成像装置的制作方法

专利名称：成像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于从固定位置成像室内或室外情形的固定式成像装置。
本申请要求2004年1月13日申请的日本专利申请JP2004-006135的优先权，其全部内容在此一并参考。
背景技术：
安装在预设位置如室内的墙壁或天花板上或者建筑物的外壁外侧并用于成像室内或室外情形的固定式成像装置具有围在安装于天花板或墙壁上的壳体内的成像单元，并被安装在教堂或者音乐厅的天花板上或者内壁的上部，以用于从上面的一点朝向不确定的下部区域将教堂或者音乐厅的音乐会中的群众(Mass)的情形成像。在这种成像装置中，不同于用于成像预设范围的户外景象的带有预防犯罪目的的监视器成像设备，较宽范围内的整个室内空间需要形成高质量的图像，而在物体已被成像时，成像物体的图像尺寸需要被放大或缩小。因此，在成像装置的壳体(其内装有成像设备)中，设有用于使成像单元分别在摇摄方向和倾斜方向上相对成像装置的安装表面旋转的摇摄机构和倾斜机构，以便在较宽范围内成像。在物体被成像时，成像装置的成像设备也设有用于调节物体的成像尺寸的放大机构。
在这种成像装置中，各种电路如用于摇摄机构和倾斜机构的控制电路、电源电路或者用于图像信号的信号处理电路都形成在接线板上。因此，对于成像装置来说，接线板尺寸变大，且其内用于安装接线板的壳体的尺寸也增大，因此增大了整个装置的重量。如果成像装置的重量增大，其中多数成像装置安装在室内的天花板或者上壁部分，必须采取加强措施，以防止其下降，或者相反其变得难以进行安装操作。而且，为了不减损安装有这种成像装置的环境的外观，需要降低成像装置的尺寸，或者使其较不引人注意。
日本公开专利申请2000-358172。
发明概述因此本发明的目的是提供一种尺寸和重量降低了的成像装置。
为了实现这个目的，本发明提供一种成像装置，该成像装置包括用于使物体成像的成像单元和壳体，所述壳体承载有成像单元并在其底部设有用于将元件安装在其上的元件安装单元。第一接线板设在元件安装单元上，其沿着底部的底板延伸，第二接线板朝向成像单元设置，并与第一接线板间隔开。
依照本发明，各种电路，如用于摇摄机构和倾斜机构的控制电路、电源电路和用于图像信号的信号处理电路以共享方式被安装在第一接线板和第二接线板上，所以，接线板的尺寸可被降低。因而，用于将接线板装在其内的壳体的尺寸可被降低，并因此，整个装置的尺寸和重量可被降低。而且，利用整个装置的尺寸已被降低了的本发明，装置可被安装在所需的位置，而没有减损安装有该装置的环境的外观。


图1示出本发明的成像装置已被安装在天花板上的状态。
图2示出成像装置已被安装在地板上的状态。
图3是示出从成像装置横向侧所看到的该成像装置的透视图。
图4是示出从成像装置相对的横向侧所看到的该成像装置的透视图。
图5是成像单元的分解透视图。
图6是成像装置的分解透视图。
图7是组成的安装单元的透视图。
图8是从后侧所看到的底座单元的平面图。
图9是从后侧所看到的底座单元的透视图。
图10是示出前后盖互联之前的状态的透视图。
图11是示出前后盖互联之后的状态的透视图。
图12是倾斜机构的侧视图。
图13是倾斜机构的分解图。
图14是倾斜和摇摄机构的透视图。
图15是示出球轴承的横截面视图。
图16是示出成像透镜与斜轴线形成0°角的状态时的成像装置的侧视图。
图17是示出成像透镜与斜轴线形成30°角的状态时的成像装置的侧视图。
图18是示出摇摄机构的透视图。
具体实施例方式
参考附图，以下将详细叙述依照本发明的成像装置。
成像装置1倒置安装在房间的天花板上，如图1所示，或者安装在地板3上，如图2所示，以用于将房间内的情形或者室外景象成像。除了如图1和2所示的垂直安装以外，成像装置1还可以垂直安装到外壁或内壁上。成像装置1包括用于成像室内或室外景象的成像单元4和用于将成像单元4保持在其内的壳体5。成像装置1也包括用于使成像单元4在倾斜方向上旋转的倾斜机构和用于使其在摇摄方向上旋转的摇摄机构。
参考图3到5，成像单元4由成像设备6和用于将成像设备6保持在其内的盖7组成。成像设备6的形状基本上是矩形的，并具有由短边所形成并作为前表面的横向面，成像透镜8被安装在该前表面上。在成像单元4中，基片单元9和防护部件10都从成像透镜8朝向后侧安装，其中，所述基片单元9携带有用于将来自成像透镜8的光学图像转化成电子信号从而产生图像信号的电路，所述防护部件10用于消散成像装置所发出的热。在成像设备6的各个侧面，也就是说，在各个短边侧，用固定螺钉12安装斜轴11，所以，斜轴11基本垂直于侧面伸出，如图3和4所示。安装到一个侧面上的斜轴11被联结到倾斜机构，随后将对其进行说明。
成像设备6包括成像设备如电荷耦合器(CCD)，该电荷耦合器用于接收会聚光，以通过光电变换来将物体成像。特别地，成像设备6是所谓的3CCD系统的照相机，该3CCD系统包括未示出的光学系统的光谱棱镜，该光谱棱镜用于将成像透镜8会聚的光线分离成红、绿和蓝成分，并用带有三个CCD的照相机来处理这样分离的颜色成分。利用成像设备6，可由三个CCD形成高图像质量的图像。
参考图5，成像设备6的盖由上盖13、下盖14和前盖15组成。通过组合上盖13、下盖14和前盖15，形成了用于成像设备6的内部容纳空间。成像设备6由于被装在这个容纳空间内而受到保护。盖7的朝向成像设备6的上部和下部的部分形成基本球形的外部形状，而那些朝向该成像设备6的侧面的部分形成基本为平面的外部形状。用于容纳基本为矩形的成像设备的后部的成像凸耳16(imaging lug)形成在用于成像设备6的盖的后侧上。
上盖13基本成形为半球形的形状，且基本为U形的开口17形成在上盖面对成像设备6的成像透镜8的前部。基本U形的开口18形成在沿着成像设备6的短边方向的各个侧面上。类似于上盖13，下盖14成形为基本半球形的形状，且基本为U形的开口19形成在下盖面对成像设备6的透镜8的前部。开口20也形成在沿着成像设备6的短边方向的各个侧面上。利用具有开口17到20的上盖和下盖13、14，如上所述，在上盖和下盖13、14结合在一起时，由分别形成在上盖13和下盖14的前表面的开口17、19形成透镜开口21，以将成像透镜8暴露于外侧，同时，由分别形成在上盖和下盖的侧面的开口18、20形成轴开口22，以将斜轴11暴露于外侧。上盖13和下盖14的后表面侧分别和上盖凸耳23和下盖凸耳24形成，以形成用于容纳例如成像设备6的防护部件10的成像凸耳16。下盖凸耳24在沿着成像设备6的短边侧的24b被斜切。
前盖15被安装在由上盖13和下盖14一起结合形成的透镜开口21内，以从外部保护成像设备6。前盖15朝向像透镜8的部分的直径基本等于该成像透镜8的直径。前盖15朝向成像透镜8的直径沿向外方向被放大，所以，前盖的外侧直径大于其在成像透镜侧的直径。
当成像设备6被容纳在用于该成像设备6的盖内时，上盖13和下盖14分别从成像设备6的上部和下部安装到其上。用固定螺钉25将上盖13固定到成像设备6上，所述固定螺钉25穿过形成在成像设备6的前部和后部的内侧两端的通孔13a，并被旋入形成在成像设备6的前侧两端的锥形孔26内。用固定螺钉25将下盖14固定到成像设备6上，所述固定螺钉25穿过形成在成像设备6的前部和后部的内侧两端的通孔14a，并被旋入形成在成像设备6的前侧两端的锥形孔26内。然后前盖15被安装在透镜开口21内。在成像设备6被容纳在用于该成像设备6的盖7内时，成像透镜8从安装在透镜开口21内的前盖15暴露于外部，同时斜轴11从轴开口22伸出到外部。通过成像凸耳16将成像单元4的防护部件10装入。
关于所述的成像单元4，其中成像设备6的上盖和下盖基本是球形的，且成像设备6的从球形部分伸出的后侧部分被成像凸耳16覆盖，盖7相对于成像设备6的大小可被最小化。而且，在成像单元4中，盖7基本是球形的，且成像设备6与盖7的球形不同，其基本为平行六面体形，在成像设备6和盖7之间形成了一个间隔。因此，对于成像单元4来说，这个间隔可被用于将成像设备6的仪表板单元9安装在成像设备6的上表面或下表面上，以使成像设备6的尺寸最小化。用支撑单元30将这个成像单元4安装在壳体5内，其中，所述支撑单元30承载着成像设备的两侧面，斜轴11从所述两侧面伸出。
参考图6，支撑单元30包括在倾斜方向上承载成像单元4的一对旋转支架31、31和连接部件32，其中，所述连接部件32的两端部安装了旋转支架31、31。支撑单元30被这样构造，即成对旋转支架31、31被置于成像单元4的两侧，且在其一端被连接到连接部件32上，支撑单元30被构造成凹入形，成像单元4被装在支撑单元的凹入部分的内部开口内。特别地，通过将成像单元4的斜轴11插入穿过轴承31a，支撑单元30承载成像单元4，如图6所示，其中，轴承31a沿着成像单元4的短边方向设在各个侧面上，且形成在凹口(recess)的开口部分内，如图14所示。通过使斜轴11插入到轴承31a内，支撑单元30在倾斜方向可旋转地承载斜轴11。
支撑单元30在各个旋转支架31朝向连接部件32的一端内以及在各个旋转支架朝向凹口的开口侧的一端内具有锥形孔31b，以用于上紧前盖34，如将在以后叙述的。支撑单元30也具有用于定位前盖34的凸起31c，所以，凸起在所述旋转支架31朝向连接部件32的一端与锥形孔31b邻接。在支撑单元30的后部，设有连接到成对旋转支架31、31的基本为板形的后表面块30a。在这个后表面块30a的中间部分，设有未示出的用于上紧后盖35的锥形孔，其将在随后叙述。
在支撑单元30中，连接到斜轴11并致使成像单元4沿倾斜方向旋转的倾斜机构被设在旋转支架31的外表面上。支撑单元30的连接部件32的后部被连接到摇摄机构上，所述摇摄机构适用于使成像单元4沿摇摄方向旋转。
参考图6，壳体5由用于从底部承载支撑单元30的底座单元33、用于覆盖成像单元4和支撑单元30的前盖34及后盖35组成。
底座单元33从连接部件32的后部承载支撑单元30，以支撑整个支撑单元30。在底座单元33内安装了元件安装单元35，其中，例如接线板被安装在所述元件安装单元35上，如图7所示。底座单元33的前表面基本呈拱形，并包括在其后表面内的用于使元件安装单元35的接线板暴露于外部的开口凹槽33a，如图8所示。底座单元33包括基本垂直于底座单元33的底板33c延伸的凸起33b，如图8所示。在底座单元33的内部，设有用于沿摇摄方向使承载有成像单元4的支撑单元30旋转的摇摄机构。底座单元33在向前的上表面上设有未示出的传感器，所述传感器用于检测由摇摄机构驱动旋转的支撑单元30的旋转位置。
参考图7和8，元件安装单元35包括承载至少一个电源电路的第一接线板37、承载至少一个信号处理电路的第二接线板38和用于将成像设备1与未示出的外部电气装置相互电连接的第三接线板39。元件安装单元35包括扩展单元安装部分40，其用于将未示出的另一个外部电气装置安装在第一接线板37和第二接线板38之间。
在第一接线板37上，安装了用于将电力从外部电源供给到整个成像装置1的电源电路、用于驱动形成在基片上的摇摄机构的驱动马达79和用于将驱动马达79a与摇摄机构互相电连接的电路，如图7和8所示。第一接线板37被安装在成像装置1的前表面上，以用于沿着底座单元33的底板33c从前表面延伸到朝向后表面设置的扩展单元安装部分40。通过沿着底座单元33的底板33c设置第一接线板37，具有一定高度的元件，如驱动马达79可被安装在第一接线板之上的空间内。
在第二接线板38上安装了例如用于处理自成像单元4输出的图像信号的信号处理电路。特别地，安装了用于将来自成像设备6的成像透镜8的光学图像转化成电信号，从而将这样产生的信号输出到输出端子的电路。第二接线板38被安装在成像装置1的后表面侧，并在其上承载有电路。也就是说，具有一定高度的元件如驱动马达79不能被安装在第二接线板上，而仅仅是带有受限高度的电元件如扁平组件被置于该第二接线板上，所以，第二接线板可被设置在底座单元33的内部的上部。因而，在第一接线板37和第二接线板38之间形成了一个间隔，且在该间隔内，安装了扩展单元安装部分40，该扩展单元安装部分40承载有未示出的扩展单元。用未示出的柔性板将第二接线板38电连接到第一接线板37上。
在第三接线板39上，安装了一组连接器41和用于进行开关切换的一组开关42，如图8所示，其中，所述连接器41例如是用于连接到外部电气设备(如远程显示器)上的输出端子或者用于将电源连接到遥控设备(如摇摄机构或倾斜机构)的输入端子。第三接线板39基本垂直于第二接线板38安装，以朝向支撑单元30伸出。第三接线板39通过未示出的柔性板被电连接到第一接线板37和第二接线板38上。
扩展单元安装部分40承载扩展单元43，该扩展单元(extensionunit)43用于扩大成像装置1的功能，如无线通信单元，如图7和9所示。扩展单元安装部分40设在第一接线板37和第二和三接线板38、39之间。扩展单元安装部分40包括在其后表面内的插入/弹射开口44，以用于插入或弹射出扩展单元43。扩展单元安装部分40设有第四接线板45，其与经由插入/弹射开口44插入的扩展单元43的远端邻接且基本垂直于第一接线板37。
在延伸单元43的板46上，形成了用于控制从成像单元输出的图像信号电路。将这个电路与第四接线板45互联的连接器47设在基片45的插入端。用于关闭插入/弹射开口44的闭合板43a被安装到延伸单元43的与插入端相对的一端。延伸单元43经由插入/弹射开口44被安装到扩展单元安装部分40上，并随后用固定螺钉将其固定到该扩展单元安装部分40上。插入/弹射开口44设在面向第四接线板45的位置上，且在元件安装单元35被安装在底座单元33内时，插入/弹射开口被设置在底座单元33的开口凹槽33a的下部。
第四接线板45基本上垂直地安装到第一接线板37上，且利用连接物被连接到延伸单元43上。利用柔性基片将第四接线板45连接到第一接线板37和第二接线板38上，且经由插入/弹射开口44将延伸单元43插入，以便将该延伸单元43连接到连接器47上，所述连接器47设在基片46的远端。在没有安装延伸单元43的情况下，未示出的虚拟单元被安装到延伸单元43上。
利用上述的元件安装单元35，接线板被划分成两个接线板，即第一接线板37(例如其承载有电源电路)和第二接线板38(例如其承载有信号处理电路)，如图7所示，所以，一个接线板的大小可被降低。因此，利用元件安装单元35，其中，沿着底座单元33的底板33c设置第一接线板37，且第二接线板38与第一接线板37间隔开并比第一接线板37更加靠近成像单元4安装，可使用于接线板的安装区域可以更小。由于元件安装单元35现在可以降低其尺寸，所以整个成像装置1可被降低尺寸，其中，所述元件安装单元35用于使电路板，即第一和第二接线板分开。而且，可通过将第一和第二接线板37、38相互间隔地安装，从而在第一和第二接线板37、38之间形成一个间隙，且通过经由这样产生的间隔将延伸单元43从外部安装在该间隔内，元件安装单元35尺寸可被降低。
用于保护成像单元4的前盖34和后盖35将成像单元4和支撑单元30覆盖，从而保护装在内部的成像单元4。前盖34覆盖成像单元4的向前的侧面和支撑单元30以及成像单元4的上外边缘的从前表面朝向后表面的区域，在成像单元4沿倾斜方向旋转时，前盖要被打开的部分与成像透镜8的旋转区域对准，如图2所示。前盖34这样形成，以便不与底座单元33的上表面接触。前盖34自底座单元33的上表面在朝向后表面一侧的高度大于朝向前表面一侧的高度。多个通孔49在前盖34的内壁内形成多列，以用于通过固定螺钉48将前盖固定到支撑单元30上。这些通孔形成在朝向覆盖了成像单元4的上外边缘和下部侧面的内部后表面的两端，如图6和10所示。通过使固定螺钉48插入到通孔49内并将位于形成在支撑单元30内的锥形孔31b中的固定螺钉48上紧，将上盖34固定到支撑单元30上，如图6所示。定位孔34a与朝向该上盖侧面的下部形成的各个通孔49邻接地形成在前盖34内，以便与设在旋转支架31上的定位突起31c结合。利用安装在定位孔34a内的定位突起31c，可将前盖34相对于旋转支架31位置固定。
后盖35覆盖成像单元4的与其设有成像透镜8的前表面相对的后表面、成像单元4的侧面的后表面侧和支撑单元30，且与前盖34类似，其不与底座单元33的上表面接触。在成像单元4相对安装表面沿倾斜方向旋转时，后盖35朝向成像单元4的后表面的形状与成像凸耳16的旋转区域的形状一致。由于由后盖35覆盖的成像单元4的尺寸最小，在不妨碍旋转的范围内，成像装置1整体上的尺寸可被降低。用于形成固定螺钉48的通道的通孔35a形成在后盖的下中部，该固定螺钉48用于将后盖35固定到支撑单元30上。通过将固定螺钉48穿过通孔35a插入未示出的锥形孔内，后盖35被固定到支撑单元30上，所述锥形孔形成在支撑单元30的后表面块30a内。
利用形成在各个盖内的保持部件(retention part)将前盖34和后盖35结合在一起。特别地，前盖34的两个侧面的内壁部分形成有多排第一保持部件50，该第一保持部件50垂直延伸到与后盖35接触的该前盖34的表面上，如图10所示。形成在内部侧壁部分上的第一保持部件50设在朝向后盖35的端部上，多个保持爪51基本垂直于安装表面弯曲。结合凹槽52形成在一端处，该端与内壁部分中部的后盖35接触，该后盖35覆盖前盖34的成像单元4的上部。
第二保持部分53形成在后盖上，其基本垂直地延伸到与前盖34接触的后盖的表面上。第二保持部分53面向前盖34的第一保持部分50设置。第二保持部分53的朝向前盖34的一端包括保持爪54，其基本垂直地朝向安装表面的相对侧弯曲，以便被第一保持部分50的保持爪51所保持。后盖35包括设在面向结合凹槽52的位置处的结合突起55，所述结合突起55与设在前盖34上的所述结合凹槽52相结合。
在前盖34和后盖35相互连接的过程中，后盖35从其下侧与前盖34配合，如图10所示。在前盖34和后盖35以这种方式相互配合时，后盖35的第二保持部分53没有被前盖34的第一保持部分50所保持。然后将后盖35抬高，由此第一保持部分50的保持爪51与第二保持部分53的保持爪54结合，且后盖35的结合突起55被结合在前盖34的结合凹槽52内，因此，前盖34和后盖35现在相互结合，如图11所示。通过将固定螺钉48插入通孔49内并将该固定螺钉48旋入锥形孔30b内，将这样结合到后盖上的前盖固定到支撑单元30上，如图6所示。通过将固定螺钉48插入通孔35a内并将该固定螺钉旋入形成在支撑部件30内的未示出的锥形孔内，将后盖35固定到支撑单元30上。
以下叙述用于沿倾斜方向旋转成像单元4的倾斜机构(如图2所示)以及用于沿摇摄方向旋转该成像单元4的摇摄机构(如图2所示)。由于倾斜机构和摇摄机构的结构类似，并由同一驱动方法驱动，所以现将以示例方式叙述倾斜机构。
参考图12和13，倾斜机构设在支撑单元30的其中一个旋转支架31的外侧。从设在旋转支架31上的用于驱动倾斜机构的驱动机构来传递驱动功率。驱动机构由驱动马达60、连接到驱动马达60上的环带61和连接到环带61上的蜗杆62组成，并构造用于将驱动功率通过环带61从驱动马达60传递到倾斜机构的轮68上。
驱动马达60被安装到旋转支架31的下部，并包括在其上表面上的用于产生原动力的输出轴63。输出轴63设有用于致使环带61最优旋转的滑轮63a。驱动马达60设有减震器64，其有弹性材料如橡胶形成，用于吸收驱动过程中所产生的振动或噪音。
环带61设在驱动马达60和蜗杆62之间，用于将驱动功率从驱动马达60传递到蜗杆62。
蜗杆62被固定到蜗杆轴65上，并与倾斜机构的轮68啮合。连接到环带61上的滑轮65a被安装到蜗杆轴65的一端。
第一弹性部件66的一端被连接到蜗杆轴65的与其设有滑轮65a的一端相对的一端上。第一弹性部件66的另一端被安装到旋转支架61上。蜗杆轴65沿着蜗杆轴的轴向，也就是说，沿着图12中的箭头X方向偏置。借助于一端连接到蜗杆轴65的一端而另一端安装到旋转支架31上的第二弹性部件，其中，所述蜗杆轴65连接到第一弹性部件66上，使蜗杆轴65在基本与该蜗杆轴65轴向垂直的方向上，也就是说，在朝向形成在轮68的外边缘的齿轮的方向上偏置，如图12中的箭头Y所示。这就在蜗杆轴65在驱动马达60的驱动力作用下旋转时阻止了该蜗杆轴65的摇摆，所以，蜗杆轴可以可靠地与形成在轮68外轮缘上的齿轮结合。第一弹性部件66和第二弹性部件67例如各自可为扭矩螺旋弹簧。
利用上述的驱动机构，驱动马达的驱动功率可从输出轴63传递到环带61，所述环带61由此沿预定方向旋转，带动了蜗杆轴65旋转以及与轮68啮合的蜗杆62旋转。这就致使与驱动机构的蜗杆62啮合的轮68旋转，从而将驱动功率传递到倾斜机构，从而致动驱动机构。
倾斜机构由从上述的驱动机构接收驱动功率的轮68、将轮68保持在其中间的第一板69和第二板70、用于将第二板压入轮68的弹性部件71以及用于保持弹性部件71处于压靠在第二板70上的状态下的第三板72组成。
轮68被安装在用于与蜗杆62啮合的斜轴11上，并在其轮缘上形成与蜗杆62啮合的齿轮部分。由于轮68没有被固定到斜轴11上，当其在蜗杆62附近位置被驱动旋转时，轮可被带动旋转。
第一板69比轮68距成像单元4更近，且斜轴11插入穿过其中部，以便用固定螺钉将其固定到斜轴11上，如图13所示。第二板70被安装到斜轴11上，以便将轮68保持在其与第一板69之间。第二板70包括中心销孔74，设在斜轴11一端的销73插入该中心销孔74内，如图14所示。销73被引入这个销孔74内，如此安装所述销73，以阻止相对斜轴11的旋转。
弹性部件67设有盘状弹簧，安装在第二板70的轮68的相对侧，用于将第二板70压靠在轮68上。
第三板66与弹性部件67邻接，并用固定螺钉75固定到斜轴11的最外部分。第三板72将弹性部件67压到第二板70上。
用于使成像单元4稳定旋转的球轴承76设在第一板69和成像单元4之间，如图15所示。球轴承76包括由一对保持单元78所保持的球形辊77。球轴承76的这些保持单元78通过弹性部件67用力推辊77，从而抑制辊77和保持单元78之间的摇摆。
如果利用上述倾斜机构，启动驱动马达，则轮68经由环带61和蜗杆62沿着预定方向，例如从成像装置1的后表面到其前表面的方向(用箭头T1指示的方向)与作为中心的斜轴11从成像透镜8朝向前方的状态(如图16所示)开始一起旋转，如图17所示。通过轮68的旋转，压靠在轮68上的第一板69和第二板70在与轮68相同的旋转方向上旋转，且因此带动其上固定有第一板69和第二板70的斜轴11旋转。这样，成像单元4被驱动旋转，所以，成像透镜8指向下。在成像单元4沿着图示的箭头T1的方向旋转时，成像单元4的成像凸耳16基本沿着后盖35的球形旋转。然而，由于后盖35的后侧的高度比其前侧的高度高，成像单元4可被向下旋转，直到能够成像的范围内，而成像凸耳6没有邻靠在后盖35的内壁部分上。
在另一方面，如果驱动马达60已经致使蜗杆轴65在相对方向上旋转，轮68在与图示的箭头T1的方向相对的方向上旋转，成像单元4随着作为旋转中心的斜轴11向上旋转。由于成像单元4的成像凸耳24的拐角24a在24b处被斜切，所以，成像单元4可在成像凸耳24不与后盖35接触的情况下被带动旋转。因此，倾斜机构能够致使成像单元4相对支撑单元30在由斜轴11和成像透镜8的中心所限定的向下30°和向上90°的角度范围内旋转。
而且，利用倾斜机构，用户能够直接用他/她的手致使成像单元4在倾斜方向上斜轴。在这种情况下，如果用户利用倾斜机构使成像单元4旋转，斜轴11沿着成像单元4被旋转的方向上旋转，由此致使固定到斜轴11上的第一和第二板69、70旋转。在倾斜机构中，第一和第二板旋转，然而，与驱动机构的蜗杆62啮合的轮68没有被驱动旋转，这样就在第一板69和第二板70之间产生了摩擦。因此，成像单元逆着摩擦力在倾斜方向上被带动旋转。而且，在倾斜方向的手动操作的开始时间点，第二板70被用销73连接到斜轴11上，所以，能够减小在手动旋转中遇到的初始阻力，所述阻力基于销73和形成在第二板70内的销开口74之间的不稳定移动而产生。
摇摄机构设在元件安装单元35的第一接线板37上，且类似于上述的倾斜机构来构造，同时由类似于驱动上述倾斜机构的驱动方法来驱动该摇摄机构。因而，不再详细说明摇摄机构的结构和驱动方法。摇摄机构包括第一接线板37上的驱动马达79，且除了与倾斜机构的结构类似的结构以外，也包括转子80、框架81和板容纳部分82，其中，所述转子连接到设在第一接线板37上的未示出的摇摄轴并被设在底座单元33的中间部分，所述框架81形成在所述转子80周围，所述板容纳部分82形成在转子80和框架81之间，如图18所示。
通过将转子80上紧到支撑单元30的后侧底表面上，该转子80被连接到支撑单元30上，以致使支撑单元30在摇摄方向上，也就是在图19中的箭头P所指示的方向上旋转。对于摇摄机构来说，通过由与倾斜机构的结构类似的结构组成的摇摄机构来驱动摇摄轴，于是，连接到这个摇摄轴上的转子80被带动在摇摄方向上旋转，从而致使支撑单元30沿摇摄方向旋转。因此，摇摄机构能够使支撑单元30在围绕作为中心的摇摄轴，在向左170°和向右170°之间的范围内旋转。
框架81形成在底座单元33的表面上，转子80也形成在同一表面上，从而以与转子80预定间隙地将该转子80包围。框架81形成了用于盛装接线板的板容纳部分82，其中，所述接线板将成像单元4和元件安装单元35相互电连接，所述板容纳部分作为设在框架81和转子(转子板)80之间的预设间隙。
在板容纳部分82内，细长的柔性基片83被装在以转子80作为中心的线圈形内，该柔性基片83用于将成像单元4和元件安装单元35相互电连接。在支撑单元30沿摇摄方向旋转时，装在围绕转子80的线圈形的容纳部分内的柔性基片83在保持旋转的同时被拉出。在板容纳部分82内，用于将支撑单元30的一侧关闭的闭合部件84设在板容纳部分82和支撑单元30之间。闭合部件84成形为与板容纳部分82的宽度大致相同的环。转子80的外圆周表面和形成板容纳部分82的闭合部件84均由低摩擦的树脂材料，如聚缩醛形成，以在支撑单元30沿摇摄方向旋转时，降低支撑单元30和装在板容纳部分82内的柔性基片83之间的摩擦。
因此，利用上述的倾斜和摇摄机构，成像单元4可相对支撑单元30在倾斜方向上旋转，同时支撑单元30可相对支撑单元30在摇摄方向上旋转，由此，成像单元4可与安装在支撑单元30上的前盖34和后盖35一起相对底座单元33沿摇摄方向旋转。因此，利用倾斜机构和摇摄机构，成像装置1能够获得较宽范围的图像。
关于上述的成像装置1，其中，承载有电源电路和信号处理电路的接线板被分成两个接线板，也就是承载电源电路的第一接线板37和承载信号处理电路的第二接线板38，且第一接线板和第二接线板38沿着底座单元33的底表面相互基本平行地并排设置，接线板的安装面积可被降低。因此，对于成像装置1来说，装有接线板的底座单元33的尺寸可被降低，结果，该装置的总体尺寸可被降低，因而也降低了重量。而且，成像装置1带有摇摄机构和倾斜机构，成像单元4可自由地沿上下和左右方向旋转，因此，确保了更宽范围的图像拾取操作。另外，在较宽的室内或室外的全部物体可被成像。而且，在使用上述的3CCD的情况下，物体可被成形为所需的图像尺寸和较高的图像质量。
在成像装置1中，用于装有成像单元4的成像设备6的盖的上部件和下部件基本呈球形，且成像设备6的从球形伸出的部分被基本是平行六面体形的成像凸耳16所覆盖，成像盖可相对成像设备6具有最小的尺寸。因此，在成像装置1中，成像盖的上部件和下部件基本是球形的，在成像单元4沿倾斜方向旋转时，成像单元4可平滑地旋转，因此降低了装置的总尺寸。
权利要求
1.一种成像装置，包括成像单元，其用于使物体成像；和壳体，其承载所述成像单元并在其底部设有用于在其上安装元件的元件安装单元；其中，第一接线板设在所述元件安装单元上，以沿着所述底部的底板延伸，第二接线板朝向所述成像单元相对于所述第一接线板呈间隔关系设置。
2.如权利要求1所述的成像装置，其中，至少一个电源电路形成在所述第一接线板上，以及用于处理自所述成像单元输出的图像信号的至少一个信号处理电路形成在所述第二接线板上。
3.如权利要求1所述的成像装置，其中，所述元件安装单元包括朝向后表面侧的突起，其在基本垂直于所述底部的底板的方向上延伸；以及其中，第三接线板，其具有一个或多个连接器，并基本垂直于所述底部的底板延伸。
4.如权利要求1所述的成像装置，其中，所述第一接线板设在所述壳体的前表面侧上，所述第二接线板安装在所述壳体的后表面侧上；以及其中，延伸单元安装部分，其安装在所述底部的底板和所述第二接线板之间，其中，扩展单元从设在所述底部的后表面内的插入/弹射开口插入到所述扩展单元安装部分内。
5.如权利要求1所述的成像装置，还包括摇摄机构，其用于使所述成像单元在摇摄方向上旋转；在所述第一接线板上设有作为所述摇摄机构的驱动源的摇摄驱动机构。
6.如权利要求1所述的成像装置，还包括倾斜机构，其用于使所述成像单元在倾斜方向旋转；在所述壳体上设有作为所述倾斜机构的驱动源的倾斜驱动机构。
7.如权利要求6所述的成像装置，其中，在所述摇摄机构和/或所述倾斜机构中，固定到与所述成像单元连接的轴部的第一板和第二板被压靠在一轮上，驱动力从所述摇摄驱动机构和/或所述倾斜驱动机构传递到所述轮上。
8.如权利要求6所述的成像装置，其中，所述摇摄驱动机构和/或所述倾斜驱动机构包括与所述轮啮合的蜗杆，其中，所述摇摄驱动机构和/或所述倾斜驱动机构产生用于所述摇摄机构和/或倾斜机构的驱动力；以及承载所述蜗杆的旋转轴被第一弹性部件沿着所述旋转轴的一个或其它轴向偏置，且也被第二弹性部件沿着基本垂直于所述轴向的方向偏置。
9.如权利要求6所述的成像装置，其中，所述摇摄机构包括转子和框架，其中，所述转子安装到所述轴部上并适于在摇摄方向上旋转所述成像部件，所述框架安装到所述底部上，用于包围所述转子；以及细长的柔性板被盘旋地装在所述转子和所述框架之间，其中，所述细长的柔性板用于将所述成像单元与所述第一接线板和/或所述第二接线板互相电连接。
10.如权利要求9所述的成像装置，其中，所述板容纳部分由低摩擦材料形成。
11.如权利要求9所述的成像装置，其中，所述壳体包括前盖和后盖；所述前盖和所述后盖之间的连接部分设在所述成像单元的后表面侧上。
12.如权利要求9所述的成像装置，其中，所述成像单元包括在前侧上的透镜部分和基本从与所述透镜部分相对的后表面上突出的成像凸耳；以及所述成像凸耳沿着所述成像单元的倾斜方向在拐角处被斜切。
13.如权利要求9所述的成像装置，其中，所述前盖的上后表面侧部分高于上前表面侧部分。
全文摘要
披露了一种尺寸和重量降低了的固定式成像装置。成像装置包括用于使物体成像的成像单元4和壳体5，所述壳体5承载有成像单元4，也在其底面上承载有用于安装成像装置的元件部分的元件安装单元36。在元件安装单元36上，第一接线板37沿着壳体5的底板延伸设置，第二接线板38朝向成像单元4延伸设置，并与第一接线板37分离。
文档编号H04N5/225GK1642232SQ20051000435
公开日2005年7月20日 申请日期2005年1月13日 优先权日2004年1月13日
发明者青木理, 细谷高正, 田村秀 申请人:索尼株式会社