保持螺旋弹簧21的弹簧限位部30。
如图2、图3A或图3B所示，在本发明的实施形态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以及板弹簧部10，由被弯折处理成コ字状的一体的コ字部件80形成。作为コ字部件80的材料，可以采用刚性较低的部件，例如厚度0.12mm的SUS材。
另外，基部安装部3、基部6以及摄像元件保持部11，可分别通过采用了铝的压铸法制成。
进而，作为加强板27、第1加强板16以及第2加强板17的材料，可以采用能够加强コ字部件80的机械强度那样刚性较高的部件，例如厚度0.5mm的SUS材。
在本发明的实施形态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以及板弹簧部10，由一体的コ字部件80形成，在第1支撑部8以及第2支撑部9的部分上，分别安装着第1加强板16以及第2加强板17，并且在侧面上设有弯折部74，与板弹簧部10相比可以提高第1支撑部8以及第2支撑部9的刚性。
另外，通过在コ字部件80的可动部7的部分上也设置弯折部76，并且安装加强板27，与板弹簧部10相比，可以提高可动部7的刚性。
进而，在コ字部件80的要安装在基面62上的安装面82、85的端部上设置弯折部75，便可以提高该部分的刚性。
另一方面，由于コ字部件80的可动部7和第1支撑部8以及第2支撑部9之间的部分，没有进行弯折处理等加强，并且，宽度也形成得比其他的部分细，因此这些部分作为板弹簧部10发挥作用。
同样地，コ字部件80的安装面82、85和第1支撑部8以及第2支撑部9之间的部分，也没有进行弯折处理等加强，并且宽度也形成得比其他的部分细，因此这些部分也作为板弹簧部10发挥作用。
另外，在本发明的实施形态的摄像元件驱动装置70中，第1支撑部8和基面62相接的安装面82，以及第2支撑部9和基面62相接的安装面85，分别以沿着相对于光轴方向(X轴方向)垂直的图中Z轴方向相互平行的方式，由小螺钉71安装在基面62上。
在此，更详细地说明本发明的实施形态的摄像元件驱动装置70的驱动部100的构成。
图4A～B是用于对本发明的实施形态的摄像元件驱动装置70的驱动部100的构成进行说明的平面图。图4A是展示本发明的实施形态的摄像元件驱动装置70的驱动部100的构成的平面图。
如图4A所示，在本发明的实施形态的摄像元件驱动装置70中，由线性致动器20可以沿着附图的上下方向(Z轴方向)移动的该轴98，将驱动方向变换部22向图中下方(-Z轴方向)推压。在驱动方向变换部22上，设有相对于线性致动器20的加载力，向反方向施加弹性加载力的螺旋弹簧21，螺旋弹簧21由弹簧限位部30固定一端。在图4A所示的状态下，呈现为线性致动器20的加载力和螺旋弹簧21的加载力相平衡的状态，是驱动方向变换部22停止的状态。另外，板弹簧19以夹着摄像元件保持部11的销29的方式，通过小螺钉99被安装在驱动方向变换部22上，销29，通过使线性致动器20的推压力变化而在驱动方向变换部22和板弹簧19之间滑动。
图4B是展示在本发明的实施形态的摄像元件驱动装置70中，增加了线性致动器20的推压力时的驱动部100的状态的图。
如图4B所示，当从图4A所示的状态增加线性致动器20的推压力时，即当将轴98向图中下方(-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便以轴承部18为转动中心沿着图中顺时针方向转动，其结果，销29向图中右方(X轴方向)移动。
这样，在本发明的实施形态的摄像元件驱动装置70中，由于在其驱动部100上具备变换线性致动器20的输出方向的驱动方向变换部22，因此没必要将线性致动器20配置在光轴方向(X轴方向)上，可以配置在与光轴方向正交的方向(Z轴方向)上，并可以谋求装置整体的小型化。再者，在不需要进行小型化的情况下，也可以设为不用驱动方向变换部22，而由线性致动器20直接推压销29而使其移动的构成。
在此，用图5A～B详细地说明本发明的实施形态的摄像元件驱动装置70的动作。
图5A是展示本发明的实施形态的摄像元件驱动装置70的动作的一例的侧视图，图5B是展示其摄像元件15的位置变化时的一例的侧视图。
在图5A中，展示了摄像元件驱动装置70的第1支撑部8以及第2支撑部9分别相对于基面62垂直的状态。第1支撑部8和第2支撑部9的在基面62上的距离A1，被设定为和其与可动部7的连接部分处的第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，由于第1支撑部8的从基面62到可动部7的高度B1，和第2支撑部9的从基面62到可动部7的高度B2相等，因此可动部7相对于基面62保持平行。另外，由于基面62以与透镜部101的光轴方向(X轴方向)平行的方式设置，因此可动部7也被保持在与透镜部101的光轴方向平行的状态。
在本发明的实施形态的摄像元件驱动装置70中，在可动部7的下面，配置具备摄像元件电路部12的摄像元件保持部11，其中该摄像元件电路部12具有摄像元件15。这时，将摄像元件15的摄像面83，以相对于摄像元件保持部11的可动部7的表面垂直的方式被安装在摄像元件保持部11上，从而摄像元件15的摄像面83，以相对于光轴方向垂直的状态被保持。
在图5A所示的状态下，如用图4A所说明的那样，线性致动器20的轴推压驱动方向变换部22的力，和螺旋弹簧21通过其弹性力将驱动方向变换部向反方向推压的力相平衡，设在驱动方向变换部22上的销29停止。从该状态，使线性致动器20动作，从而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，大于线性致动器20推压驱动方向变换部22的加载力，驱动方向变换部22以轴承部18为中心转动，从而设在其前端上的销29也向图5A的左侧移动。通过该移动，摄像元件保持部11，如图5B所示，向纸面左方(-X轴方向)移动。进而，通过摄像元件保持部11向纸面左方移动，分别设在可动部7和第1支撑部8、可动部7和第2支撑部9、基面62和第1支撑部8以及基面62和第2支撑部9之间的板弹簧部10弹性变形。因而，在本发明的实施形态的摄像元件驱动装置70中，第1支撑部8以及第2支撑部9，分别以板弹簧部10为转动中心，即，将垂直于光轴方向、且相互平行的方向(图5B的Z轴方向)分别作为转动中心轴的方向，相对于基部6以及可动部7分别转动。
即，当摄像元件15从位于图5A的状态向图5B所示的状态移动时，如上述，第1支撑部8的高度B1和第2支撑部9的长度B2相等，并且，与可动部7的连接部处的第1支撑部8和第2支撑部9的距离A2，和基面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以及基面62之间形成了大致平行四边形的状态进行变形。因而，在本发明的实施形态的摄像元件驱动装置70中，可以保持可动部7相对于基面62平行的状态不变地，使摄像元件15的位置沿光轴方向移动。这时，垂直地设在可动部7上的摄像元件15的摄像面83，以相对于光轴方向保持垂直的状态移动。换言之，以第1转动部41、第2转动部42、第3转动部43以及第4转动部44各自的转动中心轴成为大致平行四边形的顶点的状态，使可动部7相对于基部6移动，且可使摄像元件15以保持其摄像面83的面方向的状态沿着光轴方向移动。
在本发明的实施形态的摄像元件驱动装置70中，与之前相反地，为了使摄像元件15向远离透镜部101的方向移动，增加线性致动器20的推压力，从而加强相对于驱动方向变换部22的加载。于是，如所述的图4B所示，线性致动器20对驱动方向变换部22进行加载的加载力，变得大于螺旋弹簧21对驱动方向变换部22的加载力，驱动方向变换部22以轴承部18为中心向与之前相反的方向(顺时针方向)转动，从而设在其前端上的销29也向图5A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(X轴方向)移动。
这样，在本发明的实施形态的摄像元件驱动装置70中，由于通过从基面62算起的高度彼此相等、相互平行、且可在沿着光轴方向的方向上转动的第1支撑部8以及第2支撑部9来支撑可动部7，因此可动部7能够始终相对于基面62维持平行的状态不变地，在沿着光轴方向的方向上移动。由于以相对于该可动部7，将摄像元件15的摄像面83配置在垂直的方向上的方式安装摄像元件保持部11，因此摄像元件15，可以一面维持其摄像面83垂直于光轴方向的状态，一面沿着光轴方向移动，并可以高精度地使摄像元件15移动。
另外，在所述的构成中，对于第1支撑部8，在其与基部6之间由一对第1转动部41(也记做第1多个点111)保持，在其与可动部7之间，由一对第3转动部43(也记做第2多个点112)保持。换言之，第1转动部41，在第1多个点111处可转动地连结基部6和第1支撑部8，第3转动部43，在第2多个点112处可转动地连结可动部7和第2支撑部8。第1支撑部8，在摄像元件15的移动中，可以将第1多个点111以及第2多个点112保持在平面上。由此，根据摄像元件驱动装置70，可以防止在使摄像元件15的光轴方向的位置变化时发生立体的扭曲，并可以防止摄像面的倾斜误差(所谓的面摆动)的发生。
另外，根据本发明的实施形态的摄像元件驱动装置70，可以将用于使摄像元件15沿着光轴方向移动的机构，即，从与基面62相接的安装面82到第1支撑部8、可动部7、第2支撑部9、安装面85以及板弹簧部10的机构，全部用一体的板材，通过例如冲裁加工、成型加工等制成。由此，极度缩小摩擦、晃动的发生，因而，即便在进行微小的驱动时也可以用较高的精度进行驱动。
在此，对于进行微小的驱动时的线性度特性，一面与以往例进行比较一面进行说明。在此，以在背景技术中说明的、用丝杠沿着光轴方向驱动摄像元件15的类型的摄像元件驱动装置为比较例来说明。图6是展示本发明的实施形态的摄像元件驱动装置70和比较例的线性度特性的一例的图。
在图6中，横轴设为线性致动器20的驱动步骤数，纵轴表示用所述的位置检测部61测定该时刻的摄像元件15的位置时的输出值。在这样的关系中，在相对于线性致动器20的驱动步骤数，位置检测部61的输出值平滑地变化的情况下，可以评价为线性度特性较好。在本发明的实施形态的摄像元件驱动装置70中，设为该线性致动器20每驱动1步，摄像元件15沿着光轴方向移动约5μm的构成。
在这样的前提下，如图6所示，可知本发明的实施形态的摄像元件驱动装置70的线性度特性，与比较例的摄像元件驱动装置的线性度特性相比，显著地提高。这可以认为是由于，如上所述的那样，在该构成中，丝杠等成为引起摩擦、晃动的主要原因的部件较少的缘故。
再者，图6是将设在摄像元件驱动装置70上的位置检测部61的输出值，和线性致动器20的驱动步骤数的关系描绘成曲线的结果。因而，图6展示了摄像元件15的光轴方向(X轴方向)的可动范围的大致中心(原点)位置附近的线性度特性。进而，虽然图未示，但可以确认，在本发明的实施形态的摄像元件驱动装置70中，在摄像元件15的光轴方向(X轴方向)的可动范围(作为一例，驱动步骤数约为650，可动距离为大约3.3mm)的全域上，相对于线性致动器20的驱动步骤数测定摄像元件15的光轴方向(X轴方向)的移动距离的结果，与比较例相比，能够得到非常高的线性度特性。
在上述的例子中，摄像元件驱动装置70，展示了对基部6和可动部7之间分别由柱状且是一对第1支撑部8以及第2支撑部9来支撑，并由第1加强板16加强第1支撑部8的机械强度，由第2加强板17加强第2支撑部9的机械强度这样的构成，但本发明的摄像元件驱动装置70不限于该构成。
图7是展示本发明的实施形态的另一摄像元件驱动装置170的构成的立体图。如图7所示，在摄像元件驱动装置170中，第1支撑部108，不是柱状，而是在光线透过的部分上有孔部的面状的部件，在与基部6的连接部分被形成得较细，从而构成第1多个点111(第1转动部41)，并且，在与可动部7的连接部分被变细地形成，从而构成第2多个点112(第3转动部43)。通过以这种方式构成，便不需要第1加强板16。再者，在第1支撑部108上形成弯折部120，加强其面强度。通过以这种方式构成，也可以抑制使摄像元件15移动时的面摆动的发生。再者，代替这样将第1支撑部108构成为面状，也可以将第2支撑部9侧构成为面状。
在采用所述面状的第1支撑部108的构成中，除了弯折部120之外，为了提高第1支撑部108的刚性，还可以进行各种加工。图8、图9A、图9B、图10A以及图10B，分别是用于说明本发明的实施形态的采用了面状的第1支撑部108的摄像元件驱动装置270、370、470的构成的图。
首先，如图8所示的摄像元件驱动装置270那样，为了提高面状的第1支撑部108的刚性，通过对光线要透过的开口部的周边部分进行弯折加工而设置弯折部130，便可以提高第1支撑部108的刚性。再者，弯折部130的弯折加工的方向，如图8所示，可以向摄像元件驱动装置270的外侧，而向内侧同样地也可以提高刚性。
另外，如图9A所示的摄像元件驱动装置370那样，为了提高面状的第1支撑部108的刚性，通过进行拉深加工而在光线要透过的开口部的周边部分上设置拉深加工部140，也可以提高第1支撑部108的刚性。图9B是展示图9A所示的拉深加工部140的剖面形状的图。在图9B所示的例子中，拉深加工部140，以剖面大致成为圆形的曲面的方式被拉深加工。
进而，如图10A所示的摄像元件驱动装置470那样，为了提高面状的第1支撑部108的刚性，通过以光线要透过的开口部的周边部分突出的方式进行拉深加工而设置拉深加工部150，也可以提高第1支撑部108的刚性。图10B是展示图10A所示的拉深加工部150的剖面形状的图。在图10B所示的例子中，拉深加工部140，以开口部的周边突出的方式被拉深加工。该突出的方向也是既可以向摄像元件驱动装置470的外侧，也可以向内侧。
这样，如图8、图9A、图9B、图10A以及图10B所示的摄像元件驱动装置270、370、470那样，通过进行弯折加工或拉深加工，作为第1支撑部108的材料，采用容易弯折的板弹簧也可以提高其面强度。
再者，在本发明的实施形态的摄像元件驱动装置70中，展示了在可动部7和第1支撑部8、可动部7和第2支撑部9、基面62和第1支撑部8以及基面62和第2支撑部9彼此之间的部分上形成有板弹簧部10的情况，但本发明的摄像元件驱动装置不限于该构成。
在此，说明本发明的实施形态的其他的摄像元件驱动装置的例子。
图11是展示本发明的实施形态的摄像元件驱动装置的其他的例子的构成的图，图12A～B是展示再其他的例子的图。
例如，图11所示的摄像元件驱动装置90，在可动部7和第1支撑部8、可动部7和第2支撑部9、基面62和第1支撑部8以及基面62和第2支撑部9彼此之间的部分上形成有铰链部91。根据这种构成，除了上述的效果之外，进而还可以获得在耐冲击性方面良好的构成。再者，在这种构成中，如图11所示，为了抑制铰链部91的晃动的发生，最好预先设置将第1支撑部8和第2支撑部9彼此弹性地连结在一起的螺旋弹簧等弹性部96。
再者，在该例子中，展示了在可动部7和第1支撑部8、可动部7和第2支撑部9、基面62和第1支撑部8以及基面62和第2支撑部9彼此之间的部分上都形成有铰链部91的例子，但本发明的摄像元件驱动装置不限于该例子。例如，也可以是在可动部7和第1支撑部8、可动部7和第2支撑部9、基面62和第1支撑部8以及基面62和第2支撑部9彼此之间的部分中，在几个部分上有板弹簧部10，在其他的部分上有铰链部91的构成。
另外，在本发明的实施形态中，展示了摄像元件驱动装置70、90，具备一对第1支撑部8以及一对第2支撑部9的构成，但本发明的摄像元件驱动装置不限于此。例如，如图12A或图12B所示的摄像元件驱动装置95那样，可以是第1支撑部8具有一对的构成，第2支撑部9为一个的构成，相反，也可以是第2支撑部9具有一对的构成，第1支撑部8为一个的构成。在这种构成中，由于第1支撑部8或第2支撑部9具有一对的构成，因此可以沿着光轴方向提高垂直方向的刚性。
再者，在本发明的实施形态的摄像元件驱动装置中，展示了图5A～B所示那样，基面62以及可动部7分别平行于光轴，第1支撑部8以及第2支撑部9的高度相同，并且彼此平行的例子，但本发明的摄像元件驱动装置不限于该构成。
在图13A～B中，展示了本发明的实施形态的摄像元件驱动装置70的其它例子的侧视图。
图13A～B所示的摄像元件驱动装置93，具备相对于图未示的透镜部位置固定的基部6，被设在与基部6相对的位置上的可动部7，设在基部6的基面62上、支撑可动部7的第1支撑部8以及第2支撑部9，设在基部6和第1支撑部8之间的第1转动部75a，设在基部6和第2支撑部9之间的第2转动部75b，设在第1支撑部8和可动部7之间的第3转动部75c，设在第2支撑部9和可动部7之间的第4转动部75d，以及，设在可动部7上的具有摄像元件15的摄像元件保持部11。
再者，第1转动部75a、第2转动部75b、第3转动部75c以及第4转动部75d，分别具有与所述铰链部91相同的铰链功能。
图13A～B所示的摄像元件驱动装置93，与图5A～B所示的所述摄像元件驱动装置70相比，可动部7以及基部6相对于透镜部的光轴方向不是平行的，第1支撑部8以及第2支撑部9都不是直线状。
但是，在摄像元件驱动装置93中，第1转动部75a的转动中心轴(以下，记做第1转动中心轴)76a、第2转动部75b的转动中心轴(以下，记做第2转动中心轴)76b、第3转动部75c的转动中心轴(以下，记做第3转动中心轴)76c以及第4转动部75d的转动中心轴(以下，记做第4转动中心轴)76d都彼此平行，并且，以朝向垂直于光轴的方向的方式配置。
另外，在摄像元件驱动装置93中，如图13A所示，第1转动中心轴76a以及第2转动中心轴76b被设置为位于与光轴方向平行的方向上，同样地，第3转动中心轴76c和第4转动中心轴76d被设置为位于与光轴方向平行的方向上，并且，被设定在以与第1转动中心轴76a和第2转动中心轴76b的距离A3相同的距离分开的位置上。
换言之，第1转动中心轴76a、第2转动中心轴76b、第3转动中心轴76c以及第4转动中心轴76d，可以说被配置在分别位于平行四边形的顶点的位置上。
例如，在图13A所示的状态下，第1转动中心轴76a、第2转动中心轴76b、第3转动中心轴76c以及第4转动中心轴76d，成为一个边的长度为距离A3、高度为高度B3的平行四边形的顶点。
图13B中展示了从该状态开始，通过图未示的驱动部的驱动，使可动部7或摄像元件保持部11，向使摄像元件15远离透镜部的方向(X轴方向)移动时的状态。如图13B所示，虽然其高度从高度B3变化为高度B4，但摄像元件15，还是保持第1转动中心轴76a、第2转动中心轴76b、第3转动中心轴76c以及第4转动中心轴76d分别位于平行四边形的顶点的状态(连结第1转动中心轴76a以及第2转动中心轴76b的方向，和连结第3转动中心轴76c以及第4转动中心轴76d的方向平行于光轴方向的状态)进行移动。
由此，可动部7以保持与光轴方向所成的角度不变的状态沿着光轴方向移动，因而，摄像元件15，便能够以保持其摄像面83的方向不变的状态，沿着光轴方向(X轴方向)移动。
在此，虽然摄像元件15的摄像面83的中心位置，相对于摄像元件15的光轴方向(X轴方向)，随着其移动而变化，但通过利用位置检测部61检测摄像元件15的光轴方向(X轴方向)的位置，并预先在图未示的电路部23上搭载根据该位置算出摄像元件15的在垂直于光轴方向的方向(Y轴方向)上的位置偏移量的位置偏移量算出部，和作为以根据该量使信号的读出区域位移然后再输出的方式进行修正的电路的修正部，从而可除去实用上垂直于摄像元件15的光轴方向的方向(Y轴方向)的位置偏移的影响。再者，当摄像元件15的向光轴方向(X轴方向)的移动量较小时，即便不进行所述的修正处理，在实用上也没有问题。
再者，在本发明的实施形态中，利用保持摄像元件15的摄像元件保持部11被设置在可动部7的与基部6相对的面上的例子进行了说明，但本发明不限于该构成。例如，在被设置在可动部7的与基部6相对的面的相反一侧的面(例如，图5A的可动部7的上侧的面)上的情况下，如上述，也能够以保持摄像元件15的摄像面83垂直于光轴方向的状态，使摄像元件15沿着光轴方向移动。
再者，本发明的实施形态的摄像元件驱动装置，用搭载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其用途不限于监控照相装置。例如，可以搭载在视频照相机、数码照相机等公知的所有的照相机上。
产业上的可利用性如以上所述，根据本发明，通过将摄像元件安装在可相对于基面沿着透镜部的光轴方向移动的可动部上这样简单的构成，便能够以摄像面相对于透镜部的光轴方向保持垂直的状态，使摄像元件沿着透镜部的光轴方向移动，因此能够降低发生如采用了丝杠和螺母部的结构那样的机械式晃动的可能性，即便在移动微小的距离的情况下，也可以实现摄像元件的驱动精度较高的摄影装置这样良好的效果，作为监控照相装置、视频照像装置等摄影装置，特别是，用于使摄像元件沿着透镜部的光轴方向移动的摄像元件驱动装置以及使用它的摄影装置等，很有用。
权利要求
1.一种摄像元件驱动装置，其特征在于，具备相对于透镜部位置被固定的基部；以与所述基部相对的方式设置的可动部；以摄像面相对于光轴方向正交的状态安装在所述可动部上的摄像元件；设在所述基部和所述可动部之间，支撑所述可动部的第1支撑部以及第2支撑部；设在所述基部和所述第1支撑部之间的第1转动部；设在所述基部和所述第2支撑部之间的、从所述第1转动部沿着所述光轴方向平行移动了的位置上的第2转动部；设在所述可动部和所述第1支撑部之间的第3转动部；设在所述可动部和所述第2支撑部之间的、相对于所述第1转动部、所述第2转动部以及所述第3转动部成为平行四边形的顶点的位置上的第4转动部；以及使相对于所述透镜部的所述摄像元件的位置变化的驱动部；所述第1转动部、所述第2转动部、所述第3转动部以及所述第4转动部各自的转动中心轴，相对于所述光轴方向正交，且相互平行；通过所述驱动部的驱动，相对于所述透镜部的所述摄像元件的位置，在所述第1转动部、所述第2转动部、所述第3转动部以及所述第4转动部彼此成为平行四边形的顶点的状态下变化。
2.如权利要求1所述的摄像元件驱动装置，其特征在于被构成为，所述第1支撑部，通过第1多个点与所述基部可转动地连结，通过第2多个点与所述可动部可转动地连结，所述第1多个点和所述第2多个点保持平面；所述第2支撑部，与所述可动部以及所述基部可转动地连结；所述第1转动部，在所述第1多个点将所述基部和所述第1支撑部连结；所述第3转动部，在所述第2多个点将所述可动部和所述第1支撑部连结。
3.如权利要求2所述的摄像元件驱动装置，其特征在于，所述第1转动部、所述第2转动部、所述第3转动部以及所述第4转动部之中，至少一个是板弹簧部。
4.如权利要求2所述的摄像元件驱动装置，其特征在于，所述第1转动部、所述第2转动部、所述第3转动部以及所述第4转动部分别是板弹簧部。
5.如权利要求3所述的摄像元件驱动装置，其特征在于，所述可动部、所述第1支撑部、所述第2支撑部以及所述板弹簧部被形成为一体，所述可动部、所述第1支撑部以及所述第2支撑部的至少一个，具有提高刚性的加强部。
6.如权利要求2所述的摄像元件驱动装置，其特征在于，所述第1转动部、所述第2转动部、所述第3转动部以及所述第4转动部之中，至少一个是铰链部。
7.如权利要求2所述的摄像元件驱动装置，其特征在于，所述第1转动部、所述第2转动部、所述第3转动部以及所述第4转动部分别是铰链部。
8.如权利要求2所述的摄像元件驱动装置，其特征在于，在所述第1支撑部和所述第2支撑部之间具有弹性部。
9.如权利要求2所述的摄像元件驱动装置，其特征在于具备将所述可动部向规定的方向加载的加载部；所述驱动部，通过减少由所述加载部对所述可动部加载的加载力，来驱动所述可动部。
10.一种摄影装置，其特征在于，具备透镜部；权利要求1所述的摄像元件驱动装置；和相对于从所述摄像元件驱动装置的所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。
11.如权利要求10所述的摄影装置，其特征在于，具备算出所述摄像元件的与所述光轴方向垂直的方向上的位置偏移量的位置偏移量算出部；根据由所述位置偏移量算出部算出的所述摄像元件的与所述光轴方向垂直的方向上的位置偏移量，修正由所述图像信号处理部处理的图像信号的修正部。
12.一种监控照相装置，其特征在于，具备透镜部；权利要求1所述的摄像元件驱动装置；检测照度变化的照度变化检测部；根据所述照度变化检测部所检测的照度变化，在所述透镜部的光轴上装卸红外光截止滤镜的滤光器部；在所述滤光器部的所述红外光截止滤镜的装卸时，使所述摄像元件驱动装置的所述驱动部驱动的控制部。
全文摘要
具备相对于透镜部位置固定的基部，可动部，以摄像面相对于光轴方向正交的状态安装在可动部上的摄像元件，支撑可动部的第1支撑部以及第2支撑部，第1转动部，第2转动部，第3转动部以及第4转动部，并具备驱动部，该驱动部驱动摄像元件的位置，使得摄像元件相对于透镜部的位置，以各自的转动中心轴彼此成为平行四边形的顶点的状态进行变化。
文档编号H04N5/225GK1910905SQ200580002619
公开日2007年2月7日 申请日期2005年11月16日 优先权日2004年11月17日
发明者和田穰二, 高桥升吉, 饭泉正臣, 水野雅文 申请人:松下电器产业株式会社