CN113669563A - 两轴倾斜装置、照相装置以及电子设备 - Google Patents

两轴倾斜装置、照相装置以及电子设备 Download PDF

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Abstract

提供能抑制相机组件抖动的两轴倾斜装置、照相装置以及电子设备。其中，两轴倾斜装置(10)，具有在XYZ正交坐标系中在被倾斜部件(100)的侧面(130)隔开一定空间相向而对的框架体(200)、进行驱动使所述被倾斜部件(100)倾斜的倾斜驱动机构，所述框架体(200)具有与在Y‑Z平面方向扩展的所述被倾斜部件的2个所述侧面(130A、130B)相向而对的第1常平架框架(210)、与在X‑Z平面方向扩展的所述被倾斜部件的另外2个所述侧面(130C、130D)相向而对的第2常平架框架(220)，所述第1常平架框架(210)与外部的部件连接，所述第2常平架框架(220)与所述被倾斜部件(100)连接，能够自由倾斜，所述第1常平架框架(210)与所述第2常平架框架(220)相互连接，能够自由倾斜。

Description

两轴倾斜装置、照相装置以及电子设备
【技术领域】
本发明涉及两轴倾斜装置、照相装置以及电子设备。
【背景技术】
众所周知，安装在车辆上的行车记录仪的照相装置有相机组件和支撑该相机组件的支架(专利文献1)。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】特开2012－244614号公报
【发明内容】
【本发明要解决的技术问题】
就安装在车辆上的行车记录仪而言，由于其相机组件直接安装在车辆上，因此容易因运行时的振动或冲击产生抖动，很可能出现图像不清晰的情况。
本发明旨在提供能抑制相机组件抖动的两轴倾斜装置、照相装置以及电子设备。
【技术方案】
本发明的一个形态是两轴倾斜装置，该装置具有在XYZ正交坐标系中在被倾斜部件的侧面隔开一定空间相向而对的框架体、进行驱动使所述被倾斜部件倾斜的倾斜驱动机构，所述框架体具有与在Y-Z平面方向扩展的所述被倾斜部件的2个所述侧面相向而对的第1常平架框架、与在X-Z平面方向扩展的所述被倾斜部件的另外2个所述侧面相向而对的第2常平架框架，所述第1常平架框架与外部的部件连接，所述第2常平架框架与所述被倾斜部件连接，能够自由倾斜，所述第1常平架框架与所述第2常平架框架相互连接，能够自由倾斜。
而且，优选地，所述第2常平架框架通过沿着Y轴方向延伸的第1常平架轴与所述第1常平架框架连接，由此，可在该第1常平架轴周围自由倾斜。所述被倾斜部件的所述另外2个所述侧面通过沿着X轴方向延伸的第2常平架轴与所述第2常平架框架连接，由此，可在该第2常平架轴自由倾斜。
而且，优选地，对于所述第1常平架框架与所述第2常平架框架，从Z轴方向对其进行观察，其分别是具有长边和短边的长方形，所述第2常平架框架的长边配置在所述第1常平架框架的短边内侧，所述第1常平架框架的长边配置在所述第2常平架框架的短边内侧，与所述第1常平架框架和所述第2常平架框架的长边相当的所述框架体的内面与所述被倾斜部件的所述侧面直接相对。
而且，优选地，所述第1常平架框架和所述第2常平架框架分别在所述长方形的各角部分具有切口部，使所述第2常平架框架从同一配置状态在所述X轴周围或者所述Y轴周围反转180°，并使其在所述Z轴周围转动90°，组装在所述第1常平架框架上，使所述切口部互相重合。
而且，优选地，作为所述倾斜驱动装置的磁石或者线圈的一侧配置在所述被倾斜驱动部件的所述侧面，所述磁石或者所述线圈的另一侧配置在与所述第1常平架框架、所述第2常平架框架的各自所述被倾斜部件的所述侧面直接相对的所述框架体内面。
而且，优选地，具有使所述第1常平架框架在所述Z轴周围转动的转动机构。
而且，优选地，所述转动机构具有支撑在所述Z轴方向延伸的所述第1常平架框架的轴部件，以及支撑该轴部件的轴承。
本发明的其他样态是照相装置，具有作为所述被倾斜部件的相机组件、所述发明的任意样态的两轴倾斜装置。
本发明的其他样态是包括所述发明的照相装置的电子设备。
【发明效果】
根据本发明，具有进行驱动使作为相机组件的被倾斜部件倾斜的倾斜驱动机构，第1常平架框架与外部部件连接，第2常平架框架与被倾斜部件连接，能够自由倾斜，第1常平架框架和第2常平架框架相互连接，能够自由倾斜。由此，可抑制被倾斜部件的抖动。
【附图说明】
【图1】为实施方式1的行车记录仪10的外观斜视图。
【图2】为从Z轴方向前面观察同时剖切一部分使其看起来像截面的图1行车记录仪10的主要部分的平面图。
【图3】为剖切图2的一部分后的状态下的行车记录仪10的外观斜视图。
【图4】为将图1的行车记录仪10分解后的分解斜视图。
【图5】为实施方式2的行车记录仪10A的外观斜视图。
【图6】为将实施方式2的行车记录仪10A的与实施方式1的行车记录仪10不同的部分分解后的分解斜视图。
【符号说明】
10、10A 行车记录仪
100 相机组件
110 前面
120 底面
130、130A～130D 侧面
140 透镜
200 框架体
210 第1常平架框架
211A、211B 长侧板
211C、211D 短侧板
212 切口部
220 第2常平架框架
221A、221B 长侧板
221C、221D 短侧板
222 切口部
400 电源线
500 安装部件
510 棒材
510A 一端
510B 另一端
510C 球体
520 固定部件
521 固定板
522 圆柱部
610A、610B 第1线圈
610C、610D 第2线圈
620A、620B 第1磁石
620C、620D 第2磁石
700 背面板
710 轴承
720 电缆线导出开口
800 连接部件
810 平板部
820 臂部
830 轴
840A～840D 第3线圈
850A～850D 第3磁石
【具体实施方式】
下文将参照图纸，说明本发明的实施方式。而且，以下实施方式以本发明的两轴倾斜装置、照相装置以及电子设备为例进行说明，本发明并非意图限定于以下实施方式。
[第1实施方式]
如图1～图4所示，作为第1实施方式电子设备的行车记录仪10，具有照相装置和安装部件500。照相装置具有作为被倾斜部件的相机组件100，以及通过两轴使相机组件100倾斜的两轴驱动装置。相机组件100上连接着电源线400。两轴倾斜装置包括在相机组件100的周围将其包围的框架体200、使相机组件100倾斜的倾斜驱动机构。倾斜驱动机构具有后面所述的电流供应控制组件和倾斜驱动元件。
相机组件100形成长方体形状的箱体。相机组件100具有在X-Y平面方向扩展的大体为正方形的前面110、相对于前面110平行的底面120，以及4个侧面130A～130D。前面110与底面120的大体形状相同，尺寸相同。前面110、底面120也可采用长方形。4个侧面130A～130D大体是尺寸相同的长方形，分别在Z轴方向具有规定的高度，在Y轴方向或者X轴方向具有规定的长度。侧面130A、130B在Y-Z平面方向扩展，侧面130C、130D在X-Z平面方向扩展。
相机组件100的前面110上配置着以Z轴方向为光轴的透镜140。而且，在相机组件100的内部，相对于透镜140平行地配置着通过该透镜140接收来自被摄体的光的摄像元件(未进行图示)。而且，在相机组件100的内部，设计了为后面所述的倾斜驱动元件的线圈提供电流的电流供应控制组件(未进行图示)。进而，也可设计存放SD卡等存储媒介的存储媒介存放部(未进行图示)，或者处理摄像元件拍摄的图像存储在存储媒介的图像控制组件(未进行图示)。
框架体200包括第1常平架框架210、第2常平架框架220。第1常平架框架210和第2常平架框架220分别是Z轴方向两侧敞开的中空柱部件，将相机组件100的周围包围。对于第1常平架框架210和第2常平架框架220，从Z轴方向对其进行观察时，其大体为同一形状的长方形状，具有长边和短边。
第1常平架框架210包括长侧板211A、211B和短侧板211C、211D。长侧板211A、211B在Y-Z平面方向扩展，特别是沿着Y方向的尺寸长。长侧板211A、211B相对于相机组件100的侧面130A、130B隔开一定空间直接相对。短侧板211C、211D在X-Z平面方向扩展，特别是沿着X轴方向的尺寸长。短侧板211C、211D的X轴方向的长度比长侧板211A、211B的Y轴方向的长度短。长侧板211A、211B和短侧板211C、211D的Z轴方向高度大体与相机组件100的Z轴方向高度相等。
而且，第1常平架框架210的从Z轴方向观察时的长方形的四个角部分设计了切口部212。各切口部212形成于从各侧板的+Z侧的边缘向着-Z侧直至中央附近。第1常平架框架210的长侧板211A、211B的内面上配置着后面所述的第1磁石620A、620B。
第2常平架框架220包括长侧板221A、221B和短侧板221C、221D。长侧板221A、221B在X-Z平面方向扩展，特别是沿着X方向的尺寸长。长侧板221A、221B相对于相机组件100的侧面130C、130D隔开一定空间直接相对。短侧板221C、221D在Y-Z平面方向扩展，特别是沿着Y轴方向的尺寸长。短侧板221C、221D的Y轴方向的长度比长侧板221A、221B的X轴方向的长度短。长侧板221A、221B和短侧板221C、221D的Z轴方向高度大体与相机组件100的Z轴方向高度相等。
而且，第2常平架框架220的从Z轴方向观察时的长方形的四个角部分设计了切口部222。各切口部222形成于从各侧板的-Z侧的边缘向着+Z侧直至中央附近。第2常平架框架220的长侧板211A、211B的内面上配置着后面所述的第2磁石620C、620D。
第1常平架框架210和第2常平架框架220大体为同一形状，使第2常平架框架220从同一配置状态，在X轴周围或者Y轴周围转动180°，且在Z轴周围转动90°，其配置结构是，将第2常平架框架220组合在所述第1常平架框架210上，使第2常平架框架220的切口部222与第1常平架210的切口部212上重合。各切口部212、222形成的深度大致在不干扰第1常平架框架210和第2常平架框架220的动作的程度。
第1常平架框架210的短侧板211C、211D和第2常平架框架220的长侧板221A、221B通过沿着Y轴方向延伸的第1常平架轴230A、230B连接。第2常平架框架220的短侧板221C、221D和相机组件100的侧面130A、130B通过在X轴方向延伸的第2常平架轴230C、230D连接。在第1常平架框架210的长侧板211A、211B的中央形成贯通孔，上述第2常平架轴230C、230D穿过该贯通孔，不干扰第2常平架轴230C、230D的动作。
因此，第1常平架框架210的长侧板211A、211B位于第2常平架框架220的短侧板221C、221D的内侧，同时，与相机组件100的侧面130A、130B直接相对。而且，第2常平架框架220的长侧板221A、221B位于第1常平架框架210的短侧板211C、211D的内侧，同时与相机组件100的侧面130C、130D直接相对。进而，第2常平架框架220相对于第1常平架210在第1常平架轴230A、230B周围即Y轴周围自由倾斜。相机组件100相对于第2常平架220在第2常平架轴230C、230D周围即X轴周围自由倾斜。
相机组件100的底面120连接着电源线400。电源线400为存放在相机组件100的电流供应控制组件、存储媒介存放部、图像控制组件供应电源。
安装部件500包括棒材510、固定部件520。棒材510的一端510A固定在框架体200上，比如固定在第1常平架框架210的短侧板211D的外面上。棒材510的另一端510B上形成球体510C。固定部件520具有固定板521和圆筒部522，前者具有粘贴在车辆前玻璃上的粘贴面，后者在该粘贴面的相反侧凸出。圆柱部522和球体510C构成所谓的球联结器，由圆柱部522支撑着，将球体510C包进去，棒材510获得支撑后，能够以一定的自由度相对于固定部件520调整方向和角度。
倾斜驱动元件由配置在相机组件100的侧面130A～130D的线圈、配置在框架体200的第1常平架框架210长侧板211A、211B和第2常平架框架220的长侧板221A、221B的各内面的磁石组成。侧面130A～130D的线圈包括第1线圈610A、610B和第2线圈610C、610D。长侧板211A、211B、221A、221B内面的磁石包括第1磁石620A、620B和第2磁石620C、620D。具体地，在相对于X轴方向垂直的侧面130A、130B配置着第1线圈610A、610B。在相对于Y轴方向垂直的侧面130C、130D配置着第2线圈610C、610D。如图4所示，也可在侧面130A、130B内埋入第1轭630，同样，在侧面130C、130D内埋入第2轭640。
第1线圈610A、610B整体形状分别为Y轴方向长的椭圆形，由沿着Y轴方向延伸的2条直线状部分与连接其两端的C字形状的弯曲部分组成。同样，第2线圈610C、610D整体形状分别为X轴方向长的椭圆形，由沿着X轴方向延伸的2条直线状部分与连接其两端的C字形状的弯曲部分组成。第1线圈610A、610B和第2线圈610C、610D与设计在相机组件100内部的电流供应控制组件连接(未进行图示)。
另一方面，第1常平架框架210的长侧板211A、211B的各内面上配置着第1磁石620A、620B。第2常平架框架220的长侧板221A、221B的各内面上配置着第2磁石620C、620D。
第1磁石620A、620B分别由Y轴方向尺寸长的磁极面不同的2片板状磁石片构成，在Z轴方向排列配置。第2磁石620C、620D也分别由X轴方向尺寸长的磁极面不同的2片板状磁石片构成，在Z轴方向排列配置。因此，第1线圈610A、610B的各直线状部分与第1磁石620A、620B隔开一定空间相向而对，第2线圈610C、610D的各直线状部分与第2磁石620C、620D隔开一定空间相向而对。也可以将第1磁石620A、620B和第2磁石620C、620D的在Z轴方向分割的具有不同磁极面的各1个磁石，分别与第1线圈610A、610B和第2线圈610C、610D的直线状部分隔开一定空间相向而对。
下文将对上述实施方式的行车记录仪10的组装例进行说明。将电源线400接续在相机组件100的底面120，将各线圈安装在侧面130A～130D。而且，将各磁石安装在第1常平架框架210的长侧板211A、211B和第2常平架框架220的长侧板221A、221B的各内面。将第2常平架框架220组合在第1常平架框架210上，使第2常平架框架220的切口部222与第1常平架框架210的切口部212的上方重合。进而，通过第1常平架轴230A、230B将第1常平架框架210的短侧板211C、211D和第2常平架框架220的长侧板221A、221B连接。
随后，将相机组件100插入框架体200内。也就是插入第1常平架框架210、第2常平架框架220的内部。进而，通过第2常平架轴230C、230D将相机组件100的侧面130A、130B与第2常平架框架220的短侧板221C、221D连接。由此，相机组件100可在第2常平架轴230C、230D周围相对于第2常平架220倾斜，第2常平架框架220处于可在第1常平架轴230A、230B周围相对于第1常平架框架210倾斜的状态。换言之，相机组件100处于可在X轴方向以及Y轴方向相对于第1常平架框架210倾斜的状态。
而且，在此种情况下，第1线圈610A、610B的直线状部分相对于第1磁石620A、620B的不同磁极面隔开一定空间相向而对，第2线圈610C、610D的直线状部分相对于第2磁石620C、620D的不同磁极面隔开一定空间相向而对。
进而，将安装部件500的棒材510的一端510A固定连接在框架体200的第1常平架框架210的短侧板211D上，将另一端510B的球体510C插入固定部件520的圆柱部件522内。
接着将对本实施方式的行车记录仪10的动作进行说明。例如，从电流供应控制组件向各线圈供应电流使其通电。在通过各磁石产生的磁场内，流过各线圈的电流使其相对于各线圈产生Z轴方向的电磁力。
流过第1线圈610A和第1线圈610B的电流相同。在此种情况下，根据电流方向以及第1磁石620A、620B的磁极面的选择，第1线圈610A和第1线圈610B产生反方向的Z轴方向的力。由此，可实现其相对于相机组件100在Y轴周围的转动。
第2线圈610C、610D的情形也与此相同，当流过的电流相同时，第2线圈610C和第2线圈610D产生反方向的Z轴方向的力。由此，可实现其相对于相机组件100在X轴周围的转动。
相机组件100的电流供应控制组件具有角速度检测元件(未进行图示)。车辆运行期间的振动或冲击传递至相机组件100，通过角速度检测元件检测出每个X轴周围成分、Y轴周围成分。电流供应控制组件根据检测出的X轴以及/或者Y轴周围成分的角速度的大小和方向，向相机组件100的第2线圈610C、610D以及/或者第1线圈610A、610B提供电流，或者调解电流的供应量和方向。由此，可使相机组件100产生在X轴周围以及/或者Y轴周围转动的力，使其返回X轴以及/或者Y轴周围的原来的方向。由此，相机组件100与车里的摇晃阻断。
框架体200也可具有从更外侧覆盖第1常平架框架210以及第2常平架框架220的外壳。其也可采用第1常平架框架210固定在外壳的内面，安装部件500安装在外面。而且，外壳也可覆盖相机组件100的±Z侧的外侧。
[第2实施方式]
下文将参照图5、图6对第2实施方式的行车记录仪10A进行说明。第2实施方式的行车记录仪10A与第1实施方式的行车记录仪10相比存在如下不同之处，设计了背面板，支撑第1常平架框架210，使其在Z轴周围自由转动，安装部件500设计在背面板上。进而，在相机组件100的底面120上配置第3线圈，在背面板上设计了与其相对的第3磁石，除此之外，两者的其他结构相同。在以下说明中，对与第1实施方式相同的构成要素使用同一附图标记，略去对相应构成要素的详细说明。
第2实施方式的行车记录仪10A的框架体200包括背面板700。背面板700是在X-Y平面方向扩展的平板矩形，从Z轴方向观察，与框架体200的外形大体相同，但是也可采用其他形状。背面板700的一个边缘连接着安装部件500的棒材510的一端510A。在背面板700的中央形成轴承710。
行车记录仪10A包括连接第1常平架框架210和背面板700的连接部件。连接部件包括带状平板部810和从其两端向Z轴方向弯曲突出的臂部820，带状平板部810延伸平行于相机组件100的底面120以及背面板700。在平板部810的中央设计了与臂部820的突出方向相反方向突出的轴830。臂部820的顶端部与第1常平架框架210的长侧板211A、211B的背面板700侧的端部连接。轴830插入背面板700的轴承710。由此，第1常平架框架210可相对于背面板700在Z轴周围转动。
在相机组件100的底面120固定着4个第3线圈840A～840D。另一方面，在背面板700的与相机组件100的底面120相对的面，配置着第3磁石850A～850D，分别与第3线圈840A～840D隔开一定空间相向而对。
电源线400与相机组件100的底面120连接，避开设计了上述连接部件、第3线圈840A～840D的部位。在背面板700，在电源线400的与相机组件100的底面120连接部位的对应位置形成导出开口720，电源线400由此处导出外部。
第3线圈840A～840D与相机组件100的电流供应控制组件(未进行图示)连接，根据通过角加速度检测元件(未进行图示)检测出的Z轴周围角加速度成分向第3线圈840A～840D供应相同的电流，或者调解电流的供应方向、供应量。于是，通过第3磁石850A～850D产生的磁场内所流过的电流，产生使相机组件100在Z轴周围转动的电磁力，可返回Z轴周围的原来的方向。
而且，也可在相机组件100的底面120，在第3线圈840A～840D之间设计轭。而且，背面板700也可被设计为覆盖第1常平架框架210、第2常平架框架220以及相机组件100的外壳的一部分。而且，也可将第3线圈840A～840D设计在背面板700，将第3磁石850A～850D设计在相机组件100。而且，如果第3线圈840A～840D和第3磁石850A～850D产生以轴830为中心的圆周的切线方向的驱动力，则至少存在1组即可。
而且，所述实施方式对将本发明适用于行车记录仪的例子进行了说明，但是本发明的适用对象并不限于行车记录仪，还可适用于搭载在自行车或无人机上的照相装置等。

Claims (9)

1.一种两轴倾斜装置，用于支撑被倾斜部件，其特征在于，在XYZ正交坐标系中，包括：
框架体，与被倾斜部件的四个侧面隔开一定空间并与所述侧面相向而对；以及
倾斜驱动机构，进行驱动使所述被倾斜部件倾斜；
所述框架体包括：
第1常平架框架，与所述被倾斜部件的2个所述侧面相向而对，2个所述侧面在Y-Z平面方向扩展；以及
第2常平架框架，与所述被倾斜部件的另外2个所述侧面相向而对，所述另外2个所述侧面在X-Z平面方向扩展；
其中，所述第1常平架框架用于与外部的部件连接；所述第2常平架框架与所述被倾斜部件连接，能够自由倾斜；所述第1常平架框架与所述第2常平架框架相互连接，能够自由倾斜。
2.根据权利要求1所述的两轴倾斜装置，其特征是，所述第2常平架框架通过沿着Y轴方向延伸的第1常平架轴与所述第1常平架框架连接，由此，在该第1常平架轴周围自由倾斜；
所述被倾斜部件的所述另外2个所述侧面通过沿着X轴方向延伸的第2常平架轴与所述第2常平架框架连接，由此，在该第2常平架轴周围自由倾斜。
3.根据权利要求2所述的两轴倾斜装置，其特征是，所述第1常平架框架与所述第2常平架框架，从Z轴方向对其进行观察，分别是具有长边和短边的长方形；
所述第2常平架框架的长边配置在所述第1常平架框架的短边内侧，所述第1常平架框架的长边配置在所述第2常平架框架的短边内侧；
所述第1常平架框架和所述第2常平架框架的长边的内面分别与所述被倾斜部件的所述侧面直接相对。
4.根据权利要求3所述的两轴倾斜装置，其特征是，所述第1常平架框架和所述第2常平架框架分别在所述长方形的各角部分具有切口部；如果使所述第2常平架框架从同一配置状态在所述X轴周围或者所述Y轴周围反转180°，并使其在所述Z轴周围转动90°，组装在所述第1常平架框架上，则所述切口部互相重合。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的两轴倾斜装置，其特征是，作为所述倾斜驱动装置的磁石或者线圈的一方配置在所述被倾斜部件的所述侧面，所述磁石或者所述线圈的另一方配置在所述框架体的内面，所述框架体的所述内面是所述第1常平架框架、所述第2常平架框架的各自与所述被倾斜部件的所述侧面直接相对的面。
6.根据权利要求5所述的两轴倾斜装置，其特征是，所述两轴倾斜装置还包括使所述第1常平架框架在Z轴周围转动的转动机构。
7.根据权利要求6所述的两轴倾斜装置，其特征是，所述转动机构包括支撑在所述Z轴方向延伸的所述第1常平架框架的轴部件，以及支撑该轴部件的轴承。
8.一种照相装置，其特征是，包括作为所述被倾斜部件的相机组件、权利要求1至7任意一项所述的两轴倾斜装置。
9.一种电子设备，其特征是，包括权利要求8所述的照相装置。
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