JP2005250276A - Lens device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はレンズ装置に係り、特に監視カメラ用のレンズ装置であって、昼光の可視光波長域から夜光の近赤外波長域までの波長域で使用可能な昼間及び夜間監視用カメラのレンズ装置に関する。
BACKGROUND OF THE
監視カメラは、カメラ本体に設けられた撮像素子の結像面に昼間は可視光領域の光を結像させてカラー撮影を行い、夜間は可視光領域の光に加えて近赤外波長域の光を結像させてモノクロ撮影を行い、TVモニタに監視像を映し出す。 Surveillance cameras perform color photography by imaging light in the visible light region on the imaging surface of the image sensor provided in the camera body during the day, and in the near infrared wavelength region at night in addition to the light in the visible light region. The light is imaged for monochrome photography, and a monitoring image is displayed on the TV monitor.
一般にレンズ装置の光学系は、使用される波長域に応じて設計され、それ以外の波長域で使用されると、色収差の影響で結像位置にずれが生じる。このため、昼光の可視光波長域(400nm〜700nm程度)と夜光の近赤外波長域(700nm〜1000nm程度)の両方の波長域で使用される監視カメラ用のレンズ装置は、使用される波長域に応じて結像位置を修正する必要がある。 In general, an optical system of a lens apparatus is designed according to a wavelength range to be used, and when used in a wavelength range other than that, an imaging position is shifted due to the influence of chromatic aberration. For this reason, a lens device for a surveillance camera used in both the daylight visible light wavelength range (about 400 nm to about 700 nm) and the night light near infrared wavelength range (about 700 nm to about 1000 nm) is used. It is necessary to correct the imaging position according to the wavelength range.
そこで従来では、昼光における結像位置のずれを修正する赤外カットフィルタを、レンズ装置の光学系と撮像素子との間に配置するとともに光学系の光路に対して直交する平面内で進退移動自在に設けたレンズ装置が知られている(例えば、特許文献1)。 Therefore, conventionally, an infrared cut filter that corrects the deviation of the image formation position in daylight is placed between the optical system of the lens device and the image sensor, and moves forward and backward in a plane orthogonal to the optical path of the optical system. A lens device provided freely is known (for example, Patent Document 1).
図6は、赤外カットフィルタ進退構造の模式図である。同図はレンズ鏡胴1の後端部が示された図であり、赤外カットフィルタ2は、矩形状の保持枠3の円形開口部3Aに保持されている。また、この開口部3Aに隣接した開口部3Bには、光が単に透過するダミーガラス4が取り付けられている。保持枠3は、レンズ装置の鏡胴1内の円筒空間において撮影光学系5の光軸Pと直交する面内でスライド移動自在に設けられている。図6の状態は、撮影光学系5の光路上にダミーガラス4が位置されており、この状態から昼光用に切り替える場合には、保持枠3を矢印A方向にスライド移動させ、赤外カットフィルタ2を前記光路上に位置させる。
FIG. 6 is a schematic diagram of an infrared cut filter advance / retreat structure. This figure shows the rear end of the
なお、夜光における結像位置のずれを修正する際には、保持枠3の開口部3Bに可視光カットフィルタを取り付ければよいが、監視カメラでは夜間、近赤外照明を行なう場合があり、この場合には可視光カットフィルタが省略されて図6の如くダミーガラス4が保持枠3に取り付けられている。また、ダミーガラス4を取り付けることなく開口部3Bを素通しの透孔としてもよい。
しかしながら、赤外カットフィルタ2を撮影光学系5の光路に対して進退移動させる前記従来のレンズ装置は、撮影光学系5を挟んで一方側に赤外カットフィルタ2の退避スペースと他方側にダミーガラス4の退避スペースとが必要になるので、レンズ鏡胴1の外径Dが大径になり、レンズ装置が大型になるという欠点があった。
However, the conventional lens device for moving the infrared cut filter 2 forward and backward with respect to the optical path of the photographing
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、レンズの光路に光学部材が進退移動されるレンズ装置において、コンパクトな構造のレンズ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a lens device having a compact structure in a lens device in which an optical member is moved back and forth in the optical path of the lens.
本発明は、前記目的を達成するために、レンズ鏡胴の内部に配置されたレンズ保持枠と、光学部材と、前記レンズ保持枠に保持されるレンズの光路に対して前記光学部材を進退移動させる進退移動手段とを備えたレンズ装置において、前記光学部材は二分割され、前記二分割された一方の光学部材及び他方の光学部材は互いに近づく方向及び離れる方向に移動自在に設けられるとともに、前記進退移動手段によって互いに近づく方向に移動されることにより前記レンズの光路に進出位置され、互いに離れる方向に移動されることにより前記レンズの光路から退避移動されることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention moves the optical member forward and backward relative to the optical path of the lens holding frame, the optical member, and the lens held in the lens holding frame. The optical device is divided into two parts, and the one optical member and the other optical member divided into two are provided so as to be movable in a direction toward and away from each other. It is characterized by being moved forward in the optical path of the lens by being moved in a direction approaching each other by the advancing and retreating means, and retracted from the optical path of the lens by being moved away from each other.
請求項1に記載の発明によれば、光学部材を二分割し、二分割した一方の光学部材及び他方の光学部材を互いに近づく方向及び離れる方向に移動自在に設け、これらの光学部材を進退移動手段によって互いに近づく方向に移動させることによりレンズの光路に進出位置させ、互いに離れる方向に移動させることによりレンズの光路から退避移動させた。 According to the first aspect of the present invention, the optical member is divided into two parts, and the two divided optical members and the other optical member are provided so as to be movable toward and away from each other, and these optical members are moved forward and backward. By moving in a direction approaching each other by means, the advancing position is placed in the optical path of the lens, and by moving in a direction away from each other, the lens is retracted from the optical path of the lens.
ここで、本発明のレンズ装置のレンズ鏡胴径と従来のレンズ装置の鏡胴径とを比較する。レンズ径をdとした場合、従来のレンズ装置は、レンズの両側に、レンズ径dと略等しい径の赤外カットフィルタ2の退避スペースと、同様にレンズ径dと略等しい径のダミーガラス4の退避スペースが必要となるので、従来のレンズ装置のレンズ鏡胴径Dは3dとなる。これに対して、光学部材が二分割された本願発明のレンズ装置は、レンズの両側に、レンズ径の約d/2の光学部材の退避スペースを設けるだけでよいので、鏡胴径が2dとなる。よって、従来の鏡胴径に対して約3分の2の径になるので、レンズ装置がコンパクトになる。
Here, the lens barrel diameter of the lens apparatus of the present invention is compared with the lens barrel diameter of the conventional lens apparatus. Assuming that the lens diameter is d, the conventional lens apparatus has a retreat space for the infrared cut filter 2 having a diameter substantially equal to the lens diameter d on both sides of the lens, and a
請求項2に記載の発明は、前記光学部材は、昼光又は夜光における結像位置のずれを修正する結像位置修正用部材であることを特徴とする。本発明のレンズ装置を監視カメラ用として適用し、光学部材を前記結像位置修正用部材とすることによって、昼間又は夜間においてピントの合った鮮明な画像を得ることができる。 According to a second aspect of the present invention, the optical member is an image position correcting member that corrects a shift in image position in daylight or night light. By applying the lens device of the present invention to a monitoring camera and using the optical member as the imaging position correcting member, it is possible to obtain a clear image in focus at daytime or nighttime.
請求項3に記載の発明は、前記結像位置修正用部材は、近赤外光カットフィルタ又は可視光カットフィルタであることを特徴とする。昼間時に、近赤外光カットフィルタをレンズの光路に進出させることにより、昼間においてピントの合った鮮明な画像を得ることができる。又は、夜間時に、可視光カットフィルタをレンズの光路に進出させることにより夜間においてピントの合った鮮明な画像を得ることができる。
The invention according to
請求項4に記載の発明は、前記進退移動手段は、前記一方の光学部材を保持する保持枠が形成された第1のアーム及び前記他方の光学部材を保持する保持枠が形成された第2のアームを同一軸上で回動自在に支持する回動支持部と、前記回動支持部に支持された前記第1のアーム及び前記第2のアームに互いに反対方向に回動させる動力を伝達する動力伝達機構と、前記動力伝達機構に動力を与える駆動源とを備えていることを特徴とする。駆動源の動力を動力伝達機構に与えると、第1のアーム及び第2のアームが互いに反対方向に回動するので、一方の光学部材及び他方の光学部材が、レンズの光路に対して進退移動する。このような、動力伝達機構を備えることにより、分割された一方及び他方の光学部材を一つの駆動源で互いに近づく方向及び離れる方向に連動させることができる。 According to a fourth aspect of the present invention, the forward / backward moving means includes a first arm on which a holding frame for holding the one optical member is formed and a second arm on which the holding frame for holding the other optical member is formed. A rotation support part that supports the first arm and the second arm in opposite directions to each other, and a rotation support part that supports the first arm and the second arm. And a drive source for supplying power to the power transmission mechanism. When the power of the drive source is applied to the power transmission mechanism, the first arm and the second arm rotate in opposite directions, so that one optical member and the other optical member move forward and backward with respect to the optical path of the lens. To do. By providing such a power transmission mechanism, the one and the other divided optical members can be interlocked with each other in a direction toward and away from each other with a single drive source.
本発明に係るレンズ装置によれば、レンズの光路に進退移動される光学部材を有するレンズ装置において、光学部材を二分割し、一方の光学部材及び他方の光学部材をレンズの光路に対して互いに進退移動させたので、コンパクトなレンズ装置を提供できる。 According to the lens device of the present invention, in the lens device having an optical member that is moved back and forth in the optical path of the lens, the optical member is divided into two, and one optical member and the other optical member are mutually connected with respect to the optical path of the lens. Since it is moved back and forth, a compact lens device can be provided.
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説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a lens apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明が適用された監視カメラ用レンズ装置10の基端部の構造を示した断面図であり、光学部材である近赤外光カットフィルタ12がレンズの光路に進出した状態が模式的に示されている。また、図2は、近赤外光カットフィルタ12がレンズの光路から退避した状態を模式的に示した断面図である。更に、図3は、図1に示した近赤外光カットフィルタ12をレンズの後方側から見た斜視図であり、図4は、図2に示した近赤外光カットフィルタ12をレンズの後方側から見た斜視図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a base end portion of a surveillance
なお、実施の形態では、光学部材である結像位置修正用部材として近赤外光カットフィルタ12のみが取り付けられたレンズ装置10を例示している。このレンズ装置10は、夜間、近赤外照明が行われる監視箇所に設置される監視カメラ用なので、可視光カットフィルタが省略されている。また、近赤外照明を行わない仕様によっては、近赤外光カットフィルタ12に代えて可視光カットフィルタが取り付けられる。更に、これらのフィルタと同等の光路長を有する光路長補正ガラスを用いてもよく、近赤外光カットレンズや可視光カットレンズを用いてもよい。
In the embodiment, the
図1、図2の如くレンズ装置10を構成する固定鏡胴14の内部には、略円筒状のレンズ保持枠16が設けられ、レンズ保持枠16の外側には、Cマウント環18が光軸Pを中心に回転自在に配置される。このCマウント環18の基端部に形成された雄ねじ部20が、図1、図2上で二点鎖線で示す監視カメラ本体22の雌ねじ部24にねじ込まれることにより、レンズ装置10が監視カメラ本体22に取り付けられる。これによって、監視カメラが組み立てられ、レンズ装置10によって取り込んだ被写体像が、監視カメラ本体22の固体撮像素子24の結像面に結像される。
As shown in FIGS. 1 and 2, a substantially cylindrical
レンズ保持枠16には、レンズ装置10の結像光学系の最後列に配置されるリレーレンズ28が保持されている。また、固定鏡胴14の外周にはねじ部30が形成され、このねじ部30には、Cマウント環18を固定鏡胴14に回転不能に固定するためのねじ環32が螺合されている。すなわち、ねじ環32の内周部には段差部34が形成され、この段差部34は、Cマウント環18の外周部に形成された段差部36に係合されている。また、Cマウント環18の内周部にも段差部38が形成され、この段差部38は、固定鏡胴14に対してCマウント環18を図1上で左方向にスライドさせたときに、固定鏡胴14の右端面15に当接される。この状態でねじ環32をねじ部30に対してねじ込むと、段差部34によってCマウント環18が、図1上で左方向に押圧されるので、段差部38が固定鏡胴14の右端面15に圧接される。これによって、Cマウント環18が回転不能に固定鏡胴14に固定される。
The
リレーレンズ28の後方の光路に対して進退移動される近赤外光カットフィルタ12は、図3に示すようにリレーレンズ28の表面積よりも大きめ面積をもつ矩形状に形成される。また、近赤外光カットフィルタ12は上下に二分割され、上フィルタ(一方の光学部材)12Aと下フィルタ(他方の光学部材)12Bとから構成されている。更に、近赤外光カットフィルタ12は、ゼラチンフィルタであり、上フィルタ12Aはその上辺及び左右辺が下に凹形状のフレーム31に保持されるとともに、下フィルム12Bはその下辺及び左右辺が凹形状のフレーム33に保持されている。これらのフレーム31、33は、上フィルタ12Aの下辺及び下フィルタ12Bの上辺が当接した図3の状態、すなわち、近赤外光カットフィルタ12がリレーレンズ28の光路に侵入した状態において、その光路にフレーム31、33が侵入しない大きさに構成されている。なお、近赤外光カットフィルタ12を左右に二分割し、リレーレンズ28の光路に対して進退移動させてもよい。
The near-infrared light cut
上フィルタ12A及び下フィルタ12Bは、固定鏡胴14とレンズ保持枠16との間に形成される略すり鉢形状の空間17に配置される。また、この空間17内において上フィルタ12A及び下フィルタ12Bは、図3、図4に示す進退移動装置(進退移動手段)40により、リレーレンズ28の光路に対して互いに近づく方向に移動(図1参照)されるとともに、互いに離れる方向に移動(図2参照)される。
The
進退移動装置40は図3、図4に示すように、回動支持部42、44、動力伝達機構46、及びモータ(動力源)48等から構成される。回動支持部42、44は、上フィルタ12A及び下フィルム12Bをリレーレンズ28の光路に対して進退移動自在に支持する支持部である。この回動支持部42は、上フィルタ12Aを保持するフレーム31と一体形成された一対のアーム(第1のアーム)50、52のうち、アーム50の端部に固定される回動軸54を有している。回転軸54は、水平面内において光軸Pと直交する方向に配設されている。また、アーム50、52は、フレーム31の両端部に連設されるとともに光軸Pと平行に被写体側に向けて延設されている。したがって、回転軸54がその軸芯54Aを中心に回転されると、上フィルタ12Aは、回転軸54の軸芯54Aを中心としたアーム50を半径とする円形軌跡に沿って移動される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the advancing / retreating device 40 includes
他方の回動支持部44は、下フィルタ12Bを保持するフレーム33と一体形成された一対のアーム(第2のアーム)56、58のうち、アーム56の端部に固定される回動軸(不図示)を有している。不図示の回転軸は、水平面内において光軸Pと直交する方向に配設されるとともに回転軸54と同軸上に配置されている。また、アーム56、58は、フレーム33の両端部に連設されるとともに光軸Pと平行に被写体側に向けて延設されている。したがって、前記不図示の回転軸をその軸芯を中心に回転されると、下フィルタ12Bは、不図示の回転軸の軸芯を中心としたアーム56を半径とする円形軌跡に沿って移動される。
The other
なお、不図示の回転軸の軸芯と回転軸54の軸芯54Aとは同軸上に位置され、且つアーム50、56の長さも等しいため、上フィルタ12A及び下フィルタ12Bは、同一の円形軌跡に沿って移動される。また、上フィルタ12A側のアーム52は、前記不図示の回転軸に回転自在に支持され、不図示の回転軸からの動力は伝達されない。同様に下フィルタ12B側のアーム58も回転軸54に回転自在に支持され、回転軸54からの動力は伝達されない。回転軸54と不図示の回転軸は、一端が固定鏡胴14に、他端がレンズ保持枠16に回転自在に支持されている。
Since the axis of the rotation shaft (not shown) and the
動力伝達機構46は、複数のギヤから構成され、回転支持部42、44に支持されたアーム50及びアーム56に互いに反対方向に回動させる動力を伝達する。すなわち、前記不図示の回転軸にはギヤ60が固定され、回転軸54にはギヤ62が固定されている。ギヤ62には、アイドラギヤ64が噛合され、アイドラギヤ64はギヤ66に噛合されている。ギヤ66の回転軸68には、ベベルギヤ70がギヤ66の内側に固定され、ベベルギヤ70は、モータ48のモータ軸49に固定されたベベルギヤ72に噛合されている。また、回転軸68のレンズ保持枠16を挟んでギヤ66の反対側にはギヤ74が固定され、このギヤ74がギヤ60にアイドラギヤ無しで噛合されている。したがって、モータ48の回転動力を動力伝達機構46に与えると、アイドラギヤ64の逆転作用によってアーム50、56が互いに反対方向に同期して回動する。これにより、上フィルタ12Aと下フィルタ12Bとが、リレーレンズ28の光路に対して同期して進退移動し、図1に示した進出位置、及び図2に示した退避位置に同時に位置する。
The
モータ48は、ブレーキ付きモータであり、すなわち、モータ軸49が停止した時にモータ軸49にブレーキをかける機能を有している。また、モータ48は監視カメラを遠隔制御するコントローラからの指令信号によって主として制御される。更に、モータ48は、上フィルタ12A及び下フィルタ12Bの退避位置(図2参照)において、フレーム31、33に押圧されてONになるリミットスイッチ76、78からの信号に基づいて停止制御される。また、上フィルタ12A及び下フィルタ12Bの進出位置(図1参照)においては、退避位置と同様に、その位置で押圧されてONになるリミットスイッチを設け、そのリミットスイッチからの信号に基づいてモータ48を停止制御してもよく、モータ48にトルクリミッタを設け、トルクリミッタが過電流を検出した際に進出位置に位置したと判断しモータ48を停止制御してもよい。
The
次に、前記の如く構成された監視カメラ用レンズ装置10の作用について説明する。
Next, the operation of the monitoring
まず、夜間撮影の場合には、近赤外光カットフィルタ12の上フィルタ12A及び下フィルタ12Bを図2、図4の退避位置に位置させる。これにより、レンズ装置10で取り込んだ光像が固体撮像素子26の結像面に結像される。よって、夜間撮影において鮮明な画像を得ることができる。
First, in the case of night photography, the
昼間撮影に切り換えられた場合には、モータ48を駆動させて、図1、図3の如く近赤外光カットフィルタ58の上フィルタ12A及び下フィルタ12Bをリレーレンズ28の光路上に進出させる。これにより、レンズ装置10で取り込んだ近赤外波長域成分が近赤外光カットフィルタ12によってカットされ、近赤外波長域成分がカットされた光像が固体撮像素子26の結像面に結像される。この近赤外光カットフィルタ12の挿入により、夜間撮影から昼間撮影への移行に伴う結像位置のずれが修正され、昼間撮影においても鮮明な画像を得ることができる。
When switched to daytime shooting, the
ここで、実施の形態のレンズ装置10の固定鏡胴径と、図6に示した従来のレンズ装置の鏡胴径とを比較する。レンズ(実施の形態のレンズ装置10の場合はリレーレンズ28、従来のレンズ装置の場合は撮影光学系5)の径をdとした場合、従来のレンズ装置は、レンズの両側に、レンズ径dと略等しい径の赤外カットフィルタ2の退避スペースと、同様にレンズ径dと略等しい径のダミーガラス4の退避スペースが必要となるので、従来のレンズ装置のレンズ鏡胴径Dは3dとなる。
Here, the fixed lens barrel diameter of the
これに対して、近赤外光カットフィルタ12が二分割された実施の形態のレンズ装置10は、図6の如くリレーレンズ28の上下に、リレーレンズ径の約d/2の上フィルタ12A及び下フィルタ12Bの退避スペースを設けるだけでよいので、鏡胴径Dが2dとなる。よって、従来の鏡胴径に対して約3分の2の径になるので、レンズ装置がコンパクトになる。
On the other hand, in the
10…レンズ装置、12…近赤外光カットフィルタ、12A…上フィルタ、12B…下フィルタ、14…固定鏡胴、16…レンズ保持枠、28…リレーレンズ、31、33…フレーム、42、44…回動支持部、46…動力伝達機構、48…モータ、50、52、56、58…アーム、76、78…リミットスイッチ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記光学部材は二分割され、前記二分割された一方の光学部材及び他方の光学部材は互いに近づく方向及び離れる方向に移動自在に設けられるとともに、前記進退移動手段によって互いに近づく方向に移動されることにより前記レンズの光路に進出位置され、互いに離れる方向に移動されることにより前記レンズの光路から退避移動されることを特徴とするレンズ装置。 In a lens apparatus comprising a lens holding frame disposed inside a lens barrel, an optical member, and an advancing / retreating means for moving the optical member forward and backward with respect to the optical path of the lens held by the lens holding frame,
The optical member is divided into two parts, and the one optical member and the other optical member divided into two parts are provided so as to be movable toward and away from each other, and are moved toward each other by the forward / backward moving means. The lens apparatus is moved forward in the optical path of the lens and moved away from the optical path of the lens by being moved away from each other.
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