特開 2021-173997 ２軸傾動装置、カメラ装置、及び電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-173997(P2021-173997A)

(43)【公開日】2021年11月1日

(54)【発明の名称】２軸傾動装置、カメラ装置、及び電子機器

(51)【国際特許分類】

   G03B 5/00 20210101AFI20211004BHJP

   H04N 5/232 20060101ALI20211004BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20211004BHJP

   G03B 15/00 20210101ALI20211004BHJP

   G03B 17/56 20210101ALI20211004BHJP

【ＦＩ】

   G03B5/00 J

   H04N5/232 480

   H04N5/225 100

   H04N5/225 700

   G03B15/00 V

   G03B17/56 A

【審査請求】有

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2021-49490(P2021-49490)

(22)【出願日】2021年3月24日

(31)【優先権主張番号】202010364229.9

(32)【優先日】2020年4月30日

(33)【優先権主張国】CN

(71)【出願人】

【識別番号】316006783

【氏名又は名称】新思考電機有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】寺嶋 厚吉

【テーマコード（参考）】

2H105

2K005

5C122

【Ｆターム（参考）】

2H105AA28

2H105AA56

2H105EE05

2K005CA04

2K005CA12

2K005CA22

2K005CA45

2K005CA53

5C122DA14

5C122EA41

5C122GD01

5C122GE05

5C122GE11

(57)【要約】

【課題】カメラユニットのブレを抑制することができる２軸傾動装置、カメラ装置、及び電子機器を提供すること。
【解決手段】被傾動部材１００の底面１２０に空間を隔てて対面する背面板２１１を有する枠体２００と、上記空間に配置されて底面１２０と背面板２１１との間を接続し、被傾動部材１００が背面板２１１に対して傾動できるように支持する懸架ばね３００と、被傾動部材１００が背面板２１１に対して傾動するように駆動する傾動駆動機構６００と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被傾動部材の底面に空間を隔てて対面する背面板を有する枠体と、
前記空間に配置されて前記底面と前記背面板との間を接続し、前記被傾動部材が前記背面板に対して傾動できるように支持する懸架ばねと、
前記被傾動部材が前記背面板に対して傾動するように駆動する傾動駆動機構と、を備える、２軸傾動装置。

【請求項2】

前記懸架ばねは、前記背面板に対して垂直な軸方向周りに周回された渦巻きばね形状又はコイルばね形状を有するばね本体部を有する、請求項１記載の２軸傾動装置。

【請求項3】

前記ばね本体部の板面は、前記背面板に対して略平行である、請求項２記載の２軸傾動装置。

【請求項4】

前記懸架ばねは、前記ばね本体部の両端部にそれぞれ前記軸方向に延伸して形成された取付部を有し、一方の端部に形成された第１取付部が前記背面板に接続され、他方の端部に形成された第２取付部が前記被傾動部材の前記底面に接続されている、請求項２記載の２軸傾動装置。

【請求項5】

前記ばね本体部は、前記被傾動部材の前記底面にも前記背面板にも非接触である、請求項４記載の２軸傾動装置。

【請求項6】

前記被傾動部材の側面には前記傾動駆動機構としての磁石又は駆動コイルの一方が配置され、前記枠体内面には前記磁石又は前記駆動コイルの他方が配置される、請求項１から５いずれかに記載の２軸傾動装置。

【請求項7】

前記懸架ばねは本体部を有し、前記本体部は金属の板体を打ち抜くことにより形成され、１つの平面内に、垂直軸方向の周囲に周回された渦巻きばね形状である、請求項１記載の２軸傾動装置。

【請求項8】

前記被傾動部材としてのカメラユニットと、請求項１から７いずれか記載の２軸傾動装置と、を備えたカメラ装置。

【請求項9】

請求項８記載のカメラ装置を備えた電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、２軸傾動装置、カメラ装置、及び電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

車両に取り付けられるドライブレコーダの撮影装置として、カメラユニットと、このカメラユニットを支持するホルダとを有するものが知られている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−２４４６１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

車両に取り付けられるドライブレコーダは、カメラユニットが車両に直接取り付けられるため走行中の振動や衝撃によってブレが生じやすく、鮮明な画像を残せない場合があり得る。

【0005】

本発明は、カメラユニットのブレを抑制することができる２軸傾動装置、カメラ装置、及び電子機器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】

【0006】

本発明の一つの態様は、２軸傾動装置であって、この装置は、被傾動部材の底面に空間を隔てて対面する背面板を有する枠体と、前記空間に配置されて前記底面と前記背面板との間を接続し、前記被傾動部材が前記背面板に対して傾動できるように支持する懸架ばねと、前記被傾動部材が前記背面板に対して傾動するように駆動する傾動駆動機構と、を備える、２軸傾動装置である。

【0007】

また、好適には、前記懸架ばねは、前記背面板に対して垂直な軸方向周りに巻回された渦巻きばね形状又はコイルばね形状を有するばね本体部を有する。

【0008】

また、好適には、前記ばね本体部の板面は、前記背面板に対して略平行である。

【0009】

また、好適には、前記懸架ばねは、前記ばね本体部の両端部にそれぞれ前記軸方向に延伸して形成された取付部を有し、一方の端部に形成された第１取付部が前記背面板に接続され、他方の端部に形成された第２取付部が前記被傾動部材の前記底面に接続されている。

【0010】

また、好適には、前記ばね本体部は、前記被傾動部材の前記底面にも前記背面板にも非接触である。

【0011】

また、好適には、前記被傾動部材の側面には前記傾動駆動機構としての磁石又は駆動コイルの一方が配置され、前記枠体内面には前記磁石又は前記駆動コイルの他方が配置される。

【0012】

また、好適には、前記懸架ばねは本体部を有し、前記本体部は金属の板体を打ち抜くことにより形成され、１つの平面内に、垂直軸方向の周囲に周回された渦巻きばね形状である。

【0013】

本発明の他の態様は、上記発明の２軸傾動装置と、前記被傾動部材としてのカメラユニットと、を含むカメラ装置である。

【0014】

本発明の他の態様は、上記発明の２軸傾動装置、又は上記発明のカメラ装置を備えた、電子機器である。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、カメラユニットである被傾動部材は、枠体の背面板に対して傾動できるよう懸架ばねによって懸架されている。また、傾動駆動機構は、当該被傾動部材を傾動させるように駆動する。これにより、被傾動部材のブレを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施形態のドライブレコーダ１０の外観斜視図である。

【図2】図１のドライブレコーダ１０の、反対方向から見た場合の分解斜視図である。

【図3】懸架ばねの外観斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の２軸傾動装置、カメラ装置、及び電子機器を例示して示すものであり、本発明を以下の実施形態に限定することを意図するものではない。

【0018】

図１、図２に示すように、本実施形態の電子機器としてのドライブレコーダ１０は、カメラ装置と、取付部材５００と、を備えている。カメラ装置は、被傾動部材としてのカメラユニット１００と、カメラユニット１００を２軸で傾動させる２軸傾動装置と、を備えている。カメラユニット１００には、電源ケーブル４００が接続されている。２軸傾動装置は、カメラユニット１００の周囲を包囲する枠体２００と、カメラユニット１００と枠体２００とを接続する懸架ばね３００と、カメラユニット１００を傾動させるための傾動駆動機構を含む。傾動駆動機構は、後述する電流供給制御ユニット（図示せず）と傾動駆動デバイス６００とを有する。

【0019】

カメラユニット１００は、直方体形状の箱体として形成される。カメラユニット１００は、Ｘ−Ｙ平面方向に広がる略正方形の前面１１０、前面１１０に対して平行な底面１２０、および４つの側面１３０Ａ〜１３０Ｄを有する。前面１１０と底面１２０は略同一形状、同一寸法である。前面１１０と底面１２０は、それぞれ長方形であってもよい。４つの側面１３０Ａ〜１３０Ｄは、それぞれＺ軸方向に所定高さ、Ｙ軸方向又はＸ軸方向に所定長さを有する略同一の大きさの長方形である。側面１３０Ａ、１３０ＢはＹ−Ｚ平面方向に広がっており、側面１３０Ｃ、１３０ＤはＸ−Ｚ平面方向に広がっている。

【0020】

前面１１０には、Ｚ軸方向を光軸方向とするレンズ１４０が配置される。また、カメラユニット１００の内部には、レンズ１４０を通した被写体からの光を受ける撮像素子（図示せず）が、レンズ１４０に対して平行に配置されている。また、カメラユニット１００の内部には、後述する傾動駆動デバイス６００のコイルに電流を供給する電流供給制御ユニットが設けられる。さらに、ＳＤカード等の記憶媒体を格納する記憶媒体格納部（図示せず）や、撮像素子で撮影された映像を処理して記憶媒体に記憶させる映像制御ユニット（図示せず）が設けられてもよい。

【0021】

枠体２００は、背面側枠体２１０と、枠体側板２２０と、を含む。背面側枠体２１０は、Ｘ−Ｙ平面方向に広がる矩形状の背面板２１１と、背面板２１１の周縁部からＺ軸方向に沿って延出した４つの背面側板２１２Ａ〜２１２Ｄと、を含む。背面板２１１の大きさは、上述したカメラユニット１００の底面１２０の大きさよりも大きい。つまり、背面板２１１のＸ軸方向の長さ、Ｙ軸方向の長さは、底面１２０のＸ軸方向の長さ、Ｙ軸方向の長さよりも大きい。

【0022】

枠体側板２２０は、カメラユニット１００の周囲を包囲しており、Ｚ軸方向両側が開いた中空の筒状部材であり、４つの枠体側板２２０Ａ〜２２０Ｄを含む。枠体側板２２０Ａ、２２０ＢのＹ軸方向の長さ、枠体側板２２０Ｃ、２２０ＤのＸ軸方向の長さは、それぞれ背面側板２１２Ａ、２１２ＢのＹ軸方向の長さ、背面側板２１２Ｃ、２１２ＤのＸ軸方向の長さと等しい。また、カメラユニット１００の側面１３０Ａ、１３０ＢのＹ軸方向の長さ、側面１３０Ｃ、１３０ＤのＸ軸方向の長さよりも大きい。したがって、カメラユニット１００が枠体２００内に配置されたときに、各側面１３０Ａ〜１３０Ｄは、各枠体側板２２０Ａ〜２２０Ｄのそれぞれに対して接触することなく空間を隔てて対面する。

【0023】

懸架ばね３００は、カメラユニット１００の底面１２０と、枠体２００の背面板２１１との間に配置され、両者を接続する。懸架ばね３００は底面１２０の中央に配置される。懸架ばね３００は、底面１２０の、カメラユニット１００の重心に対応する位置に配置されてもよい。また、２つ以上の懸架ばね３００を底面１２０に配置してもよい。

【0024】

図３に示すように、懸架ばね３００は、ばね本体部３１０と、ばね本体部３１０の一端に形成されて背面板２１１に取り付けられる第１取付部３１１と、他端に形成されて底面１２０に取り付けられる第２取付部３１２と、を有する。本実施形態では、第１取付部３１１が外側の端部に形成され、第２取付部３１２が内側の端部に形成されている。ばね本体部３１０は、金属の板体を打ち抜いて形成されており、Ｘ−Ｙ平面内においてＺ軸周りに周回された渦巻きばね形状である。ばね本体部３１０の板面はＸ−Ｙ平面方向に広がるように取り付けられる。本実施形態では、ばね本体部３１０は、第１取付部３１１から、Ｚ軸周りに２周渦を巻いて第２取付部３１２に到達する。この渦巻きの回数は２周以下であってもよいし、２周を超える数であってもよい。また、第１取付部３１１と第２取付部３１２は極力近接して設けられることが望ましい。

【0025】

第１取付部３１１は、ばね本体部３１０の外側の一端からＺ軸方向に向けて略垂直に屈曲して延在した棒状部材である。第１取付部３１１は背面側枠体２１０の背面板２１１に固定接続される。第２取付部３１２は、ばね本体部３１０の内側の一端からＺ軸方向に向けて、上述の第１取付部３１１とは反対向きに略垂直に屈曲して延在した棒状部材である。第２取付部３１２はカメラユニット１００の底面１２０に固定接続される。このとき、ばね本体部３１０はカメラユニット１００の底面１２０にも背面板２１１にも非接触である。これにより、第１取付部３１１と第２取付部３１２は、一直線に近い状態となり、且つ第２取付部３１２は第１取付部３１１に対して、Ｚ軸方向を軸に傾くことができる。言い換えると、第２取付部３１２に取り付けられたカメラユニット１００は、Ｘ軸及びＹ軸周りに回動することができる。

【0026】

カメラユニット１００の底面１２０には電源ケーブル４００が接続されている。電源ケーブル４００は、カメラユニット１００に格納された電流供給制御ユニット、記憶媒体格納部、映像制御ユニットに電源を供給する。背面側板２１２Ｂと背面板２１１には、切欠き部２３０が形成される。この切欠き部２３０は、電源ケーブル４００を外部に引き出すための導出口である。

【0027】

取付部材５００は、棒材５１０と、固定部材５２０と、を有する。棒材５１０の一端５１０Ａは、枠体２００に固定され、例えば枠体側板２２０Ｄの外面に固定される。棒材５１０の他端５１０Ｂには、球体５１０Ｃが形成される。固定部材５２０は、車両のフロントガラス等に貼り付けられる貼り付け面を有する固定板５２１と、この貼り付け面と反対側に突出する円筒部５２２と、を有する。円筒部５２２と球体５１０Ｃは、いわゆるボールジョイントを構成しており、円筒部５２２は、球体５１０Ｃを包み込むように保持し、棒材５１０は、ある程度の自由度で、固定部材５２０に対して向きや角度を調節できるように支持される。

【0028】

傾動駆動デバイス６００は、カメラユニット１００の側面１３０Ａ〜１３０Ｄに配置されたコイル６１０と、枠体２００の枠体側板２２０Ａ〜２２０Ｄのそれぞれの内面に配置された磁石６２０を含んで構成される。コイル６１０は、第１コイル６１０Ａ、６１０Ｂ、第２コイル６１０Ｃ、６１０Ｄを有する。磁石６２０は、第１磁石６２０Ａ、６２０Ｂ、第２磁石６２０Ｃ、６２０Ｄを有する。具体的には、Ｘ軸方向に対して垂直な側面１３０Ａ、１３０Ｂには、第１コイル６１０Ａ、６１０Ｂが配置される。一方、Ｙ軸方向に対して垂直な側面１３０Ｃ、１３０Ｄには、第２コイル６１０Ｃ、６１０Ｄが配置される。

【0029】

第１コイル６１０Ａ、６１０Ｂは、それぞれ全体形状がＹ軸方向に長い長円形であり、Ｙ軸方向に沿って平行に延在する２つの直線状部分とその両端を接続するＣ字形状の湾曲部分とから構成される。同様に、第２コイル６１０Ｃ、６１０Ｄは、それぞれ全体形状がＸ軸方向に長い長円形であり、Ｘ軸方向に沿って平行に延在する２つの直線状部分とその両端を接続するＣ字形状の湾曲部分とから構成される。第１コイル６１０Ａ、６１０Ｂ、第２コイル６１０Ｃ、６１０Ｄは、カメラユニット１００内部に設けられた電流供給制御ユニットと接続される。

【0030】

一方、枠体側板２２０Ａ、２２０Ｂには、第１磁石６２０Ａ、６２０Ｂが配置される。また、枠体側板２２０Ｃ、２２０Ｄには、第２磁石６２０Ｃ、６２０Ｄが配置される。

【0031】

第１磁石６２０Ａ、６２０Ｂは、それぞれＹ軸方向に長尺な、磁極面の異なる２枚の板状磁石片を、Ｚ軸方向に並べて配置することにより構成される。第２磁石６２０Ｃ、６２０Ｄも、それぞれＸ軸方向に長尺な、磁極面の異なる２枚の板状磁石片をＺ軸方向に並べて配置することにより構成される。第１コイル６１０Ａ、６１０Ｂの各直線状部分と第１磁石６２０Ａ、６２０Ｂとは空間を隔てて対面している。また、第２コイル６１０Ｃ、６１０Ｄの各直線状部分と第２磁石６２０Ｃ、６２０Ｄとは空間を隔てて対面している。第１磁石６２０Ａ、６２０Ｂ、第２磁石６２０Ｃ、６２０Ｄは、Ｚ軸方向に分割された異なる磁極面を有する各１つの磁石片が、それぞれ第１コイル６１０Ａ、６１０Ｂ、第２コイル６１０Ｃ、６１０Ｄの直線状部分に空間を隔てて対面するようにしてもよい。

【0032】

上記説明した本実施形態のドライブレコーダ１０の組み立ての例について説明する。カメラユニット１００の底面１２０に電源ケーブル４００を接続し、側面１３０Ａ〜１３０Ｄにコイル６１０を取り付ける。またカメラユニット１００の底面１２０に懸架ばね３００の第２取付部３１２を接続する。一方、懸架ばね３００の第１取付部３１１を背面側枠体２１０の背面板に２１１に接続する。これにより、カメラユニット１００は、枠体２００に懸架ばね３００によって懸架された状態となる。また、枠体側板２２０Ａ〜２２０Ｄの各内面に磁石６２０を取り付ける。

【0033】

次いで、カメラユニット１００を枠体側板２２０内に挿入する。そして枠体側板２２０を背面側枠体２１０に対して取り付ける。具体的には、枠体側板２２０Ａ〜２２０ＤのＺ軸方向の後端を、背面側枠体２１０の背面側板２１２Ａ〜２１２ＤのＺ軸方向の前端に突き合わせて固定する。このとき、電源ケーブル４００は、背面側枠体２１０の切欠き部２３０を通して枠体２００の外部に引き出される。これにより、カメラユニット１００は、枠体２００の内部で傾動可能な状態となる。

【0034】

また、このとき、第１コイル６１０Ａ、６１０Ｂの直線状部分は、第１磁石６２０Ａ、６２０Ｂの異なる磁極面に対して空間を隔てて対面しており、第２コイル６１０Ｃ、６１０Ｄの直線状部分は、第２磁石６２０Ｃ、６２０Ｄの異なる磁極面に対して空間を隔てて対面した状態となっている。

【0035】

次いで、取付部材５００の棒材５１０の一端５１０Ａを枠体２００の枠体側板２２０の一つ（図１、図２では枠体側板２２０Ｄ）に固定接続し、他端５１０Ｂの球体５１０Ｃを固定部材５２０の円筒部５２２内に挿入する。

【0036】

次に、本実施形態のドライブレコーダ１０の動作について説明する。例えば、コイル６１０に電流供給制御ユニットから電流を供給して通電させる。磁石６２０によって生じる磁場内において、コイル６１０を流れる電流は、コイル６１０に対してＺ軸方向の電磁力を生じさせる。

【0037】

第１コイル６１０Ａと第１コイル６１０Ｂには同じ電流を流す。このとき、流す電流の向き、及び第１磁石６２０Ａ、６２０Ｂの表面の磁極の選択によって、第１コイル６１０Ａと第１コイル６１０Ｂには逆向きのＺ軸方向の力を生じさせるようにする。これによって、カメラユニット１００に対してＹ軸周りの回動を生じさせることができる。

【0038】

第２コイル６１０Ｃ、６１０Ｄに対しても同様であり、同じ電流を流したときに、第２コイル６１０Ｃと第２コイル６１０Ｄに逆向きのＺ軸方向の力を生じさせるようにする。これによって、カメラユニット１００に対してＸ軸周りの回動を生じさせることができる。

【0039】

カメラユニット１００の電流供給制御ユニットは、角速度検出デバイス（図示せず）を有する。車両の走行中の振動や衝撃がカメラユニット１００に伝わり、角速度検出デバイスによって、Ｘ軸周り成分、Ｙ軸周り成分毎に検出される。電流供給制御ユニットは、検出されたＸ軸及び／又はＹ軸周り成分の角速度の大きさと方向に応じて、カメラユニット１００の第２コイル６１０Ｃ、６１０Ｄ及び／又は第１コイル６１０Ａ、６１０Ｂに電流を供給、あるいは電流の供給量と向きを調節する。これにより、カメラユニット１００をＸ軸及び／又はＹ軸周りに回動させようとする力を生じさせ、Ｘ軸及び／又はＹ軸周りの元の向きに引き戻すことができる。これにより、カメラユニット１００は、車両の揺れから遮断される。

【0040】

なお、懸架ばね３００は、打ち抜いた板体の両端部を折り曲げて、それぞれ第１取付部３１１と第２取付部３１２としてもよい。また、１本のワイヤを渦巻状に形成してばね本体部３１０とし、両端部を折り曲げてそれぞれ第１取付部３１１と第２取付部３１２としてもよい。また、ばね本体部３１０は渦巻状ではなく、コイルばねとしてもかまわない。また、上記実施形態は、本発明をドライブレコーダに適用した例について説明したが、本発明の適用対象はドライブレコーダに限らず、自転車搭載用やドローン搭載用のカメラ装置等であってもよい。

【符号の説明】

【0041】

１０ ドライブレコーダ
１００ カメラユニット
１１０ 前面
１２０ 底面
１３０、１３０Ａ〜１３０Ｄ 側面
１４０ レンズ
２００ 枠体
２１０ 背面側枠体
２１１ 背面板
２１２Ａ〜２１２Ｄ 背面側板
２２０、２２０Ａ〜２２０Ｄ 枠体側板
２３０ 切欠き部
３１０ 本体部
４００ 電源ケーブル
５００ 取付部材
５１０ 棒材
５１０Ａ 一端
５１０Ｂ 他端
５１０Ｃ 球体
５２０ 固定部材
５２１ 固定板
５２２ 円筒部
６００ 傾動駆動デバイス
６１０ コイル
６２０ 磁石
６２０Ａ、６２０Ｂ 第１磁石
６２０Ｃ、６２０Ｄ 第２磁石

【図1】

【図2】

【図3】