WO2007080889A1 - 撮像素子駆動装置およびそれを用いた撮影装置 - Google Patents

Abstract

　撮像素子駆動装置であって、撮像面を所定の方向に向けた状態で撮像素子を保持し、光軸方向に移動可能な撮像素子保持部と、撮像素子保持部と対向するように設けられ、撮像素子保持部に対して移動可能な可動部と、可動部および撮像素子保持部のいずれか一方の、他方に対向する面に設けられた三つの傾斜部と、可動部および撮像素子保持部の他方の、三つの傾斜部に対向する面に、三つの傾斜部それぞれに当接するように設けられた三つの球体と、可動部を移動させ、三つの傾斜部と三つの球体とが当接する位置を変化させて、撮像面の面方向を維持した状態で撮像素子保持部に保持された撮像素子を光軸方向に移動させる駆動部とを備えた。

Description

明 細 書

撮像素子駆動装置およびそれを用いた撮影装置

技術分野

[0001] 本発明は、監視カメラ装置やビデオカメラ装置等の撮影装置に関し、特に、撮像素 子をレンズの光軸方向に移動させるための撮像素子駆動装置およびそれを用いた 撮影装置に関する。

背景技術

[0002] まず、従来の撮影装置の技術につ!、て説明する。ここでは、撮影装置の一例として 監視カメラ装置を用いて説明する。

[0003] 近年、様々な監視カメラ装置に関する技術が提案されている。特に、昼夜を問わず 監視を行う監視カメラ装置においては、昼間には、可視光を選択的に透過するととも に赤外光を吸収する赤外光カットフィルタを撮像素子の前面に配置して撮影を行う 一方で、夜間に撮影を行う場合には、撮像素子の前面に配置された赤外光カットフィ ルタを取り外して、赤外領域の光線をも含めた撮影を行うことで夜間の撮影感度を高 くし、夜間の監視精度を向上する技術が提案されてきている。

[0004] このような構成の監視カメラ装置においては、可視光を用いて撮影を行う場合と赤 外光を用いて撮影を行う場合とで、赤外光カットフィルタの有無や照明等の条件によ る撮影に用いられる光線の波長のずれ等によりその光路長が異なり、例えば、昼間 時の可視光での撮影時の光路長に最適化された構成によって夜間の赤外光も含め た撮影を行った場合には、撮影された映像がぼけてしまうと ヽぅ課題があった。

[0005] このような課題を解決するために、例えば、必要に応じて撮像素子の光軸方向の位 置を手動で調節することのできる構成の撮影装置が実用化されて 、る。この撮像素 子の光軸方向の位置の調節方法としては、例えば撮像素子を光軸方向に移動可能 に保持するとともに、弾性手段により一方向に付勢しておいて、カム機構を有する調 整リングを回転させて撮像素子を反対方向に押圧することにより、撮像素子の光軸方 向の位置を調節する方法があった (例えば、特許文献 1を参照。 ) o

[0006] また、最近では、赤外光カットフィルタを光路上に配置する際および取り外す際に、 撮像素子力も出力される映像信号の合焦値を参照しながら、もっとも合焦値の高い 位置に、撮像素子を光軸方向に移動させることによって、前述の可視光および可視 光と赤外光とを含めた領域の光線による、撮影時の光路長の違いに起因する焦点距 離の違 、を補正して、昼夜間を問わずにピントの合った鮮鋭な画像を得ることのでき る監視カメラ装置が提案されている (例えば、特許文献 2を参照。 )₀

[0007] このような監視カメラ装置においては、撮像素子を移動させるためにリードスクリュー を用い、リードスクリューに対して回転可能に設けられたナット部を有し、ガイドロッド によって光軸方向に動作を制限されたシャーシに撮像素子を取り付け、リードスクリュ 一をステッピングモータで回転駆動する。このような構成により、ステッピングモータの 回転によってリードスクリューを回転させることにより、撮像素子をレンズの光軸方向 に所望の距離移動させることが可能であった。

[0008] し力しながら、前述の特許文献 2に記載された監視カメラ装置においては、リードス クリューとガイドロッドの二つの軸によって支えられた、撮像素子を有するシャーシが 光軸方向に移動することによって、撮像素子の移動が行われる。よって、二つの軸を 設ける必要がある等、その構造が光軸方向に大きくなつてしまい、小型化が難しいと いう課題があった。

[0009] また、特許文献 1に記載されたような、カム機構を有する調整リングをモータで回転 させ、合焦値のもっとも高い位置を検出してその位置で停止させるように駆動部を制 御することにより、撮像素子の光軸方向における位置を調整することも考えられる。こ のような構成とすれば、光軸方向に構造が大きくなるという課題は解決されるが、一 般的に、特許文献 1に記載された技術においては、撮像素子が小さな力で大きく移 動することがないように、すなわち、調整リングを手動で回転させるために必要なトル クが大きくなるように、撮像素子を調整リングに付勢する弾性手段の付勢力が設計さ れている。その一方で、撮像素子を光軸方向に移動させながら、継続的に合焦値を 検出し、その値が最大となるような位置に撮像素子を移動させるには、撮像素子をス ムーズに移動させることが必要である力 前述のように、撮像素子は調整リングの方 向に大きな力で付勢されているので、調整リングを回転させるには大型のモータが必 要となり、小型のモータによる比較的小さな駆動力では、スムーズに撮像素子を移動 させることは難 、と!/、う課題があった。

特許文献 1 :特開 2000— 165733号公報

特許文献 2：特開 2003 - 274229号公報

発明の開示

[0010] 本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、比較的小さな駆動力でも、撮 像素子をスムーズに光軸方向に移動させることのできる撮像素子駆動装置およびそ れを用いた撮影装置を提供するものである。

[0011] 本発明の撮像素子駆動装置は、撮像面を所定の方向に向けた状態で撮像素子を 保持し、光軸方向に移動可能な撮像素子保持部と、撮像素子保持部と対向するよう に設けられ、撮像素子保持部に対して移動可能な可動部と、可動部および撮像素子 保持部のいずれか一方の、可動部および撮像素子保持部の他方に対向する面に設 けられた三つの傾斜部と、可動部および撮像素子保持部の他方の、三つの傾斜部 に対向する面に、三つの傾斜部それぞれに当接するように設けられた三つの球体と 、可動部を移動させることにより、三つの傾斜部と三つの球体とが当接する位置を変 ィ匕させて、撮像面の面方向を維持した状態で撮像素子保持部に保持された撮像素 子を光軸方向に移動させる駆動部とを備えたことを特徴として 、る。

[0012] このような構成によれば、可動部と撮像素子保持部との間に、三つの球体が配置さ れているので、可動部と撮像素子保持部との摩擦が少なぐ比較的小さな駆動力で も、撮像素子をスムーズに光軸方向に移動させることのできる撮像素子駆動装置を 提供することができる。

[0013] また、可動部は光軸方向を中心として回転可能であり、駆動部は可動部を回転さ せる構成であってもよい。

[0014] このような構成によれば、さらに、よりスムーズに撮像素子を移動させることのできる 構成を実現できる。

[0015] さらに、三つの球体は、それぞれ直径が等しい球である構成であってもよい。

[0016] このような構成によれば、さらに、簡易な構成で、可動部と撮像素子駆動部とを互い に平行に保つことができる。

[0017] また、三つの球体は、可動部および撮像素子保持部の他方の、三つの傾斜部に対 向する面に回転可能に設けられる構成であってもよい。

[0018] このような構成によれば、さらに、三つの球体が回転可能に保持されるので、ひっか 力り等が少なぐさらにスムーズに撮像素子を移動させることができる。

[0019] さらに、三つの球体は、可動部および撮像素子保持部の他方の、三つの傾斜部に 対向する面に設けられた窪部の内側に配置される構成であってもよい。

[0020] このような構成によれば、さらに、窪部を設けるという簡易な構成で、三つの球体を 回転可能に保持することができる。

[0021] また、レンズ部が取り付けられるレンズ取付部と、可動部およびレンズ取付部の間に 設けられた複数の球体とをさらに備え、可動部は、レンズ取付部に対して、複数の球 体を介して移動可能である構成であってもよ 、。

[0022] このような構成によれば、さらに、可動部とレンズ取付部との間にも複数の球体が配 置されるので、さらに小さな駆動力でスムーズに撮像素子を移動させることができる。

[0023] さらに、複数の球体は、可動部およびレンズ取付部のいずれか一方の、可動部お よびレンズ取付部の他方に対向する面に回転可能に設けられる構成であってもよい

[0024] このような構成によれば、さらに、複数の球体が回転可能な状態で設けられるので、 ひつ力かり等が少なぐさらに小さな駆動力でスムーズに撮像素子を移動させることが できる。

[0025] さらに、複数の球体は、可動部およびレンズ取付部のいずれか一方の、可動部お よびレンズ取付部の他方に対向する面に設けられた凹部の内側に配置される構成で あってもよい。

[0026] このような構成によれば、さらに、凹部を設けてその内側に球体を配置するといぅ簡 易な構成で、球体を回転可能な状態で配置することができる。

[0027] また、撮像素子保持部を光軸方向に沿った一の方向に付勢する弾性部を備え、可 動部は、撮像素子保持部に対して一の方向と反対方向の付勢力を付与する構成で あってもよい。

[0028] このような構成によれば、さらに、耐衝撃性に優れた構成を実現することができる。

[0029] また、駆動部が、回転型モータである構成であってもよい。 [0030] このような構成によれば、さらに、簡易な構成を実現できる。

[0031] 次に、本発明の撮影装置は、レンズ部と、撮像素子と、本発明の撮像素子駆動装 置と、撮像素子カゝら出力された信号に対して映像信号処理を行う映像信号処理部と を備えたことを特徴として！/ヽる。

[0032] このような構成により、撮像素子駆動装置が、可動部と撮像素子保持部との間に、 三つの球体を配置しているので、可動部と撮像素子保持部との摩擦が少なぐ比較 的小さな駆動力でも、撮像素子をスムーズに光軸方向に移動させることのできる撮影 装置を提供することができる。

[0033] 以上述べたように、本発明によれば、比較的小さな駆動力でも、撮像素子をスムー ズに光軸方向に移動させることのできる撮像素子駆動装置およびそれを用いた撮影 装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0034] [図 1]図 1は、本発明の実施の形態における撮影装置の外観を示す斜視図である。

[図 2]図 2は、本発明の実施の形態における撮影装置に搭載された撮像素子駆動装 置の構成を示す断面図である。

[図 3]図 3は、同撮影装置の図 2における E— F断面を矢印方向に見た断面矢視図で ある。

[図 4]図 4は、同撮影装置のレンズカバー部、レンズ部、上側筐体およびレンズ取付 部を取り外した状態を示す斜視図である。

[図 5]図 5は、同撮影装置の図 2における C D断面を矢印方向に見た断面矢視図で ある。

[図 6]図 6は、同撮影装置のレンズカバー部、レンズ部、上側筐体、レンズ取付部およ び可動部を取り外した状態を示す斜視図である。

[図 7A]図 7Aは、同撮影装置における、撮像素子保持部と可動部との関係を示す図 である。

[図 7B]図 7Bは、同撮影装置における、撮像素子保持部と可動部との関係を示す図 である。

[図 7C]図 7Cは、同撮影装置における、撮像素子保持部と可動部との関係を示す図 である。

[図 8]図 8は、同撮影装置の図 2における A— B断面を矢印方向に見た断面矢視図で ある。

[図 9]図 9は、同撮影装置における構成を示すブロック図である。

[図 10]図 10は、同撮像素子駆動装置の別の例を示す図である。

[図 11]図 11は、同撮像素子駆動装置のさらに別の例を示す図である。

符号の説明

2

4 レンズカノく一部

6 上側筐体

8 下側筐体

10 レンズ部

12 112, 212 レンズ取付部

14 114, 214 可動部

16 駆動部

18 118, 218 撮像素子保持部

20

22 撮像素子

24 124, 224

26, 2288,, 112266,, 112288,, 222266, 228 球体

30 68 ねじ部

32 弾性部

34 押さえ部

36 カム逃がし部

38 138, 238 窪部

40 42 ギア部

44 144, 244 凹部 48, 248 球体受け面

50, 150, 250 傾斜部

60, 62 穴咅

66 遊星歯車部

70, 72, 170, 172, 270, 272 壁面部

74 突出部

76, 276 底面

78 傾斜面

80 映像信号処理部

82 合焦値算出部

84 制御部

86 出力部

92, 94 表面

151, 251 凸部

161, 261 ばね部

191, 291 孔部

発明を実施するための最良の形態

[0036] 以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

[0037] (実施の形態）

まず、本発明の実施の形態における撮影装置 2の構成について説明する。図 1は 本発明の実施の形態における撮影装置 2の外観を示す斜視図であり、図 2は本発明 の実施の形態における撮影装置 2に搭載された撮像素子駆動装置 24の構成を示す 断面図である。

[0038] まず、図 1に示したように、撮影装置 2は、外部からの衝撃による損傷や埃の混入等 を防止する、撮影を行う波長の光線に対して透過率の高 ヽ部材で作製されたレンズ カバー部 4、後述する撮像素子駆動装置 24を覆うように設けられた上側筐体 6およ び下側筐体 8を備える。

[0039] 図 2は、撮影装置 2から、レンズカバー部 4および上側筐体 6を取り外した状態で、 下側筐体 8の断面構造を示した図である。図 2に示したように、撮影装置 2は、さらに 、レンズ部 10、レンズ部 10が取り付けられるレンズ取付部 12、および、下側筐体 8の 内部に設けられた撮像素子駆動装置 24を備えている。

[0040] 撮像素子駆動装置 24は、レンズ取付部 12に対して、六つの球体 26 (複数の球体) を介してレンズ部 10の光軸を中心として回転可能に設けられた円環形状の可動部 1 4、可動部 14に対して三つの球体 28を介して取付けられた、三つの傾斜部 50を有 する撮像素子保持部 18、撮像素子保持部 18に対して取り付けられた基板 20、基板 20にその撮像面を光軸に対して直交させた状態で取り付けられた撮像素子 (CCD または CMOSセンサ等の撮像デバイス） 22、レンズ取付部 12に対して撮像素子保 持部 18を弹性的に保持するように、弾性部 32を介して取り付けられたねじ部 30、お よび、可動部 14を回転させる駆動部 16を有する。

[0041] この撮影装置 2において、後述するように、駆動部 16が可動部 14を回転させると、 可動部 14の三つの球体 28それぞれが撮像素子保持部 18の三つの傾斜部 50それ ぞれに当接する位置が変化する。これによつて、可動部 14に対する撮像素子保持 部 18およびそれに保持された撮像素子 22の位置を光軸方向に変化させることがで きる。

[0042] 六つの球体 26としては、それぞれ直径の等し 、鋼球を用いることができるし、三つ の球体 28としても、それぞれ直径の等し 、鋼球を用いることができる。

[0043] 駆動部 16としては、例えば回転型のステッピングモータを用いることができる。

[0044] レンズ取付部 12、可動部 14および撮像素子保持部 18はそれぞれ榭脂ゃアルミ等 の金属を用いて公知の成型方法等によって作製することができる。

[0045] 弾性部 32としては、公知のつるまきばねを用いることができる。

[0046] このように、本発明の実施の形態における撮影装置 2によれば、可動部 14を駆動 部 16によって回転させることにより、撮像素子保持部 18に保持された撮像素子 22を 、その撮像面の方向を所定の方向に保った状態で光軸方向に移動させることができ る。

[0047] ここで、各構成要件間の関係について、さらに詳細に説明する。まず、レンズ取付 部 12と可動部 14との関係について説明する。 [0048] 図 3は、図 2における E—F断面を矢印方向に見た断面矢視図である。図 3に示した ように、レンズ取付部 12は、ねじ部 30が取り付けられる穴部 60、駆動部 16が取り付 けられる穴部 62、および、その内周部 46に設けられ、六つの球体 26それぞれが配 置される凹部 44を六つ有する。

[0049] 凹部 44は、他の部分よりも厚く形成された内周部 46に設けられ、六つの凹部 44そ れぞれには、図 3に示すように球体 26が配置され、かつ、可動部 14が回転したときに 、球体 26が凹部 44から飛び出しにくいように、光軸（レンズ部 10の光軸であって、図 3における、一点鎖線の交点を通る紙面に垂直な軸のことをいう）中心力 外側に行 くにしたがって、その幅が狭くなるように構成しておくことが望ましい。また、凹部 44は 、球体 26がその内側で回転可能になるように、球体 26の直径に対してある程度余裕 を持たせた寸法とすることが望ましい。また、凹部 44は、六つの球体 26が互いに光 軸中心に対して等しい角度をなすように、かつ、光軸中心力も等距離に配置されるよ うに、すなわち、光軸を中心として六つの球体 26それぞれが正六角形の頂点に配置 されるような位置に設けることが望ましい。

[0050] 図 4は、撮影装置 2のレンズカバー部 4、レンズ部 10、上側筐体 6およびレンズ取付 部 12を取り外した状態を示す斜視図である。図 4に示したように、撮影装置 2の可動 部 14の内周部分には、球体 26を当接させるための平坦な球体受け面 48が形成さ れており、前述のように、レンズ取付部 12の内周部 46の凹部 44に配置された球体 2 6は、可動部 14の球体受け面 48と当接して、レンズ取付部 12に保持されて回転方 向の位置を固定された状態で転がることにより、可動部 14をレンズ取付部 12に対し て回転させる。このとき、球体 26が回転することにより、レンズ取付部 12と可動部 14と の間に発生する摩擦を低減することができるとともに、ひつ力かり等も低減させること ができる。また、レンズ取付部 12と可動部 14との間に、剛体である球体 26を配置す ることにより、榭脂等の剛性の低い材料を用いた場合と比較して、耐衝撃性に優れた 構成を実現できる。なお、球体 26は、必ずしも回転しなくても、球体 26とレンズ取付 部 12との間、および、球体 26と可動部 14との間は、それぞれ点接触するので、可動 部 14の回転時の摩擦を低減させることができる。

[0051] また、六つの球体 26はそれぞれ直径が等しぐかつ、六つの凹部 44の深さも等し いので、レンズ取付部 12の凹部 44の底面と可動部 14の球体受け面 48とを平行に 保つことができる。このとき、球体 26は、レンズ取付部 12の凹部 44によって、光軸を 中心とした回転方向の位置が固定されているので、レンズ取付部 12は、等間隔に設 けられた六つの球体 26それぞれによって、可動部 14をバランスよく保持することが可 能である。

[0052] また、図 2に示すように、球体 26は、レンズ取付部 12の内側に設けられた突出部 7 4の外側の壁面部 70および可動部 14の内側に設けられた壁面部 72それぞれに当 接した状態であるので、レンズ取付部 12に対する可動部 14の光軸に対して垂直な 方向の位置ずれを防止することができる。

[0053] 次に、可動部 14と撮像素子保持部 18との関係について説明する。図 5は、図 2に おける C D断面を矢印方向に見た断面矢視図である。図 5に示したように、可動部 14は、レンズ保持部 12と対向する面と反対側の面、すなわち、撮像素子保持部 18と 対向する面に、撮像素子保持部 18の三つの傾斜部 50それぞれを逃がすための凹 部であるカム逃がし部 36、および、三つの傾斜部 50それぞれに当接するように設け られた三つの球体 28それぞれを配置させるための窪部 38を三つ有する。三つの球 体 28は、窪部 38の内部に配置されているので、可動部 14に対してその位置が固定 される。また、窪部 38は球体 28を内部で回転させるために、球体 28に対してある程 度の余裕を持った大きさに形成されている。三つの窪部 38それぞれは、三つの球体 28それぞれを、光軸中心に対して、等距離かつ等角度になるように、すなわち、光軸 を中心として、正三角形の頂点をなすような位置に配置するように形成される。なお、 三つの球体 28のうち一つは、可動部 14の回動中心軸とギア部 42と可動部 14とが当 接する点を結ぶ、図 5に示した線分 A上を通るように配置することが望ましい。このよう に配置することにより、球体 28は剛体であるので、ギア部 42が可動部 14を付勢する ことによる可動部 14のたわみを低減させることができる。

[0054] また、図 4または図 5に示すように、可動部 14の外周部分の少なくとも一部分には、 駆動部 16によって、遊星歯車部 66を介して駆動部 16側のギア部 42と嚙み合うよう に、ギア部 40が設けられている。このような構成により、駆動部 16を回転させることに よって、光軸を中心として可動部 14を回転させることが可能である。 [0055] ここで、撮像素子保持部 18の可動部 14に対向する面について説明する。図 6は、 撮影装置 2のレンズカバー部 4、レンズ部 10、上側筐体 6、レンズ取付部 12および可 動部 14を取り外した状態の一例を示す斜視図である。図 6に示したように、撮像素子 保持部 18にはそれぞれ同じ楔形状の三つの傾斜部 50が設けられており、可動部 1 4の窪部 38の内部に配置された球体 28は、前述のように、可動部 14の窪部 38に保 持された状態で、可動部 14の回転に伴って、三つの傾斜部 50上の傾斜面 78に当 接しながら回転する。

[0056] このように、可動部 14の回転に伴って、球体 28が回転しながら三つの傾斜部 50上 を移動するので、可動部 14と撮像素子保持部 18との間に生ずる摩擦を低減すること ができるとともに、ひつ力かり等も低減することができる。また、撮像素子保持部 18と 可動部 14との間に、剛体である球体 28を配置することにより、榭脂等の剛性の低い 材料を用いた場合と比較して、耐衝撃性に優れた構成を実現できる。なお、球体 28 は、必ずしも回転しなくても、球体 28と撮像素子保持部 18との間、および、球体 28と 可動部 14との間は、それぞれ点接触するので、可動部 14の回転時の摩擦を低減さ せることができる。

[0057] さらに、三つの球体 28はそれぞれ直径が等しぐ可動部 14の三つの窪部 38の底 面 76までの深さはそれぞれ等しぐかつ、傾斜部 50と球体 28とが当接する位置にお ける、撮像素子保持部 18の表面 92から傾斜部 50の傾斜面 78までの山の高さが三 つの傾斜部 50において同じになるように、三つの傾斜部 50それぞれが形成されて いるので、常に、可動部 14の窪部 38の底面 76と撮像素子保持部 18の表面 92との 間は平行に保たれる。

[0058] ここで、撮像素子保持部 18の傾斜部 50、球体 28および可動部 14の関係について 、さらに詳細に説明する。図 7A〜Cは、本発明の実施の形態の撮影装置 2における 、撮像素子保持部 18と可動部 14との関係を示す図である。三つの傾斜部 50および 三つの球体 28の関係は、それぞれ等しいので、図 7A〜Cでは、一対の傾斜部 50お よび球体 28の関係を示す。

[0059] まず、可動部 14の窪部 38に配置された球体 28と、撮像素子保持部 18の傾斜部 5 0との関係が、図 7Aに示すような状態であるとする。このときの撮像素子保持部 18の 表面 92と可動部 14の表面 94との間の距離が αであるとする。撮像素子保持部 18は 、弾性部 32によって、図 7A〜Cの紙面下方向に付勢されている。

[0060] この状態から、可動部 14を図 7Aにおける左方向（矢印方向）に移動させる（図 5に おける矢印方向に可動部 14を回転させる)。そうすると、図 7Bに示したように、可動 部 14の球体 28は、傾斜部 50の傾斜面 78の、より低い部分に当接することとなり、撮 像素子保持部 18の表面 92と可動部 14の表面 94との間の距離は、距離 αよりも小さ い距離 ι8となる。

[0061] さらに、図 7Βに示す状態から、可動部 14を図面における左方向に移動させる。そう すると、図 7Cに示したように、可動部 14の球体 28は、傾斜部 50のさらに低い部分と 当接することとなり、撮像素子保持部 18の表面 92と可動部 14の表面 94との間の距 離は、距離 βよりもさらに小さ!、距離 γとなる。

[0062] 逆に、可動部 14と撮像素子保持部 18との距離を広げたい場合には、可動部 14を 上記の例とは逆方向に回転させればよい。すなわち、本発明の実施の形態における 撮影装置 2によれば、可動部 14を回転させることによって、可動部 14に対する撮像 素子保持部 18の位置を変化させることができる。

[0063] また、前述のように、三つの傾斜部 50および三つの球体 28それぞれの当接位置に おいては、三つの球体 28それぞれが等しい直径であり、撮像素子保持部 18の傾斜 部 50の山の高さが等しくなるように構成されているので、撮像素子保持部 18の表面 92と可動部 14の表面 94とが常に平行に保たれた状態で、その距離を変化させるこ とができる。これにより、撮像素子保持部 18に取り付けられた撮像素子 22は、その撮 像面の方向を一定にした状態で、レンズ部 10との間隔を変化させることができる。例 えば、撮像面の方向を、レンズ部 10の光軸方向に対して直交するような方向に配置 しておけば、可動部 14を回転させることにより、撮像面の方向を光軸に対して直交さ せた状態で、撮像面とレンズ部 10との間隔を調節することができる。

[0064] 次に、撮像素子保持部 18の取り付け構造について説明する。図 8は、図 2における Α— Β断面を矢印方向に見た断面矢視図である。図 8に示したように、撮像素子 22 は、基板 20に取り付けられ、基板 20はねじ部 68によって撮像素子保持部 18に取り 付けられ、撮像素子保持部 18は、光軸中心に対して対称に設けられた二つのねじ 部 30によって、押さえ部 34を介して弾性部 32により弹性的に保持される。

[0065] ここで、撮影装置 2の電気的な構成について説明する。図 9は、本発明の実施の形 態の撮影装置 2における構成を示すブロック図である。

[0066] 図 9に示したように、撮影装置 2は、撮像素子 22から出力された電気信号に対して 映像信号処理を行う映像信号処理部 80、映像信号処理部 80から出力された映像 信号から所定の周波数成分 (高周波成分)の値を積算して、その積算された値を合 焦値として算出する合焦値算出部 82、および、合焦値算出部 82で作成された合焦 値力もっとも高くなるような位置に撮像素子 22の光軸方向の位置を調節するように、 撮像素子駆動装置 24に備えられた駆動部 16を制御する制御部 84を備えている。ま た、映像信号処理部 80から出力された画像情報は、出力部 86を通じて、撮影装置 2 の外部に出力される。このように、本発明の実施の形態における撮影装置 2は、駆動 部 16によって、合焦値力もっとも高くなるような位置に撮像素子 22の光軸方向の位 置を自動的に移動させることができるので、常に鮮鋭なピントの合った画像を撮影す ることができる。なお、合焦値算出部 82で算出された合焦値も、出力部 86を通じて 外部に出力される構成としておき、出力された合焦値を参照しながら、外部に設けら れた別の機器力も制御部 84を制御することも可能である。

[0067] 以上述べたような、本実施の形態における撮像素子駆動装置 24および撮影装置 2 を用いて監視カメラ装置を構成することも可能である。

[0068] 具体的には、周辺が明るいときには光軸上に赤外光カットフィルタを配置して可視 光領域でカラー画像の撮影を行い、周辺が暗いときには光軸上に配置された赤外光 カットフィルタを除去して赤外領域の光線をも含めた波長の光線による白黒画像の撮 影を行う監視カメラ装置に、本発明の撮像素子駆動装置を導入する。このような監視 カメラ装置においては、照度変化があつたときに、光軸上に赤外光カットフィルタが配 置されたり退避されたりする（以下、この動作を着脱と記す)ことや、撮影に用いられる 光線の波長が異なること等から、光路長が変化してレンズから撮像素子における光 電変換素子が配置された撮像面までの最適な合焦位置が変化する。本発明の撮像 素子駆動装置を用いて、赤外線カットフィルタの着脱時に、制御部に駆動部を駆動 させることによって、自動的に撮像素子を光軸方向のもっとも合焦値の高い位置に配 置することができるので、周辺の明るさを問わず、焦点の合った鮮鋭な画像を撮影す ることがでさる。

[0069] なお、本実施の形態においては、撮像素子 22を保持する撮像素子保持部 18に三 つの傾斜部 50が設けられ、可動部 14に三つの傾斜部 50と当接する三つの球体 28 が設けられた構成を示したが、本発明の撮像素子駆動装置および撮影装置はこの 構成に限定されない。例えば、反対に、撮像素子保持部 18に三つの球体 28が配置 されて、可動部 14に三つの傾斜部 50が設けられる構成も含むものである。

[0070] また、本実施の形態においては、レンズ取付部 12に六つの球体 26が設けられ、可 動部 14に六つの球体 26と当接する球体受け面 48が設けられた構成を示した力 本 発明の撮像素子駆動装置および撮影装置はこの構成に限定されない。例えば、反 対に、レンズ取付部 12に球体受け面 48が配置されて、可動部 14に六つの球体 26 が設けられる構成も含むものである。

[0071] さらに、本実施の形態においては、レンズ取付部 12と可動部 14との間に六つの球 体 26が配置されるとともに、可動部 14と撮像素子保持部 18との間に三つの球体 28 が配置される構成を用いて説明を行ったが、本発明はこの構成に限定されない。例 えば、可動部 14と撮像素子保持部 18との間およびレンズ取付部 12と可動部 14との 間のいずれか一方に球体を配置した構成も含むものである。実用的には、いずれに も球体 26, 28を配置しておくことにより、より摩擦を低減することができる。

[0072] さらにまた、本実施の形態においては、レンズ取付部 12と可動部 14との間に六つ の球体 26が配置された例を示した力 本発明はこの例に限定されない。例えば、レ ンズ取付部 12と可動部 14との間に配置される球体の数は、三つ以上であればよい。

[0073] また、本実施の形態においては、撮像素子 22を保持する撮像素子保持部 18が可 動部 14に対してレンズ部 10側と反対側に設けられ、可動部 14が撮像素子保持部 1 8に対してレンズ部 10側に設けられる構成を示したが、本発明の撮像素子駆動装置 および撮影装置はこの構成に限定されない。例えば、反対に、可動部が撮像素子保 持部に対してレンズ部と反対側に配置されて、撮像素子保持部が可動部に対してレ ンズ部側に設けられる構成も含む。なお、この場合には、可動部の中央付近に光線 を通過させるための孔部は必要ない。 [0074] また、本実施の形態においては、可動部 14が回転することによって撮像素子 22を 光軸方向に移動させる例を示した力 本発明はこの例に限定されない。例えば、三 つの傾斜部 50を互いに平行な直線状に形成して、傾斜部 50の形成された方向（光 軸に直交する方向）に可動部 14を動かすことにより、撮像素子 22を光軸方向に移動 させることち可會である。

[0075] さらに、本実施の形態においては、撮像素子保持部 18と可動部 14との間に球体 2 8が配置され、可動部 14とレンズ取付部 12との間に球体 26が配置される例を示した 力 本発明の撮像素子駆動装置およびそれを用いた撮影装置はこの構成に限定さ れない。ここで、二つの別の例について説明する。

[0076] 図 10は、本発明の実施の形態における撮像素子駆動装置の別の例を示す図であ る。図 10に示した撮像素子駆動装置 124においても、撮像素子保持部 118と可動 部 114との間に球体 128が配置されている力 可動部 114のすり鉢状に形成された 窪部 138の底部には孔部 191が設けられており、球体 128は、窪部 138およびレン ズ取付部 112の可動部 114に対向する面に設けられた凸部 151に当接している。す なわち、球体 128は、光軸方向には、撮像素子保持部 118の傾斜部 150とレンズ取 付部 112の凸部 151とによって保持されるとともに、光軸に直交する方向には、可動 部の窪部 138によって位置決めされる。なお、可動部 114は、レンズ取付部 112との 間に設けられた板ばねや座金等のばね部 161によって、図 10における紙面右方向 に付勢されているので、可動部 114の窪部 138を球体 128に確実に当接させて、球 体 128の光軸と直交する方向の位置決めを行うことができる。

[0077] また、撮像素子駆動装置 124において、可動部 114とレンズ取付部 112との間に は、球体 126が配置されている。球体 126は、レンズ取付部 112の凹部 144の壁面 部 170と、可動部 114の壁面部 172とによって、光軸と直交する方向に位置決めされ る。なお、球体 126は光軸方向には位置決めされておらず、遊びを有する状態であ る。

[0078] このように、図 10に示した撮像素子駆動装置 124を用いても、前述した撮像素子駆 動装置 24と同様の、可動部 114を回転させる際のトルクを低減させる効果を奏するこ とができる。また、撮像素子駆動装置 124によれば、光軸方向の位置は、撮像素子 保持部 118およびレンズ取付部 112によって決まり、光軸に直交する方向の位置は 、可動部 114およびレンズ取付部 112によって決まるので、可動部 114にかかる光軸 方向の荷重を略一定とすることができ、可動部 114を回転させる際のトルクを低減す ることがでさる。

[0079] また、図 11は、本発明の実施の形態における撮像素子駆動装置のさらに別の例を 示す図である。図 11に示した撮像素子駆動装置 224においても、撮像素子保持部 2 18と可動部 214との間に球体 228が配置されている力 可動部 214の窪部 238の底 部には孔部 291が設けられており、球体 228は、窪部 238およびレンズ取付部 212 の可動部 214に対向する面に設けられた凸部 251に当接している。すなわち、球体 228は、光軸方向には、撮像素子保持部 218の傾斜部 250とレンズ取付部 212の凸 部 251とによって保持されるが、光軸に直交する方向には遊びを有する状態で保持 される。

[0080] また、撮像素子駆動装置 224において、可動部 214とレンズ取付部 212との間に は、球体 226が配置されている。球体 226は、レンズ取付部 212の凹部 244の壁面 部 270と、可動部 214の壁面部 272とによって、光軸と直交する方向に位置決めされ るとともに、光軸方向には、可動部 214の球体受け面 248とレンズ取付部 212の凹部 244の底面 276との間で位置決めされる。なお、可動部 214は、撮像素子保持部 21 8との間に設けられた板ばねや座金等のばね部 261によって、図 11における紙面左 方向に付勢されているので、可動部 214の球体受け面 248を球体 226に当接させて 、球体 226をレンズ取付部 212の底面 276との間で確実に保持することができる。

[0081] このように、図 11に示した撮像素子駆動装置 224を用いても、前述した撮像素子駆 動装置 24と同様の、可動部 214を回転させる際のトルクを低減させる効果を奏するこ とができる。また、撮像素子駆動装置 224によれば、球体 226, 228を受ける、傾斜 部 250の傾斜面を除くすべての面を、垂直面または水平面で作製することができる ので、生産性に優れた構成を実現することができる。

[0082] なお、本発明の撮像素子駆動装置、撮影装置はその用途を監視カメラ装置に限定 されるものではない。例えば、ビデオカメラやデジタルカメラ等公知のあらゆる撮影装 置に搭載可能である。 産業上の利用可能性

以上述べたように、本発明に力かる撮像素子駆動装置およびそれを用いた撮影装 置を用いれば、比較的小さな駆動力でも、撮像素子をスムーズに光軸方向に移動さ せることのできると!、う優れた効果を有し、監視カメラ装置やビデオカメラ装置等の撮 影装置、特に、撮像素子をレンズ部の光軸方向に移動させるための撮像素子駆動 装置およびそれを用いた撮影装置等として有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 撮像面を所定の方向に向けた状態で撮像素子を保持し、光軸方向に移動可能な撮 像素子保持部と、

前記撮像素子保持部と対向するように設けられ、前記撮像素子保持部に対して移動 可能な可動部と、

前記可動部および前記撮像素子保持部の!/、ずれか一方の、前記可動部および前 記撮像素子保持部の他方に対向する面に設けられた三つの傾斜部と、

前記可動部および前記撮像素子保持部の他方の、前記三つの傾斜部に対向する 面に、前記三つの傾斜部それぞれに当接するように設けられた三つの球体と、 前記可動部を移動させることにより、前記三つの傾斜部と前記三つの球体とが当接 する位置を変化させて、前記撮像面の面方向を維持した状態で前記撮像素子保持 部に保持された前記撮像素子を前記光軸方向に移動させる駆動部とを備えたことを 特徴とする撮像素子駆動装置。

[2] 前記可動部は前記光軸方向を中心として回転可能であり、前記駆動部は前記可動 部を回転させることを特徴とする請求項 1に記載の撮像素子駆動装置。

[3] 前記三つの球体は、それぞれ直径が等しい球であることを特徴とする請求項 1または 請求項 2に記載の撮像素子駆動装置。

[4] 前記三つの球体は、前記可動部および前記撮像素子保持部の他方の、前記三つの 傾斜部に対向する面に回転可能に設けられることを特徴とする請求項 3に記載の撮 像素子駆動装置。

[5] 前記三つの球体は、前記可動部および前記撮像素子保持部の他方の、前記三つの 傾斜部に対向する面に設けられた窪部の内側に配置されることを特徴とする請求項 4に記載の撮像素子駆動装置。

[6] レンズ部が取り付けられるレンズ取付部と、

前記可動部および前記レンズ取付部の間に設けられた複数の球体とをさらに備え、 前記可動部は、前記レンズ取付部に対して、前記複数の球体を介して移動可能であ ることを特徴とする請求項 1に記載の撮像素子駆動装置。

[7] 前記複数の球体は、前記可動部および前記レンズ取付部の!、ずれか一方の、前記 可動部および前記レンズ取付部の他方に対向する面に回転可能に設けられることを 特徴とする請求項 6に記載の撮像素子駆動装置。

[8] 前記複数の球体は、前記可動部および前記レンズ取付部の!、ずれか一方の、前記 可動部および前記レンズ取付部の他方に対向する面に設けられた凹部の内側に配 置されることを特徴とする請求項 7に記載の撮像素子駆動装置。

[9] 前記撮像素子保持部を前記光軸方向に沿った一の方向に付勢する弾性部を備え、 前記可動部は、前記撮像素子保持部に対して前記一の方向と反対方向の付勢力を 付与することを特徴とする請求項 1に記載の撮像素子駆動装置。

[10] 前記駆動部が、回転型モータであることを特徴とする請求項 1に記載の撮像素子駆 動装置。

[11] レンズ部と、

撮像素子と、

請求項 1に記載の撮像素子駆動装置と、

前記撮像素子カゝら出力された信号に対して映像信号処理を行う映像信号処理部と を備えたことを特徴とする撮影装置。