JPWO2014076957A1 - カメラ駆動装置 - Google Patents
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- H04N23/673—Focus control based on electronic image sensor signals based on contrast or high frequency components of image signals, e.g. hill climbing method
Abstract
Description
以下、本発明によるカメラ駆動装置の第1の実施形態を説明する。
以下、本発明によるカメラ駆動装置の第2の実施形態を説明する。
以下、本発明によるカメラ駆動装置の第3の実施形態を説明する。
以下、本発明によるカメラ駆動装置の第4の実施形態を説明する。
11 チルティング方向回転軸
12 パンニング方向回転軸
20 パンニング方向
21 チルティング方向
22 ローリング方向
40、41、42、43 巻回中心軸
55 支持ボール
56 支持ボールホルダー
70 球心
80p、80r、80t 角速度信号
82p、82r、82t 角速度信号
83p、83r、83t 角速度信号
84p、84r、84t 目標回転角度信号
85p、85r、85t 目標角度信号
86p、86r、86t 回転角度信号
87p、87r、87t 回転角度信号
88p、88r、88t 回転角度信号
91p、91r、91t アナログ回路
92p、92r、92t 増幅回路
93p、93r、93t 変換器
94 演算処理部
95p、95r、95t 変換器
96p、96r、96t 駆動回路
97p、97r、97t アナログ回路
98p、98r、98t 増幅回路
100 カメラ部
102 下部可動部
102H 開口部
102P 接触ポイント
102R 凸状部分球面
102S 切り欠き部
105 レンズ
106 レンズホルダー
107 レンズ鏡筒
107A 開口部
107B 突起部
107C 開口部
107D 凹部
107E 円筒部
107P 凹部
108 撮像素子
109 移動検出用磁石
110 配線
112 リング部材
113 板バネ部材
115 光軸方向駆動コイル
115P カメラ部パンニング駆動コイル
115T カメラ部チルティング駆動コイル
120 第1の固定ホルダ
120A 傾斜面
130 第2の固定ホルダ
140 磁気センサー
150 カメラカバー
165 カメラ駆動装置
170 カメラユニット
180 可動ユニット
200 ベース
200A 凹状球面
200B、200C 接触面
200F 円柱凹部
200H、200P、200T 開口部
201 脱落防止部材
201A 脱落防止用規制面
203 パンニング磁気ヨーク
204 チルティング磁気ヨーク
240 ガイド棒
300 固定ユニット
301 パンニング駆動コイル
302 チルティング駆動コイル
303 ローリング駆動コイル
401 パンニング駆動磁石
402 チルティング駆動磁石
406 傾斜検出用磁石
501 第1の磁気センサー
501 第2の磁気センサー
502 回路基板
600 圧縮バネ
601 調節ネジ
700 第2の磁気センサー
800 制御部
900、901、902 角速度センサー
1000 画像処理部
Claims (40)
- 撮像面を有する撮像素子、光軸を有し、前記撮像面に被写体像を形成するレンズおよび前記レンズを保持するレンズ鏡筒を含むカメラ部と、
少なくとも1つの吸着用磁石を有し、前記カメラ部を内蔵する可動ユニットであって、第1の凸状部分球面を外形に有する可動ユニットと、
少なくとも1つの磁性体および前記可動ユニットの少なくとも一部が遊嵌する凹部を有し、前記少なくとも1つの吸着用磁石の前記少なくとも1つの磁性体に対する磁気吸引力によって、前記可動ユニットの前記第1の凸状部分球面と前記凹部とが点または線接触し、前記可動ユニットが前記第1の凸状部分球面の球心を中心として自在に回転する固定ユニットと、
前記固定ユニットに対して前記カメラ部をパンニング方向へ傾斜させるパンニング駆動部と、
前記固定ユニットに対して前記カメラ部を前記パンニング方向と直交するチルティング方向へ傾斜させるチルティング駆動部と、
前記固定ユニットに対して前記カメラ部を、前記レンズの前記光軸を中心とするローリング方向へ回転させるローリング駆動部と、
前記可動ユニットに対して前記カメラ部もしくは前記レンズあるいは前記撮像素子を光軸方向へ移動させる、前記可動ユニットに設けられたカメラ駆動部と、
前記固定ユニットに対する前記カメラ部の前記パンニングおよび前記チルティング方向への傾斜角度を検出する第1の検出器と、
前記ローリング方向に回転する前記カメラ部の回転角度を検出する第2の検出器と、
前記光軸方向に移動する前記カメラ部もしくは前記レンズあるいは前記撮像素子の移動量を検出する第3の検出器と
を備えた、カメラ駆動装置。 - 撮像面を有する撮像素子、光軸を有し、前記撮像面に被写体像を形成するレンズおよび前記レンズを保持するレンズ鏡筒を含むカメラ部と、
少なくとも1つの吸着用磁石を有し、前記カメラ部を内蔵する可動ユニットであって、第1の凸状部分球面を外形に有する可動ユニットと、
少なくとも1つの磁性体および前記可動ユニットの少なくとも一部が遊嵌する凹部を有し、前記少なくとも1つの吸着用磁石の前記少なくとも1つの磁性体に対する磁気吸引力によって、前記可動ユニットの前記第1の凸状部分球面と前記凹部とが点または線接触し、前記可動ユニットが前記第1の凸状部分球面の球心を中心として自在に回転する固定ユニットと、
前記固定ユニットに対して前記カメラ部をパンニング方向へ傾斜させるパンニング駆動部と、
前記固定ユニットに対して前記カメラ部を前記パンニング方向と直交するチルティング方向へ傾斜させるチルティング駆動部と、
前記固定ユニットに対して前記カメラ部を前記レンズの前記光軸を中心とするローリング方向へ回転させるローリング駆動部と、
前記可動ユニットに対して前記カメラ部もしくは前記レンズあるいは前記撮像素子を光軸方向へ移動させ、かつ前記パンニング方向と前記チルティング方向へ傾斜させる、前記可動ユニットに設けられたカメラ駆動部と、
前記固定ユニットに対する前記カメラ部の前記パンニングおよび前記チルティング方向への傾斜角度を検出する第1の検出器と、
前記ローリング方向に回転する前記カメラ部の回転角度を検出する第2の検出器と、
前記光軸方向に移動する前記カメラ部もしくは前記レンズあるいは前記撮像素子の移動量を検出する第3の検出器と
を備えた、カメラ駆動装置。 - 前記固定ユニットは、前記凹部内に位置する少なくとも3つの第2の凸状部分球面を有し、前記第2の凸状部分球面と前記可動ユニットの第1の凸状部分球面とが点接触している、請求項1または2に記載のカメラ駆動装置。
- 前記固定ユニットは、前記凹部の内側面を構成する凹状円錐面を有し、前記凹状円錐面と前記可動ユニットの第1の凸状部分球面とが線接触している、請求項1または2に記載のカメラ駆動装置。
- 前記固定ユニットに設けられ、前記可動ユニットが前記固定ユニットから脱落しないように前記可動ユニットの移動を制限する規制面を有する脱落防止部材をさらに備え、
前記規制面は、前記第1の凸状部分球面の球心と一致した中心を有する凹状部分球面を有する、請求項1から4のいずれかに記載のカメラ駆動装置。 - 前記パンニング駆動部は、前記可動ユニットにおいて、前記光軸に対して対称に配置された一対のパンニング駆動磁石と、前記一対のパンニング駆動磁石に対向するよう前記固定ユニットに配置された一対のパンニング磁気ヨークと、前記一対のパンニング磁気ヨークに巻回された一対のパンニング駆動コイルとを含み、
前記チルティング駆動部は、前記可動ユニットにおいて、前記光軸に対して対称に配置された一対のチルティング駆動磁石と、前記一対のチルティング駆動磁石に対向するよう前記固定ユニットに配置された一対のチルティング磁気ヨークと、前記一対のチルティング磁気ヨークに巻回された一対のチルティング駆動コイルとを含み、
前記一対のパンニング駆動磁石および前記一対のパンニング駆動コイルは、前記第1の凸状部分球面の球心を通る直線上に設けられ、前記一対のチルティング駆動磁石および前記一対のチルティング駆動コイルは、前記第1の凸状部分球面の球心を通る他の直線上に設けられ、前記可動ユニットの前記光軸方向における中心の位置は、前記第1の凸状部分球面の球心の位置とほぼ一致している、請求項1から5のいずれかに記載のカメラ駆動装置。 - 前記ローリング駆動部は、前記一対の前記パンニング磁気ヨークおよび前記一対のチルティング磁気ヨークにそれぞれ巻回された4つのローリング駆動コイルを含み、前記一対のパンニング駆動磁石および前記一対のチルティング駆動磁石をローリング駆動磁石として用いる、請求項6に記載のカメラ駆動装置。
- 前記少なくとも1つの磁性体は、前記一対のパンニング磁気ヨークおよび前記一対のチルティング磁気ヨークである、請求項6に記載のカメラ駆動装置。
- 前記少なくとも1つの吸着用磁石は、前記一対のパンニング駆動磁石および前記一対のチルティング駆動磁石である、請求項6に記載のカメラ駆動装置。
- 前記一対のパンニング駆動コイルおよび前記一対のチルティング駆動コイルのそれぞれの巻回中心軸と垂直であり、前記第1の凸状部分球面の球心およびそれぞれの駆動コイルを通る直線は、前記光軸に垂直であり且つ前記第1の凸状部分球面の球心を通る水平面に対して、45度以下の傾斜角度Aをなしており、前記一対のパンニング駆動磁石および前記一対のチルティング駆動磁石は、それぞれ、前記一対のパンニング駆動コイルおよび前記一対のチルティング駆動コイルに対向するように前記可動ユニットに傾斜して配置されている、請求項6または7に記載のカメラ駆動装置。
- 前記一対のローリング駆動コイルのそれぞれの巻回中心軸と垂直であり、前記第1の凸状部分球面の球心を通る直線は、前記光軸に垂直であり且つ前記第1の凸状部分球面の球心およびそれぞれのローリング駆動コイルの中心を通る水平面に対して、45度以下の傾斜角度Bをなしており、前記ローリング駆動部は、一対のローリング駆動磁石を含み、前記一対のローリング駆動磁石は、前記ローリング駆動コイルに対向するよう前記可動ユニットに傾斜して配置されている、請求項6に記載のカメラ駆動装置。
- 前記傾斜角度Aは20度である、請求項10に記載のカメラ駆動装置。
- 前記傾斜角度Bは20度である、請求項11に記載のカメラ駆動装置。
- 前記第2の凸状部分球面の各々の球心と前記第1の凸状部分球面の球心とを結ぶ直線は、前記光軸に垂直であり且つ前記第1の凸状部分球面の球心を通る水平面に対して、45度の傾斜角度Cをなしている、請求項3に記載のカメラ駆動装置。
- 前記一対のパンニング駆動磁石、前記一対のチルティング駆動磁石および前記一対のローリング駆動磁石は、前記可動ユニットの内側に位置しており、前記第1の凸状部分球面において露出していない、請求項7に記載のカメラ駆動装置。
- 前記一対のパンニング駆動コイル、前記一対のチルティング駆動コイルおよび前記ローリング駆動コイルは、前記固定ユニットの内側に設けられ、前記凹部内において露出していない、請求項6または7に記載のカメラ駆動装置。
- 前記可動ユニットは、樹脂材料によって構成されている、請求項15に記載のカメラ駆動装置。
- 前記可動ユニットは、前記一対のパンニング駆動磁石、前記一対のチルティング駆動磁石および前記一対のローリング駆動磁石とともに一体成型されている、請求項15に記載のカメラ駆動装置。
- 前記固定ユニットは、樹脂材料によって構成されている、請求項16に記載のカメラ駆動装置。
- 前記固定ユニットは、前記一対のパンニング駆動コイル、前記一対のチルティング駆動コイル、前記一対のローリング駆動コイル、前記一対のパンニング磁気ヨーク、前記一対のチルティング磁気ヨークおよび一対のローリング磁気ヨークとともに一体成型されている、請求項19に記載のカメラ駆動装置。
- 前記カメラ駆動部は、前記光軸に平行に前記可動ユニットに設けられた複数のガイド部に対して前記光軸方向に可動する前記カメラ部もしくは前記レンズ、または前記撮像素子を支持するホルダー部と、前記カメラ部または前記ホルダー部に設けられた光軸方向駆動コイルと、前記光軸方向駆動コイルに対向するように前記可動ユニットに固定された光軸方向駆動磁石とを含む、請求項1および請求項3から5のいずれかに記載のカメラ駆動装置。
- 前記カメラ駆動部は、前記光軸に対して垂直な平面上に配置された複数の板バネ部材により前記可動ユニットに対して前記光軸方向に可動支持された前記カメラ部もしくは前記レンズまたは前記撮像素子を支持するホルダー部と、前記カメラ部または前記ホルダー部に設けられた光軸方向駆動コイルと、前記光軸方向駆動コイルに対向するように前記可動ユニットに固定された光軸方向駆動磁石とを含む、請求項1から5のいずれかに記載のカメラ駆動装置。
- 前記光軸方向駆動磁石は、前記一対のパンニング駆動磁石と前記一対のチルティング駆動磁石である、請求項21または22に記載のカメラ駆動装置。
- 前記光軸方向駆動コイルの巻回中心軸は、前記光軸と一致する、請求項21または22に記載のカメラ駆動装置。
- 前記ガイド部は、前記可動ユニットに固定され、かつ前記光軸に平行なガイド棒である、請求項21に記載のカメラ駆動装置。
- 前記カメラ駆動部は、前記光軸に対して垂直な平面上に配置された複数の板バネ部材により前記可動ユニットに対して前記光軸方向に可動支持された前記カメラ部もしくは前記レンズまたは前記撮像素子を支持するホルダー部と、前記カメラ部または前記ホルダー部に設けられ、かつ前記光軸に平行な巻回中心軸を有し、前記一対のパンニング駆動磁石に対向する一対の第1の光軸方向駆動コイルと、前記一対のチルティング駆動磁石に対向する第2の光軸方向駆動コイルを含む、請求項2に記載のカメラ駆動装置。
- 前記一対の第1の光軸方向駆動コイルは、それぞれに通電する電流方向の差異により、前記カメラ部または前記ホルダー部を前記パンニング方向に傾斜駆動するか、前記光軸方向に移動させ、前記一対の第2の光軸方向駆動コイルは、それぞれに通電する電流方向の差異により、前記カメラ部または前記ホルダー部を前記チルティング方向に傾斜駆動し、かつ前記光軸方向に移動させる、請求項26に記載のカメラ駆動装置。
- 前記複数の板バネ部材は、前記光軸を中心とする渦巻き形状である請求項22または26に記載のカメラ駆動装置。
- 前記可動ユニットの重心は前記第1の凸状部分球面の球心と一致している、請求項1から5のいずれかに記載のカメラ駆動装置。
- 前記カメラ部に接続され、フレキシブルケーブルによって構成された配線をさらに備え、
前記配線は、前記光軸に対して線対称に配置されており、前記光軸に垂直な平面において、前記一対のチルティング駆動磁石を結ぶ線または前記一対のパンニング駆動磁石を結ぶ線に対して45度をなす方向において、前記可動ユニットに固定されている、請求項6に記載のカメラ駆動装置。 - 前記第1の検出器は、前記固定ユニットに固定された第1の磁気センサーと、前記可動ユニットに設けられた傾斜検出用磁石とを含み、前記第1の磁気センサーは、前記傾斜検出用磁石の傾斜による磁力変化を検出し、前記カメラ部の前記パンニング方向および前記チルティング方向の2次元の傾斜角度を算出する、請求項1または2に記載のカメラ駆動装置。
- 前記第1の磁気センサーおよび前記傾斜検出用磁石は、前記光軸上に位置している、請求項31に記載のカメラ駆動装置。
- 前記第1の検出器は、前記固定ユニットに固定された光センサーと、前記可動ユニットの前記第1の凸状部分球面の一部に設けられた光検出パターンとを含み、前記光センサーは、前記光検出パターンの傾斜による前記光センサーに入射する光の変化を検出し、前記カメラ部の前記パンニング方向および前記チルティング方向の2次元の傾斜角度を算出する、請求項1または2に記載のカメラ駆動装置。
- 前記第2の検出器は、前記固定ユニットに固定された第2の磁気センサーと、前記可動ユニットに設けられた回転検出用磁石とを含み、前記第2の磁気センサーは、前記回転検出用磁石の回転による磁力変化を検出し、前記カメラ部の前記ローリング方向の回転角度を算出する、請求項1または2に記載のカメラ駆動装置。
- 前記第3の検出器は、前記可動ユニットに固定された第3の磁気センサーと、
前記カメラ部または前記ホルダー部に設けられた移動検出用磁石とを含み、
前記第3の磁気センサーは、前記移動検出用磁石の移動による磁力変化を検出し、前記カメラ部または前記ホルダー部の前記光軸方向の移動量を算出する、請求項2に記載のカメラ駆動装置。 - 前記回転検出用磁石は前記パンニング方向への前記可動ユニットの駆動に用いられるパンニング駆動磁石または前記チルティング方向への前記可動ユニットの駆動に用いられるチルティング駆動磁石である、請求項34に記載のカメラ駆動装置。
- 前記脱落防止部材の前記規制面と前記可動ユニットの前記第1の凸状部分球面との間に空隙が設けられており、前記可動ユニットの前記第1の凸状部分球面が前記固定ユニットの前記凹部から離間しても、前記磁気吸引力によって、点または線接触の状態に戻るように前記空隙は決定されている、請求項5に記載のカメラ駆動装置。
- 請求項1から37のいずれかに規定されるカメラ駆動装置と、
前記固定ユニットの直交する3軸周りの角速度をそれぞれ検出する角速度センサーと、
前記角速度センサーからの出力に基づき、目標回転角度信号を生成する演算処理部と、
前記目標回転角度信号に基づき、前記第1の駆動部および前記第2の駆動部を駆動する信号を生成する駆動回路と
を備えた、カメラユニット。 - 前記カメラ部の前記光軸を中心に45°回転させた請求項1から37のいずれかに規定されるカメラ駆動装置と、
前記固定ユニットの直交する3軸周りの角速度をそれぞれ検出する角速度センサーと、
前記角速度センサーからの出力に基づき、目標回転角度信号を生成する演算処理部と、
前記目標回転角度信号に基づき、前記第1の駆動部および前記第2の駆動部を駆動する信号を生成する駆動回路と
を備えた、カメラユニット。 - 光軸を有し、光を受光または発光する光デバイスと、
少なくとも1つの吸着用磁石を有し、前記光デバイスを内蔵する可動ユニットであって、第1の凸状部分球面を外形に有する可動ユニットと、
少なくとも1つの磁性体および前記可動ユニットの少なくとも一部が遊嵌する凹部を有し、前記少なくとも1つの吸着用磁石の前記少なくとも1つの磁性体に対する磁気吸引力によって、前記可動ユニットの前記第1の凸状部分球面と前記凹部とが点または線接触し、前記可動ユニットが前記第1の凸状部分球面の球心を中心として自在に回動する固定ユニットと、
前記固定ユニットに対して前記光デバイスをパンニング方向へ傾斜させるパンニング駆動部と、
前記固定ユニットに対して前記光デバイスを前記パンニング方向と直交するチルティング方向へ傾斜させるチルティング駆動部と、
前記固定ユニットに対する前記可動ユニットの前記パンニング方向および前記チルティング方向への傾斜角度を検出する検出器と
を備えた、光デバイス駆動装置。
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