(57)【要約】【課題】本発明は小型カメラモジュールに関し、視野の範囲を変える構成を、簡単な構造で実現することを課題とする。【解決手段】小型カメラ３０とこれを支持する視野変更機構５０とを有する。視野変更機構５０は、８の字形状カム溝５３を有する球状カム５２と、この球状カム５２を回動させるモータ７０とを有する。球状カム５２が回動されると、ベース板３１の下面のカムフォロワ６０の傾斜が変えられて、ベース板３１が傾斜されて、小型カメラ３０の向きがベース板３１毎変えられる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース板上に固体撮像素子が固定され且つ該ベース板上にレンズユニットが固定された構成の小型カメラと、
該小型カメラのベース板を傾斜させることによって該小型カメラの光軸を振らせて該小型カメラがとらえる視野の範囲を変える視野範囲変更機構とよりなる構成としたことを特徴とする小型カメラモジュール。
【請求項２】
請求項１記載の小型カメラモジュールにおいて、
上記視野範囲変更機構は、
該小型カメラのベース板の下面の中央部を支持して該ベース板を傾斜させるカム機構よりなる構成としたことを特徴とする小型カメラモジュール。
【請求項３】
請求項２記載の小型カメラモジュールにおいて、
上記カム機構は、
位置及び深さが変わるカム溝が形成してある球状のカムと、
上記ベース板の下面に突き出ており、該球状カムのカム溝に嵌合してあるカムフォロワと、
該ベース板の四隅を球状のカムの側に引っ張る引張りコイルばねと、
該球状のカムを回動させるモータとよりなる構成としたことを特徴とする小型カメラモジュール。
【請求項４】
請求項３記載の小型カメラモジュールにおいて、
上記球状カムのカム溝は、展開したときの形状が数字の８の形状である構成としたことを特徴とする小型カメラモジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は小型カメラモジュールに係り、特に電子機器及び自動車等に搭載される小型カメラモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は従来の小型カメラモジュール１を示す。この小型カメラモジュール１は、回路基板２上にＣＣＤ型固体撮像素子３が実装してあり且つ同じ回路基板２上にレンズユニット４が搭載してある構成である。
【０００３】
小型カメラモジュール１は、回路基板２を電子機器及び自動車１０等の固定フレーム１１上に取り付けられて組み込まれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このため、小型カメラモジュール１が電子機器及び自動車１０等に組み込まれた状態で、小型カメラモジュール１の光軸５の電子機器及び自動車１０等に対する向きは固定であり、可変することは出来ない。
【０００５】
このため、小型カメラモジュール１を監視カメラとして用いる場合には、撮影できる範囲が狭くなって、監視機能が十分でない場合があった。
【０００６】
また、パンニングを行いたい場合は、操作者は持っている電子機器の向きを変える必要があり、撮影操作が面倒となる場合もあった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題を解決した小型カメラモジュールを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ベース板上に固体撮像素子が固定され且つ該ベース板上にレンズユニットが固定された構成の小型カメラと、
該小型カメラのベース板を傾斜させることによって該小型カメラの光軸を振らせて該小型カメラがとらえる視野の範囲を変える視野範囲変更機構とよりなる構成としたものである。
【０００９】
小型カメラの光軸を振らせることが可能であるため、小型カメラモジュールが取り付けられる電子機器等を固定したままで、小型カメラがとらえる視野の範囲を広げることが可能となる。特に監視用に利用して効果がある。また、小型カメラはそのベース板を傾けることによって小型カメラの向きを変えるため、仮に対物レンズの部分を動かして視野の範囲を変えるようにした構成に比べて、対物レンズと固体撮像素子との位置関係が変化せず、よって、視野の範囲を変えた場合でも得られる映像の品質は少しも低下しないようになる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１記載の小型カメラモジュールにおいて、
上記視野範囲変更機構は、
該小型カメラのベース板の下面の中央部を支持して該ベース板を傾斜させるカム機構よりなる構成としたものである。
【００１１】
視野範囲変更機構を簡単な構造で実現することが出来る。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２記載の小型カメラモジュールにおいて、
上記カム機構は、
位置及び深さが変わるカム溝が形成してある球状のカムと、
上記ベース板の下面に突き出ており、該球状カムのカム溝に嵌合してあるカムフォロワと、
該ベース板の四隅を球状のカムの側に引っ張る引張りコイルばねと、
該球状のカムを回動させるモータとよりなる構成としたものである。
【００１３】
カムの形状が球状であり、且つ、カム溝はその位置及び深さが変わる形状であるため、円筒カムを使用した場合に比べて、ベース板を所望の傾ける動作を比較的簡単に行わせることが可能となる。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項３記載の小型カメラモジュールにおいて、
球状カムのカム溝は、展開したときの形状が数字の８の形状である構成としたものである。
【００１５】
カム溝数字の８の形状であるため、球状カムの回動角と小型カメラの光軸の傾斜の方向及び角度の関係に規則性が出て、小型カメラを所定の方向に向ける制御がし易い。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例になる小型カメラモジュール２０を示す。小型カメラモジュール２０は、小型カメラ３０と視野変更機構５０とよりなり、視野変更機構５０が小型カメラ３０の下側に配置してあり小型カメラ３０を支持する関係にある構成である。この小型カメラモジュール２０は、基台５１を固定フレーム１１Ａに固定されて、電子機器及び自動車１０Ａ等に組み込まれて使用される。Ｘ１−Ｘ２及びＹ１−Ｙ２は、固定フレーム１１Ａの平面と平行な面上において直交する方向であり、Ｚ１−Ｚ２はこの面に垂直である高さ方向である。
【００１７】
小型カメラ３０は、ベース板３１上にＣＣＤ固体撮像素子３２が実装され且つベース板３１上にレンズユニット３３が搭載してある構成である。３５は小型カメラ３０の光軸である。レンズユニット３３は筒部３６に、Ｚ１側から順に、液晶シャッタ３７、対物フィルムレンズ３８、対物レンズ３９が組み込んである構成である。液晶シャッタ３７は、液晶板を利用したシャッタである。なお、図示は省略してあるけれども、対物フィルムレンズ３８及び対物レンズ３９がＺ１−Ｚ２方向に相対的に移動する構造となっており、レンズユニット３３は望遠機能も有している。
【００１８】
視野変更機構５０は、小型カメラ３０のベース板３１を傾斜させることによって小型カメラ３０の光軸３５をＸ１−Ｘ２及びＹ１−Ｙ２方向に振らせて視野範囲を変える構成である。視野変更機構５０は、基台５１と、球状のカム５２と、超小型のモータ７０と、四つの引張りコイルばね７１〜７４と、ＣＰＵ８０と、メモリ８１と、サーボＩＣ８２と、設定スイッチ８３とを有する。
【００１９】
球状カム５２は、所定のカム溝を有し、モータ７０のシャフト７０ａに固定してあり、Ｘ１−Ｘ２軸線を中心に回動される。球状カム５２は、正方形のベース板３１の中心を支えている。引張りコイルばね７１〜７４は、正方形のベース板３１の各コーナ部と基台５１との間に張ってあり、ベース板３１は、その下面の中央のカムフォロワをカム溝に嵌合されて、その中心を球状カム５２によって支持されて、且つ、引張りコイルばね７１〜７４のバランスしたバネ力によって水平に支持されている。
【００２０】
球状カム５２にはカム溝５３がＹ１−Ｙ２方向に延在して形成してある。図２（Ａ）乃至（Ｇ）は球状カム５２の投象図であり、図３（Ａ）乃至（Ｅ）は図２（Ａ）の球状カム５２の断面図である。カム溝５３は、展開した場合に、図４（Ａ）に示すように位置▲１▼から位置▲２▼、位置▲３▼と位置▲８▼を経て元の位置▲１▼に戻る「８」の字形状をなすエンドレスの溝であり、且つ、深さが徐々に変化している溝である。カム溝５３は、位置▲３▼→位置▲２▼→位置▲１▼→位置▲８▼→位置▲７▼に到る広い幅Ｗ１のＳ字形状のカム溝部５４と、位置▲３▼→位置▲４▼→位置▲５▼→位置▲６▼→位置▲７▼に狭い幅Ｗ２の逆Ｓ字形状のカム溝部５６とが組合わされた形状である。
【００２１】
図４（Ａ）乃至（Ｅ）に示すように、カム溝５３は、その深さ方向に見た場合に、その位置に応じて、Ｘ１方向或いはＸ２方向に角度αＸ１、αＸ２傾斜している。角度αＸ１、αＸ２の傾斜角は、位置に応じて変化している。
図５（Ｂ）はＳ字形状カム溝部５４の底面５５を示し、図５（Ｃ）は逆Ｓ字形状カム溝部５６の底面５７を示す。符号５８は球状カム５２の表面である。カム溝部５４、５６は、交差する位置▲１▼、▲５▼の個所が最も浅くｄｍｉｎ、端の位置▲３▼、▲７▼で最も深くｄｍａｘであるように変化し、カム溝部５４、５６の長手方向上（略Ｙ１−Ｙ２方向上）、底面５５、５７は、球状カム５２の表面５８に対して角度βＹ１，βＹ２傾斜している。角度βＹ１，βＹ２の傾斜角は、位置に応じて変化している。
【００２２】
Ｓ字形状カム溝部５４と逆Ｓ字形状カム溝部５６とは、図５（Ａ）に示すように交差化している。
【００２３】
ベース板３１の下面の中央のカムフォロワ６０は、図５（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、カム溝５３に対応して、Ｓ字形状カム溝部５４の幅Ｗ１に対応した長さＡと、逆Ｓ字形状カム溝部５６の幅Ｗ２に対応した長さＢとの、断面が長方形の角柱形状を有する。下端面６１は平面である。カムフォロワ６０は、カム溝５３に嵌合しており、その両側の側壁面５３ａ，５３ｂによって強制的に姿勢を決められており、下端面６１が底面５５、５７に当っている。
【００２４】
カム溝５３に嵌合しているカムフォロワ６０は、カム溝５３の両側の側壁面５３ａ，５３ｂよって強制的にＸ１方向或いはＸ２方向に角度αＸ１、αＸ２傾斜され、且つ、下端面６１が底面５７、５８に沿うことによって、Ｙ１方向或いはＹ２方向に角度βＹ１，βＹ２傾斜される。Ｘ１方向或いはＸ２方向の傾斜動作は、引張りコイルばね７１、７３或いは引張りコイルばね７２、７４の一方が縮まり、他方が延ばされて行われる。Ｙ１方向或いはＹ２方向の傾斜は、引張りコイルばね７１、７２或いは引張りコイルばね７３、７４の一方が縮まり、他方が延ばされて行われる。
【００２５】
即ち、カム溝５３の図４（Ａ）中位置▲１▼を通るＹ１−Ｙ２線からのＸ１，Ｘ２方向へのずれ量ΔＸが、カムフォロワ６０をＸ１、Ｘ２方向に傾斜させ、カム溝５３の深さの変化がカムフォロワ６０をＹ１、Ｙ２方向に傾斜させる。
【００２６】
ここで、球状カム５２は位置▲１▼が頂点に位置した状態で停止しているとする。カムフォロワ６０は図６（Ａ），（Ｂ）に示す状態にあり、小型カメラ３０の光軸３５は図８（Ａ）に示すようにＺ１方向を向いている。
【００２７】
モータ７０が駆動されて球状カム５２が矢印Ｃ１又はＣ２方向に回動されると、カムフォロワ６０がカム溝５３によって案内され、Ｘ１−Ｘ２方向に徐々に傾斜されると共に、Ｙ１−Ｙ２方向に徐々に傾斜される。
【００２８】
球状カム５２が矢印Ｃ１方向に９０度回動されると、Ｓ字形状カム溝部５４がカムフォロワ６０を案内してカム溝５３のうち位置▲２▼の部分がカムフォロワ６０を案内し、カムフォロワ６０は図６（Ｃ），（Ｄ）に示すように傾斜され、小型カメラ３０の光軸３５は図８（Ｂ）に示すようにＸ２方向とＹ１方向とに傾斜される。
【００２９】
球状カム５２が更に９０度回動されると、カム溝５３のうち位置▲３▼の部分がカムフォロワ６０を案内し、カムフォロワ６０は図６（Ｅ），（Ｆ）に示すように傾斜を回復され、小型カメラ３０の光軸３５は図８（Ｃ）に示すようにＺ１方向を向くようになる。
【００３０】
このときにモータ７０は逆転される。モータ７０が逆転されて矢印Ｃ２方向に回動されると、Ｓ字形状カム溝部５４に代えて逆Ｓ字形状カム溝部５６がカムフォロワ６０を案内するようになる。９０度回動されると、カム溝５３のうち位置▲４▼の部分がカムフォロワ６０を案内し、カムフォロワ６０は図６（Ｇ），（Ｈ）に示すように傾斜され、小型カメラ３０の光軸３５は図８（Ｄ）に示すようにＸ２方向とＹ１方向とに傾斜される。
【００３１】
球状カム５２が更に９０度回動されると、カム溝５３のうち位置▲５▼の部分がカムフォロワ６０を案内し、カムフォロワ６０は図７（Ａ），（Ｂ）に示すように傾斜を回復され、小型カメラ３０の光軸３５は図８（Ｅ）に示すようにＺ１方向を向くようになる。また、カムフォロワ６０は図５（Ｃ）に示すようにＳ字形状カム溝部５４を横切る。
【００３２】
モータ７０が更に９０度回動されると、カム溝５３のうち位置▲６▼の部分がカムフォロワ６０を案内し、カムフォロワ６０は図７（Ｃ），（Ｄ）に示すように傾斜され、小型カメラ３０の光軸３５は図８（Ｆ）に示すようにＸ２方向とＹ２方向とに傾斜される。
【００３３】
モータ７０が更に９０度回動されると、カム溝５３のうち位置▲７▼の部分がカムフォロワ６０を案内し、カムフォロワ６０は図７（Ｅ），（Ｆ）に示すように傾斜を回復され、小型カメラ３０の光軸３５は図８（Ｇ）に示すようにＺ１方向を向くようになる。
【００３４】
このときにモータ７０は逆転される。モータ７０が逆転されて矢印Ｃ１方向に回動されると、逆Ｓ字形状カム溝部５６に代えてＳ字形状カム溝部５４がカムフォロワ６０を案内するようになる。９０度回動されると、カム溝５３のうち位置▲８▼の部分がカムフォロワ６０を案内し、カムフォロワ６０は図７（Ｇ），（Ｈ）に示すように傾斜され、小型カメラ３０の光軸３５は図８（Ｈ）に示すようにＸ１方向とＹ２方向とに傾斜される。
【００３５】
モータ７０が更に９０度回動されると、カム溝５３のうち最初の位置▲１▼の部分がカムフォロワ６０を案内し、カムフォロワ６０は図６（Ａ），（Ｂ）に示すように傾斜を回復され、小型カメラ３０の光軸３５は図８（Ａ）に示すようにＺ１方向を向くようになる。
【００３６】
よって、モータ７０が駆動されて球状カム５２を矢印Ｃ１又はＣ２方向に夫々約１８０度の角度範囲内で回動させることによって、ベース板３１が適宜傾斜され、小型カメラ３０は図１中二点鎖線で示すように任意の方向に振られて任意の方向に向けられ、小型カメラ３０がとらえる視野の範囲が変更される。
【００３７】
なお、球状カム５２の回動位置と小型カメラ３０が向く方向との関係を表すデータは、図１（Ｂ）中のメモリ８１に記憶されており、小型カメラ３０を向かせる方向を指示する指令に応じて、サーボＩＣ８２によってモータ７０が駆動されて球状カム５２が回動され、小型カメラ３０は指令した方向を向く。
【００３８】
ここで、カム溝５３は、展開した場合に「８」の字形状であって、図４（Ａ）中、位置▲１▼を通るＹ１−Ｙ２線に関して対称であり、且つＸ１−Ｘ２線に関して対称であるため、球状カム５２の回動角と小型カメラ３２の光軸３５の傾斜の方向及び角度の関係に規則性が出て、小型カメラを所定の方向に向ける制御はし易い。
【００３９】
小型カメラ３０はそのベース板３１が適宜傾けられて向きを変えられるため、仮に対物レンズの部分を動かして視野の範囲を変えるようにした構成に比べて、対物レンズ３９とＣＣＤ固体撮像素子３２との位置関係が変化せず、よって、視野の範囲を変えた場合でも得られる映像の品質は少しも低下しない。
【００４０】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、ベース板上に固体撮像素子が固定され且つ該ベース板上にレンズユニットが固定された構成の小型カメラと、この小型カメラのベース板を傾斜させることによって小型カメラの光軸を振らせて該小型カメラがとらえる視野の範囲を変える視野範囲変更機構とよりなる構成としたものであるため、小型カメラの光軸を振らせることによって、小型カメラモジュールが取り付けられる電子機器等を固定したままで、小型カメラがとらえる視野の範囲を広げることが可能となり、特に監視用に利用して効果を有する。また、小型カメラはそのベース板を傾けることによって小型カメラの向きを変えるため、仮に対物レンズの部分を動かして視野の範囲を変えるようにした構成に比べて、対物レンズと固体撮像素子との位置関係が変化せず、よって、視野の範囲を変えた場合でも得られる映像の品質は少しも低下しないように出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例になる小型カメラモジュールを示す図である。
【図２】球状カムを示す図である。
【図３】図２（Ａ）中、各部分の断面を示す図である。
【図４】球状カムのカム溝の形状及び構造を説明するための図である。
【図５】球状カムのカム溝が交差する部分を、カムフォロワと併せて示す図である。
【図６】球状カムが回動された場合のカムフォロワの傾斜の変化を示す図である。
【図７】球状カムが回動された場合のカムフォロワの傾斜の変化を示す図である。
【図８】球状カムが回動された場合の小型カメラの光軸の傾斜の変化を示す図である。
【図９】従来の小型カメラモジュールを示す図である。
【符号の説明】
２０  小型カメラモジュール
３０  小型カメラ
３１  ベース板
３２  ＣＣＤ固体撮像素子
３３  レンズユニット
３５  光軸
３６  筒部
３７  液晶シャッタ
３８  対物フィルムレンズ
３９  対物レンズ
５０  視野変更機構
５１  基台
５２  球状カム
５３  カム溝
５３ａ，５３ｂ  側壁面
５４  Ｓ字形状のカム溝部
５５、５７  底面
５６  逆Ｓ字形状のカム溝部
６０  カムフォロワ
７０  モータ
７１〜７４  引張りコイルばね
【図１】
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【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】
2004166073.tif 000008
【図７】
2004166073.tif 000009
【図８】
2004166073.tif 000010
【図９】
2004166073.tif 000011