JP2011118229A

JP2011118229A - レンズ装置のフィルタ機構

Info

Publication number: JP2011118229A
Application number: JP2009276592A
Authority: JP
Inventors: Shunichiro Ouchi; 俊一郎大内
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2009-12-04
Filing date: 2009-12-04
Publication date: 2011-06-16
Anticipated expiration: 2029-12-04
Also published as: JP5424838B2; CN102096169A; CN102096169B

Abstract

【課題】複数のフィルタを保持するフィルタ枠を回転させて光学系の光路に挿入するフィルタを切替可能にしたフィルタ機構において、フィルタ枠の前後に配置された枠によってフィルタ枠を回転軸の部分で支持する構造にガタを設けてフィルタ枠が円滑に回転するようにし、フィルタ枠の板部の両側に環状に隆起した突条環を設けると共に、前後の枠にその突条環に当接する隆起部を形成してフィルタ枠のガタの範囲を制限することにより、レンズ装置の姿勢等によらず、フィルタ枠が円滑に回転するようにしたレンズ装置のフィルタ機構を提供する。
【解決手段】フィルタ枠３０は、前後の取付枠５０と保持枠６０によって回転軸Ｂに位置で回動可能にガタを有して軸支される。フィルタ枠３０の両面には断面が半円状に突出した突条環（４２）が形成され、取付枠５０、保持枠６０には、その突条環に当接してフィルタ枠の傾きや変位を規制するための隆起部（５６）が形成される。
【選択図】図３

Description

本発明はレンズ装置のフィルタ機構に係り、特に主として監視用途のＣＣＴＶ（Closed Circuit Television）カメラ（監視カメラ）に使用されるＣＣＴＶレンズに適用されるフィルタ機構に関する。

監視カメラに使用されるＣＣＴＶレンズ等のレンズ装置において、ＮＤフィルタ、ＩＲフィルタ等の複数種のフィルタを光路上に切り替えて挿入するフィルタ機構を備えたものが知られている（例えば特許文献１、２等参照）。

本願発明のフィルタ機構は、特許文献１のように複数のフィルタを保持するフィルタ枠（ターレット）を回転させて光学系の光路に挿入するフィルタを切替可能にしたフィルタ機構である。例えば、光学系の光軸に対して直行する方向に配置された円板状のフィルタ枠を備え、そのフィルタ枠の中心軸が回転軸として光学系の光軸に対してずれた位置で平行に回転可能に支持されるとともに、フィルタ枠を回転軸の周りに所定回転角度おきに回転させたときに光学系の光路を通過するフィルタ枠の位置に各種フィルタが装着される複数の開口（フィルタ設置部）を備えている。そして、フィルタ枠の周縁部に形成されたギヤに係合するモータでフィルタ枠を回転させることにより、フィルタ枠に保持された複数のフィルタのうちのいずれかのフィルタを切り替えて光学系の光路に挿入することができるようになっている。

この種のフィルタ機構において、フィルタ枠は、光軸方向の前後に配置された取付枠（後側）及び保持枠（前側）に挟まれた状態で回動可能に支持されており、例えば、フィルタ枠の中心位置において後面側に支軸が突設され、前面側に軸受穴が形成される。一方、取付枠には軸受穴が形成され、フィルタ枠の後面の支軸がその軸受穴に嵌合される。また、保持枠には支軸が突出形成され、フィルタ枠の前面の軸受穴にその支軸が嵌合される。これにより、フィルタ枠が取付枠及び保持枠に挟まれた状態で回動可能に支持されている。

特開２００１−２７３０３６号公報特開２００４−３４７６２４号公報

ところで、フィルタ枠の前後に配置される取付枠と保持枠は鏡胴を構成する鏡胴部材の所定位置にネジなどで固定される。そのため、全ての製品のフィルタ機構においてフィルタ枠にガタが生じるように設計しておかなければ、製品によっては製作誤差によりフィルタ枠が取付枠と保持枠との間に狭圧されてしまう恐れがある。このとき、フィルタ枠が円滑に回転しないという問題がある。フィルタ枠をモータで回転させる場合にはモータの消費電力が過大になる。

一方、上記のようにフィルタ枠にガタが生じるようにした場合、レンズ装置の姿勢によって、光軸方向に対するフィルタ枠の傾きや位置が変動し、フィルタ枠とモータとの連結状態（フィルタ枠に形成されるギヤとフィルタ枠に動力を伝達するギアとの連結状態）が悪くなったり、フィルタ枠の板部が取付枠や保持枠に面接触する等の原因によって、フィルタ枠が円滑に回転しないという問題が生じる。フィルタ枠とモータとの連結状態が悪いと、モータの消費電力が過大になるという問題以外にも異音が発生する等の不具合がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、複数のフィルタを保持するフィルタ枠を回転させて光学系の光路に挿入するフィルタを切替可能にしたフィルタ機構において、レンズ装置の姿勢等によらず、フィルタ枠が円滑に回転するようにしたレンズ装置のフィルタ機構を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に係るレンズ装置のフィルタ機構は、複数のフィルタを保持する板状体のフィルタ枠を回転させて光学系の光路に挿入するフィルタを切替可能にしたレンズ装置のフィルタ機構において、前記フィルタ枠の前後に配置され、前記フィルタ枠を挟み込んだ状態で回動可能に支持する第１枠及び第２枠と、前記フィルタ枠の回転軸上において、前記フィルタ枠と前記第１枠のうち、いずれか一方に支軸が形成されると共に、他方に該支軸と略ガタなく嵌合する軸受穴が形成され、前記フィルタ枠の回転軸上において、前記フィルタ枠と前記第２枠のうち、いずれか一方に支軸が形成されると共に、他方に該支軸とガタを有する大きさの軸受穴が形成され、前記フィルタ枠の前面及び後面に環状に突出した突条環が形成されると共に、前記第１枠及び第２枠における前記突条環に対向する環状線上の所定複数位置に、周囲よりも隆起した隆起部が形成され、前記第１枠の前記隆起部と前記第２枠の隆起部のいずれかに前記突条環が当接する範囲内に、前記フィルタ枠の傾き及び変位が制限されたことを特徴としている。

即ち、本発明によれば、フィルタ枠が円滑に回転するように、フィルタ枠を挟持する第１枠と第２枠のいずれか一方とガタを有する状態でそれらの支軸及び軸受穴を係合させるようにしている。一方、この場合に、レンズ装置の姿勢によっては、フィルタ枠が第１枠や第２枠に面接触してしまい摩擦抵抗によってフィルタ枠が円滑に回転しないという場合や、フィルタ枠をモータで回転させる場合にはフィルタ枠とモータとの連結状態が悪くてフィルタ枠が円滑に回転しないとう場合が生じる恐れがあるが、フィルタ枠の両面に突設された突条環と、第１枠及び第２枠に突設された隆起部との略点接触によって微小な摩擦抵抗により、フィルタ枠の傾きや変位を制限（位置規制）したため、レンズ装置の姿勢等によらずフィルタ枠が円滑に回転するようになる。

請求項２に係るレンズ装置のフィルタ機構は、請求項１に記載の発明において、前記突条環は断面が略円形状に隆起し、前記隆起部は先端に平面を有する形状に隆起したことを特徴としている。本発明は、突条環とこれに当接する隆起部の好ましい形状の一形態を示したものである。

請求項３に係るレンズ装置のフィルタ機構は、請求項１又は２に記載の発明において、前記フィルタ枠は、モータと係合するギヤを有し、該モータの駆動力によって回動することを特徴としている。フィルタ枠をモータで駆動する場合には、フィルタ枠の傾きや変位が大きいとモータとの連結状態が悪化し、フィルタ枠が円滑に回転しないという問題（モータの消費電力が過大となる問題）や異音が発生する問題などが生じるため、請求項１に記載の発明のようにフィルタ枠の傾きや変位を制限してフィルタ枠が円滑に回転するようにしたことは大きな効果となる。

本発明に係るレンズ装置のフィルタ機構によれば、レンズ装置の姿勢によらずフィルタ枠が円滑に回転するようになる。

本発明に係るフィルタ機構を備えたレンズ装置の概観を示した斜視図。図１のレンズ装置の後端部に設置された本発明に係るフィルタ機構を抽出して示した斜視図。フィルタ機構のフィルタ枠、取付枠、及び、保持枠を分解して前側から示した分解斜視図。フィルタ機構のフィルタ枠、取付枠、及び、保持枠を分解して前側から示した分解斜視図。図１においてフィルタ枠の回転軸に沿って縦方向に切断した断面図。フィルタ枠及びその一部を拡大して前面側から示した斜視図。取付枠及びその一部を拡大して前面側から示した斜視図。保持枠及びその一部を拡大して後面側から示した斜視図。取付枠及び保持枠の隆起部を通過する位置でフィルタ枠を回転軸に沿って切断した要部拡大断面図。

以下、添付図面に従って本発明に係るレンズ装置のフィルタ機構の好ましい実施の形態について詳述する。

図１は、本発明に係るフィルタ機構を備えたレンズ装置の概観を示した斜視図である。同図に示すレンズ装置１０は、例えば、監視などの用途に使用されるＣＣＴＶカメラに使用されるレンズ装置（ＣＣＴＶレンズ）であり、詳細は省略するが、鏡胴の主要部をなす固定鏡胴枠１２に各種構成部品が組み付けられており、中心軸（光軸Ａ）に沿って被写体像を結像するための光学系を構成するフォーカスレンズ群、ズームレンズ群等のレンズ群が配置されている。そして、鏡胴の後端部には本発明に係るフィルタ機構１４が設置されている。

図２は、図１のレンズ装置１０の後端部に設置された本発明に係るフィルタ機構１４を示した斜視図である。同図に示すようにフィルタ機構１４は、鏡胴の後端部に固定される鏡胴枠２０に支持されており、主としてフィルタ枠３０、取付枠５０、保持枠６０、ステッピングモータ７０とから構成されている。図３及び図４にフィルタ枠３０、取付枠５０、及び、保持枠６０を分解して示した斜視図が示されており、図３は、レンズ装置１０の斜め前側（対物側）から示した斜視図であり、図４は、レンズ装置１０の斜め後側から示した斜視図である。

図２乃至図４に示すように、取付枠５０は、フィルタ枠３０の後方側に配置され、ネジ２２、２２、２２により鏡胴枠２０にネジ止めされる。保持枠６０は、フィルタ枠３０の前方側に配置され、ネジ２４によりステッピングモータ７０及び取付枠５０と共に鏡胴枠２０にネジ止めされ、ネジ２６により取付枠５０と共に鏡胴枠２０にネジ止めされている。これによって取付枠５０、保持枠６０、及び、ステッピングモータ７０が鏡胴枠２０に対して所定位置に固定される。フィルタ枠３０は、円板状の板状体で形成されており、詳細は後述するが、その中心軸を回転軸Ｂとして回動可能に取付枠５０と保持枠６０との間に軸支されている。

光学系の光路は、光軸Ａの周辺部に形成されており、保持枠６０はその光路となる部分を遮蔽しない形状に切り欠かれ、取付枠５０は光路となる部分に開口５２が形成されている。フィルタ枠３０には、フィルタ枠３０を回転軸Ｂを中心に回転させた場合に、所定回転角度おき（約１２０度おき）に光路となる板部３２の位置に所定種類のフィルタを設置するためのフィルタ設置部３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃが開口として形成されている。図２乃至図４のフィルタ設置部３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃには、実際に設置されるフィルタが図示されず、素通しの状態（何も設置されない状態）となっているが、例えば、１つは素通しの状態とし、残り２つは、減光率の異なるＮＤフィルタが設置される。尚、フィルタ設置部３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃに設置されるフィルタの種類は任意である。

また、フィルタ枠３０の周縁にはギヤ３６が形成されており、このギヤ３４にステッピングモータ７０の回転軸に設けられたギヤ７２（図４参照）が噛合され、ステッピングモータ７０の駆動力によってフィルタ枠３０が回転軸Ｂを中心に回動するようになっている。従って、ステッピングモータ７０によりフィルタ枠３０を回転させることによって、フィルタ枠３０の所望のフィルタが設置されたフィルタ設置部３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃを光路となる位置に設置し、そのフィルタを光学系の光路に挿入することができると共に、光学系の光路に挿入するフィルタの種類を切り替えることができるようになっている。尚、本実施の形態ではステッピングモータ７０によってフィルタ枠３０を回転させるフィルタ機構を示したが、フィルタ枠３０を回転させるモータはステッピングモータでなくても他の種類のモータでも良いし、また、フィルタ枠３０を手動で回転させる機構であっても本発明は適用できる。

続いて、取付枠５０と保持枠６０との間に回動可能に軸支されるフィルタ枠３０の支持構造について詳説する。図５は、図１においてフィルタ枠３０の回転軸Ｂに沿って縦方向に切断した断面図であり、図中右側がレンズ装置１０の前側（対物側）となる方向を示す。同図に示すようにフィルタ枠３０の中心位置（回転軸Ｂの位置）には、後面側に円柱状の支軸３８が突設され、前面側に円柱状（断面が円状）の軸受穴４０が形成されている。

一方、フィルタ枠３０の前方に配置される保持枠６０の後面側には、回転軸Ｂの位置に円柱状の支軸６２が突設されており、その支軸６２は、フィルタ枠３０の前面側の軸受穴４０に略隙間なく嵌合している。

また、フィルタ枠３０の後方に配置される取付枠５０の前面側には、回転軸Ｂの位置に円柱状の軸受穴５４が形成されており、この軸受穴５４は、保持枠６０の支軸６２がフィルタ枠３０の軸受穴４０に嵌合した状態において、製作誤差の大きいものでも確実にフィルタ枠３０の後面側の支軸３８が嵌入する程度に支軸３８より大きめの径で形成されると共に、フィルタ枠３０が回転軸Ｂの方向に確実にガタを有する深さで形成されている。即ち、軸受穴５４は支軸３８との間でガタを有するように形成されている。これよって、フィルタ枠３０が取付枠５０と保持枠６０とで狭圧されることにより円滑に回転しないという不具合が防止される。尚、フィルタ枠３０の板部３２が配置される部分の取付枠５０と保持枠６０との隙間は、板部３２の幅（厚み）よりも大きくなるように取付枠５０と保持枠６０との設置間隔（形状）が設計されている。

一方、上記のようなフィルタ枠３０のガタに対して、レンズ装置１０の姿勢等にかかわらず、フィルタ枠３０の周縁のギヤ３６とステッピングモータ７０との連結状態を良好に保つと共に、フィルタ枠３０の板部３２が取付枠５０又は保持枠６０に面接触することを防止するため、フィルタ枠３０と取付枠５０との間、及び、フィルタ枠３０と保持枠６０との間に、フィルタ枠３０のガタ（傾き及び変位）を所定範囲内に制限する規制構造が設けられている。

図６は、フィルタ枠３０及びその一部を拡大して前面側から示した斜視図であり、図７は、取付枠５０及びその一部を拡大して前面側から示した斜視図であり、図８は、保持枠６０及びその一部を拡大して後面側から示した斜視図である。

図６に示すように、フィルタ枠３０の板部３２の前面３２Ａ及び後面３２Ｂには各々、フィルタ設置部３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃよりも外周側に、断面が略半円状に隆起した前面側突条環４２及び後面側突条環４４（図６では前面側突条環４２のみ図示、後面側突条環４４は図４、図９参照）が形成されている。

一方、図７に示すように取付枠５０の前面において、フィルタ枠３０の後面側突条環４４に対向する環状線上の３カ所の位置に周辺よりも隆起した先端部に平面を有する隆起部５６、５６、５６（拡大図参照）が形成される。また、図８に示すように保持枠６０の前面において、フィルタ枠３０の前面側突条環４２に対向する環状線上の４カ所の位置に周辺よりも隆起した隆起部６４、６４、６４、４６が形成される。

図９に、これらの隆起部５６、６４を通過する位置でフィルタ枠３０を回転軸Ｂに沿って切断した断面図を示す。同図に示す用に、フィルタ枠３０の板部３２の前面３２Ａに形成された前面側突条環４２は、その先端部が保持枠６０の隆起部６４の隆起した隆起面に略当接する状態となり、フィルタ枠３０の板部３２の後面３２Ｂに形成された後面側突条環４４は、その先端部が取付枠５０の隆起部５６の隆起した隆起面に略当接する状態となる。これによれば、フィルタ枠３０のガタ（回転軸Ｂに対する傾き、及び、回転軸Ｂの方向への変位）が、前面側突条環４２と後面側突条環４４のいずれか一方が隆起部６４又は隆起部５６に当接するまでの狭い範囲に制限される。

従って、フィルタ枠３０の周縁のギヤ３６とステッピングモータ７０との連結状態が良好に保たれる。また、前面側突条環４２又は後面側突条環４４が、隆起部６４又は隆起部５６に当接した状態であっても接触面積が小さいためにフィルタ枠３０の回転時に微小な摩擦抵抗しか生じず、大きな摩擦抵抗の発生も防止される。これにより、レンズ装置１０の姿勢によらず、フィルタ枠３０が円滑に回転するようになっている。

尚、フィルタ枠３０の前面側突条環４２と後面側突条環４４は、回転軸Ｂ（フィルタ枠３０の中心軸）に対して異なる半径上の位置に形成されているが、同じ半径上の位置に形成してもよく、フィルタ枠３０の他の構成部が形成されない半径上の位置であればどの位置でも良い。また、図９では、隆起部５６と隆起部６４が同じ断面内に存在するものとしているが、実際には同じ断面内にはなく、それらを設ける位置は相互に無関係である。また、上記実施の形態では、前面側突条環４２、後面側突条環４４は断面が略半円状とし、隆起部５６、６４は先端部に平面を有するものとしたが、これらの形状は、これに限らない。また、取付枠５０と保持枠６０の各々に隆起部５６と隆起部６４を設ける数は、前面側突条環４２又は後面側突条環４４との摩擦抵抗が問題とならない範囲であれば、何カ所に設けてもよい。

以上、上記実施の形態では、フィルタ枠３０の後面側に支軸３８、前面側に軸受穴４０を設けた構成としたが、これとは逆にフィルタ枠３０の前面側に支軸３８と同様の支軸、後面側に軸受穴４０と同様の軸受穴を設け、取付枠５０にフィルタ枠３０の後面側の軸受穴に略嵌合する支軸を突設し、保持枠６０にフィルタ枠３０の前面側の支軸をガタを有して嵌入する軸受穴を形成してもよい。また、フィルタ枠３０と取付枠５０との間、及び、フィルタ枠３０と保持枠との間において、支軸と軸受穴は、対になっていれば、どちらに設けてもよく、例えば、フィルタ枠３０の両側に支軸を突出形成した態様も可能である。また、ガタを有するように形成する支軸と軸受穴（上記実施の形態では、フィルタ枠３０の後面側の支軸３８と取付枠５０の軸受穴５４）は、必ずしも形成する必要はなく、その場合も極限的なガタを有するように形成された支軸と軸受穴とみなすことができ、ガタを有するように形成された支軸と軸受穴に相当するものとする。

また、上記実施の形態では、ＣＣＴＶレンズのフィルタ機構に本願発明を適用した場合について説明したが、本願発明に係るフィルタ機構は、ＣＣＴＶレンズに限らず任意の種類のレンズ装置のフィルタ機構に適用できる。

１０…レンズ装置、１２…固定鏡胴枠、１４…フィルタ機構、２０…鏡胴枠、３０…フィルタ枠、３２…板部、３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ…フィルタ設置部（開口）、３６…ギヤ、３８…支軸、４０…軸受穴、４２…前面側突条環、４４…後面側突条環、５０…取付枠、５２…開口、５４…軸受穴、５６、６４…隆起部、６０…保持枠、６２…支軸、７０…ステッピングモータ、Ａ…光軸、Ｂ…回転軸

Claims

複数のフィルタを保持する板状体のフィルタ枠を回転させて光学系の光路に挿入するフィルタを切替可能にしたレンズ装置のフィルタ機構において、
前記フィルタ枠の前後に配置され、前記フィルタ枠を挟み込んだ状態で回動可能に支持する第１枠及び第２枠と、
前記フィルタ枠の回転軸上において、前記フィルタ枠と前記第１枠のうち、いずれか一方に支軸が形成されると共に、他方に該支軸と略ガタなく嵌合する軸受穴が形成され、
前記フィルタ枠の回転軸上において、前記フィルタ枠と前記第２枠のうち、いずれか一方に支軸が形成されると共に、他方に該支軸とガタを有する大きさの軸受穴が形成され、
前記フィルタ枠の前面及び後面に環状に突出した突条環が形成されると共に、前記第１枠及び第２枠における前記突条環に対向する環状線上の所定複数位置に、周囲よりも隆起した隆起部が形成され、
前記第１枠の前記隆起部と前記第２枠の隆起部のいずれかに前記突条環が当接する範囲内に、前記フィルタ枠の傾き及び変位が制限されたことを特徴とするレンズ装置のフィルタ機構。
前記突条環は断面が略円形状に隆起し、前記隆起部は先端に平面を有する形状に隆起したことを特徴とする請求項１のレンズ装置のフィルタ機構。
前記フィルタ枠は、モータと係合するギヤを有し、該モータの駆動力によって回動することを特徴とする請求項１、又は、２のレンズ装置のフィルタ機構。