JP2011061371A - アオリ調整機構を具えた撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アオリ調整に高い精度が得られると共に、生産能率の向上を図ることが出来る撮像装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る撮像装置は、撮像素子が内蔵された装置本体を具え、装置本体には、撮像素子のアオリ角度を調整するためのアオリ調整機構81と、装置本体の開口部と撮像素子との間に介在して撮像素子の光軸に直交する方向へスライド可能なスライド部材66が配備され、該スライド部材66には、スライド方向に沿って赤外線カットフィルター671とダミーガラス板672とが並置され、該スライド部材66は、撮像素子の光軸上に赤外線カットフィルター671を配置したデイ撮影位置と、撮像素子の光軸上にダミーガラス板672を配置したナイト撮影位置と、前記開口部から入射する光を直接に撮像素子へ導くアオリ調整位置との間で、往復移動させることが出来る。
【選択図】図４

Description

本発明は、ＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子を具えた撮像装置に関し、特に、撮像素子のアオリ角度を調整するためのアオリ調整機構を具えた撮像装置に関するものである。

例えば、レンズ交換タイプ(ＣＳマウント)の監視用カメラにおいては、装着するレンズによって光学的なバラツキがあるため、レンズ取り付け面を基準に撮像素子の撮像面のアオリ角度を高精度に調整する必要がある。そこで、レーザオートコリメータ方式を用いたアオリ調整が採用されている(特許文献１、２参照)。

ところで、カメラを用いた日中の撮影では、レンズを経て取り込まれる光に可視光と近赤外線とが含まれており、近赤外線成分によって赤みがかった画像となるため、レンズを経て取り込まれる光から近赤外線成分を除去する必要がある。これに対し、夜間における撮影では、レンズを経て取り込まれる光には可視光が殆ど含まれなくなるので、近赤外線成分を取り込んで感度を高める必要がある。

そこで、撮像素子の前方位置に、撮像素子の光軸に直交する方向へスライド可能なスライド部材を配備し、該スライド部材には、スライド方向に沿って赤外線カットフィルターとダミーガラス板とを並置して、日中の撮影時には、撮像素子の光軸上に赤外線カットフィルターを配置したデイ撮影位置にスライド部材を移動させ、夜間の撮影時には、撮像素子の光軸上にダミーガラス板を配置したナイト撮影位置にスライド部材を移動させることが行なわれている(特許文献３参照)。

特開２００５−２４１６２１号公報 特開２００８−２７８１２４号公報 特開２００５−３１８２３７号公報

アオリ調整は、カメラの組立工程で行なわれるが、撮像素子の前方位置に赤外線カットフィルターとダミーガラス板を具えたスライド部材が配備されているカメラにおいては、アオリ調整用のレーザ光を撮像素子に照射する際、スライド部材がカメラ本体に取り付けられた状態ではスライド部材が邪魔になるため、スライド部材や、スライド部材よりも後に組み付けられることとなる部材(例えばレンズユニットを取り付けるためのレンズマウント部材など)がカメラ本体から取り外された状態で、レーザ光を撮像素子に照射してアオリ調整を行なう必要がある。

しかしながら、レンズマウント部材をカメラ本体に組み付ける前にアオリ調整を行なう場合、レンズマウント部材を基準にすることが出来ないため、他の部材(例えばレンズマウント部材を取り付けるためのシャーシなど)を基準とせざるを得ず、これによってアオリ調整の精度が低くなる虞がある。
又、カメラ本体に撮像素子を固定するまでの前半の組立工程と、その後にカメラ本体にレンズマウント部材を組み立てるまでの後半の組立工程との間に、アオリ調整の工程が介在するため、組立工程が途中で中断することとなり、これによって生産能率が低下する問題があった。

そこで本発明の目的は、アオリ調整に高い精度が得られると共に、生産能率の向上を図ることが出来る撮像装置を提供することである。

本発明に係る撮像装置は、撮像素子が内蔵された装置本体と、該装置本体の前面に開口する開口部に脱着可能に取り付けられるレンズユニットとを具え、装置本体には、撮像素子のアオリ角度を調整するためのアオリ調整機構と、前記開口部と撮像素子との間に介在して撮像素子の光軸に直交する方向へスライド可能なスライド部材が配備され、該スライド部材には、スライド方向に沿って赤外線カットフィルターとダミーガラス板とが並置され、該スライド部材は、撮像素子の光軸上に赤外線カットフィルターを配置したデイ撮影位置と、撮像素子の光軸上にダミーガラス板を配置したナイト撮影位置との間で、往復移動させることが可能である。
前記スライド部材は、前記デイ撮影位置及びナイト撮影位置から更にスライドさせて、前記開口部から入射する光を直接に撮像素子へ導くことが可能なアオリ調整位置まで移動させることが可能に支持されている。

具体的構成において、前記スライド部材には、アオリ調整位置にて撮像素子の光軸上に配置されて、前記開口部から入射する光を撮像素子へ向けて通過させる光通過窓が開設されている。
又、前記スライド部材を前記デイ撮影位置、ナイト撮影位置及びアオリ調整位置の間で往復駆動する駆動機構を更に具えている。

上記本発明の撮像装置においては、その組立工程にて、撮像素子、アオリ調整機構、スライド部材、レンズマウント部材等、装置本体のアセンブリを構成する全ての部材を組み立てた後、アオリ調整機構を操作してアオリ調整を実施する。
この際、スライド部材は、アオリ調整位置まで移動させる。アオリ調整においては、例えばレンズマウント部材を基準として、撮像素子の向きを僅かに変化させつつ、レーザ光を撮像素子に向けて照射する。
レーザ光は、レンズマウント部材の開口からスライド部材の光通過窓を通過して撮像素子の撮像面へ導かれ、その反射光の向きによって撮像素子のアオリ角度が検知され、アオリ調整が施される。

本発明に係る撮像装置によれば、装置本体のアセンブリを構成する全ての部材を組み立てた後にアオリ調整を実施することが出来るので、アオリ調整に高い精度が得られると共に、生産能率の向上を図ることが出来る。

図１は、カメラ本体からレンズユニットを取り外した状態を示す斜視図である。 図２は、カメラ本体のアセンブリを前面側から見た正面図である。 図３は、図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図４は、カメラ本体のアセンブリを前面側から見た分解斜視図である。 図５は、カメラ本体のアセンブリを背面側から見た分解斜視図である。 図６は、カメラ本体のアセンブリに配備されるバックフォーカス調整機構の一部破断斜視図である。 図７は、バックフォーカス調整機構においてリング部材が前進した状態を示す断面図である。 図８は、バックフォーカス調整機構においてリング部材が後退した状態を示す断面図である。 図９は、カメラ本体のアセンブリをデイ撮影モードに設定した状態を示す斜視図である。 図１０は、デイ撮影モードにてカメラ本体のアセンブリからレンズマウント部を取り外した状態を示す斜視図である。 図１１は、カメラ本体のアセンブリをナイト撮影モードに設定した状態を示す斜視図である。 図１２は、ナイト撮影モードにてカメラ本体のアセンブリからレンズマウント部を取り外した状態を示す斜視図である。 図１３は、カメラ本体のアセンブリをアオリ調整モードに設定した状態を示す斜視図である。 図１４は、アオリ調整モードにてカメラ本体のアセンブリからレンズマウント部を取り外した状態を示す斜視図である。

以下、本発明をレンズ交換タイプ(ＣＳマウント)の監視用カメラに実施した形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
図１に示す如く本発明に係る監視用カメラ(10)は、ＣＭＯＳイメージセンサ(３)が内蔵されたカメラ本体(１)と、レンズ交換のためのレンズユニット(２)とから構成される。

カメラ本体(１)には、その前面側にレンズユニット(２)を取り付けるためのマウント部(４)が配備され、該マウント部(４)には、図３に示す如く、これを前面(4a)から背面(4b)まで貫通する貫通孔(43)が開設されており、該貫通孔(43)の内面壁には雌ネジ(44)が形成されている。

一方、レンズユニット(２)には、図１に示す様に、マウント部(４)の雌ネジ(44)にマウント部(４)の前面(4a)側から螺合する雄ネジ部(21)が形成されている。該雄ネジ部(21)は、雌ネジ(44)の前面(4a)側の一部の領域にのみ螺合する長さを有しており、該雌ネジ(44)には、マウント部(４)へのレンズユニット(２)の装着時においてレンズユニット(２)の雄ネジ部(21)が螺合することのない領域が存在している。

斯くして、マウント部(４)の雌ネジ(44)は、レンズユニット(２)の雄ネジ部(21)が螺合する領域を形成する雌ネジ部(41)と、レンズユニット(２)の雄ネジ部(21)が螺合することのない領域を形成すると共に前記雌ネジ部(41)と連続する第２の雌ネジ部(42)とから構成されている。

マウント部(４)の背面側には、図３〜図５に示す如く、レンズの光軸(91)周りに回転可能なリング部材(５)が配備されている。該リング部材(５)は、光軸(91)周りに回転する平歯車によって構成されており、該リング部材(５)の前面側には、第２の雌ネジ部(42)に螺合する第２の雄ネジ部(51)が形成されている。

従って、第２の雄ネジ部(51)が第２の雌ネジ部(42)にねじ込まれる回転方向にリング部材(５)を回転させることにより、リング部材(５)は、図７に示す如く前進することになる。一方、前記回転方向とは逆の回転方向にリング部材(５)を回転させることにより、リング部材(５)は、図８に示す如く後退することになる。

リング部材(５)の背面側には、図３〜図５に示す如く、光軸(91)に沿って移動可能なシャーシ(61)が配備され、該シャーシ(61)は、カメラ本体(１)に固定されるべきプレート(63)に支持された複数の圧縮バネ(62)によってリング部材(５)へ向けて付勢されている。

ＣＭＯＳイメージセンサ(３)は、光軸(91)上の位置にて基板(31)上に搭載されており、該基板(31)には、２つの板金部材(67)(68)が固定されて、後述するアオリ調整時に一体となって移動するセンサーユニットを構成している。一方の板金部材(68)の外周部には、背面側から３本のビス(69)が貫通して、各ビス(69)の先端部がシャーシ(61)に螺合している。又、該板金部材(68)とシャーシ(61)との間には３つのバネ(60)が介在している。
尚、２つの板金部材(67)(68)は１つの板金部材として構成することも可能である。

従って、３本のビス(69)のシャーシ(61)に対するねじ込み量を加減することによって、ＣＭＯＳイメージセンサ(３)の姿勢を調整することが出来る。
斯くして、シャーシ(61)、センサーユニット、３本のビス(69)、及び３つのバネ(60)によって、ＣＭＯＳイメージセンサ(３)のアオリ角度を調整するためのアオリ調整機構(81)が構成される。

リング部材(５)の背面には、図３及び図５に示す如く光軸(91)を中心とする円筒状の係合部(52)が突設される一方、シャーシ(61)の前面には、図３及び図４に示す如くリング部材(５)の係合部(52)が係合する係合受け部(64)が凹設されており、図３に示す様に該係合受け部(64)の内周面は、係合部(52)の外周面に摺接している。
従って、リング部材(５)の係合部(52)とシャーシ(61)の係合受け部(64)は、互いに係合した状態で、光軸(91)周りに相対回転することが可能である。

上述の如くシャーシ(61)は、圧縮バネ(62)によってリング部材(５)へ向けて付勢されているので、リング部材(５)の回転によって該リング部材(５)が前進又は後退する何れの場合であっても、リング部材(５)の係合部(52)とシャーシ(61)の係合受け部(64)との係合が、圧縮バネ(62)の付勢力により維持されることになる。従って、リング部材(５)に対するシャーシ(61)の相対位置は変わることがなく、その結果、シャーシ(61)に搭載されているＣＭＯＳイメージセンサ(３)は、リング部材(５)から一定の距離だけ背面側に後退した位置に保持されることとなる。

斯くして、上述したシャーシ(61)と複数の圧縮バネ(62)とによって、リング部材(５)から一定の距離だけ背面側に後退した位置にＣＭＯＳイメージセンサ(３)を保持する保持機構(６)が構成されている。
そして、図３及び図６に示す様に、マウント部(４)の背面側に形成されている第２の雌ネジ部(42)、リング部材(５)及び保持機構(６)によって、バックフォーカス調整機構が構成されている。

上記バックフォーカス調整機構においては、上述の如く、リング部材(５)を回転させることにより、リング部材(５)が、図７に示す如く前進し、又は図８に示す如く後退する。一方、ＣＭＯＳイメージセンサ(３)は、保持機構(６)によってリング部材(５)から一定の距離だけ背面側に後退した位置に保持されているので、リング部材(５)の前進又は後退に追従してＣＭＯＳイメージセンサ(３)は前進又は後進することになる。
従って、リング部材(５)を回転させることにより、レンズユニット(２)を構成するレンズとＣＭＯＳイメージセンサ(３)との間の距離、即ちバックフォーカスを調整することが出来る。

ＣＭＯＳイメージセンサ(３)が搭載されているシャーシ(61)には更に、図６に示す如く、モータ(７)と、リング部材(５)を構成している平歯車にモータ(７)の回転力を伝達する歯車機構(71)とが搭載されている。

この様にリング部材(５)をモータ(７)によって駆動する構成においては、モータ(７)の回転角度に応じてリング部材(５)の光軸(91)に沿う位置が変化し、その結果、ＣＭＯＳイメージセンサ(３)の光軸(91)に沿う位置も変化することになる。即ち、ＣＭＯＳイメージセンサ(３)の光軸(91)に沿う位置は、モータ(７)の回転角度に応じて変化することになる。従って、モータ(７)の回転角度を調整することにより、バックフォーカスを調整することが出来る。

又、シャーシ(61)の前面には更に、図４に示す如く、係合受け部(64)と重なってガイド溝(65)が形成されており、該ガイド溝(65)は、係合受け部(64)にリング部材(５)の係合部(52)が係合したとき、該係合部(52)とガイド溝(65)の底面との間に隙間が形成されるような深さ寸法を有している。

そして、図３に示す様に、ガイド溝(65)には、その底面と係合部(52)との間に形成される上記隙間に、スライド部材(66)が配備されており、該スライド部材(66)は、ガイド溝(65)に沿って光軸(91)に垂直な方向へスライドすることが可能である。

スライド部材(66)には、図４に示す様に、そのスライド方向に沿って、赤外線カットフィルタ(671)と、該赤外線カットフィルタ(671)と光路長が同じになる様な厚さを有するダミーガラス板(672)が併設されると共に、ダミーガラス板(672)の側方には、光通過窓(673)が開設されている。
シャーシ(61)には、モータ(72)を動力源としてスライド部材(66)をガイド溝(65)に沿って往復駆動するスライド駆動機構(８)が配備されている。

スライド駆動機構(８)の駆動によって、スライド部材(66)は、ＣＭＯＳイメージセンサ(３)の光軸(91)上に赤外線カットフィルター(671)を配置したデイ撮影位置と、ＣＭＯＳイメージセンサ(３)の光軸(91)上にダミーガラス板(672)を配置したナイト撮影位置と、ＣＭＯＳイメージセンサ(３)の光軸(91)上に光通過窓(673)を配置したアオリ調整位置の３つの位置の間を往復移動し、３つの位置に選択的に設定される。

上記監視用カメラ(10)を用いた日中の撮影時には、レンズユニット(２)から取り込まれる光には可視光と近赤外線が含まれているため、その光をそのままＣＭＯＳイメージセンサ(３)に与えると、赤みがかった画像となる。そこで、日中の撮影時においては、図９及び図１０に示す如くスライド部材(66)はデイ撮影位置に設定され、光軸(91)上に赤外線カットフィルタ(671)が配置される。これにより、デイ撮影モードが設定されて、レンズユニット(２)から取り込まれた光は、赤外線カットフィルタ(671)によって近赤外線成分が除去されてＣＭＯＳイメージセンサ(３)に入射することになる。その結果、良好な画像の取得が可能となる。

一方、夜間の撮影時には、レンズユニット(２)から取り込まれる光には可視光が殆ど含まれなくなるので、感度を高める必要がある。そこで、夜間の撮影においては、図１１及び図１２に示す如くスライド部材(66)はナイト撮影位置に設定され、光軸(91)上にダミーガラス板(672)が配置される。これにより、ナイト撮影モードが設定されて、レンズユニット(２)から取り込まれた光は、ダミーガラス板(672)を通過して、近赤外線成分が除去されることなく、ＣＭＯＳイメージセンサ(３)に入射することになる。その結果、暗い環境での撮影が可能となる。

上記監視用カメラ(10)の組立工程においては、図３〜図５に示すアセンブリ(1a)を構成する全ての部材を組み立てた後、アオリ調整を実施する。
アオリ調整においては、図１３及び図１４に示す如く、スライド部材(66)をアオリ調整位置に設定し、光軸上に光通過窓(673)を配置する。これによって、図１３の如くレンズマウント部(４)の開口からＣＭＯＳイメージセンサ(３)の撮像面が露出することになる。そこで、ＣＭＯＳイメージセンサ(３)の撮像面にレーザ光を照射しつつ、図４に示すアオリ調整機構(81)のビス(69)を正逆に回転させることによって、ＣＭＯＳイメージセンサ(３)のアオリ角度を調整する。
アオリ調整の終了後は、アオリ調整機構(81)のビス(69)を接着剤により板金部材(68)に固定し、ＣＭＯＳイメージセンサ(３)の姿勢を確定する。

上記監視用カメラ(10)によれば、カメラ本体(１)のアセンブリ(1a)を構成する全ての部材を組み立てた後にアオリ調整を実施することが出来るので、アオリ調整に高い精度が得られると共に、生産能率の向上を図ることが出来る。

尚、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、スライド部材(66)をモータ(72)によって駆動する構成を採用しているが、手動によって往復移動させることも可能である。

又、上記実施形態においては、ＣＭＯＳイメージセンサ(３)を撮像素子として採用したが、これに限らず、ＣＣＤイメージセンサ等の種々の撮像素子を採用することが出来る。

(10) 監視用カメラ
(１) カメラ本体
(11) アセンブリ
(２) レンズユニット
(３) ＣＭＯＳイメージセンサ
(４) マウント部
(５) リング部材
(６) 保持機構
(61) シャーシ
(66) スライド部材
(671) 赤外線カットフィルター
(672) ダミーガラス板
(673) 光通過窓
(72) モータ
(８) スライド駆動機構
(81) アオリ調整機構
(91) 光軸

Claims (3)

1. 撮像素子が内蔵された装置本体と、該装置本体の前面に開口する開口部に脱着可能に取り付けられるレンズユニットとを具え、装置本体には、撮像素子のアオリ角度を調整するためのアオリ調整機構と、前記開口部と撮像素子との間に介在して撮像素子の光軸に直交する方向へスライド可能なスライド部材が配備され、該スライド部材には、スライド方向に沿って赤外線カットフィルターとダミーガラス板とが並置され、該スライド部材は、撮像素子の光軸上に赤外線カットフィルターを配置したデイ撮影位置と、撮像素子の光軸上にダミーガラス板を配置したナイト撮影位置との間で、往復移動させることが可能な撮像装置において、
   前記スライド部材は、前記デイ撮影位置及びナイト撮影位置から更にスライドさせて、前記開口部から入射する光を直接に撮像素子へ導くことが可能なアオリ調整位置まで移動させることが可能に支持されていることを特徴とするアオリ調整機構を具えた撮像装置。
2. 前記スライド部材には、アオリ調整位置にて撮像素子の光軸上に配置されて、前記開口部から入射する光を撮像素子へ向けて通過させる光通過窓が開設されている請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記スライド部材を前記デイ撮影位置、ナイト撮影位置及びアオリ調整位置の間で往復駆動する駆動機構を更に具えている請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。

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