(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常のデジタルカメラ等では、赤外線が受光センサに入射しないように赤外線を赤外線フィルター等によりカットしている。これに対し、赤外線カメラでは、赤外線フィルターを用いずに、赤外線を受光センサに入射するようにしている。赤外線カメラには、主に、サーモグラフィー用カメラや暗視カメラ（監視カメラ）等がある。
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３‐１１８５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来技術においても、羽根部材の温度上昇が大きすぎる場合には、キャリブレーションの精度が低下し、撮像画像に悪影響を及ぼすおそれがある。また、羽根部材が熱変形して、光の洩れを生じたり、変形した羽根部材が他の部材に擦れて動作性を損ねたりする場合もある。
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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような課題に鑑みて、本発明は、以下の構成を具備するものである。
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。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明に係る羽根駆動モジュールの一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）における（I）−（I）線に沿う断面図である。
【図２】同羽根駆動モジュールの背面図である。
【図３】同羽根駆動モジュールにおいて、放熱板を省いた正面図であり、（ａ）は羽根部材を開放位置した状態を示し、（ｂ）は羽根部材を閉鎖位置した状態を示す。なお、本図中の二点鎖線は、露出部を示す。
【図４】同羽根駆動モジュールを具備した撮像ユニットを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）における（II）−（II）線に沿う断面図である。
【図５】同撮像ユニットの背面図である。
【図６】同撮像ユニットの分解斜視図である。
【図７】同撮像ユニットを具備したカメラを（ａ）と（ｂ）にそれぞれ例示する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。以下、異なる図における同一符号は同一部位を示しており、重複する説明は適宜省略する。
【０００８】
図１は、本発明に係る羽根駆動モジュールの一例を示している。
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。
【０００９】
羽根支持部材１は、図示例によれば、正面視矩形状の直方体であり、その中心部に、光を通過させるための貫通円形状の開口１ａを有する。
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。
【００１０】
収容部１ｂは、羽根部材２、アクチュエータ３及び口径板５等を内在する略凹状に形成され（図１（ｂ）及び図６参照）、羽根支持部材１を回転自在に支持する支持軸１ｂ１、アクチュエータ３のロータ３ａを回転自在に支持する支持軸１ｂ２、放熱板４及び口径板５の位置合わせ等に用いられる複数の凸部１ｂ３や、閉鎖動作した際の羽根部材２を当接させる規制突起１ｂ６等を有する。
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。
【００１１】
露出部１ｃは、矩形状の羽根支持部材１の一辺全域に設けられ、凹状の収容部１ｂにおける開口１ａの周囲面よりも前方へ突出している。
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。
【００１２】
また、羽根支持部材１の背面１ｄは、中央の開口１ａを囲む平坦状に形成される（図２参照）。この背面１ｄは、その外周寄りの部分が、後述する撮像ユニットの支持部材２０の段部２１に接触して熱伝達面として機能する（図４（ｂ）参照）。また、前記背面１ｄの中央側の部分は、空気に触れて放熱面として機能する。
【００１３】
羽根部材２は、回動端側に遮光面２ａを有するとともに、その回転中心側に枢支孔２ｂ及び係合孔２ｃ（図６参照）を有する薄板状の部材であり、アルミニウム合金等の金属や、高耐熱性の合成樹脂材料（例えば、ＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer）樹脂）等から形成される。
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。
【００１４】
アクチュエータ３は、ロータ３ａと、該ロータ３ａを電磁力により回転させるヨーク３ｂ及びコイル３ｃ等を具備し、羽根支持部材１の収容部１ｂに支持されている。
【００１５】
ロータ３ａは、周方向に異なる磁極を有する円柱状のマグネット３ａ１と、このマグネット３ａ１に固定され該マグネット３ａ１の径方向に突出する腕部３ａ２とを備えており、腕部３ａ２の先端には、羽根部材２の係合孔２ｃに挿入されるように係合突起３ａ３が設けられている。
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。
【００１６】
ヨーク３ｂは、電磁鋼板等からなり、一片部と他片部をこれらの一端側で連結した略Ｕ字状に形成され、その内面をマグネット３ａ１の外周面に近接させている。
【００１７】
コイル３ｃは、ヨーク３ｂの前記一片部又は前記他片部に環状に装着され、通電された際に、ヨーク３ｂの前記一片部と前記他片部に、ＮとＳの磁極を発生させる。
【００１８】
そして、前記構成のアクチュエータ３は、コイル３ｃが無通電状態の場合には、マグネット３ａ１とコア３ｂの間の吸引力により、腕部３ａ２を回動方向の一方（図３によれば左方向）へ寄せた位置に保持する。このため、羽根部材２は、開口５ａを開放した位置に保持される（図３（ａ）参照）。
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。
【００１９】
また、放熱板４は、一方の面を羽根支持部材１側へ向けて、羽根部材２や、アクチュエータ３及び口径板５等を覆うとともに、他方の面（図１（ｂ）によれば左側面）の全部を外部に露出し、羽根支持部材１に接続されている。
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。
【００２０】
口径板５は、アクチュエータ３が羽根支持部材１の収容部１ｂに装着された後に、該アクチュエータ３を覆うようにして、羽根支持部材１に接触するように装着される。
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。
【００２１】
上記構成の羽根駆動モジュールＡは、内部にセンサモジュール１０を支持した支持部材２０に装着されて、撮像ユニットＢ（図４参照）を構成する。
【００２２】
センサモジュール１０は、図４（ｂ）に示すように、受光センサ１１と、受光センサ１１を背面側から支持する基板１２と、受光センサ１１に対し前方側に間隔を置いて配設された単数又は複数のフィルタ１３と、該フィルタ１３を支持するフィルタ支持部材１５とを具備して、一体的に構成される。
【００２３】
受光センサ１１は、前方から光を吸収し、その光エネルギーに応じた電気信号を出力するセンサであり、使用状態において高温になる場合がある。
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。
【００２４】
基板１２は、正面視矩形板状に形成され、必要に応じて、受光センサ１１の受光信号を電気信号に変換して出力する回路等を備えている。この基板１２は、その中央寄りの前面に、受光センサ１１を支持している。
【００２５】
フィルタ１３は、当該撮像ユニットＢの用途等に応じて適宜に設けられる。例えば、当該撮像ユニットＢを赤外線カメラユニットとしても用いる場合には、フィルタ１３として赤外線透過フィルターや、可視光線カットフィルター等が用いられる。また、当該撮像ユニットＢを通常のカメラユニットとして用いる場合には、フィルタ１３として赤外線カットフィルター等が用いられる。このフィルタ１３は、フィルタ支持部材１５の前端側内部に支持され、接着や嵌合等によって固定されている。なお、他例としては、このフィルタ１３を省いた態様とすることも可能である。
【００２６】
フィルタ支持部材１５は、フィルタ１３及びフィルタ支持部材１５の周囲を覆うとともに、光軸周り前方を開口した断面略凹状の部材である。
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。
【００２７】
また、支持部材２０は、前方を外部に連通した内部空間を、周囲の側壁及び後端壁面により覆う断面略凹状に形成され、図示例によれば、正面視矩形状に形成される。
【００２８】
この支持部材２０を形成する側壁の内面には、全周にわたって段部２１が形成される（図６参照）。
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。
【００２９】
上記構成の支持部材２０に対し、センサモジュール１０及び羽根駆動モジュールＡを組付ける手順について説明すれば、先ず、支持部材２０内には、その前方側から、センサモジュール１０が挿入される。
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。
【００３０】
次に、同支持部材２０内には、その前方側から羽根駆動モジュールＡが挿入される。図４（ｂ）中、羽根駆動モジュールＡ周囲の隙間Ｓは、前記挿入の際の作業性を良好にする。
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。
【００３１】
また、支持部材２０の外部又は内部には、必要に応じて、羽根部材２の温度を測定する温度センサ（図示せず）が設けられる。この温度センサは、その検出温度に応じて、受光センサ１１によって撮像される画像を補正（キャリブレーション）するのに用いられる。
【００３２】
次に上記構成の羽根駆動モジュールＡ及び撮像ユニットＢについて、その特徴的な作用効果を詳細に説明する。
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。
【００３３】
また、羽根支持部材１を伝導する一部の熱は、収容部１ｂよりも前方へ突出した位置で、羽根支持部材１前面の露出部１ｃ（図３の二点鎖線で示す部分）から外気に放熱される。
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。
【００３４】
よって、上記構成の羽根駆動モジュールＡ及び撮像ユニットＢによれば、受光センサ１１で発生した熱を、羽根部材２以外の各部へ速やかに拡散して伝達し、外気へ放熱することができ、ひいては、羽根部材２の温度上昇を低減することができる。
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。
【００３５】
上記撮像ユニットＢは、例えば、図７（ａ）（ｂ）に示すように、撮像機器Ｃ，Ｄを構成する。
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。
【００３６】
なお、上記実施の形態によれば、羽根支持部材１の前側に羽根部材２を配置したが、他例としては、羽根駆動モジュールＡを前後逆に用いて、羽根支持部材１の後側に羽根部材２を配置することも可能である。この他例では、羽根支持部材１の背面（図１（ｂ）における右端面）が、前方向きに位置し、放熱のための露出面として機能する。
【００３７】
また、上記実施の形態によれば、羽根部材２を回転運動により開閉動作させる構成としたが、他例としては、羽根部材２を直線的なスライドにより開閉動作させる構成とすることも可能である。
【００３８】
また、上記実施の形態によれば、羽根支持部材１の外周面面と、支持部材２０内面との間に隙間Ｓ（図４（ｂ）参照）を有する構造としているが、他例としては、この隙間Ｓの一部又は全部を埋めるように、羽根支持部材１と支持部材２０を接触させて、羽根支持部材１と支持部材２０との間の熱伝達性を良好にし、さらに熱を拡散させ易くすることが可能である。
【００３９】
また、上記実施の形態によれば、撮像機器Ｃ，Ｄとして、赤外線監視カメラやデジタルカメラを例示したが、撮像機器の他例としては、サーモグラフィー用カメラや、ビデオカメラ、画像測定機器、画像検査機器、赤外線又は可視光を受光するようにしたその他の機器を構成することが可能である。
【００４０】
また、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１：羽根支持部材，  １ａ：開口，  １ｂ：収容部，  １ｃ：露出部
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
【図１】
0006683463.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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