CN109932803B - 摄像装置和具有摄像装置的监视照相机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种摄像装置和具有摄像装置的监视照相机。根据本发明的一个实施例的摄像装置具有：第二组镜筒，其具有第二组透镜并在摄像光学系统的光轴(A)方向上能移动；第一致动器，其经由致动器结合部与第二组镜筒接合，以在光轴(A)方向上移动第二组镜筒；凸轮筒，其绕平行于光轴(A)的旋转轴(B)能旋转；第一凸轮从动件，其配设在第二组镜筒上并与凸轮筒的第二组凸轮槽接合；第二凸轮从动件，其以经由第二组齿条构件而能相对移动的方式被结合并与第二组凸轮槽接合；以及齿条弹簧，其将第二凸轮从动件致动到凸轮筒并朝向第一致动器致动致动器结合部。

Description

摄像装置和具有摄像装置的监视照相机

技术领域

本发明涉及一种摄像装置和具有该摄像装置的监视照相机。

背景技术

一些摄像装置被构造为通过如下进行变焦：通过线性致动器在光轴方向上线性移动透镜保持框架以通过使用附接到透镜保持框架的凸轮从动件来旋转凸轮筒，并且经由凸轮筒在光轴方向上线性地移动另一个透镜保持框架。在具有这种构造的摄像装置中，需要减小凸轮从动件相对于凸轮筒的间隙(backlash)，并减小透镜保持框架相对于线性致动器的间隙。

日本专利第5677039号公开了一种构造，在该构造中，凸轮从动件通过致动构件压靠在一个凸轮槽的一个面上，并且附接到该致动构件的凸轮从动件压靠在这一个凸轮槽的另一个面上，以减少透镜保持框架相对于凸轮筒的间隙。日本专利第2725491号公开了一种构造，在该构造中，透镜保持框架上的凹部和突起通过致动构件与线性致动器的安装部的突起和凹部接合，以去除透镜保持框架相对于线性致动器的间隙。

然而，如果组合日本专利第5677039号和日本专利第2725491号中公开的构造，以减小凸轮从动件相对于凸轮筒的间隙以及透镜保持框架相对于线性致动器的间隙，则这样的组合将导致多个致动构件位于不同位置的构造。因此，需要更多的部件。此外，发生因不必要的力而引起的摩擦损失，而对致动器施加负荷。鉴于上述情况，本发明要解决的问题是提供一种能够减少部件数量并减小施加到致动器的负荷的摄像装置。

发明内容

为了实现上述目的，本发明提供了一种具有摄像光学系统的摄像装置，该摄像光学系统具有光学构件，并且，所述摄像装置包括：光学构件保持构件，其保持光学构件并且在摄像光学系统的光轴方向上能移动；结合部，其以相对于光学构件保持构件能相对移动的方式结合到光学构件保持构件；驱动部，其经由结合部而使光学构件保持构件在光轴方向上移动；凸轮筒，其绕平行于光轴的轴线能旋转；第一凸轮从动件，其配设在光学构件保持构件上并与配设在凸轮筒上的凸轮槽接合；第二凸轮从动件，其附接到结合部并与配设在凸轮筒上的凸轮槽接合；以及致动构件，其将第二凸轮从动件致动到凸轮筒的凸轮槽的内周面，并朝向驱动部致动结合部。

根据下面参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得显而易见。

附图说明

图1是示意性地示出摄像装置的构造示例的立体分解图。

图2是示意性地示出摄像装置的构造示例的外部立体图。

图3是示意性地示出摄像装置的构造示例的截面图。

图4是示意性地示出滤光器单元的构造示例的立体分解图。

图5是示意性地示出凸轮槽的构造示例的展开图。

图6是示意性地示出摄像装置的构造示例的截面图。

图7是示意性地示出第二组镜筒和第二组齿条构件的构造示例的图。

图8是示意性地示出第二组镜筒和第二组齿条构件的构造示例的透视图。

图9A、图9B、图9C、图9D、图9E和图9F是示意性地示出第二组镜筒和第二组齿条构件的构造示例的图。

图10是示意性地示出第二组镜筒和第二组齿条构件的构造示例的立体图。

图11A、图11B、图11C、图11D、图11E和图11F是示意性地示出第二组镜筒和第二组齿条构件的构造示例的图。

图12是示意性地示出监视照相机的构造示例的截面图。

具体实施方式

下面将参照附图详细描述本发明的各个实施例。摄像装置的三维方向上的各个方向由各个图中的X方向、Y方向和Z方向表示。X方向是摄像装置的摄像光学系统的光轴方向。Y方向和Z方向垂直于摄像装置的摄像光学系统并且彼此正交。

摄像装置

第一实施例

图1是示意性地示出根据第一实施例的摄像装置1的构造示例的立体分解图。图2是示意性地示出根据第一实施例的摄像装置1的构造示例的外部立体视图。图3是示意性地示出根据第一实施例的摄像装置1的构造示例的截面图。如图1至图3所示，根据本发明实施例的摄像装置1具有摄像光学系统。此外，摄像装置1具有固定镜筒101和后镜筒102，固定镜筒101和后镜筒102具有作为壳体的功能。布置在摄像装置1的前侧(面向物体的一侧)的固定镜筒101和布置在后侧(与面向物体的一侧相对的一侧)的后镜筒102通过螺钉等彼此固定。

摄像装置1的摄像光学系统具有第一组透镜L1、第二组透镜L2、第三组透镜L3、第四组透镜L4和第五组透镜L5。此外，各组的这些透镜从面向物体的一侧以上述顺序排列。第一组透镜L1以在光轴A的方向上不移动的方式被固定。第二组透镜L2、第三组透镜L3和第四组透镜L4是与变焦操作(变焦)相关的变焦透镜，并且当在摄像光学系统的光轴A方向上移动时进行变焦。第五组透镜L5是与聚焦操作(聚焦)相关的聚焦透镜，并且当在摄像光学系统的光轴A方向上移动时进行聚焦操作(聚焦)。

另外，摄像装置1的摄像光学系统具有滤光器单元60、光圈单元36和图像拾取装置L7。滤光器单元60在摄像光学系统的光路上具有能移除的滤光器L6，并透射或遮挡特定波长范围的光束。光圈单元36通过驱动光圈叶片来改变光圈直径，并调节通过摄像光学系统(进入图像拾取装置L7)的光量。诸如CCD传感器、CMOS传感器等的光电转换装置可以应用于图像拾取装置L7。

第一组透镜L1被保持在第一组镜筒10中。第一组镜筒10是保持第一组透镜L1并固定到具有摄像装置1的壳体的功能的固定镜筒101的构件。

作为光学构件的示例的第二组透镜L2被保持在第二组镜筒20a中，该第二组镜筒20a是光学构件保持构件的示例。作为光学构件保持构件的示例的第二组镜筒20a是对作为光学构件的示例的第二组透镜L2的第二引导杆进行保持并且以在光轴A方向上能移动的方式被布置的构件。在本实施例中，第二组镜筒20a以在光轴A方向上能移动的方式被引导(支撑)，并且旋转受到作为引导构件的示例的第一引导杆21和第二引导杆22的限制。

第一引导杆21和第二引导杆22是彼此平行并在光轴A方向上延伸的杆状构件。第二组镜筒20a配设有套筒部和在光轴A方向上观察时基本上为U形的接合槽。然后将第一引导杆21插入套筒部。由此，第二组镜筒20a以在光轴A方向上能移动的方式被第一引导杆21引导(支撑)，并且第二引导杆22与接合槽接合(互锁)。由此，绕第二组镜筒20a的第一引导杆21的旋转受到限制。

此外，第一凸轮从动件231附接到第二组镜筒20a，并且，第二凸轮从动件232经由第二组齿条构件24a结合，该第二组齿条构件24a是结合部的示例。第一凸轮从动件231能旋转，并且第一凸轮从动件231的旋转中心线261垂直于光轴A。作为结合部的示例的第二组齿条构件24a是支撑第二凸轮从动件232并将作为驱动部的示例的第一致动器111的驱动力传递到第二组镜筒20a的构件。

此外，第二组齿条构件24a是以使第二凸轮从动件232能旋转的方式对第二凸轮从动件232进行支撑的构件。第二组齿条构件24a以能相对位移的方式结合到第二组镜筒20a，特别地，第二组齿条构件24a能够在接近第一致动器111的方向(+Z方向)上或与第一致动器111分离的方向(-Z方向)上以及在凸轮筒80的圆周方向(圆的切线方向)上相对于第二组镜筒20a移动。第二凸轮从动件232以能旋转的方式附接到第二组齿条构件24a。第二凸轮从动件232的旋转中心线262垂直于光轴A。此外，第一凸轮从动件231和第二凸轮从动件232中的各个均与稍后描述的配设在凸轮筒80中的第二组凸轮槽82(即，同一凸轮槽)接合(互锁)。注意，稍后将描述第一凸轮从动件231、第二组齿条构件24a和第二凸轮从动件232的构造。

另外，用于检测第二组镜筒20a在光轴A方向上的位置的第二组位置检测标尺25固定到第二组镜筒20a。此外，可以检测第二组位置检测标尺25的第二组位置传感器113固定到固定镜筒101。可以通过使用第二组位置传感器113检测第二组位置检测标尺25来检测第二组镜筒20a在光轴A方向上的位置。在第二组位置检测标尺25上，例如，平行于光轴A方向配设周期性的明暗图案。此外，具有发光部和光接收部的光学传感器可以应用于第二组位置传感器113。此外，第二组位置传感器113检测由附接到第二组镜筒20a的第二组位置检测标尺25的明暗图案反射的光以转换成电信号，从而可以检测第二组镜筒20a在光轴A方向上的位置。

第三组透镜L3被保持在第三组镜筒30中。第三组镜筒30是保持第三组透镜L3并且以在光轴A方向上能移动的方式被布置的构件。第三组镜筒30以在光轴A方向上能移动的方式被引导(支撑)，并且旋转受到彼此平行且在光轴A方向上延伸的杆状的第三引导杆31和第二引导杆22的限制。

具体地，第三组镜筒30配设有套筒部和在光轴A方向上观察时基本上为U形的接合槽。此外，第三引导杆31穿过套筒部插入，从而第三组镜筒30以在光轴A方向上能移动的方式被支撑(引导)。此外，由于第二引导杆22与接合槽接合(互锁)，因此绕第三组镜筒30的第三引导杆31的旋转受到限制。此外，第三组凸轮从动件33附接到第三组镜筒30。第三组凸轮从动件33绕与摄像光学系统的光轴A垂直的方向上的轴线能旋转，并与稍后描述的凸轮筒80的第三组凸轮槽83接合。

光圈单元36固定到第三组镜筒30。光圈单元36通过驱动光圈叶片改变光圈直径并调节通过摄像光学系统的光路的光量(进入图像拾取装置L7的光量)。注意，光圈单元36的构造不受特别限制，并且可以应用各种已知构造。

第四组透镜L4被保持在第四组镜筒40中并且与第四组镜筒40一起在光轴A方向上移动。第四组镜筒40是保持第四组透镜L4并且以在光轴A方向上能移动的方式被引导(支撑)的构件，并且旋转受到第四引导杆41和第二引导杆22的限制。

具体地，第四组镜筒40配设有套筒部，并且该套筒部与在光轴A方向上延伸的第四引导杆41接合。以这种方式，第四组镜筒40以通过使用第四引导杆41而在光轴A方向上能移动的方式被引导(支撑)。此外，第四组镜筒40配设有在光轴A方向上观察时基本上为U形的接合槽，并且该接合槽与第二引导杆22接合(互锁)。因此，限制了绕第四组镜筒40的第四引导杆41的旋转。此外，第四组凸轮从动件43以能旋转的方式附接到第四组镜筒40。第四组凸轮从动件43与稍后描述的凸轮筒80的第四组凸轮槽84接合(互锁)。

第五组透镜L5被保持在第五组镜筒50中，并且与第五组镜筒50一起在光轴A方向上移动。第五组镜筒50是保持第五组透镜L5并且以在光轴A方向上能移动的方式被引导(支撑)的构件，并且旋转受到在光轴A方向上延伸的第五引导杆51和第六引导杆52的限制。

例如，第五组镜筒50配设有套筒部和在光轴A方向上观察时基本上为U形的接合槽。此外，第五引导杆51穿过套筒部插入，并且第五组镜筒50以通过第五引导杆51而在光轴A方向上能移动的方式被引导(支撑)。此外，第六引导杆52与接合槽接合(互锁)，并且绕第五组镜筒50的第五引导杆51的旋转受到限制。第五组齿条构件54附接到第五组镜筒50。第五组齿条构件54是接收作为第五组镜筒50的驱动力源的第五组步进电机115的驱动力的构件。

第五组步进电机115是使第五组镜筒50在光轴A方向上移动的驱动力源。第五组步进电机115固定到固定镜筒101并与第五组齿条构件54接合。当第五组步进电机115在光轴A方向上产生驱动力时，第五组镜筒50经由第五组齿条构件54在光轴A方向上(前后)移动，并且可以进行聚焦操作。

图4是示意性地示出滤光器单元60的构造示例的立体分解图。滤光器单元60在摄像光学系统的光路上具有能移除的滤光器L6，并且在该光路上具有插入和移除滤光器L6的滤光器驱动机构。例如，IR截止滤光器64和带通滤波器66应用于滤光器L6。

IR截止滤波器64是具有用于切割红外线的光学特性的滤波器。带通滤波器66是具有用于使特定波长范围的光束透过的光学特性的滤波器。这些滤光器L6(64,66)分别被滤光器保持框架65和67保持。滤光器保持框架65和67是以使滤光器L6能移动的方式来保持滤光器L6的构件。滤光器保持框架65和67被滤光器单元框架61和盖构件68保持，并且在与摄像光学系统的光轴A垂直的方向上能移动(在与光轴A垂直的平面上能移动)，使得滤光器L6可以插入光路中并从光路中移除。

滤光器驱动机构具有滤光器插入移除电机116和117。滤光器插入移除电机116和117是用于将滤光器L6(64,66)与滤光器保持框架65和67一起插入和移除的驱动源，并且固定到滤光器插入移除电机保持构件107。滤光器插入移除电机保持构件107是支撑滤光器插入移除电机116和117并且固定到固定镜筒101的构件。

滤光器插入移除电机116和117的旋转输出轴上分别配设有接合臂119，各个接合臂119均在与摄像光学系统的光轴A垂直的平面上能旋转。接合臂119分别与配设在滤光器保持框架65和67中的接合孔651和671接合。当这些接合臂119通过滤光器插入移除电机116和117的旋转动力而旋转时，滤光器L6(64,66)分别与滤光器保持框架65和67一起插入光路中并从光路中移除。

当IR截止滤波器64插入光路中时，从进入图像拾取装置L7的光截掉红外光，从而获得适合生成典型彩色图像的光束。当带通滤波器66插入光路中时，例如，仅诸如近红外光等的特定波长范围的光束进入图像拾取装置L7，从而获得了适合生成具有更高的对比度的图像的光束。当从光路移除IR截止滤波器64和带通滤波器66时，包括红外线的光束进入图像拾取装置L7，从而可以获得更大量的光，使得即使在诸如夜间等的低亮度下也可以拍摄图像。

此外，滤光器单元框架61以在摄像光学系统的光轴A方向上能移动的方式被引导(支撑)，并且旋转受到第五引导杆51和第六引导杆52的限制。具体地，滤光器单元框架61配设有套筒部和在光轴A方向上观察时基本上为U形的接合槽。然后，第六引导杆52穿过套筒部插入，从而滤光器单元框架61以在光轴A方向上能移动的方式被引导(支撑)。由于第五引导杆51与接合槽接合(互锁)，因此绕第六引导杆52的旋转受到限制。

此外，滤光器凸轮从动件63附接到滤光器单元框架61。滤光器凸轮从动件63与稍后描述的凸轮筒80的滤光器凸轮槽86接合(互锁)。注意，滤光器凸轮从动件63绕与光轴A垂直的方向上的轴线能旋转。

回到图1至图3，图像拾取装置L7检测入射光并生成电信号(摄像信号)。图像拾取装置L7固定在传感器基板76上，并且传感器基板76被保持在图像拾取装置保持框架70中。图像拾取装置保持框架70是将图像拾取装置L7与传感器基板76一起保持且以在光轴A方向上能移动的方式被引导(支撑)的构件，并且旋转受到在光轴A方向上延伸的第七引导杆71和第八引导杆72的限制。

具体地，图像拾取装置保持框架70配设有套筒部并且以通过第七引导杆71而在光轴A方向上能移动的方式被引导(支撑)。此外，图像拾取装置保持框架70配设有在光轴A方向上观察时基本上为U形的接合槽，并且第八引导杆72与接合槽接合(互锁)。由此，绕图像拾取装置保持框架70的第七引导杆71的旋转受到限制。另外，图像拾取装置齿条构件74以在与光轴A方向垂直的平面上能旋转的方式附接到图像拾取装置保持框架70。

另外，检测图像拾取装置L7(图像拾取装置保持框架70)在光轴A方向上的位置的图像拾取装置位置检测标尺75固定到图像拾取装置保持框架70。此外，检测图像拾取装置保持框架70在光轴A方向上的位置的图像拾取装置位置传感器114固定到后镜筒102。可以通过使用图像拾取装置位置传感器114检测图像拾取装置位置检测标尺75来检测图像拾取装置L7在光轴A方向上的位置。注意，与用于检测第二组镜筒20a在光轴A方向上的位置的第二组位置检测标尺25和第二组位置传感器113的构造相同的构造可以应用于图像拾取装置位置传感器114和图像拾取装置位置检测标尺75的构造。

第一引导杆21、第二引导杆22、第五引导杆51、第六引导杆52、第七引导杆71和第八引导杆72中的各个均被保持在固定镜筒101与后镜筒102之间。此外，摄像装置1具有保持第三引导杆31和第四引导杆41的引导杆保持构件103。引导杆保持构件103固定到固定镜筒101，并且第三引导杆31和第四引导杆41被保持在固定镜筒101与引导杆保持构件103之间。注意，第一引导杆至第八引导杆21,22,31,41,51,52,71和72中的各个均是在摄像光学系统的光轴A方向上延伸的杆状构件。

凸轮筒80是绕平行于光轴A的旋转轴线B(旋转中心线)能旋转的构件。凸轮筒80经由凸轮筒致动构件81以能旋转的方式被保持在固定镜筒101与后镜筒102之间。此外，凸轮筒80通过凸轮筒致动构件81在光轴A方向的一个方向(例如，+X方向)上被致动。

图5是示出配设在凸轮筒80上的凸轮槽的示例性构造的展开图。如图5所示，凸轮筒80配设有第二组凸轮槽82、第三组凸轮槽83、第四组凸轮槽84和滤光器凸轮槽86。第一凸轮从动件231和第二凸轮从动件232与第二组凸轮槽82接合。第三组凸轮从动件33与第三组凸轮槽83接合。第四组凸轮从动件43与第四组凸轮槽84接合。滤光器凸轮从动件63与滤光器凸轮槽86接合。

第一致动器111是使第二组镜筒20a、第三组镜筒30、第四组镜筒40和滤光器单元60在光轴A方向上移动的驱动力源。例如，振动型线性致动器应用于第一致动器111。此外，第一致动器111固定到固定镜筒101并与第二组齿条构件24a接合。当第一致动器111在光轴A方向上产生驱动力时，第二组镜筒20a经由第二组齿条构件24a在光轴A方向上(前后)移动。当第二组镜筒20a在光轴A方向上移动时，与第一凸轮从动件231和第二凸轮从动件232接合的凸轮筒80绕其旋转轴线B(与光轴A平行的轴线)旋转。

当凸轮筒80旋转时，第三组镜筒30、第四组镜筒40和滤光器单元60经由与第三组凸轮槽83接合的第三组凸轮从动件33、与第四组凸轮槽84接合的第四组凸轮从动件43和与滤光器凸轮槽86接合的滤光器凸轮从动件63在光轴A方向上(前后)移动。在这种方式中，第二组镜筒20a、第三组镜筒30、第四组镜筒40和滤光器单元60可以通过第一致动器111的驱动力在摄像光学系统的光轴A方向上移动。

第二致动器112是使图像拾取装置保持框架70在光轴A方向上移动的驱动力源。例如，振动型线性致动器可以以与第一致动器111相同的方式应用于第二致动器112。第二致动器112固定到后镜筒102并与图像拾取装置齿条构件74接合。当第二致动器112在光轴A方向上产生驱动力时，图像拾取装置保持框架70经由图像拾取装置齿条构件74在光轴A方向上前后移动。在这种方式中，图像拾取装置L7可以通过第二致动器112的驱动力与图像拾取装置保持框架70一起在摄像光学系统的光轴A方向上移动。

通过以这种方式驱动第一致动器111和第二致动器112，第二组镜筒20a、第三组镜筒30、第四组镜筒40、滤光器单元60和图像拾取装置保持框架70可以在光轴A方向上(前后)移动。由此，可以进行变焦和聚焦。

注意，第一致动器111和第二致动器112的构造不受特别限制。对于第一致动器111和第二致动器112，可以如上所述应用振动型线性致动器。例如，振动型线性致动器由滑块和振动器(未示出)形成，当频率信号经由柔性印刷板(未示出)输入到振动器时，在振动器中发生近似椭圆运动，并且这使得在抵靠滑块的压力接触面上能够发生驱动力。

透镜基板105是固定到固定镜筒101的电路板。透镜基板105经由电布线104在图像拾取装置L7中输入电信号和从图像拾取装置L7输出电信号。此外，透镜基板105经由柔性印刷板(未示出)向诸如第一致动器111、第二致动器112、第五组步进电机115、滤光器插入移除电机116和117等的各个致动器，或者，诸如第二组位置传感器113、图像拾取装置位置传感器114等的各个传感器发送信号或从其接收电信号。

电布线104的一端连接到传感器基板76，另一端连接到透镜基板105。电布线104优选地被构造为容易变形，使得当图像拾取装置保持框架70在光轴A方向上移动时，没有过大的负荷施加到第二致动器112(振动型线性致动器)。在本实施例中，电布线104具有弯曲成U形并且具有使得不会对第二致动器112施加过大的负荷的曲率的形状。然而，电布线104的具体构造不受特别限制。

导热构件106是将传感器基板76中产生的热传导至散热器(未示出)并且布置成抑制图像拾取装置L7等的温度升高的构件。例如，将具有高导热性的诸如石墨片等的柔性片构件施加到导热构件106。此外，导热构件106的一端固定(连接)到传感器基板76，另一端固定(连接)到散热器(未示出)。注意，导热构件106被构造成在轴线方向上容易变形，以当第二致动器112使图像拾取装置保持框架70在光轴A方向上移动时不会增加施加到第二致动器112的负荷(移动所需的推力)。例如，如图1或图3中所示，可以应用波纹管结构，以便于在光轴A方向上的伸缩。

现在将参照图6描述各个构件的布置。图6是示出当从正面观察时沿着与摄像光学系统的光轴A垂直的平面截取的摄像装置1的截面图。凸轮筒80布置在相对于摄像光学系统的光轴A在+Y方向侧偏移的位置(分离位置)处。第一致动器111和第二致动器112布置在相对于摄像光学系统的光轴A在+Z方向侧偏移的位置(分离位置)处。

例如，第一致动器111布置在固定镜筒101的+Z方向侧的侧面上，并且，第二致动器112布置在后镜筒102的+Z方向侧的侧面上。第五组步进电机115布置在相对于摄像光学系统的光轴A在-Z方向侧偏移的位置(分离位置)处。电布线104布置在相对于摄像光学系统的光轴A在-Y方向侧偏移的位置(分离位置)处，并且可以在大致平行于X-Z平面的平面上弯曲。此外，第二组齿条构件24a布置在相对于摄像光学系统的光轴A和凸轮筒80的旋转轴B在+Z方向侧偏移的位置(分离位置)处。即，第二组齿条构件24a在Z方向上布置在凸轮筒80与第一致动器111之间。

接下来，将描述第二组镜筒20a和第二组齿条构件24a的构造示例。图7是在光轴A方向上观察的示意图，该示意图示意性地示出了第二组镜筒20a和第二组齿条构件24a的构造示例。图8是示意性地示出第二组镜筒20a和第二组齿条构件24a的构造示例的立体图。图9A至图9F是示意性地示出第二组镜筒20a的一部分、第二组齿条构件24a及其周边的构造示例的图。具体而言，图9A是从-X侧观察的图，图9B是从+X侧观察的图，图9C是从+Y侧观察的图，图9D是从-Z侧观察的图，图9E是从+Z侧观察的图，图9F是从+Z侧观察的截面图。此外，图7至图9F中的箭头L和箭头N中的各个都表示由齿条弹簧27a施加的第二组齿条构件24a的致动力的方向。

如图7所示，第一凸轮从动件231的旋转中心线261和第二凸轮从动件232的旋转中心线262垂直于光轴A(X方向)(平行于Y-Z平面)并穿过凸轮筒80的旋转轴B(旋转中心线)。第二组齿条构件24a在Z方向上布置在凸轮筒80与第一致动器111之间。因此，当从第二组齿条构件24a观察时，第一致动器111处于与凸轮筒80相对(+Z方向侧)的位置。此外，第二组齿条构件24a在接近第一致动器111的方向上、在接近凸轮筒80(±Z方向)的方向上以及在与光轴A垂直的方向(±Y方向)上相对于第二组镜筒20a能相对移动。

致动器连接部241a一体地配设在相对于第二组齿条构件24a靠近第一致动器111的一侧(+Z方向侧)上。也就是说，致动器连接部241a形成第二组齿条构件24a的一部分。此外，第二组齿条构件24a经由致动器连接部241a与第一致动器111接合。因此，当第一致动器111在摄像光学系统的光轴A方向上移动时，驱动力经由第二组齿条构件24a(致动器连接部241a)传递到第二组镜筒20a。由此，第二组镜筒20a在光轴A方向上被驱动(在光轴A方向上移动)。

第二凸轮从动件232在靠近凸轮筒80的一侧能旋转地附接到第二组齿条构件24a。注意，第一凸轮从动件231相对于第二组齿条构件24a能旋转，并且在Y方向和Z方向上与第二组齿条构件24a一起能相对地移动到第二组镜筒20a。然后，第二凸轮从动件232与凸轮筒80的第二组凸轮槽82接合。

第二组齿条构件24a结合到第二组镜筒20a。第二组齿条构件24a相对于第二组镜筒20a在Z方向(接近凸轮筒80和第一致动器111或与凸轮筒80和第一致动器111分离的方向)上和在Y方向(接近第一凸轮从动件231或与第一凸轮从动件231分离的方向)上能相对移动。注意，第二组齿条构件24a可以相对于第二组镜筒20a在Z方向(接近凸轮筒80和第一致动器111或与凸轮筒80和第一致动器111分离的方向)上能相对移动，并且可以相对于第二组镜筒20a绕平行于Z方向的轴线能旋转。然后，第二组齿条构件24a通过使用作为致动构件的示例的齿条弹簧27a在接近第一致动器111的方向(+Z方向)上和在与第一凸轮从动件231分离的方向(+Y方向)上致动。

如图7和图8所示，第二组齿条构件24a通过齿条弹簧27a的致动力在箭头N的方向上致动，从而第二组齿条构件24a的致动器连接部241a被致动并与第一致动器111接合。此外，通过齿条弹簧27a在箭头L的方向上的致动力，第二凸轮从动件232与第二组齿条构件24a一起在+Y方向上按与第一凸轮从动件231分离的方向(箭头L的方向，凸轮筒80的圆的切线方向)被致动。也就是说，第一凸轮从动件231和第二凸轮从动件232通过齿条弹簧27a的致动力(在箭头L的方向上的致动力)在Y方向上按彼此分离的方向被致动。

作为致动构件的示例的齿条弹簧27a具有螺旋弹簧部271a和臂部272a，螺旋弹簧部271a是能弹性压缩变形的压缩螺旋弹簧部，其是第一致动部的示例，臂部272a是第二致动部的示例。例如，扭转弹簧可以应用于齿条弹簧27a。施加到齿条弹簧27a的扭转弹簧具有在轴线方向上能弹性压缩变形的螺旋弹簧部(螺旋弹簧部271a)和在与轴线方向垂直的方向上从螺旋弹簧部271a的两个端部突出的两个臂部272a。此外，螺旋弹簧部271a用作第一致动部，并且从螺旋弹簧部271a突出的两个臂部272a用作第二致动部。注意，准确地说，齿条弹簧27a通过被扭转而用作第二致动单元，使得两个臂部272a的相对角度改变。

此外，如图9B和图9C所示，螺旋弹簧部271a在与摄像光学系统的光轴A垂直的平面内(在平行于Y-Z平面的平面内)在凸轮筒80的直径方向(箭头N的方向)上致动第二组齿条构件24a。由此，第二组齿条构件24a和第二组镜筒20a按彼此分离的方向(分别为+Z方向和-Z方向)被致动。结果，第二组齿条构件24a被致动到第一致动器111。此外，由于齿条弹簧27a的螺旋弹簧部271a(压缩弹簧部)在轴线方向上的致动力，在绕第一引导杆21的旋转方向上的力(力矩)施加到第二组镜筒20a。由此，第二组镜筒20a在与摄像光学系统的光轴A垂直的方向(即，与第二引导杆22的延伸方向垂直的方向)上被致动到第二引导杆22。利用这种构造，第二组镜筒20a无间隙地保持在第一引导杆21和第二引导杆22上。

注意，如图8和图9A至图9F中所示，当在光轴A方向上(在Y-Z平面上)观察时，第二组镜筒20a被第一引导杆21引导的位置和第二组镜筒20a与第二引导杆22接合的位置位于由齿条弹簧27a的螺旋弹簧部271a(第一致动部)施加的致动力的延长线之外。利用这种构造，第二组镜筒20a被致动到第一引导杆21和第二引导杆22二者，并且减小了相对于第一引导杆21和第二引导杆22的间隙。

齿条弹簧27a的两个臂部272a在绕螺旋弹簧部271a的中心轴线的旋转方向上致动第二组镜筒20a和第二组齿条构件24a。

如图9C和图9F中所示，例如，一个臂部272a锁定到第二组镜筒20a，并且，另一个臂部272a锁定到第二组齿条构件24a。因此，绕螺旋弹簧部271a的轴线(与Z方向平行的中心线)的旋转力矩被施加到第二组镜筒20a和第二组齿条构件24a。然后，该旋转力矩使第一凸轮从动件231和第二凸轮从动件232按彼此分离的方向(+Y方向和-Y方向，相反方向)致动。在这种方式中，齿条弹簧27a的臂部272a按彼此分离的方向致动第一凸轮从动件231和第二凸轮从动件232。由此，第一凸轮从动件231和第二凸轮从动件232分别被致动到第二组凸轮槽82的内周面(壁面)。根据这种构造，维持第一凸轮从动件231与凸轮筒80之间以及第二凸轮从动件232与凸轮筒80之间无间隙的状态。

也就是说，第一凸轮从动件231和第二凸轮从动件232与同一单个第二组凸轮槽82接合。然后，第一凸轮从动件231和第二凸轮从动件232由齿条弹簧27a在与凸轮筒80的旋转轴线B(旋转中心线)垂直的方向(凸轮筒80的圆周方向)上按彼此分离的方向致动。因此，第一凸轮从动件231和第二凸轮从动件232将分别在相反方向(+Y方向和-Y方向，即，至少与第二组凸轮槽82的延伸方向不同的方向)上推动(被致动以接触)第二组凸轮槽82的两个内周面(两个壁面)。因此，可以减小第一凸轮从动件231和第二凸轮从动件232与凸轮筒80(第二组凸轮槽82的内周面)之间的间隙。

如上所述，可以通过作为致动构件的示例的单个齿条弹簧27a来减小两个凸轮从动件(第一凸轮从动件231和第二凸轮从动件232)相对于凸轮筒80的间隙以及第二组镜筒20a相对于第一致动器111的间隙。根据这样的构造，与通过分别使用单独的致动构件来减小两个凸轮从动件(第一凸轮从动件231和第二凸轮从动件232)相对于凸轮筒80的间隙以及第二组镜筒20a相对于第一致动器111的间隙的构造相比，可以减少部件的数量。因此，可以减少组装步骤的数量。

此外，由于可以通过利用单个部件的致动来减小摩擦损失，因此可以减小施加到第一致动器111的负荷。此外，由于第二组镜筒20a被致动到第二引导杆22，所以也可以减少在变焦操作中(当第二组透镜L2、第三组透镜L3和第四组透镜L4移动时)由于轴未对准而引起的图像抖动。

注意，第二组齿条构件24a和第二组镜筒20a可以分别具有防脱离部201a和242a，其防止第二组齿条构件24a在组装后由于齿条弹簧27a的致动力而从第二组镜筒20a脱离。

例如，第二组镜筒20a的防脱离部201a具有能够被锁定在第二组齿条构件24a的防脱离部242a的+Z方向侧(靠近第一致动器111的一侧)的构造。具体而言，如图9B、图9C和图9E所示，例如，第二组镜筒20a的防脱离部201a位于第二组齿条构件24a的防脱离部242a的+Z方向侧(靠近第一致动器111的一侧)，并且配设有在Z方向上延伸的凹槽等。此外，第二组齿条构件24a的一部分进入防脱离部201a的凹槽。第二组齿条构件24a能够在+Z方向(接近第一致动器111的方向)上移动直到防脱离部242a锁定(接触)第二组镜筒20a的防脱离部201a的位置。然后，第二组齿条构件24a的防脱离部242a通过齿条弹簧27a的螺旋弹簧部271a的致动力朝向第二组镜筒20a的防脱离部201a致动。因此，在第二组齿条构件24a的防脱离部242a被锁定到第二组镜筒20a的防脱离部201a的情况下，防止了第二组齿条构件24a从第二组镜筒20a脱离。

注意，第二组齿条构件24a的防脱离部242a可以是能够锁定到第二组镜筒20a的防脱离部201a的任何构造，并且其具体构造不受特别限制。根据这样的构造，即使在组装第二组齿条构件24a、齿条弹簧27a和第二组镜筒20a之后，第二组齿条构件24a也不会由于齿条弹簧27a的致动力而脱离。因此，由于第一致动器111附接有与第二组镜筒20a组装(接合)的第二组齿条构件24a和齿条弹簧27a，因此提高了组装性能。

此外，第一凸轮从动件231和第二凸轮从动件232由齿条弹簧27a的臂部272a致动，以在Y方向上(在凸轮筒80的圆周方向上)彼此分离。由此，第二凸轮从动件232通过齿条弹簧27a的臂部272a的致动力被致动到远离第二组凸轮槽82的位置。插入引导部202a可以配设到第二组镜筒20a的防脱离部201a，使得当在第二组齿条构件24a和齿条弹簧27a附接到第二组镜筒20a之后附接第一致动器111时，第二凸轮从动件232被保持在便于与第二组凸轮槽82接合的位置。

插入引导部202a具有倾斜面，该倾斜面相对于齿条弹簧27a的臂部272a的致动力的方向倾斜。此外，响应于通过齿条弹簧27a的臂部272a的致动力朝向插入引导部202a致动，由插入引导部202a的倾斜面朝向凸轮筒80侧致动第二组齿条构件24a的一部分(例如，防脱离部242a)。利用这种构造，第二凸轮从动件232在凸轮筒80的圆周方向(圆的切线方向)上的位置(Y方向上的移动范围)被插入引导部限制到便于与第二组凸轮槽82接合的位置。即，插入引导部202a以便于与第二组凸轮槽82接合的方式(换句话说，以在Y方向上不会与第一凸轮从动件231过度分离的方式)限制第二凸轮从动件232在凸轮筒80的圆周方向上的位置(到第二组凸轮槽82的位置)。

注意，插入引导部202a的倾斜面在Y方向上的位置可以是便于第二凸轮从动件232与凸轮筒80的第二组凸轮槽82接合的任何位置(靠近第二组凸轮槽82的位置)，并且不受特别限制。根据这样的构造，当第一致动器111与第二组齿条构件24a接合时，可以提高组装性能。

此外，第一引导杆21在与摄像光学系统的光轴A垂直的平面上的位置可以不是在齿条弹簧27a的致动方向的延长线上的位置。根据这种构造，可以减小第二组镜筒20a和第一引导杆21的滑动阻力，从而可以减小第一致动器111上的驱动负荷。如上所述，可以在减小施加到第一致动器111的负荷的同时提高摄像装置1的组装性能。

注意，在本实施例中，尽管作为示例已经示出了第一凸轮从动件231和第二凸轮从动件232与同一凸轮槽(第二组凸轮槽82)接合的构造，但是实施例不限于这种构造。例如，第一凸轮从动件231和第二凸轮从动件232可以被构造为分别与不同的凸轮槽接合，并且被致动到各个凸轮槽的内周面。此外，尽管作为示例已经示出了第一凸轮从动件231和第二凸轮从动件232在Y方向上按彼此分离的方向致动的构造，但是第一凸轮从动件231和第二凸轮从动件232可以被构造为按彼此接近的方向致动。

第二实施例

接下来，将描述根据本发明第二实施例的摄像装置1。在根据第二实施例的摄像装置1中，第二组镜筒20a、第二组齿条构件24b和齿条弹簧27b的构造与第一实施例的构造不同，并且对于其他部分，可以应用相同的构造。因此，可以应用与第一实施例共同的构造的部分用与第一实施例中相同的附图标记来标记，并且可以省略其描述。

图10是示意性地示出根据本发明第二实施例的摄像装置1的第二组镜筒20b和第二组齿条构件24b的构造示例的立体图。图11A至图11F是示意性地示出根据第二实施例的摄像装置1的第二组镜筒20b(光学构件保持构件)和第二组齿条构件24b的一部分的构造示例的图。注意，图11A是从-X侧观察的图，图11B是从+X侧观察的图，图11C是从+Y侧观察的图，图11D是从-Z侧观察的图，图11E是从+Z侧观察的图，图11F是从+Y侧观察的截面图。

第二组齿条构件24b由齿条弹簧27b在与平行于摄像光学系统的光轴A的方向相垂直的方向上致动，齿条弹簧27b是致动构件的示例。齿条弹簧27b具有能弹性压缩变形的压缩螺旋弹簧部271b(压缩弹簧部)，并且具有两个臂部272b，螺旋弹簧部271b是第二致动部的示例，臂部272b是第一致动部的示例。在第二实施例中，扭转弹簧可以应用于齿条弹簧27b。然而，相比于第一实施例，齿条弹簧27b的螺旋弹簧部271b的轴线方向和以从螺旋弹簧部271b的两个端部突出的方式配设的臂部272b的构造(突出方向)是不同的。

螺旋弹簧部271b(压缩弹簧部)的轴线平行于Y方向。此外，齿条弹簧27b的螺旋弹簧部271b布置在第二组齿条构件24b与第二组镜筒20b之间，并且在Y方向(凸轮筒80的圆周方向)上按彼此分离的方向致动第二组齿条构件24b(第二凸轮从动件232)和第二组镜筒20b(第一凸轮从动件231)。因此，可以减小第一凸轮从动件231与凸轮筒80之间以及第二凸轮从动件232与凸轮筒80之间的间隙。

也就是说，第一凸轮从动件231和第二凸轮从动件232与同一单个第二组凸轮槽82接合。此外，第一凸轮从动件231和第二凸轮从动件232由齿条弹簧27b在凸轮筒80的圆的切线方向(±Y方向)上按彼此分离的方向致动。因此，第一凸轮从动件231和第二凸轮从动件232将分别在相反方向(+Y方向和-Y方向，即，至少与第二组凸轮槽82的延伸方向不同的方向)上推动(被致动以接触)第二组凸轮槽82的两个内周面(两个壁面)。因此，减小了第一凸轮从动件231与凸轮筒80之间以及第二凸轮从动件232与凸轮筒80之间的间隙。

齿条弹簧27b通过使用两个臂部272b在绕螺旋弹簧部271b(压缩弹簧部)的中心轴线的旋转方向上提供致动。具体而言，如图11E和图11F所示，齿条弹簧27b的两个臂部272b在X-Z平面内延伸。齿条弹簧27b的一个臂部272b与第二组齿条构件24b接合(接触)，另一个臂部272b与第二组镜筒20b接合(接触)。

然后，第二组齿条构件24b(致动器连接部241b)和第二组镜筒20b通过X-Z平面内的两个臂部272b的致动力(力矩)在±Z方向上按彼此分离的方向被致动。因此，在第二组齿条构件24b朝向第一致动器111被致动的情况下，致动器连接部241b与第一致动器111接合。此外，第二组镜筒20b通过绕第一引导杆21的力矩(旋转方向上的力)被致动到第二引导杆22。因此，可以减小第二组镜筒20b与第二引导杆22之间的间隙。

注意，如图10和图11A至图11F中所示，当在光轴A方向上(在Y-Z平面上)观察时，第二组镜筒20b被第一引导杆21引导的位置在齿条弹簧27b的臂部272b(第一致动部)施加的致动力的延长线之外。同样地，第二组镜筒20b与第二引导杆22接合的位置在由齿条弹簧27b的臂部272b(第一致动部)施加的致动力的延长线之外。利用这样的构造，第二组镜筒20b被致动到第一引导杆21和第二引导杆22二者，并且可以减小相对于第一引导杆21和第二引导杆22的间隙。

如上所述，可以通过单个齿条弹簧27a来减小两个凸轮从动件(第一凸轮从动件231和第二凸轮从动件232)相对于凸轮筒80的间隙以及第二组镜筒20a相对于第一致动器111的间隙。因此，根据这种构造，可以实现与第一实施例中相同的优点。

此外，在第二实施例中，与第一实施例一样，第二组镜筒20b和第二组齿条构件24b可以分别具有防脱离部201b和242b。例如，第二组镜筒20b的防脱离部201b被构造成能够在第二组齿条构件24b的防脱离部242b的+Y方向侧(齿条弹簧27b的螺旋弹簧部271b的致动力的方向)上锁定。

具体而言，如图11C、图11D和图11E所示，第二组镜筒20b的防脱离部201b位于第二组齿条构件24b的防脱离部242b的+Y方向侧，并且配设有按Y方向延伸的凹槽等。此外，第二组齿条构件24b的一部分进入防脱离部201b的凹槽。第二组齿条构件24b能够在+Y方向上移动直到防脱离部242b锁定(接触)第二组镜筒20b的防脱离部201b的位置。然后，第二组齿条构件24b的防脱离部242b通过齿条弹簧27b的螺旋弹簧部271b的致动力朝向第二组镜筒20b的防脱离部201b致动。由此，防止了第二组齿条构件24b从第二组镜筒20b脱离。

注意，第二组齿条构件24b的防脱离部242b可以是能够锁定到第二组镜筒20b的防脱离部201b的任何构造，并且其具体构造不受特别限制。根据这样的构造，即使在组装第二组齿条构件24b、齿条弹簧27b和第二组镜筒20b之后，第二组齿条构件24b也不会由于齿条弹簧27b的致动力而脱离。因此，当附接第一致动器111时，维持第二组齿条构件24b和齿条弹簧27b与第二组镜筒20b组装的状态(维持接合状态)。因此，提高了摄像装置1的组装性能。

此外，同样在第二实施例中，插入引导部202b可以配设到第二组镜筒20b的防脱离部201b。插入引导部202b具有倾斜面，该倾斜面相对于齿条弹簧27b的螺旋弹簧部271b的致动力的方向倾斜。此外，响应于通过齿条弹簧27b的螺旋弹簧部271b的致动力朝向插入引导部202b致动，由插入引导部202b的倾斜面朝向凸轮筒80侧致动第二组齿条构件24b的一部分(例如，防脱离部242b)。因此，与第一实施例一样，第二凸轮从动件232在凸轮筒80的圆周方向上的位置(到第二组凸轮槽82的位置)受到限制。

注意，插入引导部202b的倾斜面在Y方向上的位置可以是便于第二凸轮从动件232与凸轮筒80的第二组凸轮槽82接合的任何位置(靠近第二组凸轮槽82的位置)，并且不受特别限制。根据这样的构造，当第一致动器111与第二组齿条构件24b接合时，可以提高组装性能。

此外，第一引导杆21在与摄像光学系统的光轴A垂直的平面内的位置可以是如下位置，该位置不在齿条弹簧27b的致动方向的延长线上。根据这种构造，可以减小第二组镜筒20b和第一引导杆21的滑动阻力，从而可以减小对第一致动器111进行驱动时的负荷。如上所述，可以在减小施加到第一致动器111的负荷的同时提高摄像装置1的组装性能。

监视照相机

接下来，将参照图12描述根据本发明的实施例的监视照相机900。图12是示意性地示出根据本发明的实施例的监视照相机900的构造示例的截面图。根据本发明实施例的摄像装置1应用于根据本发明实施例的监视照相机900。如图12所示，监视照相机900具有摄像装置1、照相机外壳904、内盖903、倾斜单元905、平摇单元(pan unit)906、圆顶901和壳体902。

照相机外壳904是容纳摄像装置1的构件。倾斜单元905以使摄像装置1的照相机外壳904绕倾斜轴T能旋转的方式支撑容纳摄像装置1的照相机外壳904。注意，倾斜单元905具有由步进电机等形成的倾斜驱动部(未示出)，并且通过倾斜驱动部在倾斜方向上驱动照相机壳体904。平摇单元906以使倾斜单元905绕平摇轴(pan axis)P能旋转的方式支撑倾斜单元905。平摇单元906具有由步进电机等形成的平摇驱动部(未示出)，并且倾斜单元905在平摇方向上被电驱动。

由此，按倾斜方向和平摇方向驱动摄像装置1。此外，摄像装置1、照相机外壳904、内盖903、倾斜单元905和平摇单元906被容纳在壳体902和圆顶901中(被壳体902和圆顶901所覆盖)。圆顶901是透明或半透明的塑料盖件。注意，上述构造是监视照相机的构造示例，并且本发明的监视照相机不限于这种构造。简而言之，本发明的监视照相机可以是具有本发明的摄像装置的任何构造。

虽然针对示例性实施例描述了本发明，但是，应该理解，本发明不限于公开的示例性实施例。权利要求的范围应当被赋予最宽的解释，以涵盖所有这类实施例以及等同的结构和功能。

本发明是用于摄像装置的优选技术。此外，根据本发明，可以减少部件数量并减少施加到致动器的负荷。

Claims (8)

1.一种摄像装置，其具有带有光学构件的摄像光学系统，所述摄像装置包括：

光学构件保持构件，其保持光学构件并且在摄像光学系统的光轴方向上能移动；

结合部，其以相对于光学构件保持构件能相对移动的方式结合到光学构件保持构件；

驱动部，其经由结合部而使光学构件保持构件在光轴方向上移动；

凸轮筒，其绕平行于光轴的轴线能旋转；

第一凸轮从动件，其配设在光学构件保持构件上并与配设在凸轮筒上的凸轮槽接合；

第二凸轮从动件，其附接到结合部并与配设在凸轮筒上的凸轮槽接合；以及

致动构件，其具有第一致动部和第二致动部，

其中，所述第一致动部通过按彼此分离的方向致动第一凸轮从动件和第二凸轮从动件，将第二凸轮从动件致动到凸轮筒的凸轮槽的内周面，并且

其中，所述第二致动部朝向驱动部致动结合部。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，致动构件是扭转弹簧，所述扭转弹簧具有能压缩变形的螺旋弹簧部和从螺旋弹簧部突出的臂部。

3.根据权利要求2所述的摄像装置，

其中，螺旋弹簧部是第一致动部，并且螺旋弹簧部在螺旋弹簧部的轴线方向上致动驱动部和结合部，并且

其中，从螺旋弹簧部突出的臂部是第二致动部，并且臂部通过绕螺旋弹簧部的轴线在圆周方向上致动第一凸轮从动件和第二凸轮从动件，来在凸轮筒的圆周方向上致动第一凸轮从动件和第二凸轮从动件。

4.根据权利要求2所述的摄像装置，

其中，从螺旋弹簧部突出的臂部是第一致动部，并且臂部绕螺旋弹簧部的轴线在圆周方向上致动驱动部和结合部，并且

其中，螺旋弹簧部是第二致动部，并且螺旋弹簧部在凸轮筒的圆周的切线方向上致动第一凸轮从动件和第二凸轮从动件。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的摄像装置，其中，结合部具有防止结合部从光学构件保持构件脱离的防脱离部。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的摄像装置，其中，光学构件保持构件配设有插入引导部，该插入引导部通过由致动构件施加的致动力来限制第二凸轮从动件相对于凸轮槽的位置，以将第二凸轮从动件致动到凸轮筒。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的摄像装置，还包括引导构件，该引导构件以使光学构件保持构件在光轴方向上能移动的方式引导光学构件保持构件，其中，光学构件保持构件由引导构件在致动构件施加的致动力的延长线之外的位置引导，以朝向驱动部致动结合部。

8.一种监视照相机，其包括根据权利要求1至7中任一项所述的摄像装置。

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