JP2002098876A - レンズ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】フィルタの取り付けにより長くなるバックフォ
ーカスの変化分と同じ距離だけ、フランジ面とレンズの
最終屈折面との距離を広げるような距離調整部材（スペ
ーサ部材）をフィルタ取付機構に設け、フィルタ着脱に
伴うカメラやレンズのフランジバック調整作業を省略す
る。 【解決手段】可視域と近赤外域の両方の感度を持つカメ
ラ１０を可視域で使用する場合には、ＩＲカットフィル
タ３０を保持したフィルタ枠６０の上からマウント環４
４を重ねた後、締め付け環４６を固定鏡胴４０のネジ部
５０に螺挿してレンズ後部にフィルタ３０を取り付け
る。フィルタ３０の挿入によりレンズ２２の最終屈折面
２２Ａの頂点から結像面Ｓ(VR)までの距離（バックフォ
ーカス）は長くなるが、そのシフト量ｋだけ、フィルタ
枠６０の脚部６２によって、レンズ２２が前方に移動さ
れ、フランジ面２８から結像面までの距離が調整され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレンズ装置に係り、
特に可視域と近赤外域の両方の感度を有するテレビカメ
ラ等に適用されるレンズ装置の後部にフィルタを取り付
けるための構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カメラの機種によっては、可視域
と近赤外域両方の感度を持つものが有り、可視域で使用
する際、近赤外波長光をカットするためにレンズ後部に
フィルタを必要とするものがある。図６は、従来のテレ
ビカメラにおける光学構成の例を示す概略図であり、同
図（Ａ）は近赤外域で使用する態様を示し、同図（Ｂ）
は可視域で使用する態様を示している。

【０００３】カメラ１０は撮像素子としてのＣＣＤイメ
ージセンサ１２を有し、カメラ１０の前方にレンズ装置
２０が連結される。レンズ装置２０の内部には、レンズ
２２が配置され、該レンズ２２の保持枠（以下、レンズ
枠という。）２３は、鏡胴２４の内側に支持されてい
る。レンズ装置２０後端に設けられたネジ部２６をカメ
ラ１０に螺挿することにより、カメラ先端部１４がフラ
ンジ面２８に当接してレンズ装置２０とカメラ１０が位
置決め固定される。被写体からの光はレンズ２２によっ
てＣＣＤ１２の受光面に結像され、その光学像がＣＣＤ
１２によって電気信号に変換されることにより、画像信
号を得る。

【０００４】図６（Ｂ）に示す可視域の使用時には、レ
ンズ２２の後方に近赤外波長をカットするためのフィル
タ（ＩＲカットフィルタ）３０が取り付けられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図６（Ｂ）に示したよ
うに、レンズ２２の後方にフィルタ３０を取り付ける
と、結像面がＣＣＤ受光面（以下、撮像面という。）よ
りも後方にシフトする。このシフト量ａは、フィルタ３
０の材質（屈折率）と厚さ寸法によって定まる。

【０００６】カメラ取り付け時の基準面となるフランジ
面２８から結像面までの距離をフランジバックフォーカ
ルディスタンス（以下、「フランジバック（Ｆ．f ）」
といい、レンズ２２の最終屈折面２２Ａの頂点から結像
面（像焦点）までの距離をバック・フォーカルディスタ
ンス（以下、「バックフォーカス（Ｂ．ｆ）」）とい
う。

【０００７】フィルタ３０を挿入した場合のバックフォ
ーカス（フィルタ有り）は、空気換算のバックフォーカ
ス（フィルタ無し）よりも長くなり、次の関係がある。

【０００８】

【数１】Ｂ．ｆ（フィルタ有り） ＝Ｂ．ｆ（フィルタ無し）＋（１−１／ｎ）×ｄ …（１） ただし、ｄはフィルタの厚さ（ｍｍ）、ｎは屈折率であ
る。

【０００９】フィルタ３０の挿入によって後方にズレた
結像面と、撮像面とを一致させるために、従来は、カメ
ラ（ＣＣＤ）１０側又はレンズ装置２０側においてフラ
ンジバックフォーカス（Ｆ．f)を調整し直さなければな
らず、作業が煩雑であった。

【００１０】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、フィルタの着脱によって生じる結像面のズレを
簡単に調整でき、カメラやレンズのフランジバンク調整
作業を省略することができるレンズ装置を提供すること
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係るレンズ装置は、フィルタの装着によっ
て長くなるバックフォーカスの変化分と同量の距離分を
カメラ取り付け時の基準面となるフランジ面とレンズの
最終屈折面との間に付加する距離調整部材が前記フィル
タの取付機構に設けられていることを特徴としている。

【００１２】本発明によれば、レンズ後部にフィルタを
取り付けると、フィルタの光学作用によってバックフォ
ーカスが長くなり、フィルタ未装着時よりも結像面が後
方にシフトする。そのシフト量と同等の距離分、レンズ
の最終屈折面とフランジ面の間に距離調整部材（いわゆ
るスペーサ部材）が介挿され、フランジ面が後方にシフ
ト（逆に言えば、レンズが前方にシフト）する。これに
より、フィルタの未装着時とフィルタ装着時とでフラン
ジ面から結像面までの距離（フランジバック）を一定に
保つことができる。こうして、フィルタの取付作業によ
ってフランジバックが調整されるため、フィルタ取り付
け後に、カメラ又はレンズのフランジバックを調整し直
すという煩雑な作業を回避できる。

【００１３】可視域と近赤外域両方の感度を持つカメラ
を可視域で使用する際に、近赤外波長光をカットするた
めのフィルタをレンズ後部に取り付ける場合には、レン
ズの軸上色収差による可視／近赤外の像面のズレも同時
に補正するように距離調整部材の厚さ寸法を設計するこ
とが好ましい。

【００１４】本発明の他の態様に係るレンズ装置は、カ
メラ取り付け時の基準面となるフランジ面及びカメラと
の連結を行うマウント部を有し、レンズ後部に取り付け
られるマウント環と、前記マウント環を前記レンズ後部
に固定するための固定部材と、レンズの最終屈折面の後
方にフィルタを着脱自在に取り付けるためのフィルタ取
付機構と、を備え、前記フィルタの装着によって長くな
るバックフォーカスの変化分と同量の距離分を前記フラ
ンジ面と前記最終屈折面との間に付加する距離調整部材
が前記フィルタ取付機構に一体的に設けられていること
を特徴としている。

【００１５】この場合、前記距離調整部材は、前記フィ
ルタの保持枠に設けられる態様がある。また、前記フィ
ルタ取付機構として、前記マウント環には、前記フィル
タを保持するためのフィルタ保持部が形成され、該フィ
ルタ保持部に保持したフィルタを固定するフィルタ固定
部材に前記距離調整部材が設けられている態様がある。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るレンズ装置の好ましい実施の形態について詳説する。

【００１７】図１（Ａ）は、本発明の原理を説明するた
めの断面図であり、比較のために同図（Ｂ）に従来の光
学構成（図６（Ｂ）と同一の図）を示す。図１中図６と
共通する部分には同一の符号を付す。

【００１８】図１（Ａ）によれば、フィルタ３０の取付
部分においてレンズ２２とフィルタ３０の間にスペーサ
３２が挿入されており、このスペーサ３２の厚み寸法分
だけレンズ２２の位置が前方へシフトされている。スペ
ーサ３２は、フィルタ３０の装着による結像面のシフト
量ａと等価な距離を付加する厚さ寸法を有している。

【００１９】図１（Ｂ）に示した従来の構造と比較する
と分かるように、フランジ面２８を基準としてレンズ２
２の位置（レンズ２２の中心位置）を見比べると、スペ
ーサ３２を挿入した同図（Ａ）の構成においては、レン
ズ２２の位置がシフト量ａだけ前方に移動している。こ
れにより、レンズ２２及びフィルタ３０を通過した被写
体光の結像面とＣＣＤ１２の受光面（撮像面）を一致さ
せることができる。

【００２０】本発明はフィルタ３０の装着と同時にスペ
ーサ３２が装着される機構によって、従来の煩雑なフラ
ンジバック調整作業を省略することができる。以下、そ
の具体的な構造例について説明する。

【００２１】図２及び図３は、本発明の第１の実施形態
に係るレンズ装置２０の後部におけるフィルタ取付機構
の要部断面図である。図２は近赤外域での使用時（フィ
ルタ無し）の様子、図３は可視域での使用時（フィルタ
有り）の様子を示す。

【００２２】これらの図面において、符号４０は固定鏡
胴、符号２２はレンズ、符号４４はマウント環、符号４
６は締め付け環である。レンズ２２は、１枚又は複数枚
のレンズ群から成り、レンズ枠２３に保持されている。
このレンズ枠２３は、固定鏡胴４０の内側に取り付けら
れている。マウント環４４は、カメラ１０とレンズ装置
２０の連結を行うためのネジ部２６を有し、ネジ部２６
の基端面がフランジ面２８としてカメラ取付時の基準面
となる。

【００２３】マウント環４４には位置決め用の脚部４８
が一体的に形成されており、図２に示したフィルタ未装
着時には、この脚部４８を固定鏡胴４０後端の突き当て
面４０Ａに当接させ、マウント環４４の上から締め付け
環４６を固定鏡胴４０のネジ部５０に螺挿することによ
り、マウント環４４が固定される。こうして、レンズ２
２の最終屈折面２２Ａの頂点Ｌp とフランジ面２８の位
置関係が決定される。最終屈折面２２Ａの頂点Ｌから結
像面Ｓ(IR)までの距離がフィルタ未装着時のバックフォ
ーカスＢ．ｆ(IR)である。

【００２４】次に、図３に示したフィルタ装着時の場合
を説明する。フィルタ３０を保持する保持枠（以下、フ
ィルタ枠という。）６０は、取り付け時に固定鏡胴４０
後端の突き当て面４０Ａに当接する脚部６２を有し、こ
の脚部６２がフィルタ３０の取付位置を規定するととも
に、上述したスペーサ３２の役割を果たす。

【００２５】フィルタ３０の取り付け時には、フィルタ
枠６０の上からマウント環４４を重ねた後、締め付け環
４６を固定鏡胴４０のネジ部５０に螺挿してフィルタ枠
６０及びマウント環４４を固定する。このとき、フィル
タ枠６０の脚部６２は突き当て面４０Ａに当接し、マウ
ント環４４の脚部４８は突き当て面４０Ａから一定量ｋ
だけ離れて位置決めされる。

【００２６】フィルタ３０を挿入した場合のバックフォ
ーカス（Ｂ．ｆ（VR）) は、フィルタ３０未装着時のバ
ックフォーカス（Ｂ．ｆ（IR）) よりもｋだけ長くな
る。例えば、フィルタ３０として厚さｄ＝２ｍｍのガラ
ス製フィルタを用いた場合には、上記した式（１）に従
って、ｋ＝０．６７ｍｍである。

【００２７】バックフォーカスが長くなった分（ｋ）だ
け、フィルタ枠６０の脚部６２によってフランジ面２８
を固定鏡胴４０の突き当て面４０Ａから後方にシフトさ
せている。これにより、フランジ面２８から結像面Ｓ
（VR) までの距離（すなわち、フランジバックＦ．ｆ）
は、図２で説明したフィルタ未装着時のフランジバック
と等しくなる。したがって、カメラ１０やレンズ装置２
０においてフランジバック調整作業を行う必要がない。

【００２８】上記の如く構成されたフィルタ取付機構に
よれば、カメラ１０を近赤外域で使用する場合には、図
２に示したように、フィルタ３０を取り外して、レンズ
装置２０をカメラ１０に連結する。被写体からの光はレ
ンズ２２によってカメラ１０内のＣＣＤ１２受光面に結
像され、その光学像がＣＣＤ１２によって電気信号に変
換される。ＣＣＤ１２から出力された電気信号は、カメ
ラ１０の信号処理手段によって所定の信号処理が施さ
れ、映像信号として出力される。

【００２９】また、カメラ１０を可視域で使用する場合
には、図３に示したように、フィルタ枠６０に保持され
たフィルタ３０をレンズ装置２０の後部に装着する。フ
ィルタ３０の挿入によってバックフォーカスは長くなる
が、その分フィルタ枠６０の脚部６２によって、レンズ
２２の最終屈折面２２Ａの頂点Ｌp とフランジ面２８と
の距離が長くなるため、フランジ面２８から結像面Ｓ
（VR) までの距離（フランジバック）は、フィルタ未装
着時と同等である。

【００３０】したがって、フィルタ３０の装着状態で、
マウント環４４のネジ部２６にカメラ１０を装着すれ
ば、結像面とＣＣＤ１２の受光面とが一致し、煩雑なフ
ランジバック調整作業は不要である。

【００３１】なお、可視域による撮影と、近赤外域によ
る撮影とではレンズの色収差によって結像位置のズレが
生じる。この軸上色収差による可視／近赤外の像面のズ
レを同時に補正するように脚部６２の長さを設計する態
様も好ましい。

【００３２】図４は、本発明の第２の実施形態を示す要
部断面図である。図４中図３と同一又は類似の部材には
同一の符号を付し、その説明は省略する。

【００３３】図４に示す例では、フィルタ枠６０の脚部
６２にマウント環４４の脚部が当接されるスペーサ部６
３が一体的に形成されている。スペーサ部６３の厚さ寸
法は、フィルタ３０によるバックフォーカスのシフト量
に応じて決定される。

【００３４】フィルタ３０装着時には、スペーサ部６３
を固定鏡胴４０の突き当て面４０Ａに密着させるととも
に、このスペーサ部６３にマウント環４４の脚部４８を
当接させて、締め付け環４６により締め付け固定する。

【００３５】かかる構成により、フィルタ３０の装着時
及び未装着時でフランジバックを一定に保つことができ
るとともに、図３の例と比較してマウント環４４を一層
安定して固定することができる。

【００３６】図５は、本発明の第３の実施形態を示す要
部断面図である。図５中図３と同一又は類似の部材には
同一の符号を付し、その説明は省略する。

【００３７】図３及び図４で説明した例では、フィルタ
枠６０とマウント環４４は別部材で構成したが、図５に
示すように、マウント環４４をフィルタ枠６０として兼
用する態様も可能である。図５によれば、マウント環４
４にフィルタ３０の保持部７０が形成され、ここにフィ
ルタ３０を取り付けて、フィルタ押え環７２をネジ部７
４に螺挿してフィルタ３０を締め付け固定する構造を有
している。

【００３８】フィルタ押え環７２は、フィルタ３０の前
面側からフィルタ３０を締め付け固定する部材であると
ともに、フィルタ装着時にフランジ面２８をシフトさせ
るスペーサとして機能する。フィルタ押え環７２には脚
部７６が一体的に形成されており、フィルタ装着時に
は、脚部７６の先端が固定鏡胴４０の突き当て面４０Ａ
に当接し、マウント環４４の脚部４８は突き当て面４０
Ａから一定量ｋだけ離れた状態で締め付け環４６により
締め付け固定される。

【００３９】かかる構成により、フィルタ３０の装着時
及び未装着時でフランジバックを一定に保つことができ
るとともに、フィルタ枠６０を省略することができる。

【００４０】上記実施の形態では、ＩＲカットフィルタ
を例に述べたが、フィルタ種類はこれに限定されず、他
の光学作用を有するフィルタについても本発明を適用す
ることができる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るレンズ
装置によれば、フィルタの取り付けによって長くなった
バックフォーカスと同じ距離だけフランジバックフォー
カスが短くなるような距離調整部材をレンズの最終屈折
面とフランジ面との間に挿入するフィルタ取付機構を用
いたので、フィルタの取付作業によってフランジバック
が調整される。これにより、フィルタ取付後に、カメラ
又はレンズのフランジバックを調整し直す必要が無く、
従来の煩わしいフランジバック調整作業を省略できる。

【００４２】また、本発明によれは、レンズの軸上色収
差による可視／近赤外の像面のズレも同時に補正するこ
とが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明するための断面図

【図２】本発明の第１の実施形態に係るレンズ装置の後
部におけるフィルタ未装着状態の様子を示す要部断面図

【図３】図２に示したレンズ装置の後部におけるフィル
タ取付機構の要部断面図

【図４】本発明の第２の実施形態を示す要部断面図

【図５】本発明の第３の実施形態を示す要部断面図

【図６】従来のテレビカメラにおける光学構成の例を示
す概略図

【符号の説明】

１０…カメラ、１２…ＣＣＤ、２０…レンズ装置、２２
…レンズ、２２Ａ…最終屈折面、２３…レンズ枠、２８
…フランジ面、３０…フィルタ、４０…固定鏡胴、４４
…マウント環、４６…締め付け環（固定部材）、６２…
脚部（距離調整部材）、６３…スペーサ部（距離調整部
材）、７０…保持部（フィルタ保持部）、７２…フィル
タ押え環（フィルタ固定部材）、７６…脚部（距離調整
部材）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィルタの装着によって長くなるバック
   フォーカスの変化分と同量の距離分をカメラ取り付け時
   の基準面となるフランジ面とレンズの最終屈折面との間
   に付加する距離調整部材が前記フィルタの取付機構に設
   けられていることを特徴とするレンズ装置。
2. 【請求項２】 カメラ取り付け時の基準面となるフラン
   ジ面及びカメラとの連結を行うマウント部を有し、レン
   ズ後部に取り付けられるマウント環と、 前記マウント環を前記レンズ後部に固定するための固定
   部材と、 レンズの最終屈折面の後方にフィルタを着脱自在に取り
   付けるためのフィルタ取付機構と、 を備え、前記フィルタの装着によって長くなるバックフ
   ォーカスの変化分と同量の距離分を前記フランジ面と前
   記最終屈折面との間に付加する距離調整部材が前記フィ
   ルタ取付機構に一体的に設けられていることを特徴とす
   るレンズ装置。
3. 【請求項３】 前記距離調整部材は、前記フィルタの保
   持枠に設けられていることを特徴とする請求項２に記載
   のレンズ装置。
4. 【請求項４】 前記フィルタ取付機構として、前記マウ
   ント環には、前記フィルタを保持するためのフィルタ保
   持部が形成され、該フィルタ保持部に保持したフィルタ
   を固定するフィルタ固定部材に前記距離調整部材が設け
   られていることを特徴とする請求項２に記載のレンズ装
   置。