JP2006039098A - Lens position adjusting mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はレンズ位置調整機構に係り、特に監視カメラなどに使用されるレンズ位置調整機構に関する。 The present invention relates to a lens position adjusting mechanism, and more particularly to a lens position adjusting mechanism used for a surveillance camera or the like.
監視カメラや車載カメラなどでは、所定の位置にカメラを設置して、決められた距離の被写体を永続的に撮影することが多くある。このような用途に使用される撮影レンズとして、ピント調整後、そのピント位置が変動しないようにピント位置を完全に固定できるようにしたものが知られている。例えば、現在提供されている単焦点レンズには、次のようなレンズ位置調整機構を備えたものがある。単焦点レンズを構成するレンズ群全体は1つのレンズ枠に保持されており、そのレンズ枠は、回動と共に固定筒(固定鏡胴)に対して光軸方向に前後移動するようになっている。従って、レンズ枠を回動操作することによってピント調整を行うことができる。一方、固定筒にはネジ孔が設けられており、ピント調整を行った後、そのネジ孔からネジをねじ込み、レンズ枠の外周部をネジ先端で押さえつけることによってレンズ枠を所望の位置に固定することができるようになっている。従って、ピント調整した位置でレンズ枠を固定することによって、ピント位置を固定することができる(たとえば特許文献1参照)。
しかし、このようなレンズ位置調整機構では、ネジによってレンズ枠を光軸方向と略垂直方向に押えつける(加圧する)構造のためにレンズ枠が倒れ、レンズ光軸と固定筒の中心軸とが偏芯する。したがって、ピント調整後のレンズ固定作業が煩雑となる問題があった。また、ネジの緩みによって生じるレンズ枠のガタなどにより、固定後に前述した偏芯やピントずれが発生するなどして光学性能を維持できない不具合があった。 However, in such a lens position adjusting mechanism, the lens frame is tilted due to a structure in which the lens frame is pressed (pressed) in a direction substantially perpendicular to the optical axis direction by a screw, and the lens optical axis and the central axis of the fixed cylinder are Eccentric. Therefore, there is a problem that the lens fixing work after the focus adjustment becomes complicated. Further, there has been a problem that the optical performance cannot be maintained due to the above-mentioned eccentricity or defocusing after fixing due to looseness of the lens frame caused by loosening of screws.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、簡単な構造でレンズを確実に固定でき、さらにネジの緩みも防止できるレンズ位置調整機構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 position adjusting mechanism that can securely fix a lens with a simple structure and can also prevent a screw from loosening.
本発明は前記目的を達成するために、所定のレンズ群を固定筒に対して光軸方向に前後移動させて前記レンズ群の位置を調整し、該調整した位置に前記レンズ群を固定するレンズ位置調整機構において、前記レンズ群を保持するレンズ枠と、前記レンズ枠の回動によって前記レンズ枠を前記固定筒に対して光軸方向に前後移動させる移動機構と、前記レンズ枠の周方向に形成された溝と、前記レンズ枠が光軸方向に対して所定の移動範囲内に位置する場合に前記レンズ枠の溝の一部を臨むように前記固定筒に穿設された位置決め孔と、前記位置決め孔を挿通させて前記溝に係合部材を係合させるとともに、該係合部材を前記位置決め孔に係止させることによって前記レンズ枠の回動を規制する回動規制手段と、を備えたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention adjusts the position of the lens group by moving a predetermined lens group back and forth in the optical axis direction with respect to a fixed cylinder, and fixes the lens group at the adjusted position. In the position adjustment mechanism, a lens frame that holds the lens group, a moving mechanism that moves the lens frame back and forth in the optical axis direction with respect to the fixed cylinder by rotation of the lens frame, and a circumferential direction of the lens frame A formed groove, and a positioning hole formed in the fixed cylinder so as to face a part of the groove of the lens frame when the lens frame is located within a predetermined movement range with respect to the optical axis direction; A rotation restricting means for restricting the rotation of the lens frame by inserting the positioning hole to engage the engaging member with the groove and engaging the engaging member with the positioning hole; It is characterized by
本発明によれば、位置決め孔を介して溝に係合部材を嵌めこむと、係合部材が溝に係合されると同時に、位置決め孔に係合部材が係止される。これにより溝と係合部材とで、レンズ枠(レンズ)と固定筒とを確実に固定できる。ここで、係合部材としては、たとえばそれ自体がゴム状の弾性特性を備えるとともに、溝や位置決め孔の幅よりも嵌入部分の寸法がやや大きく形成され、溝や位置決め孔に嵌めこむと変形して溝や位置決め孔と強固に固定されるものや、溝や位置決め孔に楔状に打ち込まれるものなどが挙げられる。また、レンズ枠と固定筒とを強固に固定させるため、たとえば溝や位置決め孔にタップを形成するセルフタップネジなどを用いてもよい。これにより、簡単な構造でレンズ枠と固定筒とを固定でき、たとえば製造コストを削減できる。 According to the present invention, when the engaging member is fitted into the groove through the positioning hole, the engaging member is engaged with the groove and at the same time, the engaging member is locked into the positioning hole. Accordingly, the lens frame (lens) and the fixed cylinder can be reliably fixed by the groove and the engaging member. Here, as the engaging member, for example, the elastic member itself has rubber-like elastic characteristics, and the size of the insertion portion is slightly larger than the width of the groove or the positioning hole, and is deformed when fitted into the groove or the positioning hole. And those that are firmly fixed to the grooves and positioning holes, and those that are driven into the grooves and positioning holes in a wedge shape. In order to firmly fix the lens frame and the fixed cylinder, for example, a self-tapping screw that forms a tap in the groove or the positioning hole may be used. Accordingly, the lens frame and the fixed cylinder can be fixed with a simple structure, and for example, the manufacturing cost can be reduced.
請求項2に記載された本発明は、係合部材は、溝にタップを形成するセルフタップネジであることを特徴としている。セルフタップネジ(タッピングネジ)を用いたので、レンズ枠の溝にタップが形成され、セルフタップネジをレンズ枠に強固に固定でき、レンズ枠と固定筒とを確実に固定できる。また、セルフタップネジによってレンズ枠を加圧することなくレンズ枠を固定筒に固定でき、レンズ倒れによるレンズ光軸の偏芯を防止できる。溝にタップが形成されることから、セルフタップネジの緩みも防止できる。 The present invention described in claim 2 is characterized in that the engaging member is a self-tapping screw for forming a tap in the groove. Since the self-tapping screw (tapping screw) is used, a tap is formed in the groove of the lens frame, the self-tapping screw can be firmly fixed to the lens frame, and the lens frame and the fixing tube can be securely fixed. In addition, the lens frame can be fixed to the fixed cylinder without pressurizing the lens frame with the self-tap screw, and the eccentricity of the lens optical axis due to the tilting of the lens can be prevented. Since the tap is formed in the groove, the self-tapping screw can be prevented from loosening.
ここで、本明細書における「セルフタップネジ」とは、たとえばタッピングネジやもくネジなどとも呼ばれるものがあげられる。すなわち、ネジ外径より小さく、かつネジ山が形成されていない、またはネジ山を形成するための補助ネジ山が形成された孔(下穴、ボス)に、ネジ自体でネジ山を刻みながら締め付けていくセルフタップ機能を備えたネジに類似の機構全般を広く意味するものとする。 Here, the “self-tapping screw” in this specification includes, for example, a so-called tapping screw or a screw. In other words, tighten the screw itself with the screw itself in a hole (preparation hole, boss) that is smaller than the outer diameter of the screw and does not have a thread, or has an auxiliary thread for forming the thread. A general mechanism similar to a screw with a self-tapping function is widely meant.
請求項3に記載された本発明によれば、位置決め孔は、光軸方向に沿った長孔で形成されているので、光軸方向に沿って移動するレンズ枠の位置に関わらず、レンズ枠を固定筒に固定できる。なお、位置決め孔の長手方向の有効長さは、ピント調整によりレンズ枠が移動しても係合部材が溝に嵌入できる長さに設定する。また、位置決め孔の幅はネジ外径と略同寸法に形成することが望ましい。これにより、レンズ枠の回転方向のガタを効率よく規制できる。 According to the third aspect of the present invention, since the positioning hole is formed by a long hole along the optical axis direction, the lens frame is independent of the position of the lens frame moving along the optical axis direction. Can be fixed to a fixed cylinder. The effective length in the longitudinal direction of the positioning hole is set to a length that allows the engaging member to be fitted into the groove even if the lens frame is moved by focus adjustment. Further, it is desirable that the width of the positioning hole is formed to be approximately the same as the outer diameter of the screw. Thereby, the play of the rotation direction of a lens frame can be controlled efficiently.
請求項4に記載された本発明によれば、移動機構は、レンズ枠と固定筒のいずれか一方に突設されたカムピンと他方に形成されたカム溝との係合によって、レンズ枠の回動に伴いレンズ枠を固定筒に対して光軸方向に前後移動させる。すなわち、カムピンとカム溝によってレンズ枠の光軸方向のガタを無くし、さらに係合部材によってレンズ枠の回転方向のガタを無くすことができる。これによって、レンズ枠を固定筒に確実に位置決め、固定することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the moving mechanism can rotate the lens frame by engaging the cam pin protruding from one of the lens frame and the fixed cylinder and the cam groove formed at the other. Along with the movement, the lens frame is moved back and forth in the optical axis direction with respect to the fixed cylinder. In other words, the play in the optical axis direction of the lens frame can be eliminated by the cam pin and the cam groove, and the play in the rotation direction of the lens frame can be eliminated by the engaging member. As a result, the lens frame can be reliably positioned and fixed to the fixed cylinder.
請求項5に記載された本発明によれば、移動機構は、レンズ枠に形成されたネジ部と固定筒に形成されたネジ部との螺合によって、レンズ枠の回動に伴いレンズ枠を固定筒に対して光軸方向に前後移動させる。ここで、レンズ枠に形成されたネジ部と固定筒に形成されたネジ部の例としては、レンズ枠の光軸方向のガタを無くすためにヘリコイドネジが好適に用いられる。ヘリコイドネジによってレンズ枠の光軸方向のガタを無くすとともに、係合部材によってレンズ枠の回転方向のガタを無くすことができる。これによって、レンズ枠を固定筒に確実に位置決め、固定できる。 According to the fifth aspect of the present invention, the moving mechanism moves the lens frame along with the rotation of the lens frame by screwing the screw part formed on the lens frame and the screw part formed on the fixed cylinder. Move back and forth in the optical axis direction with respect to the fixed cylinder. Here, as an example of the screw portion formed on the lens frame and the screw portion formed on the fixed cylinder, a helicoid screw is preferably used in order to eliminate backlash in the optical axis direction of the lens frame. The play in the optical axis direction of the lens frame can be eliminated by the helicoid screw, and the play in the rotation direction of the lens frame can be eliminated by the engaging member. Thereby, the lens frame can be reliably positioned and fixed to the fixed cylinder.
本発明によれば、レンズ枠を押さえつけずに固定できるので、レンズ光軸の偏芯を防止できる。 According to the present invention, since the lens frame can be fixed without being pressed down, the eccentricity of the lens optical axis can be prevented.
以下、添付図面に従って本発明に係るレンズ位置調整機構の好ましい実施の形態について詳説する。 Hereinafter, a preferred embodiment of a lens position adjusting mechanism according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明に係るレンズ位置調整機構が適用される監視カメラ10のレンズ鏡筒12を模式的に示す側面図である。同図に示すようにこのレンズ鏡筒12は、基板14、CCD(撮像素子)16、固定鏡胴(固定筒)18などのほか、レンズ(群)20を備えるレンズ枠22および、レンズ位置調整機構30などから構成される。なお、レンズ20はたとえば焦点距離が固定の単焦点レンズを構成するレンズ群を示すものとする。
FIG. 1 is a side view schematically showing a
基板14は、壁面24への監視カメラ10取り付け用のハウジング26に不図示のネジなどを介して取り付けられており、この基板14にはCCD16がブラケット28を介して取り付けられている。
The
固定鏡胴18は、位置決め用ボス27によって前記基板14に位置決めされて、その基部が不図示のネジによって固定されている。
The
CCD16の受光面側(すなわちCCD16の図1紙面左側)には、CCD16を保護するためのカバーガラス32が取り付けられている。カバーガラス32の前面には、固定鏡胴18に支持されたIRカットフィルタ(またはローパスフィルタ)34が配置される。
A
なお、符号36はフィルタ34を光軸L(図1の一点鎖線)に対して固定するための弾性部材である。この光軸Lは、レンズ鏡胴12内に入射した被写体光が通過する光路を示すもので、レンズ20、IRカットフィルタ34、カバーガラス32などを透過した被写体光はCCD16まで到達し、CCD16の受光面にて被写体の画像として結像する。
なお、図には示さないが、レンズ鏡胴12内にはこのほかにも光量調整用の絞りなど、撮影に必要な既存の機器が適宜配置されているものとする。
Although not shown in the drawing, it is assumed that other existing devices necessary for photographing, such as a diaphragm for adjusting the amount of light, are appropriately arranged in the
つぎに、レンズ位置調整機構30について説明する。レンズ枠22は、固定鏡胴18に回動自在に保持され、光軸Lを中心に回動する。レンズ枠22にはその周面にリード(カム)溝40および、ねじ込み用溝42が形成されている。固定鏡胴18の内周面にはカムピン44が突設されており、このカムピン44が前記リード溝40と係合する。後述するが、ねじ込み用溝42にはセルフタップネジ50がねじ込まれる。
Next, the lens
図2は、これらリード溝40とねじ込み用溝42のそれぞれの位置を、レンズ枠22の外周に対して展開して示した模式図である。リード溝40は、同図に示すようにねじ込み用溝42に対してやや傾斜するように形成されている。カムピン44が前記リード溝40に係合することによって、レンズ枠22がカムピン44にガイドされる。すなわち、レンズ枠22を回動操作すると(図2矢印A)、リード溝40とカムピン44との交差位置がリード溝40に沿って変位し、その変位に従いレンズ枠22が光軸方向に沿って移動(図2矢印B)する移動機構が構成される。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the positions of the
固定鏡胴18(図1参照)にはセルフタップネジ50が挿入される位置決め孔48が形成されている。この位置決め孔48は、光軸方向に沿った長孔で形成され、長手方向の有効長さがセルフタップネジ50のネジ部の径(寸法t)よりも長く設定されている。具体的には、レンズ枠22の光軸方向への移動可能な範囲内において、ねじ込み用溝42の一部を臨むような長さの長孔に設定される。これにより、レンズ枠22の位置に関わらず、位置決め孔48からセルフタップネジ50をねじ込み用溝42にねじ込める。
A
一方、位置決め孔48の幅寸法は、セルフタップネジ50挿入時にセルフタップネジ50と位置決め孔48のガタが最小限となるように、ネジ部の径(寸法t)と略同寸法に形成される。
On the other hand, the width dimension of the
なお、符号23は、レンズ枠22を固定鏡胴18に挿入する際に、固定鏡胴18のカムピン44をリード溝40まで通すための組み立て用の切り欠き部である。
図1に示したように、このようなレンズ鏡筒12は、たとえば透明度の高いアクリル製やポリカーボネイト製の半球状カバー60にて覆われている。半球状カバー60の後側にはネジ部62が形成され、このネジ部62を介して半球状カバー60はハウジング26に支持される。なお、CCD16は、監視カメラ10外に配置された図示しない基盤などと回路接続されているものとする。
As shown in FIG. 1, such a
以下には、本発明のレンズ位置調整機構の作用を説明する。 The operation of the lens position adjusting mechanism of the present invention will be described below.
まず焦点(ピント)調整について説明する。図1において、はじめに半球状カバー60を取り外し、レンズ枠22を回動操作して所望の焦点調整位置にレンズ枠22を位置決めする。レンズ枠22のリード溝40と固定鏡胴18のカムピン44による送り作用によって、レンズ枠22が光軸L方向に沿って前後移動され、焦点調整が行なえる。なお、当該焦点調整は、作業者によってCCD16を介して取り込まれた画像を別途モニタなどに映し出して調整してもよいし、自動焦点調整装置(不図示)などを用いて調整してもよい。
First, focus (focus) adjustment will be described. In FIG. 1, the
ついで、位置決め孔48を介してセルフタップネジ50をねじ込み用溝42にねじ込み、レンズ枠22の位置を固定する。図2において、ねじ込み用溝42にはセルフタップネジ50によってネジ山42Aが形成され、セルフタップネジ50がレンズ枠22に強固に固定される。このとき、ねじ込み用溝42には、セルフタップネジ50によってねじ込み用溝42を広げるような負荷がかかるが、レンズ枠22を加圧する方向には不可がかからない。これにより、レンズ枠22が光軸Lと略垂直方向(図2では紙面垂直方向)に押さえつけられることがなく、レンズ倒れによるレンズ光軸の偏芯を防止できる。
Next, the self-tapping
また、位置決め孔48の幅寸法がセルフタップネジ50のネジ部の径(寸法t)と略同寸法に形成されていることから、図2矢印Aで示すレンズ枠22の回転が規制される。レンズ枠22は、カムピン44とリード溝40によって図2矢印Bで示す光軸方向の移動も規制されていることから、セルフタップネジ50をねじ込めばレンズ枠22と固定鏡胴18とが完全に固定される。
Further, since the width dimension of the
このようにピント調整およびレンズ枠22の固定を行なった後、図1に示した半球状カバー60をハウジング26に取りつけて、ピント調整・固定作業が終了する。
After the focus adjustment and the
ここで、図1で示したリード溝40とカムピン44によるレンズ枠22の移動機構に代えて、図3に示すレンズ鏡胴70に示すように、レンズ枠72および固定鏡胴74に、ヘリコイドネジ76によるレンズマウント機構を適用してもよい。
Here, instead of the moving mechanism of the
すなわち、固定鏡胴74の内周部には雌ヘリコイドネジ78を形成し、レンズ枠72の外周部に、この雌ヘリコイドネジ78と螺合する雄ヘリコイドネジ80を形成する。レンズ枠72を回動操作すれば、雌ヘリコイドネジ78と雄ヘリコイドネジ80の送り作用によって、レンズ枠72が光軸L方向に沿って前後移動され、ピント調整が行なえる。
That is, a female
レンズ枠72にはその周面に、前述したねじ込み用溝42(図2参照)と同構成のねじ込み用溝82が形成されており、レンズ枠72によるピント調整後、このねじ込み用溝82には固定鏡胴74に形成された位置決め孔84を介してセルフタップネジ50がねじ込まれる。なお、位置決め孔84は前述の位置決め孔48と同構成のものである。
The
このように本実施の形態に係るレンズ位置調整機構によれば、容易な構造でレンズ枠と固定筒とを固定できる。また、セルフタップネジを用いたので、レンズ枠を押さえ付けることなくレンズ枠を固定筒に固定できる。また、セルフタップネジによってネジの緩みも防止できる。 Thus, according to the lens position adjusting mechanism according to the present embodiment, the lens frame and the fixed barrel can be fixed with an easy structure. Further, since the self-tapping screw is used, the lens frame can be fixed to the fixed cylinder without pressing the lens frame. Moreover, the self-tapping screw can prevent the screw from loosening.
上述したような実施の形態に示したレンズ位置調整機構の構成は、前記実施の形態に限定されるものではない。たとえば、セルフタップネジに代えて、それ自体がゴム状の弾性特性を備えるとともに、溝の幅よりも嵌入部分の寸法がやや大きく形成されたゴム状のピンを用いてもよい。当該ピンを溝に嵌入させれば、ピンと溝とが強固に固定され、本発明と同様の効果を得ることができる。 The configuration of the lens position adjusting mechanism shown in the embodiment as described above is not limited to the above embodiment. For example, instead of the self-tapping screw, a rubber-like pin having a rubber-like elastic characteristic itself and having a size of a fitting portion slightly larger than the width of the groove may be used. If the pin is inserted into the groove, the pin and the groove are firmly fixed, and the same effect as the present invention can be obtained.
また、本発明に係るレンズ位置調整機構は監視カメラに適用した例を示したが、これに限定されず、たとえば車載カメラや水中カメラなどにも本発明を適用できる。 Moreover, although the example which applied the lens position adjustment mechanism which concerns on this invention to the surveillance camera was shown, it is not limited to this, For example, this invention is applicable also to a vehicle-mounted camera, an underwater camera, etc.
また、上記実施の形態では、単焦点レンズを構成するレンズ群20の位置を調整し、固定する機構として本発明に係るレンズ位置調整機構を適用した場合について説明したが、本発明は、任意の種類のレンズ(撮影用のレンズに限らない)において、そのレンズを構成する一部又は全体のレンズ群の位置を調整し、固定する場合に適用できる。
In the above embodiment, the case where the lens position adjusting mechanism according to the present invention is applied as a mechanism for adjusting and fixing the position of the
10…監視カメラ、12,70…レンズ鏡胴、18,74…固定鏡胴、20…レンズ、22,72…レンズ枠、30…レンズ位置調整機構、40…リード溝、44…カムピン、48,84…位置決め孔、50…セルフタップネジ、76…ヘリコイドネジ、78…雌ヘリコイドネジ、80…雄ヘリコイドネジ、L…光軸、t…セルフタップネジのネジ部の径
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記レンズ群を保持するレンズ枠と、
前記レンズ枠の回動によって前記レンズ枠を前記固定筒に対して光軸方向に前後移動させる移動機構と、
前記レンズ枠の周方向に形成された溝と、
前記レンズ枠が光軸方向に対して所定の移動範囲内に位置する場合に前記レンズ枠の溝の一部を臨むように前記固定筒に穿設された位置決め孔と、
前記位置決め孔を挿通させて前記溝に係合部材を係合させるとともに、該係合部材を前記位置決め孔に係止させることによって前記レンズ枠の回動を規制する回動規制手段と、を備えたことを特徴とするレンズ位置調整機構。 In a lens position adjustment mechanism for adjusting a position of the lens group by moving a predetermined lens group back and forth in the optical axis direction with respect to a fixed cylinder, and fixing the lens group at the adjusted position,
A lens frame for holding the lens group;
A moving mechanism for moving the lens frame back and forth in the optical axis direction with respect to the fixed cylinder by rotating the lens frame;
Grooves formed in the circumferential direction of the lens frame;
A positioning hole formed in the fixed cylinder so as to face a part of the groove of the lens frame when the lens frame is located within a predetermined movement range with respect to the optical axis direction;
A rotation restricting means for restricting the rotation of the lens frame by inserting the positioning hole to engage the engaging member with the groove and engaging the engaging member with the positioning hole; A lens position adjusting mechanism characterized by that.
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WO2012056654A1 (en) * | 2010-10-26 | 2012-05-03 | パナソニック株式会社 | Lens unit |
KR101256880B1 (en) | 2010-08-02 | 2013-04-22 | 니홍세이미츠소꾸기가부시기가이샤 | Lens fixing unit and camera device |
JP2014102331A (en) * | 2012-11-19 | 2014-06-05 | Mega Chips Corp | Manufacturing method of monitoring camera and monitoring camera |
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