CN109428508A - 摄像设备 - Google Patents

Abstract

摄像设备。提供包括摄像元件的相机单元和环形的超声波马达，环形的超声波马达包括转子和定子，环形的超声波马达被布置成与俯仰转动轴同轴并且绕着俯仰转动轴在俯仰方向上转动地驱动相机单元。在俯仰转动轴延伸的方向上，超声波马达的转子相对于超声波马达的定子布置在相机单元所在侧。

Description

摄像设备

技术领域

本公开涉及摄像设备。

背景技术

存在如下摄像设备：其能够改变相机单元的平摇角度和俯仰角度以在使用者期望的位置和方向进行图像的摄影。

存在如下摄像设备：其具有一般的俯仰转动功能，该俯仰转动功能利用布置于俯仰转动轴下方的步进马达、通过减速机构转动固定到俯仰转动轴的齿轮来使相机单元俯仰转动。

同样地，存在如下摄像设备：其具有一般的平摇转动功能，该平摇转动功能利用布置于靠近平摇转动轴的步进马达、通过减速机构转动固定到平摇转动轴的齿轮来使相机单元平摇转动(例如参照日本特开2006-41919号公报)。

然而，在上述传统技术的情况下，在使用步进马达的摄像设备中，存在输出相对于对马达的输入低的情况，换言之，存在响应性不好的情况。

因此，本公开提供一种包括具有优异响应性的驱动源的摄像装置。

发明内容

为了克服上述问题，本公开的摄像设备以如下方式构造。换言之，摄像设备包括：相机单元，其包括摄像元件：环形的超声波马达，其包括转子和定子，所述环形的超声波马达被布置成与俯仰转动轴同轴并且驱动所述相机单元绕着所述俯仰转动轴在俯仰方向上转动。在所述摄像设备中，在所述俯仰转动轴延伸的方向上，所述超声波马达的所述转子相对于所述超声波马达的所述定子布置在相机单元所在侧。

从以下参照附图对示例性实施方式的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1是根据本公开的示例性实施方式的摄像设备的外观图。

图2是根据本公开的示例性实施方式的俯仰单元的分解图。

图3是根据本公开的示例性实施方式的相机单元的分解图。

图4是根据本公开的示例性实施方式的摄像设备的截面图。

图5是根据本公开的示例性实施方式的俯仰转动轴周围的截面图。

图6是根据本公开的示例性实施方式的俯仰转动轴的超声波马达周围的分解图。

图7是根据本公开的示例性实施方式的平摇单元的分解图。

图8是根据本公开的示例性实施方式的平摇转动轴周围的截面图。

图9是根据本公开的示例性实施方式的平摇转动轴的超声波马达周围的分解图。

具体实施方式

以下将说明本公开的示例性实施方式。图1示出了根据本公开的示例性实施方式的摄像设备的外观图，图2是俯仰单元的分解图，图3是相机单元的分解图，图4示出了摄像设备的截面图。

摄像设备100包括进行摄影的相机单元200、以及使相机单元200绕着俯仰轴线L2在俯仰方向上转动的俯仰单元300。摄像设备100还包括使相机单元200绕着平摇轴线L3在平摇方向上转动的平摇单元400、以及当摄像设备100安装到顶棚(ceiling)壁面时用作固定部的基部单元500。

相机单元200

如图2所示，相机单元200包括能够在光轴L1方向上进行摄影的相机201、壳体构件202以及相机盖203。相机201包括具体为多个透镜的摄像元件。如图3所示，壳体构件202包括由金属板形成的上壳体202a和由金属板形成的下壳体202b。相机201装配到壳体构件202中并由壳体构件202支撑。相机盖203包括由树脂形成的上盖203a和由树脂形成的下盖203b。相机盖203覆盖相机201的一部分和壳体构件202的一部分。此外，如图2所示，通过将平摇盖331、前盖330、侧盖324和侧盖311装配并固定到后述的底部壳体501来保护相机单元200和俯仰单元300。

俯仰单元300

图5是根据本公开的示例性实施方式的俯仰转动轴周围的截面图，图6是俯仰转动轴的超声波马达周围的部分的分解图。俯仰单元300包括第一转动轴320、第二转动轴301、超声波马达305、转子固定构件302、第一支撑构件323、第二支撑构件310、轴承保持件322以及转动防止构件307。

用作俯仰转动轴的第一转动轴320能够绕着俯仰轴线L2转动。第一转动轴320的一端安装到壳体构件202，而另一端插入轴承321的内部。如图4所示，轴承321装配到轴承保持件322并由轴承保持件322支撑。轴承保持件322装配并固定到第一支撑构件323。如图2所示，轴承保持件322的一部分具有保持轴承321的圆筒形状。

如图2所示，转子固定构件302为圆形，如图4所示，转子固定构件302插入相机盖203的开口并固定到壳体构件202的横向侧。此外，编码器的刻度(scale)312固定到转子固定构件302。

用作俯仰转动轴的第二转动轴301的内部中空，并且与转子固定构件302一起一体地形成。第二转动轴301能够由轴承303支撑绕着俯仰轴线L2转动。轴承303由第一轴承保持构件304、后述的定子固定构件308以及第二轴承保持构件309支撑。

第一轴承保持构件304为圆筒状并固定轴承303的内环303a侧。第二轴承保持构件309为圆筒状并固定轴承303的外环303b侧。此外，轴承303插入设置于定子固定构件308的贯通孔308b的内部并由贯通孔308b支撑。此外，第二轴承保持构件309插入定子固定构件308的贯通孔308b内并由贯通孔308b支撑。

第一支撑构件323布置于相机单元200的未布置超声波马达305的一侧并且固定轴承保持件322。第一支撑构件323固定到平摇基部409。

第二支撑构件310固定到平摇基部409，从而与第一支撑构件323形成为一对。第二支撑构件310布置于超声波马达305的与布置有相机单元200的一侧相反的那侧。第二支撑构件310固定定子固定构件308。

用作连接构件的信号线333使相机201的摄像元件基板和后述的控制基板412彼此连接。信号线333插入超声波马达305和第二转动轴301的内部(内侧空间)。

转动防止构件307防止定子305b绕着俯仰轴线L2相对于定子固定构件308转动和移动。转动防止构件307装配到定子固定构件308上的安装部308a并由安装部308a支撑，并且转动防止构件307布置在设置于安装部308a与超声波马达305之间的间隙中的装配空间334中。转动防止构件307包括大致等间隔地在第二转动轴301的径向上延伸的突起部307a。突起部307a插入定子305b的梳齿部305c的间隙。利用以上，防止定子305b绕着俯仰轴线L2相对于定子固定构件308转动和移动。

编码器检测相机单元200的在俯仰方向上的旋转角度。编码器的刻度312以与转动轴301同轴的方式固定于转子固定构件302。编码器的传感器313以与转子固定构件302上的刻度312对应的方式布置于定子固定构件308。通过读取传感器313的值，能够获得转子305a的相对于定子305b的转动和移动量，并且能够检测相机单元200的俯仰角度。

超声波马达305是使相机单元200在俯仰方向上转动的驱动源，并且超声波马达305被形成为环形构件。如图6所示，超声波马达305包括环状定子305b和环状转子305a，环状定子305b包括用于驱动的信号线332，环状转子305a相对于定子305b被转动驱动。超声波马达305与第二转动轴301同轴并且布置于定子固定构件308的外周面。详细地，转子305a布置于相机单元侧，定子305b布置于第二支撑构件侧。此外，转子305a以与转动轴301同轴的方式安装于转子固定构件302。

定子305b与转动轴301同轴地布置，定子305b与转子305a接触，并且定子305b利用信号线332连接到后述的控制基板412。施力构件306以朝向转子305a对定子305b施力的方式装配于定子固定构件308并由定子固定构件308支撑。换言之，超声波马达305和施力构件306保持在转子固定构件302与定子固定构件308之间。这样，施力构件306对定子305b施加了足够的施力以使转子305a转动。利用这种施力，当定子305b被驱动时，转子305a绕着俯仰轴线L2转动。

以下将说明利用超声波马达305驱动相机单元200。当通过用于驱动的信号线332输入信号时，定子305b振动。转子305a利用从定子305b传递的振动在俯仰方向上转动。此外，因为转子305a固定到转子固定构件302，所以当转子305a转动时，转子固定构件302也绕着第二转动轴301转动。换言之，第二转动轴301利用转子305a的转动在俯仰方向上转动。此外，因为壳体构件202固定到转子固定构件302，所以当转子固定构件302转动时，相机单元200也转动。

如上所述，通过使用超声波马达305，相比于使用步进马达的摄像设备，能够提供具有更好响应性的摄像设备。此外，超声波马达305的转子布置于相对于超声波马达305的定子的相机单元200侧是紧凑有效的配置。更具体地，如果转子和定子布置于与本示例性实施方式的位置相反的位置处，则与支撑定子的支撑构件不同，将会需要保持转子的分离构件。因此，能够认为本示例性实施方式的配置是紧凑有效的配置。

此外，步进马达需要减速机构，而当使用超声波马达时将不需要具有复杂齿轮构造的减速机构。此外，当使用步进马达时，减速机构与俯仰转动轴同轴地设置，并且马达布置于减速机构下方。然而，在本实施方式中，超声波马达305与第二转动轴301同轴地布置；因此，不需要将马达布置于第二转动轴301下方，这使得尺寸减小。此外，通过将由相机201拍摄的图像的信号传递到控制基板412的信号线333布置于超声波马达305和转动轴301的内部，不需要将信号线设置于相机单元200的与超声波马达305相反的一侧。

通过将转子固定构件302和第二转动轴301形成为一体形成的部件，能够减少部件的数量。通过将轴承303、轴承保持构件309、轴承保持构件304、转动轴301、信号线333布置于超声波马达305和定子固定构件308的贯通孔308b的内部，能够减小空间。具体地，能够减小用于轴承和保持轴承的构件的空间，该空间是传统上需要的除了用于布置超声波马达的空间之外的空间。因此，能够减小摄像设备的主体的尺寸。

基部单元500

如图4所示，基部单元500包括底部壳体501、底部金属板502和电源板503。

底部壳体501通过底部金属板502安装于顶棚或墙壁。后述的平摇单元400布置在底部壳体501的内部。底部金属板502是固定到顶棚或墙壁的构件。电源板503是用于供电的基板，并且通过信号线414对控制基板412供电。信号线414插入后述的平摇转动轴401的内部(内侧空间)。电源板503安装到底部金属板502。

平摇单元400

图7是根据本公开的示例性实施方式的摄像设备的平摇单元的分解图，图8是平摇转动轴周围的截面图，图9是平摇转动轴的超声波马达的分解图。平摇单元400包括平摇转动轴401、平摇基部409、基部构件413以及超声波马达406。

平摇基部409是在中心处包括贯通孔409b的大致圆形构件并且在平摇转动期间转动。第一支撑构件323和第二支撑构件310固定到平摇基部409。此外，控制基板412固定到平摇基部409。相机201、超声波马达305、后述的超声波马达406以及电源板503利用信号线连接到控制基板412。基部构件413是在中心处具有贯通孔413a的圆形构件。基部构件413固定到底部壳体501。

平摇转动轴401内部中空并且能够绕着平摇轴线L3转动。在平摇转动轴401的端部处设置有与掉落防止构件405接合的螺纹部401a。此外，防止轴承402和403在平摇轴线L3方向上移动的轴承保持构件404插在平摇转动轴401上。轴承保持构件404包括三个突起部404a。三个突起部404a通过被布置成与平摇基部409的三个突起部409d对应而固定到平摇基部409。掉落防止构件405螺合并固定到平摇转动轴401的螺纹部401a以防止轴承保持构件404从平摇转动轴401掉落。利用以上，轴承保持构件404装配并固定到转动轴401，使得平摇转动轴401能够绕着平摇轴线L3转动。

转动防止构件408是防止振子406b相对于平摇基部409转动的构件。如图9所示，转动防止构件408装配到平摇基部409上的安装部409a并由安装部409a支撑，并且转动防止构件408布置在设置于安装部409a与超声波马达406之间的间隙中的装配空间416中。转动防止构件408包括大致等间隔地在平摇轴线L3的径向上延伸的突起部408a。突起部408a插入振子406b的梳齿部406c的间隙。利用以上，防止振子406b绕着平摇轴线L3相对于平摇基部409转动。

编码器检测相机单元200的在平摇方向上的旋转角度。编码器的刻度410以与转动轴401同轴的方式固定于基部构件413。编码器的传感器411以与基部构件413上的刻度410对应的方式布置于平摇基部409。通过读取传感器411的值，能够获得平摇基部409的相对于基部构件413的转动和移动量，并且能够检测相机单元200的平摇角度。

超声波马达406是使相机单元200在平摇方向上转动的驱动源，并且超声波马达406形成为环形构件。超声波马达406包括环状振子406b以及环状滑动构件406a，环状振子406b包括用于驱动的信号线415(参照图4)。此外，超声波马达406与平摇转动轴401同轴并且布置于基部构件413的贯通孔413a周围。详细地，环状振子406b布置于平摇基部409侧，滑动构件406a布置于基部构件413侧。

此外，滑动构件406a与平摇转动轴401同轴并且固定于基部构件413。振子406b与平摇转动轴401同轴并且布置成与滑动构件406a接触。振子406b利用信号线415连接到控制基板412。施力构件407以朝向滑动构件406a对振子406b施力的方式装配于平摇基部409并由平摇基部409支撑。换言之，超声波马达406和施力构件407保持在基部构件413与平摇基部409之间。这样，施力构件407对振子406b和滑动构件406a施加了足够的施力以使其相对地转动。利用这种施力，通过振动，振子406b绕着平摇转动轴相对于滑动构件406a转动。

以下将说明利用超声波马达406驱动相机单元200。当通过用于驱动的信号线415输入信号时，振子406b振动。利用以上，振子406b在平摇方向上相对于滑动构件406a转动。此外，因为振子406b与后述的振动防止构件408固定从而不相对于平摇基部409转动，所以当振子406b振动时，平摇基部409还绕着平摇转动轴401转动。换言之，利用振子406b的振动使平摇转动轴401在平摇方向上转动。此外，因为第一支撑构件323和第二支撑构件310固定到平摇基部409，所以当平摇基部409转动时相机单元200也转动。

如上所述，通过使用超声波马达406，相比于使用步进马达的摄像设备，能够提供具有更好响应性的摄像设备。此外，因为控制基板412和振子406b布置于平摇基部409，所以即使当相机单元200在平摇方向上转动时，使基板412和振子406b彼此连接的信号线415也不会扭曲。此外，步进马达需要减速机构，而当使用超声波马达时将不需要具有复杂齿轮构造的减速机构。此外，当使用步进马达时，减速机构与平摇转动轴同轴地设置，并且马达与减速机构相邻布置。然而，在本实施方式中，超声波马达406与平摇转动轴401同轴地布置；因此，不需要将马达与平摇转动轴401相邻布置。因此，能够使用未占用的空间布置其它部件。

因为信号线414、转动轴401、轴承402、轴承403、轴承保持构件404以及掉落防止构件405布置于超声波马达406的内部和基部构件413的贯通孔413a中，所以能够减小空间。特别地，能够减小用于轴承和保持轴承的构件的空间，该空间是传统上需要的除了用于布置超声波马达的空间之外的空间。因此，能够减小摄像设备的主体的尺寸。

其它示例性实施方式

以上已经说明了本公开的优选示例性实施方式；然而，本公开不限于以上具体示例性实施方式，还可以包括不脱离本公开的主旨和范围的各种模式。可以适当组合以上说明的示例性实施方式的部分。

例如，转子固定构件302和转动轴301可以是分离的部件。只要在超声波马达305的转子305a与定子305b之间以及在超声波马达406的滑动构件406a与振子406b之间创建转动驱动时施加适当施力，施力构件306和407就可以是诸如波状垫圈或橡胶等的弹性构件。

连接相机201和控制基板412的信号线333以及连接控制基板412和电源板503的信号线414可以是柔性印刷配线板、细线同轴电缆或滑环。将转动防止构件307和408分别固定到定子固定构件308和平摇基部409的构件可以是卡合结构或螺钉。

虽然已经参照示例性实施方式说明了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施方式。权利要求书的范围应符合最宽泛的解释，以包含所有这样的变形、等同结构和功能。

本申请要求2017年8月31日提交的日本特愿2017-167757号的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

Claims (11)

1.一种摄像设备，其包括：

相机单元，其包括摄像元件，

其特征在于，所述摄像设备还包括：

环形的超声波马达，其包括转子和定子，所述环形的超声波马达被布置成与俯仰转动轴同轴并且驱动所述相机单元绕着所述俯仰转动轴在俯仰方向上转动，

其中，在所述俯仰转动轴延伸的方向上，所述超声波马达的所述转子相对于所述超声波马达的所述定子布置在相机单元所在侧。

2.根据权利要求1所述的摄像设备，所述摄像设备还包括：

转子固定构件，其固定所述转子；和

定子固定构件，其固定所述定子，

其中，所述超声波马达保持在所述转子固定构件和所述定子固定构件之间。

3.根据权利要求2所述的摄像设备，所述摄像设备还包括：

壳体构件，其保持所述摄像元件，

其中，所述转子固定构件由所述壳体构件的横向侧面支撑。

4.根据权利要求2所述的摄像设备，其中，

所述转子固定构件与所述俯仰转动轴一体地形成。

5.根据权利要求1所述的摄像设备，所述摄像设备还包括：

连接构件，其使控制基板和所述摄像元件的摄像元件基板彼此连接，所述连接构件布置在所述超声波马达的内侧空间中。

6.根据权利要求5所述的摄像设备，其中，

所述俯仰转动轴的内部中空，并且

所述连接构件布置在所述俯仰转动轴的内侧空间中。

7.根据权利要求1所述的摄像设备，所述摄像设备还包括：

轴承，其以使所述俯仰转动轴能够转动的方式支撑所述俯仰转动轴，

其中，所述轴承布置在所述超声波马达的内侧空间中。

8.根据权利要求7所述的摄像设备，还包括：

定子固定构件，用于固定定子，

轴承，其以使所述俯仰转动轴能够转动的方式支撑所述俯仰转动轴，

其中，所述轴承布置在所述超声波马达的内侧空间中

其中，所述定子固定构件包括贯通孔，所述轴承和所述俯仰转动轴被布置在所述贯通孔内。

9.根据权利要求7所述的摄像设备，还包括：

定子固定构件，用于固定定子，

轴承，其以使所述俯仰转动轴能够转动的方式支撑所述俯仰转动轴，

其中，所述轴承布置在所述超声波马达的内侧空间中

其中，保持所述轴承的保持构件布置在所述定子固定构件的贯通孔内。

10.根据权利要求2所述的摄像设备，所述摄像设备还包括：

编码器，其检测所述相机单元在所述俯仰方向上的旋转角度，

其中，所述编码器的刻度布置于所述转子固定构件，所述编码器的传感器布置于所述定子固定构件。

11.根据权利要求2所述的摄像设备，所述摄像设备还包括：

转动防止构件，其防止所述超声波马达的所述定子相对于所述定子固定构件转动和移动，

其中，所述转动防止构件布置在所述超声波马达和所述定子固定构件之间。