(57)【要約】【課題】撮像素子が光軸方向に移動する時にも、摩擦力が発生せず、撮像素子付近の放熱の可能な撮像素子駆動装置およびそれを備えた撮影装置を提供する。【解決手段】撮像素子１５を有し、撮像素子１５を撮像面８３の面方向を維持させたまま移動させることが可能な可動部７と、可動部７に設けられ、撮像素子１５周辺の熱を輻射によって逃がすための輻射部１２０とを設けたことにより、撮像素子１５移動時に摩擦力を発生させずに放熱が可能となる。【選択図】図１
2006319720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子を有し、前記撮像素子を撮像面の面方向を維持させたまま移動させることが可能な可動部と、
前記可動部に設けられ、前記撮像素子周辺の熱を輻射によって逃がすための輻射部とを設けたことを特徴とする撮像素子駆動装置。
【請求項２】
前記輻射部は、筐体に設けられた放熱部と対向するように設けられたことを特徴とする請求項１に記載の撮像素子駆動装置。
【請求項３】
前記輻射部の前記放熱部と対向する面に凸部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の撮像素子駆動装置。
【請求項４】
前記輻射部の凸部は、前記放熱部に設けられた凹凸部の凹部と対向するように設けられてい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。
【請求項５】
前記輻射部の凸部は、前記撮像素子の移動方向に沿って長く形成されたフィン部を有することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の撮像素子駆動装置。
【請求項６】
前記輻射部は、前記撮像素子の移動範囲内において、前記放熱部と接触しないように配置されていることを特徴とする請求項２から請求項５までのいずれか１項に記載の撮像素子駆動装置。
【請求項７】
レンズ部と、
筐体と、
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の撮像素子駆動装置と、
前記撮像素子駆動装置の前記撮像素子か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。
【請求項８】
前記放熱部を冷却する冷却部を備えたことを特徴とする請求項７に記載の撮影装置。
【請求項９】
前記冷却部は、ファンモータであることを特徴とする請求項８に記載の撮影装置。
【請求項１０】
請求項７から請求項９までのいずれか１項に記載の撮影装置と、
照度変化を検知する照度変化検知部と、
前記照度変化検知部が検知した照度変化に応じて、前記レンズ部の光軸上に赤外光カットフィルタを着脱するフィルタ部と、
前記フィルタ部の前記赤外光カットフィルタの着脱の際に、前記撮像素子駆動装置の前記可動部を駆動させる駆動部とを備えたことを特徴とする監視カメラ装置。
【発明の詳細な説明】
【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】
従来から、フランジバック調整やフォーカス調整を行うために、撮像素子を自動的にレンズの光軸方向に移動させることによって、ピントの合った鮮鋭な画像を得ることのできる撮影装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
このような撮影装置においては、撮像素子やそのドライバ回路付近で発生する熱が、撮像素子や部品等の特性に悪影響を与える可能性があるという課題が指摘されてきた。
【０００４】
この課題を解決するために、撮像素子付近に伝熱ゴム等の弾性変形可能な熱伝達板を配置して、その熱伝達板を弾性変形させた状態で筐体に接触させ、筐体に対して熱伝導を行うことによって、放熱を行う構成が提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【０００５】
このような構成によれば、撮像素子が光軸方向に移動している時でも、熱伝達板は筐体に接触しているので、筐体に対して放熱を行うことが可能であった。
【特許文献１】特開２００３−２７４２２９号公報
【特許文献２】特開２００１−３２６８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述のような撮影装置においては、撮像素子付近に設けられた熱伝達板が筐体の内側に接触した状態で、撮像素子が光軸方向に移動する。よって、撮像素子が光軸方向に移動する時には、熱伝達板と筐体との間に摩擦力が生じてしまうという課題があった。このような摩擦力が存在するために、撮像素子を移動させるときに、より大きな力で撮像素子を移動させることが必要となるので、駆動モータを小型化することが難しく、また、撮像素子を微小な距離だけ移動させることが難しかった。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、撮像素子が光軸方向に移動する時にも、摩擦力が発生せず、撮像素子付近の放熱の可能な撮像素子駆動装置およびそれを備えた撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の撮像素子駆動装置は、撮像素子を有し、撮像素子を撮像面の面方向を維持させたまま移動させることが可能な可動部と、可動部に設けられ、撮像素子周辺の熱を輻射によって逃がすための輻射部とを設けたことを特徴としている。
【０００９】
このような構成によれば、撮像素子周辺の熱は、輻射部からの輻射によって逃がすことができるので、撮像素子が光軸方向に移動する時にも、摩擦力が発生せず、撮像素子付近の放熱の可能な構成を実現することができる。
【００１０】
また、輻射部は、筐体に設けられた放熱部と対向するように設けられた構成であってもよい。
【００１１】
このような構成によれば、さらに、撮像素子駆動装置の輻射部から筐体に設けられた放熱部に対しての輻射によって放熱することが可能な構成を実現することができる。
【００１２】
また、輻射部は、可動部の上面に設けられる構成であってもよい。
【００１３】
このような構成によれば、さらに、自然対流にしたがって、迅速な輻射による冷却が可能な構成を実現することができる。
【００１４】
さらに、輻射部の放熱部と対向する面に凸部が設けられている構成であってもよい。
【００１５】
このような構成によれば、さらに、熱が輻射される面積が大きくなるので、輻射効率の高い構成を実現することができる。
【００１６】
また、輻射部の凸部は、放熱部に設けられた凹凸部の凹部と対向するように設けられている構成であってもよい。
【００１７】
このような構成によれば、さらに、輻射部と放熱部とが対向する面積が大きくなるので、輻射効率の高い構成を実現することができる。
【００１８】
また、輻射部の凸部は、撮像素子の移動方向に沿って長く形成されたフィン部を有する構成であってもよい。
【００１９】
このような構成によれば、さらに、撮像素子が移動しても、輻射部が放熱部と接触しにくく、輻射効果の高い構成を実現することができる。
【００２０】
また、輻射部は、撮像素子の移動範囲内において、放熱部と接触しないように配置されている構成であってもよい。
【００２１】
このような構成によれば、さらに、撮像素子が移動しても摩擦の発生しにくい構成を実現することができる。
【００２２】
次に、本発明の撮影装置は、レンズ部と、筐体と、本発明の撮像素子駆動装置と、撮像素子駆動装置の撮像素子か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いる。
【００２３】
このような構成によれば、撮像素子周辺の熱を輻射部からの輻射によって逃がすことができるので、撮像素子が光軸方向に移動する時にも、摩擦力が発生せず、撮像素子付近の放熱の可能な構成を実現することができる。
【００２４】
また、放熱部を冷却する冷却部を備えた構成であってもよい。
【００２５】
このような構成によれば、さらに、放熱効率の高い構成を実現することができる。
【００２６】
さらに、冷却部は、ファンモータである構成であってもよい。
【００２７】
このような構成によれば、さらに、簡易な構成で放熱効率の高い構成を実現することができる。
【００２８】
次に、本発明の監視カメラ装置は、本発明の撮影装置と、照度変化を検知する照度変化検知部と、照度変化検知部が検知した照度変化に応じて、レンズ部の光軸上に赤外光カットフィルタを着脱するフィルタ部と、フィルタ部の赤外光カットフィルタの着脱の際に、撮像素子駆動装置の可動部を駆動させる駆動部とを備えたことを特徴としている。
【００２９】
このような構成によれば、赤外光カットフィルタの着脱の際に、撮像面がレンズ部の光軸方向に対して垂直を保った状態で撮像素子をレンズ部の光軸方向に移動させることができるので、赤外光カットフィルタを着脱した際の光路長のずれを補正して、昼夜を問わず鮮鋭な撮影を行うことのできる監視カメラ装置を提供することができる。さらに、撮像素子周辺の熱を輻射部からの輻射によって逃がすことができるので、撮像素子が光軸方向に移動する時にも、摩擦力が発生せず、撮像素子付近の放熱の可能な構成を実現することができる。
【発明の効果】
【００３０】
以上述べたように、本発明によれば、撮像素子が光軸方向に移動する時にも、摩擦力が発生せず、撮像素子付近の放熱の可能な撮像素子駆動装置およびそれを備えた撮影装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
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。
【００３２】
（実施の形態）
まず、本発明の実施の形態における撮影装置１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１の構成を示す分解斜視図である。
【００３３】
なお、説明を簡単にするために、本発明の実施の形態においては、図面中に互いに垂直なＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の方向を示す。Ｘ軸方向はレンズ部の光軸方向であり、Ｙ軸方向およびＺ軸方向はそれぞれ光軸方向に垂直な方向である。また、本発明の実施の形態においては、説明を分かりやすくするために、図面においてビス等の細かい部品については省略して記載している場合がある。
【００３４】
図１に示したように、本発明の実施の形態の撮影装置１は、レンズ部１０１が取付けられるレンズマウント部２、後述する撮像素子駆動装置７０のベース部６とレンズマウント部２とを接続するベース部取付部３、ベース部取付部３に配置され、後述するフィルタ部５を光軸に垂直な方向（Ｙ軸方向）に移動させるＤＣモータ部４、ＤＣモータ部４に取付けられ、ＤＣモータ部４の駆動によってＹ軸方向に移動可能な赤外光カットフィルタ（図示せず）を有するフィルタ部５、ベース部取付部３に取付けられ、後述するように撮像素子（ＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサ等公知の撮像デバイス）１５をその撮像面８３がレンズ部１０１の光軸方向に直交する状態でＸ軸方向に移動させることが可能な、Ｘ軸方向に長いフィン状の凸部１２１を含む輻射部１２０を有する撮像素子駆動装置７０、一端側に設けられた凸部１４１を撮像素子駆動装置７０の輻射部１２０の凸部１２１の間の凹部に対向させるように設けられ、櫛形状のフィンを有する他端側を冷却手段であるファンモータ１３０で空冷される放熱部１４０、および、放熱部１４０が取付けられ、レンズマウント部２に対して固定される取付部材１５０を備えている。また、本発明の実施の形態における撮影装置１は、撮像素子１５か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（図示せず）を備えている。
【００３５】
本発明の実施の形態における撮影装置１に搭載される撮像素子駆動装置７０の構成および動作については、後述する。
【００３６】
本発明の実施の形態における輻射部１２０および放熱部１４０は、アルミをダイキャスト加工して作製し、輻射効率を向上させるために、表面に黒色アルマイト加工を施したものを用いた。また、輻射部１２０の放熱部１４０に対向すべき面（図１における上面）および放熱部１４０の輻射部１２０に対向すべき面（図１における下面）には、それぞれ、レンズ部１０１の光軸方向に長い、幅１．０ｍｍで高さ３．５ｍｍの凸部１２１，１４１が設けられている。
【００３７】
図２は、本発明の実施の形態における撮影装置１の使用時における、ベース部取付部３、撮像素子駆動装置７０および放熱部１４０の位置関係を示す図である。また、図３は、本発明の実施の形態における撮影装置１における、ベース部取付部３、撮像素子駆動装置７０および放熱部１４０の位置関係を示すための、断面図である。図２および図３に示したように、本発明の実施の形態の撮影装置１においては、使用時に撮像素子１５や周辺の駆動回路から発生する熱が、撮像素子保持部１１に伝わり、次に、輻射部１２０に伝わり、さらに、空気層を通じて輻射部１２０から輻射によって放熱部１４０の一端側に伝わる。このとき、本発明の実施の形態における撮影装置１においては、放熱部１４０の他端側がファンモータ１３０によって冷却されているので、撮像素子１５周辺の温度上昇を抑制することができる。なお、本発明の実施の形態における撮影装置１においては、その放熱部１４０の他端側に櫛型のフィンが設けられているが、これは、ファンモータ１３０により発生した風を他端側で効率よく流すこと、および、風に対する放熱部１４０の接触面積が大きくすることによって、輻射効率を向上させるためである。
【００３８】
図２または図３に示したように、本発明の実施の形態の撮影装置１においては、撮像素子駆動装置７０に設けられた輻射部１２０と、レンズマウント部２に固定された取付部材１５０に取付けられた放熱部１４０とは、その互いの凸部１２１，１４１が交互に配置されるように、すなわち、輻射部１２０の表面に設けられた凹凸と、放熱部１４０の表面に設けられた凹凸とが噛み合う、すなわち、輻射部１２０の凸部１２１が放熱部１４０の凸部１４１の間に配置し、放熱部１４０の凸部１４１が輻射部１２０の凸部１２１の間に位置するように配置される。
【００３９】
図４は、本発明の実施の形態における撮影装置１の輻射部１２０および放熱部１４０の位置関係を示す図である。図４に示したように、輻射部１２０の凸部１２１の先端部分は、放熱部１４０の平面部１４２に対して約０．５ｍｍの隙間Δ１を有し、輻射部１２０の凸部１２１と放熱部１４０の凸部１４１との間の間隔γは約０．５ｍｍであり、さらに、放熱部１４０の凸部１４１の先端部分は、輻射部１２０の平面部１２２に対して約１．０ｍｍの隙間Δ２を有するように配置されている。また、前述したように、放熱部１４０の凸部１４１の幅αは１．０ｍｍ、輻射部１２０の凸部１２１の幅βは１．０ｍｍである。
【００４０】
図３に示したように、本発明の第１の実施の形態における撮影装置１では、撮像素子駆動装置７０のベース部６がベース部取付部３に取付けられ、ベース部取付部３はレンズマウント部２に対してビス止めされているので、レンズマウント部２に対する撮像素子駆動装置７０に設けられた輻射部１２０の位置が決まる。また、放熱部１４０は取付部材１５０に取付られ、取付部材１５０はレンズマウント部２に取付けられているので、放熱部１４０もレンズマウント部２に対して位置決めされる。よって、本発明の実施の形態における撮影装置１では、輻射部１２０と放熱部１４０との間隔を正確に位置決めすることが可能である。
【００４１】
ここで、本発明の実施の形態における撮影装置１の輻射による温度上昇抑制効果を確認するために、次の三つの場合において実験を行った。
【００４２】
（１）輻射部１２０を設け、放熱部１４０を設けないで、撮像素子１５周辺の熱を筐体内部に輻射する場合
（２）輻射部１２０および放熱部１４０を設け、撮像素子１５周辺の熱を輻射部１２０から放熱部１４０に対して輻射させた場合
（３）輻射部１２０および放熱部１４０を設け、かつ、放熱部１４０の他端側をファンモータ１３０で冷却して撮像素子１５周辺の熱を輻射させた場合
の三つの場合について、撮像素子１５周辺で４５２ｍＷの発熱量を発生させた場合の、撮像素子１５周辺の温度上昇の最大値を測定した。
【００４３】
その結果、（１）の場合には、撮像素子１５の裏面において、温度が約９．８度上昇した。また、（２）の場合には、約８．６度上昇した。さらに、（３）の場合には、温度上昇は約５．９度であった。
【００４４】
すなわち、放熱部１４０を設けることにより、約１０％放熱効果が向上し、放熱部１４０の他端側をファンモータ１３０で冷却することにより、放熱部１４０を有しない構成と比較して、約４０％放熱効果が向上したことが確認できた。
【００４５】
ここで、本発明の実施の形態における撮影装置１は監視カメラ装置であり、昼夜を問わず撮影を行うために、周辺の明るさに応じてフィルタ部５を切り替えて撮影を行う。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。撮影装置１における周辺の明るさ検知は、回路部（図示せず）に搭載された照度検知部（図示せず）によって検知された照度の値と所定の閾値との比較によって行うことができ、回路部は、照度検知部で検知される照度の値が所定の閾値を超えて変化した場合には昼間と夜間との時間帯が切り替わったものとしてフィルタ部５の切り替えを行う。また、フィルタ部５の切り替えは、ベース部取付部３に取付けられたＤＣモータ部４によって行うことができる。
【００４６】
本発明の実施の形態における撮影装置１においては、照度変化があったときにフィルタ部５の切り替えが行われ、その際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部１０１から撮像素子１５における光電変換素子が配置された面（以下、この面を撮像面８３と記す）までの最適な合焦位置が変化する。この光路長の変更を補正するために、本発明の実施の形態における撮影装置１は、撮像素子１５を、その撮像面８３をレンズ部１０１の光軸方向に対して直交させた状態（すなわち、図１におけるＹＺ平面に平行な面に位置する状態）で、光軸方向（Ｘ軸方向）に移動させる撮像素子駆動装置７０を搭載している。
【００４７】
ここで、本発明の実施の形態における撮影装置１に搭載される撮像素子駆動装置７０について説明する。
【００４８】
図５は、本発明の実施の形態における撮像素子駆動装置７０の構成を示す斜視図であり、図６は、その撮像素子駆動装置７０の構成を示す側面図であり、図７は、その撮像素子駆動装置７０をレンズ部１０１の設けられた側とは反対側からみた分解斜視図である。
【００４９】
図５、図６または図７に示したように、本発明の実施の形態における撮像素子駆動装置７０は、レンズ部１０１に対して位置の固定されたベース部取付部３にビス７１によって取付けられたベース部６、ベース部６のベース面６２上に設けられ、互いにＹ軸方向の高さが等しく、かつ互いに平行な第１の支持部８および第２の支持部９、第１の支持部８および第２の支持部９が互いに平行な状態でベース面６２に対して平行になるように取付けられた長方形状の可動部７、可動部７と第１の支持部８との間、可動部７と第２の支持部９との間、ベース部６と第１の支持部８との間、および、ベース部６と第２の支持部９との間にそれぞれ設けられた板ばね部１０、可動部７上面にビス２８によって取付けられた補強板２７、第１の支持部８の機械的な剛性を補強する、第１の支持部８にビス２４によって取付けられた第１の補強板１６、第２の支持部９の機械的な剛性を補強する、第２の支持部９にビス２６によって取付けられた第２の補強板１７、可動部７の補強板２７が設けられた側（表面）とは反対側（裏面）にビス２８によって取付けられ、絶縁シート１３および放熱板１４を介して撮像素子１５が取付けられた撮像素子回路部１２がビス２５によって取付けられるとともに、前述の輻射部１２０を有する撮像素子保持部１１、撮像素子保持部１１のベース面６２に対向する下面に設けられたピン２９、ベース面６２上に設けられたアクチュエータ保持部８１、アクチュエータ保持部８１によって保持されたリニアアクチュエータ２０、ベース面６２上に設けられた軸受部１８によって図面中Ｙ軸方向を回動軸として回動可能に軸支された駆動方向変換部２２、駆動方向変換部２２に設けられ、駆動方向変換部２２との間でピン２９を挟んで摺動させる板ばね１９、駆動方向変換部２２にリニアアクチュエータ２０から付与される付勢力と反対方向の弾性力を付与するコイルばね２１、コイルばね２１を保持するばね止め部３０、ならびに、後述するように、撮像素子保持部１１に設けられた輻射部１２０とのバランスを取るために駆動方向変換部２２にビス２００によってねじ止めされ、ビス２０１によってウェイト２１０が取付けられたバランス部材２２０を備える。
【００５０】
図５、図６または図７に示したように、本発明の実施の形態の撮像素子駆動装置７０においては、可動部７、第１の支持部８、第２の支持部９および板ばね部１０がコの字状に折り曲げ処理された一体のコの字部材８０によって形成されている。コの字部材８０の材料としては、比較的剛性の低い部材、例えば厚さ０．１２ｍｍのＳＵＳ材を用いることが可能である。
【００５１】
また、ベース部取付部３、ベース部６および撮像素子保持部１１はそれぞれアルミニウムを用いたダイキャスト法によって作製することができる。
【００５２】
さらに、補強板２７、第１の補強板１６および第２の補強板１７の材料としては、コの字部材８０の機械的な強度を補強できるような比較的剛性の高い部材、例えば厚さ０．５ｍｍのＳＵＳ材を用いることができる。
【００５３】
本発明の実施の形態における撮像素子駆動装置７０においては、第１の支持部８、第２の支持部９、可動部７および板ばね部１０は、一体のコの字部材８０で形成されており、第１の支持部８および第２の支持部９の部分には、第１の補強板１６および第２の補強板１７がそれぞれ取付けられるとともに、側面には折曲部７４が設けられており、第１の支持部８および第２の支持部９の剛性を板ばね部１０と比較して高くすることが可能となっている。
【００５４】
また、コの字部材８０の可動部７の部分にも折曲部７６が設けられるとともに、補強板２７が取付けられていることにより可動部７の剛性を板ばね部１０と比較して高くすることが可能である。
【００５５】
さらに、コの字部材８０のベース面６２に取付けられるべき取付面８２、８５の端部には折曲部７５が設けられており、この部分における剛性を高くすることが可能となっている。
【００５６】
一方で、コの字部材８０の可動部７と第１の支持部８および第２の支持部９との間の部分は、折り曲げ処理等の補強が行われず、しかも、他の部分よりも幅が細く形成されているので、これらの部分は板ばね部１０として機能する。
【００５７】
同様に、コの字部材８０の取付面８２、８５と第１の支持部８および第２の支持部９の間の部分も折り曲げ処理等の補強が行われず、しかも、他の部分よりも幅が細く形成されているので、これらの部分も板ばね部１０として機能する。
【００５８】
また、本発明の実施の形態における撮像素子駆動装置７０においては、第１の支持部８とベース面６２とが接する取付面８２、および、第２の支持部９とベース面６２とが接する取付面８５が、それぞれ光軸方向（Ｘ軸方向）に対して垂直な図面中Ｚ軸方向に互いに平行になるようにベース面６２にビス７１によって取付けられている。
【００５９】
ここで、本発明の実施の形態における撮像素子駆動装置７０の駆動部１００の構成について説明する。
【００６０】
図８は、本発明の実施の形態における撮像素子駆動装置７０の駆動部１００の構成について説明するための平面図である。なお、図８においては、本発明の実施の形態における撮影装置１の撮像素子駆動装置７０に備えられた、ウェイト２１０を有するバランス部材２２０の構成を省略して示している。
【００６１】
図８（ａ）に示したように、本発明の実施の形態における撮像素子駆動装置７０においては、リニアアクチュエータ２０が図面における上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能なその軸９８によって、駆動方向変換部２２を図面中下方向（−Ｚ軸方向）に押圧する。駆動方向変換部２２には、リニアアクチュエータ２０の付勢力に対して反対の方向に弾性的な付勢力を加えるコイルばね２１が設けられており、コイルばね２１はばね止め部３０によって一端が固定されている。図８（ａ）に示した状態では、リニアアクチュエータ２０による付勢力とコイルばね２１による付勢力とがつりあった状態であり、駆動方向変換部２２は停止した状態である。また、駆動方向変換部２２には、撮像素子保持部１１のピン２９を挟むように板ばね１９がビス９９により取付けられており、ピン２９はリニアアクチュエータ２０の押圧力を変化させることによって駆動方向変換部２２と板ばね１９との間を摺動する。
【００６２】
図８（ｂ）は、本発明の実施の形態における撮像素子駆動装置７０において、リニアアクチュエータ２０の押圧力を上げたときの駆動部１００の状態を示す図である。
【００６３】
図８（ｂ）に示したように、図８（ａ）に示した状態から、リニアアクチュエータ２０の押圧力を上げた場合、すなわち軸９８を図面中下方向（−Ｚ軸方向）に伸ばした場合には、軸９８が駆動方向変換部２２を押圧し、駆動方向変換部２２は軸受部１８を回動中心として図面中時計回り方向に回動して、その結果、ピン２９は図面中右方向（Ｘ軸方向）に移動する。
【００６４】
このように、本発明の実施の形態における撮像素子駆動装置７０においては、その駆動部１００にリニアアクチュエータ２０の出力方向を変換する駆動方向変換部２２を備えているので、リニアアクチュエータ２０を光軸方向（Ｘ軸方向）に配置する必要がなく、光軸方向に直交する方向（Ｚ軸方向）に配置することができ、装置全体の小型化を図ることができる。なお、小型化を行う必要がない場合には、駆動方向変換部２２を用いず、リニアアクチュエータ２０によって、直接ピン２９を押圧して光軸方向（Ｘ軸方向）に移動させる構成とすることも可能であることはいうまでもない。
【００６５】
ここで、本発明の実施の形態における撮像素子駆動装置７０の動作について図９を用いて詳細に説明する。図９は、本発明の実施の形態における撮像素子駆動装置７０の動作について説明するための図である。なお、図９においても、本発明の実施の形態における撮影装置１の撮像素子駆動装置７０に備えられた、ウェイト２１０を有するバランス部材２２０の構成を省略して示している。
【００６６】
図９（ａ）は、本発明の実施の形態における撮像素子駆動装置７０の動作の一例を表す側面図であり、図９（ｂ）はその撮像素子１５の位置が変化した場合の一例を示す側面図である。
【００６７】
図９（ａ）においては、撮像素子駆動装置７０における、第１の支持部８および第２の支持部９がそれぞれベース面６２に対して垂直な状態を示している。第１の支持部８と第２の支持部９とのベース面６２上における距離Ａ１は、可動部７との接続部分における第１の支持部８と第２の支持部９との光軸方向（Ｘ軸方向）の距離Ａ２と等しくなるように設けられている。また第１の支持部８のベース面６２から可動部７までの高さＢ１と第２の支持部９のベース面６２から可動部７までの高さＢ２とが等しいので、可動部７はベース面６２に対して平行を保っている。また、ベース面６２はレンズ部１０１の光軸方向（Ｘ軸方向）と平行になるように設けられているので、可動部７もレンズ部１０１の光軸方向と平行な状態に保持されている。
【００６８】
本発明の実施の形態における撮像素子駆動装置７０においては、可動部７の下面に、撮像素子１５を有する撮像素子回路部１２を備えた撮像素子保持部１１を配置する。このとき、撮像素子１５の撮像面８３を撮像素子保持部１１の可動部７の表面に対して垂直になるように撮像素子保持部１１に取付けることにより、撮像素子１５の撮像面８３は、光軸方向に対して垂直な状態で保持される。
【００６９】
図９（ａ）に示した状態においては、図８（ａ）で説明したように、リニアアクチュエータ２０の軸９８が駆動方向変換部２２を押圧する力と、コイルばね２１がその弾性力によって駆動方向変換部２２を反対向きに押圧する力がつりあっており、駆動方向変換部２２に設けられたピン２９は停止している。この状態から、リニアアクチュエータ２０を動作させて、駆動方向変換部２２に対する付勢力を弱める。すると、コイルばね２１が駆動方向変換部２２を押圧する力が、リニアアクチュエータ２０が駆動方向変換部２２を押圧する付勢力よりも大きくなり、駆動方向変換部２２は軸受部１８を中心に回動して、その先端に設けられたピン２９も図９（ａ）における左側に移動する。この移動によって、撮像素子保持部１１は、図９（ｂ）に示したように、紙面左方向（−Ｘ軸方向）に移動する。さらに、撮像素子保持部１１が紙面左方向に移動することによって、可動部７と第１の支持部８、可動部７と第２の支持部９、ベース面６２と第１の支持部８およびベース面６２と第２の支持部９の間にそれぞれ設けられた板ばね部１０が弾性変形する。よって、本発明の実施の形態における撮像素子駆動装置７０においては、第１の支持部８および第２の支持部９は、それぞれ板ばね部１０を回動中心として、すなわち、光軸方向に垂直、かつ互いに平行な方向（図９におけるＺ軸方向）をそれぞれ回動中心軸の方向として、ベース部６および可動部７に対してそれぞれ回動する。
【００７０】
すなわち、撮像素子１５が図９（ａ）に位置する状態から図９（ｂ）に示したような状態に移動した場合には、前述のように、第１の支持部８の高さＢ１と第２の支持部９の長さＢ２とが等しく、かつ、可動部７との接続部における第１の支持部８と第２の支持部９との距離Ａ２と、ベース面６２上における第１の支持部８と第２の支持部９との距離Ａ１とが等しいことから、可動部７、第１の支持部８、第２の支持部９およびベース面６２の間で、略平行四辺形を形成した状態で変形する。よって、本発明の実施の形態における撮像素子駆動装置７０においては、可動部７がベース面６２に対して平行な状態を保ったまま、撮像素子１５の位置を光軸方向に移動させることが可能となる。このとき、可動部７に垂直に設けられた撮像素子１５の撮像面８３は、光軸方向に対して垂直を保った状態、すなわち直交した状態のままで移動する。
【００７１】
本発明の実施の形態における撮像素子駆動装置７０において、先程とは逆に、撮像素子１５をレンズ部１０１から遠ざける方向に移動させるためには、リニアアクチュエータ２０の押圧力を上げて、駆動方向変換部２２に対する付勢力を強める。すると、前述の図８（ｂ）に示したように、コイルばね２１が駆動方向変換部２２を付勢する付勢力よりも、リニアアクチュエータ２０が駆動方向変換部２２を付勢する付勢力が大きくなり、駆動方向変換部２２は軸受部１８を中心に先程とは反対方向（時計回り）に回動して、その先端に設けられたピン２９も図９（ａ）における右側に移動する。このピン２９の移動によって、撮像素子保持部１１は紙面右方向（Ｘ軸方向）に移動する。
【００７２】
このように、本発明の実施の形態における撮像素子駆動装置７０においては、ベース面６２からの高さが互いに等しく、互いに平行で、かつ、光軸方向に沿った方向に回動可能な第１の支持部８および第２の支持部９によって可動部７が支持されているので、可動部７は常にベース面６２に対して平行な状態を維持したままで光軸方向に沿った方向に移動することができる。この可動部７に対して、垂直な方向に撮像素子１５の撮像面８３が配置されるように撮像素子保持部１１が取付けられているため、撮像素子１５はその撮像面８３が光軸方向に垂直な状態を維持しながら、光軸方向に移動することができ、高精度に撮像素子１５を移動させることができる。
【００７３】
また、本発明の実施の形態における撮像素子駆動装置７０によれば、撮像素子１５を光軸方向に移動させるための機構、すなわち、ベース面６２と接する取付面８２から第１の支持部８、可動部７、第２の支持部９、取付面８５および板ばね部１０に至るまでの機構を全て、一体の板材を、例えば打ち抜き、成型加工等することによって作製することができる。これにより、摩擦やがたつきの発生が極めて小さく、このために、微小な駆動を行った場合にも高い精度で駆動を行うことが可能である。
【００７４】
ここで、本発明の実施の形態における撮影装置１の撮像素子駆動装置７０に備えられた、ウェイト２１０を有するバランス部材２２０について、詳細に説明する。
【００７５】
図１０は、本発明の実施の形態における撮影装置１の撮像素子駆動装置７０に搭載される、バランス部材２２０について説明するための図である。図１０（ａ）は、バランス部材２２０周辺の構成を示す平面図である。本発明の実施の形態における撮像素子駆動装置７０において、バランス部材２２０を設けたのは、撮影装置１のレンズ部１０１が下向きに配置された場合、すなわち、図１０（ｂ）に示したような状態に配置された場合に、リニアアクチュエータ２０にかかる負荷を小さくするためである。
【００７６】
つまり、図１０（ｂ）に示したような状態においては、駆動部１００周辺には、図１０（ａ）で示したように、駆動方向変換部２２の、軸受部１８を中心として紙面左側に、撮像素子保持部１１および輻射部１２０の重量による紙面における下向けのモーメントＦが発生する。このモーメントＦは、駆動方向変換部２２を図１０（ａ）における反時計回り方向に回転させるので、この状態では、地面と水平な平面上に撮影装置１が置かれたときのリニアアクチュエータ２０に印加されていたトルクと同じトルクでは、駆動方向変換部２２を時計回りに回転させることができない。このため、本発明の実施の形態における撮影装置１では、ウェイト２１０を有するバランス部材２２０を駆動方向変換部２２の軸受部１８を中心としてピン２９の設けられた側とは反対側に設けている。このような構成とすれば、図１０（ａ）に示したように、ウェイト２１０によって、下向きの力、すなわち、駆動方向変換部２２を時計回りに回転させるようなモーメントＷを発生させることができるので、リニアアクチュエータ２０は、撮影装置１が平面に設置されたときと同じトルクで駆動方向変換部２２を回転させることができる。なお、モーメントＦとモーメントＷとがつりあうように、駆動方向変換部２２の腕の長さやウェイト２１０の配置位置および重量を決定することが望ましい。
【００７７】
なお、本発明の実施の形態における撮影装置１においては、輻射部１２０等による重量増加分Ｗ１が２．５ｇであったのに対して、ウェイト２１０の重量Ｗ２を１．６７ｇとした。また、軸受部１８の中心からピン２９までの距離Ｌ１を１１．０ｍｍ、軸受部１８の中心からウェイト２１０までの中心までの距離Ｌ２を１６．５ｍｍとした。前述のモーメントＦとモーメントＷとをつりあわせるためには、
Ｗ１×Ｌ１＝Ｗ２×Ｌ２
を満たすように、設計を行うことが望ましい。
【００７８】
なお、上述の例では、撮影装置１が、レンズ部１０１を下にして配置されているときを用いて説明を行ったが、本発明の実施の形態における撮影装置１によれば、撮影装置１が、レンズ部１０１を上にして配置されているときにも有効であることはいうまでもない。これは、撮影装置１において、前述のモーメントＦおよびモーメントＷの方向が、反対方向になっても、お互いにつりあうことには変わりないからである。
【００７９】
このように、本発明の実施の形態における撮影装置１では、バランス調整用のウェイト２１０を設けているので、撮影装置１を、そのレンズ部１０１が上下いずれの方向に向くように設置しても、リニアアクチュエータ２０に過剰な負荷のかかりにくい構成を実現することができる。
【００８０】
なお、本発明の実施の形態の撮像素子駆動装置７０においては、可動部７と第１の支持部８、可動部７と第２の支持部９、ベース面６２と第１の支持部８およびベース面６２と第２の支持部９それぞれの間の部分に板ばね部１０が形成されている場合を示したが、本発明の撮像素子駆動装置はこの構成に限定されるものではない。
【００８１】
例えば、可動部７、第１の支持部８、第２の支持部９およびベース部６をそれぞれ別部材として構成しておき、可動部７と第１の支持部８、可動部７と第２の支持部９、ベース面６２と第１の支持部８およびベース面６２と第２の支持部９それぞれの間の部分に蝶番部を形成することも可能である。このような構成によれば、前述の効果に加えて、さらに耐衝撃性に優れた構成を実現することができる。なお、このような構成においては、蝶番部におけるがたつきの発生を抑制するために、第１の支持部８と第２の支持部９との間に、互いを弾性的に連結するコイルばね等の弾性手段を設けておくことが望ましい。
【００８２】
本発明の実施の形態における撮影装置１においては、撮像素子１５の撮像面８３の中心位置は、撮像素子１５の光軸方向（Ｘ軸方向）に対してその移動に伴って光軸に対して垂直方向（Ｙ軸方向）に変化するが、その変位をフォトインタラプタ等を用いて検出し、その位置から撮像素子１５の光軸方向に垂直な方向（Ｙ軸方向）の位置ずれ量を算出し、その量に応じて信号の読み出し領域をシフトさせて出力するように補正する回路を回路部に搭載しておくことにより、実用上撮像素子１５の光軸方向に垂直な方向（Ｙ軸方向）の位置ずれの影響を除去することができる。なお、撮像素子１５の光軸方向（Ｘ軸方向）への移動量が小さい場合には、前述のような補正処理を行わなくても、実用上問題ない。
【００８３】
さらに、本発明の実施の形態においては、撮影装置１に搭載される撮像素子駆動装置７０として、長方形型のコの字部材８０を用いて平行四辺形に変化させることによって、撮像素子駆動装置７０に搭載される撮像素子１５を光軸方向に平行に移動させる構成を用いて説明したが、本発明の撮像素子駆動装置および撮影装置はこの例に限定されない。図１１は、本発明の撮像素子駆動装置および撮影装置の別の例を示す図であり、図１１（ａ）はその分解斜視図であり、図１１（ｂ）はその組みあがった状態での斜視図である。図１１（ａ）に示したように、撮像素子１５の取付けられた撮像素子保持部１１が、レンズ部１０１の光軸方向に何らかの機構によって移動可能に保持されており、その撮像素子保持部１１には輻射によって撮像素子付近の熱を逃がすための凸部１２１を有する輻射部１２０を設け、筐体側には輻射部１２０の凸部１２１に対向するような凸部１４１を有する放熱部１４０を設けておけば、前述の例と同様に、輻射によって熱を逃がすことが可能であることはいうまでもない。このとき、本発明の撮像素子駆動装置は、撮像素子１５の撮像面８３をレンズ部１０１の光軸方向に直交させた状態で、撮像素子保持部１１を光軸方向に移動させる、様々な機構について適用することが可能である。例えば、特開２００３−２７４２２９号公報（特許文献１）に示されたような、リードスクリューを回転させることによって、ガイドロッドによって支持された撮像素子を有するシャーシを光軸方向に移動させる構成に対しても適用可能であることはいうまでもない。さらに、本発明の撮像素子駆動装置は、撮像素子保持部１１をレンズ部１０１の光軸方向に移動させる機構が、モータ等の駆動手段を用いて自動的に撮像素子保持部１１を移動させる構成のものに適用することもできるし、つまみ等を用いて手動で撮像素子保持部１１を移動させる構成のものにも適用することができるのはいうまでもない。
【００８４】
また、本発明の実施の形態においては、放熱部１４０の他端側を冷却する冷却部として、ファンモータ１３０を用いた構成を示したが、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、冷却部としてペルチェ素子や液冷機構等の公知の冷却装置を用いることができることはいうまでもない。
【００８５】
なお、本発明の実施の形態における撮像素子駆動装置は、監視カメラ装置に搭載される例を用いて説明したが、本発明の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ことはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
以上述べたように、本発明にか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、撮像素子が光軸方向に移動する時にも、摩擦力が発生せず、撮像素子付近の放熱の可能とい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。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の実施の形態における撮影装置１の構成を示す分解斜視図
【図２】本発明の実施の形態における撮影装置の使用時におけるベース部取付部、撮像素子駆動装置および放熱部の位置関係を示す図
【図３】本発明の実施の形態における撮影装置におけるベース部取付部、撮像素子駆動装置および放熱部の位置関係を示すための断面図
【図４】本発明の実施の形態における撮影装置の輻射部および放熱部の位置関係を示す図
【図５】本発明の実施の形態における撮像素子駆動装置の構成を示す斜視図
【図６】本発明の実施の形態における撮像素子駆動装置の構成を示す側面図
【図７】本発明の実施の形態における撮像素子駆動装置をレンズ部の設けられた側とは反対側からみた分解斜視図
【図８】本発明の実施の形態における撮像素子駆動装置の駆動部の構成について説明するための平面図
【図９】本発明の実施の形態における撮像素子駆動装置の動作について説明するための図
【図１０】本発明の実施の形態における撮影装置の撮像素子駆動装置に搭載されるバランス部材について説明するための図
【図１１】本発明の撮像素子駆動装置および撮影装置の別の例を示す図
【符号の説明】
【００８８】
１    撮影装置
２    レンズマウント部
３    ベース部取付部
４    ＤＣモータ部
５    フィルタ部
６    ベース部
７    可動部
８    第１の支持部
９    第２の支持部
１０    板ばね部
１１    撮像素子保持部
１２    撮像素子回路部
１３    絶縁シート
１４    放熱板
１５    撮像素子
１６    第１の補強板
１７    第２の補強板
１８    軸受部
１９    板ばね
２０    リニアアクチュエータ
２１    コイルばね
２２    駆動方向変換部
２４，２５，２６，２８，７１，９９，２００，２０１    ビス
２７    補強板
２９    ピン
３０    ばね止め部
６２    ベース面
７０    撮像素子駆動装置
７４，７５，７６    折曲部
８０    コの字部材
８１    アクチュエータ保持部
８２，８５    取付面
８３    撮像面
９８    軸
１００    駆動部
１０１    レンズ部
１２０    輻射部
１２１，１４１    凸部
１２２，１４２    平面部
１３０    ファンモータ
１４０    放熱部
１５０    取付部材
２１０    ウェイト
２２０    バランス部材
【図１】
2006319720.tif 000003
【図２】
2006319720.tif 000004
【図３】
2006319720.tif 000005
【図４】
2006319720.tif 000006
【図５】
2006319720.tif 000007
【図６】
2006319720.tif 000008
【図７】
2006319720.tif 000009
【図８】
2006319720.tif 000010
【図９】
2006319720.tif 000011
【図１０】
2006319720.tif 000012
【図１１】
2006319720.tif 000013