JP6683463B2 - 羽根駆動モジュール及び該羽根駆動モジュールを備えた撮像ユニット並びに撮像機器 - Google Patents
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Description
一般的な赤外線カメラでは、測定対象から放出される赤外線以外に、受光センサが熱源となって筐体の内部に発生する熱量などの影響を受けてしまい、測定対象から放射される赤外線による撮像に悪影響を及ぼす場合がある。
そこで、例えば、特許文献1に記載される赤外線カメラでは、赤外線レンズ群と、前記赤外線レンズ群の結像面に位置する赤外線撮像素子と、ハウジング内の窓部から前記赤外線レンズ群に至る赤外線の光路上に配設された羽根部材(シャッター)と、前記羽根部材の温度を検出する温度センサとを備え、前記温度センサにより検出した羽根部材の温度に基づき、赤外線撮像素子により検出される撮像画像をキャリブレーションするようにしている。
また、羽根部材の温度上昇や熱変形等に起因する問題は、赤外線カメラ以外に、通常のデジタルカメラや画像測定器等の撮像機器においても発生するおそれがある。
撮像ユニットのケーシング内に配置されて、前方側のレンズと後方側の受光センサとの間に位置する羽根駆動モジュールであって、前記受光センサの前方に配置され、前記受光センサに入射する光が通過する開口を有する羽根支持部材と、前記羽根支持部材に移動自在に支持されて前記開口を開閉する羽根部材と、前記羽根部材を開閉駆動するアクチュエータとを備え、前記羽根支持部材は、前記開口の光軸に交差する前後の面の一方に、前記羽根部材と前記アクチュエータを収容する収容部と、該収容部に並設された露出部とを備え、前記収容部には、一方の面を前記羽根支持部材側へ向けて前記羽根部材と前記アクチュエータを覆うとともに他方の面を外部に露出した放熱板が設けられ、前記放熱板は、前記羽根支持部材の前記開口に連通する開口を有し、この放熱板の開口の周囲側に位置する部分の内面を前記羽根支持部材に接触させていることを特徴とする羽根駆動モジュール。
この羽根駆動モジュールAは、発熱源となる受光センサ11の前方に配置され、受光センサ11に入射する光が通過する開口1aを有する羽根支持部材1と、羽根支持部材1に移動自在に支持されて開口1aを開閉する羽根部材2と、羽根部材2を開閉駆動するアクチュエータ3と、羽根部材2とアクチュエータ3を覆う放熱板4と、羽根支持部材1の開口1aに連通する開口5aを有する口径板5とを具備し、図示例によれば、正面視矩形状の直方体形状に構成される。
なお、図1中、二点鎖線で示す受光センサ11は、後述する撮像ユニットBを構成するものであり、羽根駆動モジュールAの構成には含まれない。
この羽根支持部材1は、その前面と裏面のうち、開口1aの光軸に交差する一方の面(図示例によれば前面)に、羽根部材2、アクチュエータ3及び口径板5を収容する収容部1bを有し、さらに、この収容部1bに対し面方向(図1(a)によれば左側)に並ぶように露出部1cを有する。
この羽根支持部材1は、例えば、アルミニウムやマグネシウム、その他の金属材料、これらの合金等によって形成される。
また、この収容部1bには、後述する放熱板4の裏面を接触させる平坦状の被接触面1b4,1b5(図6参照)が設けられる。図示例の被接触面1b4,1b5は、露出部1c寄りと、その逆寄りに分散して設けられる。
この露出部1cは、図示例によれば、平面視長尺矩形状の略平坦状の面であり、その全面が外気に触れるようになっており、放熱面として機能する。
この羽根部材2は、放熱板4と口径板5の間に設けられ、枢支孔2bを羽根支持部材1の支持軸1b1に環状に装着するとともに、係合孔2cをロータ3aの係合突起3a3に係合している。
羽根部材2の厚みは、図示例によれば、放熱板4と口径板5の隙間寸法よりも小さく設定される。この羽根部材2は、その前面を放熱板4の内面に近接又は接触するとともに、後面を口径板5の前面に近接又は接触している。
また、この羽根部材2における枢支孔2bには、支持軸1b2が挿通され、係合孔2cには、ロータ3aの係合突起3a3が挿通される。
このロータ3aは、羽根支持部材1の支持軸1b2によって回転自在に支持される。
また、コイル3cが通電状態の場合には、コア3bの前記一片部と前記他片部に磁極を発生させ、この磁極とマグネット3a1の磁極との反発力により、腕部3a2を他方(図3によれば右方向)へ回動させる。これに伴って、羽根部材2は、開口5aを閉鎖するように回動し、規制突起1b6に当接する。
なお、他例としては、羽根部材2を、無通電状態において閉鎖状態に保持し、通電状態にて開放動作させることも可能であり、羽根部材2の初期開閉状態は、羽根駆動モジュールAの用途等応じて適宜に設定される。
詳細に説明すれば、この放熱板4は、金属材料から略矩形平板状に形成され、羽根支持部材1前面における露出部1c以外の部分を全部覆うようにして比較的広い面積に形成される。
そして、この放熱板4は、その中心寄りに、羽根支持部材1の開口1aに連通する開口4aを有するとともに、該開口4aの周囲に、羽根支持部材1の複数の凸部1b3に嵌り合う孔又は切欠や、支持軸1b1の先端部を逃がす孔、ロータ3aの係合突起3a3を逃がすための円弧状長孔、ヨーク3b及びコイル3cを部分的に露出する開口部等を有する。
また、この放熱板4の後面(背面)は、露出部1c寄りに位置する一辺側部分(図1(a)の左側部分)と、その逆側の他辺側部分(図1(a)の右側部分)とが、それぞれ、羽根支持部材1の被接触面1b4,1b5(図6参照)に密接している。つまり、放熱板4の外周側などの少なくとも一部が羽根支持部材1と接触している。
この放熱板4と羽根支持部材1を接続する手段は、例えば、接着や、嵌合、カシメ等とすればよい。
口径板5は、金属材料から略薄板状に形成され、その中心寄りに、羽根支持部材1の開口1aに連通するとともに光量を制限する開口5aを有するとともに、該開口5aの周囲に、羽根支持部材1の複数の凸部1b3に嵌り合う孔又は切欠や、支持軸1b1を挿通する孔、ロータ3aの突起を逃がすための円弧状長孔、ヨーク3b及びコイル3cを部分的に露出する切欠等を有する。
この受光センサ11には、例えば、焦電センサや、サーモバイル、ボロメータ等の赤外線センサ、CCDイメージセンサ、CMOSイメージセンサ等を用いることが可能である。
このフィルタ支持部材15の後端部は、基板12の前面に接触して固定されている。フィルタ支持部材15を基板12に固定する手段は、例えば、接着や嵌合、ネジ止め、カシメ等とすることが可能である。
図示例について詳細に説明すれば、段部21は、支持部材20を構成する上下左右の側壁面にそれぞれ設けられ、前方側の開口面積が拡大するように段状に形成される。
なお、図4中の符号22は、必要に応じて設けられる貫通孔であり、例えば、配線やコネクタ等を挿通するのに用いられる。
このセンサモジュール10は、支持部材20内の後端壁面に接触して固定される。この固定手段は、例えば、接着や、嵌合、カシメ、ネジ止め等とすることが可能である。
そして、羽根駆動モジュールAは、羽根支持部材1の背面が、その上下左右の各辺側において、段部21に接触し固定される。この固定手段は、例えば、接着や、嵌合、カシメ、ネジ止め等とすることが可能である。
撮像ユニットBによる撮像中、受光センサ11が発熱源となって発生した熱は、図4(b)に示すように、受光センサ11背面側の接触面aを介して基板12へ伝達し、さらに、基板12背面側の接触面b,cを介して支持部材20の後端壁面に伝達する。
そして、支持部材20を伝導する一部の熱は、支持部材20の背面や、側面、前面等の外表面から外気に伝達し逃がされ、他の一部の熱は、支持部材20内の段部21と羽根支持部材1背面との接触面dを介して、羽根支持部材1へ伝達する。
また、羽根支持部材1を伝導する他の一部の熱は、羽根支持部材1前面の被接触面1b4,1b5(図6参照)から放熱板4へ伝達したり、収容部1b内の開口1a周囲面から口径板5へ伝達したりする。
放熱板4の熱は、該放熱板4の前面から外気へ放熱される。
また、口径板5の熱は、開口5a付近の外気へ放熱される。
したがって、例えば、羽根部材2の温度に応じて受光センサ11による撮像画像をキャリブレーションする場合に、そのキャリブレーションの精度を向上することができる。
さらには、羽根部材2の熱変形により、全閉状態の羽根部材2に光の洩れを生じたり、羽根部材2と放熱板4又は口径板5等との摩擦抵抗が大きくなったりするのを防ぐことができる。
また、例えば、羽根駆動モジュールAをサーモグラフィー用カメラとして用いた場合でも、外部から受ける赤外線による熱を、上述した羽根支持部材1及び放熱板4等の構造により速やかに拡散し放熱することができる。
撮像機器Cは、赤外線監視カメラ(暗視カメラ)の一例であり、ケーシング内に、撮像ユニットBや、撮像ユニットBの前方に位置するレンズ、受光センサ11による撮像画像信号を処理する処理回路、メモリー等を備えている。
撮像機器Dは、デジタルカメラの一例であり、ケーシング内に、撮像ユニットBや、撮像ユニットBの前方に位置するレンズ、受光センサ11による撮像画像信号を処理する処理回路や、メモリー等を備えている。
これら撮像機器C,Dは、羽根駆動モジュールA及び撮像ユニットBの上記構造により、温度上昇が比較的小さく、撮像画像を補正する際の精度が良好であり、さらに、羽根部材2の熱変形に起因する動作不良や露光不良等を生じ難い。
2:羽根部材, 3:アクチュエータ, 4:放熱板, 5:口径板
10:センサモジュール, 11:受光センサ, 20:支持部材
A:羽根駆動モジュール, B:撮像ユニット, C,D:撮像機器
a〜d:接触面
Claims (8)
- 撮像ユニットのケーシング内に配置されて、前方側のレンズと後方側の受光センサとの間に位置する羽根駆動モジュールであって、
前記受光センサの前方に配置され、前記受光センサに入射する光が通過する開口を有する羽根支持部材と、
前記羽根支持部材に移動自在に支持されて前記開口を開閉する羽根部材と、
前記羽根部材を開閉駆動するアクチュエータとを備え、
前記羽根支持部材は、前記開口の光軸に交差する前後の面の一方に、前記羽根部材と前記アクチュエータを収容する収容部と、該収容部に並設された露出部とを備え、
前記収容部には、一方の面を前記羽根支持部材側へ向けて前記羽根部材と前記アクチュエータを覆うとともに他方の面を外部に露出した放熱板が設けられ、
前記放熱板は、前記羽根支持部材の前記開口に連通する開口を有し、この放熱板の開口の周囲側に位置する部分の内面を前記羽根支持部材に接触させていることを特徴とする羽根駆動モジュール。 - 前記放熱板の内面が、前記羽根部材に近接又は接触していることを特徴とする請求項1記載の羽根駆動モジュール。
- 前記羽根支持部材は、前記羽根部材を回転自在に支持する支持軸と、前記羽根部材を当接させる規制突起とを有することを特徴とする請求項1又は2記載の羽根駆動モジュール。
- 前記羽根支持部材は、前記開口の光軸に交差する前面に、前記収容部及び前記露出部を備えることを特徴とする請求項1乃至3何れか1項記載の羽根駆動モジュール。
- 前記収容部には、前記羽根部材と前記アクチュエータとの間に、前記羽根支持部材の前記開口に連通する開口を有する口径板が設けられ、該口径板は、前記羽根支持部材に接触するとともに前記羽根部材に近接又は接触していることを特徴とする請求項1乃至3何れか1項記載の羽根駆動モジュール。
- 前記収容部が前記羽根部材を内在する凹状に形成され、前記露出部が前記収容部における前記開口の周囲面よりも前方へ突出して、放熱面として機能することを特徴とする請求項1乃至5何れか1項記載の羽根駆動モジュール。
- 前方を開口した内部空間を有する支持部材と、前記支持部材内の後側に支持されて該支持部材内面に接触し、前記受光センサを一体的に有するセンサモジュールと、前記支持部材内における前記受光センサよりも前側に支持されて該支持部材内面に接触する前記羽根支持部材とを具備したことを特徴とする請求項1乃至6何れか1項記載の羽根駆動モジュールを備えた撮像ユニット。
- 前記羽根部材の前方に前記レンズを備えたことを特徴とする請求項7記載の撮像ユニットを備えた撮像機器。
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