JP4265417B2 - カメラ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、ドアホンや防犯・監視用途に用いられるカメラをパン・チルトさせる機能を備えたカメラ駆動装置に関するものである。

従来より、屋外や玄関等に設置されて防犯・監視用途に用いられるカメラ駆動装置が提供されており、この種のカメラ駆動装置にはカメラをパン・チルトさせる機能を備えたものもあった（例えば特許文献１参照）。このようなカメラ駆動装置では、離して設置されたコントローラから有線通信或いは無線通信で送信された制御信号に基づいてカメラをパン又はチルトさせて、カメラの撮像範囲を遠隔から制御しており、カメラで撮像された映像をコントローラ側に送信しており、コントローラ側では、カメラから送信された映像を表示器に表示させたり、画像記憶装置に記憶させるなどして、撮像範囲の監視などを行うようになっている。

図２２はパン・チルト機構を備えた従来のカメラ駆動装置の概略構成図であり、このカメラ駆動装置は、ＣＣＤ（荷電結合素子）などの撮像素子２ａ及び撮像素子２ａの前方に配置されたレンズ２ｂからなるカメラブロック２と撮像素子２ａからの撮像信号を映像信号に変換する画像処理素子３などが実装されたカメラ基板１を、取付ベース５に対して左右方向（図２３の左右方向）および上下方向（紙面に対して垂直な方向）にそれぞれ揺動させることができるようになっている。

すなわちカメラ基板１の上下方向に沿う両側縁にはそれぞれ軸４１が突設されており、各々の軸４１を軸受け台４２に軸支させることで、カメラ基板１は中間ベース４０に対して上下方向に回転自在に取り付けられている。中間ベース４０にはカメラ基板１を回転させるためのステッピングモータ（以下モータと略称す）４３が固定され、モータ４３の出力軸に取り付けられたギヤ４４が、軸４１に取り付けられたギヤ４５と噛合しており、モータ４３を正転又は逆転することによってカメラ基板１を上下方向に回転（チルト）させることができる。

また中間ベース４０の左右方向に沿う両側縁にはそれぞれ軸４６が突設されており、各々の軸４６を軸受け台４７に軸支させることで、中間ベース４０が取付ベース５に対して左右方向に回転自在に軸支されている。取付ベース５には中間ベース４０を回転させるためのステッピングモータ（以下モータと略称す）４８が固定され、モータ４８の出力軸に取り付けられたギヤ（図示せず）が、軸４６に取り付けられたギヤ４９と噛合しており、モータ４８を正転又は逆転することによって中間ベース４０（すなわちカメラ基板１）を左右方向に回転（パン）させることができる。

以上のようにこのカメラ駆動装置では、取付ベース５に中間ベース４０を回転自在に軸支する１軸の軸受けを設けるとともに、さらに中間ベース４０にカメラ基板１を回転自在に軸支するもう１軸の軸受けを設けて、２つのモータ４３，４８を所望の角度だけ回転させることによって、カメラ基板１を所望の角度だけパン又はチルトさせている。
特開２００１−１５７０９３号公報

上述のカメラ駆動装置において、ギヤ列を介さずにステッピングモータ４３，４８で中間ベース４０又はカメラ基板１を直接回転させた場合、パン角・チルト角の要求精度が非常に小さいと、モータ４３，４８に分解能の高いものを使用しなければならず、コスト高を招くために、ギヤ列を介して中間ベース４０又はカメラ基板１を駆動することで所望の分解能を実現しており、ギヤ列の容量だけカメラ駆動装置が大型化するという問題があった。

またカメラ基板１をパン・チルトさせるために、取付ベース５に対して左右方向に回転自在に軸支された中間ベース４０に、カメラ基板１を上下方向に回転自在に軸支させているため、ギヤ列や軸受けなどの容積がカメラ基板１に取り付けられた撮像素子２ａやレンズ２ｂに比べて大きくなり、装置全体が大型化するという問題があり、屋外や玄関口に取り付けて使用する場合には装置が大型化することで取付位置が制約されるという問題もあった。またギヤ列を介して駆動するために動作音が大きくなるという問題があり、特に監視用途に用いる場合にはカメラを不審者に向けるためにパン・チルトさせると、その動作音で不審者に気付かれてしまうとという問題があった。

また近年、来訪者をインターホン親機から確認できるようにカメラ付きのドアホン子器が普及しており、来訪者の身長や立ち位置に合わせてドアホン子器に設けられたカメラを、インターホン親機からパン・チルトさせることが望まれているが、上述した従来のカメラ駆動装置ではカメラ基板をパン・チルトさせる機構が大型のため小型のドアホン子器に搭載することができず、また搭載できたとしても分解能や動作音の問題が発生する。

また近年の研究により３次元アクチュエータとして球面モータが提供されており、球面モータを用いる場合は２軸の軸受けでカメラ基板１を軸支する場合と異なり、球面軸受けでカメラ基板１を軸支するので、軸受けが１つで済み、その分だけ小型化が図れるという利点があり、さらに３個或いは４個の駆動源によりカメラ基板１を任意の方向に所望の角度だけ移動させることができる。

しかしながら、球面モータを用いたパン・チルト機構を有するカメラ駆動装置を防犯・監視用途やドアホン用途に用いる場合、パン又はチルトの一方のみの動作を行わせる場合には問題ないが、パン・チルトの動作を同時に行わせた場合は、パン・チルト軸とは異なる軸回転をすることになって、カメラで撮像された映像の水平或いは垂直方向が定まらないという問題がった。一般的に防犯・監視用途やドアホン用のカメラ駆動装置では、地上面に平行な方向がカメラ駆動装置の水平軸に設定されるので、上述のようにカメラ駆動装置がパン・チルト軸と異なる軸を中心に回転した場合、水平軸が変化して、撮像対象の人物の映像に歪みが発生するという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、小型でパン・チルト動作時に発生する音が小さく、設置時の基準軸を中心にパン・チルト動作を行わせることが可能なカメラ駆動装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、所望の撮像範囲の画像を撮像する撮像手段が取着されるカメラ支持部と、カメラ支持部がばね部材を介して位置決め支持される取付ベースと、それぞれ外部より入力される制御信号に応じて変位する駆動子を具備し、該駆動子でばね部材による付勢力に抗してカメラ支持部を取付ベース側に押圧変位させることで、撮像手段の撮像方向が所望の方向を向くようにカメラ支持部を取付ベースに対して傾斜させる複数のカメラ駆動部とを備えて成り、上記カメラ駆動部を３つ備え、各カメラ駆動部の駆動子がカメラ支持部を押圧する部位が上記撮像手段の撮像中心を囲むように各カメラ駆動部を配置したことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、３つのカメラ駆動部を、各々の駆動子がカメラ支持部を押圧する部位がそれぞれ正三角形の３つの頂点となるように配置したことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、カメラ駆動部の駆動子と対向するカメラ支持部の部位に駆動子の押圧力を受ける受け台を設け、当該受け台における駆動子との接触部位の表面形状を、駆動子による押圧方向と略平行な方向において駆動子と接触するような形状に形成したことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３の発明において、上記駆動子の先端部の形状を球面状に形成するとともに、上記受け台の上記接触部位の表面形状を駆動子と面接触する球面状に形成したことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかの発明において、上記カメラ駆動部は、コイルへの通電に応じてプランジャが前後動する直動型の電磁ソレノイドからなり、プランジャに連結された上記駆動子でカメラ支持部を押圧駆動するとともに、上記制御信号は駆動子の駆動量に応じた駆動電流信号からなり、カメラ支持部を所望の方向に傾けるように電磁ソレノイドに印加する駆動電流信号を制御する電流制御部を設けたことを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項５の発明において、上記電磁ソレノイドは取付ベースに支持固定されるとともに、駆動子をカメラ支持部に連結してあり、コイルの非励磁時に駆動子を復帰位置に移動させる復帰ばねを電磁ソレノイドに設け、当該復帰ばねで上記ばね部材を兼用したことを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項６の発明において、上記電磁ソレノイドは、コイルが巻装される筒状の巻胴部を有し、巻胴部内に磁性体からなる上記プランジャが移動自在に配置されるボビンと、ボビンの巻胴部内に配置される磁極部を具備してプランジャと閉磁気回路を形成するヨークとを備え、磁極部とプランジャとの対向部位に吸引方向に対して斜めに傾斜するテーパ面をそれぞれ形成したことを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項５又は６の発明において、上記電磁ソレノイドはコイルを２組備え、２組のコイルの内の一方を励磁することで、上記プランジャを一方のコイル内に吸引して、カメラ支持部を取付ベースに近付く向きに変位させるとともに、他方を励磁することで、上記プランジャを他方のコイル内に吸引して、カメラ支持部を取付ベースから離れる向きに変位させることを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項１乃至４の何れかの発明において、上記カメラ駆動部は、コイルへの通電に応じて回転軸が正転又は逆転する回転型の電磁ソレノイドからなり、回転軸に連結された上記駆動子でカメラ支持部を押圧駆動するとともに、上記制御信号は駆動子の駆動量に応じた駆動電流信号からなり、カメラ支持部を所望の方向に傾けるように電磁ソレノイドに印加する駆動電流信号を制御する電流制御部を設けたことを特徴とする。

請求項１０の発明は、請求項１乃至４の何れかの発明において、カメラ駆動部は上記駆動子が回転軸に連結された回転型のアクチュエータからなり、駆動子としてカムを用い、上記回転軸を正転又は逆転させることによって上記回転軸に連結されたカムでカメラ支持部を押圧駆動することを特徴とする。

請求項１１の発明は、請求項５乃至９の何れかの発明において、上記電流制御部は、カメラ支持部を所望の目標角度へ動作させる際に、カメラ支持部が目標角度の手前で減速するように、カメラ駆動部に出力する駆動電流信号を、目標角度に対応した電流値以外の電流値に一旦切り替えてから、目標角度に対応した電流値に切り替えることを特徴とする。

請求項１２の発明は、請求項１乃至１１の何れかの発明において、上記カメラ支持部又は上記取付ベースの何れか一方に、他方に向かって光を照射する発光手段を設けるとともに、発光手段からの照射光又はこの照射光の他方による反射光の何れかを受光する受光手段を上記カメラ支持部又は上記取付ベースの何れかに設け、受光手段の受光量からカメラ支持部と取付ベースとの間の距離を検出する距離検出手段と、当該距離検出手段の検出結果からカメラ支持部の傾斜角度を求め、カメラ支持部の傾斜方向が所望の方向となるようにカメラ駆動部をフィードバック制御するフィードバック制御手段とを設けたことを特徴とする。

以上説明したように、請求項１の発明では、複数のカメラ駆動部の駆動子でばね部材のばね力に抗してカメラ支持部を押圧変位させることで、カメラ支持部を複数の方向に傾斜させているので、駆動子で押圧されていない状態の初期位置を基準にしてカメラ支持部をパン・チルトさせることができる。しかも、従来のカメラ駆動装置のように２軸の軸受け機構を設けることなくカメラ支持部をパン・チルトさせているので、カメラ駆動装置の構成を簡単にでき、またギヤ列を介して駆動していないので動作音を小さくできるという効果がある。また請求項１及び２の発明では、３つのカメラ駆動部は、各々の駆動子がカメラ支持部を押圧する部位が撮像手段の撮像中心を囲むように配置されており、駆動子で押圧されていない状態の初期位置を基準にし、各駆動子の駆動量を調整することで、カメラ支持部の傾きを制御して、所望の角度にパン・チルトさせることができるので、カメラ駆動装置の構成を簡単にできる。

カメラ駆動部の駆動子でカメラ支持部を押圧変位させる際に、カメラ支持部の傾きが大きくなると、駆動子が滑りやすくなって、その結果カメラ支持部の設定角度に対するズレが発生し易くなるが、請求項３及び４の発明では、カメラ支持部に設けた受け台と駆動子とを、駆動子による押圧方向と略平行な方向において接触させているので、駆動子による押圧力を受け台で確実に受けることができ、カメラ支持部をスムーズに動作させることができる。

請求項５の発明では、直動型の電磁ソレノイドのプランジャに連結された駆動子でカメラ支持部を押圧駆動することで、カメラ支持部を強制変位させることができ、軸受け機構やギヤ列が不要なので、カメラ駆動装置の小型化を図ることができる。さらに電流制御部が駆動電流信号を制御することによって電磁ソレノイドの吸引力が変化して、吸引力とばね部材のばね力とがバランスする時の駆動子の位置が変化するので、カメラ支持部の設定角度を駆動電流制御信号によって制御することができる。

また駆動子を復帰位置に戻す復帰ばねが電磁ソレノイドに設けられていない場合には、カメラ支持部を支持するばね部材のばね力と駆動子の押圧力とがバランスする位置で駆動子が停止することになり、複数の電磁ソレノイドで動作させる場合には各々の駆動子の変位に伴ってばね部材のばね力が変化するので、駆動子の変位量が指令値に対してばらつくためにカメラ支持部の設定角度に対してズレが生じやすく、制御が難しいという問題があるが、請求項６の発明では、電磁ソレノイド自体に駆動子を復帰位置に戻す復帰ばねを設け、この復帰ばねでカメラ支持部を支持するばね部材を兼用しているので、各々の電磁ソレノイドの吸引力と復帰ばねのばね力とで駆動子の変位量が決定されるため、設定角度に対するカメラ支持部のズレを小さくでき、制御も容易に行えるという効果がある。

請求項７の発明では、磁極部とプランジャとの対向部位に吸引方向に対して斜めに傾斜するテーパ面をそれぞれ形成することで、プランジャの変位によって生じる磁束の変化を緩やかにでき、コイルへの通電電流に対するプランジャの変位量を線形な関係に近づけることができる。

また電磁ソレノイドの吸引力によってプランジャを一方向のみに変位させる場合は、コイルを２組備えてプランジャを２方向に変位させる場合に比べ、同じ量だけプランジャを変位させるのにコイルに通電する電流が大きくなるが、請求項８の発明では、コイルを２組備えてプランジャを２方向に変位させているので、各々のコイルに通電させることでプランジャを変位させる場合の変位量は一方向のみに変位させる場合の約半分で済み、その結果各々のコイルに通電する電流を小さくできる。

また直動型の電磁ソレノイドでは通電電流に対する吸引力の特性曲線が非線形であり、ばね部材のばね荷重と吸引力とが釣り合う時の変位量が通電電流に対して非線形であるが、請求項９の発明では、カメラ駆動部として回転型の電磁ソレノイドを用いており、回転型の磁気ソレノイドでは、閉磁気回路が回転方向に対して安定した構成であり、変位量に対するトルクが略線形な特性となるので、通電電流に対する変位量を略線形な関係とすることができる。さらに電流制御部が駆動電流信号を制御することによって電磁ソレノイドの吸引力が変化して、吸引力とばね部材のばね力とがバランスする時の駆動子の位置が変化するので、カメラ支持部の設定角度を駆動電流制御信号によって制御することができる。

請求項１０の発明では、カメラ駆動部として回転型のアクチュエータを用い、このアクチュエータの回転軸に連結されたカムでカメラ支持部を押圧駆動することによって、撮像素子を所望の方向に傾斜させており、回転軸の出力をギヤ列を介してカメラ支持部に伝達する場合はギヤの動作音が発生するが、回転軸に連結したカムでカメラ支持部を押圧駆動しているので動作音が発生せず、またカムの形状を変えることでカメラ支持部の変位量を所望の値に決定することができる。

請求項１１の発明では、電流制御部が、カメラ駆動部に出力する駆動電流信号を、目標角度に対応した電流値以外の電流値に一旦切り替えてから、目標角度に対応した電流値に切り替えることで、カメラ支持部を目標角度の手前で減速させており、その結果カメラ支持部が目標角度を超えてオーバーシュートしにくくなり、カメラの映像が揺れるのを防止できる。

請求項１２の発明では、受光手段は、発光手段からの照射光、或いは、照射光のカメラ支持部又は取付ベースによる反射光を受光し、距離検出手段は、受光手段の受光光量からカメラ支持部と取付ベースとの間の距離を検出しており、制御手段は、距離検出手段により検出された距離からカメラ支持部の傾きを求めてフィードバック制御しているので、カメラ支持部の傾斜方向を精度良く制御することができる。

以下に本発明の実施の形態及び参考例を図面に基づいて説明する。

（参考例１）
本発明の参考例１を図１〜図３に基づいて説明する。尚、以下の説明では特に断りがないかぎり、図１（ａ）に示す向きにおいて上下左右の方向を規定し、図１（ａ）における正面を前面と言う。したがって、図１（ｂ）における下側は後側になる。

本参考例のカメラ駆動装置は屋外或いは屋内に設置されて防犯・監視用途に用いられるものであり、パン・チルトの機能を有し、遠隔に設置されたコントローラ（図示せず）から有線通信或いは無線通信で送信された制御信号に応じてカメラをパン又はチルトさせることで、撮像範囲を切り替え、撮像した画像をコントローラ側に送信している。また本参考例のカメラ駆動装置を、玄関横の壁や門柱に取り付けられるドアホン子器に付設し、来訪者を確認するために用いても良く、その場合も来訪者の身長や立ち位置に応じて撮像範囲を変化させる必要があるので、インターホン親機から送信される制御信号に応じてカメラをパン・チルトさせ、撮像範囲を制御している。

図１（ａ）はカメラ駆動装置の一部省略せる正面図、図１（ｂ）は下側から見た断面図であり、このカメラ駆動装置は、ＣＣＤのような撮像素子（図示せず）とレンズとからなるカメラブロック２が前面に実装されるとともに、撮像素子からの信号を処理する画像処理素子３が後面に実装されたプリント配線板よりなるカメラ基板１（カメラ支持部）と、カメラ基板１がコイルばね４を介して取り付けられる取付ベース５と、カメラ基板１の前側に配置されるように図示しない適宜の固定手段を介して取付ベース５に取着される２つの直動型の電磁ソレノイド６ａ，６ｂ（カメラ駆動部）と、カメラ基板１及び電磁ソレノイド６ａ，６ｂを覆うようにして取付ベース５に被着されるドーム状の透光カバー７とを主要な構成として備える。

カメラ基板１は矩形板状であって、撮像素子の撮像中心がカメラ基板１の重心位置に一致するように撮像素子が配置されており、カメラ基板１の後面の四隅に４つのコイルばね４の前端が連結されている。各コイルばね４の後端は取付ベース５に連結され、カメラ基板１は４つのコイルばね４を介して取付ベース５に支持されており、所定の位置（初期位置）に位置決めされている。また取付ベース５には、カメラ基板１の重心位置（つまり撮像素子の撮像中心）に対向する部位に前方へ突出する円錐形状の支点突起８が突設されており、支点突起８の先端はカメラ基板１の裏面に当接している。

２つの電磁ソレノイド６ａ，６ｂは、コイルへの励磁／非励磁に応じて前後動する棒状の駆動子９，９を有し、駆動子９，９の先端でカメラ基板１を後側（取付ベース５側）に押圧するようにカメラ基板１に対して取付ベース５と反対側に配置されている。そして、２つの電磁ソレノイド６ａ，６ｂは、駆動子９，９と支点突起８の先端とを結んでできる線が１８０度未満の角度で交差するように配置されており、本参考例では一方の電磁ソレノイド６ａの駆動子９が支点突起８の左側、もう一方の電磁ソレノイド６ｂの駆動子９が支点突起８の上側にそれぞれ配置され、各々の駆動子９と支点突起８の先端とを結んでできる線が約９０度の角度で交差している。

次にこのカメラ駆動装置の動作を図２及び図３を参照して説明する。電磁ソレノイド６ａ，６ｂはコイルに通電すると駆動子９が通電電流に応じた変位量だけ後側に突出するような直動型のソレノイドであり、外部のコントローラ（図示せず）からハーネス１１を介して電磁ソレノイド６ａのコイルに通電し、その駆動子９を後側に突出させると、電磁ソレノイド６ａの駆動子９がコイルばね４のばね力に抗してカメラ基板１の左端部を後向きに押圧し、カメラ基板１が支点突起８を支点にして図２中左回りに回転し、この動作によって撮像素子の撮像範囲が変化する。その後電磁ソレノイド６ａのコイルへの励磁を停止すると、駆動子９がカメラ基板１を後向きに押す力がなくなるので、コイルばね４のばね復帰力でカメラ基板１は初期位置に復帰する。

電磁ソレノイド６ａのコイルへの通電に応じてカメラ基板１が回転する方向をパン方向とすると、カメラ基板１をチルト方向に回転させるには電磁ソレノイド６ｂのコイルに通電すれば良い。すなわち外部のコントローラからハーネス１１を介して電磁ソレノイド６ｂのコイルに通電すると、電磁ソレノイド６ｂの駆動子９がコイルばね４のばね力に抗してカメラ基板１の上端部を後向きに押圧し、カメラ基板１が支点突起８を支点にして上下方向に回転するので、この動作によって撮像素子をチルト方向に回転させることができる。また電磁ソレノイド６ｂのコイルへの通電を停止すると、駆動子９がカメラ基板１を後向きに押す力がなくなるので、コイルばね４のばね復帰力でカメラ基板１は初期位置に復帰する。

上述の説明では電磁ソレノイド６ａ又は６ｂのコイルに通電することで、カメラ基板１を１つの軸周りに回転させて、撮像素子をパン又はチルトさせているが、２つの電磁ソレノイド６ａ，６ｂのコイルに同時に通電することでパン、チルトの動作を両方同時に行わせ、基準面（取付ベース５の前面と略平行な平面）Ｅに対してカメラ基板１を左側及び下側に回転させることができる。また従来のカメラ駆動装置のように２軸の軸受け機構を設けることなくカメラ基板１をパン・チルトさせているので、カメラ駆動装置の構成を簡単にでき、またギヤ列を介して駆動していないので動作音を小さくできる。

図３はカメラ基板１の回転動作を説明する説明図であり、カメラ基板１の４つの角部と基準面Ｅとの間の距離をそれぞれＸ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４とすると、カメラ基板１の基準面Ｅに対する傾斜角はこれらの距離Ｘ１〜Ｘ４で決定される。カメラ基板１を基準面Ｅに対して所望の方向に傾斜させたい場合には、上記の距離Ｘ１〜Ｘ４を所定の距離に変化させれば良く、カメラ基板１の重心位置Ｏと基準面Ｅとの間の距離Ｘｏは一定値（支点突起８の高さ）であるから、電磁ソレノイド６ａ，６ｂへの通電に応じて各々の駆動子９，９でカメラ基板１を押圧し、電磁ソレノイド６ａの駆動子９で押される駆動ポイントＡと基準面Ｅとの間の距離Ｘａと、電磁ソレノイド６ｂの駆動子９で押される駆動ポイントＢと基準面Ｅとの間の距離Ｘｂをそれぞれ変化させることで、距離Ｘ１〜Ｘ４を所望の距離に設定することができる。つまり電磁ソレノイド６ａ，６ｂのコイルへの通電電流を制御して距離Ｘａ，Ｘｂを調整することによって、距離Ｘ１〜Ｘ４を所望の距離に設定できるので、カメラ基板１を所望の方向に傾斜させて、撮像素子の向きをパン・チルトさせることができ、従来のカメラ駆動装置のようにカメラ基板１を２軸で支持して、各々の軸周りに回転させる場合に比べてカメラ駆動装置の構成を簡単にできる。

なお本参考例では、カメラ基板１を支持するばね部材として４本のコイルばね４を用い、これら４本のコイルばね４でカメラ基板１の四隅を支持しているが、図４及び図５に示すようにばね部材を１枚の板ばね１０で構成しても良い。板ばね１０は、弾性を有する板金に抜き加工および曲げ加工を施して形成され、円板部１０ａの中央に支点突起８を挿通させる丸孔１０ｂを貫設するとともに、円板部１０ａの周部から斜め前方に断面Ｌ字形の押圧片１０ｃを９０度おきに４本延出してある。

この板ばね１０をカメラ駆動装置に組み込む際には、図４（ａ）（ｂ）に示すように、板ばね１０の押圧片１０ｃを前方に向け、丸孔１０ｂ内に支点突起８を挿通させるようにして円板部１０ａを取付ベース５に圧入・接着などの適宜の方法で固定するとともに、板ばね１０の４本の押圧片１０ｃの先端部をカメラ基板１の裏面の４隅に当接させた状態で、各押圧片１０ｃの先端部をカメラ基板１の裏面に結合すれば良く、カメラ基板１を１枚の板ばね１０で初期位置に支持している。

ここで電磁ソレノイド６ａ，６ｂのコイルに通電すると、各々の駆動子９，９が板ばね１０のばね力に抗してカメラ基板１を後側に押圧し、カメラ基板１を取付ベース５に対して所望の方向に傾斜させることができるので、撮像素子をパン・チルトさせることができる。なお、図１〜図３に示すカメラ駆動装置のように４本のコイルばね４でカメラ基板１を支持する場合は、各々のコイルばね４の取付位置や荷重にばらつきが発生しやすいが、板ばね１０に一体に形成された４本の押圧片１０ｃでカメラ基板１を支持しているので、各々の押圧片１０ｃで支持される位置にばらつきが生じにくく、各々の押圧片１０ｃで均一に荷重を受けることができ、また電磁ソレノイド６ａ，６ｂを励磁していない状態でカメラ基板１を所定の基準位置に確実に位置決めすることができる。

（実施形態１）
本発明の実施形態１を図６〜図８に基づいて説明する。上述した参考例１では２つの電磁ソレノイド６ａ，６ｂの駆動子９，９でばね部材のばね力に抗してカメラ基板１を後側に押圧することにより、カメラ基板１を所望の方向に傾斜させて、撮像素子をパン・チルトさせているのに対して、本実施形態では３つの電磁ソレノイド６ａ，６ｂ，６ｃを備え、各電磁ソレノイド６ａ〜６ｃの駆動子９でカメラ基板１を押圧する部位が撮像素子の撮像中心（すなわちカメラ基板１の重心位置）の周りの位置となるように、各電磁ソレノイド６ａ〜６ｃを配置してある。ここで、各電磁ソレノイド６ａ〜６ｃの駆動子９がカメラ基板１を押圧する部位はそれぞれ正三角形の３つの頂点となっており、電磁ソレノイド６ａ，６ｃの駆動子９，９はカメラ基板１の下側部の左右両側をそれぞれ押圧し、電磁ソレノイド６ｂの駆動子９はカメラ基板１の上側部の左右方向における中間部を押圧するようになっている。また取付ベース５には支点突起８が突設されておらず、カメラ基板１は４本のコイルばね４によって初期位置に位置決めされている。なおカメラ駆動装置の基本的な構成は参考例１と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。

このカメラ駆動装置の動作について図７及び図８を参照して説明する。電磁ソレノイド６ａ〜６ｃはコイルに通電すると駆動子９が通電電流に応じた変位量だけ後側（カメラ基板１側）に突出するような直動型のソレノイドであり、外部のコントローラ（図示せず）からハーネス１１を介して電磁ソレノイド６ａのコイルのみに通電し、その駆動子９を後側に突出させると、電磁ソレノイド６ａの駆動子９がコイルばね４のばね力に抗してカメラ基板１の下部の左端部を後向きに押圧し、カメラ基板１は電磁ソレノイド６ｂ，６ｃの駆動子９，９で押圧される部位を支点にして回転し、この動作によって撮像素子の撮像範囲が変化する。その後電磁ソレノイド６ａのコイルへの励磁を停止すると、駆動子９がカメラ基板１を後向きに押す力がなくなるので、コイルばね４のばね復帰力でカメラ基板１は初期位置に復帰する。また同様に電磁ソレノイド６ｂ，６ｃのコイルに通電することによって、各々の電磁ソレノイド６ｂ，６ｃの駆動子９，９でカメラ基板１が後向きに押圧され、カメラ基板１の傾きが変化する。而して３つの電磁ソレノイド６ａ〜６ｃの通電電流を制御することで、各々の駆動子９の変位量を調整して、カメラ基板１の傾きを制御することができ、撮像素子をパン・チルトさせることができる。例えば図７に示すようにカメラ基板１をパンさせる場合には、電磁ソレノイド６ａ，６ｂのコイルに通電して各々の駆動子９，９を距離Ｙａ，Ｙｂだけ突出させることで、撮像素子の撮像中心を通り上下方向と平行な軸周りにカメラ基板１を回転（パン）させることができる。

図８はカメラ基板１の回転動作を説明する説明図であり、カメラ基板１の４つの角部と基準面Ｅとの間の距離をそれぞれＸ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４とすると、カメラ基板１の基準面Ｅに対する傾斜角はこれらの距離Ｘ１〜Ｘ４で決定される。すなわちカメラ基板１を基準面Ｅに対して所望の角度だけ傾斜させたい場合には、上記の距離Ｘ１〜Ｘ４を所定の距離に変化させれば良く、電磁ソレノイド６ａ〜６ｃへの通電に応じて各々の駆動子９でカメラ基板１を押圧し、電磁ソレノイド６ａの駆動子９で押される駆動ポイントＡと基準面Ｅとの間の距離Ｘａ、電磁ソレノイド６ｂの駆動子９で押される駆動ポイントＢと基準面Ｅとの間の距離Ｘｂ、および電磁ソレノイド６ｃの駆動子９で押される駆動ポイントＣと基準面Ｅとの間の距離Ｘｃをそれぞれ変化させることで、距離Ｘ１〜Ｘ４を所望の距離に設定することができる。つまり電磁ソレノイド６ａ〜６ｃの通電電流を制御して距離Ｘａ〜Ｘｃを調整することによって、距離Ｘ１〜Ｘ４を所望の距離に設定できるので、カメラ基板１を取付ベース５に対して所望の方向に傾斜させ、撮像素子の向きをパン・チルトさせることができ、従来のカメラ駆動装置のようにカメラ基板１を２軸で支持して、各々の軸周りに回転させる場合に比べてカメラ駆動装置の構成を簡単にできる。

（実施形態２）
本発明の実施形態２を図９及び図１０に基づいて説明する。上述の実施形態１では３つの電磁ソレノイド６ａ〜６ｃをカメラ基板１に対して取付ベース５と反対側に配置し、コイルばね４でカメラ基板１を前側（電磁ソレノイド６ａ〜６ｃ側）に付勢するとともに、電磁ソレノイド６ａ〜６ｃの駆動子９でカメラ基板１を後側（取付ベース５側）に押圧しているのに対して、本実施形態では３つの電磁ソレノイド６ａ〜６ｃを取付ベース５に固定し、カメラ基板１の前側に配置された４つのコイルばね４でカメラ基板１を支持するとともに、各電磁ソレノイド６ａ〜６ｃの駆動子９でカメラ基板１を前方に押圧することによって、カメラ基板１を所望の向きに傾斜させている。なおカメラ駆動装置の基本的な構成は実施形態１又は参考例１と同様であるので共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。

取付ベース５の四隅の角部からは、斜め前方に向けて断面Ｌ字形に支持アーム５ａが突出しており、各支持アーム５ａの先端部の横片にはコイルばね４の前端が結合されている。各コイルばね４の後端はカメラ基板１の前面の四隅にそれぞれ結合されており、カメラ基板１は４本のコイルばね４を介して取付ベース５に位置決めされている。

一方、３つの電磁ソレノイド６ａ〜６ｃは取付ベース５の前面に駆動子９をカメラ基板１側に向けて固定されている。なお各電磁ソレノイド６ａ〜６ｃの駆動子９でカメラ基板１を押圧する部位が撮像素子の撮像中心（すなわちカメラ基板１の重心位置）の周りの位置となるように、各々の電磁ソレノイド６ａ〜６ｃは配置されており、３つの駆動子９がカメラ基板１を押圧する部位はそれぞれ正三角形の３つの頂点となって、電磁ソレノイド６ａ，６ｃの駆動子９，９はカメラ基板１の下側部の左右両側をそれぞれ押圧し、電磁ソレノイド６ｂの駆動子９はカメラ基板１の上側部の左右方向における中央部を押圧するようになっている。

次にこのカメラ駆動装置の動作について図１０（ａ）を参照して説明する。電磁ソレノイド６ａ〜６ｃはコイルに通電すると駆動子９が通電電流に応じた変位量だけ前側（カメラ基板１側）に突出するような直動型のソレノイドであり、外部のコントローラ（図示せず）からハーネス１１を介して電磁ソレノイド６ａのコイルのみに通電し、その駆動子９を前側に突出させると、電磁ソレノイド６ａの駆動子９がコイルばね４のばね力に抗してカメラ基板１の下部の左端部を前側に押圧し、カメラ基板１は電磁ソレノイド６ｂ，６ｃの駆動子９，９で押圧される部位を支点にして回転し、この動作によって撮像素子の撮像範囲が変化する。その後電磁ソレノイド６ａのコイルへの励磁を停止すると、駆動子９がカメラ基板１を前側に押す力がなくなるので、コイルばね４のばね復帰力でカメラ基板１は初期位置に復帰する。同様に電磁ソレノイド６ｂ，６ｃのコイルに通電することによって、各々の電磁ソレノイド６ｂ，６ｃの駆動子９，９でカメラ基板１が前側に押圧され、カメラ基板１の傾きが変化する。而して３つの電磁ソレノイド６ａ〜６ｃのコイルへの通電電流を制御することによって、各々のプランジャのストロークを調整して、カメラ基板１の傾きを制御することができ、撮像素子をパン・チルトさせることができる。例えば図１０（ａ）に示すようにカメラ基板１をパンさせる場合には、電磁ソレノイド６ａ，６ｂのコイルに通電して各々の駆動子９，９を所定量だけ突出させることで、撮像素子の撮像中心を通り上下方向と平行な軸周りにカメラ基板１を回転（パン）させることができる。

なお本実施形態において、図１０（ｂ）に示すように各駆動子９の先端部に球状の押圧部９ａを一体に形成するとともに、駆動子９の押圧部９ａが当接するカメラ基板１の部位に、押圧部９ａとの接触面が半球状に凹んだ受け台１２を固着しても良い。この場合は電磁ソレノイド６ａ〜６ｃの励磁時に球状の押圧部９ａが受け台１２の凹曲面１２ａを押圧することで、カメラ基板１をコイルばね４のばね力に抗して変位させるのであるが、カメラ基板１が図中上下方向に変位し、それに応じてカメラ基板１の傾きが変化したとしても、押圧部９ａが凹曲面１２ａの表面に沿って摺動することで、押圧部９ａが凹曲面１２ａを常に上側（つまり駆動子９の突出方向）へ押圧することができる。つまり、カメラ基板１に設けた受け台１２の凹曲面１２ａと駆動子９の押圧部９ａとを、駆動子９による押圧方向と略平行な方向において面接触させているので、カメラ基板１が傾斜したとしても駆動子９がカメラ基板１の表面を滑って、カメラ基板１の設定角度に対するズレが発生することはなく、駆動子９による押圧力を受け台１２で確実に受けて、カメラ基板１をスムーズに動作させることができる。なお他の実施形態及び参考例においても、上述と同様に駆動子９の先端部に球状の押圧部９ａを形成するとともに、カメラ基板１に押圧部９ａとの接触面が半球状に窪んだ受け台１２を形成しても良いことは言うまでもない。

（参考例２）
本発明の参考例２を図１１及び図１２に基づいて説明する。上述の参考例１では電磁ソレノイド６ａ…とコイルばね４とがカメラ基板１を挟んで互いに反対側に配置され、カメラ基板１の片側に配置されたコイルばね４でカメラ基板１を電磁ソレノイド６ａ…側に常に付勢するとともに、電磁ソレノイド６ａ…のコイルに通電した時に電磁ソレノイド６ａ…の駆動子９でコイルばね４のばね力に抗してカメラ基板１をコイルばね４側に押圧変位させているのに対して、本参考例では電磁ソレノイド６ａ…の駆動子９をカメラ基板１に連結し、電磁ソレノイド６ａ…に設けた復帰ばねで駆動子９を復帰位置側に常時付勢することで、非通電時にカメラ基板１を復帰位置に戻している。すなわち電磁ソレノイド６ａに設けた復帰ばねでコイルばね４の機能を兼用している。なお電磁ソレノイド６ａ…以外の構成は参考例１と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。

図１１（ａ）は電磁ソレノイド６ａの断面図であり、この電磁ソレノイド６ａは、コイル１３が巻装される筒状の巻胴部を有するボビン１４と、ボビン１４の一方の端面及び側面を覆う断面コ字形の固定鉄心１５と、ボビン１４の巻胴部内に挿通される円柱状のプランジャ部１６ａおよびプランジャ部１６ａの一端部から側方に突出する鍔部１６ｂからなる可動鉄心１６と、可動鉄心１６のプランジャ部１６ａに挿通されて、鍔部１６ｂとボビン１４との間に配置されるコイルばね１８（復帰ばね）とを備え、可動鉄心１６のプランジャ部１６ａに丸棒状の駆動子９が結合され、この駆動子９は固定鉄心１５に設けた貫通孔１５ｃから外部に突出する。

この電磁ソレノイド６ａ…は、駆動子９を後側（カメラ基板１側）に向けた状態で、固定鉄心１５が図示しない固定手段を介して取付ベース５に固定してあり、駆動子９の先端部をカメラ基板１に連結してある。そして電磁ソレノイド６ａ…のコイル１３に通電していない状態では、可動鉄心１６の鍔部１６ｂがコイルばね１８によって前側に押圧され、駆動子９が取付ベース５と反対側に変位して初期位置まで移動する。一方電磁ソレノイド６ａ…のコイル１３に通電すると、固定鉄心１５と可動鉄心１６とで閉磁気回路を形成するように磁束が流れて、可動鉄心１６がコイルばね１８のばね力に抗して吸引され、可動鉄心１６の鍔部１６ｂでコイルばね１８が圧縮されるので、コイル１３に発生する磁気吸引力とコイルばね１８のばね力とがバランスする位置まで駆動子９が変位し、駆動子９によってカメラ基板１が後側に押圧される。その後コイル１３への通電を停止すると、コイルばね１８のばね力によって可動鉄心１６の鍔部１６ｂが前側に押圧され、駆動子９が取付ベース５と反対側に変位して初期位置まで移動するので、駆動子９の変位に応じてカメラ基板１が初期位置に戻される。

ところで、参考例１のカメラ駆動装置ではカメラ基板１を支持するコイルばね４のばね力と駆動子９の押圧力とがバランスする位置で駆動子９が停止することになり、複数の電磁ソレノイド６ａ…で動作させる場合には各々の駆動子９の変位に伴ってコイルばね４のばね力が変化するため、駆動子９の変位量が指令値に対してばらつきやすく、その結果カメラ基板１の設定角度に対してズレが生じやすくなって、制御し難いが、本参考例ではカメラ基板１を初期位置に戻すためのコイルばね１８を電磁ソレノイド６ａ…に内蔵させており、コイルばね１８のばね力と磁気吸引力とがバランスする位置で可動鉄心１６を強制的に位置決めしているので、各々の電磁ソレノイド６ａ…の吸引力とコイルばね１８（復帰ばね）のばね力とで駆動子９の変位量が決定されるため、設定角度に対するカメラブロックのズレを小さくでき、制御も容易に行えるという利点がある。

なお図１１（ａ）に示す電磁ソレノイド６ａは、コイル１３への通電に応じてプランジャ部１６ａと鍔部１６ｂとを一体に形成した可動鉄心１６が吸引されるようになっているが、図１１（ｂ）に示すように可動鉄心１６を板状に形成し、この可動鉄心１６を固定鉄心１５で吸引するような構造のものでも良い。この電磁ソレノイド６ａ…は、コイル１３が巻装される巻胴部を備えたボビン１４と、ボビン１４の一方の端面及び側面を覆う断面コ字形の外側ヨーク１５ａおよびボビン１４の巻胴部内に挿通される円柱状の内側ヨーク１５ｂが一体に形成された固定鉄心１５と、ボビン１４の他方の端面に対向配置される可動鉄心１６と、可動鉄心１６のボビン１４側の面に一体に突設され、固定鉄心１５の内側ヨーク１５ｂを貫通する貫通孔１５ｃに挿通された駆動子９と、駆動子９に挿通されて、可動鉄心１６とボビン１４との間に配置されるコイルばね１８とで構成される。ここで、コイル１３に通電すると、固定鉄心１５と可動鉄心１６とで閉磁気回路を形成するように磁束が流れて、板状の可動鉄心１６がコイルばね１８のばね力に抗して吸引され、可動鉄心１６によりコイルばね１８が圧縮されるので、コイル１３に発生する磁気吸引力とコイルばね１８のばね力とがバランスする位置まで駆動子９が変位し、駆動子９によってカメラ基板１が押圧される。

また図１１（ａ）に示す電磁ソレノイド６ａ…では、固定鉄心１５と可動鉄心１６のプランジャ部１６ａとの対向部位（磁極部）がそれぞれ平面状に形成されているが、図１１（ｃ）に示すように、固定鉄心１５と一体にボビン１４の巻胴部内に挿通される内側ヨーク１５ｂ（磁極部）を突設し、この内側ヨーク１５ｂと可動鉄心１６のプランジャ部１６ａとの対向部位に、それぞれ磁気吸引方向に対して斜めに傾斜するテーパ面１５ｄ，１６ｃを形成しても良い。

ここで、図１２（ｂ）はコイル１３への印加電流と可動鉄心１６の停止位置との関係を示した図であり、図中のａは固定鉄心１５と可動鉄心１６のプランジャ部１６ａとの対向部位が平面状に形成された場合の特性を、図中のｂは固定鉄心１５と可動鉄心１６のプランジャ部１６ａとの対向部位にテーパ面１５ｄ，１６ｃを形成した場合の特性をそれぞれ示し、テーパ面１５ｄ，１６ｃを形成することで、可動鉄心１６の変位量に対する磁束の変化（すなわち磁気吸引力の変化）を緩やかにできるから、印加電流に対する停止位置の特性を線形な特性に近づけることができる。

図１２（ａ）は通電電流値を変化させた場合の可動鉄心１６のストロークと磁気吸引力Ｆ１との関係、および、可動鉄心１６のストロークとコイルばね１８のばね力Ｆ２との関係をそれぞれ示しており、磁気吸引力Ｆ１がストロークに対して緩やかに変化するような特性の場合には、コイルばね１８のばね力Ｆ２と磁気吸引力Ｆ１が整合するポイントを、通電電流値に対して線形な関係にすることができる。ここで図１１（ａ）（ｂ）に示す構造の電磁ソレノイド６ａ…では磁極面が平面状に形成されているので、ストロークの変化に応じて磁気吸引力が急激に変化するため、印加電流に対する停止位置の関係が非線形な関係となるが、図１１（ｃ）に示すように磁極面にテーパ面１５ｄ，１６ｃを形成することによって、ストロークの変化に対する磁気吸引力の変化を緩やかにして、印加電流に対する停止位置の関係を線形な関係にでき、停止位置の制御が容易になる。

（参考例３）
本発明の参考例３を図１３及び図１４に基づいて説明する。上述した参考例１では２つの電磁ソレノイド６ａ，６ｂをカメラ基板１に対して取付ベース５と反対側に配置し、コイルばね４でカメラ基板１を前側（電磁ソレノイド６ａ，６ｂ側）に付勢するとともに、電磁ソレノイド６ａ，６ｂの駆動子９でカメラ基板１を後側（取付ベース５側）に押圧しているのに対して、本参考例では２つの電磁ソレノイド６ａ，６ｂを取付ベース５に固定し、取付ベース５に固定された支持アーム５ｂにコイルばね４の一端を結合して、コイルばね４の他端でカメラ基板１を後ろ向きに常時付勢するとともに、各電磁ソレノイド６ａ，６ｂの駆動子９でカメラ基板１を前方に押圧することで、カメラ基板１を所望の向きに傾斜させている。また本参考例では電磁ソレノイド６ａ，６ｂに、２組のコイルを具備して駆動子９を前後両側に駆動できる直動型のソレノイドを用いている。なおカメラ駆動装置の基本的な構成は参考例１と同様であるので共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。

電磁ソレノイド６ａは、それぞれコイル１３1，１３2が巻回され前後方向に並べて配設される一対のボビン１４1，１４2と、後側のボビン１４1の後端面および側面を覆う断面コ字形の固定鉄心１５1と、前側のボビン１４2の前端面および側面を覆う断面コ字形の固定鉄心１５2と、板状の鍔部１６ｂの両側面にボビン１４1，１４2の筒内に挿通される円柱状のプランジャ部１６ａ，１６ａがそれぞれ突設された可動鉄心１６と、可動鉄心１６のプランジャ部１６ａ，１６ａにそれぞれ挿通されて、鍔部１６ｂとボビン１４の端面との間に介装されるコイルばね１８，１８とで構成され、一対の固定鉄心１５1，１５2はそれぞれ適宜の固定手段を用いて取付ベース５に固定されている。また駆動子９は可動鉄心１６のプランジャ１６ａの中央に埋設固定され、固定鉄心１５2に貫設された挿通孔１５ｃを通して前方に突出している。

ここで、後側のコイル１３1に通電すると、固定鉄心１５1と可動鉄心１６とで閉磁気回路を形成するように磁束が流れ、可動鉄心１６のプランジャ部１６ａがコイルばね１８のばね力に抗して固定鉄心１５1に吸引され、可動鉄心１６の鍔部１６ｂでコイルばね１８が圧縮されるので、コイル１３1に発生する磁気吸引力とコイルばね１８のばね力とがバランスする位置まで駆動子９が後側に変位する。このとき駆動子９がカメラ基板１の端部を前側に押圧する力が無くなるので、カメラ基板１の端部がコイルばね４のばね力によって駆動子９に当接する位置まで後側に押圧変位され、カメラ基板１が取付ベース５に対して斜めに傾斜させられる。

また前側のコイル１３2に通電すると、固定鉄心１５2と可動鉄心１６とで閉磁気回路を形成するように磁束が流れ、可動鉄心１６のプランジャ部１６ａがコイルばね１８のばね力に抗して固定鉄心１５2に吸引され、可動鉄心１６の鍔部１６ｂでコイルばね１８が圧縮されるので、コイル１３2に発生する磁気吸引力とコイルばね１８のばね力とがバランスする位置まで駆動子９が前側に変位する。このとき駆動子９がコイルばね４のばね力に抗してカメラ基板１の端部を前側に押圧することで、カメラ基板１が取付ベース５に対して斜めに傾斜させられる。

一方、コイル１３1，１３2への通電を停止すると、コイルばね１８，１８のばね力がバランスする初期位置まで可動鉄心１６が戻され、コイルばね４のばね力によってカメラ基板１の端部が初期位置に変位させられる。

なお図１４（ａ）に示す電磁ソレノイド６ａは、コイル１３への通電に応じてプランジャ部１６ａと鍔部１６ｂとを一体に形成した可動鉄心１６が吸引されるようになっているが、図１４（ｂ）に示すように可動鉄心１６を板状に形成し、この可動鉄心１６を固定鉄心１５1，１５2で吸引するような構造のものでも良い。この電磁ソレノイド６ａ…は、それぞれコイル１３1，１３2が巻回される巻胴部を具備し前後方向に並べて配設される一対のボビン１４1，１４2と、後側のボビン１４1の後端面および側面を覆う断面コ字形の外側ヨーク１５ａおよびボビン１４1の巻胴部内に挿通される円柱状の内側ヨーク１５ｂが一体に形成された固定鉄心１５1と、前側のボビン１４2の前端面および側面を覆う断面コ字形の外側ヨーク１５ａおよびボビン１４2の巻胴部内に挿通される円柱状の内側ヨーク１５ｂが一体に形成された固定鉄心１５2と、ボビン１４1，１４2間に配置される可動鉄心１６と、可動鉄心１６に貫設され、固定鉄心１５1，１５2の内側ヨーク１５ｂ，１５ｂを貫通する貫通孔１５ｃ，１５ｃに挿通された駆動子９と、駆動子９に挿通されて、可動鉄心１６とボビン１４1，１４2との間に配置されるコイルばね１８，１８とで構成される。ここで、コイル１３1又は１３2に通電すると、固定鉄心１５1又は１５2と可動鉄心１６とで閉磁気回路を形成するように磁束が流れて、板状の可動鉄心１６がコイルばね１８のばね力に抗して吸引され、可動鉄心１６でコイルばね１８が圧縮されるので、コイル１３1又は１３2に発生する磁気吸引力とコイルばね１８のばね力とがバランスする位置まで駆動子９が変位し、駆動子９の変位に応じてカメラ基板１が駆動されるのである。

（参考例４）
本発明の参考例４を図１５（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。本参考例では、上述した参考例３において直動型の電磁ソレノイド６ａ，６ｂの代わりに、ロータリソレノイド２０ａ，２０ｂを用いている。なおロータリソレノイド２０ａ，２０ｂ以外は上述した参考例１又は３と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。

ロータリソレノイド２０ａ，２０ｂは取付ベース５に固定されており、各々の出力軸２１にはカメラ基板１を押圧するために短冊状の駆動板２２が固着されている。なおロータリソレノイド２０ａ，２０ｂは、駆動板２２，２２によってカメラ基板１が押圧される部位（駆動ポイントＰ１，Ｐ２）と支点突起８で支持される部位（撮像素子の撮像中心）とを結ぶ線が１８０度未満の角度で交差するように配置されており、本参考例では一方のロータリソレノイド２０ａの駆動板２２による駆動ポイントＰ１が支点突起８の左側、もう一方のロータリソレノイド２０ｂの駆動板２２による駆動ポイントＰ２が支点突起８の上側にそれぞれ配置され、各々の駆動ポイントＰ１，Ｐ２と支点突起８による支点部とを結んでできる線が約９０度の角度で交差している。

ここで、ロータリソレノイド２０ａに電流が印加されると、ロータリソレノイド２０ａの出力軸２１が軸の先端側から見て左回りに回転し、出力軸２１に固着された駆動板２２がコイルばね４のばね力に抗してカメラ基板１の左端部を前方に押圧するので、カメラ基板１が支点突起８を支点にして図１５（ｂ）中の右回りに回転し、この動作によって撮像素子の撮像範囲が変化する。その後ロータリソレノイド２０ａへの通電を停止すると、駆動板２２がカメラ基板１を前方に押す力がなくなるので、コイルばね４のばね復帰力を受けてカメラ基板１が初期位置に復帰する。

ロータリソレノイド２０ａの通電によってカメラ基板１が回転する方向をパン方向とすると、カメラ基板１をチルト方向に回転させるにはロータリソレノイド２０ｂに通電すれば良い。すなわち、ロータリソレノイド２０ｂに電流が印加されると、ロータリソレノイド２０ｂの出力軸２１が軸の先端側から見て左回りに回転し、出力軸２１に固着された駆動板２２がコイルばね４のばね力に抗してカメラ基板１の上端部を前方に押圧するので、カメラ基板１が支点突起８を支点にして上下方向に回転し、この動作によって撮像素子をチルト方向に回転させることができる。またロータリソレノイド２０ｂへの通電を停止すると、駆動板２２がカメラ基板１を前方に押す力がなくなるので、コイルばね４のばね復帰力でカメラ基板１は初期位置に復帰する。

上述の説明ではロータリソレノイド２０ａ又は２０ｂに通電することで、カメラ基板１を１つの軸周りに回転させて、撮像素子をパン又はチルトさせているが、２つのロータリソレノイド２０ａ，２０ｂに同時に通電することでパン、チルトの動作を両方同時に行わせ、基準面（取付ベース５の前面と略平行な平面）に対してカメラ基板１を右側及び下側に回転させることができる。また従来のカメラ駆動装置のように２軸の軸受け機構を設けることなくカメラ基板１をパン・チルトさせているので、カメラ駆動装置の構成を簡単にでき、またギヤ列を介して駆動していないので動作音を小さくできる。

なお本参考例では２つのロータリソレノイド２０ａ，２０ｂでコイルばね４のばね力に抗してカメラ基板１を前側に押圧することにより、カメラ基板１を所望の方向に傾斜させて、撮像素子をパン・チルトさせているが、図１６（ａ）（ｂ）に示すように３つのロータリソレノイド２０ａ，２０ｂ，２０ｃを、各々の出力軸２１に固着された駆動板２２でカメラ基板１を押圧する部位が、撮像素子の撮像中心（すなわちカメラ基板１の重心位置）の周りの位置となるように、ロータリソレノイド２０ａ〜２０ｃを配置しても良い。図１６（ａ）（ｂ）に示す例では、各ロータリソレノイド２０ａ〜２０ｃの駆動板２２がカメラ基板１を押圧する部位（駆動ポイントＰ１〜Ｐ３）はそれぞれ正三角形の３つの頂点となっており、ロータリソレノイド２０ａ，２０ｃの駆動板２２，２２はカメラ基板１の下側部の左右両側をそれぞれ押圧し、ロータリソレノイド２０ｂの駆動板２２はカメラ基板１の上側部の左右方向における中間部を押圧するようになっている。

また図１５に示したカメラ駆動装置ではカメラ基板１を駆動するカメラ駆動部としてロータリソレノイド２０ａ，２０ｂからなる回転型のアクチュエータを用いているが、回転型のアクチュエータをロータリソレノイド２０ａ，２０ｂに限定する趣旨のものではなく、図１７に示すようにロータリソレノイド２０ａ，２０ｂに代えてステッピングモータ２３ａ，２３ｂを用いても良い。

ステッピングモータ２３ａ，２３ｂは取付ベース５に固定されており、各々の出力軸２４にはカメラ基板１を押圧するためのカム板２５が固着されている。なお２つのステッピングモータ２３ａ，２３ｂは、カム板２５，２５によってカメラ基板１が押圧される部位と支点突起８で支持される部位（撮像素子の撮像中心）とを結ぶ線が１８０度未満の角度で交差するように配置されており、本参考例では一方のステッピングモータ２３ａのカム板２５による駆動ポイントが支点突起８の左側、もう一方のステッピングモータ２３ｂのカム板２５による駆動ポイントが支点突起８の上側にそれぞれ配置され、各々の駆動ポイントと支点突起８の先端とを結んでできる線が約９０度の角度で交差している。

ここで、ステッピングモータ２３ａ，２３ｂの出力軸２４を所望の角度だけ回転させると、出力軸２４の回転に応じてカム板２５が回転し、カム板２５の形状に応じた距離だけコイルばね４のばね力に抗してカメラ基板１が前側に押圧駆動されて、カメラ基板１が所望の角度だけ傾斜するようになっている。なお図１８（ａ）（ｂ）はカム板２５のカム形状を示す図であり、カム板２５の高さ寸法Ｘａ１，Ｘａ２を異ならせることによってカム板２５の回転に応じたカメラ基板１の駆動量を変化させることができる。なお上述したロータリソレノイド２０ａ，２０ｂを用いるカメラ駆動装置において、ロータリソレノイド２０ａ，２０ｂの出力軸（回転軸）に上述のカム板２５を連結し、出力軸を正転又は逆転させることによってカム板２５でカメラ基板１を押圧変位させるようにしても良いことは言うまでもない。

次に上述した各実施形態及び各参考例のカメラ駆動装置を駆動する駆動回路について図１９を参照して説明する。図１９は３つの電磁ソレノイド６ａ〜６ｃを駆動する駆動回路の例を示し、この駆動回路は入力部３０と制御部３１と駆動回路部３２ａ〜３２ｃとで構成される。ここで、入力部３０はスライド式やロータリ式のボリュームなどからなり、この入力部３０を用いて撮像素子の撮像角度（パン角およびチルト角）を入力すると、撮像角度に応じた信号が制御部３１に与えられる。制御部３１は、入力部３０から入力された撮像角度に基づいて各電磁ソレノイド６ａ，６ｂ，６ｃの変位量を演算し、演算結果を指令値（駆動電流信号）Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃとして各電磁ソレノイド６ａ，６ｂ，６ｃに対応して設けた駆動回路部３２ａ，３２ｂ，３２ｃに出力する。そして駆動回路部３２ａ，３２ｂ，３２ｃは、制御部３１から入力された変位指令信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃに基づいて、対応する電磁ソレノイド６ａ，６ｂ，６ｃに駆動電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃを印加し、所望の変位量だけ変位させることにより、撮像素子の撮像角度を所望の角度に制御することができる。ここに、制御部３１と駆動回路部３２ａ…とで駆動電流信号を制御する電流制御部が構成される。

なお入力部３０により撮像角度を直接入力するかわりに、複数の撮像方向と、各々の撮像方向における駆動電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃとの対応関係が予め設定されたデータテーブルを記憶する記憶部３３を設け、入力部３０により複数の撮像方向の中から所望の撮像方向を選択すると、制御部３１が入力部３０からの選択信号をもとに記憶部３３に記憶されたデータテーブルから駆動電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃを読み出し、この駆動電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃをもとに変位指令信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃを作成する。そして駆動回路部３２ａ，３２ｂ，３２ｃは、制御部３１から入力された変位指令信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃに基づいて、対応する電磁ソレノイド６ａ，６ｂ，６ｃに駆動電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃを印加し、所望の変位量だけ変位させることで、撮像素子を所望の撮像方向に向けている。なお表１は、記憶部３３に登録されたデータテーブルを示しており、このデータテーブルには複数の撮像方向（ポジション１，２…）と、各々の撮像方向における駆動電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃとの対応関係が設定されている。

ところで図１９に示す駆動回路では制御部３１はオープン制御を行っているが、カメラ基板１と取付ベース５との間の距離を検出する距離センサを設け、制御部３１が距離センサの検出結果からカメラ基板１の傾きを求めて、カメラ基板１の傾斜角度が目標値に一致するようにフィードバック制御を行うようにしても良く、撮像素子の撮像角度を高精度に制御することができる。

図２０（ａ）は距離センサ（距離検出手段）の一例を示しており、カメラ基板１に一対の発光ダイオード２６を配置するとともに、取付ベース５に一対のフォトダイオード２７を配置し、発光ダイオード２６からの光を対向配置されたフォトダイオード２７で受光し、フォトダイオード２７の受光光量によって発光ダイオード２６とフォトダイオード２７との間の距離Ｄ１，Ｄ２を検出しており、これらの距離Ｄ１，Ｄ２を用いてカメラ基板１の傾斜角度を検出している。また図２０（ｂ）は距離センサの別の例を示しており、カメラ基板１に、取付ベース５に向かって光を照射する発光ダイオード２６と、発光ダイオード２６から照射された後に取付ベース５で反射された光を受光するフォトダイオード２７とを２組配置してあり、取付ベース５による反射光をフォトダイオード２７で受光し、フォトダイオード２７の受光光量によって発光ダイオード２６と取付ベース５との間の距離Ｄ３，Ｄ４を検出しており、これらの距離Ｄ３，Ｄ４を用いてカメラ基板１の傾斜角度を検出している。なお図２０（ａ）（ｂ）に示した角度センサでは、フォトダイオード２７の受光光量から距離を求めているが、発光ダイオード２６から照射される光を変調して、発光ダイオード２６からの照射光とフォトダイオード２７の受光光との位相差をもとに距離を検出するようにしても良い。

また図１９で説明した駆動回路では、制御部３１が、撮像素子の設定角度に対応した駆動電流をそのままの電流値で電磁ソレノイド６ａ〜６ｃに印加させた場合、駆動系の質量と慣性力によってカメラ基板１が設定角度Ｘ0を越えてオーバーシュートし、その後振動して設定角度Ｘ0に収束することになり（図２１参照）、その結果撮像素子の画像に揺れが発生するという問題がある。そこで制御部３１では、図２２に示すように最終の設定角度に対応する駆動電流Ｉ０以外に複数の電流指令値Ｉ１，Ｉ２（Ｉ０＞Ｉ１＞Ｉ２）を用意し、動作開始直後は最終の設定角度に対応した駆動電流Ｉ０よりもやや小さい駆動電流Ｉ１を印加することで、カメラ基板１の立ち上がりを早めるとともに、最終の設定角度に到達する手前で電流指令値をＩ１からＩ２に低下させることによって、カメラ基板１の動作速度を減速させ、最終的に電流指令値Ｉ０を印加することで、カメラ基板１の傾斜角度を最終の設定角度に制御しており、オーバーシュートの発生を防止して、撮像素子の画像の揺れを低減することができる。

参考例１のカメラ駆動装置を示し、（ａ）は一部省略せる正面図、（ｂ）は下側から見た断面図である。 同上の動作状態を示した一部省略せる断面図である。 同上の動作状態を説明する説明図である。 同上の別のカメラ駆動装置を示し、（ａ）は一部省略せる正面図、（ｂ）は下側から見た断面図である。 同上に用いる支持ばねの外観斜視図である。 実施形態１のカメラ駆動装置を示し、（ａ）は一部省略せる正面図、（ｂ）は下側から見た断面図である。 同上の動作状態を示した一部省略せる断面図である。 同上の動作状態を説明する説明図である。 実施形態２のカメラ駆動装置を示し、（ａ）は一部省略せる正面図、（ｂ）は下側から見た断面図である。 同上を示し、（ａ）は動作状態を示した一部省略せる断面図、（ｂ）は同上の要部拡大図である。 （ａ）〜（ｃ）は参考例２のカメラ駆動装置に用いる電磁ソレノイドの断面図である。 同上を示し、（ａ）は可動鉄心のストロークと磁気吸引力およびばね力との関係を示す図、（ｂ）は印加電流と停止位置との関係を示す図である。 参考例３のカメラ駆動装置を下側から見た断面図である。 （ａ）（ｂ）は同上に用いる電磁ソレノイドの断面図である。 参考例４のカメラ駆動装置を示し、（ａ）は一部省略せる正面図、（ｂ）は下側から見た断面図である。 同上の別のカメラ駆動装置を示し、（ａ）は一部省略せる正面図、（ｂ）は下側から見た断面図である。 同上のまた別のカメラ駆動装置を下側から見た断面図である。 （ａ）（ｂ）は同上に用いるカム板のカム形状を説明する図である。 同上の駆動回路のブロック図である。 （ａ）（ｂ）は同上に用いる角度センサの一例を示す説明図である。 同上を示し、電磁ソレノイドの変位とその駆動電流の時間変化を示す図である。 同上を示し、電磁ソレノイドの変位とその駆動電流の時間変化を示す図である。 従来のカメラ駆動装置の断面図である。

符号の説明

１ カメラ基板
２ レンズブロック
４ コイルばね
５ 取付ベース
６ａ，６ｂ 電磁ソレノイド
８ 支点突起
９ プランジャ

Claims (12)

1. 所望の撮像範囲の画像を撮像する撮像手段が取着されるカメラ支持部と、カメラ支持部がばね部材を介して位置決め支持される取付ベースと、それぞれ外部より入力される制御信号に応じて変位する駆動子を具備し、該駆動子でばね部材による付勢力に抗してカメラ支持部を取付ベース側に押圧変位させることで、撮像手段の撮像方向が所望の方向を向くようにカメラ支持部を取付ベースに対して傾斜させる複数のカメラ駆動部とを備えて成り、上記カメラ駆動部を３つ備え、各カメラ駆動部の駆動子がカメラ支持部を押圧する部位が上記撮像手段の撮像中心を囲むように各カメラ駆動部を配置したことを特徴とするカメラ駆動装置。
2. ３つのカメラ駆動部を、各々の駆動子がカメラ支持部を押圧する部位がそれぞれ正三角形の３つの頂点となるように配置したことを特徴とする請求項１記載のカメラ駆動装置。
3. カメラ駆動部の駆動子と対向するカメラ支持部の部位に駆動子の押圧力を受ける受け台を設け、当該受け台における駆動子との接触部位の表面形状を、駆動子による押圧方向と略平行な方向において駆動子と接触するような形状に形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のカメラ駆動装置。
4. 上記駆動子の先端部の形状を球面状に形成するとともに、上記受け台の上記接触部位の表面形状を駆動子と面接触する球面状に形成したことを特徴とする請求項３記載のカメラ駆動装置。
5. 上記カメラ駆動部は、コイルへの通電に応じてプランジャが前後動する直動型の電磁ソレノイドからなり、プランジャに連結された上記駆動子でカメラ支持部を押圧駆動するとともに、上記制御信号は駆動子の駆動量に応じた駆動電流信号からなり、カメラ支持部を所望の方向に傾けるように電磁ソレノイドに印加する駆動電流信号を制御する電流制御部を設けたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１つに記載のカメラ駆動装置。
6. 上記電磁ソレノイドは取付ベースに支持固定されるとともに、駆動子をカメラ支持部に連結してあり、コイルの非励磁時に駆動子を復帰位置に移動させる復帰ばねを電磁ソレノイドに設け、当該復帰ばねで上記ばね部材を兼用したことを特徴とする請求項５記載のカメラ駆動装置。
7. 上記電磁ソレノイドは、コイルが巻装される筒状の巻胴部を有し、巻胴部内に磁性体からなる上記プランジャが移動自在に配置されるボビンと、ボビンの巻胴部内に配置される磁極部を具備してプランジャと閉磁気回路を形成するヨークとを備え、前記磁極部とプランジャとの対向部位に吸引方向に対して斜めに傾斜するテーパ面をそれぞれ形成したことを特徴とする請求項６記載のカメラ駆動装置。
8. 上記電磁ソレノイドはコイルを２組備え、２組のコイルの内の一方を励磁することで、上記プランジャを一方のコイル内に吸引して、カメラ支持部を取付ベースに近付く向きに変位させるとともに、他方を励磁することで、上記プランジャを他方のコイル内に吸引して、カメラ支持部を取付ベースから離れる向きに変位させることを特徴とする請求項５又は６記載のカメラ駆動装置。
9. 上記カメラ駆動部は、コイルへの通電に応じて回転軸が正転又は逆転する回転型の電磁ソレノイドからなり、回転軸に連結された上記駆動子でカメラ支持部を押圧駆動するとともに、上記制御信号は駆動子の駆動量に応じた駆動電流信号からなり、カメラ支持部を所望の方向に傾けるように電磁ソレノイドに印加する駆動電流信号を制御する電流制御部を設けたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１つに記載のカメラ駆動装置。
10. カメラ駆動部は上記駆動子が回転軸に連結された回転型のアクチュエータからなり、駆動子としてカムを用い、上記回転軸を正転又は逆転させることによって上記回転軸に連結されたカムでカメラ支持部を押圧駆動することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１つに記載のカメラ駆動装置。
11. 上記電流制御部は、カメラ支持部を所望の目標角度へ動作させる際に、カメラ支持部が目標角度の手前で減速するように、カメラ駆動部に出力する駆動電流信号を、前記目標角度に対応した電流値以外の電流値に一旦切り替えてから、前記目標角度に対応した電流値に切り替えることを特徴とする請求項５乃至９の何れか１つに記載のカメラ駆動装置。
12. 上記カメラ支持部又は上記取付ベースの何れか一方に、他方に向かって光を照射する発光手段を設けるとともに、前記発光手段からの照射光又はこの照射光の他方による反射光の何れかを受光する受光手段を上記カメラ支持部又は上記取付ベースの何れかに設け、受光手段の受光量からカメラ支持部と取付ベースとの間の距離を検出する距離検出手段と、当該距離検出手段の検出結果からカメラ支持部の傾斜角度を求め、カメラ支持部の傾斜方向が所望の方向となるようにカメラ駆動部をフィードバック制御するフィードバック制御手段とを設けたことを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１つに記載のカメラ駆動装置。

Images