專利名稱：具有滑環(huán)和水平俯仰搖動機構的照相機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種照相機系統(tǒng)。在一些實施例中，本發(fā)明包括具有照相機透鏡模塊、滑環(huán)連接器以及水平/俯仰(pan/tilt)搖動機構的照相機系統(tǒng)。
背景技術：
能移動從而改變其視野的照相機具有數(shù)個優(yōu)點。例如，構造為水平和俯仰搖動的照相機能掃描多個區(qū)域。這種照相機還能跟蹤移動目標(至少持續(xù)某個限定的時期)。照相機(或照相機的某些部分)經(jīng)常能俯仰和水平搖動以實現(xiàn)一定范圍的觀察角度。這種照相機必須包括移動照相機或照相機的某些部分從而提供水平和俯仰搖動的設備或系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
下面的概述陳述了本發(fā)明的某些實施例。然而，并不是陳述了所有可能的實施例。另外，所述實施例的變化和修改也是可能的。 除了具有移動照相機或照相機的部分的設備之外，一個機構可用來將圖像信息從正在移動的照相機或照相機的一部分移動至固定設備(比如照相機的另一部分、視頻顯示器、圖像記錄器、或其它設備)。在很多情況下，電信號從移動部件傳輸至固定部件并且反之亦然，并且動力從固定部件傳輸至移動部件。在一些情況下，信號通過有線的或機械的連接傳遞，而非無線的連接。因此，若干照相機部件(包括電部件)經(jīng)受來自水平搖動和俯仰搖動的力。在俯仰搖動和水平搖動期間控制各種照相機元件中的應力和應變的系統(tǒng)使得旋轉(zhuǎn)容易并且增大某些部件的壽命。例如，柔性線纜帶能用來提供在照相機的移動和固定部分之間形成電連接的有效方式。然而，如果柔性線纜帶中的應力沒有受到控制，帶中的內(nèi)部傳導性軌跡會疲勞和失效，中斷或堵塞照相機的移動和固定部件之間的電信號傳輸。
在一個實施例中，本發(fā)明提供了一種照相機系統(tǒng)，其包括電路板、具有連接至電路板的定子以及可相對于定子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子的滑環(huán)、照相機透鏡模塊、以及柔性扁平線纜。柔性扁平線纜包括電連接至轉(zhuǎn)子的銷的第一端、電連接至照相機透鏡模塊的第二端、以及定位于第一端和第二端之間的柔性俯仰搖動區(qū)域。柔性俯仰搖動區(qū)域可在照相機透鏡模塊俯仰搖動時沿著長度彎曲。照相機系統(tǒng)還包括連接至轉(zhuǎn)子并且與柔性扁平線纜的第一端相接觸的抗旋轉(zhuǎn)臂?？剐D(zhuǎn)臂包括凹陷以接收銷并且在照相機透鏡模塊的水平搖動期間基本上防止柔性扁平線纜的扭曲。 在另一個實施例中，本發(fā)明提供了一種使用滑環(huán)、抗旋轉(zhuǎn)臂和水平-俯仰搖動機構將照相機系統(tǒng)的照相機透鏡模塊連接至電路板的方法。述滑環(huán)具有定子和轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子具有銷并且可相對于定子旋轉(zhuǎn)。所述方法包括將滑環(huán)連接至電路板、將轉(zhuǎn)子的銷接收于抗旋轉(zhuǎn)臂的凹陷中、將轉(zhuǎn)子銷電連接至柔性扁平線纜的第一端、將柔性扁平線纜的第一端定位為與抗旋轉(zhuǎn)臂相接觸、將柔性扁平線纜的第二端電連接至照相機透鏡模塊、將電路板電連接至水平_俯仰搖動機構、以及將水平_俯仰搖動機構連接至照相機透鏡模塊。將水平_俯仰搖動機構連接至照相機透鏡模塊包括將抗旋轉(zhuǎn)臂構造為以與照相機透鏡模塊相同的數(shù)和方向旋轉(zhuǎn)、以及將柔性扁平線纜構造為在一個平面中彎曲。 在又一個實施例中，本發(fā)明提供了一種構造來分別繞著水平和俯仰搖動軸線水平
和俯仰搖動照相機透鏡模塊的差動驅(qū)動系統(tǒng)。所述差動驅(qū)動系統(tǒng)包括具有水平搖動電機軸
的水平搖動電機、具有俯仰搖動電機軸的俯仰搖動電機、具有中心孔的固定環(huán)、具有中心孔
的水平搖動環(huán)、以及具有中心孔的俯仰搖動環(huán)。水平和俯仰搖動電機軸延伸穿過固定環(huán)的
中心孔，水平搖動環(huán)接收于固定環(huán)的中心孔內(nèi)，并且可相對于固定環(huán)繞著水平搖動軸線旋
轉(zhuǎn)，并且俯仰搖動環(huán)接收于固定環(huán)的中心孔內(nèi)并且可相對于水平搖動環(huán)和固定環(huán)繞著水平
搖動軸線旋轉(zhuǎn)。所述差動驅(qū)動系統(tǒng)還包括連接至水平搖動環(huán)的支撐板、連接至支撐板的俯
仰搖動托架、以及俯仰搖動扇形齒輪。支撐板具有中心孔和保持孔，俯仰搖動托架具有俯仰
搖動齒輪孔，并且俯仰搖動扇形齒輪具有延伸穿過支撐板的保持孔并且與俯仰搖動環(huán)相接
觸的一部分。俯仰搖動電機軸的旋轉(zhuǎn)引起俯仰搖動環(huán)繞著水平軸線的旋轉(zhuǎn)、以及俯仰搖動
扇形齒輪繞著俯仰搖動軸線的旋轉(zhuǎn)。水平搖動電機軸的旋轉(zhuǎn)引起水平搖動環(huán)、支撐環(huán)、俯仰
搖動托架、俯仰搖動扇形齒輪繞著水平軸線的旋轉(zhuǎn)。 通過考慮詳細描述和附圖，本發(fā)明的其它方面將變得很明顯。


圖1是照相機模塊和滑環(huán)系統(tǒng)的透視圖。 圖2是圖1所示照相機模塊和滑環(huán)系統(tǒng)的另一透視圖，示出了向下傾斜的照相機 透鏡模塊。 圖3是圖1所示照相機模塊和滑環(huán)系統(tǒng)的分解透視圖，示出了與連接器斷開的柔 性扁平線纜。 圖4是圖1所示照相機模塊和滑環(huán)系統(tǒng)的電路板的透視圖。 圖5是圖1所示照相機模塊和滑環(huán)系統(tǒng)的滑環(huán)、抗旋轉(zhuǎn)臂以及柔性扁平線纜的透 視圖。 圖6A是圖1所示照相機模塊和滑環(huán)系統(tǒng)的滑環(huán)、抗旋轉(zhuǎn)臂以及柔性扁平線纜的分 解透視圖。 圖6B是圖1所示照相機模塊和滑環(huán)系統(tǒng)的滑環(huán)、抗旋轉(zhuǎn)臂以及柔性扁平線纜的另 一分解透視圖。 圖7是圖1所示照相機模塊和滑環(huán)系統(tǒng)的照相機透鏡模塊的透視圖。
圖8是圖1所示照相機模塊和滑環(huán)系統(tǒng)的橫截視圖。 圖9是圖1所示照相機模塊和滑環(huán)系統(tǒng)的橫截視圖，示出了向下傾斜的照相機透 鏡模塊。 圖10是具有圖1所示照相機模塊和滑環(huán)系統(tǒng)的半球照相機和差動驅(qū)動系統(tǒng)的橫 截視圖。 圖11是圖10所示的半球照相機(其中示出了圖1所示照相機模塊和滑環(huán)系統(tǒng)) 和差動驅(qū)動系統(tǒng)的分解透視圖。 圖12是圖1所示照相機模塊和滑環(huán)系統(tǒng)和圖10所示差動驅(qū)動系統(tǒng)的分解透視 圖。 圖13是圖10所示差動驅(qū)動系統(tǒng)的頂視圖，示出安裝在安裝板和支撐板上的水平
7搖動電機和俯仰搖動電機。 圖14是圖10所示差動驅(qū)動系統(tǒng)的隔離護圈的橫截視圖。 圖15是水平搖動電機嚙合圖10所示差動驅(qū)動系統(tǒng)的水平搖動環(huán)(panring)的透 視圖。 圖16是圖10所示差動驅(qū)動系統(tǒng)的嚙合俯仰搖動扇形齒輪的俯仰搖動環(huán)(tilt ring)的透視圖。 圖17是圖10所示差動驅(qū)動系統(tǒng)的俯仰搖動托架和俯仰搖動扇形齒輪的透視圖。
圖18是圖1所示照相機模塊和滑環(huán)系統(tǒng)結(jié)合至圖10所示差動驅(qū)動系統(tǒng)的橫截視 圖。 圖19是示出圖10所示差動驅(qū)動系統(tǒng)的電機的電機運行方向和速度的圖表。
具體實施例方式
在詳細解釋本發(fā)明的任何實施例之前，要理解到，本發(fā)明的應用并不限于下面描 述所陳述的或附圖所示的部件構造和布置的細節(jié)。本發(fā)明能具有其它實施例并且能以各種 方式實踐或?qū)嵤?照相機模塊和滑環(huán)系統(tǒng)10在圖1中示出。如能在圖1-3中最好地看到的，該部分 通常包括電路板14、滑環(huán)18、柔性扁平線纜22、抗旋轉(zhuǎn)臂26以及照相機透鏡模塊30。滑環(huán) 18連接至電路板14和柔性扁平線纜22?？剐D(zhuǎn)臂26結(jié)合至滑環(huán)18和柔性扁平線纜22。 照相機透鏡模塊30連接至柔性扁平線纜22并且構造為以俯仰運動和水平運動旋轉(zhuǎn)。如隨 后將更詳細描述的，術語"照相機透鏡模塊"通常指的是構造來與照相機的透鏡一起作為一 個單元水平或俯仰搖動的元件的組件。在圖1中，照相機透鏡模塊30示出為處于水平(未 俯仰)位置。圖2示出處于向下傾斜位置的照相機透鏡模塊30。圖3示出滑環(huán)如何連接至 電路板14和模塊30。關于部件及其如何連接的其它細節(jié)在下面提供。
圖4示出了電路板14。電路板14包括構造(例如通過編程或軟件)來控制照相 機部件的中央處理單元、微控制器等。例如，中央處理單元控制用來引起水平和俯仰運動的 電機和/或調(diào)節(jié)照相機的焦點的部件。電路板14還包括圖像處理電路以及記憶或存儲設 備。通常，電路板14相對于照相機透鏡模塊30是固定的并且可定位于殼體中。電路板14 還包括頂側(cè)插塞或連接器34，用于穿過電路板14中的孔將電路板14連接至滑環(huán)18。
圖5和6示出滑環(huán)18、柔性扁平線纜22以及抗旋轉(zhuǎn)臂26。滑環(huán)18包括定子38 和轉(zhuǎn)子42。定子38包括穿過電路板14中的孔的排銷46 (headerpin)。銷46連接至頂側(cè) 連接器34以便用滑環(huán)18機械地支撐電路板14并且將電路板14與滑環(huán)18電連接。在一 些構造中，排銷46焊接至電路板14。定子38是固定的并且轉(zhuǎn)子42可繞著滑環(huán)18的中心 垂直軸線50相對于定子38旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子42具有至少局部地沿著中心垂直軸線50延伸的軸 52。軸52包括導電銷54。轉(zhuǎn)子軸52能是圓柱體、六角棱柱體或其它幾何形狀的棱柱體。 更具體地，軸52能包括圓柱形的一部分以及六角棱柱體(橫截面是六邊形)(圖6A)或另 外幾何形狀的另一部分。如下面將更詳細地討論的，六角形部分成形為安裝在另一個六角 形的連接器或孔內(nèi)并且與之連接以便在軸旋轉(zhuǎn)時嚙合抗旋轉(zhuǎn)臂。在一些構造中，轉(zhuǎn)子42是 滑環(huán)18的內(nèi)部圓柱形元件，其包括沿著滑環(huán)18的中心垂直軸線50縱向地布置并且在旋轉(zhuǎn) 接合點的一側(cè)上受到抑制的環(huán)。每個環(huán)具有單獨的連續(xù)圓柱形表面，刷子在其上面連續(xù)接觸以完成電路。刷子由定子38保持在原位并且端接于定子38上，定子38在旋轉(zhuǎn)接合點的 另一側(cè)上受到抑制。 柔性扁平線纜22能是撓曲線纜帶、帶狀線纜或類似的電纜。在一些構造中，柔性 扁平線纜22是電磁屏蔽的。在這些構造中，柔性扁平線纜22在其外表面上或外表面中具 有另外的傳導層，以有助于防止電磁干擾(EMI)影響線纜中傳輸?shù)男盘?。柔性扁平線纜22 具有第一端58、第二端62以及定位于第一端58和第二端62之間的柔性俯仰搖動區(qū)域66。 第一端58包括轉(zhuǎn)子軸52由此穿過的孔70以及接收轉(zhuǎn)子的銷54的孔72，以在滑環(huán)18和柔 性扁平線纜22之間提供電連接。在一些構造中，銷54焊接在柔性扁平電纜22的孔72內(nèi)， 產(chǎn)生焊接接縫。第一端58還包括彎頭74以使得柔性扁平線纜22能繞著抗旋轉(zhuǎn)臂26纏繞。 如所示，彎頭74在上部78和下部82之間。上部和下部78和82存在于基本上平行的平面 中。上部和下部78和82彼此隔開一個距離以使得抗旋轉(zhuǎn)臂26安裝在所述部分之間。柔 性俯仰搖動區(qū)域66具有導電元件。柔性扁平線纜22的第二端62包括將柔性扁平電纜22 電連接至照相機透鏡模塊30的觸點86。柔性扁平線纜22將滑環(huán)18電地并且機械地連接 至照相機透鏡模塊30。如將在下面更詳細地討論的，柔性扁平線纜22構造為在一個平面中 彎曲，并且還構造為抵抗其它平面中的扭曲。 抗旋轉(zhuǎn)臂26包括具有上表面94和下表面96的板91。上表面94基本上是平面 的并且具有接收轉(zhuǎn)子軸52的凹穴或插孔98。在圖6A和6B所示的構造中，凹穴98是六邊 形或六角形凹穴(圖6B)，用來結(jié)合至轉(zhuǎn)子軸52的六邊形部分。在一些構造中，凹穴98或 凹穴的一部分延伸穿過抗旋轉(zhuǎn)臂26以提供用于螺釘或類似緊固設備的通道90。螺釘穿過 凹穴98擰緊至軸52以將抗旋轉(zhuǎn)臂26機械地連接至轉(zhuǎn)子42。上表面94包括凹槽99，其提 供用于延伸穿過柔性扁平線纜22的轉(zhuǎn)子42的銷54的間隙?？剐D(zhuǎn)臂26的下表面96基 本上是平面的并且通常是平滑的。如前面討論的，柔性扁平線纜22的彎頭74繞著抗旋轉(zhuǎn) 臂26纏繞以使得抗旋轉(zhuǎn)臂26在第一端58處接收于彎頭74內(nèi)。上表面94與彎頭74的上 部78相接觸并且下表面96與下部82相接觸。彎頭74在上部和下部之間的部分接觸抗旋 轉(zhuǎn)臂26的平狀支撐邊緣106。在一些構造中，3MTM VHBTM帶子或類似類型的帶子能放置于抗 旋轉(zhuǎn)臂26的下表面96與柔性扁平線纜的彎頭的下部82之間。帶子提供線纜的應變釋放。 抗旋轉(zhuǎn)臂26的傾斜區(qū)域110在上部和下部78和82之間從板91延伸。傾斜區(qū)域110以斜 角從板91向下傾斜并且連接至結(jié)合結(jié)構114。在一些構造中，結(jié)合結(jié)構114定位于抗旋轉(zhuǎn) 臂26的端部處并且變窄以形成翼115(參見圖l-6B)。 圖7示出照相機透鏡模塊30。照相機透鏡模塊30具有照相機透鏡124。彎曲的 線纜導向件或托槽128連接至照相機透鏡模塊30并且構造為接收柔性扁平線纜22的一部 分(參見圖2和9)。照相機透鏡模塊30包括構造為連接至柔性扁平線纜22的觸點32的 柔性扁平線纜連接器132。在一些構造中，柔性扁平線纜連接器132包括零插入力(ZIF)部 件。線纜22通過升高連接器上的桿或凸輪棒結(jié)合至ZIF連接器以使得觸點86裝配在連接 器內(nèi)，然后將桿或棒壓到線纜22上以將觸點86夾緊在連接器132內(nèi)。ZIF部件在沒有使用 插入力(其能損壞線纜22上或連接器132內(nèi)的觸點)之下提供將線纜22電連接至照相機 透鏡模塊30的機構。在替代構造中，柔性扁平線纜連接器132是傳統(tǒng)的線纜插頭連接器或 插孔連接器。在一個構造中，柔性扁平線纜22利用3M VHBTM帶子或類似類型帶子局部地 緊固至線纜托槽128。 3M VHBTM帶子放置于連接器132附近的第二端62處，以允許柔性俯
9仰搖動區(qū)域66與線纜托槽128分開。 照相機模塊和滑環(huán)系統(tǒng)10將電路板14電連接至照相機透鏡模塊30。電路板14 將信息發(fā)送至照相機透鏡模塊30以及從照相機模塊30接收信息，比如拍攝圖像的控制信 號、存儲所拍攝圖像的信息等。來自電路板14上的部件的一個或多個電信號通過排銷46 傳送至滑環(huán)18 (具體地，從電路板14至定子38以及從定子38至轉(zhuǎn)子42)。轉(zhuǎn)子銷54將電 信號從滑環(huán)18傳送至柔性扁平線纜22的第一端58。柔性扁平線纜22通過傳導元件將信 號從第一端58傳導至第二端62。電信號由柔性扁平線纜22的觸點86通過柔性扁平線纜 連接器132傳送至照相機透鏡模塊30。 如圖8和9所示，照相機透鏡模塊30構造為俯仰和水平搖動(還參見圖1和2)。 照相機透鏡模塊30繞著水平俯仰搖動軸線T俯仰搖動以及繞著垂直的水平搖動軸線P水 平搖動。俯仰軸線T由照相機透鏡模塊30的結(jié)構確定并且與水平搖動軸線P基本上正交。 俯仰搖動軸線T在水平搖動期間與照相機透鏡模塊30 —起繞著水平俯仰軸線P旋轉(zhuǎn)。水 平搖動軸線P相對于系統(tǒng)10固定并且大致延伸穿過滑環(huán)18的中心垂直軸線50。照相機透 鏡模塊30還具有表示照相機透鏡124的觀察方向的觀察軸線0。在照相機透鏡模塊30于 俯仰或水平搖動之前處于水平的、未俯仰位置時，觀察軸線0與軸線T和P都大致垂直。在 照相機透鏡模塊30的俯仰和水平搖動期間，觀察軸線0與照相機透鏡124 —起旋轉(zhuǎn)至基本 上新的觀察方向，由新的觀察軸線0—表示。 圖10-13和18示出與水平俯仰搖動機構相結(jié)合的照相機模塊和滑環(huán)系統(tǒng)10，以控 制照相機透鏡模塊30的水平搖動、俯仰搖動和組合的水平俯仰搖動。在一些構造中，水平 俯仰搖動機構是標準的水平俯仰搖動系統(tǒng)，其包括啟動水平搖動段的水平搖動的水平搖動 電機以及啟動俯仰搖動段的俯仰搖動的俯仰搖動電機。在一個構造中，水平俯仰搖動機構 是差動驅(qū)動系統(tǒng)210 (圖11-18)。 如圖11-13中所示，差動驅(qū)動系統(tǒng)210包括水平搖動電機214和俯仰搖動電機 218，每個電機具有相應的電機軸222、226。水平搖動電機軸222具有齒狀正齒主動齒輪 230(圖12和15)并且俯仰搖動電機軸226具有齒狀正齒主動齒輪234(圖12)。齒狀正齒 主動齒輪230、234具有帶有齒的齒狀表面，用來與齒狀齒輪咬合并且嚙合齒狀齒輪。齒狀 正齒主動齒輪230、234定位在相應的電機軸222、226上以嚙合差動驅(qū)動系統(tǒng)210的特定部 件，如下所述。對于這里的構造，電機214、218和它們相應的軸222、226基本上相同。
水平和俯仰搖動電機214、218每個安裝至電機安裝板238、239并且電連接至電路 板14。安裝板238和239在所示構造中基本上相同。因此，對于這個段落的剩余部分，共 有的附圖標記將用于板238和239并且板將描述為如同它們是單個元件。參照圖13，每個 電機安裝板238包括固定端240和樞轉(zhuǎn)端242。樞轉(zhuǎn)端242與固定端240相對并且連接至 樞軸套244。電機安裝板238還包括中心孔246 (圖12)、保持孔248以及突起250。電機 軸222延伸穿過電機安裝板238的中心孔246。電機安裝板238安裝至具有上表面258和 下表面262的電機支撐板254。電機支撐板254相對于系統(tǒng)10的固定部件是固定的并且電 機安裝板238安裝至電機支撐板254的上表面258。在一些構造中，電機安裝板238和239 對稱地安裝在電機支撐板254上(圖13)。電機支撐板254具有基本上定位于板254的中 心中的中心孔266以及至少一個軸孔267(圖12)。電機安裝板238連接至電機支撐板254 以使得固定端240在樞轉(zhuǎn)端242處由樞軸套244連接至電機支撐板254并且可繞著樞軸套244樞轉(zhuǎn)。電機支撐板254上的保持翼268延伸入電機安裝板238的保持孔248并且限制 樞轉(zhuǎn)端242的運動范圍。安裝在電機安裝板238的突起250上并且連接至電機支撐板254 的拉伸彈簧270在電機安裝板238上保持基本上恒定的徑向力。 現(xiàn)在參照圖12，具有中心孔294的固定支撐環(huán)290結(jié)合至電機支撐板254的下表 面262。在一些構造中，固定支撐環(huán)290具有圍繞支撐環(huán)290的周邊定位的孔。在圖13所 示的構造中，孔成形為鎖眼296并且繞固定支撐環(huán)290的周邊基本上等距地隔開。固定支 撐環(huán)290具有內(nèi)表面298，其具有繞著內(nèi)表面298圓周地延伸的環(huán)狀槽302。
如圖10-14中所示，固定支撐環(huán)290使用隔離護圈274安裝至外部殼體。隔離護 圈274由彈性材料構成并且同心地裝配在鎖眼296和安裝螺釘276(或類似物)之間。安 裝螺釘276能具有無螺紋部分278和螺紋部分280。在緊固件(螺釘276)擰緊時，螺紋部 分280螺旋入外部殼體并且緊固至外部殼體，而無螺紋部分278保持設計高度并且防止護 圈274變形。隔離護圈274用來將差動驅(qū)動系統(tǒng)210安裝至外部殼體的使用在基本上沒有 改變電機214、218安裝方式之下減弱了從系統(tǒng)210發(fā)出的噪音。在替代構造中，差動驅(qū)動 系統(tǒng)210的不同元件，比如電機支撐板，具有孔并且使用隔離護圈安裝至外部殼體。在其它 替代構造中，差動驅(qū)動系統(tǒng)210在沒有使用隔離護圈274之下安裝至外部殼體。
固定支撐環(huán)290在其中心孔294內(nèi)同心地支撐具有中心孔308的可旋轉(zhuǎn)水平搖動 環(huán)306以及具有中心孔312的可旋轉(zhuǎn)俯仰搖動環(huán)310。水平搖動環(huán)306具有外表面314，其 具有繞著表面314圓周地延伸的環(huán)狀槽316。環(huán)狀槽316相應于固定支撐環(huán)290的內(nèi)表面 298的環(huán)狀槽302。水平搖動環(huán)306具有包括齒狀正齒齒輪部分320和環(huán)狀有槽部分322 的內(nèi)表面318。內(nèi)部槽部分322具有繞著內(nèi)表面318的部分322圓周地延伸的環(huán)狀槽324。 水平搖動電機214的電機軸222延伸穿過電機支撐板254的軸孔267和固定支撐環(huán)290的 中心孔294。齒狀正齒主動齒輪230嚙合水平搖動環(huán)306的內(nèi)部齒狀正齒齒輪部分320，如 圖15中所示。 類似地，俯仰搖動環(huán)310具有外表面328，其具有繞著外表面328圓周地延伸的環(huán) 狀槽330 (參見圖12和16)。環(huán)狀槽330相應于水平搖動環(huán)306的內(nèi)表面318的環(huán)狀槽324。 俯仰搖動環(huán)310的內(nèi)表面332包括內(nèi)部齒狀正齒齒輪部分334。俯仰搖動電機218的電機 軸226延伸穿過電機支撐板254的軸孔267和固定支撐環(huán)290的中心孔294。齒狀正齒主 動齒輪234嚙合俯仰搖動環(huán)310的內(nèi)部齒狀正齒齒輪部分334(類似于圖15中所示的水平 搖動軸222和齒狀正齒主動齒輪230)。俯仰搖動環(huán)310還包括朝著中心孔312以斜角從外 表面328伸出的成角表面335。成角表面335是成角度的齒狀正齒齒輪表面336 (圖16)。
—組滾珠軸承338支撐于固定支撐環(huán)290的內(nèi)表面298的環(huán)狀槽302與水平搖動 環(huán)306的外表面314的環(huán)狀槽316之間以允許水平搖動環(huán)306相對于固定支撐環(huán)290繞著 水平搖動軸線P旋轉(zhuǎn)(參見圖12和18)。另一組滾珠軸承340支撐于水平搖動環(huán)306的內(nèi) 表面318的環(huán)狀槽324與俯仰搖動環(huán)310的外表面328的環(huán)狀槽330之間以允許俯仰搖動 環(huán)310相對于水平搖動環(huán)306和固定支撐環(huán)290繞著水平搖動軸線P旋轉(zhuǎn)。
水平搖動環(huán)306的下表面連接至旋轉(zhuǎn)支撐板344。旋轉(zhuǎn)支撐板344具有中心孔346 和保持孔348。旋轉(zhuǎn)支撐板344可與水平搖動環(huán)306 —起繞著水平搖動軸線P旋轉(zhuǎn)。
俯仰搖動托架354比如由螺釘?shù)冗B接至旋轉(zhuǎn)支撐板344，以使得俯仰搖動托架354 由旋轉(zhuǎn)支撐板344保持并且繞著水平搖動軸線P與旋轉(zhuǎn)支撐板344 —起旋轉(zhuǎn)。參照圖17，俯仰搖動托架354包括保持叉358 ，其具有開口錐形插槽360 ，插槽延伸穿過旋轉(zhuǎn)支撐板344 的保持孔348并且進入俯仰搖動環(huán)310的中心孔312。俯仰搖動托架354包括延伸穿過俯 仰搖動托架354的俯仰搖動齒輪孔362?？?62具有相對于孔362圓周地延伸的環(huán)狀槽364 以及一對用來限制照相機透鏡模塊30的俯仰搖動移動范圍的突起366，如將更詳細地描述 的。 俯仰搖動扇形齒輪368包括延伸穿過旋轉(zhuǎn)支撐板的保持孔348并且與俯仰搖動環(huán) 310機械接觸的部分370。所述部分370包括成角度的齒狀正齒齒輪部分371，其與俯仰搖 動環(huán)的成角度的齒狀正齒齒輪表面336相咬合并且嚙合，以使得俯仰搖動環(huán)310繞著水平 搖動軸線P的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為俯仰搖動扇形齒輪368繞著俯仰搖動軸線T的旋轉(zhuǎn)運動。俯 仰搖動扇形齒輪368具有邊緣擋塊372，其接觸俯仰搖動托架354上的突起366以限制繞著 俯仰搖動軸T的旋轉(zhuǎn)范圍。擋塊372構造為將俯仰搖動的旋轉(zhuǎn)范圍限制為高于水平視線大 約6° (在原始觀察軸線0上方大致6。)至超過垂直視線的大約2。(超過水平搖動軸線 P大致2。)。然而，擋塊372能替代地構造為將俯仰旋轉(zhuǎn)限制至不同范圍。俯仰搖動扇形 齒輪368的另一部分374具有至少局部地延伸穿過俯仰搖動齒輪孔364并且具有至少一個 環(huán)狀槽378的外表面376。俯仰搖動扇形齒輪368的所述部分374延伸穿過俯仰搖動齒輪 孔364并且連接至照相機透鏡模塊安裝托架380。照相機透鏡模塊安裝托架380具有至少 局部地延伸穿過俯仰搖動齒輪孔364并且具有至少一個環(huán)狀槽384的接觸表面382。俯仰 搖動扇形齒輪368和安裝托架380的環(huán)狀槽378和384分別與俯仰搖動托架354的環(huán)狀槽 364相應以支撐槽364、378和384內(nèi)的滾珠軸承388。這些槽和滾珠軸承388允許俯仰搖 動扇形齒輪368和安裝托架380繞著俯仰搖動軸線T相對于俯仰搖動托架354旋轉(zhuǎn)。
照相機模塊和滑環(huán)系統(tǒng)10機械地并且電地連接至差動驅(qū)動系統(tǒng)210以形成照相 機系統(tǒng)(或簡單照相機)。電路板14上的控制器或控制電路連接至水平和俯仰搖動電機 214、218并且產(chǎn)生控制水平和俯仰搖動電機214、218的電信號以及控制照相機透鏡模塊30 的元件的電信號。滑環(huán)18連接至電機支撐板254以使得轉(zhuǎn)子銷54和柔性扁平線纜22延 伸穿過中心孔266?？剐D(zhuǎn)臂26從電機支撐板254的下表面262下面連接至轉(zhuǎn)子42 (如 前面所描述的)。結(jié)合結(jié)構114接收于保持叉358的開口插槽360內(nèi)。保持叉358構造為 嚙合結(jié)合結(jié)構114以在水平搖動期間使抗旋轉(zhuǎn)臂26旋轉(zhuǎn)，啟動系統(tǒng)10的可旋轉(zhuǎn)元件與照 相機透鏡模塊30 —起旋轉(zhuǎn)，同時允許照相機透鏡模塊30在俯仰搖動期間不受阻礙地旋轉(zhuǎn)。 雖然保持叉358示出為連接至俯仰搖動托架354，保持叉358也可附接至在水平搖動時連同 照相機透鏡模塊30—起旋轉(zhuǎn)的照相機系統(tǒng)的其它部分。照相機透鏡模塊30比如舉例來說 通過螺釘?shù)染o固至照相機透鏡模塊安裝托架380。 如上所述，差動驅(qū)動系統(tǒng)210與系統(tǒng)10的定位于環(huán)形驅(qū)動器的中心中并且與照相 機透鏡模塊30接口的柔性平狀電纜22和抗旋轉(zhuǎn)臂26產(chǎn)生基本上環(huán)行驅(qū)動。這個構造允 許照相機透鏡模塊30以及照相機模塊和滑環(huán)系統(tǒng)10的其它旋轉(zhuǎn)元件在沒有受到水平俯仰 搖動機構的干擾之下旋轉(zhuǎn)和起作用。 這里，術語"水平搖動段"用來指示水平俯仰搖動機構相對于該機構的固定部分繞 著水平搖動軸線P旋轉(zhuǎn)的部分。術語"俯仰搖動段"用來指示該機構相對于水平搖動段繞 著俯仰搖動軸線T旋轉(zhuǎn)的部分。例如，水平搖動段包括抗旋轉(zhuǎn)臂26、滑環(huán)轉(zhuǎn)子42、柔性扁平 線纜22、水平搖動環(huán)306、俯仰搖動環(huán)310、旋轉(zhuǎn)支撐板344、俯仰搖動托架354、俯仰搖動扇形齒輪368、照相機透鏡模塊安裝托架380等。俯仰搖動段包括平狀柔性線纜22、俯仰搖動 扇形齒輪368、照相機透鏡模塊安裝托架380等。俯仰搖動段附接至水平搖動段并且在照相 機透鏡模塊30的水平搖動期間繞著水平搖動軸線P旋轉(zhuǎn)，正如俯仰搖動軸線T與水平搖動 軸線P —起旋轉(zhuǎn)那樣。然而，俯仰搖動段在水平搖動段移動時不繞著俯仰搖動軸線T旋轉(zhuǎn)。
為了啟動照相機透鏡模塊30的俯仰搖動，電路板14上的控制電路將信號發(fā)送至 俯仰搖動電機218。俯仰搖動電機218的電機軸226旋轉(zhuǎn)(參見圖19)，旋轉(zhuǎn)齒狀正齒主動 齒輪234以嚙合俯仰搖動環(huán)310的齒狀正齒齒輪部分334。齒輪234的齒狀正齒由拉伸彈 簧270偏壓電機安裝板239繞著樞軸套244樞轉(zhuǎn)的力(圖13)來防止其從與俯仰搖動環(huán) 310的齒輪部分334的齒狀正齒的嚙合中滑出。所得到的繞著樞轉(zhuǎn)點的扭矩轉(zhuǎn)化為電機齒 輪234逆著由齒輪234驅(qū)動的內(nèi)部齒狀正齒齒輪334的徑向力。齒狀正齒主動齒輪234與 俯仰搖動環(huán)310的齒狀正齒齒輪部分334的嚙合相對于水平搖動段和系統(tǒng)10、210的固定 部件繞著水平搖動軸線P旋轉(zhuǎn)俯仰搖動環(huán)310。俯仰搖動環(huán)310的成角齒狀正齒齒輪表面 336嚙合俯仰搖動扇形齒輪368的成角齒狀正齒齒輪部分371并且繞著俯仰搖動軸線T旋 轉(zhuǎn)俯仰搖動扇形齒輪368。俯仰搖動環(huán)310的成角表面335將壓力施加至俯仰搖動扇形齒 輪368，引起俯仰搖動扇形齒輪的輕微變形。施加的負荷防止成角度的齒狀正齒齒輪部分 371從與成角齒狀正齒齒輪部分336的嚙合中滑出，以在旋轉(zhuǎn)期間引起部件和齒輪之間位 置上的少量損失甚至沒有損失。俯仰搖動扇形齒輪368和照相機透鏡模塊安裝托架380連 接并且在俯仰搖動托架354的俯仰搖動齒輪孔364內(nèi)繞著俯仰搖動軸線T 一起旋轉(zhuǎn)。由于 照相機透鏡模塊30結(jié)合至照相機透鏡模塊安裝托架380，照相機透鏡模塊安裝托架380的 旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為照相機透鏡模塊30繞著俯仰搖動軸線T的旋轉(zhuǎn)或俯仰搖動。俯仰搖動托架354 上的突起366和俯仰搖動扇形齒輪368的邊緣擋塊372限制俯仰搖動運動范圍。
在照相機透鏡模塊30俯仰搖動之下，柔性扁平線纜22和照相機透鏡模塊30之間 的連接引起第二端62也開始俯仰搖動。響應于從第二端62開始的俯仰搖動，柔性扁平線 纜22用簡單的輥壓彎頭在俯仰搖動區(qū)域66中彎曲，形成能容納照相機透鏡模塊30的整個 俯仰搖動運動的環(huán)路(參見圖2和9)。柔性扁平線纜22的彎曲限制為在一個平面(該平 面由水平搖動軸線P和觀察軸線O或(T形成)內(nèi)的移動。柔性扁平線纜22防止除了所述 一個平面之外的平面中的扭曲以便在照相機透鏡模塊30的俯仰搖動期間最小化應力。在 柔性扁平線纜22的彎曲期間形成的環(huán)路通過在柔性俯仰搖動區(qū)域66的表面面積上分配撓 曲壓力來控制柔性扁平線纜中的應力。環(huán)路的成形還有助于防止柔性扁平線纜22中的局 部壓力點。照相機透鏡模塊30上的線纜托槽128接收柔性扁平線纜22的一部分以在撓曲 期間進一步控制柔性扁平線纜22中的應力。柔性扁平線纜22與支撐邊緣106以及下表面 96的至少一部分相接觸的彎頭74有助于通過在相對較大面積上分配與俯仰搖動運動相關 的壓力來控制柔性扁平線纜22中的應力。 為了啟動照相機透鏡模塊的水平搖動，電路板14上的控制電路將信號發(fā)送至水 平搖動電機214和俯仰搖動電機218。水平和俯仰搖動電機214、218的電機軸222、226分 別以相同的速度在相同的方向上旋轉(zhuǎn)(參見圖19)。旋轉(zhuǎn)的齒狀正齒主動齒輪230、234嚙 合水平搖動環(huán)306和俯仰搖動環(huán)310的齒狀正齒齒輪部分320、334。齒輪230、234的齒狀 正齒由拉伸彈簧270偏壓電機安裝板238繞著樞軸套244樞轉(zhuǎn)的力來防止其從與水平搖動 環(huán)306和俯仰搖動環(huán)310的齒輪部分320、334的齒狀正齒的嚙合中滑出。所得到的圍繞樞
13轉(zhuǎn)點的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化為電機齒輪230 、 234逆著由齒輪驅(qū)動的內(nèi)部齒狀正齒齒輪320 、 334的徑向 力。齒狀正齒主動齒輪230、234與齒狀正齒齒輪部分320、334的嚙合分別相對于系統(tǒng)10、 210的固定部件繞著水平搖動軸線P旋轉(zhuǎn)水平搖動環(huán)306和俯仰搖動環(huán)310。電機支撐板 254連接至水平搖動環(huán)306并且與水平和俯仰搖動環(huán)306 、310 —起旋轉(zhuǎn)。俯仰搖動托架354 連接至電機支撐板254并且與之一起旋轉(zhuǎn)，引起俯仰搖動扇形齒輪368和照相機透鏡模塊 安裝托架380也繞著水平搖動軸線P旋轉(zhuǎn)。連接至托架380的照相機透鏡模塊30也旋轉(zhuǎn)。
在所公開的構造中，齒輪230、240的齒狀正齒具有相同數(shù)量的齒，并且齒輪部分 320、334的齒狀正齒具有相同數(shù)量的齒，所以對于水平和俯仰搖動而言驅(qū)動比是相同的。因 此，在以相同的速度驅(qū)動電機214、218時，俯仰搖動環(huán)310和水平搖動環(huán)306 —起旋轉(zhuǎn)并且 沒有將使照相機透鏡模塊30俯仰搖動的差動運動。每段的速度和比率的乘積相同，所以相 同的電機速度產(chǎn)生俯仰搖動環(huán)310相對于水平搖動環(huán)306而言相同的旋轉(zhuǎn)速度。然而，如 果水平和俯仰搖動段的比率不同(例如，齒輪和/或齒輪部分上的齒的數(shù)量不同)，驅(qū)動器 仍然能通過使用成比例的不同電機速度工作以產(chǎn)生俯仰搖動環(huán)310和水平搖動環(huán)306的相 同速度。 在照相機透鏡模塊30水平搖動時，柔性扁平線纜22的第二端62保持連接至照相 機透鏡模塊30，并且以與照相機透鏡模塊30和水平搖動段的剩余部分基本上相同的量和 方向旋轉(zhuǎn)。俯仰搖動托架354的保持叉358與抗旋轉(zhuǎn)臂26的嚙合使抗旋轉(zhuǎn)臂34以與照相 機透鏡模塊30和水平搖動段基本上相同的量和方向旋轉(zhuǎn)。柔性扁平線纜22的第一端58 與抗旋轉(zhuǎn)臂26—起旋轉(zhuǎn)。因此，第一和第二端58、62都以與水平搖動段(包括照相機透鏡 模塊30)繞著水平搖動軸線P基本上相同的量和方向旋轉(zhuǎn)，防止柔性扁平線纜22的扭曲。
抗旋轉(zhuǎn)臂26和柔性扁平線纜22的第一端58也連接至轉(zhuǎn)子42。因此，轉(zhuǎn)子42以 與照相機透鏡模塊30和柔性扁平線纜22基本上相同的量和方向繞著水平搖動軸線P旋 轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子42的旋轉(zhuǎn)以及其連接至定子38在電路板14和照相機透鏡模塊30之間保持電連 接，同時允許柔性扁平線纜22和抗旋轉(zhuǎn)臂26與照相機透鏡模塊30的機械旋轉(zhuǎn)?？剐D(zhuǎn)臂 26還通過提供轉(zhuǎn)矩來旋轉(zhuǎn)第一端58和轉(zhuǎn)子42從而控制柔性扁平線纜22中的應變，并且有 助于防止柔性扁平線纜22的扭曲。 抗旋轉(zhuǎn)臂26還通過采取旋轉(zhuǎn)負荷以減少銷54和接合點之間的壓力來保護轉(zhuǎn)子42 的銷54和焊點在水平搖動期間免受應變。 照相機透鏡模塊30能以組合的俯仰和水平搖動運動旋轉(zhuǎn)。為了啟動組合的水平 和俯仰搖動運動，電路板14上的控制電路或控制器將信號發(fā)送至水平搖動電機214和俯仰 搖動電機218。水平和俯仰搖動運動如上所述受到控制，除了水平和俯仰搖動電機214、 128 將以不同的速度旋轉(zhuǎn)以便獲得期望的水平/俯仰搖動運動范圍以外(參見圖19)，如由控制 信號所指示的。在組合的俯仰和水平搖動運動期間，照相機透鏡模塊30如上所述在連續(xù)受 控的應力和應變之下俯仰和水平搖動。應當理解到，實際上，照相機運動可包括圖19的表 中所示那些的多種情況以便獲得期望的最終水平和俯仰搖動位置。在手動操縱期間，使用 者傾向于在優(yōu)化水平搖動位置之前獲得最終俯仰搖動位置。然而，當照相機在外部自動控 制之下移動至預設位置"拍攝"時，水平搖動位置通常在獲得俯仰搖動位置之前首先獲得。
照相機模塊和滑環(huán)系統(tǒng)10以及差動驅(qū)動系統(tǒng)210能用于半球形照相機模塊(參 見圖IO)，并且能替代地構造為用于另一類型的照相機模塊或另一類型的旋轉(zhuǎn)機構。照相機滑環(huán)系統(tǒng)10和差動驅(qū)動系統(tǒng)210的一些構造能用于安全系統(tǒng)中。然而，照相機滑環(huán)系統(tǒng) 10和/或差動驅(qū)動系統(tǒng)210能替代地用于其它應用。 因此，本發(fā)明尤其提供一種具有差動驅(qū)動機構的照相機和滑環(huán)系統(tǒng)。本發(fā)明的各 種特點和優(yōu)點在下面的權利要求中闡述。
權利要求
一種照相機系統(tǒng)，其包括電路板；滑環(huán)，其具有連接至電路板的定子以及轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子具有銷并且能夠相對于定子旋轉(zhuǎn)；照相機透鏡模塊；柔性扁平線纜，其具有電連接至銷的第一端，電連接至照相機透鏡模塊的第二端，以及定位于第一端和第二端之間的柔性俯仰搖動區(qū)域，所述柔性俯仰搖動區(qū)域可在照相機透鏡模塊俯仰搖動時沿著長度彎曲；以及抗旋轉(zhuǎn)臂，其連接至轉(zhuǎn)子并且與柔性扁平線纜的第一端相接觸，所述抗旋轉(zhuǎn)臂包括凹陷以接收銷并且在照相機透鏡模塊的水平搖動期間基本上防止柔性扁平線纜的扭曲。
2. 根據(jù)權利要求l的照相機系統(tǒng)，還包括電連接至電路板并且連接至照相機透鏡模塊 和抗旋轉(zhuǎn)臂的水平俯仰搖動機構，并且其中在水平俯仰搖動機構水平搖動照相機透鏡模塊 時，抗旋轉(zhuǎn)臂以與照相機透鏡模塊基本上相同的量和方向旋轉(zhuǎn)柔性扁平線纜的第一端和轉(zhuǎn) 子。
3. 根據(jù)權利要求2的照相機系統(tǒng)，其中水平俯仰搖動機構包括水平搖動段和俯仰搖動 段，所述水平搖動段具有結(jié)合至抗旋轉(zhuǎn)臂的保持叉，以在照相機透鏡模塊的水平搖動期間 移動柔性扁平線纜以及轉(zhuǎn)子。
4. 根據(jù)權利要求2的照相機系統(tǒng)，其中水平俯仰搖動機構包括俯仰搖動扇形齒輪和接 收俯仰搖動扇形齒輪的一部分并且允許照相機透鏡模塊經(jīng)由俯仰搖動扇形齒輪的俯仰搖 動的俯仰搖動托架，所述俯仰搖動托架具有與抗旋轉(zhuǎn)臂相結(jié)合的保持叉，以嚙合抗旋轉(zhuǎn)臂， 用于在照相機透鏡模塊的水平搖動期間移動柔性扁平線纜和轉(zhuǎn)子。
5. 根據(jù)權利要求2的照相機系統(tǒng)，其中照相機透鏡模塊繞著水平搖動軸線水平搖動、 繞著俯仰搖動軸線俯仰搖動，并且具有觀察軸線，并且其中柔性扁平線纜在由觀察軸線和 水平搖動軸線形成的平面中彎曲。
6. 根據(jù)權利要求2的照相機系統(tǒng)，其中水平俯仰搖動機構包括差動驅(qū)動系統(tǒng)。
7. 根據(jù)權利要求1的照相機系統(tǒng)，其中照相機透鏡模塊包括線纜托槽以接收柔性扁平 線纜的俯仰搖動區(qū)域的一部分。
8. 根據(jù)權利要求1的照相機系統(tǒng)，其中柔性扁平線纜包括繞抗旋轉(zhuǎn)臂的一部分纏繞的 彎頭。
9. 根據(jù)權利要求1的照相機系統(tǒng)，還包括 具有水平搖動電機軸的水平搖動電機； 具有俯仰搖動電機軸的俯仰搖動電機；具有中心孔的固定環(huán)，水平和俯仰搖動電機軸延伸穿過固定環(huán)的中心孔； 具有中心孔的水平搖動環(huán)，水平搖動環(huán)接收于固定環(huán)的中心孔內(nèi)，并且能夠相對于固定環(huán)繞著水平搖動軸線旋轉(zhuǎn)；具有中心孔的俯仰搖動環(huán)，俯仰搖動環(huán)接收于固定環(huán)的中心孔內(nèi)，并且能夠相對于水平搖動環(huán)和固定環(huán)繞著水平搖動軸線旋轉(zhuǎn)；連接至水平搖動環(huán)的支撐板，所述支撐板具有中心孔和保持孔； 連接至支撐板的俯仰搖動托架，所述俯仰搖動托架具有俯仰搖動齒輪孔； 俯仰搖動扇形齒輪，其具有延伸穿過支撐板的保持孔并且與俯仰搖動環(huán)相接觸的一部 分；以及安裝托架，其具有至少局部地延伸穿過俯仰搖動托架的俯仰搖動齒輪孔并且連接至俯 仰搖動齒輪孔的一部分，其中俯仰搖動電機軸的旋轉(zhuǎn)引起俯仰搖動環(huán)繞著水平搖動軸線的旋轉(zhuǎn)、俯仰搖動扇形 齒輪以及安裝托架繞著俯仰搖動軸線的旋轉(zhuǎn)，并且其中水平搖動電機軸的旋轉(zhuǎn)引起水平搖動環(huán)、支撐環(huán)、俯仰搖動托架、俯仰搖動扇形齒 輪以及安裝托架繞著水平搖動軸線的旋轉(zhuǎn)。
10. —種使用滑環(huán)、抗旋轉(zhuǎn)臂和水平俯仰搖動機構將照相機系統(tǒng)的照相機透鏡模塊連 接至電路板的方法，所述滑環(huán)具有定子和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子具有銷并且能夠相對于定子旋轉(zhuǎn)， 所述方法包括將滑環(huán)連接至電路板； 將轉(zhuǎn)子的銷接收于抗旋轉(zhuǎn)臂的凹陷中； 將轉(zhuǎn)子的銷電連接至柔性扁平線纜的第一端； 將柔性扁平線纜的第一端定位為與抗旋轉(zhuǎn)臂相接觸； 將柔性扁平線纜的第二端電連接至照相機透鏡模塊； 將電路板電連接至水平俯仰搖動機構；以及 將水平俯仰搖動機構連接至照相機透鏡模塊，其包括 將抗旋轉(zhuǎn)臂構造為以與照相機透鏡模塊相同的量和方向旋轉(zhuǎn)；以及 將柔性扁平線纜構造為在一個平面中彎曲。
11. 根據(jù)權利要求10的方法，其中水平俯仰搖動機構包括水平搖動段和俯仰搖動段， 并且其中構造抗旋轉(zhuǎn)臂包括將水平搖動段的保持叉與抗旋轉(zhuǎn)臂相配合，并且所述方法還包 括在不旋轉(zhuǎn)抗旋轉(zhuǎn)臂之下俯仰搖動照相機透鏡模塊；以及水平搖動照相機透鏡模塊，包括將抗旋轉(zhuǎn)臂與保持叉相嚙合以便與照相機透鏡模塊一 起旋轉(zhuǎn)柔性扁平線纜的第一端和轉(zhuǎn)子。
12. 根據(jù)權利要求ll的方法，其中水平搖動照相機透鏡是繞著水平搖動軸線并且俯仰 搖動照相機透鏡模塊是繞著俯仰搖動軸線，并且其中柔性扁平線纜在由照相機透鏡模塊的 觀察軸線以及水平搖動軸線所形成的平面中彎曲。
13. 根據(jù)權利要求10的方法，其中照相機透鏡模塊包括線纜托槽，并且其中構造柔性 扁平線纜包括將線纜托槽構造為接收柔性扁平線纜的俯仰搖動區(qū)域的一部分。
14. 根據(jù)權利要求10的方法，還包括將柔性扁平線纜的一部分繞抗旋轉(zhuǎn)臂纏繞。
15. —種構造來分別繞著水平和俯仰搖動軸線水平和俯仰搖動照相機透鏡模塊的差動 驅(qū)動系統(tǒng)，所述俯仰搖動軸線與所述水平搖動軸線正交，所述差動驅(qū)動系統(tǒng)包括具有水平搖動電機軸的水平搖動電機； 具有俯仰搖動電機軸的俯仰搖動電機；具有中心孔的固定環(huán)，水平和俯仰搖動電機軸延伸穿過固定環(huán)的中心孔；具有中心孔的水平搖動環(huán)，水平搖動環(huán)接收于固定環(huán)的中心孔內(nèi)，并且能夠相對于固定環(huán)繞著水平搖動軸線旋轉(zhuǎn)；具有中心孔的俯仰搖動環(huán)，俯仰搖動環(huán)接收于固定環(huán)的中心孔內(nèi)，并且能夠相對于水平搖動環(huán)和固定環(huán)繞著水平搖動軸線旋轉(zhuǎn)；連接至水平搖動環(huán)的支撐板，所述支撐板具有中心孔和保持孔； 連接至支撐板的俯仰搖動托架，所述俯仰搖動托架具有俯仰搖動齒輪孔； 俯仰搖動扇形齒輪，其具有延伸穿過支撐板的保持孔并且與俯仰搖動環(huán)相接觸的一部分；并且其中俯仰搖動電機軸的旋轉(zhuǎn)引起俯仰搖動環(huán)繞著水平搖動軸線的旋轉(zhuǎn)、俯仰搖動扇形 齒輪繞著俯仰搖動軸線的旋轉(zhuǎn)，并且其中水平搖動電機軸的旋轉(zhuǎn)引起水平搖動環(huán)、支撐環(huán)、俯仰搖動托架、俯仰搖動扇形齒 輪繞著水平搖動軸線的旋轉(zhuǎn)。
16. 根據(jù)權利要求15的差動驅(qū)動系統(tǒng)，還包括水平搖動電機安裝板和俯仰搖動電機安裝板，水平搖動電機安裝至水平搖動電機安裝 板并且俯仰搖動電機安裝至俯仰搖動電機安裝板，水平搖動電機安裝板和俯仰搖動電機安 裝板均具有各自的中心孔，并且水平和俯仰搖動電機軸分別延伸穿過這些中心孔；具有中心孔的旋轉(zhuǎn)俯仰搖動環(huán)，俯仰搖動環(huán)接收于固定環(huán)的中心孔內(nèi)，并且能夠相對 于水平搖動環(huán)和固定環(huán)繞著水平搖動軸線旋轉(zhuǎn)；以及安裝托架，其具有至少局部地延伸穿過俯仰搖動托架的俯仰搖動齒輪孔并且連接至俯 仰搖動齒輪孔的一部分，其中俯仰搖動扇形齒輪還包括至少局部地延伸穿過俯仰搖動托架的俯仰搖動齒輪孔 的另一部分。
17. 根據(jù)權利要求15的差動驅(qū)動系統(tǒng)，其中照相機透鏡模塊經(jīng)由俯仰搖動環(huán)的旋轉(zhuǎn)而 俯仰搖動、經(jīng)由俯仰搖動環(huán)和水平搖動環(huán)的等速旋轉(zhuǎn)而水平搖動，并且經(jīng)由俯仰搖動環(huán)和 水平搖動環(huán)的不等速旋轉(zhuǎn)而組合地水平/俯仰搖動，直到獲得期望的照相機位置。
18. 根據(jù)權利要求15的差動驅(qū)動系統(tǒng)，其中水平搖動電機軸具有與水平搖動環(huán)的齒輪 部分相嚙合的水平搖動軸齒輪部分以便啟動水平搖動環(huán)的旋轉(zhuǎn)，并且俯仰搖動電機軸具有 與俯仰搖動環(huán)的齒輪部分相嚙合的俯仰搖動軸齒輪部分以便啟動俯仰搖動環(huán)的旋轉(zhuǎn)。
19. 根據(jù)權利要求15的差動驅(qū)動系統(tǒng)，其中水平和俯仰搖動電機安裝板均還包括固定端和樞轉(zhuǎn)端，所述固定端由樞軸套緊固至電 機支撐板，所述樞轉(zhuǎn)端包括保持孔和突起；電機支撐板包括一對保持翼以及一對突起，每個保持翼延伸入俯仰和水平搖動電機安 裝板的保持孔以限制樞轉(zhuǎn)端的運動范圍；其中拉伸彈簧連接至俯仰和水平搖動電機安裝板的每個突起以及連接至電機支撐板 的其中一個突起。
20. —種照相機系統(tǒng)，其包括 電路板；滑環(huán)，其具有連接至電路板的定子以及轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子具有銷并且能夠相對于定子旋轉(zhuǎn)；照相機透鏡模塊；柔性扁平線纜，其具有電連接至銷的第一端，電連接至照相機透鏡模塊的第二端，以及定位于第一端和第二端之間的柔性俯仰搖動區(qū)域，所述柔性俯仰搖動區(qū)域能夠在照相 機透鏡模塊俯仰搖動時沿著長度彎曲；以及抗旋轉(zhuǎn)臂，其連接至轉(zhuǎn)子并且與柔性扁平線纜的第一端相接觸， 具有水平搖動電機軸的水平搖動電機； 具有俯仰搖動電機軸的俯仰搖動電機；具有中心孔的固定環(huán)，水平和俯仰搖動電機軸延伸穿過固定環(huán)的中心孔； 具有中心孔的水平搖動環(huán)，水平搖動環(huán)接收于固定環(huán)的中心孔內(nèi)，并且能夠相對于固定環(huán)繞著水平搖動軸線旋轉(zhuǎn)；具有中心孔的俯仰搖動環(huán)，俯仰搖動環(huán)接收于固定環(huán)的中心孔內(nèi)，并且能夠相對于水平搖動環(huán)和固定環(huán)繞著水平搖動軸線旋轉(zhuǎn)；連接至水平搖動環(huán)的支撐板，所述支撐板具有中心孔和保持孔； 連接至支撐板的俯仰搖動托架，所述俯仰搖動托架具有俯仰搖動齒輪孔； 與抗旋轉(zhuǎn)臂相結(jié)合的保持叉；以及俯仰搖動扇形齒輪，其具有延伸穿過支撐板的保持孔并且與俯仰搖動環(huán)相接觸的一部分；其中俯仰搖動電機軸的旋轉(zhuǎn)引起俯仰搖動環(huán)繞著水平搖動軸線的旋轉(zhuǎn)、以及俯仰搖動 扇形齒輪繞著俯仰搖動軸線的旋轉(zhuǎn)，并且其中水平搖動電機軸的旋轉(zhuǎn)引起水平搖動環(huán)、支撐環(huán)、俯仰搖動托架、俯仰搖動扇形齒 輪、抗旋轉(zhuǎn)臂經(jīng)由保持叉、柔性扁平線纜以及轉(zhuǎn)子繞著水平搖動軸線的旋轉(zhuǎn)。
21. 根據(jù)權利要求20的照相機系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括俯仰搖動段和水平搖動段，所 述水平搖動段包括水平搖動電機、水平搖動環(huán)、支撐環(huán)、俯仰搖動托架、俯仰搖動扇形齒輪、 抗旋轉(zhuǎn)臂、保持叉、柔性扁平線纜以及轉(zhuǎn)子，并且其中保持叉結(jié)合至水平搖動段的另一元 件。
22. 根據(jù)權利要求20的照相機系統(tǒng)，其中所述照相機透鏡模塊經(jīng)由俯仰搖動環(huán)的旋轉(zhuǎn) 而俯仰搖動，經(jīng)由俯仰搖動環(huán)和水平搖動環(huán)的等速旋轉(zhuǎn)而水平搖動、以及經(jīng)由俯仰搖動環(huán) 和水平搖動環(huán)的不等速旋轉(zhuǎn)而組合地水平/俯仰搖動，直到獲得期望的照相機位置。
全文摘要
一種照相機系統(tǒng)，其具有照相機透鏡模塊、滑環(huán)連接器以及水平/俯仰搖動機構。在一種構造中，照相機系統(tǒng)包括電路板、具有連接至電路板的定子以及可相對于定子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子的滑環(huán)、照相機透鏡模塊、以及柔性扁平線纜。照相機系統(tǒng)還能包括連接至轉(zhuǎn)子并且與柔性扁平線纜的第一端相接觸的抗旋轉(zhuǎn)臂?？剐D(zhuǎn)臂能在照相機透鏡模塊的水平搖動期間防止柔性扁平線纜的扭曲。
文檔編號H04N5/232GK101742121SQ20091022655
公開日2010年6月16日 申請日期2009年11月25日 優(yōu)先權日2008年11月26日
發(fā)明者R·賴特, T·L·瓊斯 申請人:羅伯特·博世有限公司