JP2010262092A - Camera device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フォーカス位置を調整する機能を備えたカメラ装置に関し、特に、フォーカス位置調整の分解能を高くする技術に関するものである。 The present invention relates to a camera device having a function of adjusting a focus position, and more particularly to a technique for increasing the resolution of focus position adjustment.
従来、撮像素子を光軸方向に移動させてフォーカス位置を調整する機能を備えた撮像装置が知られている（例えば特許文献１参照）。従来の撮像装置は、撮像面を所定方向に向けた状態で撮像素子を保持する撮像素子保持部と、撮像素子保持部の３つの突起部にそれぞれ当接する３つの傾斜部を有する可動部を備えている。この従来の撮像装置では、駆動部からの回転力によって可動部を回転させると、傾斜部のカム構造によって、可動部の回転運動が撮像素子保持部の直線運動に変換され、撮像素子が光軸方向に移動する。このようにして、従来の撮像装置においてフォーカス位置の調整が行われる。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an imaging apparatus having a function of adjusting a focus position by moving an imaging element in the optical axis direction (see, for example, Patent Document 1). A conventional imaging device includes an imaging element holding unit that holds an imaging element with an imaging surface facing a predetermined direction, and a movable unit that has three inclined parts that respectively contact the three protrusions of the imaging element holding unit. ing. In this conventional imaging apparatus, when the movable part is rotated by the rotational force from the drive part, the rotational movement of the movable part is converted into the linear motion of the image sensor holding part by the cam structure of the inclined part, and the image sensor is aligned with the optical axis. Move in the direction. In this way, the focus position is adjusted in the conventional imaging apparatus.
しかしながら、従来のカム構造では、可動部の限られた面のスペースに３つの傾斜部を設けなければならず、カム長さ（傾斜部の長さ）を長くするにも限界があった。近年では、撮像装置に高画素化が求められるようになってきたが、高画素になると焦点深度も小さくなるので、フォーカス位置調整にも高い分解能が必要になる。それにも関わらず、従来のカム構造では、上述のようにカム長さを長くするのに限界があり、フォーカス位置調整の分解能を高くするのが困難であるという問題があった。 However, in the conventional cam structure, it is necessary to provide three inclined portions in a space on a limited surface of the movable portion, and there is a limit in increasing the cam length (length of the inclined portion). In recent years, it has been required to increase the number of pixels in an image pickup apparatus. However, since the depth of focus decreases as the number of pixels increases, a high resolution is also required for focus position adjustment. Nevertheless, the conventional cam structure has a limitation in increasing the cam length as described above, and there is a problem that it is difficult to increase the resolution of focus position adjustment.
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、フォーカス位置調整の分解能を高くことのできるカメラ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a camera device capable of increasing the resolution of focus position adjustment.
本発明のカメラ装置は、撮像素子を支持する支持フレームと、前記支持フレームが内側にスライド可能に挿着される円筒部を有し、前記円筒部の外周面にねじ形状のカム部が設けられたフォーカス位置調整フレームと、前記円筒部の外側に嵌着されるリング状の本体部を有し、前記本体部の内周面に前記カム部に対応する形状のねじ部が設けられたフォーカス位置調整リングと、を備え、前記フォーカス位置調整リングは、前記フォーカス位置調整フレームに対して回転させることにより、光軸方向に沿って移動可能であり、前記支持フレームは、前記フォーカス位置調整リングに当接する当接部と、前記フォーカス位置調整リング側に前記支持フレームを押し付ける弾性部材を備えた構成を有している。 The camera device according to the present invention includes a support frame that supports the imaging element, and a cylindrical portion into which the support frame is slidably inserted, and a screw-shaped cam portion is provided on an outer peripheral surface of the cylindrical portion. A focus position adjusting frame and a ring-shaped main body part fitted on the outer side of the cylindrical part, and a threaded part having a shape corresponding to the cam part on the inner peripheral surface of the main body part An adjustment ring, and the focus position adjustment ring is movable along the optical axis direction by rotating with respect to the focus position adjustment frame, and the support frame is in contact with the focus position adjustment ring. It has a configuration provided with a contact portion that comes into contact with and an elastic member that presses the support frame toward the focus position adjustment ring.
この構成により、フォーカス位置調整リングをフォーカス位置調整フレームに対して回転させると、ねじ形状のカム部によって回転運動が直線運動に変換され、フォーカス位置調整リングが光軸方向に沿って移動する。支持フレームは、このフォーカス位置調整リングに当接しているので、フォーカス位置調整リングに押されて（弾性部材の弾性力によってフォーカス位置調整リング側に押し付けられた状態で）光軸方向に沿って移動する。このように、撮像素子を支持する支持フレームを光軸方向に沿って移動させて、フォーカス位置の調整を行うことができる。この場合、フォーカス位置調整フレームの円筒部の外周面にねじ構造を持ったカム部を設けているので、従来のカム構造に比べてカム長さを長くとることができる。したがって、フォーカス調整リングの単位回転量に対する光軸方向の移動量を小さくすることができ、つまり、光軸方向の移動の分解能（フォーカス位置調整の分解能）を高くすることが可能になる。 With this configuration, when the focus position adjustment ring is rotated with respect to the focus position adjustment frame, the rotational movement is converted into a linear movement by the screw-shaped cam portion, and the focus position adjustment ring moves along the optical axis direction. Since the support frame is in contact with the focus position adjustment ring, it is pushed by the focus position adjustment ring (in a state where it is pressed against the focus position adjustment ring by the elastic force of the elastic member) and moves along the optical axis direction. To do. In this way, the focus position can be adjusted by moving the support frame that supports the image sensor along the optical axis direction. In this case, since the cam portion having the screw structure is provided on the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the focus position adjusting frame, the cam length can be made longer than that of the conventional cam structure. Therefore, the amount of movement in the optical axis direction relative to the unit rotation amount of the focus adjustment ring can be reduced, that is, the resolution of movement in the optical axis direction (resolution of focus position adjustment) can be increased.
また、本発明のカメラ装置では、前記フォーカス調整リングの前記本体部の外周面には、前記フォーカス位置調整リングを回転させるフォーカス位置調整用のモータの回転駆動力を前記フォーカス位置調整リングに伝達するためのギア部と、前記フォーカス位置調整リングの回転位置をセンサで検出するための回転位置検出板とが設けられ、前記回転位置検出板は、前記フォーカス位置調整リングの回転量に対する光軸方向の移動量の比に対応する傾斜角度で傾斜した構成を有している。 In the camera device of the present invention, the rotational driving force of the focus position adjusting motor for rotating the focus position adjusting ring is transmitted to the outer peripheral surface of the main body of the focus adjusting ring to the focus position adjusting ring. And a rotation position detection plate for detecting the rotation position of the focus position adjustment ring with a sensor, and the rotation position detection plate is arranged in the optical axis direction with respect to the rotation amount of the focus position adjustment ring. It has a configuration that is inclined at an inclination angle corresponding to the ratio of the amount of movement.
この構成により、フォーカス位置の調整を行うときに、フォーカス位置調整リングをモータの回転駆動力によって回転させると、フォーカス位置調整リングが光軸方向に移動するが、回転位置検出板は、フォーカス位置調整リングの回転量に対する光軸方向の移動量の比に対応する傾斜角度で傾斜しているので、センサからみた回転位置検出板の位置は常に一定である。したがって、フォーカス位置調整リングの回転位置を検出するためのセンサの位置を（フォーカス位置調整リングに伴って動かす必要がなく）一定の場所に配置することができる。 With this configuration, when adjusting the focus position, if the focus position adjustment ring is rotated by the rotational driving force of the motor, the focus position adjustment ring moves in the direction of the optical axis. Since it is inclined at an inclination angle corresponding to the ratio of the amount of movement in the optical axis direction to the amount of rotation of the ring, the position of the rotational position detection plate viewed from the sensor is always constant. Therefore, the position of the sensor for detecting the rotation position of the focus position adjustment ring can be arranged at a fixed location (without moving with the focus position adjustment ring).
また、本発明のカメラ装置では、前記フォーカス位置調整フレームには、前記支持フレームを前記円筒部の内周面に押し付ける第２弾性部材が取り付けられた構成を有している。 In the camera device of the present invention, the focus position adjustment frame has a configuration in which a second elastic member that presses the support frame against the inner peripheral surface of the cylindrical portion is attached.
この構成により、第２弾性部材によって支持フレームが円筒部の内周面に押し付けられているので、フォーカス位置の調整を行うときにガタが発生するのを防止することができ、フォーカス位置の調整中の撮影画像の揺れ（画揺れ）を防止することができる。 With this configuration, since the support frame is pressed against the inner peripheral surface of the cylindrical portion by the second elastic member, it is possible to prevent the play from occurring when the focus position is adjusted, and the focus position is being adjusted. It is possible to prevent shaking of the captured image (image shaking).
本発明は、フォーカス位置調整フレームにねじ形状のカム部を設けることにより、従来のカム構造に比べてカム長さを長くとることができ、フォーカス位置調整の分解能を高くすることが可能になる。 In the present invention, by providing a screw-shaped cam portion on the focus position adjustment frame, the cam length can be made longer than that of the conventional cam structure, and the focus position adjustment resolution can be increased.
以下、本発明の実施の形態のカメラ装置について、図面を用いて説明する。本実施の形態では、監視カメラや家庭用ビデオカメラ等に用いられるカメラ装置の場合を例示する。 Hereinafter, a camera device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, the case of a camera device used for a surveillance camera, a home video camera, or the like is illustrated.
本発明の実施の形態のカメラ装置を、図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態のカメラ装置の主要な構成（フォーカス位置調整に関する構成）を示す分解斜視図である。図２は、カメラ装置の外観を示す斜視図であり、図３は、フォーカス位置調整に関する構成の外観を示す斜視図である。 A camera device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view showing the main configuration (configuration related to focus position adjustment) of the camera apparatus of the present embodiment. FIG. 2 is a perspective view showing an external appearance of the camera device, and FIG. 3 is a perspective view showing an external appearance of a configuration related to focus position adjustment.
図２に示すように、カメラ装置１のケース２は、上ケース３と下ケース４から構成されており、ケース２の内部には、フロントフレーム５が取り付けられている。図１および図３に示すように、フロントフレーム５には、ＣＣＤなどの撮像素子６を備える撮像素子ユニット７や、撮像素子ユニット７を支持する支持フレーム８が組み付けられている。また、このフロントフレーム５には、フォーカス位置を調整するためのフォーカス位置調整フレーム９、フォーカス位置調整リング１０、フォーカス位置調整用の駆動ユニット１１が組み付けらている。さらに、フロントフレーム５には、光学フィルタユニット１２なども組み付けられている。 As shown in FIG. 2, the case 2 of the camera device 1 includes an upper case 3 and a lower case 4, and a front frame 5 is attached to the inside of the case 2. As shown in FIGS. 1 and 3, the front frame 5 is assembled with an image sensor unit 7 including an image sensor 6 such as a CCD, and a support frame 8 that supports the image sensor unit 7. The front frame 5 is assembled with a focus position adjustment frame 9 for adjusting the focus position, a focus position adjustment ring 10 and a drive unit 11 for adjusting the focus position. Further, an optical filter unit 12 and the like are also assembled to the front frame 5.
図１に示すように、撮像素子ユニット７は、支持フレーム８を介してフロントフレーム５に取り付けられている。この場合、撮像素子ユニット７には、３つの固定用ねじ部１３が設けられ、支持フレーム８には、固定用ねじ部１３に対応する位置に３つのねじ穴１４が設けられている。これらの固定用ねじ部１３とねじ穴１４を用いて、撮像素子ユニット７が支持フレーム８に取り付けられている。なお、このように撮像素子ユニット７が支持フレーム８に取り付けられているが、この場合、撮像素子６が支持フレーム８に支持されているともいえる。 As shown in FIG. 1, the image sensor unit 7 is attached to the front frame 5 via a support frame 8. In this case, the imaging element unit 7 is provided with three fixing screw portions 13, and the support frame 8 is provided with three screw holes 14 at positions corresponding to the fixing screw portions 13. The image sensor unit 7 is attached to the support frame 8 using the fixing screw portion 13 and the screw hole 14. Although the image sensor unit 7 is attached to the support frame 8 in this way, it can be said that the image sensor 6 is supported by the support frame 8 in this case.
支持フレーム８には、４つのバネ取付片１５が外側に向けて突出して設けられている。このバネ取付片１５には、コイルバネ１６の一端側（図１における上側）が取り付けられる。また、フロントフレーム５の内側面（図１における上面）には、バネ取付片１５に対応する位置に４つのバネ取付部１７が設けられている。このバネ取付部１７には、コイルバネ１６の他端側（図１における下側）が取り付けられる。このように、コイルバネ１６が支持フレーム８とフロントフレーム５との間に挟み込まれており、このコイルバネ１６の弾性力によって、支持フレーム８がフォーカス位置調整リング１０側（図１における上側）に押し付けられている。ここでは、コイルバネ１６が、本発明の弾性部材に相当する。 The support frame 8 is provided with four spring mounting pieces 15 protruding outward. One end side (upper side in FIG. 1) of the coil spring 16 is attached to the spring attachment piece 15. Further, four spring mounting portions 17 are provided at positions corresponding to the spring mounting pieces 15 on the inner side surface (upper surface in FIG. 1) of the front frame 5. The other end side (lower side in FIG. 1) of the coil spring 16 is attached to the spring attachment portion 17. Thus, the coil spring 16 is sandwiched between the support frame 8 and the front frame 5, and the support frame 8 is pressed against the focus position adjustment ring 10 side (the upper side in FIG. 1) by the elastic force of the coil spring 16. ing. Here, the coil spring 16 corresponds to the elastic member of the present invention.
フォーカス位置調整フレーム９は、支持フレーム８が内側に挿着される円筒部１８を有している。この円筒部１８には、支持フレーム８のバネ取付片１５に対応する位置に切欠き部１９が設けられており、この切欠き部１９の中にバネ取付片１５が光軸方向にスライド可能に挿通されている。したがって、このフォーカス位置調整フレーム９は、円筒部１８の内側を支持フレーム８が光軸方向（図１における上下方向）にスライドできるように構成されているともいえる。 The focus position adjustment frame 9 has a cylindrical portion 18 into which the support frame 8 is inserted. The cylindrical portion 18 is provided with a notch 19 at a position corresponding to the spring attachment piece 15 of the support frame 8, and the spring attachment piece 15 can slide in the optical axis direction in the notch 19. It is inserted. Therefore, it can be said that the focus position adjustment frame 9 is configured such that the support frame 8 can slide in the optical axis direction (vertical direction in FIG. 1) inside the cylindrical portion 18.
また、フォーカス位置調整フレーム９には、支持フレーム８を円筒部１８の内周面に押し付けるガタ防止バネ２０が取り付けられている（図１および図４参照）。このガタ防止バネ２０が、本発明の第２弾性部材に相当する。また、支持フレーム８の外周面には、一対のガイド片２１が外側に向けて突出して設けられており、フォーカス位置調整フレーム９の円筒部１８の内周面には、ガイド片２１が光軸方向にスライド可能に挿入されるスライド溝２２が凹設されている（図４および図５参照）。このガイド片２１とスライド溝２２によって、支持フレーム８のスライド移動がガイドされる。 Further, the focus position adjustment frame 9 is provided with a backlash prevention spring 20 that presses the support frame 8 against the inner peripheral surface of the cylindrical portion 18 (see FIGS. 1 and 4). This play prevention spring 20 corresponds to the second elastic member of the present invention. Further, a pair of guide pieces 21 are provided on the outer peripheral surface of the support frame 8 so as to protrude outward, and the guide pieces 21 are provided on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 18 of the focus position adjusting frame 9 on the optical axis. A slide groove 22 is inserted so as to be slidable in the direction (see FIGS. 4 and 5). The slide movement of the support frame 8 is guided by the guide piece 21 and the slide groove 22.
さらに、このフォーカス位置調整フレーム９の円筒部１８の外周面には、ねじ形状の２つのカム部２３が設けられている。一方、フォーカス位置調整リング１０は、フォーカス位置調整フレーム９の円筒部１８の外側に嵌着されるリング状の本体部２４を有しており、本体部２４の内周面には、カム部２３に対応する形状の２つのねじ部２５が設けられている。なお、ここでは、カム部２３のねじ形状が、２条ねじ形状である例について説明するが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、カム部２３のねじ形状は、１条ねじ形状であってもよく、あるいは、３条以上の多条ねじ形状であってもよい。 Further, two screw-shaped cam portions 23 are provided on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 18 of the focus position adjusting frame 9. On the other hand, the focus position adjustment ring 10 has a ring-shaped main body portion 24 fitted to the outside of the cylindrical portion 18 of the focus position adjustment frame 9, and a cam portion 23 is provided on the inner peripheral surface of the main body portion 24. Two screw portions 25 having a shape corresponding to the above are provided. Here, an example in which the screw shape of the cam portion 23 is a double thread shape will be described, but the scope of the present invention is not limited to this, and the screw shape of the cam portion 23 is a single thread screw. The shape may be sufficient, or the shape of a multi-thread with 3 or more threads may be sufficient.
そして、後述するように、フォーカス位置調整リング１０をフォーカス位置調整フレーム９に対して回転させると、ねじ形状のカム部２３によって回転運動が直線運動に変換され、フォーカス位置調整リング１０が光軸方向（図１における上下方向）に移動する。この場合、フォーカス位置調整リング１０の下端部は、支持フレーム８のバネ取付片１５に当接している（図６参照）。したがって、フォーカス位置調整リング１０が光軸方向に移動すると、そのフォーカス位置調整リング１０に押されて支持フレーム８が（コイルバネ１６の弾性力によってフォーカス位置調整リング１０側に押し付けられた状態で）光軸方向に沿って移動する。ここでは、バネ取付片１５が、本発明の当接部に相当する。 As will be described later, when the focus position adjustment ring 10 is rotated with respect to the focus position adjustment frame 9, the rotational movement is converted into a linear movement by the screw-shaped cam portion 23, and the focus position adjustment ring 10 is moved in the optical axis direction. (Up and down direction in FIG. 1). In this case, the lower end portion of the focus position adjusting ring 10 is in contact with the spring mounting piece 15 of the support frame 8 (see FIG. 6). Therefore, when the focus position adjustment ring 10 moves in the optical axis direction, the support frame 8 is pressed by the focus position adjustment ring 10 (in a state where the support frame 8 is pressed against the focus position adjustment ring 10 side by the elastic force of the coil spring 16). Move along the axial direction. Here, the spring mounting piece 15 corresponds to the contact portion of the present invention.
フォーカス位置調整リング１０の本体部２４の外周面には、フォーカス位置調整用の駆動ユニット１１からの回転駆動力を伝達するためのギア部２８が全周にわたって設けられている。この場合、駆動ユニット１１のモータの回転駆動力が、ギア部２８を介してフォーカス位置調整リング１０に伝達され、フォーカス位置調整リング１０が回転する。また、このフォーカス位置調整リング１０の本体部２４の外周面には、回転位置検出板２６が外側に向けて突出して設けられている。フロントフレーム５には、この回転位置検出板２６を検知するセンサ２７が取り付けられている。このセンサ２７は、回転位置検出板２６がセンサ２７の検知エリア（図中のコの字状の空間）を通過しているか否かを、オン／オフ信号として検知する機能を備えている。本実施の形態では、フォーカス位置調整を行うときの光軸方向の位置Ｚ１〜Ｚ２に対応する回転位置θ１〜θ２のときに、回転位置検出板２６がセンサ２７の検知エリアを通過する（オン信号を出力する）ように、回転位置検出板２６の長さが設定されている（図７参照）。図７に示すように、θ１は、ＦＡＲ端に対応する回転位置であり、θ２は、原点（ＣＳマウント規格の焦点位置）に対応する回転位置である。また、θ３は、ＮＥＡＲ端に対応する回転位置である。 A gear portion 28 for transmitting the rotational driving force from the focus position adjusting drive unit 11 is provided on the outer peripheral surface of the main body portion 24 of the focus position adjusting ring 10 over the entire circumference. In this case, the rotational driving force of the motor of the drive unit 11 is transmitted to the focus position adjustment ring 10 via the gear portion 28, and the focus position adjustment ring 10 rotates. Further, a rotational position detecting plate 26 is provided on the outer peripheral surface of the main body 24 of the focus position adjusting ring 10 so as to protrude outward. A sensor 27 for detecting the rotational position detection plate 26 is attached to the front frame 5. This sensor 27 has a function of detecting, as an on / off signal, whether or not the rotational position detection plate 26 passes through a detection area (a U-shaped space in the figure) of the sensor 27. In the present embodiment, the rotational position detection plate 26 passes the detection area of the sensor 27 at the rotational positions θ1 to θ2 corresponding to the positions Z1 to Z2 in the optical axis direction when the focus position is adjusted (ON signal). The length of the rotational position detection plate 26 is set so as to output (see FIG. 7). As shown in FIG. 7, θ1 is a rotational position corresponding to the FAR end, and θ2 is a rotational position corresponding to the origin (CS mount standard focal position). Θ3 is a rotational position corresponding to the NEAR end.
この場合、センサ２７が、フォーカス位置調整リング１０の回転位置θ２を検出できる。したがって、カメラ装置１の電源を入れたときに、フォーカス位置調整リング１０の回転位置が原点よりＦＡＲ側であるのか、原点よりＮＥＡＲ側であるのかを、センサ２７からの出力信号（オン／オフ信号）によって検出することができる。例えば、電源を入れたときにセンサ２７からオン信号が出力された場合には、フォーカス位置調整リング１０の回転位置が原点よりＦＡＲ側であるので、フォーカス位置調整リング１０をＮＥＡＲ側に回転させると原点を見つけることができる。一方、電源を入れたときにセンサ２７からオフ信号が出力された場合には、フォーカス位置調整リング１０の回転位置が原点よりＮＥＡＲ側であるので、フォーカス位置調整リング１０をＦＡＲ側に回転させると原点を見つけることができる。このように、フォーカス位置調整リング１０の回転位置を、センサ２７を使って検出することができる。 In this case, the sensor 27 can detect the rotational position θ2 of the focus position adjustment ring 10. Therefore, when the camera apparatus 1 is turned on, an output signal (ON / OFF signal) from the sensor 27 indicates whether the rotation position of the focus position adjusting ring 10 is FAR side from the origin or NEAR side from the origin. ) Can be detected. For example, when an ON signal is output from the sensor 27 when the power is turned on, the rotation position of the focus position adjustment ring 10 is on the FAR side from the origin, and therefore when the focus position adjustment ring 10 is rotated to the NEAR side. You can find the origin. On the other hand, when an off signal is output from the sensor 27 when the power is turned on, the rotation position of the focus position adjustment ring 10 is closer to the NEAR side than the origin, and therefore the focus position adjustment ring 10 is rotated to the FAR side. You can find the origin. Thus, the rotational position of the focus position adjustment ring 10 can be detected using the sensor 27.
また、回転位置検出板２６は、フォーカス位置調整リング１０の回転量に対する光軸方向の移動量の比に対応する傾斜角で傾斜している（図８参照）。したがって、センサ２７は、常に一定の位置で回転位置検出板２６を検知することができる。つまり、センサ２７からみた回転位置検出板２６の位置（光軸方向の相対的な位置）は、常に一定であるともいえる。 The rotation position detection plate 26 is inclined at an inclination angle corresponding to the ratio of the movement amount in the optical axis direction to the rotation amount of the focus position adjustment ring 10 (see FIG. 8). Therefore, the sensor 27 can always detect the rotational position detection plate 26 at a fixed position. That is, it can be said that the position of the rotational position detection plate 26 (relative position in the optical axis direction) viewed from the sensor 27 is always constant.
以上のように構成されたカメラ装置１について、図面を参照してその動作を説明する。ここでは、本発明の特徴的な動作として、フォーカス位置を調整するときの動作を説明する。 The operation of the camera device 1 configured as described above will be described with reference to the drawings. Here, as a characteristic operation of the present invention, an operation when adjusting the focus position will be described.
図６は、本発明の実施の形態のカメラ装置１においてフォーカス位置を調整するときの様子を説明するための図である。例えば、図６（ａ）には、撮像素子６を光軸方向の前側（図６における下側）に移動させた状態が示されている。この状態からフォーカス位置調整用の駆動ユニット１１を作動させると、駆動ユニット１１からの回転駆動力がフォーカス位置調整リング１０に伝達されて、フォーカス位置調整リング１０がフォーカス位置調整フレーム９に対して回転する。 FIG. 6 is a diagram for explaining a state when the focus position is adjusted in the camera apparatus 1 according to the embodiment of the present invention. For example, FIG. 6A shows a state in which the image sensor 6 is moved to the front side in the optical axis direction (lower side in FIG. 6). When the focus position adjusting drive unit 11 is operated from this state, the rotational driving force from the drive unit 11 is transmitted to the focus position adjusting ring 10, and the focus position adjusting ring 10 rotates with respect to the focus position adjusting frame 9. To do.
フォーカス位置調整リング１０が回転すると、ねじ形状のカム部２３によって回転運動が直線運動に変換され、図６（ｂ）に示すように、フォーカス位置調整リング１０が光軸方向の後側（図６における上側）に移動する。この場合、支持フレーム８のバネ取付片１５がフォーカス位置調整リング１０に当接しているので、支持フレーム８はフォーカス位置調整リング１０に押されて（コイルバネ１６の弾性力によってフォーカス位置調整リング１０側に押し付けられた状態で）光軸方向の後側に移動する。なお、このとき、フォーカス位置調整リング１０が光軸方向に移動しても、センサ２７からみた回転位置検出板２６の位置（光軸方向の相対的な位置）は常に一定である（図６（ａ）および（ｂ）参照）。このようにして、撮像素子６を支持する支持フレーム８を光軸方向に沿って移動させて、フォーカス位置の調整が行われる。 When the focus position adjusting ring 10 is rotated, the rotational movement is converted into a linear movement by the screw-shaped cam portion 23, and as shown in FIG. 6B, the focus position adjusting ring 10 is rearward in the optical axis direction (FIG. 6). To the upper side). In this case, since the spring mounting piece 15 of the support frame 8 is in contact with the focus position adjustment ring 10, the support frame 8 is pushed by the focus position adjustment ring 10 (on the focus position adjustment ring 10 side by the elastic force of the coil spring 16. Move to the rear side in the optical axis direction. At this time, even if the focus position adjustment ring 10 moves in the optical axis direction, the position of the rotational position detection plate 26 (relative position in the optical axis direction) viewed from the sensor 27 is always constant (FIG. 6 ( a) and (b)). In this way, the focus position is adjusted by moving the support frame 8 that supports the imaging device 6 along the optical axis direction.
このような本発明の実施の形態のカメラ装置１によれば、フォーカス位置調整フレーム９にねじ形状のカム部２３を設けることにより、従来のカム構造に比べてカム長さを長くとることができ、フォーカス位置調整の分解能を高くすることが可能になる。 According to the camera apparatus 1 of the embodiment of the present invention, the cam length can be made longer than that of the conventional cam structure by providing the focus position adjustment frame 9 with the screw-shaped cam portion 23. It is possible to increase the resolution of focus position adjustment.
すなわち、本実施の形態では、フォーカス位置調整リング１０をフォーカス位置調整フレーム９に対して回転させると、ねじ形状のカム部２３によって回転運動が直線運動に変換され、フォーカス位置調整リング１０が光軸方向に沿って移動する。支持フレーム８は、このフォーカス位置調整リング１０に当接しているので、フォーカス位置調整リング１０に押されて（コイルバネ１６の弾性力によってフォーカス位置調整リング１０側に押し付けられた状態で）光軸方向に沿って移動する。このように、撮像素子６を支持する支持フレーム８を光軸方向に沿って移動させて、フォーカス位置の調整を行うことができる。 That is, in the present embodiment, when the focus position adjustment ring 10 is rotated with respect to the focus position adjustment frame 9, the rotational movement is converted into a linear movement by the screw-shaped cam portion 23, and the focus position adjustment ring 10 is moved to the optical axis. Move along the direction. Since the support frame 8 is in contact with the focus position adjustment ring 10, it is pushed by the focus position adjustment ring 10 (in a state where the support frame 8 is pressed against the focus position adjustment ring 10 side by the elastic force of the coil spring 16). Move along. In this way, the focus position can be adjusted by moving the support frame 8 that supports the imaging device 6 along the optical axis direction.
この場合、フォーカス位置調整フレーム９の円筒部１８の外周面にねじ構造を持ったカム部２３を設けているので、従来のカム構造に比べてカム長さを長くとることができる。例えば、図７に示すように、従来のカム構造では、カム長さを十分に長くとることができなかったので、少しの回転量θ１〜θ３’しか得られなかった。これに対して、本実施の形態では、ねじ形状のカム構造を採用することによって、カム長さを十分に長くとることができ、十分な回転量をθ１〜θ３を得ることができる。したがって、フォーカス調整リングの単位回転量に対する光軸方向の移動量を小さくすることができ、つまり、光軸方向の移動の分解能（フォーカス位置調整の分解能）を高くすることが可能になる。 In this case, since the cam portion 23 having a screw structure is provided on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 18 of the focus position adjusting frame 9, the cam length can be made longer than that of the conventional cam structure. For example, as shown in FIG. 7, in the conventional cam structure, the cam length could not be made sufficiently long, so that only a small amount of rotation θ1 to θ3 ′ was obtained. On the other hand, in this embodiment, by adopting a screw-shaped cam structure, the cam length can be made sufficiently long, and a sufficient amount of rotation θ1 to θ3 can be obtained. Therefore, the amount of movement in the optical axis direction relative to the unit rotation amount of the focus adjustment ring can be reduced, that is, the resolution of movement in the optical axis direction (resolution of focus position adjustment) can be increased.
また、本実施の形態では、フォーカス位置の調整を行うときに、フォーカス位置調整リング１０を駆動ユニット１１のモータの回転駆動力によって回転させると、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、フォーカス位置調整リング１０が光軸方向に移動するが、回転位置検出板２６は、フォーカス位置調整リング１０の回転量に対する光軸方向の移動量の比に対応する傾斜角度で傾斜しているので、センサ２７からみた回転位置検出板２６の位置（光軸方向の相対的な位置）は常に一定である。したがって、フォーカス位置調整リング１０の回転位置を検出するためのセンサ２７の位置を（フォーカス位置調整リング１０に伴って動かす必要がなく）一定の場所に配置することができる。つまり、フォーカス位置調整リング１０が光軸方向に移動しても、固定されたセンサ２７の前（一定の場所）を必ず通るようにすることができる。 Further, in this embodiment, when the focus position is adjusted, if the focus position adjustment ring 10 is rotated by the rotational driving force of the motor of the drive unit 11, as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). The focus position adjustment ring 10 moves in the optical axis direction, but the rotational position detection plate 26 is inclined at an inclination angle corresponding to the ratio of the movement amount in the optical axis direction to the rotation amount of the focus position adjustment ring 10. The position of the rotational position detection plate 26 as viewed from the sensor 27 (relative position in the optical axis direction) is always constant. Therefore, the position of the sensor 27 for detecting the rotational position of the focus position adjustment ring 10 can be arranged at a fixed location (without moving with the focus position adjustment ring 10). That is, even if the focus position adjusting ring 10 moves in the optical axis direction, it can be sure to pass in front of the fixed sensor 27 (a certain place).
また、本実施の形態では、図４に示すように、ガタ防止バネ２０によって支持フレーム８が円筒部１８の内周面に押し付けられているので、フォーカス位置の調整を行うときにガタが発生するのを防止することができ、フォーカス位置の調整中の撮影画像の揺れ（画揺れ）を防止することができる。支持フレーム８を光軸方向に移動させるためには、円筒部１８の内周面との間にある程度のクリアランスが必要となるが、そのようなクリアランスを設けるとガタが発生するおそれがある。しかし、本実施の形態では、ガタ防止バネ２０によって与圧をかけることにより、支持フレーム８が一定方向に押し付けられるので、支持フレーム８を光軸方向させたときの画揺れが防止される。 Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the support frame 8 is pressed against the inner peripheral surface of the cylindrical portion 18 by the play preventing spring 20, so that play occurs when adjusting the focus position. Can be prevented, and shaking of the captured image (image shaking) during adjustment of the focus position can be prevented. In order to move the support frame 8 in the direction of the optical axis, a certain amount of clearance is required between the support frame 8 and the inner peripheral surface of the cylindrical portion 18. However, in the present embodiment, the support frame 8 is pressed in a certain direction by applying a pressure by the play preventing spring 20, so that the image shake when the support frame 8 is moved in the optical axis direction is prevented.
以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above by way of example, but the scope of the present invention is not limited to these embodiments, and can be changed or modified in accordance with the purpose within the scope of the claims. is there.
以上のように、本発明にかかるカメラ装置は、フォーカス位置調整の分解能を高くすることが可能になるという効果を有し、監視カメラや家庭用ビデオカメラ等として用いられ、有用である。 As described above, the camera device according to the present invention has an effect that it is possible to increase the resolution of focus position adjustment, and is useful as a surveillance camera or a home video camera.
１ カメラ装置
６ 撮像素子
７ 撮像素子ユニット
８ 支持フレーム
９ フォーカス位置調整フレーム
１０ フォーカス位置調整リング
１５ バネ取付片
１６ コイルバネ
１８ 円筒部
２０ ガタ防止バネ
２３ カム部
２４ 本体部
２５ ねじ部
２６ 回転位置検出板
２７ センサ
２８ ギア部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Camera apparatus 6 Image pick-up element 7 Image pick-up element unit 8 Support frame 9 Focus position adjustment frame 10 Focus position adjustment ring 15 Spring attachment piece 16 Coil spring 18 Cylindrical part 20 Backlash prevention spring 23 Cam part 24 Main part 25 Screw part 26 Rotation position detection plate 27 Sensor 28 Gear section
Claims (3)
前記支持フレームが内側にスライド可能に挿着される円筒部を有し、前記円筒部の外周面にねじ形状のカム部が設けられたフォーカス位置調整フレームと、
前記円筒部の外側に嵌着されるリング状の本体部を有し、前記本体部の内周面に前記カム部に対応する形状のねじ部が設けられたフォーカス位置調整リングと、
を備え、
前記フォーカス位置調整リングは、前記フォーカス位置調整フレームに対して回転させることにより、光軸方向に沿って移動可能であり、
前記支持フレームは、前記フォーカス位置調整リングに当接する当接部と、前記フォーカス位置調整リング側に前記支持フレームを押し付ける弾性部材を備えたことを特徴とするカメラ装置。 A support frame for supporting the image sensor;
A focus position adjustment frame having a cylindrical portion in which the support frame is slidably inserted inwardly, and a screw-shaped cam portion is provided on an outer peripheral surface of the cylindrical portion;
A focus position adjustment ring having a ring-shaped main body portion fitted to the outside of the cylindrical portion, and provided with a thread portion having a shape corresponding to the cam portion on the inner peripheral surface of the main body portion;
With
The focus position adjustment ring is movable along the optical axis direction by rotating with respect to the focus position adjustment frame;
The camera device, wherein the support frame includes a contact portion that contacts the focus position adjustment ring and an elastic member that presses the support frame toward the focus position adjustment ring.
前記回転位置検出板は、前記フォーカス位置調整リングの回転量に対する光軸方向の移動量の比に対応する傾斜角度で傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のカメラ装置。 A gear portion for transmitting a rotational driving force of a focus position adjusting motor for rotating the focus position adjusting ring to the focus position adjusting ring on an outer peripheral surface of the main body portion of the focus adjusting ring, and the focus position A rotational position detection plate for detecting the rotational position of the adjustment ring with a sensor,
The camera device according to claim 1, wherein the rotation position detection plate is inclined at an inclination angle corresponding to a ratio of a movement amount in the optical axis direction to a rotation amount of the focus position adjustment ring.
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