JP2009223334A - 露光条件切替ユニット及びカメラユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
底壁に露光用の開口部が設けられた下部ベースと、この下部ベースの開口部上の位置に対して抜き差しされる光学フィルタと、この光学フィルタが取り付けられたフィルタ枠を回動させるアクチュエータとを有し、このアクチュエータは、回動支点を中心に揺動して前記フィルタ枠を回動させる揺動レバーを備え、この揺動レバーは、空芯コイル内にマグネットを備え、この空芯コイルへの通電により発生する磁力により揺動されるものであり、前記下部ベースには、前記光学フィルタ及び前記アクチュエータを覆う上部カバーが取り付けられていることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
(1) 底壁に露光用の開口部が設けられた下部ベースと、
前記下部ベースの底壁に沿って移動することにより前記下部ベースの開口部上の位置に対して抜き差しされる光学フィルタと、
前記光学フィルタが取り付けられたフィルタ枠を移動するアクチュエータとを有し、
前記光学フィルタは、前記フィルタ枠に設けられた回動支点を中心に該フィルタ枠を回動させることにより前記下部ベースの開口部上の位置に対して抜き差しされるものであり、
前記アクチュエータは、回動支点を中心に前記下部ベースの底壁に沿った面内で揺動して前記フィルタ枠を回動させる揺動レバーを備え、
前記揺動レバーは、空芯コイル内に揺動自在に組み付けられており、かつ、該空芯コイル内に位置するように取り付けられたマグネットを備え、該空芯コイルへの通電により発生する磁力により、前記マグネットとの間に駆動力が生じて揺動されるものであり、
前記下部ベースには、前記光学フィルタ及び前記アクチュエータを覆う上部カバーが取り付けられていることを特徴とする露光条件切替ユニット。
(2) (1)に記載の露光条件切替ユニットであって、
前記上部カバーには、前記下部ベースの開口部の位置に対応する位置にレンズ装着孔が設けられていることを特徴とする露光条件切替ユニット。
(3) (1)又は(2)に記載の露光条件切替ユニットであって、
前記板状のフィルタ枠が、前記開口部から離れた位置で且つ前記フィルタ枠の板面上の中央付近に位置するように設定された回動支点に取り付けられることで、前記下部ベースの底壁に沿った面内で回動可能に設けられており、
前記光学フィルタが、前記フィルタ枠が回動した際に前記開口部に対応する位置で且つ前記回動支点に対して片側に寄った位置に並べて複数配置されていることを特徴とする露光条件切替ユニット。
(4) (3)に記載の露光条件切替ユニットであって、
前記複数の光学フィルタが配置された側を一端側とした場合、その反対側のフィルタ枠上の他端側に、前記一端側と他端側の前記回動支点に対する重量バランスを調整するためのバランスウエイトが設けられていることを特徴とする露光条件切替ユニット。
(5) (4)に記載の露光条件切替ユニットであって、
前記フィルタ枠の回動支点と前記揺動レバーの回動支点が前記開口部を挟んで対向する位置に配置され、
前記フィルタ枠の回動支点と前記揺動レバーの回動支点の中間で、揺動レバーとフィルタ枠とが、該揺動レバーの揺動によりフィルタ枠が回動するように係合され、
さらに、平面略四角形状に形成された前記下部ベース及び上部カバーの対角線方向に、前記フィルタ枠と揺動レバーの両回動支点が配置されていることを特徴とする露光条件切替ユニット。
(6) (5)に記載の露光条件切替ユニットであって、
前記コイル枠と前記揺動レバーのマグネットを保持するホルダ部の一方に設けた凸部と他方に設けた凹部を嵌め合わせることにより、前記揺動レバーの回動支点が構成され、
その回動支点が、揺動レバーの回動軸線方向から見た場合のマグネットの投影面の中心付近に配置されていることを特徴とする露光条件切替ユニット。
(7) (6)に記載の露光条件切替ユニットであって、
前記コイル枠が、前記揺動レバーのマグネットホルダ部の上下に位置する上板と下板とを有しており、
前記揺動レバーのマグネットホルダ部とコイル枠の一方と他方に設けた凸部と凹部が、前記上板と下板の少なくとも一方の撓みを利用して嵌め合わせられ、
その後で、前記空芯コイルが前記上板と下板の外側に装着されることで、該上板と下板の外方への撓みが規制されて、それにより、前記揺動レバーがコイル枠から抜け止めされていることを特徴とする露光条件切替ユニット。
(8) (1)または(2)に記載の露光条件切替ユニットであって、
前記光学フィルタの代わりに、前記下部ベースの開口部を開閉するシャッタ部材を設けたことを特徴とする露光条件切替ユニット。
(9) (1)または(2)に記載の露光条件切替ユニットであって、
前記光学フィルタの代わりに、前記下部ベースの開口部の開度を調整する絞り部材を設けたことを特徴とする露光条件切替ユニット。
(10) (1)〜(9)のいずれかに記載の露光条件切替ユニットの下部ベースの下面に、撮像素子を実装した回路基板を固定し、前記露光条件切替ユニットの上部カバーにレンズを装着して一体化してなることを特徴とするカメラユニット。
手段(3)によれば、フィルタ枠の回動支点をフィルタ枠の中央付近に設定したので、バランス良くフィルタ組立体を回動させることができ、駆動負荷を減らすことができる。また、複数の光学フィルタを回動支点に対して片側に寄せて配置したので、使用するフィルタを切り替える場合の回動角度を大きくせずに済み、駆動負担を減らせる上、構成のコンパクト化に貢献することができる。この場合、光学フィルタは複数枚フィルタ枠上に取り付けることができ、その組み合わせとしては、NDフィルタとダミーフィルタの組み合わせ、IRカットフィルタとダミーフィルタの組み合わせ、NDとIRの2枚重ねフィルタとダミーフィルタの組み合わせ等を自由に選択することができる。
手段(4)によれば、フィルタ枠の先端側(他端側)にバランスウエイトを設けたので、フィルタ組立体の回動支点の位置を、フィルタ組立体の重量バランスを保ちつつ、中央付近の中でも、できるだけ先端側に寄せた位置に配置することができ、それだけフィルタ枠の基端側(一端側)のスペースを大きくとることができて、複数の光学フィルタを配置する際の余裕スペースを確保することができる。
手段(5)によれば、フィルタ枠の回動支点と揺動レバーの回動支点を下部ベースの開口部を挟んで対向する位置で、且つ、平面略四角形状の下部ベースと上部カバーの対角線方向の2つの位置に配置したので、下部ベースと上部ケースの大きさの割りに、揺動レバーのアーム長を長く設定することができる。従って、アーム長を長く設定できる分だけ、揺動レバーの揺動角度をあまり大きくしないでも、アーム先端の揺動変位量を大きくとることができ、大きな面積の光学フィルタでも、余裕を持って切り替えることができるし、フィルタ切替機構部を構成する各要素のレイアウトの自由度も増すことができる。
手段(6)によれば、重量の大きなマグネットの中心付近に揺動レバーの回動支点を設定しているので、揺動レバーの回動バランスを良くすることができ、揺動レバーの回動の円滑化に寄与することができる。
手段(7)によれば、コイル枠の上板と下板の撓みを利用しながら、凹部と凸部を嵌め合わせることにより、揺動レバーのマグネットホルダ部をコイル枠に嵌め込むようにしているので、簡単にコイル枠と揺動レバーの組み付けを行うことができる。また、コイル枠に揺動レバーを組み付けた後に、空芯コイルをコイル枠に装着することによって、コイル枠の上板と下板の撓みを規制して、揺動レバーを抜け止めするので、組立品であるアクチュエータの取り扱いがやりやすくなる。
手段(8)によれば、シャッタ部材で開口部を開閉するので、シャッタ効果を効かした画像を記録することができる。
手段(9)によれば、絞り部材で開口部の開度を調整するので、絞り効果を効かした画像を記録することができる。
手段(10)によれば、手段(1)〜(9)のいずれかに記載の露光条件切替ユニットを使用しているので、全体の薄型化を実現することができる。
図1〜図23は第1実施形態の説明図、図24〜図33は第2実施形態の説明図である。第1、第2のいずれの実施形態も、本発明の露光条件切替ユニットとしてのフィルタ切替ユニットを示すものであり、同時にフィルタ切替ユニットにレンズとCCD付き回路基板を取り付けて構成したカメラユニットも示している。
第1実施形態のフィルタ切替ユニットは、可動部材としてのフィルタ組立体を揺動させて、光学フィルタの切り替えを行う揺動タイプのものであり、以下、これについて詳細に説明する。
20Bが配置された側を一端側(基端側)とした場合、その反対側のフィルタ枠210A上の他端側(先端側)には、フィルタ組立体210の一端側と他端側の回動支点(凸軸111、揺動孔211)に対する重量バランスを調整するためのバランスウエイト219が設けられている。バランスウエイト219は、フィルタ枠210Aの先端を肉厚にすることで形成されている。
アクチュエータ300は、図13に示すように、樹脂成形品よりなるコイル枠240と、コイル枠240に揺動自在に組み付けられ、コイル枠240内に位置するマグネットホルダ部275にマグネット272を収容した揺動レバー270と、コイル枠240に装着され、通電により発生する磁力により、マグネット272との間に駆動力を生じさせて、揺動レバー270を揺動させる空芯コイル290と、からなる。揺動レバー270は、アクチュエータ300を下部ベース100のアクチュエータ収納部120に設置した状態で、回動支点を中心に下部ベース100の底壁101に沿った面内で揺動するものとして設けられている。
アクチュエータ300を組み立てる場合は、まず、図16に示すように、揺動レバー本体271のマグネットホルダ部275にマグネット272を挿入して揺動レバー270を組み立てる。マグネット272を挿入する際には、マグネット272を係止突起277aに押し当て、上壁277を若干撓ませつつ挿入する。奥まで挿入すると、上壁277が撓みから復帰することで、係止突起277aがマグネット272の後端に係合し、マグネット272を抜け止めする。この際、マグネット272がガタつくような場合は、接着剤を適当な孔から注入してマグネット272を確実に固定する。
投影面積の中央付近に位置するように設けられている。
0の揺動によりフィルタ枠210Aが回動するように連結される。
上述したフィルタ切替ユニット10は、ユニットを構成する上部カバー150にレンズ装着孔160を形成し、そのレンズ装着孔160の内周に、レンズ40の雄ネジ部41の螺合する雌ネジ部161を形成しているので、直接、上部カバー150にレンズ40をねじ込んで取り付けることができる。つまり、本ユニット10にレンズ40を取り付けるに当たり、光軸方向の長さを持つ鏡筒を省略することができる。従って、本ユニット10に、CCD付き回路基板30とレンズ40とを組み付けてカメラユニット20を構成した場合に、カメラユニット20の光軸方向寸法の短縮を図ることができ、カメラユニット20の薄型化を図ることができる。
裕スペースを確保することができる。
第2実施形態のフィルタ切替ユニットは、可動部材としてのフィルタ組立体を揺動ではなく、直線移動させて、光学フィルタの切り替えを行う直動タイプのものであり、以下、これについて詳細に説明する。
0と回路基板30を組み付けて構成したカメラユニット1020の外観図、図33はカメラユニット1020の断面図である。
内側の側壁1120bと後端壁1121の側縁との間には、後述するアクチュエータベース1242を上から挿入するスリット1144が設けられている。
ベース1100と上部カバー1150(図示略)の間の空間に収容されており、フィルタ組立体1210と、このフィルタ組立体1210を駆動するアクチュエータ1300と、からなる。フィルタ組立体1210は、上部カバー1150のレンズ装着孔1160に装着されたレンズ40及び下部ベース1100露光用の開口部1110を通して撮像素子であるCCD32に入射する露光の条件を切り替える可動部材に相当するものである。
ットホルダ部1271がスライド自在に挿入され、これによりアクチュエータ1300が構成されている。この場合、マグネット1273は長手方向に2極着磁されており、コイル1290に通電すると、マグネットを吸引・反発し、駆動力を発生するようになっている。
上述したフィルタ切替ユニット1010は、ユニットを構成する上部カバー1150にレンズ装着孔1160を形成し、そのレンズ装着孔1160の内周に、レンズ40の雄ネジ部41の螺合する雌ネジ部1161を形成しているので、直接、上部カバー1150にレンズ40をねじ込んで取り付けることができる。つまり、本ユニット1010にレンズ40を取り付けるに当たり、光軸方向の長さを持つ鏡筒を省略することができる。従って、本ユニット1010に、CCD付き回路基板30とレンズ40とを組み付けてカメラユニット1020を構成した場合に、カメラユニット1020の光軸方向寸法の短縮を図ることができ、カメラユニット1020の薄型化を図ることができる。
20 カメラユニット
30 CCD付き回路基板
32 CCD(撮像素子)
40 レンズ
41 雄ネジ部
100 下部ベース
101 底壁
110 露光用の開口部
111 凸軸(回動支点)
150 上部カバー
160 レンズ装着孔
161 雌ネジ部
210 フィルタ組立体(可動部材)
210A フィルタ枠
211 揺動孔(回動支点)
219 バランスウエイト
220A,220B 光学フィルタ
240 コイル枠
243 上板
244 下板
243a,244a 軸受孔(凹部、回動支点)
270 揺動レバー
272 マグネット
275 マグネットホルダ部
290 空芯コイル
281 凸軸(凸部)
300 アクチュエータ
1010 フィルタ切替ユニット(露光条件切替ユニット)
1020 カメラユニット
1050 小型の回路基板
1100 下部ベース
1101 底壁
1110 露光用の開口部
1111 凸軸(回動支点)
1128 切欠
1150 上部カバー
1160 レンズ装着孔
1161 雌ネジ部
1210 フィルタ組立体(可動部材)
1210A フィルタ枠
1242 アクチュエータベース(アクチュエータの固定部)
1270 可動ロッド(アクチュエータの可動部)
1273 マグネット
1280 回動レバー
1282 軸受孔(回動支点)
1290 コイル
1291 ヨーク
1300 アクチュエータ
Claims (10)
- 底壁に露光用の開口部が設けられた下部ベースと、
前記下部ベースの底壁に沿って移動することにより前記下部ベースの開口部上の位置に対して抜き差しされる光学フィルタと、
前記光学フィルタが取り付けられたフィルタ枠を移動するアクチュエータとを有し、
前記光学フィルタは、前記フィルタ枠に設けられた回動支点を中心に該フィルタ枠を回動させることにより前記下部ベースの開口部上の位置に対して抜き差しされるものであり、
前記アクチュエータは、回動支点を中心に前記下部ベースの底壁に沿った面内で揺動して前記フィルタ枠を回動させる揺動レバーを備え、
前記揺動レバーは、空芯コイル内に揺動自在に組み付けられており、かつ、該空芯コイル内に位置するように取り付けられたマグネットを備え、該空芯コイルへの通電により発生する磁力により、前記マグネットとの間に駆動力が生じて揺動されるものであり、
前記下部ベースには、前記光学フィルタ及び前記アクチュエータを覆う上部カバーが取り付けられていることを特徴とする露光条件切替ユニット。 - 請求項1に記載の露光条件切替ユニットであって、
前記上部カバーには、前記下部ベースの開口部の位置に対応する位置にレンズ装着孔が設けられていることを特徴とする露光条件切替ユニット。 - 請求項1又は2に記載の露光条件切替ユニットであって、
前記板状のフィルタ枠が、前記開口部から離れた位置で且つ前記フィルタ枠の板面上の中央付近に位置するように設定された回動支点に取り付けられることで、前記下部ベースの底壁に沿った面内で回動可能に設けられており、
前記光学フィルタが、前記フィルタ枠が回動した際に前記開口部に対応する位置で且つ前記回動支点に対して片側に寄った位置に並べて複数配置されていることを特徴とする露光条件切替ユニット。 - 請求項3に記載の露光条件切替ユニットであって、
前記複数の光学フィルタが配置された側を一端側とした場合、その反対側のフィルタ枠上の他端側に、前記一端側と他端側の前記回動支点に対する重量バランスを調整するためのバランスウエイトが設けられていることを特徴とする露光条件切替ユニット。 - 請求項4に記載の露光条件切替ユニットであって、
前記フィルタ枠の回動支点と前記揺動レバーの回動支点が前記開口部を挟んで対向する位置に配置され、
前記フィルタ枠の回動支点と前記揺動レバーの回動支点の中間で、揺動レバーとフィルタ枠とが、該揺動レバーの揺動によりフィルタ枠が回動するように係合され、
さらに、平面略四角形状に形成された前記下部ベース及び上部カバーの対角線方向に、前記フィルタ枠と揺動レバーの両回動支点が配置されていることを特徴とする露光条件切替ユニット。 - 請求項5に記載の露光条件切替ユニットであって、
前記コイル枠と前記揺動レバーのマグネットを保持するホルダ部の一方に設けた凸部と他方に設けた凹部を嵌め合わせることにより、前記揺動レバーの回動支点が構成され、
その回動支点が、揺動レバーの回動軸線方向から見た場合のマグネットの投影面の中心付近に配置されていることを特徴とする露光条件切替ユニット。 - 請求項6に記載の露光条件切替ユニットであって、
前記コイル枠が、前記揺動レバーのマグネットホルダ部の上下に位置する上板と下板とを有しており、
前記揺動レバーのマグネットホルダ部とコイル枠の一方と他方に設けた凸部と凹部が、前記上板と下板の少なくとも一方の撓みを利用して嵌め合わせられ、
その後で、前記空芯コイルが前記上板と下板の外側に装着されることで、該上板と下板の外方への撓みが規制されて、それにより、前記揺動レバーがコイル枠から抜け止めされていることを特徴とする露光条件切替ユニット。 - 請求項1または2に記載の露光条件切替ユニットであって、
前記光学フィルタの代わりに、前記下部ベースの開口部を開閉するシャッタ部材を設けたことを特徴とする露光条件切替ユニット。 - 請求項1または2に記載の露光条件切替ユニットであって、
前記光学フィルタの代わりに、前記下部ベースの開口部の開度を調整する絞り部材を設けたことを特徴とする露光条件切替ユニット。 - 請求項1〜9のいずれか1項に記載の露光条件切替ユニットの下部ベースの下面に、撮像素子を実装した回路基板を固定し、前記露光条件切替ユニットの上部カバーにレンズを装着して一体化してなることを特徴とするカメラユニット。
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