CN108292080A - 叶片驱动模块、具备叶片驱动模块的摄像单元和摄像装置 - Google Patents

Abstract

降低叶片构件的温度升高。具有：叶片支撑构件(1)，配置于作为发热源的受光传感器(11)的前方，具有供向受光传感器输入的光通过的开口(1a)；叶片构件(2)，被叶片支撑构件(1)支撑为能够自由移动，对开口(1a)进行打开或关闭；以及致动器(3)，驱动叶片构件(2)进行打开或关闭，叶片支撑构件(1)在与开口(1a)的光轴交叉的前后表面中的一个面上具有收容叶片构件(2)和致动器(3)的收容部(1b)以及与收容部(1b)并排设置的露出部(1c)。

Description

叶片驱动模块、具备叶片驱动模块的摄像单元和摄像装置

技术领域

本发明涉及叶片驱动模块、具备该叶片驱动模块的摄像单元和摄像装置。

背景技术

在普通的数码照相机等中，通过红外线滤光器等来截断红外线，使得红外线不会入射至受光传感器。另一方面，在红外照相机中，不使用红外线滤光器，使得红外线入射到受光传感器。红外照相机主要有热成像照相机和夜视照相机(监视摄像头)等。

在一般的红外照相机中，除了从测定对象发出的红外线之外，由于受光传感器作为热源而受框体内部产生的热量等的影响，可能对利用测定对象发出的红外线进行的拍摄产生不利影响。

因此，例如，在专利文献1中记载的红外照相机中，具有：红外线透镜组；红外线拍摄元件，位于所述红外线透镜组的成像面；叶片构件(快门)，配设于从壳体内的窗部到所述红外线透镜组的红外线的光路上；以及温度传感器，检测所述叶片构件的温度，基于由所述温度传感器检测到的叶片构件的温度校准由红外线拍摄元件检测到的拍摄图像。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-118547号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在所述现有技术中，当叶片构件的温度过度升高时，校准精度也会降低，并且可能对拍摄图像产生不利影响。另外，由于叶片构件发生热变形从而可能发生光泄露，或者因变形的叶片构件与其他构件摩擦从而损害操作性。

此外，除了红外照相机之外，在普通数码照相机和图像测量仪等的摄像装置中，也可能会发生因叶片构件的温度升高和热变形等导致的问题。

解决问题的技术方案

鉴于这样的问题，本发明具有以下构成。

一种叶片驱动模块，其特征在于，具有：叶片支撑构件，配置于受光传感器的前方并具有入射到受光传感器的光通过的开口；叶片构件，由所述叶片支撑构件可移动地支撑并开闭所述开口；以及致动器，用于驱动所述叶片构件的开闭，所述叶片支撑构件在与所述开口的光轴交叉的前后表面中的一个上具有用于收容所述叶片构件和所述致动器的收容部以及与该收容部并排设置的露出部。

附图说明

图1表示本发明的叶片驱动模块的一个例子，(a)是主视图，(b)是沿(a)的(Ⅰ)-(Ⅰ)线的剖视图。

图2是同一叶片驱动模块的后视图。

图3是省略了散热板的同一叶片驱动模块的主视图，(a)表示叶片构件处于开放位置的状态，(b)表示叶片构件处于关闭位置的状态。另外，本图中的双点划线表示露出部。

图4表示具备同一叶片驱动模块的摄像单元，(a)是主视图，(b)是沿(a)的(Ⅱ)-(Ⅱ)线的剖视图。

图5是同一摄像单元的后视图。

图6是同一摄像单元的分解立体图。

图7分别在(a)和(b)中例示了具有同一摄像单元的摄像头和照相机的立体图。

具体实施方式

以下，将参照附图说明本发明的实施方式。以下，不同附图中相同的附图标记表示相同的部位，并适当地省略重复的说明。

图1表示本发明的叶片驱动模块的一个例子。

该叶片驱动模块A具备：叶片支撑构件1，配置于作为发热源的受光传感器11的前方，具有供向受光传感器11入射的光通过的开口1a；叶片构件2，被叶片支撑构件1支撑为能够移动自如，对开口1a进行开闭；致动器3，用于驱动叶片构件2的开闭；散热板4，覆盖叶片构件2和致动器3；以及孔板5，具有与叶片支撑构件1的开口1a连通的开口5a，并且根据图示的例子，该叶片驱动模块A构成为在从前表面观察时呈矩形形状的长方体形状。

需要说明的是，图1中用双点划线表示的受光传感器11构成后述的摄像单元B，并不包括在叶片驱动模块A的构成中。

根据图示的例子，叶片支撑构件1为从前表面面观察呈矩形形状的长方体，其中心部具有用于使光通过的圆形状的贯通开口1a。

该叶片支撑构件1在前表面和后表面之中的与开口1a的光轴交叉的一个面(图示的例子中的前表面)具有收容部1b，该收容部1b用于收容叶片构件2、致动器3和孔板5，并且还具有相对于该收容部1b在面方向(图1(a)中的左侧)上排列的露出部1c。

该叶片支撑构件1例如由铝、镁、其他金属材料、他们的合金等制成。

收容部1b形成为内置有叶片构件2、致动器3以及孔板5等的大致凹形形状(参照图1(b)及图6)，收容部1b具有支撑轴1b1、支撑轴1b2、多个凸部1b3以及限制凸起1b6等，支撑轴1b1将叶片支撑构件1支撑为能够旋转自如，支撑轴1b2将致动器3的转子3a支撑为能够旋转自如，多个凸部1b3用于对散热板4及孔板5等进行对位，在进行关闭操作时限制凸起1b6与叶片构件2抵接。

此外，该收容部1b中设置有与后述的散热板4的后表面接触的平坦状的被接触面1b4、1b5(参照图6)。图示的例子中的被接触面1b4、1b5分散地设置在露出部1c的附近以及其相反侧的附近。

露出部1c设置于矩形形状的叶片支撑构件1的一侧的整个区域，比凹状的收容部1b中的开口1a的周围面更向前方凸出。

根据图示的例子，该露出部1c是俯视呈细长矩形形状的大致平坦状的面，其整个面接触外部气体而用作散热面。

此外，叶片支撑构件1的后表面形成为围绕中央开口1a的平坦状(参照图2)。该后表面的靠外周的部分与后述摄像单元中的支撑构件20的台阶部21接触而用作热传导面(参照图4(b))。此外，所述后表面的中心侧的部分与空气接触而用作散热面。

叶片构件2是薄板状构件，在转动端侧具有遮光面2a，并且在旋转中心侧具有枢支孔2b以及卡合孔2c(参照图6)，由铝合金等金属和高耐热性合成树脂材料(例如，LCP(Liquid Crystal Polymer：液晶聚合物)树脂)等制成。

该叶片构件2设置于散热板4和孔板5之间，并且将枢支孔2b呈环形地装配在叶片支撑构件1的支撑轴1b1上，并将卡合孔2c卡合于转子3a的卡合凸起3a3。

根据图示的例子，叶片构件2的厚度设定为小于散热板4与孔板5的间隙尺寸。该叶片构件2的前表面接近或接触散热板4的内表面，并使后表面接近或接触孔板5的前表面。

此外，该叶片构件2中，在枢支孔2b中插入支撑轴1b2，在卡合孔2c中插入转子3a的卡合凸起3a3。

致动器3具备转子3a、通过电磁力使该转子3a旋转的磁轭3b以及线圈3c等，该致动器3支撑于叶片支撑构件1的收容部1b。

转子3a具备在周方上具有不同磁极的圆柱状的磁体3a1以及固定于该磁体3a1且向该磁体3a1的径向凸出的臂部3a2，在臂部3a2的顶端设置有卡合凸起3a3，使得所述卡合凸起3a3插入到叶片构件2的卡合孔2c。

该转子3a由叶片支撑构件1的支撑轴1b2支撑为旋转自如。

磁轭3b由电磁钢板等构成，形成在一片部和另一片部的一端侧将一片部和另一片部连结而成的大致U形状，磁轭3b的内表面接近磁体3a1的外周面。

线圈3c呈环状地安装于磁轭3b的所述一片部或所述另一片部，在线圈3c被通电时，使磁轭3b的所述一片部和所述另一片部产生磁极N和S。

并且，就具有所述结构的致动器3而言，在线圈3c为未通电状态的情况下，借助磁体3a1与磁芯3b之间的吸引力，使臂部3a2保持在靠近转动方向的一侧(图3的左方向)的位置。由此，叶片构件2保持在将开口5a打开的位置(参照图3的(a))。

此外，在线圈3c为通电状态的情况下，在磁芯3b的所述一片部和所述另一片部产生磁极，借助该磁极和磁体3a1的磁极之间的排斥力，使臂部3a2向另一侧(图3的右方向)转动。随之，叶片构件2转动以关闭开口5a，并与限制凸起1b6抵接。

需要说明的是，作为另一个例子，在未通电状态下能够将叶片构件2保持在关闭状态，在通电状态下使叶片构件2进行打开动作，叶片构件2的初始开闭状态根据叶片驱动模块A的用途等来适当地设定。

此外，就散热板4而言，一个面朝向叶片支撑构件1侧覆盖叶片构件2、致动器3以及孔板5等，并且另一侧的整个面(图1(b)的左侧面)露出于外部，与叶片支撑构件1连接。

具体而言，该散热板4由金属材料形成为大致矩形的平板状，形成比较大的面积，以覆盖叶片支撑构件1前表面的除了露出部1c之外的所有部分。

另外，该散热板4在靠中心的位置具有与叶片支撑构件1的开口1a连通的开口4a，并且，在该开口4a的周围具有：与叶片支撑构件1的多个凸部1b3嵌合的孔或凹口、避让支撑轴1b1顶端部的孔、用于避让转子3a的卡合凸起3a3的弧形长孔、以及使磁轭3b和线圈3c的局部露出的开口部等。

此外，就该散热板4的后表面(背面)而言，位于露出部1c附近的一边侧部分(图1(a)的左侧部分)和其相反侧的另一边侧部分(图1(a)的右侧部分)分别与叶片支撑构件1的被接触面1b4、1b5(参照图6)紧密接触。即，散热板4的外周侧等的至少一部分与叶片支撑构件1接触。

用于连接该散热板4和叶片支撑构件1的方法，例如可以是粘接、嵌合、铆接等。

在致动器3安装于叶片支撑构件1的收容部1b之后以与叶片支撑构件1接触的方式安装孔板5，以覆盖该致动器3。

孔板5由金属材料形成为大致薄板状，在中心附近具有与叶片支撑构件1的开口1a连通并限制光量的开口5a，并在该开口5a的周围具有：与叶片支撑构件1的多个凸部1b3嵌合的孔或凹口、供支撑轴1b1插入的孔、用于避让转子3a的凸起的弧形长孔、以及使磁轭3b和线圈3c的局部露出的凹口等。

将上述结构的叶片驱动模块A安装于在内部支撑传感器模块10的支撑构件20中，从而构成摄像单元B(参照图4)。

如图4的(b)所示，传感器模块10具备：受光传感器11、从后表面侧支撑受光传感器11的基板12、相对于受光传感器11在前方侧隔开间隔而配置的一个或多个滤光器13、支撑该滤光器13的滤光器支撑构件15，传感器模块10构成为一体。

受光传感器11是从前方吸收光并输出对应该光能的电信号的传感器，有时在使用状态下变为高温。

该受光传感器11可以使用例如热电传感器、热电堆(Thermopile)或测辐射热计等红外线传感器、CCD图像传感器、CMOS图像传感器等。

基板12为从前表面观察呈矩形的板状，根据需要具备将受光传感器11的光接收信号转换为电信号并输出的回路等。在该基板12的中央附近的前表面支撑受光传感器11。

根据该摄像单元B的用途等适当地设置滤光器13。例如，当该摄像单元B也用作红外照相机单元时，使用红外线透射滤光器、可见光截止滤光器等作为滤光器13。另外，当该摄像单元B用作普通的照相机单元时，使用红外线截止滤光器等作为滤光器13。该滤光器13支撑于滤光器支撑构件15的前端侧的内部，并通过粘接或嵌合等固定。需要说明的是，作为另一个例子，可以省略该滤光器13。

滤光器支撑构件15是覆盖滤光器13以及滤光器支撑构件15的周围并且绕着光轴在前方开口的剖面大致为凹状的构件。

该滤光器支撑构件15的后端部与基板12的前表面接触并固定于基板12的前表面。将滤光器支撑构件15固定到基板12的方法，例如可以是粘接、嵌合、螺固、铆接等。

另外，支撑构件20的前方与外部连通的内部空间形成为被周围的侧壁和后端壁面覆盖且截面呈大致凹状，根据图示的例子，从前表面观察支撑构件20为矩形形状。

在形成该支撑构件20的侧壁的内表面的整周上形成有台阶部21(参照图6)。

关于图示的例子具体而言，台阶部21分别设置于构成支撑构件20的上、下、左、右的侧壁面，并形成阶梯状，使得前方侧的开口面积变大。

需要说明的是，图4中的附图标记22是根据需要设置的贯通孔，例如用于插入布线或连接器等。

说明传感器模块10和叶片驱动模块A组装到上述构成的支撑构件20上的顺序。首先，从前方侧将传感器模块10插入支撑构件20内。

该传感器模块10与支撑构件20内的后端壁面接触并固定于支撑构件20内的后端壁面。固定方法例如可以是粘接、嵌合、铆接、螺固等。

然后，从前方侧将叶片驱动模块A插入上述的支撑构件20内。图4的(b)中，叶片驱动模块A周围的间隙S使得所述插入时的操作性良好。

然后，叶片驱动模块A的叶片支撑构件1的后表面在其上、下、左、右各边侧与台阶部21接触并固定于台阶部21。固定方法例如可以是粘接、嵌合、铆接、螺固等。

另外，根据需要，在支撑构件20的外部或内部设置测定叶片构件2温度的温度传感器(未示出)。该温度传感器用于根据其检测到的温度校正(校准)由受光传感器11拍摄的图像。

下面，详细说明上述构成的叶片驱动模块A以及摄像单元B的特征性的作用效果。

如图4的(b)所示，在摄像单元B拍摄期间，受光传感器11作为发热源而产生的热经由受光传感器11后表面侧的接触面a传递到基板12，进一步，所述热经由基板12后表面侧的接触面b、c传递到支撑构件20的后端壁面。

并且，在支撑构件20中传导的一部分热从支撑构件20的后表面、侧面、前表面等外表面传递释放到外部气体，另一部分热经由支撑构件20内的台阶部21与叶片支撑构件1的后表面之间的接触面d传递到叶片支撑构件1。

另外，在叶片支撑构件1中传导的一部分热在比收容部1b更向前方凸出的位置上从叶片支撑构件1前表面的露出部1c(图3中用双点划线表示的部分)散热到外部气体。

另外，在叶片支撑构件1中传导的另一部分热从叶片支撑构件1前表面的被接触面1b4、1b5(参照图6)传递到散热板4，或者从收容部1b内的开口1a的周围面传递到孔板5。

散热板4的热从该散热板4的前表面散热到外部气体。

另外，孔板5的热散热到开口5a附近的外部气体。

因此，根据上述构成的叶片驱动模块A以及摄像单元B，能够将由受光传感器11产生的热迅速地扩散传递至除了叶片构件2之外的各部分，并且散热到外部气体，此外，能够降低叶片构件2的温度升高。

因此，例如当根据叶片构件2的温度校准由受光传感器11拍摄的图像时，能够提高校准精度。

另外，能够防止由于叶片构件2的热变形而在完全闭合状态的叶片构件2上产生光泄露，或者叶片构件2与散热板4或孔板5等之间的摩擦阻力增大。

此外，例如，即使当叶片驱动模块A用作热成像照相机时，也可以通过上述叶片支撑构件1和散热板4等结构迅速地扩散并散热由来自外部的红外线产生的热。

如图7(a)、(b)所示，所述摄像单元B例如构成摄像装置C、D。

摄像装置C是红外线监视摄像头(夜视摄像头)的一个例子，壳体内具有摄像单元B、位于摄像单元B前方的透镜、对由受光传感器11得到的拍摄图像信号的处理电路以及存储器等。

摄像装置C是数码照相机的一个例子，壳体内具有：摄像单元B、位于摄像单元B前方的透镜、对由受光传感器11获得的拍摄图像信号进行处理的处理电路以及存储器等。

上述的摄像装置C、D由于上述叶片驱动模块A和摄像单元B的结构而温度升高比较小，并且在对拍摄图像进行校正时的精度良好，而且难以发生由叶片构件2的热变形导致的故障或曝光不良等问题。

需要说明的是，根据上述实施方式，在叶片支撑构件1的前侧配置叶片构件2，但作为另一个例子，可前后相反地使用叶片驱动模块A，在叶片支撑构件1的后侧配置叶片构件2。在该另一个例子中个，叶片支撑构件1的后表面(图1(b)的右端面)朝前方设置，用作用于散热的露出面。

另外，根据上述实施方式，叶片构件2构成为通过旋转运动进行开闭操作，但作为另一个例子，叶片构件2也可以构成为通过直线滑动进行开闭操作。

另外，根据上述实施方式，在叶片支撑构件1的外周面和支撑构件20的内表面之间具有间隙S(参照图4的(b))，而作为另一个例子，可以使叶片支撑构件1和支撑构件20接触，以填充该间隙S的一部分或者全部，使得叶片支撑构件1和支撑构件20之间的热传递性良好，使热更容易扩散。

另外，根据上述实施方式，作为摄像装置C、D例示了红外线监视摄像头和数码照相机，但作为摄像装置的另一个例子，可以构成热成像照相机、摄像机、图像测定装置、图像检测装置、接收红外线或可见光的其他装置。

另外，本发明不限于上述实施方式，可以在不改变本发明的主旨的范围内适当地变更。

附图标记说明

1：叶片支撑构件， 1a：开口， 1b：收容部， 1c：露出部

2：叶片构件， 3：致动器， 4：散热板， 5：孔板

10：传感器模块， 11：受光传感器， 20：支撑构件

A：叶片驱动模块， B：摄像单元， C、D：摄像装置

a～d：接触面。

Claims (8)

1.一种叶片驱动模块，其特征在于，

具有：

叶片支撑构件，配置于受光传感器的前方，具有供向受光传感器入射的光通过的开口；

叶片构件，被所述叶片支撑构件支撑为能够自由移动，使所述开口打开或关闭；以及

致动器，驱动所述叶片构件进行打开或关闭，

所述叶片支撑构件在与所述开口的光轴交叉的前后表面中的一个面具有收容所述叶片构件和所述致动器的收容部以及与收容部并排设置的露出部。

2.根据权利要求1所述的叶片驱动模块，其特征在于，

在所述收容部中设置有散热板，该散热板的一个面朝向叶片支撑构件侧并覆盖所述叶片构件和所述致动器，该散热板的另一个面露出于外部，

所述散热板的至少一部分与所述叶片支撑构件接触。

3.根据权利要求1或2所述的叶片驱动模块，其特征在于，

在所述收容部中，在所述叶片构件与所述致动器之间设置有孔板，所述孔板具有与所述叶片支撑构件的所述开口连通的开口，该孔板与所述叶片支撑构件接触。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的叶片驱动模块，其特征在于，

所述收容部形成为内置所述叶片构件的凹状，所述露出部比所述收容部中的所述开口的周围面更向前方凸出。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的叶片驱动模块，其特征在于，

所述叶片支撑构件由金属材料制成。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的叶片驱动模块，其特征在于，

所述叶片构件由耐热性的合成树脂材料或金属材料制成。

7.一种摄像单元，具备权利要求1至6中任一项所述的叶片驱动模块，其特征在于，具备：

支撑构件，具有在前方开口的内部空间；受光传感器，被支撑于所述支撑构件的内部的后侧并与该支撑构件的内表面接触；以及所述叶片支撑构，支撑于所述支撑构件的内部的比所述受光传感器更靠前侧的位置，与该支撑构件的内表面接触。

8.一种摄像装置，具备权利要求7所述的摄像单元，其特征在于，

在所述叶片构件的前方具有透镜。