CN1700080A - 透镜镜筒 - Google Patents

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Abstract

本发明廉价提供带有光学滤光片的透镜镜筒。该透镜镜筒(10)至少保持两个透镜(26，54)，在上述透镜之间装有光圈(40)，并可以安装在摄像机本体。另外，上述至少两个透镜(26，54)中，比位于摄像机本体侧的透镜(54)更后方，装有至少一个根据波长而进行遮光或透光的光学滤光片(95)。

Description

透镜镜筒
技术领域
本发明涉及关于透镜镜筒，尤其是用于监控摄像机等的透镜镜筒。
背景技术
作为被使用在可见光域(昼间)和近红外光域(夜间)两个波长域的监控摄像机，在可见光域使用时，布置向摄像元件(CCD)的光轴前方遮断近红外光的红外截止滤光片进行摄像；在近红外光域使用时，以空白滤光片替换红外截止滤光片进行摄像，以便补正由于光轴色收差的影响而导致的结像位置偏移。
以前，上述红外截止滤光片所用的机构(以下称之为红外截止滤光机构)是和摄像元件一起安装在摄像机本体的。而最近销售的摄像机本体及透镜镜筒一体型监控摄像机由于本体小型化等原因而难以将红外截止滤光机构安装在摄像机本体上。
因此，提出了将红外截止滤光机构安装在摄像机本体上的技术提案(参见参考文献1)。根据这一文献，红外截止滤光机构是与光圈机构成为一体，并布置于透镜镜筒上。
图3是安装带有与红外截止滤光片机构成为一体的光圈机构的透镜镜筒的监控摄像机概略图。如图所示，监控摄像机(200)由摄像机本体(202)和透镜镜筒(204)构成。透镜镜筒(204)由用来固定第一透镜(群)(212)的前部固定筒(206)、用来固定第二透镜(群)(214)的后部固定筒(208)、用来固定CCD(216)的CCD固定筒(210)构成。在前部固定筒(206)和后部固定筒(208)之间布置与红外截止滤光机构成为一体的光圈机构(218)。
在光圈机构(218)上，顺着机板(224)表面及里面，布置有由两个光圈翼构成的光圈(220)和用来固定红外截止滤光片等光学滤光片的固定板(222)。而且在光圈机构(218)上，用来调整光圈(220)开口大小的光圈驱动手段(226)和在光轴上插拔光学滤光片的滤光片驱动手段(228)被安装在透镜镜筒(204)的外周。
【专利文献1】日本专利公开2002-189238号公报
发明内容
但是如图3所示，在第一透镜(212)和第二透镜(214)之间布置与红外截止滤光机构成为一体的光圈机构时，要对透镜之间的距离进行专门设计，使其大于一般的透镜镜筒。而且由于在透镜镜筒(204)外周分别安装光圈驱动手段(226)和滤光片驱动手段(228)，因此需要对透镜镜筒(204)外周的构成部件等进行重新设计。因此，由于与一般透镜镜筒的构成部件相比有很多不同，有透镜镜筒制造成本增加的缺点。
此外，由于光圈机构和红外截止滤光机构是一体化，因此当其中一个构成部件发生故障时，要整个拆除并对故障原因进行检修。
本发明是基于上述原因而被提出的，目的是廉价提供带有红外截止滤光片等光学滤光片的透镜镜筒。
为达到上述目的，权利要求1所述的发明提供：作为至少保持两个透镜，在透镜之间装有光圈，并可以安装在摄像机本体的透镜镜筒，上述至少两个透镜中，比位于摄像机本体侧的透镜更后方，装有至少一个根据波长而进行遮光或透光的光学滤光片。
根据本发明，光学滤光片与安装在透镜之间的光圈相互分开，被分别安装在比位于摄像机本体侧的透镜更后方的位置。因此不需要为了在透镜镜筒上安装光学滤光片而对透镜之间的距离进行重新设计，可以与一般透镜镜筒的很多部件实现共同化，从而廉价制造透镜镜筒。
而且，由于光学滤光片与光圈是被分别安装的，因此当具有其中一个机构的构成部件发生故障时，只需拆除该机构并对故障原因进行检修，因此可以提高维护性。
权利要求2所述的发明，作为权利要求1所述的透镜镜筒，其特征为：还具有在光轴上插拔上述至少一个光学滤光片的滤光片转换手段。
根据权利要求2所述的样态，在发挥权力要求1样态效果的同时，便于根据摄像情况而插拔光学滤光片。
权利要求3所述的发明，作为权力要求1或2中记载的透镜镜筒，其特征为：上述至少一个光学滤光片遮断近红外光域。
根据权利要求3所述的样态，在发挥权力要求1或2的样态效果的同时，可以在可见光域摄像时，遮断近红外光域。
权利要求4所述的发明，作为权力要求1或2中记载的透镜镜筒，其特征为：是遮断近红外光域的第一光学滤光片与透过近红外光域的第二光学滤光片。
根据权利要求4所述的样态，在发挥权力要求1或2的样态效果的同时，可以在可见光域和近红外光域两个波长域摄像时，补正由于光轴色收差的影响而导致的结像位置偏移。
权利要求5所述的发明，作为权力要求1至4中任意一项中记载的透镜镜筒，其特征为：上述透镜镜筒由保持上述至少两个透镜的第一固定筒和布置在比上述第一固定筒更后方保持摄像元件的第二固定筒构成，并且在上述第二固定筒上装有上述至少一个光学滤光片。
根据权利要求5所述的样态，不需要对第一固定筒进行重新设计，可以与一般透镜镜筒的很多部件实现共同化，因此可以廉价制造透镜镜筒。
综上所述，根据本发明涉及的透镜镜筒，光学滤光片与安装在透镜之间的光圈相互分开，被分别安装在比位于摄像机本体侧的透镜更后方的位置。因此不需要对透镜之间的距离进行重新设计，可以与一般透镜镜筒的很多部件实现共同化，从而廉价制造透镜镜筒。
附图说明
图1是本发明涉及的透镜镜筒的侧面断面图；
图2是图1中所示的透镜镜筒的滤光机构正面图；
图3是安装带有与红外截止滤光片机构成为一体的光圈的透镜镜筒的监控摄像机概略图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明涉及的透镜镜筒的最佳实施方式。
图1是表示本发明的实施形态所涉及的监控摄像机的透镜镜筒结构的侧面断面图。该图所示的透镜镜头(10)带有前部固定筒(12)、后部固定筒(14)及CCD固定筒(16)。
将光圈机构(40)放在前部固定筒(12)和后部固定筒(14)之间，前部固定筒(12)光轴(P)后方的内周部与后部固定筒(14)光轴(P)前方的外周部相互粘接。
后部固定筒(14)和CCD固定筒(16)是以插接方式连接的。即，安装在后部固定筒(14)后端部的凸型卡口座环(male bayonet mount ring)(18)带有从外周向直径方向外侧突出并向周围方向间歇延长的卡爪，以及由于这个卡爪(bayonet pawl)而在一侧构成槽壁的卡口接合槽。安装在另一侧CCD固定筒(16)前端部的凹型卡口座环(female bayonet mount ring)(20)带有从内周面向直径方向内侧突出的卡口突起。在凸型卡口座环(18)的卡爪之间间歇形成的插入空间插入之后，进行相对回转，在凸型卡口座环(18)的卡口接合槽插入凹型卡口座环(20)的卡口突起，从而接合后部固定筒(14)和CCD固定筒(16)。
CCD固定筒(16)的后端部有多个螺丝孔(22)，可以由没有图示的螺丝，与没有图示的监控摄像机本体进行结合。
前部固定筒(12)里面装有在透镜架(24)保持的对焦透镜(群)(26)。透镜架(24)上形成了从周围面向外突出的接合部(27)，另外，与前部固定筒(12)的直进槽(28)相接合，使透镜架(24)及对焦透镜(26)引导到直进槽(28)，向光轴(P)方向直进移动。
前部固定筒(12)的外周面上，装有可以自由回动的对焦环(30)，在该对焦环(30)的内周面形成了凸轮槽(32)。在上述透镜架(24)的接合部(27)前端，突出设置了凸轮销(34)。在该凸轮销(34)与对焦环(30)的凸轮槽(32)和前部固定筒(12)的直进槽(28)的交叉位置向光轴(P)方向变位的同时，根据该交叉位置，透镜架(24)及对焦透镜(26)也向光轴方向(P)变位。如上所述，回动操作对焦环(30)，可以调整对焦透镜(26)的设定位置而调整焦点。另外，在透镜架(24)的周围，以等间距形成了3个接合部(27)，据此，也形成了各3个前部固定筒(12)的直进槽(28)及对焦环(30)的凸轮槽(32)。
对焦环(30)的外周装有手把固定构件(36)。手把固定构件(36)上有从外周面贯通到内周面的螺丝孔(37)，将手把(38)的螺丝部(39)拧入该螺丝孔(37)，使其安装在手把固定构件(36)上。拧入螺丝部(39)，使其前端与对焦环(30)的外周面相互接触之后，操作人员可以利用该手把(38)，回动操作对焦环(30)。另外，把手把(38)的螺丝部(39)拧得更深，使螺丝部(39)前端对焦环(30)外周面的压力更大，可以将对焦环(30)固定在所希望的调焦位置。
布置于前部固定筒(12)和后部固定筒(14)之间的光圈机构(40)是由两个光圈翼(42，44)、在光轴(P)后方保持光圈翼(42，44)并将光圈机构(40)安装保持在透镜镜筒(10)(前部固定筒(12)、后部固定筒(14)及CCD固定筒(16))上的保持架(46)、从光轴(P)前方向光圈翼(42，44)加压的押板(48)等构件组成。使用没有图示的螺丝，将光圈机构(40)固定在前部固定筒(12)和后部固定筒(14)上。
图1中，在光圈机构(40)的保持架(46)的下方，安装保持为开闭光圈翼(42，44)的驱动机构的保持部(50)形成为一体，并在该保持部(50)安装有电动用驱动机。电动用驱动机是以电动方式(iris meter)开关光圈翼(42，44)的驱动机构。也可以使用以手动方式开关光圈翼(42，44)的驱动机构。
在后部固定筒(14)内装有保持在透镜架(52)的变焦透镜(群)(54)。透镜架(52)上形成了从周围面向外突出的接合部(56)；在后部固定筒(14)上，按光轴(P)方向形成了直进槽(58)，透镜架(52)的接合部(56)与后部固定筒(14)的直进槽(58)相接合，使透镜架(52)及变焦透镜(54)引导到直进槽(58)，向光轴(P)方向直进移动。
在后部固定筒(14)的外周面装有能够回动的变焦环(60)，在变焦环(60)的内周面形成了凸轮槽(62)。变焦环(60)的后端面装有凸型卡口座环(18)，可以如上所述，与安装在CCD固定筒(16)前端部的凹型卡口座环(20)相接合，从而使后部固定筒(14)和CCD固定筒(16)相互结合。
在透镜架(52)的接合部(34)前端，突出设置了凸轮销(63)，该凸轮销(63)与变焦环(60)的凸轮槽(62)相接合。因此，在变焦环(60)的凸轮槽(62)和后部固定筒(14)的直进槽(58)的交叉位置向光轴(P)方向变位的同时，根据该交叉位置，透镜架(52)及变焦透镜(54)也向光轴方向(P)变位。如上所述，回动操作变焦环(60)，调整变焦透镜(54)的位置并调整焦距(变焦画角)。在透镜架(52)的周围，以等间距形成了3个接合部(56)，据此，也形成了各3个后部固定筒(14)的直进槽(58)及变焦环(60)的凸轮槽(62)。
变焦环(60)的外周装有手把固定构件(64)。手把固定构件(64)上有从外周面贯通到内周面的螺丝孔(65)，将手把(66)的螺丝部(67)拧入该螺丝孔(65)，使其安装在手把固定构件(64)上。拧入螺丝部(67)，使其前端与变焦环(60)的外周面相互接触之后，操作人员可以利用该手把(66)，回动操作变焦环(60)。另外，把手把(66)的螺丝部(67)拧得更深，使螺丝部(67)前端对变焦环(60)外周面的压力更大，可以将变焦环(60)固定在所希望的调焦位置。
在CCD固定筒(16)上，从光轴(P)前方到后方，布置了滤光机构(70)、补正透镜(72)、垫材(74)、CCD(76)。
补正透镜(72)被CCD固定筒(16)内周面的保持部(78)及垫材(74)固定。为了得到所希望的画像效果，补正透镜(72)对从变焦透镜(54)投影到CCD(76)的光，实施遮断一定波长的光等纠正措施。而且，根据CCD(76)的功能、性能以及所希望得到的画像效果，而对补正透镜的材质、厚度等任意进行设计。
垫材(74)可以在固定补正透镜(72)的同时，起到垫片(spacer)作用，使结像面(图像焦点)(80)与CCD(76)的受光面(以下也称摄像面)(82)相一致。
CCD(76)安装在CCD机板(84)光轴(P)前方的侧面中央部。CCD(76)将在摄像面(60)上结像的光学像转换为电子信号，该电子信号通过连在CCD机板(84)上的、没有图示的线缆而被传输到监控摄像机本体。
安装在变焦透镜(14)光轴(P)后方的滤光机构(70)可以贯通CCD固定筒(16)，并用没有图示的螺丝固定在CCD固定筒(16)上。
滤光机构(70)上有安装遮断红外线的红外截止滤光片(95)和透过红外线的透明滤光片(97)的滤光片固定板(86)、在保持滤光片固定板(86)的同时，将滤光机构(70)安装保持在透镜镜筒(10)(前部固定筒(12)、后部固定筒(14)及CCD固定筒(16))上的保持架(88)、装有可以上下移动滤光片固定板(86)并更换光轴(P)上的滤光片的电动用驱动机的保持部(90)。
而且本发明并不局限于上述实施形态中利用电动用驱动机更换光轴(P)上的滤光片的滤光机构(70)。比如，也可以利用没有图示的操作构件，用手动方式上下移动滤光片固定板(86)。
图2是图1中所示的滤光机构(70)的正面图。图2(a)表示将红外截止滤光片(95)安装在光轴(P)上的状态，图2(b)表示将透明滤光片(97)安装在光轴(P)上的状态。
如图2(a)所示，滤光片固定板(86)是大致呈长方形的薄金属板，在其一端部，顺着长度方向形成了臂部(92)，并且在臂部(92)的前端形成了连接孔(98)。
在滤光片固定板(86)上，按长度方向排列形成了大致呈正方形的开口部(94，96)。开口部(94)被红外截止滤光片(95)所遮盖，开口部(96)则被透明滤光片(97)所遮盖。红外截止滤光片(95)及透明滤光片(97)各自都大于相应的开口部(94，96)，其外周部被粘合剂等固定在滤光片固定板(86)上。
透明滤光片(97)可以纠正从光轴(P)上拆下红外截止滤光片(95)时出现的结像位置偏移。因此，透明滤光片(97)的厚度、材质等设计应该能够使将红外截止滤光片(95)安装在光轴(P)时的结像位置和将透明滤光片(97)安装在光轴(P)时的结像位置相一致。
在保持架(88)上，在短方向的两端部设有用于将滤光机构(70)固定在CCD固定筒(16)上的两个突起部(100)。在突起部(100)的中央部形成了用以通过螺丝的孔部(102)。使孔部(102)和CCD固定筒(16)上形成的、没有图示的孔部相叠，并拧入没有图示的螺丝，以便让滤光机构(70)固定在CCD固定筒(16)上。
在保持架(88)的大致中央部形成了用于通过入射光的圆形开口部(104)。滤光机构(70)被固定在CCD固定筒(16)上时，开口部(104)的中心部和光轴(P)相一致。
在保持架(88)的表面层叠布置滤光片固定板(86)。滤光片固定板(86)由于从保持架(88)周边部向内面形成的、没有图示的突起部，而不会从保持架(88)上掉下，同时滤光片固定板(86)可以顺着长度方向滑动。
在保持架(88)的下方形成了大致圆形状的的连接部(106)。连接部(106)由安装在保持部(90)的电动用驱动机(没有图示)回转轴(108)、安装在回转轴(108)上的回转臂(110)、用来连接回转臂(110)的一端和臂部(92)连接孔(98)的连接构件(112)构成。
回转轴(108)由电动用驱动机的驱动而回动，回转臂(110)在所需要的角度范围内，以旋转轴(108)为中心进行回动。随着回转臂(110)的回动，在回转臂一端的连接构件(112)顺着连接部(106)的周围方向移动，因此，带有由连接构件(112)连接的臂部(92)的滤光片固定板(86)向长度方向滑动。
当回转臂(110)位于图2(a)所示的回转界线点时，红外截止滤光片(95)位于开口部(104)。当回转臂(110)位于图2(b)所示的另一方回转界线点时，透明滤光片(97)位于开口部(104)。
在上述构成中，在可见光域使用带有透镜镜筒(10)的监控摄像机时，用电动用驱动机驱动，在光轴(P)上布置红外截止滤光片(95)。在红外光域使用时，用电动用驱动机驱动，在光轴(P)上布置透明滤光片(97)。如上所述，构成为分别布置红外截止滤光片(95)和透明滤光片(97)时的结像位置相一致的状态，因此在可见光域摄像时和在红外光域摄像时不会出现焦点位置偏移的现象。因此，在可见光域摄像和红外光域摄像之间相互转换时，不需要每次都进行调焦。
由于滤光机构(70)的红外截止滤光片(95)及透明滤光片(97)布置在比第二固定筒(14)靠近光轴(P)后方的CCD固定筒(16)上，因此不会对保持于第一固定筒(12)的对焦透镜(26)和保持于第二固定筒(14)的变焦透镜(54)之间的距离产生影响。而且，虽然滤光机构(70)的保持部(90)形成于CCD固定筒(16)的外周，但是不会对第一固定筒(12)或第二固定筒(14)外周的构成部件产生影响。因此本发明涉及的透镜镜筒可以与一般透镜镜筒的很多部件实现共同化，廉价制造透镜镜筒。
而且由于滤光机构(70)是和光圈机构(40)分别安装的，因此当其中一个机构的构成部件发生故障时，只需拆除相应的机构并对故障原因进行检修，因此可以提高维护性。
关于本发明中透镜镜筒的详细说明如上，当然，本发明并不局限于上述例，可以在不脱离本发明要点的范围内，进行各种改良或变形。

Claims (5)

1.一种透镜镜筒，至少保持两个透镜，在上述透镜之间装有光圈，并可以安装在摄像机本体，其特征在于：
上述至少两个透镜中，比位于摄像机本体侧的透镜更后方，装有至少一个根据波长而进行遮光或透光的光学滤光片。
2.根据权利要求1中所述的透镜镜筒，其特征在于：
还具有在光轴上插拔上述至少一个光学滤光片的滤光片转换手段。
3.根据权利要求1或2中所述的透镜镜筒，其特征在于：
上述至少一个光学滤光片遮断近红外光域。
4.根据权利要求1或2中所述的透镜镜筒，其特征在于：
上述至少一个光学滤光片为遮断近红外光域的第一光学滤光片与透过近红外光域的第二光学滤光片。
5.根据权利要求1至4中任意一项中所述的透镜镜筒，其特征在于：
上述透镜镜筒由保持上述至少两个透镜的第一固定筒和布置在比上述第一固定筒更后方保持摄像元件的第二固定筒构成，
在上述第二固定筒上装有上述至少一个光学滤光片。
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