TWI440356B - Photography device - Google Patents

Description

攝影裝置

本發明，是有關於攝影裝置。

攝影機、監視器等的攝影裝置的畫質，是對應市場的要求使高解像度的需要性提高。為了達成畫質的高解像度化，攝影元件被高密度化。攝影裝置的焦點深度，因為是隨著解像度變高而變窄，為了將畫像的對焦適切地進行有需要精度佳地調整焦點距離。

因此，從透鏡的支架面直到攝影元件的受光面為止的距離也就是凸緣焦距有需要先精度佳地被調整。在專利文獻1中，有關於進行凸緣焦距的調整的固體攝影元件的位置調整裝置的技術已被揭示。且，在專利文獻2中，有關於使攝影元件的光軸中心及透鏡的光軸一致的攝影元件的保持裝置的技術已被揭示。

[先行技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開平8-79594號公報

[專利文獻1]日本新型258206號公報

但是為了不是只有畫像的中央而是使畫像整體成為對焦(清楚)的狀態，有需要將凸緣焦距的位置對合精度佳地調整，進一步將攝影元件的受光面全部收納於焦點深度(景深)內。因此，有需要將攝影元件對於光軸垂直地調整。由此，因為可以將攝影元件的受光面全部收納於焦點深度內，可以讓畫像整體成為對焦的狀態。

但是在先前技術中，即使高精度地位置對合，欲抑制攝影元件的傾斜也很困難。例如，在專利文獻1中，被設在移動導引體的固體攝影元件會隨著螺栓的旋轉而移動。但是，在此調整方法中，攝影元件的最小給進量，因為是由可由手指旋轉範圍的螺栓的旋轉角度決定，所以無法實現數μm等級的給進量。進一步，在專利文獻1中，沒有供限制對於攝影元件的光軸的傾斜用的機構。且，因為對於攝影元件的傾斜產生影響零件點數很多，而不容易抑制攝影元件的傾斜。

且在專利文獻2中，在設有攝影元件的保持構件中所形成的斜面，是成為時常推壓於以光軸為中心可旋轉的桿構件中所形成的斜面的狀態。藉此，攝影元件是朝光軸方向移動。但是，在此方法中，攝影元件的最小給進量，因為是由可由手指旋轉的桿構件的旋轉角度決定，所以無法實現數μm等級的給進量。進一步，保持構件及桿構件，因為是使用模具成形，所以斜面的尺寸參差不一，而不易抑制攝影元件的傾斜。

對於攝影元件的移動，也考慮不是如上述由使用者手動調整，而是由馬達調整的方法。但是，在有限的攝影裝置的尺寸及量產的成本的限制中，沒有使用馬達將攝影元件精密驅動的方法。

在此，本發明是有鑑於上述問題，其目的是提供一種新穎且被改良的攝影裝置，能簡易地實現可高精度地位置對合的機構。

為了解決上述課題，依據本發明的某觀點，可提供一種攝影裝置，具備：供讓來自被攝體的光受光的攝影元件載置用的載置部、及設在載置部且對於入射至攝影元件的光軸傾斜的斜面部、及使載置部對於光軸方向平行地移動的方式限定移動方向的方向限定部、及具有對於光軸垂直的面之面板部、及被設在斜面部及面板部之間且與斜面部接觸並沿著斜面的傾斜方向旋轉移動的旋轉構件。

上述斜面部的傾斜方向，是沿著以光軸為中心的圓周上的方向，旋轉構件，是沿著以光軸為中心的圓周上旋轉也可以。

上述載置部，是具有對於光軸垂直的面，方向限定部，是被固定於面板部也可以。

上述方向限定部，是對於光軸平行的3條棒構件，對於光軸平行且讓方向限定部貫通的貫通孔是設在載置部也可以。

具有將上述載置部朝面板側推迫的推迫構件也可以。

進一步具備：以上述光軸為中心轉動並將旋轉構件可旋轉地保持的環狀的保持構件、及將保持構件轉動的驅動部也可以。

上述斜面部，是在以光軸為中心的圓周上設置三個，旋轉構件，是在斜面部分別設置一個也可以。

上述斜面部，是由彼此等間隔以外的間隔被設置也可以。

進一步具備摩擦減少構件，其是被設在上述旋轉構件及面板部之間，可將與旋轉構件的摩擦減至比面板部及旋轉構件之間的摩擦少也可以。

具備紅外線阻斷濾波器，其在上述光軸上被設在攝影元件的被攝體側，且被固定於面板也可以。

如以上說明依據本發明，能簡易地實現可高精度地位置對合的機構。

以下一邊參照添付圖面一邊詳細說明本發明的最佳的實施例。又，在本說明書及圖面中，對於具有實質上相同功能構成的構成要素，是附加同一符號並省略重複說明。

又，說明是由以下的順序進行。

1.攝影裝置100的構成

2.攝影裝置100的動作

<1.攝影裝置100的構成>

首先，參照第1圖，說明本發明的一實施例的攝影裝置100的構成。第1圖，是顯示本實施例的攝影裝置100的分解立體圖。

本實施例的攝影裝置100，是例如被固定於天花板等的監視器等的具有可進行透鏡的安裝及取下的本體部。被安裝於攝影裝置100的透鏡(無圖示)，是例如C支架式的透鏡。本實施例的攝影裝置100，是可進行被設在本體部內部的CMOS影像檢測器的位置調整。且，首先為了使從透鏡的支架面直到攝影元件的受光面為止的距離也就是凸緣焦距可以精度佳地調整，而使用高解像度的CMOS影像檢測器的情況時，也可以對於畫像整體進行對焦。

攝影裝置100，是如第1圖所示，例如由：前面板110、及薄板102、及球支架120、及驅動部130、及IR阻斷組件140、及IR阻斷組件推部142、及光學低通濾波器推部152、及光學低通濾波器154、及密封構件156、及CMOS轉接環160、及CMOS影像檢測器104、及基板106、及端點感測器170、及彈簧推部182、及彈簧184等所構成。

在攝影裝置100中，透鏡、及設在IR阻斷組件140的IR阻斷濾波器(無圖示)、及光學低通濾波器154、及CMOS影像檢測器104是被配置於同一光軸上。

第1圖，是將攝影裝置100的透鏡安裝側朝下的圖。在前面板110的內部，從前面板110的背面111依序重疊：前面板110、薄板102、球支架120、IR阻斷組件140、CMOS轉接環160、CMOS影像檢測器104、基板106，而組裝成攝影裝置100。

接著，詳細說明各構成構件。

[前面板110]

前面板110，是攝影裝置100的框體，在第2圖所示的前面板110的正面側設置透鏡。第2圖，是顯示本實施例的攝影裝置100的前視圖。第2圖，是顯示透鏡被取下的狀態，透鏡安裝部112是設在前面板的中央。第2圖，是透過開口部113可見到內部的IR阻斷組件140。在開口部113的內側設有母螺紋，可與透鏡的公螺紋部螺栓結合。又，透鏡的安裝方式，不限定於螺栓式，藉由其他方式也可以。

前面板110，是在內部收容攝影裝置100的各零件。第4圖~第6圖，是顯示本實施例的攝影裝置100的後視圖。且，第7圖，是顯示本實施例的攝影裝置100的前面板110的立體圖。第4圖，是攝影裝置100的背蓋(無圖示)被取下的狀態下。第5圖及第6圖，是從如第4圖所示的攝影裝置100將彈簧推182、彈簧184、基板106、CMOS影像檢測器104、CMOS轉接環160取下的狀態。

前面板110，是如第2圖和第7圖所示，在例如正面側設有透鏡安裝部112，在背面111側一體地形成有環狀突出部114、及軸構件115、及停止器116、及固定部117、118、119、及固定孔117a、118a、119a。

前面板110的背面111，是成為對於光軸精度佳地垂直的方式形成的面。前面板110是面板部的一例。

環狀突出部114，是設在前面板110的背面中央的圓筒形狀的構件，球支架120是成為旋轉時的基準。在環狀突出部114的周圍，嵌合有：環狀的薄板102、及環狀的球支架120。在環狀突出部114的CMOS影像檢測器104側，IR阻斷組件140是藉由IR阻斷組件推部142被固定。

軸構件115，是方向限定部的一例，CMOS轉接環160的CMOS載置部161是對於光軸平行地移動的方式限定移動方向的棒構件。軸構件115，是成為對於光軸平行地的方式，對於背面111垂直地形成。複數軸構件115，是彼此平行。軸構件115，是擋住CMOS轉接環160朝球122被推時發生的力將CMOS轉接環160朝對於光軸平行方向移動的方式導引CMOS轉接環160。在本實施例中，雖說明設置3條軸構件115的情況，但是本發明不限定於此例。

停止器116，是使球支架120不會過度轉動且與球支架120的第2突出部126抵接的方式設置的突出構件。

在前面板110的背面111中，進一步設有：驅動部130、及端點感測器170、及彈簧推182。

固定部117，是將驅動部130固定於前面板110用的突出構件，藉由螺栓孔117a及螺栓131驅動部130被固定於前面板130。

固定部118，是將端點感測器170固定於前面板110用的突出構件，藉由螺栓孔118a及螺栓171使端點感測器170被固定於前面板130。

固定部119，是將彈簧推182固定於前面板110用的突出構件，藉由螺栓孔119a及螺栓183，使彈簧推182被固定於前面板130。

[薄板102]

薄板102，是環狀的例如平滑的不銹鋼(SUS)的薄板彈簧材。薄板102，是被設在前面板110及球122之間。由此，從CMOS影像檢測器104側被推壓的球122滑動時的摩擦及磨耗可被減輕，且將球122旋轉驅動時的驅動部130的驅動負荷可被減輕。薄板102，是摩擦減少構件的一例。前面板110，是鋁合金、鎂合金等的鑄模，考慮表面硬度和粗度的話，設有薄板102的話可以減少與球122的摩擦。藉由將薄板102由SUS的薄板彈簧材形成，就可以便宜地取得，且對於板厚也可以容易取得高精度者。SUS的板厚，因為不會受到沖壓等的加工精度的影響所以精度良好。

[球支架120]

球支架120，是以光軸為中心轉動，將球122可旋轉地保持的環狀的保持構件。球支架120，是使球支架120的齒輪部124及驅動部130的齒輪部134嚙合，藉由驅動部130的馬達134的驅動而被轉動。

球支架120，具有：開口部121、及球推部123、及齒輪部124、及第1突出部125、及第2突出部126、及凸部127等。第1突出部125，是使可以在端點感測器170檢出球支架120的旋轉位置用的擋板。如第5圖所示，第1突出部125被收納在端點感測器170的狀態，是球支架120的原點。第2突出部126，是為了防止例如異常時的暴走，而與停止器116抵接的方式設置的突出部。

CMOS轉接環160朝光軸方向且朝透鏡側移動時，CMOS轉接環160的斜面部162是接近透鏡側。因此，為了收容斜面部162而將開口部121設於球支架120。

將3個球122在同一圓周上幾乎等間隔地配置的球支架120，是將驅動部130作為動力，以透鏡的光軸為中心旋轉。且，球122，因為是沿著CMOS轉接環160的斜面部162移動，所以可以將設有CMOS影像檢測器104的CMOS轉接環160朝光軸方向移動。球122，是如第13圖所示被收容於開口部123a，藉由球推部123使球不會移動的方式朝上側推。藉此，CMOS轉接環160的斜面部162即使不是位於球122上側的狀態，球122也不會脫落。且，在球支架120的薄板102側設有凸部127，使球支架120可以在薄板104上容易滑動。

[球122]

球122，是例如鋼球。鋼球，因為是採用JIS規格的既有製品所以可容易地取得便宜且高精度(依據等級不同可有1μm程度的誤差)者。在本實施例中，3個球122是被保持於球支架120。3個球122，是被配置於對於光軸方向垂直的同一面內。球122，是藉由壓縮捲簧184朝薄板102被推壓。球122，是旋轉構件的一例。球122，是被設在斜面部162及前面板110之間，與斜面部162接觸並沿著斜面部162的傾斜方向旋轉移動。球122，是沿著以光軸為中心的圓周上旋轉。

[驅動部130]

驅動部130，是齒輪盒，由例如驅動用馬達132及由複數平齒齒輪所構成的齒輪部134等所構成。為了將CMOS轉接環160高精度地朝光軸方向移動，是驅動部130的齒輪部是需要非常地大的減速比。驅動部130，是與球支架120的齒輪部124配合為了實現例如500：1，而具有例如5段減速的齒輪部134。

[IR阻斷組件140等]

IR(紅外線)阻斷組件140，是設有IR(紅外線)阻斷濾波器。IR阻斷濾波器，是對應被攝體的輝度的大小，使被配置於光軸上或從光軸上脫落的方式被配置。IR阻斷組件140，是具有藉由例如馬達141可切換IR阻斷濾波器的配置的機構。

IR阻斷組件，通常是被設在CMOS轉接環160。另一方面，本實施例的IR阻斷組件140，是從CMOS轉接環160和CMOS影像檢測器104被切離，透過IR阻斷組件推部142被固定於前面板110。藉此，可以達成可動的CMOS轉接環160的輕量化和簡化(例如重量平衡的提高)，成為可進行穩定的CMOS影像檢測器104的移動。且，不需要將IR阻斷組件設在CMOS轉接環時的螺固(通常為攻絲小螺帽)，可以削減使CMOS轉接環160變形的要因。

IR阻斷組件推部142，具有被設在突出部144的先端的凸部143。凸部143，是使球支架120不會朝光軸方向移動的方式進行限制。IR阻斷組件推部142，是透過螺栓孔145被固定於前面板110。且，在IR阻斷組件推部142的板部146中，設有開口部147，讓來自被攝體的光通過。

[光學低通濾波器154等]

光學低通濾波器推部152，是例如由攻絲小螺帽被固定於CMOS轉接環160的透鏡側。光學低通濾波器推部152及CMOS轉接環160之間，是設置光學低通濾波器154、及密封構件156。光學低通濾波器，是對於被攝體的攝影將不需要的光成分除去。密封構件156，是具有將CMOS影像檢測器104包圍的形狀，將CMOS影像檢測器104密閉，防止灰塵和光等的侵入。密封構件156，是例如橡膠製。

[CMOS轉接環160]

CMOS轉接環160，是由：CMOS載置部161、及斜面部162、及突出部164、及貫通孔164a等所構成。

CMOS載置部161，是載置供將來自被攝體的光受光用的CMOS影像檢測器104。CMOS載置部161，具有對於光軸垂直的面。

斜面部162，是設在CMOS載置部161，對於入射至CMOS影像檢測器104的光軸傾斜形成。斜面部162的傾斜方向，是沿著以光軸為中心的圓周上的方向。斜面部162，是在以光軸為中心的圓周上設置三個，球122，是在斜面部162分別設置一個。又，斜面部162，是由彼此等間隔以外的間隔被設置也可以。由此，可以調整CMOS轉接環160以外的各種構件的配置。

在COMS轉接環160中，在基板106上被支架的CMOS影像檢測器104，是在藉由調芯機對於CMOS轉接環160的基準面正確地被定位狀態下被接合固定。

突出部164，是在CMOS轉接環160的外周，在斜面部162附近且在同一圓周上幾乎等間隔地設置。在COMS轉接環160的3處的突出部164中，形成有貫通孔164a。在貫通孔164a中，軸構件115貫通。藉此，CMOS轉接環160，是被組裝在前面板110。在組裝後，壓縮捲簧184是通過軸構件115，藉由彈簧推182，使彈簧184被壓縮。此結果，即使CMOS轉接環160是位於光軸方向的可動範圍的位置，彈簧184也可時常將CMOS轉接環160推壓。

CMOS影像檢測器104，是攝影元件的一例，將受光的光資訊變換成電氣訊號。又，攝影元件，是CCD影像檢測器等也可以。基板106，是具有與CMOS影像檢測器104連接的電路等。

[其他]

端點感測器170，是例如光耦合器，供檢出球支架120的旋轉位置。

彈簧推182，是使壓縮彈簧184可以將CMOS轉接環160朝透鏡側推的方式，防止彈簧184的移動。

彈簧184，是推迫構件的一例，使形成於CMOS轉接環160的斜面部164與球122時常接解的方式，將CMOS轉接環160朝球122方向推壓。

[對於CMOS影像檢測器104的傾斜]

在本實施例的機構中，COMS轉接環160，是成為對於光軸的CMOS影像檢測器104的傾斜的主要原因。可能影響傾斜的其他的要素零件，是前面板110、薄板102、球122、CMOS影像檢測器104的調芯所產生的接合。

前面板110，雖會影響C支架部(透鏡安裝部112)及薄板102被放置的背面111的直角度，但是這是藉由在背面基準進行透鏡安裝部112的螺栓加工就可以高精度地組裝。其他的零件就可如上述高精度且便宜地實現。

在CMOS轉接環160中，對於基準面的3個斜面的參差不一(不一致/不均等)，會成為CMOS影像檢測器104的傾斜。但是，依據本機構，因為其他的要素可以高精度地實現，所以CMOS轉接環160的此尺寸精度，是由通常的樹脂成型可實現的精度製作的話，就可以實現整體需要的性能。

<2.攝影裝置100的動作> [對於球支架120的轉動]

加大減速比的話，也有可以加大驅動扭矩的優點，此結果，可以將驅動部的130的驅動用馬達132小型化。將球支架120的旋轉由手動進行也可以，但是為了由高精度進行凸緣焦距調整，有需要將球支架120，由穩定且非常小的角度旋轉控制。手動的話很難調整。另一方面，在本機構中，最終的CMOS影像檢測器104的移動量是藉由球支架120的旋轉角度控制。因此，藉由端點感測器170，限定球支架120的基準位置，以此作為原點，將從此的位置(=角度)由馬達132的旋轉數(旋轉角度)控制。

[攝影裝置100的動作]

說明本實施例的攝影裝置100的動作。綜合上述，將馬達132旋轉的話，由齒輪部134、124所產生的減速被進行，齒輪部134、124會使球支架120旋轉。且，球122旋轉。其結果，3個球122是各別推CMOS轉接環160的3處斜面部162。

且CMOS轉接環160是將軸構件115作為移動方向限定構件，球122是藉由推斜面部162，而被抬舉。CMOS轉接環160，是將球122附近的3處，藉由彈簧184時常壓住球122。因此，CMOS轉接環160是保持姿勢(傾斜)，且只有朝球122推的分被推上。

以上，依據本實施例，對於將CMOS影像檢測器104(攝影元件)在攝影裝置100(照相機)的凸緣焦距的位置調整的機構，可以將能高精度地位置對合的機構，便宜且小型實現。

以上，一邊參照添付圖面一邊詳細說明本發明的最佳的實施例，但是本發明不限定於此例。本發明所屬的技術領域中具有通常的知識者的話，在如申請專利範圍所記載的技術思想的範疇內，當然可想到並獲得各種變更例或修正例，對於這些，也當然屬於本發明的技術範圍。

100．．．攝影裝置

102．．．薄板

104．．．CMOS影像檢測器

106．．．基板

110．．．前面板

111．．．背面

112．．．透鏡安裝部

113．．．開口部

114．．．環狀突出部

115．．．軸構件

116．．．停止器

117、118、119．．．固定部

117a、118a、119a．．．螺栓孔

120．．．球支架

121．．．開口部

122．．．球

123．．．球推部

124．．．齒輪部

125．．．第1突出部

126．．．第2突出部

127．．．凸部

130．．．驅動部

131．．．螺栓

132．．．馬達

134．．．齒輪部

140．．．IR阻斷組件

141．．．馬達

142．．．IR阻斷組件推部

143．．．凸部

144．．．突出部

145．．．螺栓孔

146．．．板部

147．．．開口部

152．．．光學低通濾波器推部

154．．．光學低通濾波器

156．．．密封構件

160．．．CMOS轉接環

161．．．CMOS載置部

162．．．斜面部

164．．．突出部

164a．．．貫通孔

170．．．端點感測器

171．．．螺栓

182．．．彈簧推

183．．．螺栓

184．．．彈簧

[第1圖]顯示本發明的一實施例的攝影裝置的分解立體圖。

[第2圖]顯示同實施例的攝影裝置100的前視圖。

[第3圖]顯示同實施例的攝影裝置100的剖面圖。

[第4圖]顯示同實施例的攝影裝置100的後視圖。

[第5圖]顯示同實施例的攝影裝置100的後視圖。

[第6圖]顯示同實施例的攝影裝置100的後視圖。

[第7圖]顯示同實施例的攝影裝置100的前面板110的立體圖。

[第8圖]顯示同實施例的攝影裝置100的球支架120的立體圖。

[第9圖]顯示同實施例的攝影裝置100的CMOS轉接環160的立體圖。

[第10圖]顯示同實施例的攝影裝置100的IR阻斷組件推部142的立體圖。

[第11圖]顯示同實施例的攝影裝置100的CMOS轉接環160及球支架120的側面圖。

[第12圖]顯示同實施例的攝影裝置100的CMOS轉接環160及球支架120的側面圖。

[第13圖]顯示同電施例的攝影裝置100的CMOS轉接環160及球支架120的部分擴大剖面圖。

100．．．攝影裝置

102．．．薄板

104．．．CMOS影像檢測器

106．．．基板

110．．．前面板

120．．．球支架

122．．．球

130．．．驅動部

132．．．馬達

134．．．齒輪部

140．．．IR阻斷組件

141．．．馬達

142．．．IR阻斷組件推部

152．．．光學低通濾波器推部

154．．．光學低通濾波器

156．．．密封構件

160．．．CMOS轉接環

170．．．端點感測器

182．．．彈簧推

184．．．彈簧

Claims (8)

1. 一種攝影裝置，具備：供讓來自被攝體的光受光的攝影元件載置用的載置部、及設在前述載置部且對於入射至前述攝影元件的光軸傾斜的斜面部、及使前述載置部對於前述光軸方向平行地移動的方式限定移動方向的方向限定部、及具有對於前述光軸垂直的面之面板部、及被設在前述斜面部及前述面板部之間且與前述斜面部接觸並沿著前述斜面部的傾斜方向旋轉移動的旋轉構件、及以前述光軸為中心轉動並將前述旋轉構件可旋轉地保持的環狀的保持構件、及將前述保持構件轉動的驅動部、及被設在前述旋轉構件及前述面板部之間可將與前述旋轉構件的摩擦減至比前述面板部及前述旋轉構件之間的摩擦少用的摩擦減少構件，該環狀的保持構件具有位在該摩擦減少構件的一側的凸部，且該環狀的保持構件透過該凸部抵靠於該摩擦減少構件。
2. 如申請專利範圍第1項的攝影裝置，其中，前述斜面部的傾斜方向，是沿著以前述光軸為中心的圓周上的方向， 前述旋轉構件，是沿著以前述光軸為中心的圓周上旋轉。
3. 如申請專利範圍第1項的攝影裝置，其中，前述載置部，是具有對於前述光軸垂直的面，前述方向限定部，是被固定於前述面板部。
4. 如申請專利範圍第1項的攝影裝置，其中，前述方向限定部，是對於前述光軸平行的3條棒構件，對於前述光軸平行且讓前述方向限定部貫通的貫通孔是設在前述載置部。
5. 如申請專利範圍第1項的攝影裝置，其中，具有將前述載置部朝前述面板側推迫的推迫構件。
6. 如申請專利範圍第1項的攝影裝置，其中，前述斜面部，是在以前述光軸為中心的圓周上設置三個，前述旋轉構件，是在前述斜面部分別設置一個。
7. 如申請專利範圍第6項的攝影裝置，其中，前述斜面部，是由彼此等間隔以外的間隔被設置。
8. 如申請專利範圍第1項的攝影裝置，其中，具備紅外線阻斷濾波器，其在前述光軸上被設在前述攝影元件的前述被攝體側，且被固定於前述面板。