(57)【要約】【課題】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。【解決手段】撮像面を所定の方向に向けた状態で撮像素子２２を保持し、光軸方向に移動可能な撮像素子保持部１８と、撮像素子保持部１８と対向するように設けられ、撮像素子保持部１８に対して移動可能な可動部１４と、可動部１４および撮像素子保持部１８のいずれか一方の、可動部１４および撮像素子保持部１８の他方に対向する面に設けられた三つの傾斜部５０と、可動部１４および撮像素子保持部１８の他方の、三つの傾斜部５０に対向する面に、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と、可動部１４を移動させ、三つの傾斜部５０と三つの球体２８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１８に保持された撮像素子２２を光軸方向に移動させる駆動部１６とを備えた。【選択図】図２
2007189502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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いずれか一方の、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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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】
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いずれか一方の、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。
【請求項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いずれか一方の、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。
【請求項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から請求項８までのいずれか１項に記載の撮像素子駆動装置。
【請求項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９に記載の撮像素子駆動装置。
【請求項１１】
レンズ部と、
撮像素子と、
請求項１から請求項１０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。
【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】
まず、従来の撮影装置の技術について説明する。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いう課題があった。
【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いる。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向き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。）。
【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、撮像素子から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よる焦点距離の違いを補正して、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。）。
【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、リードスクリュー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。
【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】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、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ってしまい、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等で回転させ、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して、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を設計している。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が、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しいという課題があった。
【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ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【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ことを特徴としている。
【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く、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、ひっかかり等が少なく、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い。
【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、ひっかかり等が少なく、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う簡易な構成で、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。
【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く、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。
【発明の効果】
【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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
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。
【００３５】
（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。
【００３６】
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い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。
【００３７】
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。
【００３８】
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１４、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を弾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。
【００３９】
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。これによって、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。
【００４０】
六つの球体２６としては、それぞれ直径の等しい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い鋼球を用いることができる。
【００４１】
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。
【００４２】
レンズ取付部１２、可動部１４および撮像素子保持部１８はそれぞれ樹脂や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。
【００４３】
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。
【００４４】
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保った状態で光軸方向に移動させることができる。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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、光軸中心から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、光軸中心から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。
【００４８】
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２６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、ひっか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、樹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。
【００４９】
また、六つの球体２６はそれぞれ直径が等しく、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。
【００５０】
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７４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。
【００５１】
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。
【００５２】
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と噛み合うように、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。
【００５３】
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１４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。
【００５４】
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、ひっか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、樹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。
【００５５】
さらに、三つの球体２８はそれぞれ直径が等しく、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く、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。
【００５６】
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７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７では、一対の傾斜部５０および球体２８の関係を示す。
【００５７】
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５０との関係が、図７（ａ）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７の紙面下方向に付勢されている。
【００５８】
この状態から、可動部１４を図７（ａ）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７（ｂ）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βとなる。
【００５９】
さらに、図７（ｂ）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７（ｃ）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よりもさらに小さい距離γとなる。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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Ａ−Ｂ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により弾性的に保持される。
【００６３】
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。
【００６４】
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が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、合焦値が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から制御部８４を制御することも可能である。
【００６５】
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。
【００６６】
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、照度変化があったときに、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きる。
【００６７】
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。
【００６８】
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、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。
【００６９】
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との間またはレンズ取付部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。
【００７０】
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が、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。
【００７１】
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１８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ことはいうまでもない。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。
【００７２】
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２８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が、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。
【００７３】
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が配置されているが、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。
【００７４】
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。
【００７５】
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きる。
【００７６】
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２１８と可動部２１４との間に球体２２８が配置されているが、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。
【００７７】
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２１８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。
【００７８】
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。
【００７９】
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ことはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
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、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】
【００８１】
【図１】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
【図２】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
【図３】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
【図４】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
【図５】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
【図６】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
【図７】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
【図８】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
【図９】同撮影装置における構成を示すブロック図
【図１０】同撮像素子駆動装置の別の例を示す図
【図１１】同撮像素子駆動装置のさらに別の例を示す図
【符号の説明】
【００８２】
２    撮影装置
４    レンズカバー部
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    基板
２２    撮像素子
２４，１２４，２２４    撮像素子駆動装置
２６，２８，１２６，１２８，２２６，２２８    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
４６    内周部
４８，２４８    球体受け面
５０，１５０，２５０    傾斜部
６０，６２    穴部
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
【図１】
2007189502.tif 000003
【図２】
2007189502.tif 000004
【図３】
2007189502.tif 000005
【図４】
2007189502.tif 000006
【図５】
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【図６】
2007189502.tif 000008
【図７】
2007189502.tif 000009
【図８】
2007189502.tif 000010
【図９】
2007189502.tif 000011
【図１０】
2007189502.tif 000012
【図１１】
2007189502.tif 000013